KR20230030322A - 모듈형 배관 검사 로봇 - Google Patents

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KR20230030322A
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한국로봇융합연구원
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 모듈형 배관 검사 로봇은, 서로 연결되어 폐루프를 형성하는 모듈형 배관 검사 로봇으로서, 프레임부, 상기 프레임부에 결합된 구동부, 상기 구동부에 연결되어, 전방향 이동 가능한 복수의 메카넘 휠, 상기 프레임부에 결합되어 배관을 검사하는 센서부 및 상기 프레임부에 결합된 연결부를 포함하며, 상기 구동부는 적어도 하나 이상의 구동 모듈을 포함하고, 상기 구동 모듈은 상기 복수의 메카넘 휠 각각에 개별 구동 가능하게 결합하며, 상기 연결부를 통해 서로 인접한 모듈형 배관 검사 로봇이 서로 연결될 수 있다.

Description

모듈형 배관 검사 로봇{MODULAR ROBOT FOR INSPECTION OF PIPELINE}
본 발명은 모듈형 배관 검사 로봇에 관한 것이다.
배관이란 급수, 배수, 냉난방 등을 위해 배치된 관을 의미한다. 배관의 결함이 발생한 경우, 상당한 경제적 피해를 야기할 수 있을 뿐만 아니라 자칫 막대한 인명피해로 연결될 수도 있다. 따라서 배관의 안정성 확보를 위해 정기적인 검사를 수행하는 것이 바람직하다.
배관을 검사하기 위해서 작업자가 내부로 들어가는 경우, 육안으로 배관 내부 상태를 점검하는 것은 어려울 수 있으며 작업자의 안전이 문제될 수 있다. 또한, 배관의 직경이 작아 작업자가 내부로 용이하게 진입할 수 없는 경우도 있다. 이에 따라, 최근에는 배관 내부에 투입되어 배관을 따라 이동하며 검사하는 배관 검사 로봇이 제안되고 있다.
그러나 현재 개발되는 배관 검사 로봇의 경우 일정 타겟의 관경에 대응하도록 개발되어 있어 소형에서부터 대형까지 다양한 치수를 갖는 배관에 적용하기 어렵다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 다양한 치수를 갖는 배관에 적용 가능한 모듈형 배관 검사 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 모듈형 배관 검사 로봇은, 서로 연결되어 폐루프를 형성하는 모듈형 배관 검사 로봇으로서, 프레임부, 상기 프레임부에 결합된 구동부, 상기 구동부에 연결되어, 전방향 이동 가능한 복수의 메카넘 휠, 상기 프레임부에 결합되어 배관을 검사하는 센서부 및 상기 프레임부에 결합된 연결부를 포함하며, 상기 구동부는 적어도 하나 이상의 구동 모듈을 포함하고, 상기 구동 모듈은 상기 복수의 메카넘 휠 각각에 개별 구동 가능하게 결합하며, 상기 연결부를 통해 서로 인접한 모듈형 배관 검사 로봇이 서로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 모듈형 배관 검사 로봇은, 상기 프레임부에 결합되어, 자성을 이용해 상기 배관에 밀착할 수 있는 영구 자석을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 모듈형 배관 검사 로봇은, 레버를 조절하여 상기 영구 자석 및 상기 센서부를 교체하거나 고정시키거나 높이 조절할 수 있는 클램프를 더 포함할 수 있다.
상기 메카넘 휠은, 적어도 하나 이상의 롤러, 상기 롤러가 결합되는 롤러 지지판, 상기 구동부에 연결된 허브 및 상기 허브와 상기 롤러 지지판을 관통하며, 상기 허브에 상기 롤러 지지판을 고정하는 휠 고정 부재를 포함할 수 있다.
상기 센서부는, 케이스, 상기 케이스에 결합된 센서 및 상기 케이스 내부에 위치하여, 탄성력으로 상기 케이스를 밀어내는 스프링을 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 유니버셜 조인트를 포함할 수 있다.
상기 연결부는, 길이 조절이 가능할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 모듈형 배관 검사 로봇은 서로 연결되어 다양한 치수를 갖는 배관에 적용 가능할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 측면도이다.
