KR102555456B1 - Ground deformation prediction detection device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 지반 변형 예측 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인 감시 시스템으로서 복합 사면의 지반 변형을 미리 예측하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a ground deformation prediction and sensing device, and more particularly, to prevent safety accidents by predicting ground deformation of a complex slope as an unmanned monitoring system in advance.
주지하다시피 최근 토지의 수요가 많아지고, 자연친화적 삶을 추구하는 사람들이 증가함에 따라 산지와 같은 자연환경에 도로, 주거지 등과 같은 토지개발이 증가하고 있다.As is well known, land development, such as roads and residential areas, is increasing in natural environments such as mountainous regions as the demand for land has recently increased and the number of people pursuing a nature-friendly life has increased.
이러한 토지개발 증가에 의해, 토지에 사면 및 절벽과 같은 비탈면 형성이 증가되고, 이러한 비탈면의 증가는 강우나 지진과 같은 자연재해에 의해 붕괴되어 인명피해와 같은 피해를 유발할 수 있다. 따라서, 비탈면의 환경정보를 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하는 것이 중요하다.This increase in land development increases the formation of slopes such as slopes and cliffs on the land, and the increase in slopes may collapse due to natural disasters such as rainfall or earthquakes, causing damage such as human casualties. Therefore, it is important to monitor the slope collapse by sensing the environmental information of the slope in real time.
특히 축조 구조물은 인공적인 절개지 또는 자연적으로 형성된 사면 등(이하 '사면')의 붕괴를 방지하기 위해 축조되는 토목구조물의 일종으로서, 거대한 블록을 일정한 규칙으로 정렬 및 축조해서 구조적인 고정성과 안정성을 확보하는 동시에 외관 이미지를 개선하는 장치이다.In particular, a construction structure is a type of civil engineering structure built to prevent the collapse of an artificial incision or a naturally formed slope (hereinafter referred to as 'slope'), and secures structural stability and stability by arranging and constructing huge blocks in a certain rule. It is a device that improves the appearance image at the same time.
그런데, 축조구조물의 기초가 되는 사면은 통행차량의 진동에 의한 다짐 작용과 우수 등에 의한 침식으로 조금씩 변형된다. 물론, 상기 변형은 축조구조물의 고정성과 안정성을 지속적으로 상실시키고, 이는 곧 축조구조물의 구조를 약화시켜서, 유사시 축조구조물이 급격히 붕괴하는 원인이 된다.However, the slope, which is the foundation of the structure, is gradually deformed due to the compaction action caused by the vibration of passing vehicles and erosion caused by rainwater. Of course, the deformation continuously loses the fixation and stability of the built structure, which soon weakens the structure of the built structure, causing the built structure to collapse rapidly in case of emergency.
이러한 문제를 해소하기 위해 종래에는 축조구조물을 구성하는 블록의 내구성과 고정성 등을 체크하는 기술이 제시되었다.In order to solve this problem, conventionally, a technique for checking the durability and stability of blocks constituting a building structure has been proposed.
하지만, 이러한 종래 기술은 현장에서 관리자가 축조구조물을 구성하는 블록을 직접 일일이 체크해야 하는 불리함이 있고, 체크해야 할 축조구조물 또한 그 수가 상당하므로, 현실적으로 현장에 적용하는 데는 한계가 있다는 문제가 있었다.However, this prior art has the disadvantage of having to directly check the blocks constituting the construction structure by the manager at the site, and the number of construction structures to be checked is also considerable, so there is a problem in that there is a limit to practical application in the field. .
또한 종래 기술에는 경사면의 부분적인 함몰 등을 확인하는 기술만이 있을뿐, 지반 전체에 걸친 붕괴 여부를 사전에 감지할 수 있는 기술은 전무했다.In addition, in the prior art, there is only a technique for confirming a partial depression of a slope, and there is no technique for detecting in advance whether or not the entire ground collapses.
한편, 종래 비탈면 붕괴의 기술은 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.On the other hand, the conventional slope collapse technology has the following problems.
즉, 지중 정보를 이용하여 제한된 영역의 지반 정보를 이용하여 비탈면 붕괴를 예측하기 때문에 실제 붕괴검지, 붕괴규모 및 진행방향에 대한 추정이 어려운 문제점이 있고, 비탈면에 다수의 시추공을 이용한 센서의 매설이 필요하며 이를 위한 장비 배치 및 비용이 막대하게 투입되는 문제점도 있고, 각종 센서에 적용 가능한 지표면 변형정보를 이용한 비탈면 붕괴 추정법이 없다는 문제점이 발생 되었다.In other words, since slope collapse is predicted using ground information of a limited area using underground information, it is difficult to detect actual collapse, estimate the scale and direction of collapse, and bury sensors using multiple boreholes on the slope. It is necessary, and there is also a problem that the equipment arrangement and cost for this are enormously invested, and there is a problem that there is no slope collapse estimation method using ground surface deformation information applicable to various sensors.
