KR20100090390A

KR20100090390A - 지중 천공 수직 및 수평〔직선〕굴착방향 감지장치

Info

Publication number: KR20100090390A
Application number: KR1020090009630A
Authority: KR
Inventors: 신분선; 박영환
Original assignee: 신분선; 박영환
Priority date: 2009-02-06
Filing date: 2009-02-06
Publication date: 2010-08-16
Also published as: KR101076928B1

Abstract

본 발명은 지중 천공 수직 및 수평(직선) 굴착방향 감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착에 사용되는 굴착용 로드(rod)가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지함에 있어서, 상기 로드의 굴착 방향을 실시간으로 감지 가능함은 물론, 정밀한 굴착 방향의 감지를 가능하게 하는 굴착방향 감지장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치는, 굴착에 사용되는 중공관 형상의 로드의 전단부 내측 중심에 고정되며, 상기 로드의 후단부를 향해 고 지향성의 빛을 조사하는 발광부와, 상기 로드의 후단부에 형성된 개구부에 접하여 설치되며, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 수광부 및 상기 수광된 빛이 상기 수광부의 중심부에 조사되었는지 또는 상기 중심부를 벗어난 위치에 조사되었는지 확인하여, 상기 로드가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지하는 굴착방향 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

지반, 굴착, 방향, 로드, 발광부, 수광부, 굴착방향 감지부

Description

지중 천공 수직 및 수평〔직선〕굴착방향 감지장치{Estimation apparatus of excavating direction}

본 발명은 굴착방향 감지장치에 관한 것으로, 특히 굴착에 사용되는 굴착용 로드(rod)가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지함에 있어서, 상기 로드의 굴착 방향을 실시간 감지 가능함은 물론, 정밀한 굴착 방향의 감지를 가능하게 하는 굴착방향 감지장치에 관한 것이다.

지반천공은 말뚝기초의 시공, 지하 구조물 시공을 위한 토류벽 가설 또는 연약지반 개량을 위한 압밀촉진 등의 목적으로 지반에 수직한 방향의 굴착공을 형성하는 것으로서, 지반의 특성이나 소요심도에 따라서 다양한 장비와 공법이 적용된다.

이러한 다양한 지반천공 유형 중에서, 말뚝기초의 시공을 위한 지반천공이 그 대표적인 것이라 할 수 있으며, 말뚝기초는 선단지지력과 주면(柱面)마찰력에 의해 말뚝상부 구조물의 하중이나 지하수로 인한 지중구조물의 부압(浮壓)에 저항 할 수 있도록 시공된다.

따라서, 말뚝기초용 지반천공을 시공시에는 암반층 이상의 굴착심도를 갖도록 하는 등 소정 깊이 이상의 충분한 굴착심도를 갖도록 함은 물론, 지반천공이 지반에 대해 수직하게 이루어질 수 있도록 하여야 한다.

즉, 일 예로, 도 1과 같은 지반의 천공 및 현장타설말뚝의 시공과정에서는, 케이싱(Casing)(30)을 관입시키며 토사굴착장비(21)로 토사층(11)을 굴착하여 암반층(12)에 도달하면, 상기 토사굴착장비(21)를 인발하고 암반굴착비트(22)를 케이싱(30) 내부로 진입시켜 암반층(12)을 설계심도까지 굴착한다. 그리고, 굴착공 내부로 철근(31)을 삽입한 후 트레미관(32)을 통하여 콘크리트(33)를 타설하면서 케이싱(30)을 인발함으로써 현장타설말뚝을 완성한다.

또한, 다른 예로, 도 2와 같은 지반의 천공 및 현장타설말뚝의 시공과정에서는, 외부 케이싱(30)을 관입시키며 토사굴착장비(21)로 외부 케이싱(30) 내부의 토사를 굴착하여 토사층(11)에 굴착공을 형성하고, 암반층(12) 상부면까지 굴착이 완료되면 외부 케이싱(30)은 남겨둔 채 토사굴착장비(21)를 인발한다. 그리고, 외부 케이싱(30) 내부에 내부 케이싱(40)을 관입하고 그 내부 케이싱(40) 내부로 소형암반굴착비트(23)를 진입시켜 암반층(12)을 굴착하되, 암반층(12)의 최종 굴착계획 직경의 20% 내지 50%의 직경으로 굴착한다. 그리고, 내부 케이싱(40)을 인발한 다음 케이싱(30) 내부로 암반층(12)의 최종 굴착계획 직경에 해당하는 암반굴착장비(22)를 진입시켜 설계심도까지 암반층(12)을 굴착한다.

