KR102236366B1

KR102236366B1 - 건물 외벽 작업 로봇

Info

Publication number: KR102236366B1
Application number: KR1020190158698A
Authority: KR
Inventors: 박인규
Original assignee: 한국로봇융합연구원
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2021-04-05

Abstract

본 발명의 건물 외벽 작업 로봇은, 건물의 옥상 양측에 설치되고 케이블을 권취하는 윈치를 포함하는 한 쌍의 옥상 곤돌라; 상기 건물에 인접하게 지상에 설치되고 케이블을 권취하는 윈치를 포함하는 한 쌍의 지상 곤돌라; 및 상기 한 쌍의 옥상 곤돌라 및 상기 한 쌍의 지상 곤돌라에 연결된 케이블이 연결되어 상기 윈치들을 제어함으로써 건물의 외벽 가까이에서 6자유도를 갖고 이동되는 엔드 이펙터를 포함한다.

Description

건물 외벽 작업 로봇{Building outer wall working robot}

본 발명은 케이블 구동형 병렬 로봇을 이용하여 건물 외벽에 이동하면서 청소, 도장, 검사 등의 작업을 할 수 있는 건물 외벽 작업 로봇에 관한 것이다.

건물 외벽을 청소 또는 도장하기 위해서 종래의 작업 로봇은 곤돌라에 연결된 케이블에 의해 작업장치가 상하방향으로만 승강하면서 작업할 수 있도록 구성되었다.

그래서, 건물 외벽의 청소 또는 도장 작업은 소정의 작업장치의 폭 내로 작업 영역이 제한되고, 소정 폭의 작업 후에 곤돌라를 옆으로 이동시키는 작업이 필요하여 작업이 어렵고 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

또한, 건물 외벽에 돌출부 또는 곡면이 있는 경우 종래의 작업 로봇으로는 건물 외벽과 작업장치 사이의 간격을 변경할 수가 없어서 작업하기 어려운 문제가 있다.

등록특허공보 제10-1994393호 등록특허공보 제10-0879726호 등록특허공보 제10-1529238호

본 발명은 케이블 구동형 병렬 로봇을 이용하여 곤돌라 설치 후에 작업장치가 건물 외벽 일면 전체를 이동하면서 한번에 작업할 수 있는 건물 외벽 작업 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 건물 외벽 작업 로봇은, 건물의 옥상 양측에 설치되고 케이블을 권취하는 윈치를 포함하는 한 쌍의 옥상 곤돌라; 상기 건물에 인접하게 지상에 설치되고 케이블을 권취하는 윈치를 포함하는 한 쌍의 지상 곤돌라; 및 상기 한 쌍의 옥상 곤돌라 및 상기 한 쌍의 지상 곤돌라에 연결된 케이블이 연결되어 상기 윈치들을 제어함으로써 건물의 외벽 가까이에서 6자유도를 갖고 이동되는 엔드 이펙터를 포함한다.

상기 옥상 곤돌라는 베이스부와, 상기 베이스부에 장착되어 2개의 케이블을 각각 권취하는 2개의 윈치와, 상기 베이스부에 설치되고 상기 2개의 윈치의 위에 배치되며 2 이상의 풀리를 포함하는 붐대를 포함할 수 있다.

상기 풀리는 상기 붐대에 고정된 브라켓에 회동가능하게 장착될 수 있다.

상기 붐대는 상기 베이스부에 프레임을 통해 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 대해 텔레스코픽 방식으로 인출가능한 이동부를 포함할 수 있다.

상기 옥상 곤돌라는 상기 베이스부의 하부에 구비되는 2 이상의 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 옥상 곤돌라는 상기 베이스부에 고정되는 2 이상의 무게추를 더 포함할 수 있다.

상기 지상 곤돌라는 베이스부와, 상기 베이스부에 장착되어 2개의 케이블을 각각 권취하는 2개의 윈치와, 상기 베이스부에 설치되어 상기 2개의 케이블을 상기 2개의 윈치로 각각 안내하는 2개의 풀리를 포함할 수 있다.

