KR101228187B1 - 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치 - Google Patents

케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치 Download PDF

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본 발명은 케이블 압입 시험 로봇이 케이블 자켓의 외피를 이동할 경우 또는 압입 시험의 경우 케이블 압입 시험 로봇을 케이블에 고정 및 이송할 수 있도록 된 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치에 관한 것이다.
본 발명은, 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 측정하는 경사 센서(8)와; 상기 경사 센서(8)에 의해 측정된 자세 정보를 인가받아 분석하는 케이블 압입시험 로봇 컨트롤 보드(9) 및; 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)의 수행 명령을 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 보정하고 전후로 이동시킬 수 있도록 하는 균형 유지 및 이송기구를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치{Balance Support and Steering Device for Cable Indenting Test Robot}
본 발명은 케이블 압입 시험 로봇을 이용하여 케이블 자켓의 외피에 대한 압입시험을 함으로써, 케이블의 경년 열화 상태를 진단하는 케이블 압입 시험 로봇에 관한 것으로, 특히 케이블 압입 시험 로봇이 케이블 자켓의 외피를 이동할 경우 또는 압입 시험의 경우 케이블 압입 시험 로봇을 케이블에 고정 및 이송할 수 있도록 된 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치에 관한 것이다.
종래의 케이블 압입 시험 로봇은 경년열화도 측정부 전후의 모터에 연결된 이송 롤러를 이용하여 수동으로 케이블 압입 시험 로봇을 케이블에 고정시킨 후 전진하면서 압입 시험을 수행하였다. 따라서, 압입 시험 로봇의 이동시 좌우로 이동하거나 좌우 이동 후 원래의 위치로 복귀할 수 없게 되어 케이블의 상부 또는 최대 노화된 지정한 위치의 경년 열화 상태를 정확히 측정하기 어려웠다.
특허출원 제2008-106849호에 개시된 케이블 압입 시험 로봇은 케이블 자켓의 외피로 압입 시험 로봇이 이동할 경우, 앞과 뒤에 이송바퀴가 하나씩 설치되어 구동되는데, 케이블 형태 및 굴곡에 따라 조향 방향이 어긋날 경우 로봇이 뒤집어질 수 있고, 초기 상태로 복원되지 않는 구조로 되어 있다. 따라서, 케이블 자켓의 외피를 장거리 이동할 경우, 압입 시험 로봇의 균형 유지를 장담할 수 없게 된다.
특허출원 제2007-35553호에 개시된 자체 구동식 배전선 점검용 로봇의 이동장치 및 특허출원 제2005-47113호에 개시된 배전선로 검검용 로봇은 가공지선 아래에 있는 배전선로의 이상 유무를 열화상 카메라로 촬영하여 연속적으로 점검하는 로봇 및 이동장치에 관한 것으로, 로봇이 전후 케이블 락 풀리와 전후 주행 풀리로 이동하도록 되어 있다. 그러나, 주행 풀리에서 가공선로가 이탈하면 이동이 불가능한 문제점을 갖고 있고, 지지 몸체의 상단 쪽에 가공지선들을 감지하는 초음파 센서, 포터센서 및, 하단 부분의 빔 센서 등 부속 기구들이 많이 존재하여 소형으로 제작하기 불가능하다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 실시간으로 시험자가 지정한 위치를 일정하게 균형을 유지하면서 이동할 수 있고, 케이블 위를 장거리 이동하게 되는 경우에도 로봇이 뒤집어지거나 경로를 이탈하지 않고 압입 시험을 계속할 수 있도록 된 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 측정하는 경사 센서(8)와; 상기 경사 센서(8)에 의해 측정된 자세 정보를 인가받아 분석하는 케이블 압입시험 로봇 컨트롤 보드(9) 및; 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)의 수행 명령을 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 보정하고 전후로 이동시킬 수 있도록 하는 균형 유지 및 이송기구를 구비하여 구성되며,
상기 균형 유지 및 이송기구는 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)로부터 출력되는 자세 보정 정보를 인가받는 전륜 우측 구동 모터(11) 및 전륜 좌측 구동 모터(12)와; 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)와 구동축(17,18)을 매개로 결합되고, 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동하는 방향과 수평으로 설치되며, 상기 컨트롤 보드(9)의 제어에 의해 회전수가 각각 독립적으로 제어되는 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14) 및; 외륜 바퀴이면서 원형의 시험 대상 케이블(5) 표면을 가압하고, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 경년 열화 측정시 후방부를 지지하며, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 상기 시험 대상 케이블(5)에서 이탈하는 것을 방지하는 자세 보정 후륜바퀴(15)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 경사 센서(8)가, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 상부에 위치하면서 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동하는 방향 중심의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 경사 센서(8)가, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 원주방향으로 기울어진 각도(θ)를 측정하고, 측정된 각도(θ)에 대응하는 자세 위치 정보를 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)로 전송하도록 된 것을 특징으로 한다.
