KR101889184B1

KR101889184B1 - 등반로봇

Info

Publication number: KR101889184B1
Application number: KR1020160174848A
Authority: KR
Inventors: 서태원; 유연형
Original assignee: 영남대학교 산학협력단
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-08-16
Also published as: KR20180071806A

Abstract

등반로봇이 개시된다. 일실시예에 따른 등반로봇은, 내부에 중공부를 구비하는 외측바디부; 상기 중공부 내부에 제공되는 내측바디부; 모터; 일단부 및 타단부가 각각 상기 외측바디부 및 상기 내측바디부에 연결되고, 상기 모터가 제공하는 회전력에 의해 회전함에 따라 상기 내측바디부가 상기 일단부를 기준으로 회동하도록 하거나 상기 외측바디부가 상기 타단부를 기준으로 회동하도록 하는 제 1 링크부재; 상기 외측바디부의 일측에 제공되고, 상기 외측바디부에 회동 가능하게 연결되는 외측다리부; 및 상기 내측바디부의 일측에 제공되고, 상기 내측바디부에 회동 가능하게 연결되는 내측다리부를 포함할 수 있다.

Description

등반로봇{CLIMBING ROBOT}

이하의 설명은 등반로봇에 관한 것이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0050376호 등을 살펴보면, 다양한 종류의 로봇이 특수한 목적을 위하여 개발되고 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 심해저의 탐험이나 복잡한 지형 상에서의 보행, 대형 선박 표면의 도장이나 용접, 각종 산업용 탱크의 검사, 험한 지형의 탐사, 대형 항공기 표면의 검사, 건물의 외벽 청소 등의 기능을 수행할 수 있는 로봇이 개발되고 있으며, 각각의 로봇은 그 사용처 및 목적에 맞는 이동 메커니즘을 구비하고 있다.

특히, 선박의 도장이나 용접, 각종 산업용 탱크의 검사, 대형 항공기 표면의 검사, 건물의 외벽 청소 등을 위하여 개발된 등반로봇은 그 이동방법으로서 무한궤도형과 보행형이 있다. 보행형은 보행구동기구가 복잡하고 상대적으로 느리며 복잡한 제어 시스템을 요구한다. 무한궤도형은 일반적으로 속도가 빠른 장점이 있으나, 역시 제어가 용이하지 않은 단점이 있다.

또한, 벽면을 타고 오르는 방식에 따라 흡착패드형, 추진력형, 전자석형 등의 다양한 방식이 존재한다. 전자석형은 전자기력을 이용하여 등반할 수 있는데, 경사면 또는 벽면이 자성을 가지는 것으로 한정되고, 전자석의 자력을 제어하기 위해서는 복잡한 제어부의 구성이 필요하다는 단점이 있다. 추진력형의 경우, 연료의 소비가 많아 현실적으로 지속적인 작동을 위해서는 대형의 연료저장용기가 탑재되어야 하는 단점이 있다.

이에, 기구부의 구성이 보다 간단하면서 제어가 용이하고 무게가 가벼운 등반로봇을 개발할 필요성이 대두된다. 특히, 벽면의 단턱 등 장애물을 극복하면서 효과적인 이동이 가능한 등반로봇에 대한 개발이 요구되는 실정이다.

공개특허공보 제10-2009-0050376호

여기에서 설명되는 실시예는, 단턱 등 장애물을 극복하면서 이동이 가능한 등반로봇을 제공하기 위한 것이다.

일실시예에 따른 등반로봇은, 내부에 중공부를 구비하는 외측바디부; 상기 중공부 내부에 제공되는 내측바디부; 모터; 일단부 및 타단부가 각각 상기 외측바디부 및 상기 내측바디부에 연결되고, 상기 모터가 제공하는 회전력에 의해 회전함에 따라 상기 내측바디부가 상기 일단부를 기준으로 회동하도록 하거나 상기 외측바디부가 상기 타단부를 기준으로 회동하도록 하는 제 1 링크부재; 상기 외측바디부의 측방향 일측에 제공되는 외측다리부; 및 상기 내측바디부의 측방향 일측에 제공되는 내측다리부를 포함하며, 상기 외측다리부 및 상기 내측다리부 각각은, 전후방으로 서로 이격된 한 쌍의 레그모듈; 및 일단부 및 타단부가 각각 상기 한 쌍의 레그모듈 각각에 연결되는 제 2 링크부재를 포함하며, 상기 제 2 링크부재의 중앙부가 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부에 회동 가능하게 연결되어 전후방으로 주행 가능할 수 있다.

