KR102046049B1 - Auto cooling system for disaster response system and disaster response system having the same) - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템을 제공한다. 상기 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템은, 다수의 전자 장치가 구비되는 로봇 장치 본체부의 내부 공간에 배치되는 베이스 부와; 상기 베이스 부에 설치되며, 설정된 양의 냉각수를 공급 및 회수하는 냉각수 공급부; 및, 상기 베이스 부에 설치되며, 상기 냉각수 공급부의 구동에 따라, 상기 냉각수를 공급 받고 회수하면서 상기 내부 공간의 온도를 기설정된 냉각 온도로 냉각시키는 냉각부;를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기의 자동 냉각 시스템을 갖는 재난 대응 로봇도 제공한다.The present invention provides an automatic cooling system for a disaster response robot. The automatic cooling system for disaster response robots includes: a base part disposed in an internal space of a robot device body part including a plurality of electronic devices; A coolant supply unit installed at the base unit to supply and recover a predetermined amount of coolant; And a cooling unit installed at the base unit and cooling the temperature of the internal space to a predetermined cooling temperature while receiving and recovering the cooling water according to the driving of the cooling water supply unit. The present invention also provides a disaster response robot having the above automatic cooling system.
Description
본 발명은 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템 및 이를 갖는 재난 대응 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 로봇 내부의 협소한 나부 공간의 온도가 일정 이상으로 상승되면, 이를 설정되는 냉각 온도로 자동으로 냉각시킬 수 있는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템 및 이를 갖는 재난 대응 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic cooling system for a disaster response robot and a disaster response robot having the same. More specifically, when the temperature of a narrow space inside the robot rises above a certain level, the cooling temperature is automatically cooled to a predetermined cooling temperature. The present invention relates to an automatic cooling system for a disaster response robot and a disaster response robot having the same.
일반적으로 재난 상황에서는 인명의 구조 및 재난 상황을 호전시키는 것이 중요하다.In general, it is important to save lives and improve disaster situations in disaster situations.
이에, 종래에는 다양한 재난 상황에 대응되도록 다양한 기능을 갖는 로봇을 개발하고 있다. 이는, 사람이 직접 개입하지 않음에 따라 안전하고, 사람이 투입될 수 없는 공간으로 진입하여 해당 영역에서의 재난 상황 및 상황을 진압할 수 있는 이점이 있다.Therefore, conventionally, robots having various functions have been developed to cope with various disaster situations. This is an advantage of being able to enter a space that is safe and incapable of human input as a human being does not directly intervene and suppress the disaster situation and situation in the corresponding area.
한편, 재난 상황 중, 화재가 발생되는 경우 화재 발생 영역에서는 일정 온도 이상의 고온의 환경이 형성된다.On the other hand, when a fire occurs during a disaster situation, a high temperature environment of a predetermined temperature or more is formed in the fire occurrence region.
이러한 경우, 화재를 진압하기 위한 로봇을 해당 화재 영역으로 투입하는데, 이러한 로봇의 내부에는 다양한 센서를 포함하는 전자 장치가 탑재된다.In this case, a robot for extinguishing the fire is introduced into the fire zone, and an electronic device including various sensors is mounted inside the robot.
그리고, 이와 같은 전자 장치는 고온의 환경에 노출되는 경우 오작동을 하거나 고장이 발생되는 문제점이 있다. 이에, 로봇의 내부 공간이 고온의 환경에 노출되는 경우, 일정 이하의 온도로 냉각되어 전자 장치가 정상적으로 작동되도록 함이 중요하다.In addition, such an electronic device has a problem of malfunction or failure when exposed to a high temperature environment. Therefore, when the internal space of the robot is exposed to a high temperature environment, it is important that the electronic device is normally operated by cooling to a temperature below a certain level.
즉, 혹독한 외부 환경, 특히 극고온 환경에서 로봇 및 기계장치에 포함되는 센서 등이 전자 장치의 내열 및 방열을 위한 내부 냉각시스템은 재난 극복용 로봇을 개발하기 위해서 가장 필수적인 구성요소 중에 하나이다.That is, an internal cooling system for heat and heat dissipation of electronic devices, such as sensors included in robots and mechanical devices in harsh external environments, particularly in extremely high temperature environments, is one of the most essential components for developing a robot for disaster recovery.
일반적으로 센서장치 내부의 상승하는 온도를 냉각시키기 위해서 펠티어소자와 같은 전기시스템을 사용한다, 그러나, 이와 같은 시스템은 소형 경량화의 장점을 가지고 있는 반면, 가격이 비싸고 전력소비가 일정 이상으로 증가되어 에너지 효율이 낮은 문제점을 갖는다.In general, an electric system such as a Peltier element is used to cool the rising temperature inside the sensor device. However, such a system has the advantages of small size and light weight, but the cost is high and the power consumption is increased by a certain amount. There is a problem of low efficiency.
그 외 가스 및 외부 공기를 이용하는 공냉 시스템 그리고 냉각수 등을 이용하는 수냉 시스템을 이용하는 방법이 있지만, 이는 크기가 제한되는 재난극복용 로봇의 내부공간이 협소하기 때문에, 이러한 시스템을 적용하기가 어려운 문제점이 있다.In addition, there is a method using an air cooling system using gas and outside air and a water cooling system using cooling water. However, this is difficult to apply such a system because the space of the disaster recovery robot is limited in size. .
최근 NASA에서는 재해 대응을 위한 구조용 로봇으로 7개의 카메라와 1개의 LiDAR 시스템을 가지고 있는 RoboSimian을 개발하였다(https://www.universetoday.com/117229/nasas-robosimian-and-surrogate-robots/). 특히, 이 로봇에 사용된 LiDAR는 외부에 노출되어 있고 고온의 온도에 견딜 수 있는 외부 하우징을 구비하고 있다.NASA has recently developed a RoboSimian with seven cameras and one LiDAR system as a rescue robot for disaster response (https://www.universetoday.com/117229/nasas-robosimian-and-surrogate-robots/). In particular, the LiDAR used in the robot has an external housing that is exposed to the outside and can withstand high temperatures.
이와 같이 재난 대응에 사용되는 로봇이 내부에는 각존 전자 센서가 구비되며, 이의 센서들은 재난 상황에서 즉, 특히 고온의 환경에서 고장 없이 작동하여야만 정상적인 재난 대응이 가능하다.In this way, the robot used for disaster response is provided with each zone electronic sensor, and its sensors can be normally responded only when the robot operates without failure in a disaster situation, that is, especially in a high temperature environment.
그러나, 상기와 같이 재난 대응에 사용되는 로봇의 내부에 설치되는 각종 센서가 고온의 환경에 노출되면, 고장이 발생되어 정상적인 재난 대응을 할 수 없는 문제점이 있다.However, when various sensors installed inside the robot used for disaster response as described above are exposed to a high temperature environment, there is a problem that a normal disaster response cannot be made due to a failure.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1530843호(등록일자 : 2015. 06. 17.)가 있다.Prior literatures related to the present invention include Republic of Korea Patent No. 10-1530843 (Registration Date: 2015. 06. 17.).
