KR20170026065A - Robot for detecting inside pipe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 관내 탐사 로봇에 관한 것으로서, 구체적으로는, 산업용 금속관, 군용 포신 및 파이프 등 관상 부재의 내부를 확인하여 관내의 불량 유무 및 마모 상태를 검사하고 측정하는 탐사 로봇에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a surveying robot for inspecting and measuring the presence or absence of defects in a pipe and the wear state by checking the inside of a tubular member such as an industrial metal pipe, a military barrel, and a pipe.
관(pipe)상의 부재는 상하수도관, 도시가스관, 석유화학공장의 플랜트관, 군용 포신 등 여러 산업분야에서 다양하게 사용되고 있다.The members on the pipe are widely used in various industrial fields such as water supply and drainage pipes, city gas pipes, plant pipes of petrochemical plants, and military barrels.
관은 노후화나 부식, 그리고 외부 충격 등으로 인해 손상이 발생 될 수 있어서, 지속적인 유지 보수가 필요하다.The tube may be damaged due to aging, corrosion, and external impact, and maintenance is required constantly.
만약, 관이 손상된다면 그 내부를 따라 이동하는 가연성 물질이나 유독성 물질의 누수를 유발하여 인명 및 재산 손실이 발생될 수 있고, 또한, 군용 포신으로 사용되는 관이 손상된다면 포탄으로 인해 대형 폭발사고가 발생될 수 있다.If the pipe is damaged, it may cause leakage of flammable or toxic materials moving along the inside of the pipe, resulting in loss of life and property. Also, if the pipe used in the military barrel is damaged, Lt; / RTI >
하지만, 작은 내경을 가지는 관은, 작업자가 드나들 수 없기 때문에, 관의 유지보수가 어려운 단점이 있다. 따라서, 관의 유지 보수를 위하여 관을 따라 이동하며 관내를 검사 및 측정할 수 있는 탐사 로봇이 많이 사용되고 있다.However, since the pipe having a small inner diameter can not be moved by the operator, it is difficult to maintain the pipe. Therefore, many exploratory robots that can move along the pipe and inspect and measure the pipe for maintenance of the pipe are widely used.
그러나, 종래의 탐사 로봇은 관의 내경이 변경되는 구간에서 주행이 원활하지 못한 단점이 있다. 다시 말해, 한 대의 탐사 로봇으로는 검사 및 측정 가능한 관내 내경의 크기가 한정되어 있으며, 이에 따라, 관의 내경의 크기가 바뀔 경우에는 그에 대응되는 크기의 또 다른 탐사 로봇을 사용해야 했다.However, the conventional exploration robot has a disadvantage in that traveling is not smooth in a section where the inner diameter of the pipe changes. In other words, a single exploration robot has a limited size of the internal diameter to be inspected and measured, and therefore, if the size of the internal diameter of the pipe is changed, another exploratory robot of the corresponding size has to be used.
또한, 종래의 탐사 로봇은 그 바퀴가 관의 내벽과 충분한 힘으로 밀착되지 못함에 따라 주행이 불안전하여 관내의 검사 및 측정이 부정확하다는 단점이 있다.In addition, the conventional exploration robot has a disadvantage in that inspections and measurements in the pipe are inaccurate because the wheels are not closely contacted with the inner wall of the pipe due to insufficient force.
뿐만 아니라, 종래의 탐사 로봇은 내부의 결함 유무를 확인함에 있어서 관내의 영상을 획득하고 이를 분석하여 결함의 유무 또는 결함의 정도를 확인하는데, 획득된 영상에서 분석할 수 있는 정보가 평면적이지 않고 입체적이거나, 관내의 표면에 드러나지 않는 결함은 2차원적인 영상으로 분석할 수 없는 한계가 있다.In addition, the conventional exploratory robot acquires an image of the inside of the tube and confirms the presence or absence of defects or defects by checking the inside of the tube to check whether the inside of the tube is defective. The information that can be analyzed in the acquired image is not flat, Or defects that are not exposed on the surface of the tube can not be analyzed by a two-dimensional image.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0671023호의 '배관 검사 및 청소 로봇'이 있다.Accordingly, the applicant of the present invention has proposed the present invention to solve the above-mentioned problems, and as a prior art document related thereto, there is a 'pipe inspection and cleaning robot' of Korean Patent Registration No. 10-0671023.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 지름의 구경을 가지는 관을 검사할 수 있도록 구성된 관내 탐사 로봇을 제공할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide an in-pipe probing robot configured to inspect pipes having various diameters.
본 발명은 영상 뿐만 아니라 레이저를 이용하여 관의 내면을 스캔함으로써 결함의 크기, 결함 발생 위치 또는 깊이 등 보다 정확한 결함 분석을 할 수 있는 관내 탐사 로봇을 제공할 수 있다.The present invention can provide an in-pipe exploration robot capable of performing more accurate defect analysis such as defect size, defect occurrence position or depth by scanning an inner surface of a pipe using not only an image but also a laser.
본 발명은, 관내 탐사 로봇으로서, 관내로 삽입되어 이동 가능한 본체부; 상기 본체부에 마련되어 관내를 촬영하는 촬영부; 및 상기 본체부의 상부에 마련되어 관의 내경에 대응되도록 관내 내벽과 탄성적으로 접촉되는 텐션유닛;을 포함하며, 상기 텐션유닛은 관내 직경에 따라 호환되도록 상기 본체부에 착탈 가능하게 마련되어 관내 크기에 관계없이 변경될 수 있다.The present invention relates to an in-pipe probing robot, comprising: a body portion inserted and movable into a tube; A photographing unit provided in the main body and photographing the inside of the tube; And a tension unit provided at an upper portion of the main body to elastically contact the inner wall of the pipe so as to correspond to an inner diameter of the pipe, wherein the tension unit is detachably provided in the main body so as to be compatible with the diameter of the pipe, Can be changed without.
또한, 상기 텐션유닛은, 상기 본체부의 길이방향을 따라 형성되되 상기 본체부의 상부와 착탈 가능하게 결합되는 베이스; 상기 베이스의 상면에서 수직방향으로 배치되는 텐션부재; 및 상기 텐션부재의 상부에 마련되며, 관내 내벽과 접촉되는 텐션휠이 다수개로 장착된 텐션블록;을 포함할 수 있다.The tension unit may include: a base formed along a longitudinal direction of the main body and detachably coupled to an upper portion of the main body; A tension member arranged in a vertical direction on an upper surface of the base; And a tension block provided on the tension member and having a plurality of tension wheels that are in contact with the inner wall of the tube.
