KR20240008102A - 관로에 대응하여 크기 및 모양 변경이 용이한 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템 - Google Patents

Abstract

관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 관로 검사 시스템은 관로 내부를 주행하도록 구성되는 관로 검사 로봇 및 관로 검사 로봇에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 제공하는 제어부를 포함하는 관로 검사 시스템을 포함하며, 관로 검사 로봇은 복수의 큐브 셀 블록들로 구성된 로봇 바디, 로봇 바디에 결합되고 회전 가능하게 결합된 구동 휠을 포함하는 구동부, 로봇 바디에 제1 연결부를 통해 결합되고 높이 조절이 가능한 카메라 리프트, 카메라 리프트에 제2 연결부를 통해 결합되고, 관로의 내부를 촬영하도록 구성되는 카메라를 포함하는 카메라 헤드부 및 로봇 바디에 결합되어 제어 신호에 기초하여 구동부, 카메라 리프트 및 카메라 헤드부를 제어하는 제어 보드를 포함하고, 복수의 큐브 셀 블록들 각각은 제1 코너를 공유하고 적어도 하나의 제1 돌출 결합 패턴을 포함하는 3개의 양각면 및 제1 코너에 대향하는 제2 코너를 공유하고 적어도 하나의 제2 돌출 결합 패턴을 포함하는 3개의 음각면으로 구성된 육면체로 형성되며, 복수의 큐브 셀 블록들은 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록을 포함하되, 제1 큐브 셀 블록의 제1 돌출 결합 패턴은 제2 큐브 셀 블록의 제2 돌출 결합 패턴에 결합된다.

Description

관로에 대응하여 크기 및 모양 변경이 용이한 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템{PIPELINE INSPECTION SYSTEM INCLUDING A PIPELINE INSPECTION ROBOT FOR EASILY CHANGE SIZE AND SHAPE IN ACCORDANCE WITH A PIPELINE}

본 발명은 관로 검사 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 관경에 대응하여 크기 및 모양 변경이 용이한 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템에 관한 것이다.

상하수관 등 유체가 흐르는 각종 배관은 시간이 지남에 따라 내부 부식 등의 노후화가 진행되어, 배관의 파손 등 관로 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 관로 사고를 방지하기 위해 배관 내부를 정기적으로 점검 및 진단하여 배관을 유지, 보수하는 것이 요구된다.

현재 존재하고 있는 관로 검사 시스템은 원격으로 움직일 수 있는 구동체에 카메라와 조명을 탑재하여 유선방식으로 지상에서 원격 조정하는 방식이 일반적이다.

하수관거 조사 기준 매뉴얼에 의하면, 카메라를 이용해 관로를 조사할 때, 관로의 중앙에 카메라의 높이를 고정하여 영상 촬영을 하도록 되어 있다.

기존의 관로 검사 로봇의 경우, 관로의 크기(관경)에 따라 일부 부품을 교체 또는 추가하여 대응 및 조사하였다. 예컨대, 200mm 내지 700mm의 직경관을 조사하는 경우에는 관경에 대응하여 관로 검사 로봇의 구동 휠의 크기 변경을 통해서 조사하고, 800mm 내지 1200mm의 직경관을 조사하는 경우에는 관경에 대응하여 관로 검사 로봇에 막대를 덧대어 조립하는 방식으로 조사하였다.

하지만, 기존 방식으로는 관로의 내부 환경과 모양에 대응하여 다양한 크기 및 모양의 관로 검사 로봇을 구성하는 데에 한계가 존재하며, 많은 유수량이 있는 차집관거 또는 대형 사각형 하수관 등 특수한 관로들을 조사하는 경우 관로들에 대한 적절한 대응이 어려웠다.

또한, 관경이 1000mm 내지 2000mm에 이르는 대형 관로를 조사하는 경우, 기존 방식으로는 로봇의 크기를 확대하는 데 한계가 존재하여 관경에 대응한 조사가 어려운 문제점이 존재한다.

이에 따라, 본 발명이 해결하려는 과제는 다양한 크기와 모양을 갖는 관로에 대응하여 상호 결합 가능한 큐브 셀 블록(Cube-cell block)을 통해 크기와 모양 변경이 용이한 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템은 관로 내부를 주행하도록 구성되는 관로 검사 로봇 및 상기 관로 검사 로봇에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 제공하는 제어부를 포함하며, 상기 관로 검사 로봇은, 복수의 큐브 셀 블록들로 구성된 로봇 바디; 상기 로봇 바디에 결합되고 회전 가능하게 결합된 구동 휠을 포함하는 구동부; 상기 로봇 바디에 제1 연결부를 통해 결합되고 높이 조절이 가능한 카메라 리프트; 상기 카메라 리프트에 제2 연결부를 통해 결합되고, 상기 관로의 내부를 촬영하도록 구성되는 카메라를 포함하는 카메라 헤드부; 및 상기 로봇 바디에 결합되어 상기 제어 신호에 기초하여 상기 구동부, 상기 카메라 리프트, 및 상기 카메라 헤드부를 제어하는 제어 보드를 포함하고, 상기 복수의 큐브 셀 블록들 각각은 제1 코너를 공유하고 적어도 하나의 제1 돌출 결합 패턴을 포함하는 3개의 양각면 및 상기 제1 코너에 대향하는 제2 코너를 공유하고 적어도 하나의 제2 돌출 결합 패턴을 포함하는 3개의 음각면으로 구성된 육면체로 형성되며, 상기 복수의 큐브 셀 블록들은 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록을 포함하되, 상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴은 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제2 돌출 결합 패턴에 결합된다.

