KR101862305B1 - 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 시설물의 벽면이나 천정면에 접촉된 상태에서 표면 부착 이동이 가능한 로봇을 구성하여, 조정의 숙련도, 바람 및 GPS 수신 여부와 관계없이 로봇에 탑재된 영상장비를 통해 시설물의 상태(예; 균열, 파손 등)를 최근접된 거리에서 면밀하게 촬영할 수 있도록 함은 물론, 영상장비의 촬영 영역(예; 시설물의 모서리 영역)에 제한을 두지 않도록 하면서, 촬영된 영상정보를 통해 검사자의 현장 투입에 따른 육안 확인없이도 시설물의 상태변화를 보다 정밀하게 확인하게 되는 것이다.

Description

시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇{Unmanned aerial vehicle for facilities examination}

본 발명은 교량, 댐, 터널 등과 같은 시설물의 상태를 검사하기 위한 표면 부착 이동형 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시설물의 벽면이나 천정면에 접촉하여 이동하면서 영상장비를 통해 시설물의 상태(예; 균열, 파손 등)를 면밀하게 촬영할 수 있도록 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 교량, 댐, 터널을 포함하는 모든 시설물은 자연적, 환경적 요인 등으로 인하여 시간이 경과하면 열화 및 손상이 생기며, 이렇게 노후화되는 시설물의 기능을 유지하고 수명을 연장시키기 위해서는 시설물에 대한 지속적이고 효율적인 점검 및 진단을 실시하여야 한다.

이러한 점검 및 진단을 수행하는데 있어서 가장 기본적인 조사항목이라고 할 수 있는 것은 외관조사이다. 외관조사 중 특히 균열 및 파손에 대한 조사는 시설물 내부와 외부의 상태를 평가하고, 다음 단계의 국부적인 정밀 안전진단 수행 항목과 절차 및 방법 등을 결정하는데 있어서 매우 중요한 요소로 작용한다.

균열 및 파손에 대한 기존의 대표적인 외관조사 방법은 인력에 의한 육안 조사 방법이다. 육안검사는 그 결과를 정량적으로 표현할 수 없어서 다른 검사 결과와 비교할 수 없으므로 개인적인 지식과 경험에 의존하기 때문에 객관성이 결여된다.

또한, 주변 조건의 이력 뿐만 아니라, 현재의 상태를 정확하게 파악할 수 없으므로 과거의 검사결과와 비교할 수 없을 뿐 아니라, 콘크리트의 내부와 같이 보이지 않는 부위나 인력으로 접근하기 어려운 부위의 하자는 경험이 풍부한 기술자라도 발견할 수 없다.

특히, 균열 및 파손의 경우 일반적으로 정량적 판단이 가능한 측정기기를 사용하지 않고 육안으로 확인하는 경우가 대부분이므로 객관적인 데이터의 확보가 불가능하며, 대단면의 터널이나 교량, 대형 시설물의 경우 전단면에 대한 검사를 실시하는 것은 거의 불가능하다.

이에 종래에는 시설물에 대한 상태변화를 측정하기 위한 것으로, 공개특허공보 제 2001-0094657 호(공개일 2001.11.01)에서와 같이 카메라가 장착된 탐사로봇을 통해 교량의 결함을 탐지하거나, 공개특허공보 제 10-2008-0078167 호(공개일 2008.08.27)에서와 같이 레이저 스캐닝 방식으로 시설물의 상태변화를 검출하거나, 공개특허공보 제 10-2008-0045435 호(공개일 2008.05.23)에서와 같이 지하공간의 상태변화를 계측하도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 선행기술들의 검사장비들은 이동이 자유롭지 못한 단점을 가지고 있으며, 특히 터널, 교량 등의 시설물 표면에 대한 균열이나 파손 등의 상태변화를 검사하고자 할 때 그 측정거리를 효과적으로 조절하지 못하는 단점이 있고, 이러한 조절 기능 미비로 인해 영상장비를 통한 영상의 선명도가 저하되어 분석에 상당한 어려움이 따랐다.

