KR101194762B1 - 회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치 - Google Patents

회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치 Download PDF

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Abstract

회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치가 개시된다. 와이어의 길이를 컨트롤하여 위치를 제어하는 이동플랫폼에 장착되어 작업로봇이 상하부로 이송될 수 있도록 회전시키는 회전모듈로서, 상기 이동플랫폼에서 돌출 연장되는 회전축; 상기 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 작업로봇이 탑재되는 프레임; 및 상기 프레임을 회전시키는 구동부를 포함하는 회전모듈은, 작업로봇을 자동으로 이동플랫폼의 상하로 이동시킬 수 있어, 작업로봇을 설치 및 배치 하는 등의 작업에 소요되는 시간 및 노력이 감소될 수 있어, 작업의 속도가 상승될 수 있다.

Description

회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치{ROTARY MODULE, MOVING PLATFORM AND MOVING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치에 관한 것이다.
선박의 대형화 추세에 따라 선체를 이루는 블록도 대형화되고 있다. 이처럼 블록이 대형화됨에 따라, 블록 내부를 도장하거나 블록 내부에 패널을 설치하는 등의 작업에 많은 시간과 노력이 소요된다. 블록 내부에서 수행되는 작업의 자동화 및 인력의 감축을 위해, 작업로봇을 이용한다. 그리고 이러한 작업로봇을 블록의 내부에서 원하는 위치로 자유롭게 이동시키는 장치가 필요한데, 블록의 내부에서 자유롭게 이동하는 장치로는 와이어를 이용한 자율이동장치가 있다.
블록 내에서 작업로봇을 원하는 곳에 위치 시키고자 할 때, 위치에 맞추어 각 와이어의 길이를 산출하고 각 와이어의 길이를 조절함으로써, 자율이동장치의 이동플랫폼을 이동시켜 작업로봇을 원하는 곳에 위치시킨다.
블록 내의 작업은 상부 및 하부를 모두 작업해야 하지만, 자율이동장치는 와이어로 연결이 되어 있어 와이어의 꼬임 등에 의해 자율이동장치의 상하부 위치를 변경하는 것은 용이하지 않다.
따라서, 하나의 선체블록 내부 전부를 처리하기 위해서는 자율이동장치의 상부와 하부 각각에 작업로봇을 장착하여 작업을 하거나, 상부 작업을 완료 한 후 작업자가 블록 내부에 들어가 자율이동장치 상부의 작업로봇을 자율이동장치 하부로 장착하게 된다.
작업에 소요되는 시간 및 인력을 줄이기 위해, 작업로봇의 배치를 자동화시킬 필요가 있다.
본 발명의 실시예들은 작업로봇을 자동으로 자율이동장치의 상하로 이송시킬 수 있는 회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 와이어의 길이를 컨트롤하여 위치를 제어하는 이동플랫폼에 장착되어 작업로봇이 상기 이동플랫폼의 상하부로 이송될 수 있도록 회전시키는 회전모듈로서, 상기 이동플랫폼에서 돌출 연장되는 회전축; 상기 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 작업로봇이 탑재되는 프레임; 및 상기 프레임을 회전시키는 구동부를 포함하는 회전모듈이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 작업로봇이 탑재되는 지지프레임; 및 와이어의 길이를 컨트롤하여 위치를 제어하는 이동플랫폼에 장착되어 작업로봇이 상하부로 이송될 수 있도록 회전시키는 회전모듈로서, 상기 이동플랫폼에서 돌출 연장되는 회전축; 상기 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 작업로봇이 탑재되는 프레임; 및 상기 프레임을 회전시키는 구동부를 포함하며, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 작업로봇이 이동되는 회전모듈을 포함하는 이동플랫폼이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 작업로봇이 탑재되는 복수의 이동플랫폼; 및 와이어의 길이를 컨트롤하여 위치를 제어하는 이동플랫폼에 장착되어 작업로봇이 상하부로 이송될 수 있도록 회전시키는 회전모듈로서, 상기 이동플랫폼에서 돌출 연장되는 회전축; 상기 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 작업로봇이 탑재되는 프레임; 및 상기 프레임을 회전시키는 구동부를 포함하며, 상기 지지프레임에 결합되어 상기 작업로봇이 이동되는 회전모듈을 포함하는 자율이동장치가 제공될 수 있다.
여기서, 상기 회전축은, 상기 이동플랫폼을 관통하도록 연장되며, 케이블이 관통되는 중공의 샤프트일 수 있다.
