KR20110073701A - 관로 이동 및 작업용 로봇 - Google Patents

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KR20110073701A
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Abstract

본 발명은 관로 내를 이동하며 작업이 가능한 로봇에 관한 것으로서, 그 구성은 관로 내를 이동할 수 있고, 관로의 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서의 이동이 용이하도록 전단 및 후단의 각 세 부분에서 각각 링크로 연결되는 복수 개의 바퀴부가 구비되는 몸체와; 몸체의 전단에 구비되어 상기 바퀴를 구동시키는 모터와; 몸체 전면에 부착되는 고정판 상에서 모터와 연결되어 정회전하는 제1 기어, 제1 기어와 맞물리어 역회전하는 제2 기어, 제2 기어 상에서 축으로 연결되어 역회전하는 제3 기어, 제3 기어와 맞물리어 정회전하는 제4 기어, 제4 기어와 맞물리어 역회전하는 제5 기어, 제5 기어와 축으로 연결되어 역회전하는 제6 기어, 및 제6 기어와 맞물리어 정회전하는 제7 기어로 구성되는 기어군과; 모터를 통해 구동되어 관로 내부를 청소하고, 제3 내지 제5 기어 상에 부착되어 제7 기어에 의해 정회전하는 제1 브러시와, 제1 및 제2 기어 상에 부착되어 제2 및 제3 기어에 의해 역회전하는 제2 브러시로 구성되는 브러시부; 및 기어군 전면에 부착되고, 관로 내 이동 시, 관로 내부를 촬영하는 카메라부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 관로 내부의 검사 및 청소 작업을 로봇이 수행하므로, 작업 중 발생할 수 있는 인명사고 및 인력 낭비를 방지할 수 있고, 로봇의 작업으로 인해 작업 시간이 단축될 수 있으며, 관로의 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서도 용이하게 이동 및 작업이 가능한 효과가 있다.
관로, 이동, 기어, 작업, 청소

Description

관로 이동 및 작업용 로봇{ROBOT FOR MOVING AND WORKING DUCT}
본 발명은 관로 이동 및 작업용 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관로의 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서의 이동 및 작업이 용이한 관로 이동 및 작업용 로봇에 관한 것이다.
인구의 증가와 생활수준의 향상으로 생활 쓰레기의 종류 및 성상이 다양해지고 있다. 또한 주민 생활수준 향상으로 환경과 미관에 대한 관심과 요구가 커지면서 기존의 쓰레기 수거방법으로는 한계점이 대두되고 있다. 따라서 기존의 수거 방식의 문제점인 악취, 미관, 위생문제, 수거인력과 교통문제를 해결할 수 있는 새로운 수거 및 운반 방식의 도입이 필요한 실정이다.
새로운 방식중의 하나인 쓰레기 자동집하시설은 생활 폐기물을 일정한 위치에 설치된 투입구에 버리면 쓰레기 수송시스템을 통해 중앙처리장으로 운반되어 처리하는 방법으로서, 최근 국내에 적용사례가 증가하고 있다.
이러한 쓰레기 자동집하시설은 일정 간격으로 설치된 전용 투입구를 두고 지하에 관로를 매설하고, 집하장 시설과 연결하여 사용자는 언제나 쓰레기를 투입할 수 있으며 투입된 쓰레기는 투입구 하부에 임시 저장된 후 집하장에서 정기적으로 수거함으로써 수거인력이 필요 없으며 쓰레기가 외부로 노출되지 않는 친환경적인 시설이다.
최근 이러한 관로에 대한 작업이 가능한 로봇에 대한 관심도가 높아지고 있다. 국내의 자동집하시설은 아직까지는 도입 초기단계로 기존 수거 방식에 의한 환경과 미관상의 문제를 해결함으로 인하여 주민 만족도는 높게 조사되었으나, 높은 시설 설치 및 운영비용, 음식물쓰레기의 수거율 및 재활용율 저하 등 안정적인 운영을 위한 기술력 개선 등의 과제를 안고 있다.
