KR20150078119A

KR20150078119A - Mobile robot for inspectiing inside-pipe

Info

Publication number: KR20150078119A
Application number: KR1020130167230A
Authority: KR
Inventors: 정경민; 최영수; 이성욱; 서용칠; 신호철; 조재완
Original assignee: 한국원자력연구원
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2033-12-30
Also published as: KR101573120B1

Abstract

본 발명은 배관 내부 검사용 이동로봇에 관한 것으로서, 특히 배관의 직경 변화나 내면 형상 변화에 관계없이 배관의 내면과 항상 견고한 접촉상태를 유지하며 배관 내부를 용이하게 이동할 수 있도록 하는 배관 내부 검사용 이동로봇에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명에 따른 배관 내부 검사용 이동로봇은, 로봇의 몸체를 이루며 상호 직렬로 연결되는 2개 이상의 모듈; 상기 각 모듈의 외면에 장착되며, 외부에서 공급되는 유체에 의해 팽창되는 복수의 제1유체주머니; 복수 개가 병렬로 배치되어 상기 각 모듈 사이를 연결하고, 외부에서 공급되는 유체에 의해 팽창되는 복수의 제2유체주머니;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.[0001] The present invention relates to a mobile robot for inspecting an inside of a pipe, and more particularly, to a mobile robot for inspecting an inside of a pipe which maintains a solid contact state with the inside surface of the pipe at all times, Robot. To this end, the mobile robot for inspecting an inside of a pipe according to the present invention comprises two or more modules connected in series to form a body of a robot; A plurality of first fluid pockets mounted on an outer surface of each of the modules and inflated by a fluid supplied from the outside; And a plurality of second fluid pockets which are arranged in parallel to connect the modules to each other and expand by a fluid supplied from the outside.

Description

[0001] MOBILE ROBOT FOR INSPECTION INSIDE-PIPE [0002]

본 발명은 배관 내부 검사용 이동로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관의 직경 변화나 내면 형상 변화에 관계없이 배관의 내면과 항상 견고한 접촉상태를 유지하며 배관 내부를 용이하게 이동할 수 있도록 한 배관 내부 검사용 이동로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot for inspecting an inside of a pipe, and more particularly, to a mobile robot for inspecting inside of a pipe, which maintains a firm contact state with the inside surface of the pipe, And a mobile robot for inspection.

일반적으로 원자로의 각종 배관 내부를 검사 또는 정비하기 위한 로봇은 배관 내부를 주로 바퀴나 트랙을 이용하여 이동하게 되는데 로봇에 장착된 바퀴나 트랙과 배관 내면과의 마찰력을 이용하여 이동하게 된다.Generally, a robot for inspecting or repairing various piping inside a nuclear reactor moves mainly by using a wheel or a track inside the piping, and moves by using the friction between the wheel or the track mounted on the robot and the inner surface of the piping.

그러나, 배관의 내부 형상이 직선형을 이루지 못하거나 완만하게 변화하지 않을 경우에는 로봇이 배관 내부를 이동하는 과정 중 로봇의 바퀴나 트랙이 배관의 내면과 부분적으로 접촉되지 못하는 접촉상실이 발생되기 때문에 로봇이 배관 내부를 원활하게 이동하는 데에 많은 어려움이 있다.However, if the internal shape of the pipe does not linearly or gently change, a contact loss occurs in which the wheel or track of the robot is not in contact with the inner surface of the pipe during the movement of the robot inside the pipe, There is a great difficulty in smoothly moving the inside of the pipe.

이와 같은 문제를 극복하고자, 종래에는 로봇의 바퀴나 트랙에 스프링을 이용한 탄성구조를 적용하여 로봇의 바퀴나 트랙이 배관 내면과 탄성적으로 접촉되도록 함으로써, 배관 내부의 형상 변화로 인한 바퀴나 트랙의 접촉상실 문제를 극복할 수 있도록 하는 기구적 장치구성 등이 고안되어 왔었다. In order to overcome such a problem, conventionally, an elastic structure using a spring is applied to a wheel or a track of a robot so that the wheel or track of the robot is brought into elastic contact with the inner surface of the pipe, And a mechanical device configuration that can overcome the contact loss problem have been devised.

그러나, 이와 같은 바퀴나 트랙에 탄성구조가 적용된 로봇 또한 배관의 내면 형상 변화가 큰 불연속 직각엘보우(elbow)나 직경감소부(reducer) 등과 같은 급격한 형상 변화가 있는 배관 구조에서는 로봇의 바퀴나 트랙과 배관 내면과의 접촉상실 문제가 여전히 존재하는 한계점이 있었으며, 이로 인해 급격한 형상 변화를 갖는 배관 내부에서의 로봇의 이동이 크게 제한되는 문제점이 있었다.However, in a piping structure in which an elastic structure is applied to a wheel or a track and a sudden change in shape such as a discontinuous right angle elbow or a reducer having a large change in the inner surface shape of the pipe, There is still a problem in that the problem of loss of contact with the inner surface of the pipe still exists, and there is a problem in that the movement of the robot in the pipe having a sudden shape change is greatly restricted.

또한, 상기한 로봇 구조와는 별개로 한국 특허공개 2009-0010697호 등에 개시되어 있는 배관 내부 이동로봇 구조에서는 이동로봇을 여러 개의 독립된 모듈로 구성하고 각 모듈을 스프링이나 유니버설조인트 등을 이용하여 상호 직렬 형태로 연결시켜 구성함으로써 로봇에 구비된 바퀴나 트랙과 배관 내면과의 접촉성을 증대시키도록 하는 시도가 있었다.In addition, apart from the robot structure described above, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2009-0010697 and the like, a mobile robot has a plurality of independent modules, and each module is connected in series with a spring or a universal joint So that there is an attempt to increase the contact between the wheel or the track provided on the robot and the inner surface of the pipe.

그러나, 이와 같이 로봇의 각 모듈 사이를 스프링이나 유니버설조인트 등과 같은 피동부품(passive elements)으로 연결한 종래의 로봇 구조는 배관의 형상이 급격히 변화되는 분기관 등의 배관 구조에서는 로봇의 원활한 이동이 어려운 문제가 있었고, 로봇의 각 모듈 간을 연결하는 연결부를 모터와 같은 능동부품(active elements)으로 연결시켜 구동하는 로봇 구조 또한 배관의 곡률 변화에 적극적으로 대응하며 로봇의 이동을 제어하는 데에 많은 어려움이 있었다.However, in the conventional robot structure in which each module of the robot is connected with passive elements such as a spring or a universal joint, it is difficult to smoothly move the robot in a piping structure such as a branch pipe whose shape changes rapidly There is a problem, and a robot structure in which a connecting portion connecting each module of the robot is connected to active elements such as a motor is also actively responding to the change in the curvature of the pipe, and there are many difficulties in controlling the movement of the robot .

