KR101485782B1 - Robot for internal of pipeline - Google Patents

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KR101485782B1
KR101485782B1 KR20130100546A KR20130100546A KR101485782B1 KR 101485782 B1 KR101485782 B1 KR 101485782B1 KR 20130100546 A KR20130100546 A KR 20130100546A KR 20130100546 A KR20130100546 A KR 20130100546A KR 101485782 B1 KR101485782 B1 KR 101485782B1
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pipe
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sealing member
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pipeline
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KR20130100546A
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현동준
문제권
최병선
정관성
이종환
김근호
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한국원자력연구원
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Abstract

Provided is an in-pipe robot for pipeline works, which is capable of moving inside a pipeline, and performing pipeline sealing and cutting works. The in-pipe robot for pipeline works comprises: first and second movement modules that are formed to be able to move along the inner wall of a pipeline; a connection unit connecting the first and second movement modules; a manipulator connected to the first movement module and configured to grip a sealing member formed in the front thereof in order to seal the pipeline and to adjust a condition of gripping the sealing member while moved inside the pipeline by the first and second movement modules; and a torch unit connected to the first movement module, and configured to weld the sealing member moved to a specific position of the pipeline on an inner circumferential surface of the pipeline and to cut the pipeline between the sealing member welded on the pipeline and the first movement module.

Description

배관 작업 로봇{ROBOT FOR INTERNAL OF PIPELINE}[0001] ROBOT FOR INTERNAL OF PIPELINE [0002]

본 발명은 배관의 내부를 따라 이동하며 작업을 수행하는 로봇 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot apparatus that moves along the inside of a pipe and performs work.

원자력 발전소를 구성하는 핵심기기인 원자로, 증기발생기, 냉각펌프, 가압기 등은 매우 높은 방사능을 띄고 있기 때문에 작업자의 접근에 어려움이 있다. 이러한 핵심기기들은 원자로 냉각재 계통 배관으로 연결되어 있으므로 설비의 해체시 우선 배관을 절단해야 한다. The reactors, steam generators, cooling pumps, and pressurizers, which are core components of nuclear power plants, have very high radioactivity, making it difficult for operators to access them. Since these core devices are connected to the reactor coolant system piping, the piping must first be disconnected when the equipment is dismantled.

기존에 사용되는 배관의 절단장비는 배관의 바깥쪽에 고정되는데 배관의 외부에는 각종 고정구와 플랜지 등의 장애물이 많아 로봇을 이용한 장비의 접근이 어렵기 때문에 작업자가 직접 접근하여 절단장비를 고정하는 방식을 취한다. 이때, 작업자의 피폭량이 크고 장비를 사용할 때에도 작업자가 지속적으로 주시하고 있어야 하므로 작업자의 추가적인 피폭이 불가피하다. 특히, 원자로 주변은 콘크리트 재질의 차폐벽으로 둘러쌓여 있어 공간이 좁아 기존의 장비로 절단 작업을 수행하는데 어려움이 있다.Conventional pipe cutting equipment is fixed to the outside of the pipe. Since there are many obstacles such as various fasteners and flanges on the outside of the pipe, it is difficult to access the equipment using the robot. Take it. In this case, since the amount of exposure of the operator is large and the operator must keep an eye on the operator even when using the equipment, additional exposure of the operator is inevitable. In particular, since the reactor surroundings are enclosed by a shielding wall made of a concrete material, the space is narrow and it is difficult to perform cutting work with existing equipment.

또한, 기존에는 배관을 절단한 후 밖에서 작업자가 접근하여 절단된 배관을 막는 작업을 하기 때문에 작업자의 피폭량이 크고, 이미 절단되어 핵심기기의 내부가 외부로 노출된 후에 밀봉 작업을 하므로 방사성 물질이 외부로 누출될 가능성이 있다.In addition, in the past, after the piping is cut off, the worker approaches the outside to block the piping cut off, so the worker's exposure is large, and since the inside of the core device is already exposed to the outside, There is a possibility of leakage.

따라서, 방사능을 띄는 원자력 발전소의 핵심기기로부터 일정거리 떨어진 위치에서 투입되어, 배관의 내부를 따라 이동하며 작업자가 원하는 위치에서 안정적으로 배관의 밀봉 및 절단작업을 수행할 수 있는 로봇의 개발이 고려될 수 있다.Therefore, it is considered to develop a robot that is inserted at a distance from a core device of a nuclear power plant having radioactivity, moves along the inside of the pipe, and can stably seal and cut the pipe at a desired position .

본 발명은 배관의 내부를 따라 이동가능하고, 배관의 밀봉 또는 절단 등의 작업을 수행할 수 있는 로봇을 제공하기 위한 것이다.The present invention is intended to provide a robot which is movable along the inside of a pipe and can perform an operation such as sealing or cutting of the pipe.

