KR101194413B1 - 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치에 관한 것으로, 현장 검사인력 투입에 따른 종래의 교량 점검장치의 제반 문제점이 구조적으로 해결하여 긴급 또는 주기적 및 실기간 검사 및 자동 검사, 데이터 확보(데이타 베이스화) 등으로 인해 점검에 따른 인력절감, 안전성 확보 등의 효과가 개선될 수 있도록 한다. 이에 대한 기술적 수단으로 본 발명은 자동 또는 수동 제어에 의해 무인 점검기가 교량의 측면 또는 저면부의 이송레일을 따라 이동하면서 교량 및 교각의 외관 상태를 촬영하여 설정된 비교 데이터값에 대비하며 외부 제어센터로 점검 사항을 통신할 수 있도록, 교량 하부에서 자유롭게 이동할 수 있도록 이송레일이 설치되고, 상기 이송레일을 따라 이동하도록 무인 점검기가 형성되되, 상기 무인 점검기에는 원격 유무선 송수신장치, 충전장치를 갖는 제어부와 상기 제어부에 의해 통제 운영 및 구동되는 이송부 및 촬영부를 기본적으로 포함하여 구성됨에 특징이 있다.

Description

무인 점검기를 이용한 교량 점검장치{Bridge inspection device using unattended checker}
본 발명은 무인 자동화 방식으로 교량을 점검하도록 하는 시스템으로서, 현장 검사인력 투입에 따른 종래의 교량 점검장치의 제반 문제점이 구조적으로 해결하여 긴급 또는 주기적 및 실기간 검사 및 자동 검사, 데이터 확보(데이타 베이스화) 등으로 인해 점검에 따른 인력절감, 안전성 확보 등의 효과가 개선될 수 있도록 한 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치에 관한 것이다.
일반적으로, 교량점검은 교량 하부에 사다리, 받침대, 난간 지지대 등으로 구성된 전용 점검시설을 설치하고 작업자가 직접 통로를 따라 이동하며 육안으로 검사를 수행하였다.
또한 좀더 개선된 방법으로는 차량을 이용하였는데, 교량점검 차량은 교량의 상부에 정차하거나 이동하며 교량 하부의 이상 유무를 점검하는 전용차량을 이용하여 해당 교량의 이상 유무를 관찰하여 왔다.
이에, 종래의 수동식 직접관찰 교량점검이나 교량점검 차량점검은 붐의 선단에 고소작업을 위해 작업자가 직접 설치시설 위에서 작업을 수행하거나 작업자를 탑승시키는 바스켓을 장착하여 안전사고의 위험이 큰 문제점이 있었다.
또한, 상기 종래의 교량점검 차량은 작업자의 하중과 바스켓을 지지하기 위해 붐이 대형화되고 그로 인해 차체가 대형화되는 문제점이 있었다.
또한, 차량의 대형화로 인해 교량 점검시 도로의 점유 면적이 필연적으로 넓게 확보되어 교통 장애를 발생시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 현장에 인력이 직접 투입되어 교량하부를 검사함으로써, 인건비 상승과 안전상의 문제가 계속되어 오고 있는 실정이다.
또한, 종래에는 겨울철, 장마철 등과 같은 계절에 주위 환경이 열악한 상태에서 작업자가 직접 점검해야 함으로써, 안전상의 문제 발생되어 오고 있는 실정이다.
또한, 종래에는 검사인력 투입을 위한 설비 설치에 따른 비용 부담이 가중되어 오고 있으며, 특히 교각 사이나 협곡 부분 등의 검사는 충분하지 못하다는 단점이 계속되어 오고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 카메라장치를 이용하여 점검작업을 함으로써, 작업의 안전성을 높이고 장비의 하중을 줄여 차량을 소형화할 수 있는 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치을 제공함에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 무인 자동화 방식으로 교량을 점검하도록 하는 새로운 시스템으로서, 종래에는 현장 검사인력 투입에 따른 각종 제반 문제점이 발생되었는 바, 이에 본원의 교량용 무인자동화 시스템은 긴급 또는 주기적 및 실기간 검사 및 자동 검사, 데이터 확보(데이타 베이스화) 등으로 인해 점검에 따른 인력절감, 안전성 확보 등의 효과가 개선되는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치는 교량 하부에서 자유롭게 이동할 수 있도록 이송레일이 설치되고, 상기 이송레일을 따라 이동하도록 무인 점검기가 형성되되, 상기 무인 점검기에는 원격 유무선 송수신장치, 충전장치를 갖는 제어부와 상기 제어부에 의해 통제 운영 및 구동되는 이송부 및 촬영부가 형성되어, 자동 또는 수동 제어에 의해 무인 점검기가 교량의 측면 또는 저면부의 이송레일을 따라 이동하면서 교량 및 교각의 외관 상태를 촬영하여 설정된 비교 데이터값에 대비하며 외부 제어센터로 점검 사항을 통신할 수 있도록 형성된다.
