KR102657083B1

KR102657083B1 - 전동형 gpr탐지장치

Info

Publication number: KR102657083B1
Application number: KR1020240031872A
Authority: KR
Inventors: 김현욱; 이서영
Original assignee: 주식회사 아이리스테크놀로지
Priority date: 2024-03-06
Filing date: 2024-03-06
Publication date: 2024-04-12

Abstract

본 발명은 지상 및 지중을 탐지하며, 협소구간을 운행하며, 전동으로 운영되며, 지상 및 지중정보를 동시에 확보하며, 협소구간을 운영하는 탐지장치를 목적으로 한다. 구체적으로 복수의 휠(101)이 장착된 이동부(100); 상기 이동부에 장착되며, 지중탐지용 GPR탐지기(210)가 내장되는 GPR탐지부(200); 상기 이동부에 장착되며, 카메라가 장착된 화상탐지부(300);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

전동형 GPR탐지장치 {Apparatus for detecting underground with GPR}

본 발명은 지상 및 지중을 탐지하며, 협소구간을 운행하는 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이다.

특허발명 001 내지 특허발명 004는 본 발명이 이르게 되는 관련기술의 종래발명을 제시한다.

특허발명 001 내지 004는 본 발명과 기술적 관련성이 존재하며, 특허발명 001은 매개물질의 물성을 이용한 지하 레이다 탐사장치에 대한 발명이며, 특허발명 002는 도로, 활주로, 및 철도 장애에 대한 조기 경보 시스템에 대한 발명이며, 특허발명 003은 GPR탐사중 실시간 지하 공동 표시 처리 시스템에 대한 발명이며, 특허발명 004는 지피알 시스템을 이용한 지하시설물 탐측의 신호해석 장치에 대한 발명이다.

본 발명과 특허발명 001내지 004는 지중을 탐지하는 목적이 동일하다.

다만 특허발명 001 내지 004는 본원발명의 협소구역이동 및 화상 및 GPR동시탐지에 대한 기술적 사항을 직접기재 또는 내재하지 않은 차이가 존재한다.

KR

10-1639339

B1 (등록일자 2016년07월07일)

KR

10-2016-0117438

A (공개일자 2016년10월10일)

KR

10-2470005

B1 (등록일자 2022년11월18일)

KR

10-1267016

B1 (등록일자 2013년05월16일)

본 발명은 지상 및 지중을 탐지하며, 협소구간을 운행하며, 전동으로 운영되며, 지상 및 지중정보를 동시에 확보하며, 협소구간을 운영하는 탐지장치를 목적으로 한다.

본 발명은 전동형 GPR 탐지장치에 대한 발명이며, 구체적으로 복수의 휠(101)이 장착된 이동부(100); 상기 이동부에 장착되며, 지중탐지용 GPR탐지기(210)가 내장되는 GPR탐지부(200); 상기 이동부에 장착되며, 카메라가 장착된 화상탐지부(300);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명은 전동형 GPR 탐지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 이동부는 금속으로 형성되며 골조형 프레임을 형성하는 샤시(110); 상기 샤시와 상기 휠 사이에 결합되며, 상기 휠을 구동하는 구동모터(120); 상기 샤시와 상기 휠의 사이에 결합되며, 상기 휠을 조향하는 조향모터(130);를 포함한다.

본 발명은 전동형 GPR 탐지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 GPR탐지부는 상기 GPR탐지기에 장착되며, 레이더를 발신하는 발신기(221); 및 상기 GPR탐지기에 장착되며, 상기 레이더 신호를 수신하는 수신기(222);를 수용하는 GPR본체(220); 상기 GPR본체와 상기 이동부를 결합하는 고정프레임(230);를 포함한다.

본 발명은 전동형 GPR 탐지장치에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 화상탐지부는 상기 이동부에 결합되는 카메라(310); 상기 이동부와 카메라 사이에 위치하며, 카메라 및 지반의 높이는 조절하는 높이조절기(320);를 포함한다.