한국 특허공개 2009-0010697호, 일본 특개평5-319259호Korean Patent Publication No. 2009-0010697, Japanese Patent Laid-Open No. 5-319259

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 배관 내부를 이동하는 이동로봇을 상호 직렬로 연결된 2개 이상의 모듈로 구성하는 한편 상기 각 모듈의 외부면에 직경방향으로 신축이 가능한 탄성을 갖는 유체주머니를 복수 개 부착하고 각 모듈 사이를 연결하는 연결부에 길이방향으로 신축이 가능한 탄성을 갖는 복수의 유체주머니를 병렬로 연결하여 각각의 유체주머니를 솔레노이드밸브를 통해 선택적으로 팽창 및 수축시킴으로써, 로봇의 이동과정에서 로봇의 각 모듈에 부착된 유체주머니가 배관 내면의 곡률 변화에 대응하여 변형하며 배관의 내면과 견고한 접촉상태를 유지한 상태로 이동이 가능하고 배관의 내면 형상에 관계없이 배관 내부를 용이하게 이동하며 검사 및 정비 작업을 수행할 수 있도록 한 배관 내부 검사용 이동로봇을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a mobile robot that moves in a piping structure by two or more modules connected in series, A plurality of fluid bags having elasticity capable of elongating and contracting in the radial direction are attached to a connecting portion connecting the modules, and a plurality of fluid bags having elasticity capable of elastic expansion and contraction in the longitudinal direction are connected in parallel to each other, The fluid bag attached to each module of the robot during the movement of the robot is deformed corresponding to the change in curvature of the inner surface of the pipe so that the fluid bag can be moved in a state of maintaining a firm contact state with the inner surface of the pipe Regardless of the inner shape of the piping, it is easy to move inside the piping and perform inspection and maintenance work. To be carried out to provide a mobile robot for a pipe internal inspection.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 배관 내부 검사용 이동로봇은, 로봇의 몸체를 이루며 상호 직렬로 연결되는 2개 이상의 모듈; 상기 각 모듈의 외면에 장착되며, 외부에서 공급되는 유체에 의해 팽창되는 복수의 제1유체주머니; 복수 개가 병렬로 배치되어 상기 각 모듈 사이를 연결하고, 외부에서 공급되는 유체에 의해 팽창되는 복수의 제2유체주머니;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a mobile robot for inspecting an inside of a pipe, comprising: at least two modules connected in series to form a body of the robot; A plurality of first fluid pockets mounted on an outer surface of each of the modules and inflated by a fluid supplied from the outside; And a plurality of second fluid pockets which are arranged in parallel to connect the modules and expand by a fluid supplied from the outside.

여기서, 상기 제1유체주머니는 길이방향보다 직경방향으로 신축성이 더 크고, 상기 제2유체주머니는 직경방향보다 길이방향으로 신축성이 더 큰 것이 바람직하다.Preferably, the first fluid bag has greater elasticity in the radial direction than the longitudinal direction, and the second fluid bag has greater elasticity in the longitudinal direction than in the radial direction.

그리고, 상기 제1유체주머니는 모듈의 외면에 상호 등간격을 이루도록 배치될 수 있다.The first fluid bag may be disposed on the outer surface of the module at equal intervals.

아울러, 상기 제1유체주머니 및 상기 제2유체주머니로 공급되는 유체의 흐름을 개폐하는 솔레노이드밸브가 추가적으로 설치될 수 있다.In addition, a solenoid valve for opening and closing the flow of the fluid supplied to the first fluid bag and the second fluid bag may be additionally provided.

이때, 상기 각 모듈에 장착되는 제1유체주머니로의 유체 공급은 하나의 유체공급라인을 통해 이루어지도록 구성할 수 있다.At this time, the fluid supply to the first fluid bag inserted in each of the modules may be configured to be performed through one fluid supply line.

그리고, 상기 제2유체주머니는 상하좌우에 4개가 등간격을 이루며 배치되도록 구성할 수 있다.In addition, the second fluid bag may be arranged at equal intervals in the upper, lower, left, and right directions.

여기서, 상기 각각의 제2유체주머니를 감싸는 주름관이 추가적으로 설치될 수 있다.Here, a corrugated tube for surrounding each of the second fluid pockets may be additionally provided.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 배관 내부 검사용 이동로봇을 상호 직렬로 연결된 2개 이상의 모듈로 구성하고 각 모듈의 외부면에 직경방향으로 큰 신축성을 갖는 유체주머니를 복수 개 부착하는 한편 상기 각 모듈을 연결하는 연결부에 길이방향으로 큰 신축성을 갖는 복수의 유체주머니를 병렬로 연결하여 각 유체주머니를 솔레노이드밸브의 선택적인 개폐 동작에 의해 선택적으로 팽창 또는 수축시키면서 로봇의 추진동작 및 방향전환 동작이 수행되도록 구성함으로써, 로봇의 이동과정에서 로봇의 각 모듈에 부착된 유체주머니가 배관 내면의 곡률 변화에 대응하여 변형하면서 배관의 내면과 견고한 접촉상태를 유지한 상태로 이동할 수 있고, 이로 인해 배관의 내면 형상에 관계없이 로봇이 배관 내부를 원활하게 이동하며 검사 및 정비 작업을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다. 이에 따라, 기존 기술로 이동이 어려웠던 불연속 엘보우 배관이나 분기관 배관 등에서의 로봇의 이동이 용이하게 수행될 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, a plurality of fluid bags having a large elasticity in the radial direction are attached to the outer surface of each module, while the mobile robots for inspecting the inside of the pipe are composed of two or more modules connected in series, A plurality of fluid pockets having a large elasticity in the longitudinal direction are connected in parallel to a connection portion connecting the respective modules so that each fluid bag is selectively expanded or contracted by selectively opening and closing the solenoid valve, It is possible to move the fluid bag attached to each module of the robot in a state in which the fluid bag is deformed corresponding to a change in curvature of the inner surface of the pipe while maintaining a firm contact state with the inner surface of the pipe, The robot moves smoothly inside the pipe, regardless of the inner shape of the pipe. Up operation can be easily performed. Accordingly, it is possible to easily carry out the movement of the robot in the discontinuous elbow pipe or the branch pipe which has been difficult to move to the existing technology.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 배관 내부 검사용 이동로봇을 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 배관 내부 검사용 이동로봇의 분리사시도.
도 3은 도 2에 도시된 이동로봇에 구비된 헤드모듈의 구성을 상세하게 보여주는 분리사시도 및 측면도.
도 4는 도 2에 도시된 이동로봇에 구비된 바디모듈의 구성을 상세하게 보여주는 분리사시도 및 측면도.
도 5는 도 2에 도시된 이동로봇에 구비된 테일모듈의 구성을 상세하게 보여주는 분리사시도 및 측면도.
도 6은 도 1의 A-A섹션 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 이동로봇의 공압 회로도.
도 8은 본 발명에 따른 이동로봇의 헤드모듈과 테일모듈의 각 외부면에 설치된 제1공기주머니와 제3공기주머니가 팽창 및 수축되는 모습을 개략적으로 보여주는 개념도.
도 9는 본 발명에 따른 이동로봇의 제1공기주머니와 제2공기주머니 및 제3공기주머니의 차등 팽창 및 수축에 따른 로봇의 전진이동 과정을 개략적으로 보여주는 개념도.
도 10은 본 발명에 따른 이동로봇의 각 모듈 사이를 연결하는 제2공기주머니가 팽창 및 수축, 차등 팽창 및 수축되는 모습을 각각 보여주는 개념도.
도 11은 본 발명에 따른 이동로봇이 직각 엘보우 배관 내부에서 이동되는 모습을 순차적으로 보여주는 작동도.
도 12는 본 발명에 따른 이동로봇이 리듀서 배관 내부에서 이동되는 모습을 순차적으로 보여주는 작동도.1 is a perspective view illustrating a mobile robot for inspecting an inside of a pipe according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the mobile robot for inspecting the inside of a pipe shown in Fig.
FIG. 3 is an exploded perspective view and a side view showing a detailed structure of a head module included in the mobile robot shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is an exploded perspective view and a side view showing a detailed structure of a body module included in the mobile robot shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is an exploded perspective view and a side view showing a detailed configuration of a tail module included in the mobile robot shown in FIG. 2;
6 is a sectional view taken along the line AA of Fig.
7 is a pneumatic circuit diagram of a mobile robot according to the present invention.
FIG. 8 is a conceptual view schematically showing the expansion and contraction of the first air bag and the third air bag provided on the outer surfaces of the head module and the tail module of the mobile robot according to the present invention. FIG.
9 is a conceptual view schematically showing a process of moving the robot in accordance with the differential inflation and contraction of the first air bag, the second air bag and the third air bag of the mobile robot according to the present invention.
10 is a conceptual view showing a state in which a second air bag connecting between modules of a mobile robot according to the present invention is inflated and deflated, differential inflated and deflated, respectively.
FIG. 11 is an operation diagram sequentially showing a state in which a mobile robot according to the present invention is moved within a rectangular elbow pipe; FIG.
FIG. 12 is an operation diagram sequentially showing how a mobile robot according to the present invention is moved within a reducer pipe; FIG.

