KR101980693B1 - 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법 - Google Patents

노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법 Download PDF

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KR1020180119092A
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홍기훈
허용석
이성재
오주연
한현철
김계민
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주식회사 에이이
건화종합건설(주)
(주)금강건설
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Abstract

본 발명은 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차는, 주행바퀴를 구비한 채 관로 내부를 주행하기 위한 차체를 구성하는 본체 프레임; 상기 본체 프레임의 일측에 형성되며 상기 관로 내부를 보강하기 위한 라이너 튜브의 일단과 연결되는 와이어 로프가 권선되게 원통 형상의 드럼을 구비하는 전동윈치부; 상기 전동윈치부를 동작시키는 경우에 상기 본체 프레임을 관로 내에 안정적으로 고정시키기 위하여 상기 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거; 및 상기 본체 프레임의 상부면상에 장착되어 관로내부를 촬영하고 이동거리를 측정하기 위한 비젼부;를 구비할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 지하에 매설되는 노후관로를 보수하기 위한 비굴착식 보강 튜브 경화공법을 수행하는 경우에 노후관로 보강용 라이너 튜브를 노후관로 내부에서 견인할 수 있는 무인 자주대차를 이용하여 작업공정의 효율성을 높이고 라이너 튜브의 꼬임현상을 미연에 방지할 수 있는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법을 제공하는 효과가 있다.

Description

노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법 {Automatic Guide Vehicle Capable of Retracting Liner Tube for Plumbing Repair and Non-excavated Pipe Reparing Method Using The same}
본 발명은 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지하에 매설되는 노후관로를 보수하기 위한 비굴착식 보강 튜브 경화공법을 수행하는 경우에 노후관로 보강용 라이너 튜브를 노후관로 내부에서 견인할 수 있는 무인 자주대차를 이용하여 작업공정의 효율성을 높이고 라이너 튜브의 꼬임현상을 미연에 방지할 수 있는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법에 관한 것이다.
도시화가 급속도로 진행되면서 대부분의 도시에는 다양한 종류의 배관이 매설되고 있다.
일반적으로 매설되는 배관 종류에는 상수도관, 하수도관, 송유관, 가스관 등이 있으며, 이와 같이, 유체를 이송하는 관들은 주로 주철관, 강관, 합성수지관, 콘크리트관들로 구성되고 있다.
이 중에서도 대형관은 주로 강철관이나 강관을 이용하게 되는데, 주철관이나 강관 등은 시간이 지남에 따라 내부를 통과하는 유체나 기타 이물질 등에 의해 점차 노후화되면서 부식되거나 손상하는 문제가 발생한다.
또한, 이러한 배관이 부식되면서 상하수가 누출되거나 식수가 오염되는 문제가 발생할 수 있으며, 또한, 가스가 누출되어 안전사고가 빈번하게 발생하는 문제가 있어 이와 같은 노후화된 배관의 보수문제는 최근들어 중요한 이슈가 되고 있다.
이를 해결하기 위한 방안으로 굴착공사를 진행하여 관로 전체를 교체하는 방법도 있지만 관로 전체를 교체하기 위한 굴착공사는 교통정체를 유발하고, 교체시간과 비용이 많이 소요되며, 교체된 관의 이음부의 누수가 또다시 발생할 수 있어 이로 인한 경제적 손실 및 수명도 짧아지는 문제점이 야기됨에 따라 관로를 그대로 둔 상태에서 개량하는 비굴착 관로보수공법들이 주목을 받고 있다.
특히, 우리나라의 경우에는 도로의 폭이 좁고 굴곡부위가 많으며, 가지관 연결부위나 맨홀과 같은 부대시설 접합부위가 많은 편이다. 또한, 배관의 매설심도가 깊어 작업환경이 열악하기 때문에 지장물의 제거 등에 사용되는 부대비용을 필요로 하는 현장이 많기 때문에 이와 같은 비굴착식 관로보수공법이 유리한 편이다.
