KR20150052382A - Apparatus for communicating inspection robot of undersea pipe - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a communication apparatus for an undersea pipe inspection robot using an improved system to effectively carry out power supply to a robot and data communications without connecting or disconnecting pipes. The communication apparatus for an undersea pipe inspection robot comprises: an inspection robot which moves inside an undersea pipe to sense the condition of a pipe; a plurality of magnetic resonance systems joined together at intervals in the longitudinal direction of the pipe to receive data sensed by the inspection robot using magnetic resonance; and a communication part to communicate with a base station for the data received in the magnetic resonance systems. Therefore, the communication apparatus for an undersea pipe inspection robot grasps the condition of the inspection robot in real-time; reduces working hours by accurately grasping locations; eliminates dangerous tasks; and significantly reduces a cost for maintenance, considering a cost for work on the deep seafloor.

Description

해저 파이프 검사로봇의 통신 장치{APPARATUS FOR COMMUNICATING INSPECTION ROBOT OF UNDERSEA PIPE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a communication apparatus for a submarine pipe inspection robot,

본 발명은 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 심해저 수중에 설치되는 해저 파이프의 내부에서 이동하면서 검사, 청소 등의 작업을 수행하는 로봇의 전원 공급 및 데이터 통신을 수행하는 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication apparatus for a submarine pipe inspection robot, and more particularly to a communication apparatus for a submarine pipe inspection robot, And a communication device of a pipe inspection robot.

최근에는, 산업의 발달과 기술의 발전으로 인해 수km 내지 수천km 까지 심해저로 파이프를 설치하는 작업이 가능해졌다. 한번 설치된 파이프는 유지, 보수, 관리 등을 위해 천문학적인 비용이 소요되며, 심해저 작업 특성상 작업의 난이도가 매우 어렵다.In recent years, with the development of the industry and the development of technology, it has become possible to install pipes at depths ranging from several kilometers to several thousand kilometers. Once installed, the pipes require astronomical costs for maintenance, maintenance, and management.

일반적으로, 심해저 수중에 설치되는 해저 파이프에는 그 내부에 각종 검사, 청소 등의 작업을 수행하기 위한 로봇이 구비된다. 로봇은 해저 파이프의 내부에서 길이 방향을 따라 이동하면서 전술한 작업들을 수행하게 된다. 이러한 로봇은 PIG(Pipeline Inspection Gauge) 로봇 등으로 구현될 수 있는 것으로서, 파이프 자체 또는 파이프 내부의 상태를 주기적으로 검사할 수 있는 센서의 집합체로 구성되며, 모든 정보를 PIG 로봇 내부에 저장하고 있다.Generally, a submarine pipe installed in the deep sea water is equipped with a robot for performing various inspections and cleaning operations. The robot moves along the longitudinal direction inside the bottom pipe and performs the above-mentioned operations. These robots can be implemented as PIG (Pipeline Inspection Gauge) robots. They consist of a collection of sensors that can periodically check the state of the pipe itself or the inside of the pipe, and all the information is stored inside the PIG robot.

종래에는, 상기 해저 파이프를 검사하는 로봇이 수km 내지 수천km의 파이프 라인을 통과하고 난 후에야 로봇에 저장되어 있는 정보를 사용자가 획득할 수 있기 때문에, 파이프의 상태를 파악하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다. 또한, 실시간으로 로봇의 상태를 알 수 없기 때문에, 로봇 자체가 고장이 발생했을 경우 다시 처음부터 검사 작업을 수행해야 하는 번거로움이 있다.Conventionally, since the robot for inspecting the submarine pipe can acquire information stored in the robot only after passing through the pipeline of several kilometers to several thousands of kilometers, it takes much time to grasp the state of the pipe There is a problem. In addition, since the state of the robot can not be known in real time, there is a need to perform the inspection work from the beginning when a failure occurs in the robot itself.

