KR20150112099A - 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇에 관한 것으로서, 모터 구동식 구동 바퀴가 설치된 하나 이상의 프레임을 유연성 재질의 프레임연결부로 서로 연결하고, 하나 이상의 로봇전자석 및 흡착모듈을 각 프레임별로 탑재하고, 상기 로봇전자석을 통해 선체에 부착되어 상기 구동 바퀴를 통해 상기 선체의 표면을 따라 이동하는 이동로봇부; 상기 이동로봇부에 전원을 공급하기 위한 충전지를 탑재하고, 상기 이동로봇부와 도킹 또는 분리되기 위한 도킹모듈을 구비한 스테이지부; 및 상기 스테이지부를 통해 조절되는 장력을 받으면서 감겨지거나 풀려지고, 상기 이동로봇부와 상기 스테이지부의 사이에 전기적으로 접속된 연결라인을 포함한다.

Description

선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇{MOBILE ROBOT TO DETECT AND REPAIR DAMAGE OF HULL}

본 발명은 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 선박, 해양구조물, 플랜트 등의 선체의 사고 발생시 선체의 수리에 사용될 수 있는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 조선 분야의 로봇은 선체의 제작, 수리에 사용되고, 특히 사람이 접근하기 어렵거나, 고소 위치에서 안전사고가 발생할 수 있는 곳에서 효율적으로 이용될 수 있다.

예컨대, 선박의 선체를 대상으로 하는 기존의 선체 파손 및 결합 탐지를 위한 작업 방법에서는 사람이 선체 측면을 로프와 사다리, 고소차 등을 이용하여 매달린 상태로 작업을 하였고, 이로 인해 작업의 효율성이 떨어지고 사고로 인한 인적 손실을 가져올 수 있다.

특히, 종래 기술에 따른 이동 로봇은 전원부와 구동부가 일체형으로 구성되어 있어서, 중량 증가로 인한 에너지 효율 저하의 단점을 가진다.

또한, 발명의 배경이 되는 특허문헌들에서는 선체 측면을 따라 움직일 수 있는 로봇이 개시되어 있으나, 청소, 도색, 검사 등의 고소작업에 이용될 뿐 선박 사고 등으로 인해 발생하는 선체 측면의 결함 검출과 수리를 수행하고 더불어 구난 및 구조 등의 작업을 대신하는데 적용하기에 역부족인 단점이 있다.

또한, 종래의 조선 분야의 로봇은 주제어기 또는 보조제어기가 로봇으로부터 멀리 떨어진 선체의 외부에 위치하고 있으므로, 로봇 쪽으로의 전원 공급 문제에 자유롭지 못하다. 즉, 종래에서는 통신선 및 전원선과 같은 케이블을 주제어기와 로봇 사이에 연결할 때, 제한적인 케이블의 길이, 혹은 케이블 중량으로 인하여 로봇의 이동성이 매우 제한적인 문제점이 있다.

또한, 종래의 조선 분야의 로봇은 특정 장비만을 탑재하여 이동할 수 있으므로, 특정 장비에 해당하는 미션만을 수행할 수 있어서, 로봇의 활용도가 떨어질 수 있다.

또한, 종래의 조선 분야의 로봇은 주제어기 또는 보조제어기에 의해 제어되는 수동 제어 방식으로서, 자동적으로 목적지를 찾아 이동하기 어렵다.

또한, 종래의 조선 분야의 로봇은 바퀴를 구비한 경우 비교적 평활한 표면만을 따라 이동할 수 있도록 설계되어 있고, 실제 선박의 선체 측면과 같이, 굴곡면 상에서 로봇의 몸체를 고정하기 위해 전자석을 사용하려 할 때, 전자석을 상기 굴곡면에 대응하여 대면시킬 수 있도록, 종래의 로봇의 몸체를 변형시키지 못하고, 이로 인하여 전자석에 의한 부착력이 상대적으로 떨어지게 되는 단점이 있다.

[특허문헌]

(특허문헌1)한국등록특허 제10-0533664호(2005.10.07)

(특허문헌2)한국등록특허 제10-0776062호(2007.11.06)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 도킹 또는 분리될 수 있는 이동로봇부와 스테이지부를 구비하여, 이동로봇부의 하중을 대폭 감소시킬 수 있고, 선체 측면을 자유롭게 움직일 수 있으며, 선박의 사고 등으로 인해 발생될 수 있는 선체 측면의 결함 검출과 수리를 수행할 수 있는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 전원부에 해당하면서 선체 부착형으로 구성된 스테이지부와, 구동부에 해당하는 이동로봇부가 분리형으로 구성되고, 이때 전원은 케이블에 해당하는 연결라인을 통해서 스테이지부로부터 이동로봇부에 전달되고, 이에 따라 이동로봇부의 경량화가 가능하고, 그 결과 에너지 효율 증대로 종래의 일체형 이동 로봇에 비해 오랜 시간 작업이 가능하며, 특히 전원부에 해당하는 스테이지부가 부착형 플랫폼 구조로서 무게 및 용량의 제한이 줄어들 수 있는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 모터 구동식 구동 바퀴가 설치된 하나 이상의 프레임을 유연성 재질의 프레임연결부로 서로 연결하고, 하나 이상의 로봇전자석 및 흡착모듈을 각 프레임별로 탑재하고, 상기 로봇전자석을 통해 선체에 부착되어 상기 구동 바퀴를 통해 상기 선체의 표면을 따라 이동하는 이동로봇부; 상기 이동로봇부에 전원을 공급하기 위한 충전지를 탑재하고, 상기 이동로봇부와 도킹 또는 분리되기 위한 도킹모듈을 구비한 스테이지부; 및 상기 스테이지부를 통해 조절되는 장력을 받으면서 감겨지거나 풀려지고, 상기 이동로봇부와 상기 스테이지부의 사이에 전기적으로 접속된 연결라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇이 제공된다.

또한, 상기 이동로봇부는, 상기 프레임연결부 및 상기 프레임을 갖는 로봇본체부; 상기 프레임 중 어느 하나에 설치되고, 상기 구동 바퀴 중 후륜에 동력을 제공하는 바퀴 구동 장치; 상기 바퀴 구동 장치에 연결되어 회전하는 후방 샤프트; 상기 프레임 중 다른 하나에 설치되고, 상기 구동 바퀴 중 전륜축의 구동 바퀴에 동력을 전달하기 위한 동력 전달 기구; 상기 동력 전달 기구에 회전력을 전달하는 전방 샤프트; 및 상기 프레임연결부에 설치되고, 상기 후방 샤프트와 상기 전방 샤프트의 사이에 결합되어 상기 후방 샤프트의 회전력을 상기 전방 샤프트에 전달하는 스파이크 볼 커넥터를 포함한다.

