KR102188848B1 - 천부시추 및 탐사를 위한 임베디드 방향성 시추 로봇 및 시추 시스템 - Google Patents

천부시추 및 탐사를 위한 임베디드 방향성 시추 로봇 및 시추 시스템 Download PDF

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Abstract

천부시추 및 탐사를 위한 임베디드 방향성 시추 로봇 및 시추 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 방향성 시추 로봇은 드릴링 유닛; 상기 드릴링 유닛의 방향을 제어하는 방향 제공부; 두더지의 생물학적 구조와 대응되는 링크들을 포함하는 링크 구조; 및 상기 링크 구조와 물리적으로 연결된 적어도 하나 이상의 모터를 제어하여 상기 링크 구조의 움직임과 상기 드릴링 유닛의 앞뒤 움직임을 자동 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

천부시추 및 탐사를 위한 임베디드 방향성 시추 로봇 및 시추 시스템 {Embedded directional drilling robot for shallow drilling and exploration and drilling system}
본 발명은 시추 로봇에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 방향성을 가지며, 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방(biomimetic)한 임베디드 방향성 시추 로봇에 관한 것이다.
시추 기술은 에너지 자원의 탐사와 개발, 광물자원탐사, 지하수개발, 토목시공 등 다양한 분야에 이용되고 있고, 최근에는 극한지, 우주에서 활용하고자 이에 대한 기술 개발이 이루어지고 있다. 시추 기술은 목표 심도에 따라 최대 200~300m 이내의 심도를 갖는 천부시추와 자원 탐사 및 개발을 위한 심부시추로 나뉜다.
천부시추는 토목시공과 큰 연관이 있으며, 시료채취, 지반조사, 연약지반 개량을 위해 천부시추가 시행될 수 있다.
기존의 시추 시스템은 리그나 이수 필터링 및 순환 시스템과 같은 대형 장비가 동반되어야 하며, Bottom Hole Assembly (BHA)에 연결되는 파이프 길이에 따라 일정 심도마다 추가적인 파이프를 삽입해야 하여 부수적인 장비들로 인해 인력과 비용이 많이 소모되는 문제점이 있다. 또한, 기존의 대형 장비는 산간, 극한 지역 등 지형적 제한 조건이 발생할 수 있다.
따라서, 방향성을 가지는 새로운 방식의 소형 시추 시스템의 필요성이 대두된다.
본 발명은 방향성을 가지는 임베디드 소형 로봇에 관한 것으로, 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방(biomimetic)한 시추 로봇을 제안한다.
본 발명의 실시예들은, 방향성을 가지며 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방한 임베디드 방향성 시추 로봇 및 시추 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임베디드 방향성 시추 로봇은 드릴링 유닛; 상기 드릴링 유닛의 방향을 제어하는 방향 제공부; 두더지의 생물학적 구조와 대응되는 링크들을 포함하는 링크 구조; 및 상기 링크 구조와 물리적으로 연결된 적어도 하나 이상의 모터를 제어하여 상기 링크 구조의 움직임과 상기 드릴링 유닛의 앞뒤 움직임을 자동 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 드릴링 유닛은 상기 두더지의 머리에 대응되며, 상기 링크 구조는 상기 두더지의 어깨뼈와 앞발의 움직임의 생물학적 구조에 대응될 수 있다.
상기 링크 구조는 상기 어깨뼈에 대응하는 제1 링크, 상기 앞발에 대응하는 제2 링크, 상기 제1 링크의 일측과 상기 제2 링크의 일측에 연결되는 제3 링크, 및 상기 제2 링크의 상기 일측과 상기 드릴링 유닛을 연결하는 제4 링크를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제1 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 앞으로 이동하도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어하고, 상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제2 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 뒤로 이동하면서 상기 제2 링크가 앞으로 이동하도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어할 수 있다.
