KR20230130584A

KR20230130584A - 활선 작업용 로봇 시스템

Info

Publication number: KR20230130584A
Application number: KR1020230110457A
Authority: KR
Inventors: 이은동
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2021-05-24
Filing date: 2023-08-23
Publication date: 2023-09-12
Also published as: KR102621396B1; KR102573082B1; KR102621395B1; KR20220158545A; KR20230129955A

Abstract

본 발명의 활선 작업용 로봇 시스템은 활선 작업에 따른 기 설정된 작업과정에 따라 동작하여 전력선의 활선 작업을 수행하는 활선 작업 로봇; 및 활선 작업에 따라 활선 작업 로봇을 제어하고 활선 작업 로봇의 작업 상태를 모니터링하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 본 발명의 활선 작업용 로봇 시스템은 활선작업시 충전부 방호를 최소화할 수 있으며, 안전성과 시공성 및 효율성을 확보하고, 작업자의 충전부 근접작업으로 인한 안전사고 우려를 해소할 수 있다.

Description

활선 작업용 로봇 시스템{ROBOT SYSTEM OF LIVE WIRE WORK}

본 발명은 활선작업용 로봇 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다기능 암을 구비한 다관절 로봇을 이용하여 활선 작업을 수행하는 활선 작업용 로봇 시스템에 관한 것이다.

고압의 전류가 흐르는 전력선을 교체하거나 선로의 개보수 작업 또는 전주교체, 애자교체 등의 작업을 위해서는 안전을 위해 작업 구간 내의 선로를 정전상태로 한 후에 작업을 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 방법은 안전하고 효율성은 있으나 정전을 수반하므로 사회적·경제적 활동에 제약이 있다.

최근 들어 정전없이 작업할 수 있는 활선·무정전 공법이 보편화되었으나 고소·위험 활선작업으로 안전사고가 증가하게 되었다.

이에 안전사고 감소를 위해 간접 활선 공법이 도입되어 시행중이나, 간접 활선 공법은 일부 불가능한 작업이 있고 작업 효율성이 저하되어 현장에서 사용이 기피되는 실정이다.

게다가, 기존의 활선·무정전 공법은 작업을 위한 준비작업 시간이 과다하게 소요되어 작업성 및 효율성이 저하된다. 예컨대, 충전선로에 직간접 접촉하여 작업하므로 안전한 작업을 위한 충전부 방호가 필수적이고, 충전부 방호 등 직접 작업을 위한 부대 및 준비작업에 많은 작업시간이 소요되어 비효율적이라는 문제점이 있었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 10-2112471 B1 (2020.05.13)의 '활선 작업 방법'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 다기능 암을 구비한 다관절 로봇을 이용하여 활선 작업을 수행하여 활선 작업의 안전성과 시공성 및 효율성을 확보한, 활선 작업용 로봇 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 활선 작업에 따른 기 설정된 작업과정에 따라 동작하여 전력선의 활선 작업을 수행하는 활선 작업 로봇; 및 상기 활선 작업에 따라 상기 활선 작업 로봇을 제어하고 상기 활선 작업 로봇의 작업 상태를 모니터링하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 활선 작업 로봇은 상기 전력선을 파지하여 상기 작업과정에 따라 동작하는 제1 서브 로봇; 상기 전력선을 파지하여 상기 작업과정에 따라 동작하는 제2 서브 로봇; 상기 제1 서브 로봇과 상기 제2 서브 로봇에 의해 전력선이 파지되면 상기 작업과정에 따라 동작하여 상기 활선 작업을 수행하는 메인 로봇; 상기 제1 서브 로봇, 상기 제2 서브 로봇, 및 상기 메인 로봇의 작업 상태를 촬영하는 촬영부; 및 상기 제어 모듈로부터 전달된 제어명령에 따라 상기 제1 서브 로봇과 제2 서브 로봇, 및 상기 메인 로봇을 제어하여 상기 활선 작업을 수행하고, 상기 촬영부를 통해 작업 상태를 촬영하여 상기 제어 모듈에 전달하는 로봇 제어부를 포함하며, 상기 메인 로봇은 상기 전력선에 대한 상기 작업과정에 따라 동작하여 상기 활선 작업을 수행하는 메인 로봇툴; 지지대에 회전 가능하게 설치되어 상기 메인 로봇툴의 위치를 제어하는 다관절의 메인 로봇암; 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암의 모션을 감지하는 메인 로봇 모션 인식부; 및 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암을 구동시키는 메인 로봇 구동부를 포함하고, 상기 로봇 제어부는 상기 메인 로봇 모션 인식부에 의해 감지된 모션 정보에 따라 상기 작업과정을 토대로 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암 및 상기 메인 로봇 구동부를 제어하며, 상기 활선 작업 로봇은 상기 메인 로봇툴을 보관하는 로봇 툴박스를 더 포함하며, 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암 사이는 절연 처리되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 다기능 암을 구비한 다관절 로봇으로 활선 작업을 수행하여 활선 작업의 안전성과 시공성 및 효율성을 확보할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 작업자를 위한 충전부 근접 우려를 해소하고, 방호작업을 최소화할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 활선 작업시 고무 소매 등을 착용할 필요가 없어 작업의 편의성을 확보할 수 있도록 한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 직접 노무비나 장비사용시간을 절감하여 최종적으로 활선 작업을 위한 공사비를 절감할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 사시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 메인 로봇툴의 변경 예를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 블럭 구성도이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈의 블럭 구성도이다.
도 6 및 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 전선절단 작업 예시도이다.
도 8 및 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 전선피박 작업의 예시도이다.
도 10 및 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 커버취부 작업의 예시도이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 스리브 삽입 작업의 예시도이다.
도 13 및 도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 압축 작업의 예시도이다.
도 15 및 도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 압축 작업의 예시도이다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템의 개략도이다.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 활선 작업 로봇(10) 및 제어 모듈(20)을 포함한다.

