KR20200083333A - 등반로봇 플랫폼 - Google Patents

등반로봇 플랫폼 Download PDF

Info

Publication number
KR20200083333A
KR20200083333A KR1020190176682A KR20190176682A KR20200083333A KR 20200083333 A KR20200083333 A KR 20200083333A KR 1020190176682 A KR1020190176682 A KR 1020190176682A KR 20190176682 A KR20190176682 A KR 20190176682A KR 20200083333 A KR20200083333 A KR 20200083333A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
climbing
pair
robot platform
climbing robot
rope
Prior art date
Application number
KR1020190176682A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102286401B1 (ko
Inventor
김종원
박가람
이지석
김화수
오주현
채호병
윤두표
유성근
홍주영
서태원
이영주
서명재
Original Assignee
서울대학교산학협력단
경기대학교 산학협력단
한양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단, 경기대학교 산학협력단, 한양대학교 산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Publication of KR20200083333A publication Critical patent/KR20200083333A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102286401B1 publication Critical patent/KR102286401B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/60Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans adapted for special purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 등반로봇 플랫폼은, 건물의 외벽을 따라 등강하는 플랫폼 로봇으로서, 연직 방향으로 연장되고 좌우 방향으로 이격된 한 쌍의 로프를, 각각 감으며 등강하는 한 쌍의 등강기; 및 등강기에 설치되고, 플랫폼 로봇의 이동 방향을 조정하기 위한 조향 장치를 포함하고, 조향 장치는, 연직 방향 및 좌우 방향에 각각 직교하는 방향인 전후 방향에 평행한 틸팅축을 중심으로 회전 가능하도록 등강기에 결합되는 조향 본체와, 좌우 방향으로 이격되게 배치되도록 조향 본체에 결합된 한 쌍의 바퀴를 구비하며, 한 쌍의 등강기가 한 쌍의 로프 각각을 감는 힘의 차이 및 조향 본체가 틸팅축을 중심으로 회전되는 각도 중 적어도 어느 하나에 기초해서, 이동하는 방향이 결정된다.

