KR102069122B1

KR102069122B1 - 구조 안전진단용 균열길이 측정장치

Info

Publication number: KR102069122B1
Application number: KR1020190109277A
Authority: KR
Inventors: 박미례
Original assignee: 주식회사 수성엔지니어링
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2020-01-22

Abstract

본 발명은 권취릴로부터 풀리는 줄 끝을 균열의 경로를 따라 움직여서 균열길이를 연속적으로 측정할 수 있도록 한 구조 안전진단용 균열길이 측정장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 회전체(50)는 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 연결되는 커플러(51); 커플러(51)에 설치되는 커플러 고정판(52); 커플러 고정판(52)의 하부에 설치되는 상부지지대(53); 상부지지대(53)의 하단에 설치되고, 회전수 검출기(43)가 설치되는 상부격판(54); 상부격판(54)의 하부에 설치되는 중간지지대(90); 중간지지대(90)의 하단부에 설치되고, 태엽스프링기구(80)가 설치되는 하부격판(56); 하부격판(56)의 하부에 설치되는 하부지지대(57); 하부지지대(57)의 하단부에 설치되고, 피봇축(24)이 저면 중심에 설치되는 피봇고정판(58); 피봇축(24)을 지지하기 위해 베이스 플레이트(22)에 설치되는 베어링(59)을 포함하고, 상부격판(54)과 하부격판(56) 사이에 권취릴(60)을 위치시키고, 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)이 서로 마주보면서 동축선상에 위치되도록 설치하고, 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)을 권취릴(60)의 중심에 연결해서 구성된다.

Description

구조 안전진단용 균열길이 측정장치{Crack Length Measuring Device for Structural Safety Check}

본 발명은 구조물의 안전진단 및 안전점검시 구조물에 생긴 균열의 길이를 측정하는데 이용하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 권취릴로부터 풀리는 줄 끝을 균열의 경로를 따라 움직여서 균열길이를 연속적으로 측정할 수 있도록 한 구조 안전진단용 균열길이 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물이나 토목구조물은 설계단계에서부터 시공단계와 사용단계를 거쳐 사용수명의 경과에 따른 자연적인 붕괴나 인위적인 철거 또는 부실시공이나 파손 등에 의한 조기붕괴의 단계로 이루어지는 생멸주기를 가지게 되며, 이와 같은 구조물의 붕괴원인은 사용수명의 경과로 인한 자연적인 원인도 일부분을 차지하겠지만 거의 대부분은 시공단계나 사용단계에서 구조물에 작용하는 외력에 의한 구조물의 변형과 깊은 관계가 있다.

이와 같은 구조물의 변형 중에서 구조물에 발생한 균열현상은 균열의 폭이 미세하여 조기에 발견하기가 어렵고, 균열의 진행속도 또한 매우 느린 것이 일반적이기 때문에 시공자나 사용자가 구조물의 안전성에 별다른 영향을 미치지 않는다고 판단하여 이를 무심코 지나쳐 버리기 쉬운 면이 있으나, 어떠한 균열은 구조물의 구조적인 결함을 야기시키고 종국적으로는 구조물의 붕괴를 초래할 수도 있기 때문에 구조물에 발생한 균열현상은 구조물의 안전성을 진단하는 데에 매우 중요한 요소중의 하나이며, 이와 같은 균열현상을 측정하기 위한 측정기구 또한 구조물의 안정성을 진단하는 매우 중요한 장치 중의 하나이다.

상기와 같이 건축구조물이나 토목구조물에 발생한 균열현상을 측정하기 위해 눈금이 형성된 균열자를 이용하고 있는데, 이러한 균열자는 균열길이를 개략적으로 측정하는데는 유용하지만 굴곡을 갖는 균열의 길이를 정확하게 측정하지는 못하였다.

즉, 종래 균열자를 이용해서 굴곡이 있는 균열의 길이를 측정하는 경우 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이 개략적인으로 구분한 직선구간(A~K까지)마다 길이를 일일이 측정한 다음 합산해서 구조물(10)에 생긴 균열(12)의 전체 길이를 산출하거나 균열(12)의 시작점에서 종단점까지 개략적인 최단거리(S)로부터 균열길이를 측정하고 있었다.

그러나, 구조물(10)에 생긴 균열(12)의 길이를 직선구간마다 일일이 수회에 걸쳐 측정하는 작업은 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 균열이 천장이나 높고 위험한 부위에 발생한 경우 측정작업이 어렵고 위험하게 되는 문제점이 있었다.

또, 균열(12)의 시작점에서 종단점까지 최단거리(S)를 측정하는 것은 시간을 단축시킬 수 있지만 실제 균열길이와 측정치 간의 오차가 크게 발생되는 문제점이 있었다.

