KR20150138748A - 계단 승강 로봇 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20150138748A
KR20150138748A KR1020140067158A KR20140067158A KR20150138748A KR 20150138748 A KR20150138748 A KR 20150138748A KR 1020140067158 A KR1020140067158 A KR 1020140067158A KR 20140067158 A KR20140067158 A KR 20140067158A KR 20150138748 A KR20150138748 A KR 20150138748A
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김갑일
김정훈
이범주
오성남
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명지대학교 산학협력단
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Abstract

계단 승강 로봇 및 그 제어방법이 제공된다. 본 발명의 일측면에 따르면, 계단 승강이 가능한 로봇으로서 프레임; 일단이 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리; 일단이 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리; 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴; 및 전측 다리, 후측 다리 및 바퀴를 각각 회전시키는 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 계단 승강 로봇이 제공된다. 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 소형의 크기를 가진 로봇이 계단을 승월 또는 하강하게 할 수 있으며, 또한 로봇이 수평을 유지하면서 계단을 승월 또는 하강하게 할 수 있다.

Description

계단 승강 로봇 및 그 제어방법{STAIR-CLIMBING ROBOT AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평을 유지하면서 계단을 승월 또는 하강할 수 있는 계단 승강 로봇 및 이러한 계단 승강 로봇을 제어하는 방법에 관한 것이다.
로봇 기술의 발전으로 인해 현대 산업의 많은 분야에서 로봇이 사용되고 있다. 단순한 반복 작업, 위험한 환경에서의 작업 등 사람이 직접 수행하기 어려운 작업에 로봇을 적용하는 것이 특히 유익할 수 있으며, 실제로 이러한 작업들에 로봇이 사용되고 있다. 로봇들은 제조 라인에서와 같이 한 곳에 고정되어 작업하도록 구현되기도 하고, 다양한 이동 수단을 구비하여 이동하면서 작업하도록 구현되기도 한다.
그러나 이동식 로봇의 경우에도 로봇의 이동할 수 있는 환경은 평평한 표면이나 가이드 레일 등이 구비된 환경으로 제한되며, 로봇의 경로에 장애물이 있는 경우 로봇의 이동이 방해 받는 경우가 있다. 장애물의 대표적인 예로서 계단을 고려할 수 있는데, 계단을 청소하는 작업이나 재해 지역에서의 수색 작업 등의 경우 로봇이 계단을 승강하는 기능을 구비할 것이 요구될 수 있다.
장애물을 극복하기 위한 로봇의 한 가지 유형으로 족(足)형 로봇을 들 수 있다. 예컨대 4족 로봇은 빅독(BigDog) 이나 알파독(AlphaDog)과 같은 큰 형태에서부터 장난감 로봇과 같은 작은 형태까지 다양한 형태로 구현되고 있다. 계단의 승강이 가능한 또 다른 유형으로 무한궤도(caterpillar)형 트랙 또는 다수의 바퀴가 계단 등의 형상에 대응하는 형태의 이동수단이 구비된 로봇을 들 수 있다.
그러나 계단 등을 승강하도록 설계된 기존의 로봇들은 승강하는 계단 각 단의 높이에 비해 로봇 자체의 크기가 매우 크게 구현되기도 한다. 일반적으로 비교적 좁은 계단 공간에서 육중한 크기의 로봇이 이동하는 것은 다른 사용자가 계단을 이용하는 데 불편을 야기할 수 있으며, 피난 계단인 경우 안전상의 하자를 이룰 수 있다.
기존의 로봇들은 또한 계단 승강시 계단의 구배에 따라 본체가 기울어지거나 흔들리게 되는데, 이로 인해 로봇이 전복될 우려가 있어 로봇의 효율적인 운용을 어렵게 한다. 로봇이 다른 물건을 적재하여 운반하는 경우 본체의 기울어짐으로 인한 문제는 더 악화될 수 있는데, 이는 로봇의 무게중심이 수시로 변동하게 되어 로봇이 안정된 상태를 유지할 수 없게 하고, 이에 대한 보정을 위해 별도의 계산 및 제어가 필요하게 될 수 있으며 로봇이 이용하는 구동수단에 가해지는 부하를 가중시킬 수도 있다.
본 발명의 일측면은 소형의 크기를 가지면서도 계단을 승월 또는 하강할 수 있는 계단 승강 로봇 및 이러한 계단 승강 로봇을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 일측면은 수평을 유지하면서 계단을 승월 또는 하강할 수 있는 계단 승강 로봇 및 이러한 계단 승강 로봇을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 계단 승강이 가능한 로봇으로서 프레임; 일단이 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리; 일단이 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리; 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴; 및 전측 다리, 후측 다리 및 바퀴를 각각 회전시키는 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 계단 승강 로봇이 제공된다.
