KR101236826B1 - 이동 로봇 탑재 장치 - Google Patents

Abstract

이동 로봇 탑재 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치는, 이동 로봇이 탑재될 수 있는 이동 장치에 상기 이동 로봇을 탑재하기 위한 장치로서, 이동 로봇이 이동할 수 있는 가이드부를 구비한 이동 가이드; 이동 가이드의 일 단부측에 위치되어 이동 장치의 일 단부측과 결합될 수 있는 가이드 롤러를 포함하는 가이드 롤러부 및 이동 가이드를 바닥면에 대하여 지지하도록 이동 가이드의 일측을 지지하는 이동 가이드 지지대를 포함하되, 가이드 롤러가 이동 장치의 일 단부측과 결합된 상태에서 가이드부가 이동 장치의 가이드와 나란하게 배열됨으로써 이동 로봇이 이동 가이드로부터 이동 장치로 이동할 수 있다.

Description

이동 로봇 탑재 장치{MOVING ROBOT LOADING APPARATUS}

본 발명은 이동 로봇 탑재 장치에 관한 것이다.

선박은 일반 건축물보다 그 규모가 훨씬 크고 복잡하기 때문에 수많은 부재와 기자재를 블록 단위로 제작한 뒤 조립하여 만드는 과정을 거친다. 선체 블록을 제작할 때에는 작업용 이동 로봇을 사용하여 하는 데에는 용접, 도장, 및 검사 등의 작업을 수행하며, 와이어를 이용하여 작업용 이동 로봇을 블록 내에서 이동하기 위한 자율 이동 장치가 개발되어 있다.

하나의 블록에 대한 작업은 블록을 여러 개의 셀로 구획하고 각 셀에 하나씩 이동 장치를 설치하고 작업용 이동 로봇을 옮겨 실어가며 수행한다. 이와 같은 이동 장치는 본 출원인의 한국 등록 특허 제 1024554호에 개시되어 있다.

그런데, 상기 이동 장치는 선체 블록의 셀 내부에 설치되어 있기 때문에 블록의 외부로부터 셀 내부에 설치된 이동 장치의 상부에 작업용 이동 로봇을 탑재하는 것이 용이하지 않다.

한국 등록 특허 제 1024554호

본 발명의 일 실시예는 이동 장치의 상부에 작업용 이동 로봇을 탑재하는 로봇 탑재 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 이동 로봇이 탑재될 수 있는 이동 장치에 상기 이동 로봇을 탑재하기 위한 이동 로봇 탑재 장치로서, 상기 이동 로봇이 이동할 수 있는 가이드부를 구비한 이동 가이드; 상기 이동 가이드의 일 단부측에 위치되어 상기 이동 장치의 일 단부측과 결합될 수 있는 가이드 롤러를 포함하는 가이드 롤러부 및 상기 이동 가이드를 바닥면에 대하여 지지하도록 상기 이동 가이드의 일측을 지지하는 이동 가이드 지지대를 포함하되, 상기 가이드 롤러가 상기 이동 장치의 일 단부측과 결합된 상태에서 상기 가이드부가 상기 이동 장치의 가이드와 나란하게 배열됨으로써 상기 이동 로봇이 상기 이동 가이드로부터 상기 이동 장치로 이동할 수 있도록 형성되는, 이동 로봇 탑재 장치가 제공된다.

이 때, 상기 이동 가이드는, 제 1 방향으로 서로 나란하게 연장된 한 쌍의 제 1 지지대; 상기 한 쌍의 제 1 지지대를 지지하는 복수의 제 2 지지대를 포함하고, 상기 한 쌍의 제 1 지지대 상측면에 한 쌍의 가이드부가 형성될 수 있다.

이 때, 상기 한 쌍의 가이드부 각각은 서로 마주보는 대향면이 측방향으로 돌출된 삼각 형상 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

이 때, 상기 한 쌍의 가이드부는 제 1 가이드 및 상기 제 1 가이드보다 낮은 높이를 가지며 상기 제 1 가이드와 연속적으로 배열되는 제 2 가이드를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 2 가이드는 상기 가이드 롤러부가 설치된 이동 가이드의 반대편 단부측에 위치될 수 있다.

이 때, 이동 로봇 탑재 장치는 상기 제 2 가이드가 설치된 이동 가이드의 단부에 설치되는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.

한편, 이동 로봇 탑재 장치는 상기 제 1 지지대의 외측면에 설치될 수 있는 이동 로봇 고정부를 더 포함하되, 상기 이동 로봇 고정부는, 상부 일측에 이동 로봇의 일측이 삽입될 수 있는 고정홈이 형성된 고정편; 상기 고정편의 타측이 상기 제 1 지지대의 외측면에 접한 상태에서 상기 고정편을 상기 제 1 지지대의 외측면에 고정시킬 수 있는 고정편 체결 부재를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 고정편 체결 부재는 볼트이며, 상기 고정편에는 상기 볼트가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되고, 상기 제 1 지지대에는 상기 볼트가 체결될 수 있는 볼트 결합홀이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 고정편의 타측 일면에는 돌출부가 형성되며, 상기 제 1 지지대의 외측면에는 상기 돌출부가 수용되는 돌출부 안착홈이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 이동 가이드 지지대는, 상기 이동 가이드의 일측에 결합되는 지지대 결합부 및 상기 지지대 결합부를 지지하며 상기 지지대 결합부의 높이를 조절하기 위한 제 1 높이 조절부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 지지대 결합부는 상측으로 개방된 디귿(ㄷ)자형 단면을 가지며 횡방향으로 연장된 형태로 이루어질 수 있다.

이 때, 상기 제 1 높이 조절부는, 상기 지지대 결합부의 하측부에 위치되며 하측 방향으로 연장되되 외주면에 나사산이 형성된 연장 부재; 상기 연장부재가 수용될 수 있도록 상측부에 연장부재 수용홈이 형성되며, 상기 연장 부재 수용홈 내부에 대응 나사산이 형성된 회전 부재 및 상기 회전 부재를 상기 바닥면에 대하여 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 회전 지지부는 상기 회전 부재 하측부에 형성된 볼 부재 수용홈; 및 상기 볼 수용홈에 3차원 회전가능하게 수용되는 볼 부재; 및 상기 볼 부재를 지지하는 볼 부재 지지대를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 이동 가이드 지지대는, 상기 볼 부재 지지대 하측에 형성되는 제 2 높이 조절부를 더 포함하되, 상기 제 2 높이 조절부는, 상하 방향으로 연장되되, 상하 방향으로 복수의 제 1 위치 조절홀이 형성된 제 1 관형 부재; 상하 방향으로 연장되되, 상기 제 1 관형 부재가 수용될 수 있는 제 1 관형 부재 수용홀을 구비하며, 상기 복수의 제 1 위치 조절홀에 대응하는 복수의 제 2 위치 조절홀을 구비한 제 2 관형 부재 및 상기 복수의 제 1 위치 조절홀 및 상기 복수의 제 2 위치 조절홀 중 각각 하나를 관통하여 상기 제 1 및 제 2 관형 부재에 결합될 수 있는 위치 고정핀을 포함할 수 있다.

이 때, 상기 이동 가이드 지지대는, 상기 제 2 관형 부재 하단부에 방사형으로 형성되는 지지 베이스를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 가이드 롤러부는 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향의 회전축을 가지며, 서로 나란하게 상기 한 쌍의 제 1 지지대에 설치되는 한 쌍의 가이드 롤러 및 상기 제 1 방향으로 연장되며, 상측 방향을 향하는 갈고리부를 포함하되, 상기 한 쌍의 제 1 지지대에 설치되는 한 쌍의 갈고리 암 부재를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 한 쌍의 가이드 롤러는 가운데가 오목한 쐐기형일 수 있다.

