KR20150050602A - The working robot system of autonomous type in lngc cargo hold - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LNGC 화물창 작업로봇 시스템에 관한 것으로서, 특히 LNGC 화물창 내부를 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등과 같이 다양한 작업을 편리하게 수행할 수 있는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
LNGC 화물창 내부의 벽은 도 1에 도시한 바와 같이 A,B,C,D,E,F,G,H,J,K의 10면으로 구성되어 있다. 그리고, LNGC 화물창(1)의 각 벽에는 도 2에 도시한 바와 같이 약 500mm 간격으로 높이가 30mm이고, 폭은 약 2mm 내외의 Invar Tongue(2)이 설치되어 있다. The wall inside the LNGC cargo hold is composed of ten surfaces A, B, C, D, E, F, G, H, J and K as shown in FIG. As shown in FIG. 2, each wall of the LNGC cargo holds 1 is provided with an Invar
한편, LNGC 화물창 단열박스 설치 및 INVAR 시공 시 장시간의 공기로 인해 작업 시 발생하는 다량의 각종 먼지가 화물창내 쌓이게 되고, 또한 시공 완료 후 발판이 철거된 후에는 선주 측의 요구로 C,G,K 벽의 하부면을 청소해야 한다. 그런데, 현재는 작업자가 Invar Tongue(2)에 직접 올라가서 LNGC 화물창(1) 내부를 수작업으로 청소하고 있는 실정이다. 이 때, LNGC 화물창 내부에 작업자를 보조할 수 있는 기구적 배치가 어렵고 인원배치의 제약이 존재하여 작업자가 약 40m가 넘는 구간을 직접 청소 도구를 가지고 Invar Tongue(2)을 걸어가면서 청소해야 하므로 작업성이 저하될 뿐만 아니라 넘어졌을 경우에는 창상사고나 다른 여러 안전사고의 위험이 높다. On the other hand, after installation of the LNGC cargo hold insulation box and installation of the INVAR, a large amount of dust generated during the operation due to the long time of air is accumulated in the cargo hold, and after the completion of the installation, Clean the bottom of the wall. However, at present, the operator is directly climbing on the Invar Tongue (2) to manually clean the inside of the LNGC cargo hold (1). In this case, since it is difficult to arrange the equipment to assist the operator inside the LNGC cargo hold and there is a restriction of the staffing, the worker must clean the section of the LNGC cargo by walking the Invar Tongue (2) Not only the sex is deteriorated but also the risk of a wound accident or other safety accidents is high.
종래 관련 분야 특허 기술로서 자주차 본체 양측에 바퀴와 캐터필러로 이루어지는 바퀴부를 각각 형성하고, 상기 자주차 본체의 전, 후방에는 틸팅수단이 겸비된 카메라 헤드를 설치하여 자주차의 전, 후방을 촬영하도록 하며, 자주차 본체의 상단에는 신설 배관 내부의 이물질을 제거하는 이물질 제거 수단을 형성하고, 상기 자주차 본체의 내부 전방 상측에는 자주차와 전도(轉到)를 감지하는 전도 감지 수단을 형성하며, 자주차 본체의 후방에는 콘넥터와 케이블 드럼 사이의 케이블을 결착하는 케이블 결착구를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 산업용 배관 내부 청소 기구가 제안되어 있다(특허문헌1 참조). BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Conventionally, as a patented technology in the related art, a wheel portion composed of a wheel and a caterpillar is often formed on both sides of a car body, and a camera head having a tilting means is installed on the front and rear of the car body. And a foreign matter removing means for removing foreign substances inside the new pipe is formed at the upper end of the main body of the car frequently, and a conduction detecting means for frequently detecting the car and the reflections is formed on the inner front upper side of the frequently- And a cable connection port for connecting the cable between the connector and the cable drum is formed at the rear of the car body frequently (refer to Patent Document 1).
