KR101884717B1

KR101884717B1 - 관로 청소로봇용 주행체

Info

Publication number: KR101884717B1
Application number: KR1020160037582A
Authority: KR
Inventors: 김영원; 류재홍; 정도야
Original assignee: 정도야
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2018-08-02
Anticipated expiration: 2036-03-29
Also published as: KR20170111668A

Abstract

본 발명은 관로 청소로봇용 주행체에 관련되며, 이때 관로 청소로봇용 주행체는 단일의 동력원을 이용하여 주행체 전, 후륜 확장각도를 일괄적으로 제어하면서 기존 4륜 구동방식의 이송로봇에 간단하게 교체적용되는 호환성을 제공하기 위해 러그(10)(10'), 축봉(20)(20'), 축봉 제어부(30)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

Description

관로 청소로봇용 주행체{The breaker for pipe cleaning}

본 발명은 관로 청소로봇용 주행체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 동력원을 이용하여 주행체 전, 후륜 확장각도를 일괄적으로 제어하면서 기존 4륜 구동방식의 이송로봇에 간단하게 교체적용되는 호환성을 제공하는 관로 청소로봇용 주행체에 관한 것이다.

일반적으로, 송수관을 비롯하여 각종 유체를 이송하는 송유관, 가스관, 하수를 이송하는 관로는 장기간 사용시 노후화되면서 부식을 초래하고, 관로 내벽면에 고형화된 스케일(Scale)층이 생성된다. 스케일층은 이송물의 흐름 방해, 및 오염의 원인이 되므로, 근자에는 청소로봇을 이용하여 관로를 주기적으로 청소하고 있다.

여기서 청소로봇은 협소한 관로 내부로 진입되도록 소형으로 제작됨에 따라 브러쉬, 파쇄, 고압수 분사 등의 고하중 청소 작업을 수행시 청소로봇이 심하게 유동되거나 힘없이 밀려나면서 깨끗한 관로면을 얻기가 힘들고, 작업시간이 오래 소요되는 문제점이 있었다.

이에 종래에 등록특허 제10-1142765호에서, 몸체의 축선을 중심으로 둘레방향을 따라 서로 이격 배치되면서 접힘성을 가지는 구동부를 구비하여, 각각의 구동부가 독립적으로 이동로봇의 본체에 대해 접힐 수 있도록 하는 기술이 선등록된바 있다.

그러나, 상기 종래기술은 각각의 구동부가 탄성부재에 의해 독립적으로 접힘, 복원력이 작용함에 따라 관로 내부에서 브러쉬 및 파쇄작업 등의 고하중 작업을 수행시 각각의 탄성부재 탄력에 의해 본체가 심하게 유동되므로 관로 검사를 위한 단순 이송용으로 사용될 뿐 고하중 청소작업용으로 부적합한 실정이다.

또한, 공개특허 제10-2013-50847호에서, 관로 청소 장치의 접힘 구조는, 주행부는 제1, 2링크부재에 의해 접히도록 구비되고, 제1, 2링크부재는 피벗축으로 연결되어 조절가이드가 이송시 제1링크부재가 피벗축을 중심으로 선회되면서 주행부가 접히도록 구성되어, 배관에 밀착도를 높여 주행원활, 청소 효율 향상 및 굴절, 수직배관 주행에 원활하도록 하는 기술이다.

