KR102303428B1 - 이동형 교량케이블 점검장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동형 교량케이블 점검장치에 관한 것으로, 이를 위해 교량케이블의 둘레를 감싸도록 각형으로 조합되는 하드프레임;과, 상기 하드프레임의 각 모서리에 장착되어 교량케이블의 표면을 따라 이동하는 이동수단;과, 상기 각 이동수단의 상단 또는 하단에 결합되어 교량케이블의 표면 영상을 획득하는 영상획득부;와, 상기 하드프레임에 장착되어 상기 영상획득부를 통해 획득된 영상데이터를 외부 단말기로 실시간 무선전송하는 제1통신모듈;을 포함하여 이루어지되, 상기 이동수단은 교량케이블의 직경에 따라 교량케이블의 반경방향으로 길이가 가변되는 주행부를 갖고, 상기 영상획득부는 3D카메라, 스캐너카메라, CCTV 중 선택되는 어느 하나이고, 상기 하드프레임은 이동수단과, 영상획득부와, 제1통신모듈로 전원을 공급할 수 있도록 적어도 2개 이상의 배터리와, 이동수단의 주행거리를 측정하는 엔코더가 장착되는 것을 특징으로 한다.

Description

이동형 교량케이블 점검장치{inspection device for bridge cable moving type}

본 발명은 이동형 교량케이블 점검장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 이동수단의 통해 교량케이블의 외주면을 따라 이동하면서 교량케이블의 표면 손상여부를 파악할 수 있도록 실시간으로 영상데이터를 획득하고, 더불어 교량케이블의 직경 크기에 따라 이동수단의 위치가 교량케이블의 반경방향으로 가변될 수 있도록 하여 이동수단의 접지력을 확보할 수 있도록 한 이동형 교량케이블 점검장치에 관한 것이다.

일반적으로 현수교나 사장교 등 장대교량과 고층 빌딩의 외부에 설치되는 구조물 같은 많은 현대 구조물에 교량케이블이 사용된다.

이러한 교량케이블이 사용된 건축물 또는 구조물은, 시공 후 안전성 검사 또는 유지 관리를 위해 주기적으로 교량케이블의 상태가 검사되거나 보수되어야 한다.

종래에는 이러한 교량케이블의 상태 검사 또는 보수 시에 작업자가 직접 고소의 교량케이블에 접근하여야 했으나, 이러한 방법은 작업자의 안전이 보장되지 않아 위험이 따른다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 작업자가 교량케이블에 직접 접근하지 않고 고배율 망원경이나 카메라를 이용하여 원격으로 점검하기도 하는데, 지상의 일정한 위치에서 관측하는 경우에는 반대편이 가려져 정확한 점검이 이뤄지지 못하는 문제점이 있고, 고배율 망원경이 탑재된 무인조종 헬기를 이용하는 경우에도 작업효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 교량케이블 위를 이동할 수 있는 이동로봇이 개발되어 사용되고 있다.

본 발명과 유사한 특허등록된 "케이블 비파괴 열화 진단 로봇 기구부"는 케이블의 비파괴 열화 상태를 자동 측정하여 케이블의 열화 상태 데이터베이스를 구축하며, 이를 기반으로 케이블의 교체 시기 및 열화 상태 진단을 수행하여 케이블을 안정적으로 관리함으로써 교량케이블의 정상 작동을 가능하게 한다.

하지만 이러한 종래기술은 교량케이블의 내부와 외부를 복합적으로 검사하지 못하는 문제점이 있고, 또한 교량케이블에 대한 접지력이 약해 주행성능이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제1038580호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로 본 발명의 제1목적은, 다수의 이동수단의 통해 교량케이블의 외주면을 따라 이동하면서 교량케이블의 표면 손상여부를 파악할 수 있도록 실시간으로 영상데이터를 획득하고, 더불어 교량케이블의 직경 크기에 따라 이동수단의 위치가 교량케이블의 반경방향으로 가변될 수 있도록 하여 이동수단의 접지력을 확보할 수 있도록 한 이동형 교량케이블 점검장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2목적은, 이동형 교량케이블 점검장치의 하드프레임에 연결되는 와이어에 의해 견인되는 내부점검유닛을 통해 교량케이블 내의 내부강선 손상여부까지 검출할 수 있도록 한 이동형 교량케이블 점검장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 제3목적은, 교량케이블의 표면 또는 내부강선이 손상된 경우, 그 위치를 작업자가 외부에서 손쉽게 식별할 수 있도록 마킹수단 구비한 이동형 교량케이블 점검장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제 1발명은, 이동형 교량케이블 점검장치에 관한 것으로, 이를 위해 교량케이블의 둘레를 감싸도록 각형으로 조합되는 하드프레임;과, 상기 하드프레임의 각 모서리에 장착되어 교량케이블의 표면을 따라 이동하는 이동수단;과, 상기 각 이동수단의 상단 또는 하단에 결합되어 교량케이블의 표면 영상을 획득하는 영상획득부;와, 상기 하드프레임에 장착되어 상기 영상획득부를 통해 획득된 영상데이터를 외부 단말기로 실시간 무선전송하는 제1통신모듈;을 포함하여 이루어지되, 상기 이동수단은 교량케이블의 직경에 따라 교량케이블의 반경방향으로 길이가 가변되는 주행부를 갖고, 상기 영상획득부는 3D카메라, 스캐너카메라, CCTV 중 선택되는 어느 하나이고, 상기 하드프레임은 이동수단과, 영상획득부와, 제1통신모듈로 전원을 공급할 수 있도록 적어도 2개 이상의 배터리와, 이동수단의 주행거리를 계측하는 엔코더가 장착되는 것을 특징으로 한다.

