KR102069472B1 - 구조물 비파괴 탐사용 장치 - Google Patents

구조물 비파괴 탐사용 장치 Download PDF

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Abstract

구조물 비파괴 탐사용 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치는, 탐사 하우징, 탐사 하우징을 이동시키도록 장착되는 탐사바퀴, 및 탐사 하우징의 저면에 마련되어 피검체에 대한 탐사를 수행하는 탐사부를 포함하는 탐사 본체부; 탐사 본체부의 일측에 마련되어 탐사 하우징의 저면이 피검체에 닿지 않도록 상하 이동가능한 보조휠을 포함하는 주행 조절부; 및 탐사 본체부와 상기 주행조절부를 연결하는 연결부;를 포함한다.

Description

구조물 비파괴 탐사용 장치{NONDESTRUCTIVE INSPECTION DEVICE}
본 발명은 구조물 비파괴 탐사용 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평면을 가진 시설물은 물론 곡면을 가진 시설물에 대하여도 용이하게 비파괴 탐사를 수행할 수 있는 구조물 비파괴 탐사용 장치에 관한 것이다.
일반적으로 터널 구조물, 교량의 교각 등과 같은 콘크리트 구조물을 축조한 후 일정 시간이 지나서 콘크리트의 내구성 및 철근의 상태 등을 파악하기 위하여 탐사공정이 진행된다.
비파괴 검사는 검사 대상물을 파괴하지 않고도 내부구조(철근의 피복, 철근 간격) 등을 파악하는 것으로, 대량 생산되는 공산품과 달리 표본추출 및 파괴 검사가 불가능한 건설 구조물에 있어서 특히 유용하게 활용될 수 있으며, 관련 종래기술로는 특허 제10-1814543 등이 있다.
콘크리트 구조물에 있어서 비파괴 검사는 레이더 탐사, 자기 탐사, 방사선 탐사 및 초음파 탐사 등 다양한 방식으로 적용되고 있으나, 기본적으로 탐지 신호를 송수신하는 탐사기를 피검체 표면을 따라 이동하는 방식으로 진행된다.
도 1과 같이, 저면 중앙부에서 신호의 수발신이 이루어지는 종래의 탐사기(10)는 피검체(W) 표면을 따라 주행되며, 피검체(W)가 매끄러운 평면일 경우에는 안정적으로 탐사가 수행된다.
그러나, 피검체(W)가 원기둥과 같은 곡면일 경우나 피검체(W)가 평면이라 하더라도 굴곡이 많은 경우에는 탐사기 저면 중앙부가 피검체(W)의 표면과 맞닿아 탐사기 전방 주행륜이 회전이 안되어 거리측정 센서의 오작동, 탐사기 저면 마모에 의한 손상 등이 발생하게 되어, 탐사기의 안정적인 주행 및 신호수발신이 불가능하다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0104096호(2010.09.29.) 대한민국 등록특허 제10-1814543호(2018.01.23.)
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 피검체의 곡률에 따라 하강하는 보조휠을 포함하는 주행 조절부를 마련함으로써 피검체가 평면인 경우는 물론 곡면일 경우에도 안정적으로 피검체를 탐사할 수 있도록 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치는, 탐사 하우징, 상기 탐사 하우징을 이동시키도록 장착되는 탐사바퀴, 및 상기 탐사 하우징의 저면에 마련되어 피검체에 대한 탐사를 수행하는 탐사부를 포함하는 탐사 본체부; 상기 탐사 본체부의 일측에 마련되어 상기 탐사 하우징의 저면이 상기 피검체에 닿지 않도록 상하 이동가능한 보조휠을 포함하는 주행 조절부; 및 상기 탐사 본체부와 상기 주행조절부를 연결하는 연결부;를 포함한다.
상기 주행 조절부는, 주행조절 하우징; 상기 주행조절 하우징에 내부에 마련되어 상기 보조휠의 높이를 조절하는 높이 조절부; 및 상기 높이 조절부가 구동가능하도록 입력신호를 입력하는 신호입력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 높이 조절부는, 상기 주행조절 하우징의 내부에 단면이 'ㄷ'자형 또는 중공의 원기둥 형으로 고정되는 고정부에 상하 슬라이딩 이동하는 수직이동부; 상기 신호입력부의 입력 신호에 의해 구동되는 모터부에 연결되어 상기 수직이동부에 기어 결합하는 기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수직이동부는, 상기 고정부에 슬라이딩 결합하는 한 쌍의 래크; 상기 래크의 하단부에 마련된 홀을 관통하며 양 단부에 보조휠이 마련되는 주행축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기어부는 상기 수직이동부의 래크에 결합하는 피니언 기어긴 것을 특징으로 한다.
