KR20160026436A - 수직보행로봇과 그 이동방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법은, 몸체부와, 상기 몸체부의 일측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드가 형성된 제1, 제2, 제3 다리부와, 상기 몸체부의 타측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드가 형성된 제4, 제5, 제6 다리부와, 상기 제2, 제4, 제6 다리의 진공흡착패드는 제1진공라인으로 연결되고 상기 진공라인에 형성되는 제1진공밸브와, 상기 제1, 제3, 제5 다리의 진공흡착패드는 제2진공라인으로 연결되고 상기 진공라인에 형성되는 제2진공밸브와, 상기 제1진공밸브와 제2진공밸브의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치와, 상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 제어하는 관절구동장치를 포함한다.
Description
본 발명은 수직보행로봇과 그 이동방법에 관한것으로, 더욱 상세하게는 진공흡착패드가 형성된 다리부가 형성되어 진공흡착패드의 진공압을 조절함에 따라 수직하게 세워진 구조물에 다리부가 부착 또는 탈거 되면서 이동하는 수직보행로봇과 그 이동방법에 관한것이다.
구조기술의 발달로 인해 빌딩은 점점 고층화 되고 있으나, 고층화된 건물의 외벽을 청소하는 기술의 심도있는 연구는 이루어 지지 않았다. 그로 인해 건물 외벽 청소는 여전히 노동력에 의지하는 경우가 많은데, 이때 건물 파라펫에 매달린 곤돌라에 청소부가 타고 건물 외벽에 매달려 닦는 경우가 많다.
하지만 이러한 방법은 청소를 하는 사람은 낙상의 위험에 늘 노출되어 있으며, 초고층빌딩의 겨우 파라펫에 고돌라를 연결하는 작업또한 만만치 않아 시간과 비용이 많이 들어가며 많은 작업자를 고용해야 하므로 비용지출이 많아진다.
상기한 문제점을 해결한 종래의 기술로서 대한민국 등록특허 제10-0823006호(2008.04.10. 등록)이 게시되어 있다.
이 종래의 기술은 창 외벽에 진공 흡착된 상태에서 창 외벽 상을 자동으로 이동 및 방향 전환하면서 청소할 수 있는 로봇 및 그 방법에 관한 것에 관한 것으로, 상기 외벽 청소용 로봇을 제1 방향으로이동시키기 위한 이동 수단; 상기 이동 수단을 회전시킴으로써 상기 외벽 청소용 로봇의 이동 방향을 전환하기 위한 방향 전환부; 및 상기 외벽 청소용 로봇의 적어도 일 측부에 장착된 청소부를 포함한다.
그리고 이 종래의 기술은 창 및 건물 외벽 청소에 사용된 물이 아래층으로 떨어지는 것을 방지할 수 있고, 로봇이 부드러운 주행을 함으로써 아무런 얼룩도 남기지 않은 채 건물 외벽 청소를 수행할 수 있고, 턴테이블 방식을 이용함으로써 방향 전환시 회전 반경을 요구하기 않고 제자리에서 360°까지 자유자재로 방향전환 함으로써 어떠한 사각 지대라도 접근이용이하여 완벽하게 청소할 수 있으며, 로봇의 크기와 무게를 최소화함으로써 외벽 청소시 낙하할 가능성을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
그러나, 최근에 지어지는 빌딩은 디자인을 강조하기 위하여 건물외벽에 많은 요철이나 곡선을 갖는 경우가 빈번하며, 일반 건물이라 하더라도 창틀이 돌출된 경우가 많은데, 이때 종래의 기술은 슬리이딩 방식으로 움직이게 되므로 장애물을 넘지 못하기 때문에 건물 외벽을 청소할 때 한계점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고 개선하고자 한 것으로, 구조물 외벽을 타고 이동하는 방식이 슬라이딩이 아니라 곤충의 보행방법과 유사한 방식을 택함에 따라 구조물 외벽에 요철이 있더라도 넘어다닐 수 있으며, 특히 구조물의 모서리 부분을 넘나들 수 있도록 하는 수직보행로봇을 제공하는 과제를 기초로 한다.
