KR102074258B1 - 터널의 천단부 스캐닝 장치 - Google Patents

터널의 천단부 스캐닝 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 작업자의 고소 작업 없이도 지상 또는 적재함이 구비된 이동 차량 등에서 라인카메라를 터널의 천단부에 위치시켜 터널 천단부에 대한 스캐닝을 통해 탐사가 용이하면서도 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치에 관한 것으로, 상세하게는 터널 천단부에 인접하여 천단부의 설정된 라인영역을 스캐닝하고 스캐닝된 이미지 정보를 송신하는 하나 이상의 라인카메라; 상기 라인카메라가 착탈되도록 거치하고 라인카메라의 촬영영역이 노출되도록 구성되는 거치대 및 상기 거치대의 저면에 연결되는 지지플레이트를 포함하는 거치부; 일단이 상기 지지플레이트의 저면에 결합되는 회전바; 및 상기 회전바의 선택된 일 부위에 힌지 결합되어 회전바를 지지하면서 힌지 결합된 축으로부터 상기 회전바가 회전될 수 있도록 하는 지지대;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

터널의 천단부 스캐닝 장치{Scanning device at the top of the tunnel}
본 발명은 작업자의 고소 작업 없이도 지상 또는 적재함이 구비된 이동 차량 등에서 라인카메라를 터널의 천단부에 위치시켜 터널 천단부에 대한 스캐닝을 통해 탐사가 용이하면서도 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치에 관한 것이다.
일반적으로 토목 구조물의 안전진단이란 구조물의 시공 중 설계에 적합한 시공을 수행 중인지 또는 구조물의 시공 후나 사용 중 설계 당시의 상태를 지속적으로 유지하는지를 검사 및 시험하는 것이다.
이러한 토목 구조물의 안전진단 대상은 대표적으로 교량, 터널, 댐, 지하철, 철도 등을 포함하고 있으며, 검사 방법으로는 육안조사, 비파괴 검사, 부분파괴 검사 등을 포함하고 있다.
육안조사는 말 그대로 관리자의 시각에 의한 검사를 통해 하자 등을 판단하는 것이며, 구조물의 외형 하자는 대부분 육안조사로 분별할 수 있다.
그러나 종래 터널 구조물의 안전진단의 경우 작업자가 육안으로 확인이 불가능한 터널의 천단부를 탐사하기 위해서는 작업자가 고소 작업차량에 탑승하여 직접 천단부를 확인해야함으로 이 과정에서 인명사고 발생의 우려가 컸다.
뿐만 아니라 아치형 단면을 갖는 터널에서는 터널의 천단부가 굴곡져 있기 때문에 무수히 많은 검사 대상 영역을 작업자가 육안으로 확인하기에는 많은 시간이 소요되므로 탐사가 비효율적으로 수행되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0553570호(2006.02.22.)
따라서 본 발명의 목적은 작업자의 고소 작업 없이도 지상 또는 적재함이 구비된 이동 차량 등에서 라인카메라를 터널의 천단부에 위치시켜 터널 천단부에 대한 스캐닝을 통해 탐사가 용이하면서도 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 터널의 천단부 스캐닝 장치는 터널 천단부에 인접하여 천단부의 설정된 라인영역을 스캐닝하고 스캐닝된 이미지 정보를 송신하는 하나 이상의 라인카메라; 상기 라인카메라가 착탈되도록 거치하고 라인카메라의 촬영영역이 노출되도록 구성되는 거치대 및 상기 거치대의 저면에 연결되는 지지플레이트를 포함하는 거치부; 일단이 상기 지지플레이트의 저면에 결합되는 회전바; 및 상기 회전바의 선택된 일 부위에 힌지 결합되어 회전바를 지지하면서 힌지 결합된 축으로부터 상기 회전바가 회전될 수 있도록 하는 지지대;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 거치대는, 상기 라인카메라의 전방에서 라인카메라의 촬영 영역을 보호하도록 결합되는 투명재질의 커버 및 를 상기 커버의 상부면에 연결되면서 터널의 천단부에 밀착되는 가이드부재를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 