KR101368798B1 - 그리트 수거장치 - Google Patents

Abstract

그리트 수거장치가 개시된다. 본 발명의 그리트 수거장치는, 블록의 측벽을 따라 주행하는 주행유닛과, 블록의 바닥면에 쌓인 그리트(grit)를 흡입하는 흡입유닛과, 주행유닛과 흡입유닛을 연결하며, 흡입유닛을 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지유닛과, 흡입유닛과 연결되며, 그리트와 흡입유닛의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 감지유닛과, 감지유닛과 연결되며, 감지유닛의 감지신호를 수신하여 그리트와 장애물을 구분하는 제어부를 포함한다.

Description

그리트 수거장치{Grit collect device}

본 발명은 그리트 수거장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 블록의 장애물의 회피하며 그리트를 수집할 수 있는 그리트 수거장치에 관한 것이다.

선박이 대형화됨에 따라 선박의 제작 과정에서 블록을 단위 그룹별로 묶어 대형 블록을 조립하고, 이러한 대형 블록을 서로 조립하여 선박을 제작하게 된다.

일반적으로 블록을 조립한 후에 도장 작업을 실시하는데, 도장 작업 전에 전처리 공정으로 블록의 표면에서 이물질과 녹을 제거하는 블라스팅 작업을 수행한다.

블라스팅 작업은, 그리트(grit)를 블록에 고압으로 분사하여 블록 표면에 존재하는 각종 이물질과 녹을 제거하는 작업이며, 이러한 블라스팅 작업에 의해 블록의 표면조도가 일정 수준으로 균일화되고, 도장의 품질이 향상된다.

한편 블라스팅 작업 시 분사된 그리트는 블록의 바닥면에 쌓이므로, 도장 작업의 품질을 높이기 위해 도장 작업 전에 블록의 바닥면에서 그리트를 수거하여야 한다.

종래의 그리트 수거작업은, 작업자들이 진공 리커버리(Vacuum recovery)에 연결된 호스를 가지고서 블록 내부로 들어가서 일일이 수작업으로 그리트를 진공으로 흡입하는 방식이다.

그런데 이와 같이 종래의 그리트 수거작업은, 작업자가 블록의 내부에서 장시간 앉거나 허리를 숙여서 작업을 수행함으로써, 작업자에게 근골격계 질환뿐만 아니라 그리트의 수거 과정에서 발생하는 많은 미세 분진으로 인해 호흡기 질환을 유발시킨다.

따라서 작업자 대신 블록 바닥면을 주행하며 그리트를 자동으로 수거할 수 있는 그리트 수거장치가 요구되는데, 블록의 바닥면에는 요철부 등 장애물이 많아 그리트 수거장치의 주행이 어려우므로, 그리트와 장애물을 구분하여 장애물을 회피하며 그리트를 수거할 수 있는 그리트 수거장치가 필요한 실정이다.

한국특허공개공보 제10-1999-0046920(현대중공업 주식회사), 1999.07.05

따라서 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 그리트와 장애물을 구분하여 장애물을 회피하며 그리트를 수거할 수 있는 그리트 수거장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 블록의 측벽을 따라 주행하는 주행유닛; 상기 블록의 바닥면에 쌓인 그리트(grit)를 흡입하는 흡입유닛; 상기 주행유닛과 상기 흡입유닛을 연결하며, 상기 흡입유닛을 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지유닛; 상기 흡입유닛과 연결되며, 상기 그리트와 상기 흡입유닛의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 감지유닛; 및 상기 감지유닛과 연결되며, 상기 감지유닛의 감지신호를 수신하여 그리트와 장애물을 구분하는 제어부를 포함하며, 상기 감지유닛은, 상기 블록의 바닥면에 인접하게 배치되며, 상호 이격되어 상기 흡입유닛에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 브라켓부; 및 상기 한 쌍의 회전 브라켓부 각각에 결합되는 송신부와 수신부로 마련되는 한 쌍의 광센서를 포함할 수 있다.

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상기 회전 브라켓부는, 상기 광센서가 장착되는 센서 플레이트; 일측부에 상기 흡입유닛에 회전가능하게 결합되는 회전 중심축이 마련되며, 상기 회전 중심축에서 이격된 타측부에 상기 센서 플레이트가 결합되는 회전 플레이트; 및 상기 회전 플레이트에 마련되며, 상기 회전 플레이트를 초기상태로 탄성 바이어스하는 토션 스프링을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 블록의 측벽을 따라 주행하는 주행유닛; 상기 블록의 바닥면에 쌓인 그리트(grit)를 흡입하는 흡입유닛; 상기 주행유닛과 상기 흡입유닛을 연결하며, 상기 흡입유닛을 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지유닛; 상기 흡입유닛과 연결되며, 상기 그리트와 상기 흡입유닛의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 감지유닛; 및 상기 감지유닛과 연결되며, 상기 감지유닛의 감지신호를 수신하여 그리트와 장애물을 구분하는 제어부를 포함하며, 상기 지지유닛은, 일단부가 상기 주행유닛에 고정되고 타단부는 자유단부를 형성하는 지지 아암; 및 상기 흡입유닛을 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 흡입유닛 이동부를 포함할 수 있다.

