KR102099904B1 - Underwater Robot for inspection of Underwater Tunnel and Control Method Thereof - Google Patents

Underwater Robot for inspection of Underwater Tunnel and Control Method Thereof Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중터널을 조사하는 수중로봇 및 수중로봇의 제어 방법에 관한 것으로, 안내선의 일단이 연결된 제1 윈치를 포함하여 수중터널의 표면에 부착되는 제1 모선, 안내선의 타단이 연결된 제2 윈치를 포함하여 수중터널의 표면에 길이방향으로 부착되는 제2 모선 및 안내선을 따라 제1 모선에서 제2 모선 방향으로 이동하면서 수중터널의 표면을 조사하는 조사선을 포함할 수 있고, 다른 실시 예로도 적용이 가능하다. The present invention relates to an underwater robot for irradiating an underwater tunnel and a control method for the underwater robot, including a first winch to which one end of the guide line is connected, a first mother ship attached to the surface of the underwater tunnel, and a second winch to which the other end of the guide line is connected. It may include an irradiation line irradiating the surface of the underwater tunnel while moving in the direction from the first busbar to the second busbar along the second busbar and guide lines attached in the longitudinal direction to the surface of the underwater tunnel, including other embodiments. This is possible.

Description

수중터널을 조사하는 수중로봇 및 수중로봇의 제어 방법{Underwater Robot for inspection of Underwater Tunnel and Control Method Thereof}Underwater Robot for inspection of Underwater Tunnel and Control Method Thereof

본 발명은 수중터널을 조사하는 수중로봇 및 수중로봇의 제어 방법에 관한 것으로, 케이블로 연결된 복수의 수중로봇을 이용하여 수중터널을 조사하는 수중로봇 및 수중로봇의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an underwater robot for irradiating an underwater tunnel and a control method for an underwater robot, and to a control method for an underwater robot and an underwater robot for irradiating an underwater tunnel using a plurality of underwater robots connected by a cable.

수중터널은 바다 속에 설치된 터널로, 해수면과 해저면 사이에 설치되는 것이 일반적이다. 이러한 수중터널은 모듈 연결방식으로 연결구간의 길이와 건설기간 및 구조물 제작 소요공간을 최소화할 수 있으며, 해저지반 조건과 지진 및 해상기강 영향이 적다는 장점이 있다. 또한, 해상교통의 방해도 적고 자연환경의 피해를 최소화하며, 사용 후 제거 및 재활용이 가능하다. The underwater tunnel is a tunnel installed in the sea, and is usually installed between the sea level and the sea level. These underwater tunnels have the advantage of being able to minimize the length of the connection section, the construction period and the space required to construct the structure through the modular connection method, and have less impact on subsea ground conditions, earthquakes, and offshore rivers. In addition, there is little interference with maritime traffic, minimizes damage to the natural environment, and can be removed and recycled after use.

이와 같은 수중터널은 파랑 등의 하중 노출이 많고 화재 및 테러 대비가 어려우며, 잠수함이나 선박 등의 이동체와의 충돌로 인한 손상이 발생되기도 하기 때문에 주기적으로 또는 상시 수중터널의 상태점검이 필요하다. 현재는 수중로봇을 이용하여 수중터널의 조사를 통해 수중터널의 상태를 점검한다. 수중로봇이 수중터널에 근접할수록 수중터널의 정밀한 조사가 가능하지만, 수중로봇과 수중터널의 충돌이 발생할 위험이 있다. 따라서, 수중터널의 정밀한 조사가 가능한 거리를 일정하게 유지하면서 수중터널을 조사하기 위한 기술이 필요하다.Since such underwater tunnels are exposed to loads such as blue waves, it is difficult to prepare for fire and terrorism, and damage may occur due to collision with a moving object such as a submarine or a ship, so it is necessary to check the condition of the underwater tunnel periodically or at all times. Currently, the condition of the underwater tunnel is checked by examining the underwater tunnel using an underwater robot. The closer the underwater robot is to the underwater tunnel, the more precise the underwater tunnel can be, but there is a risk of collision between the underwater robot and the underwater tunnel. Therefore, there is a need for a technique for irradiating an underwater tunnel while maintaining a constant distance capable of precise irradiation of the underwater tunnel.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시 예들은 케이블로 연결된 복수의 모선과 복수의 모선 사이를 이동하는 조사선으로 수중터널을 조사하는 수중로봇 및 수중로봇의 제어 방법을 제공하는 것이다.Various embodiments of the present invention for solving such a conventional problem are to provide an underwater robot for irradiating an underwater tunnel with an irradiation line moving between a plurality of bus lines connected by a cable and a plurality of bus lines and a control method of the underwater robot.

본 발명의 일 실시 예에 따른 수중터널을 조사하는 수중로봇은, 안내선의 일단이 연결된 제1 윈치를 포함하여 수중터널의 표면에 부착되는 제1 모선, 상기 안내선의 타단이 연결된 제2 윈치를 포함하여 상기 수중터널의 표면에 길이방향으로 부착되는 제2 모선 및 상기 안내선을 따라 상기 제1 모선에서 상기 제2 모선 방향으로 이동하면서 상기 수중터널의 표면을 조사하는 조사선을 포함하는 것을 특징으로 한다.An underwater robot for investigating an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention includes a first winch attached to the surface of the underwater tunnel, including a first winch to which one end of the guide line is connected, and a second winch to which the other end of the guide line is connected It characterized in that it comprises a second mother ship attached to the surface of the underwater tunnel in the longitudinal direction and the irradiation line irradiating the surface of the underwater tunnel while moving in the direction of the second mother ship from the first bus along the guide line.

