KR101982213B1

KR101982213B1 - Vertical Moving Robot and Moving Mechanism of the same

Info

Publication number: KR101982213B1
Application number: KR1020140115332A
Authority: KR
Inventors: 지창욱; 김재민; 정윤호; 유진솔; 이정완; 강신유
Original assignee: 지창욱; 정윤호
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2019-05-24
Also published as: KR20160026436A

Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법은, 몸체부와, 상기 몸체부의 일측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드가 형성된 제1, 제2, 제3 다리부와, 상기 몸체부의 타측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드가 형성된 제4, 제5, 제6 다리부와, 상기 제2, 제4, 제6 다리의 진공흡착패드는 제1진공라인으로 연결되고 상기 진공라인에 형성되는 제1진공밸브와, 상기 제1, 제3, 제5 다리의 진공흡착패드는 제2진공라인으로 연결되고 상기 진공라인에 형성되는 제2진공밸브와, 상기 제1진공밸브와 제2진공밸브의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치와, 상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 제어하는 관절구동장치를 포함한다.A vertical walking robot according to a preferred embodiment of the present invention and a method of moving the same include a body part, a first and a second body part connected to one side of the body part so as to be rotatable to the left and right and connected to each other by a plurality of joints, Fourth, fifth and sixth leg portions connected to the other side of the body portion so as to be rotatable in the left and right direction and connected to each other by a plurality of joints and having a vacuum adsorption pad at a lower end portion thereof, 4, the sixth leg vacuum adsorption pad is connected to the first vacuum line, and the vacuum adsorption pad of the first, third, and fifth legs is connected to the second vacuum line A valve control device for controlling the on / off state of the first vacuum valve and the second vacuum valve, and a control device for controlling the on / off states of the first through sixth legs 100, 200, 300 , 400, 500, 600).

Description

{Vertical Moving Robot and Moving Mechanism of the Same}

본 발명은 수직보행로봇과 그 이동방법에 관한것으로, 더욱 상세하게는 진공흡착패드가 형성된 다리부가 형성되어 진공흡착패드의 진공압을 조절함에 따라 수직하게 세워진 구조물에 다리부가 부착 또는 탈거 되면서 이동하는 수직보행로봇과 그 이동방법에 관한것이다. The present invention relates to a vertical gait robot and a moving method thereof, and more particularly, to a vertical gait robot and a method of moving the vertical gait robot, A vertical walking robot and a moving method thereof.

구조기술의 발달로 인해 빌딩은 점점 고층화 되고 있으나, 고층화된 건물의 외벽을 청소하는 기술의 심도있는 연구는 이루어 지지 않았다. 그로 인해 건물 외벽 청소는 여전히 노동력에 의지하는 경우가 많은데, 이때 건물 파라펫에 매달린 곤돌라에 청소부가 타고 건물 외벽에 매달려 닦는 경우가 많다.Due to the development of structural technology, buildings have become increasingly stratified, but no in-depth research has been done on the technology of cleaning the outer walls of high-rise buildings. As a result, there are many cases where the exterior walls of the building are still dependent on labor. In such a case, the gondola hanging on the building parapet often wipes the exterior wall of the building.

하지만 이러한 방법은 청소를 하는 사람은 낙상의 위험에 늘 노출되어 있으며, 초고층빌딩의 겨우 파라펫에 고돌라를 연결하는 작업또한 만만치 않아 시간과 비용이 많이 들어가며 많은 작업자를 고용해야 하므로 비용지출이 많아진다.However, these methods are always exposed to the risk of falling, and the work of connecting the godola to parapets of skyscrapers is also time consuming and costly. Loses.

상기한 문제점을 해결한 종래의 기술로서 대한민국 등록특허 제10-0823006호(2008.04.10. 등록)이 게시되어 있다. Korean Patent No. 10-0823006 (registered on Apr. 10, 2008) has been published as a conventional technique for solving the above problems.

이 종래의 기술은 창 외벽에 진공 흡착된 상태에서 창 외벽 상을 자동으로 이동 및 방향 전환하면서 청소할 수 있는 로봇 및 그 방법에 관한 것에 관한 것으로, 상기 외벽 청소용 로봇을 제1 방향으로이동시키기 위한 이동 수단; 상기 이동 수단을 회전시킴으로써 상기 외벽 청소용 로봇의 이동 방향을 전환하기 위한 방향 전환부; 및 상기 외벽 청소용 로봇의 적어도 일 측부에 장착된 청소부를 포함한다. This conventional technology relates to a robot that can be cleaned while automatically moving and turning directions on an outer wall of a window in a state of being vacuum-adsorbed on an outer wall of a window, and a method thereof, and more particularly to a robot for moving the outer wall cleaning robot in a first direction Way; A direction switching unit for switching the moving direction of the outer wall cleaning robot by rotating the moving unit; And a cleaning unit mounted on at least one side of the outer wall cleaning robot.