상기 흡입유닛 이동부는, 상기 흡입유닛이 업/다운(up/down) 가능하게 결합되는 엘엠 블록(LM block); 상기 엘엠 블록의 이동을 가이드하는 엘엠 가이드(LM guide); 및 상기 엘엠 블록을 이동시키는 엘엠 블록 구동부를 포함할 수 있다.

상기 엘엠 블록 구동부는, 상기 지지 아암에 마련되는 랙 기어; 상기 랙 기어와 치합되는 피니언 기어; 및 상기 피니언 기어와 연결되어 상기 피니언 기어를 회전시키는 서보 모터를 포함할 수 있다.

상기 주행유닛은, 상기 주행유닛을 상기 블록의 측벽에 부착시키는 마그네트부; 및 상기 주행유닛을 이동시키는 주행유닛 구동부를 포함할 수 있다.

상기 마그네트부는, 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동가능한 자성체; 상기 자성체의 이동을 가이드하는 자성체 가이드; 및 상기 자성체를 상기 블록의 측벽에 대하여 이격되는 방향으로 탄성 바이어스 하는 탄성체를 포함할 수 있다.

상기 주행유닛 구동부는, 구동 모터; 및 상기 구동 모터에 연결되어 구동력을 전달받아 상기 블록의 측벽에서 구름 운동하는 주행바퀴를 포함할 수 있다.

상기 주행유닛은, 상기 주행유닛에서 상기 블록의 바닥면으로 연장되어 마련되는 가이드롤러 지지부재; 및 상기 가이드롤러 지지부재에 회전가능하게 결합되며, 상기 블록의 바닥면에서 구름 운동하는 가이드롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 주행유닛은, 상기 주행유닛의 진행방향을 기준으로 전후 양측에 각각 마련되는 보조롤러; 및 상기 보조롤러를 회전 가능하게 지지하는 보조롤러 지지부재를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 광센서의 수신부에 송신부의 신호가 수신되지 않는 경우 그리트가 존재하는 것으로 판단하며, 상기 광센서의 수신부에 상기 송신부의 신호가 수신되지 않는 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 장애물로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 주행유닛이 블록의 측벽을 따라 주행함으로써 장애물의 회피가 용이하며, 제어부가 감지유닛의 감지신호에 따라 그리트와 장애물을 구분함으로써, 장애물을 회피하며 안정적으로 그리트를 수거할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리트 수거장치가 도시된 정면도이다.
도 2는 도 1의 그리트 수거장치가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2의 그리트 수거장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4와 도 5는 도 1의 주행유닛 내부의 마그네트부가 도시된 도면이다.
도 6은 도 1의 주행유닛의 내부가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 7은 도 1의 그리트 수거장치가 도시된 평면도이다.
도 8은 도 1의 지지유닛이 도시된 사시도이다.
도 9는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 10은 도 1의 감지유닛이 도시된 사시도이다.
도 11은 도 1의 그리트 수거장치의 동작상태가 도시된 동작상태도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그리트 수거장치가 도시된 정면도이고, 도 2는 도 1의 그리트 수거장치가 도시된 사시도이며, 도 3은 도 2의 그리트 수거장치를 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 4와 도 5는 도 1의 주행유닛 내부의 마그네트부가 도시된 도면이며, 도 6은 도 1의 주행유닛의 내부가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 7은 도 1의 그리트 수거장치가 도시된 평면도이며, 도 8은 도 1의 지지유닛이 도시된 사시도이고, 도 9는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 10은 도 1의 감지유닛이 도시된 사시도이고, 도 11은 도 1의 그리트 수거장치의 동작상태가 도시된 동작상태도이다.

도 1 내지 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 그리트 수거장치(10)는, 블록의 측벽(L)을 따라 주행하는 주행유닛(100)과, 블록의 바닥면(F)에 쌓인 그리트(grit, 미도시)를 흡입하는 흡입유닛(200)과, 주행유닛(100)과 흡입유닛(200)을 연결하며, 흡입유닛(200)을 블록의 측벽(L)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지유닛(300)과, 흡입유닛(200)과 연결되며, 그리트와 흡입유닛(200)의 이동을 방해하는 장애물(미도시)을 감지하는 감지유닛(400)과, 감지유닛(400)과 연결되며, 감지유닛(400)의 감지신호를 수신하여 그리트와 장애물(미도시)을 구분하는 제어부(미도시)를 포함한다.

