KR20070027430A

KR20070027430A - 배관 내부 진단용 마이크로 로봇

Info

Publication number: KR20070027430A
Application number: KR1020060046914A
Authority: KR
Inventors: 정선구; 이재훈; 이명운
Original assignee: 정선구; 이명운; 이재훈
Priority date: 2005-09-06
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-03-09

Abstract

본 발명은 배관 내부를 원활히 주행하면서 관 내부의 진단과 세척 및 갱생을 수행할 수 있는 이동로봇(배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 말함)에 관한 것으로, 상기 이동로봇에 장착된 드릴 또는 드릴에 브러쉬가 장착된 브러쉬 드릴의 정·역회전에 의해서 배관 내부의 녹과 스케일 등의 이물질을 제거할 수 있으며, 동시에 진공흡입기를 통해서 제거된 상기의 이물질을 외부로 배출하게 된다.

또한, 상기 이동로봇의 중심축에 장착된 카메라에 의해서 배관 내부의 상태를 미세 촬영하며, 더욱 상세하게 관 내부의 상태를 진단하기 위해서 상기 이동로봇에 장착되었던 드릴 또는 브러쉬 드릴을 제거하고 그 자리에 초음파 탐촉자를 장착하여 관의 두께 및 결함 상태를 측정하게 된다. 상기의 카메라와 초음파 탐촉자에 의해서 검출된 데이터는 유선으로 연결 된 외부의 제어장치에 전송되어짐으로써 실시간으로 관에 대한 정보를 분석할 수 있다.

그리고, 상기 이동로봇의 중심축 내에 분사기를 장착함으로써 분사노즐에서 방출되는 도료에 의해서 배관내의 부식초래를 방지하여 파이프의 수명연장을 향상시킴과 동시에 부식방지로 인한 식수공급을 위생적으로 해결할 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 구성으로 배관 내부에서 원활한 주행을 하며, 또한 관 내부의 진단과 세척 및 갱생의 기능을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 관한 것이다.

배관 내부 진단용 마이크로 로봇, 다자유도 조인트, 구동모터, 연결부 제어 원형 틀, 스프링, 베어링, 중심축

Description

배관 내부 진단용 마이크로 로봇{Micro Robot for the in side pipe inspection}

도 1은 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 나타내는 도면

도 2는 도 1의 로봇에 드릴 장착 상태를 나타내는 도면

도 3는 도 1의 로봇에 브러쉬 드릴 장착 상태를 나타내는 도면

도 4은 도 1의 로봇에 초음파 탐촉자 장착 상태를 나타내는 도면

도 5는 도 1의 로봇에 분사기 장착 상태를 나타내는 도면

도 6는 도 1의 완충장치가 펼쳐진 상태를 나타내는 도면

도 7은 도 1의 완충장치가 접혀진 상태를 나타내는 도면

도 8은 도 1의 로봇 사이에 조향장치가 장착된 것을 나타내는 도면

도 9은 도 1의 곡관 및 분기관 방향전환 시 조향장치를 나타내는 단면도

도 10는 도 1의 수직관 및 분기관 직진이동 시 조향장치를 나타내는 단면도

＜도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명＞

1 : 배관 내부 진단용 마이크로 로봇 몸체

2 : 구동바퀴부 3 : 구동바퀴

4 : 무 구동바퀴 5 : 보조바퀴

6 : 동력전달 링크 7 : 완충 링크

8 : 슬라이더 연결 링크 9 : 중심축

10 : 전면 덮개 11 : 후면 덮개

12 : 스프링 13 : 중심축 슬라이더

14 : 슬라이더 고정링 15 : 링크 프레임

16 : 카메라 17 : 진공흡입기

18 : 진공흡입 호스 19 : 홀더

20 : 드릴 21 : 브러쉬 드릴

22 : 브러쉬 23 : 구동모터(드릴)

24 : 초음파 탐촉자 25 : 분사노즐

26 : 도료 공급 호스 27 : 베어링(도료 공급 호스)

28 : 다자유도 조인트 29 : 구동모터(구동바퀴부)

