KR101949348B1

KR101949348B1 - 물체수송장치

Info

Publication number: KR101949348B1
Application number: KR1020160127694A
Authority: KR
Inventors: 정진태; 조건희; 노승욱; 백승찬; 박성국; 원홍인; 이부영
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2016-10-04
Publication date: 2019-02-18
Anticipated expiration: 2036-10-04
Also published as: KR20180037482A

Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 물체수송장치는, 상면에 물체가 놓이는 받침부, 상기 받침부를 이동시키는 이동부, 상기 받침부에 부여되는 받침각도를 연산하는 연산부, 및 상기 받침부가 이동되면 상기 받침부가 지면에 대하여 상기 받침각도를 이루도록 상기 받침부를 회동시키는 회동부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 받침부가 이동부에 의해 이동되더라도 관성에 의해 받침부 상의 물체가 굴러 넘어지는 것을 방지하는 물체수송장치를 제공한다.

Description

물체수송장치{OBJECT TRANSPORTING DEVICE}

본 발명은 물체수송장치에 관한 것이다.

쟁반은 물체를 얹어 한 장소에서 또 다른 장소로 이동시키기 위해 사용되거나, 단순히 물체를 얹어 놓는 용도로 사용될 수 있다. 물체를 얹어 이동시킬 경우에는 쟁반 위에 놓여진 물체가 넘어지거나 쟁반으로부터 물체가 이탈되지 않도록 쟁반의 균형을 잡아야 하며, 쟁반의 균형을 잡는 역할은 당연히 사람의 손에 의해 이루어진다. 그러나, 사람의 손에 의해 쟁반의 균형을 잡는다 할지라도 사람의 실수 또는 외력에 의해 쟁반의 균형을 잡지 못할 경우가 생겨, 쟁반 위에 놓인 물체가 넘어지거나 쟁반으로부터 물체가 이탈되는 일이 발생될 수 있고, 이로 인해 안전사고가 발생될 수 있다.

이렇듯 쟁반을 통해 물체를 옮기려 할 때 자유로운 사람의 손에 의해서도 쟁반의 균형을 잃기 쉽다. 그런데, 만일 물체가 놓여진 쟁반을 사람이 아닌 기계로 옮기려 한다면 더욱 균형을 잡기 어려울 수 있다. 이는 지면이 평평하지 않고 울퉁불퉁하거나 경사가 있어서일 수도 있지만, 평평한 지면에서 쟁반을 옮기더라도 쟁반이 이동될 때의 가속도와 물체의 관성에 의해서도 발생할 수 있다. 구체적으로, 기계는 기계에 고정된 쟁반과 쟁반에 놓인 물체를 이동시킬 때 쟁반에 가속도를 부여하는데 물체는 쟁반에 고정된 상태가 아니므로 관성에 의해 기계 및 쟁반과는 반대 방향의 힘을 받게 된다. 따라서, 물체가 관성에 의해 쟁반 위에서 미끄러지거나 심할 경우 굴러 넘어져 쏟아질 수도 있다.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 받침부가 가속력을 받으며 이동되더라도 받침부 상의 물체가 굴러 넘어지는 것을 방지하는 물체수송장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 일 양태에 따른 물체수송장치는, 상면에 물체가 놓이는 받침부, 상기 받침부를 이동시키는 이동부, 상기 받침부에 부여되는 받침각도를 연산하는 연산부, 및 상기 받침부가 이동되면 상기 받침부가 지면에 대하여 상기 받침각도를 이루도록 상기 받침부를 회동시키는 회동부를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 연산부는 상기 받침부에 부여되는 가속도에 따라 상기 받침각도를 연산할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 받침부에 상기 받침각도가 부여되면 상기 물체가 관성에 의해 상기 받침부 상에서 굴러 넘어지는 것이 방지될 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 연산부는 상기 물체의 질량중심을 연산하여 상기 받침각도를 연산할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 연산부는 상기 물체의 질량중심을 연산하는 질량중심 연산파트, 및 상기 질량중심의 위치에 따라 상기 받침각도를 연산하는 각도 연산파트를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 물체 및 상기 받침부에 토크를 부여하는 토크부여부, 및 상기 물체 및 상기 받침부에 토크가 부여될 때의 각속도를 측정하는 각속도 측정부를 더 포함하고, 상기 질량중심 연산파트는 상기 토크부여부가 부여하는 토크를 측정된 상기 각속도로 나누어 상기 물체 및 상기 받침부의 질량관성모멘트(I_measured)를 산출하여 상기 물체의 질량중심을 연산할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 질량중심 연산파트는 상기 물체를 원기둥으로 가정하고 상기 물체 및 상기 받침부의 질량관성모멘트(I_measured)를 이용하여 상기 물체의 반지름 r과 질량중심 높이 h를 산출할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 물체의 반지름 r은 미리 설정된 값이고, 상기 물체의 질량중심 높이 h는 아래 수학식 1에서 산출되는 상기 물체의 높이 l을 반으로 나눈 값일 수 있다.

