클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(CATERPILLAR WITH CLUTCH FOR MOVING CABLE)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2015년10월13일
(11) 등록번호 10-1559685
(24) 등록일자 2015년10월05일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B25J 5/02 (2006.01) B25J 19/06 (2006.01)
E01D 22/00 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-0162771
(22) 출원일자 2014년11월20일
심사청구일자 2014년11월20일
(56) 선행기술조사문헌
논문1.2012.6*
KR101430250 B1*
KR101301412 B1
JP06335128 A
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
성균관대학교산학협력단
경기도 수원시 장안구 서부로 2066, 성균관대학교
내 (천천동)
(72) 발명자
최혁렬
경기 군포시 용호1로 55, 104동 104호 (당동, 용
호마을LG아파트)
조경호
경기 수원시 권선구 권중로 99, 812동 302호 (권
선동, 벽산한성아파트)
(74) 대리인
조영현, 나승택
전체 청구항 수 : 총 13 항 심사관 : 조은용
(54) 발명의 명칭 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러
(57) 요 약
본 발명은 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 클러치를 구비하는
케이블 이동 로봇용 캐터필러는 서로 이격되게 배치되며 외주면에 벨트부재가 장착되어 상호 연동되는 제1풀리와
제2풀리를 포함하는 바퀴부; 상기 바퀴부에 회전력을 전달하는 회전부; 상기 회전부에 설치되는 제1기어와, 구동
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도10
등록특허 10-1559685
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모터에 장착되며 상기 제1기어와 소정간격 이격되고, 상기 제1기어와 치합되어 상기 구동모터로부터 구동력을 전
달받아 회전함으로써 상기 회전부를 구동시키며, 상기 구동모터가 정지시 상기 제1기어와 치합해제되는 제2기어
를 포함하는 클러치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 변위를 통해 치합을 형성함으로써 고토크의
전달이 가능하며, 전원인가가 되지 않는 경우 치합이 해제되는 클러치를 구비하여 자중에 의하여 케이블을 따라
하강하고, 하강속도를 낮춤으로써 안전하게 하강할 수 있는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러가
제공된다.
이 발명을 지원한 국가연구개발사업
과제고유번호 08기술혁신 E01
부처명 국토교통부
연구관리전문기관 국토교통과학기술진흥원
연구사업명 건설기술연구사업(초장대교량사업단)
연구과제명 현수교 행어 및 사장교 케이블 점검용 이동로봇 개발
기 여 율 1/1
주관기관 성균관대학교 산학협력단
연구기간 2013.03.26 ~ 2014.03.25
등록특허 10-1559685
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명 세 서
청구범위
청구항 1
서로 이격되게 배치되며 외주면에 벨트부재가 장착되어 상호 연동되는 제1풀리와 제2풀리를 포함하는 바퀴부;
상기 바퀴부에 회전력을 전달하는 회전부;
상기 회전부에 설치되는 제1기어와, 구동모터의 구동축에 장착되며 상기 제1기어와 소정간격 이격되고, 상기 제
1기어 측으로 이동하여 상기 제1기어와 치합되며 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 회전함으로써 상기 회
전부를 구동시키고, 상기 구동모터가 정지시 상기 제1기어와 치합해제되는 제2기어를 포함하는 클러치; 및
상기 제2기어와 연결되어, 상기 클러치가 치합되도록 상기 제2기어를 상기 제1기어 측으로 이동시키며, 상기 구
동모터가 정지시 상기 클러치가 치합 해제되도록 상기 제2기어를 상기 구동모터 측으로 이동시키는 이동부;를
포함하며,
상기 이동부는, 상기 구동축과 상호 이격되도록 나란하게 배치되며, 스크류와 너트로 마련되는 볼스크류; 일단
은 상기 제2기어와 연결되고, 타단은 상기 너트와 연결되는 푸싱바; 및 상기 푸싱바가 왕복이동하도록, 상기 스
크류를 회전시켜 상기 너트를 이동시키는 보조모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블
이동 로봇용 캐터필러.
청구항 2
삭제
청구항 3
삭제
청구항 4
제1항에 있어서,
상기 구동모터가 정지시 상기 클러치가 치합 해제되도록, 상기 보조모터를 구동시키는 배터리부;를 더 포함하는
것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 5
제4항에 있어서,
상기 구동모터와 상기 보조모터에 전원을 인가하는 전원 인가부;
상기 전원인가부가 정지시 상기 배터리부를 구동시키는 릴레이;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구
비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 6
제5항에 있어서,
상기 보조모터는 직류 모터이며,
상기 배터리부는 상기 전원 인가부와 반대로 전원을 공급하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이
동 로봇용 캐터필러.
청구항 7
제4항에 있어서,
상기 보조모터의 구동을 제어하여 상기 제2기어의 위치를 제어하는 리미트 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로
등록특허 10-1559685
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하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 8
제7항에 있어서,
상기 푸싱바는 접촉부재를 더 포함하며,
상기 리미트 스위치는,
상기 클러치가 치합 완료시 상기 접촉부재가 접촉되어 상기 보조모터의 구동을 정지시키는 제1리미트 스위치;
상기 제1리미트 스위치와 이격되며, 상기 클러치가 치합해제 완료시 상기 접촉부재가 접촉되어 상기 보조모터의
구동을 정지시키는 제2리미트 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용
캐터필러.
