KR102056706B1 - 가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가드레일을 흡착판으로 픽업하여 지주의 측면에 안착시켜서 가드레일 설치를 용이하게 하는 가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 가드레일 설치 자동화 시스템은 트랜스퍼(Transfer); 및 상기 트랜스퍼의 끝단에 구비되어 가드레일을 흡착하는 흡착판과, 상기 흡착판을 틸팅시키는 틸팅수단을 구비하는 그리퍼(Gripper);를 포함한다.

Description

가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법{Guardrail installation automation system and method for installation the same}

본 발명은 가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가드레일을 흡착판으로 픽업하여 지주의 측면에 안착시켜서 가드레일 설치를 용이하게 하는 가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량 방호책은 도로의 중앙선 즉, 차량 주행폭을 한정하는 중앙의 황색실선을 따라 설치되어 마주보며 주행하는 차량의 진로를 엄격히 구분함과 더불어 주행차량의 반대쪽 차선 침범을 억제시킴으로 인해 차량간의 대형 충돌사고를 미연에 방지하거나, 또는 도로변이나 교량의 가장자리 부분에 설치되어 주행차량의 이탈을 방지하는 역할을 한다.

통상적으로 차량 방호책은 도로의 중앙 또는 도로 변을 따라 일정 간격으로 수직하게 설치된 복수개의 지주와, 상기 지주들 사이를 수평하게 연결하는 가드레일을 포함한다.

이와 같은 차량 방호책을 설치하는 과정을 간략하게 설명한다.

먼저, 지주를 일정한 간격으로 항타하여 지면에 설치한다.

다음으로, 트럭의 적재함에 수평으로 적층되어 있는 가드레일을 2명 이상의 작업자가 들어올려 지주의 일측면에 밀착시킨 상태에서 나사를 지주와 가드레일에 형성된 체결홀을 관통하여 체결함으로써 완성된다.

이와 같이 가드레일을 지주에 설치(체결)하는 과정에는 복수의 작업자가 필요하다. 가드레일이 무거울 뿐만 아니라 상당한 길이를 갖고 있기 때문이다.

또한 작업자들이 가드레일을 동시에 동일한 높이로 들어올린 상태에서 지주에 나사체결해야 하기 때문에 강도높은 노동이 요구되고, 이 과정에서 안전사고가 발생되기도 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가드레일을 흡착판으로 픽업하여 지주의 측면에 안착시켜서 가드레일 설치를 용이하게 하는 가드레일 설치 자동화 시스템 및 이를 이용한 가드레일 설치방법을 제공함에 있다.

위와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 가드레일 설치 자동화 시스템은 트랜스퍼(Transfer); 및 상기 트랜스퍼의 끝단에 구비되어 가드레일을 흡착하는 흡착판과, 상기 흡착판을 틸팅시키는 틸팅수단을 구비하는 그리퍼(Gripper);를 포함한다.

또한 상기 흡착판에는 상기 가드레일을 진공흡착할 수 있도록 진공패드가 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 흡착판에는 상기 가드레일을 자력에 의해 흡착할 수 있도록 전자석이 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 그리퍼에는 상기 흡착판에 흡착된 가드레일의 수평을 맞추기 위해 상기 흡착판을 회전시키는 회전수단이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한 상기 지주에 탈부착되는 레일 거치대를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 레일 거치대에는 상기 가드레일의 이동을 안내하는 롤러가 더 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 가드레일 설치방법은 1) 지주를 일정 간격으로 설치하는 단계; 2) 지주에 레일 거치대를 장착하는 단계; 3) 수평으로 적재된 가드레일을 흡착판으로 흡착하는 단계; 4) 상기 가드레일을 수평상태로 흡착한 상기 흡착판을 틸팅시켜 상기 가드레일을 기립시키는 단계; 5) 기립된 상기 가드레일을 상기 레일 거치대에 안착시키는 단계; 및 6) 상기 레일 거치대에 안착된 상기 가드레일을 지주에 나사체결하는 단계;를 포함한다.