이에 종래에는 무인 비행체(드론)을 이용하여 시설물의 표면 검사를 실시하기도 하였으며, 이러한 무인 비행체는 공개특허공보 제10-2016-0052238호(공개일 2016.05.12), 공개특허공보 제10-2016-0056671호(공개일 2016.05.20), 등록특허공보 제10-1617411호(등록일 2016.04.26), 등록특허공보 제10-1625634호(등록일 2016.05.24)에 개시되어 있고, 이는 회전날개(rotor)를 기관으로 회전시켜 발생하는 양력으로 비행하는 것으로서, 운용자의 조작신호를 무선으로 받아 수동으로 운용되는 것이 일반적이다.

그러나, 상기와 같은 무인비행체를 이용하여 시설물의 상태를 검사시, 상기 무인 비행체는 시설물과 일정거리를 유지하는 상태에서 비행이 이루어지는 관계로, 무인 비행체에 탑재된 영상장비를 통해 시설물 표면을 촬영시 그 이미지가 선명하게 촬영되지 못하였고, 이에따라 촬영된 이미지를 통한 시설물 상태 분석에 상당한 어려움이 있었다.

즉, 무인 비행체를 무선 조정하여 시설물에 근접시킨다 하더라도, 그 근접거리는 어느 정도의 거리가 유지되어야 하는 것이며, 따라서 무인 비행체의 영상장비를 통해 시설물 표면을 촬영시, 그 촬영된 이미지에서는 시설물에 대한 파손이 심한 경우에는 쉽게 분석할 수 있지만, 경미한 파손이나 균열의 경우에는 촬영된 이미지에 그 파손이나 균열이 제대로 나타나지 않는 경우가 많았으며, 이에 종래에는 검사자가 직접 현장에서 경미한 파손 또는 균열을 확인할 수 밖에 없는 것이다.

한편, 종래 무인 비행체의 경우에는 숙련된 검사자에 의해 비행 궤적을 자유롭게 무선 조정 가능하지만, 바람 및 GPS 수신 여부 등 외부적인 조건에 영향을 받아 숙련된 조정기술이 필요하고, 무인 비행체의 영상장비를 통해 시설물의 벽면이나 천정면을 촬영시 그 촬영 영역(예; 시설물의 모서리 영역)이 제한적일 수 밖에 없으며, 또한 시설물과 충돌시 사고의 위험이 따르고 있으며, 이에따라 무선 비행체를 이용한 시설물 검사에 한계가 따를 수 밖에 없고, 이를 보완하기 위해 검사자가 직접 육안으로 확인할 수 밖에 없었던 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선한 것으로, 시설물의 벽면이나 천정면에 접촉된 상태에서 수직/수평 이동이 가능한 표면 부착 이동형 로봇을 구성함으로써, 조정의 숙련도, 바람 및 GPS 수신 여부와 관계없이 로봇에 탑재된 영상장비를 통해 시설물의 상태(예; 균열, 파손 등)를 최근접된 거리에서 면밀하게 촬영할 수 있도록 함은 물론, 영상장비의 촬영 영역(예; 시설물의 모서리 영역)에 제한을 두지 않도록 하면서, 촬영된 영상정보를 통해 검사자의 현장 투입에 따른 육안 확인없이도 시설물의 상태변화를 보다 정밀하게 확인할 수 있도록 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇은, 검사대상 시설물을 촬영하는 영상장비와 비행 및 표면 부착 이동을 위한 양력을 발생시키도록 회전하는 복수의 비행 및 가압 로터가 마련되는 본체; 상기 본체에 형성되고, 상기 본체가 상기 검사대상 시설물을 따라 표면 부착 이동하도록 상기 본체에 추진력을 가하는 가압 추진부; 상기 본체의 양측면에 형성되고, 상기 가압 추진부에 의해 상기 본체가 상기 검사대상 시설물을 따라 이동시, 상기 검사대상 시설물에 접촉된 상태에서 구름동작하는 구름부; 상기 검사대상 시설물에 대한 상기 구름부의 접촉상태를 감지하는 센서부; 및, 상기 비행 및 가압 로터를 제어하되, 상기 센서부에 의해 감지된 정보에 따라 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉한 상태에서 상기 본체의 이동이 이루어지도록 상기 본체에 가해지는 상기 가압 추진부의 추진력을 조절하는 제어부; 를 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 본체의 저면에는 고정부를 형성하고, 상기 고정부에는 상기 영상장비가 축부를 통해 상하 방향으로 회전 가능하게 결합 구성되는 것이다.

