KR101400770B1

KR101400770B1 - 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇

Info

Publication number: KR101400770B1
Application number: KR1020130048624A
Authority: KR
Inventors: 이동욱; 임선용; 김혁
Original assignee: 디알비파텍 (주)
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-05-29

Abstract

본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇은 화재 진압 시에 소방관이 접근하기 어려운 협소지역에 투입시켜 용이하게 화재를 진압하는 역할을 하며, 뼈대를 이루며 전복되어도 주행이 가능하게 중심을 기준으로 상하가 동일한 형태인 프레임부(1)와; 상기 프레임부(1)의 양측면에 설치되어 상기 소방로봇을 주행시키는 주행장치부(2)와; 상기 프레임부의 내부와 외부에 설치되고 소방용수가 인입되어 화재를 진압하는 화재진압장치부로 구성되며, 상기 주행장치부는 회전력을 전달받아 회전하여 앞뒤로 주행하는 주트랙부과; 상기 주트랙부를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하는 보조트랙부와; 좌측과 우측의 상기 주트랙부 및 보조트랙부를 각각 구동시키는 2개의 구동모터와; 상기 구동모터의 회전력을 주행을 위해 각각의 주트랙부 및 보조트랙부에 전달하는 2개의 주축과; 상기 보조트랙부의 각도를 조절하는 각도조절모터와; 상기 각도조절모터의 회전력을 상기 보조트랙부에 전달하여 각도 조절을 할 수 있게 하는 각도조절축으로 구성된다.
본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따르면 전복 시에도 주행이 가능하고, 전복된 상황에서도 화재진압장치를 사용할 수 있으며, 소방수가 공급되는 소방호스의 꼬임을 방지할 수 있어, 악조건이나 전복에도 소방로봇으로서의 기능을 상실하지 않고, 보조트랙부가 주트랙부 전단 옆면에 설치되어 주행 시 장애물이나 계단 등이 있어도 주행에 어려움이 발생하지 않는 장점이 있다.

Description

전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇{Fire Fighting Robot Permitted Overturning Driving and Fire Suppression}

본 발명은 화재 진압용 소방로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재 진압시에 소방관이 접근하기 어려운 협소지역에 투입시켜 용이하게 화재를 진압할 수 있을 뿐만 아니라, 전복되어도 배면 주행이 가능하고 돌출부 보호가 가능한 트랙시스템을 적용하였으며, 전복에 관계없이 구동 가능한 화재진압장치를 가지며, 호스꼬임을 방지하는 스위블 조인트를 가진 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 관한 것이다.

화재가 난 곳에는 대개 뜨거운 화염과 연소가스 때문에 큰 피해를 입게 되는데, 특히 고온의 화염이 발생하고 폭발 위험이 있는 경우 등에는 소방관이 화재 현장에 투입되어도 효과적으로 화재 현장을 제압할 수 없을 뿐만 아니라, 화염이 심한 경우에는 화재 현장에 접근을 할 수 없는 경우도 있다.

특히 좁은 공간으로 이루어져 사람이 출입할 수 없는 곳에서는 사람이나 소방기구가 접근할 수 없어서 효과적으로 화재를 진압할 수 없다는 등의 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 화재 현장에 사람 대신에 투입할 수 있게 한 여러 가지 소방로봇 또는 소방기기가 발명되어 있기는 하나, 현재까지 발명된 여러 가지 소방로봇은 효과적이지 못하기 때문에 실제 현장에서 제대로 사용되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 창문이나 출입문 투입 시 전복이 발생하고 지하구 투입 또는 험지에서 지면 장애물에 의한 전복이 발생하여 소방로봇으로서의 기능을 상실하는 문제점이 있다.

공개특허 10-2007-0004096로 게시된 이동로봇을 위한 연쇄형 더블 트랙 장치는 상대 회전 운동이 가능한 전방 트랙부(1) 및 후방 트랙부(2)와; 일체형인 컨트롤 박스와; 고속 주행용 바퀴가 장착되어 있고 상기 컨트롤 박스의 전단 및 후단에 설치되는, 트랙 각도를 조정하기 위한 한 쌍의 각도조정 플리퍼와; 상기 트랙부들의 지면 접촉 면적을 줄이기 위한 구조; 및 상기 트랙부들의 상대 회전 운동 범위를 제한하기 위한 구조를 포함하고, 주행 중에 전복되더라도 정상적으로 주행할 수 있도록 상하 대칭 구조로 되어 있고, 상기 전후방 트랙부의 자유로운 상대 회전 운동을 이용하여 별도의 구동원 없이 중력에 의해 지면에 수동적으로 적응할 수

있고, 내부에 설치된 상기 고속 주행용 바퀴를 이용하여 특정 지형에서 고속으로 주행할 수 있는 것을 특징으로 하나 본 발명과는 상이하다.

등록특허 10-1033245로 게시된 트랙형 이동로봇은 구동 모터가 수납되고 양 측면에 측판이 구비되는 몸체; 소정의 폭을 가지는 링 형상의 림과, 상기 림보다 작은 폭을 가지는 허브와, 상기 허브로부터 상기 림으로 연장되는 복수의 스포크를 포함하고, 상기 몸체의 양 측면에 각각 적어도 한 개씩 구비되며, 상기 구동 모터에 의해 구동되어 회전하는 구동 스프라킷 휠; 상기 구동 스프라킷 휠의 외주면에 감기며 상기 구동 스프라킷 휠의 회전에 의해 구동되는 트랙; 상기 구동 모터의 구동력을 상기 구동 스프라킷 휠에 전달하는 주행 구동축이 결합되는 주행 기어가 수납되고, 상기 측판, 상기 구동 스프라킷 휠의 측면 및 상기 구동 스프라킷 휠의 림의 내주면에 의해 구획되는 공간에 수납되는 기어박스로 구성되나 본 발명과는 상이하다

등록 실용신안 20-0220820로 게시된 전복 주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차는 프레임, 상기 프레임의 외면에 길이방향으로 방사상 부착된 다수의 날개축, 상기 날개축별로 설치되어 회전하는 보조폴리 및 구동폴리, 상기 각 날개축별로 설치된 보조폴리와 구동폴리에 감겨 회전하는 벨트형 바퀴, 상기 각 날개축별로 설치되어 상기 벨트형 바퀴를 구동하는 구동모터, 상기 각 날개축별로 상기 구동모터에 개별적으로 전원을 인가하는 전원장치로 구성되어, 프레임이 전복되더라도, 상기 각 날개축별로 장착된 벨트형 바퀴들 중 지면에 접지되는 바퀴에 의해 계속 주행할 수 있는 것이나 무한궤도차량의 소방로봇은 아니다.

