KR102184698B1

KR102184698B1 - 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템

Info

Publication number: KR102184698B1
Application number: KR1020190001025A
Authority: KR
Inventors: 한창수; 김상호; 이용석; 선동익; 이상근; 박진성
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2020-11-30
Also published as: US20210331307A1; WO2020141659A1; KR20200085022A

Abstract

본체, 피 제어부재 및 상기 본체 및 상기 피 제어부재를 연결하며, 상기 본체로부터 상기 피 제어부재의 위치를 정의하는 매니퓰레이터를 포함하는, 피 제어 대상체를 원격 제어하는 컨트롤러에 있어서, 상기 컨트롤러는, 고정부; 상기 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 핸들부; 및 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 소정의 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 피 제어부재의 일 측에 마련된 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 포함할 수 있다.

Description

컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템{Controller, Controlling Apparatus and System thereof}

본 발명은 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템에 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 직관적인 피 제어 대상체 예를 들어, 중장비의 제어가 가능한 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템에 관련된 것이다.

일반적으로 중장비라 함은 건설 및 토목 공사에 쓰이는 중량이 큰 기계를 통틀어 이르는 말로, 굴삭기, 불도저, 지게차, 로우더 등이 있다. 중장비 중 굴삭기는 다양한 산업 현장에 널리 쓰이는 장비로, 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정리작업 등의 작업을 수행하는 건설기계로, 소위 포크레인 또는 백호라고도 불린다. 굴삭기는 운전자가 운전석에 탑승하여 굴삭기에 설치된 조작레버 등을 조작하여 작업을 수행한다.

중장비의 제어에 있어서, 작업 환경이 고도의 안전을 요한다는 점에서, 원격 제어에 대한 기술적 수요가 발생하고 있다. 그러나, 기존의 원격 제어는 작업자의 조작이 중장비의 제어로 원활히 이루어지지 못하고 이질감이 있었다.

또한, 1 대의 중장비를 제어하는 것을 넘어서서 복수의 중장비를 동시에 원격 제어하고자 하는 기술 수요도 발생하고 있다.

이에 본 발명자는 직관적인 원격 제어 및 멀티 제어가 가능한 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템을 발명하게 되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는 직관적인 원격 제어가 가능한 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 단순한 제어 인터페이스를 가지는 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 다 자유도의 원격 제어가 가능한 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 작업자의 작업 환경 편의성이 향상된 컨트롤러, 조정장치 및 조정시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 기술적 과제에 제한되지 아니하며, 이하의 설명에 의하여 보다 명확해질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러는 고정부, 상기 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 핸들부 및 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 소정의 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 피 제어부재의 일 측에 마련된 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 피 제어 대상체는 본체, 피 제어부재 및 상기 본체 및 상기 피 제어부재를 연결하며, 상기 본체로부터 상기 피 제어부재의 위치를 정의하는 매니퓰레이터를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어신호는, 상기 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록 상기 매니퓰레이터의 자세를 제어하기 위한 신호일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 매니퓰레이터는, 상기 본체와 상기 피 제어부재를 연결하는 적어도 두 개의 링크들을 포함하며, 상기 제어신호는, 상기 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록 상기 적어도 두 개의 링크들 중 적어도 어느 하나의 자세를 제어하기 위한 신호일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 두 개의 링크 중 하나는 붐이며, 다른 하나는 암이며, 상기 피 제어부재는 버킷일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 소정의 자유도는, 상기 핸들부가 상기 고정부에 대한, 2 개의 병진 자유도 및 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부의 길이방향을 축으로 회전하는 1 개의 회전 자유도를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 핸들부가 상기 고정부에 대하여 상기 병진 자유도에 따라 조작되는 경우, 상기 제어신호는, 상기 피 제어점이 상기 병진 자유도에 따른 조작방향으로 제어되도록 상기 매니퓰레이터의 자세를 제어하기 위한 신호일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 핸들부가 상기 고정부에 대하여 상기 회전 자유도에 따라 조작되는 경우, 상기 제어신호는, 상기 버킷이 상기 회전 자유도에 따른 조작방향으로 제어되도록 제어하기 위한 신호일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 일 단이 상기 고정부와 연결되며, 타 단이 스윙 가능한 지지암을 더 포함하며, 상기 제어신호 생성부는, 상기 지지암이 스윙 조작되는 경우, 상기 본체를 상기 본체의 높이 방향을 축으로 스윙시키기 위한 제어신호를 더 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 지지암은 조작자의 팔의 길이 방향으로 연장하며, 상기 지지암의 일 면에는 조작자의 팔을 거치할 수 있는 팔 지지부가 마련될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 피 제어 대상체는 제1 피 제어 대상체와 제2 피 제어 대상체를 포함하고, 상기 고정부는, 제1 고정부와 상기 제1 고정부에 대향하는 제2 고정부를 포함하고, 상기 핸들부는 상기 제1 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 제1 핸들부 및 상기 제2 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 제2 핸들부를 포함하고, 상기 제어신호 생성부는, 상기 제1 고정부에 대하여 상기 제1 핸들부가 제1 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 제1 피 제어 대상체의 제1 피 제어부재에 마련된 제1 피 제어점이 상기 제1 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제1 제어신호를 생성하고, 상기 제2 고정부에 대하여 상기 제2 핸들부가 제2 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 제2 피 제어 대상체의 제2 피 제어부재에 마련된 제2 제어점이 상기 제2 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제2 제어신호를 생성할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어신호 생성부는, 상기 고정부에 대한 상기 핸들부의 조작방향과 조작 속도 정보에 기반하여, 상기 제어신호를 생성할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 조정장치는 외부로부터 상기 피 제어부재의 일측에 마련된 피 제어점에 대한 특정 방향으로의 제어신호를 수신하는 통신부 및 상기 피 제어점이 상기 특정 방향으로 제어되도록 상기 매니퓰레이터의 자세를 제어할 수 있다.

