분사노즐의 높이를 자동으로 조절할 수 있는 워터젯 로봇 및, 이를 이용한 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2016년05월24일
(11) 등록번호 10-1620618
(24) 등록일자 2016년05월04일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
E01C 23/12 (2006.01) B26F 3/00 (2006.01)
E04G 23/08 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2014-0130731
(22) 출원일자 2014년09월30일
심사청구일자 2014년09월30일
(65) 공개번호 10-2014-0135672
(43) 공개일자 2014년11월26일
(56) 선행기술조사문헌
JP11061727 A*
JP11217943 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
한국생산기술연구원
충청남도 천안시 서북구 입장면 양대기로길 89
(72) 발명자
이재욱
충남 천안시 서북구 입장면 양대기로길 89, 한국
생산기술연구원
조정우
서울 강남구 개포로109길 9, 218동 207호 (
개포동, 대치아파트)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
차형석
전체 청구항 수 : 총 5 항 심사관 : 강민구
(54) 발명의 명칭 분사노즐의 높이를 자동으로 조절할 수 있는 워터젯 로봇 및, 이를 이용한 콘크리트 또는 건
설구조물 제거 방법
(57) 요 약
본 발명에 따른 워터젯 로봇 및 이를 이용한 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법은 파쇄대상 구조물의 표면 높
이에 따라 분사노즐의 높이를 자동으로 조절함으로써 콘크리트 제거 작업의 효율성과 품질을 높일 수 있고, 센서
의 파손을 방지할 수 있다는 장점을 갖는다.
대 표 도 - 도8
등록특허 10-1620618
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(72) 발명자
정명식
대구 달서구 월배로11길 33, 104동 1905호 (
유천동, 진천역AK그랑폴리스아파트)
이상곤
대구 달서구 조암로6길 20, 102동 2102호 (월성동,
월성푸르지오)
장진석
부산광역시 부산진구 백양산로 53번길 125 백양뜨
란채 주공아파트 (1단지) 101/2306 (당감제4동)
등록특허 10-1620618
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명 세 서
청구범위
청구항 1
워터젯을 이용하여 콘크리트 또는 건설 구조물을 제거하기 위해서 사용되고,
(a) 센서(30)를 이용하여 상기 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면 높이를 측정하는 단계; 및
(b) 상기 (a) 단계에서 측정된 높이 데이터를 이용하여 분사 노즐의 높이를 자동으로 조절하면서 워터젯을 분사
하여 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 제거하는 단계;를 포함하고,
상기 센서(30)는 비접촉식 센서이고 워터젯 로봇(100)의 어태치먼트의 베리어(21)에 설치되며,
상기 (a) 단계에서는 워터젯 로봇(100)이 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 따라 이동하면서 높이 측정이 이루
어지고, 측정된 높이 데이터는 메모리부에 저장되며,
상기 (b) 단계는 (a) 단계가 완료된 이후에 메모리부에 저장된 높이 데이터를 이용하여 이루어지고,
상기 센서(30)는 베리어(21)에 회동 또는 슬라이딩 가능하도록 설치되고,
상기 (a) 단계에서는 센서(30)가 상기 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면을 향하도록 베리어(21)의 내측에 배치
되고, 상기 (b) 단계에서는 센서(30)가 베리어(21)의 외측을 향하도록 회전 또는 슬라이딩되는 것을 특징으로
하는, 워터젯 로봇을 이용한 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법.
청구항 2
삭제
청구항 3
워터젯을 이용하여 콘크리트 또는 건설 구조물을 제거하기 위해서 사용되고,
(a) 센서(30)를 이용하여 상기 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면 높이를 측정하는 단계; 및,
(b) 상기 (a) 단계에서 측정된 높이 데이터를 이용하여 분사 노즐의 높이를 자동으로 조절하면서 워터젯을 분사
하여 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 제거하는 단계;를 포함하고,
상기 센서는 워터젯 로봇(100)에 소정 간격으로 설치되어 상기 콘크리트 또는 건설 구조물 중 대응되는 부분의
높이를 측정하고,
상기 (a) 단계에서는 워터젯 로봇(100)이 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 따라 일방향으로 이동하면서 높이
측정이 이루어지며, 측정된 높이 데이터는 메모리부에 저장되고,
상기 (b) 단계는 (a) 단계가 완료된 이후에 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 따라 상기 일방향과는 반대방향
으로 이동하면서 이루어지며,
상기 센서(30)는 비접촉식 센서이고 워터젯 로봇(100)의 어태치먼트의 베리어(21)에 설치되며,
상기 센서(30)는 베리어(21)에 회동 또는 슬라이딩 가능하도록 설치되고,
상기 (a) 단계에서는 센서(30)가 상기 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면을 향하도록 베리어(21)의 내측에 배치
되고, 상기 (b) 단계에서는 센서(30)가 베리어(21)의 외측을 향하도록 회전 또는 슬라이딩되는 것을 특징으로
하는, 워터젯 로봇을 이용한 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법.
