KR102492690B1 - Drone system for hull painting robot - Google Patents

Drone system for hull painting robot Download PDF

Info

Publication number
KR102492690B1
KR102492690B1 KR1020210044799A KR20210044799A KR102492690B1 KR 102492690 B1 KR102492690 B1 KR 102492690B1 KR 1020210044799 A KR1020210044799 A KR 1020210044799A KR 20210044799 A KR20210044799 A KR 20210044799A KR 102492690 B1 KR102492690 B1 KR 102492690B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
painting
paint
drone
hull
drone body
Prior art date
Application number
KR1020210044799A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220138922A (en
Inventor
이종건
김봉규
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020210044799A priority Critical patent/KR102492690B1/en
Publication of KR20220138922A publication Critical patent/KR20220138922A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102492690B1 publication Critical patent/KR102492690B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet
    • B05B12/1454Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet separate units comprising both a material container and a spray device permanently connected thereto being removably attached to a part of the spray apparatus, e.g. to a robot arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/16Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for controlling the spray area
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/02Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work
    • B05B13/04Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation
    • B05B13/0405Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with reciprocating or oscillating spray heads
    • B05B13/041Means for supporting work; Arrangement or mounting of spray heads; Adaptation or arrangement of means for feeding work the spray heads being moved during spraying operation with reciprocating or oscillating spray heads with spray heads reciprocating along a straight line
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B9/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
    • B05B9/03Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour characterised by means for supplying liquid or other fluent material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C15/00Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
    • B64C15/14Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction the jets being other than main propulsion jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
    • B64D1/18Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00Equipment not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]

Abstract

본 발명은 선체를 도장하는 로봇의 기능을 수행하기 위한 드론 시스템에 있어서: 도료를 저장하는 도료공급원(10); 상기 도료공급원(10)에 호스(15)로 연결되고, 복수의 노즐부재를 통하여 도료를 분사하는 드론본체(20); 상기 드론본체(20)의 위치와 자세를 검출하면서 도장 작업에 관련된 정보를 생성하는 검출수단(30); 및 상기 도료공급원(10), 드론본체(20), 검출수단(30)을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 선박 건조 현장에서 2노즐과 검출부재를 갖춘 도장 로봇을 탑재하고 대상 선체에 적합한 패턴으로 비행하면서 외판을 도장하므로 생력화와 더불어 실질적인 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.
The present invention is a drone system for performing the function of a robot painting a hull: a paint supply source 10 for storing paint; A drone body 20 connected to the paint supply source 10 by a hose 15 and spraying paint through a plurality of nozzle members; a detection means (30) for generating information related to painting work while detecting the position and posture of the drone body (20); and a control means (40) for controlling the paint supply source (10), the drone body (20), and the detection means (30) with a set algorithm.
Accordingly, at a ship building site, a coating robot equipped with two nozzles and a detection member is mounted and the outer plate is painted while flying in a pattern suitable for the target hull, thereby reducing labor and substantially improving productivity.

Description

선체 도장 로봇용 드론 시스템 {Drone system for hull painting robot}Drone system for hull painting robot {Drone system for hull painting robot}

본 발명은 선체 도장 드론 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 선박 건조 현장에서 도장 로봇을 탑재하고 비행하면서 선체의 외판을 도장하기 위한 선체 도장 로봇용 드론 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hull painting drone system, and more particularly, to a drone system for a hull painting robot for painting the outer plate of a ship hull while flying with the painting robot mounted thereon at a ship building site.

선박 건조시 핵심공정 중에서 용접과 가공 및 물류 분야의 자동화는 많은 연구가 이루어져서 실용화 및 작업환경이 상당히 개선되고 있으나, 도장 및 전처리 분야의 자동화 연구는 지금까지 매우 미흡한 실정으로 해당 분야가 병목공정으로 작용할 것으로 예상되고 있다. 궁극적으로 작업자가 고소차를 이용하여 작업하는 영역은 드론을 활용하는 방식으로 해결이 가능할 것으로 전망된다.Among the key processes in shipbuilding, many studies have been conducted on automation in the field of welding, processing and logistics, and practical use and working environment have been significantly improved. It is expected. Ultimately, it is expected that the area where workers work using aerial vehicles can be solved by using drones.