이 때, 피 제어 대상체는 본체, 피 제어부재 및 상기 본체 및 상기 피 제어부재를 연결하며, 상기 본체로부터 상기 피 제어부재의 위치를 정의하는 매니퓰레이터를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 매니퓰레이터는, 상기 본체와 상기 피 제어부재를 연결하는 적어도 두 개의 링크를 포함하며, 상기 제어신호가 상기 피 제어점을 병진 이동 제어하는 신호를 포함하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어점이 병진으로만 이동하도록 상기 두 개의 링크 중 적어도 하나의 자세를 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어신호가 상기 피 제어부재를 회전 제어하는 신호를 포함하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어부재의 위치를 고정시킨 상태에서, 상기 피 제어 대상체를 회전시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어신호가 상기 본체의 스윙을 제어하는 신호를 포함하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 본체의 높이를 축으로 상기 본체의 스윙을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 피 제어 대상체는 제1 피 제어 대상체와 제2 피 제어 대상체를 포함하고, 상기 제어신호는 상기 제1 피 제어 대상체의 피 제어점과 상기 제2 피 제어 대상체의 피 제어점 모두를 제어하기 위한 신호일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 조정 시스템은, 고정부, 상기 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 핸들부 및 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 소정의 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 피 제어부재의 일 측에 마련된 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 포함하는 컨트롤러 및 상기 제어신호에 따라 상기 매니퓰레이터의 위치를 제어하는 구동 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 병진 조작된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어점을 병진 방향으로만 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 회전 조작된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어부재를 제 자리에서 회전 방향으로 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 컨트롤러는 일 단에 고정부가 연결되고, 타 단이 스윙 가능한 지지암을 더 포함하고, 상기 지지암이 스윙 조작된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 본체를 상기 본체의 높이 방향을 축으로 스윙 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러 조작과 피 제어부재의 제어 방향이 서로 일치하여 직관적인 원격 제어가 가능해질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러의 핸들부를 통하여 병진 2 자유도 및 회전 1 자유도의 원격 제어 조작이 가능하므로 단순한 인터페이스를 다 자유도의 원격 제어가 가능해질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 팔의 회전을 통하여 피 제어 대상체의 스윙 회전 제어도 가능하며, 다 자유도 원격 제어 환경을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과에 제한되지 아니하며, 이하의 설명에 의하여 보다 명확해질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중장비 조정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중장비 조정 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러의 원격 제어 자유도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 원격 제어를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 중장비 조정 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중장비 조정 시스템의 블록도를 도시하고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 조정 시스템(1000)은 피 제어 대상체(100), 컨트롤러(200) 및 조정장치(300), 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 컨트롤러(200)에서 발생한 원격 제어신호에 따라 피 제어 대상체(100)가 제어될 수 있다. 이 때, 조정장치(300)는 컨트롤러(200)에서 발생한 제어신호에 기반하여, 피 제어 대상체(100)를 제어할 수 있다.

본 명세서에서 피 제어 대상체라 함은, 컨트롤러(200)에서 발생한 제어신호에 따라 원격 제어되는 대상체를 의미하는 것으로, 예를 들어, 중장비가 될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 피 제어 대상체는 중장비인 것을 상정하기로 한다.

중장비(100)

중장비(100)는 작업을 수행하기 위해서 본체(102), 매니퓰레이터(112), 주행 부재(113), 구동 유닛(110) 및 메인 제어부(120) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본체(102)는 설정 체적을 갖도록 제공될 수 있다. 본체(102)는 작업자가 중장비(110)를 조작하기 위한 탑승 공간을 가질 수 있다.

매니퓰레이터(112)는 본체(102)에 연결되어, 설정 작업을 수행하도록 제공된다. 이를 위하여 매니퓰레이터(112)는 적어도 두 개의 링크 예를 들어, 붐(112a) 및 암(112b)을 포함할 수 있다. 붐(112a)은 설정 길이를 가지고, 일측 단부는 본체(102)에 대해 회전 가능하게 연결된다. 붐(112a)은 길이 방향 일 지점에서 구부러진 구조로 제공될 수 있다. 암(112b)은 설정 길이를 가지고, 일측 단부는 붐(112a)의 타측 단부에 회전 가능하게 연결된다.

매니퓰레이터(112)의 암(112b)의 일 단에는 피 제어 대상체 예를 들어, 버킷(130)이 위치할 수 있다. 버킷(130)은 땅을 파거나 흙을 적재할 수 있도록 수용공간이 형성되고, 암(112b)의 타측 단부에 회전 가능하게 연결된다.

상기 버킷(130)이 상기 매니퓰레이터(112)의 일 단에 마련되기 때문에, 상기 버킷(130)의 위치는 상기 매니퓰레이터(112)의 자세에 의하여 정의될 수 있다. 즉 상기 매티퓰레이터(112)를 이루는 붐(112a) 및 암(112b) 각각의 자세에 의하여 상기 버킷(130)의 공간적 위치가 결정될 수 있다.

피 제어부재인 버킷(130)의 일 측에는 피 제어점이 마련될 수 있고, 피 제어점이 컨트롤러(200)에 의하여 제어되는 기준점의 역할을 수행함으로써, 원격 제어가 구현될 수 있다. 피 제어점 기반 원격 제어에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

구동 유닛(110)은 매니퓰레이터(112) 및/또는 버킷(130)의 자세를 변경시킬 수 있다. 이를 위하여, 구동 유닛(110)은 붐 구동부(110a), 암 구동부(110b) 및 버킷 구동부(110c)를 포함할 수 있다.

