KR20160125580A

KR20160125580A - 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치

Info

Publication number: KR20160125580A
Application number: KR1020150055967A
Authority: KR
Inventors: 김종걸; 최영호; 이종득; 이효준; 이정우; 박정우; 서진호
Original assignee: 한국로봇융합연구원
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2015-04-21
Publication date: 2016-11-01
Also published as: KR101701701B1

Abstract

본 발명의 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치는 2개를 한 쌍으로 일렬 중첩된 4조의 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)로 구성됨으로써 1회 전진 작업 시 빠진 부분 없는 고른 그라인딩 작업 성능 구현, 병렬 설치된 상태에서 모터(52)의 웜기어 입력축에 대해 서로 동기화됨으로써 콘크리트 폴리싱 로봇은 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치가 미 적용된 기존 방식의 단점을 모두 해소하는 특징을 갖는다.

Description

콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치{Tool Overlap type Grinding Device for Concrete Polishing Robot thereby}

본 발명은 콘크리트 연마를 위한 폴리싱 헤드에 관한 것으로, 특히 4조 1열로 중첩 배열된 툴을 적용함으로써 한번 주행에 따른 전체 폭의 동일한 폴리싱 품질확보가 가능한 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 폴리싱 로봇은 콘크리트 바닥을 포함한 대리석 등에 대한 연마(Grinding) 및 다듬기 작업용 그라인더 툴 헤드를 이용하고, 그라인더 툴 팁 헤드를 이용한 작업을 콘크리트 폴리싱(polishing)으로 칭한다.

그러므로, 콘크리트 폴리싱 로봇에서 그라인더 툴 헤드의 효율적인 성능은 콘크리트 폴리싱(polishing)의 작업 효과를 좌우할 수밖에 없다. 이러한 콘크리트 폴리싱(polishing)의 작업 효과를 높이기 위한 그라인더 툴 팁 헤드의 예로서, 다수 툴이 동시 구동됨으로써 한 번 동작으로 보다 넓은 영역에 대한 연마 및 다듬 작업이 가능한 복수의 폴리싱 헤드가 있다.

국내등록특허 10-1234086(2013.02.12)

하지만, 현재 개발된 복수의 폴리싱 헤드 타입은 툴 어레이(tool array) 방식 및 이의 효과적인 운영방식에서 하기와 같은 기술적인 한계성을 갖는 방식이다.

첫째로, 타이밍 벨트 및 각종 기구들을 이용해 툴 헤드의 중첩과 회전 타이밍을 맞춰줌으로써 그 구성이 복잡하고, 특히 초기 타이밍 각도 맞춤에 상당한 어려움과 함께 사용 중 툴의 타이밍 각도 변형에 의한 보정에 상당한 어려움을 수반한다.

둘째로, 툴 헤드의 그라인더 팁 회전을 위해 구성된 모터와 감속기가 회전수 변화를 할 수 없는 고정형으로 구동됨으로써 콘크리트나 대리석 같이 그라인딩 하기 위한 재질의 변화에 따른 적정한 회전량 조절이 곤란하다.

셋째로, 작업 중인 상태에서 모터의 부하상태 및 그라인더 팁의 교체 상태를 전혀 알 수 없어 과부하 및 팁의 교체 시점확인을 위한 육안 점검이 수시로 이루어져야 한다. 특히, 그라인더 툴 팁의 마모상태를 적기에 알지 못해 초래되는 과도한 마모는 툴 홀더 손상 및 파손, 이로 인해 수반되는 작업 및 툴 교체로 인한 경비 운영에 막대한 지장을 초래 할 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 2개를 한 쌍으로 서로 반대 방향 회전되는 4개의 폴리싱 헤드, 그라인딩 대상물인 콘크리트와 대리석의 차이에 따른 최적 회전량 설정이 가능한 가변형 모터, 폴리싱 헤드의 엘리베이션/틸팅을 위한 실린더, 굴곡된 표면 작업을 위한 플랙스 커플링 등이 적용되고, 특히 4조 1열의 중첩된 폴리싱 헤드 어레이 방식이 적용됨으로써 폴리싱 작업의 편의성 및 작업효율을 크게 향상시킨 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 2개의 모터와 4개의 폴리싱 헤드를 포함한 콘크리트 폴리싱 로봇용 그라인딩 장치에 있어서, 상기 4개의 폴리싱 헤드는 제1 폴리싱 헤드, 제2 폴리싱 헤드, 제3 폴리싱 헤드, 제4 폴리싱 헤드가 1열로 배열되며, 상기 제1 폴리싱 헤드와 상기 제3 폴리싱 헤드는 상기 2개의 모터 중 제1 모터의 회전력을 타이밍벨트를 매개로 전달받고, 상기 제2 폴리싱 헤드와 상기 제4 폴리싱 헤드는 상기 2개의 모터 중 제2 모터의 회전력을 타이밍벨트를 매개로 전달받는 것을 특징으로 한다.

상기 4개의 폴리싱 헤드의 각각은 120도 각도의 제1,2,3 툴 팁을 구비하고; 상기 제1 폴리싱 헤드의 제1 툴 팁은 상기 제2 폴리싱 헤드의 제2,3 툴 팁의 사이에서 중첩상태로 위치되며, 상기 제2 폴리싱 헤드의 제1 툴 팁은 상기 제3 폴리싱 헤드의 제2,3 툴 팁의 사이에서 중첩상태로 위치되고, 상기 제3 폴리싱 헤드의 제1 툴 팁은 상기 제4 폴리싱 헤드의 제2,3 툴 팁의 사이에서 중첩상태로 위치된다.