현재, 비굴착식 관로 보수공법으로는, 신관 삽입 공법, 변형관 삽입 공법, 제관공법 및 보강 튜브 경화공법등이 있으며, 이중에서 최근 들어 노후관로 내부를 보강하기 위한 라이너 튜브를 견인하여 관로 내면에 부착하여 보강하는 보강 튜브 경화 공법이 각광을 받고 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 보강 튜브 경화 공법의 경우에 관로 내부에서 라이너 튜브를 견인하는 경우에 라이너 튜브가 꼬이거나 뒤틀리는 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 관로 외부에 배치되는 견인기를 이용하여 견인하기 때문에 작업시 견인기를 설치하기 위한 외부 공간과 작업시간을 필요로 하여 전체적인 공정효율이 저하될 뿐 아니라, 관로 내부에서 견인기에 라이너 튜브를 연결하기 위한 작업인원을 추가로 필요로 하기 때문에 안전사고가 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 작업공정의 효율성을 높이면서도 관로 내부에서 견인되는 라이너 튜브가 꼬이거나 뒤틀리는 현상을 막고 안전사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있는 현실적이고도 적용이 가능한 비굴착식 관로 보수 공법에 관한 기술이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
공개특허공보 KR 10-2003-0009711호(공개일 2003.02.05.)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은, 지하에 매설되는 노후관로를 보수하기 위한 비굴착식 보강 튜브 경화공법을 수행하는 경우에 노후관로 보강용 라이너 튜브를 노후관로 내부에서 견인할 수 있는 무인 자주대차를 이용하여 작업공정의 효율성을 높이고 라이너 튜브의 꼬임현상을 미연에 방지할 수 있는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차는, 주행바퀴를 구비한 채 관로 내부를 주행하기 위한 차체를 구성하는 본체 프레임; 상기 본체 프레임의 일측에 형성되며 상기 관로 내부를 보강하기 위한 라이너 튜브의 일단과 연결되는 와이어 로프가 권선되게 원통 형상의 드럼을 구비하는 전동윈치부; 상기 전동윈치부를 동작시키는 경우에 상기 본체 프레임을 관로 내에 안정적으로 고정시키기 위하여 상기 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거; 및 상기 본체 프레임의 상부면상에 장착되어 관로내부를 촬영하고 이동거리를 측정하기 위한 비젼부;를 구비할 수 있다.
상기 한 쌍의 아우트리거는, 상기 본체 프레임의 상측으로 돌출 형성되어 관로를 구성하는 원형관 내부의 상면에 접촉 고정되는 상부 트리거; 및 상기 본체 프레임의 하측으로 돌출 형성되어 관로를 구성하는 원형관 내부의 하면에 접촉 고정되는 하부 트리거;를 구비하고, 상기 상부 트리거와 하부 트리거는 각각, 상기 관로를 구성하는 원형관 내부의 접촉면에 탄성력을 받으며 밀착 고정되는 고정판과; 상기 고정판을 끝단에 형성한 채 직선왕복운동을 수행하는 원통형상의 피스톤; 및 상기 피스톤을 내부에 수용하며 직선왕복운동을 가이드하기 위한 수용공간을 구비하는 육면체 형상을 갖는 실린더;를 구비할 수 있다.
상기 본체 프레임은, 상기 관로의 외부에 배치되는 관제시스템의 제어신호를 수신하는 수신기와; 동작전원을 공급하는 구동배터리부; 및 상기 수신기를 통해 입력되는 제어신호에 따라 상기 전동윈치부, 한 쌍의 아우트리거, 및 비전부를 포함하는 전체 구성의 동작을 제어하여 관로내부에 유입되는 보강용 라이너 튜브를 일정한 거리만큼 견인시키는 제어박스;를 내부에 구비할 수 있다.
상기 비젼부는, 관로를 구성하는 원형관 내부에서 360도 전방향으로 촬영하기 위한 전방향 카메라부; 및 상기 본체 프레임이 일정시간 주행후에 상기 보강용 라이너 튜브와 사전에 설정된 간격이상으로 떨어지는 것을 감지하기 위한 거리측정센서;를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템은, 관로를 구성하는 원형관 내부로 투입되어 보강용 라이너 튜브를 견인하기 위한 무인 자주대차; 상기 관로 외부에 배치되는 관제 시스템을 구성하며 상기 무인 자주대차의 견인동작을 자동으로 제어하기 위한 제어신호를 송신하는 자동 제어시스템; 및 상기 자동 제어시스템과 상기 무인 자주대차 사이의 무선통신을 안정적으로 중계하기 위하여 상기 원형관 내부의 전파음영지역에 배치되는 무선통신중계장치;를 구비할 수 있다.
