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KR20090098264A - Mobile robot for a inner working of a steel pipe - Google Patents

Mobile robot for a inner working of a steel pipe Download PDF

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KR20090098264A
KR20090098264A KR1020080023520A KR20080023520A KR20090098264A KR 20090098264 A KR20090098264 A KR 20090098264A KR 1020080023520 A KR1020080023520 A KR 1020080023520A KR 20080023520 A KR20080023520 A KR 20080023520A KR 20090098264 A KR20090098264 A KR 20090098264A
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KR
South Korea
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steel pipe
caterpillar
mobile robot
hydraulic servo
cylinder
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KR1020080023520A
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Korean (ko)
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신규철
윤진웅
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주식회사 비앤비코리아
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Abstract

A mobile robot for inside work of steel pipes is provided to increase the contact force of a caterpillar by varying the width and inclination angle of the caterpillar according to the inner size of a steel pipe. A mobile robot for inside work of steel pipes comprises a caterpillar(20) activated by hydraulic pressure, a first hydro servo cylinder(70), and a second hydro servo cylinder(80). The caterpillar is moved in the width direction by the first hydro servo cylinder. The second hydro servo cylinder is connected to the caterpillar via a link and inclined at about 45 degrees.

Description

강관내부작업용 이동로봇{MOBILE ROBOT FOR A INNER WORKING OF A STEEL PIPE}Mobile robot for internal work of steel pipes {MOBILE ROBOT FOR A INNER WORKING OF A STEEL PIPE}

본 발명은 강관내부 작업용 이동로봇에 관한 것으로서, 특히 강관 내부의 이물질을 제거하는 작업 및 최적의 도장작업을 할 수 있도록 강관 내부의 기울기에 적합하게 캐터필러의 각도가 가변 되는 강관 내부 작업용 이동로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile robot for working inside a steel pipe, and more particularly to a mobile robot for working inside a steel pipe in which the angle of the caterpillar is changed to be suitable for the inclination of the inside of the steel pipe so as to remove foreign matters inside the steel pipe and to perform an optimal coating work. will be.

종래에는 관내에 형성된 스케일과 녹을 고압의 공기와 규사를 이용하여 제거한 다음 인체에 무해한 무독성 특수 2액형 에폭시 수지를 도포하여 관내에 일정한 도막을 형성하고, 도막에 의해 강관과 물의 접촉을 차단하여 배관 부식을 방지하였고, 였고, 스케일의 생성을 차단하였다. 이런 공법은 약 18년 전에 일본에서 개발되어 일본 건설성에서 신기술 제976호로 지정되었다. Conventionally, the scale and rust formed in the pipe are removed by using high pressure air and silica sand, and then a non-toxic special two-component epoxy resin is applied to form a constant coating film inside the pipe, and the steel pipe and water are blocked by the coating film to corrode the pipe. And prevented the generation of scale. This method was developed in Japan about 18 years ago and was designated as No. 976 in the Japanese Ministry of Construction.

또한 초고압으로 분사되는 물을 특수 노즐로 후방으로 분사시켜서 노즐을 추진하게 하고 이 노즐이 하수도 내부로 추진해 들어가 모래, 자갈 등 퇴적물을 맨홀까지 인출시킨 뒤 고압 진공 흡입차를 이용하여 퇴적물을 흡입하고 매립장으로 운송하는 공법인 제트 클리닝 흡입 준설과, 최신 전자 장비 초고압 살수차는 플런저 펌프를 이용하여 초고압력으로 1분당 25ℓ의 물을 토출시켜 빠르고 신속하게 퇴적 물을 흡입하는 작업이 가능한 진공흡입공법이 있다.In addition, water sprayed with high pressure is sprayed backward with a special nozzle to propel the nozzle, and this nozzle pushes into the sewer, draws sediment such as sand and gravel to the manhole, and inhales the sediment using a high-pressure vacuum suction car. Jet cleaning suction dredging, which is a transportation method by air, and the latest electronic equipment ultra high pressure water sprayer have a vacuum suction method that can suck the sediment quickly and quickly by discharging 25 liters of water at a very high pressure using a plunger pump.