거치대는, 상기 지지플레이트로부터 이격되게 하면서 거치대의 수직 이동이 가이드되도록 지지플레이트와 거치대 간에 연결되는 복수의 연결바 및 상기 거치대와 지지플레이트 사이에서 각 연결바에 장착되는 탄성스프링을 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 회전바의 타단에서 지면과 평행하게 장착되는 한 쌍의 체결바와, 중공부가 형성되고 설정된 하중에 따라 선택적으로 개수가 결정되어 상기 중공부를 통해 상기 체결바에 체결되는 하나 이상의 단위 중량체를 포함하여, 상기 회전바의 타단에 대한 하중을 부가하는 중량부재;를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 회전바의 회전 방향을 향하는 위치에서 회전바의 길이방향에 대하여 직교하도록 상기 회전바의 선택된 일부위에 설치되는 수직바와, 상기 수직바의 끝단에 장착되는 제 1도르레와, 상기 중량부재가 위치하는 회전바의 타단에서 상호 위치가 이격되도록 장착되는 제 2도르레와, 제 3도르레 및 상기 회전바의 일단에 근접하여 상호 이격된 위치에서 일단과 타단이 각각 연결되면서 상기 제 1도르레, 제 2도르레 및 제 3도르레에 감겨지는 와이어로 구성되는 휨방지수단;을 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 지지플레이트를 상기 회전바에 연결하면서 회전바의 일단으로부터 다축 방향 회전이 가능하도록 구성되는 회전브라켓;을 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 회전브라켓은, 일측이 상기 회전바의 일단에 핀 결합되어 상기 회전바의 일단에서 'X축' 방향으로 회전되는 제 1링크와, "L"형상으로 일측이 상기 제 1링크의 타측에서 회전바의 길이방향과 직교하는 방향으로 핀 결합되어 상기 회전바의 일단에서 'Y축' 방향으로 회전되는 L형브라켓과, 상기 L형브라켓의 타측에 회전바의 길이방향으로 핀 결합되어 상기 회전바의 일단에서 'Z축' 방향으로 회전되는 회전플레이트 및 상기 회전플레이트의 상부 일측면에 결합되어 상기 지지플레이가 안착 및 결합되도록 공간을 제공하는 안착플레이트를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 일측이 상기 제 1링크의 타측에 결합되는 제 2링크와, 상기 회전바의 일단에서 회전바의 길이방향과 동일 방향으로 상기 제 2링크를 바라보도록 핀 결합되는 실린더와, 상기 제 2링크의 타측과 핀 결합되고 상기 실린더의 작동에 따라 실린더로부터 압축 또는 인장되는 실린더로드와, 상기 L형브라켓의 핀에 결합되어 L형브라켓의 회전방향과 동일방향으로 회전하는 제 1기어와, 상기 제 1기어에 맞물리는 회전축을 구비한 1회전모터와, 상기 회전플레이트의 핀에 결합되어 회전플레이트의 회전방향과 동일방향으로 회전하는 제 2기어 및 상기 제 2기어에 맞물리는 회전축을 구비한 제 2회전모터를 포함하는 회전수단; 및 외부로부터 입력되는 작동신호에 따라 상기 회전수단의 각 구성별 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하고 이를 실린더 또는 제 1회전모터 또는 제 2회전모터 중 선택된 하나 이상으로 전송하는 제어부;를 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 지지대는, 하단에 고정 설치되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 하부에 평행하게 배치되며 고정플레이트로부터 회전 가능하도록 결합되고 테두리를 따라 복수의 통공이 마련되는 회전플랜지를 포함하는 것이 특징이다.
이와 같이 본 발명의 터널의 천단부 스캐닝 장치는 작업자의 고소 작업 없이도 지상 또는 적재함이 구비된 이동 차량 등에서 라인카메라를 터널의 천단부에 위치시켜 터널 천단부에 대한 스캐닝을 통한 이미지 정보를 제공함으로써, 인명사고를 방지하며 탐사에 소요되는 시간을 절감할 수 있어 효율적으로 터널의 안전진단을 수행할 수 있게 되는 이점이 있다.
