KR20160015996A

KR20160015996A - 수중 파이프 청소장치

Info

Publication number: KR20160015996A
Application number: KR1020140099088A
Authority: KR
Inventors: 김진욱
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2014-08-01
Filing date: 2014-08-01
Publication date: 2016-02-15
Anticipated expiration: 2034-08-01
Also published as: KR101638887B1

Abstract

수중 파이프 청소장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저에 배치되어 라이저를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되는 로봇본체유닛과, 해수에 의한 추진력을 로봇본체유닛에 제공하도록 로봇본체유닛에 배치되는 추진유닛과, 수중 파이프를 따라 이동되면서 수중파이프의 외면부를 청소하도록 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함한다. 이러한 수중 파이프 청소장치는, ROV 없이 단독으로 수중 파이프를 따라 주행할 수 있으므로 ROV 운용 상의 비용이 절감되며, 수중 파이프를 원활하게 이동하면서 수중 파이프에 대한 청소를 신속하게 진행할 수 있다.

Description

수중 파이프 청소장치{CLEANING APPRATUS FOR UNDERWATER PIPE}

본 발명은 파이프 청소장치에 관한 것으로서, 상세하게는 수중 파이프 청소장치에 관한 것이고, 보다 상세하세는 수중 파이프로 배치되는 라이저를 청소할 수 있는 청소장치에 관한 것이다.

Fixed Platform 이나 FPSO 등의 해양플랜트들은 바다 속으로 pipe or riser 같은 관을 설치하게 된다. 이러한 pipe 들은 시간이 지나면서 서서히 따개비와 같은 해양생물들이 들러붙게 되고 이는 부식이나 다른 여러 문제를 일으키는 요인이 되므로 일정 주기로 청소를 해야 한다.

현재 해양 구조물에 쌓이는 퇴적물 제거(청소)로봇과 관련한 국내특허는 거의 없는 상태로서, 주로 선박의 바닥(선저), 측면에 초점을 맞춘 장비가 대부분이다.

이러한 청소로봇과 관련된 해외 특허나 제품은 나와 있으나, 주로 ROV에 의한 청소장비이송 타입이나 특정 파이프류 청소를 위한 구조로 제작되어 있다.

일 예로, 국외특허 중 ROV에 이동하는 청소장비의 경우 사각형의 격자구조 모양의 프레임에 청소를 위한 브러쉬가 달려있는 구조가 있다. 또 다른 예로는, 파이프류 중 날개(carnad)가 있는 형상을 따라 가면서 청소하는 특화된 청소로봇이 있다.

국내에는 수중 해양구조물(pipe or riser) 관련된 특허보다는, 주로 선박의 선저나 측면부와 같은 외면부를 청소하는데 주안점이 있다.

그러나 종래의 기술들은 ROV에 의존하여 이동하므로, ROV의 대여 등으로 비용적인 측면에서 부담되며, 해양 구조물(pipe or riser) 면이 단차(편차)가 없는 경우 이동 시 충격이 없으나 단차가 있는 경우 이동이 제한되거나 충격을 받을 수 밖에 없는 구조였다.

대한민국 특허출원 제10-2010-117834 호

본 발명의 일 실시 예는, ROV 없이 단독으로 수중 파이프를 따라 주행할 수 있으므로 ROV 운용 상의 비용이 절감되며, 수중 파이프를 원활하게 이동하면서 수중 파이프에 대한 청소를 신속하게 진행할 수 있는 수중 파이프 청소장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수중 파이프에 배치되어 상기 수중 파이프를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되는 로봇본체유닛; 해수에 의한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하도록 상기 로봇본체유닛에 배치되는 추진유닛; 및 상기 수중 파이프를 따라 이동되면서 상기 수중파이프의 외면부를 청소하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함할 수 있다.

상기 파이프청소유닛은, 상기 수중파이프의 외면부를 청소하는 청소모듈; 및 상기 수중파이프의 외면부에 대해 상기 청소모듈을 이동시키도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 청소이동모듈을 포함할 수 있다.

상기 청소모듈은, 상기 수중파이프에 가압되는 액체를 분사하도록 마련되는 고압분사부를 포함할 수 있다.

상기 청소모듈은, 상기 수중파이프에 접촉되어 상기 청소를 수행하는 브러쉬부를 더 포함할 수 있다.

상기 청소이동모듈은, 상기 청소모듈이 결합되며 상기 수중파이프를 감싸도록 배치되는 청소이동부재; 상기 청소이동부재를 환형 방향으로 이동시키도록 상기 청소이동부재에 연결되는 청소구동부; 및 상기 청소구동부를 상기 로봇본체유닛에 고정시키는 청소구동홀더부를 포함할 수 있다.

상기 추진유닛은, 추진력을 발생시키는 프로펠러를 포함할 수 있다.

상기 추진유닛은, 상기 프로펠러에 상응하여 상기 로봇본체유닛에 배치되는 추진본체; 및 상기 프로펠러를 구동시킬 수 있도록 상기 추진본체에 탑재되는 추진구동부를 포함할 수 있다.

상기 추진유닛은, 상기 로봇본체유닛에 일정 간격으로 배치되며, 상기 추진본체를 상기 로봇본체유닛에 결합시키는 추진용 브라켓을 더 포함할 수 있다.

