KR101837128B1 - 이동통신단말기 기반 관내 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기 기반 관내 검사장치에 관한 것으로서, 제1바디의 길이방향을 따라 연장된 구동축을 회전시키는 구동모듈과, 제1바디보다 외경이 확장되는 방사 방향으로 상호 이격되게 돌출된 복수개의 제1아암과, 제1아암에 제1바디의 길이방향을 따라 구름운동 가능하게 결합된 제1바퀴부를 갖는 제1유니트와, 일단이 제1유니트의 구동축에 연동되어 회전되게 구동축과 결합된 제2바디와, 제2바디로부터 외경이 확장되는 방사방향으로 연장된 복수개의 제2아암에 결합되어 관의 내벽에 대해 나선궤도로 구름운동 가능하게 구동축의 회전방향에 따라 나선상으로 선회하면서 관의 내부를 전진 또는 후퇴하는 제2바퀴부를 갖는 제2유니트와, 제2바디의 타단과 결합되어 제2유니트와 연동되어 회전되는 제3바디에 카메라가 장착된 이동통신 단말기를 홀딩할 수 있게 형성된 홀딩 아암과, 제3바디로부터 외경이 확장되는 방향으로 연장된 복수개의 제3아암과, 제3바디가 관의 내부에서 제2유니트에 연동되어 회전하면서 진퇴될 수 있게 제3바디에 구름운동 가능하게 결합된 제3바퀴부를 갖는 제3유니트를 구비하고, 이동통신 단말기는 카메라에 의해 촬상된 영상을 설정된 통신주소로 무선으로 송출하도록 처리하는 촬상처리모듈이 설치되어 있다. 관내 검사장치에 의하면, 구조가 단순화되고, 관 내부에 대해 나선형태로 스캔한 촬상한 정보를 제공할 수 있어 촬상 정보의 정밀도도 높일 수 있다.

Description

이동통신단말기 기반 관내 검사장치{apparatus for inspecting inside of pipe using mobile phone}

본 발명은 이동통신단말기 기반 관내 검사장치에 관한 것으로서, 상세하게는 이동통신 단말기가 관 내에서 나선상으로 선회하면서 관 내벽에 대해 촬상된 정보를 제공할 수 있도록 된 이동통신단말기 기반 관내 검사장치에 관한 것이다.

유체를 이송하는 관 예를 들면, 도시가스관, 상하수관, 석유화학 플랜트관, 열병합 발전소에 사용되는 증기관 등은 시간의 경과 또는 외부로부터 인가된 진동 또는 충격 등에 의해 균열 또는 부식이 발생할 수 있다.

이러한 관의 균열 또는 부식에 의한 파손이 발생하여 가연성 가스와 같은 유체가 외부로 누출되는 경우 심각한 재해를 야기시킬 수 있다.

따라서, 적절한 주기로 관의 상태를 검사 및 진단하여 설비의 안전성을 확보하는 것이 요구된다.

이러한 관 내부를 탐사하기 위한 로봇이 국내 등록특허 제10-0289812호에 개시되어 있다.

