KR102178843B1 - 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벨트 주행 타입으로 심플하면서도 주행과 동시에 벽면에 대한 진공 기밀 유지가 용이하고, 나아가 압축공기의 고속 흐름을 이용하여 주변에 진공을 형성하는 진공발생기를 이용함으로써 기존의 원심펌프 방식에 비하여 소형화 및 경량화가 가능한 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼에 관한 것이다.
본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 진공압을 이용하여 벽면에 밀착된 상태로 주행이 가능한 진공흡착형 로봇 플랫폼에 있어서, 하부로 진공압을 형성할 수 있는 진공발생몸체와; 상기 진공발생몸체의 하부와 벽면 사이에 외부와 밀폐되는 진공공간이 형성되도록 상기 진공발생몸체를 외부에서 감싸는 진공흡착부와; 상기 진공발생몸체 또는 상기 진공흡착부에 지지되어 주행이 가능한 주행부를; 포함하되, 상기 진공발생몸체는, 양측면이 전후 방향으로 상호 평행하게 형성되고, 상기 진공흡착부는, 상기 진공발생몸체의 전방부와 후방부에 각각 밀착 체결되는 전방 및 후방 밀폐블록과, 상기 진공발생몸체의 양측면에 각각 밀착 체결되는 좌측 및 우측 밀폐판을 포함하여 구성되고, 상기 주행부는, 상기 좌측 및 우측 밀폐판의 길이방향의 양단에 각각 회전 가능하게 체결된 전방 및 후방 풀리와, 상기 전방 및 후방 풀리 사이에 체결되어 순환되는 주행벨트와, 상기 전방 풀리 또는 후방 풀리 중 어느 하나를 회전시키는 주행모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 진공압을 이용하여 벽면에 밀착된 상태로 주행이 가능한 진공흡착형 로봇 플랫폼에 있어서, 하부로 진공압을 형성할 수 있는 진공발생몸체와; 상기 진공발생몸체의 하부와 벽면 사이에 외부와 밀폐되는 진공공간이 형성되도록 상기 진공발생몸체를 외부에서 감싸는 진공흡착부와; 상기 진공발생몸체 또는 상기 진공흡착부에 지지되어 주행이 가능한 주행부를; 포함하되, 상기 진공발생몸체는, 양측면이 전후 방향으로 상호 평행하게 형성되고, 상기 진공흡착부는, 상기 진공발생몸체의 전방부와 후방부에 각각 밀착 체결되는 전방 및 후방 밀폐블록과, 상기 진공발생몸체의 양측면에 각각 밀착 체결되는 좌측 및 우측 밀폐판을 포함하여 구성되고, 상기 주행부는, 상기 좌측 및 우측 밀폐판의 길이방향의 양단에 각각 회전 가능하게 체결된 전방 및 후방 풀리와, 상기 전방 및 후방 풀리 사이에 체결되어 순환되는 주행벨트와, 상기 전방 풀리 또는 후방 풀리 중 어느 하나를 회전시키는 주행모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 벨트 주행 타입으로 심플하면서도 주행과 동시에 벽면에 대한 진공 기밀 유지가 용이하고, 나아가 압축공기의 고속 흐름을 이용하여 주변에 진공을 형성하는 진공발생기를 이용함으로써 기존의 원심펌프 방식에 비하여 소형화 및 경량화가 가능한 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼에 관한 것이다.
최근 고층 건물이나 교량과 같은 대형 구조물들이 점점 증가하게 되면서, 이러한 대형 구조물에 대한 안전성 검사나, 유지, 보수 작업의 필요성도 함께 증가하고 있다.
특히, 과거에 국내외에서 발생하였던 대형 구조물의 붕괴나 파손에 의해 야기되었던 대형 참사를 보면, 대형 구조물에 대한 안전성 검사 등의 중요성은 더욱 절실하다할 것 이다.
그에 따라, 종래에는 고층 건물의 옥상이나 교량 또는 교각에 작업자의 안전을 확보하기 위한 임시 구조물을 설치한 후, 작업자가 위에서 아래로 내려오면서 건물이나 교량 또는 교각의 외면을 일일이 육안으로 확인하거나, 각종 계측 장비를 이용하여 검사하는 등 매우 위험한 작업환경에서 시행하곤 하였다.