또한, 상기 이동로봇부는 상기 바퀴 구동 장치, 상기 후방 샤프트, 상기 동력 전달 기구, 상기 전방 샤프트, 상기 스파이크 볼 커넥터를 한 쌍으로 상기 로봇본체부에 구비한다.

또한, 상기 이동로봇부는 상기 선체의 손상 부위를 검출하도록 상기 로봇본체부에 탑재된 영상 획득 장치를 더 포함한다.

또한, 상기 이동로봇부는 상기 선체의 손상 부위를 수리하도록 상기 로봇본체부에 탑재된 수리도구를 더 포함한다.

또한, 본 발명은 상기 로봇본체부에 탑재되고 상기 영상 획득 장치 및 상기 수리도구에 접속된 로봇제어기와, 상기 로봇제어기에 접속된 로봇용 위치센서의 감지 신호와, 상기 연결라인의 길이 변화량을 통해 상기 이동로봇부와 상기 스테이지부간의 거리 및 위치를 연산하고, 상기 연결라인에 인가할 장력을 산출하는 스테이지제어기를 더 포함한다.

또한, 상기 스테이지부는, 상기 이동로봇부의 고정돌기에 결합되도록 상기 도킹모듈을 상부에 구비하고 상기 충전지를 내부에 구비한 스테이지본체부; 상기 선체에 대면하도록 상기 스테이지본체부의 일측 측면에 배열된 하나 이상의 스테이지전자석; 상기 스테이지본체부의 타측 측면에 설치되고, 스테이지제어기에 접속된 실링 타입의 외부전원접속 단자; 및 상기 스테이지제어기에 의해 제어되어서 작동암의 끝단에 마련된 영구자석을 상기 선체를 향하여 밀착 또는 분리시키도록, 상기 스테이지본체부에 결합된 하나 이상의 리니어모터를 포함한다.

또한, 상기 스테이지부는, 상기 스테이지본체부에 회전 가능하게 결합된 드럼; 상기 연결라인을 감거나 풀도록 상기 드럼을 정 또는 역으로 회전시키는 드럼모터; 상기 드럼모터와 상기 드럼의 사이에 설치되는 동력전달부; 상기 드럼의 회전수를 측정하는 엔코더; 및 상기 연결라인에 장력이 인가되도록, 상기 드럼을 지지하는 드럼프레임에 설치된 라인 텐셔너를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇은 로봇전자석과 흡착모듈 및 구동 바퀴를 구비한 이동로봇부와, 이동로봇부에 도킹 또는 분리될 수 있고 선체의 표면에 탈부착될 수 있는 스테이지부를 구비하여서, 선체의 갑판, 측면, 저면에서 자유롭게 움직이거나 고정될 수 있고, 사람을 대신하여 파손 또는 결함을 탐지하고 수리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수리도구를 탑재한 이동로봇부와, 전원용 충전지를 탑재한 스테이지부를 분리 구성하고 있음에 따라, 이동로봇부의 하중을 대폭 감소시킬 수 있는 반면, 로봇에 탑재할 수 있는 장비(예: 수리도구, 용접장치, 갈고리, 로프 걸이 기구 등)의 하중을 상대적으로 증가시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 분리형으로 구성된 스테이지부로부터 연결라인을 통해 이동로봇부가 전원을 공급받기 때문에 이동로봇부의 경량화가 가능하고, 그 결과 에너지 효율 증대로 종래의 일체형 이동 로봇에 비해 오랜 시간 작업이 가능하며, 특히 전원부에 해당하는 스테이지부가 부착형 플랫폼 구조로서 무게 및 용량의 제한이 줄어들 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 이동로봇부의 로봇본체부는 복수개의 구동 바퀴와, 구동 바퀴가 설치되어 있고 복수개의 구역으로 구분될 수 있는 프레임과, 프레임을 서로 연결하고 있는 유연성(flexible) 재질의 프레임연결부를 구비함으로써, 각 프레임에 탑재된 로봇전자석의 자계와 상기 구동 바퀴를 이용하여 철재질 및 굴곡을 갖는 선체의 표면을 따라 움직일 수 있고, 상기 선체의 굴곡면에서 안정된 이동 성능을 발휘할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇부는 로봇본체부의 각 프레임에 탑재된 흡착모듈을 이용하여 선체의 수리시 안정되게 선체에 고정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇부는 4개의 프레임 저면에 적어도 하나의 로봇전자석을 배치하고, 각 프레임 저면에 작용하는 자력을 결정하도록 구성하되, 이때 각 로봇전자석의 자력의 산정은 튜브 타입의 구동 바퀴의 압력센서로부터 검출된 압력의 평균값을 이용하여 로봇전자석의 자력이 결정됨에 따라, 흡착모듈을 이용한 로봇 또는 단순히 미리 정한 크기의 자력으로 부착 및 이동되는 로봇에 비하여 이동성을 향상시킬 수 있고, 결함 탐지 또는 수리 등의 작업 기간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 이동로봇부의 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 선 A-A의 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 선 B-B의 단면도.
도 5는 도 1에 도시된 스테이지부의 상판 일부를 절개한 평면도.
도 6 내지 도 8은 도 1에 도시된 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇의 작동 관계를 설명하기 위한 사시도들.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예는 이동로봇부(100)와, 스테이지부(200)와, 연결라인(300)을 포함할 수 있다.

이동로봇부(100)는 선체의 파손 부위 또는 결함 부위를 탐지하고, 수리가 필요한 경우, 이동로봇부(100)에 탑재된 수리도구(400)를 이용하여 상기 파손 부위 또는 결함 부위를 수리하는 역할을 담당한다. 여기서, 수리도구(400)는 용접장치, 그라인더 장치, 파워 집게 등과 같은 로봇 모듈일 수 있고, 수리도구(400)인 로봇 모듈이 이동로봇부(100)의 마운트(109)에 탈부착 가능하므로, 특정 로봇 모듈로 한정되지 않을 수 있다.

또한, 수리도구(400)는 선체(10)의 외부에 위치된 무선 조이스틱에 의해 원격 제어되어 수동 수리 작업을 수행할 수 있거나, 미리 설정된 수리 알고리즘에 의해 자동 수리 작업을 수행할 수도 있다.

