KR101480808B1 - 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법 - Google Patents

레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 레일의 측면에 레이저건 및 모눈 반사판을 설치하여 간단하게 레일의 궤도틀림 및 고저를 측정할 수 있고, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 고저 및 거리를 용이하게 측정할 수 있는, 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법이 제공된다. 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 레일의 궤도틀림 및 고저를 측정하도록 레일의 측면의 기준 지점에 설치되는 제1 레이저건; 레일에 제1 레이저건을 장착하는 제1 레이저건 장착부; 모눈이 형성된 반사판으로서, 레일의 측면에 제1 레이저건으로부터 소정 거리 이격된 측정 지점에 설치되고, 제1 레이저건으로부터 발사되는 레이저를 반사하는 모눈 반사판; 및 레일에 모눈 반사판을 장착하는 모눈 반사판 장착부를 포함하되, 모눈 반사판에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출되는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법 {APPARATUS FOR MEASURING ELEVATION OF TRACK USING LASER GUN AND GRAPH REFLECTION PLATE, AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 궤도 고저측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 레일에 레이저건(Laser Gun) 및 모눈 반사판(Graph Reflection Plate)을 부착 설치하여 레일의 고저(Elevation) 및 궤도틀림(Track Irregularity)을 측정할 수 있는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 궤도(Track)는 열차를 정해진 길로 유도하는 역할을 할뿐만 아니라 하부로 전달되는 열차의 하중을 완화시켜 하부 구조물을 보호하는 역할을 수행한다. 또한, 이러한 궤도의 성능에 따라 열차의 주행 안정성 및 승차감이 직접적인 영향을 받으며, 철도 환경 소음 및 진동의 대부분은 궤도와 차륜의 상호작용에 의해 발생한다. 따라서 궤도는 전체 철도 시스템의 안정성, 경제성 및 쾌적성에 직접적인 영향을 주는 주요 요인이라고 할 수 있다.
이러한 궤도는 열차의 통과에 의해 미소한 영구변형이 일어나며 시간이 지날수록 이러한 변형이 누적되어 주행 노면에 틀림(Irregularity)을 발생시킨다. 특히, 궤도는 열차의 고속 주행에 따라 작용하는 과대한 열차 하중에 비해 간단한 구조로 이루어져 있으므로, 일반 구조물에 비해 재료의 열화에 따른 부재의 갱환 등을 비교적 빈번하게 수행해야 하는 등 계속적인 보수를 전제로 하는 특수한 구조물이다.
도 1a 및 도 1b는 각각 두 개의 레일의 위치 및 레일의 규격을 나타내는 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 레일의 궤도 좌표계 및 궤간의 정의를 나타내는 도면이다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 각각 두 개의 레일(10L, 10R)의 위치는 궤도 좌표계로 나타낼 수 있고, 또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 레일(10)의 규격은 A, B, C, D, E 및 F의 크기 및 두께(t)에 따라 다양하게 정의될 수 있다.
또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 레일의 궤도 좌표계는 주행면과 주행 방향에 따라 X, Y, Z 좌표로 표시할 수 있고, 또한, 궤간(G)은, 도 2b에 도시된 바와 같이, 두 개의 레일(10L, 10R) 사이의 간격으로 정의된다.
한편, 철도에서 선로의 역할은 선형(Line form)에 정해진 차륜 주행로를 확실하게 실현하는 것이지만, 현실에서는 이와 달리 오차가 발생한다. 즉, 궤도는 열차를 지지하고 원활하게 유도하는 역할을 수행하고 있지만, 열차의 반복적인 하중을 받게 되면 차차 궤도의 변형이 일어나 궤도차량 주행면의 부정합을 일으키게 되는데, 이를 궤도틀림(Track Irregularity)이라 한다. 이러한 궤도틀림은 궤도차량의 고속화에 따라 작은 궤도틀림으로도 큰 사고로 이어질 가능성이 커지고 있다.
이미 궤도 보수 업무의 많은 부분을 차지하는 궤도틀림의 보수에 있어서, 이미 궤도 검측차가 실용화되고 정기적으로 궤도의 상태를 검측하여 정해진 평가 기준을 기초로 하여 보수의 투입이 행해져 왔다. 이것은 어느 의미에서는 상태 감시 보전에 가까운 보수 체계라고 할 수 있다.
