KR101945618B1 - 하수관로 종합 유지보수 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경적이고 효과적인 하수관로의 유지보수 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 나아가 위치정보시스템 예컨대 GIS 등과 연계시스템을 통하여 보다 종합적인 유지보수를 제공하는 것과 관련한다.
이를 위하여 하수관로 주행용 로봇(차량)은 탐사수단을 갖춘다. 상기 탐사수단은 카메라부, 위치측정부 및 강도측정부를 포함하는 탐사수단과, 분쇄장비 및 도포장비를 포함하는 보수수단으로 이루어진다.
이를 통하여 GIS, GPS, wi-fi, 4G 등 위치정보시스템(g1)과 연계하여 종합적인 하수관로 유지보수 계획을 수립하는 데에 기여하고,
그리고 수립된 유지보수 계획에 따라 하수관로 내부에 하자가 발생한 부분 또는 전체에 있어서 분쇄작업을 실시하고, 미장 시멘트 등으로 도포작업을 실시하는 단계를 포함한다.

Description

하수관로 종합 유지보수 방법 및 시스템{SEWERAGE TOTAL MANAGEMENT METHOD AND SYSTEM}

본 발명은 친환경적이고 효과적인 하수관로의 유지보수 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 나아가 위치정보시스템 예컨대 GIS 등과 연계시스템을 통하여 보다 종합적인 유지보수를 제공하는 것과 관련하며 보다 세부적으로는, CCTV와 같은 탐사 카메라 내지는 손드(전파발생기)와 같은 위치정보추적장비 등을 이용하여 하수관로 내부의 상태 및 위치와 같은 하수관로의 실태를 파악하는 방법 및 그 시스템과 관련한다. 이때, 하수관로의 시멘트 강도 상태를 조사하기 위하여 강도측정기를 사용한다.

또한, 하수관로의 상황에 관한 취득된 정보로 유지보수 계획을 수립한 후, 상기 유지보수 계획에 따라 하수관로를 비굴착의 방법으로 필요한 부분만 유지보수를 실시하는 부분보수 공법과 하수관로 전체의 유지보수를 위한 전체보수의 공법 및 그 시스템과도 관련한다.

다음은 본 발명과 관련하는 배경기술을 알아본다.

먼저, 하수관로 내부의 상태 및 위치 등 실태를 파악하는 것과 관련하여서는 등록특허 제1715610호(2017.03.07.) 등이 개시되어 있으며 도 1의 예시를 참조하여 설명하면,

하수 시설물 위치 탐사 장치는 하수관로 내부를 주행하는 CCTV 자주차/이동용 로봇(100); 상기 CCTV 자주차에 장착되며 상기 하수관로의 전방 및 상기 하수관로의 상부를 촬영하여 상기 하수관로의 방향 및 상기 하수관로와 연결된 연결 배관의 위치를 판단하기 위한 카메라 유닛; 상기 CCTV 자주차에 장착되며 상기 연결 배관의 하부에서 상기 연결 배관 내부로 자기장을 제공하는 자기장 발생 유닛; 및 지상에서 상기 자기장을 디텍팅하여 상기 하수관로에 연결된 연결 배관의 위치를 파악하는 이동식 자기장 디텍터를 포함하고, 하수 시설물 위치 탐사 장치의 상기 CCTV 자주차는 자주차 몸체, 상기 자주차 몸체의 내부에 배치된 구동 장치, 상기 구동 장치와 연결된 바퀴들, 상기 구동장치와 상기 카메라 유닛 및 상기 자기장 발생 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하여 이루어져 있다.

또한 하수관로를 비굴착의 방법으로 필요한 부분만 혹은 전체에 걸쳐서 유지보수를 실시하는 것에 대하여서는 도 2의 예시와 관련하여 등록특허 제1111221호(2012.01.25.)가 개시되어 있는 바,

하수도관 내에서 전후 이동 가능하도록 이루어진 이동 차체/이동용

로봇(100)와, 상기 이동 차체의 후방에 위치되어 신관이 하수도관 내부로 삽입되게 하수도관의 내벽을 절삭하여 보링하는 절삭보링 헤드와, 상기 이동 차체에 구비되어 상기 절삭보링 헤드를 회전시키는 절삭구동기구와, 상기 이동 차체에 고정되어 상기 절삭보링 헤드 및 절삭구동기구가 이동 차체에 대하여 직선 이동이 가능하도록 지지하는 직동 가이드기구와, 상기 이동 차체가 하수도관의 길이 방향으로 이동하는 것을 제한하는 동시에 신관이 삽입되는 센터 위치를 조절할 수 있도록 하는 차체 고정장치를 포함하는, 하수도관 갱생을 위한 절삭보링장치에 관하여 제공되고 있다.

