KR101930828B1 - 측량용 표척의 수직 유지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 측량용 표척의 수직 유지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표척과 레벨기를 이용하여 측량할 때 표척수가 일일이 수작업으로 수직도의 수준을 조절하여 세팅하지 않고도 지면의 경사와 상관없이 자동으로 수직도를 유지시킴으로써 측량 오차를 방지하고, 이를 통해 정확한 측량이 가능하도록 개선된 측량용 표척의 수직 유지 시스템에 관한 것이다.

Description

측량용 표척의 수직 유지 시스템{Vertical maintenance system of measuring chuck for surveying}

본 발명은 측지측량 기술 분야 중 측량용 표척의 수직 유지 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표척과 레벨기를 이용하여 측량할 때 표척수가 일일이 수작업으로 수직도의 수준을 조절하여 세팅하지 않고도 지면의 경사와 상관없이 자동으로 수직도를 유지시킴으로써 측량 오차를 방지하고, 이를 통해 정확한 측량이 가능하도록 개선된 측량용 표척의 수직 유지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 각종 토목설계나 건축설계 등을 위해서는 우선적으로 측지측량이 이루어져야 한다.

측지측량이란 수평거리와 고저차 및 방향을 측정하여 각 측정점들 상호 간의 위치를 결정하여 이를 도면이나 수치로 표시하고, 현장에서 측설하는 제반 활동을 말하는 것이다.

근래에는 공간정보 활성의 증대로 인해 데이터의 정확도 및 최신성에 대한 관심이 대두되고 있으며, 특히 최근에는 상하수도 신규 매설 및 노후관 교체시 발생한 DB갱신을 실측을 통하여 데이터의 최신성을 확보하고 있다.

여기서, 실측이라 함은 공사가 완료되기 전 시공시에 육안으로 확인할 수 있는 상태에서 직접 측량하는 것을 말한다.

이러한 측량시 도 1의 예시와 같은 표척(1)과 레벨기(3)가 사용된다.

즉, 표척수가 고도를 알고 있는 지상기준점(a0)에 표척(1)을 세우고, 기계수는 일정거리 떨어진 제1관측점(b1)에서 레벨기(3)로 표척(1)의 눈금을 읽는다.

이후, 표척수가 제1지점(a1)으로 이동하여 표척(1)을 다시 세우고, 기계수가 제1지점(a1)의 표척(1) 눈금을 읽는다.

이를 통해, 지상기준점(a0)과 제1지점(a1)에서 읽은 눈금의 차와, 지상기준점의 고도로부터 제1지점(a1)의 고도가 구해진다.

어어, 기계수는 다시 제1지점(a1) 뒤의 제2관측점(b2)으로 이동한 후에 표척수가 표척(1)을 제자리에서 방향전환시켜 표척(1)이 레벨기(3)를 바라보도록 하면 기계수는 레벨기(3)로 표척(1)의 눈금을 읽는다.

그런 다음, 표척수가 제2지점(a2)으로 이동하여 다시 표척(1)을 세우고, 기계수가 제2지점(a2)의 표척(1) 눈금을 읽는다.

이를 통해, 제2관측점(b2)에서 읽은 제1지점(a1)과 제2지점(a2)의 눈금 차이로부터 제2지점(a2)의 고도가 구해진다.

이와 같은 방식으로 표척(1)과 레벨기(3)를 계속해서 이동시키면서 각 지점에서 표척(1)과 레벨기(3)의 방향을 전환시켜 눈금을 읽고, 이러한 방식을 목표지점까지 계속하면서 각 지점의 고도를 구하게 된다.

그런데, 표척(1)은 표척수가 옮겨 위치를 잡기 때문에 수준이 정확하게 잡히지 않으면 측량이 큰 오차를 발생시킨다.

예컨대, 초기 수준을 정확하게 맞춘 상태로 배치했다고 하더라도 잦은 위치 이동과 제자리 회전 등 많은 작업상황의 변화로 인해 자칫 수직도가 정확하게 유지되지 않게 되면 측량 고도의 오차를 유발시켜 불량 측량이 된다.

더구나, 지면이 수평한 곳만 있는 것이 아니고 경사가 많을 뿐만 아니라, 수평하다고 하더라도 정확한 수평인지 알 수 없어 이를 정확하게 조정하기도 쉽지 않다.

