KR102657079B1 - 지하시설물 파손감지 천공장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지반천공장치에 대한 발명이며, 천공과정 중 다양한 센서에 의해 천공특성을 분석하며, 지반의 조건 및 지하시설물의 존재유무 및 대상을 판단하는 발명이며, 구체적으로 지표면에 고정하는 기초부(100); 상기 기초부에 장착되며, 직립된 기둥부(200); 상기 기붕부에 장착되며, 선택적으로 상하 이동되는 이동부(300); 상기 이동부에 장착되며, 회전하는 회전부(400); 상기 회전부에 장착되며, 천공비트로 형성되는 천공부(500);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
Description
본 발명은 지반천공장치에 대한 발명이며, 천공과정 중 다양한 센서에 의해 천공특성을 분석하며, 지반의 조건 및 지하시설물의 존재유무 및 대상을 판단하는 기술에 대한 것이다.
특허발명 001 내지 003은 본 발명과 기술적 관련성이 존재하며, 특허발명 001은 지하매설물 굴착 감지를 위한 선로 및 매설물 표지기 및 지하매설물 굴착 실시간 모니터링 시스템이며, 특허발명 002는 지중 천공 수직 및 수평〔직선〕굴착방향 감지장치이며, 특허발명 003은 지하매설물 확인용 카메라를 갖는 오거크레인 및 백호우용 굴착 스크류이다.
본 발명과 특허발명 001 내지 003은 지하굴착의 공통적 목적을 가지지만 특허발명 001 내지 003은 본원발명의 청공시 지반조건 탐지에 대한 기술적 사항을 기재하거나 내재하고 있지 않다.
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본 발명은 지반천공장치에 대한 발명이며, 천공과정 중 다양한 센서에 의해 천공특성을 분석하며, 지반의 조건 및 지하시설물의 존재유무 및 대상을 판단하는 목적을 가진다.
본 발명은 지하시설물 파손감지장치에 대한 발명이며, 구체적으로 지표면에 고정하는 기초부(100); 상기 기초부에 장착되며, 직립된 기둥부(200); 상기 기붕부에 장착되며, 선택적으로 상하 이동되는 이동부(300); 상기 이동부에 장착되며, 회전하는 회전부(400); 상기 회전부에 장착되며, 천공비트로 형성되는 천공부(500);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 지하시설물 파손감지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 이동부, 회전부, 천공부에 장착되는 센서를 형성하는 감지부(600); 상기 감지부의 신호를 분석하며, 지반상태를 판단하는 연산부(700);를 부가한다.
본 발명은 지하시설물 파손감지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 기초부는 함체형상을 형성하며, 내부에 웨이트 블록이 형성되는 바디부(110); 일측이 상기 바디부에 형성되며, 타측이 지면에 안착되며, 복수로 형성되는 지지대(120);를 부가한다.
본 발명은 지하시설물 파손감지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 이동부는 이동부의 상하이동 동력을 부여하는 제1엑츄에이터(310);를 부가한다.
본 발명은 지하시설물 파손감지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 회전부는 상기 천공비트에 회전력을 부여하는 제2엑츄에이터(410);를 부가한다.
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본 발명은 지반천공과정 중 천공장치의 센서로부터 실시간 정보를 확인하며, 천공깊이에 따른 지반의 조건을 판단하며, 특히 지반에 형성된 시설물의 존재여부 및 종류를 확인하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 개념도.
도 2는 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 기초부 개념도
도 3은 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 이동부 및 회전부 개념도.
도 4는 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 이동부 상세도.
도 5는 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 회전부 상세도.
도 6은 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 센서 및 제어개념도.
도 2는 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 기초부 개념도
도 3은 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 이동부 및 회전부 개념도.
도 4는 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 이동부 상세도.
도 5는 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 회전부 상세도.
도 6은 본 발명 지하시설물 파손감지 천공장치의 센서 및 제어개념도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
[실시예 1-1] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 구체적으로 지표면에 고정하는 기초부(100); 상기 기초부에 장착되며, 직립된 기둥부(200); 상기 기붕부에 장착되며, 선택적으로 상하 이동되는 이동부(300); 상기 이동부에 장착되며, 회전하는 회전부(400); 상기 회전부에 장착되며, 천공비트로 형성되는 천공부(500);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 지반천공과정 중 지반조건을 확인하는 장치에 대한 것이며, 구체적으로, 천공장치에 장착된 센서가 지반의 종류 및 형태 등을 확인 가능하며, 천공과정 중 지하시설물의 파손을 방지하는 효과를 가진다. 이를 구현하기 위해, 지표면에 안정적으로 고정하는 기초부를 형성하며, 상기 기초부는 안정적인 천공을 목적으로 고정된다.
상기 기초부에는 수직으로 직립된 기둥부를 형성하며, 상기 기둥부에는 기둥을 따라 상하로 이동하는 이동부를 형성한다. 상기 기둥부를 따라 이동하는 이동부에 의해 천공깊이가 결정되며, 상기 기둥부는 수직으로 형성되거나, 천공방향에 따라 일정한 각도로 변경될 수 있다.
