KR19980025270A - Method and device for measuring blasting position in tunnel construction - Google Patents
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Abstract
임의의 측정위치에서 미리 측량하여 정해진 2개의 기준점(도로의 중심선과 직각을 이루는 동일한 평면상에 존재하여야 함)을 향한 자신의 방위각(Azimuth) 및 위도(Altitude) 값을 2개의 인코더로 부터 부여받고, 기준점 까지의 거리는 레이저 빔을 이용한 거리측정기로 측정하여 컴퓨터에 입력한다.Two encoders are given their azimuth and latitude values from two measuring points, which are previously surveyed at any measurement location and must be on the same plane perpendicular to the centerline of the road. The distance to the reference point is measured by a range finder using a laser beam and entered into a computer.
따라서, 컴퓨터에 입력되는 자료는 거리, 방위각, 위도로 구성된다.Thus, data entered into a computer consists of distance, azimuth, and latitude.
이들 입력자료를 이용하여 임의의 측정점에 대한 위치를 계산하고, 이 점에서 현재 굴착중인 터널의 천정 굴곡거리를 측정하여 설계자료의 거리와 비교하는 프로그램과, 미리 입력된 터널의 발파위치를 거리측정기를 이용하여 자동적으로 표시하는 프로그램을 개발한다.Using these input data, the program calculates the position of any measurement point, measures the ceiling bending distance of the tunnel currently being excavated, and compares it with the distance of the design data. Develop a program that displays automatically using.
동시에 스텝핑모터와 인코더를 이용하여 거리측정기를 구동시키는 회로를 제어 프로그램과 연계하여 제작한다.At the same time, a circuit for driving the rangefinder using a stepping motor and an encoder is produced in conjunction with a control program.
Description
본 발명은 터널공사시 발파위치를 정확하게 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for accurately measuring the blasting position during tunnel construction.
더욱 상세하게는, 터널내의 임의의 위치에서 미리 정해진 2개의 기준점을 향한 자신의 위도와 방위각 및 거리를 측정하여 이들 자료를 바탕으로 임의의 위치(측정점)에 대한 좌표계산을 완료한 다음, 상기 임의의 위치에서 현재 굴착중인 터널의 천정 굴곡거리를 측정하여 이를 컴퓨터에 미리 입력된 설계자료의 거리와 비교하고, 미리 입력된 터널의 발파위치를 거리측정기를 이용하여 자동적으로 표시토록 하며, 거리측정기를 구동시키는 회로가 상기의 제어프로그램과 연계하여 작동되도록 한 터널공사시 발파위치 측정방법 및 장치에 관한 것이다.More specifically, by measuring their latitude, azimuth, and distance from any location in the tunnel to two predetermined reference points, based on these data, the coordinate calculation for any location (measurement point) is completed, and then Measure the ceiling bending distance of the tunnel currently being excavated at the location of the tunnel and compare it with the distance of the design data inputted in the computer, and display the blasting position of the pre-input tunnel automatically using the range finder. The present invention relates to a blasting position measuring method and apparatus for tunnel construction in which a circuit for driving is operated in conjunction with the control program.
종래에는 터널공사시 각각의 발파지점을 개별적으로 측량하여 표시하였던 바, 이와 같은 방법은 별도의 기준점 및 이를 측정하기 위한 측정기구가 필요하여 작업이 번거롭고 불편하며, 발파지점의 개별측량에 따른 시간낭비로 공기를 지연시키는 단점이 있었다.Conventionally, each blasting point was measured and displayed individually during the tunnel construction. This method requires a separate reference point and a measuring device to measure the same, which is cumbersome and inconvenient, and wastes time according to the individual measurement of the blasting point. This has the disadvantage of delaying the air.