제2발명은, 제1발명에서, 상기 이동수단은 상기 하드프레임에 장착되는 케이스프레임와, 상기 케이스프레임에 고정된 모터에 의해 회전하는 회전스크류와,상기 회전스크류의 회전방향에 따라 중앙을 기점으로 상호 간 상반되게 이동하는 한쌍의 이동블럭과, 상기 각 이동블럭에 힌지결합되는 작동로드를 매개로 연결되어 상기 교량케이블의 반경방향으로 위치가 가변되는 주행부를 포함하고, 상기 회전스크류는 중앙을 기점으로 상호 간 대칭되게 고정되는 한쌍의 고정블럭이 더 결합되고, 상기 고정블럭에는 상기 작동로드와 힌지 결합되는 지지로드가 더 결합되고, 상기 케이스프레임과 주행부의 사이에는 위치가 가변되는 주행부를 직선 가이드할 수 있도록 케이스프레임과 주행부의 양면에 수직방향으로 연결되는 한쌍의 가이드로드가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

제3발명은, 제2발명에서, 상기 엔코더는 하드프레임의 상부 또는 하부에 결합되어 이동형 교량케이블 점검장치의 위치값을 계측할 수 있도록 구성되고, 상기 작동로드는 수동으로 길이를 조절할 수 있는 나사봉이 결합되어 케이스프레임에 대해 주행부의 최대/최소 이격거리를 셋팅할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

제4발명은, 제1발명에서, 상기 이동형 교량케이블 점검장치는 하드프레임에 연결되는 와이어에 의해 견인되는 내부점검유닛을 더 포함하되, 상기 내부점검유닛은 교량케이블의 둘레에 장착되어 이동하면서 교량케이블의 내부강선 손상(파단)여부를 3축 자기센서를 통해 검출하는 복수의 탐상모듈;과, 상기 각 탐상모듈을 상호 간 탄력적으로 링크 연결하여 교량케이블의 직경 크기에 따라 상기 각 탐상모듈의 연결 반경을 축소 및 확장시키는 링크연결부;와, 상기 각 탐상모듈에서 획득되는 탐상테이터를 수신받아 외부로 송신하는 제2통신모듈;을 포함하여 이루어지되, 상기 링크연결부는 상기 각 탐상모듈의 상부 양측에 탄력적으로 연결되는 제1,2링크판이 인접한 탐상모듈의 제1,2링크판과 상호 간 링크 연결되고, 상기 제2통신모듈은 복수의 탐상모듈 중 어느 하나에 탑재되는 것을 특징으로 한다.

제5발명은, 제4발명에서, 상기 각 탐상모듈은 상기 교량케이블의 외주면을 따라 롤링되어 이동 가능하도록 일측 및 타측에 이동휠이 결합되는 하우징과, 자기장을 발생시킬 수 있도록 상기 하우징의 내부 양측에 삽입되는 마그네틱과, 상기 각 마그네틱을 연결하는 권선된 코일을 갖는 마그네틱 브리짓와, 상기 하우징의 내부 중앙에 삽입되어 마그네틱으로 발생되는 자기장의 자속누설을 검출하여 상기 교량케이블의 내부강선 손상유무를 검출하는 3축 자기센서와, 상기 하우징의 상부를 밀봉하는 커버로 구성되되, 상기 커버의 양측으로는 토션스프링에 의해 탄력적으로 결합되는 링크연결부가 힌지 결합되고, 상부면에는 상기 3축 자기센서와 연결되는 송신커넥터가 더 형성되는 것을 특징으로 한다.

제6발명은, 제4발명에서, 상기 제1,2통신모듈은 영상획득부의 영상데이터 또는 3축 자기센서의 8CH 3축 데이터를 I2C통신으로 송수신하고 처리하고, 일정 프로토콜을 통해 2가지 방식의 무선 통신(블루투스 비콘, WiFi)로 전송하는 DAQ모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제7발명은, 제4발명에서, 상기 각 탐상모듈은 교량케이블의 표면이 손상되거나 내부강선이 손상될 경우, 그 위치를 작업자가 눈으로 손쉽게 식별할 수 있도록 마킹수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이동형 교량케이블 점검장치에 따르면, 다수의 이동수단의 통해 교량케이블의 외주면을 따라 이동하면서 교량케이블의 표면 손상여부를 파악할 수 있도록 실시간으로 영상데이터를 획득하고, 더불어 교량케이블의 직경 크기에 따라 이동수단의 위치가 교량케이블의 반경방향으로 가변될 수 있도록 하여 이동수단의 접지력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한 이동형 교량케이블 점검장치의 하드프레임에 연결되는 와이어에 의해 견인되는 내부점검유닛을 통해 교량케이블 내의 내부강선 손상여부까지 검출할 수 있는 효과가 있다.

