KR101287419B1 - 원격제어 파이프 정렬장치와 그 정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원격 무선 조종이 가능하고 장착된 배터리로 주행이 가능하며 웜기어 사용으로 정지상태를 유지하며 파이프 확관과 정렬에 비압축성 유체를 사용하는 원격제어 파이프 정렬장치와 그 정렬방법에 관한 것으로, 유압실런더로 작동하는 클램프부와 전진과 후진 정지시 고정이 되는 이동부와 전력의 공급과 제어를 하는 동력공급부 및 리치로드부를 포함한다.

Description

원격제어 파이프 정렬장치와 그 정렬방법 {TOOL AND METHOD OF REMOTE CONTROL INTERNAL LINE-UP CLAMP}

본 발명은 파이프 이음시 정렬장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압실런더로 작동하는 클램프부와 전진과 후진 정지시 고정되는 이동부와 전력을 공급하거나 제어하는 동력공급부 및 리치로드부를 포함하는 원격제어 파이프 정렬장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

파이프 라인은 오일 및 가스 등의 유체를 수십 킬로미터 ~ 수백 킬로미터의 거리를 운반하기 위한 이동수단으로서, 단위 파이프의 용접으로 연결되며, 용접을 하기위해서는 파이프 정렬이 필수적이다.

파이프라인은 육상과 해상으로 구별된다. 현재 국내 대형 건설사 및 공기업은 파이프라인 시공 시 대부분의 자동 용접 시스템을 해외 장비로 구성하고 있기 때문에, 장비 가격과 유지/보수에 대한 인건비의 수입 의존도가 높다. 고부가 가치의 파이프라인 용접 시스템을 국내 기술로 만들고 개량해 나가는 것은 해외 의존도를 탈피하고 국가 경쟁력을 확보하는데 큰 의의가 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2010-0132386호(2010.12.17.출원인동일)에는 마주보는 파이프의 양단을 용접하기 위하여, 파이프 내부에서 확관하여 정렬시킴으로 파이프의 진원을 맞추는 장비가 도시되어 있다.

그러나 파이프 진원도 보정과 정렬을 압축성 기체로 하면, 힘의 전달과 제어가 비교적 부정확하다. 이 장비의 구동장치는 정지 상태에서 바퀴의 회전 구속력을 유지하지 못한다. 그리고 긴 파이프 안에서 유선케이블에 문제가 생기면, 전력과 제어신호를 보낼 수 없으므로 유사시 대처에 어려움이 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0999942호(2010.12.03.)에는 강관 맞대기 용접 연결 구간에서, 직관부는 물론 곡관부에서도 강관 내부정형장치의 이동이 용이하게 이루어지도록 하여 시공의 편의성이 향상될 수 있도록 한 도16과 같은 장치가 도시되어 있다. 그러나 상기 선행기술(특허공보 제10-2010-0132386호)과 동일한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0809535호(2008.02.26.)에는 두 개의 파이프를 맞닿게 정렬하기 위한 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 파이프를 지지하며 x, y, z축 이동을 가능하게 하는 웨이트 밸런서(WEIGHT BLANCER), LVS(Laser Vision System:레이저 비전 시스템)등 고가의 장비가 필요하다. 밸런서의 설치는 장소의 제약이 크다.

긴 파이프라인인 경우 밸런서 이동과 설치가 비생산적이어서 선행 방법에서 지적한 크레인을 이용한 파이프 정렬보다 월등한 시공 시간 단축 효과는 없다. 또한 선행 방법의 파이프 자동 정렬 장치는 간격조절장치, 검사장치 등 많은 구성장치가 필요하다. 구성장치의 작동절차가 복잡하고 정밀성을 추구하긴 하지만 선행 방법에서 지적한 시공 시간 단축 효과는 회의적이다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0132386호(2010.12.17) 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-0999942호(2010.12.03.) 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 제10-0809535호(2008.02.26)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 비압축성 유체로 구동되는 정렬장치를 갖고, 이동 고정할 수 있는 수단을 가지며, 전력 저장 장치를 가지며, 원거리 조종 수단을 가지며, 조종수단과 연동 돼 장치를 제어할 수 있는 수단을 가지는 원격제어 파이프 정렬장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 목적은 원격제어 파이프 정렬장치를 사용하여 파이프 맞대기 작업과 용접작업을 포함하는 원격제어 파이프 정렬방법을 제공하는 것이다.

첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 리치로드부(69)와 클램프부(13)와 이동부(18)와 동력공급부(70)를 포함하는 원격제어 파이프 정렬장치를 제공한다. 리치로드부(69)는 리치로드(83)와 헤드 프레임(50)을 포함할 수 있다. 클램프부(13)는 하우징(7)과 전방 클램프(81)와 후방 클램프(82)와 카파슈부(11)를 포함할 수 있다. 이동부(18)는 BLDC모터(16)(BRUSHLESS DC모터:DC모터중 브러쉬가 없는 모터)와 웜기어(21)와 유압실린더(49)와 파워팩(38)을 포함할 수 있다. 동력공급부(70)는 제어부(76)와 릴레이 유닛(75)과 DC드라이버(73)와 솔레노이드밸브(47)와 배터리(53)와 DC/AC인버터(74)와 무선신호수신부(77)를 포함할 수 있다.

또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 리치로드부(69)는 리치로드(83)와 헤드 프레임(50)과 리모트콘트롤러(71)와 전력공급부(72)를 더 포함할 수 있다. 클램프부(13)는 하우징(26)과 전방 클램프(81)와 후방 클램프(82)와 카파슈부(11)와 유압실린더(49)를 더 포함할 수 있다. 이동부(18)는 BLDC모터(16)와 웜기어(21)와 유압실린더(49)와 파워팩(38)과 드라이빙휠 파트(17)와 휠파트(68)을 더 포함할 수 있다. 동력공급부(70)는 제어부(76)와 릴레이 유닛(75)과 DC드라이버(73)와 솔레노이드밸브(47)와 배터리(53)와 DC/AC인버터(74)와 무선신호수신부(77)와 무선신호송신부(78)을 더 포함할 수 있다.

또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 제어부(76)의 제어에 따라 선택적으로 솔레노이드밸브(47)의 개폐상태 및 파워팩(38)의 유압을 발생을 제어하거나, 또는 BLDC모터(16)의 동작을 제어하는 릴레이 유닛(75)을 더 포함할 수 있다. 또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 배터리(53)로부터 출력되는 DC전압을 AC전압으로 변환하여 제어부(76)에 공급하는 DC/AC 인버터(74)를 더 포함할 수 있다.

두 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원격제어 파이프 정렬장치의 각 구동요소의 초기위치 복원단계;와 투입 단계;와 드라이빙휠 파트(17) 구동 단계;와 카파슈(54) 정렬 단계;와 후방 클램프(82) 진원도 보정단계;와 정렬 완료 판단 단계;와 다음 파이프 연결단계;와 전방 클램프(81)를 진원도 보정단계;와 용접단계;와 클램프 풀고 다음 작업 판단단계;와 외부배출단계를 포함하는 원격제어 파이프 정렬방법을 제공한다.

상기에서 설명한 본 발명의 원격제어 파이프 정렬 장치는, 유압에 의해 정확한 힘의 전달과 제어가 가능해진다. 또한, 웜기어를 사용함으로써, 정지 상태에서 바퀴의 회전 구속력을 얻어 파이프 안에서 정지 상태를 유지할 수 있다. 또한, 배터리를 자체전원으로 장착하게 되므로 유사시 대처 능력을 얻어 전원 케이블에 문제가 생겼을 경우 능동적 대처를 할 수 있게 된다. 조작을 무선으로 하므로 유선으로는 접근하기 힘들었던 곳에서도 작업의 융통성을 발휘할 수 있게 된다.

도1은 본 발명의 실시예의 개요도,
도2는 본 발명의 일실시예의 유압 및 전기계통도,
도3은 본 발명의 다른실시예의 유압 및 전기계통도,
도4은 본 발명의 실시예인 원격제어 파이프 정렬방법의 순서도,
도5는 클램프부의 단면도,
도6는 전방클램프가 작동하는 순서를 나타내는 개요도,
도7은 두 개의 클램프가 작동하는 단계를 순차적으로 도시한 순서도,
도8a 및 도8b 이동부의 단면도,
도9은 웜기어의 상세도,
도10는 이동부중 드라이빙휠 파트를 나타내는 조립도,
도11은 유압회로도,
도12은 원격제어 파이프 정렬장치의 사시도,
도13는 카파슈부의 조립도,
도14는 원격제어 파이프 정렬장치의 하부의 개요도,
도15는 원격제어 파이프 정렬장치의 정면도와 후면도,
도16는 배경기술의 실시예의 개요도.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 청구항1 내지 청구항4의 실시예를 각 구성요소별로 나누어 도면을 중심으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 개요도로서, 리치로드부(69), 클램프부(13), 이동부(18), 동력공급부(70)를 포함하는 원격제어 파이프 정렬장치를 도시하고 있다.