본 발명의 목적은, 극고온의 재난 환경에서 다수의 전자장치가 구비되는 로봇의 내부 공간이 일정 이상의 온도로 상승되는 경우, 이를 기설정된 냉각 온도로 즉시 냉각시키도록 할 수 있는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템 및 이를 갖는 재난 대응 로봇을 제공함에 있다.An object of the present invention, when the internal space of the robot equipped with a plurality of electronic devices in a very high temperature disaster environment is raised to a certain temperature or more, automatic disaster response robot that can be immediately cooled to a predetermined cooling temperature The present invention provides a cooling system and a disaster response robot having the same.
본 발명의 다른 목적은, 저장된 냉각수를 냉각 튜브로 공급 및 회수를 반복하여 방열을 이루고, 이에 따라 로봇의 협소한 공간에 배치할 수 있는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템 및 이를 갖는 재난 대응 로봇을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide heat dissipation by repeatedly supplying and recovering stored coolant to a cooling tube, thereby providing an automatic cooling system for a disaster response robot and a disaster response robot having the same. Is in.
본 발명의 또 다른 목적은, 재난 대응 로봇의 내부 공간에 냉각 시스템을 모듈식으로 배치하여, 유지 보수시 교체를 용이하게 할 수 있는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템 및 이를 갖는 재난 대응 로봇을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an automatic cooling system for a disaster response robot and a disaster response robot having the same by arranging a cooling system modularly in an internal space of the disaster response robot, thereby facilitating replacement during maintenance. have.
상기의 과제를 달성하기 위해, 본 발명은 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an automatic cooling system for a disaster response robot.
상기 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템은, 다수의 전자 장치가 구비되는 로봇 장치 본체부의 내부 공간에 배치되는 베이스 부와; 상기 베이스 부에 설치되며, 설정된 양의 냉각수를 공급 및 회수하는 냉각수 공급부; 및, 상기 베이스 부에 설치되며, 상기 냉각수 공급부의 구동에 따라, 상기 냉각수를 공급 받고 회수하면서 상기 내부 공간의 온도를 기설정된 냉각 온도로 냉각시키는 냉각부;를 포함한다.The automatic cooling system for disaster response robots includes: a base part disposed in an internal space of a robot device body part including a plurality of electronic devices; A coolant supply unit installed at the base unit to supply and recover a predetermined amount of coolant; And a cooling unit installed at the base unit and cooling the temperature of the internal space to a predetermined cooling temperature while receiving and recovering the cooling water according to the driving of the cooling water supply unit.
상기 냉각수 공급부는, 상기 냉각부와 연결되며, 상기 냉각수가 설정된 양으로 저장되는 저장부와, 상기 저장부에 저장되는 상기 냉각수를 상기 냉각부로 공급 또는 상기 냉각부에서 회수되도록 피스톤 부와, 상기 피스톤 부를 구동시키는 모터부를 포함하는 것이 바람직하다.The cooling water supply unit is connected to the cooling unit, a storage unit for storing the cooling water in a predetermined amount, the piston unit and the piston so that the cooling water stored in the storage unit is supplied to or recovered from the cooling unit; It is preferable to include the motor part which drives a part.
상기 피스톤 부는, 상기 저장부의 내부에 배치되어, 상기 냉각수를 펌핑하도록 전후진 이동 가능하게 배치되고, 중앙홀이 형성되는 피스톤과, 일단이 상기 피스톤 로드의 중앙에 연결되고, 타단이 상기 저장부의 일측을 통해 관통되며, 중공 형상으로 형성되고, 상기 모터부의 구동에 의해 상기 피스톤을 전후진 이동 시키는 피스톤 로드와, 상기 피스톤 로드의 일단에 고정되고, 상기 피스톤의 상기 중앙홀을 관통하는 설정된 길이를 갖는 밸브 부재를 구비하는 것이 바람직하다.The piston part is disposed inside the storage part, is arranged to be movable forward and backward to pump the cooling water, a piston having a central hole formed therein, and one end connected to the center of the piston rod, and the other end is one side of the storage part. It is penetrated through, and is formed in a hollow shape, having a piston rod for moving the piston forward and backward by the driving of the motor portion, fixed to one end of the piston rod, and has a predetermined length penetrating the central hole of the piston It is preferable to have a valve member.
상기 밸브 부재의 타단에는, 상기 저장부의 타단에 형성되는 개구를 개폐하는 밸브 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that a valve protrusion for opening and closing the opening formed at the other end of the storage part is formed at the other end of the valve member.
상기 밸브 부재에는, 상기 밸브 돌기와 설정된 간격을 이루는 위치에, 고정 돌기가 형성되되, 상기 고정 돌기는, 상기 피스톤의 전면 측에서, 상기 중앙홀 주변 영역에 걸치도록 배치되는 것이 바람직하다.In the valve member, a fixing protrusion is formed at a position at a predetermined interval from the valve protrusion, and the fixing protrusion is preferably arranged to span an area around the center hole at the front side of the piston.
상기 모터부는, 리드 스크류와, 서로 기어 연결되는 한 쌍의 기어 부재와, 회전 모터를 포함한다.The motor unit includes a lead screw, a pair of gear members geared to each other, and a rotating motor.
상기 한 쌍의 기어 부재 중 어느 하나는, 상기 회전 모터의 회전축에 기어 연결되어, 상기 회전축의 회전에 따르는 회전력을 전달 받고, 상기 한 쌍의 기어 부재 중 다른 하나의 중앙에는 상기 리드 스크류의 일단이 스크류 체결되고, 상기 리드 스크류의 타단은, 상기 피스톤 로드의 중공에 끼워져 스크류 결합되는 것이 바람직하다.One of the pair of gear members is gear-connected to the rotary shaft of the rotary motor to receive a rotational force in accordance with the rotation of the rotary shaft, one end of the lead screw is in the center of the other of the pair of gear members The screw is fastened, and the other end of the lead screw is preferably screwed into the hollow of the piston rod.
상기 저장부의 일단에는, 상기 피스톤 로드가 관통되는 관통홀이 형성되고, 상기 저장부의 타단에는, 연장되는 연장관이 형성되고, 상기 연장관에는 상기 개구가 형성되고, 상기 연장관의 홀 내부에는, 상기 밸브 부재가 관통되고, 상기 밸브 돌기가 배치되는 것이 바람직하다.A through hole through which the piston rod penetrates is formed at one end of the reservoir, an extension tube is formed at the other end of the reservoir, an opening is formed in the extension tube, and the valve member is formed in the hole of the extension tube. Is penetrated and the valve protrusion is preferably disposed.
