KR102217038B1 - 다측점 절곡형 변위측정계 - Google Patents

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노원석
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비티컨설턴트 주식회사
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Abstract

본 발명의 지중에 매설되는 고정관(10)과 상기 고정관(10) 내에 삽입되는 3차원 변위 측정장치를 포함하는 지중변위측정장치에 있어서, 상기 3차원 변위 측정장치는 측정 대상물에 고정되는 고정부(100); 상기 고정부(100)의 타단부에 회동 가능하게 연결되는 제1 회동부(200); 및 상기 제1 회동부(200)의 타단부에 연결되며, 상기 타단부에 회동 가능하게 연결되되, 상기 고정부(100)에 대한 상기 제1 회동부(200)의 회동방향과 다른 방향으로 회동되는 제2 회동부(300)를 포함하고,
상기 제2 회동부(300)의 타단부에 연결되며, 상기 제2 회동부에 대하여 상대적인 길이를 증감할 수 있도록 슬라이드 장치로 형성되는 길이 로드부(400)를 포함하며,
상기 길이 로드부(400)의 타탄부에는 측장창치의 원주방향으로 회전 가능한 회전변위부(500)로 구성되며, 상기 제1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)에는 회동부의 회동각도변위량을 감지하는 회동변위센서부(230, 330)와, 상기 길이로드부(400)에는 길이변위량을 감지하는 길이변위센서부(430), 상기 회전변위부(500)에는 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)를 각각 구비한 다측점 절곡형 변위측정계가 제공된다.

Description

다측점 절곡형 변위측정계{Multistimetric cutting-edge displacement meter}
본 발명은 다측점 절곡형 변위측정계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중 변위를 다양한 각도로 정밀하게 측정하기 위한 다측점 절곡형 변위측정계에 관한 것이다.
도로, 터널, 교량, 댐 등의 토목 구조물의 변위나, 경사면 절개지, 지하철 공사 현장, 고층건물 신축용 지하 기초 공사시에 측벽 등의 지중 수평 변위 또는 간척 매립지, 연약지반 등의 지반 침하 변위는 구조물의 설계기준 또는 공사현장의 적용 공법에 따라 구조물 또는 측벽의 변위량을 검출하여 거동을 감시할 필요가 있다.
등록특허공보 제10-1999174호에서 대상물의 변위를 측정하는 3차원 변위 측정장치가 개발되어 사용되었으나, 도면 1에 도시된 바와 같이 회동변위센서부(1500)는 고정부(1100)와 제 1 회동부(1200)를 회동 가능하게 연결하는 제 1 회동연결부(1201)에 구비되는 제 1 회동변위센서부(1510)와, 제 1 회동부(1200)와 제 2 회동부(1300)를 회동 가능하게 연결하는 제 2 회동연결부에 구비되는 제 2 회동변위센서부(1520)를 포함하며,
상기 제 1 회동변위센서부(1510)와 제 2 회동변위센서부(1520)는 전선케이블(1020)에 각각 연결되며,
상기 전선케이블(1020)의 연결 구조를 살펴보면 상기 제 1 회동몸체(1212) 내부를 통과하여 외측 부분에 결합되는 제 2 회동연결판(1320)을 거처, 상기 제 2 회동연결판(1320)을 통과한 전선케이블은 제 2 회동몸체(1310) 내부로 연결되어 있음을 알 수 있다.
이와 같이 제 1 회동변위센서부(1510)와 제 2 회동변위센서부(1520)등을 연결하는 전선케이블(1020)이 회동부 내부에서 상기 회동부와 결합되는 회동부 연결으로 굴곡지며 연결됨에 따라 회동변위센서부(1500)의 회동부에서 관절 회동에 따른 전선케이블의 손상이 발생할 수 있다.
종래에도 대상물의 변위를 측정하는 3차원 변위 측정장치에는 다양한 각도의 변위 및 길이 방향의 변위를 측정할 수 있었으나, 뒤틀림 변위에 대한 측정이 불가하여 이에 대한 변위를 유추하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라 측정의 정밀도 있어서도 한계가 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1999174호 대한민국 등록특허공보 제10-1961766호 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0088242호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축의 반경 방향 변위는 물론 축 방향 변위를 효과적으로 측정할 수 있는 변위 측정 장치를 부가하여 다양한 각도의 변위 및 길이 방향의 변위, 뒤틀림 변위를 측정할 수 있는 회전변위 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 여러 장치가 연결되는 다측점 절곡형 변위측정 장치의 내부를 하나의 통로로 형성하며, 상기 내부통로는 측정장치의 외측으로 굴곡됨이 없이 연결되도록 하여 내부에 설치되는 다양한 센서부와, 연결되는 신호처리선 및 전원선 등의 전선케이블을 하나의 케이블 선으로 선방수처리후에 조립되도록 하여 방수기능이 부여된 측정장치를 부여하는데 또 다른 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지중에 매설되는 고정관(10)과 상기 고정관(10) 내에 삽입되는 3차원 변위 측정장치를 포함하는 지중변위측정장치에 있어서, 상기 3차원 변위 측정장치는 측정 대상물에 고정되는 고정부(100); 상기 고정부(100)의 타단부에 회동 가능하게 연결되는 제1 회동부(200); 및 상기 제1 회동부(200)의 타단부에 연결되며, 상기 타단부에 회동 가능하게 연결되되, 상기 고정부(100)에 대한 상기 제1 회동부(200)의 회동방향과 다른 방향으로 회동되는 제2 회동부(300)를 포함하고,
상기 제1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)의 내부의 연결 통공은 굴곡된 지점이 없이 연결되며,
상기 제2 회동부(300)의 타단부에 연결되며, 상기 제2 회동부에 대하여 상대적인 길이를 증감할 수 있도록 슬라이드 장치로 형성되는 길이 로드부(400)를 포함하며,
상기 길이 로드부(400)의 타탄부에는 측장창치의 원주방향으로 회전 가능한 회전변위부(500)로 구성되며, 상기 제1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)에는 회동부의 회동각도변위량을 감지하는 회동변위센서부(230, 330)와, 상기 길이로드부(400)에는 길이변위량을 감지하는 길이변위센서부(430), 상기 회전변위부(500)에는 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)를 각각 구비한 다측점 절곡형 변위측정계가 제공된다.
