KR20210085324A - 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 관한 것으로서, 원자로의 상부에, 사방으로 이동 가능하게 설치된 메인 프레임과, 상기 이동유닛에 설치되며, 하단부에 작업용 기기가 설치될 수 있도록 기기설치부가 마련되며, 상하방향으로 신축 가능하게 형성된 신축유닛과, 상기 메인 프레임 및 신축부재를 작동시키기 위한 구동력을 제공하는 동력 제공부와, 상기 동력 제공부에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 메인 프레임을 이동시키는 프레임 구동부와, 상기 기기 설치부에 설치된 상기 작업용 기기가 상기 원자로 내부로 인입될 수 있도록 상기 동력 제공부에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 신축유닛을 신축시키는 신축 구동부를 구비한다.
본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 작업 기기를 원자로 내부에서 승강 또는 사방으로 이동시킬 수 있으므로 작업자에 대한 방사선 노출을 차단하여 보다 안전하게 원자로 내부 작업을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

Description

크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템{Crane remote telescope servo manipulator system}

본 발명은 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 관한 것으로서, 매니퓰레이터와 같은 작업기기를 원자로 내부에서 운반할 수 있는 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 현재, 상업용 원자력 발전소는 전력을 발생시키기 위해 12개월 내지 18개월 또는 그 이상 기간 동안 작동된 다음 예정된 점검, 유지보수 및/또는 연료보급을 위한 운전 정지시에 작동이 중단된다. 정기적인 연료보급시의 운전정지 도중에 원자로 압력 용기의 노심(core)에 있는 소모된 연료 집합체의 약 1/3이 새로운 연료 집합체로 교체될 필요가 있고, 그리고 나머지 연료 집합체는 노심 내에서 위치를 바꿀 필요가 있다.

다른 운전정지 과정에서, 연료 집합체는 노심 내에 유지될 수도 있지만 노출되어야 한다. 연료 집합체는 풍부한 우라늄이나 다른 핵 분열성 물질을 수용할 수도 있다.

압력 용기를 점검 혹은 수리하거나 연료보급 작업시 해당 작업을 완료한 후에, 압력 용기를 밀봉시켜 발전소가 발전이 재개되도록 하여야 한다. 운전정지 계획은 대체로 적어도 약 10시간 이상 할당되고, 그리고 원자로 건조물 내의 원자로 압력용기 주변의 고 방사능 환경 내로 부피가 크고 무거운 스터드 인장 설비를 이동시키고, 원자로 압력 용기의 헤드를 견고히 밀폐시키기 위한 스터드 너트를 인장시키도록 압력용기 플랜지 주위에서 설비를 조작하고, 그 후에 인장 설비를 반응로 건조물로부터 제거하기 위해서 5명 이상의 작업자를 필요로 한다.

이때, 압력 용기 주변에서 작업하는 작업자는 과도한 방사능에 노출되는 위험이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 원자로 내부의 작업을 수행하기 위한 작업기기를 원자로 내부에서 운반할 수 있는 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 원자로의 상부에, 사방으로 이동 가능하게 설치된 메인 프레임과, 상기 이동유닛에 설치되며, 하단부에 작업용 기기가 설치될 수 있도록 기기설치부가 마련되며, 상하방향으로 신축 가능하게 형성된 신축유닛과, 상기 메인 프레임 및 신축부재를 작동시키기 위한 구동력을 제공하는 동력 제공부와, 상기 동력 제공부에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 메인 프레임을 이동시키는 프레임 구동부와, 상기 기기 설치부에 설치된 상기 작업용 기기가 상기 원자로 내부로 인입될 수 있도록 상기 동력 제공부에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 신축유닛을 신축시키는 신축 구동부를 구비한다.

상기 신축유닛은 상하방향을 따라 순차적으로 상호 슬라이딩 가능하게 결합된 다수의 단위관과, 상기 단위관들에 설치되며, 상기 단위관들이 좌우방향으로 회전되는 것을 방지하는 가이드 부재를 구비한다.

상기 가이드 부재는 상호 결합된 단위관들 중 어느 하나에 설치되며, 상하방향을 따라 연장된 지지레일과, 상기 지지레일을 따라 상기 단위관이 이동될 수 있도록 상기 지지레일에 대향되는 상호 결합된 상기 단위관들 중 다른 하나에 설치되며, 상기 지지레일이 통과될 수 있도록 통과구가 형성된 지지블럭을 구비한다.

상기 동력 제공부는 상기 프레임 구동부 또는 신축 구동부에 각각 설치되어 구동력을 제공하는 구동모터와, 상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 구동모터가 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 구동모터를 덮도록 형성된 모터 차폐유닛을 구비한다.

상기 모터 차폐유닛은 내부에 상기 구동모터가 수용될 수 있도록 수용공간이 마련되며, 외기가 상기 수용공간으로 유입될 수 있도록 유입구가 형성되고, 상기 수용공간의 공기가 외부로 배출되기 위한 배출구가 형성되되, 방사선 불투과성 소재로 형성된 모터 케이스와, 상기 유입구에 설치되어 상기 유입구를 통해 상기 수용공간으로 유입되는 방사선을 차단하는 방사선 차단 필터와, 상기 모터 케이스에 설치되며, 상기 구동모터를 방열시킬 수 있도록 상기 수용공간 내의 공기를 외부로 강제순환시키는 송풍유닛을 구비한다.

한편, 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 상기 기기 설치부에 인접된 위치의 상기 신축유닛에 설치되며, 상기 원자로 내부를 촬영하는 촬영 카메라와, 상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 촬영 카메라가 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 촬영 카메라를 덮도록 형성된 카메라 차폐유닛과, 상기 촬영 카메라로부터 촬영된 영상을 작업자에게 제공하는 디스플레이부를 구비하고, 상기 카메라 차폐유닛은 내부에 상기 촬영 카메라가 설치될 수 있도록 내부공간이 마련되며, 방사선 불투과성 소재로 형성되되, 일측에 상기 촬영 카메라가 상기 원자로 내부를 촬영하기 위한 촬영구가 마련된 수용 케이스와, 상기 촬영구를 덮을 수 있도록 상기 수용 케이스에 설치되며, 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성된 차폐 커버를 구비한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 상기 단위관들에 각각 설치되어 해당 단위관들의 슬라이딩 거리를 측정하는 다수의 측정센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 상기 측정센서들로부터 제공되는 측정정보를 토대로 상기 신축유닛의 신축 길이를 산출하는 정보산출모듈과, 상기 정보산출모듈에서 산출된 정보를 토대로 상기 신축유닛의 상태에 대응되는 가상의 3차원 모델을 모델링하여 작업자에게 제공하는 모델링 모듈을 더 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 측정센서가 노출되는 방지하기 위해 상기 측정센서들을 각각 덮도록 형성된 다수의 센서 차폐유닛을 더 구비하고, 상기 센서 차폐유닛은 상기 단위관에 설치되며, 상기 측정센서가 수용될 수 있도록 내부에 설치공간이 마련되며, 상기 단위관에 결합된 단위관의 단부에 대향되는 위치에, 상기 측정센서로부터 조사된 측정용 레이저가 통과될 수 있도록 조사구가 형성되고, 방사선 불투과성 소재로 형성된 센서 케이스와, 상기 조사구를 덮을 수 있도록 상기 센서 케이스에 설치되며, 상기 측정용 레이저가 투과될 수 있도록 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성된 투과 커버를 구비한다.