선박의 선체 도장과 관련하여 드론을 활용하는 선행기술문헌으로 한국 등록특허공보 제2185574호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제2172495호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.Korean Patent Registration No. 2185574 (Prior Document 1) and Korean Patent Registration No. 2172495 (Prior Document 2) may be referred to as prior art documents using drones in relation to ship hull painting.

선행문헌 1은 다양한 대형 구조물의 표면에 도장된 도막 두께를 정확히 측정함과 동시에 도막 두께 측정에 사용되는 측정부의 이동 가능 범위를 넓게 하여 드론을 측정위치로 근접 이동시킨 후 드론의 이동 없이도 넓은 범위의 도막 두께 측정이 가능하여 신속성 및 안전성 향상을 기대한다.Prior Document 1 accurately measures the thickness of the coating film coated on the surface of various large structures and at the same time widens the movable range of the measuring unit used for measuring the film thickness, moves the drone close to the measurement position, and then moves the drone in a wide range without moving the drone. It is possible to measure the thickness of the coating film, so it is expected to improve speed and safety.

그러나, 이는 도장된 이후의 도막 두께 측정에만 한정되므로 선체 도장 공정의 생력화에 미치는 영향이 크지 않다.However, since this is limited only to measuring the thickness of the coating film after painting, it does not have a significant impact on the labor saving of the hull painting process.

선행문헌 2는 몸체부의 상부부위에 설치되고 비행이 가능한 프로펠러로 이루어지는 비행부; 몸체부에 설치되며 도료저장부의 도료를 도포하는 도장부; 위치전송부가 구비된 도장용 드론; 형상측정부를 구비하는 측정용 드론; 드론 위치를 서로 매칭하여 위치를 제어하는 서버; 등으로 구성된다. Prior Document 2 is installed on the upper portion of the body portion and the flight portion consisting of a propeller capable of flight; A painting unit installed on the body and applying paint to the paint storage unit; A painting drone equipped with a location transmission unit; A drone for measurement having a shape measuring unit; A server that controls the location by matching the location of the drone with each other; consists of, etc.

다만, 이는 도장용과 측정용의 2종류 드론을 사용해야 하므로 번거롭다는 측면에서 개선의 여지를 보이고 있다.However, this shows room for improvement in that it is cumbersome because two types of drones, one for painting and one for measurement, must be used.

