KR101887385B1 - 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리에 관한 것으로, 심해 수압을 견디도록 제작된 로봇 본체와, 로봇 본체에 다수의 자유도를 갖도록 설치된 다수개의 다리를 포함하며, 추력을 발생시키는 프로펠러가 다리에 구비된 것을 특징으로 하며, 선택적으로 걷거나 헤엄칠 수 있고, 경우에 따라 구비된 프로펠러를 작동시켜 장거리 이동하거나 호버링 상태를 유지할 수 있는 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리를 제공한다.

Description

해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리{marine exploration robot and leg mounted on marine exploration robot}

본 발명은 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필요에 따라 추력을 발생시키는, 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리에 관한 것이다.

현재 해수면 이하 6,000m까지 탐사가 가능한 과학탐사용 무인 잠수정을 보유하고 있는 나라는 미국, 프랑스, 한국, 일본, 독일 등 일부 국가에 한정되며, 현재까지 개발, 운용되고 있는 심해용 무인 잠수정은 모두 프로펠러형 잠수정 형태이다.

프로펠러는 오랜 시간 동안 수중 추진기로 사용되어 왔으며, 추진 메카니즘에 대한 이론 또한 확립되어 있다.

하지만, 퇴적 토양으로 이루어진 심해를 현장 조사할 경우, 프로펠러 유동에 의한 퇴적 토양이 교란되는 문제가 발생한다.

특히, 정밀 조사를 위해 해양 로봇이 뻘에 안착 될 경우 프로펠러 유동에 의해 일어난 뻘이 가라앉을 때까지 소정 시간이 소요되므로 긴급한 탐사가 수행되기 어렵고, 이동하는 생명체가 소요 시간 동안 도망쳐 관찰하지 못할 수 있다.

프로펠러가 구비된 해양 로봇과는 다른 형태로써, 무한궤도가 구비된 해양 로봇이 있다.

무한궤도가 구비된 해양 로봇은, 불규칙한 해저 지형이나 높이 차가 큰 장애물 지역을 극복하기 어려우며 무한궤도의 특성상 해저를 교란시키는 단점을 갖고 있다.

이에 따라, 무한궤도가 구비된 해양 로봇은 해저 교란 발생이 최소화 되야 하는 해저 조사에 활용되기는 힘들었다.

또한, 해저에는 침몰선, 어장, 로프, 폐그물 등 각종 인공 장애물과 암초, 연약 지반 등 천연 장애물이 항상 존재하므로 해저면과 접촉해 이동하는 무한궤도를 활용한 해양 로봇 이동에는 어려움이 있었다.

이에 따라, 다수개의 다리가 구비된 해양 로봇이 개발되었다. 이러한 해양 로봇은 다수개의 다리를 이용하여 걷거나 헤엄쳐 해저에서 이동하게 된다.

다리를 이용하여 걷기 때문에 종래 무한궤도에 의한 이동에 비하여 해저면과의 접촉이 적어 해저 교란이 감소 된다.

또한, 다리를 이용하여 헤엄치기 때문에, 장애물 극복이 가능하고, 추력 발생이 미미해 해저 지형 변화 발생이 적다.

특히, 해저 교란 발생이 최소화됨에 따라, 종래 프로펠러 또는 무한궤도가 구비된 해양 로봇에 비하여 정밀 해저 조사에 활용되기 용이하다.

그러나 해양 로봇이 다리를 이용해 걷거나 헤엄쳐 해저에서 이동하게 될 경우, 장거리 이동에 있어서는 에너지 효율이 낮았고, 수중에서 정지하는 이른바 호버링 자세제어에 어려움이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1327975호(2013.11.05.)