또한, 터널 내부의 굴곡상태를 측정하여 이를 원래의 설계도면과 비교하는 내공 측정과정도 모두 수동조작에 의해 이루어지므로 이 또한 공기지연의 원인이 될 뿐만 아니라 많은 작업인원이 필요하여 불필요한 인건비의 낭비 등을 초래하는 문제점이 있었다.In addition, the internal air measurement process, which measures the bending state inside the tunnel and compares it with the original design drawing, is also performed by manual operation, which is not only a cause of air delay, but also requires a large number of workers, which wastes unnecessary labor costs. There was a problem that caused.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적인 과제는 2개의 기준점을 이용하여 임의의 측정점에 대한 위치를 정확히 계산하고, 계산된 측정점으로 부터 터널의 천정 굴곡거리를 측정하여 이를 설계자료의 거리와 비교하는 내공 측정과정과, 스텝핑모터와 인코더를 통하여 거리측정기의 구동회로가 제어 프로그램과 연계 작동되도록 하므로서 발파패턴에 따른 발파위치의 선정 작업이 일련의 과정을 거쳐 자동화되는 방법 및 장치를 제공함에 있다.The present invention is to solve this problem, the technical problem is to accurately calculate the position of any measurement point using two reference points, and to measure the ceiling bending distance of the tunnel from the calculated measurement point of the design data Provides a method and apparatus for selecting the blasting position according to the blasting pattern through the process of measuring the hole compared to the distance, and the driving circuit of the range finder through the stepping motor and the encoder in conjunction with the control program. Is in.
도 1은 본 발명의 플로우 챠트1 is a flow chart of the present invention
도 2 내지 도 5는 본 발명의 설명을 위한 도표2 to 5 are diagrams for explaining the present invention
도 6은 본 발명의 장치를 나타낸 전체 구성도6 is an overall configuration diagram showing the apparatus of the present invention.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
10 : 자료 입력단계 20 : 위치 측정단계10: data input step 20: position measurement step
30 : 모드 선택단계 40 : 발파모드30: mode selection step 40: blasting mode
50 : 방위각 측정단계 60 : 위도측정 단계50: azimuth measurement step 60: latitude measurement step
70 : 발파위치 파악단계 80 : 자료 저장단계70: blasting position identification step 80: data storage step
90 : 내공 측정모드 100 : 측정분해 단계90: hole measurement mode 100: measurement decomposition step
110 : 자료 저장단계 200 : 수평축 모터110: data storage step 200: horizontal axis motor
210 : 수평 인코더 220 : 수직축 모터210: horizontal encoder 220: vertical axis motor
230 : 수직 인코더 240 : 거리측정기230: vertical encoder 240: distance measuring instrument
250 : 퍼스널 컴퓨터 260 : 콘트롤러250: personal computer 260: controller
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방법은 컴퓨터에 터널의 사양과 설계자료를 입력하는 자료 입력단계와; 2개의 기준점을 이용하여 현재의 위치(측정점)를 파악하는 위치 측정단계와; 모드 선택단계; 로 구성되고, 상기 모드 선택단계는 다시 거리측정기로 발파위치를 정확히 측정하여 표시하는 발파모드와 터널의 굴곡상태를 측정하는 내공 측정모드로 나뉘어지며, 이러한 일련의 모든 과정이 자동적으로 수행된다.The method of the present invention for solving the above problems is a data input step of inputting the specifications and design data of the tunnel to the computer; A position measuring step of identifying a current position (measurement point) using two reference points; Mode selection step; The mode selection step is further divided into a blasting mode for accurately measuring and displaying a blasting position with a range finder and an air hole measuring mode for measuring a bending state of a tunnel, and all of these processes are automatically performed.
