KR101302208B1 - 레일방식의 주행장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 화물창 내부 벽면의 보온재(insulation panel) 시공 작업에 투입되는 장치 또는 시스템의 구동 수단으로서, 레일이 설치된 현장 상황에 적극적으로 대응하여 기밀한 밀착력을 발생시킴에 따라, 정밀 작동 성능을 확보할 수 있고, 보온재 시공 작업효율을 증대시킬 수 있는 레일방식의 주행장치를 제공한다.

본 발명의 레일방식의 주행장치는 화물창 시공을 위한 장치가 탑재되며 골격을 형성하는 것으로, 구동이 가능하게 구성된 프레임부; 보온재에 형성된 볼트구멍을 이용해 상기 보온재 상에 장착되는 레일; 상기 프레임부에 설치되고 상기 레일을 따라 구동하는 주행휠을 갖는 주행부; 상기 프레임부에 설치되고 상기 주행부를 이동시켜 상기 주행휠을 상기 레일에 밀착시키거나 이격시키는 동력을 제공하는 밀착부; 상기 밀착부에 의해 작동하여 상기 레일과 밀착 또는 이격되는 지지휠부; 장치의 주행을 단속하는 구동브레이커; 장치의 모든 작동을 제어하는 콘트롤러를 포함한다.

프레임부, 레일, 지지휠부, 밀착부, 주행부

Description

레일방식의 주행장치{Driving Apparatus of Rail Type}

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레일방식의 주행장치 및 레일의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 레일방식의 주행장치의 분해 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시된 레일방식의 주행장치의 측단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 원 A의 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1 : 보온재 10 : 구동장치

100 : 프레임부 200 : 레일

300 : 주행부 400 : 밀착부

500 : 지지휠부 600 : 보조휠

700 : 주행엔코더 800 : 주행제어용 콘트롤러

본 발명은 레일방식의 주행장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박 화물창에는 화물창 내부의 방열 작용을 위해서 내부 벽면에 수천에서 수만개 정도의 패널 형식의 보온재(예 : insulation panel)가 설치된다. 이들 설치 작업은 대부분 수작업에 의해 의존하거나, 일부에 있어 자동화 기계를 사용하고 있는 실정이다. 특히 종래 기술에 따른 선박 화물창 작업용 자동화 기계 장치는 특정 패널(panel)을 위해 제작되어 사용됨에 따라, 아래와 같은 문제점이 지적되고 있다. 특정 패널이란, 실질적으로 직사각형 평행 육면체의 형상으로서, 단열층의 상부에 적층된 플라이우드(plywood)를 갖되, 플라이우드 및 단열층간 접합부위의 외측에 슬릿을 형성하고 있는 일종의 특정 화물창 전용 패널을 의미한다. 이런 특정 패널은 화물창 내벽면에서 해당 화물창 기술 규격에 대응하게 배열되면서, 패널과 패널 사이에 격자 방향으로 보온재 작업영역이 형성된다. 따라서, 종래에서는 선박 화물창 작업용 자동화 기계 장치는 보온재 작업영역을 따라 주행할 때, 상기 플라이우드의 측면을 지지기반으로 가압하여 마찰력을 이용하는 구동 방식을 취하고 있으며, 특히 상기 슬릿에 스키 등의 가이드 기구를 끼워서, 그 슬릿에 지지되면서 주행하도록 된 구동부를 갖는다.

그러나, 종래의 선박 화물창 작업용 자동화 기계 장치의 구동부는 패널의 플라이우드 부분을 가압하여 주행하여야 하기 때문에 플라이우드의 측면에 무리한 힘이 인가되어 파손될 우려가 있다.

또한 패널의 플라이우드 하단에는 일정한 형태의 상기 슬릿이 반듯이 존재하여야 하며, 이러한 슬릿에 삽입되는 가이드 기구를 종래의 선박 화물창 작업용 자 동화 기계 장치에 반드시 탑재시켜야 하는 기술적 어려움을 갖는다. 여기서, 슬릿에 삽입되는 가이드 기구는 구동부의 상하좌우 주행시, 구동부를 패널 또는 보온재 작업영역으로부터 탈락 또는 이탈되는 것을 방지시키는 일종의 안전장치로서의 역할을 담당한다.

특히 패널의 배열 특성상, 보온재 작업영역에는 중간중간 플라이우드가 없는 부분이 발생함에 따라, 이를 연결해주기 위해 별도로 부가 설치되는 복수개의 연결부가 더 필요하므로, 설치 시공이 불편할 뿐만 아니라, 중간중간 플라이우드가 없는 부분에 연결부가 가설된 상태에서는 정밀한 주행 성능이 확보되기 어려운 실정이다.