이하, 본 발명에 따른 배관 내부 검사용 이동로봇의 일실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a mobile robot for inspecting an inside of a pipe according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 배관 내부 검사용 이동로봇의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리사시도이다. 그리고, 도 6은 도 1의 이동로봇을 A-A 섹션 방향에서 바라본 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a mobile robot for inspecting an inside of a pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 6 is a sectional view of the mobile robot of Fig. 1 viewed from the A-A section direction.

도 1과 도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배관 내부 검사용 이동로봇(1000)은, 로봇의 몸체를 형성하며 상호 직렬로 연결되는 3개의 모듈(100)(200)(300), 즉 헤드모듈(head module)(100)과, 바디모듈(body module)(200) 및 테일모듈(tail module)(300)을 포함하여 구성된다.Referring to FIGS. 1, 2 and 6, a mobile robot 1000 for inspecting an inside of a pipe according to the present invention includes three modules 100, 200, and 300, which form a body of a robot and are connected in series, A head module 100, and a body module 200 and a tail module 300. The head module 100 includes a head module 100, a body module 200, and a tail module 300.

그리고, 본 발명에 따른 이동로봇(1000)의 이동을 위한 이동수단으로는, 헤드모듈(100) 및 테일모듈(300)의 각 외부면에 장착되며 외부에서 공급되는 유체에 의해 팽창되는 복수의 제1유체주머니와, 헤드모듈(100)과 테일모듈(300) 사이를 연결하는 바디모듈(200) 내에 구비되며 외부에서 공급되는 유체에 의해 팽창되는 복수의 제2유체주머니를 포함하여 구성된다.As a moving means for moving the mobile robot 1000 according to the present invention, there are a plurality of moving means mounted on the outer surfaces of the head module 100 and the tail module 300, And a plurality of second fluid pockets provided in the body module 200 connecting between the head module 100 and the tail module 300 and expanded by a fluid supplied from the outside.

여기서, 상기 제1유체주머니와 제2유체주머니의 내부로 공급되는 유체로는 기체 상태의 공압이나 액체 상태의 유압이 이용될 수 있으나, 본 실시 예에서는 공압을 이용하는 로봇의 이동 메커니즘에 대해서만 예를 들어 설명하기로 한다. 아울러, 상기 헤드모듈(100) 및 테일모듈(300)의 외부면에 장착되는 제1유체주머니는 이 후의 상세한 설명에서 제1공기주머니(150)와 제3공기주머니(340)를 지칭하게 되고, 상기 바디모듈(200)에 장착되는 제2유체주머니는 제2공기주머니(250)를 지칭함을 미리 밝혀둔다 Here, a gaseous pneumatic pressure or a liquid-state hydraulic pressure may be used as the fluid supplied into the first fluid bag and the second fluid bag, but in this embodiment, only the moving mechanism of the robot using pneumatic pressure I will explain it. The first fluid bag to be mounted on the outer surface of the head module 100 and the tail module 300 will be referred to as a first air bag 150 and a third air bag 340 in the following description, The second fluid bag accommodated in the body module 200 refers to the second air bag 250

도 3은 도 2에 도시된 이동로봇(1000)의 헤드모듈(100) 부분 구성을 구체적으로 보여주는 분리 사시도 및 측면도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view and a side view showing a detailed configuration of the head module 100 of the mobile robot 1000 shown in FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 헤드모듈(100)은, 양단이 개방된 파이프 형상을 갖는 헤드몸체(110)와, 상기 헤드모듈(100)의 개방된 양단을 각각 폐쇄하도록 결합되는 헤드커버(120) 및 헤드 조인트 블럭(130)과, 상기 헤드몸체(110)의 외측에 전후방향(길이방향)으로 소정거리 이격되어 한 쌍을 이루며 상기 헤드몸체(110)의 둘레를 따라 설치되는 엘보우(elbow) 타입의 복수의 연결구(140)와, 상기 헤드몸체(110)의 외측에 길이방향으로 설치되는 한 쌍의 연결구(140) 사이에 연결되어 공기의 주입에 의해 팽창되는 제1공기주머니(150)와, 상기 헤드 조인트 블럭(130)의 후단부에 결합되는 조인트(160)와, 상기 조인트(160)와 결합되어 외부에서 제공되는 공기를 상기 제1공기주머니(150)로 공급하여 팽창시키는 제1공기공급라인(170)을 포함하여 구성된다.3, the head module 100 includes a head body 110 having a pipe shape with both open ends, a head cover 120 (not shown) coupled to close both open ends of the head module 100, And a head joint block 130. The head body 110 has a pair of elongated holes formed along the circumference of the head body 110 and spaced a predetermined distance in the longitudinal direction of the head body 110, A first air bag 150 connected between a pair of connection ports 140 installed in the longitudinal direction on the outer side of the head body 110 and expanded by the injection of air, A joint 160 coupled to the rear end of the head joint block 130 and a second air passage 160 coupled to the joint 160 for supplying air from the outside to the first air bag 150 to expand the air, And a supply line 170.

여기서, 헤드몸체(110)의 외주면에는 복수의 엘보우형 연결구(140)의 일측 단부가 끼워져 결합되는 복수의 결합공(112)이 형성된다. 그리고, 상기 헤드몸체(110)의 개방된 선단부 측에는 원판 형태의 헤드커버(120)가 결합되고, 상기 헤드몸체(110)의 개방된 후단부 측에는 헤드 조인트 블럭(130)이 결합된다. Here, a plurality of coupling holes 112 are formed in the outer circumferential surface of the head body 110, to which the one end of the plurality of elbow-type coupling holes 140 is fitted. A disk-shaped head cover 120 is coupled to the open end of the head body 110, and a head joint block 130 is coupled to an open rear end of the head body 110.

이때, 상기 헤드몸체(110)와 연결구(140)의 결합 부분과, 상기 헤드몸체(110)와 헤드커버(120) 및 헤드 조인트 블럭(130)의 결합 부분은 공기가 외부로 누설되지 않도록 견고하게 밀폐된다.The joint portion of the head body 110 and the coupling 140 and the joint portion of the head body 110 and the head cover 120 and the head joint block 130 are formed in a rigid It is sealed.