삭제

또한, 상기 제 2 링크부재는 복수로 마련되어 서로 상하로 이격될 수 있다.

또한, 상기 제 2 링크부재의 일단부 및 타단부는 상기 레그모듈에 회동 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 상기 등반로봇이 제 1 주행면에서 상기 제 1 주행면보다 높은 제 2 주행면으로 주행할 때, 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부가 전방으로 회동하면서 수직 방향의 성분을 가진 채 상기 제 2 주행면에 접근함에 따라, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 전방의 레그모듈이 상기 제 2 주행면에 착지하고, 상기 제 2 주행면이 상기 전방의 레그모듈에 가하는 반력에 의해 상기 제 2 링크부재의 중앙부가 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부에 대하여 회동하고 상기 제 2 링크부재의 양단부가 상기 한 쌍의 레그모듈에 대하여 회동함으로써, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 후방의 레그모듈이 상기 제 1 주행면에 착지할 수 있다.

또한, 상기 등반로봇이 제 1 주행면에서 상기 제 1 주행면보다 낮은 제 2 주행면으로 주행할 때, 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부가 전방으로 회동하면서 수직 방향의 성분을 가진 채 상기 제 1 주행면에 접근함에 따라, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 후방의 레그모듈이 상기 제 1 주행면에 착지하고, 상기 제 1 주행면이 상기 후방의 레그모듈에 가하는 반력에 의해 상기 제 2 링크부재의 중앙부가 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부에 대하여 회동하고 상기 제 2 링크부재의 양단부가 상기 한 쌍의 레그모듈에 대하여 회동함으로써, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 전방의 레그모듈이 상기 제 2 주행면에 착지할 수 있다.

또한, 상기 외측바디부와 상기 외측다리부의 연결 부위 및 상기 내측바디부와 상기 내측다리부의 연결 부위에 각각 제공되고, 상기 외측바디부와 상기 외측다리부의 상대적인 회동 및 상기 내측바디부와 상기 내측다리부의 상대적인 회동이 발생될 때 복원력을 제공하는 복수의 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

여기에서 설명되는 실시예에 따르면, 단턱 등 장애물을 극복하면서 이동이 가능한 등반로봇을 제공할 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 등반로봇을 전방 측에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1의 등반로봇을 후방 측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1의 등반로봇의 평면도이다.
도 4는 도 1의 등반로봇의 측면도이다.
도 5는 도 1의 등반로봇의 평지 이동 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 등반로봇의 단턱 이동 모습을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. 아울러, 관련된 공지 구성 또는 공지 기능에 대한 구체적인 설명이 상기 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적인 설명을 생략한다.

한편, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수만을 가리키는 것이 아닌 한 복수의 표현을 포함한다. 그리고 특정 부분이 특정 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 상기 특정 부분은 상기 특정 구성 외의 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 상기 다른 구성을 더 포함할 수 있음을 의미한다.

도 1은 일실시예에 따른 등반로봇(100)을 전방 측에서 바라본 사시도, 도 2는 도 1의 등반로봇(100)을 후방 측에서 바라본 사시도, 도 3은 도 1의 등반로봇(100)의 평면도, 도 4는 도 1의 등반로봇의 측면도(100)이다. 이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 등반로봇(100)을 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 본 실시예에서, 도면 상 X축 방향은 좌우 방향, Y축 방향은 전후 방향, Z축 방향은 상하 방향인 것으로 예시한다. 더 구체적으로는, +X 우측 방향, -X 방향은 좌측 방향, +Y 방향은 후방, -Y 방향은 전방, +Z 방향은 상방, -Z 방향은 하방을 의미할 수 있다.

아울러, 본 실시예에 따른 등반로봇(100)은 수평면, 경사면 및 수직면 모두를 주행할 수 있다. 이와 관련하여, 도 5에서는 등반로봇(100)이 수직면을 주행하는 것으로 예시하였고, 도 6에서는 등반로봇(100)이 수평면을 주행하는 것으로 예시하였다.

외측바디부(110)는 내부에 중공부가 구비되는 프레임일 수 있다. 본 실시예에서는 외측바디부(110)가 전체적으로 사각형의 형태를 가지는 것으로 예시한다. 예를 들어, 전방과 후방에는 서로 이격된 제 1 전방 플레이트(111)와 제 1 후방 플레이트(112)가 마련될 수 있고, 한 쌍의 제 1-1 측방 플레이트(113)가 상기 제 1 전방 플레이트(111)와 제 1 후방 플레이트(112)를 연결할 수 있다.