한편, 도 1과 같은 시공을 수행함에 있어서, 암반굴착비트(22) 및 상기 암반 굴착비트(22)의 상부에 결합되어 암반굴착비트(22)를 회전 및 압입시키는 로드(rod)로 이루어진 굴착장비는, 그 전체가 지반에 대해 수직한 방향으로 진행하며 굴착을 함으로써, 차후 굴착공에 삽입되는 현장타설말뚝 등도 지반에 대해 수직한 방향으로 고정될 수 있어야 한다.

그러나, 실제 현장에서 굴착장비를 이용해 굴착공을 시공시, 암반굴착비트(22) 및 적어도 하나 이상의 로드들로 이루어진 상기 굴착장비는, 그 전체가 지반에 대해 수직한 방향으로 굴착 하지 못하는 경우가 빈번히 발생하고 있는데, 이는 암반의 절리나 불연속면를 비롯한 그외 다양한 원인에 기인한다.

따라서, 굴착장비가 지반에 대해 수직한 방향으로 진행하면서 굴착을 하고 있는지 확인하여, 만약 수직한 방향으로 굴착이 이루어지고 있지 않다면, 신속히 그에 대한 보정을 수행할 수 있도록 하여야 함에도 불구하고, 종래에는 굴착장비의 굴착 방향을 실시간 감시할 수 있는 수단을 제공하고 있지 않았다는 문제점이 있었다.

또한, 도 2와 같이 내부 케이싱(40)을 구비하여 최종 굴착계획 직경의 20% 내지 50%의 직경으로 예비 굴착 후에 다시 최종 굴착계획의 직경으로 굴착하는 본 굴착을 수행하면, 굴착장비가 지반에 대해 수직하게 굴착되지 않는 것을 어느 정도는 방지할 수 있다.

그러나, 이러한 경우에도 굴착장비가 지반에 대해 수직하게 굴착되지 않는 경우를 완전히 방지할 수는 없으므로, 근본적으로는 굴착장비의 굴착 방향을 실시간 감시하여 그를 보정할 수 있어야 함에도 불구하고 그러한 수단을 제공하고 있지 않았다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 굴착에 사용되는 굴착용 로드가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지함에 있어서, 상기 로드의 굴착 방향을 실시간 감지 가능함은 물론, 정밀한 굴착 방향의 감지를 가능하게 하는 굴착방향 감지장치를 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치는, 굴착에 사용되는 중공관 형상의 로드의 전단부 내측 중심에 고정되며, 상기 로드의 후단부를 향해 고 지향성의 빛을 조사하는 발광부와; 상기 로드의 후단부에 형성된 개구부에 접하여 설치되며, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 수광부; 및 상기 수광된 빛이 상기 수광부의 중심부에 조사되었는지 또는 상기 중심부를 벗어난 위치에 조사되었는지 확인하여, 상기 로드가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지하는 굴착방향 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 발광부는, 상기 빛을 조사하는 고 지향성의 발광소자와; 상기 발광소자에 전원을 공급하는 배터리와; 상기 로드의 내측 벽면에 고정되는 고정 프레임; 및 일단은 상기 고정 프레임에 고정되고 타단은 상기 발광소자 및 배터리를 고 정 및 지지하는 지지 프레임;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배터리는, 충전이 가능한 2차 전지이며, 상기 배터리의 충전 단자는 상기 로드의 일측에 형성된 개폐부를 통해 외부로 인출 가능한 것이 바람직하다.

또한, 상기 수광부는, 격자 형상으로 배치된 복수개의 수광 셀들로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수광부는, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하여 촬상하는 CCD 카메라인 것을 특징으로 하는 굴착 방향 감지장치.