국내 등록특허공보 제10-0601358호(공고일 2006.07.24.) 국내 등록특허공보 제10-0779096호(공고일 2007.11.27.) 국내 등록특허공보 제10-1764640호(공고일 2017.08.07.) 국내 등록특허공보 제10-1406326호(공고일 2014.06.12.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 구조물에 발생된 균열의 길이를 신속하고 정밀하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 굴곡이 있는 균열의 길이를 연속적으로 측정할 수 있는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구조 안전진단용 균열길이 측정장치는, 줄 인출구를 갖는 하우징; 하우징의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트; 하우징의 상단부에 설치되는 커버 플레이트; 하우징의 내부에 설치되는 지지체; 지지체에 설치되는 각도 검출기; 각도 검출기의 회전축에 결합되는 회전체; 회전체와 베이스 플레이트의 사이에 설치되는 피봇축; 회전체에 설치되는 회전수 검출기; 회전수 검출기의 입력축에 연결되는 권취릴; 권취릴에 감기고, 줄 인출구를 통해 외부로 인출되는 줄; 줄의 단부와 결합되어 구조물의 표면에 발생한 균열의 경로를 따라 움직이는 펜홀더; 줄이 감기는 방향으로 권취릴에 회전력을 가하는 출력축을 갖는 태엽스프링기구; 회전수 검출기로부터 출력되는 줄의 풀린 길이와 각도 검출기로부터 출력되는 줄의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부; 제어부에 의해 누산된 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이; 균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 제어부에 입력하기 위한 키 입력부를 포함하는 것에 있어서,
상기 지지체는, 커버 플레이트의 저면에 수직으로 설치되는 상부포스트; 베이스 플레이트의 상면에 수직으로 설치되고, 상부포스트와 일직선을 이루는 하부포스트; 상부포스트와 하부포스트의 사이에 설치되고, 각도 검출기가 설치되는 고정판을 포함하는 특징이 있다.

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본 발명은 줄 인출구를 갖는 하우징; 하우징의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트; 하우징의 상단부에 설치되는 커버 플레이트; 하우징의 내부에 설치되는 지지체; 지지체에 설치되는 각도 검출기; 각도 검출기의 회전축에 결합되는 회전체; 회전체와 베이스 플레이트의 사이에 설치되는 피봇축; 회전체에 설치되는 회전수 검출기; 회전수 검출기의 입력축에 연결되는 권취릴; 권취릴에 감기고, 줄 인출구를 통해 외부로 인출되는 줄; 줄의 단부와 결합되어 구조물의 표면에 발생한 균열의 경로를 따라 움직이는 펜홀더; 줄이 감기는 방향으로 권취릴에 회전력을 가하는 출력축을 갖는 태엽스프링기구; 회전수 검출기로부터 출력되는 줄의 풀린 길이와 각도 검출기로부터 출력되는 줄의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부; 제어부에 의해 누산된 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이; 균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 제어부에 입력하기 위한 키 입력부를 포함하는 것에 있어서,
상기 회전체는, 각도 검출기의 회전축에 연결되는 커플러; 커플러에 설치되는 커플러 고정판; 커플러 고정판의 하부에 설치되는 상부지지대; 상부지지대의 하단에 설치되고, 회전수 검출기가 설치되는 상부격판; 상부격판의 하부에 설치되는 중간지지대; 중간지지대의 하단부에 설치되고, 태엽스프링기구가 설치되는 하부격판; 하부격판의 하부에 설치되는 하부지지대; 하부지지대의 하단부에 설치되고, 피봇축이 저면 중심에 설치되는 피봇고정판; 피봇축을 지지하기 위해 베이스 플레이트에 설치되는 베어링을 포함하고, 상부격판과 하부격판 사이에 권취릴을 위치시키고, 회전수 검출기의 입력축과 태엽스프링기구의 출력축이 서로 마주보면서 동축선상에 위치되도록 설치하고, 회전수 검출기의 입력축과 태엽스프링기구의 출력축을 권취릴의 중심에 연결해서 구성한 특징이 있다.

본 발명은 중간지지대의 외주면에서 축의 직각 방향으로 형성되는 줄 안내구멍; 줄 안내구멍의 입구에 형성되는 원추구멍; 줄 안내구멍의 출구와 만나도록 중간지지대에 형성되는 나사구멍; 나사구멍에 결합되고, 줄 안내구멍과 만나서 줄을 안내하는 중공형의 니들을 포함하는 특징이 있다.

본 발명은 줄 인출구를 갖는 하우징; 하우징의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트; 하우징의 상단부에 설치되는 커버 플레이트; 하우징의 내부에 설치되는 지지체; 지지체에 설치되는 각도 검출기; 각도 검출기의 회전축에 결합되는 회전체; 회전체와 베이스 플레이트의 사이에 설치되는 피봇축; 회전체에 설치되는 회전수 검출기; 회전수 검출기의 입력축에 연결되는 권취릴; 권취릴에 감기고, 줄 인출구를 통해 외부로 인출되는 줄; 줄의 단부와 결합되어 구조물의 표면에 발생한 균열의 경로를 따라 움직이는 펜홀더; 줄이 감기는 방향으로 권취릴에 회전력을 가하는 출력축을 갖는 태엽스프링기구; 회전수 검출기로부터 출력되는 줄의 풀린 길이와 각도 검출기로부터 출력되는 줄의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부; 제어부에 의해 누산된 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이; 균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 제어부에 입력하기 위한 키 입력부를 포함하는 것에 있어서,
상기 펜홀더의 중심을 향해 반경 방향으로 형성되는 줄 삽입구멍; 펜홀더의 외주면으로부터 줄 삽입구멍으로 이어지고, 줄삽입구멍과 직교하는 상부 탭구멍; 상부 탭구멍에 나사 결합되어 줄을 가압하는 줄 고정스크류; 펜홀더의 하단 중심에 형성되는 펜촉삽입구멍; 펜촉삽입구멍으로 삽입되는 펜촉; 펜홀더의 외주면으로부터 펜촉삽입구멍으로 이어지고, 펜촉삽입구멍과 직교하는 하부 탭구멍; 하부 탭구멍에 나사 결합되어 펜촉을 가압하는 펜촉 고정스크류를 포함하는 특징이 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하우징(20)을 구조물(15)의 표면에 밀착시킨 상태에서 펜홀더(70)에 설치된 펜촉(75)의 끝부분을 균열(16)의 경로를 따라 이동시키면, 균열(16)의 길이가 자동으로 측정되고 누산되어 표시되기 때문에 균열길이 측정작업을 신속하고 편리하게 할 수 있을 뿐만 아니라 측정 정밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