이때, 상기 제 1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)는 회동방향은 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 회동부(200)는 상기 고정부(100)의 타단부에 연결되는 제1 힌지커버(220)와, 상기 제1 힌지커버(220)와 조립되며 회동 가능하도록 축지지 되는 제1 힌지보스(210)로 이루어진다.
또한, 상기 제2 회동부(300)는 상기 제1 힌지보스(210)와 연결되며, 상기 제1 힌지보스(210)와 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 형성되는 제2 힌지보스(310)와 상기 제2 힌지보스(310)에 조립되며, 상기 제2 힌지보스(310)를 둘러 감싼 형태로 자전 가능하도록 형성된 제2 힌지커버(320)가 구비되며,
상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)내부 일측면 중앙부에 회동변위센서부(230, 330)가 결합되어, 상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)와 상기 제1, 2 힌지커버(220, 320)의 중첩 측부 중앙에 결합되도록 형성되어, 상기 회동변위센서부(230, 330)와 제1, 2 힌지보스(210, 310), 제1, 2 힌지커버(220, 330)의 중심축을 연결하는 제1, 2 힌지축(240, 340)으로 이루어지면서 상기 제1 힌지보스(210)와 제1 힌지커버(220)와 상기 제2 힌지보스(310)와 제2 힌지커버(320)는 동일한 형상으로 이루어진다.
그리고, 상기 제2 힌지보스(310)는 원형의 둘레면이 상기 제2 회동부(300)의 일단부 선단에 일체로 접하는 원통형 구조이되, 외측 둘레면의 절개로, 내부공간을 따르는 전선의 통과가 가능한 제2 개방부(350)가 형성됨으로써 "ㄷ"자형 단면구조를 이루며, ㄷ"자형 단면구조를 이룸에 따라, 상기 타단부와 접하는 폐쇄형의 둘레부 및 서로 나란한 원판형의 디스크부가 상기 둘레부의 양단에 형성되고, 상기 제2 힌지커버(320)와 밀착하는 어느 하나의 디스크부 중앙에는, 상기 제2 힌지축(340)을 체결을 위한 체결홀이 형성된다.
또한, 상기 제2 힌지커버(320)는, 상기 제2 힌지보스(310)가 내측으로 밀착 수용되는 원통형 구조이되, 외측둘레면 및 일측의 절개로, 상기 고정부(100) 및 제1 힌지보스(210)를 통과한 전선의 내부진입과 아울러 상기 제2 힌지보스(310)를 측방으로 조립될 수 있도록, 상기 제2 힌지보스(310)를 수용이 가능토록 한 제2 개방부(360)가 형성됨으로써 "ㄱ"자형 단면구조를 이루며,
"ㄱ"자형 단면구조를 이룸에 따라, 어느 하나의 상기 디스크부가 내면에 밀착되는 밀착판부(321), 및 상기 제1 개방부(350)를 둘러 감싸 내부공간 및 그 내부공간을 따르는 전선의 노출이 방지되도록 한 덮개부(322)가 형성되고, 상기 덮개부(322)의 중앙에는, 상기 나사홀(380)과 연통하도록 위치됨으로써, 상기 제2 힌지축(340)의 삽입이 가능토록 한 축공이 관통 형성되며, 상기 회동안내부재(370)는, 안내홈(372)과 가이드(371)가 서로 맞물려 안내하는 조합이되,
상기 "ㄷ"자형 단면구조를 가진 제2 힌지보스(310)의 2개의 디스크부(311) 중 제1 힌지커버(320)의 밀착판부(321)와 접하는 디스크부 외측 테두리면을 따라 돌출된 가이드(371)가 형성되고, 상기 가이드(371)에 대응하여 "ㄱ"자형 단면구조를 가지는 제1 힌지커버(320)의 "ㄱ"자 부분의 내부면 인 덮개부(322)의 내벽면을 따라 밀착판부(321)에 상기 가이드(371)가 삽입되는 안내홈(372)이 형성된다.
