KR101630246B1 - Cable winch robot for buoyancy control underwater - Google Patents

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KR101630246B1
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신성일
김상준
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대우조선해양 주식회사
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Abstract

본 발명은 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇 장치에 관한 것으로서, 안벽과 부유식 구조물에 복수의 케이블 윈치를 설치하고, 측벽에 설치된 서로 다른 높이의 가이드 도르래에 의해 이동 플레이트의 상하측 모서리에 케이블을 연결하며, 이동 플레이트 상부에 이동 대상물을 탑재하여 이동시키도록 수중 케이블 로봇장치를 구성하고, 상기 이동플레이트에 발라스트 탱크를 이용하는 부력조절장치 및 무게추를 설치하여 부력 조절이 가능하게 하며, 수중 작업상황을 모니터링하기 위한 비전시스템과, 이동플레이트의 위치, 각도 높이 측정을 위한 각종 센서를 설치하여 제어기에 의해 케이블 윈치에 의한 이동플레이트의 이동 및 자세제어와 함께 부력조절에 의한 케이블 제어 작업 영역을 벗어난 위치로의 이동 및 자세제어가 가능하도록 한 것이다. The present invention relates to an underwater cable robot apparatus capable of buoyancy control, in which a plurality of cable winches are installed on a quay wall and a floating structure, cables are connected to upper and lower edges of a moving plate by guide sheaves of different heights And a buoyancy adjusting device and a weight are provided on the moving plate to use a ballast tank to adjust the buoyancy of the moving robot. Vision system for monitoring, position sensor for moving plate and various sensors for measuring the height of elevator. By moving the moving plate and control posture by cable winch by controller, So that it is possible to control the movement and attitude of the robot.

Description

부력 조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치{Cable winch robot for buoyancy control underwater}{Cable winch robot for buoyancy control underwater}

본 발명은 부력 조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치에 관한 것으로서, 수중 전용으로 사용하는 케이블 로봇에서 수중에서의 특성인 부력을 조절하여서 제어 가능한 범위를 확장할 수 있도록 한 부력 조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an underwater cable robot apparatus capable of adjusting buoyancy, and more particularly, to a buoyancy-controllable underwater cable robot apparatus capable of expanding a controllable range by controlling buoyancy, .

일반적으로 케이블 로봇은, 복수의 케이블 윈치를 설치하고, 케이블 윈치의 케이블에 이동 대상물을 연결하여 케이블을 조정함으로써 이동 대상물을 이동시킬 수 있도록 이루어진다.Generally, a cable robot is provided so as to move a moving object by installing a plurality of cable winches and connecting the moving object to the cable of the cable winch and adjusting the cable.

도 1은 종래 육상에서 사용되는 케이블 로봇 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a cable robot apparatus used in the past.

케이블 윈치 설치 구조물(1)에 좌우 상하에 각각 케이블 윈치(2)가 설치되고, 상기 좌우 상하에 설치된 복수의 케이블 윈치(20)의 케이블(3)에 상하부가 좌우측에 연결된 이동 대상물(4) 또는 이동 대상물을 지지하는 이동 플레이트를 연결하여 구성된다.A cable winch (2) is provided on each of left and right upper and lower sides of a cable winch installation structure (1), and a moving object (4) having upper and lower parts connected to right and left sides of a cable (3) of a plurality of cable winches And a moving plate for supporting the moving object is connected.

이와 같이 구성되는 종래의 케이블 로봇 장치는, 8개의 케이블 윈치(2)를 제어하여 케이블(3)의 길이를 서로 연동되게 제어함으로서, 이동 대상물(4)을 수평이동 및 상하 이동시키는 것이다.The conventional cable robot apparatus configured as described above controls the eight cable winches 2 so that the lengths of the cables 3 are interlocked with each other to move the moving object 4 horizontally and vertically.

그런데, 상기와 같이 육상에서 사용하는 케이블 로봇 장치의 경우는 사용 가능한 구역이 제어하는 케이블의 길이 및 각도에 따라서 한정되어 있다. 그리고, 도 1과 같이 육상에서 사용하는 경우에는 사용 최대 높이가 줄의 최대 높이 이상으로는 올라가지 못하는 단점이 있다.
However, in the case of cable robots used on land as described above, the available space is limited according to the length and angle of the cables to be controlled. 1, there is a disadvantage in that the maximum height of use can not rise above the maximum height of the line.

