KR20210098257A - Robot moving on inclined surface in various angles - Google Patents
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Abstract
Description
후술하는 다양한 실시 예들은 다양한 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇에 관한 것으로 보다 상세하게는 추력을 이용하여 지표면에 대해 0 내지 360 도 사이의 다각도로 기울어진 표면 상을 이동할 수 있는 로봇에 관한 것이다.Various embodiments to be described below relate to a robot capable of moving on a surface inclined at various angles, and more particularly, it relates to a robot capable of moving on a surface inclined at various angles between 0 and 360 degrees with respect to the ground surface using thrust. .
일반적으로 건물의 외벽의 유리창을 청소할 경우, 유리창을 빼내어 청소하거나, 건물의 옥상의 파라펫에 매달려진 곤돌라에 작업자가 타고 오르내리면서 수작업으로 청소를 하고 있다. 최근에는 도심부의 건물들이 대부분 고층으로 건설되고 있는 추세이며, 건물들의 외벽은 대부분 유리 재질의 매끄러운 면을 형성되어 있다. 외벽을 청소하는 작업자는 외벽으로의 접근이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 상당한 위험에 노출될 수 밖에 없다. In general, when cleaning the glass window of the exterior wall of a building, the glass window is removed and cleaned, or a worker rides up and down a gondola suspended from a parapet on the roof of the building and cleans it manually. Recently, most of the buildings in the city center are being constructed as high-rise buildings, and most of the exterior walls of the buildings are made of smooth surfaces made of glass. A worker who cleans the exterior wall is not only difficult to access the exterior wall, but is inevitably exposed to considerable risks.
특히, 작업자가 청소 작업 시 옥상에서 작업자를 지탱하고 있는 로프의 길이가 길어질수록 바람 등의 장애 요소로 인해 작업자의 위험도가 증가한다. 작업 자체가 지닌 위험성으로 인해 상당한 주의력이 요구되는 관계로 그 생산성이 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다. In particular, as the length of the rope supporting the worker on the roof increases during the cleaning operation, the worker's risk increases due to obstacles such as wind. Due to the risk of the work itself, there was a problem in that the productivity was inevitably reduced because considerable attention was required.
이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 사람에 의한 작업을 로봇으로 대체하는 벽면 청소 로봇이 개발되고 있다. 종래의 벽면 청소 로봇을 견인형과 보행형으로 분류할 수 있다.In order to solve this conventional problem, a wall cleaning robot has been developed that replaces a human task with a robot. The conventional wall cleaning robot can be classified into a towing type and a walking type.
견인형 청소 로봇의 경우, 건물 상단의 크레인과 케이블을 이용해 로봇의 하중을 지지하고 청소를 하는 형태로 케이블에 의해 견인되는 형태이므로 작업 속도가 빠른 장점이 있지만, 벽면에 완전히 고정되는 지지점을 가질 수 없기 때문에 로봇과 유리창 사이에 밀착이 이루어지지 않아 청소에 필요한 적절한 힘을 가하기 어려워 균일한 청소가 이루어지지 않는 단점이 있다. In the case of a towed cleaning robot, it supports the load of the robot and cleans it using a crane and a cable at the top of the building. There is a disadvantage in that it is difficult to apply an appropriate force necessary for cleaning because there is no close contact between the robot and the glass window, so that uniform cleaning is not achieved.
