KR100494675B1 - for inspection and repair of drain-pipe operation robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지중에 매설된 하수관로를 비굴착으로 검사 및 보수하는 하수관 작업용 로봇에 관한 것으로, 상세히 설명하면 하수의 흐름에 장애가 되는 하수유입관이나 각종 장애물을 절삭 및 파쇄하는 한편 유해가스의 검출과 하수관의 단층을 검사하여 손상여부와 수명을 판단하는 하수관 검사와 보수용 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage pipe work robot for inspecting and repairing sewage pipes buried underground, and in detail, cutting and crushing sewage inflow pipes or various obstacles that impede the flow of sewage, while detecting harmful gases and sewage pipes. The present invention relates to a sewer pipe inspection and repair robot that inspects faults and determines damage and lifespan.
이러한 본 발명은 본체의 전방에서 회동하는 헤드에 실린더의 작동으로 상하 소정각도로 회동하도록 한쌍의 암을 설치하고, 암의 선단부에 유압모터와 커터날을 장착하며, 상기 유압모터로 제공되는 유압은 본체에서 헤드와 암의 내부를 통하여 유압모터로 제공되고, 상기 헤드에서 상하 회동하는 암에 감속모터의 구동으로 회전하는 카메라헤드가 설치되며, 본체의 상측부에 에어백을 장착하여 작업시 본체가 하수관에 지지되게 구성되는 하수관 검사와 보수용 로봇을 제공하는 것이다.In the present invention, a pair of arms are installed on the head pivoting at the front of the main body so as to rotate at a predetermined angle up and down by operation of a cylinder, and a hydraulic motor and a cutter blade are mounted at the tip of the arm, and the hydraulic pressure provided by the hydraulic motor is The main body is provided as a hydraulic motor through the inside of the head and the arm, and the camera head which is rotated by the drive of the reduction motor is installed on the arm pivoting up and down in the head. It is to provide a robot for sewer pipe inspection and repair that is configured to support.
Description
본 발명은 지중에 매설된 하수관로를 비굴착으로 검사 및 보수하는 하수관 작업용 로봇에 관한 것으로, 상세히 설명하면 하수의 흐름에 장애가 되는 하수유입관이나 각종 장애물을 절삭 및 파쇄하는 한편 유해가스의 검출과 하수관의 단층을 검사하여 손상여부와 수명을 판단하는 하수관 검사와 보수용 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a sewage pipe work robot for inspecting and repairing sewage pipes buried underground, and in detail, cutting and crushing sewage inflow pipes or various obstacles that impede the flow of sewage, while detecting harmful gases and sewage pipes. The present invention relates to a sewer pipe inspection and repair robot that inspects faults and determines damage and lifespan.
일반적으로 지중에 매설된 각종 상ㆍ하수관로는 장기간이 지남에 따라 노후되므로 상수관의 경우 부식이 발생하여 막대한 량의 물이 누수되고 녹물이 유입되어 식수의 오염을 가중시키고 있는 실정이며, 하수관의 경우는 지반의 변형으로 인하여 이음부분에 틈이 벌어지고 파손 및 단차가 발생하는 한편 하수관안으로 돌출되어 하수의 원활한 흐름을 방해하는 하수유입관이나 각종 장애물이 정체됨에 따라 지하수를 오염시키고 장마철에는 하수가 역류하는 실정이다.In general, the various sewage and sewage pipes buried in the ground decay over a long period of time, so corrosion occurs in the water supply pipes, enormous amounts of water leaks, green water flows, and contaminates drinking water. Due to the deformation of the ground, gaps are created in the joints and breakages and steps occur, while contaminating groundwater due to stagnation of sewage inflow pipes and various obstacles that protrude into the sewer pipes and prevent the smooth flow of sewage. It is the situation.
하수관은 지하로 매설됨에 따라 한번 시공 후에는 보수작업을 위해 땅을 파헤쳐야 하는 애로사항이 발생하여 보수작업에 장시간과 고비용이 소요되므로, 최근에는 검사 및 보수용 무인 로봇을 하수관안에 투입시켜 카메라로 내부를 촬영하여 파손상태를 파악하고 보수작업을 수행하는 비굴착 보수공법이 적용되고 있다.As sewage pipes are buried underground, troubles need to dig the ground for maintenance work after construction, and it takes a long time and high cost to repair them. Recently, unmanned robots for inspection and maintenance are put into the sewer pipes to the camera. The non-excavation repair method is applied to take a picture of the inside to identify the damage state and perform repair work.
