KR101540334B1 - 제트 플러싱 로봇 - Google Patents

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KR101540334B1
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    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
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Abstract

제트 플러싱 로봇이 제공된다. 상기 제트 플러싱 로봇은, 바디, 바디에 설치되어, 배관 클리닝을 위한 유체를 분사하는 노즐, 바디에 설치되어, 바디를 이동시키는 이동부 및 바디에 설치되어, 노즐에 유체를 공급하고 이동부에 전원을 공급하는 다기능 호스를 포함한다.

Description

제트 플러싱 로봇{JET FLUSHING ROBOT}
본 발명은 제트 플러싱 로봇에 관한 것이다.
플러싱 장치는 배관의 세척시에 이용되는 장치이다. 플러싱 장치의 말단에는 노즐이 부착되고, 노즐을 통해 물이 분사되도록 함으로써, 배관 내부를 세척할 수 있다.
배관 라인에 곡직부가 다수 존재하는 경우, 플러싱 장치의 이동 및 동작에 어려움이 발생할 수 있는바, 이를 해결할 수 있는 플러싱 장치의 필요성이 대두되고 있다.
미국공개특허공보 2011-0179560 (공개일: 2011. 07. 28)
본 발명이 해결하려는 과제는, 자력으로 동작 가능하고, 배관 내부의 곡직부의 개수와 상관없이 플러싱 작업이 가능한 제트 플러싱 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제트 플러싱 로봇의 일 실시예는, 바디, 바디에 설치되어, 배관 클리닝을 위한 유체를 분사하는 노즐, 바디에 설치되어, 바디를 이동시키는 이동부 및 바디에 설치되어, 노즐에 유체를 공급하고 이동부에 전원을 공급하는 다기능 호스를 포함한다.
상기 바디에 설치되어, 배관 내부의 상태를 촬영하는 카메라를 더 포함하고, 카메라가 촬영한 영상은 다기능 호스를 통해서 사용자에게 전달될 수 있다.
상기 바디 및 상기 이동부 사이에 장착되고, 바디 및 이동부 간의 거리를 조정하여, 제트 플러싱 로봇이 다양한 사이즈의 배관 내에서 이동가능하도록 하는 조절부를 더 포함할 수 있다.
삭제
상기 조절부는, 바디의 측면에 장착되는 제1 조절 유닛 및 제2 조절 유닛을 포함하되, 제1 조절 유닛 및 제2 조절 유닛은 각각 스프링(spring) 또는 하이드로릭 잭(hydraulic jack)을 포함할 수 있다.
상기 이동부는, 바디의 측면에 장착되는 제1 이동 유닛 및 제2 이동 유닛을 포함하되, 제1 이동 유닛 및 제2 이동 유닛은 각각 바디에 장착되는 레그(leg) 유닛 및 레그 유닛의 말단에 장착되는 휠(wheel) 유닛을 포함할 수 있다.
상기 레그 유닛은, 레그 유닛의 관절 역할을 수행하는 관절부 및 레그 유닛의 내부에 형성되고, 휠 유닛으로 동력을 전달하는 동력 전달부를 포함할 수 있다.
상기 동력 전달부는, 바디와 접속되어, 바디로부터 동력을 제공받는 와이어 및 와이어와 접속되어, 와이어로부터 동력을 제공받는 웜 기어(worm gear)를 포함할 수 있다.
상기 웜 기어는, 제공받은 동력을 조절하여, 휠 유닛으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제트 플러싱 로봇을 설명한 도면이다.
도 2는 도 1의 이동부를 설명하는 개략도이다.
도 3은 도 2의 레그 유닛을 설명하는 개략도이다.
도 4는 도 2의 레그 유닛의 동작을 설명하는 개략도이다.
도 5는 도 1의 조절부의 동작을 설명하는 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제트 플러싱 로봇에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제트 플러싱 로봇을 설명한 도면이다. 도 2는 도 1의 이동부를 설명하는 개략도이다. 도 3은 도 2의 레그 유닛을 설명하는 개략도이다. 도 4는 도 2의 레그 유닛의 동작을 설명하는 개략도이다. 도 5는 도 1의 조절부의 동작을 설명하는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 제트 플러싱 로봇(1)은 노즐(110), 카메라(120), 바디(150), 이동부(160), 조절부(200) 및 다기능 호스(250)를 포함한다.
노즐(110) 및 카메라(120)는 예를 들어, 바디(150)의 상단에 장착될 수 있다.
또한 노즐(110)은 복수의 노즐(110a, 110b)을 포함할 수 있다. 복수의 노즐(110a, 110b)은 바디(150)로부터 제공받은 유체를 분사함으로써, 배관 클리닝 작업을 보조할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐(110)은 2개의 노즐(110a, 110b)을 포함하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
카메라(120)는 예를 들어, 배관 내부를 점검 및 탐색하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 카메라(120)는 배관 내부의 상태를 촬영하여, 촬영한 영상을 다기능 호스(250)를 통해 사용자에게 제공함으로써, 사용자가 원하는 방향 및 위치로 제트 플러싱 로봇(1)를 가이드하도록 할 수 있다.
바디(150)는 예를 들어, 동력장치를 포함할 수 있다.
동력장치는 이동부(160)로 동력을 제공함으로써, 제트 플러싱 로봇(1)이 자력으로 동작하도록 할 수 있다.
또한 바디(150)는 다기능 호스(250)로부터 제공 받은 유체 또는 전원을 노즐(110), 카메라(120) 및 이동부(160)로 제공할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이동부(160)는 바디(150)에 장착되고, 동력장치에 의해 구동될 수 있다. 또한 이동부(160)는 예를 들어, 제1 이동 유닛(170) 및 제2 이동 유닛(180)을 포함할 수 있다. 이동 유닛은 이와는 달리 3개 이상이 장착될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해 본 실시예에서는 제1 이동 유닛(170)과 제2 이동 유닛(180)을 포함하는 경우로 가정하여 설명한다.