붐 구동부(110a)는 붐(112a)이 본체(102)에 대해 구동되는 동력을 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 붐 구동부(110a)는 실린더 구조로 제공되어, 일 측단부는 본체(102)에 연결되고, 타측 단부는 붐(112a)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 붐 구동부(110a)의 길이 제어에 의하여 붐(112a)의 자세가 제어될 수 있다.

암 구동부(110b)는 암(112b)이 붐(112a)에 대해 구동되는 동력을 제공한다. 암 구동부(110b)는 실린더 구조로 제공되어, 일측 단부는 붐(112a)에 연결되고, 타측 단부는 암(112b)에 연결될 수 있다. 이에 따라 암 구동부(110b)의 길이 제어에 의하여 암(112b)의 자세가 제어될 수 있다.

버킷 구동부(110c)는 버킷(130)이 암(112b)에 대해 구동되는 동력을 제공한다. 버킷 구동부(110c)는 실린더 구조로 제공되어, 일측 단부는 암(112b)에 연결되고, 타측 단부는 버킷(130)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 버킷 구동부(110c)의 길이 제어에 의하여 버킷(130)의 자세 구체적으로는 회전 자세가 제어될 수 있다.

주행 부재(113)는 본체(102)의 하부에 연결되고 지면에 대해 주행 가능하게 제공되어, 중장비(110)가 위치 이동을 위해 주행 되게 할 수 있다. 주행 부재(113)와 본체(102)는 상하 방향으로 제공되는 축을 기준으로 상대적으로 회전 가능하게 제공될 수 있다. 일 예로, 주행 부재(113)는 캐터필러, 바퀴 등을 포함하도록 구성될 수 있다.

메인 제어부(120)는 중장비(110)의 구성 요소를 제어하기 위한 전기적 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 메인 제어부(120)는 중장비(100)의 작업 공간 내에서 발생하는 제어신호에 따라 작업을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 작업자가 본체(102)에 위치한 상태에서 중장비(100)를 조작하는 경우, 작업자의 조작에 대응하여 메인 제어부(120)는 중장비(100)의 각 구성 예를 들어, 구동 유닛(110)을 제어함으로써, 매니퓰레이터(120) 및 버킷(130)의 자세를 결정할 수 있다.

나아가 본 발명의 일 실시 예에 따른 중장비(100)는 컨트롤러(200)에서 발생한 제어신호에 따라 작업을 수행할 수 있다. 이하 도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러(200)를 설명하기로 한다.

컨트롤러(200)

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러(200)는 입력 모듈(210), 제어신호 생성부(215) 및 통신부(220) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 입력 모듈(210)은 작업자가 원격 조작할 수 있는 하드웨어적인 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업자는 입력 모듈(210)에 팔을 위치시킨 후, 원하는 방향으로 입력 모듈(210)을 조작할 수 있다. 입력 모듈(210)은 왼 팔 및 오른 팔에 대응되게 각각 2개가 제공되어, 좌우 방향으로 설정 거리 이격되게 위치될 수 있다. 이는 복수의 중장비를 동시에 제어하기 위함으로 이해될 수 있다. 입력 모듈(210)이 왼 팔 또는 오픈 팔에 대응되게 준비될 수 있음은 물론이다.

입력 모듈(210)은 제1 입력 모듈(210a)과 제2 입력 모듈(210b)를 포함하며, 각각의 입력 모듈은 각각의 중장비 원격 제어를 위한 신호를 제공할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 제1 입력 모듈(210a)과 제2 입력 모듈(210b)의 구분 없이 입력 모듈(210)으로 설명하기로 한다.

이하, 입력 모듈(210)이 서로 이격된 방향을 좌우 방향이라 하고, 평면 상에서 좌우 방향에 수직한 방향을 전후 방향이라 한다. 그리고, 전후 방향에 있어 컨트롤 부재(230)가 위치되는 방향을 전방이라 한다.

연결축(250)은 설정 길이를 가지고, 길이 방향이 좌우 방향을 향하도록 제공될 수 있다. 연결축(250)의 단부는 각각 입력 모듈(210)의 후방 단부에 연결되어, 좌우 방향으로 이격된 입력 모듈(210a, 210b)이 서로 연결되게 한다. 연결축(250)은 프레임(248)에 지지되게 제공될 수 있다.

입력 모듈(210)은 컨트롤 부재(230) 및 지지암(244)을 포함할 수 있다.

컨트롤 부재(230)는 작업자가 손으로 파지한 상태로 중장비(110) 제어를 위한 신호를 입력 가능하게 제공된다. 컨트롤 부재(230)는 고정부(232) 및 파지부(234)를 포함한다. 파지부(234)는 고정부(232)의 일측에서 외측을 향해 설정 길이 연장되게 제공된다. 파지부(234)는 설정 자유도를 가지고 고정부(232)에 대해 움직일 수 있도록 제공된다. 일 예로, 도 4에 도시된 바와 같이, 파지부(234)는 고정부(232)에 대해 전후 방향(A), 상하 방향(B)으로 움직일 수 있도록 제공될 수 있다. 또한, 파지부(234)는 그 길이 방향과 나란한 축을 기준으로 고정부(232)에 대해 회전(C) 되게 제공될 수 있다.

지지암(244)은 설정 길이를 갖도록 제공되어, 지지암(244)의 전방 단부는 컨트롤 부재(230)의 고정부(232)와 연결된다. 지지암(244)의 후방 단부는 연결축(250)에 연결될 수 있다.

