KR101524694B1 - 검출부를 포함하는 관체 도장장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 검출부를 포함하는 관체 도장장치는, 관체 내면에 도료를 분사하는 분사부, 상기 분사부에 도료 및 압축공기를 공급하는 헤드부, 상기 헤드부와 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된 주행부 및 레이저를 방출하는 레이저방출유닛을 포함하는 검출부를 포함한다.

Description

검출부를 포함하는 관체 도장장치{Painting Apparatus for Pipe Having Detection Part}

본 발명은 관체의 내면을 도장하는 관체 도장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 관체 내에 형성된 장애물을 검출하는 검출부를 포함하는 관체 도장장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 사용되고 있는 에너지원은 주로 화학적 에너지원이다. 화학적 에너지원이란 지구의 자원인 석유나 석탄 등을 활용한 에너지를 말하며, 이러한 화학적인 에너지원을 이용하여 전기를 생산하게 된다.

그리고 화학적인 에너지원의 가장 큰 장점은 직접적인 에너지원이며, 활용 대비 효율이 높다는 점이다. 하지만, 이들은 그 매장량에 한계가 있고, 화학적인 에너지원을 전기로 변환하는 과정에서 이산화탄소 등 환경오염물질이 배출되는 단점을 갖는다.

현대 사회에서 전기를 이용하는 전기기기 등의 사용이 갈수록 증가함에 따라 화학 에너지원이 아닌 신재생 에너지의 개발이 시급한 문제로 대두되었다. 그리고 이러한 신재생 에너지로서 태양 에너지, 바이오 에너지, 풍력 에너지, 수소 에너지, 해양 에너지 등을 이용하여 전기를 생산하는 발전에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

특히 풍력 발전기는 바람의 흐름을 전기로 변환하는 것으로, 바람의 흐름에 의해 회전력이 발생되도록 블레이드(Blade)가 구비되는 로터(Rotor), 이러한 로터의 회전력을 전기로 변환하는 발전부가 구비되는 나셀 및 로터와 나셀을 지지하는 타워(Tower)로 구성된다. 상기 타워는 다수 개의 관체들이 연결된 형태를 가지며, 하나의 관체는 일반적으로 그 길이가 대략 20m, 직경이 대략 3~4m로 형성된다.

이러한 풍력 발전기는 해상이나 해변가 및 산 등 바람이 강하게 부는 지역에 설치되는데, 특히 해수의 염분에 의한 부식을 방지하고자 상기 타워를 이루는 관체의 내주면 및 외주면에 도장이 필수적이다.

그리고 상기 관체는 그 크기가 일반 파이프 등의 관에 비하여 큰 편이므로 도장작업은 일반적으로 수작업에 의존해 왔으나, 이는 도장 품질이 균일하게 이루어지지 못하는 등의 문제점이 있었다.

따라서 이와 같은 문제를 해결하기 위해 관체 내면의 도장 작업을 자동화하는 관체 도장장치가 개발되었다. 상기 관체 도장장치는 관체 내면을 따라 주행하며 관체 내면에 도료를 분사하는 구조를 가진다.

다만, 관체의 내면에는 일반적으로 이후 케이블 등을 장착하기 위한 브라켓이 내주면을 따라 형성되며, 이에 따라 관체 도장장치의 주행이 상기 브라켓에 의해 방해받는 경우가 많았다. 그리고 이에 따라 관체 도장장치의 주행이 멈추거나, 또는 경로가 어긋나게 되어 전체적인 도장의 품질을 크게 저하시키는 원인이 된다.

또한 이 경우 관체 도장장치에도 손상을 가하게 되어 유지보수에 비용 및 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2009-0073405호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 관체 내면에 형성된 장애물과의 간섭을 방지할 수 있는 관체 도장장치를 제공하기 위함이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 검출부를 포함하는 관체 도장장치는, 관체 내면에 도료를 분사하는 분사부, 상기 분사부에 도료 및 압축공기를 공급하는 헤드부, 상기 헤드부와 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된 주행부 및 레이저를 방출하는 레이저방출유닛을 포함하는 검출부를 포함한다.

그리고 상기 레이저방출유닛은 상기 주행부에 구비될 수 있다.

또한 상기 레이저방출유닛은 틸팅 가능하게 형성될 수 있다.

그리고 상기 레이저방출유닛은 좌우 회전 가능하게 형성될 수 있다.

또한 상기 주행부의 주행과 상기 검출부에 의해 검출된 장애물 사이의 간섭 여부를 파악하는 연산부를 더 포함할 수 있다.

그리고 상기 주행부는 2열 이상으로 배열된 주행바퀴를 포함하고, 상기 레이저방출유닛은 복수 개가 구비되어, 상기 주행바퀴가 형성하는 열에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 검출부를 포함하는 관체 도장장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 관체 도장장치의 주행과 관체 내면에 형성된 브라켓 등의 장애물과의 간섭을 방지할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 이에 따라 관체 도장장치의 주행 경로를 정확히 유지할 수 있어 전체적인 도장 품질이 향상될 수 있는 장점이 있다.

