KR101907405B1 - 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법에 관한 것이고, 구체적으로 보수 로봇과 밀폐 패드에 의하여 큰 직경을 가진 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법에 관한 것이다. 지하 도관의 보수 장치는 지하 도관(T)의 내부에서 이동 가능한 로봇(RB); 지하 도관(T)의 벽면에 접촉 가능한 접촉면을 가지는 보수 패드(12); 로봇(RB)과 보수 패드(12)를 연결하는 조절 부재(11); 및 외부로부터 주입되는 보수제를 보수 패드(12)로 공급하는 도관 커넥터(LH);를 포함하고, 상기 보수 패드(12)는 보수 지점에 접촉되어 도관 커넥터(LH)로부터 공급되는 보수제를 보수 지점에 공급하면서 조절 부재(11)에 연결된 로봇을 보수 지점에 고정시킨다.

Description

지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법{An Apparatus for Repairing a Underground Pipe and a Method for Repairing the Same}
본 발명은 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법에 관한 것이고, 구체적으로 보수 로봇과 밀폐 패드에 의하여 큰 직경을 가진 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법에 관한 것이다.
하수관을 포함하는 다양한 지하 매설관은 매설된 상태에서 하자가 발생될 수 있고, 이와 같은 하자의 보수를 위하여 보수 로봇과 같은 장치가 사용될 수 있다. 그러나 예를 들어 800 ㎜ 이상이 되는 큰 직경을 가지는 하수관과 같은 지하 도관 경우 로봇에 의한 보수가 어렵고, 직접 사람이 하수관 내부로 투입되어 보수가 이루어져야 하는 경우가 발생될 수 있다. 또한 로봇에 의하여 보수 공정이 진행되는 경우 로봇을 정해진 위치에 고정하기 어렵다는 문제점을 가진다. 그러므로 큰 직경을 가지는 지하 도관의 보수를 위하여 그에 적합한 로봇을 비롯한 관련 장치가 개발될 필요가 있다.
하수관 보수와 관련된 선행기술로 특허공개번호 10-2004-0045557이 있다. 상기 선행기술은 유압 서브 밸브로부터 유압이 공급되는 유압공이 형성된 유압 샤프트가 내부에 회전 가능하게 삽입되어 장착되고 내부 양측으로 유압공이 형성된 헤드와; 본체 내부에 장착되고 헤드에 형성된 종동 기어에 맞물리는 센서 기어가 장착되어 헤드의 회전 각도를 감지하는 회전 감지 센서와; 헤드의 상부 양 측면에 배치되도록 내측에 유압공이 형성된 회전축이 삽입되어 설치되고, 내측으로 유압공이 형성된 한 쌍의 암과; 상기 헤드의 하측부와 양측 암의 전방 측에 장착된 샤프트에 설치되는 제1 실린더와; 상기 암의 선단부 사이에 유압 모터가 회전되도록 설치되고, 유압 모터에 브래킷과 커터 날이 장착된 커터기와; 상기 암의 후방 측에 장착된 샤프트와 유압 모터의 브래킷에 설치된 제2 실린더와; 암의 일측에 장착되고 감속 모터의 구동으로 회전하며 카메라와 조명이 설치된 카메라 헤드와; 본체의 상부에 에어백을 설치하고 에어백 위에 놓이도록 지지 롤러가 장착된 지지 브래킷이 본체의 상부에서 회전되도록 설치된 하수관 검사와 보수용 로봇에 대하여 개시한다.
특허등록번호 10-0825902는 바퀴가 구비되어 본관의 관로를 따라 이동하는 이동 유닛; 상기 이동 유닛의 선단에 연결되어 상기 이동 유닛과 함께 이동하는 보수 유닛; 상기 보수 유닛의 상단에 장착된 가지 관 튜브; 상기 보수 유닛을 매개로 상기 가지 관 튜브를 승하강시키는 높이 조절 수단; 상기 보수 유닛을 상기 이동 유닛의 길이 방향 중심선을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 회동 수단; 상기 보수 유닛을 매개로 상기 가지 관 튜브의 기울기를 조절하는 각도 조절 수단; 및 상기 이동 유닛과 보수 유닛 사이에 구비된 탈착 수단을 포함하는 가지 관 비굴착 보수 로봇에 대하여 개시한다.