또한, 상기 고정부에는 상기 축부에 연결되어 상기 영상장비를 회전시키기 위해 구동하는 제 1 구동부를 구성하는 것이다.

또한, 상기 본체의 중앙부위에는 상기 영상장비가 상기 축부를 통해 상방향으로 회전시 상부 촬영을 가능하게 하는 촬영홀을 형성하는 것이다.

또한, 상기 가압 추진부는 구동부의 구동에 따라 회전하면서 상기 본체를 가압하기 위한 추진력을 발생시키는 로터인 것이다.

또한, 상기 구름부는 상기 본체의 높이보다 높게 설계되는 것으로, 연결축에 양단이 탈부착 가능하게 결합되는 무한궤도이고, 상기 무한궤도는 구동부의 구동력 제어에 의해 방향전환이 가능하도록 구성하는 것이다.

또한, 상기 구름부는 상기 본체의 높이보다 높게 설계되는 것으로, 연결축에 양단이 탈부착 가능하게 결합되는 휠(wheel)이고, 상기 휠은 구동부의 구동력에 의해 방향전환이 가능하도록 구성하는 것이다.

또한, 상기 센서부는 상기 구름부에 형성되는 것으로, 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부에 출력하는 리미트스위치인 것이다.

또한, 상기 센서부는 상기 구름부에 형성되는 것으로, 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부에 출력하는 압력센서인 것이다.

또한, 상기 센서부는 상기 본체에 형성되는 것으로, 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부에 출력하는 레이저 센서인 것이다.

또한, 상기 본체에는 시설물의 협소한 공간에 대한 영상정보를 획득하기 위한 보조 영상장비를 더 포함하여 구성하고, 상기 보조 영상장비는 회전과 길이 조절이 가능한 장착 암에 결합 고정하는 것이다.

또한, 상기 장착 암은, 본체의 저면에 고정되는 제 1 연결로드; 상기 제 1 연결로드에 힌지로 회전 가능하게 결합되는 제 2 연결로드; 상기 제 2 연결로드로부터 길이 조절이 가능하도록 직선 이동되는 제 3 연결로드; 상기 제 3 연결로드에 직교되게 결합되는 제 4 연결로드; 상기 제 4 연결로드로부터 길이 조절이 가능하도록 직선 이동하는 제 5 연결로드; 및, 상기 보조 영상장비가 고정되며, 상기 제 5 연결로드에 힌지로 회전 가능하게 결합되는 제 6 연결로드; 를 포함하여 구성하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 시설물의 벽면이나 천정면에 접촉된 상태에서 수직/수평의 표면 부착 이동이 가능한 로봇을 구성한 것이며, 이를 통해 조정의 숙련도, 바람 및 GPS 수신 여부와 관계없이 로봇에 탑재된 영상장비를 통해 시설물의 상태(예; 균열, 파손 등)를 최근접된 거리에서 면밀하게 촬영할 수 있도록 함은 물론, 영상장비의 촬영 영역(예; 시설물의 모서리 영역)에 제한을 두지 않도록 하면서, 촬영된 영상정보를 통해 검사자의 현장 투입에 따른 육안 확인없이도 시설물의 상태변화를 보다 정밀하게 확인하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 구조를 보인 평면 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예로 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 구조를 보인 정면 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예로 무한궤도가 적용되는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 구조를 보인 측면 개략도.
도 4는 본 발명의 실시예로 영상장비의 회전 상태를 보인 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예로 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 전자적인 구성요소들에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 6은 본 발명의 실시예로 로봇이 시설물의 벽면과 천정면에 접촉된 상태에서 이동하는 상태를 보인 사용상태도.
도 7은 본 발명의 다른실시예로 이동형 로봇에 보조 영상장비를 적용한 상태를 보인 정면 개략도.
도 8은 본 발명의 다른실시예로 이동형 로봇에 보조 영상장비를 적용한 상태를 보인 평면 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예로 이동형 로봇에 보조 영상자이블 적용한 상태를 보인 측면 개략도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되거나 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.

명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 구조를 보인 평면 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 구조를 보인 정면 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 무한궤도가 적용되는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 구조를 보인 측면 개략도를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예로 영상장비의 회전 상태를 보인 확대도이고, 도 5는 본 발명의 실시예로 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇의 전자적인 구성요소들에 대한 개략적인 블럭 구성도이며, 도 6은 본 발명의 실시예로 로봇이 시설물의 벽면과 천정면에 접촉된 상태에서 이동하는 상태를 보인 사용상태도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇(A)은, 본체(10), 가압 추진부(20), 구름부(30), 센서부(40), 그리고 제어부(50)를 포함하여 구성하는 것이다.