본 발명은 배경기술이 제공하는 각종 하수관로의 유지보수에 관한 방법 및 시스템보다 더 효과적이고 친환경적인 방법 및 수단을 제공하고자 한다. 이에 더하여, 도 4 예시에서, 위치정보를 제공할 수 있는 수단 예컨대 GIS, GPS, wi-fi, 4G 등과의 연계된 위치정보시스템(g1)을 통하여 보다 종합적이고 통합적인 유지보수 방법 및 시스템을 구축하는 데에 기여하고자 한다.

일반적으로, 부속 시설들을 포함하는 노후 하수관로는 많은 경우에 데이터 베이스화가 되어 있지 않다. 따라서, 시간의 경과에 따라 주변 지형이 변화되어 하수관로의 시점, 종점, 방향, 분기점 등이 하수관로의 매설 위치를 나타내는 하수관로의 관로도면과 일치하지 않는 경우가 빈번하므로, 지상의 작업자가 하수관로 관로와 연결된 연결 배관, 가지관 등의 위치를 확인하기 어렵다. 따라서, 매설된 하수관로의 시점, 종점, 방향, 분기점 및 하수관로의 부속 시설들에 관한 데이터베이스(Data Base)화를 용이하게 실시하는 데에 기여할 수 있도록 보다 효율적인 방법 및 시스템이 필요하다.

그리고 수립된 유지보수 계획에 따라 친환경적인 방법을 채택하여 하수관로를 비굴착 방식으로 보수 갱생하기 위한 부분보수 및 전체보수를 실시할 수 있도록 하는 방법 및 수단이 필요한 것이다.

본 발명의 하수관로 종합 유지보수 방법 및 시스템은 친환경적이고 효과적인 하수관로의 유지보수 방법 및 시스템을 제공하기 위하여,

탐사수단를 갖춘 이동용 로봇을 하수관로 내부에서 운용하여 하수관로 내부의 영상정보, 상태정보 및 위치정보를 수집하는 단계와,

수집된 정보를 분석하여 하수관로 유지보수계획을 수립하는 단계와,

상기 유지보수계획에 따라 하수관로를 보수하는 보수수단을 이용하여 보수를 실시하는 단계를 포함하고,

상기 탐사수단은 카메라부, 위치측정부 및 강도측정부를 포함하고,

상기 보수수단은 분쇄장비 및 도포장비를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 하수관로의 유지보수에 관한 방법 및 시스템보다 더 효과적이고 친환경적인 방법 및 시스템이 제공된다.

더하여, 위치정보를 제공할 수 있는 GIS 등과의 연계된 위치정보시스템을 통한 데이터베이스(Data Base)화를 수행하여 보다 종합적이고 통합적인 하수관로 유지보수 방법 및 그 시스템의 구축을 용이하게 실시하는 토대가 될 수 있다.

더하여, 상기 수립된 유지보수의 계획에 따라 보다 더 효과적이고 친환경적으로 하수관로를 보수할 수 있다.

도 1은 배경기술의 예시로서, 하수관로의 실태를 파악하는 과정 및 이에 동원되는 수단에 관한 개요도이다.
도 2는 배경기술의 예시로서, 하수관로를 보수하는 과정에 관한 개요도이다.
이하, 본 발명에 관한 예시이다.
도 3은 하수관로의 구조 및 이에 투입된 하수관유지보수 장비 예컨대 이동용 로봇의 진행방향을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 측면에서 작업과정을 보인 예시도이다.
도 5는 탐사수단의 어느 부분의 구성을 보인 것으로, 도 5 A는 조립된 사시도 및 분해사시도; 도 B는 측면도; 도 5 C는 작동을 보인 상태도;이다.
도 6은 분쇄장비의 구성을 보인 것으로 사시도 및 어느 부분의 분해사시도이다.
도 7은 각각 분쇄장비 어느 부분 및 그 작동 상태를 측면에서 보인 예시도이다.

도 3 및 도 4의 예시에서, 본 발명은 탐사수단(12)을 갖춘 이동용 로봇(100)을 하수관로(1) 내부에서 주행 및 정지하도록 작동하여 하수관로 가지관(1c)의 지점(x2), 하수관로 방향이 바뀌는 지점(x3) 등의 위치정보를 수집하고, 상기 지점(x2)(x3)를 포함하여 일정구간 선정된 지점(x1) 마다 위치정보를 수집하는 단계를 포함하여 획득된 위치정보를 데이터베이스(DB)화 하는 단계를 포함하고 이를 통하하여 GIS, GPS, wi-fi, 4G 등 위치정보시스템(g1)과 연계하여 종합적인 하수관로 유지보수 계획을 수립하는 단계를 포함한다.

