KR102390003B1 - 배전선로 애자 연결 점검 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전선로 애자 연결 점검 시스템에 관한 것으로, 원격조정에 의한 비행과 자율비행이 가능한 드론과; 드론의 좌우측에 설치되는 장착대와; 장착대에 상하회동되게 설치되는 제1 회동대와; 제1 회동대의 자유단에 상하회동되게 설치되는 초음파검출장치와; 제1 회동대보다 외측방에서 상기 장착대에 상하회동되게 설치되는 제2 회동대와; 제2 회동대의 자유단에 상하회동되게 설치되는 촬영장치와; 드론, 제1 회동대과 초음파검출장치와 제2 회동대와 촬영장치를 제어하는 제어수단을 포함하여 배전선로를 따라 자율비행경로를 설정하고 초음파검출모듈과 카메라가 장착된 드론을 자율비행경로를 따라 자율비행시키면서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있음과 아울러 배전선로의 직상방과 직하방 및 측방에서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있게 하여 교통흐름에 지장을 주지 않으면서 배전선로의 점검을 보다 정확하게 수행할 수 있다.

Description

배전선로 애자 연결 점검 시스템{System for inspecting insulator connection of power distribution line}

본 발명은 배전 분야 기술 중에서, 배전선로 애자 연결 점검 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 배전선로를 따라 자율비행경로를 설정하고 초음파검출모듈과 카메라가 장착된 드론을 자율비행경로를 따라 자율비행시키면서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있음과 아울러 드론이 차도측과 인도측에서 승강하면서 초음파검출장치와 촬영장치가 서로 간섭하지 않고 하향점검모드, 상향점검모드, 하부측방점검모드, 상부측방점검모드로 전환하여 배전선로의 직상방과 직하방 및 측방에서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있게 하여 교통흐름에 지장을 주지 않으면서 배전선로의 점검을 보다 정확하게 수행할 수 있도록 한 배전선로 애자 연결 점검 시스템에 관한 것이다.

배전선로는 주변의 환경변화 또는 설비불량에 따른 파손 등에 의해 안정성이 훼손될 수 있으므로 지속적인 점검과 안전위해요소의 제거 및 설비교체 등의 관리를 필요로 한다.

우리나라의 경우 배전선로의 고장을 예방하기 위하여 다양한 방법의 순시점검방식이 이용되고 있는데 배전선로 순시원이 육안을 통해 점검하는 배전선로 순시방법, 활선상태에서 활선버킷트럭에 탑승하여 활선전력설비에 접근하여 육안 또는 포크형 현수애자 분담전압 측정기를 사용하여 분담전압을 측정하는 활선 기별 점검 방법, 전력설비에서 열화가 진행될 때 발생하는 열을 측정하여 배전선로의 고장을 예방하기 위한 열화상 카메라 측정 방법, RFI(Radio Frequency Interference)를 이용한 순시 방법이 사용되고 있다.

그러나 육안에 의한 방법은 현실적으로 전력설비가 가공에 존재하며 지상으로부터 10미터 이상의 거리를 두고 있기 때문에 육안으로 설비의 이상유무를 확인하는 것은 불가능하다.

또한 활선 기별 점검 방법은 활선 작업자가 활선버킷트럭에 탑승하여 점검을 하기 때문에 가까운 거리의 설비는 육안으로 확인하는 것이 가능하지만 애자와 애자 사이의 좁은 부분이나 점검자로부터 반대편에 위치하는 미세한 균열 등의 경우에는 점검이 불가능하다.

따라서 부실 점검으로 인하여 활선 기별 점검을 한 구역에서도 전력 사고가 발생하는 것인 현실이다. 또한 활선 기별 점검에는 많은 시간과 많은 비용이 소요되므로 비효율적인 방법이라고 할 수 있다.

열화상 카메라 측정 방법은 전력설비에서 열화가 진행될 때 발생하는 열을 측정하여 고장을 점검하는 것이기 때문에 열이 발생하지 않는 설비의 경우에는 검출이 불가능하다. 실제로 전력설비의 특고압(22.9kV)의 선로에는 대부분의 경우 애자류의 균열에서 열이 발생하지 않는다. 또한 이물질의 접촉이나 볼트의 풀림의 경우에도 열이 발생하지 않으므로 효과적인 점검 방식이라고 볼 수 없다.

RFI를 이용한 순시 방법은 도심지나 공장이 밀집된 지역 등의 경우에 주변의 주파수 잡음이 매우 심하기 때문에 전력설비에서 나오는 노이즈와 구별이 어렵고 구별하다고 하더라도 고장 가능성이 있는 설비를 정확하게 구별할 수 없는 문제점이 있다. 또한 파현의 분석이 불가능하기 때문에 고장 유형의 파악이나 고장 정도의 파악이 어렵다는 단점이 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서 배전선로에 대하여 원격에서 초음파센서로부터 초음파를 인가받아 전기신호를 추출하고 추출된 전기신호의 신호성분을 분석하여 배전선로의 전력설비의 고장유무를 검출하는 초음파검출 방법이 있다.

