KR102001981B1

KR102001981B1 - 도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법

Info

Publication number: KR102001981B1
Application number: KR1020170181526A
Authority: KR
Inventors: 최동기; 최수성; 오정환
Original assignee: (주)하이드로훼스트
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-10-01
Also published as: KR20190079373A

Abstract

본 발명은 도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법에 관한 것이다. 이 중 도킹장치는, 베이스판; 상기 베이스판에 회동 가능하게 결합되는 회동판; 상기 회동판에 장착되고, 상하방향으로 신축되는 높이조절실린더; 상기 높이조절실린더에 결합되고, 대상물이 탑재되는 탑재판; 상기 회동판을 좌우 방향으로 회전시키는 회전수단; 및 상기 대상물에 설치되는 비전카메라; 상기 비전카메라가 센싱하는 위치에 기초하여, 상기 높이조절실린더의 신축 정도 및 상기 회전수단에 의한 상기 회동판의 좌우 회전 정도를 제어하는 제어부;를 포함하여서, 상기 대상물을 탑재하고 이송시켜서 인접하는 대상물에 대하여 정밀한 위치 설정을 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법{Apparatus for Docking and Method for docking using the same}

본 발명에 따른 도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법은, 특히 비전카메라를 이용하여 센싱되는 위치에 기초하여 대상물의 상하 높이 및 좌우 위치를 정밀하게 결정할 수 있도록 한 도킹장치 및 도킹방법에 관한 것이다.

대차는 대상물을 원하는 위치로 이동시키기 위해서 사용되는 운반기구로서, 일반적으로 상기 대상물이 탑재될 수 있는 베이스프레임과 상기 베이스프레임에 결합되는 바퀴를 포함하고, 상기 베이스프레임을 사용자가 밀수 있도록 손잡이부를 구비한다.

종래 대차에 관한 것으로서, 등록특허공보 10-1760923호(이하, 선행문헌이라 함)에 의하면, 운반되는 대상물의 높이를 조절하기 위해서 높이조절수단을 구비하는 대차가 개시된다.

그러나, 상기 선행문헌에 의한 대차는 대상물을 소정의 위치로 운반하고, 정밀한 위치 설정을 수행할 수 없는 단점이 있다. 또한, 상기 선행문헌은 X자 형상의 링크부가 대상물을 승강시키는 구조를 갖는다. 이러한 구조는 대상물의 하중이 클수록 링크부에 과도한 하중이 인가되어 원활한 승강을 저해하고, 따라서 대상물의 정밀한 위치 설정이 불가능 해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기 대상물을 연속적으로 배치하여 정밀하게 위치를 설정할 필요가 있는 경우, 상기 대상물의 이동 및 위치설정을 용이하게 하기 위해서 안출된 것이다. 상기 대상물로는, 예컨대, 가스절연 배전반(CGIS)이 될 수 있다.

한국등록특허 제10-1760923호(등록번호)

본 발명은 도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법에 관한 것으로, 비전카메라를 이용하여 센싱되는 위치에 기초하여 대상물의 상하 높이 및 좌우 위치를 정밀하게 결정할 수 있도록 한 도킹장치 및 도킹방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 일 측면에 따른 도킹장치는, 베이스판; 상기 베이스판에 회동 가능하게 결합되는 회동판; 상기 회동판에 장착되고, 상하방향으로 신축되는 높이조절실린더; 상기 높이조절실린더에 결합되고, 대상물이 탑재되는 탑재판; 상기 회동판을 좌우 방향으로 회전시키는 회전수단; 및 상기 대상물에 설치되는 비전카메라; 상기 비전카메라가 센싱하는 위치에 기초하여, 상기 높이조절실린더의 신축 정도 및 상기 회전수단에 의한 상기 회동판의 좌우 회전 정도를 제어하는 제어부;를 포함하여서, 상기 대상물을 탑재하고 이송시켜서 인접하는 대상물에 대하여 정밀한 위치 설정을 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 높이조절실린더는 상기 회동판에 복수 개가 배치되고, 상기 각 높이조절실린더에 상기 탑재판이 개별적으로 결합되며, 상기 제어부는 상기 각 높이조절실린더에 결합된 상기 탑재판의 높이를 개별적으로 조절하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전수단은, 일단부가 상기 베이스판의 일측에 회동가능하게 지지되는 제1 회전실린더, 및 일단부가 상기 베이스판의 타측에 회동가능하게 지지되는 제2 회전실린더를 포함하고, 상기 제1 회전실린더의 제1 로드의 단부와 상기 제2 회전실린더의 제2 로드의 단부는 상기 회동판에 결합되는 결합축에 회전 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스판에는 상기 회동판의 중심축이 삽입되는 삽입홈이 형성되어, 상기 회동판은 상기 중심축을 중심으로 회동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 베이스판을 일방향으로 이송시키는 위해서 설치되는 이송레일; 및 상기 베이스판의 전면의 좌우 및 후면의 좌우에 각각 설치되는 이송바퀴;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전수단에 의해 상기 회동판에 상기 베이스판에 대하여 회전될 때, 상기 회동판과 구름 접촉하는 복수의 베어링을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이송바퀴를 커버하는 커버부를 포함하고, 상기 베이스판을 전진 또는 후진시키기 위해서, 견인수단이 체결되는 고리가 상기 커버부의 앞쪽 및 뒷쪽에 각각 결합되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 측면에 따른 도킹장치를 이용한 도킹방법은, 도킹장치에 대상물을 탑재하는 단계; 및 상기 대상물을 상기 도킹장치에 탑재하여 이송시켜 상기 대상물과 인접한 대상물에 대하여 정밀 위치시키는 단계를 포함하되;