또한, 본 발명의 장치는 임의의 위치에서 2개의 기준점을 향한 자신의 방위각 및 위도를 측정하는 측정기로서 스텝핑모터에 의해 작동하는 2개의 인코더와; 상기 임의의 측정점으로 부터 기준점 까지의 거리를 측정하는 거리측정기와; 상기 스텝핑모터의 동작을 제어하며 거리측정기의 회로를 구동시키는 콘트롤러와; 상기 측정점으로 부터 천정의 굴곡거리와 미리 입력된 설계자료의 거리를 비교하는 컴퓨터; 로 구성된다.In addition, the apparatus of the present invention includes two encoders operated by a stepping motor as a measuring device for measuring its azimuth and latitude toward two reference points at any position; A distance measuring device for measuring a distance from the arbitrary measuring point to a reference point; A controller for controlling an operation of the stepping motor and driving a circuit of a range finder; A computer for comparing the distance between the bending distance of the ceiling and the inputted design data from the measuring point; It consists of.
이하에서 본 발명을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 플로우 챠트를 나타낸 것이다.1 shows a flow chart of the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명의 방법은 컴퓨터에 터널의 사양과 설계자료를 입력하는 자료 입력단계(10)와;As shown, the method of the present invention includes a data input step (10) of inputting a tunnel specification and design data to a computer;
2개의 기준점(A,B)을 이용하여 현재의 위치(측정점,C)를 파악하는 위치 측정단계(20)와;A position measuring step 20 of grasping a current position (measurement point, C) using two reference points A and B;
모드 선택단계(30); 로 구성되며,A mode selection step 30; Consists of,
모드선택단계(30)는 다시 발파위치를 측정하는 발파모드(40)와 터널 내부의 굴곡상태를 측정하는 내공 측정모드(90)로 나뉘어 진다.The mode selection step 30 is divided into a blasting mode 40 for measuring the blasting position and a hole measuring mode 90 for measuring a bent state inside the tunnel.
또한, 발파모드(40)는 수평축 인코더의 수평 회전으로 방위각을 측정하는 방위각 측정단계(50)와;In addition, the blasting mode 40 includes an azimuth measurement step 50 for measuring the azimuth with horizontal rotation of the horizontal axis encoder;
수직축 인코더의 수직 회전으로 위도를 측정하는 위도 측정단계(60)와;A latitude measurement step 60 of measuring latitude by vertical rotation of a vertical axis encoder;
측정된 방위각과 위도값으로 발파위치를 파악하는 발파위치 파악단계(70)와;A blasting position determining step (70) of determining the blasting position by the measured azimuth and latitude values;
파악된 발파위치에 대한 자료를 저장하는 자료저장 단계(80); 로 구성된다.A data storage step 80 for storing data on the identified blasting position; It consists of.
그리고, 내공 측정모드(90))는 터널 내부의 굴곡상태를 측정하여 오차한계를 측정하는 측정분해 단계(100)와;In addition, the hole measurement mode 90 includes a measurement decomposition step 100 for measuring an error limit by measuring a bent state inside the tunnel;
측정된 굴곡상태를 저장하는 자료저장 단계(110); 로 구성된다.A data storage step 110 for storing the measured bending state; It consists of.
상기 자료 입력단계(10)는 퍼스널 컴퓨터에 터널의 설계자료와 사양 등을 입력하는 단계로서 준비된 프로그램에 따라 키이보드를 통하여 입력한다.The data input step 10 is a step of inputting design data and specifications of a tunnel into a personal computer and inputting it through a keyboard according to a prepared program.
상기 위치측정 단계(20)는 2개의 기준점(A,B)을 이용하여 현위치(측정점,C)를 측정하는 단계로서 다음과 같은 방법에 의해 이루어진다.The position measuring step 20 is a step of measuring the current position (measurement point, C) using two reference points (A, B) is made by the following method.
즉, 도 2와 같이 2개의 기준점(A,B)은 미리 측량에 의하여 준비된 표시점으로서 이 기준점들은 정확하게 표시되어 있으며, 프로그램에 좌표값이 등록되어 있다.That is, as shown in Fig. 2, the two reference points A and B are display points prepared by surveying in advance, and these reference points are correctly displayed, and coordinate values are registered in the program.
