KR100344869B1 - 2개의 공구를 장착한 관로 보수 로봇 - Google Patents

Abstract

기존의 관로 작업 로봇은 검사용과 보수용이 구분되어 독립적으로 작업을 수행하며, 검사용 로봇은 공구를 장착하지 않고 카메라만을 이용하여 관로의 상태를 검사하고, 보수용 로봇은 하나의 공구만을 장착하여 보수 작업을 수행한다. 본 발명의 관로 보수 로봇은 관로 작업의 효율성을 높이기 위해 검사 시에는 관로 내에 돌출된 지관을 제거함으로서 검사를 지속적으로 수행할 수 있고 두 개의 공구를 관로 내에서 원격으로 절환함으로서 작업에 요구되는 공구를 선택적으로 사용할 수 있게 한 다중 공구 모듈(2)과 관로를 이동하면서 작업을 할 수 있도록 하는 로봇 몸체부(1), 그리고 관로 검사에 사용되는 로봇 검사부(3)를 갖추고 있다.

다중 공구 모듈(2)은 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)의 두 개의 공구로 구성되어 전기 모터(27)와 체결된 기어(28)에 맞물린 터릿(32)의 180°회전에 의해 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)의 위치가 서로 절환된다. 다중 공구 모듈(2)은 로봇 몸체(1) 내부의 전기 모터(10)와 기어(8)에 의해 회전하고, 유압 실린터(22)에 의해 상하 운동을 함으로서 작업하고자 하는 관로 내부의 모든 위치로 두 개의 공구를 이동시킬 수 있다. 또한 공구 절삭작업시 발생하는 열로 부터 공구를 보호하기 위하여 다중 공구 모듈(2) 내에 냉각 시스템(43)을 장착하였다. 냉각 시스템(43)은 냉각수 탱크로부터 로봇의 후미 부분을 통해 다중 공구 모듈(2)의 측면으로 공급되며, 공급된 냉각수는 냉각수 공급 블록(42)를 통하여 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)로 나뉘어 공급된다.

로봇 몸체부(1)는 다중 공구 모듈과 구동바퀴를 구동시키는 전기모터 및 유압모터 등을 탑재하며 바퀴의 회전은 유압 모터(11)의 동력을 웜기어(12), 평기어(13) 및 2개의 체인(16)을 이용하여 4개의 차륜에 전달 함으로써 이루어진다. 또한 로봇 검사부(3)는 로봇의 보수작업 상황과 관로의 파손 상태를 검사하기 위해 로봇의 다중 공구 모듈(2) 앞단에 설치하였다.

검사부(3)는 카메라(58)와 조명 램프(59), 그리고 와이퍼 메카니즘(60)을 포함하고 있으며, 전기 모터(62)(63)(64)와 링크 기구 구조를 이용하여 검사나 보수 작업을 관찰할 수 있도록 하였다.

상기 기술한 일련의 메카니즘을 조합한 관로 보수 로봇은 돌출된 지관을 제거하여 기존 관로 보수 로봇의 문제점을 해결할 수 있고, 두 개의 공구를 선택적으로 사용함으로써 기존의 하나의 공구만 장착한 로봇에 비하여 보수 작업 시간 및 공구 교환 시간을 대폭 단축하고 작업의 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

2개의 공구를 장착한 관로 보수 로봇 {Pipe maintenance robot equiped with two tools}

(발명의 대상)

본 발명의 대상은 하수관로 내에서 이동하며 하수관의 파손된 부위나 돌출된 지관들을 검사하고 파손부위를 보수하는 로봇이다. 본 발명의 로봇은 하수관 내부에서 검사 장치를 이용하여 실시간의 영상을 하수관 밖의 작업자에게 전송한다. 이 전송된 영상으로부터 로봇의 진행을 방해하는 돌출된 지관이 발견될 경우, 이를 제거함으로서 연속적인 이동 작업을 수행할 수 있고, 하수관 내에서 원격으로 절환 가능한 다중 공구를 이용하여 여러가지의 보수 작업(지관제거/연마, 홈파기/연마 등)을 동시에 수행할 수 있다. 또한, 돌출된 지관의 제거작업시 공구에 발생하는 마찰열에 의하여 로봇과 공구의 변형과 마모를 방지 할 수 있는 냉각 시스템을 장착하고 있다.

