KR102025739B1 - Pipe Route Gradient Measuring Mobile Robot - Google Patents

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KR102025739B1
KR102025739B1 KR1020190022585A KR20190022585A KR102025739B1 KR 102025739 B1 KR102025739 B1 KR 102025739B1 KR 1020190022585 A KR1020190022585 A KR 1020190022585A KR 20190022585 A KR20190022585 A KR 20190022585A KR 102025739 B1 KR102025739 B1 KR 102025739B1
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magnetic
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이창원
임진영
김용길
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평원개발(주)
한국환경공단
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    • G01C9/02—Details

Abstract

The present invention relates to a driving robot for pipe gradient measurement. The driving robot includes: a body part (100) having an internal space, and including a removable cover (110) covering an upper surface; a head part (200) combined with the front end of the body part (100) to be able to be rotated in a PAN/TILT fashion; a plurality of driving wheels (300) mounted in parallel with both left and right sides of the body part (100); a driving motor (400) mounted in the internal space of the body part (100), and providing driving force to the driving wheels (300); and a control part (500) mounted in the internal space of the body (100), and controlling the operation of the driving robot. The driving wheels (300) have a diameter enabling the driving robot to drive along a pipe even when overturned.

Description

관로 경사도 측정용 주행로봇{Pipe Route Gradient Measuring Mobile Robot}Pipe Route Gradient Measuring Mobile Robot

본 발명은 관로 경사도를 측정할 때 사용하는 주행로봇에 관한 것으로서, 다수의 주행륜 각각에 구동력이 전달되며, 마그네틱을 이용한 슬립장치가 구비되어 헤드부의 충격을 효율적으로 흡수하고, 수평 방향으로 작용하는 서스펜션 기능이 구비된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a traveling robot used to measure the inclination of a pipe, and a driving force is transmitted to each of the plurality of driving wheels, and a slip device using a magnetic is provided to efficiently absorb the impact of the head and act in a horizontal direction. It is characterized in that the suspension function is provided.

관로라 함은 지하에 매설되는 상수도관, 하수도관, 송유관 등을 의미하는데, 관로에 손상이나 파손 등이 발생하는 경우 관로로부터 하수, 오물, 기름이나 물 등이 유출되어 관로 주변을 오염시키고 누출 자체로 비용 손실이 발생하게 된다.Pipe line means water supply pipe, sewer pipe, oil pipe, etc. buried underground.In case of damage or damage to the pipeline, sewage, sewage, oil or water is leaked from the pipeline, contaminating the pipeline and leaking itself. This leads to cost loss.

따라서, 관로를 설치할 때는 물론 설치 이후에도 일정 주기로 관로의 상태를 측정하여 관로의 이상 유무를 확인하며, 이상이 발생될 경우 보수를 한 후 적절하게 보수가 완료되었는지 여부를 확인할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to check whether the pipeline is abnormal by measuring the condition of the pipeline at regular intervals during the installation of the pipeline as well as after the installation, and in case of an abnormality, it is necessary to check whether the maintenance is properly completed.

도1은 종래 기술에 의한 관로측정시스템(100)을 이용하여 관로(2000)를 측정하는 상태를 개략적으로 도시한 것인데, 이러한 관로측정시스템(100)은 이동로봇부(150)의 조명상태나 전진 후진 등을 제어하는 주제어부(110)와, 주제어부(110)의 제어에 의하여 관로(2000) 내를 운행하면서 관로(2000) 상태를 측정하는 이동로봇부(150)로 구성된다. 주제어부(110)는 무선으로 이동로봇부(150)를 제어하기도 하나, 도1에 도시된 바와 같이 제어신호와 이동로봇부(150)에서 필요한 전원을 공급하는 케이블(167)로 연결된다.FIG. 1 schematically shows a state of measuring a conduit 2000 using a conduit measurement system 100 according to the related art, and this conduit measurement system 100 is an illumination state or an advance of a mobile robot unit 150. The main control unit 110 for controlling the reverse, etc., and the mobile robot unit 150 for measuring the state of the conduit 2000 while traveling in the pipeline 2000 by the control of the main control unit 110. The main control unit 110 may wirelessly control the mobile robot unit 150, but is connected to a control signal and a cable 167 for supplying power required by the mobile robot unit 150 as shown in FIG. 1.

이동로봇부(150)와 같은 자율 주행로봇은 좁은 관로 내부를 따라 이동하기 위하여 가능한 컴팩트한 사이즈로 제작될 필요가 있으며, 캐터필러 구동방식 또는 각각의 주행륜에 구동력이 공급되는 다륜구동 방식이 적용되어 장애물이나 단턱을 쉽게 통과할 수 있어야 되는데, 캐터필러나 다륜구동 방식의 경우 동력전달 과정이 복잡하고, 자율 주행로봇 내부의 공간을 주행 관련 장치들이 차지하여 몸체가 불필요하게 커지는 문제점이 있다. The autonomous driving robot such as the mobile robot unit 150 needs to be made as compact as possible in order to move along the narrow conduit, and a caterpillar driving method or a multi-wheel driving method in which driving force is supplied to each driving wheel is applied. Must be able to easily pass through obstacles or step, the case of the caterpillar or multi-wheel drive system has a problem in that the power transmission process is complicated, and the body is unnecessarily large because the driving-related devices occupy the space inside the autonomous driving robot.