한편, 이동 로봇 탑재 장치에 있어서, 상기 이동 로봇은 몸체 및 상기 몸체의 하측에 위치되되, 상기 가이드부 상에서 이동할 수 있는 롤러를 구비한 복수의 이동 롤러부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 복수의 이동 롤러부는 상기 제 1 방향으로 상기 몸체의 양측부에 복수 쌍으로 배열될 수 있다.

이 때, 상기 복수의 이동 롤러부 각각은, 상기 몸체에 대하여 하측 방향으로 연장된 롤러 지지대 및 상기 롤러 지지대에 회전가능하게 설치되되 서로 접하여 상하 방향으로 배열되는 제 1 롤러 및 제 2 롤러를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러의 외주면은 상기 가이드부의 상기 제 1 가이드 및 상기 제 2 가이드의 대향면에 형성된 삼각 형상 단면에 대응하는 삼각 형상 단면을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 장치에 이동 로봇을 용이하게 탑재할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 이동 가이드의 일 단부 측의 사시도이다.
도 3은 도 2에서 B-B'의 단면도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치를 이용하여 탑재되는 이동 로봇의 사시도이다.
도 5는 이동 로봇이 이동 로봇 탑재 장치에 탑재된 상태에서 도 7의 C-C'의 단면도이다.
도 6은 이동 로봇이 이동 로봇 탑재 장치에 탑재된 상태에서 도 7의 D-D'의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 이동 가이드와 이동 로봇 고정부가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 이동 가이드 지지대의 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 이동 가이드의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 가이드 롤러부의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 가이드 롤러부의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치에 의하여 이동 로봇이 탑재되는 이동 장치의 사시도이다.
도 13은 이동 장치의 회전 모듈 및 회전 모듈 구동부의 측면도이다.
도 14는 이동 장치의 회전 모듈 및 회전 모듈 구동부의 평면도이다.
도 15 내지 도 17는 각각 이동 장치의 회전 모듈의 갈고리 걸이부를 도시한 사시도, 정면도 및 측면도이다.
도 18은 이동 장치의 회전 모듈의 가이드 롤러 안내 레일을 도시한 측면도이다.
도 19 내지 도 21는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치를 이용하여 이동 로봇을 이동 장치에 탑재하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 22 내지 도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 가이드 롤러부를 이동 장치의 가이드 롤러부 결합 모듈에 결합하는 과정을 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치는 선박의 선체 블록 내부에 설치되는 자율 이동 장치의 상부면에 작업용 이동 로봇을 탑재하기 위한 장치이다. 이 때, 본 실시예에서 자율 이동 장치는 한국 등록 특허 제 1024554호에 개시된 바와 같이 복수의 와이어에 의하여 선박의 선체 블록 내부에서 자유롭게 이동할 수 있으며, 상부면에 이동 로봇이 이동할 수 있는 가이드 레일이 설치된 구조로 이루어질 수 있으나, 본 발명의 이동 로봇 탑재 장치가 이동 로봇을 탑재할 수 있는 이동 장치의 구조는 본 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 가이드 롤러부가 결합될 수 있으며, 상부면에 이동 로봇이 이동할 수 있는 가이드 레일이 형성된 이동 장치라면 어떠한 구조로든 이루어질 수 있음을 밝혀 둔다. 이하 도면을 참조하여, 이동 로봇 탑재 장치의 구성을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 사시도이다. 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 이동 가이드의 일 단부 측의 사시도이다. 도 3은 도 2에서 B-B'의 단면도이다. 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치를 이용하여 탑재되는 이동 로봇의 사시도이다. 도 5는 이동 로봇이 이동 로봇 탑재 장치에 탑재된 상태에서 도 7의 C-C'의 단면도이다. 도 6은 이동 로봇이 이동 로봇 탑재 장치에 탑재된 상태에서 도 7의 D-D'의 단면도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 이동 가이드와 이동 로봇 고정부가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하되, 필요한 경우 다른 도면을 참조하여 부연명을 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)는 이동 가이드(100), 가이드 롤러부(300) 및 이동 가이드 지지대(200)를 포함한다.

이동 가이드(100)는 이동 로봇(400)이 이동 가이드(100) 상에 탑재된 상태에서 이동 로봇(400)을 이동 장치(도 19의 500) 측으로 이동시키기 위한 구성 요소이다.

도 1을 참조하면, 이동 가이드(100)는 제 1 지지대(110), 제 2 지지대(116) 및 가이드부(120)를 포함한다.

제 1 지지대(110)는 도 1에서 제 1 방향으로 연장되며 서로 나란한 한 쌍의 바형 부재로 이루어질 수 있다. 이하, 도 1에서 볼 때 위쪽에 배치된 제 1 지지대를 우측 제 1 지지대(112), 아래쪽에 배치된 제 1 지지대를 좌측 제 1 지지대(114)로 칭하도록 한다.

한 쌍의 제 1 지지대(112, 114)가 서로 나란하게 배열되도록 하기 위하여 한 쌍의 제 1 지지대(112, 114)는, 제 2 방향으로 연장되며 바 형태인 복수의 제 2 지지대(116)에 의하여 결합된다. 본 실시예에서는 제 2 지지대(116)가 제 1 지지대(110)를 지지하기 위하여 한 쌍의 제 1 지지대(112, 114)의 내측면에 결합된 형태로 구성되었으나, 제 1 지지대를 서로 나란하게 지지하기 위한 구성이라면 제 2 지지대는 어떠한 형태 또는 개수로도 이루어질 수 있으며, 바형이 아닌 판형 등으로 이루어질 수도 있다. 또는 제 1 지지대는 제 1 지지대 사이에 복수의 제 2 지지대가 없이 도시되지 아니한 지지 부재 등에 의하여 한 쌍의 제 1 지지대가 개별적으로 지지될 수도 있다.

한편, 한 쌍의 제 1 지지대(112, 114)의 상측면에는 한 쌍의 가이드부(120)가 형성된다.

한 쌍의 가이드부(120)는 이동 가이드(100) 상에 이동 로봇(400)이 놓여진 상태에서 이동 로봇(400)을 가이드하기 위한 가이드 레일 역할을 한다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 가이드부(120)는 제 1 가이드(122) 및 제 2 가이드(124)를 포함한다.

제 1 가이드(122)는 도 1에서 볼 때 제 1 지지대(112, 114)의 좌측 단부로부터 우측 방향으로 연장되며, 제 1 지지대(112, 114)의 우측 단부까지 못 미치는 길이로 형성되는 바형 부재로 이루어질 수 있다.

제 1 가이드(122)의 우측 단부로부터 제 1 지지대(112, 114)의 우측 단부까지는 제 2 가이드(124)가 설치된다. 한편, 제 2 가이드(124)가 설치된 이동 가이드(100)의 일 단부측에는 사각 프레임 형태의 보강판(130)이 설치되어 제 2 가이드(124) 상에 이동 로봇(400)이 위치된 상태에서 이동 가이드(100)의 제 1 지지대(112, 114) 및 제 2 지지대(116)를 지지한다.

한편, 한 쌍의 가이드부(120)를 구성하는 제 1 및 제 2 가이드(122, 124) 각각은, 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 서로 마주보는 대향면이 내측 방향을 향하도록 돌출된 삼각형상 단면을 갖도록 형성된다.

이 때, 제 2 가이드(124)는 제 1 가이드(122)보다 낮은 높이를 가지되, 제 1 가이드(122)와 연속적으로 배열되도록 형성된다. 이에 따라, 제 1 가이드(122) 및 제 2 가이드(124) 사이는, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 서로 단차가 지도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100) 상에 놓인 상태에서 이동 장치(도 19의 500)로 이동할 수 있는 이동 로봇(400)은 이동 가이드(100)의 일 단부측에 위치된 제 2 가이드(124) 상에 처음 놓인 후 제 2 가이드(124)로부터 제 1 가이드(122)를 따라 타 단부로 이동한 후 타 단부를 지나 이동 장치(도 19의 500)로 이동된다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 이동 로봇(400)이 제 2 가이드(124) 상에 놓인 상태에서 제 2 가이드(124)로부터 도 2에서 볼 때 우측 단부로 떨어지는 것을 방지하기 위하여 제 1 지지대(112, 114)의 일 단부측 모서리부에는 판재 형태의 스토퍼(140)가 제 1 지지대(112, 114)의 상측 방향으로 돌출되도록 형성된다.