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LNGC 화물창이라는 특수환경 내에서 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 자율 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 편리하게 수행하여 작업성을 개선하고 안전사고를 예방할 수 있도록 된 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to improve the workability by performing an operation such as cleaning, welding and inspection while autonomously traveling using Invar Tongue as a guide rail in a special environment called LNGC cargo hold And to provide a self-propelled type LNGC cargo hold robot system capable of preventing safety accidents.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템은, LNGC 화물창 내부에서 작업하기 위한 로봇 시스템으로서, LNGC 화물창 내부에 일정 간격으로 설치되는 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 전단에 설치되는 제1 몸체와; 상기 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 후단에 설치되는 제2 몸체와; 상기 제1,2 몸체를 결합시키되 제1,2 몸체가 각각 회전 운동 및 좌우 병진 운동 가능하도록 회전 구동모듈 및 좌우 구동모듈을 구비한 기구부와; 상기 제1 몸체 또는 제2 몸체에 설치되는 작업 모듈과; 상기 제1 몸체에 장애물 감지를 위하여 설치되는 장애물 감지 센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an autonomous travel type LNGC cargo hold work robot system according to a first embodiment of the present invention is a robot system for working inside an LNGC cargo hold, in which an Invar Tongue A first body installed at a front end so as to be used as a guide rail; A second body installed at the rear end so as to be able to travel using the Invar Tongue as a guide rail; A mechanical part having a rotation driving module and a left and right driving module for coupling the first and second bodies, respectively, so that the first and second bodies can be rotated and left and right translated; A work module installed on the first body or the second body; And an obstacle detection sensor installed to detect an obstacle in the first body.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템은, LNGC 화물창 내부를 청소하기 위한 로봇 시스템으로서, LNGC 화물창 내부에 일정 간격으로 설치되는 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 전단에 설치되는 제1 몸체와; 상기 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 후단에 설치되는 제2 몸체와; 상기 제1,2 몸체를 결합시키되 제1,2 몸체가 각각 승강 운동 및 좌우 병진 운동 가능하도록 상하 구동모듈 및 좌우 구동모듈을 구비한 기구부와; 상기 제1 몸체 또는 제2 몸체에 설치되는 작업 모듈과; 상기 제1 몸체에 장애물 감지를 위하여 설치되는 장애물 감지 센서를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, an autonomous travel type LNGC cargo hold work robot system according to a second embodiment of the present invention is a robot system for cleaning the inside of an LNGC cargo hold, comprising an Invar Tongue A first body installed at a front end so as to be used as a guide rail; A second body installed at the rear end so as to be able to travel using the Invar Tongue as a guide rail; A mechanical unit having the first and second bodies coupled to each other so that the first and second bodies can move up and down and translate left and right respectively; A work module installed on the first body or the second body; And an obstacle detection sensor installed to detect an obstacle in the first body.
여기에서, 상기 작업 모듈은, 청소, 용접 및 검사 중 어느 하나의 작업을 수행할 수 있는 모듈일 수 있다. Here, the work module may be a module capable of performing any one of cleaning, welding, and inspection.
또한, 상기 작업 모듈이 청소 모듈인 경우, 제1 몸체에 설치되는 집진기와; 제2 몸체에 설치되는 걸레를 구비할 수 있다. When the work module is a cleaning module, a dust collector installed in the first body; And a mop provided on the second body.
또한, 상기 걸레에는 주기적으로 물공급을 위하여 펌프가 부착될 수 있다. In addition, a pump may be attached to the mop periodically for water supply.
또한, 상기 장애물 감지 센서는, 초음파 센서, 적외선 센서 및 레이저 센서 중 어느 하나로 구성될 수 있다. In addition, the obstacle detection sensor may be any one of an ultrasonic sensor, an infrared sensor, and a laser sensor.
또한, 상기 장애물 감지 센서에 의해 장애물이 감지되면 거리에 비례하여 주행 속도를 설정할 수 있다. Also, when an obstacle is detected by the obstacle detection sensor, the traveling speed can be set in proportion to the distance.
또한, 상기 제1 몸체에 장애물 감지를 위하여 추가 설치되는 리미트 센서를 더 구비할 수 있다. The first body may further include a limit sensor for detecting an obstacle.
또한, 상기 제1,2 몸체는 각각 2개의 Invar Tongue을 좌우측 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 주행 모터 및 좌우측 주행 가이드 롤러를 구비할 수 있다. In addition, the first and second bodies may include a traveling motor and left and right travel guide rollers so as to be able to travel using two Invar Tongues as right and left guide rails, respectively.
또한, 상기 주행 가이드 롤러는 각각 한쌍으로 구성되어 Invar Tongue에 끼워진 상태에서 Invar Tongue을 압박할 수 있도록 되어 있을 수 있다. In addition, the travel guide rollers may be configured to be paired with each other so as to be able to press the Invar Tongue while being fitted in the Invar Tongue.