상기 각 지점(x : x1, x2, x3)에서는 상기 탐사수단의 강도측정부(12c)를 활용하여 그 곳의 시멘트 강도를 측정한 데이터를 획득할 수 있는 상태정보 수집하는 단계를 포함하며 이를 함께 데이터베이스(DB)화 하여서 상기 유지보수 계획 수립에 활용한다. 이때, 업무의 효율을 전문화하고 세분화 하기 위하여 상기 이동용 로봇(100)의 진행 중 전진(forward) 과정에서는 카메라부(12a)를 통하여 내부의 영상정보와 위치측정부(12b)를 통한 위치정보를 획득하고, 상기 이동용 로봇(100)의 진행 중 후진(backward) 과정에서는 상기 강도측정부(12c)를 활용하여 시멘트의 강도를 측정한 상태정보 데이터를 획득, 수집하는 단계로 세분화 할 수 있다.

이후, 수립된 유지보수 계획에 따라 상기 이동용 로봇(100)에 도 6의 예시와 같은 분쇄장비(200) 또는 도포장비를 장착하여 하수관로 내부에 하자가 발생한 지점에 투입하여 필요한 부분 또는 전체의 분쇄작업을 실시하고, 미장 시멘트 등으로 도포작업을 실시하는 단계를 포함한다.

도 4 및 도 5의 예시를 참조한다.

조명수단 및 CCTV 카메라 등의 탐사수단(12)을 장착하고 하수관로(1) 외부에서 컨트롤 하도록 마련된 제어부(13)와 제어케이블(13a)을 통하여 연결되어서 하수관로(1)의 내부를 주행바퀴(11)로 이동하는 주행차 형태의 이동용 로봇(100)을 통하여 관로(1a) 내부를 탐사하며 위치정보를 획득한다. 여기에서 상기 탐사수단(12)을 장착한 이동용 로봇(100)은 제어케이블(13a)을 통하여 지상으로부터 제어된다.

상기 탐사수단(12)은 카메라부(12a), 위치측정부(12b) 및 강도측정부(12c)를 구비한다. 또한 제어케이블(13a)로 연결되어 상기 카메라부(12a), 상기 위치측정부(12b) 및 상기 강도측정부(12c)의 각 작동을 제어할 제어부(13)를 포함하며 상기 이동용 로봇(100)에 전력을 공급하고 제어할 수단은 상기 제어부(13)에 함께 구비되거나 별도로 구비될 수 있다.

도 5에서 상기 위치측정부(12b)는, 위치정보를 지상 위로 전파하기 위한 전파발생장치(전파발생기)가 구성된 공지의 손드(12b10)가 포함된 손드부(12b1) 및 지상에서 상기 전파를 탐지할 관로탐지기(12b2)를 포함하고, 상기 자체제어장치에서 그 필요한 작동이 수행되며 작업자에 의해 상기 지상의 제어부(13)에서 구체적인 제어가 가해진다.

하수관로(1) 내부는 파손, 노후 등에 의하여 관로(1a)의 표면 밖으로 돌출되거나 패이거나 하는 하수관로(1) 관로 천정에 요철부위(1a1)들이 발생한다.

이때, 상기 요철부위(1a1)의 굴곡에 맞추어 거리를 대응시킬 수단이 필요하며, 이를 위하여 상기 손드부(12b1)는 탄성력 있게 휠 수 있는 금속 탄성부재로 되어 손드(12b10)를 상기 이동용 로봇(100)으로부터 이격시켜 결속하는 연장스탠드(12b15)를 구비할 수 있다.

상기 연장스탠드(12b15)는 내부를 관처럼 비워서 상기 손드(12b10)로 전력 및 제어를 위한 케이블을 상기 이동용 로봇(100)에 연결하도록 제공될 수 있다.

상기 탄성부재로 이루어진 연장스탠드(12b15)를 구비하면 상기 이동용 로봇(100)의 전후진 주행 중에도 손드(12b10)를 작업포지션에 위치시키고 작업을 수행할 수 있다.

상기 연장스탠드(12b15)의 하단(12b16)에는 상기 이동용 로봇의 상단에 고정나사 등을 통하여 부착될 부착부(12b7)가 구비되어 착탈 가느예 결합될 수 있다. 상기 부착부(12b7)는 상기 이동용 로봇(100)의 상단에 상기 연장스탠드(12b15)를 절첩하거나 반대로 상기 연장스탠드(12b15)를 펼쳐서 기립시킬 절첩수단을 구비할 수 있다. 이에는 공지된 절첩수단을 인용할 수 있다.

