KR101364244B1 - 평탄도 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

평탄도 측정 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 평탄도 측정을 위한 측정 장소에 부착되고, 레이저 빔을 발사하는 회전레이저; 상기 회전 레이저로부터 발사되는 레이저 빔을 검출하기 위한 레이저 측정 센서; 및 상기 레이저 측정 센서가 장착되고, 공중에 떠있으면서 상기 레이저 측정 센서를 평탄도의 측정 지점에 밀착하도록 이동할 수 있는 공중부양체를 포함한다.

Description

평탄도 측정 장치{DEVICE FOR MEASURING FLATNESS}
본 발명은 평탄도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박 및 구조물 등에서 평탄도를 자동으로 측정할 수 있도록 한 평탄도 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 선박 및 구조물 등에서 예컨대, 천장의 평탄도를 측정하기 위해서는 회전레이저와 레이저 측정 센서를 이용하고 있다.
즉, 천장에 회전레이저를 부착하고, 작업자가 레이저 측정 센서를 평탄도 측정 위치로 이동하여 수작업으로 측정하는 방법을 이용하고 있다.
이와 같이 수작업 방법을 이용하여 평탄도를 측정하는 방법을 이하에서 좀더 자세하게 설명하기로 한다.
일반적으로, 선박이나 구조물 등에서 천장의 높이는 대략 작업자의 키 높이보다 높기 때문에, 천장의 평탄도 측정을 하기 위해서는 천장의 어느 한 측정 지점의 바로 아래쪽 바닥에 별도의 구조물을 준비해서 설치하고, 작업자가 일일이 한 손으로 레이저 측정 센서를 잡은 상태로 상기 구조물 위에 올라가서 레이저 측정 센서를 이용하여 천장의 평탄도를 측정하고, 그 다음 다른 측정 지점을 측정하기 위해서는 작업자가 구조물에서 내려온 후 상기 구조물을 다른 측정 지점의 바닥에 설치한 후 상기와 같이 평탄도를 측정하는 과정을 반복하기 때문에 그 만큼 천장의 평탄도 측정 준비에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라,
또한, 작업자가 한 손으로 레이저 측정 센서를 잡은 상태에서 구조물 위에서 천장의 평탄도 측정 작업을 해야 하기 때문에, 안전 사고의 위험이 내재되어 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 선박 및 구조물 등에서 평탄도를 자동으로 측정할 수 있도록 하여 평탄도 측정을 위한 준비 시간을 최소화할 수 있으며, 안전 사고 위험을 사전에 방지할 수 있는 평탄도 측정 장치를 제고하는데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 평탄도 측정을 위한 측정 장소에 부착되고, 레이저를 발사하는 회전레이저;
상기 회전 레이저로부터 발사되는 레이저를 검출하기 위한 레이저 측정 센서;
상기 레이저 측정 센서가 장착되고, 공중에 떠있으면서 상기 레이저 측정 센서를 평탄도의 측정 지점에 밀착하도록 이동할 수 있는 공중부양체를 포함하는 평탄도 측정 장치가 제공된다.
이 때, 상기 공중부양체에 설치되고, 상기 공중부양체를 평탄도의 측정 지점으로 이동시켜 줄 수 있도록 상기 공중부양체의 이동을 제어하기 위한 제어장치를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 레이저 측정 센서에는 상기 레이저 측정 센서를 상, 하 방향으로 이동시켜 주기 위한 상하 이동부가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 공중부양체에 설치되고, 상기 공중부양체를 수평 또는 수직 방향으로 이동할 수 있도록 추진시켜 주기 위한 공중부양체 추진기를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 공중부양체의 상부에 일정한 간격으로 복수개 설치되는 구동 바퀴 지지대; 및
상기 공중부양체를 측정 지점에 밀착시켜 이동시켜 주기 위해 상기 구동 바퀴 지지대에 회전 가능하게 설치된 구동 바퀴를 더 포함할 수 있다.
이 때, 상기 공중부양체에는 상기 공중부양체의 진행 방향을 탐지하여 평탄도 측정 지점 근처로 이동할 수 있도록 평탄도 측정 지점의 표면에 마킹되어 있는 인식 마크를 측정하기 위한 제1 카메라가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 공중부양체에는 천장의 평탄도 측정해야 하는 측정 지점의 인식 마크의 위치를 인식하기 위한 제2 카메라가 설치될 수 있다.
