KR20090112379A - 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 균일하지 못한 이송대차의 주행로에 능동적으로 대처하면서 아래보기 작업을 하는 작업유닛의 수평상태를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 독립주행형 작업로봇이 주행하는 장소가 곡이 져 휘어있거나 용접비드와 같은 장애물에 의한 단차가 있는 경우에도 이송대차가 주행함에 따라 작업유닛의 수평상태가 계속적으로 유지되므로 작업품질의 균일화 및 독립주행형 작업로봇의 성능향상을 기대할 수 있다.
독립주행형 작업로봇, 이송대차, 무한궤도

Description

곡면이동을 위한 무한궤도 시스템{Caterpillar system for moving on curved area}
본 발명은 독립주행형 작업로봇의 이송대차 시스템에 관한 것이다.
선박 건조뿐만 아니라 많은 제조업 분야에서 독립주행형 작업로봇이 많이 이용되고 있다. 이러한 독립주행형 작업로봇은 작업유닛이 이송대차에 의해 이송되면서 작업을 하게 된다. 독립주행형 작업로봇의 예로는 용접 로봇, 블라스팅 로봇, 그라인딩 로봇 등이 있다.
독립주행형 작업로봇은 작업유닛의 수평상태에 따라 작업성능 및 품질이 달라지기 때문에 작업과정에서 작업유닛이 일정한 수평상태를 유지하도록 하는 것이 매우 중요하다. 하지만 이러한 독립주행형 작업로봇이 주행하는 장소가 곡이 져 휘어있거나 용접비드와 같은 장애물에 의한 단차가 있는 경우에는 이송대차가 주행함에 따라 작업유닛의 수평상태가 제대로 유지되지 못하기 때문에 작업품질이 균일하지 못하게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 균일하지 못한 이송대차의 주행로에 능동적으로 대처하면서 아래보기 작업을 하는 작업유닛의 수평상태를 일정하게 유지할 수 있도록 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전후 방향으로 길게 뻗은 판상의 구조물인 무한궤도 본체(2); 무한궤도 본체(2)의 측면 전후 끝단에 각각 장착된 상태에서 회전하면서 몸체 표면에 접해 있는 caterpillar벨트(1)를 주행시키는 구동바퀴(8); 전후 방향으로 길게 뻗은 형상을 갖는 구조물로서, 무한궤도 본체(2)의 하부 가운데 지점에서 무한궤도 본체(2)와 revolute joint에 의해 연결되어 무한궤도 본체(2)를 지지하는 하중분산링크A(3); 하중분산링크A(3)의 전후 끝단 지점에서 하중분산링크A(3)와 revolute joint에 의해 연결되어 하중분산링크A(3)를 분산하여 지지하는 하중분산링크B(4); 하중분산링크B(4)의 전후 끝단에 각각 장착된 상태에서 하중분산링크B(4)에 걸리는 하중을 분산하여 지지하는 한편 몸체 표면에 접해 있는 caterpillar벨트(1)의 주행시 함께 회전하면서 caterpillar벨트(1)의 원활한 주행을 유도하는 하중지지롤러(7); 및 무한궤도 본체(2), 구동바퀴(8), 하중분산링크A(3), 하중분산링크B(4) 및 하중지지롤러(7)를 외곽에서 둘러싸며, 구동바퀴(8)의 회전에 따라 주행하게 되는 caterpillar벨트(1)를 포함하여 이루어지되,
무한궤도 본체(2), 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)는 각각 revolute joint에 의해 단계적으로 연결된 링크구조를 이루고 있는 바, 하중이 균등하게 분산될 뿐만 아니라, 평탄한 노면을 이동할 때에는 하중지지롤러(7)가 일직선상으로 배열되어 주행하지만 곡률을 가진 노면을 이동할 때에는 노면의 곡률 변화에 따라 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)가 수시로 회전하여 하중지지롤러(7)가 주행노면의 곡률에 맞게 배열되도록 함으로써 주행노면의 곡률이 변화하더라도 무한궤도 본체(2)의 수평상태가 계속 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템을 제시한다.
본 발명에 따르면, 독립주행형 작업로봇이 주행하는 장소가 곡이 져 휘어있거나 용접비드와 같은 장애물에 의한 단차가 있는 경우에도 이송대차가 주행함에 따라 작업유닛의 수평상태가 계속적으로 유지되므로 작업품질의 균일화 및 독립주행형 작업로봇의 성능향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 다른 효과는, 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 제조업에서 사용되는 독립주행형 작업로봇뿐만 아니라 물체나 사람을 이송하기 위하여 지면을 주행하는 모든 기구(이동로봇, 전동휠체어 등의 차량, 대차)에 적용될 수 있는 것으로, 노면의 상태에 따라 능동적으로 대처하여 작업유닛의 수평상태를 계속적으로 유지할 수 있도록 하는 revolute joint에 의한 연속된 링크구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템의 구성을 나타내고 있으며, 도 2는 주행노면의 곡률에 따라 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템의 무한궤도 형상이 유동적으로 변화하는 상태를 나타내고 있다.