상기 4개의 폴리싱 헤드의 각각은 상기 타이밍벨트와 결합되어 회전되는 툴 샤프트, 메카 로커의 나사 체결로 상기 툴 샤프트와 연결되고 120도 간격의 툴 블록 포지션 홈을 형성한 툴 블록, 상기 제1,2,3 툴 팁을 구비한 툴 홀더, 상기 툴 홀더에 고정되어 상기 툴 블록과 나사 체결되는 커플링, 상기 커플링과 결합되어 상기 툴 블록에 고정되는 어댑터로 구성되고; 상기 4개의 폴리싱 헤드 중 상기 제1 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈, 상기 제2 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈, 상기 제3 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈, 상기 제4 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈의 각각이 일치된 각도를 형성하고, 상기 4개의 폴리싱 헤드의 1열 배열 상태에서 충돌방지 각도로 세팅된다.

상기 충돌방지 각도 세팅은 각도 마스터를 이용하고, 상기 각도 마스터는 서로에 대해 간격을 두고 천공된 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀, 상기 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀에 각각 돌출된 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스로 이루어지고; 상기 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스의 각각이 상기 툴 블록 포지션 홈과 요철방식으로 결합된다. 상기 각도 마스터는 상기 메카 로커를 풀어 상기 툴 샤프트와 연결이 해제된 상기 툴 블록과 결합된다.

상기 어댑터에는 120도 간격의 어댑퍼 포지션 보스가 형성되고, 상기 어댑터 포지션 보스는 상기 툴 블록의 툴 블록 포지션 홈과 요철방식으로 결합된다.

상기 제1,2 모터의 각각은 제1,2 감속기로 토크를 증대하고, 제1,2 모터 제어기로 정,역회전 제어되며, 상기 제1,2모터의 각각은 BLDC 모터이고, 상기 제1,2감속기의 각각은 웜 감속기이다.

상기 타이밍벨트는 벨트 텐셔너로 장력을 유지한다.

상기 제1,2 모터와 상기 제1,2,3,4 폴리싱 헤드는 툴 박스의 내부로 수용되고, 상기 툴 박스에는 상기 툴 박스의 리프트와 틸팅을 위한 실린더 유닛이 연결되고; 상기 실린더 유닛은 엘리베이션 실린더, 틸트 실린더, 상기 엘리베이션 실린더의 피스톤 로드와 상기 틸트 실린더의 피스톤 로드에 각각 고정된 "Λ"형상의 힌지타입 인터 링크, 상기 인터 링크의 링크부위와 연결되어 상기 툴 박스에 고정된 틸트 링크, 상기 인터 링크의 힌지 핀부위와 연결되어 상기 툴 박스에 고정된 리프트 링크로 구성된다.

상기 엘리베이션 실린더와 상기 틸트 실린더는 각각 전기 실린더이다. 상기 틸트 링크는 상기 리프트 링크의 아래쪽으로 위치된다.

상기 툴 박스에는 상기 제1,2,3,4 폴리싱 헤드의 마모를 검출하는 툴 마모검출센서가 더 설치되며, 상기 툴 마모검출센서는 바닥면을 향하도록 상기 툴 박스에 설치된 포텐셔미터(Potentiometer)이다. 상기 포텐셔미터는 상기 툴 박스에 고정된 마운팅 브래킷에 결합되고, 상기 마운팅 브래킷은 센싱 로드 케이스를 결합하며, 상기 센싱 로드 케이스는 바닥면과 접촉되는 볼 캐스터 하우징이 하부로 구비한 센싱 로드를 결합하고, 상기 센싱 로드는 상기 바닥면을 향해 눌러주는 스프링으로 탄발지지됨과 더불어 상기 센싱 로드 케이스와 분리 방지되도록 상기 센싱 로드 케이스에 걸려지는 스토퍼로 구속되며; 상기 센싱 로드의 슬리이딩 이동에 의한 간격 변화는 상기 포텐셔미터의 신호크기를 변화시킨다.

상기 툴 박스에는 집진 덕트가 더 구비되고, 상기 집진 덕트는 흡입력으로 상기 툴 박스의 내부에 모인 분진을 외부로 배출시키는 통로로 작용한다.

이러한 본 발명의 폴리싱 헤드는 고른 그라인딩작업, 폴리싱 헤드의 중첩 간섭 회피, 주행경로이탈최소화, 최적 회전량으로 작업효과 극대화, 손쉬운 툴 팁 교체와 툴 홀더 및 주변장치 파손의 선제적 방지, 굴곡된 표면 작업효율 향상 등이 모두 구현되도록 운영됨으로써 다음과 같은 장점과 효과를 제공한다.

첫째로 4조 1열의 중첩된 폴리싱 헤드 어레이 방식으로 그라인딩 품질 향상 과 각 2개를 한쌍으로 한 엇걸린 회전 반향으로 주행 경로 일정화가 가능하다. 둘째로 그라인딩 회전량을 임의로 조정 할 수 있어 재질에 따른 최적의 회전량을 맞춤으로서 그라인딩 품질 향상이 이루어진다. 셋째로 그라인딩 작업시 회전량 및 회전부하등의 작업상태를 작업자가 직접 모니터링 할 수 있어 최적의 작업 상황을 연출할 수 있다. 넷째로 폴리싱 헤드의 툴 팁 마모 상태를 실시간 확인 할 수 있고, 교체 시점 인식으로 작업 효율성 향상과 함께 툴 홀더 등의 주변장치에 대한 파손을 미연에 방지 할 수 있다. 다섯째로 굴곡된 바닥 표면을 타고 넘어가며 작업하는 플랙시블 커플링을 적용함으로써 단차 없이 바닥을 그라인딩해 그라인딩 품질향상이 이루어진다.

