KR100545733B1 - Coal Cleaning Robot System and Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전소 등에서 석탄 운반선으로부터 석탄을 하역할 때, 석탄 운반선 내로 투입되어 스스로 또는 원격 조정을 통해 세밀한 잔탄 처리 작업을 수행하는 석탄을 처리하는 청소 로봇 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning robot system and a method for treating coal which is loaded into a coal carrier in a power plant or the like and performs fine xanthan processing by itself or by remote control.
본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)은 크게 캐빈(Cabin)부(210), 입력 콘트롤러(212), 크레인부(220), 크레인부 콘트롤러(222), 굴삭부(230), 굴삭부 콘트롤러(232), RF 수신부(240), 원격 콘트롤러(242), 도저부(250), 도저부 콘트롤러(252), 스위퍼부(260), 스위퍼부 콘트롤러(262), 상부 선회부(270), 하부 주행부(280), 메인 콘트롤러(290) 등을 포함한 구성을 갖는다.The cleaning robot system 200 according to the present invention includes a cabin unit 210, an input controller 212, a crane unit 220, a crane controller 222, an excavator 230, an excavator controller ( 232, RF receiver 240, remote controller 242, dozer 250, dozer controller 252, sweeper 260, sweeper controller 262, upper pivot 270, lower travel It has a configuration including the unit 280, the main controller 290 and the like.
본 발명에 의하면, 석탄 운반선의 해치에서 석탄을 하역하는 작업에 있어서 하나의 장비로 다양한 작업을 수행할 수 있게 되므로 시간적, 경제적 측면에서 효율적이다. 청소용 로봇 시스템을 이용함으로써 안전 사고의 예방에 효과적이다. According to the present invention, since it is possible to perform a variety of operations with a single equipment in the operation of unloading coal in the hatch of the coal carrier is efficient in terms of time and economics. It is effective in the prevention of safety accidents by using the cleaning robot system.
청소, 로봇, 석탄, 하역, 발전소, 운반선, 원격 조종, 캐빈, 굴삭, 도저, 크레인, 스위퍼Sweeping, robot, coal, unloading, power plant, carrier, remote control, cabin, excavation, dozer, crane, sweeper
Description
도 1a는 CSU를 이용하여 석탄을 하역하는 작업을 도시한 도면,Figure 1a is a view showing the operation of unloading coal using the CSU,
도 1b는 석탄을 CSU를 통해 석탄 운반선으로부터 컨베이어 벨트로 하역하는 작업을 설명하기 위한 도면,1b is a view for explaining the operation of unloading coal from the coal carrier to the conveyor belt through the CSU,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잔탄을 처리하는 청소 로봇 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,2 is a block diagram schematically showing the configuration of a cleaning robot system for processing xanthan coal according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템을 원격으로 조종하기 위한 원격 조종 송신 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,3 is a configuration diagram schematically showing an internal configuration of a remote control transmission device for remotely controlling a cleaning robot system according to the present invention;
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 측면도, 4A is a side view of a cleaning robot system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 정면도,4b is a front view of a cleaning robot system according to a preferred embodiment of the present invention;
도 5는 원격으로 청소 로봇 시스템의 조작을 수행하기 위한 원격 조종 송신 장치의 조작판을 개략적으로 도시한 도면,5 is a view schematically showing an operation panel of a remote control transmitting device for performing an operation of a cleaning robot system remotely;
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 석탄 처리 방법에서 크레인부의 동작 제어 과정을 나타낸 순서도,6 is a flowchart illustrating an operation control process of a crane unit in a coal treatment method of a cleaning robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 석탄 처리 방법에서 굴삭부의 동작 제어 과정을 나타낸 순서도,7 is a flow chart showing an operation control process of the excavator in the coal treatment method of the cleaning robot system according to an embodiment of the present invention,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 석탄 처리 방법에서 도저부 및 스위퍼부의 동작 제어 과정을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating an operation control process of a dozer part and a sweeper part in a coal treatment method of a cleaning robot system according to an exemplary embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : CSU(Continuous Ship Unloader) 110 : 석탄 운반선100: CSU (Continuous Ship Unloader) 110: coal carrier
120 : 해치 130 : 스크류120: hatch 130: screw
140 : 배출구 200 : 청소 로봇 시스템140: outlet 200: cleaning robot system
210 : 캐빈부 212 : 입력 콘트롤러210: cabin unit 212: input controller
220 : 크레인부 222 : 크레인부 콘트롤러220: crane part 222: crane part controller
230 : 굴삭부 232 : 굴삭부 콘트롤러230: Excavator 232: Excavator Controller
240 : RF 수신부 242 : 원격 콘트롤러240: RF receiver 242: remote controller
250 : 도저부 252 : 도저부 콘트롤러250: dozer part 252: dozer part controller
260 : 스위퍼부 262 : 스위퍼부 콘트롤러260: sweeper part 262: sweeper part controller
270 : 상부 선회부 280 : 하부 주행부270: upper turning portion 280: lower running portion
290 : 메인 콘트롤러 300 : 원격 조종 송신 장치290: main controller 300: remote control transmitter
310 : 조종 레버부 320 : 조작 버튼부310: control lever part 320: operation button part
330 : 키입력 처리부 340 : RF 송신부330: key input processing unit 340: RF transmitter
350 : 전원 배터리 410 : 무한궤도350: power battery 410: caterpillar
420 : 블로워부 430 : 적재함420: blower 430: loading box
500 : 조작판 502 : 좌측 주 조종부500: operation panel 502: left main control unit
504 : 좌측 주행 조종 스틱 506 : 우측 주행 조종 스틱504: left driving control stick 506: right driving control stick
508 : 우측 주 조종부 510 : 에어건 버튼508: right main control unit 510: air gun button
512 : 브러시 버튼 514 : 모터1 버튼512: brush button 514:
516 : 모터2 버튼 518 : 모터3 버튼516: Motor 2 Button 518: Motor 3 Button
520 : 블로워 버튼 522 : 물펌프 버튼520: blower button 522: water pump button
524 : 리프트 버튼 526 : 전원 램프524: lift button 526: power lamp
528 : 비상 정지 버튼 530 : RPM 버튼528: emergency stop button 530: RPM button
534 : 파워모드 선택부 536 : 장비 선택부534: power mode selector 536: equipment selector
538 : 작업모드 선택부538: Work mode selector
본 발명은 석탄을 처리하는 청소 로봇 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전소 등에서 석탄 운반선으로부터 석탄을 하역할 때, 석탄 운반선 내로 투입되어 수동 또는 원격 조정을 통해 잔탄 처리 작업을 수행하는 석탄을 처리하는 청소 로봇 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cleaning robot system for treating coal and a method thereof, and more particularly, when unloading coal from a coal carrier in a power plant or the like, coal is injected into a coal carrier to carry out xanthan treatment through manual or remote control. It relates to a cleaning robot system and a method for processing the same.
화력 발전소에서는 발전을 위한 연료로서 주로 석탄을 사용하고, 대개는 이러한 석탄 연료의 운반 편리를 위해 해안가에 위치한다. 우리나라 화력 발전소에서 연료로 사용하는 석탄은 대부분 수입으로 조달하고 있으므로, 석탄 연료는 일반적으로 해상을 통해 석탄 운반선으로 운반하게 된다. 석탄 운반선이 해안가에 있는 전용 부두에 도착하게 되면, CSU(Continuous Ship Unloader)를 이용하여 석탄 운반 선으로부터 적재된 석탄을 하역하게 된다.In coal-fired power plants, coal is used mainly as fuel for power generation, and it is usually located along the coast for the convenience of transporting such coal fuel. Since most of the coal used as fuel in domestic thermal power plants is supplied by imports, coal fuel is generally transported by sea to coal carriers. When the coal carrier arrives at a dedicated berth on the coast, it uses the Continuous Ship Unloader (CSU) to unload the coal from the coal carrier.