또한 라인카메라가 공중에 위치한 상태에서도 그 각도와 방향 등을 용이하게 조정할 수 있어 작업자에게 편의성을 제공할 수 있게 되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터널의 천단부 스캐닝 장치를 나타내는 사시도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거치부의 작동상태를 나타내는 사시도.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전바와 지지대를 나타내는 측면도.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전바의 작동상태를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전브라켓의 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량부재의 구성을 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지대의 회전수단을 나타내는 사시도.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터널의 천단부 스캐닝 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거치부의 작동상태를 나타내는 사시도이다. 그리고 도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전바와 지지대를 나타내는 측면도이며, 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전바의 작동상태를 나타내는 사시도이다. 또한 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전브라켓의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 중량부재의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지지대의 회전수단을 나타내는 사시도이다.
도 1를 참조하면, 본 발명의 터널의 천단부 스캐닝 장치는 라인카메라(10)와 거치부(20)와 회전바(50)와 지지대(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 라인카메라(10)는 터널 천단부(a)에 인접하여 천단부(a)의 설정된 라인영역을 연속적으로 스캐닝하고 스캐닝된 이미지 정보를 송신한다.
상기 라인카메라(10)는 일반적인 카메라와는 달리 1개의 라인 픽셀로 이루어진 이미지센서를 가지며, 이러한 센서 구조로 인해 스캔 대상 개체 즉, 터널의 천단부(a)를 따라 이동하면서 라인 스캐닝을 수행하게 된다.
상기 라인카메라(10)의 스캐닝에 따라 출력되는 이미지 정보는 도면에 도시된 바 없으나, 유선 또는 무선 통신망을 통해 관리자 단말이나 관제 센터의 서버로 송신될 수 있으며 상기 관리자 단말 또는 서버에서 병합 및 보정 등을 포함하는 이미치 처리를 통해 터널의 안전진단을 위해 탐사 데이터로서 활용될 수 있다.
그리고 상기 라인카메라(10)는 앞서 언급한 바와 같이 이미지센서의 처리 영역에 따라 일정한 라인 영역을 스캐닝하게 되므로, 터널 천단부(a)의 규모에 따라 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
예를 들면 하나의 라인카메라(10)가 터널 천단부(a)의 길이방향을 따라 각기 다른 영역을 이동하며 수회 촬영하는 것이거나, 둘 이상의 라인카메라(10)가 상호 인접한 위치에서 나란히 마련되어 터널 천단부(a)의 길이방향을 따라 모든 영역을 한번에 촬영하는 것일 수 있다.
상기 거치부(20)는 상기 라인카메라(10)의 거치는 물론 이하에서 설명하는 회전바(50)와 라인카메라(10)가 연결될 수 있도록 한다.
상기 거치부(20)는 상기 라인카메라(10)가 착탈되도록 거치하고 라인카메라(10)의 촬영 영역이 노출되도록 구성되는 거치대(30) 및 상기 거치대(30)의 저면에 연결되는 지지플레이트(40)가 포함될 수 있다.
상기 거치대(30)는 라인카메라(10)가 수용될 수 있는 함 형태로 구성되어 라인카메라(10)의 이동 중 거치의 안정성이 도모될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
일 예로 상기 거치대(30)는 내부에 수용공간(300)이 마련되고 일면에 개구부(310)가 형성되어 상기 라인카메라(10)가 착탈 가능하게 수용되도록 한다.
또한 상기 거치대(30)는 클립 형태로 구성되어 다양한 종류의 라인카메라(10)가 거치 및 장착됨에 있어 범용성을 제공할 수 있도록 한다.
상기 거치대(30)는 상기 라인카메라(10)의 전방에서 라인카메라(10)의 촬영 영역을 보호하도록 결합되는 투명재질의 커버(320)를 포함할 수 있으며, 이러한 커버(320)는 도 1에 도시된 바와 같이 거치대(30)의 개구부(310)의 측면에서 힌지 결합될 수 있다.
상기 지지플레이트(40)는 상기 거치대(30)의 저면에 결합되며, 공중에 위치하게 되는 상기 라인카메라(10) 및 거치대(30)의 하중을 지지한다.