또한, 상기 상하 구동모듈 및 좌우 구동모듈은, 각각 구동 모터, LM 가이드 및 랙 & 피니언을 구비할 수 있다. The up-down driving module and the left and right driving modules may each include a driving motor, an LM guide, and a rack and pinion.
또한, 상기 상하 구동모듈 및 좌우 구동모듈은, 각각 LM 가이드 및 리니어 액츄에이터를 구비할 수 있다. In addition, the up-down driving module and the left and right driving modules may each include an LM guide and a linear actuator.
또한, 상기 리니어 액츄에이터에는, 리니어 액츄에이터를 제어할 수 있도록 리니어 액츄에이터 스케일 및 리니어 스케일 헤드가 부착될 수 있다. The linear actuator may be equipped with a linear actuator scale and a linear scale head so as to control the linear actuator.
또한, 상기 리니어 액츄에이터에는, 초기 위치를 맞추기 위한 리니어 액츄에이터 홈 센서가 부착될 수 있다. In addition, the linear actuator may be provided with a linear actuator groove sensor for aligning the initial position.
또한, 상기 회전 구동모듈은, 회전 운동을 위하여 틸팅 모터 및 상기 틸팅 모터의 구동력으로 회전 토크를 발생하는 하모닉 드라이버를 구비할 수 있다. The rotation driving module may include a tilting motor for rotational movement and a harmonic driver for generating a rotational torque by a driving force of the tilting motor.
또한, 상기 틸팅 모터에는, 틸팅 모터 제동을 위한 브레이크가 설치될 수 있다. Further, the tilting motor may be provided with a brake for braking the tilting motor.
또한, 상기 틸팅 모터에는, 위치를 확인할 수 있도록 절대치 엔코더가 설치될 수 있다. An absolute encoder may be installed in the tilting motor so that the position can be confirmed.
또한, 상기 제1,2 몸체는 보조 가이드 롤러를 더 구비할 수 있다. The first and second bodies may further include an auxiliary guide roller.
또한, 로봇 시스템은, 원격 제어 가능하도록 원격제어 단말기 및 로봇 제어기를 구비할 수 있다. Further, the robot system may include a remote control terminal and a robot controller so as to be remotely controllable.
본 발명에 따르면, LNGC 화물창이라는 특수환경 내에서 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 자율 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행하고, 또한 좌우 병진 운동 및 회전 운동 또는 승강 운동 및 좌우 병진 운동을 통해 Invar Tongue을 넘어간 후 반복적으로 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행할 수 있으므로 작업시수 절감 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있으며 작업자의 낙상 및 창상사고 등의 안전사고를 예방할 수 있다.According to the present invention, the Invar Tongue is used as a guide rail in a special environment called a LNGC cargo hold to carry out operations such as cleaning, welding, and inspection while traveling autonomously, and also to perform right and left translational motion, After passing the Invar Tongue, it can be repeatedly cleaned, welded and inspected. Therefore, it is possible to greatly reduce the number of work hours and to improve the productivity, and prevent safety accidents such as falls and wounds.
도 1은 화물창 개념도.
도 2는 화물창 내부 모습.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 개념도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 주행 가이드 롤러 및 보조 가이드 롤러의 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 주행 가이드 롤러의 상세 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 랙 & 피니언을 보여주는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 리니어 액츄에이터를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 내부 블록도.
도 10은 본 발명에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 사용 상태도.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 LNGC 화물창 작업용 로봇 시스템을 이용한 청소 작업 공정도(1).
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 LNGC 화물창 작업용 로봇 시스템을 이용한 청소 작업 공정도(2).
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 LNGC 화물창 작업용 로봇 시스템을 이용한 청소 작업 공정도. 1 is a conceptual view of a cargo hold.
Figure 2 shows the inside of the cargo hold.
3 is a conceptual diagram of an autonomous travel type LNGC cargo hold robot system according to a first embodiment of the present invention;
4 is a conceptual diagram of an autonomous travel type LNGC cargo hold robot system according to a second embodiment of the present invention;
5 is a conceptual view of a travel guide roller and an auxiliary guide roller according to the present invention.
6 is a detailed configuration diagram of a travel guide roller according to the present invention.
7 is a view showing a rack and pinion according to the present invention.
8 is a view showing a linear actuator according to the present invention.