실시예에 따라, 상기 제1 돌출 결합 패턴은 적어도 하나의 제1 결합 홈을 포함하고, 상기 제2 돌출 결합 패턴은 적어도 하나의 제2 결합 홈을 포함하며, 상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴 및 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제2 돌출 결합 패턴은 결합 부재를 통해 결합되고, 상기 결합 부재는 상기 제2 돌출 결합 패턴의 상기 제2 결합 홈을 관통하여 상기 제1 돌출 결합 패턴의 상기 제1 결합 홈에 고정될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 3개의 양각면은 각각 서로 이격된 4개의 상기 제1 돌출 결합 패턴을 포함하고, 상기 3개의 음각면은 각각 서로 이격된 4개의 상기 제2 돌출 결합 패턴을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 복수의 큐브 셀 블록들은 제3 큐브 셀 블록을 더 포함하되, 상기 제3 큐브 셀 블록의 상기 제2 돌출 결합 패턴은 상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴의 일부 및 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴의 일부에 결합될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 로봇 바디는 상기 제1 큐브 셀 블록 및 상기 제2 큐브 셀 블록에 연결 부재를 통해 결합되는 연결 패널을 더 포함하되, 상기 제1 큐브 셀 블록 및 상기 제2 큐브 셀 블록은 각각 상기 양각면 및 상기 음각면의 중심부에 형성되는 연결 홈을 포함하고, 상기 연결 부재는 상기 연결 패널을 관통하여 상기 연결 홈에 고정될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 연결 패널은 상기 제1 큐브 셀 블록 및 상기 제2 큐브 셀 블록에 결합되고 상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴 및 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴을 수용하는 패널 내부 공간을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 제1 돌출 결합 패턴은 평면상 사각형 형상이고, 상기 제2 돌출 결합 패턴은 평면상 기억자 형상일 수 있다.

실시예에 따라, 상기 카메라 헤드는 상기 관로 검사 로봇의 진행 방향과 수직하고 상기 관로의 바닥면에 수평한 방향으로 서로 이격 배치된 한 쌍의 적외선 센서를 포함하고, 상기 카메라는 상기 적외선 센서의 센싱 값에 기초하여 상기 관로의 중심부에 위치하도록 높이가 조절될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 관로 검사 로봇은 상기 로봇 바디에 결합되는 자이로스코프 센서를 더 포함하고, 상기 자이로스코프 센서를 통해 상기 관로 내부의 경사도를 실시간으로 측정할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 관로 검사 시스템에 의하면, 다양한 크기와 모양을 갖는 관로에 대응하여 견고하게 상호 결합 가능한 큐브 셀 블록(Cube-cell block)을 통해 크기와 모양 변경이 용이한 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 관로 검사 시스템에 의하면, 검사자의 목적에 따라 관로 검사 로봇을 자유롭게 확장할 수 있으며, 카메라 외에 다양한 센서, 추진 장치, 조명 장치, 및 구동 장치 등이 더 부가될 수 있는 관로 검사 로봇을 포함하는 관로 검사 시스템을 제공할 수 있다.

실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 관로 검사 시스템에 포함된 관로 검사 로봇을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면에서 바라본 관로 검사 로봇을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브 셀 블록을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 큐브 셀 블록을 제1 방향을 따라 바라본 도면으로서, 도 4의 큐브 셀 블록의 제1 면을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 큐브 셀 블록을 제1 방향의 반대 방향을 따라 바라본 도면으로서, 도 4의 큐브 셀 블록의 제4 면을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록의 결합을 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록이 결합된 상태를 측면에서 바라본 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록에 결합되는 연결 패널을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 제1 큐브 셀 블록, 제2 큐브 셀 블록, 및 제3 큐브 셀 블록의 결합을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 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.

실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략되거나 간소하게 표현될 수 있다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관로 검사 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 관로 검사 시스템에 포함된 관로 검사 로봇을 구체적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 A-A' 선을 따라 자른 단면에서 바라본 관로 검사 로봇을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 관로 검사 시스템(1000)은 관로 검사 로봇(100), 제어부(200), 연결 케이블(300), 및 케이블 권취부(400)를 포함할 수 있다.

관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)의 검사를 수행하기 위한 로봇으로서, 관로(PP)를 따라 진행하며 검사를 수행할 수 있다.

관로 검사 로봇(100)은 후술할 카메라를 이용하여 관로(PP) 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 관로(PP)의 정확한 검사를 수행하기 위해 카메라는 관로(PP)의 중심부에 위치하도록 조정될 수 있다. 카메라를 관로(PP)의 중심부에 위치시키기 위해 적외선 센서(Infrared Sensor) 등 다양한 센서가 이용될 수 있다.

또한, 관로 검사 로봇(100)은 후술할 자이로스코프 센서(Gyroscope Sensor)를 포함하여 관로(PP)의 경사도(또는, 기울기)를 정밀하게 측정할 수 있다. 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)를 따라 이동하며, 관로(PP)의 경사도를 실시간으로 측정할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)의 크기에 대응하여 크기 및 모양이 자유롭게 변경될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)의 내부에서 진행 방향(X)을 따라 이동하며 관로 검사를 수행할 수 있다. 관로 검사 로봇(100)은 관로(PP)를 따라 이동하며, 관로(PP)의 내부 영상 및 관로(PP)의 경사도 데이터(관로 경사도 로우 데이터)를 획득할 수 있다.

관로 검사 로봇(100)은 지면에서 관로(PP) 측으로 형성된 맨홀(Manhole, MH)을 통해 관로(PP)의 내부로 진입할 수 있다.

이하, 도 2를 더 참조하여 관로 검사 로봇(100)의 세부 구성들에 대해 구체적으로 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 관로 검사 로봇(100)은 로봇 바디(10), 구동부(20), 제어 기판(PCB), 카메라 리프트(30), 및 카메라 헤드(40)를 포함할 수 있다.

로봇 바디(10)는 관로 검사 로봇(100)의 외관 골격을 이루는 부분으로서 모든 부품 및 구성들을 지지할 수 있다.