특히 본 발명의 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치는, 초기 셋팅 메뉴에서 정해진 시간과 행로에 따라 본체가 로드를 따라 이동하며 주기적으로 영상 촬영을 실시하고, 상기 영상 촬영에 의해 수집된 데이터를 자동으로 저장하거나 필요에 따라 실시간 무선통신으로 외부 제어센터(본사 운영팀)의 메인 컴퓨터에 자동으로 저장하도록 통합 컨트롤부를 갖는 제어부가 구비되어 상기 제어부로부터 데이터를 수신한 외부 제어센터(본사 운영팀)는 상기 데이터를 분석하여 인력 점검 및 보수 여부를 결정하도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기가 정해진 매뉴얼에 따라 설정된 주기를 갖으며 자동 점검을 실시할 수 있거나, 외부 제어센터(본사 운영팀)의 무선지시 명령에 따라 수동 점검을 수행할 수 있도록 하되, 상기 무인 점검기는 운전 동작에 따라 촬영부가 작동되면 카메라가 촬영을 시작하여 기록된 영상을 저장함은 물론 위성, 유무선 통신 방식으로 외부 제어센터와 통신할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기가 교각 또는 교량의 정지면에 형성된 전원공급장치로부터 충전용 단자로 하여금 충전기가 자동 또는 수동 방식으로 상시 충전될 수 있도록 하고, 상기 무인 점검기가 작동시에는 만충된 충전기로부터 전력을 공급받도록 하되 최종 작업 완료시에는 언제나 초기화된 고정위치 자리로 복귀하여 접지식 충전을 실시할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기의 내부에 충전기의 충전량 감지부가 형성되어 전원 충전량이 요구되면 무인 점검기의 점검 이송 전 또는 점검 이송 중에 복귀하여 전원을 만충할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기에 형성된 촬영부의 관절 로봇과 카메라에 의해 촬영을 도모하되, 상기 카메라의 일측에는 라이트가 형성되어 주야간 점검이 상시 가능하도록 하고, 상기 점검은 자동 매뉴얼식 주기적 점검과 외부 제어센터에 의한 긴급시의 점검이 가능하며, 촬영된 데이터는 무인 점검기의 데이터 모듈에 저장되거나 외부 제어센터의 서버에 자동으로 저장되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기에 형성된 촬영부의 카메라가 회전 조절판 및 2축 이상의 관절 로봇에 의해 각도, 수직 및 수평 거리, 회전 조작이 가능하도록 하되, 상기 조작은 자동식 매뉴얼 방식 또는 외부 제어센터의 수동 방식에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 별도의 영상인식장치가 장착되어 초기에 셋팅된 결함 내용을 미리 정해놓고 무인 점검기가 이송하면서 촬영한 것을 상기 결합 내용과 비교 판단하여 이상 발생시 외부 제어센터로 경고 알림을 주거나, 결함 부위의 촬영 영상을 데이터로서 송신하도록 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치는 무인 자동화 방식으로 교량을 점검하도록 하는 시스템으로서, 종래에는 현장 검사인력 투입에 따른 각종 제반 문제점이 발생되었는 바, 이에 본원의 교량용 무인자동화 시스템은 긴급 또는 주기적 및 실기간 검사 및 자동 검사, 데이터 확보(데이타 베이스화) 등으로 인해 점검에 따른 인력절감, 안전성 확보 등이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 교량 점검 장치를 이용하여 교량에 대한 무인 점검을 수행하도록 하는 개략적 시스템을 나타낸 일 예시 실시도,
도 2는 도 1의 다른 실시예로서, 무인 교량 점검 장치가 교량의 저면으로부터 이격되어 이송되도록 하는 것을 나타낸 예시도,
도 3은 도 2에 따른 무인 점검기가 이송레일을 따라 이송함에 있어서, 이중 레일과 단일 레일을 임의 선택에 따라 사용할 수 있는 것을 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 무인 점검기를 나타낸 개략적 단면도,
도 5는 도 4의 다른 실시예로서, 촬영부가 회전 조절판에 의해 회전 할 수 있는 것을 나타낸 예시 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 무인 점검기의 이송부를 나타낸 개략적 확대 단면도,
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 무인 교량 점검 시스템의 자동 구동방식과 수동 구동방식을 도시한 블럭도.