상기 밸브 돌기의 외경은, 상기 연장관의 홀의 내경과 실질적으로 동일하고, 상기 밸브 돌기는, 상기 밸브 부재의 수평 이동에 따라 상기 홀을 개폐하고, 상기 밸브 부재의 외경은, 상기 홀의 내경보다 작게 형성되어, 상기 밸브 부재와 상기 홀의 사이에 유로가 형성되는 것이 바람직하다.것을 특징으로 하는 The outer diameter of the valve protrusion is substantially the same as the inner diameter of the hole of the extension pipe, and the valve protrusion opens and closes the hole in accordance with the horizontal movement of the valve member, and the outer diameter of the valve member is formed smaller than the inner diameter of the hole. Preferably, a flow path is formed between the valve member and the hole.
상기 냉각부는, 상기 베이스 부에 설치되어, 상기 내부 공간의 온도를 측정하는 온도 센서와, 일단이 상기 저장부와 연결되며, 상기 저장부로부터 공급되거나 상기 저장부로 회수되도록 상기 냉각수가 유동됨에 따라 상기 내부 공간의 온도를 냉각시키는 냉각 튜브와, 상기 냉각 튜브의 타단에 연결되며, 상기 냉각수 유동시 발생되는 압력차를 보상하는 압력 보상부와, 상기 온도 센서로부터 측정된 상기 온도를 전송 받아, 기설정된 냉각 온도를 이루도록 상기 모터부를 구동시켜, 상기 저장부로부터 상기 냉각수를 상기 냉각 튜브로 공급 또는 상기 냉각 튜브로부터 회수시키는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.The cooling unit is installed in the base unit, the temperature sensor for measuring the temperature of the internal space, and one end is connected to the storage unit, the coolant flows to be supplied from the storage unit or to be recovered to the storage unit A cooling tube for cooling the temperature of the internal space, a pressure compensator connected to the other end of the cooling tube, compensating for a pressure difference generated when the cooling water flows, and receiving the temperature measured by the temperature sensor, It is preferable to include a controller which drives the motor unit to achieve a cooling temperature, and supplies the cooling water from the storage unit to the cooling tube or recovers it from the cooling tube.
상기 압력 보상부는, 내부에 공간이 형성되며, 일단이 상기 냉각 튜브의 타단에 연결되는 실린더 튜브와, 상기 실린더 튜브의 타단에 설치되는 헤드 커버와, 상기 실린더 튜브의 내부에서 왕복 이동 가능하도록 배치되는 보상 피스톤과, 상기 실린더 튜브의 내부에서, 상기 보상 피스톤과, 상기 헤드 커버를 탄성 지지하는 탄성 스프링을 구비하는 것이 바람직하다.것을 특징으로 하는 The pressure compensator has a space formed therein, the cylinder tube having one end connected to the other end of the cooling tube, a head cover installed at the other end of the cylinder tube, and disposed to be reciprocated in the cylinder tube. It is preferable to have a compensation piston, and an elastic spring for elastically supporting the compensation piston and the head cover in the cylinder tube.
상기 냉각 튜브는, 상기 베이스 부의 상에서, 지그 재그 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the said cooling tube is formed in a zigzag shape on the said base part.
상기 냉각 튜브의 내부에는, 상기 냉각수와 물리적으로 접촉시 일정 온도로 냉각되는 냉각 유도재가 수용되는 것이 바람직하다.Inside the cooling tube, it is preferable to accommodate a cooling induction material that is cooled to a predetermined temperature upon physical contact with the cooling water.
상기 냉각 유도재는, 우레아(Urea)이고, 상기 우레아는, 가루 형상으로 상기 냉각 튜브의 내부에 설정된 양으로 수용되는 것이 바람직하다.The cooling induction material is urea, and the urea is preferably contained in an amount set inside the cooling tube in a powder shape.
특히, 상기 냉각 유도재는, 우레아로 형성되는 냉각 로드인 것이 바람직하다.In particular, the cooling induction material is preferably a cooling rod formed of urea.
상기 냉각 로드는, 상기 냉각 튜브의 내부 중앙을 따라 배치되고, 상기 냉각 로드의 외주 다수 위치에는, 상기 냉각 튜브의 내주에 지지되는 지지단들이 형성되는 것이 바람직하다.The cooling rod may be disposed along an inner center of the cooling tube, and support ends supported on an inner circumference of the cooling tube may be formed at a plurality of outer circumferences of the cooling rod.
또한, 상기 냉각 로드는 다수로 구비되고, 다수로 구비되는 상기 냉각 로드는, 상기 냉각 튜브의 내부에서 서로 간격을 이루어 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the cooling rods are provided in plural, and the plurality of cooling rods are preferably arranged to be spaced apart from each other inside the cooling tube.
상기 냉각 유도재는, 우레아(Urea)이고, 상기 우레아는, 상기 냉각 튜브의 내주에 설정된 두께를 갖는 코팅층으로 형성될 수도 있다.The cooling induction material is urea (Urea), the urea may be formed of a coating layer having a thickness set on the inner circumference of the cooling tube.
상기 코팅층에는, 상기 냉각 튜브의 내주를 노출시키는 다수의 홈들이 형성되는 것이 바람직하다.In the coating layer, it is preferable that a plurality of grooves are formed to expose the inner circumference of the cooling tube.
상기 코팅층에는, 상기 냉각수와의 접촉 면적 증가를 위한 엠보들이 형성되는 것이 바람직하다.In the coating layer, it is preferable that embosses are formed to increase the contact area with the cooling water.
상기의 해결 수단에 의해 본 발명은, 극고온의 재난 환경에서 다수의 전자장치가 구비되는 로봇의 내부 공간이 일정 이상의 온도로 상승되는 경우, 이를 기설정된 냉각 온도로 즉시 냉각시키도록 할 수 있는 효과를 갖는다.According to the above-described solutions, the present invention, when the internal space of the robot equipped with a plurality of electronic devices in a very high temperature disaster environment rises to a certain temperature or more, it is possible to immediately cool it to a predetermined cooling temperature Has
또한, 본 발명은, 저장된 냉각수를 냉각 튜브로 공급 및 회수를 반복하여 방열을 이루고, 이에 따라 로봇의 협소한 공간에 배치할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention, by repeatedly supplying and retrieving the stored cooling water to the cooling tube to achieve heat dissipation, thereby having an effect that can be arranged in a narrow space of the robot.
또한, 본 발명은, 재난 대응 로봇의 내부 공간에 냉각 시스템을 모듈식으로 배치하여, 유지 보수시 교체를 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has the effect that the cooling system can be modularly arranged in the internal space of the disaster-responsive robot to facilitate replacement during maintenance.
도 1은 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템을 보여주는 평면도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템을 보여주는 단면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 냉각수 공급부의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3c는 본 발명에 따른 압력 보상부를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각수가 냉각 튜브로 공급되기 이전의 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각수가 냉각 튜브로 공급되는 상태를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수가 회수된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 냉각 유도재의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 냉각 유도재의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.1 is a perspective view showing an automatic cooling system according to the present invention.
