KR102511743B1 - 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법 - Google Patents

건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법 Download PDF

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Abstract

교량의 거더와 같이 교축방향(종방향)으로 연장된 빔 부재 표면을 연속적으로 도료를 분사하거나, 클리닝 작업을 위한 건설용 드론에 있어서, 비행상태의 드론이 안정적으로 구조물에 고정 세팅된 상태에서, 상,하 및 수평이동이 가능하도록 함으로서 구조물 도장등의 관리가 가능한 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법이 개시된다.

Description

건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법{DRONE FOR CONSTRUCTION AND STRUCTURE MANAGEMENT METHOD USING THE SAME}
본 발명은 건설용 드론에 대한 것이다. 더욱 구체적으로 교량의 거더와 같이 교축방향(종방향)으로 연장된 빔 부재 표면을 연속적으로 도료를 분사하거나, 클리닝 작업을 위한 건설용 드론에 있어서, 비행상태의 드론이 안정적으로 구조물에 고정 세팅된 상태에서, 상,하 및 수평이동이 가능하도록 함으로서 구조물 도장등의 관리가 가능한 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법에 관한 것이다.
도 1a는 종래 교량거더용 도장장치(20) 예시도이다.
상기 교량거더는 교량하부구조물에 교량받침을 이용하여 지지되도록 하되, 종방향으로 연장되도록 거치되는 빔부재로서, 도 1a의 경우 강박스 거더가 이용되고 있음을 알 수 있다.
이러한 강박스 거더(21)는 강판을 가공하여 제작하기 때문에 부식 등을 방지하기 위해 외기에 노출되는 표면은 일정 두께로 도료(부식방지등 목적)가 도포되도록 하고 있다.
이에 통상 품질관리를 위하여 공장 제작 시에 미리 강박스 거더(21)를 도장하고 운반하여 거치시키게 되는데, 유지관리 또는 제작, 운반, 시공 여건 상, 교량하부구조물에 먼저 거치된 교량거더 표면을 추가로 도장해야 하는 경우도 발생하게 된다.
이에 도 1a에 의하면 강박스거더(21)에 설치되는 도장장치(20)는 강박스거더(21)의 양 측부와 하부를 감싸는 형태의 U형 단면의 암부재를 이용하고 있으며,
내측면에는 분사노즐부(22), 구동바퀴부(23), 센서부(24), 전자석부(25), 진공비산흡입부(26)를 포함하고 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 전자석부(25)에 의하여 강박스거더(21)에 부착시킨 상태를 유지 및 해제될 수 있도록 하고, 상기 분사노즐부(22)에 의하여 도료를 분사시켜 일정 두께로 도포될 수 있도록 하고,
상기 구동바퀴부(23)에 의하여 캐터필터와 바퀴를 포함하여 BLDC 모터등에 의하여 도장장치(20)를 강박스거더(21)의 연장방향으로 이동이 가능하도록 하고,
상기 센서부(24)에 의하여 거리측정, 도막두께 측정, CCTV를 포함하도록 하여 도막의 시공 및 품질관리가 가능하도록 하고,
상기 진공비산흡입부(26)에 의하여 분사된 도료가 공중으로 비산되지 않도록 흡입하고,
상기 분사노즐부(22), 구동바퀴부(23), 센서부(24), 전자석부(25), 진공비산흡입부(26)가 내측면에 장착된 U형 단면 암부재는 강박스 거더(21)의 상부에 위치한 제어부(27)에 의하여 제어되도록 하며, 상기 제어부(27)와 U형 단면 암부재는 연결부재(28)에 의하여 서로 연결되어 있다.
이에 종방향으로 이동함에 있어서 전자석부(25)에 의하여 강박스거더(21)에 부착시킨 상태를 유지 및 해제될 수 있도록 하는 방식을 이용하고 있지만, 이를 정밀하게 제어하면서 도장장치(20)를 강박스거더(21)에 연속적으로 이동시키면서 고정되도록 하는 것은 실질적으로 한계가 있게 된다.
도 1b는 종래 도장용 드론(10) 예시도이다.
상기 드론(10)은 크게 몸통부(11), 비행부(12), 배터리부(13)으로 구성되며 즈로 무선으로 비행을 제어할 수 있도록 한 것으로서, 최근 그 응용분야가 확장되고 있다.
이에 드론을 도료등을 분사시킬 수 있도록 하는 도장용 드론(10)도 소개되어 있는데, 도 1b에 의하면, 몸통부(11) 하부에 도료저장부(14)가 설치되어 있고,
몸통부(11) 측방으로 간격유지부(18)와 노즐이 선단에 설치된 도장부(15)가 수평으로 연장되어 있어,
도료저장부(14)로부터 도료가 도장부(15)로 전달되고, 대상물로부터 간격유지부(18)에 의하여 일정한 이격 거리가 유지되도록 한 상태에서, 도장부(15) 선단의 노즐에 의하여 도료가 분사되어 도포되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
하지만, 교량거더와 같이 고공에 위치하는 경우, 드론의 비행을 교량거더의 측방, 저면에 간격유지부(18)을 이용하여 근접되도록 제어하면서, 종방향으로 이동시켠서 도료를 분사시키는 작업은 바람등에 의하여 매우 불안정할 수 밖에 없고, 도포 품질까지 확보하면서 검사하는 것은 실질적으로 어렵다는 한계가 있게 된다.
