KR102604182B1 - 지하매설물 위치감지 식별장치 - Google Patents

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KR102604182B1
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Abstract

본 발명은 시추탐지봉(30)이 회전지지부(20)에 의해 회전 가능하게 지지되면서 회전구동부(40)에 의해 지중으로 굴착 작업이 이루어지도록 승하강되고, 시추탐지봉(30)의 드릴날(36)에 카메라와 거리측정용 센서로 이루어진 감지기(38)가 외부의 영상출력부(60)과 연결되며, 회전지지부(20)의 하우징(26) 일측에 천공측정기(50)가 설치되는 소형화된 장치이기 때문에 작업자 1인이 휴대 및 운반, 조작이 용이할 뿐만 아니라 천공 깊이와 굴착된 토면의 영상을 즉시 전송받아 지하매설물을 실시간으로 확인할 수 있는 편리성을 갖는 장점이 있다.

Description

지하매설물 위치감지 식별장치{Apparatus searching for the position of utility facilities}
본 발명은 지하매설물 위치감지 식별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하매설물의 확인을 위해 시추탐지봉에 의해 굴착할 때 천공 깊이를 확인하면서 굴착된 토면의 영상을 확인할 수 있는 지하매설물 위치감지 식별장치에 관한 것이다.
일반적으로 기초 파일공사 또는 송배전선로 및 통신선로 등을 구성함에 있어 기초 파일 또는 전주와 지선근가의 매설을 위한 굴착에 앞서 지하에 매설된 매설물 확인을 위해 지하 1~3m의 깊이로 시굴착을 선행한 후 기초 파일 또는 전주 및 지선근가를 매설하기 위한 본 굴착을 수행하게 되는 것이다.
한편, 이와 같은 기초 파일 또는 전주 및 지선근가 매설 지점의 지하매설물 확인 시굴착은, 기초 파일 또는 전주 및 지선근가 등이 매설될 지점에 굴착을 수행하였다.
그러나, 인력에 의해 굴착지를 굴착하는 경우 인부의 작업공간을 확보하기 위해 불필요하게 과도한 굴착지 면적을 터파기하여 굴착지 주변의 토질이 연약지반화되어 추후 전주 및 지선근가 등을 매설 후 되메움을 하여도 토사의 지지력이 상대적으로 떨어지는 문제점과, 여러명의 인력 및 굴착작업으로 인해 인건비가 과도하게 발생됨은 물론 작업시간이 상당히 지연되는 등 공사비가 과도하게 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에 제안된 대한민국 등록특허공보 제10-1172944호의 "RFID와 자성체를 이용한 지하시설물 위치 식별자장치"는 지하에서의 RFID 태그와 리더기간의 인식거리를 넓혀주고 RFID리더기가 인식할 수 없는 심도는 자성체로부터 보내는 자기장을 자기센서를 통해 탐지할 수 있게 해주며 이를 이용하여 지하매설물의 정확한 인식정보 및 위치정보를 제공하도록 구성된 것이다.
그러나, 상기 선행 기술인 "RFID와 자성체를 이용한 지하시설물 위치 식별자장치"는 상술한 탐지물체 이용 방식의 문제점과 동일하게 지하에 매설되는 관의 매설깊이 또는 자연환경에 따라 정확한 위치정보를 제공하는 능력이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1172944호 (2012.08.03.)
