KR102287494B1 - Robot system for inspecting inside pipe - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 관내 검사 로봇 시스템은, 관내의 결함 유무 또는 상태를 감지하는 센서 유닛; 상기 센서 유닛이 연결되며, 상기 관내의 내면을 따라 상기 센서 유닛을 회전시키는 센서구동 유닛; 및 상기 센서구동 유닛과 연결되어 상기 관내에서 상기 센서 유닛 및 상기 센서구동 유닛을 이동시키는 주행 유닛; 을 포함하고, 상기 주행 유닛은 상기 관내의 직경 방향으로의 확장 또는 축소 가능하게 마련되어 상기 관내의 내면과 접촉한 상태로 상기 관내를 이동할 수 있다. An in-house inspection robot system according to the present invention includes: a sensor unit for detecting the presence or absence of a defect in the hall; a sensor driving unit to which the sensor unit is connected and configured to rotate the sensor unit along an inner surface of the tube; and a driving unit connected to the sensor driving unit to move the sensor unit and the sensor driving unit in the tube. Including, wherein the traveling unit is provided to be expandable or contractible in the radial direction of the inside of the pipe, it can move in the pipe while in contact with the inner surface of the pipe.
Description
본 발명은 관내 검사 로봇 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 군용 포신, 파이프 또는 산업용 금속관 등 관상 부재의 관내 표면에 레이저를 조사하여 관상 부재의 관내의 결함 또는 상태를 검사하고 측정하는 관내 검사 로봇 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an in-pipe inspection robot system, and more particularly, to an in-pipe inspection robot system that inspects and measures defects or conditions in a tube of a tubular member by irradiating a laser to the surface of a tubular member such as a military barrel, pipe, or industrial metal tube. is about
관(pipe)은 도시가스관, 상하수관, 석유화학 플랜트관, 열병합 발전소에 사용되는 증기관 등은 우리 생활에 밀접한 관련을 가지고 보편적으로 많이 사용되고 있다. 이러한 다양한 종류의 관들은 시간의 경과되거나 또는 외부로부터 인가된 진동 또는 충격 등에 의해 균열 또는 부식이 발생하게 된다. A pipe is a city gas pipe, a water supply pipe, a petrochemical plant pipe, and a steam pipe used in a combined heat and power plant, etc. are closely related to our lives and are commonly used. These various types of pipes are cracked or corroded due to the passage of time or vibration or impact applied from the outside.
이와 같이, 관에 균열 또는 부식에 의한 파손이 발생하는 경우에는 수많은 인명 및 재산의 손실과 자연환경의 파괴를 야기할 수 있다.As such, when the pipe is damaged due to cracks or corrosion, it may cause a lot of loss of life and property and destruction of the natural environment.
또한, 군용 무기에 사용되는 포신이 손상된다면 포탄으로 인해 대형 폭발사고가 발생될 수 있기 때문에 적절한 주기에 따라 포신의 내면 상태를 검사 또는 진단하여 포신의 안전성을 확보하는 것이 필요하다. In addition, if the barrel used for military weapons is damaged, a large explosion accident may occur due to the shell, so it is necessary to secure the safety of the barrel by inspecting or diagnosing the inner state of the barrel according to an appropriate period.
한편, 관상 부재 또는 포신의 관내의 직경이 클 경우에는 작업자가 직접 관내로 들어가서 결함 유무 또는 현재 상태를 확인할 수 있지만, 관내의 직경이 작을 경우에는 작업자가 드나드는 것이 불가능하기 때문에 관상부재 또는 포신의 유지보수가 어려운 문제가 있다. On the other hand, when the diameter of the tube of the tubular member or barrel is large, the operator can directly enter the tube and check the presence or absence of defects or the current state. There is a problem that is difficult to maintain.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 관상부재 또는 포신의 내면을 따라 이동하며 관내를 검사하고 측정할 수 있는 관내 검사 로봇이 많이 개발되어 사용되고 있다. In order to solve the above problems, recently, a lot of in-pipe inspection robots that can move along the inner surface of the tubular member or barrel to inspect and measure the interior of the tube have been developed and used.
이러한 관내 검사 로봇은 이동방법에 따라, 보행형, 바퀴형, 무한궤도형과 신축형 등으로 분류될 수 있다. These in-house inspection robots may be classified into walking type, wheel type, caterpillar type, telescopic type, and the like according to the movement method.
그러나, 보행형 관내 검사 로봇은 실용성이 매우 떨어지는 문제점이 있고, 바퀴형 관내 검사 로봇은 직관에서는 매우 효율적인 이동이 가능하나 수직관이나 곡관 등에 있어서는 이동의 어려움이 있다. However, the walking-type intra-tubular inspection robot has a problem in that its practicality is very poor, and the wheel-type intra-tubular inspection robot can move very efficiently in an intuition, but has difficulty in moving in a vertical tube or a curved tube.
또한, 무한궤도형 관내 검사 로봇은 주행 시 많은 에너지를 필요로 하며 궤도 상에 이물질이 끼이는 문제점이 있고, 신축형 관내 검사 로봇은 관내의 직경 변화에 적용하여 수직관 및 곡관에서의 이동이 가능하지만 관 내면에 압착하기 위해서는 복잡한 메커니즘이 구현되어야 하는 문제점이 있다. In addition, the caterpillar-type in-pipe inspection robot requires a lot of energy while driving and has a problem that foreign substances are caught on the track. However, there is a problem in that a complex mechanism must be implemented in order to compress the inner surface of the tube.
뿐만 아니라, 종래 관내 검사 로봇은 검사 또는 측정이 가능한 관내의 직경이 한정되어 있기 때문에, 관내의 직경이 달라질 경우에는 달라진 직경에 대응되는 새로운 구조 또는 크기의 관내 검사 로봇을 사용해야 하는 번거로움이 있다. In addition, since the conventional intra-tubular inspection robot has a limited diameter within the tube that can be inspected or measured, when the inner diameter of the tube is changed, it is inconvenient to use a new structure or size corresponding to the changed diameter.
또한, 종래의 관내 검사 로봇은 관의 내면과 완전히 밀착되지 않기 때문에 관내 검사 로봇이 관내를 주행하는 것이 매우 불안정하고, 뿐만 아니라 오랜 시간 사용한 관의 경우에는 관의 내면이 고르지 못하기 때문에 관내를 주행하는 관내 검사 로봇의 자체가 흔들릴 수 있어서 관내 검사 로봇을 이용하여 측정된 관내의 검사 결과의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the conventional in-pipe inspection robot does not completely adhere to the inner surface of the tube, it is very unstable for the in-house inspection robot to travel in the tube. There is a problem in that the reliability of the test result measured using the in-house inspection robot is lowered because the in-house inspection robot itself may be shaken.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허공보 10-1945508호 (발명의 명칭: 레이저를 이용한 배관 내부 검사장치, 등록일: 2019.01.29.)가 있다.Accordingly, the present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems, and as a related prior art document, Korean Patent Registration No. Registration date: 2019.01.29.).
본 발명의 목적은 다양한 직경을 가지는 관내를 검사할 수 있는 관내 검사 로봇 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an intraluminal inspection robot system capable of inspecting tubes having various diameters.
또한, 본 발명의 목적은 관내의 결함 유무 또는 상태에 관계없이 관내 검사 로봇이 관내를 안정적으로 주행하면서 관내를 검사할 수 있는 관내 검사 로봇 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an in-house inspection robot system capable of inspecting the interior of the hall while the in-house inspection robot stably travels in the hall regardless of the presence or condition of defects in the hall.
또한, 본 발명의 목적은 포신 등 관상부재의 내면에 최대한 근접한 상태에서 레이저를 이용하여 내면을 스캔함으로써 결함의 크기, 결함 발생 위치 또는 깊이 등 보다 정확하게 결함 여부를 분석할 수 있는 관내 검사 로봇 시스템을 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide an in-pipe inspection robot system that can analyze the defect more accurately, such as the size of the defect, the location or depth of the defect, etc. will provide
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 관내의 결함 유무 또는 상태를 감지하는 센서 유닛; 상기 센서 유닛이 연결되며, 상기 관내의 내면을 따라 상기 센서 유닛을 회전시키는 센서구동 유닛; 및 상기 센서구동 유닛과 연결되어 상기 관내에서 상기 센서 유닛 및 상기 센서구동 유닛을 이동시키는 주행 유닛; 을 포함하고, 상기 주행 유닛은 상기 관내의 직경 방향으로의 확장 또는 축소 가능하게 마련되어 상기 관내의 내면과 접촉한 상태로 상기 관내를 이동하는 관내 검사 로봇 시스템에 의해 달성될 수 있다. The above object, according to the present invention, a sensor unit for detecting the presence or absence of a defect in the pipe; a sensor driving unit to which the sensor unit is connected and configured to rotate the sensor unit along an inner surface of the tube; and a driving unit connected to the sensor driving unit to move the sensor unit and the sensor driving unit in the tube. Including, wherein the traveling unit is provided to be expandable or contractible in the radial direction of the inside of the pipe, it can be achieved by an in-pipe inspection robot system that moves in the pipe while in contact with the inner surface of the pipe.
상기 센서구동 유닛은, 상기 센서 유닛이 결합되는 구동몸체; 상기 구동몸체의 길이 방향을 따라 상기 구동몸체에 착탈 가능하게 마련되어 상기 관내의 내면과 접촉하는 가이드휠; 및 상기 구동몸체와 상기 가이드휠 사이에 마련되어 상기 가이드휠을 상기 관내의 내면에 대해 탄성적으로 지지하는 텐션부재; 를 포함할 수 있다. The sensor driving unit may include: a driving body to which the sensor unit is coupled; a guide wheel detachably provided on the driving body along the longitudinal direction of the driving body and in contact with the inner surface of the tube; and a tension member provided between the driving body and the guide wheel to elastically support the guide wheel with respect to the inner surface of the tube. may include.
상기 가이드휠은 상기 관내의 직경 크기에 따라 교체 가능하게 마련될 수 있다. The guide wheel may be provided to be replaceable according to the size of the diameter in the tube.
상기 주행 유닛은, 상기 센서구동 유닛이 연결되는 주행몸체; 상기 주행몸체에 연결되어 상기 관내의 내면을 따라 상기 센서 유닛 및 상기 센서구동 유닛을 이동시키는 주행부; 및 상기 관내 직경의 크기에 따라 상기 주행부를 확장 또는 축소시킬 수 있도록 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하는 가변연결부; 를 포함하며, 상기 주행부는 상기 주행 유닛 또는 상기 주행몸체의 길이방향 중심에 대해서 동일 간격 또는 각도로 이격되도록 2개 이상이 방사상으로 마련될 수 있다. The driving unit may include: a driving body to which the sensor driving unit is connected; a driving unit connected to the traveling body to move the sensor unit and the sensor driving unit along an inner surface of the tube; and a variable connection unit connecting the traveling body and the traveling unit to expand or reduce the traveling unit according to the size of the inner diameter of the tube. Including, two or more traveling parts may be provided radially so as to be spaced apart at the same interval or angle with respect to the longitudinal center of the traveling unit or the traveling body.
상기 가변연결부는, 상기 주행몸체의 폭방향 양단에서 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하는 제1 링크부재; 상기 주행몸체의 폭방향 양단에서 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하되, 상기 주행부와 상기 제1 링크부재의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지도록 상기 주행부에 연결되는 제2 링크부재; 및 상기 주행몸체의 폭방향 양단에서 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하되, 상기 주행몸체의 길이방향을 따라 상기 제2 링크부재와 이격되어 마련되는 제3 링크부재; 를 포함할 수 있다. The variable connecting portion may include: a first link member connecting the traveling body and the traveling unit at both ends of the traveling body in the width direction; a second link member connecting the traveling body and the traveling unit at both ends of the traveling body in the width direction, the second link member being connected to the traveling unit so as to have the same rotation center as the rotation center of the traveling unit and the first link member; and a third link member that connects the traveling body and the traveling unit at both ends of the traveling body in the width direction, and is provided to be spaced apart from the second link member in the longitudinal direction of the traveling body. may include.
상기 제1 링크부재, 상기 제2 링크부재 및 상기 제3 링크부재는 동일한 길이를 가지도록 형성되고, 상기 제2 링크부재와 상기 제3 링크부재는 서로 평행하게 마련되며, 상기 주행몸체와 연결되는 상기 제1 링크부재의 일단은 상기 주행몸체의 길이 방향을 따라 위치 가변이 가능하도록 상기 주행몸체에 회전 가능하게 연결될 수 있다. The first link member, the second link member, and the third link member are formed to have the same length, and the second link member and the third link member are provided in parallel to each other, and are connected to the traveling body. One end of the first link member may be rotatably connected to the traveling body so as to be variable in position along the longitudinal direction of the traveling body.