활선 작업 로봇(10)과 제어 모듈(20)은 활선 작업을 위한 활선 차량(30)에 탑재될 수 있다.

활선 작업에는 전력선(40)을 절단하는 절단작업, 절단된 전력선(40)의 종단을 피박하는 피박작업, 전력선(40)의 종단에 커버를 취부시키는 커버취부작업, 전력선(40)의 종단을 스리브에 삽입하는 스리브 삽입작업, 및 전력선(40)의 종단을 압축하는 압축작업, 및 스리브와 커버를 테이핑하는 테이핑작업이 포함될 수 있다. 즉, 활선 작업 로봇(10)은 기존의 사람이 수행하는 활선 작업을 사람 대신에 수행한다.

활선 작업 로봇(10)은 로봇 비전과 다굴절 로봇암을 구비한다. 활선 작업 로봇(10)은 현재 수행할 활선 작업이 표준작업인지 여부에 따라 해당 활선 작업을 자동으로 수행하거나, 또는 작업자의 명령에 따라 수동으로 전력선(40)의 활선 작업을 수행한다.

예컨대, 현재 수행할 활선 작업이 표준작업이면, 활선 작업 로봇(10)은 활선 작업에 설정된 작업과정에 따라 해당 활선 작업을 자동으로 수행한다. 또한, 표준작업이 아니면, 활선 작업 로봇(10)은 수동으로 해당 활선 작업을 수행한다.

제어 모듈(20)은 활선 작업 로봇(10)과 유무선 통신망을 통해 연결되어 활선 작업 로봇(10)에 각종 제어명령을 전달하거나 활선 작업 로봇(10)으로부터 활선과 관련된 정보를 전달받아 출력한다.

제어 모듈(20)은 활선 차량(30)에 반드시 탑재될 필요는 없다. 즉, 제어 모듈(20)은 활선 차량(30)에 탑재되거나 사용자가 휴대 가능하게 설치될 수 있으며, 원격으로 활선 작업 로봇(10)을 제어 가능한 매니퓰레이터(manipulator) 형태라면 그 설치 형태는 한정되지 않는다.

제어 모듈(20)은 활선 작업 로봇(10)과 유무선 통신을 수행하고, 활선 작업 로봇(10)과의 통신을 통해 각종 제어 명령과 정보를 송수신할 수 있는 것이라면 모두 채용될 수 있다.

따라서, 작업자는 활선 차량(30)을 이용하여 활선 작업 로봇(10)을 작업 대상이 되는 전력선(40)에 접근시키고, 이때 활선 작업 로봇(10)은 상기한 활선 작업이 표준작업인지에 따라 해당 활선 작업에 설정된 작업과정에 따라 자동으로 동작하거나, 작업자의 제어 명령에 따라 수동으로 동작할 수 있다.