개시된 선행기술은 큰 지경을 가지는 지하 도관의 보수에 적합하지 못하고, 보수 공정을 위한 관련 장치가 부족하다는 단점을 가진다. 보수 로봇이 지하 도관의 내부로 투입되는 경우 보수 로봇과 함께 보수를 위한 관련 장치가 함께 투입이 되어 보수 공정이 일률적으로 이루어질 필요가 있다. 상기 선행기술은 이와 같은 보수 장치에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술1: 특허공개번호 10-2004-0045557(주식회사 중부피스코, 2004년06월02일 공개) 하수관 검사와 보수용 로봇 선행기술2: 특허등록번호 10-0825902(평원개발(주), 2008년08월28일 공개) 가지관 비굴착 보수로봇
본 발명의 목적은 자동으로 지하 도관의 보수가 가능하도록 하는 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 큰 직경을 가진 하수관의 자동 보수가 가능하도록 하는 지하 도관의 보수 장치 및 그의 보수 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 지하 도관의 보수 장치는 지하 도관의 내부에서 이동 가능한 로봇; 지하 도관의 벽면에 접촉 가능한 접촉면을 가지는 보수 패드; 로봇과 보수 패드를 연결하는 조절 부재; 및 외부로부터 주입되는 보수제를 보수 패드로 공급하는 도관 커넥터를 포함하고, 상기 보수 패드는 보수 지점에 접촉되어 도관 커넥터로부터 공급되는 보수제를 보수 지점에 공급하면서 조절 부재에 연결된 로봇을 보수 지점에 고정시킨다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 보수 패드의 접촉면은 신축성 소재로 만들어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 보수 패드의 접촉면의 가장자리를 따라 밀폐 링이 배치된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 조절 부재는 로봇으로부터 연장되는 길이의 조절이 가능하다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 로봇으로부터 조절 부재의 반대편으로 연장되는 고정 수단을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 지하 도관의 보수 방법은 지하 도관의 보수 지점으로 상기 지하 도관의 내부 벽면의 일부에 밀착 가능한 보수 패드를 가진 로봇을 이동시키는 단계; 보수 패드는 보수 면에 밀착시키면서 이와 동시에 상기 로봇을 보수 지점에 고정시키는 단계; 상기 외부로부터 공급되어 보수 패드로 전달되는 보수제를 보수 지점으로 공급하는 단계; 상기 보수제가 경화되는 단계; 및 상기 보수 패드를 분리시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 보수 장치는 큰 직경을 가진 지하 도관의 보수가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 보수 장치는 예를 들어 800 ㎜ 이상의 직경을 가지는 하수관에서 인력 투입이 없이 균열 또는 누수와 같은 하자가 보수될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 보수 방법은 보수 로봇이 지하 도관의 보수 위치에서 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 것에 의하여 보수 공정이 안전하면서 신뢰성을 가질 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 보수 방법은 임의의 직경을 가지는 보수 공정에 적용될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 보수 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 보수 패드의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 보수 로봇의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 관로의 구조 및 로봇의 이동 수단의 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 보수 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 보수 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 보수 장치는 지하 도관(T)의 내부에서 이동 가능한 로봇(RB); 지하 도관(T)의 벽면에 접촉 가능한 접촉면을 가지는 보수 패드(12); 로봇(RB)과 보수 패드(12)를 연결하는 조절 부재(11); 및 외부로부터 주입되는 보수제를 보수 패드(12)로 공급하는 도관 커넥터(LH);를 포함하고, 상기 보수 패드(12)는 보수 지점에 접촉되어 도관 커넥터(LH)로부터 공급되는 보수제를 보수 지점에 공급하면서, 조절 부재(11)에 연결된 로봇을 보수 지점에 고정시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 보수 장치는 하수관을 포함하는 다양한 지하 도관의 하자를 보수하기 위하여 사용될 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 보수 장치는 직경이 800 ㎜ 이상이 되는 하수관을 포함하는 지하 도관의 하자 보수를 위하여 사용될 수 있다. 하자는 주로 균열로 인한 누수가 되고, 지수제와 같은 보수제를 주입하여 하자가 보수될 수 있다.
