KR102076535B1

KR102076535B1 - 위험지역 촬영용 로봇

Info

Publication number: KR102076535B1
Application number: KR1020180012742A
Authority: KR
Inventors: 이상현
Original assignee: 호남대학교 산학협력단
Priority date: 2018-02-01
Filing date: 2018-02-01
Publication date: 2020-05-18
Also published as: KR20190093290A

Abstract

본 발명은 위험지역 촬영용 로봇에 관한 것으로서, 본체와, 위험지역에서 상기 본체를 이동시키기 위해 상기 본체에 설치되는 구동부가 마련된 이동유닛과, 상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛에 마련된 카메라와, 상기 카메라 및 본체에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 카메라를 회동시키는 회동유닛과, 통신망을 통해 상기 카메라에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈과, 상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈과, 작업자가 상기 구동부 또는 회동유닛의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈과, 상기 통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈에 전달하고, 상기 입력모듈을 통해 입력된 작동신호를 상기 통신모듈에 전송하는 제2통신모듈이 마련된 관리유닛과, 상기 제1통신모듈가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부 또는 회동유닛을 작동시키는 제어부를 구비한다.
본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 관리자로부터 입력된 작동신호에 따라 카메라를 회동시킬 수 있으므로 보다 광범위한 지역을 촬영할 수 있다는 장점이 있다.

Description

위험지역 촬영용 로봇{Robots for shooting dangerous areas}

본 발명은 위험지역 촬영용 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자가 진입하기 어려운 위험지역 내로 진입하여 촬영한 영상정보를 관리자에게 제공할 수 있는 위험지역 촬영용 로봇에 관한 것이다.

로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇 공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주 개발 사업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예로 청소 로봇, 애완견 로봇, 경비 로봇 등이 있다.

그래서, 최근에는 이와같은 로봇에 카메라를 설치하고, 사람이 진입하기 어려운 지역을 촬영하고, 관리자에게 촬영한 이미지를 전송하는 로봇이 개발되어 사용된다. 그러나, 상기 촬영용 로봇은 관리자가 로봇의 이동만을 제어할 뿐 로봇에 설치된 카메라를 회동시키지 못해 촬영범위가 다소 제한되는 단점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0098612호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 카메라를 지지하는 회동유닛이 관리자로부터 입력된 작동신호에 따라 카메라를 회동시킬 수 있는 위험지역 촬영용 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 본체와, 위험지역에서 상기 본체를 이동시키기 위해 상기 본체에 설치되는 구동부가 마련된 이동유닛과, 상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛에 마련된 카메라와, 상기 카메라 및 본체에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 카메라를 회동시키는 회동유닛과, 통신망을 통해 상기 카메라에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈과, 상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈과, 작업자가 상기 구동부 또는 회동유닛의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈과, 상기 통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈에 전달하고, 상기 입력모듈을 통해 입력된 작동신호를 상기 통신모듈에 전송하는 제2통신모듈이 마련된 관리유닛과, 상기 제1통신모듈가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부 또는 회동유닛을 작동시키는 제어부를 구비한다.

상기 디스플레이모듈은 상기 작업자의 머리에 착용하는 착용부재와, 상기 작업자의 시야 범위 내의 상기 착용부재에 설치되어 상기 영상정보를 디스플레이하는 표시패널을 구비한다.

상기 입력모듈은 상기 구동부에 대한 작동신호를 입력하기 위한 제1입력부재와, 상기 회동유닛에 대한 작동신호를 입력하기 위한 제2입력부재를 구비한다.

상기 제2입력부재는 상기 디스플레이모듈에 설치되어 상기 착용부재를 착용한 작업자의 머리 움직임을 감지하는 헤드트레커와, 상기 헤드트레커로부터 제공되는 감지정보를 토대로 상기 작업자의 머리 움직임에 대응되게 상기 카메라가 회동될 수 있도록 상기 회동유닛에 대한 작동신호를 생성하는 신호생성모듈을 구비한다.

상기 회동유닛은 상기 본체의 상부에 회전가능하게 설치된 턴테이블과, 상기 턴테이블에 설치되어 상기 턴테이블을 회전시키는 제1작동부와, 상기 턴테이블의 상부에 상하방향으로 회동가능하게 설치되며, 상부에 상기 카메라가 고정된 회동플레이트와, 상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상기 턴테이블에 설치된 제2작동부를 구비한다.

상기 제1작동부는 상기 본체에 설치된 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 설치되며, 외주면에 다수의 제1기어이가 마련된 구동기어와, 상기 턴테이블의 회전축에 설치되며, 상기 구동기어에 치합될 수 있도록 외주면에 다수의 제2기어이가 마련된 피동기어를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제2작동부는 상기 회동플레이트의 회동 중심선을 중심으로 상호 대향되는 위치의 상기 턴테이블의 상부에 각각 설치되는 것으로서, 상단이 상기 회동플레이트에 회동가능하게 지지되며, 하단이 상기 턴테이블에 회동가능하게 지지되되, 상기 턴테이블에 대해 상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상하길이가 신축되는 복수의 액츄에이터를 구비한다.