상기 가변연결부는, 상기 주행몸체의 내부에 마련되되, 상기 센서구동 유닛에 인접하도록 상기 주행몸체의 길이방향 일단에 마련되는 지지블록; 상기 지지블록의 폭방향 양측에 연결되되, 상기 주행몸체의 길이 방향과 나란하게 마련되는 한 쌍의 가이드 로드; 및 상기 한 쌍의 가이드 로드를 따라 슬라이딩 운동하도록 상기 한 쌍의 가이드 로드를 관통하며, 양단부가 상기 주행몸체의 내측에 위치하는 제1 링크부재의 일단과 회전 가능하게 연결되는 가이드 블록; 을 포함할 수 있다. The variable connection part is provided inside the traveling body, the support block provided at one end in the longitudinal direction of the traveling body so as to be adjacent to the sensor driving unit; a pair of guide rods connected to both sides of the support block in the width direction and provided in parallel with the longitudinal direction of the traveling body; and a guide block passing through the pair of guide rods so as to slide along the pair of guide rods and rotatably connected to one end of the first link member having both ends located inside the traveling body. may include.
상기 가이드 블록이 상기 가이드 로드를 따라 일방향으로 전진하면 상기 주행부는 상기 주행몸체에 대해 멀어지는 방향으로 확장되고, 상기 가이드 블록이 상기 가이드 로드를 따라 일방향으로 후퇴하면 상기 주행부는 상기 주행몸체에 대해 가까워지는 방향으로 축소될 수 있다. When the guide block advances in one direction along the guide rod, the traveling unit expands in a direction away from the traveling body, and when the guide block retracts in one direction along the guide rod, the traveling unit approaches the traveling body direction can be reduced.
상기 주행몸체의 폭방향 내면에는 상기 가이드 블록의 양단부가 삽입되는 위치고정블록이 마련되고, 상기 위치고정블록에는 상기 가이드 블록의 양단부가 삽입되는 적어도 하나의 단계조절부가 형성될 수 있다. A position fixing block into which both ends of the guide block are inserted may be provided on the inner surface of the traveling body in the width direction, and at least one step adjusting unit into which both ends of the guide block are inserted may be formed in the position fixing block.
상기 위치고정블록은, 상기 지지블록과 인접하도록 마련되는 제1 위치고정블록; 및 상기 주행몸체의 길이방향을 따라 상기 제1 위치고정블록과 이격되어 마련되는 제2 위치고정블록; 을 포함하며, 상기 제1 위치고정블록에는 상기 단계조절부가 복수개 형성되고, 상기 제2 위치고정블록에는 상기 단계조절부가 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다. The positioning block may include: a first positioning block provided to be adjacent to the support block; and a second positioning block provided to be spaced apart from the first positioning block along the longitudinal direction of the traveling body. Including, the first position fixing block may be formed with a plurality of step control units, and the second position fixing block may be formed with at least one step control unit.
상기 가이드 블록의 양단부가 상기 제1 위치고정블록 또는 상기 제2 위치고정블록에 형성된 상기 단계조절부 중 어느 하나에 삽입됨으로써 상기 주행몸체에 대해서 상기 주행부가 확장되거나 축소될 수 있다. Both ends of the guide block may be expanded or reduced with respect to the traveling body by being inserted into any one of the step adjustment units formed in the first position fixing block or the second position fixing block.
상기 주행부는, 상기 주행몸체의 길이방향을 따라 길게 마련되는 한 쌍의 주행프레임; 상기 주행프레임의 길이방향 양단에 위치하도록 상기 한 쌍의 주행프레임 사이에 마련되는 구동풀리 및 피동풀리; 상기 한 쌍의 주행프레임 사이에 마련되어 상기 구동풀리에 구동력을 제공하는 주행모터; 및 상기 구동풀리 또는 상기 피동풀리의 회전량 또는 회전속도를 측정하는 엔코더 모듈; 을 포함할 수 있다. The traveling unit includes: a pair of traveling frames provided to be elongated in the longitudinal direction of the traveling body; a driving pulley and a driven pulley provided between the pair of traveling frames so as to be positioned at both ends in the longitudinal direction of the traveling frame; a traveling motor provided between the pair of traveling frames to provide a driving force to the driving pulley; and an encoder module for measuring the rotation amount or rotation speed of the driving pulley or the driven pulley; may include.
상기 센서 유닛은, 상기 구동몸체의 일측에 마련되고 상기 센서구동 유닛의 회전모터에 의해 회전되는 장착플랜지에 결합되는 케이싱; 및 상기 케이싱의 내부에 마련되는 레이저 센서모듈; 을 포함하며, 상기 센서 유닛은 상기 레이저 센서모듈이 상기 관내의 내면에 근접하도록 상기 장착플랜지에 결합될 수 있다. The sensor unit may include a casing provided on one side of the driving body and coupled to a mounting flange rotated by a rotation motor of the sensor driving unit; and a laser sensor module provided inside the casing. Including, the sensor unit may be coupled to the mounting flange so that the laser sensor module is close to the inner surface of the tube.
상기 센서 유닛은, 상기 센서구동 유닛의 회전모터에 의해 회전되는 장착플랜지에 결합되는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 마련되어 상기 관내의 상태를 감지하는 레이저 센서모듈; 및 상기 레이저 센서모듈의 회전 시에 발생하는 진동을 억제하거나 상기 관내의 내면에 대해 상기 레이저 센서모듈을 지지하는 센서 지지부; 를 포함할 수 있다. The sensor unit may include a casing coupled to a mounting flange rotated by a rotation motor of the sensor driving unit; a laser sensor module provided inside the casing to detect a state in the tube; and a sensor support part for suppressing vibration generated during rotation of the laser sensor module or for supporting the laser sensor module with respect to an inner surface of the tube. may include.
상기 센서 지지부는, 상기 케이싱과 결합되는 베이스; 상기 베이스에 대해 수직한 방향으로 배치되는 지지부재; 및 상기 지지부재의 단부에 마련되되 상기 관내의 내면과 접촉되어 상기 레이저 센서모듈을 상기 관내의 내면에 대해 탄성적으로 지지하는 텐션 휠; 을 포함할 수 있다. The sensor support portion, the base coupled to the casing; a support member disposed in a direction perpendicular to the base; and a tension wheel provided at an end of the support member and in contact with the inner surface of the tube to elastically support the laser sensor module with respect to the inner surface of the tube; may include.
상기 센서 유닛은 상기 장착플랜지에 장착된 위치의 변경 또는 조절이 가능하도록 마련될 수 있다. The sensor unit may be provided to enable change or adjustment of a position mounted on the mounting flange.
상기 센서 유닛은, 고속 회전시 발생하는 진동을 억제하기 위해 상기 장착플랜지에 장착된 카운터 밸런서를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a counter balancer mounted on the mounting flange to suppress vibrations generated during high-speed rotation.
상기 주행유닛은, 관내로 진입할 때에는 거친모드로 상대적으로 빠르게 주행하면서 관내를 검사하여 결함의 유무를 데이터베이스화하고, 관내에서부터 진출할 때에는 상기 데이터베이스화된 정보를 기반으로 결함이 있는 관내의 부분에서는 미세모드로 상대적으로 천천히 주행하면서 정밀 검사할 수 있다.The driving unit inspects the inside of the building while driving relatively quickly in rough mode when entering the building, and forms a database for the presence or absence of defects. In fine mode, you can perform a detailed inspection while driving relatively slowly.
본 발명의 관내 검사 로봇 시스템은, 관내 검사 로봇 시스템의 주행 유닛이 관내의 직경에 따라 관내의 직경 방향으로 확장 또는 축소 가능하게 마련되기 때문에 한 대의 관내 검사 로봇으로도 다양한 크기의 관내의 직경에 대응할 수 있어서 관내의 결함 유무 또는 상태를 측정할 수 있다. In the in-house inspection robot system of the present invention, since the traveling unit of the in-house inspection robot system is provided to be expandable or contracted in the radial direction of the tube according to the diameter of the tube, even one in-house inspection robot can cope with the diameter of various sizes of the tube. Therefore, it is possible to measure the presence or absence of defects in the pipe.
또한, 본 발명의 관내 검사 로봇 시스템이 군용 포신에 적용되는 경우에는 90mm, 105mm, 120mm, 155mm 등 다양한 내경을 가지는 포신 내부를 자동으로 검사하여 포신의 상태를 디지털 DB화하여 관리할 수 있다.In addition, when the in-pipe inspection robot system of the present invention is applied to a military barrel, it can automatically inspect the inside of the barrel having various inner diameters such as 90mm, 105mm, 120mm, 155mm, and digitalize the state of the barrel and manage it.
또한, 본 발명의 관내 검사 로봇 시스템은, 관내의 내면과 접촉한 상태로 관내를 이동함으로써 관내 검사 로봇을 이용한 검사 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. In addition, the in-house inspection robot system of the present invention can improve the reliability of inspection results using the in-house inspection robot by moving the interior in a state in contact with the inner surface of the tube.
또한, 본 발명의 관내 검사 로봇 시스템은, 관상부재 또는 포신의 내면에 최대한 근접한 상태에서 레이저를 스캔하여 내면의 결함 여부를 검사하기 때문에 결함의 크기, 위치 또는 깊이 등을 보다 정확하고 정밀하게 분석하거나 검사할 수 있다.In addition, the in-pipe inspection robot system of the present invention scans the laser in a state as close as possible to the inner surface of the tubular member or barrel to inspect the inner surface of the defect, so that the size, location, or depth of the defect is analyzed more accurately and precisely or can be inspected.
또한, 본 발명의 관내 검사 로봇 시스템은, 관내 진입시에는 빠르게 주행하면서 결함 유무를 데이터베이스화하고 관내에서부터 진출시에는 데이터베이스화된 정보를 기반으로 결함이 있는 부분에서 천천히 주행하면서 상세히 검사하기 때문에 대부분의 결함이 없는 부분을 빠르게 검사하면서도 검사시간을 줄일 수 있고 결함이 있는 부분에서는 상세한 검사를 수행할 수 있다.In addition, the in-house inspection robot system of the present invention makes a database of the presence or absence of defects while driving quickly when entering the hall, and when entering the hall from the hall, it performs detailed inspections while slowly driving in the defective part based on the databased information. The inspection time can be reduced while quickly inspecting the missing part, and detailed inspection can be performed on the defective part.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 관내 검사 로봇 시스템의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 센서 유닛의 세부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 8은 도 2에 도시한 주행 유닛의 동작에 따른 관내 검사 로봇을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 4 내지 도 8에 도시한 위치고정블록을 설명하기 위하여 나타낸 부분 사시도이다.
도 10은 도 4 내지 도 8에 도시한 주행부를 설명하기 위하여 나타낸 부분 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템의 사시도이다. 1 is a perspective view of an intraluminal inspection robot system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the intraluminal inspection robot system shown in FIG. 1 .
3 is a view showing a detailed configuration of the sensor unit shown in FIG.
4 to 8 are views for explaining the in-pipe inspection robot according to the operation of the driving unit shown in FIG. 2 .
9 is a partial perspective view illustrating the positioning block shown in FIGS. 4 to 8 .
10 is a partial perspective view illustrating the driving unit shown in FIGS. 4 to 8 .
