장거리주행이가능한 소구경검사로봇기술 2015. 12.
요약 기술명 기술분야 (6T) 기술 개요 IT 분야 기술요약 기술의효과 기술의응용분야 기술키워드 기술완성도 (TRL) 장거리주행이가능한소구경검사로봇기술 산업기술분류코드대분류중분류소분류코드번호 기계 / 소재 산업 / 일반기계 기타산업 / 일반기계 관련기술 100610 소구경배관내에서장거리주행이가능한검사로봇에관한기술로, 아이들링기 어를통해동력이전달되고, 자기력형성물질및고무재질로이루어져접지력이 향상된구동휠이배관내부를 Screw-drip 방식으로주행하며, 장거리주행을통해 10cm 미만의소구경배관내부검사를쉽게수행할수있는기술임소구경배관내부의장거리주행이가능하고카메라를통한실시간육안검사가가 능하며, 이물질탐지및 1mm 미만의배관내부결함뿐아니라배관의감육상태 까지검사가가능함 건설, 토목, 선박및해양플랜트, 극지탐사, 비행기, 우주정거장등의배관, 교량하 부검사, 상하수도유지보수, 하수관유지보수, 원전유지보수로봇등에적용 가능함 국문 : 배관, 소구경, 로봇, 장거리, 검사 영문 : Pipe, Small diameter pipe, Robot, Long distance, Examination, Inspection 기초연구단계실험단계시작품단계제품화단계사업화기능및파일럿현기본원리기본개념연구실환경유사환경상용모델실제환경개념장파악정립테스트테스트개발최종테스트상용운영검증테스트 환경 분석 사업화 전략 시장동향 업체동향 기술사업화방안 수작업으로대응하기어렵고, 작업자가접근하기어려운환경을극복하여작업조건 을개선하거나효율을높이고자활용하며, 최근극한업무작업에대한사람들의안 전문제와기피현상이대두되어이를대신할검사및유지보수로봇의수요가증 가하고있음. 국내시장규모는 2012 년 13 억원규모로추산되며, 2017 년까지연평 균 1.51% 성장하여 28 억원의시장을형성할전망임 국내로봇업체는현재중소기업이차지하는비중이 94.2% 이며 64.5% 가소기업에 해당되고로봇매출액변화추이를살펴볼때중기업의매출액규모가점점신장되 고있어매년신규기업의유입이꾸준히발생하고있음 종류 형태 권장 기술거래 기반기술을토대로사업화가능기업에기술실시권부여 Joint Venture 연구원과기업의공동투자를통한시장개척진입 Venture 연구원주도의창업보육및기업성장후기술이전 R&BD 기술이전을전제로한공동연구개발 - 1 -
Ⅰ. 기술성분석 1. 기술의개요및특징 1) 기술의간략한설명 본기술은소구경배관내에서장거리주행이가능한검사로봇에관한것으로아이들링기어를통해동력이전달되고자기력형성물질및고무재질로이루어져접지력이향상된구동휠이배관내부를 Screw-drip 방식으로주행하며장거리주행을통해 10cm 미만의소구경배관내부검사를쉽게수행할수있는기술임 < 표 > 장거리주행이가능한소구경검사로봇기술의특징 기술구동방식동력전달접촉력 Screw-drip 방식 아이들링기어 마그네틱과 4 개의고무사용 특징 측정부 레이저스캐너로배관의직경및감육파악가능하며 1mm 미만의내부결함및이물질을찾아냄 카메라로실시간육안검사가능 2) 대표도면 본기술의배관검사로봇단면도 < 그림 > 등록특허제 1494784 호대표도면 - 2 -
3) 기술의특징및우수성 기존에대구경배관내부를검사하기위한로봇에대한기술은다량개발되어왔으나, 소구경배관의경우에는공간의협소등여러가지제약조건때문에자체구동력을확보하기어려워주로내시경등을이용해내부상태를검사하거나검사하고자하는부분을절단하여배관의내부를검사하고있음 내시경방식의경우자체구동력이없기때문에검사가능한길이에한계가있으며, 다른방식 의경우검사의신뢰성이낮고배관의손상위험이있음 본기술은종래소구경배관내구동력확보문제를해결하기위해검사시모터로부터회전 력을전달받아배관의내벽을나선형으로회전하며이동하는 Screw-drip 방식으로구현하였으 며이를통해소구경의배관검사를효과적으로수행할수있음 해결과제 파워및신호케이블의마찰 해결수단 줄에연결된소재인테플론을개발 곡관부주행시, 배관의마찰이증가함 슬립링적용시접촉저항증가로인한노이즈발생 구동휠의접촉력이떨어져슬립이발생 마찰증가를극복할수있는구조및소재개발 슬립링대신아이들링기어를사용하여회전부를 관통하는형태로노이즈발생감소 구동휠에자기력형성물질을포함하고, 고무재질로구성하여접촉력증대 4) 기술의효과 장거리주행이가능한소구경검사로봇기술은배관의상태를더욱정확하게점검할수있고, 얻어진데이터로지속적인정비가가능하여발전소에적용된다면안전하게운용할수있으며, 중간정지를막아주어경제성이높음 5) 기술의완성도 본기술은시작품의성능평가가모두완료되어목표성능이모두만족된기술로핵심요소기술의기술적성숙도에대한일관성있는객관적인지표를말하는 TRL에따라본기술은 6단계인시작품이완성된 상용모델개발 단계로정의되며향후제품사업화를위한준비가필요함 - 3 -