또 한편, 종래 연약지반 층별 침하는 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.On the other hand, the conventional soft ground layer-by-layer settlement has the following problems.
즉, 과거부터 수동계측 방식의 단점을 보완하고 계측관리의 연속성 및 신뢰성을 향상시키기 위한 대안으로서 자동계측에 대한 필요성 제시되었으나, 지표침하와 층별침하의 개별 설치와 측정에 따른 설치시 번거로움 및 설치비 증가, 통합관리 및 상호검증시 기술적 문제가 발생하고, 리드 수위치의 주기적 교체 및 이로 인한 유지관리상 번거로운 문제점이 발생 되었다.In other words, the need for automatic measurement has been suggested as an alternative to supplement the disadvantages of manual measurement methods and improve the continuity and reliability of measurement management in the past, but the inconvenience and installation cost due to individual installation and measurement of surface subsidence and floor-by-floor settlement Technical problems occurred during increase, integrated management, and mutual verification, and troublesome problems occurred during periodic replacement of the lead number position and consequent maintenance.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.In order to solve the above problems, the following prior art documents have been developed in the prior art, but there is still a big problem that the problems of the prior art cannot be solved at once.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 지반변형 예측감지장치에 하부케이스, 검지부, 상부케이스, 방수커버, 조작부, 와이어커버, 와이어, 제어부, 콘트롤박스 및 중앙관제부가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 비탈면의 환경 정보를 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하도록 한 것이고, 제3목적은 육안계측의 한계를 극복하고 지반구조물의 설치지점의 기상데이터를 연계하여 향후 지반 구조물의 안전성을 예측하여 재난을 방지할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 축조 구조물을 지지하는 지반의 붕괴 조짐을 정밀하게 감지해서 경고할 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 센서로부터 획득한 센싱 데이터로부터 복합 사면의 정밀 분석이 필요 한지를 결정함과 아울러 정밀분석을 수행할 수 있도록 하는 무선 네트워크 기반 복합 사면 감시장치를 제공하고, 제6목적은 정밀 분석에 필요한 센서 데이터를 고속 통신으로 실시간으로 전송되도록 하여, 긴급한 상황에 대처할 수 있도록 한 것이고, 제7목적은 센서를 통해 지표면 정보(예: 가속도, 회전각 등)와 지표면 변형(예: 변위 및 경사 등) 그리고 지중 변형(예: 경사, 간극수압, 제척함수비 등)과 붕괴형태(예:원호, 평면, 전도 등)를 측정하여 붕괴규모 및 붕괴방향을 미리 파악할 수 있도록 한 것이고, 제8목적은 복수의 센서로부터 획득된 변형감지정보를 이용하여 비탈면의 붕괴 형태 및 여부를 판단하고, 센서를 비탈면의 지표면에 설치하기 때문에 매설할 필요가 없도록 한 것이고, 비탈면 붕괴로 인한 재난이 예측될 경우 활동면에 따른 비탈면의 붕괴 규모 및 방향을 추정하여 신속한 대응안을 마련할 수 있도록 한 것이고, 제9목적은 이로 인해 지반 변형을 예측 감지하는 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 지반 변형 예측 감지장치를 제공한다.The present invention has been made to solve all the problems of the prior art as described above, and the ground deformation prediction and detection device includes a lower case, a detection unit, an upper case, a waterproof cover, a control unit, a wire cover, a wire, a control unit, a control box, and a central control unit. The first object is to have a part, the second object of the present invention according to the technical configuration described above is to monitor the slope collapse by sensing the environmental information of the slope in real time, and the third object is to overcome the limitations of visual measurement. The fourth purpose is to be able to precisely detect and warn the collapse of the ground supporting the structure The fifth object is to determine whether precise analysis of complex slopes is necessary from the sensing data obtained from the sensor and to provide a wireless network-based complex slope monitoring device that enables precise analysis, and the sixth purpose is to transmit sensor data necessary for precise analysis in real time through high-speed communication so that it can cope with urgent situations, and the seventh purpose is to provide information on the ground surface (e.g., acceleration, angle of rotation, etc.) and deformation of the ground surface (e.g., through sensors). Displacement and inclination) and soil deformation (eg slope, pore water pressure, rejection water ratio, etc.) and collapse form (eg arc, plane, overturn, etc.) are measured to determine the collapse scale and direction in advance. The purpose of 8 is to determine the type and extent of slope collapse by using deformation detection information obtained from multiple sensors, and to avoid the need for burial because the sensor is installed on the surface of the slope, and to predict disasters caused by slope collapse. The ninth purpose is to significantly improve the quality and reliability of a device that predicts and detects ground deformation. Provide predictive sensing devices.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 지반 변형 예측 감지장치에 관한 것으로, 지표면에 격자 형태로 복수개가 설치되고, 상단에 격자 모양으로 와이어가 상호 연결 조립 설치되는 지반변형 예측감지장치;가 구비되어 비탈면의 환경 정보를 중앙관제부와 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하도록 함을 특징으로 하는 지반 변형 예측 감지장치를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention relates to a ground deformation prediction and detection device, wherein a plurality of ground deformation prediction and detection devices are installed in a lattice form on the ground surface, and wires are interconnected and assembled in a lattice form at the top. Provided is a ground deformation prediction sensing device characterized in that it monitors the slope collapse by sensing environmental information in real time with the central control unit.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 비탈면의 환경 정보를 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하도록 한 것이다.As described above, the present invention monitors slope collapse by sensing environmental information of the slope in real time.
