KR101537748B1 - 체결상태 감지 볼트 장치 및 이를 이용한 원격 구조물 모니터링 시스템 - Google Patents

체결상태 감지 볼트 장치 및 이를 이용한 원격 구조물 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명에 의한 체결상태 감지 볼트 장치는, 나사산이 형성되는 바와, 바의 일단에 형성되는 헤드를 포함하는 볼트, 볼트의 바와 스크류 체결되는 너트 및 볼트와 너트의 사이에 개재되는 와셔를 포함하며, 와셔는, 일면에 볼트와 너트의 체결압력에 대한 센서값을 감지하는 시트형태의 압력센서가 부착된다. 이로써, 볼트와 너트의 체결이 완료된 후 체결된 부위 또는 구조물의 진동 등과 같은 외부 환경에 의하녀 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 초기 체결된 볼트와 너트의 기준 압력값과 비교하여 압력값이 작아지면 볼트와 너트가 풀린 상태가 된 것으로 판단할 수 있게 되며, 기준 압력값과의 차이가 클 수록 볼트와 너트의 풀림상태가 커진 것으로 판단할 수 있게 되며, 종래 수동으로 볼트와 너트의 체결상태를 확인하여야 하였던 문제를 해결할 수 있게 된다.

Description

체결상태 감지 볼트 장치 및 이를 이용한 원격 구조물 모니터링 시스템 {A BOLT APPARATUS FOR SENSING FASTENING STATE AND SYSTEM FOR MONITORING CONSTRUCTION USING THE SAME}
본 발명은 체결상태 감지 볼트 및 이를 이용한 원격 구조물 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 교량이나 빌딩과 같은 구조물에 체결되는 볼트의 체결력 즉 압력을 감지하는 볼트 및 이러한 볼트를 이용하여 원격지에서 해당 구조물의 체결상태를 모니터링할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
통상적으로 교량이나 빌딩과 같은 구조물 건축시 다양한 체결수단으로 구조물을 체결시키고 있으며, 이러한 다양한 체결수단 중 그 체결의 편리함이나 체결력 유지에 장점을 가지고 있는 볼트 및 너트가 널리 사용되고 있다.
이러한 볼트는 나사산이 형성되는 바와 바의 일단에 일체로 형성되어 드라이버에 의하여 회전력을 받는 헤드로 구성되며, 너트가 나사산이 형성된 바에 스크류체결되어 구조물의 체결력을 유지시킨다.
이러한 볼트 중 가장 널리 사용되고 있는 것은 관통볼트로 죄어 맞추는 것의 구멍에 볼트를 넣은 다음 너트로 죄어 고정시킨다. 관통구멍을 뚫을 수 없을 때는 구멍에 나사를 내어 볼트를 틀어 넣고 너트로 죄는 탭볼트, 미리 심어 놓고 밖에 있는 부분을 너트로 죄는 스터드볼트, 기계 등을 기초 콘크리트 위에 장치시킬 때 사용하는 기초볼트 등이 있다.
이와 같이 볼트와 너트로 구조물을 체결시킨 후, 구조물 또는 볼트의 체결부위에 진동 등으로 너트가 풀리는 문제가 발생하는데 이를 보강하기 위하여 볼트와 너트 사이에 와셔를 개재시켜 볼트와 너트가 풀리는 것을 최소화하는 방안이 사용되고 있다.
또한, 볼트와 너트의 나사산 형태나 기타 특수 형태를 이용하여 볼트와 너트의 풀림을 방직하는 특수 볼트 및 너트가 제시되고 있다.
그러나, 상기와 같이 와셔를 개재시키거나 특수 볼트를 사용한다고 하여도 장시간 사용시 볼트와 너트의 풀림이 발생하는 것을 방지하는 것은 불가능하며, 볼트와 너트가 풀린 경우 전체 구조물의 체결상태가 불안정되어 안전사고 발생의 위험이 있다.