그러나 차량을 이용하여 빠른 속도로 이동하면서 초음파 신호를 측정하는 경우에는 통상의 장비로는 주변의 노이즈와 불량개소로부터 발생하는 초음파 신호를 구별하는 것이 불가능하다. 예를 들면 차량을 이용하여 이동시 차량 속도에 따른 바람소리, 도심지 내의 차량 소음, 주변 공장 또는 초음파를 발생시키는 곤충 등이 만들어 내는 음파와 배전선로의 전력설비의 불량개소로부터 발생하는 초음파 신호의 구별이 어려운 문제점이 있다.

초음파검출 방법과 관련한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1318926호(2013.10.17. 공고) "복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결합 검출 시스템"(이하, '선행기술1'이라 함)과 대한민국 등록특허 제10-1470920호(2014.12.09. 공고) "가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파검출장치"(이하, '선행기술2'라 함)가 개시되어 있다.

선행기술1은 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템에 있어서, 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서가 일체로 구비되고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악하며, 광대역 센서를 통해 전력설비의 열화 상태를 진단하는 복합 초음파 수집 장치와, 상기 복합 초음파 수집 장치의 광대역 센서와 협대역 센서의 초음파검출 신호를 합성시키는 합성부를 통해 합성된 초음파 신호를 노이즈 유입을 차단하기 위해 1차 대역통과 필터를 통과시켜 증폭부를 통해 증폭한 후, 출력포트로 출력하는 초음파 신호 변조장치 및 상기 출력포트와 케이블을 통해 연결되며, 상기 출력포트로부터 출력되는 파형의 형태를 관찰하기 위한 모니터가 구비된 모니터링 장치를 포함하여, 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서를 일체로 구비하고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 열화 상태를 진단함으로써, 전력설비에 대한 보다 정확하면서 신속하게 불량 여부를 판별할 수 있고, 불량 설비의 위치와 열화 상태를 빠르게 진단할 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.

선행기술2는 초음파검출부를 다양한 각도로 상하, 좌우로 조절하고 초음파 센서모듈의 구조를 개선하여 차량이 빠른 속도로 이동할 때 주변 노이즈를 최소화하고, 원하는 대상의 불량 개소로부터 초음파 신호를 구별할 수 있도록 하는 기술을 개시하고 있다.

그러나 가공 배전선로의 불량점검을 수행함에 있어서 가로수가 초음파 신호의 검출을 방해하게 되는데 선행기술1, 2는 가로수에 의한 영향을 배제할 수 있는 수단을 구비하고 있지 않기 때문에 가공 배전선로의 불량점검이 정확하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

또한 이러한 문제점을 해결한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1599942호 (2016.03.07. 공고) "가공 배전선로의 불량점검을 위한 초음파검출장치"(이하, '선행기술 3'이라 함)가 개시되어 있다.

선행기술 3은 초음파수신경로확보수단을 구비하여 가로수로 인하여 초음파수신경로가 확보되지 않는 경우에는 작업차량에 탑재되는 초음파수신경로확보수단을 이용하여 가로수의 나뭇가지를 벌려서 초음파수신경로를 확보하거나 부득이한 경우에는 나뭇가지를 절단하여 초음파수신경로를 확보함으로써 가공 배전선로의 불량점검을 효과적이며 정확하게 수행할 수 있도록 한 기술을 개시하고 있다.

그러나 선행기술 3은 초음파검출장치가 탑재되는 차량과 초음파수신경로확보수단이 탑재되는 작업차량을 나란히 이동시키면서 고장구간을 검출해야 하는바, 작업차량은 도로의 끝 차로를 따라 주행하도록 하고, 차량은 도로의 끝에서 두 번째 차로를 따라 주행하게 되므로 2개의 차로를 차지하게 되어 교통흐름에 지장을 주게 될 뿐만 아니라 작업차량에 탑재된 초음파수신경로확보수단이 초음파의 검출을 방해하는 또 다른 요소가 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1862115호(2018.07.05. 공고) "배전선로의 고장구간 검출 장치"(이하, '선행기술 4'라 함)가 개시되어 있다.

선행기술 4는 작업차량에 구비된 승강붐에 상하회전 가능하게 결합되는 장착대, 장착대를 상하회전시키는 상하회전구동수단, 제1 슬라이더, 제1 슬라이더구동수단, 제2 슬라이더, 제2 슬라이더구동수단, 초음파검출수단, 상하회동구동수단 및 장애물제거수단을 구비한 것으로, 한 대의 작업차량을 이용하면서도 초음파수신경로를 확보할 수 있음과 아울러 초음파 수신에 의한 고장구간 검출이 가능하게 되어 교통흐름에 지장을 주지 않고, 고장구간을 정확하게 검출할 수 있도록 하는 기술을 개시하고 있다.

그러나 선행기술 4는 작업차량이 차도로만 이동 가능하므로 차도의 반대측, 즉 인도측에 위치하는 전력설비에 대한 고장 검출이 부정확하거나 불가능하게 되는 문제점이 있다.