도 1a는 CSU를 이용하여 석탄을 하역하는 작업을 도시한 도면이다.Figure 1a is a view showing the operation of unloading coal using the CSU.
도 1a에 도시된 바와 같이 석탄 하역 작업은 CSU(100), 석탄 운반선(110), 해치(Hatch)(120), 스크류(130), 배출구(140) 등을 이용하여 이루어진다.As shown in FIG. 1A, the coal unloading operation is performed using a CSU 100, a
석탄 운반선(110)은 통상적으로 9개 내외의 해치(120)에 석탄을 적재한다. 이렇게 적재된 석탄은 CSU(100)를 통해 운반용 컨베이어 벨트(Conveyor Belt)로 옮겨지고, 컨베이어 벨트에 의해 저탄장으로 운반된다.The
도 1a에서 보는 바와 같이, 석탄 운반선(110) 한 척이 부두에 접안되면 통상적으로 2 대의 CSU(100)를 이용하여 석탄을 하역하게 된다. 이때, 석탄 운반선(110)의 균형을 유지하기 위하여 각각의 CSU(100)는 해치(120) 내에서 CSU(100)를 기준으로 바깥쪽에서 안쪽 방향으로 석탄을 하역하게 된다.As shown in FIG. 1A, when one
도 1b는 석탄을 CSU를 통해 석탄 운반선으로부터 컨베이어 벨트로 하역하는 작업을 설명하기 위한 도면이다.1B is a view for explaining the operation of unloading coal from the coal carrier to the conveyor belt through the CSU.
석탄 운반선(110)의 해치(120) 내에 적재된 석탄은 CSU(100)에 구비된 스크류(130)를 통해 해치(120)로부터 위로 올려지고 컨베이어 벨트로 연결되는 배출구(140)로 이송된다. 하역 작업을 세분하면 크게 3 단계로 구분할 수 있다.The coal loaded in the
첫번째 단계에서는 해치(120) 내에 적재된 석탄을 CSU(100)만을 이용하여 하역한다. 해치(120) 내의 석탄이 일정량 하역된 후, 예컨대 석탄이 해치(120) 바닥에서 약 2 내지 3 미터(m) 정도로 남게 하역되면, CSU(100)만으로 석탄을 하역하기는 어렵게 되고, 별도의 장비를 투입하여 석탄 하역 작업을 하여야 한다.In the first step, the coal loaded in the
두번째 단계에서는 셔블 트럭(Shovel Truck) 또는 패이로더(Payloader)라는 기구를 이용하여 퍼올림, 들어 올림, 배출 등의 작업을 수행함으로써, CSU(100)의 석탄 하역 작업을 보조한다. 즉, 석탄 운반선(110)으로부터 상당량의 석탄이 하역된 후 패이로더를 해치(120) 내로 투입하여 남아 있는 잔탄을 CSU(100)의 스크류(130) 근처로 모아 줌으로써, CSU(100)에서 석탄을 자동으로 하역하기 용이하도록 한다. 석탄이 해치(120) 바닥 기준으로 약 1 내지 2 미터 정도 남아있는 시점에서 세번째 단계 작업을 진행한다.In the second step, a work such as a shovel truck or a payloader is used to lift, lift, and discharge the work, thereby assisting the coal unloading operation of the CSU 100. That is, after a considerable amount of coal is unloaded from the
세번째 단계에서는 석탄 운반선(110)의 해치(120)로부터 CSU(100)를 철수시키고 해치(120) 내에 작업 인부를 투입하여, 패이로더와 작업 인부의 공동 작업을 통해 남아있는 잔탄을 자루 등에 담아 외부로 배출하고, 해치(120) 내 청소 작업을 수행한다.In the third step, the CSU 100 is withdrawn from the
석탄 운반선(110)에서 석탄을 하역하는 위의 과정을 요약하면 표 1과 같다.Summarizing the above process of unloading coal in the
위의 과정에서 CSU(100)를 이용하는 첫번째 단계의 하역 작업은 CSU(100)를 무선 또는 유선으로 조종할 수 있어 편리하나, 두번째 단계 및 세번째 단계의 하역 작업은 패이로더 운전 및 최종 잔탄 처리를 위해 작업 인부를 투입하므로, 선박의 해치(120) 내에는 석탄 분진과 소음 등 작업 환경이 매우 열악하다는 문제점이 있다.The first step unloading operation using the CSU 100 in the above process is convenient to control the CSU 100 by wireless or wired, but the second and third unloading operations are for the payloader operation and the final xanthan treatment. Since the working worker is put in, the
또한, 세번째 단계에 있어서는 패이로더와 함께 작업 인부가 투입되어 하역 작업을 마무리할 때, 작업 인부의 부상 위험성이 매우 크다. 특히, 화력 발전소는 24 시간을 연속으로 운전하므로, 석탄 하역 작업은 야간에도 진행되어야 한다. 따라서, 야간 작업을 하는 작업 인부의 피로 증가 등으로 인해 안전 사고의 발생 가능성이 상존하는 문제점이 있다.In addition, in the third stage, when the work worker is put together with the payloader to finish the unloading work, there is a great risk of injury of the work worker. In particular, since coal-fired power plants operate 24 hours continuously, coal unloading operations must be carried out at night. Therefore, there is a problem that the possibility of occurrence of a safety accident persists due to an increase in fatigue of a worker who works at night.
그러나, 이러한 문제점을 해결하기 위해 작업 인부의 숫자를 늘려 3 교대 등으로 배치하여 작업하게 될 경우 인건비가 더 소요되고, 작업 인부의 부상 비율도 늘어나서 결국 처리 비용이 상승하게 되는 결과를 낳게 된다.However, in order to solve such a problem, if the number of working workers is increased to three shifts and the like, the labor cost is increased, and the injury rate of the working worker increases, resulting in an increase in the processing cost.
따라서, 석탄 운반선(110)의 집탄 및 잔탄 처리를 위하여 패이로더와 같이 퍼올림, 들어 올림, 배출 등의 단순한 기능 뿐만 아니라 작업 인부의 투입 없이도 해치(120) 내의 잔탄을 처리할 수 있는 특수 장비가 필요한 실정이나 아직까지 개발되어 있지 않은 상태이다.Therefore, a special equipment capable of handling the coal residues in the
또한, 해치(120) 내 작업 환경은 열악하므로 집탄 및 잔탄 처리를 위한 특수 장비는 원격 조작이 가능해야 할 뿐만 아니라, 경우에 따라서는 장비 조작자가 탑승해서 조작할 수도 있어야 하는데, 이러한 요건을 충족시키는 장비의 개발은 되어 있지 않다.In addition, since the working environment in the
한편, 종래 산업용 제어 시스템 중에서 대형 기계의 자동화 관련 기술 현황을 살펴보면, 대학이나 연구소 등에서 활발한 연구 개발이 진행되고 있는 실정이나, 이런 기기들은 주로 자동차 공장의 차량 제작용 정지형 로봇 또는 빌딩 자동화 분야나 인간형 로봇 분야의 개발에 집중되어 있을 뿐이다.On the other hand, if you look at the current state of the technology related to automation of large machinery among the industrial control system, the active research and development is progressing in universities and research institutes, but such devices are mainly for the stationary robot for building a vehicle in a car factory, or in the field of building automation or a humanoid robot. It is focused on the development of the field.
