KR101235719B1 - 교량 케이블 자동진단시스템 - Google Patents

Abstract

교량 케이블을 따라 자동으로 이동하면서 교량 케이블의 상태를 정밀하게 진단할 수 있는 교량 케이블 자동진단시스템이 소개된다. 이를 위해 본 발명은,
이동휠(110)이 구비되어 교량 케이블(601)을 따라 이동 가능하게 설치되는 이동본체(100);
상기 교량 케이블(601)을 감쌀 수 있도록 상기 이동본체(100)에 장착되어 교량 케이블(601)의 상태를 감지하는 비파괴 센서유닛(200);
상기 이동본체(100)의 전방측에 구비되어 교량 케이블(601)의 위치를 감지하는 비젼감지유닛(300); 및
상기 비파괴 센서유닛(200)으로부터 인가되는 감지신호를 통해 교량 케이블(601)의 부식 및 파괴 상태를 진단하는 제어유닛(400)을 포함하되,
상기 이동본체(100)를 상기 비젼감지유닛(300)에서 감지된 교량 케이블(601)의 위치로 이동시키기 위한 이동테이블(604)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

교량 케이블 자동진단시스템{AUTOMATIC BRIDGE-CABLE INSPECTION SYSTEM}

본 발명은 교량 케이블 자동진단시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교량 케이블을 따라 자동으로 이동하면서 교량 케이블의 상태를 정밀하게 진단할 수 있는 교량 케이블 자동진단시스템에 관한 것이다.

일반적으로 교량 등의 구조물은 준공 후 일정기간이 경과되면 구조물 안전진단을 실시하여 교량 구조물의 안전성 평가를 하고, 대형사고를 미리 예방하는 차원에서 교량관리를 정기적으로 또는 수시로 실시하고 있다.

특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 교량 케이블은 사용기간 중에 풍하중이나 풍우하중 등에 의해 끊임없이 진동을 하고 있는데, 이러한 케이블(C)를 계측하는 것은 케이블을 중요한 구조체로 하는 교량의 성능을 계측하는 데 있어 매우 중요하다.

종래에는 교량 케이블의 안전성을 확인하기 위하여, 교량 케이블(C)을 진단하기 위한 진단장비를 교량 케이블(C)에 설치하거나, 육안 진단이나 파괴적인 샘플링 방법을 사용하였다.

그러나, 종래 교량 케이블(C)에 진단장비를 설치하는 경우, 전문 클라이머들이 교량 케이블(C)을 타고 올라가서 진단장비를 설치해야 하므로, 안전사고의 위험이 발생될 우려가 상시 존재하였고, 육안 진단이나 파괴적인 샘플링 방법의 경우, 높이가 수백 미터에 이르는 교량 케이블을 제대로 진단하기에는 현실적으로 불가능한 점이 있었다.

이에 높은 곳에 위치한 교량 케이블이라도 교량 케이블의 상태를 정밀하고 신속하게 진단할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 높은 곳에 위치한 교량 케이블을 따라 자동으로 이동하면서 교량 케이블의 상태를 정밀하게 진단할 수 있는 교량 케이블 자동진단시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 교량 케이블 자동진단시스템은, 이동휠이 구비되어 교량 케이블을 따라 이동 가능하게 설치되는 이동본체, 상기 교량 케이블을 감쌀 수 있도록 상기 이동본체에 장착되어 교량 케이블의 상태를 감지하는 비파괴 센서유닛, 상기 이동본체의 전방측에 구비되어 교량 케이블의 위치를 감지하는 비젼감지유닛 및 상기 비파괴 센서유닛으로부터 인가되는 감지신호를 통해 교량 케이블의 부식 및 파괴 상태를 진단하는 제어유닛을 포함하되, 상기 이동본체를 상기 비젼감지유닛에서 감지된 교량 케이블의 위치로 이동시키기 위한 이동테이블(604)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

바람직하게, 상기 비파괴 센서유닛은 상기 교량 케이블에 자기를 가하여 유도되는 특성의 변화를 감지하는 비파괴 자기센서와, 상기 비파괴 자기센서를 상기 교량 케이블에 밀착시키기 위해 상기 교량 케이블에 체결되는 체결바디를 포함한다.

