KR101802205B1 - Pipe crawling robot - Google Patents

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KR101802205B1
KR101802205B1 KR1020160095922A KR20160095922A KR101802205B1 KR 101802205 B1 KR101802205 B1 KR 101802205B1 KR 1020160095922 A KR1020160095922 A KR 1020160095922A KR 20160095922 A KR20160095922 A KR 20160095922A KR 101802205 B1 KR101802205 B1 KR 101802205B1
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KR
South Korea
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guide
legs
leg
base body
robot
Prior art date
Application number
KR1020160095922A
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Korean (ko)
Inventor
주성호
강병권
Original Assignee
삼성중공업 주식회사
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Abstract

A pipe crawling robot is disclosed. According to an embodiment of the present invention, the pipe crawling robot may comprise: a base body; a plurality of connection bodies symmetrically installed on a front surface and a rear surface of the base body to slide and move in a first direction; a plurality of legs individually installed in the connection bodies to slide and move in the first direction, wherein an omni-directional wheel is installed in a dead end; and a drive unit generating and outputting a driving force to slide and move at least one of the connection bodies and the legs.

Description

배관 내부 이동 로봇{Pipe crawling robot}Pipe crawling robot "

본 발명은 배관 내부 이동 로봇에 관한 것이다. The present invention relates to a piping inner robot.

최근 산업현장에서는 위험성과 관 직경의 한계를 극복하고 파이프(Pipe) 내부를 검사하거나 특별한 작업을 수행하기 위해 다양한 로봇의 적용을 검토하고 있으며, 이에 대한 많은 연구가 현재 진행 중에 있다. Recently, in the industrial field, various robots are being studied to overcome the limitations of the risk and the pipe diameter, to inspect the inside of pipes, or to perform special operations.

이러한 로봇의 경우 다음과 같은 분야에 적용될 수 있다. Such a robot can be applied to the following fields.

하수관로의 경우, 장기간 사용에 따른 내부 마모 또는 막힘을 검사하는데 이용될 수 있다. 배관 용접의 경우, 신규 설치된 배관 라인(Pipe Line)의 용접부 용접 상태를 확인하는데 이용될 수 있다. RT(Radiographic Testing) 검사의 경우, 로봇에 방사능 검사 장치를 내장하여 필요 위치로 이동시킨 후 검사를 실시할 수 있다. In the case of a sewer line, it can be used to inspect internal wear or clogging due to long-term use. In the case of piping welding, it can be used to confirm the welding condition of a newly installed pipeline line. In the case of RT (Radiographic Testing) inspection, it is possible to carry out the inspection by moving the robot to a necessary position by incorporating a radioactivity testing apparatus into the robot.

배관(pipe)은 최소 32A ~ 1000A 이상의 다양한 규격 사이즈가 있으며, 대략적으로 50mm 단위로 그 규격이 변화한다. 따라서, 배관 내부를 이동하는 로봇의 경우 제한된 배관 내부의 공간을 이동함에 있어 공간적인 제약과 다양한 사이즈에 대응할 수 있어야 하는 치수적인 제약을 만족시켜야 한다. Pipes are available in a variety of sizes from 32A to 1000A and vary in size in approximately 50mm increments. Therefore, in the case of the robot moving inside the piping, it is necessary to satisfy the spatial limitations and the dimensional constraints that can cope with various sizes in the movement of the space inside the limited piping.

만약 그렇지 않다면 배관 사이즈별로 전용화된 다수의 로봇을 만들어야 하므로, 비용적인 측면, 장비의 보관, 활용, 운영 등의 측면에서 불이익이 발생할 수 있다. If this is not the case, a large number of robots dedicated to each piping size must be created, which can lead to disadvantages in terms of costs, equipment storage, utilization, and operation.

한국등록특허 10-0784932호 (2007.12.05 등록) - 배관 내부 검사용 이동 로봇Korean Registered Patent No. 10-0784932 (Registered on December 5, 2007) - Mobile Robot for Internal Inspection of Pipes