한편 본 발명의 있어 상기 거치부(20)는 상기 라인카메라(10)가 터널 천단부(a)에 일정한 이격 거리가 유지된 상태로 촬영이 수행될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 라인카메라(10)로부터 출력되는 이미지 결과물에 대한 신뢰도가 향상될 수 있도록 한다.
이는 상기 거치부(20)가 지상에서 터널의 길이방향으로 이동됨에 있어 미세한 움직임에도 공중에서의 높이가 각각 달라져 라인카메라(10)의 스캐닝에 따라 출력되는 이미지는 높이 차에 인한 원근감이 발생하여 균일한 결과물을 얻기가 곤란하며 추후 이미지 보정 등과 같은 데이터 후처리가 동반되어야 하고 이러한 이미지 보정은 결과적으로 탐사 데이터로서 활용되기 위한 이미지로서 신뢰도를 저하시키게 되는 요인으로 작용할 수 있기 때문이다.
구체적으로 상기 거치대(30)는 상기 커버(320)가 터널의 천단부(a)로부터 일정 한 이격 거리가 유지될 수 있도록 커버(320)의 상부면에 연결되면서 상기 터널의 천단부(a)에 밀착되는 가이드부재(330)를 더 포함할 수 있다.
이러한 가이드부재(330)는 상기 커버(320)에 있어 상기 라인카메라(10)의 촬영영역에 간섭을 주지 않는 부위에 구성될 수 있으며, 외측을 향하는 끝단이 천단부(a)의 곡면에 대응하도록 굴곡지게 형성함으로써 가이드부재(330)를 포함한 거치대(30)의 의 안정적인 이동이 도모될 수 있도록 한다.
이에 더하여 상기 거치대(30)는 상기 가이드부재(330)가 터널의 천단부(a)에 밀착됨에 따라 상기 지지플레이트(40)로 부여되는 하중에 대한 완충수단이 마련되는 것이 바람직하다.
일 예로, 상기 거치대(30)는 연결바(340)와 탄성스프링(350)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연결바(340)는 상기 지지플레이트(40)로부터 상기 거치대(30)의 수직 이동이 가이드되도록 지지플레이트(40)와 거치대(30) 간에 연결되어 있다. 예를 들면 상기 연결바(340)는 상기 지지플레이트(40)의 각 모서리 부위마다 연결되어 안정적인 지지와 하중이 분산될 수 있도록 한다.
상기 탄성스프링(350)은 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 거치대(30)와 지지플레이트(40) 사이에서 각 연결바(340)에 장착되어 이탈이 방지되면서, 상기 거치대(30)가 지지플레이트(40)로부터 수직 이동함에 있어 복원력을 부여하도록 한다.
즉 상기 탄성스프링(350)은 터널의 천단부(a)에 가이드부재(330)가 접하여 밀착될 경우 장착 부위별로 거치대(30)에 각기 다른 복원력이 부여되게 하여 천단부(a)의 굴곡에 따라 적절한 압력으로 상기 가이드부재(330)가 밀착되게 한다.
이와 같이 상기 거치대(30)는 가이드부재(330)를 마련하여 수용된 라인카메라(10)가 스캔 대상이 되는 터널의 천단부(a)에 일정한 이격 거리가 유지된 상태에서 연속적인 스캐닝이 수행되도록 함으로써 각각의 라인 영역에서의 스캔 이미지는 균일한 원근감을 가질 수 있게 되는 것이다.
상기 회전바(50)는 일단이 상기 거치부(20)의 지지플레이트(40) 저면에 결합되어 라인카메라(10)를 거치하는 거치부(20)를 지지하는 것으로, 터널의 높이와 회전 반경 등을 고려하여 그 길이가 선택적으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 회전바(50)는 상기 지지플레이트(40)가 결합된 상태에서 작업자가 직립 상태를 조정함으로써 터널의 천단부(a)에 라인카메라(10)가 인접되게 이동시킬 수 있다.
상기 지지대(60)는 회전바(50)의 선택된 일 부위에 힌지 결합되어 상기 회전바(50)를 지면으로부터 지지하면서 힌지 결합된 축으로부터 상기 회전바(50)가 회전될 수 있도록 한다.