또한, 상기 제1 모선 및 상기 제2 모선에 각각 구비되어 상기 안내선의 감기는 방향 및 풀리는 방향을 결정하는 제1 방향조절부 및 제2 방향조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, each of the first busbar and the second busbar is provided with a first direction control unit and a second direction control unit for determining the winding direction and the unwinding direction of the guide line.

또한, 제2 모선은, 상기 제1 방향조절부에 의해 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the second bus bar is attached to the surface by moving in the longitudinal direction of the underwater tunnel while the guide line wound on at least one of the first winch and the second winch is released by the first direction adjusting unit. It is characterized by.

또한, 조사선이 상기 제2 모선 방향으로의 이동이 완료되면 상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감기면서 상기 제1 모선이 상기 제2 모선 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the movement of the irradiation line in the direction of the second bus bar is completed, the first bus bar is wound while the guide line is wound on at least one of the first winch and the second winch by the second direction adjusting unit. 2 It is characterized by moving in the direction of the busbar.

또한. 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 회전함에 따라 상기 제1 모선이 상기 제2 모선을 기준으로 회전하고, 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 제1 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 것을 특징으로 한다.Also. As the guide line is rotated by the second direction adjusting unit, the first bus bar rotates relative to the second bus bar, and the guide line wound on at least one of the first winch and the second winch is released while the It characterized in that the first busbar is attached to the surface by moving in the longitudinal direction of the underwater tunnel.

또한, 조사선이 상기 제1 모선 방향으로 이동하면서 상기 수중터널의 표면을 조사하는 것을 특징으로 한다. In addition, the surface of the underwater tunnel is irradiated while the irradiation line moves in the direction of the first bus bar.

또한, 안내선을 따라 이동하도록 상기 조사선에 구비된 적어도 두 개의 조사선윈치를 포함하고, 상기 조사선윈치의 회전수를 측정하여 상기 조사선의 위치를 추정하는 것을 특징으로 한다. In addition, it includes at least two irradiation line winch provided on the irradiation line to move along the guide line, characterized in that to estimate the position of the irradiation line by measuring the number of revolutions of the irradiation line winch.

아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중로봇의 제어 방법은, 안내선의 일단이 연결된 제1 윈치를 포함하는 제1 모선이 수중터널의 표면에 부착되는 단계, 상기 안내선의 타단이 연결된 제2 윈치를 포함하는 제2 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면의 지정된 위치에 부착되는 단계 및 상기 안내선을 따라 상기 제1 모선에서 상기 제2 모선으로 이동하는 조사선이 상기 수중터널의 표면에 대한 센싱데이터를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method for controlling an underwater robot according to an embodiment of the present invention includes a step in which a first busbar including a first winch to which one end of the guide line is connected is attached to the surface of the underwater tunnel, and a second winch to which the other end of the guide line is connected. A second mother ship comprising a step of moving in the longitudinal direction of the underwater tunnel and attaching it to a designated position on the surface, and an irradiation line moving from the first mother ship to the second mother ship along the guide line on the surface of the underwater tunnel. It characterized in that it comprises the step of obtaining the sensing data for.

또한, 상기 제1 모선과 상기 제2 모선은, 상기 안내선의 감기는 방향 및 풀리는 방향을 결정하는 제1 방향조절부 및 제2 방향조절부를 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the first bus bar and the second bus bar, characterized in that it comprises a first direction control unit and the second direction control unit for determining the winding direction and the unwinding direction of the guide line, respectively.

또한, 제2 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면의 지정된 위치에 부착되는 단계는, 상기 제1 방향조절부에 의해 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 단계인 것을 특징으로 한다. In addition, the step of attaching the second busbar in the longitudinal direction of the underwater tunnel and attaching it to the designated position of the surface is wound on at least one winch of the first winch and the second winch by the first direction adjusting unit. It is characterized in that the guide line is released while moving in the longitudinal direction of the underwater tunnel to be attached to the surface.

또한, 센싱데이터를 획득하는 단계 이후에, 상기 조사선이 상기 제2 모선 방향으로의 이동이 완료되면 상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감기면서 상기 제1 모선이 상기 제2 모선 방향으로 이동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, after the step of acquiring the sensing data, when the movement of the irradiation line in the direction of the second bus bar is completed, the guide line by the second direction adjusting unit may winch at least one of the first winch and the second winch. It characterized in that it further comprises the step of moving in the direction of the first busbar while being wound on the first busbar.

또한, 제1 모선이 상기 제2 모선 방향으로 이동하는 단계 이후에, 상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 회전함에 따라 상기 제1 모선이 상기 제2 모선을 기준으로 회전하고, 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 제1 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, after the step of moving the first bus bar in the direction of the second bus bar, the first bus bar rotates relative to the second bus bar as the guide line is rotated by the second direction adjusting unit, and the first bus It characterized in that it further comprises the step of attaching to the surface by moving the first bus bar in the longitudinal direction of the underwater tunnel while the guide line wound on at least one of the winch and the second winch is released.