또한, 배관의 밀봉을 위해 로봇에 구비되는 원판을 배관의 직선 및 곡선구간에서 안정적으로 이동시킬 수 있는 로봇을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a robot capable of stably moving an original plate provided on a robot in a straight line and a curved section of a pipe for sealing a pipe.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 작업 로봇은, 배관의 내벽을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1 및 제2 이동모듈과, 상기 제1 및 제2 이동모듈을 서로 연결하는 연결부와, 상기 제1 이동모듈에 연결되고, 전방에 상기 배관을 밀폐하도록 형성되는 밀봉부재를 파지하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 이동모듈에 의해 상기 배관의 내부를 이동시 상기 밀봉부재의 파지상태를 조절하도록 형성되는 매니퓰레이터, 및 상기 제1 이동모듈에 연결되고, 상기 배관의 특정위치까지 이동이 이루어진 상기 밀봉부재를 상기 배관의 내주면과 용접하고, 상기 배관과 용접된 상기 밀봉부재와 상기 제1 이동모듈 사이의 상기 배관을 절단하도록 형성되는 토치부를 포함한다.To accomplish the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a piping work robot including first and second moving modules formed to be movable along an inner wall of a pipe, A connecting module connecting the moving modules to each other and a sealing member connected to the first moving module and configured to seal the pipe in front of the sealing member, A manipulator connected to the first moving module and welded to the inner circumferential surface of the pipe to move the sealing member moved to a specific position of the pipe, And a torch portion formed to cut the pipe between the sealing member and the first moving module.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 이동모듈은 상기 배관의 축을 중심으로 각각 회전 가능하도록 형성될 수 있다.According to an example of the present invention, the first and second moving modules may be rotatable about the axis of the pipe, respectively.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 토치부는 상기 밀봉부재의 외주를 따라 상기 배관에 용접 가능하도록, 회전 가능하게 형성될 수 있다.According to another example of the present invention, the torch portion can be rotatably formed so as to be weldable to the pipe along the outer periphery of the sealing member.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 이동모듈 각각은, 상기 배관을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1 및 제2 이동부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이동부 각각은, 복수개로 구비되어 상기 배관의 내벽에 지지되도록 형성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, each of the first and second moving modules includes first and second moving parts that are configured to be movable along the pipe, and each of the first and second moving parts A plurality of pipes may be formed on the inner wall of the pipe.

상기 복수개의 제1 및 제2 이동부 각각은, 상기 제1 및 제2 이동모듈의 외주를 따라 일정간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.The plurality of first and second moving parts may be spaced apart from each other at regular intervals along the outer periphery of the first and second moving modules.

상기 제1 및 제2 이동부 각각은, 상기 배관의 내벽을 따라 이동 및 회전이 가능되도록 조향 가능하게 형성되는 휠과, 상기 휠을 상기 배관의 내벽을 향하여 탄성가압하도록 형성되는 탄성부재, 및 상기 탄성부재에 연결되어, 상기 탄성부재를 압축하는 정도에 따라 탄성력을 조절하도록 형성되는 엑츄에이터를 포함할 수 있다.Each of the first and second moving parts includes a wheel that is steerably formed so as to be able to move and rotate along the inner wall of the pipe, an elastic member that is formed to elastically press the wheel toward the inner wall of the pipe, And an actuator connected to the elastic member and configured to adjust an elastic force according to a degree of compressing the elastic member.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 제2 이동모듈은 상기 제2 이동모듈과 연결되고, 상기 배관의 내벽을 따라 이동가능하도록 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 이동모듈을 더 포함할 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, the second movement module may further include at least one third movement module connected to the second movement module and configured to be movable along the inner wall of the pipe .

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 매니퓰레이터는, 상기 제1 이동모듈에 회전가능하게 결합되는 링크부, 및 상기 링크부에 회전가능하게 연결되고, 상기 밀봉부재를 파지하도록 형성되는 그립부를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the manipulator includes a link portion rotatably coupled to the first moving module, and a grip portion rotatably connected to the link portion and configured to grip the sealing member, .

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 토치부는 상기 제1 이동모듈에 회전 가능하게 결합될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the torch portion may be rotatably coupled to the first moving module.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 연결부는, 상기 제1 및 제2 이동모듈이 상기 배관의 내경을 따라 회전될 수 있도록 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, the connecting portion may be formed of a material that can be elastically deformed so that the first and second moving modules can be rotated along the inner diameter of the pipe.

배관의 작업이 수행되는 곳으로부터 일정거리 떨어진 위치에서 배관 작업 로봇이 배관 내부로 투입되고 작업이 필요한 곳까지 안정적으로 이동이 가능하여, 방사능에 의한 피폭으로부터 작업자를 보호할 수 있다.The piping work robot can be inserted into the pipe at a position distant from the place where the piping work is performed, and the robot can be stably moved to the place where the work is required, thereby protecting the worker from radiation exposure.