상기 대상물을 정밀하게 위치시키는 단계는;

상기 비전카메라가, 상기 인접한 대상물에 설치된 복수의 기준마크로 구성된 타겟을 센싱하는 단계;

상기 도킹장치에 마련된 제어부가, 상기 비전카메라가 센싱한 상기 기준마크의 위치 정보에 근거하여 상기 도킹장치에 마련된 높이조절실린더를 제어하여 좌우기울림 및 전후기울림 정렬을 수행하는 정렬 단계;를 포함하고,

여기서, 상기 타겟은 상하 수직 방향으로 적어도 두 개 이상의 기준마크와, 수평 방향으로 적어도 두 개 이상의 기준마크를 포함하고,

상기 정렬단계는, 상기 수평 방향으로 배치된 상기 기준마크를 따라 마련되는 제1 기준라인을 상기 비전카메라의 시점에서 보았을 때 상기 제1 기준라인이 좌우 방향으로 기울어진 정도에 따라 상기 좌우 정렬을 수행하는 좌우정렬단계와, 상기 수직 방향으로 배치된 상기 기준마크를 따라 마련되는 제2 기준라인을 상기 비전카메라의 시점에서 보았을 때 상기 제2 기준라인이 전후 방향으로 기울어진 정도에 따라 상기 전후 정렬을 수행하는 전후정렬단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기준마크는 △ 형태의 삼각형에서 밑변의 중앙 및 각 꼭지점에 형성되거나, ▽ 형태의 삼각형에서 윗변의 중앙 및 각 꼭지점에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법은, 비전카메라를 이용하여 센싱되는 위치에 기초하여 대상물의 상하 높이 및 좌우 위치를 정밀하게 결정할 수 있는 효과를 제공한다.

대상물은 복수 개로 이루어지는 탑재판에 올려지고 상기 각 탑재판의 높이는 높이조절실린더에 의해 개별적으로 조절되며, 상기 대상물은 회전판의 좌우 회전에 의해 좌우 위치가 함께 조절되므로, 대상물의 정밀한 위치 결정이 가능해 진다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 도킹장치의 사시도,
도2는 도1에서 일부 구성이 생략된 상태의 사시도,
도3은 도2에서 일부 구성이 생략된 상태의 사시도,
도4는 도1의 저면도,
도5는 도1의 요부에 대한 측면도,
도6은 도5를 분리하여 보여준 도면,
도7은 도1의 좌측면도,
도8은 도1의 동작 상태를 보여주는 도면,
도9는 본 발명 실시예의 블록도,
도10은 본 발명 실시예에 의해 운반되는 대상물을 설치상태를 도시한 도면,
도11은 도10의 후면을 보여주는 도면,
도12는 본 발명 실시예에 의해 대상물이 설치되는 과정을 개략적으로 보여주는 도면,
도13은 본 발명 실시예에 따른 도킹방법의 흐름도,
도14는 도13에 채용된 기준마크의 예를 도시한 것이다.
도15는 비전카메라의 시점에서 타겟을 바라본 모습을 도시한 도면,
도16은 도15에서 비전카메라가 좌우로 기울어진 상태에서 타겟을 바라본 모습을 도시한 도면,
도17은 높이조절실린더 및 대상물의 위치를 개략적으로 도시한 도면
도18은 도15를 다른 각도에서 도시한 도면,
도19는 도18에서 비전카메라가 전후로 기울어진 상태에서 타겟을 바라본 모습을 도시한 도면이다.

본 발명은 대상물을 소정의 위치로 이동시키고, 상기 대상물의 위치를 정밀하게 설정할 수 있도록 한 도킹장치 및 도킹방법에 관한 것이다. 예컨대, 본원발명은 상기 대상물을 연속적으로 배열하여 정밀하게 위치를 설정할 필요한 있는 경우, 상기 대상물의 이동 및 위치설정을 용이하게 한다. 상기 대상물로는, 예컨대, 가스절연 배전반(CGIS) 등이 될 수 있다.