한국 등록특허공보 제2185574호 "드론용 도막 두께 측정장치" (공개일자 : 2020.12.03.)Korean Registered Patent Publication No. 2185574 "Apparatus for measuring film thickness for drones" (Publication date: 2020.12.03.) 한국 등록특허공보 제2172495호 "도장용 드론 운영시스템" (공개일자 : 2020.11.02.)Korean Registered Patent Publication No. 2172495 "Drone Operation System for Painting" (Public Date: 2020.11.02.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 선박 건조 현장에서 2노즐과 검출부재를 갖춘 도장 로봇을 탑재하고 대상 선체에 적합한 패턴으로 비행하면서 외판을 도장할 수 있는 선체 도장 로봇용 드론 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention to improve the above conventional problems is for a hull painting robot capable of painting an outer plate while flying in a pattern suitable for a target hull by mounting a painting robot equipped with 2 nozzles and a detection member at a ship building site. It is to provide drone system.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 선체를 도장하는 로봇의 기능을 수행하기 위한 드론 시스템에 있어서: 도료를 저장하는 도료공급원; 상기 도료공급원에 호스로 연결되고, 복수의 노즐부재를 통하여 도료를 분사하는 드론본체; 상기 드론본체의 위치와 자세를 검출하면서 도장 작업에 관련된 정보를 생성하는 검출수단; 및 상기 도료공급원, 드론본체, 검출수단을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a drone system for performing the function of a robot for painting a hull: a paint supply source for storing paint; A drone main body connected to the paint supply source by a hose and spraying paint through a plurality of nozzle members; a detection means for generating information related to painting work while detecting the position and posture of the drone body; and a control means for controlling the paint supply source, the drone body, and the detection means with a set algorithm.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 드론본체의 노즐부재는 고정노즐과 가변노즐로 구성되고, 가변노즐은 위치조절기에 연결되는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the nozzle member of the drone body is composed of a fixed nozzle and a variable nozzle, and the variable nozzle is characterized in that it is connected to the position controller.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 드론본체는 위치 이동을 위한 메인추진기에 더하여 도료 분사의 반력을 지탱하기 위한 서브추진기를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the drone body is characterized in that it has a sub-propeller for supporting the reaction force of paint spraying in addition to the main propeller for position movement.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단은 GPS, GPS와 연계하여 고도를 측정하는 고도측정기, 선체에 대한 거리를 검출하는 거리검출기, 도료 분사와 도장 상태를 촬영하는 카메라, 선체 도장의 도막 상태를 검사하는 도막검사기를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the detection means is a GPS, an altimeter for measuring altitude in conjunction with GPS, a distance detector for detecting the distance to the hull, a camera for photographing paint spraying and painting conditions, and a coating film state for hull painting. It is characterized in that it is provided with a coating tester for inspecting.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 각 노즐부재에 의한 분사영역을 중첩시킨 상태에서 드론본체를 상하방향으로 이동시키면서 도장을 수행하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the control unit is characterized in that the painting is performed while moving the drone body in the vertical direction in a state in which spray areas by each nozzle member are overlapped.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 선박 건조 현장에서 2노즐과 검출부재를 갖춘 도장 로봇을 탑재하고 대상 선체에 적합한 패턴으로 비행하면서 외판을 도장하므로 생력화와 더불어 실질적인 생산성 향상을 도모하는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since a painting robot equipped with two nozzles and a detection member is mounted at a ship building site and the outer plate is painted while flying in a pattern suitable for the target hull, there is an effect of promoting practical productivity improvement as well as labor saving.

도 1은 본 발명에 따른 시스템을 전체적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 주요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 제어회로를 나타내는 블록도
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 작업예를 나타내는 모식도
1 is a schematic diagram showing the system according to the present invention as a whole
Figure 2 is a schematic diagram showing the main part of the system according to the present invention
Figure 3 is a block diagram showing the control circuit of the system according to the present invention
Figure 4 is a schematic diagram showing a working example of the system according to the present invention

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings.

본 발명은 선체를 도장하는 로봇의 기능을 수행하기 위한 드론 시스템에 관하여 제안한다. 선박의 선체에서 고소차를 이용하여 작업하는 영역을 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.The present invention proposes a drone system for performing the function of a robot painting a hull. It is intended for an area where a ship's hull works using a high-altitude vehicle, but is not necessarily limited thereto.

본 발명에 따르면 도료를 저장하는 도료공급원(10)을 구비한다. 도료공급원(10)은 이동 가능한 대차 상에서 도장에 소요되는 도료를 생성하도록 각 원료를 배합하는 구성을 포함한다. 도료공급원(10)은 도료의 이송력 부가하는 펌프와 유로를 개폐하는 밸브를 구비한다.According to the present invention, a paint supply source 10 for storing paint is provided. The paint supply source 10 includes a component that mixes each raw material to produce paint required for painting on a movable cart. The paint supply source 10 includes a pump for applying paint transfer force and a valve for opening and closing the passage.

또한, 본 발명에 따르면 복수의 노즐부재를 통하여 도료를 분사하는 드론본체(20)가 상기 도료공급원(10)에 호스(15)로 연결되는 구조를 이루고 있다.In addition, according to the present invention, the drone body 20 spraying paint through a plurality of nozzle members has a structure connected to the paint supply source 10 by a hose 15.