본 실시예에서 블록은 철강 재질로 마련되며, 주행유닛(100)은 블록의 측벽(L)인 론지(longe)면을 따라 주행한다.

이러한 주행유닛(100)은, 주행유닛(100)을 블록의 측벽(L)에 부착시키는 마그네트부(110)와, 주행유닛(100)을 이동시키는 주행유닛 구동부(121,122,123)를 포함한다.

마그네트부(110)는 자기력에 의해 주행유닛(100)을 블록의 측벽(L)에 부착시키며, 주행유닛 구동부(121,122,123)는 블록의 측벽(L)에 부착된 주행유닛(100)을 블록의 측벽(L)을 따라 이동시킨다.

이러한 마그네트부(110)는, 블록의 측벽(L)에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동가능한 자성체(111)와, 자성체(111)의 이동을 가이드하는 자성체 가이드(112)와, 자성체(111)를 블록의 측벽(L)에 대하여 이격되는 방향으로 탄성 바이어스하는 탄성체(113)를 포함한다.

자성체(111)는, 자성체 지지부재(114)에 지지되며, 자성체 가이드(112)는 자성체 지지부재(114)의 이동을 안내하여 자성체(111)의 이동을 가이드한다.

작업자가 주행유닛(100)을 블록의 측벽(L)에 부착시킨 경우, 도 4과 같이, 자성체(111)는 자력에 의해서 블록의 측벽(L)을 향하여 이동한다. 탄성체(113)는 자성체(111)가 이동한 만큼 압축된다. 이때 자성체(111)는, 블록의 측벽(L)에 가까워지므로 블록의 측벽(L)에 더 큰 자기력을 인가함으로써, 주행유닛(100)이 블록의 측벽(L)에서 떨어지지 않도록 한다.

이후 작업자가 주행유닛(100)을 블록의 측벽(L)에서 분리시킨 경우, 도 5와 같이, 탄성체(113)가 자성체(111)를 초기 위치로 이동시킨다.

한편, 탄성체(113)의 탄성 복원력이 자성체(111)가 인가하는 자기력의 크기보다 작아서 자성체(111)가 원래 위치로 복원되지 않는 경우를 대비하기 위해, 주행유닛(100)에는 풀러(P)가 마련된다.

이러한 풀러(P)는, 일측부는 주행유닛(100)의 외부로 돌출되고, 타측부는 자성체 지지부재(114)에 결합된다. 즉 풀러(P)는, 작업자가 주행유닛(100)의 외부에서 자성체(111)를 잡아당길 수 있는 구조로 마련된다. 따라서 작업자는 풀러(P)를 잡아당겨서 수동으로 자성체(111)를 원래 위치로 복원시킬 수 있다.

주행유닛 구동부(121,122,123)는 주행유닛(100)을 블록의 측벽(L)을 따라 이동시킨다. 이러한 주행유닛 구동부(121,122,123)는, 구동 모터(121)와, 구동 모터(121)에 연결되어 구동력을 전달받아 블록의 측벽(L)에서 구름 운동하는 주행바퀴(122,123)를 포함한다.

주행바퀴(122,123)는, 주행유닛(100)의 상측에 한 쌍으로 배치되는 제1 주행바퀴(122)와, 주행유닛(100)의 하측에 한 쌍으로 배치되는 제2 주행바퀴(123)로 마련된다. 이러한 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)는 각각 샤프트(124)에 의해서 연결된다.

또한, 제1 주행바퀴(122)의 직경(D1)은 제2 주행바퀴(123)의 직경(D2) 보다 크게 형성된다. 따라서 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)의 회전에 의해 주행유닛(100)은 블록의 바닥면(F)으로 선회하면서 주행하려는 힘을 받게 된다.

한편 구동 모터(121)는, 샤프트(124), 풀리(125) 및 벨트(126)를 통해 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)에 동력을 전달하여 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)를 회전시킨다.

샤프트(124)는, 제1 주행바퀴(122)와 연결되는 제1 샤프트(124a)와, 제2 주행바퀴(123)와 연결되는 제2 샤프트(124b)와, 제1 샤프트(124a)와 제2 샤프트(124b)를 연결하는 커플링(124c)을 포함한다.