11 is a perspective view of an intraluminal inspection robot system according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. In addition, the same reference numerals are used to indicate like features to the same structure, element, or part appearing in two or more drawings.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Therefore, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000, 2000)을 설명한다. Hereinafter, in-duct
본 발명에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000, 2000)은 도시가스관, 상하수관, 석유화학 플랜트관, 열병합 발전소에 사용되는 증기관 등의 산업용 금속관, 군용 포신 또는 파이프 등 관상부재(설명의 편의를 위해 이하에서는 "관"이라 함)의 내부로 삽입되어 관의 내면을 따라 이동하면서 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 감지할 수 있다. The in-pipe
또한, 관내 검사 로봇 시스템(1000, 2000)은 종단면이 원통형인 관에 한정되지 않고 타원형 또는 다각형 형상 등 다양한 형태의 관내에 삽입되어 관내(10)의 결함 유무, 불량 유무 또는 마모 상태 등의 현재 관내(10)의 상태를 감지하고 확인할 수 있다. In addition, the in-pipe
먼저, 도 1 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)을 설명한다. First, an intra-luminal
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)의 사시도, 도 2는 도 1에 도시한 관내 검사 로봇 시스템(1000)의 분해 사시도, 도 3은 도 2에 도시한 센서 유닛(100)의 세부 구성을 나타낸 도면, 도 4 내지 도 8은 도 2에 도시한 주행 유닛(300)의 동작에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)을 설명하기 위한 도면, 도 9는 도 4 내지 도 8에 도시한 위치고정블록(336,337)을 설명하기 위하여 나타낸 부분 사시도 및 도 10은 도 4 내지 도 8에 도시한 주행부(320)를 설명하기 위하여 나타낸 부분 사시도이다. 1 is a perspective view of an in-house
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)은, 레이저를 조사하여 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 감지하는 센서 유닛(100), 관내(10)의 내면을 따라 센서 유닛(100)을 회전시키는 센서구동 유닛(200), 센서구동 유닛(200)과 연결되어 관내(10)에서 센서 유닛(100) 및 센서구동 유닛(200)을 이동시키는 주행 유닛(300)을 포함할 수 있다. As shown in FIGS. 1 and 2 , the in-house
도 1 내지 3를 참조하면, 센서 유닛(100)은 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 감지하기 위해서 관내(10)를 향해서 레이저를 조사하고 반사된 레이저는 받아 들이는 부분이다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유닛(100)은 하나의 모듈(module)로 마련되어 센서구동 유닛(200)에 결합될 수 있다. 1 to 3 , the
또한, 센서 유닛(100)의 크기가 관내(10)의 직경보다 크지 않도록, 예컨대 60 X 60(W X H) 미만으로 마련될 수 있다. 이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(100)이 90mm 내지 155mm 의 직경을 가지는 관내(10)에 삽입되어 검사하는 것이기 때문에, 센서 유닛(100)의 크기가 커지게 되면 관내(10)에 삽입되기 어렵거나 관내(10)에서 회전할 수 없기 때문에 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 측정하는 것이 어렵게 될 수 있기 때문이다. In addition, the size of the
상기와 같은 센서 유닛(100)은 센서몸체(110), 레이저부(120) 및 전원연결부(130)를 포함할 수 있다. The
센서 유닛(100)의 센서몸체(110)는 센서 유닛(100)의 케이스(case)로써 내부에 관내(10)의 내면을 향해 레이저를 조사하는 발광부(122) 및 관내(10)에서 반사되는 레이저를 받아들이는 수광부(124)가 마련될 수 있다. 도 1 내지 도 3에는 센서몸체(110)가 다각형 형태의 케이스로 형성되는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며 그 형태는 변경될 수 있다. The
레이저부(120)는 센서몸체(110)의 내부에 위치하여, 관내(10)의 내면을 향해 레이저를 조사하고, 관내(10)의 내면으로부터 반사된 레이저를 수신할 수 있다. The
도 3를 참조하면, 레이저부(120)는 발광부(122) 및 수광부(124)로 구성될 수 있다. 발광부(122)는 관내(10)의 현재 상태를 감지하지 위하여 관내(10)를 향해 레이저를 발생시키는 부분이고, 수광부(124)는 발광부(122)에서 관내(10)를 향해 조사되어 반사된 레이저를 받아 들이는 부분이다. 이러한 발광부(122)는 레이저를 발생시키는 레이저 발생부(semiconductor laser, 122a), 레이저 발생부(122a)에서 발생된 빛을 관내(10)의 내면 쪽으로 조사되는 것을 용이하게 하는 발광 렌즈(transmitter lens, 122b)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
또한, 수광부(124)는 레이저 발생부(122a)에서 관내(10)의 내면을 향해 조사된 레이저가 반사되어 입사되는 수광 렌즈(124a), 수광 렌즈(124a)를 통과한 빛을 감지하는 수광소자인 PSD 센서(position sensing device, 124b)를 포함할 수 있다. In addition, the
이때, 센서 유닛(100)의 수광소자가 PSD 센서(124b)로 마련됨에 따라 관내(10)의 내면에 있는 결함 또는 균열 등의 검사 시간을 단축할 수 있다. PSD 센서(124b)는 일반적인 광센서와는 다르게 점광원의 위치를 1차원 또는 2차원으로 측정할 수 있는 위치 검출용 센서로서, 구조가 간단하며 높은 위치 분해능을 가지고, 빠른 응답속도 및 간단한 신호 해석이 가능한 장점이 있다. In this case, since the light receiving element of the
여기서, 센서 유닛(100)의 센서몸체(110)는, 레이저가 조사되는 광학계 즉, 발광부(122)의 광축과 레이저가 상을 맺는 광학계 즉, 수광부(124)의 광축 사이의 각도가 60도가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.Here, in the
상기와 같은 센서 유닛(100)은 관내(10)의 내면의 원주방향을 따라서 회전하면서 레이저를 이용하여 내면을 스캔할 수 있다. 센서 유닛(100)은 센서구동 유닛(200)과 연결됨으로써 관내(10)의 원주방향을 따라 회전될 수 있다. The
센서 유닛(100)에 의해 센서 유닛(100)이 관내(10)의 내면을 따라 회전될 때 레이저부(120)가 관내(10)의 내면에 최대한 근접하도록 센서 유닛(100)이 센서구동 유닛(200)에 연결되는 것이 바람직하다. When the
한편, 센서구동 유닛(200)은 구동몸체(210), 가이드휠(242) 및 텐션부재를 포함할 수 있다. Meanwhile, the
구동몸체(210)는 원통 형상으로 제작되어 내부에는 센서 유닛(100)을 회전시키는 구동력을 발생시키는 구동모터(미도시)와 같은 다양한 부품들이 탑재될 수 있다. 이때, 구동몸체(210)의 일측에는 장착플랜지(212)가 마련되고, 장착플랜지(212)에 센서 유닛(100)이 장착될 수 있다. 참고로, 장착플랜지(212)는 센서 유닛(100)이 장착되는 것이 용이하도록 일면이 평평한 원판형 플레이트(plate) 형태로 형성되는 것이 바람직하다. The driving
여기서, 센서 유닛(100)이 장착플랜지(212)에 장착될 때, 센서 유닛(100)은 장착플랜지(212)의 중심에 대해 일측 또는 타측으로 편심되어 결합될 수 있다. 상기한 바와 같이 센서 유닛(100)이 관내(10)의 내면에 최대한 가깝게 위치하기 위해서는 장착플랜지(212)의 중심에 센서 유닛(100)이 장착되기 보다는 장착플랜지(212)의 중심에 대해서 일측 또는 타측으로 편심된 위치에 센서 유닛(100)이 장착되는 것이 바람직하다.Here, when the
또한, 상술한 바와 같이, 센서 유닛(100)은 그 무게가 비교적 가벼워서 센서구동 유닛(200)의 장착플랜지(212)의 중심에 대해 일측 또는 타측으로 편심되도록 결합되더라도 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 관내(10)를 주행하면서 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 감지하는데 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, 센서 유닛(100)이 회전할 때 센서 유닛(100)에 큰 진동이 발생하지 않기 때문에 측정된 관내(10)의 내면에 대한 검사 결과 신뢰도에도 영향이 별로 없다. In addition, as described above, the
다만, 장착플랜지(212)의 중심에 대해 일측 또는 타측으로 편심된 위치에서 장착된 센서 유닛(100)이 회전할 때 진동이 발생하는 경우에는 장착플랜지(212)의 중심에 대해서 대칭된 위치에 센서 유닛(100)을 하나 더 장착함으로써 회전시 진동이 발생하는 것을 방지하거나, 센서 유닛(100)의 무게와 동일한 무게를 가지는 카운터 밸런서(Counter Balancer, 미도시)를 장착플랜지(212)에 장착함으로써 고속회전시 발생하는 진동을 억제할 수도 있다.However, when vibration occurs when the
뿐만 아니라, 장착플랜지(212)에 센서 유닛(100)을 장착하되 장착플랜지(212)의 원호방향을 따라 180도, 120도 또는 90도 간격으로 각각 2개, 3개 또는 4개의 센서 유닛(100)을 장착함으로써 고속회전시 발생하는 진동을 억제할 수도 있다. 이와 같이, 장착플랜지(212)에 장착되는 센서 유닛(100)은 1개 내지 4개가 장착될 수 있으며 1개 장착할 경우에는 동일한 무게를 가지는 카운터 밸런서를 장착플랜지(212)에 추가로 장착하고, 2개 내지 4개의 센서 유닛(100)을 장착할 경우에는 동일한 간격 내지 각도로 방사상 형태로 장착함으로써 고속회전시 발생하는 진동을 억제할 수 있다.In addition, two, three or four
한편, 관내(10)의 직경에 따라 센서 유닛(100)의 레이저부(120)에서 조사되는 레이저의 작동 거리를 관내(10)의 직경에 맞추기 위해, 장착플랜지(212)에 장착된 상태에서 센서 유닛(100)의 위치를 변경하거나 조절할 수도 있다. 이를 위해, 센서 유닛(100)의 장착 위치를 변경 내지 조절하거나 장착 위치를 고정할 수 있는 수단이 장착플랜지(212)에 마련될 수 있다. On the other hand, in order to match the working distance of the laser irradiated from the
센서 유닛(100)의 레이저부(120)에서 조사되는 레이저는 정밀 레이저이기 때문에 관내(10)의 직경에 따라 레이저의 작동 거리에 맞도록 센서 유닛(100)의 위치를 조절할 수 없다면, 관내(10)의 직경에 따라 작동 거리가 다른 레이저가 조사되는 센서 유닛(100)을 별도로 사용할 수밖에 없다. 본 발명에 따른 센서 유닛(100)은 장착플랜지(212)에 장착된 상태에서 장착 위치를 변경하거나 조절할 수 있기 때문에 하나의 센서 유닛(100)을 사용해서 다양한 직경의 관내(10)를 검사할 수 있어서 경제성 및 실용성이 우수하다는 장점도 있다.Since the laser irradiated from the
구동몸체(210)의 외면에 마련되는 가이드휠(242)은 센서구동 유닛(200)이 관내(10)를 따라 이동되도록 하기 위한 일종의 바퀴(wheel) 일 수 있다. 이때, 가이드휠(242)은 관내(10)의 내면과 접촉한 상태를 유지할 수 있다. The
이러한 가이드휠(242)은 구동몸체(210)의 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상, 즉 복수개로 마련될 수 있다. 또한, 가이드휠(242)은 구동몸체(210)에 대해 착탈 가능하게 마련될 수 있다. 이에 따라, 작업자는 가이드휠(242)을 관내(10)의 직경을 고려하여 그 크기에 맞게 교체할 수 있다. At least one
여기서, 가이드휠(242)은 구동몸체(210)에 장착될 때, 별도의 가이드 프레임(240)를 매개로 결합될 수 있다. 구동몸체(210)에 대해 구동몸체(210)의 외주면 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 가이드 프레임(240)이 마련되고, 가이드 프레임(240)의 길이 방향을 따라 복수개의 가이드휠(242)이 장착될 수 있다. Here, when the
상술한 바와 같이, 가이드휠(242)은 관내(10)의 내면과 접촉한 상태를 유지하기 때문에 어느 정도의 탄성력을 가질 수 있다. 이때, 구동몸체(210)와 가이드휠(242), 즉 가이드휠(242)이 장착된 가이드 프레임(240)과 구동몸체(210)의 사이에는 텐션부재가 마련될 수 있다. 텐션부재에 의해 가이드휠(242)이 관내(10)의 내면에 대해 탄성적으로 지지될 수 있다. As described above, the
텐션부재는 구동몸체(210)의 표면에서 삽입되는 하우징(230) 및 하우징(230)의 내부에 삽입되어 구동몸체(210)에 대해 가이드휠(242)이 장착된 가이드 프레임(240)을 탄성적으로 지지하는 탄성체(232)를 포함할 수 있다. The tension member is inserted into the
