KR100884670B1 - Wall-climbing robot platform apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고소 작업용 로봇 플랫폼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고소로봇 진공패드 내부의 진공부압 형성을 위해 사용되는 기존의 대형 진공발생장치를 대체하여 진공패드 눌림장치 및 진공패드 눌림 정도 조절장치를 고소로봇에 적용하여 탑재함으로써 수직벽면 주행에 필요한 최소한의 부착력의 유지가 가능하게 되어 원활한 고소 작업을 수행할 수 있는 고소 작업용 로봇 플랫폼 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a robot platform device for aerial work, and more particularly, a vacuum pad pressing device and a vacuum pad pressing degree adjusting device in place of a conventional large vacuum generating device used for forming a vacuum negative pressure inside the robot robot pad. The present invention relates to a robot platform device for aerial work, which is capable of performing smooth aerial work by enabling the maintenance of the minimum attachment force required for vertical wall driving by mounting the aerial platform.
수직 벽면작업은 작업 자체가 지닌 위험성으로 인해 상당한 주의력이 요구되는 관계로 그 생산성이 떨어질 수밖에 없으며, 동일종류의 작업이 통상 그러하듯이 해당 작업에 관한 품질이 그다지 양호하지 못한 편이다. 즉, 도장의 경우 벽면 전체가 균일하게 도색 되지 않은 경우가 많았다.Vertical wall work requires a great deal of attention due to the dangers of the work itself, which inevitably leads to a decrease in productivity, and the quality of the work is not so good as is the case with work of the same type. In other words, in the case of painting, the entire wall was not uniformly painted.
이러한 문제점을 해결하기 위해 벽면 부착식 고소 작업용 로봇이 개발되었으며, 상기 벽면 부착식 고소 작업용 로봇의 경우 전동식 블로워에서 발생 되는 진공압을 이용한 방식이거나 자석의 자력을 이용하여 부착시키는 방식이 사용되었다. In order to solve this problem, a wall-mounted aerial work robot was developed, and in the case of the wall-mounted aerial work robot, a method using a vacuum pressure generated from an electric blower or a method of attaching using a magnetic force of a magnet was used.
현재, 용접심과 같은 형상을 가지는 평탄하지 못한 부착 대상면을 진공흡착방식의 고소로봇이 원활히 주행하기 위해 진공패드의 형상과 패드 경도를 변화시킴으로써 고소 작업용 로봇이 가지는 문제점을 해결하려고 하였다. 하지만, 현재의 진공패드가 가지는 특성에 대한 개선만으로는 패드 내부의 리크(leak) 발생으로 인한 기밀유지의 한계점이 있었다.At present, in order to smoothly run the vacuum suction type aerial robot on the uneven surface to be attached having the same shape as the welding core, the problem of the aerial robot has been solved by changing the shape and the pad hardness of the vacuum pad. However, only the improvement of the characteristics of the current vacuum pad has a limitation of airtightness due to the leakage of the inside of the pad.
현재 패드 내부의 진공부압에 대한 기밀유지를 위해서 진공패드 형상을 개선하거나 패드의 탄성을 이용하여 용접심을 잘 감싸주면서 큰 부착력을 가지는 고소로봇 주행 시 패드의 자기형상을 유지하는 적정의 경도를 선정하는 방식이 적용되었다.In order to maintain the tightness of the vacuum negative pressure inside the pad, it is necessary to improve the shape of the vacuum pad or to use the elasticity of the pad to cover the welding seam and to select the appropriate hardness to maintain the magnetic shape of the pad when driving a robot with high adhesion. The method was applied.
특히, 고소로봇 운용 시 용접심과 같은 평탄하지 못한 부착면 주행 시 진공패드가 부착 대상면의 돌출부위에서의 완벽한 기밀유지가 어려웠으며, 이로 인하여 리크가 발생하고 외부공기가 유입되면서 진공부압이 떨어지게 되었다. 현재 사용되는 방법으로는 리크 발생으로 생기는 외부 공기유입량을 보완할 만큼의 큰 유량을 가지는 대형 진공발생장치(ground equipment)를 사용하게 되었다.In particular, it was difficult for the vacuum pad to maintain perfect air tightness at the projecting part of the target surface when driving the uneven surface such as the welding core when operating the aerial robot, which caused the vacuum negative pressure to drop due to leakage and inflow of external air. . The current method is to use a large ground equipment having a large flow rate to compensate for the external air inflow caused by the leak generation.
