KR100798930B1

KR100798930B1 - 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇

Info

Publication number: KR100798930B1
Application number: KR1020060069887A
Authority: KR
Inventors: 김병규
Original assignee: 주식회사 티에스
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-01-29

Abstract

본 발명은 공압을 사용하여 한개의 밸브를 통해 로봇 각부에 있는 풍선이 순차적으로 작동하며 진행방향 한방향에 대해 이동시킬 수 있는 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇에 관한 것으로, 길이방향으로 신장할 수 있는 관상(管狀)의 몸체; 상기 몸체와 연결되고, 압축공기의 공급과 차단을 교호적으로 제공하는 압축공기 공급부와 공급관으로 연결되는 공기유입구를 가지며, 상기 몸체와 연결되는 부분에 꼬리연통홀이 형성되며, 관체의 내벽면을 향해 팽창이 가능한 꼬리밸룬이 형성된 꼬리챔버; 및 상기 몸체와 연결되고, 상기 몸체와 연결되는 부분에 머리연통홀이 형성되며, 상기 관체의 내벽면을 향해 팽창이 가능한 머리밸룬이 형성된 머리챔버를 포함한다.

관, 검사, 내시경, 로봇

Description

자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇{Probe robot through a pipe using moving way of inchworm}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관탐사 로봇의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관탐사 로봇의 단면도이다.

도 3는 도 1의 실시예의 관탐사 로봇의 작동모습을 순차적으로 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 관탐사 로봇 110: 몸체

120: 꼬리챔버 121: 꼬리밸룬

122: 꼬리연통홀 123: 공기유입구

130: 머리챔버 131: 머리밸룬

132: 머리연통홀 200: 압축공기발생기

210: 조절밸브 220: 공급관

300: 급수관

본 발명은 관탐사 로봇에 관한 것으로, 특히 공압을 사용하여 한개의 밸브를 통해 로봇 각부에 있는 풍선이 순차적으로 작동하며 진행방향 한방향에 대해 이동시킬 수 있는 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇에 관한 것이다.

관탐사 로봇이란 관 내부를 촬영할 수 있는 초소형 카메라를 비롯해 부식부위을 떼어내는 핀셋, 외부에 관 내부 영상을 보낼 수 있는 통신장비, 기타 진단을 위한 장비 등 최첨단 장비가 장착되어 배관공이 관내 부식을 관찰하는 것과 같이 부식이 있는 부위를 검사하는 등 그 상태를 알아낼 수 있는 마이크로 로봇을 말한다.

이러한 관탐사 로봇을 개발하면 소형관등의 탐사시 내시경 촬영뿐만 아니라 간단한 청소, 코팅 등이 가능하다.

이러한 관탐사 로봇 중에서, 인치웜 관탐사 로봇이 있다. 상기 인치웜 마이크로 로봇이란 관 내부를 촬영할 수 있는 초소형 카메라를 비롯해 외부에 관 내부 영상을 보낼 수 있는 통신장비, 기타 진단을 위한 장비 등 최첨단 장비가 장착되어 배관공이 관내 부식을 관찰하는 것과 같이 부식이 있는 부위를 검사하는 등 그 상태를 알아낼 수 있는 마이크로 로봇을 말한다.

이러한 마이크로 로봇을 개발하면 소형관등의 탐사시 내시경 촬영뿐만 아니라 간단한 청소, 코팅 등이 가능하다.

그런데 종래의 관탐사용 마이크로 로봇에 대한 기술 및 개발 현황은 아직까지 상용화된 상태에 이른 것이 없으며 대부분의 연구가 진행되고 있는 상황이다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 공압을 사용하여 한개의 밸브를 통해 로봇 각부에 있는 풍선이 순차적으로 작동하며 진행방향 한방향에 대해 이동시킬 수 있는 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇을 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 길이방향으로 신장할 수 있는 관상(管狀)의 몸체; 상기 몸체와 연결되고, 압축공기의 공급과 차단을 교호적으로 제공하는 압축공기 공급부와 공급관으로 연결되는 공기유입구를 가지며, 상기 몸체와 연결되는 부분에 꼬리연통홀이 형성되며, 관체의 내벽면을 향해 팽창이 가능한 꼬리밸룬이 형성된 꼬리챔버; 및 상기 몸체와 연결되고, 상기 몸체와 연결되는 부분에 머리연통홀이 형성되며, 상기 관체의 내벽면을 향해 팽창이 가능한 머리밸룬이 형성된 머리챔버를 포함하는 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇이다.