Description

등반로봇 플랫폼{CLIMBING ROBOT PLATFORM}
본 발명은 등반로봇 플랫폼에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 로프를 타고 등강하는 등반로봇 플랫폼에 관한 것이다.
종래에는 고층 빌딩의 외벽을 청소하기 위해 작업자가 직접 로프를 타고 건물의 외벽을 따라 이동하면서 청소하였다. 그러나 작업자가 직접 고층 빌딩의 외벽에 매달린 상태에서 청소 도구를 사용하는 것은 안전사고의 우려가 큰 문제가 있었다.
이에 최근에는 건물의 외벽을 청소하는 청소 로봇이 개발되고 있다. 그러나 종래의 로봇들은 바람 등 외란에 대한 적응력이 떨어져 안정적이고 신속한 이동이 불가능한 문제가 있다. 이를 극복하기 위해 건물의 외벽에 밀착하여 이동하는 로봇이 개발되고 있는 실정이지만, 종래의 로봇들은 로봇과 외벽 사이의 마찰력을 제어하기 어렵고, 상하 방향으로만 이동이 가능하여 이동 범위에 한계가 있다. 또한, 로프에 국소적인 하중이 인가되어 로프에 손상이 발생할 우려가 있으며, 하강 시에 불연속적인 속도 변화가 나타나는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 로프를 타고 안정적으로 등강이 가능하면서 외란을 용이하게 극복할 수 있고, 건물의 외벽을 따라 여러 방향으로 자유롭게 이동이 가능한 등반로봇 플랫폼을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 예에서, 등반로봇 플랫폼은, 건물의 외벽을 따라 등강하는 플랫폼 로봇으로서, 연직 방향으로 연장되고 좌우 방향으로 이격된 한 쌍의 로프를, 각각 감으며 등강하는 한 쌍의 등강기; 및 등강기에 설치되고, 플랫폼 로봇의 이동 방향을 조정하기 위한 조향 장치를 포함하고, 조향 장치는, 연직 방향 및 좌우 방향에 각각 직교하는 방향인 전후 방향에 평행한 틸팅축을 중심으로 회전 가능하도록 등강기에 결합되는 조향 본체와, 좌우 방향으로 이격되게 배치되도록 조향 본체에 결합된 한 쌍의 바퀴를 구비하며, 한 쌍의 등강기가 한 쌍의 로프 각각을 감는 힘의 차이 및 조향 본체가 틸팅축을 중심으로 회전되는 각도 중 적어도 어느 하나에 기초해서, 이동하는 방향이 결정된다.
다른 예에서, 등강기에 결합되고, 후방으로 추력을 발생시키는 프로펠러를 구비하는 추력 장치를 더 포함하고, 추력 장치에서 발생시키는 추력에 의해 바퀴가 외벽과 접한 상태로 이동하게 될 수 있다.
또 다른 예에서, 프로펠러는, 전후 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전하여 후방으로 추력을 발생시키되, 서로 다른 방향으로 회전하는 제1 프로펠러와 제2 프로펠러를 포함하고, 제1 프로펠러 및 제2 프로펠러가 발생시키는 추력의 크기에 의해 등반로봇 플랫폼이 외벽에 가하는 힘이 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, 한 쌍의 등강기가 한 쌍의 로프 각각을 서로 다른 힘으로 감는 것에 의해, 상대적으로 더 큰 힘이 작용하는 로프를 향해 이동하게 될 수 있다.
또 다른 예에서, 한 쌍의 로프는, 상측에서 하측으로, 한 쌍의 등강기의 좌우 양측에서 한 쌍의 등강기 사이의 중앙부를 향해, 한 쌍의 등강기로 감겨 들어오고, 한 쌍의 등강기가 한 쌍의 로프 각각을 서로 다른 힘으로 감는 것에 의해, 상대적으로 더 큰 힘이 작용하는 로프를 향해 이동하게 될 수 있다.
또 다른 예에서, 조향 장치는, 한 쌍의 바퀴를 사이에 두고 연직 방향으로 이격되게 배치되도록 조향 본체에 설치된 복수 개의 볼 캐스터를 더 구비하고, 복수 개의 볼 캐스터는, 등반로봇 플랫폼의 등강 시 및 조향 본체가 틸팅축을 중심으로 회전할 때, 외벽에 접한 상태를 유지 가능할 수 있다.
또 다른 예에서, 조향 장치는, 틸팅축에 설치되고, 조향 본체가 틸팅축을 중심으로 회전하지 않도록 조향 본체를 고정시키기 위한 브레이크를 더 구비할 수 있다.
또 다른 예에서, 각각의 등강기는, 좌우 방향을 중심으로 회전하는 중심축과, 중심축에 대해 독립적인 회전이 가능하도록 중심축에 결합된 복수 개의 등강 풀리와, 중심축과 함께 회전하도록 중심축에 결합되고, 중심축의 회전 동력을 복수 개의 등강 풀리에 차등적으로 분배 가능하도록 복수 개의 등강 풀리와 연결된 차동 기어 장치를 구비하고, 복수 개의 등강 풀리 중 적어도 2개의 등강 풀리에 로프가 감긴 상태에서, 중심축의 회전에 의해 등강 풀리가 회전함에 따라, 등강기가 로프를 감으며 등강할 수 있다.
또 다른 예에서, 차동 기어 장치는, 중심축에 대해 독립적인 회전이 가능하도록 중심축에 결합된 한 쌍의 제1 베벨기어와, 중심축과 함께 회전하도록 중심축에 고정 결합되되, 한 쌍의 제1 베벨기어와 맞물려 좌우 방향에 수직한 방향인 제2 방향을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 제2 베벨기어를 구비하고, 복수 개의 등강 풀리는, 제1 베벨기어와 함께 회전하도록 제1 베벨기어에 연결되며, 중심축의 회전 동력은, 제2 베벨기어를 경유하여 한 쌍의 제1 베벨기어로 전달됨으로써 복수 개의 등강 풀리를 회전시킬 수 있다.
또 다른 예에서, 각각의 등강기는, 중심축이 좌우 방향을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 본체와, 본체에 설치되고, 로프가 복수 개의 등강 풀리에 감겨 이동하는 경로를 가이드하는 복수 개의 가이드부재를 더 구비할 수 있다.
또 다른 예에서, 각각의 등강기는, 중심축이 좌우 방향을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 본체와, 본체에 설치되어 복수 개의 등강 풀리의 각각에 감겨 있는 로프를 각각 가압하는 복수 개의 가압부재를 더 구비할 수 있다.
또 다른 예에서, 각각의 등강기는, 좌우 방향을 중심으로 차동 기어 장치와 함께 회전하도록, 차동 기어 장치에 결합된 하나 이상의 제2 등강 풀리를 더 구비하고, 로프가 적어도 2개의 등강 풀리와 하나 이상의 제2 등강 풀리 중 적어도 하나에 감긴 상태에서, 등강기가 로프를 감으며 등강할 수 있다.
또 다른 예에서, 등강기에 마련되어 소정의 기기 모듈이 장착되기 위한 장착부를 더 포함할 수 있다.
또 다른 예에서, 무게중심이 장력중심보다 아래에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 등반로봇 플랫폼은, 한 쌍의 로프를 감으며 상하 방향, 좌우 방향 및 전후 방향으로 이동할 수 있고, 급격한 속도 변화 없이 안정적으로 등강할 수 있으며, 외란이 발생하는 경우에도 용이하게 대처할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼을 도 1과 다른 각도에서 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼을 연직 방향에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 등강기를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 등강기를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 등강기를 중심축을 따라 자른 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 장치를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼이 등강하고 있는 상태를 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