도 1c는 종래 바퀴장착형 드론(30) 예시도이다.
바퀴를 이용하여 드론이 벽면에 안정적으로 붙어있을 수 있도록 한 것으로서, 바퀴를 지지대처럼 이용하면 벽쪽으로 힘을 주며 벽을 타고 날아다니는 한 것이다.
이에 드론(30)에 지지대(31)와 연결대(32)를 장착하여 지지대 끝의 연결대(32)에 바퀴(33)를 장착하면 드론(30)이 가려는 벽면(34)의 방향으로 바퀴를 댄 후 벽쪽으로 비행하면 벽에 부딪히지 않고 바퀴의 지지력을 얻어 안정적으로 날 수 있기 때문에 두 개의 바퀴 대신 긴 형태의 롤을 이용하면 페인트칠이나 청소를 무인기로 수행할 수 있도록 한 것이다.
이로서 드론(30)에 지지대(31)와 연결대(32)를 이용하여 바퀴(33)가 벽면(34)에 지지되도록 하면서 이동 되도록 할 수 있음을 알 수 있으나, 이는 역시 드론(30)에 설치된 바퀴(33)가 벽면(34)에 지속적으로 접하도록 드론비행을 제어해야 하는데, 이러한 비행제어를 안정적으로 유지하는 것은 실제 어려울 수 밖에 없게 된다.
도 1d는 종래 로봇팔 드론(40) 예시도이다.
즉, 드론(40)은 비행하면서 대상물을 잡거나 드론(40)의 위치를 고정시킨 상태에서 몸통부의 위치를 이동시킬 수 있도록, 로봇팔(42) 몸통부(41)에 부착되어 있으며, 이러한 로봇팔(42)은 고정축모터를 통해 구동되고, 관절부분이 중간에 형성되도록 하여 관절부분을 기준으로 로봇팔(42)이 길이조정도 가능하도록 하고 있음을 알 수 있다.
이에 로봇팔(42)은 와이어와 같은 대상구조물(43)을 잡고 있도록 하여 대상구조물을 잡은 상태를 유지하여 고정 세팅은 가능하지만 로봇팔 드론(40)의 수평이동은 어렵다는 한계가 있음을 알 수 있다.
대한민국 특허 제10-2047208호(발명의 명칭: 정밀시공이 가능한 강재 도장재 분사 로봇장치와 이를 이용한 도장공법, 공개일자: 2019년11월22일) 대한민국 특허 제10-2172495호(발명의 명칭: 도장용 드론 운영시스템, 공개일자: 2020년11월02일일) 대한민국 공개특허 제10-2017-0086225호(발명의 명칭: 바퀴 장착형 드론, 공개일자: 2019년11월22일) 대한민국 공개특허 제10-2020-0097989호(발명의 명칭: 로봇팔이 부착된 스파이더 드론, 공개일자: 2020년08월20일)
이에 본 발명은 예컨대 교량거더와 같은 구조물의 양 측면(외측,내측면), 저면에 안정적으로 접근하여 고정 세팅된 상태에서 도료의 분사, 브러쉬를 이용한 클리닝을 포함하는 구조물 관리작업을 수행하고, 구조물이 연장되는 종방향으로 안정적으로 수평이동하면서 연속적인 유지관리작업을 수행할 수 있는 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법 제공을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법은 제어부를 포함하는 몸통부에 일체로 형성된 암부재의 연장길이와 회전이 제어되는 고정암; 및 상기 고정암 선단에 일체로 형성되어 건설용 드론이 구조물의 상부(A), 하부(B)에 물려져 고정 세팅되는 선단그립부;를 포함하여 상기 고정암의 연장길이와 회전을 제어하여, 구조물의 상부(A), 하부(B)를 고정점으로 건설용 드론이 구조물의 상부(A), 하부(B)에 고정 세팅된 선단그립부에 의하여 상,하 및 수평 이동하도록 제어되며, 상기 선단그립부는, ㄷ 자단면의 몸통부에 형성된 제2길이조정부를 이용하여 구조물의 상부(A), 하부(B)에 물려지도록 하는 것을 제어할 수 있고, 상기 ㄷ 자단면의 몸통부에 형성된 제2회전링크부를 이용하여 구조물의 상부(A), 하부(B)에 용이하게 접근하여 물려지도록 제어부에 의하여 제어되도록 하게 된다.