도1은 본 발명 실시예에 따른 도킹장치의 사시도이고, 도2는 도1에서 일부 구성이 생략된 상태의 사시도이며, 도3은 도2에서 일부 구성이 생략된 상태의 사시도이다. 도4는 도1의 저면도이고, 도5는 도1의 요부에 대한 측면도이며, 도6은 도5를 분리하여 보여준 도면이다. 도7은 도1의 좌측면도이고, 도8은 도1의 동작 상태를 보여주는 도면이며, 도9는 본 발명 실시예의 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일측면에 따른 도킹장치는, 베이스판(10), 회동판(20), 높이조절실린더(30), 탑재판(40), 회전수단, 비전카메라(50), 및 제어부(60)를 포함한다.

상기 베이스판(10)은 본 발명에 따른 도킹장치의 기저면을 형성한다. 상기 베이스판(10)은 상기 회동판(20)의 아래에 배치되어 상기 회동판(20)을 회동 가능하게 지지한다.

상기 회동판(20)은 상기 베이스판(10)에 회동 가능하게 결합된다. 상기 회동판(20)은 상기 대상물의 좌우 위치를 조절하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 상기 회동판(20)의 중심 측에는 하방으로 돌출되는 중심축(21)이 형성된다. 상기 중심축(21)은 상기 베이스판(10)에 형성된 삽입홈(11)에 끼워진다.

상기 높이조절실린더(30)는 상기 회동판(20)에 장착되고 상하방향으로 신축된다. 상기 높이조절실린더(30)는 상기 대상물의 상하 위치를 조절하기 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 높이조절실린더(30)는 상기 회동판(20)에 복수 개가 배치된다. 본 실시예에 따르면, 상기 높이조절실린더(30)는 상기 회동판(20) 위에 6개가 마련되어 있다. 물론, 상기 높이조절실린더(30)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 탑재판(40)은 상기 높이조절실린더(30)에 결합된다. 상기 탑재판(40) 위에 대상물이 탑재된다. 상기 대상물은, 상기 탑재판(40) 위에 탑재되어 원하는 위치로 이송된다.

본 실시예에 따르면, 도8에 도시된 바와 같이, 상기 탑재판(40)은 상기 각 높이조절실린더(30)에 개별적으로 결합된다. 상기 각 높이조절실린더(30)에 결합된 상기 탑재판(40)의 높이는 제어부(60)에 의해 개별적으로 조절된다. 또한, 상기 각 높이조절실린더(30)의 상측에는 상기 탑재판(40)을 안정적으로 결합하기 위한 플레이트(41)가 각각 결합된다. 상기 탑재판(40)은 상기 플레이트(41)에 결합된다. 본 실시예에 따르면, 상기 대상물이, 예컨대 배전반과 같이 상당한 하중을 갖는 물체인 경우에도 상기 높이조절실린더(30)에 의해서 원하는 높이로 용이하게 승강된다.

상기 회전수단은 상기 회동판(20)을 좌우 방향으로 회전시키기 위해 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 회전수단은 제1 회전실린더(80), 제2 회전실린더(90), 및 결합축(100)을 포함한다.

상기 제1 회전실린더(80)는, 일단부가 상기 베이스판(10)의 일측에 회동 가능하게 지지된다. 상기 베이스판(10)의 일측에는 상기 제1 회전실린더(80)가 결합되는 브라켓(82)이 제1 회전축(83)을 중심으로 회동 가능하게 결합된다. 상기 제1 회전실린더(80)는 상기 브라켓(82)에 결합된다. 상기 제1 회전실린더(80)의 제1 로드(81)는 상기 베이스판(10)의 타측, 즉 제2 회전실린더(90)를 향하도록 배치된다.

상기 제2 회전실린더(90)는, 일단부가 상기 베이스판(10)의 타측에 회동 가능하게 지지된다. 상기 베이스판(10)의 타측에는 상기 제2 회전실린더(90)가 결합되는 브라켓(92)이 제2 회전축(93)을 중심으로 회동 가능하게 결합된다. 상기 제2 회전실린더(90)는 상기 브라켓(92)에 결합된다. 상기 제2 회전실린더(90)의 제2 로드(91)는 상기 베이스판(10)의 일측, 즉 제1 회전실린더(80)를 향하도록 배치된다.

상기 제1 회전실린더(80)의 제1 로드(81)의 단부와 상기 제2 회전실린더(90)의 제2 로드(91)의 단부는 결합축(100)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 상기 결합축(100)은 상기 회동판(20)의 중심 측으로부터 돌출되어 형성되는 결합부에 삽입되고, 상기 제1 로드(81)의 단부와 상기 제2 로드(91)의 단부가 상기 결합축(100)에 각각 회전 가능하게 결합된다.