또한 종래에서는 패널을 수작업에 의해 부착시키고 있으므로, 아무리 경험많은 작업자가 정확하게 패널을 화물창 내벽면에 배치 및 부착시키더라도, 각각의 패널에서 각각의 플라이우드간 연결지점에 틈새가 있어서 정밀한 휠의 구름작동을 기대하기 어렵다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 선박의 화물창 내부 벽면의 보온재(insulation panel) 시공 작업에 투입되는 장치 또는 시스템의 구동 수단으로서, 레일이 설치된 현장 상황에 적극적으로 대응하여 기밀한 밀착력을 발생시킴에 따라, 정밀 작동 성능을 확보할 수 있고, 보온재 시공 작업효율을 증대시킬 수 있는 레일방식의 주행장치를 제공한다.

앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 목적은 화물창 시공을 위한 장치가 탑재되며 골격을 형성하는 것으로, 구동이 가능하게 구성된 프레임부; 보온재에 형성된 볼트구멍을 이용해 상기 보온재 상에 장착되는 레일; 상기 프레임부에 설치되고 상기 레일을 따라 구동하는 주행휠을 갖는 주행부; 상기 프레임부에 설치되고 상기 주행부를 이동시켜 상기 주행휠을 상기 레일에 밀착시키거나 이격시키는 동력을 제공하는 밀착부; 상기 밀착부에 의해 작동하여 상기 레일과 밀착 또는 이격되는 지지휠부; 장치의 주행을 단속하는 구동브레이커; 장치의 모든 작동을 제어하는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치에 의해 달성된다.

또한 본 발명에서 선박의 화물창 내부 전체 벽면을 자동 주행하면서 취하는 전자세의 의미는, 화물창 내부의 바닥면, 내벽면, 천정면 등에서, 평면 자세(flat), 수평 자세(horizontal), 수직 자세(vertical), 매달린 자세(overhead)를 의미한다. 이런 전자세 중 어느 하나의 자세를 취하면서 주행하는 작동이란, 보온재 작업영역의 격자 방향 중 어느 하나를 따라 구동 및 정지하는 것을 의미한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도면에서 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레일방식의 주행장치 및 레일의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 레일방식의 주행장치의 분해 사시도이다. 또한 도 3은 도 2에 도시된 레일방식의 주행장치의 측단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 원 A의 확대 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레일방식의 주행장치는 구동장치(10)로서 이해될 수 있듯이, 보온재(1) 시공이 요구되는 화물창 제작에 소요되는 생산 자동화와 관련된 모든 장비 또는 장치를 장착하고 운행할 수 있다.

여기서, 보온재 작업영역(9)은 보온재(1)의 사이의 틈새(8)의 위쪽 공간에서 보온재(1)의 배열에 따라 격자 방향으로 형성된다.

본 발명에 따른 구동장치(10)는 보온재 작업영역(9) 주위의 어떠한 보온재(1)의 손상 없이 상기 보온재 작업영역(9)을 따라 주행할 수 있도록 되어 있다.

예컨대, 구동장치(10)는 화물창 내부 작업에 필요한 자동화 설비 또는 장치의 탑재를 위해 틀 또는 골격 형상을 갖는 프레임부(100)를 갖는다.

또한 구동장치(10)는 보온재 작업영역(9)의 양측을 따라서 보온재(1)의 볼트구멍(7)에 설치될 레일(200)을 지지기반으로 운행된다.

또한 구동장치(10)는 작동원(예 : 전원)을 콘트롤러(800)로부터 공급받아서, 상기 레일(200)을 마찰기반으로 하여 구동하는 바와 같은 주행작동을 수행하도록, 프레임부(100)의 양측에 각각 배치된 주행부(300)를 갖는다.

또한 구동장치(10)는 프레임부(100)에 설치된 상태에서 작동원(예 : 전원)을 콘트롤러(800)로부터 공급받아서, 각각의 주행부(300)를 레일(200)쪽으로 밀착시키는 밀착작동, 및 각각의 주행부(300)를 레일(200)의 반대쪽으로 멀어지도록 이격시키는 이격작동을 수행하는 밀착부(400)를 갖는다.

또한 구동장치(10)는 상기 주행부(300)와 함께 밀착 또는 이격되도록, 상기 주행부(300)에 설치된 지지휠부(500)(support wheel member)를 갖는다.

또한 구동장치(10)는 상기 프레임부(100)의 저면에 설치되어 상기 레일(200)에 접촉하는 복수개의 보조휠(600)을 갖는다.

또한 구동장치(10)는 상기 보조휠(600)의 회전수를 체크하여 본 발명에 따른 레일방식의 주행장치의 속도를 정밀하게 피드백 제어하도록 상기 프레임부(100)에 설치되어 있고 상기 콘트롤러(800)에 접속된 주행엔코더(700)를 갖는다.