청구항 9
제8항에 있어서,
상기 회전부는,
상기 바퀴부와 나란하게 배치되는 제1변환기어와, 상기 제1변환기어와 치합되며 상기 제1기어가 장착되는 제2변
환기어를 포함하는 베벨기어; 상기 제1변환기어와 동축 상에 배치되며 제1변환기어와 연동하는 제1전달기어; 상
기 바퀴부와 동축 상에 배치되며 상기 제1전달기어와 치합되어 상기 바퀴부와 상기 제1전달기어와 연동되는 제2
전달기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 10
서로 이격되게 배치되며 외주면에 벨트부재가 장착되어 상호 연동되는 제1풀리와 제2풀리를 포함하는 바퀴부;
상기 바퀴부에 회전력을 전달하는 회전부;
상기 회전부에 설치되는 제1기어와, 구동모터의 구동축에 장착되며 상기 제1기어와 소정간격 이격되고, 상기 제
1기어 측으로 이동하여 상기 제1기어와 치합되며 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 회전함으로써 상기 회
전부를 구동시키고, 상기 구동모터가 정지시 상기 제1기어와 치합해제되는 제2기어를 포함하는 클러치; 및
상기 제2기어와 연결되어, 상기 클러치가 치합되도록 상기 제2기어를 상기 제1기어 측으로 이동시키며, 상기 구
동모터가 정지시 상기 클러치가 치합 해제되도록 상기 제2기어를 상기 구동모터 측으로 이동시키는 이동부;를
포함하며,
상기 이동부는, 길이방향으로 길게 마련되며, 중심부가 상기 구동축에 관통되어 상기 제2기어와 결합되는 푸싱
바; 상기 푸싱바의 단부에 연결되어 상기 구동모터가 구동시 상기 푸싱바를 상기 제1기어 측으로 밀착시키는 솔
레노이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 11
제10항에 있어서,
상기 회전부는,
상기 바퀴부와 나란하게 배치되는 제1변환기어와, 상기 제1변환기어와 치합되며 상기 제1기어가 장착되는 제2변
환기어를 포함하는 베벨기어; 상기 제1변환기어와 동축 상에 배치되며 제1변환기어와 연동하는 제1전달기어; 상
기 바퀴부와 동축 상에 배치되며 상기 제1전달기어와 치합되어 상기 바퀴부와 상기 제1전달기어와 연동되는 제2
전달기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 12
제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2풀리와 연결되어 회전력을 전달받아 회전하며, 상기 구동모터가 정지시 상기 제2풀리의 회전력 또는 회
전속도를 감소시키는 감속부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
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청구항 13
제12항에 있어서,
상기 감속부는,
상기 제2풀리로부터 회전력을 전달받아 회전하는 댐퍼; 상기 댐퍼와 연결되며, 상기 구동모터가 정지시 고정된
상태를 유지하여 상기 제2풀리의 회전을 제한하는 역작동 브레이크(inverse brake)를 포함하는 것을 특징으로
하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 14
제13항에 있어서,
상기 댐퍼는 상기 제2풀리의 회전력을 감소시키도록 내부에 댐핑유를 구비하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구
비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
청구항 15
제13항에 있어서,
상기 제2풀리의 회전축과 상기 댐퍼의 회전축은 평행하며,
상기 감속부는 상기 제2풀리와 상기 댐퍼가 연동되도록 상기 제2풀리의 회전축과 상기 댐퍼의 중심축 사이를 연
결하는 복수 개의 평기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전원 공급 차단[0001]
시 케이블을 따라 안전하게 하강할 수 있는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 관한 것이다.
배 경 기 술
현수교, 사장교와 같은 대형 시설물에는 각각의 구성을 스틸 와이어 로프(Steel wire rope)와 같이 강도가 높은[0002]
케이블을 통해 연결하며, 이러한 케이블은 현수교, 사장교의 하중의 대부분을 지지하게 된다.
케이블을 통해 지지되는 시설물의 안정성을 확보하기 위해 케이블에 대한 점검의 필요성이 부각되고 있으나, 케[0003]
이블이 설치되는 장소 등의 문제로 인해 인력을 투입하여 점검하기는 어렵다는 문제점이 발생한다.
이에 따라, 최근 각국에서는 케이블을 이동할 수 있는 로봇을 개발하여 케이블을 점검하려는 연구 및 시도가 증[0004]
가하고 있다.
이러한 케이블의 점검 및 유지보수를 위해 케이블을 따라 주행하며, 각종 점검 및 유지보수 기구를 견인할 수[0005]
있는 케이블 이동용 로봇은 주행을 위해 고토크를 필요로 한다.
이러한 케이블 이동용 로봇은 고토크를 위해 모터에 감속기가 설치된다. 케이블 이동용 로봇이 케이블을 따라[0006]
이동하다가 모터에 전원 공급 등이 중단되는 경우, 이러한 감속기는 기어비에 의해 수동적으로 회전되기 어려우
므로 케이블 이동용 로봇이 케이블 상에서 매달리게 된다. 즉, 바퀴와 연결된 모터가 회전을 하지 않으므로 케
이블 이동용 로봇이 자중에 의해 하강하지 않고 매달리게 된다. 점검자는 케이블 이동용 로봇을 회수하기 위해
해당 위치로 이동하여야 하나, 일반적으로 케이블의 길이가 아주 길어 케이블 이동용 로봇을 수거하기 어려우며
점검자의 안전사고의 위험 등의 문제점이 있다.
이에 따라, 모터에 전원 공급이 중단되는 경우, 모터와 바퀴 간의 결합을 해제하여 바퀴가 회전됨으로써 자중에[0007]
의하여 하강할 수 있도록 클러치를 구비하는 케이블 이동용 로봇이 제안된 바 있다.
종래의 클러치를 구비하는 케이블 이동용 로봇은 중/소형 장치이며, 이에 전자석 클러치를 이용한다. 도 1은 종[0008]
래의 클러치를 구비하는 케이블 이동용 로봇의 전자석 클러치를 개략적으로 도시한 도면이다. 전자석을 이용하
는 클러치의 경우 치형 클러치가 가장 큰 동력을 전달할 수 있으나, 동력의 크기에 따라 클러치의 크기와 무게
가 증가하는 문제점이 있다.
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또한, 허용 토크가 한정되어 있어 허용 토크보다 큰 토크가 인가되는 경우 클러치 간의 자력보다 토크의 크기가[0009]
크므로 치합이 해제되거나 이가 마모 또는 파손 되는 문제점이 있다.
