KR101427174B1 - 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법에 관한 것으로서, (a) 지지판이 설치된 트랙형 로봇의 프레임에 판면캠을 구비하는 축을 설치하는 단계; (b) 상기 축에 스플라켓을 설치하는 단계; (c) 상기 스플라켓에 트랙을 설치하는 단계; 및 (d) 상기 판면캠의 회전에 따라 상기 축이 이동하여 상기 트랙을 긴장시키는 단계를 포함하며, 상기 (a) 단계에서는 상기 지지판에 상기 판면캠의 일측이 접하도록 설치된다. 따라서, 상기 판면캠의 회전에 따라 상기 축이 이동하여 스플라켓의 외주면에 설치되는 트랙을 긴장시킬 수 있다.

Description

트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법{Tension control method for Track-type Robot}

본 발명은 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 트랙형 이동로봇에 설치되는 트랙의 설치가 용이하면서도, 트랙 설치 후 트랙의 장력을 조정할 수 있는 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법에 관한 것이다.

최근 재난지역이나 군사지역과 같이 인간이 접근하기 힘든 위험한 지역의 상황을 확인하기 위해서 무인 이동로봇이 사용되고 있다. 이러한 이동로봇은 사용자의 조작에 의해 이동하거나, 구비되는 센서를 이용하여 능동적으로 이동하여 투입된 지역의 주변 상황을 촬영하여 사용자에게 전송하는 등의 임무를 수행한다.

이동로봇이 투입되는 지역은 아스팔트 도로가 될 수 있으나 각종 장애물이 산재해있는 험난한 지형인 경우가 많다. 따라서 이동로봇의 주행 성능을 높이기 위하여 주행환경에 관계없이 일정한 주행 능력을 발휘할 수 있는 트랙형이 주로 이용되고 있다.

이와 관련된 기술로는 본 출원인의 대한민국등록특허 제10-1033245호인 '트랙형 이동로봇'이 있다.

상기 트랙형 이동로봇은, 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(10), 몸체(10)의 양측에 결합되어 몸체(10)를 이동시키는 구동부(20), 구동부(20)의 측면에 체결되는 플리퍼(30), 구동부(20)와 플리퍼(30)에 각각 설치되는 트랙(40) 및 스플라켓(50)이 기재되어 있다.

상기와 같은 트랙형 이동로봇은 스플라켓에 트랙을 설치함에 있어서, 트랙을 긴장시키는 것이 중요하다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 축간 거리(d)가 고정되어 있는 경우, 스플라켓(50)에 트랙(40)을 설치하고, 스플라켓(50)이 설치되는 축간 거리(d)를 유지한 채 두 개의 스플라켓(50)을 축(60)에 삽입하여야 한다. 따라서, 트랙(40)의 장력 조절이 불가능하여 조립이 번거롭고 까다롭다는 문제가 있다.

도 2의 (b)는 텐션너(70)를 이용하는 방법으로서, 축간 거리(d)는 고정되어 있으나, 긴 트랙(40)을 사용하여 조립이 용이하다. 그러나, 트랙(40)을 긴장시키고, 장력을 유지하기 위하여 텐션너(70)를 설치하여야 하기 때문에, 비용 및 중량이 추가된다는 문제가 있다.

도 2의 (c)는 축간 거리(d)가 고정된 상태에서 트랙(40)을 조립하는 방법으로서, 과도한 장력이 가해질 경우, 트랙(40)의 연결부가 손상되어 트랙(40)의 내구성이 하향되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스플라켓에 트랙 설치한 후, 캠을 이용하여 스플라켓이 설치되는 축의 회전운동을 선형운동으로 전환하여 트랙의 장력을 조정할 수 있는 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라, (a) 지지판이 설치된 트랙형 로봇의 프레임에 판면캠을 구비하는 축을 설치하는 단계; (b) 상기 축에 스플라켓을 설치하는 단계; (c) 상기 스플라켓에 트랙을 설치하는 단계; 및 (d) 상기 판면캠의 회전에 따라 상기 축이 이동하여 상기 트랙을 긴장시키는 단계를 포함하며, 상기 (a) 단계에서는 상기 지지판에 상기 판면캠의 일측이 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법에 의하여 달성된다.

상기 (d) 단계의 상기 판면캠은, 상기 판면캠의 회전 중심으로부터 상기 지지판과의 거리가 증가하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트랙이 긴장된 후, 상기 축을 상기 프레임에 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 프레임은, 상기 트랙을 긴장시키는 방향으로 길게 형성되어 상기 축을 안내하는 장홀을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 지지판은 철재(鐵材) 또는 합금으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법은 판면캠을 이용하여 판면캠의 회전에 따라 축을 이동시켜 트랙형 이동로봇에 설치된 트랙을 긴장시킬 수 있다.

