KR101464168B1 - 수준측량용 스타프 표시 장치 - Google Patents

수준측량용 스타프 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수준측량용 스타프 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명은 착지봉의 상단 스프링 지지부가 완충스프링의 하단에 지지되어 있고, 완충스프링은 하부척대의 하단에 고정된 베어링 하우징의 베어링 수용부에 압입된 베어링의 인너레이스에 압입된 회전축의 하단에 형성된 스프링 지지부에 지지되어 있으므로 스타프의 주변에서 발생하는 진동이나 충격이 착지봉에 가해지더라도 완충스프링에 의하여 완충되어 주변의 진동이나 충격이 스타프에 전달되지 않게 되고, 베어링 수용부, 회전축, 완충스프링을 수용하는 하우징의 내부에는 오일이 주입되어 있으므로 착지봉에 가해지는 주변의 진동이나 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있어 기계수가 레벨기를 통하여 스타프의 눈금을 정확하게 읽을 수 있고, 하부척대의 하단에는 베어링 하우징이 고정되고, 베어링 하우징의 베어링 수용부에는 베어링의 아웃레이스가 압입되어 있으며, 베어링의 인너레이스에는 회전축이 압입되어 있고, 회전축에는 완충스프링의 상단이 상대 회전 가능하게 지지되어 있으며, 완충스프링의 하단은 하우징에 관통된 착지봉에 상대 회전 가능하게 지지되어 있고, 베어링 수용부와 하우징은 링에 의해 회전 가능하게 연결되어 있으므로 착지봉을 지면에 대고 있는 상태에서 스타프를 돌리는 것에 의하여 스타프의 방향을 전환시킬 수 있으므로 스타프의 위치가 변동됨에 따른 측량 오차를 확실하게 배제할 수 있으며, 좌, 우측 웜과 좌, 우측 웜휠과 좌, 우측 피니언, 좌, 우측 랙 및 좌, 우측 회전핸들을 포함하는 높낮이조절수단을 구비한 것으로, 별도의 동력을 사용하지 않고서도 길이 조절 가능하게 구성되어 있으므로 필요에 따라 스타프의 길이를 조절할 수 있으면서도 스타프 총중량이 크게 감소되어 표척수가 스타프를 힘들이지 않고 편리하게 취급할 수 있으며, 좌측의 웜과 웜휠과 피니언 및 랙과 우측의 웜과 웜휠과 피니언 및 랙의 조합을 달리함으로써 한 번에 큰 눈금 한 칸 간격씩 조절하거나 작은 눈금 한 칸 간격씩 조절할 수 있어 높낮이 조절을 보다 효율적으로 조절할 수 있도록 한 것이다.

Description

수준측량용 스타프 표시 장치{Apparatus for indicating staff in geodetic surveying instrument}
본 발명은 수준측량용 스타프 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수준 측량시 스타프의 주변에서 발생하는 외부 진동이나 충격으로부터 스타프를 보호할 수 있음과 아울러 표척수가 제자리에서 표적의 방향을 바꾸는 경우 스타프를 들어 올리지 않고 지면에 내려놓은 상태에서 수평 회전시켜 기계수의 레벨기를 향하게 할 수 있어 측량 오차 없이 정확한 측량이 가능하게 되며, 동력을 사용하지 않아 스타프의 총중량이 가벼워 표척수에 의한 취급이 용이하면서도 스타프의 높낮이를 손쉽게 조절할 수 있고, 한 번에 큰 눈금 한 칸 간격만큼씩 조절하거나 작은 눈금 한 칸 간격만큼씩 조절할 수 있어 높낮이 조절을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 수준측량용 스타프 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 토목설계나 건축설계 등을 위해서는 우선적으로 측지측량이 이루어져야 한다. 측지측량이란 수평거리와 고저차 및 방향을 측정하여 각 측정점들 상호간의 위치를 결정하여 이를 도면이나 수치로 표시하고, 현장에서 측설하는 제반 활동을 말하는 것이다.
이러한 측지측량 가운데 수준(level) 측량은 스타프와 레벨기를 이용하여 두 지점 간의 높이차를 구하는 측량으로 그 정확도는 2급 수준 측량의 경우 5mm X S1/2 (여기서, S는 편도거리로서 단위는 km 이다.)이내로 규정하고 있을 정도로 세밀한 측량이 요구된다.
도 12는 스타프(1)와 레벨기 등의 측량기기(2)를 이용하여 수준을 측량하는 방법을 설명하는 도면이다.
제1 단계로, 표척수(標尺手)가 스타프를 고도를 알고 있는 지상기준점(a0)에 세우고, 기계수(機械手)는 일정 거리 떨어진 제1관측점(b1)에서 레벨기 등의 측량기기(2)로 스타프(1)의 눈금을 읽는다.
제2 단계로, 표척수가 제1지점(a1)으로 이동하여 스타프(1)를 세우고, 기계수가 관측점(b1)에서 레벨기 등의 측량기기(2)의 방향을 전환하여 레벨기 등의 측량기기(2)를 통해 제1지점의 스타프 눈금을 읽는다. 여기서 지상기준점(a0)과 제1지점(a1)에서 읽은 눈금의 차와 지상기준점의 고도로부터 제1지점의 고도를 구한다.
제3 단계로, 기계수는 제1지점(a1) 뒤의 제2관측점(b2)으로 이동하고, 표척수가 스타프(1)를 제자리(제1지점)에서 방향 전환시켜 스타프(1)가 레벨기 등의 측량기기(2)를 바라보도록 하면 기계수가 제2관측점(b2)에서 레벨기로 제1지점(a1)의 스타프 눈금을 읽는다.