상기와 같이 하수관의 비굴착 보수작업에 사용되는 로봇은 특허출원 제1998-0050018호의 "하수관로용 절단 및 천공장치"가 제시된 바 있으며, 상기의 선행기술은 양측부의 전후방에 모터의 구동으로 회전하는 바퀴가 설치된 본체와, 본체의 전방측에 장착되며 360°회전하는 절삭부 헤드와, 상기 본체내에 장착되어 절삭부 헤드에 회전력을 제공하는 감속모터와, 상기 절삭부 헤드의 전방 상측면에 장착되어 상하 이동하며 관로내부를 조사하는 카메라와 조명이 설치된 카메라헤드와, 절삭부 헤드의 전방 하측면에 장착되어 상하 소정각도로 회동하면서 관로내에 돌출된 돌출물을 절단하는 커터로 구성되어 있다.As described above, the robot used for non-excavation maintenance work of sewage pipes has been proposed in the patent application 1998-0050018 "cutting and drilling device for sewage pipes," the prior art is a wheel that rotates by the drive of the motor in front and rear of both sides And a cutting head mounted on the front side of the main body and rotating 360 °, a reduction motor mounted in the main body to provide rotational force to the cutting head, and mounted on the front upper side of the cutting head. It consists of a camera that moves and irradiates the inside of the pipeline, a camera head provided with illumination, and a cutter that is mounted on the front lower side of the cutting unit head and cuts protrusions projecting in the pipeline while rotating at a predetermined angle up and down.
전술한 선행기술은 본체내에서 카메라와 커터가 원격조정에 의해 각각 별도로 동작하면서 관로 내부의 상황조사와 돌출물의 절단작업을 병행하여 수행하므로 작업시간을 단축하고, 작업상태를 탐사하여 절단부위의 마무리 공정을 완벽하게 수행하도록 이루어져 있다.In the above-described prior art, the camera and the cutter are operated separately by the remote control in the main body, so that the situation investigation in the pipeline and the cutting of the protrusion are performed in parallel, thereby reducing the working time and exploring the working state to finish the cutting part. It is designed to perform the process perfectly.
그러나, 상기의 선행기술은 유압으로 커터를 구동시키기 위하여 절삭부 헤드에서 커터로 배선이 연결됨에 따라 절삭작업시 배선이 손상되는 문제점이 노출되고, 또한 절삭부 헤드에서 감속부와 체인기어를 이용하여 커터를 소정각도로 회동시킴으로 절삭작업시 발생하는 진동에 의해 감속부와 체인기어의 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, the above prior art is exposed to the problem that the wiring is damaged during the cutting operation as the wire is connected from the cutting head to the cutter in order to drive the cutter hydraulically, and also using the reduction gear and the chain gear in the cutting head By rotating the cutter at a predetermined angle, there was a problem in that durability of the reduction gear and the chain gear was reduced by vibration generated during cutting.
또한 카메라와 조명이 설치된 카메라헤드가 절삭부 헤드에서 상하 이동만 이루어지므로 하수관의 천정부와 측면부의 절단작업시 촬영상태가 용이하지 못한 문제점이 노출되며, 한편 커터에 의한 절단작업시 진동을 방지하고자 잭을 감속모터의 구동으로 승하강시켜 하수관에 본체를 지지하고 있으나, 잭의 상승 작동시 감속모터에 큰 토크가 발생하여 손상되는 문제점이 있었다.In addition, since the camera head and the camera head equipped with lighting are only moved up and down at the cutting head, the problem of not being easily taken during the cutting operation of the ceiling and side of the sewer pipe is exposed. The main body is supported by the sewage pipe by raising and lowering the drive by the reduction motor, but there is a problem that a large torque occurs in the reduction motor when the jack is operated up and then is damaged.
본 발명은 기존 하수관 작업용 로봇의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본체의 전방에서 회동하는 헤드에 실린더의 작동으로 상하 소정각도로 회동하도록 한쌍의 암을 설치하고 암의 선단부에 유압모터와 커터날을 장착하며, 상기 유압모터로 제공되는 유압은 본체에서 헤드와 암의 내부를 통하여 유압모터로 제공되고, 상기 헤드에서 상하 회동하는 암에 감속모터의 구동으로 회전하는 카메라헤드가 설치되며, 본체의 상측부에 에어백을 장착하여 작업시 본체가 하수관에 지지되게 구성되는 하수관 검사와 보수용 로봇을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the existing sewer pipe robot, a pair of arms to be rotated at a predetermined angle up and down by the operation of the cylinder to the head rotating in front of the main body and the hydraulic motor and the cutter blade at the tip of the arm The hydraulic pressure provided to the hydraulic motor is provided to the hydraulic motor through the head and the arm in the main body, and the camera head which is rotated by the drive of the reduction motor is installed in the arm pivoting up and down in the head. It is an object of the present invention to provide a sewage pipe inspection and repair robot, in which a main body is supported by the sewage pipe during work by mounting an air bag at the side.
또한 본 발명은 헤드에서 상하 회동하는 암의 선단부에 가스검출기나 비파괴 검사용 단층촬영기 및 파쇄용 브레이커를 장착하여 하수관안에 유입된 유해가스를 검출하고, 하수관의 단층을 검사하여 손상여부와 수명을 판단하며, 하수의 흐름에 장애가 되는 구조물을 파쇄하는 하수관 검사와 보수용 로봇을 제공하는 것을 본 발명의 다른 목적으로 하는 것이다.In addition, the present invention is equipped with a gas detector or a non-destructive tomography and fracture breaker at the tip of the arm rotated up and down in the head to detect the harmful gas introduced into the sewer pipe, and inspect the fault of the sewer pipe to determine whether damage and life It is another object of the present invention to provide a sewage pipe inspection and repair robot for crushing a structure that obstructs the flow of sewage.