또한, 상기 단위관은 하방으로 인접된 단위관이 삽입될 수 있도록 상하방향으로 관통된 관통공간이 형성되고, 단부에, 상기 관통공간의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 관통되게 체결홀이 형성되고, 상기 관통공간에 삽입된 상기 단위관의 외주면에 접촉되도록 상기 체결홀에 삽입된 베어링과, 상기 베어링을 상기 관통공간에 삽입된 상기 단위관의 외주면에 밀착시킬 수 있도록 상기 베어링을 가압하기 위해 상기 체결홀에 나사결합되는 가압볼트를 더 구비할 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 상호 슬라이딩되는 상기 단위관들 사이에 미끄럼이 발생되는 것을 감지하기 위해 상기 신축유닛에 설치된 슬립 감지유닛을 더 구비할 수도 있다.

상기 지지레일은 내부에 상하방향을 따라 연장된 연장공간이 마련되며, 측면에 상하방향을 따라 기설정된 단위거리만큼 상호 이격되게 다수의 검출공이 형성되고, 상기 슬립 감지유닛은 상기 검출공들을 통해 광이 외부로 출력될 수 있도록 상기 지지레일의 연장공간에 설치되어 광을 생성하는 조사램프와, 상기 검출공이 형성된 상기 지지레일의 측면에 접촉될 수 있도록 상기 지지블럭에 회전가능하게 설치된 접촉롤러와, 상기 검출공을 통해 출력되는 광을 감지하기 위해 상기 접촉롤러의 외주면에, 원주방향을 따라 상기 단위거리에 대응되는 거리만큼 상호 이격되게 설치된 복수의 수광센서와, 상기 수광센서에서 제공되는 감지정보를 토대로 상기 수광센서에서 광이 미감지시 상기 단위관들 사이에 미끄럼이 발생된 것으로 판단하여 작업자에게 알림정보를 제공하는 판별모듈을 구비한다.

또한, 상기 접촉롤러는 상기 지지레일의 연장방향에 대해 교차하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 상기 지지블럭에 설치되고, 상기 슬립 감지유닛은 상기 접촉롤러를 상기 지지레일의 측면에 밀착되거나 이격되도록 상기 접촉롤러를 이동시키는 롤러 이동부와, 상기 접촉롤러에 설치되어 상기 접촉롤러를 회전시키는 롤러 회전부와, 상기 판별모듈에서 상기 단위관들 사이에 미끄럼이 발생된 것으로 판별되면, 상기 접촉롤러를 상기 지지레일의 측면으로부터 이격되시키고, 상기 수광센서가 상기 검출공을 통해 출력되는 광을 감지할 수 있도록 상기 접촉롤러가 회전되도록 상기 롤러 이동부 및 롤러 회전부를 제어하고, 상기 수광센서에서 광이 감지되면 상기 접촉롤러가 상기 지지레일의 측면에 밀착되도록 상기 롤러 이동부를 작동시키는 롤러 제어모듈을 더 구비할 수도 있다.

본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템은 작업 기기를 원자로 내부에서 승강 또는 사방으로 이동시킬 수 있으므로 작업자에 대한 방사선 노출을 차단하여 보다 안전하게 원자로 내부 작업을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템의 신축 구동부에 대한 단면도이고,
도 3은 도 1의 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템의 신축유닛에 대한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 신축 구동부에 대한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동력 제공부에 대한 사시도이고,
도 6은 도 5의 동력 제공부에 대한 분리 사시도이고,
도 7은 도 5의 동력 제공부에 대한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 대한 사시도이고,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 대한 단면도이고,
도 10은 도 9의 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템의 센서부에 대한 분리사시도이고,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 대한 단면도이고,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템의 슬립 감지유닛에 대한 사시도이고,
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 슬립 감지유닛에 대한 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(100)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(100)은 원자로 내부 상단부에 설치되어 매니퓰레이터와 같은 작업 기기(19)를 원자로 내부에서 운반한다.

상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(100)은 원자로의 상부에, 사방으로 이동 가능하게 설치된 메인 프레임(200)과, 상기 이동유닛에 설치되며, 하단부에 작업용 기기가 설치될 수 있도록 기기설치부가 마련되며, 상하방향으로 신축 가능하게 형성된 신축유닛(300)과, 상기 메인 프레임(200) 및 신축부재를 작동시키기 위한 구동력을 제공하는 동력 제공부(400)와, 상기 동력 제공부(400)에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 메인 프레임(200)을 이동시키는 프레임 구동부(500)와, 상기 기기 설치부(312)에 설치된 상기 작업용 기기가 상기 원자로 내부로 인입될 수 있도록 상기 동력 제공부(400)에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 신축유닛(300)을 신축시키는 신축 구동부(600)를 구비한다.

상기 메인 프레임(200)은 원자로의 내부 상단부에 전후방향으로 연장된 복수의 제1연장레일(201)과, 상기 제1연장레일(201)에 각각 이동가능하게 설치된 복수의 제1이동블럭(202)과, 제1이동블럭(202)들에 좌우단부가 각각 고정된 복수의 제1지지체(203)와, 제1지지체(203)들의 상단부에 각각 설치되며, 좌우방향으로 연장된 복수의 제2연장레일(204)과, 상기 제2연장레일(204)들에 각각 이동가능하게 설치된 복수의 제2이동블럭(205)과, 상기 제2이동블럭(205)들에 고정된 제2지지체(206)를 구비한다.

제1연장레일(201)은 도면에 도시되진 않았지만, 지지프레임에 의해 원자로 내부의 상단부에 고정된다. 제1연장레일(201)들은 좌우방향을 따라 상호 이격되게 설치되며, 상면에, 다수의 기어이가 형성된 렉기어가 적용된다.

제1이동블럭(202)은 제1연장레일(201)을 따라 전후방향으로 이동가능하게 설치된다. 제1이동블럭(202)들은 전후방향으로 소정길이 연장되며, 제1연장레일(201)이 통과될 수 있도록 전후방향으로 관통되게 제1통과로가 형성되어 있다.