아울러 관로 내부 영상을 촬영하는 카메라가 주행로봇의 전방에 장착될 경우 주행 과정에서 발생되는 외부 물체와의 충돌로 인하여 카메라 장착 부위나 연결 부위에 크랙이 발생되거나 카메라 장착부의 손상이 발생되어 카메라가 제기능을 발휘하지 못하는 문제점도 있다.In addition, if the camera that captures the internal image of the pipeline is installed in front of the driving robot, a crack may occur in the camera mounting part or the connection part due to collision with external objects generated during the driving process, or the camera mounting part may be damaged. There is also a problem of not functioning.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 카메라를 주행로봇 몸체의 상부에 설치하거나 주행로봇 몸체의 전방에 별도의 범퍼를 설치하여 충격을 흡수하기도 하는데, 이러한 방법은 관로 내부를 주행하는 과정에서 외부 물체와의 간섭 가능성을 높이고 주행 성능을 저하시킴과 동시에 측정 데이터의 신뢰도에 악영향을 미칠 수도 있다.To solve this problem, the camera may be installed on the upper part of the traveling robot body or a separate bumper may be installed in front of the traveling robot body to absorb shocks. This method may interfere with an external object while traveling inside the pipeline. It can also increase the performance of the instrument and reduce the driving performance, while adversely affecting the reliability of the measured data.

[선행기술문헌][Preceding technical literature]

등록특허 제10-0486029호Patent Registration No. 10-0486029

등록특허 제10-0761341호Patent Registration No. 10-0761341

등록특허 제10-1481688호Patent Registration No. 10-1481688

이러한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명의 목적은 다음과 같다.The purpose of the present invention created to solve this problem is as follows.

첫째, 주행로봇 몸체부 내부 공간을 최대한 적게 차지하면서 각각의 주행륜에 구동력을 효율적으로 전달할 수 있는 새로운 구조의 주행로봇을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.First, it is an object of the present invention to provide a driving robot of a new structure that can efficiently transfer the driving force to each driving wheel while occupying the inner space of the driving robot body as much as possible.

둘째, 주행로봇의 헤드부와 외부 물체의 충돌시 자연스럽게 슬립(slip)이 발생되면서 충격을 완화시킬 수 있는 새로운 구조의 주행로봇을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.Second, another object of the present invention is to provide a traveling robot having a new structure that can mitigate an impact while a slip naturally occurs when the head of the traveling robot collides with an external object.

셋째, 관로를 따라 주행하는 과정에서 주행로봇 몸체부 하부면이 장애물에 맞닿아 주행로봇의 몸체부가 상승하면서 주행륜이 관로 표면에서 순간적으로 이격되면 서스펜션의 작용으로 윤거(Track Width)가 확장되면서 주행륜이 관로 표면에 다시 밀착되어 주행이 가능한 새로운 구조의 주행로봇을 제공함을 본 발명의 또 다른 목적으로 한다.Third, when the driving robot body part is raised and the driving wheel is momentarily separated from the surface of the pipeline while the lower surface of the traveling robot body is in contact with an obstacle in the course of traveling along the pipeline, the track width is extended by the action of suspension. It is another object of the present invention to provide a driving robot having a new structure in which the wheels are brought into close contact with the surface of the pipeline.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.Technical composition of the present invention created to achieve the above object is as follows.

본 발명은 관로 경사도 측정에 사용되는 주행로봇에 관한 것으로서, 내부에 공간이 마련되며, 상부면을 덮는 착탈식커버(110)가 구비된 몸체부(100); 상기 몸체부(100)의 전방 단부에 PAN/TILT 방식으로 회전가능하게 결합되는 헤드부(200); 상기 몸체부(100)의 좌우 양측을 따라 나란하게 장착되는 다수의 주행륜(300); 상기 몸체부(100)의 내부 공간에 장착되며, 상기 주행륜(300)에 구동력을 제공하는 주행용모터(400); 및, 상기 몸체부(100)의 내부 공간에 장착되며, 주행로봇의 작동을 제어하는 제어부(500);를 포함하여 구성되고, 상기 주행륜(300)은 주행로봇이 전복(顚覆)될 경우에도 관로를 따라 주행이 가능한 직경을 가지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a traveling robot used to measure the inclination of the pipeline, the space is provided therein, the body portion 100 is provided with a removable cover 110 to cover the upper surface; A head portion 200 rotatably coupled to the front end of the body portion 100 in a PAN / TILT manner; A plurality of traveling wheels 300 mounted side by side along both left and right sides of the body portion 100; A driving motor 400 mounted in an inner space of the body part 100 and providing a driving force to the driving wheel 300; And a control unit 500 mounted in the inner space of the body part 100 and controlling the operation of the traveling robot, wherein the driving wheel 300 is overturned by the traveling robot. Edo has a diameter that can travel along the pipeline.

본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.Technical effects according to the configuration of the present invention are as follows.

첫째, 주행로봇 몸체부 내부 공간을 최대한 적게 차지하면서 각각의 주행륜에 구동력을 효율적으로 전달할 수 있다.First, the driving force can be efficiently transmitted to each of the driving wheels while occupying the inner space of the driving robot body as little as possible.

둘째, 주행로봇의 헤드부와 외부 물체의 충돌시 자연스럽게 슬립(slip)이 발생되면서 충격을 완화시킬 수 있다.Second, when the head portion of the traveling robot collides with an external object, a slip is naturally generated and the shock can be alleviated.

