KR102299670B1 - Pipeline deformation measuring device capable of measuring inclination - Google Patents

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KR102299670B1
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유성수
강정희
지현욱
송호면
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한국건설기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a pipe deformation measurement device capable of gradient measurement. More specifically, the present invention easily measures a gradient and a deformation rate of a pipe through the pipe deformation measurement device inputted into the pipe.

Description

경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치{Pipeline deformation measuring device capable of measuring inclination}Pipeline deformation measuring device capable of measuring inclination

본 발명은 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관로 내에 투입되는 관로 변형 측정장치를 통해 간편하게 관로의 경사도 및 변형률을 측정할 수 있는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe strain measuring device capable of measuring the inclination, and more particularly, to a pipe strain measuring device capable of measuring the slope that can easily measure the inclination and strain of a pipe through the pipe strain measuring device input into the pipe. will be.

일반적으로, 하수나 오수 또는 폐수 등의 유체를 소통시키는 데 사용되는 지하 매설용 배관으로는 흄관이나 강재로 제작된 강성관을 사용하거나 수명이 길고 이물질의 걸림 현상이 거의 없는 합성수지 등으로 제작되는 연성관을 사용하게 된다. In general, as a pipe for underground burial used to communicate fluids such as sewage, sewage, or wastewater, a Hume pipe or a rigid pipe made of steel is used, or a flexible pipe made of synthetic resin with a long lifespan and almost no jamming of foreign substances. will use

이러한 연성관은 연성작용을 통해 어느 정도의 지반 거동이 발생하더라도 깨지거나 훼손되는 것을 방지하는 이점을 가지 고 있으나, 지하에 매설 후 토사를 뒷채움하게 되므로 그 상부토압의 하중에 의해 관이 어느 정도의 압력을 받게 되고 또한 장기간의 매설에 따른 주변의 지반 거동에 의해 연성관에 변형이 발생하게 되며, 강성관 역시 토사의 뒷채움 시공시 또는 장기간의 매설에 따른 상부토압과 주변 지반 거동에 의해 파손되어 외부물체가 관로 내부로 돌출되거나 우그러지는 현상이 발생할 수 있다. These flexible pipes have the advantage of preventing breakage or damage even if a certain level of ground motion occurs through the ductile action. In addition, deformation occurs in the flexible pipe due to the surrounding ground behavior following long-term burial, and the rigid pipe is also damaged by the upper earth pressure and surrounding ground behavior during the backfilling of soil or long-term burial, resulting in external objects. A phenomenon may occur which protrudes or collapses into the pipe.

따라서, 관로의 이상유무를 확인하여 교체나 보수 등 변형정도에 따른 대체작업을 수행하기 위한 관의 변형을 측정하게 되 는데, 종래에는 관로 내부에 변위계를 설치하거나 CCTV 촬영장비로 관로 내부를 촬영하거나 또는 기계식 변형량 측정장비를 사용하여 관의 변형량을 측정하였다.Therefore, by checking the abnormality of the pipe, the deformation of the pipe is measured to perform replacement work according to the degree of deformation such as replacement or repair. Conventionally, a displacement meter is installed inside the pipe, Alternatively, the deformation amount of the pipe was measured using a mechanical deformation amount measuring device.

하지만 관경별로 그에 맞는 각각의 측정장치를 구비해야 하는 기계식 변형량 측정장비를 사용하는 경우에는 기기작동이 어려울 뿐만 아니라 CCTV 화면을 통해 부착된 자의 눈금을 읽는 형태로 변형률을 측정하므로 이 또한 측정의 신뢰성이 떨 어지며 측정 개소당 30분 정도의 소요시간이 필요하여 측정의 효율성이 떨어지며, 관로의 경사도는 측정할 수 없는 문제점이 있었다.However, when using a mechanical strain measuring device that must be equipped with each measuring device for each pipe diameter, it is difficult to operate the device, and since the strain is measured by reading the scale of the attached person through the CCTV screen, the reliability of the measurement is also reduced. As it falls, it takes about 30 minutes for each measurement point, so the efficiency of measurement is reduced, and the slope of the pipeline cannot be measured.

등록특허 10-2169504, 등록일자 2020년 10월 19일, '관로 변형률 측정장치 및 이를 이용한 관로 연결부의 누수 상태 모니터링 방법'Registered Patent 10-2169504, registration date October 19, 2020, 'A pipe strain measuring device and a method for monitoring the leakage state of a pipe connection part using the same' 등록특허 10-1914357, 등록일자 2018년 10월 26일, '관로 변형 측정장치'Registered patent 10-1914357, registration date October 26, 2018, 'pipe strain measuring device'

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 관로 내에 투입되는 관로 변형 측정장치를 통해 간편하게 관로의 경사도 및 변형률을 측정할 수 있는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치를 제공하는데 있다.The present invention was created to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a pipe strain measuring device capable of measuring the inclination of a pipe, which can easily measure the inclination and strain rate of the pipe through the pipe strain measuring device input into the pipe. is doing