그러나, 이와 같이 작업자가 대형 구조물에 대한 안전성 검사를 직접 시행할 경우 작업자의 안전 확보를 위한 임시 구조물의 설치와 유지를 위한 비용이 소요됨은 물론 여러 사람들이 함께 협력하여 작업해야 하였는바, 위험성이 증가됨에도 소요되는 비용이 증가하고, 안전성 검사 시간도 많이 소요되는 등 안전성 검사작업이 전형적인 고비용과 저효율의 작업이 되는 문제점이 있었다.
또한, 근래에는 위험한 작업분야에 로봇을 이용하고자 하는 연구가 각 분야에서 활발히 이루어지고 있으며, 그에 따라 평면이 아닌 벽면이나 천정에도 안정적으로 부착되어 주변상황을 감시할 수 있게 한 로봇에 대한 기술이 제안되고 있다.
종래기술로 공개특허공보 제10-2004-0011570호(2004.02.05. 공개)에는 "기간산업 시설물의 점검용 로봇"이 제안된 바 있고, 등록특허공보 제10-0884670호(2009.02.18. 공고)에는 "고소 작업용 로봇 플랫폼 장치"가 제안된 바 있으며, 등록특허공보 제10-2011-0142978호(2013.06.27. 공고)에는 "벽면 이동이 가능한 지능형 로봇"이 제안된 바 있다.
하지만, 상기의 종래기술들은 진공흡착부가 크기 및 무게가 상당한 원심펌프 또는 임펠러로 구성되어 경량화 및 소형화가 곤란한 문제점이 있었고, 주행을 위해서는 진공흡착부와 독립적인 구조를 갖는 주행부를 가질 수 밖에 없는 한계가 있었다.
또한, 종래기술들은 진공흡착부의 흡착력이 저하되는 경우 로봇이 낙하될 수 있는 염려가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 경량화 및 소형화가 가능한 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 진공압력이 현저히 떨어지는 비상 상황시 자석의 자력을 이용하여 로봇의 낙하를 방지할 수 있는 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하고자 본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 진공압을 이용하여 벽면에 밀착된 상태로 주행이 가능한 진공흡착형 로봇 플랫폼에 있어서, 하부로 진공압을 형성할 수 있는 진공발생몸체와; 상기 진공발생몸체의 하부와 벽면 사이에 외부와 밀폐되는 진공공간이 형성되도록 상기 진공발생몸체를 외부에서 감싸는 진공흡착부와; 상기 진공발생몸체 또는 상기 진공흡착부에 지지되어 주행이 가능한 주행부를; 포함하되, 상기 진공발생몸체는, 양측면이 전후 방향으로 상호 평행하게 형성되고, 상기 진공흡착부는, 상기 진공발생몸체의 전방부와 후방부에 각각 밀착 체결되는 전방 및 후방 밀폐블록과, 상기 진공발생몸체의 양측면에 각각 밀착 체결되는 좌측 및 우측 밀폐판을 포함하여 구성되고, 상기 주행부는, 상기 좌측 및 우측 밀폐판의 길이방향의 양단에 각각 회전 가능하게 체결된 전방 및 후방 풀리와, 상기 전방 및 후방 풀리 사이에 체결되어 순환되는 주행벨트와, 상기 전방 풀리 또는 후방 풀리 중 어느 하나를 회전시키는 주행모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전방 및 후방 밀폐블록은 상기 진공발생몸체의 전방부와 후방부에 각각 이격 배치되는 원통형의 전방 및 후방 회전롤과, 상기 진공발생몸체와 상기 전방 및 후방 회전롤 사이 공간을 밀폐하도록 각각의 일단은 상기 진공발생몸체의 전단 및 후단에 고정되고 각각의 타단은 상기 전방 및 후방 회전롤의 외주면에 접촉되는 전방 및 후방 슬립패드로 이루어지고, 상기 좌측 및 우측 밀폐판은 전후 배치되는 상기 전방 및 후방 회전롤을 커버할 수 있는 길이로 형성되며, 상기 주행부는 상기 전방 및 후방 회전롤의 회전중심에 삽입 고정되고 양단부가 상기 좌측 및 우측 밀폐판에 각각 회전 가능하게 지지되는 전방 및 후방 주행회전축을 더 포함하여 구성되고, 상기 전방 및 후방 풀리는 상기 전방 및 후방 주행회전축의 양단부에 체결되어 상기 전방 및 후방 주행회전축과 일체로 회전되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전방 및 후방 풀리는 외주면에 일정 간격으로 기어치가 형성된 타이밍기어로 이루어지고, 상기 주행벨트는 내주면에 상기 타이밍기어의 기어치에 대응되는 기어홈이 형성된 타이밍벨트와, 상기 타이밍벨트의 외주면에 부착되고 내측단이 상기 전방 및 후방 회전롤의 측면에 접촉되는 라텍스패드와, 상기 라텍스패드의 외주면에 부착되는 실리콘연질패드로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 진공발생몸체는 압축공기가 유입되는 공기유입구와, 상기 공기유입구로 유입된 압축공기가 배출될 수 있는 공기배출구와, 상기 공기유입구와 상기 공기배출구를 연결하는 노즐 및 디퓨져와, 하부에서 상기 노즐 및 디퓨져 사이에 연통되어 진공압이 형성되는 석션챔버를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 자석의 자력을 이용하여 철재로 이루어진 벽면에 부착될 수 있도록 상기 진공발생몸체에 