상기 수중 파이프에 접촉되는 바퀴를 각각 구비하여 상기 로봇본체유닛의 이동을 안내하는 복수의 가이드 휠유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 휠유닛은, 상기 바퀴를 상기 로봇본체유닛에 위치 고정시키는 휠 가이드 본체; 및 상기 바퀴가 회전 가능하게 결합되며, 상기 바퀴가 상기 휠 가이드 본체에 지지되도록 상기 휠 가이드 본체에 마련되는 바퀴지지부를 포함할 수 있다.

상기 바퀴지지부는, 상기 바퀴가 회전 가능하게 결합되는 바퀴 프레임; 상기 바퀴 프레임을 상기 휠 가이드 본체에 회전이동 가능하게 결합시키는 복수의 링크부재; 및 상기 휠 가이드 본체에 대한 상기 바퀴 프레임의 회전이동을 제한하도록 상기 휠 가이드 본체와 상기 바퀴 프레임에 결합되는 조정 실린더를 포함할 수 있다.

상기 바퀴지지부는, 일단부가 상기 바퀴 프레임에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 바퀴에 회전 가능하게 결합되는 링크포크; 및 상기 링크포크로 가해지는 충격을 완충하도록 바퀴 프레임과 상기 링크포크 사이에 마련되는 바퀴댐퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드 휠유닛은, 상기 로봇본체유닛의 상부와 하부 내벽부에 원주 방향을 따라 세 개 이상 배치될 수 있다.

전술한 수중 파이프 청소장치는, 상기 수중 파이프를 검사하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 검사유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 검사유닛은, 상기 수중 파이프를 일정 범위로 감싸도록 배치되는 환형검사부; 상기 환형검사부가 원주 방향으로 이동 가능하게 결합되는 환형이동부; 및 상기 환형검사부에 배치되어 상기 수중 파이프의 검사를 수행하는 검사모듈을 포함할 수 있다.

상기 환형검사부는, 상기 검사모듈이 양쪽에 배치되며, 환형의 형상으로 마련되어 환형방향을 따른 환형기어를 구비하는 환형이동부재; 및 상기 환형이동부재의 환형기어에 기어 결합되는 회전기어와 상기 회전기어를 구동시키는 회전모터를 구비하는 검사구동모듈을 포함할 수 있다.

상기 환형이동부재에는, 환형 방향을 따라 가이드 홈이 마련되며, 상기 검사구동모듈에는, 상기 가이드 홈에 슬라이드 결합되는 가이드 돌기가 마련될 수 있다.

상기 로봇본체유닛은, 상기 통로가 중앙부에 배치되도록 마련되는 복수의 로봇본체부재; 및 상기 로봇본체부재를 상호 결합시키는 복수의 본체결합부재를 포함하며, 상기 복수의 로봇본체부재 중 어느 하나는, 상기 통로를 개방하도록 상기 복수의 본체 결합부재 중 어느 하나에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 로봇본체유닛은, 일단부가 상기 로봇본체부재에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 본체결합부재에 회전 가능하게 결합되어 상기 본체결합부재에 대한 상기 로봇본체부재의 회전 시에 상기 로봇본체부재의 회전을 제한하는 본체개폐 실린더를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 수중 파이프에 배치되어 상기 수중 파이프를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되는 로봇본체유닛; 해수에 의한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하며, 상기 로봇본체유닛의 추진방향을 결정하도록 회전 작동 가능하게 상기 로봇본체유닛에 마련되는 추진유닛; 및 상기 수중 파이프의 외면부를 청소하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함하는 수중 파이프 청소장치가 제공될 수 있다.

상기 추진유닛은, 추진력을 발생시키는 프로펠러; 상기 프로펠러에 상응하여 상기 로봇본체유닛에 회전 가능하게 결합되는 추진본체; 상기 프로펠러를 구동시킬 수 있도록 상기 추진본체에 탑재되는 추진구동부; 및 상기 추진본체를 회전시킬 수 있도록 상기 추진본체와 상기 로봇본체유닛 사이에 마련되는 회전작동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 수중 파이프에 배치되어 상기 수중 파이프를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되며, 상기 수중 파이프에 접촉되어 구름이동 가능하도록 마련되는 로봇본체유닛; 해수를 이용한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하며, 상기 로봇본체유닛을 상기 수중 파이프를 따라 이동시킬 수 있도록 상기 로봇본체유닛에 마련되는 제1 추진유닛; 해수를 이용한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하며, 상기 수중 파이프의 축선을 중심으로 상기 로봇본체유닛을 회전시킬 수 있도록 상기 로봇본체유닛에 마련되는 제2 추진유닛; 및 상기 수중 파이프의 외면부를 청소하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함하는 수중 파이프 청소장치가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, ROV 없이 단독으로 수중 파이프를 따라 주행할 수 있으므로 ROV 운용 상의 비용이 절감되며, 수중 파이프를 원활하게 이동하면서 수중 파이프에 대한 청소를 신속하게 진행할 수 있는 수중 파이프 청소장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치가 라이저에 배치된 사시도이다.
도 2는, 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는, 도 2의 파이프청소유닛의 작동 상태도이다.
도 5는, 도 4에 이어진 파이프청소유닛의 평면 작동 상태도이다.
도 6은, 도 1의 바퀴구동유닛의 사시도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치에 검사유닛을 추가한 사시도이다.
도 8은, 도 7의 평면도이다.
도 9는, 도 8의 로봇본체유닛의 작동 상태도이다.
도 10은, 도 7의 환형검사부의 사시도이다.
도 11은, 도 10의 환경검사부의 I-I에 따른 단면도이다.
도 12는, 도 8의 다른 실시 예이다.
도 13, 도 8의 또 다른 실시 예이다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

도 1내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)에 배치되어 라이저(100)를 따라 이동 가능토록 통로(105)가 마련되는 로봇본체유닛(101)과, 해수에 의한 추진력을 로봇본체유닛(101)에 제공하도록 로봇본체유닛(101)에 배치되는 추진유닛(120)과, 라이저(100)를 따라 이동되면서 라이저(100)의 외면부를 청소하도록 로봇본체유닛(101)에 탑재되는 파이프청소유닛(195)을 포함할 수 있다.