권취릴(60)로부터 인출되는 줄(61)을 중간지지대(90)에 설치된 니들(94)을 통해 안내하도록 되어 있기 때문에 굴곡이 있는 균열(16)의 경로를 따라 움직이는 줄(61)의 미세한 각도 변화를 회전체(50)를 통해 각도 검출기(41)로 전달할 수 있어 정밀한 측정결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

중간지지대(90)에 형성된 원추구멍(92)에 의해 권취릴(60)로부터 줄 안내구멍(91)으로 진입되는 줄(61)의 진입을 부드럽게 해서 줄(61)의 마모와 마찰저항을 줄일 수 있는 효과도 있다.

줄(61)이 권취릴(60)에 감기는 방향으로 탄성력을 발생시키는 태엽스프링기구(80)가 구비되어 있으므로, 권취릴(60)로부터 풀리는 줄(61)을 항상 팽팽한 상태로 일직선을 유지하도록 되어 있으므로, 균열길이의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

더 나아가서 본 발명은 펜홀더(70)에 설치된 펜촉(75)이 마모되면, 펜촉 고정스크류(77)를 풀어서 새로운 펜촉(75)으로 교환할 수 있도록 되어 있기 때문에 사용이 편리하게 되는 효과도 기대할 수 있다.

펜홀더(70)의 상단에 헤드부(78)가 형성된 경우 손으로 잡고 취급하기에 용이하고, 그립감이 향상되는 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 종래 구조물에 생긴 균열의 길이를 측정하는 것을 개략적으로 보인 도면
도 2는 본 발명에 따른 하우징을 부분 절개해서 보인 단면사시도
도 3은 본 발명에 따른 정면사시도
도 4는 본 발명에 따른 하우징으로부터 베이스 플레이트와 커버 플레이트를 분리하고, 지지체 뭉치와 회전체 뭉치를 분리해서 보인 분리사시도
도 5는 본 발명에 따른 지지체의 구성을 보인 분리사시도
도 6은 본 발명에 따른 회전체의 구성을 보인 분리사시도
도 7은 본 발명에 따른 펜홀더에 설치된 펜촉을 균열을 따라 움직일 때 줄이 줄 인출구로부터 인출되면서 균열의 굴곡을 줄이 따라 회전되는 것을 보인 사시도
도 8은 본 발명에 따른 단면도
도 9는 본 발명에 따른 중간지지대와 니들을 보인 부분 확대 단면도
도 10은 본 발명에 따른 펜홀더를 보인 부분 단면도
도 11은 도 8의 A-A'선 단면도로서, 태엽스프링기구를 보인 도면
도 12는 본 발명에 따른 블록구성도
도 13은 본 발명에 따른 펜홀더를 굴곡이 있는 균열의 경로를 따라 움직일 때 줄이 인출되면서 회전되는 것을 개략적으로 보인 도면
도 14는 본 발명에 따른 줄의 인출거리와 회전각을 삼각비를 이용해서 균열의 길이를 산출하는 것을 설명하기 위한 도면

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 줄 인출구(21)를 갖는 하우징(20); 하우징(20)의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트(22); 하우징(20)의 상단부에 설치되는 커버 플레이트(23)를 포함한다.

하우징(20)은, 예를 들면 도 2 내지 도 4, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 일정한 두께를 갖는 원통형으로 형성할 수 있으며, 베이스 플레이트(22)와 커버 플레이트(23)의 외주면에는 도 8에 도시된 바와 같이 하우징(20)의 단부에 걸리는 환형턱(부호생략)을 형성할 수 있다.

본 발명은 하우징(20)의 내부에 설치되는 지지체(30); 지지체(30)에 설치되는 각도 검출기(41); 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 결합되는 회전체(50); 회전체(50)와 베이스 플레이트(22)의 사이에 설치되는 피봇축(24)을 포함한다.

지지체(30)는 하우징(20)내부에서 베이스 플레이트(22)와 커버 플레이트(23)에 고정되고, 회전체(50)는 베이스 플레이트(22)의 중심에 설치되는 피봇축(24)과 지지체(30)에 회전가능 하게 설치된다.

각도 검출기(41)는, 예를 들면 1회전당 일정한 수의 펄스를 출력하는 로터리 인코더 또는 타코제너레이터를 이용해서 구성할 수 있다.

본 발명은 회전체(50)에 설치되는 회전수 검출기(43); 회전수 검출기(43)의 입력축(44)에 연결되는 권취릴(60); 권취릴(60)에 감기고, 줄 인출구(21)를 통해 외부로 인출되는 줄(61); 줄(61)의 단부와 결합되어 구조물(15)의 표면에 발생한 균열(16)의 경로를 따라 움직이는 펜홀더(70); 줄(61)이 감기는 방향으로 권취릴(60)에 회전력을 가하는 출력축(81)을 갖는 태엽스프링기구(80)를 포함한다.

상기 회전수 검출기(43)도 각도 검출기(41)와 마찬가지로 1회전당 일정한 수의 펄스를 출력하는 로터리 인코더 또는 타코제너레이터를 이용해서 구성할 수 있다.

