KR100846743B1

KR100846743B1 - 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치

Info

Publication number: KR100846743B1
Application number: KR1020070035552A
Authority: KR
Inventors: 유재식; 이형근; 신창훈; 김진봉; 김태균; 최상진; 김성남; 한순신
Original assignee: (주)대홍전력; 한국전력공사
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2008-07-16

Abstract

본 발명은 가공지선 아래에 있는 배전선로의 이상 유무를 열화상 카메라로 촬영하여 연속적으로 점검하는 로봇에 관한 것으로, 특히 이 배전선로를 점검하는 주행체 로봇의 주행장애가 되는 분기점 지지대인 전선 지지용 포스트 또는 편출형 포스트의 가공지선에서 다음 가공지선으로 넘어가는 로봇 본체가 무게중심을 잡으면서 방향전환 내지는 이동이 보다 안전하고 정확하게 이루어지는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 가공지선(1a)에 매달려 주행용 풀리(2)를 매개로 주행하면서 전선(200)의 이상 유무를 점검하는 로봇 본체(3)를 전선 지지대인 포스트(4a,4b)의 주행 가공지선(1a)에서 분기되어 다음 가공지선(1b)으로 방향 전환하여 이동시키기 위해 이 포스트(4a,4b)에서 높이 조절부(5)를 매개로 로봇 본체(3)를 보유 지지하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치에 있어서, 상기 높이 조절부(5)에서 틸팅부(6)를 매개로 승하강 이동되는 회전 지지대(7)와, 이 회전 지지대(7)를 회전시키기 위해 원호형 CM 안내레일(8)을 갖춘 그리퍼 회전대(9), 상기 그리퍼 회전대(9)의 상, 하부 쪽에 각각 설치되어 수직 포스트(4a) 또는 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)에 조여지는 수평 그리퍼(10)와 수직 그리퍼(11)로 이루어지되, 상기 수평 그리퍼(10)와 수직 그리퍼(11)는 그립 모터(12)에 의해 구동하는 리드 스크류(13)와 LM 가이드(14)를 따라 확장되거나 축소되는 구조로 이루어져 있다.

Description

자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치{Grip apparatus of robot for inspecting distribution power line}

도 1은 본 발명이 적용되는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 전체 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 그립장치의 확대 사시도,

도 3은 도 2에서 그립부의 평면도,

도 4는 본 발명에 따른 수평 그리퍼의 그리퍼 지지대 확대 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 수평 및 수직 그리퍼의 구동관계를 설명하는 도면,

도 6은 본 발명이 설치된 배전선로 점검용 로봇이 배전선로를 점검하기 위해 주행하는 상태를 개략적으로 나타낸 개략 설명도,

도 7(a) 내지 도 7(n)은 가공지선 지지대인 수직 포스트에서 본 발명에 따른 그립장치의 작용 설명도들,

도 8(a) 내지 도 8(m)은 가공지선의 지지대인 편출형 포스트에서 편출부에 작용하는 본 발명에 따른 그립장치의 작용 설명도들이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1a,1b : 가공지선, 2 : 주행용 풀리,

3 : 로봇 본체, 4a,4b : 포스트,

4c : 편출부, 5 : 높이 조절부,

6 : 틸팅부, 7 : 회전 지지대,

8 : 원호형 CM 안내레일, 9 : 그리퍼 회전대,

10 : 수평 그리퍼, 11 : 수직 그리퍼,

12 : 그립모터, 13 : 리드 스크류축,

14 : LM 가이드, 15 : 상하 위치모터,

16 : 상하 위치조정 스크류, 17 : 기어,

18 : 그립모터, 19 : 벨트,

20a,20b : 그리퍼 지지부, 21 : 스프링,

22 : 센서, 23 : 열화상 카메라.

본 발명은 가공지선 아래에 있는 배전선로의 이상 유무를 열화상 카메라로 촬영하여 점검하는 로봇에 관한 것으로, 특히 이 배전선로를 점검하는 주행체 로봇의 주행장애가 되는 분기점 지지대인 전선 지지용 포스트 또는 편출형 포스트의 가공지선에서 다음 배전선으로 넘어가는 로봇 본체가 무게중심을 잡으면서 방향전환 내지는 이동이 보다 안전하고 정확하게 이루어지는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치에 관한 것이다.