이 때, 상기 제어장치는 상기 공중부양체를 수평 또는 수직 이동할 수 있도록 상기 공중부양체 추진기를 제어하기 위한 추진기 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어장치는 상기 제어장치와는 별도로 설치된 제어기와 무선으로 연결되고, 상기 제어장치를 원격 제어하기 위한 무선 통신 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어장치는 상기 레이저 측정 센서가 상, 하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 상하 이동부를 제어하기 위한 상하 이동 제어부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제어장치는 상기 제1 카메라와 제2 카메라로부터 입력되는 영상 신호를 처리하기 위한 카메라 신호 처리부를 포함할 수 있다.
선박 및 구조물 등에서 평탄도를 자동으로 측정할 수 있도록 함으로써 평탄도 측정을 위한 준비 시간을 최소화할 수 있으며, 안전 사고 위험을 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치를 이용하여 천장의 평탄도를 측정하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 제어장치의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치를 이용하여 측정하는 평탄도 측정 지점의 인식 마크를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치를 이용하여 천장의 평탄도를 측정하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 개략적인 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 개략적인 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 제어장치의 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치는, 화물창과 같이 넓은 공간 내에서 바닥, 천장, 측면 등의 평탄도를 측정하는데 사용될 수 있다.
이러한 평탄도 측정 장치는 평탄도 측정을 위한 측정 장소(10)에 부착되고, 레이저 빔(110)을 발사하는 회전레이저(100)와, 상기 회전 레이저(100)로부터 발사되는 레이저 빔을 검출하기 위한 레이저 측정 센서(200)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 측정 센서(200)가 측정 장소(10)에 장착되고, 공중에 떠있으면서 상기 레이저 측정 센서(200)를 평탄도의 측정 지점에 밀착하도록 이동할 수 있는 공중부양체(300)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공중부양체(300)에 설치되고, 상기 공중부양체(300)를 평탄도의 측정 지점으로 이동시켜 줄 수 있도록 상기 공중부양체(300)의 이동을 제어하기 위한 제어장치(400)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 측정 센서(200)에는 상기 레이저 측정 센서(200)가 평탄도 측정 지점에 밀착할 수 있도록 상기 레이저 측정 센서(200)를 상, 하 방향으로 이동시켜 주기 위한 상하 이동부(210)가 설치될 수 있다.
상기 공중부양체(300)는 공중에 용이하게 부상할 수 있도록 헬륨 가스 등과 같이 공기보다 비중이 낮은 기체로 충전될 수 있다.
그리고, 상기 공중부양체(300)에는 상기 공중부양체(300)를 수평 또는 수직 방향으로 이동할 수 있도록 추진시켜 주기 위한 공중부양체 추진기(310)가 설치될 수 있다.
상기 공중부양체(300)의 상부에 일정한 간격으로 복수개 설치되고, 상기 공중부양체(300)의 정밀한 제어가 가능하도록 상기 공중부양체(300)를 측정 지점에 밀착시켜 이동시켜 주기 위한 구동 바퀴(320)를 포함할 수 있다.
상기 구동 바퀴(320)는 상기 공중부양체(300)의 정밀한 이동이 가능하도록 상기 공중부양체(300)의 중앙을 중심으로 일정한 크기의 회전 반경상에 일정한 간격으로 복수개 설치될 수 있다.
상기 구동 바퀴(320)는 상기 공중부양체(300)의 조향이 가능하도록 상기 공중 부양체(300)에 장착된 구동 바퀴 지지대(330)에 360도 회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 구동바퀴(320)에는 이를 구동시켜 주기 위한 구동모터(미도시)가 적어도 하나 이상 각각 설치될 수 있다.
또한, 상기 공중부양체(300)에는 상기 공중부양체(300)의 진행 방향을 탐지하여 평탄도 측정 지점 근처로 이동할 수 있도록 평탄도 측정 지점의 표면에 마킹되어 있는 인식 마크를 측정하기 위한 제1 카메라(340)가 설치될 수 있다.