이러한 본 발명은 원격조종에 의해 유압모터와 커터날로 구성된 커터기를 본체에서 상하 좌우로 자유롭게 이동시켜 작업을 신속하게 수행하며, 작업시 하수관안에서 본체의 지지력을 높여 진동을 줄이고, 유압을 제공하는 배선이 불필요하므로 로봇의 내구성을 높이는 한편 작업상황을 용이하게 촬영하여 모니터링 하며, 가스검출기나 비파괴 검사용 단층촬영기 및 파쇄용 브레이커를 장착하여 다양한 검사와 보수가 이루어지는 것이다.The present invention is to perform the operation quickly by moving the cutter composed of the hydraulic motor and the cutter blade freely up and down from the main body by remote control, and to reduce the vibration by increasing the bearing capacity of the main body in the sewage pipe during the operation, the wiring to provide hydraulic pressure Since it is unnecessary, it increases the durability of the robot and easily captures and monitors the work situation, and is equipped with a gas detector, a tomography camera for nondestructive inspection, and a crushing breaker to perform various inspections and repairs.
본 발명은 원격조종으로 로봇의 본체에서 커터기를 자유롭게 조종하여 검사와 보수작업을 신속하게 수행하는 한편 보다 다양한 검사와 보수작업을 수행하는 로봇을 제공하고자 하는 것으로, 도면에 도시하고 있는 도 1 내지 도 12 에서 본 발명에 따른 실시예의 구성을 자세히 보이고 있다.The present invention is to provide a robot that performs a variety of inspection and repair operations while performing a variety of inspection and repair operations by freely controlling the cutter from the body of the robot by remote control, Figure 1 to Figure 12 shows in detail the configuration of an embodiment according to the invention.
본 발명은 전후방에 감속모터(4)의 구동으로 회전하는 바퀴(3)가 설치된 본체(1)와, 본체(1)의 전방측에 장착되어 감속모터(13)의 구동으로 회전하는 헤드(10)와, 상기 헤드(10)의 전방측에 장착되어 상하 소정각도로 회동하는 커터기(30)와, 상기 헤드(10)의 전방측에 장착되어 상하 이동하며 카메라(41)와 조명(42)이 설치된 카메라헤드(40)로 구성된 기존의 하수관 작업용 로봇에 있어서,According to the present invention, the main body 1 provided with the wheels 3 rotating in the front and rear directions by the driving of the reduction motor 4 and the head 10 mounted on the front side of the main body 1 and rotated by the driving of the reduction motor 13 are provided. ), The cutter 30 mounted on the front side of the head 10 and rotating up and down at a predetermined angle, and the camera 41 and the lighting 42 mounted on the front side of the head 10 and moved up and down. In the existing sewage pipe work robot composed of the installed camera head 40,
상기 본체(1)내부에 장착되고 헤드(10)의 종동기어(10a)에 치합되는 센서기어(14a)가 장착되어 헤드(10)의 회전각도를 감지하는 회전감지센서(14)와, 상기 헤드(10)의 상부 양측면에 배치되게 회전축(21)에 끼워져 설치된 한쌍의 암(20)과, 상기 헤드(10)의 하측부와 암(20)의 일측에 설치된 제1실린더(23)와, 상기 암(20)의 선단부 사이에 유압모터(31)가 회전되게 설치되고 유압모터(31)에 브라켓(34)과 커터날(32)이 장착된 커터기(30)와, 상기 암(20)과 유압모터(31)의 브라켓(34)에 설치된 제2실린더(24)와, 상기 암(20)의 일측에 장착되고 감속모터(43)의 구동으로 회전하며 카메라(41)와 조명(42)이 설치된 카메라헤드(40)와, 상기 본체(1)의 상부에 에어백(50)을 설치하고 에어백(50)위에 놓이게 지지롤러(52)가 장착된 지지브라켓(51)이 본체(1) 상부에 회전되게 설치된 것을 본 발명의 특징으로 하는 것이다.A rotation sensor 14 mounted inside the main body 1 and fitted with a driven gear 10a of the head 10 to detect a rotation angle of the head 10, and the head A pair of arms 20 fitted to the rotary shaft 21 so as to be disposed on both upper surfaces of the upper portion 10, a first cylinder 23 provided at one side of the lower portion of the head 10 and the arm 20, and The hydraulic motor 31 is installed to be rotated between the distal end of the arm 20, the cutter 30 with the bracket 34 and the cutter blade 32 mounted on the hydraulic motor 31, and the hydraulic pressure with the arm 20. The second cylinder 24 installed on the bracket 34 of the motor 31, mounted on one side of the arm 20, rotated by the drive of the reduction motor 43, the camera 41 and the illumination 42 is installed The camera head 40 and the airbag 50 are installed on the top of the main body 1 so that the support bracket 51 on which the support roller 52 is mounted is rotated on the main body 1 so as to be placed on the airbag 50. The present invention installed It is characterized.
