케이블 포설 로봇 { CABLE PULLING ROBOT WITH INTERWOKING GRIPPER }

본 발명은 케이블 포설 로봇에 관한 것으로, 더 자세하게는 이송실린더의 작동플런저가 인출 작동될 때에 그리퍼의 공기주머니로 케이블이 클램핑되는 것에 관한 것이다.

일반적으로 선박에는 운항, 주거, 관리, 통신, 조명, 제어 등을 위한 많은 전장설비가 마련된다.

또한, 상기 각종 전장설비의 전력공급, 전기신호 전달 등의 전기적 접속을 위한 케이블이 적게는 수십만 킬로미터에서 많게는 수백만 킬로미터까지 필요하게 된다.

상기 선박용 케이블은 직경이 작고 가벼운 것에서 직경이 크고 무거운 것까지 다양한 형태의 것이 사용되며, 케이블 트레이를 비롯한 배선 부품을 통해 공급원으로부터 각 전장장비에 배선된다.

한편, 선박의 케이블 포설은 중요한 공정 중의 하나이면서 사람이 작업하기에는 매우 힘든 작업 중에 하나이다.

또한, 선박의 케이블 포설은 공간적 제약으로 인해 작업자의 피로도, 근골격계 질환을 유발하는 작업이다.

이에 공기단축을 위한 방안 및 작업성 개선이 필요하게 되었고, 이를 위한 케이블 포설 자동화 장비가 요구되고 있는 실정이다.

하기의 특허문헌 1에는 선박 케이블 포설용 윈치가 개시되어 있고, 하기의 특허문헌 2에는 선박 케이블 포설용 윈치 조립모듈이 개시되어 있다.

특허문헌 1 및 특허문헌 2의 선박 케이블 포설용 윈치는 동력부와 그에 연결되는 회전드럼을 구비하는 것으로, 로프에 여러 가닥의 케이블을 묶고 상기 로프를 회전드럼을 이용하여 끌어당겨 케이블을 포설하는 것이다.

하기의 특허문헌 3에는 케이블 트레이를 따라 케이블을 포설할 수 있도록 하는 케이블 포설장치가 개시되어 있다.

특허문헌 3의 케이블 포설장치는 몸체부의 양단부에 각각 결합되는 한 쌍의 구동 롤러; 상기 한 쌍의 구동 롤러에 감기며, 외면이 상기 케이블 트레이에 접하여 회전하는 구동 밸트; 상기 몸체부의 일단부에 결합되며 상기 케이블의 일단이 결합되는 견인부; 및 상기 구동 롤러에 결합되어 상기 구동 롤러를 회전시키는 구동부를 포함한다.

특허문헌 1 및 특허문헌 2의 선박 케이블 포설용 윈치는 직경이 크고 무거운 다수의 케이블을 로프로 당겨서 이동시키기 위해서 동력부 및 회전드럼의 용량이 커야 하므로 윈치의 제작비용이 많이 들게 되고, 크기가 크고 무거운 원치를 작업위치로 이동시키거나 보관위치로 이동시키는 작업이 매우 번거롭게 된다.

또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 선박 케이블 포설용 윈치는 케이블 포설을 위해 로프를 설치하고, 로프에 케이블을 묶는 작업이 번거롭게 되는 등 케이블 포설이 많은 시간과 인력, 비용이 들게 된다.

특허문헌 3의 케이블 포설장치의 경우 구동벨트의 일단에 마련되는 견인부에 케이블을 매달아서 이동하기 때문에 직경이 크고 무거운 케이블의 경우 부하가 많이 걸려서 이동이 쉽지 않게 된다.

또한, 특허문헌 3의 케이블 포설장치의 경우 케이블 트레이와 계속 마찰되는 구동벨트가 쉽게 손상되고, 구동롤러 및 구동부에 많은 부하가 걸리게 되어 구성부품의 고장의 우려가 많게 된다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 크고 작은 다양한 케이블을 한 번에 이송시킬 수 있도록 하여 케이블 포설 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 케이블 포설 로봇을 제공하는 데에 있는 것이다.