이하, 도 2를 통해서, 상기 각각의 구성 요소에 대해서 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이때, 도 3과 같이, 프레임부(100)를 기준으로 좌측과 우측이 대칭을 이루는 구성요소에 대해서는 일측(예 : 우측)을 기준으로 설명함에 따라, 중복 설명을 피하고자 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 프레임부(100)는 각종 장치 또는 시스템의 콘트롤러, 주행제어용 콘트롤러, 해당 시공 자동화 모듈, 휴대 전원, 안전장치, 시공에 필요한 부가 장치 등을 탑재하기 위한 구조물로서, 프레임부(100) 자체는 매우 경량화된 구조재(예 : 알루미늄 프로파일 등)를 사용하되, 비틀림 또는 변형에 강한 설계 구조를 갖도록 조립 제작되어 있다.

예컨대, 프레임부(100)의 좌, 우 축부재의 사이에는 전방측 가로대를 비롯하여 복수개의 가로대들이 요소요소에 가로질러 체결되어 있어 비틀림 없는 프레임부(100)의 조립이 가능하다. 이런 프레임부(100)는 그의 표면에 형성된 고정홈과, 별도의 고정볼트 및 너트 등을 이용하여, 밀착부(400) 내지 각종 장비, 장치, 센서를 비롯하여, 각종 프레임부(100) 탑재 또는 설치용 구성 요소를 자유롭게 탑재시킬 수 있다.

또한 프레임부(100)에는 보관 등을 위해 복수개의 다리(110, 111)를 상면 또는 측면에 형성하고 있고, 운반 등을 위해 복수개의 손잡이(112)를 형성하고 있는 것이 바람직하다.

레일(200)은 보온재 작업영역(9)을 기준으로 양측에 위치한 보온재(1)의 상부 코너 부위에 각각 설치되는 것으로서, 보온재 작업영역(9)의 길이 방향(예 : X축방향)을 따라 길게 연장될 수 있다.

각각의 레일(200)은 보온재(1)의 상부 코너 부위에 기밀하게 밀착되도록 걸림턱(211)을 하부에 형성한다.

각각의 레일(200)은 걸림턱(211)의 반대쪽 상부에 레일(200)의 상면보다 상대적으로 함몰된 체결면(212)을 형성하고, 상, 하로 경사진 가이드면(213, 214)을 오각 단면의 일측변 상하 부위에 각각 형성하고, 상기 가이드면(213, 214)의 사이에 해당하는 일측변 중간 부위에 마찰면(216)을 형성하고 있다.

본 실시예에서는 보온재(1)의 세팅바 체결부위 등에 해당하는 레일(200)의 체결구멍(77)과 보온재(1)의 볼트구멍(7)를 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 레일(200)은 볼트, 클램프(clamp) 등과 같은 체결재(70)와 상기 레일(200)의 체결구멍(77) 및 상기 볼트구멍(7)간 체결을 통해서 상기 보온재(1)에 임시 고정될 수 있다.

각각의 레일(200)은 걸림턱(211)을 이용하여 기밀하고 용이하게 보온재(1)의 상부 코너 부위에 기밀하게 밀착된 후, 체결재(70)에 의해 보온재(1)에 임시 장착되고, 작업이 끝난 경우 탈착된다.

또한 마찰면(216)은 랙기어 등으로 대체될 수 있고, 주행휠(325)은 피니언기어 등으로 대체될 수 있음은 물론이다.

레일(200)은 나무 등과 같은 목재와; 알루미늄합금 등과 같은 고강성 경량화 금속 재질과; 엔지니어링 플라스틱 등과 같은 고강성 합성수지 재질과; 유리강화플라스틱, CFRP(Carbon fiber reinforced plastic) 등과 같은 복합재료 중 어느 하나의 재질로 제작된 것이 바람직하다.

이와 같은 레일(200)의 재질은 미리 설계된 하중을 견디거나 그 하중에 견딜 수 있는 정도의 허용 변형율을 본 발명에게 제공한다면, 어떠한 재질도 본 발명에 사용될 수 있다.

또한 레일(200)의 체결면(212)은 그의 일측 코너부위에 별도의 다른 구동구조를 위한 랙기어(도시 안됨)를 설치할 수 있는 랙기어홈(215)을 더 형성하여 보다 안정되고 정밀한 주행을 가능하게 할 수 있다.

레일(200)의 가이드면(213, 214)은 하기에 설명할 지지휠부(500)의 복수개의 지지휠(510, 511)과 가압 접촉함에 따라, 상기 자세 중 어느 하나의 자세를 취하도록 구동장치(10)에게 지지력을 제공한다.

또한 레일(200)의 마찰면(216)은 하기에 설명할 주행부(300)의 주행휠(325)과 가압 접촉함에 따라, 상기 자세를 취한 구동장치(10)에게 주행력(구동력)을 제공한다.

여기서, 가압 접촉이란 하기에 상세히 설명할 밀착부(400)가 지지휠부(500)와 주행부(300)를 동시에 레일(200) 쪽으로 밀착시킬 때 발생된다.

각각의 주행부(300)는 예시적으로, 프레임부(100)의 하측 공간에 배치되는 바형상 또는 판형상의 너클 또는 스트레이크(strake)와 같은 밀착부(400)의 바퀴쇠(401)를 설치 기반으로 하여 설치된다.