상기 연장스탠드(12b15)의 상단(12b14)에는 손드(12b10)가 부착된다. 상기 손드(12b10)는 그 몸체가 회전체의 회전축의 역할을 할 수 있도록 원통형을 취하거나 상기 손드(12b10)를 보호하면서 동시에 회전축 역할을 겸할 원통형 보호관을 구비한다. 상기 연장스탠드(12b15)의 상단은 원통형을 취하는 손드(12b10)의 일측면(도면의 예시) 혹은 양측면에 부착된다. 이때, 상기 손드(12b10)의 제어를 위한 케이블이 상기 연장스탠드(12b15)를 따라 배선되어 상기 이동용 로봇(100)에 연결된다.(미도시)

상기 손드(12b10)의 원통형 형상의 외주변에 대응하는 내주변(12b12)을 갖도록 파이프 형태를 취하는 파이프형 롤러(12b11)가 구비된다. 상기 파이프형 롤러(12b11)는 상기 손드(12b10)의 외주변에 끼워져서 상기 손드(12b10)를 회전축으로 삼아서 회전 가능한 회전축결합을 구성하고 이를 통하여 하수관로(1)에 접촉을 유지한 상태에서 진행할 수가 있다.

또한, 상기 이동용 로봇(100)이 전방(front) 또는 후방(back)으로 진행시에, 상기 이동용 로봇(100)의 진행방향과는 반대로 상기 손드부(12b1)는 상기 연장스탠드(12b15)의 탄성력에 의존하여 후방(back) 또는 전방(front)으로 휘게 되어서 요철부위(1a1)에 걸림이 없이 계속 하수관로 관로(1a)의 상단에 접촉을 유지한 상태에서도 잘 지나갈 수가 있다.

상술한 구성을 통하여 상기 손드(12b10)는 항상 또는 필요시에 하수관로(1)의 상단에 상기 파이프형 롤러(12b11)를 통하여 구름운동 하면서 최대한 근접 상태로 작업이 진행되고, 탄성력 있게 휨이 가능한 상기 연장스탠드(12b15)의 역할로 요철부위(1a1)에 대응하여 하수관로(1) 상부와 간격이 유지되거나, 요철부위(1a1)를 타고 넘으면서 진행할 수 있다.

즉, 상기 파이프형 롤러(12b11)가 하수관로 관로 천장과 맞닿아 접촉하며 수행되는 구름운동과 상기 연장스탠드(12b15)의 휨이 가능한 탄성력의 덕분에 상기 손드(12b10)를 하수관로 천정에 최대한 근접시키거나 접촉을 유지한 상태에서도 이동용 로봇을 주행시킬 수 있어서 손드부(12b1)를 이동시키면서 위치정보를 계속 송출할 수 있는 장점이 있다. 이때, 상기 파이프형 롤러(12b11)의 몸체는 쿠션부재를 채택하여 상기 손드(12b10)를 구름운동의 진동으로부터 보호하도록 할 수 있다.

한편, 지상에서는 사용자가 상기 제어부(13)를 통하여 상기 이동용 로봇(100)의 전반적인 활동을 제어하며 상기 탐사수단(12)로부터 취득된 정보를 수집한다. 이때 상기 손드(12b10)로부터 발생된 전파와 같은 송출신호는 상기 손드(12b10)의 윗 쪽 지면에서 관로탐지기(12b2)를 통하여 위치정보가 탐지되고, 상기 위치정보는 유,무선 또는 작업자의 수작업을 통하여 상기 제어부(13)에 입력된다. 이때, 상기 관로탐지기(12b2)나 상기 제어부(13)는 위치정보저장수단 예컨대, 위치정보 분석 하드웨어/소프트웨어 등을 구비할 수 있고, 또한 인공위성관련(GPS, GIS)이나 인터넷통신망(4G, wi-fi) 등을 활용하기 위하여 통신장비를 구비할 수 있다.

도 3 및 도 4에서 하수관로(1) 탐사작업의 실시에 있어서는,

먼저, 상기 탐사수단(12)을 구비한 상기 이동용 이동용 로봇(100)을 하수관로(1) 출입구를 통하여 관로(1a) 내부로 진입시킨 후, 진입된 상기 이동용 로봇(100)의 카메라부(12a)를 통하여 지상(외부)의 제어부(13)에서 하수관로(1) 내부의 상태를 파악하며 앞뒤로 진행(후진 포함) 또는 정지를 시키는 이동용 로봇(100)의 이동 단계로부터 작업이 시작된다. 상기 이동 단계는 다른 단계와 병행하여 수행될 수 있다.

