KR101352572B1 - 지하시설물의 촬영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하시설물의 촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프 한쪽에서 고압기체를 가하고 다른 한쪽으로는 고압기체를 품어내어 그 힘으로 지반을 뚫고 들어가면서 일정공간을 확보하여 지하에 매설된 시설물을 파이프 내의 카메라를 통해 촬영하는 지하시설물의 촬영장치에 관한 것으로, 지하시설물을 확인하는데 있어 장비나 인력으로 굴착하지 아니하고, 파이프를 지하시설물까지 추진해 들어가 디지털 카메라에 의해 지상에서 동영상등 실시간으로 확인함으로써 굴착에 따른 안전상의 문제점을 해결하고 불필요한 굴착을 지양하여 보다 저비용 고효율적인 방법으로 지하시설물의 확인작업을 할 수 있고, 오니 및 불투명한 액체가 담겨져 있는 설비를 점검, 검사하기 위해 외부로 방출 후 육안검사를 하는 문제점을 해결할 수 있으며, 산사태 등으로 사람이 매몰되었을 때 삽, 굴착장비로 함부로 접근하지 못하는 경우에 인명의 외적 손상 없이 접근이 가능하고, 경우에 따라서는 인명구출용으로도 활용할 수 있다.

Description

지하시설물의 촬영장치{Underground shooting device}

본 발명은 지하시설물의 촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파이프 한쪽에서 고압기체를 가하고 다른 한쪽으로는 고압기체를 품어내어 그 힘으로 지반을 뚫고 들어가면서 일정공간을 확보하여 지하에 매설된 시설물을 파이프 내의 카메라를 통해 촬영하는 지하시설물의 촬영장치에 관한 것이다.

지하시설물을 확인하기 위한 종래의 방법은 굴착법과 비굴착법으로 구분할 수 있는데 굴착법은 인력으로 굴착을 하거나, 굴삭기(포크레인)등 장비를 이용하여 굴착을 하는 것이고, 비굴착법은 배관에 전파를 보내고 그 전파 신호에 의해 배관의 위치와 깊이를 측정하여 확인하는 것이다.

이러한 종래 방법에 있어서, 굴착법에 의한 굴착시의 문제점은 굴착장비에 의해 지하시설물에 손상이 발생하는 경우가 많고, 지반변형, 노면 복구 필요, 굴착토사의 처리문제등이 발생하며, 인력에 의한 굴착시 굴착 작업량의 한계와 작업시간 지연, 토사붕괴에 의한 안전사고 발생 등의 문제점이 있었다.

또한, 초음파, 전파, 레이저 등을 사용하는 비굴착법으로 지하시설물을 확인할 경우, 기계적 오차와 오동작이 발생하는 경우가 있으며 중요 시설물(가스배관등)을 확인시에는 개략적인 위치확인만 가능하므로 결국 직접 눈으로 확인하기 위해 굴착을 하여 확인해야만 하는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 오니 및 불투명한 액체 등의 물질이 있는 내부설비를 확인할 경우에 있어서는 내용물을 배출한 후 확인하여야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록 제10-0540169호(2005.12.26.) "지하시설물의 촬영장치 및 그 촬영방법"이 개시된 바 있지만, 개시된 등록특허의 경우 굴착이 오로지 분사되는 가스압에 의해 이루어지므로 굴착력이 약하고, 굴착된 후 다시 메워지는 단점이 있어 이에 대한 개량이 필요하였다.

대한민국 특허 등록 제10-0540169호(2005.12.26.) "지하시설물의 촬영장치 및 그 촬영방법"