상기 풀리는 상기 베이스부에 고정된 브라켓에 회동가능하게 장착될 수 있다.

상기 지상 곤돌라는 상기 베이스부의 하부에 구비되는 2 이상의 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 지상 곤돌라는 상기 베이스부에 고정되는 2 이상의 무게추를 더 포함할 수 있다.

상기 엔드 이펙터는 직육면체 프레임 형태로 이루어지고, 상기 엔드 이펙터에 8개의 케이블이 연결되며, 상기 엔드 이펙터에 외벽면 청소장치, 도장장치 또는 검사장치가 결합될 수 있다.

상기 옥상 곤돌라에 권취되는 한 쌍의 케이블은 상기 엔드 이펙터의 하부에 연결되고, 상기 지상 곤돌라에 권취되는 한 쌍의 케이블은 상기 엔드 이펙터의 상부에 연결될 수 있다.

상기한 본 발명의 건물 외벽 작업 로봇에 의하면, 케이블 구동형 병렬 로봇을 이용하여 곤돌라 설치 후에 작업장치가 건물 외벽 일면 전체를 이동하면서 한번에 작업할 수 있다.

또한, 작업장치가 결합된 엔드 이펙터가 6자유도를 갖고 이동되기 때문에, 엔드 이펙터가 작업 영역 내에서 임의의 위치 및 임의의 회동 각도로 이동될 수 있다.

또한, 옥상 곤돌라의 붐대가 텔레스코픽 방식으로 인출될 수 있기 때문에, 건물 옥상의 형태와 난간의 두께 및 케이블의 작동 궤적 등을 고려하여 풀리의 위치를 적절히 배치할 수 있다.

또한, 붐대의 길이 조정과 함께 지상 곤돌라의 위치도 변경될 수 있기 때문에, 건물 외벽에 다양한 형태의 돌출부가 있더라도 곤돌라의 이동에 의해 엔드 이펙터를 돌출부의 윤곽에 따라 적절히 이동시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 외벽 작업 로봇이 건물에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 건물 외벽을 바라보는 정면도이다.
도 3은 도 1에서 건물 좌측부를 바라보는 측면도이다.
도 4는 엔드 이펙터를 나타내는 사시도이다.
도 5는 옥상 곤돌라를 나타내는 사시도이다.
도 6은 지상 곤돌라를 나타내는 사시도이다.
도 7은 엔드 이펙터가 건물 외벽의 작업 영역에서 이동되는 경로를 예시적으로 나타내는 정면도이다.
도 8은 건물 외벽에 돌출부가 있는 경우에 엔드 이펙터의 이동을 나타내는 측면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 외벽 작업 로봇이 건물에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에서 건물 외벽을 바라보는 정면도이며, 도 3은 도 1에서 건물 좌측부를 바라보는 측면도이고, 도 4는 엔드 이펙터를 나타내는 사시도이며, 도 5는 옥상 곤돌라를 나타내는 사시도이고, 도 6은 지상 곤돌라를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 건물 외벽 작업 로봇은, 건물(10)의 옥상 양측에 설치되는 한 쌍의 옥상 곤돌라(100)와, 지상에 설치되는 한 쌍의 지상 곤돌라(200)와, 한 쌍의 옥상 곤돌라 및 한 쌍의 지상 곤돌라에 연결된 케이블(300)이 연결되어 이동되는 엔드 이펙터(400)를 포함한다.

한 쌍의 옥상 곤돌라(100)에는 각각 2개의 케이블(300)을 권취하는 윈치(120)가 2개씩 설치되어 있어서, 2개의 케이블(300)을 독립적으로 권취하거나 권출할 수 있다.

한 쌍의 지상 곤돌라(200)는 건물(10)에 인접하게 지상 양측에 설치된다. 한 쌍의 지상 곤돌라(200)는 각각 2개의 케이블(300)을 권취하는 윈치(220)가 2개씩 설치되어 있어서, 2개의 케이블(300)을 독립적으로 권취하거나 권출할 수 있다.