로봇(RB)은 지하 도관(T)의 벽면을 따라 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 바퀴와 같은 이동 수단을 가질 수 있다. 로봇(RB)은 지하 도관(T)의 원형의 벽면을 따라 이동 가능한 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 바퀴의 축은 신축 가능한 구조를 가지거나 일부가 휘어지는 구조를 가질 수 있다. 로봇(RB)의 뒤쪽에 카메라(16)가 회전 가능하도록 설치될 수 있고, 조명 수단(15)이 배치될 수 있다. 카메라(16)는 로봇(RB)의 뒤쪽에 고정된 고정 브래킷(13)에 결합된 체결 브래킷(161)에 의하여 로봇(RB)의 뒤쪽에 배치될 수 있고, 조명 수단(15)은 회전 커넥터(151)에 의하여 체결 브래킷(161)에 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 카메라(16)와 조명 수단(15)은 로봇(RB)의 이동 경로에 대한 영상 및 보수 지점에 대한 영상을 획득하여 외부로 전달하는 수단에 해당된다. 카메라(16) 또는 조명 수단(15)은 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 카메라(16) 또는 조명 수단(15)의 제어와 영상의 전송은 로봇(RB)의 뒤쪽에 형성된 와이어 커넥터로 유입된 케이블(W1)을 통하여 이루어질 수 있다.
보수 패드(12)는 지하 도관(T)의 내부 벽면에 접촉될 수 있는 형상을 가질 수 있고, 구체적으로 곡면 플레이트 형상을 가질 수 있다. 보수 패드(12)는 내부가 강성 소재로 이루어지고, 강성 소재의 외부를 실리콘, 고무 또는 합성수지와 같은 신축성 소재가 둘러싸는 구조로 만들어질 수 있다. 보수 패드(12)는 전체적으로 판 형상으로 만들어질 수 있고, 지하 도관(T)의 내부 곡면 형상에 대응되는 곡면 형상이 될 수 있다. 구체적으로 보수 패드(12)는 전체적으로 사각 형상이 되면서 원통의 둘레면의 일부 형상이 될 수 있다. 또한 보수 패드(12)는 지하 도관(T)의 내부 벽면에 밀착되는 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 보수 패드(12)는 조절 부재(11)에 의하여 지하 도관(T)의 둘레 면에 밀착될 수 있다.
보수 패드(12)를 로봇(RB)에 결합시키기 위하여 로봇(RB)의 앞쪽에 고정 브래킷(171)이 설치되고 고정 브래킷(171)에 실린더 형상의 회전 유닛(172)이 결합될 수 있다. 그리고 회전 유닛(172)의 길이 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 체결 블록(173)이 설치될 수 있다. 그리고 체결 블록(173)에 길이 조절이 가능하도록 조절 부재(11)가 설치되고 조절 부재(11)의 한쪽 끝에 보수 패드(12)가 결합될 수 있다. 조절 부재(11)는 체결 블록(173)에 대하여 길이 조절이 가능하도록 결합될 수 있고, 회전 유닛(172)은 고정 브래킷(171)에 대하여 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 그리고 이와 같은 구조에 의하여 보수 패드(12)는 지하 도관(T)의 임의의 내부 벽면에 밀착될 수 있다. 필요에 따라 체결 블록(173)과 마주보는 방향으로 연장되는 고정 부재가 배치될 수 있다.
