KR102286525B1 - 접지 작업용 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇암의 구동을 정확하게 제어할 수 있으면서도 접지대상 과의 거리에 맞추어 이동 제한 거리를 맞출 수 있는 접지 작업용 로봇에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 접지 작업용 로봇은, 외함의 일측에 설치되는 소정 크기의 장착부; 상기 장착부에 수평으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 레일부; 상기 레일부를 따라 소정 길이를 가지도록 설치되면서 회전 동작되는 이송부; 상기 이송부에 설치되면서 상기 이송부의 회전 동작에 의해 소정 거리 슬라이딩 이송되는 설치부; 상기 장착부에 설치되면서 상기 이송부를 회전 동작시키는 구동부; 및 상기 설치부에 설치되어 상기 외함 내부의 접지대상에 선택적으로 접지되는 접지부를 포함하고, 상기 장착부에는, 상기 레일부의 길이를 따라 소정 간격을 두고 제1, 2 감지센서가 설치되어, 상기 설치부의 위치가 감지되는 것을 특징으로 한다.

Description

접지 작업용 로봇{Robot for Connecting work}

본 발명은 접지 작업용 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압반, 저압반, 전동기 제어반, 분전반 및 수배전반 등의 내부 접지 행위를 대신하여 작업자의 안전을 도모하는 접지 작업용 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 고압반, 저압반, 전동기 제어반, 분전반 및 수배전반 등(이하 '수배전반'으로 통칭한다)과 같이 고전압 및 고전류가 흐르는 외함의 내부에서 작업자가 접지 작업을 행하는 경우에는 작업자의 순간적인 방심으로도 인명피해가 발생할 수 있는 큰 위험이 따른다.

따라서 본 출원인 및 발명자는 수배전반의 일측에 설치되어 작업자를 대신하여 내부 단자 간의 접지행위를 수동 또는 자동으로 수행하는 작업용 로봇 시스템(등록특허공보 제2079904호)을 출원하여 등록받은 바 있다.

상기 특허문헌에 개시된 작업용 로봇 시스템은, 구동부; 상기 구동부로부터의 구동력을 전달받아 회전하는 이송축; 상기 이송축에 이동 가능하게 결합된 이송 플레이트; 및 상기 이송 플레이트 상에 배치된 적어도 하나의 로봇암을 포함하며; 상기 로봇암은, 상기 이송 플레이트 상의 연장부; 및 상기 연장부의 일측 단부에 배치된 단자부를 포함하며, 상기 단자부는 상기 연장부의 일측 단부를 사이에 두고 서로 마주보는 하부 접촉판 및 상부 접촉판을 포함하는 것으로 이루어진다.

그러나 상기 특허문헌에 개시된 작업용 로봇 시스템은 작업자가 수동 또는 자동으로 로봇암을 구동시켜 단자에 접촉시킬 때, 로봇암의 돌출부가 가이드부의 감지부에 접촉되는 것을 통해 이동 거리를 제한하고 있으나, 이러한 구조로 인해 로봇암이 감지부에 접촉될 때까지 이동이 유지되게 되고, 그 결과 로봇암이 감지부에 접촉되어 구동이 정지되기까지의 짧은 시간 동안 로봇암이 감지부를 순간적으로 강하게 가압하게 되면서 장기 사용시 감지부의 피로가 누적되어 파손될 수 있는 문제가 있고, 이렇게 감지부가 파손되어 정상 동작되지 않더라도 감지부의 고장 여부를 따로 확인할 수 없기 때문에 로봇암의 이동을 제한할 수 없게 되며, 그 결과 접지 동작시 로봇암의 과도한 이동으로 인한 구조적인 손상과 작업자의 안전상에 위험이 발생할 수 있는 문제가 있다.

또한, 로봇암의 접지단자가 접지대상과 충분히 접지된 상태에서 돌출부가 감지부에 접촉되도록 접지대상, 로봇암 및 감지부 간의 간격 등을 정확하게 맞추어 설치해야 하는 어려움이 있다.

따라서 로봇암의 구동을 정확하게 제어할 수 있으면서도 접지대상과의 거리에 맞추어 이동 제한 거리를 맞출 수 있도록 구조가 개선된 접지 작업용 로봇의 개발이 요구된다.

