KR101391509B1

KR101391509B1 - 셀 카메라를 포함하는 원격 탈부착 장치

Info

Publication number: KR101391509B1
Application number: KR1020120093431A
Authority: KR
Inventors: 김기호; 이종광; 유승남; 박병석; 조일제; 이한수
Original assignee: 한국수력원자력 주식회사; 한국원자력연구원
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: US9981393B2; US20140055597A1; CN103624804A; CN103624804B; KR20140030356A

Abstract

본 발명은 원격 탈부착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 작업자의 접근이 극히 제한되거나, 불가능한 작업공간에서 작업자의 시각을 대신하는 카메라모듈을 구비한 원격 탈부착 장치에 관한 것이다. 유해환경 내에서 원격로봇의 슬레이브 암이 작업하는 환경을 모니터링하는 카메라 모듈을 구비하는 원격 탈부착 장치에 있어서, 상기 원격 탈부착 장치는 상기 슬레이브 암에 구비된 그리퍼 인근에 고정되는 고정모듈 및 상기 고정모듈 내에 탈/부착이 가능하며, 상기 그리퍼 주위의 시각 정보를 제공하는 카메라모듈를 포함한다. 여기서, 상기 카메라모듈은 하우징, 상기 하우징에 고정되며, 상기 시각 정보를 촬영하는 카메라, 상기 고정모듈에 탈/부착이 가능하게 하는 탈착유닛 및 상기 고정모듈과 결합되어, 상기 카메라에 전기적 신호를 송수신하는 커넥터를 포함한다.

Description

셀 카메라를 포함하는 원격 탈부착 장치{Remote attaching and detaching device including cell camera}

본 발명은 원격 탈부착 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 작업자의 접근이 극히 제한되거나, 불가능한 유해환경에서의 작업상황에서 작업자를 대신하여 원격으로 셀 카메라를 교체하는 원격 탈부착 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용후 핵연료 등과 같은 방사성물질을 취급하거나 또는 이를 이용하여 관련된 실험을 수행하기 위해서는 방사선 차폐 시설인 핫셀(hot cell)이 제공되어야 한다. 이러한, 핫셀 또는 유독 화학물질을 취급하는 셀은 가동 중에 셀 안쪽으로 작업자가 투입되지 못하기 때문에 셀 안에 설치된 장치의 운전 및 유지 보수가 어렵다. 이러한 셀들에는 일반적으로 다수개의 원격조작기가 셀 벽의 차폐창 상부에 쌍으로 고정 설치되어 셀 안쪽에서 필요한 원격 작업을 수행한다. 또한 셀 내부의 원격 운전 및 유지보수작업의 영역을 확장하기 위해 천장에 설치되어 길이 방향으로 가로지르며 상하운동이 가능한 별도의 원격로봇이 구비될 수 있으며, 상기 원격로봇은 마스터 암과 슬레이브 암으로 구성되며, 상기 마스터 암은 셀 바깥쪽에 상기 슬레이브 암은 셀 안쪽에 설치된다. 즉, 셀 바깥쪽에서 작업자가 마스터 암을 조작하면 원격지 셀 안쪽에 위치한 슬레이브 암을 작동시키는 방식으로 원격기술을 응용한 것이다.

이러한 원격기술은 원자력 환경뿐 아니라, 유해환경에서의 작업 즉, 사람의 접근이 어려운 극한 환경 작업 분야, 쓰레기 처리와 같은 협오 작업 분야, 지뢰 제거와 같은 위험이 따르는 직업분야에 유용한 기술이다.

한편, 상기 다수개의 창을 통한 시야 확보는 매우 제한적이기 때문에 추가적인 셀 내 작업 상황 및 환경 정보가 필요하며, 일반적으로 내방사선 카메라와 일반 카메라는 셀 안쪽의 이동물 또는 구조물에 설치된다.