6) 기술키워드 국문 : 배관, 소구경, 로봇, 장거리, 검사 영문 : Pipe, Small diameter pipe, Robot, Long distance, Examination, Inspection 2. 기술의적용분야및경쟁력 본기술은레이저스캐너를이용하여배관내부의모습을 3차원으로복원하여고화질로전송함으로써 1mm 이하크기의미세결함을정확하게탐지할수있으며이동시 0.1mm 간격으로레이저를발사하여이동거리를측정함으로써로봇의위치좌표와결함의발생위치를정확히알아낼수있기때문에배관의파손및폭발가능성을사전에탐지할수있어발전소의비가동기간에투입되어안전성검사활용시에매우효과가높음 또한, 건설, 토목, 선박및해양플랜트, 극지탐사, 비행기, 우주정거장지하배관, 교량하부검 사, 상하수도유지보수, 하수관유지보수, 원전유지보수로봇등에도적용이가능함 3. 기술실시를위한기업에서의구비조건 시장규모가작고대량생산이어려운반면창출서비스의가치가매우높아제품의단가가높 은고부가가치산업으로기술시장을선점하기위해기술의고도화가필요하며, 특히기계기 술, 전기, 전자응용회로및 IT 분야등과의유기적인융합연계가필요함 4. 기술실시에따른기업에서의이점 사회적안전도의고도화요구가높아지는반면대상작업환경의위험도가증가하여작업난이도가높고위험한시설의검사및유지보수를위해로봇이현장에투입되고있는추세로, 기술발달에따른고도화된서비스와정보수집이가능하고, 작업대상물의상태예측및안전도분석이가능해져더욱고도화된양질의서비스제공이가능함 생활수준향상으로지하상하수도, 건물배관등의각종활선규모가증가하여탱크, 상하수도 등각종배관내검사및유지보수로봇의수요가증가하고있으며고도화된로봇기술을바 탕으로정보수집, 모니터링및관리를통한손실을최소화함 극지, 방사능지역, 우주, 심해저등탐사기술고도화및자원의고갈로인한극한환경에서의 작업요구가증가되면서인간을대신할로봇에대한관심이집중되어극지탐사및환경모 니터링, 해양플랜트검사및유지보수등에적용이가능함 - 4 -
Ⅱ. 시장성분석 1. 시장의정의 검사및유지보수로봇이란수작업에의한작업성, 위험도, 접근성등을개선하고자제품, 시 설및장비에대해생산혹은설치전후검사및유지보수를위해투입되는로봇을의미하며, 특히, 배관, 건물, 교량, 터널, 수중등고위험환경에적용함 < 표 > 검사및유지보수로봇의주요제품 분류정의주요제품 원격제어기반검사 및유지보수로봇 유선혹은무선으로작업명령을 로봇에전달하거나실시간으로로 봇을조종 원격제어형배관검사로봇, 교량하부검 사로봇, 해양탐사및작업을위한 ROV 등 자율지능기반검사및유지보수로봇시설검사및유지보수로봇 특정과제수행을위한판단지능과자기위치인식및환경인식기능을토대로과제수행완료까지자율적인판단에따라스스로동작함장치의이상유무검사, 상태모니터링등소극적정보를수집하는능동형로봇등을포함함 Unpiggable 배관검사및유지보수로봇 교량하부검사용로봇, 빌딩외벽검사및 청소로봇 탱크 / 관 / 하수구등배관내검사및유지보수로봇극한환경에서의검사및유지보수로봇 배관내검사를목적으로일반로봇과다른구동특성을가짐해양, 우주, 원자력발전소등극한환경에서시설및장치의검사가가능하여적용환경에따라요구되는특성이상이함 배관검사및유지보수로봇, 탱크청소로봇, 하수구관리및유지보수로봇해양탐사및모니터링로봇 (ROV, AUV), 우주탐사용로봇, 원전유지보수로봇 다품종소량생산에서생산성향상을위한검사로봇의경우작업대상평가와이에따른다 양한검사방법의대응에활용도가우수하고작업성과접근성이좋지않은고위험환경에서 작업자를대신하여검사및유지보수를하는경우많이이용됨 - 5 -