[등반로봇 플랫폼의 구성]
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼을 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼을 도 1과 다른 각도에서 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼을 연직 방향에서 바라본 도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼에 대하여 설명한다. 이하에서는 등반로봇 플랫폼이 건물 외벽에 설치된 로프에 매달린 상태를 기준으로 설명한다. 이때 상하 방향은 연직 방향(g, 중력 방향)에 평행한 방향을 의미하고, 좌우 방향(a)은 연직 방향(g)에 수직하되 건물의 외벽에 평행한 방향을 의미하며, 전후 방향(b)은 연직 방향(g) 및 좌우 방향(a) 각각에 직교하는 방향을 의미한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼은 한 쌍의 등강기(100)와 조향 장치(300) 및 추력 장치(500)를 포함한다. 등강기(100)에는 청소 모듈과 같이 작업에 이용될 소정의 모듈(400)이 장착되기 위한 장착부(도 2 참조)와, 등반로봇 플랫폼의 현재 위치를 파악하기 위한 위치 측정 장치(200)가 설치된다(도 3 참조).
등반로봇 플랫폼은 한 쌍의 등강기(100)가 건물에 설치되어 있는 한 쌍의 로프를 타고 건물의 외벽을 따라 상하 방향 및/또는 좌우 방향(a)으로 이동 가능하고, 또한, 조향 장치(300)에 의해 상하 및 좌우 방향(a)으로 조향 가능하며, 추력 장치(500)에 의해 등반로봇 플랫폼이 외벽에 접한 상태를 유지하며 이동하도록 구성된다. 한편, 등반로봇 플랫폼을 형성하는 각 구성들은, 등반로봇 플랫폼의 무게중심(중력에 의한 알짜 토크가 0인 점)이 등반로봇 플랫폼의 장력중심(장력에 의한 알짜 토크가 0인 점)보다 아래에 위치하도록 배치된다. 이에 따라 로봇이 이동하거나 정지한 상태에서도 안정적인 자세를 유지할 수 있고, 외란의 영향에도 크게 동요하지 않고 용이하게 대처할 수 있다. 이하에서는, 등반로봇 플랫폼의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
등강기(100)
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 등강기를 나타내는 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 등강기를 나타내는 사시도이다. 도 6은 도 5의 등강기를 중심축을 따라 자른 단면을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 등강기(100)에 대하여 설명한다.
도 4에 도시된 것과 같이, 한 쌍의 등강기(100)는 한 쌍의 로프(r)를 각각 감으며 등강한다. 한 쌍의 로프(r)는 연직 방향(g)으로 연장되고 좌우 방향(a)으로 이격되게 건물의 외벽에 미리 설치되어 있다. 한 쌍의 등강기(100)는 종래에 작업자가 사용하던 로프를 그대로 사용할 수 있으므로 건물에 로봇의 사용을 위한 별도의 장치를 설치할 필요가 없는 장점이 있다.
한 쌍의 등강기(100)는 한 쌍의 로프(r)에 걸리는 장력을 이용하여 등강한다. 등반로봇 플랫폼이 등강하는 방향은, 각각의 로프(r)에 걸리는 장력의 차이에 의해 결정된다. 건물에 고정된 각각의 로프(r)의 끝단과 등강기(100) 사이의 거리가 실질적으로 동일할 때, 한 쌍의 등강기(100)가 한 쌍의 로프(r)를 서로 실질적으로 동일한 힘으로 감으면, 등반로봇 플랫폼은 상하 방향으로 등강하게 된다.
한편, 한 쌍의 등강기(100)는 한 쌍의 로프(r) 각각을 서로 다른 힘으로 감을 수 있다. 어느 한 쪽의 등강기(100)가 다른 한 쪽의 등강기(100)보다 상대적으로 큰 힘으로 로프(r)를 감으면, 한 쌍의 로프(r)에 인가되는 장력의 크기 차이로 의해 상대적으로 큰 장력이 인가되는 방향을 향해 좌 방향 또는 우 방향으로 등반로봇 플랫폼이 이동하게 된다. 즉, 한 쌍의 등강기(100)가 한 쌍의 로프(r) 각각을 감는 힘의 차이에 기초해서 등반로봇 플랫폼이 이동하는 방향이 결정되고, 이에 따라 한 쌍의 등강기(100)는 상하 방향뿐만 아니라 좌우 방향(a)으로도 이동할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 등강기(100)는 중심축(111)과, 중심축(111)에 결합된 복수 개의 (제1) 등강 풀리(121)를 구비한다. 한 쌍의 등강기(100)는 실질적으로 동일한 구조로 형성될 수 있으므로, 이하에서는 어느 하나의 등강기(100)에 대해서 구체적으로 설명한다.
중심축(111)은 좌우 방향(a)에 평행한 축을 중심으로 회전한다. 중심축(111)의 일단에는 웜기어(112)가 장착되고, 웜기어(112)는 모터(115)에 의해 회전하는 웜휠(113)과 맞물려 있어, 모터(115)의 회전 동력은 웜휠(113)과 웜기어(112)를 통해 중심축(111)에 전달되며 중심축(111)이 회전하게 된다. 중심축(111)은 회전 가능하게 본체(110)에 설치되며(도 4 참조), 본체(110)는 복수 개의 등강 풀리(121)를 사이에 두고 양측에서 중심축(111)을 지지한다. 즉, 중심축(111)과 본체(110) 사이에 베어링(111b)이 결합되어, 본체(110)는 고정된 상태에서 중심축(111)은 자유 회전이 가능하다(도 6 참조).
복수 개의 등강 풀리(121)는 중심축(111)에 대해 독립적인 회전이 가능하도록 중심축(111)에 결합된다. 이를 위해, 복수 개의 등강 풀리(121)는 베어링(111a)을 사이에 두고 중심축(111)에 결합된다(도 6 참조). 등강 풀리(121)에는 로프(r)가 감겨지며, 등강 풀리(121)가 중심축(111)을 중심으로 회전하면 등강 풀리(121)와 로프(r) 사이의 마찰력에 의해 등강기(100)가 로프(r)를 감으며 등강한다. 이때 등강 풀리(121)의 내측에는 로프(r)와 등강 풀리(121) 사이의 마찰력을 증가시키기 위한 쐐기(121a)들이 형성될 수 있다. 한편, 중심축(111)에 장착되는 등강 풀리(121)의 개수는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 등강기(100)는 후술하는 차동 기어 장치(150)에 결합된 제2 등강 풀리(122)를 포함할 수 있다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 제2 등강 풀리(122)를 포함한 일부 구성에 대한 도시를 생략하고 있다. 제2 등강 풀리(122)는 중심축(111)을 중심으로 차동 기어 장치(150)와 함께 회전한다. 제2 등강 풀리(122)의 개수는 특별히 한정되지 않으며, 제2 등강 풀리(122)의 내측에도 쐐기(122a)가 형성되어 있을 수 있다. 로프(r)는 등강 풀리(121) 및 제2 등강 풀리(122)에 감겨질 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 등강 풀리는 제1 등강 풀리(121)뿐만 아니라 제2 등강 풀리(122)를 의미하는 것으로도 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 등강기(100)는 차동 기어 장치(150)를 구비한다. 차동 기어 장치(150)는 중심축(111)과 함께 회전하도록 중심축(111)에 결합되며, 복수 개의 등강 풀리(121)와 연결된다. 차동 기어 장치(150)는 그 전체로서 중심축(111)과 함께 회전하면서, 중심축(111)의 회전 동력을 복수 개의 등강 풀리(121)에 전달한다. 이때, 차동 기어 장치(150)는 중심축(111)의 회전 동력을 복수 개의 등강 풀리(121)에 차등적으로 분배할 수 있다.