이러한 본 발명에 따른 로봇은 윈치나 기타 장비를 이용하여 맨홀을 통해 검사와 보수작업이 요구되는 하수관로의 내부에 투입되고, 원격조종에 의해 진행하면서 카메라의 촬영으로 외부의 작업차량이나 장비에서 C.C TV로 모니터링 되어 하수관로의 내부를 탐사하게 되며, 진행방향에 하수의 흐름을 방해하는 하수유입관이나 장애물이 발견되면 커터날이 장착된 커터기가 원격조종으로 자유롭게 움직여 제거하게 된다.The robot according to the present invention is put into the sewage pipe which requires inspection and repair work through the manhole using a winch or other equipment, and proceeds by remote control to shoot the camera in the external work vehicle or equipment CC TV If the sewer inflow pipe or obstacle is found to obstruct the flow of sewage in the direction of movement, the cutter machine equipped with the cutter blade moves freely by remote control.
본 발명에서 본체(1)는 외부 양측면의 전후방에 이동을 위한 바퀴(3)가 장착되고, 전방측에 헤드(10)와 하우징(11)이 밀폐되도록 장착되며, 상부에는 덮개(2)가 밀폐되게 설치되어 본체(1) 내부는 기밀이 유지되고, 본체(1)의 후면에는 외부의 유압장치에서 유압이 제공되는 유압호스(6)와, 전력이 제공되는 한편 로봇의 원격조종을 위한 케이블(7)이 연결된다.In the present invention, the main body 1 is equipped with wheels 3 for movement in front and rear sides of the outer both sides, and the head 10 and the housing 11 are mounted on the front side to be sealed, and the cover 2 is sealed on the upper side. The main body 1 is kept airtight, and the rear surface of the main body 1 is provided with a hydraulic hose 6 provided with hydraulic pressure from an external hydraulic device, and power is provided while a cable for remote operation of the robot ( 7) is connected.
여기서, 유압호스(6)를 통해 제공되는 유압은 본체(1)의 바닥면에 천공된 유압공(6a)을 통하여 본체(1)내부에 설치된 유압서브밸브(8)로 제공되고, 유압서브밸브(8)는 본체(1)내부에 설치된 콘트롤러에 의해 작동된다.Here, the hydraulic pressure provided through the hydraulic hose (6) is provided to the hydraulic sub valve (8) installed inside the main body (1) through the hydraulic hole (6a) perforated on the bottom surface of the main body (1), the hydraulic sub valve (8) is operated by a controller installed inside the main body (1).
한편 상기에서 로봇의 전후 이동을 위한 바퀴(3)는 본체(1)내부에 장착된 감속모터(4)에 의해 워엄기어와 체인(5)이 구동하여 전후 바퀴(3)를 회전시켜 본체(1)가 하수관로 안에서 전후 이동하게 된다.On the other hand, the wheel 3 for the front and rear movement of the robot is driven by the worm gear and the chain (5) by the reduction motor (4) mounted inside the main body 1 to rotate the front and rear wheels (3) the main body (1) ) Will move back and forth in the sewer.
본체(1)의 전방에 장착되는 헤드(10)는 베어링이 내장된 별도의 하우징(11)에 의해 전면에 부착되어 회전가능케 설치되고, 본체(1)내부로 삽입되는 후단부에 종동기어(10a)가 형성되어 본체(1)내부에 장착된 감속모터(13)의 원동기어(13a)와 치합되므로 감속모터(13)의 구동에 의해 헤드(10)는 정역 회전이 이루어지는 것이며, 상기 헤드(10)에 의해 본체(1)에서 회전되는 커터기(30)는 360°회전되게 구성할 필요가 없으며, 작업성이 높고 배선이나 세척수 및 절삭유가 공급되는 호스의 꼬임이 방지되게 커터기(30)는 수직상에서 좌우로 200~240°정도 회전되게 구성함이 바람직한 것이다. The head 10 mounted at the front of the main body 1 is rotatably attached to the front side by a separate housing 11 in which bearings are embedded, and the driven gear 10a at the rear end inserted into the main body 1. Is formed and engaged with the motive gear 13a of the reduction motor 13 mounted inside the main body 1, so that the head 10 is rotated forward and backward by the driving of the reduction motor 13, and the head 10 The cutter 30 to be rotated in the main body 1 by) does not need to be configured to rotate 360 °, and the cutter 30 is vertical in order to prevent the twisting of the hose to which workability and wiring and washing water and cutting oil are supplied are high. It is preferable to configure the left to rotate about 200 ~ 240 °.
상기 헤드(10)의 내부에는 본체(1)에 부착된 유압샤프트(12)가 회전가능케 끼워지고, 유압샤프트(12)는 내부에 유압공(12a)이 형성되어 유압서브밸브(8)에서 유압이 공급되며, 유압샤프트(12)의 유압공(12a)으로 공급된 유압은 헤드(10)로 제공되고 유압샤프트(12)에 다수의 패킹이 끼워져 헤드(10)의 내부에서 기밀이 유지된다.The hydraulic shaft 12 attached to the main body 1 is rotatably fitted inside the head 10, and the hydraulic shaft 12 has a hydraulic hole 12a formed therein, so that the hydraulic pressure from the hydraulic subvalve 8 is increased. The hydraulic pressure supplied to the hydraulic hole 12a of the hydraulic shaft 12 is provided to the head 10 and a plurality of packings are fitted to the hydraulic shaft 12 to maintain airtightness inside the head 10.