또한, 로봇이 밀봉부재로 배관을 밀봉한 후 절단 작업을 수행함으로써 방사능 등의 위험물질의 누출 위험이 감소될 수 있다.In addition, the risk of leakage of dangerous substances such as radioactivity can be reduced by performing the cutting operation after the robot hermetically seals the pipe with the sealing member.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 작업 로봇이 투입되는 원전의 일부를 나타내는 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 작업 로봇의 측면도.
도 3은 도 2에 도시된 배관 작업 로봇의 제1 및 제2 이동모듈을 나타내는 정면도.
도 4는 도 2에 도시된 배관 작업 로봇이 직선관에서 이동하는 상태를 나타내는 측면도.
도 5a는 도 2에 도시된 배관 작업 로봇이 곡선관에서 이동하는 상태를 나타내는 측면도.
도 5b는 도 5a에 도시된 매니퓰레이터가 밀봉부재를 기울이는 상태를 나타내는 개념도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 작업 로봇의 측면도.1 is a conceptual diagram showing a part of a nuclear power plant to which a piping working robot according to an embodiment of the present invention is inserted.
2 is a side view of a plumbing robot according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a front view showing the first and second moving modules of the plumbing robot shown in Fig. 2; Fig.
Fig. 4 is a side view showing a state in which the plumbing robot shown in Fig. 2 moves in a straight pipe. Fig.
Fig. 5A is a side view showing a state in which the plumbing robot shown in Fig. 2 moves in a curved tube; Fig.
Fig. 5B is a conceptual diagram showing a state in which the manipulator shown in Fig. 5A tilts the sealing member. Fig.
6 is a side view of a plumbing robot according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 배관 작업 로봇에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Hereinafter, a piping work robot of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 작업 로봇이 투입되는 원전의 일부를 나타내는 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram showing a part of a nuclear power plant to which a piping working robot according to an embodiment of the present invention is input.

도 1을 참조하면, 원전을 구성하는 핵심설비에는 원자로(10)와 증기발생기(20)가 있으며, 상기 원자로(10)와 증기발생기(20)는 사이에는 냉각재 등의 유체가 이동할 수 있도록 배관(30)이 연결되어 있다. 그리고, 원전의 해체공정이 이루어질 경우 상기 배관(30)을 밀봉 또는 절단하는 작업을 수행하게 된다. 이때, 원자로(10) 또는 증기발생기(20) 등의 핵심설비는 방사선량이 높게 발생하게 된다. 따라서, 상기 해체공정은 작업자를 피폭 등의 위험으로부터 보호하기 위해 상기 핵심설비로부터 일정거리 떨어진 위치에서 배관을 일부 절단한 후, 배관의 내부를 이동하며 배관의 용접 또는 절단 작업을 수행할 수 있는 배관 작업 로봇(100)을 배관(30)에 투입하여 상기 원전의 해체작업을 수행하게 된다.Referring to FIG. 1, a core facility for constructing a nuclear power plant includes a reactor 10 and a steam generator 20. Between the reactor 10 and the steam generator 20, a pipe (not shown) 30) are connected. When the dismantling process of the nuclear power plant is performed, the piping 30 is sealed or cut. At this time, the core equipment such as the reactor 10 or the steam generator 20 has a high radiation dose. Therefore, in order to protect the worker from the risk of exposure or the like, the dismantling process may be performed by cutting a pipe at a distance from the core facility to some extent, then moving the inside of the pipe, The work robot 100 is inserted into the pipe 30 to perform the disassembling operation of the nuclear power plant.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 작업 로봇의 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 배관 작업 로봇의 제1 및 제2 이동모듈을 나타내는 정면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 배관 작업 로봇이 직선관에서 이동하는 상태를 나타내는 측면도이다.FIG. 2 is a side view of the piping working robot according to the embodiment of the present invention, FIG. 3 is a front view showing the first and second moving modules of the piping working robot shown in FIG. 2, Fig. 8 is a side view showing a piping work robot moving in a straight pipe.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 배관 로봇 장치(100)은 제1 및 제2 이동모듈(110,120), 연결부(130)와 제1 이동모듈(110)에 각각 연결되는 매니퓰레이터(140), 토치부(150)를 포함한다.2 to 4, the piping robot apparatus 100 includes a first and a second moving modules 110 and 120, a manipulator 140 connected to the connecting unit 130 and the first moving module 110, (150).

제1 이동모듈(110)은 배관(30)의 내벽을 따라 이동 가능하도록 형성되며, 배관 작업 로봇(100)의 이동하는 전방부에 배치되고, 제2 이동모듈(120)은 배관 작업 로봇(100)의 후방부에 배치되며, 제1 이동모듈(110)과 마찬가지로 배관(30)의 내벽을 따라 이동가능하도록 형성된다. 예를 들어, 상기 제1 및 제 2이동모듈(110,120)은 휠 또는 체인형태의 캐터필러(caterpillar) 등을 통하여 상기 배관(30)의 내부에서 이동이 이루어질 수 있다.The first moving module 110 is formed to be movable along the inner wall of the pipe 30 and is disposed in a moving front portion of the piping working robot 100 and the second moving module 120 is disposed in the piping working robot 100 And is formed to be movable along the inner wall of the pipe 30 in the same manner as the first moving module 110. For example, the first and second movement modules 110 and 120 may be moved within the pipe 30 through a caterpillar in the form of a wheel or a chain.

