KR101916477B1 - 선체 외벽 자율주행 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치는, 바퀴와 상기 바퀴를 구동시키는 모터를 포함하는 몸체부; 및 부착면에 대하여 이격되게 상기 몸체부에 설치되되 자력이 형성되는 제1 자력부재와, 자력이 형성되며 상기 제1 자력부재와 동일한 극이 서로 마주하거나 어긋나게 대향하는 제2 자력부재와, 상기 제1 자력부재에 대하여 상기 제2 자력부재의 보기 방향을 변경시키도록 상기 제2 자력부재에 연결되는 스위치부재를 포함하며, 상기 몸체부에 마련되는 스위치자석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 선체 외벽 자율주행 장치는, 진공흡착방식을 사용하지 않아 장치의 구조가 단순해질 수 있으면서, 선체의 바닥면 뿐만 아니라 측벽을 자동으로 블라스팅, 도장 등의 작업을 할 수 있어 작업효율을 향상시킬 수 있다.

Description

선체 외벽 자율주행 장치{Autonomous travelling apparatus for outside hull of ship}

본 발명은 선체 외벽 자율주행 장치에 관한 것이다.

선박의 건조현장에서, 선체블록의 조립과정이나 블록조립이 완성된 선체의 표면에 대해서는 용접, 블라스팅(blasting), 도장 등의 다양한 작업이 요구된다. 선체 외판은 아래보기 자세는 물론, 측면보기 자세 및 위보기 자세를 취하며 작업자 및 관련 장비가 배치된다.

예를 들어, 선박의 건조과정 중에서 선체 외판에 대한 도장작업 전에는 선체 외판에 부착된 이물질을 제거하는 청소작업을 진행하게 된다. 이는 선체 외판에 이물질이 부착된 상태에서 도장작업이 이루어질 경우, 도장면이 매끄럽지 못할 뿐만 아니라, 선체 외판에 대한 도장면의 부착율이 저하되기 때문에 도장작업 전 선체의 외판의 이물질을 제거하는 작업을 수행하게 된다.

바닥면을 작업하는 아래보기 작업의 경우에는 작업자가 블라스팅, 도장 등의 작업을 용이하게 수행할 뿐만 아니라, 자동용접 캐리지 등을 이용하여 자동용접을 수행할 수 있다.

한편, 외판의 측벽은 중력에 의해 캐리지가 이동하지 못하여, 외판의 이물질을 제거하는 등의 작업은 고소차에 구비된 작업플랫폼에 작업자가 탑승한 상태에서 작업플랫폼이 작업위치로 이동하게 되면, 작업자는 손걸레, 봉걸레, 연마지 등을 이용하여 선체 외판의 이물질을 제거하는 방식으로 작업이 진행된다.

이와 같은 수작업 방식은 작업능률이 떨어져 생산성이 저하될 뿐만 아니라 완전한 이물질의 제거가 어렵고, 선체 외판에 작업자가 근접하여 이물질 제거작업을 수행하게 되므로, 제거되는 이물질이 작업자에게 전달되어 각종 질병을 유발할 뿐만 아니라, 작업 중 추락사고에 의한 인명피해가 발생할 가능성이 높다.