본 발명의 다른 일측면에 따르면, 프레임, 일단이 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리, 일단이 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리, 및 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴를 포함하는 계단 승강 로봇이 계단을 승월하도록 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법은 바퀴를 회전시켜 계단 승강 로봇을 계단의 라이저(riser) 앞으로 이동시키는 단계; 전측 다리 및 후측 다리를 지면에 직교하도록 배치하는 단계; 전측 다리를 회전시켜 전측 다리의 타단을 계단의 트레드(tread) 위에 안착하는 단계; 바퀴를 회전시켜 프레임의 일부를 트레드 위로 이동시키는 단계; 후측 다리를 회전시켜 후측 다리의 타단을 트레드 위에 안착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 프레임, 일단이 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리, 일단이 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리, 및 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴를 포함하는 계단 승강 로봇이 계단을 하강하도록 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법은 전측 다리 및 후측 다리가 프레임에 대하여 소정의 각도로 접혀진 상태에서 바퀴를 회전시켜 계단 승강 로봇을 계단의 라이저(riser) 앞으로 이동시키는 단계; 후측 다리를 회전시켜 바퀴를 계단 아래의 트레드(tread) 위에 안착하는 단계; 바퀴를 회전시켜 프레임의 일부를 트레드 위로 이동시키는 단계; 전측 다리를 회전시켜 전측 다리의 타단을 계단의 트레드 위에 안착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에 따르면, 소형의 크기를 가진 로봇이 계단을 승월 또는 하강하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일부 실시예에 따르면, 로봇이 수평을 유지하면서 계단을 승월 또는 하강하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇을 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇의 제어부와 관계된 구성요소들을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇이 계단을 승월하는 과정을 개념적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇이 계단을 승월하는 과정을 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇의 제어방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇이 계단을 하강하는 과정을 개념적으로 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇의 제어방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 자세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 마찬가지로, 전측, 후측 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 되며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 관찰자의 관점에 따라 동일한 구성요소가 전측에 위치할 수도 있고 후측에 위치할 수도 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명은 계단 승강이 가능한 로봇에 관한 것이다. 본 명세서에서, 계단의 "트레드(tread)"는 계단 한 단의 수평적 표면으로서 사람의 발 등이 디딛는 부분을 일컬으며, 계단의 "라이저(riser)"는 계단 한 단의 수직적 표면으로서 인접한 두 트레드를 연결하는 부분을 일컫는다. 본 명세서에서 "지면"은 로봇이 위치하는 장소에서 로봇을 지지하는 바닥면을 일컬으며, 이는 어느 계단의 트레드일 수도 있고 계단에 이르기 전의 바닥면일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇을 개념적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇의 제어부와 관계된 구성요소들을 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇(1000)은 크게 프레임(100), 전측 다리(210, 220), 후측 다리(300), 전측 바퀴(240), 후측 바퀴(340), 모터(215, 245, 345) 및 제어부(400)를 포함할 수 있다.
프레임(100)은 계단 승강 로봇(1000)의 본체를 이룰 수 있다. 프레임(100)에는 전측 다리(210, 220), 후측 다리(300), 모터(215, 305), 제어부(400) 및 기타 구성요소들이 결합 또는 실장될 수 있다.
전측 다리(210, 220) 각각의 일단은 프레임(100)에 회전가능하게 결합되고, 소정의 모터(215)에 의해 회전될 수 있다. 전측 다리(210, 220)는 프레임(100)에 대하여 360도 범위로 무한회전이 가능하게 구성될 수도 있고, 경우에 따라 360도보다 작은 각도 범위 내에서 회전가능하게 구성될 수도 있다.
설명의 편의성 및 이해의 용이성을 위해 본 명세서에서는 계단을 승월하는 경우를 가정하여 "전측" 및 "후측"을 규정하였으나 전술한 바와 같이 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
후측 다리(300) 각각의 일단은 프레임(100)에 회전가능하게 결합되고, 소정의 모터(305)에 의해 회전될 수 있다. 후측 다리(300)는 프레임(100)에 대하여 360도 회전가능하게 구성될 수 있다.
도 1을 참조하면, 전측 다리(210, 220)는 그 일단에 연결부(212)가 형성되어 프레임(100)의 전측에 결합되고, 후측 다리(300)는 그 일단에 연결부(302)가 형성되어 프레임(100)의 후측에 결합된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 계단의 트레드(11)의 폭을 따른 방향으로 프레임(100)의 길이는 계단의 트레드(11)의 폭보다 작을 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서는, 프레임(100)의 길이는 계단의 트레드(11)의 폭보다 크더라도 프레임(100)에서 전측 다리(210)의 일단이 결합된 지점으로부터 후측 다리(300)의 일단이 결합된 지점까지의 거리는 계단의 트레드(11)의 폭 이하일 수 있다.
또한, 전측 다리(210)와 후측 다리(300)가 지면에 직교하도록 배치된 상태에서(설명의 편의를 위해, 이 자세를 로봇의 "기립 자세"라 칭하기로 함) 프레임(100)의 저면의 높이가 계단의 라이저의 높이 이상이 되도록 전측 다리(210, 220)와 후측 다리(300)의 길이가 설계될 수 있다.
일반적으로 각 국가마다 계단의 치수에 대한 규정이 있다. 예를 들어, 한국에서는 계단 한 단의 높이(즉, 라이저 높이)가 210mm 이하일 것으로 정하고 있고, 단의 폭(즉, 트레드 폭)이 230mm 이상일 것으로 정하고 있다. 영국에서는 계단 한 단의 높이가 220mm 이하이고 단의 폭이 220mm 이상이되, 계단의 구배(pitch)가 42도 이하일 것으로 정하고 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇(1000)의 각 구성요소의 치수들은 이와 같은 계단의 치수를 고려하여 설계될 수 있다.
후술되는 바와 같이, 계단 승강 로봇(1000)가 계단을 승월할 때, 전측 다리(210, 220)가 회전되면서 먼저 계단의 트레드(13)에 올려지고, 그 다음으로 프레임(100)이 트레드(13)에 올려지며, 마지막으로 후측 다리(300)가 회전되면서 트레드(13)에 올려지게 된다.