그러나, 종래의 대구경 강관 내부 작업은 대부분 수동으로 이루어져서 작업 환경이 열악하고 작업자의 안전에도 위험이 있을 뿐만 아니라 스케일과 녹의 제거 작업시간과 준비시간이 많이 소요되었다.However, the conventional large-diameter steel pipe work is mostly done by manual, the working environment is poor and there is a risk to the safety of the operator as well as the time and preparation time of the removal of scale and rust.

본 발명은 상기의 종래 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 강관 내부의 스케일과 녹의 제거 작업시간을 단축하고 에폭시 도막 작업을 자동화하여 도장 품질을 향상시키는 강관 내부 작업용 이동로봇을 제공하고자 하는 것이다.The present invention was developed to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a mobile robot for working inside the steel pipe to shorten the scale and rust removal work time inside the steel pipe and to improve the coating quality by automating the epoxy coating work.

본 발명은 작업용 이동로봇의 캐터필러를 유압으로 구동시키되, 각각의 캐터필러는 제1 유압 서보 실린더에 캐터필러가 좌,우 폭방향으로 이동되고,The present invention is to hydraulically drive the caterpillar of the working mobile robot, each of the caterpillar is moved to the first hydraulic servo cylinder in the left and right width direction,

제 2 유압 서보 실린더가 링크로 캐터필러에 연결되어 45도 각도로 상방으로 경사지게 하여 강관의 내부 크기에 따라 캐터필러의 폭 및 경사각이 변화되어 캐터필러의 접지력이 크게 이루어지게 함으로써 달성된다.The second hydraulic servo cylinder is connected to the caterpillar by a link and inclined upward at an angle of 45 degrees so that the width and the inclination angle of the caterpillar are changed according to the internal size of the steel pipe, thereby making the caterpillar traction force large.

본 발명의 강관 내부작업용 이동 로봇은 이동로봇이 투입되는 강관의 내부 크기에 따라 캐터필러의 폭 및 경사각이 변화되어 캐터필러의 접지력이 증대되는 효과를 갖는다.The mobile robot for internal work of the steel pipe of the present invention has an effect of increasing the traction force of the caterpillar by changing the width and the inclination angle of the caterpillar according to the internal size of the steel pipe into which the mobile robot is introduced.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 강관 내부 작업용 이동로봇의 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a mobile robot for working inside a steel pipe of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 캐터필러가 유압으로 구동되는 강관 내부 작업용 이동로봇에 있어서,The present invention is a mobile robot for working inside the steel pipe is caterpillar hydraulically driven,

각각의 캐터필러는 유압 서보 제1실린더에 캐터필러가 좌,우 폭 방향으로 이동되고,Each caterpillar is moved to the hydraulic servo first cylinder in the left and right width direction,

유압 서보 제2 실린더가 링크프레임으로 캐터필러에 연결되어 45도 각도로 상방으로 캐터필러가 꺾여서 경사지게 한 것이 특징이다.The hydraulic servo second cylinder is connected to the caterpillar by a link frame, and the caterpillar is inclined upwardly at an angle of 45 degrees.

캐터필러는 강관의 내부 크기에 따라 캐터필러의 폭 및 경사각이 변화되어 캐터필러의 접지력이 크게 이루어지게 한 것이 특징이다.Caterpillar is characterized in that the width of the caterpillar and the angle of inclination of the caterpillar is changed according to the internal size of the steel pipe, so that the traction force of the caterpillar is made large.

