KR102351789B1 - 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코어 채취 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전동 리프트의 포크 사이에 승하강 프레임이 회전 가능하도록 설치하고, 승하강 프레임에 천공기를 설치하고, 콘크리트 벽체 천공시 포크로 승하강 프레임에 수평하게 설치된 천공기를 천공 위치로 승강시킨 상태에서 콘크리트 벽체를 천공하여 코어를 채취하고, 바닥면 및 천정면에서 코어를 채취시 승하강 프레임을 상하로 90°회전시킨 다음, 포크로 승하강 프레임에 설치된 천공기를 천공 위치로 승강 또는 하강시킨 상태에서 천정면과 바닥면에서 코어를 채취하도록 함으로써 천공기 설치를 위해 앵커 볼트로 콘크리트를 훼손시키지 않은 상태에서도 빠른 시간안에 콘크리트의 압축강도를 측정하는 코어를 채취하도록 하는 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치에 관한 것이다.

Description

콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치{CORE SAMPLING DEVICE OF CONCRETE COMPRESSION STRENGTH MESURING}

본 발명은 코어 채취 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 전동 리프트의 포크 사이에 승하강 프레임이 회전 가능하도록 설치하고, 승하강 프레임에 천공기를 설치하고, 콘크리트 벽체 천공시 포크로 승하강 프레임에 수평하게 설치된 천공기를 천공 위치로 승강시킨 상태에서 콘크리트 벽체를 천공하여 코어를 채취하고, 바닥면 및 천정면에서 코어를 채취시 승하강 프레임을 상하로 90°회전시킨 다음, 포크로 승하강 프레임에 설치된 천공기를 천공 위치로 승강 또는 하강시킨 상태에서 천정면과 바닥면에서 코어를 채취하도록 함으로써 천공기 설치를 위해 앵커 볼트로 콘크리트를 훼손시키지 않은 상태에서도 빠른 시간안에 콘크리트의 압축강도를 측정하는 코어를 채취하도록 하는 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지반 위나 아래에 다양한 시설물(건물, 철도, 도로, 항만시설, 방파제 등)을 설치하는 건설공사가 국내ㆍ외 곳곳에서 수행되고 있다. 이와 같은 다양한 시설물들이 안전하게 설치되기 위해서는 시설물들을 지지하고 있는 지반과 시설물들을 구성하고 있는 재료들이 충분한 강도를 가지고서 시설물의 자중과 기타 추가되는 설하중, 풍하중 등의 다양한 하중을 견딜 수 있어야 한다. 그렇지 않게 되면, 지반이나 시설물들이 파괴되거나 과도한 변형이 발생하여 시설물들에 균열 등의 다양한 피해들이 발생할 수 있다.

따라서 건축물의 콘크리트 구조물 시공에서는 후속공정(먹매김 작업, 자재의 인양 및 적치, 폼 탈형 작업, 차량이 이동 등) 진행 가능 여부를 판단하기 위해 콘크리트 구조물 강도를 여러 방법으로 추정해 왔다. 그러나 콘크리트 구조체의 손상 우려나 거대한 구조체의 강도를 직접 확인하기 위한 적합한 방법이 없어 대부분 별도의 압축강도 측정용 시험체를 양생하고, 파괴하여 그 강도로 구조체의 강도를 대신하였으나, 구조물과 공시체 간 양생 환경 차이로 인해, 그 신뢰도가 매우 낮은 상항이다. 더불어 양생 환경에 따라 강도 발현 차이가 크기 때문에, 그 신뢰성에 문제가 있었고, 이로 인한 후속공정의 차질 및 중량의 시스템 폼 추락사고 등 공사 전반에 막대한 영향을 끼치는 등 여러 문제점이 있었다.

이러한 이유로 공사진행 중 콘크리트 구조체의 초기 압축강도를 직접 확인하기 위한 많은 시도들이 있었으며, 그 대표적인 예가 코어 채취에 의한 방법이나, 초기 콘크리트의 경우 강도가 충분히 발현되지 않아 코어 채취시 천공기의 고정에 필요한 앵커 볼트의 고정이 어려워 정확한 강도 측정용 시험체를 채취하기 힘들고, 채취하는 과정에서 앵커 볼트 설치에 따른 시설물의 훼손이 발생할 수 있는 우려가 있었다.

또한, 채취후 천공기를 임시 고정했던 앵커 볼트를 그라인더로 제거하는 등의 후속 조치가 번거로운 단점도 함께 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1989030호인 콘크리트 구조물의 내부 부식 점검을 위한 시료 채취용 코어드릴의 지지장치와 제10-2061542호인 차량 장착형 코어 시편 채취장치가 개시되어 있다.