또한, 특수한 대형 기기의 자동화는 그 특성상 대량 생산이 불가능하고 각 현장별로 특수한 목적과 특수한 요구 성능을 충족시킬 수 있도록 주문 제작의 형태를 갖게 된다. 그러나, 현재 국내 시장이 협소하고 중장비의 자동화 및 로봇 시스템에 대해 널리 인식되고 있지 않기 때문에, 석탄 운반선(110)에서 석탄을 하역하는 작업을 스스로 하거나 원격으로 조정해 작업하는 집탄 및 잔탄 처리용 특수 장비는 발명되지 않고 있다.In addition, the automation of special large-scale equipment is impossible to mass-produce due to its characteristics, and has a form of custom-made to meet the specific purpose and special performance requirements for each site. However, because the domestic market is currently narrow and not widely recognized for the automation and robotic systems of heavy equipment, special equipment for coal collecting and xanthan processing for unloading coal on the
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 발전소 등에서 석탄 운반선으로부터 석탄을 하역할 때, 석탄 운반선 내로 투입되어 스스로 또는 원격 조정을 통해 석탄의 집탄 및 세밀한 잔탄 처리 작업을 수행하는 석탄을 처리하는 청소 로봇 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention, when unloading the coal from the coal carrier in a power plant, the cleaning robot that is introduced into the coal carrier to process the coal collecting coal and fine coal residue processing work by themselves or remote control It is an object of the present invention to provide a system and a method thereof.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 운전자가 탑승하여 수동으로 조종하거나 원격으로 조종하여 석탄의 집탄 및 잔탄의 처리를 수행하는 청소용 로봇 시스템에 있어서, 상기 청소용 로봇 시스템의 동작을 조종하기 위한 조종부; 상기 조종부의 조작에 따른 입력 명령을 데이터로 입력시키는 입력 콘트롤러; 상기 석탄을 제거하기 위한 크레인부; 상기 크레인부의 동작을 제어하는 크레인부 콘트롤러; 상기 석탄을 파거나 깍는데 사용되는 굴삭부; 상기 굴삭부의 동작을 제어하는 굴삭부 콘트롤러; 상기 석탄을 밀어내고 퍼 올리기 위한 도저부; 상기 도저부의 동작을 제어하는 도저부 콘트롤러; 상기 잔탄을 쓸어모으거나 흡입하기 위한 스위퍼부; 상기 스위퍼부의 동작을 제어하기 위한 스위퍼부 콘트롤러; 상기 크레인부, 상기 굴삭부 및 상기 스위퍼부를 회전시키기 위한 상부 선회부; 상기 상부 선회부와 힌지 결합되어 상기 상부 선회부를 지지하고, 상기 청소용 로봇 시스템의 전후 좌우 이동을 위한 하부 주행부; 및 상기 조종부로부터 입력된 조종 신호에 따라 상기 크레인부 콘트롤러, 상기 굴삭부 콘트롤러, 상기 도저부 콘트롤러 및 상기 스위퍼부 콘트롤러로 제어 신호를 전송하고, 상기 상부 선회부의 회전 동작과 상기 하부 주행부의 주행 동작을 제어하는 메인 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소용 로봇 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cleaning robot system in which a driver boards a manual steering or a remote control to perform a collection of coal and xanthan coal, the control for controlling the operation of the cleaning robot system part; An input controller for inputting an input command according to the manipulation of the control unit as data; A crane unit for removing the coal; A crane unit controller for controlling the operation of the crane unit; An excavation part used to dig or cut the coal; An excavator controller for controlling the operation of the excavator; A doser for pushing and pumping up the coal; A dozer controller for controlling the operation of the dozer; A sweeper unit for sweeping or sucking the xanthan coal; A sweeper unit controller for controlling the operation of the sweeper unit; An upper pivot portion for rotating the crane portion, the excavator portion and the sweeper portion; A lower running part hinged to the upper pivot part to support the upper pivot part, and for moving back and forth and left and right of the cleaning robot system; And transmitting a control signal to the crane controller, the excavator controller, the dozer controller, and the sweeper controller according to a steering signal input from the controller, wherein the upper turning portion rotates and the lower driving portion travels. It provides a cleaning robot system comprising a main controller for controlling the.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 운전자가 탑승하여 수동으로 조종하거나 원격으로 조종하여 석탄의 집탄 및 잔탄의 처리를 수행하는 청소용 로봇 시스템의 석탄 처리 방법으로서, (a) 전원을 공급받아 동작을 대기하는 단계; (b) 조종부로부터 구성 요소의 작동에 관한 조종 신호가 입력되는지를 판단하는 단계; (c) 상기 조종 신호에 따라 동작하는 구성 요소의 콘트롤러로 압유를 전송하는 단계; 및 (d) 상기 압유를 통해 상기 구성 요소의 동작을 세부적으로 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소용 로봇 시스템의 석탄 처리 방법을 제공한다.In addition, according to another object of the present invention, as a coal treatment method of a cleaning robot system in which a driver is manually operated or remotely controlled to perform the collection of coal and xanthan coal, (a) operation by receiving power Waiting; (b) determining whether a steering signal relating to the operation of the component is input from the steering unit; (c) transmitting pressure oil to a controller of a component operating according to the steering signal; And (d) controlling the operation of the component in detail through the pressure oil.
