KR100666630B1 - 로봇 브러쉬 장치 - Google Patents

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KR100666630B1
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박근섭
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Abstract

본 발명은 브러쉬 장치를 이동시키는 로봇과, 상기 로봇에 장착되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터와, 상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 장착되어 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 모재의 청소작업을 수행하는 브러쉬와, 상기 브러쉬의 마모 정도를 검출하는 변위 센서와, 상기 변위 센서로부터 인가되는 신호에 따라 브러쉬의 마모량만큼 상기 로봇을 이동시키는 제어부로 구성되어, 브러쉬의 마모 정도를 검출하여 로봇을 자동으로 이동시킴으로써 모재와 브러쉬 사이가 항상 일정하게 접촉될 수 있도록 하여 청소 작업이 항상 정확하게 이루어지게 하고 브러쉬를 최대 마모량까지 사용할 수 있어 브러쉬의 교체주기를 증가시켜 비용을 절감할 수 있는 로봇 브러쉬 장치를 제공한다.
브러쉬, 브러쉬어셈블리, 로봇 브러쉬장치, 용접면청소장치

Description

로봇 브러쉬 장치 { ROBOT BRUSH APPARATUS }
도 1은 종래 기술에 따른 로봇 브러쉬 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 변위 센서의 작동 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치의 작동 상태를 나타낸 블럭도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 로봇 20 : 브러쉬 장치
24 : 베이스 프레임 26 : 구동모터
28 : 브러쉬 30 : 집진장치
32 : 변위 센서 34 : 지지 원판
36 : 회전축 40 : 제어부
42 : 구동기어 44 : 피동기어
46 : 타이밍 벨트 50 : 브러쉬 커버
52 : 발광부 54 : 수광부
60 : 알림수단
본 발명은 로봇 브러쉬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 브러쉬의 마모량을 감지하여 마모된 양만큼 자동으로 보정함으로써 항상 일정한 브러쉬면의 품질을 일정하게 유지할 수 있고 브러쉬의 사용시간을 연장할 수 있어 비용을 감소시킬 수 있는 로봇 브러쉬 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 로봇 브러쉬 장치의 측면도이다.
종래 기술에 따른 로봇 브러쉬는 브러쉬 장치를 청소 위치로 이동시키는 로봇(102)과 상기 로봇(102)과 마운팅 브래킷(104)을 연결되어 로봇(102)에 장착되는 베이스 프레임(106)과, 상기 베이스 프레임(106)의 일측에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터(108)와, 상기 베이스 프레임(106)에 회전 가능하게 장착되어 상기 구동모터(108)의 회전력을 전달받아 회전되면서 용접면의 청소작업을 수행하는 브러쉬(110)와, 상기 브러쉬(110)의 청소작업에 의해 발생되는 이물질이 흡입하여 모아지는 집진장치(112)로 구성된다.
상기 구동모터(108)는 구동기어(114)와 연결되고 상기 브러쉬(110)는 피동기어(116)와 연결되고, 상기 구동기어(114)와 피동기어(116) 사이에는 타이밍 벨트(118)가 연결되어 상기 구동모터(108)의 회전력을 브러쉬(110)로 전달한다.
상기 브러쉬(110)는 지지원판(120)의 외주면에 고정되고, 상기 지지원판 (120)은 회전축(122)과 연결된다. 상기 회전축은 상기 베이스 프레임(106)에 회전 가능하게 지지되고, 상기 피동기어(116)가 장착된다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 로봇 브러쉬 장치는 로봇(102)이 구동되어 상기 브러쉬(110)가 용접면으로 이동되면 상기 구동모터(108)가 구동되고 상기 타이밍 벨트(118)에 의해 구동모터(108)의 회전력이 브러쉬(110)로 전달되어 브러쉬(110)가 회전되면서 용접면의 청소를 수행한다.
그러나, 종래 기술에 따른 로봇 브러쉬 장치는 사용 기간이 길어짐에 따라 브러쉬(110)에 마모가 발생되는 데, 브러쉬(110)의 마모 정도를 감지할 수 있는 시스템이 없어 브러쉬(110)가 마모되면 상기 청소하고자 하는 용접면과 브러쉬 사이에 간격이 발생되어 용접면의 청소가 정확하기 이루어지지 못하는 문제점이 발생된다.
