KR20210067226A - 이동형 장비용 지반 스캐닝방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이동형 장비용 지반 스캐닝방법은, 이동형 장비에 구비되는 지반 스캐닝장치를 이용한 지반 스캐닝방법에 있어서, 작업 위치를 선정하고, 이동형 장비를 작업 위치에 위치시키는 (a)단계, 지반 스캐닝장치를 전개하는 (b)단계, 지반 스캔을 수행하는 (c)단계, 지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 분석하는 (d)단계, 분석된 지반정보데이터를 토대로 기 설정된 기준에 따라 지반의 견고성을 판단하는 (e)단계 및 상기 (e)단계의 판단 결과에 따라 후속처리를 수행하는 (f)단계를 포함한다.

Description

이동형 장비용 지반 스캐닝방법{Ground Scanning Method for Moving Type Apparatus}

본 발명은 이동형 장비용 지반 스캐닝방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이동형 장비에 구비되어, 이동형 장비의 전복을 사전에 방지할 수 있도록 지반을 스캐닝할 수 있는 알고리즘을 제공하는 지반 스캐닝방법에 관한 것이다.

이동형 크레인을 비롯한 및 이동형 장비는 그 특성 상 작업 시 무게중심점이 높게 형성되므로, 작업 중 전도를 방지하기 위한 기술이 필수적으로 요구된다.

종래의 경우, 이와 같은 이동형 장비의 전도 방지 기술은 일반적으로 복수 개의 아웃트리거를 전개하여 지면에 지지하고, 각 아웃트리거에서 이루어지는 유압 변동 경향 및 가속도 센서 등을 이용하고 있다.

하지만, 이와 같이 아웃트리거의 유압 변동 및 가속도 센서를 이용한 전도 방지 기술은 싱크홀 또는 연약지반으로 인하여 차량 및 크레인 등이 이미 전도가 시작되는 시점에 임박해서야 전도 상황을 예측할 수 있으며, 이미 시작된 전도는 급속도로 이루어지기 때문에 발견 후 대응이 매우 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 이와 같은 기존 방식과 달리 작업을 수행하기 전에 지반을 미리 스캐닝하여 지반의 안전성 유무를 파악할 수 있도록 하기 위한 기술이 필요한 상황이다.

한국등록특허 제10-1265746호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 이동형 장비를 통한 작업을 수행하기 전 단계에서 지반을 미리 스캐닝하여 지반의 안전성 유무를 파악할 수 있도록 하기 위한 알고리즘을 제공하는 지반 스캐닝방법을 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동형 장비용 지반 스캐닝방법은, 이동형 장비에 구비되는 지반 스캐닝장치를 이용한 지반 스캐닝방법에 있어서, 작업 위치를 선정하고, 이동형 장비를 작업 위치에 위치시키는 (a)단계, 지반 스캐닝장치를 전개하는 (b)단계, 지반 스캔을 수행하는 (c)단계, 지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 분석하는 (d)단계, 분석된 지반정보데이터를 토대로 기 설정된 기준에 따라 지반의 견고성을 판단하는 (e)단계 및 상기 (e)단계의 판단 결과에 따라 후속처리를 수행하는 (f)단계를 포함한다.

이때 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계 사이에는, 지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 저장하는 (Sa)단계 및 저장된 지반정보데이터를 기반으로 이미지데이터를 생성하는 (Sb)단계가 더 수행될 수 있다.

그리고 상기 (f)단계는, 상기 (e)단계의 판단 결과 지반의 견고성이 기 설정된 기준을 만족하는 경우, 지반 스캔 작업을 재수행할지의 여부를 판단하여 처리하는 (f-1)단계 및 상기 (e)단계의 판단 결과 지반의 견고성이 기 설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 지반 스캐닝 장치 전개 상태를 해제하는 (f-2)단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 (f-1)단계는, 지반 스캔 작업을 재수행하는 것으로 판단된 경우, 상기 (c)단계를 재수행하도록 할 수 있다.