발명의 내용
해결하려는 과제
따라서, 본 발명의 목적은, 변위를 통해 치합을 형성함으로써 고토크의 전달이 가능하며, 전원인가가 되지 않는[0010]
경우 치합이 해제되는 클러치를 구비하여 자중에 의하여 케이블을 따라 하강할 수 있는 클러치를 구비하는 케이
블 이동 로봇용 캐터필러를 제공함에 있다.
또한, 감속부를 포함함으로써, 자중에 의하여 하강시 하강속도를 낮추어 안전하게 하강할 수 있는 클러치를 구[0011]
비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러를 제공함에 있다.
과제의 해결 수단
상기 목적은, 본 발명에 따라, 서로 이격되게 배치되며 외주면에 벨트부재가 장착되어 상호 연동되는 제1풀리와[0012]
제2풀리를 포함하는 바퀴부; 상기 바퀴부에 회전력을 전달하는 회전부; 상기 회전부에 설치되는 제1기어와, 구
동모터에 장착되며 상기 제1기어와 소정간격 이격되고, 상기 제1기어 측으로 이동하여 상기 제1기어와 치합되며
상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 회전함으로써 상기 회전부를 구동시키고, 상기 구동모터가 정지시 상기
제1기어와 치합해제되는 제2기어를 포함하는 클러치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 클러치를 구비하는 케이블
이동 로봇용 캐터필러에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제2기어는 상기 구동모터의 구동축에 장착되며, 상기 제2기어와 연결되어, 상기 클러치가 치합되[0013]
도록 상기 제2기어를 상기 제1기어 측으로 이동시키며, 상기 구동모터가 정지시 상기 클러치가 치합 해제되도록
상기 제2기어를 상기 구동모터 측으로 이동시키는 이동부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 이동부는, 상기 구동축과 상호 이격되도록 나란하게 배치되며, 스크류와 너트로 마련되는 볼스크[0014]
류; 일단은 상기 제2기어와 연결되고, 타단은 상기 너트와 연결되는 푸싱바; 상기 푸싱바가 왕복이동하도록, 상
기 스크류를 회전시켜 상기 너트를 이동시키는 보조모터;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 구동모터가 정지시 상기 클러치가 치합 해제되도록, 상기 보조모터를 구동시키는 배터리부;를 더[0015]
포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 구동모터와 상기 보조모터에 전원을 인가하는 전원 인가부; 상기 전원인가부가 정지시 상기 배터[0016]
리부를 구동시키는 릴레이;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 보조모터는 직류 모터이며, 상기 배터리부는 상기 전원 인가부와 반대로 전원을 공급하는 것이 바[0017]
람직하다.
여기서, 상기 보조모터의 구동을 제어하여 상기 제2기어의 위치를 제어하는 리미트 스위치를 더 포함하는 것이[0018]
바람직하다.
여기서, 상기 푸싱바는 접촉부재를 더 포함하며, 상기 리미트 스위치는, 상기 클러치가 치합 완료시 상기 접촉[0019]
부재가 접촉되어 상기 보조모터의 구동을 정지시키는 제1리미트 스위치; 상기 제1리미트 스위치와 이격되며, 상
기 클러치가 치합해제 완료시 상기 접촉부재가 접촉되어 상기 보조모터의 구동을 정지시키는 제2리미트 스위
치;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 회전부는, 상기 바퀴부와 나란하게 배치되는 제1변환기어와, 상기 제1변환기어와 치합되며 상기[0020]
제1기어가 장착되는 제2변환기어를 포함하는 베벨기어; 상기 제1변환기어와 동축 상에 배치되며 제1변환기어와
연동하는 제1전달기어; 상기 바퀴부와 동축 상에 배치되며 상기 제1전달기어와 치합되어 상기 바퀴부와 상기 제
1전달기어와 연동되는 제2전달기어;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 이동부는, 길이방향으로 길게 마련되며, 중심부가 상기 구동축에 관통되어 상기 제2기어와 결합되[0021]
는 푸싱바; 상기 푸싱바의 단부에 연결되어 상기 구동모터가 구동시 상기 푸싱바를 상기 제1기어 측으로 밀착시
키는 솔레노이드;를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제2기어와 연결되어 회전력을 전달받아 회전하며, 상기 구동모터가 정지시 상기 제2기어의 회전력[0022]
또는 회전속도를 감소시키는 감속부;를 포함하는 것이 바람직하다.
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여기서, 상기 감속부는, 상기 제2기어로부터 회전력을 전달받아 회전하는 댐퍼; 상기 댐퍼와 연결되며, 상기 구[0023]
동모터가 정지시 고정된 상태를 유지하여 상기 제2기어의 회전을 제한하는 역작동 브레이크(inverse brake)를
포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 댐퍼는 상기 제2기어의 회전력을 감소시키도록 내부에 댐핑유를 구비하는 것이 바람직하다.[0024]
여기서, 상기 제2기어의 회전축과 상기 댐퍼의 회전축은 평행하며, 상기 감속부는 상기 제2기어와 상기 댐퍼가[0025]
연동되도록 상기 제2기어의 회전축과 상기 댐퍼의 중심축 사이를 연결하는 복수 개의 평기어를 더 포함하는 것
이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명에 따르면, 케이블을 따라 효과적으로 이동하며, 케이블의 유지 및 점검 등을 할 수 있는 클러치를 구비[0026]
하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러가 제공된다.
또한, 변위를 통해 치합을 형성하는 클러치를 포함함으로써, 클러치의 파손 등을 방지하며 고토크의 전달이 가[0027]
능하다.
또한, 클러치가 치합된 후 구동모터가 구동하여 이동함으로써 안정적인 주행이 가능하다.[0028]
또한, 케이블 이동 로봇용 캐터필러는 케이블을 따라 이동 중 전원이 인가되지 않은 경우, 클러치의 치합이 해[0029]
제됨으로써 자중에 의하여 하강하여 수거가 용이하다.