상기 본체(10)는 통상적으로 비행 및 이동을 위한 양력을 발생시키도록 회전하는 복수의 비행 및 가압 로터(12)가 전방 및 후방측에 각각 형성됨은 물론, 교량, 댐, 터널 등의 검사대상 시설물(100)을 촬영하기 위한 영상장비(11)를 탑재하여둔 것이다.

즉, 상기 로봇(A)은 회전익 비행기와 이동장치를 설명하는 것으로, 상기 비행 및 가압 로터(12)는 프로펠러이며, 상기 프로펠러는 상기 본체(10)내에 구성되는 통상의 모터(M1)에 의해 회전하면서 양력을 발생시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 비행 및 가압 로터(12)의 회전력은 상기 제어부(50)에 의해 상기 모터(M1)의 구동력을 제어함으로써 달성되는 것이고, 상기 영상장비(11)의 촬영동작은 상기 제어부(50)의 제어동작에 따라 이루어지는 것이며, 상기 제어부(50)는 원격제어단말(미도시)에 의해 무선으로 원격 제어되면서 무인 비행을 위한 상기 비행 및 가압 로터(12)는 물론 상기 영상장비(11)를 제어할 수 있는 것이다.

한편, 상기 본체(10)의 저면에는 고정부(13)가 형성되도록 하였으며, 상기 고정부(13)에는 상기 영상장비(11)가 축부(h1)를 통해 상하 방향으로 회전 가능하게 결합 구성됨으로써, 상기 영상장비(11)는 검사대상 시설물(100)을 따라 수직/수평 이동시 시설물(100)의 벽면과 천정면을 선택적으로 촬영할 수 있게 되는 것이고, 이를 위해 상기 본체(10)의 중앙부위에는 상기 영상장비(11)가 상기 축부(h1)를 통해 상방향으로 회전시 상부 촬영을 가능하게 하는 촬영홀(14)을 형성하여둔 것이다.

여기서, 상기 고정부(13)에는 상기 축부(h1)에 연결되어 상기 영상장비(11)를 회전시키기 위해 구동하는 제 1 구동부(P1)를 구성하도록 하였다. 상기 제 1 구동부(P1)는 모터로서, 상기 모터의 구동축이 상기 축부(h1)에 연결 구성되며, 그 연결은 기어 맞물림 형태로 이루어지는 것이다.

상기 가압 추진부(20)는 상기 본체(10)의 전후방측에 각각 형성되는 것으로, 상기 본체(10)가 상기 검사대상 시설물(100)을 따라 부착 이동하도록 상기 본체(10)의 전방 또는 후방측 방향으로 추진력을 가하도록 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 가압 추진부(20)는 상기 검사대상 시설물(100)의 벽면을 따라 상기 본체(10)의 부착 이동이 이루어지도록 상기 본체(10)를 가압하는 로터인 것이다.

여기서, 상기 가압 추진부(20)는 비행을 위한 상기 비행 및 가압 로터(12)와 마찬가지로 모터(M2)에 의해 회전하는 프로펠러로서, 상기 본체(10)가 검사대상 시설물(100)을 따라 이동시, 상기 본체(10)의 구름부(30)가 상기 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 접촉하도록 상기 본체(10)의 전방 또는 후방에서 추진력을 제공하는 것이고, 이에따라 상기 본체(10)는 상기 비행 및 가압 로터(12)는 물론 상기 가압 추진부(20)에 의해 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 접촉되는 상태에서 수직/수평 이동이 가능한 것이다.

여기서, 상기 가압 추진부(20)의 회전에 따른 추진력은 상기 제어부(50)에 의해 상기 모터(M2)의 구동력을 제어함으로써 달성되는 것이다.