측정자가 측정을 하는 임의의 지점(C), 즉 측정자가 서있는 위치를 다음과 같은 원리의 연산에 의하여 자신의 좌표를 정확히 계산할수 있다.At any point (C) at which the measurer makes a measurement, that is, the position at which the measurer stands, the coordinates thereof can be accurately calculated by calculating the following principle.
레이저 빔을 발사하는 거리측정기의 수평과 수직중심은 구조물 제작시 설정 가능하며, 또한 프로그램에 의하여 수정할수 있다.The horizontal and vertical centers of the rangefinders that emit the laser beam can be set during the construction of the structure and can also be modified by the program.
이러한 설정은 평면이 고르지 못한 작업조건 하에서 일일이 측정기의 수평을 맞추어야 하는 번거로움을 피할수 있어 작업효율이 높아진다.This setting improves work efficiency by avoiding the hassle of leveling the measuring instrument under uneven working conditions.
이러한 조건에서 도 2와 같이 각도 Aθ,Bθ를 측정하기 위하여 앱설류트 인코더(Absolute Encoder)를 사용하는데, 이는 평면상의 360°내에서 자신의 고유한 위치를 파악하는 기구로서 공지되어 있다.Under these conditions, an absolute encoder is used to measure the angles A θ and B θ as shown in FIG. 2, which is known as a mechanism for identifying its own position within 360 ° on a plane.
이 인코더를 이용하면 도 2의 수평면상에서 움직이는 점 A와 B 사이의 각도 θ를 다음의 식(1)과 같이 구할수 있다.Using this encoder, the angle θ between the moving points A and B on the horizontal plane of Fig. 2 can be obtained as shown in the following equation (1).
θ=│Aθ-Bθ│..............................(1)θ = │A θ -B θ │ ........................ (1)
그러나, 각 Aθ와 Bθ는 측정기의 위치가 기준점들의 평면과 평행하여야 하는 조건을 만족해야 하므로 측정기의 위치를 측량하여야 하는 단점이 있다.However, each A θ and B θ has a disadvantage in that the position of the measuring instrument must be measured because the position of the measuring instrument must satisfy the condition that it must be parallel to the plane of the reference points.
따라서, 임의의 점(C)에서 수평과 수직을 맞추지 않고 자신의 위치를 파악하기 위해서는 기준점 A와 B가 이루는 평면이 도로의 중심선과 직각을 이루어야 하는 조건이 필요하다.Therefore, in order to grasp its position without aligning the horizontal and vertical at an arbitrary point (C), it is necessary that the plane formed by the reference points A and B should be perpendicular to the center line of the road.
도 3은 도 2의 입체투시도로서 각 r1과 r2는 수평을 기준으로 측정한 값이다.FIG. 3 is a stereoscopic perspective view of FIG. 2, wherein each of r 1 and r 2 is measured on a horizontal basis.
다음은 위와 같은 조건을 만족한다는 가정하에 인코더와 거리측정기에서 읽어드린 각도 및 거리를 이용하여 X, Y, Z의 좌표를 계산하는 방법이다.The following is a method of calculating the coordinates of X, Y, and Z using the angles and distances read from the encoder and rangefinder under the assumption that the above conditions are met.
측정점(C), 즉 임의의 점을 기준으로 하여 측정자의 좌우는 X로, 터널 입구에서 깊이인 전후는 Y로, 높이는 Z로 나타낸다.Based on the measuring point C, i.e., any point, the left and right of the measurer are represented by X, the front and rear depths at the tunnel entrance are represented by Y, and the height is represented by Z.
도 4에서와 같이 기준점(A,B)이 측정기 높이보다 위(-) 또는 아래(+)에 있는 지에 따라 식(2) 및 (3)과 같이 Z좌표를 구할수 있다.As shown in FIG. 4, Z coordinates can be obtained as shown in Equations (2) and (3) depending on whether the reference points A and B are above (-) or below (+) the height of the measuring device.
