KR19990054130A

KR19990054130A - 협소공간 정밀 탐사용 이동 로보트

Info

Publication number: KR19990054130A
Application number: KR1019970073914A
Authority: KR
Inventors: 김승호; 정승호; 김병수; 이영광; 유재용
Original assignee: 김성년; 한국원자력연구소
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR100241143B1

Abstract

본 발명은 협소공간에서 정밀 탐사 작업이 가능한 이동 로보트에 관한 것으로서, 그 목적은 하수관, 발전소 배관 등 인간의 접근이 불가능한 협소공간내에서 이동하면서 이상 부위를 세밀하게 검사하고, 파손지점 및 막힌 지점을 원격 육안 점검 확인하여 보수작업을 가능하게 하며, 작업능률을 향상시킬 수 있는 정밀탐사 가능 협소공간 탐사용 이동 로보트를 제공하는 것이다.

본 발명은 하단 중앙부에 삽입홀이 형성되고, 상기 삽입홀내로 팬(PAN)부작동모터가 장착되며, 일측부가 탐사용 로보트의 몸체부내로 삽입된 'T'자 형상의 안내부와; 상기 안내부와 일측이 볼트·결합되고, 안내부에 장착된 팬부작동모터에 의해 안내부와 일체형으로 회전하며, 양측면에 옆면홈이 각각 형성됨과 동시에, 상기 양측면의 옆면홈을 서로 연결하는 연결구멍이 일측에 형성되고, 연결구멍내에 틸트(TILT)부작동모터가 장착된 'ㄷ'자 형상의 팬부와; 상기 팬부에 연결되고, 팬부의 연결구멍에 장착된 틸트부작동모터에 의해 팬부의 회전방향과 수직방향으로 회전하며, 카메라와 이동조명장치가 장착된 틸트부를 구비하는 판촉부를 탐사용 로보트의 전면부에 장착하여 협소공간내를 정밀탐사할 수 있는 협소공간 탐사용 이동 로보트를 제공함에 있다.

Description

협소공간 정밀 탐사용 이동 로보트

본 발명은 정밀탐사가 가능한 협소공간 탐사용 이동 로보트에 관한 것으로서, 특히 회전이 가능한 관측부를 이용하여 하수관과 같이 통로가 좁은 협소공간내로 투입되어 관의 파열이나 막힘 및 균열 등을 정밀조사할 수 있는 정밀탐사가 가능한 협소공간 탐사용 로보트에 관한 것이다.

일반적으로 로보트는 다양한 작업 수행을 가능하도록 하는 프로그램을 통하여 작업부품, 작업공구 등을 조작할 수 있도록 설계된 다기능의 작업도구를 말하는 것으로서, 용도에 따라 산업용 로보트, 비제조업용 로보트, 농업용 로보트, 의료복지용 로보트, 마이크로 로보트, 극한작업용 로보트 및 우주 로보트 등이 있으며, 형태에 따라 로보트 팔 기구, 직접구동형 로보트, 이동로보트 및 보행로보트등으로 분류된다.

종래에는 사람이 직접 들어가기 곤란한 곳에 이상이 발생되면, 사람대신 탐사용 로보트를 투입하여 이상유무를 확인하였다. 특히 하수도관같이 땅속에 매립된 협소공간내에 이상이 발생되어, 일례로써 땅속에 매립된 하수도관 등이 부분 파열되거나 막혔을 경우, 하수도관 등의 협소공간내를 검사하기 위하여 관측부에 카메라가 부착된 이동로보트를 하수도관내에 투입하게 된다.

그러나 상기와 같이 하수도관내로 투입되는 이동로보트는 카메라가 부착된 관측부가 이동로보트 몸체부 전면부에 전방을 향하도록 고정되어 장착되고, 측면에 장착된 로울러와 이동벨트부에 의하여 전/후로만 이동되므로 하수도관과 같은 협소 공간 내에서는 파열부위의 근접검사와 정밀검사가 불가능하였다. 그러므로 하수도관과 같은 협소공간내로 투입된 탐사로보트는 카메라가 전방을 향하도록 고정되어 있어 탐사로보트의 전/후이동시, 카메라에 잡힌 전방 형상에 의해서만 하수도관의 상태를 검사해야 하므로, 하수도관의 파열 정도와 균열부위 등을 정확하게 검사할 수가 없으며, 이로 인하여 보수공사가 지연되는 등 여러 가지 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 육안으로 확인이 불가능한 협소공간내에 카메라와 이동조명장치가 장착된 관측부가 회전되는 탐사용 로보트를 투입하여 이상 부위를 근접찰영하고 정밀검사하며, 파괴 지점 및 막힌 지점을 확인하여 보수작업을 용이하게 함과 동시에, 작업능률을 향상시킬 수 있는 정밀탐사가 가능한 협소공간 탐사용 로보트를 제공하는 것이다.