삭제

본 발명의 GPR탐지장치는 4륜구동 및 사륜조향 장치를 가지며, 이는 협소구간의 작업 및 조향성능을 향상시키는 효과를 가진다. 본 발명은 화상탐지 및 GPR탐지를 복합으로 구현하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명 전동형 GPR탐지장치의 사시도.
도 2는 본 발명 전동형 GPR탐지장치의 사용 개념도.
도 3은 본 발명 전동형 GPR탐지장치의 GPR탐지기 및 샤시의 배치도.
도 4는 본 발명 전동형 GPR탐지장치의 GPR탐지기 위치보정 실시예.
도 5는 본 발명 전동형 GPR탐지장치의 조향 및 구동시스템 개념도.
도 6은 본 발명 전동형 GPR탐지장치의 조향개념도.

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 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 구체적으로 복수의 휠(101)이 장착된 이동부(100); 상기 이동부에 장착되며, 지중탐지용 GPR탐지기(210)가 내장되는 GPR탐지부(200); 상기 이동부에 장착되며, 카메라가 장착된 화상탐지부(300);를 포함하는 구성으로 이루어진다.

본 발명(실시예 1-1, 도1, 2 참조)은 지상 및 지하를 동시에 탐지하며, 자주적으로 협소공간 이동 가능한 장비를 대상으로 한다.
주요구성은 이동부, 탐지부로 이루어지며, 탐지부는 지상을 탐지하는 화상탐지부 및 지하를 탐지하는 GPR(ground penetrating radar)탐지부로 이루어진다.
이동부는 운영자의 조종에 의해 원하는 속도 및 방향으로 구동하며, 이를 구현하기 위해, 다수의 휠 및 휠을 구동하는 동력장치를 보유한다. 상기 동력장치는 엔진 및 전동모터를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 전동모터를 사용한다.
지하탐지는 레이더에 의해 지하를 탐지하는 GPR(ground penetrating radar)을 사용하며, 지상탐지는 통상의 카메라 또는 적외선 카메라에 의해 이루어진다.

삭제

[실시예 2-1] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 이동부는 금속으로 형성되며 골조형 프레임을 형성하는 샤시(110); 상기 샤시와 상기 휠 사이에 결합되며, 상기 휠을 구동하는 구동모터(120); 상기 샤시와 상기 휠의 사이에 결합되며, 상기 휠을 조향하는 조향모터(130);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-2] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 휠의 축 및 샤시 사이에 위치하며, 진동을 저감하는 서스펜션(140);을 포함한다.
[실시예 2-3] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 구동모터 및 상기 조향모터에 전력을 공급하는 배터리(150);를 포함한다.
[실시예 2-4] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 샤시의 측면에 형성되며, 프레임으로 이루어진 작업자발판(161); 및 상기 샤시의 측면에서 직립 형성되며, 상기 조향모터의 작업 및 구동모터의 작동을 제어하는 조종판(162);을 포함한다.
[실시예 2-5] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 조종판은 선택적으로 탈부착 가능한 것;을 포함한다.
[실시예 2-6] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 2-1에 있어서, 상게 조종판은 유선 또는 무선으로 신호를 전송하는 것;을 포함한다.