본 발명에 의하면 건설용 드론의 몸통부에 설치된 고정암의 선단그립부가 구조물의 상부, 하부에 고정 세팅되면서 건설용 드론이 구조물 상부, 하부를 고정점으로 하여 고정암을 이용하여 상,하로 이동할 수 있어 보다 안정적으로 건설용 드론에 의한 구조물 관리작업이 가능한 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법 제공이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 상기 고정암의 선단그립부는 예컨대 구조물의 상부, 하부를 감싸면서 물려져 고정 세팅되도록 하고, 내측면에 구동휠이 설치되어 있어 구조물의 상부, 하부를 기준으로 건설용 드론이 종방향으로 안정적으로 수평 이동이 가능한 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법 제공이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면 상기 고정암과 선단그립부는 신축, 회전이 가능한 제1,2길이조정부와 제1,2회전링크부가 일체로 형성되어 선단그립부의 그립정도를 조정할 수 있도록 하면서, 건설용 드론이 구조물의 상부, 하부를 고정점으로 상,하 이동 및 수평이동이 자유로운 건설용 드론 및 이를 이용한 구조물 관리방법 제공이 가능하게 된다.
도 1a는 종래 교량거더용 도장장치 예시도,
도 1b는 종래 도장용 드론 예시도,
도 1c는 종래 바퀴장착형 드론 예시도,
도 1d는 종래 로봇팔 드론 예시도,
도 2a는 본 발명의 건설용 드론의 구성 및 설치예시도,
도 2b는 본 발명의 건설용 드론의 작업수단 예시도,
도 2c, 도 2d 및 도 2e는 본 발명의 건설용 드론의 고정 세팅예시도,
도 2f는 본 발명의 건설용 드론의 상,하 이동 예시도,
도 2g는 본 발명의 건설용 드론의 수평 이동 예시도,
도 3은 본 발명의 건설용 드론을 이용한 구조물 관리방법 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[ 본 발명의 건설용 드론(100) ]
도 2a는 본 발명의 건설용 드론(100)의 구성 및 설치예시도, 도 2b는 본 발명의 건설용 드론(100)의 작업수단(140) 예시도, 도 2c, 도 2d 및 도 2e는 본 발명의 건설용 드론(100)의 고정 세팅예시도, 도 2f는 본 발명의 건설용 드론(100)의 상,하 이동 예시도, 도 2g는 본 발명의 건설용 드론(100)의 수평 이동 예시도를 도시한 것이다.
상기 본 발명의 건설용 드론(100)은 예컨대 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 고정 세팅시켜, 건설용 드론(100)이 구조물(200) 상부(A), 하부(B)을 고정점으로 하여 고정암(120)을 이용하여 상,하 및 수평 이동할 수 있어 보다 안정적으로 건설용 드론(100)에 의한 구조물(200) 관리작업이 가능하도록 한 것이다.
이를 위해 상기 건설용 드론(100)은 몸통부(110)에 설치된 고정암(120)의 선단그립부(130)가 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려져 고정 세팅되면서 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)을 고정점으로 하여 고정암(120)을 이용하여 상,하로 이동할 수 있도록 하게 되며,
상기 고정암(120)의 선단그립부(130)는 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물(200)의 상부, 하부를 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 수평 이동이 가능하도록 하게 된다.
이러한 건설용 드론(100)의 몸통부(110)에 설치되며 선단그립부(130)가 선단에 형성된 고정암(120)은, 신축, 회전이 가능한 제1길이조정부(121)와 제1회전링크부(122)가 일체로 형성되어 구조물(200)의 형상에 따른 고정 세팅이 용이하도록 하고, 선단그립부(130)도 그립 정도를 조정할 수 있도록 제2길이조정부(131)와 제2회전링크부(132)를 구비하게 된다.
이에 작업자는 구조물(200)로부터 떨어지 위치에서 상기 건설용 드론(100)을 비행시켜 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 건설용 드론(100)의 선단그립부(130)가 물려지도록 조작한 후,
상기 건설용 드론(100)의 몸통부(110)에 설치된 작업수단(140)을 이용하여 구조물(200)의 도장, 클리닝등의 작업을 가능하도록 하며, 이러한 작업은 고정암(120)을 이용하여 건설용 드론(100)의 상,하 및 수평이동을 통해서 이루어지게 된다.
이에 상기 건설용 드론(100)은 도 2a와 같이, 몸통부(110), 고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)을 포함하게 된다.
먼저 상기 몸통부(110)는 도 2a와 같이, 건설용 드론(100)의 고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)이 설치되는 부위로서, 작업자가 유,무선으로 비행이 가능하도록 자율비행부(111)를 제어하면서,
고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)의 작동을 함께 제어하는 제어부(112)가 설치되고, 작업수단(140)이 도료의 분사를 목적으로 하는 경우 도료저장부(113)가 설치되는 부위이기도 하다.
