KR100877451B1

KR100877451B1 - 관 내 주행장치

Info

Publication number: KR100877451B1
Application number: KR1020070017091A
Authority: KR
Inventors: 김진오; 김태수
Original assignee: 숭실대학교산학협력단
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2009-01-09
Also published as: KR20080077485A

Abstract

본 발명에 의한 관 내 주행장치는, 배관 내부를 주행하는 주행장치에 있어서, 회전력을 발생시키는 회전수단을 구비하는 메인바디; 상기 회전수단으로부터 회전력을 전달받아 자전 가능한 구조로 구성되는 회전바디; 상기 배관의 내측면에 접촉되어 상기 배관의 횡방향과 경사진 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 회전바디에 결합되는 경사구름부를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의한 관 내 주행장치는, 직선형 배관뿐만 아니라 만곡되거나 절곡된 배관 내부를 원활하게 주행할 수 있고, 배관의 내벽을 타고 구르는 구름수단이 배관의 내벽에 항상 밀착된 상태를 유지하므로 보다 안정적인 주행이 가능해지며, 주행을 위한 구성이 매우 간단할 뿐만 아니라 조작이 간편하다는 장점이 있다.

배관, 주행, 회전, 구름, 절곡, 만곡, 세정, 검사

Description

관 내 주행장치{Apparatus for driving inside of pipe}

도 1은 종래의 배관내 주행로봇의 단면도이다.

도 2는 종래의 배관내 주행로봇의 사용예를 도시하는 사시도이다.

도 3은 본 발명에 의한 관 내 주행장치의 분해사시도이다.

도 4는 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부의 사시도이다.

도 5는 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 평행구름부의 결합구조를 도시하는 단면도이다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 관 내 주행장치의 사용예를 도시한다.

도 8은 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부의 제2 실시예 사시도이다.

도 9는 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부의 제3 실시예 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 메인바디 110 : 회전수단

112 : 구동축 200 : 회전바디

210 : 회전축 300 : 경사구름부

310 : 경사슬라이드바 320 : 제1 경사링크

330 : 제2 경사링크 340 : 경사탄성수단

350 : 경사구름수단 400 : 유니버셜 조인트

500 : 평행구름부 510 : 평행슬라이드바

520 : 제1 평행링크 530 : 제2 평행링크

540 : 평행탄성수단 550 : 평행구름수단

600 : 세정수단

본 발명은 파이프나 덕트 등의 배관 내부를 주행할 수 있도록 구성되는 주행장치에 배관한 것으로, 더 상세하게는 바디 일부를 회전시킴으로써 만곡되거나 절곡된 배관 내부도 용이하게 주행할 수 있도록 구성되는 관 내 주행장치에 관한 것이다.

보편적으로 설치되어 사용되는 상하수도배관과 도시가스배관을 비롯하여 특수한 공장 또는 발전소 등에서는 플랜트배관 및 증기배관 등을 설치하게 되는데, 이와 같이 설치되는 각종 배관을 장기간 사용(운전)하게 되면 배관의 내부가 부식 되거나 이물질이 적층되는 현상이 발생하게 되고, 이러한 현상으로 인해 배관이 파손되면 인명과 재산상의 손실(피해)을 가져오고 자연을 파괴시키는 문제가 초래하게 되며, 상기와 같이 초래될 수 있는 문제를 해소하기 위해서는 배관의 성능을 수시로(정기적으로) 검사하고 세정함으로써 안전성을 확보하여야 한다.

상기와 같이 배관의 성능을 수시로(정기적으로) 검사하고 세정하기 위하여 근자에는 검사장치 또는 세정장치가 탑재되어 배관 내부를 주행하는 로봇을 이용하고 있으며, 상기와 같이 배관 내부를 주행하는 로봇은 보행, 바퀴, 무한궤도, 신축 등의 방법에 의해 이동하도록 되어있다.

상기와 같은 로봇에서 보행형은 이동속도가 느려 이동시간이 많이 소요되고 수직으로 이동이 불가능하며, 바퀴형은 이동속도가 빠르고 조정이 용이하여 직배관에서는 효율적으로 활용할 수 있으나 곡선에서는 용이하게 이동시킬 수 없으며, 무한궤도형은 이동성과 방향성이 양호하나 주행시에 많은 동력(에너지)이 요구되고 이물질이 궤도에 끼어 트러블이 발생할 우려가 있으며, 신축형은 직선과 곡선에서 용이하게 이동시킬 수 있으나 배관의 내벽에 압착시키기 위해서는 구조(메카니즘)가 복잡해지게 되고 배관의 내경에 따라 효율적으로 적응하기가 용이치 못한 문제가 있다.