본 발명(실시예 2-1 내지 2-6, 도3, 5, 6 참조)은 이동부를 구체화한다. 이동부의 주요구성은 샤시, 구동모터, 조향모터로 이루어진다. 이동모터는 금속으로 제작된 골조형 프레임을 샤시로 형성하며, 상기 샤시를 기준으로 하부에는 휠을 장착한다.
상기 휠은 복수로 이루어지며, 이동력을 발휘하는 구동모터 및 조향하는 조향모터로 이루어진다. 상기 휠은 구동모터 및 조향모터를 각각 구비하거나, 일체로 구비할 수 있다. 도면 5는 일체로 구비된 일 실시예를 나타낸다.
상기 구동모터 및 조향모터는 전동모터로 이루어지며, 전동모터는 배터리에서 공급되는 전원으로 구동된다. 다른 실시예로서, 일부 휠은 조향모터를 삭제하고, 핸들과 결합되며, 핸들조작에 의해 탐지장치를 조향할 수 있다.
운영자가 탐지장치의 운전을 위해, 상시 샤시의 작업자발판에 탑승하며, 조종판의 스티어링 휠을 구동하여 조향 할 수 있다. 운영자가 탑승하지 않을 경우, 조종판을 분리할 수 있으며, 무선으로 탐지장치를 구동하거나 작동시킬 수 있다. 상기 조종판은 디스플레이를 장착하여, 디스플레이를 통해 작업결과를 확인할 수 있다.
상기 조종판은 내부에 운영프로그램을 내장하며, 프로그램은 탐지장치를 자동으로 이동 및 탐지기능을 구현할 수 있다. 도면상에 구비되지 않았으나, 상기 휠은 서스팬션을 장착할 수 있으며, 상시 서스펜션은 주행안전성을 확보할 수 있다.
하나의 휠에는 조향 및 구동장치를 동시에 구비할 수 있으며(도5 참조), 각각의 휠에는 개별적인 조향장치 또는 구동장치를 장찰할 수 있다. 도 6은 하나의 휠에 조향 및 구종을 동시구현할 경우, 전진, 후진, 측면이동, 자전회전을 가능하게 한다. 즉 회전반경을 최소화화며, 수평이동을 가능하게 하므로 협소공간의 운전을 구현할 수 있다.
이동 및 조향일체형 장치는 샤시의 하부에 고정되는 메인고정구(171);를 형성하며, 상기 메인고정구에는 고정기어(172);를 형성한다. 상기 메인고정구 및 고정기어는 결합되어 일체화 된다. 상기 메인고정구와 피니언(173);은 기어결합되며, 상기 피니언은 조향모터(130);와 결합된 감속기(177);에 의해 회전된다. 상기 조향모터는 조향프레임(175);에 결합되며, 상기 조향프레임에는 구동모터(120);를 함께 결합한다.
상기 조향프레임에 일체로 결합된 조향핀(175);은 고정기어를 관통하여, 메인고정구에 결합되며, 메인고정구 및 조향핀 사이에는 베어링(176);을 장착한다. 또한 상기 구동모터는 인휠모터의 형태를 취하므로, 휠의 내부에 구동모터가 삽입되어 휠을 구동할 수 있다.

삭제

[실시예 3-1] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 GPR탐지부는 상기 GPR탐지기에 장착되며, 레이더를 발신하는 발신기(221); 및 상기 GPR탐지기에 장착되며, 상기 레이더 신호를 수신하는 수신기(222);를 수용하는 GPR본체(220); 상기 GPR본체와 상기 이동부를 결합하는 고정프레임(230);을 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 3-2] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 고정프레임 및 GPR본체와 결합되며, GPR 본체의 3축회전을 구동하는 수직유지기(241); 제1센서(243) 신호를 계측하여 상기 수직유지기의 작동을 제어하는 수직제어기(242);를 포함한다.
[실시예 3-3] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 고정프레임 및 GPR본체와 결합되며, GPR 본체의 지면높이를 유지하는 높이유지기(251); 제2센서(253); 신호를 계측하여 상기 높이유지기의 작동을 제어하는 높이제어기(252);를 포함한다.
[실시예 3-4] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 이동부에 위치하며, 상기 GPR탐지기의 신호를 분석하는 연산기(261); 상기 이동부에 위치하며, 상기 연산기의 결과를 출력하는 디스플레이(262);를 포함한다.
[실시예 3-5] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 GPR탐지기에 일정한 전력을 공급하는 전력공급기(270);를 포함한다.