도 3은 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 평면도이다.
도 4는 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 배면도이다.
도 5는 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 메카넘 휠의 분해사시도이다.
도 6은 인접한 모듈형 배관 검사 로봇이 연결부에 의해 서로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 연결부의 분해사시도이다.
도 8은 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 센서부의 분해사시도이다.
도 9는 도 6의 센서부의 결합된 상태의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇이 활용되는 예시를 나타낸 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇의 사시도이고, 도 2는 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 측면도이고, 도 3은 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 평면도이고, 도 4는 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 배면도이고, 도 5는 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 메카넘 휠의 분해사시도이고, 도 6은 인접한 모듈형 배관 검사 로봇이 연결부에 의해 서로 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇(10)은 프레임부(100), 메카넘 휠(200), 연결부(300), 구동부(400), 센서부(500), 영구 자석(600) 및 클램프(700)를 포함할 수 있다. 여기에서, 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 모듈형 배관 검사 로봇(10)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
본 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇(10)은 서로 연결되어 폐루프를 형성할 수 있다. 모듈형 배관 검사 로봇(10)은 후술하는 연결부(300)에 의해 복수 개의 모듈형 배관 검사 로봇(10)이 서로 연결될 수 있다. 이에 따라, 검사하고자 하는 배관의 직경에 따라 연결되는 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 개수를 달리하여, 소형에서부터 대형까지 다양한 치수를 가지는 배관에 적용될 수 있다.
프레임부(100)는 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 뼈대를 형성할 수 있다. 도 1을 참조하면 프레임부(100)는 하부판(110), 측면판(120) 및 몸체(130)를 포함할 수 있다. 여기에서, 도 1에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 프레임부(100)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
하부판(110)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 하부에 위치한 평판 형태로 후술하는 측면판(120) 및 몸체(130)를 지지할 수 있다. 하부판(110)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)을 배관 검사 도중 발생하는 충격으로부터 보호하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 하부판(110)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 통상의 기술자에 의해 채용될 수 있는 범위에서 일부 변경될 수 있다.
측면판(120)은 후술하는 몸체(130)에 결합되고, 후술하는 구동부(400)가 위치할 수 있다. 측면판(120)은 하부판(110)에 수직한 방향으로 연장된 평판 형상으로 우측면 및 좌측면에 한 개씩 존재할 수 있다. 측면판(120)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 측면을 보호하는 역할을 할 수 있다. 측면판(120)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)을 배관 검사 도중 발생하는 충격으로부터 보호하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 측면판(120)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 통상의 기술자에 의해 채용될 수 있는 범위에서 일부 변경될 수 있다.
몸체(130)는 측면과 상부가 개방된 속이 빈 육면체 형상으로 내부에 구동부(400)가 위치할 수 있다. 몸체(130)는 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 전면 및 후면 및 구동부(400)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 몸체(130)는 모듈형 배관 검사 로봇(10)을 배관 검사 도중 발생하는 충격으로부터 보호하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 몸체(130)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 통상의 기술자에 의해 채용될 수 있는 범위에서 일부 변경될 수 있다.
도 5를 참조하면, 메카넘 휠(200)은 롤러(210), 허브(220), 휠 고정 부재(230) 및 롤러 지지판(240)을 포함할 수 있다. 메카넘 휠(200)은 복수 개의 롤러(210)가 롤러 지지판(240)의 외주면에 약 45도의 각도로 이격되어 축 결합될 수 있다. 롤러(210)가 기울어진 방향으로 결합되어 기울어진 방향으로 추진력을 생성하게 되기 때문에 전후방향의 속도 성분과 좌우 방향의 속도 성분을 적절히 조합할 경우 원하는 방향으로 구동할 수 있다.
