KR101362230B1 - 지뢰 탐지 로봇 - Google Patents

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KR101362230B1
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Abstract

본 발명은 지뢰 탐지 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 또는 탱크 등의 자율 이동 로봇에 탈부착이 가능하도록 장착되어 지상 또는 지중에 매설된 지뢰를 탐지할 수 있는 지뢰 탐지 로봇에 관한 것이다.

Description

지뢰 탐지 로봇 {Robot Detecting Mine}
본 발명은 지뢰 탐지 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 또는 탱크 등의 자율 이동 로봇에 탈부착이 가능하도록 장착되어 자율 이동하면서 지상 또는 지중에 매설된 지뢰를 탐지할 수 있는 지뢰 탐지 로봇에 관한 것이다.
지뢰 탐지 장치는 이동 수단에 장착되어 상기 이동 수단의 이동에 따라 지뢰를 감지하는 방식과 소형으로 구성되어 인력이 직접 지뢰 매설 위험 영역을 스캐닝하는 방식으로 구분된다.
상기 이동 수단에 장착된 지뢰 탐지 장치는 지뢰를 1차적으로 전도성 물체를 감지하는 감지 센서와 2차적으로 전도성 물체의 정확한 위치를 추적하는 위치 추적 디텍터를 포함하여 구성될 수 있다.
그러나, 종래의 지뢰 탐지 장치는 상기 감지 센서가 전단에 배치되고,상기 위치 추적 디텍터가 후단에 배치되므로 상기 감지 센서가 전도성 물체를 감지하는 경우 후단의 위치 추적 디텍터가 정확한 위치를 찾지 못하고 전진할 경우 피폭의 위힘이 있으므로 안정성을 확실하지 담보하지 못하는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 1차적으로 전도성 물체를 감지하는 감지 센서 전단에 수평 방향으로 지뢰의 위치를 스캐닝하는 위치 추적 디텍터를 배치함으로써 안정성과 지뢰 탐지의 정확성 및 효율성을 높일 수 있는 지뢰 탐지 로봇을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 지뢰 탐지 로봇은 자율 이동 로봇과; 상기 자율 이동 로봇 전면에 형성된 프레임과, 상기 프레임의 이동 방향에서 최소 상기 이동 수단의 너비를 커버할 수 있도록 전면을 따라 배치되고 전기적 전도성 물체를 탐지하도록 설계된 다수 개의 감지 센서로 구성된 감지 센서 어레이와, 상기 프레임 상부에 연결되고, 수평 방향으로 회동하여 상기 전도성 물체의 정확한 위치를 스캐닝하는 위치 추적 디텍터 유닛과, 상기 감지 센서 어레이와 위치 추적 디텍터 유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 지뢰 탐지 장치를 포함하고, 상기 위치 추적 디텍터 유닛은 상기 위치 추적 디텍터가 감지 센서보다 전단에 배치될 수 있는 길이로 형성되고; 수평 방향으로 회전 가능하게 형성된 회동부와, 일단이 상기 회동부와 연결되고, 타단에 캐리지가 장착된 암부를 포함하는 회전팔과; 상기 캐리지 하단에 장착되어 상기 전도성 물체의 정확한 위치를 스캐닝하는 위치 추적 디텍터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 회동부는 구동 모터와 기어 어셈블리를 포함하여 구성되거나; 중공형의 모터, 감속기, 브레이크로 형성된 관절 유닛으로 구성되어 수평 방향으로 회동할 수 있도록 제어하는 특징으로 한다.
또한, 상기 감지 센서가 상기 전기적 전도성 물체를 감지하면 상기 이동 수단을 즉각적으로 정지시키는 비상 정지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 지뢰 탐지 로봇은 단일의 위치 추적 디텍터가 감지 센서 전단에 위치하도록 설계되고, 상기 위치 추적 디텍터가 회전팔에 의해 수평 방향으로 회동하면서 지뢰의 정확한 위치를 스캐닝할 수 있으므로 지뢰 탐지의 안정성은 물론 정확성 및 효율성을 높일 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지뢰 탐지 로봇을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 입면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 지뢰 탐지 방법을 개략적으로 도시한 동작도이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지뢰 탐지 로봇을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 입면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따른 지뢰 탐지 로봇은 커플링 수단(110)에 의해 자율 이동 로봇 몸체의 전면에 탈부착할 수 있는 프레임(10)과 상기 프레임의 이동 방향에서 최소 자율 이동 로봇 몸체의 너비를 커버할 수 있도록 전면을 따라 배치되고, 전기적 전도성 물체를 탐지하도록 설계된 다수 개의 감지 센서(20)로 구성된 감지 센서 어레이와 상기 프레임과 연결되고, 수평 방향으로 회동하면서 상기 센서에 의해 감지된 물체의 위치와 타입을 정확하게 탐지하는 위치 추적 디텍터 유닛과 상기 감지 센서, 위치 추적 디텍터 유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자율 이동 로봇은 차량이나 탱크 등과 같은 자율 이동 수단은 물론, 원격에서 제어되는 무인 차량을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지뢰 탐지 로봇은 상기 자율 이동 로봇에 일체로 제작될 수 있으며, 이 경우 상기 프레임의 커플링 수단은 배제될 수 있다.
상기 프레임(10)은 자율 이동 로봇의 전면에 커플링 수단(110)에 의해 결합될 수 있으며, 상기 커플링 수단(110)은 지뢰 탐지가 필요한 경우에만 지뢰 탐지 장치를 이동 수단 전면에 연결시키도록 탈착이 가능하도록 구성된다.
또한, 상기 커플링 수단(110)은 지뢰 탐지 장치에 전원 공급 및 제어 신호를 송수신하기 위해 전기적 접속 수단의 역할도 수행한다. 따라서, 상기 커플링 수단(110)이 상기 이동수단에 결합되면 동시에 전기적으로도 접속된다.