30 : 기어 31 : 지지 및 연결 축

32 : 연결부 제어 원형 틀 33 : 조향모터

34 : 조향모터 축 35 : 웜기어

36 : 베어링(조향장치) 37 : 분사기

38 : 제1로봇 38 : 제2로봇

본 발명은 배관 내부를 원활히 주행하면서 관 내부의 진단과 세척 및 갱생을 수행할 수 있는 이동로봇(배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 말함)에 관한 것으로, 상기 이동로봇에 장착된 드릴을 정·역회전시킴으로써 노후 된 배관 내부의 스케일을 제거하고 노후 된 배관의 노후도에 따라 드릴에 브러쉬가 장착된 브러쉬드릴을 상기의 로봇에 장착하여 정·역회전시킴으로써 노후된 배관의 스케일을 제거하며, 카메라와 초음파 탐촉자에 의해서 배관 내부의 결함 상태를 진단하게 된다. 또한 상기 이동로봇의 중심축에 분사기를 장착함으로써 분사노즐에서 방출되는 도료에 의해서 배관 내의 부식초래를 방지할 수 있도록 구성된 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 관한 것이다.

가스와 같은 위험한 물질이 유동하는 가스관이나 관경이 너무 작은 옥내급수관의 경우는 위험성과 관경의 한계 때문에 배관 내부의 상태를 진단하거나 노후 된 관내에 존재하는 이물질을 제거하기에는 곤란한 문제점을 안고 있다.

따라서, 위험성과 관경의 한계를 극복하고 배관 내부의 상태를 실시간으로 진단함과 동시에 이물질 제거 및 노후 된 관을 갱생할 수 있는 장비의 마련이 절실한 상황이다.

최근에는 이에 관한 장비들이 여러 가지의 형태로 발명되고 있다. 그 대표적인 것이 로봇을 이용하여 관의 내부 상태를 진단하는 것이다.

기존에 발표 된 로봇은 그 로봇이 사용되는 용도에 따라서 산업용 로봇, 가정용 로봇, 의료용 로봇, 군사용 로봇, 우주용 로봇, 농업용 로봇, 해저 탐사용 로봇, 교육용 로봇 등으로 명칭이 붙여지며, 산업용 로봇은 다시 세분화되며 그에 속하는 로봇 중 하나가 배관 검사를 목적으로 하는 배관 진단 로봇이다.

또한, 로봇의 구동 원리에 따라서는 보행형, 바퀴형, 신축형 등으로 분류 된다. 보행형은 인간형 지능 로봇에 대표적으로 이용되는 형태이지만, 다른 분야에서는 실용성이 매우 뒤떨어진다. 바퀴형은 교육용으로도 많이 만들어지고 있으며 바퀴의 회전에 의해서 정·역방향과 좌·우방향으로 이동이 가능하다. 직관에서는 효율적인 이동이 가능하지만, 수직관이나 곡관 등에 있어서는 이동의 어려움이 있다. 또한 신축형은 수직관 및 곡관에서의 이동이 가능한 장점을 가지고 있으나, 수직관 이동을 위해서 배관 내부의 벽면에 압착하기 위한 복잡한 메커니즘을 갖고 있을 뿐만 아니라, 관경의 변화에 적응하기 어렵고 분기관 조향이 필요한 곳에서 이동이 불가능 하다는 단점이 있었다.

기존에 발표되었던 배관 진단 로봇의 경우에는 관 내부의 상태를 단순히 진단하는 것에만 목적을 두었기 때문에 그 외에 관 내부의 세척이나 갱생과 같은 고도의 기술적인 면에는 한계가 있었다. 그리고 관의 외경이 클 경우에는 로봇과 같은 장비의 투입으로 진단뿐 만 아니라 세척과 갱생이 이루어지고 있지만, 소형관의 경우에는 직경이 너무 작아 상기의 첨단 장비를 관 내부에 투입시킬 수 없기 때문에 진단과 세척 및 갱생 기술의 적용이 어려운 실정이다.

따라서, 본 발명은 직관뿐 만 아니라 수직관, 곡관 및 분기관에서도 로봇의 이동을 원활히 하기 위해서 상기와 같은 종래의 문제점을 수정·보완하였으며, 문제점의 해결과 동시에 상기의 이동로봇이 배관 내부를 원활히 주행하면서 드릴 또는 드릴에 브러쉬가 장착된 브러쉬드릴의 정·역회전으로 스케일 또는 이물질을 제 거하는 것을 목적으로 하였다.

