KR20190097885A - Climbing robot and climbing method using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 등반 로봇 및 이를 이용한 등반 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동 경로 상에 계단 및 벽면과 같이 지면의 각도가 변하게 되는 상황에서도 용이하게 등반할 수 있는 등반 로봇 및 이를 이용한 등반 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a climbing robot and a climbing method using the same, and more particularly, to a climbing robot that can easily climb in a situation where the ground angle, such as stairs and walls on the movement path, and a climbing method using the same will be.
국내외적으로 고층빌딩 외벽 청소 및 도장, 대형 선박의 블라스팅(Blasting) 및 도장, 대형 탱크의 검사 등과 같이 극한 환경에서 작업자의 안전을 보호하고 작업 효율을 높이기 위하여 등반 로봇의 연구가 활발히 이루어지고 있다.Climbing robots are being actively researched at home and abroad to protect workers' safety and improve work efficiency in extreme environments, such as cleaning and painting high-rise buildings, painting and blasting large vessels, and inspecting large tanks.
이러한 등반 로봇의 기구부 설계 및 제작에 있어서 가장 중요시되는 기능은 흡착 기능과 등반 기능이다. 여기서 흡착 기능은 다양한 재질의 수직 벽면에 로봇을 안정적으로 흡착시키는 것을 의미하고, 등반 기능은 로봇이 다양한 형상의 벽면을 따라 주행이 가능하도록 하는 것을 의미한다.The most important functions in the design and manufacture of the mechanism of the climbing robot are the adsorption function and the climbing function. Here, the adsorption function means that the robot is stably adsorbed on the vertical wall of various materials, and the climbing function means that the robot can travel along the wall surfaces of various shapes.
특히, 수직 벽면에서 연장되는 천장을 따라 이동하는 경우에도 등반 로봇이 이동 경로를 벗어나지 않고 연속적으로 이동할 수 있도록 설계 및 제작하는 것이 중요하다.In particular, it is important to design and manufacture so that the climbing robot can move continuously without leaving the movement path even when moving along the ceiling extending from the vertical wall.
이러한 흡착 기능과 관련된 연구는 주로 기존의 진공, 자석을 이용한 방법 뿐만 아니라, 게코도마뱀의 발바닥을 모사하여 반데르발스 힘(Van Der Waals Force) 으로 흡착하는 방법, 정전기를 이용하여 흡착하는 방법, 미세발톱을 이용하여 기계적으로 거친 벽면에 부착하는 방법 등이 활발히 연구되고 있다.Researches related to such adsorption function are mainly conducted by using the method of the gecko lizard and the adsorption by van der Waals force, the method of adsorption using static electricity, as well as the conventional method using vacuum and magnet. The method of attaching to a mechanically rough wall using a claw has been actively studied.
아울러 다양한 형상의 벽면 및 벽면상에 존재하는 장애물의 등반하는 기능에 관한 연구는 대표적으로 일본의 히로세(Hirose) 교수에 의한 닌자-1(NINJA-1)과 같이 다수의 다리 메커니즘을 이용하여 한 평면에서 다른 경사진 평면으로 이동하는 방법과, 슬라이딩 메커니즘을 활용하여 이동하는 방법 등의 연구가 진행되고 있으나, 흡착 기능에 대한 연구에 비해 다양한 관점에서 연구 접근이 이루어지지 못하고 있는 실정이며, 실제로 사용하기에는 제어 부분에서 문제점이 있다.In addition, studies on the climbing function of various shapes of walls and obstacles existing on the wall are typically performed using a plurality of bridge mechanisms such as NINJA-1 by Hirose of Japan. Although researches on moving to another inclined plane and moving by using a sliding mechanism have been conducted, the research approach is not made from various viewpoints compared to the study of adsorption function, and it is not practical to use it. There is a problem in the control part.
또한 빌딩의 외벽 등 실제로 로봇이 이동해야 하는 환경은 요철, 곡면, 면과 면의 조합 등 다양한 형상의 장애물을 포함하고 있기 때문에 이를 효과적으로 극복하기 위한 메커니즘의 개발 또한 매우 중요하며, 보다 다양하고 효과적인 접근 방식이 필요한 실정이다.In addition, since the environment in which the robot actually moves, such as the outer wall of a building, includes obstacles of various shapes such as irregularities, curved surfaces, and combinations of surfaces, the development of a mechanism to effectively overcome this problem is very important. The way is needed.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 본 발명은 둘 이상의 모듈로 이루어져 이동 및 자세 제어가 가능한 등반 로봇 및 이를 이용한 등반 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Technical problem to be solved in the present invention, the object of the present invention consists of two or more modules to provide a climbing robot capable of movement and attitude control and a climbing method using the same.