즉, 셀 안쪽의 크레인, 벽 또는 구조물에 내방사선 카메라 또는 일반 카메라를 설치하여 셀 바깥쪽에서 모니터를 통하여 작업자에게 셀 안쪽의 시각 정보들을 제공할 수 있다.
여기서, 카메라를 구비한 매니폴레이터에 대해서는 한국 공개특허 제10-2008-0004043호(2008.01.09. 공개)와 한국 공개특허 제10-2005-0051749호(2005.06.02. 공개) 및 일본 공개특허 제2001-027689호(2001.01.30. 공개) 등에 기재되어 있습니다.

하지만, 상기 내방사선 카메라 또는 일반 카메라를 통해서는 셀 내부의 시각 정보를 셀 바깥의 작업자에게 보다 자세하게 제공하기에는 부적합하며, 고장 시 원격으로 교체가 용이하지 않다. 따라서, 셀 바깥쪽의 작업자에게 셀 안쪽의 시각 정보를 보다 더 자세하게 제공하고, 유지보수 시에 용이하게 교체할 수 있는 장치의 개발이 필요하다.

본 발명의 실시예들에 따르면 작업자의 접근이 매우 제한적이거나 불가능한 유해 작업공간에서 사각 지역의 시각정보를 용이하게 확보하는 카메라가 채용된 원격 탈부착 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 상기 작업공간 내에서 카메라모듈이 고장 시 신속하고 용이하게 교체하여 작업의 연속성 및 효율성을 증대시키는 카메라를 채용한 원격 탈부착장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 원격취급장치를 이용하여 상기 카메라모듈을 유지 및 보수하는 시간과 비용을 현저히 줄이는 원격 탈부착 장치를 제공하기 위한 것이다.

상술한 본 발명의 실시예들에 따른 유해환경 내에서 원격로봇의 슬레이브 암이 작업하는 환경을 모니터링하는 카메라 모듈을 구비하는 원격 탈부착 장치에 있어서, 상기 원격 탈부착 장치는 상기 슬레이브 암에 구비된 그리퍼 인근에 고정되는 고정모듈 및 상기 고정모듈 내에 탈/부착이 가능하며, 상기 그리퍼 주위의 시각 정보를 제공하는 카메라모듈를 포함한다. 여기서, 상기 카메라모듈은 하우징, 상기 하우징에 고정되며, 상기 시각 정보를 촬영하는 카메라, 상기 고정모듈에 탈착 또는 부착이 가능하게 하는 탈착유닛 및 상기 고정모듈과 결합되어, 상기 카메라에 전기적 신호를 송수신하는 커넥터를 포함한다.

이와 같은 구성으로, 작업자의 접근이 매우 제한적이거나 불가능한 작업공간에서 사각 지역의 시각정보를 용이하게 확보할 수 있다. 또한, 상기 작업공간 내에서 카메라모듈이 고장 시 신속하게 교체하여 작업의 연속성 및 효율성을 증대시킬 수 있다. 또한, 원격장치를 이용하여 상기 카메라모듈을 유지 및 보수하는 시간과 비용을 현저히 줄일 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 작업자의 접근이 매우 제한적이거나 불가능한 작업공간에서 사각 지역의 시각정보를 용이하게 확보할 수 있다.

또한, 상기 작업공간 내에서 카메라모듈이 고장 시 신속하게 교체하여 작업의 연속성 및 효율성을 증대시킬 수 있다.

또한, 원격장치를 이용하여 상기 카메라모듈을 유지 및 보수하는 시간과 비용을 현저히 줄일 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명은 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치의 카메라모듈을 자세히 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명은 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치의 고정모듈을 자세히 도시한 사시도이다.
도4는 본 발명은 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치의 카메라모듈이 교체되는 모습을 도시한 사시도이다.

이하, 도 1내지 도3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치에 대해 자세히 설명하고자 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치를 도시한 사시도이다.