또한, 조사선은, 상기 안내선을 따라 상기 조사선을 이동시키고, 상기 조사선의 위치를 추정하는 기준이 되는 적어도 두 개의 조사선윈치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the irradiation line is characterized in that it further comprises at least two irradiation line winch as a reference for moving the irradiation line along the guide line and estimating the position of the irradiation line.

상술한 바와 같이 본 발명의 수중터널을 조사하는 수중로봇 및 수중로봇의 제어방법은, 케이블로 연결된 복수의 모선과 복수의 모선 사이를 이동하는 조사선으로 수중터널의 표면을 조사함으로써, 수중터널과 일정한 거리를 유지하면서 수중터널의 정밀한 조사가 가능한 효과가 있다.As described above, the control method of the underwater robot and the underwater robot for irradiating the underwater tunnel of the present invention, by irradiating the surface of the underwater tunnel with an irradiation line moving between the plurality of bus lines connected to the cable and the plurality of bus lines, the water tunnel is constant with the underwater tunnel. While maintaining the distance, it is possible to precisely investigate the underwater tunnel.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널에 위치하여 수중터널을 조사하는 수중로봇을 도시한 개략적 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널에 위치한 수중로봇을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널에 위치한 수중로봇의 이동방법을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널을 조사하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a schematic front view showing an underwater robot positioned in an underwater tunnel and irradiating an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing an underwater robot located in an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view showing a method of moving an underwater robot located in an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of irradiating an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 그리고 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are indicated by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널에 위치하여 수중터널을 조사하는 수중로봇을 도시한 개략적 정면도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널에 위치한 수중로봇을 도시한 평면도이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널에 위치한 수중로봇의 이동방법을 도시한 평면도이다. 1 is a schematic front view showing an underwater robot positioned in an underwater tunnel and irradiating an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention. 2 is a plan view showing an underwater robot located in an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention. 3 is a plan view showing a method of moving an underwater robot located in an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수중로봇(100)은 해저면에 설치된 수중터널(10)의 표면을 조사한다. 이를 위해, 수중로봇(100)은 도 2와 같이 제1 모선(110), 조사선(120) 및 제2 모선(140)을 포함하고, 제1 모선(110), 조사선(120) 및 제2 모선(140)은 안내선(130)으로 연결되어 일체형으로 형성된다. 아울러, 본 발명의 실시 예에서는 수중로봇(100)이 일체형으로 형성된 것을 예로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 수중로봇(100)은 제1 모선(110)과 제2 모선(140)이 안내선(130)으로 연결되고, 조사선(120)이 안내선(130)에 체결되는 분리형으로 형성될 수 있다. 1 to 3, the underwater robot 100 according to the present invention irradiates the surface of the underwater tunnel 10 installed on the sea floor. To this end, the underwater robot 100 includes a first bus bar 110, an irradiation line 120 and a second bus line 140, as shown in Figure 2, the first bus line 110, the irradiation line 120 and the second bus line 140 is connected to the guide line 130 is formed integrally. In addition, although the embodiment of the present invention describes that the underwater robot 100 is formed as an example, it is not limited thereto. That is, the underwater robot 100 may be formed as a separate type in which the first bus line 110 and the second bus line 140 are connected to the guide line 130 and the irradiation line 120 is fastened to the guide line 130.

제1 모선(110)과 제2 모선(140)은 수중터널(10)에 길이방향으로 부착되고, 조사선(120)은 제1 모선(110)에서 제2 모선(140)방향으로 이동하면서 수중터널(10)의 표면을 조사한다. 이를 위해, 조사선(120)은 적어도 하나의 광학센서, 음향센서 등을 포함할 수 있다. The first bus line 110 and the second bus line 140 are attached to the underwater tunnel 10 in the longitudinal direction, and the irradiation line 120 moves from the first bus line 110 to the second bus line 140 while the underwater tunnel Investigate the surface of (10). To this end, the irradiation line 120 may include at least one optical sensor, an acoustic sensor, and the like.

보다 구체적으로, 도 2와 같이 제1 모선(110)은 제1 윈치(111) 및 제1 방향조절부(113)를 포함하고, 조사선(120)은 적어도 두 개의 조사선윈치(121)를 포함하며, 제2 모선(140)은 제2 윈치(141) 및 제2 방향조절부(143)를 포함한다. 아울러, 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에는 안내선(130)이 연결되어 감겨있을 수 있다. More specifically, as shown in FIG. 2, the first bus 110 includes a first winch 111 and a first direction adjustment unit 113, and the irradiation line 120 includes at least two irradiation line winches 121. , The second bus bar 140 includes a second winch 141 and a second direction adjustment unit 143. In addition, a guide line 130 may be connected to and wound on at least one winch of the first winch 111 and the second winch 141.

