KR102520884B1

KR102520884B1 - 로봇 다이아몬드 쏘우

Info

Publication number: KR102520884B1
Application number: KR1020220050768A
Authority: KR
Inventors: 이성준; 이채문
Original assignee: 주식회사 이건
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2023-04-12
Also published as: WO2023211026A1

Abstract

본 발명의 커팅 로봇은, 주행가능한 차체의 양측에 승강회동 가능하게 장착되는 메인프레임; 상기 차체와 상기 메인프레임 사이에 연결되어 상기 메인프레임을 회동시키는 제1유압실린더; 상기 메인프레임의 전단부에 회동가능하게 연결되는 수평프레임; 상기 메인프레임과 상기 수평프레임 사이에 연결되어 상기 수평프레임을 회동시키는 제2유압실린더; 상기 수평프레임의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되는 커팅프레임; 상기 수평프레임과 상기 커팅프레임 사이에 연결되어 상기 커팅프레임을 좌우로 회동시키는 제3유압실린더; 상기 커팅프레임의 전단부에 장착되어 전기모터에 의해 수평회동축을 중심으로 회전되는 커팅날 장착부; 및 상기 커팅날 장착부에 회전가능하게 지지되는 커팅회전축에 착탈가능하게 장착되어 유압모터에 의해 회전되는 커팅날을 포함한다.

Description

로봇 다이아몬드 쏘우{Robot Diamond Saw}

본 발명은 커팅 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 커팅날의 높이를 변경하여 벽체를 절단할 수 있고 커팅날을 회전시켜 바닥도 절단할 수 있으며 크기가 다른 커팅날을 교체하여 장착할 수 있고 와이어 쏘를 회전시키는 와이어휠을 장착할 수도 있으며 주행 가능한 커팅 로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 월 쏘(wall saw)라고도 불리우는 벽면 커팅기는 바닥면에 수직으로 세워진 벽체를 회전되는 커팅날로 절단하도록 구성되어 있다. 종래에는 벽면을 따라 고정되도록 설치된 가이드레일을 따라 커팅기가 이동하면서 벽체를 절단하도록 구성하였다. 커팅날이 회전하면서 콘크리트 벽체를 커팅하기 때문에 이를 지지하기 위해서는 가이드레일이 견고하게 고정되도록 설치해야 한다.

이처럼 종래의 월쏘는 가이드레일을 따라 정해진 경로로 이동하면서 커팅을 수행하기 때문에, 만약 다른 경로로 이동하면서 커팅을 수행해야 하는 경우 기존의 설치된 가이드레일을 걷어내고 다른 경로에 다시 가이드레일을 고정되도록 설치해야 하므로 커팅 작업의 효율이 매우 떨어지는 단점이 있다. 예를 들어, 벽체의 높이가 다른 위치에서 절단하려고 하는 경우에도 가이드레일을 다시 설치해야 하므로, 작업량이 많아지고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

한편, 바닥 커팅기는 바닥면을 따라 이동하면서 바닥면에 수직으로 세워진 커팅날을 회전시켜 바닥면을 절단하도록 구성되어 있다. 종래에는 커팅날이 부착된 프레임을 상하로 회동시켜 커팅날의 절단 깊이를 조절하도록 구성하였다.

그런데, 종래의 바닥 커팅기는 커팅날의 높이가 조절되지만 바닥면에 수직으로 세워진 커팅날의 각도는 고정되어 있기 때문에, 종래의 바닥 커팅기는 절단 각도를 기울이는 것이 불가능하였고, 바닥 커팅기로 벽체를 절단하는 것도 불가능하였다.