로봇 바디(10)는 복수의 큐브 셀 블록(Cube-cell Block)(CCB)들로 구성될 수 있다. 큐브 셀 블록(CCB)은 대체적으로 육면체의 형상을 가질 수 있으며, 상호 결합이 가능하도록 이루어질 수 있다. 즉, 로봇 바디(10)는 복수의 큐브 셀 블록(CCB)들을 원하는 형태로 조립하여 이루어질 수 있다. 이에 따라, 검사자는 관로(PP)의 상황에 맞게 로봇 바디(10)의 크기 및 모양을 변경하여 다양한 형태의 관로들에 대응하는 로봇 바디(10) 및 이를 포함하는 관로 검사 로봇(100)을 구성할 수 있다.

도 3은 큐브 셀 블록(CCB)이 3층으로 조립되어 로봇 바디(10)를 구성하는 형태를 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 큐브 셀 블록(CCB) 간의 결합을 통해 더욱 다양한 형태의 로봇 바디(10)가 구성될 수 있다. 도 4 내지 도 10을 참조하여 큐브 셀 블록(CCB) 및 복수의 큐브 셀 블록(CCB) 간의 결합 관계를 자세히 후술하기로 한다.

실시예에 따라, 로봇 바디(10)의 일 단에는 연결 케이블(300)에 연결되기 위한 구성들이 마련될 수 있다.

실시예에 따라, 로봇 바디(10)는 관로(PP)의 경사도를 실시간으로 측정하기 위한 자이로스코프 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 자이로스코프 센서(12)는 x축 가속도, y축 가속도, 및 z축 가속도를 검출하고, 검출 결과에 해당하는 자이로스코프 데이터를 생성할 수 있다.

일 실시예로, 자이로스코프 센서는 MEMS(미세전자기계시스템, Microelectromechanical systems) 기술이 적용되어 초소형 전자부품으로 생산될 수 있으며, 검증질량을 이용한 방식의 자이로스코프 센서일 수 있다.

즉, 자이로스코프 센서(12)는 내부에 구비된 검증질량의 움직임에 따라 발생하는 코리올리 힘(Coriolis force)에 의해 x축 가속도, y축 가속도, 및 z축 가속도를 측정할 수 있으며, 이를 통해 로봇 바디(10)의 기울어짐(또는, 회전력)을 검출할 수 있다.

자이로스코프 센서에 의해 생성된 자이로스코프 데이터는 관로 검사 로봇(100) 및/또는 제어부(200)에 의해 관로 경사도 로우 데이터로서 활용될 수 있으며, 관로 경사도 로우 데이터를 기초로 관로(PP)의 경사도가 실시간으로 측정될 수 있다.

로봇 바디(10)의 양 측면부에는 관로 검사 로봇(100)을 주행시키기 위한 구동부(20)가 결합될 수 있다. 구동부(20)에는 회전 가능하게 결합된 구동 휠(21)이 마련될 수 있으며, 구동 휠(21)이 장착되기 위한 복수의 구동 휠 결합부들(미도시)이 더 마련될 수 있다. 또한, 구동부(20)의 내부에는 구동 휠(21)에 동력을 전달하기 위한 구동 모터가 마련될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 구동 휠(21)은 복수 개로 마련될 수 있으며, 일 실시예로, 구동 휠(21)은 구동부(20)의 양 측에 3개씩 총 6개가 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 관로(PP)의 크기, 형태, 직경 등에 따라 구동 휠(21)의 개수 및 구동 휠(21) 각각의 크기는 상이하게 조절될 수 있다.

실시예에 따라, 구동부(20)에는 관로(PP)의 내부에 조명을 비추기 위한 바디 조명부(22)가 더 장착될 수 있다. 바디 조명부(22)는 구동부(20)의 앞 단에 결합되어 전방에 조명을 비출 수 있다. 바디 조명부(22)는 백색광을 방출하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예에 따라, 로봇 바디(10)는 관로 검사 로봇(100)의 동력원으로서 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 관로 검사 로봇(100)은 제어부(200)와 무선으로 연결되어 동작 신호를 수신할 수도 있다.

로봇 바디(10)의 하단부 또는 중심부에는 제어 기판(PCB)이 결합될 수 있다. 제어 기판(PCB)은 제어부(200)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제어부(200)로부터 제공된 제어 신호에 기초하여 관로 검사 로봇(100)의 구성들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 기판(PCB)은 제어 신호에 기초하여 관로 검사 로봇(100)의 구동부(20), 카메라 리프트(30), 및 카메라 헤드(40)에 대한 제어를 수행할 수 있다.

또한, 제어 기판(PCB)은 카메라 및 기타 센서들에 의해 수집된 관로(PP)의 내부 정보를 취합하여 제어부(200)가 해석 가능한 데이터로서 변환하여 제어부(200)에 송신할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제어 기판(PCB)은 로봇 바디(10)의 일부에 결합하여 장착될 수 있으며, 양 측에 배치된 구동부(20) 사이에 배치될 수 있다. 제어 기판(PCB)의 결합 위치는 이에 한정되지 않으며, 관로(PP) 내부의 상황에 맞게 변경될 수 있다. 예를 들어, 관로(PP)의 바닥부에 유체가 다량 존재하는 경우, 제어 기판(PCB)의 위치를 보다 상측으로 이동시킬 수 있다.

카메라 리프트(30)는 로봇 바디(10)와 후술할 카메라 헤드(40)를 서로 연결하는 구성일 수 있다.

일 실시예로 카메라 리프트(30)의 일 단은 제1 연결부(31)를 통해 로봇 바디(10)에 연결되고, 카메라 리프트(30)의 타 단은 제2 연결부(32)를 통해 카메라 헤드(40)에 연결될 수 있다.

제1 연결부(31)를 통해 로봇 바디(10)에 결합된 카메라 리프트(30)는 제1 연결부(31)를 축으로 하여 회전 운동을 할 수 있다. 이에 따라, 카메라 리프트(30)의 높이는 조절이 될 수 있으며, 카메라 리프트(30)의 타 단에 연결된 카메라 헤드(40)의 높이가 조절될 수 있다.

카메라 헤드(40)는 관로(PP) 검사를 위한 카메라 및 각종 센서를 구비할 수 있다.