또한, 상기 텐션유닛은, 상기 본체부의 상부에 마련된 스톱퍼와 체결되는 체결부를 포함하며, 상기 체결부는, 상기 스톱퍼가 삽입되어 통과되는 체결공; 및 상기 체결공에 삽입된 스톱퍼가 회전되었을 시에 상기 스톱퍼의 저부가 걸림되는 한 쌍의 단턱;을 포함할 수 있다.In addition, the tension unit may include a fastening portion to be fastened to a stopper provided at an upper portion of the body portion, wherein the fastening portion includes: a fastening hole through which the stopper is inserted and passed; And a pair of stepped ends which are engaged with the bottom of the stopper when the stopper inserted in the fastening hole is rotated.
또한, 상기 스톱퍼는, 상기 본체부의 상부에 마련되는 스톱퍼 텐션부재; 및 상기 스톱퍼 텐션부재의 상단에 회전 가능하게 마련되되 상기 체결공에 통과된 상태에서 회전되어 상기 한 쌍의 단턱을 상기 본체부가 배치된 방향으로 탄성 가압하는 가압구;를 포함할 수 있다.The stopper may include: a stopper tension member provided at an upper portion of the main body; And a pushing member rotatably provided at an upper end of the stopper tension member and rotated in a state of being passed through the fastening hole to elastically press the pair of step portions in a direction in which the main body portion is disposed.
또한, 상기 촬영부는, 관내를 촬영하는 카메라와 상기 관내의 마모 상태를 감지하는 레이져 스캐너를 포함할 수 있다.The photographing unit may include a camera for photographing the inside of the tube, and a laser scanner for detecting a wear state of the tube.
또한, 상기 촬영부는, 상기 카메라 및 상기 레이져 스캐너를 수용하는 제1케이싱을 포함하며, 상기 제1케이싱의 전면부 및 측면부에는 관통공이 형성될 수 있다.The photographing unit may include a first housing for accommodating the camera and the laser scanner, and a through hole may be formed in the front and side portions of the first housing.
또한, 상기 제1케이싱의 전면부에 형성되는 관통공은 다수 상기 카메라의 촬영렌즈와 대향하게 배치되어 상기 카메라가 관내를 촬영할 수 있도록 하고, 상기 제1케이싱의 측면부에 형성되는 관통공은 상기 레이져 스캐너의 센서가 관내를 감지하도록 할 수 있다.The through-holes formed in the front portion of the first housing are arranged to face the photographing lenses of a plurality of cameras so that the camera can photograph the inside of the tube. The through- The sensor of the scanner can detect the inside of the tube.
또한, 상기 촬영부는, 상기 본체부의 길이방향 선단에 마련된 높이 조절 유닛에 의해 상승 또는 회전될 수 있다.In addition, the photographing unit may be raised or rotated by a height adjusting unit provided at the longitudinal end of the main body.
또한, 상기 높이 조절 유닛은, 상기 촬영부에 회전력을 제공하는 구동모터가 수용되며, 상기 본체부의 높이 방향을 따라 슬라이드 홈이 형성된 케이싱; 상기 본체부의 슬라이드 홈에 삽입된 상태에서 상기 슬라이드 홈의 형성방향을 따라 승강되는 슬라이드 블록; 및 상기 슬라이드 블록과 상기 촬영부를 연결하는 샤프트;를 포함할 수 있다.The height adjusting unit may include a casing having a slide groove formed along a height direction of the main body, the drive motor accommodating the driving motor for providing a rotational force to the photographing unit; A slide block that is moved up and down along a forming direction of the slide groove in a state of being inserted into the slide groove of the main body; And a shaft connecting the slide block and the photographing unit.
또한, 상기 케이싱에는 고정핀이 삽입될 수 있는 제1삽입부가 형성되고, 상기 슬라이드 블록에는 상기 제1삽입부와 대응되는 다수개의 제2삽입부가 상기 슬라이드 블록의 높이방향을 따라 서로 일정간격을 두고 형성될 수 있다.The casing includes a first insertion portion into which a fixing pin can be inserted, and a plurality of second insertion portions corresponding to the first insertion portion are formed at the slide block at regular intervals along the height direction of the slide block .
또한, 상기 체결공은 직선부 및 곡선부를 포함하는 모양으로 형성되며, 상기 단턱은 상기 체결공의 직선부에 형성되고 상기 베이스의 상면에서부터 하면을 향해 2단의 단차로 형성되되, 상기 단턱의 외측 가장자리는 상기 체결공의 곡선부와 동일한 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.The fastening hole is formed in a shape including a straight line portion and a curved line portion. The stepped portion is formed in a straight portion of the fastening hole and is formed in two steps from the upper surface to the lower surface of the fastening hole. The edge may be formed to have the same curvature as the curved portion of the fastening hole.
또한, 상기 텐션블록은, 상기 다수개의 텐션부재와 연결되는 블록몸체; 및 상기 블록몸체의 상부에서 돌출 형성되며, 상기 다수개의 휠이 장착되는 돌출편;을 포함할 수 있다.The tension block may include a block body connected to the plurality of tension members; And protrusions protruding from an upper portion of the block body, the protrusions being mounted with the plurality of wheels.
또한, 관내의 직경에 따라 상기 본체부에 호환되게 마련되는 텐션유닛들은 상기 돌출편의 길이가 서로 상이할 수 있다.In addition, the lengths of the projection pieces may be different from each other in the tension units that are provided in the body portion in accordance with the diameter of the tube.
또한, 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 수신하여 관내 결함 정보를 수집하거나 전송하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The control unit may further include a controller for receiving the image photographed by the photographing unit and collecting or transmitting the in-pipe defect information.
또한, 본 발명은 상기한 관내 탐사 로봇을 사용하여 레이져 스캔닝된 3차원 정보를 디지털화하여 화면에 디스플레이하고, 상기 3차원 정보를 2차원 전개도로 분석하는 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 기록매체를 제공할 수 있다.The present invention further provides a computer-readable program for performing a method of digitizing laser-scanned three-dimensional information using the above-described in-pipe scanning robot and displaying the three-dimensional information on a screen and analyzing the three- Thereby providing a recording medium.