이에 비해 바퀴를 이용하는 경우에는 비교적 빠른 주행이 가능하고 이물질이 끼는 현상이 거의 발생하지 아니하므로, 배관 내부를 이동하는 로봇에는 바퀴가 장착되는 구조로 가장 많이 구현되고 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 종래의 배관내 주행로봇에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 배관내 주행로봇의 단면도이고, 도 2는 종래의 배관내 주행로봇의 사용예를 도시하는 사시도이다.

종래의 배관내 주행로봇은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 본체(20)의 좌우측으로 길게 고정안내부(22a),(22b)가 형성된다. 상기 본체(20)와 고정안내부(22a),(22b)의 내부측에는 고정안내부(22a),(22b)의 길이방향으로, 본체(20)에 워엄기어(24)를 갖는 구동모터(30)를 위치시키고 있다.

상기의 워엄기어(24)는, 본체(20)내측의 중심에서 회전되도록 위치되며, 상기의 워엄기어(24)에 맞물려 회전되도록 워엄기어(24)의 외주면에 워엄휠(32)이 설치되어 회전된다.

상기와 같은 워엄휠(32)의 회전력을 이용하여 도 1 에 도시된 아암부(4a),(4b)의 끝단에 설치된 구동바퀴(2a),(2b)의 벨트걸이부(6)에 구동벨트(8)를 걸어 회전시킨다.

상기 구동벨트(8)의 회전에 의해 구동바퀴(2a),(2b)는, 아암부(4a),(4b)의 끝단에서 회전되어 파이프(40)의 내측면과 맞닿음되어 압착되면서 이동된다. 즉, 상기의 구동바퀴(2a),(2b)는 아암부(4a),(4b)의 끝단에서 파이프(40)의 내면과 맞닿음 되어 미끄러짐이 없이 이송되도록 한쌍의 아암부(4a),(4b)를, 항상 본체(20)중심축에서 외부측으로 밀치도록, 밀침수단을 링크(16)에 의해 결합시키고 있다.

상기와 같이 링크(16)에 의해 결합된 아암부(4a),(4b)를, 본체(20)의 외측으 로 밀치도록 고정안내부(22a),(22b)의 좌우측에서 밀침링(18a),(18b)을, 또한, 본체(20)의 내측으로 가압하도록 제 1 스프링(12)과, 제 2 스프링(14)을 끼워 고정한다.

상기 고정안내부(22a),(22b)에 끼워진 제 1 스프링(12)과 제 2 스프링(14)은 고정안내부(22a),(22b)의 끝단에 형성된 고정구(36a),(36b)에 의해 끼워져 고정되어 있으므로 바깥측으로 밀치지 않도록 되어 있을 뿐만 아니라, 제 1 스프링(12)과 제 2 스프링(14)의 고정구(36a),(36b)의 조정으로 탄성장력을 증감시킬 수 있도록 구성되어 있다.

상기 제 1 스프링(14)과 제 2 스프링(12)은 고정안내부(22a),(22b)에 끼워져 있기 때문에, 항상 밀침링(18a),(18b)을 본체(20)측으로 가압시켜, 상기 밀침링(18a),(18b)에 연결된 링크(16)를 밀치므로, 상기 링크(16)는 제 1 스프링(12)과 제 2 스프링(14)은 탄성력에 의해 아암부(4a),(4b)를 본체(20)의 외부측으로 밀친다.

상기와 같이 구성된 이동수단과 구동수단은, 본체(20)의 외주면에 각각으로 형성된 한쌍의 구동바퀴(2a),(2b)에 제 1 스프링(12)과 제 2 스프링(14)에서 가해지는 탄성하중이 골고루 분산되어, 구동바퀴(2a),(2b)와 파이프(40)내면과 맞닿는 면이 이상적으로 접하기 때문에 파이프(40)의 내면과 마찰되어 미끄러짐 없이 파이프(40)내를 이동한다.

또한, 구동모터(30)에 의한 구동만으로, 3곳에 위치하고 있는 각각의 이동수단을 작동시키기 때문에 한쌍으로 이루어진 구동바퀴(2a),(2b)의 회전력이 동일 하게 작용되어 항상 직진성을 갖는다.