리치로드부(69)를 통해 원거리 유선 조종 신호와 전력을 공급받는다. 클램프부(13)는 파이프 진원도 보정과 정렬작업을 수행한다. 이동부(18)는 BLDC모터(16)와 어큐뮤레이터(46)와 파워팩(38)을 포함하며, 정렬장치를 이동시키고 고정시킨다. 동력공급부(70)는 배터리(53)와 조종부(52)와 솔레노이드 밸브(47)를 포함하며, 정렬장치를 제어하고 전력을 공급한다.

조종부(52)내의 무선신호수신부(도 2의 77)는 무선신호송신부(도 2의 78)로 부터 신호를 받아 본 발명의 파이프 정렬장치가 외부의 작업자에 의도대로 구동될 수 있게 한다.

배터리(53)는 독립된 전원공급원으로서, 전력을 필요한 장치에 공급하며 외부전원공급이 중단되어도 이동부(18)를 가동할 수 있다.

솔레노이드 밸브(47)는 조종부(52)로부터 명령을 받아 파워팩(38)에서 나온 유압을 도 11의 유압실린더(49)로 공급하는 양을 조절한다.

외부에서 온 신호에 따라 BLDC모터(16)는 배터리(53)로부터 전력을 공급받아 회전한다. BLDC모터(16)와 도9의 웜기어(21)의 조합으로 회전방향을 90도 전환하여 도 8의 드라이빙휠 파트(17)를 구동하여 파이프 안에서 전진, 후진 및 정지할 수 있다. 도 9의 웜(21)과 웜기어(22)의 조합으로 정지 시 외부의 힘이 바퀴에 회전력을 주더라도 정지 상태를 유지한다.

상기 배경기술의 정렬장치는 이동장치가 3발이 형태를 하고 양쪽 끝단에 한 개씩 위치한다. 한 바퀴에 구동장치를 설치하여 그 구동력으로 이동한다. 본 발명에 의한 정렬 장치는 도 14에 도시된 이동부(18)의 휠파트(68)로 파이프 내를 주행하며, 정렬작업이 필요한 파이프 끝단에 도 8a의 드라이빙휠 파트(17)를 이용하여 정지하고 고정되는 점이 상기 배경기술과 다르다.

본 발명의 파이프 정렬장치의 클램프 밀착은 파워팩(38)에서 클램프부(13)로 유압을 공급한다. 공급된 유압은 도 11의 유압 실린더(49) 안으로 들어와 도 6의 링크(8)와 링크쪽 피스톤 로드(10)를 밀어 올려 도 6의 전방 클램프(81), 후방 클램프(82)를 파이프에 밀착시킨다. 도 5에서 설명한 바와 같이 링크에 의한 90도 전환은 같은 기능을 수행하는 다른 기구물을 사용하여 수행될 수 있다. 따라서, 권리범위가 링크 기구물에 제한되는 것은 아니다.

전후방 클램프(81)(82)는 파이프의 진원도를 보정하고 정렬한다. 도 5의 카파슈부(11)는 도 6의 전방 클램프부(81)와 연동 된다. 파이프 정렬이 완전하다면 용접을 하는 데 도 5의 카파슈부(11)는 백비드 형성을 돕는다.

도 2는 본 발명의 일실시예의 유압 및 전기계통도이다.

리치로드(83)는 원격지의 리모트컨트롤러(71) 및 전력공급부(72)로부터 원거리 유선 조종 신호와 전력을 공급받고, 제어부(76)는 리모트컨트롤러(71)에서 보내온 신호를 리치로드(83)를 통해 전달받는다.