또한, 이동 경로의 지면 상황에 따라 각각의 모듈이 결합하여 이동 가능하며, 필요에 따라 둘 이상의 모듈이 상호 분리된 상태에서도 이동이 가능한 등반 로봇 및 이를 이용한 등반 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a climbing robot and a climbing method using the same, where each module is movable according to the ground conditions of the movement path, which can be moved even if two or more modules are separated from each other as necessary.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 등반 로봇은, 적어도 둘 이상의 모듈이 구비된 등반 로봇으로서, 각각의 상기 모듈은, 상호 이격 배치되는 제1 및 제2 회전축과, 상기 제1 및 제2 회전축 중 어느 하나의 회전축에 장착되는 구동휠과, 다른 하나의 회전축에 장착되는 종동휠 및 상기 종동휠이 장착되는 상기 회전축에 구비된 꼬리부를 포함할 수 있다.Climbing robot according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem, the climbing robot is provided with at least two or more modules, each of the modules, the first and second rotary shafts are spaced apart from each other, and It may include a driving wheel mounted to any one of the first and second rotary shafts, a driven wheel mounted to the other rotary shaft and the tail portion provided on the rotary shaft is mounted.
이때, 상기 구동휠이 장착되는 상기 회전축을 회전시키는 구동모터가 구비될 수 있다.In this case, a driving motor for rotating the rotating shaft on which the driving wheel is mounted may be provided.
또한, 상기 꼬리부가 장착되는 상기 회전축을 회전시키는 꼬리모터가 구비될 수도 있다.In addition, a tail motor may be provided to rotate the rotating shaft on which the tail is mounted.
이러한 상기 구동모터와 상기 꼬리모터는 등반 로봇의 이동 방향을 기준으로 상호 대칭인 위치에 배치되는 것이 바람직하다.The drive motor and the tail motor is preferably disposed in a position symmetrical with respect to the moving direction of the climbing robot.
상기 구동휠과 상기 종동휠을 감싸는 캐터필러가 구비될 수 있다.Caterpillars surrounding the driving wheel and the driven wheel may be provided.
각각의 상기 모듈은 상호 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 한다.Each said module is characterized in that the mutual coupling and separation possible.
이때, 각각의 상기 모듈에는 결합부가 구비되되, 전방에 위치한 상기 모듈에는 상기 종동휠이 장착된 상기 회전축에 상기 결합부가 구비되고, 후방에 위치한 상기 모듈에는 상기 구동휠이 장착된 상기 회전축에 상기 결합부가 구비될 수 있다.In this case, each of the modules is provided with a coupling portion, the module located in the front is provided with the coupling portion on the rotary shaft equipped with the driven wheel, the module located behind the coupling to the rotary shaft equipped with the drive wheel An additional may be provided.
아울러 전방에 위치한 상기 모듈과 후방에 위치한 상기 모듈 사이에 위치하는 상기 모듈에는, 상기 제1 및 제2 회전축 모두에 상기 결합부가 구비될 수도 있다.In addition, in the module located between the module located in the front and the module located in the rear, the coupling portion may be provided on both the first and second rotation axis.
이러한 상기 결합부에는 자석 또는 전자석이 구비될 수 있다.The coupling part may be provided with a magnet or an electromagnet.