엔드 이펙터(400)는 한 쌍의 옥상 곤돌라(100)로부터 연결된 4개의 케이블(300)과 한 쌍의 지상 곤돌라(200)로부터 연결된 4개의 케이블(300)이 각각 연결된다.

총 8개의 케이블(300)을 권취하는 각 윈치를 제어함으로써 엔드 이펙터(400)를 작업 영역 내에서 6자유도를 갖고 이동시킬 수 있다. 6자유도는 X축, Y축, Z축을 가진 3차원 공간에서 X축 방향으로의 이동, Y축 방향으로의 이동, Z축 방향으로의 이동, X축을 중심으로 회전, Y축을 중심으로 회전, 및 Z축을 중심으로 회전하는 6가지 이동 또는 회전을 의미한다. 그래서, 엔드 이펙터(400)는 작업 공간 내에서 임의의 위치로 임의의 방향을 향하도록 이동될 수 있다.

엔드 이펙터(400)의 건물(10) 쪽 측면에는 건물 외벽을 청소, 도장 또는 검사하는 작업장치(500)가 결합될 수 있다. 즉, 작업장치(500)는 건물(10) 외벽 또는 유리창을 청소하는 청소장치이거나, 건물(10) 외벽에 페인트를 도장하는 도장장치이거나, 건물(10) 외벽에 건축 상태 또는 방수 상태 등을 검사하는 검사장치일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터(400)는 직육면체 프레임 형태로 이루어질 수 있다. 엔드 이펙터(400)는 8개의 가로프레임부(410)와 4개의 세로프레임부(420)가 서로 결합되어 직육면체의 12개의 모서리를 구성할 수 있다. 직육면체의 8개의 꼭지점 외측에는 케이블(300)이 각각 연결되는 8개의 연결고리(430)가 마련될 수 있다. 연결고리(430)는 가로프레임부(410)의 외측에 나사 결합되는 아이볼트로 구성될 수 있다.

엔드 이펙터(400)의 건물(10) 쪽 일측면에는 건물 외벽면 청소장치, 도장장치 또는 검사장치가 결합될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 옥상 곤돌라(100)는 베이스부(110)와, 베이스부에 장착되어 2개의 케이블(300)을 각각 권취하는 2개의 윈치(120)와, 베이스부에 설치되고 2개의 윈치의 위에 배치되며 2 이상의 풀리(150, 152)를 포함하는 붐대(140)를 포함한다.

베이스부(110)는 소정 두께를 가진 금속 플레이트 형태로 이루어질 수 있다. 베이스부(110)는 2개의 윈치(120)와 붐대(140) 등을 지지한다.

윈치(120)는 모터에 의해 회전되는 드럼에 케이블(300)이 권취되고, 드럼은 정역회전 모터에 의해 정역회전되어 케이블이 권취되거나 권출될 수 있다.

붐대(140)는 베이스부(110)에 프레임(130)을 통해 지지되는 고정부(142)와, 고정부에 대해 텔레스코픽(telescopic) 방식으로 인출가능한 이동부(144)를 포함할 수 있다.

프레임(130)은 하단이 베이스부(110)의 상면에 고정되고 상단이 고정부(142)의 하면 및 측면에 용접되어 결합될 수 있다. 프레임(130)은 사각 파이프들이 결합되어 "ㄷ"자 모양을 이루도록 형성될 수 있다. 프레임(130)은 고정부(142)를 지지하기 위해 2개 또는 3개로 구성될 수 있다.

고정부(142)와 이동부(144)는 사각 파이프 형태로 이루어질 수 있다. 고정부(142)의 외경은 이동부(144)의 내경보다 조금 작게 형성되어 고정부(142)에 대해 이동부(144)가 슬라이딩되어 인출될 수 있다.