본 발명은 몸체부와, 상기 몸체부의 일측에 연결된 좌우회전관절과, 상기 좌우회전관절에 연결되는 다수개의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 형성된 진공흡착패드가 구비된 제1, 제2, 제3 다리부와, 상기 몸체부의 타측에 연결된 좌우회전관절과, 상기 좌우회전관절에 연결되는 다수개의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 형성된 진공흡착패드가 구비된 제4, 제5, 제6 다리부와, 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드는 제1진공라인으로 연결되고 상기 제1진공라인의 공압을 조절하는 제1진공밸브와, 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드는 제2진공라인으로 연결되고 상기 제2진공라인의 공압을 조절하는 제2진공밸브와, 상기 제1진공밸브와 제2진공밸브의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치와, 상기 밸브제어장치와 신호를 주고 받으며 상기 제1 내지 제6 다리부를 제어하는 관절구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 다리부에 형성된 연결부는, 제1연결부와 제2연결부와 제3연결부와 제4연결부로 구성되고, 상기 제1연결부는 인접하는 제2연결부와 제1관절로 연결되며, 상기 제2연결부는 인접하는 제3연결부와 제2관절로 연결되고, 상기 제3연결부는 인접하는 제4연결부와 제3관절로 연결되고, 상기 진공흡착패드는 인접하는 제4연결부와 제4관절로 연결되되,상기 제1 내지 제3관절은 구름관절로 형성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 좌우회전관절과 제1관절과 제2관절과 제3관절은 서보모터로 형성된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 다리부 중 적어도 어느 하나에는 전방 구조물의 형태를 인식하는 이미지센서가 포함된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제6 다리부 중 적어도 어느 하나에는 진공흡착패드와 디딤면의 거리를 판단하는 절대거리센서가 포함된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제1밸브와 제2밸브가 on상태로 전환되어 상기 제1 내지 제6 다리부에 형성된 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 초기부착단계; 상기 제1밸브가 off상태로 전환되어 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드가 구조물로부터 탈거되는 수직구동준비동작1단계; 상기 제2, 제4, 제6다리부가 구조물로부터 이격되어 이동하는 수직구동진행1단계; 상기 제1밸브가 on상태로 전환되어 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 전체부착1단계; 상기 제2밸브가 off상태로 전환되어 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드가 구조물로부터 탈거되는 수직구동준비동작2단계; 상기 제1, 제3, 제5다리부가 구조물로부터 이격되어 이동하는 수직구동진행2단계; 상기 제2밸브가 on상태로 전환되어 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 전체부착2단계;로 진행된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면, 수직보행로봇은 몸체부에 다관절이 형성된 다리부가 구비되어 보행방식으로 구조물의 외벽을 이동함에 따라 구조물 외벽에 요철이 있거나 곡선진 구간이라도 넘어다닐수 있으며, 특히 구조물의 모서리 부분을 넘어 이동할 수 있어 건물 외벽을 자유롭게 이동할 있다.
또한 용도에 따른 특정 시스템을 로봇에 결합하면 빌딩 유리창 청소, 선박 외벽청소 및 선박 페인트 및 용접작업, 터널 청소 및 유지보수, 태양열 전지판 청소, 풍력발전기 유지보수 등 작업자의 낙상 위험이 높은 여건에서 작업을 로봇이 대신 할 수 있으며, 벽을 타고 진입해야 하는 첩보작전이나 대테러 작전 등 국가방위산업에서의 활용을 기대할 수 있다.
한편, 사막은 태양광·태양열의 효율이 높은 곳임에도 불구하고 태양광·태양열 발전기를 설치하지 않는 이유는 사막의 모래바람으로 인해 먼지에 취약한 전지판의 유지관리가 어렵기 때문이다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면 로봇이 태양전지판의 유지관리를 할 수 있기 때문에 사막지역에서의 태양광·태양열 발전을 기대할 수 있다.