이러한 본 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)의 외면부에 부착되어 라이저(100)의 외벽부를 손상시킬 수 있는 각종 해조류나 따개비와 같은 불필요한 생물들을 제거할 수 있도록 마련된다.

즉 본 실시 예에 따르면, 파이프청소유닛(195)은, 후술되는 바와 같이 라이저(100)의 외벽에 대해 고압의 액체, 일 예로 해수를 분사시켜 수중 파이프의 외벽부에 대한 청소를 수행할 수 있으며, 브러쉬 또는 긁어 제거할 수 있는 스크래치 부재를 사용하여 청소를 수행할 수 있다.

도 4와 도 5를 더 참조하면, 본 실시 예에 따른 파이프청소유닛(195)은, 라이저(100)의 외면부를 청소하는 청소모듈(196)과, 라이저(100)의 외면부에 대해 청소모듈(196)을 이동시키도록 로봇본체유닛(101)에 탑재되는 청소이동모듈(197)을 포함할 수 있다.

청소모듈(196)은, 로봇본체유닛(101)의 하부에 탑재되는 청소이동모듈(197)에 의해 자체적으로 라이저(100)의 원주 방향으로 이동되면서 라이저(100)의 외면부에 대한 청소를 수행할 수 있다. 또한 청소모듈(196)은, 추진유닛에 의해 로봇본체유닛(101)이 라이저(100)를 따라 이동됨에 따라 라이저(100)를 따라 이동되면서 청소를 수행할 수 있다.

이처럼 파이프청소유닛(195)은, 라이저(100)의 청소를 위해서 라이저(100)의 외면부와 라이저(100)를 따라 청소이동모듈(197)과 추진유닛에 의해 이동하면서 라이저(100)에 대한 청소를 수행할 수 있다.

구체적으로 본 실시 예에 따른 청소모듈(196)은, 라이저(100)에 가압되는 액체를 분사하도록 마련되는 고압분사부(205)를 포함할 수 있다. 또한 청소모듈(196)은, 수중파이프에 접촉되어 청소를 수행하는 브러쉬부(206)를 더 포함할 수 있다.

이러한 청소모듈(196)은, 액체로서 고압의 해수를 분사와, 브러쉬부(206)의 브러슁 중 어느 하나 또는 모두의 선택에 의해 청소를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 브러쉬부(206)에 추가될 수 있는 스크래치 부재에 의해 청소를 수행할 수 있다. 스크래치 부재는, 도시되진 않았으나 주로 회전 가능한 긁게 형상으로 마련되어 부착력이 강한 따개비와 같은 부착생물을 제거할 수 있다.

본 실시 예에 따른 청소이동모듈(197)은, 청소모듈(196)이 결합되며 라이저(100)를 감싸도록 배치되는 청소이동부재(199)와, 청소이동부재(199)를 환형 방향으로 이동시키도록 청소이동부재(199)에 연결되는 청소구동부(198)와, 청소구동부(198)를 로봇본체유닛(101)에 고정시키는 청소구동홀더부(200)를 포함할 수 있다.

청소구동부(198)는, 환형의 청소이동부재(199)를 회전 이동시킬 수 있다. 이에 따라 청소이동부재(199)의 양쪽에 배치되는 고압분사부(205)와 청소이동부재(199)의 내벽부에 배치되는 브러쉬부(206)가 라이저(100)의 외벽부를 회전하면서 청소가 진행될 수 있다.

전술한 본 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 주로 수중 파이프로서 라이저(100)를 상정하여 설명하였으나 이에 한정되진 않으며, 다른 종류의 수중 파이프에도 충분히 적용 가능하다.

이러한 본 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, ROV 없이 단독으로 추진유닛(120)에 의해 라이저(100)를 따라 주행할 수 있으므로 운용 상의 비용이 절감되며, 파이프청소유닛(195)에 의해 라이저(100)에 대한 청소를 신속하게 진행할 수 있다.

이하에서는, 도 6 내지 도 11을 더 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치의 주요한 다른 구성요소들을 좀더 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 따른 로봇본체유닛(101)은, 통로(105)가 중앙부에 배치되도록 마련되는 복수의 로봇본체부재(107)와, 로봇본체부재(107)를 상호 결합시키는 복수의 본체결합부재(108)를 포함할 수 있다.

이러한 로봇본체유닛(101)에 배치되는 본 실시 예에 따른 추진유닛(120)은, 전술한 바와 같이 로봇본체유닛(101)의 외곽에서 라이저(100)를 따른 방향으로 추진력을 발생시키는 프로펠러(121)를 포함할 수 있다.

