KR20180041896A - 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체에 관련되며, 이때 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체는 복수개의 휠 구동력 및 휠 확장력이 각각의 단일 동력원에 의해 제공되는 중앙동력전달구조를 가짐으로 경량으로 구조가 간단하면서 기밀 및 방수처리가 용이하여 수중작업을 포함하는 특수용도로 활용가능하고, 특히 선회방식의 휠 확장구조로 인해 포구를 포함하는 소형관로에서 송유관을 포함하는 대형관로에 이르기까지 적용범위가 확대되도록 하기 위해 주행축(10), 선회축(20), 선회암(30), 동력전달부(40)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체{The breaker for pipe cleaning}
본 발명은 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 휠 구동력 및 휠 확장력이 각각의 단일 동력원에 의해 제공되는 중앙동력전달구조를 가짐으로 경량으로 구조가 간단하면서 기밀 및 방수처리가 용이하여 수중작업을 포함하는 특수용도로 활용가능하고, 특히 선회방식의 휠 확장구조로 인해 포구를 포함하는 소형관로에서 송유관을 포함하는 대형관로에 이르기까지 적용범위가 확대되는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체에 관한 것이다.
통상적으로 포구, 송유관, 가스관, 덕트관을 포함하는 관로는 내부에 스케일층이 발생시 유체의 흐름을 방해함에 따라 정기적으로 관로 내부 검사 및 세척을 통한 유지관리가 이루어져야 하지만, 관로 내부의 좁은 공간으로 인해 인력투입이 불가능한 실정이다.
이에 종래에 개시된 등록특허 제10-1142765호에서, 몸체의 축선을 중심으로 둘레방향을 따라 서로 이격 배치되면서 접힘성을 가지는 구동부를 구비하여, 각각의 구동부가 독립적으로 이동로봇의 본체에 대해 접힐 수 있도록 하는 기술이 선등록된바 있고, 또 공개특허 제10-2013-50847호에서, 관로 청소 장치의 접힘 구조는, 주행부는 제1, 2링크부재에 의해 접히도록 구비되고, 제1, 2링크부재는 피벗축으로 연결되어 조절가이드가 이송시 제1링크부재가 피벗축을 중심으로 선회되면서 주행부가 접히도록 구성되어, 배관에 밀착도를 높여 주행원활, 청소 효율 향상 및 굴절, 수직배관 주행에 원활하도록 하는 기술이 선공개된바 있다.
그러나, 상기 종래 기술들은 다양한 규격의 관로 내경에 대응하여 구동부 사이즈가 조절되는 것이나, 사용 중에 있어 많은 문제점이 제기되었다.
첫째, 구동벨트를 작동하는 구동모터 및 기어조립체들이 각각의 구동부 내부에 배치됨에 됨에 따라 자체 중량이 증가되어 접힘작동시 큰 동력을 필요로 하므로 에너지효율이 떨어지는 실정이다.
둘째, 각각의 구동모터를 독립적으로 제어해야 하므로 제어부가 복잡하고, 특히 구동부로 전원을 공급하기 위해 케이블이 중앙에서 복수개소로 분산되어 외부로 노출됨에 따라 사용 중 케이블이 쉽게 손상되는 문제점이 따랐다.
셋째, 구동부 내부로의 이물질이나 수분 침투를 방지하기 위해 각각의 구동부를 독립적으로 기밀처리해야 하는 복잡한 구조를 가지는다.