또한 상기 이동로봇의 중심축에 카메라와 초음파 탐촉자를 장착하여 배관 내부의 상태를 점검하고, 점검된 결과를 유선으로 연결된 외부의 제어장치를 통해서 실시간으로 분석함으로써 관의 균열 또는 부식으로 인해 갑자기 파열되는 것을 조기에 진단함과 동시에 그에 대한 대책을 세울 수 있다.

그리고 상기 이동로봇에 분사기를 장착함으로써 분사노즐에서 방출되는 도료에 의해서 배관내의 부식초래를 방지하여 파이프의 수명연장을 향상시킴과 동시에 부식방지로 인한 식수공급을 위생적으로 해결할 수 있다.

이에 본 발명은 상기 이동로봇의 원활한 주행 메커니즘에 의해서 배관 내부의 스케일 또는 이물질을 제거하고, 그와 동시에 관의 상태를 점검할 수 있으며 관의 갱생에 의해서 배관내의 부식초래를 방지할 수 있는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 이동로봇(배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 말함)에 장착된 드릴 또는 드릴에 브러쉬가 장착된 브러쉬 드릴을 정·역회전시킴으로써 배관 내부의 녹과 스케일 등의 이물질을 제거할 수 있으며, 동시에 진공흡입기를 통해서 제거된 상기의 이물질을 외부로 배출하게 된다.

또한, 상기 이동로봇의 중심축에 장착된 카메라를 통해서 급수관 내부의 상태를 미세 촬영하며, 더욱 상세하게 관 내부의 상태를 진단하기 위하여 상기 이동로봇에 장착되었던 드릴 또는 드릴에 브러쉬가 장착된 브러쉬 드릴을 제거하고 그 자리에 초음파 탐촉자를 장착하게 된다. 상기의 카메라와 초음파 탐촉자에 의해서 검출된 데이터는 유선으로 연결된 외부의 제어장치에 전송되어짐으로써 실시간으로 관에 대한 정보를 분석하게 된다.

이동로봇의 중심축에 분사기를 장착하여 외부로부터 연결되는 도료공급 호스를 통해서 도료를 방출함으로써 배관내의 부식초래를 방지하게 된다. 이와 같이 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에는 드릴, 브러쉬 드릴, 진공흡입기, 카메라, 초음파 탐촉자, 분사기 등이 장착되어진다.

상기와 같은 이동로봇의 완충장치는 중심축과 구동바퀴부 사이에 흔들림이 생길 경우 발생되는 Rolling 현상과 관경의 변화에 능동적으로 대처할 수 있어야 한다. 이동로봇의 완충장치가 제대로 동작하지 않는다면 Rolling 현상에 의해서 로봇을 제어하는 배선이 꼬이게 되며 또한 관경이 변화하는 상황에 전혀 대처를 하지 못한다. 따라서 배관을 주행하는 로봇의 경우 완충작용의 범위를 정확히 측정한 후 그에 맞는 완충장치를 접목시켜야 한다. 이에 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 경우 주행 시 중심축을 기준으로 하였을 때 구동바퀴부가 흔들리거나 회전을 하는 것을 방지하기 위해서 중심 지지대와 완충링크를 중심축과 구동바퀴부의 사이에 연결하였으며, 스프링의 탄성력을 이용하여 관경의 변화에도 능동적으로 대처할 수 있는 완충장치가 형성된다.

또한, 상기와 같이 구성된 제1로봇(이동로봇을 말함)과 제2로봇(이동로봇을 말함)으로 결합된 결합유닛에서 조향장치는 직관이 아닌, 곡관과 분기관에서 원활한 방향 제어를 위해 필수적인 장치가 되고 있다. 제1로봇과 제2로봇 사이를 연결 하는 부품으로 다자유도 조인트가 이용되며, 상기 다자유도 조인트와 조향모터를 연결하여 결합유닛이 곡관 또는 분기관에서 원하는 방향으로 원활하게 이동할 수 있도록 설계하였다. 이와 같은 구성과 원리로 상기 결합유닛의 사이에 방향전환 조향장치가 형성된다.

상기와 같은 주요 원리로 구성된 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 아래와 같이 상세하게 설명한다.