그러나 이러한 보수 투입의 우선도와 투입량에 관해서는 데이터의 뒷받침이 부족하고, 동원 가능한 보수 노력을 특이치의 관리에 우선적으로 투입하는 것 이외에는 나머지 노동 자원을 경험과 직감에 따라 순차적으로 배분하는 실정이다.
예를 들면, 이러한 궤도틀림이 커지면 열차의 요동이 증대되고 승객의 승차감이 악화되며, 이러한 궤도틀림이 커지거나 다른 궤도틀림과 함께 복합 틀림이 발생하면 열차의 탈선을 일으킬 수도 있다. 따라서 이러한 궤도틀림의 측정은 철도 수송의 안정성 확보에 있어서 매우 중요한 요인이 되고 있으며, 철도의 유지관리 및 보수의 측면에서도 점차 그 필요성이 증가하고 있다.
이러한 궤도틀림은 궤도 유지관리의 지표이자, 열차 주행 안정성과 승객 승차감에 결정적인 영향을 미치는 요소이다. 이러한 궤도의 유지관리는 궤도틀림을 일정 기준한도 이내로 복원시키기 위한 작업으로서 안전의 관점에서 사고의 예방을 보장하여 승차감을 확보할 수 있어야 한다. 이러한 궤도틀림은 열차의 운전에 따라서 일정한 주기로 동적으로(Dynamically) 궤도 검측차를 이용하여 측정되며, 필요에 따라 인력 또는 간이 검측장치를 이용하여 정적으로(Statically) 측정될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 궤도틀림을 예시하는 도면으로서, 도 3a는 평면 선형을 설명하기 위한 도면이고, 도 3b는 측면 선형을 설명하기 위한 도면이며, 도 3c는 궤도틀림의 기하학적 정의를 나타내는 도면이다.
이러한 궤도틀림은 두 개의 레일 위치에 대한 기하학적 불일치로부터 야기되며, 2개의 레일 위치에 대한 기하학적 변수를 나타내며, 평면 선형의 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 2개의 레일 사이의 간격은 (Z1 - Z2)/2로 주어질 수 있고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 측면 선형의 경우, 2개의 레일의 높이 차이는 (Y1 - Y2)/2로 주어질 수 있다. 또한, 도 3c에 도시된 바와 같이, 4개 유형의 궤도틀림은 면(Vertical) 틀림, 줄(Alignment) 틀림, 수평(Cross level 또는 Superelevation) 틀림 및 궤간(Gauge) 틀림으로 정의된다. 이러한 궤도틀림의 측정 방법으로서, 기존의 접촉식 측정법에서 점차 레이저와 카메라 시스템, 그리고 관성 시스템을 이용한 비접촉식 측정 방법으로 연구가 진행되고 있다
도 4a 및 도 4b는 각각 궤도의 수평 틀림을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
수평 틀림(Cross Level Irregularity)은 궤간의 기본 치수에서 좌우 레일(10L, 10R)의 높이 차를 말한다. 이때, 궤간은 레일 면에서 하방 15mm 지점간의 최단 거리로 정의된다. 예를 들면, 국철에서 이용하고 있는 궤도 검측차에서는 레일과 차륜과의 접촉 상태를 감안하여 14mm 지점에서 궤간을 측정하고 있다. 또한, 표준 궤간에서는 궤간의 기본 치수인 1,435mm 대신에 좌우 레일의 중심 간격인 1,500mm 사이의 높이를 수평으로 하고 있다.
이러한 치수는 차륜 지지 간격과 거의 같다. 곡선부에 캔트(Cant)가 있을 경우, 즉, 커브에서 바깥부분의 레일을 높게 만든 경우, 설정된 캔트량을 더한 것을 기준으로 하여 그 증감량으로 나타낸다.
궤간의 기본 치수당 좌우 레일(10L, 10R) 높이의 차는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 직선의 경우에는 캔트가 없으므로 직접 좌우 레일(10L, 10R)의 차를 수평 틀림으로 볼 수 있다. 하지만, 곡선부에 캔트가 있을 경우, 도 4b에 도시된 바와 같이, 레일 면에서는 캔트에 해당하는 량만큼 높게 나타나게 된다. 이때, 수평 틀림의 부호는 직선부에서는 선로의 기점에서 종점을 향해 좌측 레일(10L)을 기준으로 하며, 우측 레일(10R)이 높을 경우에 (+)로 나타내고, 낮을 경우를 (-)로 나타낸다. 곡선 구간에서는 내측 레일을 기준으로 하여 설정 캔트보다 클 경우를 (+)로 나타내고, 작은 경우를 (-)로 나타낸다.