삭제
또한 본 발명은, 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)는 상기 각도(θ)를 기초로 하는 자세위치 정보를 기초로 측정된 자세 정보를 분석한 다음, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세 보정에 필요한 자세 보정 정보를 전륜 우측 구동 모터(11) 및 전륜 좌측 구동 모터(12)로 출력해서, 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)를 개별적으로 구동시켜 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)를 개별적으로 구동시킴으로써 자세가 보정된 상태에서 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)는 피드백된 이동 정보를 상기 경사센서(8)로부터 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 이동정보를 재계산하고, 재계산된 자세 보정 정보를 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)에 재전송하여 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 이동 방향이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은, 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14)의 단면이, 직사각형 형태, 또는 양 끝이 반원형태를 한 직사각형 형태, 또는 상기 시험 대상 케이블(5)의 구경에 따라 상기 시험 대상 케이블(5)에 닿는 면적을 최대화하기 위한 사다리꼴 형태 중 어느 하나의 형태를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 케이블 압입 시험 로봇이 케이블 외피를 이동할 경우, 경사 센서, 컨트롤 보드, 균형 유지 및 조향장치를 이용하여 실시간으로 작업자가 지정한 최대 경년열화된 케이블 위치를 일정하게 균형을 유지할 수 있으면서 케이블 위를 장거리 이동하더라도 로봇이 뒤집어지거나 경로를 이탈하지 않고 압입 시험을 할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치의 정면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치가 시험 대상 케이블 상에서 각도(θ) 만큼 기울어진 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치의 우측면도이다.
이하, 예시도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치가 시험 대상 케이블 상에서 각도(θ) 만큼 기울어진 상태를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치의 우측면도이다.
도 1에 도시된 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치는 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 측정할 수 있는 경사 센서(8)와, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 측정된 자세 정보를 분석하는 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9) 및, 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)의 제어 명령을 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 보정하고 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)을 전후로 이동시킬 수 있는 균형 유지 및 이송기구로 구성된다.
상기 경사 센서(8)는 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 상부에 위치하면서 현재 상태의 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 측정하는 것으로, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동하는 방향 중심의 중앙에 위치하고, 현재의 케이블 압입 시험 로봇(10)의 원주방향으로 기울어진 각도(θ)를 측정한다. 그리고, 측정된 케이블 압입 시험 로봇(10)의 원주방향으로 기울어진 각도(θ)를 기초로 하는 자세 위치 정보를 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)로 전송한다.
상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)는 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 원주방향으로 기울어진 각도(θ)에 대응하는 자세위치 정보를 기초로 측정된 자세 정보를 분석한 다음, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세 보정에 필요한 자세 보정 정보를 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)로 출력해서, 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)를 개별적으로 구동시켜 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)를 개별적으로 구동시킴으로써, 자세가 보정된 상태에서 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동할 수 있도록 한다. 이 후, 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)는 피드백된 이동 정보를 상기 경사센서(8)로부터 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 이동정보를 재계산하고, 재계산된 자세 보정 정보를 상기 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)에 재전송하여 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 이동 방향이 일정하게 유지될 수 있도록 한다.
상기 균형 유지 및 이송기구는 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)로부터 인가받은 제어 신호에 따라 실제로 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 보정하는 장치로, 전륜 우측 구동 모터(11) 및 전륜 좌측 구동 모터(12)와, 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14) 및, 자세 보정 후륜 구동바퀴(15)로 구성되어 있다.
상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14)는 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 시험 대상 케이블(5)에 닿는 로봇의 가장 아래쪽 양 옆에 위치하고, 구동축(17,18)을 매개로 각각 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)와 결합된다. 그리고, 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)의 회전수는 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)의 제어에 의해 제어된 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)에 의해 각각 독립적으로 제어되어 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 상기 시험 대상 케이블(5)의 이동방향을 중심으로 좌우로 조향될 수 있게 된다.
상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)와, 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)는 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동하는 방향과 수평으로 설치되고, 더욱이 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)는 모두 상기 시험 대상 케이블(5) 위에 위치할 수 있도록 상기 시험 대상 케이블(5)에 충분히 밀착되게 설치된다.
상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14)의 단면은 직사각형, 또는 양 끝이 반원형태를 한 직사각형, 또는 시험 대상 케이블(5)의 구경에 따라 시험 대상 케이블(5)에 닿는 면적을 최대화하기 위해 사다리꼴 형태일 수 있다.