KR 10-2079904 B1 (2020. 02. 25.) KR 10-2086969 B1 (2020. 03. 03.) KR 10-2086297 B1 (2020. 03. 02.) KR 10-1478480 B1 (2014. 12. 24.) KR 10-2011-0080216 A (2011. 07. 13.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 접지 작업용 로봇이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 로봇암의 구동을 정확하게 제어할 수 있으면서도 접지대상과의 거리에 맞추어 이동 제한 거리를 맞출 수 있는 접지 작업용 로봇을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 접지 작업용 로봇은, 외함의 내부에 설치되는 소정 크기의 장착부; 상기 장착부에 수평으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 레일부; 상기 레일부와 소정 간격 이격되어 수평으로 소정 길이를 가지도록 설치되면서 회전 동작되는 이송부; 상기 이송부에 설치되면서 상기 이송부의 회전 동작에 의해 소정 거리 슬라이딩 이송되는 설치부; 상기 장착부에 설치되면서 상기 이송부를 회전 동작시키는 구동부; 및 상기 설치부에 설치되어 상기 외함 내부의 접지대상에 선택적으로 접지되는 접지부를 포함하고, 상기 장착부에는, 상기 레일부의 길이를 따라 소정 간격을 두고 제1, 2 감지센서가 설치되어, 상기 설치부의 위치가 감지되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 제1, 2 감지센서가 상기 레일부의 길이를 따라 설치 위치의 변경이 가능하도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 설치부가 상기 레일부와 직교하는 방향으로 소정 길이를 가지는 슬라이딩바; 상기 슬라이딩바의 저면에 설치되면서 내측면에 나사산이 형성되는 소정 지름의 나사결합부; 상기 나사결합부를 상기 슬라이딩바에 지지 고정하는 소정 크기의 고정블록; 및 상기 고정블록의 일측에 설치되어 상기 제1, 2 감지센서를 통해 감지되도록 하는 소정 크기의 감지판을 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이에 더해 본 발명은 상기 접지부가 상기 설치부의 길이를 따라 설치되는 소정 길이의 고정바; 상기 고정바와 직교하는 방향으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 복수 개의 설치판; 및 상기 복수 개의 설치판 선단에 각각 설치되는 소정 지름을 가지는 원통 모양의 접속관을 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 일단이 상기 고정바의 일단에 조립되고, 타단이 상기 외함의 내부 구조물에 접촉되도록 설치되는 소정 길이의 접지바가 더 구비되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 작업자가 외함의 내부에 설치된 접지대상에 직접 접지 작업을 수행하지 않고도, 외함 일측에 설치된 접지 작업용 로봇의 접지부를 수동 또는 자동(전동)으로 이송시켜 접지대상에 접지시킬 수 있으므로 작업자가 안전하게 접지 작업을 수행할 수 있다.

또한, 접지부의 접속관과 접촉대상의 접속돌기 간의 거리를 감안하여 제1 감지센서의 위치를 이동 설치하는 것만으로 접속관과 접촉대상의 접속돌기가 정확하게 접촉될 수 있고, 그 결과 접속관 및 접속돌기의 파손이 방지되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 접지 작업용 로봇의 예를 보인 사시도.
도 2는 도 1의 분리 사시도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 장착부, 이송부 및 구동부의 예를 보이 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 설치부 및 접지부의 예를 보인 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 설치부의 저면을 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 접지 작업용 로봇이 접지 동작되는 예를 보인 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 로봇암의 구동을 정확하게 제어할 수 있으면서도 접지대상과의 거리에 맞추어 이동 제한 거리를 맞출 수 있는 접지 작업용 로봇을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명의 접지 작업용 로봇은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 장착부(10), 레일부(20), 이송부(30), 설치부(40), 구동부(50) 및 접지부(60)를 포함한다.

이하에서는 설명의 편의를 위해 외함의 내측으로 삽입되는 방향을 '전방'으로 지칭하여 설명하고, 이와 반대되는 방향을 '후방'으로 지칭하여 설명한다.

장착부(10)는 고압반, 저압반, 전동기 제어반 및 수배전반 등의 외함 내부에 설치되어 후술되는 접지부(60)가 외함 내부에 구비되는 접지대상 쪽으로 이동되어 선택적으로 접지될 수 있도록 지지하는 구성이다.

이러한 장착부(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 소정 크기를 가지는 판 모양으로 이루어지고, 양단에는 외함의 내부에 볼트와 너트 등의 체결부재를 통해 쉽게 고정될 수 있도록 복수 개의 관통홀(도면부호 없음)이 형성된다.

그리고 장착부(10)에는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 전후 방향으로 소정 간격을 두고 제1, 2 감지센서(S1, S2)가 설치되는데, 이중 제1 감지센서(S1)는 후술되는 설치부(40)가 전방 쪽으로 이동되는 거리를 제한하고, 제2 감지센서(S2)는 설치부(40)가 후방 쪽으로 이동되는 거리를 제한하게 된다.