이에 도료저장부(113)는 몸통부(110) 하부에 장착되어 있고, 프로펠러를 포함하는 자율비행부(111)는 몸통부(110)의 중간부위에 다수가 설치되도록 하게 된다.
또한 상기 제어부(112)는 센서, 카메라, CCTV를 필요에 따라 더 설치할 수 있도록 고정암(120)에 설치될 수 있음을 알 수 있고,
이에 작업자가 제어할 수 있는 제어부(112)는 고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)의 작동을 제어하는 알고리즘을 포함하게 된다.
상기 고정암(120)은 도 2a와 같이, 몸통부(110)의 상부와 하부에 각각 설치되어 몸통부(110)가 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 선단그립부(130)에 의하여 물려져 고정 세팅될 수 있도록, 제1길이조정부(121)와 제1회전링크부(122)가 설치된 암부재(123)를 포함하게 되며, 고정암(120) 선단에 선단그립부(130)가 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.
즉, 고정암(120)은 암부재(123)가 제1길이조정부(121)에 의하여 연장 길이가 연장 및 축소될 수 있도록 하여 선단그립부(130)가 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 용이하게 접근 및 분리가 가능하도록 하고,
제1회전링크부(122)에 의하여 암부재(123)의 위치, 회전이 가능하도록 함으로서 정밀한 건설용 드론(100)의 위치 조정이 가능하도록 하게 되며,
이러한 제1길이조정부(121), 제1회전링크부(122)는 제어부(112)를 통해 작업자가 조정하게 된다.
이에 제어부(112)는 고정암(120)의 연장길이 제어, 구조물(200)에 접근을 용이하게 제어할 수 있도록 몸통부(110)가 아닌 고정암(120)에 각각 설치하여 보다 정밀한 제어가 가능하도록 하게 된다.
이에, 도 2a에 의하면, 고정암(120)은 몸통부(110)의 상부와 하부에 각각 2개씩 4개가 설치되어 상부에 위치한 고정암(120)이 구조물(200) 상부에 고정 세팅되고, 하부에 위치한 고정암(120)이 구조물(200) 하부에 고정 세팅되도록 하여 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 건설용 드론(100)의 선단그립부(130)가 물려지도록 조작할 수 있어, 자율비행 상태에 더하여 구조물(200)에 안정적으로 고정 세팅되어 작업수단(140)을 작동시킬 수 있게 됨을 알 수 있다.
이러한 고정암(120)을 이용하여 건설용 드론(100)의 상,하 이동이 가능하게 되면 선단에 일체로 형성된 선단그립부(130)에 의하여 건설용 드론(100)이 구조물(200)을 따라 수평 이동이 가능하도록 하게 된다.
또한 암부재(123)는 제1길이조정부(121), 제1회전링크부(122)가 설치되어 길이의 연장 및 축소가 되는 봉부재를 포함하게 된다.
다음으로 선단그립부(130)는 도 2a와 같이, 각 고정암(120) 선단에 일체로 형성되어 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려져 고정 세팅되도록 하면서, 구조물(200)을 따라 건설용 드론(100)이 상,하 및 수평 이동도록 하는 역할을 하게 된다.
이에 선단그립부(130)는 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)의 형상에 대응하도록 도 2a의 경우 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 제2길이조정부(131)와 제2회전링크부(132)를 구비하게 된다.
이에 선단그립부(130)의 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2길이조정부(131)를 이용하여 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려지도록 하는 것을 제어할 수 있고,
역시 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2회전링크부(132)를 이용하여 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 용이하게 접근하여 물려지도록 하게 되면 이러한 선단그립부(130) 역시 제어부(112)에 의하여 제어된다.
또한 상기 선단그립부(130)는 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려진 상태에서 구조물(200)를 따라 수평 이동이 가능하도록 내측면에 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물의 상부(A), 하부(B)을 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 안정적으로 수평 이동이 가능하도록 하게 된
이러한 구동휠(134)은 BLDC 모터 및 축전지가 없어도 슬라이딩이 가능하도록 한 것으로서 이는 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2길이조정부(131)와 제2회전링크부(132)를 이용하여 구조물(200)에 물려져 있는 상태이기 때문에 그립력을 감소시켜 그대로 수평 이동이 가능하게 된다.
이에, 도 2a에 의하면 상기 선단그립부(130)는 건설용 드론(100)의 상부와 하부 고정암(120) 선단에 설치되어 구조물(200)의 상부(A)와 하부(B)에 물려져 있음을 알 수 있고, 구조물(200)의 종방향으로 구동휠(134)을 이용하여 수평 이동할 수 있게 된다.
상기 작업수단(140)은 도 2a 및 도 2b와 같이, 구조물(200) 관리 필요한 도장, 클리닝과 같은 작업을 건설용 드론(100)이 수행하도록 하는 역할을 하게 되며, 이는 선단그립부(130)에 의하여 몸통부(110)가 구조물(200)에 고정 세팅된 상태에서, 고정암(120)에 의하여 몸통부(110)가 상,하 이동 및 수평이동하면서 필요한 작업을 하도록 하게 된다.
