KR20210068731A - 터널 내부면 진단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치는, 터널 내부면의 균열을 진단하기 위한 장치로서, 집(jib)에 결합 가능한 프레임; 상기 프레임에 결합되어 터널 내부면을 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부보다 돌출되게 상기 프레임에 결합되는 접촉부를 포함하고, 상기 촬영부의 촬영 시, 상기 접촉부는 터널 내부면에 접촉되고, 상기 촬영부는 터널 내부면으로부터 이격될 수 있다.

Description

터널 내부면 진단장치{DIAGNOSTIC DEVICE FOR TUNNEL}
본 발명은 터널 내부면의 균열을 진단하기 위한 터널 내부면 진단장치에 관한 것이다.
터널 시공은 터널 굴착, 보강, 콘트리트 라이닝 설치의 순서로 공정을 진행될 수 있다. 즉, 굴착된 터널의 암반 굴착면에 보강용 숏크리트(SHOTCRETE)를 타설하여 굴착면을 고르게 한 후, 숏크리트의 외측면에 부직포 또는 방수시트를 부착한다. 숏크리트의 외측면에 부직포 또는 방수시트를 부착한 후, 내측에 콘트리트를 타설함과 아울러 양생하여 터널 라이닝을 형성하게 된다.
터널 라이닝에는 다양한 원인에 따라 균열이 발생할 수 있다. 예를 들어, 주변 대기 온도 변화에 따른 수축 팽창의 반복에 의해 터널 라이닝의 균열이 발생할 수 있다. 터널 라이닝의 균열은, 내측면 하부에 발생하는 수직균열, 천장면에 발생하는 종방향 균열 등을 포함할 수 있다.
이러한 터널 라이닝의 균열을 진단하는 터널 정밀안전진단 수행 시, 특히 천장면의 종방향 균열을 진단에 있어, 이동식 대차, 모터카 또는 고소작업차를 활용하는 방식이 사용될 수 있다.
이동식 대차 방식은 대차 설치 시 사다리 전도, 조사자의 추락, 대차 간 협착(충돌) 등의 안전사고의 우려가 있다. 모터카 방식은 모터카 계약에 따른 비용의 소요가 크다는 문제가 있다. 고소작업차 방식은 행정처리에 따른 업무 비효율성이라는 문제가 있다. 또한, 이러한 방식은 모두 육안조사에만 의존하므로 진단의 정확성에 대한 한계를 가진다.
본 발명의 발명자는 터널 내부면 전체, 특히 터널 천장부면을 효과적으로 진단할 수 있는 터널 내부면 진단장치에 대해 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 터널 라이닝의 균열을 진단하는 터널 내부면 진단의 업무 효율성을 증대시킬 수 있는 터널 내부면 진단장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 터널 내부면의 균열을 진단하기 위한 장치로서, 집(jib)에 결합 가능한 프레임; 상기 프레임에 결합되어 터널 내부면을 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부보다 돌출되게 상기 프레임에 결합되는 접촉부를 포함하고, 상기 촬영부의 촬영 시, 상기 접촉부는 터널 내부면에 접촉되고, 상기 촬영부는 터널 내부면으로부터 이격되는, 터널 내부면 진단장치가 제공된다.
상기 접촉부는, 상기 프레임에 결합되는 지지부; 및 외주면이 터널 내부면과 접촉 가능하도록 상기 지지부에 결합되는 바퀴를 포함할 수 있다.
상기 접촉부는, 상기 바퀴의 외주면이 터널 내부면에 접촉 시, 충격을 완화하는 완충부를 더 포함할 수 있다.
터널 내부면과 상기 바퀴 간의 거리가 변화하도록, 상기 지지부가 신축될 수 있다.
상기 집과 상기 프레임 사이에 개재되는 연결구조물을 더 포함하고, 상기 연결구조물은 상기 집에 회전 가능하게 결합되고, 상기 프레임은 상기 연결구조물에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
상기 프레임에 결합되고, 균열 크기의 척도를 제공하는 눈금을 포함하는 균열자를 더 포함하고, 상기 촬영부의 촬영 시, 상기 균열자는 터널 내부면과 함께 촬영될 수 있다.