한편, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치 상에 놓일 수 있는 이동 로봇(400)은 몸체(410) 및 복수의 이동 롤러부(440)를 포함한다.

이동 로봇(400)의 몸체(410) 상부 측에는 이동 로봇(400)이 선체 블록 내부에서 도장 작업 등을 수행할 수 있도록, 도 4에 도시된 바와 같이, 작동 암(430)이 힌지부(420)에 의하여 회전가능하게 설치될 수 있다. 이 때, 도 4에서는 도면의 간략화를 위하여 작동 암의 구성을 단순한 직육면체 형태로 구성하였으나 작동 암의 구성은 다양하게 이루어질 수 있다.

작동 암(430)은 공지된 로봇 팔과 유사한 형태로 이루어져 작동 암(430)의 단부 측에 도장 건과 같은 선체 블록 내부 작업용 기구를 구비하도록 형성될 수 있으나, 이동 로봇(400)에 설치될 수 있는 작동 암(430) 및 선체 블록 내부 작업용 기구가 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 몸체(410)의 내부에는 힌지부(420)의 작동 암(430)을 회전시키거나 작동시킬 수 있도록 다양한 기계 또는 전기 구성 요소들이 내장되어 있을 수 있다. 이와 같은 이동 로봇(400) 내부의 구조는, 본 발명의 출원시 공지된 다양한 기술이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 몸체(410)의 하측에는 이동 롤러부(440)가 형성된다. 이동 롤러부(440)는 복수 개로 형성될 수 있는데, 복수 개의 이동 롤러부(440)는, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 방향으로 이격된 2개의 이동 롤러부(440)가 제 1 방향으로 나란하게 복수 열로 배열된 형태로 이루어질 수 있다.

각각의 이동 롤러부(440)는 롤러 지지대(442)와, 롤러 지지대(442)에 설치되는 제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448)를 포함한다.

롤러 지지대(442)는 상측단이 몸체의 하측면에 결합되며, 몸체의 하측면으로부터 하측 방향으로 연장된 바 형태의 지지 부재로 형성된다.

롤러 지지대(442)의 하단부에는 제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448)가 회전가능하게 설치된다. 이 때, 제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448)는 동일한 크기 및 형태를 가질 수 있다.

제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448)는 상하 방향으로 서로 접하도록 배치된다. 그리고, 제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448)의 외주면은 단면이 삼각 형상으로 이루어지도록, 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 상하 방향으로 중앙부가 반경 방향으로 뾰족하게 돌출된 형태를 갖는다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 이동 로봇(400)이 이동 가이드(100)의 제 2 가이드(124) 상에 놓여진 상태에서 제 2 롤러(448)의 하부 경사 구름면(448b)은 제 2 가이드(124)의 상부 경사 가이드면(124a) 상에 놓여지도록 형성된다.

이와 같이 제 2 롤러(448)의 하부 경사 구름면(448b)이 제 2 가이드(124)의 상부 경사 가이드면(124a) 상에 놓여진 상태에서 이동 로봇(400)은 제 1 가이드(122) 측으로 이동될 수 있다.

이동 로봇(400)이 제 1 가이드(122) 측으로 이동되면, 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 이동 로봇(400)의 제 1 롤러(446)의 하부 경사 구름면(446b)은 제 1 가이드(122)의 상부 경사 가이드면(122a)에 접하고, 제 2 롤러(448)의 상부 경사 구름면(448a)은 제 1 가이드(122)의 하부 경사 가이드면(122b)에 접하도록 형성된다.

이에 따라 이동 로봇(400)이 제 1 가이드(122)를 따라 움직이는 경우 이동 로봇(400)의 제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448)는 제 1 가이드(122)의 내측 방향으로 돌출된 삼각 형상 돌출부의 상부 및 하부 경사 가이드면(122a, 122b)에 의하여 가이드 된다.

이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 로봇(400)이 제 2 가이드(124)에 놓여진 상태에서 이동 로봇(400)은 제 2 가이드(124)의 상부 경사 가이드면(124a) 상에 놓여진 상태를 유지하므로 바닥면에 대하여 상측 방향으로 들리워질 수 있다. 그러나, 이동 로봇(400)이 제 1 가이드(122)에 의하여 가이드 되는 경우에는 이동 로봇(400)의 제 1 롤러(446) 및 제 2 롤러(448) 사이에 제 1 가이드(122)의 상부 경사 가이드면(122a) 및 하부 경사 가이드면(122b)이 위치되기 때문에, 이동 로봇(400)은 제 1 가이드(122)에 위치된 상태에서 상측 방향으로 들리워지지 아니하며, 이동 로봇(400)은 제 1 가이드(122)를 따라 제 1 방향으로만 이동할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)는, 이동 로봇(400)이 제 1 가이드(122)를 따라 이동하는 동안 상하 방향으로 움직이지 못하고 측방향으로만 이동할 수 있으므로, 이동 로봇(400)이 이동 가이드(100)의 제 1 가이드(122)를 따라 이동하는 동안 안정적으로 이동하여 이동 장치(도 19의 500)의 가이드 레일로 옮겨 갈 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 가이드(100) 상에 놓여진 이동 로봇(400)의 위치를 고정하기 위하여 이동 로봇 고정부(150)가 이동 가이드(100)에 결합될 수 있다. 이동 로봇 고정부(150)는 이동 로봇(400)을 이동 가이드(100) 상에 위치시킨 상태에서, 예를 들어, 이동 로봇(400)의 유지 보수 작업을 수행할 때와 같이 이동 로봇(400)이 측방향으로 이동되어서는 아니되는 경우에, 이동 로봇(400)이 측방향으로 움직이는 것을 방지하기 위한 것이다.

이동 로봇 고정부(150)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 지지대(112, 114)의 외측면에 고정될 수 있으며, 고정편(152) 및 고정편 체결 부재(160)를 포함할 수 있다.

고정편(152)은, 도 7에 도시된 바와 같이 ㄱ자 형 단면을 갖는 부재로서, 수평판(156) 및 수평판(156)의 일 모서리로부터 하측 방향으로 연장된 수직판(154)을 포함할 수 있다.

도 7에서 볼 때 제 1 지지대 방향으로 연장된 수평판(156)의 타 모서리 중앙부에는 롤러 지지대 결합홈(157)이 형성된다. 그리고, 수직판(154)의 중앙측에는 볼트와 같은 고정편 체결 부재(160)가 관통할 수 있는 관통홀(155)이 형성된다.

한편, 고정편(152)의 관통홀(155)을 관통한 고정편 체결 부재(160)가 좌측 제 1 지지대(114)의 외측면에 결합될 수 있도록 좌측 제 1 지지대(114)의 외측면에는 결합홀(115)이 형성된다.

그리고, 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 고정편(152)이 좌측 제 1 지지대(114)의 외측면에 결합된 상태에서 움직이지 않도록 하기 위하여, 좌측 제 1 지지대(1114)와 마주보는 고정편(152)의 일 측면에는 상하 방향으로 연장된 돌출부(158)가 형성되고, 좌측 제 1 지지대(114)의 외측면에는 고정편(152)에 형성된 돌출부(158)에 대응하는 크기를 갖는 돌출부 안착홈(117)이 상하 방향으로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 로봇(400)이 제 1 가이드(122) 상에서 좌우 방향으로 이동하지 않도록 하고자 할 경우, 이동 로봇(400)을 고정편(152)이 결합될 수 있는 결합홀(115) 근처에 위치시키고, 고정편(152)의 롤러 지지대 결합홈(157) 내측에 이동 로봇(400)의 롤러 지지대(442)의 일측을 삽입시킨 후, 고정편(152)을 고정편 체결 부재(160)를 이용하여 좌측 제 1 지지대(114)에 결합시킨다. 이와 같이 함으로써 고정편(152)에 의하여 이동 로봇(400)의 좌우 방향 움직임이 구속될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)는, 이동 가이드(100)를 지지하기 위하여 이동 가이드 지지대(200)가 이동 가이드(100)의 일측에 설치된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드 지지대(200)의 분해 사시도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)의 정면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 이동 가이드 지지대(200)는 지지대 결합부(210), 제 1 높이 조절부(220), 회전 지지부(230), 제 2 높이 조절부(240) 및 지지 베이스(250)를 포함할 수 있다.