따라서 상기 제1 개방부(350)와 제2 개방부(360)는 연통되도록 연결되어 내부에 형성되는 통공은 굴곡된 지점이 없이 연결된다.
또한, 상기 길이로드부(400)는 제2 힌지커버(320)의 타단부에 연결되는 로드부(410)와 상기 로드부(410)가 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 결합되는 실린더부(420)로 형성되며, 상기 실린더부(420)에는 실린더 내부에서 슬라이딩되는 로드부의 이동변위량을 감지하는 길이센서부(430)가 구비되며,
상기 회전변위부(500)는 길이로드부(400)의 타단부에 연결되는 비회전로드부(510)와 상기 비회전로드부(510)가 내부에 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 회전부(520)로 형성되어 회전 가능하도록 볼베어링 또는 미끄럼베어링으로 형성되며, 상기 회전부(520)에는 회전부 내부에서 슬라이딩되며 회전하는 회전부의 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)가 구비된다.
그리고 회전변위센서부(530)는 상기 비회전 로드부(510)에 접속되는 비회전 감지기(531)와 상기 회전부(520)에 접속되는 회전판(535)로 이루어지며, 상기 회전판(535)의 회전 변위량을 비회전 로드부(510)에서 감지하되, 상기 회전판(535)은 베어링의 내부레이스(511)와 고정되어 회전하는 코딩휠(coding wheel;536)로 형성되며, 상기 회전판(532)은 장착링부재(537)에 의하여 상기 베어링의 내부레이스(511)에 끼움되어 결합되며, 상기 비회전로드부(510)는 결합링부(532)에 의하여 베어링의 외부레이스에 끼움 연결되고, 상기 비회전감지기(531)에는 광학레코더(540)가 부착되며, 상기 광학레코더(540)는 광선방출기 및 수신기로 이루어진다.
또한, 상기 고정관(10)은 원통형으로서 내부에 통로(20)가 형성되며, 상기 통로(20)의 내주면에는 길이방향으로 복수개의 가이드홈(21)이 구비되고, 상기 고정관(10)은 일정한 두께로 형성되며, 외주면에는 상기 가이드 홈에 의한 돌출부가 형성되며, 상기 고정관(10)과 고정관(10)을 연결하는 지중연결관(30)과, 상기 지중연결관(30)은 내통부(40)에는 상기 고정관의 외주면에 형성된 돌출부가 삽입될 수 있는 홈부(41)가 형성되어, 상기 지중연결관의 내통부(40)에 상기 고정관(10)이 삽입되어 연결된다.
또한, 상기 3차원 변위 측정장치의 외주면에는 상기 고정관(10)의 통로(20)에 삽입을 안내하는 가이드부(600)가 더 구비되며, 상기 가이드부(600)는 3차원 변위 측정장치의 단부에 연결되는 가이드 몸체(610)와 상기 가이드 몸체(610)에 결합되며, 상기 고정관의 내측면에 접촉되는 접촉부(620)와, 상기 접촉부(620)를 탄성 지지할 수 있도록 자체 탄성력을 갖으며 탄성편(630)을 포함하며,
상기 접촉부(620)는 마찰저항을 줄일 수 있도록 상기 탄성편(630)에 고정되어 회전하는 가이드롤러(640)가 더 구비되되, 상기 가이드롤러(640)의 롤러부는 상기 탄성편(630)의 외부로 일부만 돌출되어 가이드 홈에 삽입될 수 있도록 형성되며,
상기 가이드 몸체(610)는 내부 공간부를 가지는 원통형으로 형성되되, 원통형의 내부 공간부에는 3차원 변위 측정장치의 단부가 삽입되며, 상기 원통형의 내주면에는 탄성편(630)이 삽입되는 삽입홈(612)이 형성되며, 상기 삽입홈(612)에는 탄성편(630)의 일단부가 삽입되고, 상기 삽입홈(612)이 형성된 위치에 체결홀이 형성되며, 상기 원통형의 내주면에 탄성편의 일단부와 3차원 변위 측정장치의 단부가 삽입된 상태에서 상기 체결홀에 스크류를 이용하여 결합된다.
또한, 상기 회동변위센서부(230, 330)와 길이변위센서부(430), 회전변위센서부(530)는 회동변위센서부(230, 330)와 길이변위센서부(430), 회전변위센서부(530)는 하나의 연결케이블(700)로 연결되어 방수 처리되고 한쪽 단부에는 방수플러그(710)와 타단부는 방수소켓(720)으로 형성된다.
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 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 여러 장치가 연결되는 측정장치의 내부를 굴곡과 단절됨이 없이 거의 일(一)자형의 하나의 통로로 연결되도록 하여 내부에 설치되는 다양한 센서부와, 연결되는 신호처리선 및 전원선 등의 전선케이블을 하나의 케이블로 선방수처리후에 조립되도록 하여 방수기능이 부여하며, 굴곡으로 인한 케이블의 단선 및 굴곡에 따른 케이블의 처짐등을 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 축의 반경 방향 변위는 물론 축 방향 변위를 효과적으로 측정할 수 있는 변위 측정 장치를 부가하여 다양한 각도의 변위 및 길이 방향의 변위, 뒤틀림 변위를 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 발명의 3차원 변위 측정장치의 평면구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다측점 절곡형 변위측정계의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 제1, 2 회동부의 사시도이다.
