KR20180010744A

KR20180010744A - 고소 작업용 드론 장비 및 이를 이용한 고소 작업 방법

Info

Publication number: KR20180010744A
Application number: KR1020160093337A
Authority: KR
Inventors: 신현국
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-31

Abstract

본 발명은 원격 조정에 의해 고소의 특정 위치로 비행이 가능한 드론을 이용하여 구조물의 고소 위치에 형성된 러그 등의 잔재물의 절단과 표면의 연마를 수행할 수 있도록 한 것으로서, 보다 상세하게는 상부에 회전익(110)이 구비되어 사용자가 원하는 고소의 위치로 무인 주행이 가능한 드론 비행체(10)와, 상기 드론 비행체(10)에 구비되어 구조물(200) 상의 고소의 표면에 상기 드론 비행체(10)를 고정시킬 수 있도록 하는 고정장치(120) 및 상기 드론 비행체(10)에 구비되어 상기 드론 비행체(10)가 상기 구조물(200) 상에 고정된 상태로 상기 구조물(200)의 표면에 형성된 잔재물(L)의 절단 또는 표면의 연마 중 적어도 어느 하나 이상의 작업을 수행하는 작업 모듈부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비에 관한 것이다.

Description

고소 작업용 드론 장비 및 이를 이용한 고소 작업 방법{DRONE DEVICE FOR HIGH PLACE WORK AND WORK METHOD USING THE SAME}

본 발명은 선체 블록 등의 구조물의 고소 작업을 위한 드론 장비에 관한 것으로서, 원격 조정에 의해 고소의 특정 위치로 비행이 가능한 드론을 이용하여 구조물의 고소 위치에 형성된 러그 또는 보강재 등의 잔재물의 절단과, 표면의 연마를 수행할 수 있도록 하는 고소 작업용 드론 장비 및 이를 이용한 고소 작업 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 선박의 건조 시 선체 블록(Block : 배조립전 각 단위 조립체)을 크레인으로 운반하고 있으며, 이를 위해 블록의 일 측에 크레인의 셔클을 체결하기 위한 러그(Lug)를 용접한다. 블록의 운반이 완료된 후, 상기 러그의 용접부를 절단하여 러그를 블록으로부터 제거하는 작업이 수행된다.

러그는 고 중량의 각종 철구조물 특히, 조선분야에서 각 블록을 들어 옮기기 위해 그 구조물을 보호하면서 들어 올리기 적합하도록 취부 사용되는 부재를 말한다.

이러한 러그는 절단 작업을 통해 제거하면 대략 10-25mm 정도인 러그 잔재(10)가 남게 된다. 이를 제거하기 위해 보통 그라인딩 작업이 수행되게 되는데, 이와 같은 그라인딩 작업은 주로 작업자가 그라인딩 툴(그라인더, 연마기, 밀링기 등)을 사용하여 작업하게 된다.

한국공개실용신안 제20-2012-0008443호는 상기한 러그를 절단하기 위한 장치이고, 한국공개특허 제10-2010-0045563호는 상기한 러그 잔재를 제거하기 위한 밀링장치를 나타낸다.

이러한 선체의 외판 블록의 경우 러그 절단 및 그라인딩 작업이 고소 공간에서 이루어지는 경우가 많다. 종래에는 이러한 고소 작업을 위한 고소 작업대(사다리 혹은 곤돌라 또는 고소차)에 의존하여 작업자가 상기한 종래 기술들에 기재된 장비를 가지고 직접 수작업을 수행하게 된다.

이러한 일련의 수작업은 고소 공간 및 고소 작업대의 협소 공간이라는 제약성으로 인해 작업자의 유효 작업 반경을 벗어나게 되면 고소 작업대를 매번 이동시키거나 재설치 후에 작업을 수행하여야 하기 때문에 작업의 효율이 크게 떨어지고 있는 실정이다.

또한, 상기한 러그의 경우 용량이 무거운 것은 100kg 를 훨씬 넘기 때문에 작업자가 고소 공간에서 이러한 고 중량물을 다루는데 큰 어려움이 따를 수 밖에 없다.

뿐만 아니라, 수작업의 어려움으로 인해 작업자에게 근골격계 질환이 빈번하게 발생하거나 분진 발생으로 인해 진폐증에 노출될 수 있으며, 추락 사고의 위험을 갖게 되는 문제점이 있다.

