KR101246180B1 - 케이블 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

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최윤서
신영일
김상휘
박영준
은종호
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 케이블 제어장치는 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부, 이동체의 위치를 검출하고, 케이블의 처짐길이를 산출하며, 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 접촉하지 않은채 이동체에 작용하는 장력(tension)이 최소가 되도록 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

케이블 제어장치 및 그 방법{Device and method of controlling cable}
본 발명은 케이블 제어장치 및 그 방법에 관한 발명이다.
주요산업에서 사용되는 자율이동장치에는 전원을 공급하는 장치가 연결된다. 자율이동장치의 이동성으로 인해 고정된 설비에 전원장치를 포함시킬 수 없다. 따라서 전원장치를 주로 테더(tether)를 사용하여 이동장치에 연결하거나 전원장치로 배터리를 사용한다. 테더(tether)를 사용하게 되는 경우 케이블은 자율이동장치의 이동을 방해한다. 그래서 육상을 작업영역으로 하는 바퀴 구동기반의 로봇(이동체)는 이러한 테더를 사용하기 보다는 배터리를 선호한다. 한편 와이어를 이용한 자율이동로봇의 경우 작업영역은 육상이 아니라 공중이다. 추락위험이 있는 공중작업은 배터리를 사용할 경우 사용시간의 제약이 있기 때문에 가능한 배터리를 보조전원수단으로서만 활용하고 대부분 테더를 이용한다.
테더와 연결된 자율이동장치에서 케이블의 처리는 장치의 이동에 중요한 요소이다. 케이블의 길이를 적절하게 조절하지 못하면 케이블이 자율이동장치에 외란으로 작용하여 자율이동장치의 위치, 자세를 정확하게 제어하는데 어려움이 있다. 케이블은 또한 이동장치에 다른 외력으로 작용하여 모터의 과부하를 유발한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0009526호(2010년 01월 27일 공개)에는 "관로 내 케이블 인입 상황 예측 방법"이 개시되어 있다. 기존의 케이블 제어장치는 텐션(tension)을 이용하여 케이블의 길이를 조절한다. 그러나 이러한 방법은 케이블의 종류, 재질, 크기가 다르고 마찰계수가 서로 다른 표면과 접촉이 있는 경우 적절한 길이제어를 수행하지 못한다.
또한 케이블에 텐션을 유지하는 경우 자율이동장치의 이동시에 관성력이 작용하게 되어 케이블은 자율이동장치의 외력으로 영향을 미친다. 자율이동장치에 작용하는 외력은 자율이동장치의 작업영역을 축소시킨다. 또한 이러한 영향은 자율이동장치의 정확한 제어를 불가능하게 하고 자칫 케이블이 작업중인 공간에 닿게 되어 작업을 망치게 되는 결과를 초래한다.
본 발명의 일실시예에 의하면 자율이동장치와 연결된 케이블을 안정적으로 제어하는 장치 및 그 방법이 제공된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부; 상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 접촉하지 않은 채 상기 이동체에 작용하는 장력(tension)이 최소가 되도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제어장치가 제공된다.
상기 제어부는 상기 이동체의 위치를 검출하는 위치산출모듈; 상기 이동체의 현재위치에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하고, 상기 이동체의 위치변동에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하는 케이블 길이 산출모듈; 그리고 산출된 길이만큼 케이블을 감거나 풀리도록 상기 케이블 처리부를 제어하고, 상기 이동체의 이동속도와 동기화하여 상기 케이블 처리부를 동작시키는 통제모듈을 포함할 수 있다.
상기 위치산출모듈은 상기 이동체에 포함된 통신장치를 통해서 송신된 위치정보를 수신하여 상기 이동체의 위치좌표를 산출할 수 있다.
상기 케이블 처리부는 상기 케이블을 상부와 하부에서 지지하는 상부드럼과 하부드럼을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 케이블 감김 또는 풀림시에 상기 상부드럼과 상기 하부드럼의 회전수 차이를 판단하는 슬립검출모듈을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 케이블이 외부와 접촉하는지를 판정하는 모니터링모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 케이블의 처짐길이는 상기 케이블과 상기 이동체의 연결단에 작용하는 장력이 최소인 때 최대의 길이를 가질 수 있다.