상기 콘크리트 구조물의 내부 부식 점검을 위한 시료 채취용 코어드릴의 지지장치는 도 1에 도시된 바와 타이 본체(1a)와 코어비트(1b)로 이루어진 코어드릴(1)의 하중을 지지하면서 견고히 위치를 유지할 수 있는 수직지지부(10)와 상기 수직지지부(10)에 결합되어 코어드릴(1)을 콘크리트 구조물 방향으로 정확하게 슬라이딩 이동시킬 수 있는 수평지지부(20)와 코어드릴(1)을 고정하기 위한 코어드릴 고정부(30) 및 완충역할을 위한 완충부(40)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 차량 장착형 코어 시편 채취장치는 도 2에 도시된 바와 같이 적재함(4)을 구비하는 차량(2)과, 상기 차량(2)에 고정되고 일측에 슬라이더(14)가 수평 이동가능하게 설치되는 차량지지부(10)와, 일측에 코어비트(72)를 구비하며, 상기 슬라이더(12)에 장착되어 코어 시편을 채취하거나 슬라이더(14)로부터 분리되어 상기 적재함(4) 내부에 적재되는 천공부(20)와, 상기 천공부(20)를 인력에 의해 상기 적재함(4)에 적재하거나 하역할 수 있도록 설치되는 이동부(100)를 포함한다.

그러나, 상기 콘크리트 구조물의 내부 부식 점검을 위한 시료 채취용 코어드릴의 지지장치는 작업자가 지지부를 이용하여 힘으로 수평을 유지하기 때문에 수평 유지가 어렵고, 더욱이 코어드릴을 전방으로 압력을 가하면서 코어를 채취하기 때문에 작업이 어렵고, 상기 차량 장착형 코어 시편 채취장치는 차량과 설치되므로 실내 천공이 불가능하고, 바닥면 천공만 수행할 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1989030호 대한민국 등록특허 제10-2061542호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전동 리프트의 포크 사이에 승하강 프레임이 회전 가능하도록 설치하고, 승하강 프레임에 천공기를 설치하고, 콘크리트 벽체 천공시 포크로 승하강 프레임에 수평하게 설치된 천공기를 천공 위치로 승강시킨 상태에서 콘크리트 벽체를 천공하여 코어를 채취하고, 바닥면 및 천정면에서 코어를 채취시 승하강 프레임을 상하로 90°회전시킨 다음, 포크로 승하강 프레임에 설치된 천공기를 천공 위치로 승강 또는 하강시킨 상태에서 천정면과 바닥면에서 코어를 채취하도록 함으로써 천공기 설치를 위해 앵커 볼트로 콘크리트를 훼손시키지 않은 상태에서도 빠른 시간안에 콘크리트의 압축강도를 측정하는 코어를 채취하도록 하는 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전동 리프트의 전후방에 천공시 밀리는 것을 방지하도록 바닥면에 고정되는 발톱부재를 형성함으로써 안정적으로 코어를 채취할 수 있도록 하는 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

한 쌍의 포크가 구비되는 전동 리프트와; 상기 전동 리프트의 포크 사이에서 끝단에 설치되어 코어를 채취하는 채취 유니트를 포함하며, 상기 채취 유니트는 상기 전동 리프트의 일측 포크에 설치되는 서보 모터와; 상기 전동 리프트의 타측 포크에 설치되는 회전 베어링과; 일단이 상기 서보 모터에 축 결합되고, 타단이 상기 회전 베어링에 축 결합되어 상기 포크의 승하강에 따라 연동되며, 상기 서보 모터의 회전에 따라 회전되며, 내측 하단에 수평 방향으로 가이드 레일이 설치되는 승하강 프레임과; 상기 승하강 프레임의 가이드 레일에 설치되어 시설물의 콘크리트를 천공하여 콘크리트 압축강도 측정용 코어를 채취하는 천공기; 및 상기 승하강 프레임의 가이드 레일에 설치되어 상기 천공기를 전후진시키는 이동 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 채취 유니트는 상기 천공기의 변위를 측정하기 위한 변위계를 더 포함한다.

여기에서 또한, 상기 서보 모터는 코어 채취 위치에 따라 상기 승하강 프레임을 수평, 수직 하방향, 수직 상방향으로 기설정된 위치로 각각 회전시킨 다음, 상기 변위계의 측정값을 통해 상기 천공기의 각도를 보정한다.

여기에서 또, 상기 전동 리프트는 천공시 시설물의 바닥면에 고정되도록 전후방에 발톱 부재가 구비된다.