(종래 기술)

기존에 하수관 내부를 검사하고 내벽의 파손부위를 보수하는 작업은 하수관의 직경이 큰 경우는 작업자가 직접 하수관 내부로 들어가서 수행함으로써 이루어지고 하수관의 직경이 작은 경우는 하수관을 토굴/개착하여 육안으로 하수관의 이상을 검사한 후 이상부위가 파악된 경우 수작업에 의해 관내 보수작업이 이루어졌다. 이와 같은 작업절차는 시간과 비용이 많이 들뿐만 아니라 토굴에 의한 차량통행 및 보행에 많은 지장을 주고 또한 관 내부 작업시 유독가스와 같은 유해환경이나 작업공정중 발생하는 실수로 인적피해를 유발하기도 한다. 따라서, 땅을 굴착하지 않고 인간작업자 또는 특수 장치(관로 내에서 주행할 수 있는 이동 로봇)를 관로 내로 직접 투입시켜 보수 작업을 수행하고 있다.

우리 나라에서 상용화되어 있는 기존의 관로 검사용 로봇은 카메라만 장착하여 관로를 검사하며, 외국에서는 검사의 신뢰성을 향상시키기 위해 카메라 이외의 센서를 장착하기도 한다. 독일의 KURT 로봇에는 카메라 및 경사각 측정장치, 초음파센서 등이 부착되어 있으며, KARO 시스템은 3차원 광학센서, 초음파센서를 사용한다. 미국과 일본에서 사용되는 관로 검사로봇의 경우에도 주로 카메라를 이용하며, 특히 호주에서 개발된 관로 검사 로봇(PIRAT)의 경우에는 카메라 이외에 레이저센서 및 초음파센서를 이용하여 관로의 상태를 검사한다. 이상에 기술한 관로 검사 로봇의 공통적인 문제점은 검사 도중에 관로 내의 지관 돌출 등의 장애물이 존재할 경우에는 더 이상 검사가 불가능하여 검사용 로봇을 관로 밖으로 끌어낸 후 보수용 로봇을 재투입하여 장애물을 제거하여야지만 검사 작업을 계속 수행할 수 있다.

스위스의 KATE사, 미국의 American Robotics사, 일본의 Hokuryo사에서 개발된 기존의 보수용 로봇은 공구를 1 개만 장착하여 일반적으로 관로 원주면만을 보수할 수 있는 구조이기 때문에 관로 내에 지관이 돌출되어 있을 경우에는 관로를 더 이상 통과할 수 없으며, 특히 스위스의 KATE 로봇과 미국의 SikaRobot은 카메라가 로봇의 전방부에 설치되어 후방의 보수면을 관측하기 때문에 지관 제거가 불가능하다. 일본의 Hokuryo사에서 개발된 로봇은 공구를 진행 방향의 최전방에 위치하고 카메라를 후방에 위치함으로서 지관을 제거할 수 있는 구조로는 되어 있으나, 공구가 로봇의 상방향에 설치되어 있어 지관이 관로내로 깊이 돌출되어 있을 경우에는 지관을 제거할 수 없다. 이와 같은 경우에 전방에 돌출된 지관을 제거하려면 지관을 절삭할 수 있는 구조로 공구 위치를 바꾸어 주어야 하는데 이를 위해서는 로봇을 지상으로 끌어내어야 하기 때문에 작업시간이 길어지며 작업 효율이 감소된다.

상기한 종래의 기술을 보면 하수관 내부 작업 로봇은 검사용과 보수용으로 구분되어 각각 따로 제작되고 있어 검사작업과 보수작업을 동시에 수행할 수 없으므로 작업의 효율성이 떨어진다. 즉, 검사용 로봇의 경우에는 검사 카메라만 부착되어 있어 하수관내에 지관이 돌출한 경우나 장애물이 있는 경우 로봇이 지관이나 장애물에 걸려 더 이상 진행하지 못하여 관내의 검사작업을 수행할 수 없다. 또한 보수용 로봇의 경우에는 전방을 감시할 수 있는 감시용 카메라 시스템이 없어서 카메라 시스템을 가진 로봇을 따로 관내로 투입하거나, 카메라 시스템이 있더라도 한 방향으로 고정되어 있어 여러 방향을 감시할 수 없다. 또한 하나의 공구만을 장착하고 있어 공구교환을 위하여 로봇을 밖으로 끌어내야 하기 때문에 보수 작업시간이 대폭 길어진다.