보행형 청소 로봇의 경우, 복수의 다리 혹은 그와 유사한 메커니즘을 사용하여 유리창 위를 직접 보행하면서 청소를 하는 형태로 주로 흡착패드에 진공 압력을 가하여 유리창에 흡착할 수 있는 구조를 갖는다. 이러한 흡착패드에 의한 보행형 청소 로봇은 부착 벽면의 요철과 같은 형성을 승월 시 큰 유량을 가지는 진공발생기를 사용하더라도 리크(leak)로 인해 진공 흡착패드 내부의 진공압력을 유지하는 것이 힘들기 때문에 부착력 감소로 인하여 주행 자체가 불가능하거나 진공 파기로 인한 추락 방지를 위하여 추락 방지용 윈치와 같은 추가적인 안전 장치들이 필요한 문제가 있다. In the case of a walking robot, it cleans while walking directly on the window using a plurality of legs or a similar mechanism, and has a structure that can be adsorbed to the window by applying vacuum pressure to the suction pad. When using a vacuum generator with a large flow rate when climbing over formations such as irregularities on the attached wall, it is difficult to maintain the vacuum pressure inside the vacuum suction pad due to leakage. Due to the decrease, driving itself is impossible or there is a problem that additional safety devices such as a fall-prevention winch are required to prevent a fall due to vacuum breaking.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 추력을 이용하여 다각도로 기울어진 건물의 외벽 또는 유리창에서 안정적으로 이동 가능한 로봇을 제공할 수 있다.Various embodiments disclosed in this document may provide a robot that can stably move on an exterior wall or glass window of a building inclined at various angles using thrust.
또한, 다양한 실시 예들은 건물의 외벽 또는 유리창의 지면에 대한 각도가 변하는 경우에도 건물의 외벽 또는 유리창의 표면에 밀착되어 추락 없이 이동할 수 있는 로봇을 제공할 수 있다. In addition, various embodiments may provide a robot that can move without falling by being in close contact with the surface of the outer wall or glass window of the building even when the angle of the outer wall or glass window with respect to the ground of the building changes.
또한, 다양한 실시 예들은 회전 브러시와 분사 가능한 세제를 포함하여 다각도의 표면을 가지는 건물의 외벽 또는 유리창을 청소할 수 있는 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇을 제공할 수 있다.In addition, various embodiments may provide a robot movable on a surface inclined at various angles to clean an exterior wall or glass window of a building having a surface of various angles including a rotating brush and a sprayable detergent.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in this document are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇은, 예를 들면, 공기를 방출하여 추력을 발생시키되, 상기 추력의 각도가 가변되는 추력부; 상기 추력부를 중심으로 대각선 상에 배치되는 4 개의 휠 및 상기 4 개의 휠을 독립적으로 구동하는 4 개의 모터를 포함하는 바퀴부; 상기 추력의 각도 및 상기 바퀴부의 구동을 조절하는 제어부; 및 상기 추력부 및 상기 제어부를 지지하고, 상기 바퀴부와 연결되는 지지부;를 포함할 수 있다. A robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments may include, for example, a thrust unit in which air is emitted to generate a thrust, the angle of the thrust is variable; a wheel part including four wheels disposed on a diagonal line with respect to the thrust part and four motors independently driving the four wheels; a control unit for controlling the angle of the thrust and driving of the wheel part; and a support part that supports the thrust part and the control part, and is connected to the wheel part.
다양한 실시 예에서, 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고, 상기 전원부는 상기 추력부의 후측에 배치될 수 있다. In various embodiments, a power supply unit for supplying power may be further included, and the power supply unit may be disposed at a rear side of the thrust unit.
다양한 실시 예에서, 상기 로봇의 중력 방향에 대한 각도를 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서에서 감지한 상기 각도 정보를 수신하고 상기 각도 정보를 바탕으로 상기 추력부의 공기 방출 각도를 가변하여 상기 추력의 각도를 제어할 수 있다. In various embodiments, further comprising a sensor for detecting an angle with respect to the direction of gravity of the robot, wherein the control unit receives the angle information sensed by the sensor and determines the air release angle of the thrust unit based on the angle information By variable, the angle of the thrust can be controlled.
다양한 실시 예에서, 상기 추력부는 EDF(electric ducted fan) 및 상기 EDF 축의 각도를 가변하는 서보 모터를 포함할 수 있다. In various embodiments, the thrust unit may include an electric ducted fan (EDF) and a servo motor for varying the angle of the EDF axis.
다양한 실시 예에서, 상기 4 개의 휠을 상기 표면에 밀착시키는 현가부를 더 포함할 수 있다. In various embodiments, it may further include a suspension for attaching the four wheels to the surface.