수중로봇(100)이 수중터널(10)을 조사하는 동작을 살펴보면, 도 3의 (a)와 같이 제1 모선(110)은 수중터널(10)의 표면에 설치된 제1 부착부(101)에 부착된다. 제1 모선(110)에 구비된 프로세서(미도시)에서 제1 모선(110)이 제1 부착부(101)에 부착됨이 확인되면, 도 3의 (b)와 같이 제2 모선(140)이 수중터널(10)의 길이방향으로 이동하여 제1 부착부(101)와 일정간격이 이격되어 설치된 제2 부착부(103)에 부착된다. 도 3의 (a)와 같은 상태에서 안내선(130)은 제1 모선(110) 및 제2 모선(140)에 포함된 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 감겨있을 수 있고, 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 안내선(130)이 풀리면서 도 3의 (b)와 같이 제2 모선(140)이 이동할 수 있다. 도 3의 (b)와 같이 제2 모선(140)이 제2 부착부(103)에 부착되면, 또는 프로세서에서 안내선(130)의 장력이 일정 강도 이상인 것으로 확인되면 도 3의 (c)와 같이 제1 모선(110)에 인접한 조사선(120)이 제2 모선(140) 방향으로 이동하면서 수중터널(10)의 표면에 대한 센싱데이터를 획득할 수 있다. 이를 위해, 안내선(130)의 끝단에는 장력센서가 포함될 수 있다. 이때, 프로세서는 제1 모선(110), 조사선(120), 제2 모선(140)의 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 제1 모선(110), 조사선(120), 제2 모선(140) 중 어느 하나에 포함될 수 있고, 제1 모선(110), 조사선(120), 제2 모선(140) 각각에 포함될 경우, 통신을 통해 제1 모선(110), 조사선(120), 제2 모선(140)의 동작을 각각 제어할 수 있다. 아울러, 프로세서는 조사선(120)에 포함된 조사선윈치(121)의 회전수를 확인하여 조사선(120)의 위치를 추정할 수 있고, 안내선(130)에 일정간격마다 형성된 마킹을 기준으로 조사선(120)의 위치를 추정할 수 있다. 프로세서는 조사선(120)의 위치를 기반으로 수중터널(10) 표면에 정밀 점검이 필요한 위치를 확인할 수 있다. Looking at the operation of the underwater robot 100 irradiating the underwater tunnel 10, as shown in Figure 3 (a), the first bus 110 is attached to the first attachment portion 101 installed on the surface of the underwater tunnel 10 Is attached. When it is confirmed that the first bus 110 is attached to the first attachment portion 101 in the processor (not shown) provided in the first bus 110, the second bus 140 as shown in Figure 3 (b) It moves in the longitudinal direction of the underwater tunnel 10 and is attached to the second attachment portion 103 installed at a predetermined distance from the first attachment portion 101. In the state as shown in (a) of FIG. 3, the guide line 130 is connected to at least one winch of the first winch 111 and the second winch 141 included in the first busbar 110 and the second busbar 140. It may be wound, and the guide line 130 wound on at least one of the first winch 111 and the second winch 141 is released, and the second bus bar 140 may move as shown in FIG. 3 (b). . As shown in (b) of FIG. 3, when the second bus bar 140 is attached to the second attachment portion 103 or when the processor determines that the tension of the guide line 130 is higher than a certain strength, as shown in FIG. 3 (c) The sensing data on the surface of the underwater tunnel 10 may be obtained while the irradiation line 120 adjacent to the first bus line 110 moves in the direction of the second bus line 140. To this end, a tension sensor may be included at the end of the guide line 130. At this time, the processor may control the operation of the first bus line 110, the irradiation line 120, and the second bus line 140. To this end, the processor may be included in any one of the first bus line 110, the irradiation line 120, and the second bus line 140, each of the first bus line 110, the irradiation line 120, the second bus line 140 If included in, it is possible to control the operation of the first bus line 110, the irradiation line 120, and the second bus line 140 through communication. In addition, the processor can estimate the position of the irradiation line 120 by confirming the number of rotations of the irradiation line winch 121 included in the irradiation line 120, and the irradiation line 120 based on the marking formed at a predetermined interval on the guide line 130 ) Can be estimated. The processor may identify a location requiring a detailed inspection on the surface of the underwater tunnel 10 based on the location of the irradiation line 120.

도 3의 (c)와 같이 조사선(120)이 수중터널(10)의 표면에서 일정 구간에 대한 센싱데이터를 획득하면서 제2 모선(140)에 인접하면, 제1 모선(110)이 제1 부착부(101)에서 탈거된다. 제1 모선(110)이 제1 부착부(101)에서 탈거되면 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에서 풀렸던 안내선(130)이 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 다시 감기면서 도 3의 (d)와 같이 제1 모선(110)이 제2 모선(140) 방향으로 이동한다. 그리고, 도 3의 (d)와 같이 제2 모선(140)에 포함된 제2 방향조절부(143)의 회전에 의해 안내선(130)이 회전함에 따라 제1 모선(110)이 제2 모선(140)을 기준으로 회전한다. 이와 같이 제2 방향조절부(143)의 회전에 의해 제1 모선(110)의 회전이 완료되면 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 감겨있던 안내선(130)이 풀리면서 제1 모선(110)은 도 3의 (e)와 같이 제2 부착부(103)와 일정 간격이 이격되어 설치된 제3 부착부(105)에 부착된다. As shown in (c) of FIG. 3, when the irradiation line 120 is adjacent to the second bus line 140 while acquiring sensing data for a certain section on the surface of the underwater tunnel 10, the first bus line 110 is attached to the first It is removed from the unit 101. When the first bus 110 is removed from the first attachment portion 101, the guide line 130 that was released from at least one of the first winch 111 and the second winch 141 is the first winch 111 and While rewinding on at least one winch of the second winch 141, the first bus 110 is moved in the direction of the second bus 140, as shown in Figure 3 (d). And, as shown in (d) of FIG. 3, the first bus 110 is rotated by the first bus 110 as the guide 130 is rotated by the rotation of the second direction adjustment unit 143 included in the second bus 140. 140). As described above, when the rotation of the first bus bar 110 is completed by the rotation of the second direction adjusting unit 143, the guide line 130 wound on at least one of the first winch 111 and the second winch 141 is rotated. While being released, the first bus bar 110 is attached to the third attachment portion 105 installed at a predetermined distance from the second attachment portion 103 as shown in FIG. 3 (e).