또한, 본 발명의 또다른 목적에 의하면, 운전자가 청소용 로봇 시스템을 원격으로 조종하여 석탄의 집탄 및 잔탄의 처리를 수행하는 명령을 입력하는 원격 조종 송신 장치에 있어서, 상기 운전자의 조작에 따른 조작 명령을 아날로그 신호로 출력하는 조종 레버부; 조작 명령의 입력을 위한 다수의 버튼을 구비하는 조작 버튼부; 상기 조종 레버부로부터 입력된 아날로그 형태의 조작 신호 및 상기 조작 버튼부로부터 입력된 명령 데이터를 아날로그 형태의 명령 신호로 변환하는 키입력 처리부; 상기 키입력 처리부로부터 전달된 명령 신호 또는 조작 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 안테나를 통해 공중으로 무선 송출하는 RF 송신부; 및 상기 원격 조종 송신 장치의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 송신 장치를 제공한다.In addition, according to another object of the present invention, in the remote control transmission device for the driver to remotely control the cleaning robot system to input a command to perform the coal collecting and coal residues of coal, the operation command according to the operation of the driver A control lever unit for outputting an analog signal; An operation button unit having a plurality of buttons for inputting an operation command; A key input processing unit for converting an analog operation signal input from the control lever unit and command data input from the operation button unit into an analog command signal; An RF transmitter converting a command signal or an operation signal transmitted from the key input processor into a radio frequency signal and transmitting the radio signal to the air through an antenna; And a power battery supplying power required for the operation of the remote control transmitter.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잔탄을 처리하는 청소 로봇 시스템(200)의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a
본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)은 크게 캐빈(Cabin)부(210), 입력 콘트롤러(212), 크레인부(220), 크레인부 콘트롤러(222), 굴삭부(230), 굴삭부 콘트롤러(232), RF 수신부(240), 원격 콘트롤러(242), 도저부(250), 도저부 콘트롤러(252), 스위퍼부(260), 스위퍼부 콘트롤러(262), 상부 선회부(270), 하부 주행부(280), 메인 콘트롤러(290) 등을 포함한 구성을 갖는다.The cleaning
위와 같은 구성을 갖는 청소 로봇 시스템(200)에서, 크레인부(220), 굴삭부(230), 도저부(250) 및 스위퍼부(260) 등은 유압에 의해 작동되고 제어된다. 이러한 구성 요소들은 동작에 있어 큰 힘을 필요로 하기 때문에 보통 유압을 사용하게 된다. 유압은 큰 힘을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 유압 밸브의 개폐 조작에 의해 각 구성 요소의 제어가 용이하다. 또한, 유압 시스템의 각 밸브는 전기적으로 제어가 가능하기 때문에 무선 제어도 용이해진다.In the
캐빈부(210)는 운전자가 탑승하여 청소 로봇 시스템(200)을 수동으로 조종할 수 있도록 하기 위한 조종 장치를 구비한다. 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)은 수동으로 조종이 가능할 뿐만 아니라 원격 조종도 가능하다. 수동으로 조종할 경우에는 캐빈부(210) 내에 운전자가 탑승하여 캐빈부(210)에 구비된 각종 조종 레버(Lever) 및 조작 버튼(미도시)을 이용하여 각 기능 부분을 동작시킨다.The
입력 콘트롤러(212)는 캐빈부(210) 내에 있는 조종 레버 및 조작 버튼의 조작에 따른 입력 명령을 데이터로 입력시킨다. 입력 콘트롤러(212)는 조종 레버에 의한 입력은 아날로그 형태의 신호로 메인 콘트롤러(290)로 입력시키고, 조작 버튼에 의한 입력은 디지털 형태의 데이터로 변환하여 메인 콘트롤러(290)로 입력시킨다.The
크레인부(220)는 해치(120) 내부 벽면에 부착되어 있는 잔탄을 제거하기 위한 장치이다. 종래에는 작업 인부가 긴 장대에 빗자루 등을 부착하여 수작업으로 해치(120) 벽면에 부착된 잔탄을 제거하였으나, 본 발명에 따른 크레인부(220)에 의해 간편하게 해치(120) 벽면의 잔탄을 제거할 수 있다. The
크레인부(220)는 벽면 청소용 브러시(미도시)와 함께 물 분사 밸브(미도시) 를 구비하여 해치(120) 벽면에 물을 분사하여 벽면에 부착된 잔탄을 제거하도록 한다. 경우에 따라서는 에어 건(Air Gun: 미도시)을 구비하도록 하여 해치(120) 벽면에 부착된 잔탄을 에어 건에서 분사하는 압축 공기를 이용하여 제거할 수도 있다.The
크레인부 콘트롤러(222)는 메인 콘트롤러(290)의 제어 신호에 따라 크레인부(220)의 동작을 제어한다. 즉, 크레인부 콘트롤러(222)는 해치(120)의 벽면을 청소하기 위해 필요한 크레인부(220)의 높이 또는 길이를 조절하거나, 청소용 브러시를 회전시키는 동작 등을 제어하는 것이다.The
굴삭부(230)는 석탄을 파거나 깍는데 사용되는 요소로서, 상부 선회부(270)와 힌지(Hinge) 결합된다.
굴삭부 콘트롤러(232)는 메인 콘트롤러(290)의 제어 신호에 따라 굴삭부(230)의 동작을 제어한다. 굴삭부 콘트롤러(232)는 작업의 편의를 도모하기 위하여 파워 모드 및 작업 모드로 제어한다. 파워 모드의 경우, 경작업시 엔진의 출력 모드로서 연비를 우선적으로 고려한 제 1 속 모드와, 일반 작업시 엔진의 출력 모드인 제 2 속 모드 및 단시간 내 많은 양의 작업을 수행할 수 있도록 한 제 3 속 모드로 동작한다. 작업 모드의 경우는 작업 수행 방식을 일부 자동화시킴으로써 조종의 편의를 도모한 것으로서, 수평 작업 모드, 굴삭 작업 모드, 선회 우선 작업 모드 등으로 구분할 수 있다.The
수평 작업 모드는 굴삭 작업을 위하여 굴삭부(230)를 수평으로 움직이도록 하는 모드이고, 굴삭 작업 모드는 일반적인 표준 굴삭 작업을 수행하는 모드이며, 선회 우선 작업 모드는 굴삭 작업시 굴삭부(230)를 선회시키는 동작 모드이다.The horizontal work mode is a mode for moving the
RF 수신부(240)는 운전자가 청소 로봇 시스템(200)을 원격으로 조종함에 따른 원격 제어 신호를 수신하는 장치이다. 원격 콘트롤러(242)는 RF 수신부(240)가 수신한 원격 제어 신호를 증폭하고 디지털 데이터로 변환하여 메인 콘트롤러(290)로 전달한다.The
위에서, 굴삭부(230)는 수동 조종 또는 원격 조종에 의해 동작되는데, 수동 조종의 경우, 작업자가 캐빈부(210) 내부에 구비된 조종 레버를 조작함으로써 동작한다. 즉, 조종 레버의 조작에 따른 조작 신호가 입력 콘트롤러(212)에서 발생되어 메인 콘트롤러(290)로 인가되고, 메인 콘트롤러(290)는 조작 신호에 대응된 제어 신호를 굴삭부 콘트롤러(232)로 인가함으로써, 굴삭부 콘트롤러(232)가 유압 밸브로 굴삭부(230)를 동작시키는 것이다.In the above, the
또한, 굴삭부(230)의 원격 조종의 경우, 운전자의 원격 조작에 따른 원격 제어 신호가 RF 수신부(240)로 수신되어 원격 콘트롤러(242)를 통해 메인 콘트롤러(290)로 전달된다. 이에 따라, 메인 콘트롤러(290)는 굴삭부 콘트롤러(232)로 제어 신호를 전달하여, 수동 조종의 경우와 마찬가지로 굴삭부 콘트롤러(232)가 굴삭부(230)를 동작시키게 된다.In addition, in the case of remote control of the
도저부(250)는 하부 주행부(280)에 힌지 결합된다. 도저부(250)는 석탄을 밀어내고 퍼 올리는 작업을 수행한다.The
도저부 콘트롤러(252)는 메인 콘트롤러(290)의 제어 신호에 따라 도저부(250)의 동작을 제어한다. 즉, 도저부 콘트롤러(252)는 도저부(250)를 통해 석탄을 밀어내기 위하여 도저부(250)가 석탄에 맞닿은 형태를 유지하도록 제어하거 나, 도저부(250)가 상하로 작동하도록 제어한다.The
도저부(250)도 굴삭부(230)와 마찬가지로 캐빈부(210)에 구비된 조종 레버의 조작에 따라 동작한다. 수동 조종의 경우, 운전자는 캐빈부(210) 내부에 구비된 전환 스위치(미도시)를 조작하여 굴삭부(230) 작업에서 도저부(250) 작업으로 전환한다. 원격 조종의 경우, 운전자는 캐빈부(210) 내부에 구비된 조작판(후에 도시)을 조작하여 굴삭 모드에서 도저 모드로 전환한다. 원격 조종에 의한 조종에 있어서는 메인 콘트롤러(290)의 제어에 따라 전자 비례 제어 밸브에 의해 이루어진다.Like the
스위퍼부(260)는 선박 내의 잔탄을 처리하는데 유용한 장치로서, 잔탄을 쓸어 모으기 위한 브러쉬(Brush) 형태 및 잔탄의 흡입을 위한 형태를 갖는다. 즉, 스위퍼부(260)는 청소 로봇 시스템(200)이 해치(120) 저면에 남아 있는 잔탄을 처리하기 위해 해치(120) 저면을 이동할 때, 바깥쪽의 잔탄을 스위퍼부(260) 안쪽으로 쓸어 모아서 흡입하는 작업을 수행하는 것이다.The