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치는 일단에는 관로 내부를 촬영하기 위한 카메라부(111)가 구비되어 있고, 타단에는 플랜지 구조(112)가 구비되어 있으며 내부에는 중공부가 형성되는 외측 몸체(110); 상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연을 감싸는 형태로 결합되어, 관로의 경사도를 측정하여 관로의 경사도 정보를 생성하는 경사측정센서(150); 상기 외측 몸체(110)의 내부 중공부에 안정되게 고정되어 있는 공압실린더(113); 일단이 상기 공압실린더(113)의 피스톤로드에 연결되어 있어 상기 외측 몸체(110)의 내부 중공부에서 왕복운동을 할 수 있고, 외주연에는 일정 길이로 숫나사선이 형성되어 있는 내측 몸체(120); 상기 내측 몸체(120)의 숫나사선과 나사 결합하기 위해 내측에 암나사선이 형성되어 있고 일측면에 상기 내측 몸체(120)의 왕복운동을 정지시키기 위한 고정편(131)이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있는 조절링(130); 상기 내·외측 몸체(110,120)에 고정되어 있는 일정개수의 고정부재(140)와 일단은 상기 고정부재(140)와 힌지 결합하고 타단은 롤러부재(142)와 결합되어 있는 아암부재(141); 및 상기 아암부재(141)를 상호 교차하면서 결합시켜 전개 및 접철이 용이하도록 하는 체결편(143)으로 구성된 것을 특징으로 한다.The pipe strain measuring device capable of measuring the inclination according to the present invention for achieving the above object is provided with a camera unit 111 for photographing the inside of the pipe at one end, and a flange structure 112 at the other end. The outer body 110 in which a hollow part is formed; The inclination sensor 150 is coupled to the outer periphery of the outer periphery of the flange structure 112 of the outer body 110 to measure the inclination of the conduit to generate information on the inclination of the conduit; a pneumatic cylinder 113 stably fixed to the inner hollow portion of the outer body 110; One end is connected to the piston rod of the pneumatic cylinder 113, so that it can reciprocate in the inner hollow of the outer body 110, and the inner body 120 having a male thread formed on the outer periphery with a predetermined length. ; A female thread is formed on the inside for screwing with the male thread of the inner body 120, and an insertion hole into which a fixing piece 131 for stopping the reciprocating motion of the inner body 120 is inserted is formed on one side. adjusting ring 130; a predetermined number of fixing members 140 fixed to the inner and outer bodies 110 and 120 and an arm member 141 having one end hinge-coupled to the fixing member 140 and the other end coupled to the roller member 142; and a fastening piece 143 for facilitating deployment and folding by coupling the arm members 141 while crossing each other.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 롤러부재(142)는, 상기 아암부재(141)와 탈착 가능하게 결합되며, 관로 변형 측정장치를 전진 또는 후진시키는 롤러부; 및 상기 롤러부를 정회전 또는 역회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the roller member 142 may include a roller unit detachably coupled to the arm member 141 and configured to move forward or backward the pipe strain measuring device; and a driving unit for forward or reverse rotation of the roller unit.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 내측 몸체(120)는, 상기 내측 몸체(120)의 변위를 측정하여 관로의 변형률 정보를 생성하는 변위측정센서; 관로 변형 측정장치(100)의 위치를 측정하여 위치정보를 생성하는 GPS부; 및 상기 카메라부(111)가 생성하는 영상정보, 상기 경사측정센서(150)가 생성한 경사도 정보, 상기 변위측정센서가 생성한 변형률 정보 및 상기 GPS부가 생성한 위치정보를 제어단말장치(200)로 전송해주는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inner body 120, a displacement measuring sensor for measuring the displacement of the inner body 120 to generate information on the strain rate of the pipe; GPS unit for measuring the position of the pipe strain measuring device 100 to generate position information; And the image information generated by the camera unit 111, the slope information generated by the inclination measuring sensor 150, the strain information generated by the displacement measuring sensor, and the location information generated by the GPS unit control terminal device 200 It is characterized in that it includes a control unit for transmitting to.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 제어단말장치(200)로부터 제어신호를 수신하면 롤러부재(142)를 제어하여 관로 변형 측정장치(100)를 전진 또는 후진시키는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, when receiving a control signal from the control terminal device 200, the control unit controls the roller member 142 to move the pipe strain measuring device 100 forward or backward.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 고정부재(140) 및 아암부재(141)의 방사방향 배치개수가 9개로 구성된 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the number of radial arrangement of the fixing member 140 and the arm member 141 is composed of nine.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 경사측정센서(150)는, 상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연에 결합되는 몸체부(151); 상기 몸체부(151)의 내주면에 형성되어 상기 몸체부(151)가 외측 몸체(110)를 따라 회전할 수 있도록 해주는 볼베어링부(152); 및 상기 몸체부의 하단에 형성되어 경사도를 측정하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the inclination sensor 150 includes a body portion 151 coupled to the outer periphery of the flange structure 112 of the outer body 110; a ball bearing part 152 formed on the inner circumferential surface of the body part 151 to allow the body part 151 to rotate along the outer body 110; and a sensor part formed at the lower end of the body part to measure the inclination.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 몸체부(151)는, '오' 형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the body portion 151 is formed in an 'O' shape and is fitted to the outer periphery of the flange structure 112 of the outer body 110 .