제1 샤프트(124a)의 직경은, 제2 주행바퀴(123)의 직경(D2) 보다 큰 제1 주행바퀴(122)의 직경(D1)과 마찬가지로, 제2 샤프트(124b)의 직경보다 크다.

따라서 직경의 크기가 다른 제1 샤프트(124a)와 제2 샤프트(124b)를 커플링(124c)을 통해 연결하여, 제1 샤프트(124a)와 제2 샤프트(124b)에 동일한 동력을 전달하고, 그에 따라 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)가 원활한 회전 운동을 수행하게 한다.

한편 구동 모터(121)에 전력을 공급하기 위해 주행유닛(100)에는 배터리(S)가 마련된다. 또한 주행유닛(100)에는 배터리(S)를 장착 또는 분리를 위해 개폐되는 개폐 커버(M)가 마련된다.

또한, 주행유닛(100)은, 주행유닛(100)에서 블록의 바닥면(F)으로 연장되어 마련되는 가이드롤러 지지부재(131)와, 가이드롤러 지지부재(131)에 회전가능하게 결합되며 블록의 바닥면(F)에서 구름 운동하는 가이드롤러(132)를 더 포함한다.

이러한 가이드롤러 지지부재(131)와 가이드롤러(132)는, 주행유닛(100)이 블록의 바닥면(F)에서 일정한 간격을 유지하면서 주행하도록 한다.

즉 앞서 설명한 바와 같이 주행유닛(100)은, 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)의 직경(D1,D2) 차이에 의해서 블록의 바닥면(F)으로 선회하면서 주행하려고 하지만, 가이드롤러(132)와 가이드롤러 지지부재(131)에 의해서 주행유닛(100)이 블록의 바닥면(F)으로 선회하는 것이 방지된다.

결국, 주행유닛(100)은, 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)의 직경 차이 및 가이드롤러 지지부재(131)와 가이드롤러(132)에 의해 블록의 바닥면(F)에 대하여 접근 및 이격되지 않고 블록의 측벽(L)에서 일정한 높이로 주행할 수 있다.

또한 주행유닛(100)은, 주행유닛(100)의 진행방향을 기준으로 전후 양측에 각각 마련되는 보조롤러(141)와, 보조롤러(141)를 회전 가능하게 지지하는 보조롤러 지지부재(142)를 포함한다.

보조롤러 지지부재(142)는 주행유닛(100)의 진행방향을 기준으로 전후 양측으로 돌출되며, 보조롤러(141)는 돌출된 보조롤러 지지부재(142)에 회전가능하게 결합된다.

이러한 보조롤러(141)와 보조롤러 지지부재(142)는, 주행유닛(100)의 진행 방향 또는 그 반대 방향으로 작용하는 외력에 의해 주행유닛(100)이 블록의 측벽(L)에서 이탈되는 것을 방지한다.

예를 들어, 그리트를 흡입하는 흡입유닛(200)은 후술한 진공 리커버리(vacuum recovery, 미도시)와 연결되는 호스(230, 설명의 편의를 위해 후술함)를 포함하는데, 그리트의 흡입과정에서 호스(230)가 주행유닛(100)에 주행유닛(100)의 진행 방향 또는 그 반대 방향으로 외력을 인가할 수 있다. 이때 주행유닛(100)의 진행방향을 기준으로 전후 양측으로 돌출된 보조롤러 지지부재(142)에 회전가능하게 결합된 보조롤러(141)가, 블록의 측벽(L)에 지지되어 주행유닛(100)에 작용하는 외력의 영향을 최소화할 수 있다.

또한 주행유닛(100)에는, 블록의 바닥면(F)을 조명하는 램프(150)가 마련된다. 블록의 내부는 통상적으로 암전상태이기 때문에 그리트가 정상적으로 수거되는 지를 감독하기 위해 램프(150)는 블록의 바닥면(F), 특히 흡입유닛(200)이 그리트를 흡입하는 부근의 바닥면(F)을 조명한다.

본 실시예에서 램프(150)는, 주행유닛(100)의 진행방향을 기준으로 전후 양측에 상호 이격된 한 쌍의 램프(150)로 마련되며, 원하는 바닥면(F)을 조명하기 위해 주행유닛(100)에 회전가능하게 결합된다.

한편, 흡입유닛(200)은 블록의 바닥면(F)에 쌓인 그리트(grit)를 흡입한다. 이러한 흡입유닛(200)은, 그리트가 유입되는 흡입부(210)와, 흡입부(210)와 연통되는 연결관(220)과, 연결관(220)과 연통되며, 진공 리커버리(vacuum recovery, 미도시)에 연결되는 호스(230)를 포함한다.