무한궤도 본체(2)는 전후 방향으로 길게 뻗은 판상의 구조물로서 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템의 뼈대를 구성하는 역할을 한다.
구동바퀴(8)는 모터의 작동에 의하여 회전 구동하게 되는데, 이러한 구동바퀴(8)는 무한궤도 본체(2)의 측면 전후 끝단에 각각 장착된 상태에서 회전하면서 몸체 표면에 접해 있는 caterpillar벨트(1)를 주행시키는 역할을 한다. 본 발명의 경우, Sprocket이나 기어, 마찰풀리 등 동력전달이 가능한 것이면 종류와 상관없이 구동바퀴(8)로 이용될 수 있다.
하중분산링크A(3)는 전후 방향으로 길게 뻗은 형상을 갖는 구조물로서, 무한궤도 본체(2)의 하부 가운데 지점에서 무한궤도 본체(2)와 revolute joint에 의해 연결되어 무한궤도 본체(2)를 지지하게 된다.
한편, 하중분산링크B(4)는 하중분산링크A(3)의 전후 끝단 지점에서 하중분산링크A(3)와 revolute joint에 의해 연결되어 하중분산링크A(3)를 분산하여 지지하게 된다.
이처럼 본 발명의 경우에는 무한궤도 본체(2), 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)가 각각 revolute joint에 의해 단계적으로 연결된 링크구조를 이룸으로써 하중을 균등하게 분산하게 된다. 전차와 같은 일반적인 무한궤도의 경우에는 여러 개의 롤러가 개별적인 현가장치에 의해 분산되어 본체의 하중을 지지하지만, 본 발명의 경우에는 탄성을 갖는 링크구조로써 하중을 분산하고 별도의 현가장치 없이도 완충작용을 수행하게 되는 것이다.
이러한 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)는 전체적으로 보아 활처럼 휜 형상을 갖도록 하고, 판스프링(leaf spring)과 같이 탄성을 가진 재질로 이루어지도록 하는 것이 탄성력 및 지지력을 더욱 높일 수 있으므로 좋다.
또한, 본 발명은 무한궤도 본체(2), 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)가 각각 revolute joint에 의해 단계적으로 연결된 링크구조를 이룸으로써 주행 노면의 곡률에 따라 유동적으로 대응하는 것이 가능해진다.
즉, 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템이 평탄한 노면을 이동할 때에는 하중지지롤러(7)가 일직선상으로 배열되어 주행하지만, 곡률을 가진 노면을 이동할 때에는 노면의 곡률 변화에 따라 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)가 수시로 회전하여 하중지지롤러(7)가 주행노면의 곡률에 맞게 배열되도록 함으로써 주행노면의 곡률이 변화하더라도 무한궤도 본체(2)의 수평상태가 계속 유지될 수 있도록 하는 것이다(도 2 참조).
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템이 평탄한 노면을 이동하는 경우를 나타내고 있는데, 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)의 회전은 없는 상태이고, 하중지지롤러(7)는 일직선상으로 배열되어 주행하며, 무한궤도 본체(2)는 수평상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
도 2의 (b)는 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템이 오목하게 굽은 노면을 이동하는 경우를 나타내고 있는데, 하중분산링크A(3)의 회전은 없으나(만약, 노면이 도 2의 (b)처럼 대칭이 아니라 비대칭으로 굽어있는 상태라면 하중분산링크A(3)도 이에 맞추어 회전하게 될 것이다) 전방의 하중분산링크B(4)는 반시계방향으로 후방의 하중분산링크B(4)는 시계방향으로 회전한 상태이고, 하중지지롤러(7)는 V자로 꺾여 대칭된 형태로 배열되어 주행하지만, 무한궤도 본체(2)는 여전히 수평상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
도 2의 (c)는 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템이 볼록하게 굽은 노면을 이동하는 경우를 나타내고 있는데, 하중분산링크A(3)의 회전은 없으나(만약, 노면이 도 2의 (c)처럼 대칭이 아니라 비대칭으로 굽어있는 상태라면 하중분산링크A(3)도 이에 맞추어 회전하게 될 것이다) 전방의 하중분산링크B(4)는 시계방향으로 후방의 하중분산링크B(4)는 반시계방향으로 회전한 상태이고, 하중지지롤러(7)는 엎어진 V자로 꺾여 대칭된 형태로 배열되어 주행하지만, 무한궤도 본체(2)는 여전히 수평상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있다.
그리고 상기한 바와 같은 도 2의 (a), (b), (c) 곡면이 반복적으로 나타난다 하더라도 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템은 노면의 곡률 변화에 따라 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)가 수시로 회전하여 하중지지롤러(7)가 주행노면의 곡률에 맞게 배열되도록 함으로써 무한궤도 본체(2)의 수평상태가 계속 유지될 수 있도록 한다.