무선신호송신부(78)에서 보내온 신호를 조종부(52) 박스함 내부에 위치하는 무선신호수신부(77)에서 받아 제어부(76)로 전달한다.

제어부(76)는 리모트컨트롤러(71) 또는 무선신호수신부(77)로부터 수신된 유/무선 조종 신호에 따라 BLDC모터(16) 및 솔레노이드밸브(47)를 구동시켜 클램프부(13)를 이동 및 고정시킨다. 제어부(76)는 로직을 내장하고 있으며, 외부에서 전달된 신호를 통해 경계값을 받아 구성 장치들을 작동시킨다.

이를 위하여, 제어부(76)는 마이컴 모듈 또는 PLC(programmable logic controller)가 사용될 수 있다.

무선신호수신부(77)는 선행 배경기술에서 언급하고 있으나 구체적이지 않다. 배터리(53)를 장착하는 것은 본 발명의 발명자의 선행 발명에 언급되어 있고, 다른 선행기술에는 언급이 없다.

전력공급부(72)는 리치로드(83)를 통해 배터리(53)로 전력을 공급하고 충전시킨다. 배터리(53)는 전력공급부(72)의 전력으로 충전되고 각 구성 장치에 DC 전력을 공급한다.

BLDC모터(16)는 리치로드(83) 및 클램프부(13)를 이동시키는 구동력을 발생시키고, DC 드라이버(73)는 BLDC모터(16)의 정,역회전 및 속도 가감상태를 제어한다.

즉, BLDC모터(16)는 배터리(53)로부터 전력을 공급받아 동작 되는데, 리모트컨트롤러(71) 또는 무선신호송신부(78)에서 BLDC모터(16) 구동관련 제어신호를 DC드라이브(73)로 전달하면, DC드라이버(73)에서는 BLDC모터(16)를 정회전, 역회전시키거나 또는 회전속도를 가감한다.

파워팩(38)은 배터리(53)로부터 구동전력을 공급받아 유압을 발생시킨다.

솔레노이드밸브(47)는 파워팩(38)에서 발생된 유압을 클램프부(13)에 선택적으로 공급한다.

솔레노이드 밸브(47)는 제어부(76)에 의해 개폐의 제어를 받는다. 파워팩(38)에 의해 발생한 유압을 솔레노이드밸브(47)를 통해 클램프부(13) 및 유압이 필요한 곳으로 공급된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 유압 및 전기계통도로서, 도 2의 일 실시예의 구성과 동일하며 다만, DC/AC 인버터(74)와 릴레이 유닛(75)을 더 포함한다.

릴레이 유닛(75)은 제어부(76)의 제어에 따라 선택적으로 솔레노이드밸브(47)의 개폐상태 및 파워팩(38)의 유압을 발생을 제어하거나, 또는 BLDC모터(16)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부(76)는 받은 신호를 릴레이유닛(75)을 통해 각 구성 장치에 전기 신호를 보내 작동시킨다. 제어부(76)는 로직을 내장하고 있으며, 외부에서 전달된 신호를 통해 경계값을 받아 구성 장치들을 작동시킴은 전술한 바와 같다.

릴레이 유닛(75)의 유닛을 사용함으로써, 제어부(76)에 집중된 부하를 경감시킬 수 있기 때문에 전체 시스템을 보다 효율적으로 운영할 수 있다.

DC/AC 인버터(74)는 배터리(53)로부터 출력되는 DC 전압을 AC 전압으로 변환하여 제어부(76)에 공급한다. 제어부(76)는 공급된 AC 전압을 다시 DC 전압으로 변환하여 각부에 공급한다. 이때, 제어부(76)는 AC로 동작 되는 마이컴 모듈 또는 PLC가 사용될 수 있으며, 내부적으로는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하여 출력하기 위한 별도의 전원회로를 포함하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 실시예인 원격제어 파이프 정렬방법의 순서도로서, 청구항 5항의 기술적 사상을 순서도로 표현하고 있다. 상기 순서도의 내용을 상술하면 다음과 같다.

원격제어 파이프 정렬장치의 각 구동요소의 초기위치 복원단계에서 클램프부(13), 이동부(18), 동력공급부(70)의 초기 위치를 복원한다.

이후 모든 장치들이 초기 위치에 정확히 복원 한지 확인한다.

