KR20110067070A - 대형선박 외벽 부착 로봇 - Google Patents

Abstract

대부분의 대형 선박의 외벽이 철제로 제작된 것에 착안해 자기력을 이용하여 선박 외벽에 부착 가능하도록 한 로봇

자기력, 대형 선박, 유지 보수, 부착 로봇

Description

대형선박 외벽 부착 로봇 {Sticking robot on large ship's external-wall}

본 발명은 자기력 이용 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자기력을 이용하여 선박의 철제 외벽에 부착되어 외벽표면을 따라 자유로운 이동이 가능한 자기력 이용 로봇에 관한 것이다.

일반적으로, 대부분의 대형 선박의 외벽은 철제로 구성되어 있어 자기력을 이용하면 외벽에 로봇의 부착이 가능하다. 또한 매우 큰 구조로 인하여 도색, 용접 등 외벽관련 유지 보수 작업을 할 때에 사다리 차나 대형 구조물에 사람이 올라가 직접 작업을 하였기 때문에 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 높은 위치까지 사람이 올라가 작업을 하기 때문에 관련 작업을 하는 인부의 불쾌감과 낙하시 인명피해로 이어지는 안전사고 문제가 있었다.

둘째, 대형 선박은 크기가 매우 크기 때문에 높은 곳에 위치한 선체 외벽에 접근하 기 위해서는 별도의 장비나 구조물이 필요하여 별도의 장비나 구조물을 설치하는데 많은 비용이 지출되고 효율적인 외벽관련 작업을 하기 어렵다.

셋째, 상기 둘째 이유로 인하여, 선박이 운항중에는 외벽관련 작업을 하기 어렵기 때문에 외벽에 문제가 발생하였을 경우 항구에 정박할 때까지 문제점을 방치한 채로 운항할 수밖에 없었다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 로봇이 도색 장치, 용접기 등의 외벽 관련 유지 보수 장치를 싣고 선박의 외벽에 부착되어 외벽의 표면을 따라 자유롭게 원하는 위치까지 이동하여 사람이 직접 외벽 근처까지 올라가지 않아 안전하고 운항중 즉각적인 유지,보수 작업을 수행할 수 있는 장치 제공을 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 자동차 형태의 로봇 바닥에 자석을 부착하여 자석과 선체 외벽은 직접 접촉하지 않게 하고 바퀴와 선체 외벽이 접촉하게 하여 로봇에 부착된 전자석과 외벽 사이에 마이크로컨트롤러로 제어된 자기력을 발생시켜, 자기력에 의하여 발생한 당기는 힘이 상기 로봇과 외벽 사이에 작용하여 외벽에서 떨어지지 않고, 로봇의 조작자가 무선 통신을 이용하여 상기 로봇의 자세 와 위치 등을 관찰하고 위치를 제어하여 선박 외벽의 원하는 위치까지 이동할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 대형 철제선박 부착 로봇은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 로봇이 선체 외벽에 직접 부착되어 이동하므로 외벽 관련 작업에 작업자가 직접 올라가지 않고 상기 로봇이 작업에 필요한 도구를 싣고 이동하면서 작업을 할 수 있게 하여 인명피해 방지 효과를 기대할 수 있다.

둘째, 선박 외벽의 높은 곳에 위치한 부분에 접근하기 위하여 별도의 대형 구조물을 설치하지 않게 되어 상기의 대형 구조물의 설치 비용 절감 및 효율적인 외벽관리 작업이 가능하게 된다.

셋째, 운항중에 발생할 수 있는 외벽 파손 및 칠 벗겨짐 등의 문제를 항구에 정박하여 수리하지 않고 상기 로봇을 외벽에 부착하여 운항과 동시에 수리작업이 가능하게 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대형 선박 외벽 부착 로봇을 상세히 설명한다.

도 1은 발명의 일 실시 예에 따른 대형 철제선박 부착 로봇의 사시도.

도 1에서 보는 바와 같이, 상기 로봇의 측면에 바퀴(3), 바닥면에 전자석(2),로드셀(Load cell)(1), 상단에 통신용 안테나(4), 전원 공급장치(6), 구동부(7)와 마이크로프로세서(5)를 포함하여 이루어진다.

여기서 보는 바와 같이, 상기 로봇의 몸체에 부착된 상기 전자석과 선체의 외벽은 상기 바퀴(3) 와 상기 전자석(2) 하단부의 높이 차에 의하여 약간의 거리가 떨어지게 된다. 여기서 상기 로봇의 본체와 로드셀(1), 로드셀(1)과 상기 전자석(2)의 바닥 부는 볼트로 체결하여 상대 변위가 일정하도록 한다.

선체 외벽의 형상이 곡면이기 때문에 상기 전자석(2)과 선체 외벽이 항상 같은 거리를 유지하지 않고 거리의 제곱에 반비례하는 자기력이 발생 된다. 따라서 선체 외벽과 상기 전자석 사이의 거리에 따라 자기력의 크기가 크게 변하게 되는데 이는상기 바퀴(3),와 상기 전자석(2)을 3개씩 사용하여 4개 이상의 바퀴(3)를 사용할 때보다 곡면을 따라 움직일 때 선체 외벽과 로봇의 상대 변위 변화에 따른 선체 외벽과 각 상기 전자석(2) 사이의 거리 변화를 줄이도록 한다.

상기 전자석(2)과 로봇 본체 사이에 부착된 로드셀(1)을 이용하여 상기 로봇과 선 체 외벽의 특정 상대 변위에서 각 상기 전자석(2)에 작용하는 자기력을 측정한다. 측정한 3개의 각 상기 전자석(2)에 작용하는 각각의 자기력을 각 상기 바퀴(3)에 작용하는 당기는 힘 값이 일정하게 분배 되도록 마이크로프로세서(5)를 이용하여 각 상기 전자석(2)에 공급되는 전류 값을 제어하여 각 상기 바퀴(3)에 일정한 마찰력이 작용하도록 한다.

상기 로봇의 이동 제어는 상기 로봇의 조작자가 선상 또는 선체 외부에서 상기 로봇의 위치 변화를 관찰하며 무선 통신을 이용하여 원하는 위치에 상기 로봇이 도달하도록 조작하도록 한다.

상기 로봇의 구동은 두 개의 구동 장치가 포함되어 있는 구동부(7)를 이용하고 상기 로봇 후방에 부착되어있는 바퀴(3) 2개의 상대 속도 차를 다르게 하여 방향 전환이 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 정면도

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 로드셀(Load-cell)

2 : 전자석

3 : 바퀴

4 : 무선 통신용 안테나

5 : 마이크로프로세서

6: 전원 공급 장치

7: 구동부

Claims (2)

1. 전자석(2)의 자기력을 이용하여 바퀴(3)와 선체 외벽 사이에 당기는 힘을 발생시키고;

   자기력에 의해 발생한 당기는 힘으로 선체 외벽에 부착된 상태에서 구동부(7)에 의해 움직이는 바퀴(3)에 의하여 이동이 가능하고;

   선체 외벽 표면을 따라 자유로운 이동이 가능한 선체 외벽 부착형 로봇.
2. 제 1 항에 있어서;

   자기력을 발생시키는 전자석(2)에 흐르는 전류의 값을 마이크로컨트롤러(5)로 제어하여;

   각 바퀴(3)와 선체 외벽 사이에 작용하는 당기는 힘을 제어하고 각 상기 바퀴(3)와 선체 외벽 사이의 마찰력이 일정하도록 제어되는 선체 외벽 부착형 로봇.

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