상기와 같이 구동되는 한쌍의 구동바퀴(2a),(2b)는, 구동모터(30)의 일측단에 형성되어 있는 워엄기어(24)에 의해 본체(20)의 외주면 측에, 3곳에 위치되게 설치되어 있는 각각의 워엄휠(32)에 동력을 전달하므로, 3곳의 워엄휠(32)은 동시에 회전된다.

상기와 같이 워엄기어(24)와 맞물려 회전되는 워엄휠(32)에는, 구동벨트(8)가 구동바퀴(2a),(2b)의 벨트걸이부(6)에 걸려 동력이 전달되므로 구동바퀴(2a),(2b)를, 워엄휠(32)의 회전에 의해 구동시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 배관내 주행로봇은, 파이프(40)의 내부로 이동할 때에는 본체(20)의 외주면에 각각의 이동수단을 고정하고 있는 아암부(4a),(4b)를, 본체(20)의 좌우측에 형성된 고정안내부(22a),(22b)에 끼워져 있는 밀침수단에 의해 항상 밀치도록 구성되어 있기 때문에, 파이프(40)배관내를 통과하는 배관내 주행로봇에 설치되어 있는 한쌍의 구동바퀴(2a),(2b)는 파이프(40)의 내면에 각각 3 곳에 밀착되어 이동된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래의 배관내 주행로봇은 휘어지거나 절곡된 파이프 내부를 주행하기 위해서는 좌우측 구동바퀴의 회전수가 정확하게 조정되어야 하므로, 조작이 매우 난해하며 구성이 매우 복잡해진다는 단점이 있다.

또한, 종래의 배관내 주행로봇은 좌우측 구동바퀴의 회전수에 미세하게라도 오차가 발생하게 되면, 정상적으로 주행하지 못하고 이에 따라 고장이 나거나 일부 부품이 파손된 우려가 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 직선형 배관뿐만 아니라 만곡되거나 절곡된 배관 내부를 원활하게 주행할 수 있고, 주행을 위한 구성이 매우 간단하며, 사용이 간편한 주행장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 관 내 주행장치는,

배관 내부를 주행하는 주행장치에 있어서,

회전력을 발생시키는 회전수단을 구비하는 메인바디;

상기 회전수단으로부터 회전력을 전달받아 자전 가능한 구조로 구성되는 회전바디;

상기 배관의 내측면에 접촉되어 상기 배관의 횡방향과 경사진 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 회전바디에 결합되는 경사구름부;

를 포함하여 구성된다.

상기 회전바디의 회전축은 결합각도가 변경 가능한 구조로 상기 회전수단의 구동축에 결합된다.

상기 회전바디의 회전축과 상기 회전수단의 구동축은 유니버셜 조인트에 의해 연결된다.

상기 경사구름부는, 상기 회전바디의 회전축을 중심으로 방사형으로 배열되도록 둘 이상 구비된다.

상기 경사구름부는,

상기 배관의 내경 크기 또는 형상이 변경되더라도 상기 배관의 내측면에 접촉될 수 있도록, 상기 회전바디의 외측면과의 거리가 변경 가능한 구조로 장착되는 경사구름수단을 포함하여 구성된다.

상기 경사구름수단은, 바퀴 또는 무한궤도로 적용된다.

상기 경사구름부는,

상기 배관의 횡방향과 경사진 방향으로 상기 회전바디 외측면에 결합되는 경사슬라이드바와, 일단이 상기 회전바디의 외측면 중 상기 경사슬라이드바의 길이방향 연장선상에 힌지 결합되는 제1 경사링크와, 상기 제1 경사링크에 힌지 결합되며 일단이 상기 경사슬라이드바를 따라 슬라이딩 가능한 구조로 힌지 결합되는 제2 경사링크와, 상기 제2 경사링크의 일단이 상기 제1 경사링크의 일단과 가까워지는 방향으로 상기 제2 경사링크에 탄성력을 인가하는 경사탄성수단을 더 포함하고,

상기 경사구름수단은 상기 제1 경사링크의 타단에 결합된다.

상기 배관의 내측면에 접촉되어 주행방향과 평행한 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 메인바디에 결합되는 평행구름부를 더 포함한다.

상기 평행구름부는, 주행방향과 평행한 상기 메인바디의 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되도록 둘 이상 구비된다.

상기 평행구름부는,

상기 배관의 내경 크기 또는 형상이 변경되더라도 상기 배관의 내측면에 접촉될 수 있도록, 상기 회전바디의 외측면과의 거리가 변경 가능한 구조로 장착되는 평행구름수단을 포함하여 구성된다.