종래에는 이러한 안전사고의 발생을 방지하기 위해, 작업자 또는 관리자가 볼트가 체결된 부위를 육안으로 검사하였으나 대형 교량과 같은 건축물의 경우 수많은 볼트가 체결되고 있는데 이들 볼트의 체결상태를 수동으로 파악하여 적절하게 대응하는 것은 많은 한계가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 자동으로 볼트와 너트의 풀림상태를 파악할 수 있는 체결상태 감지 볼트 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 원격지에 이격된 구조물의 볼트 및 너트 체결상태를 판단하여, 필요한 경우 신속하게 관리자에게 보수 및 처리할 수 있도록 하는 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치는, 나사산이 형성되는 바와, 상기 바의 일단에 형성되는 헤드를 포함하는 볼트; 상기 볼트의 바와 스크류 체결되는 너트; 및 상기 볼트와 너트의 사이에 개재되는 와셔;를 포함하며, 상기 와셔는, 일면에 볼트와 너트의 체결압력에 대한 센서값을 감지하는 시트형태의 압력센서가 부착된다.
이로써, 볼트와 너트의 체결이 완료된 후 체결된 부위 또는 구조물의 진동 등과 같은 외부 환경에 의하녀 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 초기 체결된 볼트와 너트의 기준 압력값과 비교하여 압력값이 작아지면 볼트와 너트가 풀린 상태가 된 것으로 판단할 수 있게 되며, 기준 압력값과의 차이가 클 수록 볼트와 너트의 풀림상태가 커진 것으로 판단할 수 있게 되며, 종래 수동으로 볼트와 너트의 체결상태를 확인하여야 하였던 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 상기 압력센서는, 상기 볼트와 너트의 체결압력을 실시간으로 감지하는 것이 바람직하며, 이와 달리 상기 압력센서는, 상기 볼트와 너트의 체결압력을 일정한 주기로 감지하는 것도 무방하다.
이로써, 볼트와 너트간 체결압력을 실시간으로 감지할 수 있게 되어 체결부위 또는 전체 구조물의 안전진단을 실시간으로 파악할 수 있게 되어 안전사고의 위험을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
한편, 일정한 주기로 볼트와 너트의 체결압력을 감지하는 경우 로컬에서의 전력소모를 줄일 수 있어 로컬영역에서의 유지 및 보수에 걸리는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 자동으로 체결부위 또는 전체 구조물의 안전진단을 할 수 있게 되어 안전사고의 위험을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치는, 나사산이 형성되는 바와, 상기 바의 일단에 형성되는 헤드를 포함하는 볼트; 상기 볼트의 바와 스크류 체결되는 너트; 상기 볼트와 너트의 사이에 개재되는 와셔; 상기 볼트의 헤드 일측면에 고정되며, 광을 출력하는 발광부; 및 상기 와셔의 일측면에 고정되어 상기 발광부에서 출력되는 광을 수광하는 수광부;를 포함하는 광센서부;를 포함한다.
이로써, 볼트와 너트의 체결이 완료된 후 체결된 부위 또는 구조물의 진동 등과 같은 외부 환경에 의하녀 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 볼트와 너트가 상호 회전하게 되어 초기 체결된 상태에서 발광부에서 출력되는 광을 수광부에서 수광하게 되는데 수광되는 광량이 줄어들거나 수광이 전혀 안되는 경우 역으로 볼트와 너트가 풀린 것으로 판단할 수 있게 되며, 수광되는 광량의 차이가 클 수록 볼트와 너트의 풀림상태가 커진 것으로 판단할 수 있게 되며, 종래 수동으로 볼트와 너트의 체결상태를 확인하여야 하였던 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 상기 수광부는, 상기 볼트와 너트가 체결된 후, 상기 발광부와 일직선상에 위치될 수 있도록 상기 와셔상에 부착되어 고정되는 것이 바람직하다.
이로써, 볼트와 너트 체결시 정확하게 발광부와 수광부가 일직선상에 위치하도록 세팅작업이 어려울 수 있으나 체결이 된 상태에서 발광부와 수광부를 일직선상에 위치하게 부착할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치는, 나사산이 형성되는 바와, 상기 바의 일단에 형성되는 헤드를 포함하는 볼트; 상기 볼트의 바와 스크류 체결되는 너트; 상기 볼트의 헤드 일측면에 고정되며, 광을 출력하는 발광부; 및 상기 너트의 일측면에 고정되어 상기 발광부에서 출력되는 광을 수광하는 수광부;를 포함하는 광센서부;를 포함한다.