또한 마킹수단을 통해 교량케이블의 표면에 페인트를 분사함으로써, 작업자가 교량케이블의 표면과 내부강선의 손상된 위치를 손쉽게 식별할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도,
도 3은 도 1에서 이동수단을 분리한 모습을 나타내는 사시도,
도 4는 도 3에서 발췌된 이동수단의 작동도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 블럭도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도,
도 7은 도 6에서 발췌된 내부점검유닛이 설치된 상태를 나타내는 사시도,
도 8은 도 5에서 발췌된 탐상모듈의 연결상태를 나타내는 구성도,
도 9는 내부점검유닛의 연결 반경이 확장된 모습을 나타내는 구성도,
도 10은 도 5에서 발췌된 탐상모듈의 단면구성도,
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 블럭도,
도 12는 제3실시예에 따른 탐상모듈의 단면구성도,
도 13은 제3실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 블럭도이고,
도 14는 도 1의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 다른 실시예도이다.

이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명에 따른 이동형 교량케이블 점검장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.

[제1실시예]

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 1에서 이동수단을 분리한 모습을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 3에서 발췌된 이동수단의 작동도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 블럭도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1실시예는 다수의 이동수단(120)의 통해 교량케이블(300)의 외주면을 따라 이동하면서 교량케이블(300)의 표면 손상여부를 파악할 수 있도록 실시간으로 영상데이터를 획득하고, 더불어 교량케이블(300)의 직경 크기에 따라 이동수단(120)의 위치가 교량케이블의 반경방향으로 가변될 수 있도록 하여 이동수단의 접지력을 확보할 수 있도록 한 이동형 교량케이블 점검장치(100)에 관한 것이다.

또한 이동형 교량케이블 점검장치(100)는 획득된 영상데이터를 제1통신모듈(140)로부터 전송받아 분석하는 S/W가 인스톨된 단말기(150)를 포함할 수 있다.

본 발명의 이동형 교량케이블 점검장치(100)는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 하드프레임(110)과, 이동수단(120)과, 영상획득부(130)와, 제1통신모듈(140)로 구성된다.

상기 하드프레임(110)은 금속재질로 이루어질 수 있으며, 교량케이블(300)의 둘레를 감싸도록 각형으로 조합되어 이루어질 수 있다.

이러한 하드프레임(110)은 3각, 4각, 5각, 6각, 7각, 8각 형태로 조합되어 구성될 수 있으며, 본 발명의 제1실시예에서는 3각 형태로 조합되어 구성된다.

또한 상기 하드프레임(110)의 각 면은 길이가 확장되도록 보조프레임(미도시)을 더 결합시켜 구성될 수 있다.

또한 도 14는 도 1의 제1실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 다른 실시예도이며, 상기 하드프레임은 3개로 분할되고, 가이드봉과, 모터에 의해 회전하는 회전스크류가 가이드블럭과 가이드관체에 의해 가이드되어 교량케이블의 직경에 따라 3면의 길이를 조절할 수 있게 구성될 수 있음은 물론이다.

또한 상기 하드프레임(110)에는 이동수단(120)과, 영상획득부(130)와, 제1통신모듈(140)로 전원을 공급할 수 있도록 적어도 2개 이상의 배터리(B)와, 이동수단(120)의 주행거리를 계측하는 엔코더(111)가 장착되어 구성될 수 있다.

아울러 상기 엔코더(111)는 외주면에 미끄러짐을 방지하기 위한 고무링(111b)이 장착된 계측휠(111a)을 포함하며, 이러한 계측휠(111a)은 교량케이블(300)의 표면에 접촉되어 회전될 수 있도록 구성된다. 이 때 상기 엔코더(111)는 상기 계측휠(111a)의 회전방향과 회전수를 측정하여 이동수단(120)의 위치를 계측함으로써, 이는 결국 이동형 교량케이블 점검장치(100)의 위치를 파악할 수 있다.

또한 상기 엔코더(111)는 하드프레임(110)의 상부 또는 하부에 결합되어 이동형 교량케이블 점검장치(100)의 위치값을 계측할 수 있도록 구성된다.

또한 상기 엔코더(111)는 주행부(126)에 결합된 모터의 정역 회전방향과 회전수를 측정하여 이동형 교량케이블 점검장치(100)의 주행거리 위치를 보조적으로 계측할 수 있도록 기능할 수 있다.

상기 이동수단(120)은 상기 케이스프레임(121)의 각 모서리에 탈착되게 장착됨으로써 손쉽게 교체할 수 있고, 더불어 교량케이블(300)의 표면에 접지되어 이동될 수 있도록 주행부(126)를 포함한다.