본 발명의 캐터필러가 유압으로 구동되는 강관 내부 작업용 이동로봇은 유압 대차(10)의 양측에 캐터필러(20)가 설치되고, 유압 대차(10) 상부의 후방에는 이동로봇을 조절하는 자동 컨트롤 장치(30)가 설치되고 전방에는 탈부착이 가능한 도장장비(40)를 구동시키도록 도장구동장치(41)가 설치된다. 도장구동장치(41)와 자동컨트롤장치(30) 사이에는 유압 대차(10)에 유압유를 공급하는 유압 유니트(50)와 유압 대차(10)의 중심을 잡는 자동수평유지장치(60)가 설치된다. Caterpillar of the present invention is a hydraulic robot is driven by a mobile robot for work inside the steel pipe is installed on both sides of the hydraulic bogie 10, the caterpillar 20, the automatic control device for adjusting the mobile robot in the rear of the hydraulic bogie 10 ) Is installed and the paint drive device 41 is installed at the front to drive the detachable painting equipment 40. Between the painting drive device 41 and the automatic control device 30, a hydraulic unit 50 for supplying hydraulic oil to the hydraulic trolley 10 and an automatic horizontal holding device 60 for centering the hydraulic trolley 10 are installed. .

캐터필러(20)는 서보 유압 모터(도시되지 않음)에 의해 정회전 또는 역회전이 이루어지도록 링크 프레임(90)에 설치된다. 링크 프레임(90)은 전·후방 하부 내측에 설치된 하부핀(91)이 유압 서보 제1실린더(70)와 결합 되는 한편 링크 프레임(90)의 전,후방 상부 내측에 설치된 상부핀(92)은 유압 서보 제2실린더(80)와 연 결된다.The caterpillar 20 is installed in the link frame 90 so that forward rotation or reverse rotation is performed by a servo hydraulic motor (not shown). The link frame 90 has a lower pin 91 installed inside the front and rear lower parts coupled with the hydraulic servo first cylinder 70, and an upper pin 92 installed inside the upper and rear upper parts of the link frame 90. It is connected to the hydraulic servo second cylinder (80).

본 발명의 강관 내부 작업용 이동 로봇은 유압 유니트(50)에서 소정의 압력을 갖는 유압의 양을 조절하여 굴곡진 강관 내부에서 좌·우 측 캐터필러(20)의 회전을 가감하여 좌우로 자동 회전할 수 있도록 유압 서보 플로우 컨트롤 밸브(hydro servo flow control valve)(도시되지 않음)가 설치된다.The mobile robot for working inside the steel pipe of the present invention can automatically rotate from side to side by adjusting the amount of hydraulic pressure having a predetermined pressure in the hydraulic unit 50 by adding or subtracting the rotation of the left and right caterpillars 20 inside the curved steel pipe. A hydraulic servo flow control valve (not shown) is installed.

유압 서보 조절장치의 압력은 유압 서보 모터에 설치된 압력측정기에 의해 측정된다.The pressure of the hydraulic servo regulator is measured by a pressure gauge installed on the hydraulic servo motor.

본 발명의 강관 내부 작업용 이동 로봇은 테스트 된 맵핑 데이터를 유압 서보 컨트롤러(30)의 마이크로 프로세서(도시되지 않음)에 입력하고, 이동로봇의 수평유지와 작업에 필요한 속도를 측정하여 마이크로 프로세서에 입력하여 원하는 속도로 강관 내부를 이동로봇이 이동되게 함과 동시에 자동으로 도장 작업을 수행할 수 있다. The mobile robot for working inside the steel pipe of the present invention inputs the tested mapping data into a microprocessor (not shown) of the hydraulic servo controller 30, and measures the speed required for the horizontal maintenance and operation of the mobile robot and inputs the same to the microprocessor. At the same time, the robot can be moved inside the steel pipe at the desired speed and painting can be performed automatically.

이외에도 본 발명의 강관 내부 작업용 이동 로봇은 탈부착이 가능한 도장장비(40) 대신에 블라스팅장치(도시되지 않음)를 장착하여 강관 내의 스케일이나 이물질을 제거할 수 있다. 또한 CCTV와 같은 카메라 장치와 원격무선신호를 수신할 수 있는 무선 수신기가 설치되어 무인으로 작업이 이루어질 수 있다. In addition, the mobile robot for working inside the steel pipe of the present invention may be equipped with a blasting apparatus (not shown) in place of the detachable coating equipment 40 to remove scale or foreign substances in the steel pipe. In addition, a camera device such as a CCTV and a wireless receiver that can receive a remote wireless signal is installed can be done unattended.