그런데, 상기 로봇은 구동바퀴가 관 내부에 대해 직선방향으로 구름운동 하면서 이동하도록 되어 있어 관 내부에 대해 전반적인 영상정보를 얻기 위해서는 카메라를 별도의 구동수단을 위해 회전구동해야 함으로써 구조가 복잡해지는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 이동통신단말기를 활용하여 관 내부를 나선상으로 선회하면서 촬상 및 이동할 수 있는 이동통신단말기 기반 관내 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이동통신단말기 기반 관내 검사장치는 관의 내부를 이동하면서 관의 내벽을 촬상하는 관내 검사장치에 있어서, 제1바디와, 상기 제1바디의 길이방향을 따라 연장된 구동축을 회전시키는 구동모듈과, 상기 제1바디보다 외경이 확장되는 방사 방향으로 상호 이격되게 돌출된 복수개의 제1아암과, 상기 제1아암에 상기 제1바디의 길이방향을 따라 구름운동 가능하게 결합된 제1바퀴부를 갖는 제1유니트와; 일단이 상기 제1유니트의 상기 구동축에 연동되어 회전되게 상기 구동축과 결합된 제2바디와, 상기 제2바디로부터 외경이 확장되는 방사방향으로 연장된 복수개의 제2아암과, 상기 제2아암에 결합되되 상기 제2바디가 회전시 접촉되는 관의 내벽에 대해 나선궤도로 구름운동 가능하게 결합되어 상기 구동축의 회전방향에 따라 나선상으로 선회하면서 관의 내부를 전진 또는 후퇴하는 제2바퀴부를 갖는 제2유니트와; 상기 제2바디의 타단과 결합되어 상기 제2유니트와 연동되어 회전되는 제3바디와, 상기 제3바디에 카메라가 장착된 이동통신 단말기를 홀딩할 수 있게 형성된 홀딩 아암과, 상기 제3바디로부터 외경이 확장되는 방향으로 연장된 복수개의 제3아암과, 상기 제3바디가 관의 내부에서 상기 제2유니트에 연동되어 회전하면서 진퇴될 수 있게 상기 제3바디에 구름운동 가능하게 결합된 제3바퀴부를 갖는 제3유니트;를 구비하고, 상기 이동통신 단말기는 상기 카메라에 의해 촬상된 영상을 설정된 통신주소로 무선으로 송출하도록 처리하는 촬상처리모듈;이 설치되어 있다.

바람직하게는 상기 제1바퀴부는 상기 제1아암을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제1바퀴를 구비하고, 상기 제2바퀴부는 상기 제2아암을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제2바퀴를 구비하고, 상기 제3바퀴부는 상기 제3아암을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제3바퀴를 구비한다.

또한, 상기 제2바디와 상기 제3바디는 유니버셜 조인트에 의해 결합된 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1아암은 상기 제1바디에 대해 탄성적으로 신축될 수 있게 결합되어 있고, 상기 제2아암은 상기 제2바디에 대해 탄성적으로 신축될 수 있게 결합되어 있다.

본 발명에 따른 이동통신단말기 기반 관내 검사장치에 의하면, 이동통신단말기를 활용할 수 있어 구조가 단순화되고, 관 내부에 대해 나선형태로 스캔하여 촬상한 정보를 제공할 수 있어 촬상 정보의 정밀도도 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신단말기 기반 관내 검사장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 이동통신단말기 기반 관내 검사장치가 관내에서 진퇴하는 상태를 나타내 보인 도면이고,
도 3은 도 1의 이동통신단말기 기반 관내 검사장치의 제어계통을 나타내 보인 블록도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신단말기 기반 관내 검사장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 이동통신단말기 기반 관내 검사장치를 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 이동통신단말기 기반 관내 검사장치가 관내에서 진퇴하는 상태를 나타내 보인 도면이고, 도 3은 도 1의 이동통신단말기 기반 관내 검사장치의 제어계통을 나타내 보인 블록도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이동통신단말기 기반 관내 검사장치(10)는 선회 이동체(100), 이동통신 단말기(200) 및 영상수집처리기(300)를 구비한다.

선회 이동체(100)는 속이빈 원통형 관(30)의 내벽(32)을 따라 나선상태로 선회하면서 진퇴할 수 있도록 되어 있고, 제1 내지 제3유니트(110)(130)(150)로 되어 있다.

제1유니트(110)는 관(30)의 내벽에 지지되면서 후술되는 제2유니트(130)에 회전력을 인가할 수 있게 되어 있다.

제1유니트(110)는 제1바디(111), 복수개의 제1아암(112) 및 제1바퀴부(114)와 구동모듈(120)을 구비한다.