9 is an internal block diagram of an autonomous travel type LNGC cargo hold robot system according to the present invention.
10 is a view showing the state of use of the autonomous travel type LNGC cargo hold robot system according to the present invention.
11 is a cleaning process chart (1) using a robot system for LNGC cargo hold work according to the first embodiment of the present invention.
12 is a cleaning process chart (2) using the robot system for working LNGC cargo holds according to the first embodiment of the present invention.
Fig. 13 is a process chart of a cleaning operation using a robot system for working an LNGC cargo hold window according to a second embodiment of the present invention; Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템은, LNGC 화물창이라는 특수환경 내에서 Invar Tongue을 가이드 레일로 이용하여 자율 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 편리하게 수행하여 작업성을 크게 개선하고 안전사고를 예방할 수 있도록 된 것을 그 기술적 요지로 한다. 즉, 사람의 조작을 최소화 시킨 자율주행형 작업로봇으로 화물창 하부 뿐만 아니라 측면부에 로봇을 부착함으로써 사람의 인력 뿐만 아니라 기구적 배치를 최소화 하여 자동으로 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행할 수 있도록 되어 있는 것이다. The autonomous travel type LNGC cargo hold robot system according to the present invention greatly improves workability by carrying out automatic cleaning, welding and inspection operations by using Invar Tongue as a guide rail in a special environment called LNGC cargo window And to prevent safety accidents. In other words, by attaching the robot to the side part as well as the bottom part of the cargo hold with the autonomous running type work robot minimizing human manipulation, it is possible to automatically perform work such as cleaning, welding and inspection .
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 개념도, 도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 개념도, 도 5는 본 발명에 따른 주행 가이드 롤러 및 보조 가이드 롤러의 개념도, 도 6은 본 발명에 따른 주행 가이드 롤러의 상세 구성도, 도 7은 본 발명에 따른 랙 & 피니언을 보여주는 도면, 도 8은 본 발명에 따른 리니어 액츄에이터를 보여주는 도면, 도 9는 본 발명에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 내부 블록도, 도 10은 본 발명에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템의 사용 상태도, 도 11,12는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 LNGC 화물창 작업용 로봇 시스템을 이용한 청소 작업 공정도, 도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 LNGC 화물창 작업용 로봇 시스템을 이용한 청소 작업 공정도이다. FIG. 3 is a conceptual diagram of an autonomous travel type LNGC cargo hold work robot system according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a conceptual view of an autonomous travel LNGC cargo hold work robot system according to a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a view showing a rack and pinion according to the present invention. FIG. 8 is a plan view of a linear guide roller according to the present invention. Fig. 10 is an explanatory view showing the state of use of the self-running LNGC cargo hold work robot system according to the present invention. Figs. 11 and 12 are views showing the operation of the autonomous travel LNGC cargo hold robot system according to the present invention, FIG. 13 is a view showing a cleaning operation process using a robot system for working an LNGC cargo hold window according to a first embodiment of the present invention. FIG. Clean the work process diagram using.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템(100)은, LNGC 화물창(1) 내부에서 작업하기 위한 로봇 시스템으로서, 전단에 설치되는 제1 몸체(110), 후단에 설치되는 제2 몸체(120), 상기 제1,2 몸체(110,120)를 결합시키는 기구부(130), 상기 제1 몸체(110) 또는 2 몸체(120)에 설치되는 작업 모듈(140), 장애물 감지 센서(150) 및 리미트 센서(160)를 포함하여 이루어진다. 3, the autonomous travel type LNGC cargo hold