등록특허 10-0770655로 게시된 화재 진압용 소방로봇은 로봇의 기기를 지지하고서 자체 이동할 수 있도록 주행 장비가 설치된 모바일 플랫폼과, 상기 모바일 플랫폼의 양쪽 가장자리에 설치되어 부드러운 주행을 하게 함과 더불어 장애물을 쉽게 통과할 수 있게 하는 무한궤도 구동장치, 상기 모바일 플랫폼의 상단에 설치되어 화재가 난 지점에 소방수를 분사하는 소방포, 화점을 탐색하고 시야를 확보하는 센서 유니트, 로봇의 전체 작동부를 제어하는 통합제어기, 불활성 냉매탱크를 내장하고 온도가 소정치 이상으로 상승하면 압축불활성 냉매를 공급하여 상기 작동부를 냉각시키는 냉각시스템 및, 화재 진압시 로봇본체의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위해 수막을 형성시키는 자유분무노즐을 구비하여 이루어지나 전복 주행이 가능한 로봇은 아니다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 화재 진압시에 소방관이 접근하기 어려운 협소지역에 투입시켜 용이하게 화재를 진압할 수 있을 뿐만 아니라, 전복되어도 배면 주행이 가능한 돌출부 보호가 가능한 트랙시스템을 적용한 주행장치부를 가지고, 전복에 관계없이 90°이상회전 구동이 가능한 화재진압장치를 가지며, 호스꼬임을 방지하는 스위블 조인트를 가진 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇은 화재 진압 시에 소방관이 접근하기 어려운 협소지역에 투입시켜 용이하게 화재를 진압하는 역할을 하며, 뼈대를 이루며 전복되어도 주행이 가능하게 중심을 기준으로 상하가 동일한 형태인 프레임부와; 상기 프레임부의 양측면에 설치되어 상기 소방로봇을 주행시키는 주행장치부와; 상기 프레임부의 내부와 외부에 설치되고 소방용수가 인입되어 화재를 진압하는 화재진압장치부로 구성된다.

상기 주행장치부는 회전력을 전달받아 회전하여 앞뒤로 주행하는 주트랙부과; 상기 주트랙부를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하는 보조트랙부와; 좌측과 우측의 상기 주트랙부 및 보조트랙부를 각각 구동시키는 2개의 구동모터와; 상기 구동모터의 회전력을 주행을 위해 각각의 주트랙부 및 보조트랙부에 전달하는 2개의 주축과; 상기 보조트랙부의 각도를 조절하는 각도조절모터와; 상기 각도조절모터의 회전력을 상기 보조트랙부에 전달하여 각도 조절을 할 수 있게 하는 각도조절축으로 구성된다.

상기 구동모터와 각조조절모터의 회전축에는 웜이 형성되고 상기 주축와 각도조절축에는 웜휠이 형성되어 상기 웜과 웜휠로 구성된 윔기어로 상기 구동모터와 각조조절모터에서 상기 주축와 각도조절축으로 동력을 직각으로 전달하며, 상기 주축에는 상기 각도조절축이 통과하는 주축중공이 형성되어, 상기 각도조절축의 설치되는 면적을 줄이고 상기 각도조절축이 내부로 노출되는 것을 방지한다.

상기 주트랙부는 트랙슈가 체인모양으로 연결되어 이루어져 지면과 접하여 회전함으로써 장비를 전진시키는 무한궤도트랙과; 상기 주축에 삽입 결합되어 상기 주축의 회전력을 받아 상기 무한궤도트랙을 돌려주는 전방롤러와; 상기 프레임부에 결합된 후방롤러 아이들축에 삽입되어 상기 무한궤도트랙에 장력을 주고 자유로이 회전하며 무한궤도트랙을 지지하도록 설치되는 후방롤러와; 상기 프레임부에 결합되고, 상기 전방롤러와 후방롤러 사이에 설치되어 자유롭게 회전하며 장비의 중량을 지면에 고르게 분산시키는 다수 개의 하부아이들롤러와; 상기 무한궤도트랙의 상측이 처지지 않도록 무한궤도트랙의 무게를 지지하는 상부아이들롤러로 구성된다.

상기 보조트랙부는 트랙슈가 체인모양으로 연결되어 이루어져 지면과 접하여 회전함으로써 장비를 전진시키는 보조무한궤도트랙과; 상기 주축의 말단에 삽입되어 상기 주축의 회전력을 받아 상기 보조무한궤도트랙을 돌려주는 보조트랙 후방롤러와; 상기 보조무한궤도트랙의 내부 외측 및 상기 보조트랙 후방롤러의 양측 외측에 설치되고, 상기 각도조절축에 결합되어 상기 각도조절축의 회전력에 의해 상기 보조트랙부의 각도를 조절할 수 있게 하는 사이드프레임과; 상기 보조무한궤도트랙의 전단 내부 및 상기 사이드프레임 사이에 형성된 롤러축에 설치되어 상기 보조무한궤도트랙에 장력을 주고 자유로이 회전하며 상기 보조무한궤도트랙을 지지하도록 설치되는 보조트랙 전방롤러와; 상기 보조트랙 후방롤러와 보조트랙 전방롤러의 사이에 설치되어 자유롭게 회전하며 상기 보조트랙부의 중량을 지면에 고르게 분산시키는 다수 개의 보조트랙 아이들롤러로 구성된다.

상기 보조트랙부는 토크의 전달력을 향상시키고 상기 보조트랙부의 각도를 조정할 때 움직임을 좋게 하기 위하여 상기 보조트랙 후방롤러의 직경보다 상기 보조트랙 전방롤러의 직경이 작은 삼각트랙 타입이다.

상기 화재진압장치부는 소방차나 옥외소화전으로부터 소방용수 공급을 위하여 소방호스가 연결되는 소방용수 인입부(31)와; 상기 소방로봇이 전복되었을 때도 상부로 소방용수를 분사할 수 있도록 90°이상 상하로 수직회전구동이 가능하고, 소방용수가 방수되는 방수노즐(321)를 가진 소방용수 방수부(32)와; 일측은 소방용수가 인입되고, 타측은 상기 소방용수 방수부가 결합되어 소방용수가 배출되며, 상기 소방용수 방수부(32)를 전동모터(332)로 구동하여 90°이상 상하로 수직회전구동되게 하는 수직회전부(33)와; 상기 소방용수 인입부와 수직회전부 사이를 연결해주는 단관부(34)로 구성된다.

상기 소방용수 인입부는 상기 소방로봇이 좌우로 움직일 때 소방용수가 공급되는 상기 소방호스가 연결된 상기 소방용수 인입부도 같은 방향으로 회전되어 상기 소방로봇의 움직임에 의해 저항을 받지 않게 하는 스위블조인트부를 갖추고 상기 단관부와 결합되는 인입부 스위블바디를 구비한다.

상기 소방용수 방수부는 소방용수를 방수하는 소방노즐과; 상기 수직회전부에 의해 상기 소방용수 방수부가 상하로 90°이상 수직회전구동될 수 있게 해주는 스위블조인트부와 플랜지기어부를 갖추고 상기 수직회전부와 결합되는 방수부 스위블바디로 구성된다.

상기 수직회전부(33)는 상기 단관부(34)와 결합되어 소방용수가 인입되고 상기 방수부 스위블바디(322)와 결합되어 소방용수가 배출되는 용수포트(331)와; 상기 소방용수 방수부(32)를 90°이상 수직회전구동될 수 있게 회전력을 공급하는 전동모터(332)와; 상기 전동모터(332)의 출력축에 결합되며, 상기 플랜지기어부(3222)와 기어 결합하여 상기 전동모터(332)의 회전 시 상기 플랜지기어부(3222)를 회전시켜 상기 소방용수 방수부(32)를 회전시키는 회전축기어(333)로 구성된다.

