KR20100021200A - Double scissor type mobile manipulator for bolting steel structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철골 구조의 볼트 체결을 위한 더블시저타입 이동 메니퓰레이터 로봇에 관한 것으로, 자세하게는 철골구조를 가진 고층 또는 초고층 빌딩 건설에 있어서 골조를 이루는 철골과 철골간의 연결 조립을 인력에 의하지 않고 볼팅 작업을 수행하는 조종형 로봇을 이용하여 신속정확하고 안전하게 수행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a double scissor-type mobile manipulator robot for fastening bolts of a steel structure, and in detail, bolting without connecting the connection between the steel frame and the steel frame forming a frame in the construction of a high-rise or high-rise building having a steel structure The present invention relates to a device that performs fast, accurate and safe using a controlled robot that performs a task.
고층 또는 초고층 빌딩 건설에 있어서 철골 구조를 이루는 철골과 철골간의 볼트 결합은 타워 크레인에 의해 각종 철골이 공급되면 수직철골과 수직철골 또는 수직철골과 수평철골 간을 사람이 직접 접근하여 철골에 형성된 볼트 구멍을 관통하여 볼트와 너트를 체결함으로써 철골구조를 완성하였다.In the construction of high-rise or high-rise buildings, the bolt coupling between the steel frame and the steel frame, which is made of steel structure, is a bolt hole formed in the steel frame by direct access between the vertical steel frame and the vertical steel frame or the vertical steel frame and the horizontal steel frame when various steel frames are supplied by the tower crane. Through the fastening bolts and nuts to complete the steel structure.
종래와 같이 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조를 사람이 직접 볼트 너트를 체결하여 철골 구조를 조립하는 방식은 철골구조 높이가 높아감에 따라 바람등의 영향으로 인한 작업자의 안전문제와, 또한 사람이 작업함에 따른 작업 진행속도 저하 및 철골간의 체결정밀도의 저하 등과 같은 문제점이 있어 왔다.As in the prior art, the method of assembling the steel structure by fastening the bolt nut directly to the steel structure when constructing a high-rise or high-rise building is a safety problem of the worker due to the influence of wind, etc. There have been problems such as lowering the working progress speed and lowering the precision of fastening between steel frames.
상기한 문제점을 해결한 종래의 장치 및 방법으로 본 출원인의 선행 출원건인 특허 제 10-2007-82231호가 있는데, 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조의 조립위치에 접근하여 볼트 체결이 가능한 조종형 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 수행하는 장치 및 이를 이용한 철골구조의 볼트 체결공법으로 특히, 볼트작업을 수행하는 조종형 로봇이 바람 영향 및 작동 중에 의한 흔들림 없이 승하강하여 정밀하고 신속하게 철골과 철골간의 볼트 체결 위치에 다다를 수 있는 승하강 수단을 포함한 구성으로 도 18에 도시된 바와 같이 레일부 하부에 장치되어 수평방향으로 전후진 하는 이송대차부(1)와; 이송대차부 하부에 위치하여 수직방향으로 승하강되는 승하강수단부(2)와; 승하강수단부 하부에 회전부, x축테이블 및 y축테이블이 차례로 적층되어 회전, X축방향 전후진, Y축방향 전후진을 하여 그 하부에 장치된 볼팅툴부의 위치를 조절하는 볼팅툴부위치조절부(3)와; 볼팅툴부위치조절부(3) 하부에 장치되어 철골구조를 볼팅하는 볼팅툴부(4)와; 상기 이송대차부(1), 승하강수단부(2), 볼팅툴부위치조절부(3) 및 볼팅툴부(4)를 무선 또는 유선으로 원격조종하는 조종부(5)로 구성되어 철골구조를 볼트 결합하도록 한 구성을 특징으로 한다. As a conventional apparatus and method for solving the above problems, there is a patent application No. 10-2007-82231, which is the applicant's prior application, and a control robot capable of fastening a bolt by approaching an assembly position of a steel structure when constructing a high-rise or high-rise building. It is a device that performs fast and precisely by using and the bolt fastening method of steel structure using the same. Especially, the bolted position between steel and steel frame is precisely and quickly by moving up and down without the influence of wind and shaking during operation. A
하지만 상기한 본 출원인의 선행 특허는 종래의 문제점을 해결한 현저하게 증진된 작용효과를 가짐에도 불구하고, 시저타입을 이용한 승하강 수단이 고공에서 강한 바람이 불 경우와 작업을 위하여 움직일 경우 이로 인해 볼팅 작업을 하는 조종형 로봇이 흔들릴 수 있다는 단점과, However, the above-mentioned prior patent of the applicant has a remarkably enhanced action effect that solves the conventional problems, and thus, when the lifting means using the scissor type moves for work and strong wind blows at high altitude, The disadvantage is that the robot that is bolting can be shaken,
또한 승하강수단에 의한 상하 볼팅 위치를 설정후 조정형 로봇이 수평 또는 수직골조에 지지되는 수단이 없어 볼팅 작업에 따른 진동이나 바람에 의한 흔들림시 정교한 볼팅 작업이 이루어지지 않을 수 있다는 단점과,In addition, after setting the up and down bolting position by the elevating means there is no means that the adjustable robot is supported on the horizontal or vertical frame, so that the precise bolting operation may not be performed when the vibration due to the bolting operation or shaking by the wind,
또한 실제 로봇이 행하고 있는 볼팅 작업을 현장 작업자가 지휘 감독할 필요가 있을 경우에도 이를 직접 확인 할 수 있는 탑승수단이 없다는 단점과 같은 일부 문제점을 내포하고 있다.In addition, there are some problems, such as the disadvantage that there is no vehicle that can directly check the bolting work that the actual robot is performing when the site operator needs to supervise the command.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조의 조립위치에 접근하여 볼트 체결이 가능한 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 수행하되, 시저 타입의 승하강수단이 보다 바람과 흔들림에 강한 구조를 가지도록 더블시저타입으로 구성하여 안정적으로 정밀하게 철골구조에 대한 볼팅작업이 가능토록 한 메니퓰레이터 로봇을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to perform quickly and precisely using a robot capable of fastening bolts to approach the assembly position of the steel structure when building a high-rise or ultra-high-rise building, the scissor type lifting means is more It is to provide a manipulator robot that can be bolted to steel structure stably and precisely by constructing with double scissor type to have strong structure against wind and shaking.
