KR20200132637A

KR20200132637A - 분산형 포터블 진동 저감 장치

Info

Publication number: KR20200132637A
Application number: KR1020190134106A
Authority: KR
Inventors: 이동준; 양현수; 박상율
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-11-25
Also published as: KR102302740B1; KR102338844B1; KR20200132695A

Abstract

본 발명에 따른 분산형 포터블 진동 저감 장치는, 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 되어 상기 유연체 바 구조물에 외력을 가함으로써 상기 유연체 바 구조물의 진동 저감을 수행하는 진동 저감 장치로서, 상기 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 되는 몸체부; 상기 몸체부에서 상향 경사지게 서로 다른 방향으로 연장된 복수의 암부; 및 각각의 상기 암부의 자유단부에 설치되며 상기 암부에 대해 회전 가능하게 설치된 프로펠러 형태의 로터;를 포함하며, 각각의 상기 로터의 회전 궤적을 상기 로터의 회전축 방향으로 연장 시킨 원통형 궤적이 서로 간섭되지 않도록 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

분산형 포터블 진동 저감 장치{Distributed portable vibration supression device}

본 발명은 유연체 바 구조물의 진동 저감을 장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 될 수 있는 드론 형태의 포터블 진동 저감 장치에 관한 것이다.

다양한 크기의 큰 물체를 운반 및 조작해야 하는 건설현장, 공장 환경 등에서 로봇을 활용하기 위해서는 큰 유효하중(payload)과 충분한 작업공간이 요구된다. 이를 위해 멀티 로터 형태의 드론의 활용을 고려할 수 있으나, 드론의 넓은 작업공간에도 불구하고 작은 유효하중 문제로 인해 단일 드론의 활용에는 제약이 있다. 반면, 로봇팔은 지상에서만 작업 가능하기 때문에 상대적으로 큰 유효하중에도 불구하고 좁은 작업공간의 제약이 존재한다. 또한, 로봇팔의 경우 상대적으로 유효하중 대비 토크 허용 범위가 작기 때문에 조작 물체 무게중심의 편향으로 인한 토크가 발생하는 경우 활용이 제한된다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 로봇팔과 드론이 협업할 수 있는 시스템에 대한 아이디어가 제공되었다. 예컨대 알루미늄과 같은 소재로 이루어진 유연체 바 구조물의 일단부는 지상의 로봇팔에 고정하고, 상기 바 구조물의 타 부분에 드론과 같이 외력을 가할 수 있는 진동 저감 장치가 결합 될 수 있다. 상기 유연체 바는 통상적으로 알루미늄, 목재 등과 같이 산업현장에서 이용되며, 진동 거동을 보이는 물체로서, Euler-Bernoulli beam 이론을 근사적으로 만족하는 구조물이다. 그런데 종래의 드론은 진동 감소의 대상의 되는 유연체 바에 결합하기가 어려울 뿐 아니라 물체의 진동 저감을 위한 기능을 수행하기 어려운 문제점이 있다.

[1] H. Yang, N. Staub, D. J. Lee and A. Franchi, "Modeling and control of multiple aerial-ground manipulator system (MAGMaS) with load flexibility," in proc. IEEE/RSJ Int’l conf. on intelligent robotics, pp. 4840-4847, 2018. [2] N. Staub, M. Mohammadi, D. Bicego, Q. Delamare, H. Yang, D. Prattichizzo, P. R. Giordano, D. J. Lee and A. Franch, "Tele-MAGMaS: an Aerial Ground Co-manipulator Systems," IEEE Robotics & Automation Magazine, 25(4), pp. 6-75, 2018.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 로봇팔과 다수의 분산구동 추력생성 모듈의 협업제어를 활용하여 물체 조작 문제를 해소하는 과정에서 특별히 유연체의 조작 시 발생하는 진동에 대한 제어 문제를 해소하는데 활용될 수 있는 분산형 포터블 진동 저감 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산형 포터블 진동 저감 장치는, 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 되어 상기 유연체 바 구조물에 외력을 가함으로써 상기 유연체 바 구조물의 진동 저감을 수행하는 진동 저감 장치로서,

상기 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 되는 몸체부;

상기 몸체부에서 상향 경사지게 서로 다른 방향으로 연장된 복수의 암부; 및

각각의 상기 암부의 자유단부에 설치되며 상기 암부에 대해 회전 가능하게 설치된 프로펠러 형태의 로터;를 포함하며,

각각의 상기 로터의 회전 궤적을 상기 로터의 회전축 방향으로 연장 시킨 원통형 궤적이 서로 간섭되지 않도록 배치된 점에 특징이 있다.

