KR102587904B1

KR102587904B1 - 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템

Info

Publication number: KR102587904B1
Application number: KR1020230007415A
Authority: KR
Inventors: 이수재
Original assignee: 일진파워텍(주)
Priority date: 2023-01-18
Filing date: 2023-01-18
Publication date: 2023-10-12

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템은, 솔레노이드 밸브부가 구비되며, 지중관로에 삽입될 전선이 후단에 결합되는 제1 이동체; 상기 제1 이동체의 전단측에 배치되며, 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제1 메인실린더와, 상기 제1 메인실린더에 구비된 피스톤로드의 이동 방향에 따라 내측으로 수축되거나 상기 지중관로의 내면과 맞물리도록 방사형으로 팽창되는 복수개의 제1 톱니부가 구비되는 제2 이동체; 상기 제2 이동체의 전단측에 배치되며, 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제2 메인실린더와, 상기 제2 메인실린더에 구비된 피스톤로드의 이동 방향에 따라 내측으로 수축되거나 상기 지중관로의 내면과 맞물리도록 방사형으로 팽창되는 복수개의 제2 톱니부와, 상기 지중관로의 내경과 곡률을 측정하기 위한 센서가 구비되는 제3 이동체; 및 상기 제3 이동체의 전단측에 배치되며, 함몰된 지중관로의 일부분이나, 상기 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 적어도 하나를 절삭하기 위한 절삭날과, 상기 절삭날의 회전을 위해 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제3 메인실린더와, 상기 절삭날과 제3 메인실린더가 전진 및 후진되도록 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제1 보조실린더가 구비되는 제4 이동체;를 포함할 수 있다.

Description

절삭 기반의 지중관로 보수 시스템{Cutting based underground pipe repair system}

본 발명은 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절삭날을 이용하여 외력에 의해 함몰된 지중관로의 일부분이나, 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 적어도 하나를 절삭하여 지중관로를 보수할 수 있는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 송배전을 위한 관로는 지중에 매설되고, 이러한 관로를 지중관로라고 한다. 이러한 지중관로에는 매설 또는 토목공사 과정이나 지반침하에 따라 발생하는 외력으로 인해 변형이 생길 수 있다. 따라서 지중관로의 내부의 상태, 즉 심하게 찌그러지거나 꺾이는 등 지중관로의 변형 정도를 시험하여 확인할 필요가 있는데, 이러한 시험을 일반적으로 지중관로 도통시험이라고 한다.

종래에는 맨홀 내에서 작업자가 수작업으로 지중관로의 내부공간에 브러쉬 등이 구비된 도통봉을 집어넣고 인입방향으로 잡아당겨서 행하는 정도였다.

그러나 이는, 지중관로 내 이물질의 종류나 특성을 확인할 수 없기 때문에 충분하고 확실하게 지중관로의 청소가 불가능하며, 도통봉은 규격화된 표준 것을 사용하게 되므로 지중관로의 상태가 불량한 경우에는 여러번의 도통시험을 시행해야 하는 불편이 따르며, 지중관로의 내경 및 곡률을 측정하기 어려울 뿐만 아니라 매설시공시(또는 시공후) 외력이나 지반 침하 등에 의한 지중관로의 변형 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

이러한 지중관로 도통시험의 문제점을 개선하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-2328321호(발명의 명칭: 지중관로 도통 시험용 이동체 및 이를 구비한 지중관로 도통 시험장치)와 대한민국 등록특허공보 제10-1608012호(발명의 명칭: 송배전 지중관로의 도통시험장치)가 개시된 바 있다.

이러한 선행문헌들은 공통적으로 지중관로의 도통시험을 진행하기 위해 지중관로의 내경 및 곡률을 측정하게 되는데, 도통시험의 구간 길이가 늘어날수록 전선(예: 데이터통신선 및 전원공급선 등)의 길이가 길어지고, 이로 인해 자주식 장비는 많은 전선 중량을 이끌고 이동해야 하므로 원거리 구간의 도통시험이 불가능하게 되는 경우가 발생된다.

또한, 지중관로의 일부분이 외력에 의해 변형되어 내면이 함몰되거나 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 또는 파이프에 의해 지중관로 도통시험장치를 이용하여 더 이상의 지중관로 도통시험을 진행하기 어려운 경우, 종래에는 지중관로 도통시험장치를 지중관로로부터 인출한 후에 별도의 절삭장치를 지중관로의 내부공간으로 투입하고, 이후에 지중관로 도통시험장치를 지중관로의 내부공간으로 투입해야함에 따라 지중관로 도통시험을 완료하기까지 시간 및 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-2328321호 대한민국 등록특허공보 제10-1608012호

따라서, 본 발명은 종래의 지중관로 도통시험장치의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지중관로 도통시험이 진행되는동안 외력에 의해 함몰된 지중관로의 일부분이나, 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 하나를 절삭하여 지중관로 도통시험이 원활하게 진행되도록 지중관로를 보수할 수 있는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템을 제공함에 있다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템은, 솔레노이드 밸브부가 구비되며, 지중관로에 삽입될 전선이 후단에 결합되는 제1 이동체; 상기 제1 이동체의 전단측에 배치되며, 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제1 메인실린더와, 상기 제1 메인실린더에 구비된 피스톤로드의 이동 방향에 따라 내측으로 수축되거나 상기 지중관로의 내면과 맞물리도록 방사형으로 팽창되는 복수개의 제1 톱니부가 구비되는 제2 이동체; 상기 제2 이동체의 전단측에 배치되며, 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제2 메인실린더와, 상기 제2 메인실린더에 구비된 피스톤로드의 이동 방향에 따라 내측으로 수축되거나 상기 지중관로의 내면과 맞물리도록 방사형으로 팽창되는 복수개의 제2 톱니부와, 상기 지중관로의 내경과 곡률을 측정하기 위한 센서가 구비되는 제3 이동체; 및 상기 제3 이동체의 전단측에 배치되며, 함몰된 지중관로의 일부분이나, 상기 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 적어도 하나를 절삭하기 위한 절삭날과, 상기 절삭날의 회전을 위해 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제3 메인실린더와, 상기 절삭날과 제3 메인실린더가 전진 및 후진되도록 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제1 보조실린더가 구비되는 제4 이동체;를 포함할 수 있다.

본 발명은 지중관로 도통시험이 진행되는동안 외력에 의해 함몰된 지중관로의 일부분이나, 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 적어도 하나가 감지되면 이를 절삭함으로써, 지중관로 도통시험이 원활하게 진행되도록 하며 이를 통해 지중관로의 도통시험을 완료하기까지 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 함몰된 지중관로의 일부분이나, 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 적어도 하나를 절삭하는동안 지중관로의 내부공간상에서 고정됨으로써, 지중관로의 보수 과정동안 원치 않게 후진 이동되는 것이 방지되어 지중관로를 효율적으로 보수할 수 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이동체의 실제 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브부의 구성요소에 대한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 이동체의 실제 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 이동체의 실제 사진이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 이동체의 실제 사진이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 제어장치의 실제 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 제어장치와 출력장치의 실제 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템의 지중관로 보수 과정을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 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.