또한 본 발명은 육안계측의 한계를 극복하고 지반구조물의 설치지점의 기상데이터를 연계하여 향후 지반 구조물의 안전성을 예측하여 재난을 방지할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is to prevent disasters by overcoming the limitations of visual measurement and predicting the safety of future geotechnical structures by linking meteorological data at the installation point of geotechnical structures.
그리고 본 발명은 축조 구조물을 지지하는 지반의 붕괴 조짐을 정밀하게 감지해서 경고할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is to precisely detect and warn the collapse of the ground supporting the building structure.
또한 본 발명은 센서로부터 획득한 센싱 데이터로부터 복합 사면의 정밀 분석이 필요 한지를 결정함과 아울러 정밀분석을 수행할 수 있도록 하는 무선 네트워크 기반 복합 사면 감시장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a wireless network-based composite slope monitoring device capable of performing precise analysis as well as determining whether a precise analysis of a composite slope is required from sensing data obtained from a sensor.
특히 본 발명은 정밀 분석에 필요한 센서 데이터를 고속 통신으로 실시간으로 전송되도록 하여, 긴급한 상황에 대처할 수 있도록 한 것이다.In particular, the present invention enables sensor data necessary for precise analysis to be transmitted in real time through high-speed communication, so that an emergency situation can be dealt with.
아울러 본 발명은 센서를 통해 지표면 정보(예: 가속도, 회전각 등)와 지표면 변형(예: 변위 및 경사 등) 그리고 지중 변형(예: 경사, 간극수압, 제척함수비 등)과 붕괴형태(예:원호, 평면, 전도 등)를 측정하여 붕괴규모 및 붕괴방향을 미리 파악할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention provides ground surface information (eg, acceleration, rotation angle, etc.), surface deformation (eg, displacement and inclination, etc.), underground deformation (eg, slope, pore water pressure, rejection function ratio, etc.) and collapse form (eg, Arc, plane, overturn, etc.) was measured so that the scale and direction of collapse could be grasped in advance.
더하여 본 발명은 복수의 센서로부터 획득된 변형감지정보를 이용하여 비탈면의 붕괴 형태 및 여부를 판단하고, 센서를 비탈면의 지표면에 설치하기 때문에 매설할 필요가 없도록 한 것이고, 비탈면 붕괴로 인한 재난이 예측될 경우 활동면에 따른 비탈면의 붕괴 규모 및 방향을 추정하여 신속한 대응안을 마련할 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention uses deformation detection information obtained from a plurality of sensors to determine the type and presence of a slope collapse, and since the sensor is installed on the surface of the slope, there is no need to bury it, and disasters due to slope collapse are predicted. In the event of an emergency, the size and direction of collapse of the slope according to the active surface can be estimated so that a quick response plan can be prepared.
본 발명은 상기한 효과로 인해 지반 변형을 예측 감지하는 장치의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention is a very useful invention that can greatly improve the quality and reliability of a device for predicting and detecting ground deformation due to the above effects.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention for achieving these effects will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 분해 사시도.
도 2 는 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 결합 사시도.
도 3 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 사용상태 결합 단면
도.
도 4 는 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 요부 확대 단면도.
도 5 는 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 작동상태 요부 확대
단면도.
도 6 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 다른 실시예 구성도.
도 7 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 설치 상태도.
도 8 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치의 사용상태 시스템 구성
도.1 is an exploded perspective view of a ground deformation prediction sensor applied to the present invention.
Figure 2 is a combined perspective view of the ground deformation prediction sensor applied to the present invention.
Figure 3 is a cross-section of the use state coupling of the ground deformation prediction detection device applied to the present invention
do.
Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the ground deformation prediction sensor applied to the present invention.
5 is an enlarged view of the operating state of the ground deformation prediction detection device applied to the present invention
Cross-section.
6 is a configuration diagram of another embodiment of a ground deformation prediction and sensing device applied to the present invention.
7 is an installation state diagram of a ground deformation prediction detection device applied to the present invention.
8 is a system configuration of the state of use of the ground deformation prediction detection device applied to the present invention
do.
본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치는 도 1 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.The ground deformation prediction and sensing device applied to the present invention is configured as shown in FIGS. 1 to 8 .
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.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms to be described later are terms set in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the producer, so the definitions should be made based on the contents throughout this specification.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.
