KR101480720B1 - 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치에 관한 것으로, 전면에 눈금이 구비된 스타프와; 상기 스타프의 하단에 상대적으로 수평 회전 가능하게 결합되어 스타프를 지면에 수평 회전 가능하게 지지하는 하단 회동지지수단과; 상기 스타프의 상단면에 고정 결합되는 상단지지대와; 상기 상단지지대에 수평 회동 가능하게 지지되는 한 쌍의 회동암과; 상기 한 쌍의 회동암을 상단지지대에 수평 회동 가능하게 지지하는 상단 회동지지수단과; 상기 한 쌍의 회동암의 바깥쪽 단부에 상하 회동 가능하게 연결되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 되는 상부다리와, 상기 상부다리의 하부 개방부를 통해 승강 가능하게 삽입되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 된 하부다리 및, 하부다리의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지부재가 구비된 한 쌍의 다리와; 상기 다리를 상단지지대에 상하 회동 가능하게 연결하는 다리 회동연결수단과; 상기 상, 하부다리의 길이조절과 고정을 위한 다리길이조정 및 고정수단; 및 스타프의 연직 여부를 알리는 연직일치알림수단; 을 포함하여 구성되어 스타프를 지상기준점 또는 지점 등의 기준면에 대하여 스타프를 흔들림 없이 지면에 견고하고 안정되게 고정할 수 있음과 아울러 스타프를 연직방향으로 유지할 수 있으면서도 일단 지상기준점 또는 지점에서 스타프를 연직방향에 일치시킨 경우 스타프의 방향을 전환하더라도 스타프가 계속하여 연직방향으로 유지되도록 함으로써 측량시 측량 오차가 최소화되고 정밀한 수준 측량이 가능하게 됨과 아울러 정밀 수준 측량 작업을 신속하게 진행할 수 있도록 한 것이다.

Description

정밀 수준 측량용 스타프 고정장치{Staff fixing apparatus for precise level survey}

본 발명은 측지측량 분야 중 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 지상기준점 또는 지점 등의 기준면(Datum Level)에 대하여 스타프를 흔들림 없이 지면에 견고하고 안정되게 고정할 수 있음과 아울러 스타프를 연직방향으로 유지할 수 있으면서도 일단 지상기준점 또는 지점에서 스타프를 연직방향에 일치시킨 경우 스타프의 방향을 전환하더라도 스타프가 계속하여 연직방향으로 유지되도록 함으로써 측량시 측량 오차가 최소화되고 정밀한 수준 측량이 가능하게 됨과 아울러 정밀 수준 측량 작업을 신속하게 진행할 수 있도록 한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치에 관한 것이다.

수준 측량이란, 지구상에 있는 점들의 고저차를 관측하는 것을 말하며 레벨측량이라고도 한다. 측량법에 의해 측량은 기본측량, 공공측량, 일반측량, 기타 측량으로 분류되며, 정밀 수준 측량은 측량법에 의한 기본측량과 공공측량의 1급, 2급 수준측량을 일컫는다.

허용오차가 비교적 적은 공공측량 2급 수준측량의 허용오차는 5mm√S (S는 관측거리,Km)이며, 기본측량의 수준측량의 경우 지구의 물리적 특성(중력, 지구곡률, 대기굴절 등)까지 반영하기 때문에 작업자의 스타프(staff)의 오차 발생을 최소화하기 위한 방안이 정밀도를 높이는 방안이기도 하다.

도 11은 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.

그러나 종래의 스타프는 수준 측량을 진행하는 동안 표척수가 계속해서 스타프를 잡고 있어야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 아무리 숙련된 표척수라고 하더라도 스타프를 흔들림 없이 고정할 수 없기 때문에 정밀 수준 축량시 오차가 발생하게 되고, 정밀한 수준 측량을 할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한 종래의 스타프는 자체적으로 연직방향을 향하도록 하는 수단이 구비되어 있지 않기 때문에 스타프를 연직방향으로 향하도록 하는 작업이 전적으로 표척수의 눈대중과 경험에 의존하고 있는 실정이다.

또한 지상기준점 또는 각 지점에서 스타프를 연직방향을 향하도록 하였다고 하더라도 스타프의 방향을 전환하는 경우 스타프가 연직방향을 향하는 상태로 유지되지 않기 때문에 또 다시 표척수의 눈대중과 경험에 의존하여 스타프를 연직방향을 향하도록 하는 과정이 반복되어야 한다.