연결부(130)는 배관 작업 로봇(100)의 전방, 후방에 배치되는 제1 및 제 2이동모듈(110,120)을 서로 연결하도록 형성된다. 이에 따라, 배관 작업 로봇(100)은, 연결부(130)에 의해 제1 및 제2 이동모듈(110,120)이 함께 배관(30)의 내벽에 대하여 넓은 범위에서의 지지력을 갖고 안정적으로 이동할 수 있게 한다. 또한, 상기 연결부(130)는, 상기 제1 및 제2 이동모듈이 상기 배관의 내경을 따라 회전될 수 있도록 탄성 변형이 가능한 재질로 형성될 수도 있다. The connection unit 130 is formed to connect the first and second movement modules 110 and 120 disposed in front of and behind the piping robot 100. Accordingly, the piping work robot 100 allows the first and second moving modules 110 and 120 to stably move together with the supporting force in a wide range with respect to the inner wall of the pipe 30 by the connecting portion 130 . The connection part 130 may be formed of a material capable of being elastically deformed so that the first and second moving modules can be rotated along the inner diameter of the pipe.

매니퓰레이터(140)는 상기 제1 이동모듈(110)에 연결되고, 배관 작업 로봇(100)이 이동하는 전방부에 상기 배관을 밀폐하도록 일정한 두께를 갖는 밀봉부재(50)를 파지하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 이동모듈(110,120)에 의해 상기 배관(30)의 내부를 이동시 상기 밀봉부재(50)의 파지상태를 조절하도록 형성된다. The manipulator 140 is connected to the first moving module 110 and is configured to grip the sealing member 50 having a predetermined thickness to seal the pipe at a front portion where the piping work robot 100 moves, And is configured to adjust the gripping state of the sealing member (50) when the inside of the pipe (30) is moved by the first and second movement modules (110, 120).

일반적으로 상기 밀봉부재(50)는 배관(30)의 내부에서 이동 중에 상기 배관(30)의 내벽에 걸리지 않고 원활하기 이동할 수 있도록, 배관(30)의 내경보다 작은 크기로 형성된다. 그러나, 배관(30)의 내주 또는 밀봉부재(50)의 외주가 고르지 못하거나 상기 배관(30)의 곡선구간을 이동할 때, 혹은, 배관(30)의 밀봉 작업이 이루어지는 위치에서 상기 배관(30) 상에서 상기 밀봉부재(50)의 위치 조절이 필요하다. 이때, 상기 매니퓰레이터(140)가 밀봉부재(50)의 위치를 조절할 수 있도록 제1 이동모듈(110) 상에서 위치조절이 가능하도록 구성될 수 있다.The sealing member 50 is formed in a size smaller than the inner diameter of the pipe 30 so that the sealing member 50 can smoothly move without being caught by the inner wall of the pipe 30 while moving inside the pipe 30. [ However, when the inner circumference of the pipe 30 or the outer periphery of the sealing member 50 is uneven, or the curved section of the pipe 30 is moved, or when the pipe 30 is sealed, The position of the sealing member 50 is required to be adjusted. At this time, the manipulator 140 may be configured to adjust the position of the first moving module 110 so that the position of the sealing member 50 can be adjusted.

또한, 매니퓰레이터(140)는 2자유도 이상으로 동작할 수 있도록, 제1 이동모듈(110)에 회전가능하게 결합되는 링크부(141), 및 링크부(141)에 회전가능하게 연결되고, 밀봉부재(50)를 흡착 또는 파악 등의 방식으로 파지하도록 형성되는 그립부(142)를 포함하여, 상기 매니퓰레이터(140)이 틸팅(tilting)이 이루어질 수 있다. 상기 매니퓰레이터(140)은 도 2에서 링크부(141)를 하나 포함하는 것으로 도시되었으나, 상기 링크부(141)를 둘 이상으로 구비하여 매니퓰레이터(140)가 밀봉부재(50)의 위치를 보다 정밀하게 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.The manipulator 140 further includes a link portion 141 rotatably coupled to the first movement module 110 so as to be capable of operating at two degrees of freedom or more, The manipulator 140 can be tilted by including the grip portion 142 formed to grip the member 50 by a method such as suction or grasping. 2, the manipulator 140 includes two link portions 141 so that the manipulator 140 can precisely align the position of the sealing member 50 Can be configured to be adjustable.

상기 매니퓰레이터(140)는 도 2에서 상하 방향으로 회전되어 위치가 조절되는 것으로 도시되었으나, 좌우 방향 또는 배관(30)의 외주를 따라 회전 가능하도록 형성될 수도 있다.2, the manipulator 140 may be rotated in the left-right direction or along the outer periphery of the pipe 30.