바퀴쇠(401)에는 주행모터(320)와 주행휠(325), 지지휠부(500)가 장착되어 있다. 그러므로, 밀착을 위한 동력 전달은 밀착모터(410)로부터 시작하여 이형나사축부재(460), 볼스크루너트블록(470), 가압대(480), 바퀴쇠(401) 및 지지휠부(500)와 같이 순차적으로 이루어지고, LM(Linear Module)가이드에 의해 주행휠(325)이 레일(200)에 밀착된다.

여기서, 이형나사축부재(460)가 역회전하면, 압축되어 있던 보정스프링(490)이 이완되고, 가압대(480)와 가이드축부재(403)에 의해 연결된 바퀴쇠(401)가 안쪽으로 이동하면서 상기 주행부(300)와 지지휠부(500)가 원위치 되어 상기 레일(200)과의 밀착 상태가 해지 된다.

바퀴쇠(401)는 그의 중앙 부위에서 수평방향으로 복수개의 가이드구멍(402)을 각각 형성하고 있고, 가이드축부재(403)의 일측 단부를 가이드구멍(402)에 삽입하여, 가이드축부재(403)의 수평 이동이 가능케 결합시킨다.

바퀴쇠(401)는 그의 일측 단부에서 상향으로 수직하게 주행모터(320)를 장착하고 있고, 주행모터(320)의 회전축부재를 하향으로 향하게 배치하고 있다.

바퀴쇠(401)는 그의 타측 단부의 저면에 지지휠부(500)를 설치하고 있다.

바퀴쇠(401)의 타측 단부의 상면에는 주지의 LM(Linear Module)가이드의 일측부재(404)(예 : 가이드레일)가 설치되어 있다. 상기 일측부재(404)와 미끄럼 작동 관계에 있는 LM가이드의 타측부재(405)(예 : 가이드블록)는 프레임부(100)의 저부에 설치되어있다. 밀착부(400)의 밀착작동(가압작동) 또는 이격작동(릴리스작동)시, 바퀴쇠(401)를 비롯한 주행부(300) 및 지지휠부(500)는 상기와 같은 LM가이드에 의해서 직선왕복운동을 할 수 있게 된다.

도 2 또는 도 4를 병행 참조하면, 주행모터(320)에서 바퀴쇠(401)의 베어링(318)을 통해 상하방향(예 : Z축방향)으로 관통한 회전축부재(319)의 아래쪽 끝단에는 베벨기어(329)를 통해 수직하게 직결된 종동회전축부재(337)가 배치되어 있다.

이런 종동회전축부재(337)에는 정지 작동 제어 과정의 제어신호에 대응하게 신속하게 주행부(300)를 잠금상태 또는 풀림상태로 유지시키도록, 구동브레이커(330)는 주행부(300)에 각각 장착되어 있다.

구동브레이커(330)는 그의 하우징을 브레이커브래킷(339)에 고정시키고 있다. 이때, 브레이커브래킷(339)의 상단은 바퀴쇠(401)에 연결되어 있다.

구동브레이커(330)는 그의 하우징 내부에 전자 연동식 구속수단을 구비하되, 전자 연동식 구속수단이 도 1에 도시된 주행제어 콘트롤러(800)에 접속되어 있고, 이후 종동회전축부재(337)와 비접촉되어 있는 초기화 상태를 유지하다가, 비상사태 발생시, 또는 정상 운전 도중 정지 작동시에 상기 주행제어 콘트롤러(800)의 정지 작동 제어 과정을 통해 제어신호(축전지, 콘덴서 등의 비상전원 또는 상용전원)를 전자 연동식 구속수단에 공급시킨다. 이런 경우, 전자 연동식 구속수단은 전자석부재로 축부재 조임, 고착 등의 잠금동작 또는 풀림동작 중 어느 하나를 수행하되, 특히 잠금동작시 종동회전축부재(337)와, 주행휠(325) 및 주행모터(320)의 회전축부재를 모두 급정지시킨다.

주행휠(325)은 주행모터(320)의 회전축부재에 직결되어 있어서, 주행모터(320)의 작동에 따라 회동하도록 되어 있다.

주행모터(325) 및 이하의 가압모터역할을 담당하는 밀착모터(410)는 DC모터 또는 서보모터로서, 각종 감속기어, 베어링, 모터엔코더 등으로 구성되며, 도 1에 도시된 주행제어 콘트롤러(800)에 접속되어 작동원을 공급받도록 되어 있다.

재차 도 2를 참조하면, 밀착부(400)는 밀착모터(410) 및 나사운동기구의 일종인 볼스크루기구를 이용한다.