지지암(244)의 길이 방향 일 지점에는 팔 지지부(242)가 제공될 수 있다. 팔 지지부(242)는 설정 면적을 갖는 플레이트 형상으로 제공될 수 있다. 팔 지지부(242)의 상면은 작업자의 팔 형상에 대응되게 아래쪽으로 오목한 홈이 형성될 수 있다. 이에 따라 작업자는 팔을 편안한 자세로 유지하면서 원격 제어 작업을 수행할 수 있다. 팔 지지부(242)는 길이 방향을 따라 파지부(234)와 정렬되게 제공될 수 있다. 일 예로, 지지암(244)의 전방 단부에는 지지암(244)의 길이 방향에 대해 외측으로 절곡된 체결 보조부(240)가 형성될 수 있다. 그리고, 컨트롤 부재(230)는 체결 보조부(240)에 고정될 수 있다.

지지암(244)의 후방 단부에는 회전 부재(246)가 제공될 수 있다. 지지암(244)의 길이 방향이 수평면상에 위치되었을 때를 기준으로, 회전 부재(246)는 지지암(244)이 상하 방향으로 제공되는 축 즉 도 4의 D 축을 기준으로 회전할 수 있다.

제어신호 생성부(225)는 파지부(234)의 전후 방향(A), 상하 방향(B), 회전 방향(C) 조작 및 회전 부재(246)의 회전 방향(D) 조작에 대응하여 제어신호를 생성할 수 있다.

제어신호는 파지부(234)의 전후 방향(A)으로의 조작이 있는 경우, 중장비(100)의 피 제어점을 전후 방향(A)으로 제어하는 신호일 수 있고, 파지부(234)의 상하 방향(B)으로의 조작이 있는 경우, 중장비(100)의 피 제어점을 상하 방향(B)으로 제어하는 신호일 수 있고, 파지부(234)의 회전 방향(C) 조작이 있는 경우, 피 제어점을 회전(C) 제어하는 신호일 수 있다. 또한 제어신호는 회전 부재(246)의 회전 조작이 있는 경우, 중장비(100)를 중장비(100)의 높이 방향을 축으로 스윙 제어하는 신호일 수 있다.

제어신호 생성부(220)는 파지부(234)의 전후 방향(A), 상하 방향(B), 회전 방향(C) 조작량 및 회전 부재(246)의 회전 방향(D) 조작량을 감지할 수 있도록 센서를 포함할 수 있음은 물론이다.

상기 제어신호 생성부(220)에서 생성된 제어신호는 통신부(220)를 통하여 조정장치(300)로 제공될 수 있다.

조정장치(300)

도 2에 도시된 바와 같이 조정장치(300)는 센서(310), 구동 제어부(330) 및 통신부(320) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.

조정장치(300)는 컨트롤러(200)로부터 제어신호를 제공받아, 제공받은 제어신호에 따라 중장비(100)의 각 구성을 제어할 수 있다. 이하 각 구성에 대해서 설명하기로 한다.

센서(310)는 중장비(110)의 상태에 관한 데이터를 감지한 후, 구동 제어부(330)에 제공할 수 있다. 센서(310)는 본체 센서(310a), 붐 센서(310b), 암 센서(310c) 및 버킷 센서(310d)를 포함할 수 있다.

본체 센서(310a)는 본체(102)에 위치되어 본체 센서(310a)가 설치된 지점의 위치에 관한 데이터를 구동 제어부(330)에 제공한다. 본체 센서(310a)는 GPS 수신기로 제공되어, 본체(102)에 설치된 지점의 위치에 관한 좌표 데이터를 제공할 수 있다. 본체 센서(310a)는 2개가 설정 거리 이격되어 위치되게 제공될 수 있다.

붐 센서(310b)는 붐(112a)에 위치되어, 붐(112a)의 자세를 감지한다. 일 예로, 붐 센서(310b)는 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)로 제공되어, 붐(112a)의 속도, 방향, 기울기, 중력 및 가속도를 감지 가능하게 제공될 수 있다. 붐 센서(310b)는 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

암 센서(310c)는 암(112b)에 위치되어, 암(112b)의 자세를 감지한다. 일 예로, 암 센서(310c)는 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)로 제공되어, 암(112b)의 속도, 방향, 기울기, 중력 및 가속도를 감지 가능하게 제공될 수 있다. 암 센서(310c)는 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

버킷 센서(310d)는 버킷(130)에 위치되어, 버킷(130)의 자세를 감지한다. 일 예로, 버킷 센서(310d)는 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)로 제공되어, 버킷(130)의 속도, 방향, 기울기, 중력 및 가속도를 감지 가능하게 제공될 수 있다. 버킷 센서(310d)는 탈착 가능하게 제공될 수 있다.

통신부(320)는 외부로부터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(320)는 컨트롤러(200)의 통신부(220)를 통하여 제어신호를 수신할 수 있다. 통신부(320)에서 수신된 제어신호는 구동 제어부(330)로 제공될 수 있다.

구동 제어부(330)는 중장비(100)의 메인 제어부(120)로부터 수신되는 신호에 대응하여, 중장비(100)의 각 구성요소를 제어할 수 있다. 나아가 구동 제어부(330)는 컨트롤러(200)로부터의 원격 제어신호에 따라 중장비(100)의 각 구성요소를 제어할 수 있다. 이 때, 구동 제어부(330)는 센서(310)로부터의 감지신호에 기반하여 보다 정확하게 원격 제어를 수행할 수 있다. 즉, 구동 제어부(330)는 컨트롤러(200)로부터의 제어신호에 따라 원격 제어를 수행함에 있어, 센서(310)로부터 수신된 신호를 반영할 수 있다.