도 4은 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 제1, 2 회동부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 회전변위부을 도시하는 도면이다.
도 6는 본 발명의 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 고정관과 이를 연결하는 지중연결관을 도시하는 예시도 이다.
도 7는 본 발명의 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 가이드부를 도시하는 예시도 이다.
도 8은 본 발명의 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 센서와 연결케이블의 배치상태를 간략하게 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 변위 방향을 간략하게 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 지중설치 상태를 간략하게 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
도 1은 종래 발명의 3차원 변위 측정장치의 평면구성도이며, 도 2는 종래의 다측점 절곡형 변위측정계를 개선하는 본 발명의 일 실시예에 따른 다측점 절곡형 변위측정계의 사시도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 다측점 절곡형 변위측정계의 제1, 2 회동부의 구성을 분해하여 도시하는 도면이고, 도4는 다측점 절곡형 변위측정계의 제1, 2 회동부의 단면도이다.다.
도 1의 회동부를 살펴보면, 제 1 회동부(200)는 일단이 고정부(100)에 회동 가능하게 연결되고, 타단이 후술할 제 2 회동부(300)에 회동 가능하게 연결되며, 제 1 회동부(200)에 대하여 고정부(100)와 제 2 회동부(300)가 서로 다른 방향, 예컨대 서로 직교하는 방향으로 회동 하며, 제 1 회동부(200)는 제 1 회동몸체(210) 및 센서커버(220)를 포함하고 있음을 알 수 있으며, 도 1의 연결케이블의 배치를 보면, 회동부 내부에서 외부에서 결합되는 센서 커버부의 내부를 통과하여 다시 회동부의 내부로 굴곡지게 배치되어 회동부의 회동에 의하여 파손되거나 손상되는 문제점이 있고, 이와 같이 외부의 커버부를 통과하여야함으로 센서가 부착된 상태에서는 연결시키기 곤란하다는 문제점이 있었다.
본원 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도2에 도시된 바와 같이 다측점 절곡형 변위측정계를 살펴보면, 상기 다측점 절곡형 변위측정계는 측정 대상물에 고정되는 고정부(100);
상기 고정부(100)의 타단부에 회동 가능하게 연결되는 제1 회동부(200); 및 상기 고정부(100)와 제1 회동부(200)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제1 연결관(110)으로 연결되며, 상기 제1 회동부(200)의 타단부에 연결되며, 상기 타단부에 회동 가능하게 연결되되, 상기 고정부(100)에 대한 상기 제1 회동부(200)의 회동방향과 다른 방향으로 회동되는 제2 회동부(300)를 포함하되, 상기 제1 회동부(200)와 상기 제2 회동부(300)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제2 연결관(250)으로 연결된다.
또한, 상기 제2 회동부(300)의 타단부에 연결되며, 상기 제2 회동부에 대하여 상대적인 길이를 증감할 수 있도록 슬라이드 장치로 형성되는 길이 로드부(400)를 포함하며, 상기 제2 회동부(300)와 상기 길이 로드부(400)의 사이에는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제3 연결관(390)으로 연결된다.
또한, 상기 길이 로드부(400)의 타탄부에는 측장창치의 원주방향으로 회전 가능한 회전변위부(500)로 구성되며, 상기 길이 로드부(400)와 회전변위부(500)의 사이에는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제4 연결관(440)으로 연결된다.
또한, 상기 제1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)에는 회동부의 회동각도변위량을 감지하는 회동변위센서부(230, 330)와, 상기 길이로드부(400)에는 길이변위량을 감지하는 길이변위센서부(430), 상기 회전변위부(500)에는 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)를 각각 구비한다.
도 3에는 본원발명의 특징부의 하나인 제1 회동부 및 제2 회동부에 대하여 분해 및 조립상태를 나타내고 있고,
이를 살펴보면, 상기 제 1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)는 회동방향은 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 동일한 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 회동부(200) 와 제2 회동부(300)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제2 연결관(250)으로 연결되어 있고, 상기 제 1 회동부(200)는 상기 고정부(100)의 타단부에 연결되는 제1 힌지커버(220)와, 상기 제1 힌지커버(220)와 조립되며 회동 가능하도록 축지지 되는 제1 힌지보스(210)로 이루어지며,
상기 제2 회동부(300)는 상기 제1 힌지보스(210)와 연결되며, 상기 제1 힌지보스(210)와 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 형성되는 제2 힌지보스(310)와 상기 제2 힌지보스(310)에 조립되며, 상기 제2 힌지보스(310)를 둘러 감싼 형태로 자전 가능하도록 형성된 제2 힌지커버(320)가 구비되며,
상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)내부 일측면 중앙부에 회동변위센서부(230, 330)가 결합되어, 상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)와 상기 제1, 2 힌지커버(220, 320)의 중첩 측부 중앙에 결합되도록 형성되어, 상기 회동변위센서부(230, 330)와 제1, 2 힌지보스(210, 310), 제1, 2 힌지커버(220, 330)의 중심축을 연결하는 제1, 2 힌지축(240, 340)으로 이루어지면서 상기 제1 힌지보스(210)와 제1 힌지커버(220)와 상기 제2 힌지보스(310)와 제2 힌지커버(320)는 동일한 형상으로 이루어진다.