제1지지체(203)는 좌우방향으로 연장되며, 좌우단부가 각각 제1이동블럭(202)들의 상부에 고정된다. 이때, 제1지지체(203)들은 좌우방향을 따라 상호 이격되게 지지된다. 또한, 제1지지체(203)들 사이에는 상기 제1지지체(203)들을 보강할 수 있도록 다수의 보강로드가 설치된다. 상기 보강로드는 양단부가 각각 제1지지체(203)들에 고정되어 제1지지체(203)를 지지한다.

제2연장레일(204)은 제1지지체(203)들의 상단부에 각각 설치되며, 좌우방향으로 연장된다. 상기 제2연장레인들은 상면에 다수의 기어이가 형성된 렉기어가 적용된다.

제2이동블럭(205)은 제2연장레일(204)을 따라 좌우방향으로 이동가능하게 설치된다. 제2이동블럭(205)들은 제2이동레일이 통과될 수 있도록 좌우방향으로 관통되게 제2통과로가 형성되어 있다.

제2지지체(206)는 양단부가 각각 제2이동블럭(205)에 고정된 복수의 고정로드(207)를 구비한다. 상기 고정로드(207)들은 사이에 신축유닛(300)이 설치되기 위한 공간이 마련될 수 있도록 좌우방향을 따라 상호 이격되게 제2이동블럭(205)들에 설치되는 것이 바람직하다.

신축유닛(300)은 제2지지체(206)들에 설치되는 것으로서, 상하방향을 따라 순차적으로 상호 슬라이딩 가능하게 결합된 다수의 단위관(310)과, 상기 단위관(310)들에 설치되며, 상기 단위관(310)들이 좌우방향으로 회전되는 것을 방지하는 다수의 가이드 부재(320)를 구비한다.

단위관(310)은 상하방향으로 소정길이 연장되며, 내부에 관통공간(311)이 형성된다. 단위관(310)의 관통공간(311)은 하방으로 인접된 단위관(310)이 삽입될 수 있도록 상하방향으로 관통되게 형성되는 것이 바람직하다. 상술된 단위관(310)들은 상하방향을 따라 순차적으로 슬라이딩 가능하게 설치된다. 단위관(310)은 상측의 단위관(310)의 관통공간(311)에 삽입되어 상하방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치된다. 여기서, 단위관(310)의 관통공간(311)은 하측에 삽입되는 단위관(310)의 외경보다 큰 내경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 최상측 단위관(310)의 상단부는 제2지지체(206)의 고정로드(207)들에 고정되며, 최하측 단위관(310)의 하단부에는 매니퓰레이터와 같은 작업기기가 설치될 수 있도록 기기 설치부(312)가 마련되어 있다.

가이드 부재(320)는 상호 결합된 단위관(310)들 중 어느 하나에 설치되며, 상하방향을 따라 연장된 지지레일(321)과, 상기 지지레일(321)을 따라 상기 단위관(310)이 이동될 수 있도록 상기 지지레일(321)에 대향되는 상호 결합된 상기 단위관(310)들 중 다른 하나에 설치되며, 상기 지지레일(321)이 통과될 수 있도록 통과구(323)가 형성된 지지블럭(322)을 구비한다.

지지레일(321)은 단위관(310)의 내벽면에 설치되며, 상하방향을 따라 소정길이 연장된다. 이때, 지지레일(321)은 단위관(310)의 내벽면으로부터 관통공간(311)의 중심방향으로 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다.

지지블럭(322)은 상측에 인접된 단위관(310)의 관통공간(311)으로 삽입되는 단위관(310)의 상단부에 형성된다. 지지블럭(322)은 외주면이 상측의 단위관(310) 내벽면에 접할 수 있도록 단위관(310)으로부터 돌출되게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 지지블럭(322)은 지지레일(321)이 통과될 수 있도록 통과구(323)가 형성되어 있는데, 상기 통과구(323)는 상하방향으로 관통되게 형성되되, 지지레일(321)의 폭에 대응되는 폭을 갖도록 형성되어 있다. 상기 지지레일(321) 및 지지블럭(322)에 의해 단위관(310)은 좌우방향으로 회전하는 것이 방지되어 작업자가 원하는 위치에 보다 정확하게 작업 기기(19)를 운반할 수 있다.

프레임 구동부(500)는 도면에 도시되진 않았지만, 제1연장레일(201)들의 기어이에 치합될 수 있도록 제1이동블럭(202)들에 각각 회전가능하게 설치된 복수의 제1피동기어와, 제2연장레일(204)들의 기어이에 치합될 수 있도록 제2이동블럭(205)들에 각각 회전가능하게 설치된 복수의 제2피동기어를 구비한다. 상기 제1 및 제2피동기어는 후술되는 동력 제공부(400)의 구동모터(410)에 연결되어 구동모터(410)의 회전력에 의해 회전한다.

한편, 프레임 구동부(500)는 도면에 도시되진 않았지만, 서브 프레임(610)과, 제2지지체(206) 사이에 상기 서브 프레임(610)을 좌우방향으로 이동시킬 수 있는 보조 구동부를 더 구비한다. 상기 보조 구동부는 상기 제2지지체(206)의 상면에 좌우방향으로 연장되며, 상면에 다수의 기어가 마련된 보조 렉기어와, 상기 보조 렉기어에, 좌우방향을 따라 이동가능하게 설치된 보조블럭과, 상기 보조 렉기어에 치합될 수 있도록 보조블럭에 회전가능하게 설치된 보조기어와, 상기 보조기어에 설치되어 상기 보조기어를 회전시키는 회전모터를 구비한다. 이때, 보조 구동부가 보다 작은 단위로 이동될 수 있도록 보조 렉기어는 기어이 사이의 거리가 제2연장레일(204)의 기어이들 사이의 거리보다 더 작도록 형성되는 것이 바람직하다. 상기 보조 구동부에 의해 서브 프레임(610)은 보다 작은 단위로 이동이 가능하므로 메인 프레임(200)이 이동시 슬립이 발생되더라도 보조 구동부에 의해 위치 보정이 가능하다.

신축 구동부(600)는 제2지지체(206)에 설치된 서브 프레임(610)과, 상기 서브 프레임(610)에 설치된 다수의 지지 스프로켓(620)과, 상기 지지 스프로켓(620)에 연결되며, 일단이 단위관(310) 내부로 인입되되, 최하측 단위관(310)의 하단부에 고정된 연결체인(630)과, 서브 프레임(610)에 설치되며, 내부에 연결체인(630)의 타단부가 수납되는 수납박스(640)를 구비한다.

도시된 예에서는 지지 스프로켓(620) 3개가 서브 프레임(610)에 회전 가능하게 설치된 구조가 도시되어 있으나, 지지 스프로켓(620)의 설치개수는 이에 한정하는 것이 아니라 신축유닛(300)의 크기에 따라 2개 이하 또는 4개 이상의 지지 스프로켓(620)이 서브 프레임(610)에 설치될 수도 있다. 도면에 도시되진 않았지만, 지지 스프로켓(620)들 중 어느 하나는 동력 제공부(400)의 구동모터(410)에 연결되어 구동모터(410)의 회전력에 의해 작동한다.