본 발명에서 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 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 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. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 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.

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 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

절삭 기반의 지중관로 보수 시스템의 구성

본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)은 ELP 전선관 및 콘크리트관 중 적어도 하나인 지중관로(A) 내에 전선(15)을 삽입하는 선통 작업과, 지중관로(A)의 내경 및 곡률을 측정하는 도통 작업과, 외력에 의해 함몰된 지중관로의 일부분(1A)이나, 지중관로(A)의 내부공간으로 돌출되는 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나를 절삭하는 지중관로 보수작업을 자동적으로 진행하며, 이를 위한 구성요소는 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 지중관로 보수 시스템(10)은 지중관로(A) 내에 전선(15)을 삽입하기 위해 지중관로(A)상에서 자주적으로 이동 가능한 제1 이동체(100) 및 제2 이동체(200)와, 지중관로(A)의 내경과 곡률을 측정하는 수단이 구비된 제3 이동체(300)와, 지중관로(A)를 보수하기 위한 제4 이동체(400)가 구비된다.

또한, 지중관로 보수 시스템(10)은 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)가 제1 연결수단(500)을 통해 연결되며, 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)가 제2 연결수단(600)을 통해 연결되고, 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 제3 연결수단(700)을 통해 연결된다.

상기 제1, 2, 3 연결수단(500, 600, 700)은 제1, 2, 3, 4 이동체(100, 200, 300, 400)를 관통하는 하나의 연결수단으로 구현될 수도 있다.

그리고 상기 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)는 외부 제어장치(800)를 통해 제어되는 솔레노이드 밸브부(140)에 의해 지중관로(A) 내에서 자주적으로 이동될 수 있다.

상기 제1 이동체(100)는 지중관로(A)상에서 최후단에 배치되며, 제2 이동체(200) 및 제3 이동체(300)에 의해 지중관로(A)를 따라 전진 이동될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 이동체의 실제 사진이다.

도 2를 참조하면, 상기 제1 이동체(100)는 제1 스키드부(110), 제1 전단 플레이트(120) 및 제1 후단 플레이트(130) 및 솔레노이드 밸브부(140)가 구비된다.

상기 제1 스키드부(110)는 제1 이동체(100)의 외형을 이루며, 지중관로(A)의 내면과 접촉된다.

또한, 상기 제1 스키드부(110)는 지중관로(A)의 내면과 접촉됨으로써, 상기 지중관로(A)의 내면으로부터 제1 이동체(100)의 내측에 구비된 솔레노이드 밸브부(140)를 보호할 수 있다.

이러한 상기 제1 스키드부(110)는 솔레노이드 밸브부(140)를 보호할 수 있을 정도로 제1 이동체(100)상에 복수개로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제1 전단 플레이트(120)는 제1 이동체(100)의 전단으로서 복수개의 제1 스키드부(110)의 일단과 결합되어 상기 복수개의 제1 스키드부(110)를 지지한다.

이러한 상기 제1 전단 플레이트(120)는 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)를 연결시키기 위한 제1 연결수단(500)이 끼움결합 가능한 직경의 관통구가 중심부에 형성된다.

상기 제1 후단 플레이트(130)는 제1 이동체(100)의 후단으로서 복수개의 제1 스키드부(110)의 타단과 결합되어 제1 전단 플레이트(120)와 함께 상기 복수개의 제1 스키드부(110)를 지지한다.

이러한 상기 제1 후단 플레이트(130)는 지중관로(A)에 선통될 전선(15)이 끼움결합 가능한 직경의 관통구가 중심부에 형성된다.

상기 솔레노이드 밸브부(140)는 제1 이동체(100)의 내측에 배치되며, 외부 제어장치(800)와 연결되어 상기 외부 제어장치(800)로부터 공급되는 전원을 통해 동작되는 하나의 장치일 수 있다.

이러한 상기 솔레노이드 밸브부(140)는 일 실시예에서 복수개의 밸브가 구비된 것으로 가정하에 설명하도록 하겠다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔레노이드 밸브부의 구성요소에 대한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 상기 솔레노이드 밸브부(140)는 일 실시예에서 제1 솔레노이드 밸브(141), 제2 솔레노이드 밸브(142), 제3 솔레노이드 밸브(143), 제4 솔레노이드 밸브(144), 제5 솔레노이드 밸브(145) 및 제6 솔레노이드 밸브(146)로 이루어진다.

상기 제1 솔레노이드 밸브(141)는 복수개의 제1 톱니부(220)가 팽창 및 수축되도록 제1 호스(미도시) 및 제2 호스(미도시)를 통해 제1 메인실린더(230)와 연결된다.

이러한 상기 제1 솔레노이드 밸브(141)는 제1 호스를 통해 제1 메인실린더(230)로 압축공기를 공급하여 복수개의 제1 톱니부(220)가 지중관로(A)의 내면을 향해 팽창되도록 하거나, 상기 제1 메인실린더(230)에 공급한 압축공기가 제2 호스를 통해 상기 제1 메인실린더(230)로부터 배출되도록 함으로써 팽창된 복수개의 제1 톱니부(220)가 제2 이동체(200)의 내측을 향해 수축되도록 한다.

상기 제2 솔레노이드 밸브(142)는 복수개의 제2 톱니부(320)가 팽창 및 수축되도록 제3 호스(미도시) 및 제4 호스(미도시)를 통해 제2 메인실린더(330)와 연결된다.

이러한 상기 제2 솔레노이드 밸브(142)는 제3 호스를 통해 제2 메인실린더(330)로 압축공기를 공급하여 복수개의 제2 톱니부(320)가 지중관로(A)의 내면을 향해 팽창되도록 하거나, 상기 제2 메인실린더(330)에 공급한 압축공기가 제4 호스를 통해 상기 제2 메인실린더(330)로부터 배출되도록 함으로써 팽창된 복수개의 제2 톱니부(320)가 제3 이동체(300)의 내측을 향해 수축되도록 한다.

상기 제3 솔레노이드 밸브(143)는 절삭날(420)의 회전 및 회전이 정지되도록 제5 호스(미도시) 및 제6 호스(미도시)를 통해 제3 메인실린더(430)와 연결된다.

이러한 상기 제3 솔레노이드 밸브(143)는 제5 호스를 통해 제3 메인실린더(430)로 압축공기를 공급하여 지중관로(A)의 보수를 위한 절삭날(420)이 일방향으로 회전되도록 하거나, 상기 제3 메인실린더(430)에 공급한 압축공기가 제6 호스를 통해 상기 제3 메인실린더(430)로부터 배출되도록 함으로써 절삭날(420)의 회전이 종료되도록 한다.

상기 제4 솔레노이드 밸브(144)는 절삭날(420)과 제3 메인실린더(430)가 전진 및 후진되도록 제7 호스(미도시) 및 제8 호스(미도시)를 통해 제1 보조실린더(440)와 연결된다.

