KR20110070044A

KR20110070044A - 방사성 슬러지 제거 이동로봇

Info

Publication number: KR20110070044A
Application number: KR1020090126690A
Authority: KR
Inventors: 이세엽; 문기원; 정경민; 서용칠; 김창회; 최영수; 신호철
Original assignee: (주)한국원자력 엔지니어링
Priority date: 2009-12-18
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2011-06-24

Abstract

본 발명은 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 관한 것으로서, 탱크의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 효율좋게 제거 처리할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 제거 처리하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 있어서, 몸체와; 몸체가 바닥면을 따라 주행할 수 있도록 몸체를 주행시키는 주행수단과; 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 흡입할 수 있도록, 몸체에 설치되는 흡입유닛을 구비한다.

Description

방사성 슬러지 제거 이동로봇{MOBILE ROBOT FOR REMOVING RADIOACTIVE SLUDGE}

본 발명은 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 탱크의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 효율좋게 제거 처리할 수 있는 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 관한 것이다.

원자력발전소 가동시에는 다량의 방사성 슬러지(Sludge)가 발생된다. 그 일례로서, 터빈, 조속기, 각종 탱크, 제어 계통 등의 관련설비에서 발생되는 탱크 슬러지(Tank Sludge), 섬프 슬러지(Sump Sludge) 등이 있다.

탱크 및 섬프 슬러지(이하, "탱크 슬러지"라 통칭함)는, 시간이 지남에 따라 탱크 및 섬프의 바닥면에 축적되므로, 주기적으로 제거 처리해야 한다.

탱크 슬러지의 제거는, 일반적으로 흡입장치를 통해 이루어진다. 흡입장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 탱크(T)의 내부로 투입할 수 있는 로봇팔(1)과, 로봇팔(1)의 끝부분에 설치되는 흡입기(3)로 구성된다.

이러한 흡입장치는, 탱크(T)의 내부로 로봇팔(1)과 흡입기(3)를 투입한 다음, 로봇팔(1)로 흡입기(3)를 이동시키면서 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬 러지를 흡입한다.

그런데, 이러한 종래의 흡입장치는, 모니터를 통해 로봇팔(1)을 원격조절하는 구조이므로, 탱크(T)의 바닥면을 정밀하게 인지할 수 없다는 단점이 있다. 특히, 바닥면에 대한 원근감을 정확하게 인지할 수 없다는 단점이 있다.

그리고 이러한 단점 때문에, 흡입기(3)를 탱크(T)의 바닥면에 밀착시키면서 이동시키기가 매우 어렵다는 문제점이 있다. 그 결과, 방사성 슬러지의 흡입효율이 떨어진다는 결점이 있다.

더욱이, 탱크(T)의 바닥면이 곡면으로 구성될 경우, 탱크(T)의 바닥면에 흡입기(3)를 밀착시키면서 이동하기가 더욱 어렵다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 방사성 슬러지의 흡입효율이 더욱 낮아진다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 탱크의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 효율좋게 제거 처리할 수 있는 방사성 슬러지 제거 이동로봇을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 탱크의 바닥면 형상에 관계없이 탱크의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 높은 효율로 제거 처리할 수 있는 방사성 슬러지 제거 이동로봇을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 바닥면에 침전된 방사성 슬러지 를 제거 처리하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 있어서, 몸체와; 상기 몸체가 상기 바닥면을 따라 주행할 수 있도록 상기 몸체를 주행시키는 주행수단과; 상기 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 흡입할 수 있도록, 상기 몸체에 설치되는 흡입유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 몸체는, 좌측분할몸체부와 우측분할몸체부로 구성되며, 상기 좌,우측분할몸체부는 분리가능하게 연결되는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 주행수단은, 무한궤도장치인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 의하면, 탱크의 바닥면을 따라 이동하면서 방사성 슬러지들을 흡입하는 구조이므로, 탱크의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 효율좋게 제거 처리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 탱크의 바닥면을 따라 이동하면서 방사성 슬러지들을 흡입하는 구조이므로, 탱크의 바닥면 형상에 관계없이 탱크의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 높은 효율로 흡입할 수 있다. 따라서, 방사성 슬러지의 제거 처리 효율을 최대한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 방사성 슬러지 제거 이동로봇는, 몸체(10)를 구비한다.