권취릴(60)은, 예를 들면 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 줄(61)을 감기 위한 원기둥 형태로 형성되며, 상하 양단에는 줄(61)이 이탈되는 것을 방지하기 위해 원판 형태의 플랜지(부호생략)가 설치되고, 중심에는 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)이 삽입되어 고정되는 중공홀(60h)이 형성된다.

입력축(44)과 출력축(81)을 권취릴(60)의 중공홀(60h)에 삽입할 때 각각의 내외주면 접합부위에 혐기성 접착제를 주입해서 고정할 수 있으며, 다른 예로는 입력축(44)과 출력축(81)을 중공홀(60h)에 강제로 압입하거나 권취릴(60)을 가열해서 중공홀(60h)을 내경을 확장시킨 다음 냉각에 의한 수축에 의해 고정할 수 있고, 또 다른 예로는 권취릴(60)의 외주면으로부터 중공홀(60h)을 향해 세트스크류(도시생략)를 설치해서 입력축(44)과 출력축(81)을 압박함으로써 고정할 수 있도록 구성할 수 있다.

줄(61)은, 합성섬유 또는 탄소섬유로 만들어진 실을 이용하거나 강선으로 만든 와이어, 낚시줄 등과 같이 인장강도가 양호하고 플렉시블한 선재를 이용해서 구성할 수 있다.

태엽스프링기구(80)는, 예를 들면 도 8 및 도 11에 도시된 바와 같이 원통형의 실린더(82)에 소용돌이 모양으로 감긴 태엽스프링(85)이 설치되며, 태엽스프링(85)은 일정한 두께와 폭을 갖는 스프링 강판을 감아서 형성할 수 있다.

또, 태엽스프링(85)의 중심과 바깥쪽 단부에는 각각 이너후크(84)와 아우터후크(83)를 형성해서 이너후크(84)는 태엽스프링기구(80)의 출력축(81) 안쪽 단부에 형성된 클레비스홈(81g)에 걸어서 설치하고, 아우터후크(83)는 실린더(82)에 형성된 걸림홈(86)에 걸어서 설치한다.

본 발명은 회전수 검출기(43)로부터 출력되는 줄(61)의 풀린 길이와 각도 검출기(41)로부터 출력되는 줄(61)의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부(40); 제어부(40)에 의해 누산된 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이(45); 균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 제어부(40)에 입력하기 위한 키 입력부(46)를 포함한다.

제어부(40)는, 예를 들면 도 12에 도시된 바와 같이 내부에 연산처리부, 비휘발성 메모리(EEPROM), 휘발성 메모리(RAM), 타이머 회로부, 입출력 인터페이스 회로부 등이 온보드 또는 온칩 형태로 내장된 것으로 구성할 수 있다.

디스플레이(45)는, 예컨대 액정 디스플레이, 세븐세그먼트 디스플레이, 도트매트릭스 디스플레이를 이용해서 구성할 수 있다.

키 입력부(46)는, 예컨대 하이레벨 전위에 접속된 풀업저항(R1)(R2)에 각각 접속된 스위치(SW1)(SW2)들로 구성할 수 있으며, 이러한 스위치(SW1)(SW2)는 눌러서 접점이 닫힐 때 제어부(40)의 입력포트로 로우레벨의 전위(디지털 신호 '0')가 입력되고, 스위치(SW1)(SW2)로부터 손을 떼서 접점이 개방되면 제어부(40)의 입력포트로 하이레벨의 전위(디지털 신호 '1')가 입력되도록 구성할 수 있다.

이러한 스위치(SW1)(SW2)를 통해 측정의 시작과 종료를 입력할 수 있거나 자동측정 모드와 수동 측정모드의 전환을 입력할 수 있도록 구성할 수 있다.

예컨대 자동측정 모드는 펜홀더(70)를 균열(16)을 따라 이동시키는 동안 제어부(40)가 주기적으로 균열길이를 자동으로 측정하는 모드일 수 있고, 수동측정 모드는 스위치(SW1)(SW2)를 누를 때만 균열길이가 측정되고, 이를 반복하면서 측정된 길이가 누적되는 모드일 수 있다.

제어부(40)의 출력포트에는 스위치(SW1)(SW2)를 조작할 때마다 음성으로 알려주는 압전부저(47)를 구비할 수 있다.

각도 검출기(41)와 회전수 검출기(43)는 제어부(40)의 입력포트에 각각 접속되며, 각도 검출기(41)로부터 검출되는 줄(61)의 회전각도와 회전수 검출기(43)로부터 검출되는 줄(61)의 인출거리로부터 균열(16)의 길이를 산출하고 누산해서 디스플레이(45)를 통해 출력하게 된다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 회전수 검출기(43)에 의해 검출되는 줄(61)의 길이를 나타내는 부호 'a'와 부호 'b'를 삼각형의 두 변으로 간주하고, 각도 검출기(41)로부터 검출되는 두 변의 끼인각(A°)으로부터 제어부(40)는 삼각비에 의한 연산처리 과정을 통해 나머지 한 변의 길이(L1)를 산출하게 된다.

이와 같이 펜홀더(70)에 설치된 펜촉(75)을 균열(16)을 따라 움직일 때 균열길이를 산출하는 과정을 미세하고 빠른 주기로 반복하면 정밀한 값을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에 따른 지지체(30)는, 커버 플레이트(23)의 저면에 수직으로 설치되는 상부포스트(31); 베이스 플레이트(22)의 상면에 수직으로 설치되고, 상부포스트(31)와 일직선을 이루는 하부포스트(32); 상부포스트(31)와 하부포스트(32)의 사이에 설치되고, 각도 검출기(41)가 설치되는 고정판(33)을 포함한다.

