KR102240269B1 - 붕괴지역에 사용되는 뱀 로봇 장치 - Google Patents

붕괴지역에 사용되는 뱀 로봇 장치 Download PDF

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한국로봇융합연구원
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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 응급약물용 제 1 튜브의 선단부와 영양주스용 제 2 튜브의 선단부가 돌출 구비된 머리부; 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부; 및 외부의 배선이 삽입 연결되고 상기 응급약물용 제 1 튜브와 영양주스용 제 2 튜브가 외부로 도출된 꼬리부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 응급약물을 제 1 튜브로 주입하고 영양주스를 제 2 튜브로 주입하여 붕괴지역의 매몰자에게 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하므로, 매몰자가 응급약물 또는 영양쥬스를 섭취하게 하고 매몰자에 대한 인명구조 골든타임을 확보 및 연장할 수 있는 효과가 있다.

Description

붕괴지역에 사용되는 뱀 로봇 장치{Snake robot device used in collapsed areas}
본 발명은 붕괴지역에 사용되는 뱀 로봇 장치에 관한 것으로, 특히 붕괴지역의 매몰자에게 생명유지를 위한 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하기 위해 사용되는 뱀 로봇 장치에 관한 것이다.
로봇은 산업과 가정 등 다양한 분야에서 인력을 대처하기 위한 수단으로서 활발한 연구 개발이 진행되고 있고, 제어기술의 발달로 다양한 형태의 로봇이 개발되어 여러 분야에서 활용되고 있다.
그 예로 가사 도우미 로봇, 공공장소용 서비스 로봇, 산업 현장에서의 생산성 향상을 위한 로봇, 작업자가 접근하기 곤란한 조건에 활용될 수 있는 작업자 지원 로봇 등이 있다.
특히, 화재, 지진 등으로 인한 재난지역이나 군사지역과 같이 인간이 접근하기 힘든 위험한 지역의 상황을 확인하기 위해서 무인 이동로봇이 사용되고 있다.
이러한 이동로봇은 사용자의 조작에 의해 이동하거나, 구비되는 센서를 이용하여 능동적으로 이동하여 투입된 지역의 주변 상황을 촬영하여 사용자에게 전송하는 등의 임무를 수행한다.
그러나, 종래에 붕괴된 건물 내부에서 생존자 탐지를 위한 뱀형 로봇이 개발됐지만, 매몰자의 인명구조 골든타임을 확보하고 연장하기 위한 뱀형 로봇의 개발이 필요한 실정이다.
특허문헌 : 등록특허공보 제10-1711277호
본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 붕괴지역의 매몰자에 대한 인명구조 골든타임을 확보하고 연장하기 위해 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하기 위해 사용되는 뱀 로봇 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 응급약물용 제 1 튜브의 선단부와 영양주스용 제 2 튜브의 선단부가 돌출 구비된 머리부; 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부; 및 외부의 배선이 삽입 연결되고 상기 응급약물용 제 1 튜브와 영양주스용 제 2 튜브가 외부로 도출된 꼬리부;를 포함한 뱀 로봇을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 상기 꼬리부에서 도출된 응급약물용 제 1 튜브는 공급 펌프를 거쳐 응급약물용 저장 탱크에 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 상기 꼬리부에서 도출된 영양주스용 제 2 튜브는 공급 펌프를 거쳐 영양주스용 저장 탱크에 연결된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 응급약물용 제 1 튜브의 선단부와 영양주스용 제 2 튜브의 선단부가 돌출 구비된 머리부; 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부; 및 외부의 배선이 삽입 연결되고, 상기 응급약물용 제 1 튜브에 응급약물을 주입하는 제 1 주입구조와 상기 영양주스용 제 2 튜브에 영양주스를 주입하는 제 2 주입구조를 내부에 포함한 꼬리부;를 포함한 뱀 로봇을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치에서 