KR101973540B1 - 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치 - Google Patents

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박민하
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Abstract

본 발명은 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치에 관한 것으로, 샤프트의 외주면 상에서 수축 및/또는 이완 운동가능하도록 샤프트의 외주면 둘레를 따라 등간격으로 배치된 다수의 블레이드와, 다수의 블레이드를 샤프트의 외주면 상에서 수축 및/또는 이완운동가능하게 전방 및 후방 링크부, 및 블레이드의 전단측과 후단측을 샤프트의 축선 방향과 나란하게 배열될 수 있도록 돕는 간격 유지부를 갖춰, 관로의 내경을 더욱 정확하게 측정할 수 있다.
특별하기로, 본 발명은 다수의 블레이드를 샤프트의 외주면 둘레를 따라 축둘레 방향으로 회전이동가능하게 구비할 수 있다.

Description

전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치 {Apparatus for measuring deformation of inner surfaceor inside diameter of power conduit}
본 발명은 전력관로의 내부 또는 내경 변형을 측정하는 장치에 관한 것으로, 특히 샤프트 외주면 둘레에서 방사상 방향으로 수축 및/또는 이완하는 다수의 블레이드를 수단으로 하여 내경을 측정할 수 있는 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치에 관한 것이다.
사회 기반 설비 중의 하나인 지하 매설 전력 관로는 전력 수요의 증가와 가공 전력선에 대한 님비(NIMBY;Not In My Back Yard) 현상, 전기 누전이나 감전 사고와 같은 화재 발생 위험 요소가 현저히 줄어드는 긍정적인 면 때문에 신도시 설계 등에 함께 반영되는 등 그 필요성이 더욱 높아지고 있다.
특히, 한전에서는 매년 전력선의 지중화를 위하여 관로를 포설하고 있으며, 관로에 인입되는 지중 송·배전선의 길이는 매년 약 3,000 Km에 달한다.
한편, 관로 시공 준공 검사인 도통 시험은 2차례에 걸쳐 시행되는데, 이때 1차 도통 시험은 1차 되메우기 전에 실시하고 2차 도통 시험은 도로 포장 전에 실시된다.
하지만, 포설 시공 후 상당 시간이 지난 후에 관로 안으로 전력 케이블을 입선하기 때문에 지반 침하나 지반 변동으로 인해 관로의 변형이 발생된다.
따라서 관로 안으로 전력 케이블을 입선시킬 때 많은 어려움이 존재할 수밖에는 없다.
이에, 특허문헌 1의 '자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정방법'과 특허문헌 2의 '송배전 지중관로의 도통시험장치'가 개시되어 사용되고 있지만, 그럼에도 불구하고 여전히 관로 내경의 측정이 불명확한 문제점이 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1532240호 대한민국 등록특허 제10-1608012호
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 관로의 내경 크기 및/또는 내부 변형에 따라 블레이드의 수축 및/또는 이완 운동을 통해 전력관로의 내부 변형정도를 정확하게 측정할 수 있는 변형측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 다수의 블레이드를 샤프트의 축선 방향과 나란하게 수축 및/또는 이완 운동가능 할 뿐만 아니라 다수의 블레이드를 샤프트의 외주면 둘레를 따라 회전가능하게 구성되어 있는 변형측정장치를 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치는에 관한 것으로,
중심부에 배치되어 견인용 줄이 고정연결되는 샤프트와;
샤프트의 외주면 둘레를 따라 등간격으로 이격배치되고 샤프트의 외주면 둘레에서 방사상 방향으로 수축 또는 이완 이동하는 다수의 블레이드;
샤프트의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 제1 링크 결합부를 갖추고 샤프트의 전단측 외주면에 위치고정된 전방 고정바디와, 전방 고정바디 후방에 배치되어 샤프트의 축선 방향으로 활주이동가능하고 샤프트의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 전방 가동바디, 블레이드와 전방 고정바디의 제1 링크 결합부 사이에 개재되어 회동가능하게 결합된 제1 링크, 및 블레이드와 전방 가동바디 사이에 개재되어 회동가능하게 결합된 제2 링크를 구비한 전방 링크부; 및
샤프트의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 제3 링크 결합부를 갖추고 샤프트의 후단측 외주면에 위치고정된 후방 고정바디와, 후방 고정바디 후방에 배치되어 샤프트의 축선 방향으로 활주이동가능하고 샤프트의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 후방 가동바디, 블레이드와 후방 고정바디의 제3 링크 결합부 사이에 개재되고 회동가능하게 결합된 제3 링크, 및 블레이드와 후방 가동바디 사이에 개재되고 회동가능하게 결합된 제4 링크를 구비한 후방 링크부;로 이루어지는데,
여기서 블레이드는 샤프트에 대해 수축 또는 이완 운동 뿐만 아니라 샤프트 외주면 상에서 회전이동도 가능할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하기로, 본 발명은 제2 링크와 제4 링크 사이에 간격 유지부를 추가로 배치하는바, 블레이드는 수축 또는 이완 운동시 간격 유지부를 수단으로 하여 샤프트의 축선 방향과 나란하게 배열 상태를 유지할 수 있다.