한편 상기 지반 스캐닝장치는 이동형 장비의 전후 방향 및 좌우 방향으로 전개되며, 복수의 전극이 구비되는 복수의 스캐닝로드를 포함하는 복수 개의 아웃트리거 어셈블리를 포함하며, 상기 (c)단계는, 상기 이동형 장비의 전후 방향으로 전개된 스캐닝로드를 통해 1차 스캐닝을 수행하는 (c-1)단계 및 상기 이동형 장비의 좌우 방향으로 전개된 스캐닝로드를 통해 2차 스캐닝을 수행하는 (c-2)단계를 포함할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 이동형 장비용 지반 스캐닝방법은, 종래의 유압 변동 및 가속도 센서를 이용한 방식과 달리 비저항 측정방식을 활용하여 작업을 수행하기 전에 지반의 상태를 미리 분석하고, 분석 결과에 따라 작업을 수행하는 것으로 지반 침하, 싱크홀 등으로 인해 발생할 수 있는 전도 위험성을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

이에 따라 본 발명은 전도 가능성이 있는 이동형 장비인 크레인, 고소작업차와 같은 건설기계, 수송기계, 방산기계에 전반적으로 활용이 가능하며, 전도 사고 및 전도 사고로 발생할 수 있는 2차 산업 재해를 사전에 방지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치가 구비된 이동형 장비의 모습을 나타낸 도면;
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치에 있어서, 아웃트리거 어셈블리의 모습을 나타낸 도면;
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치에 있어서, 스캐닝로드에 적용될 수 있는 다양한 형태의 전극을 나타낸 도면;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법의 각 과정을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법의 알고리즘 전개 과정을 나타낸 도면; 및
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법에 있어서, 스캐닝을 수행하는 순서를 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치가 구비된 이동형 장비(10)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치는 이동형 장비(10)에 구비되며, 구체적으로 지반 스캔을 수행하는 복수 개의 아웃트리거 어셈블리(100(A)~(D))를 포함한다.

본 실시예의 지반 스캐닝장치는 상기 이동형 장비(10)의 전방 양측부 및 후방 양측부에 각각 구비되는 4개의 아웃트리거 어셈블리(100(A)~(D))를 포함하는 형태를 가지는 것으로 하였으나, 아웃트리거 어셈블리(100(A)~(D))의 위치 및 개수는 본 실시예만으로 제한되지 않는다.

먼저, 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치에 대해 설명한 후, 이를 이용하여 수행되는 지반 스캐닝방법에 대해 순서대로 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치에 있어서, 아웃트리거 어셈블리(100)의 모습을 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 아웃트리거 어셈블리(100)는 실린더유닛(110)과, 지지유닛(120)과, 스캐닝로드(140)와, 전개유닛(130)을 포함한다.

상기 실린더유닛(110)은 상기 이동형 장비(10)의 측 방향으로 인출 및 인입 가능하게 구비되며, 소정 길이를 가지도록 형성되어 상기 이동형 장비(10)에 대한 폭 방향의 지지 면적을 확장시킬 수 있도록 한다.

그리고 상기 지지유닛(120)은 상기 실린더유닛(110)으로부터 지면 방향으로 연장 가능하게 구비되어, 지면에 접촉됨에 따라 지지력을 발생시키는 구성요소이다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 지지유닛(120)은 상기 실린더유닛(110)에 고정되는 베이스부(122)와, 상기 베이스부(122)로부터 지면 방향으로 연장 가능하게 구비되는 길이조절부(124)와, 상기 길이조절부(124)의 하단에 구비되며, 상기 길이조절부(124)가 연장됨에 따라 지면에 접촉되어 지지력을 발생시키는 지지부(128)를 포함한다.

