KR102071822B1 - 이중 배관 검사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중 배관 검사 장치에 관한 것으로, 외관과 상기 외관의 내부에 배치되는 내관의 사이 공간을 촬영하는 카메라가 마련된 본체부; 상기 본체부의 하부에 구비되며, 상기 외관의 내면에 접촉된 상태로 상기 본체부를 주행시키는 구동모듈; 상기 본체부에 대한 상기 구동모듈의 자세가 선택적으로 변환되도록 상기 본체부와 상기 구동모듈을 연결하는 자세변환부; 및 상기 본체부의 상부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 내관의 외면을 따라 구름 이동하는 옴니휠(omni wheel);을 포함하는 것에 의하여, 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서 배관 내외부로의 출입을 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

이중 배관 검사 장치{APPARATUS FOR INSPECTING DOUBLE PIPE}

본 발명은 이중 배관 검사 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서, 배관 출입을 용이하게 할 수 있는 이중 배관 검사 장치에 관한 것이다.

상분리모선(IPB : Isolated phase bus)은, 발전기의 부속설비로서, 발전기 단자에서 외부로 전류를 인출하기 위해 제작된 모선이다.

일 예로, 대용량 발전기는 각 상의 모선을 금속용기 안에 넣고 각 상을 분리하는 상분리모선을 채용한다. 일반적으로 상분리모선은 애자에 의해 지지되며, 그 주위를 공기 통로로하는 금속통에 봉입된다.

그런데, 상분리모선과 같이 외관의 내부에 내관이 배치되는 이중 배관은, 작업자가 배관 내부로 접근하기 어려워 육안으로 배관 내부 및 애자의 이상 유무를 점검하기 어려운 문제점이 있으며, 설치 위치에 따라 높은 위치에서 작업하는 경우에는 작업자의 추락 위험성이 높은 문제점이 있다.

이를 위해 최근에는 배관 내부 및 애자의 이상 유무 원격으로 점검하기 위한 검사 장치에 대한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서, 배관 출입을 용이하게 할 수 있는 이중 배관 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 배관에 형성된 작은 관통홀을 통해 배관을 출입할 수 있으며, 배관 내부에서 안정적으로 주행하며 배관의 내부를 검사할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 배관의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 자유롭게 이동하며 배관의 내부를 검사할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 주행 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 외관과 상기 외관의 내부에 배치되는 내관의 사이 공간을 촬영하는 카메라가 마련된 본체부; 상기 본체부의 하부에 구비되며, 상기 외관의 내면에 접촉된 상태로 상기 본체부를 주행시키는 구동모듈; 상기 본체부에 대한 상기 구동모듈의 자세가 선택적으로 변환되도록 상기 본체부와 상기 구동모듈을 연결하는 자세변환부; 및 상기 본체부의 상부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 내관의 외면을 따라 구름 이동하는 옴니휠(omni wheel);을 포함한다.

이는, 이중 배관 검사 장치의 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서, 배관 출입을 용이하게 하기 위함이다.

즉, 배관 내부를 점검하기 위해서는 배관 내부에 검사 장비를 진입시키기 위한 진입 경로가 확보되어야 하며, 최근에는 애자를 장착하기 위해 배관에 형성된 좁은 애자홀을 통해 검사 장비를 출입시키기 위한 연구가 이루어지고 있다.

반면, 검사 장비의 주행 안정성을 보장하기 위해서는 검사 장비를 주행시키는 구동수단이 일정 이상의 주행 접촉 면적(주행면에 접촉되는 면적)을 확보할 수 있는 사이즈(폭 또는 길이)로 형성되어야 하는데, 구동수단을 애자홀을 통과 가능한 사이즈로 형성하게 되면, 애자홀을 통한 검사 장비의 출입은 가능하지만, 구동수단의 사이즈 축소로 인해 주행 성능 및 주행 안정성이 저하되는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명은 본체부에 대한 구동모듈의 자세가 선택적으로 변환되도록 하는 것에 의하여, 구동모듈의 사이즈를 축소시키지 않고도, 애자홀과 같은 작은 관통홀(예를 들어, 직경 165 파이)을 통해 검사 장치를 배관에 출입시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 관통홀을 통해 검사 장치가 배관을 출입할 수 있으므로, 기존에 장비의 진입이 어려웠던 배관의 안쪽 영역까지도 용이하게 점검하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 자세변환부는, 상기 구동모듈이 상기 본체부에 대해 수평하게 배치되는 제1위치에서 수직하게 배치되는 제2위치로 회전 가능하게 상기 본체부와 상기 구동모듈을 연결한다. 이와 같이, 관통홀을 통한 검사 장치의 출입시에는 구동모듈이 본체부에 대해 수직하게 배치(제2위치)되며 관통홀을 통과 가능한 사이즈를 형성할 수 있고, 검사 장치가 배관 내부에 진입된 후에는 구동모듈이 본체부에 대해 수평하게 배치(제1위치)되며 충분한 주행 접촉 면적을 확보할 수 있으므로, 검사 장치의 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서, 배관 출입을 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

일 예로, 자세변환부는, 본체부와 구동모듈을 회전 가능하게 연결하며, 구동모듈이 본체부에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동 가능하게 결합되는 가이드부재; 및 본체부에 대한 구동모듈의 직선 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재;를 포함한다.

