KR102190695B1 - Snake robot that can run on the basis of the outer shell to generate different frictional forces - Google Patents

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KR102190695B1 KR1020190153271A KR20190153271A KR102190695B1 KR 102190695 B1 KR102190695 B1 KR 102190695B1 KR 1020190153271 A KR1020190153271 A KR 1020190153271A KR 20190153271 A KR20190153271 A KR 20190153271A KR 102190695 B1 KR102190695 B1 KR 102190695B1
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신동관
김무림
표주현
신주성
서갑호
서진호
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한국로봇융합연구원
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Abstract

The present invention relates to a snake robot drivable based on an outer skin for generating different frictional forces. According to one aspect of the present invention, in the snake robot having a body part in which a plurality of modules are connected, at least one of the length and shape of the body part is changed based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between the modules. The snake robot is movable by using at least one of the changed length and shape of the body part. Also, the body part is inserted and disposed in an outer skin including a plurality of frictional force generating members in at least a part of a surface thereof. In addition, the frictional force generating members generate at least partially different frictional forces, and the snake robot can be moved by additionally using a plurality of differently generated frictional forces.

Description

서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇 {Snake robot that can run on the basis of the outer shell to generate different frictional forces}{Snake robot that can run on the basis of the outer shell to generate different frictional forces}

본 발명은 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a snake robot capable of running on the basis of the skins that generate different frictional forces.

로봇 핸드(robot hand)는 복수의 손가락에 의해서 물체를 구속 또는 이동시키는 기계의 손을 의미하고, 로봇 암(arm)이 넓은 작업 영역 내에서의 대체적인 위치 결정을 하는 데 반해 로봇 핸드는 한정된 영역 내에서의 미세한 조작이나 물체의 파악을 하는데 이용되고 있다.The robot hand refers to the hand of a machine that constrains or moves an object by a plurality of fingers, and while the robot arm determines a general position within a wide working area, the robot hand is a limited area. It is used for subtle manipulation and grasping of objects within.

또한, 이러한 인공지능 및 로봇기술은 다양한 분야에 활용이 확산 중이며, 제조환경에서의 부품파지 및 조립의 핸들링 기술돌파(Breakthrough)를 위한 핵심기술로 활용될 수 있다.In addition, such artificial intelligence and robot technologies are being used in various fields, and can be used as core technologies for breakthrough of handling technologies for gripping and assembling parts in a manufacturing environment.

로봇 핸드는 다양한 재난상황(지진, 폭설, 화재, 폭우, 산사태 등)으로 건물 붕괴시 협소 공간에 진입하여 매몰자의 위치 및 상태를 파악하고, 골든 타임을 연장하는 로봇에 접목하여 사용될 수 있다.The robot hand can be used in conjunction with a robot that extends the golden time by entering a narrow space when a building collapses in various disaster situations (earthquake, heavy snow, fire, heavy rain, landslide, etc.) to determine the location and condition of the investigator.

기존에는 덩굴형(vine-type) 형태의 로봇이 개발된 사례가 있으나 전진만 가능하고 후진이 불가능하고 1회 투입 후 재 사용성이 좋지 않아, 여러 곳에서 반복적인 투입을 요구하는 탐지, 구조 임무 활용에는 부적합하다는 문제점이 있었다.In the past, there is a case where a vine-type robot was developed, but only forward and backward is not possible, and reusability after one injection is not good, so use of detection and rescue missions that require repetitive injection in several places There was a problem that it was inappropriate.

또한, 기존의 선행 개발된 기술들은 협소 공간 이동/정찰 기능에만 중점을 두어 로봇이 개발되고 있다는 문제점도 있었다.In addition, the existing previously developed technologies have a problem that robots are being developed by focusing only on the movement/reconnaissance function of a narrow space.

따라서 생존자의 골든 타임을 연장하려면 매몰자를 찾는 각종 센서를 탑재하여 이동하는 기능 이외에, 상기 문제점을 해소할 수 있도록 응급약물 및 영양 주스 등을 공급할 수 있는 기능 등을 구비한 로봇에 대한 니즈가 높아지고 있다.Therefore, in order to extend the golden time of the survivor, in addition to the function of moving by mounting various sensors to find the investigator, there is a growing need for a robot equipped with a function capable of supplying emergency drugs and nutrient juice to solve the above problems. .

(1) 대한민국 특허청 출원번호 제 10-2016-0007854호(1) Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2016-0007854 (2) 대한민국 특허청 출원번호 제 10-2016-0037824호(2) Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2016-0037824

전술한 문제점을 해소하고자 본 발명은 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇을 사용자에게 제안하고자 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention proposes to a user a snake robot capable of running based on an outer shell that generates different frictional forces.

구체적으로 본 발명은 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나의 변화를 기초로, 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되고, 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동 가능하며, 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고, 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동하는 것을 특징으로 하는 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇을 사용자에게 제안하고자 한다.Specifically, the present invention is based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between a plurality of modules, at least one of the length and shape of the body portion is changed, and by using at least one of the changed length and shape of the body portion. The snake robot is movable, and the body portion is inserted into a shell including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface, and the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the plurality of differently generated It is intended to propose to a user a snake robot capable of driving based on an outer skin that generates different frictional forces, characterized in that the snake robot moves by additionally using frictional force.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상인 복수의 모듈을 연결한 몸통부로 구성된 뱀 로봇은, 상기 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나의 변화를 기초로, 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되고, 상기 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동 가능하며, 상기 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고, 상기 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동할 수 있다.A snake robot configured with a body portion connecting a plurality of modules, which is an aspect of the present invention for achieving the above technical problem, is based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between the plurality of modules, and the length of the body portion And at least one of a shape is changed, and the snake robot is movable by using at least one of a length and a shape of the body portion that is changed, and the body portion is attached to a shell including a plurality of frictional force generating members in at least a portion of the surface. Inserted and arranged, the plurality of frictional force generating members generate at least some different frictional forces, and the snake robot can move by additionally using the plurality of differently generated frictional forces.

또한, 상기 복수의 마찰력 발생부재에는 상기 마찰력 발생을 위한 무늬 패턴이 적용되고, 상기 복수의 무늬 패턴은 서로 상이한 마찰력을 발생시킬 수 있다.In addition, a pattern pattern for generating the friction force is applied to the plurality of friction force generating members, and the plurality of pattern patterns may generate different friction forces.

또한, 상기 뱀 로봇의 이동 방향이 미리 결정되고, 상기 뱀 로봇의 이동 및 이동 방향에 대응하여 발생하는 마찰력 중 최대 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 1 영역과 최소 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 2 영역이 미리 결정된 경우, 상기 복수의 마찰력 발생부재 중 상기 제 1 영역에 대응되는 제 1 마찰력 발생부재는, 상기 제2 영역에 대응되는 제 2 마찰력 발생부재 보다 더 큰 마찰력이 발생되도록 구비될 수 있다.In addition, the movement direction of the snake robot is determined in advance, and among the frictional forces generated in correspondence with the movement and movement direction of the snake robot, the first region of the shell where the maximum friction force is generated and the second area of the shell where the minimum friction force is generated. When the region is predetermined, the first friction force generating member corresponding to the first region among the plurality of friction force generating members may be provided to generate a greater friction force than the second friction force generating member corresponding to the second region. .

또한, 상기 제 1 영역, 상기 제 1 마찰력 발생부재, 상기 제 2 영역 및 상기 제 2 마찰력 발생부재는 복수일 수 있다.Further, the first region, the first friction force generating member, the second region, and the second friction force generating member may be plural.

또한, 상기 뱀 로봇의 바닥과의 접촉을 통해 마찰력을 추가적으로 발생시키는 복수의 원형 구조물;을 더 포함하고, 상기 복수의 원형 구조물은, 상기 복수의 모듈 중 동일한 회전축을 가지는 제 1 모듈에 대응되는 외피의 표면에 구비될 수 있다.In addition, a plurality of circular structures that additionally generate frictional force through contact with the bottom of the snake robot; further comprising, the plurality of circular structures, the outer shell corresponding to the first module having the same axis of rotation among the plurality of modules It may be provided on the surface of.

또한, 상기 제 1 모듈 중 미리 정해진 개수의 모듈 당 1개의 원형 구조물이 배치될 수 있다.In addition, one circular structure may be disposed per a predetermined number of modules among the first modules.

또한, 상기 외피는 방수 및 방진의 재질로 구비될 수 있다.In addition, the outer shell may be made of a waterproof and dustproof material.

한편, 상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 양상인 복수의 모듈을 연결한 몸통부로 구성된 뱀 로봇을 이용하여 구조 작업을 수행하는 방법은, 상기 뱀 로봇이 이동하는 제 1 단계; 상기 뱀 로봇의 이동에 기반하여 구조요청자를 탐지하는 제 2 단계; 상기 뱀 로봇이 구조요청자의 주변으로 이동하는 제 3 단계; 및 상기 구조요청자의 구조와 관련된 태스크(task)를 수행하는 제 4 단계;를 포함하고, 상기 제 1 단계 및 상기 제 3 단계는, 상기 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나가 변화되는 단계; 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되는 단계; 및 상기 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇이 이동하는 단계;를 포함하고, 상기 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고, 상기 제 1 단계 및 상기 제 3 단계에서, 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동할 수 있다.On the other hand, another aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a method of performing a rescue operation using a snake robot composed of a body portion connecting a plurality of modules, includes a first step of moving the snake robot; A second step of detecting a rescue requester based on the movement of the snake robot; A third step in which the snake robot moves around the requestor; And a fourth step of performing a task related to the structure of the structure requestor; wherein the first step and the third step include at least one of a connection point and a separation distance between the plurality of modules. step; Changing at least one of the length and shape of the body portion; And moving the snake robot using at least one of the length and shape of the changed body part, wherein the body part is inserted into a shell including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface, In the first step and the third step, the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the snake robot may move by additionally using the plurality of differently generated friction forces.

또한, 상기 뱀 로봇은, 상기 몸통부의 일단에 연결되는 공급부;를 더 포함하고, 상기 제 2 단계는, 상기 공급부의 적어도 일부에 연결된, 상기 뱀 로봇의 주변 영역을 촬영하는 카메라; 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 가스 유무 및 가스량을 측정하는 가스 센서; 상기 구조요청자의 음성 및 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 소리를 입력 받는 마이크로폰; 외부로부터 입력된 정보를 출력하기 위한 스피커; 및 빛을 이용하여 영상을 상기 뱀 로봇의 주변 영역으로 출력하는 프로젝터 중 적어도 하나를 이용하여 수행되며, 상기 제 4 단계는, 상기 공급부의 적어도 일부에 연결된 로봇 핸드가 객체를 파지 또는 해방하여 태스크(task)를 수행하는 단계; 상기 몸통부의 타단에 삽입되고, 상기 공급부 중 적어도 일부를 통해 배출되는 튜브가 상기 구조요청자의 입에 연결되는 단계; 및 상기 구조요청자의 생존과 관련된 제 1 물질이 상기 연결된 입을 통해 상기 구조요청자에 공급되는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, the snake robot further includes a supply unit connected to one end of the body, and the second step includes: a camera connected to at least a portion of the supply unit, for photographing a peripheral area of the snake robot; A temperature sensor measuring the temperature of the surrounding area of the snake robot; A gas sensor for measuring the presence or absence of gas and an amount of gas in a peripheral area of the snake robot; A microphone for receiving the voice of the rescue requester and the sound of the surrounding area of the snake robot; A speaker for outputting information input from the outside; And at least one of a projector that outputs an image to the surrounding area of the snake robot using light, and in the fourth step, a robot hand connected to at least a part of the supply unit grips or releases an object to perform a task ( task); Connecting a tube inserted into the other end of the body portion and discharged through at least a portion of the supply portion to the mouth of the requestor; And supplying the first substance related to the survival of the rescue requestor to the rescue requestor through the connected mouth.

본 발명은 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention can provide a user with a snake robot capable of running on the basis of outer skins that generate different frictional forces.

구체적으로 본 발명은 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나의 변화를 기초로, 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되고, 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동 가능하며, 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고, 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동하는 것을 특징으로 하는 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, the present invention is based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between a plurality of modules, at least one of the length and shape of the body portion is changed, and by using at least one of the changed length and shape of the body portion. The snake robot is movable, and the body portion is inserted into a shell including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface, and the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the plurality of differently generated By additionally using the frictional force, the snake robot may provide a user with a snake robot that can travel based on outer skins that generate different frictional forces, characterized in that the snake robot moves.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위해, 그리퍼(예: 3지 10자유도, 4지 8자유도, 3개 그리퍼와 1개 카메라 조합된 그리퍼)와 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the present invention is a gripper (e.g., 3G and 10 degrees of freedom, 4G and 8 degrees of freedom, 3 grippers and 1 degree of freedom) for prolonging the golden time of a person who needs various types of sensors and structures for identification of life and danger. A snake robot consisting of a single snake robot head module including a gripper combined with a camera) and a tube capable of supplying drugs or nutritional juice, and a control method thereof can be provided to the user.