본 발명은 커팅날의 높이를 변경하여 벽체를 가로로 절단할 수 있고 커팅날을 회전시켜 벽체를 세로로 절단하거나 바닥도 절단할 수 있으며 크기가 다른 커팅날을 교체하여 장착할 수 있고 와이어 쏘를 회전시키는 와이어휠을 장착할 수도 있으며 주행 가능한 커팅 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커팅 로봇은, 주행가능한 차체의 양측에 승강회동 가능하게 장착되는 메인프레임; 상기 차체와 상기 메인프레임 사이에 연결되어 상기 메인프레임을 회동시키는 제1유압실린더; 상기 메인프레임의 전단부에 회동가능하게 연결되는 수평프레임; 상기 메인프레임과 상기 수평프레임 사이에 연결되어 상기 수평프레임을 회동시키는 제2유압실린더; 상기 수평프레임의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되는 커팅프레임; 상기 수평프레임과 상기 커팅프레임 사이에 연결되어 상기 커팅프레임을 좌우로 회동시키는 제3유압실린더; 상기 커팅프레임의 전단부에 장착되어 전기모터에 의해 수평회동축을 중심으로 회전되는 커팅날 장착부; 및 상기 커팅날 장착부에 회전가능하게 지지되는 커팅회전축에 착탈가능하게 장착되어 유압모터에 의해 회전되는 커팅날을 포함한다.

상기 메인프레임은 상기 차체의 양측에 고정된 차체프레임의 상단부에 회동가능하게 연결되고, 상기 제1유압실린더는 상기 차체프레임의 중간부와 상기 메인프레임의 중간부에 연결될 수 있다.

상기 제2유압실린더는 상기 메인프레임의 중간에 고정된 연결프레임과 상기 수평프레임의 상측에 고정된 수직프레임부 사이에 연결되고, 상기 수직프레임부는 상기 제2유압실린더의 전단부가 연결되는 연결부를 높이를 달리하여 2개 이상 구비할 수 있다.

상기 제3유압실린더는 상기 수평프레임의 양측 후단부에 구비된 실린더연결축과 상기 커팅프레임의 상면 양측에 구비된 실린더연결축 사이에 연결될 수 있다.

상기 커팅날 장착부의 수평회동축은 상기 커팅프레임의 전단부에 장착되고, 상기 전기모터는 상기 커팅프레임의 상면에 장착되되 2개의 감속기에 의해 감속되어 상기 수평회동축을 정역회전시킬 수 있다.

상기 커팅날 장착부에 착탈가능하게 장착되어 상기 커팅날의 일측 절반을 덮는 커버를 더 포함할 수 있다.

상기 커버는 상기 커팅날 장착부에 회동가능하게 장착되고, 상기 수평프레임의 전단부와 상기 커버의 일측 사이에 스프링이 연결되어, 상기 커팅프레임이 회동될 때 상기 스프링은 상기 커버를 회동시킬 수 있다.

상기 커버는 중심부가 절개되고 반원형 디스크 형태를 가진 본체부와, 상기 본체부의 외주면에 높이조절가능하게 결합되는 곡면커버부를 포함할 수 있다.

상기 커팅회전축에 상기 커팅날 대신 착탈가능하게 장착되어 와이어 쏘를 회전시키는 와이어휠과, 상기 커팅날 장착부에 장착되고 두 쌍의 보조롤러를 구비하여 상기 와이어 쏘를 지지하는 롤러가이드를 더 포함할 수 있다.

상기 수평프레임의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되고 상기 커팅프레임을 신축가능하게 지지하는 프레임가이드를 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 커팅 로봇에 의하면, 커팅날의 높이를 변경하여 벽체를 가로로 절단할 수 있고 커팅날을 회전시켜 벽체를 세로로 절단하거나 바닥도 절단할 수 있으며 크기가 다른 커팅날을 교체하여 장착할 수 있고 와이어 쏘를 회전시키는 와이어휠을 장착할 수도 있으며 스스로 주행 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅 로봇을 나타내는 측면도이다.
도 2는 커팅 로봇의 차체를 나타내는 정면도이다.
도 3은 메인프레임부터 커팅날까지 상승되는 것을 나타내는 일부 측면도이다.
도 4는 커팅 로봇을 나타내는 상면도이다.
도 5는 커팅 로봇이 우측에 있는 벽체를 절단하는 것을 나타내는 상면도이다.
도 6은 커팅 로봇이 좌측에 있는 벽체를 절단하는 것을 나타내는 상면도이다.
도 7은 커팅 로봇이 정면에 있는 벽체를 세로로 절단하는 것을 나타내는 측면도이다.
도 8은 커팅프레임이 우측으로 회동될 때 커팅날의 커버가 스프링에 의해 회동되는 것을 나타내는 상면도이다.
도 9는 커팅프레임의 전방 커팅날 장착부에 장착되는 커버를 나타내는 상면도이다.
도 10은 커팅날과 커버를 나타내는 종단면도이다.
도 11은 커팅날 장착부에 와이어휠과 롤러가이드가 장착된 것을 나타내는 측면도이다.
도 12는 커팅프레임이 수평프레임에 회동가능하게 장착되는 프레임가이드에 신축가능하게 장착된 것을 나타내는 상면도이다.
도 13은 프레임가이드에 커팅프레임이 신축됨에 따라 큰 커팅날이 장착된 것(a)과 작은 커팅날이 장착된 것(b)을 나타내는 상면도이다.

