KR20130091698A - 비계 조립체의 건전성 평가 및 통보 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직재와 수평재의 사각형 단위 비계를 적층하여 큰 사각형 모양으로 쌓은 비계 조립체에 있어서, 비계 조립체의 수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 건전성 변화를 평가하는 신속 조립형 센서, 상기 건전성 변화를 평가하는 센서의 신호를 실시간으로 분석하고 저장하는 프로세서(100), 이상 상태가 감지되었을 경우 이를 관련자에게 통보하고 경계를 발하는 통신 장치(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비계 조립체의 건전성 평가 및 통보 장치에 관한 것이다.
수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 건전성 변화를 평가하는 신속 조립형 센서는 상기 비계 조립체의 대각선을 마주하는 두 꼭지점 간의 거리를 측정하는 대각 변위 측정기(20), 상기 비계 구조체 외부에 기초를 두고 상기 비계 구조체의 일정 점과 연결된 상대 변위 측정기(50), 상기 비계 구조체의 상기 수평재에 평행하게 고정한 기울기 측정기(40), 상기 비계 구조체의 상기 수직재에 평행하게 고정한 수직각도 측정기(30), 상기 비계 구조체의 수직재 최 하단에 구비된 수직 하중 측정기(10)중 적어도 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 비계 구조체를 바라 볼 수 있는 위치에 설치한 영상 감시 장치(60)를 더 포함한다.

Description

비계 조립체의 건전성 평가 및 통보 장치{Sincerity Tester for the Scaffolding Assembly}

본 발명은 비계 조립체의 건전성 변화정도를 평가하고 일정값을 벗어났을 경우에는 이를 관련자 및 주변에 통보하는 장치에 관한 것이다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 비계 조립체와 같은 시설물의 건전성을 평가하는 신속 조립형 센서기술과

이를 입력받아 처리하는 컴퓨터, 결과를 사람들에게 알려주고 방송하는 기술들이 있다.

본 발명의 배경이 되는 종래의 기술로는 대한민국 특허 등록번호 10-0803317 (2008.02.04) “전력용 철탑 위험 진단 시스템”에 철탑의 건전성의 변화를 측정하는 센서와 방법이 개시되어 있다. 대한민국 특허 등록번호 10-0687526(2007.02.21) “시설물의 무인감시 제어 방법 및 그 장치”에는 시설물의 이상이 감지되었을 때 이를 통보하는 방법이 개시되어 있다.

본 발명의 배경 기술에는 철탑과 같은 구조물의 건전성 변화 상태를 감지하는 센서와 이를 분석하고 알리는 방법이 개시되어 있으나 철탑이 비계 조립체와는 사용 목적, 즉 철탑은 항구적으로 사용하고 비계는 임시로 사용후 철거를 전제로 사용된다는 점과 철탑에 작용하는 외력과 비계 조립체에 작용하는 외력이 확연히 다르기 때문에 이를 계측하는 센서의 선택이 달라질 수 밖에 없다. 이에 본 발명에서는 조립후 철거를 전체로 하는 비계 조립체가 건전하여야 할 조건들로부터 시공을 하거나 사용함에 따라 벗어나는 것을 실시간으로 분석하여 건전상태가 변화할 경우 이를 관련자에게 알리는 일련의 작업을 수행하는 시스템을 구축하고자 하였다. 이를 위하여 어떤 센서를 사용할 것인가,이 센서를 어떻게 하여 신속하게 조립할 것인가, 이 센서와 통신장비간에는 어떤 장치로서 상시 감시를 수행할 것인가 등에 대한 문제를 해결하고자 하였다.

비계 조립체를 하나하나 조립해가거나 조립후 사용하면서 비계 조립체가 건전한 상태를 벗어나는 것을 실시간으로 평가하기 위하여 비계 조립체의 건전성을 평가할 수 있는 방법으로 외력의 변화에 의하여 비계 조립체에 발생되는 변형을 읽어 낼 수 있는 센서를 선택하되 센서의 설치 해체가 신속하고 안전하게 수행될 수 있는 수단을 찾고, 이들을 처리할 처리장치와 이상시 조치 행동을 규명하여 비계 조립체가 대형 이상 상태에 이르기 전에 사전에 조치할 수 있는 방안을 강구하고자 하였다.