넷째, 구동부 자체 사이즈 및 링크연결구조에 의한 접힘작동으로 인해 적용가능한 관로 최소 및 최대 직경 범위가 축소되는 폐단이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 복수개의 휠 구동력 및 휠 확장력이 각각의 단일 동력원에 의해 제공되는 중앙동력전달구조를 가짐으로 경량으로 구조가 간단하면서 기밀 및 방수처리가 용이하여 수중작업을 포함하는 특수용도로 활용가능하고, 특히 선회방식의 휠 확장구조로 인해 포구를 포함하는 소형관로에서 송유관을 포함하는 대형관로에 이르기까지 적용범위가 확대되는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 본체(100) 내부 제1동력원(110)에서 분산 출력되는 제1구동축(12)과 연결되어 회전운동되는 주행축(10); 상기 주행축(10)과 대향하는 동축상에 설치되고, 본체(100) 내부 제2동력원(120)에서 분산 출력되는 제2구동축(22)과 연결되어 선회운동되는 선회축(20); 상기 선회축(20)에 일단이 연결되면서 타단에 휠(32)이 설치되고, 선회축(20) 작동력에 의해 본체(100)와 휠(32) 사이 간격을 조절하도록 구비되는 선회암(30); 상기 선회암(30) 내부에서 주행축(10)과 휠(32)을 연결하여 제1동력원(110)의 회전력을 전달하도록 구비되는 동력전달부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1, 2동력원(110)(120)은 본체(100) 중앙에 배치되어 모터에 의해 회전하는 주동베벨기어(112)(122)와, 주동베벨기어(112)(122)를 중심으로 복수개소에서 치합되어 제2구동축(22)으로 동력을 전달하는 복수의 피동베벨기어(114)(124)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 2동력원(110)(120)은 제1모터(M1)에 연결되어 제1동력원(110)의 주동베벨기어(112)를 회전하는 관형 외축(116)과, 외축(116)에 삽입되어 제2모터(M2)와 연결되고 제2동력원(120)의 주동베벨기어(122)를 회전하는 내축(126)이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선회암(30)은 주행축(10)과 선회축(20)에 의해 양측에서 지지되어 선회운동되고, 선회축(20)은 선회암(30)에 고정되며, 주행축(10)은 선회암(30)에 삽입되어 회전운동되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 동력전달부(40)는 선회암(30) 일측에 설치되는 주행축(10)과 다른 일측에 설치되어 휠(32)을 구동하는 휠축(32a)을 연결하도록 체인, 벨트, 기어조립체 중 어느 하나의 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 선회암(30)은 본체(100) 전, 후방에 이격배치되어 전, 후륜 선회암으로 구분되고, 전, 후륜 선회암은 각각의 제2동력원(120)에 의해 개별 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전, 후륜 선회암(30)에 휠축(32a)은 간격유지바(50) 양단에 링크결합되고, 간격유지바(50)에 연결되어 서로 대향하는 한 쌍의 휠(32)을 중심으로 궤도운동되는 주행벨트(52)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 복수개의 휠 구동력 및 휠 확장력이 각각의 단일 동력원에 의해 제공되는 중앙동력전달구조를 가짐으로 경량으로 구조가 간단하면서 기밀 및 방수처리가 용이하여 수중작업을 포함하는 특수용도로 활용가능하고, 특히 선회방식의 휠 확장구조로 인해 포구를 포함하는 소형관로에서 송유관을 포함하는 대형관로에 이르기까지 적용범위가 확대되는 효과가 있다.
그리고, 각각의 휠 구동력 및 휠 확장력을 동기화시키기 위한 복잡한 센서 및 제어부를 적용하지 않더라도 간단하게 동시 제어되어 본체가 항상 관로 중앙에 위치됨과 더불어 휠간의 이동속도차로 인한 조작불량이 방지된다.
도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체에 구비되는 주행축과 선회축의 결합구조를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체에 주행벨트가 구비되는 실시예를 도시한 구성도.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.