본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 등반 로봇은, 적어도 둘 이상의 모듈이 구비된 등반 로봇으로서, 상기 둘 이상의 모듈이 전후 방향으로 상호 분리 가능하게 결합되고, 상기 모듈 각각은, 상기 모듈을 이동시키는 이동부와, 상기 이동부를 구동하는 구동부와, 상기 모듈의 자세를 안정시키는 꼬리부 및 각각의 상기 모듈을 상호 결합시키는 결합부를 포함할 수 있다.Climbing robot according to another embodiment according to the present invention is a climbing robot having at least two modules, the two or more modules are separated from each other in the front and rear direction, each of the modules, the movement to move the module The unit may include a driving unit for driving the moving unit, a tail for stabilizing the posture of the module, and a coupling unit for coupling the respective modules.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 모듈은 전방에 위치한 메인 모듈과, 후방에 위치한 보조 모듈을 포함하고, 등반 로봇 이동 시 지면의 각도가 변하게 되는 경우, 상기 보조 모듈은 상기 메인 모듈이 지면으로부터 이탈하지 않도록 지지력을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the at least two modules include a main module located in the front and an auxiliary module located in the rear, when the angle of the ground is changed when the climbing robot moves, the auxiliary module has a supporting force so that the main module does not leave the ground It characterized in that to provide.
아울러 상기 보조 모듈은 상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동할 때까지 지지력을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary module is characterized in that it provides a support force until the main module moves to a position where the angle of the ground is kept constant.
상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동한 경우 상기 메인 모듈은 상기 보조 모듈과 분리되어 이동할 수 있다.When the main module is moved to a position where the angle of the ground is kept constant, the main module may be moved separately from the auxiliary module.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 등반 로봇을 이용한 등반 방법은, 등반 로봇의 이동 방향 기준으로 전방에 위치한 메인 모듈과 후방에 위치한 보조 모듈이 상호 결합하는 단계와, 상기 메인 모듈과 상기 보조 모듈이 결합된 상태로 이동하는 단계와, 지면의 각도가 변하는 경우 상기 보조 모듈은 상기 메인 모듈이 지면으로부터 이탈하지 않도록 상기 메인 모듈을 지지하는 단계와, 상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동한 경우 상기 메인 모듈은 상기 보조 모듈과 분리되어 이동하는 단계를 포함할 수 있다.In the climbing method using a climbing robot according to another embodiment of the present invention, the main module located in the front and the auxiliary module located in the rear with respect to the moving direction of the climbing robot is coupled to each other, the main module and the auxiliary module Moving to a combined state, and when the angle of the ground changes, the auxiliary module supports the main module so that the main module does not deviate from the ground, and the main module maintains a constant angle of the ground. When moved to the main module may include the step of moving apart from the auxiliary module.
이때, 상기 보조 모듈이 상기 메인 모듈을 지지하는 단계는 상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동할 때까지 연속적으로 지지하는 것을 특징으로 한다.In this case, the supporting of the main module by the auxiliary module is characterized in that the main module continuously supports until the main module moves to a position where the angle of the ground is kept constant.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 등반 로봇 및 이를 이용한 등반 방법에 따르면, 단일의 모듈만으로도 이동이 가능하므로 구성이 간단하고, 단일 모듈만 자세를 제어하면 되므로 자세 제어가 용이한 이점이 있다.According to the climbing robot of the present invention having the above-described configuration and a climbing method using the same, the configuration is simple because it can be moved only by a single module, there is an advantage that easy posture control because only a single module needs to control posture.
또한, 수직 벽면에서 연장되는 천장을 따라 이동하는 경우와 같이 단일 모듈만으로 이동이 곤란한 상황에서는 각각의 모듈이 결합하여 이동하고, 이러한 위치를 벗어난 경우 각각의 모듈이 분리된 후 이동 가능하도록 구성되므로 지면의 상황에 따라 탄력적으로 대응하여 이동이 가능한 이점이 있다.In addition, in a situation where it is difficult to move with only a single module, such as when moving along a ceiling extending from a vertical wall, each module is combined and moved. Depending on the situation, there is an advantage that can be moved in response flexibly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반 로봇을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등반 로봇을 도시한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 등반 로봇이 수직 벽면에서 연장되는 천장을 따라 이동하는 상태를 순차적으로 도시한 측면도이다.1 is a perspective view showing a climbing robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a climbing robot according to an embodiment of the present invention.
3A to 3D are side views sequentially illustrating a state in which a climbing robot according to the present invention moves along a ceiling extending from a vertical wall surface.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted for clarity, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. In addition, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only when the other part is "right on" but also another part in the middle. Conversely, when a part such as a layer, film, region, plate, etc. is "below" another part, this includes not only the other part "below" but also another part in the middle.