도 1은 종래의 트랙형 이동로봇을 나타내는 도면이고,
도 2는 종래에 스플라켓에 트랙을 설치하거나 설치 후 트랙을 긴장하는 방법을 나타내는 개념도이고,
도 3은 트랙형 이동로봇 및 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치의 동작을 나타내는 개념도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치의 축과 프레임의 결합관계를 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치의 지지판이 설치되는 프레임을 나타내는 분해사시도이고,
도 7은 도 3의 A-A선의 단면도이고,
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치의 동작을 나타내는 도면이고,
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치에 대하여 설명한다.

도 3을 참조하여 살펴보면, 트랙형 이동로봇(2)은, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치(1), 상기 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치(1)에 설치되는 스플라켓(3), 스플라켓(3)의 외주면에 설치되는 트랙(4)을 포함할 수 있다.

트랙형 이동로봇(2)에 설치되는 스플라켓(3) 중 적어도 어느 하나는 구동 모터와 같은 구동부(미도시)와 결합하는 구동축(미도시)에 맞물려 회전하여 트랙(4)을 전방 또는 후방으로 구동시킨다.

트랙(4)은 무한궤도형 트랙으로서, 스플라켓(3)의 외주면에 감기고, 상기 구동부에 의하여 구동되는 스플라켓(3)의 회전에 의하여 전방 또는 후방으로 구동되어 트랙형 이동로봇(2)을 전방 및 후방을 포함한 여력 방향으로 이동시키거나 회전시킨다.

상기 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치(1)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스플라켓(3)과 프레임(5) 사이에 설치된다. 그리고, 상기 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치(1)는, 스플라켓(3)에 트랙(4) 설치 후, 스플라켓(3)을 이동시켜 트랙(4)을 가압함으로써, 트랙(4)을 긴장시킨다. 여기서, 프레임(5)은 트랙형 이동로봇(2)의 중량을 고려하여 알루미늄 합금 등의 재질로 형성될 수 있다.

도 5 내지 도 8을 참조하여 살펴보면, 상기 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치(1)는 축(100), 지지판(200) 및 판면캠(300)을 포함할 수 있다.

축(100)은 원기둥 형상으로 형성된다. 그리고, 축(100), 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 프레임(5)에 설치될 수 있다.

즉, 프레임(5)은 축(100)의 일 영역이 삽입되어 결합할 수 있도록 장홀의 형상으로 형성된 가이드홀(6)을 포함할 수 있다. 그리고, 가이드홀(6)은, 트랙(4)의 긴장시, 스플라켓(3)이 설치된 축(100)의 이동을 안내한다.

지지판(200)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 축(100)이 삽입되는 방향 측의 프레임(5)에 설치된다.

그리고, 지지판(200)에는 축(100)의 외주면에 구비되는 판면캠(300)의 측면이 접촉되게 설치된다.

여기서, 지지판(200)은 판면캠(300)을 지지하기 때문에, 알루미늄 합금 등의 재질로 형성되는 프레임(5)과 달리 내구성을 위하여 철재(鐵材) 또는 합금으로 형성될 수 있다. 즉, 지지판(200)은 프레임(5)이 손상되지 않도록 하기 위한 보강판의 역할을 수행한다.

판면캠(300)은 지지판(200)과 일측이 접하도록 축(100)의 외주면에 설치된다. 따라서, 판면캠(300)의 회전시 지지판(200)에 의하여 지지되기 때문에, 판면캠(300)과 회전을 공유하도록 설치되는 축(100)은 판면캠(300)의 회전에 따라 이동하게 된다.

여기서, 판면캠(300)은 크기가 일정하게 서로 다른 타원형으로 이루어질 수 있다. 그리고, 판면캠(300)은 축(100)과 편심되게 축(100)에 설치된다.

그에 따라, 축(100)의 중심으로부터 판면캠(300)의 측면 즉, 지지판(200)과 접촉하는 접촉면(310)까지의 거리는 일정하게 서로 다르게 된다.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 축(100)으로부터 지지판(200)과 접촉하는 판면캠(300)의 접촉면(310)까지의 거리에 따라 축(100)은 이동하는바, 판면캠(300)은 지지판(200)과 접한 후, 판면캠(300)의 회전 중심으로부터 지지판(200)과의 거리가 증가하는 방향으로 회전하여 트랙(4)을 긴장시킨다.

예컨데, 판면캠(300)은 회전축과 접촉면(310)과의 거리가 제일 낮은 기초원과 제일 높은 캠 양정(cam lift)를 구비할 수 있다.

따라서, 판면캠(300)이 지지판(200)에 지지되게 설치시, 상기 기초원측 접촉면(310)이 지지판(200)에 접촉되게 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 판면캠(300)의 회전에 따라, 상기 캠 양정측으로 갈수록 판면캠(300)의 회전축은 지지판(200)과 멀어진다. 따라서, 스플라켓(3)이 설치된 축(100)은 가이드홀(6)에 의해 안내되어 이동함으로써, 트랙(4)을 긴장시키게 된다.