프레임(100)과 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300)의 치수를 전술한 바와 같이 계단의 트레드와 라이저의 치수를 기준으로 설정한 경우, 전측 다리(210, 220)와 후측 다리(300)가 회전하면서 서로 충돌하지 않도록 전측 다리(210, 220)의 회전 궤적이 후측 다리(300)의 회전 궤적과 겹치지 않도록 구성할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서는 이를 위해, 전측 다리(210, 220)의 연결부(212)가 프레임(100)으로부터 돌출한 정도에 비해 후측 다리(300)의 연결부(302)가 프레임(100)으로부터 돌출한 정도가 더 크게 하였다. 이로써 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300)가 어떠한 각도로 위치하더라도 서로 접촉하지 않게 할 수 있다.
도 1에서는 전측 다리(210, 220)의 연결부(212)와 후측 다리(300)의 연결부(302)가 서로 다른 길이만큼 프레임(100)으로부터 돌출하게 함으로써 전측 다리(210, 220)와 후측 다리(300)의 회전 궤적이 서로 겹치지 않게 하였는데, 전측 다리(210, 220)와 후측 다리(300)의 회전축을 서로 상이하게 하는 방법을 함께 사용할 수도 있을 것이다.
후측 다리(300)의 타단에는 바퀴(340)가 회전가능하게 결합될 수 있으며, 바퀴(340)를 회전시키기 위해 소형의 모터(345)가 이용될 수 있다. 바퀴(340)는 계단 승강 로봇(1000)의 전체적 이동을 위해 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 예에서와 같이 계단 승강 로봇(1000)이 두 개의 후측 다리(300)를 구비하고 각 후측 다리(300)에 바퀴(340)가 결합된 경우, 프레임(100)의 양측면의 바퀴(340)들을 제어하여 계단 승강 로봇(1000)의 이동 방향을 조절할 수도 있다.
전측 다리(210, 220)의 타단에도 바퀴(240)가 결합될 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서는 전측 바퀴(240) 또한 회전력을 가하는 모터(245)에 의해 회전될 수 있으나, 후측 바퀴(340)의 모터(345)가 계단 승강 로봇(1000)의 전체적 이동에 충분한 구동력을 제공하는 경우 전측 바퀴(240)의 모터(245)는 생략될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일부 실시예에서는 전측 바퀴(240) 자체가 생략될 수도 있다.
전측 다리(210, 220)를 각각 회전시키는 모터(215), 후측 다리(300)를 각각 회전시키는 모터(305) 및 바퀴(240, 340)들을 각각 회전시키는 모터(245, 345) 등은 계단 승강 로봇(1000)의 작동을 위한 구동부를 이룰 수 있다. 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 도 1에는 구동부의 각 구성요소들이 도시되지 않았으나, 회전이 요구되는 것으로 설명된 구성요소들에 모터 등과 같이 회전력을 가하는 구동부가 필요함은 자명할 것이다. 전측 다리(210, 220)를 회전시키는 모터(215)는 프레임(100) 측에 구비될 수도 있고, 전측 다리(210, 220) 측에, 예컨대 연결부(212)에 구비될 수도 있다. 마찬가지로, 후측 다리(300)용 모터(305)도 프레임(100) 측에 구비되거나 후측 다리(300)의 연결부(302) 등에 구비될 수 있다.
제어부(400)는 계단 승강 로봇(1000)의 구성요소들을 전반적으로 제어할 수 있다. 제어부(400)에 의해 직접적으로 및 간접적으로 제어되는 구성요소들이 도 2에 도시되어 있다. 제어부(400)는 탑재된 프로그램에 따라 구성요소들을 제어할 수도 있고, 원격으로 수신되는 신호에 따라 구성요소들을 제어할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 계단 승강 로봇(1000)은 센서부(410)를 더 포함할 수 있다. 센서부(410)는 주변 환경에서 계단 승강 로봇(1000)의 상대적 위치 또는 배향을 감지하는 역할을 할 수 있다. 특히, 센서부(410)는 승강하고 있는 계단의 라이저(12)의 위치 및 배향 중 적어도 하나를 감지하여 제어부(400)에 감지된 값들을 전달할 수 있다. 센서부(410)는 계단 승강 로봇(1000)의 전측 또는 후측에 형성되거나 양측에 형성될 수도 있다. 센서부(410)는 예를 들어 프레임(100) 상의 소정의 위치에 설치된 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 압전 센서 등의 센서를 하나 이상 포함할 수 있다.
일례로, 도 1에 도시된 예에서는, 센서부(410)가 프레임(100)의 전측에 설치된 적외선 센서를 포함하고 각 적외선 센서는 전방의 라이저(12)까지의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 적외선 센서를 다수 설치함으로써 라이저(12)까지의 거리뿐만 아니라 라이저(12)에 대한 로봇(1000)의 각도(즉, 라이저(12)의 배향)도 산출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서는 센서부(410)가 압전 센서 등과 같이 접촉을 감지하는 센서를 포함할 수 있으며, 센서부(410)가 라이저(12)와의 접촉을 감지함으로써 라이저(12)의 위치를 파악할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 계단 승강 로봇(1000)은 각도센서(217)를 더 포함할 수 있다. 각도센서(217)는 예를 들어 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300) 각각에 대하여 개별적으로 설치되어 프레임(100)에 대한 전측 다리(210, 220) 또는 후측 다리(300)의 상대적 각도를 측정할 수 있다. 각도센서(217)에 의해 전측 다리(210, 220) 또는 후측 다리(300)의 각도가 정확히 파악됨에 따라 제어부(400)는 보다 효과적으로 계단 승강 로봇(1000)의 작동을 제어할 수 있다.
