KR20190009158A - Apparatus for mesuring multi-freedom degree displacement - Google Patents

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KR20190009158A
KR20190009158A KR1020170091040A KR20170091040A KR20190009158A KR 20190009158 A KR20190009158 A KR 20190009158A KR 1020170091040 A KR1020170091040 A KR 1020170091040A KR 20170091040 A KR20170091040 A KR 20170091040A KR 20190009158 A KR20190009158 A KR 20190009158A
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Abstract

The present invention of a device for measuring a multi-degree-of-freedom displacement can comprise: a fixing part fixed to a measurement object; a ball joint part in which a ball is freely and rotatably coupled with the fixing part; a pivot part connected to the ball joint part and rotated at two or more free angles by ball rotation of the ball joint part; and a sensor part provided in the pivot part and sensing an amount of displacement of the pivot part rotated by the ball joint part. Therefore, the present invention is able to precisely measure a displacement of the measurement object at various angles using a ball joint.

Description

다자유도 변위 측정장치{APPARATUS FOR MESURING MULTI-FREEDOM DEGREE DISPLACEMENT}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-

본 발명은 다자유도 변위 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상물의 변위를 다양한 각도로 정밀하게 측정하기 위한 다자유도 변위 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus, and more particularly, to a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus for precisely measuring displacement of an object at various angles.

도로, 교량 등의 토목 구조물이나 건물 지하 기초 공사 시에 지반 침하 변위는 구조물의 설계기준 또는 공사현장의 적용 공법에 따라 구조물의 변위량을 검출하여 거동을 감시할 필요가 있다.It is necessary to detect the displacement of the structure and monitor its behavior in accordance with the design standard of the structure or the application method of the construction site at civil engineering structures such as roads, bridges, and underground foundation works.

종래에 대상물의 변위를 측정하는 방식으로는, 측정 대상물의 표면을 따라 복수 개의 지지부재를 연결하여 설치하고, 각 지지부재에 각도 센서를 각각 설치하여, 측정 대상물의 변형에 따라 발생하는 지지부재 상호 간의 변위를 각도 센서를 이용해 측정하는 방식이 사용되었다.Conventionally, as a method for measuring the displacement of an object, a plurality of support members are connected to each other along the surface of the measurement object, and angle sensors are provided on the respective support members, A method of measuring the displacement between the electrodes using an angle sensor was used.

이러한 측정방식의 경우 측정값이 각도의 변화를 조합하여 측정 대상물 전체의 변위를 유추하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라 측정의 정밀도 있어서도 한계가 있었다.In the case of such a measurement method, the process of estimating the displacement of the entire measurement object by combining the measured values with the change of the angle is complicated, and the precision of the measurement is also limited.

또한, 각도 센서 등의 센서부는 전자부품으로 구성되므로 이러한 센서부에 높은 수준의 방수 기능이 요구되는데, 종래의 측정장치에는 센서부의 장착 공간 내에 물이 새어 들어가더라도 센서부에 대한 방수기능이 없으므로 센서부 고장의 원인이 된다.In addition, since the sensor unit such as the angle sensor is composed of electronic parts, a high level of waterproof function is required for such a sensor unit. In the conventional measuring apparatus, even if water leaks into the mounting space of the sensor unit, It causes a minor failure.

또한, 센서부와 연결되는 신호처리선 및 전원선 등의 전선케이블을 측정장치의 외부로 노출시킨 경우 전선케이블의 방수에 문제점이 있으며, 측정장치의 관절 회동에 따른 전선케이블의 손상이 발생할 수 있다.In addition, when the wire such as the signal processing line and the power line connected to the sensor unit is exposed to the outside of the measuring apparatus, there is a problem in waterproofing of the wire cable and damage of the wire cable due to joint rotation of the measuring apparatus may occur .

KR공개특허공보 제10-2016-0131518호(2016.11.16.)KR Patent Publication No. 10-2016-0131518 (November 16, 2016).

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 측정 대상물의 변위를 볼조인트를 이용하여 다양한 각도로 정밀하게 측정할 수 있고, 회전각도 변위량을 감지하는 센서부와 신호처리선 및 전원선 등의 전선케이블의 방수 기능을 갖는 다자유도 변위 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a sensor unit for accurately measuring a displacement of a measurement object at various angles using a ball joint, And it is an object of the present invention to provide a multi-degree of freedom displacement measuring device having a waterproof function of a wire cable.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치는, 측정 대상물에 고정되는 고정부; 상기 고정부에 볼이 자유롭게 회전 가능하게 결합되는 볼조인트부; 및 상기 볼조인트부에 연결되며, 상기 볼조인트부의 볼 회전에 의해 둘 이상의 다자유 각도로 회동하는 회동부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus including: a fixing unit fixed to a measurement object; A ball joint portion in which the ball is freely rotatably coupled to the fixed portion; And a pivot portion connected to the ball joint portion and rotated at two or more free angles by ball rotation of the ball joint portion.