스위퍼부 콘트롤러(262)는 메인 콘트롤러(290)의 제어 신호에 따라 스위퍼부(260)의 동작을 제어한다. The
상부 선회부(270)에는 크레인부(220), 굴삭부(230) 및 스위퍼부(260) 등이 결합하되, 상부 선회부(270) 자체는 하부 주행부(280)의 상부에 선회 베어링(미도시)에 의해 결합된다. 또한, 상부 선회부(270)에는 하부 주행부(280)를 비롯한 각 구성 요소를 구동시키는 엔진(미도시)이 포함되며, 운전자가 탑승할 수 있는 캐빈부(210)가 구비된다.The
하부 주행부(280)는 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)의 전후 좌우 이 동이 가능하도록 하며, 전면에 도저부(250)가 위치한다. 또한, 하부 주행부(280)는 상부에 결합된 상부 선회부(270)를 지지한다.The
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템(200)은 적재된 석탄 위에서 움직이게 되므로, 하부 주행부(280)의 주행 부분이 석탄 속으로 파묻히는 것을 방지하기 위해 주행 방식으로는 무한 궤도(Caterpillar: 410)를 채택하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 실시예에 있어서 하부 주행부(280)의 주행 방식은 무한 궤도에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 타이어(Tire)를 사용하는 것도 가능하다.On the other hand, since the cleaning
메인 콘트롤러(290)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템(200)의 전반적인 동작을 제어하는 중앙 제어부이다. 메인 콘트롤러(290)는 캐빈부(210)로부터 입력된 조작 신호나 RF 수신부(240)를 통해 수신된 원격 제어 신호를 디지털 형태의 데이터로 입력받아, 크레인부 콘트롤러(222), 굴삭부 콘트롤러(232), 도저부 콘트롤러(252) 및 스위퍼부 콘트롤러(262)를 제어함으로써, 크레인부(220), 굴삭부(230), 도저부(250), 스위퍼부(260), 상부 선회부(270) 및 하부 주행부(280)의 동작이 수행되도록 한다.The
메인 콘트롤러(290)를 비롯한 크레인부 콘트롤러(222), 굴삭부 콘트롤러(232), 도저부 콘트롤러(252) 및 스위퍼부 콘트롤러(262)는 유압 밸브의 개폐 조작에 따라 각 구성 요소를 동작시키는 유압 방식으로 제어한다. 메인 콘트롤러(290)는 각 구성 요소를 제어할 때, 제어를 위한 압유를 크레인부 콘트롤러(222), 굴삭부 콘트롤러(232), 도저부 콘트롤러(252) 및 스위퍼부 콘트롤 러(262)로 전달하여 제어한다.The
도 3은 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)을 원격으로 조종하기 위한 원격 조종 송신 장치(300)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.3 is a configuration diagram schematically showing the internal configuration of the remote
본 발명에 따른 원격 조종 송신 장치(300)는 조종 레버부(310), 조작 버튼부(320), 키입력 처리부(330), RF 송신부(340), 안테나(342) 및 전원 배터리(350)를 포함한 구성을 갖는다.The
조종 레버부(310)는 운전자의 조작에 따른 조작 명령을 아날로그 신호로 출력하며, 이를 위하여 조이 스틱(Joy Stick) 형태를 갖는다. 조이 스틱 형태를 갖는 조종 레버부(310)는 주로 굴삭부(230) 및 도저부(250)의 동작을 위해 사용된다.The steering
조작 버튼부(320)는 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)의 동작에 관한 명령을 입력하기 위하여 다수의 키입력 버튼을 구비한다.The
키입력 처리부(330)는 조종 레버부(310)로부터 입력된 아날로그 형태의 조작 신호 및 조작 버튼부(320)로부터 입력된 명령 데이터를 아날로그 형태의 명령 신호로 변환하여 RF 송신부(340)로 전달한다.The key
RF 송신부(340)는 키입력 처리부(330)로부터 전달된 명령 신호를 무선 주파수 신호로 변환하거나, 조종 레버부(310)로부터 키입력 처리부(330)를 통해 입력된 조작 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 안테나(342)를 통해 공중으로 무선 송출한다.The
전원 배터리(350)는 원격 조종 송신 장치(300)의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 배터리(350)는 일회적으로 사용하는 1차 전지 또는 충전하여 재사용할 수 있는 2차 전지를 사용할 수 있다.The
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템(200)의 측면도이고, 도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템(200)의 정면도이다.4A is a side view of a
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)은 하부 주행부(280) 상부에 상부 선회부(270)가 결합되고, 상부 선회부(270)에는 크레인부(220), 굴삭부(230) 및 스위퍼부(260) 등이 결합된다. 여기서, 상부 선회부(270)는 하부 주행부(280)의 상부에 선회 베어링(미도시)에 의해 결합되어 360도 회전이 가능하도록 구성된다.As shown in FIG. 4A, the cleaning
또한, 상부 선회부(270)에는 하부 주행부(280)를 비롯한 각 구성 요소를 구동시키는 엔진(미도시)이 포함되며, 운전자가 탑승할 수 있는 캐빈부(210)가 구비된다. 즉, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)은 원격 조종 송신 장치(300)를 통해 무선으로 원격 조종이 가능하나, 경우에 따라서는 운전자가 캐빈부(210)에 탑승하여 수동으로 조종할 수 있도록 캐빈부(210)가 구비되는 것이다.In addition, the
또한, 상부 선회부(270)에는 잔탄 처리시 스위퍼부(260)를 통해 쓸어 흡입한 잔탄을 적재하기 위한 적재함(430)이 구비되어 있다. 그리고, 상부 선회부(270)에는 스위퍼부(260)의 흡입력을 위해 블로워(Blower)부(420)가 구비된다. 블로어부(420)는 내부에 팬(Fan: 미도시)을 구비하고 적재함(430)에 연결된다. 블로어부(420)에 구비된 팬이 작동되어 적재함(430) 내부의 공기를 외부로 방출시키면 적재함(430) 내부의 공기압이 낮아지게 되므로 진공 청소기(Vacuum Cleaner)의 동작 원리와 같은 원리로 적재함(430)에 연결된 스위퍼부(260)에 흡입 압력이 발생하는 것이다.In addition, the
한편, 하부 주행부(280)는 상부 선회부(270)를 지지하고, 전후 좌우로 주행하기 위한 무한 궤도(410)를 구비하며, 전면부에 도저부(250)를 구비한다.On the other hand, the
본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)을 이용하여 해치(120) 내의 잔탄 제거 작업 과정에서 잔탄이 비산하여 먼지가 발생하는 경우가 많다. 또한, 경우에 따라서는 석탄 내에 함유된 수분 때문에 석탄이 해치(120) 저면에 엉겨 붙어 용이하게 제거되지 않는 문제점이 발생하기도 한다. In the process of removing coal residues in the
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 스위퍼부(260)에는 물탱크(Tank) 조합체(미도시) 및 에어 탱크 조합체(미도시)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. Therefore, in order to solve this problem, it is preferable to further include a water tank combination (not shown) and an air tank combination (not shown) in the
물탱크 조합체는 물을 저장하는 물탱크와 저장된 물을 해치(120) 바닥에 뿌리도록 하는 살수기(미도시)를 구비하여, 잔탄 제거시 잔탄이 비산하는 것을 방지하도록 한다. 또한, 에어 탱크 조합체는 공기를 압축하여 해치(120) 바닥에 분사하도록 한다. 이렇게 함으로써 바닥에 부착된 잔탄을 분리시킬 수 있게 된다. 스위퍼부(260)를 통해 흡입된 잔탄이 적재함(430)에 일정량 이상 쌓이면 적재함(430)에 적재된 잔탄을 외부로 배출하여야 한다. The water tank combination is provided with a water tank for storing water and a water sprayer (not shown) for spraying the stored water on the bottom of the
적재함(430)의 일측에는 적재함 실린더(미도시)가 구비된다. 적재함 실린더의 로드(Rod: 미도시)가 돌출되면, 즉 적재함 실린더의 길이가 늘어나면 적재함(430)은 전방으로 기울게 된다. 또한 적재함(430)의 전면에는 적재함 개폐구 및 적재함 개폐 실린더가 구비되어, 적재함(430)이 적재함 실린더의 팽창에 의해 앞으로 기울여질 때 적재함 개폐 실린더의 작동에 의해 적재함 개폐구가 열리고 적재함(430) 내부에 적재된 잔탄을 외부로 배출할 수 있게 된다. One side of the
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템(200)에 있어서, 원격으로 청소 로봇 시스템(200)의 조작을 수행하기 위한 원격 조종 송신 장치(300)의 조작판(500)을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 5 schematically illustrates an