아울러, 제 1-1 측방 플레이트(113)의 내측으로는 제 1-2 측방 플레이트(114)가 구비되고, 상기 제 1-2 측방 플레이트(114) 역시 한 쌍으로 마련되어 제 1 전방 플레이트(111)와 제 1 후방 플레이트(112)를 연결할 수 있다. 제 1-1 측방 플레이트(113)와 제 1-2 측방 플레이트(114) 사이의 공간에는 후술할 외측다리부(130)가 제공될 수 있다.

또한, 제 1-1 측방 플레이트(113)의 중앙부에는 제 1-1 상부 연결부(115a)가 상방 돌출 형성될 수 있고, 제 1-1 하부 연결부(115b)가 하방 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제 1-2 측방 플레이트(114)의 중앙부에는 제 1-2 상부 연결부(116a)가 상방 돌출 형성될 수 있고, 제 1-2 하부 연결부(116b)가 하방 돌출 형성될 수 있다. 제 1-1 상부 연결부(115a)와 제 1-2 상부 연결부(116a)는 그 사이에 제공되는 후술할 상부 제 2 링크부재(134a)와 연결봉(118)을 통해 연결될 수 있다. 제 1-1 상부 연결부(115a)와 제 1-2 상부 연결부(116a)에는 상기 연결봉(118)이 삽입되는 통공(117a)이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제 1-1 하부 연결부(115b)와 제 1-2 하부 연결부(116b)는 그 사이에 제공되는 후술할 하부 제 2 링크부재(134b)와 연결봉(118)을 통해 연결될 수 있다. 제 1-1 하부 연결부(115b)와 제 1-2 하부 연결부(116b)에는 상기 연결봉(118)이 삽입되는 통공(117b)이 형성될 수 있다.

한편, 연결봉(118)에는 탄성부재(119)가 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 탄성부재(119)는 연결봉(118)의 외주면을 감싸는 토션 스프링으로 예시될 수 있다. 탄성부재(119)는 상부 연결부(115a, 116a)와 상부 제 2 링크부재(134a)의 상대적 회동이 발생될 때 복원력을 제공할 수 있다. 탄성부재(119)가 하측 연결봉(118)에도 제공되는 경우, 하부 연결부(115b, 116b)와 하부 제 2 링크부재(134b)의 상대적 회동이 발생될 때 상기 탄성부재(119)는 복원력을 제공할 수 있다.

내측바디부(120)는 상술한 외측바디부(110)의 중공부 내부에 제공되는 프레임일 수 있다. 그리고 내측바디부(120) 또한 내부에 중공부가 구비될 수 있다. 내측바디부(120)의 중공부 내부에는 후술할 모터(160) 등의 구성들이 제공될 수 있다.

본 실시예에서는 내측바디부(110)가 전체적으로 사각형의 형태를 가지는 것으로 예시한다. 예를 들어, 전방과 후방에는 서로 이격된 제 2 전방 플레이트(121)와 제 2 후방 플레이트(122)가 마련될 수 있고, 한 쌍의 제 2-1 측방 플레이트(123)가 상기 제 2 전방 플레이트(121)와 제 2 후방 플레이트(122)를 연결할 수 있다.

아울러, 제 2-1 측방 플레이트(123)의 내측으로는 제 2-2 측방 플레이트(124)가 구비되고, 상기 제 2-2 측방 플레이트(124) 역시 한 쌍으로 마련되어 제 2 전방 플레이트(121)와 제 2 후방 플레이트(122)를 연결할 수 있다. 제 2-1 측방 플레이트(123)와 제 2-2 측방 플레이트(124) 사이의 공간에는 후술할 내측다리부(140)가 제공될 수 있다.