청구항 4
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 (a) 단계의 이전에 반사체(65)를 소정 위치에 설치하고,
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워터젯 로봇(100)에는 측정 신호를 발생시키고 반사체(65)에 의해서 반사된 반사파를 수신하는 트랜스듀서 또는
레이저 거리 측정기가 설치되며,
트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기에서 발생된 측정신호가 반사체(65)에 의해 반사된 후 수신되는 것을 이용
하여 센서 및 분사노즐의 좌표 데이터가 측정되고, 상기 좌표 데이터는 높이 데이터와 함께 메모리부에 저장되
는 것을 특징으로 하는, 워터젯 로봇을 이용한 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법.
청구항 5
삭제
청구항 6
워터젯을 이용하여 콘크리트 또는 건설 구조물을 제거하기 위해서 사용되는 워터젯 로봇에 있어서,
워터젯 로봇에 횡방향으로 설치된 복수 개의 센서(30);
워터젯을 분사하는 분사노즐; 및
분사노즐의 높이를 조절하기 위한 높이조절 수단;을 포함하고,
센서(30)에 의해서 측정된 콘크리트 또는 건설 구조물의 높이 데이터를 이용하여 높이조절 수단이 분사노즐의
높이를 자동으로 조절하며,
상기 센서(30)는 비접촉식 센서이고 워터젯 로봇의 어태치먼트의 베리어(21)에 설치되며,
상기 센서(30)는 베리어(21)에 회동 또는 슬라이딩 가능하도록 설치되고,
높이 측정시에는 센서(30)가 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면을 향하도록 베리어(21)의 내측에 배치되고, 파
쇄 작업시에는 센서(30)가 베리어(21)의 외측을 향하도록 회전 또는 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 워터젯
로봇.
청구항 7
제6항에 있어서,
센서(30)의 위치를 측정하여 좌표 데이터를 얻기 위한 수단을 더 포함하고,
상기 좌표 데이터를 높이 데이터와 함께 메모리부에 저장하는 것을 특징으로 하는 워터젯 로봇.
청구항 8
삭제
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 워터젯 로봇에 대한 것으로서, 더욱 구체적으로는 파쇄대상 구조물의 [0001] 표면 높이에 따라 분사노즐의
높이를 자동으로 조절함으로써 콘크리트 또는 다양한 형태의 건설구조물 제거 작업의 효율성과 품질을 높일 수
있고, 센서의 파손을 방지할 수 있는 워터젯 로봇에 대한 것이다. 아울러, 본 발명은 이러한 워터젯 로봇을 이
용한 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법에 대한 것이기도 하다.
배 경 기 술
[0002] 일반적으로, 도로 또는 교량의 콘크리트 노면을 보수하기 위해서는 워터젯을 이용하여 노면의 콘크리트를 일정
깊이로 파쇄하여 제거한 후 새로운 콘크리트를 타설한다.
[0003] 이러한 콘크리트 파쇄 작업은 워터젯 로봇이라 불리는 장치에 의해서 이루어지는데, 워터젯 로봇 및 이를 이용
한 콘크리트 파쇄 작업은 대한민국 공개특허 제10-2006-0028445호, 제10-2012-0082283호,
제10-2010-0121259호, 제10-2010-0098031호, 대한민국 특허등록 제10-0945073호, 제10-0489664호 등에 개시되
어 있다.
등록특허 10-1620618
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한편, 도 1에 나타난 바와 같이, 보수가 필요한 콘크리트 노면에는 움푹 파여진 [0004] 포트홀(pot hole)들이 형성된
경우가 많고, 이 경우에는 노면의 높이가 일정하지 않다.
