KR102373349B1 - Control method of snake type robot and the snake type robot controlled of the same method - Google Patents

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KR102373349B1
KR102373349B1 KR1020200109085A KR20200109085A KR102373349B1 KR 102373349 B1 KR102373349 B1 KR 102373349B1 KR 1020200109085 A KR1020200109085 A KR 1020200109085A KR 20200109085 A KR20200109085 A KR 20200109085A KR 102373349 B1 KR102373349 B1 KR 102373349B1
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박상현
김무림
신동관
이준영
김주현
서갑호
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한국로봇융합연구원
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Abstract

The present invention provides a snake type robot control method for controlling a snake type robot in which a plurality of joints are connected along a longitudinal direction. The snake type robot control method comprises: a driving mode which controls driving of the snake type robot; an end operation mode which controls an end of the snake type robot; and a buffer mode in which a mode change between the driving mode and the end operation mode takes place. According to the snake type robot control method, the snake type robot can be prevented from falling down when implementing both driving and work tool handling.

Description

뱀형 로봇 제어방법 및 그 방법에 따라 제어되는 뱀형 로봇{Control method of snake type robot and the snake type robot controlled of the same method}Control method of snake type robot and the snake type robot controlled of the same method

본 발명은 뱀형 로봇을 제어하는 제어방법과 이 제어방법에 따라 제어되는 뱀형 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a control method for controlling a snake-shaped robot and to a snake-shaped robot controlled according to the control method.

일반적으로 로봇은 인간을 대신하여 특정 작업이나, 조작을 자동적으로 할 수 있는 기계 장치이다. 로봇은 인간을 대신하므로, 다양한 산업 분야에서 활용되며, 로봇의 형상은 활용 분야에 따라 다양하게 변형 고안되어 활용된다. In general, a robot is a mechanical device that can automatically perform a specific task or operation on behalf of a human. Since robots replace humans, they are used in various industrial fields, and the shape of the robot is designed and utilized in various ways depending on the field of application.

뱀형 로봇은 뱀의 형상을 닮게 제조된 로봇으로, 뱀형 로봇은 인간이 이동하기 힘든 배관, 원자로 등을 인간 대신 탐지하여 다양한 역할을 수행한다. 일례로 뱀형 로봇의 말단부에 작업툴이 부착되어 협소 공간에서의 장애물 제거, 생존자 얼굴 주면 오물 정리 등을 수행할 수 있다.A snake-shaped robot is a robot manufactured to resemble a snake, and the snake-shaped robot performs various roles by detecting pipes and nuclear reactors, which are difficult for humans to move, on behalf of humans. For example, a work tool is attached to the distal end of the snake-shaped robot, so that it can remove obstacles in a narrow space and clean up the filth around the survivor's face.

이러한 뱀형 로봇에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있으며, 국내에서는 평지 주행, 장애물 극복, 기둥 오르기, 배관 이동 등이 가능한 KAEROT-snake V이라는 로봇이 개발되기도 하였으며, 해외에서는 탐색구조용 뱀형 로봇이 이미 활용되고 있는 실정이다.Research on these snake-shaped robots is being actively conducted, and in Korea, a robot called KAEROT-snake V that can drive on flat ground, overcome obstacles, climb columns, and move pipes has been developed. there is a situation.

그러나 뱀형 로봇이 주행(평지 주행, 장애물 극복, 기둥 오르기, 배관 이동 등)을 할 때 요구되는 제어 방법과 작업툴을 핸들링 할 때 요구되는 제어 방법이 상이하기 때문에 주행과 작업툴 핸들링을 모두 구현하기 위해서는 특별히 고안된 제어부가 요구된다. 일례로 뱀형 로봇 제어부는 뱀형 로봇의 주행 시에는 뱀형 로봇 이동을 위한 추력을 발생시키는 제어를 해야 하며, 작업툴을 핸들링 할 때에는 말단의 위치 혹은 방향을 조작하는 제어를 해야 한다.However, since the control method required when the snake robot is driving (driving on flat ground, overcoming obstacles, climbing a pole, moving pipes, etc.) For this purpose, a specially designed control unit is required. For example, the snake-shaped robot control unit should control to generate thrust for movement of the snake-shaped robot when the snake-shaped robot is running, and control the position or direction of the distal end when handling a work tool.