다양한 실시 예에서, 상기 4 개의 휠은 메카넘 휠을 포함하고, 상기 로봇은 홀로노닉(holonomic) 운동이 가능할 수 있다. In various embodiments, the four wheels may include a Mecanum wheel, and the robot may be capable of holonomic motion.
일 실시 예에서, 세제 분사구를 가진 세제 탱크 및 회전 브러시를 포함하는 청소부를 더 포함하고, 상기 로봇은 건물의 외벽 또는 유리창을 청소할 수 있다. In one embodiment, it further includes a cleaning unit including a cleaning brush and a detergent tank having a detergent spray port, the robot can clean the exterior wall or glass window of the building.
다양한 실시 예들에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇은 센서를 통해 상기 표면의 각도를 검출하고 추력의 크기 및 각도를 조절함으로써 다양한 각도를 가지는 건물의 외벽 및 유리창에서 추락없이 안정적으로 이동할 수 있다. A robot capable of moving on a surface inclined at various angles according to various embodiments detects the angle of the surface through a sensor and adjusts the magnitude and angle of thrust so that it can move stably without falling from the exterior wall and glass window of the building having various angles. .
다양한 실시 예들에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇은, 구성 부품들의 적절한 배치를 통해 다각도로 기울어진 표면을 이동할 때 안정적인 자세를 유지할 수 있다. A robot capable of moving on a surface inclined at various angles according to various embodiments may maintain a stable posture when moving the surface inclined at various angles through proper arrangement of component parts.
다양한 실시 예들에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇은, 바퀴의 회전 방향을 제어하여 로봇 본체의 회전 없이 홀로노닉(holonomic) 운동이 가능하고, 서스펜션의 도입을 통해 벽돌로 이루어진 울퉁불퉁한 벽면에서도 모든 바퀴의 접촉이 가능하며 전, 후, 좌, 우, 대각선 방향으로 이동할 수 있다. A robot capable of moving on a surface inclined at various angles according to various embodiments is capable of holonomic movement without rotation of the robot body by controlling the rotation direction of the wheel, and through the introduction of a suspension, even on an uneven wall made of bricks All wheels can be contacted and can be moved forward, backward, left, right, or diagonally.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description below. will be.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 사시도이다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 상면도이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇이 수직 벽면에서 이동하는 측면도이다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 블록도이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 지지 원리를 설명하는 도면이다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇이 지면에 대해 100 도 이상의 표면에서 이동하는 측면도이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 바퀴부와 현가부의 측면도이다.1 is a perspective view of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
2 is a top view of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
3 is a side view of a robot movable on a surface inclined at various angles moving on a vertical wall according to various embodiments of the present disclosure;
4 is a block diagram of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
5 is a view for explaining a supporting principle of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
6 is a side view of a robot movable on a surface inclined at various angles moving on a surface of 100 degrees or more with respect to the ground according to various embodiments of the present disclosure;