따라서 종래의 스타프는 정밀 수준 측량시 오차가 발생하게 되고 정밀 수준 측량을 수행할 수 없게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서 대한민국 특허 등록번호 제10-1335488호(2013.11.26 등록)에는 "둘레에 회전 가능하게 설치되고 길이가 인장 또는 축소되는 3개 이상의 다리를 구비하는 삼각대와, 일정한 폭과 높이를 갖는 공간이 형성되는 레일부와, 레일부의 일측단에 마련되는 본체와, 일단은 본체와 볼조인트 방식으로 연결되고 타단은 삼각대의 상면에 회전 가능하게 설치되는 3개의 실린더와, 본체의 내부에 설치되고 본체의 수평상태를 검출하는 수평센서와, 수평센서로부터 정보를 입력받아 실린더를 제어하는 제어부와, 본체의 일면에 제어부를 통해 실린더를 작동시키는 자동컨트롤부 및 수동컨트롤부를 구비하는 수평조절부와, 높이 측량용 눈금이 표기되고 수준점의 상면에 안착되는 함척부와, 함척부의 배면에 형성되며 레일부에 삽입고정되는 슬라이더부로 이루어지는 스타프 및 스타프를 구성하는 슬라이더부의 배면 상단에 수평하게 연장되고, 상면에 함척부의 수평을 측정하기 위한 수평기포가 구비되는 수평키를 구비하여 스타프가 설치되는 수평조절부가 자동으로 수평하게 작동하고 수평한 수평조절부에 스타프를 설치함으로써 스타프의 설치가 용이하면서 표고 레벨오차를 최소화하도록 한 정밀 수준 측량용 삼각대 고정장치"가 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술은 삼각대를 수평으로 유지하고 스타프를 연직방향으로 유지할 수 있게 되는 장점은 있으나, 지상기준점 또는 하나의 지점에서 삼각대를 수평으로 유지함과 아울러 스타프를 연직방향으로 유지하였다고 하더라도 스타프의 방향을 전환하는 경우, 삼각대와 스타프를 들어서 전체적으로 돌려 놓아야 하기 때문에 방향 전환 후에 또 다시 삼각대를 수평으로 유지하고 스타프를 연직방향으로 유지하는 과정이 반복되어야 하므로 정밀 수준 측량 작업이 지연되는 문제점이 있다.

따라서 스타프를 지면에 견고하고 안정되게 고정할 수 있음과 아울러 스타프를 지상기준점 또는 지점 등의 기준면에 대하여 연직방향으로 유지할 수 있으면서도 일단 지상기준점 또는 지점에서 스타프를 연직방향으로 유지시킨 경우 스타프의 방향을 전환하더라도 스타프가 계속하여 연직방향으로 유지되도록 함으로써 정밀한 수준 측량이 가능하게 됨과 아울러 정밀 수준 측량 작업을 신속하게 수행할 수 있도록 한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치를 개발할 필요가 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1335488호(2013.11.26 등록) "정밀 수준 측량용 삼각대 고정장치"

따라서 본 발명의 목적은 지상기준점 또는 지점 등의 기준면(Datum Level)에 대하여 스타프를 흔들림 없이 지면에 견고하고 안정되게 고정할 수 있음과 아울러 스타프를 연직방향으로 유지할 수 있으면서도 일단 지상기준점 또는 지점에서 스타프를 연직방향에 일치시킨 경우 스타프의 방향을 전환하더라도 스타프가 계속하여 연직방향으로 유지되도록 함으로써 측량시 측량 오차가 최소화되고 정밀한 수준 측량이 가능하게 됨과 아울러 정밀 수준 측량 작업을 신속하게 진행할 수 있도록 한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치를 제공하려는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 전면에 눈금이 구비된 스타프와; 상기 스타프의 하단에 상대적으로 수평 회전 가능하게 결합되어 스타프를 지면에 수평 회전 가능하게 지지하는 하단 회동지지수단과; 상기 스타프의 상단면에 고정 결합되는 상단지지대와; 상기 상단지지대에 수평 회동 가능하게 지지되는 한 쌍의 회동암과; 상기 한 쌍의 회동암을 상단지지대에 수평 회동 가능하게 지지하는 상단 회동지지수단과; 상기 한 쌍의 회동암의 바깥쪽 단부에 상하 회동 가능하게 연결되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 되는 상부다리와, 상기 상부다리의 하부 개방부를 통해 승강 가능하게 삽입되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 된 하부다리 및, 하부다리의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지부재가 구비된 한 쌍의 다리와; 상기 다리를 상단지지대에 상하 회동 가능하게 연결하는 다리 회동연결수단과; 상기 상, 하부다리의 길이조절과 고정을 위한 다리길이조정 및 고정수단; 및 스타프의 연직 여부를 알리는 연직일치알림수단; 을 포함하여 구성되며,

상기 하단 회동지지수단은 상기 스타프의 하단에 결합되는 결합판과, 상기 결합판에 일체로 형성되며 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 원통부와, 상기 원통부의 하면에 형성된 회전지지공과, 상기 회전지지공에 회전 가능하게 지지되는 수평회전축과, 상기 수평회전축의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지판과, 상기 착지판의 하면에 돌출 형성된 착지돌기를 포함하여 구성되고,

상기 수평회전축의 외주면에는 상, 하 2개의 링홈이 형성되며 링홈에 이탈방지링이 끼워지고 상측 링홈과 이탈방지링은 원통부의 바닥의 상측에, 하측 링홈과 이탈방지링은 원통부의 바닥의 하측에 위치되며,

상기 한 쌍의 회동암은 안쪽 단부가 상하로 서로 겹치게 설치되고,

상기 상단 회동지지수단은 상기 회동암의 안쪽 단부에 형성된 축공과, 상기 상단지지대의 중앙에 형성된 나사체결공과, 상기 축공을 통하여 상기 나사체결공에 체결되는 나사부와 상기 축공의 내경보다 큰 머리부 및 나사부와 머리부의 사이에 형성되어 상기 축공을 지지하는 지지부를 가지는 회동암 지지축을 포함하여 구성되며,