셋째, 관로를 따라 주행하는 과정에서 주행로봇 몸체부 하부면이 장애물에 맞닿아 주행로봇의 몸체부가 상승하면서 주행륜이 관로 표면에서 순간적으로 이격되면 서스펜션의 작용으로 윤거(Track Width)가 확장되면서 주행륜이 관로 표면에 다시 밀착되어 주행이 가능하다.Third, when the driving robot body part is raised and the driving wheel is momentarily separated from the surface of the pipeline while the lower surface of the traveling robot body is in contact with an obstacle in the course of traveling along the pipeline, the track width is extended by the action of suspension. The wheels are in close contact with the surface of the pipe to enable the driving.

도1은 종래의 주행로봇을 도시한다.
도2는 본 발명에 따른 주행로봇의 분해 사시도이다.
도3은 본 발명에 따른 헤드부(200) 구조를 도시하는 사시도이다.
도4는 본 발명에 따른 헤드부(200)의 단면 구조를 도시한다.
도5는 본 발명에 따른 구동축 및 주행륜(300) 구조를 도시하는 단면도이다.
도6은 본 발명의 걸고리부(130)를 도시한다.1 shows a conventional traveling robot.
2 is an exploded perspective view of the traveling robot according to the present invention.
3 is a perspective view showing the structure of the head portion 200 according to the present invention.
4 shows a cross-sectional structure of the head portion 200 according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the structure of the drive shaft and the driving wheel 300 according to the present invention.
6 shows a hook portion 130 of the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 관로 경사도 측정에 사용되는 주행로봇에 관한 것으로서, 도2에 도시된 것처럼 몸체부(100), 헤드부(200), 주행륜(300), 주행용모터(400), 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a traveling robot used for measuring the inclination of the pipeline, as shown in FIG. 2, the body part 100, the head part 200, the driving wheel 300, the driving motor 400, and the controller 500. It is configured to include).

몸체부(100)는 내부에 공간이 마련된 박스형 구조로서 개방된 상부면을 덮는 착탈식커버(110)가 구비된다.Body portion 100 is a box-shaped structure provided with a space therein is provided with a removable cover 110 covering the open upper surface.

이러한 몸체부(100)의 좌우 양측을 따라 각각 3개씩의 주행륜(300)이 장착되어 6륜 구동 차량이 되고, 몸체부(100)의 내부 공간에는 주행륜(300)에 구동력을 제공하는 주행용모터(400)와 주행로봇의 작동을 제어하는 제어부(500)가 장착된다.Three driving wheels 300 are mounted along each of the left and right sides of the body part 100 to form a six wheel drive vehicle, and a driving force is provided to the driving wheel 300 in the inner space of the body part 100. The control unit 500 for controlling the operation of the motor 400 and the traveling robot is mounted.

주행용모터(400)는 현재 상용화된 모터 가운데 적절한 사양의 제품을 선택할 수 있으며, 제어부(500)는 다양한 소자와 센서, 및 배선들이 포함되어 마이크로프로세서와 같은 기능을 수행할 수 있다.The driving motor 400 may select a product having an appropriate specification among currently commercially available motors, and the controller 500 may include various devices, sensors, and wires to perform a function such as a microprocessor.

헤드부(200)는 몸체부(100)의 전방 단부에 PAN/TILT 방식으로 회전가능하게 결합된다.The head portion 200 is rotatably coupled to the front end of the body portion 100 in a PAN / TILT manner.

주행륜(300)의 직경은 주행로봇이 전복(顚覆)될 경우에도 원호 형상의 관로 표면에 맞닿아 접지력을 발휘할 수 있을 정도의 크기를 가지도록 한다.The diameter of the driving wheel 300 is such that even when the traveling robot is overturned, the diameter of the driving wheel 300 is such that the driving wheel 300 may come into contact with the surface of the arc-shaped pipe and exert a grounding force.

관로와 맞닿는 주행륜(300)은 접지력을 극대화하기 위하여 적절한 형태의 트레드(tread)를 형성하고, 관로와 맞닿은 주행륜(300)의 표면을 따라 일정 간격으로 홈을 형성한 후 홈 내부에 미끄럼 방지 성분이 함유된 고무를 채워 고무에 포함된 미끄럼 방지 성분(입자)가 관로 벽에 맞닿아 스파이크 역할을 하여 미끄럼을 효율적으로 방지하고 주행성능을 향상시키는 것이 바람직하다. The driving wheel 300 in contact with the conduit forms a tread of an appropriate shape in order to maximize the grounding force, and forms grooves at regular intervals along the surface of the driving wheel 300 in contact with the conduit, and then prevents slipping in the groove. It is preferable that the non-slip components (particles) contained in the rubbers fill the rubber containing components to serve as spikes by contacting the pipe walls to effectively prevent slips and improve driving performance.

경우에 따라서는 이러한 미끄럼 방지 성분이 함유된 고무를 주행륜(300)의 접지면 전체에 도포하는 방식이 적용될 수도 있다.In some cases, a method in which the rubber containing such an anti-slip component is applied to the entire ground surface of the driving wheel 300 may be applied.

몸체부(100)의 좌우 양측을 따라 장착되는 주행륜(300)은 도2에 도시된 바와 같은 구조로 동력을 전달받게 된다.The traveling wheel 300 mounted along the left and right sides of the body portion 100 receives power by the structure as shown in FIG. 2.

몸체부(100) 내부 공간에는 주행용모터(400)와 함께 주행용모터(400)의 회전축에 연결되는 변속기어부(410)가 구비되어 적절한 회전속도와 회전력으로 변속이 이루어질 수 있다.In the internal space of the body part 100, a gear shift unit 410 connected to the rotating shaft of the driving motor 400 together with the driving motor 400 may be provided to shift the gear at an appropriate rotational speed and rotational force.