보다 구체적으로, 구동 제어부(330)는 본체 센서(310a)가 제공하는 데이터를 통해 본체(102)의 자세 또는 매니퓰레이터(112)가 향하는 방향을 감지할 수 있다. 구체적으로, 구동 제어부(330)는 2개의 본체 센서(310a)가 제공하는 위치 데이터를 통해, 2개의 본체 센서(310a)가 평면 상에서 배열된 관계를 산출하고, 이를 통해 본체(102)의 자세를 산출할 수 있다.

구동 제어부(330)는 붐 센서(310b), 암 센서(310c)가 제공하는 데이터를 통해 본체(102)에 대한 버킷(130)의 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로, 구동 제어부(330)는 붐(112a)의 길이, 암(112b)의 길이에 관한 데이터를 가지고 있을 수 있다. 그리고, 구동 제어부(330)는 붐 센서(310b), 암 센서(310c)가 제공하는 기울기 값을 통해 본체(102)에 대한 버킷(130)의 위치를 산출할 수 있다. 또한, 구동 제어부(330)는 버킷 센서(310d)가 제공하는 데이터를 통해 버킷(130)의 자세를 산출할 수 있다.

또한 구동 제어부(330)는 구동 유닛(110)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 구동 제어부(330)는 컨트롤러(200)로부터 원격 제어신호에 따라 구동 유닛(110)을 제어할 수 있다. 이 때, 실시 양태에 따라 구동 제어부(330)는 구동 유닛(110)을 직접 제어할 수도 있고, 메인 제어부(120)로 하여금 구동 유닛(110)을 제어하게 할 수도 있다.

상기 조정장치(300)는 상기 중장비(100)에 탈부착 가능한 구성일 수 있다. 즉, 상기 조정장치(300)는 상기 중장비(100)에 추가적으로 결합되는 구성으로 제공될 수 있다. 즉, 도 2의 도면에서는 조정장치(300)가 상기 중장비(100)와 별개의 구성 요소로 도시되었으나, 이와 달리 조정장치(300)가 상기 중장비(100)의 일 구성 요소로 포함될 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러(200)의 조작과, 도 5 내지 도 8을 참조하여 컨트롤러(200) 조작에 의한 피 제어점의 원격 제어에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러의 원격 제어 자유도를 설명하기 위한 도면이고, 도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격 제어 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 컨트롤러(200)의 파지부(234)에는 작업자에 의하여 전후 방향(A), 상하 방향(B) 및 회전 방향(C)의 조작이 가해질 수 있고, 회전 부재(246)의 회전 방향(D) 조작이 가해질 수 있다.

이 경우, 제어신호 생성부(215)는 어느 방향으로 얼마의 조작이 발생하였는지를 감지할 수 있다. 상기 제어신호 생성부(215)는 통신부(220, 320)를 통하여 구동 제어부(330)로 조작에 대한 정보를 포함하는 제어신호를 제공할 수 있다.

상기 구동 제어부(330)는 제어신호에 따라 구동 유닛(110)을 제어함으로써, 원격 제어를 수행할 수 있다. 특히 본 발명의 일 실시 예에 따르면 컨트롤러(100)에서 발생한 조작 방향과 따라 중장비(100)의 피 제어점이 동일한 방향으로 제어되도록 원격 제어가 수행될 수 있다.

이 때, 구동 제어부(330)는 컨트롤러(100)를 통해 입력되는 조작신호에 대응하여 버킷(130)을 원격 제어하되, 직교 좌표계에 따라 제어할 수 있다. 즉, 상기 파지부(234)가 특정 방향으로 이동 제어되는 경우, 상기 구동 제어부(330)는 상기 특정 방향으로만 버킷(130)의 피 제어점(CP) 이동되도록 붐(112a) 및/또는 암(112b)를 제어할 수 있다. 이에 따라 작업자가 파지부(234)를 조작하는 방향과 피 제어점(CP)의 제어방향이 동일하게 때문에 직관적인 원격 제어 환경이 제공될 수 있다.

보다 구체적으로 도 4의 전후 방향(A) 조작이 발생한 경우, 구동 제어부(330)는 구동 유닛(110)의 붐 구동부(110a) 및 암 구동부(110b)를 제어할 수 있다. 이에 따라 매니퓰레이터(112)의 자세가 제어됨으로써, 버킷(130)의 일 측에 마련된 피 제어점(CP)이 도 5의 A 화살표 방향으로 이동될 수 있다. 피 제어점(CP)의 A 방향 이동을 위하여, 붐 구동부(110a) 및 암 구동부(110b)의 길이가 제어되는 것이다. 이에 따라 조작방향과 피 제어점의 제어 방향이 동일하게 유지되는 직교 원격 제어가 수행될 수 있다. 나아가, 구동 제어부(330)는 버킷 구동부(110c)를 제어하여, 상기 버킷(130)의 회전 상태에는 변화가 없도록 할 수 있다.

도 4의 상하 방향(B) 조작이 발생한 경우, 구동 제어부(330)는 구동 유닛(110)의 붐 구동부(110a) 및 암 구동부(110b)를 제어하여, 버킷(130)의 일 측에 마련된 피 제어점(CP)이 도 6의 B 화살표 방향으로 이동하도록 할 수 있다. 피 제어점(CP)의 B 방향 이동을 위하여, 붐 구동부(110a) 및 암 구동부(110b)의 길이가 제어되는 것이다. 나아가, 구동 제어부(330)는 버킷 구동부(110c)를 제어하여, 상기 버킷(130)의 회전 상태에는 변화가 없도록 할 수 있다.

또한 도 4의 파지부(234)에 회전 방향(C) 조작이 발생한 경우, 구동 제어부(330)는 구동 유닛(110)의 버킷 구동부(112c) 를 제어하여, 버킷(130)을 도 7의 C 화살표 방향으로 회전시킬 수 있다. 피 제어점(CP)의 병진 이동 없이 회전 만 이루어질 수 있는 것이다.