터널 내부면과 상기 균열자 간의 거리가 변화하도록, 상기 균열자는 신축될 수 있다.
상기 촬영부의 촬영 시, 상기 균열자는 터널 내부면에 접촉될 수 있다.
상기 촬영부는, 근접 촬영이 가능한 제1 카메라; 및 열화상카메라를 포함하는 제2 카메라를 포함할 수 있다.
상기 촬영부는, 터널 내부면을 실시간을 촬영하여 송출하는 제3 카메라를 더 포함할 수 있다.
상기 프레임에 결합되어 터널 내부면까지의 거리를 측정하는 거리측정기를 더 포함할 수 있다.
상기 균열자는 상기 눈금을 포함하는 눈금부; 및 상기 눈금부 하부에 결합되는 신축부를 포함하고, 상기 눈금부는 상기 신축부에 대해 회전 가능할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터널 라이닝의 균열 진단의 정확도와 신뢰도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터널 라이닝의 균열 진단 시 안전사고의 위험성이 낮아질 수 있다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1 본 발명에 따른 터널 내부면 진단장치가 터널 내에 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치가 터널 내부면을 진단하기 전 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치가 터널 내부면을 진단하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치에 의해 촬영된 사진의 예시이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 터널 내부면 진단장치를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 본 발명에 따른 터널 내부면 진단장치가 터널 내에 설치된 것을 나타낸 도면이다. 도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 터널 내부면 진단장치(10)는, 터널 내부면의 균열을 진단하는 장치로서, 터널 내부에 설치될 수 있다. 터널 내부면 진단장치는 터널 라이닝의 내부면에 발생한 균열을 진단할 수 있다.
본 발명에서 '터널 내부면'은 터널 라이닝의 '내측면'과 '천장면'을 포함하는 개념으로 이해할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 터널 내부면 진단장치(10)는 터널 천장면(T)의 균열(예를 들어, 종방향 균열)(C)을 진단할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치(10)는, 집(jib)(100)에 결합 가능한 프레임(200), 촬영부(300), 접촉부(400)를 포함하고, 균열자(500), 거리측정기(600) 등을 더 포함할 수 있다.
집(jib)(100)은 터널 내부에 설치 가능하며, 일정한 방향으로 길게 연장된 구조물이다. 집(100)은 터널 내부에서 경사지게(비스듬히) 연장될 수 있다. 집(100)은 상기 일정한 방향으로 신축될 수 있다. 즉, 집(100)의 길이는 변화할 수 있다. 집(100)은 지미집(jimmy jib), 크레인, 봉(로드(rod)) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
집(100)의 길이는 9 내지 15 m일 수 있으나, 제한되는 것은 아니며, 터널의 높이에 따라 집(100)의 길이는 다르게 결정될 수 있다.
집(100)은 이동식 구조물(예를 들어, 차량)(20)에 결합될 수 있다. 즉, 이동식 구조물(20)은 집(100)을 싣고 터널로 진입할 수 있다. 집(100)은 이동식 구조물(20)로부터 터널 내부면으로 길게 뻗을 수 있다.
프레임(200)은 집(100)의 단부에 결합된다. 프레임(200)은 집(100)의 터널 내부면을 향하는 단부에 결합될 수 있다. 프레임(200)은 촬영부(300)와 접촉부(400)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 프레임(200)은 판상으로 형성되고, 금속재질로 형성될 수 있다.
프레임(200)은 수평부(210)와 수직부(220)를 포함할 수 있다. 기본상태(프레임(200)이 회전하지 않은 상태)에서 수평부(210)는 지면과 수평하게 형성되고, 수직부(220)는 지면에 수직하게(수평부(210)에 수직하게) 형성될 수 있다. 집(100)은 프레임(200)의 수직부(220)에 결합될 수 있다.