물론, 수준계가 장착되어 있어 수평과 수직 상태를 확인하면서 위치 고정하게 되지만, 이것도 표척수가 일일이 수작업을 통해 맞춰야 하므로 정확한 측량을 위해서는 그 만큼 높은 숙련도를 요구하게 된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1073942호(2011.10.10.) '수준 측량용 표척'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 표척과 레벨기를 이용하여 측량할 때 표척수가 일일이 수작업으로 수직도의 수준을 조절하여 세팅하지 않고도 지면의 경사와 상관없이 자동으로 수직도를 유지시킴으로써 측량 오차를 방지하고, 이를 통해 정확한 측량이 가능하도록 개선된 측량용 표척의 수직 유지 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 상면이 개방된 사각박스 형상의 부재로서 내부에 물이 일정 수위까지 채워진 수조박스(100)와; 상기 수조박스(100)의 바닥면에 서로 간격을 두고 수직하게 돌출된 한 쌍의 지지편(120)과; 상기 지지편(120)의 상단에 형성되고, 하방향으로 일정깊이 요입되며, 철편(124)이 매립된 'U'형상의 축홈(122)과; 일측면에 배터리(210)와 컨트롤러(220)가 삽입설치되고, 작은 눈금(230)과 큰 눈금(240)이 표시된 표척(200)과; 상기 표척(200)의 일측면 상단부에 설치되고, 상기 컨트롤러(220)에 연결된 전자수준기(260)와; 상기 표척(200)의 하단이 삽입되는 표척수용대(270)와; 상기 표척수용대(270)의 하단에 형성된 원기둥 형태의 부력체(280)와; 상기 부력체(280)의 양단면 중앙에 형성되고, 상기 축홈(122)에 삽입되며, 상기 컨트롤러(220)의 제어신호에 따라 전자석화되는 부력체축(290);을 포함하는 것을 특징으로 하는 측량용 표척의 수직 유지 시스템을 제공한다.

본 발명에 따르면, 표척과 레벨기를 이용하여 측량할 때 표척수가 일일이 수작업으로 수직도의 수준을 조절하여 세팅하지 않고도 지면의 경사와 상관없이 자동으로 수직도를 유지시킴으로써 측량 오차를 방지하고, 이를 통해 정확한 측량이 가능하도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 일반적인 표척과 레벨기를 사용한 측량 예를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 측량용 표척의 수직 유지 시스템을 보인 예시적인 분해도이다.
도 3은 본 발명에 따른 측량용 표척의 수직 유지 시스템의 예시적인 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 측량용 표척의 수직 유지 시스템을 구성하는 컨트롤러의 구성블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 측량용 표척의 수직 유지 시스템의 사용예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 측량용 표척의 수직 유지 시스템은 수조박스(100)를 포함한다.

상기 수조박스(100)는 상면이 개방된 사각박스 형상의 부재로서 내부에 물이 일정 수위까지 채워진다.

그리고, 상기 수조박스(100)의 일측면 하단부에는 배수공(110)이 형성되고, 상기 배수공(110)은 배수마개(112)에 의해 밀폐된다.

따라서, 수조박스(100)에 채워진 물을 빼내고 싶을 때에는 배수마개(112)를 열고 물을 배수시키면 된다.

또한, 상기 수조박스(100)에는 물이 가득 채워지는 것이 아니라, 후술되는 표척(200) 수직유도를 위해 필요한 정도만 채워지면 되므로 하중이 많이 나가지 않아 수조박스(100)를 근거리 이동시키는데 무리가 없다.

여기에서, 상기 수조박스(100)는 내크랙성과 내수성 및 내구성을 가져야 하므로 HDFS(Heptadeca-fluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyltrichloro-silane) 5.5중량%와, 붕규산유리 4.5중량%와, 에테닐 아세테이트 3.5중량%와, 트랜스-1,2-에틸렌 디카르복실산 3.5중량%와, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 코폴리머 3.5중량%와, 폴리옥시에틸렌 하이드로겐 코스터 에테르 3.5중량%, 액상 멜라민수지 4.5중량%, 시아노아크릴레이트 2.5중량% 및 나머지 PVC졸로 이루어진 합성수지물로 성형된다.