한국공개실용신안 제20-2012-0008443호(공개일자: 2012. 12. 10) 한국공개특허 제10-2010-0045563호(공개일자: 2010. 05. 04)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 드론 비행체를 활용하여 선체 블록 등의 구조물의 고소 위치에 대한 접근성을 높이는 동시에 드론 비행체에 절단기 및 연마기를 장착하여 잔재물의 절단 및 제거와 표면 연마를 수행하게 함으로써, 고소 작업에 투입되는 인력을 최소화하고, 작업자의 작업 안전성과 작업 효율성을 극대화시키도록 하는 고소 작업용 드론 장비 및 이를 이용한 고소 작업 방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 상부에 회전익이 구비되어 사용자가 원하는 고소의 특정 위치로 무인 주행이 가능한 드론 비행체와, 상기 드론 비행체에 구비되어 상기 구조물의 표면에 상기 드론 비행체를 고정시킬 수 있도록 하는 고정장치 및 상기 드론 비행체에 구비되어 상기 드론 비행체가 상기 구조물 상에 고정된 상태로 상기 구조물의 표면에 형성된 잔재물의 절단 또는 표면의 연마 중 적어도 어느 하나 이상의 작업을 수행하는 작업 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비가 제공된다.

상기 고정장치는 전류의 공급에 의해 자기화되는 전자석을 이용하여 금속 재질의 상기 구조물에 고정되는 것일 수 있다.

상기 고정장치는 상기 드론 비행체로부터 수평 방향으로 각각 연장되어 상기 회전익의 구동이치는 영역의 외측으로 이어지는 복수의 설치 프레임 및 상기 복수의 설치 프레임의 연장된 끝부에 상기 전자석을 각각 결합하여 상기 구조물의 표면에 접촉 가능하게 형성되는 고정 접촉부로 이루어질 수 있다.

상기 설치 프레임은 상기 고정 접촉부가 상기 작업 모듈부의 하단부 보다 아래에 위치될 수 있도록 대각선 하부 방향으로 연장될 수 있다.

상기 고정 접촉부는 상기 전자석의 둘레면을 감싸도록 형성되어 상기 구조물과 접촉시 상기 전자석에 충격이 가해지는 것을 보호하는 고무패드가 구비될 수 있다.

상기 작업 모듈부는 상기 구조물의 표면에 형성된 잔재물을 절단하는 절단기 및 상기 절단기를 전후 및 좌우로 이동 가능하게 설치하여 작업이 필요한 위치로 이동시키는 제1이동레일을 포함할 수 있다.

상기 작업 모듈부는 상기 구조물의 표면을 연마하는 연마기 및 상기 연마기를 전후 및 좌우로 이동 가능하게 설치하여 작업이 필요한 위치로 이동시키는 제2이동레일을 포함할 수 있다.

상기 작업 모듈부는 상기 잔재물의 절단 시 상기 잔재물의 일측을 집어서 절단된 잔재물이 낙하하는 것을 방지하는 치구 홀더가 더 포함될 수 있다.

상기 절단기는 산소절단기일 수 있다.

상기 연마기는 연마용 커터가 구비되는 밀링기일 수 있다.

상기 절단기는 상기 제1이동레일에 고정되는 절단기 고정구와, 상기 고정부와 축회전이 이루어지도록 결합되는 제1회동부와, 상기 제1회동부에 수평 방향으로 삽입되는 회전핀으로 연결되어 전후 회전 가능하게 결합되는 제2회동부 및 상기 제2회동부에 스프링으로 연결되어 길이가 전후로 조절되도록 결합되며, 상기 구조물에 접촉하는 하측 단부에 산소 절단부가 형성되는 길이조절바로 이루어질 수 있다.