본 발명은 배관의 내면과 접촉하는 부분이 다단 펼침 구조를 가지고 있어 이중 혹은 삼중으로 스트레칭 가능하여 다양한 사이즈의 관경에 유연하게 적용 가능한 배관 내부 이동 로봇을 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a piping inner robot capable of being flexibly stretched in a double or triple manner by having a multi-step spreading structure in contact with an inner surface of a pipe, so that it can be flexibly applied to various sizes of pipe diameters.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention will become readily apparent from the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 몸체; 상기 베이스 몸체의 전면과 후면에 대칭적으로 설치되어 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 복수의 연결 몸체; 상기 복수의 연결 몸체에 각각 설치되어 상기 제1 방향으로 슬라이딩 이동하고, 끝단에 옴니휠이 설치된 복수의 레그; 및 상기 복수의 연결 몸체 및 상기 복수의 레그 중 하나 이상을 슬라이딩 이동시키는 구동력을 생성 출력하는 구동부를 포함하는 배관 내부 이동 로봇이 제공된다. According to an aspect of the present invention, A plurality of connecting bodies symmetrically installed on a front surface and a rear surface of the base body to slide in a first direction; A plurality of legs installed on the plurality of connecting bodies and slidably moved in the first direction and having an omni wheel at an end thereof; And a driving unit for generating and outputting a driving force for sliding at least one of the plurality of connecting bodies and the plurality of legs.

상기 복수의 연결 몸체 각각에는, 상기 베이스 몸체의 전면 중 상부 일측과 하부 타측, 후면 중 상부 타측과 하부 일측에 각각 상기 제1 방향으로 형성된 몸체 가이드 홈에 상응하는 몸체 가이드 바가 일면에 형성될 수 있다.Each of the plurality of connection bodies may have a body guide bar corresponding to a body guide groove formed in the first direction on the upper side of the front surface of the base body, .

상기 복수의 연결 몸체 각각에는 타면에 상기 제1 방향으로 레그 가이드 홈이 형성되어 있고, 상기 복수의 레그 각각에는 상기 레그 가이드 홈에 상응하는 레그 가이드 바가 형성될 수 있다.Each of the plurality of connecting bodies has a leg guide groove formed on the other surface in the first direction, and a leg guide bar corresponding to the leg guide groove may be formed in each of the plurality of legs.

상기 구동부는 서보모터와 볼 스크류를 포함하되, 상기 볼 스크류는 상기 서보모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하여 상기 복수의 연결 몸체 및 상기 복수의 레그 중 하나 이상에 전달할 수 있다.The driving unit may include a servo motor and a ball screw, and the ball screw may convert rotational motion of the servo motor into rectilinear motion and transmit the linear motion to at least one of the plurality of connecting bodies and the plurality of legs.

상기 구동부는 실린더를 포함하되, 상기 실린더는 피스톤의 왕복 운동을 상기 복수의 연결 몸체 및 상기 복수의 레그 중 하나 이상에 전달할 수 있다.The driving portion includes a cylinder, which can transmit a reciprocating movement of the piston to at least one of the plurality of connecting bodies and the plurality of legs.

상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로의 평면 상에 놓여지는 가이드부를 더 포함하되, 상기 가이드부는, 상기 연결 몸체로부터 소정 경사각을 가지도록 외측으로 연장되는 가이드 암과, 상기 가이드 암의 끝단에 설치되는 가이드 휠을 포함할 수 있다.And a guide portion that is placed on a plane in a second direction perpendicular to the first direction, wherein the guide portion includes a guide arm extending outwardly at a predetermined angle from the connection body, And may include a guide wheel to be installed.

상기 가이드 암의 길이 및 상기 가이드 휠의 크기는 측면 및 전면에서 바라볼 때 상기 연결 몸체에서 최대 이격된 상기 가이드 휠의 가장자리가 상기 배관 내부 이동 로봇 중에서 상기 제2 방향으로 가장 돌출된 부분이 되도록 결정될 수 있다.The length of the guide arm and the size of the guide wheel are determined so that the edge of the guide wheel which is spaced apart from the connection body by a maximum distance from the side of the connection body is a portion protruding most in the second direction .