(발명의 목적)

관로 내에서 이동하는 로봇이 검사와 보수 작업을 보다 효율적으로 수행하기 위해 두가지의 공구와 임의의 방향을 감시할 수 있는 검사부를 동시에 장착함으로써 두 가지 작업을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 주행바퀴가 장착되어 있는 로봇 몸체부의 앞에 2개의 공구가 로봇의 진행방향에 대하여 상방향과 전방향을 향하도록 한 다중공구모듈을 장착하고, 다중공구모듈 앞에 임의의 방향으로 회전할 수 있는 카메라 모듈을 장착하였으며, 다중공구 모듈에 공구의 마모를 방지하기 위한 냉각시스템을 설치하고, 로봇에 장착된 모든 구동 메카니즘은 관로 밖의 제어반에서 원격 조정이 될 수 있도록 함으로써 검사 및 보수 작업시간을 단축시키고자 한다.

(발명의 요점)

본 발명은 원격 조종으로 구동되는 다중 공구가 장착된 보수용 로봇으로 크게 몸체부와 공구부, 그리고 검사부로 구성되어있다. 전방향과 상방향에 위치한 공구들은 여러가지 보수 작업을 수행할 수 있으며, 검사부를 이용하여 연속적인 보수 작업을 수행할 수 있다. 또한 몸체부, 공구부 및 검사부 는 지상에 있는 제어 장치를 통해 원격으로 구동된다. 상기된 모든 장치들은 좁은 하수관 내부로 투입될 수있도록 정밀성과 치밀성을 갖도록 고안하였다.

도 1 는 관로 원격 보수용 로봇의 개략도

도 2 는 관로 원격 보수용 로봇 몸체부의 개략도

도 3 는 관로 원격 보수용 다중 공구 모듈의 개략도

도 4 는 다중공구 냉각 시스템의 개략도 (외부구성도)

도 5 는 다중공구 냉각 시스템의 개략도 (내부구성도)

도 6 는 관로 원격 보수용 로봇 검사부의 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 로봇 몸체부 (2) : 다중 공구 모듈

(3) : 로봇 검사부 (4)(5) : 공구

(6) : 슬리브 (6) : 공구절환모터

(7) : 비례제어밸브 (8) : 감속 기어

(9) : 유압 실린더 (10) : 전기 모터

(11) : 유압모터 (12) : 웜 기어

(13) : 평기어 (14) : 바퀴축

(15) : 바퀴축 (16) : 체인

(17) : 유량제어 밸브 (18) : 스프라켓

(19) : 유압 솔레노이드 밸브 (20) : 솔레노이드밸브

(21) : 유압모터 (22) : 유압실린더

(23) : 지지대 (24)(25)(26) : 기어박스

(27) : 모터 (28) : 평기어

(29) : 유압실린더 (30) : locking pin

(31) : 회전부 (32) : 터릿

(33) : 고정부 (34) : 솔레노이드 밸브

(35-1) (35-2) : 호스 (37) : 분배 블록

(38)(39) : weir ring (40) : silicon ring

(41)(44) : 고무튜브 (41-1)(44-1)(41-2)(44-2) : 튜브

(42) : 냉각수 공급 블록 (45)(46) : 공구 취부대

(47) : 블록 (48-1)(48-2) : 관로

(49)(49-1)(49-2) : 공구축 (50)(50-1)(50-2) : 공구관로

(51,52) : 베어링 (53)(54) : weir ring

(55) : silicon ring (56)(57) : O-ring

(58) : 카메라 (59) : 조명 램프

(60) : 와이퍼 메카니즘 (61) : 와이퍼

(62)(63)(64) : 전기 모터 (65) : 솔레노이드 밸브

(66) : 유압 매니폴더 블록 (105) : 회전부

(실시 예)

본 발명의 관로 보수 로봇은 소형의 관로 내에서 이동하며 관로의 검사 및 보수 작업을 수행하여야 하기 때문에 제 1 도에 도시한 바와 같이 소형의 치밀한 구조로 구성된다. 전체 로봇은 로봇 몸체부(1), 다중공구모듈(2) 및 검사부(3)로 구성된다.