[수학식 1]

(I_measured: 물체와 받침부의 질량관성모멘트, I_table: 받침부의 미리 설정된 질량관성모멘트, r: 물체의 반지름, l: 물체의 높이)

예시적인 실시예에 따르면, 상기 물체의 질량을 측정하는 질량 측정부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 물체의 반지름 r은 미리 설정된 값이고, 상기 물체의 질량중심 높이 h는 아래 수학식 2에서 산출되는 상기 물체의 높이 l을 반으로 나눈 값일 수 있다.

[수학식 2]

(I_measured: 물체와 받침부의 질량관성모멘트, I_table: 받침부의 미리 설정된 질량관성모멘트, r: 물체의 반지름, l: 물체의 높이, m_object: 질량 측정부가 측정한 물체의 질량)

예시적인 실시예에 따르면, 상기 물체의 반지름 r과 상기 물체의 높이 l은 아래 수학식 3과 수학식 4를 만족하고, 상기 물체의 질량중심 높이 h는 상기 물체의 높이 l을 반으로 나눈 값일 수 있다.

[수학식 3]

[수학식 4]

예시적인 실시예에 따르면, 상기 받침부의 가속도를 측정하는 가속도 측정부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 따르면, 상기 각도 연산파트는 상기 질량중심 연산파트에서 연산된 상기 물체의 반지름 r과 상기 물체의 질량중심 높이 h를 이용하여 수학식 5와 수학식 6을 만족하는 받침각도 θ를 연산할 수 있다.

[수학식 5]

[수학식 6]

(r: 물체의 반지름, h: 물체의 질량중심 높이, a: 받침부의 가속도, g: 중력가속도)

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 물체수송장치는 받침부가 이동부에 의해 가속되어 움직일 때 받침부에 받침각도를 부여하여 물체가 관성에 의하더라도 받침부 상에서 굴러 넘어지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물체수송장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 물체수송장치의 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 물체수송장치의 이동부 동작에 따른 물체의 넘어짐을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 5는 도 1에 도시한 물체수송장치의 받침부에 받침각도가 부여되지 않은 경우를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 도 1에 도시한 물체수송장치의 받침부에 받침각도 θ가 부여된 경우를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 물체수송장치(100)의 개략적인 도면이고, 도 2는 도 1에 도시한 물체수송장치(100)의 동작을 설명하기 위한 블록도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 물체수송장치(100)에 대해 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 물체수송장치(100)는 받침부(110), 이동부(120), 연산부(130), 회동부(140)를 포함하고, 추가적으로 토크부여부(150), 각속도 측정부(160), 질량 측정부(170), 및 가속도 측정부(180)를 포함할 수 있다.

받침부(110)는 상부에 물체(200)를 받치기 위한 수단으로서 예를 들어 판 형상을 가질 수 있다.

여기서, 받침부(110)는 예를 들어 쟁반과 같은 역할을 수행하는 것으로서 최상면이 직접 물체(200)와 맞닿을 수 있다. 이때 받침부(110)가 이동되면 물체(200)가 관성에 의해 받침부(110) 상에서 미끄러질 수도 있으므로, 받침부(110)의 이동 중 물체(200)가 받침부(110) 상에서 미끄러지지 않도록 받침부(110)의 최상면에는 미끄럼방지부(111)가 포함될 수 있다. 이러한 미끄럼방지부(111)는 마찰계수가 큰 물질, 예를 들어 고무로 구성될 수 있다.

한편, 받침부(110)는 예를 들어 사각 판 형상으로 구현되어 교유의 질량관성모멘트 I_table을 가질 수 있다. 이러한 받침부(110)의 질량관성모멘트 I_table은 사각판의 질량관성모멘트를 구하는 다음과 같은 수학식 1에 따라 산출될 수 있으며, 받침부(110)의 형상은 일정하므로 받침부(110)의 질량관성모멘트(I_table)은 일정한 상수로 볼 수 있다.

