KR101496020B1 - 검사로봇 정렬장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자로에 구비된 칼란드리아 관에 삽입되는 검사로봇의 정렬을 위한 검사로봇 정렬장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 검사로봇에 구비되어 레이저를 발광하는 레이저발광부; 상기 검사로봇의 단부 외측면에 형성된 연결판; 상기 연결판의 단부에 구비되어 상기 레이저발광부를 통해 발광된 레이저가 일정각도 꺾여져 상기 칼란드리아 관 내벽으로 반사되도록 하는 반사부; 및 상기 검사로봇에 구비되어 상기 반사부를 통해 반사된 레이저가 수광되는 레이저수광부; 상기 칼란드리아 관 내벽에서 반사되는 레이저를 스캔하는 스캔부; 및 상기 스캔부를 통해 스캔정보를 입력받아 검사로봇의 위치를 조절하는 제어부;를 포함하는 검사로봇 정렬장치에 관한 것이다.
본 발명은 검사로봇 정렬장치는 칼란드리아 관 내벽에서 반사되는 레이저의 반사과정(스캔정보)을 이용하여 검사로봇의 위치가 조절되도록 함으로써 칼란드리아 관 내부 벽면에 접촉되지 않은 상태로 검사로봇이 칼란드리아 관 내부에 삽입되어 기기에 대한 검사를 수행할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한 칼란드리아 관과 검사로봇의 접촉으로 인한 칼란드리아 관 내벽과 검사로봇의 파손을 방지하는 효과도 있다.

Description

검사로봇 정렬장치 {AN INSPECTING ROBOT ARRANGEMENT DEVICE}

본 발명은 검사로봇 정렬장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사로봇이 원자로에 구비된 칼란드리아 관에 삽입되어 원자로의 내부구조물을 검사할 때 칼란드리아 관 내부표면에 접촉되지 않은 상태로 삽입될 수 있게 하는 검사로봇 정렬장치에 관한 것이다.

일반적으로 원자력발전소의 원자로　내부구조물의 육안검사 대상은 배플판, 하부노심판 상부, 하부노심판 하부지지물과 상부구조물로 나눌 수 있는데, 상기 배플판과 하부노심판의 경우 종래에는 수중 카메라를 줄에 매달아 수심 11∼15m 깊이에서 수동작업으로 육안검사를 실시하는 관계로 카메라의 위치와 자세를 정확히 유지할 수 없는 문제가 있어 작업에 많은 시간이 소요되고 검사의 신뢰도 또한 크게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 하부노심판 하부지지물의 경우 현재까지 원자로 압력용기에 하부구조물이 설치되어 있는 상태에서 육안검사를 시행할 수 있는 기술이 개발되어 있지 않아, 압력용기에서 하부구조물을 꺼낸 상태에서 압력용기 내부검사를 수행해야 하기 때문에 작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었고, 이로 인해 발전소의 이용율 또한 크게 저하됨은 물론 작업자에게 많은 량의 방사선 피폭을 초래하게 되는 문제점도 있었다.

이외에 상부구조물의 경우에도 육안검사를 수행할 수 있는 방법이 개발되어 있지 않아 원전을 안정적으로 운영하기 어려운 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 등록특허 제10-0576796호에는 빛을 발광하는 고휘도 LED가 상부면에 설치되고, 원자로 내부공간의 임의의 위치에 전후, 좌우, 상하로 이동토록 수직 및 수평방향의 추력기가 구비되며, 원자로 내부공간을 관측하는 수중카메라가 일단부에 설치되는 수중로봇 원자로의 상부에 설치된 상부카메라를 통해 상기 수중로봇의 위치와 자세를 측정하기 위해 상기 고휘도 LED의 발광 패턴을 영상 처리하는 측정부; 센서로부터 취득한 수심 신호와 목표치와의 차이로부터 제어값을 얻고, 상기 측정부와 영상 처리기로부터 측정된 상기 수중로봇의 위치와 자세를 피드백 신호로 하여 제어하는 원격제어부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원자로 내부구조물 검사 및 이물질제거용 수중로봇 시스템이 개시되어 있다.

하지만 상기의 등록된 기술은 수중로봇의 위치를 조절하기 위한 구성이 매우 복잡하여 원자로 내부 구조물의 상태를 검사하기 번거로운 문제점이 있었고, 검사로봇이 원자로 내부 벽면에 접촉하지 않도록 하는 구성이 없어 원자로 내부 구조물 검사시 원자로나 수중로봇이 접촉으로 인해 파손되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 검사로봇이 원자로에 구비된 칼란드리아 관에 삽입되어 원자로의 내부구조물을 검사할 때 칼란드리아 관 내부표면에 접촉되지 않은 상태로 삽입될 수 있게 하는 검사로봇 정렬장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 원자로에 구비된 칼란드리아 관에 삽입되는 검사로봇의 정렬을 위한 검사로봇 정렬장치에 있어서, 상기 검사로봇에 구비되어 레이저를 발광하는 레이저발광부; 상기 검사로봇의 단부 외측면에 형성된 연결판; 상기 연결판의 단부에 구비되어 상기 레이저발광부를 통해 발광된 레이저가 일정각도 꺾여져 상기 칼란드리아 관 내벽으로 반사되도록 하는 반사부; 및 상기 검사로봇에 구비되어 상기 반사부를 통해 반사된 레이저가 수광되는 레이저수광부; 상기 칼란드리아 관 내벽에서 반사되는 레이저를 스캔하는 스캔부; 및 상기 스캔부를 통해 스캔정보를 입력받아 검사로봇의 위치를 조절하는 제어부;를 포함하는 검사로봇 정렬장치를 제공함으로써 달성된다.