본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇은, 한 대의 로봇 몸체로 다양한 관내 직경을 가지는 관을 탐사하여 관내의 결함유무 및 마모 상태를 측정할 수 있다.The in-pipe exploration robot according to an embodiment of the present invention can measure the presence or absence of a defect in a pipe and the state of wear by exploring a pipe having various pipe diameters with one robot body.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇은, 작업자가 원터치 방식으로 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션유닛을 본체부 상에 결합시키거나 분리시킬 수 있으므로, 관내 직경 변경에 대응하여 상기 텐션유닛을 교체하는 작업이 간편해져 작업시간 및 검사비용이 줄어드는 효과가 있다.Further, the in-pipe probing robot according to an embodiment of the present invention can couple or separate the tension unit according to an embodiment of the present invention on the main body part in a one-touch manner, The operation of replacing the tension unit can be simplified and the working time and inspection cost can be reduced.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇이 군용 포신에 적용되는 경우에는, 90mm, 105mm, 120mm, 155mm 등 다양한 내경의 포신 내부를 자동으로 검사하여 포신의 상태를 디지털 DB화하여 관리할 수 있다.In addition, when the in-pipe exploration robot according to an embodiment of the present invention is applied to a military barrel, the inside of the barrel having various inner diameters such as 90 mm, 105 mm, 120 mm and 155 mm is automatically inspected, .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇은, 포신의 내부 영상정보 뿐만 아니라 레이저 스캔을 이용하므로, 포신내부의 결함 크기와 결함 위치 또는 깊이 등을 정밀하게 분석할 수 있다.Also, since the in-pipe scanning robot according to an embodiment of the present invention uses laser scanning as well as internal image information of the barrel, it is possible to precisely analyze the defect size, defective position or depth in the barrel.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 텐션유닛이 본체부에서 분리된 상태를 보여주는 관내 탐사 로봇의 분리 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 텐션유닛의 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 텐션유닛의 체결부가 본체부의 스톱퍼와 체결된 상태를 보여주는 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부와 높이 조절 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇이 관내에 삽입된 상태를 보여주는 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 관내의 직경보다 큰 직경을 가지는 관내에 관내 탐사 로봇이 삽입된 상태를 보여주는 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이져 스캐너에 의해 스캐닝된 관의 내면 상태를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예 따른 레이져 스캐너에 의해 스캐닝된 관의 내면 상태를 다른 각도에서 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 다른 레이져 스캐너에 의해 스캐닝된 관의 내면 상태를 또 다른 각도에서 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부가 높이 조절 유닛에 의해 관내의 중심에 배치된 상태에서 360도로 회전되는 상태를 보여주는 정면도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이져 스캐너에 의해 관내의 거리 또는 관내 마모도를 측정하는 방식을 보여주는 도면.1 is a perspective view of an in-pipe exploration robot according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view of the in-pipe exploration robot showing a state in which the tension unit shown in FIG. 1 is separated from the main body. FIG.
3 is a side view of the tension unit shown in Fig.
4 is a plan view showing a state in which the fastening portion of the tension unit according to the embodiment of the present invention is fastened to the stopper of the body portion.
FIG. 5 is a sectional view of a photographing unit and a height adjusting unit according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which an in-pipe exploration robot according to an embodiment of the present invention is inserted into a pipe; FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing a state in which an in-pipe probing robot is inserted into a pipe having a diameter larger than the diameter of the inside of the pipe shown in FIG. 6;
8 is a view showing an inner surface state of a tube scanned by a laser scanner according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing, from another angle, an inner surface state of a tube scanned by a laser scanner according to an embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a view showing, from another angle, an inner surface state of a tube scanned by a laser scanner according to an embodiment of the present invention; FIG.
11 is a front view showing a state in which the photographing unit according to the embodiment of the present invention is rotated 360 degrees in a state where the photographing unit is disposed at the center of the tube by the height adjusting unit.