본 발명은 로보트의 전면부에 장착되는 관측부를 회전이 가능하도록 함으로써 이루어지는데 즉, 몸체부의 측면부에 장착된 로울러와 이동 벨트부에 의하여 전/후로 이동되고, 전면부에 전방 조명장치가 부착되며, 하수도관 등의 협소공간내로 투입되어 파열부위 및 막힌부위를 검사하는 협소공간 탐사용 이동 로보트에 있어서; 상기 탐사용 로보트의 전면부에, 하단 중앙부에 삽입홀이 형성되고, 상기 삽입홀내로 팬부작동모터가 장착되며, 일측부가 탐사용 로보트의 몸체부내로 삽입된 'T'자 형상의 안내부와; 상기 안내부와 일측이 볼트 결합되고, 안내부에 장착된 팬부작동모터에 의해 안내부와 일체형으로 회전되며, 양측면에 옆면홈이 각각 형성됨과 동시에, 상기 양측면의 옆면홈을 서로 연결하는 연결구멍이 일측에 형성되고, 연결구멍내에 틸트부작동모터가 장착된 'ㄷ'자 형상의 팬부와; 상기 팬부에 연결되고, 팬부의 연결구멍에 장착된 틸트부작동모터에 의해 팬부의 회전방향과 수직방향으로 회전하며, 카메라와 이동조명장치가 장착된 틸트부를 구비하는 관측부를 장착하여 협소공간내를 정밀탐사할 수 있는 협소공간 탐사용 로보트를 제공함에 있다.

도1은 본 발명의 작동상태도

도2는 본 발명의 결합단면도

도3은 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면도

도4는 본 발명에 따른 구성을 보인 다른 일측면도

도5는 본 발명 틸트(TILT)부의 작동상태를 보인 단면도

도6은 본 발명 팬(PAN)부의 작동상태를 보인 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 안내(GUIDE)부 2 : 팬부

3 : 틸트부 4 : 커플링(COUPLING)

5 :고정봉 10 : 관측부

11 : 팬부 작동모터 12 : 안내부 삽입홀

21 : 틸트부작동모터 22 : 팬부 삽입홈

23,23' : 옆면홈 24 : 연결구멍

25 : 제 1 치차 26 : 제 2 치차

27 : 틸트부 이동치차 28 : 지지판

29,29' : 옆면 덮개 31 : 카메라

32 : 이동조명장치 33 : 연결축

34 : 보호판 111 : 팬부 작동모터 회전축

112 : 팬부 작동모터 몸통부 231 : 돌출부

331 : 홀

도1은 본 발명의 작동상태도를 도시한 것으로, 본 발명은 측면부에 장착된 로울러(102)와 이동 벨트부(103)에 의하여 전/후로 이동되고, 전면부에 전방조명장치(104)가 부착되며, 하수도관 등의 협소공간내로 투입되어 하수도관의 파열부위 및 막힌 부위를 탐사하는 탐사용 로보트(100) 전면부(101)에, 팬부작동모터(11)가 삽입된 'T'자 형상의 안내부(1)가 장착되고, 상기 안내부(1)에 'ㄷ'형 팬부(2)가 볼트 결합되며, 상기 팬부(2)에 연결하여 카메라(31)와 이동 조명장치(32)가 삽입.장착된 틸트부(3)를 구비하는 관측부(10)를 장착한다.

도2는 본 발명의 결합단면도를 도시한 것으로, 탐사용 로보트의 몸체부(20)내로 일측이 삽입.장착되고 내부에 팬부작동모터(11)가 장착된 안내부(1)와, 상기 안내부(1)와 볼트결합되고 내부에 틸트부작동모터(21) 및 다수개의 치차가 장착되며 상기 안내부(1)내의 팬부작동모터(11)에 의해 상기 안내부(1)와 일체형으로 회전하는 'ㄷ'자 형상의 팬부(2)와, 상기 팬부(2)의 삽입홈(22)에 장착되고 카메라(31) 및 이동조명장치(32)가 장착되며 상기 팬부(2)내에 장착된 틸트부작동모터(21)에 의해 회전되는 틸트부(3)로 구성되어 있다.

상기 안내부(1)는 'T'자 형상으로 중앙부에 삽입홀(12)이 형성되고, 삽입홀(12)내로 팬부작동모터(11)가 장착되며, 일측부가 몸체부(20)내로 삽입된다. 이 때 팬부작동모터(11)는 회전축(111)이 안내부(1) 외부로 돌출되도록 안내부(1)의 삽입홀(12)내에 몸통부(112)가 볼트 결합되며, 상기 안내부(1) 외부로 돌출된 회전축(111)은 커플링(4)과 커플링(4) 일측을 관통하는 고정봉(5)에 의해 몸체부(20)에 고정된다. 즉, 탐사용 로보트(100)의 몸체부(20) 일측에 고정홈(21)을 형성하고, 고정봉(5)이 장착된 커플링(4)내로 상기 안내부(1)내에 장착된 팬부작동모터(11)의 회전축(111)을 삽입/장착하며, 상기 고정홈(21)내로 커플링(4)의 일측을 관통하는 고정봉(5)을 삽입하여 팬부작동모터(11)의 회전축(111)을 고정하도록 되어 있다.