상기 자동 제어시스템은, 상기 무인 자주대차를 구성하는 비젼부의 카메라부에서 촬영한 원형관 내부영상을 표시하는 영상모니터와; 상기 비젼부의 거리측정센서의 측정신호를 분석하여 상기 무인 자주대차와 라이너 튜브 사이의 거리를 수치로 표시하고 사전에 설정된 거리를 초과할 경우에 경고음을 발생시키는 거리측정표시부와; 상기 무인 자주대차를 무선으로 원격 제어하기 위한 무선원격조정장치; 및 상기 무선원격조정장치에서 발생되는 제어신호를 상기 무인 자주대차에 송신하기 위한 송신기;를 구비할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비굴착식 관로보수공법은, 노후관로 내부를 보수하기 위한 보강용 라이너 튜브의 일단을 무인 자주대차를 구성하는 전동윈치의 와이어로프와 결속하는 제 1단계; 상기 노후관로 외부에 배치된 관제시스템을 구성하는 자동제어시스템의 무선원격조정장치를 이용하여 무인 자주대차를 노후관로 내부의 진행방향으로 일정거리만큼 이동시키는 제 2 단계; 상기 무인 자주대차를 정지시킨 다음 상기 무인 자주대차를 구성하는 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거를 동작시켜 노후관로를 구성하는 원형관 내부에 고정시키는 제 3 단계; 상기 무인 자주대차의 전동윈치부를 동작시켜 상기 보강용 라이너 튜브를 상기 무인 자주대차가 위치한 지점까지 견인시키는 제 4 단계; 상기 무인 자주대차가 특정위치에 도달할 때까지 싱기 제 1 단계 내지 상기 제 4 단계를 반복하는 제 5 단계; 및 상기 무인 자주대차가 특정위치에 도달하는 경우에 상기 보강용 라이너 튜브와 무인 자주대차 사이의 와이어로프 결속을 해제하는 제 6 단계;를 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 지하에 매설되는 노후관로를 보수하기 위한 비굴착식 보강 튜브 경화공법을 수행하는 경우에 노후관로 보강용 라이너 튜브를 노후관로 내부에서 견인할 수 있는 무인 자주대차를 이용하여 작업공정의 효율성을 높이고 라이너 튜브의 꼬임현상을 미연에 방지할 수 있는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법을 제공하는 효과가 있다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차의 전체구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 본체 프레임의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 전동윈치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 아우트리거를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 비젼부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템의 구성 및 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템을 구성하는 자동 제어시스템의 기본구성을 설명하는 블록구성도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비굴착식 관로보수공법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차의 전체구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차는, 본체 프레임(100), 전동윈치부(200), 아우트리거(300), 및 비젼부(400)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 본체 프레임(100)은, 도면에 도시된 바와 같이, 주행바퀴를 구비한 채 관로 내부를 주행하기 위한 차체를 구성할 수 있다.
또한, 상기 전동윈치부(200)는, 상기 본체 프레임(100)의 일측에 형성되며 상기 관로 내부를 보강하기 위한 라이너 튜브의 일단과 연결되는 와이어 로프(201)가 권선되게 원통 형상의 드럼을 구비할 수 있다.
또한, 상기 아우트리거(300)는, 상기 전동윈치부(200)를 동작시키는 경우에 상기 본체 프레임(100)을 관로 내에 안정적으로 고정시키기 위하여 상기 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 한 쌍을 이루며 형성될 수 있다.