2 is a plan view showing an automatic cooling system according to the present invention.
3A is a cross-sectional view showing an automatic cooling system according to the present invention.
Figure 3b is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling water supply unit according to the present invention.
3C is a cross-sectional view showing a pressure compensator according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an automatic cooling system according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a state before the cooling water is supplied to the cooling tube according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a state in which the coolant is supplied to the cooling tube according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a state in which the coolant is recovered according to the present invention.
8 is a view showing another example of the cooling induction material according to the present invention.
9 is a view showing another example of the cooling induction material according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals designate like elements throughout the specification.
이하에서 기재의 "상부 (또는 하부)" 또는 기재의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 구비 또는 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 구비 또는 배치되는 것을 의미한다.Hereinafter, any configuration is provided or disposed on the "top (or bottom)" of the substrate or "top (or bottom)" of the substrate, that any configuration is provided or disposed in contact with the top (or bottom) of the substrate Means that.
또한, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 구비 또는 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.In addition, it is not limited to not including another structure between the said base material and any structure provided or arrange | positioned on (or under) the base material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an automatic cooling system for a disaster response robot of the present invention.
본 발명에 따른 재난 대응 로봇은, 고온 또는 초고온의 재난 환경에 사용되는 무인 로봇인 것이 좋다. 이러한 로봇의 내부 공간에는 로봇을 구동하거나, 다양한 환경을 감지하는 등의 센서와 같은 전자부품들이 내장된다.The disaster response robot according to the present invention is preferably an unmanned robot used in a high or very high temperature disaster environment. The internal space of the robot includes electronic components such as sensors for driving the robot or sensing various environments.
이에, 본 발명의 자동 냉각 시스템은, 로봇의 내부 공간의 온도가 이상 온도를 이루도록 상승되는 경우, 내부 공간의 온도를 자동으로 기설정된 냉각 온도를 이루도록 냉각시킬 수 있다.Thus, the automatic cooling system of the present invention can automatically cool the temperature of the internal space to achieve a predetermined cooling temperature when the temperature of the internal space of the robot is raised to achieve the abnormal temperature.
또한, 본 발명에 따른 로봇의 내부에는 상기와 같은 내부 공간이 형성되는데, 상기 내부 공간은 일정 이하로 협소한 공간을 형성한다.In addition, the internal space as described above is formed in the robot according to the present invention, the internal space forms a narrow space below a certain level.
본 발명에 따른 냉각 시스템은 상기와 같은 로봇의 내부에 형성되는 협소한 공간에 자립되어 배치 및 작동됨을 특징으로 한다.The cooling system according to the present invention is characterized in that the self-supported arrangement and operation in a narrow space formed in the interior of the robot as described above.
이어, 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템의 구성을 설명한다.Next, the configuration of the automatic cooling system according to the present invention will be described.
도 1은 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템을 보여주는 평면도이고, 도 3a는 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템을 보여주는 단면도이고, 도 3b는 본 발명에 따른 냉각수 공급부의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 3c는 본 발명에 따른 압력 보상부를 보여주는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.1 is a perspective view showing an automatic cooling system according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing an automatic cooling system according to the present invention, Figure 3a is a cross-sectional view showing an automatic cooling system according to the present invention, Figure 3b the present invention Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the cooling water supply unit, Figure 3c is a cross-sectional view showing a pressure compensation unit according to the present invention, Figure 4 is a block diagram showing the configuration of an automatic cooling system according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명에 따른 자동 냉각 장치는 판 상의 베이스 부(1)와, 냉각수 공급부(2)와, 냉각부(3)를 포함한다.1 and 2, the automatic cooling apparatus according to the present invention includes a
상기 각 구성을 설명한다.Each said structure is demonstrated.
베이스 부(1)Base part (1)
본 발명에 따른 베이스 부(1)는 그 외면에 불연성 재질의 층이 코팅되거나, 일정의 강도를 갖는 불연 재질로 형성될 수도 있다. 상기 베이스 부(1)는 로봇의 내부에서의 협소한 공간에 배치 및 고정될 수 있다.
냉각수 공급부(2)Cooling water supply (2)
