KR20230086882A - 경사구간 주행이 가능한 레일로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템은, 카메라를 포함한 감시장치가 장착된 순찰로봇(10)과 상기 순찰로봇이 주행하는 레일(20)을 포함하고, 상기 순찰로봇은, 회전력을 제공하는 구동모터(11); 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 레일상에서 마찰회전으로 주행하는 롤러(12) 및 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 기어 구동하는 피니언(13)을 포함하고, 상기 레일은, 홈부(23) 양쪽에 한 쌍의 주행면(22)이 형성되어 수평인 경우에 롤러가 마찰력으로 주행하고, 경사구간(21)에서는 주행면 가장자리에 한 쌍의 래크(24)가 형성되어 피니언과 맞물려 직선 구동을 하는 것을 특징으로 한다.

Description

경사구간 주행이 가능한 레일로봇 시스템{Rail robot system for driving on slopes}

본 발명은 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 화재 등 재난 예방을 위한 순찰로봇이 경사구간을 주행할 수 있는 레일구조를 갖는 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 지하구에는 수많은 전력선 또는 통신선이 배치되어 있어 소방법에 의하여 작업자가 수시로 순찰 및 점검을 시행하고 있다.

순찰 점검 시 수행하는 여러 점검 사항 중 전력선 등의 과열이나 지하구 내부의 일산화탄소(CO) 및 유해가스 등의 농도가 주요 점검사항이며, 지하구 관리 주체는 과부하시 과열이 유발될 수 있는 전력선 또는 통신선의 효율적 성능관리 및 사고 미연 방지를 위하여 예방 순찰 점검을 상시 시행하고 있다.

지하구 예방 순찰점검은 육안점검이나 감시카메라에 의한 모니터링 형태로 수행되는데 지하 관로의 특성상 활동에 제약이 있어 작업자의 안전을 포함한 현장업무의 애로는 물론, 많은 설비를 단기간 내에 측정 점검해야 하는 처리능력의 한계와 작업생산성 측면에서도 큰 어려움이 있는 실정이다.

이러한 문제점을 해결하고자 순찰자가 직접 지하구를 방문하여 순찰하지 않고 지하구에 설치된 트랙을 따라 감시로봇이 자동으로 이동하며 전력선과 통신선의 이상 유무와 화재발생 여부를 감시하였다.

그러나 지하구 레일이 수평인 경우에는 주행이 문제가 없지만, 지형이나 장애물을 회피하기 위하여 레일이 경사진 경우 경사도에 따라 롤러가 미끄러지거나 헛바퀴가 돌아 주행이 불가능한 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-2011792호

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 급경사의 레일 구간에도 주행이 가능한 레일로봇 시스템을 제공하고자 한다.

상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명에 따른 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템은, 카메라를 포함한 감시장치가 장착된 순찰로봇(10)과 상기 순찰로봇이 주행하는 레일(20)을 포함하고, 상기 순찰로봇은, 회전력을 제공하는 구동모터(11); 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 레일상에서 마찰회전으로 주행하는 롤러(12) 및 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 기어 구동하는 피니언(13)을 포함하고, 상기 레일은, 홈부(23) 양쪽에 한 쌍의 주행면(22)이 형성되어 수평인 경우에 롤러가 마찰력으로 주행하고, 경사구간(21)에서는 주행면 가장자리에 한 쌍의 래크(24)가 형성되어 피니언과 맞물려 직선 구동을 하는 것을 특징으로 한다.

상기 레일은 홈부에 천장의 지지대가 고정된 것을 특징으로 한다.

상기 감시장치는 화재감지센서, 온도센서, 습도센서, 가스센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 순찰로봇에는 소화기가 장착된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템은 장애물을 회피하거나 지형에 따라 레일이 경사가 지더라도 롤 회전마찰 방식에서 기어방식으로 구동방식을 변경하여 순찰로봇을 주행시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 지하구 내의 순찰로봇뿐만 아니라 굴곡이 있는 지형에서의 이동 감시 카메라에도 적용할 수 있다.

또한, 24시간 무인 순찰이 가능하고 화재 등 재난에 초동 대응을 할 수 있어 피해를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 레일로봇 시스템의 사진을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 레일로봇 시스템의 구동부 투시도를 보여준다.
도 3은 땅속 지하구에서 장애물을 피하기 위한 레일의 경사구간을 보여준다.
도 4는 지상에서 지형의 굴곡에 따른 레일의 경사구간을 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 순찰로봇에서 주행구동부의 제작사진을 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 경사구간에서의 레일 구성을 보여준다.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예와 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.