수평부(210)와 수직부(220)는 각각 판상으로 형성될 수 있다. 수직부(220)의 일면은 터널의 천장면(T)을 바라볼 수 있다. 수직부(220)는 수평부(210)의 일면의 양끝에 세워지도록 결합될 수 있다. 이 경우, 프레임(200)의 단면은 'ㄷ'자 형상을 가질 수 있다. 수직부(220)와 수평부(210)는 일체로 형성될 수 있다.
촬영부(300)는 프레임(200)에 결합되어 터널 내부면을 촬영할 수 있다. 촬영부(300)는 프레임(200)의 수평부(210)에 결합될 수 있다. 촬영부(300)는 프레임(200)의 수평부(210)의 일면에 결합될 수 있다. 촬영부(300)는 프레임(200)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 촬영부(300)의 렌즈는 터널의 천장면(T)을 바라볼 수 있다.
촬영부(300)는 복수의 카메라를 포함할 수 있다. 촬영부(300)는 제1 카메라(310), 제2 카메라(320)를 포함하고, 제3 카메라(330)를 더 포함할 수 있다.
제1 카메라(310)는 근접 촬영이 가능한 카메라일 수 있고, 고해상도 카메라일 수 있다. 제1 카메라(310)는 터널 라이닝의 균열(C)을 고해상도로 근접 촬영할 수 있다.
제2 카메라(320)는 열화상카메라를 포함할 수 있다. 열화상카메라는 피사체로부터 방출되는 적외선를 토대로 온도별로 색상을 다르게 표시하여 영상을 획득할 수 있다.
터널 라이닝의 균열(C)의 온도는 주변부와 다를 수 있고, 열화상카메라로 획득한 영상으로부터 균열을 정확하게 파악할 수 있다.
제3 카메라(330)는 터널 내부면을 실시간으로 촬영하여 송출할 수 있다. 제3 카메라(330)는 비디오 카메라일 수 있다. 제3 카메라(330)는 터널 내부면 근처의 상황을 실시간으로 알려주는 역할을 할 수 있다.
촬영부(300)의 촬영은 원격으로 이루어질 수 있다. 촬영을 제어하는 제어부가 구비되고, 제어부는 카메라의 촬영(예를 들어, 셔터)을 제어할 수 있다. 제어부는 콘트롤비젼에 포함될 수 있다.
촬영부(300)는 통신부를 포함할 수 있다. 통신부는 카메라가 제어부와 통신할 수 있도록 한다. 통신부는 제어부에서 송신되는 제어신호를 수신할 수 있고, 카메라가 획득하는 영상을 송신할 수 있다. 통신부는 유선통신 및 무선통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
접촉부(400)는 촬영부(300)보다 돌출되게 프레임(200)에 결합될 수 있다. 촬영부(300)가 터널 내부면을 촬영하는 경우, 접촉부(400)는 터널 내부면에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 촬영부(300)는 터널 내부면으로부터 이격될 수 있다.
접촉부(400)는 촬영부(300)과 터널 내부면의 충돌을 방지하는 역할을 수 있다. 또한, 접촉부(400)에 의해 촬영부(300)는 고정된 상태로 촬영을 수행할 수 있다.
접촉부(400)는 지지부(410), 바퀴(420)를 포함할 수 있다.
지지부(410)는 바퀴(420)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 지지부(410)는 프레임(200)에 결합되고, 특히 프레임(200)의 수평부(210)의 일면에 결합될 수 있다.
지지부(410)는 수평지지대(411)와 수직지지대(412)를 포함할 수 있다. 지지부(410)의 수평지지대(411)는 프레임(200)의 수평부(210)의 일면에 결합될 수 있다. 여기서, 수평지지대(411)는 프레임(200)의 수평부(210)와 동일평면 상에 위치하되, 수직지지대(412)는 수평지지대(411)에 대해 수직하게 형성될 수 있다.