상기 연마기는 상기 제2이동레버에 고정되는 연마기 고정구와, 상기 연마기 고정구에 수직 방향으로 전후 이동 가능하게 결합되는 커터 장착구와, 상기 커터 장착구의 끝부에 장착되어 동력의 공급에 의해 구동되는 커터 및 상기 커터 장착구의 일측에 장착되는 손상방지용 센서로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 구조물의 표면에 형성된 잔재물의 절단 및 표면의 연마를 수행하는 작업 모듈부와, 전류 공급에 의해 자기화되는 전자석이 구비되어 금속으로 이루어진 구조물에 고정시키는 고정장치가 각각 장착된 드론 장비를 원격 조정하여 상기 구조물의 고소 작업 위치로 비행시키는 단계와, 상기 고정장치에 전류를 공급하여 상기 구조물에 완전히 접촉시키고 상기 드론 장비를 조정하여 상기 구조물 상에 고정시키는 단계 및 상기 작업 모듈부를 구동시켜 상기 구조물의 표면을 가공하는 단계를 포함하여 이루어지는 드론 장비를 이용한 고소 작업 방법이 제공된다.

상기 구조물의 표면 가공하는 단계에서, 상기 드론 장비에 설치된 치구 홀더로 상기 구조물에 형성된 잔재물을 잡아서 고정한 후 절단을 수행할 수 있다.

본 발명의 고소 작업용 드론 장비 및 이를 이용한 고소 작업 방법에 따르면, 선체 블록 등의 구조물의 고소 작업을 위해 작업자가 고가차에 탑승하여 직접 작업할 필요가 없으므로 고소 작업의 안전상의 문제를 해결할 수 있고, 작업 인력의 수를 크게 감소시킬 수 있으며, 고소차 및 탑승 장비가 불필요하여 이를 운용하는데 소요되는 비용을 크게 절감시킬 수 있다.

또한, 기존의 고소 작업을 위해 사용되던 고소차 및 탑승 장비의 위치 조절에 소요되는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있어 고소 작업의 효율성 및 공정의 속도를 크게 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론 장비의 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드론 장비의 구조를 나타낸 측면도,
도 3은 도 2에 도시된 드론 장비가 구조물에 고정되는 동작을 나타낸 측면도,
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 드론 장비의 작업 모듈부를 나타낸 측면도,
도 5는 도 4에 도시된 작업 모듈부의 일실시형태를 나타낸 평면도,
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 절단기의 일실시형태를 나타낸 평면도,
도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 연마기의 일실시형태를 나타낸 평면도,
도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 치구 홀더의 일실시형태를 나타낸 평면도와 측면도 이고,
도 9는 도 8에 도시된 치구 홀더의 작동을 나타낸 측면도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명에 따른 고소 작업용 드론 장비 및 이를 이용한 고소 작업 방법의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론 장비(100)의 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드론 장비(100)의 구조를 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 드론 장비(100)가 구조물에 고정되는 작동예를 나타낸 측면도이다.

본 발명은 원격 조정에 의해 고소의 특정 위치로 비행이 가능한 드론을 이용하여 선체 블록 등의 구조물 상의 고소 위치에 형성된 러그 또는 보강재 등의 잔재물(L; 도 8, 도 9를 참고)의 제거와 표면의 가공을 수행할 수 있도록 하는 고소 작업용 드론 장비(100)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 고소 작업용 드론 장비(100)는 상부에 회전익이 구비되어 사용자가 원하는 고소의 특정 위치로 무인 주행이 가능한 드론 비행체(10)와, 상기 드론 비행체(10)에 구비되어 상기 구조물(200) 상의 고소의 표면에 상기 드론 비행체(10)를 고정시킬 수 있도록 하는 고정장치(120) 및 상기 드론 비행체(10)에 구비되어 상기 드론 비행체(10)가 상기 구조물(200) 상에 고정된 상태로 상기 구조물(200)의 표면에 필요한 작업을 수행하는 작업 모듈부(130)로 구성된다.

드론 비행체(10)는 상부에 구비되는 회전익(110)이 회전 구동하여 비행하도록 구성된다. 이때, 드론 비행체(10)에는 이미 상용화된 다양한 제어수단이 구비되어 작업자의 조작에 의한 신호를 수신하여 복수로 형성되는 회전익(110)의 회전 속도와 회전 방향 등을 조절하여 고소 공간의 원하는 위치로 주행이 가능하다.

