KR20120054392A - 레일의 계측 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레일의 계측 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 레일의 측면을 따라 이동하고, 타겟이 설치되는 주행장치와, 주행장치의 타겟을 측정하는 광파기를 구비하는 측정장치를 포함하되, 주행장치는, 레일의 측면을 따라 주행할 수 있는 주행대차와, 주행대차에 설치되며, 주행대차를 레일에 밀착시키는 마그네트와, 주행대차에 설치되며 타겟을 고정하는 타겟지그를 포함하고, 타겟은 타겟지그에 광파기와 대응하는 방향으로 적어도 3개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치를 제공할 수 있다.

Description

레일의 계측 장치{APPARATUS FOR MEASURING RAIL}

본 발명은 레일의 계측 장치에 관한 것이다.

드릴쉽(drillship)의 데릭(derrick)에는 시추 파이프를 직선으로 내리기 위한 가이드레일(guide rail)이 마련된다.

도 1은 종래의 드릴쉽에 설치된 가이드레일을 도시한 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레일(1)은 드릴쉽의 데크상에 설치된 데릭(2)에 수직되게 다수로 설치됨으로써 시추를 위한 파이프의 하강을 가이드하게 되며, 차이는 있겠으나, 대략 60m 정도의 높이를 가진다.

이와 같은 레일(1)은 시추 파이프의 안정적인 하강 및 연결을 위하여 일정한 직진도와 직각도 등을 만족시켜야 한다.

종래에는 레일(1)의 직진도와 직각도는, 작업자가 레일(1)에 타겟을 부착시키고 타겟의 위치를 광파기로 측정하는 방법으로 이루어졌다.

그러나, 이러한 작업은 60m의 높이를 가지는 레일(1)에서 이루어지므로, 상당히 위험한 작업이며, 이로 인해 작업자가 별도의 안전 교육을 이수하였더라도 추락 등의 위험에 항상 노출되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명의 실시예는 안전하고 정밀하게 레일의 직진도와 직각도를 측정할 수 있는 레일의 계측장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 레일의 측면을 따라 이동하고, 타겟이 설치되는 주행장치와, 상기 주행장치의 타겟을 측정하는 광파기를 구비하는 측정장치를 포함하되, 상기 주행장치는, 상기 레일의 측면을 따라 주행할 수 있는 주행대차와, 상기 주행대차에 설치되며, 상기 주행대차를 상기 레일에 밀착시키는 마그네트와, 상기 주행대차에 설치되며 상기 타겟을 고정하는 타겟지그를 포함하고, 상기 타겟은 상기 타겟지그에 상기 광파기와 대응하는방향으로 적어도 3개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 마그네트는 상기 주행대차의 하부와 측부에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 마그네트를 포함하고, 상기 주행대차에는 상기 레일의 측면과의 일정 거리를 유지하도록 하는 가이드롤러가 측부에 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 타겟은 상기 타겟지그에 상하, 좌우 방향으로 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 측정장치는 상기 주행장치를 이동시키는 주행부를 더 포함하고, 상기 주행부는, 상기 주행대차에 연결되는 와이어를 감도록 하는 윈치와, 상기 윈치를 구동시키도록 상기 윈치에 연결되는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 계측 장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 측정장치는 상기 모터의 동작을 제어하기 위한 조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일 계측 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 레일의 계측장치는 안전하고 정밀하게 레일의 직진도와 직각도를 측정할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 드릴쉽의 가이드레일을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레일 계측 장치의 주행 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 주행 장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레일 계측 장치의 측정 장치를 도시한 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레일 계측 장치의 주행 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 주행 장치의 정면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레일 계측 장치는 레일(1)을 따라 주행하며 타켓이 설치되는 주행장치(100)와, 주행장치(100)에 설치된 타켓을 측정하는 광파기가 설치되는 측정장치(200)를 포함할 수 있다.

주행장치(100)는 레일(1)을 따라 주행할 수 있는 주행대차(110)와, 주행대차(110)에 설치되는 마그네트(magnet; 120)와, 주행대차(110)에 설치되는 타겟지그(target jig; 140)와, 타겟지그(140)에 부착되는 타겟(target; 150)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 레일 계측 장치(100)는 드릴쉽에 수직되게 설치되는 레일(1)의 프로파일 계측에 사용되나, 이에 한하지 않고, 수직은 물론 수평되게 설치되는 다양한 용도를 가진 레일의 직진도 및 직선도 측정에 사용될 수 있다.

주행대차(110)는 레일(1)을 따라 주행할 수 있도록 설치되는데, 이를 위해 하부에 다수의 휠(111)이 마련된다. 여기서 휠(111)은 우레탄 재질이 아닌 스틸 재질의 캠 팔로워(cam follower)를 이용함으로써 레일(1)의 프로파일을 보다 정확하게 계측하도록 할 수 있다.

주행대차(110)에는 후술할 측정장치(200)의 와이어가 연결되는 연결부(113)가 더 형성될 수 있다.