구체적으로, 전방 고정바디는 샤프트의 외주면 상에 위치고정된 제1 부시와; 제1 부시와 대칭되게 샤프트의 외주면 상에 위치고정된 제2 부시; 제1 부시와 제2 부시 사이에 개재되어 샤프트의 축둘레 방향으로 회전가능한 제1 링크 결합부; 제1 링크 결합부의 내주면과 샤프트의 외주면 사이에 배치된 제1 베어링;을 구비할 수 있다.
전방 고정바디는 제1 링크 결합부와 인접하는 제1 부시와 제2 부시에 스러스트 베어링을 추가로 구비할 수 있다.
본 발명에서, 전방 가동바디는 제2 링크 결합부와; 제2 링크 결합부의 내주면과 샤프트의 외주면 사이에 배치된 제2 베어링;을 구비할 수 있다.
덧붙여서, 후방 고정바디는 샤프트의 외주면 상에 위치고정된 제3 부시와; 제3 부시와 대칭되게 샤프트의 외주면 상에 위치고정된 제4 부시; 제3 부시와 제4 부시 사이에 개재되어 샤프트의 축둘레 방향으로 회전가능한 제3 링크 결합부; 제3 링크 결합부의 내주면과 샤프트의 외주면 사이에 배치된 제3 베어링;을 구비할 수 있다.
후방 고정바디는 제3 링크 결합부와 인접하는 제3 부시와 제4 부시에 스러스트 베어링을 추가로 구비할 수 있다.
본 발명에서, 후방 가동바디는 제4 링크 결합부와; 제4 링크 결합부의 내주면과 샤프트의 외주면 사이에 배치된 제4 베어링;을 구비할 수 있다.
본 발명은 샤프트의 외주면에서 축선 방향으로 형성된 랙 기어와 축선 방향을 따라 형성된 하나 이상의 키 홈을 구비할 수 있다.
선택가능하기로, 본 발명은 전방 가동바디에 블레이드의 변위를 측정하는 측정부를 추가로 구비할 수 있다. 측정부는 축선 방향으로 천공된 관통공과, 축선 방향과 직교되는 방향으로 형성된 수용홈, 관통공의 내측면과 수용홈의 내측면을 상호 연통하는 연결공, 및 관통공의 내주면에 축선 방향을 따라 돌출된 하나 이상의 키를 갖춘 하우징과; 관통공을 가로지르는 샤프트의 외주면에 축선방향으로 형성된 랙 기어와 치합되도록 수용홈에 배치된 피니언 기어;를 구비할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 예컨대 전력관로의 축관부 및/또는 확관부, 관로 내부에 응착된 스케일(scale) 등으로 인한 내경의 변경 구간, 관로의 곡률 구간을 정확하게 측정할 수 있도록 제공된다.
특히, 본 발명은 샤프트의 외주면 둘레에서 방사상으로 수축 또는 이완 운동가능하게 배치된 다수의 블레이드를 샤프트의 축선 방향과 나란하게 배치시켜 가늘고 긴 블에이드의 일 단부와 타 단부에 대한 내경 차이없이 관로의 내부면 변형 정도를 정확하게 측정할 수 있는 장점을 제공한다.
더욱 특별하기로, 본 발명은 다수의 블레이드를 샤프트의 외주면 상에서 독립적으로 축둘레 방향으로 회전될 수 있도록 구성되어 견인용 줄에 의해 견인되는 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치가 블레이드의 회전이동 중에도 샤프트를 일정한 방향 상태로 유지시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도로서, 블레이드의 수축 및/또는 이완을 보장하는 요부를 명확하게 도시하기 위해 몇몇 블레이드를 생략하여 도해하고 있다.
도 3은 도 1에서 샤프트의 축선 방향을 따라 A-A 선으로 절취한 요부를 개략적으로 도시한 단면도로서, 샤프트와 샤프트의 외주면 둘레에 배치된 구성부재만을 도해하고 있다.
도 4는 전방 링크부를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 측정부와 샤프트와의 결합 상태를 개략적으로 도시한 부분 절개도이다.