종래의 기술에 따르면, 실, 검측차 또는 차량장착센서 등을 이용하여 궤도틀림을 측정하고 있는데, 그 측정 범위는 10m~50m의 한계가 있다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허번호 제10-1250228호(출원일: 2010년 6월 9일), 발명의 명칭: "가속도계를 이용한 궤도 틀림 검측 시스템 및 검측 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-976055호(출원일: 2008년 08월 14일), 발명의 명칭: "궤도틀림 실시간 감시 시스템" 대한민국 등록특허번호 제10-1026350호(출원일: 2008년 12월 15일), 발명의 명칭: "관성센서를 이용한 궤도의 수평 틀림 측정 시스템 및 그 방법" 대한민국 등록특허번호 제10-797055호(출원일: 2006년 5월 30일), 발명의 명칭: "철도궤도의 효율적 유지보수를 위한 3차원 데이터 형식의 철도 궤도틀림도 측정방법" 일본 공개특허번호 제2005-325732호(공개일: 2005년 11월 24일), 발명의 명칭: "철도궤도의 침하 측정장치 및 측정방법"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 레일의 측면에 레이저건 및 모눈 반사판을 설치하여 레일의 고저 및 궤도틀림을 간단하게 측정할 수 있는, 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 고저 및 거리를 용이하게 측정할 수 있는, 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 레일의 변형정도를 나타내는 궤도틀림 또는 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저를 측정하기 위한 궤도 고저측정 장치에 있어서, 레일의 궤도틀림 및 고저를 측정하도록 레일의 측면의 기준 지점에 설치되는 제1 레이저건; 상기 레일에 상기 제1 레이저건을 장착하는 제1 레이저건 장착부; 모눈이 형성된 반사판으로서, 상기 레일의 측면에 상기 제1 레이저건으로부터 소정 거리 이격된 측정 지점에 설치되고, 상기 제1 레이저건으로부터 발사되는 레이저를 반사하는 모눈 반사판; 및 상기 레일에 상기 모눈 반사판을 장착하는 모눈 반사판 장착부를 포함하되, 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점과 기준점 사이의 거리에 근거하여 상기 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 상기 제1 레이저건 및 상기 제1 레이저건 장착부 사이에 배치되어 상기 제1 레이저건을 고정하는 제1 레이저건 탑재부; 및 상기 모눈 반사판 및 상기 모눈 반사판 장착부 사이에 배치되어 상기 모눈 반사판을 고정하는 모눈 반사판 탑재부를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 레이저건 장착부 및 상기 모눈 반사판 장착부는 상기 레일의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 레일에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 상기 제1 레이저건 및 상기 모눈 반사판 사이의 거리만큼 상기 모눈 반사판으로부터 이격된 거리에 설치되어, 상기 모눈 반사판이 설치된 측정 지점의 배면으로부터 상기 모눈 반사판에 레이저를 발사하는 제2 레이저건; 및 상기 레일에 상기 제2 레이저건을 장착하는 제2 레이저건 장착부를 추가로 포함할 수 있다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법은, 레일의 변형정도를 나타내는 궤도틀림 또는 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저를 측정하기 위한 궤도 고저측정 방법에 있어서, a) 레일 상에 기준 지점 및 측정 지점을 설정하는 단계; b) 상기 기준 지점의 레일에 제1 레이저건이 장착된 제1 레이저건 장착부를 설치하는 단계; c) 상기 측정 지점의 레일에 모눈 반사판이 장착된 모눈 반사판 장착부를 설치하는 단계; d) 상기 제1 레이저건을 구동하여 상기 모눈 반사판에 레이저를 발사하는 단계; e) 상기 모눈 반사판 상에 표시되는 측정점을 확인하는 단계; 및 f) 상기 모눈 반사판의 측정점으로부터 상기 레일의 고저 및 궤도틀림을 산출하는 단계를 포함하되, 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법은, 상기 제1 레이저건 및 상기 모눈 반사판 사이의 거리만큼 상기 모눈 반사판으로부터 이격된 거리에 설치되어, 상기 모눈 반사판이 설치된 측정 지점의 배면으로부터 상기 모눈 반사판에 레이저를 발사하는 제2 레이저건이 장착된 제2 레이저건 장착부를 설치하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 f) 단계는 상기 모눈 반사판에 형성된 측정점과 기준점 사이의 거리에 근거하여 상기 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 레이저건 장착부 및 상기 모눈 반사판 장착부는 상기 레일의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 레일에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 레일의 