또한 선행기술 4는 차도를 따라 설치된 배전선로의 경우에는 사용 가능하나 차도가 없는 위치에 설치된 배전선로의 경우에는 점검이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1318926호(2013.10.17. 공고) "복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결합 검출 시스템" 대한민국 등록특허 제10-1470920호(2014.12.09. 공고) "가공배전선로의 불량점검을 위한 초음파검출장치" 대한민국 등록특허 제10-1599942호 (2016.03.07. 공고) "가공 배전선로의 불량점검을 위한 초음파검출장치" 대한민국 등록특허 제10-1862115호(2018.07.05. 공고) "배전선로의 고장구간 검출 장치"

따라서 본 발명의 목적은 배전선로를 따라 자율비행경로를 설정하고 초음파검출모듈과 카메라가 장착된 드론을 자율비행경로를 따라 자율비행시키면서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있음과 아울러 드론이 차도측과 인도측에서 승강하면서 초음파검출장치와 촬영장치가 서로 간섭하지 않고 하향점검모드, 상향점검모드, 하부측방점검모드, 상부측방점검모드로 전환하여 배전선로의 직상방과 직하방 및 측방에서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있게 하여 교통흐름에 지장을 주지 않으면서 배전선로의 점검을 보다 정확하게 수행할 수 있도록 한 배전선로 애자 연결 점검 시스템을 제공하려는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 드론기체에 구비된 복수개의 프로펠러지지대에 장착된 프로펠러모터에 의해 회전하는 프로펠러에 의해 비행하는 드론과; 상기 드론기체의 좌우측에 구비되며 선단부에 전후방향으로 간격을 두고 측방으로 연장되는 전, 후방장착편을 가지는 장착대와; 상기 전, 후방장착편 전, 후방에 배치되는 전, 후방회동판과, 상기 전, 후방장착편의 내측단측 사이에 삽입 장착되어 양단에서 돌출되는 제1 구동모터축이 전, 후방장착편을 관통 돌출되어 그 돌출단이 상기 전, 후방회동판에 고정되는 제1 구동모터를 포함하는 제1 회동대와; 상기 전, 후방회동판 사이에 삽입되며 초음파검출모듈과, 상기 초음파검출모듈의 전방으로 돌출되어 전방회동판의 자유단부에 회동 가능하게 지지되는 모듈지지축과 후방으로 돌출되는 모듈보스축과, 상기 후방회동판의 자유단부 후면에 장착되어 전방으로 돌출되는 모듈구동모터축이 상기 모듈보스축에 결합되는 모듈구동모터를 포함하는 초음파검출장치와; 상기 전, 후방장착편의 자유단부 사이에 삽입되는 회동대본체와, 상기 회동대본체의 전후단부에서 연장되는 전, 후방회동편과, 상기 후방장착편의 자유단부측 후면에 장착되어 제2 구동모터축이 회동대본체에 결합되는 제2 구동모터를 포함하는 제2 회동대와; 상기 전, 후방회동편 사이에 삽입되는 카메라와, 상기 카메라의 후면에 돌출되어 후방회동편의 후면에 회동 가능하게 지지되는 카메라지지축과 전방으로 돌출되는 카메라보스축과, 상기 전방회동편의 전면에 장착되어 후방으로 돌출되는 카메라구동모터축이 상기 카메라보스축에 결합되는 카메라구동모터를 포함하는 촬영장치; ; 및 자율비행조종점검신호와 원격조종비행조종신호, 초음파검출모듈구동신호와 카메라구동신호를 포함하는 원격조종신호를 송신하는 원격조종송신기, 원격조종송신기에서 송신되는 원격조종신호를 수신하는 원격조종수신부, 드론의 비행위치를 확인하기 위한 GPS수신부, 원격조종수신부에 수신된 원격조종신호와 GPS수신부에서 수신된 GPS신호 및 저장된 자율비행경로데이터에 따라 드론의 비행을 자율비행모드 또는 원격조종비행모드로 제어하기 비행제어부, 원격조종수신부에 수신된 원격조종신호에 따라 초음파검출모듈과 제1 구동모터와 모듈구동모터를 제어하기 위한 초음파검출장치제어부, 카메라와 제2 구동모터와 카메라구동모터를 제어하기 위한 촬영장치제어부, 초음파검출모듈에서 검출된 초음파검출데이터와 카메라에서 촬영된 영상테이터를 송신하기 위한 점검데이터송신부와, 점검데이터송신부에서 송신되는 점검데이터를 수신하여 디스플레이함과 아울러 저장하는 점검데이터수신부; 를 포함하는 배전선로 애자 연결 점검 시스템을 제공한다.

상기 후방장착편의 자유단측 전면에는 제2 구동모터가 장착되는 단차부가 형성되어 단차부에 장착된 제2 구동모터가 제1 회동대의 회동시 간섭을 일으키지 않도록 구성되며, 상기 전, 후방회동판은 초음파검출장치가 장착된 상태에서 상하회동할 때, 제2 회동대와 촬영장치에 걸리지 않는 길이로 구성되어, 전, 후방회동판이 수직하방을 향하고, 초음파검출모듈이 수직하방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직하방을 향하고, 카메라가 수직하방을 향하는 하향점검모드와, 전, 후방회동판이 수직상방을 향하고, 초음파검출모듈이 수직상방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직상방을 향하고, 카메라가 수직상방을 향하는 상향점검모드와, 전, 후방회동판이 수직하방을 향하고, 초음파검출모듈이 수평측방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직하방을 향하게 되고, 카메라가 카메라구동모터에 의하여 수평측방을 향하는 하부측방점검모드 및, 전, 후방회동판이 수직상방을 향하고, 초음파검출모듈이 수평측방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직상방을 향하게 되고, 카메라가 카메라구동모터에 의하여 수평측방을 향하는 상부측방점검모드로 전환될 수 있도록 구성될 수 있다.

