KR20170029771A - 재난 현장 정찰 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재난 현장 정찰 로봇으로써, 원격으로 재난 현장을 정찰하고, 정찰하여 획득된 자료를 외부에 전송하기 위하여 구비된 정찰부, 구동부 및 제어부로 이루어진 본체와; 상기 본체에 장착되어 상기 본체의 주행을 위하여 상기 제어부 및 구동부에 의해 구동되는 캐터필러 및 뒷바퀴;를 포함한다.
여기서 상기 정찰부는 가스 감지를 위한 가스센서, 장애물과의 거리 측정을 위한 초음파센서, LED 광원, 촬영을 위한 카메라를 포함하고, 상기 구동부는 캐터필러를 구동하기 위한 모터 및 앞바퀴 모터드라이버와, 뒷바퀴를 구동하기 위한 모터 및 뒷바퀴 모터드라이버를 포함하며, 상기 제어부는 가스센서, 초음파센서, 카메라의 자료를 외부에 전송하고 외부명령을 수신하기 위한 통신부와 연결되고, 외부명령에 따라 앞바퀴 모터드라이버와 뒷바퀴 모터드라이버를 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 캐터필러는 본체의 양측에 구비되고, 상기 캐터필러를 구동하기 위한 모터는 캐터필러를 각각 구동하도록 2개가 구비됨으로써, 주행시 방향제어를 이룰 수 있고, 상기 뒷바퀴 구동 모터는 캐터필러의 구동 모터에 비해 출력이 더 큰 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

재난 현장 정찰 로봇{Disaster Reconnaissance Robot}

본 발명은 건물이 붕괴된 현장이나 산사태로 인한 피해 현장 속에서 현장 상황을 정찰하여 전송하는 재난 현장 정찰 로봇에 관한 것이다.

정찰로봇은 위험으로부터 멀리하고자 하는 인간의 안전에 대한 욕구를 충족시켜준다. 안전을 확보하고 작업의 효율성을 높이기 위한 방법으로 기존의 유인 시스템을 무인 시스템으로 변경하기 위한 로봇이 필요하다. 특히 작업에 있어 위험한 공간이나 작업이 어려운 공간에서 인간을 대신하는 극한 작업용 로봇은 산업용 로봇에 이어 많은 기대를 받고 있다. 이러한 극한 작업용 로봇은 다양한 환경에서 구동되는 로봇으로서 험지 극복 능력이 매우 중요하다. 대부분의 극한 작업용 로봇들은 험로를 극복하기 용이한 캐터필러 방식을 많이 사용한다(도 1 참조). 하지만 캐터필러 방식으로 험지를 극복할 수는 있어도 평지에서는 차륜형 로봇에 비해 주행 속도가 느린 단점이 존재한다.

또한, 이동 경로 상에 캐터필러 방식으로는 주행할 수 없는 장애물이 발견된 경우 로봇 팔(210)로 장애물을 처리하고 주행하였으나, 장애물을 처리하는데 따른 시간이 많이 소요되는 등 정찰이 지연되는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-0779510호(공고일자 2007년11월27일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 건물이 붕괴된 현장이나 산사태로 인한 피해 현장 속에서 현장 상황을 정찰할 때 불규칙하고 불균일한 장애물이 산재해 있는 현장의 환경을 신속하게 정찰할 수 있는 정찰로봇을 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 원격으로 재난 현장을 정찰하고, 정찰하여 획득된 자료를 외부에 전송하기 위하여 구비된 정찰부, 구동부 및 제어부로 이루어진 본체와;

상기 본체에 장착되어 상기 본체의 주행을 위하여 상기 제어부 및 구동부에 의해 구동되는 캐터필러 및 뒷바퀴;를 포함하되,

상기 정찰부는 가스 감지를 위한 가스센서, 장애물과의 거리 측정을 위한 초음파센서, LED 광원, 촬영을 위한 카메라를 포함하고,

상기 구동부는 캐터필러를 구동하기 위한 모터 및 앞바퀴 모터드라이버와, 뒷바퀴를 구동하기 위한 모터 및 뒷바퀴 모터드라이버를 포함하며,

상기 제어부는 가스센서, 초음파센서, 카메라의 자료를 외부에 전송하고 외부명령을 수신하기 위한 통신부와 연결되고, 외부명령에 따라 앞바퀴 모터드라이버와 뒷바퀴 모터드라이버를 제어하는 것을 특징으로 하는 재난 현장 정찰 로봇에 의해 달성된다.