또한, 본 발명에 따르면, 잔해물에 깔려 있는 요구조자는 팔/다리를 움직일 수 없는 경우가 많으므로, 생존자에게 영양주스 공급을 통해 골든타임을 연장할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the requestor who is covered in debris is often unable to move his or her arms/legs, the golden time can be extended by supplying nutrient juice to the survivors.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자는 로봇이 보내온 영상 및 센서 정보를 통해 이동 방향만을 간단히 조작하면 실제적인 로봇의 주행은 주변 환경에 맞춰 자동 제어해 주는 주행 제어 보조 기능 제공이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a driving control assistance function that automatically controls the actual driving of the robot according to the surrounding environment by simply manipulating the movement direction through the image and sensor information sent from the robot.

또한, 본 발명에 따르면, 뱀의 척추골과 유사한 유니버셜 조인트 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 2자유도 모듈을 이어붙인 형상을 가짐. 모듈화된 본체를 이용하여 손쉽게 로봇의 목적에 맞게 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이는 것이 가능해진다.In addition, according to the present invention, it has a shape in which two degrees of freedom modules having drive shafts orthogonal to each other of a universal joint method similar to the vertebrae of a snake are joined together. By using the modular body, it becomes possible to shorten or lengthen the overall body length to suit the purpose of the robot.

또한, 본 발명에 따르면, 모듈화 된 본체는 양산화에 수월한 측면이 있고, 목적에 맞는 센서 모듈들을 교체 운용하여 재난현장에서의 인명 탐지 및 골든타임 연장에 효과적으로 대응 가능하다.In addition, according to the present invention, the modularized main body has an aspect of being easy to mass-produce, and it is possible to effectively respond to the detection of humans at the disaster site and the extension of golden time by replacing and operating sensor modules suitable for the purpose.

또한, 본 발명에 따르면, 뱀머리에 탑재된 다수의 센서들의 신호들로부터 정보지향적인 조종 화면을 구성하여 매몰자 탐지에 효율적인 방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, an information-oriented control screen is constructed from signals of a plurality of sensors mounted on a snake's head to provide an efficient method for detecting a buried person.

또한, 본 발명에 따르면, 좁고 위험한 산업현장 및 재난환경에서 작업이 가능하여 안전점검, 협소지역탐색 및 작업에 대한 시간 및 비용 절감이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to work in a narrow and dangerous industrial site and a disaster environment, so that it is possible to save time and cost for safety inspection, search for a narrow area, and work.

또한, 본 발명은 테러 사회안전용 로봇 및 위험물 탐지를 위한 군사용 로봇 등 다양한 분야에 활용 가능하다.In addition, the present invention can be used in various fields such as a terrorist social safety robot and a military robot for detecting dangerous substances.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

도 1은 본 발명이 제안하는 뱀 로봇의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명이 제안하는 뱀 로봇의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 꼬리부에 연결되는 구조물의 구체적인 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양 공급부의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양 공급부의 일례를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양주스공급 튜브 구조를 통해, 요구조자의 골든타임을 연장하는 일례를 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 뱀 로봇 몸통부의 구동부(관절) 구성의 일례를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명과 관련하여, 뱀 로봇을 이용한 구조를 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 9는 본 발명과 관련하여, 외피를 이용하여 뱀 로봇이 이동하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 10은 본 발명과 관련하여, 뱀 로봇에 적용되는 외피의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명과 관련하여, 최소 마찰력 부분과 최대 마찰력 부분을 다르게 적용한 외피를 활용하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 12는 본 발명과 관련하여, 최소 마찰력 부분과 최대 마찰력 부분을 다르게 적용한 외피를 활용하는 일례를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명과 관련하여, 원형 구조물을 이용한 마찰 면 차등 방식의 구체적인 일례를 도시한 것이다.
도 14는 도 13과 관련하여, 원형 구조물을 이용한 마찰 면 차등 방식을 적용한 실험결과를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명과 관련하여, 뱀 로봇의 이동에 기반하여 구조 요청자를 탐지하는 구체적인 방법을 설명하는 순서도이다.
도 16은 본 발명과 관련하여, 구조요청자의 구조와 관련된 태스크를 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating the configuration of a snake robot proposed by the present invention.
2 shows an example of a snake robot proposed by the present invention.
Figure 3 shows a specific configuration of the structure connected to the tail of the snake robot according to the present invention.
4 is a block diagram illustrating the configuration of a nutrition supply unit of the snake robot according to the present invention.
Figure 5 shows an example of the nutrition supply unit of the snake robot according to the present invention.
6 shows an example of extending the golden time of the requestor through the nutrient juice supply tube structure of the snake robot according to the present invention.
7A to 7C show an example of the configuration of the driving unit (joint) of the snake robot body according to the present invention.
8 is a flow chart illustrating a method of performing a structure using a snake robot in connection with the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of moving a snake robot using an outer skin in relation to the present invention.
10 shows a specific example of the shell applied to the snake robot in connection with the present invention.
11 is a flow chart illustrating a method of using an outer skin in which a minimum friction force portion and a maximum friction force portion are applied differently in relation to the present invention.
12 shows an example of using a shell in which a minimum friction force portion and a maximum friction force portion are applied differently in relation to the present invention.
13 shows a specific example of a friction surface differential method using a circular structure in relation to the present invention.
14 shows an experiment result of applying a friction surface differential method using a circular structure with reference to FIG. 13.
15 is a flowchart illustrating a specific method of detecting a rescue requestor based on the movement of a snake robot in connection with the present invention.
16 is a flowchart illustrating a method of performing a task related to a structure of a requestor in connection with the present invention.

뱀 로봇Snake robot

본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 본 발명에 적용되는 뱀 로봇의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.Prior to the detailed description of the present invention, a configuration of a snake robot applied to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명이 제안하는 뱀 로봇의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating the configuration of a snake robot proposed by the present invention.

도 1을 참조하면, 뱀 로봇(100)은 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180), 전원 공급부(190) 및 로봇 핸드(200) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the snake robot 100 includes a wireless communication unit 110, an audio/video (A/V) input unit 120, a user input unit 130, a sensing unit 140, an output unit 150, and a memory. 160, an interface unit 170, a controller 180, a power supply unit 190, a robot hand 200, and the like.

단, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 뱀 로봇이 구현될 수도 있다.However, since the components shown in FIG. 1 are not essential, a snake robot having more components or fewer components may be implemented.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in order.

무선 통신부(110)는 뱀 로봇과 무선 통신 시스템 사이 또는 기기와 기기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include one or more modules that enable wireless communication between a snake robot and a wireless communication system or between a device and a network in which the device is located.

예를 들어, 무선 통신부(110)는 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.For example, the wireless communication unit 110 may include a mobile communication module 112, a wireless Internet module 113, a short-range communication module 114, a location information module 115, and the like.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 기기, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. The mobile communication module 112 transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external device, and a server on a mobile communication network.

문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. It may contain various types of data according to transmission/reception of text/multimedia messages.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 뱀 로봇에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The wireless Internet module 113 refers to a module for wireless Internet access, and may be embedded or external to the snake robot. As a wireless Internet technology, WLAN (Wireless LAN) (Wi-Fi), Wibro (Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), and the like may be used.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, 와이파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi) 등이 이용될 수 있다.The short-range communication module 114 refers to a module for short-range communication. Short-range communication technologies include Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), infrared data association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Wi-Fi (Wireless Fidelity, Wi-Fi). Can be used.

위치정보 모듈(115)은 뱀 로봇의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.The location information module 115 is a module for obtaining the position of the snake robot, and a representative example thereof is a GPS (Global Position System) module.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.Referring to FIG. 1, an audio/video (A/V) input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 121 and a microphone 122. The camera 121 processes image frames such as still images or moving pictures obtained by the image sensor in the photographing mode. The processed image frame may be displayed on the display unit 151.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. The image frame processed by the camera 121 may be stored in the memory 160 or transmitted to the outside through the wireless communication unit 110.

카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.Two or more cameras 121 may be provided depending on the use environment.

본 발명에 따른 카메라(121)는 열화상 카메라일 수 있다.The camera 121 according to the present invention may be a thermal imaging camera.

열화상 카메라는 원적외선 카메라로도 호칭되고, 원적외선(Far Infrared, LongWave Infrared, FIR)을 이용하여 적어도 하나의 객체를 촬영하는 카메라이다.The thermal imaging camera is also referred to as a far infrared camera, and is a camera that photographs at least one object using far infrared (Far Infrared, LongWave Infrared, FIR).

원적외선은 통상 파장이 8㎛ 이상인 적외선을 의미하고, 가시광선보다 파장이 길어서 눈에 보이지 않고 열작용이 크며 침투력이 강하다. Far-infrared rays generally mean infrared rays having a wavelength of 8 μm or more, and because they are longer than visible rays, they are invisible, heat action is large, and penetration is strong.

본 발명에 따른 원적외선 카메라의 특성을 설명한다.The characteristics of the far infrared camera according to the present invention will be described.

일반 CCD, CMOS 소자를 사용하는 카메라는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득할 수 있다. Since a camera using a general CCD or CMOS device detects and projects light in the visible light region, it is possible to acquire an image similar to that of a human eye.

반면, 원적외선 카메라(122)는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영한다. On the other hand, the far infrared camera 122 projects light in an infrared band that humans cannot see.

적외선은 빛의 파장 중 750nm에서 1mm의 대역의 빛을 말하는 것으로서, 이러한 적외선 대역 중에서도 NIR(Near Infra-Red)의 빛은 700nm에서 1400nm의 파장을 말하며, NIR 대역의 빛은 사람의 눈에는 보이지 않지만 CCD나 CMOS 소자로도 감지가 가능하며 필터를 이용하면 NIR 대역의 빛만을 감지할 수 있다. Infrared refers to light in the band of 750nm to 1mm among the wavelengths of light. Among these infrared bands, the light of NIR (Near Infra-Red) refers to the wavelength of 700nm to 1400nm, and the light in the NIR band is not visible to the human eye. It can be detected with a CCD or CMOS device, and if a filter is used, only light in the NIR band can be detected.

이에 비해, FIR의 빛은 LWIR(Long Wavelength Infra-Red)라고도 하며 적외선은 빛의 파장 중 8μm에서 15μm의 대역을 나타낸다. In contrast, FIR light is also known as LWIR (Long Wavelength Infra-Red), and infrared rays represent a band of 8 μm to 15 μm of the wavelength of light.

특히, FIR 대역은 온도에 따라 파장이 변하기 때문에 온도를 구별할 수 있는 장점이 있다. In particular, since the wavelength of the FIR band changes according to temperature, there is an advantage of distinguishing the temperature.

원적외선 카메라의 대상인 사람(보행자)의 체온은 10μm의 파장을 가진다.The body temperature of a person (pedestrian), the target of a far-infrared ray camera, has a wavelength of 10 μm.

특히, 원적외선 카메라를 통해 획득된 정보를 디지털 영상 신호로 변환하고, 변환된 영상 신호를 특정 알고리즘(Algorithm)을 통해 분석, 수정 및 보완하며, 상기 처리가 완료된 영상 신호가 디스플레이부(151)를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.In particular, the information obtained through the far-infrared camera is converted into a digital image signal, the converted image signal is analyzed, corrected and supplemented through a specific algorithm, and the processed image signal is transmitted through the display unit 151. It can be controlled to be output.

제어부(180)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.The controller 180 may be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof.

또한, 본 발명에 따른 카메라(121)의 일종으로 레이더가 구비될 수 있다.In addition, a radar may be provided as a kind of camera 121 according to the present invention.

레이더는 무선탐지와 거리측정(Radio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치이다.Radar is an abbreviation for Radio Detecting And Ranging. It emits electromagnetic waves of microwaves (microwaves, 10cm to 100cm wavelengths) to an object and receives the electromagnetic waves reflected from the object, such as distance, direction, and altitude from the object. It is a wireless monitoring device to find out.

또한, 본 발명에 따른 카메라(121)의 일종으로 라이더가 구비될 수도 있다.In addition, a rider may be provided as a kind of camera 121 according to the present invention.

