KR20010048485A - 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇에 관한 것으로, 그 목적은 칼란드리아 전면부 점검시, 장애물에 구애 받지 않고 안전하게 이동하며, 카메라의 높이조절 및 각도조절을 용이하게 하여 칼란드리아 전면부를 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇을 제공하는 것이다.

본 발명은 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇에 있어서, 상기 이동로봇은 카메라를 구비하고 카메라의 각도를 조절하는 헤드부와, 상기 헤드부를 상/하로 수직이동시키는 마스트부와, 상기 마스트부 하부에 연결·설치되고 밸트 및 바퀴를 선택 구동하여 이동로봇을 이동시키는 이동부로 구성되어, 칼란드리아 전면부로의 이동로봇 이동 및 점검부위로의 카메라 이동을 용이하게 할 수 있는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇을 제공함에 있다.

Description

칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇{Mobile Robot For Inspection of Reactor End Shield Face}

본 발명은 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇에 관한 것으로, 바퀴 또는 구동밸트를 선택적으로 구동하여 장애물에 관계없이 이동로봇을 이동하고, 카메라의 위치를 자유롭게 조절하여 칼란드리아 전면부를 용이하게 점검할 수 있는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇에 관한 것이다.

일반적으로 칼란드리아는 중수로형 원자력 발전소의 원자로의 핵연료 주입실린더로 발전소의 정상가동중에 핵연료를 주입하고, 연소된 핵연료 다발을 배출하는 구조를 갖는 원통형태의 파이프 구조를 하고 있다.

발전소 가동중에는 사람의 출입이 통제되므로, 핵연료를 주입·배출하는 과정에서 문제가 발생되었을 시, 가동중 방사선에 견딜 수 있도록 내방사선화 시킨 점검용 이동로봇을 원자로 근처에 투입하고, 상기 이동로봇에 장착된 카메라를 이용하여 문제점을 파악한 후 조치를 취할 수 있도록 자료를 확보하여야 하나, 상기 칼란드리아 점검부위 까지는 다수개의 장애물 즉, 가동중인 원자로를 격리시키기 위해 설치되는 차폐벽을 이동시키기 위한 일정깊이 및 일정 폭을 구비하는 가이드홈을 통과해야 하므로, 일반바퀴를 이용한 이동수단을 구비하는 이동로봇은 상기 장애물을 통과할 수가 없으며, 밸트에 의해 이동수단을 구비할 경우, 장애물은 통과 할 수 있으나, 평지에서의 이동속도가 너무 느리다는 문제점이 있었다.

또한, 카메라를 이용하여 칼란드리아 전면부를 점검하고자 할 경우, 원자로에 설치되어 있는 칼란드리아의 최상단열의 높이 약 9.5m 까지 카메라를 이동시켜야 하는 문제점이 있었다. 즉, 상기와 같은 문제점으로 인하여 칼란드리아 전면부를 점검하기 위한 이동로봇을 개발하는데 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 칼란드리아 전면부 점검시, 장애물에 구애 받지 않고 안전하게 이동하며, 카메라의 높이조절 및 각도조절을 용이하게 하여 칼란드리아 전면부를 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇을 제공하는 것이다.

본 발명은 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇에 있어서, 상기 이동로봇은 카메라를 구비하고 카메라의 각도를 조절하는 헤드부와, 상기 헤드부를 상/하로 수직이동시키는 마스트부와, 상기 마스트부 하부에 연결·설치되고 밸트 및 바퀴를 선택 구동하여 이동로봇을 이동시키는 이동부로 구성되어, 칼란드리아 전면부로의 이동로봇 이동 및 점검부위로의 카메라 이동을 용이하게 할 수 있는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇을 제공함에 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 정면예시도

도 2 는 본 발명에 따른 구성을 보인 측면예시도

도 3 은 본 발명에 따른 구성을 보인 저면예시도

도 4 는 본 발명 이동부의 아암브래킷 회전부 예시도

도 5 는 본 발명 이동부의 바퀴구동부 예시도

도 6 은 본 발명 마스트부의 내면 예시도

도 7 은 본 발명 마스트부의 링크 상/하부 예시도

도 8 은 본 발명 마스트부의 리크 체결부 작동상태도

도 9 는 본 발명 마스트부의 작동상태도

도 10 은 본 발명 헤드부 예시도

도 11 은 도 10 의 A-A 단면도

도 12 는 본 발명에 따른 이동부의 작동상태를 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(100) : 이동부 (110) : 아암브래킷 회전부