또한 상기 제어부는, 상기 스캔정보를 이용하여 검사로봇의 중심위치를 연산하는 연산부; 및 상기 연산부를 통해 연산된 검사로봇의 중심위치를 이용하여 검사로봇의 위치를 조절하는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 반사부는, 상기 레이저발광부를 통해 발광된 레이저의 진행방향과 45°를 이루도록 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 반사부는 일정각도 회전되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 검사로봇 정렬장치는 칼란드리아 관 내벽에서 반사되는 레이저의 반사과정(스캔정보)을 이용하여 검사로봇의 위치가 조절되도록 함으로써 칼란드리아 관 내부 벽면에 접촉되지 않은 상태로 검사로봇이 칼란드리아 관 내부에 삽입되어 기기에 대한 검사를 수행할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 칼란드리아 관과 검사로봇의 접촉으로 인한 칼란드리아 관 내벽과 검사로봇의 파손을 방지하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치가 (a) 칼란드리아 관 내부에 삽입된 상태를 나타내는 개략도 (b) 칼란드리아 관 내부에서 회전되는 상태를 나타내는 개략도 (c) 칼란드리아 관 내부에 위치한 상태를 나타내는 개략적인 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치가 (a) 칼란드리아 관 내부에 깊숙이 삽입된 상태를 나타내는 개략도 (b) 칼란드리아 관 내부에 깊숙이 삽입된 상태에서 회전되는 상태를 나타내는 개략도 (c) 칼란드리아 관 내부에 위치한 상태를 나타내는 개략적인 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치의 제어부를 나타내는 블럭구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 검사로봇 정렬장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치가 (a) 칼란드리아 관 내부에 삽입된 상태를 나타내는 개략도 (b) 칼란드리아 관 내부에서 회전되는 상태를 나타내는 개략도 (c) 칼란드리아 관 내부에 위치한 상태를 나타내는 개략적인 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치가 (a) 칼란드리아 관 내부에 깊숙이 삽입된 상태를 나타내는 개략도 (b) 칼란드리아 관 내부에 깊숙이 삽입된 상태에서 회전되는 상태를 나타내는 개략도 (c) 칼란드리아 관 내부에 위치한 상태를 나타내는 개략적인 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치의 제어부를 나타내는 블럭구성도이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치(100)는 원자로의 내부에 구비된 칼란드리아 관(1)에 삽입되어 원자로 내부구조물의 상태를 측정하는 검사로봇(10)에 구비된다.

상기 검사로봇 정렬장치(100)는 레이저발광부(110)와, 연결판(150)과, 반사판(170)과, 레이저수광부(130)와, 스캔부(190) 및 제어부(210)를 포함하여 이루어진다.

상기 레이저발광부(110)는 상기 검사로봇(10)의 내부에 구비되어 레이저를 발생시켜 상기 반사판(170)으로 레이저를 방사한다.

상기 연결판(150)은 상기 검사로봇(10)의 단부 외측면에 칼란드리아 관(1)과 수평이 되도록 구비되어 상기 검사로봇(10)과 상기 반사판(170)을 연결한다.

상기 반사판(170)은 상기 연결판(150)의 일측 단부에 구비되어 상기 레이저발광부(110)를 통해 발광된 레이저를 일정각도 꺾여지도록 반사하여 레이저가 칼란드리아 관(1) 내벽쪽을 향하도록 한다.

이때 상기 반사판(170)은 레이저발광부(110)를 통해 발광된 레이저의 진행방향과 45°를 이루도록 위치하며 전방과 후방으로 15°씩 회전될 수 있도록 구성된다.

상기 레이저수광부(130)는 상기 칼란드리아 관(1)내벽으로부터 반사된 후 상기 반사판(170)을 통해 반사된 레이저가 수광되며, 상기 스캔부(190)는 상기 검사로봇(10)에 구비되어 상기 검사로봇(10)이 칼란드리아 관(1) 내부에서 360°회전하면서 상기 칼란드리아 관(1) 내벽에서 반사되는 레이저를 스캔한다.

상기 제어부(210)는 상기 스캔부(190)로부터 스캔정보를 입력받아 검사로봇(10)의 위치를 조절하며 이때 상기 제어부(210)는 연산부(211)와 조절부(213)로 구성된다.

도 4에 나타난 바와 같이, 상기 연산부(211)는 상기 스캔부(190)로부터 제공된 상기 스캔정보를 이용하여 검사로봇(10)의 중심위치를 연산하고, 상기 조절부(213)는 상기 연산부(211)를 통해 연산된 검사로봇(10)의 중심위치를 이용하여 검사로봇(10)의 위치가 칼란드리아 내부관(1)에 밀착되거나 접촉되지 않도록 검사로봇(10)의 위치를 조절한다.