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 몸체부(151)는, 제1몸체부(151a)와 제2몸체부(151b)를 포함하며, 체결부(153)에 의해 `오` 형상으로 체결되어 상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연을 감싸는 형태로 결합되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the body part 151 includes a first body part 151a and a second body part 151b, and is fastened in a 'o' shape by the fastening part 153, It is characterized in that it is coupled in a form surrounding the outer periphery of the flange structure (112) of the outer body (110).

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 센서부는, 자이로스코프 센서인 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the sensor unit is a gyroscope sensor.

본 발명에 따른 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치는 관로 내에 관로 변형 측정장치를 간편하게 투입하여 관로의 경사도 및 변형률을 측정할 수 있는 효과가 있다.The pipe strain measuring device capable of measuring the inclination according to the present invention has the effect of measuring the inclination and strain of the pipe by simply inserting the pipe strain measuring device into the pipe.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정시스템의 블록구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정장치의 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정장치가 관로 내에 투입된 상태의 횡단면도
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정장치가 관로 내에 투입된 상태의 종단면도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정시스템을 통한 관로 변형 측정방법 순서도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 경사측정센서의 사시도1 is a block diagram of a pipeline strain measurement system according to an embodiment of the present invention;
2 is a perspective view of an apparatus for measuring pipe strain according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a cross-sectional view of a state in which the pipe strain measuring device according to an embodiment of the present invention is put into the pipe
Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of a state in which the pipe strain measuring device according to an embodiment of the present invention is put into the pipe
5 is a flow chart of a method for measuring pipeline deformation through a pipeline deformation measurement system according to an embodiment of the present invention;
6 is a perspective view of an inclination measuring sensor according to an embodiment of the present invention;

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. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Since the description of the present invention is merely an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiment described in the text. That is, since the embodiment may have various changes and may have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, it should not be understood that the scope of the present invention is limited thereby.

한편, 본 출원에서 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 제2구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows. Terms such as “first” and “second” are for distinguishing one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component.

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. When a component is referred to as being “connected” to another component, it may be directly connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between. On the other hand, when it is mentioned that a certain element is "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.

한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Meanwhile, other expressions describing the relationship between elements, that is, “between” and “immediately between” or “neighboring to” and “directly adjacent to”, etc., should be interpreted similarly.

단수의 표현은 문맥상 명백히 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.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as "comprises" or "have" refer to the embodied feature, number, step, action, component, part or these It is intended to indicate that a combination exists, and it should be understood that it does not preclude the possibility of the existence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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.Identifiers (eg, a, b, c, etc.) in each step are used for convenience of description, and the identification code does not describe the order of each step, and each step clearly indicates a specific order in context. Unless otherwise specified, it may occur in a different order from the specified order. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.

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 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms defined in general used in the dictionary should be interpreted as being consistent with the meaning in the context of the related art, and cannot be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a pipe strain measuring apparatus capable of measuring an inclination according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정시스템의 블록구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관로 변형 측정시스템은 관로 내를 이동하며, 관로의 변형률 및 경사도를 측정하는 관로 변형 측정장치(100) 및 상기 관로 변형 측정장치(100)가 측정한 관로의 변형률 정보 및 경사도 정보를 전송받아 저장하는 제어단말장치(200)로 구성된다.1 is a block diagram of a pipeline strain measurement system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the pipe strain measuring system according to the present invention moves in the pipe, and the pipe strain measuring device 100 for measuring the strain and inclination of the pipe and the pipe strain measuring device 100 measure the and a control terminal device 200 that receives and stores the strain information and the inclination information of the pipeline.

바람직하게 상기 관로 변형 측정장치(100) 및 제어단말장치(200)의 통신은 근거리 통신망(Local Area Network; LAN), 광역 통신망(Wide Area Network; WAN), 부가가치 통신망(Value Added Network; VAN), 개인 근거리 무선통신(Personal Area Network; PAN), 이동 통신망(mobile radio communication network) 또는 위성 통신망 등과 같은 모든 종류의 유무선 네트워크로 구현될 수 있다.Preferably, the communication of the pipe strain measuring device 100 and the control terminal device 200 is a local area network (LAN), a wide area network (WAN), a value added network (VAN), It may be implemented in all types of wired and wireless networks, such as personal area network (PAN), mobile radio communication network, or satellite communication network.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정장치가 관로 내에 투입된 상태의 횡단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정장치가 관로 내에 투입된 상태의 종단면도이다. 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관로 변형 측정장치(100)의 구조를 살펴보면, 크게 외측 몸체(110), 내측 몸체(120), 조절링(130), 경사측정센서(150), 아암부재(141) 및 롤러부재(142)로 구성된다.Figure 2 is a perspective view of a pipe strain measuring device according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of a state in which the pipe strain measuring device according to an embodiment of the present invention is put into the conduit, Figure 4 is one of the present invention It is a longitudinal cross-sectional view of a state in which the pipe strain measuring device according to the embodiment is put into the pipe. 2 to 4, looking at the structure of the pipe strain measuring apparatus 100 according to the present invention, the outer body 110, the inner body 120, the adjusting ring 130, the inclination measuring sensor 150 ), an arm member 141 and a roller member 142 .