프레임(200)의 수평부(210)가 xy평면 상에 놓인다고 하면, 수평지지대(411)는 xy평면 상에 있지만, 프레임(200)의 수평부(210)와는 수직하게 배치될 수 있다. 즉, 프레임(200)의 수평부(210)가 y축과 나란하게 배치, 수평지지대(411)는 x축과 나란하게 배치될 수 있다.
수직지지대(412)는 한 쌍으로 이루어지고, 수평지지대(411)의 양 끝에 결합될 수 있다. 수평지지대(411)와 수직지지대(412)는 일체로 형성될 수 있다. 프레임(200)의 수평부(210)와 수평지지대(411)가 xy평면 상에서 서로 수직으로 배치(프레임(200)의 수평부(210)가 y축과 나란하게 배치, 수평지지대(411)는 x축과 나란하게 배치)되는 경우, 프레임(200)의 수직부(220)는 xz평면 상에 놓이고, 수직지지대(412)는 yz평면 상에 놓일 수 있다.
지지부(410)는 한 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 지지부(410)는 프레임(200)의 수평부(210)의 양 끝으로 각각 치우치게 배치될 수 있다. 여기서, 지지부(410)는 수평지지대(411)는 2개, 수직지지대(412)는 4개로 구성될 수 있다. 한편, 촬영부(300)는 한 쌍의 지지부(410) 사이(한 쌍의 수평지지대(411) 사이)에 배치될 수 있다.
바퀴(420)는 지지부(410)에 결합될 수 있다. 바퀴(420)는 수직지지대(412)에 결합되고, 수직지지대(412)가 복수인 경우, 각각의 수직지지대(412)에 바퀴(420)가 결합될 수 있다. 따라서, 수직지지대(412)가 4개인 경우 바퀴(420)도 4개다.
바퀴(420)는 외주면이 터널 내부면과 접촉 가능한 형태로 지지부(410)에 결합될 수 있다. 즉, 촬영부(300)의 촬영 시, 접촉부(400)가 터널 내부면과 접촉됨에 있어, 바퀴(420)의 외주면이 터널 내부면과 접촉된다. 4개의 바퀴(420)가 모두 터널 내부면과 접촉될 수 있다. 이에 따라 프레임(200)의 위치는 고정될 수 있고, 촬영부(300)는 흔들림 없이 안정적으로 촬영을 수행할 수 있다.
한편, 바퀴(420)는 터널 내부면에 접촉된 상태에서 구를 수 있다. 즉, 바퀴(420)는 터널 내부면을 따라 회전할 수 있다. 이에 따라 촬영부(300)가 촬영하고자 하는 면을 변경할 수 있다. 바퀴(420)는 미세하게 회전할 수 있고, 촬영부(300)가 촬영하고자 하는 면을 미세하게 변경할 수 있다.
균열자(500)는 균열 크기의 척도를 제공하는 눈금을 포함한다. 균열자(500)는 프레임(200)에 결합되며, 프레임(200)의 수평부(210)의 일면에 결합될 수 있다. 균열자(500)는 제1 카메라(310)와 제2 카메라(320) 사이에 배치될 수 있다.
촬영부(300)의 촬영 시, 균열자(500)는 터널 내부면과 함께 촬영될 수 있다. 특히, 근접 촬영이 가능한 제1 카메라(310)가 터널 내부면과 함께 균열자(500)를 촬영할 수 있다.
예를 들어, 제1 카메라(310)는 터널 내부면의 균열과, 균열자(500)의 눈금을 함께 촬영할 수 있다. 이에 따라, 획득된 영상에서 균열의 크기를 직관적으로 알 수 있다.
이를 위히, 균열자(500)는 제1 카메라(310)와 근접하게 위치할 수 있고, 균열자(500)의 눈금은 제1 카메라(310)의 화각 내에 위치할 수 있다. 예를 들어, 균열자(500)는 제1 카메라(310)의 렌즈의 화각 중심선 상에 위치할 수 있다. 또한, 촬영부(300)의 촬영 시 균열자(500)는 터널 내부면에 접촉될 수 있다.