즉 상기 지지대(60)는 지렛대의 원리를 이용하여 상기 회전바(50)를 회전시킴으로써 회전바(50)의 직립 및 기울기 상태를 용이하게 조정할 수 있도록 한다.
이때 상기 회전바(50)와 지지대(60) 간의 힌지 결합 위치에 따라 상기 회전바(50)의 회전 반경이 결정될 수 있으므로, 터널 천단부(a)의 높이를 고려하여 회전바(50) 및 지지대(60) 간 상호 결합 위치를 적절하게 선택하는 것이 바람직하다.
이러한 지지대(60)는 통상의 영상 장비용 삼각대와 유사 구조를 가질 수 있는 등 공지 기술을 통해 다양하게 실시될 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
또한 상기 지지대(60)는 도 6에 도시된 바와 같이 하단에 고정 설치되는 고정플레이트(600) 및 상기 고정플레이트(600)의 하부에 평행하게 배치되며 고정플레이트(600)로부터 회전 가능하도록 결합되고 테두리를 따라 복수의 통공이 마련되는 회전플랜지(700)를 포함하여, 본 발명의 터널의 천단부 스캐닝 장치가 적재함이 구비된 이동 차량에 통공을 통해 볼트 결합됨으로써 고정 설치되도록 함과 더불어 고정 상태에서도 필요에 따라 전체적인 방향 회전이 가능하도록 한다.
한편 본 발명의 터널의 천단부 스캐닝 장치는 상기 회전바(50) 및 지지대(60) 등이 구비되어 고소 작업차을 이용하지 않고서 거치부(20)의 높이를 조정할 수 있게 되는데, 이때 작업자가 적은 힘으로도 용이하게 상기 거치부(20)의 높이가 조정될 수 있도록 하는 중량부재(70)를 더 포함할 수 있다.
상기 중량부재(70)는 상기 회전바(50)의 타단에 연결되어 상기 회전바(50)의 회전 작동이 용이해질 수 있도록 하중을 부여한다.
즉 상기 중량부재(70)는 회전바(50)의 타단에 대하여 하중을 부가하여 회전바(50)가 작업자의 적은 힘으로도 쉽게 직립할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 회전바(50)의 일단에 위치하는 라인카메라(10)가 터널의 천단부(a)에 인접한 상태에서 중량부재(70)의 하중이 부가됨에 따라 상기 가이드부재(330)의 밀착 상태가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것이다.
여기서 상기 중량부재(70)는 복수의 단위 중량체(700)로 구성될 수 있으며, 회전바(50)의 타단에 연결되는 단위 중량체(700)의 개수에 따라 하중의 증감이 결정될 수 있는 바, 상기 회전바(50)가 평상 시에는 직립하지 않을 정도의 하중이 부가될 수 있도록 단위 중량체(700)의 개수가 선택됨이 바람직하다.
또한 상기 단위 중량체(700)의 체결을 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 상기 중량부재(70)는 회전바(50)의 타단에서 지면과 평행하게 장착되는 한 쌍의 체결바(710)를 구성하고, 상기 단위 중량체(700)는 상기 체결바(710)에 끼워질 수 있도록 중공부(701)가 구성되도록 한다.
이때 상기 체결바(710)의 경우 그 길이를 연장하여 단위 중량체(700)가 끼워지도록 함은 물론 작업자가 회전바(50)를 용이하게 누를 수 있도록 하는 손잡이(720)로서 활용되도록 하는 것이 바람직하다.
한편 본 실시 예에서는 상기 회전바(50)의 길이가 상당히 긴경우 회전바 자체의 무게에 의해 회전바가 휘어지는 것을 방지하기 위하여 회전바(50)가 휨방지수단을 포함하는 예를 제시하고 있다.
상기 휨방지수단은 도 2a에 도시된 바와 같이 회전바(50)에 결합되는 수직바(500)와, 상기 수직바(500)를 거쳐 복수의 도르레(520, 530, 540)를 통해 회전바(50)의 무게중심을 이동시키기 위한 와이어(510)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저 수직바(500)는 상기 회전바(50)의 선택된 일부위에 직교하는 방향으로 결합되어 있다.
