KR20220077458A

KR20220077458A - 차량용 터널 내부 측정장치

Info

Publication number: KR20220077458A
Application number: KR1020200166422A
Authority: KR
Inventors: 황선미; 유창균; 류호상; 박시현; 이철민; 나성옥; 정현준; 권경도
Original assignee: 국토안전관리원
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2022-06-09
Also published as: KR102489254B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치는, 차량에 승강 가능하게 결합되는 승강부; 사람의 탑승공간을 제공하며, 상기 승강부의 상부에 결합되어 비계구조물; 상기 승강부에 신축 가능하게 결합되는 집(jib); 및 상기 집(jib)의 단부에 결합되어 터널 내벽을 조사하는 GPR 탐사부를 포함하고, 상기 비계구조물은 상기 승강부 상에서 수직축에 대해 회전가능한 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 터널 내부 측정장치{MEASURING DEVICE FOR TUNNEL OF VEHICLE}

본 발명은 차량에 설치되어 터널 내부를 측정할 수 있는, 차량용 터널 내부 측정장치에 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 내벽면을 포함하는 터널 내부의 상태를 판단하기 위해 터널 라이닝 콘크리트에 대해 비파괴 검사를 진행할 수 있다. 비파괴 검사에는 반발경도 검사, 균열검사, 타음검사, GPR 탐사 등이 포함될 수 있다.

반발경도 검사는 콘크리트 표면 강도를 측정하여, 이 측정치로부터 콘크리트 압축강도를 판정하는 검사법이다. 균열검사는 균열의 길이, 깊이 등을 판단하기 위한 검사로서, 특히 균열의 깊이를 측정하기 위해 초음파를 이용할 수 있다. 균열깊이를 토대로 콘크리트 상태를 판단할 수 있다. 타음검사는 콘크리트를 타격하여 발생하는 타격음을 통해 콘크리트 상태를 진단하는 방식이다. GPR 탐사는 전자파를 콘크리트에 방사시킨 후 반사체에서 되돌아온 반사파를 이용하는 탐사법이다.

이러한 터널 내부의 상태를 판단하는 터널 정밀안전진단 수행 시, 조사자가 육안에 의존하여 진단하게 되는데, 이에 따르면 판단의 정확도가 떨어지는 문제가 있다. 또한, 조사자는 무거운 장비를 들거나 핸들링하는 것에 어려움이 있을 수 있다.

본 발명의 발명자는 터널 내부의 상태를 판단하기 위한 차량용 터널 내부 측정장치에 대해 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 터널 내벽면을 포함하는 터널 내부의 상태를 용이하게 판단하는 차량용 터널 내부 측정장치를 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, 차량에 승강 가능하게 결합되는 승강부; 사람의 탑승공간을 제공하며, 상기 승강부의 상부에 결합되어 비계구조물; 상기 승강부에 신축 가능하게 결합되는 집(jib); 및 상기 집(jib)의 단부에 결합되어 터널 내벽을 조사하는 GPR 탐사부를 포함하고, 상기 비계구조물은 상기 승강부 상에서 수직축에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는, 차량용 터널 내부 측정장치가 제공된다.

상기 승강부에 의해 상기 비계구조물이 최고지점까지 상승하였을 때, 상기 비계구조물은 90도 회전할 수 있다.

상기 승강부는, 상기 차량에 설치되는 높이조절부; 및 상기 높이조절부에 결합되는 지지부를 포함하고, 상기 집은 상기 지지부에 결합될 수 있다.

상기 지지부는 상기 높이조절부 상에 결합되고, 상기 비계구조물은 상기 지지부 상에 결합되고, 상기 비계구조물은 상기 지지부 상에서 회전 가능할 수 있다.

상기 승강부는, 상기 지지부는 상기 높이조절부 상에 결합되고, 상기 지지부 상에 결합되는 슬라이딩부를 더 포함하고, 상기 비계구조물은 상기 슬라이딩부 상에 결합되고, 상기 슬라이딩부는 상기 지지부에 대해 전후로 슬라이딩 이동하고, 상기 비계구조물은 상기 슬라이딩부 상에서 회전 가능할 수 있다.