상부포스트(31)와 하부포스트(32)는, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 복수로 구성할 수 있으며, 상부포스트(31)의 상단 중심에 형성된 탭구멍(31t)과 중심이 일치되는 카운터 보어홀(23c)을 커버 플레이트(23)에 형성해서 캡스크류(27)를 카운터 보어홀(23c)을 통해 탭구멍(31t)에 결합해서 상부포스트(31)를 커버 플레이트(23)의 저면에 설치한다.

하부포스트(32)의 하단 중심에 형성된 탭구멍(부호생략)과 중심이 일치되는 카운터 보어홀(22c)을 베이스 플레이트(22)에 형성해서 캡스크류(28)를 카운터 보어홀(22c)을 통해 하부포스트(32)의 하단에 형성된 탭구멍에 결합해서 하부포스트(32)를 베이스 플레이트(22)의 상면에 설치한다.

상부포스트(31)의 하단부에 형성된 볼트부(31b)와 하부포스트(32)의 상단부에 형성된 탭구멍(32t)과 중심이 일치되는 관통구멍(33h)을 고정판(33)에 형성해서 고정판(33)을 사이에 두고 상부포스트(31)에 형성된 볼트부(31b)를 관통구멍(33h)을 통해 하부포스트(32)에 형성된 탭구멍(32t)에 결합해서 고정판(33)을 상부포스트(31)와 하부포스트(32)에 설치한다.

이와 같이 지지체(30)를 구성하는 상부포스트(31)와 하부포스트(32)는 하우징(20)의 내부에서 커버 플레이트(23)와 베이스 플레이트(22) 사이에 수직으로 고정되며, 고정판(33)은 상부포스트(31)와 하부포스트(32)에 의해 하우징(20)의 내부에서 일정한 높이에 설치된다.

각도 검출기(41)는, 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 고정판(33)의 중앙에 형성된 큰구멍(33r)에 의해 위치가 결정되며, 고정판(33)에 형성된 체결공(33a)을 통해 삽입되는 플랫스크류(41s)를 각도 검출기(41)에 결합해서 각도 검출기(41)를 고정판(33)에 설치한다.

본 발명에 따른 회전체(50)는, 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 연결되는 커플러(51); 커플러(51)에 설치되는 커플러 고정판(52); 커플러 고정판(52)의 하부에 설치되는 상부지지대(53); 상부지지대(53)의 하단에 설치되고, 회전수 검출기(43)가 설치되는 상부격판(54)을 포함한다.

회전체(50)는, 고정판(33)과 베이스 플레이트(22) 사이에 위치되며, 각도 검출기(41)의 회전축(42)과 함께 회전되면서 줄(61)의 회전각도를 검출하게 된다.

커플러(51)는, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 커플러 고정판(52)의 중심에 설치되며, 커플러(51)의 중심에 형성된 축구멍(51h)으로 각도 검출기(41)의 회전축(42)을 삽입해서 연결한다.

이때 커플러(51)와 회전축(42) 간의 연결은 회전축(42)을 커플러(51)에 형성된 축구멍(51h)에 압입하거나 혐기성 접착제 등을 이용해서 접착할 수 있으며, 다른 예로는 커플러(51)의 외주면으로부터 축구멍(51h)을 향해 설치되는 세트스크류(도시생략)를 이용 회전축(42)을 압박해서 고정할 수도 있다.

상부지지대(53)의 상단에 형성된 탭구멍(53t)과 중심이 일치되는 관통구멍(52h)을 커플러 고정판(52)에 형성하고, 엔드스크류(25)를 관통구멍(52h)을 통해 탭구멍(53t)에 결합해서 상부지지대(53)를 커플러 고정판(52)에 설치할 수 있다.

상부지지대(53)의 하단부에 형성된 볼트부(53b)와 중심이 일치되는 관통구멍(54h)을 상부격판(54)에 형성하고, 상부지지대(53)에 형성된 볼트부(53b)를 관통구멍(54h)을 통해 중간지지대(90)의 상단에 형성된 탭구멍(90t)에 결합해서 상부격판(54)을 설치한다.

회전수 검출기(43)는, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 상부격판(54)의 중앙에 형성된 큰구멍(54r)에 의해 위치가 결정되며, 상부격판(54)에 형성된 체결공(54a)을 통해 삽입되는 플랫스크류(43s)를 회전수 검출기(43)에 결합해서 회전수 검출기(43)를 상부격판(54)에 설치한다.

본 발명은 상부격판(54)의 하부에 설치되는 중간지지대(90); 중간지지대(90)의 하단부에 설치되고, 태엽스프링기구(80)가 설치되는 하부격판(56); 하부격판(56)의 하부에 설치되는 하부지지대(57); 하부지지대(57)의 하단부에 설치되고, 피봇축(24)이 저면 중심에 설치되는 피봇고정판(58); 피봇축(24)을 지지하기 위해 베이스 플레이트(22)에 설치되는 베어링(59)을 포함한다.

중간지지대(90)의 하단에 형성된 볼트부(90b)와 중심이 일치되는 관통구멍(56h)을 하부격판(56)에 형성하고, 중간지지대(90)에 형성된 볼트부(90b)를 관통구멍(56h)을 통해 하부지지대(57)의 상단에 형성된 탭구멍(57t)에 결합해서 하부격판(56)을 설치한다.