또한, 본 발명의 4조 1열의 중첩된 폴리싱 헤드가 적용된 콘크리트 폴리싱 로봇은 폴리싱에 관련된 모든 장치들이 탑재된 스마트 플랫폼으로 구현됨으로써 모바일 연계형 무인자율주행기능, 탈장착형 내장형 배터리, 소비전력 상시 모니터링 기능, 집진기 탑재 등 다양한 편의성 및 효과를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 그라인딩 장치에 적용된 회전속도 조절타입 모터유닛의 세부 구성도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 그라인딩 장치에 적용된 4조의 폴리싱 헤드의 세부 구성도이며, 도 5내지 도 7은 본 발명에 따른 4조의 폴리싱 헤드가 각도마스터를 이용해 일렬 중첩 어레이(array)를 형성하는 상태이며, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 폴리싱 헤드의 툴 팁 마모검출센서의 구조 및 장착도이며, 도 10은 본 발명에 따른 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치를 적용한 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇의 전체적인 구성도이고, 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇의 툴 팁 교체를 위한 그라인딩 장치의 작동 상태이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1내지 도 4는 본 실시예에 따른 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치의 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치(40)는 콘크리트 폴리싱을 위한 동력을 발생시키는 모터유닛(50), 콘크리트 폴리싱을 수행하는 툴 유닛(60), 툴 유닛(60)의 엘리베이션 및 틸팅 동작을 구현하는 실린더 유닛(70)으로 구성된다.

구체적으로, 상기 모터유닛(50)은 모터(52)와 감속기(53) 및 모터 제어기(54)를 갖춘 한 쌍의 제1,2 모터어셈블리(51-1,51-2)로 구성되고, 상기 모터(52)와 상기 감속기(53) 및 상기 모터 제어기(54)는 마운팅 플레이트(55)의 상부로 장착됨으로써 상기 마운팅 플레이트(55)의 하부로 위치되는 툴 유닛(60)과 모터유닛(50)을 분리한다. 이하에서, 상기 제1 모터어셈블리(51-1)의 모터(52)는 제1 모터로 상기 제2 모터어셈블리(51-2)의 모터(52)는 제2 모터로 칭하고, 상기 제1 모터어셈블리(51-1)의 감속기(53)는 제1 감속기로 상기 제2 모터어셈블리(51-2)의 감속기(53)는 제2 감속기로 칭하며, 상기 제1 모터어셈블리(51-1)의 모터 제어기(54)는 제1 모터 제어기로 상기 제2 모터어셈블리(51-2)의 모터 제어기(54)는 제2 모터 제어기로 칭한다. 특히, 상기 제1 모터어셈블리(51-1)의 제1모터(52)가 제1 모터 제어기(54)로 정회전되면, 상기 제2 모터어셈블리(51-2)의 제2모터(52)는 제2모터 제어기(54)로 역회전된다. 또한, 상기 제1,2모터(52)는 BLDC 모터이고, 상기 제1,2감속기는 웜 감속기를 적용할 수 있다.

특히, 대칭으로 조립된 제1,2감속기의 입력축(=모터출력축)은 제1,2타이밍 벨트로 연결됨으로써 제1,2모터는 엔코더 값을 항상 피드백 받으면서 동일하게 회전 할 수 있도록 제어되고, 제1감속기 출력축의 정회전 시 제2감속기 출력축의 역회전을 위해 감속기에 입력되는 축의 회전방향(=모터회전방향)은 동일한 방향을 이룸으로써 4개의 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)가 서로 교차하여 톱니바퀴처럼 간섭 없이 구동된다. 그러므로, 2개의 제1,2모터를 개별로 회전시킬 경우 회전량을 항상 동일하게 유지하기 힘들어 제1,2웜감속기 출력축이 항상 동일한 각도를 유지하면서 운전하기 어려운 현상과 제1,2모터의 정지상태에서 외력에 의한 특정 모터 단독의 일정각도 회전 시 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 일정 각도 동기화 깨짐 현상을 예방할 수 있다.

그러므로, 상기 제1,2 모터어셈블리(51-1,51-2)의 제1,2모터 제어기는 그라인딩 대상(콘크리트,대리석 등)에 따라 제1,2모터의 회전수를 가변함으로써 최적의 작업방식으로 툴 유닛(60)을 운영할 수 있다. 특히, 상기 제1,2모터 제어기는 그라인딩 및 폴리싱 작업 대상의 재질 및 표면 거칠에 따라 설정되어 있는 운전모드로 운영 할 수 있으며, 각 설정 모드에는 그라인딩 및 폴리싱을 위한 회전 스피드 와 주행속도가 세팅 되어 있어 최적화 작업을 수행 할 수 있다.

구체적으로, 상기 툴 유닛(60)은 4조 1열로 중첩 배열된 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4), 제1,3 폴리싱 헤드(61-1,61-3)을 타이밍벨트(64)로 묶어 회전시키는 제1 동기회전기(63-1), 제2,4 폴리싱 헤드(61-2,61-4)을 타이밍벨트(64)로 묶어 회전시키는 제2 동기회전기(63-2), 타이밍벨트(64)의 장력을 유지시키는 벨트 텐셔너(65), 툴 유닛(60)의 내부를 가려주고 제거된 분진을 모아주는 툴 박스(67)로 구성된다. 상기 툴 박스(67)에는 상부부위와 하부부위에 단차를 형성하고, 상기 하부부위로는 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 마모정도를 검출하는 툴 마모검출센서(95)가 설치된다. 또한, 상기 툴 박스(67)에는 집진 덕트(69)가 더 구비됨으로써 집진기의 썩션(suction) 시 툴 박스(67)의 내부에 모인 분진(콘크리트나 대리석 가루)을 외부로 배출시켜준다.