또한, 제 2-1 측방 플레이트(123)의 중앙부에는 제 2-1 상부 연결부(125a)가 상방 돌출 형성될 수 있고, 제 2-1 하부 연결부(125b)가 하방 돌출 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제 2-2 측방 플레이트(124)의 중앙부에는 제 2-2 상부 연결부(126a)가 상방 돌출 형성될 수 있고, 제 2-2 하부 연결부(126b)가 하방 돌출 형성될 수 있다. 제 2-1 상부 연결부(125a)와 제 2-2 상부 연결부(126a)는 그 사이에 제공되는 후술할 상부 제 2 링크부재(144a)와 연결봉(128)을 통해 연결될 수 있다. 제 2-1 상부 연결부(125a)와 제 2-2 상부 연결부(126a)에는 상기 연결봉(128)이 삽입되는 통공(127a)이 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제 2-1 하부 연결부(125b)와 제 2-2 하부 연결부(126b)는 그 사이에 제공되는 후술할 하부 제 2 링크부재(144b)와 연결봉(128)을 통해 연결될 수 있다. 제 2-1 하부 연결부(125b)와 제 2-2 하부 연결부(126b)에는 상기 연결봉(128)이 삽입되는 통공(127b)이 형성될 수 있다.

한편, 연결봉(128)에는 탄성부재(129)가 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 상기 탄성부재(129)는 연결봉(128)의 외주면을 감싸는 토션 스프링으로 예시될 수 있다. 탄성부재(129)는 상부 연결부(125a, 126a)와 상부 제 2 링크부재(144a)의 상대적 회동이 발생될 때 복원력을 제공할 수 있다. 탄성부재(129)가 하측 연결봉(128)에도 제공되는 경우, 하부 연결부(125b, 126b)와 하부 제 2 링크부재(144b)의 상대적 회동이 발생될 때 상기 탄성부재(129)는 복원력을 제공할 수 있다.

외측바디부(110)의 제 1-1 측방 플레이트(113)와 제 1-2 측방 플레이트(114) 사이의 공간에는 외측다리부(130)가 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 외측다리부(130)는 전후방으로 서로 이격된 한 쌍의 레그모듈(131)을 포함하는 것으로 예시한다.

레그모듈(131)은 수직 방향으로 연장되는 지지부재(132)와 상기 지지부재(132)의 하단부와 연결되는 받침부재(133)를 포함할 수 있다. 상기 받침부재(133)의 하면에는 점착제가 제공되어 등반로봇(100)이 수직면을 주행할 수 있게 한다.

서로 이격된 한 쌍의 레그모듈(131)은 제 2 링크부재로 인해 서로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 제 2 링크부재가 2개로 제공되어 상하로 이격되는데, 예를 들어 상부 제 2 링크부재(134a)와 하부 제 2 링크부재(134b) 각각은 서로 상하로 이격되되, 각각의 양단부는 각각 전후방의 레그모듈(131)의 지지부재(132)에 연결될 수 있다.

또한, 상술하였듯이, 상하부 제 2 링크부재(134a, 134b)는 외측바디부(110)의 연결봉(118)에 의해 상하부 연결부(115a, 116a, 115b, 116b)와 회동 가능하게 연결될 수 있다.

아울러, 상하부 제 2 링크부재(134a, 134b)의 양단부는 각각 전후방 레그모듈(131)의 지지부재(132)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해, 지지부재(132)에는 상하로 이격된 통공(135a, 135b)이 마련될 수 있고, 도시되지 않은 연결봉이 상기 통공(135a, 135b)에 삽입될 수 있으며, 상기 연결봉의 적어도 일부는 상하부 제 2 링크부재(134a, 134b)에 삽입될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 외측다리부(130)는 등반로봇(100)의 양측에 한 쌍으로 제공될 수 있는바, 외측커넥팅로드(136)가 상기 한 쌍의 외측다리부(130)를 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 외측커넥팅로드(136)의 양단부는 각각 지지부재(132)의 일측에 연결될 수 있다. 이로써, 등반로봇(100)의 주행 시 한 쌍의 외측다리부(130)는 서로 동일한 형태의 움직임을 가질 수 있다.

내측바디부(120)의 제 2-1 측방 플레이트(123)와 제 2-2 측방 플레이트(124) 사이의 공간에는 내측다리부(140)가 제공될 수 있다. 본 실시예에서, 내측다리부(140)는 전후방으로 서로 이격된 한 쌍의 레그모듈(141)을 포함하는 것으로 예시한다.

레그모듈(141)은 수직 방향으로 연장되는 지지부재(142)와 상기 지지부재(142)의 하단부와 연결되는 받침부재(143)를 포함할 수 있다. 상기 받침부재(143)의 하면에는 점착제가 제공되어 등반로봇(100)이 수직면을 주행할 수 있게 한다.

