KR101622673B1

KR101622673B1 - 케이블 로봇 장치

Info

Publication number: KR101622673B1
Application number: KR1020140078697A
Authority: KR
Inventors: 김성락; 김상준
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2016-05-20
Also published as: KR20160001747A

Abstract

전체적인 크기를 증가시키지 않으면서 선박 및 해양 구조물과 같은 대형 작업 대상물의 3차원 수직 입체 작업 영역면에 대한 적용이 가능한 케이블 로봇 장치가 개시된다. 케이블 로봇 장치는 지면에 안착되는 베이스와, 상기 베이스에 수직 방향으로 연장 설치되는 프레임부와, 상기 프레임부에 지지되어 작업 모듈에 연결되는 다수의 케이블과, 상기 베이스에 구비되어 케이블의 길이를 조절하는 다수의 윈치를 포함하며, 상기 윈치를 통해 케이블의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈을 이동시키며; 상기 프레임부는 관절 형태로 이루어져 서로 접힘 가능하게 이루어진 다수개의 프레임으로 구성된다. 따라서, 수직외벽의 고소공간과 선저부의 자동화 작업에 대한 접근이 가능하고, 다양한 형상을 갖는 구조물에 대해서도 간단한 구성과 제어로서 입체적인 작업이 가능하며, 작업 모듈의 교체를 통해 다양한 작업에 대한 자동화가 가능하다. 아울러, 최소한의 길이를 갖는 케이블만으로 3차원 고소 작업 대상면에 대해 일정한 이격거리 및 각도 유지를 통하여 표준화된 작업 품질이 가능하다.

Description

케이블 로봇 장치{DEVICE FOR CABLE ROBOT}

본 발명은 케이블 로봇 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3차원 수직 입체 영역에 대한 대응이 가능한 관절 구조를 가지는 케이블 로봇 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 선박 및 구조물에 대한 건조 작업에 있어서 선체 및 외판의 대부분 작업은 고소차에 의지한 작업자의 수작업으로 이루어지고 있다. 선박 및 구조물은 자동차와 같이 정형화된 모델보다는 선주의 요구사항에 따라서 사양이 다르고 작업 대상면의 모양이 매번 변화하기 때문에, 자동화 시스템을 적용하기 어렵고 작업자의 경험과 기술에 의존하는 부분이 많은 실정이다.

한편, 크레인과 같이 큰 상하부 구조물이 필요하지 않고 케이블 지지대와 제어 대상과 연결되는 케이블만의 다축 제어를 통하여 운영이 가능한 장점 때문에, 케이블 로봇 시스템의 적용에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 도 1은 종래의 2차원 케이블 로봇을 도시한 것이고, 도 2는 종래의 3차원 케이블 로봇을 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 종래의 2차원 케이블 로봇은 베이스(2)의 상부에 수직으로 연장 설치된 한 쌍의 수직 프레임(3)과, 상기 수직 프레임(3)에 지지되어 작업 모듈(9)에 연결되는 다수의 케이블(4)과, 상기 케이블(4)의 길이를 조절하는 다수의 윈치(5)로 구성된다. 이와 같이 구성되는 2차원 케이블 로봇은 선박(1)의 일 측에 설치되어, 윈치(5)를 통해 케이블(4)의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈(9)을 적정 위치로 이동시킨다.

아울러, 도 2를 참조하면, 종래의 3차원 케이블 로봇은 육면체 형태의 격자를 형성하는 프레임(8)과, 상기 프레임(8)에 지지되어 작업 모듈(9)에 연결되는 다수의 케이블(4)과, 상기 케이블(4)의 길이를 조절하는 다수의 윈치(5)로 구성된다. 이와 같이 구성되는 3차원 케이블 로봇은 선박(1)의 일 측에 설치되어, 윈치(5)를 통해 케이블(4)의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈(9)을 적정 위치로 이동시킨다. 도면 부호 "S"는 작업 가능 영역을 나타낸다.