이하 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 검사로봇 정렬장치(100)의 작동과정을 상세히 설명한다.

도 2에 나타난 바와 같이, 먼저 검사로봇(10)을 칼란드리아 관(1) 내부에 정렬시키기 위해 검사로봇 정렬장치(100)가 구비된 검사로봇 팔을 칼란드리아 관(1)에 삽입시킨다.

이때 칼란드리아 관(1)에 삽입시의 초기 위치인 칼란드리아 관(1) 입구 부근에서 검사로봇(10) 팔 내부에 설치된 레이저 발광부(110)를 통해 레이저를 발광하고 발광된 레이저는 반사판(170)을 향한다.

레이저가 연결판(150)의 일측단에 구비된 반사판(170)을 통해 반사되면 레이저의 반사과정(스캔정보)를 검사로봇(10) 팔을 360도 회전하면서 스캔부(190)를 이용하여 스캔을 한다.

이후 도 3에 나타난 바와 같이, 검사로봇(10) 팔을 칼란드리아 관(1) 내부에 보다 깊숙이 삽입한 위치에서 동일한 과정을 거쳐 스캔부(190)를 이용하여 칼란드리아 관(1) 내벽에서 반사된 레이저의 반사과정을 스캔한다.

이때 상기 레이저발광부(110)와 상기 레이저수광부(130)를 구성하는 반도체 소자 등은 칼란드리아 관(1) 내부에 삽입되게 되면 고 방사선으로 인해 파손될 위험성이 크기 때문에 상기 레이저발광부(110)와 상기 레이저수광부(130)는 칼란드리아 관(1) 외부에 위치한 상태에서 상기 반사판(170)이 칼란드리아 관(1) 내부에 삽입되도록 하여 레이저에 관한 정보를 스캔한다.

상기와 같은 과정을 거쳐 칼란드리아 관(1) 내부 A지점(도 2의 칼란드리아 관(1)에 삽입된 초기위치), B 지점(도 3의 칼란드리아 관(1) 내부에 깊숙이 삽입된 위치)에서 각각 스캔하여 얻은 반사된 레이저에 대한 데이타(스캔정보)를 분석한 후 연산부(211)를 통해 검사로봇(10) 팔의 중심위치를 A 및 B 지점에서 A 및 B 지점을 지나는 검사로봇(10) 팔의 정렬 상태에 대한 위치값으로 환산한 다음 환산된 값을 이용하여 조절부(213)는 검사로봇(10)의 칼란드리아 관(1) 내부에서의 정렬상태를 조절하여 검사로봇(10)이 칼란드리아 관(1) 내벽에 밀착되거나 접촉되지 않도록 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 칼란드리아 관(1)의 내벽으로부터 반사되는 레이저의 반사과정(스캔정보)을 이용하여 검사로봇(10)의 칼란드리아 관(1) 내부에서의 위치를 조절함으로써 검사로봇(10)이 칼란드리아 관(1) 내벽에 마찰되거나 접촉됨이 없이 칼란드리아 관(1) 내부에 삽입되어 기기에 대한 검사를 수행할 수 있도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

1: 칼란드리아 관 10: 검사로봇
100: 검사로봇 정렬장치 110: 레이저 발광부
130: 레이저 수광부 150: 연결판
170: 반사판 190: 스캔부
210: 제어부 211: 연산부
213: 조절부

Claims (4)

1. 원자로에 구비된 칼란드리아 관에 삽입되는 검사로봇의 정렬을 위한 검사로봇 정렬장치에 있어서,
   상기 검사로봇에 구비되어 레이저를 발광하는 레이저발광부;
   상기 검사로봇의 단부 외측면에 형성된 연결판;
   상기 연결판의 단부에 구비되어 상기 레이저발광부를 통해 발광된 레이저가 일정각도 꺾여져 상기 칼란드리아 관 내벽으로 반사되도록 하는 반사부; 및
   상기 검사로봇에 구비되어 상기 반사부를 통해 반사된 레이저가 수광되는 레이저수광부;
   상기 칼란드리아 관 내벽에서 반사되는 레이저를 스캔하는 스캔부; 및
   상기 스캔부를 통해 스캔정보를 입력받아 검사로봇의 위치를 조절하는 제어부;를 포함하되,
   상기 제어부는, 상기 스캔정보를 이용하여 검사로봇의 중심위치값을 연산하는 연산부; 및 상기 연산부를 통해 연산된 검사로봇의 중심위치값을 이용하여 상기 검사로봇이 상기 칼란드리아 관 내부 표면에 접촉되지 않는 상태로 상기 칼란드리아 관에 삽입되도록 상기 검사로봇의 위치를 조절하는 조절부;를 포함하고,
   상기 반사부는, 상기 레이저발광부를 통해 발광된 레이저의 진행방향과 45°를 이루는 위치를 기준으로, 전방과 후방으로 일정 각도 회전 가능하도록 구비된 것을 특징으로 하는 검사로봇 정렬장치.
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