또한 헤드(10)의 상부 양측면에 회전축(21)이 형성되고, 여기에 소정길이의 암(20)이 한쌍으로 회전가능케 장착되며, 상기 헤드(10)의 하측부와 암(20)의 전방측에 제1실린더(23)를 설치하되, 양측 암(20)의 전방측에 샤프트(23a)를 장착하고 샤프트(23a)에 제1실린더(23)의 피스톤축을 장착하여 한쌍의 암(20)이 제1실린더(23)의 구동으로 동시에 회전축(21)을 중심으로 상하 소정각도로 회동하게 된다.In addition, the rotation shaft 21 is formed on both sides of the upper portion of the head 10, and the arm 20 of a predetermined length is rotatably mounted in pairs, and the lower side of the head 10 and the front side of the arm 20. The first cylinder 23 is installed at the front side, but the shaft 23a is mounted on the front sides of the arms 20, and the piston shaft of the first cylinder 23 is mounted on the shaft 23a so that the pair of arms 20 are mounted. The first cylinder 23 rotates at the same time up and down a predetermined angle around the rotation shaft 21 at the same time.
상기 한쌍으로 설치된 암(20)의 선단부 사이에 유압모터(31)와 커터날(32)로 구성된 커터기(30)가 설치되는 것으로, 커터기(30)의 유압모터(31)가 암(20)의 선단부 회전축(35)에 끼워져 암(20)에 회전가능케 설치되고, 유압모터(31)의 상부에 절삭유를 분사하는 노즐(33)이 장착되어 원활한 절삭작업이 수행되고, 후방 측면에 브라켓(34)이 부착된다.The cutter 30 composed of the hydraulic motor 31 and the cutter blade 32 is installed between the tip portions of the pair of arms 20, and the hydraulic motor 31 of the cutter 30 is connected to the arm 20. It is fitted to the front end of the rotating shaft 35 rotatably installed on the arm 20, the nozzle 33 for spraying the cutting oil is mounted on the upper portion of the hydraulic motor 31 to perform a smooth cutting operation, the bracket 34 on the rear side Is attached.
한편 암(20)의 후방측으로 샤프트(24a)를 장착하고, 이 샤프트(24a)와 유압모터(31)에 부착된 브라켓(34)에 제2실린더(24)를 장착하여 제2실린더(24)의 작동으로 암(20)의 선단부에서 회전축(35)을 중심으로 유압모터(31)가 소정각도로 회동하게 되는 것이다.Meanwhile, the shaft 24a is mounted on the rear side of the arm 20, and the second cylinder 24 is mounted on the bracket 34 attached to the shaft 24a and the hydraulic motor 31. By the operation of the hydraulic motor 31 is rotated at a predetermined angle around the rotating shaft 35 at the tip of the arm (20).
따라서, 본 발명의 로봇은 본체(1)의 전방측에 회전되게 장착된 헤드(10)에서 제1실린더(23)의 구동으로 한쌍의 암(20)이 소정각도로 회동하고, 또한 제2실린더(24)의 구동으로 암(20)의 선단부에서 커터기(30)가 소정각도로 회동하므로 원격조종에 의해 커터기(30)가 자유롭게 움직일 수 있는 것이다.Therefore, in the robot of the present invention, the pair of arms 20 are rotated at a predetermined angle by the driving of the first cylinder 23 in the head 10 rotatably mounted on the front side of the main body 1, and also the second cylinder. Since the cutter 30 rotates at a predetermined angle at the tip of the arm 20 by the driving of the 24, the cutter 30 can move freely by remote control.
하수관의 내부 탐사와 작업상황을 확인하기 위한 카메라(41)와 조명(42)이 설치된 카메라헤드(40)는 암(20)의 일측에 설치되는 것이며, 암(20)의 내부에 감속모터(43)를 설치하고 카메라헤드(40)의 회전축과 감속모터(43)의 회전축에 워엄기어를 장착하여 감속모터(43)의 구동으로 카메라헤드(40)가 회동하게 설치되며, 암(20)위에 세척노즐(44)을 장착하여 카메라(41)의 렌즈표면에 세척수를 분사하므로서 이물질의 세척이 수행되게 한다.The camera 41 and the camera head 40 installed with the lighting 42 to check the internal exploration and working conditions of the sewer pipe are installed on one side of the arm 20, and the reduction motor 43 is provided inside the arm 20. And the worm gear is mounted on the rotating shaft of the camera head 40 and the rotating shaft of the reduction motor 43 so that the camera head 40 is rotated by the driving of the reduction motor 43, and washed on the arm 20. The nozzle 44 is mounted to spray the washing water onto the lens surface of the camera 41 so that the cleaning of the foreign matter is performed.
상기에서 커터기(30)와 함께 이동되는 암(20)에 카메라헤드(20)가 설치됨에 따라 보수작업시 커터날(32)과 작업위치를 정확하게 촬영하므로서 작업자가 작업상황을 모니터에서 뚜렷하게 확인할 수 있는 것이며, 암(20)의 외부에 커버(45)를 부착하여 감속모터(43)가 설치된 내부를 밀폐시킨다.As the camera head 20 is installed on the arm 20 which is moved together with the cutter 30 in the above, the operator can clearly check the working situation on the monitor by accurately photographing the cutter blade 32 and the working position during the maintenance work. The cover 45 is attached to the outside of the arm 20 to seal the inside in which the reduction motor 43 is installed.