하지만, 종래의 케이블 로봇은 케이블(4)의 서포트 공간 내부로 한정된 2차원 평면 또는 3차원 공간 내에서만 작업 모듈(9)이 이동 가능한 한계를 가진다. 즉, 종래의 케이블 로봇의 적용 대상은 주로 수평 영역과 수평 영역을 기준으로 하는 3차원 작업에서 이루어진다. 고소 공간에서의 안정적인 케이블 로봇의 운영을 위해서는 3차원 공간을 갖는 시스템의 구성이 필요하다. 하지만, 대부분의 3차원 영역에서의 작업은 작업 모듈(9)에 연결된 케이블(4)의 간섭으로 인해 작업 영역이 제한되고 있다. 이 경우, 케이블 로봇 지지대 내에 놓여진 작업 대상물이 크면 클수록 케이블 간섭으로 인해 작업 영역이 더욱 줄어들게 되며, 큰 작업 대상물 측면을 작업하는 경우 평탄한 수직벽만 적용이 가능할 뿐 곡면에 대한 대응이 구조적으로 불가능한 문제점이 있다.

결국, 종래의 3차원 케이블 로봇은 형성된 육면체 공간만 작업 모듈의 이동이 가능하며, 육면체 공간 내에 작업 대상물이 존재할 경우 케이블의 간섭으로 인해 작업 모듈의 이동 공간이 제약되는 문제점이 있다. 아울러, 종래의 3차원 케이블 로봇을 곡면부가 많은 선박에 적용하기 어렵기 때문에, 케이블 로봇이 선박만큼 커져야 하는 문제점이 있다.

국내공개특허 1996-0037004 국내공개특허 2004-0026480

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 전체적인 크기를 증가시키지 않으면서 선박 및 해양 구조물과 같은 대형 작업 대상물의 3차원 수직 입체 작업 영역면에 대한 적용이 가능한 케이블 로봇 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 케이블 로봇 장치는 지면에 안착되는 베이스와, 상기 베이스에 수직 방향으로 연장 설치되는 프레임부와, 상기 프레임부에 지지되어 작업 모듈에 연결되는 다수의 케이블과, 상기 베이스에 구비되어 케이블의 길이를 조절하는 다수의 윈치를 포함하며, 상기 윈치를 통해 케이블의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈을 이동시키며; 상기 프레임부는 관절 형태로 이루어져 서로 접힘 가능하게 이루어진 다수개의 프레임으로 구성된다.

상기에서, 상기 프레임부는 직립된 상태일 때 작업 모듈을 x-y평면 영역 내에서 이동시키며, 적어도 하나의 관절이 접힌 상태일 때 작업 모듈을 x-y-z 방향으로 3차원 영역 내에서 이동시킨다.

상기에서, 프레임부는 베이스의 상부에 연결되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임에 제1 힌지에 의해 접힘 가능하게 연결되는 제2 프레임으로 구성되고; 제1,2 케이블은 작업 모듈의 하측에 연결되어 제1,2 윈치에 연결되고, 제3,4 케이블은 작업 모듈의 상측에 연결되어 제2 프레임에 지지된 상태로 제3,4 윈치에 연결되며, 제5,6 케이블은 작업 모듈의 측면에 연결되어 제1 힌지에 지지된 상태로 제5,6 윈치에 연결된다.

상기에서, 프레임부는 베이스의 상부에 연결되는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임에 제1 힌지에 의해 접힘 가능하게 연결되는 제2 프레임과, 상기 제2 프레임에 제2 힌지에 의해 접힘 가능하게 연결되는 제3 프레임으로 구성되고; 제1,2 케이블은 작업 모듈의 하측에 연결되어 제1,2 윈치에 연결되고, 제3,4 케이블은 작업 모듈의 상측에 연결되어 제3 프레임에 지지된 상태로 제3,4 윈치에 연결된다.