또한 본 발명의 다른 목적은 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조의 조립위치에 접근하여 볼트 체결이 가능한 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 수행하되, 승하강수단에 의한 상하 볼팅 위치 설정후 수평골조에 지지되는 수단을 구비하여 볼팅 작업에 따른 진동이나 바람에 의한 흔들림시에도 정교한 볼팅 작업이 이루어지도록 한 메니퓰레이터 로봇을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to quickly and precisely use a robot capable of fastening bolts by approaching the assembly position of the steel structure in the construction of high-rise or ultra-high-rise building, but supporting the horizontal frame after setting up and down bolting position by lifting means It is to provide a manipulator robot to provide a sophisticated bolting work even when the vibration or vibration caused by the bolting work is provided by means.
또한 본 발명의 다른 목적은 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조의 조립위치에 접근하여 볼트 체결이 가능한 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 수행하되, 볼팅 작업을 현장 작업자가 지휘 감독할수 있는 탑승수단을 가진 메니퓰레이터 로봇을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to perform a fast and precise use of the bolt fastening robot to approach the assembly position of the steel structure in the construction of high-rise or ultra-high-rise building, having a means of commanding the site worker supervising bolting work It is to provide a manipulator robot.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수 행하는 본 발명은 레일 하부에 설치되어 레일을 따라 움직이는 이송대차와; The present invention to achieve the object as described above and to perform a problem for eliminating the conventional drawbacks is provided with a transfer bogie installed on the rail lower portion and moving along the rail;
이송대차 하부에 설치되어 더블시저구동모터의 직선운동에 의해 승하강 되는 한쌍의 구동시저링크부와 이 구동시저링크부의 승하강에 연동되어 승하강하도록 양 측면부와 힌지 결합된 한쌍의 LM가이드시저링크부로 이루어진 더블시저와;A pair of drive scissor links installed at the lower part of the transport cart and moved up and down by the linear motion of the double scissor drive motor, and a pair of LM guide scissor links hinged to both side portions and hinged to move up and down in conjunction with the up and down movement of the drive scissor link portion. Double scissor consisting of a wealth;
더블시저의 하부에 매달려 회전하도록 구성되고, 내부에는 작업자가 탑승할 수 있는 공간부와 유선 또는 무선으로 제어명령을 내리는 제어기 및 모니터가 구비된 캐빈과;A cabin configured to rotate by hanging under the double scissor, the cabin having a controller and a monitor configured to issue control commands in a wired or wireless manner and a space in which an operator can ride;
캐빈의 외부 양측면에 설치되어 철골과 접촉지지되도록 전후진하는 앵커접촉부를 구비한 앵커수단(Anchoring device)과;Anchor means (anchoring device) provided on the outer both sides of the cabin and provided with an anchor contact portion for moving forward and backward to be in contact with the steel frame;
캐빈의 전면부에 설치되어 철골구조간을 볼팅하는 볼트 체결용 앤드이펙트;로 구성된 것을 특징으로 하는 철골 구조의 볼트 체결을 위한 더블시저타입 이동 메니퓰레이터 로봇을 제공함으로써 달성된다.It is achieved by providing a double scissor type moving manipulator robot for bolt fastening of the steel frame structure, characterized in that consisting of; bolt mounting and effect for bolting between the steel structure is installed on the front of the cabin.
상기 앵커접촉부는 자석으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The anchor contact portion is characterized in that made of a magnet.
상기 제어기는 이송대차의 전후진, 더블시저의 승하강, 캐빈의 회전, 앵커수단의 전후진 및 볼트체결용 앤드이펙터를 유선 또는 무선방식으로 구동부를 원격 조종하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The controller is characterized in that it is configured to remotely control the drive unit in the wired or wireless manner, the forward and backward of the transfer truck, the lifting and lowering of the double scissor, the rotation of the cabin, the forward and backward of the anchor means and bolt fastening end effector.
상기 캐빈은 그 상부에 설치된 브라켓에 매달린 구조로 설치되고, 이 브라켓 은 더블시저 하부를 이루는 시저링크하부베이스와 결합되고, 브라켓의 상부에 캐빈회전모터가 설치되어 캐빈회전모터의 회전축과 연결된 캐빈이 회전되도록 구성한 것을 특징으로 한다.The cabin is installed in a structure suspended from the bracket installed on the upper, the bracket is coupled to the lower base of the scissor link forming a double scissor, the cabin is installed on the top of the bracket and the cabin is connected to the rotary shaft of the cabin rotary motor Characterized in that configured to rotate.