상기 주축중공에는 베어링이 설치되어 상기 주축과 각도조절축이 서로 마찰이 일어나지 않도록 하며, 각각의 상기 사이드프레임에는 사이드베어링 하우징 및 사이드베어링이 설치되어 상기 주축이 통과해도 상기 주축의 회전력이 상기 사이드프레임에 전달되지 않도록 한다.

상기 각도조절모터를 구동하면 상기 보조트랙부의 각도가 조정될 수 있게 상기 각도조절축의 양단은 상기 사이드프레임에 결합되며, 상기 사이드프레임의 롤러축의 양단에는 롤러축베어링이 설치되어 상기 보조트랙 전방롤러가 자유회전될 수 있도록 한다.

상기 프레임부의 상부는 탈착이 가능한 상기 커버부로 막혀 있고, 하부는 하부플레이트로 덮혀 있으며, 상기 하부플레이트에는 상기 소방용수 방수부를 90°이상회전할 수 있도록 회전용 오픈닝이 형성된다.

상기 프레임부의 양측면의 하부 중앙 일정 길이에는 상기 하부아이들롤러가 결합되는 하부아이들롤러 결합부가 형성되며, 상기 하부아이들롤러 결합부에는 상기 하부아이들롤러의 축이 삽입되는 다수 개의 아이들롤러축 삽입홀이 형성된다.

상기 프레임부의 양측면의 상부 중앙 일정 길이에는 상기 상부아이들롤러가 결합되는 상부아이들롤러 결합부가 형성되며, 상기 상부아이들롤러 결합부에는 상기 상부아이들롤러의 축이 삽입되는 다수 개의 아이들롤러축 삽입홀이 형성된다.

상기 프레임부의 양측 측면 전단에는 상기 주축이 통과하는 주축통과홀이 형성되며, 상기 프레임부의 양측 측면 후단에는 상기 후방롤러 아이들축이 삽입 결합되는 아이들축 결합구가 형성되고, 상기 프레임부의 후면에는 상기 소방용수가 인입되는 소방용수 인입구 통과홀이 형성된다.

상기 커버부에는 상기 프레임부 내부를 점검하고 정비하기 위한 점검도어와, 상기 소방용수 방수부가 90°이상 회전할 수 있게 하는 방수구 회전용 오프닝과, 상기 주축이 통과하는 주축통과 오프닝과, 상기 아이들축이 통과하는 아이들축통과오프닝과, 상기 아이들롤러축이 통과하는 아이들롤러축통과홀이 형성된다.

상기 하부아이들롤러는 튀틀림 충격과 수직방향 충격을 흡수하는 타입으로, 무한궤도트랙의 내부면에 맞닿으며 상기 무한궤도트랙의 내부면 돌기의 외측에 설치되어 회전되는 롤러몸체와; 상기 몸체의 축방향 중앙에 설치되어 상기 프레임부에 결합되어 고정되며 상기 몸체로부터 전달된 상기 소방로봇의 하중을 받는 롤러축부와; 상기 롤러몸체와 롤러축부의 사이에 설치되어 수직방향의 충격과 뒤틀림 충격을 흡수하는 방진고무와; 상기 롤러축부의 외주면에 설치되어 상기 롤러축부와 직접 미끄럼 접촉을 하며, 상기 롤러몸체가 상기 롤러축부를 타고 회전될 때 마찰저항을 줄여주고, 상기 방진수단이 외주면에 설치되는 제1베어링과; 상기 제1베어링의 양측에 각각 설치되어 상기 제1베어링를 고정시켜주며 상기 롤러축부와 직접 미끄럼 접촉을 하는 제2베어링과; 상기 방진수단의 이탈을 막아주는 가이드 역할을 하고, 상기 롤러몸체의 양측에 각각 결합되는 가이드블럭과; 상기 제1베어링과 제2베어링이 설치된 상기 롤러몸체의 양단에 설치되어 상기 제1베어링과 제2베어링이 상기 롤러몸체에서 이탈되는 것을 방지하고, 상기 프레임부의 내벽과 직접 접촉하는 엔드캡으로 구성된다.

상술한 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇으로 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.

본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따르면 전복 시에도 주행이 가능하고, 전복된 상황에서도 화재진압장치를 사용할 수 있으며, 소방수가 공급되는 소방호스의 꼬임을 방지할 수 있어, 악조건이나 전복에도 소방로봇으로서의 기능을 상실하지 않고, 보조트랙부가 주트랙부 전단 옆면에 설치되어 주행 시 장애물이나 계단 등이 있어도 주행에 어려움이 발생하지 않는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 외형 전체 사시도
도 2는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 커버부가 없는 전체 사시도
도 3은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 외형 전체 4면도
도 4는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 커버부를 벗긴 외형 전체 4면도
도 5는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 A - A 부분 전체 단면도
도 6은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 주행장치부 일부 분해 사시도
도 7은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 보조트랙부 사시도
도 8은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 보조트랙부 분해도
도 9는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 보조트랙부 4면도 및 B - B 부분 단면도
도 10은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 프레임부 사시도
도 11은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 프레임부 4면도
도 12는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 커버부 사시도
도 13은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 화재진압장치부 사시도
도 14는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 화재진압장치부 4면도
도 15는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 화재진압장치부 C-C와 D-D 단면도
도 16은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 소방로봇 액션 예시도
도 17은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 하부아이들롤러 사시도 및 부분 단면도

먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 "전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇"에 관한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

다음의 실시 예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 외형 전체 사시도이며 도 2는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 커버부가 없는 전체 사시도이고 도 3은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 외형 전체 4면도이며 도 4는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 커버부를 벗긴 외형 전체 4면도이고 도 5는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 A - A 부분 전체 단면도이며 도 6은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 주행장치부 일부 분해 사시도이고 도 7은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 보조트랙부 사시도이며 도 8은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 보조트랙부 분해도이고 도 9는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 보조트랙부 4면도 및 B - B 부분 단면도이며 도 10은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 프레임부 사시도이고 도 11은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 프레임부 4면도이며 도 12는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 커버부 사시도이고 도 13은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 화재진압장치부 사시도이며 도 14는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 화재진압장치부 4면도이고 도 15는 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 화재진압장치부 C-C와 D-D 단면도이며 도 16은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 소방로봇 액션 예시도이고 도 17은 본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따른 하부아이들롤러 사시도 및 부분 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 것 같이 본 발명의 소방로봇은 화재 진압시에 소방관이 접근하기 어려운 협소지역에 투입시켜 용이하게 화재를 진압하는 역할을 하며, 뼈대를 이루며 전복되어도 주행이 가능하게 중심을 기준으로 상하가 동일한 형태인 프레임부(1)와; 상기 프레임부(1)의 양측면에 설치되어 상기 소방로봇을 주행시키는 주행장치부(2)와; 상기 프레임부(1)의 내부와 외부에 설치되고 소방용수가 인입되어 화재를 진압하는 화재진압장치부(3)로 구성된다.

상기 프레임부(1)과 주행장치부(2)는 중심부에서 좌우 대칭이므로 상기 소방로봇이 전복되어도 배면 주행에 아무런 문제가 발생하지 않는다.

