KR101549204B1

KR101549204B1 - 포신 내부 검사용 이동 로봇

Info

Publication number: KR101549204B1
Application number: KR1020150069354A
Authority: KR
Inventors: 허만옥; 김진우; 엄구식; 강동일; 오성수
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-09-01

Abstract

본 발명은 다양한 전투장비 포신의 이상 유무를 판단하기 위하여 포신 내부에서 포신 내부 영상을 촬영하고 전송해주는 이동 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇의 본체의 하단부에 형성된 구동부에 의해 포신내부에서 이동이 가능하고, 탑재된 영상촬영장치의 조작을 통하여 포신 내부의 사진 또는 영상을 촬영하며, 이를 송출하여 별도의 외부 디스플레이상에 표시함으로써, 기존의 무겁고 부피가 커서 사용이 불편했던 포신검사장비를 대신하여 간편하게 포신 내부의 이상 유무를 검사하기 위한 이동 로봇에 관한 것이다.

Description

포신 내부 검사용 이동 로봇 {Robot For Internal Inspection Of Gun Barrel Having Steering Device}

일반적으로 포신을 포함하는 다양한 전투장비들은 일정기간의 사용후에는 정기적인 보수를 필요로 하게 된다. 포신은 보통 사람 키에 비해서 높은 곳에 있고, 폭이 좁고 길기 때문에 육안으로는 어두운 안쪽까지 자세히 내부의 상태를 파악하기 힘들다. 이와 같은 경우 현재 사용하고 있는 포신검사장비로 포신 내부를 살펴서 포신의 이상 유무를 파악하고, 보수 여부를 판단하게 된다.

현재 사용하고 있는 포신검사장비는 분리된 쇠막대를 차례대로 연결하여 긴 쇠막대를 형성한뒤 한쪽 끝단에 내부의 촬영이 가능한 촬영장비를 장착하여 이루어진다. 이 긴 쇠막대 형태의 장비를 포신내부에 직접 삽입하여 촬영장비를 통하여 얻은 영상 또는 사진을 그 장비와 유선으로 연결된 외부 디스플레이상에 표시한다.

이 포신검사장비는 무게가 무겁고(80Kg) 길이가 길어서 4인 1조로 조작이 이루어진다. 때문에 검사시간이 대략 2시간 정도로 과다 소요되며, 넓은 공간의 확보를 필요로 하게 된다.

따라서 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 무게가 가볍고 1인이 간편하게 조작이 가능하며 육안이 아닌 자동검사 기능을 수행할 수 있도록 하는 장치의 기술 개발이 절실하게 요청되는 실정이었다.

본 발명은 다양한 전차, 자주포, 견인화포 전투장비 포신에 범용으로 적용이 가능한 포신 내부 검사를 위한 이동 로봇을 제공하고자 한다.

본 발명은 기존의 포신 내부 검사를 위한 장비보다 무게가 경량화 되고 검사시 필요한 공간이 축소되어 휴대가 간편하고 조작이 간편한 포신 내부 검사를 위한 이동 로봇을 제공하고자 한다.

본 발명은 소형 촬영장비가 장착 되어있어서 이를 이용하여 포신 내부의 영상을 촬영할 수 있는 포신 내부 검사를 위한 이동 로봇을 제공하고자 한다.

본 발명은 컴퓨터와 같이 모니터와 명령입력부를 포함하는 디스플레이부와 유선으로 연결이 되어있어서 디스플레이부에 의한 원격제어 자동검사 방식으로 한사람이 운용할 수 있는 포신 내부 검사를 위한 이동 로봇을 제공하고자 한다. 검사를 하는 동안 촬영장비로 촬영하여 얻은 자료의 수집과 저장이 상기 디스플레이부를 통해 가능하도록 한다.

이동로봇의 본체(101); 상기 본체(101) 하부에 위치하여 상기 이동로봇(100)이 전투장비 포신 내벽을 따라서 바퀴(114)의 회전에 의해서 이동 가능 하도록 형성된 구동부(120); 상기 본체(101) 전단에 형성되어 상기 구동부(120)의 구동으로 포신 내벽을 따라서 이동하면서 포신 내부의 촬영을 위한 영상촬영장치(138)로 영상 및 사진을 촬영할 수 있도록 이루어진 촬상부(142); 상기 본체(101) 상단에 위치하여 탄성체에 의해 상기 이동로봇(100)이 검사하고자 하는 포신의 내벽에 달라붙어 이동할 수 있도록 하는 확장부(113); 및 상기 본체(101)에 형성되어 있는 제어부(150); 상기 본체(101)와 유선으로 연결되어 상기 이동로봇(100)의 외부에서 상기 구동부(120)의 바퀴(114)의 회전과 상기 영상촬영장치(138)의 회전에 관한 명령을 입력받아서 상기 제어부(150)로 송신하며, 상기 제어부(150)로부터 수신한 정보들을 모니터(152)상에 나타내는 디스플레이부(160); 를 포함하며,