상기 방향 제어부는 복수의 선형 액츄에이터(linear actuator)를 이용하여 상기 드릴링 유닛의 방향을 제어할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 시추 로봇은 상기 시추 로봇의 방향 정보와 위치 정보를 추정하기 위한 센싱 데이터를 측정하는 복수의 센서들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시추 시스템은 시추 로봇; 및 상기 시추 로봇을 제어하고 모니터링하기 위한 제어 장치를 포함하고, 상기 시추 로봇은 드릴링 유닛; 상기 드릴링 유닛의 방향을 제어하는 방향 제공부; 두더지의 생물학적 구조와 대응되는 링크들을 포함하는 링크 구조; 및 상기 제어 장치로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 상기 링크 구조와 물리적으로 연결된 적어도 하나 이상의 모터를 제어함으로써, 상기 링크 구조의 움직임과 상기 드릴링 유닛의 앞뒤 움직임을 자동 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 드릴링 유닛은 상기 두더지의 머리에 대응되며, 상기 링크 구조는 상기 두더지의 어깨뼈와 앞발의 움직임의 생물학적 구조에 대응될 수 있다.
상기 링크 구조는 상기 어깨뼈에 대응하는 제1 링크, 상기 앞발에 대응하는 제2 링크, 상기 제1 링크의 일측과 상기 제2 링크의 일측에 연결되는 제3 링크, 및 상기 제2 링크의 상기 일측과 상기 드릴링 유닛을 연결하는 제4 링크를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제1 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 앞으로 이동하도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어하고, 상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제2 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 뒤로 이동하면서 상기 제2 링크가 앞으로 이동하도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어할 수 있다.
상기 시추 로봇은 상기 시추 로봇의 방향 정보와 위치 정보를 추정하기 위한 센싱 데이터를 측정하는 복수의 센서들을 더 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 복수의 센서들에 의해 측정된 센싱 데이터의 상호 작용 데이터 값을 분석하여 상기 시추 로봇의 방향성 정보와 위치 정보를 추정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 방향성을 가지며 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방한 임베디드 방향성 시추 로봇을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 임베디드 방향성 시추 로봇을 통해 대형 장비 이용 시 발생하는 이수 배출 및 넓은 지역의 무분별한 시추로 인한 환경문제를 해결할 수 있고, 대형 장비나 사람이 직접 작업하기 어려운 지역 예를 들어, 산간, 경사지에서의 작업이 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 소형화를 통한 우주, 극지와 같이 접근이 어려운 환경에서의 작업 가능성 향상, 자동화를 통한 운용인력 및 비용을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 대형 구조물인 리그 설치나 심도에 따라 추가되는 파이프라인이 필요하지 않고, 방향성 시추를 통한 다양한 위치의 굴착이 가능하며, 작업 가능 지역의 범위를 넓힐 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 달, 화성 등 타행성에서의 자원 및 공간 탐사가 가능하다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 시추 로봇에 추가 장착되는 센서에 따라 지뢰 탐지, 자원 탐사 등 다양한 기능을 수행할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시추 시스템에 대한 개념적인 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시추 로봇에 대한 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 두더지의 생물학적 구조에 대응하는 링크 구조를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 방향 제공부 및 이동 수단을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 시추 로봇의 시추 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 굴착 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형 태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상 의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사 전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은, 방향성을 가지며 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방한 임베디드 방향성 시추 로봇을 제공하는 것을 그 요지로 한다.
여기서, 본 발명의 시추 로봇은 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방한 앞 몸체와 방향 조절, 이동, 고정, 후처리 기능을 수행하는 뒷 몸체로 구분될 수 있다.
앞 몸체는 굴착을 하기 위한 드릴링 유닛과 두더지의 앞발과 어깨뼈의 움직임의 생물학적 구조에 대응하는 링크 구조 그리고 링크 구조와 드릴링 유닛의 움직임을 자동 제어하기 위한 적어도 하나 이상의 모터를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명에 대해 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시추 시스템에 대한 개념적인 구성을 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시추 시스템은 시추 로봇(100)과 제어 장치(200)를 포함하며, 시추 로봇(100)은 임베디드 방향성 시추 플랫폼과 지하 위치 인식 시스템을 포함하고, 제어 장치(200)는 지상-지하 통신 및 모니터링 시스템을 포함할 수 있다.
시추 로봇(100)은 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 생체 모방(biomimetic)하여 설계되며, 제어 장치(200)에 의한 제어를 통해 방향이 제어되고, 복수의 센서들 예를 들어, 3개의 3축 자이로스코프를 구비하여 3축 자이로스코프에 의해 측정된 센싱 데이터를 제어 장치로 제공할 수 있다.
이 때, 시추 로봇(100)은 제어 장치(200)를 통해 수신되는 제어 신호에 기초하여 굴착, 이동 및 방향 조절 등을 제어할 수 있다.