도 5에 도시된 원격 조종 송신 장치(300)의 조작판(500)은 원격 제어용으로 사용되는 것이나, 캐빈부(210) 내에 운전자가 탑승하여 수동 조작함에 있어서도 동일한 조작판(500)을 사용할 수 있다. 한편, 캐빈부(210) 내의 각종 수동 조작 레버를 별도로 도시하지는 않았으나 캐빈부(210) 내에 구비되는 수동 조작 레버는 조작판(500)에 구비된 조작용 조이 스틱(Joy Stick)과 동일한 기능을 하는 레버와 그 기능은 동일하다.The
도 5에 도시된 조작판(500)은 좌측 주 조종부(502), 좌측 주행 조종 스틱(504), 우측 주행 조종 스틱(506), 우측 주 조종부(508), 에어건 버튼(510), 브러시 버튼(512), 모터1 버튼(514), 모터2 버튼(516), 모터3 버튼(518), 블로워 버튼(520), 물펌프 버튼(522), 리프트 버튼(524), 전원 램프(526), 비상정지 버튼(528), RPM 버튼(530), 파워모드 선택부(534), 장비 선택부(536), 작업모드 선택부(538) 등을 포함한다.The
좌측 주 조종부(502) 및 우측 주 조종부(508)는 크레인부(220) 및 굴삭부(230)의 동작 명령을 입력하는 데 이용하며, 주로 크레인부(220) 및 굴삭부(230)에서 붐의 상승 또는 하강, 아암의 상승 또는 하강, 버켓의 신장 또는 압축 동작을 조종한다. 여기서, 크레인부(220)는 보편적으로 붐, 아암 및 버켓 등을 포함하여 구성되고, 굴삭부(230)는 붐 및 아암을 포함한다.The left
좌측 주행 조종 스틱(504) 및 우측 주행 조종 스틱(506)은 하부 주행부(280)의 전후 좌우 주행 동작에 대한 명령을 입력한다. The left travel steering stick 504 and the right
에어건 버튼(510)은 에어 건의 실행 명령을 입력하며, 브러시 버튼(512)은 브러시 동작의 실행 명령을 입력한다. 모터1 버튼(514)은 스위퍼부(260)에 구비된 좌측 브러시를 작동시키는 명령을 입력하고, 모터2 버튼(516)은 우측 브러시를 작동시키는 명령을 입력하며, 모터3 버튼(518)은 롤러 브러시(미도시)를 작동시키는 명령을 입력한다.The
블로워 버튼(520)은 블로워부(420)를 작동시키는 명령을 입력하고, 물펌프 버튼(522)은 물 펌프의 작동에 대한 명령을 입력하며, 리프트 버튼(524)은 스위퍼부(260)에 구비된 브러시 장치를 하강 또는 상승시키는 명령을 입력한다.The
전원 램프(526)는 청소 로봇 시스템(200)에 전원이 공급될 때 발광되며, 비상 정지 버튼(528)은 돌발적인 상황 발생시 청소 로봇 시스템(200)의 모든 동작을 일시에 중지시키는 명령을 입력한다.The
RPM 버튼(530)은 청소 로봇 시스템(200)의 동작에서 엔진(미도시)의 회전 속도를 증가시키거나 감소시키는 명령을 입력하고, 파워모드 선택부(534)는 굴삭부(230)의 동작을 제어하는 명령을 입력한다.
장비 선택부(536)는 굴삭부(230) 또는 도저부(250)의 동작 모드를 선택하고, 작업모드 선택부(538)는 굴삭부(230)의 수평 동작 또는 선회 동작을 선택한다.The
이어, 위와 같이 구성된 청소 로봇 시스템(200)의 바람직한 동작에 대하여 설명한다.Next, the preferable operation of the cleaning
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 석탄 처리 방법에서 크레인부(220)의 동작 제어 과정을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating an operation control process of the
운전자는 원격 조종 송신 장치(300)를 이용해 청소 로봇 시스템(200)을 원격으로 조종하거나, 청소 로봇 시스템(200)의 캐빈부(210)에 탑승하여 청소 로봇 시스템(200)의 직접 석탄 처리 작업을 제어할 수 있다.The driver remotely controls the cleaning
청소 로봇 시스템(200)은 전원이 온 되면, 크레인부(220), 굴삭부(230), 도저부(250), 스위퍼부(260), 상부 선회부(270) 및 하부 주행부(280) 등을 작동시키는데 필요한 동력을 얻기 위한 엔진(미도시)을 동작시킨다. 이때, 엔진은 각 구성 요소에 구비된 유압 펌프(미도시)를 구동하여 유압을 발생시킨다. 압유는 각 구성 요소의 제어시에 메인 콘트롤러(290)에서 각 구성 요소의 콘트롤러로 전달된다.When the cleaning
전술한 바와 같이, 메인 콘트롤러(290)를 비롯한 크레인부 콘트롤러(222), 굴삭부 콘트롤러(232), 도저부 콘트롤러(252) 및 스위퍼부 콘트롤러(262) 등은 유압 밸브의 개폐 동작으로 각 구성 요소를 제어한다.As described above, the
유압 밸브는 통상적으로 큰 압력을 받고 중장비 등에서와 같이 큰 힘의 전달을 위해 유압을 사용하는 경우에는 많은 압유의 공급이 요구되는데, 이러한 압력 또는 유량 유압 밸브의 개폐를 수동으로 직접 조작하는 데에는 한계가 있다. 따라서, 유압 밸브의 개폐는 일반적으로 파일럿 압력을 이용한 파일럿 조종(Pilot Control) 방식을 사용하게 된다. 파일럿 압력이란 밸브 개폐의 신호로서 유압을 사 용하는 것을 말하는데, 파일럿 압력이 작용하는 파일럿 라인(Pilot Line)을 조종하여 유압 밸브의 개폐를 조정하는 방법이 파일럿 조종 방식이다. 파일럿 조종 방식을 사용하면, 작은 힘으로 큰 힘을 제어할 수 있게 되므로, 장비 작동이 용이하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)을 수동으로 조종하는 경우에는 운전자가 캐빈부(210) 내부에 탑승하여 캐빈부(210) 내부에 구비된 다수의 동작 버튼 및 운전 레버(Lever)를 이용하여 장비를 조종하게 된다. Hydraulic valves are generally required to supply a large amount of pressure oil when hydraulic pressure is used for large force transmission, such as heavy equipment, and the like, and there is a limit to manually operating the opening or closing of such pressure or flow hydraulic valves. have. Accordingly, opening and closing of the hydraulic valve generally uses a pilot control method using pilot pressure. Pilot pressure refers to the use of hydraulic pressure as a signal for opening and closing the valve. The pilot control method is to control the opening and closing of the hydraulic valve by manipulating a pilot line to which the pilot pressure is applied. Pilot control makes it easier to operate the machine because it allows you to control larger forces with smaller forces. Therefore, when manually operating the cleaning
그러나, 원격 조종의 경우에는 파일럿 조종에 관한 조작은 곤란하다. 장비를 원격으로 조종하는 경우에는 전자 비례 제어 밸브(Electric Proportional Control Valve)를 사용하는 것이 바람직하다. 통상적으로 전자 비례 제어 밸브는 전기 신호에 비례하여 제어할 수 있는 밸브를 말한다. 전자 비례 제어 밸브의 경우, 솔레노이드(Solenoid)를 이용하여 밸브의 개폐를 직접 조정할 수도 있으나, 수동 조작의 경우와 마찬가지로 밸브의 개폐를 직접 조작하기 위해서는 대용량의 솔레노이드를 사용하여야 하므로 현실적으로 곤란한 점이 많다. 따라서, 전자 비례 제어 밸브에 의해 파일럿 압력, 즉 파일럿 라인을 조정하여 밸브의 개폐를 조종한다. However, in the case of remote control, operations related to pilot control are difficult. In the case of remote control of the equipment, it is desirable to use an Electric Proportional Control Valve. Typically, the electronic proportional control valve refers to a valve that can be controlled in proportion to an electrical signal. In the case of the electromagnetic proportional control valve, it is possible to directly adjust the opening and closing of the valve by using a solenoid (Solenoid), but as in the case of manual operation, it is difficult to realistically because a large capacity solenoid must be used to directly control the opening and closing of the valve. Therefore, the pilot pressure, that is, the pilot line, is adjusted by the electromagnetic proportional control valve to control the opening and closing of the valve.