상기 더블시저는 더블시저구동모터가 이송대차의 일측면에 형성된 시저구동모터 브라켓과 결합되는 모터 브라켓에 의해 일측면의 위치가 고정지지되고, 더블시저구동모터의 타측 신축부인 더블시저구동모터로드는 이동힌지블록브라켓과 연결되어 지지되면서 그 길이가 가변 신축되도록 구성하고,The double scissor driving motor is fixed to the position of one side by a motor bracket coupled to the scissor driving motor bracket formed on one side of the transfer bogie, the double scissor driving motor rod, which is the other side of the double scissor driving motor, is It is connected to the movable hinge block bracket and supported so that its length is variable and expandable.
상부고정힌지블록이 이송대차의 양 측면브라켓 및 저면을 가로지르면서 고정 설치되어 하부에 위치한 일측 구동시저링크의 고정 힌지점으로 작용하게 구성한 것을 특징으로 한다.The upper fixed hinge block is fixed across the side brackets and the bottom of the transport bogie, characterized in that configured to act as a fixed hinge point of one side of the drive scissor link located at the bottom.
상기 이동힌지블록브라켓의 양측단 하부에는 각각 상부이동힌지블록이 설치되어, 이 상부이동힌지블록에 대응하여 설치된 각각의 상부LM가이드 상을 더블시저구동모터의 구동에 의한 더블시저구동모터로드의 신축력에 따라 직선운동하면서 하부에 위치한 구동시저링크부의 일측 구동시저링크의 이동 힌지점으로 작용하도록 구성한 것을 특징으로 한다.An upper movable hinge block is installed at both lower ends of the movable hinge block brackets, and the elastic force of the double scissor driving motor rod is driven by driving the double scissor driving motor on each upper LM guide provided corresponding to the upper movable hinge block. It characterized in that it is configured to act as a moving hinge point of the driving scissor link portion of the driving scissor link portion located in the lower portion while linearly moving.
상기 상부LM가이드는 각각 이송대차의 양 측면에 각각 돌출된 측면브라켓의 하부와 일정거리 이격되어 연결부재에 의해 고정 설치된 것을 특징으로 한다.Each of the upper LM guides is fixed to the lower side of the side brackets protruding from both sides of the transport cart and fixedly installed by the connecting member.
상부고정힌지블록, 상부LM가이드 및 상부이동힌지블록에 대응하는 하부 구조물로는 시저링크하부베이스 상부면에 설치되는 하부고정힌지블록, 하부LM가이드 및 하부이동힌지블록이 설치되어, 상부에서 더블시저구동모터의 구동에 의해 더블시저구동모터로드가 신축하게 되면 상부이동힌지블록이 상부LM가이드 상에서 직선운동을 하게 되고, 이에 연동되는 하부이동힌지블록 역시 하부LM가이드 상에서 직선운동을 하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The lower structure corresponding to the upper fixed hinge block, the upper LM guide and the upper movable hinge block is provided with a lower fixed hinge block, a lower LM guide and a lower movable hinge block installed on the lower base of the scissor link. When the double scissor drive motor rod is stretched by the driving motor, the upper movable hinge block moves linearly on the upper LM guide, and the lower movable hinge block linked thereto is also configured to linearly move on the lower LM guide. do.
상기 구동시저링크부는 중앙 힌지에 의해 "X"자 형태로 힌지 결합된 다수개의 구동시저링크가 상하로 이웃하는 구동시저링크와 연속해서 측면힌지에 의해 힌지 결합구성하되,The driving scissor link unit may be hinged by a side hinge in succession with a plurality of driving scissor links hinged in a “X” shape by a central hinge in a vertical direction.
최상부와 최하부의 일측 구동시저링크가 상부이동힌지블록 및 하부이동힌지블록과 측면힌지와 힌지 결합하고, One side of the driving scissor link of the uppermost part and the lowermost part hinges the upper movable hinge block, the lower movable hinge block, the side hinge and the hinge,
최상부와 최하부의 타측 구동시저링크가 상부고정힌지블록 및 하부고정힌지블록과 측면힌지와 힌지 결합하도록 구성되며, The top and bottom of the other driving scissor link is configured to combine the upper fixed hinge block and lower fixed hinge block, the side hinge and the hinge,
마주보는 구동시저링크부 간에는 승하강시 흔들림 없이 안정적으로 연동되도록 마주보는 구동시저링크의 양측 측면힌지 간을 LM가이드측면링크지지대로 힌지 결합하여 연결 구성한 것을 특징으로 한다.It is characterized in that the coupling between the two side hinges of the opposing driving scissor link to the LM guide side link support so as to be interlocked stably without shaking when moving up and down.
상기 LM가이드시저링크부는 다수개로 설치된 LM가이드측면링크지지대의 바깥쪽에서, LM가이드중앙힌지에 의해 "X"자 형태로 힌지 결합된 다수개의 LM가이드시 저링크가 상하로 이웃하는 LM가이드시저링크와 힌지결합하되, 일측은 고정LM가이드측면힌지에 의해 힌지결합하고 타측은 이동LM가이드측면힌지에 의해 상측 또는 하측의 LM가이드측면링크지지대에 형성된 측면 LM가이드의 측면LM블록과 힌지결합하여 이동하도록 구성한 것을 특징으로 한다.The LM guide scissor link unit has an LM guide scissor link in which a plurality of LM guides are hinged up and down in a plurality of LM guides hinged in an "X" shape by a LM guide central hinge from the outside of the LM guide side link support installed in plurality. Hinge coupling, one side is hinged by a fixed LM guide side hinge, the other side is hinged to the side LM block of the side LM guide formed on the upper or lower LM guide side link support by a movable LM guide side hinge. It is characterized by.