이로써, 볼트와 너트의 체결이 완료된 후 체결된 부위 또는 구조물의 진동 등과 같은 외부 환경에 의하녀 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 볼트와 너트가 상호 회전하게 되어 초기 체결된 상태에서 발광부에서 출력되는 광을 수광부에서 수광하게 되는데 수광되는 광량이 줄어들거나 수광이 전혀 안되는 경우 역으로 볼트와 너트가 풀린 것으로 판단할 수 있게 되며, 수광되는 광량의 차이가 클 수록 볼트와 너트의 풀림상태가 커진 것으로 판단할 수 있게 되며, 종래 수동으로 볼트와 너트의 체결상태를 확인하여야 하였던 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 상기 수광부는, 상기 볼트와 너트가 체결된 후, 상기 발광부와 일직선상에 위치될 수 있도록 상기 너트상에 부착되어 고정되는 것이 바람직하다.
이로써, 볼트와 너트 체결시 정확하게 발광부와 수광부가 일직선상에 위치하도록 세팅작업이 어려울 수 있으나 체결이 된 상태에서 발광부와 수광부를 일직선상에 위치하게 부착할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템은, 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 의한 체결상태 감지 볼트 장치; 상기 압력센서에서 검지된 센서값 및 고유ID를 전송하는 송신부; 상기 송신부에서 전송되는 센서값을 수신하는 수신부, 상기 수신부에서 수신된 센서값을 분석하여 초기 체결압력값 및 현재 검지된 압력값을 비교하여 볼트 및 너트의 풀림상태를 판단하는 제어부를, 포함하는 관리서버;를 포함한다.
이로써, 교량이나 건축물같은 구조물과 떨어진 원격지에서 해당 구조물의 체결상태를 파악할 수 있게 되어 이상이 발생한 경우 적절한 조치를 취할 수 있게 되며, 다양한 위치에 있는 구조물의 안전상태를 하나의 관리센터에서 관리할 수 있게 된다.
여기서, 상기 관리서버는, 상기 볼트와 너트가 풀림상태인 것으로 판단되는 경우, 관리자 단말기로 상기 수신된 고유ID에 대응하는 위치데이터 및 관리명령신호를 전송하는 것이 바람직하다.
이로써, 볼트와 너트의 체결상태를 감지하면서 풀림현상이 발생한 경우에만 해당 볼트 장치의 위치를 관리자에게 인식시켜 보수할 수 있도록 함으로써 신속한 처리를 할 수 있으며, 종래에는 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하지 않은 경우에도 주기적으로 구조물에 접근하여 육안으로 확인하였던 문제를 해결하여 이상이 있는 경우에만 현장으로 접근할 수 있도록 함으로써 유지 및 보수에 걸리는 시간뿐만 아니라 비용도 획기적으로 절감시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템은, 제4항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 의한 체결상태 감지 볼트 장치; 상기 광센서부에서 검지되는 광량에 대한 센서값 및 고유ID를 전송하는 송신부; 상기 송신부에서 전송되는 센서값을 수신하는 수신부, 상기 수신부에서 수신된 센서값을 분석하여 초기 체결시의 광량 및 현재 검지된 광량을 비교하여 볼트 및 너트의 풀림상태를 판단하는 제어부,를 포함하는 관리서버;를 포함한다.
이로써, 교량이나 건축물같은 구조물과 떨어진 원격지에서 해당 구조물의 체결상태를 파악할 수 있게 되어 이상이 발생한 경우 적절한 조치를 취할 수 있게 되며, 다양한 위치에 있는 구조물의 안전상태를 하나의 관리센터에서 관리할 수 있게 된다.
여기서, 상기 관리서버는, 상기 볼트와 너트가 풀림상태인 것으로 판단되는 경우, 관리자 단말기로 상기 수신된 고유ID에 대응하는 위치데이터 및 관리명령신호를 전송하는 것이 바람직하다.