제1구동축(420)은 변속기어부(410)의 출력축과 바벨기어 방식으로 맞물려 회전하며, 제1구동축(420)의 좌우 양측에는 주행륜(300)이 결합되어 제1구동축(420)과 함께 회전하게 된다.The first driving shaft 420 is engaged with the output shaft of the transmission gear unit 410 in a barbell gear manner, and the driving wheel 300 is coupled to the left and right sides of the first driving shaft 420 to rotate together with the first driving shaft 420. Done.

제1동력전달기어(450)는 제1구동축(420)에 장착되며, 제1구동축(420)과 함께 회전한다.The first power transmission gear 450 is mounted to the first driving shaft 420 and rotates together with the first driving shaft 420.

제1연동기어(480)는 제1동력전달기어(450)와 맞물려 회전하면서 제1구동축(420)의 회전력을 전달받게 된다.The first interlocking gear 480 is engaged with the first power transmission gear 450 and rotates to receive the rotational force of the first driving shaft 420.

제2구동축(430)은 제1구동축(420)과 이격 설치되며, 좌우 양측에 주행륜(300)이 결합되어 함께 회전한다.The second driving shaft 430 is spaced apart from the first driving shaft 420, and the driving wheel 300 is coupled to both left and right sides and rotates together.

제2동력전달기어(460)는 제2구동축(430)에 장착되어 함께 회전하는데, 제2동력전달기어(460)는 제1연동기어(480)와 맞물려 회전하면서 제1구동축(420)의 회전력을 전달받게 된다.The second power transmission gear 460 is mounted on the second drive shaft 430 and rotates together. The second power transmission gear 460 rotates in engagement with the first interlocking gear 480 while rotating the first driving shaft 420. Will be delivered.

제2연동기어(490)는 제2동력전달기어(460)와 맞물려 회전하면서 제2구동축(430)의 회전력을 전달받게 된다.The second interlocking gear 490 is rotated in engagement with the second power transmission gear 460 to receive the rotational force of the second driving shaft 430.

제3구동축(440)은 제2구동축(430)과 이격 설치되며, 좌우 양측에 주행륜(300)이 결합되어 함께 회전한다.,The third driving shaft 440 is spaced apart from the second driving shaft 430, and the driving wheel 300 is coupled to both left and right sides to rotate together.

제3동력전달기어(470)는 제3구동축(440)에 장착되어 함께 회전하는데, 제3동력전달기어(470)는 제2연동기어(490)와 맞물려 회전하면서 제2구동축(430)의 회전력을 전달받게 된다.The third power transmission gear 470 is mounted on the third drive shaft 440 and rotates together. The third power transmission gear 470 rotates in engagement with the second interlocking gear 490 while rotating the second driving shaft 430. Will be delivered.

따라서, 주행용모터(400)의 회전력이 제1구동축(420), 제2구동축(430) 및 제3구동축(440) 각각에 전달되어 6개의 주행륜(300) 각각에 구동력이 전달되면서 6륜 구동 차량을 실현할 수 있고, 장애물이나 단턱을 쉽게 통과할 수 있게 된다.Accordingly, the rotational force of the driving motor 400 is transmitted to each of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440, and the driving force is transmitted to each of the six driving wheels 300. The driving vehicle can be realized, and it can easily pass through obstacles and steps.

아울러, 회전력(구동력) 전달에 사용되는 제1,2,3동력전달기어(450,460,470) 및 제1,2연동기어(480,490)는 모두 몸체부(100)의 좌우 양측 격벽 구조를 따라 설치됨으로써, 몸체부(100)의 내부 공간을 거의 차지하지 않게 되고, 내부 공간을 보다 효율적으로 활용하면서 몸체부(100)를 컴팩트한 사이즈로 제작할 수 있다.In addition, the first, second and third power transmission gears 450, 460, 470 and the first and second interlocking gears 480, 490 used for transmitting rotational force (driving force) are all installed along the left and right partition walls of the body part 100, thereby providing a body. The internal space of the part 100 is hardly occupied, and the body part 100 may be manufactured in a compact size while utilizing the internal space more efficiently.

헤드부(200)는 도2에 도시된 바와 같이 팬회전부(210)와 틸트회전부(220)로 구성되며, 틸트회전부(220)는 도3 또는 도4에 도시된 바와 같이 마그네틱을 이용한 슬립(slip) 구조가 구비된다.As shown in FIG. 2, the head part 200 includes a fan rotating part 210 and a tilt rotating part 220, and the tilt rotating part 220 uses a magnetic slip as shown in FIG. 3 or 4. ) Structure is provided.

헤드부(200)에는 디지털카메라(221)와 레이저모듈(222)이 장착되는데, 헤드부(200)의 전체 외형은 상하 방향 폭이 좌우 방향 폭보다 상대적으로 짧은 타원형 형태나 이와 유사한 형태가 되도록 설계하여 주행로봇이 관로 내부를 주행할 때 관로 바닥과 헤드부(200) 하단부 사이의 공간을 최대한 넓게 확보하여 장애물과의 걸림이나 간섭을 최소화 하는 것이 바람직하다.The head portion 200 is equipped with a digital camera 221 and a laser module 222, the overall appearance of the head portion 200 is designed so that the vertical width is a relatively short oval shape or similar shape than the horizontal width in the horizontal direction When the traveling robot travels in the pipeline, it is desirable to minimize the interference or interference with obstacles by securing a space as wide as possible between the bottom of the pipeline and the lower end of the head 200.