또한, 상기 고정부, 상기 볼조인트부 및 상기 회동부는 내부 중심을 관통하는 전선관통공이 각각 형성되고, 전선케이블이 상기 전선관통공을 통과하여 측정장치의 내부에 위치한다.Also, the fixing portion, the ball joint portion, and the pivot portion are respectively formed with through-hole holes penetrating the inner center, and the electric cable is passed through the through-hole of the electric conduit to be positioned inside the measuring device.

또한, 상기 볼조인트부는, 상기 고정부의 일단에 자유롭게 회전 가능하게 삽입되고, 상기 전선케이블이 통과하도록 내부에 전선관통공이 형성되는 구 형상의 볼; 및 상기 볼의 일측에 연결되고 상기 회동부의 일단에 고정되게 결합되며, 상기 전선케이블이 통과하도록 상기 볼의 전선관통공과 연결되는 전선홀이 형성되는 볼샤프트;를 포함할 수 있다.The ball joint portion may include a spherical ball inserted into one end of the fixing portion so as to be freely rotatable and having a conduit hole formed therein so as to allow the wire cable to pass therethrough; And a ball shaft connected to one side of the ball and fixedly coupled to one end of the pivoting portion and having a wire hole connected to the wire hole of the ball to allow the wire cable to pass therethrough.

또한, 상기 볼샤프트는 상기 회동부의 일단 중앙에 형성된 샤프트결합홀에 삽입되어 결합되며, 상기 볼샤프트의 외주면에 방수를 위한 실링부재가 삽입되는 실링홈이 형성될 수 있다.The ball shaft may be inserted into a shaft coupling hole formed at the center of one end of the rotary part, and a sealing groove may be formed in the outer circumferential surface of the ball shaft to insert a sealing member for waterproofing.

또한, 상기 고정부는, 상기 전선케이블이 통과하도록 내부에 전선관통공이 형성되고, 일단부의 내측에 상기 볼의 일측이 삽입되어 자유롭게 회동하는 고정몸체; 및 상기 고정몸체에 상기 볼의 일측이 삽입된 상태에서 상기 볼의 타측을 감싸도록 상기 고정몸체의 일단부에 결합되며, 상기 볼이 상기 고정몸체로부터 이탈하지 않고 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 홀더;를 포함할 수 있다.The fixing unit may include a fixed body having a conduit hole formed therein to allow the wire cable to pass therethrough, and having one side of the ball inserted into one end thereof and rotating freely; And a holder coupled to one end of the fixed body to surround the other side of the ball in a state where one side of the ball is inserted into the fixed body and support the ball so as to freely rotate without detaching from the fixed body; . ≪ / RTI >

또한, 상기 고정몸체와 상기 홀더 사이에 상기 볼이 삽입되게 위치하며, 상기 볼의 외주면과 접촉하는 상기 고정몸체의 내주면과 상기 홀더의 내주면에 회전곡면이 각각 형성되어 상기 볼이 자유롭게 회동할 수 있다.Further, the ball may be freely pivoted by forming a curved surface on the inner circumferential surface of the fixed body and the inner circumferential surface of the holder, which are in contact with the outer circumferential surface of the ball, so that the ball is inserted between the fixed body and the holder. .

또한, 상기 볼의 외주면과 접촉하는 상기 고정몸체와 상기 홀더의 내주면에 각각 형성된 상기 회전곡면에 방수를 위한 실링부재가 삽입되는 실링홈이 형성될 수 있다.In addition, a sealing groove may be formed in the rotation curved surface formed on the inner surface of the holder and the fixed body in contact with the outer circumferential surface of the ball, to which a sealing member for waterproofing is inserted.

또한, 상기 다자유도 변위 측정장치는, 상기 회동부에 구비되며, 상기 볼조인트부에 의해 회동하는 상기 회동부의 변위량을 감지하는 센서부;를 더 포함할 수 있다.The multi-degree of freedom displacement measuring apparatus may further include a sensor unit provided in the rotary unit and sensing a displacement amount of the rotary unit rotated by the ball joint unit.

또한, 상기 센서부는, 상기 회동부의 단부에 체결 고정되며, 상기 전선케이블이 관통하도록 중앙에 홀이 형성되는 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판에 실장되고, 상기 전선케이블이 연결되며, 상기 볼조인트부에 의해 회동하는 상기 회동부의 회전각도 변위량을 감지하는 회동변위센서;를 포함할 수 있다.The sensor unit may include a printed circuit board fastened and fixed to an end of the rotary unit and having a hole formed at a center thereof so as to penetrate the wire cable. And a rotation displacement sensor mounted on the printed circuit board and connected to the wire cable and sensing a rotation angle displacement amount of the rotation unit rotated by the ball joint unit.

