KR101236763B1 - 나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기 - Google Patents

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이병규
조영석
하영열
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Abstract

나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 나셀 관리 로봇은 풍력발전기의 나셀 내부장치에 대한 관리작업을 수행하는 헤더부와 헤더부를 지지하는 관절부를 포함하는 로봇몸체; 및 나셀 내부에서 로봇몸체를 이동시키는 구동부;를 포함하고, 관리작업은 나셀 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업 중 하나 이상을 포함한다.

Description

나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기{NACELLE MANAGEMENT ROBOT, AND WIND POWER GENERATOR HAVING THE SAME}
본 발명은 나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기에 관한 것이다.
풍력터빈(이하, “풍력발전기”라고 함)은 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환해 전기를 생산하는 장치로, 온실가스 저감을 위한 청정에너지원으로 각광받고 있다. 통상적인 풍력발전기는 블레이드, 블레이드의 회전에너지를 전기에너지로 변환하는 나셀(nacelle)과 나셀을 지지하는 타워를 포함한다.
풍력발전기는 고장이나 사고를 예방하고 동작효율을 높이기 위해 설치 후에도 주기적인 관리가 필요하다. 특히, 풍력발전기의 나셀은 바람의 에너지를 전기에너지로 변환시키는 각종 장치들을 포함하고 있어 나셀 내에 포함된 각종 장치들에 대한 관리가 매우 중요하다. 그러나 풍력발전기의 타워 높이가 대략 100미터에 이르고 있으므로 작업자가 직접 고공에 위치한 나셀 내에 포함된 각종 장치들을 관리하는 데에 많은 어려움이 있다.
한국등록특허 제10-0954090호는 나셀 내부의 주요 장치에 대한 관리작업을 수행하기 위해, 각 주요 장치마다 각종 센서를 부착하였다. 이때, 센서에 의해 감지된 정보를 기초로 나셀 내부에 포함된 주요 장치에 대한 모니터링이 수행된다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 센서의 설치위치가 고정되어 있으므로 나셀 내부의 주요 장치에 대한 능동적인 모니터링이 이루어질 수 없다. 또한, 센서가 나셀 내부의 일부 주요 장치에만 설치되어 있을 경우, 나셀 내부에 포함된 다른 장치에 대한 관리작업이 누락될 수 있는 문제점이 있다.
특허문헌1: 한국등록특허 제10-0954090호(2010.04.23 공고)
본 발명의 실시 예는 풍력발전기의 나셀 내부에서 로봇몸체를 이동시키면서 나셀의 내부장치에 대한 능동적인 관리작업을 수행하는 나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기를 제공하고자 한다.
또한, 풍력발전기의 나셀 내부에서 로봇몸체를 이동시키면서 나셀 내부의 전 영역에 대한 관리작업을 수행하는 나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 풍력발전기의 나셀 내부장치에 대한 관리작업을 수행하는 헤더부와 상기 헤더부를 지지하는 관절부를 포함하는 로봇몸체; 및 상기 나셀 내부에서 상기 로봇몸체를 이동시키는 구동부;를 포함하고, 상기 관리작업은 상기 나셀 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업 중 하나 이상을 포함하는 나셀 관리 로봇이 제공될 수 있다.
상기 헤더부는 카메라, 적외선, 열화상, 진동, 소음, 누유, 화재 및 초음파 감지장치 중 하나 이상을 이용하여 상기 나셀 내부장치의 상태를 감지하는 모니터링부를 포함할 수 있다.
상기 모니터링부는 상기 감지한 데이터와 기준데이터를 비교하여, 상기 나셀 내부장치의 정상여부를 검사하는 검사부를 포함할 수 있다.
상기 헤더부는 상기 나셀 내부장치에 대한 유지보수작업을 수행하는 유지보수부를 더 포함하고, 상기 유지보수부는 청소장치, 소화장치, 그리퍼, 용접 토치, 도장용 스프레이건 및 볼트너트 체결장치 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 나셀의 너비방향으로 설치되며, 상기 나셀 내부의 상단 양측면에 길이방향으로 설치된 제1레일을 따라 상기 로봇몸체를 이동시키는 제1구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1구동부에 형성된 제2레일을 따라 상기 나셀의 너비방향으로 상기 로봇몸체를 이동시키는 제2구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1구동부는 관통된 형상으로 마련되고, 상기 제2구동부는 상기 로봇몸체가 고정되는 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부 중 하나 이상에 설치되어 상기 로봇몸체의 위치정보를 생성하는 위치센서부를 더 포함할 수 있다.