전측 다리(210, 220) 또는 후측 다리(300)의 각도를 감지할 수 있도록, 연결부(212, 302) 상의 위치 또는 기타 위치에 하나 이상의 자석을 설치할 수 있고, 각도센서(217)는 예를 들어 자기식 로터리 인코더(magnetic rotary encoder) 등을 포함하여 감지된 자기장의 변화를 제어부(400)에 입력할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 계단 승강 로봇(1000)은 접촉센서(307)를 더 포함할 수 있다. 접촉센서(307)는 예를 들어 후측 다리(300)의 타단에 설치되어 계단 승강 로봇(1000)이 계단에서 하강할 때 후측 다리(300)의 바퀴(340)가 다음 단의 트레드(11)에 접촉하였는지 감지할 수 있다. 이와 같이 접촉센서(307)를 구비하여 바퀴(340)가 안전하게 트레드(11)에 의해 지지되는 것을 확인하게 하면, 계단 승강 로봇(1000)이 과도하게 높은 곳에서 추락할 가능성을 감소시킬 수 있다. 이러한 접촉센서(307)는 후측 다리(300), 바퀴(340) 및 바퀴(340)를 구동하는 모터(345) 중 어느 하나 상의 위치에 구비될 수도 있고 그 이외의 위치에 구비될 수도 있다. 전측 다리(210, 220)에도 접촉센서가 구비될 수 있음은 물론이다.
도시되지는 않았지만, 본 발명의 일부 실시예에서는 계단 승강 로봇(1000)이 보조바퀴(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한 보조바퀴는 그 회전축의 방향이 전술한 후측 다리(300)의 바퀴(340)의 회전축과 다른 방향으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 후측 다리(300)의 바퀴(340)가 계단 승강 로봇(1000)를 전후로 이동시키도록 회전한다면, 프레임(100) 등 다른 위치에 구비된 보조바퀴는 계단 승강 로봇(1000)이 좌우로 이동시키도록 회전하여 계단 승강 로봇(1000)이 계단의 트레드 상에서 좌우로 이동가능하게 할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일부 실시예에서는 계단 승강 로봇(1000)이 수평센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 수평센서는 프레임(100)이 실제로 중력방향에 대하여 수평을 이루고 있는지 감지할 수 있다. 제어부(400)는 수평센서의 감지값에 기초하여 구동부를 제어하여 프레임(100)이 수평을 이루도록 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300) 중 하나 이상이 조절되게 할 수 있다.
물론, 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇(1000)에는 전술한 구성요소들 이외에도 실제 사용을 위한 구성요소들이 부가될 수 있다. 예를 들어, 계단 승강 로봇(1000)에는 계단을 청소하기 위한 수단, 방범 또는 구조를 위한 촬영 수단, 물건의 파지를 위한 로봇 암(robotic arm) 등이 실장될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따라 계단 승강 로봇(1000)이 계단을 승월하는 과정을 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇이 계단을 승월하는 과정을 개념적으로 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇이 계단을 승월하는 과정을 촬영한 사진이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇의 제어방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다.
도 3의 (a)를 참조하면, 제어부(400)는 승월하려는 계단의 라이저(12) 앞으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시킬 수 있다(S510). 전술한 바와 같이, 계단 승강 로봇(1000)의 이동은 후측 다리(300)의 타단에 결합된 바퀴(340)의 회전에 의해 이루어질 수 있다. 도 1 및 도 3에서와 같이 전측 다리(210, 220) 각각의 타단에도 바퀴(240)가 결합될 수 있으며, 이 바퀴(240)도 소정의 모터(245)에 의해 구동될 수 있다. 전측 다리(210, 220)의 바퀴(240)를 회전시키는 모터(245)가 구비되지 않아도 계단 승강 로봇(1000)의 작동은 가능하다.
계단 승강 로봇(1000)가 라이저(12) 앞으로 이동할 때 계단 승강 로봇(1000)은 도 3의 (a)에 도시된 자세를 취할 수 있다. 즉, 전측 다리(210, 220)는 프레임(100)의 후측을 향하여 소정의 각도로 접혀지고, 후측 다리(300)는 프레임(100)의 전측을 향하여 소정의 각도로 접혀진 자세(설명의 편의를 위해, 이 자세를 로봇의 "포복 자세"라 칭하기로 함)를 취할 수 있다. 여기서 소정의 각도는 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300) 각각의 바퀴(240, 340)가 지면에 접촉하여 이동이 가능하면서도 계단 승강 로봇(1000)의 무게 중심을 최대한 낮추어 계단 승강 로봇(1000)이 안정성을 유지하게 하는 각도인 것이 유리할 수 있다. 물론, 계단 승강 로봇(1000)가 이동시 취하는 자세가 특정 자세로 한정되는 것은 아니다.