상기 공중부양체(300)에는 정밀한 평탄도 측정을 위하여 평탄도 측정해야 하는 측정 지점의 인식 마크의 위치를 인식하기 위한 제2 카메라(350)가 설치될 수 있다.
또한, 상기 제어장치(400)는 상기 공중부양체(300)를 수평 또는 수직 이동할 수 있도록 상기 공중부양체 추진기(310)를 제어하기 위한 추진기 제어부(410)를 포함할 수 있다.
상기 제어장치(400)는 상기 제어장치와는 별도로 설치된 제어기(미도시)와 무선으로 연결되고, 상기 제어장치(400)를 원격 제어하기 위한 무선 통신 제어부(420)를 포함할 수 있다.
상기 무선 통신 제어부(420)는 상기 제어장치(400)와 상기 제어기를 무선으로 연결할 수 있도록 무선 랜 등으로 이루어질 수 있다.
상기 제어장치(400)는 상기 구동 바퀴(320)의 이동을 제어하기 위한 구동 바퀴 제어부(430)를 포함할 수 있다.
상기 제어장치(400)는 상기 레이저 측정 센서(200)가 상, 하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 상하 이동부(210)를 제어하기 위한 상하 이동 제어부(440)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어장치(400)는 상기 제1 카메라(340)와 제2 카메라(350)로부터 입력되는 영상 신호를 처리하기 위한 카메라 신호 처리부(450)를 포함할 수 있다.
상기 제어장치(400)는 상기 레이저 측정 센서(200)로부터 측정된 값과, 상기 제1, 제2 카메라(340, 350)로부터 입력된 신호를 상기 무선 통신 제어부(420)와 상기 카메라 신호 처리부(450)에 전달하기 위한 센서 인터페이스(460)를 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 평탄도 측정 장치의 작동에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 회전레이저(100)를 평탄도 측정을 위한 측정 장소(10), 예컨대 천장에 부착한 후 상기 회전레이저로부터 레이저 빔을 발사한다. 이 때, 상기 공중부양체(300)는 내부에 헬륨 가스 등의 충전되어 있으므로 상기 천장 아래에 떠있는 상태로 상기 구동 바퀴(320)가 상기 천장에 밀착되어 있고, 상기 레이저 측정 센서(200)가 레이저 빔(110)을 검출하여 도 1에 도시된 바와 같이 상기 천정과의 두께(T1, T2, T3, T4, T5 등)를 측정하여 평탄도를 측정하게 된다.
이 때, 상기 제어장치(400)를 제어하여 상기 공중부양체(300)를 평탄도 측정을 위한 측정 지점으로 이동시킨다.
즉, 상기 추진기 제어부(410)는 상기 공중부양체 추진기(310)를 제어하여 상기 공중부양체 추진기(310)로 하여금 상기 공중부양체(300)를 수평 또는 수직 방향으로 이동시켜 평탄도 측정을 위한 측정 지점 근처, 예컨대 도 5의 AO 근처로 이동시킨다.
이 때, 상기 센서 인터페이스(460)는 상기 제1 카메라(340)와 상기 제2 카메라(350)로부터 촬영된 영상 신호를 상기 무선 통신 제어부(420)와 상기 카메라 처리 신호 처리부(450)에 전송한다.
그리고, 상기 카메라 처리 신호 처리부(450)는 상기 제1 카메라(340)로부터 전송된 영상 신호를 처리하여 상기 천장의 측정 지점에 마킹되어 있는 인식 마크를 인식하여 평탄도 측정 작업 영역의 경로를 검색하고 상기 구동 바퀴 제어부(430)를 제어하여 상기 구동 바퀴(320)를 작업 영역의 경로를 따라 이동시킨다.
또한, 상기 카메라 처리 신호 처리부(450)는 상기 제2 카메라(350)로부터 전송된 영상 신호를 처리하여 상기 천장의 측정 지점에 마킹되어 있는 인식 마크의 위치를 측정하여 평탄도 측정 지점, 예컨대 도 5에서 AO를 찾고 상기 구동 바퀴 제어부(430)를 제어하여 상기 구동 바퀴(320)를 이동시켜 상기 레이저 측정 센서(200)를 평탄도 측정 지점, 예컨대 AO로 이동시킨다.