메카넘 휠(200)은 구동부(400)에 연결되어, 전방향으로 이동 가능할 수 있다. 여기에서, 전방향은 모든 방향을 의미한다. 메카넘 휠(200)은 우측면에 있는 측면판(120)에 2개, 좌측면에 있는 측면판(120)에 2개, 총 4개 존재할 수 있다. 여기에서, 도 5에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 메카넘 휠(200)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
롤러(210)는 적어도 하나 이상 형성되어 메카넘 휠(200)에서 직접 배관에 닿아 동력을 전달하는 역할을 할 수 있다. 롤러(210)는 일축을 중심으로 회전하는 속이 빈 원통 형상일 수 있다. 복수 개의 롤러(210)는 후술하는 롤러 지지판(240)에 45도의 각도를 형성하며 일정 간격 이격되어 롤러 지지판(240)의 둘레를 따라 결합될 수 있다. 다만 롤러의 형상 및 위치는 이에 한정되지 않고 통상의 기술자에 의해 채용될 수 있는 범위에서 일부 변경될 수 있다.
허브(220)는 구동부(400)에 연결되어 구동부(400)의 동력을 전달하는 역할을 할 수 있다. 허브(220)는 중앙에 원형의 홀이 형성되고 둘레를 따라 복수 개의 원형의 홀이 형성된 원형 판 형태일 수 있다. 허브(220)는 구동부(400)의 동력을 전달하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 허브(220)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 통상의 기술자에 의해 채용될 수 있는 범위에서 일부 변경될 수 있다.
휠 고정 부재(230)는 허브(220)와 롤러 지지판(240)을 관통하며 허브(220)에 롤러 지지판(240)을 고정할 수 있다. 휠 고정 부재(230)는 허브(220)의 원형 홀과 후술하는 롤러 지지판(240)의 원형 홀을 관통하여 고정하는 볼트와 나사 일 수 있다. 다만, 휠 고정 부재(230)는 허브(220)와 롤러 지지판(240)을 고정하기 위한 어떠한 구성도 가능할 수 있다.
롤러 지지판(240)은 롤러(210)가 결합되는 판일 수 있다. 롤러 지지판(240)은 허브(220)의 원형 홀과 대응되는 위치에 복수개의 원형 홀이 형성될 수 있다. 롤러 지지판(240)은 롤러(210)와의 결합을 위해 롤러(210)가 결합되는 각도에 대응되도록 돌출된 부분이 형성될 수 있다. 롤러 지지판(240)은 돌출된 부분의 말단에 롤러(210)와의 결합을 위한 원형 홀이 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 롤러 지지판(240)은 제1 롤러 지지판(241)과 제2 롤러 지지판(242)을 포함할 수 있다. 제1 롤러 지지판(241) 및 제2 롤러 지지판(242)은 각각 허브(220)의 좌측면 및 우측면에 결합될 수 있다. 제1 롤러 지지판(241)의 돌출된 부분과 대응되는 제2 롤러 지지판(242)의 돌출된 부분에 롤러(210)가 결합될 수 있다.
도 7은 도 6의 연결부의 분해사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 연결부(300)는 돌출 부재(310), 연결 부재(320) 및 연장 부재(330)를 포함할 수 있다. 연결부(300)는 상기 프레임부(100)에 결합되어, 서로 인접한 모듈형 배관 검사 로봇(10)이 서로 연결되게 할 수 있다. 연결부(300)에는 유니버셜 조인트가 사용될 수 있다. 연결부(300)는 길이 조절이 가능할 수 있다. 연결부(300)의 연결 길이가 조절이 가능하기 때문에, 배관 직경의 크기에 비해 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 개수가 부족한 경우 연결 길이를 늘리는 등 배관의 직경에 따른 대응이 가능할 수 있다. 여기에서, 도 6에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 연결부(300)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
돌출 부재(310)는 돌출된 부분에 통공이 형성되어 후술하는 연결 부재(320)와 결합되어 모듈형 배관 검사 로봇(10) 간의 결합이 가능하게 할 수 있다. 돌출 부재(310)는 몸체(130)에 결합되어 원기둥 형상으로 돌출되고 말단에 통공이 형성된 두개의 모서리가 만곡된 얇은 육면체 형상의 돌출부가 형성될 수 있다. 돌출 부재(310)는 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 구동에 따른 연결부위의 비틀림, 회전을 견디기에 충분할 정도의 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 돌출 부재(310)의 형상 및 재질은 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질을 가질 수 있다.