여기서, 상기 구동부는, 상기 회전축에 회전 가능하게 결합되고, 상기 프레임 내부에 결합되는 회전기어; 상기 회전기어로 회전력을 전달하는 구동기어; 및 상기 구동기어를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전기어는 반원으로 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예들은 상기 프레임의 회전량을 감지하는 엔코더를 더 구비할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예들은 상기 프레임의 회전완료를 측정하도록 상기 프레임의 근접여부를 감지하는 근접센서를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 지지프레임의 상하부 각각에는 제1 레일이 구비되고, 상기 회전모듈에는 상기 지지프레임 상부의 상기 제1 레일에 대응하여 제2 레일이 구비되며, 상기 회전모듈의 회전에 따라, 상기 제2 레일과 상기 지지프레임 하부의 상기 제1 레일이 상응할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 작업로봇을 자동으로 이동플랫폼의 상하로 이동시킬 수 있어, 작업로봇을 설치 및 배치 하는 등의 작업에 소요되는 시간 및 노력이 감소될 수 있어, 작업의 속도가 상승될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율이동장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 작동상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 내부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 일 측면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 다른 측면을 도시한 도면.
[발명의 실시를 위한 구체적인 내용]
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율이동장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 작동상태를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 자율이동장치에 대하여 설명하도록 한다.
자율이동장치(200)는 복수의 이동플랫폼(200a)이 와이어(4)에 의해 블록 내에 다수로 나열될 수 있다. 자율이동장치(200)는 블록을 구획하는 셀(1a, 1b) 각각에 설치될 수 있으며 셀(1a, 1b) 간을 연결하는 출입구(1c)를 통하여 작업로봇(5)이 이웃된 이동플랫폼(200b)으로 이동할 수 있다. 그리고 회전모듈(100)에 의해 작업로봇(5)이 상하로 회전할 수 있다. 여기서, 작업로봇(5)은 용접, 절단 및 도장 같은 작업을 수행할 수 있다.
즉, 자율이동장치(200)는 작업로봇(5)이 탑재되는 복수의 이동플랫폼(200a, 200b) 및 이동플랫폼(200a, 200b)에 결합되어 작업로봇(5)을 이동플랫폼(200a, 200b)의 상하부로 이동시킬 수 있는 회전모듈(100)을 포함할 수 있다. 그리고 이동플랫폼(200a, 200b)은 와이어(4)의 길이를 컨트롤하여 위치를 제어할 수 있다. 이동플랫폼(200a, 200b)은 작업로봇(5)이 탑재될 수 있는 지지프레임(220)을 포함하여, 이동플랫폼(200a)의 길이방향으로 작업로봇(5)이 이동 가능하게 탑재될 수 있다.
이동플랫폼(200a, 200b)은 블록의 벽면과 같은 지지체(미도시)에 설치되는 와이어(4)와 연결되고 와이어(4)의 길이를 조절하는 와이어 컨트롤장치(3)가 설치되어 블록 내부를 자유롭게 이동할 수 있다.
여기서, 작업로봇(5)이 이동할 수 있도록, 지지프레임(220) 상하부 각각의 일측에는 제1 레일(210a)이 구비될 수 있고, 제1 레일(210a)에 대응하여 회전모듈(100)에는 제2 레일(110)이 구비될 수 있다. 지지프레임(220) 각각의 타측에는 제1 랙기어(215a)가 구비될 수 있다. 회전모듈(100)에는 제1 랙기어(215a)에 대응하여 제2 랙기어(115)가 구비될 수 있다.
작업로봇(5)은 제1, 제2 레일(210a, 110)을 따라 이동할 수 있도록 롤러(미도시)를 구비할 수 있다. 회전모듈(100)이 180 도로 회전할 경우, 회전모듈(100)의 제2 레일(110) 및 제2 랙기어(115) 각각이 지지프레임(220)의 제1 레일(210a) 및 제1 랙기어(215a) 각각에 대향할 수 있도록, 상하부의 제1 레일(210a)은 서로 대각선으로 대칭되게 형성될 수 있다. 회전모듈(100)의 회전에 따라, 회전모듈(100)의 제2 레일(110)과 지지프레임(220) 하부의 제1 레일(210a)이 상응하도록 형성될 수 있다. 일 예로, 지지프레임(220) 상부 우측에 제1 레일(210a)이 형성되고, 좌측에 제1 레일(210a)이 형성될 수 있다.
이러한 회전모듈(100)은 상면이 하면을 향하도록 180 도로 회전할 수 있으며, 이는, 도 2에 도시된 바와 같다.
회전모듈(100)의 구성 및 작동에 대하여 아래에서 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 내부를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 일 측면을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈의 다른 측면을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 회전모듈을 설명하도록 한다.