상기 상부다리와 하부다리는 상부다리의 내경과 하부다리의 외경이 일치하도록 구성하되, 상부다리의 내경과 하부다리의 외경 간의 공차는 슬라이드 피트로 하여 상부다리와 하부다리가 상대적으로 슬라이드 가능하게 구성되고,

상기 하부다리의 하단에는 하부다리의 하단 개방부에 삽입고정되는 고정부와, 고정부의 하부에 일체로 형성된 하단첨예형 착지부 및, 고정부와 착지부 사이에 확장 형성된 플랜지부가 구비된 착지부재이 결합되며,

상기 다리 회동 연결수단은 상기 회동암의 바깥쪽 단부에 구비되는 힌지편과, 상기 상부다리의 상단에 구비되는 힌지편 및, 상기 힌지편의 힌지공에 삽입되는 힌지핀를 포함하여 구성되고,

상기 다리길이조정 및 고정수단은 상기 상부다리의 하단에 일체로 형성되며 상단외경이 크고 하단외경이 작은 외주면과 자유상태에서 하부다리의 외경에 대응하는 내경의 내주면을 가지는 복수개의 테이퍼형 탄성조임편과, 상기 테이퍼형 탄성조임편의 상부에서 상부다리의 외주면에 형성되는 수나사부와, 상기 수나사부에 대응하여 내주면 상반부에 형성되어 상기 수나사부에 맞물리는 암나사부와, 상기 테이퍼형 탄성조임편에 대응하여 내주면 하반부에 형성되는 테이퍼형 조임부가 구비된 조임링을 포함하여 구성되며,

상기 연직일치알림수단은 스타프에 장착되는 경사도감지센서와, 상기 경사도감지센서의 경사도감지신호에 따라 스타프의 연직알림명령을 출력하는 제어부와, 상기 스타프에 장착되는 알림램프와, 상기 제어부의 연직알림명령에 따라 상기 알림램프를 점멸 구동하는 램프구동부와, 상기 경사도감지센서, 제어부 및 램프에 전원을 공급하기 위한 배터리 및, 상기 배터리의 전원을 온오프하기 위한 스위치를 포함하여 구성되는 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치를 제공한다.

본 발명의 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치에 의하면 전면에 눈금이 구비된 스타프와; 상기 스타프의 하단에 상대적으로 수평 회전 가능하게 결합되어 스타프를 지면에 수평 회전 가능하게 지지하는 하단 회동지지수단과; 상기 스타프의 상단면에 고정 결합되는 상단지지대와; 상기 상단지지대에 수평 회동 가능하게 지지되는 한 쌍의 회동암과; 상기 한 쌍의 회동암을 상단지지대에 수평 회동 가능하게 지지하는 상단 회동지지수단과; 상기 한 쌍의 회동암의 바깥쪽 단부에 상하 회동 가능하게 연결되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 되는 상부다리와, 상기 상부다리의 하부 개방부를 통해 승강 가능하게 삽입되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 된 하부다리 및, 하부다리의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지부재가 구비된 한 쌍의 다리와; 상기 다리를 상단지지대에 상하 회동 가능하게 연결하는 다리 회동연결수단과; 상기 상, 하부다리의 길이조절과 고정을 위한 다리길이조정 및 고정수단; 및 스타프의 연직 여부를 알리는 연직일치알림수단; 을 포함하여 구성되어 스타프를 지상기준점 또는 지점 등의 기준면에 대하여 스타프를 흔들림 없이 지면에 견고하고 안정되게 고정할 수 있음과 아울러 스타프를 연직방향으로 유지할 수 있으면서도 일단 지상기준점 또는 지점에서 스타프를 연직방향에 일치시킨 경우 스타프의 방향을 전환하더라도 스타프가 계속하여 연직방향으로 유지되도록 함으로써 측량시 측량 오차가 최소화되고 정밀한 수준 측량이 가능하게 됨과 아울러 정밀 수준 측량 작업을 신속하게 진행할 수 있게 된다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 의한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 분해 사시도,
도 2는 다리를 접은 상태를 보인 전면 사시도,
도 3은 다리를 접은 상태를 보인 후면 사시도,
도 4는 다리를 스타프의 후방으로 벌린 상태를 보인 사시도,
도 5는 도 4의 상태에서 스타프를 180도 회전시킨 상태를 보인 사시도,
도 6은 스타프 회전지지수단을 보인 종단면도,
도 7은 다리길이조정 및 고정수단을 보인 종단면도,
도 8은 스타프, 상단지지대, 회동암, 상단 회동지지수단, 다리 및 다리 회동연결수단을 보인 종단면도,
도 9는 도 7의 A-A선 단면도,
도 10 연직일치알림수단을 보인 기능 블록도,
도 10은 스타프의 방향 전환과정을 보인 사시도,
도 11은 종래 스타프와 레벨기를 이용하여 수준을 측량하는 방법을 설명하는 도면,
그리고,
도 12는 종래 스타프의 사시도이다.