바람직하게, 자세변환부는, 구동모듈에 결합되며 구동모듈을 본체부에 선택적으로 구속하는 구속부재를 포함한다.

이때, 구속부재를 이용한 구속 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 본체부의 측면에는 수평 방향을 따라 구속부재가 수용 가능한 수용홈이 형성되되, 구속부재가 수용홈에 구속되면 구동모듈의 회전이 억제되고, 구속부재가 수용홈의 외부로 인출되면 구동모듈의 회전이 허용된다.

더욱 바람직하게, 구속부재에는 부싱이 결합되고, 가이드부재는 부싱에 회전 가능하게 결합된다. 이와 같이, 구속부재에 부싱을 마련하고, 가이드부재가 부싱에 결합되도록 하는 것에 의하여, 본체부에 대한 제1구동부의 회전시 부하 발생을 최소화하고, 본체부에 대한 제1구동부의 상대 회전이 보다 원활하게 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 외관에는 관통홀이 형성되고, 구동모듈은 제2위치에 배치된 상태에서 관통홀을 통과한다.

바람직하게, 구동모듈은 제1위치에 배치된 상태에서 관통홀의 직경보다 큰 제1폭을 형성하고, 제2위치에 배치된 상태에서는 관통홀의 직경보다 작은 제2폭을 형성한다.

또한, 옴니휠은 제1방향으로 배치되는 제1회전축을 중심으로 본체부에 회전 가능하게 결합되며 내관의 원주 방향을 따라 내관의 외면에 구름 이동하는 제1회전부재; 및 제1방향에 직교하는 제2방향으로 배치되는 제2회전축을 중심으로 제1회전부재에 회전 가능하게 결합되며 내관의 길이 방향을 따라 내관의 외면에 구름 이동하는 제2회전부재;을 포함한다.

이와 같이, 제1회전부재와 제2회전부재를 이용하여 내관에 대한 본체부(카메라)의 원주 방향 이동과 내관에 대한 본체부의 길이 방향 이동이 각각 보장되도록 하는 것에 의하여, 외관과 내관 사이의 구조물(예를 들어, 애자) 및 위치(또는 높이)에 구애받지 않고 외관과 내관의 사이 공간을 안정적으로 점검하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 본 발명의 이중 배관 검사 장치는 내관의 외측 하부 공간 뿐만 아니라, 내관의 외측 측부 공간과 상부 공간까지도 주행이 가능하므로, 내관의 외측 측부 및 상부에 위치하는 애자 및 각종 구조물의 이상 유무를 원격으로 점검하는 것이 가능한 이점이 있다.

바람직하게, 제1회전부재의 외주면에는 함몰된 수용부가 형성되고, 제2회전부재는 수용부의 내부에 회전 가능하게 수용된다.

더욱 바람직하게, 제1회전부재의 외주면과 제2회전부재의 외주면은 동일 원주상에 배치된다. 이와 같이, 제1회전부재의 외주면과 제2회전부재의 외주면이 동일 원주상에 배치도록 하는 것에 의하여, 옴니휠이 내관의 원주 방향을 따라 내관의 외면에 구름 이동할 시에는 제2회전부재에 의한 간섭(제1회전부재의 회전을 방해하는 간섭)없이 제1회전부재가 제1회전축을 중심으로 회전할 수 있고, 옴니휠이 내관의 길이 방향을 따라 내관의 외면에 구름 이동할 시에는 제2회전부재가 제2회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

구동모듈은, 제1구동부, 및 제1구동부를 마주하도록 배치되는 제2구동부를 포함할 수 있다.

일 예로, 제1구동부는, 이격 배치되는 복수개의 제1구동롤러, 및 제1구동롤러에 의해 정해지는 경로를 따라 순환 회전하는 제1주행벨트를 포함하고, 제2구동부는, 이격 배치되는 복수개의 제2구동롤러, 및 제2구동롤러에 의해 정해지는 경로를 따라 순환 회전하는 제2주행벨트를 포함한다.

바람직하게 옴니휠은 본체부의 중심을 통과하는 수직선을 기준으로 대칭되게 복수개가 구비된다. 이와 같이, 복수개의 옴니휠을 대칭 구조로 배치하는 것에 의하여, 옴니휠에 의한 접촉 면적을 충분하게 보장함과 동시에 특정 방향으로의 쏠림 현상을 억제할 수 있으므로, 본체부의 주행 안정성을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

더욱 바람직하게, 옴니휠은 제1방향을 따라 중첩되게 복수개가 마련되되, 서로 인접한 옴니휠 중 어느 하나의 제2회전부재와, 서로 인접한 옴니휠 중 다른 하나의 제2회전부재는 제1회전부재의 원주 방향을 따라 교번적으로 배치된다.