도 1은 본 발명에 따른 등반 로봇을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 등반 로봇을 도시한 평면도이며, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 등반 로봇이 수직 벽면에서 연장되는 천장을 따라 이동하는 상태를 순차적으로 도시한 측면도이다.1 is a perspective view showing a climbing robot according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing a climbing robot according to the present invention, Figures 3a to 3d is a ceiling extending from the vertical wall climbing robot according to the invention It is a side view which shows the state which moves along sequentially.
도 1 및 도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 등반 로봇은, 적어도 하나 이상의 모듈(10)이 구비되며, 이러한 모듈(10)은, 모듈(10)을 이동시키는 이동부(100)와, 이러한 이동부(100)를 구동하는 구동부(200)와, 모듈(10)의 자세를 안정시키는 꼬리부(300)를 포함한다.1 and 2, the climbing robot according to an embodiment of the present invention includes at least one
모듈(10)을 이동시키는 이동부(100)는 제1 회전축(110)과 제2 회전축(120) 및 각각의 회전축에 장착되는 구동휠(130)과 종동휠(140)을 포함한다.The moving unit 100 for moving the
이러한 제1 회전축(110)과 제2 회전축(120)은 상호 이격 배치되며, 제1 및 제2 회전축(110, 120) 중 어느 하나의 회전축에 구동휠(130)이 장착되면, 다른 하나의 회전축에는 종동휠(140)이 장착된다.The first
제1 회전축(110)과 제2 회전축(120) 양단에 전후방 방향으로 이격 배치된 구동휠(130)과 종동휠(140)은 캐터필러(150)에 의해 감싸여진다.The
이러한 캐터필러(150)의 외측 표면에는 중합체 접착제(Polymer adhesive)가 도포되고, 이와 같이 중합체 접착제(Polymer adhesive)가 도포됨으로 인해 캐터필러(150)는 유리, 아크릴, 나무, 철 등의 다양한 면에서 높은 부착력을 구현할 수 있게 된다.A polymer adhesive is applied to the outer surface of the
이하에서는 제1 회전축(110)에는 구동휠(130)이 장착되고, 제2 회전축(120)에는 종동휠(140)이 장착되는 것을 예로 들어 설명한다.Hereinafter, the
전술한 구동휠(130)이 장착된 제1 회전축(110)과 이에 장착되는 구동휠(130)은 구동모터(210)에 의해 구동된다.The
이러한 구동모터(210)는 구동축과 연결기어를 포함한다. 구동모터(210)는 구동휠(130)이 장착된 제1 회전축(110)을 회전시키는 동력을 공급하는 역할을 하고, 구동축은 구동모터(210)에 연결되어 구동모터(210)의 동력을 전달하는 역할을 하며, 연결기어는 구동축과 제1 회전축(110)을 연결하는 역할을 한다. 이러한 연결기어는 반드시 기어 형태의 구조에만 한정되는 것은 아니며, 동력을 전달할 수 있는 구조라면 기어 형태가 아닌 체인이나 벨트와 같은 구조도 사용될 수 있다.The
이러한 모듈(10)은 구동모터(210)의 동력에 의해 구동된다. 구동모터(210)의 동력이 구동축으로 전달되고, 구동축과 제1 회전축(110)을 연결하는 연결기어에 의해 제1 회전축(110)이 회전하게 된다. 제1 회전축(110)이 회전함으로 인해 제1 회전축(110)의 양단에 장착된 구동휠(130)이 회전하고, 이와 같이 구동휠(130)이 회전함으로 인해 구동휠(130)과 종동휠(140)을 감싸는 캐터필러(150)가 회전하며, 캐터필러(150)가 회전함으로 인해 종동휠(140)이 회전하고, 이와 함께 모듈(10)이 캐터필러(150)의 회전 방향으로 이동하게 된다.The
모듈(10)에는 모듈(10) 이동 시 자세를 안정시키는 꼬리부(300)가 구비된다. 이러한 꼬리부(300)는 종동휠(140)이 장착되는 제2 회전축(120)에 장착되며, 제2 회전축(120)이 회전함에 따라 꼬리부(300)가 지면을 가압하는 압력이 달라지게 된다. 즉, 지면의 경사 등 상황에 맞게 꼬리부(300)가 지면을 가압하는 압력을 달리하여 모듈(10)의 자세를 안정시키는 것이다.The