이하에서, 상기 제1,3 폴리싱 헤드(61-1,61-3)를 묶은 타이밍벨트(64)를 제1타이밍벨트로 칭하고, 상기 제2,4 폴리싱 헤드(61-2,61-4)을 묶은 타이밍벨트(64)를 제2타이밍벨트로 칭한다. 또한, 상기 제1타이밍벨트용 벨트 텐셔너(65)는 제1벨트 텐셔너(65)로 칭하고, 상기 제2타이밍벨트용 벨트 텐셔너(65)는 제2벨트 텐셔너(65)로 칭한다.

상기 제1,3 폴리싱 헤드(61-1,61-3)는 제1타이밍벨트(64)의 동기화를 매개로 제1 모터어셈블리(51-1)의 제1 모터(52)와 연계되고, 상기 제2,4 폴리싱 헤드(61-2,61-4)은 제2타이밍벨트(64)의 동기화를 매개로 제2 모터어셈블리(51-2)의 제2모터(52)와 연계된다. 그러므로, 상기 제1,3 폴리싱 헤드(61-1,61-3)가 정회전되면, 상기 제2,4 폴리싱 헤드(61-2,61-4)는 역회전된다. 일례로, 제1,3 폴리싱 헤드(61-1,61-3)가 좌회전할 때 제2,4 폴리싱 헤드(61-2,61-4)는 우회전함으로써 1회 전진 작업 시 그라인딩 되지 않는 영역이 없도록 하면서 동시에 전체폭에 대해 동일한 그라인딩 품질 확보할 수 있다.

상기 제1,2 동기회전기(63-1,63-2)와 제1,2 타이밍벨트(64) 및 제1,2 벨트 텐셔너(65)는 모터유닛(50)이 장착된 마운팅 플레이트(55)의 상면에 위치되고, 상기 제1,2 타이밍벨트(54)는 제1,2 모터(52)와 각각 연결된 제1,2 감속기의 출력축에 구비된 벨트 풀리로 회전된다.

상기 제1 폴리싱 헤드(61-1)는 툴 샤프트(61a), 메카 로커(61f)를 매개로 툴 샤프트(61a)에 고정된 툴 블록(61c), 툴 블록(61c)과 요철방식의 결합 구조를 갖는 어댑터(61g), 어댑터(61g)를 관통해 툴 블록(61c)과 고정된 커플링(61e), 커플링(61e)과 결합되어 커플링(61e)의 변형에 맞춰 접촉된 바닥면에 대한 각도가 변경되는 툴 홀더(61d)로 구성된다.

상기 툴 샤프트(61a)에는 타이밍벨트(64)로부터 회전력을 전달받도록 스플라인(61b)이 더 형성된다. 상기 툴 블록(61c)의 바디에는 120도 간격으로 3개의 메카 로커(61f)를 결합하는 메카 로커 체결홈(61c-1)이 바디 노출면에서 바디 축방향으로 뚫려지고, 바디 노출면에는 메카 로커 체결홈(61c-1)을 따라 120도 간격으로 툴 블록 포지션 홈(61c-2)이 파여진다. 상기 툴 홀더(61d)에는 툴 팁 바디에 볼트체결된 제1,2,3 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)이 포함되고, 상기 제1 툴 팁(61d-1)과 제2 툴 팁(61d-2) 및 제3 툴 팁(61d-3)의 각각은 서로에 대해 120도 간격으로 배열된다. 상기 커플링(61e)은 고무와 같은 유연재질로 이루어진 4개의 탄성매스와 탄성매스를 각각 관통한 볼트 축으로 구성된다. 상기 메카 로커(61f)는 볼트축(또는 외주면에 수나사를 형성한 볼트축)으로 툴 블록(61c)의 메카 로커 체결홈(61c-1)에 끼워지고(또는 나사 체결되고), 끼워진(또는 나사 체결된) 상태에서 메카 로커 조임 볼트 헤드로 툴 블록(61c)에 삽입된 툴 샤프트(61a)부위를 단단하게 고정하여 준다. 상기 어댑터(61g)에는 어댑터 바디의 한쪽 노출면으로 돌출된 어댑퍼 포지션 보스(61g-1)가 더 형성되고, 상기 어댑퍼 포지션 보스(61g-1)는 120도 각도로 형성됨으로써 툴 블록(61c)의 툴 블록 포지션 홈(61c-2)과 요철 방식의 구조로 결합되며, 어댑터 바디의 축방향으로 커플링(61e)의 볼트 축이 관통하는 볼트축 홀이 관통된다.

본 실시예에서, 상기 제2 폴리싱 헤드(61-2)와 상기 제3 폴리싱 헤드(61-3) 및 상기 제4 폴리싱 헤드(,61-4)의 각각도 툴 샤프트(61a), 스플라인(61b), 메카 로커 체결홈(61c-1), 툴 블록 포지션 홈(61c-2), 툴 블록(61c), 툴 홀더(61d), 제1,2,3 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3), 커플링(61e), 어댑터(61g), 어댑퍼 포지션 보스(61g-1)로 구성됨으로써 상기 제1 폴리싱 헤드(61-1)와 동일하게 구성된다. 그러므로, 상기 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)는 1개의 폴리싱 헤드가 4조로 구성된 경우 4개의 폴리싱 헤드를 구분하는 명칭일 뿐이다.