먼저 상기 외측 몸체(100)는 일단에는 관로 내부를 촬영하기 위한 카메라부(111)가 구비되어 있고, 타단에는 조절링(130)과 맞닿게 되는 플랜지 구조(112)가 구비되어 있으며, 내부 중공부에는 공압실린더(113)가 안정되게 고정된다.First, the outer body 100 is provided with a camera unit 111 for photographing the inside of the conduit at one end, and a flange structure 112 that comes into contact with the control ring 130 at the other end, and has an internal hollow part. The pneumatic cylinder 113 is stably fixed.

상기 공압실린더(113)는 피스톤과 피스톤로드가 연결된 실린더의 내부에 압축공기를 유입 및 유출시키는 동작에 의해 이를 전·후진시키는 왕복운동을 수행하도록 하는 기기로 본 발명에서는 통상의 것을 사용하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The pneumatic cylinder 113 is a device that performs a reciprocating motion for moving forward and backward by introducing and flowing compressed air into and out of the cylinder to which the piston and the piston rod are connected. is to be omitted.

다음으로 내측 몸체(120)는 외주연에 일정 길이로 숫나사선이 형성되어 있고, 일단이 상기 공압실린더(113)의 피스톤로드에 연결되어 있어 상기 외측 몸체(110)의 내부 중공부에서 왕복운동을 할 수 있게 구성된다. 또한, 상기 내측 몸체의 변위를 측정하여 관로의 변형률 정보를 생성하는 변위측정센서와 관로 변형 측정장치(100)의 위치를 측정하여 위치정보를 생성하는 GPS부 및 상기 카메라부(111)가 생성하는 영상정보, 상기 경사측정센서가 생성한 경사도 정보, 상기 변위측정센서가 생성한 변형률 정보 및 상기 GPS부가 생성한 위치정보를 제어단말장치(200)로 전송해주는 제어부를 내부에 포함한다.Next, the inner body 120 has a male thread having a predetermined length on the outer periphery, and one end is connected to the piston rod of the pneumatic cylinder 113 to perform a reciprocating motion in the inner hollow of the outer body 110 . configured to do so. In addition, the displacement measuring sensor that measures the displacement of the inner body to generate strain information of the pipe and the GPS unit and the camera unit 111 that measure the position of the pipe strain measuring device 100 to generate position information are generated A control unit for transmitting image information, gradient information generated by the inclination sensor, strain information generated by the displacement measuring sensor, and location information generated by the GPS unit to the control terminal device 200 is included therein.

여기서 상기 내·외측 몸체(110,120)는 자체 무게를 줄여 상당한 동력을 필요치 않고 이동이 가능하도록 하기 위해 상기 몸체의 재질은 강재나 알루미늄에 한정되는 것은 아니고 강재의 강도와 알루미늄의 경량성의 특징을 동시에 가지고 있는 특수재질로 제작될 수도 있다.Here, the inner and outer bodies 110 and 120 reduce their own weight so that they can be moved without requiring significant power. The material of the body is not limited to steel or aluminum. It can also be made of special materials.

다음으로 상기 조절링(130)은 상기 내측 몸체(120)의 숫나사선과 나사 결합하기 위해 내측에 암나사선이 형성되어 있는데, 외측 몸체(110)의 상기 플랜지(112) 구조에 지지되어 있는 조절링(130)을 일방향으로 회전시키면 나사의 특성에 따라 내측 몸체(120)가 외측 몸체(110)의 내부 중공부에서 전진 또는 후진하게 되고 조절링(130)을 반대 방향으로 회전시키면 공압실린더(113)의 공기압에 의한 복원력과 나사 결합에 의해 내측 몸체(120)는 원상태로 다시 후진 또는 전진하게 된다.Next, the adjusting ring 130 has a female thread formed on the inside for screwing with the male thread of the inner body 120, the adjusting ring supported by the flange 112 structure of the outer body 110 ( When the 130) is rotated in one direction, the inner body 120 moves forward or backward in the inner hollow of the outer body 110 according to the characteristics of the screw, and when the adjusting ring 130 is rotated in the opposite direction, the pneumatic cylinder 113 of The inner body 120 is moved backward or forward again to the original state by the restoring force and screw coupling by the pneumatic pressure.

여기서, 상기 조절링(130)의 일측면에는 상기 내측 몸체(120)의 왕복운동을 정지시키고 일정한 위치에서 내측 몸체(120)를 가압하여 고정시키기 위한 고정편(131)이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있다.Here, an insertion hole into which a fixing piece 131 for stopping the reciprocating motion of the inner body 120 and pressing and fixing the inner body 120 at a certain position is inserted is formed in one side of the adjusting ring 130, have.