원격제어 파이프 정렬장치를 파이프 내부에 투입하는 단계에서는 파이프 정렬 작업과 용접을 하기 위해 본 발명품이 파이프 안으로 투입한다.

드라이빙휠 파트(17)을 작업위치로 구동하는 단계는 카파슈부(11) 및 전후방 클램프(81)(82)을 작업 위치까지 이동한다. 파워팩(38)에서 공급하는 유압으로 드라이빙휠 파트(17)가 파이프에 밀착된다.

BLDC모터(16)와 웜기어(21)의 작용으로 파이프 축 방향 회전력이 파이프 원주방향으로 바뀌면서 롤러(27)로 구동력이 전해져 파이프를 밀어내면서 전진하게 된다.

카파슈(54) 부분을 파이프 끝단에 정렬하는 단계에서 백비드 형성을 돕는 카파슈부(11)를 파이프 끝단 아래에 정렬한다.

후방 클램프(82)를 클램핑하여 진원도를 보정 하는 단계에서는 파워팩(38)에서 공급되는 유압을 사용하여 링크(8)와 링크쪽 피스톤 로드(10)의 작용으로 후방 클램프(82)는 파이프 안쪽 원주에 밀착된다. 유압의 힘을 사용하여 파이프의 진원도를 보정 하는 단계이다. 정확한 힘의 전달과 제어 가능한 유압을 사용하는 클램프(전방과 후방)에 의해 별도의 장비 없이 정렬이 가능해진다.

정렬이 완료되었는지를 판단하는 단계에서는 후방 클램프(82)에 의해 보정이 된 파이프의 정렬작업이 끝났는지 판단한다. 용접을 하기에 앞서 용접 당하는 두 파이프를 용접 가능한 범위 내에 맞대어 놓아야 한다.

다음 파이프를 연결하는 단계에서는 정렬이 끝난 파이프 앞에 연결될 파이프를 맞대어 놓는다.

전방 클램프(81)를 클램핑하여 진원도를 보정 하는 단계에서는 용접될 파이프의 진원도를 보정 하여 용접을 바르게 한다.

차이가 일정한지 판단하고 용접하는 단계에서는 상술하였듯이 용접하기 위해서는 용접 가능한 범위 내에 두 파이프가 위치하여야 한다. 용접 가능한 위치에 전방 파이프가 정렬 된지 확인하고, 표면 용접이 깔끔하고 튼튼히 되도록 용접한다.

전,후방 클램프(81)(82)를 푸는 단계는 용접이 완료되어 더 이상 파이프를 고정할 필요가 없어져서 클램프를 푸는 동작을 수행한다.

다음 용접위치가 있는지 판단하는 단계는 다음 정렬 작업이 있는지 판단한다.

원격제어 파이프 정렬장치를 파이프 외부로 배출하는 단계는 시공이 완료되어 정렬장치를 파이프 밖으로 배출한다.

원격제어 파이프 정렬장치의 각 구동요소의 초기위치 복원단계에서 복원이 완료되었는지를 판단하는 단계를 거쳐 복원이 완료되었으면 원격제어 파이프 정렬장치를 파이프 내부에 투입하는 단계로 진행한다. 복원이 완료되지 않았으면 복원단계로 되돌아간다.

후방 클램프(82)를 클램핑하여 진원도를 보정 하는 단계에서 정렬이 완료되었는지를 판단하는 단계를 거쳐 정렬이 완료되었으면 다음 파이프를 연결하는 단계로 진행한다. 정렬이 완료되지 않았으면 카파슈(54) 부분을 파이프 끝단에 정렬하는 단계로 되돌아간다.

전방 클램프(81)를 클램핑하여 진원도를 보정 하는 단계에서 상기 두파이프의 차이가 일정한지 판단하는 단계를 거쳐 차이가 일정하면 용접이 종료되었는지 판단하고, 차이가 일정하지 않다면 다음 파이프를 연결하는 단계로 되돌아간다.

전,후방 클램프(81)(82)를 푸는 단계에서 다음 조인트(용접 부분)가 있는지 판단하는 단계를 거쳐 다음 조인트가 있다면, 원격제어 파이프 정렬장치를 파이프 외부로 배출하는 단계로 진행한다. 다음 조인트가 없다면 드라이빙휠파트(17)를 구동하는 단계로 되돌아간다.

