KR20070041408A - 배관 내부 검사용 이동로봇 - Google Patents

Abstract

배관의 내경 변화 및 곡선구간에서도 원활하게 이동할 수 있도록 이루어진 배관 내부 검사용 이동로봇을 제공하기 위하여,

일정한 폭과 길이를 갖추며 서로 간격을 유지하며 마주보는 상태로 위치하는 한 쌍의 플레이트와, 상기 플레이트들 사이에 서로 반대 방향으로 외향탄력을 작용시키며 고정 지지되는 탄성체와, 상기 플레이트에 서로 대향되는 상태로 각각 설치되고 무선 또는 케이블을 통하여 구동 가능하게 연결되면서 제어부의 제어에 의하여 구동력을 발생하는 구동모터 및 상기 구동모터의 구동력에 의하여 회전 운동하여 배관의 내벽을 따라서 이동로봇을 이동시키도록 상기 플레이트의 서로 대응되는 방향으로 2열로 배치되는 구동휠로 이루어진 복수의 구동부와, 상기 프레임의 일측에 설치되어 상기 구동부의 구동으로 배관 내부를 따라서 이동하면서 관로 내부를 검사할 수 있도록 형성된 촬상부와, 상기 플레이트의 측면 사선 방향으로 연장되는 다수의 지지부와, 상기 지지부에 각각 설치되어 선택적으로 배관 내벽에 접촉되어 회전하는 보조휠을 포함하는 배관 내부 검사용 이동로봇을 제공한다.

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Description

배관 내부 검사용 이동로봇{ROBOT FOR INTERNAL INSPECTION OF PIPE}

도 1은 본 발명에 의한 배관 내부 검사용 이동로봇의 상부측 플레이트를 제거한 상태의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 배관 내부 검사용 이동로봇의 정면도.

본 발명은 배관 내부 검사용 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배관의 내경 변화 및 곡선구간에서도 원활하게 이동할 수 있도록 이루어진 배관 내부 검사용 이동로봇에 관한 것이다.

일반적으로 여러 산업분야에서 다양한 형태의 배관이 설치되고 있으며, 이러한 배관은 물, 유류, 액화가스 또는 그와 유사한 종류의 유체를 이송시키는데 매우 적합한 방법으로 많이 설치되어 운용되고 있다.

이와 같은 배관은 예를 들면 상하수도관, 도시가스관, 석유화학공장의 플랜트관 등과 같이 다양한 분야에서 설치되고 있으며, 가연성이나 유독성 물질이 내부를 흐르는 배관에서는 배관의 파손에 의하여 인명 및 재산의 손실이 크게 발생할 수 있으므로 배관의 완벽한 시공이 요구된다.

이러한 배관은 설치된 후 시간이 흐름에 따라 배관의 노화나 부식으로 인하여 틈이 생기거나 공사 등으로 인한 외부 충격으로 배관에 손상이 발생할 수 있으며, 이는 결국은 대형사고의 원인으로 작용할 수도 있다.

따라서 배관이 시공된 후 운용시에는 수시로 또는 일정 기간마다 배관의 내부상태 및 균열 여부를 확인하여 사고발생을 예방하도록 유지보수작업이 이루어지는데, 이러한 유지보수작업은 배관 주변의 시설물들로 인하여 점검하려는 배관에 접근이 어렵고, 또 배관이 지중에 매설되어있는 경우에는 배관에 접근이 불가능하므로 막대한 비용과 인력이 소요된다.

그러한 이유로 배관 내부의 점검을 위하여 배관 내부로 따라서 이동하면서 배관의 상태를 촬영하여 배관의 내부상태 및 이상 여부를 외부에서 점검할 수 있는 배관 검사용 이동로봇이 개발되어 많이 이용되고 있다.

통상적으로 사용되는 배관 검사용 이동로봇은, 동력을 발생하는 구동부와, 이 구동부의 구동력에 의하여 회전하는 다수의 휠과, 배관의 내부를 촬영할 수 있는 촬상부로 구성된다.

이러한 배관 검사용 이동로봇을 이용하여 배관 내부를 검사하려면, 먼저 검사하려는 배관의 어느 일부분에서 이동로봇을 진입시키고, 이 이동로봇을 배관 외부의 원격지에서 사용자가 제어부를 통하여 이동로봇을 조작하여 이동시키면서 촬상부로 촬영한 배관 내부의 영상을 외부의 모니터로 전송하여 내관 내부의 상태를 검사하게 된다.

그러나 이와 같은 배관 내부 검사용 이동로봇은, 검사구간의 관로 내경이 동 일하지 않고 배관의 내경이 변화하는 구간이나 곡선구간에서는 이동로봇의 이동이 원활하지 못한 단점이 있다.