또한 도 4의 회전 부재(246)에 회전 방향(D) 조작이 발생한 경우, 구동 제어부(330)는 주행 부재(130)를 제어하여, 중장비(100)를 중장비(100)의 높이 방향을 축(D)으로 스윙 제어할 수 있다.

이상, 컨트롤러의 조작방향에 대응하여 피 제어점 및 중장비가 어느 방향으로 원격 제어되는지에 대하여 설명하였다. 이하에서는 컨트롤러의 조작에 대응하여 피 제어점 및 중장비가 얼마나 제어되는지에 대하여 설명하기로 한다. 컨트롤러의 조작에 대응하여 얼마나 제어될지에 대한 것은 컨트롤러(200)의 제어신호 생성부(215)에 의해서 구현될 수도 있고, 조정장치(300)의 구동 제어부(330)에 의해서도 구현될 수도 있다. 이하 설명의 편의를 위하여, 구동 제어부(330)가 피 제어점(CP)의 제어량을 획득하는 것을 산정하기로 한다.

구동 제어부(330)는 통신부(320)를 통하여 제어신호 생성부(215)로부터 어느 방향으로 얼마의 속도로 작업자의 조작이 발생하였는지에 대한 조작량 정보를 획득할 수 있다. 일 예에 따르면 구동 제어부(330)는 제어신호를 통하여 조작량 정보를 획득할 수 있다.

구동 제어부(330)는 컨트롤러(100)에 가해진 작업자의 조작 속도에 기반하여 피 제어점(CP)의 조작량 즉, 제어량을 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 구동 제어부(330)는 컨트롤러(200)을 통해 입력되는 파지부(234)의 이동 속력을 통해 제어량을 획득할 수 있다. 구체적으로, 구동 제어부(330)는 제어신호 생성부(110)로부터 수신되는 파지부(234)의 속력 데이터에 대해 적분 연산을 수행하여 버킷(130)의 피 제어점이 이동해야 하는 목표 위치 값을 산출할 수 있다. 다른 관점에서, 파지부(234)의 이동 속력이 빠를수록 피 제어점이 이동하는 거리는 멀어질 수 있고, 반대로 파지부(23$)의 이동 속력이 느릴수록 피 제어점이 이동하는 거리는 낮아질 수 있다. 즉, 구동 제어부(330)는 파지부의 이동 속도에 대한 적분 연산을 수행하고, 적분 연산된 값에 비례하여 버킷(130)의 피 제어점이 도달해야 하는 목표 위치 값을 산출할 수 있다. 이에 따라, 상기 구동 제어부(330)는 피 제어점의 제어량에 대한 정보를 획득할 수 있다.

나아가, 구동 제어부(330)는 센서(310)가 제공하는 데이터를 통해 산출된 버킷(130)의 위치와 목표 위치 값을 대비하여, 버킷(130)이 이동되어야 하는 이동 거리 값을 지속적으로 산출할 수 있다. 버킷(130)의 산출 위치와 목표 위치 대비를 통하여 지속적인 피드백 제어가 가능케 될 수 있으므로 버킷(130)의 정확한 위치 이동이 도모될 수 있다.

구동 제어부(330)는 버킷(130)이 이동 거리 값에 따라 이동되도록 구동 유닛(110)을 제어하여, 붐(112a) 또는 암(112b)이 구동되거나, 붐(112a)과 암(112b)이 구동되게 할 수 있다.

구동 제어부(330)는 동일한 방식으로 파지부(234) 및 회전 부재(246)의 회전 속도에 기반하여 버킷(130)의 회전량 및 중장비(100)의 스윙량에 대한 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 구동 제어부(330)는 제어신호 생성부(225)로부터 수신되는 파지부(234)의 회전 속력 데이터에 대해 적분 연산을 수행하여 버킷(130)이 회전되어야 하는 목표 회전 값을 산출할 수 있다. 그리고, 구동 제어부(330)는 버킷(130)이 산출된 각도 값에 따라 회전되도록 구동 유닛(110)을 제어할 수 있다. 동일한 방식으로 구동 제어부(330)는 회전 부재(246)의 회전 속력 데이터에 대해 적분 연산을 수행하여 중장비가 스윙 회전되어야 하는 목표 스윙 회전 값을 산출할 수 있다. 그리고 구동 제어부(330)는 중장비가 산출된 스윙 회전 값에 따라 회전되도록 주행 부재(130)를 제어할 수 있다.

상기 구동 제어부(330)는 상술한 방법으로 획득한 제어량에 기반하여 중장비(100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다. 이에 따라 보다 정교한 원격 제어가 가능케 될 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 원격 제어를 설명하기 위한 도면이다. 보다 구체적으로 도 9는 2대의 중장비에 의해 작업이 이루어 지는 상태를 나타내는 도면이고, 도 10은 작업 대상물의 위치 조절을 위해 중장비가 동작되는 상태를 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 중장비 제어 시스템(1000)은 2개의 중장비(100)가 서로 연동하여 동작되게 제어될 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 작업자는 입력 모듈(210)의 좌측에 위치된 입력 모듈(210a) 및 우측에 위치된 입력 모듈(210b)을 각각 왼팔 및 오른팔로 조작할 수 있다. 작업자가 좌측의 입력 모듈(210a)을 통해 입력하는 신호, 우측의 입력 모듈(210b)을 통해 입력하는 신호는 각각 대응하는 중장비로 송신된다. 일 예로, 좌측의 입력 모듈(210a)을 통해 입력된 신호는 대응하는 중장비(110)(도 9에서 우측 하단의 중장비(110))로 송신되고, 우측의 입력 모듈(210b)을 통해 입력된 신호는 대응하는 중장비로 송신될 수 있다. 그리고 도 10에 예시된 바와 같이, 두 대의 중장비(100)에 관로(P)가 와이어(W)를 통해 매달려 있는 경우, 작업자는 오른 팔을 움직이는 동작으로 대응하는 중장비(100)의 매니퓰레이터(112)가 움직이게 하여 관로(P)의 우측의 위치를 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 조정 시스템(1000)은 한 명의 작업자가 양 팔을 통해 2대의 중장비(100)를 제어하게 제공된다. 이 때, 각각의 중장비(100)는 작업자의 한쪽 팔의 동작을 통해 입력되는 신호를 통해 제어가 이루어 지게 된다. 이에 따라, 작업자는 양 팔의 움직임에 대응하여 동작되는 2대의 중장비(100)를 직관적으로 조작할 수 있게 되어, 두 대의 중장비(100)가 효과적으로 연동하여 동작되게 할 수 있다.