상기 관절부는 둘 이상의 관절과, 상기 관절에 하나 이상 설치되어, 상기 관절의 위치, 각도, 속도 및 상기 나셀 내부장치와 상기 로봇몸체간의 거리정보 중 하나 이상을 수집하는 감지센서부를 포함할 수 있다.
상기 관절부는 상기 감지센서부에 의해 수집된 정보를 기초로 상기 헤더부를 상기 나셀 내부장치에 근접하게 이동시켜 상기 나셀 내부장치에 대한 관리작업이 수행되도록 할 수 있다.
상기 풍력발전기 내에 설치되어 상기 풍력발전기의 각 장치들을 감시하고 제어하는 로컬 제어 시스템 및 상기 풍력발전기의 외부에 설치되어 상기 로컬 제어 시스템과 통신을 수행하는 관제 시스템 중 하나 이상을 포함하는 외부장치와 데이터 송수신을 수행하는 송수신부를 더 포함할 수 있다.
상기 송수신부에 의해 수신된 작업스케쥴정보를 기초로 상기 로봇몸체 및 상기 구동부를 제어하여 상기 나셀 내부장치의 관리작업이 수행되도록 하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 작업스케쥴정보는 상기 나셀 내부장치의 관리작업 순서, 상기 나셀 내부장치의 위치정보 및 상기 로봇몸체와 상기 구동부의 동작제어정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 나셀 내부장치의 관리작업 순서 중 우선순위가 부여된 상기 나셀 내부장치에 대해 우선적으로 관리작업이 수행되도록 할 수 있다.
상기 제어부는 고장 횟수가 기준치 이상 발생하였거나 일정 횟수 이상의 유지보수작업이 수행되었던 상기 나셀 내부장치에 대해 상기 우선순위를 부여할 수 있다.
상기 송수신부는 상기 외부장치로부터 미리 설정된 값을 기초로 주기적으로 상기 작업스케쥴정보를 로딩하거나, 상기 작업스케쥴정보에 대한 갱신정보를 기초로 상기 작업스케쥴정보를 로딩하는 로딩부를 포함할 수 있다.
상기 작업스케쥴정보, 상기 작업스케쥴정보에 대한 갱신정보, 상기 나셀 내부장치에 대한 모니터링과 유지보수작업을 수행한 결과데이터 및 상기 나셀 내부장치의 상태를 검사하기 위한 기준데이터 중 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 나셀 관리 로봇을 나셀 내부에 구비한 풍력발전기가 제공될 수 있다.
상기 로봇은 상기 나셀 내부의 상단 중앙부위에 상기 나셀의 길이방향으로 설치된 레일의 양측 홈에 결합되는 구동휠에 의해 상기 나셀 내부의 길이방향으로 이동하면서 상기 나셀 내부장치에 대한 관리작업을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 나셀 관리 로봇과 이를 구비한 풍력발전기는 풍력발전기의 나셀 내부에서 로봇몸체를 이동시키면서 나셀의 내부장치에 대한 능동적인 관리작업을 수행할 수 있다.
또한, 풍력발전기의 나셀 내부에서 로봇몸체를 이동시키면서 나셀 내부의 전 영역에 대한 관리작업을 수행할 수 있다.
또한, 이상이 발생한 나셀의 내부장치에 대해 즉각적인 조치를 취할 수 있다.
또한, 나셀의 내부장치에 대한 관리작업이 원격제어에 의해 수행될 수 있다.
또한, 고장 횟수가 기준치 이상 발생하였거나 일정 횟수 이상의 유지보수작업이 수행되었던 나셀 내부장치에 대해 우선적으로 관리작업이 수행되도록 하여 나셀 내부장치에 대한 효율적인 관리가 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나셀 내부에 나셀 관리 로봇이 장착된 풍력발전기를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나셀 관리 로봇의 동작을 블록도로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 나셀 내부에 장착된 나셀 관리 로봇의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 나셀 관리 로봇의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 나셀 내부의 상단 중앙부위에 마련된 레일에 장착된 나셀 관리 로봇을 도시한다.