구체적으로, 상기 실린더 유닛(70)은 툴 유닛(60)의 툴 박스(67)에 연결된 실린더와 링크 기구로 구성됨으로써 툴 박스(67)에 대한 엘리베이션(툴 박스(67)의 지면으로부터 상승) 및 틸팅(툴 박스(67)의 꺾임) 동작을 구현한다.

상기 실린더는 피스톤 로드(71-1)를 갖춘 엘리베이션 실린더(71)와 피스톤 로드(73-1)를 갖춘 틸트 실린더(73)로 구성됨으로써 툴 박스(67)의 엘리베이션 움직임이 상기 엘리베이션 실린더(71)로 구현되고, 툴 박스(67)의 틸팅 움직임이 상기 틸트 실린더(73)로 구현된다. 상기 엘리베이션 실린더(71)와 상기 틸트 실린더(73)는 전기 실린더이고, 시스템 제어기 또는 파워제어기의 전원공급제어로 동작한다.

상기 링크 기구는 엘리베이션 실린더(71)의 피스톤 로드(71-1)와 틸트 실린더(73)의 피스톤 로드(73-1)에 각각 고정된 상태에서 각도가 벌어지거나 좁혀지도록 힌지 핀 결합구조를 정정으로 하는 "Λ"형상의 힌지타입 인터 링크(75), 틸트 실린더(73)의 피스톤 로드(73-1)에 고정된 인터 링크(75)와 연결되어 툴 박스(67)에 고정된 틸트 링크(77), 인터 링크(75)의 힌지 핀과 연결되어 툴 박스(67)에 고정된 리프트 링크(79)로 이루어진다. 상기 틸트 링크(77)는 상기 리프트 링크(79)의 아래쪽으로 위치된다.

그러므로, 그라인딩 장치(40)는 툴 박스(67)의 리프팅 과 틸팅을 통해 무부하 이동에 따른 주행간섭 제거와 리프팅과 틸팅을 통해 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 마모된 제1,2,3 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)의 손쉬운 교체가 가능하다.

한편, 도 5내지 도 7은 본 실시예에 따른 4조의 폴리싱 헤드가 각도마스터를 이용해 상호 일치되는 각도로 4조 일렬 중첩 어레이(array)를 형성하는 상태를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 각도 마스터(500)는 편평한 플레이트바디(plate body)로 이루어지고, 플레이트바디에는 4개의 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀(500-1,500-2,500-3,500-4)이 서로에 대해 간격을 두고 천공되며, 각각의 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀(500-1,500-2,500-3,500-4)의 한쪽부위로는 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스(500-1a,500-2a,500-3a,500-4a)가 각각 돌출된다. 일례로, 상기 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스(500-1a,500-2a,500-3a,500-4a)는 원을 90도 각도의 사분면으로 구획할 때 0~90도의 제1사분면중 0도 위치에서 돌출된다.

그러므로, 상기 각도 마스터(500)의 제1 어레이 포지션 홀(500-1)과 제1 어레이 포지션 보스(500-1a)는 툴 블록(61c)의 120도 간격 툴 블록 포지션 홈(61c-2)과 요철방식의 결합 구조를 형성한다.

도 6을 참조하면, 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)가 4개를 한조로 할 때, 각도 마스터(500)의 4개의 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀(500-1,500-2,500-3,500-4)에 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)를 각각 끼워줌으로써 어레이 작업이 수행된다. 일례로, 제1 폴리싱 헤드(61-1)의 툴 블록(61c)에 형성된 120도 간격의 툴 블록 포지션 홈(61c-2)중 하나의 툴 블록 포지션 홈에 제1 어레이 포지션 홀(500-1)의 제1 어레이 포지션 보스(500-1a)를 끼워주고, 이어 제2 폴리싱 헤드(61-2)와 제3 폴리싱 헤드(61-3) 및 제4 폴리싱 헤드(61-4)도 동일하게 순차적으로 작업함으로써 어레이 작업이 완료된다. 그러면, 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 각각은 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀(500-1,500-2,500-3,500-4)과 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스(500-1a,500-2a,500-3a,500-4a)에 결합된 어레이 상태가 이루어진다.

도 7을 참조하면, 4개의 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)가 각도 마스터(500)를 이용한 어레이 작업으로 4조 1열의 중첩된 배열 구조로 형성된 예를 도시한다. 도시된 예와 같이, 4개의 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)는 각각의 제1,2,3 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)중 제1 툴 팁(61d-1)이 동일한 X-X 선상에 놓여지고, 이러한 4조 1열의 중첩 배열로 회전 시 서로 간의 간섭이 없으면서 반대방향의 회전 방향으로 서로의 회전방향에 따른 부하 상쇄로 로봇 운전 시 주행 이탈 최소화도 가능하게 된다.

특히, 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 중첩 각도는 필요 시 손쉽게 보정함도 가능하다. 단, 중첩각도 보정을 통한 각도 변경이 이루어지려면 다음의 사전 작업을 필요로 한다. 첫째로 커플링(61e)의 볼트를 풀어 어댑터(61g)로부터 툴 홀더(61d)를 제거하고, 둘째로 어댑터(61g)의 볼트를 풀어 툴 블록(61c)으로부터 어댑터(61g)를 제거하며, 셋째로 툴 샤프트(61a)와 툴 블록(61c)이 분리되도록 노출된 메카 로커(61f)를 풀어주고, 넷째로 툴 블록(61c)을 보정 각도 만큼 회전시킨 후 각도 마스터(500)를 툴 블록(61c)과 맞춰주는 어레이 작업을 하고, 다섯째로 보정 각도 셋팅 후 메카 로커(61f)를 다시 조여 툴 샤프트(61a)와 툴 블록(61c)을 단단하게 고정한 후 어댑터(61g)와 툴 홀더(61d)를 재조립함으로써 완료된다.