예컨대, 밀착부(400)는 주행제어용 콘트롤러로부터 작동원을 공급받아 회전력을 발생시키는 밀착모터(410)와; 프레임부(100)의 일측(예 : 좌 축부재)에 설치되어 있는 영문 '

'자 단면 형상의 상부에 밀착모터(410)를 장착하고 있고, 하부 양측벽에 한 쌍의 베어링을 구비한 제1장착브래킷(420)과; 상기 제1장착브래킷(420)의 반대쪽으로 상기 프레임부(100)의 타측(예 : 우 축부재)에 설치되어 있는 '

'자 단면 형상의 하부 양측벽에 한 쌍의 베어링을 구비한 제2장착브래킷(421)과; 상기 밀착모터(410)의 회전축부재에 축연결된 밀착주동풀리(430)와; 상기 밀착주동풀리(430)로부터 상기 밀착모터(410)의 회전력을 전달받도록 타이밍벨트와 같은 동력전달 연결구(440)에 의해 연결된 밀착종동풀리(450)와; 상기 밀착종동풀 리(450)에 축결합된 볼스크루축부재 형식을 갖되 양단을 상기 제1장착브래킷(420)과 상기 제2장착브래킷(421)의 베어링에 각각 결합시킨 이형나사축부재(460)와; 상기 이형나사축부재(460)의 회전력을 직선왕복에 필요한 이송력으로 변환시키도록 상기 이형나사축부재(460)의 일측 나사 부위와 타측 나사 부위에 각각 결합된 볼스크루너트블록(470)과; 상기 볼스크루너트블록(470)의 저부에 각각 결합된 가압대(480)와; 상기 가압대(480) 및 상기 바퀴쇠(401) 사이에 배치된 보정스프링(490)을 포함한다.

여기서, 이형나사축부재(460)는 서로 다른 방향의 나사산을 상호 대향적으로 일측 나사 부위와 타측 나사 부위에 형성한 축부재를 의미한다.

상기와 같은 구성에 의해서, 본 발명에서 언급된 밀착력은 하기의 작동 설명에서와 같은 밀착부(400)의 작동에 따라 발생되는 볼스크루너트블록(470) 및 가압대(480)의 이송력과, 상기 이송력에 의해 압착되는 상기 보정스프링(490)의 탄성반발력을 합한 값이 된다.

특히 본 발명의 구동장치(10)는 도시 되어 있지 않지만, 앞서 설명한 구동브레이커(330)와 같이, 별도의 밀착모터(410)용 밀착브레이커(도시 안됨)를 상기 이형나사축부재(460) 또는 밀착모터(410)의 회전축부재에 더 설치하여도 무방하다.

도 4에 상세히 보이듯이, 이형나사축부재(460)는 그의 정회전 또는 역회전에 의해, 일측 나사 부위와 타측 나사 부위에 각각 체결된 볼스크루너트블록(470) 및 가압대(480)를 동시에 프레임부(100)의 바깥쪽 또는 안쪽으로 동일 스트로크(S)(stroke)만큼 이송시키는 이송력을 발생시킨다.

여기서, 각각의 가압대(480)는 수평판(481)과 수직판(482)으로 이루어져 있다.

가압대(480)의 수직판(482)에는 복수개의 가이드축부재(403)의 타측 단부가 각각 수직하게 결합되어 있다. 이런 각각의 가이드축부재(403)에는 보정스프링(490)이 삽입되어 있다. 또한 각각의 가이드축부재(403)의 일측 단부는 바퀴쇠(401)의 해당 가이드구멍(402)에 삽입되어 있고, 보정스프링(490)의 탄성반발력에 의해 가이드구멍(402)으로부터 분리되지 않도록 핀부재(483)에 의해 구속되어 있다.

특히 보정스프링(490)의 일측 단부는 상기 가압대(480)의 수직판(482)의 측면에 접촉되어 있고, 보정스프링(490)의 타측 단부는 변위측정기(491)(potentiometer)를 개재한 상태에서 상기 바퀴쇠(401)의 측면에 연결되어 있다. 여기서, 변위측정기(491)는 도 1에 도시된 콘트롤러(800)에 접속되어 있다. 변위측정기(491)는 가압대(480)의 수직판(482)과 보정스프링(490)의 사이에 설치되어도 무방하다.

결국, 보정스프링(490)은 밀착부(400)의 작동시, 보정스프링(490)의 탄성반발력과, 볼스크루너트블록(470) 및 가압대(480)로부터 전달되어 온 이송력의 합력인 밀착력을 바퀴쇠(401)에 전달한다.

이에 따라, 바퀴쇠(401)에 각각 장착된 주행부(300)의 주행휠(325) 및 지지휠부(500)의 지지휠(510, 511)이 각각 레일(200)의 마찰면(216)과 가이드면(213, 214)에 밀착되므로써 현장 상황 변화에도 불구하고 기밀하게 레일(200)에 가압 접 촉할 수 있게 됨에 따라, 전자세 중 어떠한 자세에서도 정밀한 주행을 기구적으로 보장될 수 있게 된다.