본 발명의 목적은 기존의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로서, 작업자 1인이 휴대 및 운반이 용이하도록 장치를 소형화하면서 조작이 용이함과 동시에 지하매설물의 확인을 위해 굴착할 때 천공 깊이 및 굴착된 토면의 영상을 즉시 전송받아 확인할 수 있는 편리성을 부여한 지하매설물 위치감지 식별장치를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지하매설물 위치감지 식별장치는, 지면에 안착되며, 일측에 관통홀이 형성되는 지지판; 상기 지지판의 상부에 상기 관통홀과 일치되도록 수직으로 지지되는 회전지지부; 상기 회전지지부의 내부에 나선 결합되어 상기 관통홀을 통해 승강하는 시추탐지봉; 상기 관통홀에 회전 가능하게 설치되어 상기 시추탐지봉을 회전시키는 회전구동부; 상기 회전지지부의 일측에 설치되어 상기 시추탐지봉의 천공 깊이를 확인하는 천공측정기; 및 상기 시추탐지봉의 하단과 연결되어 굴착된 토면의 영상을 확인하는 영상출력부를 포함하되,
상기 회전지지부는, 상기 시추탐지봉이 나선 결합되어 승강되도록 암나사면이 형성된 실린더; 상기 실린더의 외주면에 상하 일정 간격을 두고 각각 고정되는 다수의 링부재; 및 상기 다수의 링부재를 매개로 고정되어 상기 실린더를 감싸주는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 지지판의 하면에는 지면과 맞닿아 상기 지지판의 수평을 조절하는 다수의 받침대가 설치되는 것을 특징으로 한다.
삭제
다른 실시예로서, 본 발명의 다수의 링부재의 외주면 일측에는 상기 영상출력부와 연결되는 신호케이블이 통과하는 요홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 하우징과 상기 지지판은 상기 회전구동부를 감싸주는 케이스에 의해 일정 간격을 유지하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 하우징은 상기 실린더와 상기 다수의 링부재를 동시 감싸주도록 좌우 대칭되는 좌측 및 우측 몸체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 하우징의 일측에는 상기 시추탐지봉의 천공 깊이를 확인하는 천공측정기가 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 시추탐지봉은, 상기 실린더의 내부에 나선 결합되어 승하강하는 스크류축; 상기 스크류축의 하부에 결합되어 상기 관통홀을 통해 지면으로 승하강하도록 상기 회전구동부의 동력을 전달받아 상기 스크류축과 동시 회전되는 시추축; 상기 시추축의 하단에 결합되는 드릴날; 및 상기 드릴날의 내부에 설치되어 지하매설물을 확인하여 상기 영상출력부로 송신하는 감지기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 시추축의 상부 일측에는 상기 시추탐지봉이 하강될 때 굴착 한도를 제한하도록 상기 회전구동부의 일측과 접촉되는 걸림부가 설치되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 감지기는 카메라와 거리측정용 센서로 이루어진 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 감지기와 상기 영상출력부는 상기 드릴날의 중심, 시추축의 중심, 스크류축의 중심을 통과하여 유턴된 후 상기 하우징 내의 상부에서 하부를 통해 외부로 노출되는 신호케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 회전구동부는, 상기 지지판의 상면에 대해 상기 관통홀의 중심에 일치되면서 회전 가능하게 지지되어 상기 시추축의 승하강 및 회전시키는 제1 베벨기어; 상기 제1 베벨기어와 맞물려 회전되는 제2 베벨기어; 및 상기 제2 베벨기어와 연결되어 구동력을 발생시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 본 발명의 제1 베벨기어의 중앙과 상기 시추축은 서로 대응되는 십자 형태로 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 시추탐지봉이 회전지지부에 의해 회전 가능하게 지지되면서 회전구동부에 의해 지중으로 굴착 작업이 이루어지도록 승하강되고, 시추탐지봉의 드릴날에 카메라와 거리측정용 센서로 이루어진 감지기가 외부의 영상출력부와 연결되며, 회전지지부의 하우징 일측에 천공측정기가 설치되는 소형화된 장치이기 때문에 작업자 1인이 휴대 및 운반, 조작이 용이할 뿐만 아니라 천공 깊이와 굴착된 토면의 영상을 즉시 전송받아 지하매설물을 실시간으로 확인할 수 있는 편리성을 갖는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 지하매설물 위치감지 식별장치의 결합 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 지하매설물 위치감지 식별장치에서 지지판을 분리한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 시추탐지봉의 스크류축과 회전지지부의 실린더를 분리한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 시추탐지봉의 시추축과 제1 베벨기어 및 드릴날을 분리한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 시추탐지봉의 시추축과 제1 베벨기어 및 드릴날을 결합한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 회전지지부의 실린더와 링부재 및 하우징을 분리한 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 회전지지부의 실린더와 링부재 및 하우징을 분리한 구성도,
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명의 실시예에 따른 지하매설물 위치감지 식별장치는, 지면에 안착되며, 일측에 관통홀(12)이 형성되는 지지판(10); 상기 지지판(10)의 상부에 상기 관통홀(12)과 일치되도록 수직으로 지지되는 회전지지부(20); 상기 회전지지부(20)의 내부에 나선 결합되어 상기 관통홀(12)을 통해 승강하는 시추탐지봉(30); 상기 관통홀(12)에 회전 가능하게 설치되어 상기 시추탐지봉(30)을 회전시키는 회전구동부(40); 상기 회전지지부(20)의 일측에 설치되어 상기 시추탐지봉(30)의 천공 깊이를 확인하는 천공측정기(50); 및 상기 시추탐지봉(30)의 하단과 연결되어 굴착된 토면의 영상을 확인하는 영상출력부(60)를 포함한다.