차동 기어 장치(150)는 한 쌍의 제1 베벨기어(151), 한 쌍의 제2 베벨기어(152), 고정 블록(155) 및 고정축(157)을 구비한다.
한 쌍의 제1 베벨기어(151)는 중심축(111)에 대해 독립적인 회전이 가능하도록 중심축(111)에 결합된다. 즉, 한 쌍의 제1 베벨기어(151)는 베어링(151a)을 사이에 두고 중심축(111)에 결합된다. 이때 복수 개의 등강 풀리(121)는, 제1 베벨기어(151)와 함께 회전하도록 제1 베벨기어(151)에 연결된다. 예를 들어, 복수 개의 등강 풀리(121)는 제1 베벨기어(151)의 외주면에 억지 끼움 결합될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
고정 블록(155)은 중심축(111)과 함께 회전하도록 중심축(111)에 고정 결합된다. 고정 블록(155)은 예를 들어 핀 결합을 통해 중심축(111)에 고정될 수 있다. 그리고 한 쌍의 고정축(157)이 고정 블록(155)에 결합된다. 제2 베벨기어(152)는 좌우 방향(a)에 수직한 방향을 중심으로 회전 가능하게 고정축(157)에 결합되며, 한 쌍의 제1 베벨기어(151)와 맞물려 회전한다. 제2 베벨기어(152)는 베어링(152a)을 사이에 두고 고정축(157)에 결합된다. 여기에서는 제2 베벨기어(152)가 한 쌍으로 구비된 것으로 설명하지만, 제2 베벨기어(152)는 1개만 구비될 수도 있다.
이에 따라, 모터(115)가 중심축(111)을 회전시키면, 중심축(111)에 고정 결합된 고정 블록(155), 고정축(157) 및 제2 베벨기어(152)가 중심축(111)과 함께 회전한다. 그리고 회전 동력은 제2 베벨기어(152)를 경유하여 한 쌍의 제1 베벨기어(151)로 전달된다. 전달된 동력에 의해 제1 베벨기어(151)가 회전하면, 제1 베벨기어(151)에 고정 결합된 복수 개의 등강 풀리(121)가 중심축(111)을 중심으로 회전하게 된다. 한편, 제2 등강 풀리(122)가 구비된 경우, 제2 등강 풀리(122)는 차동 기어 장치(150)와 함께 중심축(111)을 중심으로 회전하게 된다.
이때, 한 쌍의 제1 베벨기어(151)의 회전에 대해 실질적으로 동일한 힘이 가해지고 있는 경우, 제2 베벨기어(152)는 중심축(111)을 중심으로만 회전(공전)할 뿐 좌우 방향(a)에 수직한 방향을 중심으로는 회전(자전)하지 않으며, 한 쌍의 제1 베벨기어(151)에 실질적으로 동일한 동력을 분배한다. 한편, 한 쌍의 제1 베벨기어(151)의 회전 운동에 대해 서로 다른 힘이 가해지고 있는 경우, 제2 베벨기어(152)는 좌우 방향(a)에 수직한 방향을 중심으로 자전하면서, 중심축(111)의 회전 동력을 한 쌍의 제1 베벨기어(151)에 차등적으로 분배하게 된다. 이에 따라 복수 개의 등강 풀리(121)가 서로 다른 속도로 회전할 수 있다.
이에 따라, 로프(r)가 감긴 복수 개의 등강 풀리(121)가 차동 기어 장치(150)에 의해 서로 다른 속도로 회전할 수 있으므로, 등강기(100)의 등강 시에 등강 풀리(121) 각각의 회전 속도가 로프(r)의 실제 회전 속도에 대응되도록 서로 다른 속도로 조절될 수 있다. 나아가 등강 풀리(121)의 회전 속도와 로프(r)의 실제 회전 속도 사이의 속도차를 최소화하여 등강기(100)가 상승 또는 하강할 때 급격한 속도 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 등강기(100)는 복수 개의 가이드부재(130)를 더 포함할 수 있다. 복수 개의 가이드부재(130)는, 로프(r)가 복수 개의 등강 풀리(121, 122)에 감겨 이동하는 경로를 가이드한다. 또한, 가이드부재(130)는 로프(r)가 가장 먼저 감겨 들어오는 경로를 가이드하기 위한 인렛 가이드부재(131)를 구비한다. 인렛 가이드부재(131)는 다른 가이드부재(130)들에 비해 홈이 깊게 파여 있으므로 로프(r)를 더욱 안정적으로 지지할 수 있다. 이에 따라 로프(r)는 인렛 가이드부재(131), 어느 하나의 등강 풀리(121, 122), 가이드부재(130)를 순차적으로 지나면서 일정한 경로를 따라 복수 개의 등강 풀리(121, 122)에 감겨 들어가거나 감겨 나올 수 있으므로, 등강기(100)가 로프(r)를 타고 안정적으로 등강할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 등강기(100)는 가압부재(160)를 더 구비할 수 있다. 가압부재(160)는 본체(110)에 설치되며, 복수 개의 등강 풀리(121, 122) 각각에 감겨있는 로프(r)를 가압한다. 이에 따라 로프(r)와 등강 풀리(121, 122) 사이에 충분한 마찰력이 인가되어 등강기(100)가 더욱 안정적으로 로프(r)를 감으며 등강할 수 있다.
위치 측정 장치(200)
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치를 나타내는 사시도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치의 내부 구조를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 이하에서는 도 4, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(200)에 대하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 등강기(100)에는 등반로봇 플랫폼(등강기(100))의 현재 위치를 측정하기 위한 위치 측정 장치(200)가 설치된다. 위치 측정 장치(200)는 한 쌍의 로프(r)에 인가되는 장력의 크기, 한 쌍의 로프(r)가 이루는 각도 및 한 쌍의 등강기(100)가 한 쌍의 로프(r) 각각을 감은 거리를 기초로, 등반로봇 플랫폼의 위치를 측정할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 위치 측정 장치(200)는 한 쌍의 로프(r) 사이의 각도를 측정하기 위한 각도 인코더(235)와, 로프(r)의 장력을 측정하기 위한 로드셀(255)과, 로프(r)가 감긴 거리를 측정하기 위한 거리 인코더(275)를 구비한다.
먼저, 각도 인코더(235)는 인렛 가이드부재(131)의 회전 중심을 따라 연장된 축(231)에 장착되어, 가상의 기준선(s)과 로프(r) 사이의 각도(α)를 측정한다. 여기서 가상의 기준선(s)이란 한 쌍의 등강기(100) 사이의 중앙부를 지나 연직 방향(g)으로 연장된 선을 의미한다. 따라서 가상의 기준선(s)과 로프(r) 사이의 각도(α)는 한 쌍의 로프(r) 사이의 각도의 절반 크기가 된다.
한편, 건물의 외벽에 연직 방향(g)을 따라 매달리도록 설치된 한 쌍의 로프(r)는, 도 4에 도시된 것과 같이 상측에서 하측으로, 한 쌍의 등강기(100)의 좌우 양측에서 한 쌍의 등강기(100) 사이의 중앙부를 향해, 한 쌍의 등강기(100)(위치 측정 장치(200))로 감겨 들어온다. 이때 로프(r)는 각각의 인렛 가이드부재(131)를 매개로 축(231)에 감겨 들어오며, 각도 인코더(235)는 축(231)에 대한 위치 측정 장치(200)의 각도를 측정하여 가상의 기준선(s)과 로프(r) 사이의 각도(α)를 측정할 수 있다.