하우징(230)은 원통형으로 형성되며, 일단부는 폐쇄되고 타단부는 개방된 상태로 형성될 수 있다. 하우징(230)은 적어도 하나 이상으로 마련되어 구동몸체(210)의 일측 및 타측에 형성된 하우징 장착부(211)에 각각 삽입 위치될 수 있다. The
탄성체(232)는 하우징(230)의 내부에 삽입되어 탄성력을 발생시키는 형태로 마련될 수 있다. 탄성체(232)는 스프링, 스프링핀, 볼(구) 형태로 마련될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 탄성력을 가진 상태에서 하우징(230)의 내부에서 이동될 수 있는 크기 및 형태라면 어떠한 형태라도 무방하다. The
예를 들어, 센서구동 유닛(200)이 관내(10)에 위치될 때 가이드휠(242)이 관내(10)의 내면에 대해 접촉된 상태를 유지한다. 그럴 경우, 가이드휠(242)은 구동몸체(210) 쪽으로 눌린 상태로 관내(10)를 이동하게 되면 하우징(230) 및 탄성체(232)를 포함하는 텐션부재가 눌린 상태로 가이드휠(242)이 장착된 가이드 프레임(240)을 지지하기 때문에 가이드휠(242)이 관내(10)와 접촉하는 상태를 유지할 수 있는 것이다. For example, when the
한편, 가이드 프레임(240)은 양측이 결합부재(220)를 통해 구동몸체(210)에 체결될 수 있다. 결합부재(220)와 가이드 프레임(240) 사이에는 간격이 존재하기 때문에, 구동몸체(210)와 가이드휠(242)이 장착된 가이드 프레임(240) 사이는 텐션부재에 의한 탄성력을 유지할 수 있다. On the other hand, both sides of the
구동몸체(210)의 길이방향 일단 즉, 장착플랜지(212) 쪽에서 바라보면, 가이드휠(224) 및 가이드 프레임(240)은 120도 간격으로 구동몸체(210)에 마련되는 것이 바람직하다.When viewed from one end in the longitudinal direction of the driving
센서 유닛(100) 및 센서구동 유닛(200)은 주행 유닛(300)에 의해 관내(10)에서 이동될 수 있다. 다시 말해서, 주행 유닛(300)은 센서구동 유닛(200)과 연결되어 관내(10)에서 센서구동 유닛(200)은 물론이고 센서구동 유닛(200)에 연결된 센서 유닛(100)을 이동시킬 수 있다. 즉, 주행 유닛(300)은 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 관내(10)를 따라 이동할 수 있게 하는 구동부이다.The
한편, 주행 유닛(300)은 주행몸체(310), 주행부(320) 및 가변연결부(330)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the traveling
주행몸체(310)는 센서구동 유닛(200)이 연결되는 부분으로, 주행 유닛(300)의 골격을 형성하는 프레임(frame) 부재 일 수 있다. The driving
주행몸체(310)는 대략 직육면체 형상을 가지며 내부에 공간이 형성되어 있으며 내부의 공간에 주행부(320) 및 가변연결부(330)가 마련될 수 있다.The traveling
주행부(320)는 주행몸체(310)에 마련되어 관내(10)의 내면을 따라 센서 유닛(100) 및 센서구동 유닛(200)을 이동시키는 구동력을 발생시키는 부분일 수 있다. 이때, 주행부(320)는 주행몸체(310)의 상부 및 하부에 한 쌍으로 마련되는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 주행 유닛(300)의 길이방향 중심에 대해서 120도 간격으로 3개의 주행부(320)가 마련되거나, 90도 간격으로 4개의 주행부(320)가 마련될 수도 있다. 이와 같이, 주행부(320)는 주행 유닛(300) 또는 주행몸체(310)의 길이방향 중심에 대해서 동일 간격 또는 각도로 이격되도록 2개 이상이 방사상으로 마련될 수 있다.The driving
이하에서는 설명의 편의를 위해, 주행몸체(310)의 상부 및 하부에 한 쌍의 주행부(320)가 마련된 경우에 대해서 예시적으로 설명한다.Hereinafter, for convenience of description, a case in which a pair of traveling
주행부(320)는 주행 유닛(300)의 바퀴 역할을 하는 부분으로써, 관내(10)의 위쪽 내면과 아래쪽 내면에 각각 접촉할 수 있도록 주행몸체(310)의 상부 및 하부에 한 쌍으로 마련될 수 있다. 여기서, 주행부(320)는 바퀴(휠) 형태로 마련되기 보다는 무한궤도(미도시) 형태로 마련되는 것이 바람직하다.The driving
가변연결부(330)는 관내(10)의 직경 크기에 따라 주행몸체(310)의 상부 및 하부에 한 쌍으로 마련된 주행부(320)를 확장 또는 축소시킬 수 있도록 주행몸체(310)와 주행부(320)를 연결할 수 있다. The
이러한 가변연결부(330)는 제1 링크부재(331), 제2 링크부재(335), 제3 링크부재(339)를 이용하여 주행부(320)와 주행몸체(310)를 연결할 수 있다. The
가변연결부(330)의 제1 링크부재(331)는 주행몸체(310)의 폭방향 양단에서 주행몸체(310)와 주행부(320)를 연결할 수 있다. 제1 링크부재(331)의 일단부는 주행몸체(310)에 연결되고 제1 링크부재(331)의 타단부는 주행부(320)에 연결될 수 있다. 즉, 주행몸체(310)와 연결되는 제1 링크부재(331)의 일단부는 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 위치 가변이 가능하도록 주행몸체(310)에 대해 회전 가능하게 연결될 수 있다. The
제2 링크부재(335)는 주행몸체(310)의 폭방향 양단에서 주행몸체(310)와 주행부(320)를 연결할 수 있다. 제2 링크부재(335)의 일단부는 주행몸체(310)에 연결되되, 주행몸체(310)에 연결된 제1 링크부재(331)와 이격된 위치에서 연결되고, 제2 링크부재(335)의 타단부는 주행부(320)에 연결되되 주행부(320)에 연결된 제1 링크부재(331)와 동일한 위치에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제2 링크부재(335)는 주행부(320)에 대해 제1 링크부재(331)의 회전중심과 동일한 회전중심을 가질 수 있다. The
주행몸체(310)에 회전 가능하게 연결되는 제1 링크부재(331)의 일단은 주행몸체(310)의 길이방향을 따라 위치 변경이 가능한 반면에, 주행몸체(310)에 회전 가능하게 연결되는 제2 링크부재(335)의 일단은 주행몸체(310)에 대해 고정된 위치에서 회전 가능하게 연결된다.One end of the
또한, 제3 링크부재(339)는 주행몸체(310)의 폭방향 양단에서 주행몸체(310)와 주행부(320)를 연결할 수 있다. 제3 링크부재(339)는 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 주행몸체(310)에 연결된 제2 링크부재(335)의 일단부와 이격되어 마련될 수 있다. 여기서, 제3 링크부재(339)의 일단부는 주행몸체(310)에 연결되되 주행몸체(310)에 연결된 제2 링크부재(335)의 일단부와 이격된 위치에서 주행몸체(310)에 회전 가능하게 연결되고, 제3 링크부재(339)의 타단부는 주행부(320)에 연결되되 주행부(320)에 연결된 제2 링크부재(335)의 타단부 및 제1 링크부재(331)의 타단부와 이격된 위치에서 주행부(320)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 제2 링크부재(335)와 마찬가지로 제3 링크부재(339)의 양단은 고정된 위치에서 주행몸체(310) 및 주행부(320)에 회전 가능하게 연결된다.In addition, the
한편, 제1 링크부재(331), 제2 링크부재(335) 및 제3 링크부재(339)는 동일한 길이를 가지는 링크(link)로 마련될 수 있는데, 제2 링크부재(335)와 제3 링크부재(339)는 서로 평행하게 마련될 수 있다. 이때, 제2 링크부재(335) 및 제3 링크부재(339)는 제1 링크부재(331)와는 다른 방향으로 전진하거나 후퇴하는 방향으로 움직일 수 있다. On the other hand, the
즉, 제2 링크부재(335)의 일단부 및 제3 링크부재(339)의 일단부는 주행몸체(310)에 고정된 위치에서 회전 가능하게 연결되지만, 제1 링크부재(331)의 일단부는 주행몸체(310)에 고정된 상태가 아니라 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 전방 또는 후방으로 연결 위치를 바꿀 수 있도록 마련된다. 이에 따라, 제1 링크부재(331)의 일단부가 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 전방 또는 후방으로 연결 위치가 바뀌면, 주행몸체(310)에 회전 가능하게 연결된 제2 링크부재(335)의 일단부 및 제3 링크부재(339)의 일단부가 제1 링크부재(331)의 일단부와 가까워지거나 멀어지면서 주행부(320)를 주행몸체(310)에 대해 멀어지는 방향으로 확장시키거나 가까워지는 방향으로 축소시킬 수 있다. That is, one end of the
한편, 가변연결부(330)는 지지블록(332), 가이드 로드(333) 및 가이드 블록(334)을 포함할 수 있다. 지지블록(332), 가이드 로드(333) 및 가이드 블록(334)은 제1 링크부재(331), 제2 링크부재(335) 및 제3 링크부재(339)를 이용하여 주행부(320)를 주행몸체(310)에 대해 멀어지는 방향으로 확장시키거나 가까워지는 방향으로 축소시킬 때, 주행몸체(310)에 멀어지거나 가까워진 상태의 주행부(320)의 위치를 고정시키기 위한 것이다. Meanwhile, the
지지블록(332)은 블록(block)의 형태로 주행몸체(310)의 내부, 즉 센서구동 유닛(200)에 인접하도록 주행몸체(310)의 길이 방향 일단에 마련될 수 있다. 지지블록(332)에는 가이드 로드(333)의 일단부에 연결될 수 있다. The
가이드 로드(333)는 일정 길이를 가지는 원통형의 막대 형상인 로드(rod)의 형태로 형성되며, 지지블록(332)의 폭 방향에 대해 일단부가 지지블록(332)에 연결될 수 있다. 또한, 가이드 로드(333)는 한 쌍으로 마련되어 지지블록(332)의 폭 방향의 양측에 연결될 수 있다. 이때, 가이드 로드(333)는 주행몸체(310)의 길이 방향과 나란하게 마련될 수 있다. 이러한 가이드 로드(333)의 외면을 따라 슬라이딩 할 수 있도록 가이드 블록(334)이 마련될 수 있다. The
가이드 블록(334)은 상술한 지지블록(332)과 같은 블록(block)의 형태로서 주행몸체(310)의 폭 방향으로 긴 다각형 또는 원기둥의 형태로 마련될 수 있다. 참고로, 도면에는 가이드 블록(334)이 주행몸체(310)의 폭 방향으로 긴 길이를 가지는 사각형의 형태로 형성되는 것으로 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
상술한 바와 같이, 가이드 블록(334)에 가이드 로드(333)가 삽입 관통되어 가이드 로드(333)를 따라 가이드 블록(344)이 슬라이딩 운동할 수 있다. 다시 말해서, 한 쌍의 가이드 로드(333)가 가이드 블록(334)을 관통하도록 마련되어 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 주행몸체(310)의 길이 방향과 동일한 방향으로 가이드 블록(334)이 슬라이딩 운동할 수 있다. As described above, the
특히, 가이드 블록(334)의 양단부는 주행몸체(310)의 내측에 위치되어 연결되는 제1 링크부재(331)의 일단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 즉, 가이드 블록(334)의 양단부에는 주행부(320)의 폭 방향 양측에 위치하는 제1 링크부재(331)의 일단부가 회전 가능하게 연결되는데, 가이드 블록(334)이 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 슬라이딩되면 제1 링크부재(331)의 일단부도 가이드 블록(334)과 함께 가이드 로드(333)를 따라 슬라이딩 될 수 있다. In particular, both ends of the
가이드 블록(334)의 양단부는 제1 링크부재(331)의 일단부에 연결된 상태에서 제1 링크부재(331)의 외측으로 돌출 연장되고, 돌출 연장된 양단부가 주행몸체(310)의 내측면에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 링크부재(331)의 일단부는 주행몸체(310)의 내측면에 직접 연결되는 것이 아니라 가이드 블록(334)의 양단부를 매개로 하여 주행몸체(310)의 내측면에 간접적으로 연결되는 형태이다.Both ends of the
여기서, 가이드 블록(334)이 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 일방향, 즉 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 지지블록(332)에 대해 멀어지는 방향으로 전진하면 제1 링크부재(331)의 일단부의 위치는 제2 링크부재(335)의 일단부 즉, 주행몸체(310)와 연결되는 일단부와 가까워지는 위치로 변경되기 때문에 주행부(320)는 주행몸체(310)에 대해 멀어지는 방향으로 확장될 수 있다. 반대로, 가이드 블록(334)이 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 타방향, 즉 주행몸체(310)의 일방향에 대해 반대되는 방향으로 후퇴하면 제1 링크부재(331)의 일단부의 위치는 제2 링크부재(335)의 일단부 즉, 주행몸체(310)와 연결되는 일단부와 멀어지는 위치로 변경되기 때문에 주행부(320)는 주행몸체(310)에 대해 가까워지는 방향으로 축소될 수 있다. Here, when the guide block 334 advances in one direction along the pair of
