KR102530328B1 - 하수관로 보수로봇용 커터 - Google Patents

하수관로 보수로봇용 커터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하수관로나 배수관로의 청소를 위한 로봇에 사용될 수 있는 커터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상적인 원판 형상의 커터 몸체의 상하부 단면에 보조절삭커터를 부착하여 커터에 의해 나무를 절단할 때 절단된 나무 사이의 틈이 좁아져 커터가 끼이는 것을 방지하고, 상기 보조절삭커터에 의해 절단되는 나무의 면적을 늘려서 커팅 효율을 높이고 사용수명을 늘린 하수관로 보수로봇용 커터이다.

Description

하수관로 보수로봇용 커터{Cutter for drain pipe cleaning robot}
본 발명은 하수관로나 배수관로의 청소를 위한 로봇에 사용될 수 있는 커터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상적인 원판 형상의 커터 몸체의 상하부 단면에 보조절삭커터를 부착하여 커터에 의해 나무를 절단할 때 절단된 나무 사이의 틈이 좁아져 커터가 끼이는 것을 방지하고, 상기 보조절삭커터에 의해 절단되는 나무의 면적을 늘려서 커팅 효율을 높이고 사용수명을 늘린 하수관로 보수로봇용 커터이다.
일반적으로 하수관로는 가정 등에서 사용한 물을 모아서 배출하는 관로를 말하며, 이러한 하수관로와 유사한 것으로서는 상수관이나 배수관 등이 있다.
지하에 매설되는 여러 종류의 관에서 특히 하수관로는 관이 설치된 시기에 따라서 퇴적물 등에 의해 막히는 경우가 있으며, 하수관이 막힐 경우 사람이 들어가서 뚫어주거나 사람이 들어가기가 어렵거나 위험한 경우 로봇을 이용해 관을 뚫어주게 된다.
이러한 하수관은 설치된 기간이 경과할수록 조경수의 나무뿌리가 관로에 침투하여 관로 막힘, 관 파손, 시설물 침수 등의 문제를 유발하게 되며, 이러한 문제를 해결하고자 굴착시공방법에 의해 나무뿌리를 제거하는 작업을 실시하는 경우도 있는데, 이러한 굴착시공방법은 교통혼잡, 주변상권침해, 소음, 주차에 대한 민원 등 많은 불편 민원을 야기시키고 있으며, 과도한 예산이 필요한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하고자 청소용 로봇을 하수관 내부에 넣어서 청소를 수행하는 기술이 개발되고 있으나, 나무뿌리의 제거가 용이하지 않아서 효율성이 떨어지는 문제가 발생되고 있다.
하수관 청소로봇과 관련된 종래기술로서는 등록특허 제10-2127528호에 제안되어 있는 로봇 투입 하수관로 보수방법이 있다.
상기 특허에는 하수도 등 긴 관로 내부가 하자로 인하여 돌출되거나 쌓여서 발생하는 장애물을 제거할 시에 지면을 굴착하지 않고 로봇을 투입하여 보수하는 장애물제거 단계를 포함하는 하수관로 보수 방법에 있어서, 상기 장애물제거 단계는, 분쇄수단을 구비하는 장애물제거 로봇을 하수도 내부로 진입시키는 단계; 및 상기 분쇄수단을 이용하여 하수도 내벽에 적층된 퇴적물을 분쇄하는 단계;를 포함하고, 상기 분쇄수단은, 로봇에 방사형의 림을 포함하는 회전플레이트를 결합시키고; 상기 림에는, 브라킷저벽 및 브라킷측벽으로 둘러쌓인 결합브라킷을 형성하고; 상기 브라킷측벽의 내측면에, 상기 결합브라킷의 길이를 따라 일직선으로 돌출되는 가이드레일을 형성하고; 커터의 커터측면에 그 길이를 따라 일직선으로 홈이 패인 가이드요홈(231)을 형성하고; 상기 가이드요홈(231)을 상기 가이드레일에 길이방향으로 밀착되게 끼워서 상기 결합브라킷에 상기 커터를 체결시키고; 탄성부재의 일측에 브라킷고정부를 구성하고, 상기 탄성부재의 타측에 커터고정부를 구성한 시건장치를 준비시켜, 상기 결합브라킷의 일단에 상기 브라킷고정부을 힌지결합 시키고, 상기 커터고정부에 상기 커터의 일단을 힌지결합 시키되, 상기 결합브라킷의 일단에 구멍을 천공하여 브라킷-시건장치 고정홈을 형성시키고, 상기 커터의 일단에도 구멍을 천공하여 커터-시건장치 고정홈을 형성시키고, 상기 시건장치는 C 클립의 형태를 취하게 하고, 상기 브라킷고정부(271) 및 상기 커터고정부(272)에 각각 볼트 형태의 고정돌기를 구비시키고, 상기 브라킷고정부(271)의 고정돌기는 상기 브라킷-시건장치 고정홈(263)에 끼워서 고정시키고, 상기 커터고정부(272)의 고정돌기는 상기 커터-시건장치 고정홈(232)에 끼워서 고정키는 방법으로 달성되는 것을 특징으로 하는 로봇 투입 하수관로 보수방법이 제안되어 있는데, 로봇의 전방에서 회전플레이트(220)에 커터를 부착시켜 회전시키면서 분쇄하는 방식이므로 분쇄효율이 떨어지고, 특히 나무뿌리의 굵기가 상대적으로 굵은 경우 회전플레이트가 제대로 회전되지 못하도록 잡아줌으로써 분쇄작업 자체가 이루어지지 않는 문제가 생길 수 있다.
