KR102190561B1 - 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는 메인 관로 일측에 설치되는 보조 관부와, 보조 관부 하단에 설치되어 메인 관로로부터의 유입수를 차단하는 차단밸브와, 보조 관부의 상부에 체결되는 커플링부와, 커플링부의 일측에 체결되는 것으로 핸들에 연동하는 워엄 기어와 워엄 기어에 체결되는 볼 스크류로 구성되는 로봇 홀더 핸들부와, 상기 볼 스크류의 회전운동에 연동하여 체결링부로 동력을 전달받아서 상하로 이동하는 것으로 끝단이 관로 진입방향으로 구부러지는 가이드를 구비한 로봇 홀더와, 보조 관부 내부에서 로봇 홀더의 상하이동을 가이드하는 것으로 회전하는 볼 스크류, 배선가이드 고정 축과 체결하는 원형 띠부, 세로 바 및 지지링으로 이루어지는 가이드부와, 보조 관부 내부에서 상하로 이동하는 로봇 홀더 내부로 진입하여 상하로 이동하는 로봇과, 로봇과 와이어 케이블로 연결되어 와이어 케이블을 풀어주고 당겨주는 것으로 커플링부 상부에 체결되는 로봇 케이블 공급부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치{Diagnosis Robot Inserting and Withdraw Apparatus with Robot Holder for Fluid-Crossing}