도 6은 블레이드의 이완 운동시 작동 상태도로서, 도 6a는 본 발명에 따른 변형측정장치의 정면도이고, 도 6b는 도 6a에서 샤프트의 축선 방향을 따라 B-B 선으로 절취한 단면도이다.
도 7은 블레이드의 수축 운동시 작동 상태도로서, 도 7a는 본 발명에 따른 변형측정장치의 정면도이고, 도 7b는 도 7a에서 샤프트의 축선 방향을 따라 C-C 선으로 절취한 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조로 하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전련관로의 내부 또는 내경 변형측정장치(이하 변형측정장치)는 샤프트(S)와, 이 샤프트(S)의 외주면 둘레를 따라 등간격으로 이격배치된 다수의 블레이드(B), 샤프트(S)와 블레이드의 일 단부 사이에 개재되어 샤프트(S)와 블레이드(B) 사이의 이격 거리를 변위가능하도록 상호 결합하는 전방 링크부(100), 및 샤프트(S)와 블레이드(B)의 타 단부 사이에 개재되어 샤프트(S)와 블레이드(B) 사이의 이격 거리를 변위가능하도록 상호 결합하는 후방 링크부(200)로 이루어진다.
특별하기로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변형측정장치는 블레이드(B)를 샤프트(S)의 외주면 둘레를 따라 관둘레 방향으로 회전가능하게 구성되어 있다.
샤프트(S)는 소정의 길이로 길이연장된 중공축일 수 있으며, 본 발명에 따른 변형측정장치의 중심부에 배치되어 다수의 블레이드(B)를 방사상 방향으로 수축(접철) 및/또는 이완(전개) 운동가능하게 활주를 돕는 동시에 다수의 블레이드(B)를 샤프트의 원주방향으로 회전가능하게 돕는 구성부재이다. 샤프트(S)는 관로의 내부 상황을 촬영할 수 있는 카메라(C)를 일측 또는 양측 끝단에 구비할 수 있다. 카메라(C)에서 촬영된 영상은 저장 매체에 저장되거나 또는 유선, 무선의 전송방식을 통해 별도의 저장 매체에 저장되거나 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.
덧붙여서, 샤프트(S)는 일 단부에 전단측 플랜지(S1)와 타 단부에 후단측 플랜지(S2)를 구비할 수 있다. 전단측 플랜지(S1)와 후단측 플랜지(S2)는 전방 링크부(100)와 후방 링크부(200)의 이동을 제한할 수 있다. 참고로, 후단측 플랜지(S2)는 내부 영역에 하나 이상의 관통공(참조부호 없음)을 구비하여 와이어의 관통을 허용할 수 있다.
본 발명은 도시되었듯이 샤프트(S)의 외주면 둘레를 따라 등간격으로 이격배치된 6개의 블레이드(B)를 배치하고 있는데, 이에 국한되지 않고 2개, 3개, 4개, 다수의 블레이드(B)를 구비할 수 있다.
블레이드(B)는 앞서 기술하였듯이 샤프트(S)의 전단측에 전방 링크부(100) 그리고 샤프트(S)의 후단측에 후방 링크부(200)를 수단으로 하여 샤프트(S)의 외주면 상에서 샤프트의 축선 방향을 따라 왕복이동 및/또는 샤프트의 축둘레 방향을 따라 회전이동가능하게 결합될 수 있다. 다수의 블레이드(B)는 도시되었듯이 샤프트를 중심부로 하여 등각도로 이격배치될 수 있도록 한다. 블레이드(B)는 양 단부에서 샤프트를 향해 일정 각도로 하향 경사지게 형성된 경사 단부(미도시)를 구비할 수 있다. 경사 단부는 관로의 이상으로 좁혀졌을 때에 관로 내부로 블레이드의 인입을 가능하게 주행성능을 향상시킬 수 있다.
전방 링크부(100)는 샤프트(S)의 전단측 외주면에 위치고정된 전방 고정바디(110)와, 전방 고정바디(110) 후방에서 샤프트(S)의 외주면 상에서 이동가능하게 배치된 전방 가동바디(120), 블레이드(B)와 전방 고정바디(110) 사이에 개재되는 제1 링크(130), 블레이드(B)와 전방 가동바디(120) 사이에 개재되는 제2 링크(140), 및 전방 가동바디(120) 일측에 배치된 측정부(400)를 구비한다. 구체적으로, 제1 링크(130)의 일 단부는 블레이드(B)의 전단측에서 회동가능하게 결합되는 한편 제1 링크(130)의 타 단부는 전방 고정바디(110)에서 회동가능하게 결합된다. 이와 대응되게, 제2 링크(140)의 일 단부는 블레이드(B)의 전단측에서 회동가능하게 결합되는 한편 제2 링크(140)의 타 단부는 전방 가동바디(120)에서 회동가능하게 결합되는데, 제2 링크(140)는 제1 링크(130)와 교차되게 배열될 수 있다.