제1바디(111)은 내부공간을 갖는 원기둥 형상으로 형성되어 있고, 내부 공간에는 구동모듈(120)의 요소인 모터(121)가 장착되어 있다.

제1바디(111)의 외주면에는 상호 이격되게 다수의 제1아암(112)이 외경이 확장되는 방사 방향으로 돌출되게 형성되어 있다.

여기서 제1아암(112)은 제1바디(111)의 원주면을 따라 120°간격으로 3개가 길이방향을 따라 이격되는 위치에 각각 형성되어 있다.

제1아암(112)은 제1바디(111)에 대해 구속상태로 제1바디(111)에 대해 길이가 신축될 수 있게 설치되어 있다.

또한, 제1아암(112)은 후술되는 제1바퀴부(114)와의 사이에 장착된 스프링(113)에 의해 제1바디(111)로부터 길이가 길어지는 방향으로 탄성바이어스 된다.

따라서, 제1아암(112)은 외력이 인가되지 않은 상태에서는 제1바디(111)로부부터 허용 최대길이 만큼 확장상태를 유지하고, 스프링(113)이 압축되는 방향으로 외력이 인가되면 제1바디(111)를 향하는 방향으로 후퇴되어 연장 길이가 축소된다.

이러한 제1아암(112)의 길이 신축 구조는 검사대상 관(30)의 내경이 다른 경우에도 후술되는 제1바퀴부(114)의 제1바퀴(115)가 관(30)의 내벽(32)에 접촉상태를 유지할 수 있게 한다.

제1바퀴부(114)는 제1바디(111)의 길이방향을 따라 구름운동 가능하게 제1아암(112)의 하부에 결합되어 있다.

제1바퀴부(114)는 제1아암(112)을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제1바퀴(115)를 구비한다.

제1바퀴부(114)는 결합하우징(116) 및 제1바퀴(115)를 구비한다.

결합하우징(116)은 제1아암(112) 외측에서 제1아암(112)에 삽입되어 고정되는 삽입부분(116a)과, 삽입부분(116a)의 하단에서 제1아암(112)의 연장방향에 대해 직교하는 방향으로 양측으로 연장된 수평부분(116b)을 갖는 'T'자 형태로 형성되어 있다.

제1바퀴(115)은 결합하우징(116)의 연장방향이 회전중심이 되게 수평부분(116a) 양단에 회전 가능하게 결합되어 있다.

여기서, 결합하우징(116)의 수평부분(116b)이 제1바디(111)의 길이방향에 대해 직교하는 방향에 위치되게 결합하우징(116)이 제1아암(112)에 고정된다.

따라서, 제1유니트(110)는 관(30)의 내벽(32)을 따라 제1바퀴(115)가 접촉 회전하면서 제1바디(111)가 직선상태로 이동한다.

구동모듈(120)은 제1바디(111)의 길이방향을 따라 연장된 구동축(121a)을 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

구동모듈(120)은 제1바디(111)에 장착된 모터(121)와, 모터(121)를 정역 회전구동하는 진퇴구동부(122) 및 영상수집 처리기(300)로부터 무선으로 송출된 구동제어신호를 진퇴 구동부(122)에 제공하는 진퇴 통신부(124)를 구비한다.

이러한 구동모듈(120)은 제1바디(111) 내에 내장된 배터리(미도시)에 의해 작동되며, 진퇴 통신부(124)를 통해 수신된 구동제어신호에 따라 진퇴 구동부(122)가 모터(121)를 정역 회전구동한다.

제2유니트(130)는 구동축(121a)과 결합되어 구동축(121a)의 회전에 연동되어 회전될 수 있게 되어 있다.

제2유니트(130)은 제2바디(131), 제2아암(132) 및 제2바퀴부(134)를 구비한다.

제2바디(131)는 대략 원기둥 형태로 형성되어 있고, 일단은 구동축(121a)과 결합되어 있고, 타단은 제3유니트(150)과 결합되어 있다.

