KR102305284B1

KR102305284B1 - 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템

Info

Publication number: KR102305284B1
Application number: KR1020210076629A
Authority: KR
Inventors: 박대근; 정원석
Original assignee: 주식회사 대국지에스
Priority date: 2021-06-14
Filing date: 2021-06-14
Publication date: 2021-09-27

Abstract

본 발명은 지하시설물 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하시설물을 주행하는 제1대차, 제1대차에 연결되어 제1대차를 따라 주행하는 제2대차, 제1대차와 제2대차가 상호 회전 가능하도록 연결하는 연결모듈, 제1대차의 전방면에 결합되는 공기완충부, 공기완충부의 전방에 결합되는 회전기구, 회전기구의 전방에 결합되는 높이조절부, 높이조절부의 전방에 결합되는 카메라 및 카메라의 외측면을 감싸도록 결합되는 조명기구를 포함하는 것을 특징으로 하여, 전력소모를 최소화시켜 장시간 지하시설물을 측량할 수 있으며, 비교적 간단한 방법으로 지하시설물의 형태를 정확히 측량할 수 있는 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에 관한 것이다.

Description

지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템{UNDERGROUND FACILITIES DETECTION SYSTEM FOR ACCURATELY MEASURING LOCATION OF UNDERGROUND FACILITIES}

본 발명은 지하시설물 측량시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에 관한 것이다.

일반적으로 산업 및 생활, 문화 수준의 향상 등 도시화가 급속하게 진행되면서 지중에는 상하수도관이나 가스관, 전기 및 통신선로, 난방관, 송유관 등과 같은 수많은 지하시설물들이 급증하였으며, 지중에 매설되는 지하시설물의 관로 종류 또한 다양하게 설치되어 사용하고 있다.

이러한 지하시설물들은 도시의 미관과 안전을 이유로 지하에 매설되고 있는데, 다양한 유형을 갖는 지하시설물의 보수 및 관리를 위해서는 지하시설물의 위치정보가 정확히 확인되어야 하고 기록에 의해 유지 관리가 효율적으로 이루어질 필요가 있다.

지중에 매설된 관로와 같은 지하시설물은 접근이 쉽지가 않아 매설된 위치를 측량하기 어려운 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허의 제10-1241844호(2013.3.5.등록)의 "트라이앵글형 정밀관로측량로봇을 통한 스마트형 관로측량장치"가 개시된 바가 있다.

종래의 관로측량장치는 트라이앵글형 정밀관로측량로봇과 무선통신망으로 연결되어, 트라이앵글형 정밀관로측량로봇의 이동, 회전, 발광형 반사경부의 위치조절, 캠카메라 구동에 관한 제어명령신호를 송신시키고, 이에 따른 응답신호와 영상데이터를 수신받아, 화면상에 영상데이터를 표출시키는 메인제어보드와, 메인제어보드로부터 제어명령신호를 수신받아, 관로 내벽을 따라 이동하면서 관로의 중앙에 정위치시켜 정밀측량기의 측량타겟을 형성시키고, 관로 내부를 촬영한 영상을 메인제어보드로 전송시키도록 트라이앵글형 로봇몸체, 제1 브릿지 모듈, 제2 브릿지 모듈, 제3 브릿지 모듈, 총알형 메인본체, 캠카메라부, 충전배터리부, 스마트로봇제어모듈, 발광형 반사경부로 이루어진 트라이앵글형 정밀관로측량로봇으로 구성되는 트라이앵글형 정밀관로측량로봇을 통한 스마트형 관로측량장치에 있어서, 상기 스마트로봇제어모듈은 근거리의 메인제어보드와 지그비통신망으로 연결되어 양방향 데이터 통신을 하면서, 메인제어보드로부터 제어명령을 수신받는 제2 지그비통신모듈과, 총알형 메인몸체의 상단 일측에 위치되어, 총알형 메인몸체의 각도와 자세 정보를 센서를 통해 센싱시키는 자세감지센서모듈과, 마이컴부의 제어신호에 따라 총알형 메인몸체를 기준으로 제1,2,3 브릿지모듈을 회전시켜 총알형 메인몸체가 관로 중앙에 정위치시키도록 제어하는 브릿지회전제어모듈과, 마이컴부의 제어신호에 따라 제1,2,3 브릿지모듈의 높낮이조절시켜 총알형 메인몸체가 관로 내벽을 따라 밀착되면서 이동시키고, 특정 위치에서 총알형 메인몸체가 관로 중앙에 정위치시키도록 제어하는 브릿지높낮이제어모듈과, 자세감지센서모듈로부터 총알형 메인몸체의 각도와 자세 정보를 전달받아, 현재 총알형 메인몸체의 위치값을 연산한 후, 브릿지회전제어모듈로 제1,2,3 브릿지모듈을 회전시키라는 회전명령신호를 출력시키고, 이와 동시에 브릿지높낮이제어모듈로 제1,2,3 브릿지모듈의 높낮이를 조절시키라는 높낮이조절명령신호를 출력시켜, 발광형반사부를 관로의 중앙에 정위치시키도록 제어하고, 제2 지그비통신모듈을 통해 캠카메라부에서 촬영한 영상을 메인제어보드로 전송시키도록 제어하는 마이컴부를 포함하여 구성되었다.

상기한 종래의 관로측량장치는 지하시설물에 직접 진입하지 않고 지하시설물을 이동하며, 지하시설물을 측량하고, 측량된 정보를 외부와 무선통신하는 형태로 지하시설물을 측량할 수 있었다.

하지만, 종래의 관로측량장치는 측량된 관로의 정보를 실시간 지중으로 송신해야 하기 때문에 전력소모가 높아 잦은 배터리의 교체와 함께 장시간 관로측량이 어려워 장시간 관로측량이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 측량된 관로의 정보를 주기적으로 송출하기 때문에 관로가 절곡된 부분을 지나 측량된 관로의 정보를 송신할 경우, 관로의 절곡된 부분을 명확히 파악하기 어려운 문제점이 있었다.