상기 제어부(150)는 상기 디스플레이부(160)로부터 수신한 명령에 의해서 상기 구동부(120)의 바퀴(114)의 회전과 상기 촬상부(142)의 상기 영상촬영장치(138)의 회전을 제어하고, 촬영한 영상 및 사진 정보를 상기 디스플레이부(160)로 송신하며, 상기 촬상부(142)에 포함된 상기 영상촬영장치(138)는 360도 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 포신 내부 검사용 이동로봇.

상기 포신 내부 검사용 이동로봇은

상기 촬상부(142)에 LED 조명(140)을 더 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이부(160)는 상기 LED 조명(140)의 밝기의 조절에 관한정보를 입력받아서 상기 제어부(150)로 송신하며 상기 제어부(150)는 상기 LED 조명(140)의 밝기를 조절하는 기능을 더 수행할 수 있다.

상기 포신 내부 검사용 이동로봇은

상기 구동부(120)에 상기 구동부(120)의 이동거리를 측정하기 위한 엔코더센서(118)를 더 포함할 수 있으며, 상기 제어부(150)는 상기 엔코더센서(118)로부터 상기 이동거리에 관한 정보를 수신받아 상기 디스플레이부(160)로 송신하며 상기 디스플레이부(160)는 이동로봇(100)의 이동거리 정보를 모니터상(152)에 표시하는 기능을 더 수행할 수 있다.

상기 포신 내부 검사용 이동로봇은

상기 확장부(113)가 검사하고자 하는 전투장비 포신의 구경의 크기에 따라 상기 이동로봇(100)의 높이를 맞추기 위해 다른 높이와 형태를 가진 확장부(113)로 교체가 가능할 수 있다.

본 발명에 의하면 긴 쇠막대 형태의 무거운 장치를 직접 포신 내부로 삽입 시키는 것이 아니라, 촬영장치를 포함한 경량의 이동 로봇을 포신내부에 배치하여 유선 케이블로 연결된 외부의 디스플레이부에서 원격으로 이동 로봇의 이동을 조정하여 포신 내부룰 자유롭게 이동시킬 수 있다.

그리고 이동 로봇의 본체에 탑재된 영상촬영장치, 예를 들면 소형 카메라의 원격 조작을 통하여 포신 내부를 사진 또는 영상으로 근접 촬영하게 되며, 이를 송출하여 외부 디스플레이부의 모니터 상에서 표시할 수 있다. 또한 본 발명에 의하면 로봇의 영상촬영장치는 360도로 회전이 가능하여 포신 내부를 보다 자세히 검사할 수 있다.

따라서 본 발명은 혼자서도 포신내부에 로봇을 위치시키고 로봇과 유선으로 연결된 외부의 제어부를 통하여 로봇의 이동 및 영상촬영장치를 조작함으로써 간편하게 포신 내부의 정밀한 검사를 수행할 수 있게 된다. 또한 기존의 포신검사장비보다 가벼우며 저가로 제작이 가능하다.

기존의 포신검사장비보다 검사 인원, 검사 시간, 제작 비용이 줄어들며 장소적 제한을 받지 않게 됨으로서 포신의 유지 보수 및 관리의 효율성 증대와 많은 비용을 절감할 수 있는 우수한 효과가 얻어진다. 궁극적으로는 전투장비의 야전에서의 전투력 발휘를 보장할 수 있게된다.

도 1은 본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇을 측면에서 바라본 단면도이다. 이때 포신 내부 검사용 이동로봇의 확장부(113)가 분리되어 도시되어 있다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따라 배관 내부를 검사하기 위한 포신 내부 검사용 이동 로봇의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 포신 내부 검사용 이동 로봇의 일부분인 촬상부를 도시한 좌측면도들이다. 이때 각각의 그림은 촬상부의 등심도 조절부를 조절하여, 검사하고자 하는 포신의 구경(90mm, 105mm, 155mm)에 따라 회전축의 위치를 조절한 것을 나타낸다.
도 5는 검사하고자 하는 포신의 구경이 90mm, 105mm, 155mm인 경우 각각의 확장부(113)의 좌측면 형태를 도시하였다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇을 이용하여 포신 내부를 검사하는 모습을 나타낸 도면이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 사상을 구현하기 위한 바람직한 실시예를 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타?K다.