상기 회동유닛은 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이에 설치된 상기 제2작동부를 보호할 수 있게 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블 및 회동플레이트에 설치되며, 상기 회동플레이트의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호막 부재를 더 구비할 수도 있다.

상기 보호막 부재는 상기 회동플레이트의 회동에 의해 용이하게 변형될 수 있도록 상하방향을 따라 다수의 주름이 형성된다.

한편, 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 상기 회동플레이트의 상부에 설치되며, 상기 위험지역의 낙하물이 상기 카메라에 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 내부에 상기 카메라가 인입되는 내부공간이 마련되며, 투명하게 형성된 보호커버를 더 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 상기 보호커버에 장애물이 충돌하는 것을 감지하기 위해 상기 보호커버의 외측면에 상호 이격되게 설치되어 상기 장애물의 충돌에 의해 인가되는 외압을 감지하는 다수의 충격센서를 더 구비할 수도 있다.

상기 제어부는 상기 충격센서에서 감지되는 외압이 기설정된 기준압보다 더 크면 상기 보호커버에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈을 이용하여 상기 관리유닛에 경고신호를 전송한다.

한편, 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 상기 보호커버에 설치되며, 상기 보호커버의 외측면에 안착된 이물질을 제거할 수 있도록 상기 보호커버에 진동을 인가하는 바이브레이터를 더 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 상기 보호막 부재에 장애물이 충돌하는 것을 감지하기 위해 상기 보호막 부재의 외측면에 상호 이격되게 설치되어 상기 장애물의 충돌에 의해 인가되는 외압을 감지하는 다수의 접촉센서를 더 구비할 수도 있다.

상기 제어부는 상기 접촉센서에서 감지되는 외압이 기설정된 한계압보다 더 크면 상기 보호막 부재에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈을 이용하여 상기 관리유닛에 경고신호를 전송한다.

상기 보호막 부재는 상기 턴테이블 및 회동플레이트에 설치되는 것으로서, 내부에 공기가 충진되는 충진공간이 마련되며, 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블 및 회동플레이트의 가장자리를 따라 연장형성되고, 상기 회동플레이트의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호튜브와, 상기 보호튜브 내부의 공기압을 측정할 수 있도록 상기 보호튜브에 설치된 압력센서를 구비하고, 상기 제어부는 상기 압력센서에서 감지되는 공기압이 기설정된 공기압보다 더 작으면 상기 보호튜브에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈을 이용하여 상기 관리유닛에 교환신호를 전송한다.

본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇은 관리자로부터 입력된 작동신호에 따라 카메라를 회동시킬 수 있으므로 보다 광범위한 지역을 촬영할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 개념도이고,
도 2는 도 1의 위험지역 촬영용 로봇의 회동유닛에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 위험지역 촬영용 로봇에 대한 블록도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 개념도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 개념도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 사시도이고,
도 7은 도 6의 위험지역 촬영용 로봇의 회동유닛에 대한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 부분 단면도이고,
도 9는 도 8의 위험지역 촬영용 로봇에 대한 블록도이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 사시도이고,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 부분단면도이고,
도 12는 도 11의 위험지역 촬영용 로봇에 대한 블록도이고,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 부분 단면도이고,
도 14는 도 13의 위험지역 촬영용 로봇에 대한 블록도이고,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 위험지역 촬영용 로봇에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇(10)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 위험지역 촬영용 로봇(10)은 본체(21)와, 위험지역에서 상기 본체(21)를 이동시키기 위해 상기 본체(21)에 설치되는 구동부(22)가 마련된 이동유닛(20)과, 상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛(20)에 마련된 카메라(30)와, 상기 카메라(30) 및 본체(21)에 설치되어 상기 본체(21)에 대해 상기 카메라(30)를 회동시키는 회동유닛(40)과, 통신망을 통해 상기 카메라(30)에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈(50)과, 상기 영상정보를 수신하고, 구동부(22) 및 회동유닛(40)에 대한 작동신호를 송신하는 관리유닛(60)과, 상기 제1통신모듈(50)가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부(22) 또는 회동유닛(40)을 작동시키는 제어부(70)를 구비한다.

본체(21)는 사각구조물로 형성되며, 내부에 회동유닛(40)이 설치될 수 있도록 내부공간이 마련되어 있다. 한편, 본체(21)는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 위험지역 내에 진입이 가능한 구조이면 무엇이든 가능하다.