이러한 기술력 개선의 하나로서 안정적인 쓰레기 수거를 위한 관로의 청소는 중요한 과제이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 관로 청소 문제가 용이하게 해결될 수 있는 관로 이동 및 작업용 로봇을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 관로 내, 예컨대 관로가 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서의 이동이 용이한 관로 이동 및 작업용 로봇을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로 내를 이동하며 작업이 가능한 로봇은, 관로 내를 이동할 수 있고, 상기 관로의 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서의 이동이 용이하도록 전단 및 후단의 각 세 부분에서 각각 링크로 연결되는 복수 개의 바퀴부가 구비되는 몸체와; 상기 몸체의 전단에 구비되어 상기 바퀴를 구동시키는 모터와; 상기 몸체 전면에 부착되는 고정판 상에서 상기 모터와 연결되어 정회전하는 제1 기어, 상기 제1 기어와 맞물리어 역회전하는 제2 기어, 상기 제2 기어 상에서 축으로 연결되어 역회전하는 제3 기어, 상기 제3 기어와 맞물리어 정회전하는 제4 기어, 상기 제4 기어와 맞물리어 역회전하는 제5 기어, 상기 제5 기어와 축으로 연결되어 역회전하는 제6 기어, 및 상기 제6 기어와 맞물리어 정회전하는 제7 기어로 구성되는 기어군과; 상기 모터를 통해 구동되어 상기 관로 내부를 청소하고, 상기 제3 내지 제5 기어 상에 부착되어 상기 제7 기어에 의해 정회전하는 제1 브러시와, 상기 제1 및 제2 기어 상에 부착되어 상기 제2 및 제3 기어에 의해 역회전하는 제2 브러시로 구성되는 브러시부; 및 상기 몸체 전면의 상기 기어군 전면에 부착되고, 상기 관로 내 이동 시, 상기 관로 내부를 촬영하는 카메라부;를 포함하는 것에 특징이 있다.
그리고 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 상기 몸체는, 상기 바퀴의 충격 흡수를 위한 쇼바와 실린더, 및 센서를 더 포함하는 것에 특징이 있다.
또한, 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 상기 바퀴부는 상기 몸체 전단의 세 부분에 구비되는 제1 바퀴군, 제2 바퀴군, 및 제3 바퀴군과, 상기 몸체 후단의 세 부분에 구비되는 제4 바퀴군, 제5 바퀴군, 및 제6 바퀴군으로 구성되고, 상기 각 바퀴군은 두 개의 바퀴와, 상기 두 개의 바퀴 중심을 연결하는 연결부로 구성되며, 상기 링크는 상기 연결부와 몸체를 연결하고, 상기 몸체에 고정되는 고정부와, 상기 몸체에 형성된 가이드 홈을 따라 이동이 가능한 이동부로 구성되는 것에 특징이 있다.
본 발명에 따르면 관로 내부의 검사 및 청소 작업을 로봇이 수행하므로, 작업 중 발생할 수 있는 인명사고 및 인력 낭비를 방지할 수 있고, 로봇의 작업으로 인해 작업 시간이 단축될 수 있다.
그리고 관로의 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서도 용이하게 이동 및 작업이 가능한 효과가 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등 한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 사시도이다. 그리고 도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 기아군 부분과 기아군을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 내부 구조를 간략히 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇(100)은 몸체(110), 모터(120), 기어군(130), 브러시부(140), 및 카메라부(150)로 구성된다.