조절 부재(11)는 상하 이동이 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 조절 부재(11)의 상하 이동에 따라 보수 패드(12)가 위쪽으로 이동되면서 이와 동시에 로봇(RB)이 지하 도관(T)의 둘레 면에 고정될 수 있다. 보수 패드(12)가 보수 위치에 밀착되고, 로봇(RB)이 지하 도관(T)의 정해진 위치에 고정되면 외부로부터 공급 호스를 통하여 지수제와 같은 보수제가 보수 패드(12)로 공급될 수 있다.
로봇(RB)의 뒤쪽에 보수 커넥터(14)가 배치될 수 있고, 보수 커넥터(14)는 적절한 연결 파이프에 의하여 보수 패드(12)와 연결될 수 있다. 그리고 외부로부터 보수 커넥터(14) 및 연결 파이프를 통하여 보수액 공급 호스가 보수 패드(12)로 연결될 수 있다. 대안으로 보수액 공급 호스는 별도로 형성된 연결 파이프를 통하여 또는 직접 보수액 공급 호스가 보수 패드(12)로 연결될 수 있다. 그리고 보수 패드(12)가 보수 면에 밀착되고, 로봇(RB)이 보수 면에 고정되면 보수액 공급 호스를 통하여 보수액이 공급되어 하자 부분의 보수가 이루어질 수 있다. 보수제는 이 분야에 공지된 다양한 종류가 될 수 있다. 필요에 따라 조절 부재(11) 또는 로봇(RB)에 보수 패드(12)의 상태를 탐지할 수 있는 탐지 카메라가 로봇(RB)의 앞쪽에 배치될 수 있지만 카메라(16)에 의하여 보수 면이 탐지될 수 있으므로 반드시 요구되는 것은 아니다. 로봇(RB)의 이동 또는 보수와 관련된 다양한 부가 장치가 로봇(RB)에 부가될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 보수 패드(12)의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 보수 패드(12)는 전체적으로 판형이 되면서 곡면 형상이 될 수 있다. 보수 패드(12)는 패드 몸체(121), 지하 도관의 내부 면과 접촉하는 접촉면에 형성되는 주입 홈(122), 주입 홈(122)에 형성된 주입 홀(124) 및 접촉면의 가장자리를 따라 형성된 밀폐 홈(123)을 포함할 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 패드 몸체(121)는 강성 소재를 신축 소재가 감싸는 구조로 형성되거나, 패드 몸체(121)의 접촉면이 신축성 소재로 만들어질 수 있다. 패드 몸체(121)는 연결 블록(125)에 의하여 지지될 수 있고, 연결 블록(125)의 아래쪽으로 체결 부재(126)가 형성될 수 있다. 그리고 체결 부재(126)는 조절 부재(11)와 연결될 수 있다. 체결 부재(126)와 조절 부재(11)는 나사 결합 면(111)에 의하여 길이 조절이 가능하도록 연결될 수 있다. 구체적으로 조절 부재(11)의 아래쪽에 로봇의 몸체에 고정된 고정 브래킷(22)에 배치되고, 조절 부재(11)는 고정 브래킷(22)에 의하여 로봇 또는 위에서 설명된 회전 유닛에 고정될 수 있다. 그리고 조절 부재(11)의 아래쪽에 또는 회전 유닛의 내부에 회전 기어(211)가 결합되고, 회전 기어(211)는 구동 모터(21)에 연결된 작동 기어(212)에 연결될 수 있다. 그리고 구동 모터(21)의 작동에 의하여 조절 부재(11)가 회전되고 이에 따라 보수 패드(12)가 상하로 이동될 수 있다. 대안으로 조절 부재(11)와 체결 부재(126)는 실린더 및 피스톤 구조로 연결될 수 있고, 피스톤의 작동에 따라 보수 패드(12)의 상하 이동이 조절될 수 있다.