도 1은 본 발명에 따른 레일로봇 시스템을 보여주는 사진으로서, 카메라를 포함하는 감시장치가 장착된 순찰로봇(10)과 순찰로봇이 주행하는 레일(20)을 포함한다.

도 2는 순찰로봇(10)의 투시 사시도로서, 전/후 각 한 쌍의 구동모터와 구동모터에 전원을 공급하는 배터리(40) 및 실상 카메라(31)와 적외선 카메라(32)를 보여준다.

상기 감시장치는 실상 카메라로 촬영하여 영상으로 감시 대상을 모니터링할 수 있다. 지하구에서는 어둡기 때문에 LED 조명을 장착할 수 있고 적외선 카메라를 사용할 수 있다.

화재가 발생하는 경우 불꽃을 감지하는 화재감지센서나 연기 등을 감지하는 연기감지센서가 장착되어 화재발생시 관리자에게 경보를 전송할 수 있다. 또한, 화재를 경보하는 동시에 장착된 소화기를 사용하여 초기 화재 진압을 할 수 있다.

또한, 온도센서, 습도센서, 가스센서 등을 더 포함하여 장착할 수 있다.

도 3은 땅속 지하구에서 장애물을 피하기 위하여 레일의 경사구간(21)이 발생하는 예이고, 도 4는 지상에서 지형의 굴곡에 따라 경사구간(21)이 발생하는 예를 보여준다.

동력전달을 하는 기어에 있어서 평기어의 지름이 무한대인 경우를 래크(rack)라 하며, 래크와 맞물리는 회전기어를 피니언(pinion)이라 한다. 래크와 피니언은 회전 운동을 왕복 운동으로, 왕복 운동을 회전 운동으로 변환시키는 기계요소로서 본 발명에서는 급경사구간 레일에서 순찰로봇을 주행하기 위하여 래크와 피니언 기어를 사용한다.

도 5는 본 발명에 따른 순찰로봇에서 한 쌍의 주행구동부 중 하나를 보여주는 사진으로 회전력을 제공하는 구동모터(11), 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 레일상에서 마찰회전으로 주행하는 롤러(12) 및 상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 기어 구동하는 피니언(13)을 포함한다.

상기 롤러는 레일이 수평인 경우에 레일상의 주행면(22)에서 회전마찰로 구동되고, 레일이 경사구간인 경우에는 피니언이 래크(24)에 물려 자동으로 회전 기어 구동된다.

본 발명에 따른 레일은 고강도 알루미늄 재질로 형성되며 중앙에 홈부(23)가 형성되어 천장에 고정되는 지지대가 고정된다.

홈부 양쪽에 한 쌍의 주행면(22)이 형성되어 수평인 경우에 롤러가 회전 마찰력으로 주행한다.

경사구간(21)은 도 6과 같이 주행면 가장자리에 한 쌍의 래크(24)가 형성되어 피니언(13)과 맞물려 직선 구동을 한다.

10: 순찰로봇 11: 구동모터
12: 롤러 13: 피니언
20: 레일 22: 주행면
22: 주행면 24: 래크

Claims (4)

1. 카메라를 포함한 감시장치가 장착된 순찰로봇(10)과 상기 순찰로봇이 주행하는 레일(20)을 포함하는 레일로봇 시스템에 있어서,
   상기 순찰로봇은,
   회전력을 제공하는 구동모터(11);
   상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 레일상에서 마찰회전으로 주행하는 롤러(12) 및
   상기 구동모터로부터 구동력을 전달받아 기어 구동하는 피니언(13)을 포함하고,
   상기 레일은,
   홈부(23) 양쪽에 한 쌍의 주행면(22)이 형성되어 수평인 경우에 롤러가 마찰력으로 주행하고,
   경사구간(21)에서는 주행면 가장자리에 한 쌍의 래크(24)가 형성되어 피니언과 맞물려 직선 구동을 하는 것을 특징으로 하는 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 레일은 홈부에 천장의 지지대가 고정된 것을 특징으로 하는 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 감시장치는 화재감지센서, 온도센서, 습도센서, 가스센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 순찰로봇에는 소화기가 장착된 것을 특징으로 하는 경사구간 주행을 위한 레일로봇 시스템.

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