상기 평행구름수단은, 바퀴 또는 무한궤도로 적용된다.

상기 평행구름부는,

상기 배관의 종방향으로 상기 메인바디 외측면에 결합되는 평행슬라이드바와, 일단이 상기 메인바디의 외측면 중 상기 평행슬라이드바의 길이방향 연장선상에 힌지 결합되는 제1 평행링크와, 상기 제1 평행링크에 힌지 결합되며 일단이 상기 평행슬라이드바를 따라 슬라이딩 가능한 구조로 힌지 결합되는 제2 평행링크와, 상기 제2 평행링크의 일단이 상기 제1 평행링크의 일단과 가까워지는 방향으로 상기 제2 평행링크에 탄성력을 인가하는 평행탄성수단을 더 포함하고,

상기 평행구름수단은 상기 제1 평행링크의 타단에 결합된다.

상기 배관 내부를 세정하기 위한 세정수단과, 상기 배관 내부를 검사하기 위한 검사수단 중 적어도 하나 이상이 상기 메인바디 또는 상기 회전바디에 구비된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 관 내 주행장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 관 내 주행장치의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 평행구름부의 결합구조를 도시하는 단면도이다.

본 발명에 의한 관 내 주행장치는 회전력을 이용하여 배관(P) 내부에서 전진 또는 후진이 가능하도록 구성되는 장치로서(도 6 및 도 7 참조), 회전력을 발생시키는 회전수단(110)을 구비하는 메인바디(100)와, 상기 회전수단(110)으로부터 회전력을 전달받아 자전 가능한 구조로 구성되는 회전바디(200)와, 상기 배관(P)의 내측면에 접촉되어 상기 배관(P)의 횡방향과 경사진 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 회전바디(200)에 결합되는 경사구름부(300)와, 상기 배관(P)의 내측면에 접촉되어 주행방향과 평행한 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 메인바디(100)에 결합되는 평행구름부(500)를 포함하여 구성된다.

상기 회전바디(200)는 수평방향 중심선을 지나는 회전축(210)을 구비하고, 상기 회전수단(110)에서 발생되는 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 회전축(210)이 상기 회전수단(110)의 구동축(112)과 연결된다. 이때 상기 회전바디(200)는 회전 시 발생되는 원심력이 어느 일측으로 치우쳐 발생되지 아니하도록, 각 방향 최외각 끝단이 회전축(210)을 중심으로 방사형을 이루도록 제작됨이 바람직하다. 본 실시예에서 상기 회전바디(200)는 회전축(210)과 직교하는 방향의 단면이 정삼각형을 이루도록 형성되어 있으나, 상기 회전바디(200)의 형상은 이에 한정되지 아니하고 회전 시 원심력이 어느 일측으로 치우치지 아니할 수 있는 형상이라면 사각 이상의 정다각형 또는 원형 등 다양한 형상의 단면을 갖도록 제작될 수도 있다.

상기 경사구름부(300)는 나사원리를 이용하여 회전운동을 직선운동으로 바꾸어주는 역할을 하는 구성요소로서, 나사의 나사산과 같은 역할을 한다. 즉, 상기 경사구름부(300)는 상기 배관(P) 내측면을 타고 나선형으로 궤적을 따라 구르는 경사구름수단(350)을 포함하도록 구성되어, 회전 시 회전 방향에 따라 전진 또는 후진하게 된다.

상기 경사구름수단(350)이 상기 회전바디(200)의 회전축(210)과 직각을 이루는 방향으로 즉, 상기 배관(P)의 내측 원주 방향으로도 구름 운동이 가능하게 구성되면 상기 회전바디(200)는 전진 또는 후진을 하지 아니하고 제자리에서만 자전하 게 되므로, 상기 경사구름수단(350)은 사전에 설정된 방향 더 상세하게는 상기 배관(P)의 내측면을 타고 나선 궤적을 형성할 수 있는 방향으로만 구를 수 있도록 구성되어야 한다. 또한 상기 경사구름부(300)는 구름방향이 일정하게 한정되는 구조라면 어떠한 구조로도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 바퀴 구조로 구성될 수도 있고, 무한궤도 구조로 구성될 수 있다.

상기 경사구름수단(350)은 상기 배관(P) 내측면에 밀착된 상태를 유지해야 하는데, 상기 경사구름수단(350)의 위치가 일정하게 고정되면 상기 배관(P)의 내경 크기에 오차가 있는 경우 상기 경사구름수단(350)이 상기 배관(P)의 내측면에 밀착되지 아니하는 경우가 발생될 수 있다. 이와 같이 상기 경사구름수단(350)이 상기 배관(P)의 내측면에 밀착되지 아니하면, 상기 회전바디(200)가 제자리에서 회전운동만을 하게 되어 전진 또는 후진이 원활하게 이루어지지 아니하게 된다는 문제점이 있다.