20-1999-002606020-1999-0026060

본 발명은 수중 전용으로 사용하는 케이블 로봇으로 수중에서의 특성인 부력을 조절하여서 제어 가능한 범위를 확장할 수 있도록 한 부력 조절이 가능한 수중 케이블 로봇 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a buoyancy-controllable underwater cable robot apparatus which can extend a controllable range by controlling buoyancy, which is a characteristic of underwater, by a cable robot used for underwater use.

육상에서 사용하는 케이블 로봇 장치의 경우는 로드가 중력 방향으로 힘이 작용하기 때문에 케이블의 최고 윗단 도르래 이상의 높이에서 사용할 수 없다. 하지만 수중에서는 부력을 조절하여서 최고 윗단 도르래 이상의 높이에서도 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.In the case of cable robots used on land, the rod can not be used at the height above the topmost cable of the cable because the force acts in the direction of gravity. However, buoyancy is controlled in the water so that it can be used at the height above the highest top pulley.

또한 본 발명은 수중에서 물체의 위치 특성을 파악할 수 있는 부가적인 센서를 부착하여 모니터링을 하면서 케이블 로봇을 제어할 수 있도록 하기 위한 것이다.
In addition, the present invention is intended to control a cable robot while monitoring by attaching an additional sensor capable of grasping the positional characteristics of an object in water.

본 발명에 의한 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치는,In the underwater cable robot apparatus capable of adjusting buoyancy according to the present invention,

안벽과 작업 영역만큼 떨어져 계류시킨 부유식 구조물과 상기 안벽의 상부에 설치되는 복수의 케이블 윈치와;A plurality of cable winches installed on the upper portion of the wall;

상기 안벽과 상기 부유식 구조물의 측벽에 서로 다른 높이의 그룹으로 나뉘어 설치되는 복수 개의 가이드 도르래와;A plurality of guide sheaves separated from each other on the side wall of the floors and the floors;

상기 가이드 도르래를 통해 가이드 되는 상기 복수 개의 케이블 윈치의 케이블에 상하 모서리부가 각각 연결되고, 상부에 이동 대상물을 탑재지지하는 이동 플레이트와;A moving plate connected to upper and lower corners of the cable of the plurality of cable winch guided through the guide sheath respectively and supporting the moving object on an upper portion thereof;

상기 이동플레이트에 설치되어 이동플레이트의 부력을 조절하기 위한 부력조절장치와;A buoyancy adjusting device installed on the moving plate for adjusting buoyancy of the moving plate;

상기 케이블 윈치와, 상기 부력조절장치를 제어하여 상기 이동 플레이트의 이동을 제어하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cable winch, and a controller for controlling the movement of the moving plate by controlling the buoyancy adjusting device.

본 발명은, 상기 제어기의 제어에 의해 상기 이동플레이트의 이동에 따른 작업 상태를 모니터링 하기 위한 수중 라이트와, 수중 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by further comprising an underwater light and an underwater camera for monitoring a work state according to the movement of the moving plate under the control of the controller.

또한 본 발명은, 상기 부력조절장치와 대응되어 이동플레이트에 중량을 가하기 위한 무게추가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that a weight is added to the moving plate in correspondence with the buoyancy adjusting device to add weight to the moving plate.

또한 본 발명은, 상기 제어기에서 상기 이동 플레이트의 위치와 각도를 검출하기 위한 위치 및 각도 센서와, 높이센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized by further comprising a position and angle sensor and a height sensor for detecting the position and angle of the moving plate in the controller.

도한 본 발명은, 상기 부력조절장치와, 상기 무게추는, 이동플레이트의 경사 자세를 조절할 수 있도록 적어도 2쌍 이상 복수 쌍으로 분리되어 서로 대칭되게 이동플레이트에 설치된 것을 특징으로 한다. The present invention is also characterized in that the buoyancy adjusting device and the weighing device are installed on the moving plate so as to be separated into at least two or more pairs and symmetrically to each other so as to adjust the inclined posture of the moving plate.

본 발명의 원리는, 육상에서의 케이블 로봇을 그대로 수중으로 가져오게 되면 제어 가능한 범위가 동일하나, 이동 물체에 부력을 더하게 되면 작업 범위는 연직반대 방향으로 늘어나게 된다. 그러므로 이동 물체에 부력을 더하기 위해서 이동 물체를 고정하는 이동 플레이트에 부력조절 장치를 장착한다. 부력 조절은 발레스팅 펌프를 이용하여 제어를 한다.The principle of the present invention is that the controllable range is the same if the on-land cable robots are brought into the water, but when the buoyancy is added to the moving object, the working range is increased in the opposite direction. Therefore, in order to add buoyancy to the moving object, a buoyancy regulating device is mounted on a moving plate which fixes the moving object. The buoyancy control is controlled by using a ballasting pump.