라이저(12) 앞으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시키는 단계(S510)는 라이저(12)의 위치 및 배향 중 적어도 하나를 감지하는 단계(S520)를 포함할 수 있다. 즉, 계단 승강 로봇(1000)이 라이저(12)에 대하여 사전설정된 위치 또는 배향에 있도록 계단 승강 로봇(1000)을 이동시킬 수 있다. 사용 장소마다 계단은 그 치수가 다양하고 나선형 계단이나 계단참에서와 같이 계단의 형태 또한 다양할 수 있으므로, 제어부(400)는 계단을 승월할 수 있는 위치 및 배향으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 센서부(410)는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 압전 센서 등의 센서를 하나 이상 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는, 센서부(410)가 압전 센서 등과 같이 접촉을 감지하는 센서를 포함할 수 있으며, 라이저(12) 앞으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시키는 단계(S510)는 센서부(410)가 라이저(12)와의 접촉을 감지할 때까지 계단 승강 로봇(1000)을 이동시키는 과정을 포함할 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 제어부(400)는 계단 승강 로봇(1000)이 기립 자세를 취하게 할 수 있다(S530). 전술한 바와 같이, 기립 자세는 계단 승강 로봇(1000)의 전측 다리(210, 220)와 후측 다리(300)가 지면에 직교하도록 배치하여 프레임(100)이 최대한 높이 위치하게 하는 자세를 지칭한다. 계단 승강 로봇(1000)가 기립 자세를 취하면 프레임(100)의 높이가 다음 단의 트레드(13)의 높이 이상으로 올려질 수 있다.
계단 승강 로봇(1000)이 포복 자세에서 기립 자세로 움직이게 하는 과정은, 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300)를 동일한 속도 및 반대 방향으로 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 이로 인해, 계단 승강 로봇(1000)이 기립 자세를 취하는 중에도 프레임(100)은 수평을 유지하게 하는 것이 가능하다.
도 3의 (c)를 참조하면, 제어부(400)는 전측 다리(210, 220)를 회전시켜 전측 다리(210, 220)의 타단을 계단의 트레드(13) 위에 안착시킬 수 있다(S540).
계단 승강 로봇(1000)이 복수 개의 전측 다리(210, 220)를 구비한 경우, 전측 다리(210, 220)의 타단을 계단의 트레드(13) 위에 안착하는 단계는 제1 전측 다리(220)가 지면에 위치하여 프레임(100)을 지지하는 상태에서 제2 전측 다리(210)를 트레드(13) 위에 안착(S550)한 후, 상기 제2 전측 다리(210)가 트레드(13)에 안착된 상태에서 상기 제1 전측 다리(220)를 트레드(13) 위에 안착(S550)하는 단계들을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 실시예를 참조하면, 도 4의 (b)에서와 같이 제2 전측 다리(210)가 트레드(13)에 안착되기 위해 회전하는 중에도 프레임(100)은 제1 전측 다리(220)와 두 개의 후측 다리(300)에 의해 세 개의 지점에서 지지되어 계단 승강 로봇(1000)이 안정된 상태를 유지할 수 있고, 도 4의 (c)에서와 같이 제1 전측 다리(220)가 트레드(13)에 안착되기 위해 회전하는 중에도 프레임(100)은 트레드(13)에 접촉한 제2 전측 다리(210)와 두 개의 후측 다리(300)에 의해 세 개의 지점에서 지지되어 계단 승강 로봇(1000)이 안정된 상태를 유지할 수 있다.
도 1 및 도 4에는 계단 승강 로봇(1000)가 전측 다리(210, 220)와 후측 다리(300)를 각각 두 개씩 가진 실시예가 도시되어 있으나, 전측 다리와 후측 다리의 수는 다양할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇(1000)이 전측 다리(210)를 하나만 가진 경우, 전측 다리(210)를 트레드(13) 위에 안착시키는 단계(S540)는 계단 승강 로봇(1000)이 기립 자세에서 라이저(12)를 향해 더 이동하여 프레임(100)의 일부를 트레드(13)에 걸친 후 전측 다리(210)를 회전시켜 트레드(13)에 안착시키는 단계를 포함할 수 있을 것이다. 이를 위해 프레임(100)의 해당 부분에 마찰력이 적은 재료로 사용하거나 프레임(100)의 해당 부분에 지지용 바퀴(140, 도 1 참조)를 구비할 수 있다.
계단 승강 로봇(1000)이 전측 다리(210, 220)의 각도를 감지하기 위한 각도센서(217)를 구비한 경우, 전측 다리(210, 220)를 트레드(13) 위에 안착시키는 단계(S540)는 전측 다리(210, 220)의 회전 각도를 확인하는 단계(S570)를 포함할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 전측 다리(210, 220)의 각도를 감지하여 전측 다리(210, 220)의 타단이 트레드(13) 위에 올바로 안착하였는지, 그리고 계단 승강 로봇(1000)이 해당 계단을 승월하는 것이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
도 3에 도시된 실시예의 경우, 전측 다리(210)가 프레임(100)과 겹쳐지는 각도를 0도라 하면, 전측 다리(210)를 트레드(13) 위에 안착시키는 단계(S540)에서 전측 다리(210)는 180도 혹은 그보다 약간 큰 각도에 위치하는 것이 바람직할 수 있다. 전측 다리(210)의 각도가 180도에 크게 못 미치는 경우, 제어부(400)는 문제가 있는 것으로 판단하고 계단 승강 로봇(1000)의 배치를 변경하여 전측 다리(210)의 회전을 재시도하거나 오류 메시지 등을 출력할 수 있다.
전측 다리(210, 220)의 회전 각도를 확인하는 단계(S570)는 복수의 전측 다리(210, 220)를 모두 안착시킨 후 수행될 수도 있고 하나의 전측 다리(210, 220)가 안착된 후에 수행될 수도 있다. 일반 계단을 승월하는 경우, 전측 다리(210, 220)의 회전 각도를 확인하는 단계(S570)는 각 전측 다리(210, 220)의 회전 각도가 일치하는지 여부를 확인하는 과정이 포함될 수도 있다.