도1을 참고하면, 유해환경 내에서 원격로봇의 슬레이브 암(100)이 작업하는 환경을 모니터링하는 카메라모듈(300)을 구비하는 원격 탈부착 장치(10)에 있어서, 상기 원격 탈부착 장치(10)는 상기 슬레이브 암(100)에 구비된 그리퍼(200) 인근에 고정되는 고정모듈(400) 및 상기 고정모듈(400) 내에 탈/부착이 가능하며, 상기 그리퍼(200) 주위의 시각 정보를 제공하는 카메라모듈(300)를 포함한다. 여기서, 상기 카메라 모듈(300)은 작업자에 의해 원격으로 조종되는 원격조작기(500)로 탈/부착이 가능하며, 상기 카메라모듈(300)은 수집된 시각 정보를 상기 작업을 수행하는 작업자에게 제공하기 위해 외부로 전송할 수 있다.

상기 원격로봇의 슬레이브 암(100)은 사용 후 핵연료 등과 같은 방사성 물질을 취급하는 핫셀(Hot-cell) 또는 유독 화학 물질을 취급하는 셀 안쪽에 설치되며, 원격로봇의 마스터 암(미도시)은 상기 핫셀(이하 '셀') 또는 유독 화학 물질을 취급하는 셀 외부에 설치되어 작업자가 조작할 수 있다.

여기서, 상기 작업자가 상기 원격로봇의 마스터 암(미도시)을 조작하면, 동작신호가 전기신호로 변환되어 상기 슬레이브 암(100)을 원격으로 조종하여, 상기 마스터 암(미도시)의 움직임을 그대로 슬레이브 암(100)이 모사하여 움직이게 할 수 있다.

또한, 상기 슬레이브 암(100)은 하단에 상기 그리퍼(200)가 구비되며, 상기 그리퍼(200)는 6자유도로 움직여 작업 물체를 집어서 원하는 위치에 놓아 둘 수 있다.

여기서, 상기 그리퍼(200)는 액츄에이터가 구비되며, 상기 액츄에이터의 구동력에 의해 구동되어 회전 및 이동이 가능하다. 또한, 상기 그리퍼(200)는 작업 물체에 대한 그립(Grip) 및 해제 동작이 가능하도록 한 쌍의 핑거(Finger)형태로 구비될 수 있다.

즉, 상기 슬레이브 암(100)은 상기 마스터 암(미도시)에서 원격으로 조작하여 상기 그리퍼(200)의 그립(Grip)동작이 가능하며, 작업 물체를 집어서 회전 또는 이동 시킨 후 원하는 위치에 놓아 둘 수 있다.

상기 고정모듈(400)은 상기 슬레이브 암(100)에 구비된 상기 그리퍼(200)의 상부에 위치할 수 있다. 또한, 상기 고정모듈(400) 하부는 원형의 링 형상의 고정 링(411)이 형성되고, 상부는 일면이 개방된 육면체 형상의 고정 프레임(412)이 형성될 수 있다.

예를 들며, 상기 고정모듈(400)은 상기 그리퍼(200)의 인근에 위치하며, 상기 고정모듈(400)의 고정 링(411)이 상기 그리퍼(200)의 목 부분에 삽입되어 고정 지지될 수 있다. 또한, 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400) 상부에 형성된 상기 고정 프레임(412)에 탈착 또는 부착될 수 있다.

즉, 상기 고정모듈(400)은 상기 고정 링(411)이 상기 그리퍼(200)의 목 부분에 고정되고, 상부는 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정 프레임(412)에 탈착 또는 부착될 수 있다.

상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400) 내에 탈착 또는 부착이 가능하며, 상기 카메라모듈(300)을 통해 상기 그리퍼(200)가 수행하는 작업 주위의 시각 정보를 수집할 수 있다.

예를 들면, 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400)의 상부에 형성된 상기 고정 프레임(412)에 부착되어, 상기 고정모듈(400)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 카메라모듈(300)은 상기 그리퍼(200)가 수행하는 작업 및 주위의 시각 정보를 수집하고 외부로 전송할 수 있다.

즉, 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400)에 부착되어, 상기 그리퍼(200)가 작업 물체를 집거나 이동 시키는 작업을 수행할 때 상기 그리퍼(200) 주위의 시각 정보를 수집하고 외부로 전송할 수 있다.

도2는 본 발명은 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치의 카메라모듈을 자세히 도시한 사시도이다.