정렬방법에 있어서 배경기술의 정렬방법은 외부 웨이트 밸런서와 내부 계측장비를 사용하여 파이프 위치를 조정 정렬한다. 본 발명에 의한 정렬 방법은 외부에서 적정위치에 파이프를 맞대주면 유압에 의해 파이프를 확관 하여 정렬한다. 또한 상기 배경기술은 용접 과정에서 아르곤 가스를 주입하고, 용접 후 브러시 작업을 하지만 본 발명에 의한 정렬방법은 용접을 위해 카파슈부(11)를 파이프에 밀착시키는 것 외에 별도의 단계가 없다.

또한, 도 4는 본 발명의 실시 예인 비상시 대처 방법 순서도를 포함하며, 전원공급 및 리모트컨트롤러(71) 및 리치로드(83)연결 단계와 수동 조작 단계와 원격제어 파이프 정렬장치를 파이프 외부로 배출하는 단계와 원격제어 파이프 정렬장치 장치를 수리하는 단계를 포함하여 도시하고 있다.

도 5는 클램프부의 단면도로서, 하우징(7)안에 도 11의 유압실린더(49)를 포함한다. 도 11의 유압실린더(49) 안으로 유압이 공급되면 피스톤(5)과 피스톤로드(6), 링크 브라킷(2)으로 체결된 장치를 파이프의 길이방향으로 민다.

링크 브라킷(2)과 핀(12)으로 체결된 링크(8)가 움직여 사이드 케이스(9) 안에 있는 링크(8)와 핀(12)으로 체결된 링크쪽 피스톤로드(10)를 파이프의 원주방향으로 민다. 이때 운동방향이 90도로 변환된다. 링크쪽 피스톤 로드(10)는 파이프 원주 내부에 접촉하여 파이프를 밀어낸다. 상기와 같은 운동방향의 90도 전환은 다른 형태의 기구물을 사용하는 것도 가능하다. (예: 랙과 피니언)

도 6은 전방 클램프가 작동하는 순서를 나타내는 개요도로서, 작동 전 상태에서는 링크(8)가 움직이지 않고 있다가, 작동하게 되면 링크(8)의 움직임에 따라 링크쪽 피스톤 로드(10)가 원주의 외곽방향을 향해 이동하게 된다. 그에 따라 전방 클램프(81)가 파이프를 바깥쪽으로 밀어내면서 진원을 맞추게 된다. 이때 카파슈부(11)는 전방 클램프(81)에 체결되어 연동 된다.

도 7은 두 개의 클램프가 작동하는 단계를 순차적으로 도시한 순서도로서, 도 7의 a는 도4의 드라이빙휠 파트(17)가 전진하는 단계를 나타낸다. 도 7의 b는 카파슈(54)가 파이프의 끝단에 정렬되는 단계를 나타낸다. 도 7의 c는 후방 클램프(82)가 진원도를 보정 하는 단계를 나타낸다. 도 7의 d는 정렬 완료되었는지를 판단하는 단계를 나타낸다. 도 7의 e는 다음 파이프를 연결하는 단계를 나타낸다. 도 7의 f는 전방 클램프(81)가 진원도를 보정 하는 단계를 나타낸다.

도 8a 및 8b는 이동부의 단면도로서, BLDC모터(16)와 이동부 유압실린더(15)와 모터 스프로킷(14)과 드라이빙휠 파트(17)와 실린더 브라킷(79)과 이동부 실린더 로드(80)로 구성된다. 이동부 유압실린더(15)는 드라이빙 휠 파트(17)를 들어올려 파이프와 접촉하게 한다. 드라이빙휠 파트(17)는 모터 스프로킷(14)과 체인으로 연결돼 동력을 전달받고 파이프와의 마찰력으로 본 발명인 원격제어 파이프 정렬장치는 이동된다.

이동부(18)는 도 9에 표시된 웜기어(21)를 포함한다. 웜기어(도 9의 21)를 포함하는 이동부에 있어서, 본 발명의 발명자의 선행 발명을 개량한 것이다. 이러한 구성은 3발이 형태를 하고 양쪽 끝단에 한 개씩 위치하여 한 바퀴에 구동장치를 설치하여 구동력을 얻어 이동하는 배경기술과는 다르다.