이러한 이동수단(120)은 도 4와 같이, 상기 하드프레임(110)에 장착되는 케이스프레임(121)와, 상기 케이스프레임(121)에 고정된 모터(122)에 의해 회전하는 회전스크류(123)와, 상기 회전스크류(123)의 회전방향에 따라 중앙을 기점으로 상호 간 상반되게 이동하는 한쌍의 이동블럭(124)과, 상기 각 이동블럭(124)에 힌지 결합되는 작동로드(124a)를 매개로 연결되어 상기 교량케이블(300)의 반경방향으로 위치가 가변되는 주행부(126)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 상기 케이스프레임(121)의 내부에는 단일 모터(122)가 고정되고, 상기 모터(122)에 의해 회전하는 회전스크류(123)가 내장되어 구성된다.

이 때 상기 모터(122)에는 구동기어(122a)가 장착되고, 상기 회전스크류(123)는 구동기어(122a)와 치합되어 회전하는 종동기어(123a)가 결합되어 회전스크류(123)가 회전동력을 전달받을 수 있도록 이루어진다.

상기 각 이동블럭(124)은 상기 회전스크류(123)와 스크류 결합되어 회전스크류(123)의 회전에 따라 이동되는데, 이 때 회전스크류(123)에 형성된 스크류는 양측이 서로 다른 방향으로 형성되어 2개의 상기 각 이동블럭(124)은 상호 간 상반되게 이동될 수 있는 구조가 마련된다.

상기 주행부(126)는 도 4의 (b)와 같이, 상기 각 이동블럭(124)에 힌지결합되는 작동로드(124a)를 매개로 연결되고, 상기 작동로드(124a)의 각도에 따라 상기 교량케이블(300)의 반경방향으로 위치가 가변될 수 있도록 구성된다.

이 때 상기 작동로드는 수동으로 길이를 조절할 수 있는 나사봉(124ab)이 결합되어 케이스프레임(121)에 대해 주행부(126)의 최대/최소 이격거리를 셋팅할 수 있도록 구성된다.

아울러 주행부(126)는 바퀴 또는 무한궤도로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 접지력이 향상된 무한궤도 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러 상기 회전스크류(123)는 중앙을 기점으로 상호 간 대칭되는 한쌍의 고정블럭(125)이 더 결합되어 구성된다.

이러한 상기 각 고정블럭(125)에는 상기 작동로드(124a)와 함께 주행부(126)에 힌지 결합되는 지지로드(125a)가 결합되는데, 이러한 상기 지지로드(125a)는 작동로드(124a)를 보조하여 주행부(126)를 지탱하는 기능을 한다.

또한 상기 케이스프레임(121)과 주행부(126)의 사이에는 위치가 가변되는 주행부(126)를 직선 가이드할 수 있도록 케이스프레임(121)과 주행부(126)의 양면에 수직방향으로 연결되는 한쌍의 가이드로드(127)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 상기 가이드로드(127)는 상기 주행부(126)와 케이스프레임(121)의 이격거리에 따라 신축될 수 있도록 실린더(127a)를 더 포함한다.

상술된 이동수단(120)은 케이스프레임(121)이 하드프레임(110)의 모서리에 고정된 상태에서 상기 주행부(126)가 작동로드(124a)와, 지지로드(125a)와, 가이드로드(127)를 통해 교량케이블(300)의 반경방향으로 위치가 가변됨으로써, 작동의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 더불어 다양한 직경의 교량케이블(300)에도 손쉽게 주행부(126)의 접지력이 적용될 수 있는 구조를 마련한다.

상기 영상획득부(130)는 이동수단(120)의 케이스프레임(121) 일단 또는 타단 또는 일단 및 타단에 결합되어 교량케이블(300)의 360°표면 영상을 획득할 수 있으며, 이렇게 획득된 영상데이터는 제1통신모듈(140)을 통해 단말기(150)로 전송하여 사용자가 교량케이블의 손상여부를 실시간으로 파악할 수 있도록 기능한다.

여기서 상기 영상획득부(130)는 LED조명부(미도시)를 포함할 수 있고, 3D카메라, 자외선카메라, 적외선카메라, 스캐너카메라, CCTV 중 선택되는 어느 하나일 수 있다.

상기 제1통신모듈(140)은 상기 하드프레임(110)의 면상에 장착되어 상기 각 영상획득부(130)의 영상데이터를 수집하여 외부 단말기(150)로 실시간 전송하는 기능을 한다.

이러한 상기 제1통신모듈(140)은 도 5와 같이, 상기 각 엔코더(111)와도 연결되어 이동형 교량케이블 점검장치(100)의 위치값을 실시간 전송함으로써, 영상데이터를 토대로 교량케이블(300)의 손상위치를 외부에서 단말기(150)를 통해 파악할 수 있도록 기능한다.