서로 이격된 한 쌍의 레그모듈(141)은 제 2 링크부재로 인해 서로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 제 2 링크부재가 2개로 제공되어 상하로 이격되는데, 예를 들어 상부 제 2 링크부재(144a)와 하부 제 2 링크부재(144b) 각각은 서로 상하로 이격되되, 각각의 양단부는 각각 전후방의 레그모듈(141)의 지지부재(142)에 연결될 수 있다.

또한, 상술하였듯이, 상하부 제 2 링크부재(144a, 144b)는 내측바디부(120)의 연결봉(128)에 의해 상하부 연결부(125a, 126a, 125b, 126b)와 회동 가능하게 연결될 수 있다.

아울러, 상하부 제 2 링크부재(144a, 144b)의 양단부는 각각 전후방 레그모듈(141)의 지지부재(142)에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이를 위해, 지지부재(142)에는 상하로 이격된 통공(145a, 145b)이 마련될 수 있고, 도시되지 않은 연결봉이 상기 통공(145a, 145b)에 삽입될 수 있으며, 상기 연결봉의 적어도 일부는 상하부 제 2 링크부재(144a, 144b)에 삽입될 수 있다.

한편, 도시된 바와 같이, 내측다리부(130)는 등반로봇(100)의 양측에 한 쌍으로 제공될 수 있는바, 내측커넥팅로드(146)가 상기 한 쌍의 내측다리부(140)를 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 내측커넥팅로드(146)의 양단부는 각각 지지부재(142)의 일측에 연결될 수 있다. 이로써, 등반로봇(100)의 주행 시 한 쌍의 내측다리부(140)는 서로 동일한 형태의 움직임을 가질 수 있다.

외측바디부(110)와 내측바디부(120)는 제 1 링크부재(151, 153)에 의해 서로 상대적으로 회동할 수 있다. 외측바디부(110)와 내측바디부(120)의 상대적 회동에 의해 등반로봇(100)은 전진 내지는 후진을 할 수 있다.

전방 제 1 링크부재(151)의 일단부는 제 1 샤프트(151)에 의해 외측바디부(110)에 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 전방 제 1 링크부재(151)의 일단부가 제 1 샤프트(151)에 의해 제 1-1 측방 플레이트(113)에 연결되는 것으로 예시한다. 제 1 샤프트(151)는 제 1-2 측방 플레이트(114)를 관통할 수 있다. 전방 제 1 링크부재(151)의 타단부는 제 2 샤프트(152)에 의해 내측바디부(120)에 연결될 수 있다. 제 2 샤프트(152)는 서로 대향하는 제 2-1 측방 플레이트(123) 및 제 2-2 측방 플레이트(124)를 관통할 수 있다.

후방 제 1 링크부재(153)의 일단부는 제 1 샤프트(154)에 의해 외측바디부(110)에 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 후방 제 1 링크부재(153)의 일단부가 제 1 샤프트(154)에 의해 제 1-1 측방 플레이트(113)에 연결되는 것으로 예시한다. 제 1 샤프트(154)는 제 1-2 측방 플레이트(114)를 관통할 수 있다. 후방 제 1 링크부재(153)의 타단부는 제 2 샤프트(155)에 의해 내측바디부(120)에 연결될 수 있다. 제 2 샤프트(155)는 서로 대향하는 제 2-1 측방 플레이트(123) 및 제 2-2 측방 플레이트(124)를 관통할 수 있다.

내측바디부(120)의 중공부 내부에는 모터(160)가 제공될 수 있다. 모터(160)의 작동 시 발생되는 회전력은 전방 제 2 샤프트(152)에 구비되는 기어(161)를 통해 제 2 샤프트(152)에 전달될 수 있다. 제 2 샤프트(152)가 회전함에 따라 전방 풀리(162a)가 회전할 수 있고, 전방 풀리(162a)와 벨트(163)로 연결된 후방 풀리(162b) 역시 회전할 수 있다. 후방 풀리(162b)는 후방 제 2 샤프트(155)를 감싸고 있는바, 후방 제 2 샤프트(155) 역시 회전할 수 있다.