그리고, 헤드몸체(110)의 외부면에 길이방향으로 이격 배치되는 한 쌍의 연결구(140)는 헤드몸체(110)의 외측으로 돌출되어 서로 마주보는 형태로 설치되는데, 상기 한 쌍의 연결구(140)는 신축성 있는 호스(hose) 모양의 제1공기주머니(150)를 통해 연결된다. 이때, 상기 제1공기주머니(150)는 고무장갑과 같이 마찰력 및 신축성이 큰 탄성 소재로 이루어지며, 그 길이방향보다 직경방향으로의 신축성이 훨씬 큰 탄성 재질로 구성된다. The pair of connectors 140 protrude outward from the head body 110 and are opposed to each other. The pair of connectors 140 are spaced apart from each other in the longitudinal direction on the outer surface of the head body 110. Are connected through a first air bag 150 in the form of a flexible hose. At this time, the first air bag 150 is made of an elastic material having a large frictional force and elasticity, such as rubber gloves, and is made of an elastic material having a greater elasticity in the radial direction than the longitudinal direction.

또한, 상기 제1공기주머니(150)의 양 끝단이 끼워져 결합되는 각 연결구(140)의 단부 외주면상에는 환형의 마찰돌기(142)가 형성되어 상기 제1공기주머니(150)가 각 연결구(140)에 끼워져 쉽게 분리되지 않도록 되어 있다. 그리고 상기 제1공기주머니(150)와 연결구(140) 간의 연결 부위는 공기가 누설되지 않도록 견고하게 밀폐처리된다. An annular frictional protrusion 142 is formed on an outer circumferential surface of an end of each of the connecting ports 140 to which both ends of the first air bag 150 are fitted so that the first air bag 150 is inserted into each of the connecting ports 140, So that they can not be easily separated. The connection portion between the first air bag 150 and the connector 140 is tightly sealed so that air is not leaked.

이와 같은 한 쌍의 연결구(140) 사이를 연결하도록 설치되는 제1공기주머니(150)는 4개가 헤드몸체(110)의 상하좌우 외주면상에 상호 등간격을 이루며 배치되도록 설치된다.The first air bag 150 installed to connect between the pair of connection ports 140 is installed so as to be equally spaced on the upper, lower, left, and right outer surfaces of the head body 110.

한편 헤드 조인트 블럭(130)은 외관이 모자 형상을 이루고, 그의 후단부 중심에는 제1공기공급라인(170)의 끝단과 결합된 조인트(160)가 삽입되는 삽입공(132)이 형성되어, 상기 삽입공(132)에 조인트(160)의 끝단이 원터치 방식으로 삽입 또는 분리 가능하도록 되어 있다.The head joint block 130 has an outer shape having a hat shape and an insertion hole 132 into which a joint 160 coupled with an end of the first air supply line 170 is inserted is formed at the center of the rear end thereof, So that the end of the joint 160 can be inserted or removed in the insertion hole 132 in a one-touch manner.

그리고, 상기 조인트(160)의 후단 중심부에는 제1공기공급라인(170)의 일측 단부가 끼워지는 중심통공(161)이 형성되어 상기 제1공기공급라인(170)을 통해 공급되는 공기가 상기 조인트(160) 내의 중심통공(161)을 거쳐 헤드몸체(110)에 제공되도록 되어 있으며, 상기 헤드몸체(110) 내부에 제공된 공기는 길이방향으로 배치된 한 쌍의 연결구(140)를 통해 제1공기주머니(150) 내부로 유입되어 제1공기주머니(150)를 팽창시키도록 되어 있다. A central through hole 161 is formed at the center of the rear end of the joint 160 to receive one end of the first air supply line 170 so that air supplied through the first air supply line 170 flows into the joint The air supplied to the inside of the head body 110 is supplied to the head body 110 via the center hole 161 of the first air passage 160 through the pair of connection ports 140 arranged in the longitudinal direction, The first air bag 150 is inflated into the bag 150 to inflate the first air bag 150.

이때, 상기 제1공기주머니(150) 내부로 공기가 주입될 경우 상기 제1공기주머니(150)는 대부분 직경방향으로 팽창이 이루어져 배관의 내부면에 탄성적으로 접촉하게 된다.At this time, when air is injected into the first air bag 150, the first air bag 150 is mostly expanded in the radial direction to elastically contact the inner surface of the pipe.

한편, 도 4는 도 2에 도시된 이동로봇(1000)의 바디모듈(200) 부분의 구성을 구체적으로 보여주는 분리사시도 및 측면도이다.Meanwhile, FIG. 4 is an exploded perspective view and a side view showing a detailed structure of the body module 200 of the mobile robot 1000 shown in FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 바디모듈(200)은, 양단이 개방된 파이프 형상의 바디몸체(210)와, 상기 바디모듈(200)의 개방된 선단부를 폐쇄하도록 결합되는 바디 조인트 블럭(220)과, 상기 바디 조인트 블럭(220)의 후단부에 결합되는 복수의 조인트(230)와, 상기 헤드 조인트 블럭(130)과 바디 조인트 블럭(220)에 각각 마주보도록 한 쌍을 이루며 설치되는 엘보우(elbow) 타입의 복수의 연결구(240)와, 상기 마주보는 한 쌍의 연결구(240) 사이에 연결되며 공기의 주입에 의해 팽창되는 복수의 제2공기주머니(250)와, 상기 각각의 제2공기주머니(250)를 감싸도록 설치되는 복수의 주름관(260)과, 상기 각 조인트(230)에 결합되는 복수의 제2공기공급라인(270)을 포함하여 구성된다.4, the body module 200 includes a body 210 having a pipe shape with both open ends, a body joint block 220 coupled to close the open end of the body module 200, A plurality of joints 230 coupled to a rear end of the body joint block 220 and a pair of elbow joints 230 disposed to face the head joint block 130 and the body joint block 220, A plurality of second air bags (250) connected between the facing pair of connection ports (240) and inflated by the infusion of air, and a plurality of second air bags And a plurality of second air supply lines 270 coupled to the respective joints 230. The plurality of second air supply lines 270 may include a plurality of air pipes 260,

상기 바디몸체(210)는 헤드몸체(110)보다 작은 직경을 갖는 파이프 형상으로 이루어져 있으며, 상기 바디몸체(210)의 개방된 선단부 측에는 전술된 헤드 조인트 블럭(130)과 대응하는 형상을 가지며 상기 헤드 조인트 블럭(130)과 마주보는 구조로 배치되는 바디 조인트 블럭(220)이 결합된다. The body body 210 has a shape of a pipe having a diameter smaller than that of the head body 110. The body body 210 has a shape corresponding to the head joint block 130 described above on the open end side of the body body 210, A body joint block 220 disposed in a structure facing the joint block 130 is coupled.

여기서, 상기 헤드 조인트 블럭(130)의 후단부 외측면 둘레와 바디 조인트 블럭(220)의 선단부 외측면 둘레에는 각각 4개의 연결구(240)가 상하좌우로 등간격을 이루며 결합되는 측면통공(134)(224)이 형성된다. Four coupling holes 240 are formed around the outer periphery of the rear end of the head joint block 130 and the outer periphery of the front end of the body joint block 220, (224) is formed.

