There are many applications of wall-climbing technology such as SHM (Structural Health Monitoring) of civil structures like bridges and high-rise buildings, cleaning solar panels to improve power generation efficiency, and visual inspection of aircraft. However, the existing wall-climbing technology using magnetic force, suction, pneumatic force, adhesion materials, etc. had limitations for actual field application, given that it could only be applied to specific-types of the wall, its performance was degraded over time, and that safety problem for falling accident was not certain. To overcome these problems, thrust-assisted wall-climbing technology has been developed. The advantage of the technology is that it can be applied regardless of type of wall by relying on friction caused by the actuation of propulsion onto the wall and that there is a relatively low risk of falling accident due to failure of wall-attaching. In addition, drones have their own propulsion systems for flying, which make it easier to apply thrust based wall motion technology and provide easy access to surfaces of structures that are not easily accessible. This paper deals with the concept, design, and development and experiment of thrust-assisted wall-climbing robot using drone platform and studies were conducted to enhance efficiency and stability of the thrust-assisted wall-climbing method by applying tilt mechanism and auxiliary arm.
벽면이동 기술은 교량, 초고층 빌딩과 같은 도시 시설물의 구조물 건전도 진단, 발전 효율을 높이기 위한 태양광 패널의 청소, 항공기 외관검사 등의 많은 적용 분야가 존재한다. 하지만 자기력, suction, 공압, 점착물질 등을 활용한 기존의 벽면이동 기술은 특정한 벽면에만 적용이 가능하고 시간에 따라 그 성능이 저하되는 문제가 있으며 추락에 대한 안전 대비가 확실하지 않다는 점에서 실제 현장에 적용하기에는 한계점이 존재하였다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 추진력 기반의 벽면이동 기술이 등장하였다. 추진력을 벽면으로 작용시켜 발생하는 마찰력에 의존하며 벽면을 이동하는 방식으로 기술의 개념상 벽면의 종류에 상관없이 적용이 가능하며 벽면 이탈에 따른 추락의 위험이 상대적으로 적다는 장점이 존재한다. 또한, 드론은 비행을 위한 자체 추진체를 가지고 있기 때문에 추진력 기반의 벽면이동 기술의 적용이 용이하며 접근이 쉽지않은 구조물의 표면에 쉽게 접근이 가능하다는 장점이 있다. 이 논문에서는 드론 플랫폼을 활용한 추진력 기반의 벽면이동 로봇의 개념, 디자인, 프로토타입의 개발 및 실험을 다루고 있다. 또한 틸트 메커니즘과 보조팔을 적용하여 추진력 기반의 벽면이동 방식의 효율과 안정성을 높이는 연구를 수행하였다.