로봇 몸체부(1)의 내부에는 제 2 도에서 보는 바와 같이 구동바퀴를 구동시키는 주행부, 다중 공구 모듈을 구동시키는 다중 공구부 관련 부품류 (유압밸브, 전기모터, 매니폴더블럭, 등) 절삭 작업시 공구의 절삭력으로 인하여 로봇 몸체의 진동을 방지하는 로봇 몸체 지지부(9) 및 탑재용 제어보드 등이 설치되어 있다.

먼저 주행부의 구동은 두 개의 유압모터(11)의 동력을 웜 기어(12)와 평기어(13)에 전달하여 뒤쪽의 두 개의 바퀴축(14)을 회전시키고 이의 회전 동력을 두 개의 체인(16)을 이용하여 앞쪽의 두 개의 바퀴축(15)을 회전시킴으로서 이루어 진다. 체인(16)의 장력을 조절하기 위하여 각각의 체인의 윗쪽 중앙부에 스프라켓(18)을 설치하였다. 두 개의 유압모터는 하나의 유량제어 밸브(17)에 의하여 회전 속도가 조절되며 이에 따라 로봇의 이동 속도를 하수관 밖에서 조절할 수 있다.

로봇몸체 지지부는 공구를 사용하여 지관을 제거하거나, 하수관 면을 연마할때 로봇 몸체가 흔들리지 않도록 로봇 몸체의 중심부에 유압 실린더(9)를 설치하여 보수작업시 실린더의 피스톤을 상승시켜 하수관 위벽에 로봇 몸체를 고정시키는 역할을 한다. 이 실린더는 유압 솔레노이드 밸브(19)에 의하여 ON/OFF된다.

이외에 몸체부에는 로봇 몸체에 탑재되는 제어 보드와 다중공구 관련 부품들이 탑재되어 있다. 로봇 제어 보드는 바퀴를 구동하는 유압모터(11)의 윗 부분의 빈 공간에 설치되며 본 특허에서는 청구범위에서 생략하였으므로 별도로 기술하지 않는다. 다중공구 관련 부품들은 다중공구의 회전, 다중공구 모듈의 상승, 공구 절환후 절환된 공구를 고정하는 유압밸브와 회전형 슬리브 등으로 구성되며, 이의 설명은 이해를 돕기 위하여 다중 공구 모듈과 같이 기술하도록 한다.

다중 공구 모듈(2)은 제 1 도에 도시한 바와 같이 보수 로봇 몸체의 앞부분에 부착된다. 먼저 다중공구모듈의 작동원리는 다음과 같다. 제 3 도에서 상방향 공구(4) 및 전방향 공구(5)는 유압모터(21)에 의해 구동되며, 유압 펌프로부터 유압모터(21)에 공급되는 압축유는 로봇 몸체부에 설치된 비례제어밸브(7)를 통해 공급됨으로서 공구(4)(5)의 회전 속도가 제어된다. 한편 압축유는 로봇 몸체 내부의 슬리브(6)를 통하여 다중 공구 모듈(2)내의 유압모터(21)로 공급됨으로서 다중 공구 모듈(2)이 회전하더라도 압축유는 원활히 공급된다.