구동부(22)는 본체(21)의 좌우측에 설치되는 것으로, 상기 본체(21)의 좌우측면에 각각 설치되는 프레임과, 이 프레임에 설치되는 스프로킷 및 가이드 롤러들과, 상기 스프로킷과, 가이드 롤러에 걸리는 캐터필러와, 상기 스프로킷을 구동시키는 유압모터를 구비한다. 상기 프레임과 캐터필러는 바닷물에 의해 녹슬지 않도록 합성수지재로 이루어지거나 스테인레스와 같은 금속으로 이루어지거나 스테인 레스재와 같은 금속으로 제조될 수 있다. 상기 구동부(22)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 본체(21)를 전진시 킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

한편, 이동유닛(20)은 도 15에 도시된 바와 같이 본체(21)를 사방으로 비행시킬 수 있도록 다수의 프로펠러가 마련된 드론이 적용될 수도 있다.

회동유닛(40)은 상기 본체(21)의 상부에 회전가능하게 설치된 턴테이블(110)과, 상기 턴테이블(110)에 설치되어 상기 턴테이블(110)을 회전시키는 제1작동부(120)와, 상기 턴테이블(110)의 상부에 상하방향으로 회동가능하게 설치되며, 상부에 상기 카메라(30)가 고정된 회동플레이트(130)와, 상기 회동플레이트(130)를 회동시킬 수 있도록 상기 턴테이블(110)에 설치된 제2작동부(140)를 구비한다.

턴테이블(110)은 소정의 두께를 갖는 원판형으로 형성되며, 본체(21)의 상면에 회전가능하게 설치된다. 이때, 턴테이블(110)은 중앙부에 하방으로 연장된 회전축(111)이 형성되는데, 상기 회전축(111)은 본체(21)의 상면을 관통하여 하단부가 본체(21)의 내부로 인입되게 설치된다. 회전축(111)과 본체(21)의 상부 사이에는 베어링이 설치되어 턴테이블(110)의 회전축(111)이 본체(21)에 대해 회전가능하게 지지된다.

또한, 턴테이블(110)의 상면 중앙에는 회동플레이트(130)가 상하방향으로 회동가능하게 설치될 수 있도록 제1브라켓(112)이 설치되어 있다. 상기 제1브라켓(112)은 턴테이블(110)의 상면에 대해 상방으로 소정길이 연장된다.

제1작동부(120)는 상기 본체(21)에 설치된 구동모터(121)와, 상기 구동모터(121)의 회전축에 설치되며, 외주면에 다수의 제1기어이가 마련된 구동기어(122)와, 상기 턴테이블(110)의 회전축에 설치되며, 상기 구동기어(122)에 치합될 수 있도록 외주면에 다수의 제2기어이가 마련된 피동기어(123)를 구비한다. 한편, 제1작동부(120)는 상술된 구조에 한정하는 것이 아니라 본체(21)에 대해 턴테이블(110)을 회전시킬 수 있는 구성이면 무엇이든 가능하다.

회동플레이트(130)는 턴테이블(110)에 대응되는 면적을 갖는 원판형으로 형성되며, 상면에 카메라(30)가 고정된다. 회동플레이트(130)의 하면 중앙부에는 턴테이블(110)의 제1브라켓(112)에 회동가능하게 설치되는 제2브라켓(131)이 형성되어 있다. 제2브라켓(131)은 회동플레이트(130)에 대해 하방으로 소정길이 연장되며, 하단부가 좌우방향으로 연장된 가상의 회전중심선을 기준으로 회동가능하게 상기 제1브라켓(112)에 설치되어 있다.

제2작동부(140)는 상기 회동플레이트(130)의 회동 중심선을 중심으로 상호 대향되는 위치의 상기 턴테이블(110)의 상부에 각각 설치되는 것으로서, 상단이 상기 회동플레이트(130)에 회동가능하게 지지되며, 하단이 상기 턴테이블(110)에 회동가능하게 지지되되, 상기 턴테이블(110)에 대해 상기 회동플레이트(130)를 회동시킬 수 있도록 상하길이가 신축되는 복수의 액츄에이터(141)를 구비한다. 상기 액츄에이터(141)는 유압실린더 또는 스크류 잭이 적용되는 것이 바람직한다. 한편, 제2작동부(140)는 상술된 예에 한정하는 것이 아니라 턴테이블(110)에 대해 회동플레이트(130)를 회동시킬 수 있는 구조이면 무엇이든 가능하다.