또한, 상기 제2 힌지보스(310)는 원형의 둘레면이 상기 제2 회동부(300)의 일단부 선단에 일체로 접하는 원통형 구조이되, 외측 둘레면의 절개로, 내부공간을 따르는 전선의 통과가 가능한 제2 개방부(350)가 형성됨으로써 "ㄷ"자형 단면구조를 이루며, ㄷ"자형 단면구조를 이룸에 따라, 상기 타단부와 접하는 폐쇄형의 둘레부 및 서로 나란한 원판형의 디스크부가 상기 둘레부의 양단에 형성되고, 상기 제2 힌지커버(320)와 밀착하는 어느 하나의 디스크부 중앙에는, 상기 제2 힌지축(340)을 체결을 위한 체결홀이 형성된다.
또한, 상기 제2 힌지커버(320)는, 상기 제2 힌지보스(310)가 내측으로 밀착 수용되는 원통형 구조이되, 외측둘레면 및 일측의 절개로, 상기 고정부(100) 및 제1 힌지보스(210)를 통과한 전선의 내부진입과 아울러 상기 제2 힌지보스(310)를 측방으로 조립될 수 있도록, 상기 제2 힌지보스(310)를 수용이 가능토록 한 제2 개방부(360)가 형성됨으로써 "ㄱ"자형 단면구조를 이루며,
"ㄱ"자형 단면구조를 이룸에 따라, 어느 하나의 상기 디스크부가 내면에 밀착되는 밀착판부(321), 및 상기 제1 개방부(350)를 둘러 감싸 내부공간 및 그 내부공간을 따르는 전선의 노출이 방지되도록 한 덮개부(322)가 형성되고, 상기 덮개부(322)의 중앙에는, 상기 나사홀(380)과 연통하도록 위치됨으로써, 상기 제2 힌지축(340)의 삽입이 가능토록 한 축공이 관통 형성되며, 상기 회동안내부재(370)는, 안내홈(372)과 가이드(371)가 서로 맞물려 안내하는 조합이되,
상기 "ㄷ"자형 단면구조를 가진 제2 힌지보스(310)의 2개의 디스크부(311) 중 제1 힌지커버(320)의 밀착판부(321)와 접하는 디스크부 외측 테두리면을 따라 돌출된 가이드(371)가 형성되고, 상기 가이드(371)에 대응하여 "ㄱ"자형 단면구조를 가지는 제1 힌지커버(320)의 "ㄱ"자 부분의 내부면 인 덮개부(322)의 내벽면을 따라 밀착판부(321)에 상기 가이드(371)가 삽입되는 안내홈(372)이 형성된다.
또한, 상기 제2 회동부(300)는 상기 제1 힌지보스(210)와 연결되며, 상기 제1 힌지보스(210)와 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 형성되는 제2 힌지보스(310)와 상기 제2 힌지보스(310)에 조립되며, 상기 제2 힌지보스(310)를 둘러 감싼 형태로 자전 가능하도록 형성된 제2 힌지커버(320)가 구비되며,
상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)내부 일측면 중앙부에 회동변위센서부(230, 330)가 결합되어, 상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)와 상기 제1, 2 힌지커버(220, 320)의 중첩 측부 중앙에 결합되도록 형성된다.
앞에서 살펴 본 바와 같이 제 2 힌지보스(310)에는 내부공간을 따르는 전선의 통과가 가능한 제2 개방부(350)가 형성되고, 상기 제 2 힌지보스(310)와 조립되는 상기 제2 힌지커버(320)에는 제1 개방부(350)를 둘러 감싸 내부공간 및 그 내부공간을 따르는 전선의 노출이 방지되도록 한 덮개부(322)가 형성됨에 따라 상기 제2 회동부(300) 내부에는 전선의 통과가 가능한 공간부가 형성됨은 물론이고, 상기 제 1 회동부(200) 와 제2 회동부(300)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제2 연결관(250)으로 연결되어 있어서, 상기 고정부(100)에서 제1 힌지부, 제2 힌지부를 통과하는 내부 공간부에 통과되는 전선에는 거의 굴곡이 없으며, 회동부의 회동에 따른 전선의 손상을 방지하며, 공간부로 전선 및 센서를 통과할 수 있도록 형성하여 센서와 연결케이블(700)을 하나의 세트로 제작하여 조립할 수 있다.
또한, 상기 길이로드부(400)는 제2 힌지커버(320)의 타단부에 연결되는 로드부(410)를 구비하고 있고, 상기 제2 힌지커버(320)와 상기 길이로드부(400)를 연결하는 제3 연결관(390)은 내부의 공간부가 파이프 형태의 일자형 공간부를 구비하고 있다.