그리고 이 종래의 기술은 창 및 건물 외벽 청소에 사용된 물이 아래층으로 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 로봇이 부드러운 주행을 함으로써 아무런 얼룩도 남기지 않은 채 건물 외벽 청소를 수행할 수 있고, 턴테이블 방식을 이용함으로써 방향 전환시 회전 반경을 요구하기 않고 제자리에서 360°까지 자유자재로 방향전환 함으로써 어떠한 사각 지대라도 접근이용이하여 완벽하게 청소할 수 있으며, 로봇의 크기와 무게를 최소화함으로써 외벽 청소시 낙하할 가능성을 최소화할 수 있는 효과가 있다.This conventional technology can prevent the water used for cleaning the window and the outer wall of the building from falling down to the lower layer, and can smoothly run the building exterior wall without leaving any unevenness by the robot running smoothly, and can use the turntable By changing the direction from 360 ° to 360 ° without requiring a turning radius, it is possible to clean any blind spot completely and clean it completely. By minimizing the size and weight of the robot, There is an effect that can be minimized.

그러나, 최근에 지어지는 빌딩은 디자인을 강조하기 위하여 건물외벽에 많은 요철이나 곡선을 갖는 경우가 빈번하며, 일반 건물이라 하더라도 창틀이 돌출된 경우가 많은데, 이때 종래의 기술은 슬리이딩 방식으로 움직이게 되므로 장애물을 넘지 못하기 때문에 건물 외벽을 청소할 때 한계점이 있다. However, in order to emphasize the design of a building, a building often has many irregularities and curved lines on the outer wall of the building, and a window frame often protrudes even in a general building. In this case, the conventional technique moves in a sliding manner There are limitations in cleaning the exterior walls of buildings because they can not overcome obstacles.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고 개선하고자 한 것으로, 구조물 외벽을 타고 이동하는 방식이 슬라이딩이 아니라 곤충의 보행방법과 유사한 방식을 택함에 따라 구조물 외벽에 요철이 있더라도 넘어다닐 수 있으며, 특히 구조물의 모서리 부분을 넘나들 수 있도록 하는 수직보행로봇을 제공하는 과제를 기초로 한다. It is an object of the present invention to solve the above problems and to solve the above problems. It is an object of the present invention to provide a method of inspecting a structure, And a vertical walking robot capable of crossing the corner portion.