팬회전부(210)는 몸체부(100)의 전방 단부에 PAN회전 가능하게 결합된다.The fan rotation part 210 is coupled to the front end of the body part 100 so as to be rotatable.

틸트회전부(220)는 팬회전부(210)의 전방에 TILT회전 가능하게 결합되며, 틸트회전부(220)의 전면부에는 디지털카메라(221)와 레이저모듈(222)이 장착된다. 이러한 틸트회전부(220)는 첨부도면에 별도로 상세히 도시하지 않았으나 팬회전부(210)에 장착되는 모터로부터 기어나 벨트를 통하여 회전력을 전달받아 틸트 회전을 하게 된다.The tilt rotation unit 220 is coupled to the front of the fan rotation unit 210 so as to be rotatable TILT, the digital camera 221 and the laser module 222 is mounted on the front portion of the tilt rotation unit 220. Although the tilt rotation unit 220 is not shown in detail in the accompanying drawings, the rotational force is transmitted through a gear or a belt from a motor mounted on the fan rotation unit 210 to perform a tilt rotation.

팬회전부(210)의 후방에는 팬회전축(215)이 돌출되며, 이러한 팬회전축(215)에는 팬회전기어(230)가 슬립핏(SLIP-FIT) 방식으로 삽입되어 팬회전축(215)과 독립적으로 회전이 가능하게 결합된다.The fan rotation shaft 215 protrudes from the rear of the fan rotation part 210, and the fan rotation gear 230 is inserted into the fan rotation shaft 215 in a slip fit (SLIP-FIT) manner to be independent of the fan rotation shaft 215. Rotation is possible to combine.

팬회전용모터(240)는 몸체부(100)에 장착되어 팬회전기어(230)에 회전력을 전달하는 기능을 수행한다.Fan rotation motor 240 is mounted to the body portion 100 performs a function for transmitting a rotational force to the fan rotation gear (230).

제1마그네틱부(250)는 팬회전기어(230)의 전방 단면을 따라 원호 형태로 N극과 S극이 교차배치되는 구조로 장착된다.The first magnetic part 250 is mounted in a structure in which the N pole and the S pole are arranged in an arc shape along the front cross section of the fan rotating gear 230.

제2마그네틱부(260)는 제1마그네틱부(250)와 맞닿는 팬회전축(215)의 기저부 주변을 따라 제1마그네틱부(250)와 대응하는 원호 형태로 N극과 S극이 교차배치되는 구조로 장착된다.The second magnetic part 260 has a structure in which the N pole and the S pole are arranged in an arc shape corresponding to the first magnetic part 250 along the periphery of the base of the fan rotation shaft 215 contacting the first magnetic part 250. Is fitted with.

따라서, 외력이 작용하지 않으면 제1마그네틱부(250)와 제2마그네틱부(260)의 서로 다른 극성끼리 인력(자력)이 작용하여 제1마그네틱부(250)가 장착된 팬회전기어(230)와 제2마그네틱부(260)가 장착된 팬회전부(210)는 함께 회전하게 된다.Therefore, when the external force is not applied, the attraction force (magnetic force) between the polarities of the first magnetic part 250 and the second magnetic part 260 is applied to the fan rotating gear 230 in which the first magnetic part 250 is mounted. And the fan rotating part 210 equipped with the second magnetic part 260 rotate together.

즉, 팬회전용모터(240)의 회전력을 전달받아 팬회전기어(230)가 회전하면 제1마그네틱부(250)와 제2마그네틱부(260)의 자력에 의하여 팬회전부(210)가 회전하는 구조가 된다.That is, when the fan rotation gear 230 rotates by receiving the rotational force of the fan-only motor 240, the fan rotation part 210 rotates by the magnetic force of the first magnetic part 250 and the second magnetic part 260. Becomes

이와 같이 제1마그네틱부(250)와 제2마그네틱부(260)가 자력으로 결합된 상태에서 충돌에 의하여 자력보다 큰 외력이 작용하면 제1마그네틱부(250)와 제2마그네틱부(260) 사이에 슬립(Slip)이 발생하면서 순간적으로 서로 같은 극성끼리 겹쳐지면서 반발력이 발생하여 서로 밀치면서 다시 서로 다른 극성끼리 결합되는 과정을 통하여 외부 충격을 효과적으로 흡수할 수 있다.As such, when an external force greater than the magnetic force is applied by the collision in a state in which the first magnetic part 250 and the second magnetic part 260 are coupled by magnetic force, between the first magnetic part 250 and the second magnetic part 260. As the slip occurs, instantaneous polarities overlap with each other, and a repulsive force is generated to push each other and combine the different polarities again to effectively absorb external shocks.

도5는 수평 방향으로 작동하는 서스펜션 구조가 구비되는 경우의 실시예를 도시하는데, 제1구동축(420), 제2구동축(430), 및 제3구동축(440) 각각에는 다각형 단면의 슬립부(11)가 구비되고, 주행륜(300)의 중심에는 이러한 제1구동축(420), 제2구동축(430), 및 제3구동축(440) 각각의 슬립부(11)와 대응하는 형태의 중앙 관통부가 구비되어 주행륜(300)이 슬립부(11) 각각에 삽입되어 함께 회전한다.FIG. 5 illustrates an embodiment in which a suspension structure operating in the horizontal direction is provided, wherein each of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440 includes a slip portion having a polygonal cross section ( 11 is provided, the center of the driving wheel 300 through the center of the shape corresponding to the slip portion 11 of each of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440. It is provided with a running wheel 300 is inserted into each of the slip portion 11 and rotates together.