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 파이프를 고압의 용기에 연결하고, 파이프를 통한 고압의 기체(질소 또는 공기)를 지면으로 분사함으로써 형성된 공동을 통해 파이프를 지하로 밀어넣고, 파이프의 끝 내부에는 디지털 촬영장치와 조명장치를 설치하고 파이프내로 케이블을 연결하여 상부의 화면 표시장치와 연결함으로써 지하의 상태를 촬영하는 지하시설물의 촬영장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 지면으로부터 지하층을 파들어가 지하시설물을 촬영하는 촬영장치로서, 공기 또는 질소 등의 압력 가스를 발생시키는 가스압력 발생수단; 상기 가스압력 발생수단으로부터 전달받은 압력 가스가 그 내부로 전달되며, 지하로 분사되어 지하층을 파들어가는 파이프; 상기 파이프의 선단 내부에 설치되어 지하시설물을 촬영하는 촬영수단; 상기 촬영수단이 촬영한 영상을 상기 파이프 내의 신호선을 통해 지상에서 수신하는 화면표시수단을 포함하여 구성되되, 상기 파이프는, 인입 손잡이부, 길이연장 중간대 및 카메라 설치파이프로 구성되어, 각각 암수 나선에 의해 결합되어 길이 조정에 따라 확장 가능한 것이고; 상기 인입 손잡이부는, 암수 나선 결합에 의하여 타 파이프와 조립할 때 발생하는 회전에 의해 전원 및 통신 신호선이 꼬이는 것을 방지하도록 케이블 자유회전 베어링 타입으로 되어 있고, 내부 신호선이 공기 흐름에 의해 떨리지 않도록 신호선을 잡아당겨 고정하는 케이블 인장 스프링을 구비하며; 상기 파이프는, 지층을 파고 들어감에 따른 지하층의 토사가 비산(飛散))에 의해 지층 외부로 튀는 것을 방지하도록 지면 부근의 외주 부근에 비산방지대를 더 구비하고; 상기 촬영수단은, 지하층 촬영시 시야를 확보하기 위하여 후방에 라이트 광원부가 설치되어 있으며; 상기 카메라 설치파이프의 하단 양측면에는 서로 대칭되게 각각 비트힌지가 고정되고, 상기 비트힌지에는 사선방향으로 배치되는 내부가 빈 원추 형상이고, 이등분된 한 쌍의 굴착비트가 고정되며, 상기 한 쌍의 굴착비트 내면에는 결속스프링이 설치되어 상호간을 당기도록 구성되고, 상기 굴착비트에는 반경방향을 따라 다수의 가스분사공이 형성되며, 상기 굴착비트의 상측 카메라 설치파이프의 외주면 상에는 반경방향으로 대칭되게 보조비트가 더 설치되고, 상기 카메라 설치파이프의 외주면에는 보조힌지가 더 설치되어 상기 보조비트를 회전가능하게 고정하며, 상기 보조비트의 내측면과 상기 카메라 설치파이프의 외주면 사이에는 '＜' 형상의 판스프링이 고정되어 상기 보조비트를 탄성 동작시키는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 촬영장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 지하시설물을 확인하는데 있어 장비나 인력으로 굴착하지 아니하고, 파이프를 지하시설물까지 추진해 들어가 디지털 카메라에 의해 지상에서 동영상등 실시간으로 확인함으로써 굴착에 따른 안전상의 문제점을 해결하고 불필요한 굴착을 지양하여 보다 저비용 고효율적인 방법으로 지하시설물의 확인작업을 할 수 있고, 오니 및 불투명한 액체가 담겨져 있는 설비를 점검, 검사하기 위해 외부로 방출 후 육안검사를 하는 문제점을 해결할 수 있으며, 산사태 등으로 사람이 매몰되었을 때 삽, 굴착장비로 함부로 접근하지 못하는 경우에 인명의 외적 손상 없이 접근이 가능하고, 경우에 따라서는 인명구출용으로도 활용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하시설물의 촬영장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 설치파이프의 횡단면도,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 설치파이프의 A-A'의 종단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인입 손잡이부의 단면도,
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프의 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하시설물의 촬영방법의 순서도,
그리고
도 7은 본 발명에 따른 추가 실시예를 보인 예시도 이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제0540169를 그대로 이용한다. 때문에, 이하 설명되는 장치 구성상 특징들은 모두 등록특허 제0540169호에 기재된 사항들이다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제0540169호에 개시된 구성들 중 카메라 설치파이프의 선단 구조를 개선한 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제0540169호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하시설물의 촬영장치(1)의 구성을 도시한다.