상기 제어부는 상기 이동체의 위치에 따른 상기 케이블의 처짐길이가 매핑되어 저장된 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부; 상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 닿지 않고 상기 처짐길이를 갖도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제어장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 이동체의 목표위치를 입력받는 단계; 상기 이동체의 현재위치에서 상기 이동체에 연결된 케이블의 처짐길이를 산출하는 단계; 상기 목표위치로 상기 이동체를 위치시킬때 상기 케이블이 외부와 닿지 않은채 상기 케이블의 처짐길이를 산출하는 단계; 및 상기 이동체가 상기 목표위치로 이동하는 동안 산출된 처짐길이만큼 상기 케이블을 감거나 푸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 제어방법이 제공된다.
상기 케이블을 감거나 푸는 단계는 상기 이동체의 이동속도와 케이블 감김속도 또는 풀림속도를 일치시킬 수 있다.
상기 케이블을 감거나 푸는 단계는 케이블의 슬립발생여부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다음에 열거된 효과들 중 적어도 하나 이상을 나타낸다.
첫째, 이동체를 정밀하게 제어할 수 있다.
둘째, 케이블에 의한 작업영역의 손상을 줄일 수 있다.
셋째, 케이블을 감거나 풀때 발생하는 오류를 검출할 수 있다.
도1은 케이블이 연결된 이동체의 이동상태도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동체의 이동상태도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 케이블 제어장치의 블럭도이다.
도4는 케이블 처리부의 사시도이다.
도5는 케이블 처리부가 포함하는 케이블 드럼의 전면도이다.
도6는 이동체의 위치결정을 위한 예시도이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 케이블의 길이측정을 위한 개념도이다.
도8은 이동체의 목표위치로의 이동상태도이다.
도9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터베이스를 포함하는 케이블제어장치 블럭도이다.
도10은 본 발명의 실시예에 따른 슬립검출모듈을 포함하는 케이블제어장치 블럭도이다.
도11은 본 발명의 실시예에 따른 케이블제어방법의 순서도이다.
실시예들은 여러 가지 다른 형태들로 구체화되어질 수 있고, 여기에서 설명되는 양태들로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 상기 양태들은 실시예들을 더욱 철저하고 완전하게 되도록 해주며, 당업자에게 실시예들의 영역을 충분히 전달할 수 있도록 해준다. 단지 이러한 용어들은 어떤 구성 요소로부터 다른 구성 요소를 구별하기 위해서 사용되어질 뿐이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하 도면을 참고하여 설명한다.
본 발명의 일측면에 따른 케이블 제어장치는 이동체가 전력공급선과 같은 케이블에 의한 외력을 받지 않고 정밀하게 제어될 수 있도록 하는 장치에 대한 것이다. 이러한 케이블 제어장치는 블록단위의 구조체를 결합하는 선박, 항공기 등의 제작 공정에서 구조체 내부에 용접, 블라스팅, 도장 등의 작업을 수행할 때 사용된다.
도1은 케이블이 연결된 이동체의 이동상태도이다.
도1에 도시된 바와 같이 이동체와 외부 장치가 연결되는 경우 케이블 등을 이용한다. 이동체는 와이어(미도시) 등을 매개로 공간상을 자유자재로 움직인다.
이동체에 연결된 케이블은 소정의 무게와 두께를 갖는다. 이동체가 이동하는데 있어서 무시할 수 없는 중량을 갖는 케이블을 정렬하는 것은 이동체의 제어에 중요한 요소이다. 또한 케이블이 도1에 도시된 바와 같이 블록 내에서 움직이고, 블록과 닿지 않도록 정렬해야 한다. 여기서 블록은 선박이나 항공기 같은 대형 구조물을 제작하는데 단위가 되는 셀을 의미하고 내부에 공간이 형성된다. 선박 제작을 위한 블록의 경우에 이동체가 블록내부로 유입되어 작업을 수행하고 다시 빠져나온다. 작업동안 케이블은 계속 이동체와 연결되어 블록내에서 함께 이동한다. 케이블이 블록과 닿게 되면 도색작업 등이 완료된 블록내부는 손상된다. 케이블이 블록과 닿지 않도록 하면서 이동체를 정밀하게 제어하기 위해서 케이블을 제어하는 장치가 필요하다.