다음으로 경사측정센서(150)는 상기 외측 몸체(110)의 외주연에 결합되며, 관로의 경사도를 측정하여 관로의 경사도 정보를 생성하는데 이는 도 6과 같다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 경사측정센서(150)의 사시도이다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 경사측정센서(150)는 상기 외측 몸체(110)의 외주연에 끼움 결합되는 `오` 형상의 몸체부(151)와 상기 몸체부(151)의 내주면에 형성되어 상기 몸체부(151)가 외측 몸체(110)를 따라 회전할 수 있도록 해주는 볼베어링부(152) 및 상기 몸체부(151)의 하단에 형성되는 센서부를 포함하여 구성된다.Next, the inclination sensor 150 is coupled to the outer periphery of the outer body 110, and measures the inclination of the conduit to generate information on the inclination of the conduit, as shown in FIG. 6 . 6 is a perspective view of the inclination measuring sensor 150 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6A , the inclination sensor 150 is formed on the inner peripheral surface of the 'o'-shaped body portion 151 and the body portion 151 fitted to the outer periphery of the outer body 110 . It is configured to include a ball bearing part 152 that allows the body part 151 to rotate along the outer body 110 and a sensor part formed at the lower end of the body part 151 .

상기 몸체부(151)는 `오` 형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(110)의 외주연에 끼움 결합된다고 예시하였으나, 도 6b처럼 제1몸체부(151a)와 제2몸체부(151b)로 나뉘어져 체결부(153)에 의해 체결 시에는 `오` 형상을 이뤄 상기 외측 몸체(110)의 외주연을 감싸는 형태로 구성될 수도 있다.The body portion 151 is formed in an 'o' shape and is exemplified to be fitted to the outer periphery of the outer body 110, but is divided into a first body portion 151a and a second body portion 151b as shown in FIG. 6b. When fastened by the fastening part 153 , it may be configured to form an 'o' shape to surround the outer periphery of the outer body 110 .

또한 아울러, 상기 몸체부(151)는 별도의 체결부를 구비하지 않고, 제1몸체부(151a)에 돌기부(미도시)가 구비되고, 제2몸체부(151b)에 돌기수용부(미도시)가 구비되어 서로 끼워서 결합하는 형태로 구성될 수도 있다.In addition, the body portion 151 does not include a separate fastening portion, a protrusion (not shown) is provided on the first body portion 151a, and a protrusion receiving portion (not shown) on the second body portion 151b. may be provided and configured to be coupled to each other.

상기 센서부는 `오` 형상의 몸체부(151)의 하단에 형성됨으로, 관로 변형 측정장치(100)가 운행 시 흔들리거나 회전하여도 상기 볼베어링부(152)에 의해 항상 아래 방향에 위치하게 되어, 정밀하게 관로의 경사도 측정이 가능하다. 또한 상기 센서부는 바람직하게 경사도 측정을 위하여 자이로스코프 센서일 수 있으나 이에 한정하지는 않고, 관로의 경사도를 측정할 수 있는 센서이면 무관하다.Since the sensor part is formed at the lower end of the body part 151 of the 'o' shape, it is always positioned in the downward direction by the ball bearing part 152 even if the pipe strain measuring device 100 is shaken or rotated during operation, It is possible to accurately measure the inclination of the pipe. In addition, the sensor unit may preferably be a gyroscope sensor for measuring the inclination, but is not limited thereto, and any sensor capable of measuring the inclination of the pipe is irrelevant.

다음으로 아암부재(141)는 상기 내외측 몸체(110,120)의 외주연에 부착 고정되는 일정개수의 고정부재(140)의 일단과 힌지결합하고, 타단은 롤러부재(142)와 결합되어 있으면서 상기 아암부재(141)는 상호간 체결편(143)에 의해 교차하면서 결합되어, 상기 내측 몸체(120)의 외측 몸체(110) 내부 중공부에서의 왕복운동에 의해 관로 변형 측정장치(100)가 투입되는 관로의 내경에 맞춰서 전개나 접철이 가능하게 형성된다.Next, the arm member 141 is hinge-coupled to one end of a predetermined number of fixing members 140 attached to and fixed to the outer periphery of the inner and outer bodies 110 and 120, and the other end is coupled to the roller member 142 while being coupled to the arm. The members 141 are coupled while crossing each other by the interlocking pieces 143, and the pipe strain measuring device 100 is inserted by the reciprocating motion in the inner hollow part of the outer body 110 of the inner body 120. It is formed so that it can be unfolded or folded according to the inner diameter of the

따라서, 도 2a는 내측 몸체(120)가 외측 몸체(110)에서 어느 정도 밀려 나온 상태에서 아암부재(141)가 접철되어 소직경의 관로에 투입될 수 있는 것이고, 도 2 b는 아암부재(141)가 외측 몸체(110) 내부로 밀려 들어간 상태에서 아암부재(141)가 전개되어 있으므로 상대적으로 대직경의 관로에 사용할 수 있다.Accordingly, FIG. 2A shows that the arm member 141 is folded and put into a small-diameter pipeline in a state in which the inner body 120 is protruded from the outer body 110 to some extent, and FIG. 2B shows the arm member 141 ), since the arm member 141 is deployed in a state in which the outer body 110 is pushed into the inside, it can be used for a relatively large diameter pipe.