도2를 참고하면, 유해환경 내에서 원격로봇의 슬레이브 암(100)이 작업하는 환경을 모니터링하는 카메라 모듈을 구비하는 원격 탈부착 장치(10)에 있어서, 상기 원격 탈부착 장치(10)는 상기 슬레이브 암(100)에 구비된 그리퍼(200) 인근에 고정되는 고정모듈 및 상기 고정모듈 내에 탈/부착이 가능하며, 상기 그리퍼(200) 주위의 시각 정보를 제공하는 카메라모듈(300)를 포함한다.

여기서, 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400)의 상부에 형성된 상기 고정 프레임(412)에 부착되어, 상기 고정모듈(400)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 카메라모듈(300)은 상기 그리퍼(200)가 수행하는 작업 및 주위의 시각 정보를 수집하고, 외부로 전송할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 카메라모듈(300)은 하우징(310), 상기 하우징(310)에 고정되며, 상기 시각 정보를 촬영하는 카메라(320), 상기 고정모듈(400)에 탈착 및 부착이 가능하게 하는 탈착유닛(330) 및 상기 고정모듈(400)과 결합되어, 상기 카메라(320)에 전기적 신호를 송수신하는 커넥터(340)를 포함한다.

먼저, 상기 하우징(310)은 일정한 틀 형태를 유지하고, 내부에 상기 카메라(320) 및 상기 커넥터(340)가 삽입되며, 양 측면에 한 쌍의 탈착유닛(330)이 위치할 수 있다. 상기 하우징(310)은 일측이 개방될 수 있으며, 상기 개방된 부분에 상기 카메라(320)의 렌즈부분이 위치될 수 있고, 타측은 상기 커넥터(340)가 위치될 수 있다.

또한, 상기 하우징(310)은 방사선에 강한 재질로 구성되는 것이 좋으며, 방사선 강한 재질로 상기 하우징(310)을 구성하여 상기 카메라(320) 및 커넥터(340)를 밀봉시키는 것이 가능하다.

상기 카메라(320)는 상기 하우징(310) 내부에 삽입되어 위치하며, 상기 카메라(320)의 렌즈 부분은 개방되어, 외부의 시각 정보를 수집할 수 있다.

예를 들면, 상기 카메라(320)는 CCD카메라가 사용될 수 있으며, 상기 그리퍼(200) 주위의 시각 정보를 수집하여 제공할 수 있다. 또한, 상기 수집된 시각 정보는 외부의 작업자에게 제공되며, 상기 작업자가 상기 마스터 암(미도시)을 이용하여 상기 슬레이브 암(100)을 원격으로 제어할 때, 상기 수집된 시각 정보를 실시간으로 확인하면서, 상기 슬레이브 암의 그리퍼(200)를 이용하여, 작업 물체를 정밀하게 집거나 이동시킬 수 있다.

즉, 상기 카메라(320)는 상기 그리퍼(200) 주위의 시각 정보를 수집하여, 상기 셀 외부의 작업자에게 제공할 수 있다.

상기 탈착유닛(330)은 스프링(331), 상기 스프링(331)의 수축 또는 팽창에 의해 상기 스프링(331)이 수축 또는 팽창되는 방향으로 이동하는 체결판(332) 및 상기 체결판(332)에 연결되어, 상기 고정모듈(400)에 상기 카메라모듈(300)을 고정시키는 핀(333)을 포함한다.

예를 들면, 상기 탈착유닛(330)은 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정모듈(400)에 탈착 또는 부착이 가능하게 하며, 상기 카메라모듈(300) 교체 시 원격조작기(500)가 상기 탈착유닛(330)을 파지하여, 상기 카메라모듈(300)을 탈착 또는 부착할 수 있다.

즉, 상기 탈착유닛(330)은 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정모듈(400)에 탈착되어 분리되거나, 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정모듈(400)에 부착되어 고정될 수 있게 한다.

이하, 상기 탈착유닛(330)을 구성하는 구성요소에 대해 자세히 설명하기로 하겠다.