아울러, 로봇이 고장에 의해 멈추었을 때나 전원을 공급해야할 필요가 있을 때 등에 로봇의 위치를 정확하게 용이하게 파악할 수 없고, 이로 인해 파이프를 해체하고 연결해야 하는 작업을 반복해야 하는 문제점이 있었다. 즉, 예를 들어 로봇의 센서가 고장일 경우, 로봇의 상태를 확인할 수 없어 파이프를 해체하여 로봇의 고장 유무를 판단한 후 이상이 있을 경우 다시 처음부터 작업을 수행해야 하는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that it is not possible to accurately grasp the position of the robot, such as when the robot is stopped due to a failure or when it is necessary to supply power, and the operation of disassembling and connecting the pipe is repeated. That is, for example, when the sensor of the robot is broken, the state of the robot can not be confirmed, so that the pipe is disassembled to determine whether the robot is faulty.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 파이프의 해체 및 연결 작업을 수행하지 않으면서 효율적으로 로봇의 전원 공급 및 데이터 통신을 수행할 수 있도록 개선된 시스템으로 구현된 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치를 제공한다.In order to solve such a conventional problem, according to the present invention, a submarine pipe inspection robot implemented as an improved system capable of efficiently performing power supply and data communication of a robot without performing a pipe disassembly and connection operation Device.

본 발명에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치는 해저에 설치된 파이프의 내부에서 이동하며 파이프의 상태를 센싱하는 검사로봇과, 상기 파이프의 길이 방향으로 이격되게 다수개가 결합 구비되고 자기 공명으로 상기 검사로봇에 의해 센싱된 데이터를 수신하는 자기공명시스템과, 상기 자기공명시스템으로 수신된 데이터를 기지국과 통신하는 통신부를 포함한다.A communication device for a submarine pipe inspection robot according to the present invention includes: an inspection robot that moves inside a pipe installed on a seabed and senses a state of a pipe; a plurality of the inspection robots are provided so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the pipe, And a communication unit for communicating data received by the magnetic resonance system to the base station.

상기 자기공명시스템과 통신부는 결합되어 모듈화 구성된다.The magnetic resonance system and the communication unit are combined and modularized.

상기 통신부는 수중 음향 탐사기(Sonar)로 구성된다.The communication unit is composed of an underwater acoustic probe (Sonar).

상기 검사로봇은 상기 자기공명시스템을 통과 시 전원이 자동 충전되게 구성된다.The inspection robot is configured such that power is automatically charged when passing through the magnetic resonance system.

본 발명에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치는 검사로봇의 상태를 실시간으로 알 수 있고, 위치를 정확하게 파악 가능하여 작업 시간을 절약 가능하며, 위험한 작업을 피할 수 있을 뿐 아니라, 심해저 작업에 소요되는 비용을 고려할 때 유지, 보수 측면에서 큰 비용의 절감을 가져오는 효과가 있다.The communication device of the undersea pipe inspection robot according to the present invention can recognize the state of the inspection robot in real time, can accurately grasp the position, can save work time, avoid dangerous work, Considering the cost, it has the effect of saving big cost in terms of maintenance and repair.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치의 통신 과정을 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치의 자기공명시스템 및 통신부를 도시한 것이다.FIG. 1 schematically shows a communication device of a submarine pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic view illustrating a communication process of a communication device of a submarine pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention,
3 is a view showing a magnetic resonance system and a communication unit of a communication apparatus of a submarine pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면에 따라서 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the technical configuration of the communication device of the submarine pipe inspection robot will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치의 통신 과정을 개략적으로 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치의 자기공명시스템 및 통신부를 도시한 것이다.FIG. 1 schematically illustrates a communication device of a subsea pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 schematically illustrates a communication process of a communication device of a submarine pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows a magnetic resonance system and a communication unit of a communication apparatus of a submarine pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention.

이하의 설명에서, 도 1의 좌우 방향이 "파이프의 길이 방향" 이고, 상하 방향이 "파이프의 반경 방향" 이다.In the following description, the lateral direction in Fig. 1 is "the longitudinal direction of the pipe" and the up and down direction is the "radial direction of the pipe ".