상기와 같은 본 발명은 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조의 조립위치에 접근하여 볼트 체결이 가능한 메니퓰레이터 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 수행하되, 시저 타입의 승하강수단을 더블시저타입으로 구성함으로써 보다 바람과 흔들림에 강한 구조를 가져 안정적으로 정밀하게 철골구조에 대한 볼팅작업이 이루어져 고층 또는 초고층 빌딩 건설 공정이 획기적으로 단축된다는 장점과,As described above, the present invention is performed quickly and precisely by using a manipulator robot capable of fastening bolts by approaching an assembly position of a steel structure when constructing a high-rise or ultra-high-rise building, and constructing a scissor type lifting means in a double scissor type. By having a structure that is more resistant to wind and shaking, the bolting work for the steel structure is made stably and precisely, and the construction process of the high-rise or ultra-high-rise building is drastically shortened.
또한 메니퓰레이터 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 철골구조에 대한 볼팅 작업을 수행하되, 승하강수단에 의한 상하 볼팅 위치 설정후 수평골조에 지지되는 수단을 구비하여 볼팅 작업에 따른 진동이나 바람에 의한 흔들림시에도 정교한 볼팅 작업이 이루어지도록 하였다는 장점과,In addition, the manipulator robot is used to perform bolting work on the steel structure quickly and precisely, and is provided with means for supporting the horizontal frame after setting up and down bolting position by lifting and lowering means. The advantage of the sophisticated bolting work during shaking,
또한 메니퓰레이터 로봇을 사용하여 신속하고 정밀하게 철골구조에 대한 볼팅 작업을 수행시, 볼팅 작업을 현장 작업자가 지휘 감독할수 있는 탑승수단을 가짐으로써 메니퓰레이터 로봇의 작업을 직접 확인하면서 현장 상황에 맞게 즉각적으로 메니퓰레이터 로봇의 제어를 수정할 수 있다는 장점과,In addition, when performing bolting work on steel structure using manipulator robot quickly and precisely, it has a vehicle that can direct and supervise bolting work on site. The advantage of being able to modify the control of the manipulator robot instantly,
또한 고층 또는 초고층 빌딩 건설시 철골 구조의 볼트 조립시 사람이 아닌 볼트 체결용 메니퓰레이터 로봇을 사용함으로써 안전사고 등의 염려가 없다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.In addition, it is a useful invention having an advantage that there is no concern about safety accidents by using a bolt fastening manipulator robot when a steel structure bolt is assembled, not a human, when constructing a high-rise or high-rise building.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the configuration and the operation of the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 장치 구성을 사시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 정면도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 좌측면도이고, 도 4는 도 2의 A-A선 단면도를 도시하고 있다.1 is a perspective view of a device configuration according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a left side view according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a figure The AA line cross section of 2 is shown.
도시된 바와 같이 본 발명의 더블시저타입 이동 메니퓰레이터 로봇의 구성은 상부로부터 레일(6) 하부에 설치되어 레일을 따라 움직이도록 이송대차 구동모터(101)의 전후진에 의해 롤러가 수평방향으로 전후진 하여 움직이는 이송대차(1)가 설치된다. 이러한 이송대차는 타워크레인 하부 크레인 대차 옆에 별도의 레일을 설치되거나, 고층 또는 초고층 건물 시공시 중앙부에 형성되는 코어(core)의 둘레에 형성되어 건물의 층수가 높아짐에 따라 승강하는 붐대레일에 설치된 붐대 하부에 설치되어 수평방향으로 이동하도록 구성된다. As shown in the figure, the structure of the double scissor type moving manipulator robot of the present invention is installed in the lower portion of the
이송대차 하부에는 승하강용 신축 더블시저(2)가 설치되는데 이 더블시저(2)는 그 하부에 위치한 캐빈(3)을 승하강시 바람 및 흔들림에 의한 영향을 줄이면서도 정밀하고 신속하게 승하강시키는 역할을 하게 된다. 이에 따라 캐빈에 설치된 볼트 체결용 앤드 이펙터도 연동되어 승하강하여 볼팅될 철골구조가 있는 위치까지 이동하게 된다. An extension double scissor (2) for lifting and lowering is installed at the lower part of the transport cart, and the double scissor (2) lowers and lowers the cabin (3) located at the lower and lowers the effect of wind and shaking while lowering precisely and quickly. Will be Accordingly, the bolt fastening end effector installed in the cabin is also linked to move up and down to the position of the steel structure to be bolted.