도 3a 내지 도 4를 참조 하면, 본 발명에 따른 냉각수 공급부(2)는 베이스 부(1) 상에 설치된다.3A to 4, the cooling
상기 냉각수 공급부(2)는 설정된 양의 냉각수를 공급 및 회수하는 역할을 한다.The cooling
상기 냉각수 공급부(2)는 상기 냉각부(3)와 연결되며, 상기 냉각수가 설정된 양으로 저장되는 저장부(100)와, 상기 저장부(100)에 저장되는 상기 냉각수를 상기 냉각부로 공급 또는 상기 냉각부(3)에서 회수시키는 피스톤 부(200)와, 상기 피스톤 부(200)를 구동시키는 모터부(300)로 구성된다.The cooling
여기서, 상기 저장부(100)는 그 일단에 관통홀(110)이 형성되고, 타단에는 일정 길이로 연장되는 연장관(120)이 형성된다. 상기 연장관(120)은 저장부(100)의 내부와 연결되는 홀(121)이 형성된다.Here, the
상기 저장부(100)의 내부에는 설정된 양의 냉각수가 저장될 수 있다.A predetermined amount of coolant may be stored in the
그리고, 상기 피스톤 부(200)는 피스톤(210)과, 피스톤 로드(220)와, 밸브 부재(230)를 갖는다.In addition, the
상기 피스톤(210)은 저장부(100)의 내부에 배치되되, 좌우 수평 왕복 이동 가능하여 냉각수를 연장관(120) 측으로 펌핑할 수 있다. 여기서, 상기 피스톤(210)이 중앙에는 관통되는 중앙홀(211)이 형성된다.The
상기 피스톤 로드(220)는 일정의 길이를 갖고, 중공(221)을 이루도록 형성된다.The
상기 피스톤 로드(220)의 일단은 저장부(100)의 관통홀(110)을 관통하여 피스톤(210)의 일면 중앙부에 결합 고정된다.One end of the
상기 피스톤 로드(220)의 타단은 모터부(300)에 연결되어, 모터부(300)의 구동에 의해 피스톤(210)의 펌핑 동작을 구현하기 위해 전후진 이동될 수 있다.The other end of the
그리고, 상기 밸브 부재(230)는, 일정 길이를 이루고, 상기 피스톤 로드(220)의 일단에 고정된다. 바람직하게, 상기 밸브 부재(230)는 그 단부가 상기 피스톤 로드(220)의 일단으로부터 중공(221)에 삽입 결합되는 것이 좋다.The
여기서, 상기 밸브 부재(230)는 피스톤(210)의 중앙홀(211)을 관통하고, 그 끝단은 저장부(100)의 연장관(120)의 홀(121)에 위치될 수 있다.Here, the
또한, 상기 밸브 부재(230)의 타단에는, 연장관(120)의 홀(121)을 개폐하는 밸브 돌기(232)가 형성될 수 있다.In addition, the other end of the
특히, 상기 밸브 부재(230)의 외경은, 연장관(120)의 홀(121)의 내경 보다 작게 형성된다. 따라서, 밸브 부재(232)와 연장관(120)의 홀(121)의 사이에는 냉각수가 유동되는 유로가 형성될 수 있다.In particular, the outer diameter of the
더하여, 상기 밸브 부재(230)에는 상기 밸브 돌기(232)와 설정된 간격을 이루는 위치에, 고정 돌기(231)가 형성된다. 상기 고정 돌기(231)는, 상기 피스톤(210)의 타면 측에서, 상기 중앙홀(211) 주변 영역에 걸치도록 배치된다.In addition, the
이어, 상기 피스톤 로드(220)를 전후진시키는 모터부(300)의 구성을 설명한다.Next, the configuration of the
본 발명에 따른 모터부(300)는 리드 스크류(310)와, 서로 기어 연결되는 한 쌍의 기어 부재(320)와, 회전 모터(330)로 구성된다.The
상기 한 쌍의 기어 부재(320) 중 어느 하나(이하, 제 1기어라 한다.)는, 상기 회전 모터(330)의 회전축(331)에 기어 연결되어, 상기 회전축(331)의 회전에 따르는 회전력을 전달 받도록 배치된다.Any one of the pair of gear members 320 (hereinafter, referred to as a first gear) is gear-connected to the
그리고, 상기 한 쌍의 기어 부재(320) 중 다른 하나(이하, 제 2기어라 한다.)의 중앙에는 상기 리드 스크류(310)의 일단이 스크류 체결될 수 있다.One end of the
여기서, 상기 리드 스크류(310)의 타단은, 상기 피스톤 로드(220)의 중공에 끼워져 스크류 결합될 수 있다.Here, the other end of the
따라서, 제 2기어가 회전되면, 리드 스크류(310) 역시 회전되면서 전진 또는 후진될 수 있다. 상기 전진 또는 후진은 상기 제 2기어의 회전 방향에 따라 결정될 수 있다. 회전되는 리드 스크류(310)는 중공(221)이 스크류 결합된 피스톤 로드(220)를 전진 또는 후진시킬 수 있는 구조이다.Therefore, when the second gear is rotated, the
냉각부(3)Cooling section (3)
본 발명에 따른 냉각부(3)는 베이스 부(1)에 설치되어, 로봇의 내부 공간의 온도를 측정하는 온도 센서(400)와, 일단이 저장부(100)와 연결되며, 상기 저장부(100)로부터 공급되거나 상기 저장부(100)로 회수되도록 상기 냉각수가 유동됨에 따라 상기 내부 공간의 온도를 냉각시키는 냉각 튜브(500)와, 상기 냉각 튜브(500)의 타단에 연결되며, 상기 냉각수 유동시 발생되는 압력차를 보상하는 압력 보상부(600)와, 상기 온도 센서(400)로부터 측정된 상기 온도를 전송 받아, 기설정된 냉각 온도를 이루도록 상기 모터부(300)를 구동시켜, 상기 100저장부()로부터 상기 냉각수를 상기 냉각 튜브(500)로 공급 또는 상기 냉각 튜브(500)로부터 회수시키는 제어기(700)로 구성된다.
여기서, 상기 압력 보상부(600)는, 내부에 공간이 형성되며, 일단이 상기 냉각 튜브(500)의 타단에 연결되는 실린더 튜브(610)와, 상기 실린더 튜브(610)의 타단에 설치되는 헤드 커버(620)와, 상기 실린더 튜브(610)의 내부에서 왕복 이동 가능하도록 배치되는 보상 피스톤(630)과, 상기 실린더 튜브(610)의 내부에서, 상기 보상 피스톤(630)과, 상기 헤드 커버(620)를 탄성 지지하는 탄성 스프링(640)을 갖는다.Here, the
그리고, 상기 냉각 튜브(500)는, 상기 베이스 부(1)의 상에서, 지그 재그 형상으로 형성된다.The cooling
또한, 상기 냉각 튜브(500)의 내부에는, 상기 냉각수와 물리적으로 접촉시 일정 온도로 냉각되는 냉각 유도재(510)가 수용된다.In addition, the
여기서, 상기 냉각 유도재(510)는, 우레아(Urea)이고, 상기 우레아는, 가루 형상으로 상기 냉각 튜브(500)의 내부에 설정된 양으로 수용될 수 있다.Here, the
다음은, 상기의 구성을 통해 본 발명에 따른 자동 냉각 시스템의 작용을 설명한다.Next, the operation of the automatic cooling system according to the present invention through the above configuration.
도 5는 본 발명에 따른 냉각수가 냉각 튜브로 공급되기 이전의 상태를 보여주는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 냉각수가 냉각 튜브로 공급되는 상태를 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 냉각수가 회수된 상태를 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a state before the coolant is supplied to the cooling tube according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view showing a state in which the cooling water is supplied to the cooling tube according to the present invention, Figure 7 is a coolant according to the present invention Is a cross-sectional view showing a recovered state.
도 5를 참조하면, 온도 센서(400)는 로봇의 내부 공간의 온도를 측정하고, 이를 제어기(700)로 전송한다.Referring to FIG. 5, the
상기 제어기(700)는 측정된 온도가 기설정되는 기준 온도 이상으로 상승되는 지의 여부를 판단한다.The
상기 제어기(700)는 측정된 온도가 기설정되는 기준 온도 이하를 이루는 경우, 냉각수를 냉각 튜브(500)로 공급하지 않을 수 있다.The
이때, 피스톤(210)은 도 5에서 보여지는 바와 같이, 좌측 원위치에 대기되고, 저장부(100)의 내부에는 냉각수가 기설정된 양으로 저장된 상태를 이룰 수 있다.In this case, as shown in FIG. 5, the
한편, 온도 센서(400)에 측정되는 온도가 기준 온도 이상을 이루는 경우, 제어기는 로봇의 내부 공간의 온도가 기설정되는 냉각 온도를 이루도록 냉각시킬 수 있다.Meanwhile, when the temperature measured by the
먼저, 제어기(700)는 회전 모터(330)를 구동시켜 회전축(331)을 회전시킨다. 제 1기어는 회전축(331)으로부터 회전력을 전달받아 제 2기어로 전달한다.First, the
상기 제 2기어는 전달 받은 회전력을 통해, 정방향을 따라 회전된다.The second gear is rotated along the forward direction through the received rotational force.