상기와 같이 구성된 본 발명의 강관 내부 작업용 이동 로봇은 강관 내의 이물질이나 스케일을 제거한 후 강관 내면에 원하는 두께로 도장작업을 할 수 있는 것으로서, 이동로봇을 ON 작동시키면 캐터필러(20)가 회전 구동되어 강관 내로 이동되면서 전방의 도장 장비 구동장치(41)가 구동되어 도장장비(40)로 부터 에폭시 가 분무되어 강관의 내면에 도장작업이 이루어진다.The mobile robot for working inside the steel pipe of the present invention configured as described above is capable of painting work to a desired thickness on the inner surface of the steel pipe after removing foreign substances or scales in the steel pipe, and when the mobile robot is turned on, the caterpillar 20 is driven to rotate. As the coating equipment driving device 41 of the front is moved to move inside the epoxy sprayed from the painting equipment 40 is made to paint the inner surface of the steel pipe.

도장작업이 이루어질 때, 유압 서보 컨트롤러(30)에 의해 유압 서보 밸브 조절장치가 제어되어 유압 서보 제1실린더(70)가 작동되면 유압 서보 제1실린더(70)에 연결된 링크프레임(90)이 유압 대차(10)로부터 폭방향으로 이동되어 강관 내부의 폭에 따라 가변조절될 수 있다. When painting is performed, the hydraulic servo valve control device is controlled by the hydraulic servo controller 30 so that the hydraulic servo first cylinder 70 is operated so that the link frame 90 connected to the hydraulic servo first cylinder 70 is hydraulically operated. It is moved in the width direction from the trolley 10 can be variably adjusted according to the width of the steel pipe.

이와 마찬가지로 유압 서보 컨트롤러(30)에 의해 유압 서보 밸브 조절장치가 제어되어 유압 서보 제2실린더(80)가 작동되면 유압 서보 제2실린더(80)에 연결된 링크프레임(90)의 상부 핀(92)이 유압 대차(10) 측으로 당겨져서 45도 각도로 꺾여질 수 있다. 이는 폭이 좁은 강관 내부로도 본 발명의 강관 내부 작업용 이동 로봇이 이동가능하게 한다.Similarly, when the hydraulic servo valve adjusting device is controlled by the hydraulic servo controller 30 to operate the hydraulic servo second cylinder 80, the upper pin 92 of the link frame 90 connected to the hydraulic servo second cylinder 80. It can be pulled toward the hydraulic bogie 10 and be bent at an angle of 45 degrees. This allows the mobile robot for working inside the steel pipe of the present invention to move inside the narrow steel pipe.

본 발명의 강관 내부 작업용 이동 로봇의 이동시에 경사측정계에서 나온 신호에 따라서 유압 서보 컨트롤러(30)가 유압 서보 플로우 컨트롤 밸브를 작동시키고, 유압 서보 플로우 컨트롤 밸브의 작동에 의해 유압모터가 작동되어 캐터필러(20)의 이동 속도가 조절됨은 물론 자동 수평유지장치(60)에 의해 유압 대차(10)가 항시 자동으로 수평을 유지하게 된다.The hydraulic servo controller 30 operates the hydraulic servo flow control valve in accordance with a signal from the tilt measuring system when the mobile robot for working inside the steel pipe of the present invention moves, and the hydraulic motor is operated by the operation of the hydraulic servo flow control valve, thereby providing a caterpillar ( As well as the movement speed of 20), the hydraulic trolley 10 is always automatically leveled by the automatic horizontal holding device 60.

도 1은 본 발명의 장치의 일실시예의 강관내부 작업용 이동로봇의 전체 구조를 보여주는 측면도.1 is a side view showing the overall structure of a mobile robot for working inside the steel pipe of an embodiment of the device of the present invention.

도 2a는 도 1의 구조를 보여주는 개략 정면도.2A is a schematic front view showing the structure of FIG. 1;

도 2b는 도 2a의 개략 사시도.2B is a schematic perspective view of FIG. 2A.

도 3a는 도 1의 이동로봇의 캐터필러 폭이 강관 내에 맞게 폭방향으로 벌어진 것을 보여주는 개략 정면도.Figure 3a is a schematic front view showing that the caterpillar width of the mobile robot of Figure 1 spread in the width direction to fit within the steel pipe.