이하, 본 발명에 의한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치는 전면에 눈금(11)이 구비된 스타프(10)와; 상기 스타프(10)의 하단에 상대적으로 수평 회전 가능하게 결합되어 스타프(10)를 지면에 수평 회전 가능하게 지지하는 하단 회동지지수단(20)과; 상기 스타프(10)의 상단면에 고정 결합되는 상단지지대(30)와; 상기 상단지지대(30)에 수평 회동 가능하게 지지되는 한 쌍의 회동암(40)과; 상기 한 쌍의 회동암(40)을 상단지지대(30)에 수평 회동 가능하게 지지하는 상단 회동지지수단(50)과; 상기 한 쌍의 회동암(30)의 바깥쪽 단부에 상하 회동 가능하게 연결되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 되는 상부다리(61)와, 상기 상부다리(61)의 하부 개방부를 통해 승강 가능하게 삽입되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 된 하부다리(62) 및, 하부다리(62)의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지부재(63)가 구비된 한 쌍의 다리(60)와; 상기 다리(60)를 상단지지대(30)에 상하 회동 가능하게 연결하는 다리 회동연결수단(70)과; 상기 상, 하부다리(61, 62)의 길이조절과 고정을 위한 다리길이조정 및 고정수단(80); 및 스타프(10)의 연직 여부를 알리는 연직일치알림수단(90); 을 포함하여 구성된다.

상기 스타프(10)는 도시예와 같이 하나의 척대로 이루어진 것을 사용할 수도 있으나, 복수개의 척대가 상하로 신축 가능하게 결합되는 것을 채용할 수도 있다. 복수개의 척대가 상하로 신축 가능하게 결합되는 스타프를 채용하는 경우, 최상단 척대의 상면에 상단지지대(30)를 결합하게 된다.

상기 스타프(10)의 상단면 양측에는 볼트체결공(12)을 형성하고 상기 상단지지대(30)의 양측에는 볼트관통공(31)을 상하로 관통형성하여 볼트관통공(31)을 관통하는 결합볼트(32)를 볼트체결공(12)에 체결하는 것에 의하여 스타프(10)의 상단면에 상단지지대(30)를 고정 결합할 수 있다.

상기 하단 회동지지수단(20)은 상기 스타프(10)의 하단에 결합되는 결합판(21)과, 상기 결합판(21)에 일체로 형성되며 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 원통부(22)와, 상기 원통부(22)의 하면에 형성된 회전지지공(23)과, 상기 회전지지공(23)에 회전 가능하게 지지되는 수평회전축(24)과, 상기 수평회전축(24)의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지판(25)과, 상기 착지판(25)의 하면에 돌출 형성된 착지돌기(26)를 포함하여 구성된다.

상기 스타프(10)의 하면에는 나사체결공(12)이 형성되고 결합판(21)에는 나사관통공(21a)이 형성되어 나사관통공(21a)을 밑에서 위로 관통하는 결합나사(27)를 나사체결공(12)에 체결하는 것에 의하여 결합판(21)을 스타프(10)의 하면에 결합할 수 있다.

상기 수평회전축(24)의 외주면에는 상, 하 2개의 링홈(24a, 24b)을 형성하고, 수평회전축(24)을 회전지지공(23)에 밑에서 위로 관통시켜 상측 링홈(24a)은 원통부(22)의 바닥의 상측에, 하측 링홈(24b)은 원통부(22)의 바닥의 하측에 위치하도록 한 상태에서 상, 하측 링홈(24a, 24b)에 각각 이탈방지링(28a, 28b)을 끼우는 것에 의하여 수평회전축(24)이 회전지지공(23)에서 임의로 이탈되지 않도록 하는 것이 바람직하다(도 6 참조).

상기 볼트관통공(31)은 카운터보어 형태로 형성하여 결합볼트(22)의 머리부가 상단지지대(10)의 상면에서 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기 결합볼트(32)는 어떠한 종류의 볼트를 사용하여도 무방하나 볼트관통공(31)의 볼트머리수용부의 직경이 불필요하게 확대되는 것을 방지하기 위하여 도시예와 같이 일자홈 또는 십자홈이 형성된 볼트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 상단지지대(30)는 스타프(10)의 상면에 일치하도록 형성되며, 스타프(10)의 상면 양측에 볼트체결공(13)을 형성하고, 상단지지대(30)의 양측에 볼트관통공(31)을 형성하여 볼트관통공(31)을 관통하는 결합볼트(32)를 볼트체결공(13)에 체결하는 것에 의하여 상단지지대(30)를 스타프(10)의 상단에 고정 결합할 수 있다.

상기 한 쌍의 회동암(40)은 안쪽 단부가 상하로 서로 겹치게 설치된다.

상기 상단 회동지지수단(50)은 상기 회동암(40)의 안쪽 단부에 형성된 축공(51)과, 상기 상단지지대(30)의 중앙에 형성된 나사체결공(52)과, 상기 축공(51)을 통하여 상기 나사체결공(52)에 체결되는 나사부(53a)와 상기 축공(51)의 내경보다 큰 머리부(53b) 및 나사부(53a)와 머리부(53b)의 사이에 형성되어 상기 축공(51)을 지지하는 지지부(53c)를 가지는 회동암 지지축(53)을 포함하여 구성된다.