이로써, 볼트와 너트의 체결상태를 감지하면서 풀림현상이 발생한 경우에만 해당 볼트 장치의 위치를 관리자에게 인식시켜 보수할 수 있도록 함으로써 신속한 처리를 할 수 있으며, 종래에는 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하지 않은 경우에도 주기적으로 구조물에 접근하여 육안으로 확인하였던 문제를 해결하여 이상이 있는 경우에만 현장으로 접근할 수 있도록 함으로써 유지 및 보수에 걸리는 시간뿐만 아니라 비용도 획기적으로 절감시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 의한 체결상태 감지 볼트 장치에 의하면, 볼트와 너트의 체결이 완료된 후 체결된 부위 또는 구조물의 진동 등과 같은 외부 환경에 의하녀 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 초기 체결된 볼트와 너트의 기준 압력값과 비교하여 압력값이 작아지면 볼트와 너트가 풀린 상태가 된 것으로 판단할 수 있게 되며, 기준 압력값과의 차이가 클 수록 볼트와 너트의 풀림상태가 커진 것으로 판단할 수 있게 되며, 종래 수동으로 볼트와 너트의 체결상태를 확인하여야 하였던 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 볼트와 너트간 체결압력을 실시간으로 감지할 수 있게 되어 체결부위 또는 전체 구조물의 안전진단을 실시간으로 파악할 수 있게 되어 안전사고의 위험을 획기적으로 줄일 수 있게 된다. 한편, 일정한 주기로 볼트와 너트의 체결압력을 감지하는 경우 로컬에서의 전력소모를 줄일 수 있어 로컬영역에서의 유지 및 보수에 걸리는 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 자동으로 체결부위 또는 전체 구조물의 안전진단을 할 수 있게 되어 안전사고의 위험을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
또한, 볼트와 너트의 체결이 완료된 후 체결된 부위 또는 구조물의 진동 등과 같은 외부 환경에 의하녀 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하는 경우 볼트와 너트가 상호 회전하게 되어 초기 체결된 상태에서 발광부에서 출력되는 광을 수광부에서 수광하게 되는데 수광되는 광량이 줄어들거나 수광이 전혀 안되는 경우 역으로 볼트와 너트가 풀린 것으로 판단할 수 있게 되며, 수광되는 광량의 차이가 클 수록 볼트와 너트의 풀림상태가 커진 것으로 판단할 수 있게 되며, 종래 수동으로 볼트와 너트의 체결상태를 확인하여야 하였던 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 볼트와 너트 체결시 정확하게 발광부와 수광부가 일직선상에 위치하도록 세팅작업이 어려울 수 있으나 체결이 된 상태에서 발광부와 수광부를 일직선상에 위치하게 부착할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템에 의하면, 교량이나 건축물같은 구조물과 떨어진 원격지에서 해당 구조물의 체결상태를 파악할 수 있게 되어 이상이 발생한 경우 적절한 조치를 취할 수 있게 되며, 다양한 위치에 있는 구조물의 안전상태를 하나의 관리센터에서 관리할 수 있게 된다.
또한, 볼트와 너트의 체결상태를 감지하면서 풀림현상이 발생한 경우에만 해당 볼트 장치의 위치를 관리자에게 인식시켜 보수할 수 있도록 함으로써 신속한 처리를 할 수 있으며, 종래에는 볼트와 너트의 풀림현상이 발생하지 않은 경우에도 주기적으로 구조물에 접근하여 육안으로 확인하였던 문제를 해결하여 이상이 있는 경우에만 현장으로 접근할 수 있도록 함으로써 유지 및 보수에 걸리는 시간뿐만 아니라 비용도 획기적으로 절감시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 나타낸 도면,
도 3A 및 도 3B는 도 2에 도시된 체결상태 감지 볼트 장치에서 풀림상태를 판단하는 원리를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 나타낸 도면,
도 5A 및 도 5B는 도 4에 도시된 체결상태 감지 볼트 장치에서 풀림상태를 판단하는 원리를 설명하기 위한 도면, 및
도 6은 도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템을 설명하는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치(100)는, 볼트(110), 너트(130), 와셔(120) 및 압력센서(140)를 포함한다.
볼트(110)는, 나사산이 형성되는 바(bar)(113)와 바(113)의 일단에 일체로 형성되어 드라이버에 의하여 회전력을 받는 헤드(111)로 구성된다.
너트(130)는, 상기 볼트(110)의 나사산이 형성된 바(113)에 스크류체결되어 체결부위의 체결력을 유지시킨다.
와셔(120)는, 볼트(110)와 너트(130) 체결시 그 체결상태를 유지 즉, 풀림을 억제하기 위하여 볼트(110)와 너트(130)의 사이에 개재된다.
압력센서(140)는, 시트형태로 와셔(120)의 일면에 부착되는 것으로서 본 발명의 실시예에서는 와셔(120)의 상측면 즉, 볼트(110)의 헤드(111) 하면과 접할 수 있도록 부착되어, 볼트(110)와 너트(130)의 체결시 상대적으로 너트(130)가 와셔(120)를 볼트(110)의 헤드(111) 하면으로 가압되고, 이러한 가압력에 의하여 볼트(110)의 헤드(111) 하면이 압력센서(140)를 가압하여 압력값을 검지하게 된다.