본 발명은 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체에 관련되며, 이때 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체는 복수개의 휠 구동력 및 휠 확장력이 각각의 단일 동력원에 의해 제공되는 중앙동력전달구조를 가짐으로 경량으로 구조가 간단하면서 기밀 및 방수처리가 용이하여 수중작업을 포함하는 특수용도로 활용가능하고, 특히 선회방식의 휠 확장구조로 인해 포구를 포함하는 소형관로에서 송유관을 포함하는 대형관로에 이르기까지 적용범위가 확대되도록 하기 위해 주행축(10), 선회축(20), 선회암(30), 동력전달부(40)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 주행축(10)은 본체(100) 내부 제1동력원(110)에서 분산 출력되는 제1구동축(12)과 연결되어 회전운동되도록 구비된다. 본체(100)는 내부에 동력원, 구동축, 주행축 및 선회축을 포함하는 동력전달구성들이 수용되도록 공간부가 형성되고, 외주면에는 주행축(10)과 선회축(20)을 각각 회전가능하게 지지하는 한 쌍의 지지하우징(101)이 방사형으로 배치된다.
그리고, 상기 제1구동축(12)은 제1동력원(110)을 중심으로 방사형으로 적어도 3개소에 배치되고, 일단이 제1동력원(110)에 연결되면서 다른 일단은 본체(100) 외주면에 구비되는 어느 일측 지지하우징(101)으로 연장되어 윔기어를 포함하는 기어조립체에 의해 주행축(10)을 구동하도록 구비된다.
이에 상기 복수의 제1구동축(12)은 단일의 제1동력원(110) 작동에 의해 동시 구동되어 방사형으로 배치되는 각각의 주행축(10)을 회전시키고, 주행축(10)은 후술하는 동력전달부(40)를 통하여 휠(32) 측으로 동력을 전달하게 된다.
한편, 상기 본체(100) 외측에는 파쇄기, 브러쉬, 고압노즐을 포함하는 관로보수 공수를 탈착가능하게 설치가능하도록 클램프(C)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 선회축(20)은 상기 주행축(10)과 대향하는 동축상에 설치되고, 본체(100) 내부 제2동력원(120)에서 분산 출력되는 제2구동축(22)과 연결되어 선회운동되도록 구비된다. 제2구동축(22)은 상기 제1구동축(12)과 동일하게 본체(100) 내부에 설치되는 제2동력원(120)을 중심으로 방사형으로 적어도 3개소에 배치되어, 일단은 제2동력원(120)에 연결되고, 다른 일단은 본체(100) 외주면에 구비되는 지지하우징(101)으로 연장되어 윔기어를 포함하는 기어조립체에 의해 선회축(20)을 구동하도록 구비된다.
이에 상기 복수의 제2구동축(22)은 단일의 제2동력원(120) 작동에 의해 동시 구동되어 방사형으로 배치되는 각각의 선회축(20)을 회전시키고, 선회축(20)은 후술하는 선회암(30)을 선회시켜 휠(32) 확장거리를 조절하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 선회암(30)은 선회축(20)에 일단이 연결되면서 타단에 휠(32)이 설치되고, 선회축(20) 작동력에 의해 본체(100)와 휠(32) 사이 간격을 조절하도록 구비된다. 선회암(30)은 일단이 한 쌍의 지지하우징(101) 사이에 위치되어 서로 동축상에 구비되는 주행축(10)과 선회축(20)에 의해 선회운동되도록 지지되는바, 도 3과 같이 선회축(20)은 선회암(30)에 고정되어 선회암(30) 선회작동력이 전달되고, 주행축(10)은 선회암(30)에 삽입되어 회전가능하게 구비되어 휠(32) 구동력이 전달된다.
이때, 상기 선회암(30) 내부에서 주행축(10)과 휠(32)을 연결하여 제1동력원(110)의 회전력을 전달하도록 동력전달부(40)가 구비된다. 동력전달부(40)는 선회암(30) 일측에 설치되는 주행축(10)과 다른 일측에 설치되어 휠(32)을 구동하는 휠축(32a)을 연결하도록 체인, 벨트, 기어조립체 중 어느 하나의 구성으로 이루어진다.