보수 패드(12)의 주입 홈(122)은 다양한 형상으로 만들어질 수 있고, 주입 홈(122)에 선택적으로 주입 노즐이 배치될 수 있다. 주입 홈(122)은 패드 몸체(121)의 접촉면으로부터 안쪽으로 오목한 형상으로 만들어질 수 있고, 주입 홀(124)은 체결 부재(126) 및 조절 부재(11)와 연결될 수 있다. 체결 부재(126) 및 조절 부재(11)는 속이 빈 원통 형상이 될 수 있고 내부를 통하여 보수제 주입 호스가 배치되고, 주입 호스의 끝 부분에 주입 노즐이 형성될 수 있다. 대안으로 위에서 설명된 것처럼 주입 호스는 독립된 경로를 통하여 보수 패드(12)에 연결될 수 있다. 주입 홀(124)을 통하여 주입 호스의 끝 부분에 배치된 주입 노즐이 하자 부분과 연결될 수 있다. 필요에 따라 주입 홈(122)에 압력 탐지 유닛이 설치되어 보수 패드(12)의 밀착 상태가 탐지될 수 있다. 보수 패드(12) 또는 보수 패드(12)의 작동 구조는 다양한 형태로 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
보수 패드(12)는 전체적으로 지하 도관의 내부 면에 곡률에 대응되는 곡률을 가지는 곡면 플레이트 형상이 될 수 있다. 대안으로 위에서 설명된 것처럼, 보수 패드(12)의 표면 또는 접촉면이 신축성 소재로 만들어질 수 있다. 보수 패드(12)는 지하 도관의 내부 면에 밀착될 수 있는 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 2에 도시된 것처럼, 조절 부재(11)와 반대편의 방향으로 고정 수단(11a)의 설치될 수 있고 고정 수단(11a)은 조절 부재(11)와 유사한 구조로 길이 조절이 가능하도록 위에서 설명된 회전 유닛에 결합될 수 있다. 구체적으로 회전 유닛은 실린더 형상이 되고 둘레 면의 서로 마주보는 위치에 고정 브래킷(22)이 설치되고, 조절 부재(11) 및 고정 수단(11a)이 회전 기어(211)에 결합될 수 있다. 이와 같은 구조에서 회전 기어(211), 작동 기어(212) 또는 구동 모터(21)는 회전 유닛의 내부에 배치될 수 있다. 그리고 조절 부재(11)는 제1 방향으로 길이 조절이 가능하고, 고정 수단(11a)은 제1 방향과 반대되는 방향으로 길이 조절이 가능하다. 이와 같은 구조는 아래에서 다시 설명된다.
도 3은 본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 보수 로봇(RB)의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3의 (가)를 참조하면, 보수 로봇(RB)은 견고한 구조로 이루어진 몸체(31), 몸체(31)의 위쪽 면에 배치된 연결 블록(32), 연결 블록(32)에 형성된 연결 커넥터(33), 몸체(31)에 회전축에 의하여 고정된 바퀴(34), 몸체(31)의 뒤쪽에 형성된 견인 고리(312) 및 고정 링(311)으로 이루어질 수 있다. 연결 블록(32)에 위에서 설명된 보수 패드의 설치를 위한 다양한 장치가 결합될 수 있다. 그리고 연결 커넥터(33)를 통하여 보수제의 주입을 위한 파이프 또는 주입 호스가 보수 패드로 연결될 수 있다. 추가로 별도의 커넥터가 설치되거나 연결 커넥터(33)를 통하여 조절 부재의 작동을 위한 케이블이 연결 블록(32)의 내부로 투입될 수 있다. 조명 수단(15) 및 카메라(16)는 관절 구조 또는 회전 가능한 구조로 상하 또는 좌우 방향으로 꺾인 방향으로 향하도록 만들어질 수 있다. 그리고 조명 수단(15)은 제1 방향으로 회전 가능하면서 이와 동시에 제1 방향과 서로 다른 제2 방향으로 회전 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 카메라(16) 또는 조명 수단(15)과 관련된 케이블은 몸체(31)의 뒤쪽에 형성된 적절한 커넥터를 통하여 몸체(31)에 배치될 수 있다.