그리고, 상기 헤드 조인트 블럭(130)에 형성되는 4개의 측면통공(134)과 상기 바디 조인트 블럭(220)에 형성되는 4개의 측면통공(224)은 상호 연통되지 않고 막혀있는 구조로 형성된다. The four side through holes 134 formed in the head joint block 130 and the four side through holes 224 formed in the body joint block 220 are formed in a structure in which they are not communicated with each other.

이때, 상기 헤드 조인트 블럭(130)과 연결구(240)의 결합 부분, 그리고 상기 바디 조인트 블럭(220)과 연결구(240)의 결합 부분은 공기가 외부로 누설되지 않도록 견고하게 밀폐처리된다.At this time, the joint portion of the head joint block 130 and the coupling hole 240 and the joint portion of the body joint block 220 and the coupling hole 240 are tightly sealed so that air is not leaked to the outside.

또한, 상기 헤드 조인트 블럭(130)과 바디 조인트 블럭(220)에 각각 서로 마주보도록 설치되는 한 쌍의 연결구(240)는 신축성 있는 호스 모양의 제2공기주머니(250)를 통해 연결된다. The pair of connection ports 240 installed to face the head joint block 130 and the body joint block 220 are connected to each other through a second air bag 250 having a flexible hose shape.

이때, 상기 제2공기주머니(250)는 전술된 제1공기주머니(150)와 유사한 신축성 큰 탄성 소재로 이루어지는데, 그 직경방향보다 길이방향으로의 신축성이 훨씬 큰 탄성 재질로 구성된다. 이로 인해 상기 제2공기주머니(250)에 공기가 주입될 경우 대부분 길이방향으로 신축작용이 이루어지도록 되어 있다. 이때, 상기 제2공기주머니(250)와 연결구(240) 간의 연결 부위는 공기가 누설되지 않도록 견고하게 밀폐처리된다. At this time, the second air bag 250 is made of a large elastic material similar to the first air bag 150 described above, and is made of an elastic material having a greater elasticity in the longitudinal direction than the diameter direction. Therefore, when air is injected into the second air bag 250, most of the air is expanded and contracted in the longitudinal direction. At this time, the connection portion between the second air bag 250 and the connector 240 is tightly sealed so that air is not leaked.

이와 같은 한 쌍의 연결구(240) 사이를 연결하도록 설치되는 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)는 4개가 상하좌우로 등간격을 이루며 다발 형태로 병렬로 배치된 구조를 갖는다. 이때, 상기 각각의 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)의 외주부 상에는 제2공기주머니(250)의 신축작용시 함께 신축작용을 수행하면서 상기 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)를 외부로부터 보호할 수 있도록 주름관(260)이 장착된다.The second air bags 250a, 250b, 250c and 250d, which are installed to connect between the pair of connection ports 240, are arranged in parallel in a bundle shape with four equally spaced vertically and horizontally . At this time, on the outer circumferential portion of each of the second air bags 250a, 250b, 250c and 250d, the second air bags 250a (250b) 250b, 250c, and 250d from the outside.

또한, 상기 바디 조인트 블럭(220)의 중심부에는 전술된 헤드모듈(100)의 제1공기공급라인(170)이 관통되는 관통공(222)이 형성되고, 상기 바디 조인트 블럭(220)의 후단부에는 상기 바디 조인트 블럭(220)에 결합되는 4개의 연결구(240)로 공기를 공급할 수 있도록 각 개별 조인트(230)가 삽입되는 4개의 삽입공(미도시)이 형성된다. 그리고, 상기 4개의 삽입공에는 제2공기공급라인(270)과 연결된 조인트(230)의 끝단이 원터치 방식으로 삽입 또는 분리 가능하도록 되어 있다.A through hole 222 through which the first air supply line 170 of the head module 100 passes is formed at the center of the body joint block 220, Four insertion holes (not shown) are formed in the body joint block 220, into which the respective joints 230 are inserted so as to supply air to the four connectors 240 connected to the body joint block 220. The ends of the joint 230 connected to the second air supply line 270 are inserted into or removed from the four insertion holes by a one-touch method.

이때, 상기 각 조인트(230)의 중심부에는 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d)의 일측 단부가 끼워지는 중심통공(미도시)이 형성되고, 상기 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d)을 통해 공급되는 공기가 상기 조인트(230) 내의 중심통공을 거쳐 바디 조인트 블럭(220)에 결합된 각 연결구(240)를 통해 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)에 각각 유입되어 상기 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)를 길이방향으로 팽창시킬 수 있도록 되어 있다. At this time, a center hole (not shown) is formed in the central portion of each of the joints 230 so that one end of the second air supply line 270a, 270b, 270c, The air supplied through the first air bags 270a, 270b, 270c and 270d is supplied to the second air bag 250a through the respective connecting ports 240 coupled to the body joint block 220 via the central hole in the joint 230, 250b, 250c and 250d so as to expand the second air bags 250a, 250b, 250c and 250d in the longitudinal direction.

또한, 상기 헤드 조인트 블럭(130)의 측면 둘레에 형성된 측면통공(134)의 안쪽 부분은 막힌 구조로 형성됨으로써 상기 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)로 공급되는 공기가 외부로 누설되지 않고 원활한 팽창 작용을 수행하도록 되어 있다. The inner portion of the side passage hole 134 formed around the side surface of the head joint block 130 is formed in a clogged structure so that air supplied to the second air bags 250a, 250b, 250c, So as to perform a smooth expansion action without leakage to the outside.

이와 같이 상기 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d)을 통해 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d) 내부로 공기가 주입될 경우 상기 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d)는 대부분 길이방향으로 팽창이 이루어지기 때문에 테일모듈(300)(또는 헤드모듈)을 기준으로 그 반대편에 위치한 헤드모듈(100)(또는 테일모듈)을 전,후방 측으로 밀어내는 작용을 할 수 있다. When air is injected into the second air bags 250a, 250b, 250c and 250d through the second air supply lines 270a, 270b, 270c and 270d, The head modules 250a, 250b, 250c and 250d are expanded in the longitudinal direction, so that the head module 100 (or the tail module) positioned on the opposite side from the tail module 300 It can push forward and backward.

아울러, 상하좌우에 배치된 4개의 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d) 중 서로 마주보는 상하 측 또는 좌우 측 제2공기공급라인(270a,270b)(270c,270d)에 공기를 차등 주입시키게 되면 헤드모듈(100) 또는 테일모듈(300)을 상하 또는 좌우방향으로 손쉽게 방향 전환을 할 수 있게 된다.The upper and lower sides or the left and right second air supply lines 270a and 270b (270c and 270d) facing each other out of the four second air supply lines 270a, 270b, 270c and 270d, The head module 100 or the tail module 300 can be easily turned in the vertical or horizontal direction.

한편, 도 5는 도 2에 도시된 이동로봇(1000)의 테일모듈(300) 부분 구성을 구체적으로 보여주는 분리사시도 및 측면도이다.5 is an exploded perspective view and a side view showing a detailed structure of the tail module 300 of the mobile robot 1000 shown in FIG.