설치되되, 상기 자석의 높낮이 조절로 벽면에 대한 자력의 세기 조절이 가능한 마그네틱 그리퍼를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 마그네틱 그리퍼는 상기 진공발생몸체에 상하 방향으로 길게 형성된 자석승강홈과, 자력을 갖고 상기 자석승강홈에 승강 가능하게 지지되는 자석실린더와, 상기 진공발생몸체의 공기유입구로 유입되는 압축공기에 의해 상기 자석실린더가 상승되도록 상기 공기유입구와 상기 자석승강홈의 하부를 연결하는 에어흡입로와, 상기 자석승강홈의 하부로 유입되는 압축공기의 압력이 일정 이하가 되는 경우 상기 자석실린더가 하강되도록 상기 자석승강홈에 체결되어 상기 자석실린더를 하부 방향으로 탄성 지지하는 자석하강스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 벨트 주행 타입으로 심플하면서도 주행과 동시에 벽면에 대한 진공 기밀 유지가 용이하고, 압축공기의 고속 흐름을 이용하여 주변에 진공을 형성하는 진공발생기를 이용함으로써 기존의 원심펌프 방식에 비하여 소형화 및 경량화가 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 자석의 자력을 이용하여 로봇을 철재의 벽면에 부착시킬 수 있는 마그네틱 그리퍼를 구비하여 진공압력이 현저히 떨어지는 비상 상황시 로봇의 낙하를 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 분해 사시도
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 결합 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전방 회전롤의 분해 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 좌측 및 우측 밀폐판의 사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주행벨트의 구조도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네틱 그리퍼의 사용상태를 도시한 단면도
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 결합 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전방 회전롤의 분해 사시도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 좌측 및 우측 밀폐판의 사시도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주행벨트의 구조도
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네틱 그리퍼의 사용상태를 도시한 단면도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼을 보다 상세하게 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 분해 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 결합 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 전방 회전롤의 분해 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 좌측 및 우측 밀폐판의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주행벨트의 구조도이며, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네틱 그리퍼의 사용상태를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 8을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 진공압을 이용하여 벽면에 밀착된 상태로 주행이 가능한 장치로서 진공발생몸체(10)와, 진공흡착부(20)와, 주행부(30)와, 마그네틱 그리퍼(40)를 포함한다.
상기 진공발생몸체(10)는 하부로 진공압을 형성할 수 있는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 양측면에 후술할 주행부(30)로서의 주행벨트(33)가 장착될 수 있도록 양측면이 전후 방향으로 상호 평행하게 형성된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 진공발생몸체(10)는 압축공기의 고속 흐름을 이용하여 주변에 진공을 형성할 수 있도록 도 4에 도시된 바와 같이 공기유입구(11)와, 공기배출구(12)와, 노즐(13)과, 디퓨져(14)와, 석션챔버(15)를 포함하여 구성된다.
상기 공기유입구(11)는 상기 진공발생몸체(10)의 후방 상부로부터 외부에서 공급되는 압축공기가 유입되는 구성이다.
상기 공기배출구(12)는 상기 진공발생몸체(10)의 전방 상부로 상기 공기유입구(11)로 유입된 압축공기가 배출될 수 있는 구성이다.