상기 꼬리연통홀의 직경은 상기 머리연통홀의 직경보다 크고, 상기 공기유입구의 직경은 상기 꼬리연통홀의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.

또, 상기 몸체는 주름관인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇은 구조적으로 자벌레와 같이 원통형의 외관을 가지고 있어서 관내벽면과의 마찰이 작게 설계되어 있으며, 로봇의 각부에 존재하는 각각의 밸룬이 순차적으로 일정하게 팽창되어 관내부의 벽면을 잡고 움직이므로 관탐사 로봇이 앞으로 쉽게 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관탐사 로봇(100)의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 관탐사 로봇(100)의 단면도이다.

상기 관탐사 로봇(100)은 크게, 몸체(110), 머리챔버(130), 및 꼬리챔버(120)를 포함하여 이루어진다.

상기 몸체(110)는 길이가 늘어나고, 다시 복원될 수 있는 관 형태의 것으로, 주름관을 사용할 수 있다.

그리고, 상기 몸체(110)의 직경은 상기 머리챔버(130) 및 상기 꼬리챔버(120)보다 작게 형성시켜, 상기 몸체(110)의 외벽면이, 급수관(300)의 내벽면에 맞닿는 것을 방지할 수 있다.

상기 머리챔버(130)와 상기 꼬리챔버(120)는 상기 몸체(110)의 양단에 연결 된다.

따라서, 상기 머리챔버(130)와 상기 꼬리챔버(120) 사이의 거리는 조절될 수 있다.

상기 머리챔버(130)와 상기 꼬리챔버(120)에는 각각 머리연통홀(132)과 꼬리연통홀(122)이 형성되어 있어서, 상기 몸체(110)와 공기이동이 가능하다.

그리고, 상기 꼬리챔버(120)에는 압축공기 공급부와 연결을 위한 공기유입구(123)가 더 형성된다.

또, 상기 머리챔버(130)와 상기 꼬리챔버(120)의 원주면에는 각각 머리밸룬(131) 및 꼬리밸룬(131)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 머리밸룬(131) 및 꼬리밸룬(131)은 팽창하여 상기 급수관(300)의 내벽면에 닿는 것이 가능하다.

상기 공기유입구(123), 상기 꼬리연통홀(122), 상기 머리연통홀(132)의 순으로 직경이 크다.

이 이유는 상기 꼬리챔버(120), 상기 몸체(110), 상기 머리챔버(130)의 순으로 압력을 상승시켜, 상기 꼬리밸룬(121), 상기 몸체(110), 상기 머리밸룬(131)이 순차적으로 팽창하게 하고, 반대로 상기 머리밸룬(131), 상기 몸체(110), 상기 꼬리밸룬(121)의 순으로 순차적으로 압력이 하강하게 하기 위함이다.

상기 꼬리밸룬(121)에는 압축공기 공급부가 연결되며, 상기 압축공기 공급부는 압축공기를 발생시키는 컴프레서(200)와, 상기 컴프레서(200)와 상기 꼬리밸룬(121)을 연결하는 공급관(220)과, 상기 공급관(220)에 설치되어 상기 압축공기를 단속하는 조절밸브(210)를 포함하여 이루어진다.

따라서, 상기 압축공기 공급부에 의해 상기 관탐사 로봇(100)에 압축공기의 공급 또는 차단을 반복적으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 작동모습을 상세히 설명한다.

도 3는 도 1의 실시예의 관탐사 로봇(100)의 작동모습을 순차적으로 도시한 것이다.