여기서, 상기 커플링 수단(110)은 기차의 차량 간 연결 또는 차량의 캐리어 연결 등에 통상적으로 사용되는 결합 방식에 의해 구성될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 지뢰 탐지 로봇은 자율 이동 로봇내에서 또는 외부의 원격 제어 장치로부터 구동이 제어될 수 있도록 신호 배선을 포함할 수 있으며, 상기 신호 배선은 프레임 내부에 실장되어 상기 커플링 수단(110)을 통해 상기 이동 수단과 전기적으로 접속되도록 구성될 수 있다.
본 실시예에서는 감지 센서(20)가 4개가 형성되는 것에 관한 것이지만, 이동 수단의 너비에 따라 배치되는 감지 센서의 수는 변경될 수 있음은 자명한 것이다.
상기 감지 센서(20)는 사각형상의 전자기 코일 형태이고, 프레임의 진행 방향에서 전면에 형성되되, 상기 프레임의 진행 방향에서 수직 방향으로 연장된 프레임의 센서 지지 빔에 장착될 수 있다.
상기 다수 개의 감지 센서(20)로 구성된 감지 센서 어레이는 자율 이동 로봇의 너비와 같거나 더 넓은 면적을 커버할 수 있도록 배치될 수 있다.
상기 감지 센서(20)는 상기 자율 이동 로봇의 내부에서 제어될 수 있도록 상기 프레임과 자율 이동 로봇은 전기적으로 연결되어 있으며, 전기 전도성 물체의 존재를 감지한다.
그리고 상기 위치 추적 디텍터 유닛은 상기 프레임 상부에 연결되어 수평 방향으로 회동하는 회전팔과 상기 회전팔 끝단에 형성된 위치 추적 디텍터를 포함하여 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 회전팔은 상기 프레임과 연결단에 형성되어 수직 축을 따라 수평 방향으로 회전 가능하게 형성된 회동부(310)와 상기 회동부와 연결된 암부(320)와 상기 암부 타단에 형성되어 상기 위치 추적 디텍터(40)를 수용하는 캐리지(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 암부(320)의 일단은 상기 회동부(310)와 연결되고, 타단은 상기 캐리지(330)와 연결될 수 있다.
따라서, 상기 감지 센서(20)로부터 전기 전도성 물체가 감지되면, 상기 회전 팔의 수평 회동을 제어하여 상기 캐리지(330)에 장착된 위치 추적 디텍터(40)를 스캐닝하여 상기 전기 전도성 물제의 정확한 위치를 추적할 수 있다.
상기 회전팔의 암부(320)는 상기 위치 추적 디텍터(40)가 상기 감지 센서(20)보다 전단에 위치하도록 프레임 전단보다 길게 형성될 수 있다.
상기 회동부(310)는 회동을 위한 구동력을 발생하는 구동 모터(311)와 상기 구동 모터로부터 발생된 동력을 감속하여 전달하는 기어 어셈블리(312)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 구동 모터(311)는 정밀한 회동 제어를 위해 서보 모터 또는 스텝 모터로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 회전팔은 상기 기어 어셈블리로부터 전달된 동력에 따라 수평 방향으로 회동할 수 있으며, 이에 따라 상기 회전팔의 암부 말단에 형성된 위치 추적 디텍터(40)가 수평 방향으로 이동하면서 지뢰의 정확한 위치를 스캐닝할 수 있다.
그리고 상기 회동부(310)는 도 2의 (b)와 같이 수평 방향으로 회전한 관절 유닛으로 구성될 수 있으며, 상기 관절 유닛은 중공형의 구동 모터(313)와 감속기(314) 및 브레이크(315)를 포함하여 구성될 있다.
따라서, 상기 회동부(310)를 컴팩트한 유닛으로 구성할 수 있으며, 상기 관절 유닛이 중공형으로 구성됨으로써 중공된 내부를 통해 각종 배선을 연결할 수 있으므로 공간을 효율적으로 이용하고, 회전시에 배선의 꼬임을 방지할 수 있다.
그리고 상기 프레임 하단에서는 지뢰 탐지 장치를 지지하면서 이동시키기 위한 한 쌍의 바퀴(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 지뢰 탐지 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 지뢰 탐지 방법을 개략적으로 도시한 동작도이다.
도 3을 참조하면, 지뢰 탐지 장치가 결합된 이동 수단이 전진(바람직하게는 시속 5km 이하를 유지)하면서 전단에 배치된 감지 센서가 지상 또는 지중에 매설된 전도성 물체를 감지하면 상기 자율 이동 로봇은 즉시 이동을 정지한다.
여기서, 본 발명에 따른 지뢰 탐지 로봇은 상기 감지 센서가 지상 또는 지중에 매설된 전도성 물체를 감지할 경우 이동 수단에 알람을 통지하고, 즉각적으로 정지시키기 위한 비상 정지 수단을 더 포함할 수 있다.
상기 비상 정지 수단은 감지 센서가 전도성 물체를 감지할 경우 전진 이동 중인 이동 수단의 진행을 정지시키기 위한 브레이크 신호를 생성하여 이동 수단에 전송하는 알람 모듈로 구성될 수 있으며, 상기 알람 모듈은 제어부와 일체로 구성될 수 있다.
상기와 같이 감지 센서로부터 전도성 물체가 감지되면 상기 이동 수단은 스캔 마진을 고려한 거리를 후진한 후 회전팔을 수평 방향으로 이동하면서 위치 추적 디텍터를 스캐닝하면서 전진한다.
본 발명에 따른 지뢰 탐지 장치는 감지 센서가 전도성 물체를 감지할 경우 후진을 한 후 상기 감지 센서 전단에 배치된 위치 추적 디텍터를 좌우 수평 방향으로 스캐닝하며, 혹시라도 상기 위치 추적 디텍터가 전도성 물체를 감지하지 못할 경우 상기 위치 추적 디텍터 후단에 위치한 감지 센서가 다시 전도성 물체를 감지하게 되므로 2중으로 안전을 보장할 수 있다.
상기 회전팔의 스캐닝 각도는 최소 센서가 배치된 센서부의 너비만큼을 커버할 정도의 각도로 설정할 수 있으며, 상기 설정된 스캐닝 각도에 따라 회전팔이 좌우로 이동하면서 상기 위치 추적 디텍터가 상기 전도성 물체의 정확한 위치를 추적하게 된다.
상기와 같이 전도성 물체의 위치가 추적되고, 타입 감지에 따라 상기 전도성 물체가 지뢰로 판정되면 장약 또는 중공 장약을 상기 전도성 물체의 정확한 위치에 위치시킨 후 지뢰를 제거할 수 있다.
여기서, 지뢰 탐지 장치는 상기 장약 또는 중공 장약을 수용하고, 상기 장약 또는 중공 장약을 설치하는 구성을 더 포함하여 구성할 수 있으며, 별도의 장치로 구성할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 프레임 20 : 감지 센서
310 : 회동부 320 : 암부
330 : 캐리지 40 : 위치 추적 디텍터
50 : 바퀴