이러한 상기 제4 솔레노이드 밸브(144)는 제7 호스를 통해 제1 보조실린더(440)로 압축공기를 공급하여 절삭날(420)과 제3 메인실린더(430)가 윈위치로부터 전진 이동되도록 하거나, 상기 제1 보조실린더(440)에 공급한 압축공기가 제8 호스를 통해 상기 제1 보조실린더(440)로부터 배출되도록 함으로써 전진 이동된 상태의 절삭날(420) 및 제3 메인실린더(430)가 후진 아동되어 원위치에 복귀되도록 한다.

상기 제5 솔레노이드 밸브(145)는 제1, 2, 3, 4 이동체(100, 200, 300, 400)가 전진 이동되도록 제9 호스(미도시) 및 제10 호스(미도시)를 통해 에어실린더(280)와 연결된다.

이러한 상기 제5 솔레노이드 밸브(145)는 제9 호스를 통해 에어실린더(280)로 압축공기를 공급하여 피스톤로드의 전진 이동을 기반으로 수축된 상태의 제2 연결수단(600)을 확장시켜 제2 이동체(200)보다 전단에 배치된 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 현위치로부터 전진 이동되도록 하거나, 상기 에어실린더(280)에 공급한 압축공기가 제10 호스를 통해 상기 에어실린더(280)로부터 배출되도록 할 때 피스톤로드의 후진 이동을 기반으로 확장된 상태의 제2 연결수단(600)을 수축시켜 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)가 현위치로부터 전진 이동되도록 한다.

상기 제6 솔레노이드 밸브(146)는 공압모터(350)로 압축공기를 공급하기 위해 제11 호스(미도시)를 통해 상기 공압모터(350)와 연결된다.

이러한 상기 제6 솔레노이드 밸브(146)는 제11 호스를 통해 공압모터(350)로 압축공기를 공급하여 제4 이동체(400)가 좌측방향(또는 반시계방향, 도 6을 기준으로 하측 방향) 또는 우측방향(또는 시계방향, 도 6을 기준으로 상측 방향)으로 회전되도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 이동체의 실제 사진이다.

도 4를 참조하면, 상기 제2 이동체(200)는 제2 스키드부(210), 제1 톱니부(220), 제1 메인실린더(230), 제1 이동 플레이트(240), 제2 이동 플레이트(250), 제2 전단 플레이트(260), 제2 후단 플레이트(270) 및 에어실린더(280)가 구비된다.

상기 제2 스키드부(210)는 제1 톱니부(220)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리지지 않는 수축 상태일 때 지중관로(A)의 내면과 접촉되어 상기 제2 이동체(200)가 공압을 통해 상기 지중관로(A)의 내면을 따라 이동되도록 한다.

또한, 상기 제2 스키드부(210)는 지중관로(A)의 내면과 접촉됨으로써, 상기 지중관로(A)의 내면으로부터 제2 이동체(200)의 내측에 구비된 제1 메인실린더(230)를 보호할 수 있다.

이러한 상기 제2 스키드부(210)는 제2 이동체(200)상에서 복수개로 구비되며, 하나의 제1 톱니부(220)가 근접한 두 개의 제2 스키드부(210)의 사이공간을 수축 및 팽창 경로로 하여 상기 사이공간을 통해 수축 및 팽창될 수 있도록 상기 제1 톱니부(220)의 개수에 두 배의 개수 만큼 상기 제2 이동체(200)상에 구비되는 것이 바람직하다.

구체적인 일 예로, 상기 제2 스키드부(210)는 제1 톱니부(220)가 제2 이동체(200)상에 4개로 구비되는 경우, 상기 4개의 제1 톱니부(220)가 제2 스키드부(210)의 사이공간을 수축 및 팽창 경로로 하여 수축 및 팽창되도록 상기 제2 이동체(200)상에 8개로 구비될 수 있다.

상기 제1 톱니부(220)는 복수개의 제2 스키드부(210)의 사이공간에 각각 배치되도록 복수개로 구비되며, 제1 메인실린더(230)의 압축공기 유동을 통해 상기 제2 스키드부(210)의 사이공간에서 방사형으로 팽창되어 지중관로(A)의 내면과 맞물리게 된다.

이러한 상기 복수개의 제1 톱니부(220)는 지중관로(A)의 내면과 접촉되는 일측에 톱니(225)를 구비하여 상기 지중관로(A)의 내면과 맞물림이 가능하며, 제2 이동체(200)는 상기 지중관로(A)의 내면과 상기 톱니(225)의 맞물림을 통해 상기 지중관로(A)상에서 위치가 고정될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 제1 톱니부(220)는 제1 메인실린더(230)에 공급된 압축공기가 배출되면 팽창 상태에서 제2 스키드부(210)의 사이공간을 통해 제2 이동체(200)의 내측에 구비된 제1 메인실린더(230)와 근접해지도록 상기 제2 이동체(200)의 내측을 향해 이동됨으로써 수축된다.

그리고 상기 복수개의 제1 톱니부(220)는 수축 상태에서 톱니(225)가 제2 스키드부(210)에 의해 지중관로(A)의 내면과 접촉되지 않도록 제2 이동체(200)의 내측으로 수축되며, 이를 통해 상기 제2 이동체(200)의 자주적 이동을 방해하지 않는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 복수개의 제1 톱니부(220)는 지중관로(A)와의 맞물림을 통해 제2 이동체(200)의 고정시키는 구조가 유지될 필요가 있으며, 이를 위해 각 제1 톱니부(220)는 상기 제2 이동체(200)상에서 서로 90°간격을 이루어 지중관로(A)의 내면과 맞물릴수 있고, 이를 위해 상기 제2 이동체(200)상에 4개로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제1 메인실린더(230)는 제1 솔레노이드 밸브(141)로부터 압축공기를 공급받게 될 때 제1 이동 플레이트(240) 및 제2 이동 플레이트(250)가 제2 전단 플레이트(260)를 향해 이동되도록 피스톤로드(235)를 후진 이동(도 4를 기준으로 좌측방향)시켜 복수개의 제1 톱니부(220)가 방사형으로 팽창되도록 한다.

또한, 상기 제1 메인실린더(230)는 압축공기를 배출하게 될 때 제1 이동 플레이트(240) 및 제2 이동 플레이트(250)가 제2 후단 플레이트(270)를 향해 이동되도록 피스톤로드(235)를 전진 이동(도 4를 기준으로 우측방향)시켜 팽창된 복수개의 제1 톱니부(220)가 수축되도록 한다.

상기 제1 이동 플레이트(240)는 제2 이동체(200)상에서 복수개의 제2 스키드부(210)에 의해 지중관로(A)의 내면과 접촉되지 않는 상기 제2 이동체(200)의 내측에 배치되며, 피스톤로드(235)의 끝단과 결합되어 상기 피스톤로드(235)에 의해 제2 전단 플레이트(260) 또는 제2 후단 플레이트(270)를 향해 이동된다.

상기 제2 이동 플레이트(250)는 제2 이동체(200)상에서 복수개의 제2 스키드부(210)에 의해 지중관로(A)의 내면과 접촉되지 않는 상기 제2 이동체(200)의 내측에 배치됨과 동시에 복수개의 제1 톱니부(220)와 결합되며, 제1 이동 플레이트(240)와 연결봉(245)을 통해 연결됨으로써 상기 제1 이동 플레이트(240)가 피스톤로드(235)에 의해 이동될 때 제2 전단 플레이트(260) 또는 제2 후단 플레이트(270)를 향해 이동되어 복수개의 제1 톱니부(220)가 팽창 또는 수축되도록 한다.