상기 보조휠은 상기 피니언 기어의 회전에 의해 상기 고정부에 가이드 되어 상하방향으로 승강하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는, 상기 탐사 본체부를 향하는 상기 주행 조절부의 일면에 마련되는 연결판; 상기 연결판의 양측에 마련되는 상부 고정부; 및 상기 연결판의 하부에 마련되는 하부 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 고정부의 하단부에는 스프링이 마련되는 것을 특징으로 한다.
상기 보조휠은 상기 피검체의 곡률이 클 수록 하강하는 것을 특징으로 한다.
상기 연결부는 상기 탐사 본체부에 탈착가능하게 결합하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 시설물 안전진단시 피검체가 불규칙면을 가진 경우나 피검체가 곡률이 큰 경우도 안정적으로 탐사를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피검체를 안정적으로 탐사함으로써 정밀하면서도 정확한 탐사가 가능하며, 탐사용 장치 저면에 마모 발생이 없도록 할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 탐사기를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치에 대한 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치의 연결부를 나타내는 사시도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치의 주행 조절부를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치의 부속품을 나타내는 개략도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치에 대한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치의 연결부를 나타내는 사시도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치의 주행 조절부를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치의 부속품을 나타내는 개략도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치(100)는 탐사 본체부(110), 연결부(120) 및 주행 조절부(130)를 포함한다.
탐사 본체부(110)는 탐사 하우징(111), 탐사 하우징(111)을 이동시키도록 장착되는 탐사바퀴(113, 115), 및 탐사 하우징(111)의 저면에 마련되어 피검체(W)에 대한 탐사를 수행하는 탐사부(미도시)를 포함한다.
탐사 하우징(111)은 주행하고자 하는 방향으로 적어도 한 쌍의 탐사바퀴가 장착될 수 있으나, 바람직하게는 탐사 하우징(111)의 전후 방향으로 2 쌍의 탐사바퀴(113, 115)가 장착되어 피검체(W)를 안정적으로 주행할 수 있다.
탐사 하우징(111)은 직육면체, 타원형 등으로 형성될 수 있으나, 탐사 하우징(111)의 일측은 주행 조절부(130)와의 연결을 위해 직육면체 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.
탐사 하우징(111)의 일측에는 주행 조절부(130)가 연결부(120)를 통해 연결된다.
탐사부(미도시)는 탐사 본체부(110)가 주행하면서 피검체(W)의 내부 구조를 검사한다. 탐사부(미도시)는 일반적인 기술인바 탐사부(미도시)에 대한 자세한 설명은 생략한다.
주행 조절부(130)는 탐사 본체부(110)의 일측에 마련되어 탐사 하우징(111)의 저면이 피검체에(W) 닿지 않도록 상하 이동가능한 보조휠(137)을 포함한다.
주행 조절부(130)는 주행조절 하우징(131), 높이 조절부(H), 신호입력부(I)를 포함한다.
주행조절 하우징(131)은 직육면체 형상으로 마련될 수 있으며, 주행조절 하우징(131)의 타측에는 연결부(120)가 고정된다.
높이 조절부(H)는 주행조절 하우징(131)의 내부에 마련되어 보조휠(137)의 높이를 조절하는 것이다.
신호입력부(I)는 높이 조절부(H)가 구동가능하도록 입력신호를 입력하는 것이다. 신호입력부(I)는 피검체(W)의 곡률에 따라 상승신호 또는 하강신호가 입력되며, 피검체(W)의 곡률이 작은 경우 상승신호가 입력되며 피검체(W)의 곡률이 큰 경우에는 하강신호가 입력된다.