다음은 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치의 구체적인 구성관계 및 작동원리를 보다 상세히 설명한다.
먼저 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 무인 교량 점검 장치는 교량(10)의 하부에 형성된 이송레일(100) 구간을 따라 이송하면서 교량의 균열, 파손, 부식을 포함한 각종 외관 상태를 점검하도록 무인 점검기(200)가 구성됨에 있어서, 크게 이송레일(100)과 케이싱(210), 이송부(220), 촬영부(230) 및 제어부(240)를 갖는 무인 점검기(200)와 외부 제어센터(300)로 구성된다.
이때, 무인 점검기(200)는 함체형 케이싱(210)의 상,하 어느 일측에 이송레일(100)과 대응되도록 구동모터(221) 및 구동기어(222)를 갖는 이송부(220)가 형성되고, 상기 케이싱(210)의 전방 어느 일측에는 다관절 로봇(231)에 의해 교량 촬영용 카메라(232)의 각도 조절이 가능한 촬영부(230)가 형성되며, 상기 케이싱(210)의 내부에는 외부 전원에 의해 충전된 충전기(241)로 하여금 이송부(220)를 구동, 제어하면서 촬영부(230)로부터 녹화된 영상을 데이터베이스 모듈(242)에 저장하고, 상기 저장된 촬영 영상은 유무선 송수신장치(243)에 의해 외부 제어센터(300)와 통신하며, 상기 외부 제어센터(300)의 원격조작에 따라 자동 또는 수동 방식으로 이송부(220) 및 촬영부(230)를 구동, 제어하도록 통합 컨트롤부(244)가 형성되는 제어부(240)가 구성되어 이루어진다.
또한 본 발명의 교량 점검장치에 적용된 이송레일(100)은 교량의 측면 또는 저면에 결합되어 길이방향으로 연속된 것으로, 교량에 따라 교각 외주면을 점검하도록 사다리 형태, 지그재그 형태의 크로스 보조 레일(110)이 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 교각 사이나 협곡 부분 등의 검사를 모두 수행할 수 있도록 하기 위함이다.
또한 무인 교량 점검장치의 이송레일(100)은 교량의 측면 또는 저면에 결합됨에 있어서, 'I' 자형 , 'ㄷ' 자형, 'L' 자형 중 어느 하나의 형강 로드(120)로 형성되되, 상기 형강 로드(120)는 교량의 측면 또는 저면에 직착되어 무인 점검기(200)가 현수(걸이)된 형태로 슬라이딩되거나, 지지바(130)를 통해 교량의 측면 또는 저면으로부터 이격된 상태에서 구름 이송될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 무인 교량점검 장치용 이송레일의 형강 로드(120)는 일측면에 기어 치차(121)가 형성되되, 무인 점검기(200)의 케이싱(210) 상,하 어느 일측에는 상기 기어 치차(121)를 포함한 형강 로드(120)와 대응되도록 베어링(211)을 갖는 고정다이(212)와 구동기어(222)로부터 연동되는 수평 전달기어(213) 및 이송기어(214)가 형성되어, 상기 기어 치차(121)를 통해 무인 점검기(200)가 이송레일(100) 구간을 이동할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 무인 점검기의 케이싱(210)에는 전,후면 양단에 각각 이송 감지 센서(215)가 부착되어 이송레일 구간 내에서 동작의 시작과 종료를 파악할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 무인 점검기의 케이싱(210)에는 내부에 동절기 동파 방지용 히터(216)와, 먼지 배출 및 부품 과열 방지용 공기순환팬(217)이 형성되고, 외부에는 단열재(218)가 코팅되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 무인 점검기의 케이싱(210)에는 교각(11)에 형성된 전원공급단자(12)로부터 충전기(241)가 상시 자동 충전될 수 있도록 충전용 접지(219)가 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 무인 점검기의 촬영부(230)는 다관절 로봇이 서브 모터(233)에 의해 원주방향으로 회전하는 회전 조절판(234)에 결합되어 360°촬영을 수행할 수 있도록 한 것이 바람직하다.