몸체(10)는, 좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)로 구성되며, 이들 좌,우측분할몸체부(14)는 간격을 두고 조립된다. 경우에 따라, 좌,우측분할몸체부(12, 14)는 서로 분리될 수 있다.

좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)는, 무게가 가볍고 내식성이 우수한 재질, 예를 들면, 알루미늄합금 재질로 구성된다. 그리고 내부가 기밀적으로 밀봉처리되어야 한다. 이는, 각종 방사성 이물질들이 내부로 침투되는 것을 방지하기 위함이다. 이를 위해 좌,우측분할몸체부(12, 14)의 이음새 및 연결부분에는 각종 씨일, 가스켓 등이 설치된다.

다시, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 몸체(10)는 주행수단을 구비한다. 주행수단은 무한궤도장치(20)로 구성된다.

무한궤도장치(20)는, 좌측분할몸체부(12)에 설치되는 좌측궤도유닛(30)과, 우측분할몸체부(14)에 설치되는 우측궤도유닛(40)을 포함한다.

좌측궤도유닛(30)은, 좌측분할몸체부(12)의 앞뒤 방향에 간격을 두고 일렬로 설치되는 구동륜(32)과 종동륜(34) 및, 이들 구동륜(32)과 종동륜(34)에 감아걸어지는 벨트(36)와, 구동륜(32)을 구동시키는 구동모터(38)를 포함한다.

구동륜(32)과 종동륜(34)은, 체인휠형으로 구성되고, 벨트(36)는 체인으로 구성된다. 이때, 체인형 벨트(36)의 외면 둘레에는 다수의 접지부재(36a)들이 간격을 두고 설치된다. 이러한 접지부재(36a)는 하측의 접지면에 대한 접지력을 높여준다. 접지부재(36a)에는 미끄럼방지용 돌기(36b)들이 돌출되어 있는 것이 바람직하다.

구동모터(38)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 좌측분할몸체부(12)의 내부에 설치되며, 구동륜(32)과 연결된다. 이때, 구동륜(32)과의 연결은 베벨기어(38a)를 통해 이루어진다. 이러한 구동모터(38)는, 인가되는 전원에 의해 구동되면서 구동륜(32)을 회전구동시킨다. 따라서, 구동륜(32)과 종동륜(34)에 감아걸어진 벨트(36)를 회전 주행시킨다. 이로써, 추진력을 발생시키고, 그 결과, 좌측분할몸체부(12)가 전,후방으로 주행할 수 있게 한다.

우측궤도유닛(40)은, 좌측궤도유닛(30)과 개별적으로 구동되는 것으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 우측분할몸체부(14)의 앞뒤 방향에 간격을 두고 일렬로 설치되는 구동륜(42)과 종동륜(44) 및, 이들 구동륜(42)과 종동륜(44)에 감아걸어지는 벨트(46)와, 구동륜(42)을 구동시키는 구동모터(48)를 포함한다.

구동륜(42)과 종동륜(44)은, 체인휠형으로 구성되고, 벨트(46)는 체인으로 구성된다. 이때, 체인형 벨트(46)의 외면 둘레에는 다수의 접지부재(46a)들이 간격을 두고 설치된다. 이러한 접지부재(46a)는 하측의 접지면에 대한 접지력을 높여준다. 접지부재(46a)에는 미끄럼방지용 돌기(46b)들이 돌출되는 것이 바람직하다.

구동모터(48)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 우측분할몸체부(14)의 내부에 설치되며, 구동륜(42)과 연결된다. 이때, 구동륜(42)과의 연결은 베벨기어(48a)를 통해 이루어진다. 이러한 구동모터(48)는, 인가되는 전원에 의해 구동되면서 구동륜(42)을 회전구동시킨다. 따라서, 구동륜(42)과 종동륜(44)에 감아걸어진 벨트(46)를 회전 주행시킨다. 이로써, 추진력을 발생시키고, 그 결과, 우측분할몸체부(14)가 전,후방으로 주행할 수 있게 한다.