또한, 장착부(10)의 바닥에는 제1, 2 감지센서(S1, S2)를 필요에 따라 전, 후방 쪽으로 소정 거리 이동시켜 위치를 고정할 수 있도록 전후 방향으로 소정 길이를 가지는 장공(도시하지 않음)이 형성되고, 이를 통해 접지대상과 후술되는 접지부(60)의 접속관(63) 간의 이격된 간격에 따라 설치부(40)가 전방 쪽으로 이동되어 제1 감지센서(S1)를 통해 감지되는 위치가 적절하게 조절되게 된다.

레일부(20)는 장착부(10)에 수평으로 설치되어 후술되는 설치부(40)가 전, 후 방향으로 안정되게 이동되도록 안내하는 구성이다.

이러한 레일부(20)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 장착부(10)의 전, 후 방향 수평으로 소정 길이를 가지면서 서로 소정 간격 이격되도록 설치되는 한 쌍의 가이드레일(21)과, 상기 가이드레일(21)을 따라 슬라이딩 이동되는 소정 크기의 이송블록(22)을 포함한다.

상기와 같은 레일부(20)를 통해 후술되는 설치부(40)가 수평 설치상태로 유지되면서 전, 후 방향으로 안정적으로 이동될 수 있고, 이에 의해 접지부(60)의 접속관(63)이 접지대상(70)의 접속돌기(72)에 정확하게 삽입되면서 접지 동작되게 된다.

이송부(30)는 회전 동작에 의해 설치부(40)를 전, 후 방향으로 이동시키는 구성이다.

이러한 이송부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 장착부(10)의 전방 쪽 상면에 고정 설치되는 소정 크기의 베어링유닛(31)과, 일단이 상기 베어링유닛(31)에 연결되면서 타단이 후술되는 구동부(50)로 연결되면서 외측면에 나사산(도시하지 않음)이 형성되는 소정 길이의 스크루축(32)과, 상기 스크루축(32)의 타단에 설치되는 소정 크기의 기어부(33)를 포함한다.

설치부(40)는 이송부(30)를 통해 전, 후 방향으로 이송되면서 그 상부에 설치되는 접지부(60)를 이동시키는 구성이다.

이러한 설치부(40)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 좌우 수평 방향(레일부(20)와 직교하는 방향으로)으로 소정 길이를 가지는 슬라이딩바(41)와, 상기 슬라이딩바(41)의 저면에 설치되면서 내측면에 나사산이 형성되어 스크루축(32)이 나사 결합되어 관통되도록 하는 나사결합부(42)와, 상기 나사결합부(42)의 저면에 위치되면서 상기 슬라이딩바(41)의 저면에 상기 나사결합부(42)를 고정하는 소정 크기의 고정블록(43) 및 상기 고정블록(43)의 일측에 조립되어 제1, 2 감지센서(S1, S2)를 통해 감지되는 소정 크기의 감지판(44)을 포함한다.

이때 슬라이딩바(41)의 저면 가운데 부분에는 나사결합부(42)가 설치되는 소정 크기의 설치홈(41A)이 형성될 수 있다.

또한, 슬라이딩바(41)의 양단 쪽에는 소정 간격을 두고 복수 개의 관통공이 형성되고, 이러한 관통공을 통해 레일부(20)의 이송블록(22)이 체결부재를 통해 고정된다.

구동부(50)는 이송부(30)의 스크루축(32)을 수동 또는 자동(전동)으로 회전 동작시키는 구성이다.

이러한 구동부(50)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 스크루축(32)의 기어부(33)가 내부에 수용되면서 장착부(10)의 상면에 고정 설치되는 소정 크기의 지지대(51)와, 상기 지지대(51)의 일측에 설치되면서 일단에 스크루축(32)의 기어부(33)와 마주하여 기어(도시하지 않음)가 설치되고 타단이 상기 지지대(51)의 외측으로 소정 길이 돌출되어 선택적으로 핸들에 조립되는 소정 길이의 수동회전축(52)과, 상기 지지대(51)의 상부에 설치되면서 저면에 출력축(도시하지 않음)이 구비되고, 일측면에 입력축(도시하지 않음)이 설치되며, 상기 출력축을 통해 상기 기어부(33)와 수동회전축(52)의 기어가 동시에 맞물리도록 설치되는 감속유닛(53) 및 상기 감속유닛(53)의 입력축에 회전축(도시하지 않음)이 연결되도록 설치되어 상기 감속유닛(53)으로 회전 동력을 전달하는 구동모터(54)를 포함한다.