이외 동시에, 제 2기어의 중앙에 스크류 체결되는 리드 크스류(310) 역시 정방향을 따라 회전되면서 전진될 수 있다.At the same time, the
더하여, 리드 스크류(310)의 외주에 스크류 결합되는 피스톤 로드 역시 동시에 회전되면서 전진 이동될 수 있다.In addition, the piston rod screwed to the outer circumference of the
이때, 피스톤 로드(220)의 타단에 연결되는 피스톤(210)의 저장부(100)의 내부에서 전진 이동되면서, 저장부(100)의 내부에 저장되는 냉각수를 연장관(120)의 홀(121)을 통해 외부로 공급되도록 펌핑할 수 있다.At this time, while moving forward in the
여기서, 피스톤(210)의 중앙홀(211)을 관통하는 밸브 부재(230)는 연장관(120)을 관통하여 이동되되, 밸브 부재(230)의 타단에 형성되는 밸브 돌기(232)는 연장관(120)의 홀(121)을 개방한다.Here, the
따라서, 냉각수는 밸브 부재(230)와 연장관(120)의 홀(121) 사이의 유로를 통해 유동되어 냉각 튜브(500)로 공급되어 질 수 있는 것이다. 이때, 피스톤(210)의 중앙홀(211) 주변에 걸리는 밸브 부재(230)의 고정 돌기(231)는 피스톤(210)의 전진과 함께 이동되어 연장관(120)의 입구 영역에 걸치게 될 수 있다.Therefore, the coolant may flow through the flow path between the
이와 같이 연장관(120)으로부터 배출되는 냉각수는 연장관(120)과 연결되는 냉각 튜브(500)의 내부로 공급되면서, 냉각 튜브(500)의 유로를 따라 유동될 수 있다.As such, the cooling water discharged from the
여기서, 냉각 튜브(500) 내부에서 유동되는 냉각수는 그 내부에 설정된 양으로 수용된 가루 형상의 냉각 유도재(510)와 화학적으로 반응하여 일정 이하의 온도로 냉각되어 질 수 있다. 상기 냉각 유도재(510)는 가루 형상의 우레아를 사용하는 것이 좋다.Here, the cooling water flowing in the
따라서, 냉각 튜브(500) 내부에 골고루 분포되는 우레아와 냉각수가 섞이게 되어, 화학반응을 일으키게 되고, 이에 따라 흡열반응이 유도될 수 있다.Therefore, the urea and the cooling water distributed evenly in the
따라서, 냉각수는 공급되기 이전 보다 일정의 온도로 냉각 및 유동되면서, 냉각 튜브(500)를 통해, 냉각 튜브(500)에 노출되는 로봇의 내부 공간의 온도를 냉각시킬 수 있다.Therefore, while the cooling water is cooled and flowed to a predetermined temperature than before being supplied, the cooling water may cool the temperature of the internal space of the robot exposed to the
이때, 냉각수가 냉각 튜브(500)의 내부로 공급되면서 발생되는 잔류 공기는 실린더 튜브(610)의 내부로 이동되고, 이에 따라, 냉각 튜브(500)의 타단에 설치되는 압력 보상부(600)는 냉각 튜브(500) 내부에서의 압력 상승을 방지할 수 있다.At this time, the residual air generated while the coolant is supplied into the cooling
이때, 실린더 튜브(610)의 내부에 배치되는 보상 피스톤(630)은 탄성 스프링(640)에 의해 탄성 지지된 상태로 유입되는 공기에 밀려 이동 배치될 수 있다. 여기서, 탄성 스프링(640)은 압축 상태를 이룬다.In this case, the
이어, 도 6에 도시되는 바와 같이, 모터부(300)는 리드 스크류(310)가 역방향을 따라 회전되도록 회전 모터(330)를 구성시킨다.Subsequently, as shown in FIG. 6, the
따라서, 리드 스크류(310)는 역회전되면서 후진되고, 이와 동시에 리드 스크류(320)와 스크류 결합되는 피스톤 로드(220) 역시 후진된다.Accordingly, the
또한, 피스톤 로드(220)의 단부에 연결되는 피스톤(210)은 원위치로 점진적으로 후진되어 복귀될 수 있다. 이와 동시에, 밸브 부재(230) 역시 고정 돌기(231)가 피스톤(210)의 중앙홀(211) 주변에 걸린 상태로 후진된다. 그리고, 밸브 부재(230)의 타단에 형성되는 밸브 돌기(232)는 연장관(120)의 홀(121) 내부에 배치되어 홀(121)을 밀폐할 수 있도록 이동될 수 있다.In addition, the
이의 과정에서, 냉각 튜브(500)의 내부에 공급된 냉각수는 원위치로 복귀되는 피스톤(210)의 이동에 의해 역으로 유동되어, 연장관(120)의 홀(121) 내주와 밸브 부재(230)의 사이에 형성되는 유로를 통해 저장부(100)의 내부로 다시 저장되도록 유동될 수 있다.In this process, the cooling water supplied to the inside of the
아울러, 냉각 튜브(500)의 타단에 설치되는 압력 보상부(600) 역시, 실린더 튜브(610)의 내부에 유입된 공기기 다시 냉각 튜브(500)의 내부로 배출되도록 한다. 따라서, 보상 피스톤(630)은 탄성 스프링(640)의 탄성력에 의해 원위치로 점진적으로 복귀될 수 있다.In addition, the
따라서, 냉각수는 도 7에서 보여지는 바와 같이, 상기의 과정을 통해, 저장부(100)의 내부에 회수될 수 있다.Therefore, the coolant may be recovered into the
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 피스톤(210)의 왕복에 따라 냉각수를 냉각 튜브(500)로 공급 및 회수하는 동작을 구현함과 아울러, 냉각수가 냉각 튜브(500) 내부에 수용된 우레아와 화학 반응을 하여 흡열을 유도하여, 로봇의 내부 공간의 온도를 냉각시킬 수 있는 것이다.As described above, the present invention implements an operation of supplying and recovering the cooling water to the
특히, 본 발명에 따른 제어기(700)는, 온도 센서(400)로부터 측정되는 온도가 기설정되는 냉각 온도에 이르도록, 상기와 같은 냉각수 공급 및 회수 과정을 일정 회수로 반복할 수 있다.In particular, the
상기의 구성 및 작용에 따라, 본 발명은, 극고온의 재난 환경에서 다수의 전자장치가 구비되는 로봇의 내부 공간이 일정 이상의 온도로 상승되는 경우, 이를 기설정된 냉각 온도로 즉시 냉각시키도록 할 수 있다.According to the above configuration and operation, the present invention, if the internal space of the robot equipped with a plurality of electronic devices in a very high temperature disaster environment can be raised to a predetermined temperature or more, it can be immediately cooled to a predetermined cooling temperature have.
또한, 본 발명은, 저장된 냉각수를 냉각 튜브로 공급 및 회수를 반복하여 방열을 이루고, 이에 따라 로봇의 협소한 공간에 배치할 수 있다.In addition, the present invention, by repeatedly supplying and retrieving the stored cooling water to the cooling tube to achieve heat dissipation, it can be arranged in a narrow space of the robot.