(111,151): 아암 브래킷 (112,152): 바퀴

(113,153): 주 구동풀리 (114,154): 메인축

(115,155): 바퀴구동축 (116,156): 암구동중공축

(117,157): 체인스프라켓 (118,158): 보조풀리

(119,159): 구동밸트 (120,160): 홀더

(121,161): 베어링 (122) : RV 감속기

(123) : 워엄기어 감속기 (124) : 아암브래킷 회전모터

(150): 바퀴구동부 (162) : 감속기

(163) : 체인 (164) : 구동모터

(180) : 몸체부 (200) : 마스트부

(210) : 작동부 (211) : 구동모터

(212) : 워엄기어부 (250) : 나선축

(251) : 나선부 (252) : 결합부

(253) : 베어링 (280) : 링크부

(281) : 링크 (282) : 앤드캡

(283) : 집합체홀더 (284) : 집합체

(285) : 링크체결부 (300) : 헤드부

(310) : 홀더부 (311) : 홀더 브래킷

(312) : 기어브래킷 (313) : 회전기어

(314) : 팬부용 모터 (315): 홀더 하우징

(316): 베어링 (350): 팬부

(351): 지지대 (352): 팬회전판

(353): 고정기어 (380): 틸트부

(381): 틸트부 상부 (382): 틸트부 하부

(383): 고정판 (384): 회전축

(385): 베어링 (400): 이동로봇

(1111,1511): 가이드 로울러 (1112,1512): 장력조절부

(1113): 연결부 (1161,1561): 삽입홀

(1162): 공간부 (2511): 경사부

(2811): 제 1 링크 (2812): 제 2 링크

(2813): 제 3 링크 (2814): 제 4 링크

(2815): 제 5 링크 (2821): 홈

(2851): 원형래크기어 (2852): 스프링

(2853): 사각래크기어 (2854): 피니언

(2855): 이동핀 (3121): 기어부

(3821): 틸팅용 모터 (3822): 이동기어

(3811): 카메라

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 정면예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 이동로봇(400)을 이동시키는 이동부(100)와, 상기 이동부(100) 상부에 설치되는 마스트부(200)와, 상기 마스트부(200) 상부에 설치되는 헤드부(300)로 구성되어 있다.

상기 이동부(100)는 이동로봇(400)을 목적지로 이동시키는 것으로, 도 3 에 도시된 바와 같이 아암 브래킷을 회전시키는 아암브래킷 회전부(110)와, 구동밸트 및 바퀴를 구동시키는 바퀴 구동부(150)와, 상기 아암브래킷 회전부(110)와 바퀴구동부(150)가 설치되는 몸체부(180)로 구성되어 있다.

상기 아암브래킷 회전부(110)는 아암 브래킷(111)의 위치를 변화시키는 것으로, 도 4 에 도시된 바와 같이 바퀴(112) 및 주 구동풀리(113)가 설치되는 메인축(114)과, 상기 메인축(114)과 연결되는 바퀴 구동축(115)과, 상기 바퀴 구동축(115)이 동일중심선을 구비하고 내부에 삽입되는 암구동중공축(116)과, 상기 암구동 중공축(116) 내부에 위치하도록 바퀴 구동축(115)에 설치되는 체인스프라켓(117)과, 상기 주 구동풀리(113) 일측에 위치하도록 암구동중공축(116)에 연결 설치되는 아암브래킷(111)과, 상기 아암브래킷(111)에 일정간격을 유지하고 각각 설치되는 다수개의 보조 풀리(118)와, 상기 주 구동풀리(113)와 다수개의 보조 풀리(118)를 연결하는 구동밸트(119)와, 상기 암구동중공축(116)을 지지하는 홀더(120)와, 상기 바퀴구동축(115)과 암구동중공축(116), 암구동중공축(116)과 홀더(120) 사이에 각각 설치되는 베어링(121)과, 상기 암구동중공축(116)에 연결되는 RV 감속기(122) 및 워엄기어감속기(123)와, 상기 워엄기어감속기(123)와 연결되는 아암브래킷 회전모터(124)로 구성되어 있다.