본 발명은 몸체부와, 상기 몸체부의 일측에 연결된 좌우회전관절과, 상기 좌우회전관절에 연결되는 다수개의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 형성된 진공흡착패드가 구비된 제1, 제2, 제3 다리부와, 상기 몸체부의 타측에 연결된 좌우회전관절과, 상기 좌우회전관절에 연결되는 다수개의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 형성된 진공흡착패드가 구비된 제4, 제5, 제6 다리부와, 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드는 제1진공라인으로 연결되고 상기 제1진공라인의 공압을 조절하는 제1진공밸브와, 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드는 제2진공라인으로 연결되고 상기 제2진공라인의 공압을 조절하는 제2진공밸브와, 상기 제1진공밸브와 제2진공밸브의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치와, 상기 밸브제어장치와 신호를 주고 받으며 상기 제1 내지 제6 다리부를 제어하는 관절구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법에 의해 달성된다. The present invention relates to a vacuum cleaner comprising a body, a left and right rotation joint connected to one side of the body, a plurality of connection portions connected to the left and right rotation joints, and a vacuum adsorption pad formed at an end of the connection portion, A fourth leg, a fifth leg, and a sixth leg provided with a leg, a left and right rotating joint connected to the other side of the body, a plurality of connecting parts connected to the left and right rotating joints, and a vacuum adsorption pad formed at an end of the connecting part, The vacuum adsorption pad of the second, fourth, and sixth legs is connected to a first vacuum line and controls a pneumatic pressure of the first vacuum line, and a second vacuum valve connected to the first, The vacuum adsorption pad includes a second vacuum valve connected to the second vacuum line and regulating the pneumatic pressure of the second vacuum line, a valve control device for adjusting on / off states of the first vacuum valve and the second vacuum valve, And a valve control device If the sixth leg joint drive controlling unit; it is achieved by the vertical walking robot and the movement method comprising: a.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 다리부에 형성된 연결부는, 제1연결부와 제2연결부와 제3연결부와 제4연결부로 구성되고, 상기 제1연결부는 인접하는 제2연결부와 제1관절로 연결되며, 상기 제2연결부는 인접하는 제3연결부와 제2관절로 연결되고, 상기 제3연결부는 인접하는 제4연결부와 제3관절로 연결되고, 상기 진공흡착패드는 인접하는 제4연결부와 제4관절로 연결되되,상기 제1 내지 제3관절은 구름관절로 형성된다. According to a preferred embodiment of the present invention, the connection portions formed on the first to sixth leg portions are composed of a first connection portion, a second connection portion, a third connection portion and a fourth connection portion, 2 connection part and the first joint, the second connection part is connected to the adjacent third connection part by the second joint, the third connection part is connected to the adjacent fourth connection part by the third joint, Are connected to an adjacent fourth connection part by a fourth joint, and the first to third joints are formed by rolling joints.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 좌우회전관절과 제1관절과 제2관절과 제3관절은 서보모터로 형성된다. According to a preferred embodiment of the present invention, the left and right rotation joints, the first joint, the second joint and the third joint are formed of servo motors.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 다리부 중 적어도 어느 하나에는 전방 구조물의 형태를 인식하는 이미지센서가 포함된다. According to a preferred embodiment of the present invention, at least one of the first to sixth leg portions includes an image sensor for recognizing the shape of the front structure.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 다리부 중 적어도 어느 하나에는 진공흡착패드와 디딤면의 거리를 판단하는 절대거리센서가 포함된다. According to a preferred embodiment of the present invention, at least one of the first to sixth leg portions includes an absolute distance sensor for determining the distance between the vacuum adsorption pad and the tread surface.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1밸브와 제2밸브가 on상태로 전환되어 상기 제1 내지 제6 다리부에 형성된 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 초기부착단계; 상기 제1밸브가 off상태로 전환되어 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드가 구조물로부터 탈거되는 수직구동준비동작1단계; 상기 제2, 제4, 제6다리부가 구조물로부터 이격되어 이동하는 수직구동진행1단계; 상기 제1밸브가 on상태로 전환되어 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 전체부착1단계; 상기 제2밸브가 off상태로 전환되어 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드가 구조물로부터 탈거되는 수직구동준비동작2단계; 상기 제1, 제3, 제5다리부가 구조물로부터 이격되어 이동하는 수직구동진행2단계; 상기 제2밸브가 on상태로 전환되어 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 전체부착2단계;로 진행된다. According to a preferred embodiment of the present invention, an initial attaching step in which the first valve and the second valve are turned on to attach the vacuum adsorption pad formed on the first through sixth legs to the structure; The first valve is turned off, and the vacuum adsorption pads of the second, fourth, and sixth legs are removed from the structure; A vertical driving proceeding step of moving apart from the second, fourth, and sixth leg attachment structures; A first attaching step of attaching the vacuum adsorption pad of the second, fourth, and sixth legs to the structure by switching the first valve to the on state; The second valve is turned off, and the vacuum adsorption pads of the first, third, and fifth legs are removed from the structure; A second vertical movement progression step of moving the first, third and fifth leg attachment structures away from each other; The second valve is turned on, and the vacuum adsorption pads of the first, third, and fifth legs are attached to the structure.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면, 수직보행로봇은 몸체부에 다관절이 형성된 다리부가 구비되어 보행방식으로 구조물의 외벽을 이동함에 따라 구조물 외벽에 요철이 있거나 곡선진 구간이라도 넘어다닐수 있으며, 특히 구조물의 모서리 부분을 넘어 이동할 수 있어 건물 외벽을 자유롭게 이동할 있다. According to the vertical walking robot and the moving method of the present invention, since the vertical walking robot is provided with legs formed with joints on the body part, the outer wall of the structure moves along the walking structure, It can move over the advanced section, especially moving beyond the edge of the structure, so that it can freely move the building exterior wall.

또한 용도에 따른 특정 시스템을 로봇에 결합하면 빌딩 유리창 청소, 선박 외벽청소 및 선박 페인트 및 용접작업, 터널 청소 및 유지보수, 태양열 전지판 청소, 풍력발전기 유지보수 등 작업자의 낙상 위험이 높은 여건에서 작업을 로봇이 대신 할 수 있으며, 벽을 타고 진입해야 하는 첩보작전이나 대테러 작전 등 국가방위산업에서의 활용을 기대할 수 있다.Combining a specific system according to the purpose of use with a robot can also be used for tasks such as cleaning the building windows, cleaning the outer walls of ships, painting and welding vessels, cleaning and maintenance of tunnels, cleaning solar panels, maintenance of wind turbines, Robots can take the place of it and expect to use it in the national defense industry, such as intelligence operations or counterterrorism operations that must enter the wall.