수납박스(640)는 단위관(310)에 인접된 위치의 서브 프레임(610)에 설치되며, 연결체인(630)의 타단부가 용이하게 내부로 인입될 수 있도록 상부가 개방되게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 신축 구동부(600)는 도 3에 도시된 바와 같이 단위관(310)들의 신축 길이를 상호 일정하게 유지할 수 있는 신축유지부(330)를 더 구비할 수도 있다.

상기 신축유지부(330)는 단위관(310)의 하단부에 회전가능하게 설치된 다수의 지지드럼(331)과, 해당 단위관(310)이 내부에 삽입된 상측 단위관(310)의 상단부에 일단이 고정되며, 지지드럼(331)의 외주면에 권취되되, 타단부가 해당 단위관(310) 내부에 삽입된 하측 단위관(310)의 상단부에 고정된 유지 와이어(332)를 구비한다. 상기 신축유지부(330)에 의해 각 단위관(310)들은 상호 동일한 길이로 신축되는 것이 가능하다.

동력 제공부(400)는 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 각각 연결되는 다수의 구동모터(410) 및 상기 구동모터(410)들을 제1이동블럭(202), 제2이동블럭(205) 및 서브 프레임(610)에 각각 고정시키는 모터 고정부(미도시)를 구비한다.

구동모터(410)는 회전축이 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 설치되며, 외부로부터 인가되는 전기에 의해 회전력을 발생시키는 전기모터가 적용된다.

모터 고정부는 도면에 도시되진 않았지만, 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 인접된 위치의 제1이동블럭(202), 제2이동블럭(205) 및 서브 프레임(610)에 각각 고정되는 다수의 제1고정부재와, 상기 구동모터(410)들에 설치되며, 상기 제1고정부재에 분리가능하게 결합되는 다수의 제1결합핀을 구비한다.

상기 제1결합핀은 구동모터(410)의 회전축에 인접된 구동모터(410)의 외주면에 회전가능하게 설치되며, 제1이동블럭(202), 제2이동블럭(205) 및 서브 프레임(610)에 대향되는 일단부에 복수의 제1걸림돌기가 형성된다. 상기 제1걸림돌기는 제1결합핀의 회전중심을 기준으로 상호 대향되는 위치의 제1결합핀의 외주면에 형성되며, 상호 멀어지는 방향으로 소정길이 연장된다. 제1결합핀의 타단부에는 작업자가 용이하게 제1결합핀을 파지하여 회전시킬 수 있도록 제1파지부재가 마련되어 있다.

상기 제1고정부재는 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 인접된 위치의 제1이동블럭(202), 제2이동블럭(205) 및 서브 프레임(610)에 고정되며, 내부에 결합돌기가 마련된 제1결합핀의 일단부가 삽입될 수 있도록 일측이 개방된 제1삽입공간이 형성된 제1고정블럭과, 제1삽입공간의 개방된 일측을 덮을 수 있도록 제1고정블럭에 설치되는 제1걸림커버를 구비한다.

상기 제1걸림커버는 제1결합핀의 일단부가 삽입될 수 있도록 중앙에 제1중공이 형성되며, 제1결합핀의 제1걸림돌기들이 삽입될 수 있도록 제1중공으로부터 연장된 복수의 제1연장홀이 형성되어 있다. 상기 제1연장홀은 제1중공의 중심으로부터 상호 대향되는 위치에, 상호 멀어지는 방향으로 연장된다. 이때, 제1연장홀은 제1고정블럭의 제1삽입공간에 삽입된 제1결합핀이 소정각도 회전하면 제1걸림돌기가 제1걸림커버에 걸릴 수 있도록 제1걸림돌기의 폭 및 길이에 대응되는 폭 및 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

작업자는 제1결합핀의 일단부를 제1걸림커버의 제1중공 및 제1연장홀을 통해 제1고정블럭의 제1삽입공간으로 삽입한 다음, 제1결합핀을 소정 각도 회전시켜 제1결합핀의 제1걸림돌기를 제1걸림커버에 걸림 상태로 세팅한다. 구동모터(410)를 교환시에도, 작업자는 제1걸림돌기가 제1걸림커버의 제1연장홀에 각각 위치하도록 제1결합핀을 회전시킨 다음, 제1걸림커버의 제1중공 및 제1연장홀을 통해 제1결합핀의 일단부를 제1고정블럭으로부터 분리시킨다.

상기 모터 고정부는 볼트에 의한 볼팅 방식이 아니라 제1결합핀 및 제1고정블럭에 의한 결합방식으로 구동모터(410)를 고정시키므로 보다 신속하게 구동모터(410)의 교체 작업이 가능하다.

한편, 동력 제공부(400)는 도면에 도시되진 않았지만, 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 각각 복수의 구동모터(410)가 세팅되고, 구동모터(410)들 중 어느 하나를 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 연결하는 클러치 수단을 더 구비할 수도 있다. 클러치 수단은 구동모터(410)들 중 어느 하나를 출력축에 연결할 수 있도록 종래에 일반적으로 사용되는 클러치 수단이 적용되므로 상세한 설명은 생략한다.

상술된 바와 같이 각 기어 및 지지 스프로켓(620)에 복수의 구동모터(410)에 세팅되므로 구동모터(410)들 중 어느 하나에 고장이 발생되더라도, 클러치 수단에 의해 나머지 구동모터(410)를 각 기어 및 지지 스프로켓(620)에 연결할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(100)은 작업자가 신축유닛(300) 및 메인 프레임(200)을 작동시킬 수 있도록 컨트롤 모듈(미도시)를 구비한다.

상기 컨트롤 모듈은 작업자가 작업기기의 운반 정보를 입력할 수 있는 입력모듈과, 입력모듈에 입력된 운반정보에 따라 작업 기기(19)가 운반될 수 있도록 동력 제공부(400)의 각 구동모터(410)들을 제어하는 모터 제어부를 구비할 수 있다.

상술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(100)은 작업 기기(19)를 원자로 내부에서 승강 또는 사방으로 이동시킬 수 있으므로 작업자에 대한 방사선 노출을 차단하여 보다 안전하게 원자로 내부 작업을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 도 5 내지 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동력 제공부(710)가 도시되어 있다.

앞서 도시된 도면에서와 동일한 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.

도면을 참조하면, 상기 동력 제공부(710)는 상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 구동모터(410)가 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 구동모터(410)들을 각각 덮도록 형성된 다수의 모터 차폐유닛(720)을 구비한다. 상기 모터 차폐유닛(720)은 모터 케이스(730), 방사선 차단 필터(740) 및 송풍유닛(750)을 구비한다.