지지대 결합부(210)는 상측 방향으로 개방된 디귿(ㄷ)자형 단면을 가지며 횡방향으로 연장된 형태의 결합부 몸체(212)를 포함할 수 있다.

이 때, 결합부 몸체(212)의 상측 방향으로 개방된 개방부(213)는 복수의 제 2 지지대(116) 중 어느 하나의 하측에서 상측 방향으로 제 2 지지대(116)에 결합되어 제 2 지지대(116)를 지지한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)에 있어서, 이동 가이드 지지대(200)의 지지대 결합부(210)는 제 1 지지대(112, 114)의 단부 모서리에 위치되는 제 2 지지대(116)를 지지하도록 형성된다.

다시 도 8을 참조하면, 결합부 몸체(212)의 하측부에는 하측 방향으로 연장된 원기둥 형태의 연장 부재(214)가 형성된다. 연장 부재(214)의 하측부 외주면에는 나사산(222)이 형성된다.

연장 부재(214)는 연장 부재(214) 하측에 위치되는 회전 부재(224)에 의하여 지지된다.

회전 부재(224)의 상측부에는 연장 부재(214)가 내부로 삽입될 수 있도록 소정의 폭을 갖는 연장 부재 수용홈(223)이 형성된다. 연장 부재 수용홈(223)의 내측면에는 연장 부재(214)에 형성된 나사산(222)에 대응하는 대응 나사산(223a)이 형성된다.

이에 따라, 연장 부재(214)가 연장 부재 수용홈(223)에 나사 결합됨으로써 연장 부재(214)는 회전 부재(224)에 의하여 회전가능하게 지지된다.

한편, 회전 부재(224)의 외측부에는 도 8에서 알 수 있는 바와 같이 회전 손잡이(226)가 설치된다. 그리고, 회전 부재(224)는 바닥면에 대하여 회전 지지부(230) 및 제 2 높이 조절부(240)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 이에 따라 작업자는 회전 손잡이(226)를 회전시킴으로써 용이하게 회전 부재(224)를 회전시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 회전 부재(224)의 연장 부재 수용홈(223) 내부에 연장 부재(214)가 수용된 상태에서 회전 손잡이(226)를 회전시켜 회전 부재(224)가 바닥면에 대하여 회전하면 회전 부재(224)가 회전하는 동안 회전 부재(224)의 높이는 변경되지 않으므로, 회전 부재(224)의 연장 부재 수용홈(223) 내부에 설치되는 연장 부재(214)가 회전 부재(224)에 대하여 상대적으로 회전한다.

이와 같이, 연장 부재(214)가 회전 부재(224)에 대하여 상대적으로 회전할 경우 연장 부재(214)는 연장 부재 수용홈(223) 내부에 형성된 대응 나사산을 따라 회전하여 회전 부재(224)에 대하여 상대적으로 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동할 수 있다.

연장 부재(214)가 회전 부재(224)에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동할 경우 연장 부재(214)와 결합된 결합부 몸체(212)가 바닥면에 대하여 상하 방향으로 이동할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면 회전 손잡이(226)를 회전시킴으로써 지지대 결합부(210)의 높이를 상하 방향으로 조절할 수 있다. 이와 같은 연장 부재(214) 및 회전 부재(224)의 결합에 따른 높이 조절부의 구성은 본 실시예에서 제 1 높이 조절부(220)로 규정될 수 있다.

한편, 회전 부재의 하측에는 회전 지지부(230)가 설치된다. 회전 지지부(230)는 회전 부재(224)를 회전 가능하게 지지하도록 볼 부재 수용홈(231), 볼 부재(232) 및 볼 부재 지지대(234)를 포함할 수 있다.

보다 상세히, 회전 부재(224)는 하측 단부에 하측 방향으로 개방된 볼 부재 수용홈(231)을 구비한다. 볼 부재 수용홈(231)에는 도 8 및 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 볼 부재(232)가 수용되며, 볼 부재(232)의 하측부에는 볼 부재(232)를 지지하는 볼 부재 지지대(234)가 형성된다. 이 때, 볼 부재 지지대(234)와 연결된 볼 부재(232)를 중심으로 회전 부재(224)는 3차원적으로 회전될 수 있다. 이와 같은 볼 부재 수용홈(231) 및 볼 부재(232)의 결합은 볼 조인트 또는 유니버셜 조인트로 규정될 수 있다.

이와 같이 회전 부재(224)가 볼 부재(232)에 3차원적으로 회전가능하게 결합됨으로써 이동 로봇(400)을 이동 장치 상에 탑재하기 위하여 위치가 조절되어야 하는 이동 가이드(100)의 위치가 보다 자유로이 조절될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼 부재 지지대(234) 하측부에는 제 2 높이 조절부(240)가 형성된다. 제 2 높이 조절부(240)는 이동 가이드 지지대(200)의 높이를 조절하기 위한 구성이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 높이 조절부(240)는 제 1 관형 부재(242), 제 2 관형 부재(244) 및 위치 고정핀(248)을 포함할 수 있다.

제 1 관형 부재(242)는 볼 부재 지지대(234)의 하측부에서 하측 방향으로 연장된 관 형태로 형성되며, 제 1 관형 부재(242)에는 상하 방향으로 복수의 제 1 위치 조절홀(243)이 형성된다.

제 2 관형 부재(244)는 제 1 관형 부재(242)가 상측 방향으로부터 하측 방향으로 제 2 관형 부재의 내부에 삽입될 수 있도록 제 1 관형 부재(242)보다 넓은 내측 지름을 갖는 제 1 관형 부재 수용홀(245)을 구비한 관 형태로 형성되며, 제 1 관형 부재(242)와 유사하게 상하 방향으로 복수의 제 2 위치 조절홀(247)을 구비한다.

이상과 같이 형성되는 제 1 관형 부재(242) 및 제 2 관형 부재(244)를 이용하여 높이를 조절하고자 하는 경우 제 1 관형 부재(242)가 제 2 관형 부재(244)의 내부에 일부 삽입되고, 제 1 관형 부재(242)가 제 2 관형 부재(244)에 에 대하여 소정의 높이에 위치된 상태에서 제 1 관형 부재(242)의 제 1 위치 조절홀(243)과 제 2 관형 부재(244)의 제 2 위치 조절홀(247)을 나란하게 위치시킨 후 두 개의 서로 나란하게 배열된 위치 조절홀(243, 247)을 관통하여 위치 고정핀(248)을 제 1 관형 부재(242) 및 제 2 관형 부재(244)에 결합시킨다.

이와 같이 함으로써, 제 2 관형 부재(244)에 대한 제 1 관형 부재(242)의 높이를 복수의 위치 조절홀(243, 247) 사이의 간격만큼씩 조절할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 2 관형 부재(244)의 하측단부에는 지지 베이스(250)가 배치된다.

지지 베이스(250)는 제 2 관형 부재(244)의 하측에서 제 2 관형 부재(244)의 중심으로부터 외측 방향으로 방사형으로 배열된 복수의 바형 부재일 수 있으며, 지지 베이스(250)의 하측면은 바닥면에 접하여 지지될 수 있다.