연결 부재(320)는 돌출 부재(310)의 통공에 끼워져 돌출 부재(310)를 연결할 수 있다. 연결 부재(320)는 돌출 부재(310)의 통공에 대응되는 돌출된 부분이 형성된 육면체 형상일 수 있다. 연결 부재(320)는 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 구동에 따른 연결부위의 비틀림, 회전을 견디기에 충분할 정도의 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 연결 부재(320)의 형상 및 재질은 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질을 가질 수 있다.
연장 부재(330)는 연결 부재(320)에 탈부착 되어, 연결 길이를 조절할 수 있다. 연장 부재(330)는 속이 빈 원기둥 형상의 양단에 통공이 형성된 모서리가 만곡된 두개의 얇은 육면체 형상의 돌출부가 형성될 수 있다. 연장 부재(330)는 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 구동에 따른 연결부위의 비틀림, 회전을 견디기에 충분할 정도의 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱과 같은 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 연장 부재(330)의 형상 및 재질은 반드시 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질을 가질 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 구동부(400)는 제1 구동 모듈(410), 제2 구동 모듈(420), 제3 구동 모듈(430) 및 제4 구동 모듈(440)을 포함할 수 있다. 여기에서, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 구동부(400)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
구동부(400)는 프레임부(100)에 결합되어, 연결된 복수의 메카넘 휠(200)에 동력을 제공할 수 있다. 구동부(400)는 적어도 하나 이상의 구동 모듈(410, 420, 430, 440)을 포함하고, 구동 모듈(410, 420, 430, 440)은 복수의 메카넘 휠(200) 각각에 개별 구동 가능하게 결합될 수 있다.
예를 들어, 제1 구동 모듈(410)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 전방 우측면에 위치한 메카넘 휠(200)에 연결되고, 제2 구동 모듈(420)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 후방 우측면에 위치한 메카넘 휠(200)에 연결되고, 제3 구동 모듈(430)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 전방 좌측면에 위치한 메카넘 휠(200)에 연결되고, 제4 구동 모듈(440)은 모듈형 배관 검사 로봇(10)의 후방 좌측면에 위치한 메카넘 휠(200)에 연결될 수 있다. 제1 내지 제4 구동 모듈(410, 420, 430, 440)은 각각 연결된 메카넘 휠(200)에 개별적으로 동력을 제공하여 복수 개의 메카넘 휠(200)이 개별 구동 가능하게 할 수 있다.
제1 내지 제4 구동 모듈(410, 420, 430, 440)은 메카넘 휠(200)에 동력을 제공할 수 있는 어떠한 구성도 가능하다. 예를 들어, 제1 내지 제4 구동 모듈(410, 420, 430, 440)에는 동력 제공을 위한 구동 모터, 필요한 전력 제공을 위한 배터리가 포함될 수 있다.
도 8은 도 1의 모듈형 배관 검사 로봇의 센서부의 분해사시도이다. 도 9는 도 6의 센서부의 결합된 상태의 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 센서부(500)는 케이스(510), 제1 하부 지지판(520), 제2 하부 지지판(530), 통공(540), 지지 부재(550), 스프링(560) 및 센서(570)를 포함할 수 있다. 센서부(500)는 프레임부(100)에 결합되어 배관을 검사할 수 있다. 여기에서, 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 센서부(500)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
케이스(510)는 후술하는 센서(570)가 결합되어 배관 검사 시 받는 충격으로부터 센서(570)를 보호할 수 있다. 케이스(510)는 상부가 굴곡지게 만곡되고 하부가 개방된 육면체 형상일 수 있다. 케이스(510)는 센서(570)가 결합된 위치에 대응되는 위치에 원형의 통공(540)이 형성될 수 있다. 케이스(510)는 배관 검사 시 받는 충격으로부터 센서(570)를 보호하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 케이스(510)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질이 가능할 수 있다.