상기 회동암 지지축(53)은 도시예와 같이 육각머리볼트를 사용하였으나, 축공(51)의 내경보다 큰 머리부(53b)를 가지는 볼트라면 어떠한 볼트라도 사용할 수 있다.

상기 회동암 지지축(53)의 나사부(53a)가 나사체결공(51)로부터 임의로 풀리지 않도록 하기 위하여 상기 상단지지대(30)의 전면에 세트스크루 체결공(54)을 형성하고, 세트스크루 체결공(54)에 세트스크루(55)를 체결하여 세트스크루(55)의 선단이 회동암 지지축(53)의 나사부(53a)에 밀착되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 상부다리(61)와 하부다리(62)는 상부다리(61)의 내경과 하부다리(62)의 외경이 일치하도록 구성하되, 상부다리(61)의 내경과 하부다리(62)의 외경 간의 공차는 슬라이드 피트(slide fit)로 하여 상부다리(61)와 하부다리(62)가 상대적으로 슬라이드 가능하게 구성하는 것이 바람직하다.

상기 상부다리(61)와 하부다리(62)는 통상적인 삼각대와 같이 3개씩 구비할 수도 있으나 스타프(10)가 하나의 다리 역할을 하게 되므로 한 쌍씩만 구비하여도 무방하다.

상기 하부다리(62)의 하단에는 지면에 착지되는 착지부재(63)가 구비된다. 상기 착지부재(63)는 하부다리(62)의 하단 개방부에 삽입고정되는 고정부(64)와, 고정부(64)의 하부에 일체로 형성된 하단첨예형 착지부(65) 및, 고정부(64)와 착지부(65) 사이에 확장 형성된 플랜지부(66)로 구성된다.

상기 다리 회동 연결수단(70)은 상기 회동암(40)의 바깥쪽 단부에 구비되는 힌지편(71)과, 상기 상부다리(61)의 상단에 구비되는 힌지편(73) 및, 상기 힌지편(71, 73)의 힌지공(72, 74)에 삽입되는 힌지핀(75)을 포함하여 구성된다.

상기 회동암(40)의 힌지편(71)은 회동암(40)의 바깥쪽 단부에서 수평으로 연장 형성된다.

상기 상부다리(61)의 힌지편(73)은 하부에 상부다리(61)의 상단 개방부에 삽입고정되는 삽입고정부(76)와, 힌지편(73)과 삽입고정부(76) 사이에 확대 형성되어 상부다리(61)의 상단부 외경에 일치하는 외경을 가지는 마감부(77)를 포함하여 구성할 수 있다.

상기 삽입고정부(76)는 상부다리(61)의 상단 개방부에 압입하여 고정하거나, 상부다리(61)의 외주면에 세트스크루 체결공을 형성하여 세트스크루 체결공에 세트스크루를 체결하여 세트스크루의 선단이 삽입고정부(76)의 외주면에 밀착되도록 하는 것에 의하여 상부다리(61)의 상단에 고정할 수 있다.

상기 상부다리(61)의 상단에 결합되는 힌지편(73)은 다리(60)를 접는 데에는 지장이 없으면서도 다리(60)를 벌렸을 때 상면이 회동암(40)에 걸려서 더 이상 벌어지지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 다리길이조정 및 고정수단(80)은 상기 상부다리(61)의 하단에 일체로 형성되며 상단외경이 크고 하단외경이 작은 외주면과 자유상태에서 하부다리(61)의 외경에 대응하는 내경의 내주면을 가지는 복수개의 테이퍼형 탄성조임편(81)과, 상기 테이퍼형 탄성조임편(81)의 상부에서 상부다리(61)의 외주면에 형성되는 수나사부(82)와, 상기 수나사부(82)에 대응하여 내주면 상반부에 형성되어 상기 수나사부(82)에 맞물리는 암나사부(84)와, 상기 테이퍼형 탄성조임편(81)에 대응하여 내주면 하반부에 형성되는 테이퍼형 조임부(85)가 구비된 조임링(83)을 포함하여 구성된다.

상기 연직일치알림수단(90)은 스타프(10)에 장착되는 경사도감지센서(91)와, 상기 경사도감지센서(91)의 경사도감지신호에 따라 스타프(10)의 연직알림명령을 출력하는 제어부(92)와, 상기 스타프(10)에 장착되는 알림램프(93)와, 상기 제어부(92)의 연직알림명령에 따라 상기 알림램프(93)를 점멸 구동하는 램프구동부(94)와, 상기 경사도감지센서(91), 제어부(92) 및 램프(93)에 전원을 공급하기 위한 배터리(95) 및, 상기 배터리(95)의 전원을 온오프하기 위한 스위치(96)를 포함하여 구성된다(도 10 참조).

상기 경사도감지센서(91), 제어부(92), 알림램프(93) 및 배터리(95)는 표척수가 접근하는 데에 편리한 스타프(10)의 후면 상부에 장착하는 것이 바람직하다.

또한 상기 경사도감지센서(91), 제어부(92) 및 배터리(95)는 스타프(10)를 중공형으로 형성하여 스타프(10)의 내부에 내장할 수도 있다.

