KR20060117470A - 철로 스파이크 위치 인식 장치 및 이를 구비하는 철로유지보수 장치 - Google Patents

철로 스파이크 위치 인식 장치 및 이를 구비하는 철로유지보수 장치 Download PDF

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Abstract

철로의 스파이크 위치 인식 장치 및 이를 구비한 철로 유지보수 장치를 개시한다. 스파이크 위치 인식 장치는 스파이크 유무 신호를 출력하는 스파이크 인식부와, 위치 데이터를 출력하는 위치 측정부와, 입력된 데이터를 저장하는 저장부와, 스파이크 인식부에서 출력된 스파이크 유무 신호와 위치측정부에서 출력된 위치 데이터를 전송받아 저장부에 전송하는 제어부로 구성된다. 따라서, 철로의 유지보수 시 철로 상의 시설물에 대한 위치를 자동으로 정확하게 파악할 수 있어 시설물의 손상을 방지할 수 있으며, 유지보수에 필요한 인력을 현저히 줄일 수 있도록 한다.
철로 유지보수 장치

Description

철로 스파이크 위치 인식 장치 및 이를 구비하는 철로 유지보수 장치{Apparatus for recognition of spike on rail and maintenace apparatus with the same}
도 1 및 도 2는 종래의 자갈을 다지는 작업을 도시한 개념도
도 3은 본 발명의 실시예의 철로 유지보수 장치의 개념을 도시한 블록도
도 4는 도 3의 철로 스파이크 위치 인식 장치의 개념을 도시한 블록도
도 5는 도 4의 거리인식부의 동작을 나타낸 개념도
도 6은 도 3의 이물질 제거부를 구조를 도시한 개념도
도 7은 도 3의 이물질 제거부의 변형예를 도시한 개념도
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
20: 철로 22: 스파이크
100: 이물질 제거부 111: 브러쉬
121: 노즐 122: 압축공기 공급부
200: 철로 스파이크 위치 인식 장치 210: 스파이크 인식부
211: 거리 인식부 212: 신호 출력부
220: 제어부 230: 저장부
240: 위치 측정부
본 발명은 철로 스파이크 인식 장치 및 이를 구비하는 철로 유지보수 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 철로의 유지보수 시 철로 상의 시설물에 대한 위치를 자동으로 정확하게 파악할 수 있어 시설물의 손상을 방지할 수 있으며, 유지보수에 필요한 인력을 현저히 줄일 수 있는 철로 스파이크 인식 장치 및 이를 구비하는 철로 유지보수 장치에 관한 것이다.
철로 상에 운행되는 열차의 하중이 크므로 철로는 큰 스트레스를 받고 있으며, 이로 인해 철로의 위치 변동 및 철로의 휨이 발생하므로 이를 주기적으로 유지보수하여야 정상적인 철로의 역할을 수행할 수 있다.
종래에는 철로의 유지보수를 위해 많은 유지보수 인력이 필요했으나, 최근에는 철로의 유지보수를 위해 기계들이 많이 개발되었다. 이러한 기계들은 철로의 유지 보수를 위해서 필요한 작업들을 일괄적으로 수행할 수 있도록 구성되어 있다. 이러한 유지보수 기계의 일예는 공개특허공보 제92-18292호에 개시되어 있다. 유지보수 작업 중에서, 철로의 하부에 위치한 자갈을 다지는 작업은 중요한 작업 중의 하나이다.
도 1 및 도 2는 종래의 자갈을 다지는 작업을 도시한 개념도이다.
철로(20)의 하부에는 침목(10)이 일정한 간격으로 배치되고, 침목(10)과 침목(10) 사이에는 자갈(30)들이 채워져 있다. 철로(20)와 침목(10) 사이에는 타이 플레이트(미도시)가 설치되며, 침목(10)에 고정된 스파이크(일명, '개못' 혹은 'dog spike'라 불림. 이하, '스파이크'라 칭함.: 22)에 의해 철로(20)가 침목(10)에 고정된다.