위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전력소모를 최소화시켜 장시간 지하시설물을 측량할 수 있는 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 비교적 간단한 방법으로 지하시설물의 형태를 정확히 측량할 수 있는 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 지하시설물을 주행하는 제1대차; 제1대차에 연결되어 제1대차를 따라 주행하는 제2대차; 제1대차와 제2대차가 상호 회전 가능하도록 연결하는 연결모듈; 제1대차의 전방면에 결합되는 공기완충부; 공기완충부의 전방에 결합되는 회전기구; 회전기구의 전방에 결합되는 높이조절부; 높이조절부의 전방에 결합되는 카메라; 및 카메라의 외측면을 감싸도록 결합되는 조명기구; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에서 상기 연결모듈은, 제1대차와 제2대차를 좌우로 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축; 제1대차와 제2대차를 상하로 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축; 좌우회전축에 설치되어 제1대차와 제2대차의 좌우회전을 감지하는 제1감지센서; 상하회전축에 설치되어 제1대차와 제2대차의 상하회전을 감지하는 제2감지센서; 및 제1감지센서와 제2감지센서가 좌우회전 또는 상하회전을 감지 시 감지된 부분의 위치정보를 전송하는 위치송신모듈; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에서 상기 제1대차와 제2대차는, 제1대차와 제2대차에 각각 방사상으로 배치되는 복수 개의 구동바퀴; 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착되도록 제1대차 및 제2대차와 각 구동바퀴를 연결하고, 제1대차와 제2대차의 진행방향으로 제1대차와 제2대차에서 회전 가능하도록 구동바퀴를 연결하는 복수 개의 연결막대; 복수 개의 연결막대가 연결되고 제1대차와 제2대차에서 각각 전후방으로 이동 가능하게 설치되어 제1대차와 제2대차에서 전후방으로 이동함에 따라 연결막대를 펼치거나 접는 이동몸체; 및 이동몸체에 나사체결되어 나사체결력에 의해 이동몸체를 제1대차와 제2대차에서 각각 전후방으로 이동시키는 회전나사봉; 을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에서 상기 회전기구는, 높이조절부의 후단에 결합되어 높이조절부가 회전할 수 있도록 하는 수평회전부; 및 수평회전부의 후단에 장착되는 회전제어부; 를 포함하고, 상기 수평회전부는, 높이조절부의 후단에 결합되며 전단과 후단이 개방된 내부가 비어있는 원통형으로 형성되는 회전케이스; 회전케이스 내부에 수용되며 전단이 높이조절부의 후단에 결합되고 후단이 회전케이스의 후단을 관통하여 회전제어부에 수용되는 회전로드; 회전로드의 측부에 돌출 연장되는 회전연장판; 회전케이스의 전단에 형성되며 회전연장판의 전방면과 접촉되는 회전걸림부; 및 회전연장판의 후방면과 회전케이스의 내측 후방면 사이에 배치되는 다수의 회전볼; 을 포함하고, 상기 회전제어부는, 회전케이스의 후단에 결합되며 회전로드의 후단이 수용되는 제어케이스; 제어케이스의 내부에 수용되며 회전로드와 직교하는 방향으로 이동 가능한 제어로드; 제어로드의 일단에 결합되며 회전로드의 후방에 형성된 다수의 멈춤홈 중 어느 하나에 삽입될 수 있는 멈춤부; 멈춤부와 회전케이스의 내측면 사이에 결합되는 제어스프링; 제어로드의 타단에 결합되며 제어케이스의 측부에 형성된 방지홈의 삽입될 수 있는 방지부; 방지부의 일측에 결합되며 삼각형 형태의 단면을 가지는 제어이동부; 제어케이스의 측부에 결합되며 제어이동부가 상하로 이동 가능하도록 삽입되는 제어이동케이스; 및 제어이동케이스의 전방에 전후로 이동 가능하도록 결합되며 후단이 제어이동부의 전방면에 접촉되는 제어손잡이; 를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에서 상기 높이조절부는, 내부에 중공이 형성되는 하부조절부; 하부조절부의 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 내부에 중공이 형성된 중간조절부; 및 중간조절부의 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 내부에 중공이 형성된 상부조절부; 를 포함하고, 상기 하부조절부, 중간조절부, 상부조절부의 중공에는 세로탄성부가 수용되며, 세로탄성부는 상부조절부의 내부면 끝단과 하부조절부의 내부면 끝단 사이를 연결하고, 상부조절부의 내부면 끝단에는 세로와이어의 일단이 결합되고, 세로와이어의 타단은 하부조절부의 끝단을 관통하여 외부로 인출되며, 하부조절부의 하단에는 인출된 와이어가 감기거나 풀릴 수 있도록 세로인출부가 결합되고, 상기 세로인출부로부터 세로와이어가 풀림에 따라 상부조절부-중간조절부 순으로 높이조절부의 길이가 신장되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템에서 상기 조명기구는, 카메라의 외측면에 결합되는 사각링 형태의 조명케이스; 조명케이스의 전방면에 장착되는 다수의 조명소켓; 및 조명케이스의 상하면에 착탈 가능하도록 장착되는 다수의 태양전지모듈; 을 포함하고, 상기 조명케이스는 카메라의 상부측에 놓이는 제1조명케이스와 카메라의 하부측에 놓이는 제2조명케이스로 구분되며, 제1조명케이스와 제2조명케이스의 일측 사이는 조명핀을 매개로 연결되어 상호 회전 가능하고, 제1조명케이스와 제2조명케이스의 타측에는 조명잠금장치가 장착되어 조명케이스를 카메라에 고정시키거나 카메라로부터 분리할 수 있으며, 제1조명케이스와 제2조명케이스의 상하면에는 다수의 조명레일이 종방향으로 형성되고, 상기 태양전지모듈은 다수의 조명레일 사이에 삽입될 수 있도록 판 형태로 형성되고, 태양전지모듈의 일측면은 태양전지판으로 형성되고 타측면은 제1조명케이스와 제2조명케이스의 상하면에 접촉되는 조명접촉면으로 형성되며, 조명접촉면에는 상호 이격된 다수의 자석접촉부가 길이방향으로 돌출 형성되어 제1조명케이스와 제2조명케이스의 상하면에 결합되고, 상호 이격된 다수의 자석접촉부 사이는 원호 형상의 조명간격부가 길이방향으로 함몰 형성되는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지는 본 발명은, 지하시설물의 일직선인 부분을 제외하고, 절곡되거나 굴곡진 부분 또는 지하시설물의 관경이 달라지는 부분에서만 지하시설물의 정보를 송신하여 주기적인 통신에 의한 전력소모를 방지함으로써, 장시간 측량을 수행할 수 있는 효과가 있다

또한, 본 발명은 지하시설물에서 절곡되거나, 굴곡진 부분 또는 관경이 달라지는 부분에서 정보를 송신함으로써, 비교적 간단한 방법으로 지하시설물을 정확하게 측량하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 연결모듈이 중량추에 의해 중력방향으로 항상 위치되어 제1대차와 제2대차가 비틀어지거나, 지하시설물 내에서 원주방향으로 회전하여도 좌우회전축과 상하회전축의 수평과 수직을 유지함으로써, 정확한 위치를 측정할 수 있다는 장점이 있다.

나아가, 본 발명은 구동바퀴가 이동몸체에 의해 접거나 펼쳐져 지하시설물의 관경에 따라 대응하여 주행할 수 있으며, 내경측정부에서 구동바퀴의 위치에 따른 거리를 계산하여 지하시설물의 관경까지도 용이하게 파악하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연결모듈을 분해한 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템이 절곡부를 지나는 상태를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템이 관경이 작아지는 부분을 지나는 상태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 신호송신지점을 표시한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 도시한 측단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기완충부의 단면 모습을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전기구의 단면 모습을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전로드의 모습을 도시한 도면.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 높이조절부의 모습을 도시한 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구의 모습을 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구의 단면 모습을 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 발명자는 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 일실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연결모듈을 분해한 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 도시한 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량시스템(100)은 제1 대차(110)와 제2 대차(130)를 포함할 수 있다. 제1대차(110)와 제2대차(130)는 하기에 설명될 연결모듈(150)에 의해 연결되어 지하시설물(200)을 따라 주행하며, 지하시설물(200)의 위치를 측량할 수 있다.

한편, 제1대차(110)와 제2대차(130)는 각 구동바퀴(113,133)를 포함할 수 있다.

구동바퀴(113,133)는 제1대차(110)와 제2대차(130)의 각각에 임의의 수평축을 기준으로 방사상으로 복수 개가 위치될 수 있으며, 각각의 구동바퀴(113,133)는 구동모터가 각각 설치되어 독립적으로 구동할 수 있다.

이때, 제1대차(110)가 지하시설물(200)에 앞서 진입하고, 제2대차(130)가 제1대차(110)를 따라 이동하면, 제1대차(110)에 설치된 구동바퀴(113,133)만 구동모터에 의해 구동되고, 제2대차(130)에 설치되는 구동바퀴(113,133)는 별도의 동력 없이 제1대차(110)를 따라 이동하도록 구성할 수도 있다.

한편, 제1대차(110)와 제2대차(130)는 연결대(111,131)를 포함할 수 있다.

이 연결대(111,131)는 제1대차(110)와 제2대차(130)에서 방사상으로 위치된 구동바퀴(113,133)를 제1대차(110)와 제2대차(130)에 연결할 수 있다.

한편, 연결대(111,131)는 제1대차(110)와 제2대차(130)에 연결되는 끝단 부분이 제1대차(110)와 제2대차(130)가 진행하는 방향과 반대방향으로 회전 가능하게 결합되어 제1대차(110)와 제2대차(130)의 둘레로 구동바퀴(113,133)를 펼치거나, 제1대차(110)와 제2대차(130)의 각각의 둘레에 인접하도록 구동바퀴(113,133)를 접을 수 있다.