또한, 굴착방향 감지부는, 일정 시간 간격마다 수광된 빛의 위치를 각각 확인하여 상기 확인된 각 빛의 위치들의 표준편차를 구하는 표준편차 계산부와; 상기 표준편차 계산부에서 계산된 표준편차를 이용하여 상기 굴착방향을 감지하는 방향 감지부; 및 상기 빛의 위치를 확인한 시간 또는 상기 표준편차를 계산한 시간을 표시하는 타이머; 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 굴착방향 감지장치는 굴착에 사용되는 굴착용 로드가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지함에 있어서, 상기 로드의 굴착 방향을 실시간 감지 가능함은 물론, 정밀한 굴착 방향의 감지를 가능하게 한다. 따라서, 신속한 보정을 통해 굴착 방향이 수직하게 이루어질 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 굴착방향 감지장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 설치 상태를 나타낸 설치 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 발광부를 나타낸 정단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 발광부를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 수광부를 나타낸 구성도이며, 도 7은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 굴착방향 감지부를 나타낸 구성도이다.

먼저, 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치는, 지반을 천공하는 중공관 형상의 로드(rod, 10)의 전단부(즉, 굴착 진행 방향 측) 내측 중심에 고정되며, 로드(10)의 후단부를 향해 고 지향성의 빛을 조사하는 발광부(110)와, 로드(10)의 후단부(즉, 굴착 진행 방향의 반대 방향 측)에 형성된 개구부(미도시)에 접하여 설치되며, 발광부(110)에서 발광된 빛을 수광하는 수광부(120) 및 유·무선을 통해 상기 수광부(120)와 연결되며 이동차량 등에 설치된 굴착방향 감지부(130)를 포함한다.

따라서, 발광부(110)에서 발광된 고 지향성의 빛이 로드(10) 내부에 형성된 중공부를 따라 수광부(120)까지 조사되고, 이때 굴착방향 감지부(130)는 수광된 빛이 수광부(120)의 중심부에 조사되었는지 또는 상기 중심부를 벗어난 위치에 조사되었는지를 확인함으로써 로드(10)가 수직한 방향으로 진행하면서 지반을 굴착하고 있는지를 감지할 수 있게 한다.

이를 위해, 발광부(110)는 서로 연결된 복수개의 로드(10a 내지 10c) 중 가장 하측에 위치한 로드(10a)의 하부(즉, 로드의 전단부)에 설치되며, 도 4 및 도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이, 고 지향성의 빛을 조사하는 발광소자(112)와, 상기 발광소자(112)에 전원을 공급하는 배터리(113)와, 당해 발광부(110)를 로드(10)의 내측에 고정되도록 하는 고정 프레임(111a) 및 상기 발광소자(112)와 배터리(113)를 지지하기 위한 지지 프레임(111b)을 포함한다.

발광소자(112)는 고 지향성의 빛(혹은, 레이저 등)을 조사하도록 녹색 LED(Light Emitted Diode), 적색 LED 또는 레이저 포인터 등이 사용될 수 있으며, 소켓(socket) 등을 통해 지지 프레임(111b)에 결합됨으로써 로드(10)의 내측 중심에 고정되되, 상술한 바와 같이 로드(10)의 후단부를 향해 빛을 조사할 수 있도록 지지 프레임(111b)의 상부면에 설치된다.

배터리(113)는 발광소자(112)에 전원을 공급할 수 있도록 상기 발광소자(112)와 전기적으로 연결되어 있으며, 설치 공간의 효율적인 사용 및 장치 사이즈의 감소를 위해 지지 프레임(111b)의 하부면에 설치된다.

뿐만 아니라, 배터리(113)는 재충전을 통해 계속해서 발광소자(112)에 전원을 공급할 수 있도록 2차 전지로 이루어져 있으며, 그 충전에 사용되는 충전 단자(114)는 로드(10)의 일측에 형성된 개폐부를 통해 외부로 인출 될 수 있도록 구성된다.