[0005] 노면의 높이가 일정하지 않은 경우에 워터젯 분사노즐을 일정 높이로 고정하면 일정한 파쇄압을 노면에 가할 수
없다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 현재에는 작업자가 노면의 깊이를 육안으로 판단하여
분사노즐의 높이를 수동으로 조절하고 있는 실정이다.
발명의 내용
해결하려는 과제
[0006] 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 노면 등과 같은 파쇄대상 구조물의 표면 높이에 따
라 분사노즐의 높이를 자동으로 조절함으로써 콘크리트 제거 작업의 효율성과 품질을 높일 수 있는 워터젯 로봇
을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
[0007] 본 발명의 또 다른 목적은 구조물 파쇄 작업시 센서의 파손을 방지할 수 있는 워터젯 로봇을 제공하는 것에 있
다.
[0008] 본 발명의 또 다른 목적은 이러한 워터젯 로봇을 이용한 콘크리트 또는 건설 구조물 제거 방법을 제공하는 것에
있다.
과제의 해결 수단
[0009] 상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 콘크리트 또는 건설 구조물 제거 방법은, (a) 센서(30)를 이용
하여 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면 높이를 측정하는 단계; 및, (b) 상기 (a) 단계에서 측정된 높이 데이터
를 이용하여 분사 노즐의 높이를 자동으로 조절하면서 워터젯을 분사하여 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 제
거하는 단계;를 포함한다. 상기 센서(30)는 베리어(21)에 횡방향(x 방향)을 따라 소정 간격으로 복수 개가 설치
될 수 있다.
[0010] 상기 (a) 단계에서는 워터젯 로봇(100)이 상기 콘크리트 또는 건설 구조물을 따라 일방향으로 이동하면서 높이
측정이 이루어지고, 측정된 높이 데이터는 메모리부에 저장된다. 그리고, 상기 (b) 단계는, (a) 단계가 완료된
이후에, 워터젯 로봇(100)이 반대 방향으로 이동하면서 메모리부에 저장된 높이 데이터를 이용하여 이루어질 수
있다.
[0011] 본 발명에 따른 콘크리트 또는 건설 구조물 제거 방법은 센서(30)의 위치와 분사노즐의 좌표 데이터를 얻기 위
한 수단(위치 측정 수단)을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 상기 수단은 워터젯 로봇(100)에 설치된 트랜스듀
서 또는 레이저 거리 측정기(60)가 될 수 있다.
[0012] 상기 트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기(60)는 측정신호(초음파, 레이저)를 발생시키고 반사체(65)에 의해서
반사된 반사파를 수신함으로써 센서(30)와 분사노즐의 좌표 데이터를 얻을 수 있도록 한다. 상기 좌표 데이터와
높이 데이터는 메모리부에 함께 저장된다.
[0013] 상기 센서(30)는 베리어(21)에 회동 또는 슬라이딩 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 상기 (a) 단계(높이
측정 단계)에서는 센서(30)가 콘크리트 또는 건설 구조물의 표면을 향하도록 베리어(21)의 내측에 배치되고, 상
기 (b) 단계(파쇄 단계)에서는 센서(30)가 회전 또는 슬라이딩되어 베리어(21)의 외측에 배치된다.
[0014] 본 발명의 다른 측면인 워터젯 로봇은, 어태치먼트(20)에 횡방향(x 방향)으로 소정 간격으로 설치된 복수 개의
센서(30); 워터젯을 분사하는 분사노즐; 및 분사노즐의 높이를 조절하기 위한 높이조절 수단;을 포함할 수
있다. 상기 높이조절 수단은 센서(30)에 의해서 측정된 콘크리트 또는 건설 구조물 표면의 높이 데이타를 이용
하여 분사노즐의 높이를 자동으로 조절한다.
[0015] 또한, 워터젯 로봇은 센서(30)의 위치와 분사노즐의 좌표 데이터를 얻기 위한 수단(위치 측정 수단)을 더 포함
할 수 있다. 상기 좌표 데이타는 높이 데이터와 함께 메모리부에 저장된다.
발명의 효과
[0016] 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.
[0017] 첫째, 파쇄대상 구조물의 표면 높이에 따라 분사노즐의 높이를 자동으로 조절함으로써 콘크리트 제거 작업의 효
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율성과 품질을 높일 수 있다.
둘째, 구조물 파쇄 작업시 [0018] 센서의 파손을 방지할 수 있다.