통상적으로 버킷이 조작 도구 즉 엔드 이펙터(end effector)의 기능을 하기 때문에, 작업을 위한 버킷의 위치 및 자세는 중요한 제어 사항이다. 이에, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 원격 제어되는 피 제어점이 매니퓰레이터 말단에 마련된 버킷의 일 측에 위치하므로, 작업자의 의도에 부합하는 원격 제어 환경이 제공될 수 있다. 다시 말해, 작업자가 컨트롤러를 통하여 병진 조작을 하는 경우, 버킷의 피 제어점이 병진 조작 방향으로 제어되도록, 매니퓰레이터의 각 링크들의 자세가 자동적으로 제어된다. 이에 따라 직관적인 원격 제어가 가능케된다.

나아가, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 핸들부를 통하여 병진 조작 뿐 아니라, 회전 조작까지도 가능하므로, 버킷의 회전 제어도 한 손으로 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 팔의 회전을 통하여 중장비의 스윙 까지도 제어할 수 있으므로, 높은 원격 제어 자유도를 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 양 팔을 이용하여 복수의 중장비를 동시에 제어할 수 있으므로, 높은 작업 편의성을 제공할 수 있다.

또한 도시하지는 않았으나, 조정장치(300)는 표시부를 더 포함할 수 있다. 이로써, 중장비(100)의 상태에 관련된 정보가 표시될 수 있다. 이와 달리, 표시부는 컨트롤러(200) 및/또는 조정장치(300)에 마련될 수 있음은 물론이다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내 에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