이에 도 2b를 참조하면, 작업수단(140)의 목표가 도장인 경우 구조물(200)에 작업수단(140)이 접하도록 비행 제어를 하되, 상기 작업수단(140)으로 도료저장부(113)에 의하여 공급되는 도료를 분사시키는 장치로 구성될 수 있게 된다.
이에 ㄷ자형 박스형태의 작업하우징(141)이 연결암(142)에 의하여 몸통부(110)에 연결되어 회전, 길이조정이 가능하도록 하되, 작업하우징(141)의 내측면에는 에어커튼(143)이 형성되도록 하고, 흡입관(145)과 도장분사노즐(144)이 작업하우징(141) 내부로 노출되도록 할 수 있음을 알 수 있으며, 구조물(200)과 접하는 면에 비산먼지, 분사된 도료액을 차단하는 기능을 포함하는 클리닝수단(146)도 작업하우징(141)의 외주면을 따라 설치될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 작업수단(140)은 목표에 맞게 다른 수단으로 대체될 수 있을 것이다.
도 2c, 도 2d 및 도 2e는 본 발명의 건설용 드론(100)의 고정 세팅예시도, 도 2f는 본 발명의 건설용 드론(100)의 상,하 이동 예시도, 도 2g는 본 발명의 건설용 드론(100)의 수평 이동 예시도로서 건설용 드론(100)의 작동 예시를 확인할 수 있다.
이에 도 2c에 의하면 본 발명의 건설용 드론(100)은 구조물(200)이 교량용 거더인 경우 교량용 거더의 외측면(210)에 고정암(120)에 의하여 고정 세팅되어 작업수단(140)이 상기 외측면(210)에 접하도록 설치할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 상부의 고정암(120)은 교량의 방호벽과 같은 구조물 상부(A)에 고정 세팅되어 있고, 하부의 고정암(120)은 교량용 거더의 하부플랜지와 같은 구조물 하부(B)에 고정 세팅되어 있어 몸통부(110)에 설치된 작업수단(140)은 구조물(200) 외측면(210)에 접하도록 하여 필요한 도장작업을 할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 도 2d에 의하면 본 발명의 건설용 드론(100)은 구조물(200)이 역시 교량용 거더로서 교량용 거더의 저면(220)에 고정암(120)에 의하여 고정 세팅되어 작업수단(140)이 상기 저면(220)에 접하도록 설치할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 상부의 고정암(120)은 교량의 하부플랜지와 같은 구조물 양 하부(B)에 고정 세팅되어 있고, 하부의 고정암(120)은 달리 사용되지 않으며, 몸통부(110)에 설치된 작업수단(140)은 구조물(200) 저면(220)에 접하도록 하여 필요한 도장작업을 할 수 있음을 알 수 있다.
다음으로 도 2e에 의하면 본 발명의 건설용 드론(100)은 구조물(200)이 교량용 거더인 경우 교량용 거더의 내측면(230)에 고정암(120)에 의하여 고정 세팅되어 작업수단(140)이 상기 내측면(230)에 접하도록 설치할 수 있음을 알 수 있다.
통상 교량용 거더는 횡방향으로 서로 이격되어 거치되기 때문에 측방으로 서로 이격된 인접하도록 설치되어 있는데 이러한 측방공간에서도 본 발명의 건설용 드론(100)은 고정암(120)과 작업수단(140)을 이용하여 내측면(230)에 필요한 작업이 가능하게 된다.
즉, 상부의 고정암(120)은 교량용 거더의 하부플랜지와 같은 구조물 양 하부(B)에 고정 세팅되어 있어 몸통부(110)에 설치된 작업수단(140)은 구조물(200) 내측면(230)에 접하도록 하여 필요한 도장작업을 할 수 있음을 알 수 있다.
즉, 상기 작업수단(140)은 ㄷ자형 박스형태의 작업하우징(141)이 연결암(142)에 의하여 몸통부(110)에 연결되어 회전, 길이조정이 가능하도록 하고 있음을 알 수 있으며, 작업하우징(141)의 내측면에는 에어커튼(143)이 형성되도록 하고, 도장분사노즐(144)가 작업하우징(141)로 노출되도록 할 수 있음을 알 수 있다.
도 2f에 의하면, 본 발명읜 건설용 드론(100)이 구조물(200)에 상,하 이동예시도를 확인할 수 있다.
이러한 상,하 이동은 상부 고정암(120)은 구조물(200)의 상부(A)에 물려져 고정 세팅되고, 하부 고정암(120)은 구조물(200)의 하부(B)에 물려져 고정 세팅된 상태에서, 고정암(120)의 제1길이조정부(121)를 이용하여 가능하게 됨을 알 수 있다.