본 발명에 의하면 현장의 위험요소를 구조자가 투입되기 전에 미리 파악이 가능하여 피해 인명을 구조하기 위한 구조자의 추가 인명 피해를 방지할 수 있고, 파악된 현장 상황을 기초로 피해 인명을 안전하게 구조하기 위한 계획을 세울 수 있기 때문에 신속한 구조가 가능한 장점이 있다.

또한, 캐터필러 방식으로만 채택된 정찰 로봇이 극복할 수 없는 장애물도 캐터필러 및 고출력의 뒷바퀴 구동으로 극복할 수 있고, 기동성이 우수하여 신속한 현장 정찰이 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따른 정찰로봇을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 정찰로봇의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 정찰로봇의 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 정찰로봇의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

본 발명에 따른 재난 현장 정찰 로봇은 건물이 붕괴된 현장이나 산사태로 인한 피해 현장 속에서 현장 상황을 정찰하는 것을 주 목적으로 한다.

만약 내부 상황에 대해 어떠한 정보도 가지지 못한 채로 사람이 투입되어 구조 작업을 시행한다면 그 인원들을 대상으로 추가적인 피해가 발생할 수 있기 때문에 정찰로봇이 투입되어 내부에 어떤 위험요소들이 있는지, 구조가 필요한 인원은 없는지에 대해 파악하기 위해 본 발명에 따른 재난 현장 정찰 로봇은, 원격으로 재난 현장을 정찰하고, 정찰하여 획득된 자료를 외부에 전송하기 위하여 구비된 정찰부, 구동부 및 제어부로 이루어진 본체와; 상기 본체에 장착되어 상기 본체의 주행을 위하여 상기 제어부 및 구동부에 의해 구동되는 캐터필러 및 뒷바퀴;를 포함한다.

상기 정찰부는 가스 감지를 위한 가스센서, 장애물과의 거리 측정을 위한 초음파센서, LED 광원, 촬영을 위한 카메라를 포함하고, 상기 구동부는 캐터필러를 구동하기 위한 모터 및 앞바퀴 모터드라이버와, 뒷바퀴를 구동하기 위한 모터 및 뒷바퀴 모터드라이버를 포함하며, 상기 제어부는 가스센서, 초음파센서, 카메라의 자료를 외부에 전송하고 외부명령을 수신하기 위한 통신부와 연결되고, 외부명령에 따라 앞바퀴 모터드라이버와 뒷바퀴 모터드라이버를 제어한다.

상기 캐터필러는 본체의 양측에 구비되고, 상기 캐터필러를 구동하기 위한 모터는 캐터필러를 각각 구동하도록 2개가 구비됨으로써, 주행시 방향제어를 이룬다. 그리고 상기 뒷바퀴 구동 모터는 캐터필러의 구동 모터에 비해 출력이 더 큰 것을 이용한다.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 재난 현장 정찰 로봇(100)은 본체(30), 캐터필러(10), 뒷바퀴(20)를 포함한다. 본체(30)에는 원격으로 재난 현장을 정찰하고, 정찰하여 획득된 자료를 외부에 전송하기 위하여 구비된 정찰부, 구동부 및 제어부를 구비하고 있고, 캐터필러(10) 및 뒷바퀴(20)는 상기 본체(30)의 주행을 위하여 본체(30)에 장착되고 상기 제어부 및 구동부에 의해 구동된다.

상기 정찰부는 가스 감지를 위한 가스센서(44), 장애물과의 거리 측정을 위한 초음파센서(41), LED 광원(42), 촬영을 위한 카메라(43)를 포함한다.

가스센서(44)는 LPG, LNG, 부탄, 프로판 감지 등 폭발성 가스나 유해 가스 유무를 확인할 수 있는 가스센서로 장착하여 재난 현장의 위험요소를 파악하는데 이용된다.

초음파센서(41)는 재난 현장 정찰 로봇(100)이 재난 현장을 정찰할 때 전방의 장애물을 감지하기 위한 구성으로, 본체(30)의 전방에 장착된다.

LED 광원(42)은 어두운 환경에서 전방을 식별하기 위해 구비된 구성이고, 카메라(43)는 전방의 시야 확보를 위해 구비된다.

구동부는 캐터필러(10)를 구동하기 위한 모터 및 앞바퀴 모터드라이버(54)와, 뒷바퀴(20)를 구동하기 위한 모터 및 뒷바퀴 모터드라이버(55)를 포함한다.