균열자(500)는 신축될 수 있다. 균열자(500)의 신축에 따라 터널 내부면과 균열자(500) 간의 거리가 변할 수 있다.
균열자(500)는 눈금부(510), 신축부(520), 구동부(530)를 포함할 수 있다.
눈금부(510)는 균열 크기의 척도를 제공하는 눈금을 포함할 수 있다. 눈금은 두께가 서로 다른 복수의 선을 포함할 수 있다. 또한 눈금부(510)는 각각의 복수의 선의 두께 수치값을 포함할 수 있다.
눈금부(510)는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 눈금부(510)가 균열을 커버하더라도 균열이 촬영될 수 있다.
신축부(520)는 눈금부(510) 하부에 결합되며, 신축할 수 있다. 신축부(520)가 신장되면 눈금부(510)는 터널 내부면에 접촉될 수 있다. 촬영이 종료되면 신축부(520)는 수축하여 눈금부(510)를 원상복귀시킬 수 있다.
눈금부(510)는 신축부(520)에 대해 회전 가능할 수 있다. 눈금부(510)는 신축부(520)에 회전 가능하게 결합된다. 눈금부(510)는 신축부(520)에 힌지결합 또는 볼결합될 수 있다.
예를 들어, 신축부(520)는 눈금부(510)가 터널 내부면에 접촉되도록 신장될 수 있고, 눈금부(510)는 터널 내부면에 대한 점촉 면적을 극대화하도록, 신축부(520)에 대해 회전할 수 있다.
구동부(530)는 신축부(520)의 신축을 구동할 수 있으며, 모터를 포함할 수 있다. 구동부(530)는 신축부(520)에 대한 눈금부(510)의 회전을 구동할 수 있다.
거리측정기(600)는 프레임(200)과 터널 내부면까지의 거리를 측정할 수 있다. 또는, 거리측정기(600)는 바퀴(420)의 높이를 고려하여 바퀴(420)와 터널 내부면까지의 거리를 산출할 수 있다. 거리측정기(600)는 프레임(200)에 결합될 수 있다. 거리측정기(600)는 프레임(200)의 수평부(210) 또는 수직부(220)에 결합될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치는 연결구조물(700)을 더 포함할 수 있다.
연결구조물(700)은 집(100)과 프레임(200) 사이에 개재되는 구조물로서, 집(100)과 프레임(200)을 서로 연결시킬 수 있다.
연결구조물(700)은 집(100)에 회전 가능하게 결합되고, 프레임(200)은 연결구조물(700)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 집(100)에 대한 연결구조물(700)의 회전 방향과, 연결구조물(700)에 대한 프레임(200)의 회전 방향은 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 촬영부(300)는 터널 내부면의 다양한 부분을 촬영할 수 있다.
집(100)에는 고정연결대(710)가 고정결합될 수 있다. 연결구조물(700)은 고정연결대(710)에 회전가능하게 결합될 수 있다.
고정연결대(710)와 연결구조물(700) 사이에는 힌지부(711)가 개재될 수 있다. 연결구조물(700)은 고정연결대(710)의 힌지부(711)를 축으로 회전할 수 있는데, 예를 들어, 연결구조물(700)은 xy평면 상에서 회전할 수 있다. 또는, 연결구조물(700)은 yz 평면 상에서 회전할 수 있다. 다만, 연결구조물(700)의 회전 방향은 제한되는 것이 아니며, 필요에 따라 달라질 수 있다.
연결구조물(700)과 프레임(200) 사이에는 회전결합부(720)가 구비될 수 있다. 회전결합부(720)는 베어링을 포함할 수 있다. 프레임(200)은 회전결합부(720)를 중심으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 프레임(200)은 y축을 축으로 하여 회전할 수 있다. 회전 각도 범위는 150도일 수 있으나, 제한되는 것은 아니며, 회전 방향 역시 제한되지 않으며, 필요에 따라 달라질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치는 전원부를 더 포함할 수 있고, 전원부는 촬영부(300), 눈금부(510), 프레임(200)의 회전, 연결구조물(700)의 회전 등에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원부는 상시로 전원을 공급할 수 있다.