한편, 로프(r)는 위치 측정 장치(200)의 하우징(210) 내에 설치된 가이드롤러(211)와 거리 측정용 롤러(271) 및 장력 측정용 롤러(252)를 차례로 지나 인렛 가이드부재(131)로 감겨 들어온다. 거리 측정용 롤러(271)는 거리 인코더(275)와 연동되어 있으므로, 로프(r)가 감겨 들어오거나 감겨 나감에 따라 거리 측정용 롤러(271)가 회전하면, 거리 인코더(275)는 로프(r)의 이동 거리를 측정할 수 있다.
또한, 장력 측정용 롤러(252)는 로드셀(255)의 일측에 마련되고, 로드셀(255)과 장력 측정용 롤러(252)는 로프(r)가 이동함에 따라 로프(r)의 장력이 로드셀(255)로 전달되도록 구성된 3절 링크(251) 구조에 의해 하우징(210)에 장착됨으로써, 로드셀(255)에서 로프(r)의 장력을 측정할 수 있다.
이와 같이, 위치 측정 장치(200)는 기준선(s)과 각각의 로프(r) 사이의 각도(α), 로프(r)의 장력 및 로프(r)가 이동한 거리를 기초로 등반로봇 플랫폼의 위치를 실시간으로 측정할 수 있다. 등반로봇 플랫폼을 구동시키기 전에 초기 로프(r)의 길이를 측정하면, 전술한 위치 측정 장치(200)의 각 구성들이 마련되지 않더라도 등반로봇 플랫폼의 위치를 파악할 수 있다. 그러나 예상하지 못한 외란 등에 의해 등반로봇 플랫폼의 위치가 변동되는 경우, 위치 측정 장치(200)가 측정한 현재 위치를 기초로 한 쌍의 등강기(100)와 조향 장치(300)가 등반로봇 플랫폼을 원래 위치로 이동시키도록 동작할 수 있다. 즉, 등반로봇 플랫폼의 위치가 외란에 의해 크게 변동되는 것을 방지할 수 있다.
조향 장치(300)
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 장치를 나타내는 사시도이다. 이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 장치(300)에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조향 장치(300)는 등강기(100)에 장착되는 조향 본체(350)와, 조향 본체(350)에 장착된 한 쌍의 바퀴(320) 및 복수 개의 볼 캐스터(330)를 구비한다.
조향 본체(350)는 한 쌍의 등강기(100)에서 건물의 외벽을 바라보는 쪽에 결합된다. 조향 본체(350)가 결합되는 방식은 특별히 한정되지 않으나, 한 쌍의 등강기(100) 사이에 끼워져 결합될 수 있다.
조향 본체(350)는 전후 방향(b)에 평행한 틸팅축(t)을 중심으로 회전 가능하도록 등강기(100)에 결합된다. 이때 틸팅축(t)에는 조향 본체(350)의 회전을 제어하는 브레이크(355)가 설치된다. 브레이크(355)는 조향 본체(350)가 틸팅축(t)을 중심으로 회전하지 않도록 조향 본체(350)를 고정시킬 수 있다. 따라서 조향 본체(350)가 틸팅축(t)을 중심으로 회전한 후, 등반로봇 플랫폼이 이동하고자 하는 방향으로 한 쌍의 바퀴(320)가 배치되었을 때, 브레이크(355)가 조향 본체(350)를 고정시킴으로써 안정적인 이동이 가능해진다. 조향 본체(350)가 회전된 정도는 틸팅축(t)에 설치된 인코더(356)에 의해 측정될 수 있다. 브레이크(355)는 조향 본체(350)의 내부에 마련될 수도 있으며, 브레이크(355)로서 예를 들어 전자 브레이크가 사용될 수 있다.
한편, 조향 본체(350)에는 좌우 방향(a)으로 연장되고, 연직 방향(g)을 따라 이격되게 배치된 한 쌍의 결합 로드(310)가 관통하고, 한 쌍의 결합 로드(310)의 양단에는 한 쌍의 플레이트(311)가 마련된다. 한 쌍의 바퀴(320)는 한 쌍의 플레이트(311)에 각각 설치되어 좌우 방향으로 이격되게 배치된다.
한 쌍의 바퀴(320)는 등반로봇 플랫폼의 등강 시 외벽과 접촉한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 각각의 바퀴(320)에는 구동 모터(325)가 연결되어 각각의 바퀴(320)는 좌우 방향(a)에 평행한 축을 중심으로 회전할 수 있으며, 각각의 바퀴(320)가 회전하는 방향에 따라 등반로봇 플랫폼에 상승 또는 하강하는 힘이 제공될 수 있다. 나아가 조향 본체(350)가 틸팅축(t)을 중심으로 회전된 각도에 따라 등반로봇 플랫폼이 이동하는 방향이 결정될 수 있다.
또는, 한 쌍의 바퀴(320)는 하나의 구동 모터와 차동기어를 통해 회전하도록 구성될 수도 있다. 또한, 조향 본체(350)가 틸팅축(t)을 중심으로 회전하는 것이 아니라 각각의 바퀴(320)가 회전되어 등반로봇 플랫폼의 이동 방향이 결정되도록 구성될 수도 있다. 바퀴(320)의 종류로는 옴니휠, 메카넘휠 등이 이용될 수 있으나 그 종류 및 개수가 특별히 한정되는 것은 아니다.
복수 개의 볼 캐스터(330)는 각각의 바퀴(320)를 사이에 두고 연직 방향(g)으로 이격되게 배치되도록 각각의 플레이트(311)에 한 쌍으로 설치된다. 즉, 4개의 볼 캐스터(330)가 직사각형의 꼭지점들에 위치한 것처럼 배치될 수 있다. 그러나 그 개수가 한정되는 것은 아니다. 그리고 각각의 볼 캐스터(330)는 등반로봇 플랫폼의 이동 시에 외벽에 접한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 각각의 볼 캐스터(330)는 조향 본체(350)가 틸팅축(t)을 중심으로 회전할 때에도 외벽에 접한 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라 등반로봇 플랫폼이 외벽에 대해 수평한 상태를 유지할 수 있고, 등반로봇 플랫폼의 등강 시 및 조향 본체(350)의 회전 시 안정적인 이동이 가능해진다.
추력 장치(500)
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 추력 장치(500)에 대하여 설명한다. 추력 장치(500)는 전방 또는 후방으로 추력을 발생시키는 장치로서, 추력을 발생시키기 위한 프로펠러(551, 552)를 구비한다. 추력 장치(500)가 후방으로 발생시키는 추력에 의해 바퀴(320)가 외벽과 접한 상태로 등반로봇 플랫폼이 이동하게 된다. 또한, 추력 장치(500)가 등반로봇 플랫폼을 외벽을 향해 가압하는 힘을 조절함으로써, 바퀴(320)와 외벽 사이의 마찰력을 조절할 수 있다.
이를 위해, 추력 장치(500)는 제1 프로펠러(551)와 제2 프로펠러(552)를 구비한다. 제1 프로펠러(551)와 제2 프로펠러(552)는 전후 방향(b)에 평행하게 형성된 동일한 회전축을 중심으로 회전하지만, 전후 방향으로 이격되게 배치되어 있다.
제1 프로펠러(551)와 제2 프로펠러(552)는 후방으로 추력을 발생시킨다. 후방에서 전방 쪽으로 바라보았을 때, 제1 프로펠러(551)는 시계방향, 제2 프로펠러(552)는 반시계방향으로 회전하여, 서로에 의한 토크 효과를 상쇄시킨다. 즉, 각각의 프로펠러가 회전하면, 그 반작용에 의해 몸체가 회전하는 현상이 발생할 수 있는데, 제1 프로펠러(551)와 제2 프로펠러(552)가 서로 반대 방향으로 회전함으로써 서로의 토크 효과를 상쇄시켜 몸체가 회전하지 않고 안정적인 자세를 유지하도록 할 수 있다.
이와 반대로 제1 프로펠러(551)가 반시계방향, 제2 프로펠러(552)가 시계방향으로 회전할 수도 있다. 후방으로 발생시킨 추력에 의해 등반로봇 플랫폼은 외벽을 향해 힘을 받아 바퀴(320)가 외벽에 접한 상태를 유지하도록 할 수 있다.