즉, 상기 지지판(10)의 하면 코너부분에는 지면과 맞닿아 상기 지지판(10)의 수평을 조절할 수 있도록 각각 높낮이가 조절되는 다수의 받침대(24)가 설치되는 것이 바람직하며, 상기 다수의 받침대(24)는 상부가 상기 지지판(10)에 나사 결합되어 조여주거나 풀어주는 회전 방향에 따라 높낮이 조절되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 회전지지부(20)는, 상기 시추탐지봉(30)이 나선 결합되어 승강되도록 암나사면(22a)이 형성된 실린더(22); 상기 실린더(22)의 외주면에 상하 일정 간격을 두고 각각 고정되는 다수의 링부재(24); 및 상기 다수의 링부재(24)를 매개로 고정되어 상기 실린더(22)를 감싸주는 하우징(26)을 포함한다.
이때, 상기 다수의 링부재(24)의 외주면 일측에는 상기 영상출력부(60)와 연결되는 신호케이블(62)이 통과하는 요홈(24a)을 각각 형성하되, 상기 요홈(24a)들은 상기 다수의 링부재(24)의 외주면에서 동일 수직선상에 위치함으로써 상기 신호케이블(62)이 일직선으로 통과하도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 하우징(26)과 상기 지지판(10)은 상기 회전구동부(40)를 감싸주는 케이스(70)에 의해 일정 간격을 유지하도록 결합되는 것으로서, 상기 케이스(70)는 사각육면체로 이루어져 상면과 하면 일측에 상기 하우징(26)의 하부 개구홀(부호미도시)과 상기 지지판(10)의 관통홀(12)이 동일한 수직선상에 위치하면서 통로가 연결되도록 연결홀(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 하우징(26)은 상기 실린더(22)와 상기 다수의 링부재(24)를 동시 감싸주도록 좌우 대칭되는 좌측 및 우측 몸체(26a)(26b)로 구성된다.
그리고 상기 시추탐지봉(30)은, 상기 실린더(22)의 내부에 나선 결합되어 승하강하는 스크류축(32); 상기 스크류축(32)의 하부에 결합되어 상기 관통홀(12)을 통해 지면으로 승하강하도록 상기 회전구동부(40)의 동력을 전달받아 상기 스크류축(32)과 동시 회전되는 시추축(34); 상기 시추축(34)의 하단에 결합되는 드릴날(36); 및 상기 드릴날(36)의 내부에 설치되어 지하매설물을 확인하여 상기 영상출력부(60)로 송신하는 감지기(38)를 포함한다.
이때, 상기 시추축(34)은 횡단면이 십자 형태로 형성된 것으로서, 그 상부 일측에는 상기 시추탐지봉(30)이 하강될 때 굴착 한도를 제한하도록 상기 회전구동부(40)의 후술하는 제1 베벨기어(42)의 상면에 접촉되는 걸림부(34a)가 설치된다.