스프링(22)은 슬립부(11) 각각에 삽입되어 주행륜(300) 각각을 외측으로 밀어내는 방향으로 탄성력을 제공한다.The spring 22 is inserted into each of the slip parts 11 to provide an elastic force in a direction pushing each of the driving wheels 300 outward.

고정캡(33)은 제1구동축(420), 제2구동축(430), 및 제3구동축(440) 각각의 단부에 고정되어 주행륜(300)이 스프링(22)의 탄성력에 의하여 분리되지 않도록 한다.The fixed cap 33 is fixed to each end of each of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440 so that the driving wheel 300 is not separated by the elastic force of the spring 22. do.

이와 같은 구조로 인하여 주행륜(300) 각각이 좌우 수평 방향으로 서스펜션(Suspension) 기능과 함께 윤거(Track Width)가 가변될 수 있다.Due to such a structure, each of the traveling wheels 300 may have a suspension width along with the suspension function in the horizontal direction.

즉 곡면 형태의 관로 내부로 주행로봇이 진입하면 주행로봇의 자체 하중에 의하여 수평 방향으로도 힘을 받게 되어 스프링(22)이 적절히 압축되면서 윤거가 감소한 상태가 되고, 관로를 따라 주행하는 과정에서 주행로봇 몸체부(100) 하부면이 장애물에 맞닿아 주행로봇의 몸체부(100)가 상승하면서 주행륜이 관로 표면에서 순간적으로 이격되면 서스펜션의 작용으로 윤거(Track Width)가 확장되면서 주행륜이 관로 표면에 다시 밀착되어 지속적인 주행이 가능하다.That is, when the traveling robot enters into the curved conduit, the driving robot receives the force in the horizontal direction by the load of the traveling robot, so that the spring 22 is properly compressed and the lubrication is reduced, and the traveling robot travels along the pipeline. If the lower surface of the robot body part 100 hits an obstacle and the driving wheel 100 rises apart from the surface of the traveling robot momentarily as the body 100 of the traveling robot rises, the track wheel is expanded by the action of the suspension and the driving wheel is expanded. Adhering to the surface again, it is possible to continue driving.

도6에는 몸체부(100)의 착탈식커버(110) 상부면에 구비되는 손잡이부(120)와 함께 사용되는 걸고리부(130)를 도시한다. Figure 6 shows the hook portion 130 used with the handle portion 120 provided on the removable cover 110, the upper surface of the body portion 100.

손잡이부(120)는 도2에 도시된 것처럼 전체적으로 "⊃"형태을 부재로서, 양측 단부가 착탈식커버(110)의 상부면에 회동 가능하게 결합되는데, 이러한 손잡이부(120)에는 손잡이용마그네틱(125)이 장착되어 외력이 작용하지 않으면 손잡이용마그네틱(125)이 부착된 상태를 유지하여 회동이 방지된다.Handle portion 120 as shown in Figure 2 as a member of the overall "부재" shape, both ends are rotatably coupled to the upper surface of the removable cover 110, such a handle portion 125 for the handle magnetic 125 If the external force is not applied to the) is maintained by the handle magnetic 125 is attached to prevent rotation.

따라서, 주행로봇이 전복되더라도 손잡이부(120)의 회동을 방지하고, 손잡이부(120)가 관로 내부의 장애물에 걸리거나 맞닿아 주행이 방해받는 상황을 미연에 방지할 수 있다.Therefore, even when the traveling robot is overturned, the handle 120 may be prevented from being rotated, and the handle 120 may be prevented from interfering with the obstacle inside the pipeline or being in contact with the obstacle.

걸고리부(130)는 후크 형태의 부재로서, 손잡이용마그네틱(125)을 잡아당겨 손잡이부(120)를 회동시킬 수 있는 걸고리용마그네틱(135)이 구비되어 걸고리부(130)를 손잡이부(120)에 걸어 끌어당길 수 있다.Hook part 130 is a hook-shaped member, is provided with a hook magnetic 135 that can rotate the handle portion 120 by pulling the handle magnetic 125, the hook portion 130 is handle portion 120 Can be pulled into).

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.As described above, specific embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the protection scope of the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various design changes within the scope of not changing the technical gist of the present invention, In the case of addition or deletion of known technology, simple numerical limitations, etc., the scope of the present invention is clearly clarified.

아래의 부호는 종래 기술에 관한 도1에는 적용되지 않으며, 본 발명에 관한 도2 내지 도6에만 적용된다.
100:몸체부
110:착탈식커버
120:손잡이부
125:손잡이용마그네틱
130:걸고리부
135:걸고리용마그네틱
200:헤드부
210:팬회전부
215:팬회전축
220:틸트회전부
221:디지털카메라
222:레이저모듈
230:팬회전기어
240:팬회전용모터
250:제1마그네틱부
260:제2마그네틱부
300:주행륜
400:주행용모터
410:변속기어부
420:제1구동축
430:제2구동축
440:제3구동축
11:슬립부
22:스프링
33:고정캡
450:제1동력전달기어
460:제2동력전달기어
470:제3동력전달기어
480:제1연동기어
490:제2연동기어
500:제어부The following reference does not apply to Fig. 1 related to the prior art, but only to Figs. 2 to 6 according to the present invention.
100: body part
110: removable cover
120: Handle part
125: Handle magnetic
130: Hook part
135: Hook magnetic
200: head part
210: fan rotation part
215: fan rotation shaft
220: Tilt rotation part
221: digital camera
222: laser module
230: Fan rotating gear
240: fan rotation motor
250: The first magnetic part
260: The second magnetic part
300: driving wheel
400: driving motor
410: transmission gear
420: first drive shaft
430: second drive shaft
440: third drive shaft
11: Slip part
It is a spring 22
33: fixed cap
450: first power transmission gear
460: second power transmission gear
470: third power transmission gear
480: first interlocking gear
490: second interlocking gear
500: control unit