라이더는 light detection and ranging의 줄인 말로 레이저레이더(laser radar)와 같다. Rider is short for light detection and ranging, and is like laser radar.

전파에 가까운 성질을 가진 레이저광선을 사용하여 개발한 레이더라고 볼 수 있는데, 레이저는 처음에 통신용으로 개발되었지만 강한 단색성에 의해 빛과 전파의 양면 특징을 가진다.It can be seen as a radar developed using a laser beam with properties close to radio waves. Although the laser was initially developed for communication, it has the characteristics of both light and radio waves due to its strong monochromaticity.

즉, 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리, 대기현상 등을 측정하는 장치이다.In other words, it is a device that emits pulsed laser light into the atmosphere and measures the distance and atmospheric phenomena using the reflector or scattering agent.

라이더는 반사광의 시간 측정은 클록 펄스로 계산하며, 그 진동수 30MHz로 5m, 150MHz로 1m 분해능을 가질 수 있고, 각도로는 30초 정도의 작은 빔폭의 강력한 적외선 펄스를 발생할 수 있다.The Rider calculates the time measurement of the reflected light with a clock pulse, and can have a resolution of 5m at 30MHz and 1m at 150MHz, and generate a strong infrared pulse with a small beam width of about 30 seconds at an angle.

또한, 마이크(122)는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.In addition, the microphone 122 receives an external sound signal by a microphone in a recording mode, a voice recognition mode, and the like and processes it as electrical voice data. The processed voice data may be converted into a format transmittable to a mobile communication base station through the mobile communication module 112 and then output. Various noise removal algorithms may be implemented in the microphone 122 to remove noise generated in the process of receiving an external sound signal.

사용자 입력부(130)는 사용자가 뱀 로봇의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. The user input unit 130 generates input data for the user to control the operation of the snake robot. The user input unit 130 may include a key pad, a dome switch, a touch pad (positive pressure/power failure), a jog wheel, a jog switch, and the like.

센싱부(140)는 뱀 로봇의 개폐 상태, 뱀 로봇의 위치, 사용자 접촉 유무, 뱀 로봇의 방위, 뱀 로봇의 가속/감속 등과 같이 뱀 로봇의 현 상태를 감지하여 뱀 로봇의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. The sensing unit 140 detects the current state of the snake robot, such as the open/closed state of the snake robot, the position of the snake robot, the presence of user contact, the orientation of the snake robot, and acceleration/deceleration of the snake robot to control the operation of the snake robot. It generates a sensing signal.

센싱부(140)는 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. The sensing unit 140 may sense whether the power supply unit 190 supplies power, whether the interface unit 170 is coupled to an external device, or the like.

한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(미도시)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the sensing unit 140 may include a proximity sensor (not shown).

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 햅틱 모듈(154) 및 프로젝터 모듈(155) 등이 포함될 수 있다.The output unit 150 is for generating output related to visual, auditory, or tactile sense, and includes a display unit 151, an audio output module 152, an alarm unit 153, a haptic module 154, and a projector module ( 155) and the like may be included.

디스플레이부(151)는 뱀 로봇에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. The display unit 151 displays (outputs) information processed by the snake robot.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The display unit 151 includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. display) and a 3D display.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. Some of these displays may be configured as a transparent type or a light-transmitting type so that the outside can be seen through them. This may be referred to as a transparent display, and a representative example of the transparent display is TOLED (Transparant OLED). The rear structure of the display unit 151 may also be configured as a light transmission type structure.

뱀 로봇의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 뱀 로봇에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다. Two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the snake robot. For example, in the snake robot, a plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces, respectively.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.When the display unit 151 and a sensor (hereinafter referred to as'touch sensor') for detecting a touch motion form a mutual layer structure (hereinafter, referred to as a'touch screen'), the display unit 151 It can also be used as an input device. The touch sensor may have, for example, a touch film, a touch sheet, a touch pad, or the like.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. The touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the display unit 151 or a capacitance generated at a specific portion of the display unit 151 into an electrical input signal. The touch sensor may be configured to detect not only a touched position and area, but also a pressure at the time of touch.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.When there is a touch input to the touch sensor, a signal(s) corresponding thereto is transmitted to the touch controller. The touch controller processes the signal(s) and then transmits the corresponding data to the controller 180. As a result, the controller 180 can know whether an area of the display unit 151 is touched.

상기 근접 센서(미도시)는 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 뱀 로봇의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다. The proximity sensor (not shown) may be disposed in an inner area of the snake robot surrounded by the touch screen or near the touch screen. The proximity sensor refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object existing in the vicinity using the force of an electromagnetic field or infrared rays without mechanical contact. Proximity sensors have a longer lifespan and higher utilization than contact sensors.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.Examples of the proximity sensor include a transmission type photoelectric sensor, a direct reflection type photoelectric sensor, a mirror reflection type photoelectric sensor, a high frequency oscillation type proximity sensor, a capacitive type proximity sensor, a magnetic type proximity sensor, an infrared proximity sensor, and the like. When the touch screen is capacitive, it is configured to detect the proximity of the pointer by a change in an electric field according to the proximity of the pointer. In this case, the touch screen (touch sensor) may be classified as a proximity sensor.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.Hereinafter, for convenience of explanation, an action of allowing the pointer to be recognized as being positioned on the touch screen by approaching the touch screen without contacting the pointer is referred to as "proximity touch", and the touch The act of actually touching the pointer on the screen is referred to as "contact touch". A position at which a proximity touch is performed by a pointer on the touch screen means a position at which the pointer corresponds vertically to the touch screen when the pointer is touched.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다. The proximity sensor detects a proximity touch and a proximity touch pattern (eg, a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, a proximity touch movement state, etc.). Information corresponding to the sensed proximity touch operation and proximity touch pattern may be output on the touch screen.

또한, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)은 자이로 센서(141)를 포함할 수 있다.In addition, the snake robot 100 according to the present invention may include a gyro sensor 141.

자이로 센서(141)는 지구의 회전과 관계없이 높은 정확도로 항상 처음에 설정한 일정 방향을 유지하는 성질을 이용하여 물체의 방위 변화를 측정하는 센서이고, 자이로스코프에는 기계적인 방식과 광을 이용하는 광학식이 있다.The gyro sensor 141 is a sensor that measures the change in orientation of an object by using the property of always maintaining a predetermined direction initially set with high accuracy regardless of the rotation of the earth, and the gyroscope uses a mechanical method and an optical method using light. have.

또한, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)는 가속도 센서(142)를 포함할 수 있다.In addition, the snake robot 100 according to the present invention may include an acceleration sensor 142.

가속도센서(142)는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 것이다. The acceleration sensor 142 processes the output signal to measure dynamic forces such as acceleration, vibration, and impact of an object.

가속도 센서(142)는 검출 방식으로 크게 분류하면 관성식, 자이로식, 실리콘반도체식이 있는데, 진도계나 경사계 등도 가속도센서의 한 종류로 볼 수 있다.Accelerometer 142 may be classified as a detection method into an inertial type, a gyro type, and a silicon semiconductor type, and can be regarded as a type of acceleration sensor such as a seismometer or an inclinometer.

또한, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)는 압력 센서(143)를 포함할 수 있다.In addition, the snake robot 100 according to the present invention may include a pressure sensor 143.

압력 센서(143)는 액체 또는 기체의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하여 전송하는 장치 및 소자를 말한다.The pressure sensor 143 refers to a device and element that detects the pressure of a liquid or gas, converts it into an electric signal that is easy to use for measurement or control, and transmits it.

측정의 원리는 변위나 변형을 비롯하여 분자 밀도의 열전도율을 이용하는 등 매우 많은 종류가 쓰이고 있는데, 최근에는 실리콘을 재료로 한 변형 게이지형의 압력 센서가 개발되어 정밀한 압력 계측에 사용되고 있으며. 집적 회로를 동일한 기판 위에 만들어 넣어 신호 처리까지 하는 집적화 압력 센서도 개발되어 있다.There are many types of measurement principles, including displacement and deformation, as well as using the thermal conductivity of molecular density. Recently, a strain gauge-type pressure sensor made of silicon has been developed and is used for precise pressure measurement. Integrated pressure sensors have also been developed that make up an integrated circuit on the same substrate to process signals.

또한, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)은 촉각 센서(144)를 포함할 수도 있다.In addition, the snake robot 100 according to the present invention may include a tactile sensor 144.

촉각 센서(144, Tactile Sensor)는 로봇에서 인공적으로 인간의 촉각을 실현하려는 압력 센서로스 크게 접촉 센서, 압력 센서, 미끄러짐 센서, 온도 센서 등으로 구분되는데, 인간의 고도화된 촉각 시스템을 구현하기 위해 필요한 기술이다.Tactile sensor (144, Tactile Sensor) is a pressure sensor that aims to artificially realize human tactile sensation in robots. It is largely divided into contact sensors, pressure sensors, slip sensors, and temperature sensors.It is necessary to implement an advanced human tactile system. It's technology.

촉각센서 어레이(tactile sensor array)는 접촉각 센서(144)나 압각센서를 평면 형상으로 수 개~수 십개 나열하여 2차원적 정보를 얻기 위한 센서로서, 형상 또는 운동의 검출에도 이용할 수 있다. The tactile sensor array is a sensor for obtaining two-dimensional information by arranging several to tens of contact angle sensors 144 or pressure sensors in a planar shape, and can be used to detect shape or motion.

이들 센서의 다수는 도전성 고무 또는 압전성 고분자, 감압고분자의 양면의 전극 중 어느 한쪽을 분할하여 배열형 센서를 구성하고 있는데, 2차원적 압력분포는 상대하는 전극간의 저항변화 또는 전압출력으로부터 검출된다. Many of these sensors constitute array-type sensors by dividing either one of electrodes on both sides of conductive rubber, piezoelectric polymer, and pressure-sensitive polymer, and the two-dimensional pressure distribution is detected from the change in resistance or voltage output between the mating electrodes.

특히, 본 발명에 따른 촉각 센서(144)는 로봇 핸드(200)가 접촉하는 객체의 직항력(normal force), 전단력(shear force) 및 전도성(conductive) 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.In particular, the tactile sensor 144 according to the present invention may detect at least one of a normal force, a shear force, and a conductive force of an object that the robot hand 200 contacts.

한편, 음향 출력 모듈(152)은 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 뱀 로봇에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.Meanwhile, the sound output module 152 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the memory 160 in a recording mode, a voice recognition mode, and a broadcast reception mode. The sound output module 152 also outputs sound signals related to functions performed by the snake robot. The sound output module 152 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.

알람부(153)는 뱀 로봇의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. The alarm unit 153 outputs a signal for notifying the occurrence of an event of the snake robot.

알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. The alarm unit 153 may output a signal for notifying the occurrence of an event in a form other than a video signal or an audio signal, for example, by vibration.

상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.The video signal or audio signal may also be output through the display unit 151 or the audio output module 152, so that they 151 and 152 may be classified as part of the alarm unit 153.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. The haptic module 154 generates various tactile effects that a user can feel. A typical example of the tactile effect generated by the haptic module 154 is vibration. The intensity and pattern of the vibration generated by the haptic module 154 can be controlled.

예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다. For example, different vibrations may be synthesized and output or may be sequentially output.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. In addition to vibration, the haptic module 154 is used for stimulation such as an arrangement of pins that move vertically with respect to the contact skin surface, a blowing force or suction force of air through a jet or inlet, a grazing on the skin surface, contact of an electrode, electrostatic force, etc. It can generate various tactile effects, such as the effect by the effect and the effect by reproducing the feeling of cooling and warming using an endothermic or heat generating element.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 뱀 로봇의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The haptic module 154 may not only transmit a tactile effect through direct contact, but may also be implemented so that a user can feel the tactile effect through muscle sensations such as a finger or an arm. Two or more haptic modules 154 may be provided depending on the configuration aspect of the snake robot.

프로젝터 모듈(155)은, 뱀 로봇을 이용하여 이미지 프로젝트(project) 기능을 수행하기 위한 구성요소로서, 제어부(180)의 제어 신호에 따라 디스플레이부(151)상에 디스플레이되는 영상과 동일하거나 적어도 일부가 다른 영상을 외부 스크린 또는 벽에 디스플레이할 수 있다.The projector module 155 is a component for performing an image project function using a snake robot, and is the same as or at least a part of an image displayed on the display unit 151 according to a control signal from the controller 180 Different images can be displayed on an external screen or wall.