한편, 좌,우측궤도유닛(30, 40)의 구동모터(38, 48)들은, 각기 개별적으로 제어된다. 따라서, 좌,우측궤도유닛(30, 40)의 구동모터(38, 48)들이 동일한 방향과 동일한 회전속도로 제어되면, 양쪽의 벨트(36, 46)들은 동일한 방향과 동일한 속도로 회전 주행한다. 이로써, 몸체(10)는 직진 주행한다.

반대로, 좌,우측궤도유닛(30, 40)의 구동모터(38, 48)들이 서로 다른 회전속도로 제어거나, 또는 서로 다른 방향으로 제어되면, 양쪽 벨트(36, 46)들은 서로 다른 속도로 회전 주행하거나 또는 서로 다른 방향으로 회전주행한다. 이로써, 몸체(10)는 어느 한쪽 방향으로 방향을 틀어지면서 조향된다.

이러한 구성을 갖는 무한궤도장치(20)는, 좌측궤도유닛(30)과 우측궤도유닛(40)을 이용하여 몸체(10)를 주행시키는 구조이므로, 상기 몸체(10)를 원하는 곳에 무리없이 신속하게 이동시킬 수 있다. 특히, 방사성 슬러지들이 침전된 탱크(T)의 바닥면부분으로 신속하게 빠르게 이동시킬 수 있다.

그리고 도 2와 도 3과 도 5를 참조하면, 본 발명의 방사성 슬러지 제거 이동로봇은, 방사성 슬러지를 흡입할 수 있는 흡입유닛(50)을 구비한다.

흡입유닛(50)은, 몸체(10)에 설치되는 썩션팁(Suction Tip)(52)과, 썩션팁(52)에 연결되는 썩션호스(54)와, 썩션호스(54)와 연결되는 진공펌프(56)를 구비한다.

썩션팁(52)은, 좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)의 사이에 설치된 지지플레이트(52a)에 고정된다. 이렇게 고정된 썩션팁(52)은, 몸체(10)의 하부를 향하도록 구성된다. 특히, 탱크(T)의 바닥면을 향하도록 구성되며, 이렇게 구성된 썩션팁(52)은 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 흡입하는 역할을 한다.

썩션호스(54)는, 썩션팁(52)으로부터 흡입된 방사성 슬러지를 탱크(T)의 외부로 인출하는 역할을 한다.

진공펌프(56)는, 썩션팁(52)과 썩션호스(54)에 진공이 발생되게 한다. 따라서, 썩션팁(52)과 썩션호스(54)가 탱크(T)의 방사성 슬러지를 흡입할 수 있게 한다. 진공펌프(56)는 몸체(10)와 별도로 구성할 수도 있으며, 경우에 따라, 몸체(10)에 일체로 설치될 수도 있다. 바람직하게는, 몸체(10)와 별도로 구성되어 탱크(T)의 외부에 배치되는 것이 좋다.

다시, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 방사성 슬러지 제거 이동로봇은, 몸체(10)의 일측부분에 설치되는 회전갈퀴유닛(60)을 구비한다.

회전갈퀴유닛(60)은, 좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)의 사이에 회전가능하게 설치되는 회전갈퀴(62)와, 회전갈퀴(62)를 회전시키는 회전모터(64)를 구비한다.

회전갈퀴(62)는, 다수의 갈퀴핀(62a)들을 구비하고 있으며, 이들 갈퀴핀(62a)들은 외주면 둘레로부터 돌출되게 구성된다.

이러한 회전갈퀴(62)는, 회전모터(64)에 의해 회전운동하면서 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 긁어서 분쇄하는 역할을 한다. 따라서, 흡입유닛(50)의 썩션팁(52)이 방사성 슬러지를 효율좋게 흡입할 수 있게 한다.

여기서, 회전갈퀴(62)는, 썩션팁(52) 방향을 향해 회전되는 것이 바람직하다. 이는, 긁어진 방사성 슬러지를 썩션팁(52) 방향으로 이송시킬 수 있게 하기 위 함이다.

회전모터(64)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 좌,우측분할몸체부(14) 중 어느 하나의 내부에 설치되며, 상기 회전갈퀴(62)와 연결된다. 회전갈퀴(62)와의 연결은, 베벨기어(64a)와 평기어(64b)를 통해 연결된다. 이러한 회전모터(64)는, 인가되는 전원에 의해 구동되면서 회전갈퀴(62)를 회전시킨다.