또한, 부력조절을 하기 위해서 제어하는 물체의 위치를 정확히 파악해야 한다. 지상과 달리 수중에서는 케이블 로봇 밖에서 측정이 힘들기 때문에 물체 고정판에 위치, 각도 , 높이 측정센서를 장착하고, 수중 라이트와 카메라를 이용하여서 제어 중에 물체를 지속적으로 모니터링 할 수 있게 한다. 높이 측정인 수중 고도계, 수심 측정센서를 장착하여서 제어 높이 따른 부력 조절이 자동을 할 수 있게 제어를 하는 것이다.In order to control the buoyancy, the position of the object to be controlled must be accurately determined. Unlike the ground, it is difficult to measure outside of a cable robot underwater. Therefore, it is possible to mount the position, angle and height measurement sensor on the object fixing plate and to continuously monitor the object during control by using underwater lights and camera. The altimeter, which measures the height, and the water depth sensor are installed to control the buoyancy control automatically according to the control height.

본 발명에 의하면, 수중 케이블 로봇 장치에서 이동 대상물을 탑재하는 이동 플레이트에 부력조절장치를 설치하여 부력을 조절함으로써, 지상과 달리 연직 방향으로 이동 대상물의 이동 제어 가능한 범위를 확장할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명은 수중에서 모니터링 할 수 있도록 각종 센서를 장착하여 작업 상황을 모니터링하면서 안전한 작업이 가능해진다. 또한 본 발명은 수심 및 고도 측정 센서를 통하여서 제어 높이에 따른 자동 부력 조절이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, the buoyancy adjusting device is provided on the moving plate for mounting the moving object in the underwater cable robotic device, so that the movable control range of the moving object can be extended in the vertical direction unlike the ground . In addition, the present invention is equipped with various sensors for monitoring in water, so that it is possible to perform safe work while monitoring the work situation. In addition, the present invention has an effect that the automatic buoyancy can be adjusted according to the control height through the depth and altitude measurement sensor.

도 1은 종래 육상에서 이용되는 케이블 로봇장치 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 부력조절이 가능한 수중케이블 로봇장치의 제어장치 블록도.FIG. 1 is a conceptual view of a cable robot apparatus used in the past. FIG.
2 is a block diagram of an underwater cable robot apparatus capable of adjusting buoyancy according to the present invention.
Fig. 3 is a block diagram of a control device of an underwater cable robot apparatus capable of adjusting buoyancy according to the present invention; Fig.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치 구성도이다.2 is a block diagram of an underwater cable robot apparatus capable of adjusting buoyancy according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이,As shown therein,

안벽(11)에서 작업 영역만큼 떨어져 계류시킨 부유식 구조물(12)과, 상기 안벽(11)의 상부에 설치되는 복수의 케이블 윈치(20)와;A floating structure 12 moored away from the seawall 11 by a working area; a plurality of cable winches 20 installed on the top of the seawall 11;

상기 안벽(11)과 상기 부유식 구조물(12)의 측벽에 서로 다른 높이의 그룹으로 나뉘어 설치되는 복수 개의 가이드 도르래(30; 31, 32, 33)와;A plurality of guide sheaves (31, 31, 32, 33) which are installed on the side wall of the floors (11) and the floating structure (12)

상기 가이드 도르래(30)를 통해 가이드 되는 상기 복수 개의 케이블 윈치(20)의 케이블(21)에 상하 모서리부가 각각 연결되고, 상부에 이동 대상물(70)을 탑재 지지하는 이동 플레이트(40)와;A moving plate 40 connected to the upper and lower corners of the cable 21 of the plurality of cable winches 20 guided through the guide sheave 30 and supporting the moving object 70 thereon;

상기 이동플레이트(40)에 설치되어 이동플레이트(40)의 부력을 조절하기 위한 부력조절장치(50)와;A buoyancy regulating device (50) installed on the moving plate (40) for regulating buoyancy of the moving plate (40);

상기 케이블 윈치(20)와, 상기 부력조절장치(50)를 제어하여 상기 이동 플레이트(40)의 이동을 제어하는 제어기(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a controller (100) for controlling the cable winch (20) and the buoyancy adjusting device (50) to control the movement of the moving plate (40).