한편, 상기 회동유닛(40)은 상기 턴테이블(110) 및 회동플레이트(130) 사이에 설치된 상기 제2작동부(140)를 보호할 수 있도록 상기 턴테이블(110) 및 회동플레이트(130) 사이의 공간을 덮을 수 있도록 턴테이블(110)에 설치된 보호막 부재(150)를 더 구비한다. 상기 보호막 부재(150)는 상단부가 회동플레이트(130)의 하면에 고정되고, 하단부는 턴테이블(110)의 상면에 고정된다. 상기 보호막 부재(150)는 회동플레이트(130) 및 턴테이블(110)의 가장자리를 따라 환형으로 연장되며, 상기 회동플레이트(130)의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블한 소재로 형성된다. 이때, 보호막 부재(150)는 상기 회동플레이트(130)의 회동에 의해 용이하게 변형될 수 있도록 상하방향을 따라 다수의 주름이 형성된 것이 바람직하다.

제1통신모듈(50)은 이동유닛(20)의 본체(21) 내부에 설치되며, 카메라(30)로부터 촬영된 촬영영상을 통신망을 통해 관리유닛(60)으로 전송하고, 관리유닛(60)으로부터 작동신호를 수신하여 제어부(70)에 제공한다. 제1통신모듈(50)은 인터넷 통신망, Wi-Fi, WLAN, 블루투스(Blue Tooth), UWB, 지그비와 같은 방식을 사용하여 관리유닛(60)과 통신한다.

관리유닛(60)은 상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈(61)과, 작업자가 상기 구동부(22) 또는 회동유닛(40)의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈(62)과, 상기 통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈(61)에 전달하고, 상기 입력모듈(62)을 통해 입력된 작동신호를 상기 통신모듈에 전송하는 제2통신모듈(63)을 구비한다.

디스플레이모듈(61)은 카메라(30)에서 촬영한 영상정보를 출력하기 위한 것으로서, LCD 모니터와 같은 디스플레이 수단이 적용된다. 입력모듈(62)은 도면에 도시되진 않았지만, 상기 작동신호를 입력하기 위한 입력수단인 키보드, 마우스 등이 적용된다. 관리자는 이동유닛(20)의 전후진 또는 이동방향에 대한 작동신호, 카메라(30)의 회전 및 상하 회동 각도에 대한 작동신호를 입력모듈(62)을 통해 입력할 수 있다. 제2통신모듈(63)은 제1통신모듈(50)에 대응되게 제1통신모듈(50)로부터 전송된 영상정보를 수신하여 디스플레이모듈(61)에 전달하고, 입력모듈(62)을 통해 입력된 작동신호를 제1통신모듈(50)로 전송한다.

제어부(70)는 상기 제1통신모듈(50)가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부(22) 또는 회동유닛(40)을 작동시킨다. 즉, 입력모듈(62)을 통해 이동유닛(20)의 전후진 또는 이동방향에 대한 작동신호가 입력되면, 제어부(70)는 상기 작동신호에 대응되게 이동유닛(20)이 구동하도록 구동부(22)를 제어한다. 또한, 입력모듈(62)을 통해 카메라(30)의 회전 또는 상하방향 회동 각도에 대한 작동신호가 입력되면, 제어부(70)는 상기 작동신호에 대응되게 카메라(30)가 움직이도록 상기 회동유닛(40)을 제어한다.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 위험지역 촬영용 로봇(10)은 관리자로부터 입력된 작동신호에 따라 카메라(30)를 회동시킬 수 있으므로 보다 광범위한 지역을 촬영할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 4에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이모듈(210)이 도시되어 있다.

앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.

도면을 참조하면, 상기 디스플레이모듈(210)은 작업자의 머리에 착용하는 착용부재(211)와, 작업자의 시야 범위 내의 착용부재(211)에 설치되어 상기 영상정보를 디스플레이하는 표시패널(212)을 구비한다.

상기 착용부재(211)는 관리자의 눈 부분에 착용되는 안경틀(213)과, 안경틀(213)에 설치되며, 안경틀(213)을 관리자의 머리에 지지시키기 위한 고정밴드(214)를 구비한다. 고정밴드(214)는 양단부가 안경틀(213)의 좌우측에 각각 고정되며, 소정의 탄성을 갖는 고무소재로 형성되는 것이 바람직하다.

표시패널(212)은 착용부재(211)의 안경틀(213)에 설치되어 사용자의 시야에 영상정보를 출력하는 것으로서, LCD 패널과 같은 표시수단이 적용된다. 한편, 상기 디스플레이모듈(210)은 관리자가 얼굴에 착용하는 헤드 마운티드 디스플레이(Head Mounted Display : HMD)가 적용되는 것이 바림직하다.

이때, 입력모듈(220)은 상기 구동부(22)에 대한 작동신호를 입력하기 위한 제1입력부재(221)와, 상기 회동유닛(40)에 대한 작동신호를 입력하기 위한 제2입력부재(222)를 구비한다. 도시된 예에서는 제1 및 제2입력부재(221,222)가 일체로 형성되며, 각각 작동신호를 입력하기 위한 스틱 또는 다수의 버튼이 마련되어 있다.