검사및유지보수로봇은수작업으로대응하기어렵고작업자가접근하기어려운환경을극복하고작업조건을개선하거나효율을높이고자활용하며최근극한업무작업에대한사람들의안전문제와기피현상이대두되어이를대신할검사및유지보수로봇의수요가증가하고있음 < 그림 > 지능화수준및적용환경에따른검사및유지보수로봇 2. 시장동향및규모 안전의식및인명재해에대한관심이증가하며, 전문서비스용로봇의필요성과시장성이확 대될것으로전망되어검사및유지보수로봇또한시장규모가그비중을점차확대할것으 로예측됨 검사및유지보수로봇분야의세계시장규모는 2012 년 1,087 백만달러규모로추산되며 2017 년까지연평균 1.50% 성장하여 1,173 백만달러의시장을형성할것으로전망됨 검사및유지보수로봇분야의국내시장규모는 2012 년 13 억원규모로추산되며 2017 년까지 연평균 1.51% 성장하여 28 억원의시장을형성할전망임 < 표 > 검사및유지보수로봇분야규모및전망 ( 단위 : 백만달러, 억원 ) 구분 ( 연도 ) 2009 2010 2011 2012 증감 규모 8,030 9,720 12,590 13,320 1,220 전망 ( 연도 ) 2015 2020 증감 전망 제조용 9,721 12,881 8.2% 서비스용 6,403 10,096 29.1% - 6 -
국내시장전망 해외시장전망 ( 단위 : 백만달러, 억원 ) 출처 : 중소기업기술로드맵 3. 시장의주요참여자 1) 국내핵심시장 회사명소재지전화이메일 / 홈페이지 현대중공업 울산광역시동구방어진순환도로 1000 052-202-2114 www.hhi.co.kr 삼성중공업경남거제시장평동 530 055-630-3114 www.samsungshi.com 대우조선해양 주식회사포스코 경상남도거제시거제대로 3370 대우조선해양 경상북도포항시남구동해안로 6261( 포항시남구괴동동 1) 055.735.2114 http://www.dsme.co.kr/ 054-220-0114 http://www.posco.co.kr/ 두배시스템서울특별시강동구성내동 518-1 02-521-9192 www.doobae.co.kr 탑전자산업 ( 주 ) 경기도성남시분당구야탑동 145 031-702-7228 www.tap.co.kr 티에스강원도원주시소초면흥양리 1639-4 033-748-4133 http://www.ts-envi.com/ 포테닛 ( 주 ) 경기도파주시월롱면덕은리 673-2 031-957-3361 www.potenit.com ( 주 ) 에스티엠테크놀로지 경기도용인시처인구이동면송전리 169-7 031-323-4800 stmtech.co.kr - 7 -
회사명소재지전화이메일 / 홈페이지 ( 주 ) 코인즈전라남도여수시화치동 100 061-684-6862 http://koins21.co.kr/ ( 주 ) 엔티리서치 서울특별시금천구가산동 60-73 벽산디지털밸리 5 차 15 층 02-843-3460 www.nt2004.net 에코랜드주식회사경기도안양시동안구호계동 1027 031-451-3510 http://www.ecoland21.co.kr/ 출처 : 특허검색및구글링을통한재구성 2) 국내응용시장 회사명소재지전화이메일 / 홈페이지 삼성전자경기도수원시영통구삼성로 129 02-2255-0114 http://www.samsung.com/sec/ home/ ( 주 ) 프로텍인천광역시남동구남촌동 623-9 032-822-9171 www.protec21.co.kr 비츠로시스서울성동구성덕정길 151 02-460-2000 http://www.vitzrosys.com/ 유진로봇 서울특별시금천구디지털로 130 남성프라자 1214 호 070-4657-7000 http://www.yujinrobot.com/ ( 주 ) 금창경상북도영천시본촌동 447 054-338-5000 www.gumchang.co.kr/ 큐렉소 ( 주 ) 서울특별시서초구잠원동 02-3446-0663 www.curexo.com 에버테크노 ( 주 ) 충남아산시음봉면산동리 139-1 041-580-6600 http://www.evertechno.co.kr/ AP 