도 9는 웜기어의 상세도로서, 모터브라킷(19), 케이스(20), 웜기어(21), 모터스프로킷(14), 웜(22), BLDC모터(16)로 구성된다. 웜기어(21)는 웜(22)과 맞물려 BLDC모터(16)에서 발생한 수평방향 회전력을 90도로 변환시킨다. 웜기어(21)와 연결된 모터 스프로킷(14)은 체인으로 도 8a의 드라이빙휠 파트(17)로 동력을 전달한다. 웜(22)이 회전 시 웜기어(21)는 회전가능하나 그 반대 순서는 회전이 불가능하다. BLDC모터(16) 정지 상태에서 외부의 힘이 바퀴에 회전력을 주더라도 정지 상태를 유지한다.

도 10은 이동부중 드라이빙휠 파트를 나타내는 조립도로서, 스프로킷(84)은 도 9의 모터 스프로킷(14)과 체인으로 연결되어 동력을 전달받고, 스프로킷(34)으로부터 체인에 의해 롤러 쪽 스프로킷(28)으로 동력이 전달되어진다.

도 11은 유압회로도로서, 유압실린더(49)의 제어는 솔레노이드 밸브(47)를 사용한다. 오일탱크(39), 필터(40), 펌프(41), 모터(42)로 구성되는 파워팩(38)과; 유체의 역류를 방지하는 체크밸브(43); 유체의 압력을 육안 확인하는 압력게이지(44); 회로 내부에 압력을 감지하여 일정 압력이 넘었을 때 파워팩(38)을 정지시키거나 알람을 울리는 압력스위치(45); 유체의 저장탱크 역할을 하며 회로 내부에 설정된 압력을 유지하는 어큐뮤레이터(46); 각 장치와 밸브를 연결하는 블록인 매니폴드(48);와 각 장치와 밸브를 연결하는 블록인 유압실린더(49);와 솔레노이드 밸브(47)로 구성된다. 클램프부(13)와 이동부(18) 안에서 압력이 일로 변한다.

도 12는 원격제어 파이프 정렬장치의 사시도로서, 배터리(53), 조종부(52), 모터 컨트롤박스(51), BLDC모터(16), 헤드 프레임(50), 카파슈부(11), 어큐뮤레이터(46), 드라이빙휠 파트(17), 솔레노이드 밸브(47)의 위치를 알 수 있는 전체적인 모습이 도시되어 있다.

도 13은 카파슈부의 조립도로서, 카파슈(54)와 슈패드(55)를 사이에 두고 슈베드(61)와 결합된다. 슈베드(61) 양옆으로 사이드 플레이트(62)가 결합된다. 이렇게 결합된 슈베드(61)는 슈바디(56)에 가이드핀(67), 부시쪽 와셔(63), 플랜지 부시(64), 힌지 핀(65)으로 결합돼 올려 진다. 도 5의 링크쪽 피스톤로드(10)에 대하여 슈바디(56)가 와셔(57)와 아답터(60)를 통해 고정된다. 이러한 구조에 의해 도 6의 전방 클램프(81)의 이동에 의해 카파슈부(11)가 이동하게 된다.

푸셔 핀(58)과 스프링(59)에 의해 도 6의 전방 클램프(81)에 의한 충격과 영향을 줄이고 언클램핑 상태에서 클램핑 상태로 될 때에 각각 분할되어 있는 카파슈(54)들이 파이프 내면에 밀착이 가능한 형태로 정렬을 하기 위한 장치이다.

또한 스프링(59)의 압력을 이용하여 푸셔핀(58)이 사이드 플레이트(62) 표면에 압력을 가하고 있으며, 전후방 클램프가 파이프에 밀착됐을 때 스프링(59)의 압력이 최저가 되고 복원됐을 때 스프링(59)의 압력은 최대가 된다.

슈바디(56)와 결합되는 가이드(66)는 도 6의 후방 클램프(82)의 움직임을 방해하지 않으면서 슈바디(56)의 수평방향의 이동을 막기 위함이다.

카파슈부는 본 발명의 발명자의 선행 발명과 동일하다. 도 6의 전방 클램프부(81)와 연동하여 움직이기 때문에 별도의 구동장치를 가지는 배경기술(등록번호 제10-0999942B1호, 도15참조)의 장치와는 작동 구조상 차이점이 있다.