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치는 검사로봇과, 자기공명시스템(20)과, 통신부(30)를 포함하여 이루어진다.1 to 3, a communication apparatus for a submarine pipe inspection robot according to an embodiment of the present invention includes an inspection robot, a magnetic resonance system 20, and a communication unit 30.

검사로봇은 PIG(Pipeline Inspection Gauge) 로봇으로서, 해저에 설치된 파이프(10)의 내부에서 이동하며 파이프(10)의 상태를 센싱하는 기능을 한다. 상기 검사로봇은 파이프(10)의 본체, 파이프(10)의 내부 등의 각종 상태를 검사하는 기능과 함께 파이프(10)의 내부를 청소하는 기능 등을 수행할 수 있다.The inspection robot is a PIG (Pipeline Inspection Gauge) robot, which functions to sense the state of the pipe 10 while moving inside the pipe 10 installed on the seabed. The inspection robot may perform various functions such as inspecting various states of the main body of the pipe 10, the inside of the pipe 10, etc., and may also perform a function of cleaning the inside of the pipe 10.

자기공명시스템(20)은 상기 파이프(10)의 길이 방향으로 이격되게 다수개가 결합 구비된다. 즉, 자기공명시스템(20)은 파이프(10)의 외주면을 감싸도록 고정 결합된 섬유 강화 플라스틱(FRP: Fiber Reinforced Plastics) 등의 비금속 부재(11)(12)로 구성될 수 있다. 비금속 부재(11)(12)는 파이프(10)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되게 배치되고, 상기 자기공명시스템(20)은 각 비금속 부재(11)(12)에 결합될 수 있다.A plurality of magnetic resonance systems 20 are provided so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction of the pipe 10. That is, the magnetic resonance system 20 may be composed of non-metallic members 11 and 12 such as fiber reinforced plastics (FRP) fixedly coupled to surround the outer circumferential surface of the pipe 10. The nonmetallic members 11 and 12 are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the pipe 10 and the magnetic resonance system 20 can be coupled to the nonmetallic members 11 and 12.

상기 자기공명시스템(20)은 자기 공명 방식으로 상기 검사로봇에 의해 센싱된 데이터를 수신한다. 자기 공명(Magnetic Resonance)은 외부 교류 자기장을 주었을 때 자기모멘트를 가지는 원자 내의 전자 또는 핵스핀 시스템의 어떤 특정한 주파수, 즉 공명주파수의 에너지를 흡수하는 현상을 이용한다.The magnetic resonance system 20 receives data sensed by the inspection robot in a magnetic resonance method. Magnetic resonance utilizes the phenomenon of absorbing energy at a specific frequency, resonance frequency, of an electron or a nuclear spin system in an atom having a magnetic moment when given an external alternating magnetic field.

심해저에 설치되어 있는 파이프(10) 라인은 완벽하게 밀봉되어 있기 때문에 사용자가 파이프(10) 내부의 검사로봇과 통신하는 것은 쉽지 않다. 상기 자기공명시스템(20)은 자기 공명을 통해, 근거리에서 정보 데이터를 주고 받을 수 있으며, 전원 소스도 충전할 수 있을 정도로 에너지가 크게 구성된다. 상기 자기공명시스템(20)을 이용하여 검사로봇이 측정하고 있는 센싱 값의 데이터를 실시간으로 가까운 파이프(10) 외부의 자기공명시스템(20)으로 전송시키면, 이 데이터는 후술할 통신부(30)를 통해 원거리로 통신하여 정보를 실시간으로 송신할 수 있다.It is not easy for the user to communicate with the inspection robot inside the pipe 10 because the pipe 10 installed in the deep sea is completely sealed. The magnetic resonance system 20 can transmit and receive information data in a short distance through magnetic resonance, and the energy is so large that the power source can be charged. When data of the sensing value measured by the inspection robot is transmitted to the magnetic resonance system 20 outside the pipe 10 in real time using the magnetic resonance system 20, the data is transmitted to the communication unit 30 So that the information can be transmitted in real time.