7 is a side view of a wheel part and a suspension part of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. The various embodiments of this document and the terms used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutions of the embodiments. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of the noun corresponding to the item may include one or more of the item, unless the relevant context clearly dictates otherwise. As used herein, "A or B", "at least one of A and B", "at least one of A or B," "A, B or C," "at least one of A, B and C," and "A , B, or C" each may include any one of, or all possible combinations of, items listed together in the corresponding one of the phrases. Terms such as “first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other such components, and refer to those components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 사시도이고, 도 2는 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 상면도이고, 도 3은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇이 수직 벽면에서 이동하는 측면도이고, 도 4는 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 블록도이다.1 is a perspective view of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments, FIG. 2 is a top view of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments, and FIG. 3 is various embodiments A side view of a robot movable on a surface inclined at multiple angles along a vertical wall, and FIG. 4 is a block diagram of a robot movable on a surface inclined at multiple angles according to various embodiments of the present disclosure.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)은 추력부(110), 바퀴부(120), 제어부(130), 지지부(140), 전원부(150) 및 센서들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 로봇(100)은 공기를 방출로 인해 생기는 반력인 추력으로 다각도로 기울어진 표면, 예를 들어, 건물의 벽면이나 유리창을 추력의 방향을 가변시키면서 안정적으로 이동할 수 있다. 또한, 상기 로봇(100)은, 다각도로 기울어진 표면을 이동하면서 상기 표면을 청소하거나 기타 장비들을 구비하여 적합한 기능을 수행할 수 있다. 1 to 4 , the
다양한 실시 예에서, 추력부(110)는 상기 로봇(100)의 중앙부에 배치되고, 어느 일 방향으로 공기를 방출함으로써 추력이 로봇에 작용되도록 할 수 있다. 추력부(110)는 추력의 크기 및 방향의 조절을 위해 방출되는 공기의 속도 및 방향이 가변되도록 형성될 수 있다. 추력부(110)는 EDF(electric ducted fan), EDF 축의 각도를 가변하는 서보 모터(servo motor) 및 EDF의 회전 속도를 가변하는 ESC(electric speed controller)(112)를 포함할 수 있다. 이 경우, EDF는 팬 회전으로 공기를 축 방향으로 방출하고, EDF의 좌, 우 양측에 배치되는 서보 모터는 EDF 축의 각도를 표면의 지면에 대한 각도로부터 계산된 각도로 가변시킬 수 있고, EDF와 전기적으로 연결된 ESC는 상기 EDF의 팬의 회전 속도를 조절할 수 있다. In various embodiments, the
다양한 실시 예에서, 바퀴부(120)는 추력부(110)를 중심으로 대각선 상에 배치되는 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d) 및 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)을 독립적으로 회전 구동하는 4개의 모터(121a, 121b, 121c, 121d)를 포함할 수 있다. 상기 4개의 휠은 상기 로봇(100)의 전방 측에 배치되는 제1 좌측 휠(120a) 및 제1 우측 휠(120b)과 상기 로봇(100)의 후방 측에 배치되는 제2 좌측 휠(120c) 및 제2 우측 휠(120d)로 이루어질 수 있다. 상기 4개의 모터(121a, 121b, 121c, 121d)는 대응되는 4 개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d) 각각을 독립적으로 전방 또는 후방으로 회전할 수 있다. 상기 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)은 메카넘 휠로 형성될 수 있고, 상기 휠(120a, 120b, 120c, 120d)의 회전의 조합으로 상기 로봇(100)은 본체의 회전 없이 전후, 좌우, 대각선 방향으로 이동이 가능하며, 홀로노믹(평면에서 움직이는 로봇이 3 자유도로 움직임이 가능한 경우) 운동을 할 수 있다. 상기 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)은 추력부(110)의 작용으로 인한 추력에 의해 다각도로 이루어진 평면에 밀착될 수 있다. In various embodiments, the wheel unit 120 includes four