이와 같이 제2 회전축(120)이 회전하는 정도에 따라 꼬리부(300)가 지면을 가압하는 힘이 달라지게 되며, 제2 회전축(120)을 회전시키기 위해 꼬리모터(220)가 구비된다.As described above, the force of pressing the ground by the
이러한 꼬리모터(220)는 전술한 구동모터(210)와 같이, 구동축과 연결기어를 포함한다. 꼬리모터(220)는 꼬리부(300)가 장착된 제2 회전축(120)을 회전시키는 동력을 공급하는 역할을 하고, 구동축은 꼬리모터(220)에 연결되어 꼬리모터(220)의 동력을 전달하는 역할을 하며, 연결기어는 구동축과 제2 회전축(120)을 연결하는 역할을 한다. 이러한 연결기어는 전술한 바와 같이, 반드시 기어 형태의 구조에만 한정되는 것은 아니며, 동력을 전달할 수 있는 구조라면 기어 형태가 아닌 체인이나 벨트와 같은 구조도 사용될 수 있다.The
이때, 제2 회전축(120)에는 종동휠(140)과 꼬리부(300)가 동시에 장착되는데, 종동휠(140)은 모듈(10)이 이동함에 따라 제2 회전축(120)의 회전과는 독립적으로 회전하도록 구성될 필요가 있다. 만일 제2 회전축(120)이 종동휠(140)에 종속되어 함께 회전하도록 구성하게 되면 꼬리모터(220)가 꼬리부(300) 제어를 위해 제2 회전축(120)을 회전시킬 수 없기 때문이다.At this time, the driven
따라서 종동휠(140)이 제2 회전축(120)의 회전과 독립적으로 회전하도록 종동휠(140)과 제2 회전축(120) 사이에는 베어링이 구비될 수 있다.Therefore, a bearing may be provided between the driven
전술한 꼬리부(300)를 제어하는 방법은 지면의 상황에 따라 안정적인 자세를 유지하기 위해 요구되는 압력과 현재 꼬리부(300)에 인가되는 압력을 비교하여 꼬리모터(220)를 통해 꼬리부(300)를 제어하는 것이다.The method of controlling the above-described
이러한 모듈(10)에는 전원공급부와 제어부가 구비된다. 전원공급부는 구동모터(210)와 꼬리모터(220)에 전원을 공급하는 역할을 하고, 제어부는 구동모터(210)와 꼬리모터(220)를 제어하는 역할을 한다.The
전원공급부와 제어부는 구동모터(210)와 꼬리모터(220)에 각각 구비될 수 있으며, 또는 하나의 전원공급부와 제어부로 구동모터(210)와 꼬리모터(220)에 전원을 공급하고 이를 제어할 수도 있다.The power supply unit and the control unit may be provided in the driving
전술한 바와 같이, 지면의 상황에 따라 이동 시 모듈(10)은 안정적인 자세를 유지하는 것이 중요한데, 이를 위해 구동모터(210)와 꼬리모터(220)는 등반 로봇의 이동 방향(x)을 기준으로 상호 대칭인 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면 무게 중심이 모듈(10) 중앙에 위치할 수 있게 되어 안정적인 자세를 유지하는 것이 용이해지기 때문이다.As described above, it is important to maintain a stable posture when moving the
모듈(10) 이동 시 수직 벽면에서 연장되는 천장과 같은 지면은 모듈(10)이 이동하기 어려운 지면에 해당한다. 이와 같은 지면을 만난 경우 단일의 모듈(10)만으로 이동하기 어렵기 때문에 추가의 모듈(10)이 이동하여 각각의 모듈(10)이 상호 결합한 후 이동하게 된다.When the
이를 위해 각각의 모듈(10)에는 결합부(400)가 구비된다. 이를 구체적으로 설명하면, 전방에 위치한 모듈(10)에는 종동휠(140)이 장착된 제2 회전축(120)에 결합부(400)가 구비되고, 후방에 위치한 모듈(10)에는 구동휠(130)이 장착된 제1 회전축(110)에 결합부(400)가 구비된다. 즉, 전방에 위치한 모듈(10)이 수직 벽면에 연장되는 천장을 만난 경우 추가의 모듈(10)이 전방에 위치한 모듈(10)의 뒤로 이동하게 되며, 전방 및 후방에 각각 모듈(10)이 배치된 상태에서 각 모듈(10)에 구비된 결합부(400)가 상호 결합하게 되는 것이다.To this end, each
이러한 모듈(10)은 연속적으로 셋 이상 배치되어 함께 이동하게 구성할 수도 있다. 전방에 위치한 모듈(10)과 후방에 위치한 모듈(10) 사이에 추가의 모듈(10)이 구비되는 것이다. 추가의 모듈(10)은 전방에 위치한 모듈(10)과 후방에 위치한 모듈(10)에 결합되어야 하므로 제1 회전축(110)과 제2 회전축(120) 모두에 결합부(400)가 구비되는 것이 바람직하다.Such a