셋째, 레이저를 이용하므로 검출 방법이 효율적이라는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치의 전체 모습을 나타낸 사시도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 검출부의 요부를 나타낸 사시도;
도 3은 관체와, 관체 내면의 둘레를 따라 형성된 브라켓의 모습을 나타낸 사시도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 검출부의 레이저방출유닛이 레이저를 방출하는 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 주행부의 주행바퀴와 관체 내면에 형성된 브라켓이 간섭되는 상황을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 주행부의 주행바퀴와 관체 내면에 형성된 브라켓이 간섭되지 않는 상황을 나타낸 도면; 및
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 검출부의 요부를 나타낸 정면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)의 전체 모습을 나타낸 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)는 분사부(130)와, 헤드부(110)와, 주행부(120)와, 검출부를 포함한다.

분사부(130)는 관체 내면에 도료를 분사하는 구성요소이며, 도료 분사를 위한 노즐이 형성된다.

본 실시예의 경우 분사부(130)는 헤드부(110)에 회전 가능하게 구비되며, 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 연장 형성된 분사노즐을 가질 수 있다. 이에 따라 분사부(130)는 회전하며 도료를 분사하고, 관체 내주면에 도장을 수행할 수 있다.

헤드부(110)는 상기 분사부(130)에 도료 및 압축공기를 공급하는 구성요소이다. 이때 상기 도료 및 압축공기 공급원은 상기 헤드부(110) 외측에 별도로 구비될 수도 있으며, 헤드부(110) 내측에 내장될 수도 있다.

그리고 본 실시예에서 헤드부(110)의 내측에는 분사부(130)의 각 분사노즐에 도료 및 압축공기를 유동시키는 유로가 형성될 수 있다.

주행부(120)는 상기 헤드부(110)와 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된다. 즉 관체 내면을 이동할 수 있도록 다양한 이동수단이 구비될 수 있으며, 또한 이는 바퀴, 캐터필러 등 다양한 형태로 구현될 수 있음은 물론이다. 따라서 관체 도장장치(100)는 주행부(120)의 이동과 함께 분사부(130)에서 도료를 분사하여 도장을 수행할 수 있다.

본 실시예의 경우 주행부(10)는 복수의 주행바퀴(122)를 가지며, 헤드부(110)와 지지부(125)에 의해 연결된다. 이때 지지부(125)는 기둥 형태로 형성되고, 상하 방향으로 길이가 증가 및 축소되도록 형성될 수 있다.

검출부는 관체 내면에 형성된 장애물을 검출하기 위해 관체 도장장치(100)에 구비되며, 레이저를 방출하는 레이저방출유닛(140)을 포함한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 검출부의 요부를 나타낸 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 경우 검출부의 레이저방출유닛(140)은 주행부(120)에 구비되며, 주행부(120)로부터 틸팅 가능하게 형성된다. 이에 따라 레이저방출유닛(140)의 각도를 변경하며 효율적으로 관체 내부의 장애물을 검출할 수 있다.

한편 도시되지는 않았으나, 상기 레이저방출유닛(140)은 보다 효율적인 검출을 위해 주행부(120)에 대해 좌우 회전 가능하게 형성될 수도 있다.

그리고 본 실시예의 경우 상기 주행부의 주행과 상기 검출부에 의해 검출된 장애물 사이의 간섭 여부를 파악하는 연산부를 더 포함할 수 있으며, 이는 검출된 장애물들 간의 이격범위 등과, 관체 도장장치 주행부(120)의 이동 방식 및 형상 간의 관계를 파악하여 간섭 여부를 파악할 수 있다. 이하에서는 이에 대해 자세히 설명하도록 한다.

도 3은 관체(P)와, 관체(P) 내면의 둘레를 따라 형성된 브라켓(B)의 모습을 나타낸 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 관체(P)의 도장 시스템은 하나 이상의 롤러(12)가 형성된 회전지지대(10)를 포함한다.

상기 롤러(12)는, 관체(P)의 양 단부에 각각 구비되어 상기 관체(P)를 회전 가능하게 지지하는 구성요소이다. 즉 관체(P)는 회전지지대(10)에 의해 중심을 축으로 하여 둘레 방향으로 회전될 수 있다.

이때 관체(P)의 내면에는 이후 케이블 등을 장착하기 위한 브라켓(B)이 내주면을 따라 형성되며, 이들은 랜덤하게 배열되므로 관체 도장장치의 주행이 상기 브라켓에 의해 방해받을 가능성이 존재한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)에 있어서, 검출부의 레이저방출유닛(140)이 레이저를 방출하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 관체 도장장치(100)가 관체(P)의 내부에 위치된 상태에서, 레이저방출유닛(140)은 주행 방향으로 레이저를 방출하고, 이후 전술한 회전지지대를 이용하여 관체(P)를 회전시킨다.