그리고, 제1대차(110)와 제2대차(130)는 각각 이동몸체(115,135)를 포함할 수 있다.

이 이동몸체(115,135)는 제1대차(110)와 제2대차(130)의 각 내부에서 제1대차(110)와 제2대차(130)가 이동하는 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있으며, 이동몸체(115,135)의 중앙에는 관통공이 형성되며, 관통공의 내주에는 나사산이 형성될 수 있다.

그리고, 이동몸체(115,135)에는 연결대(111,131)가 결합되어 제1대차(110) 및 제2대차(130)에서 슬라이딩 이동하는 이동몸체(115,135)의 이동에 따라 연결대(111,131)를 회전시키는 형태로 제1대차(110)와 제2대차(130)에서 구동바퀴(113,133)를 펼치거나 접을 수 있다.

이때, 연결대(111,131)에는 연결대(111,131)의 길이방향으로 길게 형성되는 슬라이딩공(112,132)이 형성될 수 있으며, 이동몸체(115,135)에는 슬라이딩공(112,132)에 끼워지는 돌출부가 형성되어 돌출부가 슬라이딩공(112,132)에 끼워지는 형태로 이동몸체(115,135)에 연결대(111,131)가 결합될 수 있다.

그리고, 제1대차(110)와 제2대차(130)는 각각 회전나사봉(116,136)을 포함할 수 있다.

이 회전나사봉(116,136)은 외면에는 이동몸체(115,135)의 관통공에 형성된 나사산과 나사체결되는 나사산이 형성될 수 있으며, 회전나사봉(116,136)은 제1대차(110)와 제2대차(130)의 진행방향으로 설치되어 이동몸체(115,135)의 관통공에 나사체결됨으로써, 회전나사봉(116,136)의 회전에 따라 나사체결된 이동몸체(115,135)를 제1대차(110)와 제2대차(130)에서 슬라이딩 이동시킬 수 있다.

한편, 회전나사봉(116,136)은 구동모터에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 제1대차(110)와 제2대차(130)는 회전나사봉(116,136)이 회전할 경우, 제1대차(110) 또는 제2대차(130)에서 이동몸체(115,135)가 슬라이딩 이동하고, 이동몸체(115,135)의 슬라이딩 이동에 따라 이동몸체(115,135)에 연결된 연결대(111,131)가 회전하여 구동바퀴(113,133)를 접거나 펼치는 형태로 지하시설물(200)의 관경과 대응되는 크기로 구동바퀴(113,133)의 위치를 조절할 수 있다.

그리고, 제1대차(110)와 제2대차(130)는 이동거리감지센서(117,137)를 포함할 수 있다.

이 이동거리감지센서(117,137)는 제1대차(110)와 제2대차(130) 각각에서 이동몸체(115,135)가 슬라이딩 이동하는 거리를 측정할 수 있다.

한편, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 측정하고 이 측정된 이동거리를 컨트롤러(190)의 내경측정부로 제공하여 내경측정부에서는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 기초로 삼각함수에 의해 구동바퀴(113,133)의 벌어지거나 접혀지는 높이를 계산하는 형태로 지하시설물(200)의 관경을 측정할 수 있다.

이때, 내경측정부(미도시)에는 이동몸체(115,135)의 거리에 따른 제1대차(110) 또는 제2대차(130)에서 벌어지거나 접혀지는 연결대(111,131)의 각도가 미리 저장되어 저장된 각도와 기초를 기초로 삼각함수에 의해 제1대차(110) 또는 제2대차(130)에서 벌어지거나 접혀진 구동바퀴(113,133)의 위치를 계산하는 형태로 지하시설물(200)의 관경을 계산할 수 있다.

여기서, 계산된 지하시설물(200)의 관경은 하기에 설명될 위치송신모듈(170)을 통해 외부로 전송할 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 제1대차(110)와 제2대차(120)에는 지하시설물 측량시스템(100)에 전원을 공급하는 배터리가 설치될 수 있으며, 제1대차(110)의 전방에는 지하시설물의 내부를 촬영할 수 있는 카메라와 조명 등이 더 설치될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량시스템(100)은 연결모듈(150)을 포함할 수 있다.

이 연결모듈(150)은 제1대차(110)와 제2대차(130)를 상호 회전 가능하도록 연결할 수 있다.

한편, 연결모듈(150)은 제1대차(110)와 제2대차(130)의 상하방향의 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축(157)을 포함할 수 있으며, 제1대차(110)와 제2대차(130)의 좌우방향의 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축(154)을 포함할 수 있다.

이때. 연결모듈(150)은 제1대차(110)에 연결되는 제1 연결부(151)와 제2대차(130)에 연결되는 제2 연결부(152)를 포함하고, 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)를 연결하는 제3 연결부(153)를 포함할 수 있다.

그리고, 제1 연결부(151)의 일단은 제1대차(110)의 끝단에 결합되고, 제2 연결부(152)의 일단은 제2대차(130)의 끝단에 결합되며, 제1 연결부(151)의 타단과 제2 연결부(152)의 타단이 제3 연결부(153)의 양단에 각각 좌우회전축(154) 및 상하회전축(157)에 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

여기서, 제1대차(110)에 연결되는 제1 연결부(151)의 끝단은 제1대차(110)에서 회전 가능하게 결합되며, 제2대차(130)에 연결되는 제2 연결부(152)의 끝단 또한, 제2대차(130)에서 회전 가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 연결모듈(150)은 제1 감지센서(155)와 제2 감지센서(156)를 포함할 수 있다.

제1 감지센서(155)는 좌우회전축(154)에 설치되어 제1대차(110)와 제2대차(130)가 좌우로 회전하는 것을 감지하여 감지된 정보를 컨트롤러(190)로 제공할 수 있다.

그리고, 제2 감지센서(156)는 상하회전축(157)에 설치되어 제1대차(110)와 제2대차(130)가 상하로 회전하는 것을 감지된 정보를 컨트롤러(190)로 제공할 수 있다.

한편, 제1 감지센서(155)와 제2 감지센서(156)는 미리 설정된 각도이상으로 회전할 경우, 전기적으로 통전되도록 구성되거나, 공지된 다양한 형태로 회전을 감지할 수 있는 센서로 구현될 수 있다.

한편, 연결모듈(150)은 중량추(159)를 포함할 수 있다.

이 중량추(159)는 연결모듈(150)의 하부에 하중을 가해 연결모듈(150)을 중력방향으로 위치시킴으로써, 제1대차(110)와 제2대차(130)가 상호 비틀리거나, 동시에 일정각도로 회전하더라도 회전된 각도에 상관없이 상하회전축(157) 및 좌우회전축(154)이 수평 및 수직을 유지시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량시스템(100)은 위치송신모듈(170)을 포함할 수 있다.

이 위치송신모듈(170)은 이동거리감지센서(117,137), 제1 감지센서(155), 및 제2 감지센서(156)에서 감지된 정보를 송신할 수 있다.

한편, 위치송신모듈(170)은 GPS(171)를 포함할 수 있으며, 위치송신모듈(170) 제1 감지센서(155), 제2 감지센서(156)에서 상하회전축(157) 및 좌우회전축(154)에서 회전됨을 감지하였을 때에만, GPS(171)측정된 위치정보를 외부의 수신장치로 송신할 수 있고, GPS(171)는 정확한 위치를 알려주기 위해 상하회전축(157)과 좌우회전축(154)의 사이에 위치될 수 있다.

그리고, 위치송신모듈(170)은 GPS(171)에서 측정된 위치정보뿐만 아니라, 이동거리감지센서(117,137)에서 측정하여 컨트롤러(190)의 내경측정부에서 측정된 지하시설물(200)의 내경의 정보를 함께 외부의 수신장치로 송신할 수 있다.

이때, 위치송신모듈(170)은 LTE 등과 같은 이동통신망, WLAN, BLUETOOTH, 등과 같은 근거리 또는 장거리 무선통신을 수행하는 무선통신모듈을 포함할 수 있다.