이러한 프로펠러(121)는, 로봇본체유닛(101)이 라이저(100)를 따라 이동할 수 있는 추진력을 제공하는데, 로봇본체유닛(101)의 외곽에 일정 각도 간격으로 배치될 수 있다.

이러한 추진유닛(120)은, 프로펠러(121)에 상응하여 로봇본체유닛(101)에 배치되는 추진본체(122)와, 프로펠러(121)를 구동시킬 수 있도록 추진본체(122)에 탑재되는 추진구동부(125)를 포함할 수 있다.

추진본체(122)는, 프로펠러(121)를 보호할 수 있도록 환형형상으로 마련되어 추진구동부(125)에 연결된다. 또한 추진구동부(125)는, 추진본체(122)에 회전 가능하게 결합된 프로펠러(121)를 구동시킬 수 있도록 추진본체(122)와 연결되며, 후술되는 추진용 브라켓(127)에 의해 로봇본체유닛(101)에 위치 고정된다.

이러한 추진유닛(120)은, 로봇본체유닛(101)에 일정 간격으로 배치되며, 추진본체(122)를 로봇본체유닛(101)에 결합시키는 추진용 브라켓(127)을 더 포함할 수 있다. 추진용 브라켓(127)은, 로봇본체유닛(101)에 볼팅 조립될 수 있는 구조로 마련된다.

도 1과 도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이 구성된 본 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)에 접촉되는 바퀴(133)를 각각 구비하여 로봇본체유닛(101)의 이동을 안내하는 복수의 가이드 휠유닛(130)을 더 포함할 수 있다.

가이드 휠유닛(130)은, 로봇본체유닛(101)의 안쪽에서 라이저(100)의 주위에 배치된다. 즉 가이드 휠유닛(130)은, 로봇본체유닛(101)의 상부와 하부 내벽부에 원주 방향을 따라 세 개 이상 배치될 수 있다.

이러한 본 실시 예에 따른 가이드 휠유닛(130)은, 바퀴(133)를 로봇본체유닛(101)에 위치 고정시키는 휠 가이드 본체(131)와, 바퀴(133)가 회전 가능하게 결합되며 바퀴가 휠 가이드 본체(131)에 지지되도록 휠 가이드 본체(131)에 마련되는 바퀴지지부(135)를 포함할 수 있다.

휠 가이드 본체(131)는, 로봇본체유닛(101)의 상단부와 하단부에 각각에 직각으로 배치되어 결합될 수 있는 구조로 마련되며, 로봇본체유닛(101)에 볼팅 조립될 수 있다.

본 실시 예에 따르면 가이드 휠유닛(130)은, 120도 간격으로서, 상하 위치에서 로봇본체유닛(101)에 각각 복수로 배치될 수 있다. 복수로 배치된 가이드 휠유닛(130)은 120도 간격으로 설치될 수 있을 뿐만 아니라, 4개의 바퀴가 90도 간격으로 배치되어도 무방하다.

본 실시 예에 따른 바퀴지지부(135)는, 바퀴(133)가 회전 가능하게 결합되는 바퀴 프레임(136)과, 바퀴 프레임(136)을 휠 가이드 본체(131)에 회전이동 가능하게 결합시키는 복수의 링크부재(137)와, 휠 가이드 본체(131)에 대한 바퀴 프레임(136)의 회전이동을 제한하도록 휠 가이드 본체(131)과 바퀴 프레임(136)에 결합되는 조정 실린더(138)를 포함할 수 있다.

이러한 바퀴 프레임(136)은, 양쪽에 한 쌍씩 배치되는 링크부재(137)에 의해 휠 가이드 본체(131)에 회전이동 가능하게 결합되며, 조정 실린더(138)에 지지됨으로써 회전이동이 제한될 수 있다.

즉, 바퀴 프레임(136)과 휠 가이드 본체(131)의 간격은, 조정 실린더(138)에 의해 조절될 수 있다. 이때 조정 실린더(138)는, 유압 또는 공압 실린더가 사용될 수 있으며, 라이저(100)의 직경에 따라 정해지는 실린더본체로부터 로드의 이동거리에 의해 바퀴 프레임(136)과 휠 가이드 본체(131)의 간격이 조절되어, 바퀴(133)가 라이저(100)에 적절하게 접촉될 수 있다.

본 실시 예에 따른 바퀴지지부(135)는, 일단부가 바퀴 프레임(136)에 회전 가능하게 결합되며 타단부가 바퀴에 회전 가능하게 결합되는 링크포크(139)와, 링크포크(139)로 가해지는 충격을 완충하도록 바퀴 프레임(136)과 링크포크(139) 사이에 마련되는 바퀴댐퍼(140)를 더 포함할 수 있다.

링크포크(139)는, 바퀴(133)가 실질적으로 회전 가능하게 결합될 수 있는 포크구조로 마련되며, 바퀴 프레임(136)에 회전이동 가능하게 결합됨으로써 바퀴에 가해지는 충격에 따른 바퀴의 회전 이동을 허용한다. 이때 바퀴 바퀴(133)에 가해지는 충격은, 바퀴댐퍼(140)에 의해 완충되어 소멸될 수 있다.

도 1과 도 7내지 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)를 검사하도록 로봇본체유닛(101)의 중앙부에 탑재되는 검사유닛(150)을 더 포함할 수 있다. 도 1에서는 검사유닛(150)이 도시되지 않았으나, 검사유닛(150)은 도 7과 같은 구조로 배치될 수 있다.