이때, 무인 점검기의 촬영부(230)는 교량 촬영용 카메라(232)의 일측에 야간 촬영이 가능하도록 라이트(235)가 구비되고, 타측에는 초기화로부터 변위된 각도 또는 회전 위치를 파악할 수 있도록 위치 감지센서(236)가 구비되는 것이 바람직하다.
이에, 무인 점검기의 제어부(240)는 통합 컨트롤부(244)로 하여금 제어 PCB회로 상에 파워 컨트롤부와 제어 컨트롤부가 형성되도록 하되, 상기 파워 컨트롤부는 이송부의 구동 및 촬영부의 다관절 로봇과 서브 모터를 구동, 제어하도록 형성되고, 상기 제어 컨트롤부는 제어 PCB회로 상에 형성된 유무선 송수신장치로 하여금 외부 제어센터(300)와 통신하며, 상기 외부 제어센터(300)의 원격조작에 따라 자동 또는 수동 방식으로 이송부(220) 및 촬영부(230)를 구동, 제어하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치는 교량 하부에서 자유롭게 이동할 수 있도록 이송레일이 설치되고, 상기 이송레일을 따라 이동하도록 무인 점검기가 형성되되, 상기 무인 점검기에는 원격 유무선 송수신장치, 충전장치를 갖는 제어부와 상기 제어부에 의해 통제 운영 및 구동되는 이송부 및 촬영부가 형성되어, 자동 또는 수동 제어에 의해 무인 점검기가 교량의 측면 또는 저면부의 이송레일을 따라 이동하면서 교량 및 교각의 외관 상태를 촬영하여 설정된 비교 데이터값에 대비하며 외부 제어센터로 점검 사항을 통신할 수 있도록 형성된다.
이때, 본 발명의 교량 점검장치는 초기 셋팅 메뉴에서 정해진 시간과 행로에 따라 본체가 형강 로드(120)를 따라 이동하며 주기적으로 영상 촬영을 실시하고, 상기 영상 촬영에 의해 수집된 데이터를 자동으로 저장하거나 필요에 따라 실시간 무선통신으로 외부 제어센터(본사 운영팀)의 메인 컴퓨터에 자동으로 저장하도록 통합 컨트롤부(240)를 갖는 제어부가 구비되어 상기 제어부로부터 데이터를 수신한 외부 제어센터(본사 운영팀)는 상기 데이터를 분석하여 인력 점검 및 보수 여부를 결정하도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발며의 교량 점검장치는 무인 점검기가 정해진 매뉴얼에 따라 설정된 주기를 갖으며 자동 점검을 실시할 수 있거나, 외부 제어센터(본사 운영팀)의 무선지시 명령에 따라 수동 점검을 수행할 수 있도록 하되, 상기 무인 점검기(200)는 운전 동작에 따라 촬영부가 작동되면 카메라(232)가 촬영을 시작하여 기록된 영상을 저장함은 물론 위성, 유무선 통신 방식으로 외부 제어센터(300)와 통신할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 무인 점검기(200)가 교각 또는 교량의 정지면에 형성된 전원공급장치로부터 충전용 단자로 하여금 충전기(241)가 자동 또는 수동 방식으로 상시 충전될 수 있도록 하고, 상기 무인 점검기가 작동시에는 만충된 충전기로부터 전력을 공급받도록 하되, 최종 작업 완료시에는 언제나 초기화된 고정위치 자리로 복귀하여 접지식 충전을 실시할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기(200)의 내부에 충전기(241의 충전량 감지부가 형성되어 전원 충전량이 요구되면 무인 점검기의 점검 이송 전 또는 점검 이송 중에 복귀하여 전원을 만충할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 무인 점검기(200)에 형성된 촬영부의 관절 로봇(231)과 카메라(232)에 의해 촬영을 도모하되, 상기 카메라의 일측에는 라이트가 형성되어 주야간 점검이 상시 가능하도록 하고, 상기 점검은 자동 매뉴얼식 주기적 점검과 외부 제어센터(300)에 의한 긴급시의 점검이 가능하며, 촬영된 데이터는 무인 점검기의 데이터 모듈에 저장되거나 외부 제어센터의 서버에 자동으로 저장되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 교량 점검장치는 무인 점검기(200)에 형성된 촬영부의 카메라(232)가 회전 조절판 및 2축 이상의 관절 로봇(231)에 의해 각도, 수직 및 수평 거리, 회전 조작이 가능하도록 하되, 상기 조작은 자동식 매뉴얼 방식 또는 외부 제어센터(300)의 수동 방식에 의해 제어되도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 교량 점검장치는 별도의 영상인식장치가 장착되어 초기에 셋팅된 결함 내용을 미리 정해놓고 무인 점검기(200)가 이송하면서 촬영한 것을 상기 결합 내용과 비교 판단하여 이상 발생시 외부 제어센터(300)로 경고 알림을 주거나, 결함 부위의 촬영 영상을 데이터로서 송신하도록 형성되는 것이 바람직하다.