본 발명은 상하수도 관로 내부를 진단하기 위한 다기능 로봇을 투입하고 회수하는 장치에 관한 것이다. 일반적으로 상하수도 관로는 지하에 매설되고, 상수 또는 하수가 흐르는 동안에는 관로 내부 상태를 파악하기 어렵고, 따라서 상기와 같은 부단수 상태에서의 관로 내부 진단을 위하여 별도의 투입 회수 장치를 필요로 하는 것이다. 본 발명은 상기와 같은 부단수 상태에서 관로 내부를 카메라를 이용하여 촬영하고 내부를 진단할 수 있는 다기능 로봇을 관로 내부로 진입시키고 진단 작업이 완료된 경우 다기능 로봇을 회수시키기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명과 관련된 종래 기술은 대한민국 등록특허 제10-1850627호(2018. 05. 31. 공고)에 게시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 부단수 상수도 관로 내시경 제어 장치 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 부단수 상수도 관로 내시경 제어 장치는 케이블릴(110), 컨트롤러(120), 공급 하우징(130), 케이블 공급수단(140), 케이블 부재(150), 촬영장치(160) 및 상기 촬영장치(160)의 방향을 전환시키는 방향 전환장치(200)와, 촬영장치(160)를 전진 이동시키는 전진 구동장치(300)를 포함하여 구성된다. 또한, 케이블릴(110)은 압력탱크(100)의 일면에 구비되어 케이블 부재(150)가 권취되는 것으로, 컨트롤러(120)의 제어에 따라 케이블 부재(150)가 풀림, 또는 감김 작동이 이루어지도록 구성된다. 여기서, 압력탱크(100)는 컨트롤러(120)의 제어에 따라 상수도관의 내부 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 일정량의 압력을 공급하거나, 또는 회수가 가능하게 구성된다. 또한, 이러한 압력탱크(100)는 상수도관에 구성된 새들 분수전과 압력탱크(100)를 연결하는 공급 하우징(130)을 통해 압력의 공급 및 회수가 이루어지게 구성된다. 또한, 컨트롤러(120)는 방향 전환장치(200) 및 전진 구동장치(300)의 구동을 제어하고, 촬영장치(160)의 위치 및 이동방향을 컨트롤하여 작업자가 원하는 위치에 대한 상수도관의 내부 검사가 이루어지도록 하는 구성요소이다. 이러한 컨트롤러(120)는 촬영장치(160)가 상수도관의 내부를 이동할 때, 상기 상수도관의 내부 압력을 측정하고, 측정된 결과값을 표시할 수 있도록 구성된다. 또한, 컨트롤러(120)에는 촬영장치(160)에서 촬영한 영상정보를 출력하여 상수도관의 내부 검사가 이루어질 수 있도록 별도의 모니터링 장치가 구성될 수 있다. 또한, 공급 하우징(130)은 압력탱크(100)와 새들 분수전을 연결하며, 케이블 부재(150)가 새들 분수전을 통해 상수도관의 내부로 진입될 수 있도록 하는 한편, 상수도관의 내부 압력에 따라 일정량의 압력이 공급되거나, 또는 회수가 이루어질 수 있도록 구성된다. 즉, 공급 하우징(130)은 그 상단부가 압력탱크(100)와 긴밀하게 결합이 이루어지고, 하단부가 새들 분수전에 결합되는 중공의 파이프로 구성되며, 일정량의 압력이 이송될 수 있도록 압력관의 형태로 구성되는 것이다. 또한, 케이블 공급수단(140)은 공급 하우징(130)의 일면에 구성되며, 전진 구동장치(300)의 작동 여부에 따라 케이블 릴(110)에 권취된 케이블 부재(150)를 공급 및 회수하는 것으로, 통상의 롤러부재가 구성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 케이블 부재(150)는 선단부에 상수도관의 내부를 촬영하는 촬영장치(160)가 구성되고, 컨트롤러(120)의 제어에 따라 후술할 방향 전환장치(200) 및 전진 구동장치(300)가 구동할 때, 케이블릴(120)로부터 풀리면서 공급 하우징(130)을 통해 상수도관의 내부로 진입이 이루어지며, 촬영장치(160), 방향 전환장치(200) 및 전진 구동장치(300)가 컨트롤러(120)에 의해 제어가 이루어질 수 있도록 내부에 각종 전기선들이 내장되는 구성요소이다. 이러한 케이블 부재(150)는 PVC 비닐튜브로 이루어지며, 내부에 각종 전기선이나, 데이터 케이블 등과 같은 전선이 내장되는 내측 케이블과, PVC 수축 튜브로 구성되어 내측 케이블의 외주면을 감싸도록 구성되며, 열 압착에 의해 상기 내측 케이블과 일체로 구성되는 외측 케이블로 이루어져 상수도관의 내부에서 상,하 및 좌,우 방향뿐만 아니라, 용이한 전진 작동이 가능하도록 소정의 유연성 및 직진성을 가지게 된다. 이와 같이 구성된 케이블 부재(150)는 내측 및 외측 케이블에 의해 이중 케이블로 구성됨에 따라 케이블 부재(150)의 이동시 발생하는 마찰 등에 의해 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 내구성을 향상시켜 상수도관 내의 물이 유입되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 부단수 상수도 관로 내시경 제어 장치는 촬영장치(160) 및 상기 촬영장치(160)의 방향을 전환시키는 방향 전환장치(200)와, 촬영장치(160)를 전진 이동시키는 전진 구동장치(300)를 관로 내부로 진입시키기 위하여는 내부를 볼 수 없는 상태에서 진입시켜야 하므로 작업이 어렵고 설비 및 장치의 손상이 발생하는 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 다기능을 가진 로봇을 관로 내부로 안정적으로 진입시키고 회수하기 위한 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 설비나 장치의 손상 없으면서도 로봇 투입 작업시간을 줄일 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는 메인 관로 일측에 설치되는 보조 관부와, 보조 관부 하단에 설치되어 메인 관로로부터의 유입수를 차단하는 차단밸브와, 보조 관부의 상부에 체결되는 커플링부와, 커플링부의 일측에 체결되는 것으로 핸들에 연동하는 베벨기어와, 베벨기어에 체결되는 볼 스크류로 구성되는 로봇 홀더 핸들부와, 상기 볼 스크류의 회전운동에 연동하여 체결링부로 동력을 전달받아서 상하로 이동하는 것으로 끝단이 관로 진입방향으로 구부러지는 가이드를 구비한 로봇 홀더와, 보조 관부 내부에서 로봇 홀더의 상하를 가이드하는 것으로 회전하는 볼 스크류, 배선가이드 고정 축과 체결하는 원형 띠부, 세로 바 및 지지링으로 이루어지는 가이드부와, 보조 관부 내부에서 상하로 이동하는 로봇 홀더 내부로 진입하여 상하로 이동하는 로봇과, 로봇과 