또한, 구동모듈을 원격으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 이때, 제어부는 구동모듈과 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서, 배관 출입을 용이하게 할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 본 발명에 따르면 배관에 형성된 관통홀(예를 들어, 애자홀)을 통해 배관의 내부에 진입할 수 있으며, 배관 내부에서 안정적으로 주행하며 배관의 내부를 검사하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 배관의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 자유롭게 이동하며 배관의 내부를 검사하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 이중 배관 검사 장치의 주행 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A'부분의 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 자세변환부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 자세변환부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 자세변환부의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 'B'부분의 확대도이다.
도 8은 도 6의 'C'부분의 확대도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 구동모듈의 자세 변환 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치의 주행예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 발명에 따른 이중 배관 검사 장치의 다른 주행예를 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 'A'부분의 확대도이며, 도 3은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치를 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 자세변환부를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 자세변환부를 설명하기 위한 평면도이다. 그리고, 도 6은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 자세변환부의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 'B'부분의 확대도이며, 도 8은 도 6의 'C'부분의 확대도이다. 또한, 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치로서, 구동모듈의 자세 변환 상태를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 11은 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치의 주행예를 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 발명에 따른 이중 배관 검사 장치의 다른 주행예를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치(10)는, 외관(P1)과 외관(P1)의 내부에 배치되는 내관(P2)의 사이 공간을 촬영하는 카메라(110)가 마련된 본체부(100); 본체부(100)의 하부에 구비되며, 외관(P1)의 내면에 접촉된 상태로 본체부(100)를 주행시키는 구동모듈(200); 본체부(100)에 대한 구동모듈(200)의 자세가 선택적으로 변환되도록 본체부(100)와 구동모듈(200)을 연결하는 자세변환부(230); 및 본체부(100)의 상부에 회전 가능하게 결합되며, 내관(P2)의 외면을 따라 구름 이동하는 옴니휠(omni wheel);을 포함한다.

참고로, 본 발명에 따른 이중 배관 검사 장치(10)는 배관 내부를 점검하기 위해 사용된다. 일 예로, 이중 배관 검사 장치(10)는 외관(도 5의 P1)의 내부에 내관(도 5의 P2)이 배치되는 이중 배관에서 외관(P1)과 내관(P2) 사이 공간을 점검(예를 들어, 크랙 검사, 이물질 검사, 애자 건전성 검사)하기 위해 사용될 수 있다.

보다 구체적으로, 이중 배관을 형성하는 외관(P1)에는 관통홀(ISH)(예를 들어, 애자홀)이 형성되고, 이중 배관 검사 장치(10)는 관통홀(ISH)을 통해 외관을 출입하도록 구성된다.

본체부(100)는 내부에 소정의 수용 공간을 갖도록 형성되며, 본체부(100)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

본체부(100)에는 외관(P1)과 내관(P2) 사이 공간을 촬영하는 카메라(110)가 구비된다. 일 예로, 카메라(110)는 본체부(100)의 진행 방향을 따라 전방과 후방에 각각 마련될 수 있다. 경우에 따라서는 본체부의 측면 및 여타 다른 위치에도 카메라를 구비하는 것이 가능하며, 카메라의 개수 및 장착 위치에 따라 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

바람직하게 카메라(110)의 전방에는 카메라(110)의 손상을 방지하기 위한 투명한 재질의 보호창이 형성될 수 있다.

구동모듈(200)은 본체부(100)를 주행시키도록 본체부(100)의 하부에 구비된다.

보다 구체적으로, 구동모듈(200)은 외관(P1)의 내면에 접촉된 상태로 본체부(100)를 주행시키도록 구성된다.

구동모듈(200)은 본체부(100)를 주행시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 구동모듈(200)의 구조 및 작동 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

일 예로, 구동모듈(200)은 제1구동부(210), 및 제1구동부(210)를 마주하도록 배치되는 제2구동부(220)를 포함한다.

보다 구체적으로, 제1구동부(210)는, 이격 배치되는 복수개의 제1구동롤러(212), 및 제1구동롤러(212)에 의해 정해지는 경로를 따라 순환 회전하는 제1주행벨트(214)를 포함하고, 제2구동부(220)는, 이격 배치되는 복수개의 제2구동롤러, 및 제2구동롤러에 의해 정해지는 경로를 따라 순환 회전하는 제2주행벨트를 포함한다.

제1구동부(210)는 4개의 제1구동롤러(212)를 포함할 수 있으며, 구동모터(미도시)에 의해 제1구동롤러(212)가 회전함에 따라 제1주행벨트(214)는 제1구동롤러(212)에 의해 정해지는 궤적을 따라 캐터필러(caterpillar) 방식으로 순환 회전하며 본체부(100)를 주행시킬 수 있다.

제2구동부(220)는 4개의 제2구동롤러(미도시)(제1구동롤러 참고)를 포함할 수 있으며, 구동모터(미도시)에 의해 제2구동롤러가 회전함에 따라 제2주행벨트(미도시)(제2주행벨트 참고)는 제2구동롤러에 의해 정해지는 궤적을 따라 순환 회전하며, 제1주행벨트(214)와 함께 본체부(100)를 주행시킬 수 있다.

제1주행벨트(214)와 제2주행벨트는 서로 동일한 방향으로 동시에 회전 또는 순차적으로 회전하거나, 서로 다른 방향으로 개별적 회전하도록 구성될 수 있으며, 제1주행벨트(214)와 제2주행벨트의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하는 것에 의하여, 본체부(100)의 이동 방향을 제어할 수 있다.