이러한 대형 진공발생장치 대신 소형 진공펌프를 고소 로봇에 탑재하여서 운용하게 되면 많은 효용성을 가지게 되지만, 진공발생장치만큼의 큰 유량은 가질 수 없기 때문에 용접심 승월 시 고소 로봇은 부착력 저하로 주행이 불가능하게 되었다. 결국, 고소 작업 자체가 불가능하게 되어 현재 소형 진공펌프를 사용하면서 큰 유량을 극복할 수 있는 방법이 모색되었다.If a small vacuum pump is mounted on the aerial robot instead of the large vacuum generator, it will have a lot of utility.However, since the vacuum flow apparatus cannot have the flow rate as large as the vacuum generator, the aerial robot will not be able to travel due to the deterioration of the welding force. It became. As a result, the aerial work itself became impossible, and a method of overcoming a large flow rate while using a small vacuum pump was sought.
그러나, 도 1과 같이 고소 로봇이 일자형이나 십자형의 형태를 취하고 있는 용접심 승월 시 진공패드(1) 내부의 진공 발생부(2)에서 새어나가는 리크의 유량을 보완하기 위해서는 큰 유량을 생성하는 대용량의 지상 진공발생장치가 필요하다.However, in order to compensate for the flow rate of leaks leaking from the
하지만 진공발생장치는 크고 무거워서 이동이 불편할 뿐 아니라 고가의 제작비가 필요하게 된다. 또한 고압의 진공부압을 형성하면서 큰 유량을 생성하기 위해서는 진공 발생부에 연결되는 진공호스도 크기가 크고 무겁기 때문에 고소 로봇 무게 이외의 큰 가반하중 인자로 작용하게 되어서 수직벽면상에서 고소 로봇에게 더 큰 견인 부착력을 요구하게 되었다.However, since the vacuum generator is large and heavy, it is not only inconvenient to move, but also requires expensive manufacturing costs. In addition, in order to create a high pressure vacuum negative pressure and generate a large flow rate, the vacuum hose connected to the vacuum generating unit is also large and heavy, which acts as a large payload factor other than the height of the height of the height of the robot. Adhesion is required.
이에, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 고소로봇 진공패드 내부의 진공부압 형성을 위해 사용되는 기존의 대형 진공발생장치를 대체하여 탑재가 가능한 소형의 진공펌프를 적용하기 위하여 진공패드 눌림장치 및 진공패드 눌림 정도 조절장치를 고소로봇에 적용함으로써 수직벽면 주행에 필요한 최소한의 부착력의 유지가 가능하게 되어 원활한 고소 작업을 수행토록 하는 고소 작업용 로봇 플랫폼 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, an object of the present invention, to apply a small vacuum pump that can be mounted to replace the existing large vacuum generating apparatus used for forming the vacuum negative pressure inside the high-pressure robot vacuum pad In order to provide a robot platform device for the aerial work platform to apply the vacuum pad pressing device and the vacuum pad pressing degree control device to the aerial robot, it is possible to maintain the minimum attachment force necessary for vertical wall driving, so that smooth aerial work can be performed. .
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 고소 작업용 로봇 플랫폼의 본체에 장착되며, 벽면 부착을 위해 소형의 진공펌프를 사용하여 진공을 생성하는 진공발생부(10); 상기 벽면의 부착 대상면 방향으로 자력을 증가시키며, 진공패드의 중앙에 위치하여 탈/부착되는 영구자석 부착부(20); 상기 부착된 고소 작업용 로봇 플랫폼을 주행하기 위한 주행부(30); 및 상기 고소 작업용 로봇 플랫폼의 다양한 고소 작업 수행을 위하여 작업 모듈을 탈부착하기 위한 브라켓(40)으로 구성되는 고소 작업용 로봇 플랫폼 장치에 있어서, 상기 진공 발생부(10)의 상부 종단에 돌출되어 볼트로 체결되며, 너트(51)의 조절로 진공패드의 눌림 강도를 조절하는 막대 스프링(52) 형태의 진공패드 눌림장치(50); 및 상기 진공패드 눌림장치(50)와 진공 발생부(10) 사이를 와이어 스프링 형태로 연결되어 진공패드의 리크 부위를 눌러주어 기밀을 유지하는 진공패드 눌림 정도 조절장치(60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 로봇 플랫폼 장치를 제공한다.According to the present invention for achieving the object of the present invention, the
이상에서와 같이, 본 발명에 의한 고소 작업용 로봇 플랫폼 장치는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the robot platform device for aerial work according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명은 진공패드 내부에 발생한 리크의 양을 현저히 줄이게 되어 종래의 대형 지상진공발생장치를 사용하지 않고서도 소형 진공펌프를 고소 로봇에 탑재하여서 운용이 가능하다.First, the present invention significantly reduces the amount of leaks generated in the vacuum pad, so that it is possible to operate by mounting a small vacuum pump in the aerial robot without using a large conventional ground vacuum generator.