본 발명의 다자유도 변위 측정장치에 따르면, 회동부가 볼조인트부에 의해 고정부에 연결되므로 회동부는 볼조인트부의 볼 회전에 의해 둘 이상의 다자유도 각도로 자유롭게 회동할 수 있다. 따라서, 회동부에 구비되는 센서부에서 볼조인트부에 의해 회동하는 회동부의 회전각도 변위량을 감지함으로써, 측정 대상물의 변위를 다자유도 각도로 정밀하게 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the multi-degree of freedom displacement measuring apparatus of the present invention, since the pivot portion is connected to the fixed portion by the ball joint portion, the pivot portion can freely rotate at two or more degrees of freedom degrees by ball rotation of the ball joint portion. Therefore, there is an effect that the displacement of the measurement object can be precisely measured at a multi-degree of freedom angle by sensing the amount of rotation angle displacement of the rotation part rotated by the ball joint part in the sensor part provided in the rotation part.

또한, 본 발명은 전선케이블이 고정부와 회동부를 회동 가능하게 연결하는 볼조인트부의 내부 중심을 통과하면서 측정장치의 내부에 위치하도록 하여 전선케이블이 측정장치의 외부로 노출되지 않도록 함으로써, 측정장치의 볼조인트부의 볼 회전에 따른 전선케이블의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the wire cable is positioned inside the measuring device while passing through the inner center of the ball joint portion that rotatably connects the fixed portion and the turning portion, so that the wire cable is not exposed to the outside of the measuring device, It is possible to prevent the wire cable from being damaged due to the rotation of the ball of the ball joint portion.

또한, 본 발명은 다자유도 변위 측정장치와 파이프의 연결부위, 그리고 고정부, 볼조인트부 및 회동부의 연결부분에 실링부재를 구비함으로써, 센서부 및 전선케이블에 대한 방수 기능을 부여하여 센서부의 고장원인을 미연에 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention provides a waterproof function for the sensor unit and the wire cable by providing the sealing member at the connecting portion of the multi-degree of freedom displacement measuring device and the pipe, and at the connecting portion of the fixing portion, the ball joint portion, It is possible to remove the cause of failure of the part beforehand.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 단면도.
도 5는 고정부의 고정몸체를 나타낸 단면도.
도 6은 고정부의 홀더를 나타낸 단면도.
도 7은 볼조인트부를 나타낸 단면도.
도 8은 회동부를 나타낸 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 다자유도 변위 측정 작동 상태를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치를 다수의 파이프에 연결한 상태를 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치를 지중경사계 측정장치에 설치한 상태를 나타낸 도면.1 is a perspective view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a side view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a fixing body of a fixing part.
6 is a cross-sectional view showing a holder of a fixing part.
7 is a cross-sectional view showing a ball joint portion;
8 is a cross-sectional view showing a turning portion;
9 is a diagram illustrating a multi-degree of freedom displacement measurement operation state of a multi-degree of freedom displacement measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a view illustrating a state in which a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a plurality of pipes.
11 is a view showing a state in which a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in an underground tilt measuring apparatus.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided for illustrative purposes only, and that the present invention may be embodied with various changes and modifications within the spirit and scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치(10)는 고정부(100), 볼조인트부(200), 회동부(300) 및 센서부(400)를 포함할 수 있다.1 to 4, a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a fixing unit 100, a ball joint unit 200, a rotary unit 300, (400).

고정부(100)는 파이프(1, 도 10 참조)를 통해 측정 대상물에 고정된다. 고정부(100)는 고정몸체(110) 및 홀더(120)를 포함할 수 있다. 이러한 고정부(100)는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술하기로 한다.The fixing portion 100 is fixed to the measurement object via the pipe 1 (see Fig. 10). The fixing part 100 may include a fixing body 110 and a holder 120. The fixing unit 100 will be described later in detail with reference to FIGS. 5 and 6. FIG.

볼조인트부(200)는 고정부(100)와 회동부(300) 사이에 설치되고, 고정부(100)에 볼(210)이 자유롭게 회전 가능하게 결합되어 회동부(300)가 둘 이상의 다자유 각도로 자유롭게 회동하도록 한다. 볼조인트부(200)는 볼(210) 및 볼샤프트(220)를 포함할 수 있다. 이러한 볼조인트부(200)는 도 7을 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술하기로 한다.The ball joint part 200 is provided between the fixing part 100 and the rotary part 300 and the ball 210 is freely rotatably coupled to the fixing part 100 so that the rotary part 300 is rotated by two or more free Make it pivot freely at an angle. The ball joint portion 200 may include a ball 210 and a ball shaft 220. The ball joint unit 200 will be described later in detail with reference to FIG.

회동부(300)는 일단에 볼조인트부(200)가 연결되며, 볼조인트부(200)의 볼(210) 회전에 의해 둘 이상의 다자유 각도로 회동할 수 있다. 이러한 회동부(300)는 도 8을 참조하여 설명할 때 구체적으로 후술하기로 한다.The ball joint portion 200 is connected to one end of the swivel portion 300 and can be rotated at two or more free angles by the rotation of the ball 210 of the ball joint portion 200. This turning unit 300 will be described later in detail with reference to FIG.