제4 단계로, 표척수가 제2지점(a2)으로 이동하여 스타프(1)를 세우고, 기계수가 제2관측점(b2)에서 제2지점(a2)의 스타프 눈금을 읽는다. 여기서 제2관측점(b2)에서 읽은 제1지점(a1)과 제2지점(a2)의 눈금 차이로부터 제2지점의 고도를 구한다.
이와 같은 방법으로 스타프(1)와 레벨기 등의 측량기기(2)를 계속하여 이동시키면서 각 지점의 스타프와 각 관측점에서의 레벨기의 방향을 전환시켜 눈금을 읽어 목표지점까지 각 지점의 고도를 구한다.
이때, 스타프가 세워지는 기준점(a0)이나 제1, 제2지점(a1, a2)과 레벨기 등의 측량기기(2)가 거치되는 제1, 제2관측점(b1, b2)의 표고 차에 따라 스타프의 높낮이를 조절해야 하는바, 종래의 스타프는 도 13에 도시한 바와 같이, 상하 2개의 척대(1a, 2b)를 슬라이드 신축식으로 높낮이조절이 가능하도록 결합한 것으로, 스타프의 높낮이를 조절하기 위해서는 한손으로 스타프(1)를 잡고 하부척대(1a)와 상부척대(1b)를 결합하는 결합나사(미도시)를 이완시킨 다음, 표척수가 한손으로는 하부척대(1a)를 잡고 다른 손으로는 상부척대(1b)를 잡은 상태에서 밀거나 당겨서 스타프(1)의 높낮이를 조절하고, 다시 하부척대(1a)와 상부척대(1b)를 고정하는 결합나사를 조여서 하부척대(1a)와 상부척대(1b)가 높낮이 조절된 상태로 결합되도록 하여야 하므로 높낮이 조절과정이 번거롭게 될 뿐만 아니라 스타프의 높낮이조절 과정이 번거롭게 되는 문제점이 있다.
또한 선행기술로서 모터와 스크루 등을 이용하여 스타프의 높낮이를 조절할 수 있도록 한 "수준측량용 스타프 높낮이 조절장치"가 대한민국 특허등록 제10-1349383호(2014.01.02. 등록)에 개시되어 있다.
그러나 상기 선행기술의 수준측량용 스타프 조절장치는 모터의 동력을 사용하는 것으로 모터뿐만 아니라 모터에 전원을 공급하기 위한 배터리 등 비교적 무거운 부품이 필요하며, 이로 인하여 스타프의 총중량이 매우 무겁게 되어 표척수에 의한 스타프의 취급이 매우 불편하게 되는 문제점이 있다.
따라서 스타프의 총중량이 가벼워 표척수에 의한 취급이 용이하게 되면서도 높낮이를 간편하고 효과적으로 조절할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
또한 종래의 스타프는 측지측량 과정에서 표척수가 지면에 세우고 있는 스타프가 주변의 진동이나 충격을 받을 경우 일정 거리 떨어져 있는 레벨기에 의하여 스타프의 눈금을 읽는 과정에서 스타프가 흔들리게 되어 스타프 눈금을 정확하게 읽을 수 없게 되고, 이에 따라 측량 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한 종래의 스타프는 상기 제3 단계에서 표척수가 스타프의 방향을 전환하는 과정에서 스타프를 지면에서 들어 올려서 스타프의 방향을 전환한 다음 다시 스타프를 원래의 자리에 내려놓아야 하는데 이때 표척수가 스타프를 원래의 자리에 정확하게 내려놓지 못하는 경우가 빈번히 발생하게 되며, 이에 따라 측량 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서 표척수가 스타프의 방향을 전환하는 과정에서 스타프의 지점이 변경되지 않도록 한 수준측량용 스타프 표시 장치의 개발이 요구되고 있다.