상기 높이조절부에 의해 상기 비계구조물이 최고지점까지 상승하였을 때, 상기 슬라이딩부는 후측으로 슬라이딩 이동하고, 상기 비계구조물은 90도 회전할 수 있다.

상기 GPR 탐사부는, 상기 집의 단부에 결합되는 프레임; 상기 프레임에 결합되어 터널 내벽으로 전자기파를 입사시키고 반사파를 분석하는 탐사기; 및 상기 프레임에 결합되어 터널 내벽에 접촉되는 접촉부를 포함하고, 상기 접촉부는 바퀴를 포함할 수 있다.

상기 바퀴에는 발광부가 결합될 수 있다.

상기 집은 상기 승강부에 대해 각도 조절이 가능할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량에 승강 가능하게 결합되는 승강부; 사람의 탑승공간을 제공하며, 상기 승강부의 상부에 결합되어 비계구조물; 상기 차량에 신축 가능하게 결합되는 집(jib); 및 상기 집(jib)의 단부에 결합되어 터널 내벽을 조사하는 GPR 탐사부를 포함하고, 상기 비계구조물은 상기 승강부 상에서 수직축에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는, 차량용 터널 내부 측정장치가 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터널 내부의 상태 판단의 정확도와 신뢰도가 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터널 내부의 상태 판단 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 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치를 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치를 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 차량용 터널 내부 측정장치를 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 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치를 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치는, 터널 내부 조사자(이하, 조사자)가 터널 내부를 측정, 조사하여 터널 내부 상태를 진단, 판단하는 데에 사용되며, 특히, 조사자는 터널 내벽(라이닝 등)을 측정, 조사, 진단, 판단할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치는, 차량(1)에 설치될 수 있다. 여기서, 차량(1)은 트럭 등을 포함하며, 본 발명에서 차량(1)의 종류가 한정되는 것은 아니다. 또한, 차량용 터널 내부 측정장치는, 차량(트럭)의 짐칸에 결합될 수 있으나, 이 또한 제한되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 터널 내부 측정장치는, 승강부(10), 비계구조물(20), 집(100) 및 GPR 탐사부(30)를 포함할 수 있다.

승강부(10)는 차량(1)에 승강 가능하게 결합되는 구성이다. 승강부(10)는 상하로 승강될 수 있으며, 최저지점과 최고지점 사이의 임의의 어느 지점까지 상승 및 하강할 수 있다. 또한, 승강부(10)는 수직축에 대해 회전가능할 수 있다.

승강부(10)는 비계구조물(20)을 승강시킬 수 있다. 승강부(10)의 상하 승강에 따라 비계구조물(20)이 함께 승강될 수 있다. 비계구조물(20)은 승강부(10)에 의해 최저지점에서 최고지점까지 위치할 수 있다.

비계구조물(20)은 사람의 탑승공간을 제공하는 구조물로서, 조사자가 터널 내벽의 측정, 조사를 위해 비계구조물(20)에 탑승할 수 있다. 비계구조물(20)은 조사자가 밟고 서거나 앉을 수 있는 플레이트를 포함하고, 난간을 더 포함할 수 있다. 난간은 조사자의 안전을 위해 남성 평균키를 기준으로 높이가 설정될 수 있다.

또한, 비계구조물(20)에는 집(100) 및/또는 GPR 탐사부(30)를 제어할 수 있는 제어기기가 안착될 수 있고, 조사자는 비계구조물(20) 내에서 상기 제어기기를 조작할 수 있다. 조사자는 터널 비계구조물(20)에 탑승하여 터널 내부(터널 내벽)을 살펴보면서 제어기기로 집(100) 및/또는 GPR 탐사부(30)를 제어할 수 있다. 여기서, '제어'란 위치 이동, 길이 조절, 높이 조절, 각도 조절, 탐사 시작 및 종료 등을 포함할 수 있다.