도 3의 (나)를 참조하면, 바퀴(34)는 몸체(31)의 높이에 비하여 충분히 큰 직경을 가질 수 있다. 그리고 연결 블록의 내부 또는 외부에 유압 펌프와 같은 작동 유닛(38)이 설치될 수 있다. 그리고 작동 유닛(38)에 작동 실린더(37)가 결합되고 작동 실린더(37)의 끝 부분에 조절 유닛(39)이 배치될 수 있다. 그리고 조절 유닛(39)의 내부에 제어 밸브(391)가 배치될 수 있다. 조절 유닛(39)은 작동 실린더(37)에 대하여 회전 가능하도록 결합되고, 서로 다른 방향으로 조절 실린더(35a, 35b)가 배치될 수 있다. 조절 실린더(35a, 35b)에 대하여 피스톤 구조로 조절 부재(11) 및 고정 부재(36)가 결합될 수 있다. 그리고 조절 부재(11) 및 고정 부재(36)의 끝 부분에 보수 패드(12) 및 고정 패드(35)가 배치될 수 있다.
보수 벽면이 결정되면 조절 유닛(39)이 보수 패드(12)가 보수 벽면에 밀착될 수 있는 위치로 회전될 수 있다. 그리고 작동 실린더(37)에 의하여 공급되는 압력에 의하여 조절 부재(11)가 이동될 수 있고, 이에 따라 보수 패드(12)가 보수 벽면에 밀착될 수 있다. 그리고 다시 제어 밸브(391)의 작동에 의하여 고정 부재(36)가 이동되어 고정 패드(35)가 보수 패드(12)와 마주보는 지하 도관의 내부 벽면에 밀착될 수 있다. 이로 인하여 몸체(31)가 지하 도관의 보수 위치에 고정될 수 있다. 조절 부재(11)와 고정 부재(36)는 각각 독립적으로 이동되거나 동시에 이동될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 조절 부재(11) 또는 고정 패드(35)는 모터에 의하여 또는 압력에 길이 조절이 될 수 있다.
보수 패드(12) 또는 고정 패드(35)의 밀착은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 이에 따른 로봇(RB)의 고정이 또한 다양한 구조로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3의 (나)에 도시된 것처럼, 보수제는 별도의 경로를 통하여 보수 패드(12)로 공급될 수 있다. 구체적으로 몸체(31)의 앞쪽에 호스 고정 유닛(HC)이 배치되고 그리고 보수제의 공급을 위한 공급 호스(LH)가 호스 고정 유닛(HC)을 경유하여 보수 패드(12)로 연결될 수 있다. 보수제는 외부로부터 공급되어야 하므로 외부로부터 호스 고정 유닛(HC)에 이르는 호스 부분은 몸체(31)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 이와 같이 공급 호스(LH)는 다양한 방법으로 외부로부터 보수 패드(12)로 연결될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 관로의 구조 및 로봇의 이동 수단의 구조에 대한 실시 예를 도시한 것이다.
도 4의 (가)를 참조하면, 로봇의 몸체(31) 내부 또는 위에서 설명된 연결 블록의 내부로 연결 파이프(41)가 배치될 수 있고, 연결 파이프(41)는 체결 부재(126)를 경유하여 보수 패드(12)에 이르도록 형성될 수 있다. 그리고 연결 파이프(41)의 내부로 한 쌍의 주입 호스(421, 422)가 배치될 수 있고, 한 쌍의 주입 호스(421, 422)는 주입 홈에 형성된 주입 노즐(42)을 통하여 보수 지점으로 투입될 수 있다. 주입 호스(421, 422)의 끝 부분에 적절한 주입 노즐이 결합될 수 있고, 주입 노즐을 통하여 보수제가 보수 지점으로 주입될 수 있다. 주입 노즐(42)은 신축성을 가진 소재로 만들어질 수 있고, 보수 패드(12)의 접촉면과 동일한 높이 또는 위쪽으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 그리고 보수 패드(12)가 지하 도관의 내부 면에 밀착되면서 주입 노즐(42)이 하자 부분에 위치될 수 있다. 그리고 한 쌍의 주입 호스(421, 422)를 통하여 외부로부터 보수제 및 경화제가 주입될 수 있다.