다중 공구 모듈(2)은 유압실린더(22)에 의해 상하 운동 하고, 로봇 몸체부에 설치된 전기 모터(10) 및 감속 기어(8)에 의해 회전 운동함으로서 작업하고자 하는 관로 내부의 모든 위치로 이동될 수 있다. 유압실린더(22)로 공급되는 압축유는 로봇 몸체부에 설치된 솔레노이드 밸브(65)에 의해 제어되며, 유압모터(21)에 압축유를 공급하는 방식과 마찬가지로 로봇 몸체 내부의 슬리브(6)를 통하여 공급된다. 유압실린더(22)를 부착하기 위한 실린더 지지대(23)는 내부에 관로를 뚫은 유압 매니폴더 블록 형태를 갖추게 함으로서 유압실린더(22)의 지지는 물론 유압모터(21) 및 유압실린더(22)로 압축유를 각각 분배하여 공급하는 역할을 수행한다.

유압실린더(22)는 실린더 지지대(23)에 밀착되어 부착되므로 유압실린더(22)와 유압 매니폴더 블록(66) 사이에 압축유의 입출력 포트를 일치시켜 유압실린더(22)로의 압축유를 공급하고 배출함으로서 다중 공구 모듈(2)이 상하 운동을 할 수 있도록 한다. 반면에 공구 구동을 위한 유압모터(21)로의 압축유 공급은 유압 호스를 이용하여 실린더 지지대(23) 포트와 유압모터(21) 포트 사이를 연결한다. 이는 유압실린더(22)의 피스톤 로드에 고정된 다중 공구 모듈(2)이 상하 운동하므로 유압모터(21)의 포트 위치가 고정되어 있지 않기 때문이다. 유압 호스의 전체 길이는 유압실린더(22)의 행정보다 크게 하여 유압실린더(22)의 상하 구동시 유압 호스가 따라 움직이도록 한다.

유압모터(21)로부터 상방향 공구(4) 및 전방향 공구(5)로의 동력 전달은 세 가지의 기어박스(24),(25),(26)에 의해 순차적으로 이루어진다. 유압모터(21)로부터 첫 번째 기어박스(24)는 다중 공구 모듈(2) 내의 부품을 효율적으로 배치하기 위하여 유압모터(21)로부터 단지 동력 전달을 위한 기어열로 구성되어 있으며, 두 번째 기어박스(25)에서는 동력의 전달을 수직축 방향에서 45°경사지게 전달하기 위하여 베벨 기어로 구성된다. 세 번째 기어박스는 터릿(32)에 설치되며, 45°방향의 축의 각도를 다시 수직 및 수평 방향으로 환원하여 유압모터(21)의 회전 운동을최종적으로 두 가지의 공구(4),(5)에 전달할 수 있도록 3 개의 베벨 기어로 구성된다.

상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)의 위치 절환은 다중공구모듈 내부의 소형 전기 모터(27)와 평기어(28)를 구동하여 터릿(32)을 180°회전시킴에 따라 이루어진다. 두 가지 공구(4),(5)의 위치 절환시에는 소형 유압실린더(29)의 피스톤을 후진시켜 피스톤에 부착된 locking pin(30)을 회전부(31)의 홈에서 빼어내고 두 가지의 공구(4),(5)의 위치가 완전히 절환되면 유압실린더(29)의 피스톤을 전진시켜 locking pin(30)을 회전부(31)의 홈에 다시 삽입함으로써 절삭/연마 작업시 공구(4)(5)의 진동을 방지한다. 이 유압실린더(29)는 로봇 몸체 내부의 솔레노이드밸브(20)에 의하여 제어되며, 압축유의 공급 방법은 유압모터(21), 유압실린더(22)로의 압축유 공급 방법과 마찬가지로 슬리브(6)를 통하여 다중 공구 모듈(2)로 공급되며, 실린더 지지대(23)와 유압 실린더(22) 포트 사이는 유압 호스로 연결한다.