이 때, 상기 상하 이동 제어부(440)는 상하 이동부(210)를 제어하여 상기 레이저 측정 센서(200)가 상기 천장에 밀착될 수 있도록 상 방향 또는 하 방향으로 이동시키고, 상기 레이저 측정 센서(200)는 상기 회전레이저(100)로부터 발사된 레이저 빔을 검출하여 상기 검출 값을 별도의 제어기로 전송하고, 상기 제어기에서는 전송된 검출 값을 이용하여 상기 천장의 두께를 측정하여 상기 천장의 평탄도를 측정하게 되는 것이다.
또한, 상기와 같이 구동 바퀴 제어부(430)를 제어하여 상기 구동 바퀴(320)를 이동시키면서 상기 레이저 측정 센서(200)를 다음 평탄도 측정 지점, 예컨대 도 5에서 A1, A2 등으로 이동시키면서 상기와 동일한 방식으로 평탄도를 측정하면 되는 것이다.
그리고, 상기 무선 통신 제어부에 의하여 별도의 제어장치에 무선으로 원격으로 상기 제어장치를 제어할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 회전레이저 200: 레이저 측정 센서
300: 공중부양체 310: 공중부양체 추진기
320: 구동 바퀴 330: 구동 바퀴 지지대
340: 제1 카메라 350: 제2 카메라
400: 제어장치 410: 추진기 제어부
420: 무선 통신 제어부 430: 구동 바퀴 제어부
440: 상하 이동 제어부 450: 카메라 신호 처리부
460: 센서 인터페이스

Claims (12)

  1. 평탄도 측정을 위한 측정 장소에 부착되고, 레이저 빔을 발사하는 회전레이저;
    상기 회전레이저로부터 발사되는 레이저 빔을 검출하기 위한 레이저 측정 센서; 및
    상기 레이저 측정 센서가 장착되고, 공중에 떠있으면서 상기 레이저 측정 센서를 평탄도의 측정 지점에 밀착하도록 이동할 수 있는 공중부양체를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공중부양체에 설치되고, 상기 공중부양체를 평탄도의 측정 지점으로 이동시켜 줄 수 있도록 상기 공중부양체의 이동을 제어하기 위한 제어장치를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 레이저 측정 센서에는 상기 레이저 측정 센서를 상, 하 방향으로 이동시켜 주기 위한 상하 이동부가 설치되는 평탄도 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 공중부양체에 설치되고, 상기 공중부양체를 수평 또는 수직 방향으로 이동할 수 있도록 추진시켜 주기 위한 공중부양체 추진기를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공중부양체의 상부에 일정한 간격으로 복수개 설치되는 구동 바퀴 지지대; 및
    상기 공중부양체를 측정 지점에 밀착시켜 이동시켜 주기 위해 상기 구동 바퀴 지지대에 회전 가능하게 설치되는 구동 바퀴를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 공중부양체에는 상기 공중부양체의 진행 방향을 탐지하여 평탄도 측정 지점 근처로 이동할 수 있도록 평탄도 측정 지점의 표면에 마킹되어 있는 인식 마크를 측정하기 위한 제1 카메라가 설치되는 평탄도 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공중부양체에는 천장의 평탄도 측정해야 하는 측정 지점의 인식 마크의 위치를 인식하기 위한 제2 카메라가 설치되는 평탄도 측정 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 공중부양체를 수평 또는 수직 이동할 수 있도록 상기 공중부양체 추진기를 제어하기 위한 추진기 제어부를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 제어장치와는 별도로 설치된 제어기와 무선으로 연결되고, 상기 제어장치를 원격 제어하기 위한 무선 통신 제어부를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 구동 바퀴의 이동을 제어하기 위한 구동 바퀴 제어부를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 레이저 측정 센서가 상, 하 방향으로 이동할 수 있도록 상기 상하 이동부를 제어하기 위한 상하 이동 제어부를 포함하는 평탄도 측정 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 제1 카메라와 제2 카메라로부터 입력되는 영상 신호를 처리하기 위한 카메라 신호 처리부를 포함하는 평탄도 측정 장치.
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