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 커팅 로봇을 나타내는 측면도이고, 도 2는 커팅 로봇의 차체를 나타내는 정면도이며, 도 3은 메인프레임부터 커팅날까지 상승되는 것을 나타내는 일부 측면도이고, 도 4는 커팅 로봇을 나타내는 상면도이며, 도 5는 커팅 로봇이 우측에 있는 벽체를 절단하는 것을 나타내는 상면도이고, 도 6은 커팅 로봇이 좌측에 있는 벽체를 절단하는 것을 나타내는 상면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 커팅 로봇(100)은 다이아몬드 쏘(diamond saw)를 이용하여 콘크리트 벽체 또는 바닥면 등의 구조물을 절단할 수 있다. 커팅 로봇(100)은 엔진과 바퀴 또는 무한궤도를 구비하여 바닥면을 따라 스스로 주행할 수 있다.

커팅 로봇(100)은, 주행가능한 차체(110)의 양측에 승강회동 가능하게 장착되는 메인프레임(130), 차체와 메인프레임 사이에 연결되어 메인프레임을 회동시키는 제1유압실린더(135), 메인프레임의 전단부에 회동가능하게 연결되는 수평프레임(140), 메인프레임과 수평프레임 사이에 연결되어 수평프레임을 회동시키는 제2유압실린더(145), 수평프레임의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되는 커팅프레임(150), 수평프레임과 커팅프레임 사이에 연결되어 커팅프레임을 좌우로 회동시키는 제3유압실린더(160), 커팅프레임의 전단부에 장착되어 전기모터(170)에 의해 수평회동축을 중심으로 회전되는 커팅날 장착부(177), 및 커팅날 장착부에 회전가능하게 지지되는 커팅회전축(185)에 착탈가능하게 장착되어 유압모터(180)에 의해 회전되는 커팅날(190)을 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 차체(110)는 외관이 대략 직육면체 형태로 형성될 수 있다. 차체(110)는 하단부 양측에 2쌍(4개)의 바퀴, 3개의 바퀴 또는 1쌍의 무한궤도(120)를 구비하여 바닥면에서 스스로 주행할 수 있다. 4개의 바퀴를 구비하는 경우, 전륜 또는 후륜 구동으로 구성될 수 있고, 후륜 또는 전륜이 조향 바퀴로 구성될 수 있다. 3개의 바퀴를 구비하는 경우, 후륜 구동으로 구성될 수 있고, 후륜이 조향 바퀴로 구성될 수 있다.

차체(110) 내부에는 무한궤도(120)를 구동하는 엔진 또는 모터가 설치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 무한궤도(120)의 전방측 구동축에는 한 쌍의 유압모터(122)와 감속기(124)가 연결될 수 있다. 유압모터(122) 대신에, 전기모터 또는 엔진으로 바퀴 또는 무한궤도를 정역회전시킬 수도 있다. 모터에는 감속기가 연결됨으로서 절단 작업시 차체(110)를 정밀하게 움직일 수 있다.

메인프레임(130)은 차체(110)의 양측면 상단부에 상하로 회동가능하게 장착될 수 있다. 메인프레임(130)은 차체(110) 측면의 대각선 길이보다 더 길게 형성되고, 두 메인프레임(130)의 전단부 내측면에는 연결프레임이 연결되어 강도를 보강할 수 있다.