또한 상기 5)단계 전에 기립상태로 흡착된 상기 가드레일이 상기 지주에 직교되도록 상기 흡착판을 회전시키는 단계;가 더 부가되는 것이 바람직하다.

또한 상기 6)단계 전에 상기 가드레일을 수평이동하여 상기 가드레일과 지주에 형성된 체결홀을 일치시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 가드레일을 흡착판으로 픽업하여 지주의 측면에 안착시키기 때문에 가드레일의 설치가 신속하고 용이하다.

특히, 수평으로 적재된 가드레일을 흡착한 후, 이를 소정의 각도로 기립시켜 지주의 측면에 안착시키기 때문에 가드레일의 설치가 더욱 신속하고 용이하다.

도 1은 본 발명에 의한 가드레일 자동화 시스템의 실시예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 트랜스퍼와 그리퍼를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 그리퍼를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 회전수단의 작동상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 실시예의 작동상태를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 의한 실시예의 레일 거치대를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 가드레일 설치 자동화 시스템의 일 실시예(100)는 트럭 등 운송수단의 적재함에 구비되는 트랜스퍼(110)와, 상기 트랜스퍼(110)의 끝단(111)에 구비되는 그리퍼(120)를 포함한다.

상기 트랜스퍼(110)는 일단이 적재함에 고정설치되는 관절암을 포함하며, 상기 관절암을 회전시키거나 신축시키는 모터나 실린더 등의 구동원을 구비한다.

본 실시예에서 상기 트랜스퍼(110)는 공지의 크레인이며, 공지의 다관절 로봇암을 트랜스퍼로 활용할 수도 있다.

상기 트랜스퍼의 타측 끝단(111)에 구비되는 그리퍼(120)는 틸팅수단(121)과, 회전수단(123)과, 흡착판(125)을 포함한다.

상기 흡착판(125)은 대략 직사각 형태의 플레이트이고, 상기 흡착판(125)에 경사지게 결합되는 한 쌍의 고정지그(126a)가 구비되며, 상기 고정지그(126a)에는 진공패드(126)가 구비된다. 결과적으로 상기 진공패드(126)는 상기 흡착판(125)에 평행하게 구비되는 것이 아니라 소정의 각도를 갖고 경사지게 형성되는 것이다. 이것은 가드레일(20)이 편평한 것이 아니라 측면형상이 "

"와 같이 절곡 형성되어 있기 때문에 절곡된 면에 밀착되어 흡착할 수 있도록 하기 위함이다. 만약, 가드레일이 편평하게 형성된다면, 상기 진공패드는 상기 흡착판에 평행하게 고정될 것이다.

상기 진공패드(126)에는 진공압이 인가되는 복수의 진공홀(도 4의 '126b' 참조)이 형성된다.

또한 상기 그리퍼(120)에는 상기 흡착판(125)을 틸팅시키는 틸팅수단(121)이 구비된다.

상기 틸팅수단(121)은 상기 트랜스퍼(110)의 타측 끝단에 회동 가능하게 결합된다.

또한 상기 틸팅수단(121)을 소정 각도로 틸팅시키는 실린더(122)가 구비된다. 즉, 상기 실린더(122)의 로드가 신축됨에 따라 상기 틸팅수단(121)이 회동하여 흡착판(125)이 틸팅되게 되고, 그 결과 흡착판(125)에 흡착된 가드레일(20)을 기립시킬 수 있는 것이다. 주지하는 바와 같이, 가드레일(20)은 트럭 등의 적재함에 수평으로 적재되어 운반되지만, 설치할 때는 지주(10)의 측면에 기립상태로 체결되기 때문에 가드레일(20)을 흡착하여 픽업한 다음, 기립상태로 틸팅하는 과정이 필요한 것이다.