둘째, 종래의 소형 진공펌프는 지상진공발생장치에 비해 적은 유량을 갖지만, 본 발명의 진공패드 눌림장치를 적용함으로서 고소 로봇이 용접심과 같이 평탄 하지 않은 부착 대상면에서도 부착력의 확보가 가능하여 원활한 주행이 가능하게 된다.Second, the conventional small vacuum pump has a smaller flow rate than the ground vacuum generator, but by applying the vacuum pad pressing device of the present invention, the aerial robot can secure the attachment force even on the uneven surface of the attachment, such as the welding seam. Running is possible.
셋째, 본 발명은 기존의 평탄하지 못한 부착 대상면에서 발생하는 큰 리크를 보완하기 위하여 큰 유량을 생성하는 것이 아니라 새어나가는 큰 리크의 양을 진공패드 눌림장치를 이용하여 작게 줄임으로써 작은 유량만을 생성하여도 기존의 방법과 같은 효과를 가지기 때문에 효율적인 운용이 가능하게 된다.Third, the present invention does not generate a large flow rate in order to compensate for the large leak generated on the existing uneven surface of attachment, but generates a small flow rate by reducing the amount of large leak leaking by using the vacuum pad pressing device. Even if it has the same effect as the existing method it is possible to operate efficiently.
넷째, 종래의 지상진공발생장치와는 달리 고소 로봇에 직접 탑재되어 진공부압을 형성하기 때문에 기존의 크고 무거운 진공 호스의 필요 없이 가늘고 가벼운 공기공급 호스만 진공펌프에 연결되기 때문에 지상진공발생장치에 비해서 고소 로봇이 가져야 할 전체 가반하중도 감소할 뿐만 아니라 진공발생장치(진공펌프)가 고소 로봇에 탑재되어서 진공발생장치의 별도 이동 없이 고소 로봇만의 이동으로 운용이 가능하다.Fourth, unlike conventional ground vacuum generators, since they are mounted directly on the aerial robot to form vacuum negative pressure, only the thin and light air supply hose is connected to the vacuum pump without the need for the existing large and heavy vacuum hoses. In addition to reducing the overall payload that the aerial robot should have, the vacuum generator (vacuum pump) is mounted on the aerial robot so that the operation of the aerial robot is possible without the separate movement of the vacuum generator.
이하, 본 발명의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 고소 작업용 로봇 플랫폼의 외관을 나타낸 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 고소 작업용 로봇 플랫폼에 대한 막대 스프링 형태의 진공패드 눌림장치를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 고소 작업용 로봇 플랫폼에 대한 와이어 스프링 형태의 진공패드 눌림장치를 나타낸 도면이다.Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the robot platform for aerial work according to the present invention. 3 is a view showing a vacuum pad pressing device in the form of a rod spring for the robot platform for aerial work according to the present invention. Figure 4 is a view showing a wire spring-type vacuum pad pressing device for a robot platform for aerial work according to the present invention.
도 2를 살펴보면, 본 발명은 고소 작업용 로봇 플랫폼의 본체에 탑재되며, 벽면 부착을 위해 소형의 진공펌프를 사용하여 진공을 생성하는 진공 발생부(10); 상기 벽면의 부착 대상면 방향으로 자력을 증가시키며, 진공패드의 중앙에 위치하여 탈/부착되는 영구자석 부착부(20); 상기 부착된 고소 작업용 로봇 플랫폼을 주행하기 위한 주행부(30); 및 상기 고소 작업용 로봇의 다양한 고소 작업 수행을 위하여 작업 모듈을 탈부착하기 위한 브라켓(40)으로 구성되어 있다.Referring to Figure 2, the present invention is mounted on the body of the robot platform for aerial work, the
이때, 상기 진공 발생부(10)의 상부 종단에 돌출되어 막대 스프링 형태의 진공패드 눌림장치(50)가 형성되어 너트(51)의 조절로 진공패드의 눌림 강도를 조절하게 된다.At this time, the upper end of the
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 진공패드 눌림장치(50)는 막대 모양의 막대 스프링(52)의 탄성 조절을 통해 기밀이 새어나가는 진공패드 부위를 눌러주는 역할을 한다.That is, as shown in Figure 3, the vacuum
또한, 상기 진공패드 눌림장치(50)는 고소 로봇 플랫폼의 본체에 자기 복원력을 갖으며, 360도 모든 방향에 대처가 가능하다. 이러한 진공패드 눌림장치(50)는 용접심과 같이 평탄하지 않은 부착 대상면을 고소 로봇이 주행할 경우 돌출된 부위를 진공패드가 완벽하게 감싸주지 못하여 발생되는 리크(Leak) 부위를 부착 대상면 방향으로 지긋이 눌러주어서 발생되는 리크의 크기(양)을 줄여주게 된다.In addition, the vacuum pad