또한, 상기 비젼부(400)는, 상기 본체 프레임(100)의 상부면상에 장착되어 관로내부를 촬영하고 이동거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 본체 프레임(100)은 타측에 후술하는 도 3에 도시된 배터리(120)를 충전시키기 위한 배터리 충전용 커넥터(121)를 구비할 수 있으며, 배터리가 방전되거나 배터리 불량시에 외부전원과 연결하기 위한 유선 커넥터(122)를 추가로 구비할 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따르면, 무인 자주대차를 무선으로 제어하는데 문제가 발생하는 경우에 상기 유선 커넥터(122)에 유선 케이블을 연결하여 유선으로 무인 자주대차를 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 본체 프레임의 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차(10)는, 앞서 상술한 전동윈치부(200)와 비젼부(400)외에 본체 프레임(100) 내부에 노후관을 구성하는 관로 외부에 배치되는 관제시스템의 제어신호를 수신하는 수신기(110)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 본체 프레임(100)의 내부에는 상기 아우트리거(300)를 구동시키기 위한 아우트리거 구동모듈(330)을 포함할 수 있다.
게다가, 상기 본체 프레임(100)은, 상기 무인 자주대차(10)를 동작시키기 위한 동작전원을 공급하는 구동배터리부(120)와 관로내부에 유입되는 보강용 라이너 튜브를 일정한 거리만큼 견인시킬 수 있는 제어박스(130)를 추가로 구비할 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 제어박스(130)는, 상기 수신기(110)를 통해 입력되는 제어신호에 따라 상기 전동윈치부(200), 한 쌍의 아우트리거(300), 및 비전부(400)를 포함하는 전체 구성의 동작을 제어하여 관로내부에 유입되는 보강용 라이너 튜브를 일정한 거리만큼 견인시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 전동윈치의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전동윈치부(200)는, 보강용 라이너 튜브의 일단과 연결되는 와이어 로프(201)를 감을 수 있는 원통형상의 드럼(210)과 상기 드럼(210)에 와이어 로프(201)를 권선시킬 수 있는 구동력을 제공하는 구동모터(220)를 구비할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차가 일정한 거리를 이동하는 경우에 상기 전동윈치부(200)에 권선되어 있는 와이어 로프(201)를 풀면서 이동을 하게 되고, 목적지에 도달하게 되면 상기 전동윈치부(200)를 구동시켜 와이어 로프(201)에 결속되어 있는 보강용 라이너 튜브(1)를 견인 시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 상기 보강용 라이너 튜브(1)를 원하는 위치까지 견인하게 되면, 공기(에어)나 물(수압)을 이용해 상기 라이너 튜브(1)를 노후관로를 구성하는 원형관 내부에 밀착시키고 이후에 증기나 따뜻한 물을 이용해 상기 라이너 튜브(1)을 경화시켜 노후관로를 보강할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c 는 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 아우트리거를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 적용된 아우트리거(300)는, 상측 및 하측에 상부트리거(310)와 하부트리거(320)가 쌍을 이루며 형성될 수 있다.
여기서, 상기 상부트리거(310)는, 상기 본체 프레임(100)의 상측으로 돌출 형성되어 관로를 구성하는 원형관 내부의 상면에 접촉 고정될 수 있다.
또한, 상기 하부트리거(320)는, 상기 본체 프레임(100)의 하측으로 돌출 형성되어 관로를 구성하는 원형관 내부의 하면에 접촉 고정될 수 있다.
이때, 상기 상부 트리거(310)와 하부 트리거(320)는 각각, 상기 관로를 구성하는 원형관 내부의 접촉면에 탄성력을 받으며 밀착 고정되는 고정판(301)과, 상기 고정판(301)을 끝단에 형성한 채 직선왕복운동을 수행하는 원통형상의 피스톤(302), 및 상기 피스톤(302)을 내부에 수용하며 직선왕복운동을 가이드하기 위한 수용공간을 구비하는 육면체 형상을 갖는 실린더(303)를 구비할 수 있다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 상기 아우트리거(300)는 본체 프레임(100)의 내부에서 회전모터와 연동되는 스크루를 이용하여 회전운동을 직선운동으로 변환함으로써 아우트리거(300)를 구성하는 상부트리거(310)와 하부트리거(320)의 직선왕복운동을 지지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 자주대차를 구성하는 비젼부를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서, 상기 비젼부(400)는, 카메라부(410)와 거리측정센서(420) 및 LED(430)를 구비할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 카메라부(410)는, 관로를 구성하는 원형관 내부에서 360도 전방향으로 촬영하기 위한 것으로, 무인 자주대차(10)의 진행방향을 포함해 원형관 내측면, 보강용 라이너 튜브를 견인시키는 동작까지 모든 영상을 촬영할 수 있다.