이 때 상기 틸팅수단(121)은 가드레일(20)을 90°~110°까지 기립시킬 수 있도록 작동된다.

또한 상기 그리퍼(120)는 상기 틸팅수단(121)과 흡착판(125) 사이에 회전수단(123)이 더 구비된다. 상기 회전수단(123)은 상기 틸팅수단(121)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 흡착판(125)을 회전시키는 실린더(124)가 구비된다. 즉, 상기 실린더(124)의 신축으로 상기 회전수단(123)은 상기 틸팅수단(121)에 대하여 회전하게 되고, 그 결과 흡착판(125) 및 이에 흡착된 가드레일(20)도 일정각도 회전하게 되는 것이다.

이와 같이 가드레일(20)을 회전시키는 이유는 상기 흡착판에 흡착된 가드레일(20)이 지주(10)에 직교되도록 수평을 조정해야 하기 때문이다. 다시 말하면, 가드레일(20)을 레일 거치대(130)에 안착하기 전에 가드레일(20)이 지면에 수평이 되도록 가드레일(20)을 회전시키는 것이다.

도 5를 참조하여 회전수단(123)의 작동에 대해 구체적으로 설명한다. 흡착판(125)이 가드레일(20)을 흡착하여 지주(10)의 전방으로 이송한 다음, 가드레일(20)을 레일거치대(130)에 내려 놓아야 한다. 그런데, (a)와 같이 가드레일(20)이 지면에 수평하지 않은 채, 다시 말하면, 가드레일(20)이 지주(10)에 직교하지 않은 채로 흡착되어 있는 상태에서 레일거치대(130)에 가드레일(20)을 바로 내려 놓게 되면 낮은 쪽에 충격이 있을 수 있다. 따라서 가드레일(20)을 흡착판(125)에서 레일 거치대(130)로 전달하기 전에 흡착판(125)을 회전수단(123)으로 회전시켜 가드레일(20)을 지면에 수평한 상태로 조정하는 것이다. 여기서 이해를 돕기 위해 회전수단이 가드레일(20)을 수평한 상태로 회전한다고 설명하였으나, 경우에 따라서는 의도적으로 가드레일(20)이 지면과 수평하지 않고 일정한 각을 이루도록 회전수단에 의해 회전시키는 것도 가능하다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 그리퍼(120)의 작동상태를 설명한다.

실린더(122)가 수축되어 있을 때에는 트랜스퍼(110)의 끝단(111)에 틸팅수단(121)이 틸팅되지 않은 상태로 연결되어 있다(도 3 참조). 이 상태에서 상기 실린더(122)를 신장시키게 되면, 상기 틸팅수단(121)이 틸팅되게 되어 이와 함께 회전수단(123)과 흡착판(125) 및 진공패드(126)가 틸팅된다. 이 상태에서 상기 가드레일(20)이 진공패드(126)에 흡착되어 있다면, 가드레일(20)은 지주(10)의 측면에 결합되기 용이하도록 기립된 상태가 될 것이다(도 4 참조).

또한 도 3과 도 4를 대비하면, 회전수단(123)이 회전되어 흡착판(125) 및 진공패드(126)가 회전된 것을 알 수 있다.

한편, 상기 진공패드 대신에 고정지그에 전자석이 구비되어 자력에 의해 가드레일을 흡착할 수 있는 것은 당연하다.

도 1 및 도 6을 참조하여 본 발명에 의한 실시예의 작동상태 및 가드레일 설치방법 설명한다.

먼저, 지주(10)를 일정한 간격으로 지면에 고정설치하고, 지주(10)에는 레일 거치대(130)를 장착한다.

다음으로, 적재함에 수평으로 적재된 가드레일(20)을 진공패드(126)에 의해 흡착한다(도 1 참조).

다음으로, 상기 트랜스퍼(110)를 이용하여 흡착된 가드레일(20)을 픽업하여 지주(10)의 측면으로 이동한다(도 6 참조).

