Façade operation robot on convex surface using an embedded rope winch device

Abstract

수직 벽을 가진 건물을 청소하거나 검사하기 위해 많은 로봇이 연구 및 개발되었습니다. 그러나 볼록한 표면을 가진 건물을 대상으로 하는 로봇은 연구가 필요합니다. 따라서 본 논문에서는 두 개의 로프를 이용하여 볼록한 표면 위를 이동할 수 있는 로봇을 개발하고 그 가능성을 분석하였습니다. 고척스카이돔을 겨냥하여 로봇의 무게를 줄이기 위해 평기어를 사용한 차동 메커니즘를 구현했습니다. 2줄 로프 구동 시스템의 접근 가능한 영역은 정적 및 매니퓰러빌리티 분석을 통해 검증되었습니다. 또한 순간 기구학을 사용하여 로봇을 조종하는 새로운 알고리즘을 제안하였습니다. 끝으로 로봇의 접근 가능한 영역과 기동 알고리즘의 성능을 검증하기 위해 돔 형태의 테스트 벤치를 구축하여 안정적인 작동성을 보여주었습니다.|Many robots have been researched and developed for cleaning or inspecting buildings with vertical walls; however, robots that target buildings with convex surfaces are a necessity. Therefore, we herein developed a robot that can move on a convex surface using two ropes and analyzed its feasibility. A spur gear differential mechanism was implemented to reduce the weight of the robot targeting the Gocheok Sky Dome. The accessible area of the two-rope driven system was derived through static and manipulability analyses. In addition, a novel algorithm for maneuvering a robot using instantaneous kinematics was proposed. A dome-shaped test bench was built to verify the accessible area of the robot and performance of the maneuvering algorithm.