토치부(150)는 제1 이동모듈(110)에 연결되고, 밀봉부재(50)를 배관(30)의 내주면과 용접하며, 상기 배관(50)을 절단하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 배관 작업 로봇(100)이 배관(30)의 밀봉 위치까지 이동이 이루어지고, 상기 매니퓰레이터(140)에 의해 밀봉부재(50)의 외주가 배관(30)의 내주와 근접하도록 위치조절이 완료되면, 상기 제1 이동모듈과 연결된 토치부(150)에 의해 밀봉부재(50)를 상기 배관(30)의 내주와 용접하여 배관(30)을 밀봉할 수 있도록 형성된다. 그리고, 토치부(150)는 상기 배관(30)의 밀봉이 이루어진 후, 배관(30)에 용접된 밀봉부재(50)와 제1 이동모듈(110) 사이의 배관(50)을 절단하도록 형성될 수 있다.The torch portion 150 is connected to the first moving module 110 and may be formed to weld the sealing member 50 to the inner circumferential surface of the pipe 30 and cut the pipe 50. More specifically, the piping work robot 100 is moved to the sealing position of the pipe 30, and the outer circumference of the sealing member 50 is brought close to the inner circumference of the pipe 30 by the manipulator 140 The sealing member 50 is welded to the inner circumference of the pipe 30 by the torch portion 150 connected to the first moving module so as to seal the pipe 30. [ The toothed portion 150 is formed to cut the pipe 50 between the sealing member 50 welded to the pipe 30 and the first moving module 110 after the pipe 30 is sealed .

토치부(150)는 밀봉부재(50)의 외주를 따라 배관(30)에 용접 가능하도록, 상기 제1 이동모듈(110) 상에서 배관(30)의 축을 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다. 상기 토치부(150)에 의해 밀봉부재(50)를 상기 배관(30)과 용접하고, 상기 배관(30)을 절단하는 작업은, 먼저 배관(30)을 절단하고 난 후, 밀봉부재(50)를 배관(30)과 용접하는 순서로 이루어질 수 있으며, 상기 배관(30)을 밀봉 또는 절단 하는 작업 중 하나만 이루어질 수도 있다.The torch portion 150 may be rotatable about the axis of the pipe 30 on the first moving module 110 so that the torch portion 150 can be welded to the pipe 30 along the outer periphery of the sealing member 50. The sealing member 50 is welded to the pipe 30 by the torch portion 150 and the pipe 30 is cut by cutting the pipe 30 before the sealing member 50 is cut. The pipe 30 may be welded to the pipe 30, and the pipe 30 may be sealed or cut.

또한, 토치부(150)는 상기 배관(30)에 밀봉부재(50)를 용접하거나 상기 배관(30)을 절단하는 작업을 수행하는 경우, 토치부(150)의 작업 위치를 조절할 수 있도록 상기 제1 이동모듈(110)에 회전 가능하게 형성될 수 있다. 상기 토치부(150)는 도 2에서 상하 방향으로 회전되어 위치가 조절되는 것으로 도시되었으나, 좌우 방향 또는 배관(30) 외주를 따라 회전 가능하도록 형성될 수도 있다.When the sealing member 50 is welded to the pipe 30 or the pipe 30 is cut, the toothed portion 150 may be provided with a plurality of openings for adjusting the working position of the toothed portion 150, 1 < / RTI > 2, the turret 150 may be rotated in the left-right direction or along the outer periphery of the pipe 30.

제1 및 제2 이동모듈(110,120) 각각은, 배관(30)을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1 및 제2 이동부(112,122)를 포함하고, 제1 및 제2 이동부(112,122) 각각은 복수개로 구비되어 배관(30)의 내벽에 지지되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 이동부(112,122) 각각은 제1 및 제2 이동모듈(110,120)이 배관(30) 내벽에 안정적으로 지지될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 세 개 이상으로 구성되는 것이 바람직 하지만, 제1 및 제2 이동모듈(110,120)이 제1 밀 제2 이동부(112,122)를 각각 두 개로 구비하여 상기 배관(30)의 내벽을 지지하여 이동할 수도 있다.Each of the first and second moving modules 110 and 120 includes first and second moving parts 112 and 122 formed to be movable along the pipe 30 and each of the first and second moving parts 112 and 122 And may be formed so as to be supported by the inner wall of the pipe 30. As shown in FIG. 3, each of the first and second moving units 112 and 122 includes at least three moving modules 110 and 120 so that the first and second moving modules 110 and 120 can be stably supported on the inner wall of the pipe 30 However, the first and second moving modules 110 and 120 may have two first moving second moving parts 112 and 122, respectively, so as to support the inner wall of the pipe 30 and move.

그리고, 상기 제1 및 제2 이동모듈(110,120)에 형성되는 복수개의 제1 및 제2 이동부(112,122) 각각은, 제1 및 제2 이동모듈(110,120)의 외주를 따라 일정간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 이동부(112,122) 각각으로부터 배관(30) 내벽으로 발생되는 배관 작업 로봇(100)의 지지력이 보다 균일하게 작용할 수 있어 배관(30) 내부에서의 이동이 안정적으로 이루어질 수 있다.The plurality of first and second moving parts 112 and 122 formed in the first and second moving modules 110 and 120 are separated from each other at regular intervals along the outer circumference of the first and second moving modules 110 and 120, . Accordingly, the supporting force of the piping work robot 100 generated from the first and second moving parts 112 and 122 to the inner wall of the pipe 30 can be more uniformly applied, so that the movement within the pipe 30 can be performed stably .