또한 보수작업시 진동으로부터 본체(1)를 하수관에 지지하기 위하여 본체(1)상부에 외부로부터 에어가 공급되는 에어백(50)을 설치하고, 후방 상측에 지지롤러(52)가 장착된 지지브라켓(51)을 본체(1)의 전방측 상부에 회전가능케 설치하되, 에어백(50)위에 지지브라켓(51)이 놓이게 설치한다.In addition, in order to support the main body 1 to the sewer pipe from the vibration during the maintenance work, an air bag 50 for supplying air from the outside is installed on the upper part of the main body 1, and a support bracket 52 is provided with a support roller 52 on the rear upper side ( 51 is rotatably installed on the upper front side of the main body 1, but is installed so that the support bracket 51 is placed on the airbag (50).
따라서, 작업이 수행되기 전에 에어백(50)으로 에어가 공급되면 에어백(50)이 팽창되면서 팽창압력으로 지지브라켓(51)이 상부로 밀려올라가 하수관의 천정부에 지지롤러(52)가 밀착되므로서 본체(1)를 하수관에 지지 고정시키게 된다.Therefore, if air is supplied to the airbag 50 before the operation is performed, the airbag 50 is expanded and the support bracket 51 is pushed upward by the inflation pressure, and the support roller 52 is in close contact with the ceiling of the sewer pipe. (1) is fixed to the sewer pipe.
본 발명에서 커터기(30)의 유압모터(31)를 구동시키기 위한 유압은 도면에 도시된 도 5 와 같이 헤드(10)내에 양측으로 유압공(10b)이 형성되고, 암(20)이 장착된 회전축(21)과 암(20)의 내측으로 유압공(22)을 형성하여 암(20)의 선단부로 유압이 제공되고, 유압모터(31)가 장착된 회전축(35)의 내부에 유압공(35a)을 천공하여 유압모터(31)로 유압이 공급되게 하므로서 유압모터(31)의 구동으로 커터날(32)를 고속 회전시키게 된다.Hydraulic pressure for driving the hydraulic motor 31 of the cutter 30 in the present invention is a hydraulic hole (10b) is formed on both sides in the head 10 as shown in Figure 5, the arm 20 is mounted A hydraulic hole 22 is formed inside the rotating shaft 21 and the arm 20 so that hydraulic pressure is provided to the tip end of the arm 20, and the hydraulic hole is provided inside the rotating shaft 35 on which the hydraulic motor 31 is mounted. By drilling 35a) to supply hydraulic pressure to the hydraulic motor 31, the cutter blade 32 is rotated at a high speed by driving the hydraulic motor 31.
상기에서 유압공(10b)(22)(35a)이 형성된 헤드(10)와, 회전축(21)(35)과, 암(20)이 상호 결합되는 위치에는 다수의 패킹을 내장하여 회전부위의 기밀을 유지시켜 유압이 제공되게 한다.In the above, the head 10, the rotating shafts 21, 35, and the arm 20, on which the hydraulic holes 10b, 22, 35a are formed, have a plurality of packings built-in, and the airtight portion of the rotating part To maintain the hydraulic pressure.
또한 헤드(10)와 암(20)에 설치된 제1실린더(23)와, 암(20)과 유압모터(31)에 설치된 제2실린더(24)의 샤프트(23a)(24a)에 유압공을 천공하고, 실린더의 회전축에도 유압공을 천공하여 상기 헤드(10)와 암(20)을 통해 제1실린더(23)와 제2실린더(24)에 유압이 제공되게 구성한다.In addition, the hydraulic pressure is applied to the shafts 23a and 24a of the first cylinder 23 provided in the head 10 and the arm 20 and the second cylinder 24 provided in the arm 20 and the hydraulic motor 31. Perforations and perforated hydraulic holes in the rotating shaft of the cylinder are configured to provide hydraulic pressure to the first cylinder (23) and the second cylinder (24) through the head (10) and the arm (20).
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 로봇은 검사와 보수작업이 요구되는 하수관로에서 준설작업과 세정작업이 수행된 후 하수관로의 내부에 투입되고, 원격조종에 의해 하수관로를 진행하면서 카메라(41)로 내부를 촬영하여 C.C TV의 모니터로 균열이나 파손 등의 검사가 이루어지며, 또한 진행하는 상태에서 하수관안으로 돌출되어 하수의 흐름을 방해하는 하수유입관이나 장애물이 발견되면 작업자는 C.C TV의 모니터를 보면서 원격조종으로 유압모터(31)에 유압을 제공하여 커터날(32)를 고속 회전시키고, 이상태에서 헤드(10)와, 제1실린더(23)와, 제2실린더(24)를 작동 시킴으로서 커터기(30)를 작업위치로 이동시켜 절삭작업을 수행한다.The robot of the present invention having such a configuration is injected into the sewer pipe after dredging and cleaning work is performed in the sewer pipe requiring inspection and repair work, and photographs the inside with the camera 41 while proceeding with the sewer pipe by remote control. The CC TV monitor is inspected for cracks and damages.In addition, if a sewage inflow pipe or obstacle is found that protrudes into the sewer pipe and obstructs the flow of sewage, the operator can remotely control the monitor of the CC TV. By supplying hydraulic pressure to the hydraulic motor 31, the cutter blade 32 is rotated at high speed, and the cutter 10 is operated by operating the head 10, the first cylinder 23, and the second cylinder 24 in this state. Move to the work position and perform cutting.