상기 제2 전단 플레이트(260)는 제2 이동체(200)의 전단으로서 복수개의 제2 스키드부(210)의 일단과 결합되어 상기 복수개의 제2 스키드부(210)를 지지한다.

이러한 상기 제2 전단 플레이트(260)는 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)를 연결시키기 위한 제2 연결수단(600)이 끼움결합 가능한 직경의 관통구가 중심부에 형성된다.

상기 제2 후단 플레이트(270)는 제2 이동체(100)의 후단으로서 복수개의 제2 스키드부(210)의 타단과 결합되어 제2 전단 플레이트(260)와 함께 상기 복수개의 제2 스키드부(210)를 지지한다.

이러한 상기 제2 후단 플레이트(270)는 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)를 연결시키기 위한 제1 연결수단(500)이 끼움결합 가능한 직경의 관통구가 중심부에 형성된다.

상기 에어실린더(280)는 일단이 제2 전단 플레이트(260)와 결합되면서 타단이 제2 후단 플레이트(270)와 결합되며, 제5 솔레노이드 밸브(145)와 연결되어 상기 제5 솔레노이드 밸브(145)로부터 압축공기를 공급받게 된다.

또한, 상기 에어실린더(280)는 상기 에어실린더(280)의 일단과 연결되면서 제2 연결수단(600)의 끝단과 결합되는 피스톤로드(미도시)가 구비되고, 제5 솔레노이드 밸브(145)로부터 압축공기를 공급받게 될 때 상기 피스톤로드의 전진 이동되는 것에 기반하여 수축 상태의 제2 연결수단(600)을 확장시키며, 상기 제2 연결수단(600)의 확장을 통해 제2 이동체(200)보다 전단에 배치된 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 현위치로부터 전진 이동되도록 한다.

그리고 상기 에어실린더(280)는 제5 솔레노이드 밸브(145)로부터 공급받은 압축공기를 배출할 때 피스톤로드의 후진 이동되는 것에 기반하여 확장 상태의 제2 연결수단(600)을 수축시키며, 상기 제2 연결수단(600)의 수축을 통해 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)가 현위치로부터 전진 이동되도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제3 이동체의 실제 사진이다.

도 5를 참조하면, 상기 제3 이동체(300)는 제3 스키드부(310), 제2 톱니부(320), 제2 메인실린더(330), 제3 이동 플레이트(340), 공압모터(350), 제3 전단 플레이트(360), 제3 후단 플레이트(370) 및 센서(380)가 구비된다.

상기 제3 스키드부(310)는 제2 톱니부(320)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리지지 않는 수축 상태일 때 지중관로(A)의 내면과 접촉되어 상기 제3 이동체(300)가 공압을 통해 상기 지중관로(A)의 내면을 따라 이동되도록 한다.

또한, 상기 제3 스키드부(310)는 지중관로(A)의 내면과 접촉됨으로써, 상기 지중관로(A)의 내면으로부터 제3 이동체(300)의 내측에 구비된 제2 메인실린더(330) 및 공압모터(350)를 보호할 수 있다.

이러한 상기 제3 스키드부(310)는 제3 이동체(300)상에서 복수개로 구비되며, 하나의 제2 톱니부(320)가 근접한 두 개의 제3 스키드부(310)의 사이공간을 수축 및 팽창 경로로 하여 상기 사이공간을 통해 수축 및 팽창될 수 있도록 상기 제2 톱니부(320)의 개수에 두 배의 개수 만큼 상기 제3 이동체(300)상에 구비되는 것이 바람직하다.

구체적인 일 예로, 상기 제3 스키드부(310)는 제2 톱니부(320)가 제3 이동체(300)상에 4개로 구비되는 경우, 상기 4개의 제2 톱니부(320)가 제3 스키드부(310)의 사이공간을 수축 및 팽창 경로로 하여 수축 및 팽창되도록 상기 제3 이동체(300)상에 8개로 구비될 수 있다.

상기 제2 톱니부(320)는 복수개의 제3 스키드부(310)의 사이공간에 각각 배치되도록 복수개로 구비되며, 제2 메인실린더(330)의 압축공기 유동을 통해 상기 제3 스키드부(310)의 사이공간에서 방사형으로 팽창되어 지중관로(A)의 내면과 맞물리게 된다.

이러한 상기 복수개의 제2 톱니부(320)는 지중관로(A)의 내면과 접촉되는 일측에 톱니(325)를 구비하여 상기 지중관로(A)의 내면과 맞물림이 가능하며, 제3 이동체(300)는 상기 지중관로(A)의 내면과 상기 톱니(325)의 맞물림을 통해 상기 지중관로(A)상에서 위치가 고정될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 제2 톱니부(320)는 제2 메인실린더(330)에 공급된 압축공기가 배출되면 팽창 상태에서 제3 스키드부(310)의 사이공간을 통해 제3 이동체(300)의 내측에 구비된 제2 메인실린더(330)와 근접해지도록 상기 제3 이동체(300)의 내측을 향해 이동됨으로써 수축된다.

그리고 상기 복수개의 제2 톱니부(320)는 수축 상태에서 톱니(325)가 제3 스키드부(310)에 의해 지중관로(A)의 내면과 접촉되지 않게 제2 이동체(200)의 내측으로 수축되어 상기 제2 이동체(200)의 자주적 이동을 방해하지 않는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 복수개의 제2 톱니부(320)는 지중관로(A)와의 맞물림을 통해 제3 이동체(300)의 고정시키는 구조가 유지될 필요가 있으며, 이를 위해 각 제2 톱니부(320)는 상기 제3 이동체(300)상에서 서로 90°간격을 이루어 지중관로(A)의 내면과 맞물릴수 있고, 이를 위해 상기 제3 이동체(300)상에 4개로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제2 메인실린더(330)는 제2 솔레노이드 밸브(142)로부터 압축공기를 공급받게 될 때 제3 이동 플레이트(340)가 제3 전단 플레이트(360)를 향해 이동되도록 피스톤로드(335)를 후진 이동(도 5를 기준으로 좌측방향)시켜 복수개의 제2 톱니부(320)가 방사형으로 팽창되도록 한다.

또한, 상기 제2 메인실린더(330)는 압축공기를 배출하게 될 때 제3 이동 플레이트(340)가 제3 후단 플레이트(370)를 향해 이동되도록 피스톤로드(335)를 전진 이동(도 5를 기준으로 우측방향)시켜 팽창된 복수개의 제2 톱니부(320)가 수축되도록 한다.

상기 제3 이동 플레이트(340)는 제3 이동체(300)상에서 복수개의 제3 스키드부(310)에 의해 지중관로(A)의 내면과 접촉되지 않는 상기 제3 이동체(300)의 내측에 배치됨과 동시에 복수개의 제2 톱니부(320)와 결합됨으로써, 피스톤로드(335)에 의해 이동될 때 제3 전단 플레이트(360) 또는 제3 후단 플레이트(370)를 향해 이동되어 복수개의 제2 톱니부(320)가 팽창 또는 수축되도록 한다.