도 1을 참조하면, 드론본체(20)가 도료공급원(10)과 호스(15)로 연결된 상태를 나타낸다. 드론본체(20)는 선체의 피도장 영역에 대하여 수평 및 수직 이동은 물론 정지비행도 가능하다. 드론본체(20)는 바퀴에 의한 도장면 손상이나 오염이 발생하지 않는 비접촉 방식의 작업에 유리하다. 호스(15)는 고강도, 경량성, 유연성, 난연성을 갖춘 소재로 구성한다.Referring to FIG. 1 , a state in which the drone body 20 is connected to the paint supply source 10 and the hose 15 is shown. The drone body 20 is capable of horizontal and vertical movement as well as stationary flight with respect to the painted area of the hull. The drone body 20 is advantageous for a non-contact method in which paintwork damage or contamination by wheels does not occur. The hose 15 is made of a material with high strength, light weight, flexibility, and flame retardancy.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 드론본체(20)의 노즐부재는 고정노즐(21)과 가변노즐(22)로 구성되고, 가변노즐(22)은 위치조절기(25)에 연결되는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the nozzle member of the drone body 20 is composed of a fixed nozzle 21 and a variable nozzle 22, and the variable nozzle 22 is connected to the position controller 25. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 드론본체(20)에 탑재되는 복수의 노즐부재로서 고정노즐(21)과 가변노즐(22)이 나타난다. 고정노즐(21)은 위치가 고정되므로 기준좌표로 설정 가능하다. 가변노즐(22)은 가이드레일(23) 상에서 이동 가능하게 장착된다. 위치조절기(25)는 가변노즐(22)에 대한 위치 이동을 유발하는 동시에 그 변동 상태를 검출한다. 드론본체(20)는 호스(15)와 노즐부재 사이에 유로개폐 또는 유량조절을 위한 전자밸브를 구비한다.1 and 2, a fixed nozzle 21 and a variable nozzle 22 appear as a plurality of nozzle members mounted on the drone body 20. Since the position of the fixed nozzle 21 is fixed, it can be set as a reference coordinate. The variable nozzle 22 is movably mounted on the guide rail 23 . The position controller 25 induces positional movement of the variable nozzle 22 and detects the state of change at the same time. The drone body 20 has an electromagnetic valve between the hose 15 and the nozzle member for opening and closing the flow path or adjusting the flow rate.

이때, 고정노즐(21)와 가변노즐(22)은 높이를 차등적으로 유지하는 것이 바람직하다. 도시에는 고정노즐(21)이 가변노즐(22)보다 높게 위치하며, 이는 후술하는 도 4를 통하여 명확하게 이해된다.At this time, it is preferable to maintain the heights of the fixed nozzle 21 and the variable nozzle 22 differentially. In the illustration, the fixed nozzle 21 is positioned higher than the variable nozzle 22, which is clearly understood through FIG. 4 to be described later.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 드론본체(20)는 위치 이동을 위한 메인추진기(27)에 더하여 도료 분사의 반력을 지탱하기 위한 서브추진기(28)를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the drone body 20 is characterized by having a sub-propeller 28 for supporting the reaction force of paint spraying in addition to the main propeller 27 for position movement.

도 1에서, 드론본체(20)에 설치되는 메인추진기(27)와 서브추진기(28)가 나타난다. 메인추진기(27)는 드론본체(20)의 상단 영역에 설치되고 호스(15)를 포함한 전체 하중을 감당한다. 서브추진기(28)는 드론본체(20)의 측면 영역에서 노즐부재와 반대측에 설치된다. 노즐부재를 통하여 도로가 분사되는 과정에서 반력으로 드론본체(20)의 위치가 변동된다. 서브추진기(28)는 이러한 반력을 감당하여 드론본체(20)와 선체의 피도장 영역을 일정한 거리로 유지한다.In FIG. 1, a main thruster 27 and a sub thruster 28 installed in the drone body 20 are shown. The main thruster 27 is installed in the upper area of the drone body 20 and handles the entire load including the hose 15. The sub thruster 28 is installed on the side opposite to the nozzle member in the side area of the drone body 20. In the process of spraying the road through the nozzle member, the position of the drone body 20 is changed by reaction force. The sub thruster 28 bears this reaction force and maintains the drone body 20 and the coated area of the hull at a constant distance.

또한, 본 발명에 따르면 검출수단(30)이 상기 드론본체(20)의 위치와 자세를 검출하면서 도장 작업에 관련된 정보를 생성하는 구조를 이루고 있다.In addition, according to the present invention, the detection unit 30 has a structure in which information related to painting work is generated while detecting the position and posture of the drone body 20.