철로(20)의 하부에 위치한 자갈(30)을 다지기 위해서는, 우선 리프트 장치(40)가 철로(20)를 상방으로 인장 한 후에, 다짐장치(50)가 자갈(30)에 상하로 진동을 가해서 철로(20)의 아래에 자갈(30)이 충진되도록 한다.
그러나, 이러한 작업을 수행하기 위해서는 다짐장치(50)가 침목(10) 사이에 위치하여야 하며, 도 2와 같이 신호 연결선(21)이 연결되어 있는 부위의 경우 리프트 장치(40)가 철로(20)를 상방으로 인장 할 경우 신호 연결선(21)이 파손 될 우려가 있으므로 강도를 약하게 하거나, 다른 조치를 취하여야 한다. 따라서, 일일이 보조자가 수신호로 장치의 운행자에게 위치를 맞추기 위해서 신호를 하여야 하므로, 별도의 인원이 필요할 뿐만 아니라, 유지보수의 속도도 더디게 된다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 철로의 유지보수 시 철로 상의 시설물에 대한 위치를 자동으로 정확하게 파악할 수 있어 시설물의 손상을 방지할 수 있으며, 유지보수에 필요한 인력을 현저히 줄일 수 있는 철로 스파이크 인식 장치 및 이를 구비하는 철로 유지보수 장치를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 철로 스파이크 위치 인식장치를 포함하는 철로 유지보수 장치를 제공한다. 철로 스파이크 위치 인식장치는 철로의 스파이크 유무를 확인하여 스파이크 유무 신호를 출력하는 스파이크 인식부; 위치 데이터를 출력하는 위치 측정부; 입력된 데이터를 저장하는 저장부; 및 상기 스파이크 인식부에서 출력된 스파이크 유무 신호와, 상기 위치 측정부에서 출력된 위치 데이터를 전송받아 상기 저장부에 전송하는 제어부;를 포함하여 구성된다. 따라서, 철로의 유지보수 시 철로 상의 시설물에 대한 위치를 자동으로 정확하게 파악할 수 있어 시설물의 손상을 방지할 수 있으며, 유지보수에 필요한 인력을 현저히 줄일 수 있다.
여기서, 상기 스파이크 인식부는, 바닥까지 거리를 인식하는 거리 인식부; 및 상기 거리 인식부에서 인식된 거리가 설정 값 이하로 나오면, 스파이크가 있음 신호를 출력하는 신호 출력부;를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 거리 인식부는 레이저 센서로 구성된 것이 효과적이다.
한편, 상기 거리 인식부는 초음파 센서로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 위치 측정부는, GPS 수신기를 포함하는 것이 효과적이다.
한편, 상기 위치 측정부는, 이동거리를 측정하여, 위치를 연산하는 것이 바람직하다.
그리고, 철로 유지 보수 장치는 선로상의 이물질을 제거하는 이물질 제거부;를 더 포함하는 것이 효과적이다. 따라서, 철로 스파이크 위치 인식 장치가 더욱 정확하게 작동할 수 있다.
여기서, 상기 이물질 제거부는, 압축공기를 공급하는 압축공기 공급부; 및 상기 압축공기 공급부에서 공급된 압축공기가 선로를 향하도록 하는 노즐;을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 이물질 제거부는, 선로를 휩쓸도록 장착된 브러쉬 및 상기 브러쉬를 회동시키는 구동모터;를 더 포함하는 것이 효과적이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 철로 유지보수 장치는 철로 상에서 이동하면서 철로의 유지보수를 수행하는 것으로서, 종래의 철로 유지보수 기능을 수행하며 제어 기능을 수행하는 보수 장비(300)와, 철로 상에 설치된 스파이크(22)의 위치를 인식하는 철로 스파이크 위치 인식 장치(200)와, 철로 스파이크(22) 상에 존재하는 이물질을 제거하는 이물질 제거부(100)로 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 철로 스파이크 위치 인식 장치(200)는 철로의 스파이크(22) 유무를 확인하여 스파이크 유무 신호를 출력하는 스파이크 인식부(210)와, 위치 데이터를 출력하는 위치 측정부(240)와, 입력된 데이터를 저장하는 저장부(230)와, 스파이크 인식부(210)에서 출력된 스파이크 유무 신호와, 위치 측정부(240)에서 출력된 위치 데이터를 전송받아 저장부(230)에 전송하는 제어부(220)로 구성된다.