상기 비전카메라(50)는 상기 대상물에 설치되어, 대상물의 정확한 위치를 파악하기 위해서 마련된다. 도12에 도시된 바와 같이, 대상물이 상기 탑재판(40) 위에 탑재되어 이송될 때, 상기 비전카메라(50)는 상기 대상물에 설치된다. 상기 비전카메라(50)가 설치된 대상물은, 그 대상물이 설치되어야 하는 장소까지 이송되고, 기 설치된 대상물과 서로 연결하여 설치하기 위해서 기 설치된 대상물에 마련되는 임의의 기준점을 기준으로 상기 이송되는 대상물의 정확한 위치가 상기 비전카메라(50)에 의해 정확하게 파악된다. 상기 비전카메라(50) 자체는 공지된 것을 채용하므로, 비전카메라(50)에 대한 구체적 설명은 생략한다.

상기 제어부(60)는 상기 비전카메라(50)가 센싱하는 대상물의 위치에 기초하여, 상기 높이조절실린더(30)의 신축 정도 및 상기 회전수단에 의한 상기 회동판(20)의 좌우 회전 정도를 제어한다.

도9에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(60)는 상기 비전카메라(50)로부터 대상물의 위치 정보를 수신한다. 상기 대상물의 위치를 높여야 하는 경우, 상기 제어부(60)는 상기 높이조절실린더(30)의 로드를 신장시켜서 대상물의 위치를 상승시킨다. 이때, 상기 제어부(60)는 복수의 높이조절실린더(30)를 개별적으로 제어한다. 또한, 상기 제어부(60)는 상기 대상물의 좌우 위치를 변경할 필요가 있는 경우, 상기 회전수단에 의해 상기 회동판(20)을 좌우로 회전시킨다.

구체적으로, 상기 제어부(60)는 상기 제1,2 회전실린더(80,90)를 제어하여, 상기 회동판(20)을 상기 베이스판(10)에 대하여 회전시킨다. 예컨대, 상기 제1 회전실린더(80)의 제1 로드(81)를 신장시키고, 상기 제2 회전실린더(90)의 제2 로드(91)를 압축시키면, 상기 회동판(20)에 결합된 결합축(100)이 상기 제2 회전실린더(90) 측으로 이동하면서, 상기 회동판(20)이 상기 베이스판(10)에 대하여 상기 제2 회전실린더(90) 측으로 회전하도록 한다. 그 역의 경우는 상기 제1,2 회전실린더(80,90)가 반대로 작동하면서 달성된다. 상기 높이조절실린더(30), 제1,2 회전실린더(80,90)의 전원은 전원공급장치(160)에 의해 공급된다.

이러한 과정을 통해서, 본 발명 실시예에 따른 도킹장치는, 상기 대상물을 탑재판(40)에 탑재한 상태에서 이송시키고, 비전카메라(50)를 이용하여 인접하는 대상물과의 관계에서 이송 중인 대상물의 위치를 정밀하게 설정함으로써, 대상물을 정밀하게 설치할 수 있도록 한다.

본 발명 실시예에 따르면, 이송레일(110), 이송바퀴(120), 복수의 베어링(130), 커버부(140), 및 고리(150)를 더 포함한다.

도2 및 도3을 참조하면, 상기 이송레일(110)은 상기 베이스판(10)을 일방향으로 이송시키기 위해서 설치된다. 상기 이송바퀴(120)는 상기 베이스판(10)의 전면의 좌우 및 후면의 좌우에 각각 설치된다. 도7에 도시된 바와 같이, 상기 이송바퀴(120)는 상기 이송레일(110)에 구름 접촉한다.

상기 베어링(130)은, 상기 회전수단에 의해 상기 회동판(20)이 상기 베이스판(10)에 대하여 회전될 때, 상기 회동판(20)과 구름 접촉한다.

본 실시예에 따르면, 도4 및 도6에 도시된 바와 같이, 상기 베어링(130)은 베어링브라켓(131)에 의해 지지된다. 상기 베이스판(10)에는 상기 베어링(130)이 삽입되어 설치되는 장착공(12)이 복수 개 형성된다. 상기 베어링(130)은 상기 장착공(12)에 수용되며, 상기 베어링(130)의 상면은 상기 회동판(20)에 구름 접촉한다. 상기 베어링(130)의 하단 측은 상기 장착공(12)의 외측에 결합되는 베어링브라켓(131)에 지지된다.

본 실시예에 따르면, 상기 베어링(130)은 상기 회동판(20)의 앞쪽에 각각 3개, 뒤쪽에 각각 3개가 마련된다. 앞쪽 또는 뒤쪽에 마련되는 3개의 베어링(130)은 소정의 곡률을 갖는 가상원의 원주 상에 배치된다.

상기 커버부(140)는 상기 이송바퀴(120)를 커버하기 위해서 마련된다. 상기 커버부(140)는 상기 베이스판(10)의 좌우 측에 각각 마련된다.