이에 따라, 작업자가 직접 전력선(40)에 접근할 필요가 없도록 하여 작업자의 안전을 확보할 수 있다. 또한, 작업자가 직접 전력선(40)에 대한 활선 작업을 수행할 필요가 없고 활선 작업 로봇(10)이 자동으로 활선 작업을 수행하므로, 작업자가 전력선 작업에 대한 지식을 갖거나 관련 전공자일 필요가 없다.

이하, 활선 작업 로봇(10) 및 제어 모듈(20)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 사시도이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 메인 로봇툴의 변경 예를 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 블럭 구성도이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 모듈의 블럭 구성도이다.

도 2 내지 도 5 를 참조하면, 활선 작업 로봇(10)은 제1 서브 로봇(11), 제2 서브 로봇(12), 메인 로봇(13), 촬영부(14), 지지대(15), 로봇 툴박스(16), 주변 감지부(17), 배터리(18), 및 로봇 제어부(19)를 포함한다.

제1 서브 로봇(11)은 활선 작업에 따라 설정된 작업과정에 따라 전력선(40)을 파지하고 그 위치를 이동시킨다. 예컨대, 제1 서브 로봇(11)은 전력선(40)을 파지하고, 절단된 전력선(40)을 활선 작업을 위한 위치로 이동시켜 활선 작업이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

제1 서브 로봇(11)의 작업과정은 상기한 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등에 있어서, 전력선(40)을 파지하거나 전력선(40)의 위치를 제어하기 위한 작업이면 모두 포함될 수 있다.

도 2 및 도 4 를 참조하면, 제1 서브 로봇(11)은 제1 서브 로봇툴(111), 제1 서브 로봇암(112), 제1 서브 로봇 모션 인식부(114), 및 제1 서브 로봇 구동부(113)를 포함한다.

제1 서브 로봇툴(111)은 전력선(40)을 파지한다.

제1 서브 로봇툴(111)은 지지대(15)에 회전 가능하게 설치되어 제1 서브 로봇툴(111)의 위치를 제어한다. 이에 따라, 제1 서브 로봇툴(111)에 의해 파지된 전력선(40)이 해당 활선 작업을 위한 위치로 이동하게 된다.

제1 서브 로봇암(112)은 다관절 구조로 제1 서브 로봇툴(111)의 위치를 제어한다. 제1 서브 로봇암(112)은 일측이 지지대(15)에 회전가능하게 설치되고 타측이 제1 서브 로봇툴(111)이 설치된다. 제1 서브 로봇암(112)은 제1 서브 로봇 구동부(113)에 의해 회전하면서 각 관절의 각도를 조절한다.

제1 서브 로봇툴(111)과 제1 서브 로봇암(112) 사이는 절연처리된다.

제1 서브 로봇 구동부(113)는 제1 서브 로봇암(112)을 회전시키면서 제1 서브 로봇암(112)을 구동시키며 각 관절의 각도와 회전속도 및 위치를 제어한다.

또한, 제1 서브 로봇 구동부(113)는 제1 서브 로봇툴(111)을 제어하여 제1 서브 로봇툴(111)이 전력선(40)을 파지할 수 있도록 하고, 제1 서브 로봇툴(111)이 전력선(40)을 파지하기 위한 파지력을 제어한다.

제1 서브 로봇 모션 인식부(114)는 제1 서브 로봇툴(111)과 제1 서브 로봇암(112)의 모션을 감지한다. 제1 서브 로봇 모션 인식부(114)에 의해 감지된 모션 정보는 로봇 제어부(19)에 입력한다.

이에 따라, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇 모션 인식부(114)에 의해 감지된 모션 정보에 따라 작업과정을 토대로 제1 서브 로봇툴(111)과 제1 서브 로봇암(112) 및 제1 서브 로봇 구동부(113)를 제어한다. 즉, 로봇 제어부(19)는 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등을 수행하기 위해, 전력선(40)을 파지하고, 전력선(40)이 절단되면 해당 전력선(40)의 위치를 제어함으로써 활선 작업이 계속 이루어질 수 있도록 한다.

제2 서브 로봇(12)은 활선 작업에 따라 설정된 작업과정에 따라 전력선(40)을 파지하고 그 위치를 이동시킨다. 예컨대, 제2 서브 로봇(12)은 전력선(40)을 파지하고, 절단된 전력선(40)을 활선 작업을 위한 위치로 이동시켜 활선 작업이 원활히 이루어질 수 있도록 한다.