이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 풍력발전기(10)는 블레이드(20)와 블레이드(20)의 회전력을 전기에너지로 변환하는 나셀(30)과 나셀(30)을 지지하는 타워(40)를 포함한다.
나셀(30) 내부에는 블레이드(20)의 회전력을 전기에너지로 변환하기 위한 각종 장치들이 포함되어 있다. 예컨대, 나셀(30) 내부에는 블레이드(20)의 회전축과 연결되는 주축(31), 주축(31)을 회전 가능하게 지지하는 베어링 하우징(32), 주축(31)에 의해 구동되는 발전기(35), 베어링 하우징(32)과 발전기(35) 사이에 기어박스(33)가 마련될 수 있다. 또한, 기어박스(33)와 발전기(35) 사이에 동력전달을 단속하기 위한 커플링(34)이 마련될 수 있다. 이외에도 풍력발전기(10)의 종류, 형태 등에 따라 다양한 장치들이 나셀(30) 내부에 구현될 수 있음은 당연하다.
본 발명의 실시 예에 따른 나셀 관리 로봇(100)(이하, “로봇”이라 함)은 볼트 및 너트 등의 결합수단에 의해 나셀(30) 내부의 상단 양측면에 설치된 제1레일(36) 상에 설치되어 나셀(30) 내부장치에 대한 관리작업을 수행할 수 있다. 이때, 관리작업은 나셀(30) 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이하, 나셀(30) 내부장치에 대한 “모니터링”은 나셀(30) 내부장치의 상태 감지 및 검사 작업 중 하나 이상을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 또한, 나셀(30) 내부장치에 대한 “유지보수작업”은 수리, 청소 등 나셀(30) 내부장치의 상태나 상황을 보존하거나 신뢰성을 유지시키기 위한 모든 작업을 포함하는 것으로 정의될 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 로봇(100)은 로봇몸체(110), 구동부(120), 제어부(130), 송수신부(140) 및 저장부(150)를 포함한다. 로봇(100)에 포함된 각각의 구성요소들의 동작에 필요한 전원은 배터리나 전선케이블 등을 통해 공급될 수 있다. 참고로 도 2에 도시한 구성요소 중 설치위치가 한정되지 않는 구성요소에 대해서는 설명의 편의상 다른 도면에는 도시하지 않았다.
로봇몸체(110)는 나셀(30) 내부장치에 대한 관리작업을 수행하는 헤더부(111)와 헤더부(111)를 지지하는 관절부(112)를 포함한다. 헤더부(111)는 모니터링부(50)와 유지보수부(55)을 포함한다. 모니터링부(50)와 유지보수부(55)는 헤더부(111)에 착탈 가능한 형태로 마련될 수 있다.
모니터링부(50)는 나셀(30) 내부장치에 대한 모니터링을 수행한다. 이때, 모니터링부(50)는 카메라, 적외선, 열화상, 진동, 소음, 누유, 화재 및 초음파 감지장치 중 하나 이상을 이용하여 나셀(30) 내부장치의 상태를 감지할 수 있다. 또한, 모니터링부(50)는 감지한 데이터와 기준데이터를 비교하여, 나셀(30) 내부장치의 정상여부를 검사하는 검사부(52)를 포함할 수 있다.
이때, 모니터링부(50)에 의해 감지된 데이터가 외부장치(200,300)로 전송되어, 외부장치(200,300)에 의해 나셀(30) 내부장치의 정상여부가 판단될 경우에는 검사부(52)가 생략될 수 있다. 여기서, 외부장치(200,300)는 풍력발전기(10) 내에 설치되어 풍력발전기(10)의 각 장치들을 감시하고 제어하는 로컬 제어 시스템(200) 및 풍력발전기(10)의 외부에 설치되어 로컬 제어 시스템(200)과 통신을 수행하는 관제 시스템(300) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예컨대, 도 3과 도 4를 참조하면, 모니터링부(50, 도 2 참조)는 카메라(51)를 이용하여 나셀(30) 내부장치를 촬영하고, 촬영한 영상정보와 기준데이터를 비교하여 나셀(30) 내부장치의 상태를 검사할 수 있다. 또한, 모니터링부(50)는 화재 감지장치(미도시)를 마련하여 나셀(30) 내부장치에 화재가 발생한 여부를 감지할 수 있다. 또한, 모니터링부(50)는 도시하지는 않았지만 진동 감지장치, 소음 감지장치, 누유 감지장치 등을 이용하여 나셀(30) 내부장치의 진동, 소음, 누유 등을 감지할 수 있다.