이에 따라 제 2 높이 조절부(240)를 포함하는 이동 가이드 지지대(200) 전체가 바닥면에 대하여 안정적으로 지지된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 가이드 지지대(200)는 제 1 높이 조절부(220)를 이용하여 미세하게 이동 가이드의 높이를 조절하고, 제 2 높이 조절부(240)를 이용하여 제 1 높이 조절부(220)보다 넓은 간격으로 이동 가이드(100)의 높이를 조절할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 가이드 지지대(200)는 볼 조인트를 이용하여 회전 지지부(230)를 구성함으로서 이동 가이드 지지대(200)의 위치를 3차원적으로 움직일 수 있어, 이동 가이드(100)를 이동 장치(도 19의 500)와 결합시키기 위하여 이동 가이드(100)를 움직일 때, 이동 가이드(100)가 매우 자유롭게 움직일 수 있다.

다시, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)는 도 1에서 볼 때 이동 가이드의 좌측 단부에 가이드 롤러부(300)가 형성된다. 가이드 롤러부(300)는 이동 로봇(400)이 탑재되어야 하는 이동 장치(도 19의 500)와 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)를 용이하게 결합하기 위한 구성이다. 이하 가이드 롤러부(300)가 설치된 이동 가이드(100)의 일 단부 방향을 전방으로 규정하고, 이동 가이드 지지대(200)가 설치되는 이동 가이드(100)의 타 단부 방향을 후방으로 규정하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 가이드 롤러부의 사시도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치의 가이드 롤러부의 정면도이다.

도 1, 도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러부(300)는 한 쌍의 가이드 롤러(350) 및 한 쌍의 갈고리 암 부재(320)를 포함한다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 이동 가이드(100)의 단부에서 한 쌍의 제 1 지지대(110) 각각에는 가이드 롤러(350) 및 갈고리 암 부재(320)가 설치된다. 한 쌍의 가이드 롤러(350) 및 갈고리 암 부재(320)는 제 1 방향으로 제 1 지지대(110)의 중심을 기준으로 대칭으로 형성된다. 도 10 및 도 11에는 도 1에서 볼 때 우측에 위치되는 가이드 롤러(350) 및 갈고리 암 부재(320)의 사시도 및 정면도가 도시되어 있다. 이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 가이드 롤러 및 갈고리 암 부재에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 우측 제 1 지지대(112)의 단부에는 롤러 암 부재(310)가 우측 제 1 지지대(112)의 전방 측으로 연장된다. 롤러 암 부재(310)는 제 1 지지대 결합부(312)에 의하여 우측 제 1 지지대(112)의 외측 단부면에 결합되며, 제 1 지지대 결합부(312)로부터 상측 방향으로 연장된 롤러 암 부재(310)는 우측 제 1 지지대(112)의 전방 측으로 연장된 제 1 방향 연장부(314)를 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 우측 제 1 지지대(112)에 대하여 제 2 지지대(116)가 위치되는 쪽을 내측편이라고 하고 그 반대편을 외측편이라고 규정할 때 제 1 방향 연장부(314)의 외측편에 가이드 롤러(350)가 설치된다. 가이드 롤러(350)의 회전축은 제 2 방향으로 배열된다. 이 때, 가이드 롤러(350)는 가운데가 오목한 쐐기형으로 형성된다.

한편, 도 10 및 도 11에서 알 수 있는 바와 같이, 가이드 롤러(350)를 회전가능하게 지지하기 위하여, 하측 방향으로 배열된 디귿자 형태의 롤러축 지지대(340)가 제 1 방향 연장부(314)의 외측편에 결합된다.

한편, 롤러 암 부재(310)의 제 1 방향 연장부(314)의 하측부에는 갈고리 암 부재(320)가 제 1 방향으로 우측 제 1 지지대(112)의 외측 방향으로 돌출 연장된다. 이 때, 갈고리 암 부재(320)의 단부에는 상측 방향으로 굽어진 갈고리부(330)가 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)는 가이드 롤러(350) 및 갈고리 암 부재(320)를 이용하여 이동 로봇 탑재 장치(10)가 이동 장치(500)의 일 측부에 용이하게 결합되도록 한다.

이하 이동 장치(500)의 구성에 대하여 설명한 후, 이동 로봇 탑재 장치(10)가 가이드 롤러(350) 및 갈고리부(330)를 이용하여 이동 장치(500)에 결합되는 과정에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)를 이용하여 이동 로봇(400)이 탑재될 수 있는 이동 장치(500)의 사시도이다.

도 12를 참조하면, 이동 장치(500)는 본체(510)와, 본체(510)의 양 단부에 결합되어 있는 도킹 모듈(600) 및 회전 모듈(800)을 포함한다. 이 때, 설명의 편의를 위하여, 도 12에서 볼 때 본체(510)의 장변 방향은 제 1 방향, 윗면 및 아랫면의 단변 방향은 제 2 방향, 수직변의 방향은 높이 방향이라 규정한다. 또한 제 1 방향에서 도킹 모듈(600)을 향하는 쪽을 전방, 회전 모듈(800)을 향하는 쪽을 후방이라 하고, 제 2 방향에서 가이드 레일 사이로 향하는 방향을 내측, 그 반대의 방향을 외측이라 규정한다. 제 1 방향, 제 2 방향 및 높이 방향은 실질적으로 서로 직각을 이룬다.

이하, 본 발명의 이해와 설명의 편의를 도모하기 위하여, 가정한 방향을 일관되게 가정하여 설명하며, 이후 다른 도면을 참조하여 설명하는 경우에도 특별한 정의가 없는 한, 앞서 설명한 방향을 가정하여 설명한다.

본체(510)는 도 12에 도시된 바와 같이 대략 직육면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 상부면(512) 및 하부면(514)이 판형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

한편, 이동 장치(500)의 양 단부에 결합되는 도킹 모듈(600)의 상부면(690)과 회전 모듈(800)의 하우징(850)의 상부면도 편평하게 이루어질 수 있으며, 본체(510)의 상부면(512)과 동일한 평면 상에 위치될 수 있다.

이 때, 본체(510)의 상부면(512) 및 하부면(514), 도킹 모듈(600)의 상부면(690) 및 회전 모듈(800)의 하우징(850)의 상부면에는 한 쌍의 가이드 레일(750a, 750b, 750c)이 설치된다.

본체(510), 도킹 모듈(600) 및 회전 모듈(800)에 설치된 가이드 레일(750a, 750b, 750c)들은 각각 도킹 모듈(600)이 이동하거나 회전 모듈(800)이 회전함에 따라 서로 분리되도록 형성될 수 있다.

회전 모듈(800)은 제 1 방향에 평행한 회전축을 중심으로 회전할 수 있으며, 180도 회전한 후의 회전 모듈(800)의 가이드 레일(750c)은 본체(510)의 아랫면에 구비된 가이드 레일(750b)과 이어진다.

도 12를 참고하면, 도킹 모듈(600)에 형성된 가이드 레일(750a)의 전방 양 측면에는 한 쌍의 게이트 부재(680)가 구비된다. 게이트 부재(680)는 가이드 레일(750a)의 측면에 회전 가능하게 결합된 수직부(682)와 이로부터 구부러져 비스듬하게 내측을 향하는 경사부(684)를 포함한다. 게이트 부재(680)는 이동 장치(500)에 탑재된 작업용 이동 로봇이 도킹 모듈(600)을 지나쳐 이동 장치(500) 바깥으로 이탈하는 것을 방지한다. 게이트 부재(680)는 수직부(682)의 중심축을 중심으로 회전할 수 있어서, 도킹 시에는 게이트 부재(680)를 회전시켜 경사부(684)가 가이드 레일(750a) 방향으로 향하게 개방함으로써 작업용 이동 로봇(400)이 다른 장치로 이동할 수 있도록 한다.

도킹 모듈(600)의 가이드 레일(750a)의 전단에는 한 쌍의 롤러(roller) 암(arm) 부재(610)가 고정되어 있고, 롤러 암 부재(610) 각각의 끝 부분 아래 쪽에는 갈고리(hook) 암 부재(620)가 고정되어 있다. 롤러 암 부재(610)와 갈고리 암 부재(620)는 제 1 방향으로 전방을 향하여 뻗어 있으며 갈고리 암 부재(620)가 롤러 암 부재(610)보다 더 전방으로 튀어 나와 있다. 갈고리 암 부재(620)는 롤러 암 부재(610)에 비해서 약간 외측에 위치할 수 있다.