본 발명에 따른 촬영장치(1)는 지하시설물을 확인하기 위한 것으로서, 가스압력 발생수단은 공기 또는 질소 등의 압축 가스를 저장하는 압력용기(2)이다.

압력용기(2)에 저장된 압축 가스는 파이프(3) 내부로 전달되고, 파이프의 일단에서 방출된다. 압축 가스가 방출되는 파이프의 일단 내부에는 촬영수단으로서 카메라(4)가 설치된다. 지면을 향해 방출된 압력 가스는 지면을 파들어가며 공동을 형성하고, 이 공동을 통해 파이프가 지하로 유입된다. 이 과정에서 파이프 일단의 카메라(4)는 지하시설물을 촬영하고, 촬영된 영상정보는 내부 신호선(7)을 통해 실시간으로 지상의 PDA, 노트북과 같은 화면표시수단(5)으로 전송한다.

특히, 압력 가스의 분사에 의해 파이프(3)가 지하층으로 유입됨에 따라서 내부의 토사가 외부로 분출하는 비산현상이 발생할 수 있기에, 지면 부근의 파이프(3) 외주에는 비산방지대(6)가 설치되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라서 파이프(3)의 선단을 이루는 카메라 설치파이프(33)의 단면을 도시한다.

카메라(4)는 카메라 설치파이프(33)의 내벽으로부터 카메라 지지대(43)에 의해 고정된다.

특히, 지하에서 시야를 확보하기 위하여 카메라(4)의 후방에는 백라이트용 광원부(41)가 설치되는 것이 바람직하며, 역시 내벽으로부터 광원부 고정대(42)에 의해 고정된다.

광원부(41) 및 카메라(4)는 외부로부터 전원을 공급받고, 카메라가 촬영한 영상정보를 외부로 전달하기 위하여 신호선(7)과 연결되며, 신호선(7)은 파이프 내벽에 접착시켜 고정한다.

도 3은 도 2에 도시한 A-A' 방향의 단면을 도시한다.

카메라 지지대(43)에 의해 고정되어 내부 압력을 견디는 카메라(4)의 설치 위치는 카메라 설치파이프(33)의 일단에서 방출되는 내부의 공기분출압력보다 외부의 토사유입압력이 높아 토사가 파이프 안으로 들어올 경우, 카메라의 손상을 방지하도록 파이프 직경의 2배 이상의 내측으로 설치되는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인입 손잡이부(31)의 단면을 도시한다.

인입 손잡이부(31) 내부의 신호선과 길이연장 중간대(32) 내부의 신호선은 신호선 커넥터(318)에 의해 연결되고, 손잡이 암나사부(316)는 길이연장 중간대(32)의 파이프 숫나사부(317)에 맞물려져 나선 결합에 의해 체결된다.

이때, 체결을 위한 회전에 의해 꼬이지 않도록, 내부 신호선(7)은 신호선 인출캡(312)의 베어링(313)을 통해 보관된다. 신호선 인출캡(312)의 캡 암나사부(314)는 인입 손잡이부(31)의 캡 숫나사부(315)와 맞물려져 나선 결합에 의해 체결된다.

특히, 인입 손잡이부(31) 내부의 신호선(7)은 내부 압축 가스의 흐름에 의해 떨리지 않도록 신호선 인장스프링(319)을 통해 인장시켜 고정하는 것이 바람직하다. 인입 손잡이부(31)의 체결이 완료되면 공기인입구(311)에 볼밸브(303)를 결합시킨다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프(3)의 구성을 도시한다. 파이프(3)는 인입 손잡이부(31), 길이연장 중간대(32) 및 (33) 카메라 설치파이프(33)로 구성되며, 이들은 각각 암나사 및 숫나사의 나선 회전 결합에 의해 체결된다.

압력용기(2)의 압축 가스는 에어 호스(21)를 통해 전달되고, 퀵커플러(22)로 볼밸브(23)에 결합되고 분리시에는 퀵커플러(22)를 조작하여 몸체와 분리한다.