마그네트(120)는 일례로 영구자석으로 이루어지나, 이에 한하지 않고 전자석으로 이루어질 수도 있으며, 주행대차(110)에 설치됨으로써 주행대차(110)가 주행시 자력에 의해 레일(1)에 일정 간격을 가지고서 밀착되도록 하는데, 일례로, 주행대차(110)의 하부에 설치되어 주행대차(110)가 저면에 위치하는 레일(1)의 바닥면(1a)에 밀착되도록 하는 제 1 마그네트(121)와, 주행대차(110)의 측부에 설치되어 주행대차(110)가 측부에 위치하는 레일(1)의 측면(1b)에 밀착되도록 하는 제 2 마그네트(122)를 포함할 수 있다. 여기서, 주행대차(110)는 제 2 마그네트(122)에 의해 레일(1)의 측면(1b)에 밀착시 측면(1b)과의 일정 거리를 유지하도록 하는 가이드롤러(112)가 측부에 설치될 수 있다.

또는, 제 2 마그네트(122)가 가이드롤러 형태로 제공될 수도 있다.

타겟지그(140)는 주행대차(110)로부터 수직되게 고정될 수 있고, 본 실시예에서처럼 'H'자 형상으로 형성되어 4개의 부착부(141)를 구비할 수 있다. 그리고, 부착부(141)의 양측면에 타겟(150)이 부착될 수 있다.

타겟(150)은 타겟지그(140)의 전면 또는 후면에 적어도 3개 이상 부착되어, 3개의 타겟(150)에 의해 평면이 정의될 수 있도록 형성될 수 있다. 즉, 측정장치(200)에서 점 또는 선을 인식하여 직선도 및 직각도를 측정하는 것이 아니라, 면을 인식하여 직선도 또는 직각도를 측정할 수 있으므로 보다 정밀한 계측이 가능하다.

또한, 타겟지그(140)를 상하 방향으로 대칭되고 좌우 방향으로 대칭되는 형상으로 형성함으로써, 보다 정밀한 계측이 가능할 수 있다.

타겟(150)은 타겟지그(140)의 부착면에 스크루 등의 체결부재를 이용하여 각각 부착됨으로써 측정장치(200)에 제공된 광파기에 의해 계측될 수 있으며, 이로 인해 레일(1)의 프로파일, 예컨대 직진도, 직각도 등을 계측할 수 있다. 여기서, 직진도는 기준이 되는 직선으로부터 벗어난 정도를 의미하며, 직각도는 기준이 되는 직선을 중심으로 회전된 정도를 의미한다.

특히, 타겟(150)은 평면을 정의할 수 있으므로, 레일의 직진도와 직각도를 함께 계측할 수 있으며, 비틀림 정도까지도 계측할 수 있다.

상기와 같은 주행장치(100)는 모터 등의 구동원을 구비하여 스스로 움직일 수도 있으며, 윈치 등에 연결되어 수동적으로 움직일 수도 있다. 수동적으로 움직이는 경우 주행장치(100)에는 아무런 전자적 부품이 탑재되지 않아도 되므로 간단하게 제작할 수 있으며, 단가를 낮출 수 있다.

본 실시예에서는 측정장치(200)에 주행장치(100)를 끌어줄 수 있는 윈치가 연결되어 있는 것을 예로 들어 설명하겠다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레일 계측 장치의 측정 장치를 도시한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 측정장치(200)는 주행장치(100)에 설치된 타겟(150)을 측정할 수 있는 광파기(210)를 포함할 수 있다.

상세히, 측정장치(200)는 타겟(250)을 측정할 수 있는 광파기(210), 광파기(210)를 레일(1)에 고정할 수 잇는 브라켓(220)을 포함할 수 있다. 또한, 측정장치(200)는 주행장치(100)를 이동시킬 수 있는 구동부(230)를 더 포함할 수 있다.

브라켓(220)은 일례로 레일(1)의 상단에 마련되는 부재(1c)에 끼워질 수 있으며, 조임볼트 등의 조임과 풀림에 의해 레일(1)의 부재(1c)에 고정 내지 분리되는데, 이에 한하지 않고, 고정되고자 하는 레일(1)의 고정부분에 따라 다양한 구조와 형태를 가질 수 있다.

광파기(210)는 브라켓(220)에 주행장치(100)의 타켓(150)를 향해 레이저를 발광 및 수광할 수 있도록 설치되며, 타켓(150)에서 반사되어 나오는 레이저를 분석하여 레일(1)의 직진도 및 직각도를 판단할 수 있다.

구동부(230)는 주행대차(110)가 레일(1)을 따라 주행할 수 있도록 하는데, 주행대차(110)에 연결되는 와이어(232)를 감도록 하는 윈치(winch; 231)와, 윈치(231)를 구동시키도록 윈치(231)에 설치되는 모터(233)를 포함할 수 있다.