상술된 바와 같이 구성된 디스플레이모듈(210)은 관리자의 시야 범위 내에서 영상이 표시되므로 보다 높은 현장감을 관리자에게 제공하는 장점이 있다.

한편, 도 5에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2입력부재(230)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 제2입력부재(230)는 상기 디스플레이모듈(210)에 설치되어 상기 착용부재(211)를 착용한 작업자의 머리 움직임을 감지하는 헤드트레커(231)와, 상기 헤드트레커(231)로부터 제공되는 감지정보를 토대로 상기 작업자의 머리 움직임에 대응되게 상기 카메라(30)가 회동될 수 있도록 상기 회동유닛(40)에 대한 작동신호를 생성하는 신호생성모듈(232)을 구비한다.

헤드트레커(231)는 디스플레이모듈(210)에 내장된 별도의 동작센서를 구비하고, 상기 동작센서를 통해서 머리의 움직임을 감지하도록 형성된다. 이때, 헤드트래커는 디스플레이모듈(210)에 대한 3축 각속도 데이터 및 3축 가속도 데이터를 측정할 수 있는 관성센서가 적용되는 것이 바람직하다. 헤드트래커는 유선 또는 무선 통신망을 통해 사용자 머리 움직임 또는 디스플레이모듈(210)의 움직임 정보를 신호생성모듈(232)에 전달한다.

신호생성모듈(232)은 헤드트레커(231)로부터 관리자의 머리의 움직임 정보를 제공받아 상기 작업자의 머리 움직임에 대응되게 상기 카메라(30)가 회동될 수 있도록 상기 회동유닛(40)에 대한 작동신호를 생성한다. 상기 신호생성모듈(232)은 생성된 작동신호를 제2통신모듈(63)을 통해 제1통신모듈(50)로 전송한다.

상술된 바와 같이 구성된 제2입력부재(230)에 의해 착용부재(211)를 착용한 관리자의 머리 움직임에 따라 카메라(30)가 움직이며 영상을 촬영하여 제공하므로 관리자에게 보다 높은 현장감을 제공할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 5 및 도 6에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇(310)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 위험지역 촬영용 로봇(310)은 상기 회동플레이트(130)의 상부에 설치되며, 상기 위험지역의 낙하물이 상기 카메라(30)에 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 내부에 상기 카메라(30)가 인입되는 내부공간이 마련되며, 투명하게 형성된 보호커버(311)를 구비한다.

보호커버(311)는 회동플레이트(130) 상면에 설치되며, 상방으로 볼록한 반구형으로 형성되어 있다. 상기 보호커버(311)는 성형성이 우수하고, 소정의 강도를 갖는 합성수지재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보호커버(311) 내부에 카메라(30)가 설치되어 있으므로 위험지역의 낙하물이나 장애물이 카메라(30)에 직접 충돌하여 카메라(30)가 파손되는 것이 방지되는 장점이 있다.

한편, 도 7 및 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇(320)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 위험지역 촬영용 로봇(320)은 상기 보호커버(311)에 장애물이 충돌하는 것을 감지하기 위해 상기 보호커버(311)의 외측면에 상호 이격되게 설치되어 상기 장애물의 충돌에 의해 인가되는 외압을 감지하는 다수의 충격센서(321)를 더 구비한다.

상기 충격센서(321)는 전후방향을 따라 소정길이 연장되며, 다수개가 좌우방향을 따라 상호 이격되게 보호커버(311)의 외측면에 설치된다. 상기 충격센서(321)는 외부로부터 인가되는 압력을 측정하기 위한 센서로서, 종래에 일반적으로 사용되는 측정센서이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 제어부(70)는 상기 충격센서(321)에서 감지되는 외압이 기설정된 기준압보다 더 크면 상기 보호커버(311)에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈(50)을 이용하여 상기 관리유닛(60)에 경고신호를 전송한다. 디스플레이모듈(210)은 제2통신모듈(63)을 통해 상기 경고신호를 수신시 관리자에게 경고신호를 표시하고, 관리자는 구동부(22)를 작동시켜 이동유닛(20)을 회수하고, 보호커버(311)를 보수 또는 교체한다.

한편, 도 10에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇(350)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 위험지역 촬영용 로봇(350)은 상기 보호커버(311)에 설치되며, 상기 보호커버(311)의 외측면에 안착된 이물질을 제거할 수 있도록 상기 보호커버(311)에 진동을 인가하는 바이브레이터(351)를 구비한다.

상기 바이브레이터(351)는 카메라(30)의 촬영범위에 위치되지 않도록 보호커버(311)의 좌측 하단부 외측면에 고정된다. 이때, 바이브레이터(351)는 진동을 발생하는 것으로서, 종래에 일반적으로 사용되는 진동발생장치이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 제어부(70)는 충격센서(321)를 통해 낙하물 또는 장애물의 접촉이 감지되면 바이브레이터(351)를 작동시키거나 기설정된 시간 간격으로 주기적으로 일정시간동안 바이브레이터(351)를 작동시킬 수 있다. 바이브레이터(351)로부터 인가되는 진동에 의해 호보커버의 외주면에 이물질이 안착되는 것이 방지되므로 카메라(30)가 보다 선명하게 위험지역을 촬영할 수 있다.