갈고리 암 부재(620)는 제 1 방향으로 연장되되 그 단부측에 상측 방향으로 꺾인 갈고리부(622)를 포함한다. 롤러 암 부재(610) 각각의 단부 외측편에는 롤러축 지지대(640)가 고정되어 있고, 롤러축 지지대(640)에는 제 2 방향의 회전축을 가지는 가이드 롤러(630)가 결합되어 있다. 가이드 롤러(630)는 중심부의 지름이 작고 양 측으로 갈수록 더 큰 지름을 갖는 쐐기형으로 형성될 수 있다.

가이드 롤러(630)에는 중심축을 중심으로 하는 원통 모양의 삽입봉이 형성되어 롤러축 지지대(640)에 회전 가능하도록 삽입될 수 있다. 이와는 달리 가이드 롤러(630)의 중심축 부근을 관통하는 관통공이 형성되고, 관통공 내에 삽입봉이 삽입된 형태일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 이동 장치(500)의 도킹 모듈(600)에 형성되는 가이드 롤러(350) 및 갈고리 암 부재(620)의 구성은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러부(300)의 구성과 동일하게 형성될 수 있다.

이동 장치(500)의 도킹 모듈(600)은 가이드 롤러(630) 및 갈고리 암 부재(620)를 구비하는 것 이외에, 이동 장치(500)의 도킹 모듈(600)을 다른 이동 장치의 회전 모듈에 결합시킬 수 있도록 하기 위하여, 도킹 모듈(600)을 제 2 방향 회전축을 따라 본체(510)의 전방 측으로 회전할 수 있도록 하는 다양한 구성 요소들을 포함할 수 있다. 그러나, 이동 장치(500)에 있어서 도킹 모듈(600)을 제 2 방향 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 공지기술을 적용할 수 있는바, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 이동 로봇 탑재 장치(10)를 이동 장치(도 12의 500)에 연결하기 위한 이동 장치(500)의 회전 모듈(800)의 구성을 보다 상세히 설명한다.

도 13은 이동 장치의 회전 모듈 및 회전 모듈 구동부의 측면도이다. 도 14는 이동 장치의 회전 모듈 및 회전 모듈 구동부의 평면도이다. 도 15 내지 도 17는 각각 이동 장치의 회전 모듈의 갈고리 걸이부를 도시한 사시도, 정면도 및 측면도이다. 도 18은 이동 장치의 회전 모듈의 가이드 롤러 안내 레일을 도시한 측면도이다.

도 12, 도 13 및 도 14를 참고하면, 회전 모듈(800)은 가이드 레일(750c)이 상부에 설치된 프레임(810)을 기본 골격으로 포함하며, 회전 모듈(800)에 포함되는 기타 부분은 이 프레임(810)에 의하여 지지된다.

프레임(810)은 하우징(850) 바깥의 외부 프레임과 내측의 내부 프레임을 포함하는데, 외부 프레임은 도면에 나타나 있으나 내부 프레임은 도면에 나타나 있지 않다. 내부 프레임과 외부 프레임은 하우징(850)을 사이에 두고 나사 등 결합 부재를 통하여 서로 결합 및 고정될 수 있다. 내부 프레임은 본체(510)의 내부에 설치되는 모터(982) 및 모터(982)에 연결된 감속기(984)를 포함하는 구동부(980)와 결합되어 소정의 회전축(C)을 중심으로 회전 가능하며, 내부 프레임에 고정된 외부 프레임 및 하우징(850)도 또한 함께 회전할 수 있다. 결국 프레임(810) 및 이에 결합되거나 고정된 다른 부분들 역시 동일한 축을 중심으로 회전 가능하다.

하우징(850)의 윗면은 편평할 수 있으며, 본체(510)의 윗면과 실질적으로 동일한 평면 상에 있을 수 있다. 하우징(850)의 내부에는 본체(510)의 제어부 및 각 구동 장치, 즉 이동 장치의 구동부, 회전 모듈의 구동부 및 도킹 모듈의 구동부에 전기를 공급하는 축전지(battery)(도시하지 않음)가 구비될 수 있다. 축전지는 이동 장치(500)에 탑재된 작업용 이동 로봇을 통하여 외부의 전기를 충전할 수 있다.

하우징(850)의 외측에는 내부 프레임 및 하우징(850)과 회전 가능하도록 결합된 보조 휠(860)이 구비된다. 보조 휠(860)은 본체(510)와 접촉할 수 있으며, 회전 모듈(800)이 회전할 때 회전 모듈(800)과 본체(510)의 대면(對面)이 일정 거리를 유지하여 서로 닿지 않도록 함으로써 두 면이 닿았을 때 생기는 마모나 불완전 회전 등의 문제를 방지할 수 있다.

하우징(850)의 양 측면 또는 양쪽 가이드 레일(700)의 바깥쪽 측면에는 한 쌍의 게이트 부재(880)가 설치된다. 게이트 부재(880)의 구조와 동작은 도킹 모듈(600)의 게이트 부재(680)의 구조 및 동작과 유사하게 형성될 수 있다.

하우징(850)의 양 측면[또는 양쪽 가이드 레일(750c)의 외측면], 게이트 부재(880)의 후방에는 한 쌍의 갈고리 걸이부(820)가 구비되어 있으며, 갈고리 걸이부(820) 각각의 끝에는 가이드 롤러 안내 레일(830)이 구비되어 있다.

갈고리 걸이부(820)는 하우징(850) 또는 가이드 레일(750c)의 측면에서 제 2 방향으로 외측으로 뻗어 있는 형태이며 굴곡지게 형성될 수 있다.

도 15 내지 도 17를 참고하면, 갈고리 걸이부(820)는 대략 4개의 직사각 바가 직각을 이루면서 연결된 형태로서, 제1 내지 제4 바(821, 822, 823, 824)를 포함한다. 제1 바(821)는 하우징(850) 또는 가이드 레일(750c)의 측면에서 제 2 방향(도 12에서의 제2 방향 참조)으로 연장되며, 제2 바(822)은 제1 바(821)의 단부에서 상측 방향으로 연장된다. 제3 바(823)는 제2 바(822)의 단부에서 후방측으로 연장되며, 제4 바(824)는 제3 바(823)의 단부에서 제 2 방향 외측으로 연장된다. 제3 바(823)의 아랫면은 대략 아치 모양의 곡면이며, 제3 바(823)가 제4 바(824)에 접하는 면의 높이(H1)가 제4 바(824)의 높이(H2)보다 작아서, 제2 바(822)와 제4 바(824)의 대면(對面)을 측벽으로 하고 제3 바(823)의 아래면을 천정으로 하는 요홈(826)이 제3 바(823)의 하측부에 형성된다. 제4 바(824)의 아랫면과 요홈(326) 측면 사이의 모서리는 둥글게 처리될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 로봇 탑재 장치(10)가 이동 장치(500)에 도킹 시 이동 로봇 탑재 장치(10)의 갈고리부(도10의 330)가 갈고리 걸이부(820)의 요홈(826)의 하측에서 요홈(826)에 걸리도록 형성된다.

한편, 도 12를 참조하면, 이동 장치(500)의 가이드 롤러 안내 레일(830)은 갈고리 걸이부(820)의 단부에서 후방측으로 연장되도록 형성되며, 단부 부분 및 중간 부분이 프레임(810)에 의하여 지지된다. 가이드 롤러 안내 레일(830)의 후방 단부는 가이드 레일(750c)의 후방 단부와 일치할 수 있다.