도 3의 (d)를 참조하면, 제어부(400)는 바퀴(340)를 회전시켜 프레임(100)의 일부를 계단의 트레드(13) 위로 이동시킬 수 있다(S580).
구동부는 후측 다리(300)의 바퀴(340)에 구동력을 가하여 계단 승강 로봇(1000)이 라이저(12)를 향하는 방향으로 이동하게 할 수 있다. 물론, 전측 다리(210, 220)의 바퀴(240) 또는 프레임(100)의 지지용 바퀴(140)에도 모터가 구비된 경우 이들도 계단 승강 로봇(1000)의 이동에 일조할 수 있다.
여기서, 로봇(1000)의 무게중심이 트레드(13) 위에 위치하도록 프레임(100)을 이동시키는 것이 유리할 수 있다.
도 3에서 볼 수 있듯이, 후측 다리(300)의 타단에 결합된 바퀴(340)는 프레임(100)의 후측이 아닌 전측에 위치할 것이고, 후측 다리(300)의 바퀴(340)는 트레드(13) 상에서 구동력을 가하여 로봇(1000)을 이동시킬 수 있으므로 프레임(100)의 전부가 트레드(13) 위에 위치할 필요는 없으며 로봇(1000)의 무게중심이 트레드(13) 위에 위치하는 것만으로도 본 발명의 일실시예에 따른 제어방법을 실시할 수 있다.
프레임(100)이 라이저(12)를 향하여 이동함에 따라 트레드(13)에 안착한 전측 다리(210, 220)의 타단은 그 다음 단의 라이저(14)에 접하게 될 수 있으므로, 프레임(100)의 일부를 계단의 트레드(13) 위로 이동시키는 단계(S580)는 도 3의 (e) 및 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이 전측 다리(210, 220)를 프레임(100)의 방향으로 다시 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 3의 (f)를 참조하면, 프레임(100)의 무게중심이 트레드(13) 위에 위치한 후, 제어부(400)는 후측 다리(300)를 회전시켜 후측 다리(300)의 타단을 계단의 트레드(13) 위에 안착시킬 수 있다(S590).
후측 다리(300)가 도 3의 (f)에 표시된 방향으로 회전하면서, 계단 승강 로봇(1000)은 후측 다리(300) 대신 프레임(100)에 의해 지지될 수 있다. 따라서 전측 다리(210, 220)의 경우와 달리 복수의 후측 다리(300)는 모두 동시에 회전되어 안착될 수 있다.
이와 같이 계단 승강 로봇(1000)이 전부 계단의 트레드(13) 상에 올라오면, 계단 승강 로봇(1000)은 다시 포복 자세를 취하여 다음 단의 라이저(14)를 향해 이동하면서 전술한 계단 승월 단계들(S510~S590)이 반복될 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따라 계단 승강 로봇(1000)이 계단을 하강하는 과정을 설명하기로 한다. 전술한 계단을 승월하는 과정에 관한 설명과의 통일성을 위해 이하에서는 계단 승강 로봇(1000)이 후진하여 계단을 하강하는 관점을 위주로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇이 계단을 하강하는 과정을 개념적으로 나타내는 측면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 계단 승강 로봇의 제어방법을 개념적으로 나타내는 흐름도이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 제어부(400)는 하강하려는 계단의 라이저(12) 앞으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시킬 수 있다(S710). 전술한 바와 같이, 계단 승강 로봇(1000)의 이동은 후측 다리(300)의 타단에 결합된 바퀴(340)의 회전에 의해 이루어질 수 있다.
라이저(12) 앞으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시키는 단계(S710)에서 제어부(400)는 안정적인 이동을 위해 계단 승강 로봇(1000)이 포복 자세를 취한 상태에서 이동하게 할 수 있다(S720).
전술한 바와 같이, 포복 자세는 계단 승강 로봇(1000)의 전측 다리(210)는 프레임(100)의 후측을 향하여 소정의 각도로 접혀지고, 후측 다리(300)는 프레임(100)의 전측을 향하여 소정의 각도로 접혀진 자세를 지칭한다. 여기서 소정의 각도는 전측 다리(210, 220) 및 후측 다리(300) 각각의 바퀴(240, 340)가 지면에 접촉하여 이동이 가능한 각도이다.
계단 승강 로봇(1000)이 포복 자세를 취하게 하는 과정은, 전측 다리(210) 및 후측 다리(300)를 동일한 속도 및 반대 방향으로 회전시킴으로써 이루어질 수 있다. 이로 인해, 계단 승강 로봇(1000)이 포복 자세를 취하는 중에도 프레임(100)은 수평을 유지하게 하는 것이 가능하다.
라이저(12) 앞으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시키는 단계(S710)는 라이저(12)의 위치 및 배향 중 적어도 하나를 감지하는 단계(S730)를 포함할 수 있다. 즉, 계단 승강 로봇(1000)이 라이저(12)에 대하여 사전설정된 위치 또는 배향에 있도록 계단 승강 로봇(1000)을 이동시킬 수 있다. 사용 장소마다 계단은 그 치수가 다양하고 나선형 계단이나 계단참에서와 같이 계단의 형태 또한 다양할 수 있으므로, 제어부(400)는 계단을 하강할 수 있는 위치 및 배향으로 계단 승강 로봇(1000)을 이동시킬 수 있다.