한편, 도 11 및 도 12에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 위험지역 촬영용 로봇(330)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 위험지역 촬영용 로봇(330)은 상기 보호막 부재(150)에 장애물이 충돌하는 것을 감지하기 위해 상기 보호막 부재(150)의 외측면에 상호 이격되게 설치되어 상기 장애물의 충돌에 의해 인가되는 외압을 감지하는 다수의 접촉센서(331)를 더 구비한다.

상기 접촉센서(331)는 상하방향을 따라 소정길이 연장되며, 다수개가 원주방향을 따라 상호 이격되게 보호막 부재(150)의 외측면에 설치된다. 상기 접촉센서(331)는 외부로부터 인가되는 압력을 측정하기 위한 센서로서, 종래에 일반적으로 사용되는 측정센서이므로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 제어부(70)는 상기 접촉센서(331)에서 감지되는 외압이 기설정된 한계압보다 더 크면 상기 보호막 부재(150)에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈(50)을 이용하여 상기 관리유닛(60)에 경고신호를 전송한다. 디스플레이모듈(210)은 제2통신모듈(63)을 통해 상기 경고신호를 수신시 관리자에게 경고신호를 표시하고, 관리자는 구동부(22)를 작동시켜 이동유닛(20)을 회수하고, 보호막 부재(150)를 보수 또는 교체한다.

또한, 도 13 및 도 14에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 보호막 부재(150)가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 보호막 부재(150)는 상기 턴테이블(110) 및 회동플레이트(130)에 설치되는 것으로서, 내부에 공기가 충진되는 충진공간이 마련되며, 상기 턴테이블(110) 및 회동플레이트(130) 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블(110) 및 회동플레이트(130)의 가장자리를 따라 연장형성되고, 상기 회동플레이트(130)의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호튜브(341)와, 상기 보호튜브(341) 내부의 공기압을 측정할 수 있도록 상기 보호튜브(341)에 설치된 압력센서(342)를 구비한다.

상기 보호튜브(341)는 상단부가 회동플레이트(130)의 하면에 고정되고, 하단부는 턴테이블(110)의 상면에 고정된다. 상기 보호튜브(341)는 회동플레이트(130) 및 턴테이블(110)의 가장자리를 따라 환형으로 연장되며, 상기 회동플레이트(130)의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블한 소재로 형성된다. 이때, 보호튜브(341)는 상기 회동플레이트(130)의 회동에 의해 용이하게 변형될 수 있도록 상하방향을 따라 다수의 주름이 형성된 것이 바람직하다.

이때, 제어부(70)는 상기 압력센서(342)에서 감지되는 공기압이 기설정된 공기압보다 더 작으면 상기 보호튜브(341)에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈(50)을 이용하여 상기 관리유닛(60)에 교환신호를 전송한다. 디스플레이모듈(210)은 제2통신모듈(63)을 통해 상기 교환신호를 수신시 관리자에게 교환신호를 표시하고, 관리자는 구동부(22)를 작동시켜 이동유닛(20)을 회수하고, 보호튜브(341)를 보수 또는 교체한다.

상술된 바와 같이 구성된 보호막 부재(150)는 장애물에 의해 충격이 인가시 인가되는 충격에 따라 보호튜브(341)의 파손 유무를 판별하여 보호튜브(341)의 파손이나 결함발생이 판별되면 관리자가 수리할 수 있도록 관리유닛(60)에 교환신호를 전송하므로 장치의 유지보수의 용이함을 제공한다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

10: 위험지역 촬영용 로봇
20: 이동유닛
21: 본체
22: 구동부
30: 카메라
40: 회동유닛
50: 제1통신모듈
60: 관리유닛
61: 디스플레이모듈
62: 입력모듈
63: 제2통신모듈
70: 제어부
110: 턴테이블
120: 제1작동부
130: 회동플레이트
140: 제2작동부
150: 보호막 부재