기준점 A와 B의 좌표는 이미 알고 있으므로 점 A의 Z좌표인 A(z)와 l*sin(r1), 점 B의 좌표인 B(z)와 k*sin(r2)를 비교하면 높이 Z를 구할수 있다.Since the coordinates of the reference points A and B are already known, the height of the coordinates A (z) and l * sin (r 1 ), Z, of the point A, and B (z) and k * sin (r 2 ), the coordinates of the point B, Z can be found.
즉, 도 3에서와 같이 r1과 r2가 수평면보다 아래로 향할 경우 측정점의 높이 Z는 기준점의 높이 보다 위에 있으므로 A(z)값과 l*sin(r1)을 더해야 하고, 반대로 수평면보다 높을 경우에는 빼야한다.That is, as shown in FIG. 3, when r 1 and r 2 face downward from the horizontal plane, the height Z of the measuring point is higher than the height of the reference point, so the value of A (z) and l * sin (r 1 ) must be added to the horizontal plane. If it is higher than it should be subtracted.
Za= A(x,y,z)±l*sin(r1)....................(2)Z a = A (x, y, z) ± l * sin (r 1 ) ......... (2)
Zb= B(x,y,z)±k*sin(r2)....................(3)Z b = B (x, y, z) ± k * sin (r 2 ) ......... (3)
오차가 없다면 Za와 Zb는 동일한 값이다.If there is no error, Z a and Z b are the same value.
그러나, 오차가 존재한다면 두 높이 Za와 Zb는 오차의 한계내에 있어야 하므로 Za-Zb가 허용오차 보다 클 경우에는 정밀측정을 하여야 한다.However, if errors exist, the two heights, Z a and Z b , must be within the limits of the error, so precise measurements should be made when Z a -Z b is larger than the tolerance.
오차내에 존재하는 값을 편의상 Z좌표로 표시한다.The value existing within the error is indicated by Z coordinate for convenience.
X와 Y좌표값을 구하기 위해 도 5에서와 같이 측정거리 l, k의 투영거리인 a, b가 필요하며 식 (4)와 같이 A, B점의 수평각 r1, r2에 의해 구할수 있다.Can be determined by measuring the distance l, the projection distance of the k a, b is required and expression horizontal angle of A, the point B as shown in (4) r 1, r 2, as shown in FIG. In order to find the X and Y coordinate values 5 .
a=l*cos(r1), b=k*cos(r2)....................(4)a = l * cos (r 1 ), b = k * cos (r 2 ) ......... (4)
이들 a, b값을 이용하여 식 (5)에 의해 c의 길이를 계산하면, 기준점 A에 대한 임의의 점(C)의 X, Y좌표를 구하는데 필요한 각도 α를 식 (6)으로 구할수 있다.Using the values of a and b to calculate the length of c by Eq. (5), the angle α necessary to obtain the X and Y coordinates of any point C with respect to the reference point A can be obtained from Eq. have.
이들 식(6)과 (7)을 이용하면 최종적으로 X좌표를 식 (8)과 같이 구하고, Y좌표를 식 (9)와 같이 구한다.Using these equations (6) and (7), the X coordinate is finally obtained as in Equation (8), and the Y coordinate is obtained as in Equation (9).
여기서 a는 A점을 기준으로 한 경우 측정기의 위치를 나타내며, 터널에서 깊이를 나타내는 Ya와 Yb는 높이값 Z와 마찬가지로 동일하거나 오차의 범위내에 있어야 한다.Where a represents the position of the measuring instrument in relation to the point A, and Y a and Y b representing the depth in the tunnel must be equal to or equal to the height value Z.
c2= a2+b2-2a*b*cosθ.......................(5)c 2 = a 2 + b 2 -2a * b * cosθ ......... (5)
a = b*cosθ+c*cos(90-α)...................(6)a = b * cosθ + c * cos (90-α) ... (6)
α + β = θ...............................(7)α + β = θ ............... (7)
Xa= a*sinα, Xb= b*sinβ.................(8)X a = a * sinα, X b = b * sinβ .. (8)
Ya= a*cosα, Yb= b*cosβ.................(9)Y a = a * cosα, Y b = b * cosβ ................. (9)
결국, 정해진 원점을 중심으로 좌표값이 이미 정해진 2개의 기준점을 이용하여 임의의 측정점인 자신의 위치를 간단한 계산으로 구할수 있게 된다.As a result, it is possible to obtain its own position, which is an arbitrary measurement point, by simple calculation by using two reference points whose coordinate values have already been set around the determined origin.