본 발명의 목적은, 선택적으로 걷거나 헤엄칠 수 있고, 경우에 따라 구비된 프로펠러를 작동시켜 장거리 이동하거나 호버링 상태를 유지할 수 있는, 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 탐사 로봇은, 심해 수압을 견디도록 제작된 로봇 본체와, 로봇 본체에 다수의 자유도를 갖도록 설치된 다수개의 다리를 포함하며, 추력을 발생시키는 프로펠러가 다리에 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 로봇 본체는, 로봇 본체의 주변을 관측하는 관측장치와, 로봇 본체 외측에 구비된 조명장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 로봇 본체는, 로봇 본체의 뼈대를 형성하는 프레임과, 프레임에 장착되고, 방수 처리된 다수개의 내압용기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 내압용기에는, 해상과 유선 또는 무선으로 연결되는 통신장비와, 통신장비와 연결되고, 다리 및 프로펠러를 제어하는 제어장치와, 통신장비, 제어장치에 전력을 공급하는 전지가 내장될 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 다리는, 로봇 본체에 형성된 체결부와, 체결부에 회전되도록 장착된 회전체와, 일측단부가 회전체에 힌지 고정된 제1 구절과, 일측단부가 제1 구절의 타측단부에 힌지 결합된 제2 구절을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 제2 구절은, 프로펠러가 내장되는 외피와, 단부에 돌출되도록 장착된 지지장치를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇은, 지지장치에 물체를 집을 수 있는 로봇손이 구비되거나 또는 해저면과의 마찰을 향상시키는 마찰재가 구비되며, 지지장치에 로드셀이 내장될 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 지지장치는, 외피의 중심축선 상에 위치되고, 프로펠러는, 외피의 일측면에 돌출 형성된 덕트에 내장될 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇의 제1 구절 및 제2 구절에는, 회전체를 회전시키거나, 힌지를 기준으로 제1 구절 또는 제2 구절을 회전시키는 액츄에이터가 다수개 구비될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리는, 해저 탐사 로봇에 장착되는 다리에 있어서, 추력을 발생시키는 프로펠러가 내장될 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리는, 다리의 외형을 이루는 외피 표면에 관체상의 덕트가 형성되고, 덕트 내부에 프로펠러가 내장될 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리의 프로펠러는, 수중모터가 내장된 원통 형상의 몸체와, 몸체를 관통해 길이방향 단부가 돌출되도록 수중모터로부터 연장된 회전축과, 회전축 단부에 체결된 다수개의 블레이드를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리는, 다리의 외형을 이루는 외피 표면에 관체상의 덕트가 형성되고, 덕트 내부에 프로펠러가 내장되고, 덕트의 내경이 몸체의 직경 보다 크거나, 몸체가 관체일 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리는, 프로펠러에 의해 발생된 추력의 방향을 제어하는 추력편향노즐이 덕트 단부에 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리는, 해저면과 접촉하는 지지장치가 다리의 중심축 상에 위치되도록 다리의 단부에 구비되며, 지지장치에 완충기가 내장될 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

본 발명 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리에 의할 경우, 해양 탐사 로봇은, 선택적으로 걷거나 헤엄칠 수 있고, 경우에 따라 구비된 프로펠러를 작동시켜 장거리 이동하거나 호버링 상태를 유지할 수 있다.

즉, 해양 탐사 로봇은, 다리를 이용해 보행 및 유영할 경우 발생되는 장점과 프로펠러를 이용해 이동할 경우 발생되는 장점을 모두 구현할 수 있다.

특히, 해양 탐사 로봇은, 해저면에 밀착되도록 다리가 구부러진 상태를 유지하며 이동함으로써, 강한 조류환경을 극복할 수 있으며, 해양 탐사 로봇은, 해저 퇴적 토양에서 다리를 이용하여 보행 또는 유영할 수 있으므로, 해저 교란이 최소화된다.

그리고 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리에 의할 경우, 해양 탐사 로봇은, 장거리 이동 시에, 프로펠러를 이용하여 이동함으로써 에너지 효율이 향상된다.

또한, 해양 탐사 로봇은, 다리의 자유도를 이용하여 프로펠러의 추진 방향을 제어할 수 있고, 이에 따라, 호버링이 용이하게 구현된다.