상기에서 보수작업은 먼저 에어백(50)에 에어를 공급하여 지지브라켓(51)과 지지롤러(52)에 의해 본체(1)가 하수관안에 지지 고정된 상태에서 작업이 수행되고, 작업중 카메라(41)의 렌즈표면에 이물질이 묻으면 카메라헤드(40)를 정위치로 회전시키고 세척노즐(44)로 세척수를 분사해 세척한 다음 작업을 속행하며, 장애물의 재질에 따라 커터기(30)의 노즐(33)로 절삭유를 분사하여 원활한 작업이 수행되게 한다.In the repair work, the air is first supplied to the airbag 50, and the work is carried out while the main body 1 is supported and fixed in the sewer pipe by the support bracket 51 and the support roller 52, and the camera 41 during the work. If foreign matters on the lens surface of the camera head 40 is rotated to the correct position, and spray the washing water with the washing nozzle 44 to wash and continue the operation, depending on the material of the obstacle nozzle (33) of the cutter 30 Spray coolant to ensure smooth operation.
이와 같은 본 발명은 본체(1)의 전방측에서 회전되도록 설치된 헤드(10)에 한쌍의 암(20)과, 제1실린더(23) 및 제2실린더(24)를 설치하여 본체(1)에서 커터기(30)를 자유롭게 이동시킴으로서 하수관로의 검사와 보수작업을 신속하게 수행할 수 있는 것이다.In the present invention, a pair of arms 20, a first cylinder 23 and a second cylinder 24 are installed on the head 10 installed to rotate on the front side of the main body 1. By freely moving the cutter 30 it is possible to quickly perform the inspection and repair work of the sewer pipe.
한편 본 발명은 도면에 도시된 도 13 내지 도 15 와 같이 커터기(30)가 설치되는 암(20)의 선단부 사이에 가스검출기(60)나 비파괴 검사용 단층촬영기(70) 및 장애물 파쇄용 브레이커(80)를 장착한 실시예로, 하수관로의 다양한 검사와 보수작업이 이루어지도록 하는 것이다.On the other hand, the present invention is a gas detector 60, non-destructive tomography 70 and obstacle breaker breaker between the tip of the arm 20, the cutter 30 is installed as shown in Figure 13 to 15 shown in the drawings ( In an embodiment equipped with 80, it is to make a variety of inspection and repair work of the sewer pipe.
상기의 실시예에서 가스검출기(60)는 하수관 안으로 유입된 유해가스를 검출하는 기능으로, 커터기(30)가 설치되는 암(20)의 선단부 사이에 가스검출기(60)를 설치하며, 하수관안으로 유입된 폭발성가스(LNG, LPG)와 암모니아가스 및 일산화탄소 등의 유해가스를 검출하여 안전사고를 예방하는 것이다.In the above embodiment, the gas detector 60 has a function of detecting harmful gas introduced into the sewer pipe, and installs a gas detector 60 between the tip portions of the arm 20 on which the cutter 30 is installed, and flows into the sewer pipe. To prevent safety accidents by detecting explosive gases (LNG, LPG) and harmful gases such as ammonia gas and carbon monoxide.
또한 상기의 실시예에서 비파괴 검사용 단층촬영기(70)는 하수관로에 발생한 균열과 파손여부를 검사하는 기능으로, 암(20)의 선단부 사이에 비파괴 검사용 단층촬영기(70)를 설치하여 구성되며, 하수관로의 비파괴 검사는 하수관에 X-Ray 또는 r-Ray 등의 방사선을 투과시켜 Film, CRT 등에 그 상을 재생하여 결함의 유무를 판단하거나, 초음파 및 고주파를 이용해 하수관의 조직을 검사하여 수명을 파악하게 된다.In addition, in the above embodiment, the non-destructive inspection tomography machine 70 is a function of inspecting cracks and damages generated in the sewage pipe, and the non-destructive inspection tomography machine 70 is installed between the tip portions of the arm 20. Non-destructive inspection of sewage pipes transmits X-Ray or r-Ray radiation to the sewage pipes and regenerates the film or CRT to determine the presence of defects, or to examine the sewage pipe tissues using ultrasonic and high frequency to determine the lifespan. Done.
또한 상기의 실시예에서 장애물 파쇄용 브레이커(80)는 커터기(30)로 작업이 어렵거나 장시간이 소요되는 콘크리트 구조물 등을 파쇄하여 제거하기 위한 기능으로, 암(20)의 선단부 사이에 유압으로 작동하는 브레이커(80)를 설치하여 구성되며, 유압으로 작동하는 브레이커(80)는 일반 소형 전동공구에서 사용하는 래칫방식의 일반화된 공지 기술을 적용하여 브레이커를 소형으로 제작한다.In addition, in the above embodiment, the obstacle crushing breaker 80 is a function for crushing and removing a concrete structure, which is difficult to work with a cutter 30 or takes a long time, and is operated hydraulically between the tip portions of the arm 20. The breaker 80 is configured to be installed, and the hydraulically operated breaker 80 is manufactured by applying a generalized publicly known technique of a ratchet method used in general small power tools.