이러한 본 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)대한 청소를 수행하면서, 라이저(100)에 대한 검사를 함께 진행할 수 있다.

즉 본 실시 예에 따르면, 로봇본체유닛(101)이 라이저(100)를 따라 이동할 때, 로봇본체유닛(101)에 배치되어 있는 검사유닛(150)에 의해 라이저(100)에 대한 검사가 이루어져 라이저(100)의 내부에 대한 막힘 및 크랙의 발생을 진단할 수 있다.

이때의 검사유닛(150)은, 초음파 또는 자기탐상과 같은 비파괴검사기능을 갖는 비파괴 검사장치, X선 검사장치, 및 레이저 검사장치 등으로 제공될 수 있다.

본 실시 예에 따른 검사유닛(150)은 라이저(100)를 일정 범위로 감싸도록 배치되는 환형검사부(151)와, 환형검사부(151)가 원주 방향으로 이동 가능하게 결합되는 환형이동부와, 환형검사부(151)에 배치되어 라이저(100)의 검사를 수행하는 검사모듈(170)을 포함할 수 있다.

이때 환형검사부(151)에는, 검사모듈(170)의 좌/우 회전운동에 대한 경계를 정하도록 물리적인 제한을 가하는 리밋모듈(165)이 마련될 수 있다. 리밋모듈(165)은, 후술되는 검사구동모듈(155)에 의해 회전 이동을 제한 받을 수 있다.

환형검사부(151)는, 검사모듈(170)이 양쪽에 배치되며, 환형의 형상으로 마련되어 환형방향을 따른 환형기어(153)를 구비하는 환형이동부재(152)와, 환형이동부재(152)의 환형기어(153)에 기어 결합되는 회전기어(156)와 회전기어(156)를 구동시키는 검사모터(157)를 구비하는 검사구동모듈(155)을 포함할 수 있다.

환형이동부재(152)는, 검사모터(157)의 구동에 의해 회전기어(156)가 구동되고, 환형기어(153)가 이동됨으로써 라이저(100)의 원주방향으로 따라 이동될 수 있으며, 검사모듈(170)이 동일한 방향으로 이동되면서 라이저(100)의 검사가 이루어질 수 있다.

환형이동부재(152)에는, 환형 방향을 따라 가이드 홈(158)이 마련되며, 검사구동모듈(155)에는, 가이드 홈(158)에 슬라이드 결합되는 가이드 돌기(159)가 마련될 수 있다. 이에 따라 환형이동부재(152)는, 검사구동모듈(155)에 환형방향으로 이동성이 구속되어 이동될 수 있다.

본 실시 예에 따른 검사유닛(150)은, 환형이동부재(152)를 라이저(100)의 길이 방향으로 안내하도록 마련되는 상하안내부재(미도시)와, 환형이동부재(152)를 라이저(100)의 길이 방향으로 이동시키도록 검사구동모듈(155)에 배치되는 상하구동모듈(162)을 포함할 수 있다.

상하안내부재(미도시)와 상하구동모듈(162)은, 전술한 검사모듈(170)에 대해 라이저(100)를 따른 길이방향의 이동성을 제공할 수 있는 구성요소이다. 이에 따르면 로봇본체유닛(101)이 정지된 상태에서 검사구동모듈(155)이 상하안내부재(미도시)를 따라 이동될 때, 환형이동부재(152)가 함께 이동되며, 환형이동부재(152)의 양쪽에 배치되어 있는 검사모듈(170)이 라이저(100)를 따라 이동되면서 라이저(100)에 대한 정밀검사가 진행될 수 있다.

이러한 검사구동모듈(155)의 상하안내부재(미도시)를 따른 이동은 상하구동모듈(162)에 의해 가능하다. 상하구동모듈(162)은, 도시되진 않았으나 상하안내부재(미도시)를 따른 리니어모터 또는 리드스크류구조를 포함할 수 있다.

한편 도 9를 참조하면, 복수의 로봇본체부재(107) 중 어느 하나는, 통로(105)를 개방하도록 복수의 본체 결합부재 중 어느 하나에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

본 실시 예에 따른 로봇본체유닛(101)은, 일단부가 로봇본체부재(107)에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 본체결합부재(108)에 회전 가능하게 결합되어 본체결합부재(108)에 대한 로봇본체부재(107)의 회전 시에 로봇본체부재(107)의 회전을 제한하는 본체개폐 실린더(109)를 더 포함할 수 있다.

이에 따라 로봇본체유닛(101)은, 하나의 로봇본체부재(107)가 회전된 후, 통로(105)가 개방되어 라이저(100)에 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 본체개폐 실린더(109)는 로봇본체부재(107)를 회전시켜 통로(105)를 개방시킬 수 있을 뿐만 아니라, 로봇본체부재(107)의 회전 시에 로봇본체부재(107)의 과도한 회전을 제한하도록 지지할 수 있다.

이하에서는, 도 1과 도 12를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치를 설명한다. 즉 로봇본체유닛(101)에 마련된 통로(105)의 외곽에 배치되는 추진유닛(120)에 의해 라이저(100)를 따라 이동할 수 있도록 마련된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치에 대해서 설명한다. 이러한 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 파이프청소유닛(195)이 도 12에 도시되어 있지 않으나, 도 1과 같은 구조로 마련될 수 있다.