상기 바퀴구동부(150)는 바퀴(152) 및 체인(163)을 구동시키는 것으로, 도 5 에 도시된 바와 같이 바퀴(152) 및 주 구동풀리(153)가 설치되는 메인축(154)과, 상기 메인축(154)과 연결되는 바퀴 구동축(155)과, 상기 바퀴 구동축(155)이 동일중심선을 구비하고 내부에 삽입되는 암구동중공축(156)과, 상기 암구동 중공축(156) 후부에 위치하도록 바퀴 구동축(155)에 설치되는 체인스프라켓과(157), 상기 주 구동풀리(153) 일측에 위치하도록 암구동중공축(156)에 연결 설치되는 아암브래킷(151)과, 상기 아암브래킷(151)에 일정간격을 유지하고 각각 설치되는 다수개의 보조 풀리(158)와, 상기 주 구동풀리(153)와 다수개의 보조 풀리(158)를 연결하는 구동밸트(159)와, 상기 암구동중공축(156)을 지지하는 홀더(160)와, 상기 바퀴구동축(155)과 암구동중공축(156), 암구동중공축(156)과 홀더(160) 사이에 각각 설치되는 베어링(161)과, 상기 바퀴구동축(155)에 연결되는 감속기(162)와, 상기 감속기(162)와 연결되는 구동모터(164)로 구성되어 있다.

상기 바퀴구동부(150)와 아암브래킷 회전부(110)에 설치된 아암구동중공축(116,156)에는 바퀴구동축(115,155)의 일측부가 동일중심선을 구비하고 삽입될 수 있도록 중앙내부에 일정직경을 구비하는 삽입홀(1161,1561)이 형성되어 있으며, 상기 아암브래킷 회전부(110)의 삽입홀(1161)에는 체인스프라켓(117)이 설치될 수 있는 일측이 개방된 공간부(1162)가 연결·형성되어 있다. 즉, 상기 아암브래킷 회전부(110)의 삽입홀(1161)과 공간부(1162)는 아암구동중공축(116) 내부에 서로 연결되도록 형성되어 있으며, 상기 공간부(1162)의 일측이 외부와 연결되도록 일정부분 개방되어 있다.

또한, 바퀴 구동부(150)와 아암브래킷 회전부(110)에 설치된 아암브래킷(111,151)에는 주 구동풀리(113,153)와 두 개의 보조풀리(118,158)가 서로 일정거리를 유지하며 회전가능하도록 설치되고, 상기 두 개의 보조풀리(118,158) 사이에 구동밸트(119,159)의 이탈을 방지하는 가이드 로울러(1111,1511)가 설치되며, 주 구동풀리(113,153)와 일측 보조풀리(118,158) 사이에 구동밸트(119,159)의 장력을 조정하는 장력조절부(1112,1512)가 설치되어 있다.

상기 바퀴구동부(150)는 구동모터(164)의 작동시, 구동모터(164)의 구동력이 감속기(162)를 통해 바퀴구동축(155)에 전달되고, 상기 바퀴구동축(155)에 의해 메인축(154)에 설치된 바퀴(152)와 주 구동풀리(153) 및 바퀴구동축(155)에 설치된 체인 스프라켓(157)이 회전되며, 주 구동풀리(153)에 의해 구동밸트(159)가 작동된다.

이때, 상기 바퀴구동부의 체인 스프라켓(157)과 아암브래킷 회전부의 체인 스프라켓(117)은 체인에 의해 서로 연결되어 있어 바퀴구동부 구동모터(164)의 작동시, 바퀴구동부(150)의 바퀴(152)와 구동밸트(159), 아암브래킷 회전부(110)의 바퀴(112)와 구동밸트(119)가 동시에 일방향 회전하게 된다.

상기 아암브래킷 회전부(110)는 아암브래킷 회전모터(124)의 작동시, 회전모터(124)의 구동력이 워엄기어감속기(123) 및 RV 감속기(122)를 통해 아암구동중공축(116)에 전달되고, 아암구동중공축(116)에 의해 아암브래킷(111)이 회전하게 된다. 이때 상기 아암구동중공축(116)과 바퀴구동축(115) 사이 및 아암구동중공축(116)과 홀더(120) 사이에는 베어링(121)이 설치되어 있어 아암구동중공축(116)의 회전시 바퀴 구동축(115) 및 홀더(120)는 회전되지 않는다. 또한 상기 아암브래킷(111)은 연결부(1113)에 의해 평행하는 바퀴구동부의 아암브래킷(151)에 연결되어 있어, 회전모터(124)에 의한 작동시 아암브래킷 회전부의 아암브래킷(111)과 바퀴구동부의 아암브래킷(151)이 동시에 회전작동된다.