로드(10)에 형성된 개폐부는 당해 로드(10)의 일측에 형성된 단자 인출공(H2) 및 상기 단자 인출공(H2)에 나사 결합 가능한 캡(cap, C) 및 상기 캡(C)에 설치되어 로드(10) 내부로 토사 등 각종의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 오링(O-ring, R) 등으로 이루어지나, 이에 한정하는 것은 아니다.

따라서, 지반을 굴착시에는 충전된 배터리(113)에 의해 발광소자(112)에 전원을 공급할 수 있도록 하고, 지반 굴착이 완료되어 로드(10)가 지반으로부터 인발된 경우에는 캡(C)을 제거하고 충전 단자(114)를 통해 배터리(113)를 재충전할 수 있게 한다.

지지 프레임(111b)은 발광소사(112) 및 배터리(113)를 고정 및 지지할 수 있도록, 일단에는 상기 고정 프레임(111a)이 결합되고 타단에는 발광소자(112) 및 배터리(113)가 결합된다.

이러한 구성의 일 예로서, 지지 프레임(111b)은 도 5와 같이 십자 형상으로 이루어진 복수개의 암(arm)들로 이루어질 수 있으며, 지지 프레임(111b)이 십자 형상의 암으로 이루어지면 발광소자(112) 및 배터리(113)를 지지함은 물론 그 암들 사이의 빈 공간을 통해 공지된 바와 같이 토사 제거 등을 위한 압축 공기가 공급될 수도 있게 한다.

고정 프레임(111a)은 당해 발광부(110)가 로드(10)의 내측에 고정될 수 있도록 하는 것으로, 일 예로 로드(10)의 내주면과 일치하는 원통 형상으로 이루어져 있어서, 로드(10)의 내주면과 고정 프레임(111a)의 외주면이 서로 접촉된 상태에서 결합공(H1, H2)을 통해 볼트(B) 체결됨으로써 고정 프레임(111a)이 로드(10)의 내 측에 견고히 고정된다.

한편, 수광부(120)는 로드(10)의 후단부(즉, 최상부에 위치한 로드(10c)의 상단)에 형성된 개구부에 접하여 설치되어 상기 발광부(110)에서 발광된 고 지향성의 빛을 수광하는 것으로, 적어도 로드(10)의 개구 면적 이상의 면적을 갖도록 이루어 있어서, 굴착이 지반에 대해 수직하게 이루어지고 있는 경우에는 당해 수광부(120)의 중심부에서 빛을 수광하고, 그 이외에는 수광부(120)의 중심을 벗어난 부분에서 빛을 수광할 수 있게 한다.

특히, 이상과 같이 빛을 수광할 수 있도록, 수광부(120)는 도 6을 통해 알 수 있는 바와 같이 격자 형상으로 배치된 복수개의 수광 셀(121)들로 이루어져 있는 것이 바람직하며, 그에 따라 허용 오차 범위(122) 이내에 위치한 수광 셀(121)에서 빛을 수광한 경우에만 지반에 수직하게 굴착이 이루어지고 있는 것으로 감지할 수 있게 한다.

단, 도 3에서는 수광부(120)가 로드(10)의 후단부에 형성된 개구부에 연통하여 설치됨으로써, 해당 로드(10) 내부에 압축 공기를 공급하는 콤프레서(12)에 설치된 것을 일 예로 들었다.

그러나, 이상과 같은 위치에 수광부(120)가 설치된 것을 예로 든 것은, 본 발명이 기동유닛(11)에 의해 로드(10)가 회전 및 압입됨에 따라 암반굴착비트(22) 역시 회전 및 압입되면서 암반을 굴착하고, 이때 콤프레서(12)가 로드(10) 내부에 압축 공기를 공급하는 장비에 적용된 것을 예로 들었기 때문이다.

따라서, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며, 로드(10) 후단부의 개구부 측에 설치되어 빛을 수광할 수만 있으면 수광부(120)는 어떠한 위치에도 설치될 수 있음은 자명할 것이다.