한편, 위치송신모듈(170)은 이동거리감지센서(117,137), 제1 감지센서(155), 및 제2 감지센서(156)가 회전 또는 이동을 감지하였을 때에만, 현재의 위치정보 또는 내경측정부에서 측정된 지하시설물(200)의 내경정보를 무선통신모듈을 통해 외부로 송신함으로써, 주기적인 통신에 의한 소모전력을 최소화시킬 수 있다.

이하, 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량시스템을 이용한 지하시설물 위치측정방법과 함께 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템이 절곡부를 지나는 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템이 관경이 작아지는 부분을 지나는 상태를 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템의 신호송신지점을 표시한 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템(100)은 제1대차(110)와 제2대차(130)의 각각의 내부에는 이동몸체(115,135)가 제1대차(110)와 제2대차(130)가 이동하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되며, 각 이동몸체(115,135)에는 관통공에 회전나사봉(116,136)이 나사체결하는 형태로 결합된다.

그리고, 이동몸체(115,135)에는 연결대(111,131)가 연결되어 이동몸체(115,135)의 슬라이딩 이동에 따라 연결대(111,131)가 회전함으로써, 연결대(111,131)의 끝단에 결합된 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)의 내주에 밀착하여 지지되어 지하시설물(200)의 중심에 제1대차(110)와 제2대차(130)를 위치시킬 수 있다.

이때, 제1대차(110)와 제2대차(130)에는 이동몸체(115,135)가 이동하는 거리를 측정하는 이동거리감지센서(117,137)가 설치될 수 있으며, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동하는 거리를 측정하고 이 측정된 거리를 컨트롤러(190)의 내경측정부로 전달한다.

한편, 제1대차(110)와 제2대차(130)는 연결모듈(150)에 의해 연결되며, 연결모듈(150)에는 좌우회전축(154)에 설치되어 좌우회전을 감지하는 제1 감지센서(155)와 상하회전축(157)에 설치되어 상하회전을 감지하는 제2 감지센서(156)가 설치된다.

그리고, 제1대차(110)와 제2대차(130)에는 위치송신모듈(170)이 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 지하시설물 측량시스템(100)을 이용한 지하시설물의 위치측정 방법은 연결모듈(150)에 의해 연결된 제1대차(110)와 제2대차(130)가 지하시설물(200)에 위치된 상태에서 컨트롤러(190)는 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)의 내주에 밀착되도록 회전나사봉(116,136)을 회전시켜 이동몸체(115,135)를 이동시킨다.

한편, 이동몸체(115,135)가 이동에 따라 연결대(111,131)가 펼쳐지거나, 접혀 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)에 밀착되면, 제1대차(110)와 제2대차(130)의 구동바퀴(113,133)가 구동하여 측량을 수행할 지하시설물(200)을 따라 이동한다.

이때, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 측정하고, 측정된 이동거리를 내경측정부로 전송하여 내경측정부에서는 이동거리를 기초로 삼각함수에 의해 관경을 계산하여 무선통신모듈을 통해 관경의 정보를 발신한다.

한편, 제1대차(110)와 제2대차(130)가 지하시설물(200)을 주행하며 지하시설물(200)이 좌우로 절곡되는 부분에서는 제1대차(110)와 제2대차(130)가 연결모듈(150)의 좌우회전축(154)을 중심으로 회전하며, 제1 감지센서(155)는 좌우회전함을 감지함과 동시에 GPS(171)에서 측정된 현재의 위치정보를 무선통신모듈을 통해 외부로 발신한다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1대차(110)와 제2대차(130)가 지하시설물(200)을 주행하며, 지하시설물(200)이 상하로 절곡되는 부분에서는 제1대차(110)와 제2대차(130)가 연결모듈(150)의 상하회전축(157)을 중심으로 회전하며, 제2 감지센서(156)는 상하회전함을 감지함과 동시에 GPS(171)에서 측정된 현재의 위치정보를 무선통신모듈을 통해 외부로 발신한다.

여기서, 지하시설물(200)이 상하 또는 좌우로 절곡된 구간을 지날 경우에는 제1대차(110)와 제2대차(130)가 주행하며 바로 직선 구간을 진입하여 바로 펼쳐지지만, 곡선으로 형성된 구간을 지날 경우에는 제1대차(110)와 제2대차(130)가 곡선을 지나는 동안에는 일정시간 동안 회전된 상태를 유지한다.

이와 같이 제1 감지센서(155) 또는 제2 감지센서(156)에서 일정 시간 동안 제1대차(110)와 제2대차(130)가 회전된 상태를 감지할 경우, 컨트롤러(190)는 곡선구간이라고 판단하여 제1 감지센서(155) 또는 제2 감지센서(156)에서 회전이 감지되지 않을 때, 즉, 제1대차(110)와 제2대차(130)가 일직선상에 위치되는 직선구간으로 들어설 때까지 실시간으로 GPS(171)에서 측정되는 위치정보를 무선통신모듈을 통해 송신한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1대차(110)와 제2대차(130)가 지하시설물(200)에 걸려 미리 설정된 시간 동안 주행이 불가능한 경우, 컨트롤러(190)는 회전나사봉(116,136)을 회전시키고, 제1대차(110)와 제2대차(130)의 이동몸체(115,135)를 슬라이딩 이동시켜 펼쳐진 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)로 진입 가능할 때까지 연결대(111,131)를 접어 현재 진행하고 있던 지하시설물(200)보다 작은 관경을 갖는 지하시설물(200)로 진입한다.

이때, 이동몸체(115,135)가 제1대차(110)와 제2대차(130)에서 슬라이딩 이동할 경우, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 측정하고 이 이동거리에 따라 내경측정부에서 지하시설물(200)의 내경을 계산하여 무선통신모듈을 통해 외부로 송신한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부에서 무선통신모듈에 의해 송신되는 정보를 외부에서 수신하여 신호송신지점은 지하시설물(200)의 관경 또는 곡선 또는 절곡된 부분이기 때문에 정보가 수신된 지점들을 선으로 연결함으로써, 지하시설물(200)의 위치를 간편한 방법으로 지하시설물의 위치를 측정할 수 있다.

그리고, 연결모듈(150)은 중량추(159)에 의해 중력방향으로 항상 위치되기 때문에 좌우회전축(154)과 상하회전축(157)이 수평과 수직을 유지되어 제1대차(110)와 제2대차(130)가 상호 비틀어지는 경우에도 지하시설물(200)을 용이하게 측량할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템을 도시한 측단면도이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기완충부의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 지하시설물 측량시스템(100)은 공기완충부(700), 회전기구(500), 높이조절부(300), 카메라(600) 및 조명기구(400)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 공기완충부(700)는 제1대차(110)의 전방면에 결합되고, 회전기구(500)는 공기완충부(700)의 전방에 결합되며, 높이조절부(300)는 회전기구(500)의 전방에 결합되고, 카메라(600)는 높이조절부(300)의 전방에 결합되며, 조명기구(400)는 카메라(600)의 외측을 감싸도록 결합된다.

상기 카메라(600)는 지하시설물(200) 내부의 영상정보까지 취득할 수 있기 때문에 측량 작업의 정확도를 높이는데 기여하게 되며, 공기완충부(700)는 외부의 충격이나 진동에 의해 카메라(600)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다.

상기 공기완충부(700)는 공기하우징(710), 공기유동부(720), 한 쌍의 공기개폐부(740), 공기링(730) 및 상부하우징(750)을 포함하여 이루어진다. 공기완충부(700)는 제1대차(110)의 전방에 결합되며, 제1대차(110)으로부터 가해지는 진동이나 충격을 완화시켜주는 기능을 한다.

상기 공기하우징(710)에는 내부에 공기가 충진될 수 있도록 충진공간(711)이 형성된다. 공기하우징(710)은 탄성이 있는 고무 소재로 이루어지며, 제1대차(110)의 전방에 결합된다.