볼밸브(23)의 개폐를 조정하는 볼밸브 조정손잡이(24)는 파이프로 전달되는 가스량을 조절한다.

파이프(3)는 사용하고자 하는 길이에 따라 카메라 설치파이프(33), 길이연장 중간대(32)로 구성되어 필요에 따라 길이연장 중간대(32)의 수를 늘려 확장 시키거나 인입 손잡이(31)와 카메라설치 파이프(33)를 바로 연결하여 사용 길이를 조정할 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하시설물의 촬영방법의 순서를 도시한다.

"촬영장치 설치단계"(S100)에서, 압력용기(2), 인입 손잡이부(31), 길이연장 중간대(32), 카메라 설치파이프(33) 및 화면표시수단(5)을 연결하여 압축 가스의 흐름이 정상인지, 카메라(4)가 촬영한 영상이 화면표시수단(5)에 정상적으로 전달되는지 확인한다.

"파이프 지하유입단계"(S200)에서 파이프(3) 일단에서 분사된 고압 가스에 의해 형성된 공동을 통해 파이프를 지하로 밀어 넣는다.

"촬영정보 전송단계"(S300)에서는 카메라(4)가 촬영한 영상정보를 신호선(7)을 통해 화면표시수단(5)으로 전달한다.

"촬영정보 수신 및 표시단계"(S400)에서는 화면표시수단(5)이 전달받은 영상정보를 모니터 상에 표시한다.

이와 같은 구성을 그대로 포함하면서, 본 발명에 따른 추가 실시예는 도 7과 같이, 카메라 설치파이프(33)의 선단과 선단 양측면에 굴착성을 증대시킨 비트를 더 포함할 수 있다.

예컨대, 도 7에 따르면, 카메라(4)가 설치되는 카메라 설치파이프(33)의 선단, 다시 말해 하단 양측면에는 서로 대칭되게 각각 비트힌지(120)가 고정되고, 상기 비트힌지(120)에는 사선방향으로 배치되는 굴착비트(100)가 고정된다.

따라서, 상기 굴착비트(100)는 상기 비트힌지(120)를 기점으로 회전가능하게 구성된다.

특히, 상기 굴착비트(100)는 대략 내부가 빈 원추 형상으로 형성되며, 원추가 절반으로 분할된 형상으로 인식하면 이해하기 쉽다.

때문에, 상기 굴착비트(100)는 서로 마주보고 그 경계면이 맞대어진 상태로 접촉 배치된다.

더구나, 이들의 벌어짐을 최소화하고, 벌어진 후라도 다시 원래 위치로 복귀될 수 있도록 상기 한 쌍의 굴착비트(100) 내면에는 결속스프링(130)이 설치되어 상호간을 당기도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 굴착비트(100)에는 반경방향을 따라 다수의 가스분사공(110)이 설치된다.

상기 가스분사공(110)은 공급된 가스가 원활하게 토출되게 하여 그 외측 주변의 토사를 반경방향으로 불어 내도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 굴착비트(100)의 상단 높이는 상기 카메라(4)를 가리지 않도록 카메라(4) 보다 낮게 유지될 수 있는 높이, 다시 말해 길이를 가져야 한다.

그러면, 카메라 설치파이프(33)가 지중으로 진입할 때 굴착비트(100) 때문에 하단이 뾰족하므로 진입하기 쉽고, 더구나 굴착비트(100)에 의해 초기 진입시 카메라 설치파이프(33) 보다 훨씬 큰 반경을 갖고 진입되기 때문에 진입의 원활성 및 내부 공간 확보가 용이하다.

이 상태에서 1차 진입 후 공급된 가스는 고압으로 분사되면서 주변의 토사를 배출시키므로 지중은 파이프가 충분히 삽입되고, 또한 촬영가능한 범주의 공간을 만들 수 있게 된다.

한편, 상기 굴착비트(100)의 상측 카메라 설치파이프(33)의 외주면 상에는 반경방향으로 대칭되게 보조비트(140)가 더 설치될 수 있다.