아울러 각 모듈(10)이 결합한 후에는 전방과 후방에 위치한 모듈(10)이 함께 이동함으로써 수직 벽면에서 연장되는 천장으로 이동 가능하게 되는 것이다.In addition, after each
전술한 결합부(400)에는 자석 또는 전자석이 구비될 수 있다. 결합부(400)에 자석이 구비된 경우 소결 자석과 같은 간단한 구성을 통해 각각의 모듈(10)을 결합할 수 있게 된다. 다만, 후술하는 바와 같이, 각각의 모듈(10)이 분리되어야 하는 상황에서는 이와 같이 자석을 통한 결합부(400)의 결합 상태를 분리할 수 있는 구조가 필요하게 된다.The above-described
또는 결합부(400)에는 전자석이 구비될 수도 있다. 이와 같이 전자석이 구비되면 전자석의 특성상 각각의 모듈(10)에 구비된 결합부(400)의 결합력을 조절할 수 있으며, 각각의 모듈(10)이 견고하게 결합되어야 하는 상황에서는 결합력을 증가시키고, 추후 각각의 모듈(10)이 분리되어야 하는 상황에서는 결합력을 감소시켜서 안정적으로 각 모듈(10)이 분리되도록 구성할 수 있다.Alternatively, the
각 모듈(10)이 결합된 상태에서는 후방에 위치한 모듈(10)에 구비된 꼬리부(300)가 결합된 상태의 모듈(10) 전체의 안정적인 자세 유지를 위해 사용된다. 후방에 위치한 모듈(10)의 꼬리부(300)도 전술한 바와 같이, 지면의 상황에 따라 요구되는 압력과 현재 후방에 위치한 꼬리부(300)에 인가되는 압력을 비교하여 꼬리모터(220)를 통해 꼬리부(300)를 제어할 수 있다.In the coupled state of each
이하에서는 전방에 위치한 모듈(10)을 메인 모듈(11)로 정의하고, 후방에 위치한 모듈(10)을 보조 모듈(12)로 정의하며, 메인 모듈(11)과 보조 모듈(12)이 결합된 상태에서 수직 벽면에서 연장되는 천장을 이동하는 과정을 설명하도록 한다.Hereinafter, the
먼저 메인 모듈(11)이 수직 벽면에서 연장되는 천장과 같은 지면을 만났을 때, 이를 감지하여 보조 모듈(12)을 이동시킨다. 보조 모듈(12)은 메인 모듈(11)의 후방에 위치하도록 이동한다.First, when the
이후 도 3a에 도시된 바와 같이, 메인 모듈(11)의 제2 회전축(120)에 구비된 결합부(400)와 보조 모듈(12)의 제1 회전축(110)에 구비된 결합부(400)는 상호 결합한 후 함께 이동하게 된다. 메인 모듈(11)의 결합부(400)의 경우 제2회전축(120)에 구비되는데, 전술한 바와 같이, 제2 회전축(120)은 메인 모듈(11)의 꼬리부(300)를 제어하기 위해 회전하게 되므로 제2 회전축(120)은 이러한 결합부(400)와 독립적으로 회전 가능하게 구성될 필요가 있다. 이를 위해 제2 회전축(120)와 결합부(400) 사이에는 베어링이 구비될 수 있다.3A, the
또한, 보조 모듈(11)의 결합부(400)의 경우 제1 회전축(110)에 구비되는데, 제1 회전축(110)은 구동휠(130)을 회전시키기 위해 사용되므로 이러한 제1 회전축(110)은 결합부(400)와 독립적으로 회전 가능하게 구성될 필요가 있다. 이를 위해 제1 회전축(110)과 결합부(400) 사이에는 베어링이 구비될 수 있다.In addition, the
이후 도 3b에 도시된 바와 같이, 메인 모듈(11)이 수직 벽면을 지나서 천장으로 이동하게 되는데, 수직 벽면과 천장 사이의 모서리 부분과 같이 메인 모듈(11)의 캐터필러(150)가 닿을 수 없는 위치에서는 메인 모듈(11)이 지면으로부터 이탈하게 되는 상황이 생길 수 있는데, 이때, 후방에 위치한 보조 모듈(12)이 메인 모듈(11)을 지지하게 되어 메인 모듈(11)이 지면으로부터 이탈하는 것을 방지한다.Then, as shown in Figure 3b, the
이러한 상태에서 메인 모듈(11)과 보조 모듈(12)은 계속해서 이동하게 되며 메인 모듈(11)이 천장으로 완전하게 이동할 때까지 보조 모듈(12)을 메인 모듈(11)을 연속적으로 지지하게 된다.In this state, the
메인 모듈(11)이 천장으로 완전하게 이동하게 되면 도 3c에 도시된 바와 같이, 메인 모듈(11)과 보조 모듈(12)은 상호 분리되어 이후 개별적으로 동작하게 된다.When the