상기 공기유동부(720)는 공기하우징(710)의 전방에 결합되며, 공기하우징(710)과 마찬가지로 탄성이 있는 고무 소재로 이루어진다. 공기유동부(720)의 중앙에는 전후로 공기홀(721)이 관통 형성된다. 이러한 공기홀(721)을 통해 공기유동부(720)의 전방과 공기하우징(710)의 충진공간(711)으로 공기가 유동할 수 있다.

상기 한 쌍의 공기개폐부(740)는 공기홀(721)의 전단에 결합된다. 공기개폐부(740)는 탄성력을 지니는 고무 소재로 이루어지며, 공기유동부(720)의 전방면에 외팔보 형태로 결합된다.

즉, 공기개폐부(740)는 공기유동부(720)의 전방면에 결합된 부분을 기준으로 전후로 회전 가능하다. 공기개폐부(740)가 후방으로 이동하였을 때 공기홀(721)의 전단은 폐쇄되고, 공기개폐부(740)가 전방으로 이동하였을 때 공기홀(721)의 전단은 개방된다.

상기 공기개폐부(740)의 후방면 중앙에는 공기홀(721)의 전단 내측벽에 접촉되어 공기개폐부(740)를 지지할 수 있도록 접촉지지단부(741)가 후방을 향해 돌출 형성된다. 이러한 접촉지지단부(741)에 의해 공기개폐부(740)는 후방으로 처지지 않고 공기홀(721)의 전단을 견고하게 폐쇄할 수 있다.

상기 공기링(730)은 공기유동부(720)의 내부에 장착되며 공기홀(721)을 둘러싸도록 결합된다. 공기링(730)은 소정의 무게를 가지는 금속 소재로 이루어지며, 링 형태로 형성된다. 공기링(730)은 공기하우징(710)으로부터 전달된 진동을 흡수하는 기능을 수행한다.

상기 상부하우징(750)은 공기유동부(720)의 전방에 결합된다. 상부하우징(750)의 측면에는 다수의 통기공(751)이 형성되며, 이러한 통기공(751)을 통해 공기가 유동될 수 있다.

제1대차(110)로부터 발생한 진동이나 충격에 의해 공기하우징(710)은 진동하고, 전달된 진동에 의해 공기링(730)도 진동된다. 이에 따라 공기유동부(720)가 진동되어 공기개폐부(740)가 개방되며, 도시된 도면에서 점선으로 표현한 것처럼 상부하우징(750)의 통기공(751), 공기홀(721) 및 충진공간(711)을 통해 공기가 유동된다.

이와 같이, 본 발명은 공기홀(721)과 공기개폐부(740)를 통해 충진공간(711)의 공기를 유동시킬 수 있으므로 감쇠력을 능동적으로 변화시킬 수 있다는 장점이 있다.

예를 들어, 제1대차(110)로부터 가해지는 진동이 고 주파수이면, 공기하우징(710)의 진동이 커지며 공기링(730)의 진동도 커지고, 이에 따라 공기유동부(720)가 크게 진동되어 공기개폐부(740)가 개방된다.

공기개폐부(740)가 개방되면, 상부하우징(750)의 통기공(751), 공기홀(721) 및 충진공간(711)을 통해 공기가 유동되고, 목표 주파수의 감도가 상향되어 진동이 감쇠된다.

제1대차(110)로부터 가해지는 진동이 저 주파수이면, 공기하우징(710)의 진동이 작아지며 공기링(730)의 진동도 작아지고, 이에 따라 공기유동부(720)의 진동도 작아져서 공기개폐부(740)가 폐쇄된다.

공기개폐부(740)가 폐쇄되면, 충진공간(711) 내부의 공기가 유동되지 못하고, 반공진대역 주파수의 감도가 상향되어 진동이 감쇠된다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전기구의 단면 모습을 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전로드의 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 회전기구(500)는, 높이조절부(300)의 후단에 결합되어 높이조절부(300)가 회전할 수 있도록 하는 수평회전부(510) 및 수평회전부(510)의 후단에 장착되는 회전제어부(520)를 포함하여 이루어진다.

상기 수평회전부(510)는, 높이조절부(300)의 후단에 결합되며 전단과 후단이 개방된 내부가 비어있는 원통형으로 형성되는 회전케이스(511), 회전케이스(511) 내부에 수용되며 전단이 높이조절부(300)의 후단에 결합되고 후단이 회전케이스(511)의 후단을 관통하여 회전제어부(520)에 수용되는 회전로드(512), 회전로드(512)의 측부에 돌출 연장되는 회전연장판(513), 회전케이스(511)의 전단에 형성되며 회전연장판(513)의 전방면과 접촉되는 회전걸림부(511a) 및 회전연장판(513)의 후방면과 회전케이스(511)의 내측 후방면 사이에 배치되는 다수의 회전볼(514)을 포함한다.

상기 회전로드(512)는 회전케이스(511) 및 다른 부품에 대해 상대적인 수평 회전이 가능하고, 이에 따라 회전로드(512)의 전단에 결합된 높이조절부(300) 및 카메라(600)도 수평 회전이 가능하다.

상기 회전로드(512)는 전체적으로 원통형으로 형성되며, 회전로드(512)의 측부에는 회전연장판(513)이 외측으로 링 형태로 돌출 연장된다. 회전연장판(513)은 회전걸림부(511a)에 접촉된다.

상기 다수의 회전볼(514)은 회전케이스(511) 내부에 수용되며, 회전로드(512)가 수평 회전할 때 회전케이스(511)와 회전로드(512) 사이의 마찰력을 줄여주어 회전로드(512)가 더욱 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

상기 회전제어부(520)는 수평회전부(510)의 후단에 장착되며, 제어케이스(521), 제어로드(522), 멈춤부(523), 제어스프링(524), 방지부(525), 제어이동부(526), 제어이동케이스(527) 및 제어손잡이(528)를 포함하여 이루어진다.

상기 제어케이스(521)는 내부가 비어있는 원통형으로 형성되며, 회전케이스(511)의 후단에 결합된다. 제어케이스(521)의 전단에는 회전케이스(511)와 연통될 수 있도록 홀이 형성되며, 이러한 홀을 통해 회전로드(512)의 후단이 제어케이스(521)의 내부에 수용될 수 있다.

상기 제어로드(522)는 제어케이스 내부에 수용되며, 회전로드(512)와 직교하는 방향(즉, 상하 방향)으로 이동 가능하다. 제어로드(522)의 상측 단부에는 멈춤부(523)가 결합되고, 제어로드(522)의 하측 단부에는 방지부(525)가 결합된다.

상기 멈춤부(523)는 납작한 판 형태로 형성되며, 제어로드(522)의 상하 이동에 따라 상하로 이동 가능하다. 상기 회전로드(512)의 후방에는 다수의 멈춤홈(512a)이 방사형으로 형성되는데, 멈춤부(523)는 이러한 멈춤홈(512a) 중 어느 하나에 삽입될 수 있다.

상기 제어로드(522)가 하측으로 이동되었을 때 멈춤부(523)는 회전로드(512)의 멈춤홈(512a)에 삽입 수용되고, 제어로드(522)가 상측으로 이동되었을 때 멈춤부(523)는 회전로드(512)의 멈춤홈(512a)으로부터 이탈된다.

상기 멈춤부(523)가 회전로드(512)의 멈춤홈(512a)에 삽입 수용되면, 회전로드(512)는 멈춤부(523)에 가로막혀 더 이상 회전하지 못하고 제자리에서 고정된다. 멈춤부(523)가 회전로드(512)의 멈춤홈(512a)으로부터 이탈되면 회전로드(512)는 다시 수평 회전 가능하다.

도시된 것처럼 상기 회전로드(512)의 멈춤홈(512a)에는 다수의 멈춤돌기(512b)가 돌출될 수 있다. 다수의 멈춤돌기(512b)는 고무와 같이 탄성이 있는 소재로 이루어지며, 멈춤홈(512a)의 길이방향을 따라 소정의 간격을 두고 배치된다.

