KR20090121492A - 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 관체를 타입하기 위하여 시공대상인 초연약지반상에 타설용 장비를 운반시키며 천공작업을 진행함에 있어서, 장비의 자세를 제어하기 위한 감지신호를 출력하는 자이로센서를 구비하여, 타설용 장비가 균형을 유지한 채 작업을 진행할 수 있도록 함으로써, 타설용 장비가 초연약지반내로 점차 빠져듦에 따라 균형을 잃는 것을 미연에 방지하여, 관체가 초연약지반내에서 수직으로 타입되도록 하는 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"에 관한 것이다.

본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기는, 몸체(10)와; 일단부가 몸체(10)의 저면에 결합되는 다수의 현가기구구동기(70)에 결합되는 궤도체현가기구(20)와; 일측이 다수 궤도체현가기구(20)의 타단부에 지지되는 다수의 타설기궤도체(30)와; 다수 타설기궤도체(30)의 일측에 구비되어 타설기궤도체(30)에 대한 감지신호를 출력하는 다수의 궤도체자이로센서(40)와; 몸체(10)의 일측에 구비되어 몸체(10)에 대한 감지신호를 출력하는 몸체자이로센서(50)와; 제어기(60)를 포함하여 이루어진다.

연약지반, 타설, 천공, 관체, 매입, 자이로센서

Description

자이로센서를 구비한 초연약지반타설기{The driving machine for the damp gro und by using gyrosensor }

본 발명은, 관체를 타입하기 위하여 시공대상인 초연약지반상에 타설용 장비를 운반시키며 천공작업을 진행함에 있어서, 장비의 자세를 제어하기 위한 감지신호를 출력하는 자이로센서를 구비하여, 타설용 장비가 균형을 유지한 채 작업을 진행할 수 있도록 함으로써, 타설용 장비가 초연약지반내로 점차 빠져듦에 따라 균형을 잃는 것을 미연에 방지하여, 관체가 초연약지반내에서 수직으로 타입되도록 하는 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"에 관한 것이다.

통상적으로, 연약지반이란 수분의 함유량이 높아 건조물의 기초로서 충분한 지지력이 없는 지반을 말하는데, 낮은 평야지대·삼각주·골짜기 등을 형성하는 새로운 충적지에 많이 존재하는바, 이와 같은 지반에 직접 건조물을 지으면 지반이 파괴되거나 큰 압밀침하가 발생하므로, 연약지반에 건축을 할 경우에는 연약지반을 강화하기 위한 작업이 반드시 선행되어야 한다.

이에 따라, 일반적으로 연약지반의 강화작업으로는 약액주입공법, 기계적 혼 합공법, 그리드 공법, 파일 또는 유공관 등의 관체 타입공법 등이 있으나, 연약지반을 강화하기 위해서는 무엇보다 지반 내에서 발생하는 수분의 배출을 원활히 할 수 있어야 하는바, 천공되어있는 중공형의 관체인 유공관을 이용하여 지반 내의 수분을 유입 및 배출하는 유공관 타입공법이 효과와 비용적인 측면에서 많이 활용되고 있다.

여기서, 유공관을 비롯한 파일 등의 관체 타입공법은 일반적으로 대상지역을 일정 간격의 격자 구조로 나누고, 각 교차점 마다 관체를 타입함으로써 연약지반의 수분이 원활히 배출될 수 있도록 하는 것인데, 이를 위해서는 관체 타입지점을 사전에 표시해 놓아야 하고 항타크레인인 타입장치가 해당 지점을 따라가며 관체를 타입한다.

상기 항타크레인은 관체가 타입될 지점에서 진입측 말단부에 지반의 저항을 최소화하고 토양의 유입을 막을 수 있는 쵸킹 구조물을 포함하는 중공형 강관을 타설하고, 그 강관의 내부에 관체를 위치시켜 타입한 후, 상기 쵸킹구조물을 제외한 나머지 강관 부분만을 들어올려 제거함으로써 관체의 타입을 완성하게 된다.

도 1은 종래의 관체타입장치를 도시한 개략도이다.