따라서 상기 경사구름수단(350)이 항상 상기 배관(P)의 내측면에 밀착된 상태를 유지할 수 있도록, 상기 경사구름수단(350)은 상기 회전축(210)과의 거리가 변경 가능한 구조로 장착되고, 상기 경사구름수단(350)이 상기 회전축(210)과 멀어지는 방향으로 탄성력을 인가하는 경사탄성수단(340)이 더 포함된다.

이와 같은 작동이 가능해 지도록, 상기 경사구름부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 배관(P)의 횡방향과 경사진 방향으로 상기 회전바디(200) 외측면에 결합되는 경사슬라이드바(310)와, 일단이 상기 회전바디(200)의 외측면 중 상기 경사슬라이드바(310)의 길이방향 연장선상에 힌지 결합되는 제1 경사링크(320)와, 상 기 제1 경사링크(320)에 힌지 결합되며 일단이 상기 경사슬라이드바(310)를 따라 슬라이딩 가능한 구조로 힌지 결합되는 제2 경사링크(330)와, 상기 제1 경사링크(320)의 타단에 결합되는 경사구름수단(350)과, 상기 제2 경사링크(330)의 일단이 상기 제1 경사링크(320)의 일단과 가까워지는 방향으로 상기 제2 경사링크(330)에 탄성력을 인가하는 경사탄성수단(340)을 포함하여 구성된다.

이때 상기 경사구름수단(350)은 상기 배관(P)의 내측 반지름보다 큰 간격으로 상기 회전축(210)과 이격되도록 구성된다. 따라서 본 발명에 의한 관 내 주행장치를 배관(P) 내부로 인입시키면, 상기 제1 경사링크(320)는 상기 회전바디(200)와 힌지 결합된 지점을 중심으로 시계방향으로 회전되어 상기 경사구름수단(350)이 상기 배관(P)의 내측면에 밀착된 상태가 되고, 상기 제2 경사링크(330)는 상기 경사슬라이드바(310)를 타고 우측으로 슬라이딩되어 상기 경사탄성수단(340)을 압축시킨다. 이와 같이 압축된 상기 경사탄성수단(340)은 상기 제2 경사링크(330)를 좌측으로 미는 방향으로 즉, 상기 제1 경사링크(320)가 세워지도록 탄성력을 인가하는바, 상기 경사구름수단(350)은 항상 배관(P)의 내측면에 밀착된 상태를 유지하게 된다.

도 4에 도시된 상기 경사구름부(300)의 구성은 하나의 실시예일 뿐이며, 상기 경사구름수단(350)이 상기 회전바디(200)의 회전축(210)과 멀어지는 방향으로 상기 경사구름수단(350)에 탄성을 인가할 수 있는 구성이라면 다양한 형태로 변경될 수 있다.

또한, 상기 경사구름부(300)가 상기 회전바디(200)의 어느 일측에 치우치도 록 배열되는 경우 상기 회전바디(200)는 회전 시 상기 배관(P)의 지름방향으로 흔들릴 우려가 있으므로, 상기 경사구름부(300)는 상기 회전바디(200)의 회전축(210)을 중심으로 방사형으로 배열되도록 둘 이상 구비됨이 바람직하다. 이때, 상기 경사구름부(300)는 상기 배관(P) 내부에서의 위치가 보다 안정적으로 지지될 수 있도록 본 실시예에 도시된 바와 같이 3개가 장착됨이 더욱 바람직하며, 사용환경의 특성이나 사용자의 선택에 따라 4개 이상 장착될 수도 있다.

상기 메인바디(100)는 회전력을 발생하는 회전수단(110)이 내부에 구비되고, 상기 회전수단(110)의 구동축(112)은 상기 메인바디(100)의 선단측을 배관(P)통하여 상기 회전바디(200)의 회전축(210)에 결합됨으로써 상기 회전바디(200)에 회전력을 인가하도록 구성된다. 이와 같이 상기 메인바디(100) 자체가 상기 회전바디(200)에 결합되지 아니하고 상기 회전수단(110)의 구동축(112)만이 상기 회전바디(200)와 결합되므로, 상기 메인바디(100)는 상기 회전바디(200)가 회전되더라도 상기 회전바디(200)와 함께 회전되지 아니하고 전진 또는 후진만을 하게 된다.