유지보수부(55, 도 2 참조)는 나셀(30) 내부장치에 대한 유지보수작업을 수행한다. 이때, 유지보수부(55)는 모니터링부(50)에 의해 수행된 모니터링 결과데이터에 기초하여 나셀(30) 내부장치에 대한 유지보수작업을 수행할 수 있다.
예컨대, 도 3과 도 4를 참조하면 유지보수부(55, 도 2 참조)는 소화장치(56)를 구비하여 나셀(30) 내부장치에 화재발생시 소화작업을 수행할 수 있다. 이때, 소화장치(56)의 연결관(57)은 나셀(30)의 내부 또는 외부에 설치된 물탱크(미도시)와 연결될 수 있다. 또한, 유지보수부(55, 도 2 참조)는 나셀(30) 내부장치의 청결상태를 유지하기 위해 청소작업을 수행하는 청소장치(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 유지보수부(55)는 그리퍼(58), 용접 토치, 도장용 스프레이건, 볼트너트 체결장치 등을 구비하여 각종 유지보수작업을 수행할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 관절부(112)는 둘 이상의 관절(60)과, 각각의 관절(60)에 하나 이상 설치된 감지센서부(65)를 포함한다. 이때, 관절(60)은 직선운동하는 병진관절과 회전운동하는 회전관절 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예컨대, 도 3과 도 4를 참조하면, 헤더부(111)를 지지하는 관절부(112)는 좌우방향으로 회전하는 회전관절(61)과 상하방향으로 회전하는 회전관절(62)을 포함할 수 있다. 관절부(112)는 밸트, 래크와 피니언, 피스톤 크랭크, 액추에이터, 유압실린더, 모터승강장치 등을 이용한 공지된 다양한 방식을 이용하여 병진관절 및 회전관절을 직선운동 또는 회전운동시킬 수 있다.
이러한 로봇(100)의 관절 형태는 다양한 머니퓰레이터 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 헤더부(111)에 가까운 순서부터 회전관절, 병진관절, 회전관절, 병진관절이 서로 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 헤더부(111)에 가까운 순서부터 회전관절, 병진관절, 병진관절, 회전관절이 서로 연결되는 형태로 구성될 수 있다. 이외에도 병진관절 또는 회전관절만으로 관절 형태가 구성될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 감지센서부(65)는 관절(60)에 하나 이상 설치되어, 관절의 위치, 각도, 속도 및 나셀(30) 내부장치와 로봇몸체(110)간의 거리정보 중 하나 이상을 수집한다. 관절부(112)는 감지센서부(65)에 의해 수집된 정보를 기초로 헤더부(111)를 나셀(30) 내부장치에 근접하게 이동시켜 나셀(30) 내부장치에 대한 관리작업이 수행되도록 할 수 있다.
구동부(120)는 나셀(30)의 길이방향으로 로봇몸체(110)를 이동시키는 제1구동부(70)와 나셀(30)의 너비방향으로 로봇몸체(110)를 이동시키는 제2구동부(75) 및 로봇몸체(110)의 위치정보를 생성하는 위치센서부(80)를 포함한다. 구동부(120)는 나셀(30) 내부의 상단 양측면에 길이방향으로 설치된 제1레일(36, 도 1 참조)에 착탈 가능하게 마련될 수 있다.
도 3과 도 4를 참조하면, 제1구동부(70)는 구동휠(71)에 의해 나셀(30) 내부의 상단 양측면에 길이방향으로 설치된 제1레일(36)을 따라 로봇몸체(110)를 이동시킨다. 이때, 구동휠(71)을 구동시키는 하나 이상의 모터(72)가 마련될 수 있다. 여기서, 제1구동부(70)는 나셀(30)의 너비방향으로 설치되며, 제2구동부(75)가 나셀(30)의 너비방향으로 이동할 수 있도록 양측에 제2구동부(75)를 지지하는 제2레일(73)이 형성되어 있다. 이때, 제1구동부(70)는 제2레일(73)을 따라 이동하는 제2구동부(75)의 지지판(76) 하부에 로봇몸체(110)의 고정축(63)이 부착되도록 관통된 형상으로 마련될 수 있다.