한편 밀착부(400)의 밀착모터의 작동 제어를 수행하는 도 1에 도시된 콘트롤러(800)는 시작 세팅 및 주행작동시 변위측정기(491)를 이용함에 따라, 최적의 힘조절(force control)을 실현한다.

변위측정기(491), 주행모터(320), 구동브레이커(330) 또는 밀착브레이커, 밀착모터(410), 주행엔코더(700) 등은 프레임부(100)의 내부 또는 외부 중 어느 한 곳에 설치될 상기 콘트롤러(800)에 연결되어, 작동원을 공급받거나, 신호를 전송하도록 되어 있다.

밀착부(400)의 힘조절은 상기 콘트롤러(800)의 메모리에 저장되고 콘트롤러(800)의 중앙연산장치에 의해 제어되는 힘조절 알고리즘에 의해 수행될 수 있다.

힘조절 알고리즘의 주요 내용은 변위측정기(491)를 이용하여 레일(200)의 현장 상황에 대응하여, 적극적으로 주행부(300) 및 지지휠부(500)를 프레임부(100)의 바깥쪽으로 밀어내거나 원위치 시키도록 제어함에 따라, 밀착부(400)의 이송력을 보정스프링(490)의 탄성반발력으로 보정하여 결국 밀착력을 일정하게 유지시키고, 정밀한 주행 환경을 본 구동장치(10)에게 제공한다.

도 2를 참조하면, 지지휠부(500)는 바퀴쇠(401)의 타측 단부의 저면에 결합된 장착대(501)와; 상기 장착대(501)에 고정된 스프링 댐퍼 형식의 실린더부(502)와; 상기 실린더부(502)로부터 연장된 이동축부재에 해당하는 로드(503)(rod)와; 상기 로드(503)의 끝단에 결합된 지지휠 가이드블록(504)과; 상기 지지휠 가이드블 록(504)의 상부 경사면과 하부 경사면에서 각각 회전 가능하게 결합되어서 상기 레일(200)에 밀착되는 복수개의 지지휠(510, 511)을 포함한다.

도 4를 참조하면, 복수개의 지지휠(510, 511)은 가상의 수평선 진행 방향[예 : 도 2의 로드(341)의 축심 방향]을 기준으로 상향 휠 배치 각도 +45도와 하향 휠 배치 각도 -45도를 각각 유지하기 때문에, 레일(200)의 가이드면(213, 214)에 각각 기밀하게 밀착될 수 있다.

도 2를 참조하면, 복수개의 보조휠(600)은 그의 휠장착대에 의해 프레임부(100)의 저면에 설치되어 있다.

도 3에 보이듯이, 복수개의 보조휠(600)은 레일(200)을 따라 접촉하면서 프레임부(100)를 이동시킬 수 있게 지지한다.

마지막으로 도 2를 참조하면, 주행엔코더(700)는 복수개의 보조휠(600) 중 어느 하나의 휠축부재에 축부재커플러(도시 안됨)를 이용하여 직결되어 있거나, 또는 보조휠(600)과 연동하는 센서휠을 통해 보조휠(600)의 회전수를 체크할 수 있도록 프레임부(100)에 설치되어 있다.

이런 주행엔코더(700)는 체크한 보조휠(600)의 회전수를 상기 콘트롤러(800)에게 전송한다. 상기 콘트롤러(800)는 사전에 미리 알고 있고 메모리에 저장된 보조휠(600)의 원주길이와, 상기 전송된 보조휠(600)의 회전수를 이용하여, 구동장치(10) 전체의 주행 거리를 산출하고, 콘트롤러(800)의 타이머에 의해 계측되는 작동 시간을 이용하여서, 결국 주행 속도를 연산할 수 있다.

이하, 본 발명의 레일방식의 주행장치의 작동관계에 대해서 설명하도록 하겠 다.

도 3에 보이듯이, 작업자는 시작 세팅을 수행한다.

즉, 보온재 작업영역(9)을 기준으로 양측의 보온재(1)의 상부 코너 부위에 레일(200)를 설치한다.

이때, 레일(200) 각각의 레일(200)은 체결재(70)에 의해서 보온재(1)의 상부 코너 부위에 각각 장착된다. 이후, 작업자는 구동장치(10)에 따른 프레임부(100)를 보온재 작업영역(9)의 상부 공간쪽으로 이동시킨 후, 레일(200)의 상면에 내려 놓는다. 이럴 경우, 복수개의 보조휠(600)이 레일(200)의 상면에 접촉하여 프레임부(100)를 지지한다.

작업자는 콘트롤러(800)의 전원을 온(ON)시킨다. 주행제어용 콘트롤러는 초기화를 수행하면서, 별도로 설치된 장착 여부 판단 접촉스위치(도시 안됨)를 이용하여, 프레임부(100)가 레일(200) 위에 놓여 있음을 체크한다.

이후, 주행제어용 콘트롤러는 밀착작동을 수행한다.