제2바디(131)는 제1유니트(110)의 구동축(121a)에 연동되어 회전되게 구동축(121a)과 결합되면 된다.

제2아암(132)은 제2바디(131)의 외주면에 제2바디(131)로부터 외경이 확장되는 방사방향으로 120°간격으로 상호 이격되게 3개가 형성되어 있다.

제2아암(132)도 제1아암(112)과 마찬가지로 제2바디(131)에 대해 구속상태로 외경이 확장되는 방사방향으로 진퇴될 수 있게 설치되어 있다.

참조부호 133은 제2아암(132)을 길이가 확장되는 방향으로 탄성바이어스 시키도록 장착된 스프링이다.

제2바퀴부(134)는 제2아암(132)을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제2바퀴(135)를 구비한다.

제2바퀴부(134)는 제2바디(131)가 구동축(121a)에 연동되어 회전시 접촉되는 관(30)의 내벽(32)에 대해 나선궤도로 구름운동 가능하게 제2아암(132)의 하부에 결합되어 있다.

즉, 제2바퀴부(134)는 제2아암(132)이 삽입 고정되는 결합하우징(136)의 삽입부분(136a) 하부에 형성된 수평부분(136b)이 제1유니트(110)와는 다르게 제2바디(131)의 길이방향에 대해 예각으로 교차하는 방향에 위치되게 제2아암(132)에 고정되어 있다.

따라서, 구동축(121a)이 회전되면 제2바디(131)도 회전되고, 이때 제2바퀴부(136)의 수평부분(136b) 양단에 수평부분(136b)의 중심이 회전중심이 되게 장착된 제2바퀴(135)가 관(30)의 내벽을 따라 나선상으로 선회하면서 관(30)의 내부를 나선상으로 전진 또는 후퇴한다.

제3유니트(150)는 제2바디(131)의 타단과 결합되어 있다.

제3유니트(150)는 이동통신 단말기(200)를 장착할 수 있으면서 제2유니트(130)의 나선 선회운동에 연동되어 선회할 수 있게 제2바디(131)와 결합되어 있다.

제3유니트(150)는 제3바디(151), 홀딩아암(153), 제3아암(156)을 구비한다.

제3바디(151)는 이동통신 단말기(200)로 적용된 사각형 스마트폰을 안착시킬 수 있게 판형으로 형성되어 있다.

제3바디(151)는 제2바디(131)의 타단과 유니버셜 조인트(161)에 의해 결합되어 있다.

이러한 제3바디(151)는 제2바디(131) 회전력을 전달받을 수 있으면서 굴곡진 경로에 대해서도 이동이 가능하다.

구동축(121a)과 제2바디(131)간에도 유니버셜 조인트 구조로 결합될 수 있음은 물론이다.

이러한 제3바디(151)는 유니버셜 조인트(161)에 의해 제2유니트(130)와 연동되어 회전된다.

홀딩아암(153)은 제3바디(151)에 카메라(210)가 장착된 이동통신 단말기(200)를 홀딩할 수 있게 형성되어 있다.

홀딩 아암(153)은 제3바디(151)로부터 상방으로 고정상태로 연장된 폭방향 고정 홀딩아암(153a)과, 제3바디(151)로부터 상방으로 고정상태로 연장된 길이방향 고정 홀딩아암(153d)과, 제3바디(151)로부터 회동가능하게 장착되어 폭방향을 홀딩하는 회동 홀딩아암(153b)과, 길이방향 고정 홀딩 아암(153d)에 대해 대향되는 위치에서 길이조정이 가능하게 제3바디(151)에 이동가능하게 장착된 이동 홀딩아암(153c)이 적용되었다.

이동홀딩 아암(153c)은 제3바디(151)에 외경이 수축될 수 있게 탄성소재로 형성된 탄성핀(151a)에 대해 구속 위치를 조정하는 방식으로 길이 조정이 가능하게 형성되어 있다.