상기 관탐사 로봇(100)은 도 3에 도시된 바와 같은 기구운동에 의해 움직이게 된다.

즉, 초기상태 (1)과 같이, 상기 관탐사 로봇(100)에 압축공기가 공급되지 않은 상태는 상기 꼬리밸룬(121), 상기 몸체(110), 및 상기 머리밸룬(131)이 최대로 수축된 상태이다.

그리고, 상기 관탐사 로봇(100)에 상기 압축공기 공급부에 의해 압축공기가 공급되기 시작하면, (2)와 같이 먼저 상기 꼬리밸룬(121)이 팽창하게 되고, 그리고 상기 몸체(110)가 팽창하게 된다.

이는 상술한 바와 같이, 머리연통홀(132), 꼬리연통홀(122), 공기유입구(123)의 직경의 차이에 의해 시간차를 두고 팽창하게 되는 것이다.

따라서, 상기 꼬리밸룬(121)은 상기 급수관(300)의 내벽에 맞닿아 고정되게 되고, 이 상태에서 상기 몸체(110)가 팽창하므로, 상기 고정된 꼬리챔버(120)를 기준으로 상기 머리챔버(130)는 멀어지게 된다.

계속적으로 상기 관탐사 로봇(100)에 상기 압축공기 공급부에 의해 압축공기가 공급되면. (3)과 같이 상기 머리챔버(130)의 상기 머리밸룬(131)까지 팽창하게 되고, 상기 머리밸룬(131)이 상기 급수관(300)의 내벽에 맞닿아 고정되게 된다.

그리고, 상기 관탐사 로봇(100)에 상기 압축공기 공급부로부터의 압축공기의 공급이 차단되면, (4)와 같이 상기 꼬리챔버(120)의 꼬리밸룬(121)이 먼저 수축하게 된다.

이 때, 상기 머리챔버(130)의 상기 머리밸룬(131)이 팽창되어 상기 급수관(300)의 내벽에 맞닿아 있는 상태이므로, (5)와 상기 상기 몸체(110)가 수축하면서 상기 꼬리챔버(120)가 상기 머리챔버(130) 측으로 이동하게 된다.

그리고, 상기 머리챔버(130)의 머리밸룬(131)까지 수축되면, (6)과 같이 (1)의 최초의 상태와 같은 형상을 가지면서 (1)의 위치보다 한 방향으로 진행하게 된다.

상기 (1) 내지 (6)의 과정을 반복하면서, 상기 관탐사 로봇은 진행하게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 보다 간단하면서도 효율적인 구조를 이용하여 관내부의 검사 진단을 위한 관탐사 내시경에 적용되어 기존의 이동 기능이 없는 내시경에 비해 빠르고 넓은 범위의 검사가 가능할 수 있고 관 내의 청소에도 활용될 수 있다.

그리고 제작이 용이하고 비용 절감의 효과가 있으며 전체적인 크기의 소형화 측면에서도 장점이 있다.

Claims

길이방향으로 신장할 수 있는 관상(管狀)의 몸체;

상기 몸체와 연결되고, 압축공기의 공급과 차단을 교호적으로 제공하는 압축공기 공급부와 공급관으로 연결되는 공기유입구를 가지며, 상기 몸체와 연결되는 부분에 꼬리연통홀이 형성되며, 관체의 내벽면을 향해 팽창이 가능한 꼬리밸룬이 형성된 꼬리챔버; 및

상기 몸체와 연결되고, 상기 몸체와 연결되는 부분에 머리연통홀이 형성되며, 상기 관체의 내벽면을 향해 팽창이 가능한 머리밸룬이 형성된 머리챔버를 포함하고,

상기 꼬리연통홀의 직경은 상기 머리연통홀의 직경보다 크고, 상기 공기유입구의 직경은 상기 꼬리연통홀의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇.
삭제
제1항에 있어서,

상기 몸체는 주름관인 것을 특징으로 하는 자벌레 이동방식을 이용한 관탐사 로봇.