또한, 상기 아암브래킷(111,151)의 회전시, 상기 아암브래킷(111,151)의 회전각도는 암구동중공축(116)에 형성된 공간부(1162)의 개방정도에 의해 제어된다. 즉, 상기 암구동중공축(116)에 형성된 공간부(1162)내에 위치하도록 바퀴구동축(115)에 체인스프라켓(117)이 설치되고, 상기 체인 스프라켓(117)에 바퀴구동부(150)의 체인스프라켓(157)과 연결되는 체인(163)이 설치되므로, 상기 공간부(1162)는 체인구동에 영향을 주지 않도록 일측이 개방되어 있으며, 상기 아암브래킷(111,151)은 공간부의 개방된 범위(체인구동에 간섭을 주지 않을 정도의 범위)내에서 회전모터(124)에 의해 회전하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 이동부(100)는 몸체부(180)에 아암브래킷 회전부(110)와 바퀴구동부(150)가 대각선 방향으로 서로 교차되도록 각각 설치되며, 일측 아암브래킷 회전부(110)의 아암브래킷(111)과 이에 근접된 바퀴 구동부(150)의 아암브래킷(151)이 연결부(1111)에 의해 서로 연결됨과 동시에, 상기 아암브래킷 회전부(110)의 체인 스프라켓(117)과 또다른 바퀴 구동부(150)의 체인 스프라켓(157)이 체인(163)에 의해 연결되어 있다. 즉, 상기 동일중심선을 구비하는 바퀴 구동부(150)와 아암브래킷 회전부(110)의 아암브래킷(111,151)은 연결부(1113)에 의해 서로 각각 연결되고, 아암브래킷이 일직선상에 위치하도록 이동로봇(400)의 몸체(180)에 설치된 아암브래킷 회전부(110)와 바퀴 구동부(150)의 체인 스프라켓(117,157)은 체인(163)에 의해 서로 연결되어 있다.

상기 마스트부(200)는 이동부(100)의 몸체부(180)에 설치되는 것으로, 도 6 에 도시된 바와 같이 이동부 몸체부(180)내에 설치되는 작동부(210)와, 상기 작동부(210)에 의해 회전되는 나선축(250)과, 상기 나선축(250)을 따라 상/하 이동되는 링크부(280)로 구성되어 있다.

상기 나선축(250)은 링크부(280) 중앙부에 설치되는 것으로, 나사선이 형성된 나선부(251)와, 상기 나선부(251)와 동일중심선을 구비하고 나선부(251) 하단에 일체형으로 형성된 결합부(252)로 구성되어 있다.

상기 나선부(251)의 상/하 끝단부에는 경사부(2511)가 각각 형성되어 있으며, 상기 나선부(251) 길이는 하나의 링크 행정길이 보다 약 5㎝ 정도 더 길게 형성되어 있어, 하나의 링크가 나선축(250)의 나선부(251)를 이탈하기 전에 또다른 링크가 나선축(250)의 나선부(251)내로 진입하게 된다.

상기 작동부(210)는 나선축(250)의 결합부(252) 끝단부에 연결되도록 이동부(100)의 몸체부(180)내에 설치되는 것으로, 나선축(250)을 회전시키는 구동모터(211)와, 상기 구동모터(211)의 구동력을 나선축(250)의 결합부(252)에 전달하는 워엄기어부(212)로 구성되어 있다.

상기 링크부(280)는 서로 다른 직경을 구비하는 다수개의 링크(281)와, 상기 각각의 링크 상부에 설치되는 앤드캡(282)과, 상기 각각의 링크 하부에 집합체 홀더(283)에 의해 설치되는 집합체(284)와, 상기 집합체(284)내에 설치되는 링크체결부(285)로 구성되어 있다.

상기 다수개의 링크(281)는 외팔보 형상(낚시대 형상) 즉, 외경치수가 작은 링크가 외경치수가 큰 링크내로 삽입·설치된 형상으로, 외경치수가 가장 작은 제 1 링크(2811)가 이보다 약간 더 큰 제 2 링크(2812)내로 삽입되고, 상기 제 2 링크(2812)는 제 2 링크(2812) 보다 외경치수가 약간 더 큰 제 3 링크(2813)내로 삽입됨과 동시에, 제 3 링크(2813)는 제 4 링크(2814)내로, 제 4 링크(2814)는 제 5 링크(2815)내로, 제 5 링크(2815)는 ……, 순차적으로 삽입·설치되어 있다.