상기 공압모터(350)는 제4 이동체(400)에 구비된 제2 보조실린더(450) 및 제3 보조실린더(460)에 압축공기를 공급하기 위해 상기 제2 보조실린더(450) 및 제3 보조실린더(460)와 각각 연결되며, 이를 통해 상기 제4 이동체(400)가 좌측방향 또는 우측방향으로 회전되도록 한다.

상기 제3 전단 플레이트(360)는 제3 이동체(300)의 전단으로서 복수개의 제3 스키드부(310)의 일단과 결합되어 상기 복수개의 제3 스키드부(310)를 지지한다.

이러한 상기 제3 전단 플레이트(360)는 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)를 연결시키기 위한 제3 연결수단(700)이 끼움결합 가능한 직경의 관통구가 중심부에 형성된다.

상기 제3 후단 플레이트(370)는 제3 이동체(300)의 후단으로서 복수개의 제3 스키드부(310)의 타단과 결합되어 제3 전단 플레이트(360)와 함께 상기 복수개의 제3 스키드부(310)를 지지한다.

이러한 상기 제3 후단 플레이트(370)는 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)를 연결시키기 위한 제2 연결수단(600)이 끼움결합 가능한 직경의 관통구가 중심부에 형성된다.

상기 센서(380)는 도면에 미도시되었으나, 지중관로(A)의 선통 및 도통 작업동안 지중관로(A)의 내경과 곡률을 측정하기 위해 제3 이동체(300)의 내측에 배치되며, 측정된 지중관로(A)의 내경과 곡률에 대한 데이터를 공압식 지중관로 선통 및 도통시험기(10)의 사용자가 구비한 단말(예: 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등)로 송신하거나, 상기 출력장치(900)로 송신하여 사용자에게 상기 지중관로(A)의 내경과 곡률에 대한 정보를 제공할 수 있다.

이러한 상기 센서(380)는 지중관로(A)가 내부의 이물질이나 외력이나 지반 침하 등에 의한 변형이 있는 부분을 제3 이동체(300)가 통과할 때 이를 포함하여 지중관로(A)의 내경 및 곡률로 측정할 수 있으므로, 이러한 오류를 줄이기 위해 상기 제3 이동체(300)상에 복수로 구비되는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 상기 복수개의 제3 스키드부(310)를 통해 상기 제3 이동체(300)의 내측에 배치되면서 서로 90°간격을 이루도록 4개로 구비되어 지중관로(A)의 내경과 곡률을 측정할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제4 이동체의 실제 사진이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제4 이동체(400)는 본체프레임(410), 절삭날(420), 제3 메인실린더(430), 제1 보조실린더(440), 제2 보조실린더(450), 제3 보조실린더(460), 제1 카메라(470) 및 제2 카메라(480)가 구비된다.

상기 본체프레임(410)은 제4 이동체(400)의 외형을 이루며, 제3 메인실린더(430)와 제1 보조실린더(440)를 수용하되 외부에 노출시키는 수용공간을 형성하며, 제2 보조실린더(450) 및 제3 보조실린더(460)가 양측부에 구비된다.

상기 절삭날(420)은 지중관로 도통시험의 진행에 어려움을 유발하는 외력에 의해 함몰된 지중관로의 일부분(1A)이나, 지중관로(A)의 내부공간으로 돌출된 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나를 절삭하기 위해 본체프레임(410)의 전단에 배치된다.

이러한 상기 절삭날(420)은 제3 솔레노이드 밸브(143)가 제3 메인실린더(430)에 압축공기를 공급할 때 일방향으로 회전되며, 이때 외력에 의해 함몰된 지중관로의 일부분(1A)이나, 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나를 절삭할 수 있다.

또한, 상기 절삭날(420)은 제4 솔레노이드 밸브(144)가 제1 보조실린더(440)에 압축공기를 공급할 때, 도 6 및 도 7에 도시된 원위치로부터 제3 메인실린더(430)와 함께 전진 이동됨으로써, 다양한 위치의 함몰된 지중관로의 일부분(1A)이나, 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나를 절삭할 수 있다.

상기 제3 메인실린더(430)는 절삭날(420) 및 제3 솔레노이드 밸브(143)와 연결되며, 상기 제3 솔레노이드 밸브(143)로부터 압축공기를 공급받게 될 때 상기 절삭날(420)이 일방향으로 회전되도록 하며, 이와 달리 상기 제3 솔레노이드 밸브(143)로부터 공급받은 압축공기를 배출할 때 상기 절삭날(420)의 회전을 종료시킨다.

상기 제1 보조실린더(440)는 제3 메인실린더(430) 및 제4 솔레노이드 밸브(144)와 연결되며, 상기 제4 솔레노이드 밸브(144)로부터 압축공기를 공급받게 될 때 절삭날(420) 및 상기 제3 메인실린더(430)가 원위치로부터 전진 이동되도록 하며, 이와 달리 상기 제4 솔레노이드 밸브(144)로부터 공급받은 압축공기를 배출할 때 상기 절삭날(420) 및 제3 메인실린더(430)를 원위치로 복귀시킨다.

상기 제2 보조실린더(450)는 공압모터(350)와 연결되며, 본체프레임(410)의 일측부에 복수개로 배치된다. 일 실시예에서 상기 제2 보조실린더(450)는 제2-1 보조실린더(450a)와 제2-2 보조실린더(450b)로 구성될 수 있다.

이러한 상기 제2 보조실린더(450a, 450b)는 상기 공압모터(350)로부터 압축공기를 공급받을 때 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 평행한 원위치로부터 상기 제4 이동체(400)를 좌측방향으로 회전시키며, 이와 달리 상기 공압모터(350)로부터 공급받은 압축공기를 배출할 때 좌측방향으로 회전된 상기 제4 이동체(400)를 원위치로 복귀시킨다.

상기 제3 보조실린더(460)는 공압모터(350)와 연결되며, 본체프레임(410)의 타측부에 복수개로 배치된다. 일 실시예에서 상기 제3 보조실린더(460)는 제3-1 보조실린더(460a)와 제3-2 보조실린더(460b)로 구성될 수 있다.

이러한 상기 제3 보조실린더(460a, 460b)는 상기 공압모터(350)로부터 압축공기를 공급받을 때 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 평행한 원위치로부터 상기 제4 이동체(400)를 우측방향으로 회전시키며, 이와 달리 상기 공압모터(350)로부터 공급받은 압축공기를 배출할 때 우측방향으로 회전된 상기 제4 이동체(400)를 원위치로 복귀시킨다.

이와 같이, 상기 제4 이동체(400)는 제2 보조실린더(450a, 450b)와 제3 보조실린더(460a, 460b)를 통해 좌측방향 또는 우측방향으로 회전됨으로써, 지중관로(A)상에서 다양한 위치에 형성되는 지중관로의 일부분(1A)이나, 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나를 절삭할 수 있다.