다양한 실시 예에서, 제어부(130)는 추력부(110) 및 바퀴부(120)를 조절하도록 설정될 수 있다. 제어부(130)는 추력부(110)의 공기 방출 속도 및 방출 방향을 상기 로봇(100)의 무게(중력) 및 상기 로봇(100)이 이동하는 표면의 중력 방향에 대한 각도에 따라 조절하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)은 서보 모터를 이용하여 EDF 축의 각도를 상기 로봇(100)이 이동하는 표면의 중력 방향에 대한 각도(또는 표면의 지면에 대한 각도)에 따라 조절하고, ESC를 이용하여 상기 EDF의 팬의 회전 속도를 상기 로봇(100)의 무게(중력)에 따라 조절하도록 설정될 수 있다. 또한, 제어부(130)는 바퀴부(120)의 4개의 모터(121a, 121b, 121c, 121d) 각각의 회전을 독립적으로 제어하도록 설정될 수 있다. 제어부(130)는, 4개의 모터(121a, 121b, 121c, 121d) 각각의 회전을 제어하여 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)의 회전 조합으로 상기 로봇이 전후, 좌우, 대각선 방향으로 이동하거나, 제자리에서 회전하도록 제어할 수 있다. In various embodiments, the
(120a)first left wheel
(120a)
(120b)first right wheel
(120b)
(120c)2nd left wheel
(120c)
(120d)2nd right wheel
(120d)
표 1은 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)의 전방 또는 후방 회전 조합으로 인한 상기 로봇의 이동 방향을 나타낸다. 표 1 에서 F는 휠의 전방 회전을, B는 휠의 후방 회전을 의미하고, CW는 로봇의 고정 위치에서 시계방향의 회전 운동을 CCW는 반시계 방향의 회전 운동을 의미한다. Table 1 shows the movement direction of the robot due to the combination of forward or backward rotation of the four
도 2 및 표 1을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 제어부(130)는, 4개의 모터(121a, 121b, 121c, 121d) 각각의 회전을 전방 회전, 후방 회전, 동작 중지로 제어하여4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)의 표 1에 따른 조합으로 상기 로봇(100)이 전방, 후방, 좌측, 우측, 대각선(전좌, 전우, 후좌, 후우)의 방향으로 이동하거나, 제자리에서 시계방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW)으로 회전하게 할 수 있다.2 and Table 1, the
다양한 실시 예에서, 전원부(150)는 추력부(110)에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 추력부가 EDF(electric ducted fan)을 포함하는 경우, 전원부(150)는 EDF에 팬의 회전 동력을 공급할 수 있고, 22.2V로 시간 당 2800mA 의 전류를 공급하는 Li-po 배터리일 수 있다. 전원부(150)는 다른 구성 요소들에 비해 무게가 크므로 추력부(110)의 후방 측에 배치될 수 있고, 제어부(130)는 전자 부품들이 실장된 인쇄회로기판으로 형성될 수 있으며, 다른 구성 요소들에 비해 무게가 작으므로 추력부의 전방 측에 배치될 수 있다. 추력부(110)를 중심으로 무거운 구성 요소들이 후방 측에 배치되고 가벼운 구성 요소 들이 전방 측에 배치됨으로써 상기 로봇(100)은 다각도로 기울어진 표면에서 안정적인 자세를 유지하며 이동할 수 있다. In various embodiments, the
다양한 실시 예에서, 지지부(140)는 추력부(110), 제어부(130) 및 전원부(150) 등을 지지하고, 바퀴부(120)와 연결될 수 있다. 지지부(140)는 제어부(130)를 지지하는 제1 지지판(141) 및 전원부(150)를 지지하는 제2 지지판(142)을 포함하고, 상기 제1 지지판(141)과 상기 제2 지지판(142)은 추력부(110)의 좌, 우 양측에 구비되는 지지부재(143a, 143b)와 연결되고 추력부(110)는 하측이 뚫린 구조일 수 있다. 또한, 지지부(140)는 지지부재(143a, 143b)의 하측에서 바퀴부(120)와 연결되는 연결 부재(144) 및 4개의 연결대(145)를 더 포함할 수 있다. 지지부재(143a, 143b)는 추력부의 공기 방출 각도를 가변할 수 있는 서보(servo) 모터를 보호하는 커버일 수 있다. 지지부(140)는 제1 지지판(141), 제2 지지판(142), 지지부재(143a, 143b), 연결 부재(144) 및 4개의 연결대(145)를 포함하고 상기 로봇의 구성 요소를 지지하고 서로 연결함으로써, 상기 로봇(100)은 각각의 구성 요소가 유기적으로 모인 하나의 구조물로서 이동할 수 있다. In various embodiments, the support unit 140 supports the
다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)은 다양한 종류의 센서들을 포함할 수 있고 그 중에서도 특히, 가속도 센서 및 자이로 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 가속도 센서 및 자이로 센서는 상기 로봇(100)의 중력 방향에 대한 각도를 감지할 수 있다. 상기 센서들은 제어부(130)와 전기적으로 연결되어 감지한 정보, 즉, 상기 로봇(100)의 중력 방향에 대한 각도 정보를 제어부(130)에 전달할 수 있다. The
일 실시 예에서, 상기 로봇(100)은 세제 탱크(161) 및 회전 브러시(160)를 포함하는 청소부를 포함할 수 있다. 세제 탱크(161)는 적어도 하나 이상의 세제 분사구를 가질 수 있고, 상기 세제의 분사는 제어부(130)에 의해 조절될 수 있고, 대체로 무거운 구성 요소로서 추력부(110)의 후방에 배치될 수 있다. 회전 브러시(160)는 모터, 브러시 및 모터와 브러시를 연결하는 부재를 포함하고 상기 모터의 회전은 제어부(130)에 의해 조절될 수 있고, 대체로 가벼운 구성 요소로서 추력부(110)의 전방에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)은 건물의 외벽 또는 유리창 청소가 가능할 수 있다.In an embodiment, the