상술한 바와 같이, 카메라 헤드(40)는 제2 연결부(32)를 통해 카메라 리프트(30)에 연결될 수 있다. 카메라 헤드(40)는 제2 연결부(32)를 축으로 하여 회전 운동을 할 수 있으며, 카메라 리프트(30)가 회전 운동을 하더라도 수평을 유지하도록 회전할 수 있다. 이를 위해, 카메라 헤드(40)에는 수평 유지 센서가 더 장착될 수도 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 카메라 헤드(40)는 헤드 바디(41), 카메라(42), 헤드 조명부(43), 및 적외선 센서(44)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 카메라 헤드(40)가 카메라(42) 및 적외선 센서(44)만을 포함하는 것으로 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 특징을 명확히 설명하기 위해 간략히 구성한 것에 해당한다.

즉, 카메라 헤드(40)에는 더욱 다양한 센서들이 마련될 수 있다. 예를 들어, 카메라 헤드(40)에는 초음파 센서, 레이저 센서, 음파 탐지 센서, 온도 센서, 압력 센서, 가스 센서, 온도 센서, 습도 센서, 마이크 등 각종 센서들이 더 구비될 수 있다.

헤드 바디(41)는 카메라 헤드(40)의 구성들이 배치될 공간을 마련하고 지지할 수 있다.

헤드 바디(41)는 카메라 헤드(40)의 구성들을 지지하기 위해 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 구성들을 견고하게 지지할 수 있는 형상이라면 특별히 제한되지 않는다. 도면상 도시되지 않았으나, 헤드 바디(41)에는 카메라가 장착되는 카메라 결합부, 조명 램프가 장착되는 조명 결합부, 및 적외선 센서가 결합되는 적외선 센서 결합부 등 다양한 결합부들이 더 형성될 수 있다.

카메라(42)는 관로(PP) 내부에 대해 실시간으로 영상 정보를 획득할 수 있으며, 관로 내부의 불순물(예컨대, 녹 및 스케일(scale))의 체적 상태와 이 외의 다양한 이상 상태를 육안으로 검사할 수 있도록 한다.

카메라(42)는 헤드 바디(41)에 결합될 수 있으며, 상술한 바와 같이, 헤드 바디(41)에 별도로 형성된 카메라 결합부에 의해 결합 및 고정될 수 있다.

카메라(42)는 고해상도의 이미지 센서를 포함할 수 있다. 예컨대, 관로(PP) 내부의 정확한 육안 검사를 위해, 카메라(42)는 HD(High Definition)급 이상 또는 Full-HD급 이상의 고해상도 이미지 센서로 구현될 수 있다.

카메라(42)의 렌즈는 관로(PP) 내부에서 넓은 영역을 포착하기 위해 광각 렌즈로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 카메라(42)의 렌즈는 평면 렌즈 또는 오목 렌즈 등 필요에 따라 다양한 렌즈로 교체될 수 있다.

헤드 조명부(43)는 빛이 없는 관로(PP) 내부를 밝히기 위한 복수의 조명들을 포함할 수 있다. 헤드 조명부(43)는 헤드 바디(41)에 결합되어 전방에 조명을 비출 수 있으며, 조명에 의한 관로(PP) 내부 영상의 왜곡을 방지하기 위해 대칭적으로 장착될 수 있다. 예컨대, 헤드 조명부(43)는 한 쌍 또는 두 쌍으로 구성되어 장착될 수 있다.

헤드 조명부(43)는 백색광을 방출하는 발광 다이오드(LED)(Light Emitting Diode)들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

적외선 센서(44)는 적외선 센서(44)로부터 관로(PP) 내부 벽면 까지의 거리를 측정하기 위한 센서일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 적외선 센서(44)는 한 쌍으로 구성되어 헤드 바디(41)의 양 측에 대칭적으로 장착될 수 있다. 또한, 적외선 센서(44)는 카메라(42)와 동일 평면 상에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 한 쌍의 적외선 센서(44) 각각은 적외선 송신기 및 적외선 수신기를 포함할 수 있다.

적외선 센서(44)의 센싱 값에 따라 카메라(42)는 관로(PP)의 중심부에 위치하도록 정렬될 수 있다. 예컨대, 관로 검사 로봇(100)은 카메라(42)를 관로(PP)의 중심부에 위치시키기 위해, 카메라 헤드(40)를 관로(PP)의 바닥면에 수직한 방향으로 상하 왕복 운동을 시킬 수 있다. 카메라 헤드(40)는 카메라 리프트(30)에 의해 높이가 조절되어 상하 왕복 운동을 할 수 있다.

카메라 헤드(40)의 적외선 센서(44)는 상하 운동을 하며 각각 적외선 센서(44)로부터 관로(PP)의 내부 벽면까지의 수평 거리를 측정할 수 있다.

적외선 센서(44)의 적외선 송신기로부터 송출된 적외선은 반사된 물체와의 거리에 따라 반사 각도가 달라질 수 있으며, 적외선 센서(44)의 적외선 수신기로 반사되어 입사되는 적외선의 입사 각도에 따라 적외선 센서로부터 관로(PP)의 내부 벽면 까지의 거리가 측정될 수 있다.

수평 거리 측정 결과에 따라, 양 측에 배치된 적외선 센서(44)로부터 각각 측정된 관로(PP)의 내부 벽면까지의 수평 거리의 합이 가장 큰 지점이 관로(PP)의 중심부인 것으로 판단할 수 있다.

한편, 관로(PP)의 직경(또는, 관경)은 적외선 센서(44)로부터 측정된 관로(PP)의 내부 벽면까지의 수평 거리의 합과 양 측의 적외선 센서들 사이의 거리를 합한 값일 수 있다. 여기서 적외선 센서들 간의 거리는 관로 검사 로봇(100)을 설계하는 과정에서 미리 결정된 값일 수 있으며, 관로 검사 로봇(100) 내에 미리 저장될 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 관로 검사 시스템(1000)에 의하면, 관로 검사 로봇(100)이 포함하는 한 쌍의 적외선 센서(44)들을 이용하여, 카메라(42)를 관로(PP)의 중심부에 정확히 위치시켜 관로(PP) 내부를 왜곡 없이 정확히 촬영할 수 있으며, 관로(PP)의 직경을 정확히 측정할 수 있다.