더블시저(2)는 리니어모터인 더블시저구동모터(21)의 직선운동에 의해 승하강 되는 한쌍의 구동시저링크부(22)와 이 구동시저링크부(22)의 승하강에 연동되어 승하강하는 한쌍의 LM가이드시저링크부(23)로 구성된다. 구동시저링크부(22)와 LM가이드시저링크부(23)는 각 측면이 서로 연결된 구조로 본 발명의 더블시저(2)는 4방향이 모두 시저링크구조를 가진다.The
더블시저(2) 하부 시저링크하부베이스(2107)에는 브라켓(32)이 설치되어 캐빈(3)이 매달린 형태로 설치되는데, 캐빈은 브라켓 상부쪽에 설치된 캐빈회전모터(31)의 회전축과 연결되어 360도 회전되는 구조로 구성된다. 또한 캐빈(3)은 탑승가능한 공간부를 가진 구조로, 내부에는 제어기(도시없음)와 모니터(도시없음)가 구비되어 필요시 작업자가 직접 로봇을 제어할 수 있게 구성된다. 상기 브라켓은 내부에 베어링과 같은 마찰저감 부품이 설치되어 캐빈 회전시 마찰력을 줄여주게 구성된다.The bottom scissor link
캐빈(3)의 외부 양측면에는 각각 앵커수단(Anchoring device, 4)이 설치되어 있는데, 이 앵커수단은 캐빈이 볼팅 작업할 지점에 위치시 철골구조까지 전진하여 접촉하여 고정하게 된다. 이를 위해 앵커수단은 리니어모터(도시없음) 또는 유압 또는 공압 실린더(도시없음) 등의 장치에 의해 앞단에 설치된 앵커접촉부(41)가 전후진하게 되는데, 특히 앵커접촉부는 자석으로 구성되어 철골과 접촉시 강한 고정 지지력을 발휘하게 된다. 이와 같은 장치 구성에 의해 고층이나 초고층에서 철골구조를 볼팅시 바람에 의한 영향을 받지 않으면서도 정밀하고 신속하게 볼팅작업을 할 수 있게 된다.Anchor means (Anchoring device, 4) is provided on each of the outer both sides of the cabin (3), the anchor means is to be fixed by advancing to the steel structure when the cabin is located at the point to be bolted work. To this end, the anchor means is moved forward and backward the
또한 캐빈(3)의 전면부에는 철골구조간을 볼팅하는 볼트 체결용 앤드이펙트(5)가 설치되어 캐빈과 함께 승하강하면서 볼팅될 철골구조 지점까지 함께 이동하도록 구성된다. 따라서 캐빈이 승하강하거나 회전시 함께 연동되어 움직이게 된다.In addition, the front portion of the cabin (3) is installed to bolt the end effect (5) for bolting between the steel frame structure is configured to move together with the cabin while moving up and down to the steel structure point to be bolted. Therefore, the cabin moves in conjunction with each other when moving up or down.
이 볼트 체결용 앤드이펙트(5)는 2개의 철골간에 형성된 구멍에 볼트를 삽입하고 반대측면에서 너트를 위치시켜 회전시킴으로써 철골간을 조립하게 된다. 이러한 앤드이펙트는 여러 가지 방식의 볼팅용 앤드이펙트 방식을 선택할 수 있는데 구체적인 설명은 생략한다. 또한 이 볼트 체결용 앤드이펙트와 함께 용접용 앤드이펙트 또는 비전센서용 앤드이펙트 등이 하나 또는 하나 이상 선택적으로 장치될 수 있다. 여기서 철골간의 결합이라는 것이 수직 철골에 수평철골을 ㄱ'자로 결합하거나 또는 수직 철골에 수직철골간을 결합하는 것을 말한다.The bolt
상기에서 설명한 이송대차(1)의 전후진, 더블시저(2)의 승하강, 캐빈(3)의 회전, 앵커수단(4)의 전후진 및 볼트체결용 앤드이펙터(5)의 동작 조종은 유선 또는 무선방식으로 원격 조종하는 방식으로 미도시된 캐빈(3) 내부에 제어기와 모니터 등이 설치되어 자동 또는 수동으로 조종하게 된다. 이러한 방식은 메니퓰레이터 등을 멀리 떨어진 곳에서 조종하는 방식인 텔레오퍼레이터 시스템(teleoperator system)으로 무선 또는 유선으로 각 구동부와 연결하면 된다. 단 도면 도시상 구체적인 회로 연결 구성은 생략한다. The above-described forward and backward movement of the
상기와 같이 구성된 본 발명의 더블시저타입 이동 메니퓰레이터 로봇은 타워크레인이 볼트 결합될 "H형강"등의 철골을 승하강 시켜 기 조립된 철골 옆에 위치시키면 캐빈 내부에 설치된 제어기의 명령에 의해 볼트 구멍이 형성된 양 철골부위로 이송대차(1)가 움직인 후 더블시저(2)가 하강하고, 이후 캐빈의 양측에 설치된 앵커수단(4)이 전진하여 캐빈을 고정시키면, 캐빈의 전면에 설치된 볼트체결용 앤드이펙터(5)가 볼트 및 너트를 철골의 볼트 구멍에 삽입 후 회전시켜 조립하게 된다.The double scissor type mobile manipulator robot of the present invention configured as described above moves up and down the steel frame such as "H-beam" to which the tower crane is bolted, and is located next to the assembled steel frame by the command of a controller installed inside the cabin. When the
도 5는 도 1에 따른 이송대차의 사시도이고, 도 6은 도 1에 따른 이송대차의 측면도인데, 도시된 바와 같이 이송대차 구동모터(101)의 동력을 전달받는 제 1 베벨기어(102)와, 제 1베벨기어의 회전방향을 전환하는 제 2 베벨기어(103)와, 제 2 베벨기어와 연동되는 구동축(104)과 구동축의 양측단에 설치되어 레일 상에서 전후 진 하는 구동롤러(105)와, 구동축에 끼워져 타 지점에 있는 스프라켓에 동력을 전달하는 구동축 스프라켓(106)과, 스프라켓에 기워져 동력을 전달하는 체인(107)과, 체인에 의해 구동축의 동력을 전달받는 피동축 스프라켓(108)과, 피동축 스프라켓(108)의 회전에 의해 연동되어 회전하는 피동축(109)과, 피동축(109)의 양측단에 설치되어 레일상에서 전후진 하는 피동롤러(110)로 동력계통이 설치되고, 5 is a perspective view of the transfer bogie according to FIG. 1, and FIG. 6 is a side view of the transfer bogie according to FIG. 1, as shown in FIG. 1, with a
