KR20070059679A

KR20070059679A - 전자석을 이용한 수직벽면 주행용 플랫폼

Info

Publication number: KR20070059679A
Application number: KR1020050118818A
Authority: KR
Inventors: 정원지; 김효곤
Original assignee: 창원대학교 산학협력단
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-12

Abstract

본 발명은 철재로 형성된 벽면을 전자석의 자기력으로 부착되어 주행할 수 있게 하는 플랫폼에 관한 것으로 플랫폼의 후레임에 고정되는 비자성체 브라켓에 수용되는 전자석 롤러는 높이조절수단에 의하여 브라켓의 내부를 상·하 이동하여 벽면과의 간격조정이 가능하고 벽면과 접촉되는 브라켓의 단부에는 다수개의 볼베어링이 구비되어 주행에 따르는 마찰을 감소하게 할 수 있으며 우레탄재질의 주행용 바퀴는 모터에 의해 제어될 수 있게 하여 주행과 부착구조를 분리되게 하여 자기력에 의하여 주행제어가 방해받는 것을 해소하게 한 것이 특징이다.

수직벽면, 전자석, 주행, 비자성체, 모터

Description

전자석을 이용한 수직벽면 주행용 플랫폼{Flatform for running on the vertical wall by electromagnet}

도 1은 종래 수직벽면 주행용 전자석휠의 단면도

도 2는 본 발명 전자석을 이용한 수직벽면 주행용 플랫폼의 사시도

도 3은 본 발명의 저면도

도 4는 본 발명 전자석홀더의 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10. 플랫폼 11. 후레임

12. 전자석홀더 13. 엑추에이터

14. 브라켓 15. 수직벽면

16. 높이조절수단 17. 조절볼트

18. 탭 19. 가이드홈

20. 볼베어링 21. 스프링

22. 감속기 23. 모터

24. 바퀴 25. 높이조절모터

본 발명은 전자석의 자기력에 의하여 부착이 가능한 수직벽면 작업용 이동형 플랫폼장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 선박과 같은 철재로 된 벽면에서 자력에 의하여 부착되고 이동가능한 전자석을 이용한 부착 및 이동장치에 관한 것이다.

일반적으로 수직벽면상에서의 청소, 도장 또는 용접과 같은 작업이 필요한 경우 사다리나 고소작업차 또는 밧줄을 이용하여 작업하고 있으나 보다 효율적으로 작업하기 위하여 수직벽면에 부착되어 이동하면서 작업할 수 있는 무인플랫폼이 제안되고 있으며 플랫폼의 벽면부착방법으로는 진공부압을 이용하는 흡착패드방식과 자기력을 이용하는 방법 등이 알려져 있다.

진공부압을 이용하는 흡착패드형은 부착면이 평탄할 경우 부착면의 재질에 관계없이 적용될 수 있다는 장점은 있으나 복잡한 제어기구와 함께 진공펌프와 같은 부피와 중량이 무거운 설비가 필요하며 진공이 누설될 경우 부착력이 현저하게 약화될 수 있으며, 자기력을 이용하는 방법에 있어서는 영구자석을 이용하는 방식과 전자석을 이용하는 방식으로 대별되며 영구자석 이용방식의 경우 플랫폼장치의 부착을 위한 전원공급의 필요성은 없으나 자기력의 세기에 제한이 있어 적은 가반중량을 가진다는 단점이 있었고, 플랫폼을 벽면에서 이탈시키는데 어려움이 있었으며, 바퀴자체가 흡착력을 발생시키므로 부착면과 슬립이 생기지않아 조향에 어려움 이 따른다.

전자석을 이용하는 방식의 경우 본 출원인이 선출원한 특허출원번호10-2005-0025208호의 '수직벽면 주행용 전자석휠'은 도 1에 도시된 것과 같이 휠축(15)을 중심으로 일정거리를 이격하여 그 양측면부에 주행용 휠(11)을 구비하고 주행용 휠 사이에는 휠축을 감싸는 보빈(12)과 보빈에 권선되는 코일(13)과 코일의 외부를 감싸는 비자성 패킹(14)으로된 전자석을 형성하며 코일과 연결되는 전선(16)은 휠축에 형성된 홀을 통하여 주행용 휠의 바깥면에 결합된 슬립링(17)과 연결되고 슬립링은 브라켓(19)에 고정된 브러쉬(18)와 탄력접속되어 외부전류를 코일에 전달하는 것을 특징으로 한 것을 제안한 바 있었으나 상기의 구성은 주행용 휠이 자화되어 벽면에 부착되므로 조향이 어려웠고 구조가 복잡해진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 플랫폼을 벽면에 부착하는 전자석을 벽면과 일정거리를 이격되게 함으로서 플랫폼의 이동시 부착면과의 마찰이 발생되지 않게 하고 이동엑추에이터는 비자성체의 휠로 형성하여 자기흡착력에 의하여 조향이 제한되는 것을 방지할 수 있게 하는 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 '전자석을 이용한 수직벽면 주행용 플 랫폼'은 수직벽면과 플랫폼의 부착을 위하여 전자석홀더를 채용하고 이동을 위한 엑추에이터를 별도로 구비한다.