또한 해상 풍력발전기의 유지관리시, 현재는 헬기를 띄워 사람이 줄을 타고 내려와서 풍력발전기를 청소하고 있는데, 이는 고비용일 뿐만 아니라 작업자의 위험부담이 크다. 하지만 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면 둥근형태의 곡면에서도 이동가능하기 때문에 풍력발전기에 부합하는 툴을 제장하여 본 발병에 결합한다면 보다 쉽게 풍력발전기의 유지보수를 할 수 있게 되어 유지비용을 감축시키고 작업자의 위험부담을 덜수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 제1다리부의 사시도와 측면도와 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 정면도.
도 6a는 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 초기부착단계의 사시도.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작2단계의 사시도.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작1단계의 사시도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작2단계의 평면도.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작1단계의 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 제1 내지 제2 진공라인의 밸브를 나타내는 배면개념도와, 관절구동장치와 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 연결하는 배선개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 제1다리부의 사시도와 측면도와 정면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 정면도.
도 6a는 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 초기부착단계의 사시도.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작2단계의 사시도.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작1단계의 사시도.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작2단계의 평면도.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 수직구동준비동작1단계의 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법의 제1 내지 제2 진공라인의 밸브를 나타내는 배면개념도와, 관절구동장치와 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 연결하는 배선개념도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용 이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명 의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체부(B)와, 상기 몸체부(B)의 일측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드(150)가 형성된 제1(100), 제2(200), 제3(300) 다리부와, 상기 몸체부(B)의 타측에 좌우로 회전가능하게 연결되고 다수개의 관절로 연결되며 하단부에 진공흡착패드(150)가 형성된 제4(400), 제5(500), 제6(600) 다리부와, 상기 제2, 제4, 제6 다리의 진공흡착패드(150b, 150d, 150f)는 제1진공라인(10)으로 연결되고 상기 제1진공라인(10)에 형성되는 제1진공밸브(12)와, 상기 제1, 제3, 제5 다리의 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)는 제2진공라인(20)으로 연결되고 상기 제2진공라인(20)에 형성되는 제2진공밸브(22)와, 상기 제1진공밸브(10)와 제2진공밸브(20)의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치(30)와, 상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)를 제어하는 관절구동장치(40)를 포함한다.
여기서 몸체부(B)는 로봇(1)의 중앙에 위치해 로봇(1)이 구동될 수 있는 장치들이 연결되고 상기 장치들을 제어하는 제어장치들이 위치하는 곳으로, 다양한 형태로 형성될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면 육면체의 함체로 형성되고, 내부에는 각종 제어장치들이 설치되고, 외부 양측면에는 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)가 체결되는 것이 바람직하다.
제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 각각 상기 몸체부(B)의 일측에 연결된 좌우회전관절(101)과, 상기 좌우회전관절(101)에 연결되는 다수개의 연결부(110,120,130,140)로 연결되는데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌우회전관절(101)에는 제1연결부(110)가 연결되고, 제2연결부(120)는 인접하는 제1연결부(110)와 제1관절(111)로 연결되고, 제3연결부(130)는 인접하는 제2연결부(120)와 제2관절(121)로 연결되며, 제4연결부(140)는 인접하는 제3연결부(130)와 제3관절(131)로 연결되고, 제4연결부(140)는 진공흡착수단(150)과 제4관절(141)로 연결된다. 여기서 제1 내지 제4관절(111, 121, 131, 141)은 구름관절로 형성된다. 따라서 연결부는 본체(B)에 좌우회전관절(101)로 연결되고, 다수개의 연결부는 구름관절로 연결되므로 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 상하좌우로 이동이 가능하다.
이때, 제1 내지 제4관절(111, 121, 131, 141)은 로봇이 진행하는 방향과 수직인 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 다지류곤충의 다리의 움직임과 유사하게 구동하게 되어, 진행 방향에 장애물이 있더라도 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)로 넘어가는 것이 가능하며, 벽면의 모서리진 부분이나, 벽면과 수직하게 형성된 천장부까지 자유롭게 넘나들수 있게 되는 것이다.
또한 상기 좌우회전관절(101)은 진행방향과 수평한 방향으로 회전 하게 되고, 이에 따라 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)는 진향방향을 자유롭게 설정할 수 있게된다.