제2 서브 로봇(12)의 작업과정은 상기한 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등 기타 필요한 작업에 있어서, 전력선(40)을 파지하거나 전력선(40)의 위치를 제어하기 위한 작업이면 모두 포함될 수 있다.

도 2 및 도 4 를 참조하면, 제2 서브 로봇(12)은 제2 서브 로봇툴(121), 제2 서브 로봇암(122), 제2 서브 로봇 모션 인식부(124), 및 제2 서브 로봇 구동부(123)를 포함한다.

제2 서브 로봇툴(121)은 전력선(40)을 파지한다.

제2 서브 로봇툴(121)은 지지대(15)에 회전 가능하게 설치되어 제2 서브 로봇툴(121)의 위치를 제어한다. 이에 따라, 제2 서브 로봇툴(121)에 의해 파지된 전력선(40)이 해당 활선 작업을 위한 위치로 이동하게 된다.

제2 서브 로봇암(122)은 다관절 구조로 제2 서브 로봇툴(121)의 위치를 제어한다. 제2 서브 로봇암(122)은 일측이 지지대(15)에 회전가능하게 설치되고 타측이 제2 서브 로봇툴(121)이 설치된다. 제2 서브 로봇암(122)은 제2 서브 로봇 구동부(123)에 의해 회전하면서 각 관절의 각도를 조절한다.

제2 서브 로봇툴(121)과 제2 서브 로봇암(122) 사이는 절연처리된다.

제2 서브 로봇 구동부(123)는 제2 서브 로봇암(122)을 회전시키면서 제2 서브 로봇암(122)을 구동시키며 각 관절의 각도와 회전속도 및 위치를 제어한다.

또한, 제2 서브 로봇 구동부(123)는 제2 서브 로봇툴(121)을 제어하여 제2 서브 로봇툴(121)이 전력선(40)을 파지할 수 있도록 하고, 제2 서브 로봇툴(121)이 전력선(40)을 파지하기 위한 파지력을 제어한다.

제2 서브 로봇 모션 인식부(124)는 제2 서브 로봇툴(121)과 제2 서브 로봇암(122)의 모션을 감지한다. 제2 서브 로봇 모션 인식부(124)에 의해 감지된 모션 정보는 로봇 제어부(19)에 입력한다.

이에 따라, 로봇 제어부(19)는 제2 서브 로봇 모션 인식부(124)에 의해 감지된 모션 정보에 따라 작업과정을 토대로 제2 서브 로봇툴(121)과 제2 서브 로봇암(122) 및 제2 서브 로봇 구동부(123)를 제어한다. 즉, 로봇 제어부(19)는 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등 기타 필요한 작업을 수행하기 위해, 전력선(40)을 파지하고 이때 전력선(40)이 절단되면 해당 전력선(40)의 위치를 제어함으로써 활선 작업이 계속 이루어질 수 있도록 한다.

메인 로봇(13)은 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)에 의해 전력선(40)이 양측에서 파지된 상태에서, 작업과정에 따라 동작한다. 예컨대, 메인 로봇(13)은 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등 및 기타 필요한 작업을 단계적으로 수행한다.

도 2 및 도 4 를 참조하면, 메인 로봇(13)은 메인 로봇툴(131), 메인 로봇암(132), 메인 로봇 모션 인식부(134), 및 메인 로봇 구동부(133)를 포함한다. 메인 로봇툴(131)에는 절단기, 피박기, 파지기, 압축기, 테이핑기가 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

메인 로봇툴(131)은 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등 기타 필요한 작업을 수행한다. 메인 로봇툴(131)은 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업별로 복수 개가 구비되며, 필요에 따라 메인 로봇툴(131)에 선택적으로 장착될 수 있다.

메인 로봇툴(131)은 지지대(15)에 회전 가능하게 설치되어 메인 로봇툴(131)의 위치를 제어한다. 이에 따라, 메인 로봇툴(131)에 의해 파지된 전력선(40)이 해당 활선 작업을 위한 위치로 이동하게 된다.

메인 로봇암(132)은 다관절 구조로 메인 로봇툴(131)의 위치를 제어한다. 메인 로봇암(132)은 일측이 지지대(15)에 회전가능하게 설치되고 타측이 메인 로봇툴(131)이 설치된다. 메인 로봇암(132)은 메인 로봇 구동부(133)에 의해 회전하면서 각 관절의 각도를 조절한다.

메인 로봇툴(131)과 메인 로봇암(132) 사이는 절연처리된다.