전자석홀더는 부착면과 약간의 간격을 두어 직접 접촉되지 않게 하여 플랫폼의 이동시 마찰에 의하여 이동이 제한받지 않도록 구성한다.

전자석홀더와 부착면과의 간격유지를 위하여 전자석을 감싸는 형태의 전자석홀더 브라켓이 구비되며 브라켓이 부착면과 면접촉되지 않도록 브라켓의 둘레에는 볼베어링을 삽입하여 이동시의 마찰력을 최소화한다.

전자석홀더와 부착면과의 간격조정은 브라켓상부의 조정볼트에 의하여 수동으로 조정하거나 모터를 부착하여 자동으로 조정할 수 있게 하며 브라켓의 재질은 비자성체로 구성된다.

전자석홀더에 의하여 벽면에 부착되는 플랫폼은 엑추에이터에 의하여 이동되거나 조향된다. 엑추에이터는 부착면과의 주행 마찰력을 높이기 위하여 우레탄 재질로 된 바퀴와 각각의 바퀴를 제어하는 모터로 구성되며 바퀴를 부착면에 밀착될 수 있도록 하는 압축스프링이 구비된다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명 전자석을 이용한 수직벽면 주행용 플랫폼의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 저면도이며, 도 4는 본 발명 전자석홀더의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 측단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 후레임(11)에 부착되는 전자석홀더(12) 와 엑추에이터(13)로 구성된다.

후레임(11)과 전자석홀더(12)를 수용하는 브라켓(14)은 자기력에 의한 영향을 받지않고 플랫폼(10)의 경량화를 위하여 비자성체인 알루미늄이나 합성수지 등으로 구성한다.

따라서 후레임(11)에 브라켓(14)없이 전자석홀더(12)를 설치하여 후레임(11)과 수직벽면(15)의 거리를 일정하게 유지하는 것은 전자석의 강한 자기력으로 인해 후레임(11)이 휘어지거나 변형되어 전자석이 수직벽면에 완전히 붙을 수 있다.

전자석홀더(12)는 외부를 감싸는 브라켓(14)에 의하여 후레임(11)에 고정되며 브라켓(14)의 상부에는 높이조절수단(16)이 구비된다.

높이조절수단(16)은 브라켓(14)과 전자석홀더(12)간의 간격을 조절하여 수직벽면(15)의 상태에 따라 전자석홀더(12)와의 이격거리를 제어할 수 있게 한 것으로, 조절볼트(17)를 회전시켜 전자석홀더(12)에 형성된 탭(18)에 의하여 브라켓(14)에 형성된 직선운동 가이드홈(19)을 따라 상·하 이동은 수동으로 조정하거나 높이조절모터(25)에 의하여 자동으로 조정하게 할 수도 있다.

전자석홀더(12)를 수용하는 브라켓(14)의 하부 수직벽면(15)을 향하는 방향에는 볼베어링(20)이 브라켓(14)의 주위를 따라 다수개가 삽입되어 플랫폼(10)의 이동시 마찰을 최소화할 수 있게 구성된다.

전자석홀더(12)는 전류의 양으로 자기력을 조절하여 수직벽면(15)에의 부착력을 쉽게 조절할 수 있게 하고 또한 플랫폼(10)의 착탈을 용이하게 할 수 있으며, 수직벽면(15)과 전자석홀더(12)와의 간격조정으로 더욱 부착력을 강화할 수도 있 다.

플랫폼(10)의 이동은 엑추에이터(13)를 이용한다.

엑추에이터(13)는 감속기(22)가 구비된 모터(23)와 비자성체인 바퀴(24)와 스프링(21)으로 구성된다.

바퀴(24)는 수직벽면(15)과의 접지력을 높일 수 있도록 우레탄 재질을 사용하는 것이 바람직하나 경질의 고무 등으로 구성하여도 무방하다.

바퀴(24)는 주행면인 수직벽면(15)에 밀착될 수 있도록 후레임(11)에 고정된 스프링(21)에 의하여 눌려진다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 수직벽면에 부착된 상태로 주행가능한 플랫폼을 구성함에 있어서 전자석을 이용함에 따라 부착력의 조절과 착탈을 용이하게 하고 부착기구와 주행기구가 분리되어 주행에 따르는 제어가 용이하여 선박과 같은 수직벽면에서의 청소와 도장 및 검사와 같은 작업에 보다 용이하게 적용할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims

철재로 된 벽면에 부착되어 주행가능한 자기력을 이용하는 플랫폼에 있어서,

후레임(11)에 고정되는 비자성체 브라켓(14)과 브라켓에 수용되는 전자석홀더(12)와 전자석홀더의 높낮이를 조절하는 높이조절수단(16)을 구비하고 브라켓저면의 벽면에 접촉되는 위치에는 다수의 볼베어링(20)이 삽입되며 후레임에 부착되는 바퀴(24)와 이를 구동하는 모터(23)에 의하여 플랫폼(10)이 벽면에 부착된 상태로 주행가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 수직벽면 주행용 플랫폼.