도 2 및 도 3을 참조하면, 드론본체(20)에 노즐부재와 검출수단(30)이 동시에 탑재되는 상태를 나타낸다. 검출수단(30)은 드론본체(20)의 노즐부재를 가동하기 위한 정보 및 추진기(27)(28)를 가동하기 위한 정보를 획득한다. 드론본체(20)가 선체의 피도장 영역과 일정한 거리 및 자세를 유지하는 것이 중요하다. 드론본체(20)는 검출수단(30)을 구동하기 위한 배터리를 탑재한다.Referring to FIGS. 2 and 3 , a state in which the nozzle member and the detection means 30 are mounted on the drone body 20 at the same time is shown. The detection unit 30 acquires information for operating the nozzle member of the drone body 20 and information for operating the thrusters 27 and 28. It is important that the drone body 20 maintains a certain distance and posture from the area to be painted on the hull. The drone body 20 is equipped with a battery for driving the detection means 30.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단(30)은 GPS(31), GPS(31)와 연계하여 고도를 측정하는 고도측정기(32), 선체에 대한 거리를 검출하는 거리검출기(33), 도료 분사와 도장 상태를 촬영하는 카메라(35), 선체 도장의 도막 상태를 검사하는 도막검사기(38)를 구비하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the detection means 30 includes a GPS 31, an altitude meter 32 for measuring altitude in conjunction with the GPS 31, a distance detector 33 for detecting the distance to the hull, and paint It is characterized by having a camera 35 for photographing spraying and painting conditions, and a coating film inspector 38 for inspecting the coating film condition of the hull painting.

도 3에서, 검출수단(30)을 구성하는 GPS(31), 고도측정기(32), 거리검출기(33), 카메라(35), 도막검사기(38) 등이 나타난다. GPS(31)는 경도 및 위도 좌표를 근거로 드론본체(20)의 위치 데이터를 실시간으로 처리한다. 2대의 GPS(31)로 오차를 상대적으로 소거하는 상대측위(DGPS : Differential GPS) 방식이 선호된다. 고도측정기(32)는 고정노즐(21)와 기압센서를 활용하여 구성하며, 드론본체(20)의 도장 작업시 높이 변동을 검출한다. 거리검출기(33)는 선박 건조 현장을 고려할 때 레이저 방식보다는 초음파 방식이 선호된다. 카메라(35)는 2D 영상을 획득하지만 3D 스캐너 기능을 부가할 수도 있다. 도막검사기(38)는 비파괴 방식으로 도막 두께를 검출하는 자기유도형 또는 와류형을 적용한다.In FIG. 3, the GPS 31, the altitude meter 32, the distance detector 33, the camera 35, the film tester 38, etc. constituting the detection means 30 are shown. The GPS 31 processes the location data of the drone body 20 in real time based on longitude and latitude coordinates. A differential GPS (DGPS) method that relatively eliminates an error using two GPS units 31 is preferred. The altitude measuring device 32 is configured using a fixed nozzle 21 and an air pressure sensor, and detects a height change during painting of the drone body 20. The distance detector 33 is preferably an ultrasonic method rather than a laser method when considering a ship building site. The camera 35 acquires 2D images, but a 3D scanner function may be added. The film tester 38 applies a magnetic induction type or vortex type that detects the film thickness in a non-destructive manner.

한편, 작업 환경에 따라 검출수단(30)은 가동검출기(37)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 가동검출기(37)는 드론본체(20), 검출수단(30)은 물론 후술하는 제어수단(40)에 탑재된 주요 구성품의 가동 상태를 검출한다. 이는 과전류, 과열 상태를 감지하여 작동 신뢰성이나 내구성 저하에 의한 안전사고 위험을 경감하기 위함이다.On the other hand, it is preferable to configure the detecting means 30 to further include a movable detector 37 according to the working environment. The operation detector 37 detects the operation state of main components mounted on the drone body 20, the detection means 30, as well as the control means 40 to be described later. This is to reduce the risk of safety accidents due to deterioration in operational reliability or durability by detecting overcurrent and overheating conditions.