또한 종래의 스타프(1)는 하부척대(1a)의 하단에 결합된 접지부재(1c)를 구비하고 있는 바, 이는 단순히 철재 또는 합성수지재 등으로 구성되어 있기 때문에 스타프(1)를 지면에 세우고 측량을 진행하는 과정에서 지면으로부터 스타프에 진동이나 충격이 가해질 경우 스타프가 흔들리게 되어 측량정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
따라서 지면으로부터 진동이나 충격이 스타프에 가해지더라도 진동이나 충격을 감쇄시켜 스타프가 흔들리는 것을 방지함으로써 측량정밀도를 높일 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 특허 등록 제10-1073942호(2011.10.10. 등록)의 "수준 측량용 표척" 대한민국 특허 등록 제10-1227188호(2013.01.22. 등록)의 "측지측량데이터의 오차발생을 최소화하는 수준측량시스템" 대한민국 특허 등록 제10-1233719호(2013.02.08. 등록)의 "측지측량에서 영상정보 취득을 이용한 국가수준기준점 측량장치" 대한민국 특허 등록 제10-1208592(2012.11.29. 등록)의 "수준 측량용 스타프 하부고정장치" 대한민국 특허등록 제10-1349383호(2014.01.02. 등록)의 "수준측량용 스타프 높낮이 조절장치"
따라서 본 발명의 목적은 수준 측량시 스타프의 주변에서 발생하는 외부 진동이나 충격으로부터 스타프를 보호할 수 있음과 아울러 표척수가 제자리에서 표적의 방향을 바꾸는 경우 스타프를 들어 올리지 않고 지면에 내려놓은 상태에서 수평 회전시켜 기계수의 레벨기를 향하게 할 수 있어 측량 오차 없이 정확한 측량이 가능하게 되며, 동력을 사용하지 않아 스타프의 총중량이 가벼워 표척수에 의한 취급이 용이하면서도 스타프의 높낮이를 손쉽게 조절할 수 있고, 한 번에 큰 눈금 한 칸 간격만큼씩 조절하거나 작은 눈금 한 칸 간격만큼씩 조절할 수 있어 높낮이 조절을 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 수준측량용 스타프 표시 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 기다란 통모양으로 형성되며 전면에 눈금(11)이 새겨진 하부척대(10)와 상, 하단과 후면이 개방된 기다란 통모양으로 형성되며 전면에 눈금(21)이 새겨진 상부척대(20)를 구비하여 상부척대(20)가 하부척대(10)에 삽입되어 슬라이드 신축식으로 높낮이조절이 가능하게 구성되고, 상기 하부척대(10)의 하단에 구비되는 회전식 완충착지수단(30); 및 하부척대(10)와 상부척대(20)로 이루어지는 스타프의 높낮이를 조절하기 위한 높낮이조절수단(40)을 포함하여 구성되며,
상기 회전식 완충착지수단(30)은, 상기 하부척대(10)의 하면에 고정 결합되는 결합편(31a)과, 상기 결합편(31a)의 하면에 일체로 형성된 베어링 수용부(31b)가 구비된 베어링 하우징(31)과; 상기 베어링 수용부(31b) 내주면에 아웃레이스가 압입되는 베어링(32)과; 상기 베어링(32)의 인너레이스에 압입되며 하단부에 스프링 지지부(33a)가 형성된 회전축(33)과; 상기 회전축(33)의 스프링 지지부(33a)에 상단이 상대 회전 가능하게 지지되는 완충스프링(34)과; 상면이 개방된 원통형으로 형성되어 상기 베어링 수용부(31b)를 수용하며 하면에 관통공(35a)이 형성되고 주벽에 오일주입공(35b)이 형성된 케이싱(35)과; 상기 완충스프링(34)의 하단을 상대 회전 가능하게 지지하는 스프링 지지부(36a)가 상단에 형성되며, 지면에 착지되는 착지부(36b)가 형성되는 착지봉(36)과; 상기 케이싱(35) 내에 주입되는 오일(37)과; 상기 케이싱(35)의 오일주입공(35b)에 삽입 설치되는 원통형 니플본체(38a)와, 상기 니플본체(38a)의 외측단부에 삽입되는 개폐볼(38b) 및, 상기 니플본체(38a)의 내부에 삽입되어 상기 개폐볼(38b)을 니플본체(38a)의 외측단부로 탄성지지하는 니플스프링(38c)이 구비된 주유용 니플(38); 및 상기 베어링 수용부(31b)의 외주면에 형성된 링홈(39a)에 내주부가 삽입되고 상기 케이싱(35)의 내주면에 형성된 링홈(39b)에 외주부가 삽입되어 상기 케이싱(35)과 베어링 수용부(31b)가 상대적으로 회전 가능하게 연결되도록 하는 링(39);을 포함하여 구성되며,
상기 높낮이조절수단(40)은, 하부척대(10)의 상단 양측면에 고정되는 한 쌍의 고정판(41a)과, 상기 고정판(41a)에서 후방으로 연장되는 한 쌍의 웜축 지지판(41b)과, 상기 고정판(41a)과 웜축 지지판(41b)의 후단에 일체로 형성된 한 쌍의 웜휠축 지지판(41c, 41d)이 구비된 브래킷(41)과; 상기 웜축 지지판(41b)에 양단이 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지되며 웜축 지지판(41b)보다 좌, 우측으로 돌출되는 웜축(42)과; 상기 웜축(42)의 중간부에 고정되는 좌, 우측 웜(43a, 43b)과; 상기 웜휠축 지지판(41c, 41d)과 하부척대(10)의 후면에 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지되며 상부척대(20)의 내부로 연장되는 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)과; 상기 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정되어 각각 상기 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물리는 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)과; 상기 상부척대(20)의 내부에서 상기 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정되는 좌, 우측 피니언(46a, 46b)과; 상기 상부척대(20)의 좌, 우측 내벽면에 상하로 길게 고정되어 각각 상기 좌, 우측 피니언(46a, 46b)에 맞물리는 좌, 우측 랙(47a, 47b) 및; 상기 웜축(42)의 양단에 고정되는 좌, 우측 회전핸들(48a, 48b)을 포함하여 구성되는 수준측량용 스타프 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 수준측량용 스타프 표시 장치에 의하면, 착지봉의 상단 스프링 지지부가 완충스프링의 하단에 지지되어 있고, 완충스프링은 하부척대의 하단에 고정된 베어링 하우징의 베어링 수용부에 압입된 베어링의 인너레이스에 압입된 회전축의 하단에 형성된 스프링 지지부에 지지되어 있으므로 스타프의 주변에서 발생하는 진동이나 충격이 착지봉에 가해지더라도 완충스프링에 의하여 완충되어 주변의 진동이나 충격이 스타프에 전달되지 않게 되고, 베어링 수용부, 회전축, 완충스프링을 수용하는 하우징의 내부에는 오일이 주입되어 있으므로 착지봉에 가해지는 주변의 진동이나 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있어 기계수가 레벨기를 통하여 스타프의 눈금을 정확하게 읽을 수 있게 된다.