모터 케이스(730)는 내부에 구동모터(410)가 수용될 수 있도록 수용공간(735)이 마련되며, 상부가 개방된 제1메인바디(731)와, 상기 제1메인바디(731)의 개방된 상부를 개폐할 수 있도록 상기 제1메인바디(731)에 설치되는 제1개폐커버(732)와, 상기 제1메인바디(731)에 설치되며, 수용공간(735)에 연통되는 통기공간이 마련되며, 상부가 개방된 제1서브바디(733)와, 상기 제1서브바디(733)의 개방된 상부를 개폐할 수 있도록 상기 제1서브바디(733)에 설치되는 제2개폐커버(734)를 구비한다.

제1메인바디(731)는 일측 내벽면에 구동모터(410)가 모터 고정부에 의해 고정된다. 이때, 구동모터(410)는 회전축이 제1메인바디(731)를 관통되게 설치된다. 이때, 모터 고정부의 제1고정부재가 제1메인바디(731)의 일측 내벽면에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제1메인바디(731)는 도면에 도시되진 않았지만, 다수개가, 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 인접된 제1이동블럭(202), 제2이동블럭(205) 및 서브 프레임(610)에 각각 고정되며, 구동모터(410)의 회전축이 제1피동기어, 제2피동기어 및 지지 스프로켓(620)에 각각 연결된다. 한편, 제1메인바디(731)는 상기 수용공간(735)의 공기가 외부로 배출되기 위한 배출구(736)가 형성되어 있다.

제1서브바디(733)는 상부에 외기가 통기공간을 통해 수용공간(735)으로 유입될 수 있도록 유입구(737)가 형성되어 있다. 이때, 상기 모터 케이스(730)는 납과 같은 방사선 불투과성 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

방사선 차단 필터(740)는 상기 유입구(737) 측의 제1서브바디(733)의 유입공간에 설치되며, 유입구(737)를 통해 상기 수용공간(735)으로 유입되는 방사선을 차단한다. 이때, 상기 방사선 차단 필터(740)는 차콜필터, 헤파필터 밀 프리필터를 포함한다.

숭풍유닛은 제1서브바디(733)의 유입구(737) 측에 설치된 제1송풍팬(751)과, 제1메인바디(731)의 배출구(736) 측에 설치된 제2송풍팬(752)을 구비한다. 상기 제1 및 제2송풍팬(751,752)은 상기 구동모터(410)를 방열시킬 수 있도록 상기 수용공간(735) 내의 공기를 외부로 강제순환시킨다.

상술된 바와 같이 구성된 모터 차폐유닛(720)은 구동모터(410)의 방사선 노출을 차단하므로 방사선에 의해 구동모터(410)의 사용수명이 단축되는 것을 감소시키고, 모터 케이스(730) 내부에 외기를 순환시켜 구동모터(410)를 방열시킬 수 있다.

한편, 도 8에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(800)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(800)은 상기 기기 설치부(312)에 인접된 위치의 상기 신축유닛(300)에 설치되며, 상기 원자로 내부를 촬영하는 촬영 카메라(미도시)와, 상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 촬영 카메라가 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 촬영 카메라를 덮도록 형성된 카메라 차폐유닛(820)과, 상기 촬영 카메라로부터 촬영된 영상을 작업자에게 제공하는 디스플레이부(830)를 더 구비한다.

카메라 차폐유닛(820)은 촬영구가 마련된 수용 케이스(821)와, 상기 촬영구를 덮을 수 있도록 상기 수용 케이스(821)에 설치되며, 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성된 차폐 커버(822)를 구비한다.

수용 케이스(821)는 기기 설치부(312)에 인접된 위치의 신축유닛(300)의 최하측 단위관(310) 외주면에 설치된다. 여기서, 수용 케이스(821)는 내부에 촬영 카메라가 설치될 수 있도록 내부공간이 마련되며, 작업 기기(19)에 대향되는 일측면에 촬영 카메라가 원자로 내부를 촬영하기 위한 촬영구가 형성되어 있다. 한편, 상기 수용 케이스(821)는 납과 같은 방사선 불투과성 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

차폐 커버(822)는 상기 촬영구를 덮을 수 있도록 수용 케이스(821)에 설치되며, 납유리와 같이 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

촬영 카메라는 수용 케이스(821)의 촬영구를 통해 원자로 내부를 촬영할 수 있도록 수용 케이스(821)의 내부에 설치된다. 촬영 카메라는 촬영된 영상을 디스플레이부(830)에 전송한다.

디스플레이부(830)는 원자로 외부에 설치되며, 촬영 카메라의 영상을 작업자가 확인할 수 있도록 해당 영상을 출력한다. 작업자는 디스플레이부(830)에서 출력되는 영상을 토대로 컨트롤 모듈을 조작한다.

상술된 바와 같이 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(800)은 카메라 차폐유닛(820)에 의해 촬영 카메라가 방사선에 노출되는 것이 차단되므로 방사선에 촬영 카메라에 결함이 발생되는 것을 방지한다.

한편, 도 9 및 도 10에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(900)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(900)은 상기 단위관(310)들에 각각 설치되어 해당 단위관(310)들의 슬라이딩 거리를 측정하는 센서부(910)와, 상기 센서부(910)로부터 제공되는 측정정보를 토대로 상기 신축유닛(300)의 신축 길이를 산출하는 정보산출모듈(920)과, 상기 정보산출모듈(920)에서 산출된 정보를 토대로 상기 신축유닛(300)의 상태에 대응되는 가상의 3차원 모델을 모델링하여 작업자에게 제공하는 모델링 모듈(930)을 구비한다.

상기 센서부(910)는 상기 단위관(310)들에 각각 설치되어 해당 단위관(310)들의 슬라이딩 거리를 측정하는 다수의 측정센서(911)와, 상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 측정센서(911)가 노출되는 방지하기 위해 상기 측정센서(911)들을 각각 덮도록 형성된 다수의 센서 차폐유닛(940)을 구비한다.

상기 측정센서(911)는 단위관(310)의 내측 상단부에 마련되는 것으로서, 측정용 레이저를 조사하고, 반사되는 레이저를 수신하여 이동거리를 측정하를 거리 측정 수단이 적용된다. 여기서, 측정센서(911)는 단위관(310)의 관통공간(311) 하측에 삽입된 다른 단위관(310)의 상단부에 측정용 레이저 광을 조사할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 측정센서(911)는 센서 차폐유닛(940)에 의해 단위관(310)의 내측면에 고정된다.

센서 차폐유닛(940)은 조사구가 마련된 센서 케이스(941)와, 조사구를 덮을 수 있도록 센서 케이스(941)에 설치된 투과 커버(942)를 구비한다.