또한, 상기 길이로드부(400)는 상기 로드부(410)가 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 결합되는 실린더부(420)로 형성되며, 상기 실린더부(420)에는 실린더 내부에서 슬라이딩되는 로드부의 이동변위량을 감지하는 길이센서부(430)가 구비된다.
또한, 상기 회전변위부(500)는 길이로드부(400)의 타단부에 연결되는 비회전로드부(510)가 구비되어 있고, 상기 길이로드부(400)의 타단부와 상기 비회전로드부(510)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제4 연결관(440)으로 연결되어 된다.
또한, 상기 비회전로드부(510)와 상기 비회전로드부(510)가 내부에 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 회전부(520)로 형성되어 회전 가능하도록 볼베어링 또는 미끄럼베어링으로 형성되며, 상기 회전부(520)에는 회전부 내부에서 슬라이딩되며 회전하는 회전부의 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)가 구비된다.
또한, 상기 회전변위부(500)는 도 5에 상세하게 도시되어 있어 도5를 참조하여 살펴보면,
상기 회전변위센서부(530)는 상기 비회전 로드부(510)에 접속되는 비회전 감지기(531)와 상기 회전부(520)에 접속되는 회전판(535)로 이루어지며, 상기 회전판(535)의 회전 변위량을 비회전 로드부(510)에서 감지하되, 상기 회전판(535)은 베어링의 내부레이스(511)와 고정되어 회전하는 코딩휠(coding wheel;536)로 형성되며, 상기 회전판(532)은 장착링부재(537)에 의하여 상기 베어링의 내부레이스(511)에 끼움되어 결합되며, 상기 비회전로드부(510)는 결합링부(532)에 의하여 베어링의 외부레이스에 끼움 연결되고, 상기 비회전감지기(531)에는 광학레코더(540)가 부착되며, 상기 광학레코더(540)는 광선방출기 및 수신기로 이루어진 것을 알 수 있다. 또한, 회전각을 펄스 신호로 변환하는 로터리 엔코더등으로도 사용할 수 있다.
또한, 상기 회전부(520)와 타측 고정부(800)에는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제5 연결관(550)으로 연결되어 된다.
또한, 도6 및 도7에 도시된 바와 같이 고정관(10)은 원통형으로서 내부에 통로(20)가 형성되며, 상기 통로(20)의 내주면에는 길이방향으로 복수개의 가이드홈(21)이 구비되고, 상기 고정관(10)은 일정한 두께로 형성되며, 외주면에는 상기 가이드 홈에 의한 돌출부가 형성되며, 상기 고정관(10)과 고정관(10)을 연결하는 지중연결관(30)과, 상기 지중연결관(30)은 내통부(40)에는 상기 고정관의 외주면에 형성된 돌출부가 삽입될 수 있는 홈부(41)가 형성되어, 상기 연결관의 내통부(40)에 상기 고정관(10)이 삽입되어 연결된다.
또한, 상기 3차원 변위 측정장치의 외주면에는 상기 고정관(10)의 통로(20)에 삽입을 안내하는 가이드부(600)가 더 구비되며, 상기 가이드부(600)는 3차원 변위 측정장치의 단부에 연결되는 가이드 몸체(610)와 상기 가이드 몸체(610)에 결합되며, 상기 고정관의 내측면에 접촉되는 접촉부(620)와, 상기 접촉부(620)를 탄성 지지할 수 있도록 자체 탄성력을 갖으며 탄성편(630)을 포함하며,
상기 접촉부(620)는 마찰저항을 줄일 수 있도록 상기 탄성편(630)에 고정되어 회전하는 가이드롤러(640)가 더 구비되되, 상기 가이드롤러(640)의 롤러부는 상기 탄성편(630)의 외부로 일부만 돌출되어 가이드 홈에 삽입될 수 있도록 형성된다.
이와 같이 탄성편(630)과 가이드롤러(640)를 사용함에 따라 다측점 절곡형 변위측정계는 고정관(10)에 삽입시에 가이드홈(21)을 따라 가이드롤러가 회전하며 용이하게 삽입될 수 있다.
또한, 상기 가이드 몸체(610)는 내부 공간부를 가지는 원통형으로 형성되되, 원통형의 내부 공간부에는 3차원 변위 측정장치의 단부가 삽입되며, 상기 원통형의 내주면에는 탄성편(630)이 삽입되는 삽입홈(612)이 형성되며, 상기 삽입홈(612)에는 탄성편(630)의 일단부가 삽입되고, 상기 삽입홈(612)이 형성된 위치에 체결홀이 형성되며, 상기 원통형의 내주면에 탄성편의 일단부와 3차원 변위 측정장치의 단부가 삽입된 상태에서 상기 체결홀에 스크류를 이용하여 결합되도록 형성되어 부품들의 제작과 조립이 용이하게 할 수 있다.