본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템(200)을 원격 제어하는 경우에는 전자 비례 제어 밸브를 이용하여 파일럿 라인을 조정함으로써 유압 회로의 작동을 제어하게 된다. In a preferred embodiment of the present invention, when remotely controlling the cleaning
본 발명의 실시예에 있어 사용되는 전자 비례 제어 밸브는 사용되는 목적이 무엇인가에 따라, 감압시키기 위한 전자 비례 감압 밸브, 유량을 제어하기 위한 전자 비례 유량 제어 밸브, 방향 및 유량을 함께 제어하기 위한 전자 비례 방향 유량 제어 밸브 등을 사용하게 된다. 한편, 전자 비례 제어 밸브는 원격 조종의 경우에만 사용되는 것이 아니라 수동 조종의 경우에도 조종을 용이하게 위하여 사용될 수 있다. The electronic proportional control valve used in the embodiment of the present invention is an electromagnetic proportional pressure reducing valve for reducing the pressure, an electromagnetic proportional flow control valve for controlling the flow rate, and for controlling the direction and the flow rate depending on the purpose used. An electronic proportional directional flow control valve is used. On the other hand, the electronic proportional control valve is not only used in the case of remote control but also can be used for easy control even in the case of manual control.
청소 로봇 시스템(200)은 전원이 온 된 이후, 아무런 제어 명령이 입력되지 않을 경우 동작을 대기한다(S602).After the power is turned on, the cleaning
동작 대기 상태에서, 운전자는 청소 로봇 시스템(200)을 동작시키기 위해 캐빈부(210)에 구비된 조작판(500) 또는 원격 조종 송신 장치(300)에 구비된 조작판(500)을 조작한다.In the operation standby state, the driver manipulates the
운전자는 청소 로봇 시스템(200)을 적재되어 있는 석탄 더미에 가까이 위치시키기 위해 조작판(500)에서 좌측 주행 조종 스틱(504) 또는 우측 주행 조종 스틱(506)을 조작하여 주행 명령을 입력한다(S604).The driver inputs a driving command by operating the left driving control stick 504 or the right driving
이때, 캐빈부(210)로부터의 입력은 입력 콘트롤러(212)에 의해 메인 콘트롤러(290)로 전달되고, 원격 조종 송신 장치(300)로부터 송출된 원격 조종 신호는 RF 수신부(240) 및 원격 콘트롤러(242)에 의해 메인 콘트롤러(290)로 전달된다.At this time, the input from the
메인 콘트롤러(290)는 입력 신호를 판단하여 주행 모드이면, 하부 주행부(280)를 제어하여 청소 로봇 시스템(200)이 전후 좌우로 주행하도록 한다(S606).When the
하부 주행부(280)의 동작에 있어서, 수동 조종의 경우에는 캐빈부(210) 내부의 좌우측 조종 레버(미도시)를 조작함으로써 이루어진다. 캐빈부(210) 내부의 좌우측 조종 레버는 조작판(500)에 구비된 좌측 주행 조종 스틱(504) 및 우측 주행 조종 스틱(506)을 레버 형식으로 캐빈부(210) 내에 구비한 것이다. 캐빈부(210) 내부의 좌우측 조종 레버를 조작하여 좌우측 주행 모터(미도시)를 제어하는 파일럿 압력을 조정함으로써 하부 주행부(280)의 주행을 조종한다. In the operation of the
원격 조종의 경우에는 전자 비례 제어 밸브에 의해 메인 콘트롤러(290)에 연결된 파일럿 라인(미도시)을 조정하여 속도 및 정지를 제어한다. 조작판(500)의 좌측 주행 조종 스틱(504) 및 우측 주행 조종 스틱(506)을 조종하여 전후진 및 좌우 구동을 하도록 조종한다. 이때, 좌측 주행 조종 스틱(504) 및 우측 주행 조종 스틱(506)의 미는 정도를 조정함으로써 엔진(미도시)의 출력도 조정할 수 있다.In the case of remote control, the speed and stop are controlled by adjusting a pilot line (not shown) connected to the
한편, 운전자의 조작에 의해 조작판(500)에 있는 좌측 주 조종부(502) 또는 우측 주 조종부(508)로부터 크레인부(220)의 동작 명령이 입력되어 크레인 모드로 판단되면(S608), 메인 콘트롤러(290)는 크레인부(220)를 작동시키기 위해 크레인부 콘트롤러(222)로 압유를 전송한다(S610).On the other hand, when the operation command of the
이어, 조작판(500)에 있는 좌측 주 조종부(502)로부터 붐의 상승 또는 붐의 하강에 대한 붐 작동 신호가 입력되면(S612), 메인 콘트롤러(290)는 크레인부 콘트롤러(222)를 제어해 붐을 작동시킨다(S614).Subsequently, when a boom operation signal for raising or lowering the boom is input from the left
조작판(500)에 있는 좌측 주 조종부(502)로부터 크레인부(220)에 구비된 측면 브러시 또는 롤러 브러시 등 브러시 작동에 대한 명령이 입력되면(S616), 메인 콘트롤러(290)는 크레인부 콘트롤러(222)를 제어하여 해당 브러시를 작동시킨다(S618).When a command for brush operation such as a side brush or a roller brush provided in the
전술한 단계 S612에서나 단계 S616에서, 붐을 작동하거나 브러시를 작동하면 서 하부 주행부(280)를 동작시키는 주행 모드를 실행할 수 있다.In the above-described step S612 or step S616, it is possible to execute the driving mode for operating the
전술한 단계 S604에서, 하부 주행부(280)를 작동시켜 청소 로봇 시스템(200)을 주행하지 않고, 조작판(500)으로부터 상부 선회부(270)를 작동시키는 명령이 입력되어 선회 모드이면(S620), 메인 콘트롤러(290)는 상부 선회부(270)를 제어하여 크레인부(220), 굴삭부(230) 및 스위퍼부(260)가 구비된 상부 선회부(270)가 360 도 이내에서 회전되도록 한다(S622).In the above-described step S604, without operating the
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 석탄 처리 방법에서 굴삭부(230)의 동작 제어 과정을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an operation control process of the
운전자의 조작에 의해 조작판(500)으로부터 굴삭부(230)의 동작 명령이 입력되는 굴삭 모드이면(S702), 메인 콘트롤러(290)는 굴삭부 콘트롤러(232)로 압유를 전송한다(S704). 따라서, 굴삭부 콘트롤러(232)는 압유를 통해 굴삭부(230)를 작동시킬 수 있게 된다.If the operation mode of the
이어, 조작판(500)으로부터 굴삭 붐에 대한 작동 명령이 입력되면(S706), 메인 콘트롤러(290)는 굴삭부 콘트롤러(232)를 제어하여 굴삭 붐을 상승 또는 하강시키는 동작을 실행한다(S708).Subsequently, when an operation command for the excavator boom is input from the operation panel 500 (S706), the
또한, 조작판(500)으로부터 굴삭 아암에 대한 작동 명령이 입력되면(S710), 메인 콘트롤러(290)는 굴삭부 콘트롤러(232)를 제어하여 굴삭 아암을 오므리거나 펴는 동작을 실행한다(S712).In addition, when an operation command for the excavating arm is input from the operation panel 500 (S710), the