상기한 고정장치(120)는 전자석을 이용한 구성으로서, 사용자 드론 비행체(10)를 조정하여 작업을 수행할 고소 위치의 구조물(200) 상에 접근하면 전자석에 전류를 공급하여 자기화시킴으로써, 금속 재질로 이루어진 구조물(200) 상에 고정이 이루어지도록 한다. 이때, 본 발명에 의해 고소 작업이 수행되는 구조물(200)은 선체의 블록일 수 있다.

또한, 상기한 작업 모듈부(130)는 고정장치(120)에 의해 드론 비행체(10)가 구조물(200)의 표면에 고정된 상태에서 구조물(200)에 형성된 러그, 보강재 등의 잔재물(L)의 절단 및 표면의 연마 작업을 수행한다.

즉, 드론 비행체(10)를 조정하여 잔재물(L)이 형성된 구조물(200)의 특정 위치로 비행시킨 후 고정장치(120)를 통해 구조물(200)에 고정시키면 작업 모듈부(130)가 잔재물(L)에 접근이 이루어져 잔재물(L)을 절단한 후 그 절단된 면 또는 특정 표면을 연마하도록 구성된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기한 고정장치(120)는 드론 비행체(10)로부터 수평 방향으로 각각 연장되는 복수의 설치 프레임(122)과, 상기 설치 프레임(122)의 연장된 끝부에 형성되는 고정 접촉부(124)로 이루어질 수 있다.

이때, 상기한 작업 모듈부(130)는 드론 비행체(10)의 중앙의 하부에 형성될 수 있고, 설치 프레임(122)은 작업 모듈부(130)의 둘레측으로부터 수평방향의 외측으로 각각 연장될 수 있다. 이때, 설치 프레임(122)의 연장된 끝부는 회전익(110)의 구동이 미치는 영역의 외측으로 이어지도록 구성될 수 있으며, 설치 프레임(122)의 연장된 끝부에 형성되는 고정 접촉부(124)는 드론 비행체(10)가 구조물에 접근하여 수직면에 접촉한다. 그리고, 고정 접촉부(124)의 내부에는 전자석이 구비되어 전류의 공급에 의한 자기화에 의해 금속 재질의 구조물(200)에 고정이 이루어진다.

고정 접촉부(124)는 드론 비행체(10)의 회전익(110) 보다 바깥쪽인 외측에 위치됨으로써, 드론 비행체(10)가 구조물(200)의 수직면에 접근시 제일 먼저 구조물에 접촉하여 구조물(200)에 회전익(110)이 접촉하는 것이 방지된다.

그리고, 고정 접촉부(124)는 전자석의 둘레면을 감싸도록 형성되는 고무패드(미도시함)를 구비하여, 구조물(200)에 접촉시 설치 프레임(122) 및 드론 비행체(10)로 충격이 가해지는 것을 보호하도록 구성될 수 있다.

이러한, 설치 프레임(122)은 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 작업 모듈부(130)의 수평 방향의 양측으로 서로 쌍을 이루도록 형성될 수 있다. 똘한, 설치 프레임(122)은 수평 방향의 대각선 하부를 향해 각각 소정 각도를 형성하도록 연장되어 연장된 끝부에 형성되는 고정 접촉부(124)가 작업 모듈부(130)의 하단부 보다 아래에 위치되도록 구성될 수 있다.

따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 드론 비행체(10)의 비행을 조정하여 어느 한 쪽의 고정 접촉부(124)가 구조물(200)의 수직면에 접촉하도록 위치시키고 드론 비행체(10)에 형성된 복수의 회전익(110)의 구동을 제어하면, 구조물(200)에 접촉된 고정 접촉부(124)를 축으로 반대쪽의 고정 접촉부(124)가 회동을 하여 구조물(200)에 접촉함으로써, 구조물(200)의 수직면에 대해 드론 비행체(10)가 90°를 이루는 형태로 위치되며 이때, 고정 접촉부에 구비된 전자석에 발생하는 자기력에 의해 고정 상태가 유지된다. 이때, 상기한 드론 비행체(10)는 회전익(110)을 다양한 각도로 회전시켜 상기 구조물(200)에 고정되는 위치를 용이하게 조종할 수 있도록 하는 틸팅장치(115)가 더 구비될 수 있다.