본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동 로봇(100)은 도 1과 도 2에 전체적으로 도시된 바와 같이 외부로부터의 유선 조정에 의해서 이동가능한 로봇이다.

본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇 본체(101) 전방에는 촬상부(142)가 형성되어 있다. 상기 촬상부(142)는 등심도 조절부(136)가 포함될 수 있으며, 회전축(132)과 영상촬영장치(138)를 포함한다. 상기 촬상부(142)에는 360도 회전이 가능하도록 회전축(132)이 형성되어 있으며, 상기 회전축(132)의 일단 에는 상기 영상촬영장치(138)가 결합되어 있다. 이때 상기 영상촬영장치(138)는 예를 들면 카메라가 될 수 있으며 촬영한 사진 또는 영상을 송신한다. 또한 상기 영상촬영장치(138)에는 LED조명(140)이 탑재될 수 있어서 어두운 부분에서의 촬영이 가능하도록 할 수 있다. 상기 회전축(132)의 다른 일단에는 등심도 조절부(136)가 결합되어 있을 수 있다. 상기 회전축(132)은 상기 촬상부에(142) 탑재되어 있는 카메라 회전 모터(134)와 기어(미도시)들로 연결됨으로써 상기 카메라 회전 모터(134)가 작동함에 따라 회전할 수 있으며, 상기 회전축(132)과 연결된 상기 영상촬영장치(138)또한 상기 회전축(132)을 중심으로 360도 회전할 수 있다. 상기 등심도 조절부(136)는 상기 회전축(132)의 위치를 상하로 조절한다. 보다 자세히는 도 4에 나타난바와 같이, 상기 등심도 조절부(136)의 고정핀(137)을 검사하고자 하는 포신의 구경의 크기에 따라서 상기 등심도 조절부(136)에 나 있는 홈(139)들 중에서 적절한 홈(139)에 삽입하여 고정시킴으로서 상기 회전축(132)을 고정시킨다. 이때 바람직하게는 이동로봇(100)을 검사하고자 하는 포신의 내부에 위치시킬 때 상기 회전축(132)의 위치가 포신 내부의 중심과 일치할 수 있는 높이로 조절한다. 이렇게 함으로써 상기 영상촬영장치(138)가 360도 회전하면서 영상을 촬영할 때, 영상촬영장치(138)와 포신 내부의 내벽이 모든 방향에서 같은 거리만큼 떨어져 있는 영상을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇 본체(101) 하단부에는 구동부(120)가 형성되어 있다. 상기 구동부(120)에는 바퀴(114)들을 회전구동시키기 위한 구동모터(116)가 탑재되며, 상기 구동모터(116)의 회전축(132)에는 다수의 기어(미도시)들이 연결되어 바퀴축(미도시)에 연결됨으로써 바퀴(114)의 회전작동을 이룬다. 바람직하게는, 상기 구동모터(116)에 엔코더 센서(118)가 탑재되어있어서 모터의 회전 수를 측정할 수 있고 이를 이용하여 이동거리를 계산할 수 있다. 측정된 모터의 회전수 정보는 제어부(150)로 전달된다.