상기 구름부(30)는 상기 본체(10)의 양측면에 형성되는 것으로, 상기 가압 추진부(20)에 의해 상기 본체(10)가 상기 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면을 따라 부착 이동시, 상기 검사대상 시설물(100)에 접촉된 상태에서 구름동작이 이루어지도록 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 구름부(30)는 상기 본체(10)가 상기 비행 및 가압 로터(12)는 물론 상기 가압 추진부(20)에 의해 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 접촉하는 상태에서 이동이 가능하도록 상기 본체(10)의 높이보다 높게 설계되는 것이며, 이는 연결축(31)에 양단이 탈부착 가능하게 결합되는 무한궤도이거나, 또는 휠(wheel) 중 어느 하나인 것이다.

이때, 상기 무한궤도 또는 휠은 상기 제어부(50)의 제어를 받는 구동부(미도시)의 구동력 제어에 의해 방향전환이 가능하도록 구성하여둔 것이다.

상기 센서부(40)는 상기 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 접촉되는 상기 구름부(30)의 접촉상태를 감지하는 것으로, 상기 구름부(30)가 상기 검사대상 시설물(100)에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부(50)에 출력하는 리미트스위치이거나, 압력센서 또는 레이저 센서 중 어느 하나로 구성되거나 또는 이들을 복합적으로 구성할 수도 있는 것이다.

상기 제어부(50)는 상기 비행 및 가압 로터(12)를 제어하되, 상기 센서부(40)에 의해 감지된 정보에 따라 상기 구름부(30)가 상기 검사대상 시설물(100)에 접촉한 상태에서 상기 본체(10)의 이동이 이루어지도록 상기 본체(10)에 가해지는 상기 가압 추진부(20)의 추진력을 조절하도록 구성하여둔 것이며, 그 추진력 조절은 탑재된 제어프로그램에 의해 달성되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇은 첨부된 도 1 내지 도 6에서와 같이, 우선 작업자가 원격제어단말을 이용하여 이동신호를 발생시키면, 상기의 이동신호는 로봇(A)의 본체(10)에 마련되는 제어부(50)에 전달되면서, 상기 제어부(50)는 구동부인 모터(M1)의 제어를 통해 비행 및 가압 로터(12)를 회전시켜, 상기 로봇(A)의 본체(10)에 대한 무인 이동이 이루어지도록 한다.

다음으로, 작업자가 원격제어단말을 통해 상기 로봇(A)의 본체(10)를 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 근접 비행시키면서, 상기 본체(10)의 연결축(31)에 연결되는 구름부(30)를 상기 벽면 또는 천정면에 접촉시킨다.

그러면, 상기 본체(10) 또는 상기 구름부(30)에 형성되는 센서부(40)는 상기 구름부(30)의 접촉상태를 감지한 후 이를 상기 제어부(50)에 출력하게 되므로, 상기 제어부(50)는 가압 추진부(20)를 모터(M2)의 구동 제어를 통해 회전시켜 추진력을 발생시키게 되는 것이다.

즉, 상기 구름부(30)가 검사대상 시설물(100)의 벽면에 접촉시, 상기 제어부(50)는 모터(M2)의 구동 제어를 통해 가압 추진부(20)를 회전시키게 되고, 이에따라 상기 본체(10)는 상기 비행 및 가압 로터(12)에 의해 비행하지만, 상기 가압 추진부(20)의 회전으로부터 발생하는 추진력에 의해 상기 벽면 방향으로 이동하게 되면서, 상기 구름부(30)는 상기 검사대상 시설물(100)의 벽면으로 접촉된 상태를 유지하면서 구름동작을 하게 되며, 이에따라 상기 본체(10)는 상기 검사대상 시설물(100)의 벽면을 따라 이동하게 되는 것이다.

반면, 상기 구름부(30)가 검사대상 시설물(100)의 천정면에 접촉시에는, 상기 제어부(50)는 모터(M2)의 구동 제어를 통해 비행 및 가압 로터(12)를 회전시키고 있으므로, 상기 본체(10)는 상기 비행 및 가압 로터(12)에 의해 비행하면서 상기 천정면 방향으로 이동하게 되며, 이에따라 상기 구름부(30)는 상기 검사대상 시설물(100)의 천정면으로 접촉된 상태를 유지하면서 구름동작을 하여, 상기 본체(10)는 상기 검사대상 시설물(100)의 천정면을 따라 표면 부착된 상태로 이동하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 본체(10)가 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면을 따라 표면 부착되어 이동하는 상태에서, 원격제어단말로부터 촬영신호가 제어부(50)에 입력시, 상기 제어부(50)는 영상장비(11)의 촬영각도를 조절하는 한편, 각도 조절이 이루어진 상기 영상장비(11)를 통해 검사대상 시설물(100)의 벽면 및/또는 천정면을 근접 촬영한 후 이를 저장하거나 또는 도면에는 설명하지 않았지만 통신망을 통해 원격지의 서버로 촬영된 영상정보를 전송하여, 상기 영상정보를 통해 검사대상 시설물(100)에 대한 파손이나 균열 등의 상태를 보다 정밀하게 분석할 수 있는 것이다.