또한, 설치 프레임(122)이 대각선 하부 방향으로 연장될 경우, 고정 접촉부(124)가 작업 모듈부(130)의 하단부 보다 아래에 위치되어 작업 모듈부(130)와 구조물(200)의 수직면에 소정 간격 이격되도록 위치될 수 있다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 작업 모듈부(130)를 나타낸 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 작업 모듈부(130)의 일실시형태를 나타낸 평면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 작업 모듈부(130)는 드론 비행체(10)의 중앙의 하부측에 형성될 수 있다. 그리고 작업 모듈부(130)는 외형을 이루는 하우징 형상의 내부에 절단기(220)와, 연마기(240)가 구비되고, 이 절단기(220)와 연마기(240)를 작업 모듈부(130) 상에서 전후 및 좌우로 이동 가능하게 고정하는 복수의 이동레일(230, 250, 260)이 구비될 수 있다.

이때, 작업 모듈부(130)의 하부는 개방된 구조로 형성되어 드론 비행체(10)가 구조물의 표면에 고정될 경우 개방된 하부를 통해 절단기(220)와 연마기(240)가 구조물(200)의 표면으로 접근하여 필요한 작업을 수행할 수 있게 한다.

또한, 작업 모듈부(130)에는 상기한 연마기(240)를 이용해 구조물(200)에 형성된 잔재물(L)을 절단할 경우 잔재물(L)의 일측을 집어서 고정한 상태로 절단을 행하여 절단된 잔재물(L)이 하부의 지상으로 낙하하는 것을 방지하는 치구 홀더(210)가 더 포함된다.

이동 레일(230, 250, 260)은 절단기(220)와, 연마기(240) 및 치구 홀더(210)를 각각 고정하는 제1이동레일(230)과, 제2이동레일(250) 및 제3이동레일(260)로 이루어질 수 있다. 이때, 절단기(220)와 연마기(240)를 각각 고정하는 제1이동레일(230)과, 제1이동레일(250)은 복수로 구성되어 각각 복수의 절단기(220)와 연마기(240)를 설치할 수 있도록 구성될 수 있으며, 복수를 전후 좌우로 서로 교차되는 형태로 구성하여 작업 모듈부(130) 내에서 다양한 위치로 이동이 가능하게 구성될 수 있다.

도 6는 도 4 및 도 5에 도시된 절단기(220)의 세부 구성을 나타낸 것으로, 도 6의 (a)는 절단기(220)의 측면 형상이고, 도 6의 (b)는 절단기(220)의 정면 형상을 나타낸다.

도 6을 참조하면, 작업 모듈부(130)의 절단기(220)는 제1이동레일(230)에 고정되는 절단기 고정구(221)와, 상기 절단기 고정구(221)에 축회전이 이루어지도록 결합되는 제1회동부(222)와, 제1회동부(222)에 수평 방향으로 삽입되는 회전핀을 통해 연결되어 전후 회전 가능하게 결합되는 제2회동부(223)와, 상기 제2회동부(223)에 스프링(224)에 의해 전후로 길이 조절이 가능하게 결합되고, 타측으로 연장되어 구조물에 접촉하는 하측 단부에 산소 절단부(226)가 형성되는 길이조절바(225)로 구성되어, 절단기(220)의 산소 절단부(226)가 향하는 방향이 360°회전과 상하 각도 조절이 가능하게 구성된다.

이러한 절단기(220)는 길이조절바(225)의 끝 단부에 형성되는 산소 절단부(226)를 통해 고압의 가스를 분사하여 금속을 절단할 수 있는 산소절단기(가스절단기)가 적용될 수 있다. 산소 절단부(226)는 제1회동부(222) 및 제2회동부(223)의 작동에 의해 360°회전 및 전후 각도 조절이 가능하여, 절단기(220)가 제1이동레일(230)을 통해 이동하면서 다양한 위치에 있는 잔재물(L)의 절단이 가능하다. 또한, 스프링(224)에 의해 길이 조절이 가능한 길이조절바(225)는 드론 비행체(10)를 구조물(200)에 위치시키는 과정에서 길이조절바(225)의 끝 단부가 구조물(200) 표면의 요철 구조에 접촉할 경우 스프링(224)의 탄성력에 의해 길이가 조절됨으로써, 충격에 의한 파손이 방지되도록 한다.

도 7은 도 4 및 도 5에 도시된 연마기(240)의 세부 구성을 나타낸다.