와이어 케이블로 연결되어 와이어 케이블을 풀어주고 당겨주는 것으로 커플링부 상부에 체결되는 로봇 케이블 공급부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는 보조 관부 내부에 상하로 이동하면서 로봇이 보조 관부 내부에서 로봇 홀더의 내부를 따라 같이 이동하도록 하여 로봇의 진입을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있으며 또한 로봇 홀더의 하부 끝부에 가이드가 형성되어 로봇이 보조 관부와 직각으로 형성된 메인 관로로의 진입을 보조할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명은 보조 관부 내부에서 로봇의 진입과 회수를 로봇 홀더가 상하 수직으로 움직여서 가이드 하므로 신속한 작업이 이루어질 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 부단수 상수도 관로 내시경 제어 장치 구성도,
도 2는 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치 사시 구성도,
도 3은 본 발명에 적용되는 로봇 케이블 공급부의 사시 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 로봇 홀더 핸들부의 사시 구성도,
도 5는 본 발명에 적용되는 커플링부의 사시 구성도,
도 6은 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치의 투입 대기 상태 구성도,
도 7은 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치의 로봇 하강 작동상태 구성도이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치를 도 2 내지 도 7을 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치 사시 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는 메인 관로(90) 일측에 설치되는 보조 관부(10)와, 보조 관부 하단에 설치되어 메인 관로로부터의 유입수를 차단하는 차단밸브(20)와, 보조 관부의 상부에 체결되는 것으로 일측에 로봇 홀더 핸들부(40)와 로봇 케이블 공급부(80)가 체결 구성되는 커플링부(30)와, 커플링부의 일측에 체결되는 것으로 핸들(42)과 핸들에 연동하는 베벨기어)(44)와 베벨기어에 체결되는 볼 스크류(46)로 구성되는 로봇 홀더 핸들부(40)와, 상기 볼 스크류의 회전운동에 연동하여 체결링부(52)로 동력을 전달받아서 상하로 이동하는 것으로 끝단이 관로 진입방향으로 구부러지는 가이드(54)를 구비한 로봇 홀더(50)와, 보조 관부(10) 내부에서 로봇 홀더(50)의 상하이동을 가이드하는 것으로 회전하는 볼 스크류(46)와 배선가이드 고정 축(88)과 체결하는 원형 띠부(62), 상기 원형 띠부에 체결되는 다수의 세로 바(64) 및 상기 다수의 세로바(64)에 체결되는 지지링(66)으로 이루어지는 가이드부(60)와, 보조 관부(10) 내부에서 상하로 이동하는 로봇 홀더(50) 내부로 진입하여 상하로 이동하는 로봇(70)과, 로봇과 와이어 케이블(82)로 연결되어 와이어 케이블을 풀어주고 당겨주는 것으로 커플링부(30) 상부에 체결되는 로봇 케이블 공급부(80)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 로봇 홀더는 내부가 중공으로 로봇이 상하로 이동할 수 있는 구조이고 하부에는 일측이 절개되고 타측은 절개 부위(59)보다 길게 다수의 긴 탭이 일측으로 구부러진 가이드(54)로 이루어진 것을 특징으로 하는 것으로 내부 로봇을 일측 방향으로 용이하게 가이드할 수 있게 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 로봇 케이블 공급부의 사시 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명에 적용되는 로봇 케이블 공급부(80)는 드럼을 회전하도록 지지하는 몸체(81)와 몸체 내부에서 케이블 핸들의 회전에 따라 회전하는 기어 드럼(84)과, 일측이 로봇의 일측 끝단에 체결되고 기어 드럼에서 감기고 풀리는 와이어 케이블(82)과, 기어 드럼의 회전력을 부여하는 케이블 핸들(86)과, 상기 기어 드럼에 설치되어 기어 드럼에서 감기고 풀리는 와이어 케이블을 가이드하는 제1가이드 롤러(87)와 기어 드럼에 설치되고 상기 제1가이드 롤러(87)에서 이격되어 설치되는 제2가이드 롤러(88)로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 제1가이드 롤러(87) 및 제2가이드 롤러(88)는 롤러 지지부(88-1)와 롤러 지지부에 전후로 일정거리 이격되는 2개의 롤러(88-2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 로봇 홀더 핸들부의 사시 구성도이다. 상기도 4에서 본 발명에 적용되는 로봇 홀더 핸들부(40)는 홀더 핸들(42)과 홀더 핸들에 연동하는 베벨기어(44)와, 베벨기어(44)에 연동하여 회전하는 볼스크류(46)으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 5는 본 발명에 적용되 는커플링부의 사시 구성도이다. 상기도 5에서 본 발명에 적용되는 커플링부(30)는 LED 조명(31)과 카메라(33)가 설치되는 몸체부(32)와 상기 몸체부(32) 하부에 일체로 체결되고 배선 가이드 고정 축(88)과 볼 스크류(46)가 체결되며 가운데가 중공인 띠 형상의 하부 원판(34)과 상기 몸체부(32)의 상부에 체결되는 ㄴ 자형으로 일측에 홀더 핸들(42)이 부착되고, 상면에는 베벨기어(44), 카메라 홀더(35) 및 로봇 케이블 공급부(80)가 설치되고, 와이어 케이블(82)이 관통하는 케이블 홀(87)이 형성되는 상부 원판(36)으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 또한, 상기 하부 원판(34)은 보조 관부(10)에 상부와 볼트 너트로 체결되는 구조이고 상기 상부 원판(36) 구성되어 와이어 케이블이 관통하는 케이블 홀(87)과 베벨기어(44)에 연동하고 커플링부(30)에 회전하도록 체결되는 볼 스크류(46)는 방수구조인 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 LED 조명과 카메라는 보조 관부 내에서 상하로 이동하는 로봇 홀더 및 로봇 홀더 내에서 상하로 이동하는 로봇의 상하 작용을 관찰하여 효율적으로 운용하기 위한 것이다.