시스템경기도화성시동탄면중리 605 031-379-2700 http://www.apsystems.co.kr/ ( 주 ) 로보스타경기도안산시상록구수인로 700 031-400-3600 http://www.robostar.co.kr/ 두림로보틱스경기도화성시무송동 470-18 031-357-0350 http://www.doolim-robotics.com/ 한울로보틱스경기도부천시원미구약대동 193 1644-9017 http://www.robotics.co.kr/ 고영테크놀러지서울특별시금천구가산동 345-90 02-6670-5000 http://kohyoung.com/ ( 주 ) 피앤에스미캐닉스 서울특별시영등포구문래동 3 가 82-29 02-2068-3086 http://psmecha.co.kr/ 출처 : 특허검색및구글링을통한재구성 - 8 -
3) 해외시장 회사명소재지전화이메일 / 홈페이지 CRTS Mitsubishi Heavy Industries Ishikawa Tekkosho YASKAWA ELECTRIC HITACHI Force-Instituttet Redzone Robotics, Inc. Japan Atomic Power Company 135 Turner Drive Durango, CO 81303 16-5 Konan 2-chome, Minato-ku, Tokyo, 108-8215, Japan 1-10, Tomoecho, Mochimune, Suruga-Ku Shizuoka, 421-0126 Japan 2-1 Kurosakishiroishi, Yahatanishi-ku, Kitakyushu 806-0004 Japan 6-6, Marunouchi 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, 100-8280 Japan Andersens Boulevard 33, DK-1553 Copenhagen V Denmark 91 43rd. Street, Suite 250 Pittsburgh, PA 15201 1-1 Kanda-Mitoshiro-cho Chiyoda-ku Tokyo, 101-0053 Japan 970-259-0354 http://www.coatingrobotics.com/ 81-3-6716-3111 http://www.mhi-global.com 81-542594472 http://www.ishikawa-tekkosho.co.jp +81-93-645-8801 http://www.yaskawa.co.jp/en/ +81-3-3258-1111 http://www.hitachi.com/ +45 43 26 7000 http://forcetechnology.com/ +1 (412) 476-8980 http://www.redzone.com/ 81 3 6371 7400 http://www.japc.co.jp/english/ 출처 : 특허검색및구글링을통한재구성 4. 시장진입가능성 대구경에삽입되는검사로봇은많이상용화되어있는기술이나소구경에삽입되는검사로봇은 아직시장의진입장벽도가크지않아경쟁이치열하지않으며분야별로봇기술개발이추진 중인상태임 대기업에서고도화된검사및유지보수로봇을개발하고자힘쓰고있으나시장수요가적어자체적용기술로활용하기때문에타분야에비해중소기업의공급량이높아현재로써는대기업보다중소기업에서관련핵심기술및제품상용화가활발할것으로보여향후유망기술이될것으로전망됨 - 9 -
Ⅲ. 원자력 ( 연 ) 보유특허및연락처 원자력 ( 연 ) 보유특허 구분발명의명칭 1 소구경배관내부검사로봇 출원번호 ( 출원일 ) 10-2014-0013237 (2014.02.05.) 등록번호 ( 등록일 ) 제1494784호 (2015.02.12.) 출원국가 한국 담당자연락처 구분성명전화이메일비고 기술이전담당 유재복 042-868-2236 jbyoo@kaeri.re.kr - 함형욱 042-868-4538 ham@kaeri.re.kr - 발명자김승호 042-868-2928 ROBOTkim@kaeri.re.kr - - 10 -