상기 제1 카메라(470)는 제4 이동체(400)의 전단과 근접한 본체프레임(410)의 일측부에 배치되며, 지중관로(A)의 내부공간을 실시간으로 촬영하여 상기 지중관로(A)의 내부공간에 대한 제1 영상 데이터를 획득하고, 상기 제1 영상 데이터를 출력장치(900)로 송신한다.

이러한 상기 제1 카메라(470)는 밀폐된 구조의 지중관로(A)의 내부공간을 촬영할 때 제1 영상 데이터를 획득할 수 있도록 제1 LED(미도시)가 구비되며, 상기 제1 LED는 제1 영상 데이터를 획득하는 과정에서 지중관로(A)의 내부공간을 향해 빛을 조사할 수 있다.

상기 제2 카메라(480)는 제4 이동체(400)의 전단과 근접한 본체프레임(410)의 타측부에 배치되며, 절삭날(420)의 일부를 촬영하여 상기 절삭날(420)에 대한 제2 영상 데이터를 획득하고, 상기 제2 영상 데이터를 출력장치(900)로 송신한다.

이러한 상기 제2 카메라(480)는 밀폐된 구조의 지중관로(A)의 내부공간에 의해 촬영하기 어려운 절삭날(420)의 일부를 촬영할 수 있도록 제2 LED(미도시)가 구비되며, 상기 제2 LED는 제2 영상 데이터를 획득하는 과정에서 상기 절삭날(420)의 일부를 향해 빛을 조사할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 제1 연결수단(500)은 제1 전단 플레이트(120)와 제2 후단 플레이트(270)에 각각 끼움결합되어 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)를 연결하여 상기 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)가 지중관로(A)의 내부공간상에서 함께 전진 또는 후진 이동되도록 한다.

이러한 상기 제1 연결수단(500)은 상기 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)가 곡률이 존재하는 지중관로(A)를 따라 곡선 방향을 전진 이동되도록 휨이 가능한 수단(예: 케이블)일 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 상기 제2 연결수단(600)은 제2 전단 플레이트(260)와 제3 후단 플레이트(370)에 각각 끼움결합되어 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)를 연결하여 상기 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)가 지중관로(A)의 내부공간상에서 함께 전진 또는 후진 이동되도록 한다.

이러한 상기 제2 연결수단(600)은 제2 이동체(200)와 제3 이동체(300)가 곡률이 존재하는 지중관로(A)를 따라 곡선 방향을 전진 이동되도록 휨이 가능한 수단(예: 케이블)일 수 있다.

또한, 상기 제2 연결수단(600)은 에어실린더(280)의 피스톤로드가 내부에 배치되어 상기 에어실린더(280)의 피스톤로드가 전진 이동될 때 확장되어 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 현위치로부터 전진 이동되도록 하며, 상기 에어실린더(280)의 피스톤로드가 후진될때 수축되어 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)가 현위치로부터 전진 이동되도록 한다.

다시 도 5를 참조하면, 상기 제3 연결수단(700)은 제3 전단 플레이트(360)와 본체프레임(410)의 일단에 각각 끼움결합되어 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)를 연결하여 상기 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 지중관로(A)의 내부공간상에서 함께 전진 또는 후진 이동되도록 한다.

이러한 상기 제3 연결수단(700)은 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)가 곡률이 존재하는 지중관로(A)를 따라 곡선 방향을 전진 이동되도록 휨이 가능한 수단(예: 케이블)일 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 제어장치의 실제 사진이다.

도 8을 참조하면, 상기 외부 제어장치(800)는 레버부(810), LED부(820), 타이머(830) 및 전압표시부(840)가 구비된다.

상기 레버부(810)는 케이블을 통해 연결된 솔레노이드 밸브부(140)에 전원을 공급하여 상기 솔레노이드 밸브부(140)에서 압축공기의 유동이 발생되도록 한다.

이러한 상기 레버부(810)는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)의 운영을 위한 제1~9 설정 레버(811~817)로 이루어진다.

상기 제1 설정 레버(811)는 레버의 방향에 따라 제1 솔레노이드 밸브(141)의 압축공기 유동 제어를 통해 복수개의 제1 톱니부(220)를 수축 또는 팽창시킬 수 있다.

상기 제2 설정 레버(812)는 레버의 방향에 따라 제2 솔레노이드 밸브(142)의 압축공기 유동 제어를 통해 복수개의 제2 톱니부(320)를 수축 또는 팽창시킬 수 있다.

상기 제3 설정 레버(813)는 레버의 방향에 따라 제3 솔레노이드 밸브(143)의 압축공기 유동 제어를 통해 절삭날(420)을 회전 또는 회전을 정지시킬 수 있다.

상기 제4 설정 레버(미도시)는 레버의 방향에 따라 제4 솔레노이드 밸브(144)의 압축공기 유동 제어를 통해 절삭날(420) 및 제3 메인실린더(430)를 전진 또는 후진 이동시킬 수 있다.

상기 제5 설정 레버(미도시)는 레버의 방향에 따라 제5 솔레노이드 밸브(145)의 압축공기 유동 제어를 통해 제2 연결수단(600)을 확장 또는 수축시킬 수 있다.

상기 제6 설정 레버(814)는 레버의 방향에 따라 공압모터(350)의 압축공기 유동 제어를 통해 제4 이동체(400)를 좌측방향 또는 우측방향으로 회전시킬 수 있다.

상기 제7 설정 레버(815)는 레버의 방향에 따라 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)이 수동 또는 자동으로 동작되도록 하거나 동작을 정지시킬 수 있다.

상기 제8 설정 레버(816)는 레버의 방향에 따라 제1 카메라(470)를 동작 또는 동작을 중지시킬 수 있다.

상기 제9 설정 레버(817)는 레버의 방향에 따라 제2 카메라(480)를 동작 또는 동작을 중지시킬 수 있다.

상기 LED부(820)는 레버부(810)의 레버 방향을 LED의 빛을 발생시킴으로써, 사용자가 육안으로 상기 레버부(810)의 레버 방향을 식별할 수 있도록 한다.

이러한 상기 LED부(820)는 상기 레버부(810)의 레버 방향에 따른 빛을 발생시키기 위한 제1~4 LED(821, 822, 824, 825)로 이루어진다.

상기 제1 LED(821)는 제1 설정 레버(811)가 복수개의 제1 톱니부(220)를 팽창시키기 위한 방향일 때 빛을 발생시키는 제1-1 LED(821a)와, 상기 복수개의 제1 톱니부(220)를 수축시키기 위한 방향일 때 빛을 발생시키는 제1-2 LED(821b)로 이루어질 수 있다.

상기 제2 LED(822)는 제2 설정 레버(812)가 복수개의 제2 톱니부(320)를 팽창시키기 위한 방향일 때 빛을 발생시키는 제2-1 LED(822a)와, 상기 복수개의 제2 톱니부(320)를 수축시키기 위한 방향일 때 빛을 발생시키는 제2-2 LED(822b)로 이루어질 수 있다.

상기 제3 LED(824)는 제6 설정 레버(814)가 제4 이동체(400)를 좌측방향으로 회전시키기 위한 방향일 때 빛을 발생시키는 제3-1 LED(824a)와, 상기 제4 이동체(400)를 우측방향으로 회전시키기 위한 방향일 때 빛을 발생시키는 제3-2 LED(824b)로 이루어질 수 있다.