제1 하부 지지판(520)은 몸체(130)에 결합되어 후술하는 제2 하부 지지판(530)을 하부에서 지지할 수 있다. 제1 하부 지지판(520)은 후술하는 제2 하부 지지판(530)을 수용하기 위한 홈을 가지는 육면체 형상일 수 있다. 제1 하부 지지판(520)은 배관 검사 시 받는 충격으로부터 센서(570)를 보호하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 제1 하부 지지판(520)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질이 가능할 수 있다.
제2 하부 지지판(530)은 제1 하부 지지판(520)의 상부에 결합되어 케이스(510)를 지지할 수 있다. 제2 하부 지지판(530)은 케이스(510)를 수용하기 위한 홈을 가지는 육면체 형상일 수 있다. 제2 하부 지지판(530)은 후술하는 지지 부재(550)에 의해 관통되는 원형 홀이 형성될 수 있다. 제2 하부 지지판(530)은 배관 검사 시 받는 충격으로부터 센서(570)를 보호하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 제2 하부 지지판(530)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질이 가능할 수 있다.
지지 부재(550)는 제2 하부 지지판(530)을 관통하여 형성되며, 후술하는 스프링(560)을 관통하여 고정할 수 있다. 지지 부재(550)는 제2 하부 지지판(530)의 바닥에 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 제2 하부 지지판(530)의 원형 홀에 대응되는 직경을 가지는 원기둥 형상 일 수 있다. 지지 부재(550)는 스프링(560)이 빠지지 않도록 하부 말단이 상부보다 직경이 큰 원기둥 형상일 수 있다. 지지 부재(550)는 배관 검사 시 받는 충격에도 수직한 방향을 유지하기에 충분한 강성을 지닌 강철(Steel) 및 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다. 다만, 지지 부재(550)의 형상 및 재질은 이에 한정되지 않고 다양한 형상 및 재질이 가능할 수 있다.
스프링(560)은 케이스(510) 내부에 위치하여, 탄성력으로 케이스(510)를 밀어낼 수 있다. 스프링(560)은 나선형으로 감긴 코일 스프링일 수 있다. 스프링(560)은 지지 부재(550)에 끼워져 제2 하부 지지판(530)에 의해 고정되고 케이스(510) 및 케이스(510)에 결합된 센서(570)를 밀어낼 수 있다. 스프링(560)에 의해 케이스(510)에 결합된 센서(570)가 배관 내면에 부착되어 검사를 수행할 수 있다.
센서(570)는 케이스(510)에 결합되어, 배관 상태를 측정할 수 있다. 센서(570)는 케이스(510)에 의해 보호되고 케이스(510)의 통공(540)을 통해 배관의 내면을 측정할 수 있다. 센서(570)는 배관 상태를 측정하기 위한 어떠한 구성도 될 수 있다. 예를 들어, 센서(570)는 MFL 센서, 배관 내부의 촬영을 위한 카메라, 또는 비파괴 검사를 할 수 있는 각종 센서일 수 있다.
도 9를 참조하면, 센서부(500)의 케이스(510) 및 케이스(510)에 결합된 센서(570)는 제2 하부 지지판(530)에 수직한 방향으로 이동이 가능할 수 있다. 스프링(560)의 탄성력에 의해 케이스(510) 및 케이스(510)에 결합된 센서(570)는 배관 내면에 부착된 위치를 유지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 영구 자석(600)은 제1 영구 자석(610) 및 제2 영구 자석(620)을 포함할 수 있다. 여기에서 도 1에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 영구 자석(600)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
영구 자석(600)은 프레임부(100)에 결합되어, 자성을 이용해 배관에 밀착할 수 있다. 영구 자석(600)은 제1 영구 자석(610) 및 제2 영구 자석(620)이 센서부(500)의 양측에 위치하여 센서부(500)가 균형을 잃지 않게 할 수 있다. 영구 자석(600)은 배관에 밀착하기에 충분한 자성을 지닌 자석일 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 클램프(700)는 조임 부재(710) 및 레버(720)를 포함할 수 있다. 여기에서 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 구성 요소들 외에 다른 범용적인 구성 요소들이 클램프(700)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
클램프(700)는 측면판(120)에 위치하여, 후술하는 레버(720)를 조절해 영구 자석(600) 및 센서부(500)를 교체하거나 고정시키거나 높이 조절할 수 있다.