전술한 각각의 모듈(10)이 개별적으로 동작하는 과정에서 각 모듈(10)에는 압력이나 온도 또는 냄새를 감지하는 기본적인 센서 뿐만 아니라 위험물 등을 감지하기 위한 적외선 센서 등과 같은 다양한 센서가 구비될 수 있다. 아울러 전방의 상황을 탐지하기 위한 카메라 모듈 등도 설치해서 목적에 맞게 각 모듈(10)을 통한 개별적인 작업이 가능하게 된다.In the process of operating each of the above-described
이와 같이 모듈(10)이 개별적인 작업이 원활하게 수행될 수 있도록 각 모듈(10)은 직진 뿐만 아니라 방향 전환이 가능하게 구성할 수도 있다.As such, each
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those of ordinary skill in the art are appropriately within the scope described in the claims of the present invention. Changes will be possible.
10 : 모듈
11 : 메인 모듈
12 : 보조 모듈
100 : 이동부
110 : 제1 회전축
120 : 제2 회전축
130 : 구동휠
140 : 종동휠
150 : 캐터필러
200 : 구동부
210 : 구동모터
220 : 꼬리모터
300 : 꼬리부
400 : 결합부10
12: auxiliary module 100: moving part
110: first axis of rotation 120: second axis of rotation
130: driving wheel 140: driven wheel
150: caterpillar 200: drive unit
210: driving motor 220: tail motor
300: tail 400: coupling portion
Claims (15)
각각의 상기 모듈은,
상호 이격 배치되는 제1 및 제2 회전축;
상기 제1 및 제2 회전축 중 어느 하나의 회전축에 장착되는 구동휠과, 다른 하나의 회전축에 장착되는 종동휠; 및
상기 종동휠이 장착되는 상기 회전축에 구비된 꼬리부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.A climbing robot equipped with at least two modules,
Each said module is
First and second rotary shafts spaced apart from each other;
A driving wheel mounted to one of the first and second rotary shafts, and a driven wheel mounted to the other rotary shaft; And
A tail provided on the rotating shaft on which the driven wheel is mounted;
Climbing robot comprising a.
상기 구동휠이 장착되는 상기 회전축을 회전시키는 구동모터가 구비되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 1,
Climbing robot, characterized in that provided with a drive motor for rotating the rotary shaft on which the drive wheel is mounted.
상기 꼬리부가 장착되는 상기 회전축을 회전시키는 꼬리모터가 구비되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 2,
Climbing robot, characterized in that the tail motor is provided for rotating the rotary shaft to which the tail is mounted.
상기 구동모터와 상기 꼬리모터는 등반 로봇의 이동 방향을 기준으로 상호 대칭인 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 3,
The driving motor and the tail motor is a climbing robot, characterized in that arranged in a position symmetrical with respect to the movement direction of the climbing robot.
상기 구동휠과 상기 종동휠을 감싸는 캐터필러가 구비되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 1,
Climbing robot, characterized in that the caterpillar surrounding the drive wheel and the driven wheel is provided.