[수학식 1]

(여기서 m_table은 받침부(110)의 질량, a_table는 받침부(110)의 변 길이)

이동부(120)는 받침부(110)를 이동시키기 위한 부재이다.

여기서, 이동부(120)는 받침부(110)를 이동시킬 수 있도록 예를 들어 4개의 바퀴를 포함하는 형태로 구현될 수 있다. 이동부(120)가 받침부(110)를 이동시키면 받침부(110) 상에 위치한 물체(200)도 함께 이동될 수 있는데, 이때 물체(200)는 멈춰있으려는 관성에 의해 받침부(110) 상에서 미끄러지거나 또는 굴러서 넘어질 수 있다. 그러나, 받침부(110) 상에는 미끄럼방지부(111)가 있으므로 물체(200)는 미끄러지지 않을 수 있으며 물체(200)의 질량중심에 일정 이상의 가속도에 따른 힘이 부여되면 물체(200)가 받침부(110) 상에서 굴러 넘어질 수 있다.

본 발명은 이러한 물체(200)의 굴러 넘어지는 현상을 방지하기 위한 것으로서 연산부(130)를 통해 받침부(110)의 받침각도를 연산하고 회동부(140)를 통해 받침부(110)에 받침각도를 부여함으로써 물체(200)가 굴러 넘어지지 않고 받침부(110) 상에서 안정적으로 이동되도록 할 수 있다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시한 물체수송장치(100)의 이동부(120) 동작에 따른 물체(200)의 넘어짐을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 물체수송장치(100)의 연산부(130)와 회동부(140)에 대해 살펴보기로 한다.

도 3에 도시한 바와 같이 이동부(120)가 받침부(110)를 이동시키기 시작하면 받침부(110)에 부여된 가속도와 물체(200)의 관성에 의해 물체(200)가 순간적으로 굴러 넘어질 수 있다. 그러나, 도 4에 도시한 바와 같이 받침부(110)가 지면에 대하여 일정한 받침각도를 가지게 되면 물체(200)를 넘어뜨리는데 더 큰 힘이 필요하여 물체(200)가 굴러 넘어지지 않을 수 있다. 이때 받침각도를 너무 크게 하면 오히려 받침각도에 의해 물체(200)가 반대방향으로 굴러 넘어질 수 있으므로 최적의 받침각도를 산출하는 것이 중요할 수 있다. 이러한 받침각도는 일률적으로 적용할 수 없는데 이는 물체(200)마다 질량중심이 상이하기 때문일 수 있다. 따라서 받침각도를 산출하기 위해서는 먼저 물체(200)의 질량중심을 찾아내는 과정이 필요할 수 있다.

연산부(130)는 받침부(110)에 부여될 받침각도를 연산하기 위한 부재로서, 크게 물체(200)의 질량중심을 연산하는 질량중심 연산파트(131)와 물체(200)의 질량중심을 이용하여 받침부(110)에 부여될 받침각도를 연산하는 각도 연산파트(132)를 포함할 수 있다.

먼저 질량중심 연산파트(131)가 물체(200)의 질량중심을 연산하는 과정을 예시적으로 설명하면 다음과 같다. 토크부여부(150)는 예를 들어 모터 등으로 구현되는 부재로서 일정한 토크를 발생시키도록 제어될 수 있다. 토크부여부(150)가 동작되면 받침부(110)가 토크를 부여받아 회동되는데, 이때 받침부(110) 상에 위치한 물체(200)도 함께 회동될 수 있다. 이때 토크부여부(150)가 부여한 토크를 모멘트값 M으로 보면 다음과 같은 수학식 2가 성립될 수 있다.

[수학식 2]

(M: 토크부여부(150)가 부여한 토크값, α: 토크가 부여될 때의 물체(200)와 받침부(110)의 각속도, I_measured: 물체(200)와 받침부(110)의 질량관성모멘트)

한편, 물체(200)와 받침부(110)의 각속도는 예를 들어 mpu6050 센서로 구현되는 각속도 측정부(160)로 직접 측정할 수 있다. 따라서, 토크부여부(150)가 부여한 토크를 수학식 2의 M 값에 대입하고, 각속도 측정부(160)가 측정한 각속도를 α에 대입하면 받침부(110)와 물체(200)를 하나의 객체로 보았을 때의 질량관성모멘트 (I_measured)를 산출할 수 있다.