즉, 상기 링크부(280)는 외경치수가 작은 링크가 안쪽에 위치하도록 순차적으로 배치되고, 외경치수가 가장 작은 링크 안쪽에 링크부(280)와 동일 중심선을 구비하도록 나선축(250)이 베어링(253)지지되어 배치되며, 이동부의 몸체(180)내에 설치된 작동부(210)에 나선축(250) 하부 끝단부를 연결하도록 되어 있어, 작동부(210)에 의해 나선축(250)이 회전되고, 상기 나선축(250)의 회전에 의해 링크부(280)가 상/하 이동된다.

상기 앤드캡(282)은 도 7 에 도시된 바와 같이 볼트에 의해 각각의 링크 상부 끝단에 장착되는 원통형상의 것으로, 내부에 링크체결부(285)의 원형 래크기어(2851)가 삽입되는 홈(2821)이 형성되어 있으며, 링크부(280)의 작동시 하단부가 또다른 링크의 집합체 홀더(283) 상단부에 접촉된다.

상기 링크 체결부(285)는 스프링(2852)에 의해 작동되는 사각 래크기어(2853)와, 상기 사각래크기어(2853)에 일측이 치합되도록 설치된 피니언(2854)과, 상기 피니언(2854)의 또다른 일측에 치합되도록 설치된 원형 래크기어(2851)가 상부에 설치되어 있으며, 하부에 집합체(284)의 중심부를 향하도록 이동핀(2855)이 돌출·형성되어 있다. 상기 사각 래크기어(2853)와 원형래크기어(2851)는 피니언(2854)를 사이에 두고 서로 평형하게 설치되어 있으며 서로 반대방향으로 작동된다.

상기 사각 래크기어(2853)는 스프링(2852)의 탄력에 의해 작동되는 것으로, 링크부(280)의 작동시 나선축 나선부(251)의 나사산과 일측면이 접촉되면서 이동되며, 상기 이동핀(2855)은 링크부(280)의 작동시 나선부(251)의 나사골내로 삽입되어 이동된다. 즉, 상기 사각 래크기어(2853)는 나선부(251)에 접촉되는 일측면이 나사산과 나사산 사이의 거리보다 크게 형성되어 있어, 링크부(280)의 작동시 사각 래크기어(2853)의 일측면에 두 개의 나사산이 동시 접촉되고, 상기 이동핀(2855)의 끝단은 나사골내로 삽입되어 회전되는 나선축(250)에 의해 나사골을 따라 이동하여 상승 또는 하강된다.

상기와 같이 구성된 링크 체결부(285)를 도 8 에 의거하여 상세히 설명하면, 링크부(280)의 작동시, 제 1 링크(2811)의 사각 래크기어(2853)가 나선부(251)의 나사산과 접촉하며 상부로 이동하여 나선축의 나선부(251)를 벗어나기 시작할 때 즉, 도8 의 (A)와 같이 나선축(250)의 나사산과 접촉하며 이동되는 제 1 링크의 사각래크기어(2853)가 나선축 상단 경사부(2511)로 진입하면, 사각 래크기어(2853)는 스프링(2852)의 탄력에 의해 나선축 상단부의 경사부(2511)를 따라 미끄러져 튀어나와 직선운동을 하게 되고, 상기 사각래크 기어(2853)에 의해 피니언(2854)이 회전하게 되며, 상기 피니언(2854)의 회전에 의해 원형 래크기어(2851)가 사각 래크기어(2853)의 운동 방향과 반대방향으로 작동된다. 이와 같이 사각 래크기어(2853)와 반대방향으로 이동되는 원형 래크기어(2851)는 제 2 링크(2812) 상단부에 고정된 앤드캡(282)의 홀(2821)내로 삽입되므로, 제 1 링크(2811) 하단부와 제 2 링크(2812) 상단부가 고정·결합되게 된다.

상기와 같은 링크 체결부(285)의 작동에 의해 제 2 링크(2812)와 제 3 링크(2813), 제 3 링크(2813)와 제 4 링크(2814), 제 4 링크(2814)와 제 5 링크(2815), 제 5 링크(2815)와 … 의 순으로 링크부(280)가 고정·결합되어 작동부(210)의 구동모터(211)에 의해 상승/하강된다.