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저 및 변형정도를 나타내는 궤도틀림을 간단하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 고저 및 거리를 용이하게 측정할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 두 개의 레일의 위치 및 레일의 규격을 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 레일의 궤도좌표계 및 궤간의 정의를 나타내는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 궤도틀림을 예시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 궤도의 수평 틀림을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치에서 레이저건을 레일에 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치에서 모눈 반사판을 레일에 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치에서 모눈 반사판의 측정점에 의해 궤도의 고저를 측정하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법의 동작흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치]
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치에서 레이저건을 레일에 설치하는 것을 예시하는 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치에서 모눈 반사판을 레일에 설치하는 것을 예시하는 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 레일(200)의 변형정도를 나타내는 궤도틀림 또는 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저를 측정하기 위한 궤도 고저측정 장치로서, 제1 레이저건(110), 제1 레이저건 장착부(120), 제1 레이저건 탑재부(130), 모눈 반사판(140), 모눈 반사판 장착부(150) 및 모눈 반사판 탑재부(160)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 레이저건(110)이 설치되는 지점이 기준 지점이고, 상기 모눈 반사판(140)이 설치되는 지점은 측정 지점이 된다.
제1 레이저건(110)은 레일(200)의 궤도틀림 및 고저를 측정하도록 레일(200)의 측면의 기준 지점에 설치된다. 이때, 상기 제1 레이저건(110)은 통상적인 레이저 수준측정기로부터 분리하여 이용할 수 있다.
제1 레이저건 장착부(120)는 상기 레일(200)에 상기 제1 레이저건(110)을 장착한다. 이때, 상기 제1 레이저건 장착부(120)는 상기 레일(200)의 형상에 대응하도록 가공될 수 있고, 또한, 강재인 상기 레일(200)에 부착하기 위해 자석으로 형성될 수 있다. 즉, 레일이 강재이므로 상기 제1 레이저건 장착부(120)를 자석으로 형성하여 상기 레일(200)에 장착할 수 있다.
제1 레이저건 탑재부(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 레이저건(110) 및 상기 제1 레이저건 장착부(120) 사이에 배치되어 상기 제1 레이저건(110)을 고정시킨다.
모눈 반사판(140)은 모눈이 형성된 반사판으로서, 상기 레일(200)의 측면에 상기 제1 레이저건(110)으로부터 소정 거리 이격된 측정 지점에 설치되고, 상기 제1 레이저건(110)으로부터 발사되는 레이저를 반사한다.
모눈 반사판 장착부(150)는 상기 레일(200)에 상기 모눈 반사판(140)을 장착한다. 이때, 상기 모눈 반사판 장착부(150)는 상기 레일(200)의 형상에 대응하도록 가공될 수 있고, 또한, 강재인 상기 레일(200)에 부착하기 위해 자석으로 형성될 수 있다.
모눈 반사판 탑재부(160)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모눈 반사판(140) 및 상기 모눈 반사판 장착부(150) 사이에 배치되어 상기 모눈 반사판(140)을 고정시킨다.
이에 따라 상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출될 수 있다. 즉, 상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점과 기준점 사이의 거리에 근거하여 상기 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출될 수 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치에서 모눈 반사판의 측정점에 의해 궤도의 고저를 측정하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 도 8에 도시된 바와 같이, 모눈 반사판(140)의 측정점에 의해 궤도의 고저를 측정할 수 있는데, 예를 들면, 모눈 간격은 1mm일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이때, 모눈 반사판(140)의 C지점은 기준점이고, P1~P4에 따라 레일의 궤도틀림(변형정도) 및 고저(측정부위의 레일 높이차이)를 간단하게 측정할 수 있다.