관로 단면의 연마 및 돌출된 지관의 제거 작업 시에 발생하는 열로 인한 공구(4),(5)의 수명 단축을 방지하기 위해 각각의 공구(4),(5)에 냉각수를 반드시 공급 해주어야 한다. 일반적으로 절삭공구를 냉각시킬 때는 공구의 외부에서 냉각수 또는 냉각 oil을 공급해주면 된다. 그러나, 관로 보수로봇의 경우에 냉각수를 공구의 외부 또는 옆면에서 공급할 경우에는 공구의 고속 회전으로 인한 원심력에 의하여 냉각수가 튀어나감으로서 공구와 작업면에 냉각수를 공급할 수 없다. 따라서 냉각수는 고속으로 회전하는 공구의 중심축 내부에서 공구의 윗면 중심부 쪽으로 공급해 주어야 한다. 또한, 본 발명의 다중 공구 모듈은 공구(4),(5)가 고속으로 회전할 뿐만 아니라, 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)가 위치 절환 된다. 따라서, 좁은 공간의 다중공구모듈 속에서 냉각수를 새지 않도록 기밀은 유지하며 공구(4),(5)까지 냉각수를 이송하는 것은 쉽지 않다. 본 발명에서는 이를 해결할 수 있는 방법을 고안하였으며 이의 상세한 설명은 다음과 같다.

먼저 냉각수는 유압모터(21)와 두 개의 유압실린더(22),(29)에 압축유를 공급하는 방법과 마찬가지로 슬리브(6)를 통해 다중 공구 모듈(2)로 공급된다. 이로부터 공급된 냉각수는 제 4 도에서 보는 바와 같이 다중공구모듈의 고정부(33)의 옆면에 부착된 3 포트 솔레노이드 밸브(34)로 공급된다. 이 밸브(34)는 냉각수를 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)로 분배하며 이를 통과한 냉각수는 두 개의 호스(35-1), (35-2)중 하나를 통과하여 다중공구모듈 고정부(33)의 옆면에 부착된 분배 블럭(37)으로 공급된다.

분배블럭의 각 port는 공구절환모터(6)에 의하여 회전하는 회전부(105)에 마련된 두 개의 port와 일치되어 있어 냉각수가 회전부(31)로 공급된다. 이때 분배 블럭(37)과 회전부(31)사이에는 weir ring(38)(39)과 탄성을 갖는 silicon ring(40)을 삽입하여 상방향 공구와 전방향 공구를 서로 절환 시키기 위하여 회전부(31)를 회전시키더라도 냉각수가 새지 않도록 하였다. 여기서 weir ring(38)(39)은 회전 마찰이 작은 소재로 베어링과 같은 역할을 하고, 탄성 silicon ring(40)은 분배 블럭(37)과 회전부(31)를 밀착시키는 스프링과 같은 역할을 한다.

회전부(31)의 한쪽 포트를 통과한 냉각수는 고무튜브(41)를 통과하여 냉각수 공급 블록(42)으로 공급된다. 냉각수 공급 블록(42)은 냉각수를 회전부(31) 내부의블록(47)에 설치된 관로(48-1) (48-2)로 냉각수를 공급하는 역할을 수행한다. 또한 이 냉각수 공급 블록(42)은 각각 (41-1)튜브와 (44-1)튜브, 그리고 (41-2)튜브와 (44-2)튜브를 연결시켜 주는 역할을 한다. 고무튜브(41)과 (44)은 서로 꼬이게 배치하여 회전부(31)가 180 도 회전하더라도 솔레노이드 밸브(34)에서 선택한 두 가지 공구 취부대(45),(46) 중 하나의 공구로 냉각수를 공급시킬 수 있도록 하였다.

냉각수 공급블럭(42)까지 공급된 냉각수는 제 5 도에서 보는 바와 같이 회전부 중심축에 설치된 블럭(47) 내부의 관로(48-1),(48-2)로 공급된다. 이로부터 냉각수는 공구축(49-1)(49-2)의 중심부에 마련된 공구관로(50-1)(50-2)를 통하여 공구취부대(46,45)를 통하여 공구(5,4)밖으로 토출된다.

여기서 공구 축(49)이 회전하더라도 공구관로(50)가 회전하지 못하도록 하기 위하여 공구축(49)과 공구관로(50) 사이에 베어링(51,52)을 삽입하였다. 공구관로(50)와 공구취부대(45)가 접촉하는 부위에 분배 블럭(37)과 회전부(31) 사이에 설치한 것과 같이 weir ring(53,54)과 silicon ring(55)을 설치하여 공구취부대가 회전하더라도 냉각수가 새지 않도록 하였다. 또한, 만약의 경우 weir ring과 silicon ring을 통하여 냉각수가 공구축(49) 사이로 스며들어와 다중공구모듈의 내부로 스며드는 것을 방지하기 위하여 회전부(31) 내부의 블록(47)과 공구축(49) 사이에 두 개의 O-ring(56,57)를 설치하였다.