이외에도, 이동로봇부(100)는 갈고리, 로프 걸이 기구 등과 같이 구난 및 구조 등의 작업에 사용되는 보조 장비(500)를 탑재하고 있다.

이런 이동로봇부(100)는 모터 구동식으로서 4개의 구동 바퀴(110, 111)가 설치된 하나 이상의 프레임(101, 102, 103, 104)을 유연성 재질의 프레임연결부(105, 106)로 서로 연결하고, 하나 이상의 로봇전자석 및 흡착모듈을 각 프레임(101, 102, 103, 104)별로 탑재하고, 상기 로봇전자석을 통해 선체(10)에 부착되어 상기 구동 바퀴(110, 111)를 통해 상기 선체(10)의 표면을 따라 이동 또는 정지할 수 있다. 즉, 이동로봇부(100)는 선체(10)의 측면, 갑판, 선저면 등에 부착되어 움직일 수 있고, 스테이지부(200)로부터 전원을 공급받는다.

구동 바퀴(110, 111)는 우레탄 또는 고무 등과 같은 연성 재질의 타이어로서 마찰력 또는 접지력이 금속성으로서 자력을 갖는 휠에 비하여 상대적으로 뛰어나다.

또한, 구동 바퀴(110, 111)는 튜브식으로서 일반 타이어공기압경보장치(TPMS)의 제어 방식에 적용 가능한 압력센서(112)를 가질 수 있다.

스테이지부(200)는 이동로봇부(100)에 전원을 공급하기 위한 충전지를 탑재하고, 상기 이동로봇부(100)와 도킹 또는 분리되기 위한 도킹모듈(210)을 구비한다. 여기서, 충전지는 복수개의 셀로 이루어진 리튬이온배터리로 구성될 수 있고, 기타 휴대용 전원장치로 대체될 수 있다.

또한, 스테이지부(200)는 스테이지부(200) 자체의 작동 제어 및 이동로봇부(100)의 작동 제어를 위한 일종의 로봇 컨트롤 계장 컨트롤러 장치로서 선체(10)에 부착시켜 사용하는 기준점이자 동력 공급원이 되면서 이동로봇부(100)와 통신하여 연동될 수 있다.

이런 연유로 인하여, 스테이지부(200)는 이동로봇부(100) 쪽으로의 전원 공급 또는 이동로봇부(100)의 경로 설정 및 위치 확인을 용이하게 하고, 선체(10)의 외부에 주제어기 등이 위치한 종래 기술에 비하여, 종전에 비하여 연결라인(300)의 길이를 상대적으로 짧게 탑재할 수 있으므로, 연결라인(300)의 중량을 상대적으로 감소시킬 수 있다.

또한, 스테이지부(200)는 적어도 하나의 스테이지전자석(220)에 의해 선체(10)에 탈착 또는 부착 가능하다. 이후, 스테이지전자석(220)의 전력 소모를 줄일 수 있도록, 스테이지부(200)의 리니어모터(230)의 작동암에 탑재된 영구자석(240)을 이용하여, 스테이지부(200)는 선체(10)에 고정될 수 있다. 여기서, 리니어모터(230)는 VCM(Voice Coil Motors) 또는 VCA(Voice Coil Actuators)를 이용하여 구성될 수 있다. 이 경우, 영구자석(240)의 자력에 의해 스테이지부(200)가 선체에 고정되기 때문에 스테이지전자석(220)의 전력 소모를 줄일 수 있다.

또한, 리니어모터(230)는 미도시된 내부 충격 감지 센서 모듈을 구비할 수 있다. 여기서, 내부 충격 감지 센서 모듈은 영구자석(240)이 물체(예: 선체 등)에 접착될 때 발생되는 진동을 감지하고, 이에 따라 리니어모터(230)의 작동을 정지시키고, 영구자석(240)이 부착 완료 신호를 스테이지부(200)의 스테이지 제어부 쪽으로 입력시키는 역할을 담당할 수 있다. 스테이지부(200)의 스테이지 제어부는 상기 부착 완료 신호의 입력에 상응하여 스테이지전자석(220)의 전원을 차단할 수 있다. 또한, 스테이지부(200)의 스테이지 제어부는 도킹모듈(210)의 전원 공급 및 차단을 제어하여, 고정돌기(190)를 록킹 또는 릴리스시키는 작동을 제어하도록 전자회로적으로 구성될 수 있다.

또한, 연결라인(300)은 스테이지부(200)를 통해 조절되는 장력을 받으면서 감겨지거나 풀려지고, 상기 이동로봇부(100)와 상기 스테이지부(200)의 사이에 전기적으로 접속될 수 있다. 이때, 연결라인(300)은 스테이지부(200)에 탑재된 텐션 윈치(260)의 드럼에 감겨진 상태로 보관되거나, 드럼의 회전에 의해 풀려질 수 있다.

이처럼 이동로봇부(100)와 스테이지부(200)는 분리 또는 도킹할 수 있는 구조를 갖기 때문에 이동로봇부(100)의 하중을 종전에 비해 대폭 감소시킬 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)는 스테이지부(200)로부터 분리된 자율적으로 움직이게 된다.

도 2는 도 1에 도시된 이동로봇부의 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 선 A-A의 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 선 B-B의 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 이동로봇부(100)는 4개의 구역으로 독립적인 움직임이 가능하게 구성한 로봇본체부(108)를 갖는다. 이를 위해서, 로봇본체부(108)는 중공 박스 형태 또는 커버와 중공 몸체로 분리 가능하게 제작되고, 내부에 탑재 공간을 갖는 프레임(101, 102, 103, 104)과, 이런 프레임(101, 102, 103, 104)을 전후 방향 또는 좌우 방향으로 서로 연결시키는 프레임연결부(105, 106)를 포함한다.

특히, 프레임연결부(105, 106)는 선체의 굴곡면에 고른 자속을 발생시킬 수 있도록 프레임(101, 102, 103, 104)을 상기 굴곡면에 대응하게 근접시키기 위한 역할도 수행 한다.

즉, 프레임연결부(105, 106)의 교차 지점에는 프레임(101, 102, 103, 104)이 비틀리거나 휠 수 있는 자유도를 증가시키기 위해서 구멍 형태의 빈 공간(107)이 마련된다.

