KR101762714B1 - 조립성이 개선된 송전선 검사 로봇 - Google Patents

조립성이 개선된 송전선 검사 로봇 Download PDF

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Abstract

송전선을 따라 이동하며 송전선의 상태를 검사하는 선로 검사 로봇은, 분리 가능한 복수의 모듈로 이루어지고, 각 모듈은, 다른 모듈과의 물리적 고정을 위한 체결구와 전기적 접속을 위한 플러그를 포함하는 연결부를 구비하고, 두 모듈의 체결구를 서로 체결하면 상기 두 모듈의 플러그도 동시에 체결되어 모듈 간의 물리적 고정과 전기적 접속이 동시에 이루어진다.

Description

조립성이 개선된 송전선 검사 로봇{Robot for inspecting power transmission line having an improved assembly}
본 발명은 송전선 검사 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원터치 방식으로 조립 가능한 복수의 모듈을 이루어져 조립성이 개선된 송전선 검사 로봇에 관한 것이다.
산업이 고도화됨에 따라서 전기의 사용이 증가하고 있다. 이에 따라서, 전력 수요가 급증하여 발전소 및 송전선로를 지속적으로 건설하고 있다. 따라서, 발전소에서 생산된 전기를 수요처로 운반하는 설비인 송전선로의 점검 및 정비업무의 중요성도 함께 강조되는 추세이다.
송전선로 검사는 숙련된 기술자가 직접 송전선로로 올라가 육안으로 검사하는 방식에 주로 의존하고 있어 안전사고 등의 위험성이 매우 높다. 이러한 위험성을 줄이기 위해서 송전선 검사 로봇이 이용되기도 한다. 선로 검사 로봇은 대부분 케이블카와 같은 방식으로 구동 롤러를 이용하여 송전선로를 따라 이동하는 구조를 가진다.
고압의 송전선로는 산 중과 같이 접근이 어려운 장소에 위치하는 것이 일반적이므로, 송전선 검사 로봇은 일단 여러 파트로 분리하였다가 설치 장소 인근에서 조립하는 것이 일반적이다.
하지만, 종래 기술에 따르면, 송전선 검사 로봇의 각 파트의 조립이 볼트 조립 등에 의해 이루어지므로, 조립과 분해에 걸리는 시간이 매우 길다는 문제점이 있다.
또한, 각 파트를 전기적으로 연결하기 위한 케이블 등이 프레임 바깥쪽에서 별도로 설치되어, 외관이 지저분하고 유지 보수가 어렵다는 문제점이 있다.
한국 특허공개 제10-2013-0136719호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 원터치 조립이 가능하여 조립과 분리가 매우 용이한 송전선 검사 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 송전선을 따라 이동하며 송전선의 상태를 검사하는 선로 검사 로봇으로서, 분리 가능한 복수의 모듈로 이루어지고, 각 모듈은, 다른 모듈과의 물리적 고정을 위한 체결구와 전기적 접속을 위한 플러그를 포함하는 연결부를 구비하고, 두 모듈의 체결구를 서로 체결하면 상기 두 모듈의 플러그도 동시에 체결되어 모듈 간의 물리적 고정과 전기적 접속이 동시에 이루어지는 선로 검사 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 실시예에 따르면, 연결되는 두 모듈의 연결부는 각각 암수 형태로 형성되어 끼움 결합된다.
일 실시예에 따르면, 각 모듈에는 연결체가 구비되고, 상기 연결부는 상기 연결체의 단부에 형성된다.
일 실시예에 따르면, 각 모듈 중 적어도 하나는, 복수의 연결부가 형성된 복채널형 연결체를 구비하고, 상기 복채널형 연결체에는 상기 복수의 연결부에 대응하는 수의 모듈이 결합된다.
일 실시예에 따르면, 상기 연결체의 측면에는 상기 두 모듈 간의 체결력을 강화하는 보조 체결구가 형성되며, 일 예에 따르면, 상기 보조 체결구는 래치 크램프이다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수의 모듈은 프레임 모듈을 포함하고, 상기 프레임 모듈의 내부로 상기 플러그와 연결되는 케이블이 매설된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송전선 검사 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 송전선 검사 로봇의 분해 사시도이다.