여기에서 또, 상기 채취 유니트의 서보 모터와 회전 베어링은 상기 전동 리프트에서 탈부착된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치에 따르면, 전동 리프트의 포크 사이에 승하강 프레임이 회전 가능하도록 설치하고, 승하강 프레임에 천공기를 설치하고, 콘크리트 벽체 천공시 포크로 승하강 프레임에 수평하게 설치된 천공기를 천공 위치로 승강시킨 상태에서 콘크리트 벽체를 천공하여 코어를 채취하고, 바닥면 및 천정면에서 코어를 채취시 승하강 프레임을 상하로 90°회전시킨 다음, 포크로 승하강 프레임에 설치된 천공기를 천공 위치로 승강 또는 하강시킨 상태에서 천정면과 바닥면에서 코어를 채취하도록 함으로써 천공기 설치를 위해 앵커 볼트로 콘크리트를 훼손시키지 않은 상태에서도 빠른 시간안에 콘크리트의 압축강도를 측정하는 코어를 채취할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 전동 리프트의 전후방에 천공시 후방으로 밀리는 것을 방지하도록 바닥면에 고정되는 발톱부재를 형성함으로써 안정적으로 코어를 채취할 수 있다.

도 1은 종래의 콘크리트 구조물의 내부 부식 점검을 위한 시료 채취용 코어드릴의 지지장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 차량 장착형 코어 시편 채취장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치중 채취 유니트의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.

이하, 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치중 채취 유니트의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치(100)는 전동 리프트(110)와, 채취 유니트(120)로 구성된다.

먼저, 전동 리프트(110)는 실내외 사용이 가능한 공지의 소형 전동 리프트기로서, 한 쌍의 마스트(111)가 구비되고, 마스트(111)에 한 쌍의 포크(113)가 구비된다.

전동 리프트(110)의 마스트(111)는 고소 작업이 가능하도록 다단으로 구성되는 것이 바람직하고, 포크(113)는 채취 유니트(120)의 설치가 용이하도록 좌우로 슬라이딩되어 폭이 조절되는 구조인 것이 바람직하다.

전동 리프트(110)는 천공시 후방으로 밀리는 것을 방지하도록 전후방에 시설물의 바닥면에 고정되는 발톱 부재(115)가 구비되는 데, 발톱 부재(115)는 회전 타입으로 형성된다.

그리고, 채취 유니트(120)는 서보 모터(121)와, 회전 베어링(122)과, 승하강 프레임(123)과, 천공기(124)와, 이동 부재(125) 및 변위계(126)로 구성된다.

서보 모터(121)는 전동 리프트(110)의 한 쌍의 포크(113)중 일측 포크의 끝단에 설치된다. 이때, 서보 모터(121)는 코어 채취 위치에 따라 승하강 프레임(123)을 수평, 수직 하방향, 수직 상방향으로 기설정된 위치로 각각 회전시킨 다음, 바닥의 경사에 따라 전동 리프트(110)가 수평을 유지하지 못하는 경우 변위계(126)의 측정값을 통해 천공기(124)의 각도를 보정한다. 또한, 서보 모터(121)는 전동 리프트(110)의 포크(113)에서 탈부착되도록 설치되어 현장에서 전동 리프트(110)를 이용하여 운반 작업을 수행할 수 있도록 한다.

회전 베어링(122)은 서보 모터(121)와 대향되는 위치인 전동 리프트(110)의 한 쌍의 포크(113)중 타측 포크의 끝단에 설치된다. 이때, 회전 베어링(122)은 전동 리프트(110)의 포크(113)에서 탈부착되도록 설치되어 현장에서 전동 리프트(110)를 이용하여 운반 작업을 수행할 수 있도록 한다.

승하강 프레임(123)은 일단이 서보 모터(121)에 축 결합되고, 타단이 회전 베어링(122)에 축 결합되어 포크(113)의 승하강에 따라 연동되며, 서보 모터(121)의 회전에 따라 회전되며, 내측 하단에 수평 방향으로 가이드 레일(123a)이 설치된다.

천공기(124)는 코어를 천공하는 통상의 습식 또는 건식 천공기로 비트(124a)가 정역 회전된다. 이때, 천공기(124)는 비트(124a)의 초기 위치가 승하강 프레임(123)에서 전방으로 돌출되어 초기 위치 설정시 승하강 프레임(123)이 미간섭되도록 한다.

이동부재(125)는 승하강 프레임(123)의 가이드 레일(123a)에 설치되어 천공기(124)를 전후진시킨다. 이때, 이동부재(125)는 전동 액츄에이터이고, 천공기(124) 측에 압력계 및 거리계를 설치하여 자동으로 전진하면서 일정 깊이로서 콘크리트를 천공하여 코어를 채취할 수도 있다.

변위계(126)는 천공기(124)의 변위, 즉 각도를 측정하여 서보 모터(121)로 전달한다.

이하, 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.

먼저, 전동 리프트(110)의 포크(113)에 채취 유니트(120)의 서보 모터(121)와 회전 베어링(122)를 결합한 상태에서 천공기(124)가 설치된 승하강 프레임(123)을 결합시킨다. 이때, 승하강 프레임(123)은 초기 위치가 수직 방향이다.