도시한 바와 같이, 현장타설 말뚝을 시공할 지반(2)에 타설용 장비(1)를 운반시켜 놓아 천공준비를 하게 되며, 이러한 타설용 장비(1)는 통상적으로 지반(2)을 천공할 수 있도록 붐(1a)이 장착된 크레인을 이용하는바, 상기 붐(1a)에는 스크류 구동장치(3)가 장착되어 있으며, 스크류 구동장치(3)의 하단에는 천공용 스크류(4)가 연결되어 있다.

여기서, 상기 천공용 스크류(4)는 내부에 중공이 형성된 것을 이용하거나, 통상의 천공용 스크류(4)를 이용할 수도 있다.

이때, 상기 천공용 스크류(4)는 케이싱(3a) 내측에 위치하도록 하여,천공용 스크류(4)를 지반(2)에 관입시킬 때 함께 케이싱(3a)이 지반에 관입될 수 있도록 하는데, 이에 상기 케이싱(3a)은 스크류 구동장치(3)의 하단에 설치되도록 한다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 관체타입장치(6)는, 무한궤도체(5)인 한 쌍의 캐터필러(caterpillar)가 작동되면서 연약지반의 지표면을 따라 진행해 나갈 때에, 특히 초연약지반의 지표면을 지나는 과정에서 상기 무한궤도체(5)가 초연약지반내로 빠져드는 경우에는 관체타입장치(6)가 균형을 잃게 되어 기울어짐으로써, 수직상의 타설이 곤란하게 되는바, 초연약지반내에 타입되는 관체들이 각각 수직을 이루지 못하게 되는 등 원활한 관체타입이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은, 관체를 타입하기 위하여 시공대상인 초연약지반상에 타설용 장비를 운반시키며 천공작업을 진행함에 있어서, 장비의 자세를 제어하기 위한 감지신호를 출력하는 자이로센서를 구비하여, 타설용 장비가 균형을 유지한 채 작업을 진행할 수 있도록 함으로써, 타설용 장비가 초연약지반내로 점차 빠져듦에 따라 균형을 잃는 것을 미연에 방지하여, 수직상의 타설이 가능함에 따라 관체가 초연약지반내에서 수직으로 타입되도록 하는 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은, 다수 타설기궤도체의 일측에 각각 구비되어 타설기궤도체의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 다수의 궤도체자이로센서와; 상기 몸체의 일측에 구비되어 몸체의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 몸체자이로센서와; 상기 다수의 궤도체자이로센서와 몸체자이로센서로부터 입력받은 감지신호를 처리하여 제어신호를 출력하는 제어기를 구비하여, 상기 궤도체자이로센서와 몸체자이로센서로부터 입력받은 타설기의 자세에 관한 감지신호를 연산처리하여 다수의 현가기구구동기가 작동되도록 함으로써 달성된다.

본 발명 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"에 따르면, 관체를 타입하기 위하여 시공대상인 초연약지반상에 타설기를 운반시키며 천공작업을 진행함에 있어서, 타설기가 초연약지반내로 점차 빠져듦에 따라 균형을 잃는 것을 미연에 방지하여, 수직상의 타설이 가능함에 따라 관체가 초연약지반내에서 수직으로 타입되도록 하는 이점이 있다.

본 발명 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"는, 초연약지반 지표면을 이동하는 타설기의 몸체와; 일단부가 상기 몸체의 저면에 결합되는 다수의 현가기구구동기에 결합되는 궤도체현가기구와; 일측이 상기 다수 궤도체현가기구의 타단부에 각각 지지되는 다수의 타설기궤도체와; 상기 다수 타설기궤도체의 일측에 각각 구비되어 타설기궤도체의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 다수의 궤도체자이로센서와; 상기 몸체의 일측에 구비되어 몸체의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 몸체자이로센서와; 상기 다수의 궤도체자이로센서와 몸체자이로센서로부터 입력받은 감지신호를 처리하여 제어신호를 출력하는 제어기를 포함하여 이루어진다.

본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "몸체"는, 초연약지반 지표면을 이동하는 타설기의 외관을 이루는 구성요소로서, 전방에는 붐이 장착된 크레인이 구비되는바, 상기 붐에는 스크류 구동장치가 장착되어 있으며, 스크류 구동장치의 하단에는 천공용 스크류가 연결되고, 저면에는 좌ㆍ우 각각 2개씩 총 4개의 타설기궤도체가 결합되도록 구성된다.