참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는, 제1구동부(210) 및 제2구동부(220)가 각각 주행벨트를 포함하여 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제1구동부 및 제2구동부가 주행벨트를 배제하고 휠 또는 바퀴만으로 구성되는 것도 가능하다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 자세변환부(230)는 본체부(100)에 대한 구동모듈(200)의 자세가 선택적으로 변환되도록 본체부(100)와 구동모듈(200)을 연결한다.

보다 구체적으로, 자세변환부(230)는, 구동모듈(200)이 본체부(100)에 대해 수평하게 배치되는 제1위치에서 수직하게 배치되는 제2위치로 회전 가능하게 본체부(100)와 구동모듈(200)을 연결한다.

이와 같이, 본체부(100)에 대한 구동모듈(200)의 자세가 선택적으로 변환되도록 하는 것에 의하여, 구동모듈(200)의 사이즈를 축소시키지 않고도, 애자홀과 같은 작은 관통홀(ISH)(예를 들어, 직경 165 파이)을 통해 검사 장치를 배관의 내부에 출입시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 검사 장비의 주행 안정성을 보장하기 위해서는 검사 장비를 주행시키는 구동수단이 일정 이상의 주행 접촉 면적(주행면에 접촉되는 면적)을 확보할 수 있는 사이즈(폭 또는 길이)로 형성되어야 하는데, 구동수단을 애자홀을 통과 가능한 사이즈로 형성하게 되면, 애자홀을 통한 검사 장비의 출입은 가능하지만, 구동수단의 사이즈 축소로 인해 주행 성능 및 주행 안정성이 저하되는 문제점이 있다.

하지만, 본 발명은 관통홀(ISH)을 통한 검사 장치의 출입시에는 구동모듈(200)이 본체부(100)에 대해 수직하게 배치(제2위치)되며 관통홀(ISH)을 통과 가능한 사이즈를 형성할 수 있고, 검사 장치가 배관 내부에 진입된 후에는 구동모듈(200)이 본체부(100)에 대해 수평하게 배치(제1위치)되며 충분한 주행 접촉 면적을 확보할 수 있으므로, 검사 장치의 주행 안정성 및 신뢰성을 보장하면서, 배관 출입을 용이하게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

자세변환부(230)는 본체부(100)에 대한 구동모듈(200)의 자세를 변환시킬 수 있는 다양한 구조로 형성될 수 있다.

이하에서는 자세변환부(230)가 구동모듈(200)을 구성하는 제1구동부(210)와 제2구동부(220)의 자세를 각각 개별적으로 변환시킬 수 있도록 마련된 예를 들어 설명하기로 한다.

일 예로, 자세변환부(230)는, 본체부(100)와 구동모듈(200)을 회전 가능하게 연결하며 구동모듈(200)이 본체부(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동 가능하게 결합되는 가이드부재(232), 및 본체부(100)에 대한 구동모듈(200)의 직선 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재(234)를 포함한다.

가이드부재(232)는 제1구동부(210)의 측면 외형을 형성하는 제1케이싱(211)을 통과하도록 본체부(100)의 일 측면에 결합되며, 제1구동부(210)는 가이드부재(232)의 축 방향을 따라 본체부(100)에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동할 수 있다.

일 예로, 가이드부재(232)의 선단에는 나사산부(미도시)가 형성될 수 있으며, 가이드부재(232)의 선단에 형성된 나사산부는 본체부(100)에 형성된 체결홀(미도시)에 체결될 수 있다.

같은 방식으로, 가이드부재(232)는 제2구동부(220)의 측면 외형을 형성하는 제2케이싱(221)을 통과하도록 본체부(100)의 다른 일 측면에 결합되며, 제2구동부(220)는 가이드부재(232)의 축 방향을 따라 본체부에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동할 수 있다.

이하에서는 제1구동부(210)에 장착되는 자세변환부(230)를 기준하여 설명하기로 한다.

탄성부재(234)는 본체부에 대한 구동모듈(제1구동부 및 제2구동부)의 직선 이동을 탄성적으로 지지하도록 마련된다.

일 예로, 탄성부재(234)는 제1구동부(210)와 본체부(100)의 사이에 배치되도록 가이드부재(232)에 장착되며, 제1구동부(210)의 직선 이동을 탄성적으로 지지한다.

탄성부재(234)로서는 통상의 스프링이 사용될 수 있으며, 탄성부재(234)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

바람직하게, 자세변환부(230)는, 구동모듈(200)에 결합되며 구동모듈(200)을 본체부에 선택적으로 구속하는 구속부재(238)를 포함한다.

구속부재(238)는 본체부(100)에 대한 구동모듈(200)의 자세를 유지시키기 위해 마련된다. 보다 구체적으로, 구동모듈(200)이 제1위치에 배치되면, 구속부재(238)는 구동모듈(200)을 본체부(100)에 구속한다.