한편, 사막은 태양광·태양열의 효율이 높은 곳임에도 불구하고 태양광·태양열 발전기를 설치하지 않는 이유는 사막의 모래바람으로 인해 먼지에 취약한 전지판의 유지관리가 어렵기 때문이다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면 로봇이 태양전지판의 유지관리를 할 수 있기 때문에 사막지역에서의 태양광·태양열 발전을 기대할 수 있다.Despite the fact that the desert has high efficiency of solar and solar heat, the reason why we do not install solar and solar power generators is because it is difficult to maintain the vulnerable solar panels due to the sand wind of the desert. However, according to the vertical walking robot and the moving method according to the preferred embodiment of the present invention, since the robot can maintain the solar panel, solar and solar power generation in the desert region can be expected.

또한 해상 풍력발전기의 유지관리시, 현재는 헬기를 띄워 사람이 줄을 타고 내려와서 풍력발전기를 청소하고 있는데, 이는 고비용일 뿐만 아니라 작업자의 위험부담이 크다. 하지만 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면 둥근형태의 곡면에서도 이동가능하기 때문에 풍력발전기에 부합하는 툴을 제장하여 본 발병에 결합한다면 보다 쉽게 풍력발전기의 유지보수를 할 수 있게 되어 유지비용을 감축시키고 작업자의 위험부담을 덜수 있는 효과가 있다. In the maintenance of offshore wind power generators, helicopters are now lifted and people are riding down the line to clean the wind turbines. This is not only costly, but also a great risk to the operator. However, according to the preferred embodiment of the present invention, the vertical walking robot and the moving method thereof can move on a curved surface of a round shape. Therefore, if a tool conforming to the wind turbine generator is built and coupled with the on- The maintenance cost can be reduced and the risk of the operator can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 제1다리부의 사시도와 측면도와 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 정면도.
도 6a는 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 초기부착단계의 사시도.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작2단계의 사시도.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작1단계의 사시도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작2단계의 평면도.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작1단계의 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 제1 내지 제2 진공라인의 밸브를 나타내는 배면개념도와, 관절구동장치와 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 연결하는 배선개념도.1 is a plan view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view, a side view, and a front view of a first leg of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a perspective view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention;
5 is a front view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a perspective view of an initial attaching step of a vertical walking robot and a moving method according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 6B is a perspective view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention in a second step of preparing for vertical driving. FIG.
FIG. 6C is a perspective view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention in a vertical driving preparation operation step 1; FIG.
7A is a plan view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention in a second step of preparing for vertical driving.
FIG. 7B is a plan view of a vertical walking robot and its moving method according to an embodiment of the present invention in a first step of preparing for vertical driving; FIG.
FIG. 8 is a rear elevation conceptual diagram showing valves of first to second vacuum lines of a vertical walking robot and a method of moving the same according to an embodiment of the present invention, 300, 400, 500, 600).

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용 이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명 의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. And this does not mean that the technical idea and scope of the present invention are limited.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(B)와, 상기 몸체부(B)의 일측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드(150)가 형성된 제1(100), 제2(200), 제3(300) 다리부와, 상기 몸체부(B)의 타측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드(150)가 형성된 제4(400), 제5(500), 제6(600) 다리부와, 상기 제2, 제4, 제6 다리의 진공흡착패드(150b, 150d, 150f)는 제1진공라인(10)으로 연결되고 상기 제1진공라인(10)에 형성되는 제1진공밸브(12)와, 상기 제1, 제3, 제5 다리의 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)는 제2진공라인(20)으로 연결되고 상기 제2진공라인(20)에 형성되는 제2진공밸브(22)와, 상기 제1진공밸브(10)와 제2진공밸브(22)의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치(30)와, 상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 제어하는 관절구동장치(40)를 포함한다.1 to 5, a vertical walking robot according to a preferred embodiment of the present invention includes a body part B and a body part B which is rotatably connected to one side of the body part B in a lateral direction 100, 200, and 300 legs connected to a plurality of joints and having a vacuum adsorption pad 150 formed at a lower end thereof, and a third 300 leg portion connected to the other side of the body portion B Fourth, sixth, and sixth legs connected to the first, second, third, fourth, fifth, sixth, and sixth joints 600, The leg vacuum adsorption pads 150b, 150d and 150f include a first vacuum valve 12 connected to a first vacuum line 10 and formed in the first vacuum line 10, The fifth leg vacuum adsorption pad 150a, 150c and 150e includes a second vacuum valve 22 connected to a second vacuum line 20 and formed in the second vacuum line 20, The on / off phase of the first vacuum valve 10 and the second vacuum valve 22 To a valve control device (30), the first to sixth leg joint drive device (40) for controlling (100, 200, 300, 400, 500, 600) for adjusting.

