좁은 공간에서도 주행! 볼타입 로봇의 혁신적 변신

발명의 배경과 필요성

기술의 배경과 문제점

• 주행로봇 기술은 다양한 형태로 발전해 왔음. 특히, 4바퀴 또는 무한궤도가 마련된 주행로봇이 일반적임.
• 하지만 이러한 로봇은 크기가 커서 좁은 틈새에 진입하기 어려움. 또한, 건물 잔해가 많은 재난현장에서는 두 개의 바퀴로 이동하는 방식이 불안정할 수 있음.
• 주행 중 균형을 잃고 전복되면 다시 주행이 불가능한 문제점이 있음.

기술의 필요성

• 해결해야 할 주요 과제는 볼타입의 주행장치에 주행 안정성을 높일 수 있는 수단을 구비하는 것임.
• 롤링(구르는 운동), 요잉(회전 운동), 피칭(앞뒤로 흔들리는 운동)을 최소화하고, 카메라를 통해 실시간으로 주변 상황을 확인할 수 있는 기술이 필요함.
• 스마트폰 등 IT 기기와 연동하여 별도의 컨트롤러 없이도 구조가 단순화될 수 있는 볼타입 주행로봇이 요구됨.

구현방법

기술의 원리

• 본 발명의 볼타입 주행로봇은 외부 커버와 내부 유니트를 포함함. 외부 커버는 구형으로 지면과 점 접촉됨.
• 구동부는 내부 유니트에 고정되어 외부 커버를 회전시켜 주행하게 함.
• 내부 유니트의 무게중심을 낮게 유지하여 주행 중 안정성을 확보함.

구체적인 구현 방법

• 외부 커버는 방수 및 방진이 되도록 밀봉되어 있음.
• 내부 유니트는 구형 또는 반구형으로 외부 커버 내부에 설치되며, 프레임 역할과 장치들이 설치되는 부분임.
• 구동부는 바퀴를 독립적으로 제어하는 두 개의 모터를 포함하며, 이를 통해 전진, 후진, 좌우 회전이 가능함.
• 플라이휠을 이용해 주행 안정성을 유지하며, 플라이휠의 회전 모멘트를 상쇄하여 즉각적인 주행 반응을 이끌어냄.

기술의 장점

• 볼 형태로 이루어진 구조로 좁은 틈새에도 진입 가능함.
• 무게중심을 낮게 설계하여 주행 안정성을 향상시킴.
• 내부에 구비된 카메라를 통해 실시간으로 주변 상황을 확인할 수 있음.
• IT 기기와 연동이 가능해 별도의 컨트롤러가 필요 없음. 사용자 요구에 따라 AI 기능, IP 카메라, 통신 및 GPS 등을 다양한 용도로 활용할 수 있음.

발명의 활용 방안

• 주행로봇은 사람의 통행이 어려운 좁은 공간에서도 원격으로 주행시킬 수 있음.
• 실시간으로 주행 영상을 확인할 수 있어 재난현장에서의 활용이 기대됨.
• 카메라, 마이크, 스피커 등을 통해 CCTV로 활용하거나, 건물 내부의 좁은 틈새를 확인하는 용도로 사용 가능함.
• 스마트폰 앱으로 제어가 가능해 다양한 사용자 요구에 맞출 수 있음.

기대효과

• 볼타입 주행로봇은 좁은 공간에서도 안정적인 주행이 가능하여 재난 구조 활동 등에 큰 도움이 됨.
• 실시간 영상 확인과 주행이 가능해, 원격지에서도 현장 상황을 정확하게 파악할 수 있음.
• IT 기기와 연동하여 사용 편의성을 높이고, 다양한 IoT 기술을 적용할 수 있음.
• 다양한 환경에서의 CCTV와 같은 감시 용도로 활용될 수 있어, 보안 산업에서도 높은 효용성을 가질 것으로 기대됨.

시장 동향

주행 안정성 기술 시장 동향

• ZF Friedrichshafen, Robert Bosch GmbH, Autoliv, Continental AG 및 Hitachi Automotive Systems와 같은 회사들이 전자 안정성 제어 시스템 시장에서 중요한 플레이어임.
• 전자 안정성 제어 시스템 시장은 2018년 27억 달러 규모였으며, 2019년부터 2025년까지 연평균 성장률(CAGR) 8%로 성장할 것으로 예상됨.
• 2025년까지 전자 안정성 제어 시스템의 글로벌 산업 선적은 95백만 단위에 달할 것으로 예측됨.