도 1은 본 발명의 일실시예의 해양 탐사 로봇의 사시도,
도 2는 도 1의 해양 탐사 로봇에 장착된 다리의 사시도,
도 3은 도 2의 해양 탐사 로봇에 장착된 다리의 분해 사시도,
도 4는 도 1의 해양 탐사 로봇의 요부 사시도,
도 5는 도 1의 해양 탐사 로봇의 유영 상태도,
도 6은 도 1의 해양 탐사 로봇의 호버링 상태도,
도 7은 도 1의 해양 탐사 로봇의 호버링 상태도,
도 8은 도 1의 해양 탐사 로봇의 보행 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 있어서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.

더욱이, 본 발명의 명세서에서는, "~부", "~기", "모듈", "장치" 등의 용어는, 사용된다면, 하나 이상의 기능이나 동작을 처리할 수 있는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있음을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

본 발명은 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리(200)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필요에 따라 추력을 발생시키는, 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리(200)에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 선택적으로 걷거나 헤엄칠 수 있고, 경우에 따라 구비된 프로펠러(300)를 작동시켜 장거리 이동하거나 호버링 상태를 유지할 수 있는, 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리(200)를 제공하는 것이다.

도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 해양 탐사 로봇은, 심해 수압을 견디도록 제작된 로봇 본체(100)와, 로봇 본체(100)에 다수의 자유도를 갖도록 설치된 다수개의 다리(200)를 포함하며, 추력을 발생시키는 프로펠러(300)가 다리(200)에 구비된 것을 특징으로 한다.

로봇 본체(100)는, 로봇 본체(100)의 주변을 관측하는 관측장치(110)와, 로봇 본체(100) 외측에 구비된 조명장치(120)를 포함한다. 관측장치(110)로는 소나, 적외선 카메라, 수중 카메라 등이 다수개 장착될 수 있다.

조명장치(120)는, 관측장치(110) 특히, 수중 카메라가 향하는 방향을 선택적으로 조사할 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 즉, 조명장치(120)는 생성된 광을 선택된 방향으로 조사할 수 있도록 하는 광 조사방향 유도장치가 포함된다. 광 조사방향 유도장치는 반사판, 후드 등이 링크 구조물과 조합되 제작된다.

로봇 본체(100)는, 로봇 본체(100)의 뼈대를 형성하는 프레임과, 프레임에 장착되고, 방수 처리된 다수개의 내압용기를 포함한다. 프레임은, 다수개의 빔이 골격을 이루도록 용접되 제작된다.

내압용기는 프레임이 이루는 내측 공간에 장착되며, 내압용기가 프레임으로부터 이탈되지 않도록 내압용기는 프레임에 클램프를 통해 고정된다.

해수와 내압용기가 직접적으로 접촉하지 않도록 프레임 외부에 로봇 본체(100)의 외형을 이루는 다수개의 외부플레이트가 부착된다.

내압용기에는, 해상과 유선 또는 무선으로 연결되는 통신장비와, 통신장비와 연결되고, 다리(200) 및 프로펠러(300)를 제어하는 제어장치와, 통신장비, 제어장치에 전력을 공급하는 전지가 내장된다.

통신장비는, 위치추적 장치 또는 지피에스 장치 등이 구비된다. 전지는, 통신장비를 통해 외부에서 공급되는 전력에 의해 재충전될 수 있으며, 필요에 따라서 교환될 수도 있다.

또한, 로봇 본체(100)에는 부력조절장치가 구비된다. 부력조절장치에 의해서 본 발명의 일실시예의 해양 탐사 로봇의 잠수 깊이가 조절될 수 있다.

특히, 부력조절장치는, 해양 탐사 로봇이 다리(200)를 활용해 보행할 경우에, 해양 탐사 로봇의 부력을 감소시켜 해저면에 밀착된 상태를 유지시킬 수 있다.

