KR101707406B1 - 견인식 다중케이블 포설기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중의 케이블을 동시에 포설하는 기구에 있어서: 액츄에이터(25)를 지니는 구동수단(20); 및 상기 구동수단(20)에 직선운동과 연동되는 회동운동을 유발하도록 연결되고, 다중의 케이블에 일방향의 파지력을 균일하게 작용하는 파지수단(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박의 좁고 복잡한 포설경로에서 다수의 케이블을 기계화 방식으로 동시에 포설하여 공수절감으로 생산성을 향상하고 작업자의 근골격계 질환을 예방하는 효과가 있다.

Description

견인식 다중케이블 포설기구{Wiring device for pulling plural cables}

본 발명은 견인식 전선 포설기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 로봇 방식을 기반으로 한 번에 여러 가닥의 케이블을 동시에 포설하기 위한 견인식 다중케이블 포설기구에 관한 것이다.

종래에 선박 건조 현장에서 사용되고 있는 전선포설로봇은 한 가닥의 굵은 케이블(태선)만 견인할 수 있도록 설계되어 있어 여러 가닥을 동시에 포설하기에 적합하지 않다. 이에 통상 직경 40MM 이하의 케이블들은 종래와 같이 수작업으로 포설하고 있다.

이때, 케이블이 포설되는 경로상의 곡선구간에서 케이블의 굽힘이 발생하면서 트레이를 선체에 고정하기 위해 부착된 앵글부재에 케이블이 마찰되어 손상이 발생하는 동시에 견인 부하가 증가된다. 이러한 이유로 로봇에 의한 기계화포설을 적용하지 못하고 작업자가 직접 곡선구간에 대기하여 손으로 케이블을 들어 당기면서 케이블을 포설한다.

이 경우 여러 명의 작업자가 곡선구간에 일정간격으로 배치되어 특정한 신호에 따라서 팔 힘으로 케이블을 동시에 일사분란하게 당겨야 하므로 포설작업의 불편과 비효율성이 가중된다. 일반적으로 포설경로가 협소하고 복잡한 선박에서 다수의 곡선구간이 존재하기 때문에 작업시간이 길어지고 반복적으로 케이블을 당겨야 하므로 근골격계질환 발생이 증가한다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행특허로서 한국 등록특허공보 제0929659호는 중공의 관 형상이며 길이방향으로 개방된 구조로 이루어지는 가이드 레일; 가이드 레일에 이동 가능하게 수용되는 바퀴; 바퀴의 축에 갈고리 형태로 설치되는 거치부재; 덕트를 지지하는 베이스 플레이트에서 가이드 레일을 지지하는 세로봉과 가로봉을 포함한다. 이에 따라, 작은 수량의 케이블 설치에도 최소의 인원으로 가능하고, 큰 노동력을 사용하지 않는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행특허에 의하면 외형의 크기와 구조의 복잡성에 기인하여 선박의 좁고 복잡한 포설경로에서 다수의 케이블을 동시에 포설하기 미흡하여 작업불편해소와 공수절감에 한계를 보인다.

1. 한국 등록특허공보 제0929659호 "케이블 포설 장치" (공개일자 : 2009. 3. 4.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박의 좁고 복잡한 포설경로에서 다수의 케이블을 동시에 포설하여 공수를 절감하고 작업자의 근골격계 질환을 예방하는 견인식 다중케이블 포설기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다중의 케이블을 동시에 포설하는 기구에 있어서: 액츄에이터를 지니는 구동수단; 및 상기 구동수단에 직선운동과 연동되는 회동운동을 유발하도록 연결되고, 다중의 케이블에 일방향의 파지력을 균일하게 작용하는 파지수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 구동수단의 액츄에이터는 유공압력 또는 전기력으로 직선운동을 유발하는 작동블록을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 파지수단은 다중의 케이블을 회동체의 접촉곡면 및 길이변동 가능한 조임체 사이에 파지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 회동체의 접촉곡면은 양단부에 비하여 중앙부가 5~10㎜ 더 높은 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 회동체는 결속홈을 지닌 결속대을 구비하고, 조임체는 결속홈에 착탈되는 선재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 결속홈은 회동체의 회동운동 중심에 대하여 후방으로 15~35㎜ 거리로 이격되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 조임체는 선재의 양단에 다수의 길이변동용 볼과 함께 손가락걸이용 고리를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 선재는 케이블 손상을 방지하도록 피복재를 교체 가능하게 구비하고, 피복재의 양단에 고정링을 결합한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박의 좁고 복잡한 포설경로에서 다수의 케이블을 기계화 방식으로 동시에 포설하여 공수절감으로 생산성을 향상하고 작업자의 근골격계 질환을 예방하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포설기구를 사용 상태로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 포설기구의 회동체를 정면으로 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 포설기구의 회동체를 평면으로 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 포설기구의 작동 전후 상태를 나타내는 모식도