본 발명의 배전선로 애자 연결 점검 시스템에 의하면, 원격조정에 의한 비행과 자율비행이 가능한 드론과; 드론의 좌우측에 설치되는 장착대와; 장착대에 상하회동되게 설치되는 제1 회동대와; 제1 회동대의 자유단에 상하회동되게 설치되는 초음파검출장치와; 제1 회동대보다 외측방에서 상기 장착대에 상하회동되게 설치되는 제2 회동대와; 제2 회동대의 자유단에 상하회동되게 설치되는 촬영장치와; 드론, 제1 회동대과 초음파검출장치와 제2 회동대와 촬영장치를 제어하는 제어수단을 포함하여 배전선로를 따라 자율비행경로를 설정하고 초음파검출모듈과 카메라가 장착된 드론을 자율비행경로를 따라 자율비행시키면서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있음과 아울러 드론이 차도측과 인도측에서 승강하면서 초음파검출장치와 촬영장치가 서로 간섭하지 않고 하향점검모드, 상향점검모드, 하부측방점검모드, 상부측방점검모드로 전환하여 배전선로의 직상방과 직하방 및 측방에서 배전선로에서 발생되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 취득할 수 있게 하여 교통흐름에 지장을 주지 않으면서 배전선로의 점검을 보다 정확하게 수행할 수 있다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 배전선로 애자 연결 점검 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 드론과 제1, 제2 회동대와 초음파검출장치와 촬영장치의 분해 사시도,
도 2는 제어수단의 기능블록도,
도 3은 초음파검출모듈과 카메라가 직하방을 향하는 하향점검 상태를 보인 사시도,
도 4는 초음파검출모듈과 카메라가 직상방을 향하는 상향점검 상태를 보인 사시도,
도 5는 초음파검출모듈과 카메라가 드론의 하부측에서 측방을 향하는 하부측방점검 상태를 보인 사시도,
도 6은 초음파검출모듈과 카메라가 드론의 상부측에서 측방을 향하상부측방점검 상태를 보인 사시도,
도 7은 점검과정을 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 발명에 의한 배전선로 애자 연결 점검 시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.

이하의 설명에서 볼트가 관통되는 볼트관통공과 볼트가 체결되는 볼트체결공은 도면에는 도시하되 도면부호 및 구체적인 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 7은 본 발명에 의한 배전선로 애자 연결 점검 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것이다.

본 실시예에 따른 배전선로 애자 연결 점검 시스템은 도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 원격조정에 의한 비행과 자율비행이 가능한 드론(10)과; 상기 드론(10)의 좌우측에 설치되는 장착대(20)와; 상기 장착대(20)에 상하회동되게 설치되는 제1 회동대(30)와; 상기 제1 회동대(30)의 자유단에 상하회동되게 설치되는 초음파검출장치(40)와; 상기 제1 회동대(30)보다 외측방에서 상기 장착대(20)에 상하회동되게 설치되는 제2 회동대(50)와; 상기 제2 회동대(50)의 자유단에 상하회동되게 설치되는 촬영장치(60)와; 상기 드론(10), 제1 회동대(30)와 초음파검출장치(40)와 제2 회동대(50)와 촬영장치(60)를 제어하는 제어수단(70)을 포함하여 구성된다.

상기 드론(10)은 드론기체(11)와, 상기 드론기체(11)의 전후좌우에 구비된 프로펠러지지대(12)와, 상기 프로펠러지지대(12)에 설치되는 4개의 프로펠러모터(13)와, 상기 프로펠러모터(13)들에 의해 각각 회전되는 프로펠러(14)를 포함한다.

상기 드론기체(11)는 제어수단(70)을 구성하는 구성품과 배터리가 수납될 수 있는 내부공간을 가지는 형태로 형성되고, 상기 드론기체(11)의 하면에는 드론기체(11)의 내부공간을 개폐할 수 있는 개폐커버가 구비될 수 있다.

상기 프로펠러지지대(12)는 드론기체(11)에 일체로 형성되거나 나사결합 등의 통상적인 방법에 의해 드론기체(11)에 일체화될 수 있다.

상기 프로펠러모터(13)는 4개 중 좌전방과 우후방에 위치하는 것은 프로펠러(14)를 반시계방향으로, 우전방과 좌후방에 위치하는 것은 프로펠러(14)를 시계방향으로 회전하도록 작동한다.

상기 프로펠러지지대(12)의 단부 상면에는 모터마운트(12a)가 구비된다.

상기 프로펠러모터(13)는 모터마운트(12a) 상에 안착시키고, 볼트관통공에 볼트(B1)를 관통하여 모터마운트(12a)에 형성된 볼트체결공에 체결하는 것에 의해 프로펠러지지대(12)에 장착할 수 있다.

상기 드론(10)은 랜딩봉(15)을 포함한다.

상기 장착대(20)는 드론기체(11)의 좌우측에 일체로 형성되거나 나세결합 등의 통상적인 방법으로 드론기체(11)에 일체화될 수 있다.

상기 장착대(20)의 선단부에는 전후방향으로 간격을 두고 측방으로 연장되는 전, 후방장착편(21, 22)을 포함한다.