이때, 가이드 블록(334)이 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 슬라이딩되어 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해 멀어지는 방향으로 이동되면 주행몸체(310)를 기준으로 상하에 위치하는 주행부(320)가 주행몸체(310)에서 멀어지면서 확장되기 때문에 큰 직경을 가지는 관내(10)에 적용할 수 있다. 반대로 가이드 블록(334)이 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 슬라이딩 되어 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해 가까워지는 방향으로 이동되면 주행몸체(310)를 기준으로 상하에 위치하는 주행부(320)가 주행몸체(310) 쪽으로 가까워지면서 축소되기 때문에 상대적으로 작은 크기의 직경을 가지는 관내(10)에 적용할 수 있다. At this time, when the
한편, 상술한 바와 같이, 주행부(320)는 주행몸체(310)에 가까워지는 방향으로 전진하거나 주행몸체(310)에서 멀어지는 방향으로 후퇴하면, 주행몸체(310)에 대해 다양한 높이로 위치될 수 있다. 이때, 주행부(320)는 관내(10)의 내면에 접촉되어 관내(10)를 이동하기 때문에, 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 위치를 고정시키는 것이 필요하다. On the other hand, as described above, when the traveling
이를 위해, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)은 위치고정블록(336,337)을 더 포함할 수 있다. To this end, as shown in FIG. 9 , the intraluminal
위치고정블록(336,337)은 주행몸체(310)에 마련되어, 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 위치가 고정되도록 할 수 있다. 다시 말해서, 위치고정블록(336,337)은 주행몸체(310)의 폭방향 내면에 마련되며 가이드 블록(334)의 양단부가 삽입될 수 있다. 이때, 위치고정블록(336,337)은 주행몸체(310)의 폭방향 양측에 한 쌍으로 각각 마련되어 가이드 블록(334)의 양단부가 삽입될 수도 있고, 한 쌍의 주행몸체(310) 중에서 어느 하나에 마련되어 가이드 블록(334)의 양단부 중 일측 부분만이 삽입될 수도 있다. Position fixing blocks 336 and 337 may be provided on the traveling
이러한 위치고정블록(336,337)은 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)을 포함할 수 있다. These positioning blocks 336 and 337 may include a
제1 위치고정블록(336)은 지지블록(332)과 인접한 위치에 마련되고, 제2 위치고정블록(337)은 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 제1 위치고정블록(336)과 이격된 위치에 마련될 수 있다. The first
이때, 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337) 각각에는 적어도 하나의 단계조절부가 형성될 수 있다. 단계조절부는 제1 및 제2 위치고정블록(336,337)에 소정 간격을 두고 적어도 하나 이상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 위치고정블록(336)에는 단계조절부(336a,336b,336c)가 복수개로 형성되고, 제2 위치고정블록(337)에는 적어도 하나의 단계조절부(337a)가 형성될 수 있다. At this time, at least one step adjustment unit may be formed in each of the first
단계조절부(336a,336b,336c,337a)는 제1 및 제2 위치고정블록(336,337)에 음각의 홈 형태로 형성되거나 구멍 형태로 형성될 수 있다. 상기한 바와 같이, 단계조절부(336a,336b,336c,337a)에는 가이드 블록(334)의 길이방향 양단부가 삽입될 수 있다.The step control units (336a, 336b, 336c, 337a) may be formed in the form of intaglio grooves or holes in the first and second position fixing blocks (336, 337). As described above, both longitudinal ends of the
가이드 블록(334)의 양단부가 제1 위치고정블록(336) 또는 제2 위치고정블록(337)에 형성된 복수개의 단계조절부(336a,336b,336c,337a) 중에서 어느 하나에 삽입됨으로써 주행부(320)가 주행몸체(310)로부터 멀어져서 확장된 상태의 위치에 고정되거나, 주행부(320)가 주행몸체(310) 쪽으로 가까워져서 축소된 상태의 위치에 고정될 수 있다. Both ends of the
도 4 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행몸체(310)에 대해 상하 방향으로 확장되거나 축소되는 주행부(320)의 동작을 간단히 설명한다. 4 to 8, the operation of the traveling
도 4, 도 5 및 도 9를 참조하면, 가이드 블록(334)이 지지블록(332)과 가까운 위치에 위치된 상태에서 가이드 블록(334)의 양단부가 제1 위치고정블록(336)의 제1 단계조절부(336a)에 삽입되면, 주행부(320)는 주행몸체(310)에 대해 멀어지지 않고 가깝게 위치된 상태로 고정된다. 4, 5 and 9, both ends of the
도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해 가깝게 위치되면, 예컨대 약 90mm 직경을 갖는 포신의 내면 또는 관내(10)에 대응할 수 있다. 주행몸체(310)에 연결된 주행부(320) 사이의 최대 거리 즉, 관내(10)의 내면과 접촉하는 주행부(320)의 최외면 사이의 거리가 약 90mm 정도가 되기 때문에 90mm의 직경을 가지는 관내(10)의 내면과 접촉된 상태를 유지하면서 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 관내(10)를 주행하게 된다. 이때, 센서구동 유닛(200)의 가이드 프레임(240) 및 가이드휠(242)은 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이에 맞추어서 90mm 직경의 관내(10)의 내면에 가이드휠(242)이 닿을 수 있는 것이 사용될 수 있다. 이에 따라, 주행부(320)가 관내(10)의 내면에 대해 접촉한 상태를 유지하면서 관내(10)를 이동할 때, 가이드휠(242)도 주행부(320)와 마찬가지로 관내(10)의 내면에 대해 접촉되게 된다. As shown in FIGS. 4 and 5 , when the traveling
도 6 및 도 9를 참조하면, 가이드 블록(334)이 지지블록(332)과 약간 멀어진 방향으로 이동된 상태에서 가이드 블록(334)의 양단부가 제1 위치고정블록(336)의 제2 단계조절부(336b)에 삽입되면, 주행부(320)는 도 4에 비하여 주행몸체(310)에 대해 약간 멀어진 위치로 이동되어 확장된 상태로 고정된다. 가이드 블록(334)의 양단부가 제1 위치고정블록(336)의 제2 단계조절부(336b)에 삽입되면 제1 단계조절부(336a)에 삽입되는 경우 보다 제1 링크부재(331)의 일단부와 제2 링크부재(335)의 일단부 사이가 가까워지기 때문에 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해서 도 4의 경우 보다 확장된 상태가 된다.6 and 9, both ends of the
도 6에 도시한 바와 같이, 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해 도 4에 비하여 더 멀어지는 방향으로 위치되어 확장되면, 예컨대 약 105mm의 직경을 갖는 포신의 내면 또는 관내(10)에 대응할 수 있다. 주행몸체(310)에 연결된 주행부(320) 사이의 최대 거리 즉, 관내(10)의 내면과 접촉하는 주행부(320)의 최외면 사이의 거리가 약 105mm 정도가 되기 때문에 105mm의 직경을 가지는 관내(10)의 내면과 접촉된 상태를 유지하면서 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 관내(10)를 주행하게 된다. 이때, 센서구동 유닛(200)의 가이드 프레임(240-1) 및 가이드휠(242-1)은 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이 맞추어서 105mm 직경의 관내(10)의 내면에 가이드휠(242-1)이 닿을 수 있도록 전술한 도 4의 가이드 프레임(240) 및 가이드휠(242)의 보다는 큰 것으로 교체되어 장착될 수 있다. 이에 따라, 주행부(320)가 관내(10)의 내면에 대해 접촉한 상태를 유지하면서 관내(10)를 주행할 때, 센서구동 유닛(200)의 가이드휠(242-1)도 주행부(320)와 마찬가지로 관내(10)의 내면에 대해 접촉되게 된다. As shown in FIG. 6 , when the traveling
도 7 및 도 9를 참조하면, 가이드 블록(334)이 지지블록(332)과 더 멀어지는 방향으로 이동된 상태에서 가이드 블록(334)의 양단부가 제1 위치고정블록(336)의 제3 단계조절부(336c)에 삽입되면, 주행부(320)는 도 6에 비하여 주행몸체(310)에 대해 약간 멀어진 위치로 이동되어 확장된 상태로 고정된다. 가이드 블록(334)의 양단부가 제1 위치고정블록(336)의 제3 단계조절부(336c)에 삽입되면 제2 단계조절부(336b)에 삽입되는 경우 보다 제1 링크부재(331)의 일단부와 제2 링크부재(335)의 일단부 사이가 가까워지기 때문에 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해서 도 6의 경우 보다 확장된 상태가 된다.7 and 9, both ends of the
도 7에 도시한 바와 같이, 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해 도 6에 비하여 더 멀어지는 방향으로 위치되어 확장되면, 예컨대 약 120mm의 직경을 갖는 포신의 내면 또는 관내(10)에 대응할 수 있다. 주행몸체(310)에 연결된 주행부(320) 사이의 최대 거리 즉, 관내(10)의 내면과 접촉하는 주행부(320)의 최외면 사이의 거리가 약 120mm 정도가 되기 때문에 120mm의 직경을 가지는 관내(10)의 내면과 접촉된 상태를 유지하면서 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 관내(10)를 주행하게 된다. 이때, 센서구동 유닛(200)의 가이드 프레임(240-2) 및 가이드휠(242-2)은 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이에 맞추어서 120mm 직경의 관내(10)의 내면에 가이드휠(242-2)이 닿을 수 있도록 전술한 도 6에 도시한 가이드 프레임(240-1) 및 가이드휠(242-1) 보다는 큰 것으로 교체되어 장착될 수 있다. 이에 따라, 센서구동 유닛(220)의 가이드휠(242-2)도 주행부(320)가 관내(10)의 내면에 대해 접촉한 상태를 유지하면서 관내(10)를 주행할 때, 센서구동 유닛(200)의 가이드휠(242-2)도 주행부(320)와 마찬가지로 관내(10)의 내면에 대해 접촉되게 된다. As shown in FIG. 7, when the traveling
도 8 및 도 9를 참조하면, 가이드 블록(334)이 지지블록(332)과 더욱더 멀어지는 방향으로 이동된 상태에서 가이드 블록(334)의 양단부가 제2 위치고정블록(337)의 제4 단계조절부(337a)에 삽입되면, 주행부(320)는 도 7에 비하여 주행몸체(310)에 대해 더욱 더 멀어진 위치로 이동되어 확장된 상태로 고정된다. 가이드 블록(334)의 양단부가 제2 위치고정블록(337)의 제4 단계조절부(337a)에 삽입되면 제3 단계조절부(336c)에 삽입되는 경우 보다 제1 링크부재(331)의 일단부와 제2 링크부재(335)의 일단부 사이가 가까워지기 때문에 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해서 도 7의 경우 보다 확장된 상태가 된다.8 and 9, in a state in which the
도 8에 도시한 바와 같이, 주행부(320)가 주행몸체(310)에 대해 도 7에 비하여 더 멀어지는 방향으로 위치되어 확장되면, 예컨대 약 155mm의 직경을 갖는 포신의 내면 또는 관내(10)에 대응할 수 있다. 주행몸체(310)에 연결된 주행부(320) 사이의 최대 거리 즉, 관내(10)의 내면과 접촉하는 주행부(320)의 최외면 사이의 거리가 약 155mm 정도가 되기 때문에 155mm의 직경을 가지는 관내(10)의 내면과 접촉된 상태를 유지하면서 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 관내(10)를 주행하게 된다. 이때, 센서구동 유닛(200)의 가이드 프레임(242-3) 및 가이드휠(242-3)은 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이에 맞추어서 155mm 직경의 관내(10)의 내면에 가이드휠(242-3)이 닿을 수 있도록 전술한 도 7에 도시한 가이드 프레임(240-2) 및 가이드휠(242-2)보다는 큰 것으로 교체되어 장착될 수 있다. 이에 따라, 센서구동 유닛(220)의 가이드휠(242-3)도 주행부(320)가 관내(10)의 내면에 대해 접촉한 상태를 유지하면서 관내(10)를 주행할 때, 센서구동 유닛(200)의 가이드휠(242-3)도 주행부(302)와 마찬가지로 관내(10)의 내면에 대해 접촉된 상태가 된다. As shown in FIG. 8, when the traveling
참고로, 도 5를 참고하면, 주행몸체(310)에 대해 상하 방향으로 주행부(320)가 멀어지는 방향으로 확장되거나 가까워지는 방향으로 축소됨에 따라 그에 맞게 센서구동 유닛(200)의 가이드 프레임(240) 및 가이드휠(242)도 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이에 맞는 것으로 교체될 수 있다. 여기서, 가이드 프레임(240) 또는 가이드휠(242) 중에서 어느 하나의 부품 만이 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이에 맞게 교체될 수도 있으나, 센서 유닛(100)의 안정적인 회전을 위해서는 주행몸체(310)에 대한 주행부(320)의 높이의 변화에 따라 가이드 프레임(240) 및 가이드휠(242)이 모두 교체되는 것이 바람직하다. For reference, referring to FIG. 5 , the