센서부(400)는 회동부(300)의 타단에 구비되며, 볼조인트부(200)에 의해 회동하는 회동부(300)의 회전각도 변위량을 감지한다. 센서부(400)는 인쇄회로기판(PCB)(410) 및 회동변위센서(420)를 포함할 수 있다.The sensor unit 400 is provided at the other end of the swing unit 300 and senses a rotational angle displacement amount of the swing unit 300 rotated by the ball joint unit 200. The sensor unit 400 may include a printed circuit board (PCB) 410 and a rotational displacement sensor 420.

인쇄회로기판(410)은 회동부(300)의 타단에 볼트(413)로 체결 고정된다. 인쇄회로기판(410)은 회동부(300)의 원형 단면과 대응되게 원판 형태로 형성되고, 인쇄회로기판(410)에는 볼트(413)가 관통하는 볼트홀(412)이 형성된다. 그리고, 인쇄회로기판(410)의 중앙에는 전선케이블(20)이 관통하도록 전선홀(411)이 형성된다.The printed circuit board 410 is fastened and fixed to the other end of the rotary part 300 with bolts 413. The printed circuit board 410 is formed in a circular plate shape corresponding to the circular section of the rotary part 300 and a bolt hole 412 through which the bolt 413 passes is formed on the printed circuit board 410. A wire hole 411 is formed at the center of the printed circuit board 410 so that the wire cable 20 passes through the wire hole.

회동변위센서(420)는 인쇄회로기판(410)에 실장되고, 전선케이블(20)이 연결되며, 볼조인트부(200)에 의해 회동하는 회동부(300)의 회전각도 변위량을 감지한다. 회동변위센서(420)에는 전원단자(+,-)와 센서단자가 형성되어 전선케이블(20)의 전원선 및 신호처리선에 연결된다. 회전각도 변위량을 감지하는 회동변위센서(420)는 공지된 기술로 이해 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.The rotation displacement sensor 420 is mounted on the printed circuit board 410 and connected to the wire cable 20 and senses the rotational angle displacement amount of the rotation unit 300 rotated by the ball joint unit 200. The pivotal displacement sensor 420 is formed with a power terminal (+, -) and a sensor terminal, and is connected to a power line and a signal processing line of the electric cable 20. Since the rotation displacement sensor 420 for sensing the rotation angle displacement amount can be understood as a known technique, a detailed description will be omitted.

도 5는 고정부의 고정몸체를 나타낸 단면도이고, 도 6은 고정부의 홀더를 나타낸 단면도이다.Fig. 5 is a cross-sectional view showing the fixing body of the fixing part, and Fig. 6 is a sectional view showing the holder of the fixing part.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 고정부(100)는 고정몸체(110) 및 홀더(120)를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the fixing portion 100 may include a fixing body 110 and a holder 120.

고정몸체(110)는 전선케이블(20)이 통과하도록 내부에 전선관통공(111)이 형성된 중공의 원형관으로 형성된다.The fixed body 110 is formed as a hollow circular tube in which a conduit hole 111 is formed to allow the wire cable 20 to pass therethrough.

고정몸체(110)의 단부는 파이프(1)에 삽입되어 고정되고, 고정몸체(110)의 외주면에는 실링부재(3, 도 4 참조), 예컨대 고무패킹이 삽입되는 실링홈(110a)이 형성되며, 실링부재(3)에 의해 고정몸체(110)와 파이프(1) 사이로 물이 새어 들어오지 않도록 할 수 있다.An end portion of the fixed body 110 is inserted and fixed to the pipe 1 and a sealing groove 110a is formed in the outer peripheral surface of the fixed body 110 so that a sealing member 3 (see FIG. 4), for example, , It is possible to prevent water from leaking between the fixed body 110 and the pipe 1 by the sealing member 3.

고정몸체(110)는 일단부에 홀더결합부(113)가 구비되고, 홀더결합부(113)의 외주면에 수나사(114)가 형성되어 후술할 홀더(120)의 내주면에 형성된 암사나(124)와 체결된다. 또한, 홀더결합부(113)의 외측 둘레에는 실링부재(3), 예컨대 고무패킹이 삽입되는 실링홈(110b)이 형성되며, 실링부재(3)에 의해 고정몸체(110)와 홀더(120)의 결합부위로 물이 새어 들어오지 않도록 할 수 있다.The fixing body 110 has a holder coupling portion 113 at one end and a male screw 114 formed at the outer circumferential surface of the holder coupling portion 113 so as to be connected to the arm shaft 124 formed on the inner circumferential surface of the holder 120, Respectively. A sealing member 110 is formed on the outer periphery of the holder coupling portion 113 and a sealing member 3 such as a sealing groove 110b for inserting a rubber packing is formed. Water can be prevented from leaking into the joining portion.

고정몸체(110)는 일단부의 내측에 볼(210)의 일측이 삽입되어 자유롭게 회동할 수 있다. One side of the ball 210 is inserted into the one end of the fixed body 110 and is freely rotatable.