신호입력부(I)의 입력신호는 회로부(C)에 입력되어 출력신호를 모터부(139)에 보내게 되어, 신호입력부(I)의 입력신호에 의해 모터부(139)가 정방향 또는 역방향으로 회전하게 되며 모터부(139)의 회전에 의해 보조휠(137)은 상승 또는 하강하게 된다.
높이 조절부(H)는 주행조절 하우징(131)의 내부에 단면이 'ㄷ'자형 또는 중공의 원기둥 형으로 고정되는 고정부(132)에 상하 슬라이딩 이동하는 수직이동부(134), 신호입력부(I)의 입력 신호에 의해 구동되는 모터부(139)에 연결되어 수직이동부(134)에 기어 결합하는 기어부(136)를 포함한다. 모터부(139)는 스텝모터일 수 있다.
수직이동부(134)는 고정부(132)에 슬라이딩 결합하는 한 쌍의 래크(134a, 134b), 래크(134a, 134b)의 하단부에 마련된 홀(134c)을 관통하며 양 단부에 보조휠이 마련되는 주행축(134d)을 포함한다.
래크 본체부(134b)는 직육면체의 기둥모양으로 마련되며, 고정부(132)를 중심으로 슬라이딩 이동한다. 래크 본체부(134b)의 일면에는 기어부(136)와 치합하는 톱니부(134a)가 마련된다.
기어부(136)는 톱니부(134a)와 치합하도록 피니언 기어로 형성될 수 있으며, 피니언 기어의 정회전 또는 역회전의 회전운동에 의해 래크부(134a, 134b)가 상하이동을 할 수 있게 된다.
이때, 보조휠(137)은 피니언 기어의 회전에 의해 고정부(132)에 가이드 되어 상하방향으로 승강하게 된다.
연결부(120)는 탐사 본체부(110)를 향하는 주행 조절부(130)의 일면에 마련되는 연결판(121), 연결판(121)의 양측에 마련되는 상부 고정부(123), 연결판(121)의 하부에 마련되는 하부 고정부(125)를 포함한다.
상부 고정부(123)는 한 쌍으로 마련되어 탐사 본체부(110)의 상부에 결합되는 것이다. 상부 고정부(123)는 'ㄱ'자 혹은 'ㄴ'자 형태로 마련된다.
하부 고정부(125)는 적어도 한 개 이상으로 마련되며, 미도시하였지만 탐사 본체부(110)의 하부에 하부 고정부(125)가 결합하는 결합부(미도시)가 마련될 수 있으나, 하부 고정부(125)의 길이가 길도록 마련되어 탐사 본체부(110)의 하면을 감싸도록 마련될 수 있다.
상부 고정부(123)의 하단부는 연결판(121)의 내부에 삽입되며, 연결판(121)의 내부 양측에는 스프링(127)이 마련된다. 이에 스프링(127)의 탄성력에 의해 상부 고정부(123)는 탐사 본체부(110)의 상부를 탄성적으로 지지하게 된다.
본 발명에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치(100)의 주행 조절부(130)의 타면에는 신호입력부(I)가 마련될 수 있으며, 신호입력부(I)와 인접하여 조작현황 화면(D)이 배치될 수 있으며, 주행 조절부(130)의 내부에는 배터리(B)가 마련될 수 있다.
이하 본 발명에 따른 구조물 비파괴 탐사용 장치(100)의 구동을 설명한다.
피검체(W)가 평면이면서 매끈한 경우에는 주행 조절부(130)를 연결하지 않고 그대로 탐사 본체부(110)를 움직이면서 탐사를 수행하게 된다.
만일, 피검체(W)가 평면이면서 굴곡이 많은 경우나 피검체(W)가 곡면인 경우, 주행 조절부(130)에 마련되며 탐사 본체부에 탈착가능하게 결합하는 연결부(120)를 탐사 본체부(110)에 연결한다.
신호입력부(I)의 상부방향 버튼이나 하부방향 버튼을 누르는 것으로 주행조절부가 ON 되도록 설정될 수 있으며, 피검체(W)의 굴곡이 큰 경우나 피검체(W)의 곡률이 큰 경우 보조휠(137)은 하강된다.
피검체(W)의 굴곡이 크면 클수록 피검체(W)의 곡률이 크면 클수록 보조휠(137)을 하강시키기 위해 신호입력부(I)의 하부방향 버튼을 누른다.
피검체(W)가 평면이면서 피검체(W)의 굴곡이 작아질 경우, 신호입력부(I)의 상부방향 버튼을 눌러 보조휠(137)을 상승시킨다.
본 발명에 따르면, 시설물 안전진단시 피검체가 불규칙면을 가진 경우나 피검체가 곡률이 큰 경우도 안정적으로 탐사를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 피검체를 안정적으로 탐사함으로써 정밀하면서도 정확한 탐사가 가능하며, 탐사용 장치 저면에 마모 발생이 없도록 할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 구조물 비파괴 탐사용 장치
110: 탐사 본체부
120: 연결부
130: 주행 조절부