통신부(30)를 통해 원거리에 위치한 기지국(90)의 사용자에게 검사로봇으로 센싱된 정보 데이터가 실시간으로 보내지개 되며, 검사로봇의 상태와 파이프의 상태를 보다 정확하고 신속하게 획득할 수 있는 효과가 있다.The information data sensed by the inspection robot is transmitted to the user of the base station 90 located at a remote location through the communication unit 30 in real time and the effect of the state of the inspection robot and the state of the pipe can be obtained more accurately and quickly have.

통신부(30)는 상기 자기공명시스템(20)으로 수신된 데이터를 기지국(90)과 통신하는 기능을 수행한다. 상기 자기공명시스템(20)과 통신부(30)는 결합되어 모듈화 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 자기공명시스템(20) 및 통신부(30)로 구성된 모듈을 파이프(10)에 설치 및 해체가 용이해지고, 자기공명시스템(20)과 통신부(30) 간의 근거리 통신의 이점을 극대화할 수 있다.The communication unit 30 communicates data received by the magnetic resonance system 20 with the base station 90. It is preferable that the magnetic resonance system 20 and the communication unit 30 are combined to be modularized. This makes it possible to easily install and disassemble the module composed of the magnetic resonance system 20 and the communication unit 30 in the pipe 10 and to maximize the advantage of the local communication between the magnetic resonance system 20 and the communication unit 30 .

상기 통신부(30)는 수중 음향 탐사기(Sonar)로 구성될 수 있으며, 그 밖의 다른 형태의 통신 수단으로 구성되는 것도 가능하다. 상기 검사로봇은 상기 자기공명시스템(20)을 통과 시 전원이 자동 충전되게 구성된다.The communication unit 30 may be configured as an underwater acoustic probe (Sonar), or may be configured by other types of communication means. The inspection robot is configured such that power is automatically charged when passing through the MRI system (20).

즉, 자기공명시스템(20)은 자기 공명 방식의 1000KHz 내지 수백Hz의 저주파를 이용해 해저 내의 물, 흙, 금속 등의 극한 환경에서도 무선 통신이 가능하고, 전력을 송수신할 수 있다. 이러한 자기 공명 방식의 자기공명시스템(20)이 파이프(10)의 길이 방향으로 일정 간격으로 파이프(10)의 외부에 설치되어, 검사로봇이 이동하면 자기공명시스템(20)을 지나면서 전원이 자동 충전됨과 아울러, 검사로봇이 가지고 있는 정보 데이터를 자기공명시스템(20)으로 전송할 수 있다.That is, the magnetic resonance system 20 can perform wireless communication and transmit / receive electric power even in extreme environments such as water, soil, and metal by using a low frequency of 1000 KHz to several hundred Hz of magnetic resonance method. The magnetic resonance system 20 is installed outside the pipe 10 at regular intervals in the lengthwise direction of the pipe 10, and when the inspection robot moves, the power passes through the magnetic resonance system 20, And the information data held by the inspection robot can be transmitted to the magnetic resonance system 20.

상기 시스템에는 검사로봇의 자가 고장 판단 센서를 더 구비할 수 있고, 이로 인해 검사로봇의 상태, 위치 및 파이프의 상태 등을 전송 가능하다. 상기 자기공명시스템(20)은 통신부(30)와 연결되어 근거리 통신을 수행하며, 파이프(10)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되게 설치된 소나(Sonar) 시스템은 일정 간격으로 설치된 소나 시스템 중계기로 전송되어 최종적으로 육상의 기지국(90)까지 검사로봇의 상태와 각종 정보를 전송하도록 구현되는 것도 가능하다.The system may further include a self-failure determination sensor of the inspection robot, whereby the status, position, and state of the inspection robot can be transmitted. The magnetic resonance system 20 is connected to the communication unit 30 to perform near field communication and the Sonar system installed at a predetermined interval in the longitudinal direction of the pipe 10 is transmitted to a sonar system repeater installed at regular intervals It is also possible to finally transmit the state of the inspection robot and various information to the base station 90 on the land.