도 3은 본 발명에 의한 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇의 제어장치 블록도이다.3 is a block diagram of a controller of an underwater cable robot capable of buoyancy control according to the present invention.

본 발명은, 상기 제어기(100)의 제어에 의해 상기 이동플레이트(40)의 이동에 따른 작업 상태를 모니터링 하기 위한 수중 라이트(101)와, 수중 카메라(102)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized by further comprising an underwater light 101 and an underwater camera 102 for monitoring a work state according to the movement of the moving plate 40 under the control of the controller 100. [

또한 본 발명은, 상기 부력조절장치(50)와 대응되어 이동플레이트(40)에 중량을 가하기 위한 무게추(103)가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that a weight 103 is further provided to correspond to the buoyancy regulating device 50 and to apply weight to the moving plate 40.

또한 본 발명은, 상기 제어기(100)에서 상기 이동 플레이트의 위치와 각도를 검출하기 위한 위치 및 각도 센서(104)와, 높이 센서(105)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention may further include a position and angle sensor 104 and a height sensor 105 for detecting the position and angle of the moving plate in the controller 100.

도한 본 발명은, 상기 부력조절장치(50)와, 상기 무게추(103)는, 이동플레이트(40)의 경사 자세를 조절할 수 있도록 적어도 2쌍 이상 복수 쌍으로 분리되어 서로 대칭되게 이동플레이트(40)에 설치된 것을 특징으로 한다. The buoyancy adjusting device 50 and the weight 103 are separated from each other by at least two or more pairs so as to control the inclined posture of the moving plate 40 and are symmetrically disposed on the moving plate 40 ).

또한 상기 부력조절장치(50)는, 공기 등의 양을 조절하여 부력을 제어할 수 있는 부력조절수단이 사용될 수 있으며, 일 실시예로는 발라스팅 펌프(51)에 의해 부력조절이 가능한 발라스트 탱크로 구성된 것을 특징으로 한다.The buoyancy regulating device 50 may be a buoyancy regulating means capable of controlling the buoyancy by regulating the amount of air or the like. In one embodiment, the buoyancy regulating device 50 may include a ballast tank .

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치는, 안벽(11)에 계류시킨 선박이나 해양 구조물의 하부에 수중에서 의장품이나 필요한 장치를 탑재하는 작업에서 수중 탑재물을 수중에서 탑재위치로 이동시켜 탑재시키는 작업에 이용된다. The buoyancy-controllable buoyancy-controllable underwater robot apparatus according to the present invention is characterized in that, in the operation of mounting equipment and necessary equipment in the water below a vessel or an offshore structure moored on the quay wall 11, And is used for the operation of mounting.

수중 케이블 로봇 장치는, 안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 상부에 복수의 케이블 윈치(20)를 설치한다. 케이블 윈치(20)는 안벽(11)과 부유식 구조물(12)에 각기 4개씩, 총 8개를 설치한다. 8개의 케이블 윈치(20)를 케이블을 이동 플레이트(40)의 좌우 상하단 모서리에 연결하기 위해서 가이드 도르래(30)가 설치된다.The underwater cable robot apparatus has a plurality of cable winches (20) installed on the upper part of the seawall (11) and the floating structure (12). A total of eight cable winches (20) are installed in each of the quay wall (11) and the floating structure (12). A guide pulley 30 is provided to connect the eight cable winches 20 to the left and right upper and lower edges of the moving plate 40.

안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 상면에서 측벽으로 케이블(21)을 가이드 하는 제1가이드 도르래(31)와, 안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 측벽 중간부에 설치되어 이동플레이트(40)의 상단 모서리에 연결시키는 일부 케이블(21)을 가이드 하는 제2가이드 도르래(32)와, 안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 측벽 하부에 설치되어 이동플레이트(40)의 하단 모서리에 연결되는 케이블(21)을 가이드 하는 제3가이드 도르래(33)로 구성된다.A first guide shear 31 for guiding the cable 21 from the upper surface of the seawall 11 and the floating structure 12 to the side wall and a second guide sheave 31 installed at the middle portion of the side wall of the seawall 11 and the floating structure 12 A second guide sheave 32 for guiding some cables 21 connected to the upper edge of the moving plate 40 and a second guide sheave 32 for guiding a part of the cable 21 connected to the upper edge of the moving plate 40, And a third guide sheave 33 for guiding the cable 21 connected to the bottom edge of the second guide sheave 33. [