물론, 수광부(120)는, 상술한 바와 같이 격자 형상으로 배치된 복수개의 수광 셀(121)들로 이루어진 수광부(120) 이외에, 상기 발광부(110)에서 발광된 빛을 수광하여 촬상하는 CCD(charge-coupled device) 카메라를 사용할 수도 있으며, 이와 같이 수광부(120)로서 CCD 카메라를 사용하는 경우에는 당해 CCD 카메라에서 촬상된 빛의 위치(즉, 카메라 렌즈의 중심측 혹은 그 외측)를 이용하여 이상과 같이 지반에 대해 수직하게 굴착이 이루어지고 있는지의 여부를 감지할 수 있을 것이다.

굴착방향 감지부(130)는 수광부(120)에 수광된 빛의 위치를 확인하여 굴착이 지반에 대해 수직한 방향으로 진행되고 있는지를 감지하는 것으로, 상기 수광 위치에 대한 정보를 입력받도록 유·무선을 통해 수광부(120)와 연결되어 있으며, 그 감지 결과를 용이하게 확인 가능하도록 이동차량에 설치되는 것이 바람직하다.

따라서, 굴착방향 감지부(130)는 수광된 빛이 수광부(120)의 중심부에 조사되었는지 또는 상기 중심부를 벗어난 위치에 조사되었는지를 확인하여 로드(10)가 지반에 대해 수직한 방향으로 진행하면서 굴착하고 있는지를 감지할 수 있게 한다.

단, 굴착방향 감지부(130)는 일정 시간 간격마다 수광된 빛의 위치를 각각 확인하여 상기 확인된 각 빛의 위치들의 표준편차를 구하는 표준편차 계산부(미도시)와, 상기 표준편차 계산부에서 계산된 표준편차를 이용하여 굴착방향을 감지하 는 방향 감지부(미도시) 및 상기 빛의 위치를 확인한 시간 또는 상기 표준편차를 계산한 시간 등을 표시하는 타이머(미도시)를 구비하여, 도 7을 통해 알 수 있는 바와 같이 표준편차(131)와 방향(132) 및 측정시간(133) 정보를 제공할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 표준편차 계산부를 통해 지반에 대해 수직한 방향으로 굴착이 이루어지고 있지 않는 것으로 감지되면 작업자에게 경보할 수 있는 경보 표시등(134) 및 굴착각을 감지하는데 필요한 각종의 파라미터(parameter)를 설정하는 사용자 키(user key, 135) 등도 포함하는 것이 바람직할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 적용예에 대해 설명하도록 한다.

도 8은 지반에 대해 수직하지 않게 굴착된 일 예를 나타낸 도이고, 도 9는 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치가 지반에 대해 수직하지 않게 굴착된 경우를 감지한 것을 나타낸 도이다.

도 8과 같이, 지반 굴착이 목표굴착방향(일점쇄선으로 표시됨)인 지반에 대해 수직한 방향으로 굴착되어야 함에도 불구하고, 실제굴착방향(점선은 실제굴착기의 중심부 방향을 표시하고, 이점쇄선은 실제굴착기를 나타냄)은 소정각도(θ) 좌측으로 편중되어 굴착된 경우, 로드(10) 전단부에 설치된 발광부(110)에서 조사된 고 지향성의 빛이 수광부(120) 중 그 중심점(O)을 기준으로 하여 우측으로 편중된 부분에 수광되고, 이때 그 편차는 오거 햄머(ouger hammer) 등과 같은 암반굴착장비(23) 및 로드(10)로 이루어진 굴착 장비가 굴착을 진행할수록 더욱더 커진다.

따라서, 도 9와 같이, 지표면으로부터 지하로 굴착이 진행될 수록 점점 더 수광부(120) 중 중심점(O)을 기준으로 하여 우측으로 편중된 부분의 수광 셀(121)에 빛이 수광되고, 그에 따라 굴착방향 감지부(130)는 굴착이 좌측으로 편중되어 이루어지고 있음을 감지하여 작업자에게 알리고, 작업자는 굴착 장비를 인발하였다가 보정된 각도로 다시 굴착을 하는 등 적절한 조치를 취할 수 있게 한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

예컨대, 이상에서는 지표면에 대해 수직한 방향으로 굴착 작업을 수행하는 경우를 일 예로 들어 설명하였다. 그러나, 도 10과 같이 고속도로 개통 등을 위해 산(mountain)을 관통하는 굴착 작업을 하는 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음은 당업자 수준에서 자명할 것이며, 이러한 경우에 있어서의 지표면에 대해 '수평한 방향'의 굴착은 지표면에 대해 '수직한 방향'의 굴착과 서로 대등한 개념의 것임은 자명할 것이다.