또 다른 종래기술로서는 공개실용신안 제20-1999-0023291호에 제안되어 있는 하수관 보수용 로봇의 커터가 있다.
상기 실용신안에는 하수관 보수용 로봇의 커터에 있어서, 상면과 측면에 배설되는 커터(1)의 날 모양이 회전방향에 따라 나선형으로 형성되고 그 방향이 커터축(4)을 중심으로 하여 바깥쪽으로 뻗어있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하수관 보수용 로봇(5)의 커터가 제안되어 있는데, 커팅이 이루어지는 면적이 상당히 넓어서 물을 먹은 상태의 나무뿌리를 자르는데 모터에 과부하가 걸리게 되고, 이로써 커팅 작업이 원활히 이루어지지 않을 수 있으며, 특히 커팅된 나무뿌리가 커터의 사방으로 튀어서 로봇의 구동바퀴 등에 끼이는 등의 문제가 발생될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2127528호(2020. 6. 26. 공고) 대한민국 공개실용신안공보 제20-1999-0023291호(1999. 7. 5. 공개)
따라서, 본 발명은 통상적인 원판 형상의 커터 몸체의 상하부 단면에 보조절삭커터를 부착하여 절삭커터에 의해 나무를 절단할 때 절단된 나무 사이의 틈이 좁아져 커터의 회전을 방해하지 않도록 함으로써 커팅 효율을 높이고 사용수명을 늘린 하수관로 보수로봇용 커터를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기 보조절삭커터는 몸체에 형성되어 있는 체결홈에 리벳 또는 볼트에 의해 고정 결합되며, 상기 몸체의 상부면과 하부면에 같은 수로써 설치하여 파손이 일어난 부분에 대해 교체가 편리하여 유지보수비용을 줄일 수 있고, 몸체의 상하부 단면에 지그재그 방식으로 설치하여 나무뿌리의 절단이 이루어지는 동안 균일한 절삭부하가 커터에 가해지도록 함으로써 과부하에 의해 파손을 방지하여 내구성을 높일 수 있는 하수관로 보수로봇용 커터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 상기 보조절삭커터는 나무를 절삭하는 절삭부와, 상기 절삭부와 일체로 형성되는 가이드부로 구성되며, 커터의 회전방향을 기준으로 가이드부에서 먼저 나무뿌리와 접촉되어 접촉에 따른 충격을 흡수하고 이하 절삭부에서 나무뿌리에 대한 절삭이 이루어지며, 상기 절삭부는 절단된 나무뿌리의 배출경로를 안내해줌으로써 보조절삭커터에 의해 절단된 나무뿌리가 로봇의 몸체 쪽으로 튀는 것을 방지하여 로봇의 손상을 최소화할 수 있는 하수관로 보수로봇용 커터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 하수관로 보수로봇용 커터는 하수관 청소를 위한 로봇에 사용되는 커터에 있어서, 원판 형상의 몸체와, 상기 몸체의 원주면을 따라 등간격으로 형성되는 절삭커터와, 상기 몸체의 단면에 부착되고 보조절삭커터;로 구성되는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 하수관로 보수로봇용 커터는 통상적인 원판 형상의 커터 몸체의 상하부 단면에 보조절삭커터를 부착하여 절삭커터에 의해 나무를 절단할 때 절단된 나무 사이의 틈이 좁아져 커터의 회전을 방해하지 않도록 함으로써 커팅 효율을 높이고 사용수명을 늘린 현저한 효과가 있으며, 상기 보조절삭커터는 몸체에 형성되어 있는 체결홈에 리벳 또는 볼트에 의해 고정 