제1가이드 도르래(31)에 의해 안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 상면에서 측벽으로 케이블(21)이 가이드 되며, 제2가이드 도르래(32)에 의해 측벽 중간부에서 일부 케이블(21)을 가이드하여 이동플레이트(40)의 상단 모서리에 연결되고, 제3가이드 도르래(33)에 의해 측벽 하부에서 이동플레이트(40)의 하부 모서리에 케이블(21)이 연결된다.The cable 21 is guided from the upper surface of the floors 11 and the floating structure 12 to the side walls by the first guide sheave 31 and the cable 21 is guided by the second guide sheave 32 at the middle portion of the side wall And is connected to the upper edge of the moving plate 40 and the cable 21 is connected to the lower edge of the moving plate 40 at the lower side of the side wall by the third guide shear 33. [

따라서 제2가이드 도르래(32)를 통해 연결된 케이블(21)과, 제3가이드 도르래(33)를 통해 연결된 케이블(210이 이동 플레이트(40)의 상하 모서리에 연결되므로 8개의 케이블의 길이를 조절함으로서 좌우, 상하 이동 및 경사진 자세 제어도 가능해진다. 여기서 케이블 윈치(20)에는 각각 엔코더가 설치되어 제어기(100)가 엔코더의 정보를 입력받아 케이블의 장력 및 길이 조절이 가능해진다.The cable 21 connected through the second guide sheave 32 and the cable 210 connected through the third guide sheave 33 are connected to the upper and lower edges of the moving plate 40 so that the lengths of the eight cables are adjusted In this case, the cable winch 20 is provided with an encoder, and the controller 100 receives the information of the encoder, so that the tension and the length of the cable can be adjusted.

8개의 케이블 윈치(20)의 케이블(21)에 의해 이동 플레이트(40)가 제어되는 경우, 제3가이드 도르래(33)를 통과하는 케이블(21)을 팽팽히 당기고, 제2가이드 도르래(32)를 통과하는 케이블(21)을 느슨하게 풀어주면 제3가이드 도르래(33)가 설치된 높이(Z1)까지 이동 플레이트(40)를 하강시킬 수 있다. 그리고, 제3가이드 도르래(33)를 통과하는 케이블(21)을 느슨하게 풀어주고, 제2가이드 도르래(32)를 통과하는 케이블(21)을 팽팽히 당기면, 제2가이드 도르래(32)가 설치된 높이(Z0)까지 이동 플레이트(40)를 상승시킬 수 있다.When the moving plate 40 is controlled by the cable 21 of the eight cable winch 20, the cable 21 passing through the third guide sheave 33 is pulled tight and the second guide sheave 32 The moving plate 40 can be lowered to the height Z 1 at which the third guide sheave 33 is installed by loosening the cable 21 passing therethrough. When the cable 21 passing through the third guide sheave 33 is released loosely and the cable 21 passing through the second guide sheave 32 is tightly pulled, the height of the second guide sheave 32 to Z 0) can increase the moving plate (40).

그런데, 수중 탑재물 즉, 이동 대상물(70)을 설치할 높이가 제2가이드 도르래(32)가 설치된 높이보다 위쪽에 있는 경우, 케이블 윈치(20)를 제어하는 것만으로는 이동플레이트(40)를 더이상 상승시킬 수 없어서 작업 반경이 제한을 받게된다.If the height of the underwater object, that is, the object 70 to be installed, is higher than the height at which the second guide sheave 32 is installed, by simply controlling the cable winch 20, The work radius is limited because it can not be raised.

이에 따라 본 발명에서는 이동 플레이트(40)를 부력조절이 가능한 발라스트 탱크를 몸체로 구성하고, 발라스팅 펌프(51)를 통해 부력조절이 가능하게 구성한 것이다. 발라스트 탱크로 이루어진 이동 플레이트(40)의 상면에는 이동 대상물(70)을 고정 지지하도록 지그를 구비하여 이동 대상물(70)을 상면에 올려놓고 정정시킨 상태로 이동시키도록 구성한다.Accordingly, in the present invention, the moving plate (40) is constituted by a body that can control the buoyancy of the ballast tank, and the buoyancy can be adjusted through the ballasting pump (51). The moving plate 40 is made of a ballast tank and is provided with a jig for fixing and supporting the moving object 70 so that the moving object 70 is placed on the upper surface and moved in a corrected state.