한편, 다시 도 1을 참조하면, 제어부(200)는 연결 케이블(300)을 통해 관로 검사 로봇(100)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상술한 바와 같이, 제어부(200)는 관로 검사 로봇(100)에 제어 신호를 제공할 수 있으며, 관로 검사 로봇(100)을 구동하기 위한 구동 전원을 공급할 수 있다. 이에 따라, 연결 케이블(300)은 제어 신호를 송수신하기 위한 제어 케이블 및 전원 공급을 위한 전원 케이블을 별도로 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제어부(200)는 제어 기판(PCB)을 통해 관로 검사 로봇(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(200)는 관로 검사 로봇(100)의 구동부(20)를 제어하여 관로 검사 로봇(100)의 이동 방향 및 이동 속도 등을 제어할 수 있으며, 카메라 리프트(30)를 제어하여 카메라 헤드(40)의 높이를 조절할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 카메라 헤드(40)의 카메라(42), 헤드 조명부(43), 및 적외선 센서(44) 등 카메라 헤드(40) 전반에 대한 제어를 수행할 수 있다.

본 발명에서 제어부(200)는 관로 검사 로봇(100)에 대한 정보를 표시하는 모니터를 포함할 수 있다. 제어부(200)의 모니터에는 관로 검사 로봇(100)의 이동 방향, 이동 속도, 기울기 등 다양한 상태를 표시할 수 있으며, 관로 검사 로봇(100)의 카메라(42)가 촬영하는 관로(PP) 내부 영상을 실시간으로 표시할 수 있다.

또한, 모니터는 관로 검사 로봇(100)의 카메라(42)의 정렬 여부를 더 표시할 수 있다. 예컨대, 카메라(42)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하지 않는 경우, 제어부(200)는 모니터를 통해 사용자에게 표시할 수 있으며, 검사자의 수동 조작 또는 미리 설정된 프로세스에 따른 자동 조작에 의해 카메라(42)가 관로(PP)의 중심부(CT)에 위치하도록 조정할 수 있다.

한편, 제어부(200)는 관로 검사 로봇(100)으로부터 제공받은 데이터를 저장하기 위한 메모리 및 데이터 분석을 위한 소프트웨어가 설치된 연산 장치를 포함할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 데이터 해석/정렬 프로그램 및 데이터 시각화 프로그램 등 다양한 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 관로 검사 로봇(100)으로부터 제공받은 데이터를 가공하여 모니터를 통해 검사자에게 표시할 수 있다.

제어부(200)의 동작은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.

한편, 케이블 권취부(400)에는 장거리의 연결 케이블(300)이 권취될 수 있다. 일 실시예로, 연결 케이블(300)은 100m 내지 10km의 길이로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 케이블 권취부(400)는 제어부(200)의 동작에 연동하여 연결 케이블(300)을 풀거나 감을 수 있으며, 또는 검사자에 의해 수동으로 풀리거나 감길 수 있다.

몇몇 실시예에서, 케이블 권취부(400)는 연결 케이블(300)이 원활하게 풀리거나 감기기 위해 케이블 가이드 롤러(미도시) 및 롤러 구동 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 케이블 가이드 롤러는 연결 케이블에 밀착될 수 있으며, 케이블 가이드 롤러의 회전 방향에 따라 연결 케이블(300)이 풀리거나 감길 수 있다. 롤러 구동 모터는 케이블 가이드 롤러에 결합되어 케이블 가이드 롤러를 동작 시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 큐브 셀 블록을 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 4의 큐브 셀 블록을 제1 방향을 따라 바라본 도면으로서, 도 4의 큐브 셀 블록의 제1 면을 나타내는 도면이다. 도 6은 도 4의 큐브 셀 블록을 제1 방향의 반대 방향을 따라 바라본 도면으로서, 도 4의 큐브 셀 블록의 제4 면을 나타내는 도면이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 큐브 셀 블록(CCB)은 대체적으로 제1 면(S1) 내지 제6 면(S6)을 포함하는 육면체의 형상을 가질 수 있으며, 제1 면(S1) 내지 제6 면(S6) 중 3개의 면은 양각면(EBS)으로 형성되고, 다른 3개의 면은 음각면(EGS)으로 형성될 수 있다.

도 4는 제1 면(S1), 제2 면(S2), 및 제3 면(S3)이 양각면(EBS)으로 형성되고, 제4 면(S4), 제5 면(S5), 및 제6 면(S6)이 음각면(EGS)으로 형성되는 구조를 예시하고 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 양각면(EBS)으로 형성된 제1 면(S1), 제2 면(S2), 및 제3 면(S3)은 하나의 꼭짓점을 공유하는 면들일 수 있다. 일 실시예로, 제1 면(S1), 제2 면(S2), 및 제3 면(S3)은 제1 코너(CN1)를 공유할 수 있다.

여기서, 양각면(EBS)은 제1 돌출 결합 패턴(PP1)을 포함하는 면들일 수 있다. 제1 돌출 결합 패턴(PP1)은 각각의 양각면(EBS)으로부터 외측으로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제1 면(S1)이 포함하는 제1 돌출 결합 패턴(PP1)은 제1 면(S1)을 기준으로 제1 방향(D1)의 반대 방향으로 돌출될 수 있다.

일 실시예로, 3개의 양각면(EBS)은 각각 서로 이격된 4개의 제1 돌출 결합 패턴(PP1)을 포함할 수 있다. 제1 돌출 결합 패턴(PP1)은 전체적으로 직육면체의 형상을 가지며, 평면상 사각형 또는 정사각형 형상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 평면상 꼭지점 부근이 둥근 사각형 형상일 수도 있다.