하지만, 각각의 주행부가 한 쌍의 제1, 2링크부재 및 조절가이드에 의해 접힘각도가 제어됨에 따라 구조 및 제어가 복잡하면서 고장률이 높고, 특히 링크방식으로 접철되므로 기존에 전,후 구동축에 의해 이동하는 4륜 구동방식의 청소로봇에 적용이 불가능한 폐단이 따랐다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 단일의 동력원을 이용하여 주행체 전, 후륜 확장각도를 일괄적으로 제어하면서 기존 4륜 구동방식의 이송로봇에 간단하게 교체적용되는 호환성을 제공하는 관로 청소로봇용 주행체를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 관로 청소로봇 본체(1)의 전,후륜 구동축(2)에 장착되어 선회작동되고, 양단에 구동축(2)과 연계작동되는 상,하부 휠(12)(12')이 구비되는 전,후륜 러그(10)(10'); 상기 전,후륜 러그(10)(10')는 각각 한 쌍으로 대향하게 배치되어, 전, 후륜 축봉(20)(20')에 의해 연결되고, 상기 전, 후륜 축봉(20)(20')에 양단이 연결되어, 동력원(M)에 의해 전, 후륜 축봉(20)(20') 간격을 조절하도록 구비되는 축봉 제어부(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전,후륜 러그(10)(10')는 하우징(14)과, 하우징(14) 내부에 설치되어 구동축(2)에 탈착가능하게 설치되는 주동축(16)과, 주동축(16)과 기어, 벨트, 체인을 포함하는 동력전달수단(17)으로 연결되어 상,하부 휠(12)(12')을 상호 역방향으로 구동하는 피동축(18)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주동축(16)은 전,후륜 러그(10)(10')의 중앙지점과, 중앙지점에서 상측 또는 하측 또는 상,하측으로 이격된 지점에 추가로 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주동축(16)은 구동축(2)에 탈부착가능하도록 축홀더(16a)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축봉 제어부(30)는 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(32)를 축봉에 나사결합하거나, 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(34)에 나사결합되어 신축조절되는 로드봉(36)을 축봉에 연결하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 전,후륜 러그에 의해 구동축과 이격되도록 배치되는 총 8개의 휠이 단일의 축봉 제어부에 의해 간단하게 일괄 각도제어되고, 특히 전,후륜 러그를 구동축에 탈부착하는 방식으로 기존 4륜 구동방식의 이송로봇에 간단하게 교체적용가능한 호환성이 제공되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 청소로봇용 주행체를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 청소로봇용 주행체의 러그를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 청소로봇용 주행체의 축홀더를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 청소로봇용 주행체의 축봉 제어부를 나타내는 구성도.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명에 따른 전,후륜 러그(10)(10')는 관로 청소로봇 본체(1)의 전,후륜 구동축(2)에 장착되어 선회작동되고, 양단에 구동축(2)과 연계작동되는 상,하부 휠(12)(12')이 구비된다. 도 1과 같이 러그(10)(10')는 전,후륜 구동축(2) 양단에 한 쌍이 서로 대향하도록 설치되고, 각각의 러그그(10)(10') 양단부에는 상,하부 휠(12)(12')이 설치되어 구동축(2)의 회전동력으로 구동된다.

이때, 상기 전,후륜 러그(10)(10')는 하우징(14)과, 하우징(14) 내부에 설치되어 구동축(2)에 탈착가능하게 설치되는 주동축(16)과, 주동축(16)과 기어, 벨트, 체인을 포함하는 동력전달수단(17)으로 연결되어 상,하부 휠(12)(12')을 상호 역방향으로 구동하는 피동축(18)으로 구성된다.

일실시예로서, 도 2와 같이 하우징(14) 중앙지점에 주동축(16)이 배치되고, 양단부에 피동축(18)이 각각 위치되며, 이때 주동축(16)은 피동축(18)과 밸트타입의 동력전달수단(17)으로 연결되되, 상, 하부 피동축(18)이 서로 역방향으로 회전되도록 구성된다.

이에 상기 상,하부 휠(12)(12')이 관로 저면 및 상면에 밀착된 상태로 구동축이 회전되면, 상,하부 휠(12)(12')이 상호 역방향으로 회전되면서 관로 청소로봇 이 전,후방향으로 주행하게 된다.

도 3에서, 상기 주동축(16)은 구동축(2)에 탈부착가능하도록 축홀더(16a)가 구비된다. 축홀더(16a)는 구동축(2)과 동일한 형상의 체결홀이 형성되거나, 원형으로 형성되어 구동축에 끼워진 상태로 축봉 결합력에 의해 장착상태를 유지하거나, 축홀더(16a) 일측에서 나사결합되는 고정볼트(도시생략)에 의해 구동축(2)을 결속하도록 구비된다. 이처럼 축홀더(16a)에 의해 러그가 간단하게 탈부착됨에 따라 전,후륜 러그(10)(10')를 구동축(2)에 탈부착하는 방식으로 기존 4륜 구동방식의 이송로봇에 간단하게 교체적용가능한 호환성이 제공된다.

또한, 상기 주동축은 전,후륜 러그(10)(10')의 중앙지점과, 중앙지점에서 상측 또는 하측 또는 상,하측으로 이격된 지점에 추가로 더 구비된다. 도 2에서는 주동축(16)이 전,후륜 러그(10)(10')의 중앙지점 1개소에 배치된 상태를 도시하고 있만, 이에 국하되지 않고 중앙지점을 기준으로 상,하측 지점에 선택적으로 더 구비하는 것도 가능하다.

이에 상기 전,후륜 러그(10)(10')의 중앙지점, 상,하측지점에 형성되는 주동축(16) 중 구동축(2)의 설치위치에 따라 관로 내부에서 본체(1)의 높낮이가 조절되므로, 청소작업 종류에 따라 본체(1) 높낮이가 간편하게 변경되는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전,후륜 러그(10)(10')는 각각 한 쌍으로 대향하게 배치되어, 전, 후륜 축봉(20)(20')에 의해 연결된다. 도 1에서 한 쌍의 전륜 러그(10)는 상부휠(12)이 설치되는 상측 단부에 전륜 축봉(20)이 선회가능하게 연결되고, 한 쌍의 후륜 러그(10')에도 동일하게 상부휠(12)이 설치되는 상측 단부에 후륜 축봉(20')이 선회가능하게 연결된 상태를 도시한다.