붐대(140)의 하부에는 복수의 풀리(150, 152)가 구비된다. 그 중 제1풀리(150)는 고정부(142)의 아래에 장착되고, 제2풀리(152)는 이동부(144)의 하부에 2개가 장착될 수 있다. 2개의 제2풀리(152) 중 하나는 이동부(144)의 후단부 아래에 장착되고, 다른 하나는 이동부(144)의 전단부 아래에 장착될 수 있다.

각 풀리(150, 152)는 붐대(140)의 하면에 고정된 브라켓에 회동가능하게 장착될 수 있다. 케이블(300)이 풀리에 걸리는 배치 각도가 중력 방향에 대해 기울어지기 때문이다. 즉, 브라켓에 풀리의 회동축이 장착되어, 지면에 평행한 0도~180도의 범위에서 풀리가 회동될 수 있다.

또한, 케이블(300)이 윈치(120) 내로 권취되는 것을 안내하기 위해, 윈치(120)의 일측면에는 보조풀리(125)가 더 구비될 수 있다. 2개의 윈치(120)는 서로 평행하지만 반대방향으로 배치되고, 보조풀리(125)는 각 윈치(120)의 일측면 상부에 장착되어 다른 윈치(120)에 권취되는 케이블(300)을 원활하게 안내할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 케이블(300)은 중간에 있는 제2풀리(152)와, 제1풀리(150)와, 제1풀리(150) 아래에 있는 보조풀리(125)를 순서대로 거쳐서 우측에 있는 윈치(120)에 권취될 수 있다. 다른 하나의 케이블(300)은 단부에 있는 제2풀리(152)와, 우측에 있는 윈치(120)의 보조풀리(125)를 거쳐서 좌측에 있는 윈치(120)에 권취될 수 있다.

옥상 곤돌라(100)는 베이스부(110)의 하부에 구비되는 2 이상의 롤러(160)를 더 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 4개의 롤러(160)가 구비되고, 각 롤러(160)는 베이스부(110)에 수직인 축을 기준으로 회전가능하게 장착될 수 있다. 이와 달리, 4개의 롤러(160) 중 2개는 고정되고, 2개는 회전가능하게 장착될 수도 있다.

옥상 곤돌라(100)는 베이스부(110)에 고정되는 2 이상의 무게추(170)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 무게추(170)는 중심에 관통공이 형성된 원반 형태를 가질 수 있고, 베이스부(110) 상면에 복수개가 안착될 수 있다. 베이스부(110)의 후단부 상면에는 무게추(170)를 안착하여 고정하기 위한 장착축이 마련될 수 있다. 무게추(170)는 와이어(300), 엔드 이펙터(400) 및 작업장치(500)의 무게를 감안하여 옥상 곤돌라(100)가 건물(10) 옥상에 고정될 수 있도록 복수개가 안착될 수 있다.

옥상 곤돌라(100)의 붐대(140)는 이동부(144)가 고정부(142)에 대해 인출될 수 있기 때문에, 옥상 곤돌라(100)를 설치할 때 건물(10) 옥상의 형태와 난간의 두께 등을 고려하여 제2풀리(152)의 위치를 적절히 배치할 수 있다.

이동부(144)는 고정부(142)에 대해 수동으로 인출되는 실시예가 도시되어 있으나, 모터 또는 유압장치에 의해 이동부(144)가 고정부(142)에 대해 기계적으로 인출되도록 구성될 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 지상 곤돌라(200)는 베이스부(210)와, 베이스부에 장착되어 2개의 케이블(300)을 각각 권취하는 2개의 윈치(220)와, 베이스부에 설치되어 2개의 케이블을 2개의 윈치로 각각 안내하는 2개의 풀리(250)를 포함할 수 있다.

베이스부(210)는 소정 두께를 가진 금속 플레이트 형태로 이루어질 수 있다. 베이스부(210)는 2개의 윈치(220)와 2개의 풀리(250)와 후술하는 무게추(270)를 지지할 수 있다.

2개의 윈치(220)는 모터에 의해 회전되는 드럼에 케이블(300)이 권취되고, 드럼은 정역회전 모터에 의해 정역회전되어 케이블이 권취되거나 권출될 수 있다.