이러한 압력센서(140)는 볼트(110) 헤드(111) 하면과 접하는 검지부(141) 및 검지부(141)에서 검지된 신호를 외부로 인출하기 위한 리드선(143)을 포함한다. 리드선(143)을 통하여 검지된 압력값이 인출될 뿐만 아니라 전력이 공급될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 체결상태 검지 볼트 장치(100)는 체결부위에 볼트(110)와 너트(130)가 충분히 스크류 체결된 상태의 압력을 기준 압력값으로 하며, 볼트(110)와 너트(130)가 풀리는 경우에 볼트 헤드(111)의 하면이 압력센서(140)의 검지부(141)를 가압하는 가압력이 약해지기 때문에 검지된 압력값과 기준 압력값을 비교하여 검지된 압력값이 작아지는 경우 볼트(110)와 너트(130)가 풀린 것으로 판단할 수 있다.
이때, 기준 압력값과 검지된 압력값의 차이가 커질 수록 볼트(110)와 너트(130)의 풀린 정도가 많은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 보다 바람직하게는 볼트(110)와 너트(130)의 체결압력을 실시간으로 감지함으로써 실시간으로 볼트(110)와 너트(130)의 체결상태를 판단할 수 있다.
한편, 이와 달리 볼트(110)와 너트(130)의 체결압력을 일정한 주기로 감지할 수 있으며, 이에 의하여 볼트 장치(100)가 체결된 로컬영역에서 전력소모를 최소화할 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치(200)는, 볼트(110), 너트(130), 와셔(120) 및 광센서부(240)를 포함한다.
볼트(110)는, 나사산이 형성되는 바(113)와 바(113)의 일단에 일체로 형성되어 드라이버에 의하여 회전력을 받는 헤드(111)로 구성된다.
너트(130)는, 상기 볼트(110)의 나사산이 형성된 바(113)에 스크류체결되어 체결부위의 체결력을 유지시킨다.
와셔(120)는, 볼트(110)와 너트(130) 체결시 그 체결상태를 유지 즉, 풀림을 억제하기 위하여 볼트(110)와 너트(130)의 사이에 개재된다.
광센서부(240)는 광을 출력하는 발광부(241) 및 발광부(241)에서 출력되는 광을 수광하는 수광부(243)를 포함한다.
이러한 발광부(241)는 볼트(110) 헤드(111)의 일측면에 고정되며, 수광부(243)는 와셔(120)의 일측면에 고정된다. 이때, 발광부(241)와 수광부(243)의 고정위치는 상호 일직선상에 위치하여 발광부(241)에서 출력되는 광을 수광부(243)에서 수광될 수 있도록 한다.
이때, 발광부(241)가 고정된 볼트(110)와 수광부(243)가 고정된 와셔(120)가 스크류 체결시 그 일직선상에 위치되는 것을 맞추는 것이 번거로울 수 있으므로, 볼트(110)와 너트(130)가 완전 체결된 후 수광부(243)의 위치를 발광부(241)와 일직선선상에 위치될 수 있는 위치에 부착하여 고정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 발광부(241)도 볼트(110) 헤드(111) 일측면에 선택적으로 부착되어 고정되게 하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 체결상태 검지 볼트 장치(200)는 도 3a에 도시된 바와 같이 체결부위에 볼트(110)와 너트(130)가 충분히 스크류 체결된 상태 즉, 발광부(241)와 수광부(243)가 일직선상에 위치할 때 수광부(243)에서 수광되는 광량을 기준 광량값으로 하며, 도 3b에 도시된 바와 같이 볼트(110)와 너트(130)가 풀리는 경우에 볼트(110)와 너트(130)가 상호 회전하게 되면서 볼트(110)와 너트(130)가 일직선상에 위치하지 않는 경우 와셔(120)도 회전됨에 따라 발광부(241)와 수광부(243)가 일직선상에 위치하지 않게 되면서 발광부(241)에서 출력되는 광이 수광부(243)에서 원활하게 수광되지 못하여 광량이 변하게 된다.
상기와 같이 수광부(243)에서 수광되는 광량이 약해지기 때문에 검지된 광량값과 기준 광량값을 비교하여 검지된 광량값이 작아지는 경우 볼트(110)와 너트(130)가 풀린 것으로 판단할 수 있다.