상기 제4 LED(825)는 제7 설정 레버(815)가 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)을 수동으로 동작시키기 위한 방향일 때와, 자동으로 동작시키기 위한 방향일 때와, 동작을 정지시키기 위한 방향일 때 서로 다른 색상의 빛을 발생시키는 복수개의 LED로 이루어질 수 있다.

상기 타이머(830)는 제2 연결수단(600)의 확장 및 수축에 따른 제1, 2 이동체(100, 200)의 전진 이동되는 시간과 제3, 4 이동체(300, 400)의 전진 이동되는 시간을 설정할 수 있다.

이러한 상기 타이머(830)는 1~30초로 시간 설정이 가능하며, 사용자에 의해 10초로 시간이 설정되는 경우, 10초를 1주기로서 제3, 4 이동체(300, 400)가 전진 이동된 후 제1, 2 이동체(100, 200)가 전진 이동되며, 상기 제1, 2, 3, 4 이동체(100, 200, 300, 400)는 이 과정을 반복할 수 있다.

상기 전압표시부(840)는 솔레노이드 밸브부(140)에 공급되는 전원의 전압을 표시할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 제어장치와 출력장치의 실제 사진이다.

도 9를 참조하면, 상기 출력장치(900)는 제1 카메라(470)로부터 수신하는 제1 영상 데이터와, 제2 카메라(480)로부터 수신하는 제2 영상 데이터를 출력한다.

또한, 상기 출력장치(900)는 제1 카메라(470)가 동작되되, 제2 카메라(480)가 미동작되는 경우, 전체 화면에 제1 영상 데이터를 출력하여 사용자에게 상기 제1 영상 데이터를 제공할 수 있다.

그리고 상기 출력장치(900)는 제1 카메라(470)가 미동작되되, 제2 카메라(480)가 동작되는 경우, 전체 화면에 제2 영상 데이터를 출력하여 사용자에게 상기 제2 영상 데이터를 제공할 수 있다.

더 나아가, 상기 출력장치(900)는 제1, 2 카메라(470, 480)가 동작되는 경우, 전체 화면을 분할하여 상기 제1 카메라(470)로부터 수신하는 제1 영상 데이터와, 상기 제2 카메라(480)로부터 수신하는 제2 영상 데이터를 동시에 출력하며, 이를 통해 사용자에게 상기 제1, 2 영상 데이터를 동시에 제공할 수 있다.

상기 외부 제어장치(800)와 출력장치(900)는 모듈화되어 하나의 장치로 구현될 수도 있다.

절삭 기반의 지중관로 보수 시스템의 지중관로 보수작업

이하에서는, 지중관로 도통시험을 진행하기 위한 제1, 2, 3, 4 이동체(100, 200, 300, 400)의 전진 이동 과정에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템의 지중관로 보수 과정을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면 먼저, 상기 제2 이동체(200)는 복수개의 제1 톱니부(220)가 지중관로(A)의 내면과 이격되는 수축 상태일 수 있으며, 이와 동시에 상기 제3 이동체(300)는 제2 메인실린더(330)가 제2 솔레노이드 밸브(142)로부터 압축공기를 공급받게 되어 복수개의 제2 톱니부(320)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리게 되는 팽창 상태일 수 있고, 상기 제2 이동체(200)와 상기 제3 이동체(300)를 연결하는 제2 연결수단(600)은 에어실린더(280)의 피스톤로드가 전진 이동됨에 따른 확장 상태일 수 있다(S101).

이때, 상기 복수개의 제2 톱니부(320)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리는 팽창 상태로 변환되는 것은 후술될 제1 이동체(100)와 제2 이동체(200)의 전진 이동 과정에서 슬립에 의해 원치 않게 후진 이동되는 것을 방지하기 위함이다.

그 후, 상기 제2 이동체(200)는 에어실린더(280)가 압축공기를 배출함에 따라, 상기 에어실린더(280)의 피스톤로드가 후진되어 확장 상태의 제2 연결수단(600)이 수축될 때, 제3 이동체(300)의 후단과 근접해지도록 제1 이동체(100)와 함께 전진 이동될 수 있다(S102).

그 후, 상기 제2 이동체(200)는 제1 메인실린더(230)가 제1 솔레노이드 밸브(141)로부터 압축공기를 공급받게 되어 복수개의 제1 톱니부(220)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리게 되는 팽창 상태로 변환될 수 있다(S103).

이때, 상기 복수개의 제1 톱니부(220)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리는 팽창 상태로 변환되는 것은 후술될 제3 이동체(300)와 제4 이동체(400)의 전진 이동 과정에서 슬립에 의해 원치 않게 후진 이동되는 것을 방지하기 위함이다.

그 후, 상기 제3 이동체(300)는 제4 이동체(400)와 함께 전진 이동되기 위해, 제2 메인실린더(330)가 공급받은 압축공기를 배출하여 팽창 상태인 복수개의 제2 톱니부(320)가 수축 상태로 변환될 수 있다(S104).

그 후, 상기 제3 이동체(300)는 에어실린더(280)가 제5 솔레노이드 밸브(145)로부터 압축공기를 공급받게 되어 상기 에어실린더(280)의 피스톤로드가 전진 이동되어 수축 상태의 제2 연결수단(600)이 확장될 때, 제2 이동체(200)의 전단과 이격되도록 제4 이동체(400)와 함께 전진 이동될 수 있다(S105).

그 후, 상기 제3 이동체(300)는 제2 메인실린더(330)가 제2 솔레노이드 밸브(142)로부터 압축공기를 공급받게 되어 복수개의 제2 톱니부(320)가 지중관로(A)의 내면과 맞물리게 되는 팽창 상태로 변환될 수 있다(S106).

그 후, 상기 제2 이동체(200)는 제1 이동체(100)와 함께 전진 이동되기 위해, 제1 메인실린더(230)가 공급받은 압축공기를 배출하여 팽창 상태인 복수개의 제1 톱니부(220)가 수축 상태로 변환될 수 있다(S107).

이때 만약, 상기 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)은 제1 영상 데이터에 외력에 의해 함물된 지중관로의 일부분(1A)이나, 지중관로(A)의 내부공간으로 돌출된 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나가 포함되지 않는 경우(S108-NO), 상기 전진 이동 단계(S102)부터 상기 제1, 2, 3, 4 이동체(100, 200, 300, 400)의 전진 이동 과정을 반복함으로써, 지중관로 도통시험을 진행할 수 있다.

이와 달리 만약, 상기 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)은 제1 영상 데이터에 외력에 의해 함물된 지중관로의 일부분(1A)이나, 지중관로(A)의 내부공간으로 돌출된 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나가 포함되는 경우(S108-YES), 절삭날(420)을 이용하여 제1, 2, 3, 4 이동체(100, 200, 300, 400)의 전진 이동 또는 후진 이동을 방해하는 지중관로의 일부분(1A)이나 지중관로(A)의 내부공간으로 돌출된 철근(B) 및 파이프(C) 중 적어도 하나를 절삭함으로써, 지중관로(A)를 보수할 수 있다.