태엽스프링기구(80)는, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 하부격판(56)의 중앙에 형성된 큰구멍(56r)에 의해 위치가 결정되며, 하부격판(56)에 형성된 체결공(56a)을 통해 삽입되는 플랫스크류(80s)를 태엽스프링기구(80)에 형성된 나사구멍(80t)에 결합해서 태엽스프링기구(80)를 하부격판(56)에 설치한다.

피봇고정판(58)에는 하부지지대(57)의 하단에 형성된 탭구멍(부호생략)과 중심이 일치되는 관통구멍(58h)을 형성하고, 엔드스크류(26)를 피봇고정판(58)에 형성된 관통구멍(58h)을 통해 삽입해서 하부지지대(57)에 형성된 탭구멍에 결합해서 피봇고정판(58)을 하부지지대(57)에 설치한다.

피봇축(24)은, 예를 들면 피봇고정판(58)의 중앙에 형성된 구멍으로 삽입한 다음 피봇축(24)과 피봇고정판(58)이 이루는 코너부를 용접해서 설치할 수 있다.

베어링(59)은, 예를 들면 도 8에 도시된 바와 같이 외륜에 턱이 형성된 플랜지형 베어링으로 구성할 수 있으며, 베이스 플레이트(22)의 중앙에 형성된 구멍(부호생략)으로 베어링(59)의 외륜을 삽입해서 외륜에 형성된 턱이 베이스 플레이트(22)에 형성된 구멍의 상단에 걸리도록 하고, 피봇축(24)을 베어링(59)의 내륜으로 삽입해서 피봇축(24)을 지지하도록 구성할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 상부격판(54)과 하부격판(56) 사이에 권취릴(60)을 위치시키고, 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)이 서로 마주보도록 동축선상에 설치하고, 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)을 권취릴(60)의 중심에 연결한다.

본 발명은 중간지지대(90)의 외주면에서 축의 직각 방향으로 형성되는 줄 안내구멍(91); 줄 안내구멍(91)의 입구에 형성되는 원추구멍(92); 줄 안내구멍(91)의 출구와 만나도록 중간지지대(90)에 형성되는 나사구멍(93); 나사구멍(93)에 결합되고, 줄 안내구멍(91)과 만나서 줄(61)을 안내하는 중공형의 니들(94)을 포함한다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 복수의 중간지지대(90) 중에 줄 인출구(21) 중앙에 위치된 중간지지대(90)에 줄 안내구멍(91)과 원추구멍(92), 나사구멍(93)이 형성된다.

또, 니들(94)이 설치되는 중간지지대(90)의 외주면 일측에는 평평한 면취부(95)를 형성할 수 있으며, 니들(94)의 단부에는 나사구멍(93)에 결합되는 수나사부(96)가 형성된다.

도 9에 나타낸 바와 같이 니들(94)의 중심에는 줄(61)을 안내하기 위한 직선형의 구멍(부호생략)이 형성되며, 균열(16)의 경로를 따라 움직이는 펜홀더(70)에 의해 줄(61)이 회전될 때 니들(94)이 줄(61)과 함께 회전되면서 회전체(50)로 회전력이 전달된다.

본 발명은 펜홀더(70)의 중심을 향해 반경 방향으로 형성되는 줄 삽입구멍(71); 펜홀더(70)의 외주면으로부터 줄 삽입구멍(71)으로 이어지고, 줄삽입구멍(71)과 직교하는 상부 탭구멍(72); 상부 탭구멍(72)에 나사 결합되어 줄(61)을 가압하는 줄 고정스크류(73)를 포함한다.

도 10에 도시된 바와 같이 펜홀더(70)의 상단에 펜홀더(70)의 외경보다 큰 외경을 갖는 둥글고 납작한 헤드부(78)를 형성해서 손으로 잡고 취급하기에 용이하도록 할 수 있다.

본 발명은 펜홀더(70)의 하단 중심에 형성되는 펜촉삽입구멍(74); 펜촉삽입구멍(74)으로 삽입되는 펜촉(75); 펜홀더(70)의 외주면으로부터 펜촉삽입구멍(74)으로 이어지고, 펜촉삽입구멍(74)과 직교하는 하부 탭구멍(76); 하부 탭구멍(76)에 나사 결합되어 펜촉(75)을 가압하는 펜촉 고정스크류(77)를 포함한다.

펜촉(75)은 예를 들면 합성수지, 목재, 금속을 이용해서 성형될 수 있으며, 펜촉(75)의 하단부를 균열(16)에 접촉시키거나 근접시킨 상태에서 균열(16)의 경로를 따라 움직인다.

이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 13에 도시된 바와 같이 하우징(20)에 설치된 베이스 플레이트(22)를 구조물(15)의 표면에 밀착시키고, 펜홀더(70)에 설치된 펜촉(75)을 균열(16)에 접촉시킨 상태에서 펜홀더(70)를 잡고 균열(16)의 경로를 따라 움직이면, 권취릴(60)에 감긴 줄(61)이 풀리게 된다.

이때 권취릴(60)에 연결된 회전축(42)이 권취릴(60)에 의해 회전되고, 회전수 검출기(43)로부터 권취릴(60)의 회전수가 검출되어 제어부(40)의 입력포트로 줄(61)의 인출 길이가 입력된다.