스파이크 인식부(210)는 바닥까지 거리를 인식하는 거리 인식부(211)와, 거리 인식부(211)에서 인식된 거리가 설정 값 이하로 나오면, 스파이크(22)가 있음 신호를 출력하는 신호 출력부(212)로 구성된다. 거리 인식부(211)는 거리를 측정할 수 있는 레이저 센서, 초음파 센서 등으로 구성될 수 있다. 신호 출력부(212)는 거리 인식부(211)에서 전송된 거리 값이 도 5에 도시된 바와 같이, d2일 경우에는 스파이크(22)가 있음 신호를 출력하지 않고, d1 이하일 경우에 스파이크(22)가 있음 신호를 출력한다. d1의 값은 거리 인식부(211)의 위치 및 스파이크(22)의 크기에 따라 달라 질 수 있다. 신호의 안정성을 위해서, d2에서 스파이크(22) 높이의 2/3 정도의 값을 뺀 값을 설정하는 것이 바람직하다.
스파이크 인식부(210)는 이외에도 스파이크(22) 인식할 수 있는 다양한 센서가 사용될 수 있다. 즉, 거리센서 이외에도, 영상을 촬영한 후 영상 분석을 통해서 스파이크(22)를 인식할 수도 있을 것이다.
위치 측정부(240)는 현재의 위치를 측정하여 제어부에 신호를 전송하여 준다. 위치 측정부(240)는 GPS 수신기(미도시)로 구성되어 GPS 수신 데이터를 전송하여 줄수 있다. 다만, GPS 수신의 경우 현재에는 강제 노이즈가 삽입되어 있어 정확도가 많이 떨어질 뿐만 아니라, 터널이나 지하 구간에서는 작동하지 않아 문제점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위해서 지상파 통신을 이용하여 위치를 측정하여 그 데이터를 전송하여 줄 수도 있다.
이외에도 위치 측정부는 이동거리를 측정하여, 위치를 연산하는 것이 바람직 하다. 이동거리를 측정하는 방법은 레일 상에 휠을 설치하여 휠의 회전양으로 이동양을 측정하는 등의 다양한 방법을 활용할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 이물질 제거부(100)는 압축공기를 공급하는 압축공기 공급부(122)와, 압축공기 공급부(122)에서 공급된 압축공기가 선로(20)를 향하도록 하는 노즐(121)을 포함하여 구성된다. 특히, 노즐(121)이 선로(20)의 양측면에 위치한 스파이크(22)를 향해 공기를 분사하도록 하여 스파이크(22)의 상면에 위치한 오염물을 제거하는 것이 바람직하다.
한편, 이물질이 눈과 같이 양이 많을 때에는 압축공기로만은 이물질을 제거하기에 한계가 있다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 선로를 휩쓸도록 장착된 브러쉬(111)와 브러쉬(111)를 회동시키는 구동모터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수도 있다. 그러나, 반드시 구동모터를 구비해야 하는 것은 아니며, 동력없이 차량의 이동에 따라서 선로를 청소할 수 있어도 무방하며, 차량의 동력을 이용하여 브러쉬(111)를 구동하도록 구성될 수도 있다. 이러한 이물질 제거부(100)는 노즐(121)과 브러쉬(111) 중 어느 하나만 구비되어도 무방하나, 이들을 모두 구비하는 것이 보다 효과적이다.
보수 장비(300)는 전술한 공개특허공보 제92-18292호에 기재된 선로보수기계와 유사하게, 다지는 기계를 비롯하여 다양한 장비를 구비하고 있다. 또한, 철로 스파이크 위치 인식 장치(200)로 부터 전송되는 데이터를 작업자에게 디스플레이하는 장치(미도시)와, 이들 데이터를 이용하여 다지는 기계를 제어하는 보수 장비 제어부(미도시)가 구비된다. 상기 보수 장비 제어부는 스파이크와 스파이크 사이에서 다지는 기계가 작동하도록 제어 하고, 스파이크(22)의 위치로부터 신호 연결선(21)의 위치를 추정하여, 신호 연결선(21)이 손상되지 않도록 작업을 수행한다.