또한, 리미트 스위치에 의하여 클러치의 치합 및 치합해제 완료시 보조모터의 작동이 정지됨으로써 클러치의 파[0030]
손 등을 방지할 수 있다.
또한, 감속부를 통해 케이블 이동 로봇의 하강속도를 감소시켜 안전하게 수거할 수 있다.[0031]
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 클러치를 구비하는 케이블 이동용 로봇의 전자석 클러치를 개략적으로 도시한 도면이며,[0032]
도 2는 본 발명의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러가 적용되는 케이블 이동 로봇의 개략적인 사
시도이며,
도 3은 도 2의 케이블 이동 로봇의 평면도이며,
도 4 및 도 5는 도 2의 케이블 이동 로봇의 완충부를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 6 내지 도 9는 도 2의 케이블 이동 로봇의 설치 단계를 개략적으로 도시한 도면이며,
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 분해 사시도이며,
도 11은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 개략적인 사시도이며,
도 12는 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 요부 사시도이며,
도 13은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 정면도이며,
도 14는 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 평면도이며,
도 15는 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 클러치 의 분해 사시도이며,
도 16은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 작동을 도시한 도면이며,
도 17은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 작동을 도시한 다른 도면이며,
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 개략적인 도면이며,
도 19는 도 18의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 치합 상태를 도시한 도면이며,
도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 요부 사시도이며,
도 21은 도 20의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 감속부의 평면도이며,
도 22는 도 20의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 감속부의 작동을 도시한 도면이다.
등록특허 10-1559685
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발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표[0033]
적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
설명에 앞서, 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러가 적용되는 케이블 이동 로봇에 대해 설명한다.[0034]
도 2는 본 발명의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러가 적용되는 케이블 이동 로봇의 개략적인 사[0035]
시도이며, 도 3은 도 2의 케이블 이동 로봇의 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 케이블 이동 로봇(R)은 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 2개[0036]
가 한 쌍으로 마련되며, 케이블의 외주연을 따라 서로 등각으로 이격되게 배치된다.
몸체부(B)는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)를 지지하며, 구동시 클러치를 구비하는 케이[0037]
블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 케이블로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 프레임이다.
몸체부(B)를 관통하도록 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 배치되며, 몸체부(B)와 클러치[0038]
를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 상호 연결됨으로써 고정된다.
도 4 및 도 5는 도 2의 케이블 이동 로봇의 완충부를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5를 참조하면,[0039]
완충부(F)는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)와 몸체부(B) 사이에 설치되어, 케이블의 직
경 변화 등에 의하더라도 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)와 케이블의 접촉이 유지되도록
케이블 측으로 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)에 탄성력을 인가하는 구성이다.
최초 설치시 완충부(F)는 압축된 상태이며, 케이블의 직경이 감소하는 경우, 복원되면서 클러치를 구비하는 케[0040]
이블 이동 로봇용 캐터필러(100)를 케이블 측으로 밀착시킨다.
구체적으로, 완충부(F)는 중심축 방향을 따라 홈이 형성된 원통형 부재(F1)와, 홈 내부에 수용되는 스프링 부재[0041]
(F2)와, 일측은 몸체부(B)에 연결되고 타측은 홈 내부로 삽입되되 스프링 부재(F2)와 접촉함으로써 클러치를 구
비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)를 중심방향 또는 방사방향으로 운동시키는 연결부(F3)를 포함한다.
이러한 구성을 통해, 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)와 케이블 사이의 이격 간격이 조절
된다.
나아가, 케이블 이동 로봇(R)은 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)의 주행거리를 측정하는[0042]
거리 측정부(M)와, 케이블의 상태를 측정하기 위한 촬영부(C) 및 안정적인 주행을 위한 보조 캐터필러(A)를 포
함할 수 있다. 보조 캐터필러(A)가 설치되는 경우, 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)와 보
조 캐터필러(A)는 케이블의 외주연을 따라 서로 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 보조 캐터필러(A)
역시 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)와 마찬가지로 케이블의 형상, 직경 등에 관계없이
케이블에 밀착될 수 있도록 마련된다.
도 6 내지 도 9는 도 2의 케이블 이동 로봇의 설치 단계를 개략적으로 도시한 도면이다. 케이블 이동 로봇(R)은[0043]
도시된 도면과 같이 설치될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에[0044]
대하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러는 변위를 통해 치합을 형성함으로써 고토크의[0045]
전달이 가능하며, 전원인가가 되지 않는 경우 치합이 해제되는 클러치를 구비하여 자중에 의하여 케이블을 따라
하강할 수 있는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 관한 것이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 분해 사시도이며, 도[0046]
11은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 개략적인 사시도이며, 도 12는 도 10의 클러치
를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 요부 사시도이며, 도 13은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동
로봇용 캐터필러의 정면도이며, 도 14는 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의
평면도이다. 도 10 내지 도 14를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용
캐터필러(100)는 바퀴부(110)와, 바퀴부(110)에 연결되는 회전부(120)와, 회전부(120)와 구동모터(140)에 장착
되는 클러치(130)와, 회전부(120)에 구동력을 인가하는 구동모터(140)와, 클러치(130)의 제2기어(132)의 이동을
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안내하는 이동부(150)와, 전원 인가부(160)와, 이동부(150)의 보조모터(153)에 전원을 인가하는 배터리부(170)
와, 릴레이(180) 및 리미트 스위치(190)를 포함한다.
바퀴부(110)는 서로 이격되게 배치되는 제1풀리(111)와 제2풀리(112) 및 벨트부재(113)를 포함한다. 제1풀리[0047]
(111)와 제2풀리(112)는 타이밍 풀리로 마련되며, 제1풀리(111)와 제2풀리(112)의 외주면에 벨트부재(113)가 장
착된다. 이때, 벨트부재(113)는 제1풀리(111)와 제2풀리(112)에 용이하게 장착되도록, 내면에 요철이 형성되어
치합된다.