상기 진공패드 눌림 정도 조절장치(60)는 도 4에 도시된 바와 같이 진공패드 눌림장치(50)와 진공 발생부(10) 사이를 와이어 스프링 형태로 연결되어 진공패드의 리크 부위를 눌러주어 기밀을 유지하게 된다.As shown in FIG. 4, the vacuum pad pressing degree adjusting
또한, 상기 진공패드 눌림 정도 조절장치(60)는 와이어 개수 조절 및 각각의 와이어의 각도 조절을 통하여 진공패드에 눌러지는 와이어 스프링의 눌림장치 강도를 조절하며, 진공패드의 효과적인 기밀유지를 위하여 자기 복원력(탄성력)을 가질 뿐만 아니라 자기 탄성 조절이 가능하다.In addition, the vacuum pad pressing degree adjusting
그리고, 상기 진공패드 눌림 정도 조절장치(60)는 진공압력, 패드 높이, 용접심 높이 변화 등의 고소 로봇의 다양한 환경변화에서도 최적화 적용이 가능하다.In addition, the vacuum pad depressing
따라서, 종래의 고소 작업용 로봇 플랫폼이 수직벽면에서의 용접심과 같은 요철주행 시, 진공패드가 요철 부위를 완벽히 밀폐하지 못하여 생긴 틈으로 외부 공기가 유입이 되어 리크(Leak)가 발생하게 되는데, 이때, 발생한 틈을 본 발명과 같이, 진공패드 눌림장치(50)를 이용하여 진공패드를 부착면에 더욱 밀착시키는 방향으로 눌러줘서 원활한 고소작업이 수행이 되도록 최소한의 진공부압(부착력)을 형성할 수 있다.Therefore, when the conventional robot platform for aerial work is running unevenness such as the welding seam on the vertical wall, outside air is introduced into the gap caused by the vacuum pad does not completely seal the uneven part, the leakage occurs. By pressing the generated gap in the direction in which the vacuum
또한, 본 발명은 고소로봇이 안정된 고소작업을 수행하기 위해서 용접심과 같은 요철을 가진 다양한 부착면에 대해서도 안정된 최소한의 부착력을 유지토록 하는 진공패드 눌림장치(50)는 진공패드의 부착력을 형성하는 실유효경(부착대상면과 접촉되는 진공패드의 내경)의 가장자리부분에 일정한 간격을 유지하면서 360도로 배치하여 모든 방향의 요철에 대해서 대처가 가능하다.In addition, the present invention is the vacuum
또한, 본 발명은 자기 복원력을 가지는 진공패드 눌림 정도 조절장치(60)를 고소 작업용 로봇 플랫폼의 본체에 고정하여서 용접심 주행 시 발생하는 리크 발생부위의 크기를 감소시키는 방향인 진공패드를 부착면 쪽으로 눌러주기 때문에 유입 되는 외부공기의 유입량을 감소시키며, 고소 작업용 로봇 플랫폼의 부착과 주행에 필요한 최소한의 부착력의 확보가 가능하게 된다.In addition, the present invention is fixed to the main body of the robot platform for aerial work by fixing the vacuum pad pressing degree adjusting
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 기술적 범위 내에 포함된다 할 수 있다.As described above, although preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art can make various modifications, as well as such changes can be included within the technical scope of the claims.
도 1은 종래의 고소 작업용 로봇 플랫폼의 진공패드 및 진공발생부의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a vacuum pad and a vacuum generator of the conventional robot platform for aerial work.
도 2는 본 발명에 따른 고소 작업용 로봇 플랫폼의 외관을 나타낸 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the appearance of the robot platform for aerial work according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 고소 작업용 로봇 플랫폼에 대한 막대 스프링 형태의 진공패드 눌림장치를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a vacuum pad pressing device in the form of a rod spring for the robot platform for aerial work according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 고소 작업용 로봇 플랫폼에 대한 와이어 스프링 형태의 진공패드 눌림장치를 나타낸 도면이다.Figure 4 is a view showing a wire spring-type vacuum pad pressing device for a robot platform for aerial work according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10: 진공 발생부 20: 영구(전)자석 부착부10: vacuum generating unit 20: permanent magnet attachment portion
30: 주행부 40: 브라켓30: driving part 40: bracket
50: 진공패드 눌림장치 60: 진공패드 눌림 정도 조절장치50: vacuum pad pressing device 60: vacuum pad pressing degree adjustment device
Claims (4)
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