즉 수직바(500)는 회전바(50)에 일체로 설치되되, 회전바(50)의 회전방향을 향하는 위치에서 상기 회전바(50)의 길이방향에 대하여 직교하도록 설치되어 있다.
더욱 바람직하게 상기 수직바(500)는 상기 회전바(50)가 지면으로부터 평행을 유지한 상태에서 상기 지지대(60)와 힌지 결합된 부위의 상부에 위치하도록 설치되어 이하에서 설명하는 와이어를 통한 무게중심을 지지대(60) 방향으로 이동시키면서 회전바(50)의 휨 모멘트에 저항하게 작용하도록 한다.
그리고 수직바(500)는 끝단에 제 1도르레(520)가 장착되어 있으며, 상기 중량부재(70)가 위치하는 회전바(50)의 타단에는 상호 위치가 이격되는 제 2도르레(530)와 제 3도르레(540)가 장착되어 있다.
상기 와이어(510)는 상기 회전바(50)의 일단에 근접하여 상호 이격된 위치에 일단과 타단이 연결되면서, 상기 제 1도르레(520), 제 2도르레(530) 및 제 3도르레(540)에 감겨져 있다.
이때 상기 와이어(510)의 일단과 타단은 상기 회전바(50)에 연결됨에 있어 턴버클(turn buckle)(511)을 통해 연결되게 하여 와이어(510)에 대한 장력을 선택적으로 조정할 수 있도록 되어 있다.
한편 본 발명의 터널의 천단부 스캐닝 장치는 상기 지지플레이트(40)를 상기 회전바(50)에 연결하면서, 상기 지지플레이트(40)가 회전바(50)의 일단으로부터 X, Y, Z축 방향으로 회전 가능하도록 구성되는 회전브라켓(80)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면 본 실시 예에 따른 회전브라켓(80)은 제 1링크(800)와 L형브라켓(810)과 회전플레이트(820) 및 안착플레이트(830)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1링크(800)는 한 쌍의 판이 상호 일정 간격으로 이격되게 구성되어 있으며, 그 일측이 상기 회전바(50)의 일단에 핀 결합되어 상기 회전바(50)의 일단에서 'X축' 방향으로 회전할 수 있다.
상기 L형브라켓(810)은 "L"형상으로 일측이 상기 제 1링크(800)의 타측에서 회전바(50)의 길이방향과 직교하는 방향으로 핀 결합되어 상기 회전바(50)의 일단에서 'Y축' 방향으로 회전할 수 있다.
상기 회전플레이트(820)는 상기 L형브라켓(810)의 타측에 회전바(50)의 길이방향으로 핀 결합되어 상기 회전바(50)의 일단에서 'Z축' 방향으로 회전할 수 있다.
상기 안착플레이트(830)는 상기 회전플레이트(820)의 상부 일측면에 결합되어 상기 지지플레이(40)가 안착 및 결합될 수 있는 공간을 제공하도록 한다.
뿐만 아니라 본 실시 예에 따르면 상기 지지프레이트(40)는 상기 안착플레이트(830)에 자유 회전할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
예를 들면 도 4에 도시된 바와 같이 상기 지지플레트(40)와 안착플레이트(830) 사이에는 우레탄과 같이 탄성을 같은 재질로 구성되는 연결블록(840)을 구비하고, 상기 안착플레이트(830)로부터 상기 연결블록(840)을 관통하면서 상기 지지플레이트(40)에 일단이 볼트 결합되는 체결핀을 통해 상호 연결될 수 있다.
상기 체결핀은 일단만이 지지플레이트(40)에 볼트 결합됨으로써 상기 지지플레이트(40)가 고정된 상태에서 안착플레이트(830)로부터 연결블록(830)과 함께 자유 회전 가능하게 된다.
이때 상기 연결블록(840)의 측면을 관통하여 상기 체결핀의 회전 움직임을 조정하는 조정핀(850)을 더 포함할 수 있다. 상기 조정핀(850)은 볼트 구조로 상기 연결블록(840)의 측면에서 조여지거나 풀리도록 되어 상기 체결핀의 회전이 자유롭게 이루어지도록 조정하거나 체결핀의 회전을 제한하도록 조정할 수 있다.