여기서, 상기 고정부재(140) 및 아암부재(141)의 방사방향 배치개수는 등간격으로 홀수개인 것이 바람직하며, 관로 변형여부의 확인오차를 최대한 줄이기 위해 고정부재(140) 및 아암부재(141)의 방사방향 배치개수는 9개인 것이 더욱 바람직한데, 이는 본 발명의 관로 변형 측정장치(100)의 횡단면에서 아암부재(141)에 연결되어 있는 롤러부재(142)를 꼭지점으로 하여 다각형이 형성됨을 알 수 있고, 다각형은 한 면을 바닥면으로 하여 안정을 이루게 되는 특성이 있으며 그럼으로써 중력에 의한 본 발명의 하중을 다각형의 바닥면을 형성하는 롤러부재(142)에 고르게 분산되어 안정성이 높아지게 되어 관로내에 투입되는 본발명인 관로 변형 측정장치(100)는 자연스럽게 다각형의 꼭지점을 형성하는 롤러부재(142) 중의 하나가 상부토압이나 주변의 지반 거동에 의해 주로 변형되는 관의 상부 내측면에 근접 위치하게 되는 것이다. Here, the number of radial arrangement of the fixing member 140 and the arm member 141 in the radial direction is preferably an odd number at equal intervals. It is more preferable that the number of radial arrangement of The polygon has a characteristic that it achieves stability with one side as the bottom surface, so that the load of the present invention by gravity is evenly distributed to the roller member 142 forming the bottom surface of the polygon, and the stability is increased. In the pipeline deformation measuring device 100 of the present invention, which is put into the inside, one of the roller members 142 that naturally form the polygonal vertices is located close to the inner surface of the upper part of the pipe, which is mainly deformed by the upper earth pressure or the surrounding ground motion. will be.

예를 들어, 상기 고정부재(140) 및 아암부재(141)의 방사방향 배치개수가 9개인 경우에는 8개 또는 10개인 경우에 비해 다각형의 꼭지점을 형성하는 롤러부재(142) 중의 하나가 다각형의 중심을 지나는 수직중심선 상부에 근접되게 위치하여 관의 상부 내측면에 더 가까이 위치하게 된다.For example, when the number of radial arrangement of the fixing member 140 and the arm member 141 is 9, one of the roller members 142 forming the vertices of the polygon is more than 8 or 10. It is located close to the upper part of the vertical center line passing through the center and is located closer to the upper inner surface of the tube.

마지막으로 롤러부재(142)는 관로 내에서 관로 변형 측정장치(100)를 전진 또는 후진시키는 롤러부와 상기 롤러부에 구동력을 제공하여 상기 롤러부를 정회전 또는 역회전시키는 구동부를 포함하여 구성된다.Finally, the roller member 142 is configured to include a roller part for moving forward or backward in the pipeline deformation measuring device 100 in the pipeline, and a driving part for forward or reverse rotation of the roller part by providing a driving force to the roller part.

또한 상기 롤러부재(142)는 상기 아암부재(141)와 탈착 가능하게 결합되므로, 관로 변형 측정장치(100)가 투입되는 관로의 내경에 맞춰서 롤러부재(142)를 변경해줄 수 있다.In addition, since the roller member 142 is detachably coupled to the arm member 141 , the roller member 142 may be changed according to the inner diameter of the pipe into which the pipe strain measuring device 100 is inserted.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 관로 변형 측정시스템을 통한 관로 변형 측정방법에 대해서 도 5를 통해서 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for measuring pipe strain through the pipe strain measuring system according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 5 .

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 관로 변형 측정시스템을 통한 관로 변형 측정방법의 순서도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 관로 변형 측정시스템을 통한 관로 변형 측정방법은 사용자가 관로 변형 측정장치(100)를 관로 내에 투입시키는 단계(S100)와 사용자가 제어단말장치(200)를 통해 관로 변형 측정장치(100)에 제어신호를 전송하는 단계(S200)와 관로 변형 측정장치(100)의 제어부가 관로 변형 측정장치(100)를 전진 또는 후진시키면서 영상정보, 변형률 정보, 경사도 정보 및 위치정보를 제어단말장치(200)로 전송하는 단계(S300)로 이루어진다.5 is a flowchart of a pipeline deformation measurement method through a pipeline deformation measurement system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5 , the method for measuring the pipe strain through the pipe strain measuring system according to the present invention includes the steps of the user putting the pipe strain measuring device 100 into the pipe ( S100 ) and the user controlling the terminal device 200 . Transmitting a control signal to the pipe strain measuring device 100 through (S200) and the control unit of the pipe strain measuring device 100 moving forward or backward while moving the pipe strain measuring device 100 forward or backward through image information, strain information, and slope information and transmitting the location information to the control terminal device 200 (S300).