본체, 피 제어부재 및 상기 본체 및 상기 피 제어부재를 연결하며, 상기 본체로부터 상기 피 제어부재의 위치를 정의하는 매니퓰레이터를 포함하는, 피 제어 대상체를 원격 제어하는 컨트롤러에 있어서, 상기 컨트롤러는,
고정부;
상기 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 핸들부; 및
상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 소정의 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 피 제어부재의 일 측에 마련된 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 포함하며,
상기 제어신호 생성부는, 상기 고정부에 대한 상기 핸들부의 조작방향과 조작 속도에 기반하여, 상기 제어신호를 생성하고,
상기 조작 속도의 적분에 따라 상기 피 제어점의 제어량이 결정되되,
상기 피 제어점이 도달해야 하는 목표 위치 값은 상기 조작 속도에 대한 적분 값에 비례하며,
상기 조작 속도에 따라 상기 피 제어점의 이동량이 달라지되,
상기 핸들부가 제1 조작 속도 또는 상기 제1 조작 속도보다 느린 제2 조작 속도로 조작되는 경우, 상기 핸들부가 제1 조작 속도로 조작될 때, 상기 핸들부가 제2 조작 속도로 조작될 때 보다 상기 피 제어점이 이동하는 거리는 상대적으로 멀어지는, 컨트롤러.
제1 항에 있어서,
상기 제어신호는, 상기 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록 상기 매니퓰레이터의 자세를 제어하기 위한 신호인, 컨트롤러.
제2 항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는, 상기 본체와 상기 피 제어부재를 연결하는 적어도 두 개의 링크들을 포함하며,
상기 제어신호는, 상기 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록 상기 적어도 두 개의 링크들 중 적어도 어느 하나의 자세를 제어하기 위한 신호인, 컨트롤러.
제3 항에 있어서,
상기 두 개의 링크 중 하나는 붐이며, 다른 하나는 암이며, 상기 피 제어부재는 버킷인, 컨트롤러.
제4 항에 있어서,
상기 소정의 자유도는,
상기 핸들부가 상기 고정부에 대한, 2 개의 병진 자유도 및 상기 고정부에 대하여 상기 핸들부의 길이방향을 축으로 회전하는 1 개의 회전 자유도를 포함하는, 컨트롤러.
제5 항에 있어서,
상기 핸들부가 상기 고정부에 대하여 상기 병진 자유도에 따라 조작되는 경우,
상기 제어신호는, 상기 피 제어점이 상기 병진 자유도에 따른 조작방향으로 제어되도록 상기 매니퓰레이터의 자세를 제어하기 위한 신호인, 컨트롤러.
제5 항에 있어서,
상기 핸들부가 상기 고정부에 대하여 상기 회전 자유도에 따라 조작되는 경우,
상기 제어신호는, 상기 버킷이 상기 회전 자유도에 따른 조작방향으로 제어되도록 제어하기 위한 신호인, 컨트롤러.
제1 항에 있어서,
일 단이 상기 고정부와 연결되며, 타 단이 스윙 가능한 지지암을 더 포함하며,
상기 제어신호 생성부는, 상기 지지암이 스윙 조작되는 경우, 상기 본체를 상기 본체의 높이 방향을 축으로 스윙시키기 위한 제어신호를 더 생성하는, 컨트롤러.
제8 항에 있어서,
상기 지지암은 조작자의 팔의 길이 방향으로 연장하며, 상기 지지암의 일 면에는 조작자의 팔을 거치할 수 있는 팔 지지부가 마련된, 컨트롤러.
제1 항에 있어서,
상기 피 제어 대상체는 제1 피 제어 대상체와 제2 피 제어 대상체를 포함하고,
상기 고정부는, 제1 고정부와 상기 제1 고정부에 대향하는 제2 고정부를 포함하고,
상기 핸들부는 상기 제1 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 제1 핸들부 및 상기 제2 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 제2 핸들부를 포함하고,
상기 제어신호 생성부는,
상기 제1 고정부에 대하여 상기 제1 핸들부가 제1 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 제1 피 제어 대상체의 제1 피 제어부재에 마련된 제1 피 제어점이 상기 제1 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제1 제어신호를 생성하고,
상기 제2 고정부에 대하여 상기 제2 핸들부가 제2 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 제2 피 제어 대상체의 제2 피 제어부재에 마련된 제2 제어점이 상기 제2 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제2 제어신호를 생성하는, 컨트롤러.
삭제
본체, 피 제어부재 및 상기 본체 및 상기 피 제어부재를 연결하며, 상기 본체로부터 상기 피 제어부재의 위치를 정의하는 매니퓰레이터를 포함하는, 피 제어 대상체를 제어하는 조정장치에 있어서, 상기 조정장치는,
외부로부터 상기 피 제어부재의 일측에 마련된 피 제어점에 대한 특정 방향으로의 제어신호를 수신하는 통신부; 및
상기 피 제어점이 상기 특정 방향으로 제어되도록 상기 매니퓰레이터의 자세를 제어하는 구동 제어부;를 포함하되,
상기 구동 제어부는, 상기 제어신호에 포함된 속력 데이터에 대한 적분 연산을 수행하고, 적분 연산된 값에 비례하여 상기 피 제어점이 도달해야 하는 목표 위치 값을 산출하며,
상기 속력 데이터에 따라 상기 피 제어점의 이동량이 달라지되,
상기 제어신호에 포함된 상기 속력 데이터가 제1 속력 또는 상기 제1 속력보다 느린 제2 속력인 경우, 상기 제1 속력일 때, 상기 제2 속력일 때 보다 상기 피 제어점이 이동하는 거리는 상대적으로 멀어지는, 조정장치.
제12 항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는, 상기 본체와 상기 피 제어부재를 연결하는 적어도 두 개의 링크를 포함하며,
상기 제어신호가 상기 피 제어점을 병진 이동 제어하는 신호를 포함하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어점이 병진으로만 이동하도록 상기 두 개의 링크 중 적어도 하나의 자세를 제어하는 조정장치.
제12 항에 있어서,
상기 제어신호가 상기 피 제어부재를 회전 제어하는 신호를 포함하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어부재의 위치를 고정시킨 상태에서, 상기 피 제어 대상체를 회전시키는, 조정장치.
제12 항에 있어서,
상기 제어신호가 상기 본체의 스윙을 제어하는 신호를 포함하는 경우, 상기 구동 제어부는 상기 본체의 높이를 축으로 상기 본체의 스윙을 제어하는, 조정장치.
제12 항에 있어서,
상기 피 제어 대상체는 제1 피 제어 대상체와 제2 피 제어 대상체를 포함하고,
상기 제어신호는 상기 제1 피 제어 대상체의 피 제어점과 상기 제2 피 제어 대상체의 피 제어점 모두를 제어하기 위한 신호인, 조정장치.
본체, 피 제어부재 및 상기 본체 및 상기 피 제어부재를 연결하며, 상기 본체로부터 상기 피 제어부재의 위치를 정의하는 매니퓰레이터를 포함하는, 피 제어 대상체를 제어하는 조정 시스템에 있어서, 상기 조정 시스템은,
고정부, 상기 고정부에 대하여 소정의 자유도를 가지는 핸들부, 및
상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 소정의 조작방향으로 조작되는 경우, 상기 피 제어부재의 일 측에 마련된 피 제어점이 상기 조작방향과 동일한 방향으로 제어되도록, 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부를 포함하는 컨트롤러; 및
상기 제어신호에 따라 상기 매니퓰레이터의 위치를 제어하는 구동 제어부를 포함하되,
상기 구동 제어부는, 상기 컨트롤러에 가해진 작업자의 조작 속도에 기반하여, 상기 피 제어점의 제어량을 획득하며, 상기 제어신호 생성부로부터 수신되는 속력 데이터에 대한 적분 연산을 수행하고, 적분 연산된 값에 비례하여 상기 피 제어점이 도달해야 하는 목표 위치 값을 산출하며,
상기 조작 속도에 따라 상기 피 제어점의 이동량이 달라지되,
상기 핸들부가 제1 조작 속도 또는 상기 제1 조작 속도보다 느린 제2 조작 속도로 조작되는 경우, 상기 핸들부가 제1 조작 속도로 조작될 때, 상기 핸들부가 제2 조작 속도로 조작될 때 보다 상기 피 제어점이 이동하는 거리는 상대적으로 멀어지는, 조정 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 병진 조작된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어점을 병진 방향으로만 제어하는, 조정 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 고정부에 대하여 상기 핸들부가 회전 조작된 경우, 상기 구동 제어부는 상기 피 제어부재를 제 자리에서 회전 방향으로 제어하는, 조정 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 일 단에 고정부가 연결되고, 타 단이 스윙 가능한 지지암을 더 포함하고,
상기 지지암이 스윙 조작된 경우,
상기 구동 제어부는 상기 본체를 상기 본체의 높이 방향을 축으로 스윙 제어하는, 조정 시스템.