조립이 완료된 상태에서, 작업자는 전동 리프트(110)를 작업 위치로 이동시킨다.

이러한 상태에서 콘크리트 벽체에서 코어 채취를 위해 천공하고자 하는 경우 작업자는 전동 리프트(110)를 벽체 측으로 이동시켜 천공기(124)의 비트(124a)를 벽체에 최대한 인접하게 위치시킨다.

그리고, 변위계(126)에서 측정된 천공기(124)의 변위에 따라 서보 모터(121)가 미세 회전되면서 천공기(124)의 수평을 맞춘다.

천공기(124)의 수평이 맞춰지면, 작업자가 천공기(124)에 전원을 투입하면, 이동부재(125)가 천공기(124)를 전진시키면서 콘크리트 벽체를 천공한다.

천공이 완료되면 이동부재(125)가 천공기(124)를 후진시켜 비트(124a)를 배출하고, 작업자는 전동 리프트(111)를 후진시킨 다음 포크(113)를 하강하여 비트(124a)에서 코어를 빼내고, 상기 과정을 반복하여 다른 위치의 콘크리트 벽체에서 코어를 채취한다.

한편, 콘크리트 바닥면 또는 천정면에서 코어를 채취하고자 하는 경우 작업자는 서보 모터(121)를 회전시켜 천공기(124)의 비트(124a)가 바닥면 또는 천정면을 향하도록 한다.

그리고, 포크(113)를 승강 또는 하강시켜 천공기(124)의 비트(124a)를 바닥면 또는 천정면에 최대한 인접하게 위치시킨다.

그리고, 변위계(126)에서 측정된 천공기(124)의 변위에 따라 서보 모터(121)가 미세 회전되면서 천공기(124)의 수직을 맞춘다.

천공기(124)의 수직이 맞춰지면, 작업자가 천공기(124)에 전원을 투입하면, 이동부재(125)가 천공기(124)를 전진시키면서 바닥면 또는 천정면을 천공한다.

천공이 완료되면 이동부재(125)가 천공기(124)를 후진시켜 비트(124a)를 배출하고, 작업자는 전동 리프트(111)를 후진시킨 다음 포크(113)를 승강 또는 하강하여 비트(124a)에서 코어를 빼내고, 상기 과정을 반복하여 다른 위치의 콘크리트 천정면 또는 바닥면에서 코어를 채취한다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

110 : 전동 리프트 111 : 마스트
113 : 포크 120 : 채취 유니트
121 : 서보 모터 121 : 회전 베어링
123 : 승하강 프레임 124 : 천공기
125 : 이동 부재 126 : 변위계

Claims (5)

1. 고소 작업이 가능하도록 다단으로 구성되는 마스트와, 좌우로 슬라이딩되어 폭이 조절되는 한 쌍의 포크를 구비하는 전동 리프트와;
   상기 전동 리프트의 포크 사이에서 끝단에 설치되어 코어를 채취하는 채취 유니트를 포함하며,
   상기 채취 유니트는,
   상기 전동 리프트의 일측 포크에 설치되고, 상기 전동 리프트에서 탈부착되는 서보 모터와;
   상기 전동 리프트의 타측 포크에 설치되고, 상기 전동 리프트에서 탈부착되는 회전 베어링과;
   일단이 상기 서보 모터에 축 결합되고, 타단이 상기 회전 베어링에 축 결합되어 상기 포크의 승하강에 따라 연동되며, 상기 서보 모터의 회전에 따라 회전되며, 내측 하단에 수평 방향으로 가이드 레일이 설치되는 승하강 프레임과;
   상기 승하강 프레임의 가이드 레일에 설치되어 비트가 정역 회전되면서 시설물의 콘크리트를 천공하여 콘크리트 압축강도 측정용 코어를 채취하고, 천공시 시설물의 바닥면에 고정되도록 전후방에 회전 타입의 발톱 부재가 구비되며, 상기 비트의 초기 위치 설정시 상기 승하강 프레임과 미간섭되도록 상기 비트의 초기 위치가 상기 승하강 프레임에서 전방으로 돌출되는 천공기와;
   상기 승하강 프레임의 가이드 레일에 설치되어 상기 천공기를 전후진시키고, 상기 천공기 측에 설치된 압력계 및 거리계를 통해 자동으로 전진하면서 일정 깊이로서 콘크리트를 천공하여 코어를 채취하는 이동 부재; 및
   상기 천공기의 변위를 측정하기 위한 변위계를 포함하며,
   상기 서보 모터는,
   코어 채취 위치에 따라 상기 승하강 프레임을 수평, 수직 하방향, 수직 상방향으로 기설정된 위치로 각각 회전시킨 다음, 상기 변위계의 측정값을 통해 상기 천공기의 각도를 보정하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 압축강도 측정용 코어 채취 장치.
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