다음, 물체(200)의 질량관성모멘트를 이용하여 질량중심을 산출하기 위해서는 물체(200)의 형상에 대한 가정이 필요하다. 본 실시예에서는 물체(200)의 형상을 원기둥으로 가정하고 물체(200)는 받침부(110)의 정 중앙에 위치한 것으로 가정하는데, 이때 원기둥으로 가정하는 이유는 가속도 변화에 따른 rolling, pitcing 각도를 동일하게 계산하기 위한 것으로서 원기둥의 질량중심 높이가 원뿔의 질량중심 높이보다 더 높아 본 발명에 적합하다고 판단했기 때문이다. 물체(200)를 원기둥으로 가정하는 경우 물체(200)의 질량관성모멘트 I_object는 다음과 같은 수학식 3으로 표현될 수 있다.

[수학식 3]

(I_measured: 수학식 2에서 산출되는 물체(200)와 받침부(110)의 미리 설정된 질량관성모멘트, I_table: 받침부(110)의 질량관성모멘트, r: 원기둥으로 가정된 물체(200)의 반지름, l: 원기둥으로 가정된 물체(200)의 높이, m_object: 물체(200)의 질량)

여기서, 물체(200)의 질량중심을 알아내기 위해서는 r과 l을 산출해야 한다. 이때, 물체(200)를 일정한 반지름 r을 갖는 용기 형태로 가정하고 용기에 다른 객체가 담기는 것으로 가정할 수 있고 이러한 경우 r은 일정한 상수값이 될 수 있다. 또한, I_measured는 앞선 수학식 2를 통해 산출할 수 있으며 I_table은 수학식 1을 통해 미리 설정된 값임을 알 수 있다. 또한, m_object값은 별도의 질량 측정부(170)를 통해 물체(200)의 질량을 측정하여 산출할 수 있다. 이러한 경우 수학식 3에서 모르는 값은 l 하나에 불과하여 수학식 3의 계산을 통해 l을 산출할 수 있다. 또한, 물체의 질량중심 높이 h는 l을 반으로 나누어 산출할 수 있다.

다른 실시예로서, 별도의 질량 측정부(170)를 두지 않고 수학식 4를 이용하는 방법도 가능할 수 있다. 이때, 밀도 ρ는 물과 같은 1g/cm³으로 가정하고 수학식 4를 수학식 3에 적용하여 수학식 3을 수학식 5로 변형시킬 수 있는데, 수학식 5에서 변수는 l 하나이고 다른 값들은 미리 설정되거나 측정한 값이므로 l을 산출해낼 수 있다. 또한, l을 절반으로 나누어 물체(200)의 질량중심 높이 h를 산출하는 것도 가능할 수 있다.

[수학식 4]

(ρ: 물체(200)의 밀도로서 물과 같은 1g/cm³로 가정)

[수학식 5]

또 다른 실시예로서 물체(200)를 이전 실시예에서와 같이 일정한 반지름 r을 갖는 것으로 가정하지 않고 물체(200)의 반지름을 상수가 아닌 변수로 두는 것도 가능할 수 있다. 이때에는 질량 측정부(170)를 통해 물체(200)의 질량을 측정하고 수학식 3과 수학식 4(식은 수학식 3과 4로 2개, 변수도 r과 l로 2개)를 수치해석기법인 뉴튼랩슨법을 통해 연산하여 원기둥으로 가정된 물체(200)의 반지름 r과 물체(200)의 질량중심 높이 h(h=l/2)를 연산할 수 있다. 이때에도 변수를 r과 l만으로 하기 위해서는 물체(200)의 밀도 ρ를 물과 같은 1g/cm³으로 가정하는 것이 바람직할 수 있다.

위에서 언급한 세 가지 방법 중 어느 하나를 이용하면 질량중심 연산파트(131)가 물체(200)의 질량중심인 반지름 r과 질량중심 높이 h를 산출하는 것이 가능하다.

도 5는 도 1에 도시한 물체수송장치(100)의 받침부(110)에 받침각도가 부여되지 않은 경우를 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 6은 도 1에 도시한 물체수송장치(100)의 받침부(110)에 받침각도 θ가 부여된 경우를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 물체수송장치(100)의 각도 연산파트(132)에 대해 살펴보기로 한다.