도 3의 (e)와 같이 제1 모선(110)이 제3 부착부(105)에 부착되면, 조사선(120)은 안내선(130)을 따라 제1 모선(110)이 부착된 방향으로 이동하면서 수중터널(10)의 표면에 대한 센싱데이터를 획득할 수 있다. 도 3의 (f)와 같이 조사선(120)이 수중터널(10)의 표면에서 일정 구간에 대한 센싱데이터를 획득하면서 제1 모선(110)에 인접하면, 제2 모선(140)이 제2 부착부(103)에서 탈거된다. 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 풀렸던 안내선(130)이 감기면서 제2 부착부(103)에서 탈거된 제2 모선(140)은 도 3의 (g)와 같이 제1 모선(110) 방향으로 이동한다. 이후에 도 3의 (d)와 같은 방식으로 제1 모선(110)에 포함된 제1 방향조절부(113)의 회전에 의해 안내선(130)이 회전하고, 안내선(130)의 회전에 따라 제2 모선(140)이 제1 모선(110)을 기준으로 회전할 수 있다. As shown in (e) of FIG. 3, when the first bus bar 110 is attached to the third attachment part 105, the irradiation line 120 moves along the guide line 130 in the direction in which the first bus bar 110 is attached. Sensing data on the surface of the underwater tunnel 10 may be obtained. As shown in FIG. 3 (f), when the irradiation line 120 is adjacent to the first bus line 110 while acquiring sensing data for a certain section on the surface of the underwater tunnel 10, the second bus line 140 is attached to the second The part 103 is removed. As the guide line 130 that has been loosened on at least one of the first winch 111 and the second winch 141 is wound, the second bus 140 removed from the second attachment portion 103 is shown in FIG. ), It moves in the direction of the first bus 110. Subsequently, the guide line 130 is rotated by the rotation of the first direction adjusting unit 113 included in the first bus bar 110 in the same manner as in FIG. 3 (d), and is removed according to the rotation of the guide line 130. 2 The bus bar 140 may rotate relative to the first bus bar 110.

아울러, 안내선(130)은 제1 모선(110), 조사선(120) 및 제2 모선(140)이 통신을 수행할 수 있고, 제1 모선(110), 조사선(120) 및 제2 모선(140)의 전원을 충전할 수 있는 케이블로 형성될 수 있다. In addition, the guide line 130, the first bus line 110, the irradiation line 120 and the second bus line 140 can perform communication, the first bus line 110, the irradiation line 120 and the second bus line 140 ) Can be formed of a cable that can charge the power.

또한, 수중터널(10)의 표면에 설치된 부착부는 금속재질로 형성되어 수중터널(10)의 표면에 일정 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 부착부가 금속재질로 형성된 경우 제1 모선(110)과 제2 모선(140)에는 전자석이 구비될 수 있고, 자성에 의해 부착부에 부착될 수 있다. 조사선(120)에서 일정 구간의 조사가 종료된 이후에 조사선(120)이 다음 구간을 조사하기 위해 제1 모선(110) 및 제2 모선(140) 중 어느 하나의 모선이 이동할 경우, 수중터널(10)에 설치된 도킹 스테이션(미도시)에 의해 자성이 일시적으로 차단되어 이동해야하는 모선이 부착부에서 이탈될 수 있다. 이를 위해, 도킹 스테이션은 부착부에 설치된 위치에 대응하여 설치될 수 있다. 아울러, 제1 모선(110) 및 제2 모선(140)은 핀조인트 등과 같은 다양한 물리적인 방식을 이용하여 부착부에 부착될 수 있다. In addition, the attachment portion installed on the surface of the underwater tunnel 10 is formed of a metal material and can be installed spaced apart at regular intervals on the surface of the underwater tunnel 10. When the attachment portion is formed of a metal material, an electromagnet may be provided on the first busbar 110 and the second busbar 140, and may be attached to the attachment portion by magnetism. After the irradiation of the predetermined section in the irradiation line 120, the irradiation line 120, if any one of the first bus 110 and the second bus 140 to move to the next section to move, the underwater tunnel ( 10) The magnetism temporarily blocked by the docking station (not shown) installed in the vehicle may move away from the attachment portion. To this end, the docking station may be installed corresponding to the position installed in the attachment portion. In addition, the first bus bar 110 and the second bus bar 140 may be attached to the attachment portion using various physical methods such as pin joints.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수중터널을 조사하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of irradiating an underwater tunnel according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 401단계에서 프로세서는 제1 모선(110)이 수중터널(10)의 표면에 설치된 제1 부착부(101)에 부착되었는지 확인한다. 401단계의 확인결과, 제1 모선(110)이 제1 부착부(101)에 부착됨이 확인되면 403단계를 수행하고, 제1 모선(110)이 제1 부착부(101)에 부착됨이 확인되지 않으면, 지속적으로 부착여부를 확인한다. 403단계에서 프로세서의 제어에 의해 제2 모선(140)이 수중터널(10)의 길이방향으로 이동하고, 405단계를 수행한다. 이를 위해, 제1 모선(110) 및 제2 모선(140)에 포함된 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 감겨있는 안내선(130)이 풀리면서 제2 모선(140)이 이동할 수 있다. Referring to FIG. 4, in step 401, the processor checks whether the first bus 110 is attached to the first attachment portion 101 installed on the surface of the underwater tunnel 10. As a result of the check in step 401, when it is confirmed that the first busbar 110 is attached to the first attachment portion 101, step 403 is performed, and the first busbar 110 is attached to the first attachment portion 101. If it is not confirmed, check the attachment continuously. In step 403, the second bus 140 moves in the longitudinal direction of the underwater tunnel 10 under the control of the processor, and step 405 is performed. To this end, the guide bus 130 wound on at least one of the first winch 111 and the second winch 141 included in the first bus bar 110 and the second bus bar 140 is released while the second bus bar is released. 140 can move.