비계 조립체의 조립과정이나 사용중 예상치 못한 외력의 변화에 의하여 특이한 변형이 발생될 때에 대형 이상 상태에 이르기 전에 주변 작업자를 대피시키고 필요한 보완 조치를 신속히 시행함으로서 비계 조립체의 사용시 안전성을 획기적으로 확대 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 비계 조립체의 건전성 평가 및 통보 장치의 일 실시예
도 2는 본 발명에 의한 비계 조립체의 건전성 평가용 센서의 일 실시예
도 3은 본 발명의 적용 대상인 비계 조립체의 일 실시예
도 4는 본 발명에 의한 신속 조립형 센서의 클램프의 일 실시예
도 5는 본 발명에 의한 신속 조립형 센서에 클램프가 결합된 일 실시예

본 발명은 수직재와 수평재의 사각형 단위 비계를 적층하여 큰 사각형 모양으로 쌓은 비계 조립체에 있어서, 비계 조립체의 수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 건전성 변화를 평가하는 센서, 상기 건전성 변화를 평가하는 센서의 신호를 실시간으로 분석하고 저장하는 프로세서(100), 이상 상태가 감지되었을 경우 이를 관련자에게 통보하고 경계를 발하는 통신 장치(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비계 조립체의 건전성 평가 및 통보 장치에 관한 것이다.

수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 건전성 변화를 평가하는 센서는 상기 비계 조립체의 대각선을 마주하는 두 꼭지점 간의 거리를 측정하는 대각 변위 측정기(20), 상기 비계 구조체 외부에 기초를 두고 상기 비계 구조체의 일정 점과 연결된 상대 변위 측정기(50), 상기 비계 구조체의 상기 수평재에 평행하게 고정한 기울기 측정기(40), 상기 비계 구조체의 상기 수직재에 평행하게 고정한 수직각도 측정기(30), 상기 비계 구조체의 수직재 최 하단에 구비된 수직 하중 측정기(10)중 적어도 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 한다. 센서를 취부하는 곳은 비계 구조체 전체를 하나의 구조물로 보아 이 전체 구조물의 사각형의 대각선, 수직부의 수직도, 수평부의 경사도의 변화를 보거나 하나의 가로대, 세로대, 난간등의 구조물이 이루는 사각형의 대각선, 수직부의 수직도, 수평부의 경사도의 변화, 또는 좀더 큰 사각형 구조물의 변화를 보는 등 현장 여건에 맞게 조정하여 사용할 수 있으므로 본 발명은 비계 구조체의 일부 또는 전체의 여부에는 중점을 두지 않고 본 발명을 설명하며, 본 발명의 적용 대상 또한 작은 사각형 구조, 중간 사각형 구조나 전체 비계 시스템을 의미하는 큰 사각형 구조에 무관하게 전체 범위를 아우르고 있음은 두말할 나위가 없다.

본 발명은 비계 구조체를 바라볼 수 있는 위치에 설치한 영상 감시 장치(60)를 더 포함한다.

수직재와 수평재의 사각형 단위 비계를 적층하여 큰 사각형 모양으로 쌓은 비계 조립체는 도 1의 왼쪽에 있는 가운데가 비어있는 사각형의 집합체로 도시된 것과, 도 2에 벌집 모양의 사각형 집합체와 같이 통상의 비계를 위와 옆으로 하나하나 적층한 구조물을 말한다. 도 3에는 비계 조립체가 선박의 건조 현장에서 사용되고 있는 현장이 사진으로 나타나 있다. 수직재는 비계의 기둥과 같이 수직으로 설치된 부재이고, 수평재는 비계의 난간이나 장선, 띠장과 같이 수평으로 설치되는 부재를 말한다. 단위 비계는 하나의 직육면체로 조립되는 비계로서 통상 사람의 키보다 약간 높은 네 개의 기둥과 이 기둥들에 체결된 장선, 띠장 및 난간, 발판등의 조립 구조물을 말한다. 큰 사각형이라 함은 단위 비계가 이것을 적층한 것은 사각형이 되어 표현한 말이지만, 도 3에서 보이는 바와 같이 전체 구조물의 모양은 임의의 형상으로 되어 있다. 그러나, 본 발명에서는 실시의 편의성을 제공하기 위하여 사각형으로 되어 있는 구조 형태의 비계 조립체를 주 설명 대상으로 하여 상세히 설명하고자 한다.