상기 주행장치부(2)는 회전력을 전달받아 회전하여 앞뒤로 주행하는 주트랙부(21)와; 상기 주트랙부(21)를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하는 보조트랙부(22)와; 좌측과 우측의 상기 주트랙부(21) 및 보조트랙부(22)를 각각 구동시키는 2개의 구동모터(23)와; 상기 구동모터(23)의 회전력을 주행을 위해 좌측과 우측의 주트랙부 및 보조트랙부에 전달하는 2개의 주축(24)과; 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조절하는 각도조절모터(25)와; 상기 각도조절모터(25)의 회전력을 좌우 양측의 상기 보조트랙부(22)에 전달하여 각도 조절을 할 수 있게 하는 각도조절축(26)으로 구성된다.

상기 구동모터(23)와 각조조절모터(25)의 회전축(231, 251)에는 웜(232, 252)이 형성되고 상기 주축(24)과 각도조절축(26)에는 웜휠(241, 261)이 형성되어 상기 웜(232, 252)과 웜휠(241, 261)로 구성된 윔기어로 상기 구동모터(23)와 각조조절모터(25)에서 상기 주축(24)과 각도조절축(26)으로 동력을 직각으로 전달한다.

상기 주축(24)에는 상기 각도조절축(26)이 통과하는 주축중공(242)이 형성되어, 상기 각도조절축(26)의 설치되는 면적을 줄이고 상기 각도조절축(26)이 내부로 노출되는 것을 방지한다.

상기 주트랙부(21)는 트랙슈가 체인모양으로 연결되어 이루어져 지면과 접하여 회전함으로써 장비를 전진시키는 무한궤도트랙(211)과; 상기 주축(24)에 삽입 결합되어 상기 주축(24)의 회전력을 받아 상기 무한궤도트랙(211)을 돌려주는 전방롤러(212)와; 상기 프레임부(1)에 결합된 후방롤러 아이들축(2131)에 삽입되어 상기 무한궤도트랙(211)에 장력을 주고 자유로이 회전하며 상기 무한궤도트랙(211)을 지지하도록 설치되는 후방롤러(213)와; 상기 프레임부(1)에 결합되고, 상기 전방롤러(212)와 후방롤러(213) 사이에 설치되어 자유롭게 회전하며 장비의 중량을 지면에 고르게 분산시키는 다수 개의 하부아이들롤러(214)와; 상기 무한궤도트랙(211)의 상측이 처지지 않도록 무한궤도트랙의 무게를 지지하는 상부아이들롤러(215)로 구성된다.

상기 보조트랙부(22)는 트랙슈가 체인모양으로 연결되어 이루어져 지면과 접하여 회전함으로써 장비를 전진시키는 보조무한궤도트랙(221)과; 상기 주축(24)의 말단에 삽입되어 상기 주축(24)의 회전력을 받아 상기 보조무한궤도트랙(221)을 돌려주는 보조트랙 후방롤러(223)와; 상기 보조무한궤도트랙(221)의 내부 외측 및 상기 보조트랙 후방롤러(223)의 양측 외측에 설치되고, 상기 각도조절축(26)에 결합되어 상기 각도조절축(26)의 회전력에 의해 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조절할 수 있게 하는 사이드프레임(222)과; 상기 보조무한궤도트랙(221)의 전단 내부 및 상기 사이드프레임(222) 사이에 형성된 롤러축(2221)에 설치되어 상기 보조무한궤도트랙(221)에 장력을 주고 자유로이 회전하며 상기 보조무한궤도트랙(221)을 지지하도록 설치되는 보조트랙 전방롤러(224)와; 상기 보조트랙 후방롤러(223)와 보조트랙 전방롤러(224)의 사이에 설치되어 자유롭게 회전하며 상기 보조트랙부(22)의 중량을 지면에 고르게 분산시키는 다수 개의 보조트랙 아이들롤러(225)로 구성된다.

상기 보조트랙부(22)는 토크의 전달력을 향상시키고 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조정할 때 움직임을 좋게 하기 위하여 상기 보조트랙 후방롤러(223)의 직경보다 상기 보조트랙 전방롤러(224)의 직경이 작은 삼각트랙 타입이다.

상기 화재진압장치부(3)는 소방차나 옥외소화전으로부터 소방용수 공급을 위하여 소방호스가 연결되는 소방용수 인입부(31)와; 상기 소방로봇이 전복되었을 때도 상부로 소방용수를 분사할 수 있도록 90°이상 상하로 수직회전구동이 가능하고, 소방용수가 방수되는 방수노즐(321)를 가진 소방용수 방수부(32)와; 일측은 소방용수가 인입되고, 타측은 상기 소방용수 방수부가 결합되어 소방용수가 배출되며, 상기 소방용수 방수부(32)를 전동모터(332)로 구동하여 90°이상 상하로 수직회전구동되게 하는 수직회전구동부(33)와; 상기 소방용수 인입부(31)와 수직회전구동부(33) 사이를 연결해주는 단관부(34)로 구성된다.

상기 소방용수 인입부(31)는 상기 소방로봇이 좌우로 움직일 때 소방용수가 공급되는 상기 소방호스가 연결된 상기 소방용수 인입부(31)도 같은 방향으로 회전되어 상기 소방로봇의 움직임에 의해 저항을 받지 않게 하는 스위블조인트부(3111)를 갖추고 상기 단관부(34)와 결합되는 인입부 스위블바디(311)를 구비한다.

상기 소방용수 방수부(32)는 소방용수를 방수하는 소방노즐(321)과; 상기 수직회전구동부(33)에 의해 상기 소방용수 방수부(32)가 상하로 90°이상 수직회전구동될 수 있게 해주는 스위블조인트부(3221)와 플랜지기어부(3222)를 갖추고 상기 수직회전구동부(33)와 결합되는 방수부 스위블바디(322)로 구성된다.

상기 수직회전구동부(33)는 상기 단관부(34)와 결합되어 소방용수가 인입되고 상기 방수부 스위블바디(322)와 결합되어 소방용수가 배출되는 용수포트(331)와; 상기 소방용수 방수부(32)를 90°이상 수직회전구동될 수 있게 회전력을 공급하는 전동모터(332)와; 상기 전동모터(332)의 출력축에 결합되며, 상기 플랜지기어부(3222)와 기어 결합하여 상기 전동모터(332)의 회전 시 상기 플랜지기어부(3222)를 회전시켜 상기 소방용수 방수부(32)를 회전시키는 회전축기어(333)로 구성된다.

본 발명의 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇에 따르면 전복 시에도 주행이 가능하고, 전복된 상황에서도 상기 화재진압장치부(3)의 소방용수 방수부(32)가 90°이상상하로 수직회전운동을 할 수 있으므로 상기 화재진압장치부(3)를 사용하여 화재를 진압하는 것에 문제가 없으며, 상기 소방용수 인입부(31)에 인입부 스위블바디(311)가 설치되어 소방수가 공급되는 소방호스의 꼬임을 방지할 수 있어, 악조건이나 전복에도 소방로봇으로서의 기능을 상실하지 않는 효과가 있다.

또한, 상기 보조트랙부(22)가 주트랙부(21) 전단 옆면에 설치되어 주행 시 장애물이나 계단 등이 있어도 상기 주트랙부(21)를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하여 주행에 어려움이 발생하지 않는 장점이 있다.