질량중심 연산파트(131)가 연산한 물체의 질량중심을 이용하여 각도 연산파트(132)가 받침부(110)에 부여될 받침각도를 연산하는 과정을 예시적으로 살펴보면 다음과 같다. 물체(200)가 넘어지기 위해서는 질량중심이 지면에 수직인 각도를 넘어서야 한다. 그런데 물체(200)에 받침각도 θ가 부여되면 물체를 넘어뜨리기 위한 일의 양은 물체의 무게와 중력을 고려하면 받침각도가 부여되지 않았을 때의 일의 양인 mgR(1-cosφ)와 달리(도 5 참조) mgR(1-cos(θ+φ))로 증가할 수 있다(

,

)(도 6 참조). 따라서, 일의 양이 증가된 만큼 물체(200)는 관성력을 좀 더 버틸 수 있다.

도 6에서 에너지 보존법칙에 따르면 물체를 넘어뜨리기 위한 일은 관성력에 의한 회전일과 같으므로 다음과 같은 수학식 6으로 표현할 수 있다.

[수학식 6]

(m_object: 물체(200)의 질량, g: 중력가속도, I: 질량관성모멘트, α: 각속도)

여기서, g는 중력가속도로 이미 주어진 상수이고 m_object 또한 물체(200)의 질량으로서 측정하거나 또는 질량중심 연산파트(131)가 연산한 r과 l 값을 수학식 4에 대입하여 산출이 가능하다. 또한, R과 φ도 질량중심 연산파트(131)가 연산한 r과 h 값을 기준으로 계산이 가능하다(

,

).

또한, 각속도 α와 질량관성모멘트 I는 다음과 같은 수학식 7과 수학식 8로 표현될 수 있다.

[수학식 7]

[수학식 8]

수학식 7과 수학식 8을 수학식 6에 적용하면 수학식 6을 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.

[수학식 9]

또한, 수학식 9의 R과 l을 물체(200)의 반지름 r과 물체(200)의 질량중심 높이 h로 표현하면 수학식 10과 같다.

[수학식 10]

이때, r, l, R, φ 값은 질량중심 연산파트(131)가 연산한 반지름 r과 질량중심 높이 h를 통해 산출할 수 있으며, g는 이미 알고 있는 값이다. 또한, 받침부(110)가 이동될 때의 가속도 a는 별도의 가속도 측정부(180)를 통해 측정하여 상수로 도출될 수 있다. 따라서, 수학식 9에서 아직 모르고 있는 값은 θ 하나에 해당하며 수치해석적 방법인 뉴튼랩슨 방법으로 반복적으로 산출하면 받침부(110)의 지면에 대한 받침각도인 θ를 산출할 수 있다. 이때, 받침부(110)의 반응속도가 빠르게 나오도록 하기 위해서는 수치해석을 이용할 때 전번 계산과의 차이가 0.01rad 수준이 되면 계산을 중단하는 것도 가능할 수 있다.

한편, 위와 같은 연산부(130) 내지는 각도 연산파트(132)의 연산에 의해 받침부(110)의 받침각도가 산출되면 회동부(140)가 구동되어 받침부(110)를 회동시키며, 이에 따라 받침부(110)가 지면에 대하여 산출된 받침각도로 회동되도록 할 수 있다(도 5에서 도 6의 상태로 됨). 이때, 받침부(110)의 가속도 a 변화에 따라 받침각도 θ도 수학식 9(또는 수학식 10)에 따라 변화할 수 있는데, 실시간으로 회동부(140)가 연산부(130)로부터 받침각도 값을 전달받아 받침부(110)에 반영할 수 있도록 하는 것도 가능하다.