상기 경사도감지센서(91)와 제어부(92)는 개별적으로 또는 하나로 모듈화하고, 제어부(92)와 램프구동부(94)는 하나로 모듈화하며, 배터리(95)는 배터리홀더에 수납한 상태 또는 패킹하여 스타프(10)의 후면에 장착하거나 스타프(10)의 내부에 수납할 수도 있다.

상기 알림램프(93)는 스타프(10)가 연직방향으로 일치되지 않은 경우에는 적색으로 점멸되고, 스타프(10)가 연직방향으로 일치되면 녹색으로 점등되도록 구성할 수 있다.

상기 알림램프(93)는 인쇄회로기판에 장착한 상태로 모듈화하여 스타프(10)의 후면에 장착할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치의 작용에 대하여 설명한다.

[장치의 보관 및 운반]

본 발명에 의한 장치를 보관하거나 운반하는 경우에는 상단지지대(30)의 중앙에 고정된 회동암 지지축(53)을 중심으로 하여 회동암(40)을 상단지지대(30)의 양측방을 향하도록 함과 아울러 회동암(40)에 형성된 힌지편(71)과 상부다리(61)에 결합된 힌지편(73)을 회동 가능하게 연결하는 힌지핀(75)을 중심으로 하여 한 쌍의 다리(60)를 안쪽으로 회동시켜 스타프(10)와 한 쌍의 다리(60)가 나란하게 되도록 한다(도 2 및 도 3 참조).

[장치의 지면 고정 설치]

본 발명에 의한 장치를 지면에 설치하는 경우에는 상단지지대(30)의 중앙에 고정된 회동암 지지축(53)을 중심으로 하여 회동암(40)을 상단지지대(30)의 후방으로 회동시킴과 아울러 회동암(40)에 형성된 힌지편(71)과 상부다리(61)의 상단에 결합된 힌지편(73)을 회동 가능하게 연결하는 힌지핀(75)을 중심으로 하여 한 쌍의 다리(60)를 바깥쪽으로 회동시켜 한 쌍의 다리(60)가 스타프(10)의 후방에서 양측으로 벌어진 상태가 되도록 한다.

이 상태에서 스타프(10)의 하단에 결합된 하단 회동지지수단(20)을 구성하는 착지돌기(26)를 지상기준점 또는 각 지점의 지면에 착지시킴과 아울러 하부다리(62)의 하단에 결합된 착지부재(63)를 구성하는 착지봉(65)을 지면에 착지되도록 하면, 착지돌기(26)와 착지봉(65)의 착지점이 삼각형의 각 꼭짓점에 위치하게 되어 스타프(10)와 한 쌍의 다리(60)가 견고하고 안정되게 지면에 고정된다(도 4 및 도 5 참조).

[높낮이 및 연직일치 조절]

다리길이조정 및 고정수단(80)을 구성하는 조임링(83)을 암나사부(84)가 상부다리(61)의 수나사부(82)에 대하여 풀리는 방향(통상적으로 암나사부(84)와 수나사부(82)가 오른나사로 이루어져 있으므로 왼쪽방향)으로 돌리면, 암나사부(84)와 수나사부(82)의 나사작용에 의하여 풀리게 되고, 이에 따라 조임링(83)의 하단에 형성된 테이퍼형 조임부(85)의 테이퍼형 내주면이 복수개의 테이퍼형 탄성편(81)의 테이퍼형 외주면으로부터 이완됨과 아울러 조임부(85)의 내주면이 하부다리(62)의 상단 외주면에서 이완되어 하부다리(62)가 상부다리(61)에 대하여 길이방향으로 슬라이드 가능하게 된다[도 7의 (b) 참조].

이 상태에서 하부다리(62)를 하방으로 당겨서 하부다리(62)가 상부다리(61)로부터 인출되도록 하거나 하부다리(62)를 밀어 올려서 하부다리(62)가 상부다로(61)의 내부로 삽입되도록 함으로써 다리(60)의 길이와 장치의 높낮이를 조절할 수 있다.

높낮이조절이 완료되면, 조임링(83)을 조이는 방향(통상적으로 암나사부(84)와 수나사부(82)가 오른나사로 이루어져 있으므로 오른쪽방향)으로 돌리면, 암나사부(84)와 수나사부(82)의 나사작용에 의하여 조여지게 되고, 이에 따라 조임링(83)의 하단에 형성된 테이퍼형 조임부(85)의 테이퍼형 내주면이 테이퍼형 탄성편(81)의 테이퍼형 외주면을 조이게 되며, 이에 따라 테이퍼형 조임부(85)의 내주면이 하부다리(62)의 상단 외주면에 밀착되어 상부다리(61)와 하부다리(62)가 고정되어 높낮이 조절된 상태로 유지된다[도 7의 (a) 참조].

이러한 높낮이조절과정에서 연직일치알림수단(90)의 스위치(96)를 온으로 해두면, 스타프(10)가 연직방향에 일치되지 않은 동안에는 연직일치알림수단(90)의 알림램프(93)가 점멸하여 표척수에게 스타프(10)가 연직방향에 일치하지 않았음을 알리게 되고, 스타프(10)가 연직방향에 일치하게 되면 연직일치알림수단(90)의 알림램프(93)가 점멸하지 않고 점등된 상태를 유지하여 표척수에게 스타프(10)가 연직방향에 일치되었음을 알리게 된다.