이와 같이 가드레일(20)을 픽업하여 이송함과 동시에 또는 이송 전후에 틸팅수단(121)을 틸팅시켜 가드레일(20)을 기립시킨다.

다음으로, 기립된 가드레일(20)을 지주(10)에 결합된 레일 거치대(130)에 거치시킨다.

경우에 따라서는 회전수단(123)을 이용하여 가드레일(20)을 회전시킨다.

마지막으로 상기 가드레일(20)을 지주(10)에 나사체결한다. 이와 같이 가드레일(20)과 지주(10)를 나사체결하기 위해서는 가드레일과 지주에 각각 형성된 체결홀(미도시)을 일치시킨 후, 나사(미도시)를 관통하여 체결하는 것이다.

따라서 레일 거치대(130)에 거치된 가드레일(20)을 수평으로 이송하면서 체결홀들이 일치되도록 정렬하는 과정이 요구된다.

도 7은 본 발명에 의한 실시예의 레일 거치대(130)를 도시한 것이다.

상기 레일 거치대(130)는 상기 지주(10)의 측면 일부를 감싸도록 단면이 원호형상인 몸체(132)와, 상기 몸체(132)의 하단에서 전방으로 돌출형성되어 가드레일(20)을 지지하는 한 쌍의 지지부(131)를 포함한다.

또한 상기 몸체(132)의 상단에는 지주(10)의 상단 내측으로 끼워서 스윙되지 않고 견고하게 지주에 고정시키는 고정핀(134a)과, 상기 고정핀(134a)을 하방으로 가압하는 가압부(134)를 포함한다. 즉, 상기 레일거치대(130)를 지주(10)에 장착할 때는 상기 가압부(134)를 가압하여 고정핀(134a)을 하방으로 돌출시켜 지주(10)의 내측벽 위치시킴으로써 지주(10)와 견고하게 고정시키는 것이다. 반대로, 레일거치대(130)를 지주로부터 분리할 때는 상기 고정핀(134a)을 상방으로 이동시킨 후 분리한다.

또한 상기 몸체(132)의 상단에는 손잡이(135)가 구비되는데, 상기 손잡이(135)는 상기 레일 거치대(130)를 파지하는 수단으로 이동할 때 이용하기도 하지만, 레일거치대(130)를 지주(10)로부터 분리할 때 사용된다. 즉, 상기 고정핀(134a)을 상승시켜 지주(10) 상단에 걸리지 않도록 한 상태에서 상기 손잡이(135)를 잡고 지주(10) 바깥쪽으로 스윙시키면서 지주로부터 탈거하는 것이다.

또한 상기 가압부(134)가 상기 지주(10)의 상단에 걸리도록 고정시키기 때문에 가드레일(20)의 하중에도 불구하고 가드레일(20)을 지주(10)의 측면에 일정한 위치에 거치할 수 있는 것이다. 만약, 가압부(134)가 구비되지 않는다면, 지지부(131)에 가드레일(20)을 거치시키게 되면, 가드레일(20)의 하중에 의해 레일거치대(130)가 지주(10)를 타고 아래로 내려가게 되어 가드레일(20)을 설치 높이에 거치할 수 없게 되는 것이다.

도 8은 본 발명에 의한 레일 거치대(130)의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 가드레일(20)을 거치한 상태에서 좌우로 수평이동시켜 체결홀들을 일치시키는 과정이 필요하다. 이 때 가드레일(20)의 수평이동을 원활하게 하기 위하여 레일 거치대(130)의 지지부(131) 일측에는 롤러(133)가 더 구비된 것을 알 수 있다.