구체적으로, 전방 고정바디(110)는 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제1 부시(111)와, 샤프트의 축선 방향으로 거울 대칭되게 이격배치되고 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제2 부시(112), 및 제1 부시(111)와 제2 부시(112) 사이에 개재되어 샤프트의 축둘레 방향으로 회전가능하게 구성된 제1 링크 결합부(113)를 구비한다. 제1 링크 결합부(113)는 O-링(O-ring) 형상으로 형성되어 샤프트(S)의 외주면을 따라 회전가능하게 배치되는데, 제1 링크 결합부(113)의 외주면은 제1 링크(130)의 타 단부와 결합된다.
본 발명에서, 제1 링크 결합부(113)는 제1 부시(111)와 제2 부시(112)를 통해 샤프트의 축선 방향으로 활주이동을 제한받으며 제1 링크 결합부(113)의 내주면과 샤프트(S)의 외주면 사이에 제1 베어링(114)을 개재하여 제1 링크 결합부(113)를 샤프트(S)의 외주면 둘레를 따라 저마찰 상태로 회전이동을 가능한 구조로 이루어져 있다. 덧붙여서, 본 발명은 샤프트(S)의 축둘레 방향으로 제1 링크 결합부(113)의 신뢰할 수 있는 회전을 보장하기 위해 제1 부시(111)와 샤프트(S) 사이에 그리고 제2 부시(112)와 샤프트(S) 사이에 스러스트 베어링(115)을 개재할 수 있다. 도시된 바와 같이, 스러스트 베어링(115)은 제1 링크 결합부(113)와 제1 및 제2 부시(111,112) 사이에 저마찰 상태를 제공하게 된다.
전방 가동바디(120)는 제2 링크(140)의 타 단부와 결합되는 제2 링크 결합부(123)와 제2 베어링(124)으로 이루어지는데, 제2 링크 결합부(123)는 샤프트(S)의 축선 방향으로 활주이동 뿐만 아니라 샤프트(S)의 축둘레 방향으로 회전이동가능하도록 O-링 형상으로 형성된다. 전방 가동바디의 저마찰 상태를 제공하기 위해, 본 발명은 제2 링크 결합부(123)의 내주면과 샤프트(S)의 외주면 사이에 제2 베어링(124)를 개재한다. 선택가능하기로, 제2 베어링(124)은 샤프트(S)의 외주면 상에 활주가능하게 제2 링크 결합부(123)에 일체로 장착될 수 있다.
덧붙여서, 제2 링크(140)의 타 단부는 전방 가동바디(120)의 제2 링크 결합부(123)에서 회동가능하게 결합될 수 있다.
측정부(400)는 블레이드(B)의 수축 및/또는 이완 운동시 샤프트(S)의 길이방향을 따라 활주이동하는 경우에 전방 가동바디(120)의 활주 거리를 측정한다. 다시 말하자면, 측정부(400)는 전방 가동바디(120)의 직선운동을 회전운동으로 전환시켜 로타리 엔코더 센서의 회전량으로 관로의 내경과 내부의 변형(혹은 변경) 등을 산출해 낼 수 있다.
측정부(400)는 샤프트(S)의 관통을 허용하도록 축선 방향으로 천공된 관통공(411)과, 샤프트(S)의 축선 방향과 직교되는 방향으로 형성된 수용홈(412), 관통공(411)의 내측면과 수용홈(412)의 내측면을 상호 연통하는 연결공(413), 및 관통공(411)의 내주면에서 축선 방향을 따라 하나 이상의 키(414;key)를 갖춘 하우징(410)과 함께 수용홈(412) 내에 피니언 기어(430;pinion gear)를 배치한다. 참고로, 피니언 기어는 로타리 엔코더 센서를 구비할 수 있다. 키(414)는 관통공(411)의 내주면 둘레를 따라 등간격으로 이격배치될 수 있다.
이와 대응되게, 샤프트(S)는 외주면에서 축선 방향으로 랙 기어(S3;rack gear)와 외주면에서 축선 방향을 따라 하나 이상의 키 홈(S4)을 형성한다. 랙 기어(S3)는 수용홈(412) 내에 배치된 피니언 기어(430)와 치합될 수 있게 하우징(410)의 연결공(413)을 통해 수용홈(412)으로 노출된다. 키 홈(S4)은 키(414)와 맞물리도록 외주면 둘레를 따라 등간격으로 이격배치될 수 있다.