상기에서, 제2 프레임에 상하 방향으로 가이드부가 형성되고, 상기 가이드부를 따라 슬라이딩 가능하게 슬라이더가 연결되며; 제5,6 케이블이 작업 모듈의 측면에 연결되어 슬라이더에 지지된 상태로 제5,6 윈치에 연결된다.

상기에서, 베이스에 프레임부의 접힘 방향과 나란한 방향으로 가이드 레일이 형성되고, 상기 윈치는 가이드 레일을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다.

상기에서, 베이스의 하부에 휠부가 구비되어, 베이스가 지면에 대해 주행 및 고정이 가능하게 구성된다.

상기에서, 전원의 ON/OFF, 비상정지, 프레임부의 꺽임 방향 및 꺽임 각도 중 적어도 하나를 제어하는 무선 또는 유선의 원격 단말기를 포함한다.

본 발명에 따른 케이블 로봇 장치는 수직외벽의 고소공간과 선저부의 자동화 작업에 대한 접근이 가능하고, 다양한 형상을 갖는 구조물에 대해서도 간단한 구성과 제어로서 입체적인 작업이 가능하며, 작업 모듈의 교체를 통해 다양한 작업에 대한 자동화가 가능하다. 아울러, 최소한의 길이를 갖는 케이블만으로 3차원 고소 작업 대상면에 대해 일정한 이격거리 및 각도 유지를 통하여 표준화된 작업 품질이 가능하다.

도 1은 종래의 2차원 케이블 로봇을 도시한 것이고,
도 2는 종래의 3차원 케이블 로봇을 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 일측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 타측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 선박에 적용된 상태를 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 일측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 타측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이고,
도 10은 도 7의 변형 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이며,
도 11 및 도 12는 도 10의 작동 예를 도시한 사시도이고,
도 13은 도 10의 케이블 로봇 장치가 선박에 적용된 상태를 도시한 것이며,
도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 케이블 로봇 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 케이블 로봇 장치는 지면에 안착되는 베이스와, 상기 베이스에 수직 방향으로 연장 설치되는 프레임부와, 상기 프레임부에 지지되어 작업 모듈에 연결되는 다수의 케이블과, 상기 베이스에 구비되어 케이블의 길이를 조절하는 다수의 윈치를 포함하여 이루어진다. 케이블 로봇 장치는 윈치를 통해 케이블의 길이를 조절함에 따라, 작업 모듈을 이동시킨다. 특히, 상기 프레임부는 관절 형태로 이루어져 서로 접힘 가능하게 이루어진 다수개의 프레임으로 구성된다.

상기 프레임부는 직립된 상태일 때, 작업 모듈을 x-y평면 영역 내에서 이동시킨다. 아울러, 프레임부는 적어도 하나의 관절이 접힌 상태일 때, 작업 모듈을 x-y-z 방향으로 3차원 영역 내에서 이동시킨다. 이러한 구동 메커니즘은 이후에 상세히 설명될 다양한 실시 예를 통해 구현이 가능하다.

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 일측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 타측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 선박에 적용된 상태를 도시한 것이다.

이하의 설명에서, xyz좌표계를 통해 방향을 설명하며, y방향이 "상하 방향 또는 수직 방향"이다. 상기 x-y-z 방향은 필요에 따라 변경 적용이 가능하다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 프레임부는 제1 프레임(20)과, 제2 프레임(30)으로 구성된다. 제1 프레임(20)은 베이스(10)의 상부에 연결되는 것으로서, 수직 방향으로 연장 설치된다. 제2 프레임(30)은 제1 프레임(20)에 제1 힌지(25)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제1 힌지(25)는 제1 프레임(20)의 상단과 제2 프레임(30)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 상기 제1 프레임(20) 및 제2 프레임(30)은 한 쌍씩 구비되어 x축 방향으로 서로 일정거리 이격되어 있으며, 그 사이에 작업 모듈(99)이 위치한다.