즉, 지표면에 수직한 방향으로 굴착을 진행하는 로드를 90° 기울여 지표면에 대해 수평한 방향으로 굴착을 진행하는 경우에도 본 발명이 적용될 수 있음은 자명할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명은 굴착에 사용되는 굴착용 로드가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지함에 있어서, 상기 로드의 굴착 방향을 실시간 감지 가능함은 물론, 정밀한 굴착 방향의 감지를 가능하게 한다. 따라서, 각종 건축물의 견고한 시공이 가능하게 하여, 인적 및 물적 피해의 발생을 방지할 수 있게 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 지반 굴착 방법을 나타낸 제1실시도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 지반 굴착 방법을 나타낸 제2실시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 설치 상태를 나타낸 설치 상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 발광부를 나타낸 정단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 발광부를 나타낸 평면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 수광부를 나타낸 구성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치의 굴착방향 감지부를 나타낸 구성도이다.

도 8은 지반에 대해 수직하지 않게 굴착된 일 예를 나타낸 도이다.

도 9는 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치가 지반에 대해 수직하지 않게 굴착된 경우를 감지한 것을 나타낸 도이다.

도 10은 본 발명에 따른 굴착방향 감지장치를 터널 등 공사에 이용하기 위해 수평한 방향으로 굴착 작업을 수행하는 경우를 나타낸 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 발광부 111a: 고정 프레임

111b: 지지 프레임 112: 발광소자

113: 배터리 114: 충전 단자

120: 수광부 121: 수광 셀

122: 허용 오차 범위 130: 굴착방향 감지부

Claims

굴착에 사용되는 중공관 형상의 로드(rod)의 전단부 내측 중심에 고정되며, 상기 로드의 후단부를 향해 고 지향성의 빛을 조사하는 발광부와;

상기 로드의 후단부에 형성된 개구부에 접하여 설치되며, 상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하는 수광부; 및

상기 수광된 빛이 상기 수광부의 중심부에 조사되었는지 또는 상기 중심부를 벗어난 위치에 조사되었는지 확인하여, 상기 로드가 수직한 방향으로 굴착하고 있는지를 감지하는 굴착방향 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착방향 감지장치.
제1항에 있어서,

상기 발광부는,

상기 빛을 조사하는 고 지향성의 발광소자와;

상기 발광소자에 전원을 공급하는 배터리와;

상기 로드의 내측 벽면에 고정되는 고정 프레임; 및

일단은 상기 고정 프레임에 고정되고 타단은 상기 발광소자 및 배터리를 고정 및 지지하는 지지 프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착 방향 감지장치.
제2항에 있어서,

상기 배터리는,

충전이 가능한 2차 전지이며, 상기 배터리의 충전 단자는 상기 로드의 일측에 형성된 개폐부를 통해 외부로 인출 가능한 것을 특징으로 하는 굴착 방향 감지장치.
제1항에 있어서,

상기 수광부는,

격자 형상으로 배치된 복수개의 수광 셀들로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 굴착 방향 감지장치.
제1항에 있어서,

상기 수광부는,

상기 발광부에서 발광된 빛을 수광하여 촬상하는 CCD(charge-coupled device) 카메라인 것을 특징으로 하는 굴착 방향 감지장치.
제1항에 있어서,

굴착방향 감지부는,

일정 시간 간격마다 수광된 빛의 위치를 각각 확인하여 상기 확인된 각 빛의 위치들의 표준편차를 구하는 표준편차 계산부와;

상기 표준편차 계산부에서 계산된 표준편차를 이용하여 상기 굴착방향을 감 지하는 방향 감지부; 및

상기 빛의 위치를 확인한 시간 또는 상기 표준편차를 계산한 시간을 표시하는 타이머; 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착 방향 감지장치.