Claims (5)

관로 경사도 측정에 사용되는 주행로봇에 관한 것으로서,
내부에 공간이 마련되며, 상부면을 덮는 착탈식커버(110)가 구비된 몸체부(100);
상기 몸체부(100)의 전방 단부에 PAN/TILT 방식으로 회전가능하게 결합되는 헤드부(200);
상기 몸체부(100)의 좌우 양측을 따라 나란하게 장착되는 다수의 주행륜(300);
상기 몸체부(100)의 내부 공간에 장착되며, 상기 주행륜(300)에 구동력을 제공하는 주행용모터(400); 및,
상기 몸체부(100)의 내부 공간에 장착되며, 주행로봇의 작동을 제어하는 제어부(500);
를 포함하여 구성되고,
상기 주행륜(300)은 주행로봇이 전복(顚覆)될 경우에도 곡면 형태의 관로를 따라 주행이 가능한 직경나 윤거(Track Width)를 가지며,
상기 헤드부(200)는,
상기 몸체부(100)의 전방 단부에 PAN회전 가능하게 결합되는 팬회전부(210);
상기 팬회전부(210)의 전방에 TILT회전 가능하게 결합되며, 전면부에는 디지털카메라(221)와 레이저모듈(222)이 장착되는 틸트회전부(220);
상기 팬회전부(210)의 후방으로 돌출되는 팬회전축(215);
상기 팬회전축(215)에 슬립핏(SLIP-FIT) 방식으로 삽입되는 팬회전기어(230);
상기 몸체부(100)에 장착되어 상기 팬회전기어(230)에 회전력을 전달하는 팬회전용모터(240);
상기 팬회전기어(230)의 전방 단면을 따라 원호 형태로 N극과 S극이 교차배치되는 제1마그네틱부(250); 및,
상기 제1마그네틱부(250)와 맞닿는 상기 팬회전축(215)의 기저부 주변을 따라 상기 제1마그네틱부(250)와 대응하는 원호 형태로 N극과 S극이 교차배치되는 제2마그네틱부(260);
를 포함하여 구성되어 상기 팬회전기어(230)가 회전하면 상기 제1마그네틱부(250)와 상기 제2마그네틱부(260)의 자력에 의하여 상기 팬회전부(210)가 회전하고,
일정 크기 이상의 외력이 작용하면 상기 제1마그네틱부(250)와 상기 제2마그네틱부(260) 사이에 슬립(Slip)이 발생하는 것을 특징으로 하는 관로 경사도 측정용 주행로봇. The driving robot used to measure the slope of the pipeline,
A space provided therein, the body portion 100 having a detachable cover 110 covering an upper surface thereof;
A head portion 200 rotatably coupled to the front end of the body portion 100 in a PAN / TILT manner;
A plurality of traveling wheels 300 mounted side by side along both left and right sides of the body portion 100;
A driving motor 400 mounted in an inner space of the body part 100 and providing a driving force to the driving wheel 300; And,
A control unit 500 mounted in the inner space of the body part 100 and controlling the operation of the traveling robot;
It is configured to include,
The traveling wheel 300 has a diameter or track width that can travel along a curved conduit even when the traveling robot is overturned.
The head part 200,
A fan rotation part 210 coupled to the front end of the body part 100 so as to be rotatable;
Tilt rotation unit 220 is coupled to the front of the fan rotation unit 210 so as to be rotatable, the front portion is equipped with a digital camera 221 and the laser module 222;
A fan rotating shaft 215 protruding to the rear of the fan rotating unit 210;
A fan rotation gear 230 inserted into the fan rotation shaft 215 in a slip fit method;
A fan rotation motor 240 mounted to the body part 100 to transmit rotational force to the fan rotation gear 230;
A first magnetic part 250 having an N pole and an S pole arranged in an arc shape along a front cross section of the fan rotating gear 230; And,
A second magnetic part 260 in which the N pole and the S pole are arranged in an arc shape corresponding to the first magnetic part 250 along the periphery of the base of the fan rotation shaft 215 in contact with the first magnetic part 250. );
When the fan rotary gear 230 is rotated, the fan rotation part 210 is rotated by the magnetic force of the first magnetic part 250 and the second magnetic part 260,
When an external force of a predetermined magnitude or more is applied, a slip is generated between the first magnetic part 250 and the second magnetic part 260. 제1항에서,
상기 몸체부(100)에는,
상기 주행용모터(400)의 회전축에 연결되는 변속기어부(410);
상기 변속기어부(410)의 출력축과 바벨기어 방식으로 맞물려 회전하며, 상기 주행륜(300)이 좌우 양측에 결합되는 제1구동축(420);
상기 제1구동축(420)에 장착되어 함께 회전하는 제1동력전달기어(450);
상기 제1동력전달기어(450)와 맞물려 회전하는 제1연동기어(480);
상기 제1구동축(420)과 이격 설치되며, 상기 주행륜(300)이 좌우 양측에 결합되는 제2구동축(430);
상기 제2구동축(430)에 장착되어 함께 회전하며, 상기 제1연동기어(480)와 맞물려 회전력을 전달받는 제2동력전달기어(460);
상기 제2동력전달기어(460)와 맞물려 회전하는 제2연동기어(490);
상기 제2구동축(430)과 이격 설치되며, 상기 주행륜(300)이 좌우 양측에 결합되는 제3구동축(440); 및,
상기 제3구동축(440)에 장착되어 함께 회전하며, 상기 제2연동기어(490)와 맞물려 회전력을 전달받는 제3동력전달기어(470);
가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 관로 경사도 측정용 주행로봇. In claim 1,
The body portion 100,
A transmission gear unit 410 connected to the rotation shaft of the driving motor 400;