여기서 몸체부(B)는 로봇(1)의 중앙에 위치해 로봇(1)이 구동될 수 있는 장치들이 연결되고 상기 장치들을 제어하는 제어장치들이 위치하는 곳으로, 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 육면체의 함체로 형성되고, 내부에는 각종 제어장치들이 설치되고, 외부 양측면에는 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)가 체결되는 것이 바람직하다. Here, the body part B may be formed in various forms, in which control devices for controlling the devices are connected to devices that can be driven by the robot 1 at the center of the robot 1, According to an embodiment of the present invention, various control devices are installed in the inside of a hexahedron, and the first to sixth leg portions 100, 200, 300, 400, 500, and 600 are fastened to both outer sides desirable.

제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 각각 상기 몸체부(B)의 일측에 연결된 좌우회전관절(101)과, 상기 좌우회전관절(101)에 연결되는 다수개의 연결부(110,120,130,140)로 연결되는데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우회전관절(101)에는 제1연결부(110)가 연결되고, 제2연결부(120)는 인접하는 제1연결부(110)와 제1관절(111)로 연결되고, 제3연결부(130)는 인접하는 제2연결부(120)와 제2관절(121)로 연결되며, 제4연결부(140)는 인접하는 제3연결부(130)와 제3관절(131)로 연결되고, 제4연결부(140)는 진공흡착수단(150)과 제4관절(141)로 연결된다. 여기서 제1 내지 제4관절(111, 121, 131, 141)은 구름관절로 형성된다. 따라서 연결부는 본체(B)에 좌우회전관절(101)로 연결되고, 다수개의 연결부는 구름관절로 연결되므로 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 상하좌우로 이동이 가능하다.Each of the first to sixth legs 100, 200, 300, 400, 500 and 600 includes a left and right rotation joint 101 connected to one side of the body portion B, 2, a first connection part 110 is connected to the left and right rotation joints 101 and a second connection part 120 is connected to the left and right rotation joints 101. The first connection part 110 and the second connection part 120 are connected to each other by a plurality of connection parts 110, 120, Is connected to the adjacent first connection part 110 through the first joint 111 and the third connection part 130 is connected to the adjacent second connection part 120 through the second joint 121, The fourth joint 140 is connected to the third joint 130 through the third joint 131 and the fourth joint 140 is connected to the vacuum suction unit 150 through the fourth joint 141. [ Here, the first to fourth joints 111, 121, 131, and 141 are formed by rolling joints. Accordingly, since the connecting portion is connected to the body B by the left and right rotating joints 101 and the plurality of connecting portions are connected by the rolling joints, the first to sixth leg portions 100, 200, 300, 400, 500, Can be moved to.

이때, 제1 내지 제4관절(111, 121, 131, 141)은 로봇이 진행하는 방향과 수직인 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 다지류곤충의 다리의 움직임과 유사하게 구동하게 되어, 진행 방향에 장애물이 있더라도 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)로 넘어가는 것이 가능하며, 벽면의 모서리진 부분이나, 벽면과 수직하게 형성된 천장부까지 자유롭게 넘나들수 있게 되는 것이다.At this time, the first to fourth joints 111, 121, 131, and 141 are rotated in a direction perpendicular to the direction in which the robot moves, and the first to sixth legs 100, 200, 300, 400, 500, and 600 are driven similarly to the motion of the legs of the multi-branch insects, so that even if there is an obstacle in the traveling direction, they can be passed to the first to sixth legs 100, 200, 300, 400, 500 and 600 And it is possible to freely cross the corner portion of the wall surface or the ceiling portion formed perpendicular to the wall surface.

또한 상기 좌우회전관절(101)은 진행방향과 수평한 방향으로 회전 하게 되고, 이에 따라 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 진향방향을 자유롭게 설정할 수 있게된다. The first and sixth leg portions 100, 200, 300, 400, 500, and 600 may be configured to freely set the direction of the elongation, do.