각각의 상기 모듈은 상호 결합 및 분리가 가능한 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 1,
Climbing robot, characterized in that each of the modules can be mutually coupled and separated.
각각의 상기 모듈에는 결합부가 구비되되,
전방에 위치한 상기 모듈에는 상기 종동휠이 장착된 상기 회전축에 상기 결합부가 구비되고,
후방에 위치한 상기 모듈에는 상기 구동휠이 장착된 상기 회전축에 상기 결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 6,
Each module is provided with a coupling portion,
The module located in the front is provided with the coupling portion on the rotating shaft is mounted the driven wheel,
The module located behind the climbing robot, characterized in that the coupling portion is provided on the rotating shaft on which the drive wheel is mounted.
전방에 위치한 상기 모듈과 후방에 위치한 상기 모듈 사이에 위치하는 상기 모듈에는,
상기 제1 및 제2 회전축 모두에 상기 결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 7, wherein
In the module located between the module located in front and the module located in the rear,
Climbing robot, characterized in that the coupling portion is provided on both the first and second rotation axis.
상기 결합부에는 자석 또는 전자석이 구비되는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method according to claim 7 or 8,
Climbing robot, characterized in that the coupling portion is provided with a magnet or an electromagnet.
상기 둘 이상의 모듈은 전후 방향으로 상호 분리 가능하게 결합되고,
상기 모듈은,
상기 모듈을 이동시키는 이동부;
상기 이동부를 구동하는 구동부;
상기 모듈의 자세를 안정시키는 꼬리부; 및
각각의 상기 모듈을 결합시키는 결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.A climbing robot equipped with at least two modules,
The two or more modules are detachably coupled to each other in the front and rear directions,
The module,
A moving unit for moving the module;
A driving unit driving the moving unit;
Tail to stabilize the posture of the module; And
A coupling unit coupling each of the modules;
Climbing robot comprising a.
상기 적어도 둘 이상의 모듈은 전방에 위치한 메인 모듈과, 후방에 위치한 보조 모듈을 포함하고,
등반 로봇 이동 시 지면의 각도가 변하게 되는 경우,
상기 보조 모듈은 상기 메인 모듈이 지면으로부터 이탈하지 않도록 지지력을 제공하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 10,
The at least two modules include a main module located in front and an auxiliary module located in the rear,
If the angle of the ground changes when the climbing robot moves,
The auxiliary module is a climbing robot, characterized in that to provide a support force so that the main module does not leave the ground.
상기 보조 모듈은 상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동할 때까지 지지력을 제공하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 11,
The auxiliary module provides a support robot until the main module moves to a position where the angle of the ground is maintained constant.
상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동한 경우 상기 메인 모듈은 상기 보조 모듈과 분리되어 이동하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇.The method of claim 12,
And the main module moves separately from the auxiliary module when the main module moves to a position where the angle of the ground is kept constant.
등반 로봇의 이동 방향 기준으로 전방에 위치한 메인 모듈과 후방에 위치한 보조 모듈이 상호 결합하는 단계;
상기 메인 모듈과 상기 보조 모듈이 결합된 상태로 이동하는 단계;
지면의 각도가 변하는 경우 상기 보조 모듈은 상기 메인 모듈이 지면으로부터 이탈하지 않도록 상기 메인 모듈을 지지하는 단계;
상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동한 경우 상기 메인 모듈은 상기 보조 모듈과 분리되어 이동하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇을 이용한 등반 방법.In the climbing method using the climbing robot of any one of claims 10 to 13,
Coupling the main module located at the front and the auxiliary module located at the rear with respect to the moving direction of the climbing robot;
Moving to a state in which the main module and the auxiliary module are coupled;
Supporting the main module to prevent the main module from being separated from the ground when the angle of the ground changes;
Moving the main module separately from the auxiliary module when the main module moves to a position where the angle of the ground is kept constant;
Climbing method using a climbing robot comprising a.
상기 보조 모듈이 상기 메인 모듈을 지지하는 단계는 상기 메인 모듈이 지면의 각도가 일정하게 유지되는 위치로 이동할 때까지 연속적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 등반 로봇을 이용한 등반 방법.
The method of claim 14,
Wherein the auxiliary module supporting the main module climbing method using a climbing robot, characterized in that the main module is continuously supported until moving to a position where the angle of the ground is kept constant.
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