종래의 로봇은 로봇과 외벽 사이의 마찰력을 조절할 수 없어서 외란에 취약하고 안정적인 이동이 불가능한 문제가 있었다. 그러나 본 발명에 따른 등반로봇 플랫폼은, 제1 프로펠러(551)와 제2 프로펠러(552)가 발생시키는 추력의 크기를 조절함으로써, 등반로봇 플랫폼과 외벽 사이의 마찰력을 용이하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 외란에 의해 등반로봇 플랫폼이 외벽으로부터 멀어지도록 힘을 받는 경우 두 프로펠러(551, 552)의 추력을 증가시켜 등반로봇 플랫폼이 외벽을 향해 이동하도록 제어할 수 있다. 또는 외란에 의해 등반로봇 플랫폼이 외벽을 향해 가압되는 경우, 두 프로펠러(551, 552)의 추력을 감소시켜 등반로봇 플랫폼과 외벽 사이에 지나치게 큰 마찰력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 추력 장치(500)는 커버(510), 지지 로드(515) 및 지지 블록(560)을 더 구비할 수 있다.
커버(510)는 프로펠러(551, 552)의 둘레 방향을 감싸도록 고리 형상으로 형성된다. 커버(510)에는 고리의 원주 방향을 따라 이격되게 마련되고, 커버(510)를 관통하도록 형성된 복수 개의 개구(510a)가 마련된다. 커버(510)는 프로펠러(551, 552)에 이물질이 유입되어 프로펠러(551, 552)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 커버(510)에 개구(510a)가 마련됨으로써 추력 장치(500)의 무게가 감소되어 한 쌍의 등강기(100)가 부담해야 하는 하중이 경감될 수 있다.
지지 로드(515)는 커버(510)의 내측을 가로지르도록 커버(510)에 결합된다. 그리고 지지 로드(515)의 중앙부에는 제1 프로펠러(551) 및 제2 프로펠러(552)가 회전 가능하게 결합되는 지지 블록(560)이 마련된다. 지지 로드(515)는 커버(510)가 고리 형상을 유지할 수 있도록 커버(510)를 지지함과 함께 프로펠러(551, 552)가 안정적으로 회전할 수 있도록 프로펠러(551, 552)를 지지한다. 지지 블록(560)에는 프로펠러(551, 552)를 회전시키기 위한 회전 모터(565)가 설치되고, 지지 블록(560) 역시 프로펠러(551, 552)가 안정적으로 회전할 수 있도록 지지한다. 제1 프로펠러(551) 및 제2 프로펠러(552)를 회전시키는 회전 모터(565)가 각각 마련될 수도 있고, 회전 모터(565)는 하나만 구비되고 그 회전 동력이 베벨 기어들을 통해 제1 프로펠러(551) 및 제2 프로펠러(552)로 전달되어, 제1 프로펠러(551) 및 제2 프로펠러(552)를 서로 다른 방향으로 회전시킬 수도 있다.
한편, 커버(510)의 좌우 양측에는 연결 로드(517)가 마련되고, 연결 로드(517)는 한 쌍의 등강기(100)에 대한 추력 장치(500)의 위치를 고정시킨다. 보다 구체적으로, 각각의 연결 로드(517)는 일단이 커버(510)에 결합되고 타단이 어느 하나의 등강기(100)에 결합되며, 커버(510)의 좌우 양측에 각각 한 쌍으로 마련된다. 연결 로드(517)는 외란이 작용하더라도 프로펠러의 회전축이 전후 방향(b)에 평행한 상태를 유지할 수 있도록 작용하며, 또한, 프로펠러(551, 552)로 이물질이 유입되는 것도 방지할 수 있다.
[등반로봇 플랫폼의 작동 과정]
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼이 등강하고 있는 상태를 나타내는 정면도이다. 이하에서는 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 등반로봇 플랫폼이 작동하는 과정에 대하여 설명한다.
승강 이동
도 10의 (a)에 도시된 것과 같이 한 쌍의 바퀴(320)가 좌우 방향(a)으로 이격되게 배치되어 있는 경우, 한 쌍의 등강기(100)가 실질적으로 동일한 힘으로 각각 로프(r)를 감으면, 등반로봇 플랫폼은 상승 또는 하강한다. 한 쌍의 등강기(100)가 로프(r)를 감는 힘(이하 '등강력'이라고 함)에 차이가 없으면 등반로봇 플랫폼은 로프(r)를 따라 등강하면서 좌 방향 또는 우 방향으로 편향되지 않고, 또한, 한 쌍의 바퀴(320)의 동력도 상하 방향으로만 작용하므로, 등반로봇 플랫폼은 상하 방향으로만 이동하게 된다.
이때, 한 쌍의 바퀴(320) 및 복수 개의 볼 캐스터(330)는 건물의 외벽과 접한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 등반로봇 플랫폼과 외벽 사이의 마찰력은, 제1 프로펠러(551) 및 제2 프로펠러(552)가 발생시키는 추력을 조절함으로써 제어될 수 있다.
좌우 방향 이동
한 쌍의 등강기(100)의 등강력이 서로 다른 경우 등반로봇 플랫폼은 더 큰 크기의 장력이 걸리는 방향을 향해 이동하게 된다. 예를 들어, 도 10의 (a)에 도시된 것과 같이 한 쌍의 바퀴(320)가 좌우 방향(a)으로 이격되게 배치되어 있는 경우에도, 오른쪽 등강기(100)가 왼쪽 등강기(100)에 비해 더 큰 힘으로 로프(r)를 감는다면 등반로봇 플랫폼은 우측으로 이동하게 된다.
한편, 도 10의 (b)에 도시된 것과 같이 조향 본체(350)가 틸팅축(t)을 중심으로 회전하여 한 쌍의 바퀴(320)가 상하 방향으로 이격되게 배치되는 경우, 바퀴(320)의 동력에 의해 등반로봇 플랫폼은 좌 방향 또는 우 방향으로 이동할 수 있다. 이때 한 쌍의 등강기(100)는 상승 또는 하강하도록 등강력이 작용할 수 있고, 이에 따라 등반로봇 플랫폼이 이동 가능한 범위가 종래의 로봇에 비해 한층 넓어질 수 있다.
특히, 한 쌍의 등강기(100)의 등강력의 차이만으로 좌우 방향(a)으로 이동하는 경우, 외벽의 좌우 가장자리 부근에서는 어느 한 쪽의 로프(r)의 장력이 0에 수렴하게 된다. 즉, 로프(r)에 걸리는 장력이 없어지면 로프(r)를 이용한 등강이 불가능하므로 등강기(100)만을 이용한 승강 이동은 불가능해지는 경우가 발생한다. 이때, 조향 본체(350)를 회전시켜 한 쌍의 바퀴(320)의 동력이 작용하는 방향을 변경하고, 한 쌍의 바퀴(320)를 회전시키는 것에 의해 등반로봇 플랫폼을 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 등반로봇 플랫폼이 이동할 수 있는 영역의 범위가 매우 넓어질 수 있다.
이때, 조향 장치(300)는 등반로봇 플랫폼을 원하는 방향으로 이동시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 바퀴(320) 및 볼 캐스터(330)가 외벽에 접한 상태를 유지함으로써 등강기가 지지해야 하는 하중이 조향 장치(300)로 분산되게 하는 효과도 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 등강기
110: 본체
111: 중심축
112: 웜기어
113: 웜휠
115: 모터
120: 등강 풀리
121: 제1 등강 풀리
122: 제2 등강 풀리
130: 가이드부재
131: 인렛 가이드부재
150: 차동 기어 장치
151: 제1 베벨 기어
152: 제2 베벨 기어
155: 고정 블록
157: 고정축
160: 가압부재
200: 위치 측정 장치
210: 하우징
211: 가이드롤러
231: 축
235: 각도 인코더
251: 3절 링크
252: 장력 측정용 롤러
271: 거리 측정용 롤러
275: 거리 인코더
300: 조향 장치
310: 결합 로드
311: 플레이트
320: 바퀴
325: 구동 모터
330: 볼 캐스터
350: 조향 본체
355: 브레이크
356: 인코더
400: 모듈
500: 추력 장치
510: 커버
515: 지지 로드
517: 연결 로드
551: 제1 프로펠러
552: 제2 프로펠러
560: 지지 블록
565: 회전 모터