즉, 상기 영상장비(11)는 축부(h1)를 통해 고정부(13)에 상하 회전이 가능하게 결합되어 있고, 상기 축부(h1)는 제 1 구동부(P1)와 연결되어 있으므로, 상기 제어부(50)는 상기 제 1 구동부(P1)의 구동 제어를 통해 상기 영상장비(11)를 벽면을 향하도록 하거나 또는 천정면을 향하도록 그 각도를 제어할 수 있는 것이며, 이때 상기 본체(10)에는 촬영홀(14)이 형성되어 있으므로, 상기 영상장비(11)가 상방향으로 회전시, 상기 영상장비(11)는 상기 촬영홀(14)을 통해 천정면을 촬영할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 표면 부착 이동형 로봇(A)은 비행 및 가압 로터(12)를 통해 부양되어 이동이 이루어지는 상태에서, 상기 로봇(A)을 가압 추진부(20)를 통해 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 구름부(30)를 통해 밀착시켜, 상기 로봇(A)이 검사대상 시설물(100)의 벽면 또는 천정면에 접촉된 상태에서 수직/수평 이동이 이루어지도록 한 것이고, 이를 통해 조정의 숙련도, 바람 및 GPS 수신 여부와 관계없이 상기 로봇(A)의 영상장비(11)는 벽면이나 천정면에서 발생하는 파손이나 균열 상태를 일정거리를 유지한 상태에서 촬영하는 것이 아니라 최근접된 상태에서 보다 선명하게 촬영할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 첨부된 도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른실시예로, 이는 본체(10)에 시설물(100)의 협소한 공간에 대한 영상정보를 획득하기 위한 하나 또는 복수의 보조 영상장비(111)(111')를 장착 암(120)을 통해 구성하는 한편, 상기 장착 암(120)은 회전과 길이 조절이 가능하도록 구성하여둔 것이다.

즉, 상기 장착 암(120)은 상기 본체(10)의 저면에 고정되는 제 1 연결로드(121)와, 상기 제 1 연결로드(121)에 힌지(h2)로 회전 가능하게 결합되는 제 2 연결로드(122)와, 상기 제 2 연결로드(122)로부터 길이 조절이 가능하도록 직선 이동되는 제 3 연결로드(123)와, 상기 제 3 연결로드(123)에 직교되게 결합되는 제 4 연결로드(124)와, 상기 제 4 연결로드(124)로부터 길이 조절이 가능하도록 직선 이동하는 제 5 연결로드(125), 그리고 상기 보조 영상장비(111)(111')가 고정되면서 상기 제 5 연결로드(125)에 힌지(h3)로 회전 가능하게 결합되는 제 6 연결로드(126)를 포함하여 구성하여둔 것이다.

이에따라, 본 발명의 다른실시예에 따른 보조 영상장비(111)(111')는 제 1 내지 제 6 연결로드(121)(122)(123)(124)(125)(126)로 이루어진 상기 장착 암(120)을 통해 촬영하고자 하는 검사대상 시설물(100)의 방향으로 각도 조절이 가능함은 물론, 길이 조절을 통해 검사대상 시설물(100)로 근접되면서, 상기 영상장비(11)를 통해 촬영하지 못하는 검사대상 시설물(100)의 협소한 공간 부위를 촬영할 수 있게 되면서, 상기 로봇(A)의 영상장비(11)(111,111')는 벽면이나 천정면에서 발생하는 파손이나 균열 상태를 면밀하고 선명하게 촬영할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 장착 암(120)의 회전과 길이 조절은 작업자에 의해 수동 조절되거나 또는 소형 모터를 장착하여 원격 제어를 통해 작업자가 원하는 방향 및 길이로 자동 조절될 수도 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 본체 11; 영상장비
12; 비행 및 가압 로터 13; 고정부
14; 촬영홀 20; 가압 추진부
30; 구름부 31; 연결축
40; 센서부 50; 제어부
100; 검사대상 시설물 111,111'; 보조 영상장비
120; 장착 암 121; 제 1 연결로드
122; 제 2 연결로드 123; 제 3 연결로드
124; 제 4 연결로드 125; 제 5 연결로드
126; 제 6 연결로드 P1; 제 1 구동부
M1,M2,M3; 모터 h1; 축부
h2,h3; 힌지