상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)의 단부에는 로봇이 벽면에 부착되어 움직일 수 있도록 진공흡착패드(150)가 형성되는데, 제2, 제4, 제6 다리에 형성된 진공흡착패드(150b, 150e, 150f)는 제1진공라인(10)으로 연결되고, 제1, 제3, 제5 다리에 형성된 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)는 제2진공라인(20)으로 형성되어 흡착과 탈거가 이루어 진다. 제1진공라인(10)에는 제1진공밸브(12)가 형성되고, 제2진공라인(20)에는 제2진공밸브(12)가 형성되어 제1진공라인(10)과 연결된 제2, 제4, 제6 다리부가(200, 400, 600)의 흡착과 탈거가 함께 일어나게 되며, 제2진공라인(20)과 연결된 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)의 흡착과 탈거가 함께 일어나게 된다. 따라서, 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)의 구동시, 제2, 제4, 제6 다리부(200,400,600)가 벽면에서 함께 탈거되어 수직구동되며, 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)가 벽면에 함께 흡착된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1진공밸브(12)와 제2진공밸브(22)는 밸브제어장치(30)와 연결되어 밸브제어장치(30)의 on/off명령에 따라 구동된다. 이 밸브제어장치(30)는 12V진공압 on/off 솔레노이드밸브와 5V신호를 통해 12V를 제어할 수 있는 릴레이로 형성되어 진공흡착패드(150)에 걸리는 진공의 개수를 제어하게 되며, 컨프레셔와 이젝터가 포함되어 형성되므로 진공의 발생과 제거가 가능해진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇(1)의 구동단계를 살펴보면, 로봇(1)이 수직인 벽에 흡착되어 출발한다고 가정했을때, 먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1진공밸브(10)와 제2진공밸브(20)가 on상태로 전환되어 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)에 형성된 진공흡착패드(150a 내지 150f)가 수직벽면에 흡착상태로 부착되어 벽면에 로봇(1)이 고정된다.
둘째로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제1진공밸브(10)가 off상태로 전환됨에 따라 상기 제2, 제4, 제6다리부에 형성된 진공흡착패드(150b, 150d, 150f)가 수직벽면으로부터 탈거되는 수직구동준비동작1단계가 된다.
셋째로, 관절구동장치(40)가 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)에 형성된 제1내지 제4 관절부(111, 121, 131, 141)에 수직회전구동 명령을 내려 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)는 수직벽면으로부터 탈거되는 동시에 수직으로 들어올려지고 관절을 뻗어 전진하는 수직구동진행1단계가 된다.
넷째로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 다시 제1진공밸브(10)가 on상태로 전환되면서 제2, 제4, 제6다리부에 형성된 진공흡착패드(150b, 150d, 150f) 는 수직벽에 흡착되어 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)가 모두 수직벽면에 부착되는 전제부착1단계가 된다. 이때, 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)는 제1, 제3, 제5다리부(100, 300, 500)보다 전진된 상태로 부착된다.
다섯째로, 제2진공밸브(20)가 off상태로 전환됨에 따라 상기 제1, 제3, 제5다리부에 형성된 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)가 수직벽면으로부터 탈거되는 수직구동준비동작2단계가 된다.
여섯째로, 관절구동장치(40)가 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)에 형성된 제1내지 제4 관절(111, 121, 131, 141)에 수직회전구동 명령을 내려 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)는 수직벽면으로부터 탈거되는 동시에 수직으로 들어올려지고 관절을 뻗어 전진하는 수직구동진행2단계가 된다.
여섯째로, 다시 제2진공밸브(20)가 on상태로 전환되면서 제1, 제3, 제5다리부에 형성된 진공흡착패드(150a, 150c, 150e)는 수직벽에 흡착되어 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600)가 모두 수직벽면에 부착되는 전제부착1단계가 된다. 이때, 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)는 제2, 제4, 제6다리부(200, 400, 600)보다 전진된 상태로 부착된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직보행로봇은 제1, 제3, 제5 다리부(100, 300, 500)와 제2, 제4, 제6 다리부(200, 400, 600)를 번갈아 흡착하고 탈거시킴으로써 안정적으로 벽면에 부착되어 이동될 수 있는 것이다.