본 발명은, 배관의 내부를 원활하게 이동하도록 형성된 이동로봇은 구동바퀴부 내부에 삽입된 구동모터와 기어에 의해서 정·역회전 하는 구동바퀴와 상기 구동바퀴와 동력전달 링크로 연결된 무 구동바퀴 그리고 구동바퀴부에 장착된 보조바퀴와 구동바퀴부에서 슬라이더에 연결된 슬라이더 연결링크 및 완충링크로 상기 구동바퀴부와 연결된 중심축 링크 프레임으로 이루어진 몸체와; 상기 몸체의 중앙에 형성되며, 중심축 링크 프레임과 슬라이더 고정 링 사이에서 좌·우로 이동하는 중심축 슬라이더와 상기 중심축 슬라이더에 의해서 압축과 팽창을 반복하는 스프링 그리고, 구동바퀴부와 중심축을 연결하는 슬라이더 연결 링크와 완충링크로 이루어진 완충장치와; 상기와 같이 구성된 제1로봇(이동로봇을 말함)과 제2로봇(이동로봇을 말함)으로 결합된 결합유닛의 경우 직관과 곡관 및 분기관에서 원활한 주행과 방향 전환이 이루어지기 위해서 상기 결합유닛 사이에 다자유도 조인트로 연결하고 상기 제2로봇의 중심축 내부에 조향모터를 삽입함으로써 조향모터의 정·역회전에 의해 연결부 제어 원형 틀이 다자유도 조인트의 기능을 제어하는 조향장치와; 상기 이동로봇의 중심축 내에 삽입된 구동 모터에 연결되어 상기 구동 모터를 정·역회 전시킴으로써 관 내부의 스케일 또는 이물질을 제거하는 드릴 또는 드릴에 브러쉬가 장착된 브러쉬 드릴과; 상기 이동로봇의 중심축에 장착되어 이물질을 흡입하는 진공흡입기와; 상기 이동로봇의 중심축에 장착되어 배관 내부의 상태를 미세 촬영하는 카메라와; 상기 이동로봇의 중심축 내부에 삽입된 구동모터의 홀더에 장착되어 더욱 상세하게 관 내부의 상태를 점검하기 위해서 사용되는 초음파 탐촉자와; 상기 이동로봇의 중심축에 장착되어 배관내의 부식초래를 방지하여 파이프의 수명연장을 향상시키기 위해서 사용되는 분사기와; 관 내부의 상태를 모니터링과 동시에 관련되는 데이터를 저장하며, 상기 이동로봇의 정·역주행을 컨트롤하기 위해서 유선으로 연결된 제어장치로 이루어진 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 관한 것이다.

상기와 같이 형성된 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 구성 및 동작관계를 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 구체적으로 설명한다.

도 1 은 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇을 나타내는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 드릴 장착 상태를 나타내는 도면이고,도 3 는 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 드릴에 브러쉬를 장착한 브러쉬 드릴 장착 상태를 나타내는 도면이고, 도 4 은 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 초음파 탐촉자 장착 상태를 나타내는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇에 분사기 장착 상태를 나타내는 도면이고, 도 6 는 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 완충장치가 펼쳐진 상태를 나타내는 도면이고 도 7 은 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 완충 장치가 접혀진 상태를 나타내는 도면이고, 도 8 은 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇사이에 조향장치가 장착된 것을 나타내는 도면이고, 도 9 은 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 곡관 및 분기관 방향전환 시 조향장치를 나타내는 단면도이고, 도 10 는 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 수직관 및 분기관 직진이동 시 조향장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 배관 내부 진단용 마이크로 로봇(1)은 배관 이동시 발생되는 떨림과 같은 현상을 방지함과 동시에 이 외의 문제에 대해서도 유연성을 갖기 위해서 중심축(10) 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 구동바퀴부(2)를 이루고 있다. 구동바퀴(3)는 내부에 삽입된 구동모터(29)와 상기 구동모터(29)에 연결된 기어(30)에 의해서 정·역회전을 하게 되며, 무 구동바퀴(4)는 상기 구동바퀴(3)와 동력전달 링크(6)로 연결되어진다. 이 원리에 의해서 이동로봇(1)은 정·역 이동 및 방향제어가 가능해진다. 또한 구동바퀴(3)와 무 구동바퀴(4)의 사이에 보조바퀴(5)를 장착하였다. 이 보조바퀴(5)는 곡관과 분기관의 이동 시 관 내측과의 원하지 않는 마찰을 최소화함으로써 원활한 주행을 하기 위함이다.