이때, 기준 광량값과 검지된 광량값의 차이가 커질 수록 볼트(110)와 너트(130)의 풀린 정도가 많은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 보다 바람직하게는 볼트(110)와 너트(130)의 체결압력을 실시간으로 감지함으로써 실시간으로 볼트(110)와 너트(130)의 체결상태를 판단할 수 있다.
한편, 이와 달리 볼트(110)와 너트(130)의 체결압력을 일정한 주기로 감지할 수 있으며, 이에 의하여 볼트 장치(200)가 체결된 로컬영역에서 전력소모를 최소화할 수 있다.
이때, 발광부(241) 및 수광부(243)의 설치위치는 상기와 달리 반대로 하여도 무방하다. 즉, 발광부(241)는 와셔(120)에 설치되고 수광부(243)는 볼트 헤드(111)에 설치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치(300)는, 볼트(110), 너트(130), 및 광센서부(340)를 포함한다.
볼트(110)는, 나사산이 형성되는 바(113)와 바(113)의 일단에 일체로 형성되어 드라이버에 의하여 회전력을 받는 헤드(111)로 구성된다.
너트(130)는, 상기 볼트(110)의 나사산이 형성된 바(113)에 스크류체결되어 체결부위의 체결력을 유지시킨다.
광센서부(340)는 광을 출력하는 발광부(341) 및 발광부(341)에서 출력되는 광을 수광하는 수광부(343)를 포함한다.
이러한 발광부(341)는 볼트(110) 헤드(111)의 일측면에 고정되며, 수광부(343)는 너트(130)의 일측면에 고정된다. 이때, 발광부(341)와 수광부(343)의 고정위치는 상호 일직선상에 위치하여 발광부(341)에서 출력되는 광을 수광부(343)에서 수광될 수 있도록 한다.
이때, 발광부(341)가 고정된 볼트(110)와 수광부(343)가 고정된 너트(130)가 스크류 체결시 그 일직선상에 위치되는 것을 맞추는 것이 번거로울 수 있으므로, 볼트(110)와 너트(130)가 완전 체결된 후 수광부(343)의 위치를 발광부(341)와 일직선선상에 위치될 수 있는 위치의 너트(130)에 부착하여 고정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 발광부(341)도 볼트(110) 헤드(111) 일측면에 선택적으로 부착되어 고정되게 하는 것도 가능하다.
상기와 같이 구성되는 체결상태 검지 볼트 장치(300)는 도 4a에 도시된 바와 같이 체결부위에 볼트(110)와 너트(130)가 충분히 스크류 체결된 상태 즉, 발광부(341)와 수광부(343)가 일직선상에 위치할 때 수광부(343)에서 수광되는 광량을 기준 광량값으로 하며, 도 4b에 도시된 바와 같이 볼트(110)와 너트(130)가 풀리는 경우에 볼트(110)와 너트(130)가 상호 회전하게 되면서 볼트(110)와 너트(130)가 일직선상에 위치되지 않으므로 발광부(341)와 수광부(343)가 일직선상에 위치하지 않게 되면서 발광부(341)에서 출력되는 광이 수광부(343)에서 원활하게 수광되지 못하여 광량이 변하게 된다.
상기와 같이 수광부(343)에서 수광되는 광량이 약해지기 때문에 검지된 광량값과 기준 광량값을 비교하여 검지된 광량값이 작아지는 경우 볼트(110)와 너트(130)가 풀린 것으로 판단할 수 있다.
이때, 기준 광량값과 검지된 광량값의 차이가 커질 수록 볼트(110)와 너트(130)의 풀린 정도가 많은 것으로 판단할 수 있다.
또한, 보다 바람직하게는 볼트(110)와 너트(130)의 체결압력을 실시간으로 감지함으로써 실시간으로 볼트(110)와 너트(130)의 체결상태를 판단할 수 있다.
한편, 이와 달리 볼트(110)와 너트(130)의 체결압력을 일정한 주기로 감지할 수 있으며, 이에 의하여 볼트 장치(300)가 체결된 로컬영역에서 전력소모를 최소화할 수 있다.
한편, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템을 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 체결상태 감지 볼트 장치를 이용한 구조물 원격 모니터링 시스템은, 상기의 실시예에 의한 체결상태 검지 볼트 장치(100)(200)(300), 송신부(145)(245)(345), 관리서버(170) 및 관리자 단말기(177)를 포함한다.