비계구조물(20)은 승강부(10)의 상부에 결합될 수 있다. 비계구조물(20)은 승강부(10)의 상부에 결합되기 때문에, 승강부(10)의 승강과 함께 거동할 수 있다. 즉, 승강부(10)가 상승하면 비계구조물(20)이 함께 상승하고, 승강부(10)가 하강하면 비계구조물(20)이 함께 하강할 수 있다.

승강부(10) 및 비계구조물(20)의 최저지점에서 조사자는 비계구조물(20)에 탑승하고, 승강부(10)가 상승하면 비계구조물(20) 및 조사자는 터널 내벽(예를 들어, 터널 천장면) 가까이로 상승할 수 있다.

한편, 비계구조물(20)은 승강부(10) 상에서 수직축에 대해 회전 가능할 수 있다. 수직축에 대해 회전한다는 것은 지면을 xy 평면이라고 할 때, z축에 대해 회전하는 것을 의미한다. 비계구조물(20)은 수직축에 대해 360도 회전 가능할 수 있다.

비계구조물(20)은 필요에 따라 수직축에 대해 회전될 수 있다. 비계구조물(20)은 승강부(10)에 의해 최고지점까지 상승하였을 때 90도 회전할 수 있다. 예를 들어, 비계구조물(20)의 최저지점에서 조사자가 비계구조물(20)에 탑승하고, 비계구조물(20)이 최고지점까지 상승하였을 때, 비계구조물(20)이 90도 회전할 수 있다.

비계구조물(20)은 바닥이 직사각형일 수 있다. 비계구조물(20)은 최저지점에 있을 때에는 비계구조물(20)은 장변이 트럭의 길이방향과 수직이 되도록 배치될 수 있으나, 최고지점에 있을 때에는 90도 회전하여 장변이 트럭의 길이방향과 평행하게 배치될 수 있다.

승강부(10)는 높이조절부(11, 12), 지지부(13)를 포함하고 슬라이딩부(14)를 더 포함할 수 있다.

높이조절부(11, 12)는 차량에 설치될 수 있고, 위치가 고정된 하측부(고정단)(11)와, 상기 하측부(11) 상에 결합되되, 상기 하측부(11) 상에서 위아래로 이동할 수 있는 상측부(이동단)(12)를 포함하며, 상측부(12)의 위아래 이동에 따라 높이조절부(11, 12) 전체의 높이(하측부에서 상측부까지의 높이)가 달라질 수 있다. 하측부(11)와 상측부(12) 사이에는 신축 가능한 구조물이 개재될 수 있다.

지지부(13)는 높이조절부(11, 12)에 결합될 수 있다. 지지부(13)는 그 자체로 높이가 변화하는 구조물은 아니며, 높이조절부(11, 12)의 하측 또는 상측에 위치(결합)할 수 있다.

지지부(13)가 높이조절부(11, 12)의 하측에 위치(결합)하는 경우, 높이조절부(11, 12)의 하측부 고정단(11)이 지지부(13)에 고정될 수 있다. 지지부(13)가 높이조절부(11, 12)의 상측에 위치(결합)하는 경우, 지지부(13)가 상측부 이동단(12) 상에 결합되며, 상측부 이동단(12)의 위아래 이동과 함께 지지부(13)도 함께 이동할 수 있다.

도 1에는 지지부(13)가 높이조절부(11, 12) 상에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 지지부(13)가 높이조절부(11, 12) 아래에 위치할 수도 있다.

지지부(13)가 높이조절부(11, 12) 상에 결합되는 경우, 비계구조물(20)은 지지부(13) 상에 결합될 수 있다. 승강부(10)의 승강에 따라, 지지부(13) 및 비계구조물(20)도 함께 승강할 수 있다.

승강부(10)에 있어서, 지지부(13)가 높이조절부(11, 12) 상에 결합되고, 비계구조물(20)은 지지부(13) 상에 결합되며, 비계구조물(20)은 지지부(13) 상에서 수직축에 대해 회전 가능할 수 있다.