도 6에 도시되어 있는 것 같이 상기 주행장치부(2)는 회전력을 전달받아 회전하여 앞뒤로 주행하는 주트랙부(21)와; 상기 주트랙부(21)를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하는 보조트랙부(22)와; 좌측과 우측의 상기 주트랙부(21) 및 보조트랙부(22)를 각각 구동시키는 2개의 구동모터(23)와; 상기 구동모터(23)의 회전력을 주행을 위해 좌측과 우측의 주트랙부 및 보조트랙부에 전달하는 2개의 주축(24)과; 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조절하는 각도조절모터(25)와; 상기 각도조절모터(25)의 회전력을 좌우 양측의 상기 보조트랙부(22)에 전달하여 각도 조절을 할 수 있게 하는 각도조절축(26)으로 구성된다.

상기 주축중공(242)에는 베어링이 설치되어 상기 주축(24)과 각도조절축(26)이 서로 마찰이 일어나지 않도록 해야 한다.

상기 하부아이들롤러(214)는 도 17에 도시되어 있는 것 같이 튀틀림 충격과 수직방향 충격을 흡수하는 타입으로, 무한궤도트랙의 내부면에 맞닿으며 상기 무한궤도트랙(211)의 내부면 돌기의 외측에 설치되어 회전되는 롤러몸체(2141)와; 상기 롤러몸체(2141)의 축방향 중앙에 설치되어 상기 프레임부(1)에 결합되어 고정되며 상기 롤러몸체(2141)로부터 전달된 상기 소방로봇의 하중을 받는 롤러축부(2142)와; 상기 롤러몸체(2141)와 롤러축부(2142)의 사이에 설치되어 수직방향의 충격과 뒤틀림 충격을 흡수하는 방진고무(2143)와; 상기 롤러축부(2142)의 외주면에 설치되어 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하며, 상기 롤러몸체(2141)가 상기 롤러축부(2142)를 타고 회전될 때 마찰저항을 줄여주고, 상기 방진수단이 외주면에 설치되는 제1베어링(2144)과; 상기 제1베어링(2144)의 양측에 각각 설치되어 상기 제1베어링(2144)를 고정시켜주며 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하는 제2베어링(2145)과; 상기 방진고무(2143)의 이탈을 막아주는 가이드 역할을 하고, 상기 롤러몸체(2141)의 양측에 각각 결합되는 가이드블럭(2146)과; 상기 제1베어링(2144)과 제2베어링(2145)이 설치된 상기 롤러몸체(2141)의 양단에 설치되어 상기 제1베어링(2144)과 제2베어링(2145)이 상기 롤러몸체(2141)에서 이탈되는 것을 방지하고, 상기 프레임부(1)의 내벽과 직접 접촉하는 엔드캡(2147)으로 구성된다.

도 7, 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 것 같이 상기 보조트랙부(22)는 상기 주트랙부(21)를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하는 역할을 하고, 토크의 전달력을 향상시키고 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조정할 때 움직임을 좋게 하기 위하여 상기 보조트랙 후방롤러(223)의 직경보다 상기 보조트랙 전방롤러(224)의 직경이 작은 삼각트랙 타입이다.

각각의 상기 사이드프레임(222)에는 사이드베어링 하우징(2223) 및 사이드베어링(2224)이 설치되어 상기 주축(24)이 통과해도 상기 주축(24)의 회전력이 상기 사이드프레임(222)에 전달되지 않도록 해야 한다.

상기 각도조절모터(25)를 구동하면 상기 보조트랙부(22)의 각도가 조정될 수 있게 상기 각도조절축(26)의 양단은 상기 사이드프레임(222)에 결합되어야 한다.

상기 사이드프레임(222)의 롤러축(2221)의 양단에는 롤러축베어링(22211)이 설치되어 상기 보조트랙 전방롤러(224)가 자유회전될 수 있도록 하는 구조이다.

도 10과 도 11에 도시되어 있는 것 같이 상기 프레임부(1)는 뼈대를 이루며 전복되어도 주행이 가능하게 중심을 기준으로 상하가 동일한 형태이며, 상기 주행장치부(2)가 양측면에 설치되고, 상기 화재진압장치부(3)가 내부와 전면과 후면의 외부에 설치되며, 상기 제어부(4)가 내부에 설치되고, 상기 배터리부(5)가 내부에 설치되고 상기 커버부(6)이 측면과 상면을 덮는다.

상기 프레임부(1)의 상부는 탈착이 가능한 상기 커버부(6)로 막혀 있고, 하부는 하부플레이트(11)로 덮혀 있으며, 상기 하부플레이트(11)에는 상기 소방용수 방수부(32)를 90°이상회전할 수 있도록 회전용 오픈닝(111)이 형성된다.

상기 프레임부(1)의 양측면의 하부 중앙 일정 길이에는 상기 하부아이들롤러(214)가 결합되는 하부아이들롤러 결합부(12)가 형성되며, 상기 하부아이들롤러 결합부(12)에는 상기 하부아이들롤러(214)의 축이 삽입되는 다수 개의 아이들롤러축 삽입홀(121)이 형성된다.

상기 프레임부(1)의 양측면의 상부 중앙 일정 길이에는 상기 상부아이들롤러(215)가 결합되는 상부아이들롤러 결합부(13)가 형성되며, 상기 상부아이들롤러 결합부(13)에는 상기 상부아이들롤러(215)의 축이 삽입되는 다수 개의 아이들롤러축 삽입홀(131)이 형성된다.

상기 프레임부(1)의 양측 측면 전단에는 상기 주축(24)이 통과하는 주축통과홀(14)이 형성된다.

상기 프레임부(1)의 양측 측면 후단에는 상기 후방롤러 아이들축(2131)이 삽입 결합되는 아이들축 결합구(15)가 형성된다.

상기 프레임부(1)의 후면에는 상기 소방용수가 인입되는 소방용수 인입구 통과홀(16)이 형성된다.

상기 프레임부(1)의 내부에는 구동모터 회전축 통과홀(17)과 각도조절모터 회전축 통과홀(18)과 소방용수 파이프 통과홀(19)가 형성된다.

도 12에 도시되어 있는 것 같이 상기 커버부(6)은 상기 프레임부(1)의 외부를 덮어 외부의 충격이나 화염으로부터 상기 프레임부(1)의 내부를 보호하는 역할을 한다.

상기 커버부(6)에는 상기 프레임부(1) 내부를 점검하고 정비하기 위한 점검도어(61)와, 상기 소방용수 방수부(32)가 90°이상 회전할 수 있게 하는 방수구 회전용 오프닝(62)과, 상기 주축(24)이 통과하는 주축통과 오프닝(63)과, 상기 후방롤러 아이들축(2131)이 통과하는 아이들축통과오프닝(64)과, 상기 아이들롤러축(2222)이 통과하는 아이들롤러축통과홀(65)과, 상기 소방용수 인입부(31)이 통과하는 소방용수인입부통과홀(66)이 형성된다.

도 13, 도 14 및 도 15에 도시되어 있는 것 같이 상기 화재진압장치부(3)는 상기 프레임부(1)의 내부와 외부에 설치되고 소방용수가 인입되어 화재를 진압하는 역할을 하며, 소방차나 옥외소화전으로부터 소방용수 공급을 위하여 소방호스가 연결되는 소방용수 인입부(31)와; 상기 소방로봇이 전복되었을 때도 상부로 소방용수를 분사할 수 있도록 90°이상 상하로 수직회전구동이 가능하고, 소방용수가 방수되는 방수노즐(321)를 가진 소방용수 방수부(32)와; 일측은 소방용수가 인입되고, 타측은 상기 소방용수 방수부가 결합되어 소방용수가 배출되며, 상기 소방용수 방수부(32)를 전동모터(332)로 구동하여 90°이상 상하로 수직회전구동되게 하는 수직회전구동부(33)와; 상기 소방용수 인입부(31)와 수직회전구동부(33) 사이를 연결해주는 단관부(34)로 구성된다.