상기 배관 내부 이동 로봇은 기본 상태, 1단 펼침 상태, 2단 펼침 상태를 가지되, 상기 기본 상태에서는 상기 연결 몸체 및 상기 레그가 상기 베이스 몸체 측으로 슬라이딩 이동되어 있어 상기 배관 내부 이동 로봇의 제1 방향으로의 길이가 가장 짧게 설정되고, 상기 1단 펼침 상태에서는 상기 연결 몸체 및 상기 레그 중 어느 하나가 상기 베이스 몸체로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동되며, 상기 2단 펼침 상태에서는 상기 연결 몸체 및 상기 레그 중 다른 하나가 상기 베이스 몸체로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동될 수 있다.Wherein the piping inner robot has a basic state, a one-step spread state, and a two-step spread state. In the basic state, the connection body and the leg are slid toward the base body, Wherein the connecting body and the leg are slid in a direction away from the base body in the first-step spreading state, and in the second-step spreading state, One can slide in a direction away from the base body.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 배관의 내면과 접촉하는 부분이 다단 펼침 구조를 가지고 있어 이중 혹은 삼중으로 스트레칭 가능하여 다양한 사이즈의 관경에 유연하게 적용 가능한 효과가 있다. According to the embodiment of the present invention, the portion in contact with the inner surface of the pipe has a multi-step spreading structure and can be doubly or triple stretchable, so that it can be flexibly applied to various sizes of pipe diameters.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇의 기본 상태를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 기본 상태에 있는 배관 내부 이동 로봇의 측면도 및 정면도,
도 3은 배관 내부 이동 로봇의 1단 펼침 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 1단 펼침 상태에 있는 배관 내부 이동 로봇의 측면도 및 정면도,
도 5는 배관 내부 이동 로봇의 2단 펼침 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 도 5에 도시된 2단 펼침 상태에 있는 배관 내부 이동 로봇의 측면도 및 정면도,
도 7은 배관 내부 이동 로봇의 상태별 크기를 비교한 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇을 나타낸 사시도. FIG. 1 is a perspective view showing a basic state of a piping internal moving robot according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side view and a front view of the piping internal moving robot in the basic state shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a first-stage spreading state of the piping-inside mobile robot,
Fig. 4 is a side view and a front view of the piping inner moving robot in the one-tiered spreading state shown in Fig. 3,
Fig. 5 is a perspective view showing a two-tiered state of the inside-of-pipe mobile robot,
Fig. 6 is a side view and a front view of the piping inner moving robot in the two-tiered spreading state shown in Fig. 5,
FIG. 7 is a view for comparing sizes of the intra-pipeline mobile robots according to states,
FIG. 8 is a perspective view of a piping internal moving robot according to another embodiment of the present invention. FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof. And the terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇의 기본 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기본 상태에 있는 배관 내부 이동 로봇의 측면도 및 정면도이며, 도 3은 배관 내부 이동 로봇의 1단 펼침 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 1단 펼침 상태에 있는 배관 내부 이동 로봇의 측면도 및 정면도이며, 도 5는 배관 내부 이동 로봇의 2단 펼침 상태를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 2단 펼침 상태에 있는 배관 내부 이동 로봇의 측면도 및 정면도이며, 도 7은 배관 내부 이동 로봇의 상태별 크기를 비교한 도면이다. 2 is a side view and a front view of a piping inner moving robot in the basic state shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a sectional view of the piping inner robot shown in Fig. 4 is a side view and a front view of the piping inner moving robot in the first-stage unfolding state shown in Fig. 3, and Fig. 5 is a two-tiered unfolding state of the inner robot in the piping Fig. 6 is a side view and a front view of the piping inner moving robot in the two-tiered spreading state shown in Fig. 5, and Fig. 7 is a diagram comparing sizes of the inner piping mobile robots.

본 발명의 일 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇(1)은 주행 중인 배관의 관경에 따라 상태를 전환하여 배관의 내면과 접촉하는 부분들 사이의 간격을 가변시킴으로써 하나의 로봇으로 다양한 사이즈의 배관 내부를 이동하면서 소정의 작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 리듀서(reducer)와 같이 배관의 관경이 변화하는 장소에서도 주행이 가능하다. The internal navigation robot (1) according to an embodiment of the present invention changes the state according to the diameter of a running pipe to vary the distance between the parts contacting the inner surface of the pipe, So that a predetermined operation can be performed. In addition, it is possible to travel in a place where the pipe diameter changes like a reducer.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇(1)은 베이스 몸체(10), 연결 몸체(20a~20d, 이하 '20'으로 통칭하기도 함), 레그(30a~30d, 이하 '30'으로 통칭하기도 함), 옴니휠(40a~40d, 이하 '40'으로 통칭하기도 함), 구동부(60a~60d, 이하 '60'으로 통칭하기도 함)를 포함한다. 1 to 7, the piping internal moving robot 1 according to the present embodiment includes a base body 10, connection bodies 20a to 20d (hereinafter also referred to as '20'), legs 30a to 30d (Collectively referred to as '30'), omni wheels 40a to 40d (hereinafter also referred to as '40'), and drivers 60a to 60d (hereinafter also referred to as '60').

베이스 몸체(10)는 배관 내부 이동 로봇(1)의 기본 골격을 이루는 바디(body)이다. 베이스 몸체(10)를 기준으로 연결 몸체(20)가 상하 슬라이딩 이동하여 배관 내부 이동 로봇(1)의 전체 크기를 1차적으로 조정할 수 있다. The base body 10 is a body that forms the basic skeleton of the robot 1. The connection body 20 moves up and down with respect to the base body 10 so that the overall size of the robot 1 can be primarily adjusted.