본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇 상단에는 확장부(113)가 형성되어 있다. 상기 확장부(113)에는 4개의 고정막대(104) 2쌍이 확장부 전단과 후단에 각각 고정되어 있고 각 쌍의 고정막대(104)들 중간 부분에 용수철(106)이 고정되어 있다. 4개의 고정막대(104)에 끼울 수 있도록 4개의 홈을 갖는 몸체(108)와 상기 몸체(108)의 상단에 탑재된 로울러(102)로 구성된 롤러부(110)를 4개의 고정막대(104)에 끼운뒤 고정시키면 용수철(106)이 약간 압축되도록 고정된다. 이 경우 상기 롤러부(110)는 상기 고정막대(104)를 따라서 상하로 이동이 가능하며, 이때 상기 용수철(106)에 의해서 위쪽으로 탄성력을 받게 된다. 상기 확장부(113)는 검사하고자 하는 포신의 구경의 크기에 따라 다른 높이의 롤러부(110)를 갖는다. 예를들면 검사하고자 하는 포신의 구경이 90mm, 105mm, 155mm인 경우 각각의 확장부(113)의 형태는 도 5에 차례대로 나타나있다. 따라서 검사하고자 하는 포신의 구경에 따라 그에 맞는 확장부(113)를 교체해주어 검사를 실시할 수 있다. 이와 같은 경우 이동로봇(100)을 검사하고자 하는 포신 내부에 배치시킨 경우, 상기 확장부(113)의 상기 롤러부(110)가 포신 위쪽 내벽에 의해서 아래로 압력을 받게되고 상기 용수철(106)이 압축됨으로써 위로 탄성력을 받게되어 상기 롤러부(110)가 상기 고정막대(104) 상에서 적절한 위치에 고정되며, 이동로봇(100)이 포신 내벽에 달라붙은 상태로 포신 내부를 이동하게 된다. 이동로봇(100)이 포신 내부 내벽의 강선을 따라 이동할 경우 상하가 뒤집혀서 이동하게 되는 경우가 있는데, 상기 용수철(106)의 탄성력에 의해 상기 이동로봇(100)이 포신 내벽에 압력을 가하며 붙어있기 때문에 상하가 뒤집혀서 이동하는 것이 가능하게 된다. 상기 확장부(113)에는 사용자의 이동로봇(100) 운반을 위한 손잡이(112)가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇(100) 외부에는 디스플레이부(160)가 이동로봇(100)의 제어부(150)와 유선으로 연결되어 있다. 이때 상기 디스플레이부(160)는 노트북, 컴퓨터 등이 될 수 있다. 상기 디스플레이부(160)는 상기 제어부(150)로부터 얻어진 이동거리, 영상 등의 정보를 수신하여 표시하는 모니터(152)와 이동로봇(100)의 이동을 제어하는 명령을 입력하는 명령입력부(154)를 포함한다. 상기 정보들의 수집과 저장이 디스플레이부(160)에서 가능하다. 명령입력부(154)에서 입력된 명령은 이동로봇(100)의 제어부(150)로 전송된다.

도 3는 본 발명의 실시예에 따라 배관 내부를 검사하기 위한 포신 내부 검사용 이동 로봇(100)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3에 나타난 바와 같이 이동로봇(100)의 상기 제어부(150)는 상기 구동부(120)와 전기적으로 연결되어서 상기 구동부(120)를 제어한다. 보다 자세하게는 상기 구동모터(116)의 회전을 조절함으로서 이동로봇(100)의 전후 이동을 조절한다. 이 경우에 상기 엔코더 센서(118)로부터 측정된 상기 구동 모터(116)의 회전수 정보를 전달받는다.

이동로봇(100)의 상기 제어부(150)는 상기 촬상부(142)와 전기적으로 연결되어서 상기 촬상부(142)를 제어한다. 보다 자세하게는 상기 제어부(150)는 상기 영상촬영장치(138)와 전기적으로 연결되어 있어서 사진 또는 영상 정보를 전달받는다. 상기 제어부(150)는 상기 카메라 회전 모터(134)의 회전을 조절하여 상기 영상촬영장치(138)가 상기 회전축(132)을 중심으로 360도 회전을 할 수 있도록 한다. 상기 제어부(150)는 상기 LED조명(140)과 전기적으로 연결되어 있어서 LED조명(140)의 밝기를 조절할 수 있다.

상기 제어부(150)는 이동로봇(100)의 외부에 있는 디스플레이부(160)와 유선으로 연결되어있다. 상기 제어부(150)는 상기 디스플레이부(160)로 상기 영상촬영장치(138)에 의해 얻어진 사진 또는 영상 정보를 송신한다. 상기 디스플레이부(160)는 상기 제어부(150)로 명령입력부(154)를 통하여 상기 카메라 회전 모터(134)의 회전과 상기 구동 모터(116)의 회전과 상기 LED조명(140)의 밝기 조절에 관한 명령을 송신한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 포신 내부 검사용 이동로봇을 이용하여 포신 내부를 검사하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 검사하고자 하는 포신(B)의 구경의 크기에 따라, 예를 들면 90, 105, 155mm, 그에 맞는 롤러부(110)를 탑재한 확장부(113)를 이동로봇(100)의 본체(101)에 장착한다. 도 6에 도시된 바와 같이 이동로봇(100)을 포신(B) 입구 부분 내부에 위치시킨다. 이동로봇(100)과 케이블에 의해 연결된 외부의 디스플레이부(160)의 명령입력부(154)를 통해서 이동로봇(100)의 전후 이동을 제어할 수 있다. 이와 같은 경우 이동로봇(100)은 상기 포신(B)의 내벽에 나있는 강선을 따라서 이동하게 된다. 상기 명령입력부(154)를 통해서 영상촬영장치(138)의 회전과 LED 조명(140)의 밝기를 조절할 수 있다. 따라서 상기 디스플레이부(160)를 통해서 이동로봇(100)을 전후로 이동시키면서 동시에 상기 영상촬영장치(138)를 회전시키면서 포신(B) 내벽 모든 부분의 영상 및 사진을 촬영할 수 있다. 이때 촬영된 영상 및 사진은 상기 디스플레이부(160)의 모니터(152)에 나타난다. 또한 상기 모니터(152) 상에는 엔코더 센서(118)에 의해 측정된 구동모터(116)의 회전수 정보를 바탕으로 계산된 이동로봇(100)의 이동거리가 나타난다. 검사를 하는 동안 영상촬영장비(138)로 촬영하여 얻은 자료의 수집과 저장이 상기 디스플레이부(160)를 통해 가능하다. 이와 같은 경우 작업자들이 직접 육안으로는 자세히 관찰하기 힘든 포신(B) 내부를 간편하고 정밀하게 원격으로 검사할 수 있게 된다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 봄 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