상기 소방용수 인입부(31)는 상기 소방로봇이 좌우로 움직일 때 소방용수가 공급되는 상기 소방호스가 연결된 상기 소방용수 인입부(31)도 같은 방향으로 회전되어 상기 소방로봇의 움직임에 의해 저항을 받지 않게 하는 스위블조인트부(3111)를 갖추고 상기 단관부(34)와 결합되는 인입부 스위블바디(311)와; 상기 인입부 스위블바디(311)의 전단에 설치되어 상기 소방호스의 메일컨넥터(313)와 결합되는 피메일컨넥터(312)로 구성된다.

본 발명의 상기 화재진압장치부(3)는 전복된 상황에서도 상기 화재진압장치부(3)의 소방용수 방수부(32)가 90°이상상하로 수직회전운동을 할 수 있으므로 상기 화재진압장치부(3)를 사용하여 화재를 진압하는 것에 문제가 없으며, 상기 소방용수 인입부(31)에 인입부 스위블바디(311)가 설치되어 소방수가 공급되는 소방호스의 꼬임을 방지할 수 있어, 악조건이나 전복에도 소방로봇으로서의 기능을 상실하지 않는 효과가 있다.

도 16는 본 발명의 소방로봇의 액션을 예시한 것으로 도 16-1은 평지를 주행할 때의 상기 보조트랙부(22)의 견인력이 크게 필요치 않을 때의 상기 주트랙부(21)과 보조트랙부(22)를 도시한 것으로 상기 보조트랙부(22)가 중심축을 기준으로 중앙 부분에 위치하여 상기 보조트랙부(22)의 견인력을 최소한으로 이용할 때이며, 상기 보조트랙부(22)의 견인력이 최대한 필요할 때는 보조무한궤도트랙(221)이 최대한 지면과 접하는 부분이 많게 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조정해야 한다.

도 16-2는 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조정하여 소방로봇을 일으켜 세워 장애물을 넘어갈 때의 상태를 도시한 것이다.

도 16-3은 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조정하여 상기 소방로봇을 완전히 일으켜 세워 상기 보조트랙부(22)만으로 주행할 때를 도시한 것으로 이때는 각도 조정을 정확히 해서 무게의 중심을 잘 잡아야 한다.

이와 같이 상기 주트랙부(21)과 보조트랙부(22)를 이용하여 장애물이나 계단 등을 쉽게 통과할 수 있고 상기 소방용수 방수부(32)의 소방노즐(321)을 위로 행하게 할 수 있어 화재진압을 가능하게 한다.

도 17에 도시되어 있는 것 같이 상기 하부아이들롤러(214)는 튀틀림 충격과 수직방향 충격을 흡수하는 타입으로, 무한궤도트랙의 내부면에 맞닿으며 상기 무한궤도트랙(211)의 내부면 돌기의 외측에 설치되어 회전되는 롤러몸체(2141)와; 상기 롤러몸체(2141)의 축방향 중앙에 설치되어 상기 프레임부(1)에 결합되어 고정되며 상기 롤러몸체(2141)로부터 전달된 상기 소방로봇의 하중을 받는 롤러축부(2142)와; 상기 롤러몸체(2141)와 롤러축부(2142)의 사이에 설치되어 수직방향의 충격과 뒤틀림 충격을 흡수하는 방진고무(2143)와; 상기 롤러축부(2142)의 외주면에 설치되어 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하며, 상기 롤러몸체(2141)가 상기 롤러축부(2142)를 타고 회전될 때 마찰저항을 줄여주고, 상기 방진수단이 외주면에 설치되는 제1베어링(2144)과; 상기 제1베어링(2144)의 양측에 각각 설치되어 상기 제1베어링(2144)를 고정시켜주며 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하는 제2베어링(2145)과; 상기 방진고무(2143)의 이탈을 막아주는 가이드 역할을 하고, 상기 롤러몸체(2141)의 양측에 각각 결합되는 가이드블럭(2146)과; 상기 제1베어링(2144)과 제2베어링(2145)이 설치된 상기 롤러몸체(2141)의 양단에 설치되어 상기 제1베어링(2144)과 제2베어링(2145)이 상기 롤러몸체(2141)에서 이탈되는 것을 방지하고, 상기 프레임부(1)의 내벽과 직접 접촉하는 엔드캡(2147)으로 구성된다.

상기 하부아이들롤러(214)는 상기 소방로봇의 주행장치부(2)가 부드러운 주행을 하게 함과 더불어 장애물을 쉽게 통과할 수 있게 하는 상기 무한궤도트랙(211)의 내면에 설치되어 자유롭게 회전하며 상기 소방로봇의 하중을 받아 지면에 고르게 분산시키며, 본 발명의 상기 하부아이들롤러(214)는 수직방향 충격흡수와 뒤틀림 충격흡수를 하는 방진수단이 설치되어 로봇이 악조건에서의 주행에도 하중을 지면에 고르게 분산시키고 완화시켜 주행 시 받는 충격이 로봇 본체로 다시 전달시키지 않게 하여 로봇에 무리한 힘이 가해지지 않도록 하여 로봇의 수명을 연장시킬 수 있다.

상기 방진고무(2143)는 충격 흡수 효율을 높이기 위하여 여러 겹의 방진고무로 형성되는 구조이며 150℃의 주위 환경에서도 녹지 않는 내열성을 갖추어야 하고, 상기 방진고무(2143)는 상기 제1베어링(2144)에 부착 완료 후 롤러축부(2142)의 진동을 방지하기 위하여 센터링이 정확하게 가공하여 외주가 완전 원형이어어야 한다.

상기 방진고무(2143)은 수직방향의 충격과 뒤틀림 충격을 흡수하기 쉽도록 상기 방진고무(2143)의 이탈을 막아주는 가이드 역할을 하고 상기 롤러몸체(2141))의 양측에 각각 결합되는 가이드블럭(2146)에 의해 완전히 덮히는 것이 아니고, 감겨진 상기 방진고무(2143)의 두께의 1/3~1/2만 덮이도록 상기 가이드블럭(2146)의 오프닝 크기를 정해야 한다.

상기 방진고무(2143)는 인장강도 70~300kg/㎠이고 최고 신장율이 600% 이며, 경도 30~95, 사용온도 150℃ 인 것이 바람직하며, EPDM 고무나 내열고무(Neoplene, CR)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1베어링(2144)과 상기 제2베어링(2145)은 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하는 메탈베어링타입이며, 재질은 상기 롤러축부(2142)보다 무른 재질인 황동을 사용하여 상기 롤러축부(2142)의 마모가 되지 않도록 한다.