도면의 간단한 설명
[0019] 도 1은 아스팔트 콘크리트 포장에 형성된 포트홀(pot hole)을 보여주는 사진.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터젯 로봇을 보여주는 사시도.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도로서, 워터젯 로봇을 이용하여 노면의 높이를 측정하는 경우에 센서의 위치를 보여주
는 단면도.
도 4는 노면을 파쇄하는 경우에 도 3의 센서가 바깥쪽으로 회전된 것을 보여주는 단면도.
도 5는 도 2의 워터젯 로봇을 이용하여 노면의 높이를 측정하는 경우에 센서의 위치를 보여주는 단면도.
도 6은 노면을 파쇄하는 경우에 도 5의 센서가 바깥쪽으로 슬라이딩된 것을 보여주는 단면도.
도 7은 도 2의 워터젯 로봇에서 분사노즐의 높이를 자동으로 조절하기 위한 구성을 보여주는 블록도.
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 또는 건설구조물 제거 방법을 보여주는 플로우 차트.
도 9는 본 발명에 따라 노면의 높이를 측정하는 것을 보여주는 평면 구성도.
도 10은 본 발명에 따라 노면의 콘크리트를 제거하는 것을 보여주는 평면 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 노면 높이 측정 단계 및 노면 콘크리트 제거 단계에서 센서 또는 분사노즐의
위치(좌표)를 측정하기 위한 구성을 보여주는 도면.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
[0020] 이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에
사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발
명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명
의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에
도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본
출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[0021] 상술한 바와 같이, 본 발명은 건물 해체, 노면 보수 등을 위해서 사용되는 워터젯 로봇 및 이를 이용한 콘크리
트 제거방법에 대한 것으로서, 파쇄대상 구조물의 표면 높이에 따라 분사노즐의 높이를 자동으로 조절함으로써
콘크리트 제거 작업의 효율성과 품질을 높일 수 있다는 점에 그 특징이 있다. 따라서, 아래에서는 상기 특징을
중심으로 설명을 하고, 워터젯 로봇의 일반적인 구조와 작동방법에 대해서는 생략하거나 간략하게 설명할 것이
다. 워터젯 로봇의 일반적인 구조와 작동방법에 대해서는 대한민국 공개특허 제10-2006-0028445호, 제10-2012-
0082283호, 제10-2010-0121259호, 제10-2010-0098031호, 대한민국 특허등록 제10-0945073호, 제10-0489664호
등에 개시되어 있는데, 상기 선행기술 문헌에 기재된 내용은 워터젯 로봇의 일반적인 구조 및 작동방법을 이해
하기 위한 한도 내에서 본 명세서에 포함된 것으로 이해되어야 한다.
[0022] 아울러, 본 발명은 건물 해체, 노면 보수, 벽돌 구조물, 철근 콘크리트 구조물, 강구조물 등 다양한 용도에 사
용될 수 있지만, 아래에서는 설명의 편의를 위해서 아스팔트 콘크리트 포장의 보수에 사용되는 것을 예로 들어
서 설명하기로 한다.
[0023] 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 워터젯 로봇을 보여주는 사시도이다.
[0024] 도면을 참조하면, 워터젯 로봇(100)은 본체부(10)와, 본체부(10)의 주행을 위한 무한궤도(12)와, 본체부(10)의
앞쪽에 배치된 어태치먼트(20)와, 어태치먼트(20)에 설치된 센서(30)와, 워터젯을 분사하는 분사부(40) 및 분사
부의 높이를 자동으로 조절하는 높이조절 수단을 포함한다.
[0025] 본체부(10)와 무한궤도(12)와 어태치먼트(20) 및 분사부(40)는 상술한 선행문헌에 그 구성이 기재되어 있을 뿐
등록특허 10-1620618
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만 아니라 당업자에게 잘 알려져 있다. 따라서, 아래에서는 상기 구성에 대한 일반적인 설명은 생략하고 본 발
명과 관련된 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
어태치먼트(20)는 베리어(barrier, 21)와, 베리어(21)의 하단에 설치된 튐방지 고무판([0026] 22)과, 가이드(23)를 포
함한다.
[0027] 어태치먼트(20)는 호이스트(24)에 의해서 버티컬(25)을 따라 상,하(z 방향)로 이동되고, 이에 따라 분사부(40)
의 분사높이가 조절될 수 있다. 그리고, 어태치먼트(20)는 터닝 드라이브(26)에 의해서 회전될 수 있다.