전술한 단계 S706에서 굴삭 붐에 대한 작동 명령이 입력되지 않고, 버켓 작동에 대한 명령이 입력되는 경우(S714), 메인 콘트롤러(290)는 굴삭부 콘트롤러(232)를 제어하여 버켓을 오므리거나 펴는 동작을 실행한다(S716).If the operation command for the excavator boom is not input in step S706 described above, and a command for bucket operation is input (S714), the
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 청소 로봇 시스템의 석탄 처리 방법에서 도저부(250) 및 스위퍼부(260)의 동작 제어 과정을 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating an operation control process of the
운전자의 조작에 의해 조작판(500)으로부터 도저부(250)의 작동에 대한 명령이 입력되는 도저 모드이면(S802), 메인 콘트롤러(290)는 도저부 콘트롤러(252)로 압유를 전송한다(S804).If the dozer mode in which a command for the operation of the
이어, 운전자의 조작에 의해 조작판(500)으로부터 스윙 동작에 대한 명령이 입력되면(S806), 메인 콘트롤러(290)는 도저부 콘트롤러(252)를 제어하여 도저부(250)를 좌우로 작동시키는 스윙 동작을 실행한다(S808).Subsequently, when a command for a swing motion is input from the
또한, 조작판(500)으로부터 틸트 동작에 대한 명령이 입력되면(S810), 메인 콘트롤러(290)는 도저부 콘트롤러(252)를 제어하여 도저부(250)를 상하 수직 각도로 동작시킨다(S812).In addition, when a command for the tilt operation is input from the operation panel 500 (S810), the
한편, 조작판(500)으로부터 스위퍼부(260)를 작동시키는 명령이 입력되어 스위퍼 모드이면(S814), 메인 콘트롤러(290)는 스위퍼부 콘트롤러(262)로 압유를 전송한다(S816). 따라서, 스위퍼부 콘트롤러(262)는 스위퍼부(260)를 작동시킬 수 있게 된다.On the other hand, if a command to operate the
이어, 조작판(500)으로부터 브러시 작동에 대한 명령이 입력되면(S818), 메인 콘트롤러(290)는 스위퍼부 콘트롤러(262)를 제어하여 브러시를 회전시키는 동작을 실행한다(S820).Subsequently, when a command for brush operation is input from the operation panel 500 (S818), the
스위퍼부(260)의 동작시 각 브러시는 구동 모터(미도시)에 의해 작동된다. 또한, 스위퍼부(260)의 동작시 각 브러시 및 잔탄의 흡입을 위한 흡입구(미도시)를 하강시키고, 작동을 완료한 후에는 브러시 및 흡입구를 상승시킨다.Each brush is operated by a drive motor (not shown) during the operation of the
본 발명에 의하면, 발전소 등에서 석탄 운반선으로부터 석탄을 하역할 때, 석탄 운반선 내로 투입되어 스스로 또는 원격 조정을 통해 석탄의 집탄 및 세밀한 잔탄 처리 작업을 수행하는 석탄을 처리하는 청소 로봇 시스템 및 그 방법을 실현할 수 있다.According to the present invention, when unloading coal from a coal carrier in a power plant or the like, it is possible to realize a cleaning robot system and a method for treating coal that is introduced into a coal carrier and performs coal collecting and fine xanthan processing work of coal through self or remote control. Can be.
한편, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템은 석탄 하역 작업뿐만 아니라 일반 도로 보수나 길거리 청소 등에도 효과적으로 사용될 수 있는 장점이 있다. 특히, 도로 보수 작업에 있어서, 도로를 굴착하고 가로수를 정비하며, 도로 청소를 할 수 있는 등 다목적으로 사용될 수 있는 장점이 있다. On the other hand, the cleaning robot system according to the present invention has the advantage that can be effectively used not only for coal unloading work but also general road repair or street cleaning. In particular, in road repair work, there is an advantage that can be used for multi-purpose, such as excavating the road, maintenance of roadside trees, road cleaning.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 석탄 운반선의 해치에서 석탄 을 하역하는 작업에 있어서 하나의 장비로 다양한 작업을 수행할 수 있게 되므로 시간적, 경제적 측면에서 효율적이다. As described above, according to the present invention, since it is possible to perform various operations with one equipment in the work of unloading coal from the hatch of the coal carrier, it is efficient in terms of time and economy.
또한, 석탄 하역 작업 중에 작업 인부의 별도 투입 없이도 청소 로봇 시스템을 활용하여 석탄 하역 및 잔탄 제거와 해치 내 청소 작업까지 완료할 수 있으므로 안전 사고의 예방에 효과적이다. In addition, it is effective to prevent safety accidents by using the cleaning robot system to complete the unloading and removal of coal and the cleaning of the hatch in the coal unloading operation without additional input of the worker.
또한, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템은 원격 조정이 가능하므로, 운전자가 캐빈 내에 탑승하지 않더라도 무선 원격 조정을 통해 장비를 조정할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the cleaning robot system according to the present invention can be remotely controlled, even if the driver does not ride in the cabin, there is an advantage that can be adjusted through the wireless remote control.
또한, 본 발명에 따른 청소 로봇 시스템은 석탄 하역 작업뿐만 아니라 일반 도로 보수나 길거리 청소 등에도 효과적으로 사용될 수 있는 장점이 있다. 특히, 도로 보수 작업에 있어서, 도로를 굴착하고 가로수를 정비하며, 도로 청소를 할 수 있는 등 다목적으로 사용될 수 있는 장점이 있다. In addition, the cleaning robot system according to the present invention has an advantage that can be effectively used for general road repair or street cleaning as well as coal unloading work. In particular, in road repair work, there is an advantage that can be used for multi-purpose, such as excavating the road, maintenance of roadside trees, road cleaning.
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