전선 지지대들을 매개로 현수되어 설치되는 고압 배전선로의 이상 유무를 점 검하는 자체구동 주행체인 점검용 로봇이 종래에도 다양하게 제안되어 있는바, 즉 배전선로의 손상 및 부식 등을 점검하는 로봇이 전선 지지대인 포스트의 최상단에 현수 설치되는 기설 가공지선을 따라 매달려 이동 주행하면서 이 가공지선 아래쪽에 배치된 배전선로를 점검하도록 되어 있으며, 이러한 배전선로 점검용 로봇은 본 출원인에 의하여 특허출원된 대한민국 특허출원 제2005-0047113호와 일본 공개특허공보 특개평5-346416호 들에 의하여 이미 공지되어 있다.

이러한 배전선로 점검용 로봇들은 기설 선로를 점검할 때 점검용 로봇의 주행장애가 되는 전선 지지대인 각종 포스트를 만나게 되면 주행하는 가공지선을 넘어 다음 가공지선으로 이동하게 되어 있다.

그러나 종래 배전선로 점검용 로봇이 전선 지지용 포스트를 만나게 되면, 이 포스트를 검지하여 주행체인 점검용 로봇이 다음 가공지선으로 이동할 때 분기점인 지지대인 포스트를 잡아 무게중심을 잡는 그립장치는 주로 링크로 이루어져 있거나 착탈수단으로 되어 있기 때문에 로봇이 포스트를 넘어갈 때 정확성과 안정성이 떨어지고, 간혹 로봇의 착탈 수단이 흔들리거나 정확성이 떨어져서 점검중인 배전선로에 로봇 본체가 부딪혀 선로 손상을 일으키는 문제점이 제기되어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 배전선로를 점검중인 로봇 본체가 포스트의 최상단에 설치되는 가공지선을 따라 주행하면서 주행장애가 되는 전선 지지용 포스트 또는 ㄱ자형 형태로 벤딩된 전선 지지용 편출형 포스트를 만나게 되면, 이들 포스트를 기준으로 로봇 본체가 다음 가 공지선으로 안정되고 정확하게 넘어가서 지속적으로 배전선로를 점검할 수 있도록 도와주는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 가공지선에 매달려 주행용 풀리를 매개로 주행하면서 배전선로의 이상 유무를 점검하는 로봇 본체가 포스트의 가공지선에서 분기되어 다음 가공지선으로 방향전환 하여 이동시키기 위해 이 포스트에서 높이 조정부를 매개로 로봇 본체를 보유 지지하는 배전선로 점검용 로봇의 그립장치에 있어서, 상기 높이 조정부에서 틸팅부를 매개로 승, 하강 이동되는 회전 지지대와, 이 회전 지지대에서 회전시키기 위해 원호형 CM 안내레일을 갖춘 그리퍼 회전대, 상기 그리퍼 회전대의 상, 하부 쪽에 각각 설치되는 수평 그리퍼와 수직 그리퍼로 이루어지되, 상기 수평 그리퍼와 수직 그리퍼는 그립모터에 의해 구동하는 리드 스크류 축과 LM 가이드를 따라 확장 내지는 축소되는 구조로 되어 있다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 그립장치의 확대 사시도 이고, 도 3은 도 2에서 그립부의 평면도이다.

본 발명은 도 6에 도시된 바와 같이 전선 지지대인 포스트(4a)의 최상단부에 설치되는 가공지선(1a,1b)들에 매달려 주행하면서 이 가공지선(1a,1b)의 아래쪽에 기설되어 있는 배전선로(200)의 이상 유무를 열화상 카메라(23)로 촬영하여 점검할 수 있는 배전선로 검검용 로봇에 설치되는 포스트 그립장치로서, 가공지선(1a)에 매달려 주행용 풀리(2)를 매개로 주행하면서 가공지선(1a)의 이상 유무를 점검하는 로봇 본체(3)를 전선 지지대인 포스트(4a,4b)의 가공지선(1a)에서 분기되어 다음 가공지선(1b)으로 방향 전환하여 이동시키기 위해 이 포스트(4a,4b)에서 높이 조절부(5)를 매개로 로봇 본체(3)를 보유 지지하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치에 있어서, 상기 높이 조절부(5)에서 틸팅부(6)를 매개로 승하강 이동되는 회전 지지대(7)와, 이 회전 지지대(7)를 회전시키기 위해 원호형 CM 안내레일(8)을 갖춘 그리퍼 회전대(9), 상기 그리퍼 회전대(9)의 상, 하부 쪽에 각각 설치되어 수직 포스트(4a) 또는 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)에 조여지는 수평 그리퍼(10)와 수직 그리퍼(11)로 이루어지되, 상기 수평 그리퍼(10)와 수직 그리퍼(11)는 그립 모터(12)에 의해 구동하는 리드 스크류(13)와 LM 가이드(14)를 따라 확장되거나 축소되는 구조로 되어 있다.