이에 상기 축봉(20)(20')에 의해 서로 대향하는 러그가 일체로 연결되어, 축봉(20)(20')을 당기거나 밀면 한 쌍의 러그가 구동축(2)을 중심으로 함께 선회운동되고, 이때 전, 후륜 축봉(20)(20')은 후술하는 축봉 제어부(30)에 의해 간격이 조절된다.

또한, 본 발명에 따른 축봉 제어부(30)는 전, 후륜 축봉(20)(20')에 양단이 연결되어, 동력원(M)에 의해 전, 후륜 축봉(20)(20') 간격을 조절하도록 구비된다. 상기 축봉 제어부(30)는 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(32)를 축봉에 나사결합하거나, 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(34)에 나사결합되어 신축조절되는 로드봉(36)을 축봉에 연결하여 구성된다.

도 4 (a)는 전륜 축봉(20)상에 동력원(M)이 연결되고, 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(32)가 후륜 축봉(20')상에 나사결합된 상태를 도시하고, 도 4 (b)는 동력원(M) 양단에 한 쌍의 스크류(32)(32)가 구비되어 각각 전, 후륜 축봉(20)(20')에 나사결합된 상태를 도시하며, 도 4 (c)는 전륜 축봉(20)상에 구동원(M)이 설치되고, 구동원(M)에 의해 회전되는 스크류(34)와 나사결합되어 신축조절되는 로드봉(36)이 후륜 축봉(20')에 연결된 상태를 도시한다.

이에 상기 구동원이 작동시 전, 후륜 축봉(20)(20') 사이 간격이 조절되면서 전,후륜 러그(10)(10')가 구동축(2)을 중심으로 상호 역방향으로 선회되어, 본체(1)를 기준으로 상,하부 휠(12)(12')과의 거리가 조절되므로 총 8개의 휠이 다양한 사이즈의 관로에 견고하게 밀착구동되는 이점이 있다.

한편, 상기 축봉 제어부(30)의 구동원(M)에 센서를 설치하거나, 러그(10)(10')에 센서를 설치하여, 휠이 관로 내벽에 밀착되는 압력을 측정하여 제어부로 전송하고, 전송된 압력값이 설정압력값에 미달할 경우 축봉 제어부(30)의 구동원(M)이 작동되는 방식으로 러그(10)(10') 각도가 자동제어되므로, 주행 중 관로 직경이 가변되더라도 휠이 항상 균일한 압력으로 밀착된다.

10: 10': 전,후륜 러그 20, 20': 전, 후륜 축봉
30: 제어부

Claims

관로 청소로봇 본체(1)의 전,후륜 구동축(2)에 장착되어 선회작동되고, 양단에 구동축(2)과 연계작동되는 상,하부 휠(12)(12')이 구비되는 전,후륜 러그(10)(10');
상기 전,후륜 러그(10)(10')는 각각 한 쌍으로 대향하게 배치되어, 전, 후륜 축봉(20)(20')에 의해 연결되고,
상기 전, 후륜 축봉(20)(20')에 양단이 연결되어, 동력원(M)에 의해 전, 후륜 축봉(20)(20') 간격을 조절하도록 구비되는 축봉 제어부(30);를 포함하여 이루어지고,
상기 축봉 제어부(30)는 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(32)를 축봉에 나사결합하거나, 동력원(M)에 의해 회전되는 스크류(34)에 나사결합되어 신축조절되는 로드봉(36)을 축봉에 연결하여 구성되는 것을 특징으로 하는 관로 청소로봇용 주행체.
제 1항에 있어서,
상기 전,후륜 러그(10)(10')는 하우징(14)과, 하우징(14) 내부에 설치되어 구동축(2)에 탈착가능하게 설치되는 주동축(16)과, 주동축(16)과 기어, 벨트, 체인을 포함하는 동력전달수단(17)으로 연결되어 상,하부 휠(12)(12')을 상호 역방향으로 구동하는 피동축(18)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 관로 청소로봇용 주행체.
제 2항에 있어서,
상기 주동축(16)은 전,후륜 러그(10)(10')의 중앙지점과, 중앙지점에서 상측 또는 하측 또는 상,하측으로 이격된 지점에 추가로 더 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 청소로봇용 주행체.
제 2항에 있어서,
상기 주동축(16)은 구동축(2)에 탈부착가능하도록 축홀더(16a)가 구비되는 것을 특징으로 하는 관로 청소로봇용 주행체.
삭제