이렇게 구해진 자신의 좌표는 정해진 터널의 발파위치를 자동적으로 추적하여 지시하는데 이용할수 있다.These coordinates can be used to automatically track and indicate the blasting position of a given tunnel.
상기 모드 선택단계(30)는 발파위치를 측정하기 위한 발파모드(40)인가 또는 내공 측정모드(90)인가를 선택하게 된다.In the mode selection step 30, the blasting mode 40 or the air hole measuring mode 90 for measuring the blasting position is selected.
상기 발파모드 단계(40)는 전술한 바와 같이 수평축 인코더의 수평 회전으로 방위각을 측정하는 방위각 측정단계(50)와, 수직축 인코더의 수직 회전으로 위도를 측정하는 위도 측정단계(60)와, 측정된 방위각 및 위도값으로 발파위치를 파악하는 발파위치 파악단계(70)와, 파악된 자료를 저장하는 자료저장 단계(80)로 구성되고, 자료저장 완료된 다음에는 초기의 상태로 복귀한다.The blasting mode step 40 includes an azimuth measurement step 50 for measuring azimuth with horizontal rotation of the horizontal axis encoder as described above, a latitude measurement step 60 for measuring latitude with a vertical rotation of the vertical axis encoder, and measured It consists of a blasting position determining step 70 to determine the blasting position by the azimuth and latitude values, and a data storage step 80 for storing the identified data, and returns to the initial state after the data storage is completed.
상기 내공 측정모드(90)는 측정된 터널 내부의 굴곡상태가 오차의 범위내에 있는지의 여부를 측정하는 측정분해 단계(100)와, 측정된 자료를 저장하는 저장단계(110)로 구성되고, 자료저장이 완료된 다음에는 초기의 상태로 복귀한다.The hole measurement mode 90 is composed of a measurement decomposition step 100 for measuring whether the measured bending state inside the tunnel is within the error range, and a storage step 110 for storing the measured data, After the save is completed, it returns to the initial state.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 동작을 실행하기에 앞서 퍼스널 컴퓨터(250)에 터널의 설계자료와 사양 등을 입력하고, 상기한 바와 같은 연산을 통하여 측정점(C)의 위치를 파악한다.First, prior to performing the operation, the design data and specifications of the tunnel are input into the personal computer 250, and the position of the measurement point C is grasped through the above calculation.
이후, 동작초기에 퍼스널 컴퓨터(250)에서 발파모드(40)인가 또는 내공 측정모드(90)인가를 설정한다.Thereafter, the personal computer 250 sets whether the blasting mode 40 or the air hole measuring mode 90 is set at the beginning of the operation.
이때, 발파모드, 내공 측정모드 등의 설정에 따라 데이터를 샤프트 인코더(210,230)나 스텝핑모터(200,220), 거리측정기(240)에서 읽어오거나 내보낼 지의 여부를 결정한다.At this time, it is determined whether or not to read or export data from the shaft encoders 210 and 230, the stepping motors 200 and 220, and the distance measurer 240 according to the setting of the blasting mode and the hole measuring mode.
이후, 발파나 내공 측정모드에서는 도 6의 수평축 인코더(210)가 수평 방향으로 회전(스텝핑모터가 움직임)하면서 방위각을 측정하고, 수직축 인코더(230)는 수직 방향으로 회전(스텝핑모터가 움직임)하면서 위도를 측정한다.Subsequently, in the blasting or hole measuring mode, the horizontal axis encoder 210 of FIG. 6 rotates in the horizontal direction (stepping motor moves) to measure the azimuth angle, and the vertical axis encoder 230 rotates in the vertical direction (stepping motor moves). Measure your latitude.