또한, 다수의 멈춤돌기(512b)는 마주보는 멈춤돌기(512b)끼리 소정의 높이 차이를 둘 수 있도록 지그재그 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 다수의 멈춤돌기(512b)는 깍지를 낀 손처럼 서로 엇갈리게 배치되어 있다.

다수의 멈춤돌기(512b)는 멈춤부(523)가 회전로드(512)의 멈춤홈(512a)에 삽입되었을 때 멈춤부(523)가 멈춤홈(512a)으로부터 쉽게 이탈되지 않고 그 내부에서 유지될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

상기 제어스프링(524)은 멈춤부(523)와 회전케이스(511)의 내측면 사이에 결합된다. 제어스프링(524)은 제어로드(522) 및 멈춤부(523)를 하측으로 밀어줄 수 있도록 탄성력을 제공한다.

상기 방지부(525)는 제어케이스(521)의 측부에 형성된 방지홈(521a)에 삽입될 수 있다. 제어로드(522)가 하측으로 이동되었을 때 방지부(525)는 방지홈(521a)에 삽입되고, 제어로드(522)가 상측으로 이동되었을 때 방지부(525)는 방지홈(521a)으로부터 이탈된다.

상기 방지부(525)의 외측면과 방지홈(521a)의 내측면은 톱니 형태로 형성된다. 상기 방지부(525)가 방지홈(521a)에 삽입되었을 때, 제어로드(522) 및 멈춤부(523)는 축 회전 및 전후좌우 이동이 불가능하고, 이에 따라 회전로드(512)의 고정 상태를 더욱 견고하게 유지할 수 있다.

상기 제어이동부(526)는 방지부(525)의 하측 단부에 결합되며, 삼각형 형태의 단면을 가진다. 상기 제어이동케이스(527)는 제어케이스(521)의 하측에 결합되며 제어이동부(526)가 상하로 이동 가능하도록 삽입된다. 다시 말하면, 상기 제어이동부(526)는 제어이동케이스(527)에 수용되어 상하로 이동될 수 있다.

상기 제어손잡이(528)는 제어이동케이스(527)의 전방에 결합된다. 제어손잡이(528)는 전후로 이동 가능하도록 장착되며, 제어손잡이(528)의 후단은 제어이동부(526)의 전방면에 접촉된다.

제어손잡이(528)에 후방으로 힘이 가해지면, 제어손잡이(528)의 후단부가 제어이동부(526)의 전방면에 접촉되면서 제어이동부(526)를 밀게되고, 이에 따라 제어이동부(526)는 상측으로 이동된다.

상기 제어이동부(526)가 상측으로 이동됨에 따라 방지부(525)는 방지홈(521a)으로부터 이탈되고, 제어로드(522)는 제어스프링(524)의 탄성력을 이겨내고 상측으로 이동된다.

상기 제어로드(522)가 상측으로 이동됨에 따라, 멈춤부(523) 역시 멈춤홈(512a)으로부터 이탈되고, 회전로드(512) 및 그 상부에 결합된 카메라(600)는 멈춤부(523)의 제약 없이 자유롭게 수평 회전될 수 있다.

사용자가 원하는 방향으로 카메라(600)의 수평 회전이 끝나면, 제어손잡이(528)가 원위치되고, 제어스프링(524)의 탄성력에 따라 제어로드(522)는 하측으로 이동하게 된다.

상기 제어로드(522)가 하측으로 이동하면, 멈춤부(523)가 멈춤홈(512a)에 삽입되어 회전로드(512)의 수평 회전이 제한된다. 이때, 방지부(525)는 방지홈(521a)에 삽입되며, 제어이동부(526)는 하측으로 이동하여 제어손잡이(528)를 전방으로 들어올리게 된다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 높이조절부의 모습을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 상기 높이조절부(300)는, 내부에 중공이 형성되는 하부조절부(310), 하부조절부(310)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 내부에 중공이 형성된 중간조절부(320) 및 중간조절부(320)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 내부에 중공이 형성된 상부조절부(330)를 포함한다.

상기 하부조절부(310)는 전방에 위치하는 중간조절부(320)보다 굵게 형성되고, 중간조절부(320)는 전방에 위치하는 상부조절부(330)보다 굵게 형성된다. 도시된 실시예에서 높이조절부(300)는 3단으로 구성되어 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 유사한 방식으로 2단 또는 4단 이상으로 자유롭게 구성할 수 있을 것이다.

상기 하부조절부(310)는 내부에 중공(311)이 형성된 직육면체 형태로 형성된다. 상기 하부조절부(310)의 전단 양측에는 케이스단부(312)가 내측으로 돌출 연장된다. 하부조절부(310)의 내부면 후방 양측에는 반구형 케이스돌기(313)가 돌출 형성된다.

상기 중간조절부(320)는 하부조절부(310)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 결합되며 내부에 중공(311)이 형성된 직육면체 형태로 형성된다. 상기 중간조절부(320)의 후단 양측에는 케이스단부(312)와 접촉될 수 있도록 제1외측하단부(321)가 외측으로 돌출 연장되고, 제1외측하단부(321)에 대향되도록 제1내측하단부(322)가 내측으로 돌출 연장된다. 상기 중간조절부(320)의 전단 양측에는 제1세로단부(323)가 내측으로 돌출 연장된다.

상기 상부조절부(330)는 중간조절부(320)의 내부에 슬라이딩 가능하도록 결합되며 내부에 중공(311)이 형성된 직육면체 형태로 형성된다. 상기 상부조절부(330)의 후단 양측에는 제1세로단부(323)와 접촉될 수 있도록 제2세로단부(331)가 외측으로 돌출 연장된다.

즉, 상기 중간조절부(320)의 제1외측하단부(321)는 하부조절부(310)의 케이스단부(312)에 접촉될 수 있고, 중간조절부(320)의 제1세로단부(323)는 상부조절부(330)의 제2세로단부(331)에 접촉될 수 있으며, 중간조절부(320)의 제1내측하단부(322)는 상부조절부(330)의 제2세로단부(331)에 접촉될 수 있다.

또한, 상기 중간조절부(320)의 제1외측하단부(321)는 중간조절부(320)가 후방으로 이동되었을 때 케이스돌기(313)를 타고 넘어 하부조절부(310)의 내부면 후단과 케이스돌기(313) 사이에 위치한다. 이에 따라 중간조절부(320)는 케이스돌기(313)를 타고 넘을 정도의 힘이 가해져야 전방으로 이동할 수 있다.

상기 제1외측하단부(321)의 상하방향 길이는 케이스단부(312)의 상하방향 길이와 동일하게 형성되고, 제1내측하단부(322) 및 제1세로단부(323)의 상하방향 길이는 제2세로단부(331)의 상하방향 길이와 동일하게 형성된다.

상기 하부조절부(310), 중간조절부(320) 및 상부조절부(330)의 중공(311)에는 세로탄성부(340)가 수용된다. 상기 세로탄성부(340)는 상부조절부(330)의 내부면 전단과 하부조절부(310)의 내부면 후단 사이를 연결한다.

상기 상부조절부(330)의 내부면 전단에는 세로와이어(350)가 결합된다. 세로와이어(350)는 일단이 상부조절부(330)의 내부면 전단에 결합되고, 타단은 하부조절부(310)의 후단을 관통하여 외부로 인출된다.

상기 하부조절부(310)의 후단을 관통하여 외부로 인출된 세로와이어(350)는 하부조절부(310)의 후단에 배치된 세로인출부(360)에 결합된다. 한편, 상기 하부조절부(310)의 후단에는 세로인출부(360)가 회전 가능하게 결합될 수 있도록 인출결합부(370)가 장착된다.