나아가, 시추 로봇(100)에 지뢰 탐지용 센서 또는 자원 탐지용 센서가 구비된 경우 해당 센서를 이용하여 지뢰를 탐지하거나 자원을 탐지할 수 있으며, 이러한 센싱 정보를 제어 장치로 제공할 수도 있다.
제어 장치(200)는 시추 로봇(100)을 운용하는 사용자에 의해 입력된 제어 신호를 유선 통신 또는 무선 통신을 통해 시추 로봇으로 제공하며, 시추 로봇(100)으로부터 수신되는 복수의 센서들에 의해 측정된 센싱 데이터를 수신하여 시추 로봇의 방향성 정보와 위치 정보를 추정한다.
여기서, 제어 장치(200)는 복수의 센서들 각각의 센싱 데이터 간 상호 작용 데이터를 분석하여 시추 로봇(100)의 방향성 정보와 위치 정보를 추정할 수 있다.
예를 들어, 제어 장치(200)는 시추 로봇의 앞 부분, 중간 부분 및 뒷 부분에 각각 3축 자이로스코프가 장착되고, 3 개의 3축 자이로스코프에 의해 센싱된 센싱 데이터가 수신되는 경우 중간 부분에 구비된 3축 자이로스코프의 센싱 데이터를 기준으로 앞 부분에 구비된 3축 자이로스코프의 센싱 데이터 간의 상호 작용 데이터 값을 분석하여 방향성 정보를 추정할 수 있으며, 중간 부분에 구비된 3축 자이로스코프의 센싱 데이터를 기준으로 뒷 부분에 구비된 3축 자이로스코프의 센싱 데이터 간의 상호 작용 데이터 값을 분석하여 땅속의 어떤 위치에 있는지 측정하기 위한 위치 정보를 추정할 수 있다.
또한, 제어 장치(200)는 시추 로봇(100)으로부터 지뢰 탐지 또는 자원 탐지에 대한 센싱 정보가 수신되는 경우 추정된 위치 정보와 탐지된 지뢰 또는 자원에 대한 위치를 매핑하여 사용자에게 제공할 수도 있다.
이러한 본 발명에 따른 시추 로봇에 대해 도 2 내지 도 6을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시추 로봇에 대한 구성을 나타낸 것이고, 도 3은 두더지의 생물학적 구조에 대응하는 링크 구조를 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이며, 도 4는 방향 제공부 및 이동 수단을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시추 로봇(100)은 드릴링 유닛(110)과 적어도 하나 이상의 모터(115) 및 링크 구조(111 ~ 114)를 포함하는 앞 몸체와 이동 수단(130), 고정 수단(140), 잔해 처리 수단(150) 및 센서들(160)을 포함하는 뒷 몸체로 구성된다.
드릴링 유닛(110)과 링크 구조(111 ~ 114) 및 적어도 하나 이상의 모터(115)는 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식을 모방하여 설계될 수 있으며, 드릴링 유닛(110)은 두더지의 머리에 대응되고, 링크 구조(111 ~ 114)는 두더지의 앞발(forelimb), 상완골(humerus), 어깨뼈(scapula)와 쇄골(clavicle)에 대응되며, 적어도 하나 이상의 모터(115)는 두더지의 근육에 대응된다.
두더지는 머리가 움츠려 들면서 앞발을 내밀면서 땅을 파고, 머리가 나오면서 팔이 벌어지면서 파여진 흙을 뒤로 밀어낸다. 본 발명에서의 시추 로봇은 이러한 두더지의 생물학적 구조와 굴착 방식은 적어도 하나 이상의 모터(115), 링크 구조(111 ~ 114) 및 드릴링 유닛(110)의 물리적인 연결 구조를 통해 구현한 것이다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 링크 구조(111 ~ 114)는 두더지의 어깨뼈(scapula)에 대응하는 제1 링크(111), 앞발(forelimb)에 대응하는 제2 링크(112), 제1 링크(111)의 일측과 제2 링크(112)의 일측에 연결되며 상완골(humerus)에 대응하는 제3 링크(113), 및 제2 링크(112)의 일측과 드릴링 유닛(110)을 연결하며 쇄골(clavicle)에 대응하는 제4 링크(114)를 포함하며, 이러한 링크 구조(111 ~ 114)는 좌우 대칭 구조로 이루어진다. 그리고 제4 링크(114)과 드릴링 유닛(110)은 링크 구조(111 ~ 114)와 드릴링 유닛(110)을 물리적으로 연결하기 위한 별도의 링크를 통해 연결될 수 있다.