Claims

본체와, 위험지역에서 상기 본체를 이동시키기 위해 상기 본체에 설치되는 구동부가 마련된 이동유닛;
상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛에 마련된 카메라;
상기 카메라 및 본체에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 카메라를 회동시키는 회동유닛;
통신망을 통해 상기 카메라에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈; 및
상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈과, 작업자가 상기 구동부 또는 회동유닛의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈과, 상기 제1통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈에 전달하고, 상기 입력모듈을 통해 입력된 작동신호를 상기 제1통신모듈에 전송하는 제2통신모듈이 마련된 관리유닛; 및
상기 제1통신모듈가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부 또는 회동유닛을 작동시키는 제어부;를 구비하고,
상기 회동유닛은
상기 본체의 상부에 회전가능하게 설치된 턴테이블;
상기 턴테이블에 설치되어 상기 턴테이블을 회전시키는 제1작동부;
상기 턴테이블의 상부에 상하방향으로 회동가능하게 설치되며, 상부에 상기 카메라가 고정된 회동플레이트; 및
상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상기 턴테이블에 설치된 제2작동부;를 구비하는,
상기 회동플레이트의 상부에 설치되며, 상기 위험지역의 낙하물이 상기 카메라에 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 내부에 상기 카메라가 인입되는 내부공간이 마련되며, 투명하게 형성된 보호커버; 및
상기 보호커버에 장애물이 충돌하는 것을 감지하기 위해 상기 보호커버의 외측면에 상호 이격되게 설치되어 상기 장애물의 충돌에 의해 인가되는 외압을 감지하는 다수의 충격센서;를 더 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이모듈은
상기 작업자의 머리에 착용하는 착용부재와;
상기 작업자의 시야 범위 내의 상기 착용부재에 설치되어 상기 영상정보를 디스플레이하는 표시패널;을 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제2항에 있어서,
상기 입력모듈은
상기 구동부에 대한 작동신호를 입력하기 위한 제1입력부재와;
상기 회동유닛에 대한 작동신호를 입력하기 위한 제2입력부재;를 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제3항에 있어서,
상기 제2입력부재는
상기 디스플레이모듈에 설치되어 상기 착용부재를 착용한 작업자의 머리 움직임을 감지하는 헤드트레커; 및
상기 헤드트레커로부터 제공되는 감지정보를 토대로 상기 작업자의 머리 움직임에 대응되게 상기 카메라가 회동될 수 있도록 상기 회동유닛에 대한 작동신호를 생성하는 신호생성모듈;을 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1작동부는 상기 본체에 설치된 구동모터와, 상기 구동모터의 회전축에 설치되며, 외주면에 다수의 제1기어이가 마련된 구동기어와, 상기 턴테이블의 회전축에 설치되며, 상기 구동기어에 치합될 수 있도록 외주면에 다수의 제2기어이가 마련된 피동기어를 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제1항에 있어서,
상기 제2작동부는 상기 회동플레이트의 회동 중심선을 중심으로 상호 대향되는 위치의 상기 턴테이블의 상부에 각각 설치되는 것으로서, 상단이 상기 회동플레이트에 회동가능하게 지지되며, 하단이 상기 턴테이블에 회동가능하게 지지되되, 상기 턴테이블에 대해 상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상하길이가 신축되는 복수의 액츄에이터를 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제1항에 있어서,
상기 회동유닛은
상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이에 설치된 상기 제2작동부를 보호할 수 있게 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블 및 회동플레이트에 설치되며, 상기 회동플레이트의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호막 부재;를 더 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제8항에 있어서,
상기 보호막 부재는 상기 회동플레이트의 회동에 의해 용이하게 변형될 수 있도록 상하방향을 따라 다수의 주름이 형성된,
위험지역 촬영용 로봇.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 충격센서에서 감지되는 외압이 기설정된 기준압보다 더 크면 상기 보호커버에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈을 이용하여 상기 관리유닛에 경고신호를 전송하는,
위험지역 촬영용 로봇.
본체와, 위험지역에서 상기 본체를 이동시키기 위해 상기 본체에 설치되는 구동부가 마련된 이동유닛;
상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛에 마련된 카메라;
상기 카메라 및 본체에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 카메라를 회동시키는 회동유닛;
통신망을 통해 상기 카메라에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈; 및
상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈과, 작업자가 상기 구동부 또는 회동유닛의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈과, 상기 제1통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈에 전달하고, 상기 입력모듈을 통해 입력된 작동신호를 상기 제1통신모듈에 전송하는 제2통신모듈이 마련된 관리유닛; 및