상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)의 단부에는 로봇이 벽면에 부착되어 움직일 수 있도록 진공흡착패드(150)가 형성되는데, 제2, 제4, 제6 다리에 형성된 진공흡착패드(150b, 150e, 150f)는 제1진공라인(10)으로 연결되고, 제1, 제3, 제5 다리에 형성된 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)는 제2진공라인(20)으로 형성되어 흡착과 탈거가 이루어 진다. 제1진공라인(10)에는 제1진공밸브(12)가 형성되고, 제2진공라인(20)에는 제2진공밸브(12)가 형성되어 제1진공라인(10)과 연결된 제2, 제4, 제6 다리부가(200, 400, 600)의 흡착과 탈거가 함께 일어나게 되며, 제2진공라인(20)과 연결된 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)의 흡착과 탈거가 함께 일어나게 된다. 따라서, 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)의 구동시, 제2, 제4, 제6 다리부(200,400,600)가 벽면에서 함께 탈거되어 수직구동되며, 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)가 벽면에 함께 흡착된다.A vacuum adsorption pad 150 is formed at an end of each of the first to sixth legs 100, 200, 300, 400, 500, and 600 so that the robot can be attached to a wall surface of the vacuum adsorption pad 150. The vacuum adsorption pads 150b, 150e and 150f formed on the six legs are connected to the first vacuum line 10 and the vacuum adsorption pads 150a, 150c and 150e formed on the first, Vacuum line 20 is formed and adsorbed and removed. A first vacuum valve 12 is formed in the first vacuum line 10 and a second vacuum valve 12 is formed in the second vacuum line 20. The second vacuum valve 12 is connected to the first and second vacuum lines 10, Third and fifth leg portions 100, 300, and 500 connected to the second vacuum line 20 are adsorbed and removed together with the first and second leg portions 200, And detachment occur together. Accordingly, when the first to sixth legs 100, 200, 300, 400, 500, 600 are driven, the second, fourth, and sixth leg portions 200, 400, 1, the third and fifth leg portions 100, 300, and 500 are sucked together on the wall surface.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1진공밸브(12)와 제2진공밸브(22)는 밸브제어장치(30)와 연결되어 밸브제어장치(30)의 on/off명령에 따라 구동된다. 이 밸브제어장치(30)는 12V진공압 on/off 솔레노이드밸브와 5V신호를 통해 12V를 제어할 수 있는 릴레이로 형성되어 진공흡착패드(150)에 걸리는 진공의 개수를 제어하게 되며, 컨프레셔와 이젝터가 포함되어 형성되므로 진공의 발생과 제거가 가능해진다. 8, the first vacuum valve 12 and the second vacuum valve 22 are connected to the valve control device 30 and are driven in response to an on / off command of the valve control device 30. The valve control device 30 is formed of a 12V vacuum pressure on / off solenoid valve and a relay capable of controlling 12V through a 5V signal, thereby controlling the number of vacuum applied to the vacuum adsorption pad 150, Since the ejector is included, it is possible to generate and remove the vacuum.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇(1)의 구동단계를 살펴보면, 로봇(1)이 수직인 벽에 흡착되어 출발한다고 가정했을때, 먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1진공밸브(10)와 제2진공밸브(22)가 on상태로 전환되어 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 형성된 진공흡착패드(150a 내지 150f)가 수직벽면에 흡착상태로 부착되어 벽면에 로봇(1)이 고정된다. Assuming that the robot 1 starts to be attracted to a vertical wall, first, as shown in FIG. 6A, the first vacuum valve (first vacuum valve) 10 and the second vacuum valve 22 are turned on and the vacuum adsorption pads 150a to 150f formed on the first to sixth leg portions 100, 200, 300, 400, 500, So that the robot 1 is fixed to the wall surface.

둘째로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1진공밸브(10)가 off상태로 전환됨에 따라 상기 제2, 제4, 제6다리부에 형성된 진공흡착패드(150b, 150d, 150f)가 수직벽면으로부터 탈거되는 수직구동준비동작1단계가 된다. 6b, the vacuum adsorption pads 150b, 150d, and 150f formed on the second, fourth, and sixth leg portions, as the first vacuum valve 10 is turned off, The vertical driving preparatory operation step 1 is taken out from the vertical wall surface.