이송대차가 전후진하는 방향의 일측면에는 시저구동모터 브라켓(111)이 돌출 설치되어 시저구동모터를 고정토록 구성되고, 이송대차가 전후진하는 방향의 양 측면에는 측면브라켓(112)이 돌출 설치되어 더블시저와 결합하여 고정토록 구성된다.The scissor
도 7은 도 1에 따른 더블시저부의 사시도이고, 도 8은 도 1에 따른 더블시저부의 정면도이고, 도 9는 도 1에 따른 더블시저부의 측면도이고, 도 10은 본 발명을 구성하는 더블시저부의 상세구성을 보인 사시도이고, 도 11은 도 10에 따른 더블시저부의 정면도이고, 도 12는 도 10에 따른 더블시저부의 측면도를 도시하고 있는데, 전술한 바와 같이 본 발명의 더블시저(2)는 리니어모터인 더블시저구동모터(21)의 직선운동에 의해 승하강 되는 한쌍의 구동시저링크부(22)와 이 구동시저링크부(22)의 승하강에 연동되어 승하강하는 한쌍의 LM가이드시저링크부(23)로 구성된다.7 is a perspective view of the double scissor portion according to FIG. 1, FIG. 8 is a front view of the double scissor portion according to FIG. 1, FIG. 9 is a side view of the double scissor portion according to FIG. 1, and FIG. 10 is a double scissor portion constituting the present invention. 11 is a front view of the double scissor part according to FIG. 10, and FIG. 12 is a side view of the double scissor part according to FIG. 10. As described above, the
보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 더블시저구동모터(21)는 이송대차의 일측면에 형성된 시저구동모터 브라켓(111)과 결합되는 모터 브라켓(2101)에 의해 일측면의 위치가 고정지지된다. 또한 더블시저구동모터(21)의 타측 신축부인 더블 시저구동모터로드(2102)는 이동힌지블록브라켓(2103)과 연결되어 지지되면서 그 길이가 가변 신축된다. 이 이동힌지블록브라켓(2103)의 양측단 하부에는 각각 상부이동힌지블록(2104)이 설치되는데, 이 상부이동힌지블록(2104)은 이에 대응하여 설치된 각각의 상부LM가이드(2105) 상을 더블시저구동모터(21)의 구동에 의한 더블시저구동모터로드(2102)의 신축력에 따라 직선운동하면서 하부에 위치한 링크의 이동 힌지점으로 작용하게 된다. 또한 상부LM가이드(2105)는 각각 이송대차(1)의 양 측면에 각각 돌출된 측면브라켓(112)의 하부와 일정거리 이격되어 연결부재에 의해 고정 설치된다. 한편 상부고정힌지블록(2106) 또한 이송대차(1)의 양 측면브라켓(112) 및 저면을 가로지르면서 고정 설치되어 하부에 위치한 링크의 고정 힌지점으로 작용하게 된다. 이에 따라 더블시저구동모터(21)는 이송대차(1)의 하부에서 고정지지되게 된다.Looking more specifically, the position of one side of the double
상기 상부고정힌지블록(2106), 상부LM가이드(2105) 및 상부이동힌지블록(2104)에 대응하는 하부 구조물로는 시저링크하부베이스(2107) 상부면에 설치되는 하부고정힌지블록(2108), 하부LM가이드(2109) 및 하부이동힌지블록(2110)이 있어서 상부에서 더블시저구동모터(21)의 구동에 의해 더블시저구동모터로드(2102)가 신축하게 되면 상부이동힌지블록(2104)이 상부LM가이드(2105) 상에서 직선운동을 하게 되고, 이에 연동되는 하부이동힌지블록(2110) 역시 하부LM가이드(2109) 상에서 직선운동을 하게 된다.The lower structure corresponding to the upper fixed
이와 같이 상부이동힌지블록(2104)과 하부이동힌지블록(2110)이 연동되어 움직이게 되면 일측이 상부고정힌지블록(2106)과 하부고정힌지블록(2108)에 연결되 고, 타측이 상부이동힌지블록(2104)과 하부이동힌지블록(2110)에 연결된 구동시저링크부(22)는 수축과 팽창운동을 하면서 승하강하게 된다.As such, when the upper
이하 구동시저링크부(22) 및 이와 연동되는 LM가이드시저링크부(23)의 구조에 대해 자세히 살펴본다. Hereinafter, the structure of the driving
구동시저링크부(22)는 중앙 힌지(2111)에 의해 "X"자 형태로 힌지 결합된 다수개의 구동시저링크(2112)가 상하로 이웃하는 구동시저링크(2112)와 연속해서 측면힌지(2113)에 의해 힌지 결합되어 구성되는데, 최상부와 최하부의 일측 구동시저링크(2112)가 상부이동힌지블록(2104) 및 하부이동힌지블록(2110)과 측면힌지(2113)와 힌지 결합하고,The driving
또한 최상부와 최하부의 타측 구동시저링크(2112)가 상부고정힌지블록(2106) 및 하부고정힌지블록(2108)과 측면힌지(2113)와 힌지 결합하도록 구성된다.In addition, the top and bottom of the other driving
또한 마주보는 구동시저링크부(22) 간에는 승하강시 흔들림 없이 안정적으로 연동되도록 마주보는 구동시저링크(2111)의 양측 측면힌지(2113) 간을 LM가이드측면링크지지대(2114)로 힌지 결합하여 연결하였다.In addition, between the opposing driving
한편 LM가이드시저링크부(23)는 다수개로 설치된 상기 LM가이드측면링크지지대(2114)의 바깥쪽에서, LM가이드중앙힌지(2115)에 의해 "X"자 형태로 힌지 결합된 다수개의 LM가이드시저링크(2116)가 상하로 이웃하는 LM가이드시저링크(2116)와 힌지결합하는데, 일측은 고정LM가이드측면힌지(2117)에 의해 힌지결합하고 타측은 이 동LM가이드측면힌지(2118)에 의해 상측 또는 하측의 LM가이드측면링크지지대(2114)에 형성된 측면 LM가이드(21141)의 측면LM블록(21142)과 힌지결합하여 이동하게 된다.On the other hand, the LM guide