더불어 상기 지지유닛(120)은, 상기 길이조절부(124)가 상기 베이스부(122)로부터 연장된 상태에서 상기 길이조절부(124) 및 상기 지지부(128) 사이에 결합됨에 따라 상기 길이조절부(124)의 길이가 축소되는 것을 방지하는 고정결합부(126)를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 스캐닝로드(140)는 상기 지지유닛(120)으로부터 전개되어 지면에 접촉되고, 복수의 전극이 구비되어 지반 스캐닝을 수행하도록 구비된다.

본 실시예에서 상기 스캐닝로드(140)는 일단부가 상기 지지유닛(120)의 지지부(128)에 회전 가능하게 연결되며, 상기 스캐닝로드(140)는 복수 개가 구비된다.

이때 상기 복수 개의 스캐닝로드(140) 중 일부는 상기 이동형 장비(10)의 전후 방향으로 전개되며, 다른 일부는 상기 이동형 장비(10)의 좌우 방향으로 전개되도록 형성될 수 있다.

본 실시예의 경우, 하나의 아웃트리거 어셈블리(100)에는 3개의 스캐닝로드(140)가 구비되며, 이중 한 쌍이 상기 이동형 장비(10)의 전후 방향으로 전개되되 서로 반대 방향 측으로 전개되며, 나머지 하나는 상기 이동형 장비(10)의 좌우 방향으로 전개되는 형태를 가진다.

이와 같은 스캐닝로드(140)는 길이 방향으로 슬라이드되는 복수 개의 단위부재(142a, 142b, 142c)를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 지지유닛(120)으로부터 전개된 상태에서 길이 조절 가능하게 형성될 수 있다.

상기 전개유닛(130)은 상기 복수 개의 스캐닝로드(140)를 전개하거나 절첩시키는 구성요소이다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 전개유닛(130)은, 상기 실린더유닛(110)에 구비되며, 상하 방향으로 길게 형성된 슬릿(137)을 포함하는 가이드부(136)와, 상기 슬릿(137)의 길이 방향을 따라 이동 가능하게 형성되는 이동부(134)와, 상단부가 상기 이동부(134)에 회전 가능하게 연결되며, 하단부는 상기 복수 개의 스캐닝로드(140) 중 어느 하나의 스캐닝로드(140)에 회전 가능하게 연결되는 복수 개의 링크부(132)를 포함한다. 즉 상기 링크부(132)는 상기 스캐닝로드(140)에 1:1 대응될 수 있다.

이에 따라 상기 이동부(134)가 상기 슬릿(137)의 상측으로 이동할 경우 상기 스캐닝로드(140)는 도 2와 같이 절첩된 상태를 가지며, 상기 이동부(134)가 상기 슬릿(137)의 하측으로 이동할 경우 상기 스캐닝로드(140)는 도 3와 같이 전개된 상태를 가지게 된다.

한편 도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치에 있어서, 스캐닝로드에 적용될 수 있는 다양한 형태의 전극(200~500)을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 제1전극(200)의 경우, 상기 스캐닝로드(140)의 하면에 연결되는 연결부(210)와, 상기 연결부(210)의 하단에 구비되어 지면에 접촉되는 노드부(220)를 포함한다. 이때 제1전극(200)의 노드부(220)는 평판 형태로 형성될 수 있다.

이와 같은 형태의 제1전극(200)은 지반에 대한 삽입이 요구되지 않으며, 제작이 간편하여 제작비 및 유지보수가 저렵하다는 장점을 가진다.

도 5에 도시된 제2전극(300)의 경우, 상기 스캐닝로드(140)의 하면에 연결되는 연결부(310)와, 상기 연결부(310)의 하단에 구비되어 지면에 접촉되는 노드부(320)를 포함한다. 이때 제2전극(300)의 노드부(320)는 평판 형태로 형성될 수 있다.

또한 상기 제2전극(300)은, 상기 노드부(320)의 하면에 구비되어 지반에 삽입되는 탐침(330)을 더 포함할 수 있다. 제2전극(300)의 탐침(330)은 상기 노드부(320)의 둘레부를 따라 분포된 형태를 가지며, 상기 노드부(320)의 중심에서는 식염수 등을 투입할 수 있도록 형성되어 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.