제3바디(151)에 이동통신 단말기(200)를 홀딩되게 장착하는 구조는 도시된 방식 이외에 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.

제3아암(152)은 제3바디(151)로부터 외경이 확장되는 상호 이격되게 3개가 형성되어 있다.

제3바퀴부(154)는 제3아암(152)에 결합되어 제3바디(151)가 관(30)의 내부에서 제2유니트(130)에 연동되어 내벽(32)을 따라 회전하면서 진퇴될 수 있게 제3바디(151)에 구름운동 가능하게 결합되어 있다.

도시된 예에서 제3바퀴부(154)는 제3아암(152)에 결합된 결합하우징(156)에 제3아암(152)을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제3바퀴(155)를 구비한다.

제3바퀴(155)는 제3바디(151)의 길이방향에 대해 직교하는 방향을 따라 구름운동할 수 있게 제3아암(152)에 결합되어 있다.

도시된 예와 다르게 제3바퀴(155)도 제2바퀴(135)와 같이 나선궤도로 선회하도록 경사지게 설치될 수 있음은 물론이다.

제3바퀴부(154)도 제2바퀴부(134)와 같이 제3바디(151)에 대해 외경이 확장되는 방향으로 탄성적으로 길이 신축이 가능한 구조로 구축될 수 있음은 물론이다.

이러한 선회 이동체(100)는 제1유니트(110)의 모터(121)가 회전하면, 제2유니트(130)가 연동되어 회전하면서 제2바퀴(135)가 관의 내벽(132)을 따라 나선상으로 선회한다. 또한, 제2유니트(130)의 나선상의 선회에 대응되게 제3유니트(130)도 관의 내벽(132)을 따라 나선상으로 선회하고, 제1유니트(110)는 제2유니트(130)의 나선상의 전진에 대응되는 직선 이동 길이만큼 직선상으로 전진한다.

이동통신 단말기(200)에는 카메라(210)에 의해 촬상된 영상을 설정된 통신주소로 무선으로 송출하도록 처리하는 촬상처리모듈(218)이 설치되어 있다.

이동통신 단말기(200)는 음성통신 및 데이터 통신을 지원하며 카메라(210)가 장착된 통상의 것을 적용하면 된다.

이동통신 단말기(200)는 지원되는 기능을 설정하는 조작부(211), 표시정보를 표시하는 표시부(213), 외부를 조명하는 발광부(215), 통신을 수행하는 단말 통신부(216), 응용프로그램이 저장되는 기억부(217) 및 기억부(217)에 탑재된 촬상처리모듈(218)의 실행을 지원하는 통신 제어부(219)를 구비한다.

이러한 이동통신 단말기(200)에 설치된 촬상처리모듈(218)은 실행되면, 발광부(215)에서 광이 출사되게 하면서 카메라(210)에서 촬상된 영상을 단말 통신부(216)를 통해 영상수집 처리기(300)로 전송되게 처리한다.

영상 수집 처리기(300)는 사용자의 조작에 대응하여 원격으로 모터(121)의 정역 회전 구동을 지시하는 무선제어신호를 진퇴 통신부(124)를 통해 전송하여 제어하고, 단말 통신부(216)를 통해 수신된 촬상정보를 수집 저장할 수 있도록 구축되어 있다.

한편, 도시된 예와 다르게 영상수집 처리기(300)는 제1유니트(110)의 구동모듈(120)의 작동을 원격으로 조정하고, 이동통신 단말기(200)의 촬상처리모듈(218)은 촬상된 관(30)의 내벽 영상정보를 기억부(217)에 저장처리하도록 구축되고, 검사대상 관(30)의 내부를 경유한 후 외부로 인출된 다음 이동통신 단말기(200)에 저장된 관(30)의 내벽(32)에 대해 촬상된 영상을 이용할 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명된 이동통신단말기 기반 관내 검사장치(10)에 의하면, 이동통신단말기(200)를 활용할 수 있어 구조가 단순화되고, 관 내부에 대해 나선형태로 스캔하여 촬상한 정보를 제공할 수 있어 촬상정보의 정밀도도 높일 수 있다.

