KR20240076127A

KR20240076127A - 원전해체 훈련시스템

Info

Publication number: KR20240076127A
Application number: KR1020220158305A
Authority: KR
Inventors: 송동석; 김원식; 강호중; 이스라엘
Original assignee: 주식회사 노바테크
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2024-05-30

Abstract

본 발명은 원전해체 훈련시스템에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 가상의 환경하에서 각 단계별로 원전해체를 훈련할 수 있는 원전해체 훈련시스템에 대한 것이다.

Description

원전해체 훈련시스템{The training system for dissolving nuclear power plants}

원자력 발전소는 수명이 다하면 해체되어 폐기물로 처리되어야 한다. 원전의 가동 연수가 증가함에 따라 해체 작업이 필요한 원전의 수도 점점 증가되고 있다. 이때 원전의 핵심 설비는 고준위의 방사능을 띄고 있어, 작업자가 원전의 해심 설비에 접근하기가 어렵다. 그래서 원전해체 작업시 숙련도가 있는 작업자를 구하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-2191793호(등록일자 2020년 12월 10일) 공개특허 제10-2020-0062681호(공개일자 2020년 06월 04일)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 작업자에게 가상으로 원전 해체작업을 연습시킬 수 원전해체 훈련시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 원전해체 훈련시스템은 로봇과, 조종수단과, 감지센서수단과, 저장수단과, 출력수단과, 입력수단과, 제어수단을 포함한다. 상기 로봇은 원전해체용 로봇팔을 구비하여 원격 조종이 가능하다. 상기 조종수단은 사용자가 원격에서 상기 로봇을 조종할 수 있다. 상기 감지센서수단은 상기 로봇의 위치를 감지한다. 상기 저장수단은 상기 로봇을 가상으로 모델링한 로봇모델과, 원전을 가상으로 모델링한 원전모델과, 상기 원전모델을 해체하는 각 단계별 훈련과정인 원전훈련단계를 저장한다. 상기 출력수단은 상기 로봇모델과, 상기 원전모델과, 사용자가 원하는 원전훈련단계를 선택할 수 있도록 상기 원전훈련단계의 목록을 상기 조종수단을 조종하는 사용자가 볼 수 있도록 출력한다. 상기 입력수단은 상기 출력수단에 출력된 상기 원전훈련단계의 목록에서 상기 사용자로부터의 선택을 입력받는다. 상기 제어수단은 상기 조종수단의 데이터로 상기 로봇이 동작되도록 제어하고, 상기 입력수단에서 입력받은 상기 목록에 해당하는 원전훈련단계를 구현하기 위한 상기 원전모델을 상기 출력수단으로 출력시키고 상기 감지센서수단에서 감지된 데이터 대로 상기 로봇모델이 상기 원전모델을 해체하는 것을 상기 출력수단에 출력되도록 제어한다.

또한, 상기의 원전해체 훈련시스템에 있어서, 상기 조종수단은 사용자에게 반발력을 전달할 수 있는 햅틱조종대인 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제어수단은 상기 로봇모델이 상기 원전모델과 접촉하면 상기 원전모델이 모델링한 원전에 상기 로봇이 접촉할 때의 부하가 상기 햅틱조종대로 전달시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 실제의 로봇을 조종함과 동시에 로봇은 움직임으로 가상으로 모델링된 로봇모델에 적용하여 원전을 모델링한 원전모델을 해체할 수 있다. 이때 감지센서수단 측정한 데이터로 실제 원전의 해체시 발생되는 반발력을 조종수단에 전달함으로써 실제 원전해체와 유사한 환경을 제공할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 각 단계별 훈련과정을 제공함으로서 작업자에게 원전훈련을 시킬 수 있다.