도 3은 롤러 모듈에 구비되는 연결체를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 연결체와 체결되도록 수평 프레임 모듈에 형성된 연결체를 도시한 것이다.
도 5는 일 실시예에 따른 보조 체결구를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 송전선 검사 로봇의 롤러 모듈의 연결체와 수평 프레임 모듈의 연결체가 결합된 모습을 도시한 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송전선 검사 로봇(1)의 사시도이고, 도 2는 송전선 검사 로봇(2)의 분해 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 송전선 검사 로봇(1)은 네 개의 구동 롤러(12, 14, 16, 18)가 송전선(2, 3)에 안착되어 회전 구동함으로써 송전선(2, 3)을 따라 이동할 수 있는 와이어 이동형 로봇이다.
구동 롤러(12, 14, 16, 18)는 네 줄의 송전선(2, 3, 4, 5) 중 상단에 평행하게 배치되는 송전선(2, 3) 위에 안착한다.
송전선 검사 로봇(1)은 송전선(2, 3)을 따라 이동하면서 그에 구비된 x-레이 장비 및 카메라(미도시) 등을 이용해 송전선(2, 3, 4, 5)의 상태를 검사한다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 송전선 검사 로봇(1)은 서로 분리 가능한 복수의 모듈로 이루어진다.
본 실시예에 따르면, 복수의 모듈은 네 개의 롤러 모듈(11, 13, 15, 17), 롤러 모듈들을 지지하는 프레임 모듈(20) 및 상기 프레임 모듈(20)의 하단부에 결합되는 본체 모듈(30)을 포함한다.
네 개의 롤러 모듈(11, 13, 15, 17) 각각에는 구동 롤러(12, 14, 16, 18)가 하나씩 연결되며, 그 내부에는 구동 롤러를 회전 구동하기 위한 모터(미도시)가 구비된다.
프레임 모듈(20)은 송전선(2, 3)에 수평하게 배치되는 대략 "H 자" 형태의 수평 프레임 모듈(21)과, 수평 프레임(21)에 수직하게 연장되는 두 개의 수직 프레임(22, 23)을 포함한다. 프레임 모듈(20)은 전체적으로 대략 "ㄱ" 자 형태를 가진다.
수평 프레임 모듈(21)은 송전선과 평행한 두 개의 전후 수평 프레임(24, 25)과, 전후 수평 프레임(24, 25)과 수직하게 연장되는 두 개의 좌우 수평 프레임(26, 27)을 포함한다.
두 개의 수직 프레임 모듈(25, 26)은 각각 수평 프레임 모듈(21)의 좌측방에서 하방으로 연장되며, 수직 프레임 모듈(25, 26)의 하방측 단부에는 본체 프레임(30)이 결합된다. 본체 프레임(30)의 내부에는 각종 통신 장비나 제어기가 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 송전선 검사 로봇(1)은 총 8개의 모듈로 이루어진다.
각 모듈에는 연결체가 구비되고, 각 연결체의 단부에는 연결부가 형성된다. 각 모듈에 형성된 연결부를 서로 조립함으로써, 8개의 모듈이 매우 빠른 속도로 조립될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 각각의 롤러 모듈(11, 13, 15, 17)에는 수평 프레임 모듈(21)을 향해 단부가 배향되는 연결체(111, 112, 113, 114)가 형성된다.
연결체(111, 112, 113, 114)는 외부로 노출된 단부가 1개인 단채널형 연결체이다. 연결체(111, 112, 113, 114)의 단부에는 수평 프레임 모듈(21)에 형성된 연결체의 연결부에 체결될 수 있는 연결부가 형성되어 있다.
수평 프레임 모듈(21)의 모서리부에는 각각 연결체(211, 212, 213, 214)가 형성되어 있다.
수평 프레임 모듈(21)의 우측에 위치한 연결체(211, 212)는 외부로 노출된 단부가 1개인 단채널형 연결체이며, 그 단부는 대응하는 롤러 모듈(11, 17)의 연결체(111, 113)를 향해 배향되어 있다.