본 발명은, 이동 플레이트(40)의 부력을 조절할 수 있도록 부력조절장치(50)로서 발라스팅 펌프(51)와 무게추(103)를 설치하여 수중에서 이동 플레이트(40) 자체적으로 상승 또는 하강이 가능하도록 구성한 것이다.The ballasting pump 51 and the weight 103 are provided as the buoyancy adjusting device 50 so as to adjust the buoyancy of the moving plate 40 so that the moving plate 40 itself can ascend or descend in the water .

부력 조절을 하게 되면, 케이블(21)의 장력만으로는 이동 플레이트(40)의 위치와 높이를 파악할 수 없으므로, 이동 플레이트(40) 자체의 위치와 각도를 감지하는 위치,각도 센서(104)와, 높이 즉, 수심을 감지하는 높이센서(105)를 설치하여 제어기(100)가 이동 플레이트(40)의 높이와 각도 및 높이를 감지하여 발라스팅 펌프(51)를 제어함과 아울러 케이블 윈치(20)를 연동 제어하여 이동 플레이트(40)를 케이블 제어 범위를 벗어난 위치로 이동시킬 수 있게 된다. 그러므로 본 발명에서는 각 케이블 윈치(20)에 설치된 엔코더의 정보와 위치,각도 센서(104) 및 높이센서(105)에 의해 감지된 정보를 이용하여 제어기(100)가 이동 플레이트(40)의 목표위치 및 자세를 제어할 수 있게 된다. The position and the height of the moving plate 40 itself can not be grasped by only the tension of the cable 21 so that the position of the moving plate 40 itself and the angle of the angle sensor 104, That is, the height sensor 105 for detecting the depth of water is installed so that the controller 100 senses the height, the angle and the height of the moving plate 40 to control the ballasting pump 51 and the cable winch 20 So that the moving plate 40 can be moved to a position out of the cable control range. Therefore, in the present invention, by using the information and position of the encoder installed in each cable winch 20, and information sensed by the angle sensor 104 and the height sensor 105, And the posture can be controlled.

본 발명에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이 제2,제3가이드 도르래(32)(33)를 통해 이동 플레이트(40)에 연결된 케이블(21)들을 풀어주고, 부력조절장치(50)를 제어하여 부력을 높여주면, 이동플레이트(40)는 수중에서 상승되어 제2가이드 도르래(32)의 설치 높이(Z0)보다 더 높은 위치로 상승되며, 최대 해수면 높이(Z2)까지 이동 플레이트(40)에 탑재된 이동대상물(70)을 상승시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the cables 21 connected to the moving plate 40 are released through the second and third guide sheaves 32 and 33 as shown in FIG. 2, and the buoyancy regulating device 50 is controlled The moving plate 40 is raised in the water to a position higher than the installation height Z 0 of the second guide sheave 32 and is moved up to the maximum sea level Z 2 up to the moving plate 40 The moving object 70 mounted on the moving object 70 can be raised.

한편, 본 발명은 케이블(21)에 의한 이동이 아닌 부력조절에 의한 이동시에도 자세제어가 가능하다. 부력조절장치(50)와 무게추(103)를 이동플레이트(40)에 서로 대칭되게 적어도 4개로 분산제어가 가능하게 설치하여 각 방향에 대해 서로 다른 부력으로 제어하게 되면, 이동플레이트(40)의 기울기 즉, 자세 제어가 가능해진다.On the other hand, in the present invention, it is possible to control the posture even when moving by the buoyancy control instead of the movement by the cable 21. [ If the buoyancy regulating device 50 and the weight 103 are provided on the moving plate 40 symmetrically with respect to each other so as to be dispersedly controllable and controlled with different buoyancy forces in each direction, The inclination, that is, the posture control becomes possible.

또한 이동 플레이트(40)를 하강시키고자 하는 경우, 부력조절장치(50)의 양성부력을 제거하게 되면 무게추(103)의 중량에 의해 하강시킬 수 있게 된다.In addition, when the moving plate 40 is to be lowered, if the positive buoyant force of the buoyancy regulating device 50 is removed, the weight plate 103 can be lowered.