메인 로봇 구동부(133)는 메인 로봇암(132)을 회전시키면서 메인 로봇암(132)을 구동시키며 각 관절의 각도와 회전속도 및 위치를 제어한다.

또한, 메인 로봇 구동부(133)는 메인 로봇툴(131)을 제어하여 전력선(40)에 대한 활선 작업을 수행한다.

메인 로봇 모션 인식부(134)는 메인 로봇툴(131)과 메인 로봇암(132)의 모션을 감지한다. 메인 로봇 모션 인식부(134)에 의해 감지된 모션 정보는 로봇 제어부(19)에 입력한다.

이에 따라, 로봇 제어부(19)는 메인 로봇 모션 인식부(134)에 의해 감지된 모션 정보에 따라 작업과정을 토대로 메인 로봇툴(131)과 메인 로봇암(132) 및 제2 로봇 구동부를 제어한다.

즉, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 양측에서 파지하고, 이 상태에서 메인 로봇(13)을 이용하여 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등 기타 필요한 작업을 단계적으로 수행한다.

주변 감지부(17)는 메인 로봇(13)의 주변에 있는 물체를 감지한다. 메인 로봇(13) 주변의 물체는 전력선(40)이외에도 주변 기기나 전주 등이 모두 포함될 수 있다. 주변 감지부(17)는 레이더 센서가 채용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

로봇 제어부(19)는 주변 감지부(17)로부터 감지 정보가 입력되면, 해당 감지 정보를 토대로 전력선(40)을 감지한다. 전력선(40)이 감지되면, 로봇 제어부(19)는 감지 정보를 토대로 전력선(40)과 활선 작업 로봇(10)의 위치를 검출한다.

로봇 제어부(19)는 전력선(40)에 대한 활선 작업 로봇(10)의 위치가 활선 작업에 적합한 작업 위치에 해당하는 지를 판단한다. 판단 결과 활선 작업 로봇(10)의 위치가 활선 작업에 적합한 작업 위치이면, 로봇 제어부(19)는 제어 모듈(20)에 활선 작업 로봇(10)이 작업 위치에 도달하였음을 안내하는 위치 안내 정보를 전달한다. 이에 따라, 제어 모듈(20)에서 활선 작업 로봇(10)의 이동을 정지시키고, 상기한 작업 위치에서 활선 작업 로봇(10)이 활선 작업을 수행할 수 있게 된다.

또한, 로봇 제어부(19)는 주변 감지부(17)에 의해 감지된 감지 정보에 따라 물체와의 충돌 여부를 판단하여 판단 결과에 따라 제어 모듈(20)을 통해 물체와의 충돌을 경고할 수 있다. 즉, 로봇 제어부(19)는 전력선(40)과 활선 작업 로봇(10)의 위치를 토대로 물체와 활선 작업 로봇(10)의 거리가 기 설정된 충돌 위험 거리 이내인지를 판단한다. 판단 결과 물체와 활선 작업 로봇(10)의 거리가 기 설정된 충돌 위험 거리 이내이면, 로봇 제어부(19)는 제어 모듈(20)에 충돌 위험 안내 정보를 전달하여 충돌 위험을 경고한다. 이에 따라 작업자는 제어 모듈(20)을 통해 활선 작업 로봇(10)의 이동을 정지시켜 물체와 활선 작업 로봇(10)의 충돌을 방지할 수 있다.

로봇 툴박스(16)는 메인 로봇툴(131)을 보관한다. 메인 로봇툴(131)은 상기한 바와 같이 절단작업, 피박작업, 커버취부작업, 스리브삽입작업, 압축작업, 및 테이핑작업 등 기타 필요한 작업별로 마련될 수 있다. 로봇 툴박스(16)는 활선 작업에 필요한 로봇툴의 종류나 크기 및 형태 등에 따라 추가 또는 변경될 수 있으며, 확장성을 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 로봇 제어부(19)는 현재 수행하여야 할 활선 작업에 따라 메인 로봇암(132)을 해당 메인 로봇툴(131)의 장착 위치로 이동시켜 메인 로봇암(132)에 메인 로봇툴(131)을 장착한다.

배터리(18)는 활선 작업 로봇(10)의 동작에 필요한 전력을 공급한다.