즉, 세로와이어(350)는 일단이 상부조절부(330)의 내부면 전단에 결합되고, 타단이 세로인출부(360)에 결합된다. 세로인출부(360)에서 세로와이어(350)를 감으면 상부조절부(330)는 후방으로 이동하고, 세로인출부(360)에서 세로와이어(350)를 풀면 상부조절부(330)는 전방으로 이동한다.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 높이조절부(300)의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상부조절부(330)는 세로와이어(350)에 의해 당겨져 있으므로 세로탄성부(340)의 탄성력을 이겨내고 후방으로 이동되어 있고, 중간조절부(320)도 제1내측하단부(322)가 제2세로단부(331)에 접촉되어 후방으로 이동되어 있으므로 중간조절부(320)와 상부조절부(330)는 하부조절부(310) 내부에 수용되어 있다.

세로인출부(360)에서 세로와이어(350)를 풀면, 상부조절부(330)가 세로탄성부(340)의 탄성력에 의해 전방으로 이동하고, 상부조절부(330)는 하부조절부(310)로부터 인출된다.

이때, 상기 중간조절부(320)의 제1외측하단부(321)는 하부조절부(310)의 내부면 후단과 케이스돌기(313) 사이에 위치하고 있으므로 우선 상부조절부(330)만 하부조절부(310)로부터 인출되고 중간조절부(320)는 하부조절부(310) 내부에 수용된 상태를 유지한다.

상기 상부조절부(330)가 전방으로 더욱 이동하여 중간조절부(320)의 제1세로단부(323)와 상부조절부(330)의 제2세로단부(331)가 접촉되면, 중간조절부(320)에도 세로탄성부(340)의 탄성력이 가해지고, 중간조절부(320)의 제1외측하단부(321)가 케이스돌기(313)를 타고 넘으며 중간조절부(320)도 하부조절부(310)로부터 인출된다.

중간조절부(320)와 상부조절부(330)가 어느정도 인출되면, 세로인출부(360)를 정지시킨다.

이와 같이, 본 발명은 상기 세로인출부(360)로부터 세로와이어(350)가 풀림에 따라 하부조절부(310)로부터 상부조절부(330), 중간조절부(320) 순으로 높이조절부(300)의 길이가 신장될 수 있다.

또한, 본 발명은 측량 작업을 수행하지 않을 때에는 세로와이어(350)가 세로인출부(360)에 감겨서 고정되어 있으므로 중간조절부(320) 또는 상부조절부(330)가 사용자의 의지와 관계없이 임의로 인출되는 것을 방지하는 효과가 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구의 모습을 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명기구의 단면 모습을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 상기 조명기구(400)는, 카메라(600)의 외측면에 결합되는 사각링 형태의 조명케이스(410), 조명케이스(410)의 좌측면에 장착되는 다수의 조명소켓(420) 및 조명케이스(410)의 상하면에 착탈 가능하도록 장착되는 다수의 태양전지모듈(430)을 포함한다.

상기 조명소켓(420)에는 조명원이 삽입된다. 조명원은 조명소켓(420)에 돌려 끼우는 방식으로 결합될 수 있으며, 조명소켓(420)에 일체형으로 형성된 상태에서 조명케이스(410)에 조립될 수도 있다.

상기 조명케이스(410)는 다시 카메라(600)의 상부측에 놓이는 제1조명케이스(411)와 카메라(600)의 하부측에 놓이는 제2조명케이스(412)로 구분되며, 제1조명케이스(411)와 제2조명케이스(412)의 일측 사이는 조명핀(413)을 매개로 연결되어 상호 회전 가능하다.

상기 제1조명케이스(411)와 제2조명케이스(412)의 타측에는 조명잠금장치(414)가 장착되어 조명케이스(410)를 카메라(600)에 고정시키거나 카메라(600)로부터 분리할 수 있도록 한다.

본 발명은 이와 같이 조명기구(400)를 카메라(600)에 결합함으로써 야간에도 손쉽게 측량 작업을 수행할 수 있도록 하고, 측량 작업이 외진 곳에서 실시되어도 쉽게 찾을 수 있도록 한다.

상기 제1조명케이스(411)와 제2조명케이스(412)의 상하면에는 다수의 조명레일(415)이 종방향으로 형성된다. 다수의 조명레일(415)은 평행하게 배치되며, 단면이 'T'자 형태로 형성되어 태양전지모듈(430)이 다수의 조명레일(415) 사이에 삽입될 수 있도록 한다.

본 발명은 이와 같이 조명케이스(410) 외부에 삽입되는 태양전지모듈(430)의 수를 사용자가 임의로 조절할 수 있으므로 주변 상황을 고려하여 최적화된 태양에너지 수급 효율을 보일 수 있다. 태양전지모듈은 지하시설물에 들어가기 전에 충전될 수 있다.

상기 태양전지모듈(430)은 다수의 조명레일(415) 사이에 삽입될 수 있도록 판 형태로 형성되고, 태양전지모듈(430)의 일측면은 태양전지판(431)으로 형성되고 타측면은 제1조명케이스(411)와 제2조명케이스(412)의 상하면에 접촉되는 조명접촉면(432)으로 형성된다.

상기 태양전지판(431)은 조명기구(400)의 각 부품에 전류를 공급한다. 상기 태양전지판(431)은 효율이 뛰어난 플라스틱 기판을 이용한 박막 태양전지 셀을 이용하며, 최대 전압은 11 내지 24V이고, 최대 전력은 80 내지 100W 정도인 것이 바람직하다.

상기 조명접촉면(432)에는 상호 이격된 다수의 자석접촉부(433)가 길이방향으로 돌출 형성되어 제1조명케이스(411)와 제2조명케이스(412)의 상하면에 결합되고, 상호 이격된 다수의 자석접촉부(433) 사이는 원호 형상의 조명간격부(434)가 길이방향으로 함몰 형성된다. 상기 제1조명케이스(411)와 제2조명케이스(412)의 외측면은 금속 재질로 이루어진다.

즉, 상기 태양전지모듈(430)의 조명접촉면(432)에는 태양전지모듈(430)을 조명케이스(410)에 결합시키는 자석접촉부(433)와 조명간격부(434)가 교대로 형성되며, 자석접촉부(433) 사이에 소정의 공간이 형성되므로 방열 효과가 뛰어나다.

도시된 바와 같이, 상기 조명소켓(420)과 조명케이스(410)의 좌측면 사이에는 열전도피막(422)이 형성된다. 상기 열전도피막(422)은 열 전도성이 뛰어난 소재로 이루어지며, 조명원으로부터 발생된 열을 조명케이스(410)로 전달하여 방열시키는 역할을 한다.

상기 조명소켓(420)은 우측 단부의 접착제(421)를 통해 열전도피막(422)에 결합될 수 있으며, 조명소켓(420)의 하부에는 리드선(423)이 연결되어 열전도피막(422)에 결합된다. 상기 열전도피막(422)의 좌측면 일측에는 동박패턴(424)이 형성되어 방열 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 조명케이스(410)의 우측면에는 추가로 방열판을 설치하여 방열 효과를 더욱 극대화시킬 수 있다.

따라서, 조명원에서 발생된 열은 조명소켓(420)의 통해 조명케이스(410)로 바로 전달되는 방식, 리드선(423)을 통해 조명케이스(410)로 전달되는 방식을 이용하여 방열되고, 그리고도 남아있는 열은 열전도피막(422)의 우측면에 결합된 동박패턴(424)을 통해 외기로 방열된다.