이때, HDFS(Heptadeca-fluoro-1,1,2,2-tetra-hydrodecyltrichloro-silane)는 트리클로로실란(trichlorosilane) 계열로서 실란(silane) 그룹이 포함된 알킬기 혹은 불소가 치환된 알킬기 물질에 의해 소수성을 강화시켜 방수성 및 내오염성을 증대시키기 위해 첨가되며, 붕규산유리는 규산분 80중량%와 나머지 붕산분 및 기타 불가피한 성분들로 이루어진 것으로 크랙방지를 보강하기 위해 첨가되는데, 이러한 붕규산유리는 내열충격성이 뛰어나고 화학적내구성 및 낮은 열팽창율을 가지므로 열팽창과 수축이 적어 크랙 발생을 억제하게 된다.

그리고, 에테닐 아세테이트(CH₂CHCOOCH₃)는 폴리머의 스티프니스(stiffness)와 인장강도 조절용으로 사용되며, 트랜스-1,2-에틸렌 디카르복실산(C₄H₄O₄)은 폴리머 입자 표면에서 입자간 반발력을 제공하여 폴리머 입자간 엉김현상을 방지하고 분산안정성을 부여하기 위해 첨가되고, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 코폴리머(polyoxyethylene polyoxypropylene copolymer)는 내수성을 강화시키고 알카리성 물질의 침투 저항성을 높이기 위해 첨가되며, 폴리옥시에틸렌 하이드로겐 코스터 에테르(polyoxyethylene hydrogenated coster ether)는 경화시 체적팽창을 억제하여 경화 안정성과 수치 안정성을 유지하기 위해 첨가된다.

또한, 액상 멜라민수지는 접착력을 극대화시켜 표면 크랙발생을 억제하고, 내구성을 증대시키기 위해 첨가되고, 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)는 열팽창을 억제하고 바인딩시 성분간 고정안정성을 증대시키기 위해 첨가된다.

아울러, 상기 수조박스(100)의 바닥면에는 서로 간격을 두고 수직하게 돌출된 한 쌍의 지지편(120)이 구비된다.

이때, 상기 지지편(120)의 상단에는 하방향으로 일정깊이 요입된 'U'형상의 축홈(122)이 형성된다.

특히, 상기 'U'형상의 축홈(122)에는 'U'형상의 철편(124, 도 5 참조)이 매립된다.

한편, 표척(200)은 일측면에 배터리(210)와 컨트롤러(220)가 삽입설치된다.

상기 배터리(210)와 컨트롤러(220)는 착탈가능하게 설치되며, 특히 컨트롤러(220)는 컨트롤박스에 컨트롤패널이 장착된 상태로 구비된다.

그리고, 상기 표척(200)에는 작은 눈금(230)과 큰 눈금(240)이 새겨져 있는데, 큰 눈금(240)의 구분을 쉽게 하기 위해 큰 눈금(240)이 표시된 부분에는 각각 LED(250)가 설치되고, 상기 컨트롤러(220)에 연결되어 배터리(210)로부터 인가된 전원이 스위칭되게 구성된다.

따라서, 컨트롤러(220)의 제어하에 측량을 위해 사용시에만 큰 눈금(240)이 점등되게 하여 레벨기(3, 도 1 참조)가 인식하기 쉽도록 하여 준다.

또한, 상기 표척(200)의 일측면 상단부에는 전자수준기(260)가 설치된다.

상기 전자수준기(260)는 0.001mm/m의 수직정밀도를 갖는 수직도 계측기로서 이를 테면 모델명 BlueLEVEL-16H(제조사:WYLER, 스위스) 등을 사용할 수 있다.

이러한 전자수준기(260)는 컨트롤러(220)와 연결되어 계측한 수직도를 컨트롤러(220)로 전송하고 이를 수신한 컨트롤러(220)는 표척(200)이 정확하게 수직을 이루었을 때 표척(200)이 이동되지 못하게 고정 제어하는데 이와 관련해서는 후술하기로 한다.

뿐만 아니라, 상기 표척(200)의 하단은 표척수용대(270)에 삽입 장착되는데 당연히 분리가능하게 조립된다.