비계 조립체의 수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 건전성 변화를 평가하는 신속 조립형 센서는 본 발명의 적용 대상인 비계 조립체에 대하여 이 구조물이 건전한지 아닌지를 평가할 수 있는 센서들로서 비계 조립체에 작용하는 하중 및 하중에 의한 변형이 수직각도 및 기울기 변화등을 유발하므로 비계를 구성하는 구조재의 수직도, 수평도, 비틀림도 및 비계 구조물에 인가되는 하중 상태등을 평가할 수 있는 센서를 건전성 변화를 평가하는 센서라고 한다. 이렇게 수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 비계 구조체의 건전성을 평가하는 센서로는 상기 비계 조립체의 대각선을 마주하는 두 꼭지점 간의 거리를 측정하는 대각 변위 측정기(20), 상기 비계 구조체 외부에 기초를 두고 상기 비계 구조체의 일정 점과 연결된 상대 변위 측정기(50), 상기 비계 구조체의 상기 수평재에 평행하게 고정한 기울기 측정기(40), 상기 비계 구조체의 상기 수직재에 평행하게 고정한 수직각도 측정기(30), 상기 비계 구조체의 수직재 최 하단에 구비된 수직 하중 측정기(10)가 있으며, 본 발명의 목적을 이루기 위해서는 이중 적어도 하나 이상을 구비하여야 한다.

대각 변위 측정기(20)는 비계 조립체의 대각선을 마주하는 두 꼭지점 간의 거리를 측정하는 것으로 디지털 변위 측정기(LVDT)를 사용한다. 두점간의 거리를 측정하는 측정기는 레이저 측정이나 초음파 측정 장치와 같은 비접촉식 측정기를 사용할 수 있다.

상대 변위 측정기(50)는 비계 구조체 외부에 기초를 두고 상기 비계 구조체의 일정 점과 연결되어 두 점 사이의 길이 변화를 측정하는 것으로 디지털 변위 측정기(LVDT)를 사용한다.

기울기 측정기(40)는 상기 비계 구조체의 상기 수평부에 평행하게 고정하여 비계의 수평재의 경사도를 측정한다. 디지털 경사도 측정계(Tilt Sensor)나 디지털 수평계, 디지털 레벨(Level)을 사용한다.

수직 하중 측정기(10)는 상기 비계 구조체의 최 하단에 구비하여 하중을 측정한다. 수직하중 측정기는 디지털 로드 셀(Load Cell)과 같은 다양한 하중 측정장비를 사용할 수 있다.

수직각도 측정기(30)는 상기 비계 구조체의 상기 수직부에 평행하게 고정하고 수직부의 수직각도를 측정한다. 통상적으로 수직 각도 변화를 이용하여 수직각도를 측정할 수 있으므로 디지털 수직각도 측정기를 사용한다.

신속 조립형 센서는 도 4에 예시된 바와 같이 통상적으로 원형 파이프 또는 각 파이프를 사용하고 있는 비계 부재를 신속히 감쌀 수 있으면서도 강한 힘으로 당초의 조립 상태를 유지하여 풀리지 않을 수 있는 클램프(Clamp)가 부착되어 있는 센서이다. 그러므로, 본 발명에 의한 센서는 센서에 클램프가 부착되어 쉽게 설치하고 해체할 수 있어야 한다. 클램프는 똑딱이 방식으로 상대적으로 손잡이가 큰 형식인 토글 클램프(Toggle Clamp) 방식이 좋다. 그러므로, 본 발명에 의한 모든 센서는 신속 조립형 클램프가 부설된 센서이다.

기울기 측정기를 수평재에 평행하게 고정하는 것과 수직각도 측정기를 수직재에 평행하게 고정하는 방법은 도 5에 예시된 바와 같이 클램프를 센서에 접합하여 사용하면 된다. 통상 적어도 두 개 이상의 클램프를 사용하여 클램프의 중심과 센서의 중심이 일치하게 조립하거나 일체화하면 센서와 클램프는 평행하게 되며, 수직재나 수평재를 감싼 클램프의 중심이 수직재나 수평재의 중심과 일치하게 되어 조립된 상태에서의 수직재나 수평재는 센서와 평행하게 된다.