삭제

본 발명(실시예 3-1 내지 3-5, 도3, 4 참조)은 GPR탐지부를 구체화한다. 본 발명의 GPR탐지기는 레이더를 발신하는 발신기, 레이더를 수신하는 수신기를 GPR본체에 장착하며, 상기 GPR본체는 고정프레임을 형성하며, 상기 고정프레임은 샤시에 장착된다.
상기 고정프레임과 샤시 사이에는 수직유지기 및/또는 높이유지기를 장착한다. 상기 수직유지기 및 높이유지기는 각각의 수직제어기 및 높이제어기에 의해 작동된다. 상기 수직유지기 및 높이유지기는 하나의 장치에 내장될 수 있거나, 또는 별도의 장치로 장착될 수 있다. 도 3 및 4는 일체형으로 장착된 일실시예를 나타낸다.
상기 수직유지기 및 높이유지기에 의해 GPR탐지기가 지중과 수직을 유지할 수 있으며, 지면과 일정한 간격을 유지할 수 있다.
상기 수직유지기 및 높이유지기는 각각의 센서 신호에 의해 작동된다. 일 실시예로서 수직유지기는 자이로스코프(제1센서)를 활용함이 바람직하며, 높이 유지기는 레이저변위계(제2센서) 및 LVDT를 활용할 수 있다. 도4는 측면경사가 존재하는 구간에서 GPR탐지기가 지중으로 수직을 형성하는 예를 도시한다.
상기 수직유지기는 GPR탐지기를 실시간으로 지하방향으로 수직을 유지할 수 있다. 따라서 지하탐촉 대상의 정확성을 확보할 수 있다. 상기 높이유지기는 지면과 GPR본체의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.
GPR탐지기의 수신신호 및 발신신호를 입력정보로 제시하며, 신호의 변화에 따라 연산기는 지하의 깊이에 따른 지하시설물 및 홀의 위치 및 크기정보를 확인할 수 있다. 이는 조종판에 형성된 디스플레이로 출력된다.
상기 위치 및 크기정보는 탐지장치 자체로 출력되거나, 내부의 저장매체에 저장될 수 있다. 또는 실시간으로 무선통신에 의해 외부매체로 정보를 전달할 수 있다. 상기 정보는 탐지장치에 내장된 GPS 정보 및 탐지시간을 함께 전송한다. 외부매체는 관제센터의 서버에 해당되며, 상기 서버는 실시간으로 위치 및 지하정보를 확보할 수 있다.
상기 GPR본체는 내부에 전자파 흡수장치를 내장하며, 상기 전자파흡수장치는 레이더 구동중 발생되는 전자파를 흡수하여, 외부에 전자파가 노출되는 것을 방지하며, 탐지장치의 제어장치 손상을 방지한다.

[실시예 4-1] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 화상탐지부는 상기 이동부에 결합되는 카메라(310); 상기 이동부와 카메라 사이에 위치하며, 카메라 및 지반의 높이는 조절하는 높이조절기(320);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 4-2] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 카메라는 하나 또는 복수로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 4-3] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 카메라는 적외선 카메라로 형성되는 것:을 포함한다.
[실시예 4-4] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 카메라에 형성되는 떨림 보정장치(311);를 포함한다.
[실시예 4-5] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 높이조절기는 상기 이동부에 고정되는 수직지지대(321); 및 상기 수직지지대를 따라 이동하는 이동지지대(322);를 포함한다.
[실시예 4-6] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 이동지지대를 상하방향으로 이동시키는 엑츄에이터(323);를 포함한다.
[실시예 4-7] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 엑츄에이터는 전동모터를 포함한다.
[실시예 4-8] 본 발명은 전동형 GPR탐지장치에 대한 것이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 수직지지대와 이동부 사이에 위치하며, 수직지지대의 수직각도를 유지하는 각도유지기(331); 및 각도센서의 신호를 인지하여, 상기 각도유지기를 실시간으로 제어하는 각도제어기(332);를 포함한다.

