[논문]진공흡착 기술을 사용한 건물외벽 유리창 청소 로봇의 구현

이동광; 김명종; 권순원; 최문식; 임영훈; 공정식; 장문석; 권오상; 이응혁

진공흡착 기술을 사용한 건물외벽 유리창 청소 로봇의 구현
Instrument of building outer wall window cleaning robot and controller layout that use vacuum adsorption technology 원문보기

이동광 (한국산업기술대학교 지식기반기술 에너지대학원 정보통신과) , 김명종 (한국산업기술대학교 지식기반기술 에너지대학원 정보통신과) , 권순원 (한국산업기술대학교 지식기반기술 에너지대학원 정보통신과) , 최문식 (한국산업기술대학교 지식기반기술 에너지대학원 정보통신과) , 임영훈 (한국산업기술대학교 지식기반기술 에너지대학원 정보통신과) , 공정식 (대덕대 마이크로로봇과) , 장문석 (인하대학교 전자과) , 권오상 (경기공업대 자동화로봇과) , 이응혁 (한국산업기술대학교 지식기반기술)

본 논문은 건물 외면의 유리창 청소로봇에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 청소 시스템을 갖춘 로봇을 사람이 닦기 힘들거나 위험한 고층건물이나 아파트 둥의 실외 유리창에 흡착시켜 청소로봇을 이용하여 실외 유리창을 자동으로 닦을 수 있게 하는 건물 외면의 유리창 청소로봇에 관한 것이다. 진공펌프를 사용하여 유리창에 안정적으로 흡착할 수 있도록 하였고, 블루투스를 이용하여 무선 조종이 가능하도록 하여 사용자가 원거리에서 로봇의 청소를 제어할 수 있도록 하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

문제점을 해결하기 위하여, 본 논문에서는 아파트와 빌딩 등의 고층 건물의 유리창 외면을 청소하는데 있어 닦기 어려운 유리창 외면을 전문가들에 의하지 않고, 사용자가 간단하게 제어할 수 있는 자동 청소로봇을 유리창 외면에 흡착시켜 자유롭게 이동가농하며, 유리창을 자동으로 닦도록 하여 안전하면서도 편리하고, 시간과 비용이 절약되어 유리창을 깨끗한 상태로 유지할 수 있는 건물 외면의 유리창 청소로봇을 구현하였다^[1^]-[4].

제안 방법

즉, 1개의 축을 움직인다는 것은 축에 연결되어있는 3개의 다리 맟패드롤 움직인다는 의미이다. 두 개의 축에 연결된 각각 3개씩의 패드에진공펌프가 한 개씩 연결 되어 유리창에 홉착이 가능하도록 구현하였다.
제어가 그림<6>과 같이 가능하도록 하였다. 또한 작업속도 및 세정액 분사 속도역시 제어가 가능하도록 하였다.
분사펌프는 IRFR024N 이라는 FET 를 사용하여 드라이버 회로를 구성하여 제어하였다. 또한, 캐릭터 LCD로 로봇의 상태 및 배터리 체크를 하였다.
6kg 이므로 약 10배의 이상의 힘으로 로봇을 지탱할 수 있도록 구현하였다. 또한, 힘의 균형을 이루는 삼각형의 형태로 유리창에 흡착이 되도록 구현하여 각각 패드의 힘이 균형을 이룰 수 있도록 하였다.
로봇은 자동으로 그림과 같이 가로lm X 세로lm를 청소 할 수 있도록 구현이 되어있으나 실제 구동 중 무선으로 방향전환을 사람이 직접 랩탑PC에서 제어가 그림과 같이 가능하도록 하였다.
실험 결과 유리면에서의 주행은 본론에서 제시한 방법과 동일하게 이루어졌으며, 청소도 로봇여 내려오면서 수행하는 것을 확인하였다. 문제점은 실험 중 로봇의 다리가 휘는 현상이 발생하여 다리부분의 재질을 알류미늄에서 철로바꾸어 실험을 하였다.
본 로봇은 유리면에서 전, 후진이동, 로봇의 자세 보정을 위한 방향 전환이동이 가능하도록 설계되었다. 그림<2>와 같이 건물 외면의 유리창 수직면에 청소로봇을 부착시키게 되며, 부착된 청소로봇의 초기상태는 두 개의 진공 모터가 ON 되어 6개다리의 홉착패드에 진공압력이 가해져 유리창에 고정된다.
유리창청소 로봇은 흡착이 되었을 때 힘의 균형이 이루어지는 가장 안정한 형태를 이루기 위하여 다리 부분의 패드롤 3개씩 삼각형 모양으로 묶어 하나의축으로 연결하였다. 이 두 개의 축은 6개의 서보 모터에 의해 제어가 되며, 별도의 서보모터 1개는 로봇의 자세 보정을 위한 방향전환 모터로 사용된다.
이번 연구에서는 단순한 메카니즘의 보행 형 벽면 및 유리창 이동로봇을 구현하였다 . 차후연구에서는 유리면에서의 안정된 주행알고리즘을 설계하고 0.

대상 데이터

구현된 유리창 청소로봇은 5T 두께의 유리면에서 실험을 하였다. 실험 결과 유리면에서의 주행은 본론에서 제시한 방법과 동일하게 이루어졌으며, 청소도 로봇여 내려오면서 수행하는 것을 확인하였다.
로봇의 6개의 패드는 80Φ크기를 사용하였고, 각 패드의 면적은 50.24cm² 가 된다. Torricelli's theorem외 진공 실험에 의하여 1 기압은 7QQmmHg 며 1013mbar 이다.
로봇의 구성은 그림와 같이 MCU 는 ATMEL 사의 AT90CAN128를 사용하였다.
2개의 진공펌프와 1 개의 DC 모터는 Full Bridge Driver 인 L298 칩을 통해 제어된다. 분사펌프는 IRFR024N 이라는 FET 를 사용하여 드라이버 회로를 구성하여 제어하였다. 또한, 캐릭터 LCD로 로봇의 상태 및 배터리 체크를 하였다.

성능/효과

구현된 유리창 청소로봇은 5T 두께의 유리면에서 실험을 하였다. 실험 결과 유리면에서의 주행은 본론에서 제시한 방법과 동일하게 이루어졌으며, 청소도 로봇여 내려오면서 수행하는 것을 확인하였다. 문제점은 실험 중 로봇의 다리가 휘는 현상이 발생하여 다리부분의 재질을 알류미늄에서 철로바꾸어 실험을 하였다.

후속연구

. 차후연구에서는 유리면에서의 안정된 주행알고리즘을 설계하고 0.3m/min인 현재속도를 개선 해 야 하며, 속도 및 상황에 맞는 청소도구를탑재하여 효율적으로 로봇을 구동 할 수 있는 방향으로 보완 설계해야 할것이다. 또한 유리와 유리의 경계 벽을 넘을 수 있는 문제를 구현 하는 일이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

진공흡착 기술을 사용한 건물외벽 유리창 청소 로봇의 구현
Instrument of building outer wall window cleaning robot and controller layout that use vacuum adsorption technology 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

진공흡착 기술을 사용한 건물외벽 유리창 청소 로봇의 구현 Instrument of building outer wall window cleaning robot and controller layout that use vacuum adsorption technology 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

진공흡착 기술을 사용한 건물외벽 유리창 청소 로봇의 구현
Instrument of building outer wall window cleaning robot and controller layout that use vacuum adsorption technology 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper