KR102667620B1 - Mobile robot for underground tunnel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 이동로봇에 관한 것으로, 터널 내부를 주행하는 주행부와, 터널에 구비되는 가이드레일을 따라 주행하며 주행부의 이동을 안내하는 가이드부와, 주행부에 구비되는 지지부에 설치되어 주행부와 가이드부를 연결시키고, 가이드부를 이동시켜 상기 가이드부가 장애물과 간섭되는 것을 방지하는 회피부를 포함한다.The present invention relates to a tunnel mobile robot, which includes a traveling unit that travels inside a tunnel, a guide unit that travels along a guide rail provided in the tunnel and guides the movement of the traveling unit, and is installed on a support unit provided in the running unit. and an avoidance part that connects the guide part and moves the guide part to prevent the guide part from interfering with an obstacle.
Description
본 발명은 터널 이동로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터널 내부를 주행할 수 있는 터널 이동로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a tunnel mobile robot, and more specifically to a tunnel mobile robot that can travel inside a tunnel.
일반적으로, 터널은 산, 바다, 강 등의 지하를 뚫어서 만든 굴 형태의 구조물로, 광산, 도로, 수로, 전력구 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 터널은 지표면에서 수십 미터 깊이에 설치되고 그 길이도 보통 수 km에서 수십 km에 달한다. 따라서 작업자가 터널 내부를 물품 이송, 터널 내부 점검, 단순 이동 등 다양한 목적으로 직접 이동하는 경우에는 장시간이 소요되고 내부 공기도 탁할 뿐만 아니라 동일한 형태로 반복되는 단순한 내부구조로 인해 작업자의 피로가 빠르게 누적되기 쉽다.In general, a tunnel is a cave-shaped structure created by drilling underground under a mountain, sea, river, etc., and is used for various purposes such as mines, roads, waterways, and power tunnels. Tunnels are installed at a depth of tens of meters below the surface, and their length usually ranges from several kilometers to tens of kilometers. Therefore, when workers move directly inside the tunnel for various purposes such as transporting goods, inspecting the inside of the tunnel, or simply moving, not only does it take a long time and the air inside is turbid, but the worker's fatigue quickly accumulates due to the simple internal structure that repeats itself in the same way. easy to become
이와 같은 터널 내 인력 활용의 어려움으로 인해 레일형 이동로봇 등 로봇 기술을 사용하려는 시도가 많이 있어왔다. 그러나 종래의 레일형 이동로봇은 터널의 천정에 별도의 레일을 깔고 이동로봇이 레일을 따라 주행을 하게 됨에 따라 터널 전체에 레일을 설치해야 하므로 레일 설치에 비용이 과도하게 많이 드는 문제점이 있다. 또한, 터널 내 습기가 많을 경우 레일 위에서 바퀴가 헛돌아 주행 자체가 어렵거나 엔코더 등의 센서를 통해 로봇의 현재 위치를 추정하는 데에 오차가 발생하는 문제점이 존재한다.Due to difficulties in utilizing manpower in tunnels, there have been many attempts to use robotic technology such as rail-type mobile robots. However, the conventional rail-type mobile robot has a problem in that a separate rail is laid on the ceiling of the tunnel, and as the mobile robot travels along the rail, rails must be installed throughout the tunnel, so rail installation costs are excessively high. In addition, if there is a lot of moisture in the tunnel, the wheels may spin on the rails, making driving difficult, or errors may occur in estimating the current position of the robot through sensors such as encoders.
한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1873902호(2018.06.27 등록, 발명의 명칭: 레일주행 감시로봇 및 그것을 사용하는 광역 감시시스템)에 개시되어 있다. Meanwhile, the background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1873902 (registered on June 27, 2018, title of invention: Rail running surveillance robot and wide area surveillance system using the same).
본 발명은 배수로 홈이 구비되어 있는 터널에서 배수로 홈을 이동로봇의 주행 가이드레일로 활용하여 터널 내부를 주행하고 주행 도중에 장애물, 방화문, 배수구 등이 있는 경우 장애물 등과의 충돌을 방지할 수 있는 터널 이동로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention utilizes the drain groove as a travel guide rail for a mobile robot in a tunnel equipped with a drain groove, so that the tunnel can travel inside the tunnel and prevent collision with obstacles, fire doors, drains, etc. while driving. The purpose is to provide robots.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 터널 이동로봇은: 터널 내부를 주행하는 주행부; 상기 터널에 구비되는 가이드레일을 따라 주행하며 상기 주행부의 이동을 안내하는 가이드부; 및 상기 주행부에 구비되는 지지부에 설치되어 상기 주행부와 상기 가이드부를 연결시키고, 상기 가이드부를 이동시켜 상기 가이드부가 장애물과 간섭되는 것을 방지하는 회피부;를 포함한다.In order to solve the above problems, the tunnel mobile robot according to the present invention includes: a traveling part that travels inside the tunnel; a guide unit that travels along a guide rail provided in the tunnel and guides the movement of the traveling unit; and an avoidance unit installed on a support provided on the traveling unit to connect the running unit and the guide unit, and to prevent the guide unit from interfering with an obstacle by moving the guide unit.
또한, 상기 가이드부는, 상기 회피부와 연결되고, 상기 회피부의 작동에 연동되어 이동되는 가이드부몸체; 상기 가이드부몸체에 슬라이드 가능하게 결합되어 승강 이동되는 승강부; 상기 승강부에 회전 가능하게 연결되고, 상기 가이드레일을 따라 이동되는 가이드부재; 및 상기 가이드부재에 연결되고, 탄성복원력에 의해 상기 가이드부재를 일측으로 가압하는 탄성부;를 포함한다.In addition, the guide unit includes: a guide unit body that is connected to the avoidance unit and moves in conjunction with the operation of the avoidance unit; An elevating part that is slidably coupled to the guide part body and moves up and down; a guide member rotatably connected to the lifting unit and moved along the guide rail; and an elastic part connected to the guide member and pressing the guide member to one side by an elastic restoring force.
또한, 상기 회피부는 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부에 연결되어 구동력을 전달하는 동력전달부; 및 상기 동력전달부와 상기 가이드부에 연결되고, 상기 가이드부를 회전시켜 상기 가이드부를 상기 가이드레일로부터 분리시키거나 상기 가이드레일에 안착시키는 회전부;를 포함한다.In addition, the avoidance part includes a driving part that generates a driving force; A power transmission unit connected to the drive unit to transmit driving force; and a rotating unit connected to the power transmission unit and the guide unit and rotating the guide unit to separate the guide unit from the guide rail or seat the guide unit on the guide rail.
또한, 상기 동력전달부는, 상기 구동부에 결합되어 회전되는 제1동력전달부재; 상기 제1동력전달부재에 연결되고, 상기 제1동력전달부재의 회전에 연동되어 상기 회전부를 상기 주행부의 외측 또는 내측 방향으로 슬라이드 이동시키는 제2동력전달부재; 및 상기 지지부에 고정되고, 상기 회전부의 슬라이드 이동에 연동되어 상기 회전부를 회전시키는 제3동력전달부재;를 포함한다.In addition, the power transmission unit includes a first power transmission member that is coupled to the drive unit and rotates; a second power transmission member connected to the first power transmission member and linked to the rotation of the first power transmission member to slide and move the rotating portion in an outer or inner direction of the traveling unit; and a third power transmission member fixed to the support unit and rotating the rotating unit in conjunction with the slide movement of the rotating unit.
또한, 상기 회전부는, 상기 제2동력전달부재에 연결되어 슬라이드 이동되는 제1링크부; 일측이 상기 제1링크부에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 상기 가이드부와 연결되는 연결부; 상기 제1링크부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1링크부가 슬라이드 이동됨에 따라 상기 제3동력전달부재와 연동되어 상기 제1링크부를 축으로 회전되는 제2링크부; 및 양측이 각각 상기 제2링크부와 상기 연결부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2링크부가 회전됨에 따라 상기 제1링크부를 축으로 상기 연결부를 회전시키는 제3링크부;를 포함한다.In addition, the rotating part includes a first link part connected to the second power transmission member and slidably moved; a connection part on one side rotatably coupled to the first link part and on the other side connected to the guide part; a second link unit rotatably coupled to the first link unit and rotated about the axis of the first link unit in conjunction with the third power transmission member as the first link unit slides; and a third link unit on both sides of which are rotatably coupled to the second link unit and the connection unit, and which rotates the connection unit around the first link unit as the second link unit rotates.
또한, 상기 동력전달부는, 상기 구동부의 출력축에 결합되어 회전되는 제4동력전달부재; 상기 제4동력전달부재에 연결되고, 상기 제4동력전달부재의 회전에 연동되어 상기 주행부의 외측 방향 또는 내측 방향으로 슬라이드 이동되는 제5동력전달부재; 및 상기 제5동력전달부재에 연결되고, 상기 제5동력전달부재와 함께 슬라이드 이동됨에 따라 상기 회전부를 회전시키는 제6동력전달부재;를 포함한다.In addition, the power transmission unit includes a fourth power transmission member that is coupled to the output shaft of the drive unit and rotates; A fifth power transmission member connected to the fourth power transmission member and linked to the rotation of the fourth power transmission member to slide in the outer or inner direction of the traveling unit; and a sixth power transmission member connected to the fifth power transmission member and rotating the rotary unit as it slides together with the fifth power transmission member.
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 상기 회전부의 회전 동작 또는 상기 동력전달부의 동력전달 동작을 감지하여 상기 구동부의 작동을 제어하는 감지부;를 더 포함한다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention further includes a sensing unit that controls the operation of the driving unit by detecting the rotational operation of the rotating unit or the power transmitting operation of the power transmission unit.
본 발명에 따른 터널 이동로봇은 회피부에 의해 가이드부가 주행부의 안쪽으로 완전히 접혀지도록 하여 방화문, 배수구, 가이드레일의 끊어진 구간과 같은 장애물과 충돌됨에 따라 발생 되는 장치의 손상을 방지할 수 있다.The tunnel mobile robot according to the present invention allows the guide part to be completely folded inside the traveling part by the avoidance part, thereby preventing damage to the device caused by collision with obstacles such as fire doors, drains, and broken sections of guide rails.
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 배수로 홈이 구비되어 있는 기존의 터널의 구조를 활용함에 따라 레일 등의 설비의 설치에 따른 비용과 인력을 절감할 수 있다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention utilizes the structure of an existing tunnel equipped with a drainage groove, thereby reducing costs and manpower associated with installing facilities such as rails.
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 가이드부의 설치각도 뿐만 아니라 가이드부의 설치폭까지 조절할 수 있음에 따라 다양한 규격의 터널과 가이드레일에 적용이 가능하다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention can be applied to tunnels and guide rails of various specifications as it can adjust not only the installation angle of the guide part but also the installation width of the guide part.
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 구동부의 단일 동작만으로 가이드부의 회피 동작을 구현할 수 있어 경량화가 가능하다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention can implement an avoidance operation of the guide unit with only a single operation of the drive unit, making it possible to reduce the weight.
도 1, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 주행상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회피부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회피부의 구성을 도 7과 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회피부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부의 작동 순서를 나타내는 순서도이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 작동과정을 나타내는 작동도이다.1 and 2 are perspective views showing the driving state of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view schematically showing the configuration of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front view schematically showing the configuration of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view schematically showing the configuration of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view schematically showing the configuration of a guide part according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a perspective view schematically showing the configuration of an avoidance portion according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view of the configuration of the avoidance portion according to an embodiment of the present invention, viewed from an angle different from that of Figure 7.
Figure 9 is a perspective view schematically showing the configuration of an avoidance portion according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 is a flowchart showing the operation sequence of the detection unit according to an embodiment of the present invention.
11 to 14 are operational diagrams showing the operation process of the tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 터널 이동로봇의 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a tunnel mobile robot according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 접속)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(또는 구비)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(또는 구비)"할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, in this specification, when a part is said to be "connected (or connected)" to another part, this does not only mean that it is "directly connected (or connected)" but also "connected (or connected)" with another member in between. Also includes cases where there is an “indirect connection (or connection).” In this specification, when a part is said to “include (or include)” a certain component, this does not exclude other components, unless specifically stated to the contrary, but rather “includes (or includes)” other components. It means you can do it.
또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 특정 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 그 부호들은 다른 도면을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 특정 도면에 참조 부호가 표시되지 않은 부분이 있더라도, 그 부분은 다른 도면들을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 본 출원의 도면들에 포함된 세부 구성요소들의 개수, 형상, 크기 및 크기의 상대적인 차이 등은 이해의 편의를 위해 설정된 것으로서, 실시예들을 제한하지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다.Additionally, the same reference numerals may refer to the same components throughout this specification. Even if the same or similar reference signs are not mentioned or explained in a particular drawing, the numbers may be explained based on other drawings. Additionally, even if there are parts that are not indicated by reference signs in a specific drawing, those parts can be explained based on other drawings. In addition, the number, shape, size, and relative differences in size of detailed components included in the drawings of the present application are set for convenience of understanding, do not limit the embodiments, and may be implemented in various forms.
도 1, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 주행상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 구성을 개략적으로 나타내는 평면도이다.1 and 2 are perspective views showing the running state of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view schematically showing the configuration of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a front view schematically showing the configuration of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention, and Figure 5 is a plan view schematically showing the configuration of a tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇(1)은 주행부(100), 가이드부(200), 회피부(300)를 포함한다.1 to 5, the tunnel mobile robot 1 according to an embodiment of the present invention includes a traveling unit 100, a guide unit 200, and an avoidance unit 300.
터널(2)은 전력구(underground power transmission tunnel)와 같이 내부에 빈 공간이 형성되는 형상으로 구비되며, 가이드레일(3)은 배수 등을 위해 터널(2)에 마련되는 구조물로, 터널(2)의 길이방향을 따라 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일(3)은 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 터널(2)의 바닥면에 오목하게 함몰형성되는 홈의 형상으로 형성된다. 가이드레일(3)은 터널의 양측에 서로 이격되어 마주보게 배치된다. 가이드레일(3)은 터널(2) 내부에 방화문(미도시) 또는 배수구 그레이팅(미도시)와 같은 설비가 설치됨에 따라 일부 구간이 끊어지도록 형성된다. The tunnel (2) is provided in a shape with an empty space inside, like an underground power transmission tunnel, and the guide rail (3) is a structure provided in the tunnel (2) for drainage, etc. ) are arranged along the longitudinal direction. The guide rail 3 according to an embodiment of the present invention is formed in the shape of a groove that is concavely recessed on the bottom surface of the tunnel 2, as shown in FIGS. 1 and 2. The guide rails (3) are arranged to face each other and be spaced apart from each other on both sides of the tunnel. The guide rail 3 is formed so that some sections are cut off as equipment such as a fire door (not shown) or a drain grating (not shown) is installed inside the tunnel 2.
주행부(100)는 이동 가능한 로봇, 차량의 형태로 구비되어 터널(2) 내부를 주행한다. 주행부(100)는 터널(2) 외부의 작업자에 의해 원격으로 조종되거나, 스스로 자율주행 함에 따라 터널(2) 내부를 주행할 수 있다.The traveling unit 100 is provided in the form of a movable robot or vehicle and travels inside the tunnel 2. The driving unit 100 can be remotely controlled by an operator outside the tunnel 2 or can drive autonomously inside the tunnel 2.
본 발명의 일 실시예에 따른 주행부(100)는 바디부(110), 주행부재(120), 지지부(130)를 포함한다.The traveling unit 100 according to an embodiment of the present invention includes a body unit 110, a traveling member 120, and a support unit 130.
바디부(110)는 주행부(100)의 구성들이 설치될 수 있는 공간을 마련하며, 설치된 주행부(100)의 구성을 지지할 수 있도록 형성된다. 바디부(110)에는 후술하는 주행부재(120)를 구동시키는 구동모터, 외부의 서버와 주행 관련 데이터를 송,수신 할 수 있는 통신모듈, 주행부(100)로 주행 상태를 제어할 수 있는 제어모듈 등이 설치될 수 있다. 바디부(110)의 형상은 주행부(100)의 전체적인 외형을 형성하는 형상의 기술사상 안에서 다양한 설계변경이 가능하다. The body portion 110 provides a space where the components of the traveling unit 100 can be installed and is formed to support the installed components of the traveling unit 100. The body part 110 includes a drive motor that drives the driving member 120, which will be described later, a communication module that can transmit and receive driving-related data to and from an external server, and a control that can control the driving state with the driving part 100. Modules, etc. may be installed. The shape of the body portion 110 can be changed in various designs within the technical idea of forming the overall outline of the traveling portion 100.
주행부재(120)는 바디부(110)에 회전 가능하게 결합되어 바디부(110)를 이동시킨다. 주행부재(120)의 형상은 바퀴, 무한궤도 방식의 트랙 등 다양한 형상으로 설계변경이 가능하다. 주행부재(120)는 바디부(110)에 구비되는 구동모터에 연결되고, 구동모터의 구동력에 의해 회전됨에 따라 바디부(110)를 이동시킨다. 주행부재(120)는 복수개로 설치될 수 있다. 이 경우, 바디부(110)의 최전방에 배치된 주행부재(120)는 구동모터에 의해 직접 회전되지 않고, 바디부(110)가 이동됨에 따라 간접적으로 회전되도록 설치될 수 있다. 이에 따라 주행부재(120)는 바디부(110)의 방향전환이 보다 원활하게 수행되도록 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 주행부재(120)는 세 쌍으로 구비되어 바디부(110)의 양측에 각각 나란하게 배치된다. 이 중 후방의 두 쌍의 주행부재(120)는 바디부(110)에 구비되는 구동모터와 연결되며, 전방에 배치된 한 쌍의 주행부재(120)는 바디부(110)에 자유 회전 가능하게 연결된다.The traveling member 120 is rotatably coupled to the body portion 110 and moves the body portion 110. The shape of the traveling member 120 can be changed to various shapes such as wheels and endless tracks. The traveling member 120 is connected to a drive motor provided in the body 110, and moves the body 110 as it rotates by the driving force of the drive motor. The traveling member 120 may be installed in plural numbers. In this case, the traveling member 120 disposed at the front of the body 110 may not be directly rotated by the drive motor, but may be installed to rotate indirectly as the body 110 moves. Accordingly, the traveling member 120 can enable the body portion 110 to change direction more smoothly. The traveling member 120 according to an embodiment of the present invention is provided in three pairs and arranged side by side on both sides of the body portion 110. Among these, the rear two pairs of traveling members 120 are connected to the drive motor provided in the body portion 110, and the pair of traveling members 120 disposed in the front are freely rotatable in the body portion 110. connected.
지지부(130)는 바디부(110)에 설치되어 후술하는 회피부(300)를 지지한다. 지지부(130)는 바디부(110)와 일체로 연결될 수 있으며, 바디부(110)로부터 착탈 가능하게 연결되는 것도 가능하다. 지지부(130)는 회피부(300)를 견고하게 지지함과 동시의 회피부(300)의 동작에 따른 하중을 충분히 잘 견딜 수 있도록 금속 등과 같은 높은 강성의 재질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(130)는 바디부(110)의 전방에 설치되고, 바디부(110)의 전방 외측으로 연장되는 판의 형상으로 형성된다. The support part 130 is installed on the body part 110 and supports the avoidance part 300, which will be described later. The support portion 130 may be integrally connected to the body portion 110, and may also be detachably connected from the body portion 110. The support unit 130 may include a material with high rigidity, such as metal, to firmly support the avoidance unit 300 and to sufficiently withstand the load resulting from the operation of the avoidance unit 300. The support part 130 according to an embodiment of the present invention is installed in front of the body part 110 and is formed in the shape of a plate extending outward from the front of the body part 110.
가이드부(200)는 터널(2)에 구비되는 가이드레일(3)을 따라 주행하며 주행부(100)의 이동을 안내한다. 가이드부(200)는 후술하는 회피부(300)에 의해 주행부(100)와 연결된다. 가이드부(200)는 주행부(100)의 이동에 연동되어 가이드레일(3)의 경로를 따라 주행함에 따라 가이드부(200)와 연결된 주행부(100)의 이동 방향을 안내한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇(1)은 주행부(100)의 전면에 가이드부(200)와 회피부(300)가 장착되어 있지만, 전면뿐만 아니라 후면에도 가이드부(200)와 회피부(300)를 추가로 장착하는 것이 가능하다.The guide unit 200 travels along the guide rail 3 provided in the tunnel 2 and guides the movement of the traveling unit 100. The guide unit 200 is connected to the traveling unit 100 by the avoidance unit 300, which will be described later. The guide unit 200 is linked to the movement of the traveling unit 100 and guides the direction of movement of the traveling unit 100 connected to the guide unit 200 as it travels along the path of the guide rail 3. The tunnel mobile robot 1 according to an embodiment of the present invention is equipped with a guide part 200 and an avoidance part 300 on the front of the traveling part 100, but the guide part 200 and the avoidance part 300 are installed not only on the front but also on the back. It is possible to additionally mount the avoidance unit 300.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.Figure 6 is a perspective view schematically showing the configuration of a guide part according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부(200)는 가이드부몸체(210), 승강부(220), 가이드부재(230), 탄성부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the guide unit 200 according to an embodiment of the present invention includes a guide unit body 210, an elevating unit 220, a guide member 230, and an elastic unit 240.
가이드부몸체(210)는 회피부(300)와 연결되고, 회피부(300)의 작동에 연동되어 회전된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부몸체(210)는 내부가 비어있는 기둥 형태로 형성되어 일측이 회피부(300)에 구비되는 연결부(342), 또는 회전부몸체(352)에 연결된다. 가이드부몸체(210)는 가이드레일(3)의 터널(2)의 양측에 형성됨에 따라 한 쌍으로 구비되어 주행부(100)의 양측에 각각 배치된다. 가이드부몸체(210)는 연결부(342) 또는 회전부몸체(352)와 일체로 연결될 수 있으며, 가이드몸체(210)로부터 착탈 가능하게 연결되는 것도 가능하다. 가이드부몸체(210)의 단면 형상은 후술하는 승강부(220)의 형상 등에 따라 다양한 설계변경이 가능하다.The guide body 210 is connected to the avoidance part 300 and rotates in conjunction with the operation of the avoidance part 300. The guide body 210 according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a pillar with an empty interior, and one side is connected to the connection part 342 provided in the avoidance part 300 or the rotating part body 352. As the guide body 210 is formed on both sides of the tunnel 2 of the guide rail 3, it is provided as a pair and disposed on both sides of the traveling part 100, respectively. The guide body 210 may be integrally connected to the connection portion 342 or the rotating body 352, and may also be detachably connected to the guide body 210. The cross-sectional shape of the guide body 210 can be changed in various designs depending on the shape of the lifting part 220, which will be described later.
승강부(220)는 가이드부몸체(210)에 슬라이드 가능하게 결합되어 승강 이동된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 승강부(220)는 가이드부몸체(210)의 내부로 삽입되는 막대의 형태로 형성된다. 승강부(220)는 가이드부몸체(210)의 내부에 슬라이드 결합됨에 따라 가이드부몸체(210)의 길이 방향을 따라 승강 이동 될 수 있고, 가이드부몸체(210)의 길이 방향을 축으로 회전될 수도 있다.The lifting unit 220 is slidably coupled to the guide body 210 and is moved up and down. The lifting unit 220 according to an embodiment of the present invention is formed in the shape of a rod inserted into the guide body 210. As the lifting part 220 is slide-coupled to the inside of the guide body 210, it can be moved up and down along the longitudinal direction of the guide body 210, and can be rotated about the longitudinal direction of the guide body 210. It may be possible.
가이드부재(230)는 승강부(220)에 회전 가능하게 연결되고, 가이드레일(3)을 따라 이동된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드부재(230)는 승강부(220)의 단부에 연결되고, 중심축을 기준으로 회전될 수 있는 바퀴의 형태를 갖도록 형성된다. 가이드부재(230)의 폭은 가이드레일(3)의 폭보다 좁은 폭을 갖도록 형성된다. 이에 따라 가이드부재(230)는 가이드레일(3) 내부로 삽입되어 가이드레일(3)의 경로를 안정적으로 주행할 수 있다.The guide member 230 is rotatably connected to the lifting unit 220 and moves along the guide rail (3). The guide member 230 according to an embodiment of the present invention is connected to the end of the lifting unit 220 and is formed to have the shape of a wheel that can be rotated about the central axis. The width of the guide member 230 is formed to be narrower than the width of the guide rail (3). Accordingly, the guide member 230 is inserted into the guide rail (3) and can stably travel along the path of the guide rail (3).
탄성부(240)는 가이드부재(230)에 연결되고, 탄성복원력에 의해 가이드부재(230)를 일측으로 가압한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부(240)는 코일 스프링의 형태로 형성되어 양측이 각각 가이드부몸체(210)의 하단부와 승강부(220)의 하단부에 연결된다. 탄성부(240)는 승강부(220)의 외주면을 감싸도록 설치됨에 따라 탄성복원력에 의한 가압 방향이 승강부(220)의 승강방향과 나란한 방향으로 작용하도록 배치된다. The elastic portion 240 is connected to the guide member 230, and presses the guide member 230 to one side by elastic restoring force. The elastic part 240 according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a coil spring, and both sides are connected to the lower end of the guide body 210 and the lower end of the lifting part 220, respectively. The elastic part 240 is installed to surround the outer peripheral surface of the lifting part 220 and is arranged so that the pressing direction by the elastic restoring force acts in a direction parallel to the lifting direction of the lifting part 220.
회피부(300)는 지지부(130)에 설치되어 주행부(100)와 가이드부(200)를 연결시키고, 가이드부(200)를 이동시켜 가이드부(200)가 장애물과 간섭되는 것을 방지한다. 회피부(300)는 주행부(100)의 주행 중 가이드부(200)를 일시적으로 가이드레일(3)로부터 분리시킴에 따라 가이드부(200)가 가이드레일(3)의 끊어진 구간 또는 방화문과 같은 터널(2) 내부의 구조물과 충돌되는 것을 방지할 수 있다.The avoidance unit 300 is installed on the support unit 130 to connect the traveling unit 100 and the guide unit 200, and prevents the guide unit 200 from interfering with obstacles by moving the guide unit 200. The avoidance unit 300 temporarily separates the guide unit 200 from the guide rail 3 while the traveling unit 100 is traveling, so that the guide unit 200 is separated from the broken section of the guide rail 3 or a fire door. Collision with the structure inside the tunnel (2) can be prevented.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 회피부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 회피부의 구성을 도 7과 다른 각도에서 바라본 사시도이다.FIG. 7 is a perspective view schematically showing the configuration of an avoidance portion according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a perspective view of the configuration of an avoidance portion according to an embodiment of the present invention viewed from an angle different from that of FIG. 7 .
도 3, 도 7, 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회피부(300)는 구동부(310), 동력전달부(320), 회전부(340)를 포함한다.Referring to FIGS. 3, 7, and 8, the avoidance unit 300 according to an embodiment of the present invention includes a driving unit 310, a power transmission unit 320, and a rotating unit 340.
구동부(310)는 외부 또는 내부의 전원에 의해 구동력을 발생시킨다. 이에 따라 구동부(310)는 전동 모터, 유압 실린더 등 구동력을 발생시킬 수 있는 구성의 기술사상 안에서 다양한 설계변경이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(310)는 전동 모터의 형태를 갖도록 형성되어 지지부(130)의 중앙부에 위치고정된다.The driving unit 310 generates driving force using an external or internal power source. Accordingly, the driving unit 310 can undergo various design changes within the technical scope of the configuration capable of generating driving force, such as an electric motor or hydraulic cylinder. The driving unit 310 according to an embodiment of the present invention is formed to have the shape of an electric motor and is positioned and fixed to the center of the support unit 130.
동력전달부(320)는 구동부(310)에 연결되고, 구동부(310)로부터 발생된 구동력을 후술하는 회전부(330)에 전달할 수 있도록 구비된다.The power transmission unit 320 is connected to the driving unit 310 and is provided to transmit the driving force generated from the driving unit 310 to the rotating unit 330, which will be described later.
본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(320)는 제1동력전달부재(321), 제2동력전달부재(322), 제3동력전달부재(323)를 포함한다.The power transmission unit 320 according to an embodiment of the present invention includes a first power transmission member 321, a second power transmission member 322, and a third power transmission member 323.
제1동력전달부재(321)는 구동부(310)의 출력축에 결합되어 회전된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1동력전달부재(321)는 평기어, 피니언기어의 형태로 형성되어 구동부(310)의 출력축에 삽입된다.The first power transmission member 321 is coupled to the output shaft of the drive unit 310 and rotates. The first power transmission member 321 according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a spur gear or a pinion gear and is inserted into the output shaft of the driving unit 310.
제2동력전달부재(322)는 제1동력전달부재(321)에 연결되고, 제1동력전달부재(321)의 회전에 연동되어 회전부(340)를 주행부(100)의 외측 또는 내측 방향으로 슬라이드 이동시킨다. 제2동력전달부재(322)는 회전부(330)를 슬라이드 이동시킴에 따라 가이드부(200)의 설치 폭을 조절할 수 있어 가이드부(200)가 장애물과 간섭되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2동력전달부재(322)는 랙기어의 형태로 형성되어 제1동력전달부재(321)와 치합된다. 제2동력전달부재(322)는 가이드부(200)가 주행부(100)의 양측에 배치됨에 따라 한 쌍으로 구비되며, 제1동력전달부재(321)의 양측에 마주보게 설치된다. 제2동력전달부재(322)는 주행부(100)의 폭 방향과 나란하게 연장되고, 외측 단부가 회전부(340)의 제1링크부(341)와 연결된다. The second power transmission member 322 is connected to the first power transmission member 321 and is linked to the rotation of the first power transmission member 321 to move the rotating part 340 in the outer or inner direction of the traveling part 100. Move the slide. The second power transmission member 322 can adjust the installation width of the guide part 200 by sliding the rotating part 330, thereby more effectively preventing the guide part 200 from interfering with obstacles. The second power transmission member 322 according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a rack gear and meshes with the first power transmission member 321. The second power transmission member 322 is provided as a pair as the guide unit 200 is disposed on both sides of the traveling unit 100, and is installed to face each other on both sides of the first power transmission member 321. The second power transmission member 322 extends parallel to the width direction of the traveling unit 100, and its outer end is connected to the first link unit 341 of the rotating unit 340.
제3동력전달부재(323)는 지지부(130)에 고정되고, 회전부(340)의 슬라이드 이동에 연동되어 회전부(340)를 회전시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제3동력전달부재(323)는 랙기어의 형태를 갖도록 형성되고, 나사 결합등에 의해 지지부(130)에 결합됨에 따라 위치 고정된다. 제3동력전달부재(323)는 제2동력전달부재(323)의 슬라이드 방향과 나란하도록 배치되고, 제2링크부재(343a)의 이동경로 상에 설치된다. 이에 따라 제3동력전달부재(323)는 회전부(340)의 슬라이드 이동 시 제2링크부재(343a)와 간섭됨에 따라 회전부(340)를 회전시킬 수 있다.The third power transmission member 323 is fixed to the support part 130 and rotates the rotary part 340 in conjunction with the slide movement of the rotary part 340. The third power transmission member 323 according to an embodiment of the present invention is formed to have the shape of a rack gear, and is fixed in position by being coupled to the support portion 130 by screw coupling or the like. The third power transmission member 323 is arranged parallel to the slide direction of the second power transmission member 323 and is installed on the movement path of the second link member 343a. Accordingly, the third power transmission member 323 may rotate the rotary part 340 as it interferes with the second link member 343a when the rotary part 340 slides.
회전부(340)는 동력전달부(320)와 가이드부(200)에 연결되고, 동력전달부(320)와 연동되어 가이드부(200)를 회전시킴에 따라 가이드부(200)를 가이드레일(3)로부터 분리시키거나 가이드레일(3)에 안착시킨다.The rotating unit 340 is connected to the power transmission unit 320 and the guide unit 200, and rotates the guide unit 200 in conjunction with the power transmission unit 320, thereby connecting the guide unit 200 to the guide rail (3). ) or place it on the guide rail (3).
본 발명의 일 실시예에 따른 회전부(340)는 제1링크부(341), 연결부(342), 제2링크부(343), 제3링크부(344)를 포함한다.The rotating part 340 according to an embodiment of the present invention includes a first link part 341, a connecting part 342, a second link part 343, and a third link part 344.
제1링크부(341)는 제2동력전달부재(322)에 연결되어 슬라이드 이동된다. 제1링크부(341)는 제2동력전달부재(322)에 용접 등에 의해 일체로 연결될 수 있고, 제2동력전달부재(322)로부터 착탈 가능하게 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1링크부(341)는 서로 이격되어 마주보게 배치되는 사다리꼴 형태로 형성되어 제2동력부재(322)의 단부에 연결된다.The first link unit 341 is connected to the second power transmission member 322 and slides. The first link portion 341 may be integrally connected to the second power transmission member 322 by welding or the like, and may be detachably connected to the second power transmission member 322. The first link portion 341 according to an embodiment of the present invention is formed in a trapezoidal shape that is spaced apart and facing each other and is connected to the end of the second power member 322.
연결부(342)는 일측이 제1링크부(341)에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 가이드부(200)와 연결된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(342)는 대략 막대형상을 갖도록 형성된다. 연결부(342)는 일측 단부가 제1링크부(341)에 나사 등에 의해 축 결합된다. 연결부(342)는 타측 단부가 가이드부몸체(210)와 용접, 나사 결합등에 의해 연결됨에 따라 일측 단부를 축으로 가이드부몸체(210)를 회전시킬 수 있다.One side of the connection portion 342 is rotatably coupled to the first link portion 341, and the other side is connected to the guide portion 200. The connection portion 342 according to an embodiment of the present invention is formed to have a substantially bar shape. One end of the connection portion 342 is axially coupled to the first link portion 341 using a screw or the like. The connection portion 342 can rotate the guide body 210 about one end as the other end is connected to the guide body 210 by welding, screwing, etc.
제2링크부(343)는 제1링크부(341)에 회전 가능하게 결합되고, 제1링크부(341)가 슬라이드 이동됨에 따라 제3동력전달부재(323)와 연동되어 제1링크부(341)를 축으로 회전된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2링크부(343)는 제2링크부재(343a)와 연결링크(343b)를 포함한다.The second link portion 343 is rotatably coupled to the first link portion 341, and as the first link portion 341 slides, it is interlocked with the third power transmission member 323 to form the first link portion (341). 341) is rotated on its axis. The second link unit 343 according to an embodiment of the present invention includes a second link member 343a and a connecting link 343b.
제2링크부재(343a)는 중심축이 제1링크부(341)에 축 결합되고, 외주면에 치형이 구비되는 부채꼴의 평기어의 형태로 형성된다. 제2링크부재(343a)는 제1링크부(341)의 슬라이드 이동 시 설정 구간에서 제3동력전달부재(323)와 치합된 상태로 이동됨에 따라 제1링크부(341)를 축으로 회전된다.The second link member 343a is formed in the form of a fan-shaped spur gear whose central axis is axially coupled to the first link part 341 and whose outer circumferential surface is provided with teeth. The second link member 343a is rotated around the first link part 341 as it moves in a state of engagement with the third power transmission member 323 in a set section during the slide movement of the first link part 341. .
연결링크(343b)는 서로 이격되어 마주보게 배치되는 한 쌍의 막대 형상을 갖도록 형성된다. 연결링크(343b)는 단부가 제2링크부재(343a)에 용접, 나사 결합 등에 의해 연결됨에 따라 제2링크부재(343a)과 일체로 회전된다. The connection link 343b is formed to have the shape of a pair of bars arranged facing each other and spaced apart from each other. The connection link (343b) is rotated integrally with the second link member (343a) as its end is connected to the second link member (343a) by welding, screwing, etc.
제3링크부(344)는 양측이 각각 제2링크부(343)와 연결부(342)에 회전 가능하게 결합되고, 제2링크부(343)가 회전됨에 따라 제1링크부(341)를 축으로 연결부(342)를 회전시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제3링크부(344)는 막대 형상을 갖도록 형성된다. 제3링크부(344)는 양단이 각각 연결부(342)와 제2링크부(343)의 연결링크(343b)를 축으로 회전 가능하도록 결합된다. 이에 따라 제3링크부(344)는 제3동력전달부재(323)에 의한 제2링크부(343)의 회전력에 의해 제1링크부(341)를 축으로 연결부(342)를 회전시킬 수 있다. The third link part 344 is rotatably coupled on both sides to the second link part 343 and the connection part 342, respectively, and as the second link part 343 rotates, the first link part 341 is pivoted. Rotate the connection part 342. The third link portion 344 according to an embodiment of the present invention is formed to have a bar shape. Both ends of the third link portion 344 are coupled so as to be rotatable about the connecting link 343b of the connecting portion 342 and the second link portion 343, respectively. Accordingly, the third link part 344 can rotate the connection part 342 about the first link part 341 by the rotational force of the second link part 343 by the third power transmission member 323. .
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회피부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.Figure 9 is a perspective view schematically showing the configuration of an avoidance portion according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 회피부(300)는 구동부(310), 동력전달부(330), 회전부(350)를 포함한다. 이러한 과정에서 본 발명의 일 실시예에 따른 회피부(300)의 구성과 중복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 9, the avoidance unit 300 according to another embodiment of the present invention includes a driving unit 310, a power transmission unit 330, and a rotating unit 350. In this process, descriptions of configurations that overlap with those of the avoidance unit 300 according to an embodiment of the present invention will be omitted.
동력전달부(330)는 구동부(310)에 연결되고, 구동부(310)로부터 발생된 구동력을 후술하는 회전부(350)에 전달할 수 있도록 구비된다.The power transmission unit 330 is connected to the driving unit 310 and is provided to transmit the driving force generated from the driving unit 310 to the rotating unit 350, which will be described later.
본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(330)는 제4동력전달부재(331), 제5동력전달부재(332), 제6동력전달부재(333)를 포함한다.The power transmission unit 330 according to an embodiment of the present invention includes a fourth power transmission member 331, a fifth power transmission member 332, and a sixth power transmission member 333.
제4동력전달부재(331)는 구동부(310)의 출력축에 결합되어 회전된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제4동력전달부재(331)는 평기어, 피니언기어의 형태로 형성되어 구동부(310)의 출력축에 삽입된다.The fourth power transmission member 331 is coupled to the output shaft of the drive unit 310 and rotates. The fourth power transmission member 331 according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a spur gear or pinion gear and is inserted into the output shaft of the driving unit 310.
제5동력전달부재(332)는 제4동력전달부재(331)에 연결되고, 제4동력전달부재(331)의 회전에 연동되어 주행부(100)의 외측 또는 내측 방향으로 슬라이드 이동된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제5동력전달부재(332)는 랙기어의 형태로 형성되어 제4동력전달부재(331)와 치합된다. 제5동력전달부재(332)는 가이드부(200)가 주행부(100)의 양측에 배치됨에 따라 한 쌍으로 구비되며, 제4동력전달부재(331)의 양측에 마주보게 설치된다. The fifth power transmission member 332 is connected to the fourth power transmission member 331 and slides in the outer or inner direction of the traveling unit 100 in conjunction with the rotation of the fourth power transmission member 331. The fifth power transmission member 332 according to an embodiment of the present invention is formed in the form of a rack gear and meshes with the fourth power transmission member 331. The fifth power transmission member 332 is provided as a pair as the guide unit 200 is disposed on both sides of the traveling unit 100, and is installed to face each other on both sides of the fourth power transmission member 331.
제6동력전달부재(333)는 제5동력전달부재(332)에 연결되고, 제5동력전달부재(332)와 함께 슬라이드 이동됨에 따라 회전부(350)를 회전시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제6동력전달부재(333)는 일측이 제5동력전달부재(332)에 연결되는 랙기어의 형상으로 형성된다. 제6동력전달부재(333)는 제5동력전달부재(332)의 슬라이드 이동방향과 나란하게 배치된다. 제6동력전달부재(333)는 외주면에 형성된 치형이 회전부재(352)와 치합되도록 배치된다.The sixth power transmission member 333 is connected to the fifth power transmission member 332, and rotates the rotating part 350 as it slides together with the fifth power transmission member 332. The sixth power transmission member 333 according to an embodiment of the present invention is formed in the shape of a rack gear with one side connected to the fifth power transmission member 332. The sixth power transmission member 333 is arranged parallel to the slide movement direction of the fifth power transmission member 332. The sixth power transmission member 333 is arranged so that the teeth formed on the outer peripheral surface engage with the rotating member 352.
회전부(350)는 동력전달부(330)와 가이드부(220)에 연결되고, 동력전달부(330)에 연동되어 가이드부(200)를 회전시킴에 따라 가이드부(200)를 가이드레일(3)로부터 분리시키거나 가이드레일(3)에 안착시킨다. The rotating part 350 is connected to the power transmission part 330 and the guide part 220, and is linked to the power transmission part 330 to rotate the guide part 200, thereby connecting the guide part 200 to the guide rail (3). ) or place it on the guide rail (3).
본 발명의 일 실시예에 따른 회전부(350)는 회전부재(351), 회전부몸체(352)를 포함한다.The rotating unit 350 according to an embodiment of the present invention includes a rotating member 351 and a rotating unit body 352.
회전부재(351)는 외주면에 치형이 구비되는 평기어의 형태로 형성되어 제6동력전달부재(333)와 치합된다. 회전부재(351)는 제6동력전달부재(333)의 직선운동을 회전운동으로 전환할 수 있도록 원형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.The rotating member 351 is formed in the form of a spur gear with teeth on the outer peripheral surface and meshes with the sixth power transmission member 333. The rotation member 351 may be formed to have a circular cross-section to convert the linear motion of the sixth power transmission member 333 into a rotational motion.
회전부몸체(352)는 대략 막대형상을 갖도록 형성되어 일측이 회전부재(351)의 축에 연결된다. 회전부몸체(352)는 회전부재(351)와 일체로 연결됨에 따라 회전부재(351)의 회전에 연동되어 함께 회전될 수 있다. 회전부몸체(352)는 타측이 주행부(100)의 폭방향으로 연장되어 가이드부몸체(210)와 용접, 나사 결합 등에 의해 연결된다.The rotating body 352 is formed to have an approximate bar shape and one side is connected to the axis of the rotating member 351. As the rotating body 352 is integrally connected to the rotating member 351, it can be rotated in conjunction with the rotation of the rotating member 351. The other side of the rotating part body 352 extends in the width direction of the traveling part 100 and is connected to the guide part body 210 by welding, screwing, etc.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부의 작동 순서를 나타내는 순서도이다.Figure 10 is a flowchart showing the operation sequence of the detection unit according to an embodiment of the present invention.
도 3, 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇(1)은 감지부(400)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 10 , the tunnel mobile robot 1 according to an embodiment of the present invention may further include a detection unit 400.
감지부(400)는 회전부(340)(350)의 회전 동작 또는 동력전달부(320)(330)의 동력전달 동작을 감지하여 구동부(310)의 작동을 제어한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(400)는 지지부(130)의 단부에 설치되어 제2동력전달부재(322) 또는 제1링크부(341)와의 접촉을 감지하거나 적외선 등에 의해 회전부(340)(350)의 회전 각도 또는 제2동력전달부재(322)의 위치를 감지하는 감지센서와, 감지센서로부터 감지된 데이터를 전달받아 구동부(310)를 작동시키거나 작동 중지시키는 제어모듈을 포함할 수 있다.The detection unit 400 controls the operation of the driving unit 310 by detecting the rotational motion of the rotating units 340 and 350 or the power transmitting operation of the power transmission units 320 and 330. The detection unit 400 according to an embodiment of the present invention is installed at the end of the support unit 130 and detects contact with the second power transmission member 322 or the first link unit 341 or detects the rotation unit 340 by using infrared rays, etc. ) It may include a detection sensor that detects the rotation angle of 350 or the position of the second power transmission member 322, and a control module that receives the detected data from the detection sensor and operates or stops the driving unit 310. You can.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇(1)의 작동을 설명하도록 한다.Hereinafter, the operation of the tunnel mobile robot 1 according to an embodiment of the present invention will be described.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 이동로봇의 작동과정을 나타내는 작동도이다.11 to 14 are operational diagrams showing the operation process of the tunnel mobile robot according to an embodiment of the present invention.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 주행부(100)의 주행 시, 작업자는 회피부(300)를 작동시켜 가이드부(200)가 가이드레일(3) 상에 안착되도록 배치시킨다.Referring to FIGS. 11 to 14 , when the traveling unit 100 is traveling, the operator operates the avoidance unit 300 to arrange the guide unit 200 to be seated on the guide rail (3).
보다 구체적으로, 먼저 작업자는 가이드부(200)가 주행부(100)의 상방에 접혀진 상태에서 구동부(310)를 구동시킨다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 주행부(100)의 좌측의 작동상태를 기준으로 설명하도록 한다. More specifically, first, the operator drives the driving unit 310 in a state in which the guide unit 200 is folded above the traveling unit 100. Hereinafter, for convenience of explanation, the description will be based on the operating state of the left side of the traveling unit 100.
구동부(310)가 회전 구동력을 발생시킴에 따라 동력전달부(320)의 제1동력전달부재(321)는 이에 연동되어 회전된다.As the driving unit 310 generates rotational driving force, the first power transmission member 321 of the power transmission unit 320 rotates in conjunction with it.
이에 연동되어 제1동력전달부재(321)에 치합된 제2동력전달부재(322)는 주행부(100)의 좌측 폭방향으로 슬라이드 이동된다.In conjunction with this, the second power transmission member 322 engaged with the first power transmission member 321 slides and moves in the left width direction of the traveling unit 100.
제2동력전달부재(322)가 슬라이드 이동됨에 따라 회전부(340) 역시 주행부(100)의 좌측 폭방향으로 슬라이드 이동된다. 이러한 과정에서, 회전부(340)에 구비되는 제2링크부재(343a)가 제3동력전달부재(323)의 상방을 이동함에 따라 제3동력전달부재(323)는 제2링크부재(343a)와 치합되어 제2링크부(343)를 제1링크부(341)를 축으로 반시계방향(도11 기준)으로 회전시킨다.As the second power transmission member 322 slides, the rotating part 340 also slides in the left width direction of the traveling part 100. In this process, as the second link member 343a provided on the rotating unit 340 moves upwards of the third power transmission member 323, the third power transmission member 323 is connected to the second link member 343a. By engaging, the second link part 343 rotates counterclockwise (based on FIG. 11) about the first link part 341.
제2링크부(343)가 회전됨에 따라 제2링크부(343)와 연결부(342)에 회전 가능하게 결합된 제3링크부(344)는 제1링크부(341)를 축으로하여 연결부(342)를 반시계 방향으로 회전시킨다.As the second link part 343 rotates, the third link part 344 rotatably coupled to the second link part 343 and the connection part 342 is connected to the first link part 341 as an axis ( 342) rotate counterclockwise.
연결부(342)는 반시계방향으로 계속하여 회전되면서 가이드부(200)를 지면과 접촉시킨다. 이 경우, 가이드부(200)의 가이드부재(230)가 가장 먼저 지면과 접촉되면서 승강부(220)를 가이드부몸체(310)로 삽입되는 방향으로 상승시킨다. 승강부(220)가 상승됨에 따라 탄성부(240)는 길이방향으로 압축되고, 압축에 따라 축적되는 탄성복원력에 의해 지면을 향해 가이드부재(230)를 가압한다.The connection portion 342 continues to rotate counterclockwise to bring the guide portion 200 into contact with the ground. In this case, the guide member 230 of the guide unit 200 comes into contact with the ground first and raises the lifting unit 220 in the direction of insertion into the guide unit body 310. As the lifting unit 220 rises, the elastic unit 240 is compressed in the longitudinal direction, and the guide member 230 is pressed toward the ground by the elastic restoring force accumulated according to the compression.
이후 구동부(310)가 계속하여 구동됨에 따라 제2링크부재(343a)는 제3동력전달부재(323)와 분리된다. 이에 따라 회전부(340)의 회전작동은 중지된 상태에서 제2동력전달부재(323)는 계속하여 주행부(100)의 좌측 폭방향으로 슬라이드 이동되면서 가이드부(200)를 주행부(100)의 폭방향으로 이동시킨다.Thereafter, as the driving unit 310 continues to be driven, the second link member 343a is separated from the third power transmission member 323. Accordingly, while the rotation operation of the rotating part 340 is stopped, the second power transmission member 323 continues to slide in the left width direction of the traveling part 100 and moves the guide part 200 to the driving part 100. Move it in the width direction.
이후 가이드부(200)의 가이드부재(230)는 가이드레일(3)의 내부로 삽입된다. 이 경우, 가이드부재(230)는 탄성부(240)에 의해 지면을 향해 가압됨에 따라 가이드레일(3) 상에 안착된다.Afterwards, the guide member 230 of the guide part 200 is inserted into the guide rail (3). In this case, the guide member 230 is seated on the guide rail 3 as it is pressed toward the ground by the elastic portion 240.
가이드부재(230)가 가이드레일(3) 상에 안착됨에 따라 감지부(400)의 감지센서는 회전부(340)와의 접촉을 감지하거나 적외선 등에 의해 회전부(340)의 위치를 감지한다. 감지센서로부터 감지된 데이터는 제어모듈로 전달되고, 제어모듈은 구동부(310)의 작동을 중지시킨다. 이후 주행부(100)가 주행됨에 따라 가이드레일(3)의 경로를 따라 주행하며 주행부(100)의 이동을 안내한다. As the guide member 230 is seated on the guide rail 3, the detection sensor of the detection unit 400 detects contact with the rotating unit 340 or detects the position of the rotating unit 340 using infrared rays or the like. The data detected by the detection sensor is transmitted to the control module, and the control module stops the operation of the driving unit 310. Afterwards, as the traveling unit 100 travels, it travels along the path of the guide rail 3 and guides the movement of the traveling unit 100.
한편, 주행부(100)의 전방에 방화문 등의 장애물 또는 가이드레일(3)이 끊어진 구간이 존재하는 경우, 회피부(300)는 상술한 작동의 반대동작에 의해 가이드부(200)를 가이드레일(3)로부터 분리시켜 가이드부(200)를 주행부(100)의 상방에 접혀진 상태로 복귀시킨다. 이에 따라 가이드부(200)는 장애물 또는 가이드레일(3)이 끊어진 구간과 충돌되지 않는다. On the other hand, when there is an obstacle such as a fire door or a section in which the guide rail 3 is broken in front of the traveling unit 100, the avoidance unit 300 moves the guide unit 200 to the guide rail by the opposite operation of the above-described operation. It is separated from (3) and the guide part 200 is returned to the folded state above the traveling part 100. Accordingly, the guide unit 200 does not collide with an obstacle or a section where the guide rail 3 is broken.
상술한 내용에 따라 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 회피부에 의해 가이드부가 주행부의 안쪽으로 완전히 접혀지도록 하여 방화문 가이드레일의 끊어진 구간과 같은 장애물과 충돌됨에 따라 발생되는 장치의 손상을 방지할 수 있다.According to the above-mentioned contents, the tunnel mobile robot according to the present invention allows the guide part to be completely folded inside the traveling part by the avoidance part, thereby preventing damage to the device caused by collision with an obstacle such as a broken section of the fire door guide rail. .
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 기존의 터널의 구조를 활용함에 따라 레일 등의 설비의 설치에 따른 비용과 인력을 절감할 수 있다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention can reduce costs and manpower associated with installing facilities such as rails by utilizing the structure of an existing tunnel.
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 가이드부의 설치각도 뿐만 아니라 가이드부의 설치폭까지 조절할 수 있음에 따라 다양한 규격의 터널과 가이드레일에 적용이 가능하다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention can be applied to tunnels and guide rails of various specifications as it can adjust not only the installation angle of the guide part but also the installation width of the guide part.