도 5에 도시된 바와 같이, 이동로봇(1000)의 후방 측에 위치되는 테일모듈(300)은 양단이 개방된 파이프 형상을 갖는 테일몸체(310)와, 상기 테일모듈(300)의 개방된 후단부에 결합되는 링 형태의 테일커버(320)와, 상기 테일몸체(310)의 외측에 길이방향으로 소정거리 이격되어 한 쌍을 이루며 설치되는 복수의 연결구(330)와, 상기 테일몸체(310)의 길이방향으로 설치된 한 쌍의 연결구(330) 사이에 연결되어 공기의 주입에 의해 팽창되는 제3공기주머니(340)와, 상기 테일커버(320)의 일측에 결합되는 조인트(350)와, 상기 조인트(350)와 결합되어 외부에서 제공되는 공기를 상기 제3공기주머니(340)로 공급하여 팽창시키는 제3공기공급라인(360)을 포함하여 구성된다.5, the tail module 300 located on the rear side of the mobile robot 1000 includes a tail body 310 having a pipe shape with both ends opened, A plurality of connecting holes 330 formed on the outer side of the tail body 310 and spaced apart from each other by a predetermined distance in the longitudinal direction, A third air bag 340 connected between a pair of connection ports 330 installed in the longitudinal direction of the tail cover 320 and inflated by the injection of air, a joint 350 coupled to one side of the tail cover 320, And a third air supply line 360 coupled to the joint 350 for supplying air from the outside to the third air bag 340 and expanding the air.

여기서, 상기 테일몸체(310)는 전술된 헤드몸체(110)와 대응하는 직경을 가지도록 형성되며 바디몸체(210)의 외주부을 감싸도록 결합된다. 그리고, 상기 테일몸체(310)의 외주면에는 복수의 엘보우형 연결구(330)의 일측 단부가 끼워져 결합되는 복수의 결합공(312)이 형성된다. Here, the tail body 310 is formed to have a diameter corresponding to the head body 110 described above, and is coupled to surround the outer periphery of the body body 210. A plurality of coupling holes 312 are formed on the outer circumferential surface of the tail body 310 so that one end of the plurality of elbow-type coupling holes 330 is fitted.

이와 같은 테일몸체(310)는 바디몸체(210)의 외주부에 끼워진 상태에서 그 개방된 선단부가 바디 조인트 블럭(220)의 후면부에 면접하여 결합되는 한편 테일몸체(310)의 개방된 후단부에는 테일커버(320)가 결합되어 바디몸체(210)의 외주면상에 접합 고정된다. 이때, 상기 테일몸체(310)와 바디 조인트 블럭(220)의 결합부위, 상기 테일몸체(310)와 테일커버(320)의 결합부위, 및 상기 테일커버(320)와 바디몸체(210)와의 결합부위는 공기가 누설되지 않도록 밀폐처리된다.The open end of the tail body 310 is engaged with the rear portion of the body joint block 220 while the open end of the tail body 310 is engaged with the tail end of the tail body 310, And the cover 320 is joined and fixed on the outer circumferential surface of the body 210. The coupling between the tail body 310 and the body joint block 220 and the coupling between the tail body 310 and the tail cover 320 and the coupling between the tail cover 320 and the body 210 The area is sealed to prevent air leakage.

여기서, 상기 테일몸체(310)와 그 외부면에 결합되는 연결구(330), 그리고 제3공기주머니(340), 조인트(350), 제3공기공급라인(360)의 형상과 배치 형태 및 기능은 전술된 헤드모듈(100)의 경우와 동일하기 때문에 이와 관련된 별도의 구체적인 언급은 생략한다. The shape and arrangement of the third air bag 340, the joint 350, and the third air supply line 360 and the arrangement and function of the third air supply line 360 are not limited to the above- Since the head module 100 is the same as the above-described head module 100, detailed description thereof will be omitted.

다만, 상기 조인트(350)는 전술된 헤드모듈(100)의 조인트(160)와 달리 테일커버(320)의 중심부가 아닌 한쪽으로 치우진 구조로 상기 테일커버(320)의 일측에 원터치 방식으로 탈부착 가능하게 결합됨으로써, 헤드모듈(100)의 제1공기공급라인(170)과 중첩되지 않도록 공기공급라인을 배치하게 된다.Unlike the joint 160 of the head module 100 described above, the joint 350 has a structure that is not centered on the center of the tail cover 320 and is detachably attached to one side of the tail cover 320 in a one- The air supply line is arranged so as not to overlap with the first air supply line 170 of the head module 100. [

아울러, 상기 조인트(350)의 후단 중심부에는 제3공기공급라인(360)의 일측 단부가 끼워지는 중심통공(351)이 형성되고, 상기 제3공기공급라인(360)을 통해 공급되는 공기가 상기 조인트(350) 내의 중심통공(351)을 거쳐 테일몸체(310)에 제공되어, 테일몸체(310)의 외부면에 결합된 연결구(330)를 통해 제3공기주머니(340) 내부로 유입되어 제3공기주머니(340)를 팽창시키게 된다. 이러한 제3공기주머니(340)의 팽창 메커니즘은 전술된 헤드모듈(100)의 제1공기주머니(150)의 팽창 메커니즘과 동일하다.A central through hole 351 is formed in the center of the rear end of the joint 350 so that one end of the third air supply line 360 is inserted. Is introduced to the tail body 310 through the central hole 351 in the joint 350 and flows into the third air bag 340 through the connecting hole 330 coupled to the outer surface of the tail body 310, 3 air bladder 340 as shown in FIG. The expansion mechanism of the third air bag 340 is the same as the expansion mechanism of the first air bag 150 of the head module 100 described above.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 이동로봇의 공압 회로도를 보여주는 것으로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 헤드모듈(100)과 바디모듈(200) 및 테일모듈(300)에 각각 구비된 제1공기공급라인(170), 제2공기공급라인(270), 제3공기공급라인(360)은 모터(410)에 의해 구동되는 외부의 펌프(400)와 연결되어 상기 펌프(400)의 구동에 따라 공기를 제공받게 된다. 7, there is shown a pneumatic circuit diagram of a mobile robot according to the present invention. As shown in FIG. 7, a head air conditioner 100 includes a head air conditioner 100, a first air The supply line 170, the second air supply line 270 and the third air supply line 360 are connected to an external pump 400 driven by the motor 410, Air is supplied.

그리고, 상기 제1공기공급라인(170), 제2공기공급라인(270), 제3공기공급라인(360)상에는 이들 각각의 공기공급라인(170)(270)(360)에 공급되는 공기의 흐름을 선택적으로 개폐하는 솔레노이드밸브(180)(280)(380)가 설치된다. On the first air supply line 170, the second air supply line 270 and the third air supply line 360, air supplied to each of the air supply lines 170, 270, And solenoid valves 180, 280 and 380 for selectively opening and closing the flow are installed.

여기서, 헤드모듈(100)의 제1공기공급라인(170)과 테일모듈(300)의 제3공기공급라인(360)에는 각각 1개의 솔레노이드밸브(180)(380)가 설치되고, 바디모듈(200)에 구비된 상하좌우 4개의 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d)에도 각각 1개씩의 솔레노이드밸브(280a)(280b)(280c)(280d)가 설치되는데, 상기 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d)에 설치되는 각각의 솔레노이드밸브(280a)(280b)(280c)(280d)는 다시 하나의 바디모듈 솔레노이드밸브(280)와 연결되어 통합 제어된다. One solenoid valve 180 and one solenoid valve 180 are installed in the first air supply line 170 of the head module 100 and the third air supply line 360 of the tail module 300, 280a, 280b, 280c, and 280d are provided on four upper, lower, left, and right second air supply lines 270a, 270b, 270c, and 270d, The respective solenoid valves 280a, 280b, 280c and 280d provided in the second air supply lines 270a, 270b, 270c and 270d are connected to one body module solenoid valve 280 Integrated control.