또한, 제1 및 제2 이동부(112,122) 각각은, 휠(160)과, 탄성부재(114,124), 및 엑츄에이터(116,126)를 포함할 수 있다. 휠(160)은 배관(30)의 내벽을 따라 이동 및 배관(30)의 축을 중심으로 배관(30)의 내주를 따라 회전이 가능하도록 조향 가능하게 형성될 수 있으며, 복수개의 제1 및 제2 이동부(112,122) 각각에 구비되는 복수개의 휠(160)은 각각 독립적으로 조향이 이루어질 수도 있다.Each of the first and second moving parts 112 and 122 may include a wheel 160, elastic members 114 and 124, and actuators 116 and 126. The wheel 160 may be steerably configured to move along the inner wall of the pipe 30 and rotate along the inner periphery of the pipe 30 about the axis of the pipe 30, The plurality of wheels 160 provided in the moving units 112 and 122 may be independently steered.

탄성부재(114,124)는 휠(160)을 배관(30)의 내벽을 향하여 탄성가압하도록 형성될 수 있다. 상기 탄성부재(114,124)는 도 3에 도시된 바와 같이 스프링구조로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 배관 작업 로봇(100)이 배관(30)의 내부를 이동하는 중 배관(30)의 내벽의 요철부 등을 지나면서 발생될 수 있는 충격 등을 흡수하여 보다 안정적인 이동이 이루어질 수 있다.The elastic members 114 and 124 may be formed to elastically press the wheel 160 toward the inner wall of the pipe 30. The elastic members 114 and 124 may be formed in a spring structure as shown in FIG. 3 so that the pipe work robot 100 moves inside the pipe 30, Absorbing shocks that may be generated when the vehicle moves over the vehicle, and more stable movement can be achieved.

엑츄에이터(116,126)는 상기 탄성부재(114,124)에 연결되어, 탄성부재(114,124)를 압축하는 정도에 따라 상기 탄성부재(114,124)의 탄성력을 조절하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 배관(30)의 내경이 상대적으로 작을 경우에는 엑츄에이터(116,126)가 탄성부재(114,124)를 압축하는 정도를 작게하고, 배관(30)의 내경이 상대적으로 클 경우에는 엑츄에이터(116,126)가 탄성부재(114,124)를 압축하는 정도를 크게하여, 배관 작업 로봇(100)이 배관(30)의 내부를 이동함에 있어 적절한 주행력을 갖고 이동이 이루어질 수 있도록 엑츄에이터(116,126)가 동작될 수 있다.The actuators 116 and 126 are connected to the elastic members 114 and 124 so as to adjust the elasticity of the elastic members 114 and 124 according to the degree of compression of the elastic members 114 and 124. For example, when the inner diameter of the pipe 30 is relatively small, the degree of compression of the elastic members 114 and 124 by the actuators 116 and 126 is reduced. When the inner diameter of the pipe 30 is relatively large, The elasticity of the elastic members 114 and 124 can be increased so that the actuators 116 and 126 can be operated so that the piping work robot 100 can move within the piping 30 with proper driving force.

이상 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 구조에 의하면, 배관 작업 로봇(100)은 배관(30)의 밀봉이 필요한 위치로부터 일정거리 떨어진 부분에서 투입되어 배관(30)을 밀봉하기 위한 밀봉부재(50)를 파지한 상태에서 배관(30)의 내벽을 지지하며 배관(30)의 밀봉이 이루어지는 위치까지 안정적으로 이동하고 상기 밀봉부재(50)를 배관(30)에 용접할 수 있도록 상기 밀봉부재의 외주면과 상기 배관의 내주면이 근접하도록 위치를 조절한 후, 용접 또는 절단작업의 수행이 가능한 토치부(150)를 통하여 상기 배관(30)을 밀봉 및 절단하는 작업이 안정적으로 이루어질 수 있다.2 to 4, the piping work robot 100 is closed at a position distant from the position where the piping 30 is required to be sealed, and is sealed with a sealing material for sealing the piping 30 The sealing member 50 can be stably moved to the position where the sealing of the pipe 30 is performed while supporting the inner wall of the pipe 30 in the state where the member 50 is gripped, It is possible to stably seal and cut the pipe 30 through the toothed portion 150 which can perform the welding or cutting operation after adjusting the position so that the outer circumferential surface of the member is close to the inner circumferential surface of the pipe.

이하, 배관 작업 로봇(100)이 배관(30)의 곡선구간을 통과하는 상태에서 배관 작업 로봇(100)이 작동하는 메커니즘에 대하여 도 5a, 도 5b를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a mechanism in which the plumbing work robot 100 operates in a state in which the plumbing work robot 100 passes through the curve section of the plumbing 30 will be described with reference to Figs. 5A and 5B.

도 5a는 도 2에 도시된 배관 작업 로봇이 곡선관에서 이동하는 상태를 나타내는 측면도이고, 도 5b는 도 5a에 도시된 매니퓰레이터가 밀봉부재를 기울이는 상태를 나타내는 개념도이다.Fig. 5A is a side view showing a state in which the piping working robot shown in Fig. 2 is moved in a curved tube, and Fig. 5B is a conceptual diagram showing a state in which the manipulator shown in Fig.