12 is a view illustrating a method of measuring a distance in a pipe or an in-pipe wear by a laser scanner according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.The present invention is not limited to the embodiments disclosed below but may be embodied in various forms without departing from the spirit and scope of the invention. To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)이 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.Hereinafter, an in-
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)은, 산업용 금속관, 군용 포신 및 파이프 등 관상 부재의 내부로 삽입되어 관상 부재의 내면을 따라 이동 가능한 본체부(10)와, 상기 본체부(10)에 마련되는 촬영부(20) 및 상기 본체부(10)의 상부에 마련되어 관의 내경에 대응되도록 관내 내벽과 탄성적으로 접촉되는 텐션유닛(30)을 포함할 수 있다.1 and 2, the in-
여기서, 텐션유닛(30)은 관내 직경에 따라 호환되도록 상기 본체부(10)에 착탈 가능하게 마련되어 관내 크기에 관계없이 변경될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 관내 탐사 로봇(100)은 관의 내경 또는 배관의 크기에 구애 받지 않고 텐션유닛(30)의 변경으로 한 대의 로봇으로 다양한 크기의 금속 배관을 탐사 및 결함유무, 마모들을 측정할 수 있으므로, 작업시간의 단축과 검시비용을 절감할 수 있다.Here, the
본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)의 작동은 작업자가 원격으로 수동 제어하거나, 관내 탐사 로봇(100)이 작업에 따라 자동적으로 작동 상태를 제어할 수도 있다.The operation of the in-
상기와 같이 구성된 관내 탐사 로봇(100)은 관내 내벽의 상태를 검사하고 측정하여 관내의 불량 유무, 마모 상태 또는 결함 유무 및 결함의 상태 등을 확인할 수 있으며, 원통형의 관에 한정되지 않고 다각형 형상의 관내에 삽입되어 관내의 불량 유무 또는 마모 상태 등을 확인할 수 있다.The in-
상기 본체부(10)는, 본 발명의 일 실시예에서는 저부에 관내의 저면과 접촉되는 다수개의 휠(W1)이 장착된 육면체 형상의 블록으로 제작되며, 내부에는 각종 부품들이 탑재될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 본체부(10)의 내부에 형성된 공간에는 상기 휠을 구동시키는 구동모터(미도시), 전장 장치(미도시) 및 배터리(미도시) 등이 마련될 수 있다.In this embodiment, the
상기 촬영부(20)는, 상기 본체부(10)의 진행 방향의 전방, 즉, 관내로 삽입된 본체부(10)의 이동방향 측에 배치되며, 후술할, 높이 조절 유닛(40)을 매개로 상기 본체부(10)와 연결될 수 있다.The photographing
상기 촬영부(20)는, 상기 본체부(10)에 의해 관내를 따라 이동되면서 관내 내벽을 촬영하는 카메라(C, 도 5참조)와, 상기 카메라(C)를 수용하여 보호하는 제1케이싱(21)을 포함할 수 있다.The photographing
또한, 상기 촬영부(20)에는 관내를 밝게 비춰주는 LED 조명과 관내의 직경을 측정하고 상기 본체부(10)의 이동방향에 따른 장애물이나 관내의 마모 상태를 감지하는 레이져 스캐너(미도시)가 마련될 수 있으며, 이와 같은 구성들은 후술할 제어부(50, 도1참조)에 의해 제어될 수 있다.The photographing
그리고, 상기 제1케이싱(21)은, 상기 본체부(10)가 관내를 따라 이동될 시에, 상기 관내의 내벽과는 비접촉 되도록 상기 본체부(10)와 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 촬영부(20)의 제1케이싱(21)은, 상기 본체부(10)가 관내의 저면을 따라 이동될 시에 상기 관내의 저면과 일정간격 이격되어 있다.It is preferable that the
상기 텐션유닛(tension unit, 30)은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(10)의 상부에 배치되는 베이스(31)와, 상기 베이스(31)의 길이방향 양단 부근에서 수직방향으로 배치되는 텐션부재(32) 및 상기 텐션부재(32)의 상부에 마련되며, 관내 내벽과 접촉되는 텐션휠(W2)이 장착된 텐션블록(33)을 포함할 수 있다.2 and 3, the
이와 같이 구성됨으로써 텐션유닛(30)은 관내경에 대응되도록 마련될 수 있다.With this configuration, the
상기 베이스(31)는 상기 본체부(10)의 길이방향을 따라 제작될 수 있으며, 상기 본체부(10)의 상면에 놓여 진다. 경우에 따라서 베이스(31)는 본체부(10)의 개구된 상부를 덮는 커버 역할도 할 수 있다.The base 31 may be manufactured along the longitudinal direction of the
상기 텐션부재(32)는, 압축 스프링 또는 스프링 핀과 같은 탄성체로 사용될 수 있으며, 상기 베이스(31)의 윗면에서 상부로 돌출되게 마련된다. 또한, 상기 텐션부재(32)는 상기 베이스(31) 상에 다수개로 마련될 수 있다. 즉, 상기 텐션부재(32)는 베이스(31) 상에서 텐션블록(33)을 탄성적으로 지지하는 탄성부재로서 그 일단은 베이스(31)에 탄성 지지되고 타단은 텐션블록(33)에 탄성 지지된다.The
휠(W1)의 최저부에서부터 텐션휠(W2)의 최상부까지의 길이가 관의 내경 보다 큰 경우에는 텐션휠(W2)과 함께 텐션블록(33)이 하방으로 눌린 상태로 로봇(100)이 관내를 이동하게 되는데, 이 때 텐션부재(32)가 눌린 상태의 텐션블록(33)을 지지하기 때문에 텐션휠(W2)이 관내와 접촉하는 상태를 유지할 수 있다.When the length from the lowermost portion of the wheel W1 to the uppermost portion of the tension wheel W2 is larger than the inner diameter of the tube, the
상기와 같이 구성된 텐션유닛(30)은, 관내 직경에 따라 호환되도록 상기 본체부(10)에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.The
이에 따라, 상기 텐션유닛(30)은, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(10)의 상부에 마련된 스톱퍼(12)와 체결되는 체결부(34)를 포함할 수 있다.2 and 4, the
상기 체결부(34)는 상기 베이스(31) 상에 형성되며 상기 스톱퍼(12)가 삽입되어 통과되는 체결공(34a)과, 상기 체결공(34a)에 삽입되어 통과된 스톱퍼(12)가 회전되었을 시에 상기 스톱퍼(12)의 저부가 걸림되는 한 쌍의 단턱(34b)을 포함할 수 있다.The
체결공(34a)은 트랙(track) 모양으로 직선부와 곡선부를 포함하며, 단턱(34b)은 체결공(34a)의 직선부에 형성될 수 있다. 단턱(34b)은 베이스(31)의 상면에서부터 하면을 향해 2단의 단차로 형성되는 것이 바람직하다. 단턱(34b)의 외측 가장자리는 체결공(34a)의 곡선부와 동일한 곡률을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.The
한편, 상기 스톱퍼(12)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체부(110)의 윗면에서 상부로 돌출되게 마련되는 스톱퍼 텐션부재(12a)와, 상기 스톱퍼 텐션부재(12a)의 상단에 회전 가능하게 마련되되 상기 체결공(34a)에 통과된 상태에서 회전되어 상기 한 쌍의 단턱(34b)을 상기 본체부(110)가 배치된 방향으로 탄성 가압하는 가압구(12b)를 포함할 수 있다.2, the
상기 체결부(34)의 체결공(34a) 및 한 쌍의 단턱(34b)이 형성하는 공간은 상기 체결공(34a)에 삽입된 상기 가압구(12b)가 회전될 수 있는 크기를 가지는 것이 바람직하다.It is preferable that the space formed by the
그리고, 상기 한 쌍의 단턱(34b)은 상기 체결공(34a)을 사이에 두고 배치되며, 상기 체결공(34a)을 구획하는 상기 베이스(31)의 윗면보다 낮은 높이의 윗면을 가지고 있다.The pair of stepped
따라서, 상기 텐션유닛(30)은 상기와 같이 구성된 체결부(34) 및 스톱퍼(12)에 의해 상기 본체부(10)의 윗면 상에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상기 스톱퍼(12)의 가압구(12b)를 상기 체결공(34a)에 삽입시킨 상태에서 일방향으로 회전시키면, 상기 가압구(12b)가 상기 스톱퍼 텐션부재(12a)의 복원력에 의해 상기 한 쌍의 단턱(34b) 윗면을 상기 본체부(10)가 배치된 방향으로 가압하여 상기 베이스(31)와 상기 본체부(10)를 견고하게 밀착시킬 수 있다. 이때, 상기 스톱퍼 텐션부재(12a)는 인장 복원력을 가지는 탄성부재로 형성되는 것이 바람직하다.Therefore, the