이러한 수중 이동 작업 상황을 모니터링 하기 위해서 본 발명에서는 복수의 수중 라이트(101)와 수중카메라(102)와 같은 비전 시스템을 설치하여 수중 작업 상황을 모니터링 할 수 있도록 하며, 제어기(100)는 비전 시스템의 데이터와 각종 센서 데이터 및 부력 정도에 의해 이동 플레이트(40)의 이동제어작업을 수행할 수 있다.In order to monitor such underwater moving work situation, a vision system such as a plurality of underwater lights 101 and an underwater camera 102 may be installed to monitor the underwater work situation, It is possible to perform the movement control operation of the moving plate 40 according to the data, various sensor data, and buoyancy degree.

한편, 본 발명은, 상기 제어기(100)를 상기 케이블 윈치(20)를 제어하기 위한 상위 제어기와, 부력조절과 모니터링 제어를 위한 하위 제어기로 분리 구성할 수 있으며, 하위 제어기가 비전시스템의 정보와, 위치, 각도 센서(104) 및 높이 센서(105)의 정보 및 부력조절장치(50)의 부력 상태정보를 신호처리하여 상기 상위 제어기로 케이블 윈치(20)를 각각 제어할 수 있도록 하는 정보를 제공할 수 있다.Meanwhile, the controller 100 may be divided into an upper controller for controlling the cable winch 20 and a lower controller for controlling buoyancy and monitoring, and the lower controller may be connected to the information of the vision system Information on the position, the angle sensor 104 and the height sensor 105 and the buoyancy state information of the buoyancy regulating device 50 to provide information for controlling the cable winch 20 to the host controller can do.

이와 같이 상위 제어기와, 하위 제어기로 분리 구성하게 되면, 8개의 케이블 윈치(20)를 각각의 케이블 장력과 길이를 연동제어하는 구성과, 각종 센서 및 비전시스템과 부력 상태에 대한 신호처리를 분리제어할 수 있어서 제어 프로그램의 트래픽을 줄여 효율적인 제어가 가능해진다.
When the upper controller and the lower controller are separated as described above, it is possible to control the cable tension and the length of each of the eight cable winches 20 in a linked manner, and to control the signal processing for various sensors, vision systems, So that the traffic of the control program can be reduced and efficient control becomes possible.

11 : 안벽 12 : 부유식 구조물
20 : 케이블 윈치 21 : 케이블
30 : 가이드 도르래 31, 32, 33 : 제1,제2,제3 가이드 도르래
40 : 이동 플레이트 50 : 부력조절장치
51 : 발라스팅 펌프 70 : 이동 대상물
100 : 제어기 101 : 수중 라이트
102 : 수중 카메라 103 : 무게추
104 : 위치, 각도 센서 105 : 높이센서11: seawall 12: floating structure
20: Cable winch 21: Cable
30: guide pulley 31, 32, 33: first, second and third guide pulleys
40: moving plate 50: buoyancy adjusting device
51: Ballasting pump 70: Movable object
100: Controller 101: Underwater light
102: Underwater camera 103: Weights
104: position and angle sensor 105: height sensor

Claims (8)