상기 고리(150)는 상기 베이스판(10)을 전진 또는 후진시키기 위한 견인수단(미도시)의 체결을 위해서 마련된다. 본 실시예에 따르면, 상기 고리(150)는 상기 커버부(140)의 앞쪽 및 뒤쪽에 각각 결합된다.

본 발명에 따른 비전카메라(50)를 이용한 도킹장치는, 이송레일(110) 상에서 견인수단에 의해 일정 구간 이송될 수 있으며, 다만 설치 환경에 따라서 대상물을 수 미터 내외로 이송시키고자 하는 경우에는 사람이 직접 상기 도킹장치를 밀어서 이동시킬 수도 있다.

이하 상기 구성에 따른 도킹장치의 작용 내지 효과를 구체적으로 설명한다.

도10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 연속적으로 배치되는 배전반(1)의 설치에 사용될 수 있다. 도11에 도시된 바와 같이, 상기 배전반(1)은 통상 수개가 연속적으로 배치되는데, 상기 배전반(1)의 후면 측에는 각종 케이블이 지나가는 케이블함부(2)가 마련된다. 상기 배전반(1)과 인접한 배전반(1)은 서로 인접하여 연결되는 연결부(3)를 구성하며, 상기 각 배전반의 케이블은 상기 연결부(3)를 통하여 서로 연결된다.

도12에 도시된 바와 같이, 바닥부(5)에 기 설치된 배전반(1)에 새로운 배전반(1)을 연속적으로 설치하는 모습을 개략적으로 도시한다. 본 발명 실시예에 따른 도킹장치(200)는, 대상물, 예컨대 배전반(1)을 탑재하여 소정의 위치로 이동시킨다. 상기 도킹장치는 이송레일 상에서 이동되므로, 상기 대상물은 기 설치된 대상물에 비교적 근접한 위치까지 신속하고 용이하게 이송된다.

대상물이 기 설치된 대상물에 근접한 위치까지 1차적으로 이송된 후에, 상기 대상물의 정밀한 위치 설정 과정이 수행된다. 상기 정밀한 위치 설정과정은 제어부(50)가 비전카메라(50)의 위치 정보에 근거하여 높이조절실린더(30) 및 회전수단에 의해 정밀한 위치를 잡아가는 과정이다.

구체적으로, 도12를 참고하여 설명하면, 상기 대상물에는 비전카메라(50)가 장착되어 상기 배전반(1)의 위치 정보를 제어부(60)에 전송한다. 상기 케이블함(2)에는 케이블이 관통하는 관통공(4)이 형성되는데, 상기 관통공(4)은 기 설치된 배전반(4)의 관통공(4)과 정확하게 일치하여 설치되도록 위치가 설정되어야 한다. 따라서, 상기 비전카메라(50)는 기 설치된 배전반(4)에 기 설정된 임의의 기준점에 근거하여, 비전카메라(50)가 장착된 배전반(4)의 정확한 위치 정보를 제어부(50)로 전송한다.

상기 위치정보에 근거하여 상기 대상물의 높이를 조절하여야 하는 경우, 상기 제어부(50)는 상기 높이조절실린더(30)를 이용하여 높이를 조절한다. 이때, 상기 제어부(50)는 상기 높이조절실린더(30)를 개별적으로 제어하므로, 상기 대상물이 기울어진 경우에도 상기 대상물의 평형을 유지하도록 하면서 높이를 조절할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 상기 대상물을 좌우 방향으로 회전시킬 필요가 있는 경우, 상기 제어부(50)는 제1,2 회전실린더(80,90)을 제어하여, 회동판(20)을 회전시킴으로써, 대상물이 좌우 틀어진 각도를 보정할 수 있다.

이러한 과정을 통해서, 기 설치된 대상물에 인접하여 새로운 대상물을 정밀한 위치로 위치시킨 후, 상기 대상물을 연속적으로 연결하는 공정을 수행한다. 또한, 후속하여 새로운 대상물을 인접하여 연결 배치하는 경우, 상기한 과정이 반복되어 수행된다.

이하, 본 발명의 다른 측면에 따른, 도킹장치를 이용한 도킹방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도13에 도시된 바와 같이, 상기 도킹방법은, 상술한 도킹장치(200)에 대상물을 탑재하는 단계(S1)와 상기 대상물을 정밀하게 위치시키는 단계(S2)를 포함한다.

상기 도킹장치에 대상물을 탑재하는 단계(S1)는 상술한 도킹장치(200)에 대상물을 탑재하는 단계이다. 상기 대상물은, 예컨대 상기한 바와 같이 배전반(1)이 될 수 있다.