아울러 상기 단말기(150)는 제1통신모듈(140)을 통해 모터(122)와 주행부(126)를 제어할 수 있다.

여기서 상기 제1통신모듈(140)은 영상획득부(130)의 영상데이터와 엔코더(111)의 계측값을 I2C통신으로 송수신하고 처리하고, 일정 프로토콜을 통해 2가지 방식의 무선 통신(블루투스 비콘, WiFi)로 전송하는 DAQ모듈로 구성되는 것이 바람직하다.

[제2실시예]

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치가 설치된 상태를 나타내는 구성도이고, 도 7은 도 6에서 발췌된 내부점검유닛이 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 5에서 발췌된 탐상모듈의 연결상태를 나타내는 구성도이고, 도 9는 내부점검유닛의 연결 반경이 확장된 모습을 나타내는 구성도이고, 도 10은 도 5에서 발췌된 탐상모듈의 단면구성도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 블럭도이다.

도 6 내지 도 11과 같이, 제2실시예는 제1실시예를 포함하며, 다만 제2실시예의 이동형 교량케이블 점검장치(100)는 하드프레임(110)에 연결되는 와이어(W)에 의해 견인되는 내부점검유닛(200)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 내부점검유닛(200)은 다수의 탐상모듈(210)이 교량케이블의 외주면을 따라 이동하면서 비접촉식 3축 자기센서(214)에 의해 교량케이블(300)의 내부강선(310) 손상여부를 검출할 수 있고, 또한 다수의 탐상모듈(210)이 상호 간 링크 결합되어 교량케이블(300)의 직경 크기에 따라 연결 반경이 축소 및 확장될 수 있도록 구성된다.

따라서 제2실시예의 이동형 교량케이블 점검장치(100)는 교량케이블(300)의 표면과 더불어 내부강선(310)까지 손상여부를 검출할 수 있는 특징이 있다.

제2실시예의 내부점검유닛(200)은 크게 3부분으로 구성되는데, 이는 복수의 탐상모듈(210)과, 링크연결부(220)와, 제2통신모듈(230)로 구성된다.

상기 각 탐상모듈(210)은 상기 교량케이블(300)의 둘레에 장착되어 이동하면서 교량케이블(300)의 내부강선 손상(파단)여부를 3축 자기센서(214)를 통해 검출하는 기능을 한다.

이러한 상기 탐상모듈(210)은 링크연결부(220)를 통해 적어도 3개 이상이 조합되어 구성될 수 있고, 본 발명의 제2실시예에서는 8개의 탐상모듈(210)이 조합되어 구성된다.

여기서 각각의 탐상모듈(210)은 도 10과 같이, 교량케이블(300)의 외주면을 따라 롤링되어 이동 가능하도록 일측 및 타측에 이동휠(211a)이 결합되는 하우징(211)과, 상기 하우징(211)에 삽입되어 자기장을 발생시키는 마그네틱(212)과, 상기 하우징(211)에 삽입되어 자기장의 자속누설을 검출하는 3축 자기센서(214)와, 상기 하우징(211)을 밀봉하는 커버(215)로 구성된다.

여기서 자기장을 발생시키는 마그네틱(212)은 하우징(211)의 내부 양측에 삽입되는데, 이 때 상기 각 마그네틱(212)은 권선된 코일(213a)을 갖는 마그네틱 브리짓(magnetic bridge)(213)을 통해 상호 간 연결되어 자기장을 발생시킬 수 있도록 구성된다.

또한 상기 3축 자기센서(214)는 상기 하우징(211)의 내부 중앙에 삽입되어 마그네틱(212)으로 발생되는 자기장의 자속누설을 검출하여 상기 교량케이블(300)의 내부강선 손상유무를 검출하는 기능을 한다.

상술된 3축 자기센서(214)는 손상 부위 공기는 자석만큼의 자기장 밀도를 가지지 못하기 때문에 교량케이블(300)의 내부강선 손상부에 자속누설이 발생하게 되면, 이를 검출할 수 있다.

이러한 상기 3축 자기센서(214)는 MI(Magneto Impedance)센서로 자기 임피던스 효과를 응용하여 홀 센서에 비해 감도가 1만배 이상 우수하고, 자기장의 미세한 변화를 고정밀도로 측정할 수 있고, 노이즈 대비 감도가 우수하고, 응답속도와 소비전류가 작은 특징이 있다.

상기 커버(215)는 3축 자기센서(214)와 마그네틱(212)이 하우징(211)에 수용될 수 있도록 상기 하우징(211)의 상부를 밀봉하는 기능을 한다.

이 때 상기 커버(215)의 양측으로는 토션스프링(223)에 의해 탄력적으로 결합되는 링크연결부(220)가 힌지 결합되어 인접한 탐상모듈(210)과 상호 간 링크 연결될 수 있는 구조를 마련한다.

상기 링크연결부(220)는 도 7 내지 도 9와 같이, 상기 각 탐상모듈(210)을 상호 간 탄력적으로 링크 연결하여 교량케이블(300)의 직경 크기에 따라 상기 각 탐상모듈(210)의 연결 반경을 축소 및 확장시키는 기능을 한다.