또한, 이동로봇부(100)는 프레임(101, 102, 103, 104) 중 어느 하나[예: 제 3 프레임(103)]에 탑재된다. 이동로봇부(100)는 구동 바퀴(110, 111) 중 후륜축의 구동 바퀴(110)에 동력을 제공하는 바퀴 구동 장치(120)를 포함한다. 여기서, 바퀴 구동 장치(120)는 프레임(103)의 내부의 구동모터에 의해 회전하는 기어를 포함하고, 기어를 후륜축에 연결하고, 그 후륜축의 구동 바퀴(111)를 구동시키는 역할을 담당한다.

또한, 이동로봇부(100)는 바퀴 구동 장치(120)에 연결되어 회전하는 후방 샤프트(121)와, 상기 프레임 중 다른 하나, 즉 제 3 프레임(103)의 전방에 위치한제 1 프레임(101)에 설치되고, 상기 구동 바퀴(110, 111) 중 전륜축의 구동 바퀴(110)에 동력을 전달하기 위한 동력 전달 기구(122)를 포함한다.

또한, 이동로봇부(100)는 상기 동력 전달 기구(122)에 회전력을 전달하는 전방 샤프트(123)를 포함한다. 후방 샤프트(121) 및 전방 샤프트(123)는 동력 전달용 회전축 부재를 의미할 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)는 프레임연결부(106)에 설치되고, 상기 후방 샤프트(121)와 상기 전방 샤프트(123)의 사이에 결합되어 상기 후방 샤프트(121)의 회전력을 상기 전방 샤프트(123)에 전달하는 스파이크 볼 커넥터(124)를 포함한다.

여기서, 스파이크 볼 커넥터(124)란 스파이크 볼 커넥터(124)의 중심선의 좌측과 우측에 각각 대향적으로 배치되고, 상기 후방 샤프트(121) 또는 전방 샤프트(123)의 끝단부에 형성된 반구 형상 또는 구 형상의 확장블록과, 확장블록의 구면에서 방사 방향으로 돌출된 복수개의 미세 돌기인 스파이크를 프레임연결부(106)의 커넥터 하우징 내부에서 회전 가능하게 결합 구비한 것일 수 있다.

특히, 이동로봇부(100)가 선체와 같은 굴곡된 표면을 따라 이동할 때, 구동 바퀴(110, 111)의 레벨이 서로 상이하게 위치될 수 있고, 이에 따라서 프레임연결부(106)가 변형을 일으키고, 그 결과 각 프레임(101, 103)이 독립적으로 움직여서 전체적으로 상기 굴곡된 표면에 대응하도록 비틀린 상태가 될 수 있다.

이런 비틀린 상태에서도, 스파이크 볼 커넥터(124)는 대응하는 상기 확장부의 스파이크들이 서로 끼워 맞춰진 상태로 동시 회전이 될 수 있기 때문에, 상기 후방 샤프트(121)의 회전력이 상기 전방 샤프트(123)에 전달될 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)는 상기 바퀴 구동 장치(120), 상기 후방 샤프트(121), 상기 동력 전달 기구(122), 상기 전방 샤프트(123), 상기 스파이크 볼 커넥터(124)를 한 쌍으로 상기 로봇본체부(108)에 구비한다.

또한, 이동로봇부(100)는 선체의 손상 부위를 검출하도록 로봇본체부(108)에 탑재된 영상 획득 장치(130, 131)를 더 포함한다.

영상 획득 장치(130, 131)는 디지털 카메라, 스테레오 카메라, CCD(Charge Coupled Device), 또는 일반 동영상 촬영 장치, 촬상 소자 등으로 구성될 수 있다. 영상 획득 장치(130, 131)는 로봇제어기(140)에 접속되고, 더욱 상세하게 로봇제어기(140)의 영상 처리부에 전기적으로 제어 가능하게 결합되어 있다.

영상 획득 장치(130, 131)는 회전 또는 틸팅 가능한 마운트를 통해서 이동로봇부(100)에 설치될 수 있다. 영상 획득 장치(130, 131)의 회전 또는 틸팅 제어는 로봇제어기(140)의 로봇 제어부에 의해 이루어질 수 있다.

예컨대, 영상 획득 장치(130, 131)는 로봇본체부(108)의 진행 방향을 향하여 경사진 두 개의 정면 카메라로 구성될 수 있고, 피 대상체와의 거리 및 화질 정확도를 높일 수 있다. 또한, 영상 획득 장치(130, 131)는 이동로봇부(100)의 이동 경로와 주변 탐지를 수행하고, 이동로봇(100)의 자율적인 임무수행을 가능케 한다.

로봇제어기(140)는 이동로봇부(100)의 이동 도중 선체의 파손 부위 또는 결함 부위를 영상 획득 장치(130, 131)로 촬영하고, 촬영된 영상 데이터는 영상 처리부를 통해 이동로봇부(100)의 로봇 제어부 쪽으로 전달된다. 영상 처리부는 로봇 제어부와 연동하여, 영상 획득 장치(130, 131)를 비롯하여 미도시된 레이저 거리 측정장치, 초음파 거리 측정장치, 로봇 자율 주행 알고리즘을 통해 이동로봇부(100)의 자율 주행을 실현할 수 있도록 구성될 수 있다.

이동로봇부(100)의 로봇 제어부는 촬영된 영상 데이터를 분석하고, 분석 결과에 따라 이동로봇부(100)의 로봇 제어부는 파손 부위 또는 결함 부위를 확인한 후, 사용자에게 통신부를 통해 알람을 전달할 수 있다. 여기서, 통신부는 유선 통신 및 무선 통신을 수행할 수 있는 통신 모뎀 회로로 구성될 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)는 역시, 로봇제어기(140)에 접속된 것으로서, 선체의 손상 부위를 수리하도록 상기 로봇본체부(108)에 탑재된 수리도구(400)를 포함한다.

로봇제어기(140)는 로봇본체부(108)에 탑재된 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 바퀴 구동 장치(120)의 구동모터에 접속되고, 흡착모듈(150)에 공급한 양압 또는 음압을 발생시키는 에어 펌프(160)에 접속되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 흡착모듈(150)의 흡착판(151)의 승강용 흡착액추에이터(152)에 접속되고, 로봇전자석(170)에 접속된 로봇 제어부를 갖는다. 여기서, 흡착판(151)은 음압이 작용될 수 있는 빈 공간 및 구멍을 중심에 형성하고, 테두리에 흡착 표면을 갖는 연질 소재의 흡착 수단일 수 있다. 또한, 상기 음압은 흡착판(151)과 선체의 표면과의 흡착력을 의미할 수 있다. 에어 펌프(160)는 흡착판(151)과 선체의 표면 사이의 공간에 있는 공기를 흡입하고, 에어 펌프(160)의 외부로 배출시킬 수 있도록 구성되어 있다.