또한, 본 발명에 따른 터널 이동로봇은 구동부의 단일 동작만으로 가이드부의 회피 동작을 구현할 수 있어 경량화가 가능하다.In addition, the tunnel mobile robot according to the present invention can implement an avoidance operation of the guide unit with only a single operation of the drive unit, making it possible to reduce the weight.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and various modifications and other equivalent embodiments can be made by those skilled in the art. You will understand.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.
1 : 터널 이동로봇 2 : 터널
3 : 가이드레일 100 : 주행부
110 : 주행부몸체 120 : 주행부재
130 : 지지부 200 : 가이드부
210 : 가이드부몸체 220 : 승강부
230 : 가이드부재 240 : 탄성부
300 : 회피부 310 : 구동부
320,330 : 동력전달부 321 : 제1동력전달부
322 : 제2동력전달부 323 : 제3동력전달부
331 : 제4동력전달부 332 : 제5동력전달부
333 : 제6동력전달부 340,350 : 회전부
341 : 제1링크부 342 : 연결부
343 : 제2링크부 343a : 제2링크부재
343b : 연결링크 344 : 제3링크부
351 : 회전부재 352 : 회전부몸체
400 : 감지부 1: Tunnel mobile robot 2: Tunnel
3: Guide rail 100: Running part
110: running body 120: running member
130: support part 200: guide part
210: Guide body 220: Elevating part
230: guide member 240: elastic portion
300: avoidance part 310: driving part
320,330: Power transmission unit 321: First power transmission unit
322: Second power transmission unit 323: Third power transmission unit
331: 4th power transmission unit 332: 5th power transmission unit
333: 6th power transmission unit 340,350: Rotation unit
341: first link part 342: connection part
343: second link part 343a: second link member
343b: Connection link 344: Third link unit
351: Rotating member 352: Rotating body
400: detection unit
Claims (7)
상기 터널에 구비되는 가이드레일을 따라 주행하며 상기 주행부의 이동을 안내하는 가이드부; 및
상기 주행부에 구비되는 지지부에 설치되어 상기 주행부와 상기 가이드부를 연결시키고, 상기 가이드부를 이동시켜 상기 가이드부가 장애물과 간섭되는 것을 방지하는 회피부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
A driving unit that travels inside the tunnel;
a guide unit that travels along a guide rail provided in the tunnel and guides the movement of the traveling unit; and
A tunnel mobile robot comprising: an avoidance unit installed on a support provided on the traveling unit to connect the running unit and the guide unit, and preventing the guide unit from interfering with an obstacle by moving the guide unit.
상기 가이드부는,
상기 회피부와 연결되고, 상기 회피부의 작동에 연동되어 이동되는 가이드부몸체;
상기 가이드부몸체에 슬라이드 가능하게 결합되어 승강 이동되는 승강부;
상기 승강부에 회전 가능하게 연결되고, 상기 가이드레일을 따라 이동되는 가이드부재; 및
상기 가이드부재에 연결되고, 탄성복원력에 의해 상기 가이드부재를 일측으로 가압하는 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
According to clause 1,
The guide part,
A guide body connected to the avoidance part and moved in conjunction with the operation of the avoidance part;
An elevating part that is slidably coupled to the guide part body and moves up and down;
a guide member rotatably connected to the lifting unit and moved along the guide rail; and
A tunnel mobile robot comprising: an elastic part connected to the guide member and pressing the guide member to one side by an elastic restoring force.
상기 회피부는
구동력을 발생시키는 구동부;
상기 구동부에 연결되어 구동력을 전달하는 동력전달부; 및
상기 동력전달부와 상기 가이드부에 연결되고, 상기 가이드부를 회전시켜 상기 가이드부를 상기 가이드레일로부터 분리시키거나 상기 가이드레일에 안착시키는 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
According to clause 1,
The avoidance part
A driving unit that generates driving force;
A power transmission unit connected to the drive unit to transmit driving force; and
A tunnel mobile robot comprising a rotating unit connected to the power transmission unit and the guide unit and rotating the guide unit to separate the guide unit from the guide rail or seat the guide unit on the guide rail.
상기 동력전달부는,
상기 구동부에 결합되어 회전되는 제1동력전달부재;
상기 제1동력전달부재에 연결되고, 상기 제1동력전달부재의 회전에 연동되어 상기 회전부를 상기 주행부의 외측 또는 내측 방향으로 슬라이드 이동시키는 제2동력전달부재; 및
상기 지지부에 고정되고, 상기 회전부의 슬라이드 이동에 연동되어 상기 회전부를 회전시키는 제3동력전달부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
According to clause 3,
The power transmission unit,
A first power transmission member coupled to the driving unit and rotated;
a second power transmission member connected to the first power transmission member and linked to the rotation of the first power transmission member to slide and move the rotating portion in an outer or inner direction of the traveling unit; and
A tunnel mobile robot comprising a third power transmission member that is fixed to the support unit and rotates the rotating unit in conjunction with the slide movement of the rotating unit.
상기 회전부는
상기 제2동력전달부재에 연결되어 슬라이드 이동되는 제1링크부;
일측이 상기 제1링크부에 회전 가능하게 결합되고, 타측이 상기 가이드부와 연결되는 연결부;
상기 제1링크부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1링크부가 슬라이드 이동됨에 따라 상기 제3동력전달부재와 연동되어 상기 제1링크부를 축으로 회전되는 제2링크부; 및
양측이 각각 상기 제2링크부와 상기 연결부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 제2링크부가 회전됨에 따라 상기 제1링크부를 축으로 상기 연결부를 회전시키는 제3링크부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
According to clause 4,
The rotating part
A first link unit connected to the second power transmission member and slidably moved;
a connection part on one side rotatably coupled to the first link part and on the other side connected to the guide part;
a second link unit rotatably coupled to the first link unit and rotated about the axis of the first link unit in conjunction with the third power transmission member as the first link unit slides; and
Characterized in that it includes a third link part, where both sides are rotatably coupled to the second link part and the connection part, and which rotates the connection part about the first link part as the second link part rotates. Tunnel mobile robot.
상기 동력전달부는,
상기 구동부의 출력축에 결합되어 회전되는 제4동력전달부재;
상기 제4동력전달부재에 연결되고, 상기 제4동력전달부재의 회전에 연동되어 상기 주행부의 외측 방향 또는 내측 방향으로 슬라이드 이동되는 제5동력전달부재; 및
상기 제5동력전달부재에 연결되고, 상기 제5동력전달부재와 함께 슬라이드 이동됨에 따라 상기 회전부를 회전시키는 제6동력전달부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
According to clause 3,
The power transmission unit,
a fourth power transmission member coupled to the output shaft of the drive unit and rotated;
A fifth power transmission member connected to the fourth power transmission member and linked to the rotation of the fourth power transmission member to slide in the outer or inner direction of the traveling unit; and
A tunnel mobile robot comprising a sixth power transmission member connected to the fifth power transmission member and rotating the rotary unit as it slides together with the fifth power transmission member.
상기 회전부의 회전 동작 또는 상기 동력전달부의 동력전달 동작을 감지하여 상기 구동부의 작동을 제어하는 감지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 이동로봇.
According to clause 3,
A tunnel mobile robot further comprising a detection unit that controls the operation of the driving unit by detecting the rotational operation of the rotating unit or the power transmitting operation of the power transmission unit.
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|---|---|---|---|
| KR1020200088036A KR102667620B1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Mobile robot for underground tunnel |
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Patent Citations (4)
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