또한 본 발명의 수준측량용 스타프 표시 장치에 의하면, 하부척대의 하단에는 베어링 하우징이 고정되고, 베어링 하우징의 베어링 수용부에는 베어링의 아웃레이스가 압입되어 있으며, 베어링의 인너레이스에는 회전축이 압입되어 있고, 회전축에는 완충스프링의 상단이 상대 회전 가능하게 지지되어 있으며, 완충스프링의 하단은 하우징에 관통된 착지봉에 상대 회전 가능하게 지지되어 있고, 베어링 수용부와 하우징은 링에 의해 회전 가능하게 연결되어 있으므로 착지봉을 지면에 대고 있는 상태에서 스타프를 돌리는 것에 의하여 스타프의 방향을 전환시킬 수 있으므로 스타프의 위치가 변동됨에 따른 측량 오차를 확실하게 배제할 수 있게 된다.
또한 본 발명의 수준측량용 스타프 표시 장치에 의하면, 좌, 우측 웜과 좌, 우측 웜휠과 좌, 우측 피니언, 좌, 우측 랙 및 좌, 우측 회전핸들을 포함하는 높낮이조절수단을 구비한 것으로, 별도의 동력을 사용하지 않고서도 길이 조절 가능하게 구성되어 있으므로 필요에 따라 스타프의 길이를 조절할 수 있으면서도 스타프 총중량이 크게 감소되어 표척수가 스타프를 힘들이지 않고 편리하게 취급할 수 있으며, 좌측의 웜과 웜휠과 피니언 및 랙과 우측의 웜과 웜휠과 피니언 및 랙의 조합을 달리함으로써 한 번에 큰 눈금 한 칸 간격씩 조절하거나 작은 눈금 한 칸 간격씩 조절할 수 있어 높낮이 조절을 보다 효율적으로 조절할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 11은 본 발명에 의한 수준측량용 스타프 표시 장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 상면 방향에서 본 정면 사시도,
도 2는 저면 방향에서 본 정면 사시도,
도 3은 상면 방향에서 본 배면 사시도,
도 4는 상면 방향에서 본 정면 분해 사시도,
도 5는 저면 방향에서 본 정면 분해 사시도,
도 6은 상면 방향에서 본 배면 분해 사시도,
도 7은 회전식 완충착지수단을 보인 종단 정면도,
도 8은 높낮이조절수단의 웜과 웜휠의 회전중심에 따른 본 종단 정면도,
도 9는 높낮이조절수단의 피니언과 랙의 중간부에 따른 종단 정면도,
도 10은 도 8의 A - A선 확대 단면도,
도 11은 도 8의 B - B선 확대 단면도,
도 12는 종래 스타프와 레벨기를 이용하여 수준을 측량하는 방법을 설명하는 도면,
그리고,
도 13은 종래 스타프의 사시도이다.
이하, 본 발명에 의한 수준측량용 스타프 표시 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
이하의 설명에서 각종 볼트 또는 스크루가 관통되는 관통공과 각종 볼트 또는 스크루가 체결되는 체결공은 도면에 도시하되, 도면 부호 및 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 측지측량용 스타프는 도 1에 도시한 바와 같이, 슬라이드 식으로 슬라이드 신축식으로 높낮이조절이 가능하도록 결합되는 상부척대(10)와 하부척대(20)를 포함한다.
상기 하측에 위치하는 하부척대(10)는 상측에 위치하는 상부척대(20)보다 굵게 형성된다.
상기 각 상, 하부척대(10, 20)에는 기계수가 레벨기로 읽을 수 있도록 눈금(11, 21)이 새겨져 있다. 상기 눈금(11, 21)은 큰 눈금과 작은 눈금으로 구성된다. 도시예에서는 상기 큰 눈금의 한 칸 간격(S1)이 작은 눈금의 한 칸 간격(S2)의 5배로 구성되어 있으나, 반드시 이로서 국한되는 것은 아니다.
상기 하부척대(10)는 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 기다란 통모양으로 형성되고, 상부척대(20)는 상, 하단과 후면이 개방된 기다란 통모양으로 형성되며, 상부척대(20)가 하부척대(10)에 삽입되어 슬라이드 신축식으로 높낮이조절이 가능하게 구성된다.
상기 하부척대(10)의 하단에는 회전식 완충착지수단(30)이 구비된다.
상기 회전식 완충착지수단(30)은, 상기 하부척대(10)의 하면에 고정 결합되는 결합편(31a)과, 상기 결합편(31a)의 하면에 일체로 형성된 베어링 수용부(31b)가 구비된 베어링 하우징(31)과; 상기 베어링 수용부(31b) 내주면에 아웃레이스가 압입되는 베어링(32)과; 상기 베어링(32)의 인너레이스에 압입되며 하단부에 스프링 지지부(33a)가 형성된 회전축(33)과; 상기 회전축(33)의 스프링 지지부(33a)에 상단이 상대 회전 가능하게 지지되는 완충스프링(34)과; 상면이 개방된 원통형으로 형성되어 상기 베어링 수용부(31b)를 수용하며 하면에 관통공(35a)이 형성되고 주벽에 오일주입공(35b)이 형성된 케이싱(35)과; 상기 완충스프링(34)의 하단을 상대 회전 가능하게 지지하는 스프링 지지부(36a)가 상단에 형성되며, 지면에 착지되는 착지부(36b)가 형성되는 착지봉(36)과; 상기 케이싱(35) 내에 주입되는 오일(37)과; 상기 케이싱(35)의 오일주입공(35b)에 삽입 설치되는 원통형 니플본체(38a)와, 상기 니플본체(38a)의 외측단부에 삽입되는 개폐볼(38b) 및, 상기 니플본체(38a)의 내부에 삽입되어 상기 개폐볼(38b)을 니플본체(38a)의 외측단부로 탄성지지하는 니플스프링(38c)이 구비된 주유용 니플(38); 및 상기 베어링 수용부(31b)의 외주면에 형성된 링홈(39a)에 내주부가 삽입되고 상기 케이싱(35)의 내주면에 형성된 링홈(39b)에 외주부가 삽입되어 상기 케이싱(35)과 베어링 수용부(31b)가 상대적으로 회전 가능하게 연결되도록 하는 링(39);을 포함하여 구성된다.