이를 개선하기 위해, 진공흡착식 블라스팅 장치가 개발되었으나, 진공흡착식의 경우에는 대용량의 진공을 발생시키기 위한 부대시설을 확보하여야 하는 바, 이로 인해 장치의 무게 및 부피를 증대시키는 요인이 되었으며, 진공 패드의 마모 및 부착면의 상태 등에 따라서 흡착력에 큰 차이가 발생되고, 과도한 진공흡착을 시도하는 경우 선체 외판의 도장부분에 손상을 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 진공흡착식에 의하여 선체 외판에 부착된 상태에서 장치의 이동방향을 바꾸기 위해서는 매우 복잡한 기구적 메커니즘을 필요로 하게 된다. 무엇보다 큰 크기를 가지고 다양한 형태로 이루어지는 선체 외판의 경우에는 장치의 자유로운 이동성이 블라스팅 작업의 효율을 증대시킬 수 있는 가장 중요한 요소로 작용하게 되어 이를 개선할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 진공흡착방식을 사용하지 않아 장치의 구조가 단순해질 수 있으면서, 선체의 바닥면 뿐만 아니라 측벽을 자동으로 블라스팅, 도장 등의 작업을 할 수 있는 선체 외벽 자율주행 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치는, 바퀴와 상기 바퀴를 구동시키는 모터를 포함하는 몸체부; 및 부착면에 대하여 이격되게 상기 몸체부에 설치되되 자력이 형성되는 제1 자력부재와, 자력이 형성되며 상기 제1 자력부재와 동일한 극이 서로 마주하거나 어긋나게 대향하는 제2 자력부재와, 상기 제1 자력부재에 대하여 상기 제2 자력부재의 보기 방향을 변경시키도록 상기 제2 자력부재에 연결되는 스위치부재를 포함하며, 상기 몸체부에 마련되는 스위치자석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 몸체부는, 상기 바퀴에 연결되는 보조바퀴; 및 상기 바퀴와 상기 보조바퀴를 연결하여 상기 보조바퀴로 동력을 전달하는 풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 자력부재, 상기 제2 자력부재 및 상기 스위치부재는 하부에서 상부로 일렬로 구비되고, 상기 스위치부재의 회전에 따라 상기 제2 자력부재가 회전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 동일한 자력이 서로 마주하도록 배치되면, 상기 제1 자력부재와 상기 제1 자력부재에 형성되는 자기력선이 합이되어 상기 제1 자력부재와 부착면 사이의 인력이 상승되어 부착되고, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 동일한 자력이 어긋나게 배치되면, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재 사이에 인력이 발생하여 상기 제1 자력부재와 부착면 사이의 인력이 감소하여 떨어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 N극과 S극이 형성되는 영구자석으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 선체 외벽 자율주행 장치는, 진공흡착방식을 사용하지 않아 장치의 구조가 단순해질 수 있으면서, 선체의 바닥면 뿐만 아니라 측벽을 자동으로 블라스팅, 도장 등의 작업을 할 수 있어 작업효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치의 배면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치에서 제1 자력부재와 제2 자력부재가 동일한 극이 서로 마주한 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치에서 제1 자력부재와 제2 자력부재가 서로 다른 극이 서로 마주한 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치의 배면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치에서 제1 자력부재와 제2 자력부재가 동일한 극이 서로 마주한 상태를 개념적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치에서 제1 자력부재와 제2 자력부재가 서로 다른 극이 서로 마주한 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선체 외벽 자율주행 장치(100)는, 몸체부(110) 및 스위치자석부(120)를 포함한다.

몸체부(110)는 블록과 같이 선박의 구조물 등에 부착되어 주행되는 구성으로서, 철로 이루어지는 구조물의 벽면이나 바닥면을 부착면(1)으로 하여 몸체부(110)가 스위치자석부(120)에 의해 부착되어 이동할 수 있다.

몸체부(110)는 선체 외벽 자율주행 장치(100)의 외관을 형성하며 부착면(1)에서 주행을 하도록, 모터(111A,111B), 바퀴(112A,112B), 보조바퀴(113A,113B) 및 풀리(114A,114B)를 포함한다.

모터(111A,111B)는 주행을 위한 동력을 발생하여 바퀴(112A,112B)를 구동시킨다. 본 실시예에서 모터(111A,111B)는 양측에 각각 구비되어 동시에 또는 개별로 동작될 수 있다. 예를 들어, 모터(111A,111B)가 개별로 동작되는 경우, 일측 모터(11A)가 회전되면 일측 바퀴(112A)만 동력으로 회전하여 선체 외벽 자율주행 장치(100)가 타측으로 회전할 수 있다. 이와 같이, 몸체부(110)는 한 쌍의 모터(111A,111B)에 의해 전후진은 물론 좌우 회전이 가능할 수 있다.

보조바퀴(113A,113B)는 바퀴(112A,112B)와 쌍을 이루어 몸체부(110)의 안정적인 지지와 주행을 이루도록 바퀴(112A,112B)에 연결되어 바퀴(112A,112B)에 연동하여 회전함으로써 몸체부(110)의 주행을 유도할 수 있다.

풀리(114A,114B)는 벨트로서, 바퀴(112A,112B)와 보조바퀴(113A,113B)를 연결하여 보조바퀴(113A,113B)로 동력을 전달할 수 있고, 모터(111A,111B)와 바퀴(112A,112B)의 사이에는 기어 감속기(115A,115B)가 마련되어 바퀴(112A,112B)의 회전수를 제어할 수 있다.

이러한, 몸체부(110)는 블라스팅, 도장 등의 작업을 수행할 수 있는 블라스팅장치나 도장장치가 설치되어 이동할 수 있으며, 도면에 도시하지는 않았으나, 몸체부(110)에는 제어부가 마련되어 작업의 종류 등에 따른 주행경로가 입력되어 주행될 수 있다. 또는, 몸체부(110)는 무선으로 연결되는 송수신기를 포함하여 작업자의 조작에 의해 주행이나 작업이 이루어질 수도 있다.