상기 노즐(13) 및 디퓨져(14)는 상기 진공발생몸체(10)의 내부에서 상기 공기유입구(11)와 상기 공기배출구(12)를 연결하는 구성이다.
상기 석션챔버(15)는 상기 진공발생몸체(10)의 하부에서 상기 노즐(13) 및 디퓨져(14) 사이에 연통되는 구성으로 압축공기가 상기 노즐(13) 및 디퓨져(14)를 고속으로 흐르게 되면 상기 석션챔버(15)에는 진공압이 형성되게 된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 공기유입구(11)로 유입된 압축공기는 상기 노즐(13)을 통과하며 유속이 급속히 증가되고, 상기 디퓨져(14)를 통과하며 점차적으로 유속이 감소되어 상기 공기배출구(12)로 배출되게 되는데, 이때 상기 노즐(13)과 상기 디퓨져(14) 사이에 연결된 석션챔버(15)에는 베르누이 원리에 의해 압력이 급속히 감소되며 진공압이 형성되는 것이다.
종래기술들은 진공압을 형성하기 위한 기구로 크기 및 무게가 상당한 원심펌프 또는 임펠러를 이용하였으나, 본 발명에서는 상기와 같이 압축공기의 고속 흐름을 이용하여 진공을 형성하는 구성을 채택하여 경량화 및 소형화가 가능하게 된다.
상기 진공흡착부(20)는 상기 진공발생몸체(10)의 하부와 벽면(A) 사이에 외부와 밀폐되는 진공공간이 형성되도록 상기 진공발생몸체(10)를 외부에서 감싸는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 전방 및 후방 밀폐블록(21a, 21b)와, 좌측 및 우측 밀폐판(22a, 22b)를 포함하여 구성된다.
상기 전방 및 후방 밀폐블록(21a, 21b)는 상기 진공발생몸체(10)의 전방부와 후방부에 각각 밀착 체결되는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)과, 전방 및 후방 슬립패드(212a, 212b)의 조합으로 이루어진다.
상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)은 원통형으로 형성되어 상기 진공발생몸체(10)의 전방부와 후방부에 각각 이격 배치되고, 회전중심에 후술할 전방 및 후방 주행축(31a, 31b)이 삽입 고정되어 일체로 회전되는 구성이다.
본 발명의 일실시예에서 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)은 도 5에 도시된 바와 같이 좌우로 분리된 좌우 회전롤(2111, 2112)과, 중간에서 상기 좌우 회전롤(2111, 2112)를 결합시키기 위한 중앙 실링롤(2113)의 조합으로 이루어지고, 상기 좌우 회전롤(2111, 2112)의 내측에는 상기 중앙 실링롤(2113)이 삽입되기 위한 실링롤삽입홈(2111a)이 형성된다.
상기 전방 및 후방 슬립패드(212a, 212b)는 상기 진공발생몸체(10)와 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b) 사이 공간을 밀폐하도록 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 일단은 상기 진공발생몸체(10)의 전단 및 후단에 고정되고 각각의 타단은 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)의 외주면에 접촉되는 구성이다.
상기 전방 및 후방 슬립패드(212a, 212b)의 구성에 의하여 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)의 회전을 원활하게 하면서도 상기 진공발생몸체(10)의 하부와 벽면(A) 사이에 형성되는 진공공간의 진공압을 유지할 수 있게 된다.
상기 좌측 및 우측 밀폐판(22a, 22b)은 상기 진공발생몸체(10)의 양측면에 각각 밀착 체결되는 구성이다.
본 발명의 일실시예에서 상기 좌측 및 우측 밀폐판(22a, 22b)은 전후 배치되는 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)을 커버할 수 있는 길이로 형성되고, 길이방향의 양단에 전방 및 후방 풀리(32a, 32b)가 각각 회전 가능하게 체결된다.
도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 상기 좌측 및 우측 밀폐판(22a, 22b)의 사시도를 도시하였는데, 가장자리를 따라 외측으로 돌출된 벨트가이드(221)가 형성되어 후술할 주행벨트(33)와 보다 기밀을 유지할 수 있도록 구성되고, 양단부에 각각 원형으로 내측으로 돌출된 롤가이드(222)가 형성되어 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)과의 마찰을 감소함과 동시에 기밀을 유지할 수 있도록 구성된다.