상기 탈착유닛(330)의 스프링(331)은 상기 하우징(310) 양 측면을 기준으로 수직하게 구비되며, 상기 하우징(310) 또는 상기 체결판(332)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 스프링(331)은 횡 방향으로 수축 또는 팽창하며, 그에 따라 상기 체결판(332)을 상기 스프링(331)의 수축 또는 팽창되는 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 상기 스프링(331)은 상기 체결판(332)을 상기 스프링(331)의 수축 또는 팽창되는 방향으로 이동시킬 충분한 탄성력을 가질 수 있다.

상기 체결판(332)은 상기 스프링(331)과 연결되며, 상기 스프링(331)의 수축 또는 팽창에 의해 상기 스프링(331)의 수축 또는 팽창되는 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 카메라모듈(300) 교체 시 원격조작기(500)로 상기 카메라모듈(300)을 파지할 때, 상기 원격조작기(500)와 상기 체결판(332) 사이에 미끄러지는 것을 방지하기 위해 상기 체결판(332)은 일면에 다수의 돌기로 엠보싱이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 체결판(332)의 엠보싱 형태는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 도2에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니다.

상기 핀(333)은 상기 체결판(332)에 연결되며, 상기 고정모듈(400)에 삽입된 상기 카메라모듈(300)을 고정 지지 할 수 있다. 또한, 상기 핀(333)은 상기 체결판(332)에 연결되어 있기 때문에 상기 체결판(332)과 동시에 같이 이동하며, 상기 핀(333)에 의해 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400)에 탈착되어 분리되거나, 부착되어 고정될 수 있다.

즉, 상기 탈착유닛(330)의 구성요소인 스프링(331), 체결판(332) 및 핀(333)에 의해 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400)에 탈착되어 분리되며, 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정모듈(400)에 부착되어 고정될 수 있다.

상기 커넥터(340)는 상기 하우징(310) 내에 삽입되어 고정 지지되며, 상기 고정모듈(400)에 구비된 커넥터(340)와 결합되어, 상기 카메라(320)에 구동 전원 및 전기적 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.

예를 들면, 상기 커넥터(340)는 상기 카메라(320)와 직/간접적으로 연결될 수 있으며, 상기 카메라(320)의 전원 공급 및 신호를 전달할 수 있다. 상기 커넥터(340)는 상기 고정모듈(400)의 커넥터(340)와 결합되고, 상기 고정모듈(400)의 커넥터(340)를 통해 외부 전원을 공급받아 상기 카메라(320)에 전원을 공급할 수 있다. 또한, 상기 카메라(320)의 시각 정보 신호를 상기 커넥터(340)를 통해 외부로 전달할 수 있다.

따라서, 상기 커넥터(340)를 통해 상기 카메라(320)에 수집된 시각 정보를 외부의 모니터에 전달하여 작업자에게 시각 정보를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 카메라모듈(300)의 커넥터(340)는 암 커넥터가 사용될 수 있으며, 상기 고정모듈(400)의 커넥터(420)는 숫 커넥터가 사용될 수 있다.

도3은 본 발명은 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치의 고정모듈을 자세히 도시한 사시도이다.

도3을 참고하면, 상기 고정모듈(400)은 상기 그리퍼(200)의 상부에 고정 지지되며, 상기 고정모듈(400)은 클램프 하우징(410) 및 숫 커넥터(420)를 포함한다.

예를 들며, 상기 고정모듈(400)은 클램프 하우징(410) 및 숫 커넥터(420)를 포함하고 있으며, 상기 클램프 하우징(410)은 상기 그리퍼(200)의 상부에 삽입되어 고정될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 클램프 하우징(410)은 고정 링(411) 및 고정 프레임(412)을 포함하여 구성된다. 상기 고정 링(411)과 고정 프레임(412)은 서로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 고정 링(411)은 상기 클램프 하우징(410) 하부에 형성되며, 상기 고정 링(411)이 상기 그리퍼(200)의 상부에 삽입되어, 볼트와 같은 체결 수단(미도시)에 의해 고정될 수 있다.