측정부(400)는 전방 가동바디(120)와 함께 샤프트(S)의 축선 방향으로 활주이동하는바, 연결공(413)을 통해 샤프트(S)의 랙 기어(S3)와 측정부(400)의 피니언 기어(430)의 치합으로 맞물려 있어 측정부의 직선운동을 피니언 기어의 회전운동으로 전환되어 회전량을 측정하게 된다. 덧붙여서, 측정부(400)는 키와 키 홈을 통해 샤프트의 축선 방향으로 활주이동만을 가능하게 한다.
전방 링크부(100)와 유사하게, 후방 링크부(200)는 샤프트(S)의 후단부 외주면에 위치고정된 후방 고정바디(210)와, 후방 고정바디(210) 후방에서 샤프트(S)의 외주면 상에서 이동가능하게 배치된 후방 가동바디(220), 블레이드(B)와 후방 고정바디(210) 사이에 개재되는 제3 링크(230), 및 블레이드(B)와 후방 가동바디(220) 사이에 개재되는 제4 링크(240)를 구비할 수 있다. 본 발명은 측정부(400)를 후방 가동바디(220)의 일측에 구비할 수도 있다. 구체적으로, 제3 링크(230)의 일 단부는 블레이드(B)의 후단측에서 회동가능하게 결합되는 한편 제3 링크(230)의 타 단부는 후방 고정바디(210)에서 회동가능하게 결합된다. 이와 대응되게, 제4 링크(240)의 일 단부는 블레이드(B)의 전단측에서 회동가능하게 결합되는 한편 제4 링크(240)의 타 단부는 후방 가동바디(220)에서 회동가능하게 결합되는데, 제4 링크(140)는 제3 링크(230)와 교차되게 배열될 수 있다.
구체적으로, 후방 고정바디(210)는 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제3 부시(211)와, 샤프트의 축선 방향으로 거울 대칭되게 이격배치되고 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제4 부시(212), 및 제3 부시(211)와 제4 부시(212) 사이에 개재되어 샤프트의 축둘레 방향으로 회전가능하게 구성된 제3 링크 결합부(213)를 구비한다. 제3 링크 결합부(213)는 O-링 형상으로 형성되어 샤프트(S)의 외주면을 따라 회전가능하게 배치되는데, 제3 링크 결합부(213)의 외주면은 제3 링크(230)의 타 단부와 결합된다.
본 발명에서, 제3 링크 결합부(213)는 제3 부시(211)와 제4 부시(212)를 통해 샤프트의 축선 방향으로 활주이동을 제한하면서 제3 링크 결합부(213)의 내주면과 샤프트(S)의 외주면 사이에 제3 베어링(214)을 개재하여 제3 링크 결합부(213)를 샤프트(S)의 외주면 둘레를 따라 회전이동을 가능한 구조로 이루어져 있다. 덧붙여서, 본 발명은 샤프트(S)의 축둘레 방향으로 제3 링크 결합부(213)의 신뢰할 수 있는 회전을 보장하기 위해 제3 부시(211)와 샤프트(S) 사이에 그리고 제4 부시(212)와 샤프트(S) 사이에 스러스트 베어링(215)을 개재할 수 있다. 도시된 바와 같이, 스러스트 베어링(215)은 제3 링크 결합부(213)와 제3 및 제4 부시(211,212) 사이에 저마찰 상태를 제공하게 된다.
후방 가동바디(220)는 제4 링크(240)의 타 단부와 결합되는 제4 링크 결합부(223)와 제4 베어링(224)으로 이루어지는데, 제4 링크 결합부(223)는 샤프트(S)의 축선 방향으로 활주이동 뿐만 아니라 샤프트(S)의 축둘레 방향으로 회전이동가능하도록 O-링 형상으로 형성된다. 후방 가동바디의 저마찰 상태를 제공하기 위해, 본 발명은 제4 링크 결합부(223)의 내주면과 샤프트(S)의 외주면 사이에 제4 베어링(224)을 개재한다. 선택가능하기로, 제4 베어링(224)은 샤프트(S)의 외주면 상에 활주가능하게 제4 링크 결합부(223)에 일체로 장착될 수 있다.
덧붙여서, 제4 링크(240)의 타 단부는 후방 가동바디(220)의 제4 링크 결합부(223)에서 회동가능하게 결합될 수 있다.
참고로, 본 발명에서 전방 링크부(100)와 후방 링크부(200)는 매우 유사한 구성으로 이루어져 있기 때문에 후방 링크부(200)의 형상과 배열은 도 4에 도시된 전방 링크부의 분해 사시도를 통해 유추할 수 있을 것이다.