제2구동부(75)는 상술한 제1구동부(70)에 형성된 제2레일(73) 상에 설치되며, 구동휠(77)에 의해 제2레일(73)을 따라 로봇몸체(110)를 이동시킨다. 이때, 구동휠(77)을 구동시키는 하나 이상의 모터(78)가 마련될 수 있다. 그리고, 로봇몸체(110)는 제2구동부(75)의 지지판(76) 하부에 고정된다. 이와 같이, 제1구동부(70)와 제2구동부(75)에 의해 나셀(30) 내부의 전 영역으로 로봇몸체(110)가 이동하면서 정밀한 관리작업을 수행할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시 예에서는 로봇(100)이 제1레일(36)과 제2레일(73) 상으로 이동하면서 나셀(30) 내부장치에 대한 관리작업을 수행하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정하지는 않는다.
예컨대, 도 5를 참조하면, 나셀(30) 내부의 상단 중앙부위에 나셀(30)의 길이방향으로 볼트 및 너트 등의 결합수단에 의해 레일(36a)이 설치될 수 있다. 로봇(100)은 해당 레일(36a)을 따라 이동하면서 나셀(30) 내부장치에 대한 관리작업을 수행할 수도 있다. 이때, 로봇(100)의 고정축(63)은 레일(36a)의 양측 홈(36b)에 결합된 구동휠(77a)을 지지하는 지지판(76a)에 고정된다. 그리고, 구동휠(77a)은 하나 이상의 모터(79)에 의해 구동되어 로봇몸체(110)를 나셀(30)의 길이방향으로 이동시키게 된다.
도 2를 참조하면, 위치센서부(80)는 로봇몸체(110)의 위치정보를 생성하여 외부장치(200,300)로 전달하여 원격제어가 용이하도록 한다. 위치센서부(80)는 제1구동부(70)와 제2구동부(75) 중 하나 이상에 설치되어 로봇몸체(110)의 위치정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 위치센서부(80)는 제1구동부(70)와 제2구동부(75)의 구동휠(71,77)에 설치되어 로봇몸체(110)의 위치정보를 생성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제어부(130)는 로봇(100)에 포함된 각각의 모듈들(110, 120, 140, 150)을 제어하여, 나셀(30) 내부의 관리작업이 수행되도록 한다. 이때, 제어부(130)는 작업스케쥴정보를 기초로 로봇(100)에 포함된 각각의 모듈(110, 120, 140, 150)을 제어할 수 있다. 작업스케쥴정보는 나셀(30) 내부장치의 관리작업 순서, 나셀(30) 내부장치의 위치정보 및 로봇몸체(110)와 구동부(120)의 동작제어정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 작업스케쥴정보는 후술할 송수신부(140)가 외부장치(200,300)로부터 수신한 정보이거나 미리 저장부(150)에 저장된 정보일 수 있다.
예컨대, 제어부(130)는 나셀(30) 내부장치의 관리작업 순서를 기초로, 로봇몸체(110)를 나셀(30) 내부의 특정 위치로 순차적으로 이동시킬 수 있다. 즉, 기어박스(33), 발전기(35) 순으로 관리작업 순서가 설정되어 있는 경우, 제어부(130)는 로봇몸체(110)를 기어박스(33)로 이동시킨 후 해당 기어박스(33)에 대한 관리작업이 완료되면 발전기(35)로 로봇몸체(110)를 이동시켜 발전기(35)에 대한 관리작업이 수행되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 나셀(30) 내부장치의 관리작업 순서 중 우선순위가 부여된 나셀(30) 내부장치에 대해 우선적으로 관리작업이 수행되도록 할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 고장 횟수가 기준치 이상 발생하였거나 일정 횟수 이상의 유지보수작업이 수행되었던 장치들을 대상으로 우선순위를 부여하여 해당 장치들에 대한 관리작업이 우선적으로 수행되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 감지센서부(65)에 의해 수집된 관절의 위치, 각도, 속도 및 나셀(30) 내부장치와 로봇몸체(110)간의 거리정보 중 하나 이상을 기초로 관절부(112)를 제어하여 해당 나셀(30) 내부장치에 대한 근접 모니터링 및 유지보수작업이 수행되도록 할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 헤더부(111)에 의해 수행된 나셀(30) 내부장치의 검사 결과데이터를 기초로 유지보수부(55)을 제어하여 나셀(30) 내부의 장치에 대한 유지보수작업이 수행되도록 할 수 있다.