이러한 상기 링크연결부(220)는 상기 각 탐상모듈(210)의 상부 양측에 토션스프링(223)에 의해 탄력적으로 연결되는 제1,2링크판(221,222)이 인접한 탐상모듈(210)의 제1,2링크판(221,222)과 상호 간 링크 연결되어 가능하다.

여기서 상호 간 링크 연결되는 제1링크판(221)과 상기 제2링크판(222)은 링크핀(224)을 매개로 결합되기 때문에 선택적으로 탐상모듈(210)의 갯수를 손쉽게 가감할 수 있는 구조가 마련된다.

또한 상기 링크핀(224)에는 도 6과 같이, 견인고리(224a)가 장착되어 이동형 교량케이블 점검장치(100)에 의해 상기 각 탐상모듈(210)을 동시 견인하여 내부점검유닛(200)이 교량케이블(300)을 따라 이동될 수 있게 이루어진다.

아울러 상기 커버(215)의 상부면에는 상기 3축 자기센서(214)와 연결되는 송신커넥터(215a)가 더 형성된다.

이 때 상기 송신커넥터(215a)는 상기 제2통신모듈(230)과 연결되어 3축 자기센서(214)에 의해 획득된 탐상데이터를 제2통신모듈(230)로 전송할 수 있도록 구성되며, 더불어 코일(213a)과 3축 자기센서(214)는 상기 제2통신모듈(230)에 저장된 배터리(B)의 전력을 공급받을 수 있도록 구성된다.

상기 제2통신모듈(230)은 상기 각 탐상모듈(210)에서 획득되는 탐상테이터를 수집하여 외부로 송신하는 것으로, 복수의 탐상모듈(210) 중 어느 하나에 탑재될 수 있다.

여기서 상기 제2통신모듈(230)은 배터리(B)를 포함하고, 3축 자기센서(214)의 8CH 3축 데이터를 I2C통신으로 송수신하고 처리하고, 일정 프로토콜을 통해 2가지 방식의 무선 통신(블루투스 비콘, WiFi)로 전송하는 DAQ모듈로 구성될 수 있다.

아울러 제2실시예의 단말기(150)는 도 11과 같이, 제1통신모듈(140)로부터 영상데이터와 엔코더(111)의 계측값이 디스플레이 되는 것은 물론, 제2통신모듈(230)로부터 탐상데이터를 전송받아 분석하는 S/W가 인스톨되어 내부강선(310)이 손상된 부위를 자력곡선 또는 그래픽 또는 문자로 디스플레이될 수 있게 이루어질 수 있다.

이에 따라 상기 단말기(150)는 사용자로 하여금 교량케이블(300)의 표면과 내부강선(310)의 손상된 위치를 동시 파악할 수 있는 구조가 마련된다.

[제3실시예]

도 12는 제3실시예에 따른 탐상모듈의 단면구성도이고, 도 13은 제3실시예에 따른 이동형 교량케이블 점검장치의 블럭도이다.

도 12 및 도 13과 같이, 제3실시예는 제2실시예를 포함하며, 다만 상기 각 탐상모듈(210)은 교량케이블(300)의 표면이 손상되거나 내부강선(310)이 손상될 경우, 그 위치를 작업자가 눈으로 손쉽게 식별할 수 있도록 마킹수단(240)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 마킹수단(240)은 작업자가 교량케이블(300)의 내외부가 손상된 위치를 외부에서 손쉽게 식별하여 작업을 용이하게 할 수 있도록 하기 위함이다.

여기서 상기 마킹수단(240)은 분사노즐(241b)이 탐상모듈(210) 하우징(211)의 하부로 노출되게 결합되는 실린더몸체(241)와, 상기 실린더몸체(241)에서 교체가능하게 결합되는 공기탱크(243) 및 페인트통(242)과, 상기 실린더몸체(241)의 내부통로(241a)를 단속하는 솔레노이드밸브(244)로 구성될 수 있다.

여기서 상기 공기탱크(243) 내의 압축공기는 솔레노이드밸브(244)를 통해 실린더몸체(241)의 내부통로(241a)에 충전된 상태로 이루어질 수 있다.

이 상태에서 상기 솔레노이드밸브(244)가 개방되면 충전된 압축공기가 분사노즐(241b)로 분사되고, 동시에 분사되는 압축공기에 의해 내부통로(241a)의 압력이 낮아짐으로 압축공기와 함께 페인트통(242)의 페인트가 분사노즐(241b)로 자동 분사되어 교량케이블(300)의 표면에 페인트를 마킹할 수 있도록 이루어진다.

이 때 상기 각 탐상모듈(210)의 솔레노이드밸브(244)는 사용자가 외부에서 단말기(150)를 통해 제2통신모듈(230)을 거쳐 제어할 수 있다.