이처럼 복수개의 휠(32) 구동력 및 휠(32) 확장력이 각각의 제1, 2 동력원(110)(120)에 의해 제공되는 중앙동력전달구조를 가짐으로 경량으로 구조가 간단하면서 기밀 및 방수처리가 용이하여 수중작업을 포함하는 특수용도로 활용가능하고, 특히 선회암에 의한 선회방식의 휠 확장구조로 인해 본체 소형화를 도모하여 포구를 포함하는 소형관로에서 송유관을 포함하는 대형관로에 이르기까지 적용범위가 확대되며, 또 각각의 휠(32) 구동력 및 휠(32) 확장력을 동기화시키기 위한 복잡한 센서 및 제어부를 적용하지 않더라도 간단하게 동시 제어되어 본체(100)가 항상 관로 중앙에 위치됨과 더불어 휠(32)간의 이동속도차로 인한 조작불량이 방지된다.
이때, 상기 제1, 2동력원(110)(120)은 본체(100) 중앙에 배치되어 모터에 의해 회전하는 주동베벨기어(112)(122)와, 주동베벨기어(112)(122)를 중심으로 복수개소에서 치합되어 제2구동축(22)으로 동력을 전달하는 복수의 피동베벨기어(114)(124)가 구비된다. 도 1처럼 제1, 2동력원(110)(120)을 구성하는 각각의 주동베벨기어는 동축상에 배치되어, 주동베벨기어가 작동시 도 2와 같이 복수개의 피동베벨기어(114)(124)가 일괄적으로 동시 작동되어 동일한 토크와 회전수의 구동력이 복수의 구동축을 통하여 분산 출력된다. 여기서 도 2 (a)는 주동베벨기어(112)(122)와 피동베벨기어(114)(124)는 하이포이드 기어를 작용하여 두축이 서로 어긋한 위치에서 동력이 전달되는 구성을 나타내고, 도 2 (b)는 제1, 2구동축(12)(22)이 주행축(10) 및 선회축(20)을 기준으로 경사각으로 기울어져 주동베벨기어(112)(122)의 중심을 향하도록 배치되는 상태를 도시한다.
그리고, 상기 제1, 2동력원(110)(120)은 도 1과 같이 제1모터(M1)에 연결되어 제1동력원(110)의 주동베벨기어(112)를 회전하는 관형 외축(116)과, 외축(116)에 삽입되어 제2모터(M2)와 연결되고 제2동력원(120)의 주동베벨기어(122)를 회전하는 내축(126)이 구비된다. 이에 제1, 2동력원(110)(120)을 전, 후륜용으로 복수개소에 이격배치하더러도 단일의 모터에 의해 제어되는 간단한 구조를 가짐으로 본체 경량화 및 소형화를 도모하게 된다.
또한, 상기 선회암(30)은 본체(100) 전, 후방에 이격배치되어 전, 후륜 선회암으로 구분되고, 전, 후륜 선회암은 각각의 제2동력원(120)에 의해 개별 제어되도록 구비된다. 즉 상기 전륜 선회암은 제1동력원에 연결되고, 후륜 선회암은 제2동력원에 연결되며, 제1, 2동력원은 각각 별도의 모터에 의해 독립적으로 제어된다.
이에 관로 내경 사이즈가 불균일 하거나 커브구간이 존재하는 경우, 전, 후륜 선회암 중 어느 일측 선회암 각도를 조절하여 방향 전환 및 주행 안전성을 확보하게 된다.
또한, 상기 전, 후륜 선회암(30)에 휠축(32a)은 간격유지바(50) 양단에 링크결합되고, 간격유지바(50)에 연결되어 서로 대향하는 한 쌍의 휠(32)을 중심으로 궤도운동되는 주행벨트(52)가 구비된다. 도 4처럼 전, 후륜 선회암(30)은 간격유지바(50) 양단에 링크결합되어 전, 후륜 휠(32) 확장거리 조절이 동시에 정밀 제어된다.