윈치(231)에는 와이어(232)를 감기 위한 드럼(231a)이 회전 가능하게 설치되며, 일측에 고정되는 모터(233)의 구동에 의해 드럼(231a)이 와이어(232)를 감게 됨으로써 주행대차(110)를 상방으로 당겨서 주행하도록 한다. 이때, 모터(233)는 감속기(233a)에 의해 윈치(231)의 드럼(231a)에 회전력을 전달할 수 있다.

또한, 윈치(231)는 일측에 모터(233)의 동작을 제어하기 위한 다수의 버튼으로 이루어지는 조작부(235)를 가질 수 있으며, 동작 내용을 외부로 디스플레이하기 위한 디스플레이부(236)가 마련될 수 있다. 조작부(235)는 광파기(210)와 연결되어 디스플레이부(236)에 측정된 직진도와 직각도를 표시할 수 있다.

아울러, 측정장치(200)에는 직진도와 직각도를 계산할 수 있는 제어부(미도시)와 측정 또는 계산된 값들을 저장할 수 있는 메모리(미도시)가 더 포함될 수 있다. 또한, 측정장치(200)는 PC 등 별도로 제공된 단말과 유선 또는 무선으로 통신하여 측정 또는 계산된 값들을 송신할 수도 있다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 레일 계측 장치의 작동을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

레일(1)의 프로파일을 계측하기 위하여 주행장치(100)를 수직의 레일(1)에 주행대차(110)가 마그네트(120)에 의해 밀착되도록 설치한다. 그리고, 주행대차(110)에 와이어(232)로 연결되는 측정장치(200)를 레일(1)의 상단에 브라켓(220)으로 고정시킨다. 그런 다음, 모터(233)의 구동에 의해 윈치(231)의 드럼(231a)을 회전시킴으로써 와이어(232)가 드럼(231a)에 감기도록 하여 주행대차(110)가 마그네트(120)에 의해 레일(1)로부터 일정 간격을 유지하면서 레일(1)을 따라 상방으로 이동하도록 한다.

주행대차(110)는 드럼(231a)을 반대 방향으로 회전시켜 와이어(232)를 풀면 중력에 의해 하방으로 이동될 수 있다.

이때, 모터(233)의 동작 제어에 의해 레일(1) 상에서의 주행대차(110) 위치를 제어하고, 타겟지그(140)에 설치된 타겟(150)을 광파기(210)를 이용하여 계측하며, 타겟(150)의 위치로부터 레일(1)까지의 오프셋(offset)량을 계산함으로써 레일(1)의 직진도, 직각도 등을 계산하여 레일(1)의 프로파일을 계측하도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 레일 계측 장치(100)는 드릴쉽의 레일(1)뿐만 아니라, 다양한 용도를 가진 레일의 프로파일 측정에도 사용될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어 당업자는 각 구성요소의 재질, 크기 등을 적용 분야에 따라 변경하거나, 실시형태들을 조합 또는 치환하여 본 발명의 실시예에 명확하게 개시되지 않은 형태로 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 한정적인 것으로 이해해서는 안되며, 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.

1 : 가이드레일 1a : 바닥면
1b : 측면 100 : 주행장치
110 : 주행대차 111 : 휠
112 : 가이드롤러 120 : 마그네트
121 : 제 1 마그네트 122 : 제 2 마그네트
140 : 타겟지그 141 : 부착부
150 : 타겟 200 : 주행장치
210 : 광파기 220 : 브라켓
230 : 주행부 231 : 윈치
231a : 드럼 232 : 와이어
233 : 모터 233a : 감속기
235 : 조작부 236 : 디스플레이부

Claims (5)

1. 레일의 측면을 따라 이동하고, 타겟이 설치되는 주행장치와,
   상기 주행장치의 타겟을 측정하는 광파기를 구비하는 측정장치를 포함하되,
   상기 주행장치는,
   상기 레일의 측면을 따라 주행할 수 있는 주행대차와,
   상기 주행대차에 설치되며, 상기 주행대차를 상기 레일에 밀착시키는 마그네트와,
   상기 주행대차에 설치되며 상기 타겟을 고정하는 타겟지그를 포함하고,
   상기 타겟은 상기 타겟지그에 상기 광파기와 대응하는 방향으로 적어도 3개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 마그네트는 상기 주행대차의 하부와 측부에 각각 설치되는 제 1 및 제 2 마그네트를 포함하고,
   상기 주행대차에는 상기 레일의 측면과의 일정 거리를 유지하도록 하는 가이드롤러가 측부에 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 타겟은 상기 타겟지그에 상하, 좌우 방향으로 대칭되게 설치되는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 측정장치는 상기 주행장치를 이동시키는 주행부를 더 포함하되,
   상기 주행부는,
   상기 주행대차에 연결되는 와이어를 감도록 하는 윈치와,
   상기 윈치를 구동시키도록 상기 윈치에 연결되는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 측정장치는 상기 모터의 동작을 제어하기 위한 조작부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레일의 계측 장치.

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