여기서 상기 높이 조절부(5)에서 승하강 이동되는 회전 지지대(7)는 틸팅부(6)를 지점으로 연결 설치되어 있으며, 회전 지지대(7)는 상하 위치모터(15)에 의해 상하 위치조정 스크류(16)를 따라 상하로 이동되어 지면서 틸팅부(6)에 의해 상하로 경사질 수 있도록 되어 있다.

그리고 이 회전 지지대(7)는 그리퍼 회전대(9)의 원호형 CM 안내레일(8)에 형성된 기어(17)에 맞물려 작동하는 기어를 갖추고 있음에 따라 공지의 모터 구동에 의하여 상기 회전 지지대(7)는 그리퍼 회전대(9)를 지점으로 수평방향으로 회전 이 가능하도록 되어 있다.

한편, 상기 그리퍼 회전대(9)의 상, 하부 쪽에는 수직형 포스트(4a)에 그립하는 양쪽에서 한쌍으로 배치된 수평 그리퍼(10)와 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)에 그립하는 한쌍의 수직 그리퍼(11)가 각각 설치되어 있는데, 상기 수평 및 수직 그리퍼(10,11)들은 그립모터(18)의 구동력이 벨트(19)를 매개로 전달되는 리드 스크류축(13)의 양단에 각각 연결 설치되어 있기 때문에 고정된 그리퍼 회전대(9)에서 리드 스크류축(13)과 LM 가이드(14)를 따라 확장되거나 축소되는 즉, 대향된 각각의 한쌍으로 이루어진 수평 및 수직 그리퍼(10,11)들의 간격이 서로 넓혀지거나 좁혀질 수 있도록 작동한다.

또한 상기 수평 그리퍼(10)의 선단에 형성된 수직 포스트(4a) 접촉부위인 그리퍼 지지부(20a)는 도 4에 도시된 바와 같이 포스트(4a)에 작용할 때 그립력을 강화하기 위해 스프링(21)으로 탄발되는 경질의 재질인 합성수지 계층의 재질로 형성되어 있다.

도면에는 도시하지 않았지만 필요에 따라 상기 수직 그리퍼(11)의 그리퍼 지지부(20b)도 앞서 설명한 수평 그리퍼(10)의 그리퍼 지지부(20a) 구조로 갖출 수도 있다.

이어 본 발명에 따른 배전선로 점검용 로봇의 그립장치의 작동에 대해 설명한다.

먼저 수직 포스트(4a)를 만나는 경우에 대해 설명한다.

도 7a는 본 발명이 적용된 그립장치를 가진 배전선로 점검용 자체 구동용 로 봇이 가공지선(1a)의 이상 유무를 점검하기 위해 가공지선(1a)을 주행용 풀리(2)를 이용하여 주행하면서 열화상 카메라(23)로 가공지선(1a)의 하부쪽에서 기설된 배전선로(200)를 촬영하게 되는데, 이 로봇 본체(3)의 센서(22)가 수직 포스트(11)를 감지하게 되면, 주행 멈춤상태에서 공지의 제어부의 지령에 의하여 높이 조절부(5)의 틸팅부(6)를 지점으로 도 7b와 같이 그립장치가 화살표 방향으로 회동된다.

그런 다음, 도 7c와 같이 본 발명에 따른 그립장치는 높이 조절부(5)의 상하 위치모터(15)의 구동력에 의하여 상하 위치 스크류(16)를 따라 상승하게 되는데, 이때 적정위치 상승까지는 공지의 센서에 의해 상승위치가 제어된다.