연결관(220)과 호스(230)를 통해 진공 리커버리와 연결되는 흡입부(210)는, 진공 리커버리가 제공하는 진공 흡입력을 이용하여 그리트를 흡입한다.

흡입부(210)는, 블록의 바닥면(F)에 인접하게 배치되며, 그리트가 흡입되는 흡입 노즐(211)과, 일단부는 흡입 노즐(211)과 결합되고, 타단부는 연결관(220)에 회전가능하게 결합되는 회전 덕트(212)를 포함한다.

흡입 노즐(211)에는 그리트가 유입되는 개구(G)가 형성된다. 흡입 노즐(211)의 개구(G)로 유입된 그리트는, 회전 덕트(212)와 연결관(220) 및 호스(230)를 통과하여 진공 리커버리로 이동된다.

또한, 흡입 노즐(211)에는, 개구(G)에 인접하여 배치되어 그리트를 흡입 노즐(211)의 개구(G)로 유도하는 그리트 유도 가이드(213)가 마련된다. 이러한 그리트 유도 가이드(213)는 쓰레받기 기능과 유사한 것으로 그리트가 흡입 노즐(211)과 블록의 바닥면(F) 사이의 공간으로 새어 나가지 못하게 막는다.

한편, 흡입 노즐(211)의 하단부에는, 흡입부(210)를 지지하는 캐스터(caster, 214)가 마련된다. 이러한 캐스터(214)는, 블록의 바닥면(F)과 접촉되어 블록의 바닥면(F)을 따라 구름 운동한다.

이와 같이 캐스터(214)가 흡입부(210)를 지지함으로써, 주행유닛(100)이 흡입부(210)의 하중에 의해 블록의 측벽(L)에서 이탈되는 것을 방지된다.

한편 흡입유닛(200)은, 흡입 노즐(211)을 블록의 바닥면(F)을 따라 회전시키는 노즐 회전부(240)를 더 포함한다. 이러한 노즐 회전부(240)는, 회전 덕트(212)의 외주면에 마련되는 제1 스퍼기어(241)와, 제1 스퍼기어(241)에 치합되는 제2 스퍼기어(242)와, 제2 스퍼기어(242)를 회전시키는 노즐 회전 구동부(243)를 포함한다.

본 실시예에서 노즐 회전 구동부(243)는 전동 모터로 마련된다. 노즐 회전 구동부(243)의 작동에 의해 제2 스퍼기어(242)를 회전되면, 제2 스퍼기어(242)와 치합된 제1 스퍼기어(241)가 회전되고, 그에 따라 회전 덕트(212)가 회전된다. 여기서 회전 덕트(212)는 흡입 노즐(211)과 결합된 상태이므로, 결국 흡입 노즐(211)이 블록의 바닥면(F)을 따라 회전된다.

또한 흡입유닛(200)은, 지지유닛(300)에 연결되며 회전 덕트(212)가 회전가능하게 결합되는 연결 브라켓(250)을 더 포함한다.

이러한 연결 브라켓(250)은, 지지유닛(300)에 연결되는 외륜부(251)와, 회전 덕트(212)가 결합되며, 외륜부(251)와 이격되어 유격부(253)를 형성하는 내륜부(252)를 포함한다.

유격부(253)에는, 윤활용 유체가 개재된다. 본 실시예에서 윤활용 유체는 그리스(grease)가 사용되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 마찰을 감소시키는 다양한 종류의 윤활용 유체가 본 발명에 사용될 수 있다.

한편 흡입유닛(200)은, 지지유닛(300)에 업/다운(up/down) 가능하게 결합된다. 이를 위해 외륜부(251)에는, 업/다운(up/down) 슬라이더(261)가 마련되며, 지지유닛(300)에는 업/다운(up/down) 슬라이더(261)의 업/다운(up/down)을 안내하는 업/다운(up/down) 가이드(262)가 마련된다.

따라서 블록의 바닥면(F)이 평탄하지 않고 굴곡지더라도 흡입유닛(200)만이 바닥면(F)의 프로파일을 따라 업/다운(up/down)되며, 주행유닛(100)은 흡입유닛(200)의 업/다운(up/down)에 영향을 받지 않는다.

한편 지지유닛(300)은, 주행유닛(100)과 흡입유닛(200)을 연결하며, 흡입유닛(200)을 블록의 측벽(L)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지한다.

이러한 지지유닛(300)은, 일단부가 주행유닛(100)에 고정되고 타단부는 자유단부를 형성하는 지지 아암(310)과, 흡입유닛(200)을 블록의 측벽(L)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 흡입유닛 이동부(320)를 포함한다.

