KR101545619B1 - 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 트레이 상으로 포설용 견인로프(10)를 선통하는 로봇에 있어서: 상기 견인로프(10)를 클램핑 가능한 본체(20); 상기 본체(20) 상에 아암(32)과 핸드(34)를 전후진 가능하게 구비하는 파지수단(30); 및 상기 파지수단(30)의 아암(32)에 대하여 설정된 패턴으로 전후진 운동을 유발하는 구동수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 케이블 포설에 선행되는 견인로프 선통 과정에서 고소작업의 편의성을 확보하고 작업 능률을 향상하면서 근골격계 질환을 최소화하는 효과가 있다.

Description

로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇{Tray-traveling robot for pulling a lead rope}

본 발명은 트레이 주행식 로봇에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 트레이에 케이블 포설시 케이블을 견인하는 로프를 선행하여 포설하는 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇에 관한 것이다.

케이블 트레이는 일반적으로 사다리의 형태를 가지며, 벽체(Wall) 및 가로대(Rung)로 구성되어 있다. 통상적인 포설 작업에 있어서 작업자가 케이블 트레이에 올라가거나 사다리를 이용하여 수작업으로 수행하지만 선박의 경우 협소한 공간으로 인하여 많은 불편이 초래되고 안전사고의 위험성도 크다.

케이블의 견인에 앞서서 로프를 선통하는 작업은 상대적으로 부하가 낮으므로 주행 가능한 소형의 로봇을 적용하여 생력화하기 용이하다. 다만 트레이를 자율 주행하려면 바퀴를 기반으로 하는 이동 메커니즘은 부적합하다.

케이블 포설을 위한 견인로프 선통과 관련하여 한국 등록특허공보 제1027658호, 한국 공개특허공보 제2012-0055839호 등의 선행특허를 참조할 수 있다.

전자의 선행특허에 의하면 배관의 내부 직경보다 롤러 체인의 각 마디의 길이가 더 큰 롤러 체인이 감겨진 롤러 체인부; 배관과 결합되어 롤러 체인이 상기 배관내부에서 전진 및 후진시에 가이드 역할을 하는 롤러 체인 가이드부; 상기 롤러 체인부를 전동으로 구동하는 구동부를 포함한다. 이에 따라, 곡선 배관에서도 편리하게 선통이 이루어지게 되고 적은 인력으로 선통작업을 신속히 수행하는 효과를 기대한다.

후자의 선행특허는 서보모터와 연결된 감속기; 감속기의 회전축에 고정되고, 로프가 감기거나 풀리는 로프 풀리; 전로(Cable Tray)에 구비된 트레이 행거 또는 트레이 바에 걸리는 형태로 구비한 바이스 체인; 제어 패널과 접속되어 상기 로프 풀리의 구동을 제어하는 리모컨을 포함한다. 이에 따라, 로프를 감고 푸는 구조의 소형화 경량화로 이동성을 향상하고, 전로에 쉽게 설치할 수 있어 시간을 단축하는 효과를 기대한다.

그러나, 전자의 선행특허는 배관 내부로 견인로프를 선통함을 요지로 하므로 케이블 트레이에 적용하기 곤란하고, 후자의 선행특허는 용이한 이동성을 확보하나 자체 주행 방식이 아니므로 견인로프 선통에 적용하기 곤란하다.