수평 프레임 모듈(21)의 연결체(211, 212)와 롤러 모듈(11, 17)의 연결체(111, 113)을 상호 체결하여, 롤러 모듈(11, 17)을 수평 프레임 모듈(21)의 우측방에 결합시킨다.
수평 프레임 모듈(21)의 좌측에 위치한 연결체(213, 214)는 대략 "ㄱ"자 형태로 형성되어, 외부로 향하는 단부가 2개인 복채널형 연결체이다.
연결체(213, 214)의 수평 방향 단부는 대응하는 롤러 모듈(13, 15)의 연결체(112, 114)를 향해 배향되어 있다. 수평 프레임 모듈(21)의 연결체(213, 214)의 수평 방향 단부에 롤러 모듈(13, 15)의 연결체(112, 114)를 체결하여, 롤러 모듈(13, 15)을 수평 프레임 모듈(21)의 좌측방에 결합시킨다.
한편, 연결체(213, 214)의 수직 방향 단부는 대응하는 수직 프레임 모듈(22, 23)의 상단에 형성된 연결체(222, 232)를 향해 배향되어 있다. 수평 프레임 모듈(21)의 연결체(213, 214)의 수직 방향 단부에 수직 프레임 모듈(22, 23)의 상단에 형성된 연결체(222, 232)를 체결하여, 수직 프레임 모듈(22, 23)이 수평 프레임 모듈(21)의 좌측 하방에 결합된다.
수직 프레임 모듈(22, 23)는 하단에 단채널형인 연결체(221, 231)를 구비하며, 연결체(221, 231)에는 역시 단채널형인 본체 모듈(30)의 연결체(301, 302)가 결합되어, 본체 모듈(30)과 수직 프레임 모듈(22, 23)의 결합이 이루어진다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 모듈의 연결 구조에 대해 설명한다.
도 3은 롤러 모듈(13)에 구비되는 연결체(112)를 도시한 것이고, 도 4는 연결체(112)와 체결되도록 수평 프레임 모듈(21)에 구비된 연결체(213)를 도시한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 롤러 모듈(13)에 구비되는 연결체(112)는 하나의 단부를 구비하며, 단부에는 연결부(500)가 형성된다.
연결부(500)는 롤러 모듈(13)을 수평 프레임 모듈(21)에 물리적으로 고정하기 위한 체결구(510)와, 상기 체결구(510)와 동일한 방향으로 배향되며 롤러 모듈(13)과 수평 프레임 모듈(21)을 전기적으로 접속시키기 위한 플러그(520)를 포함한다.
본 실시예에 따르면 체결구(510)는 연결체(112)의 단부면에서 소정 깊이로 함몰된 사각 단면의 홈이다.
플러그(520)는 복수의 개구(522)를 포함하며, 체결구(510)를 정의하는 홈 안쪽에서 단부면을 향해 돌출되는 돌출부(521)를 포함한다.
자세히 도시하지는 않았지만 복수의 개구(522)에는 핀이 형성될 수 있으며, 각각의 핀에는 연결체(112) 내부로 매설되어 연장되는 케이블(523)(도 5 참조)과 연결되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 수평 프레임 모듈(21)에 구비되는 연결체(213)는 두 개의 단부를 구비하며, 각각의 단부에는 연결부(600, 700)가 형성된다.
연결부(600)는 수평 프레임 모듈(21)을 롤러 모듈(13)에 물리적으로 고정하기 위한 체결구(610)와, 수평 프레임 모듈(21)과 롤러 모듈(13)을 전기적으로 접속시키기 위한 플러그(620)를 포함한다.
체결구(610)는 도 3의 연결체(112)의 홈 형태의 체결구(510)에 끼움 결합될 수 있도록 연결체(213)의 단부면에서 소정 높이로 돌출된 형태를 가진다.