본 발명(실시예 4-1 내지 4-8, 도2 참조)은 화상탐지부를 구체화한다. 본 발명의 화상탐지부는 통상의 카메라에 의해 작동되며, 다른 실시예로서, 적외선 카메라를 장착할 수 있다. 상기 IR카메라(적외선카메라) 및 RGB카메라(통상의 카메라)는 복수로 장착될 수 있다.
상기 IR카메라는 지면의 영상에 대한 정확성을 향상시키며, 또한 온도차이를 명확하게 확인하는 효과를 가진다.
상기 카메라들은 떨림보정장치를 내장하며, 상기 떨림보정장치는 탐지장치 이동중 발생되는 진동에 대한 영향을 감소시킨다. 떨림보정장치는 제진장치를 활용하거나 소프트웨어에 의해 이루어진다.
화상탐지부는 탐지장치의 이동중 높이를 선택적으로 가변시킬 수 있다. 이를 구현하기 위해 높이조절기를 장착한다.
상기 높이조절기는 샤시의 전방에 고정설치되는 수직지지대 및 상기 수직지지대에 장착되는 이동지지대로 구성된다. 즉, 엑츄에이터 작동에 의해 이동지지대의 높이는 가변된다.
또한 샤시와 수직지지대 사이에는 각도유지기를 장착한다. 이는 탐지장치가 경사구간 이동시 발생되는 카메라의 각도변화를 방지하기 위함이다. 이는 각도제어기에 의해 이루어지며, 각도제어기는 자이로스코프와 같은 센서신호를 입력받아 수직지지대의 수직을 실시간으로 유지할 수 있다.
앞서서 제시한 GPR레이더 정보와 화상정보는 동시에 일체화된 코드로 부여되며, 화상정보와 지중정보를 동시에 제시한다.

삭제

100 : 이동부 101 : 휠
110 : 샤시 120 : 구동모터
130 : 조향모터 140 : 서스펜션
150 : 배터리 161 : 작업자발판
162 : 조종판
200 : GPR탐지부 210 : GPR탐지기
220 : GPR본체 221 : 발신기
222 : 수신기 230 : 고정프레임
241 : 수직유지기 242 : 수직제어기
243 : 제1센서 251 : 높이유지기
252 : 높이제어기 253 : 제2센서
261 : 연산기 262 : 디스플레이
270 : 전력공급기
300 : 화상탐지부 310 : 카메라
311 : 떨림 보정장치 320 : 높이조절기
321 : 수직지지대 322 : 이동지지대
331 : 각도유지기 332 : 각도제어기
323 : 엑츄에이터

Claims

복수의 휠(101)이 장착된 이동부(100);
상기 이동부에 장착되며, 지중탐지용 GPR탐지기(210)가 내장되는 GPR탐지부(200);
상기 이동부에 장착되며, 카메라가 장착된 화상탐지부(300);
를 포함하는 전동형 GPR탐지장치에 있어서,
상기 화상탐지부는
상기 이동부에 결합되는 카메라(310);
상기 이동부와 카메라 사이에 위치하며, 카메라 및 지반의 높이는 조절하는 높이조절기(320);를 포함하며,
상기 카메라는 하나 또는 복수로 형성되며, 떨림 보정장치(311)를 포함하며,
상기 높이조절기는 상기 이동부에 고정되는 수직지지대(321); 및 상기 수직지지대를 따라 이동하는 이동지지대(322); 상기 이동지지대를 상하방향으로 이동시키는 엑츄에이터(323);를 포함하며,
상기 수직지지대와 이동부 사이에 위치하며, 수직지지대의 수직각도를 유지하는 각도유지기(331); 및 각도센서의 신호를 인지하여, 상기 각도유지기를 실시간으로 제어하는 각도제어기(332);
를 포함하는 전동형 GPR 탐지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이동부는 금속으로 형성되며 골조형 프레임을 형성하는 샤시(110);
상기 샤시와 상기 휠 사이에 결합되며, 상기 휠을 구동하는 구동모터(120);
상기 샤시와 상기 휠의 사이에 결합되며, 상기 휠을 조향하는 조향모터(130); 를 포함하는 전동형 GPR 탐지장치.
청구항 1에 있어서,
상기 GPR탐지부는 상기 GPR탐지기에 장착되며, 레이더를 발신하는 발신기(221); 및 상기 GPR탐지기에 장착되며, 상기 레이더 신호를 수신하는 수신기(222);를 수용하는 GPR본체(220);
상기 GPR본체와 상기 이동부를 결합하는 고정프레임(230);을 포함하는 전동형 GPR 탐지장치.
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