도 4의 (나)를 참조하면, 몸체(31)의 양쪽 측면으로 회전축(S)이 연장될 수 있고, 회전축(S)에 신축 부재(45)가 연결될 수 있다. 그리고 신축 부재(45)의 끝 부분에 회전 조인트(451)가 연결되고 그리고 회전 조인트(451)에 경사 부재(46)가 연결되어 바퀴(34)가 회전축(S)에 연결될 수 있다. 바퀴(34)는 경사진 또는 곡면 형상의 지하 도관(T)의 내부 면에 접촉될 수 있고, 이와 같은 곡면에 바퀴(34)의 고정에 의하여 로봇이 정해진 위치에 고정되면서 로봇이 안정적으로 지하 도관(T)의 내부 면을 따라 이동되도록 한다. 신축 부재(45)는 회전축(S)에 대하여 길이 조절이 가능하도록 배치되고, 회전 조인트(451) 및 경사 부재(46)에 의하여 서로 다른 경사면을 가지는 지하 도관(T)의 둘레 면에 바퀴(34)가 안정적으로 접촉되도록 한다. 또한 신축 부재(45)에 의하여 서로 다른 직경을 가지는 지하 도관에서 로봇이 이동 및 고정될 수 있도록 한다. 회전 조인트(451)에 잠금 핀(452)이 배치될 수 있고, 잠금 핀(452)에 의하여 신축 부재(45)와 경사 부재(46)는 일정한 경사각으로 유지될 수 있다. 도 4에서 한쪽 방향의 바퀴(34)에 대하여 도시되어 있지만 다른 쪽 방향으로 동일한 구조로 바퀴(34)에 몸체(31)에 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 보수 장치에 적용되는 로봇은 다양한 구조를 가질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 보수 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 지하 도관의 보수 방법은 지하 도관의 보수 지점으로 상기 지하 도관의 내부 벽면의 일부에 밀착 가능한 보수 패드를 가진 로봇을 이동시키는 단계(P51); 보수 패드는 보수 면에 밀착시키면서 이와 동시에 상기 로봇을 보수 지점에 고정시키는 단계(P52); 상기 외부로부터 공급되어 보수 패드로 전달되는 보수제를 보수 지점으로 공급하는 단계(P53); 상기 보수제가 경화되는 단계(P54); 및 상기 보수 패드를 분리시키는 단계(P55);를 포함한다.
본 발명에 따른 보수 방법은 하수관을 포함하는 다양한 지하 도관의 보수에 적용될 수 있고 바람직하게 직경이 큰 하수관의 보수에 적용될 수 있다.
지하 도관의 보수를 위하여 맨홀과 같은 투입구를 통하여 로봇이 지하도관으로 투입되어 보수 지점으로 이동될 수 있다(P51). 로봇은 지하 도관의 보수 지점으로 상기 지하 도관의 내부 벽면의 일부에 밀착 가능한 보수 패드를 가질 수 있고, 상기 보수 패드는 벽면의 임의의 부위에 밀착되도록 로봇에 결합될 수 있다. 로봇에 장착된 카메라 및 조명 수단에 의하여 로봇이 이동 과정이 감시될 수 있고, 로봇이 보수 지점에 도달하면 보수 패드가 보수 지점에 밀착되어 고정될 수 있다(P52). 보수 패드가 고정되면서 이와 동시에 로봇이 보수 지점에 고정될 수 있다. 보수 패드 및 로봇이 정해진 위치에 고정되면, 외부에 미리 준비된 보수제가 보수 패드로 공급될 수 있다(P53). 보수제는 지수 용액과 경화제로 이루어질 수 있고, 외부로부터 보수 패드에 이르는 공급 호스를 통하여 공급될 수 있다. 지수 용액과 경화제가 보수 지점에 투입되면 경화가 될 수 있다(P54). 그리고 일정 시간이 경과되어 보수제의 경화가 완료되면 보수 패드가 분리될 수 있다(P55). 이후 로봇이 다시 맨홀을 통하여 배출되고 보수 작업이 완료될 수 있다.