또한, 브러쉬(110)의 마모량이 상관없이 일정 기간이 지나면 브러쉬(110)를 교체하기 때문에 브러쉬 교체 주기가 짧아져서 비용이 증가되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은 브러쉬의 마모를 감지하는 변위 센서를 설치하여 브러쉬의 마모 정도를 검출하여 로봇을 자동으로 이동시킴으로써 모재와 브러쉬 사이가 항상 일정하게 접촉될 수 있어 청소 성능을 향상시키고 브러쉬를 최대 마모량까지 사용할 수 있어 브러쉬의 교체주기를 증가시켜 비용을 절감할 수 있는 로봇 브러쉬 장치를 제공하는 데 있다.
이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치는 브러쉬 장치를 이동시키는 로봇과, 상기 로봇에 장착되는 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터와, 상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 장착되어 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 모재의 청소작업을 수행하는 브러쉬와, 상기 브러쉬의 마모 정도를 검출하는 변위 센서와, 상기 변위 센서로부터 인가되는 신호에 따라 브러쉬의 마모량만큼 상기 로봇을 이동시키는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 브러쉬는 브러쉬 커버에 의해 그 상단이 반정도 가려진 상태로 설치되고, 상기 브러쉬 커버에 변위 센서가 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 변위 센서는 빛을 발광시키는 발광부와, 상기 발광부에서 발생되는 빛을 수광하여 그 신호를 제어부로 인가하는 수광부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 브러쉬 마모량이 일정 이상되면 브러쉬 교체신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 브러쉬 장치의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 변위 센서의 작동 상태도 이고, 도 5는 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치의 제어부를 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치는 브러쉬 장치(20)를 청소하고자 하는 위치로 이동시키는 로봇과, 로봇의 로봇팔에 연결되어 청소 작업을 수행하는 브러쉬 장치(20)로 구성된다.
상기 브러쉬 장치(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로봇 팔(12)에 마운팅 브래킷(22)에 의해 장착되는 베이스 프레임(24)과, 상기 베이스 프레임(24)에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터(26)와, 베이스 프레임(24)에 회전 가능하게 장착되어 상기 구동모터(26)의 회전력을 전달받아 모재의 청소작업을 수행하는 브러쉬(28)와, 상기 브러쉬(28)의 청소작업으로 발생된 이물질을 흡입하여 집진하는 집진장치(30)와, 상기 브러쉬(28)의 마모 정도를 검출하는 변위 센서(32)와, 상기 변위 센서(32)로부터 인가되는 신호에 의해 상기 로봇의 이동을 제어하는 제어부(40)로 구성된다.
상기 브러쉬(28)는 지지원판(34)의 외주면에 장착되고 상기 지지원판(34)은 베이스 프레임(24)에 회전 가능하게 장착되는 회전축(36)과 연결된다.
상기 구동모터(26)에는 구동기어(42)가 장착되고, 상기 회전축(36)에는 피동기어(44)가 장착되며, 상기 구동기어(42)와 피동기어(44) 사이에는 타이밍 벨트(46)가 장착되어 상기 구동모터(26)의 회전력을 상기 브러쉬(28)로 전달한다. 그리고, 타이밍 벨트(46)를 보호하는 벨트 커버(48)가 타이밍 벨트(46)에 감싸지게 베이스 프레임(24)에 장착된다.
상기 브러쉬(28)의 상측에는 상기 브러쉬(28)를 보호하는 브러쉬 커버(50)가 상기 브러쉬(28)의 상측을 반 정도 가린 상태로 배치되고, 상기 브러쉬 커버(50)에는 상기 집진장치(26)가 설치된다.
상기 변위 센서(32)는 상기 브러쉬 커버(50)의 내측면에 장착되어 상기 브러쉬(28)의 마모량을 검출하는 광센서로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 변위 센서(32)는 상기 브러쉬 커버(50)의 일측면에 장착되어 빛을 조사하는 발광부(52)와, 상기 발광부(52)에서 발광되는 빛이 수광되는 수광부(54)로 구성된다.
이와 같은 변위 센서는 도 3에 도시된 바와 같이, 최소의 브러쉬(P)에서는 "0" 상태로 세팅된다. 이때, 발광센서(52)에서 발광되는 빛이 브러쉬(28)에 가려진 상태로 되어 수광부(54)로 전달되지 않는 상태가 된다.
이러한 상태에서 브러쉬(28)에 마모가 발생되어 브러쉬(28)에 폭(T)만큼 마모량이 발생되면 폭(T)만큼 발광부(52)에서 발광되는 빛이 수광부(54)로 전달되고 상기 수광부(54)를 이를 감지하여 제어부(40)로 인가한다.