구체적으로, 모눈 반사판(140)의 C지점은 레일(200)에 고저차가 없는 경우를 나타내며, 상기 제1 레이저건(110) 및 상기 모눈 반사판(140)은 상기 레일(200)에 설치하기 전에 사전에 정렬된다. 만일, 상기 제1 레이저건(110)으로부터 발사된 레이저가 상기 모눈 반사판(140)에 측정점을 형성하게 되는데, 상기 측정점이 P1인 경우, 모눈 반사판 설치 위치의 레일이 낮은 것을 나타내고, 측정점이 P2인 경우, 모눈 반사판 설치 위치의 레일이 높은 것을 나타내며, 측정점이 P3인 경우, 모눈 반사판 설치 위치의 레일이 낮고 좌측으로 치우친 것을 나타내고, 측정점이 P4인 경우, 모눈 반사판 설치 위치의 레일이 높고 우측으로 치우친 것을 나타낸다.
한편, 종래의 기술에 따른 궤도틀림 검측을 위해 실, 검측차 또는 차량장착센서 등을 이용하였지만, 그 측정 범위는 10m~50m로 제한되지만, 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 제1 레이저건(110)을 사용하면 측정 범위를 약 50m까지 확장시킬 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 레이저건(110) 및 제2 레이저건(170)을 설치하여 양쪽에서 레이저를 발사하면 측정 범위를 100m까지 확장시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 두 개의 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 레이저건(170) 및 제2 레이저건 장착부(180)가 추가로 설치될 수 있다.
제2 레이저건(170)은 상기 제1 레이저건(110) 및 상기 모눈 반사판(140) 사이의 거리만큼 상기 모눈 반사판(140)으로부터 이격된 거리에 설치되어, 상기 모눈 반사판(140)이 설치된 측정 지점의 배면으로부터 상기 모눈 반사판(140)에 레이저를 발사한다.
제2 레이저건 장착부(180)는 상기 레일(200)에 상기 제2 레이저건(170)을 장착한다.
이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 레이저건(110) 및 제2 레이저건(170)을 설치하여 양쪽에서 레이저를 발사하면 측정 범위를 100m까지 확장시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치가 1개의 레일(200) 상에 설치되어 레일의 고저 차이를 측정하는 것으로 설명하였지만, 실질적으로 2개의 레일에서 각각 측정됨으로써 전술한 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 레일의 궤도틀림을 산출할 수 있다는 점은 당업자에게 자명하다.
[레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법]
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법의 동작흐름도이다.
도 10을 참조하면, 발명의 실시예에 따른 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법은, 레일의 변형정도를 나타내는 궤도틀림 또는 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저를 측정하기 위한 궤도 고저측정 방법으로서, 먼저, 레일(200) 상에 기준 지점 및 측정 지점을 설정한다(S110).
다음으로, 상기 기준 지점의 레일(200)에 제1 레이저건(110)이 장착된 제1 레이저건 장착부(120)를 설치한다(S120). 이때, 상기 제1 레이저건(110) 및 상기 모눈 반사판(140) 사이의 거리만큼 상기 모눈 반사판(140)으로부터 이격된 거리에 설치되어, 상기 모눈 반사판(140)이 설치된 측정 지점의 배면으로부터 상기 모눈 반사판(140)에 레이저를 발사하는 제2 레이저건(170)이 장착된 제2레이저건 장착부(180)를 설치할 수 있다.
다음으로, 상기 측정 지점의 레일(200)에 모눈 반사판(140)이 장착된 모눈 반사판 장착부(150)를 설치한다(S130). 여기서, 상기 제1 레이저건 장착부(120) 및 상기 모눈 반사판 장착부(150)는 상기 레일(200)의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 레일(200)에 부착하기 위해 자석으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제1 레이저건(110)을 구동하여 상기 모눈 반사판(140)에 레이저를 발사한다(S140).
다음으로, 상기 모눈 반사판(140) 상에 표시되는 측정점을 확인한다(S150).