상기 대상물을 정밀하게 위치시키는 단계(S2)은, 상기 대상물을 상기 도킹장치에 탑재하고 이송시켜서 인접한 대상물과의 관계에서 정밀하게 위치시키는 단계이다. 상기 대상물은 기 설치된 대상물에 근접한 위치까지 1차적으로 이송된 후에, 상기 기 설치된 대상물과 정밀한 위치 설정 과정이 수행된다.

상기 대상물을 정밀하게 위치시키는 단계(S2)는, 타겟을 센싱하는 단계(S21)와 정렬단계(S22)를 포함한다.

상기 타겟을 센싱하는 단계(S21)는, 상기 비전카메라(50)가 상기 인접한 대상물에 설치된 타겟(170)을 센싱하는 단계이다. 본 실시예에 따르면, 상기 비전카메라(50)는 도킹장치에 탑재되는 대상물에 설치되고, 상기 타겟(170)은 상기 대상물이 이송되어 인접한 대상물과의 관계에서 정밀 위치 설정될 때, 상기 인접한 대상물에 설치된다. 본 실시예에 따르면, 상기 비전카메라(50)는 도킹장치에 탑재되는 배전반(1)에 장착되고, 상기 타겟(170)은 기 설치된 배전반(1)에 설치될 수 있다.

상기 타겟(170)은 복수의 기준마크(171)로 이루어진다. 본 실시예에 따르면, 상기 타겟(170)은 상하 수직 방향으로 적어도 두 개 이상의 기준마크(171)와, 수평 방향으로 적어도 두 개 이상의 기준마크(171)를 포함한다. 좀 더 구체적으로, 상기 기준마크(171)는, △ 형태의 삼각형에서 밑변의 중앙 및 각 꼭지점에 형성되거나, ▽ 형태의 삼각형에서 윗변의 중앙 및 각 꼭지점에 형성될 수 있다.

도14를 참조하면, 본 실시예에 채용된 타겟(170)은, △ 형태의 삼각형에서 밑변의 중앙(도14에서 C) 및 각 꼭지점(도14에서 A, B, D)에 기준마크(171)가 배치되어 있다. 상기 각 기준마크(171)는 원형으로 이루어지고, 각 지름은 5mm로 형성된다. 또한, 각 기준마크(171) 사이의 거리는 10mm로 설정된다. 물론, 상기 각 기준마크(171)의 크기 및 기준마크(171) 사이의 거리는 다양하게 설정될 수 있다.

상기 정렬단계(S22)는, 상기 도킹장치에 마련된 제어부(60)가 상기 비전카메라(50)가 센싱한 상기 기준마크(171)의 위치 정보에 근거하여 상기 도킹장치에 마련된 높이조절실린더(30)를 제어하여, 좌우기울림 및 전후기울림 정렬을 수행하는 단계이다.

구체적으로, 상기 정렬단계(S22)는 좌우정렬단계(S221)와, 전후정렬단계(S222)를 포함한다.

상기 좌우정렬단계(S221)는 좌우 방향으로 기울어진 정도를 보정하는 단계이다. 구체적으로, 상기 좌우정렬단계(S221)는, 수평 방향으로 배치된 상기 기준마크를 따라 마련되는 제1 기준라인(L1)을 상기 비전카메라(50)의 시점에서 보았을 때 상기 제1 기준라인(L1)이 좌우 방향으로 기울어진 정도에 따라 좌우 기울림 정렬을 수행함으로써 이루어진다.

도15는 상기 비전카메라(50)의 시점에서 상기 타겟(170)을 바라보는 모습을 도시한 것으로, 특히 상기 제1 기준라인(L1)은 수평 방향으로 정렬되어 좌우 정렬된 상태를 보여 준다. 도15에 배치된 기준마크(171)의 거리는 도14와 동일하다.

도16은 상기 대상물이 θ만큼 기울어져 있는 경우, 상기 비전카메라(50)가 상기 타겟(170)을 바라본 모습을 도시한 것이다. 상기 대상물이 θ만큼 기울어져 있는 경우, 비전카메라의 중심에 기준마크(A)가 위치한 상태에서 제1 기준라인(L1)은 상기 비전카메라(50)의 수평라인(HL)에 대하여 θ만큼 기울어진 상태로 상기 비전카메라(50)에 촬영된다. 이러한 경우 제어부(60)는 높이조절실린더(30)를 제어하여 좌우 정렬을 수행한다.

구체적으로, 도17은 상기 높이조절실린더(30)를 도시한 것이다. 각 원은 높이조절실린더(30)를 도시한 것이고, 각각에 대하여 번호를 부여하였다. 그리고, 도17은 대상물(1)이 1,2,3,4 번 실린더 위에 놓인 경우를 도시한다. 대상물이 도16과 같이 기울어진 상태라면, 상기 제어부(60)는 1번 및/또는 3번 실린더를 이용하여 1번 및 3번 실린더 측의 높이를 높이거나, 반대로 2번 및/또는 4번 실린더를 이용하여 1번 및 4번 실린더 측의 높이를 낮추도록 제어할 수 있다. 한편, 대상물은 크기에 따라 상기 1,2,5,6 실린더의 상측에 배치될 수도 있다. 물론, 상기 대상물의 크기가 큰 경우 1 내지 6번 실린더의 상측에 배치될 수도 있다.