센서부(410)는 예를 들어 도 6의 (a)에서 프레임(100)의 후측 단부와 전측 다리(210)의 바퀴(240) 사이의 위치에 설치된 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 압전 센서 등의 센서를 하나 이상 포함할 수 있다. 제어부(400)는 예를 들어 후측 다리(300)의 연결부(302) 아래의 위치에서 트레드(13)가 끝나는 것을 센서부(410)가 감지할 때까지 계단 승강 로봇(1000)을 이동시키는 과정을 포함할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하면, 제어부(400)는 후측 다리(300)를 회전시켜 후측 다리(300)의 바퀴(340)를 계단 아래의 트레드(11) 위에 안착시킬 수 있다(S740).
계단 승강 로봇(1000)이 후측 다리(300)의 바퀴(340)가 트레드(11)에 접촉하였는지 여부를 감지하기 위한 접촉센서(307)를 구비한 경우, 바퀴(340)를 트레드(11) 위에 안착시키는 단계(S740)는 바퀴(340)와 트레드(11) 사이의 접촉 여부를 확인하는 단계(S750)를 포함할 수 있다. 즉, 제어부(400)는 바퀴(340)에 접촉이 있는지 여부를 감지하여 후측 다리(300)의 타단이 트레드(11) 위에 올바로 안착하였는지, 그리고 계단 승강 로봇(1000)이 해당 계단을 하강하는 것이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
도 6에 도시된 실시예의 경우, 후측 다리(300)가 중력 방향에 이르도록 최대한 회전하여도 접촉센서(307)가 어떠한 접촉을 감지하지 못하면, 제어부(400)는 문제가 있는 것으로 판단하고 계단 승강 로봇(1000)의 배치를 변경하여 후측 다리(300)의 회전을 재시도하거나 오류 메시지 등을 출력할 수 있다.
도 6의 (c)를 참조하면, 제어부(400)는 바퀴(340)를 회전시켜 프레임(100)의 일부를 계단의 트레드(11) 위로 이동시킬 수 있다(S760). 구동부는 후측 다리(300)의 바퀴(340)에 구동력을 가하여 계단 승강 로봇(1000)이 라이저(12)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 할 수 있다.
프레임(100)의 저면과 트레드(13) 사이에 마찰력이 크지 않도록, 프레임(100)의 저면에 마찰력이 적은 재료를 사용하거나 프레임(100)의 소정 위치에 지지용 바퀴(140, 도 1 참조)를 구비할 수 있다.
도 6의 (d)를 참조하면, 제어부(400)는 전측 다리(210)를 회전시켜 전측 다리(210)의 타단을 계단의 트레드(11) 위에 안착시킬 수 있다(S770).
전측 다리(210)를 회전시키는 동작은 바퀴(340)가 회전하여 로봇(1000)이 이동하고 있는 중에 시작될 수 있다. 필요한 경우, 프레임(100)의 일부가 계단 트레드(13)에 걸쳐진 상태에서 로봇(1000)이 이동을 멈추고 정지된 상태에서 전측 다리(210)를 회전시킬 수도 있다.
이와 같이 계단 승강 로봇(1000)이 전부 계단의 트레드(11) 상에 위치하게 되면, 계단 승강 로봇(1000)은 다시 포복 자세를 취하여 다음 단의 라이저(14)를 향해 이동하면서 전술한 계단 하강 단계들(S710~S770)이 반복될 수 있다.
전술한 본 발명의 일실시예에 따르면, 계단 승강 로봇을 계단의 한 단에 놓일 수 있는 소형의 크기로 구현하는 것이 가능하여 다른 사용자가 계단을 이용하는 데 불편이 야기되거나 안전상의 하자가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 계단 승강 로봇이 수평으로 이동할 때뿐만 아니라 계단을 승월 또는 하강할 때에도 수평을 유지할 수 있게 하여 물건을 운반하는 경우 또는 방범 및 구조를 위해 영상을 촬영하는 경우 보다 안정적인 운용을 가능하게 한다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 프레임 210, 220: 전측 다리
215: 모터 217: 각도센서
240: 바퀴 245: 모터
300: 후측 다리 307: 접촉센서
340: 바퀴 345: 모터
400: 제어부 410: 센서부

Claims (25)

  1. 계단 승강이 가능한 로봇으로서,
    프레임;
    일단이 상기 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리;
    일단이 상기 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리;
    상기 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴; 및
    상기 전측 다리, 상기 후측 다리 및 상기 바퀴를 각각 회전시키는 구동부의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 계단 승강 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리 각각은 상기 프레임에 대하여 360도의 회전이 가능하고, 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리는 상기 전측 다리의 회전 궤적이 상기 후측 다리의 회전 궤적과 겹치지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전측 다리의 타단에 회전가능하게 결합되는 바퀴를 더 포함하는 계단 승강 로봇.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전측 다리의 일단으로부터 상기 후측 다리의 일단까지의 거리는 상기 계단의 폭 이하인 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 지면에 직교하도록 배치된 상태에서 상기 프레임의 저면의 높이는 상기 계단의 라이저(riser)의 높이 이상인 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 계단의 라이저에 대한 상대적 위치 및 배향 중 적어도 하나를 감지하는 센서부를 더 포함하는 계단 승강 로봇.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 계단 승강 로봇과 상기 라이저의 접촉을 감지하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서부는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 및 압전 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임에 대한 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리 중 적어도 하나의 상대적 각도를 감지하는 각도센서를 더 포함하는 계단 승강 로봇.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 계단 승강 로봇은 복수의 전측 다리를 포함하고,
    상기 복수의 전측 다리 중 하나가 회전하는 중 상기 복수의 전측 다리 중 다른 하나는 상기 프레임을 지지하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 바퀴의 회전축과 상이한 방향으로 배향된 회전축을 중심으로 회전하는 보조바퀴를 더 포함하는 계단 승강 로봇.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임의 수평 여부를 감지하는 수평센서를 더 포함하되,
    상기 제어부는 상기 프레임이 수평을 유지하도록 상기 구동부의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 바퀴가 소정의 표면에 안착되었는지 여부를 감지하는 접촉센서를 더 포함하는 계단 승강 로봇.