구동바퀴부(2)와 중심축(9) 사이에는 슬라이더 연결 링크(8)와 완충링크(9)로 연결되어 진다. 또한 완충링크(7)는 상기의 슬라이더 연결링크(8)와 중심축 링크 프레임(15)을 연결하여 줌으로써 중심축(9)을 기준으로 하였을 때 구동바퀴부(2)가 회전하는 것을 막아주며, 원활한 완충 작용을 하며 변하는 관의 외경에 능동적으로 대응하며 또한 불필요한 상황에서 상·하로 움직이는 것을 방지해준다.

또, 중심축(9)에는 중심축 슬라이더(13)의 움직임을 제한하기 위해서 중심축 링크 프레임(15)이 부착되어지며, 스프링(12)의 움직임은 슬라이더와 중심축 링크 프레임(15)에 의해 제한 되어지며 슬라이더 고정링(14) 의해 슬라이더 간의 움직임이 간섭되지 않게 제한 되어진다.

도 2 ∼ 도 5에 도시된 바와 같이, 배관 내부 진단용 마이크로 로봇(1)의 중심축(9) 내에 삽입된 구동모터(23)에 연결되어 상기 구동모터(23)를 정·역회전시킴으로써 관 내부의 스케일 또는 이물질을 제거할 수 있는 드릴(20),브러쉬 드릴(21)이 장착되었으며, 상기 드릴(20)에 의해서 발생되는 이물질을 흡입할 수 있는 진공흡입기(17)를 장착하였다.

또한, 상기 이동로봇(1)의 중심축(9)에는 배관 내부의 결함 상태를 미세 촬영할 수 있는 카메라(16)가 장착되어져 있으며, 관의 잔존수명과 두께 등의 더욱 상세한 점검을 위하여 초음파 탐촉자(24)를 장착하였다. 이 때 초음파 탐촉자(24)는 상기 이동로봇(1)의 중심축(9) 내부에 삽입된 구동모터(23)의 홀더(19)에 고정되어진다. 드릴(20)과 브러쉬 드릴(21), 초음파 탐촉자(24)는 관 내부의 세척과 진단의 필요성에 따라 상호 교환되면서 홀더(19)에 장착이 이루어진다.

그리고, 상기 이동로봇(1)의 중심축(9)에는 배관내의 부식초래를 방지하여 파이프의 수명연장을 향상시키기 위해서 분사기(37)가 장착되어진다. 상기 이동로봇(1)의 중심축(9) 내부에 삽입되어진 구동모터(23)를 제거한 후 외부에서 연결되는 도료공급 호스(26)를 삽입한다. 삽입된 상기 도료공급 호스(26)의 끝단에는 베어링(27)을 사이에 두고 분사노즐(25)이 연결되어지며, 상기 분사노즐(24)의 내부는 분사노즐(25)의 회전을 돕기 위해서 스크류의 모양을 띄고 있다. 상기 베어링 (27) 역시 상기 분사노즐(25)의 회전을 돕기 위함이다. 상기 도료공급 호스(26)를 통해 방출되는 도료의 힘에 의해서 분사노즐(25)은 회전과 동시에 배관 내벽을 용이하게 도장할 수 있게 된다.

본 발명의 완충장치는 도 6∼도 7 에 도시 된 바와 같이, 스프링(12)이 팽창된 상태에서는 중심축 슬라이더(13)는 중심축 고정 링(15)에 근접한 상태가 되며 이로 인해서 구동바퀴부(2)와 중심축(9)의 거리는 완충링크(7)와 슬라이더 연결 링크(8)에 의해서 일정한 간격을 유지하게 된다.

그리고, 구동바퀴부(2)를 중심축(9)의 방향으로 힘을 가하여 구동바퀴부(2)와 중심축(9) 사이의 간격을 최소로 줄이면 완충링크(7)와 슬라이더 연결 링크(8)는 중심축(9)에 점점 접근하게 되며, 이로 인해 상기 슬라이더 연결 링크(8)에 연결된 중심축 슬라이더(13)는 스프링(12)을 밀어내게 된다. 이 때 구동바퀴부(2)와 중심축(9)은 완전 밀착한 상태가 되며, 스프링(12) 역시 최소로 압축된 상태를 유지하게 된다.