도1에 도시된 케이블 제어장치는 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부(100)를 구비하고 있으며, 케이블을 제어한다. 도1에 도시된 케이블 처리부(100)는 케이블에 장력을 가하여 이동체가 블록에 닿지 않고 이동할 수 있도록 한다. 케이블 처리부(100)는 상부드럼(111)과 하부드럼(112)을 구비한 케이블 드럼(110)을 포함한다. 그러나 케이블에 장력(tension)을 가하게 되면 이동체가 이동하는 순간 케이블이 이동체에 외력을 가하는 물체로 작용한다. 케이블과 연결된 이동체의 끝단에 외란이 작용함으로서 이동체는 목표하는 위치에서 벗어날 수 있다. 즉 예기치 못한 외력이 이동체와 연결된 케이블에 의해서 발생한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동체의 이동상태도이다.
도2에 도시된 바와 같이 이동체와 연결된 케이블은 케이블 처리부(100)에서부터 풀리어 블록의 바닥에 닿지 않을 정도의 유격을 갖고 쳐진다. 즉 이동체가 위치변동시에 이동체의 끝단에서 케이블에 의한 장력(tension)이 최소가 되어 이동체가 목표하는 위치로 정확히 이동한다. 더불어 케이블이 블록의 바닥면에 닿지 않도록 하기 위해서 이동체의 움직임에 따라 케이블 처리부(100)는 감김과 풀림동작을 한다. 본 발명 일실시예의 일부구성인 케이블 처리부(100)는 상부드럼(111)과 하부드럼(112)을 포함한다.
이하 본 발명의 실시예 대해서 상세히 설명한다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블 제어장치의 블럭도이다.
본 발명의 제1실시예는 케이블 제어장치에 대한 것이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 케이블 제어장치는 도3에 도시된 바와 같이 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부(100), 이동체의 위치를 검출하고 케이블의 처짐길이를 산출하며, 이동체의 위치에 따라 케이블이 외부와 닿지 않고 상기 케이블이 이동체에 미치는 장력이 최소가 되도록 케이블 처리부를 제어하는 제어부(200)를 포함한다. 제어부(200)는 이동체의 위치를 검출하는 위치산출모듈(210), 이동체의 현재위치에 따른 케이블의 길이를 검출하고, 이동체의 위치변동에 따른 케이블의 길이를 산출하는 케이블 길이 산출모듈(220), 산출된 케이블 길이만큼 케이블을 감거나 풀고, 이동체의 이동속도와 동기화하여 케이블 처리부(100)를 동작시키는 통제모듈(230)을 포함한다. 또한 이동체의 위치변화에 따라 케이블의 처짐길이를 검출하고 케이블이 외부와 접촉하는지를 판정하는 모니터링 모듈(240)을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 기술된 외부와 닿지 않는다는 것의 의미는 케이블의 끝단이 케이블 처리부(100)와 이동체에 연결되어 있는 상태에서 케이블 이외의 다른 물체나 구조체 내지는 바닥면에 닿거나 끌리지 않는다는 것을 의미한다. 또한 처짐길이는 이동체의 끝단에서 케이블에 의한 장력이 최소가 되는 케이블의 길이를 의미함과 동시에 케이블이 외부와 닿지 않는 길이, 즉 외부간섭을 받지 않는 케이블의 최대길이이다. 처짐길이에 대한 보다 상세한 내용은 하기한다.
도4는 케이블 처리부의 사시도이다.
도5는 케이블 처리부가 포함하는 케이블 드럼의 전면도이다.
도4에 도시된 바와 같이 케이블 처리부(100)는 모터와 같은 동력장치에 의해서 케이블이 감기거나 풀리도록 하는 장치이다. 케이블 처리부(100)는 제어부에 의해서 제어되며, 케이블 제어를 위한 위치관계의 시작점이기도 하다.
케이블 처리부(100)는 도5에 도시된 바와 같이 케이블 드럼을 포함한다. 케이블 드럼은 상대 또는 절대 엔코더 센서를 통해 회전량에 따라서 케이블의 길이가 예측되며, 드럼의 회전속도에 따라 케이블의 풀림과 감김의 속도가 결정된다. 이러한 케이블 처리부(100)는 제어부에 의해서 동작한다.
케이블 드럼(110)은 상부드럼(111)과 하부드럼(112)을 포함한다. 상부드럼(111)과 하부드럼(112) 사이에 케이블이 놓이고, 상부드럼(111)과 하부드럼(112)의 회전에 의해서 케이블의 풀림과 감김이 가능하다. 상부드럼(111)과 하부드럼(112)의 회전수와 회전속도는 같다. 또한 도5에 도시된 바와 같이 이송되는 케이블의 직경에 따라서 상부드럼(111)과 하부드럼(112)의 이격거리 조절이 가능하여 케이블과 드럼 사이에 일정한 마찰력이 작용한다.