또한, 상기 거리측정센서(420)는, 상기 무인 자주대차(10)의 본체 프레임(100)이 일정시간 주행후에 상기 보강용 라이너 튜브와 사전에 설정된 간격이상으로 떨어지는 것을 감지하기 위한 수단으로 사용될 수 있으며, 이로 인해 라이너 튜브(1)와 무인 자주대차(10) 사이의 충돌을 사전에 방지하여 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 상기 LED(430)는, 상기 카메라부(410)가 관로 내부를 촬영할 수 있도록 조명을 제공하는 역할을 수행할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템의 구성 및 동작을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템은, 무인 자주대차(10), 자동 제어시스템(20), 및 무선통신중계장치(30)를 구비할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 무인 자주대차(10)는, 도 1 내지 도 6에서 상술한 관로를 구성하는 원형관 내부로 투입되어 보강용 라이너 튜브를 견인하는 대차를 가리킬 수 있다.
또한, 상기 자동 제어시스템(20)은, 관로 외부에 배치되는 관제 시스템을 구성하며 상기 무인 자주대차(10)의 견인동작을 자동으로 제어하기 위한 제어신호를 송신할 수 있다.
또한, 상기 무선통신중계장치(30)는, 상기 자동 제어시스템(20)과 상기 무인 자주대차(10) 사이의 무선통신을 안정적으로 중계하기 위하여 상기 원형관 내부의 전파음영지역에 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템은, 노후관로 내부를 보수하기 위한 보강용 라이너 튜브의 일단을 무인 자주대차를 구성하는 전동윈치의 와이어로프와 결속한 다음, 상기 노후관로 외부에 배치된 관제시스템을 구성하는 자동제어시스템의 무선원격조정장치를 이용하여 무인 자주대차를 노후관로 내부의 진행방향으로 일정거리만큼 이동시키고, 이후에 상기 무인 자주대차를 정지시킨 다음 상기 무인 자주대차를 구성하는 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거를 동작시켜 노후관로를 구성하는 원형관 내부에 고정시킬 수 있다.
다음으로, 상기 무인 자주대차의 전동윈치부를 동작시켜 상기 보강용 라이너 튜브를 상기 무인 자주대차가 위치한 지점까지 견인시키고, 상기 무인 자주대차가 다음 맨홀위치에 도달할 때까지 상술한 동작을 반복하고 나서 상기 보강용 라이너 튜브와 무인 자주대차 사이의 와이어로프 결속을 해제할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템을 구성하는 자동 제어시스템(20)의 기본구성을 설명하는 블록구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 자동 제어시스템(20)은, 영상모니터(21), 거리측정표시부(22), 무선원격조정장치(23), 및 송신기(24)를 구비할 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 영상모니터(21)는, 상기 무인 자주대차(10)를 구성하는 비젼부(40)의 카메라부(41)에서 촬영한 원형관 내부영상을 표시할 수 있다.
또한, 상기 거리측정표시부(22)는, 상기 비젼부(40)의 거리측정센서의 측정신호를 분석하여 상기 무인 자주대차(10)와 라이너 튜브 사이의 거리를 수치로 표시하고 사전에 설정된 거리를 초과할 경우에 경고음을 발생시킬 수 있다.
또한, 무선원격조정장치(23)는, 상기 무인 자주대차를 무선으로 원격 제어할 수 있다.
또한, 상기 송신기(24)는, 상기 무선원격조정장치(23)에서 발생되는 제어신호를 상기 무인 자주대차에 송신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비굴착식 관로보수공법을 나타내는 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비굴착식 관로보수공법은, 와이어로프 결속단계(S100), 무인 자주대차 주행단계(S200), 아우트리거 고정단계(S300), 보강용 라이너 튜브 견인단계(S400), 견인동작 반복 단계(S500), 및 와이어로프 결속 해제단계(S600)를 구비할 수 있다.
