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진공 흡착과 보행형 이동에 의한 벽면이동 로봇의 개발
Development of wall climbing robot using vacuum adsorption with legged type movement 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.18 no.8, 2017년, pp.344 - 349  

박수현 (공주대학교 기계자동차공학부) ,  서경준 (공주대학교 기계자동차공학부) ,  김성관 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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최근 전 세계적으로 고층건물의 외벽청소, 대형 구조물의 벽면검사, 조선에서의 벽면 용접 등 다양한 용도의 벽면이동 로봇들이 개발되고 있다. 기존에 개발된 벽면이동 로봇 중 바퀴형 이동로봇은 요철이 있는 벽면을 이동할 수 없다는 단점이 있으며 보행형 이동로봇은 복잡한 링크구조로 인해 많은 액추에이터가 필요로 하고, 더불어 제어가 복잡해지며 내구성의 문제가 발생한다. 또한 로봇의 무게가 무겁다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 간단한 구조를 가진 새로운 벽면이동 로봇을 제시한다. 본 논문의 벽면이동 로봇은 단 한 쌍의 축과 액추에이터를 이용하여 고릴라의 보행방식을 모사하여 이동하며, 진공펌프와 흡착패드를 이용하여 벽면에 진공 흡착한다. 본 논문에서 개발한 로봇의 구성요소로는 이동을 위한 DC모터, 흡착을 위한 진공펌프, 제어를 위한 마이크로 컨트롤러, 기타 동력전달과 형체 유지를 위한 축과 프레임이 있다. 로봇의 성능은 수직 및 수평에서 실험적으로 검증하였다. 본 논문에서 개발한 벽면이동 로봇을 기반으로 다양한 장치를 탑재한 산업현장, 재난재해 현장에서 다양한 기능을 수행하는 로봇의 개발이 가능할 것이라 전망한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Wall-climbing robots have been developed for various purposes, such as cleaning skyscraper windows, maintaining large structures, and welding vessels. Conventional wall-climbing robots use movement systems based on wheels or legs. However, wheeled robots suffer from slipping effects, while legged sy...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 금속과 비자성체의 벽에서도 등반 가능한 진공흡착방식과 고릴라의 모습을 모사한 보행형 이동방식을 적용한 벽면이동 로봇을 개발하였다. 일반적인 보행형 이동방식을 채택한 로봇의 복잡한 구조 대신 간단한 구조를 통해 이동 가능한 보행형 이동방식을 채택하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
벽면이동로봇을 개발할 때 관건은? 벽면이동로봇의 개발은 벽면에서의 이동과 흡착방법이 관건이다. 기존에 개발된 벽면이동 로봇들은 이동방식과 부착방식의 두 가지 측면에서 살펴 볼 수 있다.
벽면이동 로봇의 쓰임새는? 벽면이동 로봇은 고층건물, 원자력 발전소, 교각과 같은 대형 구조물의 유지보수, 조선에서의 용접과 같은 다양한 산업분야를 위해 개발되고 있다[1].
기존의 벽면이동 로봇들이 가지는 단점은? 최근 전 세계적으로 고층건물의 외벽청소, 대형 구조물의 벽면검사, 조선에서의 벽면 용접 등 다양한 용도의 벽면이동 로봇들이 개발되고 있다. 기존에 개발된 벽면이동 로봇 중 바퀴형 이동로봇은 요철이 있는 벽면을 이동할 수 없다는 단점이 있으며 보행형 이동로봇은 복잡한 링크구조로 인해 많은 액추에이터가 필요로 하고, 더불어 제어가 복잡해지며 내구성의 문제가 발생한다. 또한 로봇의 무게가 무겁다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 간단한 구조를 가진 새로운 벽면이동 로봇을 제시한다.
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참고문헌 (10)

  1. D. Schmidt, K. Berns, "Climbing robots for maintenance and inspections of vertical structures-A survey of design aspects and technologies," Robotics and Autonomous Systems, vol. 61, pp. 1288-1305, Sept. 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.robot.2013.09.002 

  2. M. Tavakoli, L. Marques, A. T. de Almeida, "OmniClimber : an omnidirectional light weight climbing robot with flexibility to adapt to non-flat surfaces," International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 280-285, Dec. 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/IROS.2012.6385454 

  3. G. Peters, D. Pagano, D. K. Liu, K. Waldron, "A prototype climbing robot for inspection of complex ferrous structures," Proceeding of the 13th International Conference. on Climbing and Walking Robots, pp. 150-156, 2010. DOI: https://doi.org/10.1142/9789814329927_0020 

  4. D. Souto, A. Faina, A. Deibe, F. Lopez-Pena, R. J. Duro, "A robot for the unsupervised grit-blasting of ship hulls," International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 9, no. 3, pp. 1-16, Jan. 2012. DOI: https://doi.org/10.5772/50847 

  5. Y. K. Song, C. M. Lee, I. M. Koo, D. T. Tran, H. Moon, H. R. Choi, "Development of wall climbing robotic system for inspection purpose," Proceeding of the International Conference. on Intelligent Robots and Systems, pp. 1990-1995, Sept. 2008. 

  6. S. Kim, M. Spenko, S. Trujillo, B. Heyneman, V. Mattoli, M. R. Cutkosky, "Whole body adhesion: hierarchical, directional and distributed control of adhesiveforces for a climbing robot," Proc. of the International Conference. on Robotics and Automation, pp. 1268-1273, April. 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/ROBOT.2007.363159 

  7. S. H. Park, K. J. Seo, J. R. Choi, D. H. Kwon, J. H. Bang, S. G. Kim, "Development of the wall climbing robot using New Mechanism," KSPE 2016 Autumn conference, pp. 150-151, Oct. 2016. 

  8. T. H. Kang, J. J. Park, H. S. Kim, H. R. Choi, "Self Contained wall-Climbing Robot with Closed Link Mechanism," International conference on Control, Automation and Systems, pp. 1657-1662, Oct. 2002. 

  9. Y. S. Do, Y. J. Jeong, "Implementation of a window climbing robot using vacuum adsorption with sliding movement," Journal of Advanced Information Technology and Convergence, vol. 9, no. 6, pp. 1-10, Jun. 2011. 

  10. I. M. Koo, Y. K. Song, H. P. Moon, S. K. Park, H. R. Choi, "Design and Control of Wall Climbing Robot Using Impeller," Journal of Korea Robotics Society, vol. 5, no. 3, pp. 177-185, 2010. 

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