이하 케이블 처리장치를 제어하는 제어부의 각 구성에 대해서 살펴본다.
먼저 제어부(200)에 포함된 위치산출모듈(210)은 이동체의 위치를 검출한다.
도6은 이동체의 위치결정을 위한 예시도이다.
도6에 도시된 이동체에 전파송신장치가 포함되어 있어 연속해서 특정주파수의 전파를 송신하고 위치산출모듈(210)에서 이를 수신하여 이동체의 위치를 감지한다. 이동체의 위치를 감지하는 방법으로는 다양한 방법이 고려될 수 있으며, 본 발명의 제1실시예의 내용에 제한되지 않는다.
위치산출모듈(210)에서 이동체의 위치에 관한 데이터는 기 설정된 좌표축에 의해서 x, y, z 각 축의 좌표값으로 환산된다. 위치산출모듈(210)은 송신되는 전파를 감지하여 이동하는 이동체의 위치를 실시간으로 모니터링하고 위치좌표값을 산출한다.
케이블 길이 산출모듈(220)은 이동체의 현재위치에서의 케이블 길이를 산출하고, 이동체의 목표위치로의 위치변동에 따른 케이블 길이를 예측한다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 케이블의 길이측정을 위한 개념도이다.
케이블의 길이는 도7에 도시된 바와 같이 L1, L2 의 합인 L이다. 만약 케이블이 이동체에 미치는 장력이 최소가 되는 길이가 도7에 도시된 L인 경우 앞서 언급한 처짐길이는 L이 된다. 케이블의 장력을 측정하는 방법으로는 장력측정센서를 부착하는 방법을 사용할 수 있다. 일반적으로 케이블이 이상적인 포물선 형상(아래로 볼록한 2차함수 그래프와 같은 형상)인 경우 케이블이 이동체에 미치는 장력이 최소가 되는 경우는 케이블이 바닥에 닿지 않으면서 길이가 최대인 경우이다. 즉 바닥면에서 포물선 형상의 케이블의 변곡점이 가까울수록 케이블이 이동체에 미치는 장력이 최소가 된다.
케이블의 길이측정에 대해서 도면을 통해 상세히 설명하면 도7에 도시된 이동체는 (x1, y1, z1)지점에서 시작하고 케이블과 연결된다. 이동체의 최종위치좌표는 (x2, y2, z2)이라 한다. (x1, y1, z1)는 이동체로부터 송신된 신호를 위치산출모듈에서 수신하여 정해지고, 이동체의 최종위치좌표 (x2, y2, z2)는 사용자가 입력하는 이동체의 목표위치이다.
이때 케이블의 길이는 하기 수학식들에 의해서 구한다.
Figure 112011089206416-pat00001
Figure 112011089206416-pat00002
Figure 112011089206416-pat00003
수학식1과 수학식2를 연립하면 h1 , h2 는 알려져 있으므로 d2 와 (T0 /μ)를 구할 수 있다.
결국 전체길이 L은 하기 수학식4와 같다
Figure 112011089206416-pat00004
μ는 케이블의 단위길이당 중량을 의미하고, T0 는 처짐길이를 갖는 케이블의 변곡점에서 장력을 의미한다.
케이블 길이 산출모듈(220)은 수학식 4에 의해서 특정 위치에 있는 이동체와 연결된 케이블의 전체길이(L)를 구한다.
통제모듈(230)은 산출된 길이만큼 케이블을 감거나 풀리도록 케이블 처리부(100)를 제어하고, 이동체의 이동속도와 동기화하여 케이블 처리부(100)를 동작시킨다.
도8은 이동체의 목표위치로의 이동상태도이다.
도8에 도시된 바와 같이 현재위치에 있는 이동체의 케이블 처짐길이를 케이블 길이 산출모듈(220)에서 구한다. 입력된 목표위치에서 이동체와 연결된 케이블의 처짐길이를 수학식4에 의한 계산으로 구한다.