여기서, 어깨뼈에 대응하는 제1 링크(111)는 적어도 하나 이상의 모터(115) 예를 들어, 두 개의 모터와 물리적으로 연결되며, 모터(115)의 회전 방향에 따라 링크 구조(111 ~ 114)의 움직임과 드릴링 유닛(110)의 움직임을 자동으로 제어할 수 있다.
예를 들어, 시추 로봇에 구비된 제어부(미도시)가 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 경우 수신된 제어 신호에 기초하여 모터(115)의 회전 방향을 제1 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)으로 제어함으로써, 앞발에 대응하는 제2 링크(112)가 바깥쪽 방향으로 이동되면서 드릴링 유닛(110)이 앞으로 이동하도록 자동 제어하고, 모터(115)의 회전 방향을 제2 방향(반시계 방향 또는 시계 방향)으로 제어함으로써, 앞발에 대응하는 제2 링크(112)가 앞쪽 방향으로 이동되면서 드릴링 유닛(110)이 뒤로 이동하도록 자동 제어할 수 있다. 물론, 모터(115)의 회전 방향은 좌측에 구비된 링크 구조와 우측에 구비된 링크 구조에 따라 다르게 제어될 수 있다.
즉, 드릴링 유닛(110)과 링크 구조(111 ~ 114)는 모터의 회전 방향에 의하여 움직임이 함께 제어되며, 앞발에 대응하는 제2 링크(112)가 앞으로 이동하는 경우 머리에 대응하는 드릴링 유닛(110)이 뒤쪽으로 자동 이동하며, 제2 링크(112)가 좌측과 우측 방향으로 회전 이동하는 경우 드릴링 유닛(110)이 앞쪽으로 자동 이동된다.
방향 제공부(120)는 제어부에 의한 제어를 통해 시추 로봇의 방향을 제어한다.
여기서, 방향 제공부(120)는 복수의 선형 액츄에이터(linear actuator)를 이용하여 드릴링 유닛의 방향 또는 시추 로봇의 방향을 제어할 수 있다.
이러한 방향 제공부(120)는 동시 운동으로 굴착 시 수축과 이완 기능을 하여 효율적인 굴착이 이루어질 수 있도록 하며, 독립 운동을 통해 앞 몸체의 방향 조절 역할을 하며, 각 액츄에이터는 유니버설 조인트(universal joint)로 앞 몸체에 연결되어 회전으로 발생하는 유격의 영향을 상쇄할 수 있다.
이동 수단(130)은 시추 로봇을 이동시키는 수단(locomotion)이고, 고정 수단(140)은 시추 로봇이 굴착을 할 때 시추 로봇을 고정시키기 위한 수단(locking)이며, 잔해 처리 수단(150)은 드릴링 유닛(110)에 의한 굴착에 의해 발생되는 잔해를 시추 로봇의 뒤쪽으로 처리하기 위한 수단이다.
센서들(160)은 시추 로봇의 방향 정보와 위치 정보를 추정하기 위한 센싱 데이터를 측정하며, 시추 로봇의 앞 부분, 중간 부분, 뒷 부분에 각각 구비될 수 있다.
이 때, 센서들(160)은 3축 자이로스코프를 포함할 수 있다.
나아가, 센서들(160)은 지뢰를 탐지하기 위한 센서, 자원을 탐지하기 위한 센서를 포함할 수도 있으며, 각각의 목적에 따라 각 센서의 위치를 미리 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 시추 로봇은 제어 장치와 무선 통신을 수행하는 경우 제어 장치와 무선 통신을 수행하기 위한 통신 수단을 구비할 수 있다.
이러한 시추 로봇은 도 5에 도시된 바와 같이, 고정 수단에 의해 시추 로봇이 고정되면 모터, 링크 구조와 드릴링 유닛을 이용한 굴착을 수행하며, 굴착 과정을 수행한 후 이동하기 위하여 고정을 해제하고, 앞으로 이동 및 방향을 조절한다. 그리고, 굴착에 의해 발생된 잔해를 잔해 처리 수단을 이용하여 처리한다.