또한, 부력조절장치는, 해양 탐사 로봇이 프로펠러(300)를 활용해 유영할 경우에, 해양 탐사 로봇이 프로펠러(300)에 의해 생성된 추력에 더 즉각적으로 반응할 수 있도록, 해양 탐사 로봇의 부력을 증대시켜 해양 탐사 로봇의 무게를 상대적으로 감소시킬 수 있다.

부력조절장치는, 종래 부력 조절 기술들을 조합 또는 활용해 제작될 수 있다. 예를 들어, 부력조절장치는, 진공탱크와, 진공탱크로 해수를 주입하는 주입펌프와, 진공탱크로부터 해수를 배출하는 진공펌프를 포함할 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리(200)는, 로봇 본체(100)에 형성된 체결부(210)와, 체결부(210)에 회전되도록 장착된 회전체(220)와, 일측단부가 회전체(220)에 힌지 고정된 제1 구절(230)과, 일측단부가 제1 구절(230)의 타측단부에 힌지 결합된 제2 구절(240)을 포함한다.

제1 구절(230) 및 제2 구절(240)에는, 회전체(220)를 회전시키거나, 힌지를 기준으로 제1 구절(230) 또는 제2 구절(240)을 회전시키는 액츄에이터가 다수개 구비된다.

제2 구절(240)은, 프로펠러(300)가 내장되는 외피(241)와, 단부에 돌출되도록 장착된 지지장치(242)를 포함한다.

지지장치(242)에는, 물체를 집을 수 있는 로봇손이 구비되거나 또는 해저면과의 마찰을 향상시키는 마찰재가 구비된다.

또한, 지지장치(242)에는, 로드셀이 내장되며, 해저면 접촉시 발생되는 충격을 흡수하는 완충기가 내장될 수 있다.

지지장치(242)는, 외피(241)의 중심축선 상에 위치되고, 프로펠러(300)는, 외피(241)의 일측면에 돌출 형성된 덕트(243)에 내장된다.

프로펠러(300)는, 수중모터가 내장된 원통 형상의 몸체(310)와, 몸체(310)를 관통해 길이방향 단부가 돌출되도록 수중모터로부터 연장된 회전축(320)과, 회전축(320) 단부에 체결된 다수개의 블레이드(330)를 포함한다. 다리(200)에서 생성되는 추력은 프로펠러(300)의 회전수에 의해 결정된다.

프로펠러(300) 작동에 따라 덕트(243) 외부에 존재하는 해수가 원활히 덕트(243)로 유입되고 배출될 수 있도록, 덕트(243)의 내경이 몸체(310)의 직경 보다 크거나, 몸체(310)가 관체로 제작되는 것이 바람직하다.

한편, 프로펠러(300)에 의해 발생된 추력 즉, 프로펠러(300)에 의해 덕트(243) 밖으로 배출되는 해수의 방향을 제어하는 추력편향노즐이 덕트(243) 단부에 구비될 수도 있다.

본 발명의 일실시예의 해양 탐사 로봇은, 각 다리(200)로부터 생성된 추력의 벡터합 즉 합력 방향으로 이동한다.

각 다리(200)의 기구학적 특성에 따라 제1 구절(230) 및 제2 구절(240)에 구비된 액츄에이터를 조절하고, 동시에 프로펠러(300)의 회전수를 조절함으로써 각 다리(200)에서 발생되는 추력의 벡터량을 조절할 수 있다.

따라서, 각 다리(200)에서 발생되는 추력의 벡터량을 조절해 해양 탐사 로봇의 이동방향을 제어할 수 있게 된다.

도 5에는 해양 탐사 로봇의 후방으로 추력을 발생시켜, 최대 추진력으로 이동하는 상태가 도시되었다.