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

본 발명은 선박 등의 좁고 복잡한 경로에 배치된 케이블 트레이 상에서 다중의 케이블을 동시에 포설하는 기구에 관하여 제안한다. 다중케이블은 굵기가 같거나 다른 2개 이상의 전선을 의미한다. 선박의 경우 동일한 트레이에 굵은 케이블과 가는 케이블이 섞여서 포설되는 경우가 대부분이다. 통상 굵은 케이블을 포설하기 위해 전선포설로봇이 설치되는 바, 동일한 트레이에 배치되는 가는 케이블도 같이 포설하는 것이 효율성을 높인다. 이를 위해 전선포설로봇을 교체 설치하지 않고 한 트레이의 모든 케이블을 포설할 수 있는 유연성이 요구된다.

본 발명에 따르면 구동수단(20)이 액츄에이터(25)를 지니는 구조로 적용된다. 구동수단(20)는 프레임(22) 상에 액츄에이터(25)를 구비한다. 프레임(22)은 케이블 트레이에 고정 가능한 구조를 지닌다. 액츄에이터(25)는 다중케이블의 동시 이동을 위한 견인력(포설력)을 제공한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 구동수단(20)의 액츄에이터(25)는 유공압력 또는 전기력으로 직선운동을 유발하는 작동블록을 구비하는 것을 특징으로 한다. 유압식은 다른 방식에 비하여 구성이 복잡화되는 반면 높은 견인력을 발생하기 유리하다. 어느 방식이거나 액츄에이터(25)는 로드의 외단부에 작동블록을 구비한다. 작동블록은 프레임(22)에 슬라이딩 가능하게 지지되고 액츄에이터(25)의 구동력에 의하여 전후진 왕복운동을 수행한다.