이하, 본 발명의 실시예의 동작에 대해서 기술한다.
철로 유지보수를 위해서 철로 유지보수 장치를 구동하면, 먼저 이물질 제거부(100)가 철로 및 스파이크(22) 상에 위치한 이물질을 제거한다. 그 다음, 철로 스파이크 위치 인식장치(200)가 철로의 스파이크(22)의 위치를 인식하여 보수 장비(300)에 전달하여 준다. 그 다음, 운행자가 철로 스파이크(22) 위치 데이터를 보고 보수 장비(300)를 구동하거나, 보수 장비(300) 내의 보수 장비 제어부가 보수 장비(300)를 구동한다.
스파이크 위치 인식장치(200)는 전술한바와 같이 스파이크 인식부(210)가 스파이크(22)의 유무를 인식하고, 위치 측정부(240)가 위치를 측정하여 제어부(220)에 데이터를 전송하여 주면, 제어부(220)는 저장부(230)에 스파이크(22)의 위치 데이터를 저장한다.
보수 장비 제어부는 상기 스파이크 위치 데이터를 이용하여, 보수 장비(300)를 적절한 위치에 이동시킨 후 다짐 기계와 같은 장비를 작동시켜 선로를 정비한다.
이후, 재보수 시에는 별도로 위치를 측정하지 않고, 저장부(230)에 저장된 데이터를 이용하여 보수 장비(300)를 작동시킬 수 있다.
상기와 같이, 본 발명은 선로의 스파이크의 위치를 파악하여, 침목과 침목사이에서 수행하는 작업을 별도의 인원없이 자동으로 수행할 수 있도록 한다.
또한, 선로의 스파이크(22) 위치로부터 신호 연결선(21) 등과 같은 타 구조물의 위치를 파악하여, 유지보수를 할 수 있으므로, 타 구조물의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 철로의 유지보수 시 철로 상의 시설물에 대한 위치를 자동으로 정확하게 파악할 수 있어 시설물의 손상을 방지할 수 있으며, 유지보수에 필요한 인력을 현저히 줄일 수 있는 철로 스파이크 인식 장치 및 이를 구비하는 철로 유지보수 장치를 제공한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (12)

  1. 철로의 스파이크 유무를 확인하여 스파이크 유무 신호를 출력하는 스파이크 인식부;
    위치 데이터를 출력하는 위치 측정부;
    입력된 데이터를 저장하는 저장부; 및
    상기 스파이크 인식부에서 출력된 스파이크 유무 신호와, 상기 위치 측정부에서 출력된 위치 데이터를 전송받아 상기 저장부에 전송하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스파이크 인식부는,
    바닥까지 거리를 인식하는 거리 인식부; 및
    상기 거리 인식부에서 인식된 거리가 설정 값 이하로 나오면, 스파이크가 있음 신호를 출력하는 신호 출력부;
    를 포함 하는 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 거리 인식부는 레이저 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 거리 인식부는 초음파 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    GPS 수신기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    지상파 통신을 이용하여 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    이동거리를 측정하여, 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 철로 스파이크 위치 인식 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한항의 철로 스파이크 위치 인식장치를 포함하는 철로 유지보수 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    선로상의 이물질을 제거하는 이물질 제거부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철로 유지보수 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이물질 제거부는,
    압축공기를 공급하는 압축공기 공급부; 및
    상기 압축공기 공급부에서 공급된 압축공기가 선로를 향하도록 하는 노즐;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 철로 유지보수 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 이물질 제거부는,
    선로를 휩쓸도록 장착된 브러쉬;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 철로 유지보수 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 브러쉬를 회동시키는 구동모터;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철로 유지보수 장치.
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