B : 포신
100 : 이동로봇
101 : 본체
102 : 로울러
104 : 고정막대
106 : 용수철
108 : 몸체
110 : 롤러부
112 : 손잡이
113 : 확장부
114 : 바퀴
116 : 구동모터
118 : 엔코더 센서
120 : 구동부
132 : 회전축
134 : 카메라 회전 모터
136 : 등심도 조절부
137 : 고정핀
138 : 영상촬영장치
140 : LED 조명
142 : 촬상부
150 : 제어부
152 : 모니터
154 : 명령입력부
160 : 디스플레이부

Claims

이동로봇의 본체(101);
상기 본체(101) 하부에 위치하여 상기 이동로봇(100)이 전투장비 포신 내벽을 따라서 바퀴(114)의 회전에 의해서 이동 가능 하도록 형성된 구동부(120);
상기 본체(101) 전단에 형성되어 상기 구동부(120)의 구동으로 포신 내벽을 따라서 이동하면서 포신 내부의 촬영을 위한 영상촬영장치(138)로 영상 및 사진을 촬영할 수 있도록 이루어진 촬상부(142);
상기 본체(101) 상단에 위치하여 탄성체에 의해 상기 이동로봇(100)이 검사하고자 하는 포신의 내벽에 달라붙어 이동할 수 있도록 하는 확장부(113); 및
상기 본체(101)에 형성되어 있는 제어부(150);
상기 본체(101)와 유선으로 연결되어 상기 이동로봇(100)의 외부에서 상기 구동부(120)의 바퀴(114)의 회전과 상기 영상촬영장치(138)의 회전에 관한 명령을 입력받아서 상기 제어부(150)로 송신하며, 상기 제어부(150)로부터 수신한 정보들을 모니터(152)상에 나타내는 디스플레이부(160);
를 포함하며,
상기 제어부(150)는 상기 디스플레이부(160)로부터 수신한 명령에 의해서 상기 구동부(120)의 바퀴(114)의 회전과 상기 촬상부(142)의 상기 영상촬영장치(138)의 회전을 제어하고, 촬영한 영상 및 사진 정보를 상기 디스플레이부(160)로 송신하며,
상기 촬상부(142)에 포함된 상기 영상촬영장치(138)는 360도 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 포신 내부 검사용 이동로봇.
제 1항에 있어서,
상기 촬상부(142)는 LED 조명(140)을 더 포함하며, 상기 디스플레이부(160)는 상기 LED 조명(140)의 밝기의 조절에 관한정보를 입력받아서 상기 제어부(150)로 송신하며 상기 제어부(150)는 상기 LED 조명(140)의 밝기를 조절하는 기능을 더 수행하는 포신 내부 검사용 이동로봇.
제 1항에 있어서,
상기 구동부(120)는 상기 구동부(120)의 이동거리를 측정하기 위한 엔코더센서(118)를 더 포함하며, 상기 제어부(150)는 상기 엔코더센서(118)로부터 상기 이동거리에 관한 정보를 수신받아 상기 디스플레이부(160)로 송신하며 상기 디스플레이부(160)는 이동로봇(100)의 이동거리 정보를 모니터상(152)에 표시하는 기능을 더 수행하는 포신 내부 검사용 이동로봇.
제 1항에 있어서,
상기 확장부(113)는 검사하고자 하는 전투장비 포신의 구경의 크기에 따라 상기 이동로봇(100)의 높이를 맞추기 위해 다른 높이와 형태를 가진 확장부(113)로 교체가 가능한 포신 내부 검사용 이동로봇.