이것은 구동부와 연결된 휠이 배관의 변화에 따라서 탄력적으로 배관 내벽에 밀착되지 못하므로 발생되며, 이와 아울러 종래의 이동로봇의 구동부는 배관의 축방향을 따라서 다수개가 방사형으로 배치되므로 구조가 복잡하고 제작비용이 많이 소요된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비교적 간단한 구조를 갖추면서 배관의 내경이 일정하지 않거나 곡선구간에서도 원활하게 이동할 수 있는 배관 내부 검사용 이동로봇을 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 배관 내부 검사용 이동로봇은,

일정한 폭과 길이를 갖추며 서로 간격을 유지하며 마주보는 상태로 위치하는 한 쌍의 플레이트와, 상기 플레이트들 사이에 서로 반대 방향으로 외향탄력을 작용시키며 고정 지지되는 탄성체와, 상기 플레이트에 서로 대향되는 상태로 각각 설치되고 무선 또는 케이블을 통하여 구동 가능하게 연결되면서 제어부의 제어에 의하여 구동력을 발생하는 구동모터 및 상기 구동모터의 구동력에 의하여 회전 운동하여 배관의 내벽을 따라서 이동로봇을 이동시키도록 상기 플레이트의 서로 대응되는 방향으로 2열로 배치되는 구동휠로 이루어진 복수의 구동부와, 상기 프레임의 일측 에 설치되어 상기 구동부의 구동으로 배관 내부를 따라서 이동하면서 관로 내부를 검사할 수 있도록 형성된 촬상부와, 상기 플레이트의 측면 사선 방향으로 연장되는 다수의 지지부와, 상기 지지부에 각각 설치되어 선택적으로 배관 내벽에 접촉되어 회전하는 보조휠을 포함하는 배관 내부 검사용 이동로봇을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 배관 내부 검사용 이동로봇의 사시도 및 정면도로서, 본 발명에 의한 배관 내부 검사용 이동로봇은, 소정의 폭과 길이를 갖추며 서로 일정한 간격을 유지하며 마주보는 상태로 위치하는 한 쌍의 플레이트(52)와, 이 플레이트(52)의 일측면에 설치되는 복수의 구동부(54)와, 상기 플레이트(52)의 측면에서 사선 방향으로 연장된 지지부(56)에 회전 가능하게 설치되는 보조휠(58)과, 상기 플레이트(52)들 사이에 외향탄력을 가하며 고정 지지되는 압축코일스프링으로 이루어진 탄성체(60)를 포함한다.

상기 각각의 구동부(54)는 구동력을 발생하는 구동모터(62)와, 이 구동모터(62)의 구동력을 전달받아 회전 운동하는 구동휠(64)로 이루어지며, 구동모터(62)의 회전축과 구동휠(64)의 회전축에는 통상적으로 동력전달에 사용되는 베벨기어 등이 제공되어 동력전달이 이루어질 수 있도록 되어있다.

상기 구동부(54)를 구성하는 각각의 구동모터(62)는 제어케이블이나 무선으로 연결된 제어부(미도시)의 제어에 의하여 각각 독립적 또는 일괄적으로 구동 가능하도록 이루어지거나, 아니면 배관의 상태에 따라서 각각의 구동모터(62)의 구동 속도가 자동으로 조절될 수 있는 시스템으로 구성된다. 이와 같은 시스템은 이 분야에서 일반적으로 사용되는 방식이므로 더욱 상세한 설명은 생략한다.

따라서 이동로봇이 배관의 직선구간을 주행할 경우에는 구동휠(64)들의 회전속도는 동일하게 유지되고, 배관의 곡선구간을 주행할 경우에는 각각의 구동휠(64)들의 구동속도는 다르게 제어되어, 회전반경이 작은 쪽 구동휠은 천천히 회전하고 회전반경이 큰 쪽의 구동휠은 상대적으로 빠르게 회전하면서 배관의 곡선구간을 주행하도록 되어있다.

또한 각각의 구동모터(62)의 구동력으로 각각 회전하는 구동휠(64)들도 각각 독립적으로 또는 일괄적으로 회전하도록 이루어진다. 따라서 각각의 구동부(54)는 2열 모두 구동하도록 이루어지거나, 아니면 어느 일렬은 구동 가능하도록 이루어지고 다른 열은 구동력을 해제시켜 아이들휠의 역할을 할 수 있도록 구성할 수 있다.

본 실시예에서는 상기와 같은 구동모터(62)와 구동휠(64)로 이루어진 구동부(54)가 각각의 플레이트(52)의 외측면으로 설치되어 이들은 서로 대응되는 상태의 2열로 배치되는데, 이러한 구조는 종래의 탐색로봇의 구동부가 축방향을 따라서 3열 이상으로 배치되는 것에 비하여 적어도 1열 이상의 구동부가 필요없는 구조이므로 이동로봇의 구조를 간단하게 하면서 제작비용을 최소화 할 수 있다.