상기에서 각 힌지를 구성하는 힌지구멍, 힌지핀, 힌지와셔 및 힌지링 등은 힌지를 구성하는 당연한 구조이므로 편의상 구체적인 도면 설명은 생략하였다.Since the hinge hole, the hinge pin, the hinge washer, and the hinge ring constituting each hinge are inherently structured to constitute the hinge, detailed descriptions of the drawings are omitted for convenience.
이하 본 발명의 더블시저(2)의 작동을 도 13 내지 15를 참조하여 설명한다. 도 13은 본 발명을 구성하는 더블시저부가 최대로 승강했을때와 하강했을때의 사시도이고, 도 14는 본 발명을 구성하는 더블시저부가 최대로 승강했을때와 하강했을때의 정면도이고, 도 15는 본 발명을 구성하는 더블시저부가 최대로 승강했을때와 하강했을때의 측면도이다.Hereinafter, the operation of the
도시된 바와 같이 더블시저구동모터(21)의 구동에 의해 더블시저구동모터로드(2102)가 최대 신장 상태에서 수축하게 되면 이 더블시저구동모터로드(2102)와 연동되어 움직이는 양측 이동힌지블록브라켓(2103)가 수축되면서 각각의 상부이동힌지블록(2104)이 양측 상부LM가이드(2105)를 따라 이동하게 된다.As shown, when the double scissor driving
동시에 상부이동힌지블록(2104)과 측면힌지(3113)에 의해 힌지결합된 구동시저링크(2112)들이 팽창하면서 상하방향으로 길어지게 된다.At the same time, the driving
이때 LM가이드측면링크지지대(2114)들로 상하 방향으로 팽창하면서 길어지게 되는데, 이때 LM가이드측면링크지지대(2114)에 형성된 측면LM가이드(21141)상을 움 직이는 측면LM가이드블록(21142)이 측면LM가이드(21141)의 중앙부쪽으로 움직이게 되고 동시에 LM가이드시저링크(2116)도 중앙부쪽으로 이동하면서 상하방향으로 팽창하면서 길어지게 되어 더블시저(2)가 하강하게 된다.At this time, the LM guide side link support (2114) is extended while extending in the vertical direction, at this time, the side LM guide block (21142) to move on the side LM
마찬가지로 반대로 작용시에는 수축하게 된다.Likewise, on the contrary, they contract.
도 16은 본 발명의 장치가 설치되는 건물의 코어부 둘레에 설치된 붐대 레일과 붐대를 보인 예시도인데, 고층이나 초고층 건물 신축시 건물 내부 중앙부에 형성되는 코어(core)의 둘레를 따라 상하 이송수단을 구비한 붐대레일(7)을 설치하고, 이 붐대레일을 따라 움직이는 이송수단을 구비한 붐대(71)가 움직이면서 크레인이 이송한 철골 연결부위 옆에 위치하게 된다. 16 is an exemplary view showing a boom rail and a boom installed around the core of the building in which the device of the present invention is installed, the upper and lower conveying means along the circumference of the core (core) formed in the center of the building when building a high-rise or high-rise building The
이후 붐대(71) 하부에 결합된 레일(6)을 따라 본 발명의 더블시저타입 이동 메니퓰레이터 로봇의 이송대차(1)가 전후진 하여 캐빈(3)내에 장치된 제어기가 지시한 볼트 구멍이 형성된 양 철골부위로 움직인 후 더블시저(2)가 구동시저링크부(22) 및 LM가이드시저링크부(23)의 정밀하고 신속한 이동에 의해 바람의 영향을 적게 받으면서 하강 후 캐빈(2)의 양측면에 설치된 앵커수단(4)이 작동하여 앵커접촉부(41)가 자석의 힘에 의해 철골에 부착되면 볼트체결용앤드이펙트(5)가 정밀하게 볼트 조립위치까지 전진하여 볼트 및 너트를 철골의 볼트 구멍에 삽입후 회전시켜 조립하게 된다.Thereafter, the
도 17은 본 발명의 장치가 설치되는 타워 크레인의 하부에 설치된 레일을 보 인 예시도인데, 도시된 바와 같이 타원크레인 하부에 레일(6)을 설치하여 크레인과 동일한 위치로 움직이게 된다. 이때 이송대차는 타워크레인 하부 크레인 대차 옆에 별도의 레일을 설치된다. 나머지 작업은 도 16에 설명한 바와 같다. Figure 17 is an exemplary view showing a rail installed in the lower portion of the tower crane in which the apparatus of the present invention is installed, as shown in the
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 장치 구성을 사시도이고,1 is a perspective view of a device configuration according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 정면도이고,2 is a front view according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 좌측면도이고,3 is a left side view according to an embodiment of the present invention,
도 4는 도 2의 A-A선 단면도이고,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 도 1에 따른 이송대차의 사시도이고,5 is a perspective view of the transport cart according to FIG. 1, FIG.