송수신부(140)는 외부장치(200,300)와 데이터 송수신을 수행한다. 예컨대, 상술한 로컬 제어 시스템(200)은 나셀(30) 내에 설치되어 풍력발전기(10)의 각 설비들을 감시하고 제어할 수 있다. 그리고 관제 시스템(300)은 로컬 제어 시스템(200)과 통신을 수행하며, 작업스케쥴정보를 로컬 제어 시스템(200)으로 전달하여, 로봇(100)이 원격 제어될 수 있도록 한다.
즉, 관제 시스템(300)에 의해 로컬 제어 시스템(200)으로 전달된 작업스케쥴정보는 송수신부(140)에 의해 제어부(130)로 전달되어, 로봇(100)이 나셀(30) 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업 중 하나 이상을 수행하도록 할 수 있다. 그러나, 이에 한정하지는 않으며 로봇(100)이 송수신부(140)를 통해 직접 관제 시스템(300)으로부터 작업스케쥴정보를 수신할 수도 있다.
이러한 송수신부(140)는 로딩부(90)를 포함할 수 있다.
로딩부(90)는 외부장치(200,300)로부터 미리 설정된 값을 기초로 주기적으로 작업스케쥴정보를 로딩하거나, 작업스케쥴정보에 대한 갱신정보를 기초로 작업스케쥴정보를 로딩한다. 이를 통해, 가장 최근에 반영된 작업스케쥴정보를 기초로 나셀(30) 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업이 수행될 수 있다.
저장부(150)는 나셀(30) 내부장치를 관리하기 위한 각종 데이터 정보를 저장한다. 예컨대, 저장부(150)는 로봇(100)에 포함된 각각의 모듈들을 제어하기 위한 프로그램, 알고리즘 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(150)는 작업스케쥴정보, 작업스케쥴정보에 대한 갱신정보, 나셀(30) 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업을 수행한 결과데이터, 나셀(30) 내부장치의 상태를 검사하기 위한 기준데이터 등을 저장할 수 있다. 이러한 저장부(150)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
도 2에서 도시된 각 구성요소는 일종의 '모듈'로 구성될 수 있다. '모듈'은 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 주문형 반도체(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 수행할 수 있을 것이다.
10: 풍력발전기 20: 블레이드
30: 나셀 52: 검사부
55: 유지보수부 60: 관절
65: 감지센서부 70: 제1구동부
75: 제2구동부 80: 위치센서부
90: 로딩부
100: 로봇 110: 로봇몸체
111: 헤더부 112: 관절부
120: 구동부 130: 제어부
140: 송수신부 150: 저장부
200: 로컬 제어 시스템
300: 관제 시스템

Claims (19)

  1. 풍력발전기의 나셀 내부장치에 대한 관리작업을 수행하는 헤더부와 상기 헤더부를 지지하는 관절부를 포함하는 로봇몸체; 및
    상기 나셀 내부에서 상기 로봇몸체를 이동시키는 구동부;를 포함하고,
    상기 관리작업은 상기 나셀 내부장치에 대한 모니터링 및 유지보수작업 중 하나 이상을 포함하는
    나셀 관리 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤더부는 카메라, 적외선, 열화상, 진동, 소음, 누유, 화재 및 초음파 감지장치 중 하나 이상을 이용하여 상기 나셀 내부장치의 상태를 감지하는 모니터링부를 포함하는 나셀 관리 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 감지한 데이터와 기준데이터를 비교하여, 상기 나셀 내부장치의 정상여부를 검사하는 검사부를 포함하는 나셀 관리 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 헤더부는 상기 나셀 내부장치에 대한 유지보수작업을 수행하는 유지보수부를 더 포함하고,
    상기 유지보수부는 청소장치, 소화장치, 그리퍼, 용접 토치, 도장용 스프레이건 및 볼트,너트 체결장치 중 하나 이상을 포함하는 나셀 관리 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 나셀의 너비방향으로 설치되며, 상기 나셀 내부의 상단 양측면에 길이방향으로 설치된 제1레일을 따라 상기 로봇몸체를 이동시키는 제1구동부를 포함하는 나셀 관리 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1구동부에 형성된 제2레일을 따라 상기 나셀의 너비방향으로 상기 로봇몸체를 이동시키는 제2구동부를 포함하는 나셀 관리 로봇.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1구동부는 관통된 형상으로 마련되고,