상기 제1 몸체(110)는 전방에서 바라볼 때 "" 형태로서 LNGC 화물창(1) 내부에 일정 간격으로 설치되는 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 설치된다. 구체적으로는, 2개의 Invar Tongue(2)을 좌우측 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 주행 모터 및 좌우측 주행 가이드 롤러(111)를 구비한다. The
상기 제2 몸체(120)는 상기 제1 몸체(110)와 동일하게 전방에서 바라볼 때 "" 형태로서 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 설치된다. 구체적으로는, 2개의 Invar Tongue(2)을 좌우측 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 주행 모터 및 좌우측 주행 가이드 롤러(121)를 구비한다. The
상기 기구부(130)는 제1,2 몸체(110,120)를 결합시키는데, 제1,2 몸체(110,120)가 각각 회전 운동 및 좌우 병진 운동 가능하도록 회전 구동모듈(131) 및 좌우 구동모듈(132)을 구비한다. 즉, 제1,2 몸체(110,120)가 Pictch-Surge 운동을 통해 Invar Tongue(2)을 넘어갈 수 있도록 되어 있다. The
구체적으로, 상기 회전 구동모듈(131)은, 회전 운동을 위하여 틸팅 모터 및 상기 틸팅 모터의 구동력으로 회전 토크를 발생하는 하모닉 드라이버를 구비할 수 있다. 이 때, 상기 틸팅 모터에는, 비상 시 즉, 회전 시 문제가 발생될 때 틸팅 모터가 급격하게 회전하는 것을 방지할 수 있도록 브레이크가 설치될 수 있고, 또한 별도의 홈 센서를 부착하지 않고서도 위치를 확인할 수 있도록 절대치 엔코더가 설치될 수 있다. Specifically, the
상기 좌우 구동모듈(132)은 좌우 병진 운동을 위하여 구동 모터, LM 가이드 및 랙 & 피니언(133)을 구비하거나, 혹은 LM 가이드 및 리니어 액츄에이터(134)를 구비할 수 있다. 이 때, 상기 리니어 액츄에이터(134)에는, 리니어 액츄에이터의 정밀 제어를 위하여 리니어 액츄에이터 스케일 및 리니어 스케일 헤드가 부착될 수 있다. 그리고, 상기 리니어 액츄에이터(134)에는, 초기 위치를 맞추기 위한 리니어 액츄에이터 홈 센서가 부착될 수 있다. The left and right driving
상기 작업 모듈(140)은, 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행할 수 있는 모듈일 수 있다. 이 때, 상기 작업 모듈(140)이 청소 모듈인 경우에는, 제1 몸체(110)에는 진공 흡입 모터를 이용하여 먼지를 흡입할 수 있도록 집진기가 설치되고 제2 몸체(120)에는 걸레가 설치될 수 있다. 그리고, 상기 걸레에는 주기적으로 물공급을 위하여 펌프가 부착되어 있는 것이 바람직하다. The
상기 장애물 감지 센서(150)는 장애물 감지를 위하여 제1 몸체(110)에 설치되는데, 초음파 센서, 적외선 센서 및 레이저 센서 등으로 구성할 수 있다. The
이 때, 상기 장애물 감지 센서(150)에 의해 장애물이 감지되면 거리에 비례하여 현재의 주행 속도를 재설정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. At this time, if an obstacle is detected by the
상기 리미트 센서(160)는 벽과 같은 장애물 감지를 위하여 제1 몸체(110)에 설치된다. The
그리고, 상기 제1,2 몸체(110,120)는 제1,2 몸체(110,120)가 편심으로 기울어지지 않고 바닥면에 안정적으로 위치할 수 있도록 보조 가이드 롤러(112,122)를 더 구비할 수 있다. The first and
한편, 상기 주행 가이드 롤러(111,121)는 경사에도 낙하하지 않고 주행이 가능하도록 하기 위하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 각각 한쌍으로 구성되어 Invar Tongue(2)에 끼워진 상태에서 Invar Tongue(2)을 스프링 등의 수단에 의한 탄성력 등으로 가압할 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 6, the traveling
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템(100A)은, 원격 제어 가능하도록 원격제어 단말기(170) 및 로봇 제어기(180)를 구비할 수 있다. 이 때, 로봇 제어기(180)는 원격제어 단말기(170)에서 신호를 수신하는 수신부(181)를 비롯하여 연산 처리부(182), 모션 제어부(183) 및 구동모듈(131,132)이나 작업 모듈(140)로 제어 신호를 송신하기 위한 송신부(184)를 구비할 수 있다. The autonomous travel type LNGC cargo
도 11,12를 참조하여 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템(100)을 이용하여 LNGC 화물창(1) 내부에서 작업하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 11 and 12, a process of working inside the
먼저, 로봇 시스템(100)이 LNGC 화물창(1) 내부에 일정 간격으로 설치된 2개의 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행한다. First, the
작업구역 끝에 도착하게 되면, 이웃 칸으로의 이동을 위하여 제1 몸체(110) 또는 제2 몸체(120)가 회전 운동하여 바닥으로부터 이격된 상태에서 이웃 칸으로 병진 운동한 후 역회전하여 이웃 칸의 Invar Tongue(2)에 착지한다. The
그 다음에, 남아있는 제2 몸체(120) 또는 제1 몸체(110)가 동일한 방법으로 회전 운동하여 바닥으로부터 이격된 상태에서 이웃 칸으로 병진 운동한 후 역회전하여 이웃 칸의 Invar Tongue(2)에 착지한다. Then, the remaining
그 다음에, 로봇 시스템(100)이 이웃 칸의 2개의 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행한다.