상기 중심축 슬라이더(13)의 좌·우 움직임과 스프링(12)의 압축과 팽창 그리고, 완충링크(7)와 슬라이더 연결 링크(8)의 상·하 움직임에 의해서 중심축(9)을 기준으로 구동바퀴부(2)는 상·하 움직임을 가진다. 이와 같은 완충장치의 동작에 의해서 배관 내부 진단용 마이크로 로봇(1)의 크기는 가변성을 가지며, 변화하는 관경에 능동적으로 대처할 수 있다.

본 발명의 조향장치는 도 8 에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 구성 된 제1로봇(이동로봇을 말함)(38)과 제2로봇(이동로봇을 말함)(39)으로 결합된 결합유닛 사이에 설치되어 배관 내부의 주행 시 원활한 주행과 방향 제어를 할 수 있는 장치이다.

도 9∼도 10 에 도시된 바와 같이, 제1로봇(38)과 제2로봇(39)으로 결합된 결합유닛에서 제2로봇(39)의 중심축(9) 내에는 조향모터(33)가 삽입되어 있고, 조향모터 축(34)에는 웜기어(35)가 장착되어진다. 조향모터(33)의 회전에 의해서 결합유닛의 사이에 끼워져 있는 다자유도 조인트(28)가 같이 회전하는 것을 방지하기 위해서 웜기어(35)에 베어링(36)을 붙여놓았으며, 그 외측에는 연결부 제어 원형 틀(32)을 감싸 놓았다. 이와 같은 구조로 원활한 주행과 방향 제어를 할 수 있는 조향장치가 이루어져 있다.

상기의 다자유도 조인트(28)는 상기 제1로봇(38)과 제2로봇(39) 상호 보완적인 역할을 할 뿐 만 아니라 자유로운 방향전환이 가능하게 한다. 때문에 결합유닛이 곡관 및 분기관에서 방향전환이 필요한 경우, 조향모터(33)를 회전시키면 조향모터 축(34)에 장착된 웜기어(35) 역시도 회전하게 되고 웜기어(35)의 회전에 의해서 연결부 제어 원형 틀(32)이 상기 제2로봇(38)의 중심축(9)의 내부에 완전히 삽입되므로 다자유도 조인트(28)는 제 기능을 할 수 있게 된다. 연결부 제어 원형 틀(32)이 상기 이동로봇(1)의 중심축(9) 내부에 완전히 삽입되면 결합유닛은 구동바퀴(3)의 정·역회전 동작만으로도 다자유도 조인트(28)에 의해서 주행 및 방향 제어가 원활하게 이루어진다.

또한, 상기의 결합유닛이 수직관 및 분기관에서 직진이동 시 다자유도 조인트(28)의 자유로운 회전에 의해서 발생되는 원하지 않는 방향전환을 방지하기 위해 서 조향모터(33)를 역으로 회전시킴으로써 웜기어(35) 역시도 역으로 회전을 하게 되며, 그에 따라 연결부 제어 원형 틀(32)은 상기 제2로봇(39)의 중심축(9) 내부에서 나와 다자유도 조인트(28)를 완전히 감싸게 된다. 이로 인해서 다자유도 조인트(28)는 제 기능을 하지 못하게 됨으로써, 연결부 제어 원형 틀(32)과 같이 수직관 및 분기관에서 직진 이동을 원활하게 하는 역할을 하게 된다.

따라서, 본 발명의 배관 내부 진단용 마이크로 로봇의 완충장치에 의해서 변화하는 관경에 능동적으로 대처할 수 있으며, 또한 상기 로봇의 이동 경로가 직관, 곡관 및 분기관일 경우에도 조향장치의 유연한 동작에 의해서 원활한 방향 전환을 할 수 있는 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명으로 인해 위험한 물질이 유동하는 가스관이나 석유화학 플랜트 관 그리고 관의 80％ 이상이 스케일이나 녹으로 채워져 있는 옥내 급수관 등의 배관을 본 발명의 이동로봇에 카메라를 장착함으로써 관경의 한계 때문에 배관 내부의 상태를 진단하기 어려웠던 문제점을 극복하여 실시간으로 관의 상태를 확인할 수 있으며, 드릴 또는 드릴에 브러쉬를 장착한 브러쉬 드릴을 장착하여 옥내 급수관내의 스케일이나 녹을 완전 제거함으로써 배관의 교체 시 소요되는 공사비용을 최소화하는 효과가 있다. 또한, 상기 이동로봇에 초음파 탐촉자를 장착함으로써 카메라의 한계를 극복하여 관의 노후도 및 잔존수명의 측정이 가능해지므로 지속적인 관리가 가능해지며, 분사기를 장착함으로써 배관내의 부식초래를 방지하여 파이프의 수명연장을 향상시킴과 동시에 부식방지로 인한 식수공급을 위생적으 로 해결하는데 효과적이다.