이와 같이, 상기 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템(10)이 절삭날(420)를 이용하여 지중관로(A)를 보수하는 것으로, 사용자는 지중관로(A) 내에 전선(15)을 삽입하는 선통 작업과 지중관로(A)의 내경 및 곡률을 측정하는 도통 작업을 용이하게 진행할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

10: 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템, 15: 전선,
100: 제1 이동체, 110: 제1 스키드부,
120: 제1 전단 플레이트, 130: 제1 후단 플레이트,
140: 솔레노이드 밸브부, 141: 제1 솔레노이드 밸브,
142: 제2 솔레노이드 밸브, 143: 제3 솔레노이드 밸브,
144: 제4 솔레노이드 밸브, 145: 제5 솔레노이드 밸브,
146: 제6 솔레노이드 밸브, 200: 제2 이동체,
210: 제2 스키드부, 220: 제1 톱니부,
225: 톱니, 230: 제1 메인실린더,
235: 피스톤로드, 240: 제1 이동 플레이트,
245: 연결봉, 250: 제2 이동 플레이트,
260: 제2 전단 플레이트, 270: 제2 후단 플레이트,
280: 에어실린더, 300: 제3 이동체,
310: 제3 스키드부, 320: 제2 톱니부,
325: 톱니, 330: 제2 메인실린더,
335: 피스톤로드, 340: 제3 이동 플레이트,
350: 공압모터, 360: 제3 전단 플레이트,
370: 제3 후단 플레이트, 400: 제4 이동체,
410: 본체프레임, 420: 절삭날,
430: 제3 메인실린더, 440: 제1 보조실린더,
450: 제2 보조실린더, 460: 제3 보조실린더,
470: 제1 카메라, 480: 제2 카메라,
500: 제1 연결수단, 600: 제2 연결수단,
700: 제3 연결수단, 800: 외부 제어장치,
810: 레버부, 820: LED부,
830: 타이머, 840: 전압표시부,
900: 출력장치, A: 지중관로,
1A: 지중관로의 일부분, B: 철근,
C: 파이프.

Claims

솔레노이드 밸브부가 구비되며, 지중관로에 삽입될 전선이 후단에 결합되는 제1 이동체;
상기 제1 이동체의 전단측에 배치되며, 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제1 메인실린더와, 상기 제1 메인실린더에 구비된 피스톤로드의 이동 방향에 따라 내측으로 수축되거나 상기 지중관로의 내면과 맞물리도록 방사형으로 팽창되는 복수개의 제1 톱니부가 구비되는 제2 이동체;
상기 제2 이동체의 전단측에 배치되며, 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제2 메인실린더와, 상기 제2 메인실린더에 구비된 피스톤로드의 이동 방향에 따라 내측으로 수축되거나 상기 지중관로의 내면과 맞물리도록 방사형으로 팽창되는 복수개의 제2 톱니부와, 상기 지중관로의 내경과 곡률을 측정하기 위한 센서가 구비되는 제3 이동체; 및
상기 제3 이동체의 전단측에 배치되며, 함몰된 지중관로의 일부분이나, 상기 지중관로의 내부공간으로 돌출된 철근 및 파이프 중 적어도 하나를 절삭하기 위한 절삭날과, 상기 절삭날의 회전을 위해 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제3 메인실린더와, 상기 절삭날과 제3 메인실린더가 전진 및 후진되도록 상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 제1 보조실린더가 구비되는 제4 이동체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체를 연결시키기 위한 제1 연결수단;
상기 제2 이동체와 상기 제3 이동체를 연결시키기 위한 제2 연결수단; 및
상기 제3 이동체와 상기 제4 이동체를 연결시키기 위한 제3 연결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 이동체는,
상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받게 되며, 상기 제2 연결수단의 끝단과 결합되는 피스톤로드가 구비되는 에어실린더;를 포함하고,
상기 에어실린더는,
상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받을 때 상기 피스톤로드가 전진 이동되는 것에 기반하여 수축 상태의 제2 연결수단을 확장시키며, 상기 제2 연결수단의 확장을 통해 상기 제2 이동체보다 전단에 배치된 상기 제3 이동체와 상기 제4 이동체가 현위치로부터 전진 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 에어실린더는,
상기 솔레노이드 밸브부로부터 공급받은 압축공기를 배출할 때 상기 피스톤로드가 후진 이동되는 것에 기반하여 확장 상태의 제2 연결수단을 수축시키며, 상기 제2 연결수단의 수축을 통해 상기 제1 이동체와 상기 제2 이동체가 현위치로부터 전진 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 이동체는,
상기 솔레노이드 밸브부로부터 압축공기를 공급받는 경우, 상기 제4 이동체를 좌측방향 또는 우측방향으로 회전시키는 공압모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 제4 이동체는,
상기 제3 메인실린더와 상기 제1 보조실린더를 수용하는 수용공간이 형성된 본체프레임;
상기 본체프레임의 일측부에 복수개로 배치되며, 상기 공압모터와 연결되어 상기 공압모터로부터 압축공기를 공급받을 때 상기 제4 이동체를 좌측방향으로 회전시키는 제2 보조실린더; 및
상기 본체프레임의 타측부에 복수개로 배치되며, 상기 공압모터와 연결되어 상기 공압모터로부터 압축공기를 공급받을 때 상기 제4 이동체를 우측방향으로 회전시키는 제3 보조실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 제4 이동체는,
상기 제4 이동체의 전단과 근접한 본체프레임의 일측부에 배치되어 상기 지중관로의 내부공간을 실시간으로 촬영하여 상기 지중관로의 내부공간에 대한 제1 영상 데이터를 획득하는 제1 카메라; 및
상기 제4 이동체의 전단과 근접한 본체프레임의 타측부에 배치되어 상기 절삭날의 일부를 촬영하여 상기 절삭날에 대한 제2 영상 데이터를 획득하는 제2 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 영상 데이터와 제2 영상 데이터 중 적어도 하나를 출력하되, 상기 제1, 2 카메라로부터 상기 제1, 2 영상 데이터를 수신하는 경우, 전체 화면을 분할하여 상기 제1, 2 영상 데이터를 동시에 출력하는 출력장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 솔레노이드 밸브부를 제어하여 상기 제2 이동체와 상기 제3 이동체가 상기 지중관로 내에서 자주적으로 이동되도록 하는 외부 제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 이동체는,
상기 제3 이동체에 구비된 복수개의 제2 톱니부가 수축 상태일 때 상기 복수개의 제1 톱니부가 팽창 상태로 변환되는 것을 통해 상기 지중관로의 내부공간상에서 고정되어 상기 제3 이동체와 제4 이동체의 전진 이동 과정에서 슬립에 의한 후진 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제3 이동체는,
상기 제2 이동체에 구비된 복수개의 제1 톱니부가 수축 상태일 때 상기 복수개의 제2 톱니부가 팽창 상태로 변환되는 것을 통해 상기 지중관로의 내부공간상에서 고정되어 상기 제1 이동체와 제2 이동체의 전진 이동 과정에서 슬립에 의한 후진 이동을 방지하는 것을 특징으로 하는 절삭 기반의 지중관로 보수 시스템.