구속부재(238)를 이용한 구속 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

일 예로, 본체부(100)의 측면에는 수평 방향을 따라 구속부재(238)가 수용 가능한 수용홈(102)이 형성되되, 구속부재(238)가 수용홈(102)에 구속되면 구동모듈(200)의 회전이 억제되고, 구속부재(238)가 수용홈(102)의 외부로 인출되면 구동모듈(200)의 회전이 허용되도록 구성된다.

보다 구체적으로, 구속부재(238)는 사각 블록 형태로 형성될 수 있으며, 수용홈(102)은 구속부재(238)에 대응하는 사각홈 형태로 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 구속부재 및 수용홈을 다각형 형태 또는 타원 형태로 형성하거나 여타 다른 기하학적 형태로 형성하는 것이 가능하다.

이와 같은 구성에 의하여, 구속부재(238)가 제1위치에 배치되면, 탄성부재(234)의 탄성력에 의해 구속부재(238)가 수용홈(102)에 수용된 상태가 유지(구속부재의 회전이 억제)된다.

반면, 작업자가 제1구동부(210)(또는 제2구동부)를 외측으로 잡아 당기면 탄성부재(234)가 압축되며 구속부재(238)가 수용홈(102)의 외부로 인출될 수 있으며, 구속부재(238)가 수용홈(102)의 외부로 인출된 상태에서는 제1구동부(210)의 회전이 허용된다. 따라서, 작업자는 제1구동부(210)를 회전시켜 본체부(100)에 대해 수직한 제2위치에 제1구동부(210)를 배치할 수 있다.

바람직하게, 구속부재(238)에는 부싱(236)이 결합되고, 가이드부재(232)는 부싱(236)에 회전 가능하게 결합된다.

이와 같이, 구속부재(238)에 부싱(236)을 마련하고, 가이드부재(232)가 부싱(236)에 결합되도록 하는 것에 의하여, 본체부(100)에 대한 제1구동부(210)의 회전시 부하 발생을 최소화하고, 본체부(100)에 대한 제1구동부(210)의 상대 회전이 보다 원활하게 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 본체부(100)의 상부에는 회전블록(300)이 구비될 수 있으며, 옴니휠(500)은 회전블록(300) 상에 결합될 수 있다.

또한, 회전블록(300)과 본체부(100)의 사이에는 본체부(100)에 대해 회전블록(300)을 상대 수평 회전 가능하게 결합하는 커플링(400)이 마련될 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3를 참조하면, 본체부(100)에는 선택적으로 승강 가능하게 승강샤프트(120)가 마련되며, 승강샤프트(120)의 상단에는 회전블록(300)이 결합되되, 커플링(400)은 승강샤프트(120)와 회전블록(300)의 연장샤프트(310)를 상대 회전 가능하게 결합한다.

참고로, 커플링(400)으로서는 회전 부위에 사용되는 통상의 커플링(400) 부재가 사용될 수 있으며, 커플링(400)의 종류 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이와 같이, 회전블록(300)과 본체부(100)의 사이에 커플링(400)을 마련하는 것에 의하여, 회전블록(300)(회전블록에 장착된 옴니휠)에 대한 본체부(100)의 상대 회전시(예를 들어, 본체부가 내관의 길이 방향을 따라 주행하다가 내관의 원주 방향으로 진행 방향을 전환할 시) 부하 발생을 최소화하고, 회전블록(300)에 대한 본체부(100)의 상대 회전이 보다 원활하게 이루어지게 하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

참고로, 승강샤프트(120)는 공압에 의해 선택적으로 승강하도록 구성될 수 있다. 승강샤프트(120)를 선택적으로 승강 가능하게 구성하는 것에 의하여, 내관(P2)과 외관(P1)의 사이 간격에 대응하여 승강샤프트(120)를 상승 또는 하강시켜 옴니휠(500)이 외관(P1)의 내면에 밀착된 상태를 유지할 수 있다.

더욱 바람직하게, 옴니휠(500)이 외관(P1)의 내면에 탄성적으로 밀착될 수 있도록 승강샤프트(120)는 스프링과 같은 탄성부재(미도시)에 의해 탄성적으로 지지될 수 있다. 경우에 따라서는 통상의 리니어 모터 등을 이용하여 승강샤프트가 승강되도록 구성하는 것도 가능하다.

옴니휠(500)은 내관(P2)의 외면에 접촉된 상태로 내관(P2)의 외면을 따라 구동 이동하도록 마련된다.

바람직하게, 옴니휠(500)은 내관(P2)의 외면에 접촉된 상태로 내관(P2)의 길이 방향 및 원주 방향을 따라 구름 이동하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 옴니휠(500)은 제1방향으로 배치되는 제1회전축(511)을 중심으로 회전블록(300)에 회전 가능하게 결합되며 내관(P2)의 원주 방향을 내관(P2)의 외면에 구름 이동하는 제1회전부재(510)와, 제1방향에 직교하는 제2방향으로 배치되는 제2회전축(521)을 중심으로 제1회전부재(510)에 회전 가능하게 결합되며 내관(P2)의 길이 방향을 따라 내관(P2)의 외면에 구름 이동하는 제2회전부재(520)를 포함한다.