  14. 프레임, 일단이 상기 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리, 일단이 상기 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리, 및 상기 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴를 포함하는 계단 승강 로봇이 계단을 승월하도록 제어하는 방법으로서,
    상기 바퀴를 회전시켜 상기 계단 승강 로봇을 상기 계단의 라이저(riser) 앞으로 이동시키는 단계;
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리를 지면에 직교하도록 배치하는 단계;
    상기 전측 다리를 회전시켜 상기 전측 다리의 타단을 상기 계단의 트레드(tread) 위에 안착하는 단계;
    상기 바퀴를 회전시켜 상기 프레임의 일부를 상기 트레드 위로 이동시키는 단계;
    상기 후측 다리를 회전시켜 상기 후측 다리의 타단을 상기 트레드 위에 안착하는 단계를 포함하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  15. 프레임, 일단이 상기 프레임의 전측에 회전가능하게 결합된 전측 다리, 일단이 상기 프레임의 후측에 회전가능하게 결합된 후측 다리, 및 상기 후측 다리의 타단에 회전가능하게 결합된 바퀴를 포함하는 계단 승강 로봇이 계단을 하강하도록 제어하는 방법으로서,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 상기 프레임에 대하여 소정의 각도로 접혀진 상태에서 상기 바퀴를 회전시켜 상기 계단 승강 로봇을 상기 계단의 라이저(riser) 앞으로 이동시키는 단계;
    상기 후측 다리를 회전시켜 상기 바퀴를 상기 계단 아래의 트레드(tread) 위에 안착하는 단계;
    상기 바퀴를 회전시켜 상기 프레임의 일부를 상기 트레드 위로 이동시키는 단계;
    상기 전측 다리를 회전시켜 상기 전측 다리의 타단을 상기 계단의 트레드 위에 안착하는 단계를 포함하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리 각각은 상기 프레임에 대하여 360도의 회전이 가능하고, 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리는 상기 전측 다리의 회전 궤적이 상기 후측 다리의 회전 궤적과 겹치지 않도록 구성되는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  17. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 전측 다리의 일단으로부터 상기 후측 다리의 일단까지의 거리는 상기 계단의 폭 이하인 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇.
  18. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 지면에 직교하도록 배치된 상태에서 상기 프레임의 저면의 높이는 상기 계단의 라이저(riser)의 높이 이상인 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 계단 승강 로봇을 상기 계단의 라이저 앞으로 이동시키는 단계는,
    상기 계단 승강 로봇에 대한 상기 라이저의 상대적 위치 및 배향 중 적어도 하나를 감지하는 단계;
    상기 계단 승강 로봇이 상기 라이저에 대하여 사전설정된 위치 또는 배향에 있도록 상기 계단 승강 로봇을 이동시키는 단계를 포함하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 계단 승강 로봇을 상기 계단의 라이저 앞으로 이동시키는 단계는,
    상기 계단 승강 로봇에 대한 상기 라이저의 상대적 위치 및 배향 중 적어도 하나를 감지하는 단계;
    상기 계단 승강 로봇이 상기 라이저에 대하여 사전설정된 위치 또는 배향에 있도록 상기 계단 승강 로봇을 이동시키는 단계를 포함하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 계단 승강 로봇은 복수의 전측 다리를 포함하고,
    상기 전측 다리의 타단을 상기 계단의 트레드 위에 안착하는 단계는,
    상기 복수의 전측 다리 중 제1 전측 다리는 상기 지면에 위치하여 상기 프레임을 지지하는 상태에서 상기 제1 전측 다리와 다른 제2 전측 다리를 상기 트레드 위에 안착하는 단계; 및
    상기 제2 전측 다리가 상기 트레드에 안착된 상태에서 상기 제1 전측 다리를 상기 트레드 위에 안착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리를 지면에 직교하도록 배치하는 단계는,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 상기 프레임에 대하여 소정의 각도로 접혀진 상태에서 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 지면에 직교할 때까지 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리를 동일한 속도 및 반대 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 계단 승강 로봇을 상기 계단의 라이저 앞으로 이동시키는 단계는,
    상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 지면에 직교한 상태에서 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리가 프레임에 대하여 소정의 각도로 접혀질 때까지 상기 전측 다리 및 상기 후측 다리를 동일한 속도 및 반대 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  24. 제 14 항에 있어서,
    상기 전측 다리의 타단을 상기 계단의 트레드 위에 안착하는 단계는,
    상기 전측 다리의 회전 각도를 감지하여 상기 전측 다리의 타단이 상기 트레드 위에 안착하였는지 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
  25. 제 15항에 있어서,
    상기 바퀴를 상기 계단 아래의 트레드 위에 안착하는 단계는,
    상기 바퀴와 상기 트레드 사이의 접촉을 감지하여 상기 바퀴가 상기 트레드 위에 안착하였는지 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승강 로봇 제어방법.
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