구체적으로, 프로젝터 모듈(155)은, 영상을 외부로 출력하기 위한 빛(일 예로서, 레이저 광)을 발생시키는 광원(미도시), 광원에 의해 발생한 빛을 이용하여 외부로 출력할 영상을 생성하기 위한 영상 생성 수단 (미도시), 및 영상을 일정 초점 거리에서 외부로 확대 출력하기 위한 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 프로젝터 모듈(155)은, 렌즈 또는 모듈 전체를 기계적으로 움직여 영상 투사 방향을 조절할 수 있는 장치(미도시)를 포함할 수 있다.Specifically, the projector module 155 generates an image to be output to the outside by using a light source (not shown) that generates light (for example, laser light) for outputting an image to the outside, and light generated by the light source. It may include an image generating means (not shown) for performing and a lens (not shown) for expanding the image to the outside at a predetermined focal length. In addition, the projector module 155 may include a device (not shown) capable of adjusting an image projection direction by mechanically moving a lens or the entire module.

프로젝터 모듈(155)은 디스플레이 수단의 소자 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 모듈 및 DLP(Digital Light Processing) 모듈 등으로 나뉠 수 있다. 특히, DLP 모듈은, 광원에서 발생한 빛이 DMD(Digital Micromirror Device) 칩에 반사됨으로써 생성된 영상을 확대 투사하는 방식으로 프로젝터 모듈(151)의 소형화에 유리할 수 있다.The projector module 155 may be divided into a cathode ray tube (CRT) module, a liquid crystal display (LCD) module, a digital light processing (DLP) module, and the like according to the device type of the display means. In particular, the DLP module may be advantageous for miniaturization of the projector module 151 by expanding and projecting an image generated by reflecting light generated from a light source onto a digital micromirror device (DMD) chip.

바람직하게, 프로젝터 모듈(155)은, 뱀 로봇의 측면, 정면 또는 배면에 길이 방향으로 구비될 수 있다. 물론, 프로젝터 모듈(155)은, 필요에 따라 뱀 로봇의 어느 위치에라도 구비될 수 있음은 당연하다.Preferably, the projector module 155 may be provided on the side, front or rear of the snake robot in the longitudinal direction. Of course, it is natural that the projector module 155 may be provided at any position of the snake robot as needed.

한편, 메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도도 함께 저장될 수 있다. 또한, 상기 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.Meanwhile, the memory unit 160 may store a program for processing and control of the controller 180, and temporarily store input/output data (eg, messages, audio, still images, moving pictures, etc.). It can also perform a function for. The memory unit 160 may also store a frequency of use of each of the data. In addition, the memory unit 160 may store data on vibrations and sounds of various patterns output when a touch input on the touch screen is performed.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 뱀 로봇은 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.The memory 160 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory), and RAM. (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic It may include at least one type of storage medium among a disk and an optical disk. The snake robot may operate in connection with a web storage that performs a storage function of the memory 160 on the Internet.

인터페이스부(170)는 뱀 로봇에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 뱀 로봇 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 뱀 로봇 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다. The interface unit 170 serves as a passage for all external devices connected to the snake robot. The interface unit 170 receives data from an external device or receives power and transmits it to each component inside the snake robot, or transmits data inside the snake robot to an external device. For example, a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, a port for connecting a device equipped with an identification module, an audio input/output (I/O) port, A video input/output (I/O) port, an earphone port, etc. may be included in the interface unit 170.

식별 모듈은 뱀 로봇의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 뱀 로봇과 연결될 수 있다. The identification module is a chip that stores various types of information for authenticating the use rights of the snake robot, and includes a user identification module (UIM), a subscriber identification module (SIM), and a universal subscriber identity module. Module, USIM), and the like. A device equipped with an identification module (hereinafter,'identification device') may be manufactured in the form of a smart card. Thus, the identification device can be connected to the snake robot through the port.

상기 인터페이스부는 뱀 로봇이 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 뱀 로봇에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동기기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동기기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.The interface unit becomes a path through which power from the cradle is supplied to the snake robot when the snake robot is connected to an external cradle, or a path through which various command signals input from the cradle by a user are transmitted to the mobile device. Can be. Various command signals or the power input from the cradle may be operated as signals for recognizing that the mobile device is correctly mounted on the cradle.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 뱀 로봇의 전반적인 동작을 제어한다. The controller 180 typically controls the overall operation of the snake robot.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 to supply power necessary for the operation of each component.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described herein may be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.According to hardware implementation, the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), It may be implemented using at least one of processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions, in some cases herein. The described embodiments may be implemented by the controller 180 itself.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.According to software implementation, embodiments such as procedures and functions described in the present specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein. The software code can be implemented as a software application written in an appropriate programming language. The software code may be stored in the memory 160 and executed by the controller 180.

또한, 본 발명에 따른 시스템(100)은 로봇 핸드(200)를 포함할 수 있다.Further, the system 100 according to the present invention may include a robot hand 200.

로봇 핸드(200)는 크게 손바닥부(210) 및 손가락부(220)를 포함한다.The robot hand 200 largely includes a palm part 210 and a finger part 220.

손가락부(220)는 적어도 하나의 마디를 갖는 구조로 구성 가능하고, 거리 센서(미도시)를 통해, 객체에 대해 동일한 속도로 이동하는 것도 가능하다.The finger unit 220 may be configured in a structure having at least one node, and may move at the same speed with respect to the object through a distance sensor (not shown).

한편, 로봇 핸드(200)는 복수로 시스템(100)에 구비될 수 있고, 복수의 로봇 핸드(200)를 통해 단순한 파지 작업뿐만 아니라 특정 순서 및 결합 방향 등을 갖는 태스크(task)를 수행하는 것도 가능하다.On the other hand, the robot hand 200 may be provided in the system 100 in plural, and it is also possible to perform a task having a specific sequence and direction as well as a simple gripping operation through the plurality of robot hands 200 It is possible.

또한, 본 발명에 따른 시스템(100)은 영양 공급부(300)를 포함할 수 있다.In addition, the system 100 according to the present invention may include a nutrition supply unit 300.

영양 공급부(310)는 공급 튜브(310)를 통해 영양주스를 공급함으로써, 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있다.The nutritional supply unit 310 may extend the golden time of the requestor by supplying the nutritional juice through the supply tube 310.

뱀 로봇의 구조The structure of the snake robot

기존에는 덩굴형(vine-type) 형태의 로봇이 개발된 사례가 있으나 전진만 가능하고 후진이 불가능하고 1회 투입 후 재 사용성이 좋지 않아, 여러 곳에서 반복적인 투입을 요구하는 탐지, 구조 임무 활용에는 부적합하다는 문제점이 있었다.In the past, there is a case where a vine-type robot was developed, but only forward and backward is not possible, and reusability after one injection is not good, so use of detection and rescue missions that require repetitive injection in several places There was a problem that it was inappropriate.

또한, 기존의 선행 개발된 기술들은 협소 공간 이동/정찰 기능에만 중점을 두어 로봇이 개발되고 있다는 문제점도 있었다.In addition, the existing previously developed technologies have a problem that robots are being developed by focusing only on the movement/reconnaissance function of a narrow space.

따라서 생존자의 골든 타임을 연장하려면 매몰자를 찾는 각종 센서를 탑재하여 이동하는 기능 이외에, 상기 문제점을 해소할 수 있도록 응급약물 및 영양 주스 등을 공급할 수 있는 기능 등을 구비한 로봇에 대한 니즈가 높아지고 있다.Therefore, in order to extend the golden time of the survivor, in addition to the function of moving by mounting various sensors to find the investigator, there is a growing need for a robot equipped with a function capable of supplying emergency drugs and nutrient juice to solve the above problems. .

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 영양주스공급 튜브 구조를 통해 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있는 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a user with a snake robot capable of extending the golden time of a requestor through a nutrient juice supply tube structure and a control method thereof in order to solve the conventional problem.

구체적으로, 본 발명은 건축물의 붕괴 등 재난상황이 발생한 현장에서 인명 및 위험 확인을 위한 뱀 로봇에 대한 것으로, 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.Specifically, the present invention relates to a snake robot for checking life and danger at a site in which a disaster situation such as a collapse of a building occurs. In the driving movement of the snake robot, forward/reverse rotation in horizontal and vertical directions is performed based on the module rotation axis. With a structure that can be implemented, a snake robot that implements movement of the body similar to the actual snake movement and its control method are provided to the user.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위해, 그리퍼(예: 3지 10자유도, 4지 8자유도, 3개 그리퍼와 1개 카메라 조합된 그리퍼)와 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.In addition, the present invention is a gripper (e.g., 3G and 10 degrees of freedom, 4G and 8 degrees of freedom, 3 grippers and 1 degree of freedom) for prolonging the golden time of a person who needs various types of sensors and structures for identification of life and danger. It is intended to provide users with a snake robot consisting of a single snake robot head module with a gripper combined with a camera) and a tube that can supply drugs or nutrient juice and a control method thereof.

도 2는 본 발명이 제안하는 뱀 로봇의 일례를 도시한 것이다.2 shows an example of a snake robot proposed by the present invention.

도 2를 참조하면, 뱀 로봇(100)의 로봇 핸드(200)가 도시된다.2, the robot hand 200 of the snake robot 100 is shown.

도 2를 참조하면, 로봇 핸드(200)는 크게 손바닥부(210) 및 손가락부(220)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the robot hand 200 largely includes a palm part 210 and a finger part 220.

손가락부(220)는 적어도 하나의 마디를 갖는 구조로 구성 가능하고, 거리 센서(미도시)를 통해, 객체에 대해 동일한 속도로 이동하는 것도 가능하다.The finger unit 220 may be configured in a structure having at least one node, and may move at the same speed with respect to the object through a distance sensor (not shown).

또한, 손가락부(220)는 일정 지점을 기준으로 회전하여 뒤로 완전히 제껴지거나 일정 각도로 꺽이는 것도 가능하다.In addition, the finger unit 220 may be rotated based on a certain point and completely removed from the back or bent at a certain angle.

또한, 로봇 핸드(200)는 복수로 뱀 로봇(100)에 구비될 수 있고, 복수의 로봇 핸드(200)를 통해 단순한 파지 작업뿐만 아니라 특정 순서 및 결합 방향 등을 갖는 태스크(task)를 수행하는 것도 가능하다.In addition, the robot hand 200 may be provided in the snake robot 100 in plural, and through the plurality of robot hands 200, not only a simple gripping operation, but also a task having a specific order and coupling direction is performed. It is also possible.

또한, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시스템(100)은 영양 공급부(300)를 포함한다.Further, referring to FIG. 2, the system 100 according to the present invention includes a nutrition supply unit 300.

영양 공급부(310)는 공급 튜브(310)를 통해 영양주스를 공급함으로써, 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있다.The nutritional supply unit 310 may extend the golden time of the requestor by supplying the nutritional juice through the supply tube 310.

또한, 도 2를 참조하면, 뱀 로봇(100)의 몸통부(410)가 도시되고, 몸통부(410)의 내부를 관통하여, 전원선, 공급튜브(310), 통신선 등이 배치될 수 있다.In addition, referring to FIG. 2, the body portion 410 of the snake robot 100 is shown, and through the inside of the body portion 410, a power line, a supply tube 310, a communication line, etc. may be disposed. .

또한, 도 2를 참조하면, 뱀 로봇(100)의 꼬리부(420)가 도시되고, 꼬리부(420)와 몸통부(410)를 연결하는 연결 구조물(411)도 도시된다.In addition, referring to FIG. 2, a tail portion 420 of the snake robot 100 is shown, and a connection structure 411 connecting the tail portion 420 and the body portion 410 is also shown.

한편, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)의 몸통부(410), 꼬리부(420) 등은 평지, 비평탄지, 협소공간에서 사용 가능하도록 방수 및 방진의 고무재질 등의 연질튜브에 감싸진 형태로 구현될 수 있다.On the other hand, the body part 410, the tail part 420, etc. of the snake robot 100 according to the present invention are wrapped in a soft tube such as waterproof and dustproof rubber material to be used in flat, non-flat, and narrow spaces. Can be implemented as

또한, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)은 조명, 카메라, 각종 탐지 센서 및 그리퍼, 영양주스 공급 튜브 등이 일체화 되어 구현될 수 있다.In addition, the snake robot 100 according to the present invention may be implemented by being integrated with lighting, a camera, various detection sensors and grippers, and a nutrient juice supply tube.