상기 베이스(10)의 하부에 휠부(11)가 구비되어, 베이스(10)가 지면에 대해 주행 및 고정이 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 케이블 로봇 장치는 전원의 ON/OFF, 비상정지, 프레임부의 꺽임 방향 및 꺽임 각도 중 적어도 하나를 제어하는 무선 또는 유선의 원격 단말기(60)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 프레임부의 관절링크 축에는 회전모터가 설치되고, 작업자는 지상에서 원격 단말기(60)를 조작하여 프레임부의 꺽임 방향, 꺽임 각도 등을 제어할 수 있다.

케이블은 제1,2 케이블(81), 제3,4 케이블(83) 및 제5,6 케이블(82)로 구성된다. 또한, 윈치는 제1,2 윈치(71), 제3,4 윈치(73) 및 제5,6 윈치(72)로 구성된다. 제1,2 케이블(81)은 작업 모듈(99)의 하측에 연결되어, 제1,2 윈치(71)에 연결된다. 제3,4 케이블(83)은 작업 모듈(99)의 상측에 연결되어, 제2 프레임(30)에 지지된 상태로 제3,4 윈치(73)에 연결된다. 제5,6 케이블(82)은 작업 모듈(99)의 측면에 연결되어, 제1 힌지(25)에 지지된 상태로 제5,6 윈치(72)에 연결된다.

도 3과 같이 프레임부가 직립된 상태에서, 윈치들의 케이블 길이 조절을 통해 작업 모듈(99)은 x-y 평면 내에서 2차원 이동된다. 또한, 도 4 및 도 5와 같이 프레임부가 어느 일 방향으로 꺽인 상태에서, 윈치들의 케이블 길이 조절을 통해 작업 모듈(99)은 z축 방향까지 이동이 가능하여 x-y-z 영역 내에서 3차원으로 이동된다. 케이블 로봇 장치는 도 6에 도시된 선박(98)의 적정 위치로 이동 및 설치되어, 큰 작업 대상물 및 평탄한 수직면뿐 아니라 곡면에서 효율적으로 다양한 작업을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 일측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이며, 도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치가 타측 방향으로 꺽인 상태를 도시한 사시도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 프레임부는 제1 프레임(120)과, 제2 프레임(130)과, 제3 프레임(140)으로 구성된다. 제1 프레임(120)은 베이스(110)의 상부에 연결되는 것으로서, 수직 방향으로 연장 설치된다. 제1 프레임(120)은 베이스(110)에 힌지(115)에 의해 접힘 가능하게 연결될 수 있다. 제2 프레임(130)은 제1 프레임(120)에 제1 힌지(125)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제1 힌지(125)는 제1 프레임(120)의 상단과 제2 프레임(130)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 제3 프레임(140)은 제2 프레임(130)에 제2 힌지(135)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제2 힌지(135)는 제2 프레임(130)의 상단과 제3 프레임(140)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 상기 제1 프레임(120), 제2 프레임(130) 및 제3 프레임(140)은 한 쌍씩 구비되어 x축 방향으로 서로 일정거리 이격되어 있으며, 그 사이에 작업 모듈(99)이 위치한다.

상기 베이스(110)의 하부에 휠부(111)가 구비되어, 베이스(110)가 지면에 대해 주행 및 고정이 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 케이블 로봇 장치는 전원의 ON/OFF, 비상정지, 프레임부의 꺽임 방향 및 꺽임 각도 중 적어도 하나를 제어하는 무선 또는 유선의 원격 단말기(160)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 프레임부의 관절링크 축에는 회전모터가 설치되고, 작업자는 지상에서 원격 단말기(160)를 조작하여 프레임부의 꺽임 방향, 꺽임 각도 등을 제어할 수 있다.