각각의 상기 암부의 자유단부에 설치된 로터의 추력에 의한 공기 저항 토크와 상기 로터의 회전에 의한 비틀림 방향의 토크의 합이 상기 유연체 바 구조물의 길이 방향과 물리적으로 수직이 되도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 암부의 자유단부에 설치된 로터의 무게에 의해 발생하는 비틀림 방향 토크의 합이 0이 되도록 구성된 것이 바람직하다.

상기 몸체부에는, 상기 로터의 회전속도를 제어하는 제어부, 다른 장치와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 몸체부에 결합되는 유연체 바 구조물의 진동량을 측정하는 센서부가 구비된 것이 바람직하다.

상기 몸체부에 설치되며 상기 로터에 전원을 공급하는 전원부는 배터리를 포함한 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 분산형 포터블 진동 저감 장치는, 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합되어, 유연체 바 구조물의 진동 저감 기능을 수행하는 과정에서 복수의 로터 간 추력이 서로 간섭되지 않도록 구성됨으로써 유연체 바 구조물에 효과적으로 진동 저감을 위한 외력을 작용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 각각의 암부에 설치된 로터의 추력에 의한 공기 저항 토크와 상기 로터의 회전에 의한 비틀림 방향의 토크의 합이 상기 유연체 바 구조물의 길이 방향과 물리적으로 수직이 되도록 구성된 경우 유연체 바 구조물의 길이 방향으로의 비틀림 힘이 작용하지 않게 되므로 유연체 바 구조물을 강체처럼 제어할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 상기 암부의 자유단부에 설치된 로터의 무게에 의해 발생하는 비틀림 방향 토크의 합이 0이 되도록 구성된 경우, 로터의 무게에 따른 진동 제어 효율의 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이, 몸체부에 전원부, 제어부, 센서부 및 통신부가 구비된 경우 유연체 바 구조물의 실시간 진동 상태를 감지하여 최적의 진동 저감 제어를 구현할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분산형 포터블 진동 저감 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 진동 저감 장치의 주요 부분의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 진동 저감 장치의 암부와 로터축의 기하학적인 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 Ⅳ - Ⅳ 선 절단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 진동 저감 장치를 구성하는 몸체부의 구성도이다.
도 6은 도 1에 도시된 진동 저감 장치와 로봇팔이 협업하는 진동 제어 시스템의 구성을 도식적으로 표현한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 분산형 포터블 진동 저감 장치(10, 이하 "진동 저감 장치"라 함)는 예컨대 알루미늄 소재로 이루어진 유연체 바 구조물(100)에 착탈 가능하게 설치된다. 상기 유연체 바 구조물(100)은 폭이 두께에 비하여 충분히 크고 길게 연장된 바(bar) 형태의 구조물로서 폭 방향으로의 진동은 무시할 수 있는 구조물로 정의한다. 즉, 상기 유연체 바 구조물(100)의 종단면은 가로의 길이가 세로의 길이보다 충분히 큰 직사각형 형태라고 전제한다. 또한, 상기 유연체 바 구조물(100)은 길이 방향으로의 진동도 거의 없는 것으로 간주할 수 있다. 이에 따라 상기 유연체 바 구조물(100)의 진동은 대부분 두께 방향으로만 일어난다고 가정할 수 있다.

상기 진동 저감 장치(10)는 상기 유연체 바 구조물(100)에 착탈 가능하게 결합 되어 상기 유연체 바 구조물에 외력을 가함으로써 상기 유연체 바 구조물(100)의 진동 저감을 수행하는 장치다. 더 구체적으로 상기 진동 저감 장치(10)는 상기 유연체 바 구조물(100)에 추력을 가하여 특정한 위치에 외력을 작용함으로써 유연체 바 구조물(100)의 진동을 저감시키는 작용을 수행한다.