2개의 풀리(250)는 베이스부(210)에 용접되어 결합된 지지부에 고정된 브라켓에 회동가능하게 장착될 수 있다. 케이블(300)은 중력 방향에 평행하지 않고 0~90도 사이의 임의의 각도로 풀리(250)에 배치되기 때문에, 케이블(300)의 기울어진 각도와 동일하게 풀리(250)가 회동되어 기울어질 수 있다.

케이블(300)이 윈치(220) 내로 권취되는 것을 안내하기 위해, 윈치(220)의 일측면에는 보조풀리(225)가 더 구비될 수 있다. 2개의 윈치(220)는 서로 평행하지만 반대방향으로 배치되고, 보조풀리(225)는 각 윈치(220)의 일측면 상부에 장착되어 다른 윈치(220)에 권취되는 케이블(300)을 원활하게 안내할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 건물(10)에서 먼 쪽의 케이블(300)은 전방측의 풀리(250)와 우측의 보조풀리(225)를 거쳐 좌측의 윈치(220)에 권취될 수 있다. 건물(10)에서 가까운 쪽의 케이블(300)은 후방측의 풀리(250)와 좌측의 보조풀리(225)를 거쳐 우측의 윈치(220)에 권취될 수 있다.

지상 곤돌라(200)는 베이스부(210)의 하부에 구비되는 2 이상의 롤러(260)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 4개의 롤러(260)가 구비되고, 각 롤러(260)는 베이스부(210)에 수직인 축을 기준으로 회전가능하게 장착될 수 있다. 이와 달리, 4개의 롤러(260) 중 2개는 고정되고, 2개는 회전가능하게 장착될 수도 있다.

지상 곤돌라(200)는 베이스부(210)에 고정되는 2 이상의 무게추(270)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 무게추(270)는 중심에 관통공이 형성된 원반 형태를 가질 수 있고, 베이스부(210) 상면에 복수개가 안착될 수 있다. 베이스부(210)는 전체적으로 직사각형 형태로 이루어지고, 그 4개의 꼭지점 가까이에 하나 이상의 무게추(270)가 안착될 수 있다.

도시된 실시예에서 각 꼭지점 가까이에 하나씩 4개가 안착되어 있지만, 각 꼭지점에 2개 이상의 무게추(270)가 안착될 수도 있다. 복수의 무게추(270)를 안착하여 고정하기 위해 베이스부(210)의 상면에 장착축이 구비될 수 있다. 무게추(270)는 와이어(300), 엔드 이펙터(400) 및 작업장치(500)의 무게를 감안하여 지상 곤돌라(200)가 지상에 고정될 수 있도록 복수개가 안착될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 옥상 곤돌라(100)에 권취되는 한 쌍의 케이블(300)은 엔드 이펙터(400)의 하부에 연결되고, 지상 곤돌라(200)에 권취되는 한 쌍의 케이블(300)은 엔드 이펙터(400)의 상부에 연결될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 옥상 곤돌라(100)의 붐대(140)의 제1풀리(150)와 제2풀리(160)에 연결되는 두 케이블(300)은 엔드 이펙터(400)의 측면 하부에 서로 엇갈리게 연결될 수 있다. 또한, 지상 곤돌라(200)의 두 풀리(250)에 연결되는 두 케이블(300)도 엔드 이펙터(400)의 측면 상부에 서로 엇갈리게 연결될 수 있다.

이와 같이, 상부의 케이블(300)을 엔드 이펙터(400)의 하부에 연결하고 하부의 케이블(300)을 엔드 이펙터(400)의 상부에 연결하며, 측부의 두 케이블(300)을 엔드 이펙터(400)의 측부에 서로 엇갈리게 연결함으로써, 엔드 이펙터(400)의 6자유도 운동 중 회전운동의 각도 범위를 더 넓게 만들 수 있다.