이때, 상기 회전수단(110)의 구동축(112)이 상기 회전바디(200)의 회전축(210)에 직접 고정 결합되어 상기 메인바디(100)와 회전바디(200)가 일렬로 결합된 상태로 고정되면, 본 발명에 의한 관 내 주행장치는 직선 운동만이 가능하게 되므로, 직선 형태의 배관(P) 내부에서만 주행이 가능해진다. 그러나 통상적인 배관(P)이나 파이프 등은 만곡 또는 절곡된 형태로 형성되므로, 주행장치 역시 주행방향이 변경될 수 있도록, 상기 회전바디(200)의 회전축(210)은 결합각도가 변경 가능한 구조로 상기 회전수단(110)의 구동축(112)에 결합됨이 바람직하다.

예를 들어, 상기 회전바디(200)의 회전축(210)과 상기 회전수단(110)의 구동축(112)은 도 3에 도시된 바와 같이 유니버셜 조인트(400)에 의해 연결될 수도 있다. 상기 회전축(210)과 구동축(112)을 연결하는 연결부재는, 상기 유니버셜 조인트(400)에 한정되지 아니하고, 회전축(210)과 구동축(112)의 결합방향이 변경될 수 있으면서 구동축(112)의 회전력을 회전축(210)으로 전달할 수 있는 구조라면 어떠한 연결부재로도 대체될 수 있다.

상기 메인바디(100)가 회전이 가능하도록 구성되면, 상기 회전수단(110)의 회전력에 의해 상기 회전바디(200)가 회전될 때 상기 그 반력으로 상기 회전바디(200)가 회전되는 반대 방향으로 상기 메인바디(100)가 회전되는데, 이와 같이 상기 메인바디(100)가 회전되면 그만큼 상기 회전바디(200)의 회전이 감소되므로 주행효율이 낮아진다는 문제점이 발생된다. 따라서 상기 메인바디(100)에 장착되는 평행구름부(500)는, 주행방향과 평행한 방향 즉, 배관(P)의 종방향으로만 구름이 가능한 구조로 구성된다.

또한 상기 평행구름부(500)는, 상기 경사구름부(300)와 마찬가지 이유로 주행방향과 평행한 상기 메인바디(100)의 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되도록 둘 이상 구비됨이 바람직하며, 상기 배관(P)의 내경 크기 또는 형상이 변경되더라도 상기 배관(P)의 내측면에 접촉될 수 있도록 상기 회전바디(200)의 외측면과의 거리가 변경 가능한 구조로 장착되는 평행구름수단(550)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 동작이 가능해지도록, 상기 평행구름부(500)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 배관(P)의 종방향으로 상기 메인바디(100) 외측면에 결합되는 평행슬라이드바(510)와, 일단이 상기 메인바디(100)의 외측면 중 상기 평행슬라이드바(510)의 길이방향 연장선상에 힌지 결합되는 제1 평행링크(520)와, 상기 제1 평행링크(520)에 힌지 결합되며 일단이 상기 평행슬라이드바(510)를 따라 슬라이딩 가능한 구조로 힌지 결합되는 제2 평행링크(530)와, 상기 제1 평행링크(520)의 타단에 결합되는 평행구름수단(550)과, 상기 제2 평행링크(530)의 일단이 상기 제1 평행링크(520)의 일단과 가까워지는 방향으로 상기 제2 평행링크(530)에 탄성력을 인가하는 평행탄성수단(540)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 5에 도시된 상기 평행구름부(500)는, 상기 경사구름부(300)와 비교하였을 때 장착방향에 있어서만 차이가 있을 뿐 각 구성요소의 형상 및 결합구조는 상기 경사구름부(300)와 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한 상기 평행구름수단(550) 역시, 바퀴 또는 무한궤도로 적용될 수 있다.

본 발명에 의한 관 내 주행장치는 상기 배관(P) 내부를 세정하기 위한 세정수단(600)을 더 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 상기 세정수단(600)이 추가로 구비되면, 배관(P) 내부로 본 발명에 의한 관 내 주행장치를 주행시키면서 배관(P) 내부를 세정할 수 있으므로, 작업자가 직접 투입되기 어려운 부분도 보다 간편하게 세정할 수 있다는 장점이 있다.