상기 결합편(31a)을 하부척대(10)의 하면에 고정 결합하기 위하여 결합편(31a)을 관통하는 고정나사(31c)를 하부척대(10)의 하면에 체결할 수 있다.
상기 베어링(32)은 아웃레이스를 베어링 수용부(31b)에 압입하여 헛돌지 않도록 구성할 수 있으며, 래디얼 볼 베어링을 사용할 수 있다.
상기 회전축(33)은 베어링(32)의 인너레이스에 압입되어 헛돌지 않도록 구성할 수 있다.
상기 완충스프링(34)은 압축코일스프링을 사용할 수 있다.
상기 착지봉(36)은 스타프를 지상기준점(a0), 제1지점(a1), 제2지점(a2), 제3지점(a3) 등에 정확히 착지시킬 수 있도록 하기 위하여 하단첨예형(下端尖銳形)으로 형성할 수 있다.
상기 오일(37)은 케이싱(35)의 내부에서 완충작용을 하게 됨과 아울러 케이싱(35) 내에 설치된 베어링(32)과 완충스프링(34), 링(39) 등이 부식하지 않도록 하는 기능도 수행할 수 있도록 한다.
상기 주유용 니플(38)은 케이싱(35) 내에 오일(37)을 주입하기 위한 것으로 통상적인 주유용 니플이 사용될 수 있다.
본 발명은 하부척대(10)와 상부척대(20)의 결합길이를 원터치 식으로 조절할 수 있는 높낮이조절수단(40)을 더 포함한다.
이하의 설명에서 좌측과 우측은 스타프의 후면에서 볼 때의 방향을 말하는 것이다.
상기 높낮이조절수단(40)은 하부척대(10)의 상단 양측면에 고정되는 한 쌍의 고정판(41a)과, 상기 고정판(41a)에서 후방으로 연장되는 한 쌍의 웜축 지지판(41b)과, 상기 고정판(41a)과 웜축 지지판(41b)의 후단에 일체로 형성된 한 쌍의 웜휠축 지지판(41c, 41d)이 구비된 브래킷(41)과; 상기 웜축 지지판(41b)에 양단이 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지되며 웜축 지지판(41b)보다 좌, 우측으로 돌출되는 웜축(42)과; 상기 웜축(42)의 중간부에 고정되는 좌, 우측 웜(43a, 43b)과; 상기 웜휠축 지지판(41c, 41d)과 하부척대(10)의 후면에 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지되며 상부척대(20)의 내부로 연장되는 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)과; 상기 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정되어 각각 상기 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물리는 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)과; 상기 상부척대(20)의 내부에서 상기 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정되는 좌, 우측 피니언(46a, 46b)과; 상기 상부척대(20)의 좌, 우측 내벽면에 상하로 길게 고정되어 각각 상기 좌, 우측 피니언(46a, 46b)에 맞물리는 좌, 우측 랙(47a, 47b) 및; 상기 웜축(42)의 양단에 고정되는 좌, 우측 회전핸들(48a, 48b)을 포함하여 구성된다.
상기 고정판(41a)은 하부척대(10)의 상단 양측면에 밀착된 상태에서 고정스크루(41e)에 의하여 하부척대(10)의 상단 양측면에 고정된다.
상기 웜휠축 지지판(41c)은 하부척대(10)의 후면에 밀착되도록 구성되고, 상기 웜휠축 지지판(41d)은 웜휠축 지지판(41c)로부터 후방으로 이격 배치되어 웜휠축 지지판(41c, 41d) 사이에 상기 좌, 우측 웜(43a, 43b) 및 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 설치되도록 구성된다.
상기 웜축 지지판(41b)에는 웜축(42)을 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지하는 웜축 지지공(42a)이 형성된다.
상기 웜휠축 지지판(41c, 41d)과 하부척대(10)의 후면에는 좌우방향으로 길게 형성되어 웜휠축(44a, 44b)을 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지하는 웜휠축 지지장공(44c, 44d, 44e)이 형성된다.
상기 좌측 웜(43a)과 좌측 웜휠(45a)과 좌측 피니언(46a) 및 좌측 랙(47a)은 그 피치(pitch)를 적절히 조합하여 좌측 웜(43a)을 1회전시켰을 때 상부척대(20)가 눈금(11, 21)의 큰 눈금 한 칸 만큼 승강하도록 하고, 상기 우측 웜(43b)과 우측 웜휠(45b)과 우측 피니언(46b) 및 우측 랙(47b)은 그 피치(pitch)를 적절히 조합하여 우측 웜(43b)을 1회전시켰을 때 상부척대(20)가 눈금(11, 21)의 작은 눈금 한 칸 만큼 승강하도록 할 수 있다.