제1풀리(111)는 회전부(120)에 의해 회전축(111a)을 기준으로 회전한다. 제1풀리(111)의 회전에 의해 벨트부재[0048]
(113)가 회전함으로써 제2풀리(112)가 회전되어, 벨트부재(113)는 외면이 케이블에 접촉한 상태에서 무한궤도를
형성하면서 회전되어 케이블을 따라 이동한다.
회전부(120)는 바퀴부(110)를 회전시키기 위한 구성으로서, 베벨기어(121)와, 제1전달기어(122) 및 제2전달기어[0049]
(123)를 포함한다.
베벨기어(121)는 구동모터(140)의 구동력을 제1풀리(111)에 전달하기 위한 구성이다. 구동모터(140)의 구동축[0050]
(141)과 제1풀리(111)의 회전축(111a)는 상호 교차하므로, 구동모터(140)의 구동력이 직접적으로 제1풀리(111)
에 전달될 수 없으며, 베벨기어(121)를 통하여 축을 변경시켜 전달한다. 베벨기어(121)는 제1변환기어(121a)와
제2변환기어(121b)를 포함한다.
제1변환기어(121a)는 제1풀리(111)의 회전축(111a)과 평행한 중심축에 설치되어 제1풀리(111)와 나란하게 배치[0051]
되는 구성이다. 제2변환기어(121b)는 구동축(141)을 중심으로 회전하는 것으로서, 일 영역이 제1변환기어(121
a)와 치합되어 회전축을 변경한다. 제2변환기어(121b)의 타면에는 클러치(130)의 제1기어(131)가 장착되며, 제1
기어(131)와 제2기어(132)가 치합시 회전된다.
제1전달기어(122)와 제2전달기어(123)는 베벨기어(121)의 회전을 제1풀리(111)에 전달하기 위한 구성이다. 제1[0052]
전달기어(122)는 제1변환기어(121a)와 동축 상에 설치되어 제1변환기어(121a)와 연동하며, 제2전달기어(123)는
제1풀리(111)와 동축 상에 설치되며, 제1전달기어(122)와 치합된다.
즉, 제1전달기어(122)는 중심축에 설치되며, 제2전달기어(122)는 회전축(111a)에 설치된다. 치합된 클러치(13[0053]
0)의 회전에 의하여 베벨기어(121)가 회전하며, 베벨기어(121)와 연동하는 제1전달기어(122), 제2전달기어(12
3)의 회전에 의해 제1풀리(111)가 회전함으로써, 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 케이
블을 따라 이동한다.
도 15는 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 클러치 의 분해 사시도이다. 도 15를 참조[0054]
하면, 클러치(130)는 치합되어 구동모터(140)의 구동력을 회전부(120)에 전달하며, 구동모터(140)가 정지시 구
동모터(140)와 회전부(120)와의 연결을 끊어 바퀴부(110)가 수동적으로 회전 가능하게 하는 구성이다. 클러치
(130)는 제1기어(131)와 제2기어(132)를 포함한다. 제1기어(131)와 제2기어(132)는 상호 소정간격 이격되도록
배치되며, 마주보는 면이 상호 결합되도록 기어 이가 형성된다.
제1기어(131)는, 베벨기어(121) 구체적으로는 제2변환기어(121b)에 고정설치된다. 제1기어(131)의 중심부에는[0055]
구동축(140) 측으로 연장되는 돌출기둥(131a)이 형성되며, 돌출기둥(131a)의 외주면에는 스프링(131b)이 설치된
다. 스프링(131b)는 제1기어(131)와 제2기어(132)가 치합되는 경우 압축되며, 구동모터(140)의 구동이 정지되는
경우 복원된다. 스프링(131b)에 의하여 보다 용이하게 클러치(130)의 치합이 해제된다.
제2기어(132)는 제1기어(131)로부터 소정간격 이격되도록 설치되며, 구동모터(140)의 구동축(141)에 연결된다.[0056]
제2기어(132)는 이동부(150)에 의해 제1기어(131) 측으로 이동하여 치합된다.
또한, 제2기어(132)는 구동모터(140)의 구동이 정지되는 경우, 이동부(150)에 의하여 후진하면서 제1기어(131)[0057]
와의 치합이 해제된다. 구동모터(140)에는 고토크를 위하여 감속기가 설치되며, 감속기의 기어비에 의하여 전원
이 공급되지 않는 경우 수동으로는 회전시킬 수 없어 제1풀리(111)가 회전하지 않는다. 이로 인해, 클러치를 구
비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 케이블에 매달리게 되는 문제점이 발생하나, 구동모터(140)의 구동
이 정지되는 경우 제2기어(132)가 후진하여 치합이 해제됨으로써, 구동모터(140)와 제1풀리(111) 간의 연결이
해제되어 제1풀리(111)가 수동으로 회전할 수 있다.
즉, 클러치(130)는 한 쌍의 기어가 상호 치합되어 제1풀리(111)에 회전력을 전달하되, 구동모터(140)가 정지되[0058]
는 경우 치합해제되도록 함으로써 제1풀리(111)가 수동으로 회전할 수 있도록 하여, 케이블 상에서 자중에 의하
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여 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 하강할 수 있도록 하는 구성이다.
클러치(130)는 변위를 통해 치합을 형성하므로, 크기 및 무게와 관계없이 동력 및 전달 축과 기어의 강성이 허[0059]
용하는 한도 내에서 토크를 전달할 수 있다. 또한, 제1기어(131)와 제2기어(132)는 기성 기어를 사용하거나 간
단한 형태의 치형기어를 사용할 수 있으므로 가공 단가가 절감되는 장점도 있다.
구동모터(140)는 제1풀리(111)를 구동시키기 위하여 구동력을 제공하는 구성이다. 구동모터(140)는 BLDC모터로[0060]
마련되며, 구동시 구동축(141)이 회전한다. 이동부(150)에 의하여 구동축(141)에 설치된 제2기어(132)가 전진하
여 클러치(130)는 치합되며, 클러치(130)가 치합된 후 구동모터(140)가 구동된다. 구동모터(140)가 구동시, 치
합된 클러치(130)의 회전에 의해 회전부(120)가 회전함으로써, 구동모터(140)의 구동력이 제1풀리(111)에 전달
되어 회전된다.