상기 제어부(40)는 상기 변위 센서(32)에서 인가되는 신호를 전달받아 브러쉬(28)의 마모량을 감지하여, 상기 로봇(10)을 제어하여 브러쉬(28)와 모재 사이가 상기 브러쉬(28)의 마모 정도에 상관없이 모재의 청소면인 용접면과 일정하게 접촉될 수 있도록 한다.
그리고, 상기 브러쉬(28)의 마모량이 일정 이상이 되면 상기 제어부는 알림수단(60)을 작동시켜 사용자에게 브러쉬(28)의 교체시기를 알려준다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치의 작용을 다음에서 설명한다.
먼저, 제어부(40)는 최초의 브러쉬(28) 상태에서 브러쉬(28)와 청소하고자 하는 모재 사이가 접촉되도록 기준값을 설정한다. 그리고 상기 변위센서(32)는 최초의 브러쉬 상태일 때 "0" 상태로 세팅한다.
이러한 상태에서 로봇(10)이 작동되어 상기 브러쉬 장치(20)가 모재로 이동되고 상기 구동모터(26)가 구동되면 상기 타이밍 벨트(46)에 의해 구동모터(26)의 회전력이 브러쉬(28)로 전달되어 브러쉬(28)가 회전되면서 모재의 용접면의 청소작업을 수행한다.
그리고, 사용기간이 지남에 따라 브러쉬(28)에 마모가 발생되면 상기 변위 센서(32)가 브러쉬(28)의 마모량을 감지하여 제어부(40)로 인가한다. 그러면, 상기 제어부(40)는 상기 변위 센서(32)로부터 인가되는 브러쉬 마모량만큼 상기 로봇(10)이 이동거리가 증가되도록 로봇을 제어하여 상기 브러쉬(28)에 마모가 발생되어도 항상 모재와 브러쉬(28)가 일정하게 접촉될 수 있도록 한다.
그리고, 변위 센서(32)로부터 인가되는 브러쉬 마모량이 일정 정도에 도달되면 상기 제어부(40)는 알림수단(60)을 작동시켜 브러쉬(28)의 교체시기를 사용자에게 알려준다.
본 발명에 따른 로봇 브러쉬 장치는 브러쉬 장치에 변위 센서를 설치하여 브러쉬의 마모량을 검출하여 제어부로 인가하면 상기 제어부는 브러쉬의 마모량만큼 로봇의 이동거리를 제어하여 브러쉬와 모재 사이가 항상 일정하게 접촉될 수 있도 록 함으로써, 청소 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 브러쉬가 최대로 마모되어 교체시기가 되면 사용자에게 교체시기를 알려주기 때문에 사용이 편리하고 브러쉬의 사용량을 최대로 할 수 있어 브러쉬 교체시기를 늘려 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 브러쉬 장치를 이동시키는 로봇과;
    상기 로봇에 장착되는 베이스 프레임과;
    상기 베이스 프레임에 장착되어 회전력을 발생시키는 구동모터와;
    상기 베이스 프레임에 회전 가능하게 장착되어 상기 구동모터의 회전력을 전달받아 모재의 청소작업을 수행하는 브러쉬와;
    상기 브러쉬의 마모 정도를 검출하는 변위 센서와;
    상기 변위 센서로부터 인가되는 신호에 따라 브러쉬의 마모량만큼 상기 로봇을 이동시키는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 브러쉬 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러쉬는 브러쉬 커버에 의해 그 상단이 반정도 가려진 상태로 설치되고, 상기 브러쉬 커버에 변위 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 로봇 브러쉬 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변위 센서는 빛을 발광시키는 발광부와, 상기 발광부에서 발생되는 빛 을 수광하여 그 신호를 제어부로 인가하는 수광부로 구성되는 것을 특징으로 하는 로봇 브러쉬 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변위 센서로부터 인가되는 신호에 따라 브러쉬 마모량만큼 상기 로봇을 이동시켜 상기 브러쉬와 모재 사이가 항상 일정하게 접촉되도록 하는 것을 특징으로 하는 로봇 브러쉬 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모재는 용접을 수행하는 용접면인 것을 특징으로 하는 로봇 브러쉬 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 브러쉬 마모량이 일정 이상되면 브러쉬 교체시기를 알려주는 알림수단을 작동시키는 것을 특징으로 하는 로봇 브러쉬 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200050647A (ko) * 2018-11-02 2020-05-12 세메스 주식회사 반도체 소자 세정 장치
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