1. 한국 등록특허공보 제1027658호 "배관용 선통 장치"(공개일자 : 2010. 12. 15.) 2. 한국 공개특허공보 제2012-0055839호 "전로 설치형 전선포설장치"(공개일자 : 2012. 6. 1.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 케이블 트레이를 따라 주행하며 견인로프를 설정된 경로로 유도하므로 선통작업을 쉽고 간편하게 수행하면서 작업 시간과 인원을 줄일 수 있는 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 케이블 트레이 상으로 포설용 견인로프를 선통하는 로봇에 있어서: 상기 견인로프를 클램핑 가능한 본체; 상기 본체 상에 아암과 핸드를 전후진 가능하게 구비하는 파지수단; 및 상기 파지수단의 아암에 대하여 설정된 패턴으로 전후진 운동을 유발하는 구동수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 파지수단은 이격 설치되는 한 쌍의 아암의 단부에 각각의 조임체를 개재하여 핸드를 탈착 가능하게 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 구동수단은 이격된 스프라켓에 설치된 한 쌍의 체인 상에 각각의 아암의 단부를 결합한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 구동수단은 각각의 아암을 상반된 행정으로 전후진하도록 개재되는 기어트레인을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체는 케이블 트레이에 상에서 요동을 최소화하도록 안내롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 케이블 포설에 선행되는 견인로프 선통 과정에서 고소작업의 편의성을 확보하고 작업 능률을 향상하면서 근골격계 질환을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 트레이 주행식 로봇을 설치상태로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 트레이 주행식 로봇을 평면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 트레이 주행식 로봇의 작동상태를 나타내는 모식도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 케이블 트레이 상으로 포설용 견인로프(10)를 선통하는 로봇에 관하여 제안한다. 통상적인 케이블 트레이는 대향하는 사이드레일(11) 사이에 다수의 가로대(12)가 일정한 간격으로 고정된 구조이다. 케이블 트레이에 케이블을 포설하기 위한 견인로프(10)의 선통 작업은 선박의 경우 고소에서 이루어지므로 위험도가 높고 많은 시간이 소요되는 비능률적인 공정이다. 이에 로봇을 투입하여 견인로프(10)를 끌고 설정된 위치로 이동하는 기술을 적용한다.

본 발명에 따르면 상기 견인로프(10)를 클램핑 가능한 본체(20)가 구비되는 구조이다. 본체(20)는 케이블 트레이의 폭보다 작은 크기으 상자형 구조로서 케이블 트레이의 가로대(12) 상으로 주행한다. 주행의 원활성을 위하여 본체(20)의 저면에 테프론 수지의 코팅층을 형성할 수도 있다. 본체(20)의 후방에는 견인로프(10)를 결속하기 위한 클램프(24)를 구비하고, 전방으로는 후술하는 파지수단(30)의 아암(32)을 지지하기 위한 지지홈(22)을 구비한다.

또, 본 발명에 따르면 파지수단(30)이 상기 본체(20) 상에 아암(32)과 핸드(34)를 전후진 가능하게 구비하는 구조이다. 파지수단(30)은 케이블 트레이의 가로대(12)를 긴밀하게 파지하여 본체(20)의 전방 이동을 조력한다. 아암(32)은 본체(20)의 지지홈(22)을 통과하여 외부로 노출되고, 아암(32)의 외단부에는 핸드(34)가 고정된다. 핸드(34)는 아암(32)의 전진시 가로대(12)를 타고 넘기 쉽도록 전면에 곡면부를 지니고 아암(32)의 후진시 가로대(12)에 긴밀하게 맞물리도록 후면에 절곡부를 지닌다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 파지수단(30)은 이격 설치되는 한 쌍의 아암(32)의 단부에 각각의 조임체(36)를 개재하여 핸드(34)를 탈착 가능하게 구비하는 것을 특징으로 한다. 케이블 트레이는 설치 현장의 조건을 고려하여 가로대(12)의 형태와 배치 간격을 상이하게 적용한다. 이에 핸드(34)의 형태와 크기도 달라지므로 조임체(36)를 이용하여 교체하는 것이 좋다. 조임체(36)는 단순하게 볼트를 사용할 수도 있고 척과 같은 클램프를 사용할 수도 있다.

한편, 케이블 트레이의 가로대(12) 간격이 상이함을 고려하여 아암(32)은 길이변동이 가능한 구조로 설치할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 구동수단(40)이 상기 파지수단(30)의 아암(32)에 대하여 설정된 패턴으로 전후진 운동을 유발하는 구조이다. 구동수단(40)은 아암(32)의 전후진 운동을 통하여 케이블 트레이 상으로 본체(20)의 주행을 유발한다. 구동수단(40)의 설정된 운동 패턴은 하드웨어적 구현이 선호되지만 소프트웨어적 구현을 배제하는 것은 아니다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 구동수단(40)은 이격된 스프라켓(41)에 설치된 한 쌍의 체인(43) 상에 각각의 아암(32)의 단부를 결합한 것을 특징으로 한다. 본체(20)의 내부에 각각의 스프라켓(41)을 개재하여 한 쌍의 체인(43)을 평행하게 설치한다. 각각의 체인(43)에는 동일한 길이의 아암(32)을 결합한다. 이에 따라, 체인(43)이 설정된 패턴으로 회전하면 아암(32)이 지지홈(22)을 통하여 전후진 운동을 수행한다.