상기 제1통신모듈가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부 또는 회동유닛을 작동시키는 제어부;를 구비하고,
상기 회동유닛은
상기 본체의 상부에 회전가능하게 설치된 턴테이블;
상기 턴테이블에 설치되어 상기 턴테이블을 회전시키는 제1작동부;
상기 턴테이블의 상부에 상하방향으로 회동가능하게 설치되며, 상부에 상기 카메라가 고정된 회동플레이트; 및
상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상기 턴테이블에 설치된 제2작동부;를 구비하는,
상기 회동플레이트의 상부에 설치되며, 상기 위험지역의 낙하물이 상기 카메라에 충돌하는 것을 방지할 수 있도록 내부에 상기 카메라가 인입되는 내부공간이 마련되며, 투명하게 형성된 보호커버; 및
상기 보호커버에 설치되며, 상기 보호커버의 외측면에 안착된 이물질을 제거할 수 있도록 상기 보호커버에 진동을 인가하는 바이브레이터;를 더 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
본체와, 위험지역에서 상기 본체를 이동시키기 위해 상기 본체에 설치되는 구동부가 마련된 이동유닛;
상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛에 마련된 카메라;
상기 카메라 및 본체에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 카메라를 회동시키는 회동유닛;
통신망을 통해 상기 카메라에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈; 및
상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈과, 작업자가 상기 구동부 또는 회동유닛의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈과, 상기 제1통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈에 전달하고, 상기 입력모듈을 통해 입력된 작동신호를 상기 제1통신모듈에 전송하는 제2통신모듈이 마련된 관리유닛; 및
상기 제1통신모듈가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부 또는 회동유닛을 작동시키는 제어부;를 구비하고,
상기 회동유닛은
상기 본체의 상부에 회전가능하게 설치된 턴테이블;
상기 턴테이블에 설치되어 상기 턴테이블을 회전시키는 제1작동부;
상기 턴테이블의 상부에 상하방향으로 회동가능하게 설치되며, 상부에 상기 카메라가 고정된 회동플레이트; 및
상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상기 턴테이블에 설치된 제2작동부; 및
상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이에 설치된 상기 제2작동부를 보호할 수 있게 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블 및 회동플레이트에 설치되며, 상기 회동플레이트의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호막 부재;를 구비하고,
상기 보호막 부재에 장애물이 충돌하는 것을 감지하기 위해 상기 보호막 부재의 외측면에 상호 이격되게 설치되어 상기 장애물의 충돌에 의해 인가되는 외압을 감지하는 다수의 접촉센서;를 더 구비하는,
위험지역 촬영용 로봇.
제14항에 있어서,
상기 제어부는 상기 접촉센서에서 감지되는 외압이 기설정된 한계압보다 더 크면 상기 보호막 부재에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈을 이용하여 상기 관리유닛에 경고신호를 전송하는,
위험지역 촬영용 로봇.
본체와, 위험지역에서 상기 본체를 이동시키기 위해 상기 본체에 설치되는 구동부가 마련된 이동유닛;
상기 위험지역을 촬영할 수 있도록 상기 이동유닛에 마련된 카메라;
상기 카메라 및 본체에 설치되어 상기 본체에 대해 상기 카메라를 회동시키는 회동유닛;
통신망을 통해 상기 카메라에서 촬영된 영상정보를 송신하는 제1통신모듈; 및
상기 영상정보를 표시하는 디스플레이모듈과, 작업자가 상기 구동부 또는 회동유닛의 작동에 대한 작동신호를 입력하는 입력모듈과, 상기 제1통신모듈로부터 송신된 영상정보를 수신하여 상기 디스플레이모듈에 전달하고, 상기 입력모듈을 통해 입력된 작동신호를 상기 제1통신모듈에 전송하는 제2통신모듈이 마련된 관리유닛; 및
상기 제1통신모듈가 상기 작동신호를 수신하면, 상기 작동신호에 따라 상기 구동부 또는 회동유닛을 작동시키는 제어부;를 구비하고,
상기 회동유닛은
상기 본체의 상부에 회전가능하게 설치된 턴테이블;
상기 턴테이블에 설치되어 상기 턴테이블을 회전시키는 제1작동부;
상기 턴테이블의 상부에 상하방향으로 회동가능하게 설치되며, 상부에 상기 카메라가 고정된 회동플레이트; 및
상기 회동플레이트를 회동시킬 수 있도록 상기 턴테이블에 설치된 제2작동부; 및
상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이에 설치된 상기 제2작동부를 보호할 수 있게 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블 및 회동플레이트에 설치되며, 상기 회동플레이트의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호막 부재;를 구비하고,
상기 보호막 부재는
상기 턴테이블 및 회동플레이트에 설치되는 것으로서, 내부에 공기가 충진되는 충진공간이 마련되며, 상기 턴테이블 및 회동플레이트 사이의 공간을 덮을 수 있도록 상기 턴테이블 및 회동플레이트의 가장자리를 따라 연장형성되고, 상기 회동플레이트의 회동에 의해 변형될 수 있도록 플렉시블하게 형성된 보호튜브; 및
상기 보호튜브 내부의 공기압을 측정할 수 있도록 상기 보호튜브에 설치된 압력센서;를 구비하고,
상기 제어부는 상기 압력센서에서 감지되는 공기압이 기설정된 공기압보다 더 작으면 상기 보호튜브에 결함이 발생된 것으로 판단하여 상기 제1통신모듈을 이용하여 상기 관리유닛에 교환신호를 전송하는,
위험지역 촬영용 로봇.