또한 상기 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 적어도 어느 하나에는 전방 구조물의 형태를 인식하는 이미지센서가 포함되어 장애물을 스스로 인지하여 다리부의 구동 방향과 다리부의 구동 높이를 제어할 수 있으며, 제1 내지 제6 다리부(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 적어도 어느 하나에는 진공흡착패드(150)와, 진공흡착패드(150)가 위치할 디딤면의 거리를 판단하는 절대거리센서가 포함되어 흡착상태를 더욱 견고하고 세밀하게 조정할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면, 수직보행로봇은 몸체부에 다관절이 형성된 다리부가 구비되어 다지류 곤충의 보행방식으로 구조물의 외벽을 이동함에 따라 구조물 외벽에 요철이 있거나 곡선진 구간이라도 넘어다닐수 있으며, 특히 구조물의 모서리 부분을 넘어 이동할 수 있어 건물 외벽을 자유롭게 이동할 있다.
또한 용도에 따른 특정 시스템을 로봇에 결합하면 빌딩 유리창 청소, 선박 외벽청소 및 선박 페인트 및 용접작업, 터널 청소 및 유지보수, 태양열 전지판 청소, 풍력발전기 유지보수 등 작업자의 낙상 위험이 높은 여건에서 작업을 로봇이 대신 할 수 있으며, 벽을 타고 진입해야 하는 첩보작전이나 대테러 작전 등 국가방위산업에서의 활용을 기대할 수 있다.
한편, 사막은 태양광·태양열의 효율이 높은 곳임에도 불구하고 태양광·태양열 발전기를 설치하지 않는 이유는 사막의 모래바람으로 인해 먼지에 취약한 전지판의 유지관리가 어렵기 때문이다. 그러나 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면 로봇이 태양전지판의 유지관리를 할 수 있기 때문에 사막지역에서의 태양광·태양열 발전을 기대할 수 있다.
또한 해상 풍력발전기의 유지관리시, 현재는 헬기를 띄워 사람이 줄을 타고 내려와서 풍력발전기를 청소하고 있는데, 이는 고비용일 뿐만 아니라 작업자의 위험부담이 크다. 하지만 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 수직보행로봇과 그 이동방법에 의하면 둥근형태의 곡면에서도 이동가능하기 때문에 풍력발전기에 부합하는 툴을 제장하여 본 발병에 결합한다면 보다 쉽게 풍력발전기의 유지보수를 할 수 있게 되어 유지비용을 감축시키고 작업자의 위험부담을 덜수 있는 효과가 있다.
1: 로봇
B: 몸체부
10 : 제1진공라인
12 : 제1진공밸브
20 : 제2진공라인
22 : 제2진공밸브
30 : 밸브제어장치
40 : 관절구동장치
100 : 제1다리부
200 : 제2다리부
300 : 제3다리부
400 : 제4다리부
500 : 제5다리부
600 : 제6다리부
101, 101a, 101b, 101c,101d, 101e,101f : 좌우회전관절
110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f: 제1연결부
111, 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f : 제1관절
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f : 제2연결부
121, 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f: 제2관절
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f : 제3연결부
131, 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, 131f : 제3관절
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 140f : 제4연결부
150, 150a, 150b, 150c, 150d, 150e, 150f : 진공흡착패드
B: 몸체부
10 : 제1진공라인
12 : 제1진공밸브
20 : 제2진공라인
22 : 제2진공밸브
30 : 밸브제어장치
40 : 관절구동장치
100 : 제1다리부
200 : 제2다리부
300 : 제3다리부
400 : 제4다리부
500 : 제5다리부
600 : 제6다리부
101, 101a, 101b, 101c,101d, 101e,101f : 좌우회전관절
110, 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f: 제1연결부
111, 111a, 111b, 111c, 111d, 111e, 111f : 제1관절
120, 120a, 120b, 120c, 120d, 120e, 120f : 제2연결부
121, 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f: 제2관절
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 130f : 제3연결부
131, 131a, 131b, 131c, 131d, 131e, 131f : 제3관절
140, 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 140f : 제4연결부
150, 150a, 150b, 150c, 150d, 150e, 150f : 진공흡착패드
Claims (6)
- 몸체부;