메인프레임(130)은 차체(110)에 직접 장착될 수도 있으나, 차체(110)의 양측에 고정된 차체프레임(115)의 상단부에 회동가능하게 연결될 수도 있다. 차체프레임(115)은 차체(110)의 양측면에 수직으로 장착되어 고정되고, 차체프레임(115)의 상단부에 메인프레임(130)이 승강 회동가능하게 연결될 수 있다.

제1유압실린더(135)는 차체프레임(115)과 메인프레임(130) 사이에 연결되어, 차체프레임(115)에 대해 메인프레임(130)을 승강 회동시킬 수 있다. 구체적으로, 제1유압실린더(135)는 차체프레임(115)의 중간부와 메인프레임(130)의 중간부 사이에 양단이 각각 회동가능하게 연결될 수 있다.

수평프레임(140)은 메인프레임(130)의 전단부에 상하로 회동가능하게 연결될 수 있다. 수평프레임(140)은 그 윤곽이 좌우로 긴 직사각형 모양으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 메인프레임(130)의 전단부에 수평한 한 쌍의 연결축에 의해 수평프레임(140)이 승강가능하게 연결될 수 있다.

제2유압실린더(145)는 메인프레임(130)과 수평프레임(140) 사이에 연결되어 수평프레임(140)을 회동시킬 수 있다. 제2유압실린더(145)는 메인프레임(130)이 승강될 때 수평프레임(140)이 바닥면에 평행하도록 유지할 수 있다.

제2유압실린더(145)는 메인프레임(130)의 중간에 고정된 연결프레임(138)과 수평프레임(140)의 상측에 고정된 수직프레임부(141) 사이에 연결될 수 있다. 연결프레임(138)은 한 쌍의 메인프레임(130)의 상면 중간부에 각각 용접되어 결합될 수 있고, 상단부에 제2유압실린더(145)의 일단부가 수평축을 중심으로 회동가능하게 연결될 수 있다.

수직프레임부(141)는 수평프레임(140)의 상면 양측에 상하로 길게 용접되거나 체결되어 결합될 수 있다. 수직프레임부(141)는 제2유압실린더(145)의 전단부가 연결되는 연결부를 높이를 달리하여 2개 이상 구비할 수 있다. 즉, 수직프레임부(141)는 수직프레임부(141)의 하부에 좌우방향으로 관통형성된 제1연결부(142)와. 수직프레임부(141)의 상부에 좌우방향으로 관통형성된 제2연결부(143)를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 메인프레임(130)이 하강 회동되거나 수평하게 배치되는 경우, 제2유압실린더(145)의 전단부는 제1연결부(142)에 연결되도록 조립될 수 있다. 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 메인프레임(130)이 상승 회동되는 경우, 제2유압실린더(145)의 전단부는 제2연결부(143)에 연결되도록 조립될 수 있다. 메인프레임(130)이 상승 회동되는 경우, 제2유압실린더(145)가 메인프레임(130)과 수평프레임(140)의 연결부에 간섭될 수 있기 때문이다.

커팅프레임(150)은 수평프레임(140)의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착될 수 있다. 이를 위해, 수평프레임(140)의 좌우방향 중앙부에 구비되는 회동축에 커팅프레임(150)의 후단부 가까이에 구비되는 회동축(154)이 장착될 수 있다. 커팅프레임(150)은 전체적으로 윤곽이 전후방향으로 긴 직사각형 모양으로 형성될 수 있다. 회동축(154)은 커팅프레임(150)의 내측에 용접되는 브라켓에 일체로 구비될 수 있다.

수평프레임(140)의 상면에는 지지리브(147)가 구비되어 커팅프레임(150)이 쉽게 슬라이딩되도록 할 수 있다. 지지리브(147)는 적어도 상반부가 원호형 단면을 갖도록 형성되어 좌우 회동하는 커팅프레임(150)과의 사이에서 마찰력을 줄이고 쉽게 회동하도록 지지할 수 있다.