또, 본 발명에 따르면 다중의 케이블에 일방향의 파지력을 균일하게 작용하는 파지수단(30)이 상기 구동수단(20)에 직선운동과 연동되는 회동운동을 유발하도록 연결되는 구조를 특징으로 한다. 파지수단(30)은 직선운동과 연동되는 일방향 회동운동에 의하여 넘어지면서 다중케이블을 파지하고 타방향 회동운동에 의하여 원상태로 직립되면서 다중케이블의 파지를 해제한다. 이에 액츄에이터(25)에 의한 왕복운동의 일방향에서 다중케이블에 파지력과 견인력이 작용한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 파지수단(30)은 다중의 케이블을 회동체(33)의 접촉곡면(41) 및 길이변동 가능한 조임체(35) 사이에 파지하는 것을 특징으로 한다. 회동체(33)는 베이스(31)에 힌지축(37)을 개재하여 회동운동 가능하게 장착된다. 베이스(31)는 액츄에이터(25)의 작동블록에 고정된다. 조임체(35)는 회동체(33)의 상측으로 개폐되는 동시에 길이변동 가능하게 장착된다. 다중케이블은 회동체(33)와 조임체(35) 사이에 지지되어 파지력을 받는다. 조임체(35)의 길이를 줄이면 파지력이 증대되고 길이를 늘이면 파지력이 감소된다. 반면 회동체(33)의 회동각도 범위는 다중케이블의 파지력과 비례적인 관계에 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 회동체(33)의 접촉곡면(41)은 양단부에 비하여 중앙부가 5~10㎜ 더 높은 원호형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 회동체(33)는 다중케이블을 지지하는 상부가 넓고 힌지축(37)을 결합하는 하부가 좁은 T자형 구조를 이룬다. 굵기가 같거나 다른 다수의 케이블에 피지력을 안정적으로 작용하기 위해 중앙부가 상향으로 5~10㎜, 바람직하게는 7mm 더 높은 상향 구배를 형성한다. 이에 회동체(33)의 접촉곡면(41)과 조임체(35)의 선재(45)가 비슷한 곡률의 원호형 그리핑 공간을 이루도록 하여 케이블과의 공극을 최소화함으로써 파지력을 최대화할 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 회동체(33)는 결속홈(43)을 지닌 결속대(42)을 구비하고, 조임체(35)는 결속홈(43)에 착탈되는 선재(45)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 회동체(33)에서 접촉곡면(41)의 양단에 결속대(42)가 수직으로 연장된다. 결속대(42)는 선재(45)를 신속하게 결속하고 해체하기 위한 결속홈(43)을 구비한다. 결속홈(43)은 평면에서 볼 때 L자형 구조로서 선재(45)의 출입을 위해 설정된 방향으로 개방된다. 선재(45)는 강선로프와 같이 강인성, 유연성, 내마모성을 지니며 다중케이블에 파지력과 견인력을 작용한다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 결속홈(43)은 회동체(33)의 회동운동 중심에 대하여 후방으로 15~35㎜ 거리로 이격되는 것을 특징으로 한다. 도 3의 평면 상태를 기준으로 할 때 회동체(33)의 하단에 위치한 힌지축(37)의 회전중심에서 선재(45)가 결합되는 결속홈(43)의 위치까지 후방 15~35㎜, 바람직하게는 20㎜ 거리로 이격된다. '후방'과 '전방'은 케이블의 포설이 진행되는 방향을 기준으로 설정된다. 선재(45)의 위치가 회동중심에서 오프셋(Offset)되면 회동체(33)의 무게중심을 뒤쪽으로 이동시켜 액츄에이터(25)의 전진운동시 신속하게 뒤로 넘어지면서 최대한 빨리 케이블의 파지가 시작된다. 이에 다중케이블을 이동시키는데 필요한 스트로크를 최대한 크게 확보할 수 있어 공수절감에 유리하다.

한편, 액츄에이터(25)의 전진운동시 회동체(33)의 넘어지는 경사각이 충분하게 확보되면 종래의 전선포설로봇에서 회동체(33)의 전방에 설치하는 마찰슈를 생략하는 구성을 적용할 수 있다.

본 발명의 세부 구성에 의하면, 상기 조임체(35)는 선재(45)의 양단에 다수의 길이변동용 볼(48)과 함께 손가락걸이용 고리(46)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 선재(45)에 설치되는 볼(48)이 결속홈(43)에 맞물려 수용되면서 선재(45)의 그리핑 길이를 결정한다. 볼(48)은 고강도의 강제를 사용하며 선재(45)의 길이를 고려하여 적절한 수량으로 설치한다. 고리(46)는 선재(45)의 단부를 말아서 고정링(47)에 끼운 구조로 형성된다. 이와 같이 회동체(33)의 양단에 형성된 결속대(42)에 선재(45)를 결합한 방식에 의하면 작업자는 좁은 경로상의 어느 방향에서나 각각의 고리(46)를 이용하여 선재(45)를 착탈하기 용이하다.