여기서 구동모터(54)는 외함의 일측에 설치되는 제어패널(도시하지 않음)을 통해 원격으로 제어되도록 구성되고, 이를 통해 작업자가 원격으로 제어하여 접지작업을 수행하게 되고, 또 다르게는 수동회전축(52)에 핸들을 장착한 다음 작업자가 수동으로 스크루축(32)을 회전 동작시켜 접지작업을 수행하게 된다.

접지부(60)는 설치부(40)의 상부에 설치되어 설치부(40)를 따라 전, 후 방향으로 이동되면서 접지대상(70)에 선택적으로 접지되는 구성이다.

이러한 접지부(60)는 도 5에 도시된 바와 같이 설치부(40)의 길이를 따라 설치되는 소정 길이의 고정바(61)와, 상기 고정바(61)와 직교하는 방향으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 복수 개의 설치판(62) 및 상기 복수 개의 설치판(62) 선단에 각각 설치되는 소정 지름의 접속관(63)을 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 접지대상(70)은 도 7에 도시된 바와 같이 부스바 등에 접촉되어 고정되는 소정 크기의 장착판(71)과, 상기 장착판(71)의 일측면에 접속관(63)과 마주하여 돌출되는 소정 지름의 접속돌기(72)를 포함한다.

또한, 설치판(62)은 설치 대상의 사양에 따라 3개 또는 4개가 소정 간격을 두고 설치된다.

이에 더해 접속관(63)에는 접지대상(70)의 접속돌기(72)가 삽입되는 소정 지름의 구멍이 형성되고, 이러한 구멍은 접속돌기(72)와 더욱 확실하게 접촉되도록 소정 각도로 경사(테이퍼)지게 형성될 수 있다.

그리고 고정바(61)의 일단에는 일단이 접촉되도록 체결부재를 통해 고정되고, 타단이 외함의 내부 구조물에 접촉되도록 설치되는 소정 길이의 접지바(64)가 구비되고, 이러한 접지바(64)는 설치부(40)의 슬라이딩 동작에 따라 자유롭게 변형되는 유연한 재질로 구성될 수 있다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 접지 작업용 로봇은 고압반, 저압반, 전동기 제어반 및 수배전반 등의 외함 내부에 장착부(10)가 삽입되어 프레임에 고정 설치된다.

이때 수동회전축(52)의 일단은 외함에 설치되는 개폐도어(도시하지 않음) 쪽으로 소정 길이 돌출되도록 설치되고, 이를 통해 외부에서 핸들을 수동회전축(52)에 쉽게 장착할 수 있게 된다.

또한, 작업자가 접지대상(70) 쪽으로 접지부(60)를 이송시켜 접지 작업을 수행할 필요가 있을 때 핸들을 통해 수동회전축(52)을 수동으로 회전시켜 스크루축(32)을 회전시키거나 또는 제어패널에서 구동모터(54)를 제어하여 스크루축(33)을 자동(전동)으로 회전시키게 되고, 이에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 설치부(40) 및 접지부(60)가 전방 쪽으로 소정 거리 이동되어 접속관(63)의 내부로 접지대상(70)의 접속돌기(72)가 소정 깊이 삽입되어 접지되게 된다.

이때 설치부(40)가 전방 쪽으로 이동되는 거리가 제1 감지센서(S1)를 통해 제한되게 되는데, 이러한 예로 수동으로 설치부(40)가 이동되는 경우에는 제1 감지센서(S1)를 통해 설치부(40)의 감지판(44)이 감지되고, 이를 통해 작업자가 핸들을 통해 설치부(40)를 전방 쪽으로 지속 이송시키지 않도록 경고음이 발생되게 된다.

또 다른 예로 자동(전동)으로 설치부(40)가 이동되는 경우에는 제1 감지센서(S1)를 통해 설치부(40)의 감지판(44)이 감지되고, 해당 구성이 감지됨에 따라 자동으로 구동모터(54)의 동작이 정지되게 된다.

그리고 설치부(40)가 후방 쪽으로 이동될 때에는 제2 감지센서(S2)를 통해 설치부(40)의 감지판(44)이 감지되고, 이를 통해 설치부(40)의 후방 이동이 정지되도록 작업자에게 안내되거나 또는 자동으로 정지되게 된다.