제3유압실린더(160)는 수평프레임(140)과 커팅프레임(150) 사이에 연결되어 커팅프레임(150)을 좌우로 회동시킬 수 있다. 이를 위해, 수평프레임(140)의 양측 후단부 꼭지점 가까이에 한 쌍의 실린더연결축(146)이 수평프레임(140)의 상면에 수직으로 길게 구비되고, 커팅프레임(150)의 상면 양측에 한 쌍의 실린더연결축(156)이 구비될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 커팅프레임(150)을 우측으로 회동시킬 경우 제3유압실린더(160)를 수평프레임(140)의 좌측 실린더연결축(146)과 커팅프레임(150)의 우측 실린더연결축(156) 사이에 연결하고, 제3유압실린더(160)를 신장하도록 작동할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 커팅프레임(150)을 좌측으로 회동시킬 경우 제3유압실린더(160)를 수평프레임(140)의 우측 실린더연결축(146)과 커팅프레임(150)의 좌측 실린더연결축(156) 사이에 연결하고, 제3유압실린더(160)를 신장하도록 작동할 수 있다.

커팅날 장착부(177)는 커팅프레임(150)의 전단부에 장착되어 전기모터(170)에 의해 수평회동축(175)을 중심으로 회전될 수 있다. 수평회동축(175)은 커팅프레임(150)의 전단 상반부에 구비된 베어링에 삽입되어 회전가능하게 장착될 수 있다. 전기모터(170)는 커팅프레임(150)의 상면 전반부 일측에 장착되어 수평회동축(175)을 회전시킬 수 있다. 커팅날 장착부(177)는 수평회동축(175)에 용접되거나 체결되어, 수평회동축(175)과 함께 회전될 수 있다.

커팅날(190)은 커팅날 장착부(177)의 하단에 착탈가능하게 장착되어 유압모터(180)에 의해 회전될 수 있다. 유압모터(180)는 커팅날 장착부(177)의 상부에 결합되고, 차체(110)에 구비되는 유압펌프로부터 유압호스들이 연결될 수 있다.

전기모터(170)는 커팅프레임(150)의 상면에 장착되되 2개의 감속기에 의해 감속되어 수평회동축(175)을 정역회전시킬 수 있다. 전기모터(170)의 구동축은 커팅프레임(150)의 상면 일측에 세로방향으로 장착된 제1감속기(171)에 연결되고, 제1감속기(171)의 회전축은 커팅프레임(150)의 상면에 가로방향으로 장착된 제2감속기(172)에 연결될 수 있다.

제1감속기(171)와 제2감속기(172)는 다수의 평기어, 베벨기어, 웜기어 등을 포함할 수 있다. 전기모터(170)와 수평회동축(175) 사이에 2개의 감속기를 구비함으로써, 수평회동축(175)을 큰 토크로 정밀하게 회전시킬 수 있다.

커팅날 장착부(177)에는 커팅회전축(185)이 회전가능하게 삽입되어 장착될 수 있다. 커팅회전축(185)의 상단은 유압모터(180)에 결합되고, 커팅회전축(185)의 하단에는 커팅날(190)이 착탈가능하게 결합될 수 있다.

커팅날(190)은 다이아몬드 쏘로서 원형 디스크의 테두리에 다이아몬드를 포함하는 재질로 이루어진 복수의 톱니들이 형성될 수 있다. 그래서, 커팅날(190)은 회전되면서 철근 콘크리트 구조물 또는 바위를 절단할 수 있다.

도 7은 커팅 로봇이 정면에 있는 벽체를 세로로 절단하는 것을 나타내는 측면도이다.

커팅 로봇(100)이 벽체를 세로로, 즉 위에서 아래 방향으로 절단하는 경우, 제2유압실린더(145)의 전단부는 제2연결부(143)에 연결되도록 조립하고, 메인프레임(130)을 상승 회동시킬 수 있다. 전기모터(170)로 수평회동축(175)을 회전시켜 커팅날(190)을 세로로 배치한 다음, 유압모터(180)를 작동하여 커팅날(190)을 회전시킴으로써 벽체를 세로로 절단할 수 있다. 세로 절단시에는 제1유압실린더(135)와 제2유압실린더(145)를 작동하여 커팅프레임(150)을 천천히 내림과 동시에 무한궤도(120)를 작동하여 차체(110)를 천천히 후진할 수 있다.