설명의 편의상 x-z평면에서 이동체가 위치변동을 하는 경우를 통해서 살펴본다. 현재위치에서의 이동체의 위치는 (x1, z1)이다. 목표위치에서 이동체의 위치는 (x2, z2)이다. 이동체의 현재위치에서 케이블이 외부와 닿지 않고 최대의 길이를 갖도록 하고, 케이블의 형태는 2차 함수 형태인 아래로 볼록한 포물선 형상이다. 현재위치(x1, z1)와 목표위치(x2, z2)에서의 처짐길이가 산출되고 통제모듈(230)은 케이블 처리부(100)를 동작시켜 케이블 길이를 조절한다. 보다 상세하게는 케이블 처리부(100)에 포함된 상부드럼(111)과 하부드럼(112)을 회전시켜 케이블을 감거나 푼다.
또한 통제모듈(230)은 이동체의 이동속도와 동기화하여 케이블 처리부(100)를 동작시킨다. 즉 이동체의 이동속도는 외부 입력수단을 통해서 목표위치와 함께 입력될 수 있다. 이동체의 이동속도보다 케이블 처리부(100)에 포함된 케이블 드럼(110)에 의한 케이블의 풀림속도가 더 빠르게 되면 케이블이 외부에 닿을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 통제모듈(230)은 기 입력받은 이동체의 이동속도와 같게 케이블 드럼(110)의 회전속도를 동기화시켜 케이블이 이동체의 위치변동중에 외부에 닿지 않도록 한다.
모니터링 모듈(240)은 도8에 목표위치로의 이동체 위치변동과정에서 케이블의 처짐길이를 계산하여 케이블이 외부와 접촉하는지를 판정한다. 모니터링 모듈(240)은 카메라를 통해 이동과정에서 케이블에 작용하는 간섭을 검출한다.
본 발명의 제1실시예인 케이블 제어장치는 케이블을 감거나 풀리게 하는 케이블 처리부(100)를 제어하는 제어부를 포함한다. 단순히 제어부(200)는 케이블의 인입여부만을 결정하는 것이 아니라 이동체의 끝단에 최소한의 장력이 작용할 수 있도록 케이블을 제어한다. 이러한 제어를 위해서 제어부(200)는 위치산출모듈(210), 케이블길이산출모듈(220), 통제모듈(230), 모니터링모듈(240)을 포함한다.
현재 이동체의 위치를 제어부(200)의 위치산출모듈(210)에서 현재위치 좌표값으로 판정하고 사용자가 설정한 이동후 위치의 목표위치 좌표값을 판정한다. 현재위치 좌표값에서 목표위치 좌표값으로 이동하는데 케이블의 처리가 병행되어야 한다.
위치산출모듈(210)은 이동체의 현재위치, 목표위치의 좌표값을 결정하면 이 정보를 케이블 길이 산출모듈(220)에 전달하고, 케이블 길이 산출모듈(220)은 좌표값에 따른 케이블 길이를 수학식 4에 의해서 산출한다. 이 때 산출되는 케이블 길이는 이동체와 케이블의 연결부위에 장력이 최소가 되고 케이블에 간섭이 발생하지 않는 처짐길이이다. 케이블 길이 산출모듈(220)은 케이블 길이에 대한 정보를 통제모듈로 전달하고, 통제모듈(230)은 케이블 처리부(100)에 포함된 케이블 드럼(110)을 제어하여 케이블을 감거나 푼다. 물론 케이블 드럼(110)이 동작하는 속도는 이동체의 이동속도와 같다. 모니터링모듈(240)은 이동체가 움직이는 순간순간 케이블이 외부에 닿는지를 감시하여 작업의 오류를 감지한다.
본 발명의 제2실시예는 데이터 베이스를 더 포함하는 케이블 제어장치에 대한 것이다. 앞서 설명한 본 발명의 제1실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터베이스를 포함하는 케이블제어장치 블럭도이다.
본 발명의 제1실시예는 이동체의 위치가 결정되면 위치에 따른 케이블의 길이를 케이블 길이 산출모듈(220)에서 계산한다. 그러나 도9에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예는 제어부(200)의 일부구성으로서 이동체의 위치에 따른 케이블의 길이를 매핑, 저장하는 데이터 베이스(250)를 포함한다.
데이터베이스(250)는 이동체의 위치와 이동체의 각 위치에 따른 케이블의 처짐길이를 매핑하여 저장한다. 본 발명의 제1실시예에서는 현재위치와 목표위치에 대한 좌표값이 케이블 길이 산출모듈(220)로 전달되면 케이블 길이 산출모듈(220)은 앞서 수학식 4에 의해서 길이를 산출하고 산출된 케이블 길이를 통제모듈(230)에 전달하여 케이블 처리부(100)를 제어한다. 이와 달리 데이터베이스(250)를 활용하는 본 발명의 제2실시예에서 통제모듈(230)은 데이터베이스(250)에 기 저장된 이동체의 위치에 따른 케이블의 처짐길이를 바로 추출하여 케이블 처리부(100)를 제어한다. 데이터베이스(250)의 활용은 케이블제어의 연산속도를 향상시킨다.