상기 제1 회동대(30)는 상기 전, 후방장착편(21, 22) 전, 후방에 배치되는 전, 후방회동판(31, 32)과, 상기 전, 후방장착편(21, 22)의 내측단측 사이에 삽입 장착되어 양단에서 돌출되는 제1 구동모터축(33)이 전, 후방장착편(21, 22)을 관통 돌출되어 그 돌출단이 상기 전, 후방회동판(31, 32)에 고정되는 제1 구동모터(33)를 포함한다.

상기 초음파검출장치(40)는 상기 전, 후방회동판(31, 32) 사이에 삽입되며 초음파검출모듈(41)과, 상기 초음파검출모듈(41)의 전방으로 돌출되어 전방회동판(31)의 자유단부에 회동 가능하게 지지되는 모듈지지축(42)과 후방으로 돌출되는 모듈보스축(43)과, 상기 후방회동판(32)의 자유단부 후면에 장착되어 전방으로 돌출되는 모듈구동모터축(44a)이 상기 모듈보스축(43)에 결합되는 모듈구동모터(44)를 포함한다.

초음파검출모듈(41)은 대한민국 등록특허 제10-1862115호와 같이 선단부와 후단부가 개방되고 선단부로 가면서 벌어지는 나팔 형태로 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 중간부에 삽입되며 내주면에 오목반사면을 가지는 모듈본체와, 상기 모듈본체의 중심부에 설치되며 선단부를 향하여 경사지게 형성되는 제1 평면반사면과 후단부를 향하여 볼록하게 형성되는 볼록반사면을 가지는 중심가이드와, 상기 모듈본체의 선단측에 설치되며 내주면에 제2 평면반사면을 가지는 초음파 집음기와, 상기 모듈본체의 후단부에 설치되며 단면적이 좁은 목부분과 단면적이 넓은 확대부를 가지는 진폭증가부재와, 상기 진폭증가부재의 후단부에 설치되는 초음파 센서와, 상기 초음파 집음기와 중심가이드 사이에 형성되는 입사구 및, 상기 목부분의 내주에 구비되는 출사구를 포함할 수 있다.

상기 제2 회동대(50)는 상기 전, 후방장착편(21, 22)의 자유단부 사이에 삽입되는 회동대본체(51)와, 상기 회동대본체(51)의 전후단부에서 연장되는 전, 후방회동편(52a, 52b)과, 상기 후방장착편(22)의 자유단부측 후면에 장착되어 제2 구동모터축(53a)이 회동대본체(51)에 결합되는 제2 구동모터(53)를 포함한다.

상기 후방장착편(22)의 자유단측 전면에는 제2 구동모터(53)가 장착되는 단차부(23)가 형성되어 이에 장착된 제2 구동모터(53)가 제1 회동대(30)의 회동시 간섭을 일으키지 않도록 구성된다.

상기 촬영장치(60)는 전, 후방회동편(52a, 52b) 사이에 삽입되는 카메라(61)와, 상기 카메라(61)의 후면에 돌출되어 후방회동편(52b)의 후면에 회동 가능하게 지지되는 카메라지지축(62)과 전방으로 돌출되는 카메라보스축(63)과, 상기 전방회동편(52a)의 전면에 장착되어 후방으로 돌출되는 카메라구동모터축(64a)이 상기 카메라보스축(63)에 결합되는 카메라구동모터(64)를 포함한다.

상기 카메라(61)는 통상적인 카메라를 사용할 수도 있으나, 초분광 카메라를 사용하여 미세한 크랙이나 아크 등을 촬영하고, 그 촬영된 초분광 영상으로부터 미세한 크랙이나 아크 등을 판별할 수 있도록 할 수도 있다.

상기 전, 후방회동판(31, 32)은 초음파검출장치(40)가 장착된 상태에서 상하회동할 때, 제2 회동대(50)와 촬영장치(60)에 걸리지 않는 길이로 구성된다.

상기 제어수단(70)은 자율비행조종점검신호와 원격조종비행조종신호, 초음파검출모듈구동신호와 카메라구동신호를 포함하는 원격조종신호를 송신하는 원격조종송신기(71), 원격조종송신기(71)에서 송신되는 원격조종신호를 수신하는 원격조종수신부(72), 드론(10)의 비행위치를 확인하기 위한 GPS수신부(73), 원격조종수신부(72)에 수신된 원격조종신호와 GPS수신부(73)에서 수신된 GPS신호 및 저장된 자율비행경로데이터에 따라 드론(10)의 비행을 자율비행모드 또는 원격조종비행모드로 제어하기 비행제어부(74), 원격조종수신부(72)에 수신된 원격조종신호에 따라 초음파검출모듈(41)과 제1 구동모터(33)와 모듈구동모터(44)를 제어하기 위한 초음파검출장치제어부(75), 카메라(61)와 제2 구동모터(53)와 카메라구동모터(64)를 제어하기 위한 촬영장치제어부(76), 초음파검출모듈(41)에서 검출된 초음파검출데이터와 카메라(61)에서 촬영된 영상테이터를 송신하기 위한 점검데이터송신부(77)와, 점검데이터송신부(77)에서 송신되는 점검데이터를 수신하여 디스플레이함과 아울러 저장하는 점검데이터수신부(78)를 포함한다.