먼저, 상기 와이어로프 결속단계(S100)는, 노후관로 내부를 보수하기 위한 보강용 라이너 튜브의 일단을 무인 자주대차를 구성하는 전동윈치의 와이어로프와 결속하는 제 1 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 무인 자주대차 주행단계(S200)는, 상기 노후관로 외부에 배치된 관제시스템을 구성하는 자동제어시스템의 무선원격조정장치를 이용하여 무인 자주대차를 노후관로 내부의 진행방향으로 일정거리만큼 이동시키는 제 2 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 아우트리거 고정단계(S300)는, 상기 무인 자주대차를 정지시킨 다음 상기 무인 자주대차를 구성하는 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거를 동작시켜 노후관로를 구성하는 원형관 내부에 고정시키는 제 3 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 보강용 라이너 튜브 견인단계(S400)는, 상기 무인 자주대차의 전동윈치부를 동작시켜 상기 보강용 라이너 튜브를 상기 무인 자주대차가 위치한 지점까지 견인시키는 제 4 단계일 수 있다.
다음으로, 상기 견인동작 반복 단계(S500)는, 상기 무인 자주대차가 특정위치에 도달할 때까지 싱기 제 2 단계 내지 상기 제 4 단계를 반복하는 제 5 단계일 수 있다.
마지막으로, 상기 와이어로프 결속 해제단계(S600)는, 상기 무인 자주대차가 특정위치에 도달하는 경우에 상기 보강용 라이너 튜브와 무인 자주대차 사이의 와이어로프 결속을 해제하는 제 6 단계일 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은, 지하에 매설되는 노후관로를 보수하기 위한 비굴착식 보강 튜브 경화공법을 수행하는 경우에 노후관로 보강용 라이너 튜브를 노후관로 내부에서 견인할 수 있는 무인 자주대차를 이용하여 작업공정의 효율성을 높이고 라이너 튜브의 꼬임현상을 미연에 방지할 수 있는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템 및 이를 이용한 비굴착식 관로보수공법을 제공하는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
10 : 무인자주대차
20 : 자동 제어시스템
21 : 영상모니터
22 : 거리측정표시부
23 : 무선원격조정장치
24 : 송신기
30 : 무선통신중계장치
100 : 본체 프레임
110 : 수신기
120 : 배터리부
121 : 충전커넥터
122 : 유선커넥터
130 : 제어박스
200 : 전동윈치부
201 : 와이어 로프
210 : 드럼
220 : 구동모터
300 : 아우트리거
301 : 고정판
302 : 피스톤
303 : 실린더
310 : 상부트리거
320 : 하부트리거
330 : 아우트리거 구동모듈
400 : 비젼부
410 : 카메라부
420 : 거리측정센서
430 : LED

Claims (7)

  1. 주행바퀴를 구비한 채 관로 내부를 주행하기 위한 차체를 구성하는 본체 프레임;
    상기 본체 프레임의 일측에 형성되며 상기 관로 내부를 보강하기 위한 라이너 튜브의 일단과 연결되는 와이어 로프가 권선되게 원통 형상의 드럼을 구비하는 전동윈치부;
    상기 전동윈치부를 동작시키는 경우에 상기 본체 프레임을 관로 내에 안정적으로 고정시키기 위하여 상기 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거; 및
    상기 본체 프레임의 상부면상에 장착되어 관로내부를 촬영하고 이동거리를 측정하기 위한 비젼부;를 구비하고,
    상기 본체 프레임은,
    상기 관로의 외부에 배치되는 관제시스템의 제어신호를 수신하는 수신기와;
    동작전원을 공급하는 구동배터리부; 및