하중지지롤러(7)는 하중분산링크B(4)의 전후 끝단에 각각 장착된 상태에서 하중분산링크B(4)에 걸리는 하중을 분산하여 지지하는 한편, 몸체 표면에 접해 있는 caterpillar벨트(1)의 주행시 함께 회전하면서 caterpillar벨트(1)의 원활한 주행을 유도하는 역할을 한다.
Caterpillar벨트(1)는 무한궤도 본체(2), 구동바퀴(8), 하중분산링크A(3), 하중분산링크B(4) 및 하중지지롤러(7)를 외곽에서 둘러싸며, 구동바퀴(8)의 회전에 따라 주행하게 된다. Caterpillar벨트(1)는 고무나 우레탄 혹은 체인과 같이 일반적으로 볼 수 있는 유연한 형태를 그대로 적용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템은, 하중분산링크A(3)의 전후 끝단 지점에서 하중분산링크A(3)와 revolute joint에 의해 각각 연결되며 하면으로 개방된 박스 형상을 갖는 영구자석부착 케이스(5)를 추가로 구비하고, 영구자석부착 케이스(5) 속에는 영구자석(6)을 장착하는 것이 바람직한데(도 1 참조), 이렇게 함으로써 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템은 선박 등의 철판 위를 자력으로 붙어서 이동할 수 있는 유리한 효과가 발생한다. 이때, 하중분산링크B(4)는 영구자석부착 케이스(5)의 측면에 부착되어 그 역할을 수행하게 된다(도 1 참조).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질 적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 주행노면의 곡률에 따라 본 발명에 따른 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템의 무한궤도 형상이 유동적으로 변화하는 상태를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
1 : Caterpillar벨트
2 : 무한궤도 본체
3 : 하중분산링크A
4 : 하중분산링크B
5 : 영구자석부착 케이스
6 : 영구자석
7 : 하중지지롤러
8 : 구동바퀴

Claims (4)

  1. 전후 방향으로 길게 뻗은 판상의 구조물인 무한궤도 본체(2);
    무한궤도 본체(2)의 측면 전후 끝단에 각각 장착된 상태에서 회전하면서 몸체 표면에 접해 있는 caterpillar벨트(1)를 주행시키는 구동바퀴(8);
    전후 방향으로 길게 뻗은 형상을 갖는 구조물로서, 무한궤도 본체(2)의 하부 가운데 지점에서 무한궤도 본체(2)와 revolute joint에 의해 연결되어 무한궤도 본체(2)를 지지하는 하중분산링크A(3);
    하중분산링크A(3)의 전후 끝단 지점에서 하중분산링크A(3)와 revolute joint에 의해 연결되어 하중분산링크A(3)를 분산하여 지지하는 하중분산링크B(4);
    하중분산링크B(4)의 전후 끝단에 각각 장착된 상태에서 하중분산링크B(4)에 걸리는 하중을 분산하여 지지하는 한편 몸체 표면에 접해 있는 caterpillar벨트(1)의 주행시 함께 회전하면서 caterpillar벨트(1)의 원활한 주행을 유도하는 하중지지롤러(7); 및
    무한궤도 본체(2), 구동바퀴(8), 하중분산링크A(3), 하중분산링크B(4) 및 하중지지롤러(7)를 외곽에서 둘러싸며, 구동바퀴(8)의 회전에 따라 주행하게 되는 caterpillar벨트(1)를 포함하여 이루어지되,
    무한궤도 본체(2), 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)는 각각 revolute joint에 의해 단계적으로 연결된 링크구조를 이루고 있는 바, 하중이 균등하게 분산될 뿐만 아니라, 평탄한 노면을 이동할 때에는 하중지지롤러(7)가 일직선상으로 배열되어 주행하지만 곡률을 가진 노면을 이동할 때에는 노면의 곡률 변화에 따라 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)가 수시로 회전하여 하중지지롤러(7)가 주행노면의 곡률에 맞게 배열되도록 함으로써 주행노면의 곡률이 변화하더라도 무한궤도 본체(2)의 수평상태가 계속 유지될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)는,
    전체적으로 보아 활처럼 휜 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하중분산링크A(3) 및 하중분산링크B(4)는,
    판스프링(leaf spring)과 같이 탄성을 가진 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템은,
    하중분산링크A(3)의 전후 끝단 지점에서 하중분산링크A(3)와 revolute joint에 의해 각각 연결되며 하면으로 개방된 박스 형상을 갖는 영구자석부착 케이스(5) 를 추가로 구비하는 한편, 영구자석부착 케이스(5) 속에는 영구자석(6)을 장착하는 것을 특징으로 하는 곡면이동을 위한 무한궤도 시스템.
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