이동부(150)는 클러치(130)의 치합 및 치합해제가 이루어지도록 하기 위한 구성으로서, 볼스크류(151)와, 푸싱[0061]
바(152) 및 보조모터(153)를 포함한다.
볼스크류(151)는 스크류(151a)와 너트(151b)를 포함하며, 너트(151b)에는 푸싱바(152)가 설치된다. 스크류[0062]
(151a) 상에서 너트(151b)가 이동함으로써 너트(151b)와 연결된 푸싱바(152)가 이동한다. 구체적으로, 보조모터
(153)에 전원 인가부(160)로부터 전원이 인가되어 스크류(151a)가 제1방향으로 회전함으로써 너트(151b)가 제1
기어(131) 측으로 이동한다. 이에 따라, 푸싱바(152)가 제1기어(131) 측으로 이동하여 클러치(130)가 치합된다.
구동모터(140)가 정지시 보조모터(153)를 반대로 구동하여 스크류(151a)가 제1방향과 반대인 제2방향으로 회전
함으로써 너트(151b)가 구동모터(140) 측으로 이동한다. 이에 따라, 푸싱바(152)가 제1기어(131)로부터 멀어짐
으로써 클러치(130)가 치합 해제된다.
푸싱바(152)는 일단은 너트(151b)와 연결되고 타단은 제2기어(152)와 연결되어, 보조모터(153)의 구동방향에 따[0063]
라 클러치(130)의 치합 및 치합 해제하는 구성이다. 푸싱바(152)에는 접촉부재(152a)가 설치된다. 접촉부재
(152a)는 푸싱바(152)의 이동에 따라 함께 이동하며, 리미트 스위치(190)와 접촉된다. 구체적으로, 접촉부재
(152a)는 클러치(130)가 치합완료되는 경우 제1리미트 스위치(191)와 접촉되며, 클러치(130)가 치합해제 완료되
는 경우 제2리미트 스위치(192)와 접촉된다.
보조모터(153)는 클러치(130)의 치합 및 치합해제를 위하여 볼스크류(151)를 구동시키기 위한 것으로서, 전원[0064]
인가부(160)로부터 전원을 인가받으며, 구동모터(140)가 정지시에는 배터리부(170)로부터 전원을 인가받아 작동
한다.
전원 인가부(160)는 구동모터(140)와 보조모터(153) 및 릴레이(180)에 전원을 공급하는 구성이다.[0065]
배터리부(170)는 전원 인가부(160)와 별도로 마련되는 보조 전원으로서, 전원 인가부(160)의 결함 등으로 전원[0066]
공급이 중단되어 구동모터(140)가 정지하는 경우, 클러치(130)가 치합해제되어 클러치를 구비하는 케이블 이동
로봇용 캐터필러(100)가 자중에 의하여 하강하도록, 보조모터(153)에 전원을 공급하는 구성이다.
릴레이(180)는 전원 인가부(160)의 구동에 따라 배터리부(170)의 작동여부를 결정하는 구성이다. 릴레이(180)는[0067]
전원 인가부(160)로부터 전원을 공급받아 작동할 수 있다. 전원 인가부(160)가 정상적으로 작동되는 경우 보조
모터(153)도 전원 인가부(160)로부터 전원을 인가받아 클러치(130)가 치합되며, 이에 따라, 릴레이(180)는 배터
리부(170)가 구동되지 않도록 한다. 전원 인가부(160)가 결함 등으로 전원 공급이 중단되는 경우 릴레이(180)가
이를 감지하여 배터리부(170)가 작동되도록 함으로써, 클러치(130)가 치합 해제되도록 한다.
리미트 스위치(190)는 보조모터(153)의 구동을 제어하여 제2기어(132)의 위치를 제어하기 위한 구성으로서, 제1[0068]
리미트 스위치(191)와 제2리미트 스위치(192)를 포함한다.
제1리미트 스위치(191)와 제2리미트 스위치(192)는 상호 이격되어 설치된다. 전원 인가부(160)로부터 보조모터[0069]
(153)에 전원이 인가되는 경우, 푸싱바(152)는 전진하며, 접촉부재(152a)는 클러치(130)가 치합완료시 제1리미
트 스위치(191)와 접촉된다. 제1리미트 스위치(191)는 보조모터(153)의 구동을 정지시킴으로써 푸싱바(152)의
지속적인 전진을 중단하여 클러치(130)의 손상을 방지한다.
배터리부(170)로부터 보조모터(153)에 전원이 인가되는 경우, 푸싱바(152)는 후진하며, 접촉부재(152a)는 클러[0070]
치(130)가 치합해제시 완료시 제2리미트 스위치(192)와 접촉된다. 제1리미트 스위치(191)는 보조모터(153)의 구
동을 정지시킴으로써 푸싱바(152)의 지속적인 후진을 중단하여 제2기어(132)와 구동모터(140)의 손상을 방지한
다.
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지금부터는 상술한 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다. 클[0071]
러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 전원 인가부의 작동 여부를 분리하여 설명한다.
1. 전원 인가부로부터 전원이 인가되는 경우[0072]
도 16은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 작동을 도시한 도면이다.[0073]
전원 인가부(160)로부터 전원이 각각 구동모터(140)와, 릴레이(180) 및 보조모터(153)에 인가되는 경우, 릴레이[0074]
(180)는 전원 인가부(160)의 정상 작동을 인지하여 배터리부(170)를 미구동 시킨다.
전원 인가부(160)로부터 보조모터(153)에 전원이 인가되면, 보조모터(153)는 볼스크류(151b)를 제1방향으로 회[0075]
전시켜 너트(151b)를 제1기어(131) 방향으로 이동시킨다. 즉, 제2기어(132)는 전진하게 되며, 제2기어(132)는
제1기어(131)와 치합된다.