몸체(110)는 관로(70) 내를 이동할 수 있고, 이러한 이동을 위한 바퀴부(10)가 구비된다. 바퀴부(10)는 관로(70)의 꺾인 부분이나 두 관로(70)가 만나는 부분에서의 이동이 용이하도록 몸체(110)의 세 부분에서 각각 링크(20)로 연결된다. 즉, 바퀴부(10)는 몸체(110) 전단의 세 부분에 구비되는 제1 바퀴군(11), 제2 바퀴군(12), 및 제3 바퀴군(13)과, 몸체(110) 후단의 세 부분에 구비되는 제4 바퀴군(14), 제5 바퀴군(15), 및 제6 바퀴군(16)으로 구성된다. 여기서, 각 바퀴군(11~16)은 두 개의 바퀴(17)와 이 두 개의 바퀴들(17)의 중심을 연결하는 연결부(18)를 포함한다.
링크(20)는 연결부(18)와 몸체(110)를 연결한다. 링크(20)는 몸체(110)에 고 정되는 고정부(21)와, 몸체(110)에 형성된 가이드 홈(25)을 따라 이동이 가능한 이동부(22)로 구성된다.
몸체(110) 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이, 바퀴(17)의 충격 흡수를 위한 쇼바(shock absorber; 61), 실린더(62), 및 센서(미도시)가 더 구비된다. 쇼바(61)를 거쳐서 충격이 완화되고, 실린더(62)의 힘만으로는 과부하가 될 수 있기 때문에 설정된 정도로 쇼바(61)에 다가가면 로봇(100)이 설 수 있는 구조이다. 이러한 링크(20), 가이드 홈(25) 및 쇼바(61) 구조로 인해, 본 실시예에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇(100)은 좁은 관로(70), 관로(70)의 꺾인 부분이나 두 관로(70)가 만나는 부분에서 이동이 용이하다. 즉, 꺾인 부분에서 어느 하나의 바퀴(17)가 관로(70) 내벽에 맞닿지 못하고 뜨는 경우가 발생하더라도, 나머지 바퀴(17)들이 관로(70) 내벽에 맞닿게 되므로, 이동이 용이하다.
몸체(110)의 후단에는 연결끈(67)이 구비된다. 연결끈(67)은 윈치(winch; 미도시)와 연결된다. 본 실시예에 따른 로봇(100)을 이용한 작업이 완료된 후, 로봇(100)을 관로(70)로부터 뺄 때, 윈치에 연결된 연결끈(75)으로 로봇(100)을 끌어올릴 수 있다.
모터(120)는 몸체(110)의 전단에 구비된다. 모터(120)를 통해 바퀴부(10) 및 하기되는 기어군(130)이 구동될 수 있다.
기어군(130)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 제1 기어(31), 제2 기어(32), 제3 기어(33), 제4 기어(34), 제5 기어(35), 제6 기어(36), 및 제7 기어(37)로 구성된다. 제1 기어(31)는 몸체(110) 전면에 부착되는 고정판(65) 상에서 모터(120)와 연 결되어 정회전한다. 제2 기어(32)는 제1 기어(31)와 맞물리어 역회전한다. 제3 기어(33)는 제2 기어(32) 상에서 축으로 연결되어, 제2 기어(32)와 마찬가지로 역회전한다. 제4 기어(34)는 제3 기어(33)와 맞물리어 정회전한다. 제5 기어(35)는 제4 기어(34)와 맞물리어 역회전한다. 제6 기어(36)는 제5 기어(35)와 축으로 연결되어, 제5 기어(35)와 마찬가지로 역회전한다. 제7 기어(37)는 제6 기어(36)와 맞물리어 정회전한다. 하기되는 바와 같이, 제2 및 제3 기어(32, 33)의 역회전에 의해 그 사이에 구비되는 제2 브러시(42)는 역회전하고, 제7 기어(37)의 정회전에 의해 그 하부에 구비되는 제1 브러시(41)는 정회전한다.