도 2를 참조하면, 센서구동 유닛(200)의 연결부(250)와 주행 유닛(300)의 연결부(350)는 십자축 형태의 연결부재(360) 및 체결수단(262)을 통해 연결될 수 있다. 이때, 센서구동 유닛(200)의 연결부(250), 연결부재(360) 및 주행 유닛(300)의 연결부(350)는 일종의 유니버설 조인트(universal joint) 의 형태로 마련될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the
이에 따라, 연결부재(360)는 센서구동 유닛(200)과 주행 유닛(300)의 각각의 연결부(250, 350)를 연결하여 상하 또는 좌우방향으로 서로 자유롭게 회전하도록 할 수 있으며, 그에 따라 센서구동 유닛(200)과 주행 유닛(300)은 곧게 형성된 직관 뿐만 아니라 휘어지거나 곡선 형태로 형성된 곡관 내부에서도 원활하게 이동할 수 있다. Accordingly, the connecting
한편, 도 1 및 도 9를 참조하면, 주행몸체(310)에는 주행몸체(310)의 내부를 개폐시키는 몸체커버(312)가 마련될 수 있다. 몸체커버(312)의 내면에는 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)이 마련될 수 있다. 이때, 몸체커버(312)에는 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)이 장착되는 블록장착부(316,317)가 형성될 수 있다. 블록장착부(316,317)는 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)이 각각 장착되는 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)를 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 9 , the traveling
제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)는 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)과 유사한 모양으로 형성되되 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337) 보다는 크게 형성되는 것이 바람직하다. 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)는 몸체커버(312)의 내면에 음각으로 함몰 형성될 수 있다. 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)는 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)의 위치에 대응하여 서로 이격된 위치에 마련될 수 있다.The first
여기서, 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)의 두께 방향 내면 즉, 몸체커버(312)의 두께 방향 내면에는 음각으로 인입된 적어도 하나의 블록장착홈(316a,317a)이 마련될 수 있다. 블록장착홈(316a,317a)은 제1 블록장착부(316)에 형성된 제1 블록장착홈(316a) 및 제1 블록장착부(316)에서부터 이격된 위치에 마련된 제2 블록장착부(317)에 형성된 제2 블록장착홈(317a)을 포함할 수 있다. Here, the thickness direction inner surface of the first
제1 블록장착홈(316a)에는 제1 위치고정블록(336)이 삽입되어 몸체커버(312)에 장착되고, 제2 블록장착홈(317a)에는 제2 위치고정블록(337)이 삽입되어 몸체커버(312)에 장착될 수 있다. A first
이때, 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)의 폭 방향 크기는 몸체커버(312)의 길이방향에 있어서 일측 및 타측이 서로 다른 크기로 마련될 수 있다. At this time, the width direction size of the first
구체적으로, 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)의 지지블록(332) 쪽 폭이 반대쪽 폭보다 크게 형성될 수 있다. 즉, 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)의 지지블록(332) 쪽 폭은 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)의 폭보다 크게 형성되고, 제1 블록장착부(316) 및 제2 블록장착부(317)의 반대쪽 폭은 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)의 폭보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 블록장착부(316)의 제1 블록장착홈(316a) 및 제2 블록장착부(317)의 제2 블록장착홈(317a)에 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)이 각각 삽입되더라도 제1 블록장착홈(316a) 및 제2 블록장착홈(317a)으로부터 제1 위치고정블록(336) 및 제2 위치고정블록(337)이 이탈되지 않도록 할 수 있다. Specifically, the width of the
참고로, 주행몸체(310)에 대해 주행부(320)를 멀어지도록 하거나 가까워지도록 할 때에는 몸체커버(312)에 형성된 손잡이(314)를 이용하여 주행몸체(310)에서 몸체커버(312)를 제거하고 작업자가 관내 검사 로봇 시스템(1000)이 삽입되는 관내(10)의 직경에 맞게 주행몸체(310)에 대해서 주행부(320)를 펼치거나 오므려서 주행 유닛(300)의 크기를 조절할 수 있다. 주행부(320)를 펼치거나 오므려서 관내(10)의 직경에 맞도록 주행 유닛(300)의 크기를 조절한 후 주행몸체(310)에 몸체커버(312)를 장착하여 주행부(320)의 크기를 고정할 수 있다. 몸체커버(312)를 주행몸체(310)에 장착하게 되면 가이드 블록(334)의 양단부가 제1 및 제2 위치고정블록(336,337)의 단계조절부(336a,336b,336c,337a) 중 어느 하나에 삽입되면서 주행부(320)의 크기가 고정될 수 있다.For reference, when moving the traveling
또한, 주행몸체(310)에는 이동차단부재(313)가 마련될 수 있다. 이동차단부재(313)는 주행몸체(310)의 길이방향 일단에 마련되되 가이드 로드(333)가 끝나는 위치에 마련될 수 있다. 즉, 이동차단부재(313)는 가이드 블록(334)이 한 쌍의 가이드 로드(333)를 따라 슬라이딩될 때, 가이드 블록(334)이 제4 단계조절부(337a)보다 더 전진하더라도 한 쌍의 가이드 로드(333)를 이탈하는 것을 방지할 수 있다. In addition, the traveling
상술한 바와 같이, 주행부(320)는 주행몸체(310)에 대해서 확장되거나 축소될 때, 관내(10)의 내면에 대해 밀착된 상태를 유지하면서 본 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)을 주행할 수 있도록 한다. As described above, when the traveling
도 10을 참조하면, 주행부(320)는 주행몸체(310)의 길이 방향을 따라 길게 마련되는 한 쌍의 주행프레임(321), 주행프레임(321)의 길이 방향 양단에 위치하도록 한 쌍의 주행프레임(321) 사이에 마련되어 관내(10)의 내면과 접촉되는 무한궤도 또는 고무벨트(미도시)를 구동하는 구동풀리(322) 및 피동풀리(352), 한 쌍의 주행프레임(321) 사이에 마련되어 구동풀리(322)에 구동력을 제공하는 주행모터(327) 및 피동풀리(352)의 회전량 또는 회전속도를 측정하는 엔코더 모듈(Encoder Module, 328)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10 , the driving
주행프레임(321)은 플레이트(plate)의 형태로 마련될 수 있다. 주행프레임(321)은 한 쌍으로 마련되며, 소정의 간격을 두고 평행하게 마련될 수 있다. The traveling
주행프레임(321)의 사이, 즉 한 쌍의 주행프레임(321)의 양단 사이에는 구동풀리(322) 및 피동풀리(352)가 위치될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 구동풀리(322) 및 피동풀리(352)는 무한궤도 또는 고무벨트(미도시)를 통해 연결됨으로써, 구동풀리(322)가 전달받은 주행모터(327)의 구동력이 무한궤도 또는 고무벨트를 통해 피동풀리(352)에 전달될 수 있다. A driving
한편, 구동풀리(322) 및 피동풀리(352)의 회전축(미도시)은 한 쌍의 주행프레임(321)에 지지되어 회전될 수 있다. 구동풀리(322)는 주행모터(327)의 구동력을 전달받도록 주행모터(327)와 기어에 의해서 연결될 수 있다. On the other hand, the rotation shaft (not shown) of the driving
도 10을 참조하면, 한 쌍의 주행프레임(321)의 길이방향 좌측에 위치된 구동풀리(322)의 주행프레임(321)측 일면에는 구동풀리기어(322a)가 형성되고, 구동풀리기어(322a)는 연결기어(338a)와 맞물리게 된다. 이때, 연결기어(338a)는 주행프레임(321)에 구동축(338b)을 통해 회전 가능하게 축 결합될 수 있다. Referring to FIG. 10 , a driving
여기서, 연결기어(338a)는 주행모터(327)의 회전축에 결합된 구동기어(338)로부터 구동력을 전달받도록 연결될 수 있다. 이에 따라, 주행모터(327)의 구동력은 구동기어(338)를 통해 연결기어(338a) 및 구동풀리기어(322a)로 전달되어 결국 구동풀리(322)를 회전시키게 된다. Here, the connecting
참고로, 구동기어(338)는 서로 교차하는 주행모터(327)의 축(미도시)과 구동축(338b) 사이에서 구동력을 전달할 수 있도록 원추형의 기어인 베벨 기어(bevel gear)로 마련되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 구동기어(338)는 주행모터(327)의 회전력을 전달 받아 주행모터(327)의 축과 수직하게 위치된 연결기어(338a)로 회전력을 전달해야 하기 때문이다. 여기서, 연결모터(338a)의 일측에는 연결베벨기어(미도시)가 마련될 수 있으며, 연결베벨기어는 구동축(338b)에 형성될 수 있다. 연결기어(338a)의 일측에 형성된 연결베벨기어는 구동기어(338)와 맞물려서 주행모터(327)의 회전력을 연결기어(338a)에 전달할 수 있다.For reference, the
한편, 구동풀리기어(322a)로 전달된 주행모터(327)의 회전력은 구동풀리(322)로 전달되고 구동풀리(322)에 전달된 주행모터(327)의 회전력은 도 14에 도시되지 않은 무한궤도 또는 고무벨트를 통해 피동풀리(352)로 전달될 수 있다. On the other hand, the rotational force of the driving
여기서, 피동풀리(352)의 일측에는 엔코더 모듈(328)이 마련될 수 있다. 엔코더 모듈(328)은 피동풀리(352)의 회전량 또는 회전속도를 측정함으로써 구동풀리(322)의 회전량 또는 회전속도를 간접적으로 측정할 수 있다. Here, the
주행프레임(321)의 좌측에 위치된 구동풀리(322)로부터 회전력을 전달 받은 주행프레임(321)의 우측에 위치된 피동풀리(352)가 회전될 때, 엔코더 모듈(328)은 피동풀리(352)의 회전량 또는 회전속도를 감지할 수 있다. 엔코더 모듈(328)의 회전은 엔코더 모듈(328)과 인접하게 위치된 속도감지부재(329)에 의해 감지될 수 있다. When the driven
엔코더 모듈(328)은 피동풀리(352)의 회전량 또는 회전속도를 측정하는 대신 구동풀리(322)이 회전량 또는 회전속도를 직접 측정할 수도 있다. 도 10의 경우에는 주행모터(327)가 구동풀리(322)에 연결되는 관계로 구동풀리(322)의 일측에 엔코더 모듈(328)을 설치할 공간적 여유가 없어서 피동풀리(352)의 일측에 엔코더 모듈(328)이 설치된다.The
엔코더 모듈(328)은 피동풀리(352)의 회전량 또는 회전속도를 직접 측정하는 것도 가능하지만, 본 발명의 경우에는 피동풀리(352)로부터 회전력을 전달받도록 마련된 엔코더 기어(328a)의 회전량 또는 회전속도를 측정한다.The
피동풀리(352)의 일측에는 피동풀리기어(352a)가 형성되고, 피동풀리기어(352a)와 맞물리도록 엔코더 기어(328a)가 마련될 수 있다. 여기서, 피동풀리기어(352a)는 구동풀리기어(322a)와 대칭되는 위치에 마련되고 엔코더 기어(328a)는 연결기어(338a)와 대칭되는 위치에 마련되는 것이 바람직하다.A driven
엔코더 기어(328a)는 엔코더 축(328b)에 연결되고 엔코더 축(328b)의 양단은 주행프레임(321)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 엔코더 축(328b)에는 엔코더 기어(328a)와 이격된 위치에 엔코더 로터(328c)가 마련될 수 있다.The
엔코더 축(328b)에 마련되는 엔코더 로터(328c)에는 여러 개의 분해능 구멍이 형성될 수 있다. 엔코더 로터(328c)는 속도감지부재(328d)의 광송신부(미도시) 및 광수신부(미도시) 사이에 위치하도록 마련될 수 있다.A plurality of resolution holes may be formed in the
엔코더 로터(328c)는 하기의 [수학식 1]에 의하여 정밀한 분해능을 확보함으로써, 엔코더 로터(328c)에 의한 피동풀리(352)의 위치 검출의 정밀도를 향상시킬 수 있다. The
[수학식 1][Equation 1]
분해능 = 2 * π * r/24 Resolution = 2 * π * r/24
[수학식 1]에서 r은 엔코더 로터(328c)의 반지름이다.In [Equation 1], r is the radius of the encoder rotor (328c).