한편, 제1 돌출 결합 패턴(PP1)이 4개로 이격 형성됨으로써 큐브 셀 블록(CCB)을 결합하는 과정에서 결합 위치가 더욱 다양해질 수 있다. 이와 관련하여, 도 10을 참조하여 후술하기로 한다.

제1 돌출 결합 패턴(PP1)은 적어도 하나의 제1 결합 홈(GR1)을 포함할 수 있다. 제1 결합 홈(GR1)은 각각의 양각면에 수직한 제1 돌출 결합 패턴(PP1)의 측면 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 면(S1)의 제1 결합 홈(GR1)은 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2) 또는 제3 방향(D3)을 따라 형성될 수 있다.

일 실시예로, 제1 결합 홈(GR1)은 암나사(female screw)(또는, 너트(nut))로 기능할 수 있으며, 제1 결합 홈(GR1)의 내부에는 나사선이 새겨질 수 있다. 제1 결합 홈(GR1)의 내부 형상은 이에 한정되지 않으며, 외부의 결합 부재를 고정시키기 위한 다양한 체결 기술이 적용될 수도 있다.

제1 돌출 결합 패턴(PP1)은 평탄한 면의 일부를 제거하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로, 제1 돌출 결합 패턴(PP1)은 평탄한 면에 직육면체의 돌출 패턴 구조물을 부착하여 형성될 수도 있다.

한편, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 음각면(EGS)으로 형성된 제4 면(S4), 제5 면(S5), 및 제6 면(S6)은 양각면(EBS)과 다른 하나의 꼭짓점을 공유하는 면들일 수 있다. 일 실시예로, 제4 면(S4), 제5 면(S5), 및 제6 면(S6)은 제2 코너(CN2)를 공유할 수 있다. 제2 코너(CN2)는 큐브 셀 블록(CCB)의 꼭짓점들 중 제1 코너(CN1)로부터 가장 멀리 떨어진 위치의 꼭짓점일 수 있다.

음각면(EGS)은 제2 돌출 결합 패턴(PP2)을 포함하는 면들일 수 있다. 제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 각각의 음각면(EGS)으로부터 외측으로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 제4 면(S4)이 포함하는 제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 제4 면(S4)을 기준으로 제1 방향(D1)으로 돌출될 수 있다.

일 실시예로, 3개의 음각면(EGS)은 각각 서로 이격된 4개의 제2 돌출 결합 패턴(PP2)을 포함할 수 있다. 제2 돌출 결합 패턴(PP2)이 4개로 이격 형성됨으로써 큐브 셀 블록(CCB)을 결합하는 과정에서 결합 위치가 더욱 다양해질 수 있다.

각각의 음각면(EGS)에 형성된 제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 각 음각면(EGS)의 가장자리를 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 각 음각면(EGS)의 꼭짓점 마다 기억자 형상의 제2 돌출 결합 패턴(PP2)이 형성될 수 있다. 즉, 제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 평면상 기억자 형상일 수 있다.

제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 적어도 하나의 제2 결합 홈(GR2)을 포함할 수 있다. 제2 결합 홈(GR2)은 각각의 음각면에 수직한 제2 돌출 결합 패턴(PP2)의 측면 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 제4 면(S4)의 제2 결합 홈(GR2)은 제1 방향(D1)에 수직한 제2 방향(D2) 또는 제3 방향(D3)을 따라 형성될 수 있다.

일 실시예로, 제2 결합 홈(GR2)은 관통 홀(through hole)로 형성될 수 있다. 이에 따라, 큐브 셀 블록(CCB)을 결합하기 위한 외부의 결합 부재가 제2 결합 홈(GR2)을 관통하여 제1 결합 홈(GR1)에 고정되도록 할 수 있다. 이 경우, 제2 결합 홈(GR2)은 제1 결합 홈(GR1)의 크기(또는, 면적)보다 클 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제2 돌출 결합 패턴(PP2)의 형상이 상술한 바에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예로, 제2 결합 홈(GR2)은 암나사(또는, 너트)로 기능할 수 있고, 제1 결합 홈(GR1)과 함께 외부의 결합 부재를 고정할 수 있다.

제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 평탄한 면의 일부를 제거하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로, 제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 평탄한 면에 기억자 형상의 돌출 패턴 구조물을 부착하여 형성될 수도 있다.

실시예에 따라, 제1 면(S1) 내지 제6 면(S6)의 크기는 실질적으로 동일할 수 있으며, 큐브 셀 블록(CCB)은 대체적으로 정육면체 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 직육면체 형상을 가질 수도 있다.

한편, 큐브 셀 블록(CCB)의 각 면들의 중심부에는 다른 부품 또는 구성들과 연결을 위한 연결 홈(CNG)이 더 형성될 수 있다. 연결 홈(CNG)은 암나사(또는, 너트)로 기능할 수 있고 내부에는 나사선이 새겨질 수 있다.

실시예에 따라, 연결 홈(CNG)은 양각면(EBS)에만 형성되고 음각면(EGS)에는 형성되지 않을 수도 있다.

도 7은 본 발명에 따른 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록의 결합을 설명하기 위한 분해 사시도이다. 도 8은 도 7의 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록이 결합된 상태를 측면에서 바라본 도면이다. 여기서 도 8은 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록의 제2 면을 바라본 상태를 도시한다.

이하, 큐브 셀 블록(CCB)들 간의 결합 구조를 설명하기 위해, 도 7 및 도 8에 나타난 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 결합 구조를 예로 들어 설명한다.

도 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 양각면인 제1 면(S1)은 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 음각면인 제4 면(S4)에 결합될 수 있다.