먼저, 본 발명은 지반 변형 예측 감지장치(100)에 관한 것으로, 지표면에 격자 형태로 복수개가 설치되고, 상단에 격자 모양으로 와이어(155)가 상호 연결 조립 설치되는 지반변형 예측감지장치(100);가 구비되어 비탈면의 환경 정보를 중앙관제부(250)와 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하도록 함을 특징으로 하는 지반 변형 예측 감지장치를 제공한다.First, the present invention relates to a ground deformation prediction and
본 발명에 적용된 상기 지반변형 예측감지장치(100)는 다음과 같이 구성된다.The ground deformation prediction and
즉, 본 발명은 소자(145)의 움직임을 감지하도록 상단에 검지부(115)가 구비된 하부케이스(110)가 구비된다.That is, in the present invention, the
그리고 본 발명은 상기 하부케이스(110)의 상단에 조립되며, 상단에 작동공(121)이 형성된 상부케이스(120)가 구비된다.And the present invention is assembled to the top of the
또한 본 발명은 상기 상부케이스(120)의 상단에 조립되고, 상단에 작동구삽입방수홀(131)이 형성된 방수커버(130)가 구비된다.In addition, the present invention is assembled on the top of the
그리고 본 발명은 상기 작동공(121)에 조립되어 전후좌우 360도로 움직이며, 하단에 검지부(115)가 감지할 수 있는 소자(145)가 구비된 조작부(140)가 구비된다.In addition, the present invention is assembled to the
또한 본 발명은 상기 조작부(140)의 상단에 조립되며, 격자 모양으로 와이어(155)가 조립되게 하단에 와이어걸림홈(151)이 형성된 와이어커버(150)가 구비된다.In addition, the present invention is assembled to the top of the
특히 본 발명에 적용된 상기 조작부(140)는 다음과 같이 구성된다.In particular, the
즉, 본 발명은 샤프트(140a)에 끼워지게 구멍(141a)이 형성되고, 반구형의 작동공(121)에서 전후좌우 360도로 움직일 수 있도록 한 반구작동구(141)가 구비된다.That is, in the present invention, a
또한 본 발명은 상기 반구작동구(141)의 하단 샤프트(140a)에 끼워지며, 조작부(140)의 작동시 탄성구(143)를 눌러주도록 한 탄성구누름구(142)가 구비된다.In addition, the present invention is fitted to the
그리고 본 발명은 상기 탄성구누름구(142)의 외주면에 조립되며, 작동된 조작부(140)를 원위치인 수직으로 복귀시키는 탄성구(143)가 구비된다.In addition, the present invention is provided with an
또한 본 발명은 상기 탄성구(143)가 삽입되게 상단 내부면에 탄성구삽입홈(144a)이 형성되고, 조작부(140)의 작동시 탄성구(143)가 외부로 이탈됨을 방지하는 탄성구이탈방지구(144)가 구비된다.In addition, in the present invention, an elastic
그리고 본 발명은 상기 샤프트(140a)의 하단에 구비되어 검지부(115)가 감지할 수 있도록 한 소자(145)가 구비된다.And, in the present invention, an
이때 본 발명에 적용된 상기 샤프트(140a)의 상단에 와이어고정자(147)가 끼워지되, 상기 와이어고정자는 선택적으로 샤프트에서 탈착되도록 탈착편(147a)이 형성되고, 이 탈착편의 상단에는 와이어(155)를 고정시키는 너트(148)가 구비됨이 바람직하다.At this time, a
또한 본 발명에 적용된 상기 방수커버(130)의 중앙 상단은 빗물이 흘러내도록 중앙을 중심으로 하향된 만곡부(132)가 형성됨과 아울러 조작부(140)가 움직일 수 있도록 플랙시블한 재질 또는 고무재질로 이루어지고, 상기 방수커버(130)의 상면에는 태양광을 이용하여 전력을 생산하도록 한 태양광모듈(135)이 구비됨이 바람직하다.In addition, the upper center of the
본 발명은 작동공(121)의 상단에 플랙시블한 밀폐커버(146)를 구비하여 기밀성을 유지시킬 수 있도록 하였다.In the present invention, a
그리고 본 발명에 적용된 상기 검지부(115)는 소자(145)가 움직이면 움직이는 회전값 또는 기울기값을 측정하는 센서로 이루어짐이 바람직하다.In addition, the
이때 상기 소자(145)는 금속 마그네틱 또는 자석으로 이루어짐이 바람직하다.At this time, the
한편, 본 발명에 적용된 상기 지반 변형 예측 감지장치(100)의 내부에는 지반 변형 예측 감지장치(100)의 변화를 중앙관제부(250)에 알려주는 제어부(180)가 구비되되, 상기 제어부(180)에는 통신모듈과 배터리 및 센싱부가 구비된다.On the other hand, the inside of the ground deformation prediction and
이때 상기 통신모듈은 네트워크를 통해 중앙관제부(250)와 실시간 통신하게 되고, 배터리는 태양광모듈(135)과 연결되어 전력을 충전하게 되고, 센싱부는 지반변형 예측감지장치(100)의 변화를 감지하게 된다.At this time, the communication module communicates with the
특히 본 발명에 적용된 상기 지반변형 예측감지장치(100)는 도 3 에 도시된 바와 같이 지반의 플레이트(200) 상에 조립 설치되거나 또는 도 7 에 도시된 바와 같이 콘크리트블럭(210)에 조립 설치되어 사용될 수 있다.In particular, the ground deformation prediction and
이때 본 발명은 상기 각 지반변형 예측감지장치(100)와 지반변형 예측감지장치(100)의 사이에 와이어보호구(220)를 설치하여 외부 물질로부터 와이어(155)가 손상됨을 방지할 수 있다.At this time, the present invention can prevent the
또 한편, 본 발명은 도 8 에 도시된 바와 같이 다수개의 지반변형 예측감지장치(100)를 A, B 지역 등으로 묶을 수 있고, 각 지역에는 지반변형 예측감지장치(100)를 실시간 감지하는 복수개의 카메라(230)가 구비되고, 또한 각 지반변형 예측감지장치(100)는 콘트롤박스(240)로 제어하게 된다. 그리고 상기 콘트롤박스(240)는 네트워크를 통해 중앙관제부(250)와 연결되고, 이 중앙관제부(250)에는 데이터를 분석 및 저장하는 분석서버(260)와 외부에 이상 상황을 알려주는 스피커(270)가 구비됨이 바람직하다. 아울러 긴급함을 알려주는 경광등(280)이 연결 구비될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 8, the present invention can group a plurality of ground deformation prediction and