이에 따라 관체 도장장치(100)의 주행 경로 상에 브라켓(B)이 존재하는지의 여부를 육안으로 확인이 가능하며, 확인 결과에 따라 브라켓(B)이 주행 경로 상에 위치되지 않도록 관체(P)를 회전시켜 도장을 수행할 수 있다.

또는 도시되지 않았으나, 관체의 일측에는 별도의 레이저수신유닛이 구비될 수 있다. 따라서 상기 레이저방출유닛(140)으로부터 방출된 레이저를 수신하며, 수신 결과에 따라 주행 경로 상에 장애물이 존재함을 파악할 수 있다.

또한 이에 따라 관체(P)가 1회전 후에는 전체적인 브라켓(B)의 배열을 파악할 수 있다. 그리고 이와 같은 배열 파악 과정은 전술한 연산부에 의해 수행될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치(100)에 있어서, 주행부의 주행바퀴(122a, 122b)와 관체(P) 내면에 형성된 브라켓(B)이 간섭되는 상황을 나타낸 도면이다.

본 실시예에서 주행부는 서로 소정 간격 이격된 2열의 주행바퀴(122a, 122b)를 가지며, 브라켓(B)이 도 5와 같이 배열된 경우, 주행부가 주행 시 충돌이 발생하게 된다.

그리고 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관체 도장장치에 있어서, 주행부의 주행바퀴(122a, 122b)와 관체(P) 내면에 형성된 브라켓(B)이 간섭되지 않는 상황을 나타낸 도면이다.

전술한 도 5의 경우와 달리 브라켓(B)이 도 6와 같이 배열된 경우, 주행부가 주행 시 충돌이 발생하지 않을 것이다.

즉 관체(P)를 회전시키며 브라켓(B)의 배열을 파악하고, 관체 도장장치의 주행부의 이동방식 및 형상을 고려하여 간섭이 일어나지 않는 회전각을 산출할 수 있다. 그리고 이후 관체(P)를 해당 각도로 회전시킨 뒤 도장을 수행하여 주행부와 브라켓(B)의 간섭을 사전에 방지할 수 있다.

한편 본 실시예의 경우 주행부는 2열의 주행바퀴(122a, 122b)를 가지나, 이는 다양한 형태로 형성될 수 있으므로 연산부는 이를 고려하여 브라켓(B)과의 간섭 여부를 파악하도록 할 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관체 도장장치(200)에 있어서, 검출부의 요부를 나타낸 정면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관체 도장장치(200)의 검출부는 타 구성요소가 전술한 일 실시예의 경우와 동일하나, 검출부의 구성이 다르게 형성된다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 주행부(220)는 2열 이상으로 배열된 주행바퀴(222a, 222b)를 포함하고, 상기 레이저방출유닛(240a, 240b)은 복수 개가 구비되어, 상기 주행바퀴(222a, 222b)가 형성하는 열에 대응되는 위치에 형성된다.

이와 같이 본 실시예의 경우 주행바퀴(222a, 222b)가 형성하는 열에 대응되는 복수의 레이저방출유닛(240a, 240b)을 가지므로, 양측에서 레이저를 주행 방향으로 방출하여 장애물이 없는 것으로 판단되는 경우, 장애물과 주행부와의 간섭이 발생하지 않을 것으로 예상할 수 있다.

즉 이와 같은 경우에는 관체를 한 바퀴 돌린 뒤 연산부에서 연산하는 과정을 생략할 수 있으며, 관체 회전 후 양측의 레이저방출유닛(240a, 240b)에서 장애물이 검출되지 않는 경우, 관체의 회전을 중지시키고 도장을 수행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 관체 도장장치 110: 헤드부
120: 주행부 122: 주행바퀴
125: 지지부 130: 분사부
140: 레이저방출유닛 P: 관체
B: 브라켓

Claims (6)

1. 관체 내면에 도료를 분사하는 분사부;
   상기 분사부에 도료 및 압축공기를 공급하는 헤드부;
   상기 헤드부와 연결되고, 상기 관체 내면을 이동 가능하게 형성된 주행부;
   레이저를 방출하여 상기 관체 내면의 장애물을 검출하는 레이저방출유닛을 포함하는 검출부; 및
   상기 주행부의 주행과 상기 검출부에 의해 검출된 장애물 사이의 간섭 여부를 파악하는 연산부;
   를 포함하며,
   상기 연산부는, 롤러가 형성된 회전지지대로 상기 관체를 회전시킴에 따라 상기 관체 내면의 장애물의 배열을 파악하고, 상기 주행부와 간섭이 발생하지 않는 관체의 회전각을 산출하는 관체 도장장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 레이저방출유닛은 상기 주행부에 구비된 관체 도장장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 레이저방출유닛은 틸팅 가능하게 형성된 관체 도장장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 레이저방출유닛은 좌우 회전 가능하게 형성된 관체 도장장치.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 주행부는 2열 이상으로 배열된 주행바퀴를 포함하고,
   상기 레이저방출유닛은 복수 개가 구비되어, 상기 주행바퀴가 형성하는 열에 대응되는 위치에 형성된 관체 도장장치.

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