도 5는 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 지지 원리를 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining a supporting principle of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
도 5를 참조하면, 수직 벽면(wall)에 로봇이 정지하기 위해서는 상기 로봇에 작용하는 중력(Fmg), 마찰력 및 추력(Ft)의 합력이 '0'이어야 하며, 상기 로봇에 작용되어야 하는 최소한의 추력(Ft)은 수학식 1에 의해 계산될 수 있다. 5, in order for the robot to stop on the vertical wall, the resultant force of gravity (Fmg), frictional force, and thrust (Ft) acting on the robot must be '0', and the minimum The thrust Ft may be calculated by Equation (1).
수학식 1Equation 1
여기서, m은 로봇의 질량이며, μ는 벽면의 정지 마찰 계수이며, g는 중력가속도이며, θt는 벽면과 추력이 이루는 각도이다. Here, m is the mass of the robot, μ is the static friction coefficient of the wall surface, g is the gravitational acceleration, and θt is the angle between the wall and the thrust.
일 실시 예에서, 로봇의 질량은 1.1kg 인 경우, μ를 0.2로 가정하고 벽면과 추력이 이루는 각도를 30도로 설정하여 추력을 계산하면, 일 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)이 수직 벽면에서 추락 없이 정지 상태를 유지하기 위한 최소한의 추력은 10.112N 이다. In one embodiment, when the mass of the robot is 1.1 kg, if μ is assumed to be 0.2 and the angle between the wall and the thrust is set to 30 degrees to calculate the thrust, the robot movable on the surface inclined at various angles according to an embodiment (100) The minimum thrust required to remain stationary on this vertical wall without falling is 10.112N.
다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)은, 수직 벽면에서 정지 상태를 유지할 수 있도록 계산된 추력의 크기 및 각도를 기초로, 상기 로봇(100)이 다양한 각도로 기울어진 표면에 대해서 추락 없이 표면에 밀착되어 이동할 수 있도록 작용되어야 하는 추력(Ft)의 세기 및 각도를 조절할 수 있다. 상기 로봇(100)은 제어부(130)를 통해 추력(Ft)의 세기 및 각도를 조절할 수 있다. 제어부(130)는 상기 로봇(100)의 중력 방향에 대한 각도 정보를 수신하고, 상기 각도 정보를 바탕으로 추력부(110)의 공기 방출 각도를 가변하여 추력의 각도를 조절하도록 설정될 수 있다. 이 때, 제어부(130)는 상기 로봇(100)의 중력 방향에 대한 각도 정보를 실시간으로 수신하고 수신된 각도 정보에 대응되는 미리 지정된 추력의 각도로 추력부(110)의 공기 방출 각도를 조절하도록 설정될 수 있다.The
도 6은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇이 지면에 대해 100 도 이상의 표면에서 이동하는 측면도이다.6 is a side view of a robot movable on a surface inclined at various angles moving on a surface of 100 degrees or more with respect to the ground according to various embodiments of the present disclosure;
도 6을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)은 지면에 대하여 예각 또는 수직 벽면뿐만 아니라 추력(Ft)의 세기 및 각도를 변경하여 지면에 대하여 둔각을 이루는 벽면에서도 추락 없이 이동할 수 있다. Referring to FIG. 6 , the
도 7은 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇의 바퀴부와 현가부의 측면도이다. 7 is a side view of a wheel part and a suspension part of a robot movable on a surface inclined at various angles according to various embodiments of the present disclosure;
도 7을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇(100)은, 바퀴부(120)와 지지부(140)를 연결하고 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)이 울퉁불퉁한 표면을 이동할 때도 표면과 충분히 밀착시키는 현가부(122a, 122b, 122c, 122d)를 더 포함할 수 있다. 4개의 휠(120a, 120b, 120c, 120d)이 메카넘 휠인 경우 정확한 로봇의 이동을 위해서는 4개의 휠 모두가 표면과 밀착되어야 하고, 이는 현가부(122a, 122b, 122c, 122d)를 통해 실현될 수 있다. Referring to FIG. 7 , the
Claims (7)
상기 추력부를 중심으로 대각선 상에 배치되는 4 개의 휠 및 상기 4 개의 휠을 독립적으로 구동하는 4 개의 모터를 포함하는 바퀴부;
상기 추력의 각도 및 상기 바퀴부의 구동을 조절하는 제어부; 및
상기 추력부 및 상기 제어부를 지지하고, 상기 바퀴부와 연결되는 지지부;를 포함하는, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
Doedoe generating thrust by discharging air, a thrust unit in which the angle of the thrust is variable;