제1회전부재(510)는 소정 직경을 갖는 원판 또는 링 형태로 형성될 수 있으며, 제1회전부재(510)는 제1방향(예를 들어, 도 3 기준으로 본체부의 상면에 수평한 방향)으로 배치되는 제1회전축(511)을 중심으로 회전블록(300)에 회전 가능하게 결합되고, 내관(P2)의 원주 방향을 따라 내관(P2)의 외면에 구름 이동하도록 구성된다.

제2회전부재(520)는 롤러 형태로 형성될 수 있으며, 제1회전축(511)과 직교하는 제2회전축(521)을 중심으로 제1회전부재(510)에 회전 가능하게 결합되고, 내관(P2)의 길이 방향을 따라 내관(P2)의 외면에 구름 이동하도록 구성된다.

일 예로, 제1회전부재(510)의 외주면에는 함몰된 수용부(512)가 형성되고, 제2회전부재(520)는 수용부(512)의 내부에 회전 가능하게 수용된다.

이하에서는 제1회전부재(510)의 외주면에 90도 간격으로 4개의 제2회전부재(520)가 마련된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 제1회전부재의 외주면에 3개 이하 또는 5개 이상의 제2회전부재를 배치하는 것이 가능하며, 제2회전부재의 개수 및 배치 간격에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

바람직하게, 제1회전부재(510)의 외주면과 제2회전부재(520)의 외주면은 동일 원주 범위를 형성하도록 배치된다.

여기서, 제1회전부재(510)의 외주면과 제2회전부재(520)의 외주면이 동일 원주 범위를 형성한다 함은, 제2회전부재(520)의 외주면이 제1회전부재(510)의 외주면의 일부 구간을 형성함으로써, 제1회전부재(510)의 외주면과 제2회전부재(520)의 외주면이 상호 협조적으로 동일 원주 범위를 형성하는 것으로 정의된다.

이와 같이, 제1회전부재(510)의 외주면과 제2회전부재(520)의 외주면이 동일 원주 범위를 형성하도록 하는 것에 의하여, 옴니휠(500)이 내관(P2)의 원주 방향을 따라 내관(P2)의 외면에 구름 이동할 시에는 제2회전부재(520)에 의한 간섭(제1회전부재의 회전을 방해하는 간섭)없이 제1회전부재(510)가 제1회전축(511)을 중심으로 회전할 수 있고, 옴니휠(500)이 내관(P2)의 길이 방향을 따라 내관(P2)의 외면에 구름 이동할 시에는 제2회전부재(520)가 제2회전축(521)을 중심으로 회전할 수 있다.

본 발명에 다른 실시예에 따르면 제2회전부재를 제1회전부재의 외주면의 외측으로 돌출되게 배치하거나, 제1회전부재에서 수용부이 아닌 여타 다른 위치(예를 들어, 제1회전부재의 측면)에 제2회전부재를 장착하는 것도 가능하다.

더욱 바람직하게, 회전블록(300)에는 제1회전부재(510)를 회전 가능하게 지지하는 베어링부재(미도시)가 마련된다.

베어링부재로서는 제1회전부재(510)를 회전 가능하게 지지할 수 있는 통상의 베어링이 사용될 수 있으며, 베어링의 종류 및 특성은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

이와 같이, 회전블록(300)에 대한 제1회전부재(510)의 회전이 베어링부재에 의해 지지되도록 하는 것에 의하여, 내관(P2)의 원주 방향을 따른 본체부(100)의 주행 안정성 및 신뢰성을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1회전부재(510)와 제2회전부재(520) 중 적어도 어느 하나는 탄성 재질로 형성된다. 일 예로, 제1회전부재(510)와 제2회전부재(520)는 연질의 실리콘 또는 고무 등과 같은 탄성 재질로 형성될 수 있다.

이와 같이, 제1회전부재(510)와 제2회전부재(520)를 탄성 재질로 형성하는 것에 의하여, 옴니휠(500)이 내관(P2)의 외면에 구름 이동할 시, 옴니휠(500)의 슬립 현상을 저감시키고, 내관(P2)의 외면 굴곡 또는 이물질 등에 의한 충격을 최소화할 수 있으므로, 옴니휠(500)의 주행 안정성을 높이는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1회전부재와 제2회전부재를 리지드(rigid)한 재질로 형성하되, 제1회전부재의 외주면에 제1탄성코팅층(미도시)을 형성하고, 제2회전부재의 외주면에 제2탄성코팅층(미도시)을 형성하는 것도 가능하다.

또한, 옴니휠(500)은 본체부(100)의 중심을 통과하는 수직선을 기준으로 대칭되게 복수개가 구비된다.

일 예로, 옴니휠(500)은 본체부(100)의 중심을 통과하는 수직선을 기준으로 좌우 대칭 구조 또는 전후 대칭 구조로 복수개가 마련될 수 있다. 바람직하게, 옴니휠(500)은 구동모듈의 진행 방향을 기준으로 전방 좌측, 전방 우측, 후방 좌측, 후방 우측에 각각 2개가 한 쌍을 이루도록 총 8개가 대칭 구조로 배치될 수 있다.