케이블은 제1,2 케이블(181) 및 제3,4 케이블(183)로 구성된다. 또한, 윈치는 제1,2 윈치(171) 및 제3,4 윈치(173)로 구성된다. 제1,2 케이블(181)은 작업 모듈(199)의 하측에 연결되어, 제1,2 윈치(171)에 연결된다. 제3,4 케이블(183)은 작업 모듈(199)의 상측에 연결되어, 제3 프레임(140)에 지지된 상태로 제3,4 윈치(173)에 연결된다.

도 7과 같이 프레임부가 직립된 상태에서, 윈치들의 케이블 길이 조절을 통해 작업 모듈(199)은 x-y 평면 내에서 2차원 이동된다. 또한, 도 8 및 도 9와 같이 프레임부가 어느 일 방향으로 꺽인 상태에서, 윈치들의 케이블 길이 조절을 통해 작업 모듈(199)은 z축 방향까지 이동이 가능하여 x-y-z 영역 내에서 3차원으로 이동된다.

도 10은 도 7의 변형 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 11 및 도 12는 도 10의 작동 예를 도시한 사시도이고, 도 13은 도 10의 케이블 로봇 장치가 선박에 적용된 상태를 도시한 것이다.

도 10 내지 도 13을 참조하면, 프레임부는 제1 프레임(120)과, 제2 프레임(130)과, 제3 프레임(140)으로 구성된다. 제1 프레임(120)은 베이스(110)의 상부에 연결되는 것으로서, 수직 방향으로 연장 설치된다. 제1 프레임(120)은 베이스(110)에 힌지(115)에 의해 접힘 가능하게 연결될 수 있다. 제2 프레임(130)은 제1 프레임(120)에 제1 힌지(125)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제1 힌지(125)는 제1 프레임(120)의 상단과 제2 프레임(130)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 제3 프레임(140)은 제2 프레임(130)에 제2 힌지(135)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제2 힌지(135)는 제2 프레임(130)의 상단과 제3 프레임(140)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 상기 제1 프레임(120), 제2 프레임(130) 및 제3 프레임(140)은 한 쌍씩 구비되어 x축 방향으로 서로 일정거리 이격되어 있으며, 그 사이에 작업 모듈(99)이 위치한다.

이 경우, 상기 제2 프레임(130)에 상하 방향으로 가이드부(210)가 형성된다. 아울러, 상기 가이드부(210)를 따라 슬라이딩 가능하게 슬라이더(220)가 연결되어 있다.

케이블은 제1,2 케이블(181), 제3,4 케이블(183) 및 제5,6 케이블(182)로 구성된다. 또한, 윈치는 제1,2 윈치(171), 제3,4 윈치(173) 및 제5,6 윈치(172)로 구성된다. 제1,2 케이블(181)은 작업 모듈(199)의 하측에 연결되어, 제1,2 윈치(171)에 연결된다. 제3,4 케이블(183)은 작업 모듈(199)의 상측에 연결되어, 제3 프레임(140)에 지지된 상태로 제3,4 윈치(173)에 연결된다. 제5,6 케이블(182)은 작업 모듈(199)의 측면에 연결되어, 슬라이더(220)에 지지된 상태로 제5,6 윈치(172)에 연결된다.