아울러, 어태치먼트(20)와 터닝 드라이브(26)는 사이드(27)에 의해서 좌,우(x 방향)로 이동될 수 있다.
[0028] 베리어(21)와 튐방지 고무판(22)은 제거된 콘크리트가 밖으로 튀는 것을 방지한다. 베리어(21)에는 센서(30)를
설치하기 위한 관통부(28)가 소정 간격으로 형성되어 있는데, 이 점에 대해서는 아래에서 설명하기로 한다.
[0029] 분사부(40)는 가이드(23)를 따라 좌우 방향(x 방향)으로 이동하면서 워터젯을 분사하여 노면 콘크리트를 파쇄한
다. 분사부(40)는 워터젯을 분사하는 분사노즐과, 롤러(42)와, 롤러(42)를 구동시키는 모터(44) 및, 가이드(23)
상에서의 분사부(40)의 위치를 감지하는 감지부재(도면에 미도시)를 구비한다.
[0030] 분사노즐은 파워팩(도면에 미도시)으로부터 공급된 초고압수를 작업 대상 콘크리트면에 분사한다. 롤러(42)는
모터(44)에 의해서 구동되는데, 롤러(42)가 회전 또는 역회전되면 분사부(40)는 가이드(23)를 따라 좌우 방향
(횡방향, x 방향)으로 이동될 수 있다.
[0031] 상기 감지부재는 가이드(23) 상에서의 분사부(40)의 위치를 감지하여 중앙 처리부에 전달한다. 중앙 처리부에
전달된 상기 위치 데이터는 분사노즐의 높이를 조절하는데 이용된다. 상기 감지부재로는 적외선 센서, 광센서
등이 사용될 수 있다.
[0032] 한편, 센서(30)는 워터젯 로봇(100), 바람직하게는 베리어(21)에 소정간격으로 설치된다. 구체적으로, 도 2 내
지 도 4에 나타난 바와 같이, 센서(30)는 관통부(28)에 설치되어 파쇄대상 구조물 표면의 높이(예를 들어, 노면
의 높이)를 측정한다. 센서(30)는 비접촉식 센서인 것이 바람직한데, 구체적으로는 초음파 센서, 적외선 센서
등이 사용될 수 있다.
[0033] 관통부(28)는 베리어(21)를 관통하도록 형성되고, 관통부(28)에는 고무판(29)이 설치된다. 고무판(29)은 센서
(30)의 회전을 허용하면서도 콘크리트 파편이 바깥쪽으로 튀는 것을 방지한다.
[0034] 센서(30)는 회전모터(도면에 미도시)에 의해서 회전 가능하도록 관통부(28)에 설치된다. 도 3은 센서(30)를 이
용하여 노면의 높이를 측정할 때의 센서 위치를 보여주고 도 4는 노면 파쇄 작업시의 센서 위치를 보여준다.
즉, 노면의 높이를 측정할 때에는 센서(30)가 노면을 향하고 노면 파쇄 작업시에는 센서(30)가 바깥쪽을 향하도
록 회전된다. 센서(30)의 회전은 상기 회전모터에 의해서 이루어질 수 있다.
[0035] 도 5 및 도 6은 센서의 배치에 관한 또 다른 예를 보여주고 있다. 도면에 나타난 바와 같이, 센서(30)는 베이스
플레이트(33)에 상하로 슬라이딩 가능하도록 설치된다.
[0036] 도 5는 센서(30)를 이용하여 노면의 높이를 측정할 때의 센서 위치를 보여주고, 도 6은 노면 파쇄 작업시의 센
서 위치를 보여준다. 즉, 노면의 높이를 측정할 때에는 센서(30)가 아래로 슬라이딩되어 베리어(21)의 내부에
위치하고, 노면 파쇄 작업시에는 센서(30)가 위로 슬라이딩되어 베리어(21)의 외부에 위치한다. 센서(30)의 이
러한 슬라이딩은 리니어 모터(미도시)에 의해서 이루어질 수 있다.