결합되며, 상기 몸체의 상부면과 하부면에 같은 수로써 설치하여 파손이 일어난 부분에 대해 교체가 편리하여 유지보수비용을 줄일 수 있고, 몸체의 상하부 단면에 지그재그 방식으로 설치하여 나무뿌리의 절단이 이루어지는 동안 균일한 절삭부하가 커터에 가해지도록 함으로써 과부하에 의해 파손을 방지하여 내구성을 높일 수 있는 현저한 효과와 함께, 상기 보조절삭커터는 나무를 절삭하는 절삭부와, 상기 절삭부와 일체로 형성되는 가이드부로 구성되며, 커터의 회전방향을 기준으로 가이드부에서 먼저 나무뿌리와 접촉되어 접촉에 따른 충격을 흡수하고 이하 절삭부에서 나무뿌리에 대한 절삭이 이루어지며, 상기 절삭부는 절단된 나무뿌리의 배출경로를 안내해줌으로써 보조절삭커터에 의해 절단된 나무뿌리가 로봇의 몸체 쪽으로 튀는 것을 방지하여 로봇의 손상을 최소화할 수 있는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전체구성도
도 2는 본 발명의 일부분 확대구성도
도 3은 본 발명의 분리구성도
도 4는 본 발명의 사용상태 예시도
도 5와 도 6은 본 발명의 타실시 예시도
본 발명은 하수관로나 배수관로의 청소를 위한 로봇에 사용될 수 있는 커터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 통상적인 원판 형상의 커터 몸체의 상하부 단면에 보조절삭커터를 부착하여 커터에 의해 나무를 절단할 때 절단된 나무 사이의 틈이 좁아져 커터가 끼이는 것을 방지하고, 상기 보조절삭커터에 의해 절단되는 나무의 면적을 늘려서 커팅 효율을 높이고 사용수명을 늘린 하수관로 보수로봇용 커터이다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 전체구성도이고, 도 2는 본 발명의 일부분 확대구성도이며, 도 3은 본 발명의 분리구성도로서, 본 발명에 의한 하수관로 보수로봇용 커터는 하수관 청소를 위한 로봇에 사용되는 커터에 있어서, 원판 형상의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 원주면을 따라 등간격으로 형성되는 절삭커터(2)와, 상기 몸체(1)의 단면에 부착되고 보조절삭커터(3);로 구성되는 것이 특징이다.
먼저, 상기 몸체(1)는 관용적으로 사용되는 그라인더의 커팅날과 같이 원판형이면서 중심부에 결합홈(1b)이 형성되어 모터의 회전축과 같은 회전체와 결합되며, 상기 절삭커터(2)는 몸체(1)의 원주면을 따라 등간격으로 설치되는 절삭날로써, 일측에 절삭팁을 부착하여 절삭팁만을 교체할 수 있는 방식이어서 반영구적으로 사용할 수 있으며, 상기 보조절삭커터(3)는 몸체(1)의 단면에 부착되는 절삭날이다.
따라서, 몸체(1)가 회전되면 절삭커터(2)에 의해 피절삭물 즉, 나무뿌리(R)가 절단되면서 보조절삭커터(3)에 의해 보조절삭커터(3)의 높이만큼 다시 절삭되고, 이로써 자체의 하중 등에 의해 절단된 나무뿌리 사이의 틈이 좁아져 몸체(1)의 단면에 밀착되지 못하게 되어 커터가 자유롭게 회전할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있어서 절삭작업이 원활하게 진행될 수 있다.
또한, 상기 보조절삭커터(3)는 몸체(1)에 형성되어 있는 체결홈(1a)에 리벳(4) 또는 볼트에 의해 고정 결합되며, 상기 몸체(1)의 상부면과 하부면에 같은 수로써 설치된다.