405단계에서 프로세서는 제2 모선(140)이 제1 부착부(101)와 일정간격 이격되어 설치된 제2 부착부(103)에 부착되었는지를 확인한다. 405단계의 확인결과, 제2 모선(140)이 제2 부착부(103)에 부착됨이 확인되면 407단계를 수행하고, 제2 모선(140)이 제2 부착부(103)에 부착됨이 확인되지 않으면, 403단계로 회귀하여 제2 모선(140)이 지속적으로 이동한다. In step 405, the processor checks whether the second bus bar 140 is attached to the second attachment portion 103 installed at a predetermined distance from the first attachment portion 101. As a result of the check in step 405, when it is confirmed that the second busbar 140 is attached to the second attachment portion 103, step 407 is performed, and the second busbar 140 is attached to the second attachment portion 103. If it is not confirmed, the flow returns to step 403, and the second mothership 140 continuously moves.

407단계에서 프로세서의 제어에 의해 조사선(120)이 안내선(130)을 따라 제1 모선(110)과 근접한 위치에서 제2 모선(140)과 근접한 위치로 이동하면서 조사선(120)에 포함된 광학센서, 음향센서 등의 센서를 활성화하여 수중터널(10)의 표면에 대한 센싱데이터를 획득한다. 조사선(120)은 획득된 센싱데이터를 프로세서로 제공한다. 409단계에서 프로세서는 조사선(120)의 이동이 완료됨이 확인되면 411단계를 수행하고, 이동이 완료되지 않으면 407단계로 회귀하여 조사선(120)이 지속적으로 이동한다. In step 407, the optical sensor included in the irradiation line 120 while the irradiation line 120 moves from the position close to the first bus line 110 to the position close to the second bus line 140 along the guide line 130 under the control of the processor. , A sensor such as an acoustic sensor is activated to acquire sensing data on the surface of the underwater tunnel 10. The irradiation line 120 provides the obtained sensing data to the processor. In step 409, the processor performs step 411 when it is confirmed that the movement of the irradiation line 120 is completed. If the movement is not completed, the process returns to step 407, and the irradiation line 120 continuously moves.

411단계에서 프로세서에 의해 제1 모선(110)은 제1 부착부(101)에서 탈거되고 풀렸던 안내선(130)이 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 다시 감기면서 제1 모선(110)이 제2 모선(140) 방향으로 이동한다. 413단계에서 제1 모선(110)은 회전한다. 보다 구체적으로, 제2 모선(140)에 포함된 제2 방향조절부(143)의 회전에 의해 안내선(130)이 회전함에 따라 제1 모선(110)이 제2 모선(140)을 기준으로 회전한다. 제2 방향조절부(143)의 회전에 의해 제1 모선(110)의 회전이 완료되면 415단계를 수행한다. In step 411, the first bus 110 is removed from the first attachment part 101 by the processor, and the guide line 130, which has been released, is returned to at least one winch of the first winch 111 and the second winch 141. While being wound, the first bus bar 110 moves in the direction of the second bus bar 140. In step 413, the first bus bar 110 rotates. More specifically, as the guide 130 rotates by the rotation of the second direction adjusting part 143 included in the second bus 140, the first bus 110 rotates based on the second bus 140. do. When the rotation of the first bus bar 110 is completed by the rotation of the second direction adjusting unit 143, step 415 is performed.

