개별 회전이 가능한 고소작업 로봇 플랫폼

 

공고일자 : 2009년 10월 23일	등록번호 : 10-0923366	등록일자 : 2009년 10월 16일
출원번호 : 10-2007-0117254	출원일자 : 2009년 11월 16일	심사청구일자 : 2007년 11월 16일
출원인 : 대우조선해양 주식회사	발명자 : 이승훈, 홍성범, 권순도,신민섭, 김성락	대리인 : 황의만
전체 청구항 수 : 총2항

 

본 발명은 개별회전이 가능한 고소작업 로봇 플랫폼에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 곡면 수직벽 주행이 가능한 고소 로봇 플랫폼에 부착된 주행용 4개의 휠간 거리를 로봇 본체의 중심에 일치시키고, 로봇 본체의 회전 중심과 진공 패드가 부착된 진공 흡착부의 중심을 일치시켜 크로스롤러 베어링을 이용하여 로봇 본체와 진공 흡착부가 개별 회전이 가능하도록 하는 고소작업 로봇 플랫폼에 관한 것이다.

 

■ 배경기술
일반적으로, 고층건물 등의 외부 수직면을 도색 하는 경우 건물 꼭대기로부터 늘어뜨린 줄에 해당 작업자가 매달려 일하는 모습을 흔히 볼 수 있다. 건물의 벽면청소 또는 선박의 용접시도 마찬가지다. 즉, 최상단 일정지점에 튼튼한 줄을 묶은 다음 그 줄을 따라 내려가는 가운데 관련 작업을 실행하게 된다.
그러나 이러한 종래의 벽면작업은 다음과 같은 근본적 문제점이 있었다. 우선, 작업 자체가 지닌 위험성으로 인해 상당한 주의력이 요구되는 관계로 그 생산성이 떨어질 수밖에 없는 점을 들 수 있다. 또한, 동일 종류의 작업이 통상 그러하듯이 해당 작업에 관한 품질이 그다지 양호하지 못한 편이다. 즉, 도장의 경우 벽면 전체가 균일하게 도색 되지 않은 경우가 많았다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 벽면 부착식 고소 작업용 로봇 플랫폼이 개발되었다. 벽면 부착식 고소 작업용 로봇 플랫폼의 경우 전동식 블로워에서 발생 되는 진공압을 이용한 방식이거나 자석의 자력을 이용하여 부착시키는 방식이 있다.
한편, 기존의 고소 로봇 플랫폼의 경우에는 진공 패드를 이용하여 진공 흡착력을 발생시키는 진공 흡착부가 로봇의 메인 바디와 일체형으로 결합되어 있어 고소 로봇 플랫폼의 차동 방식으로 제자리에서 회전 시 흡착 벽면과 맞닿은 진공 패드가 미끄러지게 되고 중력의 영향으로 인해 플랫폼이 제자리를 찾지 못하게 되어 위치 및 경로 제어 시 어려움이 있었다. 또한 진공 패드의 미끄럼 저항으로 조향 시 마찰 저항이 크다는 문제점이 있었다.

 

■ 해결 하고자하는 과제
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로써 본 발명은 고소 로봇 플랫폼에 구성된 주행용 4개의 휠간 거리를 로봇 본체의 중심에 일치시키고, 로봇 본체의 회전 중심과 진공 패드가 부착된 진공 흡착부의 중심을 일치시켜 크로스롤러 베어링을 이용하여 로봇 본체와 진공 흡착부가 개별 회전이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 다른 목적은 로봇 본체에 탑재되어 있는 진공 펌프를 포함한 진공 형성부를 로봇 본체의 회전 시 함께 회전이 가능하도록 진공 형성부를 진공 흡착부와 크로스롤러 베어링을 이용하여 개별 회전이 가능하도록 하는 데 있다.

 

■ 과제 해결수단
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 발명에 의하면, 고소 로봇 플랫폼 주행을 위해 부착된 4개 휠과 연결되며, 상기 4개 휠간 중심과 회전 중심이 일치되도록 형성되는 로봇 본체(10); 상기 로봇 본체(10) 일측과 연결되며, 상기 로봇 본체(10)의 회전 중심과 일치되도록 형성되는 진공 형성부(20); 상기 로봇 본체(10) 및 진공 형성부(20)의 회전 중심과 일치하며, 진공부착 대상면과 맞닿아 진공을 유지하는 진공 패드(60)와 결합되어 형성되는 진공 흡착부(30); 상기 진공 흡착부(30)에 의한 회전 구동부의 변형을 최소화하고 원활한 회전을 위해 체적 및 무게 대비 큰 하중 부하 용량을 갖도록 형성되는 크로스롤러베어링(40); 및 상기 진공 형성부(20)와 진공 흡착부(30)와의 개별 회전을 위해 확보된 틈새 영향으로 인한 진공 누설을 방지하면서 회전 시 저항을 줄일 수 있도록 형성되는 운동용 오-링(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업 로봇 플랫폼을 제시한다.

 

■ 효과
이상과 같이 본 발명에 의하면, 고소 로봇 플랫폼이 차동 방식으로 제자리 회전을 할 경우 진공 패드가 부착된 진공 흡착부는 흡착 벽면에 그대로 고정된 채로 로봇 본체 및 로봇 본체와 연결된 진공 형성부만이 회전을 하게 되어 조향 후에도 로봇의 위치에는 변화가 없게 되므로 고소 로봇 플랫폼의 위치 및 경로 제어에 용이하다.
또한, 진공 패드의 미끄러짐 현상이 없어 패드의 미끄럼 저항으로 인한 부하 발생이 없어 휠의 부하 용량이 감소되며, 진공 패드와 흡착벽면과의 마찰 저항으로 인한 진공 패드의 형상 변형에 대한 가능성을 최소화할 수 있어 진공 패드의 형상 변형에 따른 진공 누설의 가능성이 줄어들게 된다.               특허청