즉, 도 2f의 아래쪽 도면들중 좌측도면에 의하면, 건설용 드론(100)이 개략 구조물(200)로서 교량용 거더의 측면 중간에 배치된 상태로서, 상부 고정암(120)과 하부 고정암(120)에 의하여 중간 위치를 유지한 상태에서 작업수단(140)을 이용하여 필요한 작업을 진행할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 2f의 아래쪽 도면들중 중간도면에 의하면, 건설용 드론(100)이 개략 구조물(200)로서 교량용 거더의 측면 상부에 배치된 상태로서, 하부 고정암(120)이 제1길이조정부(121)가 더 연장되도록 제어하고, 상부 고정암(120)의 제1 길이조정부(121)에 의하여 감소돼도록 제어하여, 간단하게 상부 고정암(120)과 하부 고정암(120)에 의하여 상부 위치를 유지한 상태에서 작업수단(140)을 이용하여 필요한 작업을 진행할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 2f의 아래쪽 도면들중 우측도면에 의하면, 건설용 드론(100)이 개략 구조물(200)로서 교량용 거더의 측면 하부에 배치된 상태로서, 상부 고정암(120)이 제1길이조정부(121)가 더 연장되도록 제어하고, 하부 고정암(120)의 제1 길이조정부(121)에 의하여 감소되도록 제어하여, 역시 간단하게 상부 고정암(120)과 하부 고정암(120)에 의하여 하부 위치를 유지한 상태에서 작업수단(140)을 이용하여 필요한 작업을 진행할 수 있음을 알 수 있다.
이에 건설용 드론(100)은 고정암(120)에 의하여 구조물(200)에 안정적으로 물려져 고정 세팅된 상태에서, 상,하 이동이 가능하기 때문에 보다 안정적으로 구조물의 측면에서 상,하부 이동이 가능하게 된다.
도 2g에 의하면, 본 발명읜 건설용 드론(100)이 구조물(200)을 기준으로 수평 이동하는 예시도를 확인할 수 있다.
본 발명의 건설용 드론(100)은 고정암(120)의 선단에 선단그립부(130)가 형성되어 있고, 상기 선단그립부(130)는 구조물의 상부(A), 하부(B)에 물려져 있고, 선단그립부(130)에는 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물(200)의 상부, 하부를 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 수평 이동이 가능하게 된다.
즉, 고정암(120)은 그대로 고정 세팅시킨 상태에서, 제어부(112)를 통해 구동휠(134)을 작동 또는 정지시켜 가면서 건설용 드론(100)은 안정적으로 수평 이동 가능함을 알 수 있다.
[ 본 발명의 건설용 드론(100)을 이용한 구조물(200) 관리방법]
도 3은 본 발명의 건설용 드론(100)을 이용한 구조물(200) 관리방법 순서도를 도시한 것이다.
상기 건설용 드론(100)을 이용한 구조물(200) 관리방법은 건설용 드론(100)을 이용하여 구조물(200)의 관리작업으로서 도장 작업을 기준으로 살펴보기로 한다.
먼저 본 발명의 건설용 드론(100)을 구비하여 구조물(200)에 고정 세팅시키게 된다.(S110)
상기 건설용 드론(100)은, 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 고정 세팅되면서, 건설용 드론(100)이 구조물(200) 상부(A), 하부(B)을 고정점으로 하여 고정암을 이용하여 상,하 및 수평 이동할 수 있어 보다 안정적으로 건설용 드론(100)에 의한 구조물(200) 관리작업이 가능하도록 한 것임은 살펴본 바와 같다.
이러한 건설용 드론(100)은 도 2a와 같이, 몸통부(110), 고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)을 포함하게 되며, 몸통부(110)에 설치된 고정암(120)의 선단그립부(130)가 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려져 고정 세팅되면서 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)을 고정점으로 하여 고정암(120)을 이용하여 상,하로 이동할 수 있도록 하게 되며, 상기 고정암(120)의 선단그립부(130)는 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물(200)의 상부, 하부를 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 수평 이동이 가능하도록 하게 됨은 살펴본 바와 같다.
다음으로 본 발명의 구조물(200)에 고정 세팅된 건설용 드론(100)을 구조물(200)의 외측면, 저면, 내측면에서 고정암(120)을 이용하여 건설용 드론(100)의 상,하 이동하면서 작업수단(140)을 이용하여 구조물(200)의 관리 작업을 상,하 수행하게 된다.
앞서 살펴본 바와 같이 상기 상,하 이동은 상부 고정암(120)이 구조물(200)의 상부(A)에 물려져 고정 세팅되고, 하부 고정암(120)은 구조물(200)의 하부(B)에 물려져 고정 세팅된 상태에서, 고정암(120)의 제1길이조정부(121)를 이용하여 가능하게 된다.