구체적으로, 제1 이동 유닛(170) 및 제2 이동 유닛(180)은 바디(150)의 양 측면에 장착될 수 있다. 또한 제1 이동 유닛(170)은 제1 레그 유닛(171a, 171b) 및 제1 휠 유닛(178a, 178b)을 포함하고, 제2 이동 유닛(180)은 제2 레그 유닛(181a, 181b) 및 제2 휠 유닛(188a, 188b)을 포함할 수 있다. 레그 유닛(171a, 171b, 181a, 181b)은 한 쌍씩 짝을 이루는 제1 레그 유닛(171a, 171b) 및 제2 레그 유닛(181a, 181b)을 포함할 수 있다. 제1 레그 유닛(171a, 171b) 및 제2 레그 유닛(181a, 181b)은 각각 한 쌍씩 짝을 이루고, 짝을 이룬 유닛 간에 교차되도록 형성될 수 있다.
또한 레그 유닛(171a, 171b, 181a, 181b)은 각각 관절 역할을 수행하는 관절부(175a, 175b, 185a, 185b) 및 휠 유닛(178a, 178b, 188a, 188b)으로 동력을 전달하는 동력 전달부를 포함할 수 있다. 도 3에서는, 제1 레그 유닛 중 일 유닛(171a)만을 도시하고 있는바, 다른 레그 유닛(171b, 181a, 181b)의 경우에도, 도 3에 도시된 동력 전달부(172a, 173a)를 포함할 수 있다.
관절부(175a, 175b, 185a, 185b)는 각각의 레그 유닛(171a, 171b, 181a, 181b)의 중앙 부분에 위치하며, 배관의 곡직부를 쉽게 이동하기 위해 필요한 유연성을 레그 유닛(171a, 171b, 181a, 181b)에 제공할 수 있다.
동력 전달부(172a, 173a)는 제1 레그 유닛 중 일 유닛(171a)의 내부에 형성되고, 휠 유닛(178a)으로 동력을 전달할 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, 동력 전달부(172a, 173a)는 와이어(172a) 및 웜 기어(worm gear)(173a)를 포함할 수 있다. 와이어(172a)는 바디(150)와 접속되어, 바디(150) 내부의 동력장치로부터 동력을 제공받고, 제공받은 동력을 웜 기어(173a)로 제공할 수 있다. 웜 기어(173a)는 와이어(172a)로부터 제공 받은 동력을 조절하여, 휠 유닛(178a)으로 이동에 필요한 동력을 제공할 수 있다.
동력 전달부(172a, 173a)는, 레그 유닛(171a)이 관절부(175a)에 의해 꺾인 상태에서도 휠 유닛(178a)에 동력이 지속적으로 전달되도록 할 수 있다. 즉, 동력을 발생시키는 바디(150) 내부의 동력장치가, 자유롭게 구부러지고 펴질 수 있는 와이어(172a)와 접속되어 있기 때문에, 레그 유닛(171a)의 꺾임과 상관 없이 휠 유닛(178a)에 동력이 지속적으로 전달될 수 있다.
휠 유닛(178a, 178b, 188a, 188b)은 각각의 레그 유닛(171a, 171b, 181a, 181b)의 말단에 장착될 수 있다.
구체적으로, 휠 유닛(178a, 178b, 188a, 188b)은 제트 플러싱 로봇(1)이 배관 내부를 이동하도록 할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 조절부(200)는 바디(150) 및 이동부(160) 사이에 장착될 수 있다.
구체적으로, 조절부(200)는 바디(150) 및 이동부(160) 간의 거리를 조정하여, 제트 플러싱 로봇(1)이 다양한 사이즈의 배관 내에서 이동가능하도록 할 수 있다.
또한 조절부(200)는 예를 들어, 제1 조절 유닛(200a) 및 제2 조절 유닛(200b)을 포함할 수 있다.
제1 조절 유닛(200a) 및 제2 조절 유닛(200b)은 각각 바디(150)의 양 측면에 장착될 수 있고, 스프링 또는 하이드로릭 잭(hydraulic jack)을 포함할 수 있다.
제1 조절 유닛(200a) 및 제2 조절 유닛(200b)은 바디(150) 및 이동부(160) 간의 거리 조정 이외에도, 휠 유닛(178a, 178b, 188a, 188b)의 접지력을 향상시킴으로써, 제트 플러싱 로봇(1)이 수직 방향으로 이동하는 것을 보조할 수 있다.
다기능 호스(250)는 바디(150)와 결합될 수 있다.
구체적으로, 다기능 호스(250)는 멀티 코어 호스를 이용함으로써, 물 및 전력의 공급과 사용자와의 정보 교환을 가능하게 할 수 있다. 즉, 다기능 호스(250)는 바디(150)를 통해 노즐(110)에 유체를 공급하고, 이동부(160)에 전원을 공급할 수 있다. 또한 사용자는 다기능 호스(250)를 통해서 카메라(120)가 촬영한 영상을 전달받음으로써, 전달받은 촬영 영상을 이용하여, 이동부(160)의 전진 및 후진을 제어할 수 있다.
도 4를 참조하면, 관절부(175a)에 의한 제1 레그 유닛 중 일 유닛의 (171a)의 구부러짐 동작을 확인할 수 있다. 도 4에서는, 제1 레그 유닛 중 일 유닛(171a)만을 도시하고 있으나, 다른 레그 유닛(171b, 181a, 181b)의 경우에도, 동일한 구부러짐 동작이 가능하다.
관절부(175a)는 평상시에는, 레그 유닛(171a)이 곧게 펴진 상태를 유지할 수 있도록 하고, 배관의 곡선 부분 또는 좁아지는 부분을 통과시에는, 레그 유닛(171a)이 구부러지도록 함으로써, 제트 플러싱 로봇(1)의 자유로운 이동을 가능하게 한다.
도 5를 참조하면, 조절부(200a)가 바디(150) 및 이동부(170) 사이의 거리를 조정함으로써, 제트 플러싱 로봇(1)이 좁은 배관을 이동할 수 있도록 한다는 것을 확인할 수 있다. 넓은 배관을 이동시, 조절부(200a)는 곧게 펴진 상태를 유지하고, 좁은 배관을 이동시에는, 제1 방향(DR1)으로 수축함으로써, 다양한 사이즈의 배관에서 제트 플러싱 로봇(1)이 이동할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제트 플러싱 로봇(1)은 내부에 동력장치를 포함함으로써, 자력으로 이동 가능하고, 이동부(160) 및 조절부(200)에 의해 곡직부의 개수와 상관없이 다양한 배관 내에서 플러싱 작업이 가능하다. 이러한 특징으로 인해서, 해양 플랫폼 배관라인 작업에 적합하다고 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 노즐 120: 카메라
150: 바디 160: 이동부
200: 조절부 250: 다기능 호스