한편, 도 8 및 도 9는 본 실시예에 따른 폴리싱 헤드의 툴 팁 마모검출센서의 구조 및 장착 상태를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 툴 마모검출센서(95)는 툴 박스(67)의 하부부위에서 바닥을 향해 설치됨으로써 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)가 바닥과 형성하는 높이 변화로 제1,2,3 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)의 마모 정도를 검출한다.

구체적으로, 상기 툴 마모검출센서(95)는 바닥면에 접촉되는 접촉 포스트(96), 접촉 포스트(96)의 설치위치를 일정하게 유지하는 마운팅 브래킷(97), 접촉 포스트(96)의 높이 변화에 맞춰 신호크기(또는 신호 세기)를 변화시키는 포텐셔미터(Potentiometer)(98)로 구성된다.

상기 접촉 포스트(96)는 바닥면과 접촉되는 높이가 변화되도록 수직한 방향으로 슬리이딩 이동되는 센싱 로드(96-1), 마운팅 브래킷(97)에 고정되어 슬리이딩 이동이 가능하도록 센싱 로드(96-1)가 관통된 센싱 로드 케이스(96-2), 센싱 로드(96-1)를 탄발지지하여 센싱 로드(96-1)를 바닥면을 향해 눌러주는 스프링(96-3), 센싱 로드(96-1)에서 분리를 방지하도록 센싱 로드 케이스(96-2)에 걸려져 구속되는 스토퍼(96-4), 바닥면에 접촉되어 자유 회전되는 볼 캐스터를 갖추고 센싱 로드(96-1)에 결합된 볼 캐스터 하우징(96-5)로 구성된다.

상기 마운팅 브래킷(97)은 센싱 로드 케이스(96-2)를 끼워 결합하는 케이스 홀이 뚫려지고, 한쪽 부위로 포텐셔미터(98)를 끼워 결합하는 플랜지가 형성된다. 특히, 상기 마운팅 브래킷(97)은 그러운딩 장치(40)의 툴 박스(67)에서 바닥면을 향해 결합되며, 툴 박스(67)의 일부분일 수 있다.

상기 포텐셔미터(98)는 마운팅 브래킷(97)의 플랜지부위로 끼워져 결합됨으로써 접촉 포스트(96)의 높이 변화로 센싱 로드(96-1)와 형성된 초기 간격이 변화되고, 초기 간격변화에 맞춰 변화된 신호크기(세기)를 발생한다.

한편, 도 10은 본 실시예에 따른 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치를 적용한 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇의 전체적인 구성도를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇은 운전자용 좌석인 운전자 시트(17)가 구비된 골격 프레임인 본체(10)를 구비하고, 상기 본체(10)의 전방부위에 그라인딩 장치(40)가 장착된다. 여기서, 상기 그라인딩 장치(40)는 모터유닛(50), 툴 유닛(60), 실린더 유닛(70), 툴 마모검출센서(95)로 구성됨으로써 도 1내지 도 9를 통해 기술된 툴 중첩배열방식의 그라인딩 장치(40)와 동일하다.

더불어, 상기 본체(10)에는 독립적인 전원 공급을 위한 배터리 유닛(20), 전,후진 주행을 위한 구동유닛(30), 콘크리트 폴리싱으로 제거된 분진(콘크리트나 대리석 가루)등을 수거하는 집진기 유닛(80), 수동/무인주행과 폴리싱 작업 및 소비전력모니터링과 모터 부하를 제어하는 시스템 제어기(100), 운전자 시트(17)에 착석한 운전자 조작으로 수동 작업을 수행하도록 운전제어기(200-1)가 연계된 운전조작기(200)가 탑재됨으로써 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇으로 구성된다. 이 경우, 상기 배터리 유닛(20)과 시스템 제어기(100) 및 운전제어기(200-1)와 운전조작기(200)는 운전자 시트(17)의 주변부위로 집중 배열되고, 구동유닛(30)은 본체(10)의 하부로 배열되며, 집진기 유닛(80)은 본체(10)의 후방으로 배열된다. 그러므로, 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇은 본체(10)를 기저 프레임으로 이용함으로써 전체적으로 콤팩트 한 레이아웃을 구현할 수 있다.

이에 더해, 모바일 장치(300)가 무선통신(예, WI-FI)으로 시스템 제어기(100)와 네트워크를 구현함으로써 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇은 자동 주행으로 콘크리트 폴리싱 작업을 수행할 수 있다.

특히, 상기 시스템 제어기(100)는 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇의 상위 제어기로 작동한다. 상위 제어기의 예로, 상기 시스템 제어기(100)는 RS232 통신라인을 이용해 서버 기반 컴퓨팅(Server-Based Computing: SBC)인 상위 제어용 알고리즘을 실행함으로써 주행과 폴리싱 작업을 제어하고, CAN CH1 통신라인을 이용해 구동유닛과 그라인딩 장치(40) 및 집진기 유닛(80)의 각 모터를 제어하며, CAN CH2 통신라인을 이용해 배터리 유닛(20)의 파워 분배를 제어한다. 상위 제어기의 다른 예로, 상기 시스템 제어기(100)는 target current(폴리싱 작업 시 소비전력), heading control/collision detection(진행방향 및 장애물위치), battery(배터리 충전), current consumption(부속장치 소비전력), ON/OFF status(부속장치 작동상태), tool status(툴 팁 마모/교체상태), 카메라를 이용한 image status(작업현장영상) 등을 제공하는 PC 타입 GUI(Graphic User Interface)를 구현한다. 상기 GUI는 모바일 장치(300)를 통해 스마트패치 타입 GUI(Graphic User Interface)를 구현될 수 있다.