이와 같이, 본 발명은 2가지 상이한 방식을 통해 신속하게 조명소켓(420)의 열을 방출하고, 남아있는 열은 동박패턴(424)을 통해 빠르게 방출하여 방열 효과를 극대회시키는 장점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

100: 지하시설물 측량시스템 110: 제1대차
111,131: 연결대 112,132: 슬라이딩공
113,133: 구동바퀴 115,135: 이동몸체
116,136: 회전나사봉 117,137: 이동거리감지센서
130: 제2대차 150: 연결모듈
151: 제1 연결부 152: 제2 연결부
153: 제3 연결부 154: 좌우회전축
155: 제1 감지센서 156: 제2 감지센서
157: 상하회전축 159: 중량추
170: 위치송신모듈 171: GPS
190: 컨트롤러 200: 지하시설물
300 : 높이조절부 310 : 하부조절부
311 : 중공 312 : 케이스단부
313 : 케이스돌기 320 : 중간조절부
321 : 제1외측하단부 322 : 제1내측하단부
323 : 제1세로단부 330 : 상부조절부
331 : 제2세로단부 340 : 세로탄성부
350 : 세로와이어 360 : 세로인출부
370 : 인출결합부 400 : 조명기구
410 : 조명케이스 411 : 제1조명케이스
412 : 제2조명케이스 413 : 조명핀
414 : 조명잠금장치 415 : 조명레일
420 : 조명소켓 421 : 접착제
422 : 열전도피막 423 : 리드선
424 : 동박패턴 430 : 태양전지모듈
431 : 태양전지판 432 : 조명접촉면
433 : 자석접촉부 434 : 조명간격부
500 : 회전기구 510 : 수평회전부
511 : 회전케이스 511a : 회전걸림부
512 : 회전로드 512a : 멈춤홈
512b : 멈춤돌기 513 : 회전연장판
514 : 회전볼 520 : 회전제어부
521 : 제어케이스 521a : 방지홈
522 : 제어로드 523 : 멈춤부
524 : 제어스프링 525 : 방지부
526 : 제어이동부 527 : 제어이동케이스
528 : 제어손잡이 600 : 카메라
700 : 공기완충부 710 : 공기하우징
711 : 충진공간 720 : 공기유동부
721 : 공기홀 730 : 공기링
740 : 공기개폐부 741 : 접촉지지단부
750 : 상부하우징 751 : 통기공

Claims

지하시설물을 주행하는 제1대차; 제1대차에 연결되어 제1대차를 따라 주행하는 제2대차; 제1대차와 제2대차가 상호 회전 가능하도록 연결하는 연결모듈; 제1대차의 전방면에 결합되는 공기완충부; 공기완충부의 전방에 결합되는 회전기구; 회전기구의 전방에 결합되는 높이조절부; 높이조절부의 전방에 결합되는 카메라; 및 카메라의 외측면을 감싸도록 결합되는 조명기구; 를 포함하되,
상기 연결모듈은,
제1대차와 제2대차를 좌우로 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축; 제1대차와 제2대차를 상하로 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축; 좌우회전축에 설치되어 제1대차와 제2대차의 좌우회전을 감지하는 제1감지센서; 상하회전축에 설치되어 제1대차와 제2대차의 상하회전을 감지하는 제2감지센서; 및 제1감지센서와 제2감지센서가 좌우회전 또는 상하회전을 감지 시 감지된 부분의 위치정보를 전송하는 위치송신모듈; 을 포함하고,
상기 제1대차와 제2대차는,
제1대차와 제2대차에 각각 방사상으로 배치되는 복수 개의 구동바퀴; 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착되도록 제1대차 및 제2대차와 각 구동바퀴를 연결하고, 제1대차와 제2대차의 진행방향으로 제1대차와 제2대차에서 회전 가능하도록 구동바퀴를 연결하는 복수 개의 연결막대; 복수 개의 연결막대가 연결되고 제1대차와 제2대차에서 각각 전후방으로 이동 가능하게 설치되어 제1대차와 제2대차에서 전후방으로 이동함에 따라 연결막대를 펼치거나 접는 이동몸체; 및 이동몸체에 나사체결되어 나사체결력에 의해 이동몸체를 제1대차와 제2대차에서 각각 전후방으로 이동시키는 회전나사봉; 을 포함하며,
상기 회전기구는,
높이조절부의 후단에 결합되어 높이조절부가 회전할 수 있도록 하는 수평회전부; 및 수평회전부의 후단에 장착되는 회전제어부; 를 포함하고,
상기 수평회전부는,
높이조절부의 후단에 결합되며 전단과 후단이 개방된 내부가 비어있는 원통형으로 형성되는 회전케이스; 회전케이스 내부에 수용되며 전단이 높이조절부의 후단에 결합되고 후단이 회전케이스의 후단을 관통하여 회전제어부에 수용되는 회전로드; 회전로드의 측부에 돌출 연장되는 회전연장판; 회전케이스의 전단에 형성되며 회전연장판의 전방면과 접촉되는 회전걸림부; 및 회전연장판의 후방면과 회전케이스의 내측 후방면 사이에 배치되는 다수의 회전볼; 을 포함하고,
상기 회전제어부는,
회전케이스의 후단에 결합되며 회전로드의 후단이 수용되는 제어케이스; 제어케이스의 내부에 수용되며 회전로드와 직교하는 방향으로 이동 가능한 제어로드; 제어로드의 일단에 결합되며 회전로드의 후방에 형성된 다수의 멈춤홈 중 어느 하나에 삽입될 수 있는 멈춤부; 멈춤부와 회전케이스의 내측면 사이에 결합되는 제어스프링; 제어로드의 타단에 결합되며 제어케이스의 측부에 형성된 방지홈의 삽입될 수 있는 방지부; 방지부의 일측에 결합되며 삼각형 형태의 단면을 가지는 제어이동부; 제어케이스의 측부에 결합되며 제어이동부가 상하로 이동 가능하도록 삽입되는 제어이동케이스; 및 제어이동케이스의 전방에 전후로 이동 가능하도록 결합되며 후단이 제어이동부의 전방면에 접촉되는 제어손잡이; 를 포함하며,
상기 높이조절부는,
내부에 중공이 형성되는 하부조절부; 하부조절부의 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 내부에 중공이 형성된 중간조절부; 및 중간조절부의 내부에 슬라이딩 가능하도록 삽입되며 내부에 중공이 형성된 상부조절부; 를 포함하고,
상기 하부조절부, 중간조절부, 상부조절부의 중공에는 세로탄성부가 수용되며, 세로탄성부는 상부조절부의 내부면 끝단과 하부조절부의 내부면 끝단 사이를 연결하고, 상부조절부의 내부면 끝단에는 세로와이어의 일단이 결합되고, 세로와이어의 타단은 하부조절부의 끝단을 관통하여 외부로 인출되며, 하부조절부의 하단에는 인출된 와이어가 감기거나 풀릴 수 있도록 세로인출부가 결합되고,
상기 세로인출부로부터 세로와이어가 풀림에 따라 상부조절부-중간조절부 순으로 높이조절부의 길이가 신장되며,
상기 조명기구는,
카메라의 외측면에 결합되는 사각링 형태의 조명케이스; 조명케이스의 전방면에 장착되는 다수의 조명소켓; 및 조명케이스의 상하면에 착탈 가능하도록 장착되는 다수의 태양전지모듈; 을 포함하고,
상기 조명케이스는 카메라의 상부측에 놓이는 제1조명케이스와 카메라의 하부측에 놓이는 제2조명케이스로 구분되며, 제1조명케이스와 제2조명케이스의 일측 사이는 조명핀을 매개로 연결되어 상호 회전 가능하고, 제1조명케이스와 제2조명케이스의 타측에는 조명잠금장치가 장착되어 조명케이스를 카메라에 고정시키거나 카메라로부터 분리할 수 있으며, 제1조명케이스와 제2조명케이스의 상하면에는 다수의 조명레일이 종방향으로 형성되고,
상기 태양전지모듈은 다수의 조명레일 사이에 삽입될 수 있도록 판 형태로 형성되고, 태양전지모듈의 일측면은 태양전지판으로 형성되고 타측면은 제1조명케이스와 제2조명케이스의 상하면에 접촉되는 조명접촉면으로 형성되며, 조명접촉면에는 상호 이격된 다수의 자석접촉부가 길이방향으로 돌출 형성되어 제1조명케이스와 제2조명케이스의 상하면에 결합되고, 상호 이격된 다수의 자석접촉부 사이는 원호 형상의 조명간격부가 길이방향으로 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 지하시설물의 위치를 정확하게 측량할 수 있는 지하시설물 측량시스템.