도 8은 커팅프레임이 우측으로 회동될 때 커팅날의 커버가 스프링에 의해 회동되는 것을 나타내는 상면도이고, 도 9는 커팅프레임의 전방 커팅날 장착부에 장착되는 커버를 나타내는 상면도이며, 도 10은 커팅날과 커버를 나타내는 종단면도이다.

커팅날 장착부(177)에 착탈가능하게 장착되어 커팅날(190)의 일측 절반을 덮는 커버(192)를 더 포함할 수 있다. 커버(192)는 커팅날(190)의 일측 절반 상부와 외주면을 덮도록 형성될 수 있다.

커버(192)는 커팅날 장착부(177)에 회동가능하게 장착되고, 수평프레임(140)의 전단부와 커버(192)의 일측 사이에 스프링(196)이 연결되어, 커팅프레임(150)이 회동될 때 스프링(196)은 커버(192)를 회동시킬 수 있다.

커버(192)는 커팅날 장착부(177)의 하단부에 탈착가능하고 회동가능하게 장착될 수 있다. 스프링(196)은 수평프레임(140)의 전단부 중앙부에 일단이 연결되고 커버(192)의 외측면 일측에 타단이 연결될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 수평프레임(140)의 전단부와 커버(192)의 일측 사이에 스프링(196)의 길이와 탄성력 및 연결 위치를 적절히 맞춤으로써, 커팅프레임(150)이 좌우로 회동될 때 스프링(196)이 커버(192)를 회동시킴으로써, 커버(192)의 중심부를 지나는 직선측이 벽체에 평행하게 배치되도록 할 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 커버(192)는 중심부가 절개되고 반원형 디스크 형태를 가진 본체부와, 본체부의 외주면에 높이조절가능하게 결합되는 곡면커버부(194)를 포함할 수 있다.

곡면커버부(194)는 본체부의 외주면에서 소정 거리 이격되도록 결합되는 곡면 밴드 형태일 수 있다. 곡면커버부(194)를 커버(192) 본체부에 높이조절 가능하게 장착함으로써, 곡면커버부(194)를 벽면에 더욱 가까이 배치할 수 있다. 곡면커버부(194)의 높이조절을 위해, 커버(192) 본체부의 측면 원호면에 복수의 높이조절리브(193)를 구비할 수 있다. 높이조절리브(193)와 곡면커버부(194)의 적어도 일측에는 장공이 형성되어, 볼트 및 너트로 곡면커버부(194)를 높이조절리브(193)에 높이를 조절하여 결합할 수 있다.

도 11은 커팅날 장착부에 와이어휠과 롤러가이드가 장착된 것을 나타내는 측면도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 커팅 로봇(100)은 커팅회전축(185)에 커팅날(190) 대신 착탈가능하게 장착되어 와이어 쏘를 회전시키는 와이어휠(200)과, 커팅날 장착부(177)에 장착되고 두 쌍의 보조롤러(220)를 구비하여 와이어 쏘를 지지하는 롤러가이드(210)를 더 포함할 수 있다.

롤러가이드(210)는 커팅날 장착부(177)에 회전가능하게 지지되는 커팅회전축(185)에 커팅날(190)을 분리하고 결합할 수 있다. 롤러가이드(210)는 소정 두께를 가진 원형 디스크 형태를 가지고, 그 외주면에 와이어 쏘가 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.

롤러가이드(210)는 커팅날 장착부(177)에 복수의 나사를 체결하여 결합할 수 있다. 롤러가이드(210)는 커팅날 장착부(177)에 결합되는 2개의 세로바와, 양측에 2쌍의 보조롤러(220)가 장착되고 2개의 세로바와 용접되어 결합되는 가로바를 포함할 수 있다. 보조롤러(220)는 2개씩 쌍을 이루어 그 사이로 통과하는 와이어 쏘가 이탈하지 않도록 안내하고 지지할 수 있다.