지지 아암(310)은, 블록의 측벽(L)을 관통하는 방향, 즉 블록의 바닥면(F)과 나란한 방향을 이루며 주행유닛(100)에 고정된다.

흡입유닛 이동부(320)는, 흡입유닛(200)이 업/다운(up/down) 가능하게 결합되는 엘엠 블록(LM block, 321)과, 엘엠 블록(321)의 이동을 가이드하는 엘엠 가이드(LM guide, 322)와, 엘엠 블록(321)을 이동시키는 엘엠 블록 구동부(324,325,326)를 포함한다.

엘엠 블록(321)에는, 앞서 설명한 흡입유닛(200)의 업/다운(up/down)을 안내하는 업/다운(up/down) 가이드(262)가 마련된다.

엘엠 블록 구동부(324,325,326)는, 지지 아암(310)에 마련되는 랙 기어(324)와, 랙 기어(324)와 치합되는 피니언 기어(325)와, 피니언 기어(325)와 연결되어 피니언 기어(325)를 회전시키는 서보 모터(326)를 포함한다.

한편 감지유닛(400)은, 블록의 바닥면(F)에 인접하며 배치되며, 상호 이격되어 흡입유닛(200)에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 브라켓부(410)와, 한 쌍의 회전 브라켓부(410) 각각에 결합되는 송신부(420)와 수신부(430)로 마련되는 한 쌍의 광센서(420,430)를 포함한다.

광센서(420,430)는, 제어부와 연결되어 송신부(420)의 신호가 수신부(430)에서 수신되는지 여부를 제어부에 알린다.

회전 브라켓부(410)는, 흡입 노즐(211)에 회전 가능하게 결합된다. 이러한 회전 브라켓부(410)는, 광센서(420,430)가 장착되는 센서 플레이트(411)와, 일측부에 흡입 노즐(211)에 회전가능하게 결합되는 회전 중심축(412a)이 마련되며, 회전 중심축(412a)에서 이격된 타측부에 센서 플레이트(411)가 결합되는 회전 플레이트(412)와, 회전 플레이트(412)에 마련되며, 회전 플레이트(412)를 초기상태로 탄성 바이어스하는 토션 스프링(미도시)을 포함한다.

이와 같은 구조의 감지유닛(400)은, 그리트 수거작업 중 회전 브라켓부(410)에 장애물에 부딪히는 경우 회전 브라켓부(410)가 회전 중심축(412a)을 회전 축심으로 하여 회전된다. 이때 회전 브라켓의 장착된 광센서(420,430)도 회전 브라켓과 함께 회전됨으로써, 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 수신하지 못한다.

제어부는 이러한 광센서(420,430)의 수신 장애를 통해 장애물을 인식하고, 그리트 수거장치(10)의 장애물 회피 기동(예를 들어 주행유닛(100)의 전진 또는 후진, 흡입유닛(200)의 이동)을 수행한다.

장애물 회피 기동에 의해 회전 브라켓이 장애물의 간섭에서 벗어나면, 토션 스프링(미도시) 복원되어 회전 플레이트(412)를 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 수신하는 초기위치로 이동시킨다. 회전 플레이트(412)가 초기 위치로 이동됨에 따라 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 감지함으로써, 제어부는 회피 기동이 성공했음을 인식할 수 있다.

한편, 광센서(420,430)의 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 감지하지 못하는 경우는 장애물에 의한 경우뿐만 아니라 수신부(430)와 송신부(420)의 사이에 그리트가 존재하는 경우도 해당된다. 따라서 제어부는 광센서(420,430)의 감지신호에 따라 그리트와 장애물을 구분해야 한다.

따라서 그리트와 장애물의 구분을 위해 제어부는, 광센서(420,430)의 수신부(430)에 송신부(420)의 신호가 수신되지 않는 경우 그리트가 존재하는 것으로 판단하며, 광센서(420,430)의 수신부(430)에 송신부(420)의 신호가 수신되지 않는 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 장애물로 판단한다.

즉 제어부는, 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 수신하지 못하면 흡입 노즐(211) 근처에 그리트가 존재하는 것으로 판단하여 그리트를 흡입하는 작업을 진행시키고, 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 수신하지 못하는 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우에는 그리트가 아닌 장애물로 판단하여 그리트의 흡입을 중단하고 장애물 회피 기동을 진행시킨다.

이하에서 본 실시예에 따른 그리트 수거장치(10)의 동작을 설명한다.

작업자는 그리트 수거장치(10)를 블록의 측벽(L)에 부착시킨다. 이때 자성체(111)는 자기력에 주행유닛(100)은 블록의 측벽(L)에 부착된 상태를 유지할 수 있다.