다른 한편으로는 이러한 뱀형 로봇의 말단에 부착된 작업툴을 핸들링(위치 혹은 방향을 조작)하고자 할 때에는 뱀형 로봇의 관절 일부가 지면에서 들어올려지게 되는데 이 경우, 뱀형 로봇이 중심을 잃고 넘어지는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, when handling (manipulating the position or direction) of the work tool attached to the end of the snake-shaped robot, a part of the snake-shaped robot's joints are lifted from the ground. In this case, the snake-shaped robot loses its center and falls. may occur.

국내 공개특허 10-2013-0037056Domestic Patent Publication 10-2013-0037056 국내 공개특허 10-2017-0129707Domestic Patent Publication 10-2017-0129707

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주행과 작업툴 핸들링을 모두 구현하면서 작업툴을 핸들링 할 때 뱀형 로봇이 넘어지지 않도록 하는 제어방법 및 그 방법에 따라 제어되는 뱀형 로봇을 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and it is an object to provide a control method for preventing the snake robot from falling when handling a work tool while implementing both driving and handling of a work tool, and a snake robot controlled according to the method there is.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 복수의 관절이 길이방향을 따라 연결된 뱀형 로봇을 제어한다.The snake-shaped robot control method according to the present invention controls a snake-shaped robot in which a plurality of joints are connected along the longitudinal direction.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 주행이 이루어지는 주행모드, 작업툴 핸들링이 이루어지는 말단조작모드, 상기 주행모드 및 상기 말단조작모드 간의 모드 변경이 이루어지는 버퍼모드를 제어 단계에 포함하는 것을 특징으로 한다.The snake robot control method according to the present invention is characterized in that the control step includes a driving mode in which driving is performed, an end manipulation mode in which work tool handling is performed, and a buffer mode in which a mode change between the driving mode and the end manipulation mode is performed.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 상기 말단조작모드 수행 시 뱀형 로봇을 구성하는 복수의 관절을 지지부와 말단조작부로 구분하여 지지부는 뱀형 로봇을 지지하는 받침대 역할을 하고 말단 조작부는 지면에서 들어올려져서 말단의 위치 혹은 방향이 조작되도록 구동되는 것을 특징으로 한다.In the snake robot control method of the present invention, a plurality of joints constituting the snake-shaped robot are divided into a support part and an end manipulation part when the end manipulation mode is performed. It is characterized in that it is driven so that the position or direction is manipulated.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 상기 말단조작모드 수행 시 상기 지지부를 구성하는 관절 중 일부가 180도보다 작은 관절각을 가지도록 하는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 지지부는 적어도 1회 이상 180도보다 작은 각도로 꺾여 받침대의 형상을 지니게 된다. The snake robot control method of the present invention is characterized in that some of the joints constituting the support part have a joint angle smaller than 180 degrees when the end manipulation mode is performed. Accordingly, the support part is bent at least once at an angle smaller than 180 degrees to have the shape of the pedestal.

이 같은 형상을 통해 상기 지지부는 지면과 평행한 2차원상에 지지 영역을 형성하게 되고 전체 뱀형 로봇의 무게중심(Center Of Mass : COM)이 상기 지지 영역 안에 있게 되면 뱀형 로봇은 넘어지지 않는다.Through this shape, the support part forms a support area on a two-dimensional plane parallel to the ground, and when the center of mass (COM) of the entire snake-shaped robot is within the support area, the snake-type robot does not fall over.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 상기 말단조작모드 수행 시 상기 뱀형 로봇의 무게중심(Center Of Mass : COM)이 상기 지지 영역을 벗어나지 않도록 제어하는 것을 특징으로 한다. The method for controlling a snake-shaped robot according to the present invention is characterized in that the center of mass (COM) of the snake-shaped robot is controlled so as not to deviate from the support area when the end manipulation mode is performed.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 상기 말단조작모드에서 발생될 수 있는 뱀형 로봇의 자세 중 하나를 택하여 말단조작모드기본자세로 정의하고 상기 주행모드에서 발생될 수 있는 자세 중 하나를 택하여 주행모드기본자세로 정의하여 상기 말단조작모드기본자세 및 상기 주행모드기본자세를 상기 버퍼모드에서 활용할 수 있다. The snake robot control method of the present invention selects one of the postures of the snake-shaped robot that can be generated in the extremity manipulation mode and defines it as the basic posture of the extremity manipulation mode, and selects one of the postures that can be generated in the driving mode and selects one of the postures that can be generated in the driving mode. By defining the posture, the basic posture of the end manipulation mode and the basic posture of the driving mode may be utilized in the buffer mode.