    상기 제2구동부는 상기 로봇몸체가 고정되는 지지판을 포함하는 나셀 관리 로봇.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 제1구동부 및 상기 제2구동부 중 하나 이상에 설치되어 상기 로봇몸체의 위치정보를 생성하는 위치센서부를 더 포함하는 나셀 관리 로봇.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 관절부는 둘 이상의 관절과,
    상기 관절에 하나 이상 설치되어, 상기 관절의 위치, 각도, 속도 및 상기 나셀 내부장치와 상기 로봇몸체간의 거리정보 중 하나 이상을 수집하는 감지센서부를 포함하는 나셀 관리 로봇.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 관절부는 상기 감지센서부에 의해 수집된 정보를 기초로 상기 헤더부를 상기 나셀 내부장치에 근접하게 이동시켜 상기 나셀 내부장치에 대한 관리작업이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 나셀 관리 로봇.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 풍력발전기 내에 설치되어 상기 풍력발전기의 각 장치들을 감시하고 제어하는 로컬 제어 시스템 및 상기 풍력발전기의 외부에 설치되어 상기 로컬 제어 시스템과 통신을 수행하는 관제 시스템 중 하나 이상을 포함하는 외부장치와 데이터 송수신을 수행하는 송수신부를 더 포함하는 나셀 관리 로봇.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 송수신부에 의해 수신된 작업스케쥴정보를 기초로 상기 로봇몸체 및 상기 구동부를 제어하여 상기 나셀 내부장치의 관리작업이 수행되도록 하는 제어부를 더 포함하는 나셀 관리 로봇.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 작업스케쥴정보는 상기 나셀 내부장치의 관리작업 순서, 상기 나셀 내부장치의 위치정보 및 상기 로봇몸체와 상기 구동부의 동작제어정보 중 하나 이상을 포함하는 나셀 관리 로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 나셀 내부장치의 관리작업 순서 중 우선순위가 부여된 상기 나셀 내부장치에 대해 우선적으로 관리작업이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 나셀 관리 로봇.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는 고장 횟수가 기준치 이상 발생하였거나 일정 횟수 이상의 유지보수작업이 수행되었던 상기 나셀 내부장치에 대해 상기 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 나셀 관리 로봇.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 외부장치로부터 미리 설정된 값을 기초로 주기적으로 상기 작업스케쥴정보를 로딩하거나, 상기 작업스케쥴정보에 대한 갱신정보를 기초로 상기 작업스케쥴정보를 로딩하는 로딩부를 포함하는 나셀 관리 로봇.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 작업스케쥴정보, 상기 작업스케쥴정보에 대한 갱신정보, 상기 나셀 내부장치에 대한 모니터링과 유지보수작업을 수행한 결과데이터 및 상기 나셀 내부장치의 상태를 검사하기 위한 기준데이터 중 하나 이상을 저장하는 저장부를 더 포함하는 나셀 관리 로봇.
  18. 블레이드와 상기 블레이드의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 나셀과 상기 나셀을 지지하는 타워를 포함하는 풍력발전기에 있어서,
    제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 나셀 관리 로봇을 상기 나셀 내부에 구비한 풍력발전기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 로봇은 상기 나셀 내부의 상단 중앙부위에 상기 나셀의 길이방향으로 설치된 레일의 양측 홈에 결합되는 구동휠에 의해 상기 나셀 내부의 길이방향으로 이동하면서 상기 나셀 내부장치에 대한 관리작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기.
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