이어 상기 이동부 회전부 천공부에는 다앙?h 센서를 내장하며, 상기 센서는 실시간으로 천공데이터를 전송하며, 천공데이터는 비교데이터와 실시간으로 대비되며, 비교데이터에서 제공되는 정보가 디스플레이되는 장치이다.
실시예를 제시하면, 천공부는 바이트로 이루어지며, 회전부에 의해 회전된다. 즉, 선정된 회전속도로 회전하며, 선정된 천공속도로 진입하며, 센서는 천공과정 중 천공부에 발생되는 토크, 진동, 압력을 측정(측정데이터)하여, 연산부로 전송하며, 연산부는 사전 저장된 비교데이터와 측정데이터를 비교하여, 지반상태를 확인할 수 있다.
[실시예 2-1] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 이동부, 회전부, 천공부에 장착되는 센서를 형성하는 감지부(600); 상기 감지부의 신호를 분석하며, 지반상태를 판단하는 연산부(700);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-2] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 감지부는 상기 이동부의 이동량을 계측하는 제1센서(611); 상기 이동부의 이동속도를 계측하는 제2센서(612);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-3] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 감지부는 상기 회전부의 회전속도를 계측하는 제3센서(621); 상기 회전부의 토크를 계측하는 제4센서(622);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-4] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 감지부는 상기 천공부의 사운드를 측정하는 제5센서(631); 상기 천공부의 진동을 측정하는 제6센서(632);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-5] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 연산부와 연동되며, 사전에 저장된 데이터를 공급하는 저장장치(710);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 앞에서 제시된 발명에 감지부 및 연산부를 부가한 발명이다. 상기 이동부는 제1센서 및 제2센서로 이루어지며, 이동량의 측정에 있어서, 통상 길이를 측정하는 레이저 변위기, LVDT, 이송 중 회전체의 각속도를 측정하는 엔코더 등으로 이루어질 수 있다. 또한 속도는 상기 길이측정에 타이머를 부가하여 타이머로 환산되는 데이터에 의해 이송속도를 환산할 수 있다.
상기 감지부는 회전속도를 계측하는 제3센서를 형성하며, 상기 제3센서는 엔코더, 타코미터 등의 센서가 사용될 수 있다. 또한 제4센서는 토크센서를 형성한다.
상기 감지부에는 천공부의 사운드를 측정하는 제5센서 및 진동을 측정하는 제6센서를 포함한다. 상기 제5센서는 마이크를 사용할 수 있다. 진동센서는 가속도계를 사용할 수 있다. 또한 감지부에는 천공압력을 측정하기 위해 로드셀을 장착할 수 있다.
상기 센서들의 신호는 유선으로 전송되거나, 또는 무선으로 전송될 수 있다. 상기 전송된는 데이터는 디지털데이터 또는 아날로그 데이터로 전송될 수 있다.
상기 제1센서 내지 제6센서들은 하나 또는 복수로 형성될 수 있다. 예를들어, 진동센서로 가속도계가 2개이상 설치됨을 의미한다. 이는 데이터의 안전성을 확인하기 위한 것이며, 복수의 센서에서 얻어지는 데이터는 동일한 데이터가 되어야 한다. 천공과정 중 하나의 센서에서 상이한 데이터가 전송될 경우, 센서의 이상여부를 확인할 수 있기 때문이다.
[실시예 3-1] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 기초부는 함체형상을 형성하며, 내부에 웨이트 블록(111)이 형성되는 바디부(110); 일측이 상기 바디부에 형성되며, 타측이 지면(GS)에 안착되며, 복수로 형성되는 지지대(120);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 3-2] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 지지대에 형성되며 진동을 제진하는 제진부(130);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 3-3] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 지지대는 복수로 형성되며, 바람직하게는 3개로 형성되는 것;을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 3-4] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 지지대에 위치하며, 기둥부의 수직방향을 실시간으로 계측 및 보정하는 수직유지장치(140);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 기초부를 구체화하며, 기초부는 바디부 및 지지대를 구성한다. 바디부는 기둥부, 이동부, 회전부, 천공부를 안정적으로 지지하기에 천공압력을 유지하는 하중 및 모멘트를 형성해야 된다. 따라서, 바디부는 중량의 웨이트블록을 내장하며, 상기 웨이트블록은 필요에 따라 가변적으로 설치될 수 있다.
지지대는 지면과 바디부를 연결하는 구성이며, 필요에 따라 지면과 앙커로 고정될 수 있다.
상기 지지대는 복수로 형성됨이 바람직하며, 3개 또는 4개로 형성됨이 바람직하다.
상기 지지대는 바디부의 수평조정을 가능하게 하며, 이를 구현하기 위해, 높이조절장치를 형성한다. 상기 높이조절장치는 제진부를 형성한다. 상기 제진부는 천공부의 진동을 소거하거나 지반의 진동을 소거하는 역할을 수행한다. 상기 제진부는 유압쇼바 또는 탄성마운트로 구성될 수 있다.