아울러, 상기 제1공기공급라인(170), 제2공기공급라인(270a)(270b)(270c)(270d), 제3공기공급라인(360)상에는 각각 공기공급조절밸브(190a)(290a)(390a) 및 공기배출조절밸브(190b)(290b)(390b)가 한 쌍으로 설치된다. In addition, air supply control valves 190a and 290a are provided on the first air supply line 170, the second air supply lines 270a, 270b, 270c and 270d, and the third air supply line 360, (390a) and an air discharge control valve (190b) (290b) (390b) are installed in a pair.

이와 같이, 상기 제1공기공급라인(170)과 제2공기공급라인(270) 및 제3공기공급라인(360)에 공기의 흐름을 선택적으로 제어하는 솔레노이드밸브(180)(280)(380)를 설치함으로써, 상기 솔레노이드밸브(180)(280)(380)의 선택적인 개폐작용에 의해 제1,2,3공기주머니(150)(250)(340)를 선택적으로 팽창시켜 이동로봇(1000)의 전후진 추진운동과 아울러 상하좌우의 방향전환 운동을 수행할 수 있도록 되어 있다.The solenoid valves 180, 280, and 380, which selectively control the flow of air to the first air supply line 170, the second air supply line 270, and the third air supply line 360, The first, second, and third air bags 150, 250, and 340 are selectively inflated by the selective opening and closing actions of the solenoid valves 180, 280, and 380, So that it is possible to carry out upward, downward, leftward, and rightward directional switching motion.

한편, 도 8은 본 발명에 따른 이동로봇의 헤드모듈(100) 및 테일모듈(300)에 구비된 제1공기주머니(150) 및 제3공기주머니(340)의 팽창 및 수축 동작을 보여주는 개념도이다.8 is a conceptual diagram showing expansion and contraction actions of the first air bag 150 and the third air bag 340 provided in the head module 100 and the tail module 300 of the mobile robot according to the present invention .

본 발명에 따른 이동로봇(1000)은 헤드모듈 솔레노이드밸브(180)의 선택적인 개폐작용에 의해 제1공기공급라인(170)을 통해 제1공기주머니(150)로 유입되는 공기의 흐름을 제어함으로써 제1공기주머니(150)를 팽창 또는 수축시키게 되고, 테일모듈 솔레노이드밸브(380)의 선택적인 개폐작용에 의해 제3공기공급라인(360)을 통해 제3공기주머니(340)로 유입되는 공기의 흐름을 제어함으로써 제3공기주머니(340)를 팽창 및 수축시키게 된다. The mobile robot 1000 according to the present invention controls the flow of air flowing into the first air bag 150 through the first air supply line 170 by selectively opening and closing the head module solenoid valve 180 The first air bag 150 is inflated or contracted and the air flowing into the third air bag 340 through the third air supply line 360 by the selective opening and closing action of the tail module solenoid valve 380 The third air bag 340 is inflated and contracted by controlling the flow.

여기서, 도 8의 (a)는 제1 및 제3공기주머니(100)(300)의 팽창된 모습을 정면 및 측면에서 바라본 모습이고, 도 8의 (b)는 제1 및 제3공기주머니(100)(300)의 수축된 모습을 정면 및 측면에서 바라본 모습을 나타낸다.8 (a) is a front view and a side view of the first and third air bags 100 and 300, and FIG. 8 (b) is a front view of the first and third air bags 100 and 300 100) 300 in a front view and a side view.

또한, 도 9는 제1공기주머니(150)와 제2공기주머니(250) 및 제3공기주머니(340)의 차등 팽창 및 수축 동작에 의한 이동로봇(1000)의 전진 이동과정을 순차적으로 보여주는 것이다.9 is a flowchart showing the forward movement process of the mobile robot 1000 by the differential inflation and deflation of the first air bag 150, the second air bag 250 and the third air bag 340 .

먼저, 도 9의 (a)는 공기압의 주입에 의해 이동로봇(1000)의 헤드모듈(100)에 구비된 제1공기주머니(150)가 직경방향으로 팽창되어 배관(P)의 내부면에 접촉 고정되는 한편 테일모듈(300)에 구비된 제3공기주머니(340)는 수축되어 배관(P)의 내부면과 접촉 없이 자유롭게 움직일 수 있는 상태를 나타낸다. 이때, 바디모듈(200)에 구비된 제2공기주머니(250)는 길이방향으로 팽창되어 최대로 늘어난 상태가 된다.9A shows a state in which the first air bag 150 provided in the head module 100 of the mobile robot 1000 is inflated in the radial direction by the inflation of the air pressure and is brought into contact with the inner surface of the pipe P While the third air bag 340 provided in the tail module 300 is contracted and can move freely without contacting the inner surface of the pipe P. [ At this time, the second air bladder 250 provided in the body module 200 is expanded in the longitudinal direction to be maximally stretched.

이와 같은 상태에서, 공기압을 주입되는 반대방향으로 빼내어 바디모듈(200)에 구비된 제2공기주머니(250)를 수축하게 되면 도 9의 (b)에서 보는 것과 같이 배관(P)의 내부면에 접촉 고정된 전방 측의 헤드모듈(100)을 중심으로 후방 측의 테일모듈(300)이 일정거리만큼 전방 측으로 이동하게 된다.9 (b), when the second air bag 250 provided in the body module 200 is retracted by pulling the air pressure in the opposite direction to the injection, The tail module 300 on the rear side is moved forward by a certain distance about the head module 100 on the front side which is fixed by the contact.

이렇게 로봇이 전방으로 일정거리 이동된 후, 도 9의 (c)에서 보는 것과 같이 테일모듈(300)에 구비된 제3공기주머니(340)에 공기를 주입 팽창시켜 테일모듈(300)을 배관(P)의 내부면에 움직이지 않게 고정하고, 동시에 헤드모듈(100)의 제1공기주머니(150)는 수축시켜 배관(P)의 내부면으로부터 분리시킴으로써 이동가능한 상태로 유지되도록 한다.9 (c), air is injected into the third air bag 340 provided in the tail module 300 to inflate the tail module 300 to the pipe (not shown) P so that the first air bag 150 of the head module 100 is contracted and separated from the inner surface of the pipe P so that the first air bag 150 is kept movable.

이어서, 바디모듈(200)에 구비된 제2공기주머니(250)에 공기압을 주입하여 길이방향으로 팽창시키게 되면 도 9의 (d)와 같이 테일모듈(300)을 중심으로 헤드모듈(100)이 전방 측 방향으로 일정거리 이동됨으로써 이동로봇(1000)의 전진 이동 동작이 이루어지게 된다. When air pressure is injected into the second air bag 250 provided in the body module 200 and expanded in the longitudinal direction, the head module 100 is rotated about the tail module 300 as shown in FIG. 9 (d) The robot 1000 moves forward by a certain distance in the forward direction.