관로의 내경이 축소되거나 곡률 구간으로 진입하는 경우에, 일반적으로 우선 진입하는 블레이드(B)의 전단측이 관로 내경 크기에 맞춰 제1 및 제2 링크(130,140)를 접철시켜 샤프트(S)를 향해 수축 이동하는 반면에 블레이드(B)의 후단측에 배치된 제3 및 제4 링크(230,240)는 전개되어 있어 블레이드(B)의 후단측은 샤프트(S)에서 이완 상태를 유지하게 된다. 즉, 블레이드(B)는 샤프트에 대해서 전협후광(前俠後廣) 형태로 경사지게 배열된다. 그런 다음에 블레이드(B)가 관로의 내경이 축소되거나 곡률 구간으로부터 이탈되는 경우에, 블레이드의 후단측이 상대적으로 협소한 관로 내경 크기로 인해 제3 및 제4 링크(230,240)를 접철시켜 샤프트(S)를 향해 수축 이동되는 반면에 블레이드(B)의 전단측에 배치된 제1 및 제2 링크(130,140)는 축관 또는 곡률 구간을 벗어나 전개되어 블레이드(B)의 전단측은 샤프트(S)에서 이완 상태로 복귀하게 된다. 즉, 블레이드(B)는 샤프트에 대해서 전광후협(前廣後狹) 형태로 경사지게 배열된다. 이와 같이, 블레이드(B)가 관로의 축관 구간 또는 곡률 구간을 주행하면서 경사방향을 달리하기 때문에 측정부(400)에 의한 관로 내경을 정확하게 측정할 수 없게 된다.
이에, 본 발명은 관로의 축관 구간(스케일의 응축으로 인한 내경 변경 구간도 포함), 곡률 구간을 주행하는 동안에 블레이드(B)를 샤프트(S)의 축선 방향과 나란하게 배열될 수 있게 다시 말하자면 블레이드(B)의 전단측과 블레이드(B)의 후단측을 샤프트(S)에 대해서 일정한 이격 거리를 유지하면서 수축 및/또는 이완 운동을 할 수 있게 제2 링크(140)와 제4 링크(240) 사이에 간격 유지부(300)를 배치한다. 간격 유지부(300)의 일 단부는 제2 링크(140)에서 회동가능하게 결합될 수 있는 한편 간격 유지부(300)의 타 단부는 제4 링크(240)에서 회동가능하게 결합될 수 있다. 이에 국한되지 않고, 간격 유지부(300)는 전방 가동바디(120)와 후방 가동 바디(220) 사이에 배치될 수도 있다.
간격 유지부(300)는 전방 가동바디(120)와 후방 가동바디(220) 사이의 이격 간격을 강제로 일정하게 유지시키는 구성부재로, 이를 통해 블레이드(B)를 샤프트의 축선 방향과 나란하게 배열될 수 있도록 돕는다. 다시 말하자면, 본 발명은 관로의 내경 크기에 상관없이 샤프트(S)와 블레이드(B) 및 간격 유지부(300)를 동일 방향으로 평행하게 배열될 수 있다.
제1 링크(130)는 전방 고정바디(110)의 제1 링크 결합부(113)에서 블레이드(B)를 향해 방사상 방향으로 길이연장되며, 제2 링크(140)는 전방 가동바디(120)의 제2 링크 결합부(123)에서 블레이드(B)를 향해 방사상 방향으로 길이연장되어 있다. 이와 동일하게, 제3 링크(330)는 후방 고정바디(210)의 제3 링크 결합부(213)에서 블레이드(B)를 향해 방사상 방향으로 길이연장되며, 제4 링크(240)는 후방 가동바디(220)의 제4 링크 결합부(223)에서 블레이드(B)를 향해 방사상 방향으로 길이연장되어 있다.
특별하기로, 본 발명에 따른 변형측정장치는 베어링(114,124,214,224)을 수단으로 하여 링크 결합부(113,123,213,223)를 샤프트(S)의 외주면 상에서 회전가능하게 구성할 수 있고, 이로 인해 링크 결합부에서 링크로 결합된 블레이드(B)를 샤프트의 축둘레 방향으로 회전이동할 수 있다.