예컨대, 상기 좌, 우측 피니언(46a, 46b)과 좌, 우측 랙(47a, 47b)은 눈금(11, 21)의 작은 눈금의 한 칸 간격(S2)에 대응하는 피치(P)를 가지도록 구성된다.
상기 좌측 웜(43a)과 좌측 웜휠(45a)은 눈금(11, 21)의 큰 눈금 한 칸 간격에 대응하는 피치(pitch)(P1)를 가지며, 우측 웜(43b)과 우측 웜휠(45b)은 눈금(11, 21)의 작은 눈금 한 칸 간격에 대응하는 피치(P2)를 가지도록 구성된다.
여기서 큰 눈금의 한 칸 간격(S1)은 작은 눈금의 한 칸 간격(S2)보다 5배(S1 =5ㅧS2)로 되어 있으므로 좌측 웜(43a)과 좌측 웜휠(45a)의 피치(P1)도 우측 웜(43b)과 우측 웜휠(45b)의 피치(P2)보다 5배(P1 = 5ㅧP2)가 되도록 구성된다.
즉, 좌측 웜(43a)이 1회전할 때 좌측 웜휠(45a)이 1피치(P1)만큼 회전하고, 좌측 웜휠(45a)과 일체로 회전하는 좌측 피니언(46a)이 5피치(5P)만큼 회전하며, 좌측 랙(47a)이 5피치(5P)만큼 승강하게 되어 결과적으로 상부척대(20)가 큰 눈금 한 칸 간격만큼 승강하도록 구성할 수 있다.
또한 우측 웜(43b)이 1회전할 때 우측 웜휠(45b)이 1피치(P2)만큼 회전하고, 우측 웜휠(45b)과 일체로 회전하는 우측 피니언(46b)이 1피치(P)만큼 회전하며, 우측 랙(47b)이 1피치(P)만큼 승강하게 되어 결과적으로 상부척대(20)가 작은 눈금 한 칸 간격만큼 승강하도록 구성할 수 있다.
상기 랙(47a, 47b)은 랙고정스크루(47c, 47d)에 의하여 상부척대(20)의 양측 내벽면에 고정된다.
이하, 본 발명에 의한 수준측량용 스타프 표시 장치의 작용을 설명한다.
본 발명에 의한 수준측량용 스타프 표시 장치는 발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이, 표척수가 스타프를 잡고 착지봉(36)을 지상기준점(a0), 제1지점(a1), 제2지점(a2), 제3지점(a3) 등의 지면에 대고 설치한 상태에서 기계수가 레벨기를 이용하여 스타프의 눈금을 읽어 측지측량하는 데에 사용하게 된다.
이 과정에서 상기 착지봉(36)은 그 상단의 스프링 지지부(36a)가 완충스프링(34)의 하단에 지지되어 있고, 상기 완충스프링(34)은 상기 하부척대(10)의 하단에 고정된 베어링 하우징(31)의 베어링 수용부(31b)에 압입된 베어링(32)의 인너레이스에 압입된 회전축(33)의 하단에 형성된 스프링 지지부(33a)에 지지되어 있으므로 스타프의 주변에서 발생하는 진동이나 충격이 착지봉(36)에 가해지더라도 완충스프링(34)에 의하여 완충되어 주변의 진동이나 충격이 스타프(10, 20)에 전달되지 않게 되어 기계수가 레벨기를 통하여 스타프(10, 20)의 눈금(11, 21)을 정확하게 읽을 수 있게 된다.
또한 상기 베어링 수용부(31b), 회전축(33), 완충스프링(34)을 수용하는 케이싱(35)의 내부에는 오일(37)이 주입되어 있으므로 착지봉(36)에 가해지는 주변의 진동이나 충격을 보다 효과적으로 흡수할 수 있게 된다.
한편, 발명의 배경이 되는 기술에서 설명한 바와 같이, 기계수는 제1지점(a1) 뒤의 제2관측점(b2)으로 이동하고, 표척수가 스타프를 제자리(제1지점)에서 방향 전환시켜 스타프가 레벨기를 바라보도록 하면 기계수가 제2관측점(b2)에서 레벨기로 제1지점(a1)의 스타프 눈금을 읽는 제3단계에서, 표척수가 스타프를 제자리에서 방향을 전환하는 경우, 스타프를 들어 올렸다가 다시 제자리에 내려놓을 필요 없이 착지봉(36)을 제1지점의 지면에 대고 있는 상태에서 스타프(10, 20)를 돌리는 것에 의하여 스타프의 방향을 전환시킬 수 있으므로 스타프의 위치가 변동됨에 따른 측량 오차를 확실하게 배제할 수 있게 된다.
즉, 상기 하부척대(10)의 하단에는 베어링 하우징(31)이 고정되고, 베어링 하우징(31)의 베어링 수용부(31b)에는 베어링(32)의 아웃레이스가 압입되어 있으며, 베어링(32)의 인너레이스에는 회전축(33)이 압입되어 있고, 회전축(33)에는 완충스프링(34)의 상단이 상대 회전 가능하게 지지되어 있으며, 완충스프링(34)의 하단은 케이싱(35)에 관통된 착지봉(36)에 상대 회전 가능하게 지지되어 있고, 베어링 수용부(31b)와 케이싱(35)은 링(39)에 의해 회전 가능하게 연결되어 있으므로 착지봉(36)을 지면에 대고 있는 상태에서도 스타프(10, 20)를 수평 회전시킬 수 있게 되는 것이다.