브러시부(140)는 관로(70) 내부를 청소한다. 브러시부(140)는 제1 브러시(41)와 제2 브러시(42)로 구성된다. 제1 브러시(41)는 제3 내지 제5 기어(33, 34, 35) 상에, 제7 기어(37) 하부에 부착된다. 제7 기어(37)의 정회전에 의해 제1 브러시(41)는 정회전한다. 제2 브러시(42)는 제1 및 제2 기어(31, 32) 상에, 제2 및 제3 기어(32, 33) 사이에 부착된다. 제2 및 제3 기어(32, 33)의 역회전에 의해 제2 브러시(42)는 역회전한다.
카메라부(150)는 몸체(110) 전면의 기어군(130) 전면에 부착된다. 카메라부(150)는 로봇(100)의 관로(70) 내 이동 시, 관로(70) 내부를 촬영한다. 카메라부(150)를 통해 촬영된 화면을 사용자가 밖에서 볼 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇은 전술한 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 이는 본원발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 사시도이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 기아군 부분과 기아군을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 관로 이동 및 작업용 로봇의 내부 구조를 간략히 나타낸 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100; 관로 이동 및 작업용 로봇 110; 몸체
120; 모터 130; 기어군
140; 브러시부 150; 카메라부
10; 바퀴부 11~ㅇ16; 바퀴군
17; 바퀴 18; 연결부
20; 링크 21; 고정부
22; 이동부 25; 가이드 홈
31~37; 기어 41, 42; 브러시
61; 쇼바 62; 실린더
65; 고정판 67; 연결끈
70; 관로

Claims (3)

  1. 관로 내를 이동하며 작업이 가능한 로봇에 있어서,
    상기 관로 내를 이동할 수 있고, 상기 관로의 꺾인 부분이나 두 관로가 만나는 부분에서의 이동이 용이하도록 전단 및 후단의 각 세 부분에서 각각 링크로 연결되는 복수 개의 바퀴부가 구비되는 몸체와;
    상기 몸체의 전단에 구비되어 상기 바퀴를 구동시키는 모터와;
    상기 몸체 전면에 부착되는 고정판 상에서 상기 모터와 연결되어 정회전하는 제1 기어, 상기 제1 기어와 맞물리어 역회전하는 제2 기어, 상기 제2 기어 상에서 축으로 연결되어 역회전하는 제3 기어, 상기 제3 기어와 맞물리어 정회전하는 제4 기어, 상기 제4 기어와 맞물리어 역회전하는 제5 기어, 상기 제5 기어와 축으로 연결되어 역회전하는 제6 기어, 및 상기 제6 기어와 맞물리어 정회전하는 제7 기어로 구성되는 기어군과;
    상기 관로 내부를 청소하고, 상기 제3 내지 제5 기어 상에 부착되어 상기 제7 기어에 의해 정회전하는 제1 브러시와, 상기 제1 및 제2 기어 상에 부착되어 상기 제2 및 제3 기어에 의해 역회전하는 제2 브러시로 구성되는 브러시부; 및
    상기 몸체 전면의 상기 기어군 전면에 부착되고, 상기 관로 내 이동 시, 상기 관로 내부를 촬영하는 카메라부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 이동 및 작업용 로봇.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 몸체는,
    상기 바퀴의 충격 흡수를 위한 쇼바와 실린더, 및 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 이동 및 작업용 로봇.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 바퀴부는 상기 몸체 전단의 세 부분에 구비되는 제1 바퀴군, 제2 바퀴군, 및 제3 바퀴군과, 상기 몸체 후단의 세 부분에 구비되는 제4 바퀴군, 제5 바퀴군, 및 제6 바퀴군으로 구성되고,
    상기 각 바퀴군은 두 개의 바퀴와, 상기 두 개의 바퀴 중심을 연결하는 연결부로 구성되며,
    상기 링크는 상기 연결부와 몸체를 연결하고, 상기 몸체에 고정되는 고정부와, 상기 몸체에 형성된 가이드 홈을 따라 이동이 가능한 이동부로 구성되는 것을 특징으로 하는 관로 이동 및 작업용 로봇.
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