그리고, 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "타설기궤도체"는, 본 발명의 타설기가 초연약지반의 지표면을 이동하는데 구동력을 부여하는 구성요소인바, 일측이 상기 다수 궤도체현가기구의 타단부에 각각 지지되는 것으로서, 4개의 타설기궤도체가 초연약지반의 지표면상에서 각각 독립적으로 자세를 취하게 되는데, 상기 지반의 상황에 따라 각 타설기궤도체의 높낮이 및 지평면에 대하여 이루는 경사각도가 상호 다르게 이루어짐으로써, 초연약지반타설기의 자세가 균형을 이루도록 하는 장치를 필요로 하게 된다.

특히, 상기 다수의 타설기궤도체는, 각각 부력체인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "궤도체현가기구"는, 일단부가 상기 몸체의 저면에 결합되는 다수의 현가기구구동기에 결합되어서, 상기 각 타설기궤도체의 높낮이 및 지평면에 대하여 이루는 경사각도가 상호 다르게 이루어짐에 따라, 그 전장 및 경사각이 각각 다르게 이루어지는바, 이는 상기 현가기구구동기의 작동에 따라서 초연약지반타설기의 자세가 균형을 이루도록, 각각 제어기의 제어신호에 따라서 작동하게 된다.

그리고, 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "궤도체자이로센서"는, 상기 다수 타설기궤도체의 일측에 각각 구비되어 타설기궤도체의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하여 제어기로 입력되도록 하는 구성요소서, 궤도체현가기구의 전장 및 경사각을 제어함으로써, 초연약지반타설기의 자세가 균형을 이루도록 하기 위하여, 각각 타설기궤도체에 관련한 감지신호를 출력하도록 구 성된다.

또한, 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "몸체자이로센서"는, 상기 몸체의 일측에 구비되어 몸체의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하여 제어기로 입력되도록 하는 구성요소서, 몸체의 높낮이 및 지평면에 대하여 이루는 경사각도를 제어함으로써, 초연약지반타설기의 자세가 균형을 이루도록 하기 위하여, 몸체에 관련한 감지신호를 출력하도록 구성된다.

그리고, 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "제어기"는, 상기 다수의 궤도체자이로센서와 몸체자이로센서로부터 입력받은 감지신호를 처리하여 제어신호를 출력함으로써, 제어기에서 출력하는 제어신호에 따라 상기 다수의 현가기구구동기가 작동되도록 하는바, 현가기구구동기의 작동에 따라서 궤도체현가기구가 작동되어, 연약지반내에서의 수시로 변화하여는 초연약지반타설기의 자세를 정밀하게 보정하여, 관체가 초연약지반내에서 수직으로 타입되도록 구성된다.

또한, 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 "현가기구구동기"는, 상기 몸체의 저면에 결합되는 구성요소인바, 상기 제어기의 제어에 따라서 궤도체현가기구의 전장 및 기울기가 변화된다.

이하, 본 발명에 따른 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 주요구성을 도시한 블럭도이고, 도 3은 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 외형를 도시한 사시도미며, 도 4는 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 외형를 도시한 배면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"는, 초연약지반(200) 지표면을 이동하는 타설기(100)의 몸체(10)와; 일단부가 상기 몸체(10)의 저면에 결합되는 다수의 현가기구구동기(70)에 결합되는 궤도체현가기구(20)와; 일측이 상기 다수 궤도체현가기구(20)의 타단부에 각각 지지되는 다수의 타설기궤도체(30)와; 상기 다수 타설기궤도체(30)의 일측에 각각 구비되어 타설기궤도체(30)의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 다수의 궤도체자이로센서(40)와; 상기 몸체(10)의 일측에 구비되어 몸체(10)의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 몸체자이로센서(50)와; 상기 다수의 궤도체자이로센서(40)와 몸체자이로센서(50)로부터 입력받은 감지신호를 처리하여 제어신호를 출력하는 제어기(60)를 포함하여 이루어진 것으로서, 상기 제어기(60)에서 출력하는 제어신호에 따라 상기 다수의 현가기구구동기(70)가 작동되도록 하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 다수의 타설기궤도체(30)는, 각각 부력체인 것을 특징으로 한다.