클러치(130)의 치합 완료와 동시에 접촉부재(152a) 제1리미트 스위치(191)와 접촉되며, 제1리미트 스위치(191)[0076]
는 보조모터(153)의 구동을 정지시킴으로써 클러치(130)의 파손을 방지한다.
클러치(130)가 치합되면 구동모터(140)에 전원이 공급되어 구동축(141)이 회전하며, 구동축(141)에 연결된 클러[0077]
치(130)가 회전한다. 클러치(130)의 회전에 의하여 베벨기어(121)가 회전하며, 제1변환기어(121a)와 동축 상에
연결된 제1전달기어(122)가 회전한다. 이에 따라, 제1전달기어(122)와 치합된 제2전달기어(123)가 회전하고, 제
2전달기어(123)와 동축 상에 연결된 제1풀리(111)가 회전한다.
제1풀리(111)가 회전하면 벨트부재(113)의 일영역이 이동하게 되고, 이에 따라 제2풀리(112)가 회전함으로써 무[0078]
한궤도를 형성하여 회전하며 케이블을 따라 이동한다.
2. 전원 인가부로부터 전원 공급이 중단되는 경우[0079]
도 17은 도 10의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 작동을 도시한 다른 도면이다.[0080]
전원 인가부(160)의 결함, 오작동 등으로 인하여 구동모터(140)에 전원이 인가되지 않는 경우, 케이블을 따라[0081]
이동하는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)는 케이블 상에서 매달리게 된다. 구동모터(14
0)로부터 전원이 인가되지 않으므로 전진 방향으로 제1풀리(111)가 회전하지 않으며, 구동모터(140)의 감속기의
기어비에 의하여 제1풀리(111)가 후진 방향으로도 회전하지 못하여 매달리게 된다.
전원 인가부(160)로부터 전원이 인가되지 않는 경우, 릴레이(180)는 전원 인가부(160)의 전원 공급 중단을 인지[0082]
하여 배터리부(170)를 구동 시킨다.
배터리부(170)는 직류 모터인 보조 모터(153)에 전원 인가부(160)와 반대 방향으로 전원을 인가하며, 보조모터[0083]
(153)는 볼스크류(151b)를 제2방향으로 회전시켜 너트(151b)를 구동모터(140) 방향으로 이동시킨다.
클러치(130)의 치합해제 완료와 동시에 접촉부재(152a)는 제2리미트 스위치(192)와 접촉되며, 제2리미트 스위치[0084]
(192)는 보조모터(153)의 구동을 정지시킴으로써 클러치(130)의 파손을 방지한다.
이에 따라, 제1풀리(111)와 구동모터(140) 간의 연결관계가 해제되어, 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용[0085]
캐터필러(100)는 자중에 의하여 케이블을 따라 하강하게 된다.
즉, 구동모터(140)의 감속기의 영향이 없는 제1풀리(111)가 회전함으로써 벨트부재(113)가 무한궤도를 형성하며[0086]
회전하여 하강한다.
다음으로, 본 발명의 제2실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 대하여 설명한다.[0087]
도 18은 본 발명의 제2실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 개략적인 도면이며, 도[0088]
19는 도 18의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 치합 상태를 도시한 도면이다. 도 18 및 도 19
를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(200)는 바퀴부(11
0)와, 바퀴부(110)에 연결되는 회전부(120)와, 구동모터(140)에 장착되는 클러치(130)와, 회전부(120)에 구동력
을 인가하는 구동모터(140) 및 클러치(130)의 제2기어(132)의 이동을 안내하는 이동부(250)를 포함한다. 한편,
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바퀴부(110)와 회전부(120)와, 클러치(130) 및 구동모터(140)는 상술한 제1실시예와 동일하므로 중복 설명은 생
략한다.
이동부(250)는 클러치(130)의 치합이 이루어지도록 하기 위한 구성으로서, 푸싱바(251) 및 솔레노이드(252)를[0089]
포함한다.
푸싱바(251)는 길이방향으로 길게 마련되고, 중심부가 구동축(141)에 관통되며, 제2기어(132)에 결합된다. 푸싱[0090]
바(251)의 양 단부에는 솔레노이드(252)가 장착되며, 솔레노이드(252)에 의해 푸싱바(251)가 전진함으로써 클러
치(130)가 치합된다.
솔레노이드(252)는 클러치(230)의 치합이 이루어지도록 푸싱바(251)를 제1기어(131) 측으로 이동시키는 구성이[0091]
다. 전원 인가부로부터 솔레노이드(252)에 전원이 인가되어 솔레노이드(252)가 구동됨으로써, 푸싱바(251)가 제
1기어(131) 측으로 이동하여 클러치(130)가 치합되며 스프링(131b)은 압축된다.
한편, 솔레노이드(252)에 전원이 인가되지 않는 경우 솔레노이드(252)는 구동되지 않으므로 스프링(131b)이 복[0092]
원되며, 이 복원력에 의하여 푸싱바(251)가 후진함으로써 클러치가 치합해제 된다.
전원은 전원 인가부로부터 구동모터(140)와 솔레노이드(252)에 선택적으로 공급 가능하므로, 본 실시예의 경우[0093]
솔레노이드(252)에 전원을 인가하여 클러치(130)의 치합을 형성한 뒤, 구동모터(140)로 전원을 인가하여 구동토
크를 발생 및 전달한다.
다음으로, 본 발명의 제3실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 대하여 설명한다.[0094]
본 실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러는 변위를 통해 치합을 형성함으로써 고토크[0095]
의 전달이 가능하며, 전원인가가 되지 않는 경우 치합이 해제되는 클러치를 구비하여 자중에 의하여 케이블을
따라 하강할 수 있는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 관한 것이다.