또한 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 전술한 수중 파이프 청소장치와 로봇본체유닛(101) 및 검사유닛(150)이 대동소이하여 중복적인 요소들의 설명은 생략하며, 추진유닛(120)과 가이드 휠유닛(130)에서 차이가 있으므로 이에 대해서만 상세하게 설명한다.

도 1과 도 12에 도시되 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)에 배치되어 라이저(100)를 따라 이동 가능토록 통로(105)가 마련되는 로봇본체유닛(101)과, 해수에 의한 추진력을 로봇본체유닛(101)에 제공하며, 로봇본체유닛(101)의 추진방향을 결정하도록 회전 작동 가능하게 로봇본체유닛(101)에 마련되는 추진유닛(120)과, 라이저(100)를 따라 이동되면서 라이저(100)의 외면부를 청소하도록 로봇본체유닛(101)에 탑재되는 파이프청소유닛(195)과, 라이저(100)를 검사하도록 로봇본체유닛(101)에 탑재되는 검사유닛(150)을 포함한다.

이러한 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 로봇본체유닛(101)이 추진유닛(120)에 의해 라이저(100)를 따라 이동될 수 있을 뿐만 아니라, 라이저(100)의 축선을 중심으로 회전되면서 라이저(100)에 대한 청소를 수행할 수 있다.

이를 위한 추진유닛(120)은, 추진력을 발생시키는 프로펠러(121)와, 프로펠러(121)에 상응하여 로봇본체유닛(101)에 회전 가능하게 결합되는 추진본체(122)와, 프로펠러(121)를 구동시킬 수 있도록 추진본체(122)에 탑재되는 추진구동부(125)와, 추진본체(122)를 회전시킬 수 있도록 추진본체(122)와 로봇본체유닛(101) 사이에 마련되는 회전작동부(185)를 포함할 수 있다.

즉 프로펠러(121)의 추진방향은, 회전작동부(185)에 의해 추진본체(122)가 회전됨으로써 추진방향이 라이저(100)의 축선방향에서 라이저(100)에 축선에 경사진 방향으로 변화될 수 있다.

이에 따라 로봇본체유닛(101)은, 라이저(100)의 축선을 중심으로 회전되면서 라이저(100)를 따라 이동 또는 라이저(100)를 따른 이동이 정지된 제 자리에서 라이저(100)의 축선을 중심으로 회전될 수 있으며, 라이저(100)의 외벽부에 대해 파이프청소유닛(195)에 의한 청소가 진행될 수 있다.

이때, 복수의 추진유닛(120) 중 일부가 로봇본체유닛(101)에 회전력을 가하도록 회전될 수 있으며, 다른 일부는 회전되지 않고 라이저(100)를 따른 추진력을 제공할 수 있다.

이러한 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)에 접촉되는 바퀴(133)를 각각 구비하여 로봇본체유닛(101)의 이동을 안내하는 복수의 가이드 휠유닛(130)을 더 포함할 수 있다.

도 12에서 이러한 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치의 가이드 휠유닛(130)이 생략되어 있으나, 가이드 휠유닛(130)은 로봇본체유닛(101)의 내벽부에 구름 베어링 또는 구름접촉 가능한 캐스터, 또는 구형의 바퀴로 제공될 수 있다.

이때의 가이드 휠유닛(130)은, 캐스터 구조로 마련될 수 있다. 즉 로봇본체유닛(101)의 이동방향에 따라 회전중심라인이 회전되는 캐스터로 마련될 수 있다. 이러한 캐스터는, 마켓용 카트와 의자에 주로 설치되는 바퀴에 해당되며, 이동방향에 따라 바퀴(133)가 회전될 수 있다.

즉 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 로봇본체유닛(101)이 라이저(100)를 따라 이동되면서 회전될 때, 가이드 휠유닛(130)의 바퀴(133)가 이동에 따른 저항이 작아지는 방향으로 적절하게 회전될 수 있다.

이러한 다른 실시 예에 따른 가이드 휠유닛(130)은, 바퀴(133)를 로봇본체유닛(101)에 위치 고정시키며, 로봇본체유닛(101)에 회전 가능하게 결합되는 휠 가이드 본체(131)와, 바퀴(133)가 회전 가능하게 결합되며, 바퀴(133)가 휠 가이드 본체(131)에 지지되도록 휠 가이드 본체(131)에 마련되는 바퀴지지부(135)를 포함할 수 있다. 바퀴지지부(135)는, 전술한 바퀴지지부(135)와 같이 구성될 수 있다.

한편, 바퀴(133)는 통상적인 원형의 바퀴로 제시되었으나, 이에 한정되진 않으며, 구형으로 제공될 수 있다. 이러한 구형의 바퀴는, 휠 가이드 본체(131)에 회전 가능하게 결합됨으로써 로봇본체유닛(101)의 이동방향에 따른 라이저(100)에 대한 구름접촉을 자연스럽게 제공할 수 있다.

이하에서는, 도 13을 참조하여 또 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치를 설명한다. 이러한 또 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 전술한 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치와 로봇본체유닛(101) 및 검사유닛(150)이 대동소이하여 중복적인 요소들의 설명은 생략하며, 추진유닛(120)과 가이드 휠유닛(130)에서 차이가 있으므로 이에 대해서 상세하게 설명한다. 이러한 또 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 파이프청소유닛(195)이 도 13에 도시되어 있지 않으나, 전술한 바와 같이 도 1과 같은 구조로 마련될 수 있다.