도 1 및 도 3은 본 발명에 따른 원전해체 훈련시스템의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 원전해체 훈련시스템의 일 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 원전해체 훈련시스템은 모의로 원전 해체하는 훈련을 시키기 위한 시스템이다. 이를 위해서 원전해체 훈련시스템은 로봇(10)과, 조종수단단(20)과, 감지센서수단(30)과, 저장수단(50)과, 출력수단(60)과, 입력수단(70)과, 제어수단(80)을 포함한다. 원전의 해체시 방사능의 문제 때문에 해체 작업은 원격에서 이루어진다. 그래서 본 실시예의 원전해체 훈련시스템도 조종실(A)과 작업실(B)이 따로 분리되어 훈련자는 조종실(A)에 위치하고, 로봇(10)은 작업실(B)에 위치한다.

여기서 작업실(B)에 설치되는 로봇(10)은 원전해체용 로봇팔을 구비하여 원격 조종이 가능하다. 그리고 로봇(10)은 실제 원전 해체작업에 적용될 수 있다.

조종수단(20)은 조종실(A)에 설치되며 훈련자가 원격에서 로봇(10)을 조종할 수 있다. 이때 조종수단(20)은 햅틱조종대가 적용되어 원전 해체 작업시 반발력을 훈련자에게 전달할 수 있다.

감지센서수단(30)은 로봇(10)이 장착된 작업실(B)에 장착되어 조종수단(20)에서 조종되는 로봇(10)의 움직임이나 동작에 따른 위치를 감지한다. 감지센서수단(30)으로는 복수의 카메라, 3D 스캐너, 뎁쓰(depth) 카메라가 적용되어 로봇(10)의 움직임에 따른 위치를 실시간으로 감지한다.

저장수단(50)은 로봇(10)과 원전을 출력수단(60)에 나타내기 위하여 로봇(10)을 가상으로 모델링한 로봇모델과, 원전을 가상으로 모델링한 원전모델이 저장된다. 그리고 저장수단(50)은 원전모델을 해체하는 각 단계별 훈련과정인 원전훈련단계가 저장된다. 로봇모델로는 작업실(B)에서 장착된 로봇(10)이 모델링된다. 그래서 작업실(B)에 장착된 로봇(10)을 출력수단(60)에서 구현할 수 있다. 원전모델은 해체할 원전들이 모델링된다. 원전모델들은 원전훈련단계에서 사용된다. 원전훈련단계는 원전모델을 해체하기 위한 기본과정, 고급과정과, 해체공정 등 여러 단계가 있을 수 있다. 기본과정에서 고급과정으로 갈수록 원전모델은 복잡해진다.

출력수단(60)은 로봇모델과 원전모델을 훈련자가 볼 수 있도록 출력한다. 그래서 조종실(A)에 장착된다. 그리고 출력수단(60)에는 훈련자의 조종에 따라 로봇모델이 원전모델을 해체하는 과정이 보여진다. 또한 출력수단(60)에는 훈련자(1)가 원하는 원전훈련단계를 선택할 수 있도록 원전훈련단계의 목록이 출력된다.

입력수단(70)은 출력수단(60)에 나타난 원전훈련단계의 목록에서 훈련자(1)로부터 원하는 원전훈련단계를 입력받는다.

제어수단(80)은 조종수단(20)의 데이터로 로봇(10)이 동작되도록 제어한다. 그리고 제어수단(80)은 입력수단(70)에서 입력받은 원전훈련단계의 목록에 해당하는 원전훈련단계를 구현하기 위한 원전모델을 출력수단(60)에 출력하도록 제어한다. 그리고 제어수단(80)은 출력수단(60)에 감지센서수단(30)에서 감지된 데이터 대로 로봇모델이 원전모델을 해체하는 것이 출력되도록 한다. 그리고 제어수단(80)은 출력수단(60)에서 로봇모델이 원전모델과 접촉하면 실제 원전에 로봇(10)이 접촉할 때의 부하가 조종수단(20)인 햅틱조종대로 전달되도록 한다.

본 실시예의 경우 출력수단(60)에 훈련자(1)가 훈련하고자 하는 훈련단계를 선택할 수 있도록 원전훈련단계의 목록이 출력된다. 예를들면 기본과정, 고급과정, 해체공정 등의 원전훈련단계의 목록이 출력된다.

그러면 입력수단(70)은 훈련자(1)로부터 원하는 목록을 입력받는다.