또, 권취릴(60)이 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)에 연결되어 있으므로 권취릴(60)이 회전되는 동안 태엽스프링기구(80)에 내장된 태엽스프링(85)에 의해 줄(61)에 인장력이 작용되면서 줄(61)이 팽팽한 상태로 일직선을 유지하게 된다.

도 13에 도시된 바와 같이 펜촉(75)을 굴곡이 있는 균열(16)을 따라 움직일 때 균열(16) 진행 방향이 바뀔 때마다 줄(61)이 회전되고, 팽팽한 줄(61)에 의해 니들(94)과 중간지지대(90)가 줄(61)과 함께 회전되면서 회전체(50) 전체가 피봇축(24)을 중심으로 회전된다.

이때 회전체(50)와 함께 회전되는 회전축(42)에 의해 각도 검출기(41)로부터 줄(61)의 회전각도가 검출되어 제어부(40)의 입력포트로 입력된다.

이와 같이 회전수 검출기(43)로부터 검출되는 줄(61)의 인출길이와 각도 검출기(41)로부터 검출되는 줄(61)의 회전각도를 이용해서 제어부(40)는 도 14에서와 같이 삼각비를 이용해서 균열(16)의 길이(L1)를 산출하게 되며, 제어부(40)가 이러한 연산처리 과정을 주기적으로 반복하면서 산출된 길이(L1)를 누산해서 균열(16)의 전체 길이를 디스플레이(45)를 통해 출력하게 된다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이 회전수 검출기(43)에 의해 검출되는 줄(61)의 길이를 나타내는 부호 'a'와 부호 'b'를 삼각형의 두 변으로 간주하고, 각도 검출기(41)로부터 검출되는 두 변의 끼인각(A°)으로부터 제어부(40)는 삼각비를 산출하는 연산처리 과정을 통해 나머지 한 변의 길이(L1)를 산출하게 된다.

이와 같이 균열길이를 산출하는 과정을 미세하고 빠른 주기로 반복하면 균열길이에 대한 값을 정밀하게 얻을 수 있게 된다.

15 : 구조물 16 : 균열
20 : 하우징 21 : 줄 인출구
22 : 베이스 플레이트 23 : 커버 플레이트
24 : 피봇축 30 : 지지체
31 : 상부포스트 32 : 하부포스트
33 : 고정판 40 : 제어부
41 : 각도 검출기 42 : 회전축
43 : 회전수 검출기 44 : 입력축
45 : 디스플레이 46 : 키 입력부
50 : 회전체 51 : 커플러
52 : 커플러 고정판 53 : 상부지지대
54 : 상부격판 56 : 하부격판
57 : 하부지지대 58 : 피봇고정판
59 : 베어링 60 : 권취릴
61 : 줄 70 : 펜홀더
71 : 줄 삽입구멍 72 : 상부 탭구멍
73 : 줄 고정스크류 74 : 펜촉삽입구멍
75 : 펜촉 76 : 하부 탭구멍
77 : 펜촉 고정스크류 80 : 태엽스프링기구
81 : 출력축 90 : 중간지지대
91 : 줄 안내구멍 92 : 원추구멍
93 : 나사구멍 94 : 니들

Claims

삭제
줄 인출구(21)를 갖는 하우징(20);
상기 하우징(20)의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트(22);
상기 하우징(20)의 상단부에 설치되는 커버 플레이트(23);
상기 하우징(20)의 내부에 설치되는 지지체(30);
상기 지지체(30)에 설치되는 각도 검출기(41);
상기 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 결합되는 회전체(50);
상기 회전체(50)와 상기 베이스 플레이트(22)의 사이에 설치되는 피봇축(24);
상기 회전체(50)에 설치되는 회전수 검출기(43);
상기 회전수 검출기(43)의 입력축(44)에 연결되는 권취릴(60);
상기 권취릴(60)에 감기고, 상기 줄 인출구(21)를 통해 외부로 인출되는 줄(61);
상기 줄(61)의 단부와 결합되어 구조물(15)의 표면에 발생한 균열(16)의 경로를 따라 움직이는 펜홀더(70);
상기 줄(61)이 감기는 방향으로 상기 권취릴(60)에 회전력을 가하는 출력축(81)을 갖는 태엽스프링기구(80);
상기 회전수 검출기(43)로부터 출력되는 상기 줄(61)의 풀린 길이와 상기 각도 검출기(41)로부터 출력되는 상기 줄(61)의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부(40);
상기 제어부(40)에 의해 누산된 상기 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이(45);
균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 상기 제어부(40)에 입력하기 위한 키 입력부(46);
를 포함하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치에 있어서,

상기 지지체(30)는,
상기 커버 플레이트(23)의 저면에 수직으로 설치되는 상부포스트(31);
상기 베이스 플레이트(22)의 상면에 수직으로 설치되고, 상기 상부포스트(31)와 일직선을 이루는 하부포스트(32);
상기 상부포스트(31)와 하부포스트(32)의 사이에 설치되고, 상기 각도 검출기(41)가 설치되는 고정판(33);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치.
줄 인출구(21)를 갖는 하우징(20);
상기 하우징(20)의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트(22);
상기 하우징(20)의 상단부에 설치되는 커버 플레이트(23);
상기 하우징(20)의 내부에 설치되는 지지체(30);
상기 지지체(30)에 설치되는 각도 검출기(41);
상기 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 결합되는 회전체(50);
상기 회전체(50)와 상기 베이스 플레이트(22)의 사이에 설치되는 피봇축(24);
상기 회전체(50)에 설치되는 회전수 검출기(43);
상기 회전수 검출기(43)의 입력축(44)에 연결되는 권취릴(60);
상기 권취릴(60)에 감기고, 상기 줄 인출구(21)를 통해 외부로 인출되는 줄(61);
상기 줄(61)의 단부와 결합되어 구조물(15)의 표면에 발생한 균열(16)의 경로를 따라 움직이는 펜홀더(70);
상기 줄(61)이 감기는 방향으로 상기 권취릴(60)에 회전력을 가하는 출력축(81)을 갖는 태엽스프링기구(80);
상기 회전수 검출기(43)로부터 출력되는 상기 줄(61)의 풀린 길이와 상기 각도 검출기(41)로부터 출력되는 상기 줄(61)의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부(40);
상기 제어부(40)에 의해 누산된 상기 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이(45);
균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 상기 제어부(40)에 입력하기 위한 키 입력부(46);
를 포함하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치에 있어서,