도 1과 도 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 라이저(100)에 배치되어 라이저(100)를 따라 이동 가능토록 통로(105)가 마련되며, 라이저(100)에 접촉되어 구름이동 가능하도록 마련되는 로봇본체유닛(101)과, 해수를 이용한 추진력을 로봇본체유닛(101)에 제공하며 로봇본체유닛(101)을 라이저(100)를 따라 이동시킬 수 있도록 로봇본체유닛(101)에 마련되는 제1 추진유닛(191)과, 해수를 이용한 추진력을 로봇본체유닛(101)에 제공하며, 라이저(100)의 축선을 중심으로 로봇본체유닛(101)을 회전시킬 수 있도록 로봇본체유닛(101)에 마련되는 제2 추진유닛(192)과, 라이저(100)를 따라 이동되면서 라이저(100)의 외면부를 청소하도록 로봇본체유닛(101)에 탑재되는 파이프청소유닛(195)과, 라이저(100)를 검사하도록 로봇본체유닛(101)에 탑재되는 검사유닛(150)을 포함한다.

이러한 또 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치는, 로봇본체유닛(101)이 제1 추진유닛(191)에 의해 라이저(100)를 따라 이동될 수 있으며, 제2 추진유닛(192)이 가동될 때 라이저(100)를 따라 회전되면서 파이프청소유닛(195)에 의해 라이저(100) 전반에 대한 청소를 수행할 수 있다.

즉 제1 추진유닛(191)과, 제2 추진유닛(192)은, 서로 교차하는 방향으로 추진력을 제공하게 되며, 이에 따라 로봇본체유닛(101)은 라이저(100)를 따라 이동됨과 동시에 라이저(100)의 축선을 중심으로 회전될 수 있다. 검사유닛(150)은, 이러한 로봇본체유닛(101)의 움직임에 의해 라이저(100) 전반에 대한 검사를 수행할 수 있다.

도 13에서 이러한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수중 파이프 청소장치의 가이드 휠유닛(130)이 생략되어 있으나, 가이드 휠유닛(130)은 로봇본체유닛(101)의 내벽부에 구름 베어링 또는 구름접촉 가능한 캐스터, 또는 구형의 바퀴로 제공될 수 있다.

한편 전술한 실시 예들에 따른 수중 파이프 청소장치의 추진유닛들은, 해수를 밀어 내면서 추진하는 방식으로서, 프로펠러를 이용하였지만, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되진 않으며, 다른 추진 방식 예를 들어 펌프에 의해 물을 흡입 펌핑하여 분출하는 방식도 가능하다.

이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.

100: 라이저 101: 로봇본체유닛
105: 통로 107: 로봇본체부재
108: 본체결합부재 109: 본체개폐 실린더
120: 추진유닛 121: 프로펠러
122: 추진본체 125: 추진구동부
127: 추진용 브라켓 130: 가이드 휠유닛
131: 휠 가이드 본체 133: 바퀴
135: 바퀴 지지부
136: 바퀴 프레임 137: 링크부재
138: 조정 실린더 139: 링크포크
140: 바퀴댐퍼 150: 검사유닛
151: 환형검사부 152: 환형이동부재
153: 환형기어 155: 검사구동모듈
156: 회전기어 157: 회전모터
158: 가이드 홈 159: 가이드 돌기
162: 상하구동모듈
165: 리밋모듈 170: 검사모듈
185: 회전작동부 191: 제1 추진유닛
192: 제2 추진유닛 195: 파이프청소유닛
196: 청소모듈 197: 청소이동모듈
198: 청소구동부 199: 청소이동부재
200: 청소구동홀더부 205: 고압분사부
206: 브러쉬부