플러그(620)는 도 3의 연결체(112)의 돌출부(521)가 끼움 결합될 수 있는 홈(621)을 포함한다. 홈(621) 안에는 연결체(112)의 개구(522)에 대응하는 수의 개구(622)가 형성되어 있으며, 개구(622)는 연결체(112)의 개구(522)에 형성된 상기 핀이 끼워질 수 있는 핀 수용체(미도시)가 구비된다.
연결체(213)의 다른 하방향 단부에 형성된 연결부(700)는 체결구(610)와 동일한 형태의 체결구가 형성되며, 체결구 내측에는 플러그(620)와 동일한 형태의 플러그가 구비된다.
본 실시예에 따르면, 연결체(213)의 체결구(610)는 일정 높이로 돌출된 수형 체결구이고, 연결체(112)의 체결구(510)는 소정 깊이로 함몰된 암형 체결구이다.
암수 형태의 두 연결체의 체결구들의 끼움 결합에 의한 체결력에 의해 두 모듈이 서로 물리적으로 위치 고정될 수 있다.
연결체(213)의 플러그(620)는 소정 깊이로 함몰된 암형 플러그이고, 연결체(112)의 플러그(520)는 소정 높이로 돌출된 수형 플러그이다. 본 실시예에 따르면, 연결체(213)의 체결구(610)와 연결체(112)의 체결구(510)를 상호 끼움 결합하면, 그 내부에 배치된 연결체(213)의 플러그(620)와 연결체(112)의 플러그(520)도 자연히 상호 끼움 결합되도록 형성되어 있다.
따라서, 롤러 모듈(13)과 수평 프레임 모듈(21)의 대응하는 체결구들을 서로 체결하는 한 번이 조립 동작에 의해, 두 모듈의 대응하는 플러그가 동시에 체결되어 두 모듈 간의 물리적 고정과 전기적 접속이 동시에 이루어지게 된다.
한편, 체결구간의 체결력에 더하여, 두 모듈 간의 체결력을 강화하기 위해 연결체의 측면에 보조 체결구를 형성할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 보조 체결구로서 래치 크램프(900)가 이용된다.
도 5는 래치 크램프(900)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 롤러 모듈(13)의 연결체(112)의 측면에는 결속 고리부(910)가 구비되고, 수평 프레임 모듈(21)의 연결체(213)에는 결속 고리부(910)가 결속될 수 있는 걸쇠부(920)가 구비된다.
결속 고리부(910)는 대략 "U"자형 고리(911)와, 연결체(112)에 연결된 힌지부(914)와 고리(911)에 연결된 힌지부(915)인 두 힌지부를 통해 고리(911)에 연결되는 손잡이(912)를 포함한다. 걸쇠부(920)는 고리(911)가 걸릴 수 있는 걸쇠(921)를 포함한다.
먼저, 롤러 모듈(13)의 연결체(112)와 수평 프레임 모듈(21)의 연결체(213)를 끼움 결합하여, 두 모듈을 1차적으로 고정하고, 래치 크램프(900)를 이용해 두 모듈을 강하게 결속시킴으로써, 모듈 간 체결력을 강화시킨다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 래치 크램프는 연결체가 형성된 위치 모두에 형성될 수 있다.
상기에서는, 롤러 모듈(13)과 수평 프레임 모듈(21)의 연결체들의 구조와 조립 관계만을 예시적으로 설명하였지만, 송전선 검사 로봇(1)의 각 모듈을 결합하기 위한 연결체들 모두에 상술한 구조가 적용될 수 있다. 다만, 두 모듈을 연결하는 두 연결체들은 상기와 같이 암수 형태로 짝을 이루도록 배치된다.
도 6은 롤러 모듈(13)의 연결체(112)와 수평 프레임 모듈(21)의 연결체(213)가 결합된 모습을 도시한 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 수평 프레임 모듈(21)의 내부에는 복수 가닥의 케이블(223)이 매설되어 있으며, 복수의 케이블(223)은 연결체(213)에서 분기되어 연결부(600)와 연결부(700)에 형성된 플러그들과 전기적으로 연결된다.