본 실시예에서는 커팅날(190) 대신 와이어휠(200)과 롤러가이드(210)를 결합하여 와이어 쏘를 회전시킴으로써 구조물을 절단할 수 있다.

도 12는 커팅프레임이 수평프레임에 회동가능하게 장착되는 프레임가이드에 신축가능하게 장착된 것을 나타내는 상면도이고, 도 13은 프레임가이드에 커팅프레임이 신축됨에 따라 큰 커팅날이 장착된 것(a)과 작은 커팅날이 장착된 것(b)을 나타내는 상면도이다.

도 12에 도시된 바와 같이, 커팅 로봇(100)은 수평프레임(140)의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되고 커팅프레임(150)을 신축가능하게 지지하는 프레임가이드(250)를 더 포함할 수 있다.

프레임가이드(250)는 수평프레임(140)과 커팅프레임(150) 사이에 장착되어 커팅프레임(150)을 신축가능하게 지지할 수 있다. 앞의 실시예에서는 커팅프레임(150)이 수평프레임(140)의 상면에 직접 회동가능하게 장착되었으나, 본 실시예에서는 수평프레임(140)의 상면에 프레임가이드(250)를 좌우로 회동가능하게 장착하고, 프레임가이드(250)에 커팅프레임(150)을 신축가능하게 삽입하여 장착할 수 있다.

프레임가이드(250)는 단면이 직사각형 파이프 형태로 형성되어 커팅프레임(150)이 슬라이딩 가능하게 삽입될 수 있다. 프레임가이드(250)의 후단부에는 회동축(254)이 구비되어 수평프레임(140)의 상면에 회동가능하게 장착될 수 있다.

프레임가이드(250)의 상면 양측에는 한 쌍의 실린더연결부(256)가 구비되어 수평프레임(140)과 프레임가이드(250) 사이에 제3유압실린더(160)가 연결될 수 있다. 그래서, 제3유압실린더(160)가 프레임가이드(250)를 수평프레임(140) 상에서 좌우로 회동시키면, 커팅프레임(150)도 함께 회동될 수 있다.

그리고, 수평프레임(140)의 전면 양측에는 한 쌍의 고정볼트(252)를 체결할 수 있는 한 쌍의 브라켓이 구비될 수 있다. 절단 작업을 하지 않고 단순히 커팅 로봇(100)을 이동하고자 주행할 경우에는 한 쌍의 고정볼트(252)를 체결함으로써 프레임가이드(250)를 양측에서 회동하지 않도록 고정할 수 있다.

도 13(a)에 도시된 바와 같이, 큰 직경을 가진 커팅날(190)을 장착할 경우, 커팅프레임(150)을 프레임가이드(250)에서 신장시켜 고정할 수 있다.

도 13(b)에 도시된 바와 같이, 작은 직경을 가진 커팅날(190)을 장착할 경우, 커팅프레임(150)을 프레임가이드(250)에 집어넣어 축소시켜 고정할 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에서는 커팅프레임을 좌우로 회동시킬 수 있으면서도 커팅프레임을 프레임가이드에 신축가능하게 장착함으로써 회동축으로부터 커팅회전축까지의 거리를 신축하여 커팅날의 크기 변화에 대응할 수 있다.

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

100: 커팅 로봇
110: 차체 115: 차체프레임
120: 무한궤도 122: 유압모터
124: 감속기
130: 메인프레임 135: 제1유압실린더
138: 연결프레임
140: 수평프레임 141: 수직프레임부
142: 제1연결부 143: 제2연결부
145: 제2유압실린더 146: 실린더연결축
147: 지지리브
150: 커팅프레임 154: 회동축
156: 실린더연결축
160: 제3유압실린더
170: 전기모터 171: 제1감속기
172: 제2감속기 175: 수평회동축
177: 커팅날 장착부
180: 유압모터 185: 커팅회전축
190: 커팅날 192: 커버
193: 높이조절리브 194: 곡면커버부
196: 스프링
200: 와이어휠
210: 롤러가이드 220: 보조롤러
250: 프레임가이드 252: 가이드 고정핀
254: 회동축 256: 실린더연결부