이에 더해, 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇은 레이저 센서와 소나 센서를 더 구비하고, 이들 센서의 데이터 퓨전과 자율주행 알고리즘을 통해 그라인딩 작업 경로를 최적화 할 수 있다. 이를 위해, 상기 그라운딩 장치(40)는 레이저 센서와 소나 센서를 툴 박스(67)로 장착할 수 있다.

한편, 도 11,12는 본 실시예에 따른 스마트 플랫폼 타입 콘크리트 폴리싱 로봇의 툴 팁 교체를 위한 그라인딩 장치(40)의 작동 상태를 나타낸다.

도 11을 참조하면, 시스템 제어기(100)의 전기 신호로 작동한 엘리베이션 실린더(71)의 피스톤 로드(71-1)가 밀어지고 동시에 틸트 실린더(73)의 피스톤 로드(73-1)가 인출된다. 그러면, 인터 링크(75)는 "Λ"형상의 꼭지점인 힌지핀을 중심으로 각도가 벌어지면서 엘리베이션 실린더(71)쪽으로 밀어짐으로써 리프트 링크(79)는 툴 박스(67)를 위로 올려주고, 더불어 틸트 링크(77)는 틸트 실린더(73)로부터 멀어짐으로써 툴 박스(67)를 꺾어준다.

도 12를 참조하면, 그라인딩 장치(40)의 상승과 꺾임의 결과, 툴 박스(67)는 본체(10)로부터 위로 올려진 후 소정각도로 꺾여짐으로써 툴 박스(67)로 가려진 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)가 노출된다. 그러므로, 작업자는 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 일부나 전체 교체 또는 제1,2,3,4 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 제1,2,3 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)을 손쉽게 교체할 수 있게 된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치는 2개를 한 쌍으로 일렬 중첩된 4조의 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)로 구성됨으로써 1회 전진 작업 시 빠진 부분 없는 고른 그라인딩 작업 성능 구현, 병렬 설치된 상태에서 모터(52)의 웜기어 입력축에 대해 서로 동기화됨으로써 콘크리트 폴리싱 로봇에서 다양한 장점이 구현된다. 일례로, 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)간 중첩 간섭 회피 구현, 쌍을 이용한 반대 회전 방향의 4조 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 조합을 이용함으로써 접선방향 그라인딩 부하의 상호 상쇄 구현 및 주행경로이탈최소화 구현, 모터 제어기(54)에 의한 모터(52)의 회전수 가변으로 그라인딩 대상물인 콘크리트와 대리석의 차이에 따른 최적 회전량 설정이 이루어짐으로써 작업 효과 극대화 구현, 한쌍의 엘리베이션 실린더(71)와 틸트 실린더(73)에 의한 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 리프트와 틸팅으로 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)의 손쉬운 교체와 더불어 툴 팁(61d-1,61d-2,61d-3)의 마모상태에 대한 상시 모니터링으로 과다 마모에 따른 툴 홀더 및 주변장치 파손의 선제적 방지, 폴리싱 헤드(61-1,61-2,61-3,61-4)의 플렉시블 커플링(61e)적용으로 굴곡된 바닥의 표면 작업에서 작업효율 향상 등이 모두 구현된다.

10 : 본체 17 : 운전자 시트
20 : 배터리 유닛
30 : 구동유닛 33-1 : 드라이브 휠
33-2 : 보조 휠 35 : 측면 아이들 롤러
37 : 전방 아이들 롤러 40 : 그라인딩 장치
50 : 모터유닛 51-1,51-2 : 제1,2 모터어셈블리
52 : 모터 53 : 감속기
54 : 모터 제어기 55 : 마운팅 플레이트
60 : 툴 유닛 61-1,...,61-4 : 제1,2,3,4 폴리싱 헤드
61a : 툴 샤프트 61b : 스플라인
61c : 툴 블록 61c-1 : 메카 로커 체결홈
61c-2 : 툴 블록 포지션 홈
61d : 툴 홀더 61d-1,61d-2,61d-3 : 제1,2,3 툴 팁
61e : 커플링 61f : 메카 로커
61g : 어댑터 61g-1 : 어댑터 포지션 보스
63-1,63-2 : 제1,2 동기회전기
64 : 타이밍벨트 65 : 벨트 텐셔너
67 : 툴 박스 69 : 집진 덕트
70 : 실린더 유닛 71 : 엘리베이션 실린더
71-1,73-1 : 피스톤 로드
73 : 틸트 실린더 75 : 인터 링크
77 : 틸트 링크 79 : 리프트 링크
80 : 집진기 유닛 95 : 툴 마모검출센서
96 : 접촉 포스트 96-1 : 센싱 로드
96-2 : 센싱 로드 케이스 96-3 : 스프링
96-4 : 스토퍼 96-5 : 볼 캐스터 하우징
97 : 마운팅 브래킷 98 : 포텐쇼미터
100 : 시스템 제어기 200 : 운전조작기
200-1 : 운전 제어기
300 : 모바일 장치 500 : 각도 마스터
500-1,500-2,500-3,500-4 : 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀
500-1a,500-2a,500-3a,500-4a : 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스