홀더(120)는 고정몸체(110)에 볼(210)의 일측이 삽입된 상태에서 볼(210)의 타측을 수용한 상태로 감싸도록 고정몸체(110)의 일단부에 결합되며, 볼(210)이 고정몸체(110)로부터 이탈하지 않고 자유롭게 회전할 수 있도록 지지한다.The holder 120 is coupled to one end of the fixed body 110 so as to enclose the other side of the ball 210 in a state where one side of the ball 210 is inserted into the fixed body 110, Is supported so as to be freely rotatable without detaching from the fixed body 110.

홀더(120)는 원형관 형상으로 형성되고 내주면에 암나사(124)가 형성되어 홀더결합부(113)의 외주면에 형성된 수나사(114)와 체결된다.The holder 120 is formed in a circular tube shape and a female screw 124 is formed on an inner circumferential surface thereof and is coupled to a male screw 114 formed on the outer circumferential surface of the holder engagement portion 113.

홀더(120)는 후술할 볼샤프트(220)가 관통하도록 중앙에 샤프트관통홀(121)이 형성된다. 이때, 샤프트관통홀(121)은 볼(210)의 직경보다 작고 볼샤프트(220)의 직경보다 큰 직경을 갖는다.The holder 120 is formed with a shaft through hole 121 at its center so that the ball shaft 220, which will be described later, passes through the shaft 120. At this time, the shaft through hole 121 has a diameter smaller than the diameter of the ball 210 and larger than the diameter of the ball shaft 220.

고정몸체(110)와 홀더(120) 사이에 볼(210)이 삽입되게 위치하며, 볼(210)의 외주면과 접촉하는 고정몸체(110)의 내주면과 홀더(120)의 내주면에는 회전곡면(112)(122)이 각각 형성되어 볼(210)이 자유롭게 회동할 수 있다.The inner circumferential surface of the fixing body 110 and the inner circumferential surface of the holder 120 which are in contact with the outer circumferential surface of the ball 210 are positioned between the fixed body 110 and the holder 120, ) 122 are formed, respectively, so that the ball 210 can rotate freely.

볼(210)의 외주면과 접촉하는 고정몸체(110)와 홀더(120)의 내주면에 각각 형성된 회전곡면(112)(122)에 방수를 위한 실링부재(3)가 삽입되는 실링홈(110c)(120a)(120b)이 각각 형성된다.A sealing groove 110c in which a sealing member 3 for waterproofing is inserted is formed in a rotating body 110 formed in contact with an outer circumferential surface of the ball 210 and a rotationally curved surface 112 formed in an inner circumferential surface of the holder 120 120a and 120b, respectively.

도 7은 볼조인트부를 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing the ball joint portion.

도 7에 도시된 바와 같이, 볼조인트부(200)는 볼(210) 및 볼샤프트(220)를 포함할 수 있다.7, the ball joint portion 200 may include a ball 210 and a ball shaft 220. As shown in FIG.

볼(210)은 구 형상으로 형성되며, 고정몸체(110)와 홀더(120) 사이에 삽입되어 고정부(100)의 일단에 자유롭게 회전 가능하게 결합된다. 볼(210)은 전선케이블(20)이 통과하도록 내부에 전선관통공(211)이 형성된다.The ball 210 is formed in a spherical shape and inserted between the fixed body 110 and the holder 120 and freely rotatably coupled to one end of the fixed portion 100. The ball 210 has a conduit hole 211 therein to allow the wire cable 20 to pass therethrough.

볼샤프트(220)는 볼(210)의 일측에 연결되고 회동부(300)의 일단에 고정되게 결합된다. 볼샤프트(220)는 전선케이블(20)이 통과하도록 볼(210)의 전선관통공(211)과 연결되는 전선홀(221)이 내부 중심을 관통하도록 형성된다.The ball shaft 220 is connected to one side of the ball 210 and is fixedly coupled to one end of the rotation unit 300. The ball shaft 220 is formed such that a wire hole 221 connected to the wire hole 211 of the ball 210 passes through the inner center so as to allow the wire cable 20 to pass therethrough.

볼샤프트(220)는 단부에 수나사(223)가 형성되고, 볼샤프트(220)가 회동부(300)의 일단 중앙에 형성된 샤프트결합홀(302)에 삽입된 후 볼샤프트(220)의 수나사(223)가 회동부(300)의 샤프트결합홀(302) 내주면에 형성된 암나사(303)와 체결되어 고정될 수 있다.The ball shaft 220 has a male thread 223 at its end and a ball shaft 220 is inserted into a shaft engaging hole 302 formed at the center of one end of the rotating portion 300, 223 may be fastened and fixed with a female screw 303 formed on the inner circumferential surface of the shaft coupling hole 302 of the rotary part 300.