Claims (14)

  1. 건물의 외벽을 따라 등강하는 플랫폼 로봇으로서,
    연직 방향으로 연장되고 좌우 방향으로 이격된 한 쌍의 로프를, 각각 감으며 등강하는 한 쌍의 등강기; 및
    상기 등강기에 설치되고, 상기 플랫폼 로봇의 이동 방향을 조정하기 위한 조향 장치를 포함하고,
    상기 조향 장치는, 상기 연직 방향 및 상기 좌우 방향에 각각 직교하는 방향인 전후 방향에 평행한 틸팅축을 중심으로 회전 가능하도록 상기 등강기에 결합되는 조향 본체와, 상기 좌우 방향으로 이격되게 배치되도록 상기 조향 본체에 결합된 한 쌍의 바퀴를 구비하며,
    상기 한 쌍의 등강기가 상기 한 쌍의 로프 각각을 감는 힘의 차이 및 상기 조향 본체가 상기 틸팅축을 중심으로 회전되는 각도 중 적어도 어느 하나에 기초해서, 이동하는 방향이 결정되는, 등반로봇 플랫폼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 등강기에 결합되고, 후방으로 추력을 발생시키는 프로펠러를 구비하는 추력 장치를 더 포함하고,
    상기 추력 장치에서 발생시키는 추력에 의해 상기 바퀴가 상기 외벽과 접한 상태로 이동하게 되는, 등반로봇 플랫폼.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로펠러는, 상기 전후 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전하여 후방으로 추력을 발생시키되, 서로 다른 방향으로 회전하는 제1 프로펠러와 제2 프로펠러를 포함하고,
    상기 제1 프로펠러 및 상기 제2 프로펠러가 발생시키는 추력의 크기에 의해 상기 등반로봇 플랫폼이 상기 외벽에 가하는 힘이 결정되는, 등반로봇 플랫폼.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 등강기가 상기 한 쌍의 로프 각각을 서로 다른 힘으로 감는 것에 의해, 상대적으로 더 큰 힘이 작용하는 상기 로프를 향해 이동하게 되는, 등반로봇 플랫폼.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 로프는, 상측에서 하측으로, 상기 한 쌍의 등강기의 좌우 양측에서 상기 한 쌍의 등강기 사이의 중앙부를 향해, 상기 한 쌍의 등강기로 감겨 들어오고,
    상기 한 쌍의 등강기가 상기 한 쌍의 로프 각각을 서로 다른 힘으로 감는 것에 의해, 상대적으로 더 큰 힘이 작용하는 상기 로프를 향해 이동하게 되는, 등반로봇 플랫폼.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조향 장치는, 상기 한 쌍의 바퀴를 사이에 두고 상기 연직 방향으로 이격되게 배치되도록 상기 조향 본체에 설치된 복수 개의 볼 캐스터를 더 구비하고,
    상기 복수 개의 볼 캐스터는, 상기 등반로봇 플랫폼의 등강 시 및 상기 조향 본체가 상기 틸팅축을 중심으로 회전할 때, 상기 외벽에 접한 상태를 유지 가능한, 등반로봇 플랫폼.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조향 장치는, 상기 틸팅축에 설치되고, 상기 조향 본체가 상기 틸팅축을 중심으로 회전하지 않도록 상기 조향 본체를 고정시키기 위한 브레이크를 더 구비하는, 등반로봇 플랫폼.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 등강기는, 상기 좌우 방향을 중심으로 회전하는 중심축과, 상기 중심축에 대해 독립적인 회전이 가능하도록 상기 중심축에 결합된 복수 개의 등강 풀리와, 상기 중심축과 함께 회전하도록 상기 중심축에 결합되고, 상기 중심축의 회전 동력을 상기 복수 개의 등강 풀리에 차등적으로 분배 가능하도록 상기 복수 개의 등강 풀리와 연결된 차동 기어 장치를 구비하고,
    상기 복수 개의 등강 풀리 중 적어도 2개의 등강 풀리에 로프가 감긴 상태에서, 상기 중심축의 회전에 의해 상기 등강 풀리가 회전함에 따라, 상기 등강기가 상기 로프를 감으며 등강하는, 등반로봇 플랫폼.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차동 기어 장치는, 상기 중심축에 대해 독립적인 회전이 가능하도록 상기 중심축에 결합된 한 쌍의 제1 베벨기어와, 상기 중심축과 함께 회전하도록 상기 중심축에 고정 결합되되, 상기 한 쌍의 제1 베벨기어와 맞물려 상기 좌우 방향에 수직한 방향인 제2 방향을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 제2 베벨기어를 구비하고,
    상기 복수 개의 등강 풀리는, 상기 제1 베벨기어와 함께 회전하도록 상기 제1 베벨기어에 연결되며,
    상기 중심축의 회전 동력은, 상기 제2 베벨기어를 경유하여 상기 한 쌍의 제1 베벨기어로 전달됨으로써 상기 복수 개의 등강 풀리를 회전시키는, 등반로봇 플랫폼.
  10. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 등강기는, 상기 중심축이 상기 좌우 방향을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 본체와, 상기 본체에 설치되고, 상기 로프가 상기 복수 개의 등강 풀리에 감겨 이동하는 경로를 가이드하는 복수 개의 가이드부재를 더 구비하는, 등반로봇 플랫폼.
  11. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 등강기는, 상기 중심축이 상기 좌우 방향을 중심으로 회전 가능하게 설치되는 본체와, 상기 본체에 설치되어 상기 복수 개의 등강 풀리의 각각에 감겨 있는 상기 로프를 각각 가압하는 복수 개의 가압부재를 더 구비하는, 등반로봇 플랫폼.
  12. 제8항에 있어서,
    각각의 상기 등강기는, 상기 좌우 방향을 중심으로 상기 차동 기어 장치와 함께 회전하도록, 상기 차동 기어 장치에 결합된 하나 이상의 제2 등강 풀리를 더 구비하고,
    상기 로프가 상기 적어도 2개의 등강 풀리와 상기 하나 이상의 제2 등강 풀리 중 적어도 하나에 감긴 상태에서, 상기 등강기가 상기 로프를 감으며 등강하는, 등반로봇 플랫폼.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 등강기에 마련되어 소정의 기기 모듈이 장착되기 위한 장착부를 더 포함하는, 등반로봇 플랫폼.
  14. 제1항에 있어서,
    무게중심이 장력중심보다 아래에 위치하는, 등반로봇 플랫폼.
KR1020190176682A 2018-12-28 2019-12-27 등반로봇 플랫폼 KR102286401B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180172147 2018-12-28
KR20180172147 2018-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200083333A true KR20200083333A (ko) 2020-07-08
KR102286401B1 KR102286401B1 (ko) 2021-08-06