또한, 승강부(10)는 수직축에 대해 회전 가능할 수 있는데, 지지부(13)가 높이조절부(11, 12) 상에 결합되는 경우, 지지부(13)가 높이조절부(11, 12) 상에서 수직축에 대해 회전할 수 있다. 높이조절부(11, 12)가 지지부(13) 상에 결합되는 경우, 높이조절부(11, 12)의 하측부 고정단(11)이 지지부(13) 상에서 수직축에 대해 회전할 수 있다. 이에 따라, 높이조절부(11, 12) 전체가 수직축에 대해 회전할 수 있다.

슬라이딩부(14)는 지지부(13) 상에 결합될 수 있고, 지지부(13)에 대해 전후로 슬라이딩 이동할 수 있다. 지지부(13)는 좌우로도 더 슬라이딩 이동할 수 있다.

비계구조물(20)은 슬라이딩부(14) 상에 결합될 수 있다. 따라서, 슬라이딩부(14)가 슬라이딩 이동하게 되면, 비계구조물(20)도 함께 거동하여 xy 평면 상에서 평행이동할 수 있다.

상술한 바와 같이, 비계구조물(20)은 바닥이 직사각형일 수 있다. 비계구조물(20)은 최저지점에 있을 때에는 비계구조물(20)은 장변이 트럭의 길이방향과 수직이 되도록 배치될 수 있으나, 최고지점에 있을 때에는 90도 회전하여 장변이 트럭의 길이방향과 평행하게 배치될 수 있다.

여기서, 비계구조물(20)은 최고지점에 있을 때(높이조절부(11, 12)가 최고지점까지 상승하였을 때) 슬라이딩부(14)가 후측으로 슬라이딩 이동하여 비계구조물(20)이 후진할 수 있다. 그 후에 비계구조물(20)은 90도 회전할 수 있다. 이에 따르면, 비계구조물(20)의 장변이 트럭의 길이방향과 평행하게 되기 위한 공간이 확보될 수 있다.

집(jib)(100)은 일정한 방향으로 길게 연장된 구조물로, 차량(1) 상에 설치될 수 있다.

집(100)은 신축 가능할 수 있다. 즉, 집(100)의 길이는 조절될 수 있다. 집(100)은 지미집(jimmy jib), 크레인, 봉(로드(rod)) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 집(ijb)의 길이는 9 내지 15m일 수 있으나, 제한되는 것은 아니며 터널의 크기에 따라 집(100)의 길이는 다르게 결정될 수 있다.

집(100)은 승강부(10)에 설치될 수 있다. 집(ijb)은 승강부(10)의 지지부(13)에 설치될 수 있다. 지지부(13)가 높이조절부(11, 12)의 하측에 위치(결합)하는 경우, 집(100)은 높이조절부(11, 12) 아래에 고정된 채로 신축될 수 있다. 지지부(13)가 높이조절부(11, 12)의 상측에 위치(결합)하는 경우, 집(100)은 높이조절부(11, 12)에 따라 승강할 수 있다.

집(100)은 승강부(10)에 대해 각도 조절이 가능할 수 있다. 집(100)은 지지부(13)에 각도 조절이 가능하게 결합될 수 있다.

GPR 탐사부(30)는 집(100)의 단부에 결합되어 터널 내벽을 조사할 수 있다. GPR 탐사부(30)는 GPR 탐사 방식을 이용한다. GPR 탐사부(30)는 터널 내벽면(T)에 접촉된 채로 터널 내벽을 측정할 수 있다.

GPR 탐사는 전자파를 콘크리트로 방사시킨 후 반사체에 되돌아온 반사파를 이용하는 탐사법으로 비파괴 조사의 일종이다. GPR 탐사에 의하면, 콘크리트의 철근 피복두께, 내부공동, 라이닝 강지보재, 라이닝 두께, 라이닝 배면공동 등을 조사할 수 있다.