도 7은 엔드 이펙터가 건물 외벽의 작업 영역에서 이동되는 경로를 예시적으로 나타내는 정면도이다. 도 7을 참조하여 본 발명의 건물 외벽 작업 로봇을 설치하고 엔드 이펙터의 이동을 제어하는 작동을 설명한다.

건물(10)의 옥상에 한 쌍의 옥상 곤돌라(100)를 외벽의 양측 가까이에 설치한다. 옥상 곤돌라(100)는 높이가 1m 이하로 작게 제작되기 때문에 엘리베이터를 이용하여 쉽게 옥상까지 운반할 수 있다.

한 쌍의 지상 곤돌라(200)는 한 쌍의 옥상 곤돌라(100)의 배치 위치에 대응하는 위치에 건물(10) 외벽에서 소정 거리 이격되도록 설치된다.

한 쌍의 옥상 곤돌라(100)와 한 쌍의 지상 곤돌라(200)는 각 곤돌라마다 2개씩 연결된 케이블(300)들이 엔드 이펙터(400)에 연결되도록 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 엔드 이펙터(400)는 하나의 건물 외벽에서 좌상부에서 우상부로 이동되고 아래로 소정 높이 내려온 다음 좌측으로 수평 이동되며, 다시 우측으로 수평 이동되고 아래로 내려온 다음 좌측으로 수평 이동되는 것을 반복할 수 있다.

이와 달리, 엔드 이펙터(400)는 좌상부에서 아래로 지상 가까이까지 내려왔다가 우측으로 소정 거리 이동한 다음, 상방으로 상부까지 이동되고 우측으로 소정 거리 이동한 다음 다시 아래로 내려오는 것을 반복할 수도 있다.

이러한 엔드 이펙터(400)의 이동은 각 곤돌라의 윈치들을 정역회전시킴으로써 제어할 수 있다. 엔드 이펙터(400)의 이동 경로는 미리 입력된 제어 프로그램에 의해 작동이 제어될 수 있다.

또한, 각 곤돌라와 통신부에 의해 연결된 리모컨을 작업자가 작동시킴으로써 미리 설정된 이동 경로로 이동시키거나 6자유도 운동 중 임의의 운동을 하도록 제어할 수 있다.

도 8은 건물 외벽에 돌출부가 있는 경우에 엔드 이펙터의 이동을 나타내는 측면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 건물(10)의 외벽 중간에 다양한 형태의 돌출부(12)가 있을 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 옥상 곤돌라(100)와 한 쌍의 지상 곤돌라(200)를 돌출부(12)가 없는 경우에 비해, 케이블(300)이 외벽으로부터 좀 더 이격되도록 설치한다. 즉, 옥상 곤돌라(100)의 붐대(140)를 더 많이 인출하고, 지상 곤돌라(200)도 외벽으로부터 더 이격되도록 배치할 수 있다.

건물(10) 외벽에서 돌출부(12)의 위까지는 엔드 이펙터(400)가 건물(10) 외벽으로부터 이격되는 거리가 동일하게 유지된다.

엔드 이펙터(400)가 돌출부(12)로 내려오기 전에, 한 쌍의 지상 곤돌라(200)를 건물(10) 외벽에서 멀어지도록 이동할 수 있다. 그래서, 엔드 이펙터(400)를 내리면 엔드 이펙터(400)가 돌출부(12)에 대해 작업할 수 있도록 배치된다.

이어서, 엔드 이펙터(400)를 돌출부(12) 아래로 내린 다음, 한 쌍의 지상 곤돌라(200)를 건물(10) 외벽 쪽으로 가까이 이동할 수 있다. 그러면, 건물(10) 외벽에서 돌출부(12)의 아래에 대하여 엔드 이펙터(400)를 이동시키면서 작업장치(500)의 작업을 진행할 수 있다.