셋째로, 관절구동장치(40)가 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)에 형성된 제1내지 제4 관절부(111, 121, 131, 141)에 수직회전구동 명령을 내려 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)는 수직벽면으로부터 탈거되는 동시에 수직으로 들어올려지고 관절을 뻗어 전진하는 수직구동진행1단계가 된다.Third, the joint drive device 40 commands the first through fourth joints 111, 121, 131, and 141 formed on the second, fourth, and sixth legs 200, 400, The second, fourth, and sixth legs 200, 400, and 600 are removed from the vertical wall surface, and are lifted vertically, and the vertical drive progresses one step of advancing the joints.

넷째로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 다시 제1진공밸브(10)가 on상태로 전환되면서 제2, 제4, 제6다리부에 형성된 진공흡착패드(150b, 150d, 150f) 는 수직벽에 흡착되어 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)가 모두 수직벽면에 부착되는 전체부착1단계가 된다. 이때, 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)는 제1, 제3, 제5다리부(100, 300, 500)보다 전진된 상태로 부착된다. Fourth, as shown in FIG. 6C, the vacuum adsorption pads 150b, 150d, and 150f formed on the second, fourth, and sixth legs, while the first vacuum valve 10 is turned on again, The first to sixth leg portions 100, 200, 300, 400, 500, and 600 are all attached to the vertical wall surface. At this time, the second, fourth, and sixth legs 200, 400, and 600 are attached in an advanced state relative to the first, third, and fifth legs 100, 300, and 500.

다섯째로, 제2진공밸브(22)가 off상태로 전환됨에 따라 상기 제1, 제3, 제5다리부에 형성된 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)가 수직벽면으로부터 탈거되는 수직구동준비동작2단계가 된다. Fifth, when the second vacuum valve 22 is turned off, the vacuum adsorption pads 150a, 150c, and 150e formed on the first, third, and fifth leg portions are removed from the vertical wall surface, It becomes the second stage.

여섯째로, 관절구동장치(40)가 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)에 형성된 제1내지 제4 관절(111, 121, 131, 141)에 수직회전구동 명령을 내려 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)는 수직벽면으로부터 탈거되는 동시에 수직으로 들어올려지고 관절을 뻗어 전진하는 수직구동진행2단계가 된다.Sixth, the joint driving device 40 commands the first to fourth joints 111, 121, 131, and 141 formed on the first, third, and fifth legs 100, 300, The first, third, and fifth legs 100, 300, and 500 are removed from the vertical wall surface, and are lifted vertically, and are vertically advanced in the second step of advancing the joints.

여섯째로, 다시 제2진공밸브(22)가 on상태로 전환되면서 제1, 제3, 제5다리부에 형성된 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)는 수직벽에 흡착되어 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)가 모두 수직벽면에 부착되는 전체부착1단계가 된다. 이때, 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)는 제2, 제4, 제6다리부(200, 400, 600)보다 전진된 상태로 부착된다. Sixth, while the second vacuum valve 22 is turned on again, the vacuum adsorption pads 150a, 150c, and 150e formed on the first, third, and fifth legs are adsorbed on the vertical wall, And the legs 100, 200, 300, 400, 500, and 600 are all attached to the vertical wall surface. At this time, the first, third, and fifth leg portions 100, 300, and 500 are attached in an advanced state relative to the second, fourth, and sixth leg portions 200, 400, and 600.

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇은 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)와 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)를 번갈아 흡착하고 탈거시킴으로써 안정적으로 벽면에 부착되어 이동될 수 있는 것이다. As described above, the vertical walking robot according to an embodiment of the present invention includes the first, third, and fifth legs 100, 300, and 500 and the second, fourth, and sixth legs 200, 400, 600 are alternately adsorbed and removed, so that they can be stably attached to the wall surface and moved.

또한 상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 적어도 어느 하나에는 전방 구조물의 형태를 인식하는 이미지센서가 포함되어 장애물을 스스로 인지하여 다리부의 구동 방향과 다리부의 구동 높이를 제어할 수 있으며, 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 적어도 어느 하나에는 진공흡착패드(150)와, 진공흡착패드(150)가 위치할 디딤면의 거리를 판단하는 절대거리센서가 포함되어 흡착상태를 더욱 견고하고 세밀하게 조정할 수 있다.At least one of the first to sixth legs 100, 200, 300, 400, 500, and 600 may include an image sensor that recognizes the shape of the front structure to recognize the obstacle by itself, A vacuum adsorption pad 150 and a vacuum adsorption pad 150 are disposed on at least one of the first to sixth leg portions 100, 200, 300, 400, 500, An absolute distance sensor for determining the distance to the target surface can be provided so that the adsorption state can be adjusted more firmly and finely.