상기 세정수단(600)은 초음파를 이용하여 세정이 이루어지도록 구성될 수도 있고, 상기 배관(P)의 내측면에 물리적으로 접촉됨으로써 상기 배관(P) 내부를 세정하도록 구성될 수도 있으며, 그 외에 세정이 가능한 어떠한 구조로도 구성될 수 있다. 또한 본 실시예에서는 상기 세정수단(600)이 상기 메인바디(100)의 후단에 결합되도록 구성되어 있으나, 상기 세정수단(600)의 결합위치는 이에 한정되지 아니하고 메인바디(100)의 선단이나 회전바디(200)의 선단 또는 후단으로 변경될 수 있다.

또한 본 발명에 의한 관 내 주행장치에는 배관(P) 내부를 검사하기 위한 촬영장치나 센서 등 다양한 종류의 검사수단이 구비될 수도 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 관 내 주행장치를 배관(P) 내부로 인입시키면, 경사탄성수단(340)과 평행탄성수단(540)의 탄성력에 의해 각 경사구름수단(350)과 각 평행구름수단(550)은 배관(P)의 내측면에 밀착된다.

도 6에 도시된 상태에서 구동축(112)이 회전하도록 회전수단(110)을 기동시키면, 상기 구동축(112)과 연결된 회전바디(200)가 회전을 하게 되고, 각 경사구름수단(350)은 나선 궤적을 그리면서(곡선 점선 화살표방향 참조) 배관(P) 내측면을 타고 구르게 된다. 이와 같이 상기 각 경사구름수단(350)이 굴러감에 따라 상기 회전바디(200)는 전진(도 6에서는 좌측방향)하게 되고, 상기 회전바디(200)와 연결된 메인바디(100) 역시 전진하게 된다.

이때, 상기 회전수단(110)의 구동축(112)을 반대로 회전시키면, 상기 회전바 디(200) 역시 반대방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 회전바디(200) 및 메인바디(100)는 후진(도 6에서는 우측방향)하게 된다. 따라서 사용자는 상기 구동축(112)의 회전방향을 적절히 조절함으로써 보다 간편하게 본 발명에 의한 관 내 주행장치를 운전할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 관 내 주행장치는 상기 회전축(210)과 구동축(112)이 절곡 가능하며 회전력 전달이 가능한 구조로 결합되어 있으므로, 상기 회전바디(200)와 메인바디(100) 역시 주행방향이 상호 상이하도록 배열방향이 절곡될 수 있다. 따라서 본 발명에 의한 관 내 주행장치는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 배관(P)이 절곡된 부위를 지날 때 상기 배관(P)의 절곡 각도에 따라 상기 회전바디(200)와 메인바디(100)의 배열방향이 절곡되는바, 종래와 같이 좌우측 바퀴의 회전수를 조절할 필요 없으므로 조작이 매우 간편해진다는 장점이 있다.

도 8은 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부(300)의 제2 실시예 사시도이고, 도 9는 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부(300)의 제3 실시예 사시도이다.

본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부(300)는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 각 구성요소 간의 결합구조가 다양하게 변경될 수 있다.

즉, 상기 경사구름부(300)는, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 경사링크(320)와 제2 경사링크(330)의 타단(도 8에서는 상측 끝단)이 힌지 결합되고, 경사구름수 단(350)이 상기 제1 경사링크(320)와 제2 경사링크(330)의 타단을 배관(P)통하도록 결합될 수 있다.

이때 상기 경사구름수단(350)은 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예와 같이 하나만 구비될 수도 있고, 도 9에 도시된 실시예와 같이 상기 제1 경사링크(320)와 제2 경사링크(330)의 타단 결합부를 중심으로 좌우측에 각각 하나씩 쌍을 이루도록 구비될 수도 있다. 상기 경사구름수단(350)이 쌍으로 구비되면, 상기 배관(P)의 내측면과의 접촉면적이 증대되므로, 상기 회전바디(200)가 헛도는 경우가 없어지게 되고, 상기 회전바디(200)의 위치가 어느 일측으로 치우치지 아니하고 보다 안정적으로 유지될 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 경사구름부(300)는, 도 9에 도시된 바와 같이 제1 경사링크(320)와 제2 경사링크(330)의 중단이 힌지 결합되고, 상기 제1 경사링크(320)와 제2 경사링크(330)의 타단(도 9에서는 상측 끝단)에 각각 경사구름수단(350)이 구비되도록 구성될 수도 있다.

