플랜지/곡관 극복이 가능한 배관 점검 로봇

플랜지/곡관 극복이 가능한 배관 점검 로봇

올해의캡스톤디자인 최우수상

올해의캡스톤디자인 최우수상

지역사회 문제해결 아이디어 공모전 대상

지역사회 문제해결 아이디어 공모전 대상

산업 현장의 배관을 운영 중단 없이 상시 점검할 수 있는 방법이 없을까?

배관 내부에 이물질이 축적되면 막힘, 압력 상승에 따라 가스 누출, 폭발 사고로 이어질 수 있으므로 조기 진단 기술이 필요

산업 현장의 배관은 정기적인 점검이 필요하지만 작업자가 직접 검사하기에는 위험하고 많은 시간과 비용이 소요

점검 작업의 효율성 및 유지보수 비용 절감 필요

배관의 상시 운영을 위한 외부 비파괴 점검 시스템 필요

기존 방식의 문제점

배관이 협소 공간이나 고소 구간에 위치한 경우 작업자가 직접 점검하기 위험함

드론을 활용한 원격 점검은 배관과의 거리가 멀어 정밀한 측정이 어려움

내부 압력 센서 측정은 특정 지점에 국한되어 정확한 이물질 위치 파악에 한계 존재

배관 내부 주행 로봇은 점검을 위한 배관 시스템 가동 중단을 야기하여 연속적 점검 불가

핵심 아이디어

다관절 링크 메커니즘 구조로 플랜지 및 곡관 구간에서의 주행 한계 해결

개방형 구조와 가변 클램핑 시스템을 적용하여 다양한 직경 배관과의 손쉬운 결합 구현

전방향 이동이 가능한 메카넘 휠을 통해 원주 방향 회전으로 전방향 점검 가능

RF 무선 통신 시스템을 기반으로 이동 거리 한계 문제 해결

활용된 핵심 기술 또는 이론

메카넘 휠의 속도 벡터 조합을 통한 전방향 구동 제어 기술

다관절 링크 메커니즘을 통한 플랜지 및 곡관 극복 구조 설계

기존 방식과의 차별성

플랜지 및 곡관 구간을 포함한 전체 배관에서 연속적인 주행 가능

개방형 가변 시스템을 적용하여 다양한 배관과 쉽게 결합 가능

메카넘 휠의 회전 기능을 적용하여 배관 외벽 전방향 정밀 점검 구현

RF 무선 통신으로 안정적인 원격 제어 실현

문제 해결 과정

플랜지, 곡관 등 배관 시스템 내 주행 한계 구간의 형상을 파악하여 목표 장애물로 선정

SolidWorks 모델링을 통해 배관과 결합 가능한 오픈형 다관절 로봇 구조 설계

정적/동적 역학 모델을 기반으로 로봇 하중을 고려하여 모터의 필요 요구 토크 계산

배관 주행 테스트를 통해 수직, 수평, 회전, 플랜지 및 곡관 통과 성능 검증

최종 사용자

산업 플랜트 및 발전소의 배관 유지보수 작업자

배관을 관리하는 지자체 및 공공기관 담당 부서

기대효과

작업자의 직접적인 위험 구간 작업이 줄어들어 안전성 향상

플랜지 및 곡관 구간을 극복하는 메커니즘을 통해 다양한 산업 분야로의 확장 가능성 제시

배관 운영을 중단하지 않고 상시 점검이 가능하여 생산성 향상 및 경제적 손실 최소화

참여 정보

팀명

방글이들

수강 교과목

심화종합설계

지도 교수

오진우

참여 개발자

황동규(기계공학부), 방도윤(기계공학부), 권희근(기계공학부), 박은정(기계공학부)

34134

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충남대학교 산학연교육연구관 2층 C룸, 캡스톤디자인 운영지원실

문의

|

042-605-3609,3610

연관 사이트

© 2025 Chungnam National University RISE Program | All rights reserved.

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