베이스 몸체(10)의 전면에는 상부 일측과 하부 타측에 몸체 가이드 홈(12a, 12b)이 수직 방향으로 형성된다. 몸체 가이드 홈(12a, 12b)은 베이스 몸체(10)의 전면 중심점을 중심으로 점대칭이 되도록 형성된다. Body guide grooves 12a and 12b are vertically formed on one side of the upper surface and the other side of the lower surface on the front surface of the base body 10. The body guide grooves 12a and 12b are formed to have a point symmetry about the front center point of the base body 10. [

또한, 베이스 몸체(10)의 후면에도 상부 타측과 하부 일측에 몸체 가이드 홈(12c, 12d)이 형성된다. 몸체 가이드 홈(12c, 12d)은 베이스 몸체(10)의 후면 중심점을 중심으로 점대칭이 되도록 형성된다.Body guide grooves 12c and 12d are also formed on the other side and the lower side of the rear surface of the base body 10. The body guide grooves 12c and 12d are formed so as to be point-symmetric about the center of the rear surface of the base body 10.

연결 몸체(20)는 후술할 레그(30)를 베이스 몸체(10)와 연결하는 바디이다. 연결 몸체(20)는 베이스 몸체(10)에 형성된 몸체 가이드 홈(12a~12d, 이하 '12'로 통칭하기도 함)마다 하나씩 마련되어, 몸체 가이드 홈(12)을 따라 수직 방향으로 슬라이딩 이동이 가능하다. The connecting body 20 is a body that connects the leg 30 to be described later with the base body 10. The connection body 20 is provided for each of the body guide grooves 12a to 12d formed in the base body 10 and can be slid in the vertical direction along the body guide groove 12 .

본 실시예에서는 베이스 몸체(10)에 총 4개의 몸체 가이드 홈(12)이 형성되어 있으므로, 연결 몸체(20)의 수량도 4개일 수 있다. Since four body guide grooves 12 are formed in the base body 10 in this embodiment, the number of the connecting bodies 20 can be four.

연결 몸체(20)의 일면에는 몸체 가이드 홈에 상응하는 몸체 가이드 바(22a~22d, 이하 '22'로 통칭하기도 함)가 형성되어 있고, 몸체 가이드 바(22)가 몸체 가이드 홈(12) 내에 삽입되어 슬라이딩 이동 가능한 구조를 가질 수 있다. 즉, 몸체 가이드 바(22)가 몸체 가이드 홈(12) 내에서 슬라이딩 이동함에 따라 연결 몸체(20) 역시 몸체 가이드 홈(12)의 길이 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다. Body guide bars 22a to 22d corresponding to the body guide grooves are formed on one side of the connection body 20 so that the body guide bar 22 is inserted into the body guide groove 12 And can be inserted and slidably moved. That is, as the body guide bar 22 slides in the body guide groove 12, the connecting body 20 also slides in the longitudinal direction of the body guide groove 12.

연결 몸체(20)에는 하나의 레그(30)가 대응되어 연결된다. 연결 몸체(20)의 타면에는 레그(30)의 이동을 안내하는 레그 가이드 홈(24a~24d, 이하 '24'로 통칭하기도 함)이 형성된다. 레그 가이드 홈(24)은 몸체 가이드 바(22)와 평행한 방향(본 실시예에서는 수직 방향)으로 형성될 수 있다. One leg 30 is connected to the connection body 20 in correspondence with each other. Leg guiding grooves 24a to 24d (also referred to as " 24 " hereinafter) for guiding the movement of the legs 30 are formed on the other surface of the connection body 20. The leg guide grooves 24 may be formed in a direction parallel to the body guide bar 22 (a vertical direction in this embodiment).

레그(30)는 수직 방향으로 길게 연장된 레그 몸체를 가진다. 따라서, 베이스 몸체(10)를 기준으로 할 때 연결 몸체(20)와 레그(30)가 펼쳐지는 방향이 평행하여 배관 내부 이동 로봇(1)의 상태에 따른 크기 변화의 폭을 한정된 각 구성요소의 길이 범위 내에서 최대화시킬 수 있다. The legs 30 have leg bodies elongated in the vertical direction. Therefore, when the base body 10 is taken as a reference, the direction in which the connection body 20 and the legs 30 are extended is parallel to each other, and the width of the size change according to the state of the internal- And can be maximized within the length range.

레그(30)의 일면에는 길이 방향으로 레그 가이드 바(32a~32d, 이하 '32'로 통칭하기도 함)가 형성되어 있어, 레그 가이드 바(32)가 레그 가이드 홈(24) 내에 삽입되어 슬라이딩 이동 가능한 구조를 가질 수 있다. 즉, 레그 가이드 바(32)가 레그 가이드 홈(24) 내에서 슬라이딩 이동함에 따라 레그(30) 역시 레그 가이드 홈(24)의 길이 방향으로 슬라이딩 이동하게 된다. The leg guide bar 32 is inserted into the leg guide groove 24 so as to be slidably moved along the longitudinal direction of the leg guide bar 32. The leg guide bar 32 is inserted into the leg guide groove 24, It can have a possible structure. That is, as the leg guide bar 32 slides in the leg guide groove 24, the leg 30 also slides in the longitudinal direction of the leg guide groove 24.