이동로봇부(100)는 로봇본체부(108)의 외부로 표출되고 로봇제어기(140)와 접속된 로봇 전원스위치(미 도시)를 더 가질 수 있다.

에어 펌프(160)는 연결라인(300) 및 로봇제어기(140)를 통해 전원을 공급 받는다.

에어 펌프(160)는 압력 분배기와 튜브라인을 통해서 음압 또는 양압의 공기를 제공 또는 회수할 수 있도록 도 4에 도시된 흡착모듈(150)에 연결되어 있을 수 있다. 또한, 에어 펌프(160)는 VCM(Voice Coil Motors) 타입의 리니어 모터를 이용한 펌프일 수 있다. 여기서, 리니어 모터는 선형 직류 모터(Linear DC Motors)일 수도 있다.

로봇제어기(140)의 로봇 제어부는 일반적인 로봇 제어용 CPU, 메모리 등을 포함한 로봇 제어 회로로 구성된 로봇 제어부를 포함한다. 로봇 제어부는 사전에 프로그램된 제어 알고리즘에 상응하게 상기 접속된 구성 요소들, 즉 구동모터, 에어 펌프(160), 흡착액추에이터(152), 로봇전자석(170)의 작동을 제어한다. 여기서, 흡착액추에이터(152)는 VCM(Voice Coil Motors) 또는 VCA(Voice Coil Actuators)를 이용하여 구성될 수 있다.

또한, 튜브식 구동 바퀴(110, 111)에는 압력센서(112)가 각각 설치되어 있다. 각 압력센서(112)는 로봇제어기(140)의 센서신호 수집부에 접속된다. 각 압력센서(112)로부터 검출된 압력은 센서신호 수집부를 통해 로봇 제어부로 전달된다. 여기서, 로봇 제어부는 전달 받은 압력의 평균값을 산출하고, 로봇전자석(170)의 작동 제어용 알고리즘을 통해서 로봇전자석(170)의 자력을 산출 및 결정하고, 그 결정값에 대응하게 로봇전자석(170)의 자계를 형성시킨다.

또한, 로봇 제어부는 제어라인을 통해 수리도구(400)를 제어하는 역할도 수행할 수 있다.

또한, 로봇제어기(140)는 로봇 제어부 및 통신부와 연동하는 것으로서, 로봇용 위치센서를 더 가질 수 있다. 여기서, 로봇용 위치센서는 스테이지부를 기준으로 한 이동로봇부(100)의 상대 위치 파악과 상대 거리를 산출하기 위한 적외선센서, 음파센서, 지자기센서, GPS센서 중 어느 하나일 수 있다.

도 4를 참조하면, 하나 이상의 로봇전자석(170)은 각 프레임(101, 102, 103, 104) 별로 각각 설치되어서, 선체의 굴곡면에 대응하게 개별적으로 자계를 형성하고, 이동로봇부(100)가 선체의 굴곡면을 이동하더라도 자력에 의한 안정적인 접지력을 발휘할 수 있다.

또한, 각 프레임(101, 102, 103, 104) 마다 1개의 구동 바퀴(110, 111)가 설치되고, 프레임(101, 102, 103, 104)의 상하 방향 레벨 변화와 구동 바퀴(110, 111)의 상하 방향 레벨 변화가 동시에 일어날 수 있어서, 선체의 굴곡면에 대한 적응력이 매우 뛰어날 수 있다.

도 2 및 도 4를 병행 참조하면, 로봇제어기(140)의 로봇 제어부의 제어에 따라서 흡착모듈(150)의 흡착액추에이터(152)는 흡착판(151)을 상승시킨다. 이에 따라서, 이동로봇부(100)의 이동 중에는 흡착판(151)이 선체의 굴곡면 또는 표면으로부터 이격된다.

또한, 이동로봇부(100)가 이동 중 정지하고, 수리를 시작하기 전에는 로봇제어기(140)의 로봇 제어부의 제어에 따라서 흡착액추에이터(152)가 흡착판(151)을 하강시킨다. 그 결과 흡착판(151)이 선체의 표면에 압착된다. 이와 함께 로봇 제어부는 음압이 발생되도록 에어 펌프(160)를 작동시켜서, 흡착판(151)과 선체의 표면 사이의 공기를 흡입시킨다. 그 결과 흡착판(151)이 음압에 의해 선체의 표면에 고정될 수 있고, 수리도구(400)가 작업하는데 필요한 지지력을 발휘할 수 있게 된다.

아울러, 수리도구(400)의 사용이 끝나고 다시 이동로봇부(100)가 이동하려는 경우, 로봇 제어부는 양압이 발생되도록 에어 펌프(160)를 작동시켜서, 흡착판(151)과 선체의 표면 사이에 공기를 공급시킨다. 그 결과 흡착판(151)이 양압에 의해 선체의 표면으로부터 이탈될 수 있는 상태가 된다. 이후, 로봇 제어부의 제어에 따라서 흡착액추에이터(152)가 흡착판(151)을 상승시킨다. 연결라인(300)은 전원라인과, 통신라인을 갖는다.

도 5는 도 1에 도시된 스테이지부의 상판 일부를 절개한 평면도이다.

도 5를 참조하면, 스테이지부(200)는 앞서 도 3을 통해 설명한 로봇제어기(140)에 접속된 로봇용 위치센서의 감지 신호와, 상기 연결라인(300)의 길이 변화량을 통해 상기 이동로봇부(100)와 상기 스테이지부(200)간의 거리 및 위치를 연산하고, 상기 연결라인(300)에 인가할 장력을 산출하는 스테이지제어기(250)를 포함한다.

스테이지부(200)는 스테이지본체부(208)의 외부로 표출되고 스테이지제어기(250)와 접속된 스테이지 전원스위치(미 도시)를 더 가질 수 있다.

스테이지제어기(250)도 CPU, 메모리 등을 포함한 스테이지 제어 회로로 구성된 스테이지 제어부를 포함한다. 스테이지 제어부는 사전에 프로그램된 제어 알고리즘에 상응하게 도킹모듈(210)의 도킹전자석(211) 및 록킹장치(212), 스테이지전자석(220), 리니어모터(230), 텐션 윈치(260)의 드럼모터(262)를 제어하는 역할을 담당할 수 있다.

또한, 드럼모터(262)는 모터부와 모터감속기어박스부로 구성될 수 있다.