또한, 볼샤프트(220)의 외측 둘레에는 방수를 위한 실링부재(3), 예컨대 고무패킹이 삽입되는 실링홈(220a)이 형성되며, 실링부재(3)에 의해 볼샤프트(220)와 회동부(300)의 결합부위로 물이 새어 들어오지 않도록 할 수 있다.A sealing member 3 for waterproofing, for example, a sealing groove 220a into which a rubber packing is inserted is formed on the outer circumference of the ball shaft 220, and the ball shaft 220, It is possible to prevent water from leaking into the joining portion of the water tank 300.

도 8은 회동부를 나타낸 단면도이다.8 is a cross-sectional view showing the turning portion.

도 8에 도시된 바와 같이, 회동부(300)는 전선케이블(20)이 통과하도록 내부에 전선관통공(301)이 형성된 중공의 원형관으로 형성된다.8, the turning unit 300 is formed as a hollow circular tube having a conduit hole 301 therein to allow the wire cable 20 to pass therethrough.

회동부(300)는 일단 중앙부에 볼샤프트(220)가 삽입 결합되는 샤프트결합홀(302)이 형성되고, 샤프트결합홀(302)의 내측 둘레에는 볼샤프트(220)의 수나사(223)와 체결되는 암나사(303)가 형성된다. 샤프트결합홀(302)은 회동부(300)의 일단 중앙부에 형성되어 전선관통공(301)과 일직선 상으로 연결된다. 또한, 회동부(300)는 타단에 센서부(400)의 인쇄회로기판(410)이 볼트(413)로 체결될 수 있도록 나사홀(304)이 형성된다.A shaft coupling hole 302 is formed in the center of the shaft 300 and a ball shaft 220 is inserted into the shaft coupling hole 302. The shaft coupling hole 302 is coupled to a male thread 223 of the ball shaft 220, The female screw 303 is formed. The shaft coupling hole 302 is formed at a central portion of one end of the rotary part 300 and is connected to the conduit passage hole 301 in a straight line. A screw hole 304 is formed in the other end of the rotary part 300 so that the printed circuit board 410 of the sensor part 400 can be fastened with the bolt 413.

회동부(300)의 단부는 파이프(1)에 삽입되어 고정되고, 회동부(300)의 외주면에는 실링부재(3), 예컨대 고무패킹이 삽입되는 실링홈(300a)이 형성되며, 실링부재(3)에 의해 회동부(300)와 파이프(1) 사이로 물이 새어 들어오지 않도록 할 수 있다.The end of the pivotal part 300 is inserted and fixed to the pipe 1 and a sealing part 300a for inserting a sealing part 3 such as a rubber packing is formed on the outer peripheral surface of the pivot part 300, 3 can prevent water from leaking between the rotary part 300 and the pipe 1.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치의 다자유도 변위 측정 작동 상태를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a multi-degree of freedom displacement measurement operation state of a multi-degree of freedom displacement measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 회동부(300)는 볼조인트부(200)에 의해 고정부(100)에 연결되므로 회동부(300)는 볼조인트부(200)의 볼(210) 회전에 의해 둘 이상의 다자유도 각도로 자유롭게 회동할 수 있다. 따라서, 회동부(300)에 구비되는 센서부(400)에서 볼조인트부(200)에 의해 회동하는 회동부(300)의 회전각도 변위량을 감지함으로써, 측정 대상물의 변위를 다자유도 각도로 정밀하게 측정이 가능하다.9, since the rotary part 300 is connected to the fixing part 100 by the ball joint part 200, the rotary part 300 is rotated by the rotation of the ball 210 of the ball joint part 200 Two or more degrees can be freely pivoted at degrees of freedom. Therefore, by detecting the rotational angle displacement amount of the rotary part 300 that is rotated by the ball joint part 200 in the sensor part 400 provided in the rotary part 300, the displacement of the measurement object can be accurately .

또한, 전선케이블(20)이 고정부(100)와 회동부(300)를 회동 연결하는 볼조인트부(200)의 내부 중심을 통과하면서 측정장치(10)의 내부에 위치하도록 하여 전선케이블(20)이 측정장치(10)의 외부로 노출되지 않도록 함으로써, 측정장치(10)의 볼조인트부(200)의 볼 회전에 따른 전선케이블(20)의 손상을 방지할 수 있다.The wire cable 20 is positioned inside the measuring device 10 while passing through the inner center of the ball joint portion 200 that rotatably connects the fixing portion 100 and the turning portion 300, Is prevented from being exposed to the outside of the measuring apparatus 10, it is possible to prevent the wire cable 20 from being damaged due to ball rotation of the ball joint portion 200 of the measuring apparatus 10. [