본 발명에 따른 뱀 로봇(100)은 복수의 센서들을 헤드(HEAD) 영역, 몸통부(410) 및 꼬리부(420) 중 적어도 일부에 컴팩하게 탑재하고, 매몰자 탐지 및 구조에 활용할 수 있다.The snake robot 100 according to the present invention may compactly mount a plurality of sensors on at least a portion of the head region, the body portion 410 and the tail portion 420, and may be used for detection and rescue of buried persons.

도 3은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 꼬리부에 연결되는 구조물의 구체적인 구성을 도시한 것이다.Figure 3 shows a specific configuration of the structure connected to the tail of the snake robot according to the present invention.

도 3을 참조하면, 연결 구조물(411)은 뱀 로봇(100)의 꼬리부(420)와 몸통부(410)를 연결하고, 내부에 전원선(191), 공급튜브(310), 통신선(111) 등이 배치될 수 있다.3, the connection structure 411 connects the tail part 420 and the body part 410 of the snake robot 100, and the power line 191, the supply tube 310, and the communication line 111 are inside. ), etc. can be placed.

이러한 뱀 로봇(100)은 도 3에 도시된 것과 같이, 뱀의 척추골과 유사한 유니버셜 조인트 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 2자유도 모듈을 이어붙인 형상을 갖는다.As shown in FIG. 3, the snake robot 100 has a shape in which two degrees of freedom modules having drive shafts that are orthogonal to each other in a universal joint method similar to the vertebrae of a snake are joined together.

따라서 모듈화된 본체를 이용하여 손쉽게 로봇의 목적에 맞게 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to shorten or lengthen the entire body length according to the purpose of the robot by using the modular body.

또한, 사용자는 뱀 로봇(100)이 보내온 영상 및 센서 정보를 통해 이동 방향만을 간단히 조작하면 실제적인 로봇의 주행은 주변 환경에 맞춰 자동 제어할 수 있다.In addition, if the user simply manipulates only the moving direction through the image and sensor information sent from the snake robot 100, the actual driving of the robot can be automatically controlled according to the surrounding environment.

또한, 뱀 로봇(100)에 탑재된 다수의 센서(140)들의 신호들로부터 정보지향적인 조종 화면을 구성하여 매몰자 탐지에 효율적인 방법을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an efficient method for detecting a buried person by configuring an information-oriented control screen from signals of a plurality of sensors 140 mounted on the snake robot 100.

결국, 본 발명은 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 뱀 로봇(100)을 구현함으로써, 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현할 수 있다.As a result, the present invention implements the snake robot 100 in a structure capable of implementing the horizontal and vertical forward/reverse rotation based on the module rotation axis in the driving movement of the snake robot, so that the body is similar to the actual snake operation. Move can be implemented.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서(140)와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위한 로봇 핸드(그리퍼, 예를 들어, 3지 10자유도, 4지 8자유도 등)을 이용할 수 있는데, 대표적으로 3개의 로봇 핸드와 1개의 카메라가 조합된 세트가 적용될 수 있다.In addition, the present invention is a robot hand (gripper, for example, 3G 10 degrees of freedom, 4G 8 degrees of freedom) for prolonging the golden time of people requiring rescue and various types of sensors 140 for checking life and danger. Etc.) can be used, but a typical set of three robot hands and one camera can be applied.

또한, 본 발명은 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 뱀 로봇(100)이 되는 것이다.In addition, the present invention is to be a snake robot 100 comprising a tube capable of supplying drugs or nutrient juice as a single snake robot head module.

뱀 로봇에 적용되는 영양 공급부Nutrient supply unit applied to snake robot

도 4는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양 공급부의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.4 is a block diagram illustrating the configuration of a nutrition supply unit of the snake robot according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 뱀 로봇(100)의 영양 공급부(300)는 공급튜브(310), 카메라(320), 온도 센서(330), 가스 센서(340), 패턴 프로젝터(350) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the nutrition supply unit 300 of the snake robot 100 according to the present invention includes a supply tube 310, a camera 320, a temperature sensor 330, a gas sensor 340, and a pattern projector 350. And the like.

또한, 도시하지는 않았지만 영양 공급부(300)는 마이크로폰을 추가적으로 포함할 수도 있다.In addition, although not shown, the nutrition supply unit 300 may additionally include a microphone.

공급튜브(310)는 전술한 것과 같이, 뱀 로봇(100)의 몸통부(410) 내에 삽입되어 영양주스를 공급함으로써, 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있다.As described above, the supply tube 310 is inserted into the body 410 of the snake robot 100 to supply nutrient juice, thereby extending the golden time of the requestor.

즉, 공급튜브(310)는 요구조자의 골든타임 연장을 위해 음식물, 물 등을 공급이 필요한 점에 대응하여, 약물 및 영양 주스 공급을 위한 호스로서, 뱀 로봇 몸체 내에서 활용된다.That is, the supply tube 310 is used in the snake robot body as a hose for supplying drugs and nutrient juice in response to the need to supply food, water, etc. to extend the golden time of the requestor.

또한, 카메라(320)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.In addition, two or more cameras 320 may be provided depending on the use environment.

본 발명에 따른 카메라(320)는 열화상 카메라일 수 있다.The camera 320 according to the present invention may be a thermal imaging camera.

열화상 카메라는 원적외선 카메라로도 호칭되고, 원적외선(Far Infrared, LongWave Infrared, FIR)을 이용하여 적어도 하나의 객체를 촬영하는 카메라이다.The thermal imaging camera is also referred to as a far infrared camera, and is a camera that photographs at least one object using far infrared (Far Infrared, LongWave Infrared, FIR).

원적외선은 통상 파장이 8㎛ 이상인 적외선을 의미하고, 가시광선보다 파장이 길어서 눈에 보이지 않고 열작용이 크며 침투력이 강하다. Far-infrared rays generally mean infrared rays having a wavelength of 8 μm or more, and because they are longer than visible rays, they are invisible, heat action is large, and penetration is strong.

본 발명에 따른 원적외선 카메라의 특성을 설명한다.The characteristics of the far infrared camera according to the present invention will be described.

일반 CCD, CMOS 소자를 사용하는 카메라는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득할 수 있다. Since a camera using a general CCD or CMOS device detects and projects light in the visible light region, it is possible to acquire an image similar to that of a human eye.

반면, 원적외선 카메라(122)는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영한다. On the other hand, the far infrared camera 122 projects light in an infrared band that humans cannot see.

적외선은 빛의 파장 중 750nm에서 1mm의 대역의 빛을 말하는 것으로서, 이러한 적외선 대역 중에서도 NIR(Near Infra-Red)의 빛은 700nm에서 1400nm의 파장을 말하며, NIR 대역의 빛은 사람의 눈에는 보이지 않지만 CCD나 CMOS 소자로도 감지가 가능하며 필터를 이용하면 NIR 대역의 빛만을 감지할 수 있다. Infrared refers to light in the band of 750nm to 1mm among the wavelengths of light. Among these infrared bands, the light of NIR (Near Infra-Red) refers to the wavelength of 700nm to 1400nm, and the light in the NIR band is not visible to the human eye. It can be detected with a CCD or CMOS device, and if a filter is used, only light in the NIR band can be detected.

이에 비해, FIR의 빛은 LWIR(Long Wavelength Infra-Red)라고도 하며 적외선은 빛의 파장 중 8μm에서 15μm의 대역을 나타낸다. In contrast, FIR light is also known as LWIR (Long Wavelength Infra-Red), and infrared rays represent a band of 8 μm to 15 μm of the wavelength of light.

특히, FIR 대역은 온도에 따라 파장이 변하기 때문에 온도를 구별할 수 있는 장점이 있다. In particular, since the wavelength of the FIR band changes according to temperature, there is an advantage of distinguishing the temperature.

원적외선 카메라의 대상인 사람(보행자)의 체온은 10μm의 파장을 가진다.The body temperature of a person (pedestrian), the target of a far-infrared ray camera, has a wavelength of 10 μm.

특히, 원적외선 카메라를 통해 획득된 정보를 디지털 영상 신호로 변환하고, 변환된 영상 신호를 특정 알고리즘(Algorithm)을 통해 분석, 수정 및 보완하며, 상기 처리가 완료된 영상 신호가 디스플레이부(151)를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.In particular, the information obtained through the far-infrared camera is converted into a digital image signal, the converted image signal is analyzed, corrected and supplemented through a specific algorithm, and the processed image signal is transmitted through the display unit 151. It can be controlled to be output.

또한, 본 발명에 따른 카메라(320)의 일종으로 레이더가 구비될 수 있다.In addition, a radar may be provided as a kind of camera 320 according to the present invention.

레이더는 무선탐지와 거리측정(Radio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치이다.Radar is an abbreviation for Radio Detecting And Ranging. It emits electromagnetic waves of microwaves (microwaves, 10cm to 100cm wavelengths) to an object and receives the electromagnetic waves reflected from the object, such as distance, direction, and altitude from the object. It is a wireless monitoring device to find out.

또한, 본 발명에 따른 카메라(320)의 일종으로 라이더가 구비될 수도 있다.In addition, a rider may be provided as a kind of camera 320 according to the present invention.

라이더는 light detection and ranging의 줄인 말로 레이저레이더(laser radar)와 같다. Rider is short for light detection and ranging, and is like laser radar.

전파에 가까운 성질을 가진 레이저광선을 사용하여 개발한 레이더라고 볼 수 있는데, 레이저는 처음에 통신용으로 개발되었지만 강한 단색성에 의해 빛과 전파의 양면 특징을 가진다.It can be seen as a radar developed using a laser beam with properties close to radio waves. Although the laser was initially developed for communication, it has the characteristics of both light and radio waves due to its strong monochromaticity.

즉, 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리, 대기현상 등을 측정하는 장치이다.In other words, it is a device that emits pulsed laser light into the atmosphere and measures the distance and atmospheric phenomena using the reflector or scattering agent.

라이더는 반사광의 시간 측정은 클록 펄스로 계산하며, 그 진동수 30MHz로 5m, 150MHz로 1m 분해능을 가질 수 있고, 각도로는 30초 정도의 작은 빔폭의 강력한 적외선 펄스를 발생할 수 있다.The Rider calculates the time measurement of the reflected light with a clock pulse, and can have a resolution of 5m at 30MHz and 1m at 150MHz, and generate a strong infrared pulse with a small beam width of about 30 seconds at an angle.

또한, 온도 센서(temperature sensor, 330)는 온도의 변화에 응답하는 센서로 온도변화를 감지하여 온도관리를 자동화하는데 이용된다. In addition, the temperature sensor 330 is a sensor that responds to changes in temperature and is used to automate temperature management by detecting temperature changes.

온도센서(330)란 열을 감지하여 전기신호를 내는 센서로 일반적으로 접촉식과 비접촉식으로 나누어지는데, 접촉식은 실제 측정대상에 직접 접촉시켜서 온도값을 측정하는 방식이며, 비접촉식은 물체로부터 방사되는 열선을 측정하는 방법이다. The temperature sensor 330 is a sensor that senses heat and generates an electric signal, and is generally divided into a contact type and a non-contact type. The contact type measures a temperature value by directly contacting an object to be measured, and the non-contact type measures a heat ray radiated from an object. This is how to measure.

온도센서는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성이 있는 전자회로용 소자로, 열용량이 작아서 미세한 온도변화에도 급격한 저항 변화가 생기므로 온도 제어용 센서로 많이 이용된다. The temperature sensor is a device for electronic circuits having a characteristic of a negative resistance temperature coefficient that decreases the resistance value when the temperature increases, and is widely used as a temperature control sensor because the heat capacity is small and a rapid resistance change occurs even with a small temperature change.

또한, 가스 센서(gas sensor, 340)는 가스를 검출하는 센서의 총칭으로, 각종 가스가 에너지원으로 이용되기 시작하면서 공업 분야는 물론, 가정용으로서도 요구가 높아진 센서의 하나이다.In addition, the gas sensor 340 is a generic term for a sensor that detects gas, and is one of the sensors that has increased in demand not only in the industrial field but also for home use as various gases have begun to be used as energy sources.

가스의 성분을 측정한 후 그 결과에 따라 장치를 제어하거나 경보를 발신하기 위해서는 기체 속에 포함되어 있는 특정 가스 성분량에 의해 신호를 발신하는 가스 센서(340)가 사용된다.After measuring a gas component, a gas sensor 340 that transmits a signal according to an amount of a specific gas component contained in the gas is used to control the device or transmit an alarm according to the result.