일례로 주행모드에서 버퍼모드를 거쳐 말단조작모드로 변경 시 버퍼모드에서는 먼저 현재의 자세를 주행모드기본자세로 변경하고 다음으로 말단조작모드기본자세로 자세를 변경함으로써 모드 변경을 구현할 수 있다. For example, when changing from the driving mode to the extremity manipulation mode through the buffer mode, the mode change can be implemented by first changing the current posture to the driving mode basic posture and then changing the posture to the extremity manipulation mode basic posture in the buffer mode.

반대로 말단조작모드에서 버퍼모드를 거쳐 주행모드로 변경 시 버퍼모드에서는 현재의 자세를 말단조작모드기본자세로 변경하고 다음으로 주행모드기본자세로 자세를 변경함으로써 모드 변경을 구현할 수 있다.Conversely, when changing from the extremity manipulation mode to the driving mode through the buffer mode, the mode change can be implemented by changing the current posture to the extremity manipulation mode basic posture and then changing the posture to the driving mode basic posture in the buffer mode.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 상기 버퍼모드 수행 시 주행모드기본자세 및 말단조작모드기본자세의 중간과정에 해당하는 1개 이상의 버퍼자세를 정의하여 활용할 수 있다. The snake robot control method of the present invention can be utilized by defining one or more buffer postures corresponding to an intermediate process between the driving mode basic posture and the end manipulation mode basic posture when performing the buffer mode.

상기 버퍼자세는 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 자세 중에서 선정하여 제어기에 미리 저장해 놓을 수 있다. 따라서 상기 버퍼자세로 뱀형 로봇의 자세를 변경 할 때 별도의 전체 뱀형 로봇의 무게중심(Center Of Mass : COM)을 고려 하지 않아도 뱀형 로봇이 넘어지는 일이 발생하지 않는다.The buffer posture may be selected from among postures in which the snake-shaped robot does not fall and stored in advance in the controller. Therefore, when changing the posture of the snake-shaped robot to the buffer posture, the snake-shaped robot does not fall over even if the center of mass (COM) of the entire snake-shaped robot is not considered.

본 발명을 통해 뱀형 로봇이 서로 상이한 제어 방법을 요구하는 주행 및 말단 조작을 모두 수행할 수 있으며, 제어 과정에서 뱀형 로봇이 넘어지는 것을 방지할 수 있다.Through the present invention, the snake-shaped robot can perform both driving and end manipulation that require different control methods, and it is possible to prevent the snake-shaped robot from falling during the control process.

도 1은 일 실시예에 의한 본 발명인 뱀형 로봇의 정면도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 말단조작모드가 가동 중인 뱀형 로봇의 사시도이다.
도 3a는 일 실시예에 의한 말단조작모드가 가동 중인 뱀형 로봇의 저면도이다.
도 3b는 다른 실시예에 의한 말단조작모드가 가동 중인 뱀형 로봇의 저면도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 뱀형 로봇의 동작 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 주행모드 기본자세의 사시도이다.
도 6은 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 버퍼자세1의 사시도이다.
도 7 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 버퍼자세2의 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 버퍼자세3의 사시도이다.1 is a front view of the present invention snake-type robot according to an embodiment.
2 is a perspective view of a snake-shaped robot in operation in an end manipulation mode according to an embodiment.
3A is a bottom view of a snake-shaped robot in operation in an end manipulation mode according to an embodiment.
3B is a bottom view of a snake-shaped robot in operation in an end manipulation mode according to another embodiment.
Figure 4 is an operation flowchart of the present invention snake-shaped robot according to an embodiment.
5 is a perspective view of a basic posture in a driving mode of a snake-shaped robot according to an embodiment.
6 is a perspective view of the buffer posture 1 of the snake-shaped robot according to an embodiment.
7 is a perspective view of the buffer posture 2 of the snake-shaped robot according to the embodiment.
8 is a perspective view of a buffer posture 3 of the snake-shaped robot according to an embodiment.

이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. However, this is not intended to limit the scope of the present invention.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.In addition, the size or shape of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms specifically defined in consideration of the structure and operation of the present invention are only for describing the embodiments of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

도 1은 일 실시예에 의한 본 발명인 뱀형 로봇의 정면도이다.1 is a front view of the present invention snake-type robot according to an embodiment.