예컨대 파형관과 같이 지하 매설물의 회전방향에 영향을 받아 본 발명의 변형측정장치는 관로를 주행하면서 회전할 수도 있다. 이는 샤프트에 고정연결되는 케이블 혹은 와이어 등과 같은 변형측정장치의 견인용 줄을 꼬이게 하고, 그러한 꼬임에 의해 불필요한 장력을 발생시켜 케이블과 같은 견인용 줄을 끊어지게 하는 문제점을 갖는다. 이에, 본 발명은 지하 매설물과 맞닿는 블레이드(B)와 샤프트(S)를 서로 독립적으로 회전가능하게 결합되어 있기 때문에 블레이드(B)의 회전 중에도 샤프트(S)를 회전시키지 않아 각회전 없이 일정한 방향 상태를 유지하면서 관로를 따라 주행할 수 있게 구성되어 있고, 샤프트(S)에 연결된 와이어 등과 같은 견인용 줄이 꼬이는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 본 발명은 블레이드의 관둘레 방향으로 회전이동에 영향을 받지 않고 샤프트(S)의 회전을 방지할 수 있도록 설계되어 있어 샤프트(S)에 고정된 카메라(C)를 통해 지하 매설물(관로)의 수직 배관, 수평 배관 뿐만 아니라 지하 매설물의 위와 아래를 용이하게 판별할 수 있는 장점도 제공한다.
도 6은 블레이드의 이완 운동시 작동 상태도를 개략적으로 도시한 것으로, 도 6a는 관로 내부에 배치된 본 발명의 변형측정장치의 정면도이고 도 6b는 B-B선으로 절취한 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 변형측정장치는 관로(미도시) 내부를 따라 주행하게 되는데, 블레이드(B)를 관로의 내주면에 접촉될 때까지 전개시켜 관로의 내부 크기를 측정할 수 있다.
도 7은 블레이드의 수축 운동시 작동 상태도를 개략적으로 도시한 것으로, 도 7a는 관로 내부에 배치된 본 발명의 변형측정장치의 정면도이고 도 7b는 C-C 선으로 절취한 단면도이다.
본 발명에 따른 변형측정장치가 관로(미도시) 내부에서 내경 변경 구간, 예컨대 축관 구간, 곡률 구간 등에 진입하게 되면 블레이드(B)는 관로의 내주면과의 접촉으로 눌려지게 된다.
전방 가동바디(120)와 후방 가동바디(220)는 샤프트(S)를 따라 후방으로 활주이동하면서 각각의 링크(130,140,230,240)를 접철하는데, 블레이드(B)는 샤프트(S)를 향해 반경방향으로 수축되고 간격 유지부(300)를 통해 전방 가동바디(120)와 후방 가동바디(220) 사이의 이격 간격을 일정하게 유지하여, 블레이드의 변위시 샤프트와 나란하게 편평도를 유지하게 된다. 즉, 본 발명은 간격 유지부(300)를 수단으로 하여 블레이드(B)의 전단측과 후단측 변위를 단순한 메카니즘을 통해 동기화시킬 수 있다. 전방 고정바디(110)와 후방 고정바디(210)로부터 샤프트의 축선 방향을 따라 후방으로 활주하면서, 본 발명은 전방 가동바디(120) 또는 후방 가동바디(220)의 이동 방향을 따라 측정부(400)를 강제로 활주이동시켜 주행 중인 관로의 내경을 정밀하게 측정하게 된다.
물론, 다수의 블레이드(B)는 각각의 링크(130,140,230,240)를 통해 하나의 전방 고정바디(110), 하나의 전방 가동바디(120), 하나의 후방 고정바디(210), 하나의 후방 가동바디(220)에 결합되어 있기 때문에, 하나의 블레이드에 외력이 가해져도 나머지 블레이드가 연동되어 동시에 수축되는 구조로 구성되어 있다.
이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 ----- 전방 링크부,
110 ----- 전방 고정바디,
120 ----- 전방 가동바디,
200 ----- 후방 링크부,
210 ----- 후방 고정바디,
220 ----- 후방 가동바디,
300 ----- 간격 유지부,
400 ----- 측정부,
B ----- 블레이드,
S ----- 샤프트.