Claims

스스로 주행하며 다이아몬드 쏘를 이용하여 콘크리트 벽체 또는 바닥면의 구조물을 절단하는 커팅 로봇에 있어서,
주행가능한 차체의 양측에 고정된 차체프레임의 상단부에 회동가능하게 연결되어 승강회동 가능하게 장착되는 메인프레임;
상기 차체프레임의 중간부와 상기 메인프레임의 중간부 사이에 연결되어 상기 메인프레임을 상하로 회동시키는 제1유압실린더;
상기 메인프레임의 전단부에 상하로 회동가능하게 연결되는 수평프레임;
상기 메인프레임의 중간에 고정된 연결프레임과 상기 수평프레임의 상측에 고정된 수직프레임부 사이에 연결되고 상기 수평프레임을 회동시켜 수평프레임을 바닥면에 대해 평행하게 유지시키는 제2유압실린더;
상기 수평프레임의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되는 커팅프레임;
상기 수평프레임의 양측 후단부에 구비된 실린더연결축과 상기 커팅프레임의 상면 양측에 구비된 실린더연결축 사이에 연결되어 상기 커팅프레임을 좌우로 회동시키는 제3유압실린더;
상기 커팅프레임의 전단부에 장착되어 전기모터에 의해 수평회동축을 중심으로 회전되는 커팅날 장착부; 및
원형 디스크의 테두리에 다이아몬드 재질의 톱니들이 형성되고, 상기 커팅날 장착부에 회전가능하게 지지되는 커팅회전축에 착탈가능하게 장착되어 유압모터에 의해 회전되는 커팅날을 포함하고,
상기 수직프레임부는 그 하부에 관통형성되어 상기 메인프레임이 하강 회동되는 경우 상기 제2유압실린더의 전단부가 연결되는 제1연결부와, 상기 수직프레임부의 상부에 관통형성되어 상기 메인프레임이 상승 회동되는 경우 상기 제2유압실린더의 전단부가 연결되는 제2연결부를 포함하며,
상기 커팅날 장착부의 수평회동축은 상기 커팅프레임의 전단 상반부에 구비된 베어링에 삽입되어 장착되고,
상기 전기모터는 상기 커팅프레임의 상면에 장착되되 2개의 감속기에 의해 감속되어 상기 수평회동축을 정역회전시키며,
상기 커팅날은 높이조절 가능하고 바닥면에 대해 수평 또는 수직으로 배치된 상태로 회전되어 벽체를 절단하거나 바닥면에 대해 수직으로 배치된 상태로 바닥면을 절단가능한 것을 특징으로 하는 커팅 로봇.
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제1항에 있어서,
상기 커팅날 장착부에 착탈가능하게 장착되어 상기 커팅날의 일측 절반을 덮는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커팅 로봇.
제6항에 있어서,
상기 커버는 상기 커팅날 장착부에 회동가능하게 장착되고,
상기 수평프레임의 전단부와 상기 커버의 일측 사이에 스프링이 연결되어, 상기 커팅프레임이 회동될 때 상기 스프링은 상기 커버를 회동시키는 것을 특징으로 하는 커팅 로봇.
제6항에 있어서,
상기 커버는
중심부가 절개되고 반원형 디스크 형태를 가진 본체부와,
상기 본체부의 외주면에 높이조절가능하게 결합되는 곡면커버부를 포함하는 것을 특징으로 하는 커팅 로봇.
제1항에 있어서,
상기 커팅회전축에 상기 커팅날 대신 착탈가능하게 장착되어 와이어 쏘를 회전시키는 와이어휠과,
상기 커팅날 장착부에 장착되고 두 쌍의 보조롤러를 구비하여 상기 와이어 쏘를 지지하는 롤러가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커팅 로봇.
제1항에 있어서,
상기 수평프레임의 상면에 좌우로 회동가능하게 장착되고 상기 커팅프레임을 신축가능하게 지지하는 프레임가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커팅 로봇.