    상기 수신기를 통해 입력되는 제어신호에 따라 상기 전동윈치부, 한 쌍의 아우트리거, 및 비전부를 포함하는 전체 구성의 동작을 제어하여 관로내부에 유입되는 보강용 라이너 튜브를 일정한 거리만큼 견인시키는 제어박스;를 내부에 구비하고,
    상기 비젼부는,
    관로를 구성하는 원형관 내부에서 360도 전방향으로 촬영하기 위한 전방향 카메라부; 및
    상기 본체 프레임이 일정시간 주행후에 상기 보강용 라이너 튜브와 사전에 설정된 간격이상으로 떨어지는 것을 감지하기 위한 거리측정센서;를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 아우트리거는,
    상기 본체 프레임의 상측으로 돌출 형성되어 관로를 구성하는 원형관 내부의 상면에 접촉 고정되는 상부 트리거; 및
    상기 본체 프레임의 하측으로 돌출 형성되어 관로를 구성하는 원형관 내부의 하면에 접촉 고정되는 하부 트리거;를 구비하고,
    상기 상부 트리거와 하부 트리거는 각각,
    상기 관로를 구성하는 원형관 내부의 접촉면에 탄성력을 받으며 밀착 고정되는 고정판과;
    상기 고정판을 끝단에 형성한 채 직선왕복운동을 수행하는 원통형상의 피스톤; 및
    상기 피스톤을 내부에 수용하며 직선왕복운동을 가이드하기 위한 수용공간을 구비하는 육면체 형상을 갖는 실린더;를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 의하여 형성되고 관로를 구성하는 원형관 내부로 투입되어 보강용 라이너 튜브를 견인하기 위한 무인 자주대차;
    상기 관로 외부에 배치되는 관제 시스템을 구성하며 상기 무인 자주대차의 동작을 자동으로 제어하기 위한 제어신호를 송신하는 자동 제어시스템; 및
    상기 자동 제어시스템과 상기 무인 자주대차 사이의 무선통신을 안정적으로 중계하기 위하여 상기 원형관 내부의 전파음영지역에 배치되는 무선통신중계장치;를 구비하고,
    상기 자동 제어시스템은,
    상기 무인 자주대차를 구성하는 비젼부의 카메라부에서 촬영한 원형관 내부영상을 표시하는 영상모니터와;
    상기 비젼부의 거리측정센서의 측정신호를 분석하여 상기 무인 자주대차와 라이너 튜브 사이의 거리를 수치로 표시하고 사전에 설정된 거리를 초과할 경우에 경고음을 발생시키는 거리측정표시부와;
    상기 무인 자주대차를 무선으로 원격 제어하기 위한 무선원격조정장치; 및
    상기 무선원격조정장치에서 발생되는 제어신호를 상기 무인 자주대차에 송신하기 위한 송신기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템
  6. 삭제
  7. 노후관로 내부를 보수하기 위한 보강용 라이너 튜브의 일단을 무인 자주대차를 구성하는 전동윈치의 원통형 드럼에 권선된 와이어로프와 결속하는 제 1단계;
    상기 노후관로 외부에 배치된 관제시스템을 구성하는 자동제어시스템의 무선원격조정장치를 이용하여 무인 자주대차를 노후관로 내부의 진행방향으로 일정거리만큼 이동시키는 제 2 단계;
    상기 무인 자주대차를 정지시킨 다음 상기 무인 자주대차를 구성하는 본체 프레임의 상측부 및 하측부에 형성되는 한 쌍의 아우트리거를 동작시켜 노후관로를 구성하는 원형관 내부에 고정시키는 제 3 단계;
    상기 무인 자주대차의 전동윈치부를 동작시켜 상기 보강용 라이너 튜브를 상기 무인 자주대차가 위치한 지점까지 견인시키는 제 4 단계;
    상기 무인 자주대차가 특정위치에 도달할 때까지 상기 제 1 단계 내지 상기 제 4 단계를 반복하는 제 5 단계; 및
    상기 무인 자주대차가 특정위치에 도달하는 경우에 상기 보강용 라이너 튜브와 무인 자주대차 사이의 와이어로프 결속을 해제하는 제 6 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 노후관로 보강용 라이너 튜브의 견인이 가능한 무인 자주대차 시스템을 이용하는 비굴착식 관로보수공법
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