상기 강도측정부(12c)의 작업수행과 작동에 있어서는,

일정한 구간마다 이동용 로봇(100)의 진행을 정지시키고, 상기 강도측정부(12c)를 이용하여 하수관로(1) 관로의 시멘트 강도를 측정하여 지상의 제어부(13)로 제어케이블(13a)을 통하여 송신하도록 하는 단계를; 포함하고 더하여, 상기 카메라부(12a)로부터 관측되는 하수관로(1) 내부의 상태가 심각하여 조사가 필요하다고 판단되는 경우 상기 이동용 로봇(100)의 진행을 정지시킨 후에 상기 강도측정부(12c)를 작동하여 그 부분의 하수관로(1) 관로의 강도를 측정해서 지상의 제어부(13)로 송신하는 하수관로 강도측정 단계를; 포함한다. 이때, 구간 또는 임의로 측정하는 작업은 동시에 병행될 수 있다.

상기 위치측정부(12b)의 작업수행과 작동에 있어서는,

상기 미리 설정된 매 구간마다 상기 강도측정을 위하여 상기 이동용 로봇(100)의 진행을 정지하거나, 미리 설정된 구획이 정해져서 상기 진행을 정지하거나, 상기 카메라부(12a)를 통하여 하수관로 내부에 특이 사항이 발견되어 임의로 상기 진행을 정지하거나 또는 상기 카메라부(12a)를 통하여 하수관로(1)의 가지관이나 분기점이나 하수관로(1)의 방향이 바뀌는 부위가 관측되어 상기 진행을 정지시키는 위치측정 준비 단계와;

상기 진행이 정지된 상태에서, 상기 위치측정부(12b)의 손드부(12b1) 송신수단을 하수관로(1)의 상단에 접촉하는 때까지 최대한 상향시켜 송수신 감도를 극대화 시키는 단계와; 상기 손드부(12b1)로 부터 위치정보 신호(전파 등)를 발생시켜 이동용 로봇(100)이 위치하는 하수관 관로의 위치정보를 지상으로 송출하는 위치정보 전송 단계를; 포함한다.

한편, 도 5에 예시된 상기 파이프형 롤러(12b11) 및 상기 연장스탠드(12b15)를 포함하여 구성되는 손드부(12b1)를 이동용 로봇(100)에 구비하면, 도 3 및 도 4 예시에서, 상기 이동용 로봇의 진행을 정지시키지 않고 주행(이동) 중에 상기 위치정보 전송 단계를 수행할 수 있다.

지상에서는 상기 이동용 로봇(100)의 손드부(12b1)로부터 송신되는 전파 등을 관로탐지기(12b2)로 수신하여 위치정보를 파악하는 단계와; 상기 관로탐지기(12b2)의 위치정보를 위치정보저장수단을 통하여 입력하는 단계를; 포함하여 작업이 수행된다.

보수수단을 통하여 보수작업을 수행한다. 상기 보수수단은 분쇄장비(200) 및 도포장비를 포함한다.

도 4 및 도 6의 예시에서, 이동용 로봇(100)의 전방에는 모터의 회전력으로 분쇄장비(200) 및 도포장비를 구동하는 회전축(200`)이 구비된다. 상기 분쇄장비(200)는, 상기 회전축(200`)에 결합되는 회전플레이트(220)와, 회전플레이트(220)의 회전축을 중심으로 방사형을 이루도록 탈착 가능한 구조로 결합되는 다수의 커터(230)와, 각 커터(230)의 끝단에 결합되는 커터날(240)을 포함하여 구성된다. 상기 회전플레이트(220)는 링 형상의 외륜(222)과 중심부를 기준으로 방사형을 이루도록 결합되는 림(224)으로 구성된다. 이때, 림(224)은 외륜(222) 중심측의 끝단이 높고 외륜(222) 바깥쪽의 끝단이 낮게 형성된다. 따라서, 분쇄장비(200)은, 전체적인 형상이 외측 중심부가 돌출되는 원추 형상으로 형성되므로, 보다 용이하게 퇴적물을 분쇄시킬 수 있게 된다.

그리고 커터(230)가 회전플레이트(220)에 착탈 가능한 구조로 결합되면, 사용 횟수 증가로 인하여 커터날(240)이 마모되는 경우 종래의 하수관로 굴착 및 보링장치와 같이 분쇄장비(200) 전체를 교체할 필요 없이 커터(230)만을 교체시킬 수 있으므로 비용을 낮출 수 있다.

하수관로 장애물 제거 방법을 살펴보면, 분쇄장비(200)이 장착된 이동용

로봇(100) 하수관로(P) 내부로 진입시키는 단계와; 상기 분쇄장비(200)을 이용하여 하수관로(P) 내벽에 적층된 퇴적물을 분쇄하는 단계로; 이루어진다. 도 3 및 도 4를 참조한다.