상기 진동 저감 장치(10)는 유연체 바 구조물(100)이 진동을 하는 평면상에서 원하는 제어 입력을 제공하기 위해 최소 2개의 로터(40)를 포함한다. 상기 로터(40)는 작업 평면상에서 최대 추력을 발생시킬 수 있도록 최적 설계가 필요하다. 또한, 상기 로터(40)는 추력을 원하는 방향으로 발생시킬 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 로터(40)에 의한 제어할 수 없는 토크를 최소화할 필요가 있으며, 복수의 로터(40) 간 공기역학적인 간섭을 최소화할 필요가 있다. 부가적으로 로터(40)에 의한 추력이 유연체 바 구조물(100)의 진동이 일어나는 평면상에 투사될 때 최대의 효율로 작용 될 수 있도록 로터(40)의 회전축의 방향을 배치되는 것이 바람직하다.

상기 진동 저감 장치(10)는 몸체부(20)와, 암부(30)와, 로터(40)를 포함한다.

상기 몸체부(20)는 상기 유연체 바 구조물(100)에 착탈 가능하게 결합 될 수 있다. 상기 몸체부(20)는 예컨대 상기 유연체 바 구조물(100)에 후크 수단에 의해 쉽게 장착 및 분리가 가능하게 구성할 수 있다. 상기 몸체부(20)의 상면은 상기 유연체 바 구조물(100)과 평행한 평면부를 포함한다. 더 구체적으로 상기 몸체부(20)는 복수의 구성요소가 결합되어 이루어질 수 있다. 상기 몸체부(20)는 상부 몸체(21)와 하부 몸체(22)를 포함한다. 상기 상부 몸체(21)는 후술하는 암부(30)가 결합되는 부위다. 상기 하부 몸체(22)는 상기 유연체 바 구조물(100)의 하부를 지지하도록 구성된다. 상기 하부 몸체(22)에는 예컨대 스냅 후크(24)가 구비될 수 있다. 상기 스냅 후크(24)는 상기 하부 몸체(22)와 상기 상부 몸체(21)를 쉽게 결합하고 분리할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 상기 유연체 바 구조물(100)은 상기 상부 몸체(21)와 상기 하부 몸체(22) 사이에 샌드위치 형태로 고정될 수 있다. 상기 하부 몸체(22)에는 배터리(90)가 설치될 수 있다. 상기 배터리(90)는 배터리 지지판에 의해 상기 하부 몸체(22)에 고정될 수 있다. 상기 배터리 지지판은 상기 하부 몸체(22)에 볼트나 스크루와 같은 고정 수단에 의해 고정될 수 있다.

상기 암부(30)는 복수 구비된다. 예컨대 상기 암부(30)는 2개가 구비될 수 있다. 상기 암부(30)는 상기 몸체부(20)의 상면으로부터 상향 경사지게 연장되도록 배치된다. 상기 암부(30)의 하단부는 상기 몸체부(20)에 고정된다. 상기 암부(30)는 상방으로 갈수록 상기 암부(30)의 하단과 상기 몸체부(20)가 만나는 점에서 상기 몸체부(20)의 평면부에 수직인 가상선으로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 배치된다. 각각의 상기 암부(30)는 서로 다른 방향으로 배치된다.

상기 로터(40)는 각각의 상기 암부(30)의 자유단부에 설치된다. 상기 로터(40)는 모터에 의해 구동되는 프로펠러 형상의 구조물을 포함한다. 상기 프로펠러 구조물은 상기 암부(30)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 상기 모터는 후술하는 제어부(50)에 의해 신호가 입력되어 구동된다. 상기 로터(40)는 회전축을 구비한다.

복수의 로터(40)의 회전에 의해 발생하는 추력이 공기 역학적으로 서로 간섭 받지 않게 배치된다. 더 구체적으로 각각의 상기 로터(40)의 회전 궤적을 상기 로터(40)의 회전축 방향으로 연장 시킨 원통형 궤적(45)이 서로 간섭되지 않도록 배치된다. 이와 같은 조건은 각각의 로터(40)를 구성하는 프로펠러의 추력은 로터(40)의 회전축 방향으로 발생하며, 프로펠러에 의해 발생하는 공기흐름이 영향을 미치는 미치는 공간은 주어진 설계 공간상에서 프로펠러의 원통형 회전 궤적을 벗어나지 않는다는 것을 전제로 한다. 본 실시 예에서는 2개의 로터(40)가 서로 다른 방향의 회전축을 가진다. 각각의 로터(40)의 회전 궤적이 각각의 로터(40)의 회전축 방향으로 연장되어 형성된 원통형 궤적(45)이 서로 간섭되지 않으면 각각의 로터(40)에 의한 추력의 공기 흐름에 의한 간섭이 없는 것으로 간주할 수 있다.