상기한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면, 수직보행로봇은 몸체부에 다관절이 형성된 다리부가 구비되어 다지류 곤충의 보행방식으로 구조물의 외벽을 이동함에 따라 구조물 외벽에 요철이 있거나 곡선진 구간이라도 넘어다닐수 있으며, 특히 구조물의 모서리 부분을 넘어 이동할 수 있어 건물 외벽을 자유롭게 이동할 있다. As described above, according to the vertical walking robot and the moving method of the present invention, the vertical walking robot has a leg portion formed with a multi-joint in the body portion, and moves the outer wall of the structure by the walking method of the multi- Therefore, it is possible to move beyond the edge of the structure, and move freely through the outer wall of the building.

1: 로봇
B: 몸체부
10 : 제1진공라인
12 : 제1진공밸브
20 : 제2진공라인
22 : 제2진공밸브
30 : 밸브제어장치
40 : 관절구동장치
100 : 제1다리부
200 : 제2다리부
300 : 제3다리부
400 : 제4다리부
500 : 제5다리부
600 : 제6다리부
101, 101a, 101b, 101c,101d, 101e,101f : 좌우회전관절
110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f: 제1연결부
111, 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f : 제1관절
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f : 제2연결부
121, 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f: 제2관절
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f : 제3연결부
131, 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, 131f : 제3관절
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 140f : 제4연결부
150, 150a, 150b, 150c, 150d, 150e, 150f : 진공흡착패드 1: Robot
B:
10: first vacuum line
12: First vacuum valve
20: second vacuum line
22: Second vacuum valve
30: Valve control device
40: joint drive device
100: first leg
200: second leg
300: third leg
400: fourth leg
500: fifth leg
600: sixth leg
101, 101a, 101b, 101c, 101d, 101e, 101f:
110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f:
111, 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f:
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f:
121, 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f:
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f:
131, 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, 131f:
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 140f:
150, 150a, 150b, 150c, 150d, 150e, 150f: vacuum adsorption pad

Claims

A body portion;
First and second leg portions having a plurality of connection portions connected to the left and right rotation joints and a vacuum adsorption pad formed at an end portion of the connection portion;
Fourth, fifth, and sixth leg portions having a plurality of connection portions connected to the left and right rotation joints and a vacuum adsorption pad formed at an end portion of the connection portion;
Wherein the vacuum adsorption pad of the second, fourth, and sixth legs is connected to a first vacuum line and controls a pneumatic pressure of the first vacuum line;
The vacuum adsorption pad of the first, third, and fifth legs being connected to a second vacuum line and adjusting a pneumatic pressure of the second vacuum line;
A valve control device for adjusting on / off states of the first vacuum valve and the second vacuum valve; And
And a joint drive device for transmitting and receiving signals to and from the valve control device and controlling the first to sixth leg parts,
Wherein the connecting portions formed on the first to sixth leg portions are formed in a substantially rectangular shape,
A first connecting portion, a second connecting portion, a third connecting portion, and a fourth connecting portion,
The first connection part is connected to the adjacent second connection part by the first joint,
The second connecting portion is connected to the third connecting portion adjacent to the second connecting portion,
The third connection portion is connected to the fourth connection portion adjacent to the third joint portion,
Wherein the vacuum adsorption pad is connected to an adjacent fourth connection part by a fourth joint,
The first to fourth joints are formed of cloud joints,
The left and right rotation joint, the first joint, the second joint, and the third joint fourth joint are formed by servo motors,
Wherein at least one of the first through sixth legs recognizes the shape of the front structure;
Wherein the robot comprises:

delete

The method according to claim 1,
Wherein at least one of the first to sixth leg portions includes an absolute distance sensor for determining a distance between the vacuum adsorption pad and the tread surface.

The method of moving a vertical walking robot according to any one of claims 1 to 5,
An initial attaching step in which the first vacuum valve and the second vacuum valve are turned on to attach the vacuum adsorption pad formed on the first through sixth legs to the structure;
The first vacuum valve is turned off, and the vacuum adsorption pads of the second, fourth, and sixth legs are removed from the structure;
A vertical driving proceeding step of moving apart from the second, fourth, and sixth leg attachment structures;
The first vacuum valve is turned on to attach the vacuum adsorption pads of the second, fourth, and sixth legs to the structure;
The second vacuum valve is turned off, and the vacuum adsorption pads of the first, third, and fifth legs are removed from the structure;
A second vertical movement progression step of moving the first, third and fifth leg attachment structures away from each other;
Wherein the second vacuum valve is turned on and the vacuum adsorption pad of the first, third, and fifth legs is attached to the structure.