덕트(243)를 통해 이동 방향의 반대방향으로 해수가 배출될 수 있도록, 프로펠러(300)가 진행방향의 반대방향을 향하도록 액츄에이터가 작동되고, 각각의 프로펠러(300)는 해양 탐사 로봇의 진행 방향을 미세 조정하기 위해 그 회전수가 조절된다.

도 6 내지 도 7에는 해양 탐사 로봇이 호버링 중인 상태가 도시되었다. 해양 탐사 로봇이 수중에서 정지상태를 유지하기 위해서는, 각 다리(200)에서 발생된 추력의 벡터합이 0이 될 수 있도록, 다리(200)의 접힘 형태가 조절되고, 프로펠러(300)의 회전수가 조절된다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 해양 탐사 로봇의 좌측에서는 반시계방향을 향해 덕트(243)로부터 해수가 분사되고, 해양 탐사 로봇의 우측에서는 시계방향을 향해 덕트(243)로부터 해수가 분사됨으로써 각 다리(200)에서 발생된 추력의 벡터합이 0이 될 수 있다.

도 8에는 해양 탐사 로봇이 해저면에서 보행중인 상태가 도시되었다. 해저면이 진흙일 경우 지지장치(242)가 쉽게 진흙으로부터 이탈될 수 없는 경우가 발생 가능하다.

이러한 경우에, 프로펠러(300)를 통해 미약한 추력을 발생시켜 지지장치(242)를 진흙으로부터 이탈시킬 수 있다.

또한, 해양 탐사 로봇 보행시 프로펠러(300)를 통해 추력을 발생시킴으로써, 액츄에이터의 노후화를 늦추고, 고장을 방지할 수 있다.

위와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예의 해양 탐사 로봇 및 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리(200)에 의하면, 해양 탐사 로봇은, 선택적으로 걷거나 헤엄칠 수 있고, 경우에 따라 구비된 프로펠러(300)를 작동시켜 장거리 이동하거나 호버링 상태를 유지할 수 있다.

즉, 해양 탐사 로봇은, 다리(200)를 이용해 보행 및 유영할 경우 발생되는 장점과 프로펠러(300)를 이용해 이동할 경우 발생되는 장점을 모두 구현할 수 있다.

특히, 해양 탐사 로봇은, 해저면에 밀착되도록 다리(200)가 구부러진 상태를 유지하며 이동함으로써, 강한 조류환경을 극복할 수 있다.

해양 탐사 로봇은, 해저 퇴적 토양에서 다리(200)를 이용하여 보행 또는 유영할 수 있으므로, 해저 교란이 최소화된다.

그리고 해양 탐사 로봇은, 장거리 이동시에, 프로펠러(300)를 이용하여 이동함으로써 에너지 효율이 향상된다.

또한, 해양 탐사 로봇은, 다리(200)의 자유도를 이용하여 프로펠러(300)의 추진 방향을 제어할 수 있고, 이에 따라, 호버링이 용이하게 구현된다.

또한, 보행 또는 유영시 프로펠러(300)를 통한 추력이 합쳐짐으로써, 다리(200)를 구동하는 액츄에이터의 노후화를 늦추고, 기능 고장을 방지할 수 있다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

100: 로봇 본체
110: 관측장치
120: 조명장치
200: 다리
210: 체결부
220: 회전체
230: 제1 구절
240: 제2 구절
241: 외피
242: 지지장치
243: 덕트
300: 프로펠러
310: 몸체
320: 회전축
330: 블레이드

Claims (15)