레그(30)의 끝단에는 옴니휠(omni-directional wheel)(40)이 회전 가능하게 설치된다. An omni-directional wheel 40 is rotatably installed at an end of the leg 30. [

옴니휠(40)은 전(全, omni)방향 이동휠이라고도 불리우며, 모든 방향으로 이동 가능한 휠이다. 일반적인 휠로는 구현할 수 없는 배관 내부 이동 로봇(1)의 제자리 회전, 수평좌측이동, 수평우측이동 등 특수한 이동을 가능하게 한다. The omni wheel 40 is also called an omni direction moving wheel and is a wheel that can be moved in all directions. It enables special movement such as in-line rotation, horizontal left movement, and horizontal right movement of the inside robot 1 that can not be implemented with a common wheel.

옴니휠(40)은 가장자리를 따라 회전축에 대하여 기울기를 가지도록 다수의 원형바가 설치된 구조를 가질 수 있다. 배관 내부 이동 로봇(1)은 기울어진 원형바를 통해서 옴니휠(40)의 벡터힘이 전달됨으로써 제자리 회전, 전진, 후진은 물론이며, 자세의 회전없이 좌측 또는 우측으로 이동할 수도 있다. The omni wheel 40 may have a structure in which a plurality of circular bars are installed so as to have an inclination with respect to the rotation axis along the edge. The robot 1 can be moved to the left or right side without rotation of the posture as well as being rotated, forward, and backward by being transmitted the vector force of the omni wheel 40 through the tilted circular bar.

레그(30)의 끝단과 옴니휠(40) 사이에는 교차축 기어(45)가 마련되어 있어, 레그(30)의 길이 방향에 상응하는 구동축과 교차하는 방향(즉, 수평방향)으로 옴니휠(40)의 회전축이 놓여지도록 할 수 있다. A cross shaft gear 45 is provided between the end of the leg 30 and the omni wheel 40 so that the omni wheel 40 is rotated in a direction crossing the drive shaft corresponding to the longitudinal direction of the leg 30 Can be placed on the rotating shaft.

옴니휠 구동부(미도시)에 의해 구동축이 회전하면, 교차축 기어(45)에 의해 옴니휠(40)의 회전축에 회전력이 전달되어 옴니휠(40)이 회전하여 배관 내부 이동 로봇(1)이 특수한 이동을 할 수 있게 한다. When the drive shaft is rotated by the omni wheel drive unit (not shown), a rotational force is transmitted to the rotation shaft of the omni wheel 40 by the cross shaft gear 45 to rotate the omni wheel 40, It makes special movement possible.

연결 몸체(20)의 타면에는 연결 몸체(20) 및 레그(30) 중 하나 이상을 슬라이딩 이동시키기 위한 힘을 제공하는 구동부(60)가 설치될 수 있다. A driving unit 60 may be provided on the other side of the connection body 20 to provide a force for sliding movement of at least one of the connection body 20 and the legs 30. [

본 실시에에서 구동부(60)는 서보모터와 볼 스크류로 이루어질 수 있다. In this embodiment, the driving unit 60 may be composed of a servo motor and a ball screw.

서보모터가 제어신호에 의해 회전하면, 볼 스크류에 의해 회전운동이 직선운동으로 변경되어 연결 몸체(20) 및 레그(30) 중 하나 이상을 수직 방향으로 슬라이딩 이동시키게 된다. 연결 몸체(20)를 슬라이딩 이동시키기 위한 구동부와 레그(30)를 슬라이딩 이동시키기 위한 구동부가 별도로 구비되어 독립적으로 작동하거나 서로 연동하여 작동할 수 있다. When the servo motor is rotated by the control signal, the rotational motion is changed to linear motion by the ball screw, so that at least one of the connection body 20 and the legs 30 is slid vertically. A driving unit for slidingly moving the connecting body 20 and a driving unit for slidingly moving the legs 30 are separately provided and can be operated independently or in cooperation with each other.

본 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇(1)은 로봇의 이동 시 충돌을 방지하고 로봇이 배관의 중심 부분을 따라 원활히 주행하도록 안내하기 위한 가이드부(50)가 추가적으로 설치될 수 있다. The internal navigation robot 1 according to the present embodiment may additionally include a guide unit 50 for preventing collision when the robot is moving and guiding the robot to travel smoothly along the central portion of the pipe.