종래의 분쇄장비(200)은 커터(230) 하나를 교체하기 위하여 다수의 결합볼트(236)를 모두 해체하는 문제와, 분해된 결합볼트(236)의 분실이 우려되고, 신속한 조치를 취하기 어렵다. 커터(230)가 결합볼트(236)의 체결 구조에 지속적인 진동 및 충격을 인가되면 결합볼트(236)의 조임력이 헐거워지므로 진동이 더 증대 되거나 새로운 형태의 진동이 발생한다. 특히, 커터(230)를 고정하는 부착, 지지력이 약해지고 유격이 발생하여 커터(230)의 회전력이 퇴적물(a3)에 원활하게 전달되지 못하며 강한 충격을 가하지 못하게 되므로 작업효율이 떨어진다. 본 발명에서는 이를 해소하기 위하여 결합브라킷(260)을 통한 체결구조를 채택하도록 되어 있다. 따라서 보다 신속하고 편리한 착탈식 교체가 가능하고, 보다 강력한 커터(230) 지지력을 확보할 수 있게 된다.

상기 결합브라킷(260)은 처음부터 림(224)으로부터 연장(돌출)되어 형성되거나, 별도로 제작된 후에 상기 림(224)에 영구히 부착되어 한 몸체를 이룬다.

상기 결합브라킷(260)은 그 횡단면이 바닥벽 및 양 지지벽으로 둘러쌓인 U 형상을 취한다. 상기 바닥벽 즉, 브라킷저벽(262)은 상기 커터(230)의 저면 즉, 커터저면(233)에 긴밀하게 대응된 형상을 취하여서 접촉하고, 상기 림(224)과는 일체가 된 형태로 제공된다. 상기 지지벽 즉, 브라킷측벽(260a)은 그 양 측의 각 내면이 상기 커터(230)의 양 측면 즉, 커터측면(230a)에 각각 긴밀히 대응되게 형성되어 접촉한다.

도 6에서, 상기 결합브라킷(260)은 상술한 형태를 취하여서, 상기 브라킷저벽(262)은 상기 커터저면(233)을 받침(지지)하여 안착시키고, 상기 브라킷측벽(260a)은 상기 커터측면(230a)의 아래부분을 지지하여 안착시킨다.

커터(230)가 결합브라킷(260)에 삽입되어 체결이 이루어지면, 그 체결된 상태가 유지되게 하는 체결유지수단을 구비한다. 상기 체결유지수단은 상기 결합브라킷(260)의 양 브라킷측벽(260a)의 각 내측면에 상기 결합브라킷(260)의 길이를 따라 일직선으로 돌출, 형성되는 가이드레일(261)을 형성하고, 양 커터측면(230a)에는 각각 커터(230)의 길이를 따라 일직선으로 홈이 패여 형성되는 가이드요홈(231)을 형성하여 제공된다. 한편, 구성되는 위치를 바꾸어서, 가이드레일(261)은 커터(230)에 구비시키고 가이드요홈(231)은 브라킷에 구비시킬 수 있다.

도 6의 예시에서, 상기 커터(230)를 상기 브라킷에 결합하는 방법을 알아보면, 가이드요홈(231)에 그 길이방향으로 가이드레일(261)을 끼워 삽입(인입)시켜서 양 자가 서로 밀착하여 결합되도록 하면 간단하고 신속하게 체결을 이룰 수 있게 된다.

즉, 상기 결합브라킷(260)의 길이방향 어느 한 단부에 상기 커터(230)의 일단(a)을 인입시킬(끼울) 때 동시에, 상기 결합브라킷(260)의 가이드레일(261)에 커터(230)의 일단(a) 측 가이드요홈(231)을 함께 인입시킨 다음에, 상기 커터(230)를 상기 브라킷의 다른 단부 쪽으로 밀어서 슬라이딩 이동시키는 순서로 완전히 밀착 삽입하게 구성되어 있다. 이러한 방법으로 결합되면 바닥의 브라킷저벽(262)은 물론, 좌우 양 브라킷측벽(260a)이 긴밀하게 커터(230)를 지탱하므로 매우 강력하게 지지하여서 장시간 진동. 충격에 노출되어도 헐거워짐 없이 유격 발생이 최소화 된다. 체결나사가 풀리는 문제는 잘 발생하지 않는 것이다.

커터(230)가 결합브라킷(260)에 삽입 장착된 후에, 상기 커터(230)가 다시 결합브라킷(260) 길이방향을 따라 슬라이딩 하여서 밖으로 빠져나가지 못하도록 시건장치(270)가 추가된다. 상기 시건장치(270)는 상기 결합브라킷(260)의 어느 단부(일단 또는 타단)에 구비되어서 상기 커터(230)의 일단(a) 또는 타단(b)을 고정한다. 회전플레이트(220)의 가운데 측 즉, 체결구(226) 측에 위치하는 결합브라킷(260)의 단부(일단)에 시건장치(270)가 구비되어 있다.