Family

ID=71600985

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190158263A KR102243740B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-02 등반로봇 플랫폼
KR1020190176682A KR102286401B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-27 등반로봇 플랫폼
KR1020190176683A KR102267865B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-27 로봇의 위치 추정 방법 및 위치 추정 장치를 포함하는 로봇

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190158263A KR102243740B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-02 등반로봇 플랫폼

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190176683A KR102267865B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-27 로봇의 위치 추정 방법 및 위치 추정 장치를 포함하는 로봇

Country Status (1)

Country Link
KR (3) KR102243740B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116165632B (zh) * 2023-04-23 2023-07-21 枣庄学院 一种施工现场自动化测距机器人

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556773U (ja) * 1991-12-27 1993-07-27 株式会社大林組 壁面移動装置
JPH06185197A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 壁面移動機械
US6419190B1 (en) * 2000-10-10 2002-07-16 Gino Francis Nguegang Airborne cleaning and painting robot
KR20060005847A (ko) * 2004-07-14 2006-01-18 삼성전자주식회사 천장형 공기조화기
JP4140008B2 (ja) * 2003-07-15 2008-08-27 東芝プラントシステム株式会社 壁面移動装置
KR20100104994A (ko) * 2009-03-20 2010-09-29 성균관대학교산학협력단 고층 빌딩용 유리창 청소 로봇
KR20110136311A (ko) * 2010-06-14 2011-12-21 경희대학교 산학협력단 건물 외벽 청소 장치
KR101262934B1 (ko) * 2011-07-04 2013-05-09 서울대학교산학협력단 로프 등강기를 구비한 등반 로봇

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101148207B1 (ko) * 2010-07-29 2012-05-23 삼성중공업 주식회사 와이어 구동 장치 및 그 구동 방법
KR20130084438A (ko) * 2012-01-17 2013-07-25 주식회사 스카이프로코리아 건물 외벽 청소장치
KR20180054094A (ko) 2016-11-15 2018-05-24 박정현 고층빌딩 외벽관리기
JP6803213B2 (ja) 2016-12-12 2020-12-23 株式会社自律制御システム研究所 作業システム

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0556773U (ja) * 1991-12-27 1993-07-27 株式会社大林組 壁面移動装置
JPH06185197A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd 壁面移動機械
US6419190B1 (en) * 2000-10-10 2002-07-16 Gino Francis Nguegang Airborne cleaning and painting robot
JP4140008B2 (ja) * 2003-07-15 2008-08-27 東芝プラントシステム株式会社 壁面移動装置
KR20060005847A (ko) * 2004-07-14 2006-01-18 삼성전자주식회사 천장형 공기조화기
KR20100104994A (ko) * 2009-03-20 2010-09-29 성균관대학교산학협력단 고층 빌딩용 유리창 청소 로봇
KR20110136311A (ko) * 2010-06-14 2011-12-21 경희대학교 산학협력단 건물 외벽 청소 장치
KR101262934B1 (ko) * 2011-07-04 2013-05-09 서울대학교산학협력단 로프 등강기를 구비한 등반 로봇

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200083334A (ko) 2020-07-08
KR20200083216A (ko) 2020-07-08
KR102267865B1 (ko) 2021-06-23
KR102243740B1 (ko) 2021-04-26
KR102286401B1 (ko) 2021-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105329825B (zh) 一种并联悬吊平台偏载调整机构及方法
CN100363580C (zh) 悬吊作业用横行移动装置
KR20170134410A (ko) 운송장치
KR20200083333A (ko) 등반로봇 플랫폼
JP2010126341A (ja) エレベータ装置
JP4145977B2 (ja) エレベータ
JP4270831B2 (ja) マシンルームレスエレベータ
JP4207229B2 (ja) 走行台車
JP5137329B2 (ja) 駐車装置と昇降装置
JP4232206B2 (ja) 走行台車
WO2013001587A1 (ja) ダブルデッキエレベータ
KR102020217B1 (ko) V홈 브레이크 방식 완강기
KR102364780B1 (ko) 등반 로봇 플랫폼
EP0755896A2 (en) Cinema and video camera crane
JP6081827B2 (ja) フォークリフトにおける電動荷役装置の制御システム
JPWO2018198232A1 (ja) エレベータ装置
RU2742438C1 (ru) Каретка канатной дороги - тросоход
CN212336633U (zh) 一种行走装置及建筑机器人
JP6223234B2 (ja) エレベータ装置
CN217201521U (zh) 一种风电塔筒爬梯装置
CN217102630U (zh) 罐帘门传动装置和阻尼式罐帘门
JP7001981B1 (ja) エレベータ停止装置及びエレベータ
CN212356265U (zh) 起吊设备
CN218474868U (zh) 一种轿厢多点吊装机构及游乐设备
JP2010184778A (ja) 釣合錘装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right