상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14) 사이에는 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 하부에 격리면(16)을 설치하여 상기 전륜 우측 구동바퀴(13)와 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)가 서로 간섭하지 않으면서 양 구동축(17,18)을 고정할 수 있도록 한다.
상기 자세 보정 후륜바퀴(15)는 외륜 바퀴로서, 테이퍼 형태로 되어 있어 원형의 상기 시험 대상 케이블(5) 표면을 가압하는 효과를 갖고 있고, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 경년 열화 측정시 후방부를 지지하는 역활을 수행하며, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 상기 시험 대상 케이블(5)에서 이탈하는 것을 방지하는 역활을 수행한다.
한편, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 케이블 트레이(도시되지 않았음)에 설치된 케이블에 대해 시험할 경우, 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)는 인접하는 케이블과의 거리가 가까워지게 되어 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)와 케이블 사이에서는 간섭이 발생할 수 있기 때문에, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)은 케이블을 따라 이동하는 방향과 수평이 되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)를 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 측면 상부 또는 하부에 배치하고, 베벨기어를 사용하여 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)와, 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)를 각각 90도의 각도로 구성함으로써, 케이블 압입 시험 로봇의 수평 이동 면적을 줄일 수 있게 된다.
본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
8 -- 경사 센서
9 --- 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)
10 --- 케이블 압입 시험 로봇(10)
11 --- 전륜 우측 구동 모터(11)
12 --- 전륜 좌측 구동 모터(12)
13 --- 전륜 우측 구동바퀴(13)
14 --- 전륜 좌측 구동바퀴(14)
15 --- 자세 보정 후륜 바퀴
16 --- 격리면
17,18 --- 구동축

Claims (7)

  1. 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 측정하는 경사 센서(8)와;
    상기 경사 센서(8)에 의해 측정된 자세 정보를 인가받아 분석하는 케이블 압입시험 로봇 컨트롤 보드(9) 및;
    상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)의 수행 명령을 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세를 보정하고 전후로 이동시킬 수 있도록 하는 균형 유지 및 이송기구를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하고,
    상기 균형 유지 및 이송기구는,
    상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)로부터 출력되는 자세 보정 정보를 인가받는 전륜 우측 구동 모터(11) 및 전륜 좌측 구동 모터(12)와;
    상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)와 구동축(17,18)을 매개로 결합되고, 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동하는 방향과 수평으로 설치되며, 상기 컨트롤 보드(9)의 제어에 의해 회전수가 각각 독립적으로 제어되는 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14) 및;
    외륜 바퀴이면서 원형의 시험 대상 케이블(5) 표면을 가압하고, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 경년 열화 측정시 후방부를 지지하며, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 상기 시험 대상 케이블(5)에서 이탈하는 것을 방지하는 자세 보정 후륜바퀴(15)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경사 센서(8)가, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 상부에 위치하면서 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동하는 방향 중심의 중앙에 위치하는 것을 특징으로 하는 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경사 센서(8)가, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 원주방향으로 기울어진 각도(θ)를 측정하고, 측정된 각도(θ)에 대응하는 자세 위치 정보를 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)로 전송하도록 된 것을 특징으로 하는 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)는 상기 각도(θ)를 기초로 하는 자세위치 정보를 기초로 측정된 자세 정보를 분석한 다음, 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 자세 보정에 필요한 자세 보정 정보를 전륜 우측 구동 모터(11) 및 전륜 좌측 구동 모터(12)로 출력해서, 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)를 개별적으로 구동시켜 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 상기 전륜 좌측 구동바퀴(14)를 개별적으로 구동시킴으로써 자세가 보정된 상태에서 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)이 이동할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 케이블 압입 시험 로봇 컨트롤 보드(9)는 피드백된 이동 정보를 상기 경사센서(8)로부터 인가받아 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 이동정보를 재계산하고, 재계산된 자세 보정 정보를 상기 전륜 우측 구동 모터(11) 및 상기 전륜 좌측 구동 모터(12)에 재전송하여 상기 케이블 압입 시험 로봇(10)의 이동 방향이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전륜 우측 구동바퀴(13) 및 전륜 좌측 구동바퀴(14)의 단면이, 직사각형 형태, 또는 양 끝이 반원형태를 한 직사각형 형태, 또는 상기 시험 대상 케이블(5)의 구경에 따라 상기 시험 대상 케이블(5)에 닿는 면적을 최대화하기 위한 사다리꼴 형태 중 어느 하나의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 케이블 압입 시험 로봇의 균형 유지 및 조향 장치.
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