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경사진 패널 위에서 주행이 가능한 보행형 태양광 패널 청소로봇 시스템 개발
Development of a Walking-type Solar Panel Cleaning Robot Capable of Driving on Inclined Solar Panel 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.20 no.5, 2020년, pp.79 - 88  

박성관 (서울과학기술대학교 기계설계로봇공학과) ,  장우진 (서울과학기술대학교 기계설계로봇공학과) ,  김동환 (서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과)

초록
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본 연구에서는 태양광 패널 청소 로봇이 진공 패드 압력을 이용하여 경사진 패널 위를 미끄러짐 없이 효율적으로 주행하는 방법을 제안한다. 이 방법에서는 로봇을 경사로 패널에 고정시키기 위해 로봇 발에 부착된 고무 패드의 압력을 진공으로 만들게 된다. 구동 방식으로 Linkage 매커니즘을 적용하여 미끄러짐을 방지함과 동시에 중량을 감소하여 소모전력을 낮추는 방법을 제안하였다. 로봇의 안전한 구동을 위하여 솔레노이드 밸브, 근접 센서, 엔코더를 사용하여 로봇의 움직임을 감지하며, 주행할 때 고무 패드의 압력을 제어하여 안전한 경사로 주행을 가능하게 하였다. 로봇의 전진 동작을 위하여 다중의 솔레노이드 밸브들의 동작 시퀀스를 완성하여 양쪽 발에 부착된 6개의 진공패드가 진공 및 대기압을 정확하게 형성 할수 있도록 제어하여 이동 중 미끄러짐 없이 전진할 수 있게 하였다. 마지막으로 주행 및 회전 실험을 통해 36도의 태양광 패널에서 직진 및 회전 동작을 수행할 수 있음을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper propose the method to drive a solar panel cleaning robot efficiently on an inclined panel using vacuum pad pressure. In this method, the rubber pads using the vacuum pressure are used to attach robot body to the panel surface. By applying the linkage mechanism to the vacuum pads, it was p...

주제어

#Linkage Mechanism   #Vacuum Pad   #Solar Panel Cleaning Robot   #Solnenoid Valve  

표/그림 (16)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 매커니즘을 사용하는 것으로 미끄러짐을 방지함과 동시에 동체의 무게 및 전력 소모율을 낮춘 점에서 기존 연구와의 차이점이 있다. 논문에서는 진공 흡착을 사용한 보행형 로봇의 구동 방식을 이용한 자율주행 로봇 시스템에 대해 자세한 내용을 다룬다.
  • 본 연구에서는 진공 공압 펌프를 사용하는 방식의 로봇에 Linkage Mechanism을 적용하는 것으로 로봇을 경량화하여 소모 전력을 낮추고, 경사로를 주행하는 방식을 제안하였다. 또한 이에 솔레노이드 밸브, 근접 센서, 엔코더를 사용하여 부착면의 압력을 제어하는 것으로 경사로 주행을 가능하게 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
태양광 패널의 단점은? 이 신재생에너지의 대표적인 것이 태양 에너지이며, 태양으로부터 오는 열과 빛 형태의 에너지를 태양광 패널을 통해 전기로 만들 수 있다. 그러나 태양광 에너지의 핵심 기술 중 하나인 태양광 패널은 야외에 설치되기 때문에 쉽게 오염될 수 있다. 오염된 태양광 패널은 청소만으로 효율이 7.
벨트를 사용하는 자율주행 로봇의 단점은? [2] 앞의 로봇들은 자율주행형 태양광 패널 청소 로봇으로 소규모 발전 단지에서 사용 가능하며 패널 설치 환경에 로봇의 설치가 구애받지 않는 장점이 있다. 그러나 벨트를 사용하는 자율주행 로봇의 경우 패널의 기울기에 따라 미끄러짐이 발생한다는 단점이 있고, 이를 프로토타입 로봇 제작으로 확인하였다.[3]
다양한 태양광 패널 청소로봇들이 등장하는 이유는? 그러나 태양광 에너지의 핵심 기술 중 하나인 태양광 패널은 야외에 설치되기 때문에 쉽게 오염될 수 있다. 오염된 태양광 패널은 청소만으로 효율이 7.7% 상승하는 정도로 효율이 떨어지기 때문에 청소가 필요지만, 태양광 발전의 특성상 위치가 높거나 거대한 규모로 설치하기 때문에 사람이 일일이 청소하기가 힘들다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 태양광 패널 청소로봇이 등장하고 있다.
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참고문헌 (13)

  1. Miraikikai, Inc, "Lightweight Solar Panel Cleaning Robots" Accessed May 14, 2020. 

  2. Clean Solar Solutions Ltd, "Solar Cleano" Accessed May 14, 2020. http://cleansolar.solutions/solar-panel-cleaning-robots 

  3. Woojin Jang, Myungin Seo, Junhwan Ha, Kyongtae Park, and Dong Hwan Kim, "Mechanism Design and Control Technique of Duct Cleaning Robot with Self-position Recognition," The Journal of The Institute of Internet, Broadcasting and Communication (IIBC), vol. 19, no. 1, pp. 85-95, Feb. 2019. DOI : https://doi.org/10.7236/JIIBC.2019.19.1.85 

  4. Ecoppia Co., Ltd, "Ecoppia E4" Accessed May 14, 2020. https://www.ecoppia.com/products-and-services 

  5. SOLRIDER $\mid$ SKYROBOT Inc, "Solar Panel Automatic Cleaning Robot with Self-propelling Guide Rail" Accessed May 14, 2020. https://www.skyrobot.co.jp/en/solrider.html 

  6. Zhejiang Seming Electronic Co., Ltd, "2000mm Solar Panel Cleaning Robot" Accessed May 14, 2020. https://www.seminglighting.com/Products/2000mm-Solar-Panel-Cleaning-Robot-1351.html 

  7. Behnam Bahr, Yingjie Li & Mahmoud Najafi. Design and suction cup analysis of a wall climbing robot. Computers & electrical engineering, 22(3), 193-209, 1996. DOI : https://doi.org/10.1016/0045-7906(95)00039-9 

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  8. Byuck Kyung Seong, Seo Won Ok, Dong Hwan Kim, Analysis of New Vacuum Caterpillar Structure Drive System for Solar Panel Cleaning Robot. Journal of the Korean Society for Precision Engineering, 35(2), 169-177, 2018. DOI : 10.7736/KSPE.2018.35.2.169 

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  9. Yu Yoshida & Shugen Ma. Design of a wall-climbing robot with passive suction cups. In 2010 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics pp. 1513-1518, 2010. DOI : 10.1109/ROBIO.2010.5723554 

  10. Min Hyo Kim, Dong Hwan Kim. Design of Caterpillar Typed Solar Panel Cleaning Robot Using Vacuum Pads. The Korean Society of Mechanical Engineers, Spring Conference, 694-694, 2019. DOI : https://doi.org/10.7736/KSPE.2018.35.2.169 

  11. SERBOT AG, "GEKKO Solar Robot" Accessed May 14, 2020. https://www.serbot.ch/en/solar-panels-cleaning/gekko-solar-robot 

  12. Kazuma Komoda & Hiroaki Wagatsuma. A proposal of the extended mechanism for theo jansen linkage to modify the walking elliptic orbit and a study of cyclic base function. In Proceedings of the 7th Annual Dynamic Walking Conference (DWC'12), 2012. 

  13. KOGANEI, "V030E1 Solenoid Valve" Accessed May 14, 2020. http://www.koganei.co.kr/data/item/60101050/V030_ALL.pdf 

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