상기와 같이 커플링(4)을 이용하여 팬부 작동모터(11)의 회전축(111)을 탐사용 로보트(100)의 몸체부(20)에 고정함으로써, 팬부작동모터(11)가 작동할 때, 고정된 회전축(111)에 의해 팬부작동모터(11)의 몸통부(112)와 상기 몸통부(112)와 결합된 안내부(1)가 회전축(111)을 중심으로 회전하게 된다.

상기 팬부(2)는 일측면이 안내부(1)와 볼트 결합하는 것으로, 양측면에 옆면홈(23,23')이 각각 형성되고, 상기 각각의 옆면홈(23,23')을 서로 연결하는 연결구멍(24)이 일측에 형성되며, 상기 연결구멍(24)내로 틸트부작동모터(21)가 장착되어 있다.

상기 팬부(2)의 양측면에 형성된 옆면홈(23,23')중, 일측 옆면홈(23)내에는 제1치차(25) 및 제2치차(26), 틸트부이동치차(27)가 동일 중심선을 구비하고 치합되도록 장착되어 있으며, 타측 옆면홈(23')내에는 지지판(28)이 장착되어 있다. 또한 상기 옆면홈(23,23')내에 장착된 치차(23,26,27) 및 지지판(28)은 옆면 덮개(29,29')에 의해 보호된다.

상기 제1치차(25)는 연결구멍(24)내에 장착된 틸트부작동모터(21)에 연결되는 것으로, 틸트부작동모터(21)에 의해 작동하여 제2치차(26)를 작동시킨다.

상기 제2치차(26)는 옆면홈(23)내에 돌출되게 형성된 돌출부(231)에 삽입되어 돌출부(231)를 중심으로 제1치차(25)의 작동방향과 반대방향으로 작동되는 것으로, 일측이 제1치차(25)와 치합되고 또다른 일측이 틸트부이동치차(27)와 치합된다.

상기 틸트부이동치차(27)는 제2치차(26)의 작동에 의해 제1치차(25)와 동일한 방향으로 회전하며, 연결축(33)과 연결되어 있다.

상기 틸트부(3)는 상단부에 카메라(31)가 장착되고, 하단부에 이동조명장치(32)가 장착되며, 상기 카메라(31)와 이동조명장치(32)를 보호하기 위하여 전면에 보호판(34)이 장착됨과 동시에 중앙부에 상기 카메라(31)와 이동조명장치(32) 사이를 경유하여 틸트부(3)의 양측면을 관통하는 연결축(33)이 장착되어 있다.

상기 연결축(33)은 틸트부(3)의 중앙부를 관통하는 것으로, 내부로 전선이 삽입되고, 일측면 상단과 하단부에 카메라(31)와 이동조명장치(32)로 연결되는 홀(331)이 각각 형성되며, 일측단이 틸트부이동치차(27)와 연결됨과 동시에 타측단이 지지판(28)과 연결되어 있다.

즉, 카메라(31)와 이동조명장치(32)가 장착된 틸트부(3)는 양측면을 관통하는 연결축(33)에 의해 'ㄷ'자 형상의 팬부 삽입홈(22)에 장착되어 있다.

도3은 본 발명에 따른 구성을 보인 일측면도를, 도4는 본 발명에 따른 구성을 보인 또다른 일측면도를 도시한 것으로, 틸트부작동모터(21)와 연결된 제1치차(25)와, 상기 제1치차(25)와 일측이 치합되게 장착된 제2치차(26)와, 상기 제2치차(26)와 일측이 치합되고 연결축(33)의 일측단에 연결되는 틸트부이동치차(27)가 팬부(2) 일측 옆면홈(23)내에 동일 중심선을 구비하고 장착되어 있으며, 타측 옆면홈(23')내에는 일측단이 틸트부이동치차(27)에 연결된 연결축(33)의 타측단과 연결되는 지지판(28)이 장착되어 있다.

도5는 본 발명 틸트부의 작동상태를 보인 단면도를 도시한 것으로, 팬부(2)의 연결구멍(24)내에 장착된 틸트부작동모터(21)에 의해 제1치차(25)가 회전하고, 상기 제1치차(25)의 회전력에 의해 제2치차(26)가 회전하며, 상기 제2치차(26)의 회전에 의해 연결축(33) 일측단과 연결된 틸트부이동치차(27)가 회전한다. 상기 틸트부이동치차(27)가 회전함에 따라 연결축(33)이 회전하고 틸트부(3)가 회전하게 된다.