도 1을 참조하면, 이동식 구조물(차량)(20)에 결합된 집(100)은 터널 천장면(T)으로 연장되고, 촬영부(300)는 터널 천장면(T)을 촬영할 수 있다. 이 때, 촬영부(300)가 터널 천장면(T)에 부딪히지 않도록 접촉부(400)가 터널 천장면(T)과 접촉될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 집(100)에 프레임(200)이 결합되고, 프레임(200)에 촬영부(300)와 접촉부(400)가 결합된다. 접촉부(400)는 촬영부(300)보다 돌출된다.
집(100)과 프레임(200) 사이에는 연결구조물(700)이 개재되고, 고정연결대(710)가 더 개재될 수 있다. 상술한 바와 같이, 연결구조물(700)은 집(100)에 대해 회전 가능하고, 프레임(200)은 연결구조물(700)에 대해 회전 가능하며, 각각의 회전 방향은 서로 다르기 때문에 촬영부(300)가 터널 내부면의 다양한 면을 촬영할 수 있다.
또한, 균열자(500)는 촬영부(300)에 의해 촬영될 수 있는데, 근접 촬영이 가능한 제1 카메라(310)에 의해 촬영될 수 있다. 균열자(500)는 터널 내부면을 향해 신장하거나, 원래의 상태로 수축할 수 있다. 균열자(500)에는 눈금을 포함하는 눈금부(510)가 포함될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치가 터널 내부면을 진단하기 전 상태를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치가 터널 내부면을 진단하는 상태를 나타낸 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치에 의해 촬영된 사진의 예시이다. 도 6은 도 5에 따른 촬영 결과물을 도시한다.
도 4를 참조하면 균열자(500)는 기본상태에 있다. 집(100)은 촬영이 필요한 터널 내부면을 향해 연장될 수 있고, 연결구조물(700)과 프레임(200)의 회전에 의해 촬영부(300)가 터널 내부면의 특정 지점을 바라볼 수 있다.
도 5를 참조하면, 접촉부(400)는 터널 천장면(T)에 접촉될 수 있다. 또한, 균열자(500)는 신축하여 눈금부(510)가 터널 천장면(T)에 첩촉될 수 있다. 특히, 눈금부(510)는 균열(C)과 최대한 가까이 위치할 수 있다. 눈금부(510)는 균열(C)과 중첩되게 배치될 수 있다. 눈금부(510)가 투명한 재질로 이루어지면 눈금부(510)와 균열(C)이 서로 중첩되더라도 균열(C)이 정상적으로 촬영될 수 있다.
한편, 거리측정기(600)는 프레임(200)(또는 바퀴(420))과 터널 천장면(T) 사이의 거리를 측정할 수 있다.
도 6(a)를 참조하면, 제1 카메라(310)는 균열(C')을 근접 촬영할 수 있다. 또한, 제1 카메라(310)는 눈금부(510')를 함께 촬영할 수 있다. 균열(C)과 눈금부(510)는 거의 동일평면 상에 위치하므로, 제1 카메라(310)는 균열(C)과 눈금부(510)를 거의 동일한 축척으로 영상에 담을 수 있다. 눈금부(510)와 균열이(C) 중첩될 수 있고, 균열(C)의 크기는 눈금부(510)의 눈금에 따라 측정될 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 제2 카메라(320)는 균열(C')의 열화상을 획득할 수 있다. 균열(C')이 발생한 부위는 주변부보다 온도가 높음을 알 수 있다.