로봇 제어부(19)는 활선 작업 로봇(10)의 동작에 필요한 전력을 공급한다. 로봇 제어부(19)는 배터리(18)에 저장된 전력량을 감지하고, 전력량이 기 설정된 기준 전력량 이하인지를 판단한다. 전력량이 기준 전력량 이하이면, 로봇 제어부(19)는 배터리 충전을 위한 충전 안내 정보를 제어 모듈(20)에 전달한다. 이에 따라, 제어 모듈(20)은 로봇 제어부(19)로부터 전달받은 충전 안내 정보를 출력하여 작업자가 배터리(18)를 충전할 수 있도록 한다.

촬영부(14)는 제1 서브 로봇(11), 제2 서브 로봇(12), 및 메인 로봇(13)의 작업 상태를 촬영한다.

촬영부(14)는 제1 서브 로봇암 카메라(141), 제2 서브 로봇암 카메라(142), 메인 로봇암 카메라(143) 및 메인 카메라(144)를 포함한다.

제1 서브 로봇암 카메라(141)는 제1 서브 로봇암(112)에 설치되어 제1 서브 로봇(11)이 전력선을 파지한 상태를 촬영한다.

제2 서브 로봇암 카메라(142)는 제2 서브 로봇암(122)에 설치되어 제2 서브 로봇(12)이 전력선을 파지한 상태를 촬영한다.

메인 로봇암 카메라(143)는 메인 로봇암(132)에 설치되어 메인 로봇(13)의 작업 상황을 촬영한다.

메인 카메라(144)는 지지대(15)에 설치되어 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12), 및 메인 로봇(13)의 전체 작업 상황을 원거리에서 촬영한다.

로봇 제어부(19)는 촬영부(14)에 의해 촬영된 영상들을 제어 모듈(20)에 전달한다. 이 경우, 작업자는 제어 모듈(20)을 통해 활선 작업 상태를 정확하게 인지할 수 있다.

도 5 를 참조하면, 제어 모듈(20)은 입력부(21), 출력부(22), 로봇 조종부(23), 및 모듈 제어부(24)를 포함한다.

입력부(21)는 사용자 인터페이스를 제공한다. 예컨대, 입력부(21)는 모듈 제어부(24)에 제어 모듈(20)의 동작에 필요한 제어명령을 입력한다. 일 예로, 입력부(21)를 통해 입력되는 제어명령에는, 활선 작업 로봇(10)의 위치를 이동시키기 위한 명령, 활선 작업 로봇(10)의 동작을 위한 메뉴 또는 파라메타를 설정하기 위한 명령, 활선 작업 로봇(10)을 동작 또는 동작 정지시키기 위한 명령이 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

출력부(22)는 사용자 인터페이스를 제공한다. 예컨대, 출력부(22)는 제어 모듈(20)의 동작 관련된 정보를 출력하거나, 활선 작업 로봇(10)으로부터 전달받은 정보를 출력한다. 활선 작업 로봇(10)으로부터 전달받은 정보에는 촬영부(14)에 의해 촬영된 영상, 활선 작업 로봇(10)이 작업 위치에 도달하였음을 안내하는 위치 안내 정보, 배터리(18)를 충전시키기 위한 충전 안내 정보, 및 물체와 활선 작업 로봇(10)의 충돌 위험을 안내하는 충돌 위험 안내 정보가 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

로봇 조종부(23)는 활선 작업 로봇(10)을 수동으로 조종할 수 있도록 한다. 로봇 조종부(23)는 조이스틱 또는 적어도 하나 이상의 버튼이 포함될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 로봇 조종부(23)를 통해 활선 작업 로봇(10)을 직접 조종할 수 있다.

모듈 제어부(24)는 제어 모듈(20) 및 활선 작업 로봇(10)을 제어한다.

예컨대, 모듈 제어부(24)는 입력부(21)로부터 입력된 제어명령에 따라 출력부(22)를 제어할 수 있다. 모듈 제어부(24)는 활선 작업 로봇(10)으로부터 전달받은 촬영부(14)에 의해 촬영된 영상, 활선 작업 로봇(10)이 작업 위치에 도달하였음을 안내하는 위치 안내 정보, 배터리(18)를 충전시키기 위한 충전 안내 정보, 및 물체와 활선 작업 로봇(10)의 충돌 위험을 안내하는 충돌 위험 안내 정보를 출력부(22)를 통해 출력한다. 모듈 제어부(24)는 입력부(21)로부터의 제어명령에 따라 제어 모듈(20)의 메뉴나 활선 작업 로봇(10)의 각종 파라메타를 설정할 수 있다. 모듈 제어부(24)는 입력부(21)로부터의 제어명령에 따라 활선 작업 로봇(10)의 위치를 이동시킬 수 있다.