스위치자석부(120)는 제1 자력부재(121), 제2 자력부재(122) 및 스위치부재(123)를 포함하며, 몸체부(110)에 마련된다. 일례로, 제1 자력부재(121), 제2 자력부재(122) 및 스위치부재(123)는 하부에서 상부로 일렬로 구비되고, 스위치부재(123)의 회전에 따라 제2 자력부재(122)가 회전될 수 있다.

제1 자력부재(121)는 부착면(1)에 대하여 이격되게 몸체부(110)에 설치되되 자력이 형성되고, 제2 자력부재(122)는 자력이 형성되며 제1 자력부재(121)와 동일한 극이 서로 마주하거나 어긋나게 대향한다. 예를 들어, 제1 자력부재(121)와 제2 자력부재(122)는 N극과 S극이 형성되는 영구자석으로 이루어질 수 있다.

스위치부재(123)는 제1 자력부재(121)에 대하여 제2 자력부재(122)의 보기 방향을 변경시키도록 제2 자력부재(122)에 연결되며, 스위치부재(123)가 좌우 회전되면 스위치부재(123)에 연동하여 제2 자력부재(122)가 회전됨으로써 제1 자력부재(121)에 대하여 마주하는 극의 위치가 변경될 수 있다. 이러한, 스위치부재(123)는 작업자가 수동으로 회전시킬 수도 있으나, 별도의 모터(도시하지 않음)에 의해 회전될 수도 있다.

본 실시예는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 자력부재(121)와 제2 자력부재(122)가 동일한 자력이 서로 마주하도록 배치되면, 제1 자력부재(121)에 형성되는 자기력선(B)과 제2 자력부재(122)에서 형성되는 자기력선(A)의 상호작용으로, 전체 자기력선이 상승되므로 제1 자력부재(121)와 부착면(1) 사이의 인력 상승으로 선체 외벽 자율주행 장치(100)가 부착면(1)에 부착될 수 있다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 자력부재(121)와 제2 자력부재(122)는 동일한 자력이 어긋나게 배치되면, 제1 자력부재(121)와 제2 자력부재(122) 사이에 인력이 발생하여 제1 자력부재(121)와 부착면(1) 사이의 인력이 감소하여 선체 외벽 자율주행 장치(100)가 부착면(1)으로부터 떨어질 수 있다.

이와 같이 본 실시예는, 진공흡착방식을 사용하지 않아 장치의 구조가 단순해질 수 있으면서, 선체의 바닥면 뿐만 아니라 측벽을 자동으로 블라스팅, 도장 등의 작업을 할 수 있어 작업효율을 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 부착면 100: 선체 외벽 자율주행 장치
110: 몸체부 111A,111B: 모터
112A,112B: 바퀴 113A,113B: 보조바퀴
114A,114B: 풀리 115A,115B: 기어 감속기
120: 스위치자석부 121: 제1 자력부재
122: 제2 자력부재 123: 스위치부재

Claims (5)

1. 한 쌍의 바퀴와 상기 한 쌍의 바퀴를 구동시키는 모터를 포함하는 몸체부; 및
   부착면에 대하여 이격되게 상기 몸체부에 설치되되 자력이 형성되는 제1 자력부재와, 자력이 형성되며 상기 제1 자력부재와 동일한 극이 서로 마주하거나 어긋나게 대향하는 제2 자력부재와, 상기 제1 자력부재에 대하여 상기 제2 자력부재의 보기 방향을 변경시키도록 상기 제2 자력부재에 연결되는 스위치부재를 포함하며, 상기 몸체부에 마련되는 스위치자석부를 포함하며,
   상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 상기 한 쌍의 바퀴 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 선체 외벽 자율주행 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 몸체부는,
   상기 한 쌍의 바퀴에 연결되는 보조바퀴; 및
   상기 한 쌍의 바퀴와 상기 보조바퀴를 연결하여 상기 보조바퀴로 동력을 전달하는 풀리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선체 외벽 자율주행 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자력부재, 상기 제2 자력부재 및 상기 스위치부재는 하부에서 상부로 일렬로 구비되고, 상기 스위치부재의 회전에 따라 상기 제2 자력부재가 회전되는 것을 특징으로 하는 선체 외벽 자율주행 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 동일한 자력이 서로 마주하도록 배치되면, 상기 제1 자력부재와 상기 제1 자력부재에 형성되는 자기력선이 합이되어 상기 제1 자력부재와 부착면 사이의 인력이 상승되어 부착되고,
   상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 동일한 자력이 어긋나게 배치되면, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재 사이에 인력이 발생하여 상기 제1 자력부재와 부착면 사이의 인력이 감소하여 떨어지는 것을 특징으로 하는 선체 외벽 자율주행 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 N극과 S극이 형성되는 영구자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선체 외벽 자율주행 장치.

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