도 1을 참조하면, 높이조절부(11, 12)의 하측부 고정단(11)이 차량에 고정되고, 상측부 이동단(12)은 하측부 고정단(11)과 최대한 가까이 위치하여 최저지점에 위치한다. 상측부 이동단(12) 상에 결합된 지지부(13)에는 집(100)이 결합되며, 지지부(13) 상에는 슬라이딩부(14)가 결합된다. 슬라이딩부(14) 상에는 비계구조물(20)이 결합된다.

집(100)은 신축하고, 각도 조절되어 터널 내벽면(T)까지 이동할 수 있다. 이 경우, 후술하는 연결구조물(700) 등의 신축, 회전, 각도조절도 이루어질 수 있다. 비계구조물(20)에 탑승한 조사자는 집(100), 연결구조물(700), 승강부(10), 비계구조물(20)의 신축, 회전, 각도조절을 제어할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상측부 이동단(12)이 상측으로 이동하면서, 높이조절부(11, 12)가 상방향으로 길어지고, 이에 따라, 지지부(13), 슬라이딩부(14), 비계구조물(20)의 높이도 높아질 수 있다.

도 3을 참조하면, 슬라이딩부(14)가 후측으로 슬라이딩 이동하고, 이와 함께 비계구조물(20)도 후측으로 이동할 수 있다.

도 4를 참조하면, 비계구조물(20)은 90도 회전할 수 있다. 비계구조물(20)에 탑승한 조사자는 비계구조물(20) 내에서 탐사부를 조종할 수 있다. 슬라이딩부(14)의 이동과 비계구조물(20)의 회전에 따라, 비계구조물(20)이 여유있게 공간을 차지할 수 있다.

한편, 집(100)의 길이는 GPR 탐사부(30)가 터널 내벽면(T)에 접촉될 수 있도록 신장되고, 지지부(13)에 대한 집(100)의 각도도 조절될 수 있다.

GPR 탐사부(30)는 프레임(200), 탐사기(300), 접촉부(400)를 포함할 수 있다.

프레임(200)은 집(100)의 단부(터널 내벽을 향하는 단부)에 결합된다. 프레임(200)은 탐사기(300)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 프레임(200)은 판상부재들의 조합으로 형성될 수 있고, 금속이나 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

도 7을 참조하면, 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 터널 내벽을 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. 다만, 수평부(210)와 수직부(220)의 결합관계에 대해서는 제한되지 않는다. 한편, 수직부(220)와 수평부(210)는 각각 제조되어 서로 부착되거나, 일체로 제조될 수 있다.

탐사기(300)는 프레임(200)에 결합되어 터널 내벽으로 전자기파를 입사시키고 반사파를 분석할 수 있다. 탐사기(300)는 전자기파를 방사하는 송신부와 반사파를 수신하는 수신부, 그리고 분석부를 포함할 수 있다. 이러한 탐사기(300)는 터널 내벽면(T)에 접촉된 상태로 탐사를 진행할 수 있다.

송신부가 전자기파를 터널 내벽으로 입사시킨 후, 연속적으로 매질 경계면에서 반사되어 돌아오는 반사파를 수신부가 수신한다. 또한, 분석부는 반사파를 분석하여 터널 내벽의 상태(내부 균열 및 공동의 존재여부와 심도, 위치, 규모)를 측정할 수 있다.

전자기파는 매질 특성이 달라지는 경계면에서 그 일부가 반사되고 일부는 다른 매질 층으로 투과하여 계속 진행한다. 전자기파의 전파속도, 파장은 전자기파가 통과하는 각 매질의 특성(유전상수, Dielectric Constant)에 따라 달라지고, 반사특성은 두 매질간 유전상수 차에 의존한다. 그러므로 매질의 특성(유전상수)과 전자기파가 매질을 통과한 시간을 통해 매질층의 두께, 위치를 파악할 수 있고, 두 매질 간 경계면, 내부 균열 및 공동의 존재여부와 심도, 위치, 규모 등을 측정할 수 있다.