또한, 모듈 제어부(24)는 로봇 조종부(23)로부터 입력된 제어명령에 따라 활선 작업 로봇(10)을 동작시킨다. 예컨대, 모듈 제어부(24)는 로봇 조종부(23)의 제어명령에 따라, 활선 작업 로봇(10)의 로봇 제어부(19)를 통해 활선 작업 로봇(10)의 제1 서브 로봇(11), 제2 서브 로봇(12), 메인 로봇(13), 및 촬영부(14) 각각을 수동으로 제어한다. 이에 따라, 작업자는 필요에 따라 로봇 조종부(23)를 통해 활선 작업 로봇(10)을 수동으로 제어하여 활선 작업을 직접 수행할 수 있다.

이하, 활선 작업 로봇(10)을 이용하여 활선 작업을 수행하는 과정을 도 6 내지 도 16 을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6 및 도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 전선절단 작업 예시도이고, 도 8 및 도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 전선피박 작업의 예시도이며, 도 10 및 도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 커버취부 작업의 예시도이며, 도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 스리브 삽입 작업의 예시도이며, 도 13 및 도 14 는 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 압축 작업의 예시도이며, 도 15 및 도 16 은 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업 로봇의 압축 작업의 예시도이다.

먼저, 작업자는 입력부(21)를 조작하여 모듈 제어기를 통해 활선 작업 로봇(10)을 이동시킨다. 이때, 주변 감지부(17)는 메인 로봇(13)의 주변에 있는 물체를 감지한다. 이에 따라, 로봇 제어부(19)는 주변 감지부(17)에 의해 감지된 감지 정보에 따라, 메인 로봇(13)이 물체에 접근하거나 물체와 충돌하는지를 판단하고 판단 결과에 따라, 물체와의 충돌을 제어 모듈(20)을 통해 작업자에게 경고할 수 있다.

로봇 제어부(19)는 주변 감지부(17)로부터 감지 정보가 입력되면, 해당 감지 정보를 토대로 전력선(40)을 감지하고, 전력선(40)과 활선 작업 로봇(10)의 위치를 검출한다.

로봇 제어부(19)는 전력선(40)에 대한 활선작업 로봇(10)의 위치가 활선 작업에 적합한 작업 위치에 해당하는 지를 판단한다. 판단 결과 활선 작업 로봇(10)의 위치가 활선 작업에 적합한 작업 위치이면, 로봇 제어부(19)는 제어 모듈(20)에 활선 작업 로봇(10)이 작업 위치에 도달하였음을 안내하는 위치 안내 정보를 전달한다. 이때, 모듈 제어부(24)는 해당 위치 안내 정보를 출력부(22)를 통해 출력한다.

입력부(21)를 통해 작업 개시 명령이 입력되면, 모듈 제어부(24)는 해당 작업 개시 명령을 활선 작업 로봇(10)에 전달한다. 로봇 제어부(19)는 작업 개시 명령에 따라 활선 작업을 수행한다.

이때, 촬영부(14)는 제1 서브 로봇(11), 제2 서브 로봇(12), 및 메인 로봇(13)의 작업 상태를 촬영하고, 촬영된 영상은 로봇 제어부(19)에 의해 제어 모듈(20)에 실시간으로 전달된다. 모듈 제어부(24)는 로봇 제어부(19)로부터 전달받은 영상을 출력한다. 이에 따라 작업자가 현재의 작업 상태를 인지할 수 있게 된다.

한편, 로봇 제어부(19)는 기 설정된 작업과정에 따라 활선 작업을 단계적으로 수행한다.

먼저, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 활선 작업의 순서에 따라 메인 로봇암(132)에 메인 로봇툴(131)을 장착시키면서 활선 작업을 단계적으로 수행한다.

도 6 및 도 7 을 참조하면, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 메인 로봇(13)에 절단기를 장착하여 이 절단기를 이용하여 전력선(40)을 절단한다.

도 8 및 도 9 를 참조하면, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 메인 로봇(13)에 피박기를 장착하여 이 피박기를 이용하여 전력선(40)의 종단을 피박한다.

도 10 및 도 11 을 참조하면, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 메인 로봇(13)에 파지기를 장착하고 이 파지기를 이용하여 전력선(40)의 종단에 커버를 취부한다.