[0037] 위와 같이, 본 발명에서는 노면의 높이를 측정할 때에는 센서(30)가 베리어(21)의 내부에 위치하고 노면 파쇄
작업시에는 센서(30)가 베리어(21)의 바깥쪽에 위치하게 됨으로써 노면 파쇄 작업시 콘크리트 파편으로 인해 센
서(30)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
[0038] 아울러, 도 8에 나타난 바와 같이, 본 발명에서는 워터젯 로봇(100)이 일방향으로 주행하면서 노면의 높이 데이
터를 얻은 후 워터젯 로봇(100)이 반대방향으로 주행하면서 파쇄작업을 하기 때문에 파쇄 콘크리트 또는 워터젯
으로 인해서 노면 높이가 잘못 인식되는 것도 방지할 수 있다.
[0039] 센서(30)에 의해서 측정된 노면의 높이는 추후에 분사노즐의 높이를 조절하기 위해서 이용된다. 도 7에 나타난
바와 같이, 센서(30)에 의해서 측정된 노면의 높이 데이터는 중앙처리부를 거쳐서 메모리부에 저장되고, 노면
파쇄 작업시 중앙처리부는 메모리부에 저장된 높이 데이터를 인출하여 높이조절 수단을 조절함으로써 분사노즐
의 높이를 조절한다. 이러한 처리과정은 디스플레이부에 의해 사용자에게 보여질 수 있다.
등록특허 10-1620618
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한편, 워터젯 로봇(100)이 이동하면서 노면의 깊이를 측정하면 센서(30)의 [0040] 위치도 연속적 또는 주기적으로 변하
게 되는데, 센서(30)가 노면 깊이를 측정한 곳의 좌표 데이터가 노면 높이 데이터와 함께 메모리부에 저장된다.
즉, 메모리부에 저장되는 데이터는 아래와 같다.
수학식 1
[0041]
[0042] x, y : 센서가 노면 깊이를 측정한 곳의 위치(좌표)
[0043] D : 센서가 측정한 노면의 깊이(높이)
[0044] 상기 x, y는 위치 측정 수단에 의해서 측정된다. 상기 위치 측정 수단은 측정신호(레이저 혹은 초음파)를 발생
시키고 반사체(또는 콘크리트 등과 같은 구조물)에 의해서 반사된 반사파를 수신하는 트랜스듀서 또는 레이저
거리 측정기 및, 소정 위치에 설치된 신호 반사체를 구비할 수 있다.
[0045] 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, 트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기(60)는 워터젯 로봇(100)에 설치되어
워터젯 로봇(100)과 함께 이동하면서 측정신호(레이저 혹은 초음파)를 발생시키고 반사파를 수신한다. 트랜스듀
서와 레이저 거리 측정기(60)는 송신 및 반사파 수신이 가능한 곳이라면 워터젯 로봇(100)의 어디에 설치되더라
도 무방하지만, 워터젯 로봇(100)의 상부에 설치되는 것이 원활한 송,수신을 위해서 바람직하다.
[0046] 그리고, 초음파 혹은 레이저 신호 반사체(65)는 소정 위치(예를 들어, 작업 구역 밖의 소정 위치)에 두 개가 서
로 이격되도록 설치된다. 반사체(65)의 개수는 필요에 따라 증가될 수 있지만, 워터젯 로봇(100)이 평탄한 구역
을 직선으로만 주행하는 경우에는 하나만 설치될 수도 있다.
[0047] 노면의 높이를 측정할 경우에는, 도 9 및 도 11에 나타난 바와 같이, 워터젯 로봇(100)이 일방향(+y 방향)으로
이동하면서 센서(30)를 이용하여 노면의 높이 데이터를 얻고, 이와 동시에 트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기
(60가 초음파 혹은 레이저 신호를 발생시키고 반사체(65)에 의해서 반사된 반사파를 수신하여 센서(30)가 위치
한 곳의 좌표 데이타를 얻는다. 트랜스듀서(60)와 반사체(65) 사이의 거리 또는 레이저 거리 측정기(60)와 반사
체(65) 사이의 거리를 측정하면 센서(30)의 좌표 데이터를 얻을 수 있다. 비록, 센서(30)와 트랜스듀서(60)는
그 위치가 서로 상이하지만, 중앙 처리부에 미리 입력된 프로그램(센서와 트랜스듀서의 위치 관계를 이용하여
센서의 좌표를 구하는 프로그램)을 이용하여 센서의 위치(좌표)를 계산할 수 있고, 이러한 좌표 데이터 및 노면
높이 데이터는 메모리부에 저장된다.