즉, 몸체(1)에는 등간격으로 체결홈(1a)이 복수로 형성되며, 상기 보조절삭커터(3)에도 체결홈이 형성되어 있어서, 몸체(1)와 보조절삭커터(3)는 리벳(4) 또는 볼트에 의해 고정될 수 있으며, 몸체(1)의 상부면과 하부면에 같은 수로 설치됨에 따라 커터의 상부면 또는 하부면에 균일한 절삭부하가 가해지도록 한다.
특히, 상기 보조절삭커터(3)는 커터에 의한 커팅 작업이 이루어지는 도중 특정한 보조절삭커터(3)에 파손이 생길 수 있는데, 리벳(4) 또는 볼트에 의해 체결됨에 따라 파손된 보조절삭커터만을 교체할 수 있어서 유지보수비용을 줄일 수 있다.
또한, 상기 보조절삭커터(4)는 몸체(1)의 상하부 단면에 지그재그 방식으로 설치된다.
즉, 도 3을 참조하면, 도면을 기준으로 상부면에 설치되어 있는 보조절삭커터와 근접한 보조절삭커터 사이의 공간에 하부면에 결합되는 보조절삭커터를 설치하여 과도한 절삭부하가 한꺼번에 커터에 작용하여 커터에 회전동력을 부여하는 구동모터에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있으며, 특히 몸체(1)의 두께가 얇아서 몸체(1)의 단면 방향으로 하중이 작용하더라도 이러한 하중에 대해 잘 견딜 수 있도록 하는 강성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 보조절삭커터(3)는 나무뿌리(R)를 절삭하는 절삭부(3a)와, 상기 절삭부(3a)와 일체로 형성되는 가이드부(3b)로 구성되며, 커터의 회전방향을 기준으로 가이드부(3b)에서 나무뿌리(R)에 대해 먼저 접촉이 이루어진 다음 절삭부(3a)에 의해 나무뿌리(R)를 절삭하게 된다.
즉, 도 4를 참조하면, 가이드부(3b)에서 나무뿌리(R)와 먼저 접촉되어 충격을 흡수한 다음 절삭부(3a)에 의해 나무뿌리(R)를 절삭하게 되며, 상기 절삭부(3a)는 나무뿌리(R)의 절삭과 함께 절삭된 나무뿌리(R)의 배출경로를 안내해줌으로써 절단된 나무뿌리(R)가 청소용로봇의 몸체 쪽으로 튀는 것을 방지하여 로봇의 손상을 줄일 수 있다.
도시된 실시예는 상기 절삭부(3a)는 보조절삭커터(3)의 회전방향의 정면에서 보았을 때 "∩"자 형태로 형성되어 있어서 절단된 나무뿌리(R)를 "∩"자 형상의 홈 사이로 가이드해주어서 배출되다가 순차적으로 마주하는 보조절삭커터(3)에 의해 잘게 분쇄되어 배출되게 된다.
도 5와 도 6은 본 발명의 타실시 예시도로서, 상기 보조절삭커터(3)는 몸체(1)의 상부면과 하부면에 복수의 열로 배치되어 있다.
즉, 도시된 실시예는 몸체의 상부면과 하부면에 2개의 열로 보조절삭커터(3)가 배치되어 있으며, 제1열의 보조절삭커터(3')와 제2열의 보조절삭커터(3'')는 서로의 회전반경이 다르게 설치된다.
또한, 상기 제1열의 보조절삭커터(3')와 제2열의 보조절삭커터(3'')는 높이차가 있도록 설치되어 있다.
즉, 도시된 실시예는 제1열의 보조절삭커터(3') 높이보다 제2열의 보조절삭커터(3'')의 높이가 높도록 설치되어 있으며, 이로써 커터의 몸체(1)가 절단작업이 이루어지는 도중에 절단된 나무뿌리 사이의 틈에 끼이는 것을 방지할 수 있다.
특히, 커터에 의한 절삭작업은 커터를 로봇에 설치하여 특정한 지점을 힌지로 하여 회동시키면서 나무뿌리를 절삭하게 되고, 이로써 커터가 수평으로 이동하는 것이 아닌 힌지를 중심으로 하는 원 또는 아크의 경로로 이동됨에 따라 나무뿌리 사이에 끼여서 절단작업을 어렵게 하는 요인이 되는바, 이러한 보조절삭커터 특히 복수의 열로 배치된 보조절삭커터는 나무뿌리의 절단면적을 늘려줌으로써 커터가 나무뿌리 사이에 끼이지 않도록 하여 절단작업의 효율성을 극대화할 수 있다.