정리하면, 상기 자기공명시스템(20)은 파이프(10) 내부의 검사로봇 위치 파악, 파이프(10)의 비파괴 검사, 크랙(Crack) 검사, 파이프(10)의 3D 정보 등을 획득 가능하며, 검사로봇을 자동 충전 가능하게 한다.In summary, the magnetic resonance system 20 can acquire the position of the inspection robot inside the pipe 10, the non-destructive inspection of the pipe 10, the crack inspection, the 3D information of the pipe 10, Enables the robot to charge automatically.

결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치는 검사로봇의 상태를 실시간으로 알 수 있고, 위치를 정확하게 파악 가능하여 작업 시간을 절약 가능하며, 위험한 작업을 피할 수 있을 뿐 아니라, 심해저 작업에 소요되는 비용을 고려할 때 유지, 보수 측면에서 큰 비용의 절감을 가져오는 효과가 있다.As a result, the communication device of the undersea pipe inspection robot according to the embodiment of the present invention can know the state of the inspection robot in real time, can accurately grasp the position, can save the work time, Considering the cost for the operation of the deep sea, it is possible to save a great cost in terms of maintenance and repair.

지금까지 본 발명에 따른 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the communication apparatus of the submarine pipe inspection robot according to the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is only an example and it is possible to make various modifications and equivalent other embodiments by those skilled in the art I will understand. Accordingly, the scope of the true technical protection should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : 파이프 20 : 자기공명시스템
30 : 통신부 90 : 기지국10: Pipe 20: Magnetic Resonance System
30: communication unit 90: base station

Claims (4)

해저에 설치된 파이프(10)의 내부에서 이동하며 파이프(10)의 상태를 센싱하는 검사로봇;
상기 파이프(10)의 길이 방향으로 이격되게 다수개가 결합 구비되고, 자기 공명으로 상기 검사로봇에 의해 센싱된 데이터를 수신하는 자기공명시스템(20); 및
상기 자기공명시스템(20)으로 수신된 데이터를 기지국(90)과 통신하는 통신부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치.An inspection robot moving inside the pipe 10 installed on the seabed and sensing the state of the pipe 10;
A magnetic resonance system (20) coupled to the pipe (10) so as to be spaced apart from each other in a longitudinal direction thereof and receiving data sensed by the inspection robot with magnetic resonance; And
And a communication unit (30) for communicating data received by the magnetic resonance system (20) with the base station (90). 제1 항에 있어서,
상기 자기공명시스템(20)과 통신부(30)는 결합되어 모듈화 구성되는 것을 특징으로 하는 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic resonance system (20) and the communication unit (30) are combined to form a modular structure. 제1 항에 있어서,
상기 통신부(30)는 수중 음향 탐사기(Sonar)로 구성되는 것을 특징으로 하는 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the communication unit (30) comprises an underwater acoustic probe (Sonar). 제1 항에 있어서,
상기 검사로봇은 상기 자기공명시스템(20)을 통과 시 전원이 자동 충전되게 구성되는 것을 특징으로 하는 해저 파이프 검사로봇의 통신 장치.The method according to claim 1,
Wherein the inspection robot is configured to automatically charge power when passing through the magnetic resonance system (20).
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018044555A (en) * 2016-09-12 2018-03-22 株式会社大林組 Transfer device and position specification method
CN111536335A (en) * 2020-05-13 2020-08-14 王盼 Sewage treatment pipe leak protection connecting piece based on magnetic flux changes
CN112345284A (en) * 2020-11-26 2021-02-09 吉林大学 Device for testing reciprocating motion dynamic performance of magnetic field driven cableless pipeline robot

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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