캐터필러(10)는 본체(30)의 양측에 구비되고, 상기 캐터필러(10)를 구동하기 위한 모터는 캐터필러(10)를 각각 구동하도록 2개가 구비됨으로써, 주행시 방향제어를 이룬다. 그리고 상기 뒷바퀴(20)의 구동 모터는 캐터필러(10)의 구동 모터에 비해 출력이 더 큰 것을 이용하면 경사 및 장애물 회피에 효과적이다. 즉, 로봇 팔을 사용하여 장애물을 처리하고 기동하는 방식이 장애물 처리 소요 시간이 과도하여 비효율적이기 때문에 로봇 팔로 처리하려는 장애물을 고출력의 뒷바퀴와 마찰력이 우수한 앞바퀴의 캐터필러를 이용하여 해결하였다.

제어부는 가스센서(44), 초음파센서(41), 카메라(43)의 자료를 외부에 전송하고 외부명령을 수신하기 위한 통신부(예컨대 블루투스 모듈(51))와 연결되고, 외부명령에 따라 앞바퀴 모터드라이버(54)와 뒷바퀴 모터드라이버(55)를 제어한다. 이러한 제어부로서 아두이노(70)를 이용할 수 있다. 즉, 아두이노(70)와 블루투스 모듈(51) 그리고 스마트폰을 이용하여 재난 현장 정찰 로봇(100)이 취득한 정보(장애물 정보, 주변 상황 등)를 참조하여 재난 현장 정찰 로봇(100)을 운전하고 주변 정보(주변 상황, 가스 정보 등)을 지속적으로 모니터링하여 구조 계획 수립에 참조한다. 릴레이 모듈(53)은 LED ON/OFF 제어를 위해 아두이노(70)와 연결된다.

이와 같이 구성된 재난 현장 정찰 로봇(100)은 초음파 센서(41), 가스센서(44), LED 광원(42), 카메라(43)를 이용하여 재난 현장 정찰 로봇(100)의 주변 정보(가스 정보, 장애물 정보, 주변 환경 등)를 실시간으로 획득하고, 획득된 주변 정보를 이용하여 재난 현장 정찰 로봇(100)을 운전하면서 지속적으로 주변 정보를 획득하며, 동시에 재난 구조 계획 수립에 이용한다. 한편, 앞바퀴(캐터필러(10))에 비해 뒷바퀴(20)의 구동 모터의 출력이 더 큰 것을 이용함으로써 왠만한 경사의 장애물은 넘나들 수 있어 기동성이 우수하다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 캐터필러
20: 뒷바퀴
30: 본체
41: 초음파센서
42: LED 광원
43: 카메라
44: 가스센서
51: 블루투스 모듈
52: 배터리
53: 릴레이모듈
54: 앞바퀴 모터드라이버
55: 뒷바퀴 모터드라이버
70: 아두이노

Claims (3)

1. 원격으로 재난 현장을 정찰하고, 정찰하여 획득된 자료를 외부에 전송하기 위하여 구비된 정찰부, 구동부 및 제어부로 이루어진 본체(30)와;
   상기 본체(30)에 장착되어 상기 본체의 주행(30)을 위하여 상기 제어부 및 구동부에 의해 구동되는 캐터필러(10) 및 뒷바퀴(20);를 포함하되,
   상기 정찰부는 가스 감지를 위한 가스센서(44), 장애물과의 거리 측정을 위한 초음파센서(41), LED 광원(42), 촬영을 위한 카메라(43)를 포함하고,
   상기 구동부는 캐터필러(10)를 구동하기 위한 모터 및 앞바퀴 모터드라이버(54)와, 뒷바퀴를 구동하기 위한 모터 및 뒷바퀴 모터드라이버(55)를 포함하며,
   상기 제어부는 가스센서(44), 초음파센서(41), 카메라(43)의 자료를 외부에 전송하고 외부명령을 수신하기 위한 통신부와 연결되고, 외부명령에 따라 앞바퀴 모터드라이버(54)와 뒷바퀴 모터드라이버(55)를 제어하는 것을 특징으로 하는 재난 현장 정찰 로봇.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 캐터필러(10)는 본체(30)의 양측에 구비되고, 상기 캐터필러(10)를 구동하기 위한 모터는 캐터필러(10)를 각각 구동하도록 2개가 구비됨으로써, 주행시 방향제어를 이루는 것을 특징으로 하는 재난 현장 정찰 로봇.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 뒷바퀴(20)의 구동 모터는 캐터필러(10)의 구동 모터에 비해 출력이 더 큰 것을 특징으로 하는 재난 현장 정찰 로봇.
   

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