상기 제 1 주입구조는 상기 배선을 기준으로 상기 꼬리부의 내부 일측에 구비된 소형 모터; 상기 소형 모터에 일측이 연결되고 타측이 누름판에 연결된 링크축; 및 상기 누름판에 맞닿아 상기 응급약물용 제 1 튜브에 연결된 응급약물용 팩;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치에서 상기 제 2 주입구조는 상기 배선을 기준으로 상기 꼬리부의 내부 타측에 구비된 소형 모터; 상기 소형 모터에 일측이 연결되고 타측이 누름판에 연결된 링크축; 및 상기 누름판에 맞닿아 상기 영양주스용 제 2 튜브에 연결된 영양주스용 팩;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 응급약물용 제 1 튜브의 선단부와 영양주스용 제 2 튜브의 선단부가 돌출 구비된 머리부; 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부; 및 근거리 무선통신을 이용하여, 상기 응급약물용 제 1 튜브에 응급약물을 주입하는 제 1 주입구조와 상기 영양주스용 제 2 튜브에 영양주스를 주입하는 제 2 주입구조를 내부에 포함한 꼬리부;를 포함한 뱀 로봇을 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치에서 상기 제 1 주입구조는 상기 꼬리부의 내부 일측에 구비되고 개구부를 갖는 개폐 밸브; 상기 개폐 밸브에 일측이 연결되고 타측이 상기 응급약물용 제 1 튜브에 연결된 응급약물용 저장탱크; 상기 개폐 밸브에 연결된 무선 제어부; 및 상기 무선 제어부에 연결된 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치에서 상기 제 2 주입구조는 상기 꼬리부의 내부 타측에 구비되고 다른 개구부를 갖는 개폐 밸브; 상기 개폐 밸브에 일측이 연결되고 타측이 상기 영양주스용 제 2 튜브에 연결된 영양주스용 저장탱크; 상기 개폐 밸브에 연결된 무선 제어부; 및 상기 무선 제어부에 연결된 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고, 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 응급약물을 제 1 튜브로 주입하고 영양주스를 제 2 튜브로 주입하여 붕괴지역의 매몰자에게 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하므로, 매몰자가 응급약물 또는 영양쥬스를 섭취하게 하고 매몰자에 대한 인명구조 골든타임을 확보 및 연장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치의 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치의 단면도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 뱀 로봇(100), 뱀 로봇(100)의 꼬리부(130) 일측에 삽입 연결된 배선(170), 뱀 로봇(100)의 후미 타측에 연결된 튜브(111,112), 튜브(111,112)에 구비된 공급 펌프(140) 및 저장 탱크(150)를 포함한다.
뱀 로봇(100)은 튜브(111,112)의 선단부가 돌출 구비된 머리부(110), 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부(120) 및 외부의 배선(170)과 튜브(111,112)가 삽입 연결된 꼬리부(130)로 구성된다. 여기서, 뱀 로봇(100)은 머리부(110)에 연결되어 몸통부(120)와 꼬리부(130)를 외피로 감싸는 구조로 형성되고, 이러한 외피는 몸통부(120)의 운동에 제약되지 않는 합성수지 재질로서 인장력이 높은 열가소성 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 선택적으로 주름을 갖는 형태로 형성될 수 있다.
뱀 로봇(100)은 꼬리부(130)에 삽입 연결된 외부의 배선(170)과 튜브(111,112)가 몸통부(120)를 지나 머리부(110)에 연결되어, 외부의 배선(170)은 머리부(110)의 단부에 장착된 엔드 이펙터(End-effector)에 연결되고, 튜브(111,112)는 머리부(110)의 단부에서 돌출되고 노즐에 결합한 형태로 구비될 수 있다.
이러한 튜브(111,112)는 각각 응급약물용 제 1 튜브(111)와 영양주스용 제 2 튜브(112)로 구성되고, 응급약물용 제 1 튜브(111)와 영양주스용 제 2 튜브(112) 각각은 외부의 공급 펌프(140)를 거쳐 외부의 저장 탱크(150)에 연결될 수 있다.