따라서, 앞의 설명과 같이 r1, r2및 l, k값을 읽어 a, b 및 각도 α, β를 구하여 자신의 위치를 파악한다.Therefore, as described above, the r 1 , r 2 and l and k values are read to find a, b and angles α and β to determine their positions.
이때, 거리측정기(240)는 레이저 분사기의 빛이 목표물에 반사되어 되돌아 오는 시간으로 거리를 측정한다.At this time, the range finder 240 measures the distance by the time the light of the laser injector is reflected back to the target.
그리고, 각각의 인코더(210,230)와 거리측정기(240)에서 읽은 자료를 도 6의 콘트롤러(260)를 통해 컴퓨터(250)로 보낸다.Then, the data read from the encoders 210 and 230 and the range finder 240 are transmitted to the computer 250 through the controller 260 of FIG. 6.
이때, 스텝핑모터는 AC모터 로도 사용이 가능하며, 자료의 전송은 컴퓨터 네트워크 등으로 이루어진다.In this case, the stepping motor can be used as an AC motor, and the data is transmitted through a computer network.
또한, 컴퓨터(250)에서는 각 모드에 따라 수평, 수직모터(200,220)를 얼마만큼 움직여야 하는지를 계산하여 콘트롤러(260)를 통해 이들 모터를 구동시키며, 목표지점에 이르면 거리측정기(240)의 레이저 빔이 동작되어 발파지점과 내공 측정지점의 위치를 표시 또는 측정하고, 이러한 일련의 흐름을 그림으로 볼수 있게 프로그램을 제작한다.In addition, the computer 250 calculates how much to move the horizontal and vertical motors 200 and 220 according to each mode, and drives these motors through the controller 260. When the target point is reached, the laser beam of the rangefinder 240 It is operated to mark or measure the location of the blasting point and the hole measuring point, and create a program to visualize this series of flows.
본 발명의 장치는 도 6과 같이 임의의 위치(C)에서 2개의 기준점(A,B)을 향한 자신의 방위각 및 위도를 측정하는 측정기로서 스텝핑모터(200,220)에 의해 작동하는 2개의 수평 및 수직축 인코더(210,230)와;The apparatus of the present invention is a horizontal and vertical axis operated by the stepping motors 200 and 220 as a measuring device for measuring its azimuth and latitude toward two reference points A and B at an arbitrary position C as shown in FIG. Encoders 210 and 230;
상기 임의의 측정점(C)으로 부터 기준점(A,B) 까지의 거리를 레이저 빔을 이용하여 측정하는 거리측정기(240)와;A range finder (240) for measuring a distance from the arbitrary measuring point (C) to a reference point (A, B) using a laser beam;
상기 스텝핑모터의 동작을 제어하며 거리측정기의 회로를 구동시키는 콘트롤러(260)와;A controller 260 for controlling an operation of the stepping motor and driving a circuit of a range finder;
상기 측정점으로 부터 천정의 굴곡거리와 미리 입력된 설계자료의 거리를 비교하는 컴퓨터(250); 로 구성된다.A computer 250 for comparing the distance between the bending distance of the ceiling and the input design data from the measurement point; It consists of.
상기 수직 및 수평축 인코더(210,230)은 공지된 기기로서 발파나 내공 측정모드(40,90)시 수평축 인코더(210)가 수평방향으로 회전하여 방위각을 측정하고, 수직축 인코더는 수직방향으로 회전하여 위도를 측정하게 된다.The vertical and horizontal encoders 210 and 230 are known devices, and the horizontal axis encoder 210 rotates in the horizontal direction to measure azimuth angle in the blasting or air hole measurement mode 40 and 90, and the vertical encoder rotates in the vertical direction to determine the latitude. Will be measured.