이러한 특징을 가진 본 발명에 의한 커터로서 나무뿌리의 절단작업을 완료한 다음에는 하수관 내부로 고압의 물을 분사하여 하수관 내부의 청소를 완료하고, 점검로봇에 의해 하수관의 파손부위를 파악하여 보수작업을 수행함으로써 하수관의 점검, 청소 및 보수를 완료할 수 있다.
결국, 본 발명에 의한 하수관로 보수로봇용 커터는 통상적인 원판 형상의 커터 몸체의 상하부 단면에 보조절삭커터를 부착하여 절삭커터에 의해 나무를 절단할 때 절단된 나무 사이의 틈이 좁아져 커터의 회전을 방해하지 않도록 함으로써 커팅 효율을 높이고 사용수명을 늘린 현저한 효과가 있으며, 상기 보조절삭커터는 몸체에 형성되어 있는 체결홈에 리벳 또는 볼트에 의해 고정 결합되며, 상기 몸체의 상부면과 하부면에 같은 수로써 설치하여 파손이 일어난 부분에 대해 교체가 편리하여 유지보수비용을 줄일 수 있고, 몸체의 상하부 단면에 지그재그 방식으로 설치하여 나무뿌리의 절단이 이루어지는 동안 균일한 절삭부하가 커터에 가해지도록 함으로써 과부하에 의해 파손을 방지하여 내구성을 높일 수 있는 현저한 효과와 함께, 상기 보조절삭커터는 나무를 절삭하는 절삭부와, 상기 절삭부와 일체로 형성되는 가이드부로 구성되며, 커터의 회전방향을 기준으로 가이드부에서 먼저 나무뿌리와 접촉되어 접촉에 따른 충격을 흡수하고 이하 절삭부에서 나무뿌리에 대한 절삭이 이루어지며, 상기 절삭부는 절단된 나무뿌리의 배출경로를 안내해줌으로써 보조절삭커터에 의해 절단된 나무뿌리가 로봇의 몸체 쪽으로 튀는 것을 방지하여 로봇의 손상을 최소화할 수 있는 현저한 효과가 있다.
1. 몸체 1a. 체결홈 1b. 결합홈
2. 절삭커터 3. 보조절삭커터
3a. 절삭부 3b. 가이드부
4. 리벳

Claims (6)

  1. 하수관 청소를 위한 로봇에 사용되는 커터에 있어서,
    원판 형상의 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 원주면을 따라 등간격으로 형성되는 절삭커터(2)와, 상기 몸체(1)의 단면에 부착되고 보조절삭커터(3);로 구성되고,
    상기 보조절삭커터(3)는 몸체(1)에 형성되어 있는 체결홈(1a)에 리벳(4) 또는 볼트에 의해 고정 결합되며, 상기 몸체(1)의 상부면과 하부면에 같은 수로써 설치되며,
    상기 보조절삭커터(3)는 나무뿌리(R)를 절삭하는 절삭부(3a)와, 상기 절삭부(3a)와 일체로 형성되는 가이드부(3b)로 구성되며, 커터의 회전방향을 기준으로 가이드부(3b)에서 나무뿌리(R)에 대해 먼저 접촉이 이루어진 다음 절삭부(3a)에 의해 나무뿌리(R)를 절삭하며,
    상기 절삭부(3a)는 보조절삭커터(3)의 회전방향의 정면에서 보았을 때 "∩"자 형태로 형성되어 있어서 절단된 나무뿌리(R)를 "∩"자 형상의 홈 사이로 가이드해주어서 배출되다가 순차적으로 마주하는 보조절삭커터(3)에 의해 잘게 분쇄되어 배출되는 것이 특징인 하수관로 보수로봇용 커터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조절삭커터(3)는 몸체(1)의 상하부 단면에 지그재그 방식으로 설치되는 것이 특징인 하수관로 보수로봇용 커터.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보조절삭커터(3)는 몸체(1)의 상부면과 하부면에 복수의 열로 배치되어 있는 것이 특징인 하수관로 보수로봇용 커터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조절삭커터(3)는 제1열의 보조절삭커터(3')와 제2열의 보조절삭커터(3'')로 구성되고, 상기 제1열의 보조절삭커터(3')와 제2열의 보조절삭커터(3'')는 높이차가 있도록 설치되어 있는 것이 특징인 하수관로 보수로봇용 커터.
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