그리고, 도 5는 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기가 초연약지반위를 진행하는 것을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기가 초연약지반위를 진행하는 것을 도시한 배면도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"(100)가 초연약지반(200)의 지표면을 주행함에 있어, 지반상태에 따라서 특정의 타설기궤도체(30)는 갑자기 연약지반내로 빠져들려고 하고, 다른 타설기궤도체(30)는 자세를 유지한 상태로 놓여질 때가 있게 되는바, 이때 갑자기 연약지반내로 빠져들려고 하는 타설기궤도체(30) 일측에 구비된 궤도체자이로센서(40)가 타설기궤도체(30)의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는바, 상기 궤도체자이로센서(40)의 감지신호 및 몸체(10)의 일측에 구비된 몸체자이로센서(50)가 몸체(10)의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 제어기(60)로 출력하여 이를 연산처리하게 된다.

이때, 상기 제어기(60)의 연산처리 결과에 따라 출력되는 제어신호에 따라서, 상기 다수의 현가기구구동기(70)가 작동됨으로써, 궤도체현가기구(20)의 전장 및 기울기가 변경ㆍ보정되어, 본 발명 "자이로센서를 구비한 초연약지반타설기"의 자세가 균형을 유지토록 함으로써, 관체가 초연약지반내에서 수직으로 타입되게 된다.

도 1은 종래의 관체타입장치를 도시한 개략도.

도 2는 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 주요구성을 도시한 블럭도.

도 3은 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 외형를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기의 외형를 도시한 배면도.

도 5는 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기가 초연약지반위를 진행하는 것을 도시한 사시도.

도 6은 본 발명 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기가 초연약지반위를 진행하는 것을 도시한 배면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 몸체 20 : 궤도체현가기구

30 : 타설기궤도체 40 : 궤도체자이로센서

50 : 몸체자이로센서 60 : 제어기

70 : 현가기구구동기

Claims (5)

1. 초연약지반(200) 내에서 관체를 매입하는 타설기(100)로서,

   초연약지반(200) 지표면을 이동하는 타설기(100)의 몸체(10)와;

   일단부가 상기 몸체(10)의 저면에 결합되는 다수의 현가기구구동기(70)에 결합되는 궤도체현가기구(20)와;

   일측이 상기 다수 궤도체현가기구(20)의 타단부에 각각 지지되는 다수의 타설기궤도체(30)와;

   상기 다수 타설기궤도체(30)의 일측에 각각 구비되어 타설기궤도체(30)의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 다수의 궤도체자이로센서(40)와;

   상기 몸체(10)의 일측에 구비되어 몸체(10)의 운동방향 및 가속도에 대한 감지신호를 출력하는 몸체자이로센서(50)와;

   상기 다수의 궤도체자이로센서(40)와 몸체자이로센서(50)로부터 입력받은 감지신호를 처리하여 제어신호를 출력하는 제어기(60)를 포함하여 이루어진 것으로서,

   상기 제어기(60)에서 출력하는 제어신호에 따라 상기 다수의 현가기구구동기(70)가 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 타설기궤도체(30)는, 타설기(100)의 몸체(10) 저면 좌ㆍ우 양측에 각각 전ㆍ후로 구비되는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어기(60)는, 다수의 궤도체자이로센서(40)와 몸체자이로센서(50)로부터 입력받은 감지신호와; 제어신호에 근거하여 작동된 다수의 현가기구구동기(70)가 작동됨에 따라 궤도체자이로센서(40)와 몸체자이로센서(50)로부터 입력받은 변경된 감지신호를 비교ㆍ연산처리하여 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제어기(60)의 제어에 따라서 초연약지반(200) 지표면을 이동하는 타설기(100)의 자세가 균형을 이루어, 초연약지반(200) 내에서 수직으로 관체매입이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 다수의 타설기궤도체(30)는, 각각 부력체인 것을 특징으로 하는 자이로센서를 구비한 초연약지반타설기.

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