도8에 도시된 바와 같이 상기 고정부(100)와 제1 회동부(200)를 연결하는 제1 연결관(110)과, 상기 제1 회동부(200)의 타단부와 제2 회동부(300)를 연결하는 제2 연결관(250), 상기 제2 회동부(300)의 타단부와 길이 로드부(400)를 연결하는 제3 연결관(390), 상기 길이 로드부(400)의 타탄부와 회전변위부(500)를 연결하는 제4 연결관(440), 상기 회전변위부(500)와 타측 고정부(800)를 연결하는 제5 연결관(550)은 내부 공간부가 원통형으로 형성되어 상기 고정부(100)에서 타측 고정부(800)까지 내부 공간부는 파이프 형상으로 형성되어, 내부 공간부에 통과되는 전선에는 거의 굴곡이 없으며, 회동부의 회동과, 회전변위부(500)의 회전변위에도 전선의 손상을 방지하며, 공간부로 전선 및 센서를 통과할 수 있도록 형성하여 센서와 연결케이블(700)을 하나의 세트로 제작하여 조립할 수 있다.
따라서, 상기 회동변위센서부(230, 330)와 길이변위센서부(430), 회전변위센서부(530)는 하나의 회동변위센서부(230, 330)와 길이변위센서부(430), 회전변위센서부(530)는 하나의 연결케이블(700)로 연결되어 방수 처리되고 한쪽 단부에는 방수플러그(710)와 타단부는 방수소켓(720)으로 형성된다.
이와 같이 센서들과 연결케이블(700)을 하나의 부품으로 연결되고, 방수 처리될 수 있도록 하여 지중에서 지하수에 의하여 다측점 절곡형 변위측정계가 침수되어도 변위의 측정과 통신에 문제가 발생되지 않게 하는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 고정부 200 : 제 1 회동부
210 : 제1 힌지보스 220 : 제1 힌지커버
230 : 회동변위센서부 240 : 제1 힌지축
300 : 제2 회동부 310 : 제2 힌지보스
320 : 제2 힌지커버 350 : 제1 개방부
360 : 제2 개방부 370 : 회동안내부재
400 : 길이로드부 410 : 로드부
420 : 실린더부 430 : 길이센서부
500 : 회전변위부 510 : 비회전로드부
520 : 회전부

Claims (7)

  1. 지중에 매설되는 고정관(10)과 상기 고정관(10) 내에 삽입되는 3차원 변위 측정장치를 포함하는 지중변위측정장치에 있어서,
    상기 3차원 변위 측정장치는
    측정 대상물에 고정되는 고정부(100);
    상기 고정부(100)의 타단부에 회동 가능하게 연결되는 제1 회동부(200); 및 상기 고정부(100)와 제1 회동부(200)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제1 연결관(110)으로 연결되며,
    상기 제1 회동부(200)의 타단부에 연결되며, 상기 타단부에 회동 가능하게 연결되되, 상기 고정부(100)에 대한 상기 제1 회동부(200)의 회동방향과 다른 방향으로 회동되는 제2 회동부(300)를 포함하되, 상기 제1 회동부(200)와 상기 제2 회동부(300)는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제2 연결관(250)으로 연결되고,
    또한, 상기 제2 회동부(300)의 타단부에 연결되며, 상기 제2 회동부에 대하여 상대적인 길이를 증감할 수 있도록 슬라이드 장치로 형성되는 길이 로드부(400)를 포함하며, 상기 제2 회동부(300)와 상기 길이 로드부(400)의 사이에는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제3 연결관(390)으로 연결되며,
    상기 길이 로드부(400)의 타탄부에는 측장창치의 원주방향으로 회전 가능한 회전변위부(500)로 구성되고, 상기 길이 로드부(400)와 회전변위부(500)의 사이에는 내부의 공간부를 가지는 파이프 형태의 제4 연결관(440)으로 연결되며,
    상기 제1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)에는 회동부의 회동각도변위량을 감지하는 회동변위센서부(230, 330),
    상기 길이로드부(400)에는 길이변위량을 감지하는 길이변위센서부(430),
    상기 회전변위부(500)에는 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)를 각각 구비하며
    상기 제 1 회동부(200) 및 제2 회동부(300)는 회동방향은 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 동일한 형상으로 이루어지며,
    상기 제 1 회동부(200)는 상기 고정부(100)의 타단부에 연결되는 제1 힌지커버(220)와, 상기 제1 힌지커버(220)와 조립되며 회동 가능하도록 축지지 되는 제1 힌지보스(210)로 이루어지며,
    상기 제2 회동부(300)는 상기 제1 힌지보스(210)와 연결되며, 상기 제1 힌지보스(210)와 서로 직교하는 방향으로 회동 가능하게 형성되는 제2 힌지보스(310)와
    상기 제2 힌지보스(310)에 조립되며, 상기 제2 힌지보스(310)를 둘러 감싼 형태로 자전 가능하도록 형성된 제2 힌지커버(320)가 구비되며,