상기 전후정렬단계(S222)는 전후 방향으로 기울어진 정도를 보정하는 단계이다. 구체적으로, 상기 전후정렬단계(S222)는, 상기 수직 방향으로 배치된 상기 기준마크를 따라 마련되는 제2 기준라인(L2)을 상기 비전카메라의 시점에서 보았을 때 상기 제2 기준라인(L2)이 전후 방향으로 기울어진 정도에 따라 상기 전후 정렬을 수행한다.

도18은 도15를 다른 각도에서 도시한 도면으로, 상기 비전카메라(50)의 시점에서 상기 타겟(170)이 좌우 방향으로의 정렬뿐만 아니라, 전후 방향으로의 정렬이 완료된 상태를 보여준다. 즉, 도18에 도시된 바와 같이 타겟(170)의 제1 기준라인(L1)과 제2 기준라인(L2)은, 상기 비전카메라(50)에서의 수평라인(HL)과 수직라인(VL)과 일치한다.

도19은 대상물이 앞으로 θ만큼 기울어져 있는 상태를 도시한 것이다. 따라서 상기 비전카메라(50)의 전면은 θ만큼 기울어진 상태로 상기 타겟(170)을 바라본다. 이러한 경우, 비전카메라(50)의 중심에 기준마크(A)가 위치한 상태에서 상기 비전카메라(50)의 촬영면이 θ만큼 기울어진 상태로 타겟(170)을 촬영한다. 이러한 경우 제어부(60)는 높이조절실린더(30)를 제어하여 전후 정렬을 수행한다.

구체적으로, 대상물(1)이 도19과 같이 기울어진 상태라면, 상기 제어부(60)는 도17의 3번 및/또는 4번 실린더를 이용하여 3번 및 4번 실린더 측의 높이(후면 측의 높이)를 높이거나, 반대로 1번 및/또는 2번 실린더를 이용하여 1번 및 2번 실린더 측의 높이(전면 측의 높이)를 낮추도록 제어할 수 있다.

이때, 상기 제어부(60)은 상기 전후방향으로 기울어진 정도를 보정하기 위해서, 상기 기준마크의 거리를 이용할 수 있다. 즉, 도18과 같이 전후정렬이 수행되면 비전카메라(50)에서 촬영되는 기준마크 A와 기준마크 B 사이의 실제 촬영 거리는 10mm이다. 도19와 같이 촬영면이 θ 만큼 기울어지면, 상기 비전카메라(50)에서 촬영되는 기준마크 A와 기준마크 B 사이의 촬영 거리(D)는, 촬영면이 기울어진 상태에서 기준마크 A와 기준마크 C의 거리(D)에서 cosθ를 곱한 값으로 주어진다. 따라서, 기울기가 해소되어 θ가 0 값을 가지면, 상기 기준마크 A와 기준마크 C의 거리는 원래 타겟(170)에서 주어진 기준마크 A와 기준마크 C와의 거리가 일치하게 된다. 이처럼 상기 제어부(60)는 비전카메라(50)에서 촬영된 상기 기준마크(171)와의 거리가 원래 타겟(170)에서 주어진 기준마크(171) 사이의 거리와 일치하도록 상기 높이조절실린더(30)를 제어하여 정렬을 수행할 수 있다.

이처럼 본 발명에 따른 도킹장치 및 이를 이용한 도킹방법은, 대상물이 설치될 장소에 1차적으로 이송레일을 따라서 신속하게 이송한 후에, 2차적으로 정밀하게 위치 설정할 수 있도록 한다. 특히, 대상물의 높이를 조절하기 위해 마련되는 복수의 높이조절실린더(30)는 개별적으로 제어되어 기울어진 대상물을 평형을 유지하면서도 높이를 정확하게 셋팅할 수 있다. 또한, 대상물의 좌우 틀어진 각도는 회전수단에 의해 보정됨으로써, 전체적으로 정밀한 위치 설정을 가능하게 한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.