1 : 프레임부 11 : 하부플레이트
111 : 회전용 오픈닝 12 : 하부아이들롤러 결합부
121 : 아이들롤러축 삽입홀 13 : 상부아이들롤러 결합부
131 : 아이들롤러축 삽입홀 14 : 주축통과홀
15 : 아이들축 결합구 16 : 소방용수 인입구 통과홀
17 : 구동모터 회전축 통과홀 18 : 각도조절모터 회전축 통과홀
19 : 소방용수 파이프 통과홀 2 : 주행장치부
21 : 주트랙부 211 : 무한궤도트랙
212 : 전방롤러 213 : 후방롤러
2131 : 후방롤러 아이들축 214 : 하부아이들롤러
2141 : 롤러몸체 21411 : 오일주입구
2142 : 롤러축부
2143 : 방진고무 2144 : 제1베어링
2145 : 제2베어링 2146 : 가이드블럭
21461 : 가이드블럭체결볼트 2147 : 엔드캡
215 : 상부아이들롤러 22 : 보조트랙부
221 : 보조무한궤도트랙 222 : 사이드프레임
2221 : 롤러축 22211 : 롤러축베어링
2222 : 아이들롤러축 2223 : 사이드베어링 하우징
2224 : 사이드베어링 223 : 보조트랙 후방롤러
224 : 보조트랙 전방롤러 225 : 보조트랙 아이들롤러
23 : 구동모터 231 : 회전축
232 : 웜 233 : 커플링
24 : 주축 241 : 웜휠
242 : 주축중공 25 : 각도조절모터
251 : 회전축 252 : 웜
253 : 커플링 26 : 각도조절축
261 : 웜휠
3 : 화재진압장치부 31 : 소방용수 인입부
311 : 인인부 스위블바디 3111 : 스위블조인트부
312 : 피메일커넥터 313 : 메일커넥터
32 : 소방용수 방수부 321 : 소방노즐
322 : 방수부 스위블바디 3221 : 스위블조인트부
3222 : 플랜지기어부 3223 : 스위블조인트오링
33 : 수직회전구동부 331 : 용수포트
3311 : 인입구 3312 : 배출구
332 : 전동모터 333 : 회전축기어
34 : 단관부
4 : 제어부 5 : 배터리부
6 : 커버부 61 : 점검도어
62 : 방수구 회전용 오픈닝 63 : 주축통과오프닝
64 : 아이들축통과오프닝 65 : 아이들롤러축통과홀
66 : 소방용수인입부 통과홀