도 2는 일 실시예에 의한 말단조작모드가 가동 중인 뱀형 로봇의 사시도이다.2 is a perspective view of a snake-shaped robot in operation in an end manipulation mode according to an embodiment.

도 4는 일 실시예에 의한 본 발명인 뱀형 로봇의 동작 순서도이다.Figure 4 is an operation flowchart of the present invention snake-shaped robot according to an embodiment.

본 발명인 자세 제어 뱀형 로봇은 복수의 관절(10)로 구성된다. The posture control snake robot according to the present invention is composed of a plurality of joints (10).

도 1에서 확인할 수 있듯이, 자세 제어 뱀형 로봇은 복수의 관절(10)이 상호 연결되며, 여기서 어느 하나의 관절(10)은 인접한 다른 하나의 관절(10)과 교차되는 방향으로 연결될 수 있다. 즉, 수평 방향으로 이동될 수 있는 관절(10)에 인접하여 수직 방향으로 이동될 수 있는 관절(10)이 연결되고, 다시 수평 방향으로 이동될 수 있는 관절(10)이 연결된다.As can be seen in FIG. 1 , in the posture control snake-type robot, a plurality of joints 10 are interconnected, and here, one joint 10 may be connected in a direction intersecting with another adjacent joint 10 . That is, adjacent to the joint 10 that can be moved in the horizontal direction, the joint 10 that can move in the vertical direction is connected, and the joint 10 that can move in the horizontal direction is connected again.

각각의 관절(10)들은 링크를 통하여 연결되어 링크가 상호 회전 가능하도록 한다.Each joint 10 is connected through a link so that the link is mutually rotatable.

그리고 관절(10)의 단부에는 작업툴(20)이 부착될 수 있다. 여기서, 작업툴(20)은 일례로 그리퍼일 수 있다. 따라서 뱀형 로봇은 그리퍼를 이용하여 다양한 작업을 수행할 수 있다.And a work tool 20 may be attached to the end of the joint 10 . Here, the work tool 20 may be, for example, a gripper. Therefore, the snake-shaped robot can perform various tasks using the gripper.

이러한 뱀형 로봇의 복수의 관절(10)은 말단조작부(100)와 지지부(200)로 구분될 수 있다. 말단조작부(100)는 도 1에서 도시된 바와 같이 작업툴(20)이 부착된 관절(10)을 포함한 일부의 관절(10)을 의미할 수 있다. 그리고 지지부(200)는 이외의 나머지 관절부(10)들을 포함할 수 있다.The plurality of joints 10 of the snake-like robot may be divided into an end manipulation unit 100 and a support unit 200 . The end manipulation unit 100 may refer to some joints 10 including the joint 10 to which the work tool 20 is attached as shown in FIG. 1 . And the support part 200 may include other joint parts 10 .

본 발명인 자세 제어 뱀형 로봇은 뱀형 로봇의 주행이 이루어지는 주행모드(S100), 작업툴의 핸들링이 이루어지는 말단조작모드(S300)를 수행하며, 주행모드(S100)에서 말단조작모드(S300)로 모드가 변경되거나 그 반대로 모드가 변경되는 경우 버퍼모드(S200)를 수행하도록 설정되어 있을 수 있다.The posture control snake robot of the present invention performs a driving mode (S100) in which the snake-shaped robot travels, and an end manipulation mode (S300) in which handling of a work tool is performed, and the mode is changed from the driving mode (S100) to the extremity manipulation mode (S300) When the mode is changed or vice versa, it may be set to perform the buffer mode (S200).

본 발명인 자세 제어 뱀형 로봇은 말단조작모드(S300)를 수행 시 지지부로 구분된 관절 중 최소 1개 이상의 관절이 180도보다 작은 관절각을 가지도록 하여 지면과 평행인 2차원 상에 지지 영역을 형성하도록 한다. In the posture control snake robot of the present invention, when performing the extremity manipulation mode (S300), at least one joint among the joints divided by the support has a joint angle smaller than 180 degrees to form a support area on a two-dimensional surface parallel to the ground do it

전체 뱀형 로봇의 무게중심(COM)이 지지 영역을 벗어나지 않도록 말단조작부(100)를 구동시킨다. The end manipulation unit 100 is driven so that the center of gravity COM of the entire snake-shaped robot does not deviate from the support area.