Then, the
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템(100A)은, LNGC 화물창(1) 내부에서 작업하기 위한 로봇 시스템으로서, 전단에 설치되는 제1 몸체(110), 후단에 설치되는 제2 몸체(120), 상기 제1,2 몸체(110,120)를 결합시키는 기구부(130A) 및 상기 제1 몸체(110) 또는 2 몸체(120)에 설치되는 작업 모듈(140), 장애물 감지 센서(150) 및 리미트 센서(160)를 포함하여 이루어진다. 4, the autonomous travel type LNGC cargo hold
상기 제1,2 몸체(110,120), 작업 모듈(140), 장애물 감지 센서(150) 및 리미트 센서(160)의 경우, 상기 제1 실시 형태와 동일하므로 여기서의 설명은 생략하기로 한다. The first and
상기 기구부(130A)는 상기 제1,2 몸체(110,120)를 결합시키는데, 제1,2 몸체(110,120)가 각각 승강 운동 및 좌우 병진 운동 가능하도록 상하 구동모듈(131A) 및 좌우 구동모듈(132A)을 구비한다. 즉, 제1,2 몸체(110,120)가 Heave-Surge 운동을 통해 Invar Tongue(2)을 넘어갈 수 있도록 되어 있다. The
구체적으로, 상기 상하 구동모듈(131A) 및 좌우 구동모듈(132A)은 좌우 병진 운동을 위하여, 상기 좌우 구동모듈(132)과 동일하게, 구동 모터, LM 가이드 및 랙 & 피니언(133)을 구비하거나, 혹은 LM 가이드 및 리니어 액츄에이터(134)를 구비할 수 있다. 이 때, 상기 리니어 액츄에이터(134)에는, 리니어 액츄에이터의 정밀 제어를 위하여 리니어 액츄에이터 스케일 및 리니어 스케일 헤드가 부착될 수 있다. 그리고, 상기 리니어 액츄에이터(134)에는, 초기 위치를 맞추기 위한 리니어 액츄에이터 홈 센서가 부착될 수 있다. Specifically, the
도 13을 참조하여 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템(100A)을 이용하여 LNGC 화물창(1) 내부에서 작업하는 작업 과정을 설명하면 다음과 같다. Referring to FIG. 13, a work process of working inside the
먼저, 로봇 시스템(100A)이 LNGC 화물창(1) 내부에 일정 간격으로 설치된 2개의 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행한다. First, the
작업구역 끝에 도착하게 되면, 이웃 칸으로의 이동을 위하여 제1 몸체(110) 또는 제2 몸체(120)가 상승 운동하여 바닥으로부터 이격된 상태에서 이웃 칸으로 병진 운동한 후 하강 운동하여 Invar Tongue(2)에 착지한다. The
그 다음에, 남아있는 제2 몸체(120) 또는 제1 몸체(110)가 상승 운동하여 바닥으로부터 이격된 상태에서 이웃 칸으로 병진 운동한 후 하강 운동하여 Invar Tongue(2)에 착지한다. Then, the remaining
그 다음에, 로봇 시스템(100A)이 이웃 칸의 2개의 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행한다. Then, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, LNGC 화물창이라는 특수환경 내에서 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 자동 주행하면서 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행하고, 또한 상하 승강 운동 및 좌우 병진 운동 또는 승강 운동 및 좌우 병진 운동을 통해 Invar Tongue(2)을 넘어간 후 반복적으로 청소, 용접 및 검사 등의 작업을 수행할 수 있으므로 작업성을 크게 개선하고 안전사고를 예방할 수 있다. As described above, according to the present invention, the Invar Tongue (2) is used as a guide rail in a special environment called a LNGC cargo window to carry out operations such as cleaning, welding and inspection while traveling automatically, After moving over the Invar Tongue (2) through the exercise or lift-motion and left-right translational motion, it is possible to carry out tasks such as cleaning, welding and inspection repeatedly, thereby greatly improving workability and preventing safety accidents.