스테이지 제어부는 상기 접속된 도킹전자석(211), 록킹장치(212), 스테이지전자석(220), 리니어모터(230), 드럼모터(262)를 각각 제어하는 역할을 담당한다. 록킹장치(212) 및 리니어모터(230)도 VCM(Voice Coil Motors) 또는 VCA(Voice Coil Actuators)를 이용하여 구성될 수 있다.

스테이지제어기(250)는 앞서 설명한 로봇제어기의 통신부와 통신할 수 있는 통신부를 갖는다. 또한, 스테이지제어기(250)는 드럼(261)의 회전수를 측정하는 엔코더(263)로부터 입력되는 입력신호를 이용하여, 드럼(261)으로부터 풀려지거나 감겨지는 연결라인(300)의 길이 변화량을 산출하거나, 로봇제어기의 로봇용 위치센서로부터 입력받은 입력신호를 이용하여 이동로봇부(100)의 상대 위치 파악과 상대 거리를 산출하는 위치 연산부를 포함할 수 있다.

또한, 스테이지제어기(250)는 GPS센서, 지자기센서, 가속도센서 중 어느 하나에 해당하는 스테이지용 위치센서를 구비한다.

이런 스테이지제어기(250)의 위치 연산부는 스테이지부(200)가 부착된 위치를 기준점으로 하고, 연결라인(300)의 길이 변화량으로 스테이지부(200)와 이동로봇부간 사이 거리(예: 상대 거리)를 획득하고, 또한, 스테이지제어기(250)의 스테이지용 위치센서를 기준으로 로봇제어기의 로봇용 위치센서의 상대 각도를 연산함으로써, 결국 스테이지부(200)를 기준으로 한 이동로봇부(100)의 상대 위치를 파악할 수 있다.

또한, 스테이지제어기(250)는 실링 타입의 외부전원접속 단자(271)를 통해 입력받은 외부 전원으로 충전지(270)를 충전하기 위한 충전부와, 충전지(270)의 전력을 연결라인(300)을 통해 이동로봇부에 공급하기 위한 전원 공급부를 포함할 수 있다. 여기서, 충전부는 교류 전원을 직류 전원으로 변환 및 충전하는 회로일 수 있다.

스테이지부(200)는 도 2에 도시된 이동로봇부(100)의 고정돌기(190)에 결합되도록, 도 5에 도시된 바와 같은 도킹모듈(210)을 포함한다. 여기서, 도킹모듈(210)은 스테이지본체부(208)의 상부인 상판에 한 쌍으로 구비되거나, 또는 상기 고정돌기(190)에 대응하여 도킹될 수 있는 위치에서 고정돌기(190)의 개수만큼 구비될 수 있다.

또한, 도킹모듈(210)은 이동로봇부(100)의 고정돌기(190)를 삽입시키기 위한 안착구멍(214)을 구비한 도킹전자석(211)과, 도킹전자석(211)의 측면에서 왕복 운동 가능하게 결합된 록킹돌기(213)를 움직이는 록킹장치(212)를 포함한다.

도 2에 도시된 로봇제어기(140)의 로봇 제어부는 이동로봇부(100)의 움직임을 제어하여 스테이지부(200)에 근접시킨다. 또한, 로봇제어기(140)의 로봇 제어부는 더욱 정밀하게 이동로봇부(100)의 움직임을 제어하여, 고정돌기(190)를 도킹전자석(211)의 안착구멍(214)의 위쪽에 근접시킨다.

이에 따라, 스테이지제어기(250)의 스테이지 제어부는 이동로봇부(100)와 스테이지부(200)간 도킹을 유도하도록, 도킹모듈(210)의 도킹전자석(211)을 활성화시킨다. 활성화된 도킹전자석(211)의 자력은 고정돌기(190)를 잡아당긴다. 결국 고정돌기(190)는 도킹전자석(211)의 안착구멍(214)에 삽입된다.

이후, 스테이지제어기(250)의 스테이지 제어부는 록킹장치(212)를 제어하고, 그 결과, 록킹돌기(213)의 끝단부가 고정돌기(190)의 측면에 형성된 홈에 끼워진다.

또한, 전력 손실을 줄이기 위하여, 스테이지제어기(250)의 스테이지 제어부는 도킹전자석(211)을 비활성화시키도록 도킹전자석(211)의 전원 공급을 차단 또는 중지하고, 이동로봇부(100)와 스테이지부(200)간 록킹을 마무리 한다.

이 경우, 기구적으로 이동로봇부(100)와 스테이지부(200)가 서로 고정되기 때문에, 도킹전자석(211)의 전력 소모를 줄일 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)와 스테이지부(200)간 분리를 위해서, 스테이지 제어부는 록킹장치(212)에 의해 록킹돌기(213)의 끝단부를 고정돌기(190)의 홈으로부터 분리시킨다. 이런 경우, 이동로봇부(100)가 스테이지부(200)로부터 분리 가능한 상태가 될 수 있다.

또한, 스테이지본체부(208)의 내부에는 충전지(270)가 구비된다.

또한, 스테이지부(200)는 선체에 대면하도록 상기 스테이지본체부(208)의 일측 측면에 배열된 하나 이상의 스테이지전자석(220)을 포함한다.

또한, 스테이지부(200)는 스테이지본체부(208)의 타측 측면에 설치되고, 스테이지제어기(250)에 접속된 실링 타입의 외부전원접속 단자(271)를 포함한다.

또한, 스테이지부(200)는 스테이지제어기(250)에 의해 제어되어서 작동암의 끝단에 마련된 영구자석(240)을 선체를 향하여 밀착 또는 분리시키도록, 상기 스테이지본체부(208)에 결합된 하나 이상의 리니어모터(230)를 포함한다.

여기서, 리니어모터(230)는 스테이지본체부(208)의 양측면에 설치된 브래킷에 설치되었으나, 상기 브래킷이 스테이지본체부(208)의 상판으로 옮겨져 결합되는 경우, 스테이지본체부(208)의 상판에 위치될 수도 있다.

이러한 스테이지부(200)에는 텐션 윈치(260)를 포함한다. 여기서, 텐션 윈치(260)는 연결라인(300)의 장력을 조절하면서 공급 또는 회수하는 역할을 담당한다.

텐션 윈치(260)는 스테이지본체부(208)에 회전 가능하게 결합된 드럼(261)과, 상기 연결라인(300)을 감거나 풀도록 상기 드럼(261)을 정 또는 역으로 회전시키는 드럼모터(262)를 포함한다.