Claims (10)

  1. 탐사 하우징, 상기 탐사 하우징을 이동시키도록 장착되는 탐사바퀴, 및 상기 탐사 하우징의 저면에 마련되어 피검체에 대한 탐사를 수행하는 탐사부를 포함하는 탐사 본체부;
    상기 탐사 본체부의 일측에 마련되어 상기 탐사 하우징의 저면이 상기 피검체에 닿지 않도록 상하 이동가능한 보조휠을 포함하는 주행 조절부; 및
    상기 탐사 본체부와 상기 주행조절부를 연결하는 연결부;를 포함하며,
    상기 주행 조절부는, 주행조절 하우징; 상기 주행조절 하우징에 내부에 마련되어 상기 보조휠의 높이를 조절하는 높이 조절부; 및 상기 높이 조절부가 구동가능하도록 입력신호를 입력하는 신호입력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 높이 조절부는,
    상기 주행조절 하우징의 내부에 단면이 'ㄷ'자형 또는 중공의 원기둥 형으로 형성되어 고정되는 고정부에 상하 슬라이딩 이동하는 수직이동부;
    상기 신호입력부의 입력 신호에 의해 구동되는 모터부에 연결되어 상기 수직이동부에 기어 결합하는 기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수직이동부는,
    상기 고정부에 슬라이딩 결합하는 한 쌍의 래크;
    상기 래크의 하단부에 마련된 홀을 관통하며 양 단부에 보조휠이 마련되는 주행축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기어부는 상기 수직이동부의 래크에 결합하는 피니언 기어긴 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조휠은 상기 피니언 기어의 회전에 의해 상기 고정부에 가이드 되어 상하방향으로 승강하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는,
    상기 탐사 본체부를 향하는 상기 주행 조절부의 일면에 마련되는 연결판;
    상기 연결판의 양측에 마련되는 상부 고정부; 및
    상기 연결판의 하부에 마련되는 하부 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부 고정부의 하단부에는 스프링이 마련되는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보조휠은 상기 피검체의 곡률이 클 수록 하강하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 탐사 본체부에 탈착가능하게 결합하는 것을 특징으로 하는 구조물 비파괴 탐사용 장치.
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