상기 몸체부의 일측에 연결된 좌우회전관절과, 상기 좌우회전관절에 연결되는 다수개의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 형성된 진공흡착패드가 구비된 제1, 제2, 제3 다리부;
상기 몸체부의 타측에 연결된 좌우회전관절과, 상기 좌우회전관절에 연결되는 다수개의 연결부와, 상기 연결부의 단부에 형성된 진공흡착패드가 구비된 제4, 제5, 제6 다리부;
상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드는 제1진공라인으로 연결되고 상기 제1진공라인의 공압을 조절하는 제1진공밸브;
상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드는 제2진공라인으로 연결되고 상기 제2진공라인의 공압을 조절하는 제2진공밸브;
상기 제1진공밸브와 제2진공밸브의 on/off 상태를 조정하는 밸브제어장치; 및
상기 밸브제어장치와 신호를 주고 받으며 상기 제1 내지 제6 다리부를 제어하는 관절구동장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법 - 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제6 다리부에 형성된 연결부는,
제1연결부와 제2연결부와 제3연결부와 제4연결부로 구성되고,
상기 제1연결부는 인접하는 제2연결부와 제1관절로 연결되며,
상기 제2연결부는 인접하는 제3연결부와 제2관절로 연결되고,
상기 제3연결부는 인접하는 제4연결부와 제3관절로 연결되며,
상기 진공흡착패드는 인접하는 제4연결부와 제4관절로 연결되되,
상기 제1 내지 제4관절은 구름관절로 형성된 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법. - 제2항에 있어서,
상기 좌우회전관절과 제1관절과 제2관절과 제3관절 제4관절은 서보모터로 형성되는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법 - 제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제6 다리부 중 적어도 어느 하나에는 전방 구조물의 형태를 인식하는 이미지센서가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법 - 제4항에 있어서,
상기 제1 내지 제6 다리부 중 적어도 어느 하나에는 진공흡착패드와 디딤면의 거리를 판단하는 절대거리센서가 포함되는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1밸브와 제2밸브가 on상태로 전환되어 상기 제1 내지 제6 다리에 형성된 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 초기부착단계;
상기 제1밸브가 off상태로 전환되어 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드가 구조물로부터 탈거되는 수직구동준비동작1단계;
상기 제2, 제4, 제6다리부가 구조물로부터 이격되어 이동하는 수직구동진행1단계;
상기 제1밸브가 on상태로 전환되어 상기 제2, 제4, 제6 다리부의 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 전체부착1단계;
상기 제2밸브가 off상태로 전환되어 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드가 구조물로부터 탈거되는 수직구동준비동작2단계;
상기 제1, 제3, 제5다리부가 구조물로부터 이격되어 이동하는 수직구동진행2단계;
상기 제2밸브가 on상태로 전환되어 상기 제1, 제3, 제5 다리부의 진공흡착패드가 구조물에 부착되는 전체부착2단계;로 진행되는 것을 특징으로 하는 수직보행로봇과 그 이동방법.
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CN109213160A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-01-15 | 西南大学 | 一种田间除草施肥作业多轮足机器人 |
CN109533074A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-03-29 | 西北农林科技大学 | 一种六足机器人及其直行步态的实施方法 |
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KR102176297B1 (ko) * | 2019-06-17 | 2020-11-09 | 재단법인대구경북과학기술원 | 다관절 로봇 |
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JP2003062771A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Hitachi Engineering & Services Co Ltd | 点検ロボット装置 |
CN101058321A (zh) * | 2007-06-06 | 2007-10-24 | 哈尔滨工业大学 | 基于真空吸附原理的小型微声爬壁机器人 |
CN201861569U (zh) * | 2010-11-05 | 2011-06-15 | 广州大学 | 一种多关节爬行高空清洁机器人 |
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