제 2 샤프트(152, 155)가 회전하면 제 1 링크부재(151, 153)가 회전하면서 외측바디부(110)와 내측바디부(120) 간의 상대적 회동이 일어날 수 있다. 외측다리부(130)가 지면에 부착되어 있고 내측다리부(140)가 공중에 부양되어 있는 상태에서는, 제 1 링크부재(151, 153)는 제 1 샤프트(151, 154)와의 연결 부위를 기준으로 회동할 수 있고, 이에 따라 내측바디부(120)는 좌측방에서 바라보았을 때 시계방향 회전하면서 전방으로 이동하거나 반시계방향으로 회전하면서 후방으로 이동할 수 있다. 반대로, 내측다리부(140)가 지면에 부착되어 있고 외측다리부(130)가 공중에 부양되어 있는 상태에서는, 제 1 링크부재(151, 153)는 제 2 샤프트(152, 155)와의 연결 부위를 기준으로 회동할 수 있고, 이에 따라 외측바디부(110)는 좌측방에서 바라보았을 때 시계방향으로 회전하면서 전방으로 이동하거나 반시계방향으로 회전하면서 후방으로 이동할 수 있다.

도 5는 도 1의 등반로봇(100)의 평지 이동 모습을 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는 등반로봇(100)이 수직 방향으로 이동하는 것으로 설명하며, 명확한 이해를 위해 등반로봇(100)을 도 1 내지 도 4에서와는 달리 매우 간소화하여 도시하였다. 이하, 도 5를 도 1 내지 도 4와 병행 참조하여 설명하기로 한다.

등반로봇(100)은 (a)에서 (d)까지의 사이클(cycle)을 거치면서 전방으로 이동할 수 있다. 후방 이동은 여기에서 설명하는 것과 반대라고 이해할 수 있으며, 단순히 모터(160)의 회전방향이 반대이면 후방 이동을 구현할 수 있다.

참고로, 도 5는 등반로봇(100)을 좌측방향에서 바라본 모습일 수 있다.

(a)의 상태를 살펴보면, 외측다리부(130)가 벽면에 부착되어 있고 내측다리부(140)는 벽면에서 이격되어 있다. 따라서 내측바디부(120)는 외측바디부(110)보다 벽면으로부터 더 이격되어 있다. 이 상태에서 모터(160)가 작동하면, 회전력의 전달에 의해 결국 제 1 링크부재(151, 153)가 제 1 샤프트(151, 154)와의 연결 부위를 기준으로 반시계방향으로 회동하고, 그에 따라 내측바디부(120) 역시 반시계방향으로 회전하면서 전방으로 이동할 수 있다. 반시계방향으로 회전하기 때문에 전방으로 이동하는 수평 성분(벽면 기준) 외에 벽면에 대하여 수직인 방향의 성분도 포함할 수 있다. 따라서 내측바디부(120)는 전방으로 이동하면서 벽면으로 접근하여 등반로봇(100)은 (b)의 상태가 될 수 있다.

(b)의 상태에서, 외측다리부(130)와 내측다리부(140)는 모두 벽면에 부착되어 있다. 이 상태에서 모터(160)가 작동하면, 회전력 전달에 의해 결국 제 1 링크부재(151, 153)가 제 2 샤프트(152, 155)와의 연결 부위를 기준으로 반시계방향으로 회동하고, 그에 따라 외측바디부(110) 역시 반시계방향으로 회전하면서 전방으로 이동할 수 있다. 반시계방향으로 회전하기 때문에 전방으로 이동하는 수평 성분(벽면 기준) 외에 벽면에 대하여 수직인 방향의 성분도 포함할 수 있다. 따라서 외측바디부(110)는 전방으로 이동하면서 벽면으로부터 멀어져 등반로봇(100)은 (c)와 같은 상태가 될 수 있다.

(c)의 상태에서, 내측다리부(140)가 벽면에 부착되어 있고 외측다리부(130)는 벽면에서 이격되어 있다. 따라서 외측바디부(110)는 내측바디부(120)보다 벽면으로부터 이격되어 있다. 이 상태에서 모터(160)가 작동하면, 회전력의 전달에 의해 결국 제 1 링크부재(151, 153)가 제 2 샤프트(152, 155)와의 연결 부위를 기준으로 반시계방향으로 회동하고, 그에 따라 외측바디부(110) 역시 반시계방향으로 회전하면서 전방으로 이동할 수 있다. 반시계방향으로 회전하기 때문에 전방으로 이동하는 수평 성분(벽면 기준) 외에 벽면에 대하여 수직인 방향의 성분도 포함할 수 있다. 따라서 외측바디부(110)는 전방으로 이동하면서 벽면으로 접근하여 등반로봇(100)은 (d)의 상태가 될 수 있다.