즉, 사용자는 단말기(150)에서 디스플레이되는 정보값에 의해 교량케이블(300)의 손상유무를 파악하고, 선택적으로 상기 각 탐상모듈(210) 중 어느 하나의 탐상모듈(210)에 탑재된 실린더몸체(241) 내의 솔레노이드밸브(244)를 제어하여 교량케이블(300)의 외주면에 페인트를 마킹함으로써, 교량케이블의 표면 및 내부강선(310)의 손상된 부위를 작업자가 손쉽게 식별할 수 있게 한다.

따라서 제3실시예는 영상획득부(130)와, 3축 자기센서(214)를 통해 교량케이블(300)의 표면과, 내부강선(310) 손상유무를 외부에서 단말기(150)를 통해 손쉽게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 교량케이블(300)의 표면 및 내부강선(310)이 손상된 위치를 페인트로 마킹함으로써, 작업자가 손상위치를 손쉽게 식별할 수 있게 된다.

또한 제3실시예는 교량케이블(300)의 표면손상과, 내부강선(310)의 손상을 구분할 수 있도록 서로 다른 색상의 페인트를 마킹할 수 있도록 구성할 수 있다.

예를들어 8개의 탐상모듈(210) 중 4개의 탐상모듈(210)에는 빨간색 페인트가 저장된 페인트통(242)을 결합시키고, 다른 4개의 탐상모듈(210)에는 파란색 페인트가 저장된 페인트통(242)을 결합시켜 구성할 수 있다.

이러한 구성은 영상획득부(130)의 영상데이터를 통해 교량케이블(300)의 표면이 크렉과 같은 손상이 발생된 경우 단말기(150)를 통해 파란색 페인트가 분사되도록 제어할 수 있고, 3축 자기센서(214)를 통해 내부강선(310)이 손상될 경우 빨간색 페인트가 분사되도록 제어할 수 있다.

상술된 페인트 분사는 단말기(150)를 통해 수동으로 제어할 수 있고, 또한 인스톨된 S/W를 통해 자동으로 제어되게 구성할 수 있다.

따라서 제3실시예는 교량케이블(300)의 표면에 마킹된 페인트의 색상에 따라 작업자가 교량케이블(300)의 표면 또는 내부강선의 손상된 위치를 손쉽게 식별할 수 있어 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편 교량케이블(300)의 표면 손상이 발생될 경우, 내부점검유닛(200)과의 높이 차로 인해 위치 오차가 발생되는 바, 이는 엔코더(111)에서 계측되는 위치값을 기준으로 내부점검유닛(200)과의 높이차를 보정하여 정확한 위치에 페인트가 분사되게 구성할 수 있다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 이동형 교량케이블 점검장치
110: 하드프레임 111: 엔코더 111a: 계측휠
111b: 고무링
120: 이동수단 121: 케이스프레임 122: 모터
122a: 구동기어 123: 회전스크류
123a: 종동기어 124: 이동블럭
124a: 작동로드 124ab: 나사봉
125: 고정블럭 125a: 지지로드
126: 주행부 127: 가이드로드
127a: 실린더
130: 영상획득부
140: 제1통신모듈
150: 단말기
200: 내부점검유닛
210: 탐상모듈 211: 하우징 211a: 이동휠
212: 마그네틱 213: 마그네틱 브리짓
213a: 코일 214: 3축 자기센서
215: 커버 215a: 송신커넥터
220: 링크연결부 221: 제1링크판 222: 제2링크판
223: 토션스프링 224: 링크핀
224a: 견인고리
230: 제2통신모듈
240: 마킹수단 241: 실린더몸체 241a: 내부통로
241b: 분사노즐 242: 페인트통
243: 공기탱크 244: 솔레노이드밸브
300: 교량케이블 310: 내부강선
B: 배터리 W: 와이어

Claims (7)