도 12 를 참조하면, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 파지기를 이용하여 전력선(40)의 종단에 슬리브를 삽입한다.

도 13 및 도 14 를 참조하면, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 메인 로봇(13)에 파지기를 장착하고 이 압축기를 이용하여 전력선(40)의 종단을 압축한다.

도 15 및 도 16 을 참조하면, 로봇 제어부(19)는 제1 서브 로봇(11)과 제2 서브 로봇(12)으로 전력선(40)을 파지하고, 메인 로봇(13)에 테이핑기를 장착하고 이 테이핑기를 이용하여 슬리브 및 커버를 테이핑한다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 다기능 암을 구비한 다관절 로봇으로 활선 작업을 수행하여 활선 작업의 안전성과 시공성 및 효율성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 작업자를 위한 충전부 근접 우려를 해소하고, 방호작업을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 활선 작업시 고무 소매 등을 착용할 필요가 없어 작업의 편의성을 확보할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 활선 작업용 로봇 시스템은 직접 노무비나 장비사용시간을 절감하여 최종적으로 활선 작업을 위한 공사비를 절감할 수 있다.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.

10: 활선 작업 로봇 11: 제1 서브 로봇
111: 제1 서브 로봇툴 112: 제1 서브 로봇암
113: 제1 서브 로봇 구동부 114: 제1 서브 로봇 모션 인식부
12: 제2 서브 로봇 121: 제2 서브 로봇툴
122: 제2 서브 로봇암 123: 제2 서브 로봇 구동부
124: 제2 서브 로봇 모션 인식부 13: 메인 로봇
131: 메인 로봇툴 132: 메인 로봇암
133: 메인 로봇 구동부 134: 메인 로봇 모션 인식부
14: 촬영부 141: 제1 서브 로봇암 카메라
142: 제2 서브 로봇암 카메라 143: 메인 로봇암 카메라
144: 메인 카메라 15: 지지대
16: 로봇 툴박스 17: 주변 감지부
18: 배터리 19: 로봇 제어부
20: 제어 모듈 21: 입력부
22: 출력부 23: 로봇 조종부
24: 모듈 제어부 30: 활선 차량
40: 전력선

Claims

활선 작업에 따른 기 설정된 작업과정에 따라 동작하여 전력선의 활선 작업을 수행하는 활선 작업 로봇; 및
상기 활선 작업에 따라 상기 활선 작업 로봇을 제어하고 상기 활선 작업 로봇의 작업 상태를 모니터링하는 제어 모듈을 포함하고,
상기 활선 작업 로봇은 상기 전력선을 파지하여 상기 작업과정에 따라 동작하는 제1 서브 로봇; 상기 전력선을 파지하여 상기 작업과정에 따라 동작하는 제2 서브 로봇; 상기 제1 서브 로봇과 상기 제2 서브 로봇에 의해 전력선이 파지되면 상기 작업과정에 따라 동작하여 상기 활선 작업을 수행하는 메인 로봇; 상기 제1 서브 로봇, 상기 제2 서브 로봇, 및 상기 메인 로봇의 작업 상태를 촬영하는 촬영부; 및 상기 제어 모듈로부터 전달된 제어명령에 따라 상기 제1 서브 로봇과 제2 서브 로봇, 및 상기 메인 로봇을 제어하여 상기 활선 작업을 수행하고, 상기 촬영부를 통해 작업 상태를 촬영하여 상기 제어 모듈에 전달하는 로봇 제어부를 포함하며,
상기 메인 로봇은 상기 전력선에 대한 상기 작업과정에 따라 동작하여 상기 활선 작업을 수행하는 메인 로봇툴; 지지대에 회전 가능하게 설치되어 상기 메인 로봇툴의 위치를 제어하는 다관절의 메인 로봇암; 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암의 모션을 감지하는 메인 로봇 모션 인식부; 및 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암을 구동시키는 메인 로봇 구동부를 포함하고, 상기 로봇 제어부는 상기 메인 로봇 모션 인식부에 의해 감지된 모션 정보에 따라 상기 작업과정을 토대로 상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암 및 상기 메인 로봇 구동부를 제어하며,
상기 활선 작업 로봇은 상기 메인 로봇툴을 보관하는 로봇 툴박스를 더 포함하며,
상기 메인 로봇툴과 상기 메인 로봇암 사이는 절연 처리되는 것을 특징으로 하는 활선 작업용 로봇 시스템.