상기 원격조종송신기(71)에는 드론(10)을 원격조정모드로 조종하기 위한 버튼과 레버 외에 하향점검모드, 상향점검모드, 하부측방점검모드, 상부측방점검모드와 자율비행점검모드를 입력할 수 있는 입력부(버튼이나 레버 등)가 구비된다.

상기 원격조종수신부(72)는 원격조종수신안테나(72a)를 포함하며, GPS수신부(73)는 GPS수신안테나(73a)를 포함하고, 점검데이터송신부(77)는 점검데이터송신안테나(77a)를 포함한다.

상기 원격조종수신안테나(72a), GPS수신안테나(73a)와 점검데이터송신안테나(77a)는 드론(10)의 상면에 구비된다.

상기 비행제어부(74)에는 자율비행경로정보가 저장된다.

점검데이터수신부(78)는 순시원이 탑승한 차량에 구비되거나 순시원이 휴대할 수 있도록 구성된다.

이하, 본 발명에 의한 배전선로 애자 연결 점검 시스템의 작용에 대하여 설명한다.

드론(10)은 원격조종송신기(71)에 입력되어 원격조종수신부(72)에 수신되는 통상적인 드론 원격조종신호에 따라 비행제어부(74)가 프로펠러모터(13)를 제어하고 프로펠러모터(13)에 의해 프로펠러(14)가 회전하여 이, 착륙 및 비행할 수 있다.

하향점검모드에서는 원격조종송신기(71)의 입력부에 하향점검모드가 입력되어 하향점검모드신호가 원격조종수신부(72)에 수신되면, 초음파검출장치제어부(75)가 제1 구동모터(33)와 모듈구동모터(44)를 제어하여 전, 후방회동판(31, 32)이 제1 구동모터(33)에 의하여 수직하방을 향하게 되고, 초음파검출모듈(41)이 모듈구동모터(44)에 의하여 수직하방을 향하게 되며, 촬영장치제어부(76)가 제2 구동모터(53)와 카메라구동모터(64)를 제어하여 회동대본체(51)와 전, 후방회동편(52a, 52b)이 제2 구동모터(53)에 의하여 수직하방을 향하게 되고, 카메라(61)가 카메라구동모터(64)에 의하여 수직하방을 향하게 된다(도 3 참조).

상향점검모드에서는 원격조종송신기(71)의 입력부에 상향점검모드가 입력되어 상향점검모드신호가 원격조종수신부(72)에 수신되면, 초음파검출장치제어부(75)가 제1 구동모터(33)와 모듈구동모터(44)를 제어하여 전, 후방회동판(31, 32)이 제1 구동모터(33)에 의하여 수직상방을 향하게 되고, 초음파검출모듈(41)이 모듈구동모터(44)에 의하여 수직상방을 향하게 되며, 촬영장치제어부(76)가 제2 구동모터(53)와 카메라구동모터(64)를 제어하여 회동대본체(51)와 전, 후방회동편(52a, 52b)이 제2 구동모터(53)에 의하여 수직상방을 향하게 되고, 카메라(61)가 카메라구동모터(64)에 의하여 수직상방을 향하게 된다(도 4 참조).

하부측방점검모드에서는 원격조종송신기(71)의 입력부에 하부측방점검모드가 입력되어 하부측방점검모드신호가 원격조종수신부(72)에 수신되면, 초음파검출장치제어부(75)가 제1 구동모터(33)와 모듈구동모터(44)를 제어하여 전, 후방회동판(31, 32)이 제1 구동모터(33)에 의하여 수직하방을 향하게 되고, 초음파검출모듈(41)이 모듈구동모터(44)에 의하여 수평측방을 향하게 되며, 촬영장치제어부(76)가 제2 구동모터(53)와 카메라구동모터(64)를 제어하여 회동대본체(51)와 전, 후방회동편(52a, 52b)이 제2 구동모터(53)에 의하여 수직하방을 향하게 되고, 카메라(61)가 카메라구동모터(64)에 의하여 수평측방을 향하게 된다(도 5 참조).

상부측방점검모드에서는 원격조종송신기(71)의 입력부에 상부측방점검모드가 입력되어 상부측방점검모드신호가 원격조종수신부(72)에 수신되면, 초음파검출장치제어부(75)가 제1 구동모터(33)와 모듈구동모터(44)를 제어하여 전, 후방회동판(31, 32)이 제1 구동모터(33)에 의하여 수직상방을 향하게 되고, 초음파검출모듈(41)이 모듈구동모터(44)에 의하여 수평측방을 향하게 되며, 촬영장치제어부(76)가 제2 구동모터(53)와 카메라구동모터(64)를 제어하여 회동대본체(51)와 전, 후방회동편(52a, 52b)이 제2 구동모터(53)에 의하여 수직상방을 향하게 되고, 카메라(61)가 카메라구동모터(64)에 의하여 수평측방을 향하게 된다(도 6 참조).

자율비행점검모드에서는 원격조종송신기(71)의 입력부에 자율비행점검모드가 입력되어 자율비행점검모드신호가 원격조종수신부(72)에 수신되면, 비행제어부(74)가 저장된 자율비행경로데이터와 GPS수신부(73)에서 수신되는 GPS신호에 따라 프로펠러모터(13)를 제어하고 프로펠러모터(13)에 의해 프로펠러(14)가 회전하여 드론(10)이 점검기점에서부터 배전선로(DL)의 직상방 상공의 위치(A0-B0-C0-D0-E0)를 지나 점검종점에 이르는 자율비행경로를 따라 자율비행을 하게 된다(도 7 참조).