센서 케이스(941)는 센서 고정부(950)에 의해 단위관(310)의 내벽면에 고정되며, 내부에 측정센서(911)가 수용될 수 있도록 설치공간이 마련되어 있다. 이때, 센서 케이스(941)는 단위관(310)에 결합된 단위관(310)의 상단부에 대향되는 위치 즉, 하면에 조사구가 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 센서 케이스(941)는 납과 같은 방사선 불투과성 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 센서 고정부(950)는 단위관(310)의 내벽면에 각각 고정되는 다수의 제2고정부재(960)와, 상기 센서 케이스(941)에 설치되며, 상기 제2고정부재(960)에 분리가능하게 결합되는 다수의 제2결합핀(970)을 구비한다.

상기 제2결합핀(970)은 센서 케이스(941)에 회전가능하게 설치되며, 단위관(310)의 내벽면에 대향되는 일단부에 복수의 제2걸림돌기(미도시)가 형성된다. 상기 제2걸림돌기는 제2결합핀(970)의 회전중심을 기준으로 상호 대향되는 위치의 제2결합핀(970)의 외주면에 형성되며, 상호 멀어지는 방향으로 소정길이 연장된다. 제2결합핀(970)의 타단부에는 작업자가 용이하게 제2결합핀(970)을 파지하여 회전시킬 수 있도록 제2파지부재(972)가 마련되어 있다.

상기 제2고정부재(960)는 단위관(310)의 내벽면에 고정되며, 내부에 결합돌기가 마련된 제2결합핀(970)의 일단부가 삽입될 수 있도록 일측이 개방된 제2삽입공간이 형성된 제2고정블럭(961)과, 제2삽입공간의 개방된 일측을 덮을 수 있도록 제2고정블럭(961)에 설치되는 제2걸림커버(962)를 구비한다.

상기 제2걸림커버(962)는 제2결합핀(970)의 일단부가 삽입될 수 있도록 중앙에 제2중공(963)이 형성되며, 제2결합핀(970)의 제2걸림돌기들이 삽입될 수 있도록 제2중공(963)으로부터 연장된 복수의 제2연장홀(964)이 형성되어 있다. 상기 제2연장홀(964)은 제2중공(963)의 중심으로부터 상호 대향되는 위치에, 상호 멀어지는 방향으로 연장된다. 이때, 제2연장홀(964)은 제2고정블럭(961)의 제2삽입공간에 삽입된 제2결합핀(970)이 소정각도 회전하면 제2걸림돌기가 제2걸림커버(962)에 걸릴 수 있도록 제2걸림돌기의 폭 및 길이에 대응되는 폭 및 길이를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

작업자는 제2결합핀(970)의 일단부를 제2걸림커버(962)의 제2중공(963) 및 제2연장홀(964)을 통해 제2고정블럭(961)의 제2삽입공간으로 삽입한 다음, 제2결합핀(970)을 소정 각도 회전시켜 제2결합핀(970)의 제2걸림돌기를 제2걸림커버(962)에 걸림 상태로 세팅한다. 측정센서(911)를 교환시에도, 작업자는 제2걸림돌기가 제2걸림커버(962)의 제2연장홀(964)에 각각 위치하도록 제2결합핀(970)을 회전시킨 다음, 제2걸림커버(962)의 제2중공(963) 및 제2연장홀(964)을 통해 제2결합핀(970)의 일단부를 제2고정블럭(961)으로부터 분리시킨다.

상기 센서 고정부(950)는 볼트에 의한 볼팅 방식이 아니라 제2결합핀(970) 및 제2고정블럭(961)에 의한 결합방식으로 센서 케이스(941)를 고정시키므로 보다 신속하게 센서 케이스(941)의 교체 작업이 가능하다.

투과 커버(942)는 상기 조사구를 덮을 수 있도록 센서 케이스(941)에 설치되며, 납유리와 같이 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성되어 있다.

정보산출모듈(920)은 원자로 외부에 설치되며, 측정센서(911)들로부터 측정정보를 제공받는다. 여기서, 정보산출모듈(920)은 제공받은 측정정보를 토대로 신축유닛(300)의 신축길이를 산출한다.

모델링 모듈(930)은 정보산출모듈(920)에서 산출된 정보를 토대로 신축유닛(300)의 상태에 대응되는 가상의 3차원 모델을 모델링하여 디스플레이부(830)를 통해 작업자에게 표시한다. 이때, 모델링 모듈(930)은 원자로도 모델링하여, 원자로에 대한 신축유닛(300)의 위치를 표시하여 3D 영상을 제작하여 디스플레이부(830)에 제공할 수도 있다. 작업자는 모델링 모듈(930)에서 제공되는 3D 영상을 참고하여 보다 정교하게 작업 기기(19)를 운반할 수 있다.

한편, 도 11에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(110)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(110)은 단위관(310)들 사이에 설치되어 단위관(310)들을 상호 지지하는 다수의 베어링(111)과, 상기 베어링(111)을 단위관(310)의 외주면에 가압할 수 있는 가압볼트(112)를 더 구비한다.

여기서, 단위관(310)은 하단부에, 관통공간(311)의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 관통되게 체결홀(113)이 형성되어 있다. 상기 체결홀(113)은 가압볼트(112)가 나사결합될 수 있도록 내주면에 다수의 나사산이 형성되어 있다.

베어링(111)은 단위관(310)의 관통공간(311)에 삽입된 또 다른 단위관(310)의 외주면에 접촉될 수 있도록 체결홀(113)에 삽입된다. 상기 베어링(111)은 단위관(310)들 사이의 마찰을 감소시킬 수 있도록 종래에 일반적으로 사용되는 베어링(111)이므로 상세한 설명은 생략한다.

가압볼트(112)는 일단부가 베어링(111)에 접촉될 수 있도록 체결홀(113)에 삽입되며, 체결홀(113)에 나사결합될 수 있도록 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 한편, 도면에 도시되진 않았지만, 가압볼트(112)의 타단면에는 드라이버와 같은 공구를 결합시켜 작업자가 가압볼트(112)를 회전시킬 수 있도록 '一' 또는 '十' 형상의 홈이 형성되어 있다.

상술된 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(110)은 단위관(310)들 사이에 베어링(111)이 설치되어 있으므로 보다 용이하고, 신속하게 신축유닛(300)이 신축되는 장점이 있다.

한편, 도 12에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(120)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템(120)은 상호 슬라이딩되는 상기 단위관(310)들 사이에 미끄럼이 발생되는 것을 감지하기 위해 상기 신축유닛(300)에 설치된 슬립 감지유닛(130)을 더 구비한다. 여기서, 지지레일(321)은 내부에 상하방향을 따라 연장된 연장공간(11)이 마련되며, 측면에 상하방향을 따라 기설정된 단위거리만큼 상호 이격되게 다수의 검출공(12)이 형성되어 있다.