그리고, 상기 표척수용대(270)의 하단에는 원기둥 형태의 부력체(280)가 구비되고, 상기 부력체(280)의 양단면 중앙에는 부력체축(290)이 구비되는데, 상기 부력체축(290)은 전자석으로 형성되며 상기 컨트롤러(220)에 연결되어 전원인가시 자석으로 바뀌고 전원이 오프되면 자력을 잃는 전자석 형태를 갖는다.

특히, 상기 부력체(280)는 수조박스(100)에 담긴 물에 떠있는 상태이므로 상기 부력체축(290)이 물과 접촉될 일은 없다고 봐야 한다.

아울러, 상기 부력체축(290)은 상기 축홈(122)에 삽입된다.

때문에, 상기 부력체축(290)은 수위 변동에 따라 상기 축홈(122)에 갇힌 상태에서 축홈(122)의 길이방향으로 승하강 가능한 상태가 되며, 전원이 인가되어 전자석이 되면 축홈(122)에 매립되어 있는 철편(124)에 붙어 움직이지 않고 그 상태로 고정되게 되므로 수직상태를 유지할 수 있게 된다.

이러한 제어를 위해 컨트롤러(220)는 도 4의 예시와 같이 전자수준기(260) 및 부력체축(290)과 전기적으로 연결된다.

또한, 수조박스(100)의 상단은 박스커버(130)에 의해 커버링되며, 박스커버(130)에는 표척(200)이 움직일 수 있도록 표척(200)의 두께보다 훨씬 큰 폭의 개구부(132)가 형성되어 표척(200)이 끼워진다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

도 5의 (a)와 같이, 지면이 수평한 상태라면 부력체(280)가 수직하게 세워지고, 전자수준기(260)가 그 수직도를 검출하여 컨트롤러(220)로 송신하며, 컨트롤러(220)는 부력체축(290)에 전기를 인가하여 전자석화시킴으로써 부력체축(290)이 철편(124)에 붙어 고정되게 된다.

때문에, 수직도 검출과 동시에 표척(200)을 수직상태 그대로 고정할 수 있게 되므로 숙련된 표척자가 아니라도 쉽고 빠르게 설치작업할 수 있다.

그리고, 도 5의 (b)와 같이 지면이 경사진 경우에는 수조박스(100)에 담긴 물의 수위는 항상 수평을 유지하므로 부력체(280)도 항상 수직상태를 유지하려고 한다.

때문에, 수직도는 정확하게 이루어질 수 있으며, 전자수준기(260)의 검출신호에 따라 컨트롤러(220)가 부력체축(290)을 고정한 후 수준 측량을 수행하면 된다.

여기에서, 지면이 경사지더라도 30°이상 경사진 경우에는 기본적으로 수평작업을 한 후에 표척(200)을 설치하기 때문에 본 발명에 따른 표척(200)이 박스커버(130)의 개구부(132) 폭 내에서 움직이는데 전혀 문제가 되지 않는다.

이와 같이, 본 발명은 숙련되지 않은 표척자라 하더라도 아주 쉽고 빠르게 수직도를 유지할 수 있고, 정확한 수직도 유지가 가능하여 측량 불량이 없어진다.

100: 수조박스 200: 표척

Claims (1)

1. 상면이 개방된 사각박스 형상의 부재로서 내부에 물이 일정 수위까지 채워진 수조박스(100)와;
   상기 수조박스(100)의 바닥면에 서로 간격을 두고 수직하게 돌출된 한 쌍의 지지편(120)과;
   상기 지지편(120)의 상단에 형성되고, 하방향으로 일정깊이 요입되며, 철편(124)이 매립된 'U'형상의 축홈(122)과;
   일측면에 배터리(210)와 컨트롤러(220)가 삽입설치되고, 작은 눈금(230)과 큰 눈금(240)이 표시된 표척(200)과;
   상기 표척(200)의 일측면 상단부에 설치되고, 상기 컨트롤러(220)에 연결된 전자수준기(260)와;
   상기 표척(200)의 하단이 삽입되는 표척수용대(270)와;
   상기 표척수용대(270)의 하단에 형성된 원기둥 형태의 부력체(280)와;
   상기 부력체(280)의 양단면 중앙에 형성되고, 상기 축홈(122)에 삽입되며, 상기 컨트롤러(220)의 제어신호에 따라 전자석화되는 부력체축(290);을 포함하는 것을 특징으로 하는 측량용 표척의 수직 유지 시스템.
   

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