종합해보면, 도 8에 도시된 바와 같이, 판면캠(300)은 지지판(200)에 접하게 설치된 후, 판면캠(300)의 회전에 따라 축(100)은 가이드홀(6)에 안내되어 미끄러짐 선형 운동을 하게 된다. 그에 따라, 축(100)은 미끄러짐 선형 운동을하여 트랙(4)을 긴장시키는 방향으로 이동하게 된다.

한편, 축(100)은 외주면으로부터 경방향으로 돌출된 플랜지(110)를 포함할 수 있다.

플랜지(110)는 결합부재(미도시)에 의하여 프레임(5)에 고정된다. 즉, 축(100)의 이동에 의하여 트랙(4)이 긴장된 후, 플랜지(110)를 상기 결합부재를 이용하여 프레임(5)에 고정시킴으로써, 긴장된 트랙(4)이 느슨해 지는 것을 방지한다.

여기서, 상기 결합부재로는 볼트 또는 나사 등이 이용될 수 있다.

또한, 축(100)은 육각렌치 삽입홈(120)을 포함할 수 있다.

육각렌치 삽입홈(120)은 축(100)의 양측단에 형성되며, 육각렌치 삽입홈(120)에 육각렌치를 삽입하여 축(100)을 회전시킬 수 있다. 본 발명에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 육각형의 육각렌치 삽입홈(120)이 형성된 것을 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 삼각, 사각 등의 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.

이하, 도 8 및 도 9을 참조하여, 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 장치를 이용한 장력 조정 방법에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 트랙형 이동로봇을 위한 장력 조정 방법(S1)은, 지지판이 설치된 트랙형 로봇의 프레임에 판면캠을 구비하는 축을 설치하는 단계(S10), 상기 축에 스플라켓을 설치하는 단계(S20), 상기 스플라켓에 트랙을 설치하는 단계(S30), 상기 판면캠의 회전에 따라 상기 축이 이동하여 상기 트랙을 긴장시키는 단계(S40) 및 상기 트랙이 긴장된 후, 상기 축을 상기 프레임에 고정하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.

지지판이 설치된 트랙형 로봇의 프레임에 판면캠을 구비하는 축을 설치하는 단계(S10)에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 판면캠(300)을 구비하는 축(100)의 일영역이 가이드홀(6)에 삽입되게 설치한다. 이때, 판면캠(300)은 지지판(200)에 일측이 지지되게 설치된다. 더욱이, 판면캠(300)이 지지판(200)에 지지되게 설치시, 상기 기초원측 접촉면(310)이 지지판(200)에 접촉되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 축에 스플라켓을 설치하는 단계(S20) 및 상기 스플라켓에 트랙을 설치하는 단계(S30)에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 축(100)에 스플라켓(3)을 설치한 후, 스플라켓(3)의 외주면에 트랙(4)을 설치한다.

상기 판면캠의 회전에 따라 상기 축이 이동하여 상기 트랙을 긴장시키는 단계(S40)에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 지지판(200)에 일측이 지지된 판면캠(300)을 회전시켜, 축(100)이 이동되게 된다. 따라서, 축(100)에 설치된 스플라켓(3) 또한 축(100)의 이동에 따라 이동되어, 트랙(4)을 긴장시킨다.

이때, 판면캠(300)은, 트랙(4)을 긴장시키도록, 판면캠(300)의 회전 중심으로부터 지지판(200)과의 거리가 증가하는 방향으로 회전된다.

상기 트랙이 긴장된 후, 상기 축을 상기 프레임에 고정하는 단계(S50)에서는, S40 단계에서 트랙(4)이 긴장된 후, 축(100)을 프레임(5)에 고정시켜 긴장된 트랙(4)이 느슨해 지는 것을 방지한다.

본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.

지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 장치 2 : 트랙형 로봇
3 : 스플라켓 4 : 트랙
5 : 프레임 100 : 축
200 : 지지판 300 : 판면캠
S1 : 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법

Claims (5)

1. (a) 지지판이 설치된 트랙형 로봇의 프레임에 판면캠과 플랜지를 구비하는 축을 설치하는 단계;
   (b) 상기 축에 스플라켓을 설치하는 단계;
   (c) 상기 스플라켓에 트랙을 설치하는 단계;
   (d) 상기 축의 회전에 연동되는 상기 판면캠의 회전에 따라 상기 축이 이동하여 상기 트랙을 긴장시키는 단계; 및
   (e) 상기 트랙이 긴장된 후, 상기 플랜지를 상기 프레임에 고정하는 단계를 포함하며,
   상기 (a) 단계에서는 상기 지지판에 상기 판면캠의 일측이 접하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (d) 단계의 상기 판면캠은, 상기 판면캠의 회전 중심으로부터 상기 지지판과의 거리가 증가하는 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 프레임은, 상기 트랙을 긴장시키는 방향으로 길게 형성되어 상기 축을 안내하는 장홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지판은 철재(鐵材) 또는 합금으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트랙형 로봇을 위한 장력 조정 방법.

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