상기 슬립 감지유닛(130)은 상기 검출공(12)들을 통해 광이 외부로 출력될 수 있도록 상기 지지레일(321)의 연장공간(11)에 설치되어 광을 생성하는 조사램프(131)와, 상기 검출공(12)이 형성된 상기 지지레일(321)의 측면에 접촉될 수 있도록 상기 지지블럭(322)에 회전가능하게 설치된 접촉롤러(132)와, 상기 검출공(12)을 통해 출력되는 광을 감지하기 위해 상기 접촉롤러(132)의 외주면에, 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치된 복수의 수광센서(133)와, 상기 수광센서(133)에서 제공되는 감지정보를 토대로 상기 수광센서(133)에서 광이 미감지시 상기 단위관(310)들 사이에 미끄럼이 발생된 것으로 판단하여 작업자에게 알림정보를 제공하는 판별모듈(미도시)을 구비한다.

상기 조사램프(131)는 지지레일(321)의 내부에 설치되어 광을 발생시키는 것으로서, 엘이디 램프가 적용된다.

*접촉롤러(132)는 브라켓(135)에 의해 지지블럭(322)에 회전가능하게 지지된다. 상기 접촉롤러(132)는 단위관(310)의 슬라이딩에 따라 회전될 수 있도록 고무와 같은 소정의 탄성을 갖는 소재로 형성되는 것이 바람직하다.

수광센서(133)는 접촉롤러(132)의 외주면에 설치되는데, 다수개가 접촉롤러(132)의 원주방향을 따라 상호 이격되게 설치된다. 이때, 수광센서(133)는 지지롤러의 검출공(12)에 대향되게 접촉롤러(132)에 설치되며, 검출공(12)들 사이의 이격거리 즉, 단위거리에 대응되는 거리만큼 상호 이격되게 배치되는 것이 바람직하다.

판별모듈은 수광센서(133)들 중 어느 하나에서 광이 검출되면 단위관(310)들 사이에 미끄럼이 발생되지 않을 것으로 판별하고, 수광센서(133)들에서 광이 미검출되면, 단위관(310)들 사이에 슬립이 발생된 것으로 판단하여 작업자의 단말기로 알림정보를 제공한다. 작업자는 단말기를 통해 알림정보를 수신시 단위관(310)들 사이에 발생된 미끄럼을 고려하여 컨트롤 모듈을 조작할 수 있다.

한편, 도 13에는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 슬립 감지유닛(150)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 슬립 감지유닛(150)은 롤러 이동부(151), 롤러 회전부(152) 및 롤러 제어모듈(153)을 구비한다. 상기 접촉롤러(132)는 상기 지지레일(321)의 연장방향에 대해 교차하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 상기 지지블럭(322)에 설치된다. 즉, 지지블럭(322)은 지지레일(321)에 인접된 상면에, 단위관(310)의 반경방향으로 연장된 보조레일(156)이 형성되고, 접촉롤러(132)에 설치된 브라켓(135)이 상기 보조레일(156)에 이동가능하게 설치된다. 따라서, 접촉롤러(132)는 브라켓(135)이 단위관(310)의 반경방향으로 슬라이딩 가능하게 지지블럭(322)에 설치된다.

롤러 이동부(151)는 상기 접촉롤러(132)를 상기 지지레일(321)의 측면에 밀착되거나 이격되도록 상기 접촉롤러(132)를 이동시키는 것으로서, 일단이 접촉롤러(132)를 지지하는 브라켓(135)에 고정되고, 타단은 지지블럭(322)에 고정되며, 일단에서 타단까지의 거리가 신축되는 액츄에이터가 적용된다.

롤러 회전부(152)는 접촉롤러(132)에 설치되어 상기 접촉롤러(132)를 회전시키는 것으로서, 접촉롤러(132)의 외주면에 접하도록 브라켓(135)에 회전가능하게 설치된 보조롤러(154)와, 보조롤러(154)에 설치되어 상기 보조롤러(154)를 회전시키는 보조모터(155)를 구비한다. 한편, 롤러 회전부(152)는 도시된 예에 한정하는 것이 아니라 접촉롤러(132)를 회전시킬 수 있는 회전수단이면 무엇이든 가능하다.

롤러 제어모듈(153)은 상기 판별모듈에서 상기 단위관(310)들 사이에 미끄럼이 발생된 것으로 판별되면, 상기 접촉롤러(132)를 상기 지지레일(321)의 측면으로부터 이격되시키고, 상기 수광센서(133)가 상기 검출공(12)을 통해 출력되는 광을 감지할 수 있도록 상기 접촉롤러(132)가 회전되도록 상기 롤러 이동부(151) 및 롤러 회전부(152)를 제어한다. 여기서, 상기 수광센서(133)에서 광이 감지되면 상기 롤러 제어모듈(153)은 상기 접촉롤러(132)가 상기 지지레일(321)의 측면에 밀착되도록 상기 롤러 이동부(151)를 작동시키는 것이 바람직하다.

상술된 슬립 감지유닛(150)은 단위관(310)들 사이에 슬립이 발생되더라도 롤러 회전부(152) 및 롤러 이동부(151)를 이용하여 작업자가 원거리에서 접촉 롤러의 위치를 세팅할 수 있는 장점이 있다.

제시된 실시 예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

100: 크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템
200: 메인 프레임
201: 제1연장레일
202: 제1이동블럭
203: 제1지지체
204: 제2연장레일
205: 제2이동블럭
206: 제2지지체
207: 고정로드
300: 신축유닛
310: 단위관
311: 관통공간
312: 기기 설치부
320: 가이드 부재
321: 지지레일
322: 지지블럭
323: 통과구
400: 동력 제공부
410: 구동모터
500: 프레임 구동부
600: 신축 구동부
610: 서브 프레임
620: 지지 스프로켓
630: 연결체인
640: 수납박스

Claims (13)

