[논문]다양한 배관크기에 적용가능한 배관탐사로봇의 개발

다양한 배관크기에 적용가능한 배관탐사로봇의 개발
Development of the Pipe-inspection Robot for Various Sizes 원문보기

박영우 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단 메카트로닉스 공학과) , 김윤종 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단 메카트로닉스 공학과) , 윤경현 (충남대학교 BK21 메카트로닉스 사업단 메카트로닉스 공학과)

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그리고 구동기로 모터를 사용하면 고온 고압의 가스 배관에서 모터내부의 스파크로 인한 폭발의 위험성을 배제할 수 없게 때문에 이러한 문제점을 해결할 필요가 있다. 따라서 본 논문에서는 공압 실린더를 사용한 inchworm principle 을 기반으로 다양한 사이즈의 배관(100mm~ 300mm)에서 이동이 가능한 로봇을 개발 하고자 한다.
본 논문에서는 자벌레의 움직임을 적용하여 공압을 사용한 배관로봇을 개발 하였다. 구조 확장 메커니즘을 사용하여 곡관 및 다양한 사이즈의 배관(100mm~300mm)에서 동작할 수 있도록 하였고 그 가능성을 테스트하였다.

본 논문에서는 자벌레의 움직임을 적용하여 공압을 사용한 배관로봇을 개발 하였다. 구조 확장 메커니즘을 사용하여 곡관 및 다양한 사이즈의 배관(100mm~300mm)에서 동작할 수 있도록 하였고 그 가능성을 테스트하였다. 현재의 개발단계에서, 로봇은 배관 내부를 검사하기 위해 이동하는 기능만 수행할 수 있지만 배관 검사를 위한 내부 영상 검사 장치 장착하여 최종 목표인 배관 내부검사를 할 계획이다.
구동부는 표준형 실린더를 사용하여 전·후진이 가능하도록 되어 있다. 배관의 곡관부를 통과 시키기 위해서 지지부와 구동부 사이에 유니버셜 조인트를 사용하여 로봇에 유연성을 부여하였다.
위의 조건을 바탕으로 상용 프로그램인 Pro-e 를 사용하여 모델링을 한결과 링크 BC 의 길이는 140mm 로 결정 되었다. 이를 가지고 정력학적 해석을 통해 링크 AB 의 마찰력을 계산하였다. 해석을 하기 위해선 몇 가지 가정이 따르게 된다.

이러한 요인은 로봇이 접근할 수 있는 배관의 크기를 제한시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 새로운 이동방식인 Push-Pull 구동방식을 선택하였다.

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