도 18을 참고하면, 가이드 롤러 안내 레일(830)의 윗면은 높이가 일정하지 않고 변화하는데 이는 도킹 시 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러(350)를 용이하게 안내하기 위함이다. 보다 상세히, 가이드 롤러 안내 레일(830)은 갈고리 걸이부(820)의 단부에서 후방측으로 연장되는 안내부(832)를 구비한다. 안내부(832)의 대부분은 후방에서 전방으로 갈수록 내리막인 경사부(834)가 차지한다. 안내부(832)는 경사부(834)의 전단 및 후단과 각각 연결되는 종료부(836) 및 시작부(838)를 더 포함한다. 종료부(836)는 경사부(834)와의 연결점에서부터 대략 원호의 모양으로 상측 방향으로 연장되도록 형성되고 시작부(838)는 경사부(834)와의 연결점에서부터 대략 원호의 모양으로 하측 방향을 향하여 연장되도록 형성된다. 종료부(836)는 대략 가이드 롤러 안내 레일(830)의 중간 부분에 위치하며, 경사부(834)와 종료부(836)의 경계점(835)은 안내부(832)에서 가장 낮은 위치에 형성된다.

이상과 같은 구조를 가지는 이동 장치(500)와 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)가 도킹 시에는 이동 로봇 탑재 장치(10)의 갈고리 암 부재(320)의 갈고리부(330) 및 가이드 롤러(350)가 이동 장치(500)의 갈고리 걸이부(820) 및 가이드 롤러 안내 레일(830)과 각각 결합하여 이동 장치(500)의 회전 모듈(800)의 가이드 레일(750c)과 이동 로봇 탑재 장치(10)의 한 쌍의 제 1 가이드(112, 114)가 서로 연결되도록 형성된다.

도 19 내지 도 21는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치를 이용하여 이동 로봇을 이동 장치에 탑재하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

선체 블록(1)은 복수의 셀(2, 6), 예를 들면 제 1 셀(2)과 제 2 셀(6)로 구분될 수 있다. 이 때, 제 1 셀(2)은 선체 블록 내부를 형성하면서 6면이 선체 블록면에 의하여 둘러싸인 셀이며, 제 2 셀(6)은 6면 중 적어도 일면이 선체 블록 외부로 개방된 형태의 셀이다. 이 때, 제 1 셀(2) 내부에는 이동 장치(500)가 복수의 와이어(4)에 의하여 이동가능하게 설치된다.

선체 블록(1)의 제 1 셀(2) 및 제 2 셀(6) 사이에는 작업용 이동 로봇(400) 및 이동 장치(500)가 통과할 수 있는 출입구(9)가 형성된다.

도 19를 참고하면, 제 1 셀(2)의 이동 장치(500)로 작업용 이동 로봇(400)을 탑재하기 위하여 제 2 셀(6)의 바닥면(8)에 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)를 설치하고, 제 1 셀(2) 내부의 이동 장치(500)를 두 셀(2, 6) 사이의 출입구(9) 측으로 이동시킨다.

도 20을 참고하면, 출입구(9)를 통하여 제 2 셀(6)의 이동 로봇 탑재 장치(10)와 제 1 셀(2)의 이동 장치(500)를 도킹시킨 다음, 작업용 이동 로봇(400)을 제 1 셀(2)의 이동 장치(500)로 이동시켜 탑재한다.

도킹은 이동 장치(500)의 갈고리 걸이부(820) 및 가이드 롤러 안내 레일(830)과 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러부(300)의 갈고리부(330) 및 가이드 롤러(350)를 이용하여 이루어지는데, 이하 도면을 달리하여 도킹이 이루어지는 과정에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 22 내지 도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러부(300)의 갈고리부(330) 및 가이드 롤러(350)를 이동 장치(500)의 갈고리 걸이부(820) 및 가이드 롤러 안내 레일(830)에 결합하는 과정을 도시한 도면이다. 도 22 내지 도 25에서는 도면의 간략화를 위하여 가이드 롤러부(300)의 갈고리부(330) 및 가이드 롤러(350), 그리고 이동 장치(500)의 갈고리 걸이부(820) 및 가이드 롤러 안내 레일(830) 만을 도시하였다.

먼저, 도 22를 참고하면, 이동 장치(500)가 출입구에 인접하게 위치된 상태에서 이동 장치(500)에 이동 로봇 탑재 장치(10)가 접근할 때 이동 로봇 탑재 장치(10)를 이동 장치(500)보다 높은 위치에 위치시킨다. 이 때, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러부(300)가 이동 장치(500)의 갈고리 걸이부(820) 및 가이드 롤러 안내 레일(830)의 위쪽에 위치하도록 한다.

그리고, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 갈고리 암 부재(320)의 갈고리부(330)가 갈고리 걸이부(820)보다 후방에 위치하고 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러(350)가 가이드 롤러 안내 레일(830)의 경사부(834) 상에 위치하도록 이동 장치(500)와 이동 로봇 탑재 장치(10) 사이의 거리를 조절한다.

도 23를 참고하면, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)의 자세를 조절하여 갈고리 암 부재(320)와 가이드 롤러(350)가 도 23에서 볼 때 하측 방향으로 약간 하강하도록 한다. 이동 장치(500)를, 도 23에서 볼 때, 약간 우측 방향으로 이동시켜 가이드 롤러(350)가 이동 장치(500)의 가이드 롤러 안내 레일(830)의 경사부(834) 쪽으로 내려 오도록 한다.

그 후, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)를 기울이면, 도 24에서 알 수 있는 바와 같이, 가이드 롤러(350)가 이동 장치(500)의 가이드 롤러 안내 레일(830)의 경사부(834)에 닿게 된다.

이와 같은 상태에서, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)를 더욱 기울이면서 이동 장치(500)를 우측 방향으로 이동시키면 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러(350)가 경사부(834)를 지나 종료부(836)에 위치된다.

도 24에 도시된 바와 같이, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 가이드 롤러(350)가 종료부(836)에 위치되면 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)를 도 24에서 볼 때 시계 방향, 즉 아래 방향으로 이동하여 이동 가이드(100)가 이동 장치(500)의 높이와 같아지도록 한다.

그러면 가이드 롤러부(300)의 갈고리 암 부재(320)가 가이드 롤러(350)를 중심으로 시계 방향으로 회전하고, 도 25에서 알 수 있는 바와 같이, 갈고리부(330)가 갈고리 걸이부(820)에 접하여 걸리게 된다.

갈고리부(330)가 갈고리 걸이부(820)에 완전히 걸리면 가이드 롤러부(300)의 회전이 멈추며, 이동 로봇 탑재 장치(10)의 이동 가이드(100)도 회전을 멈춘다.

이와 같이 갈고리부(330)가 갈고리 걸이부(820)에 완전히 걸린 상태에서 이동 가이드(100)가 회전을 멈추면 이동 장치(500)의 가이드 레일(도시하지 않음)과 오른쪽 이동 로봇 탑재 장치(10)의 제 1 가이드(도시하지 않음)가 서로 평행하게 이어지면서 이동 장치(500)와 이동 로봇 탑재 장치(10) 사이의 도킹이 완료되고 이동 장치(500)의 가이드 레일과 이동 로봇 탑재 장치(10)의 제 1 가이드가 서로 이어지면서 정렬된다.

이와 같이 이동 장치(500)의 가이드 레일과 이동 로봇 탑재 장치(10)의 제 1 가이드가 서로 이어지면서 정렬되면, 제 1 가이드 상에 위치되는 이동 로봇(400)을 이동 장치(500)의 가이드 레일로 이동시킬 수 있다.

이동 로봇 탑재 장치(10)를 이동 장치(500)에 도킹 시킨 다음, 이동 로봇(400)을 이동 장치(500)로 이동시키고, 이동 로봇(400)이 완전히 이동 장치(500)로 이동한 후, 이동 로봇 탑재 장치(10)를 이동 장치(500)로부터 분리시킨다.

이 때, 이동 로봇 탑재 장치(10)를 이동 로봇(400)으로부터 분리시키는 과정은 이동 로봇 탑재 장치(10)를 이동 로봇(400)에 도킹 시키는 과정의 역순으로 이루어질 수 있다.