도 7 내지 도 9는 도 1 내지 도 5에 따른 터널 내부면 진단장치의 변형예를 도시한다. 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명함에 있어, 상술한 일 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 터널 내부면과 접촉부(400) 간의 길이가 변화하도록 접촉부(400)의 위치가 변할 수 있다. 예를 들어, 지지부(410)가 신축될 수 있고, 이에 따라 터널 내부면과 바퀴(420) 간의 거리가 변화할 수 있다.
이 경우, 지지부(410)는 신축가능한 수직지지대(412)를 포함할 수 있다. 수직지지대(412)는 고정지지대(412a)와 움직지지대(412b)를 포함할 수 있다. 움직지지대(412b)는 고정지지대(412a)에 대해 상하운동할 수 있다.
한편, 지지부(410)가 한 쌍이고, 수직지지대(412)가 총 4개인 경우, 각각의 수직지지대(412)가 동시에 신축할 수 있다.
또는 각각의 수직지지대(412)는 서로 다르게 신축할 수 있다. 이 경우, 터널 내부면에 굴곡이 있는 경우에도 접촉부(400)의 복수의 바퀴(420)가 모두 터널 내부면에 용이하게 접촉될 수 있다.
구체적으로, 수직지지대(412)가 신장되지 않은 상태에서 집(100), 연결구조물(700), 고정연결대(710) 등의 신축, 회전에 의해 프레임(200)이 터널 내부면 가까이로 이동할 수 있다.
프레임(200)이 터널 내부면 가까이로 이동한 후에는 프레임(200)의 위치는 고정되고, 수직지지대(412)만 신장할 수 있다. 수직지지대(412)의 상하운동은 상대적으로 더 미세하게 이루어질 수 있고, 이에 따라 터널 내부면 진단장치와 터널 내부면 간의 급격한 충돌이 방지될 수 있다.
한편, 지지부(410)가 신축되기 위한 구조는 상술한 방식 외에 다른 방식으로도 구현될 수 있으며, 상술한 방식으로 제한되는 것은 아니다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 터널 내부면과 접촉부(400) 간의 길이가 변화하도록 프레임(200)의 위치가 변할 수 있다. 예를 들어, 프레임(200)은 제2의 프레임(230)을 더 포함할 수 있고, 프레임(200)은 제2의 프레임(230)에 대해 상하운동할 수 있다.
이 경우, 제2의 프레임(230) 내부에 프레임(200)이 결합될 수 있고, 연결구조물(700)은 제2의 프레임(230)에 결합될 수 있다. 제2의 프레임(230)은 연결구조물(700)에 대해 회전할 수 있다. 또한, 프레임(200)의 위치를 제한하도록 제2의 프레임(230)에 스토퍼(231)가 구비될 수 있다.
도 8(a)를 참조하면, 프레임(200)은 제2의 프레임(230) 내측에 위치하며 스토퍼(231)에 의해 위치가 고정될 수 있다. 도 8(b)를 참조하면, 프레임(200)이 제2의 프레임(230)에 대해 상하로 운동할 수 있다.
구체적으로, 도 8(a)의 상태에서 집(100), 연결구조물(700), 고정연결대(710) 등의 신축, 회전에 의해 프레임(200)이 터널 내부면 가까이로 이동할 수 있다.
프레임(200)이 터널 내부면 가까이로 이동한 후에는 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 프레임(200)이 제2의 프레임(230)으로부터 상승할 수 있다. 프레임(200)의 상하운동은 상대적으로 더 미세하게 이루어질 수 있고, 이에 따라 터널 내부면 진단장치와 터널 내부면 간의 급격한 충돌이 방지될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터널 내부면 진단장치를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 접촉부(400)는 완충부를 더 포함할 수 있다. 완충부는 바퀴(420)의 외주면이 터널 내부면에 접촉 시 충격을 완화할 수 있다.
도 9(a)를 참조하면 완충부는 고탄성물질, 예를 들어 스프링을 포함할 수 있다. 완충부는 지지부(410)(수직지지대(412))에 내장될 수 있다.