상기 회전체(50)는,
상기 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 연결되는 커플러(51);
상기 커플러(51)에 설치되는 커플러 고정판(52);
상기 커플러 고정판(52)의 하부에 설치되는 상부지지대(53);
상기 상부지지대(53)의 하단에 설치되고, 상기 회전수 검출기(43)가 설치되는 상부격판(54);
상기 상부격판(54)의 하부에 설치되는 중간지지대(90);
상기 중간지지대(90)의 하단부에 설치되고, 상기 태엽스프링기구(80)가 설치되는 하부격판(56);
상기 하부격판(56)의 하부에 설치되는 하부지지대(57);
상기 하부지지대(57)의 하단부에 설치되고, 상기 피봇축(24)이 저면 중심에 설치되는 피봇고정판(58);
상기 피봇축(24)을 지지하기 위해 상기 베이스 플레이트(22)에 설치되는 베어링(59)을 포함하고,
상기 상부격판(54)과 상기 하부격판(56) 사이에 상기 권취릴(60)을 위치시키고,
상기 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 상기 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)이 서로 마주보면서 동축선상에 위치되도록 설치하고,
상기 회전수 검출기(43)의 입력축(44)과 상기 태엽스프링기구(80)의 출력축(81)을 상기 권취릴(60)의 중심에 연결해서 구성한 것을 특징으로 하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치.
청구항 3에 있어서,
상기 중간지지대(90)의 외주면에서 축의 직각 방향으로 형성되는 줄 안내구멍(91);
상기 줄 안내구멍(91)의 입구에 형성되는 원추구멍(92);
상기 줄 안내구멍(91)의 출구와 만나도록 상기 중간지지대(90)에 형성되는 나사구멍(93);
상기 나사구멍(93)에 결합되고, 상기 줄 안내구멍(91)과 만나서 상기 줄(61)을 안내하는 중공형의 니들(94);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치.
줄 인출구(21)를 갖는 하우징(20);
상기 하우징(20)의 하단부에 설치되는 베이스 플레이트(22);
상기 하우징(20)의 상단부에 설치되는 커버 플레이트(23);
상기 하우징(20)의 내부에 설치되는 지지체(30);
상기 지지체(30)에 설치되는 각도 검출기(41);
상기 각도 검출기(41)의 회전축(42)에 결합되는 회전체(50);
상기 회전체(50)와 상기 베이스 플레이트(22)의 사이에 설치되는 피봇축(24);
상기 회전체(50)에 설치되는 회전수 검출기(43);
상기 회전수 검출기(43)의 입력축(44)에 연결되는 권취릴(60);
상기 권취릴(60)에 감기고, 상기 줄 인출구(21)를 통해 외부로 인출되는 줄(61);
상기 줄(61)의 단부와 결합되어 구조물(15)의 표면에 발생한 균열(16)의 경로를 따라 움직이는 펜홀더(70);
상기 줄(61)이 감기는 방향으로 상기 권취릴(60)에 회전력을 가하는 출력축(81)을 갖는 태엽스프링기구(80);
상기 회전수 검출기(43)로부터 출력되는 상기 줄(61)의 풀린 길이와 상기 각도 검출기(41)로부터 출력되는 상기 줄(61)의 회전각을 기초로 균열길이를 산출해서 누산하는 제어부(40);
상기 제어부(40)에 의해 누산된 상기 균열길이에 대한 누산 데이터를 출력하는 디스플레이(45);
균열길이 측정 스타트 신호와 종료 신호를 상기 제어부(40)에 입력하기 위한 키 입력부(46);
를 포함하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치에 있어서,

상기 펜홀더(70)의 중심을 향해 반경 방향으로 형성되는 줄 삽입구멍(71);
상기 펜홀더(70)의 외주면으로부터 상기 줄 삽입구멍(71)으로 이어지고, 상기 줄삽입구멍(71)과 직교하는 상부 탭구멍(72);
상기 상부 탭구멍(72)에 나사 결합되어 상기 줄(61)을 가압하는 줄 고정스크류(73);
상기 펜홀더(70)의 하단 중심에 형성되는 펜촉삽입구멍(74);
상기 펜촉삽입구멍(74)으로 삽입되는 펜촉(75);
상기 펜홀더(70)의 외주면으로부터 상기 펜촉삽입구멍(74)으로 이어지고, 상기 펜촉삽입구멍(74)과 직교하는 하부 탭구멍(76);
상기 하부 탭구멍(76)에 나사 결합되어 상기 펜촉(75)을 가압하는 펜촉 고정스크류(77);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 안전진단용 균열길이 측정장치.