도 6은 도 1에 따른 이송대차의 측면도이고,Figure 6 is a side view of the transport cart according to Figure 1,
도 7은 도 1에 따른 더블시저부의 사시도이고,7 is a perspective view of a double scissor portion according to FIG. 1,
도 8은 도 1에 따른 더블시저부의 정면도이고,8 is a front view of the double scissor portion according to FIG. 1,
도 9는 도 1에 따른 더블시저부의 측면도이고,9 is a side view of the double scissor portion according to FIG. 1,
도 10은 본 발명을 구성하는 더블시저부의 상세구성을 보인 사시도이고,10 is a perspective view showing a detailed configuration of a double scissor portion constituting the present invention,
도 11은 도 10에 따른 더블시저부의 정면도이고,11 is a front view of the double scissor portion according to FIG. 10,
도 12는 도 10에 따른 더블시저부의 측면도이고,12 is a side view of the double scissor portion according to FIG. 10, FIG.
도 13은 본 발명을 구성하는 더블시저부가 최대로 승강했을때와 하강했을때의 사시도이고,Fig. 13 is a perspective view of the double scissor portion of the present invention ascending and descending to the maximum;
도 14는 본 발명을 구성하는 더블시저부가 최대로 승강했을때와 하강했을때의 정면도이고,Fig. 14 is a front view of the double scissor portion of the present invention ascending and descending at maximum;
도 15는 본 발명을 구성하는 더블시저부가 최대로 승강했을때와 하강했을때의 측면도이고,Fig. 15 is a side view of the double scissor portion of the present invention ascending and descending to the maximum;
도 16은 본 발명의 장치가 설치되는 건물의 코어부 둘레에 설치된 붐대 레일 과 붐대를 보인 예시도이고,16 is an exemplary view showing the boom rail and the boom installed around the core of the building in which the device of the present invention is installed,
도 17은 본 발명의 장치가 설치되는 타워 크레인의 하부에 설치된 레일을 보인 예시도이고, 17 is an exemplary view showing a rail installed in the lower portion of the tower crane is installed device of the present invention,
도 18은 종래의 볼팅로봇의 사시도이다. 18 is a perspective view of a conventional bolting robot.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
(1) : 이송대차 (2) : 더블시저(1): Feed cart (2): Double scissor
(3) : 캐빈 (4) : 앵커수단(3): cabin (4): anchor means
(5) : 볼트 체결용 앤드이펙트 (6) : 레일(5): Bolt effect end effect (6): Rail
(21) : 더블시저구동모터 (22) : 구동시저링크부(21): Double scissor drive motor (22): Drive scissor link part
(23) : LM가이드시저링크부 (31) : 캐빈회전모터(23): LM guide scissor link part (31): cabin rotating motor
(32) : 브라켓 (41) : 앵커접촉부(32): Bracket (41): Anchor contact
(111) : 시저구동모터 브라켓 (112) : 측면브라켓(111): Scissor Drive Motor Bracket (112): Side Bracket
(2101) : 모터 브라켓 (2102) : 더블시저구동모터로드(2101): Motor Bracket (2102): Double Scissor Drive Motor Rod
(2103) : 이동힌지블록브라켓 (2104) :상부이동힌지블록 (2103): movable hinge block bracket (2104): upper movable hinge block
(2105) : 상부LM가이드 (2106) : 상부고정힌지블록(2105): Upper LM Guide (2106): Upper Fixed Hinge Block
(2107) : 시저링크하부베이스 (2107) :시저링크하부베이스 (2107): Caesar link lower base (2107): Caesar link lower base
(2108) : 하부고정힌지블록 (2109) : 하부LM가이드 (2108): Lower fixed hinge block (2109): Lower LM guide
(2110) : 하부이동힌지블록 (2111) : 중앙 힌지(2110): Lower movable hinge block (2111): Center hinge
(2112) : 구동시저링크 (2112) : 구동시저링크 (2112): Drive Scissor Link (2112): Drive Scissor Link
(2113) : 측면힌지 (2114) : LM가이드측면링크지지대(2113): side hinge (2114): LM guide side link support
(2115) : LM가이드중앙힌지 (2116) : LM가이드시저링크(2115): LM guide center hinge (2116): LM guide scissor link
(2117) : 고정LM가이드측면힌지 (2118) : LM가이드측면힌지(2117): Fixed LM guide side hinge (2118): LM guide side hinge
(21141) : 측면 LM가이드 (21142) : 측면LM블록(21141): Side LM Guide (21142): Side LM Block
Claims (10)
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2008
- 2008-08-14 KR KR1020080079984A patent/KR101016263B1/en active IP Right Grant
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