밀착작동에서, 밀착부(400)는 밀착모터(410)의 모터 회전력을 이용하여 밀착주동풀리(430), 동력전달연결구(440), 밀착종동풀리(450) 및 이형나사축부재(460)를 정회전 방향으로 회전시킨다.

이런 경우, 이형나사축부재(460)에서 각각 대향적으로 나사산을 형성한 일측 나사 부위와 타측 나사 부위는 볼스크루너트블록(470)을 서로 멀어지도록 이송시켜, 결국 볼스크루너트블록(470)이 레일(200) 쪽으로 근접 및 가압되게 한다.

더욱 상세하게 도 4를 참조하면, 볼스크루너트블록(470)과 연결된 가압 대(480)는 볼스크루너트블록(470)의 이송방향으로 보정스프링(490)을 가압시킨다. 이렇게 가압된 보정스프링(490)에 의해 바퀴쇠(401)가 레일(200) 쪽으로 밀착된다.

이런 경우, 바퀴쇠(401)에 설치된 주행부(300)의 주행휠(325)이 레일(200)의 마찰면(216)에 가압 밀착되고, 이와 함께, 바퀴쇠(401)에 설치된 지지휠부(500)의 지지휠(510, 511)이 가이드면(213, 214)에 가압 밀착된다.

한편 이격작동은 상기 밀착작동의 반대로 수행된다.

이하 주행제어용 콘트롤러의 주행작동에 대해서 설명한다.

주행제어용 콘트롤러는 변위측정기(491)로부터 입력되는 힘의 세기를 계측하고, 그에 대응하게 밀착부(400)의 밀착모터의 회전력을 제어한다.

이런 가운데, 주행제어용 콘트롤러는 주행모터(320)에 작동원을 공급하여, 결국 레일(200)의 마찰면(216)에 가압 밀착된 주행휠(325)을 정회전시킨다.

이런 경우, 주행부(300)를 비롯한 프레임부(100) 전체가 주행 방향을 기준으로 전진한다.

만일, 주행모터(320)의 작동을 제어하여, 주행휠(325)을 역회전시킬 경우, 주행부(300)를 비롯한 프레임부(100) 전체가 주행 방향을 기준으로 후진할 수 있게 됨은 물론이다.

특히 지지휠부(500)의 지지휠(510, 511)은 가이드면(213, 214)을 따라 가압 밀착되면서 회동하기 때문에, 본 발명의 레일방식의 주행장치로 하여금 전자세 중 어떠한 자세에서도 지속적으로 주행 상태를 유지할 수 있게 해준다.

특히 구동브레이커(330) 또는 밀착브레이커는 정전, 상용 전원 차단, 작동원 공급 차단, 주행제어용 콘트롤러의 회로 고장이나, 작업자에 의한 정상 적인 장치의 정지 상황에서 전자세를 유지할 수 있고, 장치 자체의 미끄러짐이나 낙하를 방지하는 특징을 본 발명에게 제공한다.

이런 본 발명의 구동장치(10)는 레일(200)을 따라 주행부(300), 지지휠부(500) 및 프레임부(100) 등이 주행되는 방식이기 때문에 플라이우드 또는 보온재가 파손될 우려가 없다.

또한 주행부(300) 및 프레임부(100)의 주행 또는 구동을 위해 보온재(1)에 슬릿 등이 형성될 필요가 전혀 없고, 특히 레일(200)을 사용하기 때문에 기존처럼 보온재(1)의 중간중간에 플라이우드가 없는 부분을 별도의 연결부로 연결해 줄 필요가 없어, 보온재 시공이 상대적으로 간편하게 된다.

또한 구동장치(10)에서는 주행휠(325)을 이용하는 방식으로 주행력을 발생시켰지만, 랙 / 피니언 기어 작동을 이용하여 주행에 필요한 힘을 발생시켜도 무방하다.

한편 주행제어용 콘트롤러는 주행엔코더(700)로부터 입력되는 보조휠(600)의 회전수를 체크하여 구동장치(10)인 레일방식의 주행장치의 속도를 정밀하게 피드백 제어한다.

따라서 본 발명에 따른 레일방식의 주행장치는 레일을 따라 주행부가 운행되 는 방식을 취함에 따라, 보온재 및 플라이우드를 파손시킬 우려가 전혀 없는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 레일방식의 주행장치는 시작 세팅시, 밀착부의 밀착모터 및 볼스크루기구를 이용하여 주행부 및 지지휠부를 레일에 밀착시킴에 따라, 밀착작동의 자동화를 실현할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 레일방식의 주행장치는 보정스프링, 가압대, 바퀴쇠를 이용하여, 상기 보정스프링의 탄성반발력으로 상기 밀착부의 볼스크루기구의 이송력을 보정시킬 수 있는 구조를 실현함에 따라, 레일의 현장 상황 변화에도 불구하고 기밀하게 레일에 가압 접촉할 수 있게 됨에 따라, 전자세 중 어떠한 자세에서도 정밀한 주행을 기구적으로 보장할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 레일방식의 주행장치는 변위측정기를 이용하여, 최적의 힘조절을 수행함으로써, 안전하게 장치 운행을 실현할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 레일방식의 주행장치는 자동화된 밀착부를 구비함에 따라, 장치 탈부착을 신속하고 용이하게 할 수 있고, 작업자의 편의성을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 화물창 시공 시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시키고, 작업을 자동화하므로써 시공의 정밀도를 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (12)