415단계에서 프로세서에 의해 수중터널(10)의 조사가 지속적으로 수행된다. 즉, 제1 모선(110)이 회전되면, 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 감겨있던 안내선(130)이 풀리면서 제1 모선(110)이 제2 부착부(103)와 일정 간격이 이격되어 설치된 제3 부착부(105)에 부착된다. 예를 들면, 제1 모선(110)이 제3 부착부(105)에 부착되면, 조사선(120)은 안내선(130)을 따라 제1 모선(110)이 부착된 방향으로 이동하면서 수중터널(10)의 표면에 대한 센싱데이터를 획득할 수 있다. 조사선(120)이 수중터널(10)의 표면에서 일정 구간에 대한 센싱데이터를 획득하면서 제1 모선(110)에 인접하면, 제2 모선(140)이 제2 부착부(103)에서 탈거된다. 제1 윈치(111) 및 제2 윈치(141) 중 적어도 하나의 윈치에 풀렸던 안내선(130)이 감기면서 제2 부착부(103)에서 탈거된 제2 모선(140)은 제1 모선(110) 방향으로 이동한다. 이후에 상기와 같은 방식으로 제1 모선(110)에 포함된 제1 방향조절부(113)의 회전에 의해 안내선(130)이 회전하고, 안내선(130)의 회전에 따라 제2 모선(140)이 제1 모선(110)을 기준으로 회전할 수 있다. In step 415, the investigation of the underwater tunnel 10 is continuously performed by the processor. That is, when the first bus bar 110 is rotated, the guide bar 130 wound on at least one of the first winch 111 and the second winch 141 is released and the first bus bar 110 is attached to the second. It is attached to the third attachment portion 105 installed at a predetermined distance from the portion 103. For example, when the first bus bar 110 is attached to the third attachment portion 105, the irradiation line 120 moves along the guide line 130 in the direction in which the first bus bar 110 is attached to the underwater tunnel 10 ) Can acquire sensing data for the surface. When the irradiation line 120 is adjacent to the first bus line 110 while obtaining sensing data for a certain section on the surface of the underwater tunnel 10, the second bus line 140 is removed from the second attachment portion 103. The second busbar 140 removed from the second attachment part 103 while the guide line 130 that has been loosened on at least one of the first winch 111 and the second winch 141 is wound is the first bus 110 ) Direction. Subsequently, the guide line 130 rotates by the rotation of the first direction adjusting unit 113 included in the first bus line 110 in the same manner as above, and the second bus line 140 according to the rotation of the guide line 130 It is possible to rotate based on the first bus bar 110.

417단계에서 프로세서는 수중터널(10)의 조사가 종료되면 419단계를 수행한다. 419단계에서 프로세서는 조사선(120)으로부터 구간별로 획득된 센싱데이터를 이용하여 수중터널(10)의 조사결과를 확인한다. 반대로, 417단계에서 수중터널(10)의 조사가 종료되지 않으면 프로세서는 조사종료 여부를 지속적으로 확인할 수 있다. In step 417, when the investigation of the underwater tunnel 10 is completed, the processor performs step 419. In step 419, the processor uses the sensing data obtained for each section from the irradiation line 120 to check the investigation result of the underwater tunnel 10. Conversely, if the investigation of the underwater tunnel 10 is not completed in step 417, the processor may continuously check whether the investigation is finished.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments of the present invention disclosed in this specification and the drawings are merely to provide a specific example to easily explain the technical content of the present invention and to understand the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. That is, it is apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented.

10: 수중터널 100: 수중로봇
101, 103, 105: 부착부 110: 제1 모선
111: 제1 윈치 113: 제1 방향조절부
120: 조사선 121: 조사선윈치
130: 안내선 140: 제2 모선
141: 제2 윈치 143: 제2 방향조절부10: underwater tunnel 100: underwater robot
101, 103, 105: Attachment 110: First bus
111: first winch 113: first direction adjustment unit
120: irradiation line 121: irradiation line winch
130: guide line 140: second bus
141: second winch 143: second direction adjustment unit

Claims (13)