상기 주행부(30)는 상기 진공발생몸체(10) 또는 상기 진공흡착부(20)에 지지되어 주행이 가능한 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 전방 및 후방 주행회전축(31a, 31b)와, 전방 및 후방 풀리(32a, 32b)와, 주행벨트(33)와, 주행모터(34)를 포함하여 구성된다.
상기 전방 및 후방 주행회전축(31a, 31b)은 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)의 회전중심에 삽입 고정되고 양단부가 상기 좌측 및 우측 밀폐판(22a, 22b)에 각각 회전 가능하게 지지되는 구성이다.
상기 전방 및 후방 풀리(32a, 32b)는 상기 좌측 및 우측 밀폐판(22a, 22b)의 길이방향의 양단에 각각 회전 가능하게 체결되는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 상기 전방 및 후방 주행회전축(31a, 31b)의 양단부에 체결되어 상기 전방 및 후방 주행회전축(31a, 31b)과 일체로 회전되고, 외주면에 일정 간격으로 기어치가 형성된 타이밍기어로 이루어진다.
상기 주행벨트(33)는 상기 전방 및 후방 풀리(32a, 32b) 사이에 체결되어 순환되는 구성이다.
본 발명의 일실시예에서 상기 주행벨트(33)는 도 7에 도시된 바와 같이 타이밍벨트(331)와, 라텍스패드(332)와, 실리콘연질패드(333)가 상호 적층된 3중 구조로 구성된다.
상기 타이밍벨트(331)는 내주면에 상기 타이밍기어의 기어치에 대응되는 기어홈(331a)이 형성되는 구성이다.
상기 라텍스패드(332)는 상기 타이밍벨트(331)의 외주면에 부착되고 내측단이 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)의 측면에 접촉되는 구성이다.
즉, 상기 라텍스패드(332)는 상기 타이밍벨트(331) 및 실리콘연질패드(333) 보다 내측으로 어느 정도 돌출되어 상기 전방 및 후방 회전롤(211a, 211b)의 측면에 접촉됨으로써 접촉 저항을 최소화하면서도 기밀을 유지할 수 있도록 하는 구성이다.
상기 실리콘연질패드(333)는 상기 라텍스패드(332)의 외주면에 부착되어 벽면(A)에 직접 접촉되는 구성으로 어느 정도의 탄성 및 마찰력으로 벽면(A)에 대한 주행성능을 보장하면서도 기의 우레판폼, 폴리머폼 등의 재질에 비해 내구성이 우수하게 된다.
한편, 상기 라텍스패드(332)의 외주면에 접착용 사선홈을 낸 상태에서 본딩하는 방법으로 상기 라텍스패드(332)와 상기 실리콘연질패드(333)의 접착력을 높이는 것이 바람직하다.
상기 주행모터(34)는 상기 전방 풀리(32a) 또는 후방 풀리(32b) 중 어느 하나를 회전시키는 구성이다.
상기 마그네틱 그리퍼(40)는 자석의 자력을 이용하여 철재로 이루어진 벽면(A)에 부착될 수 있도록 상기 진공발생몸체(10)에 설치되되, 압축공기 또는 기계적 장치에 의한 상기 자석의 높낮이 조절로 벽면(A)에 대한 자력의 세기 조절이 가능한 구성이다.
본 발명의 일실시예에서는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 진공발생몸체(10)의 진공발생원인 압축공기의 공급과 연동되어 진공압력이 현저히 떨어지는 비상 상황시 작동될 수 있도록 자석승강홈(41)과, 자석실린더(42)와, 에어흡입로(43)와, 자석하강스프링을 포함하여 구성된다.
상기 자석승강홈(41)은 상기 진공발생몸체(10)에 상하 방향으로 길게 형성되는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 상기 진공발생몸체(10)의 네 모서리에 각각 형성하였다.
상기 자석실린더(42)는 자력을 갖고 상기 자석승강홈(41)에 승강 가능하게 지지되는 구성이다.
상기 자석실린더(42)의 외주면에는 상기 자석승강홈(41)에 승강이 가이드됨과 동시에 기밀을 위한 오링이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 에어흡입로(43)는 상기 공기유입구(11)와 상기 자석승강홈(41)의 하부를 연결하는 구성으로 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이 상기 진공발생몸체(10)의 공기유입구(11)로 유입되는 압축공기가 상기 에어흡입로(43)로 흡입되어 그 압력에 의해 상기 자석실린더(42)가 상승되게 된다.