한편, 본 발명에 따른 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And various alternatives, modifications, and alterations can be made within a range.
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.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
1 : LNGC 화물창
2 : Invar Tongue
100,100A : 작업로봇 시스템
110 : 제1 몸체
111,121 : 주행 가이드 롤러
112,122 : 보조 가이드 롤러
120 : 제2 몸체
130 : 기구부
131 : 회전 구동모듈
132,132A : 좌우 구동모듈
133 : 랙 & 피니언
134 : 리니어 액츄에이터
140 : 작업용 모듈
150 : 장애물 감지 센서
160 : 리미트 센서
170 : 작업 입력부(원격 제어 단말기)
180 : 로봇 제어기
131A : 상하 구동모듈1: LNGC Cargo Hold 2: Invar Tongue
100, 100A: work robot system 110: first body
111, 121:
120: second body 130:
131:
133: Rack & Pinion 134: Linear Actuator
140: Working module 150: Obstacle detection sensor
160: Limit sensor 170: Operation input unit (remote control terminal)
180:
Claims (19)
LNGC 화물창(1) 내부에 일정 간격으로 설치되는 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 전단에 설치되는 제1 몸체(110)와;
상기 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 후단에 설치되는 제2 몸체(120)와;
상기 제1,2 몸체(110,120)를 결합시키되 제1,2 몸체(110,120)가 각각 회전 운동 및 좌우 병진 운동 가능하도록 회전 구동모듈(131) 및 좌우 구동모듈(132)을 구비한 기구부(130)와;
상기 제1 몸체(110) 또는 제2 몸체(120)에 설치되는 작업 모듈(140)과;
상기 제1 몸체(110)에 장애물 감지를 위하여 설치되는 장애물 감지 센서(150)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. A robot system (100) for working inside an LNGC cargo hold (1)
A first body 110 installed at a front end of the LNGC cargo hold 1 so as to be able to travel using an Invar Tongue 2 installed as a guide rail at regular intervals;
A second body (120) installed at the rear end so as to be able to travel using the Invar Tongue (2) as a guide rail;
A mechanical part 130 having a rotation drive module 131 and a left and right drive module 132 for coupling the first and second bodies 110 and 120 and rotating the first and second bodies 110 and 120, respectively, Wow;
A work module 140 installed in the first body 110 or the second body 120;
And an obstacle detection sensor (150) installed in the first body (110) for detecting obstacles.
LNGC 화물창(1) 내부에 일정 간격으로 설치되는 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 전단에 설치되는 제1 몸체(110)와;
상기 Invar Tongue(2)을 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 후단에 설치되는 제2 몸체(120)와;
상기 제1,2 몸체(110,120)를 결합시키되 제1,2 몸체(110,120)가 각각 승강 운동 및 좌우 병진 운동 가능하도록 상하 구동모듈(131A) 및 좌우 구동모듈(132A)을 구비한 기구부(130A)와;
상기 제1 몸체(110) 또는 제2 몸체(120)에 설치되는 작업 모듈(140)과;
상기 제1 몸체(110)에 장애물 감지를 위하여 설치되는 장애물 감지 센서(150)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. A robot system (100A) for cleaning the inside of an LNGC cargo hold (1)
A first body 110 installed at a front end of the LNGC cargo hold 1 so as to be able to travel using an Invar Tongue 2 installed as a guide rail at regular intervals;
A second body (120) installed at the rear end so as to be able to travel using the Invar Tongue (2) as a guide rail;
A mechanical part 130A having an up / down drive module 131A and a left / right drive module 132A for coupling the first and second bodies 110 and 120 and moving the first and second bodies 110 and 120, respectively, Wow;
A work module 140 installed in the first body 110 or the second body 120;
And an obstacle detection sensor (150) installed in the first body (110) for detecting obstacles.
상기 작업 모듈(140)은, 청소, 용접 및 검사 중 어느 하나의 작업을 수행할 수 있는 모듈인 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the work module (140) is a module capable of performing any one of cleaning, welding, and inspection.
상기 작업 모듈(140)이 청소 모듈인 경우,
제1 몸체(110)에 설치되는 집진기와;
제2 몸체(120)에 설치되는 걸레를 구비한 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method of claim 3,
If the work module 140 is a cleaning module,
A dust collector installed in the first body 110;
And the second body (120) is provided with a mop installed in the second body (120).