그리고 본 발명은 전기신호 전달과 환경변화 감지 그리고 반사신호를 측정 분석하는 것으로, 전기신호가 전달매체를 따라 전달되면서 전달매체 자체의 형상변화나 전달매체 주변의 물리적/전기적 변화가 있을 경우 신호가 반사되어 감지센서에 전달되도록 한 시간 영역 반사 측정의 지표면감지센서(190)가 구비됨이 바람직하다.In addition, the present invention measures and analyzes electrical signal transmission, environmental change detection, and reflection signals. As the electrical signal is transmitted along the transmission medium, the signal is reflected when there is a change in the shape of the transmission medium itself or a physical/electrical change around the transmission medium. It is preferable that a ground
또한 본 발명은 지표면에 격자 형태로 복수개의 지표침하판(196)을 설치하고, 상단에는 로드의 이동에 따른 방위각과 중력의 변화를 측정하는 위치센서(195)가 구비되고, 상기 위치센서(195)의 출력범위는 0~10cm로 반복되어 센서의 출력 싸이클이 정확하게 측정될 수 있도록 함이 바람직하다.In addition, according to the present invention, a plurality of
상기 지표면감지센서(190)와 위치센서(195)는 중앙관제부(250)와 연결되어 통신하게 된다.The ground
한편, 본 발명에 적용된 상기 플레이트(200)의 하단에는 지반속에 박혀 플레이트를 고정시키는 스크류강관(200a)이 구비됨이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the lower end of the
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.Meanwhile, the present invention may be variously modified and take various forms in applying the above components.
그리고 본 발명은 상기의 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.And it should be understood that the present invention is not limited to the particular forms mentioned in the above detailed description, but rather includes all modifications, equivalents and substitutes within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. should be understood as
상기와 같이 구성된 본 발명 지반 변형 예측 감지장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The operational effects of the ground deformation prediction and sensing device of the present invention configured as described above are as follows.
우선, 본 발명은 무인 감시 시스템으로서 복합 사면의 지반 변형을 미리 예측하여 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 것이다.First of all, the present invention is an unmanned monitoring system, which predicts the ground deformation of a complex slope in advance to prevent safety accidents in advance.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 1 은 지반 변형 예측 감지장치(100)의 분해 사시도로, 다수의 부품이 상호 분리된 상태를 도시한 것이다.1 applied to the present invention for this purpose is an exploded perspective view of the ground deformation
또한 도 2 는 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)의 결합 사시도로, 다수의 부품이 상호 결합된 상태를 도시한 것이다.2 is a combined perspective view of the ground deformation prediction and
그리고 도 3 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)의 사용상태 결합 단면도로, 다수의 부품이 상호 결합된 상태를 도시한 것이며, 지반변형 예측감지장치(100)가 지반의 플레이트(200)상에 설치된 상태를 도시한 것이다.And Figure 3 is a cross-sectional view of the state of use of the ground deformation prediction and
또한 도 4 는 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)에서 조작부(140)의 요부 확대 단면도를 보인 것이다.4 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the
그리고 도 5 는 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)에서 조작부(140)의 작동상태 요부 확대 단면도를 보인 것이다.And Figure 5 shows an enlarged cross-sectional view of the main part of the operating state of the
한편, 도 6 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)의 다른 실시예 구성도로, 플레이트(200)의 하단에 스크류강관(200a)이 설치되어 지반 변형 예측 감지장치(100)를 견고하게 고정시키는 역할을 해주게 된다.On the other hand, Figure 6 is a block diagram of another embodiment of the ground deformation
또한 도 7 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)의 설치 상태도로, 지반변형 예측감지장치(100)가 지반의 콘크리트블럭(210) 상에 설치된 상태를 도시한 것이며, 각 지반변형 예측감지장치(100)와 지반변형 예측감지장치(100)의 각각의 사이에 반원형의 와이어보호구(220)를 설치하여 외부 물질로부터 와이어(155)가 손상됨을 방지할 수 있도록 한 것이다.In addition, FIG. 7 is an installation state diagram of the ground deformation prediction and
그리고 도 8 은 본 발명에 적용된 지반 변형 예측 감지장치(100)의 사용상태 시스템 구성도로, 다수의 지반변형 예측감지장치(100)를 네크워크로 연결된 시스템 구성도를 보인 것이다.And FIG. 8 is a system configuration diagram of a state of use of the ground deformation prediction and
이하에서 본 발명에 적용된 지반 변형을 예측 감지하는 장치의 작용효과를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the effect of the device for predicting and sensing ground deformation applied to the present invention will be described in more detail.