Claims (12)

1. 검사대상 시설물을 촬영하는 영상장비와 비행 및 표면 부착 이동을 위한 양력을 발생시키도록 회전하는 복수의 비행로터가 마련되는 본체; 상기 본체의 전방 및 후방에 형성되며, 상기 본체가 상기 검사대상 시설물을 따라 표면 부착 이동하도록 구동부의 구동에 따라 회전하면서 상기 본체를 상기 검사대상 시설물의 표면으로 가압하기 위한 추진력을 발생시키는 가압로터; 상기 본체의 양측면에 형성되고, 상기 가압로터에 의해 상기 본체가 상기 검사대상 시설물을 따라 표면 부착 이동시, 상기 검사대상 시설물에 접촉된 상태에서 구름동작하는 구름부; 상기 검사대상 시설물에 대한 상기 구름부의 접촉상태를 감지하는 센서부; 및, 상기 비행로터 및 가압로터의 구동부 구동을 제어하되, 상기 센서부에 의해 감지된 정보에 따라 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉한 상태에서 상기 본체의 이동이 이루어지도록 상기 본체에 가해지는 상기 가압로터의 추진력을 조절하는 제어부; 를 포함하여 구성하고,
   상기 본체의 저면에는 고정부를 형성하고, 상기 고정부에는 상기 본체가 검사대상 시설물을 따라 수직 또는 수평 이동시 상기 검사대상 시설물의 벽면과 천정면을 선택적으로 촬영하도록 축부를 통해 상방향 또는 하방향으로 회전이 가능한 상기 영상장비 및, 상기 축부에 연결되어 상기 영상장비를 상방향 또는 하방향으로 회전시키도록 구동하는 제 1 구동부를 결합 구성하며,
   상기 본체의 중앙부위에는 상기 영상장비가 상기 축부를 통해 상방향으로 회전시 상부 촬영을 가능하게 하는 촬영홀을 형성하고,
   상기 본체에는 회전과 길이 조절이 가능한 장착 암을 결합 구성하며, 상기 장착 암에는 검사대상 시설물의 협소한 공간에 대한 영상정보를 획득하기 위한 보조 영상장비를 결합 구성하고,
   상기 장착 암은, 본체의 저면에 고정되는 제 1 연결로드; 상기 제 1 연결로드에 힌지로 회전 가능하게 결합되는 제 2 연결로드; 상기 제 2 연결로드로부터 길이 조절이 가능하도록 직선 이동되는 제 3 연결로드; 상기 제 3 연결로드에 직교되게 결합되는 제 4 연결로드; 상기 제 4 연결로드로부터 길이 조절이 가능하도록 직선 이동하는 제 5 연결로드; 및, 상기 보조 영상장비가 고정되며 상기 제 5 연결로드에 힌지로 회전 가능하게 결합되는 제 6 연결로드; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 구름부는 상기 본체의 높이보다 높게 설계되는 것으로, 연결축에 양단이 탈부착 가능하게 결합되는 무한궤도이고, 상기 무한궤도는 구동부의 구동력 제어에 의해 방향전환이 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 구름부는 상기 본체의 높이보다 높게 설계되는 것으로, 연결축에 양단이 탈부착 가능하게 결합되는 휠(wheel)이고, 상기 휠은 구동부의 구동력에 의해 방향전환이 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 구름부에 형성되는 것으로, 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부에 출력하는 리미트스위치인 것을 특징으로 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서부는 상기 구름부에 형성되는 것으로, 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부에 출력하는 압력센서인 것을 특징으로 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 본체에 형성되는 것으로, 상기 구름부가 상기 검사대상 시설물에 접촉 또는 비접촉되었는지를 감지한 후 이를 상기 제어부에 출력하는 레이저 센서인 것을 특징으로 하는 시설물 검사용 표면 부착 이동형 로봇.
11. 삭제
12. 삭제

Images