블록의 측벽(L)에 부착된 주행유닛(100)은 블록의 측벽(L)을 따라 주행한다. 이때 주행유닛(100)은 제1 주행바퀴(122)와 제2 주행바퀴(123)의 직경 차이에 의해서 블록의 바닥면(F)으로 선회 주행하려고 하지만, 가이드롤러(132)와 가이드롤러 지지부재(131)에 의해서 블록의 바닥면(F)와 일정한 간격을 유지하면서 주행한다.

흡입유닛 이동부(320)와 노즐 회전부(240)는, 흡입유닛(200)이 그리트를 흡입하는 범위를 넓히며, 흡입유닛(200)의 장애물의 회피를 수월하게 한다.

즉, 흡입유닛 이동부(320)는 흡입유닛(200)을 블록의 측벽(L)에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키며, 노즐 회전부(240)는 흡입 노즐(211)을 블록의 바닥면(F)을 따라 회전시키기 때문에, 흡입유닛(200)의 그리트 흡입 범위가 넓어지며 흡입유닛(200)이 바닥면(F)의 장애물도 손쉽게 회피할 수 있다.

한편 제어부는 광센서(420,430)의 신호에 기초하여 그리트가 감지되는 경우 주행유닛(100)의 주행속도를 느리게 하고, 그리트가 감지되지 않는 경우 주행유닛(100)의 주행속도를 빠르게 한다.

또한, 제어부는, 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 수신하지 못하면 흡입 노즐(211) 근처에 그리트가 존재하는 것으로 판단하여 그리트를 흡입하는 작업을 진행시키고, 수신부(430)가 송신부(420)의 신호를 수신하지 못하는 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우에는 장애물로 판단하여 그리트의 흡입을 중단하고 장애물 회피 기동을 진행시킨다.

블록의 한 쪽 측벽(L)에서의 그리트 수거작업이 완료된 후, 작업자는 그리트 수거장치(10)를 다른 쪽 측벽(L)으로 이동시킨다.

이때 주행유닛(100)이 블록의 측벽(L)에서 분리됨에 따라 블록의 측벽(L)에 인가되는 자기력의 세기는 약해지고, 자성체(111)는 탄성체(113)의 복원력에 의해서 주행유닛(100)의 하부 커버(T)로부터 멀어진다.

이후 주행유닛(100)이 블록의 반대편 측벽(L)에 부착되고, 앞서 설명한 방법과 동일한 방식으로 주행유닛(100)은 블록의 측벽(L)을 따라 주행하고 흡입유닛(200)은 바닥면(F)에 쌓인 그리트를 흡입한다.

이와 같이 본 실시예에 따른 그리트 수거장치(10)는, 주행유닛(100)이 블록의 측벽(L)을 따라 주행함으로써 블록 바닥면(F)의 장애물의 회피가 용이하며, 제어부가 감지유닛(400)의 감지신호에 따라 그리트와 장애물을 구분함으로써, 장애물을 회피하며 안정적으로 그리트를 수거할 수 있다.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 주행유닛 110: 마그네트부
111: 자성체 112: 자성체 가이드
113: 탄성체 114: 자성체 지지부재
121: 구동 모터 122: 제1 주행바퀴
123: 제2 주행바퀴 124: 샤프트
124a: 제1 샤프트 124b: 제2 샤프트
124c: 커플링 125: 풀리
126: 벨트 131: 가이드롤러 지지부재
132: 가이드롤러 141: 보조롤러
142: 보조롤러 지지부재 150: 램프
200: 흡입유닛 210: 흡입부
211: 흡입 노즐 212: 회전 덕트
213: 그리트 유도 가이드 214: 캐스터
220: 연결관 230: 호스
240: 노즐 회전부 241: 제1 스퍼기어
242: 제2 스퍼기어 243: 노즐 회전 구동부
250: 연결 브라켓 251: 외륜부
252: 내륜부 253: 유격부
261: 업/다운(up/down) 슬라이더 262: 업/다운(up/down) 가이드
300: 지지유닛 310: 지지 아암
320: 흡입유닛 이동부 321: 엘엠 블록
322: 엘엠 가이드 324: 랙 기어
325: 피니언 기어 326: 서보 모터
400: 감지유닛 410: 회전 브라켓부
411: 센서 플레이트 412: 회전 플레이트
412a: 회전 중심축 420: 송신부
430: 수신부 L: 측벽
S: 배터리 F: 바닥면
M: 개폐 커버 P: 풀러
G: 개구 T: 하부 커버

Claims (12)