도 3에서 3차원 공간상의 기준 좌표축은 상기 진동 저감 장치(10)와 유연체 바 구조물(100)이 결합된 위치의 중심에서 상기 유연체 바 구조물(100)의 길이 방향을 x 축이라 정의한다. 또한, 상기 유연체 바 구조물(100)의 폭 방향을 y 축이라 정의한다. 상기 유연체 바 구조물(100)의 두께 방향을 z축이라 정의한다.

또한, 로터(40)의 추력 방향의 단위 벡터를 각각 u₁, u₂, ..., u_i라고 정의한다. 그리고 암부의 위치 벡터를 r₁, r₂, ..., r_i라 정의한다. 또한, x,y,z 각각의 축방향 단위 벡터를 e_x, e_y, e_z라 정의한다.

이와 같이 정의된 3차원 공간에서 2개의 암부(30)와 로터(40)가 구비된 경우 각각의 로터(40)에 의한 추력의 공기 흐름 간 간섭이 없는 조건을 수식으로 표시하면,

---- 식(1)과 같이 정의할 수 있다. 식(1)은 각 암부(30)의 위치 벡터의 차(r₁-r₂)와 두 로터(40)의 단위 외적 벡터(u_{1 ×} u₂)의 내적 값이 미리 특정된 값 이상이 되어야 한다는 의미로 해석된다. 더 구체적으로 도 3을 참조하면, 제1로터(41)은 r₁ 위치에서 u₁ 방향으로 추력을 발생한다. 제2로터(42)는 r₂ 위치에서 u₂ 방향으로 추력을 발생한다. 식(1)은 r₁ 위치에서 u₁ 방향으로 연장된 축과 r₂ 위치에서 u₂ 방향으로 연장된 축의 최단 거리가 일정 값 이상이 되도록 한다는 조건이다. 제1로터(41)와 제2로터(42)의 추력은 통상적으로 각각 제1로터(41) 및 제2로터(42)의 프로펠러의 회전 궤적이 u₁, u₂방향으로 연장된다고 볼 수 있으므로 결국 원통형 궤적(45)가 서로 간섭되지 않도록 로터(40)를 배치하면 복수의 로터(40) 간 추력에 의한 공기 역학적 간섭이 일어나지 않게 된다. 식(1)에서 d_aero는 로터(40)의 추력 방향으로 연장된 축 간 거리가 로터(40)의 회전 궤적의 직경 이상의 값을 가질 때 2개의 로터(40)가 회전하는 과정에서 각 로터(40)의 추력이 공기 역학적으로 간섭이 발생하지 않는다고 해석될 수 있다.

또한, 각각의 상기 암부(30)의 자유단부에 설치된 로터(40)의 추력에 의한 공기 저항 토크와 상기 로터(40)의 회전에 의한 비틀림 방향의 토크의 합이 상기 유연체 바 구조물의 길이 방향과 물리적으로 수직이 되도록 구성된 것이 바람직하다.

도 3을 참조하면, 각각의 암부에서 로터(40)의 회전에 따른 공기 저항 토크는

로 표시할 수 있다. 여기서

는 로터(40)의 추력(thrust)과 로터(40)의 공기 저항으로 인한 로터(40)의 회전방향 모멘트와의 상관관계 계수로 특정한 상수값을 가진다. 또한, 각각의 로터(40)의 프로펠러 회전에 따른 암부(30)의 비틀림 저항 토크는

로 표시할 수 있다. 각 암부(30)의 자유단부에 설치된 로터(40)의 추력에 따른 암부(30)의 비틀림 저항과 로터(40)의 회전에 의한 공기 저항 토크 합의 x축 방향으로의 투영된 값(내적)이 0이 되는 경우는 로터(40)의 추력에 의한 암부(30)의 비틀림 토크와 로터(40)의 회전에 의한 공기 저항 토크의 합 벡터와 x축과 수직인 경우, cos90°=0 이 되므로

---- 식(2)와 같이 조건식을 정의할 수 있다.