도 9 는 본 발명 마스트부의 작동상태도를 도시한 것으로, 외경치수가 가장 작은 링크 즉, 제 1 링크(2811) 안쪽에 나선축(250)을 배치하여 베어링(253) 지지하고, 상기 나선축(250) 하부 즉 결합부(252) 끝단에 위엄기어부(212)를 연결·설치하며, 상기 워엄기어부(212)를 구동모터(211)로 구동하여 나선축(250)을 회전시킨다. 상기와 같이 구동모터(211)에 의해 나선축(250)이 회전하면, 제 1 링크(2811)의 집합체(284)에 고정·설치된 이동핀(2855)이 회전하는 나선축(250)의 나선부(251) 나사골을 따라 상부로 이동하여 제 1 링크(2811)를 상부로 이동시킨다.

이때, 각각의 링크 하단에 집합체 홀더(283)에 의해 조립되어 있는 집합체(284)들은 초기상태 즉, 구동모터(211)에 의한 작동전 상태에는 제 1 링크(2811)의 집합체만 나선축의 하단부에 진입되어 있으며, 다른 나머지 링크들의 집합체는 나선축에서 벗어나 있다.

상기와 같이 제 1 링크(2811)가 나선축(250)의 상부로 이동됨에 따라 제 1 링크(2811)의 집합체(284)내에 장착된 사각래크기어(2853) 역시, 나선축(250)의 나사산과 접촉하며 이동하여 나선축(250)의 상부 즉, 상단 경사부(2511)로 이동된다.

이와 같이 제 1 링크(2811)의 집합체(284)내에 장착된 사각래크기어(2853)가 나선축(250)의 상단 경사부(2511)에 도달하면 스프링(2852)의 탄력에 의해 사각래크기어(2853)는 직선운동을 하고, 사각래크기어(2853)에 치합된 피니언(2854)은 사각래크기어(2853)의 운동량을 전달받아 회전운동을 하며, 상기 피니언(2854)의 회전운동에 의해 피니언(2854)과 일측이 치합된 원형래크기어(2851)는 사각래크기어(2853)와 반대방향으로 직선운동하여 제 2 링크(2812)의 앤드캡(282)에 형성된 홈(2821)내로 삽입된다.

이와 같이 제 1 링크(2811)의 원형래크기어(2851)가 제 2 링크(2812) 상단부에 장착된 앤드캡(282)의 홈(2821)내로 삽입되므로 제 1 링크(2811)와 제 2 링크(2812)는 체결되며, 제 2 링크(2812)의 이동핀(2855)이 나선축(250)의 나사골내로 삽입되어 나사골을 따라 상승하게 된다.

이때, 상기 나선축(250)의 나선부(251) 길이는 하나의 링크 행정길이 보다 약 5㎝ 정도 더 길게 형성되어 있어 제 1 링크(2811)의 이동핀(2855)이 나선축(250)의 나사골을 벗어나기 전에 제 1 링크(2811)와 체결된 제 2 링크(2812)가 상승하게 되고, 제 2 링크(2812)의 이동핀(2855)이 나선축(250)의 하단 경사부(2511)을 통해 나선부(251)의 나사골내로 삽입된다.

결국, 나선축(250)의 나사골 부분에 두 개의 집합체가 같이 진입된 상태로 링크가 상승하게 된다.

상기와 같이 두 개의 링크(2811,2812)의 이동핀(2855)이 나선축(250)의 나선부 나사골내에 삽입되었을 시, 구동모터(211)의 구동력으로 워엄기어부(212)에 의해 나선축(250)에 전달하면 제 1 링크(2811)의 집합체(284)는 나사골에서 완전히 벗어나게 되고, 제 2 링크(2812)의 집합체(284)가 나선부(251)의 나사골을 따라 상승한다. 이와 같은 원리에 의해 제 3, 제 4, 제 5 … 링크가 상승하여 탑재물을 임의의 높이까지 이동시키며, 상기 나선축(250)을 역으로 회전시키면 링크부(280)가 하강하게 된다.

즉, 각 링크의 하단에 고정된 집합체(284)가 나선축 상단의 경사부(2511)에 도달하면 집합체(284)에 장착된 이동핀(2855)이 먼저 나사골에 진입하여 아래로 진행이 되고, 사각래크기어(2853)가 경사부(2511)에 의해 스프링(2852)을 압축시키며 링크와 링크를 고정시킬때의 반대방향으로 직선이동하여 피니언(2854)를 회전시켜 앤드캡(282)의 홈(2821)내로 삽입된 원형래크기어(2851)를 원위치 시킨다.