(d)의 상태에서, 외측다리부(130)와 내측다리부(140)는 모두 벽면에 부착되어 있다. 이 상태에서 모터(160)가 작동하면, 회전력 전달에 의해 결국 제 1 링크부재(151, 153)가 제 1 샤프트(151, 154)와의 연결 부위를 기준으로 반시계방향으로 회동하고, 그에 따라 내측바디부(120) 역시 반시계방향으로 회전하면서 전방으로 이동할 수 있다. 반시계방향으로 회전하기 때문에 전방으로 이동하는 수평 성분(벽면 기준) 외에 벽면에 대하여 수직인 방향의 성분도 포함할 수 있다. 따라서 내측바디부(120)는 전방으로 이동하면서 벽면으로부터 멀어져 등반로봇(100)은 (a)와 같은 상태가 될 수 있다.

도 6은 도 1의 등반로봇(100)의 단턱 이동 모습을 설명하기 위한 도면이다. 여기에서는 등반로봇(100)이 수평 방향으로 이동하는 것으로 설명하며, 명확한 이해를 위해 외측바디부(110) 및 외측다리부(130)만을 도시하였다. 내측바디부(110) 및 내측다리부(140)의 단턱 이동도 이하에서 설명하는 바와 동일하다. 이하, 도 6을 도 1 내지 도 5와 병행 참조하여 설명하기로 한다.

참고로, 도 6은 등반로봇(100)을 우측방향에서 바라본 모습일 수 있다. 또한, 최초 주행하는 주행면을 제 1 주행면, 단턱에 의해 상기 제 1 주행면보다 높은 주행면을 제 2 주행면이라고 칭하기로 한다.

제 1 주행면에서 등반로봇(100)은 외측다리부(130)가 제 1 주행면에 부착된 상태일 수 있다(예를 들면, 도 5에서 (a), (b) 또는 (d)의 상태). 이후 등반로봇(100)이 전진하면서 외측다리부(130)는 제 1 주행면으로부터 상방 이격된 상태를 가질 수 있다(예를 들면, 도 5에서 (c) 상태). 등반로봇(100)이 더 전진하기 위하여 외측바디부(110)가 회전하면서 제 1 주행면에 접근할 수 있다(예를 들면, 도 5에서 (c) 상태에서 (d) 상태가 되는 과정). 그런데 외측다리부(130)의 전방 레그모듈(131)이 착지되는 곳은 제 1 주행면보다 높은 제 2 주행면이므로, 전방 레그모듈(131)은 평지일 때보다 상대적으로 일찍 주행면에 착지할 수 있다. 이때 제 2 주행면이 전방 레그모듈(131)에 가하는 상방의 반력으로 인해 상하부 제 2 링크부재(134a, 134b)는 상하부 연결부(115a, 115b) 및 지지부재(132)에 대하여 반시계방향으로 회동할 수 있고, 그에 따라 후방 레그모듈(131)이 제 1 주행면에 착지할 수 있다. 이처럼 단턱 이동 시에도 전후방 레그모듈(131)이 각각 높이가 다른 주행면에 착지함으로써 주행 안정성을 얻을 수 있다.

등반로봇(100)이 더 이동하기 위해 외측다리부(130)가 주행면에서 떨어지게 되면, 탄성부재(119)가 제공하는 복원력에 의해 상하부 제 2 링크부재(134a, 134b)는 상하부 연결부(115a, 115b) 및 지지부재(132)에 대하여 시계방향으로 회동하여 원위치로 복귀할 수 있다. 탄성부재(119)는 위와 같이 단턱 이동 시 관련 구성들의 원위치 복귀를 돕는 역할 뿐만 아니라, 평지 이동 시에도 외측다리부(130)가 도 6의 좌측과 같은 상태를 유지하는데 기여할 수 있다. 받침부재(133)의 하면에 점착제가 제공되기 때문에 받침부재(133)가 주행면에서 떨어지는 과정에서 외측다리부(130)가 전체적으로 좌우로 회동할 수 있는데, 탄성부재(119)가 복원력을 제공하여 이를 방지할 수 있는 것이다.