본 발명의 제3실시예는 슬립검출모듈(260)을 포함하는 케이블 제어장치에 대한 것이다. 본 발명의 제1, 2실시예와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.
도10는 본 발명의 실시예에 따른 슬립검출모듈을 포함하는 케이블제어장치 블럭도이다.
본 발명의 제1실시예는 이동체가 목표위치로 이동하면서 케이블이 최대의 처짐길이를 갖되 바닥에 닿지 않도록 한다. 또한 모니터링모듈(240)을 이용하여 케이블이 외부에 닿는지를 판정한다. 본 발명의 제2실시예는 데이터베이스(250)를 포함하고 있는 케이블 제어장치이다. 이와 달리 본 발명의 제3실시예는 슬립검출모듈(260)을 더 포함하고 있다. 슬립은 케이블 처리부(100)에 포함된 상, 하부드럼에서 발생한다. 케이블표면과 마찰에 의해서 드럼이 회전하는 방향으로 케이블이 감기거나 풀리는데 이 과정에서 케이블 표면에 이물질이 묻거나 외력이 작용하는 경우 슬립이 발생한다.
도10에 도시된 바와 같이 제어부(200)가 포함하고 있는 슬립검출모듈(260)은 상부드럼(111)과 하부드럼(112) 각각의 회전속도와 회전수를 감시하고 상부드럼(111)과 하부드럼(112)의 움직임이 서로 다른 경우 즉 상하부드럼의 회전속도와 회전수가 상이한 경우를 판정하여 통제모듈(230)에 중지신호를 전송한다. 통제모듈(230)은 슬립검출모듈(260)의 신호에 의해 드럼의 회전을 중지시킨다.
이동체의 위치변동과정에서 슬립이 검출된 경우 이동체의 움직임은 멈추고, 다시 위치산출모듈(210)은 이동체의 위치를 체크하고, 케이블 길이 산출모듈(220)은 수학식 4에 의해서 현재위치에 따른 케이블의 길이를 산출하며 통제모듈(230)에서 다시 케이블 처리부(100)를 작동시킨다. 이러한 케이블 제어장치의 동작에 의해 이동체의 정확한 위치산출과 케이블의 정렬이 가능하다
이상 본 발명의 일측면에 따른 케이블 제어장치에 대해서 살펴보았다. 이하 본 발명의 또 다른 측면에 따른 케이블 제어방법에 대해서 살펴본다.
도11은 본 발명의 제4실시예에 의한 케이블제어방법의 순서도이다.
도11에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4실시예인 케이블 제어방법은 이동체의 목표위치를 입력받는 단계(S10), 이동체의 현재위치와 케이블 처짐길이를 측정하는 단계(S20), 목표위치로 이동체를 위치시킬때 케이블이 외부와 닿지 않고 최대의 길이를 갖도록 하는 케이블 처짐길이 산출단계(S30), 산출된 길이만큼 케이블을 감거나 푸는 단계(S40), 케이블 처리부의 슬립발생여부를 판정하는 단계(S50)를 포함한다. 케이블 처리부에서 슬립이 발생하지 않은 경우 이동체는 목표하는 위치로 이동을 완료한다.(S60), 다만 케이블 처리부에서 슬립이 발생한 것으로 판단한 경우 이동체의 현재위치와 케이블 길이를 다시 측정해서 케이블을 제어하는 과정을 반복한다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 케이블 처리부
110 케이블 드럼
200 제어부
210 위치산출모듈
220 케이블 길이 산출모듈
230 통제모듈
240 모니터링모듈
250 데이터베이스
260 슬립검출모듈

Claims (12)

  1. 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부;
    상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 접촉하지 않은 채 상기 이동체에 작용하는 장력(tension)이 최소가 되도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 케이블이 외부와 접촉하는지를 모니터링하는 모니터링모듈을 포함하는 케이블 제어장치.