여기서 자율비행점검모드가 진행되기 전에 미리 하향점검모드로 전환해두어 자율비행점검모드가 하향점검모드로 진행되도록 하여야 하는데 두 번의 모드입력의 번거로움을 방지하고, 순시원이 실수로 하향점검모드로 전환해두지 않아 점검이 제대로 이루어지지 않게 되는 것을 방지하기 위하여 자율비행점검모드가 입력되면, 드론(10)이 자율비행이 이루어짐과 동시에 초음파검출장치제어부(75)와 촬영장치제어부(76)에 의해 초음파검출모듈(41)과 카메라(61)가 수직하방을 향하게 하여 하향점검이 실행되게 할 수 있다.

이러한 자율비행점검모드가 진행되는 동안 순시원은 점검데이터수신부(78)가 구비된 점검차량에 탑승하여 드론(10)을 따라 이동하거나 점검데이터수신부(78)를 휴대한 상태로 드론(10)을 따라 보도로 이동할 수 있다.

자율비행점검모드에서는 초음파검출모듈(41)이 직하방의 배전선로에서 발생하는 초음파를 검출하게 되고, 카메라(61)가 직하방의 배전선로를 촬영하게 된다.

초음파검출데이터와 영상데이터는 점검데이터송신부(77)에서 송신되어 점검데이터수신부(78)에 수신되며, 순시원은 점검데이터수신부(78)에 디스플레이되는 초음파검출데이터와 영상데이터를 확인할 수 있다.

점검데이터수신부(78)에 디스플레이되는 초음파검출데이터와 영상데이터에 따라 고장이 의심되면, 순시원은 원격조종송신기(71)의 자율비행모드를 해제하고 원격조종비행모드를 입력한다.

이때 순시원이 점검차량에 탑승하여 이동한 경우에는 점검차량을 멈추고 점검차량에서 하차하며, 순시원이 보도로 이동한 경우에는 걸음을 멈춘다.

원격조종송신기(71)에 원격조종비행모드가 입력되면, 원격조종비행조종신호가 송신되어 원격조종수신부(72)에 수신되고, 비행제어부(74)는 프로펠러모터(13)가 순시원의 원격조종조작에 따라 제어하여, 드론(10)이 승강하거나 전후진하거나 좌우이동할 수 있게 된다.

이때, 고장이 의심되는 위치에서 하향 수직상태로 유지하면서 드론(10)을 하강시켜 고장이 의심되는 위치에 초음파검출모듈(41)과 카메라(61)가 근접하게 하여 초음파검출모듈(41)에 의한 근접 초음파검출데이터와 카메라(61)에 의한 근접 영상데이터를 취득할 수 있게 한다.

순시원은 점검데이터수신부(78)에 수신된 근접 초음파검출데이터와 근접 영상데이터를 확인하여 고장 여부를 판단할 수 있다.

측방점검이 필요하다고 판단되면, 드론(10)을 원격조종에 의해 배전선로(DL)의 측방(도 7의 A1, A2, C1, C2, E1, E2 위치)으로 이동시키고, 원격조종송신기(71)의 입력부에 하부측방점검모드 또는 상부측방점검모드를 입력한다.

하부측방점검모드가 입력되면, 상술한 바와 같은 하부측방점검모드가 진행되어 초음파검출모듈(41)과 카메라(61)가 드론(10)의 하부에서 배전선로(DL)의 측방을 향하게 되어 초음파검출모듈(41)에 의한 배전선로(DL)의 측방 초음파검출데이터와 카메라(61)에 의한 배전선로(DL)의 측방 영상데이터를 취득할 수 있게 된다.

또한 상부측방점검모드가 입력되면, 상술한 상부측방점검모드가 진행되어 초음파검출모듈(41)과 카메라(61)가 드론(10)의 상부에서 배전선로(DL)의 측방을 향하게 되어 초음파검출모듈(41)에 의한 배전선로(DL)의 측방 초음파검출데이터와 카메라(61)에 의한 배전선로(DL)의 측방 영상데이터를 취득할 수 있게 된다.

또한 상향점검이 필요하다고 판단되면, 드론(10)을 원격조정에 의해 배전선로(DL)의 하부로 이동시키고, 원격조종송신기(71)의 입력부에 상향점검모드를 입력한다.

상향점검모드가 입력되면, 상술한 상향점검모드가 진행되어 초음파검출모듈(41)과 카메라(61)가 드론(10)의 상부에서 배전선로(DL)의 하부를 향하게 되어 초음파검출모듈(41)에 의한 배전선로(DL)의 하부 초음파검출데이터와 카메라(61)에 의한 배전선로(DL)의 하부 영상데이터를 취득할 수 있게 된다.

상술한 과정을 반복하면서 점검하고자 하는 배전선로(DL)의 전체에 대한 초음파점검데이터와 영상데이터를 취득할 수 있다.

이 과정에서, 카메라(61)로서 초분광 카메라를 사용하면 미세한 크랙이나 아크 등을 촬영하고, 그 촬영된 초분광 영상으로부터 미세한 크랙이나 아크 등을 판별할 수 있게 된다.