1. 레일방식의 주행장치에 있어서,

   화물창 시공을 위한 장치가 탑재되며 골격을 형성하는 것으로, 구동이 가능하게 구성된 프레임부;

   보온재에 형성된 볼트구멍을 이용해 상기 보온재 상에 장착되는 레일;

   상기 프레임부에 설치되고 상기 레일을 따라 구동하는 주행휠을 갖는 주행부;

   상기 프레임부에 설치되고 상기 주행부를 이동시켜 상기 주행휠을 상기 레일에 밀착시키거나 이격시키는 동력을 제공하는 밀착부;

   상기 밀착부에 의해 작동하여 상기 레일과 밀착 또는 이격되는 지지휠부;

   상기 주행장치의 주행을 단속하는 구동브레이커;

   상기 주행장치의 모든 작동을 제어하는 콘트롤러;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프레임부의 저면에 설치되어 상기 레일 상에서 구동하는 보조휠;

   을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
3. 제 1항 또는 제 2항 중 하나의 항에 있어서,

   상기 보조휠 또는 주행휠, 지지휠부의 지지휠 중 어느 하나 이상의 회전수를 체크하여 상기 콘트롤러로 하여금 주행 속도를 정밀하게 제어하도록 주행엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 레일은

   일측변 상에 상, 하로 경사지게 형성된 가이드면;

   상기 가이드면 사이에 형성된 마찰면;

   상기 보온재의 볼트구멍과 체결하기 위해 상기 레일의 상면에 형성된 체결공;

   으로 구성되어서 시공을 위해 체결재로 상기 볼트구멍에 체결되거나 해지되는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 레일에는 상기 보온재의 상부 코너 부위에 밀착되도록 일측변 하부에 형성된 걸림턱이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 레일방식의 주행장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 주행부는

   상기 콘트롤러의 제어신호에 따라 회전력을 발생시키는 주행모터;

   상기 주행모터로부터 동력을 전달 받아 주행을 위해 회전하는 주행휠;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
7. 제 1항 또는 제 6항 중 하나의 항에 있어서,

   상기 구동브레이커는

   상기 주행모터의 동력을 상기 주행휠에 전달하는 회전축부재를 단속하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
8. 제1항 또는 제 6항 중 하나의 항에 있어서,

   상기 구동브레이커는

   상기 주행모터의 동력을 전달하여 상기 주행휠을 회전시키는 회전축부재;

   동력 전달을 위해 상기 구동브레이커측에 설치된 종동회전축부재;

   상기 회전축부재와 상기 종동회전축부재를 연결하는 베벨기어;

   로 구성되어 주행을 단속하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 밀착부는

   상기 콘트롤러로부터 제어신호를 받아 회전력을 발생시키는 밀착모터;

   상기 프레임부에 설치되어 상기 밀착모터를 장착하고 있는 제1장착브래킷;

   상기 제1장착브래킷의 반대쪽으로 상기 프레임부에 설치되는 제2장착브래킷;

   상기 밀착모터의 회저축부재에 연결된 밀착주동풀리;

   상기 밀착주동풀리와 동력전달 연결구에 의해 동력이 전달되는 밀착종동풀리;

   상기 제1장착브래킷과 상시 제2장착브래킷 사이에 회전 가능하게 장착되고 상기 밀착종동풀리에 의해 회전되는 것으로, 그 중심을 기준으로 양측이 서로 반대되는 방향으로 나사산이 형성되어 있는 이형나사축부재;

   상기 이형나사축부재와 나사결합하는 볼스크루너트블록;

   상기 볼스크루너트블록이 상면에 고정되어 있는 가압대;

   상기 주행부와 상기 지지휠부가 장착된 것으로, 상기 가압대와 가이드축부재로 연결된 바퀴쇠;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 가압대와 상기 바퀴쇠 사이에는 탄성력을 제공하도록 상기 가이드축부재에 끼워지는 보정스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 가압대와 상기 바퀴쇠는 LM(Linear Module)가이드로 결합되는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 지지휠부는

    상기 밀착부의 동력을 전달 받는 장착대;

    상기 장착대에 고정된 스프링 댐퍼 형식의 실린더부;

    상기 실린더부로부터 연장된 로드(rod);

    상기 로드에 결합된 지지휠 가이드블록;

    상기 지지휠 가이드블록의 상부 경사면과 하부 경사면에서 각각 회전 가능하게 결합되어서 상기 레일에 밀착되거나 이격되는 밀착휠;

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 레일방식의 주행장치.

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