도 6에 도시된 제3전극(400)의 경우, 상기 스캐닝로드(140)의 하면에 연결되는 연결부(410)와, 상기 연결부(410)의 하단에 구비되어 지면에 접촉되는 노드부(420)를 포함한다. 이때 제3전극(400)의 노드부(420)는 평판 형태로 형성될 수 있다.

또한 상기 제3전극(400)은, 상기 노드부(420)의 하면에 구비되어 지반에 삽입되는 탐침(430)을 더 포함할 수 있다. 제3전극(400)의 탐침(430)은 상기 노드부(420) 전체에 걸쳐 분포된 형태를 가진다.

도 7에 도시된 제4전극(500)의 경우, 상기 스캐닝로드(140)의 하면에 연결되는 연결부(510)와, 상기 연결부(510)의 하단에 구비되어 지면에 접촉되는 노드부(520)를 포함한다.

이때 제4전극(500)의 노드부(520)는 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 점차 작아지게 형성되어 역 방향의 원추형으로 형성되며, 둘레에 경사면(530)이 형성된 형태를 가진다. 이와 같은 형태의 노드부(520)는 지반 삽입력을 향상시킬 수 있어 다양한 지반 조건에 적용이 가능하다.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝장치에 대해 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법에 대해 설명하도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법의 각 과정을 나타낸 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법의 알고리즘 전개 과정을 나타낸 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법은 작업 위치를 선정하고, 이동형 장비를 작업 위치에 위치시키는 (a)단계와, 지반 스캐닝장치를 전개하는 (b)단계와, 지반 스캔을 수행하는 (c)단계와, 지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 분석하는 (d)단계와, 분석된 지반정보데이터를 토대로 기 설정된 기준에 따라 지반의 견고성을 판단하는 (e)단계와, 상기 (e)단계의 판단 결과에 따라 후속처리를 수행하는 (f)단계를 포함한다.

이때 상기 (c)단계 및 상기 (d)단계 사이에는, 지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 저장하는 (Sa)단계와, 저장된 지반정보데이터를 기반으로 이미지데이터를 생성하는 (Sb)단계가 더 수행될 수 있다.

즉 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 스캐닝방법은 먼저 이동형 장비의 작업 위치를 선정한 뒤, 작업 위치 선정이 완료된 경우 지반 스캐닝장치를 전개하게 된다. 작업 위치 선정이 완료되지 않았을 경우에는, 작업 위치 선정 과정을 반복하여 수행할 수 있다.

또한 지반 스캐닝장치가 전개된 것으로 확인된 경우, 지반 스캔을 수행하게 된다. 특히 본 실시예에서 이에 해당하는 상기 (c)단계는, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 이동형 장비의 전후 방향으로 전개된 스캐닝로드를 통해 1차 스캐닝을 수행하는 (c-1)단계와, 상기 이동형 장비의 바디(20)로부터 좌우 방향으로 전개된 스캐닝로드를 통해 2차 스캐닝을 수행하는 (c-2)단계를 포함할 수 있다.

이와 같은 형태로 스캐닝을 수행하는 이유는, ERM(Electric Resistivity Method)을 활용하여 지반 스캐닝 및 분석을 수행하기 위한 것이다.

이후에는 상기 (c)단계의 지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 저장하고, 저장된 지반정보데이터를 기반으로 이미지데이터를 생성하여 분석을 수행하게 된다.

이때 분석된 지반정보데이터를 토대로 기 설정된 기준에 따라 지반의 견고성을 판단할 수 있으며, 이와 같은 지반 견고성 판단 결과에 따라 후속처리를 수행하게 된다.

지반 견고성 판단 결과 지반이 견고하면서 작업이 가능하지 않은 것으로 판단된 경우에는, 상기 이동형 장비를 재이동시켜 작업 위치를 선정하는 (a)단계로부터 일련의 과정을 재수행하도록 할 수 있다.