또한, 상기 고정 프레임(412)은 상기 클램프 하우징(410) 상부에 형성되며, 상기 고정 프레임(412) 내부에 상기 카메라모듈(300)이 삽입되어 부착될 수 있다. 상기 고정 프레임(412)은 상기 카메라모듈(300)의 핀(333)에 대응하는 위치에 홈(413)을 형성하며, 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정 프레임(412)에 부착될 때 상기 홈(413)에 상기 카메라모듈(300)의 핀(333)이 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 삽입된 핀(333)에 의해 상기 카메라모듈(300)은 상기 고정 프레임(412)에 부착될 수 있다. 또한, 상기 고정 프레임(412) 일면이 'U'형태로 파여있으며, 상기 카메라(320)의 렌즈 부분이 상기 'U'형태 부분에 위치할 수 있다.

즉, 상기 클램프 하우징(410)은 상기 그리퍼(200)에 고정되며, 상기 카메라모듈(300)과 탈착 또는 부착될 수 있다.

한편, 상기 숫 커넥터(420)는 상기 고정 프레임(412) 바닥에 위치하며, 상기 카메라모듈(300)의 암 커넥터(340)와 결합될 수 있다.

예를 들면, 상기 숫 커넥터(420)는 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정모듈(400)에 부착될 경우 상기 카메라모듈(300)의 암 커넥터(340)와 결합되며, 상기 숫 커넥터(420)를 통해 외부 전원을 상기 카메라모듈(300)에 공급할 수 있다. 또한, 상기 숫 커넥터(420)를 통해 상기 카메라모듈(300)에서 나오는 시각 정보에 관한 신호를 전달받아 외부 모니터로 전송할 수 있다. 따라서, 외부의 작업자는 상기 모니터의 시각 정보를 바탕으로 상기 슬레이브 암(100) 또는 상기 그리퍼(200)를 조종할 수 있다.

즉, 상기 고정모듈(400)은 상기 고정 링(411)이 상기 그리퍼(200)의 목 부분에 고정되고, 상부는 상기 카메라모듈(300)이 상기 고정 프레임(412)에 탈착 또는 부착될 수 있으며, 상기 숫 케넥터(420)가 상기 카메라모듈(300)의 암 커넥터(340)와 결합되어 전원 및 신호를 전달할 수 있다.

이하, 도 4을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라모듈이 고정모듈에 탈착 또는 부착되는 것에 대해 자세히 설명하고자 한다.

도4는 본 발명은 일 실시예에 따른 원격 탈부착 장치의 카메라모듈이 교체되는 모습을 도시한 사시도이다.

도4를 참고하면, 유해환경 내에서 원격로봇의 슬레이브 암(100)이 작업하는 환경을 모니터링하는 카메라 모듈(300)을 구비하는 원격 탈부착 장치(10)에 있어서, 상기 원격 탈부착 장치(10)는 상기 슬레이브 암(100)에 구비된 그리퍼(200) 인근에 고정되는 고정모듈(400) 및 상기 고정모듈(400) 내에 탈/부착이 가능하며, 상기 그리퍼(200) 주위의 시각 정보를 제공하는 카메라모듈(300)를 포함한다. 여기서, 상기 카메라 모듈(300)은 작업자에 의해 원격으로 조종되는 원격조작기(500)로 탈/부착이 가능하며, 상기 카메라모듈(300)은 수집된 시각 정보를 상기 작업을 수행하는 작업자에게 제공하기 위해 외부로 전송할 수 있다.

상기 고정모듈(400)은 상기 그리퍼(200)의 상부에 고정 지지되며, 상기 고정모듈(400)은 클램프 하우징(410) 및 숫 커넥터(420)를 포함한다. 상기 카메라모듈(300)은 하우징(310), 상기 하우징(310)에 고정되며, 상기 시각 정보를 촬영하는 카메라(320), 상기 고정모듈(400)에 탈착 및 부착이 가능하게 하는 탈착유닛(330) 및 상기 고정모듈(400)과 결합되어, 상기 카메라(320)에 전기적 신호를 송수신하는 커넥터(340)를 포함한다.