일례로 도 3a에 도시된 바와 같이 지지부(200) 중3개 관절이 180도보다 작은 관절각을 가지는 경우 지면과 평행인 삼각형 형태의 지지 영역이 형성된다. For example, as shown in FIG. 3A , when three joints of the support 200 have a joint angle smaller than 180 degrees, a support region in the form of a triangle parallel to the ground is formed.

그리고 무게중심(COM)이 삼각형 형태의 지지 영역을 벗어나지 않도록 말단조작부(100)를 구동함으로써 뱀형 로봇이 넘어지지 않도록 할 수 있다.And by driving the end manipulation unit 100 so that the center of gravity COM does not deviate from the triangular support area, it is possible to prevent the snake-shaped robot from falling.

또 다른 일례로 도 3b에 도시된 바와 같이 지지부(200) 중5개 관절이 180도보다 작은 관절각을 가지는 경우 지면과 평행인 오각형 형태의 지지 영역이 형성된다.As another example, as shown in FIG. 3B , when five joints of the support unit 200 have a joint angle smaller than 180 degrees, a support region in the form of a pentagon parallel to the ground is formed.

이처럼 지지부(200)는 지면과 지지되어 받침대의 역할을 할 수 있다.In this way, the support 200 may serve as a pedestal by being supported with the ground.

그리고 무게중심(COM)이 오각형 형태의 지지 영역을 벗어나지 않도록 말단조작부(100)를 구동함으로써 뱀형 로봇이 넘어지지 않도록 할 수 있다.And by driving the end manipulation unit 100 so that the center of gravity COM does not deviate from the pentagonal support area, the snake-shaped robot can be prevented from falling.

또한, 본 발명인 뱀형 로봇은 미도시 되어 있는 제어기가 뱀형 로봇의 무게중심(COM)이 지지 영역을 벗어나는지 말단조작부(100)가 동작 시 실시간 감지하여 컨트롤 할 수 있다.In addition, the snake-shaped robot according to the present invention can be controlled by a controller (not shown) by detecting in real time whether the center of gravity (COM) of the snake-shaped robot is out of the support area when the end manipulation unit 100 is operating.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 주행이 이루어지는 주행모드(S100), 작업툴 핸들링이 이루어지는 말단조작모드(S300), 상기 주행모드 및 상기 말단조작모드 간의 모드 변경이 이루어지는 버퍼모드(S200)를 제어 단계에서 포함할 수 있다.The snake robot control method according to the present invention includes a driving mode (S100) in which driving is performed, an end manipulation mode (S300) in which a work tool handling is performed, and a buffer mode (S200) in which a mode change between the driving mode and the end manipulation mode is performed in the control step. may include

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 말단조작모드(S300) 단계에서 뱀형 로봇을 제어하기 위해 뱀형 로봇을 구성하는 복수의 관절은 지지부(200)와 말단조작부(100)로 구분될 수 있다. In the method for controlling the snake-shaped robot according to the present invention, a plurality of joints constituting the snake-shaped robot in order to control the snake-shaped robot in the end manipulation mode (S300) step may be divided into a support unit 200 and an end manipulation unit 100 .

이 때 지지부(200)는 뱀형 로봇의 받침대 형상을 유지하면서 관절각이 움직이지 않도록 제어될 수 있으며 말단조작부(100)는 관절각을 변화시키면서 뱀형 로봇의 말단 조작이 이루어지도록 제어될 수 있다. At this time, the support unit 200 may be controlled so that the joint angle does not move while maintaining the pedestal shape of the snake-shaped robot, and the end manipulation unit 100 may be controlled to operate the end of the snake-shaped robot while changing the joint angle.

또한 말단조작부(100)는 말단의 조작과 함께 전체 뱀형 로봇의 무게중심(COM)이 지지부의 지지 영역 내에 머물도록 제어될 수 있다.In addition, the end manipulation unit 100 may be controlled so that the center of gravity COM of the entire snake-shaped robot stays within the support region of the support unit together with the manipulation of the distal end.

도 5는 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 주행모드 기본자세의 사시도이다.5 is a perspective view of a basic posture in a driving mode of a snake-shaped robot according to an embodiment.

도 6은 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 버퍼자세1의 사시도이다.6 is a perspective view of the buffer posture 1 of the snake-shaped robot according to an embodiment.

도 7 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 버퍼자세2의 사시도이다.7 is a perspective view of the buffer posture 2 of the snake-shaped robot according to the embodiment.