마지막으로 제 1 도에서 보는 바와 같이 로봇 검사부(3)는 로봇의 보수작업 상황과 관로의 파손 상태를 검사하기 위해 로봇의 다중 공구 모듈(2) 앞단에 설치하였다. 제 6 도에서 보는 바와 같이 검사부는 카메라(58), 조명 램프(59),와이퍼(61) 및 와이퍼 메카니즘(60)을 포함하고 있으며, 전기 모터(62)(63)(64)와 링크 기구 구조를 이용하여 검사나 보수 작업을 원하는 위치에서 관찰할 수 있도록 하였다. 본 발명에서 로봇의 검사부 자체는 특허 청구 범위 외이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

(발명의 변형 예, 응용 예)

- 없음

본 관로 보수 로봇은 두 가지의 공구를 관로내에서 원격 절환함으로써, 지상으로 끌어 올려 공구를 교체하기 위해 소모되는 시간을 절감하고, 임의의 방향으로 회전하는 검사용 카메라를 이용하여 관로내의 검사작업은 물론 보수작업을 동시에 수행할 수 있게 함으로써, 기존의 검사용 로봇 또는 보수용 로봇의 문제점을 해결하여 하수관 검사 또는 보수작업의 효율성을 대폭 상승시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 로봇에 부착되는 다중 공구 모듈(2)는 유압모터(21) 축 상에 연결된 기어 (24)(25)(26)로부터 동력을 전달받는 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)의 두 개의 공구로 구성되며,

   전기모터(27)와 체결된 기어(28)에 맞물린 터릿(32)의 180 도 회전에 의해 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)가 관로 내에서 원격으로 절환되는 다중 공구 모듈(2) 메카니즘,

   유압모터(11), 웜기어(12), 및 체인(16)으로 구동되는 로봇 주행부 및 몸체(1) 구조,

   그리고 카메라(58), 조명 램프(59), 와이퍼(61) 및 와이퍼 메카니즘(60)으로 구성되며 링크 기구 구조를 갖는 검사부(3) 메카니즘으로 구성되어 좁은 관로 내에서 이동하는 관로 보수용 로봇.
2. 고속으로 회전하며, 또한 공구의 위치가 서로 절환하는 두 가지 공구의 중심축으로 냉각수를 선택적으로 공급하는 방법을 수행하는 로봇의 메카니즘. 즉,

   - 슬리브(6)를 통과한 냉각수를 3 포트 솔레노이드 밸브(34)에 의하여 원하는 작업 공구를 선택하여 공급하며,

   - 이를 거친 냉각수를 냉각수 공급 블록(42)을 통하여 회전부 중심축에 설치된 블럭(47) 내부의 관로(48)와 공구축(49)의 중앙에 설치된 공구 관로(50)를 통하여 각각의 공구 중심축으로 공급하되,

   - 공구관로(50)와 공구축(49) 내부에 베어링(51,52)을 삽입하여 공구가 회전하더라도 공구관로(50)가 회전하지 않으며,

   - 또한, 공구관로(50)와 공구취부대(45)가 접촉하는 부위, 그리고 분배 블럭(37)과 회전부(31)가 접촉하는 부위에 각각 weir ring(53, 54, 38, 39)과 silicon ring(55, 40)을 설치하여 공구취부대(45)가 회전하거나, 회전부(31)가 회전하더라도 냉각수가 새지 않도록 하고,

   - 또한, 다중 공구 모듈(2)의 회전부(31)가 회전하여 상방향 공구(4)와 전방향 공구(5)가 서로 절환되어 냉각수 공구관로(50-1)과 (50-2)가 서로 위치를 바꿀 경우에도 냉각수가 원하는 방향으로 공급될 수 있도록, 냉각수 공급 블록(42)에 연결된 고무튜브(41)과 (44)을 서로 꼬이게 배치시킨 관로 보수용 로봇.