신호등이 초록색으로 바뀌기를 기다리는 운전자들에게 도심의 번잡한 교차로는 여느 아침과 다를 바 없어 보입니다.
그들은 자신들이 철근 콘크리트로 둘러싸여 있다는 사실, 더 정확히는 그 위에 있다는 사실을 알지 못한다. 그들 아래 몇 미터 지점에서 눈부신 빛줄기가 어둠을 뚫고 들어와 지하 "거주자"들을 놀라게 했다.
카메라 렌즈는 젖고 갈라진 벽의 이미지를 지면으로 전송하고, 작업자는 로봇을 조종하며 로봇 앞의 디스플레이를 주의 깊게 관찰합니다. 이것은 공상 과학이나 공포 영화가 아니라 현대적이고 일상적인 하수도 보수 작업입니다. 당사의 모터는 카메라 제어, 도구 작동 및 바퀴 구동에 사용됩니다.
도로를 파헤치고 하수도 공사를 위해 몇 주 동안 교통을 마비시키던 전통적인 건설 현장의 시대는 이제 끝났습니다. 지하에서 배관을 점검하고 보수할 수 있다면 얼마나 좋을까요? 오늘날 하수도 로봇은 배관 내부에서 다양한 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 로봇은 도시 기반 시설 유지 관리에 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 50만 킬로미터가 넘는 하수도를 유지 관리해야 한다면, 이상적으로는 불과 몇 미터 떨어진 곳의 생활에 영향을 미치지 않아야 합니다.
과거에는 지하 배관의 손상 여부를 확인하기 위해 먼 거리를 파헤쳐야 했습니다.
오늘날 하수관 로봇은 건설 작업 없이도 평가를 수행할 수 있습니다. 직경이 작은 파이프(일반적으로 짧은 주택 연결관)는 케이블 하네스에 연결되며, 하네스를 말아서 안팎으로 이동시킬 수 있습니다.
이러한 튜브에는 손상 분석을 위한 회전식 카메라만 장착되어 있습니다. 반면, 브래킷에 장착되고 다기능 작업 헤드가 장착된 장비는 대구경 파이프에 사용할 수 있습니다. 이러한 로봇은 수평 파이프에 오랫동안 사용되어 왔으며 최근에는 수직 파이프에도 사용되고 있습니다.
가장 일반적인 로봇 유형은 경사가 완만한 하수관을 따라 직선으로 수평 이동하도록 설계되었습니다. 이러한 자율 주행 로봇은 섀시(일반적으로 최소 두 개의 차축이 있는 평판형 차량)와 카메라가 통합된 작업 헤드로 구성됩니다. 또 다른 모델은 구불구불한 파이프 구간을 통과할 수 있습니다. 오늘날 로봇은 바퀴 또는 궤도가 파이프 내부 벽면을 밀어낼 수 있기 때문에 수직 파이프에서도 이동할 수 있습니다. 프레임 위에 있는 이동식 서스펜션은 로봇이 파이프라인 중앙에 위치하도록 유지시켜 줍니다. 스프링 시스템은 불규칙한 지형과 단면의 작은 변화를 보정하고 필요한 견인력을 확보합니다.
하수도 로봇은 하수도 시스템뿐만 아니라 화학, 석유화학, 석유 및 가스 산업과 같은 산업 배관 시스템에서도 사용됩니다. 모터는 전원 케이블의 무게를 지탱하고 카메라 이미지를 전송할 수 있어야 합니다. 이를 위해서는 모터가 최소형 크기이면서도 매우 높은 출력을 제공해야 합니다.
하수도 로봇은 자체 작동식 유지 보수를 위해 매우 다양한 작업 헤드를 장착할 수 있습니다.
작업 헤드는 밀링 및 연삭과 같은 작업을 통해 막힘, 스케일 및 침전물 또는 돌출된 슬리브 정렬 불량을 제거하는 데 사용할 수 있습니다. 작업 헤드는 파이프 벽의 구멍을 운반용 밀봉 화합물로 채우거나 밀봉 플러그를 파이프에 삽입합니다. 대형 파이프용 로봇의 경우 작업 헤드는 이동식 암 끝에 위치합니다.
이러한 하수도 로봇은 바퀴 또는 궤도의 움직임, 카메라의 움직임, 그리고 분리 가능한 팔을 이용한 도구의 구동 및 위치 조정 등 최대 네 가지의 구동 작업을 처리해야 합니다. 일부 모델에서는 다섯 번째 구동 장치를 사용하여 카메라 줌을 조절할 수도 있습니다.
카메라 자체는 원하는 시야를 항상 제공할 수 있도록 회전하고 움직일 수 있어야 합니다.
휠 구동 방식은 설계가 다릅니다. 전체 프레임, 각 축 또는 각 바퀴를 별도의 모터로 구동할 수 있습니다. 모터는 본체와 부속품을 사용 지점으로 이동시키는 것뿐만 아니라 공압 또는 유압 라인을 따라 케이블을 당기는 역할도 해야 합니다. 모터에는 서스펜션을 고정하고 과부하 시 발생하는 힘을 흡수하는 레이디얼 핀이 장착될 수 있습니다. 로봇 팔용 모터는 레이디얼 드라이버보다 필요한 힘이 적고 카메라용 모터보다 공간을 더 많이 차지합니다. 이러한 동력 전달 장치에 대한 요구 사항은 하수도 로봇에 필요한 만큼 높지 않습니다.
오늘날 손상된 하수관은 교체하는 대신 플라스틱 라이닝으로 교체하는 경우가 많습니다. 이를 위해 공기압이나 수압을 이용하여 플라스틱 파이프를 배관에 압착합니다. 부드러운 플라스틱을 경화시키기 위해 자외선을 조사합니다. 이 작업에는 고출력 조명을 장착한 특수 로봇이 사용될 수 있습니다. 작업이 완료되면 작업 헤드가 있는 다기능 로봇을 투입하여 배관의 측면 분기 부분을 절단해야 합니다. 이는 기존에 라이닝으로 막혀 있던 배관 입구와 출구를 하나씩 절단했기 때문입니다. 이러한 작업에서는 단단한 플라스틱에 구멍을 하나씩 깎아내는데, 보통 몇 시간이 소요됩니다. 원활한 작업을 위해서는 모터의 수명과 신뢰성이 매우 중요합니다.