상기 원격 탈부착 장치(10)는 작업자의 접근이 극히 제한되거나 불가능한 유독가스 또는 방사능 물질을 취급하는 셀 안쪽에 구비되며, 상기 원격 탈부착 장치(10)의 그리퍼(200)가 작업 물체를 잡거나 이동하는 작업을 진행하는 중에 상기 카메라모듈(300)의 고장으로 교체를 해야 하는 상황이 발생하면, 셀 밖에서 작업자가 원격으로 상기 셀 안에 구비된 원격조작기(500)을 조종하여 신속하게 상기 카메라모듈(300)을 교체할 수 있다.

이하, 상기 고정모듈에 상기 카메라모듈이 탈착 및 부착되는 교체 과정을 자세히 설명한다.

도4(a)는 상기 카메라모듈이 상기 고정모듈로부터 탈착되는 모습을 도시한 것이고, 도4(b)는 상기 카메라모듈이 상기 고정모듈에 부착되는 모습을 도시한 것이다.

도4(a)를 참고하면, 상기 카메라모듈(300)에 고장이 발생하면, 상기 원격로봇의 슬레이브 암(100)이 작업을 중지하고, 상기 셀 내부에는 구비된 원격조작기(500)를 원격으로 조종하여 상기 고장 난 카메라모듈(600)을 상기 고정모듈(400)로부터 탈착하고, 새 카메라모듈(700)을 부착하여 교체할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 원격조작기(500)는 상기 카메라모듈(600)의 양 측면에 파지하여, 상기 카메라모듈(600)의 체결판(332)을 일정한 힘으로 누를 수 있다.

상기 원격조작기(500)가 상기 체결판(332)을 누르면, 상기 체결판(332)에 연결된 스프링(331)은 수축되며, 상기 스프링(331)의 수축에 의해 상기 체결판(332)과 동시에 상기 체결판(332)에 연결된 핀(333)이 상기 스프링(331)이 수축되는 방향으로 이동하면서, 상기 핀(333)은 상기 클램프 하우징(410)에 구비된 홈(413)에서 탈거 될 수 있다.

상기 핀(333)이 탈거된 후 상기 카메라모듈(600)은 상기 고정모듈(400)로부터 탈착 가능한 상태가 되며, 상기 탈착 가능한 상태에서 상기 원격조작기(500)는 상기 체결판(332)을 누른 상태에서 상기 카메라모듈(600)을 수직 상승시켜, 상기 카메라모듈(600)을 상기 고정모듈(400)로부터 완전히 탈착시킬 수 있다. 이때, 상기 카메라모듈(600)의 암 커넥터(340)는 상기 고정모듈(400)의 숫 커넥터(420)로부터 완전히 분리될 수 있다.

상기 고정모듈(400)로부터 분리된 고장 난 카메라모듈(600)을 대신하는 새 카메라모듈(700)을 상기 고정모듈(400)에 부착하는 과정은 탈착과정의 역순으로 진행된다.

다음으로, 상기 새 카메라모듈의 부착과정은 하기와 같이 진행된다.

도4(b)를 참고하면, 상기 원격조작기(500)는 상기 고정모듈(400)에 부착할 새 카메라모듈(700)의 체결판(332)을 누른 상태로 파지하며, 파지한 상태로 상기 고정모듈(400)로 이동할 수 있다.