한편, 설치부(40)가 수동 또는 자동(전동) 조작에 의해 전방 쪽으로 이동될 때에는 작업자가 설치부(40)가 전방 쪽으로 이동되고 있는 것을 쉽게 인지할 수 있도록 미리 설정된 경고음이나 경고음성이 출력되도록 구성될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 작업자가 외함의 내부에 설치된 접지대상에 직접 접지 작업을 수행하지 않고도, 외함 일측에 설치된 접지 작업용 로봇의 접지부가 수동 또는 자동(전동)으로 이송되어 접지대상에 선택적으로 접지되므로 작업자가 안전하게 접지 작업을 수행할 수 있게 된다.

그리고 접지부의 접속관과 접촉대상의 접속돌기 간의 거리를 감안하여 제1 감지센서의 위치를 이동 설치하는 것만으로 접속관과 접촉대상의 접속돌기가 정확하게 접촉될 수 있고, 그 결과 접속관 및 접속돌기의 파손이 방지된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

10: 장착부 20: 레일부
21: 가이드레일 22: 이송블록
30: 이송부 31: 베어링유닛
32: 스크루축 33: 기어부
40: 설치부 41: 슬라이딩바
41A: 설치홈 42: 나사결합부
43: 고정블록 44: 감지판
50: 구동부 51: 지지대
52: 수동회전축 53: 감속유닛
54: 구동모터 60: 접지부
61: 고정바 62: 설치판
63: 접속관 64: 접지바
70: 접지대상 71: 장착판
72: 접속돌기 S1: 제1 감지센서
S2: 제2 감지센서

Claims (5)

1. 외함의 내부에 설치되는 소정 크기의 장착부(10);
   상기 장착부(10)에 수평으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 레일부(20);
   상기 레일부(20)와 소정 간격 이격되어 수평으로 소정 길이를 가지도록 설치되면서 회전 동작되는 이송부(30);
   상기 이송부(30)에 설치되면서 상기 이송부(30)의 회전 동작에 의해 소정 거리 슬라이딩 이송되는 설치부(40);
   상기 장착부(10)에 설치되면서 상기 이송부(30)를 회전 동작시키는 구동부(50); 및
   상기 설치부(40)에 설치되어 상기 외함 내부의 접지대상에 선택적으로 접지되는 접지부(60);
   를 포함하고,
   상기 장착부(10)에는,
   상기 레일부(20)의 길이를 따라 소정 간격을 두고 제1, 2 감지센서(S1, S2)가 설치되어, 상기 설치부(40)의 위치가 감지되며,
   상기 제1 감지센서(S1)는,
   상기 설치부(40)가 전방 쪽으로 이동되는 거리를 제한하고,
   상기 제2 감지센서(S2)는,
   상기 설치부(40)가 후방 쪽으로 이동되는 거리를 제한하며,
   상기 장착부(10)의 바닥에는,
   전후 방향으로 소정 길이를 가지는 장공이 형성되어, 상기 제1, 2 감지센서(S1, S2)가 접지대상(70)과의 이격된 간격에 따라 상기 레일부(20)의 길이를 따라 설치 위치의 변경이 가능하도록 구성되고,
   상기 접지부(60)는,
   상기 설치부(40)의 길이를 따라 설치되는 소정 길이의 고정바(61);
   상기 고정바(61)와 직교하는 방향으로 소정 길이를 가지도록 설치되는 복수 개의 설치판(62);
   상기 복수 개의 설치판(62) 선단에 각각 설치되는 소정 지름을 가지는 원통 모양의 접속관(63); 및
   일단이 상기 고정바(61)의 일단에 조립되면서 타단이 상기 외함의 내부 구조물에 접촉되도록 설치되는 소정 길이의 접지바(64);
   를 포함하며,
   상기 접속관(63)은,
   상기 접지대상(70)의 삽입되는 소정 지름의 구멍이 형성되고, 상기 구멍은 소정 각도로 경사지게 형성되며,
   상기 접지대상(70)은,
   부스바에 접촉되어 고정되는 소정 크기의 장착판(71); 및
   상기 장착판(71)의 일측면에 돌출 형성되는 소정 지름의 접속돌기(72);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 작업용 로봇.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 설치부(40)는,
   상기 레일부(20)와 직교하는 방향으로 소정 길이를 가지는 슬라이딩바(41);
   상기 슬라이딩바(41)의 저면에 설치되면서 내측면에 나사산이 형성되는 소정 지름의 나사결합부(42);
   상기 나사결합부(42)를 상기 슬라이딩바(41)에 지지 고정하는 소정 크기의 고정블록(43); 및
   상기 고정블록(43)의 일측에 설치되어 상기 제1, 2 감지센서(S1, S2)를 통해 감지되도록 하는 소정 크기의 감지판(44);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 접지 작업용 로봇.
   
4. 삭제
5. 삭제

Images