측정된 방위각 및 위도값은 전술한 연산에 의하여 자신의 위치를 파악하는데 사용된다.The measured azimuth and latitude values are used to determine their position by the above calculation.
상기 거리측정기(240)는 레이저 빔 분사기로서 발산된 레이저의 빛이 목표물에 맞고 반사되어 되돌아 오는 시간을 거리로 환산하여 목표물과의 거리를 정확히 측정한다.The distance measuring unit 240 accurately measures the distance to the target by converting the time when the light emitted from the laser emitted by the laser beam injector into the target is reflected and returned.
상기 컴퓨터(250)는 각각의 인코더(210,230)와 거리측정기(240)에서 읽은 자료를 콘트롤러(260)를 통하여 전송받는다.The computer 250 receives the data read from the encoders 210 and 230 and the range finder 240 through the controller 260.
이때, 자료의 전송은 컴퓨터 네트워크 등으로 이루어진다.At this time, the data is transmitted through a computer network or the like.
상기 컴퓨터(250)는 각 모드에 따라 수평, 수직모터(200,220)를 얼마만큼 움직여야 하는지를 계산하여 콘트롤러(260)를 통해 상기의 수직 및 수평모터를 구동시키며, 목표지점에 이르면 거리측정기(240)를 작동시켜 레이저 빔이 동작되도록 하고, 이로 인해 발파지점과 내공 측정지점의 위치를 정확히 표시 또는 측정하며, 이러한 일련의 흐름을 그림으로 볼수 있게 프로그램화 한다.The computer 250 drives the vertical and horizontal motors through the controller 260 by calculating how much the horizontal and vertical motors 200 and 220 should be moved according to each mode, and when the target point is reached, the rangefinder 240 is operated. This allows the laser beam to be activated, thereby accurately indicating or measuring the location of the blast point and the hole measurement point, and program this series of images for visual display.
즉, 본 발명의 장치는 방법을 수행하기 위한 하드웨어로서 그에 따른 작용은 전술한 바와 같으며, 스텝핑모터는 AC모터 로도 사용이 가능하다.That is, the apparatus of the present invention is a hardware for performing the method as described above, and the stepping motor can be used as an AC motor.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 2개의 기준점을 이용하여 임의의 측정점에 대한 위치를 정확히 계산하고, 계산된 측정점으로 부터 터널의 천정 굴곡거리를 측정하여 이를 설계자료의 거리와 비교하는 내공 측정과정과, 스텝핑모터와 인코더를 통하여 거리측정기의 구동회로가 제어 프로그램과 연계 작동되도록 하므로서 발파패턴에 따른 발파위치의 선정 작업 및 내공 측정작업이 일련의 과정을 거쳐 자동화되는 효과가 있다.As described above, the present invention accurately calculates the position of any measurement point using two reference points, and measures the internal bending distance of the tunnel from the calculated measurement point and compares it with the distance of the design data. With the stepping motor and encoder, the driving circuit of the range finder is operated in conjunction with the control program, and thus, the selection of the blasting position and the measurement of the air hole according to the blasting pattern are automated through a series of processes.
또한, 2개의 기준점을 활용하므로 발파위치 및 내공을 측정하기 위한 별도의 기준점 설치가 필요없고, 측정지점을 하나의 점으로 확인하므로 별도의 측정기구를 사용하지 않더라도 얼마든지 위치파악이 가능하여 측정기구의 사용에 따른 번거로움과 불편함을 해소할수 있는 것이다.In addition, since two reference points are used, there is no need to install a separate reference point for measuring the blasting position and the hole. Since the measuring point is checked as a single point, it is possible to determine the position as much as possible without using a separate measuring device. Will eliminate the hassle and inconvenience of using.
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| KR100463260B1 (en) * | 2002-06-17 | 2004-12-23 | 코오롱건설주식회사 | Methods to measure drilling path and drilling angle of tunnel |
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