이와 같이 본 발명에 따른 그립장치가 상승된 상태에서 도 5와 도 7d와 같이 로봇 본체(3)가 전진하게 되면 수직 포스트(4a)를 그리퍼 회전대(9)가 감싸게 되고, 이어 도 7e와 같이 서로 대향 배치되는 한쌍의 수평 그리퍼(10)가 그립모터(12)의 구동력에 의하여 리드 스크류축(13)과 LM 가이드(14)를 따라 조여지게 되는바, 즉 도 7e의 화살표 방향으로 축소되어 포스트(4a)에 조여지고, 이어 로봇 본체(3)는 이의 주행용 풀리(2)가 가공지선(1a)에서 이탈되고, 이 로봇 본체(3)를 보유 지지한 회전 지지대(7)는 그리퍼 회전대(9)의 원호형 CM 안내레일(8)의 기어(17)를 따라 회전되어 이 포스트(4a)에서 분기된 다음 가공지선(1b)에 위치하여 앞서 설명한 역순방향으로 이 다음 가공지선(1b)으로 갈아타게 되는데, 이는 도 7f 내지 도 7j에 순차적인 작동이 연속적으로 도시되어 있다.

이와 같이 상기 포스트(4a)를 기준으로 한쪽 가공지선(1a)에서 분기된 다른 가공지선(1b)으로 갈아탄 로봇 본체(3)의 그립장치는 도 7k에 도시된 바와 같이 수 평 그리퍼(10)가 화살표 방향으로 확장되면서 이탈되고, 도 7l 내지 도 7n과 같이 연속적인 동작으로 원래의 위치인 도 7a와 같은 상태로 복귀되어 다음 가공지선(1b)에 매달려 주행하면서 배전선로(200)의 이상 유무를 점검하도록 되어 있다.

한편, 도 8a ~ 도 8m은 편출형 포스트(4b)에 작용하는 본 발명에 따른 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치의 작동상태를 설명한다.

도 8a와 같이 가공지선(1a)을 점검하는 주행하는 자체 구동형 로봇 본체(3)가 주행하다가 편출형 포스트(4b)를 만나게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 이 로봇 본체(3)의 센서(22)가 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)를 감지하게 된다. 그러면 주행멈춤 상태에서 공지의 제어부의 지령에 의하여 높이 조절부(5)의 틸팅부(6)를 지점으로 도 8b와 같이 그립장치가 화살표 방향으로 회동한다.

그런 다음, 공지의 센서에 의하여 편출형 포스트(4b)의 편출각도와 다음 전선을 감지하게 되면서 도 8c와 같이 수직 그리퍼(11)는 화살표 방향으로 회전하게 되는데, 이때에는 그리퍼 회전대(9)가 회전 지지대(7)를 지점으로 회동하여 한쌍의 수직 그리퍼(11)가 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)를 잡을 수 있는 위치에 있게 된다.

이어 도 8d와 같이 상기 수직 그리퍼(11)가 장착된 그리퍼 회전대(9)에 맞물린 회전 지지대(7)는 상하 위치모터(15)의 구동력에 의하여 상하 위치조정 스크류(16)를 따라 높이 조절부(5)에서 상승하게 되고, 앞서 설명한 수직 포스트(4a)에서와 같이 한쌍의 수직 그리퍼(11)들은 도 8e와 같이 그립모터(12)의 구동력에 의하여 조여지도록 축소되어 수직 그리퍼(11)들이 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)를 잡게 된 다음, 도 8f와 도 8g와 같이 로봇 본체(3)의 주행용 풀리(2)가 가공지선(1a)에서 이탈되고 도 8h와 같이 로봇 본체(3)는 이 가공지선(1a)을 회피하도록 회전 지지대(7)의 틸팅부(6)에 의해 약간 틀어지게 된 후, 도 8i와 같이 회전 지지대(7)가 그리퍼 회전대(9)를 지점으로 하여 회전함과 동시에 상기 틸팅부(6)와 회전 지지대(7)의 높이는 화살표들 방향처럼 조절될 수가 있는데, 이는 상기 로봇 본체(3)의 위치를 바로 잡아주기 위함이다.