상기 보조비트(140)도 상기 굴착비트(100)와 같이, 지중 공간 확보를 용이하게 하기 위한 것으로, 굴착비트(100)에 의해 확보된 공간이 토사에 의해 막히지 않도록 하면서 파이프가 원활하게 삽입되도록 안내하는 수단이다.

이를 위해, 상기 카메라 설치파이프(33)의 외주면에는 보조힌지(150)가 더 설치되고, 상기 보조힌지(150)에는 상기 보조비트(140)가 회전가능하게 설치되며, 상기 보조비트(140)의 내측면과 상기 카메라 설치파이프(33)의 외주면 사이에는 대략 '＜' 형상의 판스프링(160)이 고정됨으로써 보조비트(140)를 탄성 동작하게 유도한다.

따라서, 굴착시 굴착효율이 높고, 굴착 후 토사 막힘이 억제되어 파이프 인입작업 및 촬영작업을 더욱 더 원활하게 수행할 수 있게 된다.

1 : 촬영장치 2 : 압력용기
3 : 파이프 4 : 카메라
5 : 화면표시수단 6 : 비산방지대
7 : 신호선 21 : 에어호스
22 : 퀵커플러 23 : 볼밸브
24 : 볼밸브 조정손잡이 31 : 인입 손잡이부
32 : 길이연장 중간대 33 : 카메라 설치파이프

Claims (1)

1. 지면으로부터 지하층을 파들어가 지하시설물을 촬영하는 촬영장치로서, 공기 또는 질소 등의 압력 가스를 발생시키는 가스압력 발생수단; 상기 가스압력 발생수단으로부터 전달받은 압력 가스가 그 내부로 전달되며, 지하로 분사되어 지하층을 파들어가는 파이프; 상기 파이프의 선단 내부에 설치되어 지하시설물을 촬영하는 촬영수단; 상기 촬영수단이 촬영한 영상을 상기 파이프 내의 신호선을 통해 지상에서 수신하는 화면표시수단을 포함하여 구성되되,
   상기 파이프는 인입 손잡이부, 길이연장 중간대 및 카메라 설치파이프로 구성되어, 각각 암수 나선에 의해 결합되어 길이 조정에 따라 확장 가능한 것이고;
   상기 인입 손잡이부는 암수 나선 결합에 의하여 타 파이프와 조립할 때 발생하는 회전에 의해 전원 및 통신 신호선이 꼬이는 것을 방지하도록 케이블 자유회전 베어링 타입으로 되어 있고, 내부 신호선이 공기 흐름에 의해 떨리지 않도록 신호선을 잡아당겨 고정하는 케이블 인장 스프링을 구비하며;
   상기 파이프는 지층을 파고 들어감에 따른 지하층의 토사가 비산(飛散))에 의해 지층 외부로 튀는 것을 방지하도록 지면 부근의 외주 부근에 비산방지대를 더 구비하고;
   상기 촬영수단은 지하층 촬영시 시야를 확보하기 위하여 후방에 라이트 광원부가 설치되어 있으며;
   상기 카메라 설치파이프의 하단 양측면에는 서로 대칭되게 각각 비트힌지가 고정되고, 상기 비트힌지에는 사선방향으로 배치되는 내부가 빈 원추 형상이고, 이등분된 한 쌍의 굴착비트가 고정되며, 상기 한 쌍의 굴착비트 내면에는 결속스프링이 설치되어 상호간을 당기도록 구성되고, 상기 굴착비트에는 반경방향을 따라 다수의 가스분사공이 형성되며, 상기 굴착비트의 상측 카메라 설치파이프의 외주면 상에는 반경방향으로 대칭되게 보조비트가 더 설치되고, 상기 카메라 설치파이프의 외주면에는 보조힌지가 더 설치되어 상기 보조비트를 회전가능하게 고정하며, 상기 보조비트의 내측면과 상기 카메라 설치파이프의 외주면 사이에는 '＜' 형상의 판스프링이 고정되어 상기 보조비트를 탄성 동작시키는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 촬영장치.
   
   

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