반대로, 상기 본체부(10)에 장착된 텐션유닛(30)을 상기 본체부(10) 상에서 분리시킬 시에는, 상기 가압구(12b)와 상기 한 쌍의 단턱(34b)이 서로 비접촉 되도록 상기 가압구(12b)를 타방향으로 회전시킨 뒤, 상기 텐션유닛(30)의 베이스(31)를 상기 본체부(10) 상에서 들어올리면 된다. 이때, 상기 텐션유닛(30)의 베이스(31)를 상기 본체부(10) 상에서 들어올리거나 상기 본체부(10)에 놓는 작업을 수월하게 실시하기 위하여 상기 베이스(31) 상에는 손잡이부(미도시)가 마련될 수도 있다.Conversely, when the
그리고, 상기 텐션유닛(30)의 텐션블록(33)은, 전술한 바와 같이, 상기 베이스(31)의 길이방향 양단 부근에 각각 다수개로 마련된 텐션부재(32)와 각각 고정적으로 연결될 수 있다. 즉, 텐션부재(32)의 상단은 텐션블록(33)의 하면에 연결 고정될 수도 있다.The
상기 텐션블록(33)은, 상기 다수개의 텐션부재(32)와 연결되는 블록몸체(33a) 및 상기 블록몸체(33a)의 상부에서 돌출 형성되며, 상기 다수개의 텐션휠(W2)이 장착되는 돌출편(33b)을 포함할 수 있다.The
상기 블록몸체(33a)의 모서리부에는 상기 베이스(31)의 상면에 대해서 텐션블록(33)을 지지하고 텐션부재(32)에 의해 텐션블록(33)이 상하 운동할 때 블록몸체(33a)의 상하운동을 가이드하는 가이드로드(32a)가 형성될 수 있다. 상기 가이드로드(32a)는 기둥과 같은 부재로서 블록몸체(33a)의 모서리 4곳에 형성되며, 상기 텐션부재(32)는 상기 가이드로드(32a)의 사이에 구비되어 블록몸체(33a)의 하면 중앙부를 지지하도록 형성될 수 있다.A
그리고, 상기 돌출편(33b)은 상기 블록몸체(33a)의 폭 방향 양단에서 각각 상부를 향해 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 상기 돌출편(33b)은. 상기 본체부(10)가 관내로 삽입되면, 상기 관내의 상부 내벽과 대향하게 배치되며, 이에 따라, 상기 돌출편(33b)에 마련된 다수개의 텐션휠(W2)은 텐션부재(32)에 의해서 관내 상부 내벽과 탄성적으로 접촉될 수 있다.The protruding
한편, 관내의 직경에 따라 상기 본체부(10)에 호환되게 마련되는 텐션유닛(30)들은 서로 상이한 길이를 가지는 돌출편(33b)을 구비하고 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 본체부(10)에 장착되어 105 mm 관(P1)내 직경에 삽입된 텐션유닛(30)과 상기 본체부(10)에 장착되어 155 mm 관(P2)내 직경에 삽입된 텐션유닛(30)은 서로 상이한 길이를 가지는 돌출편(33b)을 구비하고 있다. 즉, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 155 mm의 직경의 관(P2)에 삽입된 상기 텐션유닛(30)의 돌출편(33b) 길이(높이)는 105 mm 직경의 관(P1)에 삽입된 상기 텐션유닛(30)의 돌출편(33b) 길이(높이)보다 길다.On the other hand, the
다시 말해, 상기 텐션블록(33)의 돌출편(33b)은 상기 다수개의 텐션휠(W2)이 관내의 상부 내벽과 접촉될 수 있는 길이로 형성되되, 다양한 관내의 직경에 따라 그 돌출길이(높이)를 달리하여 제작될 수 있다.In other words, the projecting
이에 따라, 작업자는 관내의 직경에 대응하여 적합한 길이(높이)의 돌출편(33b)이 구비된 텐션유닛(30)을 선택하고, 그 선택된 텐션유닛(30)을 상기 본체부(10)에 장착시킬 수 있으므로, 관내의 직경에 구애받지 않고 관내의 결함유무 또는 마모 상태 등을 하나의 본체부(10)를 사용하여 검사하거나 측정할 수 있다.Accordingly, the operator selects the
또한, 작업자는 원터치 방식으로 상기 텐션유닛(30)을 상기 본체부(10) 상에 결합시키거나 분리시킬 수 있으므로, 관내 직경 변경에 대응하여 상기 텐션유닛(30)을 교체하는 작업이 간편하고, 결국, 작업시간의 단축되어 검사비용을 절감할 수 있다.Further, since the operator can join or separate the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)은, 상기 촬영부(20)가 상기 본체부(10)의 길이방향 선단에 마련된 높이 조절 유닛(40)에 의해 상승 또는 회전될 수 있다.In the in-
상기 높이 조절 유닛(40)은, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 촬영부(20)에 마련된 카메라(C) 및 레이져 스캐너(또는 레이져 센서)에 회전력 또는 승강력을 제공하는 구동모터(M)를 포함하며, 상기 본체부(10)의 높이 방향을 따라 슬라이드 홈(41a)이 형성된 제2케이싱(41)과, 상기 본체부(10)의 슬라이드 홈(41a)에 삽입된 상태에서 상기 슬라이드 홈(41a)의 형성방향을 따라 상하방향으로 이동되는 슬라이드 블록(42) 및 상기 슬라이드 블록(42)과 상기 촬영부(20)를 연결하는 샤프트(43)를 포함할 수 있다.5 to 7, the
참고로, 상기 촬영부(20)에 마련되는 레이져 스캐너는 상기 카메라(C)와 일체로 연결되어 상기 촬영부(20) 내에 마련되는 것으로 설명된다.For reference, it is described that the laser scanner provided in the photographing
그리고, 상기 촬영부(20)의 제1케이싱(21)의 전면부 및 측면부에는 관통공(21a)이 형성된다.A through
상기 관통공(21a)은 상기 제1케이싱(21)에 마련된 카메라(C) 및 레이져 스캐너가 관내를 촬영할 수 있도록 한다. 즉, 상기 제1케이싱(21)에 전면부에 형성된 관통공(21a)은 상기 카메라(C)의 촬영렌즈와 대향하게 배치되어 상기 카메라(C)가 관내를 촬영할 수 있도록 한다. 그리고, 상기 제1케이싱(21)의 측면에 형성된 관통공(21a)은 상기 레이져 스캐너의 센서가 관내를 감지할 수 있도록 한다.The through-
참고로, 상기 제1케이싱(21)의 측면부에 형성되는 관통공(21c)은 상기 레이져 스캐너의 센서가 관내를 수월하게 감지할 수 있도록 다수개로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제2케이싱(41)에는 상기 구동모터(M)가 수용될 수 있는 공간이 형성되며, 그 일단은 상기 본체부(10)의 길이방향 선단과 연결되고 타단은 상기 촬영부(20)의 제1케이싱(21)과 연결될 수 있다.For example, the through-holes 21c formed in the side surface of the
이때, 상기 제2케이싱(41)은 상기 본체부(10)에 대하여 선회 가능하도록 상기 본체부(10)의 길이방향 선단과 피봇(pivot) 연결될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)은 굴곡된 관을 이동하는 것도 가능하다.At this time, the
상기 높이 조절 유닛(40)과 상기 본체부(10)가 피봇 연결되는 구성은 피봇 조인트 또는 피봇 힌지 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 그 외 다양한 공지의 구성이 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 그 구체적인 구성 설명이 생략된다.The structure in which the
상기 슬라이드 홈(41a)은 상기 촬영부(20)의 제1케이싱(21)과 마주하는 상기 제2케이싱(41)의 타단 측에 형성될 수 있다.The
상기 슬라이드 블록(42)은 상기 제2케이싱(41)의 타단 측에서 상기 슬라이드 홈(41a)의 형성방향, 즉, 상기 본체부(10)의 높이방향을 따라 승강 될 수 있다.The
따라서, 상기 샤프트(43)를 매개로 상기 슬라이드 블록(42)과 연결된 촬영부(20)의 제1케이싱(21)도 상기 본체부(10)의 높이방향을 따라 승강 될 수 있어서, 관내 직경에 따라 상기 촬영부(20)의 높낮이를 조절할 수 있다.The
상기 촬영부(20)는, 관내 내벽을 촬영하거나 레이저 스캐너를 이용하여 관내 내벽을 스캐닝을 하는 관점에서, 관내 직경의 중심에 위치되는 것이 매우 중요하며, 또한, 검사하고자 하는 관내 직경이 변경될 시에, 변경된 관내 직경의 중심을 향해 상승되거나 하강되는 것이 매우 중요하다.It is very important that the photographing