먼저, 본 발명은 지반변형 예측감지장치(100)를 도 3 의 플레이트(200) 또는 도 7 의 콘크리트블럭(210) 상에 설치하여 사용할 수 있고, 특히 상기한 지반변형 예측감지장치(100)를 도 8 과 같이 어느 지역에 일정 간격으로 복수개 설치하여 사용하다가 지반의 변형이 감지되면 즉시 감지하여 중앙관제부(250)로 신호를 보내 알려주게 된다.First, the present invention can be used by installing the ground deformation prediction and
이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 3, 6, 7 에 도시된 바와 같이 만일 지표면에 변형이 발생(A지역 또는 B지역)하면 지반변형 예측감지장치(100)가 움직이거나 또는 격자 모양으로 상호 연결된 와이어(155)가 어느 일측으로 당겨져서 조작부(140)가 움직이게 된다.More specifically, as shown in FIGS. 3, 6, and 7, if deformation occurs in the ground surface (region A or region B), the ground deformation prediction and
상기 지반변형 예측감지장치(100)의 움직이는 과정을 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같다.The moving process of the ground deformation prediction and
즉, 도 4 와 같은 상태에서 도 5 와 같이 상기 와이어(155)가 어느 일측 방향으로 잡아 당겨지면 조작부(140)는 방수커버(130)의 상부 중앙을 중심으로 기울어짐 작동하게 되는데, 이 과정에서 방수커버(130)의 중앙 상부는 플랙시블한 재질 또는 고무재질로 이루어져 조작부(140)의 기울어짐 작동시 원활히 작동할 수 있도록 서포트해주게 된다.That is, when the
특히 상기 조작부(140)의 샤프트(140a)가 어느 일측으로 기울어지게 되면 반구작동구(141)가 작동공(121)의 바운더리 안에서 작동(선택적으로 전후좌우 360도로 회전 작동)하게 되는데, 이 과정에서 일측으로 기울어진 탄성구누름구(142)는 탄성구(143)를 압착하게되고 아울러 탄성구이탈방지구(144)는 탄성구삽입홈(144a)에 끼워진 탄성구(143)가 외부로 이탈됨을 방지시키게 되고 더하여 상기 작동공(121)의 상단에 구비된 밀폐커버(146)는 플랙시블한 재질로 이루어져 샤프트(140a)가 원활하게 작동하도록 서포트해주면서 작동공(121)으로 이물질의 투입을 방지해주게 되고 기밀을 유지시켜주게 된다.In particular, when the
본 발명은 상기 조작부(140)에 가해진 힘이 제거되면 탄성구(143)의 반반력에 의해 다시 최초의 상태로 위치하게 됨은 물론이다.Of course, in the present invention, when the force applied to the
상기한 작동 과정에서 샤프트(140a)의 하단에 구비된 소자(145)가 검지부(115)와 일치된 상태로 유지하고 있다가 상기와 같은 지반 변형이 있게 되면 어느 일측으로 회전 작동하면서 소자(145)가 검지부(115)를 벗어나게 되면 검지부(115)가 이를 감지하여 회전값 또는 기울기값 등을 제어부(180)에 보내고, 제어부(180)는 검지 신호를 콘트롤박스(240)에 보내다. 그리고 상기 콘트롤박스(240)는 감지신호를 네트워크를 통해 중앙관제부(250)에 신호를 보내면 중앙관제부(250)가 이를 감지하여 즉시 분석서버(260)에 데이터 저장 및 분석을 수행함과 아울러 위험상황을 스피커(270)를 통해 외부에 알려주게 된다.In the above operation process, the
본 발명에 적용된 상기 콘트롤박스(240)는 상기 A지역 또는 B지역의 복수개의 카레라(230)를 제어함과 아울러 방수커버(130)상에 구비된 태양광모듈(135)이 제어부(180)와 상호 연동하는 것을 제어하고, 네트워크를 통해 중앙관제부(250)와 연동하는 것을 제어하게 된다.The
한편, 본 발명에 적용된 시간 영역 반사 측정의 지표면감지센서(190)는 전기신호 전달과 환경변화 감지 그리고 반사신호를 측정 분석하는 것으로, 전기신호가 전달매체를 따라 전달되면서 전달매체 자체의 형상변화나 전달매체 주변의 물리적/전기적 변화가 있을 경우 신호가 반사되어 감지센서에 전달되도록 한 것이다.On the other hand, the ground
그리고 본 발명은 지표면에 격자 형태로 복수개의 지표침하판(196)을 설치하고, 상단에는 로드의 이동에 따른 저항 변화를 전압(mV)으로 측정하는 위치센서(185)가 구비되고, 상기 위치센서(195)의 출력범위는 0~10cm로 반복되어 센서의 출력 싸이클이 정확하게 측정될 수 있도록 한 것이다.In addition, in the present invention, a plurality of
이상에서와 같이 본 발명은 비탈면의 환경 정보를 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하도록 한 것이고, 육안계측의 한계를 극복하고 지반구조물의 설치지점의 기상데이터를 연계하여 향후 지반 구조물의 안전성을 예측하여 재난을 방지할 수 있도록 한 것이고, 축조 구조물을 지지하는 지반의 붕괴 조짐을 정밀하게 감지해서 경고할 수 있도록 한 것이고, 센서로부터 획득한 센싱 데이터로부터 복합 사면의 정밀 분석이 필요 한지를 결정함과 아울러 정밀분석을 수행할 수 있도록 하는 무선 네트워크 기반 복합 사면 감시장치를 제공하고, 정밀 분석에 필요한 센서 데이터를 고속 통신으로 실시간으로 전송되도록 하여, 긴급한 상황에 대처할 수 있도록 한 것이고, 센서를 통해 지표면 정보(예: 가속도, 회전각 등)와 지표면 변형(예: 변위 및 경사 등) 그리고 지중 변형(예: 경사, 간극수압, 