100: 실시예
110: 트랜스퍼
120: 그리퍼
121: 틸팅수단
122: 실린더
123: 회전수단
124: 실린더
125: 흡착판
126: 진공패드
130: 레일 거치대
131: 지지부
132: 몸체
133: 롤러
134: 가압부
134a: 고정핀
135: 손잡이

Claims (9)

1. 가드레일을 이송하여 지주의 측면에 거치시키는 가드레일 설치 자동화 시스템에 있어서,
   트랜스퍼(Transfer);
   상기 트랜스퍼의 끝단에 구비되고, 수평으로 적재된 상기 가드레일을 흡착하는 진공패드가 구비되는 흡착판을 포함하는 그리퍼(Gripper); 및
   상기 지주에 부착되어 상기 가드레일을 임시로 거치하고, 상기 가드레일을 상기 지주에 나사체결한 후 상기 지주로부터 탈거하는 레일 거치대;를 포함하며,
   상기 레일 거치대는,
   상기 지주의 측면 일부를 감싸도록 단면이 원호형상인 몸체와,
   상기 몸체의 하단에서 측방으로 돌출형성되어 상기 가드레일을 지지하는 한 쌍의 지지부와,
   상기 지지부의 일측에 구비되어 상기 가드레일을 지지하면서 수평이동을 원활하게 하는 롤러와,
   상기 몸체의 상단에 상기 지주의 상단 내측으로 끼워서 상기 몸체가 스윙되지 않고 견고하게 상기 지주에 고정시키는 고정핀과,
   상기 고정핀을 하방으로 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가드레일 설치 자동화 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 트랜스퍼는 운송수단의 적재함에 구비되는 것을 특징으로 하는 가드레일 설치 자동화 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡착판에는 상기 가드레일을 자력에 의해 흡착할 수 있도록 전자석이 구비되는 것을 특징으로 하는 가드레일 설치 자동화 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 그리퍼는,
   상기 흡착판에 흡착된 가드레일을 기립시키기 위해 상기 흡착판을 틸팅시키는 틸팅수단과,
   상기 흡착판에 흡착된 가드레일의 수평을 맞추기 위해 상기 흡착판을 회전시키는 회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가드레일 설치 자동화 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 진공패드는 측면형상이 절곡된 형태의 가드레일의 절곡된 면에 밀착되어 흡착할 수 있도록 상기 흡착판에 대하여 소정각도를 갖고 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 가드레일 설치 자동화 시스템.
   
   
6. 삭제
7. 1) 지주를 일정 간격으로 설치하는 단계;
   2) 롤러가 측방으로 돌출된 레일 거치대를 상기 지주에 장착하는 단계;
   3) 수평으로 적재된 가드레일을 흡착판으로 흡착하는 단계;
   4) 상기 가드레일을 수평상태로 흡착한 상기 흡착판을 틸팅시켜 상기 가드레일을 기립시키는 단계;
   5) 기립된 상기 가드레일을 상기 레일 거치대의 롤러에 거치시키는 단계;
   6) 상기 레일 거치대에 거치된 상기 가드레일을 수평이동하여 상기 가드레일과 지주에 형성된 체결홀을 일치시킨 후, 상기 지주에 나사체결하는 단계; 및
   7) 상기 지주에서 상기 레일 거치대를 탈거하는 단계;를 포함하며,
   상기 5)단계 전에 기립상태로 흡착된 상기 가드레일이 상기 지주에 직교되도록 상기 흡착판을 회전시키는 단계;가 더 부가되고,
   상기 레일 거치대는,
   상기 지주의 측면 일부를 감싸도록 단면이 원호형상인 몸체와,
   상기 몸체의 하단에서 측방으로 돌출형성되어 상기 가드레일을 지지하며, 일측에 상기 롤러가 구비되는 한 쌍의 지지부와,
   상기 몸체의 상단에 상기 지주의 상단 내측으로 끼워서 스윙되지 않고 견고하게 상기 지주에 고정시키는 고정핀과,
   상기 고정핀을 하방으로 가압하는 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가드레일 설치방법.
   
8. 삭제
9. 삭제

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