가스 센서의 검출 방법은 가스의 종류, 농도에 따라 다르기 때문에 종류가 매우 많은데, 가연성 가스 센서로서는 접촉 연소식 센서, 반도체 센서, 세라믹 가스 센서 등이 있다.The detection method of gas sensors varies depending on the type and concentration of gas, so there are many types of gas sensors. Examples of combustible gas sensors include catalytic combustion sensors, semiconductor sensors, and ceramic gas sensors.

또한, 산소 센서에는 ZrO2, TiO2, CoO, LaAlO3 물질을 사용한 것이 알려져 있다.In addition, it is known that ZrO2, TiO2, CoO, and LaAlO3 materials are used for the oxygen sensor.

또한, 검출 방식으로 분류하면 전기 화학적 방법(용액 도전 방식, 정전위 전해 방식, 격막 전극법), 광학적 방법(적외선 흡수법, 가시부 흡수법, 광간섭법), 전기적 방법(수소 이온화법, 열전도법, 접촉 연소법, 반도체법) 등으로서 가스 크로마토그래피법 등이 있다.In addition, if classified by detection method, electrochemical method (solution conduction method, electrostatic potential electrolysis method, diaphragm electrode method), optical method (infrared absorption method, visible part absorption method, optical interference method), electrical method (hydrogen ionization method, thermal conduction method) , A catalytic combustion method, a semiconductor method), and the like, such as a gas chromatography method.

또한, 패턴 프로젝터(350)는 빛을 이용하여 슬라이드나 동영상 이미지 등을 스크린에 비추는 장치로서, 본 발명에서는 패턴을 적용하여 정보를 표시하는 것이 가능할 수 있다.In addition, the pattern projector 350 is a device that illuminates a slide or a moving image on a screen using light, and in the present invention, it may be possible to display information by applying a pattern.

도 5는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양 공급부의 일례를 도시한 것이다.Figure 5 shows an example of the nutrition supply unit of the snake robot according to the present invention.

도 5를 참조하면, 영양 공급부(300)의 실제 구현 일례가 도시된다.Referring to FIG. 5, an example of an actual implementation of the nutrition supply unit 300 is shown.

도 5를 참조하면, 영양 공급부(300)는 공급튜브(310)가 도시되고, 해당 영역을 통해 영양 주스가 공급 가능하고, 카메라(320)가 2개 구비되며, 온도 센서(330), 가스 센서(340) 및 패턴 프로젝터(350) 등이 포함되어 있다.5, the nutrition supply unit 300 is a supply tube 310 is shown, a nutrient juice can be supplied through a corresponding region, two cameras 320 are provided, a temperature sensor 330, a gas sensor 340 and a pattern projector 350, etc. are included.

또한, 영양 공급부(300)의 일부 영역에 로봇 핸드(200)가 연결되고, 로봇 핸드(200)의 복수의 손가락부(220)는 도 5에서는 완전히 뒤로 젖혀진 형태로 구현되어 있다.In addition, the robot hand 200 is connected to a partial region of the nutrition supply unit 300, and the plurality of finger portions 220 of the robot hand 200 are implemented in a form that is completely reclined in FIG. 5.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양주스공급 튜브 구조를 통해, 요구조자의 골든타임을 연장하는 일례를 도시한 것이다.In addition, Figure 6 shows an example of extending the golden time of the requestor through the nutrient juice supply tube structure of the snake robot according to the present invention.

뱀 로봇의 몸통부를 구성하는 관절(구동부)Joints that make up the body of the snake robot (driving part)

도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 뱀 로봇 몸통부의 구동부(관절) 구성의 일례를 도시한 것이다.7A to 7C show an example of the configuration of the driving unit (joint) of the snake robot body according to the present invention.

먼저, 도 7a를 참조하면, 몸통부(410)를 구성하는 복수의 모듈 중 어느 하나의 일례가 도시된다.First, referring to FIG. 7A, an example of any one of a plurality of modules constituting the body portion 410 is shown.

도 7a를 참조하면, 뱀 로봇 몸통 모듈(410)의 구동부(관절)는 ±90˚ 회전(416) 가능한 힌지 방식(415)이 적용된다.Referring to FIG. 7A, the driving unit (joint) of the snake robot body module 410 is applied with a hinge method 415 capable of rotating 416 by 90°.

또한, 뱀 로봇 몸통 모듈(410)의 구동부(413, 414 등)를 90˚씩 교차로 연결하여 뱀 로봇 몸통부(410)을 구성하게 된다.In addition, the driving parts 413, 414, etc. of the snake robot body module 410 are connected to each other by 90 degrees to form the snake robot body part 410.

몸통 모듈의 관절 구동 방식은 모터-기어-출력축 방식으로 구성되며, 도 7b 및 도 7c와 2가지 방식을 고려할 수 있다.The joint driving method of the trunk module is configured as a motor-gear-output shaft method, and two methods as shown in FIGS. 7B and 7C may be considered.

먼저, 도 7b를 참조하면, 동력전달 방식으로 BLDC 모터(431)와 평기어 모듈(432)이 적용된다.First, referring to FIG. 7B, a BLDC motor 431 and a spur gear module 432 are applied in a power transmission method.

또한, 도 7c를 참조하면, 동력전달 방식으로 BLDC 모터(431), 타이밍벨트(433)와 하모닉 감속기(434) 등이 적용된다.In addition, referring to FIG. 7C, a BLDC motor 431, a timing belt 433 and a harmonic reducer 434 are applied as a power transmission method.

뱀 로봇을 이용한 구조 방법Rescue method using snake robot

도 8은 본 발명과 관련하여, 뱀 로봇을 이용한 구조를 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.8 is a flow chart illustrating a method of performing a structure using a snake robot in connection with the present invention.

도 8을 참조하면, 가장 먼저, 복수의 모듈을 연결한 몸통부로 구성된 뱀 로봇(100)이 이동하는 단계(S10)가 수행된다.Referring to FIG. 8, first, a step (S10) of moving the snake robot 100 comprising a body portion connecting a plurality of modules is performed.

이후, 뱀 로봇(100)의 이동에 기반하여 구조요청자를 탐지하는 단계(S20)가 진행된다.Thereafter, a step (S20) of detecting a rescue requester based on the movement of the snake robot 100 proceeds.

또한, 뱀 로봇(100)이 구조요청자의 주변으로 이동하는 단계(S30)가 수행된다.In addition, a step (S30) of moving the snake robot 100 to the vicinity of the rescue requestor is performed.

마지막으로, 구조요청자의 구조와 관련된 태스크(task)를 뱀 로봇(100)이 수행하는 단계(S40)가 진행된다.Finally, a step (S40) in which the snake robot 100 performs a task related to the rescue of the rescue requestor proceeds.

이하에서는, 도면을 참조하여, S10 단계 내지 S40 단계의 각각의 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each process of steps S10 to S40 will be described in detail with reference to the drawings.

외피를 이용한 뱀 로봇의 이동 방법How to move the snake robot using the skin

복수의 모듈을 연결한 몸통부로 구성된 뱀 로봇(100)이 이동하는 단계(S10)와 뱀 로봇(100)이 구조요청자의 주변으로 이동하는 단계(S30)에서는 뱀 로봇(100)이 이동하게 되고, 본 발명에서는 이러한 뱀 로봇(100)의 이동에 외피를 이용하는 방법을 제안한다.In the step (S10) of moving the snake robot 100 composed of a body portion connecting a plurality of modules and the step (S30) of moving the snake robot 100 around the requestor, the snake robot 100 moves, In the present invention, it is proposed a method of using an outer skin for the movement of the snake robot 100.

기본적으로, 복수의 모듈을 연결한 몸통부(410)로 구성된 뱀 로봇(100)은, 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나의 변화를 기초로, 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되고, 상기 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 이동하게 된다.Basically, the snake robot 100 consisting of a body portion 410 connecting a plurality of modules, based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between a plurality of modules, at least one of the length and shape of the body portion Is changed, and is moved using at least one of the changed length and shape of the body part.

이때, 본 발명에서는 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피(500)를 활용한다.In this case, in the present invention, a shell 500 including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface is used.

구체적으로 본 발명의 몸통부(410)는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피(500)에 삽입 배치되고, 상기 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 뱀 로봇(100)은 더 효율적이고, 빠르게 이동할 수 있게 된다.Specifically, the body portion 410 of the present invention is inserted and disposed in the shell 500 including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface, and the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the By additionally using a plurality of differently generated friction forces, the snake robot 100 can move more efficiently and quickly.

구체적으로, 본 발명의 외피(500)에 적용되는 복수의 마찰력 발생부재에는 마찰력 발생을 위한 무늬 패턴이 적용될 수 있다.Specifically, a pattern pattern for generating a friction force may be applied to a plurality of friction force generating members applied to the outer skin 500 of the present invention.

즉, 상기 복수의 무늬 패턴은 서로 상이한 마찰력을 발생시키고, 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 뱀 로봇(100)은 이동할 수 있다.That is, the plurality of pattern patterns generate different frictional forces from each other, and the snake robot 100 may move by additionally using a plurality of differently generated frictional forces.

도 9는 본 발명과 관련하여, 외피를 이용하여 뱀 로봇이 이동하는 방법을 설명하는 순서도로서, 전술한 외피(500)를 뱀 로봇(100)이 이동하는 단계(S10)에 접목시켜 설명한 것이다.9 is a flow chart illustrating a method of moving the snake robot using the skin in relation to the present invention, and is described by grafting the above-described skin 500 to the step S10 of moving the snake robot 100.

도 9를 참조하면, 가장 먼저, 몸통부(410)가 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피(500)에 삽입 배치되는 단계(S11)가 진행된다.Referring to FIG. 9, first, a step (S11) in which the body portion 410 is inserted and disposed in the shell 500 including a plurality of friction force generating members in at least a portion of the surface is performed.

이후, 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나가 변화되는 단계(S12)와 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되는 단계(S13)가 진행되고, 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇이 이동하는 단계(S14)가 수행된다.Thereafter, the step (S12) of changing at least one of the connection point and the separation distance between the plurality of modules and the step (S13) of changing at least one of the length and shape of the body portion proceeds, and at least one of the changed length and shape of the body portion The step (S14) of moving the snake robot using one is performed.

특히, S14 단계 이후에, 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키고, 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 뱀 로봇(100)이 이동할 수 있다(S15).In particular, after step S14, the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the snake robot 100 may move by additionally using a plurality of differently generated friction forces (S15).

한편, 도 9에서는 S10 단계를 가정하여 외피(500)를 적용하는 일례를 설명하였으나 뱀 로봇(100)이 구조요청자의 주변으로 이동하는 단계(S30)에도 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 9, an example of applying the outer skin 500 is described assuming step S10, but the same may be applied to the step S30 of moving the snake robot 100 to the vicinity of the requestor.

또한, 도 10은 본 발명과 관련하여, 뱀 로봇에 적용되는 외피의 구체적인 일례를 도시한 것이다.In addition, Figure 10 shows a specific example of the outer shell applied to the snake robot in relation to the present invention.

도 10의 (a)를 참조하면, 본 발명에서는 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피(500)를 활용한다.Referring to (a) of FIG. 10, in the present invention, a shell 500 including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface is utilized.

또한, 본 발명의 몸통부(410)는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피(500)에 삽입 배치되고, 상기 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 뱀 로봇(100)은 이동할 수 있다.In addition, the body portion 410 of the present invention is inserted into the shell 500 including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface, and the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the The snake robot 100 may move by additionally using a plurality of differently generated frictional forces.

또한, 도 10의 (b)를 참조하면, 본 발명의 외피(500)에 적용되는 복수의 마찰력 발생부재에는 마찰력 발생을 위한 무늬 패턴이 적용될 수 있고, 상기 복수의 무늬 패턴은 서로 상이한 마찰력을 발생시키며, 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 뱀 로봇(100)은 이동할 수 있다.In addition, referring to (b) of FIG. 10, a pattern pattern for generating a friction force may be applied to a plurality of friction force generating members applied to the outer shell 500 of the present invention, and the plurality of pattern patterns generate different friction forces. And, the snake robot 100 can move by additionally using a plurality of differently generated frictional forces.

또한, 이러한 본 발명에 따른 외피(500)는 방수 및 방진의 재질로 구비될 수 있다.In addition, the shell 500 according to the present invention may be made of a waterproof and dustproof material.

한편, 본 발명에서는, 최소 마찰력 부분과 최대 마찰력 부분을 다르게 적용한 외피를 활용할 수 있다.On the other hand, in the present invention, it is possible to utilize a shell in which the minimum friction force portion and the maximum friction force portion are applied differently.