도6은 본 발명 팬부의 작동상태를 보인 상태도를 도시한 것으로, 안내부(1)와 볼트 결합된 팬부작동모터(11)의 회전축(111)을 커플링(4) 및 고정봉(5)을 이용하여 고정한 다음, 상기 팬부작동모터(11)를 작동시키면 고정된 회전축(111)에 의해 안내부(1)내의 삽입홀(12)내로 삽입.장착된 팬부작동모터 몸통부(112)가 회전하게 된다. 상기와 같이 안내부(1)와 볼트 결합된 팬부작동모터(11)의 몸통부(112)가 회전함에 따라 틸트부(3)가 장착되고 안내부(1)에 볼트결합된 팬부(2)는 안내부(1)와 일체로 회전한다.

즉, 안내부(1)와 볼트 결합된 팬부작동모터(11)에 의해 틸트부(3)가 장착된 팬부(2)가 회전하고, 상기 팬부(2)의 연결구멍(24)내에 장착된 틸트부작동모터(21)에 의해 틸트부(3)가 연결축(33)를 중심으로 팬부(2) 회전방향과 수직방향으로 회전한다. 이때 팬부(2)의 회전각도는 전선의 꼬임을 방지하기 위하여 360°를 넘지 않도록 하며, 틸트부(3)의 회전각도는 90°정도를 유지한다.

도5 및 도6에서와 같이 틸트부작동모터(21)와 팬부작동모터(11)에 의해 틸트부(3)와 팬부(2)가 각각 회전함으로써, 틸트부(3)에 장착된 카메라(31)와 이동조명장치(32)의 각도가 변하게 되어 협소공간내의 특정지점을 근접촬영 및 검사할 수 있다.

미설명부호 (6)은 틸트작동모터 고정용 판이다.

이와 같이 본 발명은 카메라와 이동조명장치가 부착된 탐사로보트의 관측부를 다단으로 회전하도록 하여 사람이 직접 들어가기 곤란한 곳 또는 하수도관같이 땅속에 매립된 협소공간내의 탐사 사각지대를 제거하고, 정밀탐사를 가능하게 하였으며, 파열 및 막힘 등을 용이하게 탐사할 수 있어 보수작업 속도를 향상시키는 등 많은 효과가 있다.

Claims

몸체부의 측변부에 장착된 로울러와 이동 벨트부에 의하여 전/후로 이동되고, 전면부에 카메라가 부착되며, 하수도관 등의 협소공간내로 투입되어 하수도관의 파열부위 및 막힌부위를 탐사하는 협소공간 탐사용 로보트에 있어서; 상기 탐사용 로보트의 전면부에, 하단 중앙부에 삽입홀이 형성되고, 상기 삽입홀내로 팬부작동모터가 장착되며, 일측부가 탐사용 로보트의 몸체부내로 삽입된 'T'자 형상의 안내부와; 상기 안내부와 일측면이 볼트 결합되고, 안내부에 장착된 팬부작동모터에 의해 안내부와 일체형으로 회전하며, 양측면에 옆면홈이 각각 형성됨과 동시에, 상기 양측면의 옆면홈을 서로 연결하는 연결구멍이 일측에 형성되고, 연결구멍내에 틸트부작동모터가 장착된 'ㄷ'자 형상의 팬부와; 상기 팬부에 연결되고, 팬부의 연결구멍에 장착된 틸트부작동모터에 의해 팬부의 회전방향과 수직방향으로 회전하며, 카메라와 이동조명장치가 장착된 틸트부를 구비하는 관측부를 장착하여 협소공간내를 정밀탐사하는 것을 특징으로 하는 정밀탐사가 가능한 협소공간 탐사용 이동 로보트.
제1항에 있어서; 상기 안내부의 외부로 회전축이 돌출되게 장착된 팬부작동모터의 회전축을 고정봉이 장착된 커플링내로 삽입.장착하고, 협소공간 탐사용 이동 로보트의 몸체부 일측에 고정홈을 형성하며, 상기 고정홈내로 커플링의 일측을 관통하는 고정봉의 끝단을 삽입하여 팬부작동모터의 회전축을 고정함으로써, 안내부와 볼트 결합된 팬부작동모터의 몸통부가 회전하도록 한 것을 특징으로 하는 정밀탐사가 가능한 협소공간 탐사용 이동 로보트.
제1항에 있어서; 상기 탐사용 이동 로보트의 몸체부에 팬부작동모터를 장착하고, 상기 팬부작동모터의 회전축을 안내부의 삽입홀내로 삽입.장착하여 안내부와 팬부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 정밀 탐사가 가능한 협소공간 탐사용 이동 로보트.