따라서, 구동풀리(322) 또는 피동풀리(352)의 회전량 또는 회전속도를 더욱 정밀하게 측정할 수 있고, 구동풀리(322)를 동일한 회전속도로 주행하도록 할 수 있다. 이와 같이, 엔코더 모듈(328)에 의해 구동풀리(322)의 회전량 또는 회전속도를 측정함으로써 주행 유닛(300) 내지 관내 검사 로봇 시스템(1000)의 관내(10)에서의 위치 또는 주행속도 등을 측정할 수 있다.Accordingly, the rotation amount or speed of the driving
한편, 주행몸체(310)에는 통신/전원연결부(340)가 마련될 수 있다. 통신/전원연결부(340)에는 통신/전원연결단자(342)가 마련될 수 있다. 센서 유닛(100)에 의해 감지된 관내(10)의 결함 유무 또는 현재 상태에 관한 정보를 송수신하여 관내(10)의 결함 유무 또는 현재 상태에 관한 정보를 수집하거나 전송하는 제어 유닛(370)이 통신/전원연결단자(342)에 연결될 수 있다. On the other hand, the driving
이때, 제어 유닛(370)은 주행부(320)의 주행모터(327)의 회전력 또는 회전속도를 조절하거나 엔코더 모듈(328) 및 속도감지부재(329)에 의해 측정된 구동풀리(322)의 회전속도 또는 회전량을 측정하거나 제어할 수 도 있다. At this time, the
한편, 도 1 내지 도 10을 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)을 이용한 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 검사하는 방법에 관하여 간단히 설명한다. Meanwhile, a method of inspecting the presence or absence of a defect in the
우선, 관내 검사 로봇 시스템(1000)은 거친모드(coarse mode)와 미세모드(fine mode)의 두 가지 모드로 관내(10)를 주행하면서 관내(10)를 검사할 수 있다. First, the in-pipe
여기서, 거친모드에서의 관내 검사 로봇 시스템(1000)의 이동속도는 미세모드에서의 이동속도 보다 빠른 것이 바람직하다. Here, the moving speed of the intra-tubular
즉, 관내 검사 로봇 시스템(1000)은 관내(10)의 진입(전진)시에는 거친모드로 상대적으로 빠른 속도로 관내(10)에 진입한다. 이때, 거친모드로 주행하면서 관내(10)의 결함 여부 등 관내(10)의 거리값에 따른 관내 상태 데이터를 수집하여 데이터베이스화 하여 1차적으로 관내 상태를 파악한 후, 관내(10)에서 진출(후진)시에는 결함 또는 균열 등이 없는 부분은 거친모드로 빨리 주행하고 결함 또는 균열 등의 상태가 확인된 부분, 즉 상세확인이 필요한 부분에서만 미세모드, 즉 자동 미세 모드(auto fine mode)로 전환하여 상대적으로 천천히 이동하면서 관내(10)를 정밀하게 검사할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 관내 검사 로봇 시스템(1000)은 거친모드 및 미세모드와 같이 이중모드로 관내(10)를 검사하기 때문에, 대부분의 결함이 없는 부분에서는 거친모드로 검사하여 검사시간을 획기적으로 줄이면서도, 결함이 있는 부분에서는 미세모드로 검사하여 정밀한 검사를 수행할 수 있다.That is, the in-house
한편, 도 11을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(2000)을 전술한 실시예와 상이한 점을 중심으로 설명한다. Meanwhile, with reference to FIG. 11 , the in-house
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(2000)의 사시도이다. 11 is a perspective view of an intraluminal
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(2000)은, 관내(10)의 결함 유무 또는 상태를 감지하는 센서 유닛(400), 센서 유닛(400)이 연결되며, 관내(10)의 내면을 따라 센서 유닛(400)을 회전시키는 센서구동 유닛(200) 및 센서구동 유닛(200)과 연결되어 관내(10)에서 센서 유닛(400) 및 센서구동 유닛(200)을 이동시키는 주행 유닛(300)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11 , in the in-house
본 발명의 다른 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(2000)은 센서 유닛(400)을 제외하고, 전술한 실시예와 실질적으로 동일하므로, 그 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 부여하였으며, 그에 대한 설명은 전술한 실시예를 준용하기로 한다. Since the in-house
도 11에 도시한 바와 같이, 센서 유닛(400)은 케이싱(410) 및 레이저 센서모듈(412)을 포함할 수 있다. 11 , the
케이싱(410)은 내부에 레이저 센서모듈(412)이 위치되는 일종의 케이스(case)로써, 특히 센서구동 유닛(200)의 회전모터(미도시)에 의해 회전되는 장착플랜지(212)에 결합되는 부분일 수 있다. The
케이싱(410)은 원통 형태로 형성되어, 내부에 레이저 센서모듈(412)이 위치되고, 레이저 센서모듈(412)의 전기 배선은 케이싱(410)을 통해 센서구동 유닛(200)과 연결될 수 있다. The
케이싱(410)의 내부에 마련되는 레이저 센서모듈(412)은 관내(10)의 상태를 감지할 수 있다. 여기서, 레이저 센서모듈(412)은 일반적으로 사용되는 레이저 센서모듈(412) 일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The
한편, 케이싱(410)의 내부에 레이저 센서모듈(412)이 위치되기 때문에 센서구동 유닛(200)에 의해 레이저 센서모듈(412) 및 케이싱(410)이 회전되면 진동이 발생할 수 있고 이러한 진동이 레이저 센서모듈(412)에 전달될 경우에는 레이저 센서모듈(412)의 측정 정밀도가 저하될 수 있다. 더욱이, 내부에 레이저 센서모듈(412)이 위치된 케이싱(410)의 무게가 있기 때문에 레이저 센서모듈(412)이 흔들릴 수 밖에 없고, 그에 따라 레이저 센서모듈(412)에 의해 측정된 관내(10)의 상태에 대한 검사 결과의 신뢰도가 떨어질 수 있다. On the other hand, since the
레이저 센서모듈(412)의 회전시 발생하는 진동을 방지하기 위해서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 센서 유닛(400)은 센서 지지부(420)를 더 포함할 수 있다. In order to prevent vibration generated when the
센서 지지부(420)는 레이저 센서모듈(412)이 내부에 위치된 케이싱(410)의 일면에 연결될 수 있다. 센서 지지부(420)는 레이저 센서모듈(412)의 회전 시에 발생하는 진동을 억제하거나 관내(10)의 내면에 대해 레이저 센서모듈(412)을 탄성적으로 지지할 수 있다. The
이러한 센서 지지부(420)는 베이스(422), 지지부재(426) 및 텐션 휠(427)을 포함할 수 있다. The
베이스(422)는 케이싱(410)과 결합되는 부분이다. 베이스(422)는 평평한 원판 형태로 마련됨으로써 케이싱(410)과의 결합을 용이하게 할 수 있다. The
베이스(422)에는 지지부재(426)가 배치될 수 있다. 지지부재(426)는 베이스(422)에 대해 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 지지부재(426)는 적어도 하나 이상으로 형성되며, 바람직하게는 원주방향을 따라 소정 간격 이격되어 3개 정도로 마련될 수 있다. A
여기서, 베이스(422)와 지지부재(426) 사이에는 탄성부재(423)가 마련될 수 있다. 탄성부재(423)는 베이스(422)에 대해 지지부재(426)가 움직이는 것을 용이하게 하게 위한 것이다. 탄성부재(423)는 탄성이 있는 부재로서, 베이스(422) 사이에서 센서 지지부(420)의 움직임을 용이하게 하면서 케이싱(410)의 내부에 위치된 레이저 센서모듈(412)로 외부 진동이나 충격이 전해지지 않도록 할 수 있다. Here, an
또한, 탄성부재(423)와 지지부재(426) 사이에는 지지편(424)이 마련될 수 있다. 지지편(424)은 지지부재(426)가 탄성부재(423)에 대해 더욱 완벽하게 결합되도록 하기 위한 것이다. In addition, a
한편, 지지부재(426)에는 텐션 휠(427)이 마련될 수 있다. 텐션 휠(427)은 적어도 하나 이상의 지지부재(426) 각각의 단부에 마련될 수 있다. 이때, 텐션 휠(427)은 관내(10)의 내면과 접촉되어 레이저 센서모듈(412)을 관내(10)의 내면에 대해 탄성적으로 지지할 수 있다. Meanwhile, a
여기서, 지지편(424)과 지지부재(426)가 결합될 때, 탄성력이 있는 탄성부재(미도시)를 매개로 결합되므로 지지부재(426)는 탄성력을 가질 수 있다. 참고로, 탄성부재는 압축 스프링으로 마련될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Here, when the
이에 따라, 지지부재(426)에 결합된 텐션 휠(427)은 관내(10)의 내면에 밀착된 상태에서 관내(10)의 직경에 따라 확장되거나 축소될 수 있다. Accordingly, the
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 관내 검사 로봇 시스템(2000)이 관내(10)에 삽입되어 관내(10)의 내면을 따라 이동될 때, 센서 지지부(420)의 텐션 휠(427)은 관내(10)의 내면에 대해 밀착된 상태가 될 수 있다. 이와 같이, 센서 지지부(420)의 텐션 휠(427)이 관내(10)의 내면에 대해 밀착된 상태를 유지 함에 따라 케이싱(410)의 내부에 위치된 레이저 센서모듈(412)이 회전할 때 흔들리는 것을 방지할 수 있어서 레이저 센서모듈(412)에 의해 관내(10)의 결함 유무 또는 상태에 대한 검사 결과에 대한 신뢰도를 가질 수 있다. That is, when the intra-duct
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in an embodiment of the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. It is not limited, and various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will fall within the scope of the spirit of the present invention.