상기 경사구름부(300)가 도 9에 도시된 바와 같은 구조로 변경되는 경우에도 상기 회전바디(200)가 헛돌거나 일측으로 치우치는 현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

이때, 본 발명에 의한 관 내 주행장치에 포함되는 평행구름부(500) 역시, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 각 구성요소의 결합구조가 변경될 수 있다. 상기 평행구름부(500)가 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 구성되는 경우, 상기 메인바디(100)가 회전되는 현상이나 어느 일측으로 치우치는 현상이 방지된다는 장점이 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims

배관(P) 내부를 주행하는 주행장치에 있어서,

회전력을 발생시키는 회전수단(110)을 구비하는 메인바디(100);

상기 회전수단(110)으로부터 회전력을 전달받아 자전 가능한 구조로 구성되는 회전바디(200); 및

상기 배관(P)의 내측면에 접촉되어 상기 배관(P)의 횡방향과 경사진 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 회전바디(200)에 결합되는 경사구름부(300);

를 포함하고,

상기 경사구름부(300)는,

상기 배관(P)의 횡방향과 경사진 방향으로 상기 회전바디(200) 외측면에 결합되는 경사슬라이드바(310)와, 일단이 상기 회전바디(200)의 외측면 중 상기 경사슬라이드바(310)의 길이방향 연장선상에 힌지 결합되는 제1 경사링크(320)와, 상기 제1 경사링크(320)에 힌지 결합되며 일단이 상기 경사슬라이드바(310)를 따라 슬라이딩 가능한 구조로 힌지 결합되는 제2 경사링크(330)와, 상기 제2 경사링크(330)의 일단이 상기 제1 경사링크(320)의 일단과 가까워지는 방향으로 상기 제2 경사링크(330)에 탄성력을 인가하는 경사탄성수단(340)과, 상기 제1 경사링크(320)의 타단에 결합되어 상기 배관(P)의 내경 크기 또는 형상이 변경되더라도 상기 배관(P)의 내측면에 접촉되는 경사구름수단(350);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제1항에 있어서,

상기 회전바디(200)의 회전축(210)은 결합각도가 변경 가능한 구조로 상기 회전수단(110)의 구동축(112)에 결합되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제2항에 있어서,

상기 회전바디(200)의 회전축(210)과 상기 회전수단(110)의 구동축(112)은 유니버셜 조인트(400)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 경사구름수단(350)은, 바퀴 또는 무한궤도인 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제1항에 있어서,

상기 경사구름부(300)는, 상기 회전바디(200)의 회전축(210)을 중심으로 방사형으로 배열되도록 둘 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배관(P)의 내측면에 접촉되어 주행방향과 평행한 방향으로 구름이 가능한 구조로 상기 메인바디(100)에 결합되는 평행구름부(500)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제8항에 있어서,

상기 평행구름부(500)는, 주행방향과 평행한 상기 메인바디(100)의 중심축을 중심으로 방사형으로 배열되도록 둘 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제8항에 있어서,

상기 평행구름부(500)는,

상기 배관(P)의 내경 크기 또는 형상이 변경되더라도 상기 배관(P)의 내측면에 접촉될 수 있도록, 상기 회전바디(200)의 외측면과의 거리가 변경 가능한 구조로 장착되는 평행구름수단(550)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제10항에 있어서,

상기 평행구름수단(550)은, 바퀴 또는 무한궤도인 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제10항에 있어서,

상기 평행구름부(500)는,

상기 배관(P)의 종방향으로 상기 메인바디(100) 외측면에 결합되는 평행슬라이드바(510)와, 일단이 상기 메인바디(100)의 외측면 중 상기 평행슬라이드바(510)의 길이방향 연장선상에 힌지 결합되는 제1 평행링크(520)와, 상기 제1 평행링크(520)에 힌지 결합되며 일단이 상기 평행슬라이드바(510)를 따라 슬라이딩 가능한 구조로 힌지 결합되는 제2 평행링크(530)와, 상기 제2 평행링크(530)의 일단이 상기 제1 평행링크(520)의 일단과 가까워지는 방향으로 상기 제2 평행링크(530)에 탄성력을 인가하는 평행탄성수단(540)을 더 포함하고,

상기 평행구름수단(550)은 상기 제1 평행링크(520)의 타단에 결합되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.
제1항, 제2항, 제3항, 제6항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배관(P) 내부를 세정하기 위한 세정수단(600)과, 상기 배관(P) 내부를 검사하기 위한 검사수단 중 적어도 하나 이상이 상기 메인바디(100) 또는 상기 회전바디(200)에 구비되는 것을 특징으로 하는 관 내 주행장치.