따라서, 상기 촬영부(20)는, 상기 높이 조절 유닛(40)에 의해 관내 직경의 중심을 향해 승강되어 상기 관내 직경의 중심에 위치될 수 있으므로, 관내 내벽 상태를 일측으로 치우치지 않고 균일한 모습으로 촬영하거나 레이저 스캐닝 하는 것이 가능하다.Therefore, since the photographing
한편, 상기 제2케이싱(41)에는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이드 홈(41a) 내에서 상기 슬라이드 블록(42)을 고정시키는 고정핀(P)이 마련될 수 있다.6 and 7, the
상기 고정핀(P)은, 상기 제2케이싱(41)에 형성된 제1삽입부(미도시)와 상기 슬라이드 블록(42)에 형성된 다수개의 제2삽입부(42a)에 삽입되어 상기 슬라이드 블록(42)의 상하방향유동을 방지하거나 높이가 변하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 제1삽입부는 제2케이싱(41)을 관통하도록 형성되는 것이 바람직하지만, 제2삽입부(42a)는 슬라이드 블록(42)을 관통하도록 형성되거나 슬라이드 블록(42)의 표면에 음각의 홈 형태로 형성될 수도 있다.The fixing pin P is inserted into a second inserting portion (not shown) formed in the
상기 다수개의 제2삽입부(42a)는 상기 슬라이드 블록(42)의 높이방향을 따라 서로 일정간격을 두고 형성되며, 상기 고정핀(P) 또는 제1삽입부와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.The plurality of
따라서, 작업자는, 관내 직경 중심에 상기 촬영부(20)를 위치시키기 위하여 상기 슬라이드 블록(42)을 상승 또는 하강시킨 뒤, 상기 제1삽입부 및 상기 제1삽입부와 대응되는 상기 제2삽입부(42a) 중에서 어느 하나의 제2삽입부(42a)에 고정핀(P)을 삽입시켜 상기 슬라이드 블록(42)을 상기 제2케이싱(41)에 고정시킬 수 있다.Therefore, the operator can move the
또한, 상기 촬영부(20)는, 전술한 바와 같이, 상기 구동부(40)의 제2케이싱(41)에 마련된 구동모터(M)에 의해 관내 내벽의 원주방향을 따라 회전될 수 있다. 따라서, 촬영부(20)는 관내 내벽을 따라 360도 회전하면서 관내에 빠짐없이 조명을 비추고 촬영하거나 레이저 스캐닝을 하여 관내의 마모 상태를 제어부(50)로 전송 할 수 있다.The photographing
참고로, 도 8 내지 도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이져 스캐너에 의해 스캐닝(scanning)된 관의 내면 상태가 화면에 출력된 것이 도시되어 있다.8 to 10 show that the inner surface state of the tube scanned by the laser scanner according to the embodiment of the present invention is output to the screen.
도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이져 스캐너에 의해 관의 내면 상태를 3차원 입체화면으로 출력하여 관내의 마모 상태를 분석할 수 있다. 도 8 및 도 9는 레이져 스캐너를 이용하여 관내 표면검사를 통해 마모도를 측정한 결과를 나타낸 화면으로서, 관내 중간 위치에 레이져 스캐너를 위치시키고 360도 회전하면서 관내 표면을 검사하여 관내 전체의 데이터를 수집한 후 랩뷰(LabView) 프로그램을 통해 포신의 상태를 3차원적으로 표현한 화면이다. 도 10은 도 8 및 도 9와 동일한 화면이되 관내를 원주방향으로 검사하여 3차원적으로 표현한 화면이다.As shown in FIGS. 8 to 10, the laser scanner according to the embodiment of the present invention can output the inner surface state of the tube to the three-dimensional stereoscopic image to analyze the wear state of the tube. FIGS. 8 and 9 are graphs showing the results of measuring the wear of a tube using a laser scanner. The laser scanner is positioned at an intermediate position in the tube, and the tube surface is inspected while rotating 360 degrees. After that, the LabView program displays the barrel state in three dimensions. Fig. 10 is a screen that is the same screen as Fig. 8 and Fig. 9 and is three-dimensionally displayed by inspecting the inside of the tube in the circumferential direction.
참고로, 상기 레이져 스캐너는, 도 12에 도시된 바와 같이, 반도체 레이져와 투광렌즈 및 수광렌즈를 포함하고 있으며, 상기 반도체 레이져와 관내 내면 상태의 거리를 측정하여 그 거리변화에 따른 관내의 마모 상태 또는 마모도를 측정할 수 있다.12, the distance between the semiconductor laser and the inner surface state of the tube is measured, and the wear state of the tube according to the distance change is measured. Or the wear rate can be measured.
즉, 투광렌즈와 수광렌즈 사이의 거리(D)와 상기 반도체 레이져에서 발산되는 레이져가 수광렌즈를 통과하는 지점에서 검출소자에 도달하는 사이의 거리Xi와 수광렌즈에서 검출소자 사이의 거리F를 이용하여 아래의 [수학식1]을 통해 반도체 레이져와 대상물체, 즉 관내의 내면 사이의 거리변화에 따른 마모도를 측정할 수 있다.That is, the distance (D) between the light transmitting lens and the light receiving lens, the distance Xi between reaching the detecting element at the position where the laser beam emitted from the semiconductor laser passes through the light receiving lens and the distance F between the detecting element at the light receiving lens , It is possible to measure the degree of wear due to the change in distance between the semiconductor laser and the object, that is, the inner surface of the tube, using the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
(여기서, Li는 반도체 소자와 관내 내면 사이의 거리이고, D는 투광렌즈와 수광렌즈 사이의 거리이고, F는 검출소자와 수광렌즈 사이의 거리이고, Xi는 레이져가 수광렌즈를 통과하는 지점에서 검출소자에 도달하는 사이의 거리이다)(Where Li is the distance between the semiconductor element and the inner surface of the tube, D is the distance between the light transmitting lens and the light receiving lens, F is the distance between the detecting element and the light receiving lens, Xi is the distance The distance between reaching the detecting element)
상기와 같이 레이져 스캐너를 이용하여 대상물체와의 거리를 측정하는 방식은 해당분야의 당업자라면 용이하게 실시할 수 있는 구성이므로, 본 발명의 명세서 상에서는 그 구체적인 설명이 생략된다.A method of measuring the distance to a target object using the laser scanner as described above can be easily performed by a person skilled in the art, so that a detailed description thereof will be omitted in the specification of the present invention.