도 10과 같이 프레임부가 어느 일 방향으로 꺽인 상태에서, 윈치들의 케이블 길이 조절을 통해 작업 모듈(199)은 z축 방향까지 이동이 가능하여 x-y-z 영역 내에서 3차원으로 이동된다. 이 경우, 도 11과 같이 가변 케이블 구조를 갖는 슬라이더(220)가 상부로 이동하면 작업 모듈(199)이 작업 대상물에 대해 평행한 대응 각도를 유지 및 변경할 수 있다. 아울러, 도 12와 같이 제5,6 윈치(172)를 통해 슬라이더(120)에 지지된 제5,6 케이블(182)의 길이를 짧게하면 작업 모듈(199)을 z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 케이블 로봇 장치는 도 13에 도시된 선박(198)의 적정 위치로 이동 및 설치되어, 큰 작업 대상물 및 평탄한 수직면뿐 아니라 곡면에서 효율적으로 다양한 작업을 수행할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 케이블 로봇 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 14를 참조하면, 프레임부는 제1 프레임(220)과, 제2 프레임(230)과, 제3 프레임(240)과, 제4 프레임(250)으로 구성된다. 제1 프레임(220)은 베이스(210)의 상부에 연결되는 것으로서, 수직 방향으로 연장 설치된다. 제1 프레임(220)은 베이스(210)에 힌지(215)에 의해 접힘 가능하게 연결될 수 있다. 제2 프레임(230)은 제1 프레임(220)에 제1 힌지(225)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제1 힌지(225)는 제1 프레임(220)의 상단과 제2 프레임(230)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 제3 프레임(240)은 제2 프레임(230)에 제2 힌지(235)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제2 힌지(235)는 제2 프레임(230)의 상단과 제3 프레임(240)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 제4 프레임(250)은 제3 프레임(240)에 제3 힌지(245)에 의해 접힘 가능하게 연결된다. 제3 힌지(245)는 제3 프레임(240)의 상단과 제4 프레임(250)의 하단을 회전 가능하게 연결시킨다. 상기 제1 프레임(220), 제2 프레임(230), 제3 프레임(240) 및 제4 프레임(250)은 한 쌍씩 구비되어 x축 방향으로 서로 일정거리 이격되어 있으며, 그 사이에 작업 모듈(299)이 위치한다.

상기 베이스(210)의 하부에 휠부(211)가 구비되어, 베이스(210)가 지면에 대해 주행 및 고정이 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 케이블 로봇 장치는 전원의 ON/OFF, 비상정지, 프레임부의 꺽임 방향 및 꺽임 각도 중 적어도 하나를 제어하는 무선 또는 유선의 원격 단말기(260)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우 프레임부의 관절링크 축에는 회전모터가 설치되고, 작업자는 지상에서 원격 단말기(260)를 조작하여 프레임부의 꺽임 방향, 꺽임 각도 등을 제어할 수 있다.

도 14와 같이 프레임부가 어느 일 방향으로 꺽인 상태에서, 윈치(270)들의 케이블(280) 길이 조절을 통해 작업 모듈(299)은 z축 방향까지 이동이 가능하여 x-y-z 영역 내에서 3차원으로 이동된다. 케이블 로봇 장치는 도 14에 도시된 선박(298)의 적정 위치로 이동 및 설치되어, 큰 작업 대상물 및 평탄한 수직면뿐 아니라 곡면에서 효율적으로 다양한 작업을 수행할 수 있다.

이 경우, 상기 베이스(210)에 프레임부의 접힘 방향과 나란한 방향으로 가이드 레일(217)이 형성되고, 상기 윈치(270)는 가이드 레일(217)을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다.

지금까지 본 발명에 따른 케이블 로봇 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10,110,210: 베이스 20,120,220: 제1 프레임
30,130,230: 제2 프레임 140,240: 제3 프레임
250: 제4 프레임 60,160,260: 원격 단말기
71,72,73,181,182,183,270: 윈치
81,82,83,181,182,183,280: 케이블
98,198,298: 선박 99,199,299: 작업 모듈
210: 가이드부 217: 가이드 레일
220: 슬라이더

