• 로봇학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.65-77
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• 2017

In this paper, we introduce the pipe cleaning robot developed to clean the gas impurities of the iron manufacturing equipments. The pipe cleaning robot is composed of two driving modules and one cleaning module. 2-DOF joint units were developed for connections among the modules. To maximize the traction power of the driving parts, it became caterpillar type. The extension links have been developed to maintain the traction force in case the pipe inner diameters change. Three cleaning modules were developed for the effective cleaning in the pipe. The driving and cleaning performance tests of the pipe cleaning robot were proceeded in the field of the iron manufacturing equipments.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권1호
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• pp.123-129
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• 2012

Recently, interests on cleaning robots workable in pipes (termed as in-pipe cleaning robot) are increasing because Garbage Automatic Collection Facilities (i.e, GACF) are widely being installed in Seoul metropolitan area of Korea. So far research on in-pipe robot has been focused on inspection rather than cleaning. In GACF, when garbage is moving, the impurities which are stuck to the inner face of the pipe are removed (diameter: 300 mm or 400 mm). Thus, in this paper, by using TRIZ (Inventive Theory of Problem Solving in Russian abbreviation), an in-pipe cleaning robot of GACF with the 6-link sliding mechanism will be proposed, which can be adjusted to fit into the inner face of pipe using pneumatic pressure(not spring). The proposed in-pipe cleaning robot for GACF can have forward/backward movement itself as well as rotation of brush in cleaning. The robot body should have the limited size suitable for the smaller pipe with diameter of 300 mm. In addition, for the pipe with diameter of 400 mm, the links of robot should stretch to fit into the diameter of the pipe by using the sliding mechanism. Based on the conceptual design using TRIZ, we will set up the initial design of the robot in collaboration with a field engineer of Robot Valley, Inc. in Korea. For the optimal design of in-pipe cleaning robot, the maximum impulsive force of collision between the robot and the inner face of pipe is simulated by using RecurDyn(R) when the link of sliding mechanism is stretched to fit into the 400 mm diameter of the pipe. The stresses exerted on the 6 links of sliding mechanism by the maximum impulsive force will be simulated by using ANSYS$^{(R)}$ Workbench based on the Design Of Experiment(in short DOE). Finally the optimal dimensions including thicknesses of 4 links will be decided in order to have the best safety factor as 2 in this paper as well as having the minimum mass of 4 links. It will be verified that the optimal design of 4 links has the best safety factor close to 2 as well as having the minimum mass of 4 links, compared with the initial design performed by the expert of Robot Valley, Inc. In addition, the prototype of in-pipe cleaning robot will be stated with further research.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.923-930
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• 2016

상 하수도, 해양플랜트 등 다양한 배관이 산업현장에 이용되고 있으며, 이러한 배관의 유지보수 작업은 필수적이다. 특히 산업현장에서 배관 유지보수 작업은 전문 인력이 배관 내 투입되어 작업이 진행되거나, 인력 투입이 불가능한 경우 와이어에 연결된 스크래퍼를 배관에 삽입하는 방식을 이용한다. 그러나 이 방식은 교통체증, 막대한 예산의 투입 등의 문제를 야기한다. 이런 문제점을 해결하기 위한 배관 청소 로봇의 연구, 개발이 진행되고 있다. 현재 배관청소 로봇은 작업 및 운용 상태를 실시간으로 확인할 수 없는 문제점이 있다. 본 논문에서는 배관 청소로봇의 운용, 배관 내부 및 청소 상태를 확인할 수 있도록 카메라로부터 촬영된 영상을 수집하며, 수집된 데이터는 RS-485 통신을 이용하여 모니터링 시스템에 전송하여 사용자가 실시간으로 상태를 확인할 수 있게 구성하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권7호
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• pp.894-901
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• 2012

For more efficient use of the high pressure water-jet in rehabilitation of the water pipes, we have studied the water-jet cleaning motion of the in-pipe robot with screw drive. The mathematical models of the water-jet in the straight and the curved pipe (90 degrees elbow), representative features of the water mains, were designed to understand the water-jet motion and simulations have been performed. Furthermore the experiments has been conducted to validate the simulations by using the prototype in-pipe robot in the 3-D pipeline. The simulation results show that the water-jet motion in the straight pipe has a constant water-jet interval, whereas the motion in the curved pipe is changed by its position. By the comparison of the simulation and the experimental results, we have demonstrated that the simulations successfully estimate the water-jet motion inside the water pipes. Therefore in-pipe robot operators can predict a water-jet motion for a target water pipe through the simulation and flexibly make a proper water-jet motion by changing the robot configurations before a cleaning work.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.75-82
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• 2017