상기와 같은 작동에 의하여 링크와 링크를 고정시키는 링크체결부(285)의 잠금상태는 해제되며, 링크는 …, 제 5, 제 4, 제 3, 제 2 링크의 순서로 접히게 된다.

상기 헤드부는 링크부 상단부에 설치되는 것으로, 도 10 및 도 11 에 도시된 바와 같이 링크(281)의 제 1 링크(2811) 상단부에 연결·설치되는 홀더부(310)와, 상기 홀더부(310) 상부에 설치되는 팬부(350)와, 상기 팬부(350)에 회전가능하도록 설치되는 틸트부(380)로 구성되어 있다.

상기 틸트부(380)는 카메라가 설치되는 상부(381)와, 틸팅용 모터(3821)가 설치되는 하부(382)와, 상부(381)와 하부(382) 사이에 설치되는 고정판(383) 및 틸트부(380)의 양측면 무게중심부에 설치된 회전축(384)으로 구성되어 있으며, 상기 하부(382)내측에는 틸팅용 모터(3821)가 설치되고, 상기 틸팅용 모터(3821)에 연결되도록 외부 일측면에 이동기어(3822)가 설치되어 있다.

상기 팬부(350)는 틸트부(380)의 양측면에 설치된 회전축(384)이 각각 삽입되는 지지대(351)와, 상기 지지대(351)가 양측에 서로 평행하도록 각각 설치되는 팬 회전판(352)과, 상기 일측 지지대 내측에 틸트부(380)의 이동기어(3822)에 일측이 치합되도록 고정·설치되는 고정기어(353)로 구성되어 있다.

상기 틸트부(380)의 회전축(384)과 팬부의 고정기어(353)는 동일중심선을 구비하며, 팬부의 지지대(351)에 고정·설치된 고정기어(353)내로 틸트부(380)의 일측 회전축(384)이 삽입된다. 또한, 틸트부의 회전축(384)과 팬부의 지지대(351) 사이에는 베어링(385)이 설치되어 있다.

즉, 상기 틸트부 하부(382)에 설치된 틸팅용 모터(3821)의 작동에 의해 이동기어(3822)가 작동되고, 상기 이동기어(3822)는 팬부의 지지대(351)에 고정설치된 고정기어(383)를 따라 이동하게 되며, 상기 이동기어(3822)의 이동에 의해 카메라(3811)가 설치된 틸트부(380)가 회전축(384)을 중심으로 틸팅된다.

상기 홀더부(310)는 틸트부(380)의 팬회전판(352) 하부에 위치하도록 연결·설치되는 홀더브래킷(311)과, 상기 홀더브래킷(311)에 연결되는 기어브래킷(312)과, 상기 기어브래킷(312)에 형성된 기어부(3121)에 일측이 치합되는 회전기어(313)와, 상기 회전기어(313)를 작동시키는 팬부용 모터(314)로 구성되어 있다.

즉, 상기 팬부(350)는 홀더 브래킷(311)에 의해 홀더부(310)에 연결·설치되므로, 홀더부(310) 내에 장착된 팬부용 모터(314)의 구동력은 회전기어(313)를 경유하여 기어브래킷(312)에 전달되고, 상기 기어브래킷(312)은 홀더 브래킷(311)에 팬부용 모터(314)의 구동력을 전달하여, 홀더 브래킷(311)에 연결·설치된 팬부(350)를 회전시키도록 되어 있다. 이때 상기 팬부용 모터(314)에 의해 회전하는 홀더 브래킷(311)과 기어브래킷(312)은 홀더하우징(315)과 베어링(316) 결합되도록 되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 이동주행시, 도 12 에 도시된 바와 같이 이동로봇 몸체에 대각선 방향으로 설치되어 있는 아암브래킷 회전부를 작동, 아암브래킷 회전부와 바퀴구동부의 아암브래킷이 'V'자 형상으로 되도록 하여 이동부의 주 구동풀리에 의해 작동되는 구동밸트가 노면에 접촉되지 않도록 한 다음, 바퀴 구동부를 작동하면, 이동로봇은 바퀴에 의해 이동된다. 즉, 상기 바퀴의 구동시 주 구동풀리도 같이 구동되나, 아암브래킷 회전부와 바퀴구동부의 아암브래킷을 'V'자 형상으로 하면, 노면에 바퀴만 접촉되게 되므로 주 구동풀리에 의해 작동되는 구동밸트는 허공에서 작동되게 된다. 또한, 바퀴 구동부의 체인 스프라켓과 아암브래킷 회전부의 체인 스프라켓이 체인으로 연결되어 있으므로, 바퀴 구동부의 작동시 바퀴 구동부의 바퀴와 아암브래킷 회전부의 바퀴가 동시 구동된다.