도 6은 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치의 투입 대기 상태 구성도이다. 상기도 6에서 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는 차단 밸브(20)를 차단한 상태에서 메인 관로(90)에 구성된 보조 관부(10)에 로봇 홀더(50)를 삽입하고 로봇 홀더(50) 내부에 로봇(70)을 삽입한 후 로봇(70) 일측 끝단과 와이어 케이블(82)을 연결한 후에 커플링부(30)와 보조 관부(10)를 체결하면 로봇 홀더(50)는 보조 관부(10) 내측 상부 쪽으로 위치하고 로봇(70)은 상기 보조 관부 상부 쪽에 위치한 로봇 홀더(50) 내부에 위치하게 되는 것이다. 상기와 같은 상태에서 차단 밸브(20)를 열고 로봇 홀더 핸들부(40)의 홀더 핸들(42)을 회전시켜 로봇 홀더(50)를 하강시키고, 다시 로봇 케이블 공급부(80)의 케이블 핸들(86)을 회전시켜 로봇 홀더(50) 내부에서 로봇(70)을 와이어 케이블(82)을 풀면서 하강시키는 것이고, 다시 로봇 홀더(50) 끝단을 메인 관로(90) 내부까지 진입시킨 후에 로봇(70)을 하강시키면 로봇 홀더(50)의 가이드(54)가 일측(좌측)으로 구부러진 형태이므로 로봇(70)을 메인 관로(90) 내부 좌측으로 용이하게 가이드 할 수 있게 되는 것이다.