본 발명은 그 다른 목적이 적은 수의 구성부품으로 간편하게 제작할 수 있도록 하고, 고장의 우려없이 안정적으로 케이블을 이동시킬 수 있도록 하는 케이블 포설 로봇을 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 이송실린더 및 그리퍼를 지지하는 베이스; 상기 베이스의 내부에 삽입 설치되어 그리퍼 및 그에 클램핑된 케이블을 이송하는 이송실린더; 상기 이송실린더에 착탈 가능하게 설치되고, 케이블을 클램핑하거나 언클램핑하는 그리퍼;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 베이스의 상부 양측에 케이블 가이드가 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 케이블 가이드의 상단 외측에 이송지지롤러가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 이송실린더가 상기 베이스에 고정되는 본체; 상기 본체의 일측에 좌우방향으로 이송 가능하게 설치되는 작동플런저;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 그리퍼가 포설할 케이블의 직경보다 큰 직경을 가지는 원통형 지지부; 상기 원통형 지지부의 하부에 마련되고, 상기 이송실린더에 착탈 가능하게 결합되는 장착부; 상기 원통형 지지부의 내측에 설치되고, 원통형 지지부의 실질 직경을 축소 또는 확대하여 케이블을 클램핑 또는 언클램핑하는 신축부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 그리퍼의 신축부재가 머슬실린더인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 그리퍼의 원통형 지지부의 내주에 90도 간격으로 4개의 머슬실린더가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 그리퍼의 원통형 지지부의 내주에 120도 간격으로 3개의 머슬실린더가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 상기 그리퍼의 신축부재가 원통형 지지부의 내주에 설치되는 링형의 에어튜브인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇은 이송실린더 및 그리퍼를 지지하는 베이스; 상기 베이스의 내부에 삽입 설치되어 그리퍼 및 그에 클램핑된 케이블을 이송하는 이송실린더; 상기 이송실린더에 착탈 가능하게 설치되고, 공압에 의해 신축하는 신축부재를 통해 케이블을 클램핑하거나 언클램핑하는 그리퍼; 상기 이송실린더와 신축부재를 연동시키는 공압회로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇 상기 공압회로가 이송실린더와 신축부재가 메인밸브에 접속되고, 메인벨브는 개시밸브에 접속되며, 메인벨브와 개시밸브의 사이에 방향절환밸브가 접속되고, 메인밸브와 방향절환밸브의 사이에 유량조절밸브가 접속된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇에 의하면, 그리퍼의 원통형 지지부를 통과하는 다양한 굵기의 케이블을 한 번에 간편하게 이동시킬 수 있게 되므로 케이블의 포설을 용이하게 할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 케이블 포설 로봇에 의하면, 케이블을 파지할 때 그리퍼를 분리할 필요 없게 되고, 동력원에 공급되는 공압으로 그리퍼와 이송실린더가 연동도므로 다른 구동부가 필요하지 않게 된다.

또한, 본 발명에 의한 케이블 포설 로봇에 의하면. 공기주머니의 팽창방식으로 케이블을 안전하게 파지할 수 있게 되므로 케이블 포설 과정에서 케이블의 손상을 현저하게 저감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 의한 케이블 포설 로봇에 의하면. 적은 수의 구성부품을 통해 간편하게 제작할 수 있게 되고, 고장의 우려 없이 안정적으로 케이블을 포설할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 사시도,
도 2는 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 좌측면도,
도 3은 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 공압회로도,
도 4는 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 이송실린더 인출 작동상태의 정면도,
도 5는 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 이송실린더 수축 작동상태의 정면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 좌측면도,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 사시도.

이하 본 발명에 따른 케이블 포설 로봇을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 사시도이고, 도 2는 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 좌측면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 베이스(110), 이송실린더(120), 그리퍼(130)를 포함한다.

베이스(110)는 이송실린더(120) 및 그리퍼(130)를 지지하는 것으로, 케이블 트레이(미도시)에 설치된다.

상기 베이스(110)의 상부 양측에는 케이블 가이드(111)가 마련되고, 각 케이블 가이드(111)의 상단 외측에는 이송지지롤러(112)가 설치된다.

상기 베이스(110)의 일측 하부에는 작동플런저 인출구멍(113)이 마련된다.

이송실린더(120)는 그리퍼(130) 및 그에 클램핑된 케이블(200)을 이송하기 위한 것으로, 상기 베이스(110)의 내부에 삽입 설치된다.

상기 이송실린더(120)는 베이스(110)에 고정되는 본체(121); 상기 본체(121)의 일측에 좌우방향으로 이송 가능하게 설치되는 작동플런저(122);를 포함한다.

그리퍼(130)는 케이블(200)을 클램핑하거나 언클램핑하는 것으로, 상기 이송실린더(120)의 작동플런저(122)의 상단에 착탈 가능하게 설치된다.

상기 그리퍼(130)는 원통형 지지부(131), 장착부(132), 신축부재(133)를 포함한다.

상기 그리퍼(130)의 원통형 지지부(131)는 포설할 케이블(200)의 직경보다 큰 직경을 가진다.