또한, 텐션 윈치(260)는 드럼모터(262)와 상기 드럼(261)의 사이에 설치되는 동력전달부(264)와, 드럼(261)의 회전수를 측정하는 엔코더(263)를 포함한다. 여기서, 동력전달부(264)는 풀리 및 벨트, 또는 복수개의 동력 전달 기어들로 구성될 수 있다.

아울러, 텐션 윈치(260)는 연결라인(300)에 장력이 인가되도록, 상기 드럼(261)을 지지하는 드럼프레임(265)에 설치된 라인 텐셔너(266)를 포함한다.

여기서, 라인 텐셔너(266)는 연결라인(300)에 마찰력을 인가하는 비율을 조절하거나, 또는 드럼모터(262)에게 정 또는 역회전량을 조절하여 연결라인(300)이 일정 텐션을 유지할 수 있는 검출 신호를 스테이지제어기(250) 쪽으로 피드백 제어할 수 있는 일반적인 케이블 텐셔닝 장치 구성으로 이루어질 수도 있다.

이하, 본 실시예에 따른 이동 로봇의 작동 관계에 대하여 설명하고자 한다.

도 6 내지 도 8은 도 1에 도시된 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇의 작동 관계를 설명하기 위한 사시도들이다.

도 6을 참조하면, 선체(10)는 해상의 선박 구조물로서, 사람이 접근하기 어려운 곳에 결함 부위 또는 파손 부위를 갖는 구조물일 수 있다.

사용자는 파손 부위 또는 결함 부위로 예측되고 그 예측 부위까지 최대한 접근할 수 있는 선체(10)의 위치까지 이동로봇부(100) 및 스테이지부(200)를 운반한다.

사용자는 이동로봇부(100) 및 스테이지부(200)의 전원을 온(ON)시킨다. 이런 경우, 이동로봇부(100)는 작동 준비 상태가 된다. 또한, 스테이지부(200)도 작동 준비 상태가 됨과 동시에, 스테이지전자석(220)이 활성화되어 자력을 발생시킨다.

이후 스테이지부(200)는 활성화된 스테이지전자석(220)의 자력을 통해 스테이지부(200)를 선체(10)의 측면의 고정위치(11)에 부착된다.

도 7을 참조하면, 스테이지부(200)의 스테이지 제어부는 한 쌍의 리니어모터(230)의 작동암을 전진시키고, 작동암에 탑재된 영구자석(240)을 각각 선체(10)에 부착시킨다. 이후, 스테이지 제어부는 스테이지전자석(220)에 공급했던 전원을 차단하여, 전력 소모를 줄이고, 그 결과 스테이지부(200)는 영구자석(240)의 자력에 의해 선체(10)에 고정될 수 있다.

도 8을 참조하면, 스테이지부(200)의 스테이지 제어부는 도킹모듈(210)의 록킹장치를 제어하여, 도킹모듈(210)의 록킹장치의 록킹돌기를 이동로봇부(100)의 고정돌기(190)의 측면에 형성된 홈으로부터 분리시킴으로써, 고정돌기(190) 및 도킹모듈(210)이 릴리스 상태가 되도록 한다.

이런 경우, 이동로봇부(100)는 스테이지부(200)로부터 출발 할 수 있는 상태가 된다.

이후, 스테이지부(200)는 이동로봇부(100)와 통신하여, 위와 같은 릴리스 상태 정보가 이동로봇부(100)의 로봇 제어부 쪽으로 전달된다.

이동로봇부(100)는 상기 작동 준비 상태일 때, 이동로봇부(100)의 로봇전자석의 자력을 통해 선체(10)의 표면에 부착된 상태일 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)의 로봇 제어부는 이동로봇부(100)의 구동모터에 전원을 공급하여 이동로봇부(100)가 스테이지부(200)를 떠나서 선체(10)의 표면을 따라 움직이도록, 이동로봇부(100)의 구동 바퀴(110)를 구동시킨다.

이와 동시에, 이동로봇부(100)의 로봇 제어부는 이동로봇부(100)의 이동 비율에 대응하게 텐션 윈치(260)의 드럼에서 연결라인(300)이 풀려지도록 텐션 윈치(260)의 드럼모터의 작동을 제어한다. 또한, 연결라인(300)은 텐션 윈치(260)에 의히 설정된 범위의 장력을 유지하면서 팽팽한 상태가 될 수 있다.

또한, 이동로봇부(100)의 작동에 필요한 전력 및 통신 신호는 스테이지부(200)로부터 연결라인(300)을 통해 이동로봇부(100) 쪽으로 전달된다.

또한, 이동로봇부(100)의 로봇 제어부가 이동로봇부(100)의 좌측 구동 바퀴(110)를 정지 시킨 상태에서 우측 구동 바퀴(113)를 회전시킬 경우, 이동로봇부(100)가 좌측 방향으로 선회할 수 있다.

반대로, 이동로봇부(100)의 로봇 제어부가 이동로봇부(100)의 좌측 구동 바퀴(110)를 회전 시킨 상태에서 우측 구동 바퀴(113)를 정지시킬 경우, 이동로봇부(100)가 우측 방향으로 선회할 수 있다.

이를 통해서 이동로봇부(100)는 이동 중 방향 전환이 가능하다.

또한, 이동로봇부(100)는 다수개의 프레임을 구비하고, 그 프레임을 유연성 재질의 프레임연결부로 서로 연결하고 있으므로, 선체(10)의 굴곡면을 이동할 때, 프레임연결부를 기준으로 프레임의 위치 또는 단차가 굴곡면에 각각 대응하게 독립적으로 변경 또는 유연하게 휜 상태로 될 수 있다. 이때, 이동로봇부(100)의 각 프레임의 로봇전자석이 선체(10)의 굴곡면에 대응하여 근접한 상태로 대면될 수 있다. 그 결과, 이동로봇부(100)의 각 프레임은 선체(10)의 굴곡면 또는 곡면 부위에서도 로봇전자석의 자력을 고르게 받을 수 있게 된다.

또한, 이동로봇부(100)의 로봇 제어부는 상기 작동 준비 상태일 때 영상 처리부와 연동하여 영상 획득 장치(130, 131)를 작동시킨다. 이동로봇부(100)의 이동 및 정지 도중에는 영상 획득 장치(130, 131)가 선체(10)의 표면을 촬영하고, 촬영된 영상 데이터를 분석하여 선체의 파손 부위 또는 결함 부위를 검출한다. 만일 파손 부위 또는 결함 부위가 검출될 경우, 이동로봇부(100)의 로봇 제어부는 통신부를 통해 사용자에게 알람을 전달한다.

