R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818CTAP-C117255-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 창틀돌출부 회피기술을 활용한 지능형 외부유리창 청소로봇 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-06-28 ~ 2019-04-27 | |||||
| 연구책임자 | 김균태 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
14명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 377,000,000 원 기업 : 127,000,000 원 계 : 504,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 900,000,000 원 기업 : 308,000,000 원 계 : 1,208,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
대상기술은 창틀의 돌출부를 회피하면서 회전브러쉬와 와이퍼를 이용하여 유리창을 청소하는 기술이다. 대상기술에서 회전브러쉬는 맑은 날에 건조한 환경하에서 먼지 등 오염물질을 털어내는 기능을 수행한다. 와이퍼는 비오는 날에 우수와 함께 오염물질을 스퀴징(squeezing)하는 기능을 수행한다. 또한 이 대상기술에는 창문의 프로파일 등 돌출부나 장애물을 인지/회피하는 기술이 포함되어 있어, 회전브러쉬 및 와이퍼 등 청소툴(tool)은 장애물을 만나면 이를 회피하면서 스마트하게 청소작업을 수행한다. 이와 같은 기능을 수행하기 위하여 이동기능, 브러시 구동, 와이퍼 구동, 장애물 인지, 청소툴 제어/회피, 청소장치 구동, 청소위치 인식, 우천인식, 자동/수동구동, 리모콘 인식 등의 요소기능을 포함하고 있다. [최종목표] -본 연구의 목표는 건축물 미관관리를 위하여 탈부착식 스마트 외부 유리창 청소로봇을 개발하는 것이다. -본 연구는 확보된 특허기술인 돌출부 대응·회피 메카니즘을 활용하여 고성능·고품질의 유리창 청소로봇을 실현하는 것이며, 추가적으로는 해체·설치가 용이하도록 모듈화된 청소 tool, 탈부착이 용이한 모듈러 레일, 통합제어 플랫폼 등을 개발하는 것으로, 건축유지관리-IT-로봇 분야 첨단기술을 융합하는 것이다. -본 연구에서개발하고자 하는 청소장치의 핵심기술은 돌출부 회피기술인데, 돌출부회피 과정에서 정지하지 않고 등속도로 이동하면서도 미청소구간이 최소화되는 기술이다(한국건설기술연구원 특허보유기술(특허등록)). [연구내용 및 범위] 본 연구의 연구범위는 크게 청소툴 개발, 이동플랫폼 개발, 상용화모델 개발 등으로 구분할 수 있다. 청소툴 개발 작업에서는 프로젝트창, 피봇창 등 다양한 창문타입에 적용가능한 청소툴을 개발한다. ○ 청소툴 개발 - 잠재고객 수요조사를 통한 목표성능 설정 - 이동메카니즘, 구동알고리즘 등 유리창 청소로봇 기본구성 설계 - 회전브러쉬, 와이퍼 등 청소툴용 3축로봇 하드웨어 제작 및 실험실 시험 이동플랫폼 개발 단계에서는 창틀 등 장애물 회피, 열린 창 등 장애환경 인식 등을 포함한다. ○ 이동 플랫폼 개발 - 모듈러 레일 및 이동플랫폼 설계 및 제작 - 성능시험용 실대형 테스트환경 구축, 실험 및 평가 실용화모델 개발에서는 실제 환경에서 사용할 수 있는 수준에 근접한 청소장치를 개발하고, 리모콘 등 다양한 사용환경조건을 만족시키며, 사업화전략, 기술가치평가 등을 수행하는 것이다. ○ 실용화 모델 개발 - 비상상황대비, 경량화 등 실용화 설계, 제작, 인증 및 시험 - 표적시장기반 비즈니스 모델 및 각종 기술지침 개발 연구범위를 기술적으로 요약하면 다음과 같다. ○ 돌출부 회피시 흔적을 남기지 않는 기술 - 와이퍼가 스퀴징을 하다가 돌출부 회피 등을 위하여 일시 정지하게 되면, 정지한 부분에 정지흔적이 남게 됨. 이러한 정지흔적을 남기지 않으려면 돌출부로부터 멀리 떨어져서 회피동작을 시작해야 하는데, 이러한 경우에는 미청소 구간이 많아지게 됨 - 사업화 대상 기술은 정지흔적 없이 돌출부를 회피하는 기술임. ○ 모듈화를 통한 손쉬운 장치 조립기술 - 와이퍼, 브러쉬 등 청소툴들을 모듈화하여 사용자의 원하는 기능에 따른 맞춤형 청소장치를 구성함 - 또한 제안된 기술은 모듈러 레일 등 모듈타입으로 구성하여, 시공설치와 해체시 작업자가 단순 조립만으로 작업을 빠르게 완료할 수 있음 ○ 빗물 이용 등 친환경적 기술에 의한 미관관리 최적화 기술 - 와이퍼로 청소하려면 세척수가 반드시 있어야 하므로, 맑은 날에 와이퍼로 스퀴징을 하기위해서는 지속적으로 세척수를 분사하여야 함 - 세척수 분사 동작은 폐세척액 발생, 소비전력 증가, 세척수 보관으로 인한 자중 문제를 발생시킴 - 제안하는 기술은, 맑은 날에는 회전형 브러쉬로 먼지를 털어내고 비오는 날에 빗물을 이용하여 스퀴징 작업을 수행함으로써, 외부환경조건에 적합한 청결도 유지 방식으로 청소하는 기술임 - 또 별도의 세척수를 사용하지 않고 빗물을 이용하여 청소하며, 소비전력을 줄이는 친환경적인 기술임 - 또한 폐세척수는 잘 회수되지 않으면, 보행자 피해 등 민원을 야기시키는데, 제안하는 기술은 빗물을 이용하므로 보행자 민원 발생의 소지를 근본적으로 제거할 수 있음 |
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| 최종보고서 | 창틀돌출부 회피기술을 활용한 지능형 외부유리창 청소로봇 최종보고서.pdf | |||||