Claims

2개의 모터와 4개의 폴리싱 헤드를 포함한 콘크리트 폴리싱 로봇용 그라인딩 장치에 있어서,
상기 4개의 폴리싱 헤드는 제1 폴리싱 헤드, 제2 폴리싱 헤드, 제3 폴리싱 헤드, 제4 폴리싱 헤드가 1열로 배열되며, 상기 제1 폴리싱 헤드와 상기 제3 폴리싱 헤드는 상기 2개의 모터 중 제1 모터의 회전력을 타이밍벨트를 매개로 전달받고, 상기 제2 폴리싱 헤드와 상기 제4 폴리싱 헤드는 상기 2개의 모터 중 제2 모터의 회전력을 타이밍벨트를 매개로 전달받는
것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 4개의 폴리싱 헤드의 각각은 120도 각도의 제1,2,3 툴 팁을 구비하고;
상기 제1 폴리싱 헤드의 제1 툴 팁은 상기 제2 폴리싱 헤드의 제2,3 툴 팁의 사이에서 중첩상태로 위치되며, 상기 제2 폴리싱 헤드의 제1 툴 팁은 상기 제3 폴리싱 헤드의 제2,3 툴 팁의 사이에서 중첩상태로 위치되고, 상기 제3 폴리싱 헤드의 제1 툴 팁은 상기 제4 폴리싱 헤드의 제2,3 툴 팁의 사이에서 중첩상태로 위치된 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 4개의 폴리싱 헤드의 각각은 상기 타이밍벨트와 결합되어 회전되는 툴 샤프트, 메카 로커의 나사 체결로 상기 툴 샤프트와 연결되고 120도 간격의 툴 블록 포지션 홈을 형성한 툴 블록, 상기 제1,2,3 툴 팁을 구비한 툴 홀더, 상기 툴 홀더에 고정되어 상기 툴 블록과 나사 체결되는 커플링, 상기 커플링과 결합되어 상기 툴 블록에 고정되는 어댑터로 구성되고;
상기 4개의 폴리싱 헤드 중 상기 제1 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈, 상기 제2 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈, 상기 제3 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈, 상기 제4 폴리싱 헤드의 툴 블록 포지션 홈의 각각이 일치된 각도를 형성하고, 상기 4개의 폴리싱 헤드의 1열 배열 상태에서 충돌방지 각도로 세팅되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 충돌방지 각도 세팅은 각도 마스터를 이용하고, 상기 각도 마스터는 서로에 대해 간격을 두고 천공된 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀, 상기 제1,2,3,4 어레이 포지션 홀에 각각 돌출된 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스로 이루어지고; 상기 제1,2,3,4 어레이 포지션 보스의 각각이 상기 툴 블록 포지션 홈과 요철방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 각도 마스터는 상기 메카 로커를 풀어 상기 툴 샤프트와 연결이 해제된 상기 툴 블록과 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 어댑터에는 120도 간격의 어댑터 포지션 보스가 형성되고, 상기 어댑터 포지션 보스는 상기 툴 블록의 툴 블록 포지션 홈과 요철방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1,2 모터의 각각은 제1,2 감속기로 토크를 증대하고, 제1,2 모터 제어기로 정,역회전 제어되며, 상기 제1,2모터의 각각은 BLDC 모터이고, 상기 제1,2감속기의 각각은 웜 감속기인 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 타이밍벨트는 벨트 텐셔너로 장력을 유지하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제1,2 모터와 상기 제1,2,3,4 폴리싱 헤드는 툴 박스의 내부로 수용되고, 상기 툴 박스에는 상기 툴 박스의 리프트와 틸팅을 위한 실린더 유닛이 연결되고;
상기 실린더 유닛은 엘리베이션 실린더, 틸트 실린더, 상기 엘리베이션 실린더의 피스톤 로드와 상기 틸트 실린더의 피스톤 로드에 각각 고정된 "Λ"형상의 힌지타입 인터 링크, 상기 인터 링크의 링크부위와 연결되어 상기 툴 박스에 고정된 틸트 링크, 상기 인터 링크의 힌지 핀부위와 연결되어 상기 툴 박스에 고정된 리프트 링크로 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 엘리베이션 실린더와 상기 틸트 실린더는 각각 전기 실린더인 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 틸트 링크는 상기 리프트 링크의 아래쪽으로 위치된 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 툴 박스에는 상기 제1,2,3,4 폴리싱 헤드의 마모를 검출하는 툴 마모검출센서가 더 설치되며, 상기 툴 마모검출센서는 바닥면을 향하도록 상기 툴 박스에 설치된 포텐셔미터(Potentiometer)인 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 포텐셔미터는 상기 툴 박스에 고정된 마운팅 브래킷에 결합되고, 상기 마운팅 브래킷은 센싱 로드 케이스를 결합하며, 상기 센싱 로드 케이스는 바닥면과 접촉되는 볼 캐스터 하우징이 하부로 구비한 센싱 로드를 결합하고, 상기 센싱 로드는 상기 바닥면을 향해 눌러주는 스프링으로 탄발지지됨과 더불어 상기 센싱 로드 케이스와 분리 방지되도록 상기 센싱 로드 케이스에 걸려지는 스토퍼로 구속되며;
상기 센싱 로드의 슬리이딩 이동에 의한 간격 변화는 상기 포텐셔미터의 신호크기를 변화시키는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 툴 박스에는 집진 덕트가 더 구비되고, 상기 집진 덕트는 흡입력으로 상기 툴 박스의 내부에 모인 분진을 외부로 배출시키는 통로로 작용하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 폴리싱 로봇용 툴 중첩배열방식 그라인딩 장치.