이후, 이동로봇부(100)는 흡착모듈을 통해 선체(10)에 견고하게 고정될 수 있다.

또한, 사용자는 무선 조이스틱을 조작하여, 이동로봇부(100)의 수리도구(400)를 제어하여 수동 수리 작업을 수행할 수 있게 된다. 물론, 검출된 파손 부위 또는 결함 부위가 자동 수리가 가능한 것일 경우, 사용자가 영상 획득 장치(130, 131)와 무선으로 연결된 모니터(미 도시)를 통해 모니터링되는 가운데, 이동로봇부(100)의 수리도구(400)가 자동 수리 작업을 수행 할 수도 있다.

한편, 인명 구조의 목적으로 이동로봇부(100)가 사용되는 경우, 이동로봇부(100)는 보조 장비(500)를 이용하여 해양 구난 또는 구명용 로프를 견인하거나, 혹은 구명 도구를 운반하면서 사람이 쉽게 접근하기 어려운 선체(10)의 특정 위치 근방까지 이동한다.

이후, 이동로봇부(100)는 흡착모듈을 통해 선체(10)에 견고하게 고정될 수 있다.

이에 따라, 이동로봇부(100)가 구명용 로프의 고정 지점이 되거나, 구명 도구를 사람에게 전달할 수 있는 메신저가 될 수 있기 때문에, 구명하려는 사람이 상기 이동로봇부(100)에 의해 운반된 구명용 로프 및 구명 도구를 통해 구조될 수도 있다.

위에 상세히 설명한 바와 같이, 본 실시예는 사람이 작업하기에 위험한 부분들에 대하여 이동로봇부(100)가 직접 작업을 함으로써 인명사고를 예방할 수 있다. 특히, 이동로봇부(100)는 이동로봇부(100)의 각 프레임들의 위치가 선체(10)의 곡면에 따라 변형되어 안정된 자력을 받으면서 효율적으로 이동할 수 있고, 흡착모듈에 의해 정지 위치에서 안정되게 고정될 수 있다.

100 : 이동로봇부 110, 111, 113 : 구동 바퀴
112 : 압력센서 120 : 바퀴 구동 장치
130, 131 : 영상 획득 장치 140 : 로봇제어기
150 : 흡착모듈 160 : 에어 펌프
170 : 로봇전자석 200 : 스테이지부
210 : 도킹모듈 220 : 스테이지전자석
230 : 리니어모터 240 : 영구자석
250 : 스테이지제어기 260 : 텐션 윈치
270 : 충전지 300 : 연결라인
400 : 수리도구 500 : 보조 장비

Claims (8)

1. 모터 구동식 구동 바퀴가 설치된 하나 이상의 프레임을 유연성 재질의 프레임연결부로 서로 연결하고, 하나 이상의 로봇전자석 및 흡착모듈을 각 프레임별로 탑재하고, 상기 로봇전자석을 통해 선체에 부착되어 상기 구동 바퀴를 통해 상기 선체의 표면을 따라 이동하는 이동로봇부;
   상기 이동로봇부에 전원을 공급하기 위한 충전지를 탑재하고, 상기 이동로봇부와 도킹 또는 분리되기 위한 도킹모듈을 구비한 스테이지부; 및
   상기 스테이지부를 통해 조절되는 장력을 받으면서 감겨지거나 풀려지고, 상기 이동로봇부와 상기 스테이지부의 사이에 전기적으로 접속된 연결라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동로봇부는,
   상기 프레임연결부 및 상기 프레임을 갖는 로봇본체부;
   상기 프레임 중 어느 하나에 설치되고, 상기 구동 바퀴 중 후륜에 동력을 제공하는 바퀴 구동 장치;
   상기 바퀴 구동 장치에 연결되어 회전하는 후방 샤프트;
   상기 프레임 중 다른 하나에 설치되고, 상기 구동 바퀴 중 전륜축의 구동 바퀴에 동력을 전달하기 위한 동력 전달 기구;
   상기 동력 전달 기구에 회전력을 전달하는 전방 샤프트; 및
   상기 프레임연결부에 설치되고, 상기 후방 샤프트와 상기 전방 샤프트의 사이에 결합되어 상기 후방 샤프트의 회전력을 상기 전방 샤프트에 전달하는 스파이크 볼 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동로봇부는 상기 바퀴 구동 장치, 상기 후방 샤프트, 상기 동력 전달 기구, 상기 전방 샤프트, 상기 스파이크 볼 커넥터를 한 쌍으로 상기 로봇본체부에 구비하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 이동로봇부는 상기 선체의 손상 부위를 검출하도록 상기 로봇본체부에 탑재된 영상 획득 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동로봇부는 상기 선체의 손상 부위를 수리하도록 상기 로봇본체부에 탑재된 수리도구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 로봇본체부에 탑재되고 상기 영상 획득 장치 및 상기 수리도구에 접속된 로봇제어기와,
   상기 로봇제어기에 접속된 로봇용 위치센서의 감지 신호와, 상기 연결라인의 길이 변화량을 통해 상기 이동로봇부와 상기 스테이지부간의 거리 및 위치를 연산하고, 상기 연결라인에 인가할 장력을 산출하는 스테이지제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 스테이지부는,
   상기 이동로봇부의 고정돌기에 결합되도록 상기 도킹모듈을 상부에 구비하고 상기 충전지를 내부에 구비한 스테이지본체부;
   상기 선체에 대면하도록 상기 스테이지본체부의 일측 측면에 배열된 하나 이상의 스테이지전자석;
   상기 스테이지본체부의 타측 측면에 설치되고, 스테이지제어기에 접속된 실링 타입의 외부전원접속 단자; 및
   상기 스테이지제어기에 의해 제어되어서 작동암의 끝단에 마련된 영구자석을 상기 선체를 향하여 밀착 또는 분리시키도록, 상기 스테이지본체부에 결합된 하나 이상의 리니어모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 스테이지부는,
   상기 스테이지본체부에 회전 가능하게 결합된 드럼;
   상기 연결라인을 감거나 풀도록 상기 드럼을 정 또는 역으로 회전시키는 드럼모터;
   상기 드럼모터와 상기 드럼의 사이에 설치되는 동력전달부;
   상기 드럼의 회전수를 측정하는 엔코더; 및
   상기 연결라인에 장력이 인가되도록, 상기 드럼을 지지하는 드럼프레임에 설치된 라인 텐셔너를 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 파손과 결함 탐지 및 수리용 이동 로봇.

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