즉, 도 2f를 참조하면 건설용 드론(100)이 개략 구조물(200)로서 교량용 거더의 측면 중간에 배치된 상태로서, 상부 고정암(120)과 하부 고정암(120)에 의하여 중간 위치를 유지한 상태에서 작업수단(140)을 이용하여 필요한 작업을 진행할 수 있으며,
도 2f를 참조하면, 건설용 드론(100)이 개략 구조물(200)로서 교량용 거더의 측면 상부에 배치된 상태로서, 하부 고정암(120)이 제1길이조정부(121)가 더 연장되도록 제어하고, 상부 고정암(120)의 제1길이조정부(121)에 의하여 감소돼도록 제어하여, 간단하게 상부 고정암(120)과 하부 고정암(120)에 의하여 상부 위치를 유지한 상태에서 작업수단(140)을 이용하여 필요한 작업을 진행할 수 있으며,
도 2f를 참조하면, 건설용 드론(100)이 개략 구조물(200)로서 교량용 거더의 측면 하부에 배치된 상태로서, 상부 고정암(120)이 제1길이조정부(121)가 더 연장되도록 제어하고, 하부 고정암(120)의 제1길이조정부(121)에 의하여 감소돼도록 제어하여, 역시 간단하게 상부 고정암(120)과 하부 고정암(120)에 의하여 하부 위치를 유지한 상태에서 작업수단(140)을 이용하여 필요한 작업을 진행할 수 있음을 알 수 있다.
이때 본 발명의 건설용 드론(100)은 구조물(200)의 외측면과 내측면은 중간, 상부, 하부를 상하 이동하면서 필요한 도장작업을 할 수 있게 되며, 구조물(200)의 저면은 상,하 이동 없이도 가능하게 된다.
다음으로 본 발명의 구조물(200)에 고정 세팅된 건설용 드론(100)을 수평 이동하면서 작업수단(140)을 이용하여 구조물(200)의 관리작업을 연속적으로 수행하게 된다.(S130)
즉, 앞에서 살펴본 바와 같이 건설용 드론(100)은 고정암(120)의 선단에 선단그립부(130)가 형성되어 있고, 상기 선단그립부(130)는 구조물의 상부(A), 하부(B)에 물려져 있고, 선단그립부(130)에는 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물(200)의 상부, 하부를 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 수평 이동이 가능하게 되며, 고정암(120)은 그대로 고정 세팅시킨 상태에서, 제어부(112)를 통해 구동휠(134)을 작동 또는 정지시켜 가면서 건설용 드론(100)은 안정적으로 수평 이동 가능하게 된다.
즉, 교량용 거더와 같은 구조물(200)은 일정한 길이로 연장되어 있으므로 건설용 드론(100)을 수평 이동시키면서 전체 구조물에 대한 도장작업이 가능하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 건설용 드론
110: 몸통부
111: 자율비행부 112: 제어부
113: 도료저장부
120: 고정암
121: 제1길이조정부 122: 제1회전링크부
123: 암부재
130: 선단그립부
131: 제2길이조정부 132: 제2회전링크부
133: ㄷ자단면의 몸통부 134: 구동휠
140: 작업수단
141: 작업하우징 142: 연결암
143: 에어커튼 144: 도장분사노즐
145: 흡입관 146: 클리닝수단
200: 구조물
210: 외측면 220: 저면
230: 내측면
A: 구조물의 상부 B: 구조물의 하부

Claims (10)

  1. 제어부(112)를 포함하는 몸통부(110)에 일체로 형성된 암부재(123)의 연장길이와 회전이 제어되는 고정암(120); 및 상기 고정암(120) 선단에 일체로 형성되어 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려져 고정 세팅되는 선단그립부(130);를 포함하여
    상기 고정암(120)의 연장길이와 회전을 제어하여, 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)를 고정점으로 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 고정 세팅된 선단그립부(130)에 의하여 상,하 및 수평 이동하도록 제어되며, 상기 선단그립부(130)는, ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2길이조정부(131)를 이용하여 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려지도록 하는 것을 제어할 수 있고, 상기 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2회전링크부(132)를 이용하여 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 용이하게 접근하여 물려지도록 제어부(112)에 의하여 제어되는 건설용 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부(110)는,
    유,무선으로 비행이 가능하도록 하는 자율비행부(111); 및 고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)의 작동을 함께 제어하는 제어부(112);를 포함하며, 상기 작업수단(140)이 도장작업을 목료로 하여 도료저장부(113)가 더 포함될 수 있도록 하는 건설용 드론.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정암(120)은,
    몸통부(110)의 상부와 하부에 각각 설치되어 몸통부(110)가 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 선단그립부(130)에 의하여 물려져 고정 세팅될 수 있도록, 제1길이조정부(121)와 제1회전링크부(122)가 설치된 암부재(123)를 포함하며, 상기 고정암(120) 선단에 선단그립부(130)가 일체로 형성되는 건설용 드론.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선단그립부(130)는,