상기 카메라모듈(700)을 파지한 상기 원격조작기(500)는 상기 고정모듈(400) 상부에서 수직 하강하여, 상기 고정모듈(400)의 고정 프레임(412)에 상기 카메라모듈(700)을 삽입하여 부착할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 원격조작기(500)는 상기 카메라모듈(700)의 양 측면을 파지하여, 상기 카메라모듈(700)의 체결판(332)을 일정한 힘으로 누를 수 있다. 상기 원격조작기(500)가 상기 체결판(332)을 누르면, 상기 체결판(332)에 연결된 스프링(331)은 수축되며, 상기 스프링(331)의 수축에 의해 상기 체결판(332)과 동시에 상기 체결판(332)에 연결된 핀(333)이 상기 스프링(331)이 수축되는 방향으로 이동하고, 상기 카메라모듈(700)은 상기 고정모듈(400)의 고정 프레임(412)에 부착될 수 있다. 상기 카메라모듈(700)이 완전히 부착되면, 상기 원격조작기(500)는 상기 체결판(332)을 누르고 있던 힘을 해체하고, 상기 체결판(332)에 연결된 스프링(331)의 반력에 의해 상기 체결판(332) 및 상기 핀(333)은 상기 스프링(331)이 팽창하는 방향으로 이동하여, 상기 핀(333)은 상기 고정모듈(400)의 홈(413)에 삽입될 수 있다.

그로 인해, 상기 카메라모듈(700)은 상기 고정모듈(400)에 부착되어 고정될 수 있다. 이때, 상기 카메라모듈(700)의 암 커넥터(340)는 상기 고정모듈(400)의 숫 커넥터(420)와 결합될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 또한, 본 발명이 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 원격 탈부착 장치 340: (암) 커넥터
100: 원격로봇의 슬레이브 암 400: 고정모듈
200: 그리퍼 410: 클램프 하우징
300: 카메라모듈 411: 고정 링
310: 하우징 412: 고정 프레임
320: 카메라 413: 홈
330: 탈착유닛 420: (숫) 커넥터
331: 스프링 500: 원격조작기
332: 체결판 600: 고장 난 카메라모듈
333: 핀 700: 새 카메라모듈

Claims

유해환경 내에서 원격로봇의 슬레이브 암이 작업하는 환경을 모니터링하는 카메라 모듈을 구비하는 원격 탈부착 장치에 있어서,
상기 슬레이브 암에 구비된 그리퍼 인근에 고정되는 고정모듈; 및
상기 고정모듈 내에 탈/부착이 가능하며, 상기 그리퍼 주위의 시각 정보를 제공하는 카메라모듈;
를 포함하고,
상기 카메라모듈은 하우징, 상기 하우징에 고정되며, 상기 시각 정보를 촬영하는 카메라, 상기 고정모듈에 탈착 또는 부착이 가능하게 하는 탈착유닛 및 상기 고정모듈과 결합되어, 상기 카메라에 전기적 신호를 송수신하는 커넥터를 포함하고,
상기 탈착유닛은 스프링, 상기 스프링의 수축 또는 팽창에 의해 상기 스프링이 수축 또는 팽창되는 방향으로 이동하는 체결판 및 상기 체결판에 연결되어, 상기 고정모듈에 상기 카메라모듈을 고정시키는 핀을 포함하고,
상기 카메라 모듈은 작업자에 의해 원격으로 조종되는 원격조작기로 탈착 또는 부착이 가능한 것을 특징으로 하는 원격 탈부착 장치.
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제1항에 있어서,
상기 체결판은 상기 카메라모듈을 파지할 경우 미끄러움을 방지하기 위해 일면에 다수의 돌기로 엠보싱이 형성된 원격 탈부착 장치.
제1항에 있어서,
상기 커넥터는 암 커넥터를 사용하는 원격 탈부착 장치.
제1항에 있어서,
상기 카메라모듈은 수집된 시각 정보를 상기 작업을 수행하는 작업자에게 제공하기 위해 외부로 전송하는 원격 탈부착 장치.
제1항에 있어서,
상기 고정모듈은 상기 그리퍼에 고정 지지되며, 홈이 형성된 클램프 하우징을 포함하는 원격 탈부착 장치.
제8항에 있어서,
상기 클램프 하우징은 일측에 상기 커넥터와 대응하여 체결되는 숫 커넥터를 더 포함하는 원격 탈부착 장치.
제9항에 있어서,
상기 숫 커넥터는 외부전원 또는 제어장치와 연결되어, 상기 카메라모듈에 전원을 공급하고 시각 정보를 외부로 전달하는 원격 탈부착 장치.