도 5a, 도 5b를 참조하면, 배관 작업 로봇(100)은 도 5a에 도시된 바와 같이 직선구간 외에 곡선으로 이루어진 배관(30)의 내부를 이동하는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 배관 작업 로봇(100)은 도 5b에 도시된 바와 같이 정원이 아닌 타원형으로 형성되는 배관(30) 내부의 이동구간을 통과해야 한다. Referring to FIGS. 5A and 5B, the piping robot 100 may move inside a pipe 30 having a curved line as shown in FIG. 5A. At this time, the piping work robot 100 must pass through a movement section inside the pipe 30 formed in an elliptical shape, not in the garden, as shown in FIG. 5B.

이때, 배관 작업 로봇(100)은 먼저 매니퓰레이터(140)를 틸팅(tilting)하여 밀봉부재(50)를 배관(30)의 타원형 이동구간을 통과할 수 위치를 조작하고, 제1 및 제2 이동모듈(110,120)을 타원형의 이동구간을 통과하면서 적절하게 회전시키면서 밀봉부재(50)가 배관(30)의 내벽에 걸리지 않고 배관(30)의 곡선구간을 안정적으로 통과할 수 있게 형성된다.At this time, the piping work robot 100 first tilts the manipulator 140 to manipulate the position where the sealing member 50 can pass through the elliptical movement section of the pipe 30, The sealing member 50 is formed to be capable of stably passing the curved section of the pipe 30 without being caught by the inner wall of the pipe 30 while appropriately rotating the pipes 110 and 120 while passing through the elliptical moving section.

또한, 도 5a에 도시된 바와 같이 배관 작업 로봇(100)의 상기 배관(30)의 곡선 구간을 통과하여 배관(30)의 경사구간을 오르는 경우, 배관(30)의 경사가 높을 수록 배관 작업 로봇(100)이 보다 큰 지지력을 필요로하여, 상기 제1 및 제2 이동부(112,122)에 각각 구비되는 탄성부재(114,124)를 통해 배관(30)의 내벽으로 발생되는 탄성가압력이 커지도록 엑츄에이터(116,126)가 상기 탄성부재(114,124)를 압축하는 정도를 크게 하여 배관 작업 로봇(100)이 배관(30)의 경사구간에서 보다 안정적으로 이동할 수 있도록 형성된다.5A, when the slope of the pipe 30 passes through the curve section of the pipe 30 of the piping work robot 100, the slope of the pipe 30 increases as the slope of the pipe 30 increases, The elastic member 114 and the elastic member 114 provided on the first and second moving parts 112 and 122 need a larger supporting force so that the elasticity pressure generated on the inner wall of the pipe 30 is increased. 116 and 126 are formed so as to increase the degree of compression of the elastic members 114 and 124 so that the piping work robot 100 can more stably move in the inclined section of the pipe 30. [

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 작업 로봇의 측면도.6 is a side view of a plumbing robot according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 제2 이동모듈(120)은 제2 이동모듈(120)과 연결되고, 배관(30)의 내벽을 따라 이동가능하도록 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 이동모듈(120')을 더 포함할 수 있다. 제3 이동모듈(120')은 제2 이동모듈(120)과 연결부(130)에 의해 서로 연결되도록 형성되고, 도 6에서 제3 이동모듈(120')은 제2 이동모듈(120)의 후단에 하나를 더 포함하는 것으로 도시되어 있으나 하나 이상의 복수개로 형성될 수도 있다. 이에 따라, 배관 작업 로봇(100)은 배관(30)의 내벽에 보다 많은 영역에서 지지되며 안정적으로 이동이 이루어질 수 있다.6, the second movement module 120 includes at least one third movement module 120 'connected to the second movement module 120 and configured to be movable along the inner wall of the pipe 30 . The third movement module 120 'is formed to be connected to each other by the second movement module 120 and the connection part 130. In FIG. 6, the third movement module 120' But it may be formed as a plurality of one or more. Accordingly, the plumbing robot 100 is supported in more areas on the inner wall of the pipe 30, and stable movement can be achieved.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 높은 방사능량을 띄는 원전의 핵심기기로부터 일정거리 떨어진 부분의 배관(30)을 절단한 후, 배관 작업 로봇(100)을 투입하여 밀봉하고자 하는 배관(30)의 최적의 위치로 이동하여 배관(30)을 밀봉 및 절단할 수 있도록 함으로으로써 작업자의 방사능 피폭을 최소화 할 수 있고, 방사능 물질에 대한 방호 조치 최소화로 시간과 바용을 절감할 수 있다. According to the present invention described above, the pipe 30 at a distance from the core device of a nuclear power plant having a high radioactivity amount is cut, and then the piping work robot 100 is inserted into the piping 30, It is possible to seal and cut the pipe 30, thereby minimizing the radiation exposure of the operator and minimizing the protection measures for the radioactive material, thereby saving time and space.