이에 따라 회전브라켓(80)에 결합된 거치부(20)가 터널의 천단부(a)에 밀착되면서 유동할 경우, 연결블록(840)에 의한 완충 작용이 이루어짐에 더하여 스캔하고자 하는 천단부(a)의 굴곡에 적합하게 라인카메라(10)의 촬영 각도 등을 용이하게 조정할 수 있게 된다.
이와 같은 회전브라켓(80)의 각 구성들은 핀 결합을 통해 연결되며 결합된 핀의 축을 기준으로 회전함으로써 회전바(50)로부터 라인카메라(10)가 다축 방향 회전 이동이 수행될 수 있도록 하는데, 터널 탐지 특성 상 원거리에 있는 라인카메라(10)의 회전은 작업자에 의해 조정되기 쉽지 않다.
이에 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 회전브라켓(80)에 더하여 회전브라켓(80)의 다축 회전이 개별 전동기구에 의해 회전할 수 있도록 하는 회전수단(90)과 이를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함하는 예를 제시한다.
상기 회전수단(90)은 일측이 상기 제 1링크(800)의 타측에 결합되는 제 2링크(900)와, 상기 회전바(50)의 일단에서 회전바(50)의 길이방향과 동일 방향으로 상기 제 2링크(900)를 바라보도록 핀 결합되는 실린더(910) 및 상기 제 2링크(900)의 타측과 핀 결합되고 상기 실린더(910)의 작동에 따라 실린더(910)로부터 압축 또는 인장되어 상기 제 2링크(900)와 연결된 제 1링크(800)를 회전 작동 시키는 실린더로드(920)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 상기 회전수단(90)은 상기 L형브라켓(810)의 핀에 결합되어 L형브라켓의 회전방향과 동일방향으로 회전하는 제 1기어(930)와, 상기 제 1기어(930)에 맞물리는 회전축을 구비한 1회전모터(940)와, 상기 회전플레이트(820)의 핀에 결합되어 회전플레이트(820)의 회전방향과 동일방향으로 회전하는 제 2기어(950) 및 상기 제 2기어(950)에 맞물리는 회전축을 구비한 제 2회전모터(960)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제어부는 도면에 도시된 바 없으나, 외부로부터 입력되는 작동신호에 따라 상기 회전수단(90)의 각 구성별 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하고 이를 선택된 전동기구 즉 실린더(920) 또는 제 1회전모터(940) 또는 제 2회전모터(960) 중 선택된 하나 이상으로 전송할 수 있다.
이때 상기 제어부는 상기 실리더로드(920)의 압축 또는 인장 상태를 감지하기 위한 제1센서와, 상기 제 1회전모터(940)의 회전수를 감지하기 위한 제 2센서 및 상기 제 2회전모터(960)의 회전수를 감지하기 위한 제 3센서를 구비하며, 각 센서의 감지신호를 입력받고 이를 분석하여 회전브라켓(80)의 각 구성별 회전 상태를 추정 및 모니터링할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10 : 라인카메라 20 : 거치부
30 : 거치대 40 : 지지플레이트
50 : 회전바 60 : 지지대
70 : 중량부재 80 : 회전브라켓
90 : 회전수단 300 : 내부공간
310 : 개구부 320 : 커버
330 : 가이드부재 340 : 연결바
350 : 탄성스프링 500 : 수직바
510 : 와이어 520 : 제 1도르레
530 : 제 2도르레 540 : 제 3도르레
600 : 고정플레이트 700 : 단위 중량체
710 : 체결바 720 : 손잡이
800 : 제 1링크 810 : L형브라켓
820 : 회전플레이트 830 : 안착플레이트

Claims (9)

  1. 터널 천단부에 인접하여 천단부의 설정된 라인영역을 스캐닝하고 스캐닝된 이미지 정보를 송신하는 하나 이상의 라인카메라;
    상기 라인카메라가 착탈되도록 거치하고 라인카메라의 촬영영역이 노출되도록 구성되는 거치대 및 상기 거치대의 저면에 연결되는 지지플레이트를 포함하는 거치부;
    일단이 상기 지지플레이트의 저면에 결합되는 회전바; 및