a wheel part including four wheels disposed on a diagonal line with respect to the thrust part and four motors independently driving the four wheels;
a control unit for controlling the angle of the thrust and driving of the wheel part; and
Supporting the thrust part and the control part, and a support part connected to the wheel part; Containing, a robot movable on a surface inclined at various angles.
전원을 공급하는 전원부를 더 포함하고,
상기 전원부는 상기 추력부의 후측에 배치되는, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
The method according to claim 1,
Further comprising a power supply for supplying power,
The power unit is disposed on the rear side of the thrust unit, the robot movable on a surface inclined at various angles.
상기 로봇의 중력 방향에 대한 각도를 감지하는 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 센서에서 감지한 상기 각도 정보를 수신하고 상기 각도 정보를 바탕으로 상기 추력부의 공기 방출 각도를 가변하여 상기 추력의 각도를 제어하는, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
The method according to claim 1,
Further comprising a sensor for detecting an angle with respect to the direction of gravity of the robot,
The control unit receives the angle information sensed by the sensor and controls the angle of the thrust by varying the air release angle of the thrust unit based on the angle information, a robot movable on a multi-angle inclined surface.
상기 추력부는 EDF(electric ducted fan) 및 상기 EDF 축의 각도를 가변하는 서보 모터를 포함하는, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
The method according to claim 1,
The thrust unit comprising an electric ducted fan (EDF) and a servo motor for varying the angle of the EDF axis, a robot movable on a multi-angle inclined surface.
상기 4 개의 휠을 상기 표면에 밀착시키는 현가부를 더 포함하는, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
The method according to claim 1,
A robot capable of moving on a surface inclined at various angles, further comprising a suspension for attaching the four wheels to the surface.
상기 4 개의 휠은 메카넘 휠을 포함하고,
상기 로봇은 홀로노닉(holonomic) 운동이 가능한, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
The method according to claim 1,
The four wheels include a Mecanum wheel,
The robot is a holonomic (holonomic) movement is possible, a robot capable of moving on an inclined surface at various angles.
세제 분사구를 가진 세제 탱크 및 회전 브러시를 포함하는 청소부를 더 포함하고,
상기 로봇은 건물의 외벽 또는 유리창을 청소하는, 다각도로 기울어진 표면에서 이동 가능한 로봇.
The method according to claim 1,
Further comprising a cleaning unit comprising a detergent tank with a detergent nozzle and a rotating brush,
The robot is a robot capable of moving on an inclined surface at various angles to clean an exterior wall or glass window of a building.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200012217A KR20210098257A (en) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Robot moving on inclined surface in various angles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200012217A KR20210098257A (en) | 2020-01-31 | 2020-01-31 | Robot moving on inclined surface in various angles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR20210098257A true KR20210098257A (en) | 2021-08-10 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20210098257A (en) |
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2020
- 2020-01-31 KR KR1020200012217A patent/KR20210098257A/en not_active Application Discontinuation
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