상기 감지기(38)는 카메라와 거리측정용 센서로 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 상기 감지기(38)와 상기 영상출력부(60)는 상기 드릴날(36)의 중심, 시추축(34)의 중심, 스크류축(32)의 중심을 통과하여 유턴된 후 상기 하우징(26) 내의 상부에서 하부를 통해 외부로 노출되는 신호케이블(62)에 의해 연결된다.
즉, 상기 신호케이블(62)은 상기 드릴날(36)내에 설치된 감지기(38)와 전기적으로 연결된 상태에서 상기 드릴날(36)의 상부, 상기 시추축(34)의 수직중심, 스크류축(32)의 수직중심을 순차적으로 통과한 후, 다시 유턴되어 상기 하우징(26)의 상부를 통해 상기 하우징(26)의 내부로 삽입되어 상기 다수의 링부재(24)의 요홈(24a)들을 각각 통과하다가 상기 하우징(26)의 하부를 통해 상기 지지판(10)에 안착된 상기 영상출력부(60)와 전기적으로 연결된다.
상기 회전구동부(40)는, 상기 지지판(10)의 상면에 대해 상기 관통홀(12)의 중심에 일치되면서 회전 가능하게 지지되어 상기 시추축(34)의 승하강 및 회전시키는 제1 베벨기어(42); 상기 제1 베벨기어(42)와 맞물려 회전되는 제2 베벨기어(44); 상기 제2 베벨기어(44)와 연결되어 구동력을 발생시키는 모터(46)를 포함한다.
이때, 상기 제1 베벨기어(42)의 중앙과 상기 시추축(34)은 서로 대응되는 십자 형태로 결합되고, 상기 제1 베벨기어(42)와 상기 제2 베벨기어(44)는 직선 베벨 또는 스파이어럴 베벨 방식으로 기어맞춤되도록 지지되며, 상기 제2 베벨기어(44)는 상기 모터(46)의 모터축에 연결되도록 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 지하매설물 위치감지 식별장치를 활용하여 지하매설물을 확인하기 위해서는, 먼저 도 1과 같이 배치된 지하매설물 위치감지 식별장치를 지면에 수평으로 유지하도록 설치한 후 모터(46)를 가동시키면, 이 모터(46)의 구동에 따라 제2 베벨기어(44)가 회전되면서 제2 베벨기어(44)에 기어맞춤된 제1 베벨기어(42)를 회전시키게 되고, 상기 제2 베벨기어(44)는 시추축(34)을 회전시키게 된다.
즉, 상기 시추축(34)은 제2 베벨기어(44)의 중앙과 십자 형태로 맞물리도록 관통되는 구조이기 때문에 제2 베벨기어(44)의 회전력을 전달받아 일 방향으로 회전되면서 상부에 연결된 스크류축(32)을 회전시키게 되고, 이 스크류축(32)은 외주면을 감싸주는 실린더(22)의 암나사면(22a)을 타고 하강되면서 시추축(34)과 함께 시추축(34)의 하부 끝단에 결합된 드릴날(36)을 동시 하강 및 회전시킴으로써 굴착 작업이 이루어진다.
이때, 스크류축(32), 시추축(34), 드릴날(36)로 이루어진 시추탐지봉(30)이 동시 하강되면서 굴착 작업이 이루어질 때 회전지지부(20)의 하우징(26) 일측에 설치된 천공측정기(50)는 시추탐지봉(30)이 하강되는 이송거리를 카운트하여 천공 깊이를 확인할 수 있도록 숫자 등으로 표시하게 되고, 드릴날(36)에 설치된 감지기(38)는 굴착된 토면의 영상을 촬영하여 영상출력부(60)에 전송함으로써 작업자가 굴착 작업이 이루어지는 동안 지하매설물이 있는지 실시간으로 확인할 수 있는 것이다.