그리고 각각의 구동휠(64)들은 배관 내부를 검사할 때 항상 탄성체(60)의 외향탄력을 받으며 위치하여 이동로봇의 사용시 구동휠(64)들은 배관의 내벽에 밀착된 상태로 구동할 수 있게 된다.

따라서 이러한 이동로봇을 이용하여 배관의 내부 검사를 할 때, 검사구간의 관로 내경이 좁아지거나 넓어지는 구간에서도 구동휠(64)이 배관의 내벽에 밀착되면서 원활하게 주행할 수 있다.

한편, 상기 플레이트(52)의 일측 선단부에는 배관 내부를 촬영하여 그 영상을 케이블이나 무선을 통하여 외부로 송신하는 촬상부(26)가 제공되는데, 이 촬상부(26)는 통상적인 관로 내부검사에 사용되는 CCD카메라 및 배관의 내부에 조도를 제공하는 라이트 등으로 이루어진 것이 적용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 이동로봇에 연결되어 구동부(54)의 구동을 제어하거나 촬상부(26)의 영상을 외부로 송신하는 케이블은 외피에 테프론코팅층이 형성된 것이 바람직한데, 그 이유는 재질의 특성으로 테프론코팅층이 배관과 접촉할 때 마찰력을 현저히 줄여주므로 여러번 굽은 관로에도 이동로봇이 효과적으로 이동하는데 매우 유리하기 때문이다.

이와 같은 본 발명에 의한 이동로봇을 이용하여 배관 내부를 검사할 때 배관의 내경이 변하면 구동휠(64)이 탄성체(60)를 압축하면서 플레이트(52)들 사이의 간격이 탄력적으로 좁혀지거나 상대적으로 멀어지면서 이동하며 배관 배부를 검사하게 되는데, 이때 이동로봇이 배관의 분기관이나 곡선관 또는 이들이 혼합된 구간을 통과하면서 순간적으로 어느 하나 또는 두 개 이상의 구동휠(64)이 배관 내벽에 접하지 않을 경우 보조휠(58)이 배관의 내벽에 접촉되면서 이동로봇이 안정적으로 배관을 따라서 이동할 수 있도록 하여준다.

상기 본 발명의 실시예에서는 각각의 구동부(54)는 구동휠(64)이 각각 구동 되도록 이루어져 2개의 열이 각각 구동되도록 이루어지지만, 이에 한정되는 것은 아니고 어느 하나의 열은 구동부가 제공되지 않은 아이들휠로 이루어질 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 배관 내부 검사용 이동로봇은, 구동휠이 서로 대응되는 방향으로 2열로 배치되므로 종래의 탐색로봇의 구동부가 축방향을 따라서 3열 이상으로 배치되는 것에 비하여 적어도 1열 이상의 구동부가 필요없는 구조이므로 이동로봇의 구조를 간단하게 하면서 제작비용을 최소화 할 수 있다.

또한 검사구간의 관로 내경이 변화하는 구간이나 곡선구간에서도 구동휠이 배관의 내벽에 탄력적으로 밀착되므로 이동로봇의 이동을 원활하게 할 수 있다.

Claims (4)

1. 일정한 폭과 길이를 갖추며 서로 간격을 유지하며 마주보는 상태로 위치하는 한 쌍의 플레이트;

   상기 플레이트들 사이에 서로 반대 방향으로 외향탄력을 작용시키며 고정 지지되는 탄성체;

   상기 플레이트에 서로 대향되는 상태로 각각 설치되고 무선 또는 케이블을 통하여 구동 가능하게 연결되면서 제어부의 제어에 의하여 구동력을 발생하는 구동모터 및 상기 구동모터의 구동력에 의하여 회전 운동하여 배관의 내벽을 따라서 이동로봇을 이동시키도록 상기 플레이트의 서로 대응되는 방향으로 2열로 배치되는 구동휠로 이루어진 복수의 구동부;

   상기 프레임의 일측에 설치되어 상기 구동부의 구동으로 배관 내부를 따라서 이동하면서 관로 내부를 검사할 수 있도록 형성된 촬상부;

   상기 플레이트의 측면 사선 방향으로 연장되는 다수의 지지부;

   상기 지지부에 각각 설치되어 선택적으로 배관 내벽에 접촉되어 회전하는 보조휠;

   을 포함하는 배관 내부 검사용 이동로봇.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구동휠은 독립적으로 각각 구동하도록 이루어진 배관 내부 검사용 이동로봇.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 구동휠은 제어부의 제어에 의하여 어느 일렬은 구동 가능하게 작동하도록 이루어지고 이와 대응되는 다른 열의 구동휠은 아이들휠의 역할을 수행하도록 구성된 배관 내부 검사용 이동로봇.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 각각의 구동휠은 탄성체의 외향탄력을 받으며 관로의 내벽을 따라서 구동하여 관로의 내경의 변화에 따라서 서로 대응되는 방향의 구동휠들 사이의 간격이 좁혀지거나 벌어지도록 구성된 배관 내부 검사용 이동로봇.

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