이때, 상기 선재(45)는 케이블 손상을 방지하도록 피복재를 교체 가능하게 구비하고, 피복재의 양단에 고정링(47)을 결합한 것을 특징으로 한다. 피복재는 마찰계수가 크면서 강도와 내마모성을 요한다. 피복재의 소재로 실리콘, 고무 등을 선택적으로 적용한다. 어느 경우에나 피복재는 케이블 보다 낮은 경도를 적용하여 케이블 손상을 방지한다. 선재(45) 상에서 피복재의 양단에 고정링(47)을 결합하여 피복재의 불필요한 유동을 방지한다. 피복재의 교체가 필요한 경우 고정링(47)을 해체하여 선재(45)에서 분리한다.

작동에 있어서, 구동수단(20)의 프레임(22)을 케이블 트레이에 일정간 간격마다 고정하고, 선재(45)의 일측을 결속대(42)에서 분리하여 다수의 케이블을 회동체(33)의 접촉곡면(41)에 상치하고, 분리된 선재(45)를 적절한 길이로 맞추어 결속대(42)의 결속홈(43)에 삽입하고, 액츄에이터(25)를 작동하여 왕복운동을 유발하면 도 4(a) 및 (b)처럼 케이블이 일방향으로 진행하여 포설된다. 도 4(a)는 회동체(33)가 전진 행정단에서 후진을 개시하는 상태로서 직립된 자세로 케이블에 파지력을 작용하지 않고, 도 4(b)는 회동체(33)가 후진 행정단에서 전진을 개시하는 상태로서 경사진 자세로 케이블에 파지력을 작용하면서 견인을 수행한다.

본 발명의 회동체(33)와 조임체(35)는 다양한 규격으로 교체가 용이하므로 하나의 굵은 케이블을 포설하는 것은 물론 여러 가닥의 가는 케이블을 한 번에 그피링하여 포설할 수 있다. 즉, 구동수단(20)의 프레임(22)을 트레이에 고정한 상태로 다양한 포설 작업을 지속할 수 있다.

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: 다중케이블 20: 구동수단
22: 프레임 25: 액츄에이터
30: 파지수단 31: 베이스
33: 회동체 35: 조임체
37: 힌지축 41: 접촉곡면
42: 결속대 43: 결속홈
45: 선재 46: 고리
47: 고정링 48: 볼

Claims (8)

1. 다중의 케이블을 동시에 포설하는 기구에 있어서:
   액츄에이터(25)를 지니는 구동수단(20); 및
   상기 구동수단(20)에 직선운동과 연동되는 회동운동을 유발하도록 연결되고, 다중의 케이블에 일방향의 파지력을 균일하게 작용하는 파지수단(30);을 포함하여 이루어지되,
   상기 파지수단(30)은 다중의 케이블을 회동체(33)의 접촉곡면(41) 및 길이변동 가능한 조임체(35) 사이에 파지하고,
   상기 회동체(33)의 접촉곡면(41)은 양단부에 비하여 중앙부가 더 높은 원호형으로 형성되며,
   상기 조임체(35)는 선재(45)의 양단에 다수의 길이변동용 볼(48)과 함께 손가락걸이용 고리(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 견인식 다중케이블 포설기구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구동수단(20)의 액츄에이터(25)는 유공압력 또는 전기력으로 직선운동을 유발하는 작동블록을 구비하는 것을 특징으로 하는 견인식 다중케이블 포설기구.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 회동체(33)의 접촉곡면(41)은 양단부에 비하여 중앙부가 5~10㎜ 더 높은 것을 특징으로 하는 견인식 다중케이블 포설기구.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 회동체(33)는 결속홈(43)을 지닌 결속대(42)을 구비하고, 조임체(35)는 결속홈(43)에 착탈되는 선재(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 견인식 다중케이블 포설기구.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 결속홈(43)은 회동체(33)의 회동운동 중심에 대하여 후방으로 15~35㎜ 거리로 이격되는 것을 특징으로 하는 견인식 다중케이블 포설기구.
7. 삭제
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 선재(45)는 케이블 손상을 방지하도록 피복재를 교체 가능하게 구비하고, 피복재의 양단에 고정링(47)을 결합한 것을 특징으로 하는 견인식 다중케이블 포설기구.

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