1000, 2000: 관내 검사 로봇 시스템
100, 400: 센서 유닛 200: 센서구동 유닛
300: 주행 유닛 310: 주행몸체
320: 주행부 321: 주행프레임
322: 구동풀리 327: 주행모터
338: 엔코더 모듈 330: 가변연결부
331: 제1 링크부재 332: 지지블록
333: 가이드 로드 334: 가이드 블록
335: 제2 링크부재 336: 제1 위치고정블록
336a, 336b, 336c: 제1, 제2, 제3 단계 조절부
337: 제2 위치고정블록 337a: 제4 단계 조절부
339: 제3 링크부재 340: 통신/전원 연결부
370: 제어 유닛 410: 케이싱
412: 레이저 센서모듈 420: 센서 지지부
422: 베이스 426: 지지부재
427: 텐션 휠 1000, 2000: In-house inspection robot system
100, 400: sensor unit 200: sensor drive unit
300: driving unit 310: driving body
320: driving unit 321: driving frame
322: drive pulley 327: driving motor
338: encoder module 330: variable connection part
331: first link member 332: support block
333: guide rod 334: guide block
335: second link member 336: first position fixing block
336a, 336b, 336c: first, second, third stage control unit
337: second
339: third link member 340: communication / power connection unit
370: control unit 410: casing
412: laser sensor module 420: sensor support
422: base 426: support member
427: tension wheel
Claims (18)
상기 센서 유닛이 연결되며, 상기 관내의 내면을 따라 접촉 이동하면서 상기 센서 유닛을 회전시키는 센서구동 유닛; 및
상기 센서구동 유닛에 연결되는 주행몸체, 상기 주행몸체에 연결되어 상기 관내의 내면을 따라 상기 센서 유닛 및 상기 센서구동 유닛이 이동하도록 상기 주행몸체의 길이방향 중심에 대해서 동일 간격 또는 각도로 2개 이상이 방사상으로 마련되는 주행부 및 상기 관내 직경에 따라 상기 주행부의 확장 또는 축소가 가능하도록 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하는 가변연결부를 포함하는 주행 유닛;을 포함하고,
상기 가변연결부는, 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하는 제1 링크부재; 상기 제1 링크부재와 동일한 길이로 마련되어 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하되, 상기 주행부와 상기 제1 링크부재의 회전중심과 동일한 회전중심을 가지도록 상기 주행부에 연결되는 제2 링크부재; 및 상기 제2 링크부재와 동일한 길이로 마련되어 상기 주행몸체와 상기 주행부를 연결하되, 상기 주행몸체의 길이방향을 따라 상기 제2 링크부재와 이격되어 마련되는 제3 링크부재;를 포함하며,
상기 주행몸체와 연결되는 상기 제1 링크부재의 일단에 대한 고정 위치가 상기 주행몸체의 길이 방향을 따라 가변되어도 상기 제2 링크부재, 상기 주행부, 상기 제3 링크부재 및 상기 주행몸체를 연결한 부분의 모양이 평행사변형을 유지함으로써 상기 주행부가 상기 주행몸체에 대해 평행한 상태를 유지하도록, 상기 주행몸체에 연결되는 상기 제2 링크부재의 일단을 기준으로 상기 제1 링크부재의 일단과 대칭되는 위치에서 상기 제3 링크부재의 일단이 상기 주행몸체에 연결되어 상기 제3 링크부재가 상기 제2 링크부재와 서로 평행하게 마련되고,
상기 가변연결부는, 상기 주행몸체의 내부에 마련되되, 상기 센서구동 유닛에 인접하도록 상기 주행몸체의 길이방향 일단에 마련되는 지지블록; 상기 지지블록의 폭방향 양측에 연결되되, 상기 주행몸체의 길이 방향과 나란하게 마련되는 한 쌍의 가이드 로드; 및 상기 한 쌍의 가이드 로드를 따라 슬라이딩 운동하도록 상기 한 쌍의 가이드 로드를 관통하며, 양단부가 상기 주행몸체의 내측에 위치하는 제1 링크부재의 일단과 회전 가능하게 연결되는 가이드 블록;을 더 포함하며,
상기 주행몸체의 폭방향 내면에는 상기 가이드 블록의 양단부가 삽입되는 위치고정블록이 마련되고, 상기 위치고정블록에는 상기 가이드 블록의 양단부가 삽입되는 적어도 하나의 단계조절부가 형성되고,
상기 주행몸체에는 상기 주행몸체의 내부를 개폐시키는 몸체커버가 마련되고, 상기 몸체커버의 내면에는 상기 위치고정블록이 장착되기 위한 블록장착부가 마련되며,
상기 몸체커버는, 상기 주행몸체에서 제거되거나 상기 주행몸체에 장착되도록 상기 주행몸체에 마련되고,
상기 가이드 블록의 양단부는, 상기 몸체커버를 상기 주행몸체에서 제거할 경우 상기 단계조절부들 중 어느 하나와 대응되는 위치로 이동되고, 상기 몸체커버를 상기 주행몸체에 다시 장착할 경우 해당 단계조절부에 삽입 고정되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
a sensor unit for detecting the presence or absence of a defect in the pipe;
a sensor driving unit connected to the sensor unit and configured to rotate the sensor unit while contacting and moving along the inner surface of the tube; and
A traveling body connected to the sensor driving unit, two or more connected to the traveling body at the same interval or at an angle with respect to the longitudinal center of the traveling body so that the sensor unit and the sensor driving unit move along the inner surface of the tube. The traveling unit provided in a radial direction and a traveling unit including a variable connection unit connecting the traveling body and the traveling unit so that the traveling unit can be expanded or contracted according to the diameter of the tube;
The variable connection unit may include: a first link member connecting the traveling body and the traveling unit; a second link member provided with the same length as the first link member and connecting the traveling body and the traveling unit, the second link member being connected to the traveling unit so as to have the same rotation center as the rotation center of the traveling unit and the first link member; and a third link member provided to have the same length as the second link member and to connect the traveling body and the traveling unit, but to be spaced apart from the second link member along the longitudinal direction of the traveling body;
The second link member, the traveling unit, the third link member and the traveling body are connected even if the fixing position of one end of the first link member connected to the traveling body varies along the longitudinal direction of the traveling body. The shape of the portion is symmetrical with one end of the first link member with respect to one end of the second link member connected to the traveling body so that the traveling unit maintains a parallel state with respect to the traveling body by maintaining a parallelogram. At the position, one end of the third link member is connected to the traveling body so that the third link member is provided parallel to the second link member,
The variable connection part, doedoe provided inside the traveling body, the support block provided at one end in the longitudinal direction of the traveling body so as to be adjacent to the sensor driving unit; a pair of guide rods connected to both sides of the support block in the width direction and provided in parallel with the longitudinal direction of the traveling body; and a guide block passing through the pair of guide rods so as to slide along the pair of guide rods and rotatably connected to one end of the first link member having both ends located inside the traveling body. and
Position fixing blocks into which both ends of the guide block are inserted are provided on the inner surface of the traveling body in the width direction, and at least one step adjustment part into which both ends of the guide block are inserted is formed in the position fixing block,
A body cover for opening and closing the inside of the traveling body is provided on the traveling body, and a block mounting part for mounting the position fixing block is provided on the inner surface of the body cover,
The body cover is provided on the traveling body so as to be removed from the traveling body or mounted on the traveling body,
Both ends of the guide block are moved to a position corresponding to any one of the step adjustment parts when the body cover is removed from the traveling body, and when the body cover is re-mounted on the traveling body, the corresponding step adjustment part An intraluminal inspection robot system, characterized in that it is inserted and fixed.
상기 센서구동 유닛은,
상기 센서 유닛이 결합되는 구동몸체;
상기 구동몸체의 길이 방향을 따라 상기 구동몸체에 착탈 가능하게 마련되어 상기 관내의 내면과 접촉하는 가이드휠; 및
상기 구동몸체와 상기 가이드휠 사이에 마련되어 상기 가이드휠을 상기 관내의 내면에 대해 탄성적으로 지지하는 텐션부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
According to claim 1,
The sensor driving unit is
a driving body to which the sensor unit is coupled;
a guide wheel detachably provided on the driving body along the longitudinal direction of the driving body and in contact with the inner surface of the tube; and
a tension member provided between the driving body and the guide wheel to elastically support the guide wheel against the inner surface of the tube; Intraluminal inspection robot system, characterized in that it comprises a.
상기 가이드휠은 상기 관내의 직경 크기에 따라 교체 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
3. The method of claim 2,
The guide wheel is an intra-tubular inspection robot system, characterized in that it is provided to be replaceable according to the size of the diameter of the tube.
상기 가이드 블록이 상기 가이드 로드를 따라 일방향으로 전진하면 상기 주행부는 상기 주행몸체에 대해 멀어지는 방향으로 확장되고,
상기 가이드 블록이 상기 가이드 로드를 따라 일방향으로 후퇴하면 상기 주행부는 상기 주행몸체에 대해 가까워지는 방향으로 축소되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
According to claim 1,
When the guide block advances in one direction along the guide rod, the traveling part is expanded in a direction away from the traveling body,
When the guide block retracts in one direction along the guide rod, the in-pipe inspection robot system, characterized in that the traveling unit is reduced in a direction closer to the traveling body.
상기 위치고정블록은,
상기 지지블록과 인접하도록 마련되는 제1 위치고정블록; 및
상기 주행몸체의 길이방향을 따라 상기 제1 위치고정블록과 이격되어 마련되는 제2 위치고정블록; 을 포함하며,
상기 제1 위치고정블록에는 상기 단계조절부가 복수개 형성되고, 상기 제2 위치고정블록에는 상기 단계조절부가 적어도 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
According to claim 1,
The positioning block is
a first position fixing block provided to be adjacent to the support block; and
a second positioning block provided to be spaced apart from the first positioning block along the longitudinal direction of the traveling body; includes,
A plurality of step adjusting units are formed in the first position fixing block, and at least one step adjusting unit is formed in the second position fixing block.
상기 가이드 블록의 양단부가 상기 제1 위치고정블록 또는 상기 제2 위치고정블록에 형성된 상기 단계조절부 중 어느 하나에 삽입됨으로써 상기 주행몸체에 대해서 상기 주행부가 확장되거나 축소되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
11. The method of claim 10,
In-pipe inspection robot, characterized in that the both ends of the guide block are inserted into any one of the step adjustment unit formed in the first position fixing block or the second position fixing block, whereby the traveling unit is expanded or reduced with respect to the traveling body system.
상기 주행부는,
상기 주행몸체의 길이방향을 따라 길게 마련되는 한 쌍의 주행프레임;
상기 주행프레임의 길이방향 양단에 위치하도록 상기 한 쌍의 주행프레임 사이에 마련되는 구동풀리 및 피동풀리;
상기 한 쌍의 주행프레임 사이에 마련되어 상기 구동풀리에 구동력을 제공하는 주행모터; 및
상기 구동풀리 또는 상기 피동풀리의 회전량 또는 회전속도를 측정하는 엔코더 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
According to claim 1,
The driving unit,
a pair of traveling frames elongated along the longitudinal direction of the traveling body;
a driving pulley and a driven pulley provided between the pair of traveling frames so as to be positioned at both ends in the longitudinal direction of the traveling frame;
a traveling motor provided between the pair of traveling frames to provide a driving force to the driving pulley; and
an encoder module for measuring the rotation amount or rotation speed of the driving pulley or the driven pulley; Intra-luminal inspection robot system comprising a.
상기 센서 유닛은,
상기 구동몸체의 일측에 마련되고 상기 센서구동 유닛의 회전모터에 의해 회전되는 장착플랜지에 결합되는 케이싱; 및
상기 케이싱의 내부에 마련되는 레이저 센서모듈; 을 포함하며,
상기 센서 유닛은 상기 레이저 센서모듈이 상기 관내의 내면에 근접하도록 상기 장착플랜지에 결합되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
13. The method of claim 12,
The sensor unit is
a casing provided on one side of the driving body and coupled to a mounting flange rotated by a rotation motor of the sensor driving unit; and
a laser sensor module provided inside the casing; includes,
The sensor unit is an in-pipe inspection robot system, characterized in that the laser sensor module is coupled to the mounting flange so as to be close to the inner surface of the tube.
상기 센서 유닛은,
상기 센서구동 유닛의 회전모터에 의해 회전되는 장착플랜지에 결합되는 케이싱;
상기 케이싱의 내부에 마련되어 상기 관내의 상태를 감지하는 레이저 센서모듈; 및
상기 레이저 센서모듈의 회전 시에 발생하는 진동을 억제하거나 상기 관내의 내면에 대해 상기 레이저 센서모듈을 지지하는 센서 지지부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
13. The method of claim 12,
The sensor unit is
a casing coupled to a mounting flange rotated by a rotation motor of the sensor driving unit;
a laser sensor module provided inside the casing to detect a state in the tube; and
a sensor support unit for suppressing vibration generated during rotation of the laser sensor module or for supporting the laser sensor module with respect to an inner surface of the tube; Intraluminal inspection robot system, characterized in that it comprises a.
상기 센서 지지부는,
상기 케이싱과 결합되는 베이스;
상기 베이스에 대해 수직한 방향으로 배치되는 지지부재; 및
상기 지지부재의 단부에 마련되되 상기 관내의 내면과 접촉되어 상기 레이저 센서모듈을 상기 관내의 내면에 대해 탄성적으로 지지하는 텐션 휠; 을 포함하는 관내 검사 로봇 시스템.
15. The method of claim 14,
The sensor support unit,
a base coupled to the casing;
a support member disposed in a direction perpendicular to the base; and
a tension wheel provided at an end of the support member and in contact with the inner surface of the tube to elastically support the laser sensor module with respect to the inner surface of the tube; In-house inspection robot system comprising a.
상기 센서 유닛은 상기 장착플랜지에 장착된 위치의 변경 또는 조절이 가능하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
14. The method of claim 13,
The sensor unit is an in-house inspection robot system, characterized in that it is provided to change or adjust the position mounted on the mounting flange.
상기 센서 유닛은, 고속 회전시 발생하는 진동을 억제하기 위해 상기 장착플랜지에 장착된 카운터 밸런서를 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
14. The method of claim 13,
The sensor unit, in-house inspection robot system, characterized in that it comprises a counter balancer mounted on the mounting flange in order to suppress vibration generated during high-speed rotation.
상기 주행유닛은,
관내로 진입할 때에는 거친모드로 상대적으로 빠르게 주행하면서 관내를 검사하여 결함의 유무를 데이터베이스화하고, 관내에서부터 진출할 때에는 상기 데이터베이스화된 정보를 기반으로 결함이 있는 관내의 부분에서는 미세모드로 상대적으로 천천히 주행하면서 정밀 검사하는 것을 특징으로 하는 관내 검사 로봇 시스템.
13. The method of claim 12,
The driving unit is
When entering the hall, it runs relatively fast in rough mode and inspects the inside of the hall to make a database for the presence or absence of defects. An in-house inspection robot system, characterized in that it performs a detailed inspection while driving slowly.
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