또한, 본 발명은, 재난 대응 로봇의 내부 공간에 냉각 시스템을 모듈식으로 배치하여, 유지 보수시 교체를 용이하게 할 수 있다.In addition, the present invention, by providing a modular cooling system in the internal space of the disaster response robot, it is possible to facilitate replacement during maintenance.
다음은, 본 발명에 따른 냉각 유도재의 다른 예들을 설명한다.Next, other examples of the cooling induction material according to the present invention will be described.
도 8은 본 발명에 따른 냉각 유도재의 다른 예를 보여주는 도면이다.8 is a view showing another example of the cooling induction material according to the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 냉각 유도재는 우레아로 형성되는 냉각 로드(511)일 수 있다.Referring to FIG. 8, the cooling induction material according to the present invention may be a cooling
상기 냉각 로드(511)는, 상기 냉각 튜브(500)의 내부 중앙을 따라 배치된다.The cooling
상기 냉각 로드(511)의 외주 다수 위치에는, 상기 냉각 튜브(500)의 내주에 지지되는 지지단들(511a)이 형성된다. 따라서, 상기 냉각 로드(511)는 지지단들(511a)을 통해 냉각 튜브(500)의 내부에서 안정적으로 지지될 수 있다.At the outer circumferential positions of the cooling
또한, 상기 냉각 로드(511)는 다수로 구비될 수도 있다.In addition, the cooling
다수로 구비되는 상기 냉각 로드(511)는, 상기 냉각 튜브(500)의 내부에서 설로 간격을 이루어 배치된다.The plurality of cooling
이에, 공급되는 냉각수는 냉각 로드들(511)에 접촉되면서 화학 반응이 형성되어 흡열 반응이 용이하게 일어 날 수 있다.Thus, the supplied cooling water is in contact with the cooling
도 9는 본 발명에 따른 냉각 유도재의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.9 is a view showing another example of the cooling induction material according to the present invention.
도 9를 참조 하면, 본 발명에 따른 냉각 유도재는 우레아(Urea)이고, 상기 우레아는, 상기 냉각 튜브의 내주에 설정된 두께를 갖는 코팅층(512)으로 형성될 수도 있다.Referring to Figure 9, the cooling induction material according to the present invention is urea (Urea), the urea, may be formed of a
여기서, 상기 코팅층(512)에는, 상기 냉각 튜브(500)의 내주를 노출시키는 다수의 홈들(512a)이 형성될 수도 있다. 이에, 코팅층(512)은 냉각수와 화학반응을 유도하고, 냉각수를 이를 통해 일정 이하의 온도로 냉각시킬 수 있다.Here, a plurality of
그리고, 냉각된 냉각수는 홈들(512a)을 통해 냉각 튜브(500)로 냉각된 온도를 전달하여, 냉각 튜브(500)의 외부인, 로봇의 내부 공간을 효율적으로 냉각시키도록 할 수 있다.The cooled coolant may transmit the cooled temperature to the
또한, 상기 코팅층(512)에는, 상기 냉각수와의 접촉 면적 증가를 위한 엠보들(미도시)이 형성될 수도 있다.In addition, embosses (not shown) may be formed in the
이는 냉각수와의 접촉 면적을 증가시켜, 화학 반응의 면적을 증가시키도록 함이다. 이러한 엠보(미도시)는 상술한 냉각 로드의 외면에 형성될 수도 있다.This increases the area of contact with the cooling water, thereby increasing the area of the chemical reaction. Such emboss (not shown) may be formed on the outer surface of the cooling rod described above.
이상, 본 발명의 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.As mentioned above, although the specific Example regarding the automatic cooling system for disaster-response robots of this invention was described, it is clear that various implementation variations are possible without departing from the scope of the present invention.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, the foregoing embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the following claims rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their equivalents. All changes or modifications derived from the concept should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 베이스 부
2 : 냉각수 공급부
3 : 냉각부
100 : 저장부
110 : 관통홀
120 : 연장관
121 : 홀
200 : 피스톤 부
210 : 피스톤
211 : 중앙홀
220 : 피스톤 로드
221 : 중공
230 : 밸브 부재
231 : 고정 돌기
232 : 밸브 돌기
300 : 모터부
310 : 리드 스크류
320 : 기어 부재
330 : 회전 모터
400 : 온도 센서
500 : 냉각 튜브
510 : 냉각 유도재
511 : 냉각 로드
512 : 코팅층
600 : 압력 보상부
610 : 실린더 튜브
620 : 헤드 커버
630 : 보상 피스톤
640 : 탄성 스프링
700 : 제어기1: base part
2: cooling water supply
3: cooling part
100: storage
110: through hole
120: extension tube
121: hall
200: piston part
210: piston
211: concourse
220: piston rod
221: hollow
230: valve member
231: fixing protrusion
232: valve projection
300: motor unit
310: lead screw
320: gear member
330: Rotating Motor
400: temperature sensor
500: cooling tube
510: cooling induction material
511: cooling rod
512: coating layer
600: pressure compensation unit
610: Cylinder Tube
620: Head Cover
630: Compensation Piston
640: Elastic Spring
700: controller
Claims (12)
상기 베이스 부에 설치되며, 설정된 양의 냉각수를 공급 및 회수하는 냉각수 공급부; 및,
상기 베이스 부에 설치되며, 상기 냉각수 공급부의 구동에 따라, 상기 냉각수를 공급 받고 회수하면서 상기 내부 공간의 온도를 기설정된 냉각 온도로 냉각시키는 냉각부;를 포함하고,
상기 냉각수 공급부는,
상기 냉각부와 연결되며, 상기 냉각수가 설정된 양으로 저장되는 저장부와,
상기 저장부에 저장되는 상기 냉각수를 상기 냉각부로 공급 또는 상기 냉각부에서 회수되도록 피스톤 부와,
상기 피스톤 부를 구동시키는 모터부를 포함하고,
상기 피스톤 부는,
상기 저장부의 내부에 배치되어, 상기 냉각수를 펌핑하도록 전후진 이동 가능하게 배치되고, 중앙홀이 형성되는 피스톤과,
일단이 상기 피스톤의 일면 중앙부에 연결되고, 타단이 상기 저장부의 일측을 통해 관통되며, 중공 형상으로 형성되고, 상기 모터부의 구동에 의해 상기 피스톤을 전후진 이동 시키는 피스톤 로드와,
상기 피스톤 로드의 일단에 고정되고, 상기 피스톤의 상기 중앙홀을 관통하는 설정된 길이를 갖는 밸브 부재를 구비하되,
상기 밸브 부재의 타단에는, 상기 저장부의 타단에 형성되는 개구를 개폐하는 밸브 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
A base part disposed in an interior space of a robot device main body part including a plurality of electronic devices;
A coolant supply unit installed at the base unit to supply and recover a predetermined amount of coolant; And,
And a cooling unit installed at the base unit and cooling the temperature of the internal space to a predetermined cooling temperature while receiving and recovering the cooling water according to the driving of the cooling water supply unit.