    상기 제1, 2 힌지보스(, 310)내부 일측면 중앙부에 회동변위센서부(230, 330)가 결합되어,
    상기 제1, 2 힌지보스(210, 310)와 상기 제1, 2 힌지커버(220, 320)의 중첩 측부 중앙에 결합되도록 형성되어, 상기 회동변위센서부(230, 330)와 제1, 2 힌지보스(210, 310), 제1, 2 힌지커버(220, 330)의 중심축을 연결하는 제1, 2 힌지축(240, 340)으로 이루어지고
    상기 제2 힌지보스(310)는
    원형의 둘레면이 상기 제2 회동부(300)의 일단부 선단에 일체로 접하는 원통형 구조이되, 외측 둘레면의 절개로, 내부공간을 따르는 전선의 통과가 가능한 제1 개방부(350)가 형성됨으로써 "ㄷ"자형 단면구조를 이루며,
    ㄷ"자형 단면구조를 이룸에 따라, 상기 타단부와 접하는 폐쇄형의 둘레부 및 서로 나란한 원판형의 디스크부가 상기 둘레부의 양단에 형성되고,
    상기 제2 힌지커버(320)와 밀착하는 어느 하나의 디스크부 중앙에는, 상기 제2 힌지축(340)을 체결을 위한 체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 다측점 절곡형 변위측정계.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서
    상기 제2 힌지커버(320)는,
    상기 제2 힌지보스(310)가 내측으로 밀착 수용되는 원통형 구조이되,
    외측둘레면 및 일측의 절개로, 상기 고정부(100) 및 제1 힌지보스(210)를 통과한 전선의 내부진입과 아울러 상기 제2 힌지보스(310)를 측방으로 조립될 수 있도록, 상기 제2 힌지보스(310)를 수용이 가능토록 한 제2 개방부(360)가 형성됨으로써 "ㄱ"자형 단면구조를 이루며,
    "ㄱ"자형 단면구조를 이룸에 따라, 어느 하나의 상기 디스크부가 내면에 밀착되는 밀착판부(321), 및 상기 제1 개방부(350)를 둘러 감싸 내부공간 및 그 내부공간을 따르는 전선의 노출이 방지되도록 한 덮개부(322)가 형성되고,
    상기 덮개부(322)의 중앙에는, 나사홀(380)과 연통하도록 위치됨으로써, 상기 제2 힌지축(340)의 삽입이 가능토록 한 축공이 관통 형성되며,
    회동안내부재(370)는, 안내홈(372)과 가이드(371)가 서로 맞물려 안내하는 조합이되,
    상기 "ㄷ"자형 단면구조를 가진 제2 힌지보스(310)의 2개의 디스크부(311) 중 제1 힌지커버(320)의 밀착판부(321)와 접하는 디스크부 외측 테두리면을 따라 돌출된 가이드(371)가 형성되고,
    상기 가이드(371)에 대응하여 "ㄱ"자형 단면구조를 가지는 제1 힌지커버(320)의 "ㄱ"자 부분의 내부면인 덮개부(322)의 내벽면을 따라 밀착판부(321)에 상기 가이드(371)가 삽입되는 안내홈(372)이 형성되며,
    상기 제1 개방부(350)와 제2 개방부(360)는 연통되도록 연결되어 내부에 형성되는 통공은 굴곡된 지점이 없이 연결되는 것을 특징으로 하는 다측점 절곡형 변위측정계.
  5. 제1항에 있어서
    상기 길이로드부(400)는
    제2 힌지커버(320)의 타단부에 연결되는 로드부(410)와
    상기 로드부(410)가 내부에 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 결합되는 실린더부(420)로 형성되며,
    상기 실린더부(420)에는 실린더 내부에서 슬라이딩되는 로드부의 이동변위량을 감지하는 길이센서부(430)가 구비되는 것을 특징으로 하는 다측점 절곡형 변위측정계.
  6. 제1항에 있어서
    상기 회전변위부(500)는
    길이로드부(400)의 타단부에 연결되는 비회전로드부(510)와
    상기 비회전로드부(510)가 내부에 삽입되어 회전 가능하도록 결합되는 회전부(520)로 형성되어 회전 가능하도록 볼베어링 또는 미끄럼베어링으로 형성되며,
    상기 회전부(520)에는 회전부 내부에서 슬라이딩되며 회전하는 회전부의 회전변위량을 감지하는 회전변위센서부(530)가 구비되는 것을 특징으로 하는 다측점 절곡형 변위측정계.
  7. 제6항에 있어서
    상기 회전변위센서부(530)는
    상기 비회전 로드부(510)에 접속되는 비회전 감지기(531)와 상기 회전부(520)에 접속되는 회전판(535)로 이루어지며,
    상기 회전판(535)의 회전 변위량을 비회전 로드부(510)에서 감지하되,
    상기 회전판(535)은 베어링의 내부레이스(511)와 고정되어 회전하는 코딩휠(coding wheel;536)로 형성되며,
    회전판(532)은 장착링부재(537)에 의하여 상기 베어링의 내부레이스(511)에 끼움되어 결합되며,
    상기 비회전로드부(510)는 결합링부(532)에 의하여 베어링의 외부레이스에 끼움 연결되고,
    상기 비회전감지기(531)에는 광학레코더(540)가 부착되며, 상기 광학레코더(540)는 광선방출기 및 수신기로 이루어진 것을 특징으로 하는 다측점 절곡형 변위측정계.
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