[실시예 4-1] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 이동부는 이동부의 상하이동 동력을 부여하는 제1엑츄에이터(310);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 4-2] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 제1엑츄에이터는 유압실린더(311); 유압모터(312); 또는 제1전동모터(313);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 이동부는 회전부의 높이를 가변 시킨다. 즉, 회전부가 하향하며, 천공비트의 지면 가압을 형성하며, 이는 지면의 천공을 가능하게 한다.
지면을 가압하는 에너지는 제1엑츄에이터에서 발생되며, 상기 제1엑츄에이터는 유압실린더 유압모터 또는 제1전동모터에 의해 이루어진다.
유압실린더는 외부의 유압유닛트에서 발생되는 유압력에 의해 실린더를 작동하며, 실린더 작동에 의해 천공비트를 지중으로 유도한다.
앞서 제시한 로드셀은 가압력을 감지하는 센서이며, 유압실린더의 경우, 실린더에 작용하는 압력계이지가 로드셀로 치환되어 사용될 수 있다.
제1전동모터는 회전적을 직선운동으로 전환하며, 전동모터의 회전속도는 감속장치를 통해 감속하며, 유압모터 또는 제1전동모터의 회전속도 제어에 의해 이동부의 기둥부를 따라 이동하는 역할을 수행할 수 있다.
회전운동을 직선운동으로 변환하기 위해 동력전달장치가 사용되며, 상기 동력전달장치는 기어, 벨트, 체인의 통상적인 기계요소가 사용될 수 있다.
일실시예로서, 유압유닛트에서 발생된 유압유에 의해 유압모터(312)가 작동되며,
유압모터(312)의 회전동력은 피니언(321)을 구동하며, 피니언은 기둥부에 장착된 랙기어(322)와 치합되어 이동된다. 유압모터의 회전감지센서(323)의 회전수와 유압모터에 작용하는 유압유의 압력센서(324)에 의해 천공과정 중 하중을 예측할 수 있다. 압력센서 및 회전감지센서의 신호는 진입계측기(325)에 전송된다.
[실시예 5-1] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 회전부는 상기 천공비트에 회전력을 부여하는 제2엑츄에이터(410);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 5-2] 본 발명은 지하실물 파손감지 천공장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 제2엑츄에이터는 유압모터(421); 또는 제2전동모터(422);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명은 회전부를 구체화한다. 회전부는 천공비트에 해당되며, 천공비트의 회전을 위해, 제2엑츄에이터가 사용된다. 상기 제2엑츄에이터는 유압모터를 사용할 수 있다. 상기 유압모터는 앞서서 제시한 유압유니트의 유압류에 의해 회전되는 것을 특징으로 한다. 또는 전기로 구동되는 제2전동모터를 사용할 수 있다.
앞에서 제시한 토크센서는 제2전동모터의 전력감지장치가 치환되어 사용될 수 있다. 또한 유압모터의 유압게이지가 토크센서를 치환하여 사용될 수 있다.
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100 : 기초부 110 : 바디부
111 : 웨이트 블록
120 : 지지대 130 : 제진부
140 : 수직유지장치 200 : 기둥부
300 : 이동부 310 : 제1엑츄에이터
311 : 유압실린더 312 : 유압모터
313 : 제1전동모터
321: 피니언 322 : 랙기어
323 : 회전감지센서 325 : 진입계측기
400 : 회전부 410 : 제2엑츄에이터
421 : 유압모터 422 : 제2전동모터
500 : 천공부 600 : 감지부
700 : 연산부 611 : 제1센서
612 : 제2센서 621 : 제3센서
622 : 제4센서 631 : 제5센서
632 : 제6센서 710 : 저장장치
Claims (7)
- 지표면에 고정하는 기초부(100);
상기 기초부에 장착되며, 직립된 기둥부(200);
상기 기붕부에 장착되며, 선택적으로 상하 이동되는 이동부(300);
상기 이동부에 장착되며, 회전하는 회전부(400);
상기 회전부에 장착되며, 천공비트로 형성되는 천공부(500);
상기 이동부, 회전부, 천공부에 장착되는 센서를 형성하는 감지부(600);
상기 감지부의 신호를 분석하며, 지반상태를 판단하는 연산부(700);
상기 감지부는 상기 이동부의 이동량을 계측하는 제1센서(611);
상기 이동부의 이동속도를 계측하는 제2센서(612);
상기 감지부는 상기 회전부의 회전속도를 계측하는 제3센서(621);
상기 회전부의 토크를 계측하는 제4센서(622);
를 포함하는 지하시설물 파손감지 천공장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 기초부는
함체형상을 형성하며, 내부에 웨이트 블록이 형성되는 바디부(110);
일측이 상기 바디부에 형성되며, 타측이 지면에 안착되며, 복수로 형성되는 지지대(120);
를 포함하는 지하시설물 파손감지 천공장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이동부는 이동부의 상하이동 동력을 부여하는 제1엑츄에이터(310);
를 포함하는 지하시설물 파손감지 천공장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 회전부는 상기 천공비트에 회전력을 부여하는 제2엑츄에이터(410);
를 포함하는 지하시설물 파손감지 천공장치. - 삭제
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