따라서, 본 발명은 커터기(30)가 설치되는 암(20)의 선단부 사이에 가스검출기(60)나 비파괴 검사용 단층촬영기(70) 및 장애물 파쇄용 브레이커(80)를 장착하므로서 보다 다양한 검사와 보수작업을 수행할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the present invention is equipped with a gas detector 60, a non-destructive tomography 70 and a breaker breaker 80 between the distal end of the arm 20, the cutter 30 is installed, more various inspection and repair You can do your work.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the present invention, and are not limited to the above embodiments, and those skilled in the art through the above embodiments do not depart from the gist of the present invention. Can be implemented in a variety of changes.
본 발명은 본체의 전방에 설치된 헤드에 한쌍의 암과 제1실린더 및 제2실린더를 설치하여 커터기를 본체에서 상하 좌우로 자유롭게 이동시켜 작업을 신속하게 수행하며, 작업시 하수관안에서 본체의 지지력을 높여 진동을 줄이고, 커터기로 유압을 제공하는 배선이 불필요하므로 로봇의 내구성을 높이는 한편 작업상황을 용이하게 촬영하여 모니터링 하며, 가스검출기나 비파괴 검사용 단층촬영기 및 파쇄용 브레이커를 장착하여 다양한 검사와 보수작업을 수행할 수 있는 효과를 제공하는 것이다.The present invention is to install a pair of arms, the first cylinder and the second cylinder in the head installed in front of the main body to move the cutter freely from the main body up and down and left and right to perform the work quickly, to increase the support of the main body in the sewage pipe during the operation Reduces vibration and eliminates the need for wiring to provide hydraulic pressure with the cutter, increasing robot durability and easily photographing and monitoring work conditions, and equipped with gas detectors, tomography machines for non-destructive inspection, and crushing breakers It is to provide an effect that can be performed.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 사시도1 is a perspective view of a robot according to an embodiment of the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 로봇의 작업상태를 도시한 측면도2 is a side view showing a working state of the robot according to the present invention;
도 3 은 본 발명에 따른 로봇의 본체와 헤드의 측단면도3 is a side cross-sectional view of the main body and head of the robot according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 로봇의 본체와 헤드의 평단면도4 is a plan sectional view of the main body and head of the robot according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 로봇의 본체와 헤드 및 암의 요부 평단면도Figure 5 is a main cross-sectional plan view of the main body and head and arm of the robot according to the present invention;
도 6 은 본 발명에 따른 로봇 헤드의 구동부를 도시한 평단면도6 is a plan sectional view showing a driving part of the robot head according to the present invention;
도 7 은 본 발명에 따른 로봇 헤드의 구동기어를 도시한 요부 정면도7 is a front view of main parts showing a drive gear of the robot head according to the present invention;
도 8 은 본 발명에 따른 로봇 암의 상하 작동상태도8 is a vertical operation state of the robot arm according to the present invention
도 9 와 도 10 은 본 발명에 따른 로봇 헤드의 회전 작동상태도9 and 10 is a rotational operation state diagram of the robot head according to the present invention
도 11 은 본 발명에 따른 카메라헤드의 설치상태 요부 평단면도11 is a main sectional plan view of an installation state of the camera head according to the present invention;
도 12 는 본 발명에 따른 커터기의 정면도12 is a front view of the cutter according to the present invention;
도 13 은 본 발명에 따른 가스검출기의 설치상태도13 is a state diagram of the installation of a gas detector according to the present invention
도 14 는 본 발명에 따른 비파괴 검사용 단층촬영기의 설치상태도14 is an installation state of the non-destructive inspection tomography apparatus according to the present invention
도 15 는 본 발명에 따른 파쇄용 브레이커의 설치상태도15 is an installation state of the breaker for crushing in accordance with the present invention
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]
1: 본체 3: 바퀴 4: 감속모터1: body 3: wheel 4: reduction motor
10: 헤드 11: 하우징 12: 유압샤프트10: head 11: housing 12: hydraulic shaft
13: 감속모터 14: 회전감지센서 20: 암13: deceleration motor 14: rotation detection sensor 20: arm
21: 회전축 22: 유압공 23: 제1실린더21: rotating shaft 22: hydraulic man 23: the first cylinder
24: 제2실린더 30: 커터기 31: 유압모터24: 2nd cylinder 30: Cutter 31: Hydraulic motor
32: 커터날 40: 카메라헤드 41: 카메라32: cutter blade 40: camera head 41: camera
42: 조명 43: 감속모터 50: 에어백42: lighting 43: reduction motor 50: airbag
51: 지지브라켓 52: 지지롤러 60: 가스검출기51: support bracket 52: support roller 60: gas detector
70: 단층촬영기 80: 브레이커70: tomography apparatus 80: breaker
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