다시, 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 방사성 슬러지 제거 이동로봇은, 몸체(10)의 타측부분에 설치되는 보조회전갈퀴유닛(70)을 구비한다.

보조회전갈퀴유닛(70)은, 상기 회전갈퀴유닛(60)과 마찬가지로, 좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)의 사이에 회전가능하게 설치되는 회전갈퀴(72)와, 회전갈퀴(72)를 회전시키는 회전모터(74)를 구비한다.

회전갈퀴(72)는, 다수의 갈퀴핀(72a)들을 구비하고 있으며, 이들 갈퀴핀(72a)들은 외주면 둘레로부터 돌출되게 구성된다.

이러한 회전갈퀴(72)는, 회전모터(74)에 의해 회전운동하면서 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 긁어서 분쇄한다. 회전갈퀴(72)는, 방사성 슬러지를 긁어서 분쇄시키되, 썩션팁(52) 방향으로 긁는 것이 바람직하다.

회전모터(74)는, 좌,우측분할몸체부(14) 중 어느 하나의 내부에 설치되며, 상기 회전갈퀴(72)와 연결된다. 회전갈퀴(72)와의 연결은, 베벨기어(74a)와 평기어(74b)를 통해 연결된다. 이러한 회전모터(74)는, 인가되는 전원에 의해 구동되면서 회전갈퀴(72)를 회전시킨다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 방사성 슬러지 제거 이동로봇의 사용예를 도 5와 도 6을 참조하여 살펴본다.

먼저, 탱크(T)를 개방한 다음, 탱크(T)의 내부로 몸체(10)를 투입하여 탱크(T)의 바닥면에 안착시킨다.

그리고 몸체(10)의 안착이 완료되면, 장치를 온(ON)시켜 몸체(10)의 무한궤도장치(20)와 흡입유닛(50)과 회전 및 보조회전갈퀴유닛(70)을 작동시킨다.

그러면, 몸체(10)는 탱크(T)의 바닥면을 따라 이동한다. 그리고 흡입유닛(50)의 썩션팁(52)은 탱크(T)의 바닥면을 ??으면서 바닥면의 방사성 슬러지를 효율좋게 흡입한다.

이때, 회전 및 보조회전갈퀴유닛(60, 70)은, 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 긁어내면서 썩션팁(52)으로 이송시킨다. 그러면, 썩션팁(52)은 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 높은 효율로 흡입하면서 제거처리하게 된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 의하면, 탱크(T)의 바닥면을 따라 이동하면서 방사성 슬러지들을 흡입하는 구조이므로, 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 효율좋게 제거 처리할 수 있다.

또한, 탱크(T)의 바닥면을 따라 이동하면서 방사성 슬러지들을 흡입하는 구조이므로, 탱크(T)의 바닥면 형상에 관계없이 탱크(T)의 바닥면에 침전된 방사성 슬러지들을 높은 효율로 흡입할 수 있다. 따라서, 방사성 슬러지의 제거 처리 효율을 최대한 향상시킬 수 있다.

한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 이동로봇을 구성하는 좌측분할 몸체부(12)와 우측분할몸체부(14) 각각은, 궤도유닛(30, 40) 및 회전갈퀴유닛(60)과 보조회전갈퀴유닛(70)의 회전모터(64, 74)를 일체형으로 구비함으로써, 하나의 몸체로 모듈(Module)화되는 것이 바람직하다.