또한, 본 발명의 다자유도 변위 측정장치(10)와 파이프(1)의 연결부위, 그리고 고정부(100), 볼조인트부(200) 및 회동부(300)의 연결부분에 실링부재(3)를 구비함으로써, 센서부(400) 및 전선케이블(20)에 대한 방수 기능을 부여하여 센서부(400)의 고장원인을 미연에 제거할 수 있다.In addition, the sealing member 3 (3) is provided at the connecting portion between the multi-degree of freedom displacement measuring apparatus 10 of the present invention and the pipe 1, and at the connecting portion of the fixing portion 100, the ball joint portion 200, and the turning portion 300 It is possible to provide a waterproof function to the sensor unit 400 and the wire cable 20 to eliminate the cause of the failure of the sensor unit 400 in advance.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치를 다수의 파이프에 연결한 상태를 나타낸 도면이다.10 is a view illustrating a state where a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a plurality of pipes.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다자유도 변위 측정장치(10)는 복수 개가 파이프(1)에 의해 일렬로 연결되어 측정하고자 하는 대상물에 설치된다.As shown in FIG. 10, the multi-degree of freedom displacement measuring apparatus 10 of the present invention is installed in an object to be measured by connecting a plurality of pipes in series by a pipe 1.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 다자유도 변위 측정장치를 지중경사계 측정장치에 설치한 상태를 나타낸 도면이다.11 is a view showing a state in which a multi-degree of freedom displacement measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in an underground tilt measuring apparatus.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다자유도 변위 측정장치(10)를 본 출원인이 출원한 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치(30)(특허출원 제10-2016-0041186호)에 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 본 발명을 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치(30)에 적용하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고, 지중경사계 측정장치에만 적용할 수도 있다. 11, the multi-degree of freedom displacement measuring apparatus 10 of the present invention is applied to an underground inclination meter and a groundwater level measurement apparatus 30 (patent application No. 10-2016-0041186) filed by the applicant of the present invention can do. In the present embodiment, the present invention is applied to the underground inclination measuring device 30 and the underground water level measuring device 30. However, the present invention is not limited to this, and can be applied only to the underground inclination measuring device.

구체적으로, 본 발명의 다자유도 변위 측정장치(10)를 복수 개의 파이프(1)를 이용하여 일렬로 연결한 후 지지파이프(31)의 내부로 삽입하여 설치한다. 이때, 파이프(1)는 지지파이프(31) 내에 설치된 원통소켓관(33)을 통과하면서 지지될 수 있다.Specifically, the multi-degree of freedom displacement measuring apparatus 10 of the present invention is connected in a line by using a plurality of pipes 1 and inserted into a support pipe 31 to be installed therein. At this time, the pipe 1 can be supported while passing through the cylindrical socket pipe 33 installed in the support pipe 31.

이와 같이, 본 발명의 다자유도 변위 측정장치(10)를 지중경사계 및 지하수위계 겸용 측정장치(30)에 삽입하여 측정 대상물에 설치하게 되면, 굴착(성토) 공사시 시공에 따른 지반(2)의 지중경사의 변동사항이 발생할 때, 지중 경사도의 변위를 다자유도 각도로 정밀하게 측정할 수 있다.As described above, when the multi-degree of freedom displacement measuring device 10 of the present invention is inserted into the measurement device 30 for both the in-ground inclination meter and the groundwater level meter, the ground 2, The displacement of the ground slope can be precisely measured at a multi-degree of freedom angle.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10 : 다자유도 변위 측정장치 20 : 전선케이블
100 : 고정부 110 : 고정몸체
111 : 전선관통공 112 : 회전곡면
120 : 홀더 121 : 샤프트관통홀
122 : 회전곡면 200 : 볼조인트부
210 : 볼 211 : 전선관통공
220 : 볼샤프트 221 : 전선홀
300 : 회동부 301 : 전선관통공
302 : 샤프트결합홀 400 : 센서부
410 : 인쇄회로기판 420 : 회동변위센서10: Multi-degree of freedom displacement measuring device 20: Wire cable
100: fixing part 110: fixing body
111: conduit hole 112:
120: holder 121: shaft through hole
122: rotation curved surface 200: ball joint part
210: ball 211: conduit hole
220: Ball shaft 221: Wire hole
300: turning part 301: conduit opening
302: shaft coupling hole 400: sensor part
410: Printed circuit board 420: Rotary displacement sensor

Claims (9)