도 14는 원격제어 파이프 정렬장치의 하부의 개요도로서, 파워팩(38), 휠 파트(68)의 위치를 알 수 있는 전체적인 모습이 도시되어 있다.

도 15는 원격제어 파이프 정렬장치의 정면도와 후면도로서, 파이프 안으로 들어간 장치의 모습을 알 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

따라서, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

1:미들케이스 2:링크 브라킷 3:로드
4클램핑하우징 5:피스톤 6:피스톤 로드
7:하우징 8:링크 9:사이드 케이스
10:링크쪽피스톤 로드 11:카파슈부 12:핀
13:클램프부 14:모터 스프로킷 15:이동부 유압실린더
16:BLDC모터 17:드라이빙휠 파트 18:이동부
19:모터 브라킷 20:케이스 21:웜기어
22:웜 23:휠 브라킷 24:칼라
25:베어링 26:하우징 27:롤러
28:롤러쪽 스프로킷 29:가이드 링 30:축
31:캡 32:핀 33:부시
34:스프로킷 35:바 36:샤프트
37:힌지 브라킷 38:파워팩 39:오일탱크
40:필터 41:펌프 42:모터
43:체크밸브 44:압력게이지 45:압력 스위치
46:어큐뮤레이터 47:솔레노이드 밸브 48:매니폴드
49:유압실린더 50:헤드 프레임 51:모터컨트롤박스
52:조종부 53:배터리 54:카파슈
55:슈패드 56:슈바디 57:와셔
58:푸셔 핀 59:스프링 60:아답터
61:슈베드 62:사이드 플레이트 63:와셔
64:플랜지 부시 65:힌지핀 66:가이드
67:가이드 핀 68:휠파트 69:리치로드부
70:동력공급부 71:리모트컨트롤러 72:전력공급부
73:DC드라이버 74:DC/AC 인버터 75:릴레이 유닛
76:제어부 77:무선신호수신부 78:무선신호 송신부
79:실린더 브라킷 80:이동부 실린더 로드 81:전방 클램프
82:후방 클램프 83:리치로드 84:스프로킷

Claims (5)

1. 삭제
2. 원격지의 리모트컨트롤러 및 전력공급부로부터 원거리 유선 조종 신호와 전력을 공급받는 리치로드부;
   파이프 진원도 보정과 정렬작업을 수행하는 클램프부;
   상기 리치로드부 및 상기 클램프부를 이동시키는 구동력을 발생시키는 BLDC모터;
   상기 BLDC모터의 정,역회전 및 속도 가감상태를 제어하는 DC 드라이버;
   유압을 발생시키는 파워팩;
   상기 파워팩에서 발생된 유압을 상기 클램프부에 공급하는 솔레노이드밸브;
   상기 전력공급부의 전력으로 충전되고 각부에 전력을 공급하는 배터리;
   무선신호송신부로부터 무선 조종 신호를 받아 장치를 구동할 수 있게 하는 무선신호수신부;
   상기 리모트컨트롤러 또는 상기 무선신호수신부로부터 수신된 유/무선 조종 신호에 따라 상기 BLDC모터 및 솔레노이드밸브를 구동시켜 상기 클램프부를 이동 및 고정시키는 제어부를 포함하는 원격제어 파이프 정렬장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제어부의 제어에 따라 선택적으로 상기 솔레노이드밸브의 개폐상태 및 파워팩의 유압을 발생을 제어하거나, 또는 상기 BLDC모터의 동작을 제어하는 릴레이 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 파이프 정렬장치.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 배터리로부터 출력되는 DC전압을 AC 전압으로 변환하여 상기 제어부에 공급하는 DC/AC 인버터를 더 포함하며, 상기 제어부는 공급된 AC 전압을 다시 DC 전압으로 변환하여 각부에 공급하는 것을 특징으로 하는 원격제어 파이프 정렬장치.
5. 제2항에 있어서,
   상기 파워팩과 상기 솔레노이드밸브사이에
   상기 파워팩에서 발생된 유압을 저장하는 탱크 역할을 하며 설정된 압력을 유지시키는 어큐뮤레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 정렬장치.

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