도 7을 참조하면 작업 모듈부(130)의 연마기(240)는 연마용 커터(244)가 구비되는 밀링기로 구성될 수 있다. 구체적으로 연마기(240)는 제1이동레일(250) 상에 고정될 수 있도록 고정홀(242)이 형성되는 연마기 고정구(241)와, 이 연마기 고정구(241)에 커터(244)를 장착하는 커터 장착구(243)가 구비되며, 커터(244)를 구동시킬 수 있는 동력원(미도시함)이 구비된다. 참고로 커터(244)를 구동시키는 동력원은 모터가 사용될 수 있다.

커터장착구(243)는 연마기 고정구(241) 상에서 수직 방향의 전후로 이동 가능하게 결합되고, 커터(244)가 위치되는 전방의 끝단에는 손상방지용 센서(245)를 설치하여 구성될 수 있다. 즉, 연마기(240)는 전후 이동 가능한 형태의 커터 장착구(243)와, 손상방지용 센서(245)가 구비됨으로써, 앞서 설명한 절단기(220)와 마찬가지로 드론 비행체(10)를 구조물(200)에 위치시키는 과정에서 구조물 표면의 요철 형상에 충돌시 발생하는 충격에 의한 파손이 방지될 수 있다.

도 8은 도 4 및 도 5에 도시된 치구 홀더(210)의 세부 구성을 나타낸 것으로, 도 8의 (a)는 치구 홀더(210)에 잔재물(L)이 걸려지지 않은 상태를 나타내고, 도 8의(b)는 치구 홀더(210)에 잔재물(L)이 걸려진 상태를 각각 나타낸다. 그리고, 도 9는 도 8에 도시된 치구 홀더(210)의 작동을 나타낸다.

치구 홀더(210)는 작업 모듈부(130)에 고정되는 홀더 고정구(212)와, 이 홀더 고정구(212)에 결합되는 집게부(210)로 구성된다. 집게부(210)는 동력의 공급에 의해 회전하는 복수의 회절구(216)에 의해 연결되는 다단의 접철 링크(214)로 이루어져, 구조물(200) 측에 위치되는 끝 단부를 통해 잔재물(L)의 일측을 집어서 치구 홀더(210) 상에 고정시키도록 한다. 따라서, 치구 홀더(210)를 통해 잔재물(L)을 고정한 상태로 절단기(220)를 구동시켜 잔재물(L)을 절단하면 잔재물(L)이 치구 홀더(210)에 고정되어있기 때문에 하부의 지상으로 낙하하는 것이 방지된다.

이하에서는 본 발명에 따른 드론 장비(100)의 작동 및 이를 이용하여 고소 작업을 수행하는 방법을 함께 설명하도록 한다.

본 발명에 따르면, 구조물(200)의 표면에 형성된 잔재물(L)의 절단 및 표면의 연마를 수행하는 작업 모듈부(130)와, 전류 공급에 의해 자기화되는 전자석이 구비되어 금속으로 이루어진 구조물(200)에 고정되는 고정장치(120)이 각각 장착된 드론 장비(100)를 원격 조정하여 구조물의 고소 작업 위치로 이동시키는 단계와, 상기 고정장치(120)에 전류를 공급하여 상기 구조물(200)에 접촉시키고 상기 드론 장비(100)를 조정하여 상기 구조물 상에 고정시키는 단계 및 상기 작업 모듈부(130)를 구동시켜 상기 구조물(200)의 표면 가공 작업을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 고소 작업 방법이 제공된다.

상기 고소 작업 방법은 앞서 설명한 드론 장비(100)를 이용하여 수행될 수 있다. 즉, 드론 장비(100)를 구조물의 고소 작업 위치로 이동시키는 단계에서는 드론 장비(100)에 장착된 고정장치(120)에 구비되는 어느 일측의 고정 접촉부(124)가 구조물(200)의 수직면에 먼저 접촉되도록 이동을 시킨다.