시추 로봇의 굴착 과정은 도 6에 도시된 바와 같이, 굴착 지점으로 시추 로봇이 이동하면 모터의 방향 제어를 통해 링크 구조(111 ~ 114)가 제어되면서 드릴링 유닛(110)이 앞쪽으로 이동하고 앞발에 대응하는 제2 링크(112)가 좌우에 위치하면서 굴착을 수행하고, 드릴링 유닛(110)에 의해 흙이 파헤쳐지면 파헤쳐진 흙을 뒤로 보내기 위하여 모터(115)의 회전 방향이 반대 방향으로 제어되어 링크 구조(111 ~ 114)가 제어되면서 앞발에 대응하는 제2 링크(112)가 앞쪽으로 이동함과 동시에 드릴링 유닛(110)이 뒤쪽으로 자동 이동되고, 다시 모터(115)의 회전 방향이 반대 방향으로 제어되면서 제2 링크(112)가 좌측과 우측으로 회전하면서 흙이 몸체 옆 부분으로 이동되면서 드릴링 유닛(110)이 앞쪽으로 나오게 된다. 이러한 과정이 반복되면서 두더지의 굴착 방식을 시추 로봇으로 구현할 수 있다.
이상에서 설명된 시스템 또는 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 시스템, 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 드릴링 유닛;
    상기 드릴링 유닛의 방향을 제어하는 방향 제공부;
    복수의 링크들을 포함하는 링크 구조; 및
    상기 링크 구조와 물리적으로 연결된 적어도 하나 이상의 모터를 제어하여 상기 링크 구조의 움직임과 상기 드릴링 유닛의 앞뒤 움직임을 자동 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 링크 구조는
    일측이 상기 적어도 하나 이상의 모터와 물리적으로 연결되는 제1 링크, 일측이 바깥 방향으로 꺽인 형상을 가지는 제2 링크, 일측이 상기 제1 링크의 다른 일측과 연결되고 다른 일측이 상기 제2 링크의 다른 일측과 연결되는 제3 링크 및 상기 제2 링크의 다른 일측과 상기 드릴링 유닛을 연결하는 제4 링크를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제1 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 앞으로 이동하면서 상기 제2 링크가 바깥 방향으로 이동되도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어하고, 상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제2 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 뒤로 이동하면서 상기 제2 링크가 앞으로 이동하도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어하는 시추 로봇.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방향 제공부는
    복수의 선형 액츄에이터(linear actuator)를 이용하여 상기 드릴링 유닛의 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 시추 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시추 로봇의 방향 정보와 위치 정보를 추정하기 위한 센싱 데이터를 측정하는 복수의 센서들
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시추 로봇.
  7. 시추 로봇; 및
    상기 시추 로봇을 제어하고 모니터링하기 위한 제어 장치
    를 포함하고,
    상기 시추 로봇은
    드릴링 유닛;
    상기 드릴링 유닛의 방향을 제어하는 방향 제공부;
    복수의 링크들을 포함하는 링크 구조; 및
    상기 제어 장치로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 상기 링크 구조와 물리적으로 연결된 적어도 하나 이상의 모터를 제어함으로써, 상기 링크 구조의 움직임과 상기 드릴링 유닛의 앞뒤 움직임을 자동 제어하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 링크 구조는
    일측이 상기 적어도 하나 이상의 모터와 물리적으로 연결되는 제1 링크, 일측이 바깥 방향으로 꺽인 형상을 가지는 제2 링크, 일측이 상기 제1 링크의 다른 일측과 연결되고 다른 일측이 상기 제2 링크의 다른 일측과 연결되는 제3 링크 및 상기 제2 링크의 다른 일측과 상기 드릴링 유닛을 연결하는 제4 링크를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제1 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 앞으로 이동하면서 상기 제2 링크가 바깥 방향으로 이동되도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어하고, 상기 적어도 하나 이상의 모터의 회전 방향을 제2 방향으로 제어하여 상기 드릴링 유닛이 뒤로 이동하면서 상기 제2 링크가 앞으로 이동하도록 상기 링크 구조의 움직임을 제어하는 시추 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 시추 로봇은
    상기 시추 로봇의 방향 정보와 위치 정보를 추정하기 위한 센싱 데이터를 측정하는 복수의 센서들
    을 더 포함하고,
    상기 제어 장치는
    상기 복수의 센서들에 의해 측정된 센싱 데이터의 상호 작용 데이터 값을 분석하여 상기 시추 로봇의 방향성 정보와 위치 정보를 추정하는 것을 특징으로 하는 시추 시스템.
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