제척함수비 등)과 붕괴형태(예:원호, 평면, 전도 등)를 측정하여 붕괴규모 및 붕괴방향을 미리 파악할 수 있도록 한 효과를 제공하게 된다.As described above, the present invention monitors the slope collapse by sensing the environmental information of the slope in real time, overcomes the limitations of visual measurement, and predicts the safety of the future geotechnical structure by linking the meteorological data of the installation point of the geotechnical structure. It is to prevent disasters, to precisely detect and warn of signs of collapse of the ground supporting the building structure, and to determine whether precise analysis of complex slopes is necessary from sensing data obtained from sensors. It provides a wireless network-based complex slope monitoring device that enables precise analysis, and transmits sensor data necessary for precise analysis in real time through high-speed communication to cope with emergency situations, and provides ground surface information ( E.g. acceleration, rotation angle, etc.) and surface deformation (e.g. displacement and inclination, etc.) and subsurface deformation (e.g. slope, pore water pressure, rejection water ratio, etc.) and collapse form (e.g. arc, plane, overturn, etc.) It provides an effect that allows the collapse scale and collapse direction to be grasped in advance.
본 발명 지반 변형 예측 감지장치의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.The technical idea of the ground deformation prediction and detection device of the present invention is that the same result can actually be repeatedly implemented, and in particular, by implementing the present invention, it can contribute to industrial development by promoting technological development, so it is worth protecting.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 지반변형 예측감지장치
110: 하부케이스
115: 검지부
120: 상부케이스
130: 방수커버
140: 조작부
150: 와이어커버
155: 와이어
180: 제어부
240: 콘트롤박스
250: 중앙관제부<Description of symbols for main parts of drawings>
100: ground deformation prediction detection device
110: lower case
115: detection unit
120: upper case
130: waterproof cover
140: control panel
150: wire cover
155: wire
180: control unit
240: control box
250: central control department
Claims (5)
지표면에 격자 형태로 복수개가 설치되고, 상단에 격자 모양으로 와이어(155)가 상호 연결 조립 설치되는 지반변형 예측감지장치(100);가 구비되어 비탈면의 환경 정보를 중앙관제부(250)와 실시간으로 센싱하여 비탈면 붕괴를 감시하도록 구성하되,
상기 지반변형 예측감지장치(100)는, 소자(145)의 움직임을 감지하도록 상단에 검지부(115)가 구비된 하부케이스(110); 하부케이스(110)의 상단에 조립되며, 상단에 작동공(121)이 형성된 상부케이스(120); 상부케이스(120)의 상단에 조립되고, 상단에 작동구삽입방수홀(131)이 형성된 방수커버(130); 작동공(121)에 조립되어 전후좌우 360도로 움직이며, 하단에 검지부(115)가 감지할 수 있는 소자(145)가 구비된 조작부(140); 및 조작부(140)의 상단에 조립되며, 격자 모양으로 와이어(155)가 조립되게 하단에 와이어걸림홈(151)이 형성된 와이어커버(150);가 포함되고,
아울러 상기 방수커버(130)의 중앙 상단은 빗물이 흘러내도록 중앙을 중심으로 하향된 만곡부(132)가 형성됨과 아울러 조작부(140)가 움직일 수 있도록 플랙시블한 재질 또는 고무재질로 이루어지고, 상기 방수커버(130)의 상면에는 태양광을 이용하여 전력을 생산하도록 한 태양광모듈(135)이 구비되고,
상기 작동공(121)의 상단에 플랙시블한 밀폐커버(146)를 구비하여 기밀성을 유지시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 지반 변형 예측 감지장치.