1. 교량케이블(300)의 둘레를 감싸도록 각형으로 조합되는 하드프레임(110);
   상기 하드프레임(110)의 각 모서리에 장착되어 교량케이블(300)의 표면을 따라 이동하는 이동수단(120);
   상기 각 이동수단(120)의 상단 또는 하단에 결합되어 교량케이블(300)의 표면 영상을 획득하는 영상획득부(130);
   상기 하드프레임(110)에 장착되어 상기 영상획득부(130)를 통해 획득된 영상데이터를 외부 단말기(150)로 실시간 무선전송하는 제1통신모듈(140);을 포함하여 이루어지되,
   상기 이동수단(120)은 교량케이블(300)의 직경에 따라 교량케이블(300)의 반경방향으로 길이가 가변되는 주행부(126)를 갖고,
   상기 영상획득부(130)는 3D카메라, 스캐너카메라, CCTV 중 선택되는 어느 하나이고,
   상기 하드프레임(110)은 이동수단(120)과, 영상획득부(130)와, 제1통신모듈(140)로 전원을 공급할 수 있도록 적어도 2개 이상의 배터리(B)와, 이동수단(120)의 주행거리를 계측하는 엔코더(111)가 장착되고,
   상기 하드프레임(110)에 연결되는 와이어(W)에 의해 견인되는 내부점검유닛(200)을 더 포함하되,
   상기 내부점검유닛(200)은 교량케이블(300)의 둘레에 장착되어 이동하면서 교량케이블(300)의 내부강선(310) 손상(파단)여부를 3축 자기센서(214)를 통해 검출하는 복수의 탐상모듈(210);과,
   상기 각 탐상모듈(210)을 상호 간 탄력적으로 링크 연결하여 교량케이블(300)의 직경 크기에 따라 상기 각 탐상모듈(210)의 연결 반경을 축소 및 확장시키는 링크연결부(220);와,
   상기 각 탐상모듈(210)에서 획득되는 탐상테이터를 수신받아 외부로 송신하는 제2통신모듈(230);을 포함하여 이루어지되,
   상기 링크연결부(220)는 상기 각 탐상모듈(210)의 상부 양측에 탄력적으로 연결되는 제1,2링크판(221,222)이 인접한 탐상모듈의 제1,2링크판(221,222)과 상호 간 링크 연결되고, 상기 제2통신모듈(230)은 복수의 탐상모듈(210) 중 어느 하나에 탑재되고,
   상기 각 탐상모듈(210)은 교량케이블(300)의 표면이 손상되거나 내부강선(310)이 손상될 경우, 그 위치를 작업자가 눈으로 손쉽게 식별할 수 있도록 마킹수단(240)을 더 포함하고,
   상기 마킹수단(240)은 분사노즐(241b)이 상기 각 탐상모듈(210) 하우징(211)의 하부로 노출되게 결합되는 실린더몸체(241)와, 상기 실린더몸체(241)에서 교체가능하게 결합되는 공기탱크(243) 및 페인트통(242)과, 상기 실린더몸체(241)의 내부통로(241a)를 단속하는 솔레노이드밸브(244)로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동형 교량케이블 점검장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동수단(120)은
   상기 하드프레임(110)에 장착되는 케이스프레임(121)와,
   상기 케이스프레임(121)에 고정된 모터(122)에 의해 회전하는 회전스크류(123)와,
   상기 회전스크류(123)의 회전방향에 따라 중앙을 기점으로 상호 간 상반되게 이동하는 한쌍의 이동블럭(124)과,
   상기 각 이동블럭(124)에 힌지결합되는 작동로드(124a)를 매개로 연결되어 상기 교량케이블(300)의 반경방향으로 위치가 가변되는 주행부(126)를 포함하고,
   상기 회전스크류(123)는 중앙을 기점으로 상호 간 대칭되게 고정되는 한쌍의 고정블럭(125)이 더 결합되고,
   상기 고정블럭(125)에는 상기 작동로드(124a)와 힌지 결합되는 지지로드(125a)가 더 결합되고,
   상기 케이스프레임(121)과 주행부(126)의 사이에는 위치가 가변되는 주행부(126)를 직선 가이드할 수 있도록 케이스프레임(121)과 주행부(126)의 양면에 수직방향으로 연결되는 한쌍의 가이드로드(127)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 이동형 교량케이블 점검장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 엔코더(111)는 하드프레임(110)의 상부 또는 하부에 결합되어 이동형 교량케이블 점검장치(100)의 위치값을 계측할 수 있도록 구성되고,
   상기 작동로드(124a)는 수동으로 길이를 조절할 수 있는 나사봉(124ab)이 결합되어 케이스프레임(121)에 대해 주행부(126)의 최대/최소 이격거리를 셋팅할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동형 교량케이블 점검장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 각 탐상모듈(210)은 상기 교량케이블(300)의 외주면을 따라 롤링되어 이동 가능하도록 일측 및 타측에 이동휠(211a)이 결합되는 하우징(211)과,
   자기장을 발생시킬 수 있도록 상기 하우징(211)의 내부 양측에 삽입되는 마그네틱(212)과,
   상기 각 마그네틱(212)을 연결하는 권선된 코일(213a)을 갖는 마그네틱 브리짓(213)와,
   상기 하우징(211)의 내부 중앙에 삽입되어 마그네틱(212)으로 발생되는 자기장의 자속누설을 검출하여 상기 교량케이블(300)의 내부강선(310) 손상유무를 검출하는 3축 자기센서(214)와, 상기 하우징(211)의 상부를 밀봉하는 커버(215)로 구성되되,
   상기 커버(215)의 양측으로는 토션스프링(223)에 의해 탄력적으로 결합되는 링크연결부(220)가 힌지 결합되고, 상부면에는 상기 3축 자기센서(214)와 연결되는 송신커넥터(215a)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 이동형 교량케이블 점검장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1,2통신모듈(140,230)은 영상획득부(130)의 영상데이터 또는 3축 자기센서(214)의 8CH 3축 데이터를 I2C통신으로 송수신하고 처리하고, 일정 프로토콜을 통해 2가지 방식의 무선 통신(블루투스 비콘, WiFi)로 전송하는 DAQ모듈로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동형 교량케이블 점검장치.
   
7. 삭제

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