도 7은 본 발명 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치의 로봇 하강 작동상태 구성도이다. 상기도 7에서 로봇 홀더를 구비한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는 메인 관로(90) 일측에서 수평면과 수직으로 설치되는 보조 관부 (10)내부에 설치되는 로봇 홀더(50)를 메인 관로(90) 밑면까지 하강시킨 상태에서 로봇(70)을 와이어 케이블(82)을 로봇 케이블 공급부(80)를 이용하여 풀면서 하강시키면, 로봇 홀더(50)의 일측이 절개되고 타측을 길게 일측으로 구부러진 가이드(54)가 로봇(70)을 메인 관로(90) 일측으로 절게된 부위를 통하여 유도할 수 있는 것임을 나타내고 있는 것이다.

10 : 보조 관부, 20 : 차단 밸브,
30 : 커플링부, 40 : 로봇 홀더 핸들부,
50 : 로봇 홀더, 60 : 가이드부,
70 : 로봇, 80 : 로봇 케이블 공급부,
90 : 메인 관로

Claims (12)

1. 상수도 관로 내부를 진단하기 위한 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치에 있어서,
   상기 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치는,
   메인 관로(90) 일측에 설치되는 보조 관부(10)와;
   보조 관부 하단에 설치되어 메인 관로로부터의 유입수를 차단하는 차단밸브(20)와;
   보조 관부의 상부에 체결되는 것으로 일측에 로봇 홀더 핸들부(40)와 로봇 케이블 공급부(80)가 체결 구성되는 것으로 LED 조명(31)과 카메라(33)가 설치되는 몸체부(32)와, 상기 몸체부(32) 하부에 일체로 체결되고 배선 가이드 고정 축(88)과 볼 스크류(46)가 체결되며 가운데가 중공인 띠 형상의 하부 원판(34) 및 상기 몸체부(32)의 상부에 체결되는 ㄴ 자형으로 일측에 홀더 핸들(42)이 부착되고, 상면에는 베벨 기어(44), 카메라 홀더(35) 및 로봇 케이블 공급부(80)가 설치되고, 와이어 케이블(82)이 관통하는 케이블 홀(87)이 형성되는 상부 원판(36)으로 구성된 커플링부(30)와;
   커플링부의 일측에 체결되는 로봇 홀더 핸들부(40)와;
   상기 로봇 홀더 핸들부(40)의 볼 스크류의 회전운동에 연동하여 동력을 전달받아서 상하로 이동하는 로봇 홀더(50)와;
   보조 관부(10) 내부에서 로봇 홀더(50)의 상하이동을 가이드 하는 가이드부(60)와;
   보조 관부(10) 내부에서 상하로 이동하는 로봇 홀더(50) 내부로 진입하여 상하로 이동하는 로봇(70);
   및 로봇과 와이어 케이블(82)로 연결되어 와이어 케이블을 풀어주고 당겨주는 로봇 케이블 공급부(80)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 로봇 홀더 핸들부(40)는,
   핸들(42)과 핸들에 연동하는 베벨 기어(44)와 워엄 기어에 체결되는 볼 스크류(46)로 구성되는 것을 특징으로 하는 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 로봇 홀더(50)는,
   일측이 절개되고 타측은 절개부보다 길게 끝단이 관로 진입방향으로 구부러지는 가이드(54)를 구비한 것을 특징으로 하는 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가이드부(60)는,
   볼 스크류(46)와 배선가이드 고정 축(88)과 체결하는 원형 띠부(62)와;
   상기 원형 띠부에 체결되는 다수의 세로 바(64);
   및 상기 다수의 세로바(64)에 체결되는 지지링(66)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   로봇 케이블 공급부(80)는,
   드럼을 회전하도록 지지하는 몸체(81)와;
   몸체 내부에서 케이블 핸들의 회전에 따라 회전하는 기어 드럼(84)과;
   일측이 로봇의 일측 끝단에 체결되고 기어 드럼에서 감기고 풀리는 와이어 케이블(82)과;
   기어 드럼의 회전력을 부여하는 케이블 핸들(86)과;
   상기 기어 드럼에 설치되어 드럼에서 감기고 풀리는 와이어 케이블을 가이드하는 제1가이드 롤러(87);
   및 상기 기어 드럼에 설치되고 상기 제1가이드 롤러(87)에서 이격되어 설치되는 제2가이드 롤러(88)로 구성되는 것을 특징으로 하는 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 로봇 홀더 핸들부(40)는,
   홀더 핸들(42)과;
   홀더 핸들에 연동하는 베벨 기어(44);
   및 상기 베벨 기어(44)에 연동하여 회전하는 볼 스크류(46)로 구성된 것을 특징으로 하는 부단수 진단 로봇 투입 회수 장치.
   
   
   
   
   
   
   
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