이어 상기 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)를 잡고 있는 수직 그리퍼(11)를 기준으로 다른 가공지선(1b) 쪽으로 회전 이동한 로봇 본체(3)는 수직 포스터(4a)와 같이 다른 가공지선(1b)에 주행용 풀리(2)가 도 8j와 도 8k의 연속적인 동작에 의하여 전선 록킹 상태가 된 다음, 도 8l과 같이 수직 그리퍼(11)는 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)에서 잡고 있는 상태를 해제할 수 있도록 화살표 방향으로 확장되고, 도 8m과 같이 도 8a의 최초 상태로 복귀되어 화살표 방향으로 다른 가공지선(1b)을 따라 배전선로(200)의 이상 유무를 점검하기 위해 로봇 본체(3)가 주행할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 작용하는 본 발명에 따른 배전선로 점검용 로봇의 그립장치는 가공지선을 주행하면서 전선의 이상 유무를 점검하는 자체형 로봇 본체가 수직 포스트(4a) 내지는 편출형 포스트(4b)를 만나게 되면, 상술한 작동에 의하여 이 포스트(4a,4b)들을 안정되어 정확하게 건너뛰면서 다음 전선을 지속적으로 점검할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 본 발명은 가공지선을 따라 주행하면서 배전선의 이상 유무를 점검하는 자체 구동형 점검용 로봇이 전선 주행중 장애물인 포스트들을 만나게 되면, 정확한 작동으로 로봇이 다음 가공지선으로 안전하고 정확하게 이동하여 연속적인 전선 점검이 용이하게 이루어지도록 도와주는 역활을 갖는다.

Claims

가공지선(1a)에 매달려 주행용 풀리(2)를 매개로 주행하면서 배전선로(200)의 이상 유무를 점검하는 로봇 본체(3)를 전선 지지대인 포스트(4a,4b)의 가공지선(1a)에서 분기되어 다음 가공지선(1b)으로 방향 전환하여 이동시키기 위해 이 포스트(4a,4b)에서 높이 조절부(5)를 매개로 로봇 본체(3)를 보유 지지하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치에 있어서,

상기 높이 조절부(5)에서 틸팅부(6)를 매개로 승하강 이동되는 회전 지지대(7)와, 이 회전 지지대(7)를 회전시키기 위해 원호형 CM 안내레일(8)을 갖춘 그리퍼 회전대(9), 상기 그리퍼 회전대(9)의 상, 하부 쪽에 각각 설치되어 수직 포스트(4a) 또는 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)에 조여지는 수평 그리퍼(10)와 수직 그리퍼(11)로 이루어지되, 상기 수평 그리퍼(10)와 수직 그리퍼(11)는 그립 모터(12)에 의해 구동하는 리드 스크류(13)와 LM 가이드(14)를 따라 확장되거나 축소되는 것을 특징으로 하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전 지지대(7)는 상하 위치모터(15)에 의해 상하 위치조정 스크류(16)를 따라 상하로 이동되어 지면서 틸팅부(6)에 의해 상하로 경사질 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치.
제 1항에 있어서,

상기 회전 지지대(7)는 그리퍼 회전대(9)의 원호형 CM 안내레일(8)에 형성된 기어(17)에 맞물려 작동하는 기어를 갖추고 있음에 따라 공지의 모터 구동에 의하여 상기 회전 지지대(7)는 그리퍼 회전대(9)를 지점으로 수평방향으로 회전이 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치.
제 1항에 있어서,

상기 그리퍼 회전대(9)의 상, 하부 쪽에는 수직형 포스트(4a)에 그립하는 양쪽에서 한쌍으로 배치된 수평 그리퍼(10)와 편출형 포스트(4b)의 편출부(4c)에 그립하는 한쌍의 수직 그리퍼(11)가 각각 설치되어 있는데, 상기 수평 및 수직 그리퍼(10,11)들은 그립모터(18)의 구동력이 벨트(19)를 매개로 전달되는 리드 스크류축(13)의 양단에 각각 연결 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치.
제 4항에 있어서,

상기 수평 그리퍼(10)의 선단에 형성된 수직 포스트(4a) 접촉부위인 그리퍼 지지부(20a)는 그립력 향상을 위해 스프링(21)으로 탄발되는 경질의 재질인 합성수지로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 자체 구동형 배전선로 점검용 로봇의 그립장치.