바람직하게, 상기 비젼감지유닛은 상기 교량 케이블에 레이저 빔을 조사하는 빔 조사기와, 상기 교량 케이블에 맺힌 레이저 빔의 형상과 위치를 분석하기 위한 비젼카메라를 포함한다.

바람직하게, 상기 이동휠은 상기 이동본체의 일측에 마련되어 상기 교량 케이블의 일측부를 따라 구륜되도록 구동모터에 구동 연결되는 구동롤과, 상기 이동본체의 타측에 회동 가능하게 설치되어 상기 교량 케이블의 타측부를 지지하는 백업롤을 포함한다.

바람직하게, 상기 제어유닛은 상기 이동본체, 비파괴 센서유닛 및 비젼감지유닛과 전원신호 케이블을 통해 연결되되, 상기 전원신호 케이블은 상기 이동본체의 이동 거리에 따라 자동으로 풀어주거나 감아주는 케이블권취기를 통해 상기 제어유닛에 연결된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 교량 케이블을 따라 자동으로 이동하면서 정밀한 교량 케이블의 상태 진단이 가능함으로써, 접근이 불가능한 교량 케이블 높이의 위치에서도 안전하고 정밀하게 교량 케이블의 상태를 진단할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 자기 방식의 비파괴 자기센서를 통해 교량 케이블을 진단함으로써, 교량 케이블의 상태를 보다 정밀하게 진단할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 교량 케이블을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 교량 케이블 자동진단시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 교량 케이블 자동진단시스템의 횡단면을 절개하여 도시한 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 교량 케이블 자동진단시스템의 이동 상태를 도시한 상태도

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 교량 케이블 자동진단시스템은, 이동본체(100), 비파괴 센서유닛(200), 비젼감지유닛(300) 및 제어유닛(400)을 포함하는 구성으로, 교량 케이블(601)을 따라 자동으로 이동하면서 교량 케이블(601)의 부식 및 파괴 상태를 정밀하게 진단한다.

구체적으로, 이동본체(100)는 이동휠(110), 비파괴 센서유닛(200) 및 비젼감지유닛(300)이 장착되는 케이스로, 힌지축을 중심으로 서로 멀어지거나 가까워지도록 회동되는 좌,우측 본체(100a),(100b)를 포함한다. 좌,우측 본체(100a),(100b)는 교량 케이블(601)을 사이에 두고 서로 가까워지도록 회동되면서 교량 케이블(601)에 대한 이동본체(100)의 장착이 이루어지고, 좌,우측 본체(100a),(100b)가 멀어지도록 회동되면서 교량 케이블(601)에 대한 이동본체(100)의 분리가 이루어진다. 본 실시예에서, 좌,우측 본체(100a),(100b)의 회동 작동은 제어유닛(400)의 작동신호에 의해 구동되는 별도의 회동모터(미도시)에 의해 구현될 수 있다.

이러한 이동본체(100)는 이동휠(110)을 통해 교량 케이블(601)을 따라 이동 가능하게 구성된다. 이때, 이동휠(110)은 교량 케이블(601)에 장착시 교량 케이블(601)의 일측부에 접촉되는 구동롤(111)과 교량 케이블(601)의 타측부에 접촉되는 백업롤(112)로 구성된다. 보다 상세하게는, 구동롤(111)은 구동모터(120)에 구동 연결되는 제1 구동롤(111a) 및 제2 구동롤(111b)로 구성되어 교량 케이블(601)의 일측부를 따라 구륜가능하도록 구성되고, 백업롤(112)은 이동본체(100)의 타측에 회동편(130)을 매개로 회동 가능하게 설치되어 구동롤(111)의 구동시 교량 케이블(601)의 타측부를 지지한다.