돌출부(12)는 직육면체 형태인 것이 도시되어 있으나, 반구형 등의 임의의 형상일 수도 있다. 돌출부(12)가 볼록한 곡면인 경우에도, 엔드 이펙터(400)는 6자유도를 가지고 X, Y, Z축에 대해 회동될 수 있기 때문에, 엔드 이펙터(400)를 곡면을 향하도록 기울이면서 이동시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 건물 12: 돌출부
100: 옥상 곤돌라 110: 베이스부
120: 윈치 125: 보조풀리
130: 프레임 140: 붐대
142: 고정부 144: 이동부
150: 제1풀리 152: 제2풀리
160: 롤러 170: 무게추
200: 지상 곤돌라 210: 베이스부
220: 윈치 225: 보조풀리
250: 풀리 260: 롤러
270: 무게추 300: 케이블
400: 엔드 이펙터 410: 가로프레임부
420: 세로프레임부 430: 연결고리
500: 작업장치

Claims

건물의 옥상 양측에 설치되고 케이블을 권취하는 윈치를 포함하는 한 쌍의 옥상 곤돌라;
상기 건물에 인접하게 지상에 설치되고 케이블을 권취하는 윈치를 포함하는 한 쌍의 지상 곤돌라; 및
상기 한 쌍의 옥상 곤돌라 및 상기 한 쌍의 지상 곤돌라에 연결된 케이블이 연결되어 상기 윈치들을 제어함으로써 건물의 외벽 가까이에서 6자유도를 갖고 이동되는 엔드 이펙터를 포함하고,
상기 옥상 곤돌라는 베이스부와, 상기 베이스부에 장착되어 2개의 케이블을 각각 권취하는 2개의 윈치와, 상기 베이스부에 설치되고 상기 2개의 윈치의 위에 배치되며 2 이상의 풀리를 포함하는 붐대를 포함하며, 상기 2 이상의 풀리는 상기 붐대의 이동부에 결합되어 상기 윈치로부터의 거리를 조절할 수 있으며,
상기 지상 곤돌라는 베이스부와, 상기 베이스부에 장착되어 2개의 케이블을 각각 권취하는 2개의 윈치와, 상기 베이스부에 설치되어 상기 2개의 케이블을 상기 2개의 윈치로 각각 안내하는 2개의 풀리를 포함하고,
상기 옥상 곤돌라의 한 쌍의 윈치에 권취되는 한 쌍의 케이블은 상기 엔드 이펙터의 하단 모서리에 연결되며,
상기 지상 곤돌라의 한 쌍의 윈치에 권취되는 한 쌍의 케이블은 상기 엔드 이펙터의 상단 모서리에 연결되고,
상기 엔드 이펙터의 측면 모서리에 연결되는 두 쌍의 케이블은 상기 옥상 곤돌라 및 상기 지상 곤돌라와 서로 엇갈리게 연결되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
삭제
제1항에 있어서,
상기 옥상 곤돌라의 풀리는 상기 붐대에 고정된 브라켓에 회동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
제3항에 있어서,
상기 붐대는 상기 베이스부에 프레임을 통해 지지되는 고정부와, 상기 고정부에 대해 텔레스코픽 방식으로 인출가능한 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
제1항에 있어서,
상기 옥상 곤돌라는 상기 베이스부의 하부에 구비되는 2 이상의 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
제1항에 있어서,
상기 옥상 곤돌라는 상기 베이스부에 고정되는 2 이상의 무게추를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
삭제
제1항에 있어서,
상기 지상 곤돌라의 풀리는 상기 베이스부에 고정된 브라켓에 회동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
제1항에 있어서,
상기 지상 곤돌라는 상기 베이스부의 하부에 구비되는 2 이상의 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
제1항에 있어서,
상기 지상 곤돌라는 상기 베이스부에 고정되는 2 이상의 무게추를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
제1항에 있어서,
상기 엔드 이펙터는 직육면체 프레임 형태로 이루어지고, 상기 엔드 이펙터에 8개의 케이블이 연결되며, 상기 엔드 이펙터에 외벽면 청소장치, 도장장치 또는 검사장치가 결합되는 것을 특징으로 하는 건물 외벽 작업 로봇.
삭제