체결상태 감지 볼트 장치(100)(200)(300)는 상기의 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
송신부(145)(245)(345)는, 상기의 체결상태 감지 볼트 장치(100)(200)(300)에서 센싱된 압력값 또는 광량값을 원격 이격된 관리서버(170)로 전송한다.
관리서버(170)는, 센터 수신부(171), 제어부(173) 및 센터 송신부(175)를 포함한다. 센터 수신부(171)는 상기 송신부(145)(245)(345)에서 전송되는 압력값 또는 광량값을 수신하며, 제어부(173)는 수신된 압력값 또는 광량값을 분석하여 현재 체결상태 감지 볼트 장치(100)(200)(300)의 볼트(110)와 너트(130)가 풀린상태인지를 판단한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 송신부(145)(245)(345)는 센싱된 압력값 또는 광량값 전송시 고유ID를 매칭시켜 전송하며, 관리서버(170)의 제어부(173)는 기저장된 고유ID에 매칭된 위치 데이터를 독출하여 해당 체결상태 감지 볼트 장치(100)(200)(300)의 위치를 판단할 수 있다.
센터 송신부(175)는 제어부(173)에서 체결상태 감지 볼트 장치(100)(200)(300)가 풀린 상태인 것으로 판단되는 경우 풀린상태 여부 정보, 풀림의 정도 및 위치 데이터를 관리자 단말기(177)로 전송한다.
관리자 단말기(177)를 통하여 관리자 또는 담당자는 상기와 같이 전송된 체결상태 감지 볼트 장치(100)(200)(300)의 위치를 판단하여 유지 및 보수작업을 진행할 수 있다.
이로써, 자동으로 볼트의 풀림 여부를 파악할 수 있게 될 뿐만 아니라 풀린 볼트의 위치를 관리자 단말기로 전송하여 보다 신속하게 필요한 작업을 진행할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200, 300 : 체결상태 감지 볼트 장치 110 : 볼트(bolt)
111 : 헤드 113 : 바(bar)
120 : 와셔(washer) 130 : 너트(nut)
140 : 압력센서 145, 245, 324 : 송신부
240, 340 : 광센서

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 나사산이 형성되는 바와, 상기 바의 일단에 형성되는 헤드를 포함하는 볼트;
    상기 볼트의 바와 스크류 체결되는 너트;
    상기 볼트와 너트의 사이에 개재되는 와셔;
    상기 볼트의 헤드 일측면에 고정되며, 광을 출력하는 발광부; 및 상기 와셔의 일측면에 고정되어 상기 발광부에서 출력되는 광을 수광하는 수광부;를 포함하는 광센서부;를 포함하고,
    상기 수광부는,
    상기 볼트와 너트가 체결된 후, 상기 발광부와 일직선상에 위치될 수 있도록 상기 와셔상에 부착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 체결상태 감지 볼트 장치.
  5. 삭제
  6. 나사산이 형성되는 바와, 상기 바의 일단에 형성되는 헤드를 포함하는 볼트;
    상기 볼트의 바와 스크류 체결되는 너트;
    상기 볼트의 헤드 일측면에 고정되며, 광을 출력하는 발광부; 및 상기 너트의 일측면에 고정되어 상기 발광부에서 출력되는 광을 수광하는 수광부;를 포함하는 광센서부;를 포함하고,
    상기 수광부는,
    상기 볼트와 너트가 체결된 후, 상기 발광부와 일직선상에 위치될 수 있도록 상기 너트상에 부착되어 고정되는 것을 특징으로 하는 체결상태 감지 볼트 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제4항 또는 제6항에 의한 체결상태 감지 볼트 장치;
    상기 광센서부에서 검지되는 광량에 대한 센서값 및 고유ID를 전송하는 송신부;
    상기 송신부에서 전송되는 센서값을 수신하는 수신부, 상기 수신부에서 수신된 센서값을 분석하여 초기 체결시의 광량 및 현재 검지된 광량을 비교하여 볼트 및 너트의 풀림상태를 판단하는 제어부,를 포함하는 관리서버;를 포함하는 체결상태 감지 볼트를 이용한 구조물 모니터링 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 관리서버는,
    상기 볼트와 너트가 풀림상태인 것으로 판단되는 경우, 관리자 단말기로 상기 수신된 고유ID에 대응하는 위치데이터 및 관리명령신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 체결상태 감지 볼트를 이용한 구조물 모니터링 시스템.
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