비계 구조체의 건전성 변화를 평가하는 센서의 신호를 실시간으로 분석하고 저장하는 프로세서(100)는 통상의 컴퓨터를 사용하거나 컴퓨터의 중앙처리장치와 같은 마이크로 프로세서(Microprocessor), 메모리(Memery)를 장착한 프로세서등의 하드웨어(Hardware)를 구비하고, 본 발명에 의한 센서의 신호를 입력받아 데이터를 처리하고, 필요한 출력을 발할 수 있는 센서의 신호와 영상 감시장치의 영상을 입출력할 수 있고 제어할 수 있으며 인터넷을 포함한 통신할 수 있는 소프트웨어를 내장하여야 한다. 센서의 신호를 실시간으로 분석하는 것은 수직 하중 측정기(10)등과 같은 하중 계측기의 하중값, 대각 변위 측정기(20)와 같은 길이 계측기의 길이값등과 같은 센서의 입력 신호가 정해진 범위 이내인지의 여부를 실시간으로 분석하도록 한다. 센서의 입력이 연속하여 들어오도록 하여 실시간을 구현하며, 이를 분석하는 것은 입력의 적정성과 정해진 범위 이내인지 아닌지를 검토, 평가하도록 하는 프로그램을 장착함으로서 구현한다.

이상 상태가 감지되었을 경우 이를 관련자에게 통보하고 경계를 발하는 통신 장치(110)는 프로세서(100)에 센서의 신호를 평가하는 프로그램이 장착되어 정해진 규칙을 벗어나는 경우에는 이를 관련자들에게 이메일로 발송하거나, 휴대폰, 전화등 통신수단을 통하여 전달하는 것과 비계 위와 비계 근처의 작업자에게 대피 요구 또는 상황을 알리는 방송을 하도록 하는 통신 및 방송 설비를 말한다.

본 발명은 비계 구조체를 바라볼 수 있는 위치에 설치한 영상 감시 장치(60)를 더 포함한다. 비계 구조체를 바라볼 수 있다함은 비계 구조체의 전체 또는 일부 구간의 상태 변화를 사람의 육안으로 보는 것과 같이 바라다 본다는 것으로 통상 CCTV와 같은 영상 촬영 장비들이 이러한 기능을 수행한다. 이를 본 발명에서는 영상으로 상태를 감시한다 하여 영상 감시 장치라 하였다. 당연히, 프로세서는 본 영상 감시 장치에서 들어온 입력 영상을 저장하고, 비교하며 스캔(Scan)할 수 있는 기능을 갖추어야 한다.

도 1과 도 2에는 본 발명에 사용되는 각종 측정기를 비계 구조체 전체에 대하여 설치되는 것으로 표현되어 있으나 실제로는 그 전체 중 일부에 설치하는 것이 무방하며, 측정기의 설치가 전체의 변화를 나타낼 수 있도록 하면 된다.

10 : 수직 하중 측정기
20 : 대각 변위 측정기
30 : 수직각도 측정기
40 : 기울기 측정기
50 : 상대 변위 측정기
60 : 영상 감시 장치
100 : 프로세서
110 : 통신 장치

Claims (3)

1. 수직재와 수평재의 사각형 단위 비계를 적층하여 큰 사각형 모양으로 쌓은 비계 조립체에 있어서,
   
   수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 비계 조립체의 건전성 변화를 평가하는 신속 조립형 센서;
   상기 건전성 변화를 평가하는 센서의 신호를 실시간으로 분석하고 저장하는 프로세서(100);
   이상 상태가 감지되었을 경우 이를 관련자에게 통보하고 경계를 발하는 통신 장치(110);를
   
   포함하는 것을 특징으로 하는 비계 조립체의 건전성 평가 및 통보 장치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 수직각도 및 기울기 변화에 기반하여 건전성 변화를 평가하는 센서는
   
   상기 비계 조립체의 대각선을 마주하는 두 꼭지점 간의 거리를 측정하는 대각 변위 측정기(20), 상기 비계 구조체 외부에 기초를 두고 상기 비계 구조체의 일정 점과 연결된 상대 변위 측정기(50), 상기 비계 구조체의 상기 수평재에 평행하게 고정한 기울기 측정기(40), 상기 비계 구조체의 상기 수직재에 평행하게 고정한 수직각도 측정기(30), 상기 비계 구조체의 수직재 최 하단에 구비된 수직 하중 측정기(10)중 적어도 하나 이상을 구비하는 것;을
   
   특징으로 하는 비계 조립체의 건전성 평가 장치
3. 제 1 항에 있어서,
   
   상기 비계 구조체를 바라 볼 수 있는 위치에 설치한 영상 감시 장치(60);
   
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 비계 조립체의 건전성 평가 장치

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