    상기 회전바의 선택된 일 부위에 힌지 결합되어 회전바를 지지하면서 힌지 결합된 축으로부터 상기 회전바가 회전될 수 있도록 하는 지지대;를 포함하고,
    상기 회전바의 타단에서 지면과 평행하게 장착되는 한 쌍의 체결바와, 중공부가 형성되고 설정된 하중에 따라 선택적으로 개수가 결정되어 상기 중공부를 통해 상기 체결바에 체결되는 하나 이상의 단위 중량체를 포함하여, 상기 회전바의 타단에 대한 하중을 부가하는 중량부재;를 더 포함하고,
    상기 회전바의 회전 방향을 향하는 위치에서 회전바의 길이방향에 대하여 직교하도록 상기 회전바의 선택된 일부위에 설치되는 수직바와, 상기 수직바의 끝단에 장착되는 제 1도르레와, 상기 중량부재가 위치하는 회전바의 타단에서 상호 위치가 이격되도록 장착되는 제 2도르레와, 제 3도르레 및 상기 회전바의 일단에 근접하여 상호 이격된 위치에서 일단과 타단이 각각 연결되면서 상기 제 1도르레, 제 2도르레 및 제 3도르레에 감겨지는 와이어로 구성되는 휨방지수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 거치대는,
    상기 라인카메라의 전방에서 라인카메라의 촬영 영역을 보호하도록 결합되는 투명재질의 커버 및 를 상기 커버의 상부면에 연결되면서 터널의 천단부에 밀착되는 가이드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 거치대는,
    상기 지지플레이트로부터 이격되게 하면서 거치대의 수직 이동이 가이드되도록 지지플레이트와 거치대 간에 연결되는 복수의 연결바 및 상기 거치대와 지지플레이트 사이에서 각 연결바에 장착되는 탄성스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 지지플레이트를 상기 회전바에 연결하면서 회전바의 일단으로부터 다축 방향 회전이 가능하도록 구성되는 회전브라켓;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 회전브라켓은,
    일측이 상기 회전바의 일단에 핀 결합되어 상기 회전바의 일단에서 'X축' 방향으로 회전되는 제 1링크와, "L"형상으로 일측이 상기 제 1링크의 타측에서 회전바의 길이방향과 직교하는 방향으로 핀 결합되어 상기 회전바의 일단에서 'Y축' 방향으로 회전되는 L형브라켓과, 상기 L형브라켓의 타측에 회전바의 길이방향으로 핀 결합되어 상기 회전바의 일단에서 'Z축' 방향으로 회전되는 회전플레이트 및 상기 회전플레이트의 상부 일측면에 결합되어 상기 지지플레이가 안착 및 결합되도록 공간을 제공하는 안착플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    일측이 상기 제 1링크의 타측에 결합되는 제 2링크와, 상기 회전바의 일단에서 회전바의 길이방향과 동일 방향으로 상기 제 2링크를 바라보도록 핀 결합되는 실린더와, 상기 제 2링크의 타측과 핀 결합되고 상기 실린더의 작동에 따라 실린더로부터 압축 또는 인장되는 실린더로드와, 상기 L형브라켓의 핀에 결합되어 L형브라켓의 회전방향과 동일방향으로 회전하는 제 1기어와, 상기 제 1기어에 맞물리는 회전축을 구비한 1회전모터와, 상기 회전플레이트의 핀에 결합되어 회전플레이트의 회전방향과 동일방향으로 회전하는 제 2기어 및 상기 제 2기어에 맞물리는 회전축을 구비한 제 2회전모터를 포함하는 회전수단; 및
    외부로부터 입력되는 작동신호에 따라 상기 회전수단의 각 구성별 작동을 제어하기 위한 제어신호를 생성 및 출력하고 이를 실린더 또는 제 1회전모터 또는 제 2회전모터 중 선택된 하나 이상으로 전송하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지지대는,
    하단에 고정 설치되는 고정플레이트 및 상기 고정플레이트의 하부에 평행하게 배치되며 고정플레이트로부터 회전 가능하도록 결합되고 테두리를 따라 복수의 통공이 마련되는 회전플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널의 천단부 스캐닝 장치.
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