도 3b는 도 3a의 개략 사시도.3B is a schematic perspective view of FIG. 3A.

도 4a는 도 1의 이동로봇의 캐터필러가 45도 각도로 경사지게 꺾인 것을 보여주는 개략 정면도.Figure 4a is a schematic front view showing that the caterpillar of the mobile robot of Figure 1 bent at an angle of 45 degrees.

도 4b는 도 4a의 개략 사시도.4B is a schematic perspective view of FIG. 4A.

도 5는 도 1의 강관내부 작업용 이동로봇의 전체 구조를 보여주는 개략 저면도.Figure 5 is a schematic bottom view showing the overall structure of the mobile robot for working inside the steel pipe of Figure 1;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 유압 대차 20: 캐터필러10: hydraulic bogie 20: caterpillar

30: 유압 서보 컨트롤러 40: 도장장비30: hydraulic servo controller 40: painting equipment

41: 도장장비 구동장치 50: 유압 유니트41: painting equipment drive device 50: hydraulic unit

60: 자동 수평 유지 장치 70: 유압 서보 제1실린더60: automatic leveling device 70: hydraulic servo first cylinder

80: 유압 서보 제2실린더 90: 링크프레임80: hydraulic servo second cylinder 90: link frame

91: 하부핀 92: 상부핀91: lower pin 92: upper pin

Claims (4)

캐터필러가 유압으로 구동되는 강관 내부 작업용 이동로봇에 있어서,In the mobile robot for working inside the steel pipe is caterpillar hydraulically driven, 캐터필러는 유압 서보 제 1 실린더에 의해 각각 좌,우 폭방향으로 이동되고,The caterpillar is moved in the left and right width directions, respectively, by the hydraulic servo first cylinder, 유압 서보 제 2 실린더가 링크로 캐터필러에 연결되어 상방으로 경사지게 한 것을 특징으로 하는 강관 내부 작업용 이동로봇.A mobile robot for working inside a steel pipe, wherein the hydraulic servo second cylinder is connected to the caterpillar by a link to be inclined upward. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 유압 서보 제 2 실린더에 의해 경사지는 캐터필러는 45도 각도로 경사질 수 있는 것을 특징으로 하는 강관 내부 작업용 이동 로봇.Caterpillar inclined by the hydraulic servo second cylinder is a mobile robot for working inside the steel pipe, characterized in that can be inclined at an angle of 45 degrees. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 캐터필러는 강관의 내면에 따라 폭 방향으로 이동 또는 경사가 이루어져서 캐터필러와 강관 내면의 접촉면적이 증가되는 것을 특징으로 하는 강관 내부 작업용 이동로봇.Caterpillar is a mobile robot for working inside the steel pipe, characterized in that the contact area between the caterpillar and the inner surface of the steel pipe is increased by the movement or inclination in the width direction according to the inner surface of the steel pipe. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 캐터필러는 서보 유압 모터에 의해 회전구동되도록 링크 프레임에 설치되고, 링크 프레임은 전,후방 하부 내측은 핀에 의해 제1 유압 서보 실린더가 결합되고, 링크 프레임의 전,후방 상부 내측은 제 2유압 서보 실린더가 결합된 것을 특징으로 하는 강관 내부 작업용 이동로봇.The caterpillar is installed in the link frame so as to be driven by the servo hydraulic motor, and the link frame is coupled to the first hydraulic servo cylinder by the pins at the lower inside of the front and rear, and the second hydraulic servo at the upper inside of the front and rear of the link frame. Mobile robot for working inside the steel pipe, characterized in that the cylinder is coupled.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102009046A (en) * 2010-10-15 2011-04-13 湖南大学 Intelligent mobile cleaning robot
CN105436160A (en) * 2016-01-16 2016-03-30 漳州市锦成电力设备有限公司 Robot system capable of cleaning urban duct rubbish
CN105465549A (en) * 2016-01-25 2016-04-06 李超 Crawler wheel type pipeline cleaning robot capable of adapting to changes of different pipe diameters

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