공급 펌프(140)는 예를 들어 튜브 펌프를 사용할 수 있어서, 응급약물용 제 1 튜브(111) 또는 영양주스용 제 2 튜브(112)가 걸쳐지고, 롤러를 각각 선단 내부에 구비한 캠(142)의 회전에 의해 외부의 저장 탱크(150)에 저장된 응급약물 또는 영양주스가 응급약물용 제 1 튜브(111) 또는 영양주스용 제 2 튜브(112)를 거쳐 뱀 로봇(100)의 머리부(110)로 전달될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 붕괴지역에 뱀 로봇(100)을 투입하여 발견된 매몰자에게 응급약물용 제 1 튜브(111) 또는 영양주스용 제 2 튜브(112)를 통해 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하여, 매몰자가 응급약물 또는 영양쥬스를 섭취하게 하고 매몰자에 대한 인명구조 골든타임을 확보 및 연장할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치의 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 뱀 로봇(200) 및 뱀 로봇(200)의 꼬리부(230) 일측에 삽입 연결된 배선(270)을 포함한다.
뱀 로봇(200)은 튜브(211,212)의 선단부가 돌출 구비된 머리부(210), 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부(220) 및 외부의 배선(170)이 삽입 연결되고 응급약물을 주입하는 제 1 주입구조와 영양주스를 주입하는 제 2 주입구조를 내부에 포함한 꼬리부(230)로 구성된다. 여기서, 뱀 로봇(200)은 머리부(210)에 연결되어 몸통부(220)와 꼬리부(230)를 외피로 감싸는 구조로 형성되고, 이러한 외피는 몸통부(220)의 운동에 제약되지 않는 합성수지 재질로서 인장력이 높은 열가소성 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 선택적으로 주름을 갖는 형태로 형성될 수 있다.
뱀 로봇(200)은 꼬리부(230)에 삽입 연결된 외부의 배선(270)과 튜브(211,212)가 몸통부(220)를 지나 머리부(210)에 연결되어, 외부의 배선(270)은 머리부(210)의 단부에 장착된 엔드 이펙터(End-effector)에 연결되고, 튜브(211,212)는 머리부(210)의 단부에서 돌출되고 노즐에 결합한 형태로 구비될 수 있다.
제 1 주입구조는 배선(270)을 기준으로 꼬리부(230)의 후미 내측 일측에 구비된 소형 모터(241), 소형 모터(241)에 일측이 연결되고 타측이 누름판(243)에 연결된 링크축(242) 및 누름판(243)에 맞닿아 응급약물용 제 1 튜브(211)에 연결된 응급약물용 팩(250)을 포함한다. 여기서, 소형 모터(241)는 리니어 모터(linear motor)를 적용하고, 링크축(242)은 나사산이 형성된 원형봉의 형태를 가질 수 있으며, 누름판(243)은 배선(270)을 둘러싸고 꼬리부(230)의 내부면에 맞닿는 반원형일 수 있으며, 응급약물용 팩(250)은 열가소성 합성수지 재질로 형성된 팩으로 응급약물을 담는다.
이러한 제 1 주입구조는 소형 모터(241)의 동작에 의해 링크축(242)이 회전함에 따라 누름판(243)이 응급약물용 팩(250)을 밀어 응급약물용 팩(250)에 담긴 응급약물을 제 1 튜브(211)로 주입하게 된다.
제 2 주입구조는 제 1 주입구조와 유사하여, 배선(270)을 기준으로 꼬리부(230)의 후미 내측 타측에 구비된 소형 모터, 소형 모터에 일측이 연결되고 타측이 누름판에 연결된 링크축 및 누름판에 맞닿아 영양주스용 제 2 튜브(212)에 연결된 영양주스용 팩을 포함한다.
이러한 제 2 주입구조는 제 1 주입구조와 유사하게, 소형 모터, 링크축 및 누름판의 동작에 의해 영양주스용 팩을 밀어 영양주스용 팩에 담긴 영양주스를 제 2 튜브(212)로 주입하게 된다.