상기 걸레에는 주기적으로 물공급을 위하여 펌프가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method of claim 4,
And a pump is attached to the mop periodically for water supply.
상기 장애물 감지 센서(150)는, 초음파 센서, 적외선 센서 및 레이저 센서 중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the obstacle detection sensor (150) comprises any one of an ultrasonic sensor, an infrared sensor, and a laser sensor.
상기 장애물 감지 센서(150)에 의해 장애물이 감지되면 거리에 비례하여 주행 속도를 설정하는 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method of claim 6,
Wherein when the obstacle is detected by the obstacle detection sensor (150), the traveling speed is set in proportion to the distance.
상기 제1 몸체(110)에 장애물 감지를 위하여 추가 설치되는 리미트 센서(160)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a limit sensor (160) installed to detect an obstacle in the first body (110).
상기 제1,2 몸체(110,120)는 각각 2개의 Invar Tongue(2)을 좌우측 가이드 레일로 이용하여 주행할 수 있도록 주행 모터 및 좌우측 주행 가이드 롤러(111,121)를 구비한 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first and second bodies (110, 120) are provided with traveling motors and left and right travel guide rollers (111, 121) so as to travel using two Invar Tongues (2) as left and right guide rails, respectively. Cargo hold robot system.
상기 주행 가이드 롤러(111,121)는 각각 한쌍으로 구성되어 Invar Tongue(2)에 끼워진 상태에서 Invar Tongue(2)을 압박할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 자율주행형 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method of claim 9,
Wherein the travel guide rollers (111, 121) are each formed of a pair and are capable of pressing the Invar Tongue (2) while being fitted in the Invar Tongue (2).
상기 상하 구동모듈(131A) 및 좌우 구동모듈(132,132A)은, 각각 구동 모터, LM 가이드 및 랙 & 피니언(133)을 구비한 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the up-down driving module (131A) and the left and right driving modules (132, 132A) each include a driving motor, an LM guide, and a rack and pinion (133).
상기 상하 구동모듈(131A) 및 좌우 구동모듈(132,132A)은, 각각 LM 가이드 및 리니어 액츄에이터(134)를 구비한 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the up-down driving module (131A) and the left and right driving modules (132, 132A) each include an LM guide and a linear actuator (134).
상기 리니어 액츄에이터(134)에는, 리니어 액츄에이터를 제어할 수 있도록 리니어 액츄에이터 스케일 및 리니어 스케일 헤드가 부착된 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 작업로봇 시스템. The method of claim 12,
Wherein the linear actuator (134) is provided with a linear actuator scale and a linear scale head so as to control the linear actuator.
상기 리니어 액츄에이터(134)에는, 초기 위치를 맞추기 위한 리니어 액츄에이터 홈 센서가 부착된 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 청소용 로봇 시스템. The method of claim 12,
Wherein the linear actuator (134) is provided with a linear actuator groove sensor for aligning the initial position.
상기 회전 구동모듈(131)은, 회전 운동을 위하여 틸팅 모터 및 상기 틸팅 모터의 구동력으로 회전 토크를 발생하는 하모닉 드라이버를 구비한 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 청소용 로봇 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the rotation driving module (131) comprises a tilting motor for rotational motion and a harmonic driver for generating a rotational torque by a driving force of the tilting motor.
상기 틸팅 모터에는, 틸팅 모터 제동을 위한 브레이크가 설치된 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 청소용 로봇 시스템. 16. The method of claim 15,
Wherein the tilting motor is provided with a brake for braking the tilting motor.
상기 틸팅 모터에는, 위치를 확인할 수 있도록 절대치 엔코더가 설치된 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 청소용 로봇 시스템. 16. The method of claim 15,
Wherein the tilting motor is provided with an absolute encoder for confirming the position thereof.
상기 제1,2 몸체(110,120)는 보조 가이드 롤러(112,122)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 청소용 로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
The first and second bodies (110, 120) further include auxiliary guide rollers (112, 122).
로봇 시스템은, 원격 제어 가능하도록 원격제어 단말기(170) 및 로봇 제어기(180)를 구비한 것을 특징으로 하는 LNGC 화물창 청소용 로봇 시스템. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the robot system comprises a remote control terminal (170) and a robot controller (180) so as to be remotely controllable.
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