1. 심해 수압을 견디도록 제작된 로봇 본체;
   상기 로봇 본체에 다수의 자유도를 갖도록 설치된 다수개의 다리를 포함하며,
   추력을 발생시키는 프로펠러가 상기 다리에 구비되고,
   상기 다리는,
   상기 로봇 본체에 형성된 체결부;
   상기 체결부에 회전되도록 장착된 회전체;
   일측단부가 상기 회전체에 힌지 고정된 제1 구절;
   일측단부가 상기 제1 구절의 타측단부에 힌지 결합된 제2 구절을 포함하며,
   상기 제2 구절은,
   상기 프로펠러가 내장되는 외피;
   단부에 돌출되도록 장착된 지지장치를 포함하고,
   상기 지지장치에 물체를 집을 수 있는 로봇손이 구비되거나 또는 해저면과의 마찰을 향상시키는 마찰재가 구비되며,
   상기 지지장치에 로드셀이 내장된,
   해양 탐사 로봇.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 로봇 본체는,
   상기 로봇 본체의 주변을 관측하는 관측장치;
   상기 로봇 본체 외측에 구비된 조명장치를 포함하는, 해양 탐사 로봇.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 로봇 본체는,
   상기 로봇 본체의 뼈대를 형성하는 프레임;
   상기 프레임에 장착되고, 방수 처리된 다수개의 내압용기를 포함하는, 해양 탐사 로봇.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 내압용기에는,
   해상과 유선 또는 무선으로 연결되는 통신장비;
   상기 통신장비와 연결되고, 상기 다리 및 상기 프로펠러를 제어하는 제어장치;
   상기 통신장비, 상기 제어장치에 전력을 공급하는 전지가 내장된, 해양 탐사 로봇.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 심해 수압을 견디도록 제작된 로봇 본체;
   상기 로봇 본체에 다수의 자유도를 갖도록 설치된 다수개의 다리를 포함하며,
   추력을 발생시키는 프로펠러가 상기 다리에 구비되고,
   상기 다리는,
   상기 로봇 본체에 형성된 체결부;
   상기 체결부에 회전되도록 장착된 회전체;
   일측단부가 상기 회전체에 힌지 고정된 제1 구절;
   일측단부가 상기 제1 구절의 타측단부에 힌지 결합된 제2 구절을 포함하며,
   상기 제2 구절은,
   상기 프로펠러가 내장되는 외피;
   단부에 돌출되도록 장착된 지지장치를 포함하고,
   상기 지지장치에 물체를 집을 수 있는 로봇손이 구비되거나 또는 해저면과의 마찰을 향상시키는 마찰재가 구비되며,
   상기 지지장치에 로드셀이 내장되고,
   상기 지지장치는,
   상기 외피의 중심축선 상에 위치되고,
   상기 프로펠러는,
   상기 외피의 일측면에 돌출 형성된 덕트에 내장된, 해양 탐사 로봇.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 구절 및 상기 제2 구절에는,
   상기 회전체를 회전시키거나, 상기 힌지를 기준으로 상기 제1 구절 또는 상기 제2 구절을 회전시키는 액츄에이터가 다수개 구비된, 해양 탐사 로봇.
   
10. 해저 탐사 로봇에 장착되는 다리에 있어서,
    추력을 발생시키는 프로펠러가 내장되며,
    다리의 외형을 이루는 외피 표면에 관체상의 덕트가 형성되고,
    상기 덕트 내부에 상기 프로펠러가 내장되며,
    해저면과 접촉하는 지지장치가 상기 다리의 중심축 상에 위치되도록 상기 다리의 단부에 구비되며,
    상기 지지장치에 완충기가 내장된, 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리.
    
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    상기 프로펠러는,
    수중모터가 내장된 원통 형상의 몸체;
    상기 몸체를 관통해 길이방향 단부가 돌출되도록 상기 수중모터로부터 연장된 회전축;
    상기 회전축 단부에 체결된 다수개의 블레이드를 포함하는, 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리.
    
13. 제12항에 있어서,
    다리의 외형을 이루는 외피 표면에 관체상의 덕트가 형성되고,
    상기 덕트 내부에 상기 프로펠러가 내장되고,
    상기 덕트의 내경이 상기 몸체의 직경보다 큰, 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 프로펠러에 의해 발생된 추력의 방향을 제어하는 추력편향노즐이 상기 덕트 단부에 구비된, 해양 탐사 로봇에 장착되는 다리.
    
15. 삭제

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