도 11은 본 발명과 관련하여, 최소 마찰력 부분과 최대 마찰력 부분을 다르게 적용한 외피를 활용하는 방법을 설명하는 순서도이다.11 is a flow chart illustrating a method of using a skin in which a minimum friction force portion and a maximum friction force portion are applied differently in relation to the present invention.

도 11을 참조하면, 도 9에서 설명한 S15 단계 이후의 과정이 도시된다.Referring to FIG. 11, a process after step S15 described in FIG. 9 is shown.

구체적으로, S15 단계 이후, 뱀 로봇의 이동 방향이 미리 결정되고, 뱀 로봇의 이동 및 이동 방향에 대응하여 발생하는 마찰력 중 최대 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 1 영역과 최소 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 2 영역이 미리 결정될 수 있다(S16).Specifically, after step S15, the movement direction of the snake robot is determined in advance, and among the frictional forces generated corresponding to the movement and movement direction of the snake robot, the first region of the outer skin where the maximum frictional force is generated and the outer skin where the minimum frictional force occurs The second area of may be determined in advance (S16).

이때, 복수의 마찰력 발생부재 중 상기 제 1 영역에 대응되는 제 1 마찰력 발생부재는, 상기 제2 영역에 대응되는 제 2 마찰력 발생부재 보다 더 큰 마찰력을 발생시키게 된다(S17).At this time, the first friction force generating member corresponding to the first region among the plurality of friction force generating members generates a greater friction force than the second friction force generating member corresponding to the second region (S17).

따라서 본 발명에서는 더 큰 마찰력이 발생되고, 제 1 영역과 제 2 영역 간의 발생된 마찰력 차이가 극대화 됨으로써, 뱀 로봇(100)의 이동을 더욱 손쉽게 할 수 있다.Accordingly, in the present invention, a larger frictional force is generated, and a difference in frictional force generated between the first region and the second region is maximized, so that the snake robot 100 can move more easily.

또한, 상기 제 1 영역, 상기 제 1 마찰력 발생부재, 상기 제 2 영역 및 상기 제 2 마찰력 발생부재는 복수일 수 있다.Further, the first region, the first friction force generating member, the second region, and the second friction force generating member may be plural.

도 12는 본 발명과 관련하여, 최소 마찰력 부분과 최대 마찰력 부분을 다르게 적용한 외피를 활용하는 일례를 도시한 것이다.12 shows an example of using a shell in which a minimum friction force portion and a maximum friction force portion are applied differently in relation to the present invention.

도 12를 참조하면, 뱀 로봇의 이동 방향이 미리 결정되고, 뱀 로봇의 이동 및 이동 방향에 대응하여 발생하는 마찰력 중 최대 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 1 영역(611)과 최소 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 2 영역(612)이 미리 결정된다.Referring to FIG. 12, a movement direction of the snake robot is determined in advance, and a first region 611 of the outer skin where a maximum friction force is generated among friction forces generated corresponding to the movement and movement direction of the snake robot and a minimum friction force occurs. The second area 612 of the skin is predetermined.

이때, 복수의 마찰력 발생부재 중 상기 제 1 영역(611)에 대응되는 제 1 마찰력 발생부재는, 상기 제2 영역(612)에 대응되는 제 2 마찰력 발생부재 보다 더 큰 마찰력을 발생시키게 된다.At this time, among the plurality of friction force generating members, the first friction force generating member corresponding to the first region 611 generates a greater friction force than the second friction force generating member corresponding to the second region 612.

나아가 본 발명에서는, 뱀 로봇의 마찰력 발생 등을 극대화시키기 위해, 원형 구조물을 이용한 마찰 면 차등 방식을 적용할 수 있다.Furthermore, in the present invention, in order to maximize the generation of frictional force of the snake robot, a friction surface differential method using a circular structure may be applied.

도 13은 본 발명과 관련하여, 원형 구조물을 이용한 마찰 면 차등 방식의 구체적인 일례를 도시한 것이다.13 shows a specific example of a friction surface differential method using a circular structure in relation to the present invention.

도 13을 참조하면, 뱀 로봇(100)의 바닥과의 접촉을 통해 마찰력을 추가적으로 발생시키는 복수의 원형 구조물(711, 712)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 13, a plurality of circular structures 711 and 712 that additionally generate frictional force through contact with the bottom of the snake robot 100 may be further included.

이때, 본 발명에 따른 복수의 원형 구조물은, 상기 복수의 모듈 중 동일한 회전축을 가지는 제 1 모듈에 대응되는 외피의 표면에 구비될 수 있다.In this case, the plurality of circular structures according to the present invention may be provided on the surface of the shell corresponding to the first module having the same rotation axis among the plurality of modules.

또한, 본 발명에서는 상기 제 1 모듈 중 미리 정해진 개수의 모듈 당 1개의 원형 구조물이 배치될 수 있다.In addition, in the present invention, one circular structure may be disposed per a predetermined number of modules among the first modules.

도 13의 (a)를 참조하면, 2개의 모듈 중 한 개의 모듈 단위로 원형 구조물이 재치되어, 제 1 원형 구조물(711)과 제 2 원형 구조물(712)가 이용되나 그 사이의 구간에서는 원형 구조물이 미적용(713)된다.13A, a circular structure is mounted in units of one of two modules, and the first circular structure 711 and the second circular structure 712 are used, but in the section between them, the circular structure This is not applied (713).

또한, 도 13의 (b)를 참조하면, 본 발명에 따른 복수의 원형 구조물은, 상기 복수의 모듈 중 동일한 회전축을 가지는 제 1 모듈에 대응되는 외피의 표면에 구비되고, 제 1 모듈 중 미리 정해진 개수의 모듈 당 1개의 원형 구조물이 배치될 수 있으며, 9개의 원형 구조물(711, 712, 713, 714, 715, 716, 717, 718, 719)가 배치된다.In addition, referring to (b) of FIG. 13, a plurality of circular structures according to the present invention are provided on a surface of a shell corresponding to a first module having the same rotation axis among the plurality of modules, and a predetermined one of the first modules One circular structure may be disposed per number of modules, and nine circular structures 711, 712, 713, 714, 715, 716, 717, 718, 719 are disposed.

한편, 도 14는 도 13과 관련하여, 원형 구조물을 이용한 마찰 면 차등 방식을 적용한 실험결과를 도시한 것이다.Meanwhile, FIG. 14 shows an experiment result of applying a friction surface differential method using a circular structure with reference to FIG. 13.

도 14의 (a)내지 (d)에 도시된 것과 같이, 원형 구조물을 적용하는 경우, 지면과 외피 간의 마찰력이 더 극대화되어, 뱀 로봇(100)은 원하는 방향으로 보다 수월하게 이동하는 것이 가능하다.As shown in (a) to (d) of Fig. 14, when a circular structure is applied, the frictional force between the ground and the shell is further maximized, so that the snake robot 100 can move more easily in a desired direction. .

뱀 로봇을 이용한 구조 요청자를 탐지하는 방법How to detect rescue requestor using snake robot

또한, 도 8에서 설명한 뱀 로봇의 이동에 기반하여 구조 요청자를 탐지하는 단계(S20)를 구체적으로 설명한다.In addition, the step (S20) of detecting a rescue requester based on the movement of the snake robot described in FIG. 8 will be described in detail.

도 15는 본 발명과 관련하여, 뱀 로봇의 이동에 기반하여 구조 요청자를 탐지하는 구체적인 방법을 설명하는 순서도이다.15 is a flowchart illustrating a specific method of detecting a rescue requestor based on the movement of a snake robot in connection with the present invention.

도 15를 참조하면, 가장 먼저, 공급부의 적어도 일부에 연결된 카메라(320)가 뱀 로봇의 주변 영역을 촬영하는 단계(S21)가 수행된다.Referring to FIG. 15, first, a step S21 of photographing a peripheral area of the snake robot by the camera 320 connected to at least a portion of the supply unit is performed.

또한, 온도 센서(330)가 뱀 로봇의 주변 영역의 온도를 측정하는 단계(S22)가 진행된다.In addition, the temperature sensor 330 measures the temperature of the surrounding area of the snake robot (S22).

S22 단계 이후, 가스 센서(340)가 뱀 로봇의 주변 영역의 가스 유무 및 가스량을 측정하고(S23), 마이크로폰(122)이 구조요청자의 음성 및 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 소리를 입력 받는 단계(S24)가 진행된다.After step S22, the gas sensor 340 measures the presence of gas and the amount of gas in the surrounding area of the snake robot (S23), and the microphone 122 receives the voice of the rescue requester and the sound of the surrounding area of the snake robot ( S24) proceeds.

이후, 스피커(150)가 외부로부터 입력된 정보를 출력하고(S25), 프로젝터(350)가 빛을 이용하여 영상을 상기 뱀 로봇(100)의 주변 영역으로 출력하게 된다(S26).Thereafter, the speaker 150 outputs information input from the outside (S25), and the projector 350 outputs an image to the surrounding area of the snake robot 100 using light (S26).

뱀 로봇을 기초로 구조요청자의 구조와 관련된 태스크를 수행하는 방법How to perform tasks related to rescue requestor's rescue based on snake robot

또한, 도 8에서 설명한 구조 요청자의 구조와 관련된 태스크(TASK)를 수행하는 단계(S40)를 구체적으로 설명한다.In addition, the step (S40) of performing the task (TASK) related to the structure of the rescue requestor described in FIG. 8 will be described in detail.

도 16은 본 발명과 관련하여, 구조요청자의 구조와 관련된 태스크를 수행하는 방법을 설명하는 순서도이다.16 is a flowchart illustrating a method of performing a task related to a structure of a requestor in connection with the present invention.

도 16을 참조하면, 공급부의 적어도 일부에 연결된 로봇 핸드가 객체를 파지 또는 해방하여 태스크(task)를 수행하는 단계(S41)가 가장 먼저 수행된다.Referring to FIG. 16, a step S41 of performing a task by grasping or releasing an object by a robot hand connected to at least a portion of the supply unit is performed first.

이후, 몸통부의 타단에 삽입되고, 상기 공급부 중 적어도 일부를 통해 배출되는 튜브가 상기 구조요청자의 입에 연결되는 단계(S42)가 진행된다.Thereafter, a step (S42) in which a tube inserted into the other end of the body portion and discharged through at least a portion of the supply portion is connected to the mouth of the rescue requestor is performed.

또한, 구조요청자의 생존과 관련된 제 1 물질이 상기 연결된 입을 통해 상기 구조요청자에 공급되는 단계(S43)가 수행된다.In addition, a step (S43) of supplying the first substance related to the survival of the rescue requestor to the rescue requestor through the connected mouth is performed.

뱀 로봇에 따른 효과Effect of snake robot

본 발명은 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention can provide a user with a snake robot capable of running on the basis of outer skins that generate different frictional forces.

구체적으로 본 발명은 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나의 변화를 기초로, 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되고, 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동 가능하며, 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고, 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동하는 것을 특징으로 하는 서로 다른 마찰력을 발생시키는 외피를 기초로 주행 가능한 뱀 로봇을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, the present invention is based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between a plurality of modules, at least one of the length and shape of the body portion is changed, and by using at least one of the changed length and shape of the body portion. The snake robot is movable, and the body portion is inserted into a shell including a plurality of friction force generating members on at least a portion of the surface, and the plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the plurality of differently generated By additionally using the frictional force, the snake robot may provide a user with a snake robot that can travel based on outer skins that generate different frictional forces, characterized in that the snake robot moves.

본 발명은 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 영양주스공급 튜브 구조를 통해 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있는 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a snake robot and a control method thereof, and the present invention can provide a snake robot and a control method thereof capable of extending the golden time of a requestor through a nutrient juice supply tube structure.

본 발명은 그리퍼를 통한 장애물 제거가 가능한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 가스밸브를 잠그거나, 매몰자 주변의 장애물들을 제거하는 등 조작이 가능한 그리퍼 기능을 탑재한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a snake robot capable of removing obstacles through a gripper and a control method thereof.The present invention relates to a snake robot equipped with a gripper function capable of manipulation such as locking a gas valve or removing obstacles around a burial person, and the same. Control methods can be provided to users.

본 발명은 붕괴지형 매몰자 탐지를 위한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 평탄 협소 공간 매몰자 탐지 및 인명구조 골든타임 확보, 연장을 위한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a snake robot and a control method thereof for detecting a buried person in a collapsed terrain, and the present invention provides a snake robot and a control method thereof for detecting a buried person in a flat narrow space and securing and prolonging the lifesaving golden time. I can.