측정 대상물에 고정되는 고정부;
상기 고정부에 볼이 자유롭게 회전 가능하게 결합되는 볼조인트부; 및
상기 볼조인트부에 연결되며, 상기 볼조인트부의 볼 회전에 의해 둘 이상의 다자유 각도로 회동하는 회동부;를 포함하는 다자유도 변위 측정장치.
A fixing part fixed to the measurement object;
A ball joint portion in which the ball is freely rotatably coupled to the fixed portion; And
And a pivoting portion connected to the ball joint portion and rotated at two or more free angles by ball rotation of the ball joint portion.
제 1 항에 있어서,
상기 고정부, 상기 볼조인트부 및 상기 회동부는 내부 중심을 관통하는 전선관통공이 각각 형성되고, 전선케이블이 상기 전선관통공을 통과하여 측정장치의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 다자유도 변위 측정장치.
The method according to claim 1,
Wherein the fixing part, the ball joint part and the pivot part are respectively formed with a through-hole penetrating through an inner center thereof, and a wire cable is positioned inside the measuring device through the through-hole of the conduit. .
제 2 항에 있어서,
상기 볼조인트부는,
상기 고정부의 일단에 자유롭게 회전 가능하게 삽입되고, 상기 전선케이블이 통과하도록 내부에 전선관통공이 형성되는 구 형상의 볼; 및
상기 볼의 일측에 연결되고 상기 회동부의 일단에 고정되게 결합되며, 상기 전선케이블이 통과하도록 상기 볼의 전선관통공과 연결되는 전선홀이 형성되는 볼샤프트;를 포함하는 다자유도 변위 측정장치.
3. The method of claim 2,
The ball joint portion
A spherical ball inserted freely rotatably into one end of the fixing portion and having a conduit hole formed therein so as to allow the wire cable to pass therethrough; And
And a ball shaft which is connected to one side of the ball and is fixedly connected to one end of the pivotal portion and has a wire hole connected to the hole of the ball so as to allow the wire cable to pass therethrough.
제 3 항에 있어서,
상기 볼샤프트는 상기 회동부의 일단 중앙에 형성된 샤프트결합홀에 삽입되어 결합되며, 상기 볼샤프트의 외주면에 방수를 위한 실링부재가 삽입되는 실링홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다자유도 변위 측정장치.
The method of claim 3,
Wherein the ball shaft is inserted into and coupled to a shaft coupling hole formed at the center of one end of the rotary part, and a sealing groove is formed in the outer circumferential surface of the ball shaft to insert a sealing member for waterproofing. .
제 3 항에 있어서,
상기 고정부는,
상기 전선케이블이 통과하도록 내부에 전선관통공이 형성되고, 일단부의 내측에 상기 볼의 일측이 삽입되어 자유롭게 회동하는 고정몸체; 및
상기 고정몸체에 상기 볼의 일측이 삽입된 상태에서 상기 볼의 타측을 감싸도록 상기 고정몸체의 일단부에 결합되며, 상기 볼이 상기 고정몸체로부터 이탈하지 않고 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 홀더;를 포함하는 다자유도 변위 측정장치.
The method of claim 3,
The fixing unit includes:
A fixing body formed with a conduit hole so as to allow the wire cable to pass therethrough and having one side of the ball inserted into the inside of one end thereof to freely rotate; And
A holder coupled to one end of the fixed body to surround the other side of the ball in a state where one side of the ball is inserted into the fixed body and supports the ball so as to freely rotate without detaching from the fixed body; Includes a multi-degree of freedom displacement measuring device.
제 5 항에 있어서,
상기 고정몸체와 상기 홀더 사이에 상기 볼이 삽입되게 위치하며, 상기 볼의 외주면과 접촉하는 상기 고정몸체의 내주면과 상기 홀더의 내주면에 회전곡면이 각각 형성되어 상기 볼이 자유롭게 회동하는 것을 특징으로 하는 다자유도 변위 측정장치.
6. The method of claim 5,
And a rotating curved surface is formed on the inner circumferential surface of the fixed body and the inner circumferential surface of the holder, which are in contact with the outer circumferential surface of the ball, so that the ball rotates freely Multi - degree of freedom displacement measuring device.
제 6 항에 있어서,
상기 볼의 외주면과 접촉하는 상기 고정몸체와 상기 홀더의 내주면에 각각 형성된 상기 회전곡면에 방수를 위한 실링부재가 삽입되는 실링홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다자유도 변위 측정장치.
The method according to claim 6,
Wherein a sealing groove is formed in the rotating body, wherein the sealing body is inserted into the rotating body, the sealing body being in contact with the outer circumferential surface of the ball and the inner circumferential surface of the holder.
제 2 항에 있어서,
상기 다자유도 변위 측정장치는,
상기 회동부에 구비되며, 상기 볼조인트부에 의해 회동하는 상기 회동부의 변위량을 감지하는 센서부;를 더 포함하는 다자유도 변위 측정장치.
3. The method of claim 2,
The multi-degree of freedom displacement measuring device includes:
And a sensor unit provided in the rotation unit and sensing a displacement amount of the rotation unit rotated by the ball joint unit.
제 8 항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 회동부의 단부에 체결 고정되며, 상기 전선케이블이 관통하도록 중앙에 홀이 형성되는 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판에 실장되고, 상기 전선케이블이 연결되며, 상기 볼조인트부에 의해 회동하는 상기 회동부의 회전각도 변위량을 감지하는 회동변위센서;를 포함하는 다자유도 변위 측정장치.
9. The method of claim 8,
The sensor unit includes:
A printed circuit board fastened and fixed to an end of the rotary part and having a hole formed at a center thereof so as to penetrate the wire cable; And
And a rotation displacement sensor mounted on the printed circuit board and connected to the wire cable and sensing a rotation angle displacement amount of the rotation unit rotated by the ball joint unit.
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