상기 단계(S300)에서 상기 제어부는 상기 롤러부재(142)의 구동부를 제어하여 관로 변형 측정장치(100)를 전진 또는 후진시키며, 카메라부(111)가 관로 내부를 촬영하여 생성하는 영상정보와 변위측정센서가 내측 몸체(120)의 변위를 측정하여 생성하는 변형률 정보와 GPS부가 생성하는 관로 변형 측정장치(100)의 위치정보와 경사측정센서(150)가 생성하는 경사도 정보를 제어단말장치(200)로 실시간으로 전송해준다.In the step (S300), the control unit controls the driving unit of the roller member 142 to move the pipe strain measuring device 100 forward or backward, and the camera unit 111 captures the inside of the pipe to generate image information and displacement. Strain information generated by measuring the displacement of the inner body 120 by the measuring sensor, position information of the pipe strain measuring device 100 generated by the GPS unit, and inclination information generated by the inclination measuring sensor 150 are transferred to the control terminal device 200 ) is transmitted in real time.

물론 상기 단계(S100~S300)를 통해 관로 내의 이상유무 확인이 끝나면, 사용자는 상기 제어단말장치(200)를 통해 상기 관로 변형 측정장치(100)를 제어하여 관로 변형 측정장치(100)를 관로 밖으로 빼내어 수거함이 바람직하다.Of course, after checking whether there is an abnormality in the pipeline through the steps S100 to S300, the user controls the pipeline deformation measuring device 100 through the control terminal device 200 to remove the pipeline deformation measuring device 100 out of the pipeline. It is preferable to take it out and collect it.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치는 관로 내에 투입되는 관로 변형 측정장치를 통해 간편하게 관로의 경사도 및 변형률을 측정하여 관로의 이상유무를 확인할 수 있는 효과가 있다.Therefore, as described above, the pipe strain measuring device capable of measuring the inclination according to the present invention can easily measure the inclination and strain of the pipe through the pipe strain measuring device input into the pipe to check whether there is an abnormality in the pipe.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시 적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시 예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment(s) shown in the drawings, this is only exemplary, and various modifications may be made therefrom by those skilled in the art, and the above-described embodiment ( It will be understood that all or part of ) may be selectively combined and configured. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 관로 변형 측정장치
110 : 외측 몸체
111 : 카메라부
112 : 플랜지부
120 : 내측 몸체
130 : 조절링
131 : 고정편
140 : 고정부재
141 : 아암부재
142 : 롤러부재
143 : 체결편
150 : 경사측정센서
151 : 몸체부
151a : 제1몸체부
151b : 제2몸체부
152 : 볼베어링부
153 : 체결부
200 : 제어단말장치100: pipe strain measuring device
110: outer body
111: camera unit
112: flange part
120: inner body
130: adjusting ring
131: fixed piece
140: fixing member
141: arm member
142: roller member
143: fastening piece
150: inclination sensor
151: body part
151a: first body part
151b: second body part
152: ball bearing part
153: fastening part
200: control terminal device

Claims (9)