이와 같이 응급약물을 제 1 튜브(211)로 주입하는 제 1 주입구조와 영양주스를 제 2 튜브(212)로 주입하는 제 2 주입구조를 꼬리부(230)에 구비한 본 발명의 다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 뱀 로봇(200)을 붕괴지역에 투입하여 매몰자에게 응급약물용 제 1 튜브(211) 또는 영양주스용 제 2 튜브(212)를 통해 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하여, 매몰자가 응급약물 또는 영양쥬스를 섭취하게 하고 매몰자에 대한 인명구조 골든타임을 확보 및 연장할 수 있다.
이하, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치에 대해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치의 단면도이다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇 장치는 근거리 무선통신을 이용하여 동작이 제어되는 뱀 로봇(300) 및 뱀 로봇(300)을 근거리 무선통신을 이용하여 제어하는 제어기기(도시하지 않음)를 포함한다.
뱀 로봇(300)은 튜브(311,312)의 선단부가 돌출 구비된 머리부(310), 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부(320) 및 응급약물을 주입하는 제 1 주입구조와 영양주스를 주입하는 제 2 주입구조를 내부에 포함한 꼬리부(330)로 구성된다. 여기서, 뱀 로봇(300)은 머리부(310)에 연결되어 몸통부(320)와 꼬리부(330)를 외피로 감싸는 구조로 형성되고, 이러한 외피는 몸통부(320)의 운동에 제약되지 않는 합성수지 재질로서 인장력이 높은 열가소성 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 선택적으로 주름을 갖는 형태로 형성될 수 있다.
뱀 로봇(300)은 내부에 구비된 배선(도시하지 않음)과 튜브(311,312)가 몸통부(320)를 지나 머리부(310)에 연결되어, 배선은 머리부(310)의 단부에 장착된 엔드 이펙터(End-effector)에 연결되고, 튜브(311,312)는 머리부(310)의 단부에서 돌출되고 노즐에 결합한 형태로 구비될 수 있다.
제 1 주입구조는 꼬리부(330)의 내부 일측에 구비된 개폐 밸브(340), 개폐 밸브(340)에 일측이 연결되고 타측이 응급약물용 제 1 튜브(311)에 연결된 응급약물용 저장탱크(350), 개폐 밸브(340)에 연결된 무선 제어부(360) 및 무선 제어부(360)에 연결된 배터리(380)를 포함한다.
개폐 밸브(340)는 개구부(A)가 꼬리부(230)의 일측에 관통 구비되어 장착된 밸브로서, 예를 들어 코일의 전자력을 사용해 자동으로 플랜지가 이동하여 개폐시키는 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 적용할 수 있다.
무선 제어부(360)는 근거리 무선통신으로 외부의 제어신호를 받아 배터리(380)의 전원을 개폐 밸브(340)에 공급하여 개폐 동작을 제어한다. 이러한 무선 제어부(360)는 근거리무선통신, 즉 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared DataAssociation; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 어느 하나의 근거리무선통신을 이용하여 외부의 제어신호를 수신할 수 있다.
응급약물용 저장탱크(350)는 개폐 밸브(340)에 일측이 연결되고 타측으로 응급약물용 제 1 튜브(311)에 연결된 탱크로서, 응급약물을 담아 꼬리부(230)의 내부 일측에 구비한다.
이렇게 구성된 제 1 주입구조는 무선 제어부(360)가 근거리무선통신으로 외부의 제어신호를 받아 배터리(380)의 전원을 개폐 밸브(340)에 공급하면, 개폐 밸브(340)의 개구부(A)를 통해 공기가 응급약물용 저장탱크(350)로 주입되어 가압 상태가 되며, 이에 따라 응급약물용 저장탱크(350)의 응급약물이 응급약물용 제 1 튜브(311)를 통해 머리부(310)의 선단부까지 공급된다.