제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 제4 면(S4)에 형성된 제2 돌출 결합 패턴(PP2)은 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 제1 면(S1)에 형성된 제1 돌출 결합 패턴(PP1)이 수납 및 결합될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 제1 면(S1)에는 4개의 제1 돌출 결합 패턴(PP1)이 형성될 수 있으며, 각각의 제1 돌출 결합 패턴(PP1)에는 제1 면(S1)에 수직한 방향으로 형성된 2개의 제1 결합 홈(GR1)이 형성될 수 있다. 즉, 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 제1 면(S1)에는 총 8개의 제1 결합 홈(GR1)이 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 제4 면(S4)에는 4개의 제2 돌출 결합 패턴(PP2)이 형성될 수 있으며, 각각의 제2 돌출 결합 패턴(PP2)에는 제4 면(S4)에 수직한 방향으로 형성된 2개의 제2 결합 홈(GR2)이 형성될 수 있다. 즉, 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 제4 면(S4)에는 총 8개의 제2 결합 홈(GR2)이 형성될 수 있다.

제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)은 결합 부재(BT)를 통해 서로 결합할 수 있다. 결합 부재(BT)는 수나사(male screw)(또는, 볼트(bolt))로 기능할 수 있고 나사 머리를 포함할 수 있으며, 결합 부재(BT)의 외부에는 나사선이 새겨질 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 결합 부재(BT)는 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 제4 면(S4)의 제2 돌출 결합 패턴(PP2)의 제2 결합 홈(GR2)을 관통하고, 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 제1 면(S1)의 제1 돌출 결합 패턴(PP1)의 제1 결합 홈(GR1)에 고정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 결합 부재(BT)와 제1 결합 홈(GR1)은 나사선이 맞물리며 나사 결합을 통해 결합될 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)은 총 8개의 결합 부재(BT)를 통해 결합될 수 있으나, 8개의 결합 부재(BT)가 모두 결합되지 않고, 일부의 결합 부재(BT)만이 결합되더라도 견고하게 결합 및 고정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 큐브 셀 블록(CCB)은 3개의 양각면(EBS)과 3개의 음각면(EGS)을 포함하고, 결합 부재(BT)를 통해 큐브 셀 블록(CCB)들 간에 견고하게 결합될 수 있다.

본 발명에 따르면, 검사하려는 관로(PP)의 상태(크기, 모양, 환경 등)에 대응하여, 검사자가 원하는 형태로 큐브 셀 블록(CCB)을 간편하게 조합할 수 있으며, 다양한 형태의 로봇 바디(도 2의 10)가 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 로봇 바디(10)가 자유롭게 확장됨에 따라, 관로 검사 로봇(100)에는 관로 검사를 위한 다양한 센서, 추진 장치, 조명 장치, 및 구동 장치 등이 필요에 따라 더 부가될 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록에 결합되는 연결 패널을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 및 도 9를 참조하면, 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 외측면을 덮는 연결 패널(CNP)이 더 결합될 수 있다.

연결 패널(CNP)은 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)을 더욱 견고하게 연결 및 결합할 수 있으며, 외부로 노출되는 양각면을 보호할 수 있다. 이를 위해, 연결 패널(CNP)에는 양각면에 형성된 제1 돌출 결합 패턴(PP1)을 수용하기 위한 패널 내부 공간(PA)이 더 형성될 수 있다.

연결 패널(CNP)은 연결 부재(CBT)를 통해 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)에 연결될 수 있다. 연결 부재(CBT)는 수나사(male screw)(또는, 볼트(bolt))로 기능할 수 있고 나사 머리를 포함할 수 있으며, 연결 부재(CBT)의 외부에는 나사선이 새겨질 수 있다.

연결 패널(CNP)은 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)에 형성된 연결 홈(CNG)과 중첩되는 영역에 형성된 관통 홀(TH)을 포함할 수 있으며, 연결 부재(CBT)는 연결 패널(CNP)의 관통 홀(TH)을 관통하여 연결 홈(CNG)에 고정될 수 있다.

도 9는 연결 패널(CNP)이 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2) 만을 연결하는 구조를 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로, 연결 패널(CNP)은 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2) 외에 다른 큐브 셀 블록과 더 연결되거나, 다른 구성(예컨대, 구동부(20), 카메라 리프트(30))와 더 연결될 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 제1 큐브 셀 블록, 제2 큐브 셀 블록, 및 제3 큐브 셀 블록의 결합을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 도 7 및 도 8의 구조에 있어서, 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록의 사이에 제3 큐브 셀 블록이 더 결합되는 구조를 예시한다.

도 4 및 도 10을 참조하면, 제3 큐브 셀 블록(CCB3)은 제1 큐브 셀 블록(CCB1) 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 사이에 결합될 수 있다.

구체적으로, 제3 큐브 셀 블록(CCB3)의 제6 면(S6)에 형성된 제2 돌출 결합 패턴(PP2)의 일부는 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 제3 면(S3)에 형성된 제1 돌출 결합 패턴(PP1)에 결합될 수 있고, 제3 큐브 셀 블록(CCB3)의 제6 면(S6)에 형성된 제2 돌출 결합 패턴(PP2)의 다른 일부는 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 제3 면(S3)에 형성된 제1 돌출 결합 패턴(PP1)에 결합될 수 있다.

상술한 바와 같이, 큐브 셀 블록(CCB)의 양각면(EBS) 및 음각면(EGS)은 각각 4개의 이격된 제1 돌출 결합 패턴(PP1) 및 제2 돌출 결합 패턴(PP2)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 제3 큐브 셀 블록(CCB3)이 제1 큐브 셀 블록(CCB1)과 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 사이에 결합되는 경우에 제3 큐브 셀 블록(CCB3)의 제2 돌출 결합 패턴(PP2)이 제1 큐브 셀 블록(CCB1)의 제1 돌출 결합 패턴(PP1)의 사이 및 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 제1 돌출 결합 패턴(PP1)의 사이에 각각 위치할 수 있다.

예를 들어, 큐브 셀 블록(CCB)이 서로 이격되지 않는 하나의 제1 돌출 결합 패턴(PP1) 및 제2 돌출 결합 패턴(PP2)을 포함하는 경우, 도 10의 구조와 같이, 제1 큐브 셀 블록(CCB1)과 제2 큐브 셀 블록(CCB2)의 사이에 제3 큐브 셀 블록(CCB3)이 배치될 수 없다.