상기 케이싱(35)의 외주면에는 주유공(35b)이 형성되고, 주유공(35b)에는 니플본체(38a)와 개폐볼(38b) 및 니플스프링(38c)으로 구성된 주유용 니플(38)이 구비되어 있으므로 케이싱(35)의 내부에 주입된 오일(37)을 보충할 수 있다.
또한 높낮이조절수단(40)에 의하여 하부척대(10)와 상부척대(20)로 구성되는 스타프 전체의 높낮이를 조절할 수 있다.
이때 하부척대(10)와 상부척대(20)를 지면에서 들어 올릴 필요 없이 표척수가 하부척대(10)를 잡고 착지봉(36)을 지상기준점(a0), 제1지점(a1), 제2지점(a2), 제3지점(a3)의 지면에 착지시킨 상태에서 회전핸들(48a, 48b)을 좌, 우로 밀거나 당기면서 돌리는 것만으로 스타프의 높낮이의 조절이 가능하게 되어 측지측량 작업의 효율을 높일 수 있게 된다.
스타프의 높낮이조절은 하부척대(10)의 눈금(11)과 상부척대(20)의 눈금(21)의 큰 눈금 하나만큼씩 조절하는 방법과 연속적으로 조절하는 방법을 사용할 수 있다.
표척수가 하부척대(10)를 잡고 우측 회전핸들(48b)을 좌측으로 말거나 좌측 회전핸들(48a)을 잡고 좌측으로 당기면, 좌, 우측 회전핸들(48a, 48b)이 고정된 웜축(42)과 웜축(42)에 고정된 좌, 우측 웜(43a, 43b)과 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물려 있는 좌, 우측 웜휠(45a, 45b) 및 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 고정된 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정된 좌, 우측 피니언(46a, 46b)이 좌측으로 이동하면서 좌측 피니언(46a)이 좌측 랙(47a)에 맞물리게 됨과 아울러 우측 피니언(46b)이 우측 랙(47b)으로부터 이탈된다.
이 상태에서 우측 회전핸들(48b) 또는 우측 회전핸들(48a)을 돌리면, 웜축(42)과 좌, 우측 웜(43a, 43b)이 회전하게 되고, 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물린 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 회전하게 되며, 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 고정된 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)이 회전하고, 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정된 좌, 우측 피니언(46a, 46b)이 회전하게 되는데, 좌측 피니언(46a)은 좌측 랙(47a)에 맞물려 있고 우측 피니언(46b)은 우측 랙(47b)으로부터 이탈되어 있으므로 좌측 피니언(46a)과 좌측 랙(47a)의 작용으로 상부척대(20)가 승강하게 되면서 하부척대(10)와 상부척대(20)로 이루어진 스타프의 높낮이가 조절된다.
반대로, 표척수가 하부척대(10)를 잡고 좌측 회전핸들(48a)을 우측으로 밀거나 우측 회전핸들(48b)을 잡고 우측으로 당기면, 좌, 우측 회전핸들(48a, 48b)이 고정된 웜축(42)과 웜축(42)에 고정된 좌, 우측 웜(43a, 43b)과 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물려 있는 좌, 우측 웜휠(45a, 45b) 및 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 고정된 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정된 좌, 우측 피니언(46a, 46b)이 우측으로 이동하면서 우측 피니언(46b)이 우측 랙(47b)이 맞물리게 됨과 아울러 좌측 피니언(46a)이 좌측 랙(47a)으로부터 이탈된다.
이 상태에서 좌측 회전핸들(48a) 또는 우측 회전핸들(48b)을 돌리면, 웜축(42)과 좌, 우측 웜(43a, 43b)이 회전하게 되고, 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물린 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 회전하게 되며, 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)이 고정된 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)이 회전하고, 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정된 좌, 우측 피니언(46a, 46b)이 회전하게 되는데, 우측 피니언(46b)은 우측 랙(47b)에 맞물려 있고 좌측 피니언(46a)은 좌측 랙(47a)으로부터 이탈되어 있으므로 우측 피니언(46\b)과 우측 랙(47b)의 작용으로 상부척대(20)가 승강하게 되면서 하부척대(10)와 상부척대(20)로 이루어진 스타프의 높낮이가 조절된다.
이때, 상기 좌측 웜(43a)과 좌측 웜휠(45a)과 좌측 피니언(46a) 및 좌측 랙(47a)의 조합에서는 좌측 웜(43a)이 1회전할 때 좌측 피니언(46a)이 큰 눈금의 한 칸 간격에 대응하는 5피치(5P)만큼 회전하게 되고, 이에 따라 좌측 랙(47a)이 5피치만큼 승강하게 되며, 결과적으로 상부척대(20)가 큰 눈금의 한 칸 간격만큼 승강하게 된다.
또한 상기 우측 웜(43b)과 우측 웜휠(45b)과 우측 피니언(46b) 및 우측 랙(47b)의 조합에서는 우측 웜(43b)이 1회전할 때 우측 피니언(46b)이 작은 눈금의 한 칸 간격에 대응하는 1피치(1P)만큼 회전하게 되고, 이에 따라 우측 랙(47b)이 5피치만큼 승강하게 되며, 결과적으로 상부척대(20)가 작은 눈금의 한 칸 간격만큼 승강하게 된다.