상기 구동모터(M)와 연결된 회전축은 상기 촬영부(20)의 카메라(C)와 직접적으로 연결될 수도 있고, 또는, 상기 촬영부(20)의 제1케이싱(21)과 직접적으로 연결될 수도 있다. 참고로, 도 5에는 상기 구동모터(M)의 회전축이 중공의 샤프트(43)에 회전 가능하게 삽입되어 상기 촬영부(20)의 카메라(C)와 연결되는 것으로 도시되어 있다.The rotation axis connected to the driving motor M may be directly connected to the camera C of the photographing
따라서, 상기 촬영부(20)의 카메라(C) 또는 제1케이싱(21)은,도 11에 도시된 바와 같이 상기 구동모터(M)에 의해 관내에서 360도 회전 가능하며, 이에 따라, 카메라(C)와 레이져 스캐너를 포함한 각종 측정 센서 및 LED 조명이 관내 내벽의 원주방향을 따라 360도 회전되면서 촬영 및 스캔이 가능하고 이에 따라, 관내 내벽 정보 수집이 가능하다.11, the camera C or the
그리고, 상기 구동모터(M)는 상기 슬라이드 블록(42)과 연동되어 승강되도록 상기 슬라이드 블록(42)과 일체로 연결된 지지프레임(42c)의 상부에 고정적으로 놓여질 수 있다.The drive motor M may be fixedly mounted on a
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)은 제어부(50)를 포함할 수 있다. 상기 제어부(50)는 상기 본체부(10)의 내부에 마련된 각종 전장 부품, 상기 높이 조절 유닛(40)과 상기 촬영부(20) 및 상기 구성들에 전원을 제공하는 전원부(미도시)를 제어하며, 이외, 상기 카메라(C) 또는 레이저 스캐너에 의해 수집된 관내 검사정보 및 측정정보와 상기 구동모터(M)의 제어정보를 전달받아 분석할 수 있다.In addition, the in-
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 관내 탐사 로봇(100)의 제어부(50)는, 상기 촬영부(20)에 의해 촬영된 영상 또는 레이저 센서에 의한 스캔 영상을 수신하여 관내 내부 정보를 수집할 수 있다.That is, the
상기 제어부(50)는, 관내부에서 상기 촬영부(20)에 의해 촬영된 관내 내부 사진 및 영상, 레이저 스캐닝 결과를 전달받아 관내의 불량 위치, 결함 깊이, 결함 정도 또는 마모 정도 등을 파악할 수 있다. 또한, 상기 촬영부(20)에 장착된 각종 측정 센서로부터 관내의 치수 정보를 전달받아 도 8 내지 도10에 도시된 바와 같이 관내부의 3D 입체 데이터를 표시할 수도 있으며, 상기 높이 조절 유닛(40)의 구동모터(M)를 제어하여 카메라(C)의 회전각도를 제어할 수도 있다.The
여기서, 상기 측정 센서는, 앞에서 설명된 레이져 스캐너에 마련되는 센서에 한정되지 않고 다양한 공지의 센서장치가 사용될 수 있다. 즉, 관내의 내부온도를 측정하는 온도센서, 관내의 장애물을 감지하는 감지센서 등 다양한 공지의 센서장치가 사용될 수 있으며, 이에 따라, 상기 제어부는 상기 센서장치로부터 다양한 관내 정보를 전달받아 관내의 불량 위치, 마모 정도 등을 파악할 수 있다.Here, the measurement sensor is not limited to the sensors provided in the laser scanner described above, and various known sensor devices can be used. That is, various known sensor devices such as a temperature sensor for measuring the internal temperature of the pipe and a sensor for detecting obstacles in the pipe can be used. Accordingly, the control unit receives various in- Location, and degree of wear.
한편, 제어부(50)는 유무선 통신모듈(미도시)을 포함할 수도 있다. 제어부(50)는 레이저 스캐너 또는 레이저 센서 또는 카메라 등에 의해 획득된 관내 결함크기, 결함위치 또는 결함깊이 등의 정보를 전달받고, 유무선 통신모듈을 통해 이러한 정보들을 작업자의 스마트폰 또는 컴퓨터로 전송할 수 있다. 작업자의 스마트폰 또는 컴퓨터로 전송된 관내 검사 또는 측정정보는 디지털 DB화하여 저장될 수 있고 검사 이력도 저장되고 관리될 수 있다.Meanwhile, the
또한, 제어부(50)는 관내 탐사 로봇(100)과 분리되어 사용자가 관 외부에서 원격으로 사용하도록 구성되는 것이 바람직하다. 제어부(50)는 가방형태로 마련되어 관내 탐사 로봇(100)을 제어할 뿐만 아니라 관내 탐사 로봇(100)에 의해 측정된 결과를 분석할 수도 있는 원격제어장치라고 할 수 있다. 가방형태로 마련되기 때문에 이동과 휴대가 용이하다.In addition, the
한편, 본 발명은 상기한 관내 탐사 로봇(100)를 사용하여 레이져 스캔닝된 3차원 정보를 디지털화하여 화면에 디스플레이하고, 상기 3차원 정보를 2차원 전개도로 분석하는 방법 및 상기한 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램이 기록된 기록매체를 포함할 수 있다.In the meantime, the present invention provides a method of digitizing laser-scanned three-dimensional information using the in-
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
100 : 관내 탐사 로봇 10 : 본체부
12 : 스톱퍼 20 : 촬영부
21 : 제1케이싱 30 : 텐션유닛
31 : 베이스 32 : 텐션부재
33 : 텐션블록 34 : 체결부
40 : 높이 조절 유닛 41 : 제2케이싱
42 : 슬라이드 블록 43 : 샤프트
50 : 제어부 W1 : 휠
W2 : 텐션휠 C : 카메라
M : 구동모터100: in-pipe exploration robot 10:
12: Stopper 20:
21: first casing 30: tension unit
31: base 32: tension member
33: tension block 34: fastening portion
40: height adjusting unit 41: second casing
42: Slide block 43: Shaft
50: Control section W1: Wheel
W2: tension wheel C: camera
M: drive motor
Claims (15)
관내로 삽입되어 이동 가능한 본체부;
상기 본체부에 마련되는 촬영부; 및
상기 본체부의 상부에 마련되어 관의 내경에 대응되도록 관내 내벽과 탄성적으로 접촉되는 텐션유닛;을 포함하며,
상기 텐션유닛은 관내 직경에 따라 호환되도록 상기 본체부에 착탈 가능하게 마련되어 관내 크기에 관계없이 변경 가능한 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
As an in-pipe exploration robot,
A main body portion inserted and movable into the tube;
A photographing unit provided in the main body; And
And a tension unit provided on the upper portion of the main body to elastically contact the inner wall of the pipe so as to correspond to the inner diameter of the pipe,
Wherein the tension unit is detachably attached to the main body part so as to be compatible with the diameter of the tube, and can be changed regardless of the size of the tube.