Claims (10)

  1. 중심부에 배치되어 견인용 줄이 고정연결되는 샤프트(S)와;
    상기 샤프트(S)의 외주면 둘레를 따라 등간격으로 이격배치되고 상기 샤프트(S)의 외주면 둘레에서 방사상 방향으로 수축 또는 이완 이동하는 다수의 블레이드(B);
    상기 샤프트(S)의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 제1 링크 결합부(113)를 갖추고 상기 샤프트(S)의 전단측 외주면에 위치고정된 전방 고정바디(110)와, 상기 전방 고정바디(110) 후방에 배치되어 상기 샤프트(S)의 축선 방향으로 활주이동가능하고 상기 샤프트(S)의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 전방 가동바디(120), 상기 블레이드(B)와 상기 전방 고정바디(110)의 제1 링크 결합부(113) 사이에 개재되어 회동가능하게 결합된 제1 링크(130), 및 상기 블레이드(B)와 상기 전방 가동바디(120) 사이에 개재되어 회동가능하게 결합된 제2 링크(140)를 구비한 전방 링크부(100); 및
    상기 샤프트(S)의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 제3 링크 결합부(213)를 갖추고 상기 샤프트(S)의 후단측 외주면에 위치고정된 후방 고정바디(210)와, 상기 후방 고정바디(210) 후방에 배치되어 상기 샤프트(S)의 축선 방향으로 활주이동가능하고 상기 샤프트(S)의 외주면 둘레에서 축둘레 방향으로 회전이동가능한 후방 가동바디(220), 상기 블레이드(B)와 상기 후방 고정바디(210)의 제3 링크 결합부(213) 사이에 개재되고 회동가능하게 결합된 제3 링크(230), 및 상기 블레이드(B)와 상기 후방 가동바디(220) 사이에 개재되고 회동가능하게 결합된 제4 링크(240)를 구비한 후방 링크부(200);로 이루어지는데,
    상기 블레이드(B)는 상기 샤프트(S)에 대해 수축 또는 이완 운동 뿐만 아니라 상기 샤프트(S) 외주면 상에서 회전이동도 가능하게 구성되어 있는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 링크(140)와 상기 제4 링크(240) 사이에 간격 유지부(300)를 추가로 배치하고,
    상기 블레이드(B)는 수축 또는 이완 운동시 상기 간격 유지부(300)를 수단으로 하여 상기 샤프트(S)의 축선 방향과 나란하게 배열 상태를 유지할 수 있는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방 고정바디(110)는,
    상기 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제1 부시(111)와;
    상기 제1 부시(111)와 대칭되게 상기 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제2 부시(112);
    상기 제1 부시(111)와 상기 제2 부시(112) 사이에 개재되어 상기 샤프트(S)의 축둘레 방향으로 회전가능한 제1 링크 결합부(113);
    상기 제1 링크 결합부(113)의 내주면과 상기 샤프트(S)의 외주면 사이에 배치된 제1 베어링(114);을 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전방 고정바디(110)는 상기 제1 링크 결합부(113)와 인접하는 상기 제1 부시(111)와 상기 제2 부시(112)에 스러스트 베어링(115)을 추가로 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방 가동바디(120)는,
    제2 링크 결합부(123)와;
    상기 제2 링크 결합부(123)의 내주면과 상기 샤프트(S)의 외주면 사이에 배치된 제2 베어링(124);을 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 후방 고정바디(210)는,
    상기 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제3 부시(211)와;
    상기 제3 부시(211)와 대칭되게 상기 샤프트(S)의 외주면 상에 위치고정된 제4 부시(212);
    상기 제3 부시(211)와 상기 제4 부시(212) 사이에 개재되어 상기 샤프트(S)의 축둘레 방향으로 회전가능한 제3 링크 결합부(213);
    상기 제3 링크 결합부(213)의 내주면과 상기 샤프트(S)의 외주면 사이에 배치된 제3 베어링(214);을 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 후방 고정바디(210)는 상기 제3 링크 결합부(213)와 인접하는 상기 제3 부시(211)와 상기 제4 부시(212)에 스러스트 베어링(215)을 추가로 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 후방 가동바디(220)는,
    제4 링크 결합부(223)와;
    상기 제4 링크 결합부(223)의 내주면과 상기 샤프트(S)의 외주면 사이에 배치된 제4 베어링(224);을 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 샤프트(S)는 외주면에서 축선 방향으로 형성된 랙 기어(S3)와 외주면에서 축선 방향을 따라 형성된 하나 이상의 키 홈(S4)을 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전방 가동바디(120)는 상기 블레이드(B)의 변위를 측정하는 측정부(400)를 추가로 구비하고,
    상기 측정부(400)는,
    축선 방향으로 천공된 관통공(411)과, 축선 방향과 직교되는 방향으로 형성된 수용홈(412), 상기 관통공(411)의 내측면과 상기 수용홈(412)의 내측면을 상호 연통하는 연결공(413), 및 상기 관통공(411)의 내주면에 축선 방향을 따라 돌출된 하나 이상의 키(414)를 갖춘 하우징(410)과;
    상기 관통공(411)을 가로지르는 상기 샤프트(S)의 외주면에 축선방향으로 형성된 랙 기어(S3)와 치합되도록 상기 수용홈(412)에 배치된 피니언 기어(430);를 구비하는, 전력관로의 내부 또는 내경 변형측정장치.
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