상기 시건장치(270)는 일측에 형성되는 브라킷고정부(271) 및 타측에 형성되는 커터고정부(272)를 포함한다. 도 6 내지 도 7의 예시에서, 상기 결합브라킷(260)의 일단에 상기 시건장치의 브라킷고정부(271)가 힌지결합이 되고, 상기 커터(230) 일단이 상기 결합브라킷(260) 일단의 근방에 도달하여 위치되면, 상기 시건장치의 커터고정부(272)를 상기 커터(230) 일단(a)에 힌지결합으로 고정시키도록 되어 있다.

상기 결합브라킷(260)의 일단에는 구멍이 천공된 브라킷-시건장치 고정홈(263)이 형성되고, 상기 커터(230)의 일단에도 구멍이 천공된 커터-시건장치 고정홈(263)이 형성되어 있다.

그리고 상기 시건장치의 브라킷고정부(271) 및 커터고정부(272)는 각각 볼트 형태의 고정돌기를 구비한다. 이에 따라, 상기 브라킷고정부(271)의 고정돌기는 상기 브라킷-시건장치 고정홈(263)에 끼워져 고정되고, 상기 커터고정부(272)의 고정돌기는 상기 커터-시건장치 고정홈(232)에 끼워져 고정된다.

도 7 A 및 도 7 B 예시에서, 상기 브라킷저벽(262)은 소정의 기울기(a1)를 갖는 경사면으로 형성되어 있음을 알 수 있다. 그리고 상기 브라킷측벽(260a)도 상기 기울기(a1)를 따라 경사지게 되어 있어서 결합브라킷(260) 전체가 기울기를 갖고 경사지게 구비되어 있다. 이에 따라 상기 결합브라킷(260)에 삽입 고정되는 커터(230)도 당연하게 상기 기울기를 가지고 좌우 어느 한 쪽으로 경사지게 분쇄장비(200)에 체결된다. 보다 구체적으로는 상기 기울기(a1)는 분쇄장비(200)의 회전방향(a2) 쪽으로 기울어진 것이다. 즉, 분쇄할 퇴적물(a3) 쪽을 향하여 경사지게 구성된 것이다.

이를 통하여 상기 커터(230)의 커터날(240)이 회전하여 퇴적물(a3)과 충돌하는 위치로부터 상기 커터(230)의 커터저면(233)은, 수직선상에 있지 않고, 오프셋이 되어 뒷 쪽에 위치하는 결과를 도출하는 것이다. 즉, 커터저면(233)은 회전방향의 뒷 쪽에 위치한다. 따라서, 퇴적물(a3)과 충돌시에 발생하는 충격하중을, 보통은 전적으로 브라킷측벽(260a)으로만 작용할 것에서, 브라킷저벽(262)으로 분산하는 효과를 가진다. 그러므로 퇴적물(a3)과 충격시에 보다 강력히 대응하는 것이 가능하며, 브라킷측벽(260a)의 지지부담을 줄여주어서 내구력을 증강시키고, 이에 따른 진동도 줄이게 된다.

도 7 C 및 도 7 D 예시에서 상기 시건장치(270)는 탄성력을 갖는 부재로 제공되어서 처음에는, 하중이 인가되지 않을 때 시건장치(270) 원래의 형태를 취하고 있다가 다음에, 분쇄장비(200)의 회전으로 원심력이 작용하여서 외륜(222)에 방사형으로 구성된 림(224) 상에서 상기 가이드레일(261)/가이드요홈(231)의 안내를 따라 도 8 B처럼 상기 커터(230)가 회전중심으로부터 바깥측을 향하는 슬라이딩 이동을 하게될 때 이를 탄력적으로 허용하여서 분쇄장비(200)의 반경이 커지는 반경 확장(a6)의 효과를 부여하게 된다.

분쇄장비(200)의 반경 확장(a6)에 의하여, 하수관로가 분쇄장비(200)의 직경보다 조금 크거나 작은 경우에도 탄력적으로 잘 대응할 수 있게 된다. 또한 커터(230), 커터(230)날이 원심력으로 퇴적물(a3)에 보다 잘 밀착되고 강력한 하중을 가압하여서 퇴적물(a3)을 효율적으로 분쇄하는 데에 도움을 준다.

이때, 상기 시건장치(270)의 탄성부재의 강약 정도를 미리 선택하여 상기 원심력에 의한 슬라이딩 이동에 의한 반경 확장(a6) 정도를 설정할 수 있다.

그리고 분쇄장비(200)의 회전이 정지하면, 탄성부재로 제공되는 상기 시건장치(270)의 탄성복원력을 통하여 상기 커터(230)가 원래위치로 복귀되어, 반경이 수축하게 되어서 하수관로 장애물 제거시스템의 분쇄장비(200)이 장애물에 걸림이 없이 보다 잘 하수관로 내부를 따라 전진 또는 후진 이동할 수 있게 된다.