본 발명에 따른 보수 방법은 다양한 과정을 통하여 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 보수 장치는 큰 직경을 가진 지하 도관의 보수가 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 보수 장치는 예를 들어 800 ㎜ 이상의 직경을 가지는 하수관에서 인력 투입이 없이 균열 또는 누수와 같은 하자가 보수될 수 있도록 한다. 또한 본 발명에 따른 보수 방법은 보수 로봇이 지하 도관의 보수 위치에서 안정적으로 유지될 수 있도록 하는 것에 의하여 보수 공정이 안전하면서 신뢰성을 가지면서 이루어지도록 한다. 또한 본 발명에 따른 보수 방법은 임의의 직경을 가지는 보수 공정에 적용될 수 있도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 조절 부재 11a: 고정 수단
12: 보수 패드 13: 고정 브래킷
14: 보수 커넥터 15: 조명 수단
16: 카메라 21: 구동 모터
22: 고정 브래킷 31: 몸체
32: 연결 블록 33: 연결 커넥터
34: 바퀴 35: 고정 패드
35a, 35b: 조절 실린더 36: 고정 부재
37: 작동 실린더 38: 작동 유닛
39: 조절 유닛 41: 연결 파이프
42: 주입 노즐 45: 신축 부재
46: 경사 부재 111: 나사 결합 면
121: 패드 몸체 122: 주입 홈
123: 밀폐 홈 124: 주입 홀
125: 연결 블록 126: 체결 부재
151: 회전 커넥터 161: 체결 브래킷
171: 고정 브래킷 172: 회전 유닛
173: 체결 블록 211: 회전 기어
212: 작동 기어 311: 고정 링
312: 견인 고리 391: 제어 밸브
421, 422: 주입 호스 451: 회전 조인트
452: 잠금 핀 HC: 호스 고정 유닛
LH: 도관 커넥터 LH: 공급 호스
RB: 로봇 S: 회전축
T: 지하 도관 W1: 케이블

Claims (1)

  1. 지하 도관(T)의 내부에서 이동 가능한 로봇(RB);
    상기 지하 도관(T)의 내부 벽면에 접촉 가능한 접촉면을 가지며, 상기 접촉면에 형성되는 주입 홈(122) 및 상기 접촉면의 가장자리를 따라 형성된 밀폐 홈(123)을 포함하는 보수 패드(12);
    상기 로봇(RB)의 앞쪽에 형성된 고정 브래킷(171)에 대하여 회전 가능하도록 결합된 회전 유닛(172);
    상기 회전 유닛(172)의 길이 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 형성된 체결 블록(173);
    상기 체결 블록(173)에 길이 조절이 가능하도록 결합되고, 상기 보수 패드(12)와 연결된 조절 부재(11); 및
    외부로부터 주입되는 보수제를 상기 보수 패드(12)로 공급하는 도관 커넥터(LH);를 포함하고,
    상기 보수 패드(12)는 내부가 강성 소재로 이루어지고 상기 강성 소재의 외부를 신축성 소재가 둘러싸는 구조로 만들어지고, 상기 주입홈(122)에 보수제 및 경화제가 하자 부분으로 주입되는 주입 노즐(42)이 배치되는 것을 특징으로 하는 지하 도관의 보수 장치.
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