이때, 상기 구동수단(40)은 각각의 아암(32)을 상반된 행정으로 전후진하도록 개재되는 기어트레인(45)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 도시처럼 대향하는 스프라켓(41)에 각각의 평기어를 맞물리고 평기어 사이에 베벨기어를 맞물려 모터(47)에 연결할 수 있다. 이 경우 모터(47)의 회전에 의하여 양측의 체인(43)은 각각 상반된 행정으로 운동한다. 즉, 일측의 아암(32)이 전진하면 타측의 아암(32)은 후진하는 작동 패턴을 보인다.

도 3을 참조하여 작동을 살피면, 도 3(a)처럼 일측의 아암(32)이 후진행정단 도달하는 순간 타측의 아암(32)이 전진행정을 시작한다. 일측의 아암(32)에 고정된 핸드(34)는 가로대(12)에 맞물린 상태이고 타측의 아암(32)에 고정된 핸드(34)는 가로대(12)를 타고 넘는 상태이다. 도 3(b)처럼 일측의 아암(32)이 가로대(12)에 걸린 상태에서 타측의 아암(32)이 다음의 가로대(12)에 도달하여 가로대(12)에 걸린다. 이어서 타측의 아암(32)이 후진하면서 본체(20)의 주행이 개시되고 일측의 아암(32)은 그 다음의 가로대(12)를 향하여 전진한다. 이와 같이 한 쌍의 아암(32)이 교번하여 전후진하면서 본체(20)의 지속적인 주행이 가능하다. 본체(20)가 케이블 트레이의 설정 영역을 주행하는 동안 견인로프(10)의 선통 작업이 신속하고 용이하게 수행된다.

한편, 구동수단(40)은 양측의 아암(32)을 동시에 전후진하도록 구성하는 운동 패턴의 적용도 가능하다. 이 경우 아암(32)의 전진운동에서 본체(20)의 임의적 후진을 방지하는 부재를 본체(20)의 저면에 설치해야 한다. 후진 방지 부재의 일예로서 가로대(12)에 걸리는 턱을 형성할 수도 있다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체(20)는 케이블 트레이에 상에서 요동을 최소화하도록 안내롤러(26)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 안내롤러(26)는 케이블 트레이의 사이드레일(11)에 접촉하도록 본체(20)의 측면에 설치된다. 이에 따라, 아암(32)의 교번된 전후진으로 본체(20)가 이동하는 동안 좌우측 요동을 방지할 수 있다. 물론 케이블 트레이의 종류에 따라 사이드레일(11)의 간격이 상이하므로 안내롤러(26)에 길이 조절이 가능한 구성을 부가함이 좋다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 견인로프 11: 사이드레일
12: 가로대 20: 본체
22: 지지홈 24: 클램프
26: 안내롤러 30: 파지수단
32: 아암 34: 핸드
36: 조임체 40: 구동수단
41: 스프라켓 43: 체인
45: 기어트레인 47: 모터

Claims (5)

1. 케이블 트레이 상으로 포설용 견인로프(10)를 선통하는 로봇에 있어서:
   상기 견인로프(10)를 클램핑 가능한 본체(20);
   상기 본체(20) 상에 아암(32)과 핸드(34)를 전후진 가능하게 구비하는 파지수단(30); 및
   상기 파지수단(30)의 아암(32)에 대하여 설정된 패턴으로 전후진 운동을 유발하는 구동수단(40);을 포함하여 이루어지고,
   상기 구동수단(40)은 이격된 스프라켓(41)에 설치된 한 쌍의 체인(43) 상에 각각의 아암(32)의 단부를 결합한 것을 특징으로 하는 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 파지수단(30)은 이격 설치되는 한 쌍의 아암(32)의 단부에 각각의 조임체(36)를 개재하여 핸드(34)를 탈착 가능하게 구비하는 것을 특징으로 하는 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동수단(40)은 각각의 아암(32)을 상반된 행정으로 전후진하도록 개재되는 기어트레인(45)을 구비하는 것을 특징으로 하는 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(20)는 케이블 트레이에 상에서 요동을 최소화하도록 안내롤러(26)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 로프 선통 작업용 트레이 주행식 로봇.

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