회전모듈(100)은 지지프레임(도 1 참조: 220)에 장착되어 작업로봇(도1 참조: 5)이 상하부로 이송될 수 있도록 회전시킬 수 있다. 회전모듈(100)은 회전축(120), 프레임(140) 및 구동부(150)를 포함할 수 있다.
회전축(120)은 지지프레임(220)에서 돌출 연장될 수 있다. 회전축(120)은 지지프레임(220)을 관통하도록 연장될 수 있다. 회전축(120)은 케이블(미도시)이 관통되는 중공의 샤프트일 수 있다. 즉, 회전축(120)은 프레임(140)의 내부에서 외측으로 돌출 연장되어 지지프레임(220)의 내부까지 형성될 수 있다. 이러한 회전축(120)을 기준으로 프레임(140)이 회전될 수 있으며, 회전축(120)의 중공부를 통하여 케이블이 관통될 수 있다. 케이블은 하나의 이동플랫폼(200a) 및 회전모듈(100) 내의 회전축(120)의 중공부를 관통하여 이웃된 이동플랫폼(도 1 참조: 200b) 내의 회전축(120)의 중공부를 관통하여 설치될 수 있다.
여기서, 케이블은 자율이동장치(200) 및 회전모듈(100)을 구동시키는 전원을 공급하는 구성일 수 있다.
프레임(140)에는 작업로봇(5)이 탑재될 수 있다. 프레임(140)은 회전축(120)을 중심으로 회전될 수 있다. 회전축(120)과 프레임(140) 사이에는 베어링(130)이 구비될 수 있으며, 베어링(130)과 프레임(140)이 결합되어, 회전축(120)을 기준으로 프레임(140)이 회전될 수 있다. 프레임(140)의 회전은 구동부(150)에 의해 수행될 수 있다.
구동부(150)는 프레임(140)을 회전시킬 수 있다. 구동부(150)는 회전기어(151), 구동기어(153) 및 모터(155)를 포함할 수 있다.
회전기어(151)는 회전축(120)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전기어(151)는 프레임(140)을 회전시킬 수 있도록 프레임(140) 내부에 결합될 수 있다. 일 예로, 회전축(120), 베어링(130) 및 프레임(140)이 일렬로 배열되고, 베어링(130)과 프레임(140)은 나사 결합될 수 있다. 이러한 프레임(140)에 회전기어(151)의 단부가 고정될 수 있다. 이로써, 회전기어(151)의 회전에 따라 프레임(140) 이 회전될 수 있다. 회전기어(151)는 상하 회전을 위해 180 도로 회전되도록 반원으로 형성될 수 있다. 회전기어(151)가 반원으로 형성됨으로써, 원 형상에 대비하여 중량이 감소될 수 있다. 일 예로, 도면에서와 같이, 회전기어(151)는 좌측에서 우측으로 이어지는 기어가 반원으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 회전기어(151)는 상부에서 하부로 이어지는 기어가 반원으로 형성될 수 있다. 회전기어(151)는, 180 도로 프레임(140)을 회전시키는 구성으로, 그 변형예는 다양하다.
구동기어(153)는 회전기어(151)로 회전력을 전달할 수 있다. 회전기어(151)에 맞물려 회전기어(151)의 일측에 구동기어(153)가 배치될 수 있다. 구동기어(153)의 중심부에는 모터(155)의 축이 결합되어 모터(155)의 회전력을 전달받을 수 있다.
모터(155)는 구동기어(153)를 회전시킬 수 있다. 모터(155)는 정역회전이 될 수 있어, 구동기어(153)를 시계방향 및 반시계방향으로 회전시킴으로써, 프레임(140)에 탑재되는 작업로봇(5)을 상하부로 이동시킬 수 있다.
프레임(140)의 회전을 감지하기 위해, 엔코더(encoder;미도시) 및 근접센서(도2 참조: 230)가 구비될 수 있다.
일 예로, 엔코더는 모터(155) 축의 회전량을 측정하여 프레임(140)의 회전량을 감지할 수 있다. 프레임(140)이 180 도로 회전되는 회전량을 설정하여, 프레임(140)의 회전량에 따라 프레임(140)의 회전을 위한 모터(155) 작동을 제어할 수 있다. 여기서, 제어부는 일반적 사항이므로 그 설명은 생략하도록 한다.
그리고 일 예로, 근접센서(230)가 지지프레임(220)에 설치될 수 있다. 근접센서(230)는 프레임(140)의 회전완료를 측정하도록 프레임(140)의 근접여부를 감지할 수 있다.
예시적으로, 프레임(140)은 도 2에 도시된 바와 같이 삼각단면의 형상으로 형성될 수 있고, 제2 레일(110)이 형성된 상면이 하부에 위치되어 있다가 상부로 회전될 수 있다. 이때, 근접센서(230)가 회전모듈(100) 상면 일측의 근접을 감지할 수 있다.
엔코더와 근접센서는 선택적으로 적용될 수 있다.
이와 같은 실시예에 따른 회전모듈을 적용함으로써, 작업로봇을 자동으로 이동플랫폼의 상하로 이동시킬 수 있어, 작업로봇을 설치 및 배치 하는 등의 작업에 소요되는 시간 및 노력이 감소될 수 있어, 작업의 속도가 상승될 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 회전모듈, 이동플랫폼 및 이를 포함하는 자율이동장치에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 회전모듈 110: 제2 레일
120: 회전축 140: 프레임
150: 구동부 200: 자율이동장치
200a: 이동플랫폼