도 8은 일 실시예에 의한 뱀형로봇의 버퍼자세3의 사시도이다.8 is a perspective view of a buffer posture 3 of the snake-shaped robot according to an embodiment.

본 발명인 뱀형 로봇 제어방법은 버퍼모드(S200) 단계에서 뱀형 로봇을 제어하기 위해 주행모드기본자세(S210), 말단조작모드기본자세(S250)를 미리 정의하여 제어기에 저장해 놓고 활용할 수 있다. In the snake robot control method of the present invention, in order to control the snake robot in the buffer mode (S200) step, the driving mode basic posture (S210) and the extremity manipulation mode basic posture (S250) are predefined, stored in the controller, and used.

이때 주행모드기본자세는(S210)는 주행모드 수행 중 발생될 수 있는 자세 중 하나로 정의될 수 있으며, 말단조작모드기본자세(S250)는 말단조작모드 수행 중 발생될 수 있는 자세로 정의될 수 있다. In this case, the driving mode basic posture (S210) may be defined as one of the postures that may be generated while performing the driving mode, and the end manipulation mode basic posture (S250) may be defined as a posture that may be generated while performing the extremity manipulation mode. .

또한, 주행모드기본자세(S210)와 말단조작모드기본자세(S250)의 중간자세에 해당하는 버퍼자세를 추가로 정의하여 제어기에 저장해 놓고 활용할 수 있다. 이 때 버퍼자세는 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 자세 중에서 선택될 수 있다.In addition, a buffer posture corresponding to an intermediate posture between the driving mode basic posture (S210) and the end manipulation mode basic posture (S250) may be additionally defined, stored in the controller, and used. At this time, the buffer posture may be selected from postures in which the snake-type robot does not fall.

일례로 뱀형 로봇이 주행모드(S100)에서 말단조작모드(S300)로 모드 변경을 수행하고자 할 때, 버퍼모드(S200)에서는 먼저 현재의 자세를 주행모드기본자세(S210)로 변경시키고 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 자세인 버퍼자세1(S220), 버퍼자세2(S230), 버퍼자세3(S240)를 거쳐서 말단조작모드기본자세(S250)에 도달할 수 있다.For example, when the snake robot wants to change the mode from the driving mode (S100) to the end manipulation mode (S300), in the buffer mode (S200), the current posture is first changed to the driving mode basic posture (S210), and the snake robot is The end manipulation mode basic posture (S250) can be reached through the buffer posture 1 (S220), buffer posture 2 (S230), and buffer posture 3 (S240), which are postures that do not fall over.

주행모드기본자세(S210), 버퍼자세1(S220), 버퍼자세2(S230), 버퍼자세3(S240), 말단조작모드기본자세(S250)의 일 실시예로는 각각 도 5, 도6, 도7, 도8, 도2와 같은 자세가 있을 수 있다. Driving mode basic posture (S210), buffer posture 1 (S220), buffer posture 2 (S230), buffer posture 3 (S240), and one embodiment of the basic posture of the extremity manipulation mode (S250) are shown in Figures 5, 6, There may be postures such as those of FIGS. 7, 8, and 2 .

이 경우 뱀형 로봇은 도 5, 도6, 도7, 도8, 도2의 자세를 순차적으로 경유함으로써 주행모드(S100)에서 말단조작모드(S300)로 모드 변경을 수행할 수 있다. 반대로 뱀형 로봇이 말단조작모드(S300)에서 주행모드(S100)로 변경될 때에는 전술한 자세의 역순인, 도 2, 도 8, 도 7, 도 6, 도 5순으로 진행될 수 있다.In this case, the snake-like robot can perform a mode change from the driving mode ( S100 ) to the end manipulation mode ( S300 ) by sequentially passing through the postures of FIGS. 5 , 6 , 7 , 8 , and 2 . Conversely, when the snake-shaped robot is changed from the extremity manipulation mode (S300) to the driving mode (S100), it may proceed in the reverse order of the above-described posture, in the order of FIGS. 2, 8, 7, 6, and 5 .

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been shown and described with respect to specific embodiments, it is within the art that the present invention can be variously improved and changed without departing from the spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the art.