안벽(11)에서 작업 영역만큼 떨어져 계류시킨 부유식 구조물(12)과, 상기 안벽(11)의 상부에 설치되는 복수의 케이블 윈치(20)와;
상기 안벽(11)과 상기 부유식 구조물(12)의 측벽에 서로 다른 높이의 그룹으로 나뉘어 설치되는 복수 개의 가이드 도르래(30; 31, 32, 33)와;
상기 가이드 도르래(30)를 통해 가이드 되는 상기 복수 개의 케이블 윈치(20)의 케이블(21)에 상하 모서리부가 각각 연결되고, 상부에 이동 대상물(70)을 탑재 지지하는 이동 플레이트(40)와;
상기 이동플레이트(40)에 설치되어 이동플레이트(40)의 부력을 조절하기 위한 부력조절장치(50)와;
상기 이동 플레이트(40)의 위치 및 각도와, 높이를 검출하기 위한 위치 및 각도센서(104) 및 높이 센서(105)와;
상기 케이블 윈치(20)와, 상기 부력조절장치(50)를 제어하여 상기 이동 플레이트(40)의 이동을 제어하는 제어기(100)를 포함하되,
상기 제어기(100)는,
상기 케이블 윈치(20)를 각각 제어하기 위한 상위 제어기와,
상기 위치 및 각도센서(104) 및 높이센서(105)를 통해 상기 이동플레이트(40)의 위치와 각도 및 높이정보를 검출하여 신호처리에 의해 상기 이동플레이트(40)의 이송 및 자세 제어를 위한 케이블 윈치 제어정보를 상기 상위 제어기로 전송함과 아울러 상기 부력조절장치(50)를 통해 부력을 조절하는 하위 제어기로 분리 구성된 것을 특징으로 하는 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치.
A floating structure 12 moored away from the seawall 11 by a working area; a plurality of cable winches 20 installed on the top of the seawall 11;
A plurality of guide sheaves (31, 31, 32, 33) which are installed on the side wall of the floors (11) and the floating structure (12)
A moving plate 40 connected to the upper and lower corners of the cable 21 of the plurality of cable winches 20 guided through the guide sheave 30 and supporting the moving object 70 thereon;
A buoyancy regulating device (50) installed on the moving plate (40) for regulating buoyancy of the moving plate (40);
A position and angle sensor 104 and a height sensor 105 for detecting the position and angle of the moving plate 40, and a height;
And a controller (100) for controlling the movement of the moving plate (40) by controlling the cable winch (20) and the buoyancy adjusting device (50)
The controller (100)
An upper controller for controlling the cable winch 20,
The position and angle and height information of the moving plate 40 are detected through the position and angle sensor 104 and the height sensor 105 to detect the position of the moving plate 40, Wherein the buoyancy control device is configured to transmit winch control information to the host controller and to separate the buoyancy control device into a lower controller for controlling buoyancy through the buoyancy control device.
제 1 항에 있어서, 상기 제어기(100)의 제어에 의해 상기 이동플레이트(40)의 이동에 따른 작업 상태를 모니터링 하기 위한 수중 라이트(101)와, 수중 카메라(102)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치.
The apparatus according to claim 1, further comprising an underwater light (101) and an underwater camera (102) for monitoring a work state according to the movement of the moving plate (40) under the control of the controller (100) A buoyancy controllable underwater cable robot device.
제 1 항에 있어서, 상기 부력조절장치(50)와 대응되어 이동플레이트(40)에 중량을 가하기 위한 무게추(103)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치.
The buoyancy controllable underwater cable robot apparatus according to claim 1, wherein a weight weight (103) for weighting the moving plate (40) is further provided in correspondence with the buoyancy adjusting device (50).
삭제delete 제 3 항에 있어서, 상기 부력조절장치(50)와, 상기 무게추(103)는,
이동플레이트(40)의 경사 자세를 조절할 수 있도록 적어도 2쌍 이상 복수 쌍으로 분리되어 서로 대칭되게 이동플레이트(40)에 설치된 것을 특징으로 하는 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치.
4. The apparatus of claim 3, wherein the buoyancy regulator (50) and the weight (103)
Wherein the movable plate (40) is provided on the moving plate (40) so that at least two or more pairs of the moving plates (40) can be adjusted in inclination so as to be symmetrical with respect to each other.
제 1 항에 있어서, 상기 부력조절장치(50)는 발라스팅 펌프(51)에 의해 부력조절이 가능한 발라스트 탱크로 구성된 것을 특징으로 하는 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치.
The buoyancy controllable underwater cable robot apparatus according to claim 1, wherein the buoyancy regulating device (50) comprises a ballast tank capable of buoyancy control by a ballasting pump (51).
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 도르래(30)는,
안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 상면에서 측벽으로 케이블(21)을 가이드 하는 제1가이드 도르래(31)와, 안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 측벽 중간부에 설치되어 이동플레이트(40)의 상단 모서리에 연결시키는 일부 케이블(21)을 가이드 하는 제2가이드 도르래(32)와, 안벽(11)과 부유식 구조물(12)의 측벽 하부에 설치되어 이동플레이트(40)의 하단 모서리에 연결되는 케이블(21)을 가이드 하는 제3가이드 도르래(33)로 구성된 것을 특징으로 하는 부력조절이 가능한 수중 케이블 로봇장치.
The guide pulley (30) according to claim 1, wherein the guide pulley (30)
A first guide shear 31 for guiding the cable 21 from the upper surface of the seawall 11 and the floating structure 12 to the side wall and a second guide sheave 31 installed at the middle portion of the side wall of the seawall 11 and the floating structure 12 A second guide sheave 32 for guiding some cables 21 connected to the upper edge of the moving plate 40 and a second guide sheave 32 for guiding a part of the cable 21 connected to the upper edge of the moving plate 40, And a third guide sheave (33) for guiding a cable (21) connected to the lower edge of the underwater cable.
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