즉, 식(2)는 각 암부(30)에 설치된 로터(40)의 추력에 의한 암부(30)의 비틀림 토크와 로터(40)의 회전에 따른 공기 저항에 따른 토크 벡터의 합이 x축과 수직이 되도록 각 암부(30)와 로터(40)가 배치되는 것이 바람직하다는 것이다. 식(2)의 조건을 만족하는 장치에서, 각 암부(30)에 설치된 로터(40)가 회전하는 경우에 x 축 방향으로 작용하는 외력 토크가 없다는 물리적 의미를 가진다. 이에 따라 유연체 바 구조물(100)의 길이 방향으로는 외력 또는 외력 토크가 작용하지 않게 되어 유연체 바 구조물(100)의 진동 제어를 더 정밀하게 수행할 수 있다.

한편, 로터(40)의 자유단부에 설치되는 로터(40)는 모터와 프로펠러를 포함하며, 모터는 로터(40) 무게의 대부분을 차지한다. 이에 따라 로터(40)의 자중에 의해 각 암부(30)에는 비틀림 토크가 발생한다. 중력에 의한 비틀림 토크는 도 3에서 z축 방향으로 발생한다. 도 3에서 제1암부(31)에 설치된 제1로터(41)의 자중에 의한 비틀림 토크는 r₁ × m₁e_z가 된다. 제2암부(32)에 설치된 제2로터(42)의 자중에 의한 비틀림 토크는 r₂ ×m₂e_z가 된다. 따라서, 복수의 암부(30)를 구성하는 로터(40)의 자중에 따른 비틀림 토크의 합이 0이 되도록 하여야만 입력에 의해 제어할 수 없는 토크의 영향을 제거할 수 있다. 이와 같은 조건을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

----- 식(3)

식(3)에서, 본 실시예와 같이 암부(30)이 2개 구비되고 각 암부(30)에 설치된 로터(40)의 중량이 동일한 경우에는, m₁=m₂=m으로 표시할 수 있고, m으로 양변을 나누면

----- 식(4) 로 정리된다.

복수의 암부(30)의 자중에 의한 토크의 합이 0이 되면 유연체 바 구조물(100)의 진동 제어에 로터(40)의 자중에 의한 모멘트가 영향을 미치지 않게 되고 유연체 바 구조물(100)의 길이 방향으로의 비틀림 외력이 발생하지 않기 때문에 진동 제어를 더욱 정밀하게 수행할 수 있다.

또한, 상기 몸체부(20)에는 전원부(60)와, 제어부(50)와, 통신부(80)와, 센서부(70)가 설치된다.

상기 전원부(60)는 상기 로터(40)에 전기를 공급하는 역할을 수행한다. 상기 전원부(60)는 외부 전원장치로부터의 전원 공급 또는 배터리 등의 휴대용 전원장치를 탑재하도록 구성될 수 있다. 본 실시 예에서는 상기 전원부(60)에 배터리가 포함되도록 함으로써 자체 전력원으로 전원부(60)를 구성할 수 있도록 하였다. 이에 따라 상기 진동 저감 장치(10)의 설치와 운용이 편리한 장점이 있다.

상기 제어부(50)는 상기 로터(40)의 회전 속도를 조절하여 추력을 제어하는 입력 신호를 발생하며 상기 로터(40)의 추력을 제어한다. 상기 제어부(50)는 후술하는 센서부(70)와 통신부(80)의 데이터를 이용할 수 있다.

상기 통신부(80)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 진동 저감 장치(10)가 복수 유연체 바 구조물(100)에 분산 배치된 경우 복수의 진동 저감 장치(10) 간 유기적으로 통신이 가능하도록 함으로써 유연체 바 구조물의 정밀한 진동 감소 제어를 구현하게 하는 기능을 수행한다.

상기 센서부(70)는 상기 유연체 바 구조물(100)의 특정 위치에서의 실시간 진동량을 측정한다. 상기 센서부(70)에서 측정된 신호는 상기 제어부(50)로 전송되고 상기 제어부(50)는 상기 센서부(70)에서 전송된 신호로부터 최적 진동 감소 제어를 위한 연산 및 제어 신호를 생성한다.