롤러 모듈(13)의 연결체(112) 내부에는 케이블(523)이 매설되어 있으며, 케이블(523)의 단부는 플러그(520)와 전기적으로 연결된다. 케이블(523)의 다른 단부는 롤러 모듈(13)의 내부에 형성되는 모터와 전기적으로 연결된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 수직 프레임 모듈(22)의 내부에도 복수 가닥의 케이블(823)이 매설되어 있으며, 연결체(222) 쪽으로 연장된 케이블(823)의 단부는 연결체(222)의 연결부(800)에 형성된 플러그와 전기적으로 연결된다.
케이블(823)의 다른 단부는 연결체(221)(도 2 참조)의 플러그와 전기적으로 연결되며, 연결체(221)의 플러그는 본체 모듈(30)에 형성된 연결체(301)의 플러그와 결합되어 수직 프레임 모듈(22)과 본체 모듈(30)을 전기적으로 접속된다.
이와 같은 구성에 따르면, 본체 모듈(30), 수평 프레임 모듈(22, 23), 수직 프레임 모듈(21) 및 각각의 롤러 모듈(11, 13, 15, 17)의 전기적인 접속이 각 모듈의 연결부에 구비된 플러그를 체결하는 간단한 과정을 통해 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따른 송전선 검사 로봇에 따르면, 두 모듈에 구비되는 연결체의 연결부를 끼움 결합하는 한 번의 조립 동작에 의해 두 모듈 간의 물리적 고정과 전기적 접속이 동시에 이루어지므로, 볼트를 일일이 체결하고 전선을 따로 연결하는 종래 기술에 따른 송전선 검사 로봇에 비해 조립 시간이 현저하게 단축된다.
또한, 전기 케이블을 프레임 모듈 안에 매설함으로써, 송전선 검사 로봇의 외관이 깔끔하고, 외부 장애물에 케이블에 걸려 파손되는 일을 방지할 수 있다.
또한, 모듈간 체결을 위해 성형이 용이한 형태의 연결체를 형성하고, 연결체에 필요에 따라 복수의 연결부를 형성할 수 있으므로, 다앙한 형태의 송전선 검사 로봇을 제작할 수 있다.

Claims (7)

  1. 송전선을 따라 이동하며 송전선의 상태를 검사하는 선로 검사 로봇으로서,
    분리 가능한 복수의 모듈로 이루어지고,
    각 모듈은, 다른 모듈과의 체결을 위한 체결구와 전기적 접속을 위한 플러그를 포함하는 연결부를 구비하고,
    두 모듈의 체결구를 서로 체결하면 상기 두 모듈의 플러그도 동시에 체결되어, 모듈 간의 물리적 고정과 전기적 접속이 동시에 이루어지고,
    서로 연결되는 두 모듈은 각각 암수 형태로 형성되어 끼움 결합되는 제1 연결부와 제2 연결부를 구비하고,
    제1연결부의 체결구("제1체결구")는 소정 깊이로 함몰된 홈이고, 제1연결부의 플러그("제1플러그")는 상기 제1체결구의 안에서 돌출되는 돌출부를 포함하며,
    제2연결부의 체결구("제2체결구")는 상기 제1체결구에 끼움 결합될 수 있도록 소정 높이로 돌출 형성되고, 제2연결부의 플러그("제2플러그")는 상기 제1플러그의 돌출부가 끼움 결합될 수 있는 홈을 포함하고,
    상기 복수의 모듈은 프레임 모듈을 포함하고,
    상기 프레임 모듈의 내부로 플러그와 연결되는 케이블이 매설되고,
    각 모듈 중 적어도 하나는, 복수의 연결부가 형성된 복채널형 연결체를 구비하고, 상기 복채널형 연결체에는 상기 복수의 연결부에 대응하는 수의 모듈이 결합되는 것을 특징으로 하는 선로 검사 로봇.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    각 모듈에는 연결체가 구비되고,
    연결부는 상기 연결체의 단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 선로 검사 로봇.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 연결체의 측면에는 상기 두 모듈 간의 체결력을 강화하는 보조 체결구가 형성된 것을 특징으로 하는 선로 검사 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조 체결구는 래치 크램프인 것을 특징으로 하는 선로 검사 로봇.
  7. 삭제
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