안내선의 일단이 연결된 제1 윈치를 포함하여 수중터널의 표면에 부착되고, 상기 안내선의 감기는 방향 및 풀리는 방향을 결정하는 제1 방향조절부를 포함하는 제1 모선;
상기 안내선의 타단이 연결된 제2 윈치를 포함하여 상기 수중터널의 표면에 길이방향으로 부착되고, 상기 안내선의 감기는 방향 및 풀리는 방향을 결정하는 제2 방향조절부를 포함하는 제2 모선; 및
상기 안내선을 따라 상기 제1 모선에서 상기 제2 모선 방향으로 이동하면서 상기 수중터널의 표면을 조사하는 조사선;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중터널을 조사하는 수중로봇. A first bus bar including a first winch to which one end of the guide line is connected, attached to a surface of the underwater tunnel, and including a first direction adjusting unit to determine a winding direction and a loosening direction of the guide line;
A second busbar that includes a second winch to which the other end of the guide line is connected and is attached to the surface of the underwater tunnel in a longitudinal direction, and includes a second direction adjusting unit to determine a winding direction and a loosening direction of the guide line; And
An irradiation line that irradiates the surface of the underwater tunnel while moving from the first bus line to the second bus line along the guide line;
Underwater robot to investigate the underwater tunnel, characterized in that it comprises a. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제2 모선은,
상기 제1 방향조절부에 의해 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 수중터널을 조사하는 수중로봇. According to claim 1,
The second busbar,
An underwater tunnel characterized in that the guide line wound on at least one of the first winch and the second winch is loosened by the first direction adjusting unit and moves in the longitudinal direction of the underwater tunnel to be attached to the surface. Underwater robot to investigate. 제3항에 있어서,
상기 조사선이 상기 제2 모선 방향으로의 이동이 완료되면 상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감기면서 상기 제1 모선이 상기 제2 모선 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 수중터널을 조사하는 수중로봇.According to claim 3,
When the movement of the irradiation line in the direction of the second bus bar is completed, the first bus bar is wound by the second direction adjusting unit while the guide line is wound on at least one of the first winch and the second winch. An underwater robot examining an underwater tunnel, characterized in that it moves in the direction of the mothership. 제4항에 있어서,
상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 회전함에 따라 상기 제1 모선이 상기 제2 모선을 기준으로 회전하고, 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 제1 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 것을 특징으로 하는 수중터널을 조사하는 수중로봇.According to claim 4,
As the guide line rotates by the second direction adjusting unit, the first bus bar rotates relative to the second bus bar, and the guide line wound on at least one winch of the first winch and the second winch is released. An underwater robot for irradiating an underwater tunnel, characterized in that the first busbar moves in the longitudinal direction of the underwater tunnel and is attached to the surface. 제5항에 있어서,
상기 조사선이 상기 제1 모선 방향으로 이동하면서 상기 수중터널의 표면을 조사하는 것을 특징으로 하는 수중터널을 조사하는 수중로봇.The method of claim 5,
An underwater robot for irradiating an underwater tunnel, characterized in that the irradiated ship irradiates the surface of the underwater tunnel while moving in the direction of the first bus. 제1항에 있어서,
상기 안내선을 따라 이동하도록 상기 조사선에 구비된 적어도 두 개의 조사선윈치;
를 포함하고,
상기 조사선윈치의 회전수를 측정하여 상기 조사선의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 수중터널을 조사하는 수중로봇.According to claim 1,
At least two irradiation line winches provided on the irradiation line to move along the guide line;
Including,
An underwater robot irradiating an underwater tunnel, characterized by estimating the position of the irradiation line by measuring the number of revolutions of the irradiation line winch. 안내선의 일단이 연결된 제1 윈치 및 상기 안내선의 감기는 방향 및 풀리는 방향을 결정하는 제1 방향조절부를 포함하는 제1 모선이 수중터널의 표면에 부착되는 단계;
상기 안내선의 타단이 연결된 제2 윈치 및 상기 안내선의 감기는 방향 및 풀리는 방향을 결정하는 제2 방향조절부를 포함하는 제2 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면의 지정된 위치에 부착되는 단계; 및
상기 안내선을 따라 상기 제1 모선에서 상기 제2 모선으로 이동하는 조사선이 상기 수중터널의 표면에 대한 센싱데이터를 획득하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중로봇의 제어 방법.Attaching a first winch having a first winch to which one end of the guide line is connected and a first direction adjustment unit for determining a winding direction and a loosening direction of the guide line to the surface of the underwater tunnel;
A second busbar including a second winch to which the other end of the guide line is connected and a second direction adjusting unit for determining a winding direction and a loosening direction of the guide line are moved in the longitudinal direction of the underwater tunnel and attached to a specified position on the surface step; And
Acquiring sensing data on a surface of the underwater tunnel by an irradiation line moving from the first bus line to the second bus line along the guide line;
Control method of the underwater robot, characterized in that it comprises a. 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 제2 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면의 지정된 위치에 부착되는 단계는,
상기 제1 방향조절부에 의해 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 단계인 것을 특징으로 하는 수중로봇의 제어 방법. The method of claim 8,
Wherein the second bus is moved in the longitudinal direction of the underwater tunnel is attached to a specified position on the surface,
The guide line wound on at least one of the first winch and the second winch by the first direction adjusting unit is released, moving in the longitudinal direction of the underwater tunnel and attaching to the surface. How to control the robot. 제10항에 있어서,
상기 센싱데이터를 획득하는 단계 이후에,
상기 조사선이 상기 제2 모선 방향으로의 이동이 완료되면 상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감기면서 상기 제1 모선이 상기 제2 모선 방향으로 이동하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중로봇의 제어 방법. The method of claim 10,
After the step of obtaining the sensing data,
When the movement of the irradiation line in the direction of the second bus bar is completed, the first bus bar is wound by the second direction adjusting unit while the guide line is wound on at least one of the first winch and the second winch. Moving in the direction of the busbar;
Control method of the underwater robot further comprising a. 제11항에 있어서,
상기 제1 모선이 상기 제2 모선 방향으로 이동하는 단계 이후에,
상기 제2 방향조절부에 의해 상기 안내선이 회전함에 따라 상기 제1 모선이 상기 제2 모선을 기준으로 회전하고, 상기 제1 윈치 및 상기 제2 윈치 중 적어도 하나의 윈치에 감긴 상기 안내선이 풀리면서 상기 제1 모선이 상기 수중터널의 길이방향으로 이동하여 상기 표면에 부착되는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중로봇의 제어 방법. The method of claim 11,
After the step of moving the first bus bar in the direction of the second bus bar,
As the guide line rotates by the second direction adjusting unit, the first bus bar rotates relative to the second bus bar, and the guide line wound on at least one winch of the first winch and the second winch is released. The first bus is moved in the longitudinal direction of the underwater tunnel is attached to the surface;
Control method of the underwater robot further comprising a. 제12항에 있어서,
상기 조사선은,
상기 안내선을 따라 상기 조사선을 이동시키고, 상기 조사선의 위치를 추정하는 기준이 되는 적어도 두 개의 조사선윈치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중로봇의 제어 방법.The method of claim 12,
The irradiation line,
At least two irradiation line winches for moving the irradiation line along the guide line and serving as a reference for estimating the position of the irradiation line;
Control method of the underwater robot further comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012185099A (en) * 2011-03-07 2012-09-27 Nippon Steel Engineering Co Ltd Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device for butt welding part of pipe on facility ship
US20180080905A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-22 Saudi Arabian Oil Company Underwater pipeline inspection crawler

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