따라서, 모듈화된 좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)를 조립만 하면, 본 발명의 이동로봇이 손쉽게 조립될 수 있게 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도 1은 종래의 방사성 슬러지 제거 이동로봇의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 방사성 슬러지 제거 이동로봇의 구성을 나타내는 분해사시도,

도 3은 도 2의 결합상태를 나타내는 사시도,

도 4는 도 3의 평단면도,

도 5는 도 3의 측단면도,

도 6은 본 발명에 따른 방사성 슬러지 제거 이동로봇의 사용예를 나타내는 도면이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 몸체 12: 좌측분할몸체부

14: 우측분할몸체부 20: 무한궤도장치

30: 좌측궤도유닛 32: 구동륜

34: 종동륜 36: 종동륜

36: 벨트(Belt) 38: 구동모터

40: 우측궤도유닛(Unit) 42: 구동륜

44: 종동륜 46: 종동륜

46: 벨트(Belt) 48: 구동모터

50: 흡입유닛 52: 썩션팁(Suction Tip)

54: 썩션호스(Suction Hose) 56: 진공펌프

60: 회전갈퀴유닛 62: 회전갈퀴

62a: 갈퀴핀 64: 회전모터

70: 보조회전갈퀴유닛 72: 회전갈퀴

72a: 갈퀴핀 74: 회전모터

T: 탱크(Tank)

Claims

바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 제거 처리하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇에 있어서,

몸체(10)와;

상기 몸체(10)가 상기 바닥면을 따라 주행할 수 있도록 상기 몸체(10)를 주행시키는 주행수단과;

상기 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 흡입할 수 있도록, 상기 몸체(10)에 설치되는 흡입유닛(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 1항에 있어서,

상기 몸체(10)는,

좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)로 구성되며, 상기 좌,우측분할몸체부(14)는 분리가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 주행수단은, 무한궤도장치(20)인 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 3항에 있어서,

상기 무한궤도장치(20)는,

상기 좌측분할몸체부(12)에 설치되는 좌측궤도유닛(30)과, 상기 우측분할몸체부(14)에 설치되는 우측궤도유닛(40)을 포함하며,

상기 좌,우측궤도유닛(30, 40)은, 해당 몸체부에 간격을 두고 일렬로 설치되는 구동륜(32, 42)과 종동륜(34, 44) 및, 이들 구동륜(32, 42)과 종동륜(34, 44)에 감아걸어지는 벨트(36, 46)와, 상기 구동륜(32, 42)을 구동시킬 수 있도록, 해당 몸체부에 내장되는 구동모터(38, 48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 1항에 있어서,

상기 흡입유닛(50)은,

상기 바닥면의 방사성 슬러지를 흡입할 수 있도록, 상기 몸체(10)에 설치되는 썩션팁(Suction Tip)(52)과; 상기 썩션팁(52)으로부터 흡입된 방사성 슬러지를 윈격지로 인출하는 썩션호스(54)와; 상기 썩션팁(52)에 진공이 발생시키는 진공펌프(56)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 1항에 있어서,

상기 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 긁어서 분쇄할 수 있도록, 상기 몸 체(10)의 일측부분에 설치되는 회전갈퀴유닛(60)을 구비하며,

상기 회전갈퀴유닛(60)은, 상기 몸체(10)에 회전가능하게 설치되며, 외면 둘레로부터 돌출되는 다수의 갈퀴핀(62a)을 갖는 회전갈퀴(62)와, 상기 회전갈퀴(62)를 회전시킬 수 있도록 상기 몸체(10)에 내장되는 회전모터(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 6항에 있어서,

상기 바닥면에 침전된 방사성 슬러지를 긁어서 분쇄할 수 있도록, 상기 몸체(10)의 타측부분에 설치되는 보조회전갈퀴유닛(70)을 구비하며,

상기 보조회전갈퀴유닛(70)은, 상기 몸체(10)에 회전가능하게 설치되며, 외면 둘레로부터 돌출되는 다수의 갈퀴핀(72a)을 갖는 회전갈퀴(72)와, 상기 회전갈퀴(72)를 회전시킬 수 있도록 상기 몸체(10)에 내장되는 회전모터(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 7항에 있어서,

상기 회전갈퀴유닛(60)과 상기 보조회전갈퀴유닛(70)의 회전갈퀴(62, 72)는, 상기 썩션팁(52) 방향으로 상기 방사성 슬러지를 긁어서 이송시키도록 회전되는 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.
제 4항에 있어서,

상기 좌측분할몸체부(12)와 우측분할몸체부(14)는, 주행을 위한 궤도유닛(30, 40)각각 일체형으로 구비하여 모듈(Module)화되는 것을 특징으로 하는 방사성 슬러지 제거 이동로봇.