이 처럼, 본 발명은 시추탐지봉(30)이 회전지지부(20)에 의해 회전 가능하게 지지되면서 회전구동부(40)에 의해 지중으로 굴착 작업이 이루어지도록 승하강되고, 시추탐지봉(30)의 드릴날(36)에 카메라와 거리측정용 센서로 이루어진 감지기(38)가 외부의 영상출력부(60)와 연결되며, 회전지지부(20)의 하우징(26) 일측에 천공측정기(50)가 설치되는 소형화된 장치이기 때문에 작업자 1인이 휴대 및 운반, 조작이 용이할 뿐만 아니라 천공 깊이와 굴착된 토면의 영상을 즉시 전송받아 지하매설물을 실시간으로 확인할 수 있는 편리성을 갖는 장점이 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
10 : 지지판 12 : 관통홀
20 : 회전지지부 22 : 실린더
24 : 링부재 24a :요홈
26 : 하우징 26a,26b : 좌측 및 우측 몸체
30 : 시추탐지봉 32 : 스크류축
34 : 시추축 34a : 걸림부
36 : 드릴날 38 : 감지기
40 : 회전구동부 42 : 제1 베벨기어
44 : 제2 베벨기어 46 : 모터
50 : 천공측정기 60 : 영상출력부
62 : 신호케이블 70 : 케이스

Claims (13)

  1. 지면에 안착되며, 일측에 관통홀이 형성되는 지지판;
    상기 지지판의 상부에 상기 관통홀과 일치되도록 수직으로 지지되는 회전지지부;
    상기 회전지지부의 내부에 나선 결합되어 상기 관통홀을 통해 승강하는 시추탐지봉;
    상기 관통홀에 회전 가능하게 설치되어 상기 시추탐지봉을 회전시키는 회전구동부; 및
    상기 시추탐지봉의 하단과 연결되어 굴착된 토면의 영상을 확인하는 영상출력부를 포함하되,
    상기 회전지지부는,
    상기 시추탐지봉이 나선 결합되어 승강되도록 암나사면이 형성된 실린더;
    상기 실린더의 외주면에 상하 일정 간격을 두고 각각 고정되는 다수의 링부재; 및
    상기 다수의 링부재를 매개로 고정되어 상기 실린더를 감싸주는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지판의 하면에는 지면과 맞닿아 상기 지지판의 수평을 조절하는 다수의 받침대가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 링부재의 외주면 일측에는 상기 영상출력부와 연결되는 신호케이블이 통과하는 요홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징과 상기 지지판은 상기 회전구동부를 감싸주는 케이스에 의해 일정 간격을 유지하도록 결합되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징은 상기 실린더와 상기 다수의 링부재를 동시 감싸주도록 좌우 대칭되는 좌측 및 우측 몸체로 구성되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하우징의 일측에는 상기 시추탐지봉의 천공 깊이를 확인하는 천공측정기가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 시추탐지봉은,
    상기 실린더의 내부에 나선 결합되어 승하강하는 스크류축;
    상기 스크류축의 하부에 결합되어 상기 관통홀을 통해 지면으로 승하강하도록 상기 회전구동부의 동력을 전달받아 상기 스크류축과 동시 회전되는 시추축;
    상기 시추축의 하단에 결합되는 드릴날; 및
    상기 드릴날의 내부에 설치되어 지하매설물을 확인하여 상기 영상출력부로 송신하는 감지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 시추축의 상부 일측에는 상기 시추탐지봉이 하강될 때 굴착 한도를 제한하도록 상기 회전구동부의 일측과 접촉되는 걸림부가 설치되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 감지기는 카메라와 거리측정용 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 감지기와 상기 영상출력부는 상기 드릴날의 중심, 시추축의 중심, 스크류축의 중심을 통과하여 유턴된 후 상기 하우징 내의 상부에서 하부를 통해 외부로 노출되는 신호케이블에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 회전구동부는,
    상기 지지판의 상면에 대해 상기 관통홀의 중심에 일치되면서 회전 가능하게 지지되어 상기 시추축의 승하강 및 회전시키는 제1 베벨기어;
    상기 제1 베벨기어와 맞물려 회전되는 제2 베벨기어; 및
    상기 제2 베벨기어와 연결되어 구동력을 발생시키는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 베벨기어의 중앙과 상기 시추축은 서로 대응되는 십자 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 지하매설물 위치감지 식별장치.
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