상기 분쇄장비(200)을 통한 분쇄작업의 단계가 완료되면, 이동용 로봇(100)의 회전축(200`)에 모르타르를 도포하기 위한 미장판과 같은 도포장비(미도시)을 장착하여 하수관로의 미장작업을 실시하는 단계를 밟는다.

이동용 로봇(100);
탐사수단(12);
카메라부(12a); 위치측정부(12b); 강도측정부(12c);
분쇄장비(200); 커터(230); 시건장치(270);

Claims (2)

1. 친환경적이고 효과적인 하수관로의 유지보수를 위하여,
   탐사수단를 갖춘 이동용 로봇을 하수관로 내부에서 운용하여 하수관로 내부의 영상정보, 상태정보 및 위치정보를 수집하는 단계와;
   수집된 정보를 분석하여 하수관로 유지보수계획을 수립하는 단계와;
   상기 유지보수계획에 따라 하수관로를 보수하는 보수수단을 이용하여 보수를 실시하는 단계;를 포함하고,
   상기 탐사수단은 카메라부, 위치측정 및 강도측정부를 포함하고;
   상기 보수수단은 분쇄장비 및 도포장비를 포함하는; 하수관로 종합 유지보수 방법으로서,
   상기 분쇄장비는,
   로봇에 외륜(222) 및 방사형의 림(224)을 포함하는 회전플레이트를 결합시키고;
   상기 림(224)에, 브라킷저벽(262) 및 브라킷측벽(260a)으로 둘러쌓인 U 형상의 횡단면을 갖는 결합브라킷(260)을 형성시키고;
   상기 결합브라킷(260)에 커터(230)를 착탈식으로 체결시키되,
   상기 커터(230)의 커터저면(233)을 상기 브라킷저벽(262)에 대응되게 형성하여 접촉시키고, 상기 커터(230)의 커터측면(230a)은 상기 브라킷측벽(260a)에 대응되게 형성하여 접촉시키고;
   상기 커터(230)의 에지에 커터날(240)을 결합시키고;
   탄성부재의 일측에 브라킷고정부(271)를, 상기 탄성부재의 타측에 커터고정부(272)를 구비시켜서 시건장치(270)를 이루게 하고;
   상기 결합브라킷(260)의 일단에 상기 브라킷고정부(271)을 힌지결합 시키고, 상기 커터고정부(272)에 상기 커터(230)의 일단(a)을 힌지결합 시키는; 방법으로 제공되는 것을 특징으로 하는 하수관로 종합 유지보수 방법.
2. 친환경적이고 효과적인 하수관로의 유지보수를 위하여,
   탐사수단를 갖춘 이동용 로봇을 하수관로 내부에서 운용하여 하수관로 내부의 영상정보, 상태정보 및 위치정보를 수집하는 단계와;
   수집된 정보를 분석하여 하수관로 유지보수계획을 수립하는 단계와;
   상기 유지보수계획에 따라 하수관로를 보수하는 보수수단을 이용하여 보수를 실시하는 단계;를 포함하고,
   상기 탐사수단은 카메라부, 위치측정 및 강도측정부를 포함하고;
   상기 보수수단은 분쇄장비 및 도포장비를 포함하는; 하수관로 종합 유지보수 방법에 이용되는 하수관로 종합 유지보수 시스템으로서,
   상기 분쇄장비는,
   로봇에 외륜(222) 및 방사형의 림(224)을 포함하는 회전플레이트가 결합되고;
   상기 림(224)에, 브라킷저벽(262) 및 브라킷측벽(260a)으로 둘러쌓인 U 형상의 횡단면을 갖는 결합브라킷(260)이 형성되고;
   상기 결합브라킷(260)에 커터(230)가 착탈식으로 체결되되,
   상기 커터(230)의 커터저면(233)이 상기 브라킷저벽(262)에 대응되게 형성되어 접촉되고, 상기 커터(230)의 커터측면(230a)은 상기 브라킷측벽(260a)에 대응되게 형성되어 접촉되고;
   상기 커터(230)의 에지에 커터날(240)이 결합되고;
   탄성부재의 일측에 브라킷고정부(271)가 구비되고, 상기 탄성부재의 타측에 커터고정부(272)가 구비되어서 시건장치(270)를 이루고;
   상기 결합브라킷(260)의 일단에 상기 브라킷고정부(271)가 힌지결합 되고, 상기 커터고정부(272)에 상기 커터(230)의 일단(a)이 힌지결합 되어서; 구성되는 것을 특징으로 하는 하수관로 종합 유지보수 시스템.

Images