본 연구에서는 지중 매설관의 새로운 세정공법으로 개발된 카본 다이옥사이드 펠릿을 이용한 분사 세정공법의 현장 적용성을 검토하였다. 이를 위해 우선적으로 미국 철강도금도장위원회에서 제안하고 있는 관 세정 전후에 관한 시방내용들을 조사하고 이를 기초로 하여 본 공법의 금속표면 처리기준을 선정하였으며 임의의 녹이 슨 관을 대상으로 카본 다이옥사이드 분사세정의 현장시험을 수행하고 세정도가 선정기준에 부합되는지를 검토하였다. 또한, 모양을 달리한 2가지의 노즐시스템이 적용되어 분사압에 따른 세정효과가 분석되었으며 각 노즐시스템에 대해서 최종 충격량 계측시험을 수행하여 공기압 대비 최종 분사압의 압력손실을 검토하였다. 연구결과, 제안된 공법은 미국철강도금위원회에서 규정하고 있는 수준을 상회하는 세정효과가 있음을 확인하였으며 노즐 비교실험으로부터 세정효과가 우수한 노즐도 선정되었다. 이로부터 카본 다이옥사이드 펠릿을 이용한 관 세정공은 완전탈락수준에 이르는 관 세정효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라 냉각제로의 이용 등에 국한되는 이산화탄소 재활용 부분의 활성화에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.162-171
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• 2010

본 연구에서는 유기산, 무기산, 여러 첨가제들을 이용하여 옥내급수관의 스케일 제거에 적합한 환경친화적인 세정제를 개발하고자 연구를 수행하였다. 여러 유기산 중에서 oxalic acid, citric acid, malic acid 등의 경우 산화철 제거에 비교적 좋은 효율을 보였다. 이들 유기산들을 주축으로 하여 보조제를 첨가하여 옥내급수관 스케일의 주성분인 산화철 제거 평가실험을 하였다. 여러 첨가제 중에 비이온 계면활성제가 산화철 제거력 향상에 매우 뛰어남을 확인할 수 있었다. 그리고 산화철에 대해 높은 용해력을 보인 두 종류의 배합세정제 $F_1$과 $F_2$를 제조하였는데 배합세정제 $F_1$의 경우 유기산과 첨가제로만 이루어져 있어 기존의 화학세척제에 비하여 안전하고 환경친화적이지만 비교적 산화철 용해력이 조금 떨어졌고, $F_2$의 경우는 $F_1$에 무기산을 소량 첨가함으로 산화철 용해력을 보완해 줌으로써 보다 높은 산화철 세정력을 필요로 할 때 사용하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 따라서 옥내급수관 세정 시 스케일의 정도에 따라 배합후보 세정제를 선택하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.309-310
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• 2010

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.323-324
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• 2011

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.564-570
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• 2005

This paper presents some results of research for applying ultrasonic cleaning to an interior wall of cylindrical pipe. As the cleaning is achieved better for higher sound pressure, ultrasonic sound field in a cylindrical container is considered. The paper identifies nonuniform sound field established by the radiation of a cylindrical transducer driven at resonant frequency, Numerical analysis predicts the sound pressure distribution, and experiment verifies the trend of analysis results. Experiment observes the cleaning effect, and this paper suggests the possibility of using a cylindrical ultrasonic cleaning device.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.63-75
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• 2024

마시는 물은 인간의 기본적인 생활권 보장을 위한 필수적 요소로 깨끗한 물에 대한 품질은 항상 확보되어야 한다. 하지만 국내 수도시설을 집중 설치하였던 2000년 초반을 기점으로 현재 노후 상수도 시설이 증가하고 있으며, 색도 및 탁도와 같은 물의 변색, 이물질 누출 등의 사고가 빈번히 발생하고 있다. 실제로 모든 관의 교체는 불가능하기 때문에 2021년 제정된 상수관망시설 유지관리업무 세부기준에서는 상수관 세척을 의무화 하였으며, 다양한 세척 공법들을 통해 유지관리가 이루어지고 있는 실정이다. 상수관 세척 공법 중 스왑피그 공법은 관 내 이물질을 물리적으로 제거하는 방법으로 세척 효율이 가장 높은 것으로 평가 받고 있다. 하지만, 세척과정에서 스왑피그의 파손 및 변형에 따라 세척 효율은 변화하며, 분실의 가능성이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 피그 자체의 재료를 변경하여, 압축력 및 관 내벽과의 밀착력을 향상시키고자 하며, 세척 효율 극대화를 위해 회전 블레이드를 삽입된 회전식 스왑피그를 개발하였다. 또한, 분실 가능성을 제거하고, 피그의 위치 파악을 위해 고강도 와이어 및 권취 장치를 추가적으로 개발하여, 투입구부터 토출구까지를 연결하였다. 각 세부 기술의 성능 검증 이후에는 30m 구간의 테스트베드에서 본 기술을 적용하였으며, 현장 적용성 평가와 더불어 공정 시간을 측정하여 기술의 성능을 검증하였다.