보다 바람직하게, 옴니휠(500)은 제1방향을 따라 중첩되게 복수개(예를 들어, 2개 한쌍)가 마련되되, 서로 인접한 옴니휠(500) 중 어느 하나의 제2회전부재(520)와, 서로 인접한 옴니휠 중 다른 하나의 제2회전부재(520)는 제1회전부재(510)의 원주 방향을 따라 교번적으로 배치된다.

이와 같이, 복수개의 옴니휠(500)을 대칭 구조로 배치하는 것에 의하여, 옴니휠(500)에 의한 접촉 면적을 충분하게 보장함과 동시에 특정 방향으로의 쏠림 현상을 억제할 수 있으므로, 본체부(100)의 주행 안정성을 보다 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1방향을 따라 서로 중첩되게 배치되는 한 쌍의 옴니휠(500)의 각 제2회전부재(520)는 서로 교번적으로 내관(P2)의 외면에 접촉하며 구름 이동할 수 있으므로, 한 쌍의 옴니휠(500)의 주행 안정성을 높이고, 슬립 현상을 억제하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이중 배관 검사 장치(10)는 구동모듈(200)을 원격으로 제어하는 제어부(600)를 포함한다.

일 예로, 제어부(600)는 구동모듈(200)과 유선 또는 무선으로 연결되어 구동모듈(200)의 주행 방향 및 주행 속도 등을 원격으로 제어할 수 있다.

아울러, 제어부(600)는 카메라(110)에서 촬영된 영상 및 본체부(100)의 위치 정보 등을 함께 수집하여 처리하는 것도 가능하다.

이와 같은 구성에 의하여, 이중 배관 검사 장치(10)는 외관에 형성된 관통홀(ISH)(예를 들어, 애자홀)을 통해 외관(P1)의 외부에서 내부로 진입하거나, 외관(P1)의 내부에서 외부로 인출되도록 구성된다.

보다 구체적으로, 도 9를 참조하면, 구동모듈(200)의 제1구동부(210) 및 제2구동부(220)는 본체부(100)에 수직한 제2위치에 배치된 상태로 관통홀(ISH)을 통과하도록 구성된다. 이때, 제1구동부(210) 및 제2구동부(220)는 제2위치에 배치된 상태에서 관통홀(ISH)의 직경(D)보다 작은 제2폭(W2)을 형성하므로, 관통홀(ISH)을 출입할 수 있다.

반면, 도 10을 참조하면, 이중 배관 검사 장치(10)가 외관(P1)의 내부에 진입하면, 구동모듈(200)의 제1구동부(210) 및 제2구동부(220)는 본체부에 수평한 제1위치로 배치된다. 이때, 제1구동부(210) 및 제2구동부(220)는 제1위치에 배치된 상태에서 관통홀(ISH)의 직경(D)보다 큰 제1폭(W1)을 형성하므로, 충분한 주행 접촉 면적을 확보할 수 있다.

또한, 이중 배관 검사 장치(10)는 내관(P2)의 원주 방향 또는 길이 방향을 따라 주행하며 배관 검사를 수행할 수 있다.

도 11을 참조하면, 이중 배관 검사 장치(10)는 내관(P2)의 원주 방향을 따라 주행하면서 배관 검사를 수행할 수 있다. 이때, 옴니휠(500)의 제1회전부재(510)는 내관(P2)의 외면에 접촉된 상태에서 제1회전축(511)을 중심으로 회전하게 된다.

도 12를 참조하면, 이중 배관 검사 장치(10)는 내관(P2)의 길이 방향을 따라 주행하면서 배관 검사를 수행할 수 있다. 이때, 옴니휠(500)의 제2회전부재(520)는 내관(P2)의 외면에 접촉된 상태에서 제2회전축(521)을 중심으로 회전하게 된다.

참고로, 이중 배관 검사 장치(10)의 주행 방향 전환은, 옴니휠(500)의 제1회전부재(510) 또는 제2회전부재(520)가 내관(P2)의 외면에 지지(접촉)된 상태에서 구동모듈(200)의 제1구동부(210) 및 제2구동부(220)를 제어하는 것에 의하여, 이중 배관 검사 장치(10)의 주행 방향이 전환(예를 들어, 원주 방향 주행→길이 방향 주행)될 수 있다.

이와 같이, 주행 모듈이 외관(P1)의 내면에 접촉된 상태로 주행하는 중에, 옴니휠(500)이 내관(P2)의 외면에 접촉된 상태를 유지하도록 하는 것에 의하여, 외관(P1)과 내관(P2) 사이의 구조물(예를 들어, 애자) 및 위치(또는 높이)에 구애받지 않고 외관(P1)과 내관(P2)의 사이 공간을 안정적으로 점검하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 특히, 이중 배관 검사 장치(10)는 내관(P2)의 외측 하부 공간 뿐만 아니라, 내관(P2)의 외측 측부 공간과 상부 공간까지도 주행이 가능하므로, 내관(P2)의 외측 측부 및 상부에 위치하는 애자(IS) 및 각종 구조물의 이상 유무를 원격으로 점검하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 이중 배관 검사 장치
100 : 본체부
102 : 수용홈
110 : 카메라
120 : 승강샤프트
200 : 구동모듈
210 : 제1구동부
211 : 제1케이싱
212 : 제1구동롤러
214 : 제1주행벨트
220 : 제2구동부
221 : 제2케이싱
230 : 자세변환부
232 : 가이드부재
234 : 탄성부재
236 : 부싱
238 : 구속부재
300 : 회전블록
310 : 연장샤프트
400 : 커플링
500 : 옴니휠
510 : 제1회전부재
512 : 수용부
511 : 제1회전축
520 : 제2회전부재
521 : 제2회전축
600 : 제어부