Claims (6)

  1. 와이어의 길이를 컨트롤하여 위치를 제어하는 이동플랫폼에 장착되어 작업로봇이 상기 이동플랫폼의 상하부로 이송될 수 있도록 회전시키는 회전모듈로서,
    상기 이동플랫폼에서 돌출 연장되는 회전축;
    상기 회전축을 중심으로 회전되며, 상기 작업로봇이 탑재되는 프레임; 및
    상기 프레임을 회전시키는 구동부를 포함하는 회전모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 회전축에 회전가능하게 결합되고, 상기 프레임 내부에 결합되는 회전기어;
    상기 회전기어로 회전력을 전달하는 구동기어; 및
    상기 구동기어를 회전시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전기어는 반원으로 형성되는 것을 특징으로 하는 회전모듈.
  4. 작업로봇이 탑재되는 지지프레임; 및
    상기 지지프레임에 결합되어 상기 작업로봇이 이동되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 회전모듈을 포함하는 이동플랫폼.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지프레임의 상하부 각각에는 제1 레일이 구비되고,
    상기 회전모듈에는 상기 지지프레임 상부의 상기 제1 레일에 대응하여 제2 레일이 구비되며,
    상기 회전모듈의 회전에 따라, 상기 제2 레일과 상기 지지프레임 하부의 상기 제1 레일이 상응하는 것을 특징으로 하는 이동플랫폼.
  6. 작업로봇이 탑재되는 복수의 이동플랫폼; 및
    상기 이동플랫폼에 결합되어 상기 작업로봇이 이동되는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 회전모듈을 포함하는 자율이동장치.
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