Claims (9)

  1. 바디;
    상기 바디에 설치되어, 배관 클리닝을 위한 유체를 분사하는 노즐; 및
    상기 바디에 설치되어, 상기 바디를 이동시키는 이동부를 포함하되,
    상기 이동부는 상기 바디에 장착되는 레그 유닛, 및 상기 레그 유닛의 말단에 장착되는 휠 유닛을 포함하고,
    상기 레그 유닛은 상기 레그 유닛의 관절 역할을 수행하는 관절부, 및 상기 레그 유닛의 내부에 형성되어 상기 휠 유닛으로 동력을 전달하는 동력 전달부를 포함하고,
    상기 동력 전달부는 상기 바디에 구비된 동력장치로부터 동력을 제공받는 와이어 및 상기 와이어로부터 전달받은 동력을 상기 휠 유닛에게 제공하는 웜 기어를 포함하며,
    상기 와이어는 구부러지거나 펴질 수 있는 제트 플러싱 로봇.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 바디에 설치되어, 상기 배관 내부의 상태를 촬영하는 카메라를 더 포함하고,
    상기 카메라가 촬영한 영상은, 상기 바디에 설치되어 상기 노즐에 유체를 공급하고 상기 이동부에 전원을 공급하는 다기능 호스를 통해서 사용자에게 전달되는 제트 플러싱 로봇.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바디 및 상기 이동부 사이에 장착되고, 상기 바디 및 상기 이동부 간의 거리를 조정하여, 상기 제트 플러싱 로봇이 다양한 사이즈의 배관 내에서 이동가능하도록 하는 조절부를 더 포함하는 제트 플러싱 로봇.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 조절부는, 상기 바디의 측면에 장착되는 제1 조절 유닛 및 제2 조절 유닛을 포함하되,
    상기 제1 조절 유닛 및 상기 제2 조절 유닛은 각각 스프링(spring) 또는 하이드로릭 잭(hydraulic jack)을 포함하는 제트 플러싱 로봇.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 바디의 측면에 장착되는 제1 이동 유닛 및 제2 이동 유닛을 포함하되,
    상기 제1 이동 유닛 및 상기 제2 이동 유닛은 각각 상기 레그(leg) 유닛 및 상기 휠(wheel) 유닛을 포함하는 제트 플러싱 로봇.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 웜 기어는, 상기 전달받은 동력을 조절하여, 상기 휠 유닛으로 제공하는 제트 플러싱 로봇.
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