Claims

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지면에 안착되는 베이스와, 상기 베이스에 수직 방향으로 연장 설치되는 프레임부와, 상기 프레임부에 지지되어 작업 모듈에 연결되는 다수의 케이블과, 상기 베이스에 구비되어 케이블의 길이를 조절하는 다수의 윈치를 포함하며, 상기 윈치를 통해 케이블의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈을 이동시키며; 상기 프레임부는 관절 형태로 이루어져 서로 접힘 가능하게 이루어진 다수개의 프레임으로 구성되고,
상기 프레임부는 직립된 상태일 때 작업 모듈을 x-y평면 영역 내에서 이동시키며, 적어도 하나의 관절이 접힌 상태일 때 작업 모듈을 x-y-z 방향으로 3차원 영역 내에서 이동시키고,
상기 프레임부는 베이스의 상부에 연결되는 제1 프레임(20)과, 상기 제1 프레임(20)에 제1 힌지(25)에 의해 접힘 가능하게 연결되는 제2 프레임(30)으로 구성되고; 제1,2 케이블(81)은 작업 모듈의 하측에 연결되어 제1,2 윈치(71)에 연결되고, 제3,4 케이블(83)은 작업 모듈의 상측에 연결되어 제2 프레임(30)에 지지된 상태로 제3,4 윈치(73)에 연결되며, 제5,6 케이블(82)은 작업 모듈의 측면에 연결되어 제1 힌지(25)에 지지된 상태로 제5,6 윈치(72)에 연결되는 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 장치.
지면에 안착되는 베이스와, 상기 베이스에 수직 방향으로 연장 설치되는 프레임부와, 상기 프레임부에 지지되어 작업 모듈에 연결되는 다수의 케이블과, 상기 베이스에 구비되어 케이블의 길이를 조절하는 다수의 윈치를 포함하며, 상기 윈치를 통해 케이블의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈을 이동시키며; 상기 프레임부는 관절 형태로 이루어져 서로 접힘 가능하게 이루어진 다수개의 프레임으로 구성되고,
상기 프레임부는 직립된 상태일 때 작업 모듈을 x-y평면 영역 내에서 이동시키며, 적어도 하나의 관절이 접힌 상태일 때 작업 모듈을 x-y-z 방향으로 3차원 영역 내에서 이동시키고,
상기 프레임부는 베이스의 상부에 연결되는 제1 프레임(120)과, 상기 제1 프레임(120)에 제1 힌지(125)에 의해 접힘 가능하게 연결되는 제2 프레임(130)과, 상기 제2 프레임(130)에 제2 힌지(135)에 의해 접힘 가능하게 연결되는 제3 프레임(140)으로 구성되고; 제1,2 케이블(181)은 작업 모듈의 하측에 연결되어 제1,2 윈치(171)에 연결되고, 제3,4 케이블(183)은 작업 모듈의 상측에 연결되어 제3 프레임(140)에 지지된 상태로 제3,4 윈치(73)에 연결되는 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 장치.
제4 항에 있어서,
상기 제2 프레임(130)에 상하 방향으로 가이드부(210)가 형성되고, 상기 가이드부(210)를 따라 슬라이딩 가능하게 슬라이더(220)가 연결되며; 제5,6 케이블(182)이 작업 모듈(199)의 측면에 연결되어 슬라이더(220)에 지지된 상태로 제5,6 윈치(172)에 연결되는 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 장치.
지면에 안착되는 베이스와, 상기 베이스에 수직 방향으로 연장 설치되는 프레임부와, 상기 프레임부에 지지되어 작업 모듈에 연결되는 다수의 케이블과, 상기 베이스에 구비되어 케이블의 길이를 조절하는 다수의 윈치를 포함하며, 상기 윈치를 통해 케이블의 길이를 조절함에 따라 작업 모듈을 이동시키며; 상기 프레임부는 관절 형태로 이루어져 서로 접힘 가능하게 이루어진 다수개의 프레임으로 구성되고,
상기 프레임부는 직립된 상태일 때 작업 모듈을 x-y평면 영역 내에서 이동시키며, 적어도 하나의 관절이 접힌 상태일 때 작업 모듈을 x-y-z 방향으로 3차원 영역 내에서 이동시키고,
상기 베이스에 프레임부의 접힘 방향과 나란한 방향으로 가이드 레일(217)이 형성되고, 상기 윈치는 가이드 레일(217)을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 케이블 로봇 장치.
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