일단에는 관로 내부를 촬영하기 위한 카메라부(111)가 구비되어 있고, 타단에는 플랜지 구조(112)가 구비되어 있으며 내부에는 중공부가 형성되는 외측 몸체(110);
상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연을 감싸는 형태로 결합되어, 관로의 경사도를 측정하여 관로의 경사도 정보를 생성하는 경사측정센서(150);
상기 외측 몸체(110)의 내부 중공부에 안정되게 고정되어 있는 공압실린더(113);
일단이 상기 공압실린더(113)의 피스톤로드에 연결되어 있어 상기 외측 몸체(110)의 내부 중공부에서 왕복운동을 할 수 있고, 외주연에는 일정 길이로 숫나사선이 형성되어 있는 내측 몸체(120);
상기 내측 몸체(120)의 숫나사선과 나사 결합하기 위해 내측에 암나사선이 형성되어 있고 일측면에 상기 내측 몸체(120)의 왕복운동을 정지시키기 위한 고정편(131)이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있는 조절링(130);
상기 내·외측 몸체(110,120)에 고정되어 있는 일정개수의 고정부재(140)와 일단은 상기 고정부재(140)와 힌지 결합하고 타단은 롤러부재(142)와 결합되어 있는 아암부재(141); 및
상기 아암부재(141)를 상호 교차하면서 결합시켜 전개 및 접철이 용이하도록 하는 체결편(143)으로 구성되며,
상기 경사측정센서(150)는,
상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연에 결합되는 몸체부(151);
상기 몸체부(151)의 내주면에 형성되어 상기 몸체부(151)가 외측 몸체(110)를 따라 회전할 수 있도록 해주는 볼베어링부(152); 및
상기 몸체부의 하단에 형성되어 경사도를 측정하는 센서부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
One end is provided with a camera unit 111 for photographing the inside of the conduit, the other end is provided with a flange structure 112, the outer body 110 in which a hollow portion is formed;
The inclination sensor 150 is coupled to the outer periphery of the flange structure 112 of the outer body 110 to measure the inclination of the conduit to generate information on the inclination of the conduit;
a pneumatic cylinder 113 stably fixed to the inner hollow portion of the outer body 110;
One end is connected to the piston rod of the pneumatic cylinder 113, so that it can reciprocate in the inner hollow of the outer body 110, and the inner body 120 having a male thread formed on the outer periphery with a predetermined length. ;
A female thread is formed on the inside for screwing with the male thread of the inner body 120, and an insertion hole is formed on one side of the inner body 120 to insert a fixing piece 131 for stopping the reciprocating motion of the inner body 120. adjusting ring 130;
a predetermined number of fixing members 140 fixed to the inner and outer bodies 110 and 120 and an arm member 141 having one end hinge-coupled to the fixing member 140 and the other end coupled to the roller member 142; and
It is composed of a fastening piece 143 for easy deployment and folding by coupling the arm members 141 while crossing each other,
The inclination sensor 150,
a body portion 151 coupled to an outer periphery of the flange structure 112 of the outer body 110;
a ball bearing part 152 formed on the inner circumferential surface of the body part 151 to allow the body part 151 to rotate along the outer body 110; and
a sensor unit formed at the lower end of the body to measure the inclination;
A pipe strain measuring device capable of measuring the inclination, characterized in that it comprises a.
 제1항에 있어서,
상기 롤러부재(142)는,
상기 아암부재(141)와 탈착 가능하게 결합되며,
관로 변형 측정장치를 전진 또는 후진시키는 롤러부; 및
상기 롤러부를 정회전 또는 역회전시키는 구동부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
According to claim 1,
The roller member 142,
It is detachably coupled to the arm member 141,
a roller unit for moving the pipe strain measuring device forward or backward; and
a driving unit for forward or reverse rotation of the roller unit;
A pipe strain measuring device capable of measuring the inclination, characterized in that it comprises a.
 제1항에 있어서,
상기 내측 몸체(120)는,
상기 내측 몸체(120)의 변위를 측정하여 관로의 변형률 정보를 생성하는 변위측정센서;
관로 변형 측정장치(100)의 위치를 측정하여 위치정보를 생성하는 GPS부; 및
상기 카메라부(111)가 생성하는 영상정보, 상기 경사측정센서(150)가 생성한 경사도 정보, 상기 변위측정센서가 생성한 변형률 정보 및 상기 GPS부가 생성한 위치정보를 제어단말장치(200)로 전송해주는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
According to claim 1,
The inner body 120,
a displacement measuring sensor that measures the displacement of the inner body 120 to generate strain information of the pipe;
GPS unit for measuring the position of the pipe deformation measuring device 100 to generate position information; and
The image information generated by the camera unit 111, the slope information generated by the inclination measuring sensor 150, the strain information generated by the displacement measuring sensor, and the location information generated by the GPS unit are transferred to the control terminal device 200. a control unit that transmits;
A pipe strain measuring device capable of measuring the inclination, characterized in that it comprises a.
 제3항에 있어서,
상기 제어부는,
제어단말장치(200)로부터 제어신호를 수신하면 롤러부재(142)를 제어하여 관로 변형 측정장치(100)를 전진 또는 후진시키는 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
4. The method of claim 3,
The control unit is
When a control signal is received from the control terminal device 200, the pipe strain measuring device capable of measuring the inclination, characterized in that by controlling the roller member 142 to move the pipe strain measuring device 100 forward or backward.
 제1항에 있어서,
상기 고정부재(140) 및 아암부재(141)의 방사방향 배치개수가 9개로 구성된 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
According to claim 1,
A pipe strain measuring device capable of measuring inclination, characterized in that the number of radial arrangement of the fixing member 140 and the arm member 141 is 9.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 몸체부(151)는,
'오' 형상으로 형성되어 상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
According to claim 1,
The body portion 151,
It is formed in an 'O' shape and is fitted to the outer periphery of the flange structure (112) of the outer body (110).
 제1항에 있어서,
상기 몸체부(151)는,
제1몸체부(151a)와 제2몸체부(151b)를 포함하며, 체결부(153)에 의해 `오` 형상으로 체결되어 상기 외측 몸체(110)의 플랜지 구조(112)의 외주연을 감싸는 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.
According to claim 1,
The body portion 151,
It includes a first body part (151a) and a second body part (151b), and is fastened in a 'o' shape by a fastening part 153 to surround the outer periphery of the flange structure 112 of the outer body 110 A pipe strain measuring device capable of measuring the inclination, characterized in that it is coupled in the form.
 제1항에 있어서,
상기 센서부는,
자이로스코프 센서인 것을 특징으로 하는 경사도 측정이 가능한 관로 변형 측정장치.According to claim 1,
The sensor unit,
A pipe strain measuring device capable of measuring inclination, characterized in that it is a gyroscope sensor.
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