드론 장비(100)가 구조물(200)의 고소 작업 위치로 이동되면 드론 장비(100)를 구조물(200) 상에 고정시키는 단계를 통해 드론 장비(100)에 장착된 일측의 고정 접촉부(124)가 구조물(200)의 수직면에 접촉된 상태에서 드론 장비(100)의 회전익(110)을 조정하여 드론 장비(100)를 90°로 회전시키는 것과 동시 또는 순차로 고정 접촉부(124)에 구비되는 전자석에 선택적으로 전류를 인가하여 드론 장비(100)를 구조물(200)에 고정시킨다.

참고로, 드론 장비(100)를 이용하여 구조물(200)의 고소 작업을 완료한 후에 드론 장비(100)을 복귀시키는 과정은 상기한 구조물(200)에 고정시키는 단계의 역순으로 진행될 수 있다.

드론 장비(100)가 구조물(200) 상에 고정되면 드론 장비(100)에 장착된 작업 모듈부(130)를 구동하여 구조물(200)의 표면을 가공하는 단계가 수행된다. 이때, 작업 모듈부(130)는 앞서 설명한 절단기(220)와 연마기(240) 및 절단기(220)와 연마기(240)를 각각 전후 좌우로 이동시키는 복수의 이동레일(230, 250)에 의해 구조물에 형성된 잔재물(L)의 절단과, 잔재물(L) 절단면을 포함한 표면의 연마 작업을 수행할 수 있다.

이때, 구조물(200)의 표면을 가공하는 단계에서 잔재물(L) 절단의 경우, 드론 장비(100)에 설치된 치구 홀더(210)로 잔재물(L)의 일측을 집어서 고정한 후 절단기(220)를 통해 잔재물(L)의 밑단을 절단을 하여 절단된 잔재물(L)이 하부로 낙하하지 않고 치구 홀더(210)에 고정된다. 이와 같이 치구 홀더(210)에 고정된 잔재물(L)은 그 부위의 고소 작업이 완료된 후 구조물(200)로부터 드론 장비(100)의 고정을 해제시키고 특정 위치로 비행시키거나 복귀시켜서 절단된 잔재물(L)을 수거할 수 있다.

따라서, 상기한 본 발명의 드론 장비(100) 및 이를 이용한 고소 작업 방법은 선체 블록 등의 구조물의 고소 작업을 위해 작업자가 고소차의 작업대에 탑승하여 고소의 위치로 이동하는 대신해 드론 장비(100)를 이용하여 쉽고 안전하게 작업을 수행할 수 있다.

또한, 고소차 및 탑승대에 의하는 경우와 같이 작업이 필요한 고소의 특정 위치로 작업자를 접근시키기 위해 작업대를 수시로 이동시킬 필요가 없으며, 드론 장비(100)를 이용하여 간편하게 위치를 조정하여 작업을 진행할 수 있으므로, 작업 효율성을 극대화시킬 수 있을 것이다.

지금까지 본 발명에 따른 고소 작업용 드론 장비(100) 및 이를 이용한 고소 작업 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 드론 비행체 100: 드론 장비
110: 회전익 120: 고정장치
122: 설치 프레임 124: 고정 접촉부
130: 작업 모듈부 200: 구조물
210: 치구 홀더 220: 절단기
230: 제1이동레일 240: 연마기
250: 제2이동레일 260: 제3이동레일
L: 치구