따라서, 구동모터(120)가 정방향으로 회전되면 구동롤(111)의 정방향 회전에 의해 이동본체(100)는 교량 케이블(601)의 상방향으로 이동될 수 있고, 구동모터(120)가 역방향으로 회전되면, 구동롤(111)의 역방향 회전에 의해 이동본체(100)는 교량 케이블(601)의 하방향으로 이동될 수 있다.

바람직하게, 이들 구동롤(111) 및 백업롤(112)은 교량 케이블(601)에 대해 방사방향으로 배치되고, 비파괴 센서유닛(200) 간의 간섭을 피하기 위해 비파괴 센서유닛(200)은 이동본체(100)의 진행방향 전방측에 배치되고 구동롤(111) 및 백업롤(112)은 이동본체(100)의 진행방향 후방측에 배치된다.

또한, 백업롤(112)의 회동편(130)은 좌,우측 본체(100a),(100b)가 서로 가까워지도록 회동되면 이에 연동하여 회동되면서 백업롤(112)이 교량 케이블(601)에 밀착되도록 설계되고, 구동롤(111) 및 백업롤(112)의 표면은 교량 케이블(601)의 외면에 대응되도록 절구 형태의 오목한 굴곡부로 형성된다.

이동본체(100)는 교량 케이블(601)에 장착되기 위해, 이동테이블(604)을 통해 교량 케이블(601)에 근접되게 이동될 수 있다.

이동테이블(604)은 X-Y테이블 형태로, 이동본체(100)를 교량케이블로 이동시킬 수 있는데, 이를 위해, 이동테이블(604)에는 이동본체(100)를 X방향으로 이동시키기 위한 X축 이동모터(미도시)가 구비되고, 이동본체(100)를 Y방향으로 이동시키기 위한 Y축 이동모터(미도시)가 구비된다. 이러한 이동테이블(604)은 비젼감지유닛(300)에서 감지된 감지신호에 따른 제어유닛(400)의 작동 상태에 의해 이동본체(100)를 교량 케이블(601)에 근접한 위치로 자동 이동시킨다.

본 실시예에서는 이동테이블(604)에 이동되는 이동본체(100) 구성에 대해 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하며 이동본체(100)는 자체 이동수단을 구비하여 이동테이블(604)의 구동력 없이 이동될 수도 있을 것이다.

비젼감지유닛(300)은 이동본체(100)의 전방측에 설치되는 빔 조사기(310)와 비젼카메라(320)로 구성된다. 빔 조사기(310)는 교량 케이블(601)에 레이저 빔을 조사하고, 비젼카메라(320)는 교량 케이블(601)에 맺힌 레이저 빔의 형상과 위치를 분석한다.

즉, 이동본체(100)가 교량 케이블(601)에 장착되기 전에는, 빔 조사기(310) 및 비젼카메라(320)를 이용하여 교량 케이블(601)의 위치를 정밀 계측함으로써, 이동본체(100)가 이동테이블(604)에 의해 교량 케이블(601)로 이동되도록 할 수 있고, 교량 케이블(601)에 장착된 이후에는, 비젼카메라(320)를 통해 교량 케이블(601)의 표면 상태를 감지할 수 있다.

비파괴 센서유닛(200)은 교량 케이블(601)의 안전 상태를 감지하기 위한 감지장치로, 교량 케이블(601)에 자기를 가하여 유도되는 특성의 변화를 감지하는 비파괴 자기센서로 구성된다. 이 비파괴 자기센서는 이동본체(100)의 내경면에 장착되어 교량 케이블(601)에 대한 이동본체(100)의 장착시 교량 케이블(601)을 감싸 교량 케이블(601)에 자기를 인가한다. 비파괴 자기센서를 통해 감지된 감지신호는 제어유닛(400)에 전달되며, 제어유닛(400)은 비파괴 자기센서에서 감지된 감지신호를 통해 교량 케이블(601)의 부식 및 파괴 상태를 진단한다.