또한, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 도료공급원(10), 드론본체(20), 검출수단(30)을 설정된 알고리즘으로 제어하는 구조를 이루고 있다.In addition, according to the present invention, the control means 40 has a structure in which the paint supply source 10, the drone body 20, and the detection means 30 are controlled by a set algorithm.

도 2 및 도 3에서, 제어수단(40)이 도료공급원(10), 드론본체(20), 검출수단(30)에 연결된 상태를 나타낸다. 제어수단(40)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로의 제어기(41)를 기반으로 한다. 제어기(41)의 구동부(43)에는 밸브, 위치조절기(25), 메인추진기(27), 서브추진기(28) 등이 연결된다. 제어수단(40)은 제어기(41) 및 리모컨 기능의 조작기(45) 간의 통신도 수행한다. 조작기(45)는 작업 조건을 입력하는 입력부(46), 주요 구성품을 가동하는 출력부(47), 가동 상태를 표시하는 표시부(48) 등을 갖춘다.2 and 3, the control means 40 shows a state connected to the paint supply source 10, the drone body 20, and the detection means 30. The control means 40 is based on the controller 41 of a microprocessor, memory, and a microcomputer circuit equipped with an input/output interface. A valve, a position controller 25, a main thruster 27, a sub thruster 28, and the like are connected to the driving unit 43 of the controller 41. The control means 40 also performs communication between the controller 41 and the manipulator 45 of the remote control function. The manipulator 45 has an input unit 46 for inputting working conditions, an output unit 47 for operating main components, a display unit 48 for displaying operating conditions, and the like.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 각 노즐부재에 의한 분사영역을 중첩시킨 상태에서 드론본체(20)를 상하방향으로 이동시키면서 도장을 수행하는 것을 특징으로 한다.As a detailed configuration of the present invention, the control means 40 is characterized in that the painting is performed while moving the drone body 20 in the vertical direction in a state in which spray areas by each nozzle member overlap.

도 4를 참조하면, 고정노즐(21)과 가변노즐(22)을 이용하여 도장하는 과정을 나타낸다. 도 4(a)처럼 고정노즐(21)과 가변노즐(22)은 높이 차이를 유지하고 가변노즐(22)은 위치가 가변된다. 도 4(b)는 고정노즐(21)과 가변노즐(22)에서 도료가 분사되는 상태를 평면에서 나타낸다. 도 4(c)는 선체의 피도장 영역에 도료가 도포된 상태를 나타낸다. 각각의 노즐부재에 의한 분사폭이 400㎜라면 상하 50㎜ 간격(높이차)를 두고 중첩된다. 도 4(d)는 실제로 고정노즐(21)와 가변노즐(22)에 의하여 분사된 상태를 나타낸다.Referring to FIG. 4 , a process of painting using a fixed nozzle 21 and a variable nozzle 22 is shown. As shown in FIG. 4 (a), the height difference between the fixed nozzle 21 and the variable nozzle 22 is maintained and the position of the variable nozzle 22 is varied. 4(b) shows a state in which paint is sprayed from the fixed nozzle 21 and the variable nozzle 22 in a plan view. 4(c) shows a state in which the paint is applied to the area to be painted of the hull. If the width of spraying by each nozzle member is 400 mm, they are overlapped at an interval of 50 mm (height difference) above and below. Figure 4 (d) shows a state in which the nozzle is actually sprayed by the fixed nozzle 21 and the variable nozzle 22.

제어기(41)는 드론본체(20)를 수직 상승, 수평 이동, 수직 하강, 수평 이동을 반복하는 설정된 경로의 지그재그 패턴으로 이동시키며 노즐부재를 가동하여 도장을 수행한다. 도 4(d)와 같이 도포 영역이 중첩된 상태에서 상하방향으로 도장하는 것이 도장품질을 확보하는 차원에서 중요하다.The controller 41 moves the drone body 20 in a zigzag pattern of a set path repeating vertical elevation, horizontal movement, vertical descent, and horizontal movement, and operates the nozzle member to perform painting. As shown in FIG. 4(d), it is important to paint in the vertical direction in a state in which the application areas are overlapped in order to secure the painting quality.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such variations or modifications should fall within the scope of the claims of the present invention.