100: 선회 이동체 110: 제1유니트
130: 제2유니트 130: 제3유니트
200: 이동통신 단말기 300: 영상수집처리기

Claims (4)

1. 관의 내부를 이동하면서 관의 내벽을 촬상하는 관내 검사장치에 있어서,
   제1바디와, 상기 제1바디의 길이방향을 따라 연장된 구동축을 회전시키는 구동모듈과, 상기 제1바디보다 외경이 확장되는 방사 방향으로 상호 이격되게 돌출된 복수개의 제1아암과, 상기 제1아암에 상기 제1바디의 길이방향을 따라 구름운동 가능하게 결합된 제1바퀴부를 갖는 제1유니트와;
   일단이 상기 제1유니트의 상기 구동축에 연동되어 회전되게 상기 구동축과 결합된 제2바디와, 상기 제2바디로부터 외경이 확장되는 방사방향으로 연장된 복수개의 제2아암과, 상기 제2아암에 결합되되 상기 제2바디가 회전시 접촉되는 관의 내벽에 대해 나선궤도로 구름운동 가능하게 결합되어 상기 구동축의 회전방향에 따라 나선상으로 선회하면서 관의 내부를 전진 또는 후퇴하는 제2바퀴부를 갖는 제2유니트와;
   상기 제2바디의 타단과 결합되어 상기 제2유니트와 연동되어 회전되는 제3바디와, 상기 제3바디에 카메라가 장착된 이동통신 단말기를 홀딩할 수 있게 형성된 홀딩 아암과, 상기 제3바디로부터 외경이 확장되는 방향으로 연장된 복수개의 제3아암과, 상기 제3바디가 관의 내부에서 상기 제2유니트에 연동되어 회전하면서 진퇴될 수 있게 상기 제3바디에 구름운동 가능하게 결합된 제3바퀴부를 갖는 제3유니트;를 구비하고,
   상기 이동통신 단말기는 상기 카메라에 의해 촬상된 영상을 설정된 통신주소로 무선으로 송출하도록 처리하는 촬상처리모듈;이 설치되어 있고,
   상기 홀딩 아암은 상기 제3바디로부터 상방으로 고정상태로 연장된 폭방향 고정 홀딩아암과, 상기 제3바디로부터 상방으로 고정상태로 연장된 길이방향 고정 홀딩아암과, 상기 제3바디로부터 회동가능하게 장착되어 폭방향을 홀딩하는 회동 홀딩아암과, 상기 길이방향 고정 홀딩 아암에 대해 대향되는 위치에서 길이조정이 가능하게 상기 제3바디에 이동가능하게 장착된 이동 홀딩아암을 구비하고,
   상기 이동통신 단말기는 외부를 조명하는 발광부를 구비하고, 상기 이동통신 단말기의 상기 촬상처리모듈은 실행되면, 상기 발광부에서 광이 출사되게 하면서 상기 카메라에서 촬상된 영상을 전송되게 처리하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 기반 관내 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1바퀴부는 상기 제1아암을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제1바퀴를 구비하고,
   상기 제2바퀴부는 상기 제2아암을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제2바퀴를 구비하고,
   상기 제3바퀴부는 상기 제3아암을 중심으로 상호 이격되어 회전가능하게 장착된 두 개의 제3바퀴를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 기반 관내 검사장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2바디와 상기 제3바디는 유니버셜 조인트에 의해 결합된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 기반 관내 검사장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1아암은 상기 제1바디에 대해 탄성적으로 신축될 수 있게 결합되어 있고,
   상기 제2아암은 상기 제2바디에 대해 탄성적으로 신축될 수 있게 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기 기반 관내 검사장치.
   

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