10 : 관절 20 : 작업툴
100 : 말단조작부 200 : 지지부
S100 : 주행모드 S200 : 버퍼모드
S210 : 주행모드기본자세 S220 : 버퍼자세1
S230 : 버퍼자세2 S240 : 버퍼자세3
S250 : 말단조작모드기본자세
S300 : 말단조작모드10: joint 20: work tool
100: end operation part 200: support part
S100: Driving mode S200: Buffer mode
S210: Driving mode basic posture S220: Buffer posture 1
S230: Buffer Posture 2 S240: Buffer Posture 3
S250: Basic posture in extremity manipulation mode
S300: end operation mode

Claims (12)

복수의 관절이 길이방향을 따라 연결된 뱀형 로봇을 제어하는 뱀형 로봇 제어 방법에 있어서,
상기 뱀형 로봇의 주행을 제어하는 주행모드;
상기 뱀형 로봇의 말단을 제어하는 말단조작모드; 및
상기 주행모드 및 상기 말단조작모드 간의 모드 변경이 이루어지는 버퍼모드를 포함하며
상기 주행모드에서 동작 중 발생될 수 있는 뱀형 로봇의 자세들 중 어느 하나를 주행모드기본자세로 선정되고,
상기 말단조작모드에서 동작 중 발생될 수 있는 뱀형 로봇의 자세들 중 어느 하나를 말단조작모드기본자세로 선정되며
상기 버퍼모드에서는
상기 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 자세들 중 1개 이상의 자세가 버퍼자세로 선정되고, 상기 주행모드기본자세 및 상기 말단모드기본자세 사이에 상기 버퍼자세가 경유자세로 수행되며
상기 뱀형 로봇을 구성하는 복수의 관절을 지지부와 말단조작부로 구분되고
상기 지지부는 상기 뱀형 로봇이 지면과 접촉되는 부분의 받침대 역할을 수행하도록 제어되고,
상기 지지부는 상기 주행모드기본자세, 상기 버퍼자세, 상기 말단모드기본자세를 거쳐가면서 삼각형을 형성한 후 오각형을 형성하면서 상기 뱀형 로봇을 지지하는 것
을 특징으로 하는 뱀형 로봇 제어방법.In the snake-type robot control method for controlling the snake-shaped robot connected along the longitudinal direction a plurality of joints,
a driving mode for controlling the driving of the snake-shaped robot;
an end operation mode for controlling the end of the snake-shaped robot; and
and a buffer mode in which a mode change between the driving mode and the end manipulation mode is made.
Any one of the postures of the snake-shaped robot that may be generated during operation in the driving mode is selected as the driving mode basic posture,
Any one of the postures of the snake-shaped robot that may occur during operation in the extremity manipulation mode is selected as the basic posture in the extremity manipulation mode,
In the buffer mode
One or more postures among the postures in which the snake-like robot does not fall are selected as the buffer posture, and the buffer posture is performed as a transit posture between the driving mode basic posture and the terminal mode basic posture,
A plurality of joints constituting the snake-like robot are divided into a support part and an end manipulation part,
The support part is controlled to serve as a pedestal for the part in which the snake-shaped robot is in contact with the ground,
The support part forms a triangle while passing through the driving mode basic posture, the buffer posture, and the end mode basic posture to support the snake-shaped robot while forming a pentagon.
A snake-type robot control method, characterized in that 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 지지부를 구성하는 관절 중 적어도 어느 하나 이상의 관절이 180도보다 작게 꺾여서, 상기 뱀형 로봇의 무게중심이 내부에 있으면 상기 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 지지 영역이 형성되는 것
을 특징으로 하는 뱀형 로봇 제어방법.According to claim 1,
At least one of the joints constituting the support is bent by less than 180 degrees, so that if the center of gravity of the snake-shaped robot is inside, a support area in which the snake-shaped robot does not fall is formed
A snake-type robot control method, characterized in that 제3항에 있어서,
상기 뱀형 로봇은 동작 시,
상기 뱀형 로봇의 무게중심이 상기 지지 영역을 벗어나지 않도록 제어되는 것
을 특징으로 하는 뱀형 로봇 제어방법.4. The method of claim 3,
When the snake-shaped robot is operating,
Controlled so that the center of gravity of the snake-shaped robot does not deviate from the support area
A snake-type robot control method, characterized in that 제1항에 있어서,
상기 말단조작부는 움직이도록 제어되고, 상기 지지부는 움직이지 않도록 제어되는 것
을 특징으로 하는 뱀형 로봇 제어방법.According to claim 1,
The distal manipulator is controlled to move, and the support is controlled not to move.