가이드 부(50)는 연결 몸체(20)마다 하나씩 설치될 수 있으며, 가이드 암(52)과 가이드 휠(54)을 포함한다. The guide portions 50 may be provided for each connection body 20 and include a guide arm 52 and a guide wheel 54.

가이드 암(52)은 연결 몸체(20)의 타면에서 연결 몸체(20)의 길이 방향과는 수직한 평면(제1 평면) 상에 놓여지되, 로봇의 외측으로 소정 각도만큼 경사지게 연장된 바(bar) 형상을 가진다. The guide arm 52 is placed on a plane (first plane) perpendicular to the longitudinal direction of the connecting body 20 at the other surface of the connecting body 20, and is extended outwardly from the robot by a predetermined angle ) Shape.

연결 몸체(20)에 대해 레그(30)가 수직 방향으로 슬라이딩 이동할 때 레그 몸체에 의한 간섭이 발생하지 않도록 가이드 암(52)의 경사각이 결정될 수 있다. 예컨대, 기본 상태에서 레그(30)가 펼쳐지지 않은 상태에서 가이드 암(52)이 레그 몸체와는 접촉하지 않도록 하는 경사각을 가질 수 있다. The inclination angle of the guide arm 52 can be determined so that interference by the leg body does not occur when the legs 30 slide relative to the connection body 20 in the vertical direction. For example, the guide arm 52 may have an inclination angle so that the guide arm 52 does not come into contact with the leg body in a state where the leg 30 is unfolded in the basic state.

가이드 휠(54)은 가이드 암(52)의 끝단이 회전 가능하게 설치되며, 가이드 휠(54) 역시 제1 평면에 평행하게 배치되고, 그 회전축은 연결 몸체(20)의 길이 방향과 평행하게 배치될 수 있다. The guide wheel 54 is rotatably provided at the end of the guide arm 52 and the guide wheel 54 is also disposed parallel to the first plane and the rotation axis thereof is disposed parallel to the longitudinal direction of the connection body 20 .

가이드 암(52)의 길이 및 가이드 휠(54)의 크기는 로봇의 측면 및 전면에서 바라볼 때 연결 몸체(20)에서 가장 이격된 가이드 휠(54)의 가장자리가 로봇에서 수평 방향으로 가장 돌출된 부분이 되도록 결정될 수 있다. The length of the guide arm 52 and the size of the guide wheel 54 are such that the edge of the guide wheel 54 which is the most distant from the connecting body 20 when viewed from the side and front of the robot, Quot; portion ".

본 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇(1)은 3가지 상태를 가질 수 있다(도 7 참조). The inside-pipe internal moving robot 1 according to the present embodiment can have three states (see Fig. 7).

도 1 및 도 2에 도시된 기본 상태에서는 연결 몸체(20) 및 레그(30)가 베이스 몸체(10) 측으로 슬라이딩 이동되어 있어 배관 내부 이동 로봇(1)의 수직 길이가 가장 짧게 설정될 수 있다. 이는 주행할 배관 관경이 작을 때로서, 예를 들면 배관 관경이 200A 일 때 적용될 수 있다. In the basic state shown in FIGS. 1 and 2, the connection body 20 and the legs 30 are slid toward the base body 10, so that the vertical length of the pipe internal-moving robot 1 can be set to the shortest. This is the case when the pipe diameter to be driven is small, for example, when the pipe diameter is 200A.

도 3 및 도 4에 도시된 1단 펼침 상태에서는 레그(30)가 연결 몸체(20)로부터 최대로 펼쳐지게 슬라이딩 이동되어 있어, 배관 내부 이동 로봇(1)의 수직 길이가 소정 길이만큼 연장될 수 있다. 예를 들면, 레그(30)의 연장 길이가 100mm로, 상하 양방향으로는 총 200mm 연장되어 배관 관경이 400A 일 때 적용될 수 있다. 3 and 4, the legs 30 are slidably moved from the connection body 20 to the maximum extent so that the vertical length of the internal robot 1 can be extended by a predetermined length . For example, the leg 30 can be applied when the extension length of the leg 30 is 100 mm and the total length of the leg 30 is 200 mm in both directions.