또한 초음파검출데이터와 영상데이터는 점검데이터수신부(78)에 저장되어 추후 점검결과 보고 및 확인 등에 활용될 수 있다.

드론(10)이 점검종점에 이르면, 순시원은 원격조종송신기(71)에 의해 드론(10)을 원격조종하여 회수할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예로서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 발명은 예시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 고유사상의 범위 내에서 이 분야의 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

10 : 드론 20 : 장착대
30 : 제1 회동대 40 : 초음파검출장치
50 : 제2 회동대 60 : 촬영장치
70 : 제어수단

Claims (2)

1. 드론기체에 구비된 복수개의 프로펠러지지대에 장착된 프로펠러모터에 의해 회전하는 프로펠러에 의해 비행하는 드론과;
   상기 드론기체의 좌우측에 구비되며 선단부에 전후방향으로 간격을 두고 측방으로 연장되는 전, 후방장착편을 가지는 장착대와;
   상기 전, 후방장착편 전, 후방에 배치되는 전, 후방회동판과, 상기 전, 후방장착편의 내측단측 사이에 삽입 장착되어 양단에서 돌출되는 제1 구동모터축이 전, 후방장착편을 관통 돌출되어 그 돌출단이 상기 전, 후방회동판에 고정되는 제1 구동모터를 포함하는 제1 회동대와;
   상기 전, 후방회동판 사이에 삽입되며 초음파검출모듈과, 상기 초음파검출모듈의 전방으로 돌출되어 전방회동판의 자유단부에 회동 가능하게 지지되는 모듈지지축과 후방으로 돌출되는 모듈보스축과, 상기 후방회동판의 자유단부 후면에 장착되어 전방으로 돌출되는 모듈구동모터축이 상기 모듈보스축에 결합되는 모듈구동모터를 포함하는 초음파검출장치와;
   상기 전, 후방장착편의 자유단부 사이에 삽입되는 회동대본체와, 상기 회동대본체의 전후단부에서 연장되는 전, 후방회동편과, 상기 후방장착편의 자유단부측 후면에 장착되어 제2 구동모터축이 회동대본체에 결합되는 제2 구동모터를 포함하는 제2 회동대와;
   상기 전, 후방회동편 사이에 삽입되는 카메라와, 상기 카메라의 후면에 돌출되어 후방회동편의 후면에 회동 가능하게 지지되는 카메라지지축과 전방으로 돌출되는 카메라보스축과, 상기 전방회동편의 전면에 장착되어 후방으로 돌출되는 카메라구동모터축이 상기 카메라보스축에 결합되는 카메라구동모터를 포함하는 촬영장치; 및
   자율비행조종점검신호와 원격조종비행조종신호, 초음파검출모듈구동신호와 카메라구동신호를 포함하는 원격조종신호를 송신하는 원격조종송신기, 원격조종송신기에서 송신되는 원격조종신호를 수신하는 원격조종수신부, 드론의 비행위치를 확인하기 위한 GPS수신부, 원격조종수신부에 수신된 원격조종신호와 GPS수신부에서 수신된 GPS신호 및 저장된 자율비행경로데이터에 따라 드론의 비행을 자율비행모드 또는 원격조종비행모드로 제어하기 비행제어부, 원격조종수신부에 수신된 원격조종신호에 따라 초음파검출모듈과 제1 구동모터와 모듈구동모터를 제어하기 위한 초음파검출장치제어부, 카메라와 제2 구동모터와 카메라구동모터를 제어하기 위한 촬영장치제어부, 초음파검출모듈에서 검출된 초음파검출데이터와 카메라에서 촬영된 영상테이터를 송신하기 위한 점검데이터송신부와, 점검데이터송신부에서 송신되는 점검데이터를 수신하여 디스플레이함과 아울러 저장하는 점검데이터수신부; 를 포함하며,
   상기 후방장착편의 자유단측 전면에는 제2 구동모터가 장착되는 단차부가 형성되어 단차부에 장착된 제2 구동모터가 제1 회동대의 회동시 간섭을 일으키지 않도록 구성되며,
   상기 전, 후방회동판은 초음파검출장치가 장착된 상태에서 상하회동할 때, 제2 회동대와 촬영장치에 걸리지 않는 길이로 구성되어,
   전, 후방회동판이 수직하방을 향하고, 초음파검출모듈이 수직하방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직하방을 향하고, 카메라가 수직하방을 향하는 하향점검모드와,
   전, 후방회동판이 수직상방을 향하고, 초음파검출모듈이 수직상방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직상방을 향하고, 카메라가 수직상방을 향하는 상향점검모드와,
   전, 후방회동판이 수직하방을 향하고, 초음파검출모듈이 수평측방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직하방을 향하게 되고, 카메라가 카메라구동모터에 의하여 수평측방을 향하는 하부측방점검모드 및,
   전, 후방회동판이 수직상방을 향하고, 초음파검출모듈이 수평측방을 향하며, 회동대본체와 전, 후방회동편이 수직상방을 향하게 되고, 카메라가 카메라구동모터에 의하여 수평측방을 향하는 상부측방점검모드로 전환될 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 배전선로 애자 연결 점검 시스템.
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