Claims (4)

  1. 자율 이동 로봇과;
    상기 자율 이동 로봇 전면에 형성된 프레임과, 상기 프레임의 이동 방향에서 최소 상기 이동 수단의 너비를 커버할 수 있도록 전면을 따라 배치되고 전기적 전도성 물체를 탐지하도록 설계된 다수 개의 감지 센서로 구성된 감지 센서 어레이와, 상기 프레임 상부에 연결되고, 수평 방향으로 회동하여 상기 전도성 물체의 정확한 위치를 스캐닝하는 위치 추적 디텍터 유닛과, 상기 감지 센서 어레이와 위치 추적 디텍터 유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 지뢰 탐지 장치를 포함하고,
    상기 위치 추적 디텍터 유닛은 상기 위치 추적 디텍터가 감지 센서보다 전단에 배치될 수 있는 길이로 형성되고;
    수평 방향으로 회전 가능하게 형성된 회동부와, 일단이 상기 회동부와 연결되고, 타단에 캐리지가 장착된 암부를 포함하는 회전팔과;
    상기 캐리지 하단에 장착되어 상기 전도성 물체의 정확한 위치를 스캐닝하는 위치 추적 디텍터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 지뢰 탐지 로봇.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 회동부는
    구동 모터와 기어 어셈블리를 포함하여 구성되거나;
    중공형의 모터, 감속기, 브레이크로 형성된 관절 유닛으로 구성되어 수평 방향으로 회동할 수 있도록 제어하는 특징으로 하는 지뢰 탐지 로봇.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 감지 센서가 상기 전기적 전도성 물체를 감지하면 상기 이동 수단을 즉각적으로 정지시키는 비상 정지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지뢰 탐지 로봇.
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