도 5 및 도 6에 도시된 2단 펼침 상태에서는 레그(30)가 연결 몸체(20)로부터 최대로 펼쳐지게 슬라이딩 이동된 상태에서 연결 몸체(20)가 베이스 몸체(10)로부터 최대로 펼쳐지게 슬라이딩 이동되어 있어, 배관 내부 이동 로봇(1)의 수직 길이가 소정 길이만큼 추가적으로 연장될 수 있다. 예를 들면, 레그(30)의 연장 길이가 100mm이고 연결 몸체(20)의 연장 길이가 100mm로, 상하 양방향으로는 총 400mm 연장되어 배관 관경이 600A 일 때 적용될 수 있다.5 and 6, the connecting body 20 is slidably moved to the maximum extent from the base body 10 in a state in which the legs 30 are slidably moved from the connecting body 20 to the maximum extent So that the vertical length of the piping internal moving robot 1 can be further extended by a predetermined length. For example, when the extension length of the legs 30 is 100 mm, the extension length of the connection body 20 is 100 mm, and the total length of the legs 30 is 400 mm in both the upward and downward directions, the piping diameter is 600 A.

이상에서는 1단 펼침 상태에서 레그(30)가 슬라이딩 이동한 경우를 가정하여 설명하였지만, 레그(30) 대신에 연결 몸체(20)만이 베이스 몸체(10)로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동될 수도 있음은 물론이다. 이 경우 2단 펼침 상태에서는 레그(30)가 베이스 몸체(10)로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동될 것이다. Although it has been described above that the legs 30 are slidingly moved in the first extended state, only the connecting body 20 may be slid in a direction away from the base body 10, instead of the legs 30 to be. In this case, the legs 30 will slide in the direction away from the base body 10 in the two-step spread state.

기본 상태와 1단 펼침 상태, 1단 펼침 상태와 2단 펼침 상태 사이에서 구동부(60)의 구동을 제어하여 레그(30)의 슬라이딩 이동 길이, 연결 몸체(20)의 슬라이딩 이동 길이를 조절함으로써 배관 내부 이동 로봇(1)의 수직 길이가 배관 관경에 맞도록 적절하게 조정되도록 할 수 있다. The sliding movement length of the legs 30 and the sliding movement length of the connecting body 20 are controlled by controlling the driving of the driving unit 60 between the basic state, the first-stage extended state, the first- The vertical length of the internal moving robot 1 can be appropriately adjusted so as to fit the pipe diameter.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇을 나타낸 사시도이다. FIG. 8 is a perspective view illustrating a piping internal moving robot according to another embodiment of the present invention. FIG.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 내부 이동 로봇(100)의 경우 구동부(160)가 실린더 타입으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 8, in the case of the internal navigation robot 100 according to another embodiment of the present invention, the driving unit 160 may be configured as a cylinder type.

실린더(160)의 피스톤이 연결 몸체 및/또는 레그와 연결되어, 피스톤의 왕복 운동에 따라 연결 몸체 및/또는 레그가 수직 방향으로 슬라이딩 이동되는 구조를 가질 수 있다. The piston of the cylinder 160 is connected to the connecting body and / or the leg so that the connecting body and / or the leg are slid vertically according to the reciprocating movement of the piston.

이 경우 실린더(160)의 피스톤이 신축되는 길이를 조정함으로써 배관 내부 이동 로봇(100)의 수직 길이를 미세 조절할 수 있을 것이다. In this case, the vertical length of the robot 100 can be finely adjusted by adjusting the length of the piston 160 of the cylinder 160.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

1: 배관 내부 이동 로봇 10: 베이스 몸체
20a~20d, 20: 연결 몸체 30a~30d, 30: 레그
40a~40d, 40: 옴니휠 45: 교차축 기어
60a~60d, 60: 구동부 50: 가이드부
52: 가이드 암 54: 가이드 휠
100: 배관 내부 이동 로봇 160: 구동부(실린더 타입)1: a pipe moving robot 10: a base body
20a to 20d, 20: connection bodies 30a to 30d, 30:
40a to 40d, 40: Omni wheel 45: Cross shaft gear
60a to 60d, 60: driving part 50: guide part
52: guide arm 54: guide wheel
100: piping internal moving robot 160: driving part (cylinder type)

Claims (8)