10: 도료공급원 15: 호스
20: 드론본체 21: 고정노즐
22: 가변노즐 23: 가이드레일
25: 위치조절기 27: 메인추진기
28: 서브추진기 30: 검출수단
31: GPS 32: 고도측정기
33: 거리검출기 35: 카메라
37: 가동검출기 38: 도막검사기
40: 제어수단 41: 제어기
43: 구동부 45: 조작기
46: 입력부 47: 출력부
48: 표시부
10: paint supply source 15: hose
20: drone body 21: fixed nozzle
22: variable nozzle 23: guide rail
25: position controller 27: main thruster
28: sub-propeller 30: detection means
31: GPS 32: altimeter
33: distance detector 35: camera
37: movable detector 38: coating tester
40: control means 41: controller
43: driving unit 45: manipulator
46: input unit 47: output unit
48: display unit

Claims (5)

선체를 도장하는 로봇의 기능을 수행하기 위한 드론 시스템에 있어서:
도료를 저장하는 도료공급원(10);
상기 도료공급원(10)에 호스(15)로 연결되고, 복수의 노즐부재를 통하여 도료를 분사하는 드론본체(20);
상기 드론본체(20)의 위치와 자세를 검출하면서 도장 작업에 관련된 정보를 생성하는 검출수단(30); 및
상기 도료공급원(10), 드론본체(20), 검출수단(30)을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단(40);을 포함하되,
상기 드론본체(20)의 노즐부재는 고정노즐(21)과 가변노즐(22)로 구성되고, 가변노즐(22)은 위치조절기(25)에 연결되며, 가변노즐(22)은 위치조절기(25)에 연결되며, 고정노즐(21)와 가변노즐(22)은 높이를 차등적으로 유지되고,
상기 드론본체(20)는 위치 이동을 위한 메인추진기(27)에 더하여 도료 분사의 반력을 지탱하기 위한 서브추진기(28)를 구비하며,
상기 검출수단(30)은 GPS(31), GPS(31)와 연계하여 고도를 측정하는 고도측정기(32), 선체에 대한 거리를 검출하는 거리검출기(33), 도료 분사와 도장 상태를 촬영하는 카메라(35), 선체 도장의 도막 상태를 검사하는 도막검사기(38)를 구비하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 로봇용 드론 시스템.
In a drone system for performing the function of a robot that paints a hull:
a paint supply source 10 for storing paint;
A drone body 20 connected to the paint supply source 10 by a hose 15 and spraying paint through a plurality of nozzle members;
a detecting means (30) for generating information related to painting work while detecting the position and attitude of the drone body (20); and
A control means (40) for controlling the paint supply source (10), the drone body (20), and the detection means (30) with a set algorithm;
The nozzle member of the drone body 20 is composed of a fixed nozzle 21 and a variable nozzle 22, the variable nozzle 22 is connected to the position adjuster 25, and the variable nozzle 22 is the position adjuster 25 ), the fixed nozzle 21 and the variable nozzle 22 are maintained at different heights,
The drone body 20 is provided with a sub-propeller 28 for supporting the reaction force of paint spraying in addition to the main propeller 27 for position movement,
The detection means 30 includes a GPS 31, an altitude meter 32 for measuring altitude in conjunction with the GPS 31, a distance detector 33 for detecting the distance to the hull, and a photographing paint spraying and painting state. A drone system for a hull painting robot, characterized in that it includes a camera (35) and a coating film inspector (38) for inspecting the state of the coating film of the hull painting.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제어수단(40)은 각 노즐부재에 의한 분사영역을 중첩시킨 상태에서 드론본체(20)를 상하방향으로 이동시키면서 도장을 수행하는 것을 특징으로 하는 선체 도장 로봇용 드론 시스템.
The method of claim 1,
The drone system for a hull painting robot, characterized in that the control means 40 performs painting while moving the drone body 20 in the vertical direction in a state in which the spraying areas by each nozzle member overlap.
KR1020210044799A 2021-04-06 2021-04-06 Drone system for hull painting robot KR102492690B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210044799A KR102492690B1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Drone system for hull painting robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210044799A KR102492690B1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Drone system for hull painting robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220138922A KR20220138922A (en) 2022-10-14
KR102492690B1 true KR102492690B1 (en) 2023-01-31