상기와 같이 공기압을 주입하여 제1 및 제3공기주머니(100)(300)를 직경방향으로 차등 팽창 및 수축시킴과 동시에 제2공기주머니(250)를 길이방향으로 팽창 및 수축시킴으로써 배관(P) 내에서 이동로봇(1000)을 자유롭게 전,후진시킬 수 있게 된다.By inflating the air pressure as described above, the first and third air bags 100 and 300 are differentially expanded and contracted in the radial direction, and the second air bag 250 is expanded and contracted in the longitudinal direction, The mobile robot 1000 can freely move forward and backward.

한편, 도 10은 바디모듈(200)에 구비된 제2공기주머니(250)의 팽창 및 수축 작용과 아울러 제2공기주머니(250)의 차등 팽창작용에 따른 이동로봇(1000)이 방향 전환되는 모습을 보여주는 개념도이다.10 shows a state in which the mobile robot 1000 changes direction due to the expansion and contraction of the second air bag 250 provided in the body module 200 and the differential inflation of the second air bag 250 FIG.

여기서, 도 10의 (a)와 (b)는 바디모듈(200)에 구비된 4개의 제2공기주머니(250)가 동시에 수축 및 팽창될 때의 모습을 각각 보여주는 것이고, 도 10의 (c)는 4개의 제2공기주머니(250) 중 서로 대향하는 좌우 제2공기주머니(250c)(250d) 또는 상하 제2공기주머니(250a)(250b)에 공기압을 차등 주입시킴으로써 헤드모듈(100)이 좌우(또는 상하) 방향으로 방향전환되는 모습을 나타낸 것이다(도 4 참조). 10 (a) and 10 (b) are views showing a state in which the four second air bags 250 provided in the body module 200 simultaneously contract and expand, and FIG. 10 (c) By injecting air pressure differentially to the left and right second air bags 250c and 250d or the upper and lower second air bags 250a and 250b facing each other among the four second air bags 250, (Or up and down) direction (see Fig. 4).

이와 같이, 4개의 서로 다른 제2공기주머니(250a)(250b)(250c)(250d) 중 서로 대향하는 2개의 공기 주머니(좌우 또는 상하)에 공기압을 차등 주입시킴으로써 이동로봇(1000)의 방향 전환 작동을 용이하게 수행할 수 있다.As described above, air pressure is differentially injected into the two air bags (right and left or upper and lower) facing each other among the four different second air bags 250a, 250b, 250c and 250d, The operation can be easily performed.

참고로, 도 11 및 도 12는 전술된 도 8 내지 도 10에 나타낸 이동로봇(1000)의 전,후진 이동 및 방향전환 메커니즘을 통해 본 발명의 이동로봇(1000)이 직각 엘보우(elbow) 배관 및 리듀서(reducer) 배관 내에서도 용이하게 이동되는 모습을 보여주는 예시도이다.11 and 12 illustrate the mobile robot 1000 according to the present invention through the forward and backward movement and direction switching mechanisms of the mobile robot 1000 shown in Figs. 8 to 10, FIG. 6 is an exemplary view showing a state in which the pipe is easily moved even in a reducer pipe.

상기 도 11 및 도 12에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇은 각 모듈별 공기공급라인상에 구비된 솔레노이드밸브를 제어하여 각 모듈에 장착된 복수의 공기주머니를 동시에 팽창 또는 수축시키거나 차등적으로 팽창 또는 수축시키는 과정을 통해 이동로봇의 전,후진 이동 및 상하좌우 방향전환 이동이 가능하도록 구성할 수 있다. As shown in FIGS. 11 and 12, the mobile robot according to the present invention controls a solenoid valve provided on an air supply line for each module to simultaneously expand or contract a plurality of air bags mounted on each module, It is possible to configure the mobile robot to move forward and backward and to switch between up, down, left, and right directions through the process of expanding or contracting the robot.

특히, 각 모듈의 외부에 부착된 공기주머니에 공기를 주입하여 팽창시킴으로써 배관의 내면 형상과 관계없이 공기주머니가 항상 배관의 내면과 접촉상태를 유지할 수 있고, 탄성을 갖는 공기주머니가 배관 곡률의 변화에 대응하여 변형하게 됨으로써 배관의 내면 형상이 복잡하더라도 이동로봇이 배관의 내면과 항상 견고하게 접촉된 상태로 이동이 가능하고, 공기를 뺄 경우 공기주머니가 수축하여 배관의 내면과의 마찰이 크게 줄어든 상태에서 이동하는 것이 가능해진다. 이로 인해 기존 기술로 이동이 어려웠던 불연속 엘보우 및 분기관의 등에서의 로봇의 이동이 한층 용이하게 수행될 수 있는 장점이 있다.Particularly, by injecting air into the air bag attached to the outside of each module and expanding it, the air bag always maintains the contact state with the inner surface of the pipe regardless of the inner surface shape of the pipe, and the air bag having elasticity changes Even if the inner surface shape of the pipe is complicated, it is possible to move the movable robot in a state in which it always comes in firm contact with the inner surface of the pipe, and when the air is pulled out, the air bag contracts and the friction with the inner surface of the pipe is greatly reduced It becomes possible to move in the state. This makes it possible to more easily carry out the movement of the robot in the discontinuous elbow and the branch pipe which are difficult to move to the existing technology.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Will be possible.

100 : 헤드모듈 110 : 헤드몸체
112 : 결합공 120 : 헤드커버
130 : 헤드 조인트 블럭 132 : 중심통공
134 : 측면통공 140,240,330 : 연결구
142 : 마찰돌기 150 : 제1공기주머니
160,230,350 : 조인트 170 : 제1공기공급라인
200 : 바디모듈 210 : 바디몸체
220 : 바디 조인트 블럭 250 : 제2공기주머니
260 : 주름관 270 : 제2공기공급라인
300 : 테일모듈 310 : 테일몸체
320 : 테일커버 340 : 제3공기주머니
360 : 제3공기공급라인 1000 : 이동로봇100: Head module 110: Head body
112: engaging hole 120: head cover
130: head joint block 132: center hole
134: side opening 140, 240, 330:
142: friction protrusion 150: first air bag
160, 230, 350: joint 170: first air supply line
200: Body module 210: Body body
220: Body joint block 250: Second air bag
260: corrugated pipe 270: second air supply line
300: Tail module 310: Tail body
320: Tail cover 340: Third air bag
360: third air supply line 1000: mobile robot

Claims

Two or more modules connected in series to form a robot body;
A plurality of first fluid pockets mounted on an outer surface of the module and inflated by a fluid supplied from the outside;
A plurality of second fluid pockets which are arranged in parallel to connect the modules and expand by a fluid supplied from the outside;
And a robot for inspecting the inside of the pipe.

The robot according to claim 1, wherein the first fluid bag has greater elasticity in the radial direction than the longitudinal direction, and the second fluid bag has greater elasticity in the longitudinal direction than in the radial direction.

The robot according to claim 1, wherein the first fluid bag is spaced apart from the outer surface of the module.

The robot according to claim 1, further comprising a solenoid valve for opening and closing a flow of fluid supplied to the first fluid bag and the second fluid bag.

The robot according to claim 1, wherein the fluid supply to the first fluid bag mounted on each module is performed through one fluid supply line.

The robot according to claim 1, wherein four of the second fluid bags are arranged at equal intervals in the upper, lower, left, and right sides.

The robot according to claim 1, further comprising a corrugated pipe surrounding each of the second fluid pockets.