Claims

수중 파이프에 배치되어 상기 수중 파이프를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되는 로봇본체유닛;
해수에 의한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하도록 상기 로봇본체유닛에 배치되는 추진유닛; 및
상기 수중 파이프를 따라 이동되면서 상기 수중파이프의 외면부를 청소하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제1 항에 있어서,
상기 파이프청소유닛은,
상기 수중파이프의 외면부를 청소하는 청소모듈; 및
상기 수중파이프의 외면부에 대해 상기 청소모듈을 이동시키도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 청소이동모듈을 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제2 항에 있어서,
상기 청소모듈은, 상기 수중파이프에 가압되는 액체를 분사하도록 마련되는 고압분사부를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제3 항에 있어서,
상기 청소모듈은, 상기 수중파이프에 접촉되어 상기 청소를 수행하는 브러쉬부를 더 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제2 항에 있어서,
상기 청소이동모듈은,
상기 청소모듈이 결합되며 상기 수중파이프를 감싸도록 배치되는 청소이동부재;
상기 청소이동부재를 환형 방향으로 이동시키도록 상기 청소이동부재에 연결되는 청소구동부; 및
상기 청소구동부를 상기 로봇본체유닛에 고정시키는 청소구동홀더부를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 추진유닛은, 추진력을 발생시키는 프로펠러를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제6 항에 있어서,
상기 추진유닛은,
상기 프로펠러에 상응하여 상기 로봇본체유닛에 배치되는 추진본체; 및
상기 프로펠러를 구동시킬 수 있도록 상기 추진본체에 탑재되는 추진구동부를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제7 항에 있어서,
상기 추진유닛은, 상기 로봇본체유닛에 일정 간격으로 배치되며, 상기 추진본체를 상기 로봇본체유닛에 결합시키는 추진용 브라켓을 더 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제1 항 또는 제2항에 있어서,
상기 수중 파이프에 접촉되는 바퀴를 각각 구비하여 상기 로봇본체유닛의 이동을 안내하는 복수의 가이드 휠유닛을 더 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제9 항에 있어서,
상기 가이드 휠유닛은,
상기 바퀴를 상기 로봇본체유닛에 위치 고정시키는 휠 가이드 본체; 및
상기 바퀴가 회전 가능하게 결합되며, 상기 바퀴가 상기 휠 가이드 본체에 지지되도록 상기 휠 가이드 본체에 마련되는 바퀴지지부를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제10 항에 있어서,
상기 바퀴지지부는,
상기 바퀴가 회전 가능하게 결합되는 바퀴 프레임;
상기 바퀴 프레임을 상기 휠 가이드 본체에 회전이동 가능하게 결합시키는 복수의 링크부재; 및
상기 휠 가이드 본체에 대한 상기 바퀴 프레임의 회전이동을 제한하도록 상기 휠 가이드 본체와 상기 바퀴 프레임에 결합되는 조정 실린더를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제11 항에 있어서,
상기 바퀴지지부는,
일단부가 상기 바퀴 프레임에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 바퀴에 회전 가능하게 결합되는 링크포크; 및
상기 링크포크로 가해지는 충격을 완충하도록 바퀴 프레임과 상기 링크포크 사이에 마련되는 바퀴댐퍼를 더 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제9 항에 있어서,
상기 가이드 휠유닛은, 상기 로봇본체유닛의 상부와 하부 내벽부에 원주 방향을 따라 세 개 이상 배치되는 수중 파이프 청소장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 수중 파이프를 검사하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 검사유닛을 더 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제14 항에 있어서,
상기 검사유닛은,
상기 수중 파이프를 일정 범위로 감싸도록 배치되는 환형검사부;
상기 환형검사부가 원주 방향으로 이동 가능하게 결합되는 환형이동부; 및
상기 환형검사부에 배치되어 상기 수중 파이프의 검사를 수행하는 검사모듈을 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제15 항에 있어서,
상기 환형검사부는,
상기 검사모듈이 양쪽에 배치되며, 환형의 형상으로 마련되어 환형방향을 따른 환형기어를 구비하는 환형이동부재; 및
상기 환형이동부재의 환형기어에 기어 결합되는 회전기어와 상기 회전기어를 구동시키는 회전모터를 구비하는 검사구동모듈을 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제16 항에 있어서,
상기 환형이동부재에는, 환형 방향을 따라 가이드 홈이 마련되며, 상기 검사구동모듈에는, 상기 가이드 홈에 슬라이드 결합되는 가이드 돌기가 마련되는 수중 파이프 청소장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 로봇본체유닛은,
상기 통로가 중앙부에 배치되도록 마련되는 복수의 로봇본체부재; 및
상기 로봇본체부재를 상호 결합시키는 복수의 본체결합부재를 포함하며,
상기 복수의 로봇본체부재 중 어느 하나는, 상기 통로를 개방하도록 상기 복수의 본체 결합부재 중 어느 하나에 회전 가능하게 결합되는 수중 파이프 청소장치.
제18 항에 있어서,
상기 로봇본체유닛은,
일단부가 상기 로봇본체부재에 회전 가능하게 결합되며, 타단부가 상기 본체결합부재에 회전 가능하게 결합되어 상기 본체결합부재에 대한 상기 로봇본체부재의 회전 시에 상기 로봇본체부재의 회전을 제한하는 본체개폐 실린더를 더 포함하는 수중 파이프 청소장치.
수중 파이프에 배치되어 상기 수중 파이프를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되는 로봇본체유닛;
해수에 의한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하며, 상기 로봇본체유닛의 추진방향을 결정하도록 회전 작동 가능하게 상기 로봇본체유닛에 마련되는 추진유닛; 및
상기 수중 파이프의 외면부를 청소하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함하는 수중 파이프 청소장치.
제20 항에 있어서,
상기 추진유닛은,
추진력을 발생시키는 프로펠러;
상기 프로펠러에 상응하여 상기 로봇본체유닛에 회전 가능하게 결합되는 추진본체;
상기 프로펠러를 구동시킬 수 있도록 상기 추진본체에 탑재되는 추진구동부; 및
상기 추진본체를 회전시킬 수 있도록 상기 추진본체와 상기 로봇본체유닛 사이에 마련되는 회전작동부를 포함하는 수중 파이프 청소장치.
수중 파이프에 배치되어 상기 수중 파이프를 따라 이동 가능토록 통로가 마련되며, 상기 수중 파이프에 접촉되어 구름이동 가능하도록 마련되는 로봇본체유닛;
해수를 이용한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하며, 상기 로봇본체유닛을 상기 수중 파이프를 따라 이동시킬 수 있도록 상기 로봇본체유닛에 마련되는 제1 추진유닛;
해수를 이용한 추진력을 상기 로봇본체유닛에 제공하며, 상기 수중 파이프의 축선을 중심으로 상기 로봇본체유닛을 회전시킬 수 있도록 상기 로봇본체유닛에 마련되는 제2 추진유닛; 및
상기 수중 파이프의 외면부를 청소하도록 상기 로봇본체유닛에 탑재되는 파이프청소유닛을 포함하는 수중 파이프 청소장치.