Family

ID=83599707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210044799A KR102492690B1 (en) 2021-04-06 2021-04-06 Drone system for hull painting robot

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102492690B1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4124531B2 (en) * 1999-01-11 2008-07-23 ヤンマー農機株式会社 Radio-controlled helicopter drug spraying device
US20150274294A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Working Drones, Inc. Indoor and Outdoor Aerial Vehicles for Painting and Related Applications
WO2017191469A1 (en) 2016-05-05 2017-11-09 Aspira Aerial Applications Limited A remotely piloted aircraft system
KR101854371B1 (en) 2016-10-11 2018-05-03 삼성중공업 주식회사 Unmanned aerial vehicle for painting and controlling method for the same
WO2019130317A1 (en) 2017-12-31 2019-07-04 Centro De Innovacion Tecnologica Empresarial Y Social (Cites) S.A. Spraying rotor
US20190366375A1 (en) * 2017-01-17 2019-12-05 Graco Minnesota Inc. Unmanned aerial vehicle for painting structures

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170101649A (en) * 2016-02-29 2017-09-06 국민대학교산학협력단 Drone Apparatus for High Buliding Painting Work and Method for Controlling the Same
KR102172495B1 (en) 2020-03-19 2020-11-02 (주)네온테크 Drone Operating System for Painting
KR102185574B1 (en) 2020-10-15 2020-12-03 한국전력기술 주식회사 Measurement device of sprayed coating thickness for drone

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4124531B2 (en) * 1999-01-11 2008-07-23 ヤンマー農機株式会社 Radio-controlled helicopter drug spraying device
US20150274294A1 (en) * 2014-03-31 2015-10-01 Working Drones, Inc. Indoor and Outdoor Aerial Vehicles for Painting and Related Applications
US10399676B2 (en) 2014-03-31 2019-09-03 Working Drones, Inc. Indoor and outdoor aerial vehicles for painting and related applications
WO2017191469A1 (en) 2016-05-05 2017-11-09 Aspira Aerial Applications Limited A remotely piloted aircraft system
KR101854371B1 (en) 2016-10-11 2018-05-03 삼성중공업 주식회사 Unmanned aerial vehicle for painting and controlling method for the same
US20190366375A1 (en) * 2017-01-17 2019-12-05 Graco Minnesota Inc. Unmanned aerial vehicle for painting structures
WO2019130317A1 (en) 2017-12-31 2019-07-04 Centro De Innovacion Tecnologica Empresarial Y Social (Cites) S.A. Spraying rotor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220138922A (en) 2022-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3290166B1 (en) Adaptable surface treatment repair system
JP5824054B2 (en) Surface sputtering equipment
Asadi et al. Pictobot: A cooperative painting robot for interior finishing of industrial developments
KR101572917B1 (en) Graphical application system
EP3109622B1 (en) Automated resin ridge reduction system
US9914150B2 (en) Graphical application system
WO2017065102A1 (en) Flying-type inspection device and inspection method
US11555693B2 (en) Measurement of surface profiles using unmanned aerial vehicles
US20130215433A1 (en) Hover cmm
KR20170078543A (en) Self-locating robots
US10532561B2 (en) Metrology-based path planning for inkjet printing along a contoured surface
KR102492690B1 (en) Drone system for hull painting robot
US20230356840A1 (en) Methods for Marking Surfaces Using Unmanned Aerial Vehicles
EP3860860B1 (en) Printing using an externally generated reference
KR101854371B1 (en) Unmanned aerial vehicle for painting and controlling method for the same
KR102572616B1 (en) Painting apparatus and painting system comprising the same
CA2917784A1 (en) Unmanned aerial vehicle painting system

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right