Claims

화재 진압시에 소방관이 접근하기 어려운 협소지역에 투입시켜 용이하게 화재를 진압하는 소방로봇에 있어서,
상기 소방로봇은 뼈대를 이루며 전복되어도 주행이 가능하게 중심을 기준으로 상하가 동일한 형태인 프레임부(1)와;
상기 프레임부(1)의 양측면에 설치되어 상기 소방로봇을 주행시키는 주행장치부(2)와;
상기 프레임부(1)의 내부와 외부에 설치되고 소방용수가 인입되어 화재를 진압하는 화재진압장치부(3)로 구성되며,
상기 주행장치부(2)는 회전력을 전달받아 회전하여 앞뒤로 주행하는 주트랙부(21)와;
상기 주트랙부(21)를 보조하고 견인력을 높이며, 상기 소방로봇의 지면과의 각도를 조절하여 상기 소방로봇의 무게 중심을 옮기기 용이하게 하는 보조트랙부(22)와;
좌측과 우측의 상기 주트랙부(21) 및 보조트랙부(22)를 각각 구동시키는 2개의 구동모터(23)와;
상기 구동모터(23)의 회전력을 주행을 위해 좌측과 우측의 주트랙부 및 보조트랙부에 전달하는 2개의 주축(24)과;
상기 보조트랙부(22)의 각도를 조절하는 각도조절모터(25)와;
상기 각도조절모터(25)의 회전력을 좌우 양측의 상기 보조트랙부(22)에 전달하여 각도 조절을 할 수 있게 하는 각도조절축(26)으로 구성되고,
상기 구동모터(23)와 각조조절모터(25)의 회전축(231,251)에는 웜(232,252)이 형성되고 상기 주축(24)과 각도조절축(26)에는 웜휠(241,261)이 형성되어 상기 웜(232,252)과 웜휠(241,261)로 구성된 윔기어로 상기 구동모터(23)와 각조조절모터(25)에서 상기 주축(24)과 각도조절축(26)으로 동력을 직각으로 전달하며,
상기 주축(24)에는 상기 각도조절축(26)이 통과하는 주축중공(242)이 형성되어, 상기 각도조절축(26)의 설치되는 면적을 줄이고 상기 각도조절축(26)이 내부로 노출되는 것을 방지하며,
상기 주트랙부(21)는 트랙슈가 체인모양으로 연결되어 이루어져 지면과 접하여 회전함으로써 장비를 전진시키는 무한궤도트랙(211)을 구비하고,
상기 보조트랙부(22)는 트랙슈가 체인모양으로 연결되어 이루어져 지면과 접하여 회전함으로써 장비를 전진시키는 보조무한궤도트랙(221)을 구비하며,
상기 화재진압장치부(3)는 소방차나 옥외소화전으로부터 소방용수 공급을 위하여 소방호스가 연결되는 소방용수 인입부(31)와;
상기 소방로봇이 전복되었을 때도 상부로 소방용수를 분사할 수 있도록 90°이상 상하로 수직회전구동이 가능하고, 소방용수가 방수되는 방수노즐(321)를 가진 소방용수 방수부(32)와;
일측은 소방용수가 인입되고, 타측은 상기 소방용수 방수부가 결합되어 소방용수가 배출되며, 상기 소방용수 방수부(32)를 전동모터(332)로 구동하여 90°이상 상하로 수직회전구동되게 하는 수직회전구동부(33)와;
상기 소방용수 인입부(31)와 수직회전구동부(33) 사이를 연결해주는 단관부(34)로 구성되며,
상기 소방용수 인입부(31)는 상기 소방로봇이 좌우로 움직일 때 소방용수가 공급되는 상기 소방호스가 연결된 상기 소방용수 인입부(31)도 같은 방향으로 회전되어 상기 소방로봇의 움직임에 의해 저항을 받지 않게 하는 스위블조인트부(3111)를 갖추고 상기 단관부(34)와 결합되는 인입부 스위블바디(311)를 구비하고,
상기 소방용수 방수부(32)는 소방용수를 방수하는 소방노즐(321)과;
상기 수직회전구동부(33)에 의해 상기 소방용수 방수부(32)가 상하로 90°이상 수직회전구동될 수 있게 해주는 스위블조인트부(3221)와 플랜지기어부(3222)를 갖추고 상기 수직회전구동부(33)와 결합되는 방수부 스위블바디(322)로 구성되며,
상기 수직회전구동부(33)는 상기 단관부(34)와 결합되어 소방용수가 인입되고 상기 방수부 스위블바디(322)와 결합되어 소방용수가 배출되는 용수포트(331)와;
상기 소방용수 방수부(32)를 90°이상 수직회전구동될 수 있게 회전력을 공급하는 전동모터(332)와;
상기 전동모터(332)의 출력축에 결합되며, 상기 플랜지기어부(3222)와 기어 결합하여 상기 전동모터(332)의 회전 시 상기 플랜지기어부(3222)를 회전시켜 상기 소방용수 방수부(32)를 회전시키는 회전축기어(333)로 구성되는 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇
제 1항에 있어서,
상기 주축중공(242)에는 베어링이 설치되어 상기 주축(24)과 각도조절축(26)이 서로 마찰이 일어나지 않도록 하며,
각각의 사이드프레임(222)에는 사이드베어링 하우징(2223) 및 사이드베어링(2224)이 설치되어 상기 주축(24)이 통과해도 상기 주축(24)의 회전력이 상기 사이드프레임(222)에 전달되지 않도록 하고,
상기 각도조절모터(25)를 구동하면 상기 보조트랙부(22)의 각도가 조정될 수 있게 상기 각도조절축(26)의 양단은 상기 사이드프레임(222)에 결합되며,
상기 사이드프레임(222)의 롤러축(2221)의 양단에는 롤러축베어링(22211)이 설치되어 상기 보조트랙 전방롤러(224)가 자유회전될 수 있도록 하는 구조인 것을 특징으로 하는 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇
제 1항에 있어서,
상기 프레임부(1)의 상부는 탈착이 가능한 커버부(6)로 막혀 있고, 하부는 하부플레이트(11)로 덮혀 있으며,
상기 하부플레이트(11)에는 상기 소방용수 방수부(32)를 90°이상회전할 수 있도록 회전용 오픈닝(111)이 형성되고,
상기 프레임부(1)의 양측면의 하부 중앙 일정 길이에는 하부아이들롤러(214)가 결합되는 하부아이들롤러 결합부(12)가 형성되며, 상기 하부아이들롤러 결합부(12)에는 상기 하부아이들롤러(214)의 축이 삽입되는 다수 개의 아이들롤러축 삽입홀(121)이 형성되고,
상기 프레임부(1)의 양측면의 상부 중앙 일정 길이에는 상부아이들롤러(215)가 결합되는 상부아이들롤러 결합부(13)가 형성되며, 상기 상부아이들롤러 결합부(13)에는 상기 상부아이들롤러(215)의 축이 삽입되는 다수 개의 아이들롤러축 삽입홀(131)이 형성되고,
상기 프레임부(1)의 양측 측면 전단에는 상기 주축(24)이 통과하는 주축통과홀(14)이 형성되며,
상기 프레임부(1)의 양측 측면 후단에는 후방롤러 아이들축(2131)이 삽입 결합되는 아이들축 결합구(15)가 형성되고,
상기 프레임부(1)의 후면에는 상기 소방용수가 인입되는 소방용수 인입구 통과홀(16)이 형성되고,
상기 커버부(6)에는 상기 프레임부(1) 내부를 점검하고 정비하기 위한 점검도어(61)와, 상기 소방용수 방수부(32)가 90°이상 회전할 수 있게 하는 방수구 회전용 오프닝(62)과, 상기 주축(24)이 통과하는 주축통과 오프닝(63)과, 상기 후방롤러 아이들축(2131)이 통과하는 아이들축통과오프닝(64)과, 상기 아이들롤러축(2222)이 통과하는 아이들롤러축통과홀(65)과, 상기 소방용수 인입부(31)이 통과하는 소방용수인입부통과홀(66)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇
제 1항에 있어서,
하부아이들롤러(214)는 튀틀림 충격과 수직방향 충격을 흡수하는 타입으로, 무한궤도트랙의 내부면에 맞닿으며 상기 무한궤도트랙(211)의 내부면 돌기의 외측에 설치되어 회전되는 롤러몸체(2141)와;
상기 롤러몸체(2141)의 축방향 중앙에 설치되어 상기 프레임부(1)에 결합되어 고정되며 상기 롤러몸체(2141)로부터 전달된 상기 소방로봇의 하중을 받는 롤러축부(2142)와;
상기 롤러몸체(2141)와 롤러축부(2142)의 사이에 설치되어 수직방향의 충격과 뒤틀림 충격을 흡수하는 방진고무(2143)와;
상기 롤러축부(2142)의 외주면에 설치되어 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하며, 상기 롤러몸체(2141)가 상기 롤러축부(2142)를 타고 회전될 때 마찰저항을 줄여주고, 상기 방진수단이 외주면에 설치되는 제1베어링(2144)과;
상기 제1베어링(2144)의 양측에 각각 설치되어 상기 제1베어링(2144)를 고정시켜주며 상기 롤러축부(2142)와 직접 미끄럼 접촉을 하는 제2베어링(2145)과;
상기 방진고무(2143)의 이탈을 막아주는 가이드 역할을 하고, 상기 롤러몸체(2141)의 양측에 각각 결합되는 가이드블럭(2146)과;
상기 제1베어링(2144)과 제2베어링(2145)이 설치된 상기 롤러몸체(2141)의 양단에 설치되어 상기 제1베어링(2144)과 제2베어링(2145)이 상기 롤러몸체(2141)에서 이탈되는 것을 방지하고, 상기 프레임부(1)의 내벽과 직접 접촉하는 엔드캡(2147)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇
제 1항에 있어서,
상기 주트랙부(21)는 상기 주축(24)에 삽입 결합되어 상기 주축(24)의 회전력을 받아 상기 무한궤도트랙(211)을 돌려주는 전방롤러(212)와;
상기 프레임부(1)에 결합된 후방롤러 아이들축(2131)에 삽입되어 상기 무한궤도트랙(211)에 장력을 주고 자유로이 회전하며 상기 무한궤도트랙(211)을 지지하도록 설치되는 후방롤러(213)와;
상기 프레임부(1)에 결합되고, 상기 전방롤러(212)와 후방롤러(213) 사이에 설치되어 자유롭게 회전하며 장비의 중량을 지면에 고르게 분산시키는 다수 개의 하부아이들롤러(214)와;
상기 무한궤도트랙(211)의 상측이 처지지 않도록 무한궤도트랙의 무게를 지지하는 상부아이들롤러(215)를 구비하며,
상기 보조트랙부(22)는 상기 주축(24)의 말단에 삽입되어 상기 주축(24)의 회전력을 받아 상기 보조무한궤도트랙(221)을 돌려주는 보조트랙 후방롤러(223)와;
상기 보조무한궤도트랙(221)의 내부 외측 및 상기 보조트랙 후방롤러(223)의 양측 외측에 설치되고, 상기 각도조절축(26)에 결합되어 상기 각도조절축(26)의 회전력에 의해 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조절할 수 있게 하는 사이드프레임(222)과;
상기 보조무한궤도트랙(221)의 전단 내부 및 상기 사이드프레임(222) 사이에 형성된 롤러축(2221)에 설치되어 상기 보조무한궤도트랙(221)에 장력을 주고 자유로이 회전하며 상기 보조무한궤도트랙(221)을 지지하도록 설치되는 보조트랙 전방롤러(224)와;
상기 보조트랙 후방롤러(223)와 보조트랙 전방롤러(224)의 사이에 설치되어 자유롭게 회전하며 상기 보조트랙부(22)의 중량을 지면에 고르게 분산시키는 다수 개의 보조트랙 아이들롤러(225)로 구성되며,
상기 보조트랙부(22)는 토크의 전달력을 향상시키고 상기 보조트랙부(22)의 각도를 조정할 때 움직임을 좋게 하기 위하여 상기 보조트랙 후방롤러(223)의 직경보다 상기 보조트랙 전방롤러(224)의 직경이 작은 삼각트랙 타입인 것을 특징으로 하는 전복주행기능 및 화재진압기능을 가지는 소방로봇.