제 2 주입구조는 제 1 주입구조와 유사하게, 꼬리부(230)의 내부 타측에 구비되고 다른 개구부(B)를 갖는 개폐 밸브, 개폐 밸브에 일측이 연결되고 타측이 영양주스용 제 2 튜브(312)에 연결된 영양주스용 저장탱크, 개폐 밸브에 연결된 무선 제어부 및 무선 제어부에 연결된 배터리를 포함한다.
이러한 제 2 주입구조도 제 1 주입구조의 동작과 동일하게, 무선 제어부가 근거리무선통신으로 외부의 제어신호를 받아 배터리의 전원을 개폐 밸브에 공급하면, 개폐 밸브의 개구부(B)를 통해 공기가 영양주스용 저장탱크로 주입되어 가압 상태가 되며, 이에 따라 영양주스용 저장탱크의 영양주스가 영양주스용 제 2 튜브(312)를 통해 머리부(310)의 선단부까지 공급된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 또다른 실시예에 따른 뱀 로봇(300)은 외부에 연결된 배선이 없이 근거리무선통신으로 외부의 제어신호를 받아 응급약물을 제 1 튜브(211)로 주입하고 영양주스를 제 2 튜브(212)로 주입하여 붕괴지역의 매몰자에게 응급약물 또는 영양쥬스를 전달하므로, 매몰자가 응급약물 또는 영양쥬스를 섭취하게 하고 매몰자에 대한 인명구조 골든타임을 확보 및 연장할 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 전술한 실시예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100,200,300: 뱀형 로봇 110,210,310: 머리부
111,211,311: 제 1 튜브 112,212,312: 제 2 튜브
120,220,320: 몸통부 130,230,330: 꼬리부
140: 펌프 142: 캠
150: 저장 탱크 170,270: 배선
241: 소형 모터 242: 링크축
243: 누름판 250: 팩
340: 개폐 밸브 350: 탱크
360: 무선 제어부 380: 배터리

Claims (9)

  1. 응급약물용 제 1 튜브의 선단부와 영양주스용 제 2 튜브의 선단부가 돌출 구비된 머리부; 다수 개의 단위 관절로 이루어진 몸통부; 및 외부의 배선이 삽입 연결되고 상기 응급약물용 제 1 튜브와 영양주스용 제 2 튜브가 외부로 도출된 꼬리부;를 포함한 뱀 로봇을 포함하며,
    상기 꼬리부에서 도출된 응급약물용 제 1 튜브는 공급 펌프를 거쳐 응급약물용 저장 탱크에 연결되고,
    상기 꼬리부에서 도출된 영양주스용 제 2 튜브는 상기 공급 펌프를 거쳐 영양주스용 저장 탱크에 연결되며,
    상기 공급 펌프는 상기 응급약물용 제 1 튜브 또는 상기 영양주스용 제 2 튜브가 걸쳐지고, 롤러를 각각 선단 내부에 구비한 캠의 회전에 의해 외부의 저장 탱크에 저장된 응급약물 또는 영양주스가 상기 응급약물용 제 1 튜브 또는 상기 영양주스용 제 2 튜브를 거쳐 상기 머리부로 전달되고,
    상기 머리부에 연결되어 상기 몸통부와 상기 꼬리부를 외피로 감싸게 형성되고, 상기 외피는 상기 몸통부의 운동에 제약되지 않는 합성수지 재질로서 인장력이 높은 열가소성 합성수지 재질로 형성되고, 선택적으로 주름을 갖는 형태로 형성되고,
    상기 꼬리부에 삽입 연결된 상기 외부의 배선과 상기 제 1 튜브와 상기 제2 튜브가 상기 몸통부를 지나 상기 머리부에 연결되고, 상기 외부의 배선은 상기 머리부의 단부에 장착된 엔드 이펙터(End-effector)에 연결되고, 상기 제 1 튜브와 상기 제2 튜브는 상기 머리부의 단부에서 돌출되고 노즐에 결합한 형태로 구비되는 뱀 로봇 장치.
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