이에 포구를 포함하는 내경이 전구간 정밀하게 형성되는 관로 내부로 투입시 복수개의 전, 후륜 휠(32)이 본체(100) 전, 후방에서 균일한 가압력으로 관로 내경을 가압하여 본체(100)가 관로 중앙에서 견고하게 지지됨에 따라 포구 내주면에 형성되는 강선을 청소시 주변 손상없이 정밀작업이 가능하다.
그리고, 상기 주행벨트(52)에 의한 접지력 확장으로 고하중 작업성이 향상됨과 더불어 간격유지바를 휠축(32a)에 설치하는 간단 조작으로 주행벨트(52) 적용이 가능하여 경하중 작업에서 고하중 작업으로의 작업전환이 신속하게 이루어 진다.
10: 주행축 20: 선회축
30: 선회암 40: 동력전달부
50: 간격유지바 100: 본체

Claims (7)

  1. 본체(100) 내부 제1동력원(110)에서 분산 출력되는 제1구동축(12)과 연결되어 회전운동되는 주행축(10);
    상기 주행축(10)과 대향하는 동축상에 설치되고, 본체(100) 내부 제2동력원(120)에서 분산 출력되는 제2구동축(22)과 연결되어 선회운동되는 선회축(20);
    상기 선회축(20)에 일단이 연결되면서 타단에 휠(32)이 설치되고, 선회축(20) 작동력에 의해 본체(100)와 휠(32) 사이 간격을 조절하도록 구비되는 선회암(30);
    상기 선회암(30) 내부에서 주행축(10)과 휠(32)을 연결하여 제1동력원(110)의 회전력을 전달하도록 구비되는 동력전달부(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1, 2동력원(110)(120)은 본체(100) 중앙에 배치되어 모터에 의해 회전하는 주동베벨기어(112)(122)와, 주동베벨기어(112)(122)를 중심으로 복수개소에서 치합되어 제2구동축(22)으로 동력을 전달하는 복수의 피동베벨기어(114)(124)가 구비되는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1, 2동력원(110)(120)은 제1모터(M1)에 연결되어 제1동력원(110)의 주동베벨기어(112)를 회전하는 관형 외축(116)과, 외축(116)에 삽입되어 제2모터(M2)와 연결되고 제2동력원(120)의 주동베벨기어(122)를 회전하는 내축(126)이 구비되는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 선회암(30)은 주행축(10)과 선회축(20)에 의해 양측에서 지지되어 선회운동되고, 선회축(20)은 선회암(30)에 고정되며, 주행축(10)은 선회암(30)에 삽입되어 회전운동되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 동력전달부(40)는 선회암(30) 일측에 설치되는 주행축(10)과 다른 일측에 설치되어 휠(32)을 구동하는 휠축(32a)을 연결하도록 체인, 벨트, 기어조립체 중 어느 하나의 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 선회암(30)은 본체(100) 전, 후방에 이격배치되어 전, 후륜 선회암으로 구분되고, 전, 후륜 선회암은 각각의 제2동력원(120)에 의해 개별 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 전, 후륜 선회암(30)에 휠축(32a)은 간격유지바(50) 양단에 링크결합되고, 간격유지바(50)에 연결되어 서로 대향하는 한 쌍의 휠(32)을 중심으로 궤도운동되는 주행벨트(52)가 구비되는 것을 특징으로 하는 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체.
KR1020160134225A 2016-10-17 2016-10-17 포구를 포함하는 관로 청소로봇용 주행체 KR101912827B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111112251A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种管道清洁机器人
CN111468483A (zh) * 2020-04-18 2020-07-31 谢小平 一种推移式大型管道内部清洁装置
CN112394730A (zh) * 2020-11-14 2021-02-23 上海源正科技有限责任公司 管道检测装置
CN114101225A (zh) * 2021-09-14 2022-03-01 北京航空航天大学 一种多直径管道柔性激光清洗机

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