  2. 삭제
  3. 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부;
    상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 접촉하지 않은 채 상기 이동체에 작용하는 장력(tension)이 최소가 되도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 이동체의 위치를 검출하는 위치산출모듈;
    상기 이동체의 현재위치에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하고, 상기 이동체의 위치변동에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하는 케이블 길이 산출모듈; 그리고
    산출된 길이만큼 케이블을 감거나 풀도록 상기 케이블 처리부를 제어하고, 상기 이동체의 이동속도와 동기화하여 상기 케이블 처리부를 동작시키는 통제모듈을 포함하며,
    상기 위치산출모듈은 상기 이동체에 포함된 통신장치를 통해서 송신된 위치정보를 수신하여 상기 이동체의 위치좌표를 산출하는 케이블 제어장치.
  4. 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부;
    상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 접촉하지 않은 채 상기 이동체에 작용하는 장력(tension)이 최소가 되도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 이동체의 위치를 검출하는 위치산출모듈;
    상기 이동체의 현재위치에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하고, 상기 이동체의 위치변동에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하는 케이블 길이 산출모듈; 그리고
    산출된 길이만큼 케이블을 감거나 풀도록 상기 케이블 처리부를 제어하고, 상기 이동체의 이동속도와 동기화하여 상기 케이블 처리부를 동작시키는 통제모듈을 포함하며,
    상기 케이블 처리부는 상기 케이블을 상부와 하부에서 지지하는 상부드럼과 하부드럼을 포함하는 케이블 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 케이블의 감김 또는 풀림시에 상기 상부드럼과 상기 하부드럼의 회전수 차이를 판단하는 슬립검출모듈을 더 포함하는 케이블 제어장치.
  6. 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부;
    상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 접촉하지 않은 채 상기 이동체에 작용하는 장력(tension)이 최소가 되도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 이동체의 위치를 검출하는 위치산출모듈;
    상기 이동체의 현재위치에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하고, 상기 이동체의 위치변동에 따른 케이블의 처짐길이를 산출하는 케이블 길이 산출모듈;
    산출된 길이만큼 케이블을 감거나 풀도록 상기 케이블 처리부를 제어하고, 상기 이동체의 이동속도와 동기화하여 상기 케이블 처리부를 동작시키는 통제모듈; 그리고
    상기 케이블이 외부와 접촉하는지를 모니터링하는 모니터링모듈을 포함하는 케이블 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 케이블의 처짐길이는 상기 케이블과 상기 이동체의 연결단에 작용하는 장력이 최소인 때 최대의 길이를 갖는 케이블 제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 이동체의 위치에 따른 상기 케이블의 처짐길이가 매핑되어 저장된 데이터베이스를 더 포함하는 케이블 제어장치.
  9. 이동체와 연결된 케이블을 감거나 푸는 케이블 처리부;
    상기 이동체의 위치를 검출하고, 상기 케이블의 처짐길이를 산출하며, 상기 이동체의 위치에 따라 상기 케이블이 외부와 닿지 않도록 상기 케이블 처리부를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 케이블이 외부와 접촉하는지를 모니터링하는 모니터링모듈을 포함하는 케이블 제어장치.
  10. 삭제
  11. 이동체의 목표위치를 입력받는 단계;
    상기 이동체의 현재위치에서 상기 이동체에 연결된 케이블의 처짐길이를 산출하는 단계;
    상기 목표위치로 상기 이동체를 위치시킬때 상기 케이블이 외부와 닿지 않은 채 상기 케이블의 처짐길이를 산출하는 단계; 및
    상기 이동체가 상기 목표위치로 이동하는 동안 산출된 처짐길이만큼 상기 케이블을 감거나 푸는 단계를 포함하며,
    상기 케이블을 감거나 푸는 단계는 상기 이동체의 이동속도와 케이블 감김속도 또는 풀림속도를 일치시키는 케이블 제어방법.
  12. 이동체의 목표위치를 입력받는 단계;
    상기 이동체의 현재위치에서 상기 이동체에 연결된 케이블의 처짐길이를 산출하는 단계;
    상기 목표위치로 상기 이동체를 위치시킬때 상기 케이블이 외부와 닿지 않은 채 상기 케이블의 처짐길이를 산출하는 단계; 및
    상기 이동체가 상기 목표위치로 이동하는 동안 산출된 처짐길이만큼 상기 케이블을 감거나 푸는 단계를 포함하며,
    상기 케이블을 감거나 푸는 단계는 케이블의 슬립발생여부를 판정하는 단계를 포함하는 케이블 제어방법.
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