한편, 도 6에 도시된 것과는 달리 제 2 주행면이 제 1 주행면보다 낮다면, 전방 레그모듈(131)이 제 2 주행면에 착지하기 전에 후방 레그모듈(131)이 제 1 주행면에 착지하게 되고, 제 1 주행면이 후방 레그모듈(131)에 가하는 반력에 의해 상하부 제 2 링크부재(134a, 134b)는 상하부 연결부(115a, 115b) 및 지지부재(132)에 대하여 시계방향으로 회동할 수 있고, 그에 따라 전방 레그모듈(131)이 제 2 주행면에 착지할 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 기술 사상의 일부 예를 설명한 것에 불과하고, 본 기술 사상의 범위는 설명된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 이 분야의 통상의 기술자에 의하여 본 기술 사상의 범위 내에서의 다양한 변경, 변형 또는 치환이 있을 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예에서 함께 설명된 구성들 내지는 특징들은 서로 분산되어 실시될 수 있고, 서로 다른 실시예 각각에서 설명된 구성들 내지는 특징들은 서로 결합된 형태로 실시될 수 있다. 마찬가지로, 각 청구항에 기재된 구성들 내지는 특징들도 서로 분산되어 실시되거나 결합되어 실시될 수 있다. 그리고 위와 같은 실시는 모두 본 기술 사상의 범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

100: 등반로봇 110: 외측바디부
120: 내측바디부 130: 외측다리부
140: 내측다리부 150: 제 1 링크부재
160: 모터

Claims

내부에 중공부를 구비하는 외측바디부;
상기 중공부 내부에 제공되는 내측바디부;
모터;
일단부 및 타단부가 각각 상기 외측바디부 및 상기 내측바디부에 연결되고, 상기 모터가 제공하는 회전력에 의해 회전함에 따라 상기 내측바디부가 상기 일단부를 기준으로 회동하도록 하거나 상기 외측바디부가 상기 타단부를 기준으로 회동하도록 하는 제 1 링크부재;
상기 외측바디부의 측방향 일측에 제공되는 외측다리부; 및
상기 내측바디부의 측방향 일측에 제공되는 내측다리부를 포함하며,
상기 외측다리부 및 상기 내측다리부 각각은,
전후방으로 서로 이격된 한 쌍의 레그모듈; 및
일단부 및 타단부가 각각 상기 한 쌍의 레그모듈 각각에 연결되는 제 2 링크부재를 포함하며, 상기 제 2 링크부재의 중앙부가 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부에 회동 가능하게 연결되어 전후방으로 주행 가능한 등반로봇.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 링크부재는 복수로 마련되어 서로 상하로 이격되는 등반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 링크부재의 일단부 및 타단부는 상기 레그모듈에 회동 가능하게 연결되는 등반로봇.
제 4 항에 있어서,
상기 등반로봇이 제 1 주행면에서 상기 제 1 주행면보다 높은 제 2 주행면으로 주행할 때,
상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부가 전방으로 회동하면서 수직 방향의 성분을 가진 채 상기 제 2 주행면에 접근함에 따라, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 전방의 레그모듈이 상기 제 2 주행면에 착지하고, 상기 제 2 주행면이 상기 전방의 레그모듈에 가하는 반력에 의해 상기 제 2 링크부재의 중앙부가 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부에 대하여 회동하고 상기 제 2 링크부재의 양단부가 상기 한 쌍의 레그모듈에 대하여 회동함으로써, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 후방의 레그모듈이 상기 제 1 주행면에 착지하는 등반로봇.
제 4 항에 있어서,
상기 등반로봇이 제 1 주행면에서 상기 제 1 주행면보다 낮은 제 2 주행면으로 주행할 때,
상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부가 전방으로 회동하면서 수직 방향의 성분을 가진 채 상기 제 1 주행면에 접근함에 따라, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 후방의 레그모듈이 상기 제 1 주행면에 착지하고, 상기 제 1 주행면이 상기 후방의 레그모듈에 가하는 반력에 의해 상기 제 2 링크부재의 중앙부가 상기 외측바디부 또는 상기 내측바디부에 대하여 회동하고 상기 제 2 링크부재의 양단부가 상기 한 쌍의 레그모듈에 대하여 회동함으로써, 상기 한 쌍의 레그모듈 중 전방의 레그모듈이 상기 제 2 주행면에 착지하는 등반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 외측바디부와 상기 외측다리부의 연결 부위 및 상기 내측바디부와 상기 내측다리부의 연결 부위에 각각 제공되고, 상기 외측바디부와 상기 외측다리부의 상대적인 회동 및 상기 내측바디부와 상기 내측다리부의 상대적인 회동이 발생될 때 복원력을 제공하는 복수의 탄성부재를 더 포함하는 등반로봇.