상기 텐션유닛은,
상기 본체부의 길이방향을 따라 형성되되 상기 본체부의 상부와 착탈 가능하게 결합되는 베이스;
상기 베이스의 상면에서 수직방향으로 배치되는 텐션부재; 및
상기 텐션부재의 상부에 마련되며, 관내 내벽과 접촉되는 텐션휠이 장착된 텐션블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
The method according to claim 1,
The tension unit includes:
A base which is formed along a longitudinal direction of the main body and is detachably coupled to an upper portion of the main body;
A tension member arranged in a vertical direction on an upper surface of the base; And
And a tension block provided on the tension member and equipped with a tension wheel which is in contact with an inner wall of the pipe.
상기 텐션유닛은, 상기 본체부의 상부에 마련된 스톱퍼와 체결되는 체결부를 포함하며,
상기 체결부는,
상기 스톱퍼가 삽입되어 통과되는 체결공; 및
상기 체결공에 삽입된 스톱퍼가 회전되었을 시에 상기 스톱퍼의 저부가 걸림되는 한 쌍의 단턱;을 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
3. The method of claim 2,
Wherein the tension unit includes a fastening portion which is fastened to a stopper provided on an upper portion of the main body,
The fastening portion
A fastening hole through which the stopper is inserted and passed; And
And a pair of stepped ends which are engaged with the bottom of the stopper when the stopper inserted in the fastening hole is rotated.
상기 스톱퍼는,
상기 본체부의 상부에 마련되는 스톱퍼 텐션부재; 및
상기 스톱퍼 텐션부재의 상단에 회전 가능하게 마련되되 상기 체결공에 통과된 상태에서 회전되어 상기 한 쌍의 단턱을 상기 본체부가 배치된 방향으로 탄성 가압하는 가압구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
The method of claim 3,
The stopper
A stopper tension member provided at an upper portion of the main body; And
And a pushing member which is rotatably provided on an upper end of the stopper tension member and is rotated while being passed through the fastening hole to elastically press the pair of steps in a direction in which the main body portion is disposed. robot.
상기 촬영부는,
관내를 촬영하는 카메라와 상기 관내의 마모 상태를 감지하는 레이져 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein,
And a laser scanner for detecting a wear state of the tube.
상기 촬영부는,
상기 카메라 및 상기 레이져 스캐너를 수용하는 제1케이싱을 포함하며,
상기 제1케이싱의 전면부 및 측면부에는 관통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
6. The method of claim 5,
Wherein,
And a first casing for accommodating the camera and the laser scanner,
And a through hole is formed in a front portion and a side portion of the first casing.
상기 제1케이싱의 전면부에 형성되는 관통공은 다수 상기 카메라의 촬영렌즈와 대향하게 배치되어 상기 카메라가 관내를 촬영할 수 있도록 하고,
상기 제1케이싱의 측면부에 형성되는 관통공은 상기 레이져 스캐너의 센서가 관내를 감지하도록 하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
The method according to claim 6,
The through-holes formed in the front portion of the first housing are arranged to face a plurality of photographing lenses of the camera so that the camera can photograph the inside of the tube,
Wherein the through-hole formed in the side surface of the first casing allows the sensor of the laser scanner to detect the inside of the tube.
상기 촬영부는,
상기 본체부의 길이방향 선단에 마련된 높이 조절 유닛에 의해 상승 또는 회전되는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
6. The method of claim 5,
Wherein,
Wherein the robot is raised or rotated by a height adjusting unit provided at the longitudinal end of the main body.
상기 높이 조절 유닛은,
상기 촬영부의 카메라 또는 레이져 스캐너에 회전력을 제공하는 구동모터가 수용되며, 상기 본체부의 높이 방향을 따라 슬라이드 홈이 형성된 케이싱;
상기 본체부의 슬라이드 홈에 삽입된 상태에서 상기 슬라이드 홈의 형성방향을 따라 승강되는 슬라이드 블록; 및
상기 슬라이드 블록과 상기 촬영부를 연결하는 샤프트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
9. The method of claim 8,
The height adjustment unit includes:
A casing in which a driving motor for providing a rotational force to the camera or the laser scanner of the photographing unit is accommodated and a slide groove is formed along a height direction of the main body;
A slide block that is moved up and down along a forming direction of the slide groove in a state of being inserted into the slide groove of the main body; And
And a shaft connecting the slide block and the photographing unit.
상기 케이싱에는 고정핀이 삽입될 수 있는 제1삽입부가 형성되고,
상기 슬라이드 블록에는 상기 제1삽입부와 대응되는 다수개의 제2삽입부가 상기 슬라이드 블록의 높이방향을 따라 서로 일정간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
10. The method of claim 9,
The casing is provided with a first insertion portion into which a fixing pin can be inserted,
Wherein the slide block is formed with a plurality of second insertion portions corresponding to the first insertion portion at regular intervals along the height direction of the slide block.
상기 체결공은 직선부 및 곡선부를 포함하는 모양으로 형성되며,
상기 단턱은 상기 체결공의 직선부에 형성되고 상기 베이스의 상면에서부터 하면을 향해 2단의 단차로 형성되되, 상기 단턱의 외측 가장자리는 상기 체결공의 곡선부와 동일한 곡률을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
The method of claim 3,
Wherein the fastening hole is formed in a shape including a straight portion and a curved portion,
The step is formed in a straight portion of the fastening hole and is formed in two steps from the upper surface to the lower surface of the base, and the outer edge of the step is formed to have the same curvature as the curved portion of the fastening hole In-house exploration robot.
상기 텐션블록은,
상기 다수개의 텐션부재와 연결되는 블록몸체; 및
상기 블록몸체의 상부에서 돌출 형성되며, 상기 다수개의 휠이 장착되는 돌출편;을 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
3. The method of claim 2,
The tension block includes:
A block body connected to the plurality of tension members; And
And a plurality of protrusions protruding from an upper portion of the block body, the protrusions being mounted with the plurality of wheels.
관내의 직경에 따라 상기 본체부에 호환되게 마련되는 텐션유닛들은 상기 돌출편의 길이가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
13. The method of claim 12,
Wherein the length of the protruding pieces are different from each other in the tension units that are provided to be compatible with the main body according to the diameter of the inside of the tube.
상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 수신하여 관내 결함 정보를 수집하거나 전송하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관내 탐사 로봇.
14. The method according to any one of claims 1 to 13,
Further comprising a control unit for receiving the image photographed by the photographing unit and collecting or transmitting the in-pipe defect information.
A computer-readable recording medium on which a computer-readable program for performing a method of digitizing laser-scanned three-dimensional information using an in-pipe probing robot according to claim 14 and displaying the three-dimensional information on a screen and analyzing the three- .
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