본 발명은 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능으로 매몰자의 안전 확보 능력을 증대시킬 수 있는 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a snake robot having a tube-shaped outer shell and a control method thereof.The present invention relates to a part that can inflate the body like a balloon is located at the body or tail, so that it is possible to spread between debris with pneumatic supplied from the outside. As an additional function, a snake robot having a tube-shaped shell that can increase the ability to secure the safety of an investor and a control method thereof can be provided to the user.

구체적으로, 본 발명은 건축물의 붕괴 등 재난상황이 발생한 현장에서 인명 및 위험 확인을 위한 뱀 로봇에 대한 것으로, 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, the present invention relates to a snake robot for checking life and danger at a site where a disaster such as a collapse of a building occurs, and in the driving movement of the snake robot, forward/reverse rotation in horizontal and vertical directions is performed based on the module rotation axis. With a structure that can be implemented, it is possible to provide the user with a snake robot that implements movement of the body similar to the actual snake movement and a control method thereof.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위해, 그리퍼(예: 3지 10자유도, 4지 8자유도, 3개 그리퍼와 1개 카메라 조합된 그리퍼)와 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the present invention is a gripper (e.g., 3G and 10 degrees of freedom, 4G and 8 degrees of freedom, 3 grippers and 1 degree of freedom) for prolonging the golden time of a person who needs various types of sensors and structures for identification of life and danger. A snake robot consisting of a single snake robot head module including a gripper combined with a camera) and a tube capable of supplying drugs or nutritional juice, and a control method thereof can be provided to the user.

또한, 본 발명에 따르면, 잔해물에 깔려 있는 요구조자는 팔/다리를 움직일 수 없는 경우가 많으므로, 생존자에게 영양주스 공급을 통해 골든타임을 연장할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the requestor who is covered in debris is often unable to move his or her arms/legs, the golden time can be extended by supplying nutrient juice to the survivors.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자는 로봇이 보내온 영상 및 센서 정보를 통해 이동 방향만을 간단히 조작하면 실제적인 로봇의 주행은 주변 환경에 맞춰 자동 제어해 주는 주행 제어 보조 기능 제공이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a driving control assistance function that automatically controls the actual driving of the robot according to the surrounding environment by simply manipulating the movement direction through the image and sensor information sent from the robot.

또한, 본 발명에 따르면, 뱀의 척추골과 유사한 유니버셜 조인트 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 2자유도 모듈을 이어붙인 형상을 가지고, 모듈화된 본체를 이용하여 손쉽게 로봇의 목적에 맞게 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이는 것이 가능해진다.In addition, according to the present invention, it has a shape in which two degrees of freedom modules having drive shafts that are orthogonal to each other in a universal joint method similar to the vertebrae of a snake are joined together, and the entire body length can be easily reduced to suit the purpose of the robot using a modular body. It becomes possible to stretch me.

또한, 본 발명에 따르면, 모듈화 된 본체는 양산화에 수월한 측면이 있고, 목적에 맞는 센서 모듈들을 교체 운용하여 재난현장에서의 인명 탐지 및 골든타임 연장에 효과적으로 대응 가능하다.In addition, according to the present invention, the modularized main body has an aspect of being easy to mass-produce, and it is possible to effectively respond to the detection of humans at the disaster site and the extension of golden time by replacing and operating sensor modules suitable for the purpose.

또한, 본 발명에 따르면, 뱀머리에 탑재된 다수의 센서들의 신호들로부터 정보지향적인 조종 화면을 구성하여 매몰자 탐지에 효율적인 방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, an information-oriented control screen is constructed from signals of a plurality of sensors mounted on a snake's head to provide an efficient method for detecting a buried person.

또한, 본 발명에 따르면, 좁고 위험한 산업현장 및 재난환경에서 작업이 가능하여 안전점검, 협소지역탐색 및 작업에 대한 시간 및 비용 절감이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to work in a narrow and dangerous industrial site and a disaster environment, so that it is possible to save time and cost for safety inspection, search for a narrow area, and work.

또한, 본 발명은 테러 사회안전용 로봇 및 위험물 탐지를 위한 군사용 로봇 등 다양한 분야에 활용 가능하다.In addition, the present invention can be used in various fields such as a terrorist social safety robot and a military robot for detecting dangerous substances.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

또한, 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. In addition, the above-described embodiments of the present invention may be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention includes one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above has been provided to enable those skilled in the art to implement and implement the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, a person skilled in the art may use the components described in the above-described embodiments in a manner that combines with each other. Thus, the invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, the embodiments may be configured by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims, or may be included as new claims by amendment after filing.

Claims (9)

복수의 모듈을 연결한 몸통부로 구성된 뱀 로봇에 있어서,

상기 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나의 변화를 기초로, 상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되고,

상기 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동 가능하며,

상기 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고,

상기 복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동하는 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
In the snake robot consisting of a body portion connecting a plurality of modules,

Based on a change in at least one of a connection point and a separation distance between the plurality of modules, at least one of the length and shape of the body portion is changed,

The snake robot is movable using at least one of the changing length and shape of the body part,

The body portion is disposed to be inserted into the shell including a plurality of frictional force generating members on at least a portion of the surface,

The plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the snake robot moves by additionally using the plurality of differently generated friction forces.
제 1항에 있어서,
상기 복수의 마찰력 발생부재에는 상기 마찰력 발생을 위한 무늬 패턴이 적용되고,
상기 복수의 무늬 패턴은 서로 상이한 마찰력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
The method of claim 1,
A pattern pattern for generating the friction force is applied to the plurality of friction force generating members,
Snake robot, characterized in that the plurality of pattern patterns generate different frictional forces.
제 1항에 있어서,
상기 뱀 로봇의 이동 방향이 미리 결정되고, 상기 뱀 로봇의 이동 및 이동 방향에 대응하여 발생하는 마찰력 중 최대 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 1 영역과 최소 마찰력이 발생하는 상기 외피의 제 2 영역이 미리 결정된 경우,

상기 복수의 마찰력 발생부재 중 상기 제 1 영역에 대응되는 제 1 마찰력 발생부재는, 상기 제2 영역에 대응되는 제 2 마찰력 발생부재 보다 더 큰 마찰력이 발생되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
The method of claim 1,
The movement direction of the snake robot is determined in advance, and among the frictional forces generated in correspondence with the movement and movement direction of the snake robot, a first region of the shell where a maximum friction force occurs and a second region of the shell where a minimum friction force occurs If determined in advance,

A snake robot, characterized in that the first friction force generating member corresponding to the first region among the plurality of friction force generating members is provided to generate a greater friction force than the second friction force generating member corresponding to the second region.
제 3항에 있어서,
상기 제 1 영역, 상기 제 1 마찰력 발생부재, 상기 제 2 영역 및 상기 제 2 마찰력 발생부재는 복수인 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
The method of claim 3,
The first region, the first friction force generating member, the second region, and the snake robot, characterized in that a plurality of the second friction force generating member.
제 3항에 있어서,
상기 뱀 로봇의 바닥과의 접촉을 통해 마찰력을 추가적으로 발생시키는 복수의 원형 구조물;을 더 포함하고,
상기 복수의 원형 구조물은, 상기 복수의 모듈 중 동일한 회전축을 가지는 제 1 모듈에 대응되는 외피의 표면에 구비되는 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
The method of claim 3,
A plurality of circular structures that additionally generate frictional force through contact with the bottom of the snake robot; further comprising,
The plurality of circular structures, characterized in that provided on the surface of the outer shell corresponding to the first module having the same axis of rotation among the plurality of modules.
제 5항에 있어서,
상기 제 1 모듈 중 미리 정해진 개수의 모듈 당 1개의 원형 구조물이 배치되는 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
The method of claim 5,
A snake robot, characterized in that one circular structure is disposed per a predetermined number of modules among the first modules.
제 1항에 있어서,
상기 외피는 방수 및 방진의 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는 뱀 로봇.
The method of claim 1,
The outer skin is a snake robot, characterized in that provided with a waterproof and dustproof material.
복수의 모듈을 연결한 몸통부로 구성된 뱀 로봇을 이용하여 구조 작업을 수행하는 방법에 있어서,

상기 뱀 로봇이 이동하는 제 1 단계;
상기 뱀 로봇의 이동에 기반하여 구조요청자를 탐지하는 제 2 단계;
상기 뱀 로봇이 구조요청자의 주변으로 이동하는 제 3 단계; 및
상기 구조요청자의 구조와 관련된 태스크(task)를 수행하는 제 4 단계;를 포함하고,

상기 제 1 단계 및 상기 제 3 단계는,
상기 복수의 모듈 간의 연결지점 및 이격거리 중 적어도 하나가 변화되는 단계;
상기 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나가 변화되는 단계; 및
상기 변화되는 몸통부의 길이 및 형태 중 적어도 하나를 이용하여 상기 뱀 로봇이 이동하는 단계;를 포함하고,

상기 몸통부는, 복수의 마찰력 발생부재를 표면의 적어도 일부에 포함하는 외피에 삽입 배치되고,

상기 제 1 단계 및 상기 제 3 단계에서,
복수의 마찰력 발생부재는 적어도 일부 상이한 마찰력을 발생시키며, 상기 상이하게 발생된 복수의 마찰력을 추가적으로 이용하여 상기 뱀 로봇은 이동하는 것을 특징으로 하는 구조 방법.
In the method of performing a rescue operation using a snake robot consisting of a body portion connecting a plurality of modules,

A first step in which the snake robot moves;
A second step of detecting a rescue requester based on the movement of the snake robot;
A third step in which the snake robot moves around the requestor; And
Including, a fourth step of performing a task related to the structure of the requestor

The first step and the third step,
Changing at least one of a connection point and a separation distance between the plurality of modules;
Changing at least one of the length and shape of the body portion; And
Including; the step of moving the snake robot using at least one of the length and shape of the body portion to be changed; and

The body portion is disposed to be inserted into the shell including a plurality of frictional force generating members on at least a portion of the surface,

In the first step and the third step,
The plurality of friction force generating members generate at least some different friction forces, and the snake robot moves by additionally using the plurality of differently generated friction forces.
제 8항에 있어서,
상기 뱀 로봇은, 상기 몸통부의 일단에 연결되는 공급부;를 더 포함하고,

상기 제 2 단계는,
상기 공급부의 적어도 일부에 연결된,
상기 뱀 로봇의 주변 영역을 촬영하는 카메라; 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 가스 유무 및 가스량을 측정하는 가스 센서; 상기 구조요청자의 음성 및 상기 뱀 로봇의 주변 영역의 소리를 입력 받는 마이크로폰; 외부로부터 입력된 정보를 출력하기 위한 스피커; 및 빛을 이용하여 영상을 상기 뱀 로봇의 주변 영역으로 출력하는 프로젝터 중 적어도 하나를 이용하여 수행되며,

상기 제 4 단계는,
상기 공급부의 적어도 일부에 연결된 로봇 핸드가 객체를 파지 또는 해방하여 태스크(task)를 수행하는 단계;
상기 몸통부의 타단에 삽입되고, 상기 공급부 중 적어도 일부를 통해 배출되는 튜브가 상기 구조요청자의 입에 연결되는 단계; 및
상기 구조요청자의 생존과 관련된 제 1 물질이 상기 연결된 입을 통해 상기 구조요청자에 공급되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 방법.
The method of claim 8,
The snake robot further includes a supply part connected to one end of the body part,

The second step,
Connected to at least a portion of the supply,
A camera for photographing a peripheral area of the snake robot; A temperature sensor measuring the temperature of the surrounding area of the snake robot; A gas sensor for measuring the presence or absence of gas and an amount of gas in a peripheral area of the snake robot; A microphone for receiving the voice of the rescue requester and the sound of the surrounding area of the snake robot; A speaker for outputting information input from the outside; And at least one of a projector that outputs an image to a peripheral area of the snake robot using light,

The fourth step,
Performing a task by a robot hand connected to at least a portion of the supply unit gripping or releasing an object;
Connecting a tube inserted into the other end of the body portion and discharged through at least a portion of the supply portion to the mouth of the requestor; And
And supplying a first substance related to the survival of the rescue requestor to the rescue requestor through the connected mouth.
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JP2008055544A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Kyokko Denki Kk Articulated structure, mounting tool using it, system and human machine interface
KR20160007854A (en) 2014-07-04 2016-01-21 순천대학교 산학협력단 LED Surface Light and manufacturing method for the same
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