A snake-type robot control method, characterized in that 삭제delete 삭제delete 뱀형 로봇의 주행이 이루어지는 주행모드;
상기 뱀형 로봇의 관절의 말단에 형성된 작업툴의 핸들링이 이루어지는 말단조작모드;
상기 주행모드에서 말단조작모드로 모드가 변경되거나 그 반대로 모드가 변경되는 경우 수행되는 버퍼모드를 포함하며
상기 주행모드에서 동작 중 발생될 수 있는 뱀형 로봇의 자세들 중 어느 하나를 주행모드기본자세로 선정되고,
상기 말단조작모드에서 동작 중 발생될 수 있는 뱀형 로봇의 자세들 중 어느 하나를 말단조작모드기본자세로 선정되며,
상기 버퍼모드에서는
상기 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 자세들 중 1개 이상의 자세가 버퍼자세로 선정되고, 상기 주행모드기본자세 및 상기 말단모드기본자세 사이에 상기 버퍼자세가 복수의 버퍼자세가 기설정되어 있어서, 상기 뱀형 로봇은 주행모드기본자세와 말단조작모드기본자세 사이에 복수의 버퍼자세를 순차적으로 수행하며
상기 뱀형 로봇을 구성하는 복수의 관절을 지지부와 말단조작부로 구분되고
상기 지지부는 상기 뱀형 로봇이 지면과 접촉되는 부분의 받침대 역할을 수행하도록 제어되고,
상기 지지부는 상기 주행모드기본자세, 상기 버퍼자세, 상기 말단모드기본자세를 거쳐가면서 삼각형을 형성한 후 오각형을 형성하면서 상기 뱀형 로봇을 지지하는 것을 특징으로 하는 자세 제어 뱀형 로봇.
자세 제어 뱀형 로봇a driving mode in which the snake-shaped robot is driven;
an end manipulation mode in which the handling of the work tool formed at the end of the joint of the snake-shaped robot is made;
and a buffer mode performed when the mode is changed from the driving mode to the end operation mode or vice versa.
Any one of the postures of the snake-shaped robot that may be generated during operation in the driving mode is selected as the driving mode basic posture,
Any one of the postures of the snake-shaped robot that may occur during operation in the end manipulation mode is selected as the end manipulation mode basic posture,
In the buffer mode
At least one posture among postures in which the snake-shaped robot does not fall is selected as a buffer posture, and a plurality of buffer postures are preset between the driving mode basic posture and the terminal mode basic posture, The robot sequentially performs a plurality of buffer postures between the driving mode basic posture and the extremity manipulation mode basic posture.
A plurality of joints constituting the snake-like robot are divided into a support part and an end manipulation part,
The support part is controlled to serve as a pedestal for the part in which the snake-shaped robot is in contact with the ground,
The posture control snake robot, characterized in that the support part supports the snake robot while forming a triangle after passing through the driving mode basic posture, the buffer posture, and the end mode basic posture.
Posture Control Snake Robot 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 지지부를 구성하는 관절 중 적어도 하나 이상의 관절이 180도보다 작게 꺾여서 상기 뱀형 로봇의 무게중심이 내부에 있으면 상기 뱀형 로봇이 넘어지지 않는 지지 영역을 형성하는 것
을 특징으로 하는 자세 제어 뱀형 로봇.9. The method of claim 8,
At least one of the joints constituting the support is bent by less than 180 degrees to form a support area in which the snake-shaped robot does not fall when the center of gravity of the snake-shaped robot is inside
A posture control snake-type robot characterized by a. 제10항에 있어서,
상기 뱀형 로봇의 무게중심은 상기 지지 영역을 이탈하지 않도록 제어되는 것
을 특징으로 하는 자세 제어 뱀형 로봇.11. The method of claim 10,
The center of gravity of the snake-like robot is controlled so as not to deviate from the support area
A posture control snake-type robot characterized by a. 제8항에 있어서,
상기 말단조작부의 말단이 움직이도록 제어되고, 상기 지지부는 움직이지 않도록 제어되는 것
을 특징으로 하는 자세 제어 뱀형 로봇.9. The method of claim 8,
The distal end of the distal manipulator is controlled to move, and the support unit is controlled not to move.
A posture control snake-type robot characterized by a.
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KR20170129707A (en) 2015-01-29 2017-11-27 엘루메 에이에스 Underwater operation arm robot

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Yunhu Zhou et al., A Head Control Strategy of the Snake Robot Based on Segmented Kinematics, State Key Laboratory of Robotics and System, 2019.11.25. *
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