알림램프(93)는 스타프(10)가 연직방향에 일치되지 않은 경우에는 적색으로 점멸하고, 스타프(10)가 연직방향에 일치되면 녹색으로 점등됨으로써 표척수가 스타프(10)의 연직상태 여부를 확실하게 식별할 수 있게 한다.

즉, 스위치(96)를 온으로 하면 배터리(95)의 전원이 경사도감지센서(91), 제어부(92) 및 알림램프(93)에 인가되고, 경사도감지센서(91)는 스타프(10)의 경사도를 감지하여 경사도감지신호를 출력하며, 제어부(92)는 경사도감지센서(91)의 경사도감지신호에 따라 스타프(10)의 연직방향 일치여부를 판단하여 연직방향일치표시 명령 또는 연직방향불일치표시 명령을 출력하게 되고, 연직방향불일치표시 명령이 출력되면 램프구동부(94)는 알림램프(93)가 적색으로 점멸하도록 구동하고, 연직방향일치표시 명령이 출력되면 램프구동부(94)가 알림램프(93)를 녹색으로 점등하도록 구동하게 된다.

스타프(10)가 연직방향에 일치하지 않아 알림램프(93)가 적색으로 점멸하면, 표척수는 상술한 바와 같은 방법으로 각 다리(60)의 높낮이를 조절하며 스타프(10)가 연직방향에 일체되도록 할 수 있으며, 스타프(10)가 연직방향에 일치하여 알림램프(93)가 녹색으로 점등되면 표척수는 상술한 바와 같은 방법으로 상부다리(61)와 하부다리(62)를 고정시킨다.

도 4는 한 쌍의 다리(60)가 스타프(10)의 후방에서 양측으로 벌어진 상태로 고정된 상태를 보인 것이다.

[스타프 방향 전환]

통상적인 수준측량 과정에서 스타프(10)는 지상기준점 또는 각 지점에 고정하고, 측량기기의 관측점을 이동하는 경우, 스타프(10)의 전면, 즉 눈금(11)이 새겨진 면이 측량기기를 향하도록 전환할 필요가 있다.

이때, 스타프(10)와 다리(60) 전체를 방향 전환하는 경우, 상술한 다리(60)의 길이 및 높낮이를 조절 과정과 스타프(10)를 연직방향에 일치시키는 과정을 다시 수행하여야 하므로 수준측량 작업이 지연되는 문제점이 있게 된다.

본 발명에 의한 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치는 지상기준점 또는 각 지점에 스타프(10)의 하단에 결합된 하단 회동지지수단(20)의 착지돌기(26)를 착지시키고 하부다리(62)의 하단에 결합된 착지부재(63)의 착지봉(65)을 지면에 착지시켜 스타프(10)와 다리(60)를 고정한 상태(도 4 참조)에서 스타프(10)만 회동시켜 그 방향을 전환시킬 수 있다(도 5 참조).

즉, 스타프(10)와 한 쌍의 다리(60)를 지면에 고정한 상태에서 스타프(10)를 수평방향으로 돌리면, 스타프(10)의 상단에 고정 결합된 상단지지대(30)에 고정된 회동암 지지축(53)이 다리(60)의 상단에 결합된 회동암(40)의 축공(51)에 대하여 수평방향으로 회동하게 됨과 아울러 스타프(10)와 스타프(10)의 하단에 고정 결합된 결합판(21)과 원통부(22)가 착지판(25)에 고정된 수평회전축(24)에 대하여 수평방향으로 회동하게 되어 다리(60)와 회동암(40)이 고정된 상태에서 스타프(10)를 회동시킬 수 있게 된다.

따라서 지상기준점 또는 각 지점에서 스타프(10)를 연직방향에 일치시킨 상태에서 스타프(10)만 회동시켜 그 방향을 전환할 수 있으므로 방향 전환 후 스타프(10)를 다시 연직방향에 일치시키는 작업을 생략하더라도 스타프(10)가 연직방향에 일치된 상태를 유지하게 되어 측량 오차가 최소화되고 정밀한 수준 측량이 가능하게 됨과 아울러 정밀 수준 측량 작업을 신속하게 진행할 수 있게 된다.

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 : 스타프 20 : 하단 회동지지수단
30 : 상단지지대 40 : 회동암
50 : 상단 회동지지수단 60 : 다리
70 : 다리 회동연결수단 80 : 다리길이조정 및 고정수단
90 : 연직일치알림수단

Claims (1)