조임 부재(710)는 측면판(120)과 몸체(130)를 관통하여 형성될 수 있다. 조임 부재(710)는 측면판(120)과 몸체(130)를 고정할 수 있는 어떠한 구성도 가능하다.
레버(720)는 조임 부재(710)에 결합되어, 조임 부재(710)를 조작하여 몸체(130)에 부착된 영구 자석(600) 및 센서부(500)의 탈부착을 용이하게 할 수 있다. 레버(720)는 레버(720)를 조작하여 영구 자석(600) 및 센서부(500)를 탈착할 수 있으므로, 영구 자석(600) 및 센서부(500)의 높이를 조절한 뒤 고정하거나 영구 자석(600) 및 센서부(500)를 다른 영구 자석(600) 및 센서부(500)로 교체한 뒤 고정할 수 있다. 레버(720)는 조임 부재(710)를 조작할 수 있는 어떠한 구성도 가능하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 배관 검사 로봇이 활용되는 예시를 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 모듈형 배관 검사 로봇(10)은 배관의 직경에 비해 소형으로 제작될 수 있다. 이러한 소형 모듈형 배관 검사 로봇(10)을 배관의 직경에 대응되도록 복수 개 연결하여 배치하면 소형에서부터 대형까지 다양한 치수를 갖는 배관에 이용될 수 있다. 모듈형 배관 검사 로봇(10)은 연결부(300)에 의해 서로 연결되어 폐루프를 형성할 수 있다. 모듈형 배관 검사 로봇(10)은 상호 간에 연결되어 배관의 둘레를 따라 배치되고 전후 방향, 나선 방향으로 주행하며 배관을 검사할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10 모듈형 배관 검사 로봇
100 프레임부
200 메카넘 휠
300 연결부
400 구동부
500 센서부
600 영구 자석
700 클램프

Claims (7)

  1. 서로 연결되어 폐루프를 형성하는 모듈형 배관 검사 로봇으로서,
    프레임부;
    상기 프레임부에 결합된 구동부;
    상기 구동부에 연결되어, 전방향 이동 가능한 복수의 메카넘 휠;
    상기 프레임부에 결합되어 배관을 검사하는 센서부 및
    상기 프레임부에 결합된 연결부를 포함하며,
    상기 구동부는 적어도 하나 이상의 구동 모듈을 포함하고,
    상기 구동 모듈은 상기 복수의 메카넘 휠 각각에 개별 구동 가능하게 결합하며,
    상기 연결부를 통해 서로 인접한 모듈형 배관 검사 로봇이 서로 연결되는, 모듈형 배관 검사 로봇.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프레임부에 결합되어, 자성을 이용해 상기 배관에 밀착할 수 있는 영구 자석을 더 포함하는, 모듈형 배관 검사 로봇.
  3. 제2 항에 있어서,
    레버를 조절하여 상기 영구 자석 및 상기 센서부를 교체하거나 고정시키거나 높이 조절할 수 있는 클램프를 더 포함하는, 모듈형 배관 검사 로봇.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 메카넘 휠은,
    적어도 하나 이상의 롤러;
    상기 롤러가 결합되는 롤러 지지판;
    상기 구동부에 연결된 허브; 및
    상기 허브와 상기 롤러 지지판을 관통하며, 상기 허브에 상기 롤러 지지판을 고정하는 휠 고정 부재를 포함하는, 모듈형 배관 검사 로봇.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    케이스;
    상기 케이스에 결합된 센서 및
    상기 케이스 내부에 위치하여, 탄성력으로 상기 케이스를 밀어내는 스프링을 포함하는, 모듈형 배관 검사 로봇.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부는 유니버셜 조인트를 포함하는, 모듈형 배관 검사 로봇.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 연결부는 길이 조절이 가능한, 모듈형 배관 검사 로봇.
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