제어유닛(400)은 상술한 이동본체(100), 비파괴 센서유닛(200), 비젼감지유닛(300) 및 이동테이블(604)을 제어한다. 예컨대, 비젼감지유닛(300)으로부터 교량 케이블(601)의 초기 위치에 대한 정보를 전달받으면 이동본체(100)가 교량 케이블(601)에 근접할 수 있도록 이동테이블(604)에 작동 신호를 인가하고, 이동본체(100)가 교량 케이블(601)에 근접하면, 이동본체(100)가 교량 케이블(601)에 장착될 수 있도록 회동모터에 작동신호를 인가하고, 이동본체(100)가 교량 케이블(601)을 따라 상하이동될 수 있도록 구동모터(120)에 작동신호를 인가하며, 비파괴 센서유닛(200)에서 감지신호를 통해 교량 케이블(601)의 부식 및 파괴 상태를 진단한다.

이러한 제어유닛(400)은 전원신호 케이블(603)을 통해 이동본체(100), 비파괴 센서유닛(200) 및 비젼감지유닛(300)과 연결된다. 이때, 전원신호 케이블(603)의 길이는 케이블권취기(500)에 의해 조절된다. 케이블권취기(500)는 이동본체(100)가 교량 케이블(601)을 따라 이동하는 경우 전원신호 케이블(603)의 길이를 자동으로 풀어주거나 감아줌으로써, 전원신호 케이블(603)이 꼬이거나 손상되는 것을 미연에 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 교량 케이블을 따라 자동으로 이동하면서 정밀한 교량 케이블의 상태 진단이 가능함으로써, 접근이 불가능한 교량 케이블 높이의 위치에서도 안전하고 신속하게 교량 케이블의 상태를 진단하고, 자기 방식의 비파괴 자기센서를 통해 교량 케이블의 상태를 보다 정밀하게 진단할 수 있다는 우수한 장점을 갖는다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :이동본체 200 :비파괴 센서유닛
300 :비젼감지유닛 400 :제어유닛
500 :케이블권취기

Claims (6)

1. 이동휠(110)이 구비되어 교량 케이블(601)을 따라 이동 가능하게 설치되는 이동본체(100);
   상기 교량 케이블(601)을 감쌀 수 있도록 상기 이동본체(100)에 장착되어 교량 케이블(601)의 상태를 감지하는 비파괴 센서유닛(200);
   상기 이동본체(100)의 전방측에 구비되어 교량 케이블(601)의 위치를 감지하는 비젼감지유닛(300); 및
   상기 비파괴 센서유닛(200)으로부터 인가되는 감지신호를 통해 교량 케이블(601)의 부식 및 파괴 상태를 진단하는 제어유닛(400)을 포함하되,
   상기 이동본체(100)를 상기 비젼감지유닛(300)에서 감지된 교량 케이블(601)의 위치로 이동시키기 위한 이동테이블(604)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 케이블 자동진단시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 비파괴 센서유닛(200)은 상기 교량 케이블(601)에 자기를 가하여 유도되는 특성의 변화를 감지하는 비파괴 자기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 케이블 자동진단시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 비젼감지유닛(300)은 상기 교량 케이블(601)에 레이저 빔을 조사하는 빔 조사기(310)와, 상기 교량 케이블(601)에 맺힌 레이저 빔의 형상을 촬영하는 비젼카메라(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 케이블 자동진단시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동휠(110)은 상기 이동본체(100)의 일측에 마련되어 상기 교량 케이블(601)의 일측부를 따라 구륜되도록 구동모터(120)에 구동 연결되는 구동롤(111)과, 상기 이동본체(100)의 타측에 회동 가능하게 설치되어 상기 교량 케이블(601)의 타측부를 지지하는 백업롤(112)을 포함하는 것을 특징으로 하는 교량 케이블 자동진단시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어유닛(400)은 상기 이동본체(100), 비파괴 센서유닛(200) 및 비젼감지유닛(300)과 전원신호 케이블(603)을 통해 연결되되, 상기 전원신호 케이블(603)은 상기 이동본체(100)의 이동 거리에 따라 자동으로 풀어주거나 감아주는 케이블권취기(500)를 통해 상기 제어유닛(400)에 연결되는 것을 특징으로 하는 교량 케이블 자동진단시스템.

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