다만, 지반 견고성 판단 결과 지반이 견고하면서 작업이 가능한 것으로 판단된 경우에는, 후속 작업을 수행할 수 있다.

즉 본 실시예에서 상기 (f)단계는, 지반의 견고성이 기 설정된 기준을 만족하는 경우, 메인 콘트롤 서버에 해당 정보를 전달하고 지반 스캔 작업을 재수행할지의 여부를 판단하여 처리하는 (f-1)단계와, 상기 (e)단계의 판단 결과 지반의 견고성이 기 설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 지반 스캐닝 장치 전개 상태를 해제하는 (f-2)단계를 포함한다.

여기서 상기 (f-1)단계는, 지반 스캔 작업을 재수행하는 것으로 판단된 경우, 상기 (c)단계로부터 일련의 과정을 재수행하도록 할 수 있다.

또한 상기 (f-1)단계는, 지반 스캔 작업을 재수행하지 않는 것으로 판단된 경우에는, 지반 스캐닝장치의 사용을 종료하고 전개 상태를 해제하도록 할 수 있다.

이상 설명한 본 발명은 비저항 측정방식을 활용하여 작업을 수행하기 전에 지반의 상태를 미리 분석하고, 분석 결과에 따라 작업을 수행하는 것으로 지반 침하, 싱크홀 등으로 인해 발생할 수 있는 전도 위험성을 미연에 방지할 수 있는 장점을 가진다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

10: 이동형 장비
100: 아웃트리거 어셈블리
110: 실린더유닛
120: 지지유닛
122: 베이스부
124: 길이조절부
126: 고정결합부
128: 지지부
130: 전개유닛
132: 링크부
134: 이동부
136: 가이드부
140: 스캐닝로드
200~500: 전극

Claims (5)

1. 이동형 장비에 구비되는 지반 스캐닝장치를 이용한 지반 스캐닝방법에 있어서,
   작업 위치를 선정하고, 이동형 장비를 작업 위치에 위치시키는 (a)단계;
   지반 스캐닝장치를 전개하는 (b)단계;
   지반 스캔을 수행하는 (c)단계;
   지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 분석하는 (d)단계;
   분석된 지반정보데이터를 토대로 기 설정된 기준에 따라 지반의 견고성을 판단하는 (e)단계; 및
   상기 (e)단계의 판단 결과에 따라 후속처리를 수행하는 (f)단계;
   를 포함하는 지반 스캐닝방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (c)단계 및 상기 (d)단계 사이에는,
   지반 스캔에 의해 생성된 지반정보데이터를 저장하는 (Sa)단계; 및
   저장된 지반정보데이터를 기반으로 이미지데이터를 생성하는 (Sb)단계;
   가 더 수행되는 지반 스캐닝방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 (f)단계는,
   상기 (e)단계의 판단 결과 지반의 견고성이 기 설정된 기준을 만족하는 경우, 지반 스캔 작업을 재수행할지의 여부를 판단하여 처리하는 (f-1)단계; 및
   상기 (e)단계의 판단 결과 지반의 견고성이 기 설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 지반 스캐닝 장치 전개 상태를 해제하는 (f-2)단계;
   를 포함하는 지반 스캐닝방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 (f-1)단계는,
   지반 스캔 작업을 재수행하는 것으로 판단된 경우, 상기 (c)단계를 재수행하도록 하는 지반 스캐닝방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지반 스캐닝장치는 이동형 장비의 전후 방향 및 좌우 방향으로 전개되며, 복수의 전극이 구비되는 복수의 스캐닝로드를 포함하는 복수 개의 아웃트리거 어셈블리를 포함하며,
   상기 (c)단계는,
   상기 이동형 장비의 전후 방향으로 전개된 스캐닝로드를 통해 1차 스캐닝을 수행하는 (c-1)단계; 및
   상기 이동형 장비의 좌우 방향으로 전개된 스캐닝로드를 통해 2차 스캐닝을 수행하는 (c-2)단계;
   를 포함하는 지반 스캐닝방법.

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