베이스 몸체;
상기 베이스 몸체의 전면과 후면에 대칭적으로 설치되어 제1 방향으로 슬라이딩 이동하는 복수의 연결 몸체;
상기 복수의 연결 몸체에 각각 설치되어 상기 제1 방향으로 슬라이딩 이동하고, 끝단에 옴니휠이 설치된 복수의 레그;
상기 복수의 연결 몸체 및 상기 복수의 레그 중 하나 이상을 슬라이딩 이동시키는 구동력을 생성 출력하는 구동부를 포함하는 배관 내부 이동 로봇. A base body;
A plurality of connecting bodies symmetrically installed on a front surface and a rear surface of the base body to slide in a first direction;
A plurality of legs installed on the plurality of connecting bodies and slidably moved in the first direction and having an omni wheel at an end thereof;
And a driving unit for generating and outputting a driving force for sliding at least one of the plurality of connecting bodies and the plurality of legs. 제1항에 있어서,
상기 복수의 연결 몸체 각각에는,
상기 베이스 몸체의 전면 중 상부 일측과 하부 타측, 후면 중 상부 타측과 하부 일측에 각각 상기 제1 방향으로 형성된 몸체 가이드 홈에 상응하는 몸체 가이드 바가 일면에 형성된 배관 내부 이동 로봇. The method according to claim 1,
In each of the plurality of connection bodies,
Wherein a body guide bar corresponding to body guide grooves formed in the first direction is formed on one surface of an upper side, an upper side, and a lower side of an upper side, an upper side, and a lower side of a front surface of the base body. 제2항에 있어서,
상기 복수의 연결 몸체 각각에는 타면에 상기 제1 방향으로 레그 가이드 홈이 형성되어 있고,
상기 복수의 레그 각각에는 상기 레그 가이드 홈에 상응하는 레그 가이드 바가 형성된 배관 내부 이동 로봇. 3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of connecting bodies has a leg guide groove formed on the other surface thereof in the first direction,
And each of the plurality of legs has a leg guide bar corresponding to the leg guide groove. 제1항에 있어서,
상기 구동부는 서보모터와 볼 스크류를 포함하되,
상기 볼 스크류는 상기 서보모터의 회전운동을 직선운동으로 전환하여 상기 복수의 연결 몸체 및 상기 복수의 레그 중 하나 이상에 전달하는 배관 내부 이동 로봇. The method according to claim 1,
Wherein the driving unit includes a servo motor and a ball screw,
Wherein the ball screw converts the rotational motion of the servomotor into a rectilinear motion and transfers the rotational motion to at least one of the plurality of connecting bodies and the plurality of legs. 제1항에 있어서,
상기 구동부는 실린더를 포함하되,
상기 실린더는 피스톤의 왕복 운동을 상기 복수의 연결 몸체 및 상기 복수의 레그 중 하나 이상에 전달하는 배관 내부 이동 로봇. The method according to claim 1,
The driving unit includes a cylinder,
Wherein the cylinder transmits a reciprocating motion of the piston to at least one of the plurality of connecting bodies and the plurality of legs. 제1항에 있어서,
상기 제1 방향에 수직한 제2 방향으로의 평면 상에 놓여지는 가이드부를 더 포함하되,
상기 가이드부는, 상기 연결 몸체로부터 소정 경사각을 가지도록 외측으로 연장되는 가이드 암과, 상기 가이드 암의 끝단에 설치되는 가이드 휠을 포함하는 배관 내부 이동 로봇. The method according to claim 1,
Further comprising a guide portion placed on a plane in a second direction perpendicular to the first direction,
Wherein the guide portion includes a guide arm extending outwardly at a predetermined inclination angle from the connection body, and a guide wheel installed at an end of the guide arm. 제6항에 있어서,
상기 가이드 암의 길이 및 상기 가이드 휠의 크기는 측면 및 전면에서 바라볼 때 상기 연결 몸체에서 최대 이격된 상기 가이드 휠의 가장자리가 상기 배관 내부 이동 로봇 중에서 상기 제2 방향으로 가장 돌출된 부분이 되도록 결정되는 배관 내부 이동 로봇. The method according to claim 6,
The length of the guide arm and the size of the guide wheel are determined such that the edge of the guide wheel which is spaced apart from the connection body by a maximum distance from the connection body is a portion protruding most in the second direction The moving robot inside the piping. 제1항에 있어서,
상기 배관 내부 이동 로봇은 기본 상태, 1단 펼침 상태, 2단 펼침 상태를 가지되,
상기 기본 상태에서는 상기 연결 몸체 및 상기 레그가 상기 베이스 몸체 측으로 슬라이딩 이동되어 있어 상기 배관 내부 이동 로봇의 제1 방향으로의 길이가가장 짧게 설정되고,
상기 1단 펼침 상태에서는 상기 연결 몸체 및 상기 레그 중 어느 하나가 상기 베이스 몸체로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동되며,
상기 2단 펼침 상태에서는 상기 연결 몸체 및 상기 레그 중 다른 하나가 상기 베이스 몸체로부터 멀어지는 방향으로 슬라이딩 이동되는 배관 내부 이동 로봇. The method according to claim 1,
The inside-pipe robot has a basic state, a one-step spread state, and a two-step spread state,
In the basic state, the connection body and the leg are slid toward the base body, and the length of the internal robot in the first direction is set to be the shortest,
In the first-stage extended state, either the connecting body or the leg is slid in a direction away from the base body,
Wherein the connection body and the other one of the legs are slid in a direction away from the base body in the two-step spread state.
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