상기 그리퍼(130)의 장착부(132)는 상기 원통형 지지부(131)의 하부에 마련되고, 상기 이송실린더(120)의 작동플런저(122)와 착탈 가능하게 결합된다.

상기 그리퍼(130)의 신축부재(133)는 상기 원통형 지지부(131)의 내측에 설치되고, 원통형 지지부(131)의 실질 직경을 축소 또는 확대하여 케이블(200)을 클램핑 또는 언클램핑한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 상기 그리퍼(130)의 신축부재(133)로 머슬실린더를 사용하는 형태이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 그리퍼(130)의 원통형 지지부(131)의 내주에 90도 간격으로 4개의 머슬실린더가 설치된다.

도 3은 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 공압회로도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)에서 이송실린더(120)와 신축부재(133)는 메인밸브(301)에 접속되고, 메인벨브(301)는 개시밸브(302)에 접속된다.

그리고, 메인벨브(301)와 개시밸브(302)의 사이에 방향절환밸브(303)가 접속되고, 메인밸브(301)와 방향절환밸브(303)의 사이에 유량조절밸브(304)가 접속된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)에서 이송실린더(120)와 신축부재(133)는 상기 공압회로에 의해 연동하게 된다.

즉, 이송실린더(120)의 작동플런저(122)가 인출 작동될 때에 그리퍼(130)의 신축부재(133)가 팽창되어 케이블(200)을 클램핑하게 되고, 이송실린더(120)의 작동플런저(122)가 수축 작동될 때에 그리퍼(130)의 신축부재(133)가 수축되어 케이블(200)을 언클램핑하게 된다.

도 4는 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 이송실린더 인출 작동상태의 정면도이고, 도 5는 동 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 이송실린더 수축 작동상태의 정면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)은 케이블(200)의 선단부를 그리퍼(130)의 원통형 지지부(131)에 삽입하고, 이송실린더(120) 및 그와 연동하는 신축부재(133)를 작동시키게 되면 케이블(200)을 좌우방향으로 이송시킬 수 있게 된다.

상기 케이블 포설과정에서 도 4에 도시된 바와 같이 이송실린더(120)의 작동플런저(122)가 베이스(110)의 외부쪽으로 인출 작동되면 그에 접속된 그리퍼(130)가 좌측으로 이동하게 되며, 이때에는 그리퍼(130)의 신축부재(133)가 팽창되어 케이블(200)을 클램핑하게 되므로 케이블(200)이 그리퍼(130)와 함게 좌측으로 이동하게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 이송실린더(120)의 작동플런저(122)가 베이스(110)의 내부쪽으로 수축 작동하게 되면 그에 접속된 그리퍼(130)가 우측으로 이동하게 되며, 이때에는 그리퍼(130)의 신축부재(133)가 수축되어 케이블(200)을 언클램핑하게 되므로 케이블(200)은 이동되지 않게 된다.

이처럼 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)은 이송실린더(120)의 작동플런저(122)가 인출 작동될 때에 그리퍼(130)가 케이블(200)을 클램핑하여 이송하게 된다.

한편, 케이블(200)을 원하는 길이만큼 이동시켜 포설을 마친 후에는 이송실린더(120)로부터 분리한 그리퍼(130)를 케이블(200)의 일단부로 인출하면 케이블(200)에서 케이블 포설 로봇(100)을 분리할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 좌측면도이다.

도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 상기 그리퍼(130)의 원통형 지지부(131)의 내주에 120도 간격으로 3개의 머슬실린더가 설치된 형태이다.

도 6에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 케이블(200) 포설과정에서 3개의 머슬실린더를 통해 케이블(200)을 3점 지지방식으로 클램핑하게 된다.

본 발명에 따른 케이블 포설 로봇(100)에 있어서 전술한 실시 예들과 같이 그리퍼(130)의 신축부재(133)로 머슬실린더를 사용하는 경우에 머슬실린더의 설치개수 및 신축 용량은 예측 가능한 범위에서 변형 실시될 수 있음은 물론이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇의 사시도이다.

도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 상기 그리퍼(130)의 원통형 지지부(131)의 내주에 링형의 에어튜브가 설치된 형태이다.

도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 케이블 포설 로봇(100)는 케이블(200) 포설과정에서 에어튜브의 팽창을 통해 케이블(200)의 외주면을 압박하여 케이블(200)을 클램핑하게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100 : 케이블 포설 로봇 110 : 베이스
111 : 케이블 가이드 112 : 이송지지롤러
120 : 이송실린더 121 : 본체
122 : 작동플런저 130 : 그리퍼
131 : 원통형 지지부 132 : 장착부
133 : 신축부재