도 9(b)를 참조하면, 바퀴(420)의 축이 지지부(410)(수직지지대(412))에 결합됨에 있어, 바퀴(420)의 축에 완충부(430)가 결합되었다.
도 9(c)를 참조하면, 바퀴(420)가 터널 천장면(T)에 접촉될 때, 바퀴(420)의 축은 지지부(410) 내부의 완충부(430)를 수축시킬 수 있다. 이에 따라 완충부(430)는 충격을 흡수하고, 바퀴(420)는 충격으로부터 보호될 수 있다. 바퀴(420)가 터널 천장면(T)으로부터 이격되면, 완충부(430)는 탄성력에 의해 원상복귀될 수 있다.
도 9(a)에서는 완충부(430)로서 스프링만 도시하고 있으나, 완충부(430)가 스프링으로 제한된느 것은 아니며 완충작용을 할 수 있는 구성은 모두 적용될 수 있다. 또한, 도 9(b) 및 도 9(c)의 방식과 다른 방식으로 완충부(430)가 작용할 수도 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
100: 집(jib)
200: 프레임
300: 촬영부
310: 제1 카메라
320: 제2 카메라
330: 제3 카메라
400: 접촉부
410: 지지부
420: 바퀴
430: 완충부
500: 균열자
510: 눈금부
520: 신축부
530: 구동부
600: 거리측정기
700: 연결구조물

Claims (12)

  1. 터널 내부면의 균열을 진단하기 위한 장치로서,
    집(jib)에 결합 가능한 프레임;
    상기 프레임에 결합되어 터널 내부면을 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부보다 돌출되게 상기 프레임에 결합되는 접촉부를 포함하고,
    상기 촬영부의 촬영 시, 상기 접촉부는 터널 내부면에 접촉되고, 상기 촬영부는 터널 내부면으로부터 이격되는,
    터널 내부면 진단장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는,
    상기 프레임에 결합되는 지지부; 및
    외주면이 터널 내부면과 접촉 가능하도록 상기 지지부에 결합되는 바퀴를 포함하는,
    터널 내부면 진단장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접촉부는,
    상기 바퀴의 외주면이 터널 내부면에 접촉 시, 충격을 완화하는 완충부를 더 포함하는,
    터널 내부면 진단장치.
  4. 제2항에 있어서,
    터널 내부면과 상기 바퀴 간의 거리가 변화하도록, 상기 지지부가 신축되는,
    터널 내부면 진단장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 집과 상기 프레임 사이에 개재되는 연결구조물을 더 포함하고,
    상기 연결구조물은 상기 집에 회전 가능하게 결합되고,
    상기 프레임은 상기 연결구조물에 회전 가능하게 결합되는,
    터널 내부면 진단장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임에 결합되고, 균열 크기의 척도를 제공하는 눈금을 포함하는 균열자를 더 포함하고,
    상기 촬영부의 촬영 시, 상기 균열자는 터널 내부면과 함께 촬영되는,
    터널 내부면 진단장치.
  7. 제6항에 있어서,
    터널 내부면과 상기 균열자 간의 거리가 변화하도록, 상기 균열자는 신축되는,
    터널 내부면 진단장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 촬영부의 촬영 시, 상기 균열자는 터널 내부면에 접촉되는,
    터널 내부면 진단장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    근접 촬영이 가능한 제1 카메라; 및
    열화상카메라를 포함하는 제2 카메라를 포함하고,
    터널 내부면 진단장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 촬영부는,
    터널 내부면을 실시간을 촬영하여 송출하는 제3 카메라를 더 포함하는,
    터널 내부면 진단장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프레임에 결합되어 터널 내부면까지의 거리를 측정하는 거리측정기를 더 포함하는,
    터널 내부면 진단장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 균열자는
    상기 눈금을 포함하는 눈금부; 및
    상기 눈금부 하부에 결합되는 신축부를 포함하고,
    상기 눈금부는 상기 신축부에 대해 회전 가능한,
    터널 내부면 진단장치.
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