10... 베이스판 11... 삽입홈
12... 장착공 20... 회동판
21... 중심축 30... 높이조절실린더
40... 탑재판 41... 플레이트
50... 비전카메라 60... 제어부
80... 제1 회전실린더 81... 제1 로드
82... 브라켓 83... 제1 회전축
90... 제2 회전실린더 91... 제2 로드
92... 브라켓 93... 제2 회전축
100... 결합축 110... 이송레일
120... 이송바퀴 130... 베어링
131... 베어링브라켓 140... 커버부
150... 고리 160... 전원공급부

Claims

베이스판(10);
상기 베이스판(10)에 회동 가능하게 결합되는 회동판(20);
상기 회동판(20)에 장착되고, 상하방향으로 신축되는 높이조절실린더(30);
상기 높이조절실린더(30)에 결합되고, 대상물이 탑재되는 탑재판(40);
상기 회동판(20)을 좌우 방향으로 회전시키는 회전수단; 및
상기 대상물에 설치되는 비전카메라(50);
상기 비전카메라(50)가 센싱하는 위치에 기초하여, 상기 높이조절실린더(30)의 신축 정도 및 상기 회전수단에 의한 상기 회동판(20)의 좌우 회전 정도를 제어하는 제어부(60);를 포함하고,
상기 회전수단은,
일단부가 상기 베이스판(10)의 일측에 회동가능하게 지지되는 제1 회전실린더(80), 및 일단부가 상기 베이스판(10)의 타측에 회동가능하게 지지되는 제2 회전실린더(90)를 포함하고,
상기 제1 회전실린더(80)의 제1 로드(81)의 단부와 상기 제2 회전실린더(90)의 제2 로드(91)의 단부는 상기 회동판(20)에 결합되는 결합축(100)에 회전 가능하게 결합되어서,
상기 대상물을 탑재하고 이송시켜서 인접하는 대상물에 대하여 정밀한 위치 설정을 가능하도록 한 도킹장치.
제1항에 있어서,
상기 높이조절실린더(30)는 상기 회동판(20)에 복수 개가 배치되고,
상기 각 높이조절실린더(30)에 상기 탑재판(40)이 개별적으로 결합되며,
상기 제어부(60)는 상기 각 높이조절실린더(30)에 결합된 상기 탑재판(40)의 높이를 개별적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 도킹장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 베이스판(10)에는 상기 회동판(20)의 중심축(21)이 삽입되는 삽입홈(11)이 형성되어, 상기 회동판(20)은 상기 중심축(21)을 중심으로 회동하는 것을 특징으로 하는 도킹장치.
제1항에 있어서,
상기 베이스판(10)의 전면의 좌우 및 후면의 좌우에 각각 설치되는 이송바퀴(120);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도킹장치.
제1항에 있어서,
상기 회전수단에 의해 상기 회동판(20)이 상기 베이스판(10)에 대하여 회전될 때, 상기 회동판(20)과 구름 접촉하는 복수의 베어링(130)을 포함하는 것을 특징으로 하는 도킹장치.
제5항에 있어서,
상기 이송바퀴(120)를 커버하는 커버부(140)를 포함하고,
상기 베이스판(10)을 전진 또는 후진시키기 위해서, 견인수단이 체결되는 고리(150)가 상기 커버부(140)의 앞쪽 및 뒷쪽에 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 도킹장치.
제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 도킹장치에 대상물을 탑재하는 단계; 및
상기 대상물을 상기 도킹장치에 탑재하여 이송시켜 상기 대상물과 인접한 대상물에 대하여 정밀 위치시키는 단계를 포함하되;
상기 대상물을 정밀하게 위치시키는 단계는;
상기 비전카메라가, 상기 인접한 대상물에 설치된 복수의 기준마크로 구성된 타겟을 센싱하는 단계;
상기 도킹장치에 마련된 제어부가, 상기 비전카메라가 센싱한 상기 기준마크의 위치 정보에 근거하여 상기 도킹장치에 마련된 높이조절실린더를 제어하여 좌우기울림 및 전후기울림 정렬을 수행하는 정렬 단계;를 포함하고,
여기서, 상기 타겟은 상하 수직 방향으로 적어도 두 개 이상의 기준마크와, 수평 방향으로 적어도 두 개 이상의 기준마크를 포함하고,
상기 정렬단계는, 상기 수평 방향으로 배치된 상기 기준마크를 따라 마련되는 제1 기준라인을 상기 비전카메라의 시점에서 보았을 때 상기 제1 기준라인이 좌우 방향으로 기울어진 정도에 따라 좌우 정렬을 수행하는 좌우정렬단계와, 상기 수직 방향으로 배치된 상기 기준마크를 따라 마련되는 제2 기준라인을 상기 비전카메라의 시점에서 보았을 때 상기 제2 기준라인이 전후 방향으로 기울어진 정도에 따라 전후 정렬을 수행하는 전후정렬단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 도킹장치를 이용한 도킹방법.
제8항에 있어서,
상기 기준마크는 △ 형태의 삼각형에서 밑변의 중앙 및 각 꼭지점에 형성되거나, ▽ 형태의 삼각형에서 윗변의 중앙 및 각 꼭지점에 형성되는 것을 특징으로 하는 도킹장치를 이용한 도킹방법.