삭제
10 ... 교량
100 ... 이송레일 200 ... 무인 점검기
210 ... 케이싱 220 ... 이송부
230 ... 촬영부 240 ... 제어부
300 ... 외부 제어센터

Claims (8)

  1. 자동 또는 수동 제어에 의해 무인 점검기가 교량의 측면 또는 저면부의 이송레일을 따라 이동하면서 교량 및 교각의 외관 상태를 촬영하여 설정된 비교 데이터값에 대비하며 외부 제어센터로 점검 사항을 통신할 수 있도록, 교량 하부에서 자유롭게 이동할 수 있도록 이송레일이 설치되고 상기 이송레일을 따라 이동하도록 무인 점검기가 형성되되, 상기 무인 점검기에는 원격 유무선 송수신장치, 충전장치를 갖는 제어부와 상기 제어부에 의해 통제 운영 및 구동되는 이송부 및 촬영부가 구성되며,
    상기 제어부로부터 데이터를 수신한 외부 제어센터(본사 운영팀)는 상기 데이터를 분석하여 인력 점검 및 보수 여부를 결정하도록, 초기 셋팅 메뉴에서 정해진 시간과 행로에 따라 본체가 로드를 따라 이동하면서 주기적으로 영상 촬영을 실시하고, 상기 영상 촬영에 의해 수집된 데이터를 자동으로 저장하고 실시간 무선통신으로 외부 제어센터(본사 운영팀)의 메인 컴퓨터에 자동으로 저장하도록 통합 컨트롤부를 갖는 제어부가 구성되고,
    상기 무인 점검기가 정해진 매뉴얼에 따라 설정된 주기를 갖으며 자동 점검을 실시할 수 있고 외부 제어센터(본사 운영팀)의 무선지시 명령에 따라 수동 점검을 수행할 수 있도록 하되, 상기 무인 점검기는 운전 동작에 따라 촬영부가 작동되면 카메라가 촬영을 시작하여 기록된 영상을 저장하며 위성, 유무선 통신 방식으로 외부 제어센터와 통신할 수 있도록 구성되되,
    상기 무인 점검기가 교각 또는 교량의 정지면에 형성된 전원공급장치로부터 충전용 단자로 하여금 충전기가 자동 또는 수동 방식으로 상시 충전될 수 있도록 하고, 상기 무인 점검기가 작동시에는 만충된 충전기로부터 전력을 공급받도록 하되, 최종 작업 완료시에는 언제나 초기화된 고정위치 자리로 복귀하여 접지식 충전을 실시할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 무인 점검기는 내부에 충전기의 충전량 감지부가 형성되어 전원 충전량이 요구되면 무인 점검기의 점검 이송 전 또는 점검 이송 중에 복귀하여 전원을 만충할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 무인 점검기는 내부에 형성된 촬영부의 관절 로봇과 카메라에 의해 촬영을 도모하되, 상기 카메라의 일측에는 라이트가 형성되어 주야간 점검이 상시 가능하도록 하고, 상기 점검은 자동 매뉴얼식 주기적 점검과 외부 제어센터에 의한 긴급시의 점검이 가능하며, 촬영된 데이터는 무인 점검기의 데이터 모듈에 저장되거나 외부 제어센터의 서버에 자동으로 저장되도록 구성된 것을 특징으로 하는 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 무인 점검기는 내부에 형성된 촬영부의 카메라가 회전 조절판 및 2축 이상의 관절 로봇에 의해 각도, 수직 및 수평 거리, 회전 조작이 가능하도록 하되, 상기 조작은 자동식 매뉴얼 방식 또는 외부 제어센터의 수동 방식에 의해 제어되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 무인 점검기는 별도의 영상인식장치가 장착되어 초기에 셋팅된 결함 내용을 미리 정해놓고 무인 점검기가 이송하면서 촬영한 것을 상기 결합 내용과 비교 판단하여 이상 발생시 외부 제어센터로 경고 알림되고, 결함 부위의 촬영 영상을 데이터로서 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 점검기를 이용한 교량 점검장치.
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