Claims (17)

1. 외관과 상기 외관의 내부에 배치되는 내관의 사이 공간을 촬영하는 카메라가 마련된 본체부;
   상기 본체부의 하부에 구비되며, 상기 외관의 내면에 접촉된 상태로 상기 본체부를 주행시키는 구동모듈;
   상기 구동모듈이 상기 본체부에 대해 수평하게 배치되는 제1위치에서 수직하게 배치되는 제2위치로 회전 가능하게 상기 본체부와 상기 구동모듈을 연결하되, 상기 본체부와 상기 구동모듈을 회전 가능하게 연결하며 상기 구동모듈이 상기 본체부에 접근 및 이격되는 방향으로 직선 이동 가능하게 결합되는 가이드부재, 및 상기 본체부에 대한 상기 구동모듈의 직선 이동을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 구비하는 자세변환부; 및
   상기 본체부의 상부에 회전 가능하게 결합되며, 상기 내관의 외면을 따라 구름 이동하는 옴니휠(omni wheel);
   을 포함하는 이중 배관 검사 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 구동모듈에 결합되며, 상기 구동모듈을 상기 본체부에 선택적으로 구속하는 구속부재를 포함하는 이중 배관 검사 장치.
   
5. 제4항에서,
   상기 구동모듈이 상기 제1위치에 배치되면, 상기 구속부재는 상기 구동모듈을 상기 본체부에 구속하는 이중 배관 검사 장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 본체부에는 수용홈이 형성되되,
   상기 구속부재가 상기 수용홈에 구속되면, 상기 구동모듈의 회전이 억제되고,
   상기 구속부재가 상기 수용홈의 외부로 인출되면, 상기 구동모듈의 회전이 허용되는 이중 배관 검사 장치.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 구속부재에 결합되는 부싱을 포함하고,
   상기 가이드부재는 상기 부싱에 회전 가능하게 결합되는 이중 배관 검사 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 외관에는 관통홀이 형성되고,
   상기 구동모듈은 상기 제2위치에 배치된 상태에서 상기 관통홀을 통과하는 이중 배관 검사 장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 구동모듈은 상기 제1위치에 배치된 상태에서 상기 관통홀의 직경보다 큰 제1폭을 형성하고,
   상기 제2위치에 배치된 상태에서는 상기 관통홀의 직경보다 작은 제2폭을 형성하는 이중 배관 검사 장치.
   
10. 제1항, 제4항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 옴니휠은,
    제1방향으로 배치되는 제1회전축을 중심으로 상기 본체부에 회전 가능하게 결합되며 상기 내관의 원주 방향을 따라 상기 내관의 외면에 구름 이동하는 제1회전부재; 및
    상기 제1방향에 직교하는 제2방향으로 배치되는 제2회전축을 중심으로 상기 제1회전부재에 회전 가능하게 결합되며 상기 내관의 길이 방향을 따라 상기 내관의 외면에 구름 이동하는 제2회전부재;
    를 포함하는 이중 배관 검사 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1회전부재의 외주면에는 수용부가 형성되고, 상기 제2회전부재는 상기 수용부의 내부에 수용되는 이중 배관 검사 장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1회전부재의 외주면과 상기 제2회전부재의 외주면은 동일 원주 범위를 형성하는 이중 배관 검사 장치.
    
13. 제10항에 있어서,
    상기 옴니휠은 상기 제1방향을 따라 중첩되게 복수개가 마련되되,
    서로 인접한 상기 옴니휠 중 어느 하나의 상기 제2회전부재와, 서로 인접한 상기 옴니휠 중 다른 하나의 상기 제2회전부재는 상기 제1회전부재의 원주 방향을 따라 교번적으로 배치되는 이중 배관 검사 장치.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 옴니휠은 상기 본체부의 중심을 통과하는 수직선을 기준으로 대칭되게 복수개가 구비된 이중 배관 검사 장치.
    
15. 제1항, 제4항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동모듈은,
    제1구동부; 및
    상기 제1구동부를 마주하도록 배치되는 제2구동부;
    를 포함하는 이중 배관 검사 장치.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 제1구동부는,
    이격 배치되는 복수개의 제1구동롤러; 및
    상기 제1구동롤러에 의해 정해지는 경로를 따라 순환 회전하는 제1주행벨트;를 포함하고,
    상기 제2구동부는,
    이격 배치되는 복수개의 제2구동롤러; 및
    상기 제2구동롤러에 의해 정해지는 경로를 따라 순환 회전하는 제2주행벨트;를 포함하는 이중 배관 검사 장치.
    
17. 제1항, 제4항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동모듈을 원격으로 제어하는 제어부를 포함하는 이중 배관 검사 장치.

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