도 20은 본 발명의 제3실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 요부 사시도이며, 도[0096]
21은 도 20의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 감속부의 평면도이다. 도 20 및 도 21을 참조
하면, 본 실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러는 제1실시예 또는 제2실시예에 따른
클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러에 더하여 감속부를 더 포함한다. 즉, 본 실시예에 따른 클러치
를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러는 전원인가가 되지 않는 경우 치합이 해제되는 클러치를 구비하여 자
중에 의하여 케이블을 따라 하강하되, 하강 속도를 낮춤으로써 안전하게 하강하도록 한다.
제1실시예 및 제2실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 구성에 대한 설명은 생략한[0097]
다.
감속부(300)는 제2풀리(112)와 연결되며, 구동모터(140)의 정지시 작동함으로써 제2풀리(112)의 회전력 또는 회[0098]
전속도를 감소시키는 구성이다. 즉, 감속부(300)는 제2풀리(112)의 회전력 또는 회전속도를 감소시킴으로써 제2
풀리(112)와 연동하는 제1풀리(111)의 회전력 또는 회전속도를 감소시키는 구성이다. 감속부(300)는 댐퍼(301)
와, 역작동 브레이크(302) 및 평기어(303)를 포함한다.
댐퍼(301)는 제2풀리(112)로부터 회전력을 전달받아 회전하는 구성으로서 디스크 댐퍼(disk damper)로[0099]
마련된다. 댐퍼(301)는 역작동 브레이크(302)에 장착되며, 평기어(303)와 연결된 전달축(301a)이 삽입된다.
전달축(301a)은 구동모터(140)의 구동 여부에 관계없이, 제2풀리(112)가 회전하는 경우에 함께 회전하나, 댐퍼[0100]
(301)는 구동모터(140)의 구동 여부에 따라 선택적으로 회전한다. 구체적으로, 댐퍼(301)는 구동모터(140)가 구
동되는 경우에는 전달축(301a)과 함께 회전하여 제2풀리(112)에 영향을 미치지 않으나, 구동모터(140)가 구동되
지 않는 경우에는 역작동 브레이크(302)에 의해 고정되어 전달축(301a)의 회전을 제한시킨다.
한편, 댐퍼(301) 내부에는 댐핑유(301b)가 마련되어 전달축(301a)의 회전시 마찰력을 인가함으로써 회전력을 감[0101]
소시킨다. 여기서, 댐핑유는 실리콘 오일로 마련될 수 있다.
역작동 브레이크(inverse brake)(302)는 댐퍼(301)와 연결되며, 구동모터(140)가 구동되는 경우에는 작동되지[0102]
않으며, 구동모터(140)가 정지되어 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러(100)가 자중에 의하여 하강
할 때 작동하는 구성이다. 구체적으로, 역작동 브레이크(302)는 구동모터(140)의 구동시에는 댐퍼(301)와 함께
회전함으로써 제2풀리(112)의 회전력 또는 회전속도에 영향을 미치지 않지만, 구동모터(140)의 정지시에는 고정
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됨으로써 제2풀리(112)의 회전력 또는 회전속도를 감소시킨다.
평기어(303)는 제2풀리(112)와 댐퍼(301)를 연결하는 구성이다. 제2풀리(112)의 회전축(112a)과 댐퍼(301)의 회[0103]
전축을 평행하게 배치한뒤, 각 중심축을 평기어(303)를 통해 연결한다.
지금부터는 상술한 제3실시예에 따른 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 작동에 대하여 설명한[0104]
다.
도 22는 도 20의 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러의 감속부의 작동을 도시한 도면이다.[0105]
1. 구동모터가 구동되는 경우[0106]
구동모터(140)가 구동되는 경우, 제어부(304)는 구동모터(140)의 구동을 감지하여 역작동 브레이크(302)는 작동[0107]
되지 않아서 댐퍼(301)의 회전을 방해하지 않는다.
구동모터(140)의 구동력은 제1풀리(111)를 회전시키고, 제1풀리(111)에 치합된 벨트부재(113)를 회전시킨다.[0108]
제2풀리(112)는 벨트부재(113)에 의해 회전력을 전달받으며, 평기어(303)를 통해 회전력이 댐퍼(301)로 전달된[0109]
다. 이때, 역작동 브레이크(302)가 작동하지 않으므로 전달축(301a)과 댐퍼(301)는 동일한 회전을 하게 되며,
감속부(300)는 제2풀리(112)에 영향을 미치지 않는다.
2. 구동모터의 구동이 정지된 경우[0110]
구동모터(140)의 구동이 정지되는 경우, 제어부(304)는 구동모터(140)의 구동 정지를 감지하여 역작동 브레이크[0111]
(302)를 작동시킨다.
제2풀리(112)는 벨트부재(113)에 의해 회전력을 전달받으며, 평기어(133)를 통해 회전력이 댐퍼(301)로 전달된[0112]
다. 역작동 브레이크(302)가 작동하므로, 댐퍼(301)는 고정된 상태를 유지하며, 댐퍼(301) 상에서 전달축(301
a)의 회전은 감소하게 된다. 댐핑유(301b)에 의해 회전력이 점점 감소하게 되고, 이러한 회전력의 감소는 다시
평기어(303), 제2풀리(112)를 거쳐 벨트부재(113)에 전달된다. 이러한 작동을 통해 점진적으로 벨트부재(113)의
회전속도를 감속시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 변위를 통해 치합을 형성함으로써 고토크의 전달이 가능하며, 전원인가가 되지 않는[0113]
경우 치합이 해제되는 클러치를 구비하여 자중에 의하여 케이블을 따라 하강하고, 하강속도를 낮춤으로써 안전
하게 하강할 수 있는 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러가 제공된다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시[0114]
예로 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.
부호의 설명
100, 200 : 클러치를 구비하는 케이블 이동 로봇용 캐터필러[0115]
110 : 바퀴부 120 : 회전부
130 : 클러치 140 : 구동모터
150,250 : 이동부 160 : 전원 인가부
170 : 배터리부 180 : 릴레이
190 : 리미트 스위치 300 : 감속부
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