[0048] 그리고, 노면의 콘크리트나 지상의 건설구조물을 파쇄할 경우에는, 도 10에 나타난 바와 같이, 워터젯 로봇
(100)이 반대방향(-y 방향)으로 이동하면서 트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기(60)가 신호를 발생시키고 반사
체(65)에 의해서 반사된 반사파를 수신함으로써 트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기(60)의 위치를 측정하여 중
앙처리부에 전달하고, 분사부 위치 감지부재는 가이드(23) 상에서의 분사부(40)의 위치를 감지하여 중앙 처리부
에 전달한다. 중앙처리부는 상기 데이터들을 이용하여 분사노즐의 위치(분사부의 위치)를 나타내는 좌표 데이터
를 얻고, 메모리부에 저장된 데이터 중에서 상기 좌표 데이터와 대응되는 좌표 데이터와 노면 높이 데이타를 메
모리부에서 인출하여 분사노즐의 높이를 자동으로 조절한다. 상기 높이 조절은 분사노즐 높이조절 수단에 의해
서 이루어진다.
[0049] 상기 분사노즐 높이조절 수단은 버티컬(25)과, 버티컬(25)에 설치되어 어태치먼트(20)를 상,하(z 방향)로 이동
시키는 호이스트(24)를 구비하는데, 이러한 버티컬(25)과 호이스트(24)의 구성은 상술한 선행문헌에 기재되어
있고 당업자에게도 널리 알려져 있다.
[0050] 노면 파쇄 작업시, 워터젯 로봇(100)이 소정 지점에 위치한 후 분사노즐의 위치를 나타내는 좌표 데이터가 중앙
처리부에 입력되면 중앙 처리부는 분사노즐의 좌표 데이터와 대응되는 좌표의 노면 높이 데이터를 메모리부로부
터 인출하고 상기 인출된 노면 높이 데이터에 따라 호이스트(24)를 작동시켜 분사노즐의 높이를 자동으로 조절
한다. 따라서, 분사노즐과 노면 사이의 거리는 항상 일정하게 유지되고, 이에 따라 일정한 파쇄압을 노면 콘크
리트에 전달할 수 있다.
등록특허 10-1620618
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한편, 이상에서는 센서(30)와 분사노즐의 좌표 데이터를 얻기 위해서 초음파 [0051] 또는 레이저를 이용하는 것을 예로
들어서 설명을 하였으나, 워터젯 로봇(100)이 직선으로 일정한 속도로 이동하는 경우에는 워터젯 로봇(100)의
주행속도와 주행시간을 측정하여 센서의 좌표 데이터 및 분사노즐의 좌표 데이타를 얻을 수도 있는데, 이러한
점은 본 명세서를 참조한 당업자가 쉽게 그 구성을 알 수 있을 것이다.
[0052] 아울러, 본 발명에는 센서(30) 및 분사노즐의 좌표 데이터를 얻기 위해서 공지의 다른 방법도 사용될 수가 있는
데, 예를 들어, 워터젯 로봇(100)의 주행 경로를 따라 광센서(도면에 미도시)를 일정 간격으로 설치한 후, 상기
광센서가 워터젯 로봇(100)의 위치를 감지하도록 할 수도 있다.
[0053] 이와 같이, 본 발명은 워터젯 로봇(100)을 일방향으로 이동시키면서 노면 높이 데이터를 얻은 후, 워터젯 로봇
(100)을 반대 방향으로 이동시키면서 상기 노면 높이 데이터를 이용하여 노면 콘크리트를 파쇄하기 때문에 콘크
리트 제거작업이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있다.
부호의 설명
[0054] 10 : 본체부 12 : 무한궤도
20 : 어태치먼트 21 : 베리어
22 : 튐방지 고무판 23 : 가이드
24 : 호이스트 25 : 버티컬
28 : 관통부 29 : 고무판
30 : 센서 33 : 베이스 플레이트
40 : 분사부 42 : 롤러
44 : 모터
60 : 트랜스듀서 또는 레이저 거리 측정기
65 : 반사체 100 : 워터젯 로봇
도면
도면1
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도면2
도면3
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도면4
도면5
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도면6
도면7
도면8
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도면9
도면10
도면11
【심사관 직권보정사항】
【직권보정 1】
【보정항목】청구범위
【보정세부항목】청구항 4, 청구항 6, 청구항 7
【변경전】
데이타
【변경후】
데이터
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