따라서 스타프의 높낮이를 조절함에 있어서 한 번에 큰 눈금의 한 칸 간격만큼씩 승강시키거나 한 번에 작은 눈금의 한 칸 간격만큼씩 승강시킬 수 있어 상황에 따라 높낮이 조절을 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
또한 스타프를 보관하거나 운반하는 경우에는 하부척대(10)의 상단과 상부척대(20)의 상단이 일치하는 정도로 가장 짧게 조절함으로써 보관 및 운반에 필요한 공간을 최소화할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 20 : 척대 30 : 회전식 완충착지수단
31 : 베어링 하우징 31b : 베어링 수용부
32 : 베어링 33 : 회전축
34 : 완충스프링 35 : 케이싱
36 : 착지봉 37 : 오일
38 : 주유용 니플 39 : 링
40 : 높낮이조절수단 41 : 브래킷
42 : 웜축 43a, 43b : 좌, 우측 웜
44a, 44b : 좌우측 웜휠축 45a, 45b : 좌, 우측 웜휠
46a, 46b : 좌, 우측 피니언 47a, 47b : 좌, 우측 랙
48a, 48b : 좌, 우측 회전핸들

Claims (1)

  1. 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 기다란 통모양으로 형성되며 전면에 눈금(11)이 새겨진 하부척대(10)와 상, 하단과 후면이 개방된 기다란 통모양으로 형성되며 전면에 눈금(21)이 새겨진 상부척대(20)를 구비하여 상부척대(20)가 하부척대(10)에 삽입되어 슬라이드 신축식으로 높낮이조절이 가능하게 구성되고, 상기 하부척대(10)의 하단에 구비되는 회전식 완충착지수단(30); 및 하부척대(10)와 상부척대(20)로 이루어지는 스타프의 높낮이를 조절하기 위한 높낮이조절수단(40)을 포함하여 구성되며,
    상기 회전식 완충착지수단(30)은,
    상기 하부척대(10)의 하면에 고정 결합되는 결합편(31a)과, 상기 결합편(31a)의 하면에 일체로 형성된 베어링 수용부(31b)가 구비된 베어링 하우징(31)과; 상기 베어링 수용부(31b) 내주면에 아웃레이스가 압입되는 베어링(32)과; 상기 베어링(32)의 인너레이스에 압입되며 하단부에 스프링 지지부(33a)가 형성된 회전축(33)과; 상기 회전축(33)의 스프링 지지부(33a)에 상단이 상대 회전 가능하게 지지되는 완충스프링(34)과; 상면이 개방된 원통형으로 형성되어 상기 베어링 수용부(31b)를 수용하며 하면에 관통공(35a)이 형성되고 주벽에 오일주입공(35b)이 형성된 케이싱(35)과; 상기 완충스프링(34)의 하단을 상대 회전 가능하게 지지하는 스프링 지지부(36a)가 상단에 형성되며, 지면에 착지되는 착지부(36b)가 형성되는 착지봉(36)과; 상기 케이싱(35) 내에 주입되는 오일(37)과; 상기 케이싱(35)의 오일주입공(35b)에 삽입 설치되는 원통형 니플본체(38a)와, 상기 니플본체(38a)의 외측단부에 삽입되는 개폐볼(38b) 및, 상기 니플본체(38a)의 내부에 삽입되어 상기 개폐볼(38b)을 니플본체(38a)의 외측단부로 탄성지지하는 니플스프링(38c)이 구비된 주유용 니플(38); 및 상기 베어링 수용부(31b)의 외주면에 형성된 링홈(39a)에 내주부가 삽입되고 상기 케이싱(35)의 내주면에 형성된 링홈(39b)에 외주부가 삽입되어 상기 케이싱(35)과 베어링 수용부(31b)가 상대적으로 회전 가능하게 연결되도록 하는 링(39);을 포함하여 구성되며,
    상기 높낮이조절수단(40)은,
    하부척대(10)의 상단 양측면에 고정되는 한 쌍의 고정판(41a)과, 상기 고정판(41a)에서 후방으로 연장되는 한 쌍의 웜축 지지판(41b)과, 상기 고정판(41a)과 웜축 지지판(41b)의 후단에 일체로 형성된 한 쌍의 웜휠축 지지판(41c, 41d)이 구비된 브래킷(41)과; 상기 웜축 지지판(41b)에 양단이 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지되며 웜축 지지판(41b)보다 좌, 우측으로 돌출되는 웜축(42)과; 상기 웜축(42)의 중간부에 고정되는 좌, 우측 웜(43a, 43b)과; 상기 웜휠축 지지판(41c, 41d)과 하부척대(10)의 후면에 회전 및 좌우 슬라이딩 가능하게 지지되며 상부척대(20)의 내부로 연장되는 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)과; 상기 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정되어 각각 상기 좌, 우측 웜(43a, 43b)에 맞물리는 좌, 우측 웜휠(45a, 45b)과; 상기 상부척대(20)의 내부에서 상기 좌, 우측 웜휠축(44a, 44b)에 고정되는 좌, 우측 피니언(46a, 46b)과; 상기 상부척대(20)의 좌, 우측 내벽면에 상하로 길게 고정되어 각각 상기 좌, 우측 피니언(46a, 46b)에 맞물리는 좌, 우측 랙(47a, 47b) 및; 상기 웜축(42)의 양단에 고정되는 좌, 우측 회전핸들(48a, 48b)을 포함하여 구성되는 수준측량용 스타프 표시 장치.
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