다음으로, 상기 모눈 반사판(140) 의 측정점으로부터 상기 레일(200)의 고저 및 궤도틀림을 산출한다(S160). 이에 따라 상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출될 수 있고, 상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점과 기준점 사이의 거리에 근거하여 상기 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출될 수 있다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 검측자 등을 이용하지 않고도 레일의 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저 및 변형정도를 나타내는 궤도틀림을 간단하게 측정할 수 있다. 또한, 레이저건을 사용함으로써 시인성이 양호하고, 고저 및 거리를 용이하게 측정할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 제1 레이저건
120: 제1 레이저건 장착부
130: 제1 레이저건 탑재부
140: 모눈 반사판
150: 모눈 반사판 장착부
160: 모눈 반사판 탑재부
170: 제2 레이저건
180: 제2 레이저건 장착부
200: 레일

Claims (10)

  1. 레일의 변형정도를 나타내는 궤도틀림 또는 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저를 측정하기 위한 궤도 고저측정 장치에 있어서,
    레일의 궤도틀림 및 고저를 측정하도록 레일(200)의 측면의 기준 지점에 설치되는 제1 레이저건(110);
    상기 레일(200)에 상기 제1 레이저건(110)을 장착하는 제1 레이저건 장착부(120);
    모눈이 형성된 반사판으로서, 상기 레일(200)의 측면에 상기 제1 레이저건(110)으로부터 소정 거리 이격된 측정 지점에 설치되고, 상기 제1 레이저건(110)으로부터 발사되는 레이저를 반사하는 모눈 반사판(140);
    상기 레일(200)에 상기 모눈 반사판(140)을 장착하는 모눈 반사판 장착부(150);
    상기 제1 레이저건(110) 및 상기 모눈 반사판(140) 사이의 거리만큼 상기 모눈 반사판(140)으로부터 이격된 거리에 설치되어, 상기 모눈 반사판(140)이 설치된 측정 지점의 배면으로부터 상기 모눈 반사판(140)에 레이저를 발사하는 제2 레이저건(170); 및
    상기 레일(200)에 상기 제2 레이저건(170)을 장착하는 제2 레이저건 장착부(180);를 포함하되, 상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점과 기준점 사이의 거리에 근거하여 상기 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출되는 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레이저건(110) 및 상기 제1 레이저건 장착부(120) 사이에 배치되어 상기 제1 레이저건(110)을 고정하는 제1 레이저건 탑재부(130); 및
    상기 모눈 반사판(140) 및 상기 모눈 반사판 장착부(150) 사이에 배치되어 상기 모눈 반사판(140)을 고정하는 모눈 반사판 탑재부(160)
    를 추가로 포함하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 레이저건 장착부(120) 및 상기 모눈 반사판 장착부(150)는 상기 레일(200)의 형상에 대응하도록 가공된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 레이저건 장착부(120) 및 상기 모눈 반사판 장착부(150)는 강재인 상기 레일(200)에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 장치.
  6. 삭제
  7. 레일의 변형정도를 나타내는 궤도틀림 또는 측정부위의 레일 높이차를 나타내는 고저를 측정하기 위한 궤도 고저측정 방법에 있어서,
    a) 레일(200) 상에 기준 지점 및 측정 지점을 설정하는 단계;
    b) 상기 기준 지점의 레일(200)에 제1 레이저건(110)이 장착된 제1 레이저건 장착부(120)를 설치하는 단계;
    c) 상기 측정 지점의 레일(200)에 모눈 반사판(140)이 장착된 모눈 반사판 장착부(150)를 설치하는 단계;
    d) 상기 제1 레이저건(110)을 구동하여 상기 모눈 반사판(140)에 레이저를 발사하는 단계;
    e) 상기 모눈 반사판(140) 상에 표시되는 측정점을 확인하는 단계; 및
    f) 상기 모눈 반사판(140) 의 측정점으로부터 상기 레일(200)의 고저 및 궤도틀림을 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점에 의해 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출되며,
    상기 e) 단계 이전에, 상기 제1 레이저건(110) 및 상기 모눈 반사판(140) 사이의 거리만큼 상기 모눈 반사판(140)으로부터 이격된 거리에 설치되어, 상기 모눈 반사판(140)이 설치된 측정 지점의 배면으로부터 상기 모눈 반사판(140)에 레이저를 발사하는 제2 레이저건(170)이 장착된 제2레이저건 장착부(180)를 설치하는 단계를 포함하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 f) 단계는 상기 모눈 반사판(140)에 형성된 측정점과 기준점 사이의 거리에 근거하여 상기 궤도의 고저 및 궤도틀림이 산출하는 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 레이저건 장착부(120) 및 상기 모눈 반사판 장착부(150)는 상기 레일(200)의 형상에 대응하도록 가공되고, 강재인 상기 레일(200)에 부착하기 위해 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 레이저건과 모눈 반사판을 이용한 궤도 고저측정 방법.
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