또한 배관 작업 로봇(100)이 먼저 배관(30)을 용접으로 밀봉한 후, 밀봉이 이루어진 밀봉부재(50)와 제1 이동모듈(110) 사이의 상기 배관(30)을 절단함으로 써 원전의 핵심기기로부터의 방사능 물질 누출 가능성을 최소화 할 수 있다.The piping work robot 100 firstly seals the pipe 30 by welding and then cuts the piping 30 between the sealing member 50 and the first moving module 110 which are sealed, It is possible to minimize the possibility of leakage of radioactive material from the apparatus.

다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들에 한정됨은 아니고, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.It should be understood, however, that the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but may be modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It is obvious that the invention belongs to the scope of the present invention.

100: 배관 작업 로봇 110: 제1 이동모듈
120: 제2 이동모듈 130: 연결부
140: 매니퓰레이터 150: 토치부
160: 휠100: piping work robot 110: first movement module
120: second movement module 130:
140: Manipulator 150:
160: Wheel

Claims (10)

배관의 내벽을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1 및 제2 이동모듈;
상기 제1 및 제2 이동모듈을 서로 연결하는 연결부;
상기 제1 이동모듈에 연결되고, 전방에 상기 배관을 밀폐하도록 형성되는 밀봉부재를 파지하도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 이동모듈에 의해 상기 배관의 내부를 이동시 상기 밀봉부재의 파지상태를 조절하도록 형성되는 매니퓰레이터; 및
상기 제1 이동모듈에 연결되고, 상기 배관의 특정위치까지 이동이 이루어진 상기 밀봉부재를 상기 배관의 내주면과 용접하고, 상기 배관과 용접된 상기 밀봉부재와 상기 제1 이동모듈 사이의 상기 배관을 절단하도록 형성되는 토치부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 이동모듈 각각은,
상기 배관을 따라 이동 가능하도록 형성되는 제1 및 제2 이동부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 이동부 각각은,
상기 배관의 내벽을 따라 이동 및 회전이 가능되도록 조향 가능하게 형성되는 휠;
상기 휠의 일측에 형성되어, 상기 휠을 상기 배관의 내벽을 향하여 탄성가압하는 탄성부재; 및
상기 탄성부재에 연결되어, 상기 탄성부재를 압축하는 정도에 따라 탄성력을 조절하도록 형성되는 엑츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.First and second moving modules formed to be movable along the inner wall of the pipe;
A connecting part connecting the first and second moving modules to each other;
And a second moving module connected to the first moving module and configured to grip a sealing member formed in front of the pipe so as to seal the pipe, wherein when the inside of the pipe is moved by the first and second moving modules, Lt; / RTI > And
A sealing member connected to the first moving module and welded to an inner circumferential surface of the pipe, the seal member moved to a specific position of the pipe, and cutting the pipe between the sealing member welded to the pipe and the first moving module The torch portion being formed so as to be substantially perpendicular to the axis,
Wherein each of the first and second movement modules comprises:
And first and second moving parts formed to be movable along the pipe,
Wherein each of the first and second moving parts comprises:
A wheel that is steerably formed to be able to move and rotate along the inner wall of the pipe;
An elastic member formed at one side of the wheel and elastically pressing the wheel toward the inner wall of the pipe; And
And an actuator connected to the elastic member and configured to adjust an elastic force according to a degree of compression of the elastic member. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이동모듈은 상기 배관의 축을 중심으로 각각 회전 가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
Wherein the first and second movement modules are formed to be rotatable about an axis of the pipe, respectively. 제1항에 있어서,
상기 토치부는 상기 밀봉부재의 외주를 따라 상기 배관에 용접 가능하도록, 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
Wherein the torch portion is rotatably formed so as to be weldable to the pipe along an outer periphery of the sealing member. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 복수개의 제1 및 제2 이동부 각각은, 상기 제1 및 제2 이동모듈의 외주를 따라 일정간격으로 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of first and second moving parts is spaced apart from each other at regular intervals along an outer periphery of the first and second moving modules. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 이동모듈은 상기 제2 이동모듈과 연결되고, 상기 배관의 내벽을 따라 이동가능하도록 형성되는 적어도 하나 이상의 제3 이동모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
Wherein the second moving module further comprises at least one third moving module connected to the second moving module and configured to be movable along an inner wall of the pipe. 제1항에 있어서,
상기 매니퓰레이터는,
상기 제1 이동모듈에 회전가능하게 결합되는 링크부; 및
상기 링크부에 회전가능하게 연결되고, 상기 밀봉부재를 파지하도록 형성되는 그립부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
The manipulator includes:
A link portion rotatably coupled to the first movement module; And
And a grip portion rotatably connected to the link portion and configured to grip the sealing member. 제1항에 있어서,
상기 토치부는 상기 제1 이동모듈에 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
And the torch portion is rotatably coupled to the first moving module. 제1항에 있어서,
상기 연결부는, 상기 제1 및 제2 이동모듈이 상기 배관의 내경을 따라 회전될 수 있도록 탄성 변형이 가능한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 작업 로봇.The method according to claim 1,
Wherein the connecting portion is formed of a material capable of being elastically deformed so that the first and second moving modules can be rotated along the inner diameter of the pipe.
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