이처럼, 본 발명에 따른 큐브 셀 블록(CCB)은 양각면(EBS) 및 음각면(EGS)의 제1 돌출 결합 패턴(PP1) 및 제2 돌출 결합 패턴(PP2)이 서로 이격되어 4개로 형성되므로, 검사자의 의도에 따라 더욱 자유로운 형태로 큐브 셀 블록(CCB)들이 결합될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1000: 관로 검사 시스템 100: 관로 검사 로봇
200: 제어부 300: 연결 케이블
400: 케이블 권취부 10: 로봇 바디
20: 구동부 21: 구동 휠
22: 바디 조명부 30: 카메라 리프트
31: 제1 연결부 32: 제2 연결부
40: 카메라 헤드 41: 헤드 바디
42: 카메라 43: 헤드 조명부
44: 적외선 센서 PP: 관로
PCB: 제어 기판 CCB: 큐브 셀 블록
S1~S6: 제1 면 내지 제6 면 CNG: 연결 홈
CN1: 제1 코너 CN2: 제2 코너
EBS: 양각면 EGS: 음각면
PP1: 제1 돌출 결합 패턴 PP2: 제2 돌출 결합 패턴
GR1: 제1 결합 홈 GR2: 제2 결합 홈
BT: 결합 부재 CNP: 연결 패널
PA: 패널 내부 공간 TH: 관통 홀
CBT: 연결 부재

Claims (9)

1. 관로 내부를 주행하도록 구성되는 관로 검사 로봇 및 상기 관로 검사 로봇에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 제공하는 제어부를 포함하는 관로 검사 시스템에 있어서,
   상기 관로 검사 로봇은,
   복수의 큐브 셀 블록들로 구성된 로봇 바디;
   상기 로봇 바디에 결합되고 회전 가능하게 결합된 구동 휠을 포함하는 구동부;
   상기 로봇 바디에 제1 연결부를 통해 결합되고 높이 조절이 가능한 카메라 리프트;
   상기 카메라 리프트에 제2 연결부를 통해 결합되고, 상기 관로의 내부를 촬영하도록 구성되는 카메라를 포함하는 카메라 헤드부; 및
   상기 로봇 바디에 결합되어 상기 제어 신호에 기초하여 상기 구동부, 상기 카메라 리프트, 및 상기 카메라 헤드부를 제어하는 제어 보드를 포함하고,
   상기 복수의 큐브 셀 블록들 각각은 제1 코너를 공유하고 적어도 하나의 제1 돌출 결합 패턴을 포함하는 3개의 양각면 및 상기 제1 코너에 대향하는 제2 코너를 공유하고 적어도 하나의 제2 돌출 결합 패턴을 포함하는 3개의 음각면으로 구성된 육면체로 형성되며,
   상기 복수의 큐브 셀 블록들은 제1 큐브 셀 블록 및 제2 큐브 셀 블록을 포함하되,
   상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴은 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제2 돌출 결합 패턴에 결합되는,
   관로 검사 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 돌출 결합 패턴은 적어도 하나의 제1 결합 홈을 포함하고,
   상기 제2 돌출 결합 패턴은 적어도 하나의 제2 결합 홈을 포함하며,
   상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴 및 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제2 돌출 결합 패턴은 결합 부재를 통해 결합되고,
   상기 결합 부재는 상기 제2 돌출 결합 패턴의 상기 제2 결합 홈을 관통하여 상기 제1 돌출 결합 패턴의 상기 제1 결합 홈에 고정되는,
   관로 검사 시스템.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 3개의 양각면은 각각 서로 이격된 4개의 상기 제1 돌출 결합 패턴을 포함하고,
   상기 3개의 음각면은 각각 서로 이격된 4개의 상기 제2 돌출 결합 패턴을 포함하는,
   관로 검사 시스템.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 복수의 큐브 셀 블록들은 제3 큐브 셀 블록을 더 포함하되,
   상기 제3 큐브 셀 블록의 상기 제2 돌출 결합 패턴은 상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴의 일부 및 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴의 일부에 결합되는,
   관로 검사 시스템.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 로봇 바디는 상기 제1 큐브 셀 블록 및 상기 제2 큐브 셀 블록에 연결 부재를 통해 결합되는 연결 패널을 더 포함하되,
   상기 제1 큐브 셀 블록 및 상기 제2 큐브 셀 블록은 각각 상기 양각면 및 상기 음각면의 중심부에 형성되는 연결 홈을 포함하고,
   상기 연결 부재는 상기 연결 패널을 관통하여 상기 연결 홈에 고정되는,
   관로 검사 시스템.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 연결 패널은 상기 제1 큐브 셀 블록 및 상기 제2 큐브 셀 블록에 결합되고 상기 제1 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴 및 상기 제2 큐브 셀 블록의 상기 제1 돌출 결합 패턴을 수용하는 패널 내부 공간을 포함하는,
   관로 검사 시스템.
7. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 돌출 결합 패턴은 평면상 사각형 형상이고,
   상기 제2 돌출 결합 패턴은 평면상 기억자 형상인,
   관로 검사 시스템.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 카메라 헤드는 상기 관로 검사 로봇의 진행 방향과 수직하고 상기 관로의 바닥면에 수평한 방향으로 서로 이격 배치된 한 쌍의 적외선 센서를 포함하고,
   상기 카메라는 상기 적외선 센서의 센싱 값에 기초하여 상기 관로의 중심부에 위치하도록 높이가 조절되는,
   관로 검사 시스템.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 관로 검사 로봇은 상기 로봇 바디에 결합되는 자이로스코프 센서를 더 포함하고, 상기 자이로스코프 센서를 통해 상기 관로 내부의 경사도를 실시간으로 측정하는,
   관로 검사 시스템.