    구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려진 상태에서 구조물(200)를 따라 수평 이동이 가능하도록 내측면에 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물의 상부(A), 하부(B)을 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 안정적으로 수평 이동이 가능하도록 하고, 상기 구동휠(134)은 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2길이조정부(131)와 제2회전링크부(132)를 이용하여 구조물(200)에 물려져 있는 상태이기 때문에 그립력을 감소시켜 수평 이동이 가능하도록 하는 건설용 드론.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 몸통부(110)는,
    구조물(200)의 도장, 클리닝 작업을 포함하는 관리에 건설용 드론(100)이 수행하도록 하는 역할을 하는 것으로서, 선단그립부(130)에 의하여 몸통부(110)가 구조물(200)에 고정 세팅된 상태에서, 고정암(120)에 의하여 몸통부(110)가 상,하 이동 및 수평이동하면서 필요한 작업을 하도록 하는 작업수단(140)을 포함하며,
    상기 작업수단(140)은, ㄷ자형 박스형태의 작업하우징(141)이 연결암(142)에 의하여 몸통부(110)에 연결되어 회전, 길이조정이 가능하도록 하되, 작업하우징(141)의 내측면에는 에어커튼(143)이 형성되도록 하고, 도장분사노즐(144)이 작업하우징(141)로 노출되도록 할 수 하되, 작업하우징(141)의 내측면에는 에어커튼(143)이 형성되도록 하고, 흡입관(145)과 도장분사노즐(144)이 작업하우징(141) 내부로 노출되도록 하며, 구조물(200)과 접하는 면에 비산먼지, 분사된 도료액을 차단하는 기능을 포함하는 클리닝수단(146)도 작업하우징(141)의 외주면을 따라 설치되도록 할 수 있는 건설용 드론.
  7. (a) 제어부(112)를 포함하는 몸통부(110)에 일체로 형성된 암부재(123)의 연장길이와 회전이 제어되는 고정암(120); 및 상기 고정암(120) 선단에 일체로 형성되어 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려져 고정 세팅되는 선단그립부(130);를 포함하는 건설용 드론(100)을 구조물(200)에 설치하는 단계;
    (b) 구조물(200)에 고정 세팅된 건설용 드론(100)을 구조물(200)의 외측면, 저면, 내측면에서 고정암(120)을 이용하여 건설용 드론(100)의 상,하 이동하면서 작업수단(140)을 이용하여 구조물(200)의 관리 작업을 상,하 수행하는 단계; 및
    (c) 구조물(200)에 고정 세팅된 건설용 드론(100)을 수평 이동하면서 작업수단(140)을 이용하여 구조물(200)의 관리작업을 연속적으로 수행하는 단계;를 포함하며,
    상기 (a) 단계에서, 고정암(120)의 연장길이와 회전을 제어하여, 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)를 고정점으로 건설용 드론(100)이 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 고정 세팅된 선단그립부(130)에 의하여 상,하 및 수평 이동하도록 제어되며, 상기 선단그립부(130)는, ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2길이조정부(131)를 이용하여 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려지도록 하는 것을 제어할 수 있고, 상기 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2회전링크부(132)를 이용하여 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 용이하게 접근하여 물려지도록 제어부(112)에 의하여 제어되는 건설용 드론을 이용한 구조물 관리방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (a)단계의 몸통부(110)는, 유,무선으로 비행이 가능하도록 하는 자율비행부(111); 및 고정암(120), 선단그립부(130), 작업수단(140)의 작동을 함께 제어하는 제어부(112);를 포함하며, 상기 작업수단(140)이 도장작업을 목료로 하여 도료저장부(113)가 더 포함될 수 있도록 하며,
    상기 (a)단계의 고정암(120)은, 몸통부(110)의 상부와 하부에 각각 설치되어 몸통부(110)가 구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 선단그립부(130)에 의하여 물려져 고정 세팅될 수 있도록, 제1길이조정부(121)와 제1회전링크부(122)가 설치된 암부재(123)를 포함하며, 상기 고정암(120) 선단에 선단그립부(130)가 일체로 형성되는 건설용 드론을 이용한 구조물 관리방법.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (b)단계의 선단그립부(130)는,
    구조물(200)의 상부(A), 하부(B)에 물려진 상태에서 구조물(200)를 따라 수평 이동이 가능하도록 내측면에 내측면에 구동휠(134)이 설치되어 있어 구조물의 상부(A), 하부(B)을 기준으로 건설용 드론(100)이 종방향으로 안정적으로 수평 이동이 가능하도록 하고,
    상기 (b)단계의 선단그립부(130)는,
    상기 구동휠(134)이 ㄷ 자단면의 몸통부(133)에 형성된 제2길이조정부(131)와 제2회전링크부(132)를 이용하여 구조물(200)에 물려져 있는 상태이기 때문에 그립력을 감소시켜 수평 이동이 가능하도록 하는 건설용 드론을 이용한 구조물 관리방법.

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