이와 같은 이동로봇의 주행중, 장애물 또는 홈을 통과하고자 할 경우, 아암브래킷 회전부에 의해 'V'자형으로 올라가 있는 아암브래킷을 회전작동하여 구동밸트와 노면을 접촉시킨 다음, 바퀴구동부를 작동하면, 이동로봇은 구동밸트에 의해 이동된다. 즉, 아암브래킷의 회전에 의해 구동밸트가 노면에 접촉되면, 회전되는 아암브래킷의 회전정도에 따라 바퀴는 노면에서 일정거리만큼 상승하게 된다.

상기와 같이 구동밸트의 구동에 의해 장애물 또는 홈을 통과하면, 아암브래킷 회전모터를 작동하여 아암브래킷 회전부와 바퀴구동부의 아암브래킷이 'V'자 형상이 되도록 아암브래킷을 회전한 다음, 바퀴구동부에 의해 노면에 접촉되어 있는 바퀴를 구동시켜 목적지로 이동시킨다.

이와 같은 이동부의 작동에 의해 이동로봇이 목적지까지 이동되면, 마스트부 작동부에 의해 링크부를 상/하 이동하여 검사하고자 하는 위치까지 링크부 상단에 설치된 헤드부를 이동하고, 헤드부의 틸트부와 팬부를 작동하여 검사하고자 하는 부위를 외부에서 정확하게 검사할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명은 바퀴와 밸트를 선택적으로 구동할 수 있도록 되어 있어, 노면의 상태에 관계없이 이동이 용이하고, 목적지까지 신속하게 또한 안전하게 이동할 수 있다.

또한, 링크부에 의해 카메라를 구비하는 헤드부의 높이가 칼란드리아의 최상단열 높이까지 이동조절되고, 헤드부에 설치된 모터에 의해 카메라의 각도가 조절되도록 되어 있어 검사하고자 하는 부위에 이상이 발생되었을 시, 이를 신속하게 찾아낼 수 있으며, 넓은 범위를 빠른시간내에 검사할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

Claims (4)

1. 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇에 있어서;

   상기 이동로봇은 카메라를 구비하고, 카메라의 각도를 조절하는 헤드부와,

   상기 헤드부를 상/하로 수직이동시키는 마스트부와,

   상기 마스트부 하부에 연결·설치되고, 밸트 및 바퀴를 선택 구동하여 이동로봇을 이동시키는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇.
2. 제 1 항에 있어서;

   상기 헤드부는 마스트부 상단에 팬부용 모터를 구비하는 홀더부가 연결·설치되고, 상기 팬부용 모터에 의해 회전가능하도록 홀더부 상부에 팬부가 설치되며, 상기 팬부에 카메라의 각도를 조절하는 틸트부가 회전축에 의해 연결·설치된 것을 특징으로 하는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇.
3. 제 1 항에 있어서;

   상기 마스트부는 외경치수가 서로 다른 다수개의 링크를 외경치수가 가장 작은 링크가 안쪽에 위치하도록 순차적으로 삽입·설치하고,

   상기 각각의 링크 상단에 다수개의 홈이 형성된 앤드캡을 설치하며,

   상기 각각의 링크 하단에 링크체결부를 구비하는 집합체를 집합체 홀더에 의해 설치함과 동시에,

   상기 외경치수가 가장 작은 링크내에 링크와 동일축을 구비하도록 나선축을 베어링 지지하고,

   상기 나선축 하단에 구동모터에 의해 작동되는 워엄기어부를 연결하여 구동모터에 의한 나선축의 회전으로 외경치수가 서로다른 다수개의 링크가 순차적으로 상/하 이동되는 것을 특징으로 하는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇.
4. 제 1 항에 있어서;

   상기 이동부는 이동로봇의 몸체에 대각선 방향으로 바퀴 및 구동밸트를 구동시키는 바퀴 구동부와 구동밸트의 위치를 변화시키는 아암브래킷 구동부가 서로 교차되도록 설치되고, 아암브래킷 구동부에 의해 바퀴/구동밸트가 노면에 선택적으로 접촉되며, 바퀴 구동부에 의해 바퀴/구동밸트가 구동되는 것을 특징으로 하는 칼란드리아 전면부 점검용 이동로봇.