즉, 압축공기의 원활한 공급으로 상기 진공발생몸체(10)의 진공압이 충분하게 유지되는 경우에는 상기 자석실린더(42)의 자력은 주행에 방해가 될 수도 있기 때문에 상기 자석실린더(42)를 상승시켜 벽면(A)에 작용하는 자력을 약하게 하는 것이다.
상기 자석하강스프링(44)은 상기 자석승강홈(41)에 체결되어 상기 자석실린더(42)를 하부 방향으로 탄성 지지하는 구성으로 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이 상기 에어흡입로(43)을 통해 상기 자석승강홈(41)의 하부로 유입되는 압축공기의 압력이 일정 이하가 되는 경우 상기 자석실린더(42)가 하강되도록 하는 구성이다.
즉, 상기 진공발생몸체(10)로 압축공기의 공급이 중단되는 등의 상황으로 상기 진공발생몸체(10)의 진공압이 현저히 떨어지는 비상 상황시 상기 자석실린더(42)가 하강되며 철재로 이루어진 벽면(A)에 부착되어 본 발명에 따른 진공흡착형 로봇 플랫폼이 벽면(A)에서 이탈되어 낙하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
앞에서 설명되고 도면에서 도시된 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
A 벽면
10 진공발생몸체
11 공기유입구
12 공기배출구
13 노즐
14 디퓨져
15 석션챔버
20 진공흡착부
21a 전방 밀폐블록
211a 전방 회전롤, 212a 전방 슬립패드
21b 후방 밀폐블록
211b 후방 회전롤, 212b 후방 슬립패드
22a 좌측 밀폐판
22b 우측 밀폐판
30 주행부
31a 전방 주행회전축
31b 후방 주행회전축
32a 전방 풀리
32b 후방 풀리
33 주행벨트
331 타이밍벨트
332 라텍스패드
333 실리콘연질패드
34 주행모터
40 마그네틱 그리퍼
41 자석승강홈
42 자석실린더
43 에어흡입로
44 자석하강스프링
10 진공발생몸체
11 공기유입구
12 공기배출구
13 노즐
14 디퓨져
15 석션챔버
20 진공흡착부
21a 전방 밀폐블록
211a 전방 회전롤, 212a 전방 슬립패드
21b 후방 밀폐블록
211b 후방 회전롤, 212b 후방 슬립패드
22a 좌측 밀폐판
22b 우측 밀폐판
30 주행부
31a 전방 주행회전축
31b 후방 주행회전축
32a 전방 풀리
32b 후방 풀리
33 주행벨트
331 타이밍벨트
332 라텍스패드
333 실리콘연질패드
34 주행모터
40 마그네틱 그리퍼
41 자석승강홈
42 자석실린더
43 에어흡입로
44 자석하강스프링
Claims (6)
- 진공압을 이용하여 벽면에 밀착된 상태로 주행이 가능한 진공흡착형 로봇 플랫폼에 있어서,
하부로 진공압을 형성할 수 있는 진공발생몸체와;
상기 진공발생몸체의 하부와 벽면 사이에 외부와 밀폐되는 진공공간이 형성되도록 상기 진공발생몸체를 외부에서 감싸는 진공흡착부와;
상기 진공발생몸체 또는 상기 진공흡착부에 지지된 벨트를 이용하여 주행이 가능한 주행부와;
자석의 자력을 이용하여 철재로 이루어진 벽면에 부착될 수 있도록 상기 진공발생몸체에 설치되되, 상기 자석의 높낮이 조절로 벽면에 대한 자력의 세기 조절이 가능한 마그네틱 그리퍼를; 포함하되,
상기 진공발생몸체는, 압축공기가 유입되는 공기유입구와, 상기 공기유입구로 유입된 압축공기가 배출될 수 있는 공기배출구와, 상기 공기유입구와 상기 공기배출구를 연결하는 노즐 및 디퓨져와, 하부에서 상기 노즐 및 디퓨져 사이에 연통되어 진공압이 형성되는 석션챔버를 포함하여 구성되고,
상기 마그네틱 그리퍼는, 상기 진공발생몸체에 상하 방향으로 길게 형성된 자석승강홈과, 자력을 갖고 상기 자석승강홈에 승강 가능하게 지지되는 자석실린더와, 상기 진공발생몸체의 공기유입구로 유입되는 압축공기에 의해 상기 자석실린더가 상승되도록 상기 공기유입구와 상기 자석승강홈의 하부를 연결하는 에어흡입로와, 상기 자석승강홈의 하부로 유입되는 압축공기의 압력이 일정 이하가 되는 경우 상기 자석실린더가 하강되도록 상기 자석승강홈에 체결되어 상기 자석실린더를 하부 방향으로 탄성 지지하는 자석하강스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼. - 제1항에 있어서,