Claims

이동로봇의 중심축;

상기 이동로봇의 중심축 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 복수의 바퀴들;을 포함하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
드릴과 드릴을 작동하는 모터가 구비된 이동로봇의 중심축;

상기 이동로봇의 중심축 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 복수의 바퀴들;을 포함하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
초음파 탐촉자가 구비된 이동로봇의 중심축;

상기 이동로봇의 중심축 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 복수의 바퀴들;을 포함하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
분사기가 구비된 이동로봇의 중심축;

상기 이동로봇의 중심축 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 복수의 바퀴들;을 포함하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
이동로봇의 중심축;

상기 이동로봇의 중심축 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 복수의 바퀴들;을 포함하는 제1로봇과;

이동로봇의 중심축;

상기 이동로봇의 중심축 외부둘레에 등간격으로 완충장치를 통해 설치되는 복수의 바퀴들;을 포함하는 제2로봇;으로 결합된 결합유닛;

상기 결합유닛 사이에 조향모터의 회전에 의해서 작동하는 연결부 제어 원형 틀과;

상기 연결부 제어 원형 틀에 의해서 작동 여부가 선택되는 다자유도 조인트;를 포함하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바퀴들 각각은 구동바퀴부 내부에 삽입된 구동모터와 기어에 의해서 정·역회전 하는 구동바퀴와 상기 구동바퀴와 동력 전달 링크로 연결된 무 구동바퀴 그리고, 바퀴링크에 의해서 장착되어 곡관 및 분기관에서 원활한 주행을 도울 수 있는 보조바퀴로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기의 중심축을 중심으로 구동바퀴부가 상·하로 이동을 할 때 상기 구동바퀴부와 중심축을 연결하는 중심 지지대와 완충링크 역시도 상·하로 이동을 하게 되며, 또한 중심축 슬라이더는 좌·우 방향으로 이동함으로써 스프링이 팽창과 압축을 반복하게 되는 완충장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 이동로봇의 중심축에 카메라를 장착하여 관 내부의 상태를 미세 촬영하는 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
제2항에 있어서, 상기의 중심축 내부에 구동모터를 삽입하고 상기의 구동모터를 정·역회전시킴으로써 홀더에 장착된 상기 드릴이 회전하게 되어 관내부의 스케일 또는 이물질을 제거하며, 또한 상기의 중심축에 진공흡입기를 장착하여 스케일과 이물질 등을 흡입할 수 있는 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
제2항에 있어서, 상기의 중심축 내부에 구동모터를 삽입하고 상기의 구동모터를 정·역회전시킴으로써 홀더에 장착된 드릴에 브러쉬가 장착된 상기 브러쉬 드릴이 회전하게 되어 관내부의 스케일 또는 이물질을 제거하며, 또한 상기의 중심축에 진공흡입기를 장착하여 스케일과 이물질 등을 흡입할 수 있는 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.
제4항에 있어서, 상기 분사기는 이동로봇의 중심축 내부에 외부에서 연결되는 도료공급 호스를 삽입하여 도료를 방출함으로써 분사노즐이 회전과 동시에 배관 내벽을 용이하게 도장할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이 크로 로봇.
제5항에 있어서, 상기 제1로봇과 제2로봇으로 결합된 결합유닛이 직관과 곡관 및 분기관에서 원활한 주행과 방향 제어가 이루어지기 위해서 상기의 결합유닛의 사이에 연결부 제어 원형 틀이 이동할 수 있도록 상기 제2로봇의 중심축 내부에 조향모터를 삽입함으로써 상기 조향모터와 웜기어의 정·역회전에 의해 다자유도 조인트의 자유로운 방향전환 기능을 제어하는 조향장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 배관 내부 진단용 마이크로 로봇.