The cooling water supply unit,
A storage unit connected to the cooling unit and storing the cooling water in a predetermined amount;
A piston part to supply the cooling water stored in the storage part to the cooling part or to recover the cooling water from the cooling part;
It includes a motor unit for driving the piston unit,
The piston part,
A piston disposed inside the storage unit and disposed to move forward and backward to pump the cooling water, and having a central hole formed therein;
A piston rod having one end connected to a central portion of one side of the piston, the other end penetrating through one side of the storage unit, formed in a hollow shape, and moving the piston forward and backward by driving the motor unit;
A valve member fixed to one end of the piston rod and having a set length penetrating the central hole of the piston;
The other end of the valve member, the valve projection for opening and closing the opening formed in the other end of the storage unit is formed, the automatic cooling system for a disaster response robot.
상기 밸브 부재에는,
상기 밸브 돌기와 설정된 간격을 이루는 위치에, 고정 돌기가 형성되되,
상기 고정 돌기는,
상기 피스톤의 전면 측에서, 상기 중앙홀 주변 영역에 걸치도록 배치되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 1,
In the valve member,
In a position at a predetermined interval with the valve protrusion, a fixing protrusion is formed,
The fixing projection,
On the front side of the piston, the automatic cooling system for a disaster response robot, characterized in that it is arranged to span the area around the central hole.
상기 모터부는,
리드 스크류와, 서로 기어 연결되는 한 쌍의 기어 부재와, 회전 모터를 포함하되,
상기 한 쌍의 기어 부재 중 어느 하나는, 상기 회전 모터의 회전축에 기어 연결되어, 상기 회전축의 회전에 따르는 회전력을 전달 받고,
상기 한 쌍의 기어 부재 중 다른 하나의 중앙에는 상기 리드 스크류의 일단이 스크류 체결되고,
상기 리드 스크류의 타단은, 상기 피스톤 로드의 중공에 끼워져 스크류 결합되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 4, wherein
The motor unit,
A lead screw, a pair of gear members geared to each other, and a rotating motor,
Any one of the pair of gear members is gear-connected to the rotary shaft of the rotary motor to receive a rotational force in accordance with the rotation of the rotary shaft,
One end of the lead screw is screwed to the center of the other of the pair of gear members,
The other end of the lead screw is screwed into the hollow of the piston rod, the automatic response system for disaster response robot, characterized in that the screw.
상기 저장부의 일단에는, 상기 피스톤 로드가 관통되는 관통홀이 형성되고,
상기 저장부의 타단에는, 연장되는 연장관이 형성되고,
상기 연장관에는 상기 개구가 형성되고,
상기 연장관의 홀 내부에는, 상기 밸브 부재가 관통되고, 상기 밸브 돌기가 배치되되,
상기 밸브 돌기의 외경은, 상기 연장관의 홀의 내경과 실질적으로 동일하고,
상기 밸브 돌기는, 상기 밸브 부재의 수평 이동에 따라 상기 홀을 개폐하고,
상기 밸브 돌기를 제외한 상기 밸브 부재의 외경은, 상기 홀의 내경보다 작게 형성되어, 상기 밸브 부재와 상기 홀의 사이에 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 4, wherein
At one end of the storage portion, a through hole through which the piston rod is formed is formed,
The other end of the storage portion is formed with an extension tube,
The opening is formed in the extension tube,
In the hole of the extension pipe, the valve member penetrates, the valve protrusion is disposed,
The outer diameter of the valve protrusion is substantially the same as the inner diameter of the hole of the extension pipe,
The valve protrusion opens and closes the hole in accordance with the horizontal movement of the valve member,
The outer diameter of the valve member excluding the valve protrusion is smaller than the inner diameter of the hole, and a flow path is formed between the valve member and the hole.
상기 냉각부는,
상기 베이스 부에 설치되어, 상기 내부 공간의 온도를 측정하는 온도 센서와,
일단이 상기 저장부와 연결되며, 상기 저장부로부터 공급되거나 상기 저장부로 회수되도록 상기 냉각수가 유동됨에 따라 상기 내부 공간의 온도를 냉각시키는 냉각 튜브와,
상기 냉각 튜브의 타단에 연결되며, 상기 냉각수 유동시 발생되는 압력차를 보상하는 압력 보상부와,
상기 온도 센서로부터 측정된 상기 온도를 전송 받아, 기설정된 냉각 온도를 이루도록 상기 모터부를 구동시켜, 상기 저장부로부터 상기 냉각수를 상기 냉각 튜브로 공급 또는 상기 냉각 튜브로부터 회수시키는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 6,
The cooling unit,
A temperature sensor installed at the base part and measuring a temperature of the internal space;
A cooling tube having one end connected to the storage unit and cooling the temperature of the internal space as the cooling water flows to be supplied from or to the storage unit;
A pressure compensator connected to the other end of the cooling tube and compensating for a pressure difference generated when the cooling water flows;
And a controller for receiving the temperature measured by the temperature sensor, driving the motor unit to achieve a predetermined cooling temperature, and supplying the cooling water from the storage unit to the cooling tube or recovering the cooling tube from the cooling tube. Automatic cooling system for disaster response robots
상기 압력 보상부는,
내부에 공간이 형성되며, 일단이 상기 냉각 튜브의 타단에 연결되는 실린더 튜브와,
상기 실린더 튜브의 타단에 설치되는 헤드 커버와,
상기 실린더 튜브의 내부에서 왕복 이동 가능하도록 배치되는 보상 피스톤과,
상기 실린더 튜브의 내부에서, 상기 보상 피스톤과, 상기 헤드 커버를 탄성 지지하는 탄성 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 7, wherein
The pressure compensator,
A space is formed therein, and a cylinder tube having one end connected to the other end of the cooling tube;
A head cover installed at the other end of the cylinder tube,
A compensation piston disposed to reciprocate in the cylinder tube;
And a compensation spring and an elastic spring for elastically supporting the head cover in the cylinder tube.
상기 냉각 튜브는,
상기 베이스 부의 상에서, 지그 재그 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 7, wherein
The cooling tube,
An automatic cooling system for a disaster response robot, characterized in that it is formed in a zigzag shape on the base portion.
상기 냉각 튜브의 내부에는,
상기 냉각수와 물리적으로 접촉시 일정 온도로 냉각되는 냉각 유도재가 수용되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 7, wherein
Inside the cooling tube,
Automatic cooling system for disaster response robot, characterized in that the cooling induction material is cooled to a certain temperature when the physical contact with the cooling water.
상기 냉각 유도재는,
우레아(Urea)이고, 상기 우레아는, 가루 형상으로 상기 냉각 튜브의 내부에 설정된 양으로 수용되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 로봇용 자동 냉각 시스템.
The method of claim 10,
The cooling induction material,
It is urea (Urea), The urea is a powder-shaped automatic cooling system for disaster response robot, characterized in that accommodated in the amount set inside the cooling tube.
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