이와 같은 과정을 통해 받침부(110)가 회동되어 지면으로부터 받침각도를 이루게 되면, 받침부(110)가 이동될 때 가속도가 부여되어 물체(200)에 관성력이 가해지더라도 받침각도에 의해 물체를 넘어뜨릴 정도로 충분한 힘이 전달되지 못하는바, 물체(200)가 받침부(110) 상에서 굴러 넘어지지 않을 수 있다.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서 예시적으로 여러 수학식을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 물체(200)의 관성에 의한 굴러 넘어짐을 방지하기 위하여 받침부(110)에 받침각도를 부여하는 방식이라면 본 발명의 기술적 사상에 속하는 범위라 할 것이다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 물체수송장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

100 : 물체수송장치
110 : 받침부
111 : 미끄럼방지부
120 : 이동부
130 : 연산부
131 : 질량중심 연산파트
132 : 각도 연산파트
140 : 회동부
150 : 토크부여부
160 : 각속도 측정부
170 : 질량 측정부
180 : 가속도 측정부
200 : 물체

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
상면에 물체가 놓이는 받침부;
상기 받침부를 이동시키는 이동부;
상기 받침부에 부여되는 받침각도를 연산하는 연산부;
상기 받침부가 이동되면 상기 받침부가 지면에 대하여 상기 받침각도를 이루도록 상기 받침부를 회동시키는 회동부;
상기 물체 및 상기 받침부에 토크를 부여하는 토크부여부; 및
상기 물체 및 상기 받침부에 토크가 부여될 때의 각속도를 측정하는 각속도 측정부;
를 포함하되,
상기 연산부는 상기 받침부에 부여되는 가속도와 상기 물체의 질량중심을 연산한 값에 기초하여 상기 받침각도를 연산하고,
상기 연산부는 상기 물체의 질량중심을 연산하는 질량중심 연산파트, 및 상기 질량중심의 위치에 따라 상기 받침각도를 연산하는 각도 연산파트를 포함하고,
상기 질량중심 연산파트는 상기 토크부여부가 부여하는 토크를 측정된 상기 각속도로 나누어 상기 물체 및 상기 받침부의 질량관성모멘트(Imeasured)를 산출하여 상기 물체의 질량중심을 연산하고,
상기 질량중심 연산파트는 상기 물체를 원기둥으로 가정하고 상기 물체 및 상기 받침부의 질량관성모멘트(Imeasured)를 이용하여 상기 물체의 반지름 r과 질량중심 높이 h를 산출하고,
상기 물체의 반지름 r은 미리 설정된 값이고,
상기 물체의 질량중심 높이 h는 아래 수학식 1에서 산출되는 상기 물체의 높이 l을 반으로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 물체수송장치.
[수학식 1]

(Imeasured: 물체와 받침부의 질량관성모멘트, Itable: 받침부의 미리 설정된 질량관성모멘트, r: 물체의 반지름, l: 물체의 높이)
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상면에 물체가 놓이는 받침부;
상기 받침부를 이동시키는 이동부;
상기 받침부에 부여되는 받침각도를 연산하는 연산부;
상기 받침부가 이동되면 상기 받침부가 지면에 대하여 상기 받침각도를 이루도록 상기 받침부를 회동시키는 회동부;
상기 물체 및 상기 받침부에 토크를 부여하는 토크부여부;
상기 물체 및 상기 받침부에 토크가 부여될 때의 각속도를 측정하는 각속도 측정부; 및
상기 받침부의 가속도를 측정하는 가속도 측정부;
를 포함하되,
상기 연산부는 상기 받침부에 부여되는 가속도와 상기 물체의 질량중심을 연산한 값에 기초하여 상기 받침각도를 연산하고,
상기 연산부는 상기 물체의 질량중심을 연산하는 질량중심 연산파트, 및 상기 질량중심의 위치에 따라 상기 받침각도를 연산하는 각도 연산파트를 포함하고,
상기 질량중심 연산파트는 상기 토크부여부가 부여하는 토크를 측정된 상기 각속도로 나누어 상기 물체 및 상기 받침부의 질량관성모멘트(Imeasured)를 산출하여 상기 물체의 질량중심을 연산하고,
상기 질량중심 연산파트는 상기 물체를 원기둥으로 가정하고 상기 물체 및 상기 받침부의 질량관성모멘트(Imeasured)를 이용하여 상기 물체의 반지름 r과 질량중심 높이 h를 산출하고,
상기 각도 연산파트는 상기 질량중심 연산파트에서 연산된 상기 물체의 반지름 r과 상기 물체의 질량중심 높이 h를 이용하여 수학식 5와 수학식 6을 만족하는 받침각도 θ를 연산하는 것을 특징으로 하는 물체수송장치
[수학식 5]

[수학식 6]

(r: 물체의 반지름, h: 물체의 질량중심 높이, a: 받침부의 가속도, g: 중력가속도)