입력수단(70)에서 원하는 목록이 입력되면 제어수단(80)은 저장수단(50)에 로봇모델과, 저장된 원전모델에서 각 원전훈련단계에 맞는 원전모델을 출력수단(60)으로 출력한다. 예를들면 기본과정일 경우 단순한 원전모델이 출력될 것이며, 고급과정일 경우 해체하기 좀더 복잡한 원전모델이 출력될 것이다. 여기서 로봇모델은 작업실(B)에 장착된 로봇(10)의 모델이다.

출력수단(60)에 로봇모델과 원전모델이 출력되면, 훈련자(1)는 로봇모델로 원전모델을 해체 작업을 한다. 이를 위해서 훈련자(1)는 조종수단(20)을 사용한다. 조종수단(20)을 작동시키면 제어수단(80)은 조종수단(20)의 데이터를 받아서 작업실(B)에 장착된 로봇(10)을 동작시킨다. 로봇(10)이 동작이 되면 감지센서수단(30)에서 로봇(10)의 동작을 감지하여 로봇(10)의 동작 데이터를 제어수단(80)으로 보낸다. 그러면 제어수단(80)은 감지센서수단(30)에서 보내진 데이터로 출력수단(60)에서 로봇모델이 동작되도록 제어한다.

즉 제어수단(80)은 로봇(10)의 실제 움직임이 출력수단(60)에서 구현되도록 제어한다. 훈련자(1)는 출력수단(60)에 나타난 원전모델을 보면서 조종수단(20)으로 로봇(10)을 조종하면, 감지센서수단(30)에 감지된 로봇(10)의 동작을 출력수단(60)으로 구현하여 원전모델을 해체한다.

이때 제어수단(80)은 출력수단(60)에서 로봇모델이 원전모델을 잡거나 이동시킬 때에는 반발력과 원전모델의 무게 등을 조종수단(20)으로 전달한다. 그러면 훈련자(1)는 실제의 원전을 해체할 때 발생하는 힘-토크 등을 전달 받을 수 있다.

따라서 본 실시예에 의하면, 가상의 환경에서 실제 해체 환경과 매우 유사한 원격조작 훈련을 구현할 수 있다.

1 : 훈련자 10 : 로봇
20 : 조종수단 30 : 감지센서수단
50 : 저장수단 60 : 출력수단
70 : 입력수단 80 : 제어수단

Claims

원전해체용 로봇팔을 구비하여 원격 조종이 가능한 로봇과,
사용자가 원격에서 상기 로봇을 조종할 수 있는 조종수단과,
상기 로봇의 위치를 감지하는 감지센서수단과,
상기 로봇을 가상으로 모델링한 로봇모델과, 원전을 가상으로 모델링한 원전모델과, 상기 원전모델을 해체하는 각 단계별 훈련과정인 원전훈련단계를 저장하는 저장수단과,
상기 로봇모델과, 상기 원전모델과, 사용자가 원하는 원전훈련단계를 선택할 수 있도록 상기 원전훈련단계의 목록을 상기 조종수단을 조종하는 사용자가 볼 수 있도록 출력하는 출력수단과,
상기 출력수단에 출력된 상기 원전훈련단계의 목록에서 상기 사용자로부터의 선택을 입력받는 입력수단과,
상기 조종수단의 데이터로 상기 로봇이 동작되도록 제어하고, 상기 입력수단에서 입력받은 상기 목록에 해당하는 원전훈련단계를 구현하기 위한 상기 원전모델을 상기 출력수단으로 출력시키고 상기 감지센서수단에서 감지된 데이터 대로 상기 로봇모델이 상기 원전모델을 해체하는 것을 상기 출력수단에 출력되도록 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로하는 원전해체 훈련시스템.
제1항에 있어서,
상기 조종수단은 사용자에게 반발력을 전달할 수 있는 햅틱조종대이며,
상기 제어수단은 상기 로봇모델이 상기 원전모델과 접촉하면 상기 원전모델이 모델링한 원전에 상기 로봇이 접촉할 때의 부하가 상기 햅틱조종대로 전달시키는 것을 특징으로 하는 원전해체 훈련시스템.