산업 현장의 배관을 운영 중단 없이 상시 점검할 수 있는 방법이 없을까?
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배관 내부에 이물질이 축적되면 막힘, 압력 상승에 따라 가스 누출, 폭발 사고로 이어질 수 있으므로 조기 진단 기술이 필요
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산업 현장의 배관은 정기적인 점검이 필요하지만 작업자가 직접 검사하기에는 위험하고 많은 시간과 비용이 소요
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점검 작업의 효율성 및 유지보수 비용 절감 필요
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배관의 상시 운영을 위한 외부 비파괴 점검 시스템 필요
기존 방식의 문제점
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배관이 협소 공간이나 고소 구간에 위치한 경우 작업자가 직접 점검하기 위험함
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드론을 활용한 원격 점검은 배관과의 거리가 멀어 정밀한 측정이 어려움
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내부 압력 센서 측정은 특정 지점에 국한되어 정확한 이물질 위치 파악에 한계 존재
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배관 내부 주행 로봇은 점검을 위한 배관 시스템 가동 중단을 야기하여 연속적 점검 불가
핵심 아이디어
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다관절 링크 메커니즘 구조로 플랜지 및 곡관 구간에서의 주행 한계 해결
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개방형 구조와 가변 클램핑 시스템을 적용하여 다양한 직경 배관과의 손쉬운 결합 구현
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전방향 이동이 가능한 메카넘 휠을 통해 원주 방향 회전으로 전방향 점검 가능
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RF 무선 통신 시스템을 기반으로 이동 거리 한계 문제 해결
활용된 핵심 기술 또는 이론
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메카넘 휠의 속도 벡터 조합을 통한 전방향 구동 제어 기술
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다관절 링크 메커니즘을 통한 플랜지 및 곡관 극복 구조 설계
기존 방식과의 차별성
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플랜지 및 곡관 구간을 포함한 전체 배관에서 연속적인 주행 가능
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개방형 가변 시스템을 적용하여 다양한 배관과 쉽게 결합 가능
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메카넘 휠의 회전 기능을 적용하여 배관 외벽 전방향 정밀 점검 구현
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RF 무선 통신으로 안정적인 원격 제어 실현
문제 해결 과정
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플랜지, 곡관 등 배관 시스템 내 주행 한계 구간의 형상을 파악하여 목표 장애물로 선정
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SolidWorks 모델링을 통해 배관과 결합 가능한 오픈형 다관절 로봇 구조 설계
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정적/동적 역학 모델을 기반으로 로봇 하중을 고려하여 모터의 필요 요구 토크 계산
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배관 주행 테스트를 통해 수직, 수평, 회전, 플랜지 및 곡관 통과 성능 검증
최종 사용자
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산업 플랜트 및 발전소의 배관 유지보수 작업자
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배관을 관리하는 지자체 및 공공기관 담당 부서
기대효과
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작업자의 직접적인 위험 구간 작업이 줄어들어 안전성 향상
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플랜지 및 곡관 구간을 극복하는 메커니즘을 통해 다양한 산업 분야로의 확장 가능성 제시
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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)