1. 원자로의 상부에, 사방으로 이동 가능하게 설치된 메인 프레임;
   상기 이동유닛에 설치되며, 하단부에 작업용 기기가 설치될 수 있도록 기기설치부가 마련되며, 상하방향으로 신축 가능하게 형성된 신축유닛; 및
   상기 메인 프레임 및 신축부재를 작동시키기 위한 구동력을 제공하는 동력 제공부;
   상기 동력 제공부에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 메인 프레임을 이동시키는 프레임 구동부; 및
   상기 기기 설치부에 설치된 상기 작업용 기기가 상기 원자로 내부로 인입될 수 있도록 상기 동력 제공부에서 제공된 구동력을 이용하여 상기 신축유닛을 신축시키는 신축 구동부;를 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 신축유닛은
   상하방향을 따라 순차적으로 상호 슬라이딩 가능하게 결합된 다수의 단위관; 및
   상기 단위관들에 설치되며, 상기 단위관들이 좌우방향으로 회전되는 것을 방지하는 가이드 부재;를 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드 부재는
   상호 결합된 단위관들 중 어느 하나에 설치되며, 상하방향을 따라 연장된 지지레일; 및
   상기 지지레일을 따라 상기 단위관이 이동될 수 있도록 상기 지지레일에 대향되는 상호 결합된 상기 단위관들 중 다른 하나에 설치되며, 상기 지지레일이 통과될 수 있도록 통과구가 형성된 지지블럭;을 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 동력 제공부는
   상기 프레임 구동부 또는 신축 구동부에 각각 설치되어 구동력을 제공하는 구동모터; 및
   상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 구동모터가 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 구동모터를 덮도록 형성된 모터 차폐유닛;을 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 모터 차폐유닛은
   내부에 상기 구동모터가 수용될 수 있도록 수용공간이 마련되며, 외기가 상기 수용공간으로 유입될 수 있도록 유입구가 형성되고, 상기 수용공간의 공기가 외부로 배출되기 위한 배출구가 형성되되, 방사선 불투과성 소재로 형성된 모터 케이스;
   상기 유입구에 설치되어 상기 유입구를 통해 상기 수용공간으로 유입되는 방사선을 차단하는 방사선 차단 필터; 및
   상기 모터 케이스에 설치되며, 상기 구동모터를 방열시킬 수 있도록 상기 수용공간 내의 공기를 외부로 강제순환시키는 송풍유닛;을 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 기기 설치부에 인접된 위치의 상기 신축유닛에 설치되며, 상기 원자로 내부를 촬영하는 촬영 카메라;
   상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 촬영 카메라가 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 촬영 카메라를 덮도록 형성된 카메라 차폐유닛; 및
   상기 촬영 카메라로부터 촬영된 영상을 작업자에게 제공하는 디스플레이부;를 구비하고,
   상기 카메라 차폐유닛은
   내부에 상기 촬영 카메라가 설치될 수 있도록 내부공간이 마련되며, 방사선 불투과성 소재로 형성되되, 일측에 상기 촬영 카메라가 상기 원자로 내부를 촬영하기 위한 촬영구가 마련된 수용 케이스; 및
   상기 촬영구를 덮을 수 있도록 상기 수용 케이스에 설치되며, 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성된 차폐 커버;를 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 단위관들에 각각 설치되어 해당 단위관들의 슬라이딩 거리를 측정하는 다수의 측정센서;를 더 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 측정센서들로부터 제공되는 측정정보를 토대로 상기 신축유닛의 신축 길이를 산출하는 정보산출모듈; 및
   상기 정보산출모듈에서 산출된 정보를 토대로 상기 신축유닛의 상태에 대응되는 가상의 3차원 모델을 모델링하여 작업자에게 제공하는 모델링 모듈;을 더 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 원자로에서 발생된 방사선에 상기 측정센서가 노출되는 방지하기 위해 상기 측정센서들을 각각 덮도록 형성된 다수의 센서 차폐유닛;을 더 구비하고,
   상기 센서 차폐유닛은
   상기 단위관에 설치되며, 상기 측정센서가 수용될 수 있도록 내부에 설치공간이 마련되며, 상기 단위관에 결합된 단위관의 단부에 대향되는 위치에, 상기 측정센서로부터 조사된 측정용 레이저가 통과될 수 있도록 조사구가 형성되고, 방사선 불투과성 소재로 형성된 센서 케이스; 및
   상기 조사구를 덮을 수 있도록 상기 센서 케이스에 설치되며, 상기 측정용 레이저가 투과될 수 있도록 투명한 방사선 불투과성 소재로 형성된 투과 커버;를 구비하는,
   크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
   
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 단위관은 하방으로 인접된 단위관이 삽입될 수 있도록 상하방향으로 관통된 관통공간이 형성되고, 단부에, 상기 관통공간의 길이방향에 대해 교차하는 방향으로 관통되게 체결홀이 형성되고,
    상기 관통공간에 삽입된 상기 단위관의 외주면에 접촉되도록 상기 체결홀에 삽입된 베어링; 및
    상기 베어링을 상기 관통공간에 삽입된 상기 단위관의 외주면에 밀착시킬 수 있도록 상기 베어링을 가압하기 위해 상기 체결홀에 나사결합되는 가압볼트;를 더 구비하는,
    크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
    
11. 제3항에 있어서,
    상호 슬라이딩되는 상기 단위관들 사이에 미끄럼이 발생되는 것을 감지하기 위해 상기 신축유닛에 설치된 슬립 감지유닛;을 더 구비하는,
    크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 지지레일은 내부에 상하방향을 따라 연장된 연장공간이 마련되며, 측면에 상하방향을 따라 기설정된 단위거리만큼 상호 이격되게 다수의 검출공이 형성되고,
    상기 슬립 감지유닛은
    상기 검출공들을 통해 광이 외부로 출력될 수 있도록 상기 지지레일의 연장공간에 설치되어 광을 생성하는 조사램프;
    상기 검출공이 형성된 상기 지지레일의 측면에 접촉될 수 있도록 상기 지지블럭에 회전가능하게 설치된 접촉롤러;
    상기 검출공을 통해 출력되는 광을 감지하기 위해 상기 접촉롤러의 외주면에, 원주방향을 따라 상기 단위거리에 대응되는 거리만큼 상호 이격되게 설치된 복수의 수광센서; 및
    상기 수광센서에서 제공되는 감지정보를 토대로 상기 수광센서에서 광이 미감지시 상기 단위관들 사이에 미끄럼이 발생된 것으로 판단하여 작업자에게 알림정보를 제공하는 판별모듈;을 구비하는,
    크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 접촉롤러는 상기 지지레일의 연장방향에 대해 교차하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 상기 지지블럭에 설치되고,
    상기 슬립 감지유닛은
    상기 접촉롤러를 상기 지지레일의 측면에 밀착되거나 이격되도록 상기 접촉롤러를 이동시키는 롤러 이동부;
    상기 접촉롤러에 설치되어 상기 접촉롤러를 회전시키는 롤러 회전부; 및
    상기 판별모듈에서 상기 단위관들 사이에 미끄럼이 발생된 것으로 판별되면, 상기 접촉롤러를 상기 지지레일의 측면으로부터 이격되시키고, 상기 수광센서가 상기 검출공을 통해 출력되는 광을 감지할 수 있도록 상기 접촉롤러가 회전되도록 상기 롤러 이동부 및 롤러 회전부를 제어하고, 상기 수광센서에서 광이 감지되면 상기 접촉롤러가 상기 지지레일의 측면에 밀착되도록 상기 롤러 이동부를 작동시키는 롤러 제어모듈;을 구비하는,
    크레인 원격 텔레스코프 서보 메니퓰레이터 시스템.
    

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