A first driving shaft 420 meshed with the output shaft of the transmission gear unit 410 in a barbell gear manner and coupled to the left and right sides of the traveling wheel 300;
A first power transmission gear 450 mounted on the first drive shaft 420 and rotating together;
A first interlocking gear 480 engaged with the first power transmission gear 450 and rotating;
A second driving shaft 430 spaced apart from the first driving shaft 420 and having the driving wheel 300 coupled to both left and right sides thereof;
A second power transmission gear 460 mounted to the second driving shaft 430 to rotate together with the first driving gear 480 to be engaged with the first driving gear 480 to receive a rotational force;
A second interlocking gear 490 engaged with the second power transmission gear 460 and rotating;
A third driving shaft 440 spaced apart from the second driving shaft 430 and having the driving wheel 300 coupled to both left and right sides thereof; And,
A third power transmission gear 470 mounted on the third drive shaft 440 to rotate together with the second interlocking gear 490 to receive rotation force;
Pipeline slope measurement traveling robot, characterized in that it further comprises. 제1항에서,
상기 몸체부(100)의 착탈식커버(110) 상부면에는,
전체적으로 "⊃"형태을 부재로서, 양측 단부가 상기 착탈식커버(110)의 상부면에 회동 가능하게 결합되는 손잡이부(120); 및,
상기 손잡이부(120)에 고정되며, 외력이 작용하지 않으면 상기 착탈식커버(110)에 부착되어 상기 손잡이부(120)의 회동을 방지하는 손잡이용마그네틱(125);
가 구비되고,
후크 형태의 부재로서, 상기 손잡이용마그네틱(125)을 잡아당겨 상기 손잡이부(120)를 회동시키는 걸고리용마그네틱(135)이 구비된 걸고리부(130);
가 더 포함되어 상기 걸고리부(130)를 상기 손잡이부(120)에 걸어 끌어당길 수 있는 것을 특징으로 하는 관로 경사도 측정용 주행로봇.In claim 1,
On the upper surface of the removable cover 110 of the body portion 100,
A handle portion 120 having a “⊃” shape as a whole, the both ends being rotatably coupled to the upper surface of the detachable cover 110; And,
A handle magnetic 125 fixed to the handle part 120 and attached to the detachable cover 110 to prevent rotation of the handle part 120 when an external force does not work;
Is provided,
Hook-type member, the hook portion 130 is provided with a hook magnetic 135 for rotating the handle portion 120 by pulling the handle magnetic (125);
Is further included the hook robot 130 for driving the slope gradient measurement, characterized in that the hook portion can be pulled to the handle portion (120). 제2항에서,
상기 제1구동축(420), 상기 제2구동축(430), 및 상기 제3구동축(440) 각각에는 다각형 단면의 슬립부(11)가 구비되고,
상기 주행륜(300)의 중심에는 상기 제1구동축(420), 상기 제2구동축(430), 및 상기 제3구동축(440) 각각의 슬립부(11)와 대응하는 형태의 중앙 관통부가 구비되어 상기 슬립부(11) 각각에 삽입되어 함께 회전하고,
상기 슬립부(11) 각각에 삽입되어 상기 주행륜(300) 각각을 외측으로 밀어내는 방향으로 탄성력을 제공하는 스프링(22); 및,
상기 제1구동축(420), 상기 제2구동축(430), 및 상기 제3구동축(440) 각각의 단부에 고정되어 상기 주행륜(300)이 상기 스프링(22)의 탄성력에 의하여 분리되지 않도록 하는 고정캡(33);
이 더 포함되어,
상기 주행륜(300) 각각이 좌우 수평 방향으로 서스펜션(Suspension) 기능과 함께 윤거(Track Width)가 가변되는 것을 특징으로 하는 관로 경사도 측정용 주행로봇.
In claim 2,
Each of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440 is provided with a slip part 11 having a polygonal cross section.
The center of the driving wheel 300 is provided with a central through portion corresponding to the slip portion 11 of each of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440. Inserted into each of the slip parts 11 to rotate together;
A spring 22 inserted into each of the slip parts 11 to provide an elastic force in a direction pushing the driving wheels 300 outward; And,
It is fixed to each end of the first driving shaft 420, the second driving shaft 430, and the third driving shaft 440 to prevent the driving wheel 300 is separated by the elastic force of the spring 22. A fixed cap 33;
This contains more,
Each of the traveling wheels 300 is a travel robot for measuring the inclination of the pipeline, characterized in that the track width is variable with a suspension function in the horizontal direction.
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