상기 진공발생몸체는, 양측면이 전후 방향으로 상호 평행하게 형성되고,
상기 진공흡착부는, 상기 진공발생몸체의 전방부와 후방부에 각각 밀착 체결되는 전방 및 후방 밀폐블록과, 상기 진공발생몸체의 양측면에 각각 밀착 체결되는 좌측 및 우측 밀폐판을 포함하여 구성되고,
상기 주행부는, 상기 좌측 및 우측 밀폐판의 길이방향의 양단에 각각 회전 가능하게 체결된 전방 및 후방 풀리와, 상기 전방 및 후방 풀리 사이에 체결되어 순환되는 주행벨트와, 상기 전방 풀리 또는 후방 풀리 중 어느 하나를 회전시키는 주행모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼. - 제2항에 있어서,
상기 전방 및 후방 밀폐블록은 상기 진공발생몸체의 전방부와 후방부에 각각 이격 배치되는 원통형의 전방 및 후방 회전롤과, 상기 진공발생몸체와 상기 전방 및 후방 회전롤 사이 공간을 밀폐하도록 각각의 일단은 상기 진공발생몸체의 전단 및 후단에 고정되고 각각의 타단은 상기 전방 및 후방 회전롤의 외주면에 접촉되는 전방 및 후방 슬립패드로 이루어지고,
상기 좌측 및 우측 밀폐판은 전후 배치되는 상기 전방 및 후방 회전롤을 커버할 수 있는 길이로 형성되며,
상기 주행부는, 상기 전방 및 후방 회전롤의 회전중심에 삽입 고정되고 양단부가 상기 좌측 및 우측 밀폐판에 각각 회전 가능하게 지지되는 전방 및 후방 주행회전축을 더 포함하여 구성되고,
상기 전방 및 후방 풀리는 상기 전방 및 후방 주행회전축의 양단부에 체결되어 상기 전방 및 후방 주행회전축과 일체로 회전되는 것을 특징으로 하는 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼. - 제3항에 있어서,
상기 전방 및 후방 풀리는 외주면에 일정 간격으로 기어치가 형성된 타이밍기어로 이루어지고,
상기 주행벨트는, 내주면에 상기 타이밍기어의 기어치에 대응되는 기어홈이 형성된 타이밍벨트와, 상기 타이밍벨트의 외주면에 부착되고 내측단이 상기 전방 및 후방 회전롤의 측면에 접촉되는 라텍스패드와, 상기 라텍스패드의 외주면에 부착되는 실리콘연질패드로 이루어진 것을 특징으로 하는 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼. - 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200068145A KR102178843B1 (ko) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112518770A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-19 | 烟台南山学院 | 一种机械制造用机械臂 |
| KR102583878B1 (ko) * | 2023-06-22 | 2023-09-27 | 주식회사 디에이치기술 | 벨트 주행 타입 진공흡착형 로봇 플랫폼 |
| CN116922519A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-10-24 | 佳辰地板常州有限公司 | 一种网格地板开槽机 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6964312B2 (en) * | 2003-10-07 | 2005-11-15 | International Climbing Machines, Inc. | Surface traversing apparatus and method |
| KR100852553B1 (ko) * | 2007-03-06 | 2008-08-18 | 대우조선해양 주식회사 | 자력과 진공압력의 부착력을 이용한 벽면 이동 작업용 로봇플랫폼 |
-
2020
- 2020-06-05 KR KR1020200068145A patent/KR102178843B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116922519B (zh) * | 2023-09-13 | 2023-11-28 | 佳辰地板常州有限公司 | 一种网格地板开槽机 |
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