1. 블록의 측벽을 따라 주행하는 주행유닛;
   상기 블록의 바닥면에 쌓인 그리트(grit)를 흡입하는 흡입유닛;
   상기 주행유닛과 상기 흡입유닛을 연결하며, 상기 흡입유닛을 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지유닛;
   상기 흡입유닛과 연결되며, 상기 그리트와 상기 흡입유닛의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 감지유닛; 및
   상기 감지유닛과 연결되며, 상기 감지유닛의 감지신호를 수신하여 그리트와 장애물을 구분하는 제어부를 포함하며,
   상기 감지유닛은,
   상기 블록의 바닥면에 인접하게 배치되며, 상호 이격되어 상기 흡입유닛에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 브라켓부; 및
   상기 한 쌍의 회전 브라켓부 각각에 결합되는 송신부와 수신부로 마련되는 한 쌍의 광센서를 포함하는 그리트 수거장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전 브라켓부는,
   상기 광센서가 장착되는 센서 플레이트;
   일측부에 상기 흡입유닛에 회전가능하게 결합되는 회전 중심축이 마련되며, 상기 회전 중심축에서 이격된 타측부에 상기 센서 플레이트가 결합되는 회전 플레이트; 및
   상기 회전 플레이트에 마련되며, 상기 회전 플레이트를 초기상태로 탄성 바이어스하는 토션 스프링을 포함하는 그리트 수거장치.
4. 블록의 측벽을 따라 주행하는 주행유닛;
   상기 블록의 바닥면에 쌓인 그리트(grit)를 흡입하는 흡입유닛;
   상기 주행유닛과 상기 흡입유닛을 연결하며, 상기 흡입유닛을 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동가능하게 지지하는 지지유닛;
   상기 흡입유닛과 연결되며, 상기 그리트와 상기 흡입유닛의 이동을 방해하는 장애물을 감지하는 감지유닛; 및
   상기 감지유닛과 연결되며, 상기 감지유닛의 감지신호를 수신하여 그리트와 장애물을 구분하는 제어부를 포함하며,
   상기 지지유닛은,
   일단부가 상기 주행유닛에 고정되고 타단부는 자유단부를 형성하는 지지 아암; 및
   상기 흡입유닛을 상기 블록의 측벽에 대하여 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 흡입유닛 이동부를 포함하는 그리트 수거장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 흡입유닛 이동부는,
   상기 흡입유닛이 업/다운(up/down) 가능하게 결합되는 엘엠 블록(LM block);
   상기 엘엠 블록의 이동을 가이드하는 엘엠 가이드(LM guide); 및
   상기 엘엠 블록을 이동시키는 엘엠 블록 구동부를 포함하는 그리트 수거장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 엘엠 블록 구동부는,
   상기 지지 아암에 마련되는 랙 기어;
   상기 랙 기어와 치합되는 피니언 기어; 및
   상기 피니언 기어와 연결되어 상기 피니언 기어를 회전시키는 서보 모터를 포함하는 그리트 수거장치.
7. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 주행유닛은,
   상기 주행유닛을 상기 블록의 측벽에 부착시키는 마그네트부; 및
   상기 주행유닛을 이동시키는 주행유닛 구동부를 포함하는 그리트 수거장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 마그네트부는,
   상기 블록의 측벽에 대하여 접근 또는 이격되는 방향으로 이동가능한 자성체;
   상기 자성체의 이동을 가이드하는 자성체 가이드; 및
   상기 자성체를 상기 블록의 측벽에 대하여 이격되는 방향으로 탄성 바이어스 하는 탄성체를 포함하는 그리트 수거장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 주행유닛 구동부는,
   구동 모터; 및
   상기 구동 모터에 연결되어 구동력을 전달받아 상기 블록의 측벽에서 구름 운동하는 주행바퀴를 포함하는 그리트 수거장치.
10. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 주행유닛은,
    상기 주행유닛에서 상기 블록의 바닥면으로 연장되어 마련되는 가이드롤러 지지부재; 및
    상기 가이드롤러 지지부재에 회전가능하게 결합되며, 상기 블록의 바닥면에서 구름 운동하는 가이드롤러를 더 포함하는 그리트 수거장치.
11. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 주행유닛은,
    상기 주행유닛의 진행방향을 기준으로 전후 양측에 각각 마련되는 보조롤러; 및
    상기 보조롤러를 회전 가능하게 지지하는 보조롤러 지지부재를 포함하는 그리트 수거장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광센서의 수신부에 송신부의 신호가 수신되지 않는 경우 그리트가 존재하는 것으로 판단하며, 상기 광센서의 수신부에 상기 송신부의 신호가 수신되지 않는 시간이 미리 설정된 시간을 초과하는 경우 장애물로 판단하는 것을 특징으로 하는 그리트 수거장치.

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