Regarding the ground deformation prediction sensing device 100,
A plurality of ground deformation prediction and sensing devices 100 are installed on the ground surface in a grid form, and wires 155 are interconnected and assembled in a grid form at the top. It is configured to monitor the slope collapse by sensing with
The ground deformation prediction and detection device 100 includes a lower case 110 equipped with a detection unit 115 at the top to detect the movement of the element 145; an upper case 120 assembled at an upper end of the lower case 110 and having an operating hole 121 formed thereon; a waterproof cover 130 assembled at an upper end of the upper case 120 and having a waterproof hole 131 for inserting an actuator at the upper end; An operating unit 140 assembled to the operating hole 121 and moving 360 degrees in front and rear, left and right, and equipped with an element 145 that can be detected by the detection unit 115 at the lower end; And a wire cover 150 assembled at the top of the control unit 140 and having a wire catching groove 151 formed at the bottom so that the wires 155 are assembled in a lattice shape;
In addition, the upper center of the waterproof cover 130 is made of a flexible material or rubber material so that the curved part 132 is formed downward around the center so that rainwater flows and the control unit 140 can move, and the waterproof A photovoltaic module 135 is provided on the upper surface of the cover 130 to generate power using sunlight,
A ground deformation prediction detection device characterized in that a flexible sealing cover 146 is provided at the top of the operating hole 121 to maintain confidentiality.
상기 조작부(140)는,
샤프트(140a);
샤프트(140a)에 끼워지게 구멍(141a)이 형성되고, 반구형의 작동공(121)에서 전후좌우 360도로 움직일 수 있도록 한 반구작동구(141);
반구작동구(141)의 하단 샤프트(140a)에 끼워지며, 조작부(140)의 작동시 탄성구(143)를 눌러주도록 한 탄성구누름구(142);
탄성구누름구(142)의 외주면에 조립되며, 작동된 조작부(140)를 원위치인 수직으로 복귀시키는 탄성구(143);
탄성구(143)가 삽입되게 상단 내부면에 탄성구삽입홈(144a)이 형성되고, 조작부(140)의 작동시 탄성구(143)가 외부로 이탈됨을 방지하는 탄성구이탈방지구(144); 및
샤프트(140a)의 하단에 구비되어 검지부(115)가 감지할 수 있도록 한 소자(145);가 포함됨을 특징으로 하는 지반 변형 예측 감지장치.
The method of claim 1,
The control unit 140,
shaft 140a;
A hemispherical actuating sphere 141 having a hole 141a fitted into the shaft 140a and being movable at 360 degrees in the hemispherical actuating hole 121;
An elastic ball pressing sphere 142 inserted into the lower shaft 140a of the hemispherical actuating sphere 141 and pressing the elastic sphere 143 when the control unit 140 operates;
An elastic sphere 143 assembled on an outer circumferential surface of the elastic sphere pressing sphere 142 and returning the operated operating unit 140 to its original position, vertically;
An elastic ball insertion groove 144a is formed on the inner surface of the upper end so that the elastic ball 143 is inserted, and the elastic ball separation prevention device 144 prevents the elastic ball 143 from escaping to the outside when the control unit 140 operates; and
An element 145 provided at the lower end of the shaft 140a so that the detection unit 115 can detect it; ground deformation prediction detection device characterized in that it is included.
상기 검지부(115)는,
소자(145)가 움직이면 움직이는 회전값 또는 기울기값을 측정하는 센서로 이루어짐을 특징으로 하는 지반 변형 예측 감지장치.
The method of claim 1,
The detection unit 115,
A ground deformation prediction detection device, characterized in that it consists of a sensor that measures a rotation value or an inclination value that moves when the element 145 moves.
상기 지반 변형 예측 감지장치(100)의 내부에는,
지반 변형 예측 감지장치(100)의 변화를 중앙관제부(250)에 알려주는 제어부(180)가 구비되되,
상기 제어부(180)에는 통신모듈과 배터리 및 센싱부가 포함됨을 특징으로 하는 지반 변형 예측 감지장치.The method of claim 1,
Inside the ground deformation prediction sensing device 100,
A control unit 180 informing the central control unit 250 of changes in the ground deformation prediction detection device 100 is provided,
The control unit 180 includes a communication module, a battery, and a sensing unit.
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| KR1020220146303A KR102555456B1 (en) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | Ground deformation prediction detection device |
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2022
- 2022-11-04 KR KR1020220146303A patent/KR102555456B1/en active IP Right Grant
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