1. 전면에 눈금(11)이 구비된 스타프(10)와; 상기 스타프(10)의 하단에 상대적으로 수평 회전 가능하게 결합되어 스타프(10)를 지면에 수평 회전 가능하게 지지하는 하단 회동지지수단(20)과; 상기 스타프(10)의 상단면에 고정 결합되는 상단지지대(30)와; 상기 상단지지대(30)에 수평 회동 가능하게 지지되는 한 쌍의 회동암(40)과; 상기 한 쌍의 회동암(40)을 상단지지대(30)에 수평 회동 가능하게 지지하는 상단 회동지지수단(50)과; 상기 한 쌍의 회동암(30)의 바깥쪽 단부에 상하 회동 가능하게 연결되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 되는 상부다리(61)와, 상기 상부다리(61)의 하부 개방부를 통해 승강 가능하게 삽입되며 상하단이 개방된 원형 파이프로 된 하부다리(62) 및, 하부다리(62)의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지부재(63)가 구비된 한 쌍의 다리(60)와; 상기 다리(60)를 상단지지대(30)에 상하 회동 가능하게 연결하는 다리 회동연결수단(70)과; 상기 상, 하부다리(61, 62)의 길이조절과 고정을 위한 다리길이조정 및 고정수단(80); 및 스타프(10)의 연직 여부를 알리는 연직일치알림수단(90); 을 포함하여 구성되며,
   상기 하단 회동지지수단(20)은 상기 스타프(10)의 하단에 결합되는 결합판(21)과, 상기 결합판(21)에 일체로 형성되며 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 원통부(22)와, 상기 원통부(22)의 하면에 형성된 회전지지공(23)과, 상기 회전지지공(23)에 회전 가능하게 지지되는 수평회전축(24)과, 상기 수평회전축(24)의 하단에 결합되어 지면에 착지되는 착지판(25)과, 상기 착지판(25)의 하면에 돌출 형성된 착지돌기(26)를 포함하여 구성되고,
   상기 수평회전축(24)의 외주면에는 상, 하 2개의 링홈(24a, 24b)이 형성되며 링홈(24a, 24b)에 이탈방지링(28a, 28b)이 끼워지고 상측 링홈(24a)과 이탈방지링(28a)은 원통부(22)의 바닥의 상측에, 하측 링홈(24b)과 이탈방지링(28b)은 원통부(22)의 바닥의 하측에 위치되며,
   상기 한 쌍의 회동암(40)은 안쪽 단부가 상하로 서로 겹치게 설치되고,
   상기 상단 회동지지수단(50)은 상기 회동암(40)의 안쪽 단부에 형성된 축공(51)과, 상기 상단지지대(30)의 중앙에 형성된 나사체결공(52)과, 상기 축공(51)을 통하여 상기 나사체결공(52)에 체결되는 나사부(53a)와 상기 축공(51)의 내경보다 큰 머리부(53b) 및 나사부(53a)와 머리부(53b)의 사이에 형성되어 상기 축공(51)을 지지하는 지지부(53c)를 가지는 회동암 지지축(53)을 포함하여 구성되며,
   상기 상부다리(61)와 하부다리(62)는 상부다리(61)의 내경과 하부다리(62)의 외경이 일치하도록 구성하되, 상부다리(61)의 내경과 하부다리(62)의 외경 간의 공차는 슬라이드 피트로 하여 상부다리(61)와 하부다리(62)가 상대적으로 슬라이드 가능하게 구성되고,
   상기 하부다리(62)의 하단에는 하부다리(62)의 하단 개방부에 삽입고정되는 고정부(64)와, 고정부(64)의 하부에 일체로 형성된 하단첨예형 착지부(65) 및, 고정부(64)와 착지부(65) 사이에 확장 형성된 플랜지부(66)가 구비된 착지부재(63)가 결합되며,
   상기 다리 회동 연결수단(70)은 상기 회동암(40)의 바깥쪽 단부에 구비되는 힌지편(71)과, 상기 상부다리(61)의 상단에 구비되는 힌지편(73) 및, 상기 힌지편(71, 73)의 힌지공(72, 74)에 삽입되는 힌지핀(75)을 포함하여 구성되고,
   상기 다리길이조정 및 고정수단(80)은 상기 상부다리(61)의 하단에 일체로 형성되며 상단외경이 크고 하단외경이 작은 외주면과 자유상태에서 하부다리(61)의 외경에 대응하는 내경의 내주면을 가지는 복수개의 테이퍼형 탄성조임편(81)과, 상기 테이퍼형 탄성조임편(81)의 상부에서 상부다리(61)의 외주면에 형성되는 수나사부(82)와, 상기 수나사부(82)에 대응하여 내주면 상반부에 형성되어 상기 수나사부(82)에 맞물리는 암나사부(84)와, 상기 테이퍼형 탄성조임편(81)에 대응하여 내주면 하반부에 형성되는 테이퍼형 조임부(85)가 구비된 조임링(83)을 포함하여 구성되며,
   상기 연직일치알림수단(90)은 스타프(10)에 장착되는 경사도감지센서(91)와, 상기 경사도감지센서(91)의 경사도감지신호에 따라 스타프(10)의 연직알림명령을 출력하는 제어부(92)와, 상기 스타프(10)에 장착되는 알림램프(93)와, 상기 제어부(92)의 연직알림명령에 따라 상기 알림램프(93)를 점멸 구동하는 램프구동부(94)와, 상기 경사도감지센서(91), 제어부(92) 및 램프(93)에 전원을 공급하기 위한 배터리(95) 및, 상기 배터리(95)의 전원을 온오프하기 위한 스위치(96)를 포함하여 구성되는 정밀 수준 측량용 스타프 고정장치.

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