이와 같은 구성요소를 포함한 진동 저감 장치(10)는 상기 몸체부(20)를 유연체 바 구조물(100)의 특정 위치에 쉽게 부착하거나 분리할 수 있다. 상기 몸체부(20)는 스냅 후크에 의해 유연체 바 구조물(100)에 고정된 상태로 그 유연체 바 구조물(100)의 진동이 발생하는 것을 실시간으로 감지하여 로터(40)를 회전시킴으로써 추력을 발생하여 암부(30)를 통해 유연체 바 구조물(100)에 외력을 가하여 그 유연체 바 구조물(100)의 진동을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 특히 실제 시스템에서는 도 6에 도시된 바와 같이 지상에 설치된 메니퓰레이터(manipulator)인 로봇팔(200)과 복수의 진동 저감 장치(10)가 협업하여 유연체 바 구조물(100)의 진동을 현저하게 감소시킬 수 있다. 이에 따라 유연체 바 구조물(100)의 위치 이동이나 설치를 강체와 유사하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 분산형 포터블 진동 저감 장치는, 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합되어, 유연체 바 구조물의 진동 저감 기능을 수행하는 과정에서 복수의 로터 간 추력이 서로 간섭되지 않도록 구성됨으로써 유연체 바 구조물에 효과적으로 진동 저감을 위한 외력을 작용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 각각의 암부에 설치된 로터의 추력에 의한 공기 저항 토크와 상기 로터의 회전에 의한 비틀림 방향의 토크의 합이 상기 유연체 바 구조물의 길이 방향과 물리적으로 수직이 되도록 구성된 경우 유연체 바 구조물의 길이 방향으로의 비틀림 힘이 작용하지 않게 되므로 유연체 바 구조물을 강체처럼 제어할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이 상기 암부의 자유단부에 설치된 로터의 무게에 의해 발생하는 비틀림 방향 토크의 합이 0이 되도록 구성된 경우, 로터의 무게에 따른 진동 제어 효율의 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 예와 같이, 몸체부에 전원부, 제어부, 센서부 및 통신부가 구비된 경우 유연체 바 구조물의 실시간 진동 상태를 감지하여 최적의 진동 저감 제어를 구현할 수 있는 효과를 제공한다.

이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.

10 : 진동 저감 장치
20 : 몸체부
21 : 상부 몸체
22 : 하부 몸체
24 : 스냅 후크
30 : 암부
31 : 제1암부
32 : 제2암부
40 : 로터
41 : 제1로터
42 : 제2로터
45 : 원통형 궤적
50 : 제어부
60 : 전원부
70 : 센서부
80 : 통신부
90 : 배터리
100 : 유연체 바 구조물
200 : 로봇팔

Claims

유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 되어 상기 유연체 바 구조물에 외력을 가함으로써 상기 유연체 바 구조물의 진동 저감을 수행하는 진동 저감 장치로서,
상기 유연체 바 구조물에 착탈 가능하게 결합 되는 몸체부;
상기 몸체부에서 상향 경사지게 서로 다른 방향으로 연장된 복수의 암부; 및
각각의 상기 암부의 자유단부에 설치되며 상기 암부에 대해 회전 가능하게 설치된 프로펠러 형태의 로터;를 포함하며,
각각의 상기 로터의 회전 궤적을 상기 로터의 회전축 방향으로 연장 시킨 원통형 궤적이 서로 간섭되지 않도록 배치된 것을 특징으로 하는 분산형 포터블 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
각각의 상기 암부의 자유단부에 설치된 로터의 추력에 의한 공기 저항 토크와 상기 로터의 회전에 의한 비틀림 방향의 토크의 합이 상기 유연체 바 구조물의 길이 방향과 물리적으로 수직이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산형 포터블 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 암부의 자유단부에 설치된 로터의 무게에 의해 발생하는 비틀림 방향 토크의 합이 0이 되도록 구성된 것을 특징으로 하는 분산형 포터블 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체부에는, 상기 로터의 회전속도를 제어하는 제어부, 다른 장치와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 몸체부에 결합되는 유연체 바 구조물의 진동량을 측정하는 센서부가 구비된 것을 특징으로 하는 분산형 포터블 진동 저감 장치.
제1항에 있어서,
상기 몸체부에 설치되며 상기 로터에 전원을 공급하는 전원부는 배터리를 포함한 것을 특징으로 하는 분산형 포터블 진동 저감 장치.