이동 로봇(400)이 탑재되고 이동 로봇 탑재 장치(10)가 분리된 이동 장치(500)는 선체 블록 내부에서 이동 장치(500)를 이동시키면서 이동 로봇(400)을 이용하여 선체 블록 내부 도장 작업 등과 같은 다양한 작업을 자율적으로 수행하도록 제어될 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 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.

2 선체 블록 내부 4 와이어
6 선체 블록 외부 8 바닥면
10 이동 로봇 탑재 장치 100 이동 가이드
110 가이드 지지대 112 114 제 1 지지대
116 제 2 지지대 120 가이드부
122 제 1 가이드 124 제 2 가이드
130 이동 로봇 설치대 140 스토퍼
150 이동 로봇 고정부 152 고정편
160 고정편 체결 부재 200 이동 가이드 지지대
210 지지대 결합부 212 결합부 몸체
214 연장 부재 220 제 1 높이 조절부
224 회전 부재 226 회전 손잡이
230 지지부 240 제 2 높이 조절부
242 제 1 관형 부재 244 제 2 관형 부재
248 위치 고정핀 250 지지 베이스
300 가이드 롤러부 310 롤러 암 부재
320 갈고리 암 부재 330 갈고리부
340 롤러축 지지대 350 가이드 롤러
400 이동 로봇 410 이동 로봇 몸체
420 힌지부 430 이동 로봇 작동암
440 이동 롤러부 442 롤러 지지대
444 이동 롤러 446 제 1 롤러
448 제 2 롤러 500 이동 장치

Claims (21)

1. 이동 로봇이 탑재될 수 있는 이동 장치에 상기 이동 로봇을 탑재하기 위한 이동 로봇 탑재 장치로서,
   상기 이동 로봇이 이동할 수 있는 가이드부를 구비한 이동 가이드;
   상기 이동 가이드의 일 단부측에 위치되어 상기 이동 장치의 일 단부측과 결합될 수 있는 가이드 롤러를 포함하는 가이드 롤러부 및
   상기 이동 가이드를 바닥면에 대하여 지지하도록 상기 이동 가이드의 일측을 지지하는 이동 가이드 지지대를 포함하되,
   상기 가이드 롤러가 상기 이동 장치의 일 단부측과 결합된 상태에서 상기 가이드부가 상기 이동 장치의 가이드와 나란하게 배열됨으로써 상기 이동 로봇이 상기 이동 가이드로부터 상기 이동 장치로 이동할 수 있도록 형성되는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동 가이드는,
   제 1 방향으로 서로 나란하게 연장된 한 쌍의 제 1 지지대;
   상기 한 쌍의 제 1 지지대를 지지하는 복수의 제 2 지지대를 포함하고,
   상기 한 쌍의 제 1 지지대 상측면에 한 쌍의 가이드부가 형성되는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 가이드부 각각은 서로 마주보는 대향면이 측방향으로 돌출된 삼각 형상 단면을 갖도록 형성되는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 가이드부는
   제 1 가이드 및
   상기 제 1 가이드보다 낮은 높이를 가지며 상기 제 1 가이드와 연속적으로 배열되는 제 2 가이드를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 2 가이드는 상기 가이드 롤러부가 설치된 이동 가이드의 반대편 단부측에 위치되는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 가이드가 설치된 이동 가이드의 단부에 설치되는 스토퍼를 더 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 지지대의 외측면에 설치될 수 있는 이동 로봇 고정부를 더 포함하되,
   상기 이동 로봇 고정부는,
   상부 일측에 이동 로봇의 일측이 삽입될 수 있는 고정홈이 형성된 고정편;
   상기 고정편의 타측이 상기 제 1 지지대의 외측면에 접한 상태에서 상기 고정편을 상기 제 1 지지대의 외측면에 고정시킬 수 있는 고정편 체결 부재를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 고정편 체결 부재는 볼트이며,
   상기 고정편에는 상기 볼트가 관통할 수 있는 관통홀이 형성되고,
   상기 제 1 지지대에는 상기 볼트가 체결될 수 있는 볼트 결합홀이 형성되는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 고정편의 타측 일면에는 돌출부가 형성되며,
   상기 제 1 지지대의 외측면에는 상기 돌출부가 수용되는 돌출부 안착홈이 형성되는, 이동 로봇 탑재 장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가이드 지지대는,
    상기 이동 가이드의 일측에 결합되는 지지대 결합부 및
    상기 지지대 결합부를 지지하며 상기 지지대 결합부의 높이를 조절하기 위한 제 1 높이 조절부를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지대 결합부는 상측으로 개방된 디귿(ㄷ)자형 단면을 가지며 횡방향으로 연장된 형태로 이루어지는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 높이 조절부는,
    상기 지지대 결합부의 하측부에 위치되며 하측 방향으로 연장되되 외주면에 나사산이 형성된 연장 부재;
    상기 연장부재가 수용될 수 있도록 상측부에 연장부재 수용홈이 형성되며, 상기 연장 부재 수용홈 내부에 대응 나사산이 형성된 회전 부재;
    상기 회전 부재를 상기 바닥면에 대하여 회전 가능하게 지지하는 회전 지지부를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 회전 지지부는
    상기 회전 부재 하측부에 형성된 볼 부재 수용홈; 및
    상기 볼 수용홈에 3차원 회전가능하게 수용되는 볼 부재;
    상기 볼 부재를 지지하는 볼 부재 지지대를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 볼 부재 지지대 하측에 형성되는 제 2 높이 조절부를 더 포함하되,
    상기 제 2 높이 조절부는,
    상하 방향으로 연장되되, 상하 방향으로 복수의 제 1 위치 조절홀이 형성된 제 1 관형 부재;
    상하 방향으로 연장되되, 상기 제 1 관형 부재가 수용될 수 있는 제 1 관형 부재 수용홀을 구비하며, 상기 복수의 제 1 위치 조절홀에 대응하는 복수의 제 2 위치 조절홀을 구비한 제 2 관형 부재 및
    상기 복수의 제 1 위치 조절홀 및 상기 복수의 제 2 위치 조절홀 중 서로 나란하게 배치된 제 1 위치 조절홀 및 제 2 위치 조절홀을 관통하여 상기 제 1 및 제 2 관형 부재에 결합될 수 있는 위치 고정핀을 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 관형 부재 하단부에 방사형으로 형성되는 지지 베이스를 더 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
16. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 롤러부는
    상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향의 회전축을 가지며, 서로 나란하게 상기 한 쌍의 제 1 지지대에 설치되는 한 쌍의 가이드 롤러 및
    상기 제 1 방향으로 연장되며, 상측 방향을 향하는 갈고리부를 포함하며, 상기 한 쌍의 제 1 지지대에 설치되는 한 쌍의 갈고리 암 부재를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가이드 롤러는 가운데가 오목한 쐐기형인 이동 로봇 탑재 장치.
    
18. 제 4 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은
    몸체 및
    상기 몸체의 하측에 위치되되, 상기 가이드부 상에서 이동할 수 있는 롤러를 구비한 복수의 이동 롤러부를 포함하는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 이동 롤러부는 상기 제 1 방향으로 상기 몸체의 양측부에 복수 쌍으로 배열되는, 이동 로봇 탑재 장치.
    
20. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 이동 롤러부 각각은,
    상기 몸체에 대하여 하측 방향으로 연장된 롤러 지지대 및
    상기 롤러 지지대에 회전가능하게 설치되되 서로 접하여 상하 방향으로 배열되는 제 1 롤러 및 제 2 롤러를 포함하는 이동 로봇 탑재 장치.
    
21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 롤러 및 상기 제 2 롤러의 외주면은 상기 가이드부의 상기 제 1 가이드 및 상기 제 2 가이드의 대향면에 형성된 삼각 형상 단면에 대응하는 삼각 형상 단면을 구비하는, 이동 로봇 탑재 장치.

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