Claims

상부에 회전익(110)이 구비되어 사용자가 원하는 고소의 위치로 무인 주행이 가능한 드론 비행체(10);
상기 드론 비행체(10)에 구비되어 구조물(200) 상의 고소의 표면에 상기 드론 비행체(10)를 고정시킬 수 있도록 하는 고정장치(120); 및
상기 드론 비행체(10)에 구비되어 상기 드론 비행체(10)가 상기 구조물(200) 상에 고정된 상태로 상기 구조물(200)의 표면에 형성된 잔재물(L)의 절단 또는 표면의 연마 중 적어도 어느 하나 이상의 작업을 수행하는 작업 모듈부(130); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제1항에 있어서,
상기 고정장치(120)은,
전류의 공급에 의해 자기화되는 전자석을 이용하여 금속 재질의 상기 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제1항에 있어서,
상기 고정장치(120)은,
상기 드론 비행체(10)로부터 수평 방향으로 각각 연장되어 상기 회전익의 구동이 미치는 영역의 외측으로 이어지는 복수의 설치 프레임(122); 및
상기 복수의 설치 프레임(122)의 연장된 끝부에 전자석을 각각 결합하여 상기 구조물(200)의 표면에 접촉 가능하게 형성되는 고정 접촉부(124); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제3항에 있어서,
상기 설치 프레임(122)은,
상기 고정 접촉부(124)가 상기 작업 모듈부(130)의 하단부 보다 아래에 위치될 수 있도록 대각선 하부 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제3항에 있어서,
상기 고정 접촉부(124)는,
상기 전자석의 둘레면을 감싸도록 형성되어 상기 구조물(200)과 접촉시 상기 전자석에 충격이 가해지는 것을 보호하는 고무패드; 가 구비되는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제1항에 있어서,
상기 드론 비행체(10)는,
상기 회전익(110)을 다양한 각도로 회전시켜 상기 구조물(200)에 고정되는 위치를 조종할 수 있도록 하는 틸팅장치(115); 가 구비되는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제1항에 있어서,
상기 작업 모듈부(130)는,
상기 구조물(200)의 표면에 형성된 잔재물(L)을 절단하는 절단기(220); 및
상기 절단기(220)를 전후 및 좌우로 이동 가능하게 설치하여 작업이 필요한 위치로 이동시키는 제1이동레일(230); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제1항에 있어서,
상기 작업 모듈부(130)는,
상기 구조물(200)의 표면을 연마하는 연마기(240); 및
상기 연마기(240)를 전후 및 좌우로 이동 가능하게 설치하여 작업이 필요한 위치로 이동시키는 제1이동레일(250); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제7항에 있어서,
상기 작업 모듈부(130)는,
상기 잔재물(L)의 절단 시 상기 잔재물(L)의 일측을 집어서 절단된 잔재물(L)이 낙하하는 것을 방지하는 치구 홀더(210); 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제7항에 있어서,
상기 절단기(220)는, 산소절단기인 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제8항에 있어서,
상기 연마기(240)는, 연마용 커터가 구비되는 밀링기인 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제7항에 있어서,
상기 절단기(220)는,
상기 제1이동레일(230)에 고정되는 절단기 고정구(221);
상기 절단기 고정구(221)에 축회전이 이루어지도록 결합되는 제1회동부(222);
상기 제1회동부(222)에 수평 방향으로 삽입되는 회전핀으로 연결되어 전후 회전 가능하게 결합되는 제2회동부(223); 및
상기 제2회동부(223)에 스프링(224)으로 연결되어 길이가 전후로 조절되되며, 상기 구조물(200)에 접촉하는 하측 단부에 산소 절단부(226)가 형성되는 길이조절바(225); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
제8항에 있어서,
상기 연마기(240)는,
상기 제2이동레버(250)에 고정되는 연마기 고정구(241);
상기 연마기 고정구(241)에 수직 방향으로 전후 이동 가능하게 결합되는 커터 장착구(243);
상기 커터 장착구(243)의 끝부에 장착되어 동력의 공급에 의해 구동되는 커터(244); 및
상기 커터 장착구(243)의 일측에 장착되는 손상방지용 센서(245); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고소 작업용 드론 장비.
구조물(200)의 표면에 형성된 잔재물(L)의 절단 및 표면의 연마를 수행하는 작업 모듈부(130)와, 전류 공급에 의해 자기화되는 전자석이 구비되어 금속으로 이루어진 구조물에 고정시키는 고정장치(120)이 각각 장착된 드론 장비(100)를 원격 조정하여 상기 구조물(200)의 고소 작업 위치로 비행시키는 단계;
상기 드론 장비(100)에 장착된 상기 고정장치(120)를 상기 구조물(200)에 접촉시키고, 상기 고정장치(120)에 전류를 인가하는 동시에 상기 드론 장비(100)를 조정하여 상기 구조물(200) 상에 고정시키는 단계; 및
상기 작업 모듈부(130)를 구동시켜 상기 구조물(200)의 표면을 가공하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 드론 장비를 이용한 고소 작업 방법.
제11항에 있어서,
상기 구조물의 표면을 가공하는 단계에서,
상기 드론 장비(100)에 설치된 치구 홀더(210)로 상기 구조물(200)에 형성된 잔재물(L)을 잡아서 고정한 후 절단을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론 장비를 이용한 고소 작업 방법.