접촉부(400)는 터널 내벽면(T)에 접촉 가능하도록 프레임(200)에 결합될 수 있다. 접촉부(400)는 GPR 탐사를 위해 터널 내벽면(T)에 접촉될 수 있다. 프레임(200)이 터널 내벽면(T) 가까이에 간 경우, 접촉부(400)가 탐사기(300)보다 먼저 터널 내벽면(T)에 접촉될 수 있다. 이에 따라, 접촉부(400)는 탐사기(300)가 터널 내벽면(T)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

다시 도 7을 참조하면, 접촉부(400)는 지지대(410), 바퀴(420)를 포함할 수 있다.

지지대(410)는 바퀴(420)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 지지대(410)는 프레임(200)에 결합되고, 특히 프레임(200)의 수평부(210)의 일면에 결합될 수 있다.

지지대(410)는 수평지지대(411)와 수직지지대(412)를 포함할 수 있다. 지지대(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.

지지대(410)는 한 쌍으로 형성될 수 있다. 한 쌍의 지지대(410)는 프레임(200)의 수평부(210)의 양 끝으로 각각 치우치게 배치될 수 있다. 여기서, 지지대(410)는 수평지지대(411)는 2개, 수직지지대(412)는 4개로 구성될 수 있다. 한편, 탐사기(300)는 한 쌍의 지지대(410) 사이(한 쌍의 수평지지대(411) 사이)에 배치될 수 있다.

바퀴(420)는 지지대(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 내벽면(T)과 접촉 가능한 형태로 지지대(410)에 결합될 수 있다. 즉, 탐사기(300)가 터널 내벽면과(T) 접촉됨에 있어, 바퀴(420)의 외주면이 터널 내벽면(T)과 접촉된다. 4개의 바퀴(420)가 모두 터널 내벽면(T)과 접촉될 수 있다. 이에 따라 프레임(200)의 위치는 고정될 수 있고, 탐사기(300)는 흔들림 없이 안정적으로 탐사를 수행할 수 있다.

한편, 바퀴(420)는 터널 내벽면(T)에 접촉된 상태에서 구를 수 있다. 즉, 바퀴(420)는 터널 내벽면(T)을 따라 회전할 수 있다. 이에 따라 진단하고자 하는 면을 변경할 수 있다. 바퀴(420)는 미세하게 회전할 수 있고, 탐사기(300)가 측정하고자 하는 면을 미세하게 변경할 수 있다.

바퀴(420)에는 발광부(미도시)가 설치될 수 있다. 터널 내부가 어두워 지상의 사용자가 바퀴(420)의 움직임을 정확히 볼 수 없는 경우, 사용자는 바퀴(420)의 발광부의 빛을 통해 바퀴(420)의 위치를 판단할 수 있다.

바퀴(420)의 발광부는 바퀴(420)의 외측면에 설치되어 사용자가 빛을 용이하게 관찰할 수 있다. 바퀴(420)의 발광부는 LED와 같은 광원을 포함할 수 있다. 또한, 바퀴(420)의 발광부는 압전소자를 포함할 수 있다. 바퀴(420)에 결합된 압전소자에 의하면 바퀴(420)가 터널 내벽면(T)을 따라 굴러가거나, 터널 내벽면(T) 측으로 가압될 때, 압전효과에 의해 전류가 발생하고 광원이 발광할 수 있다.

터널 내벽면(T)과 접촉부(400) 간의 길이가 변화하도록 접촉부(400)의 위치가 변할 수 있다. 예를 들어, 지지대(410)가 신축될 수 있고, 이에 따라 터널 내벽면(T)과 바퀴(420) 간의 거리가 변화할 수 있다.

이 경우, 지지대(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, 지지대(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 내벽면(T)에 굴곡이 있는 경우에도 접촉부(400)의 복수의 바퀴(420)가 모두 터널 내벽면(T)에 용이하게 접촉될 수 있다.

구체적으로, 수직지지대(412)가 신장되지 않은 상태에서 집(100), 후술하는 연결구조물(700)와 고정연결대(710) 등의 신축, 회전, 각도 조절에 의해 프레임(200)이 터널 내벽면(T) 가까이로 이동할 수 있다.

프레임(200)이 터널 내벽면(T) 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 탐사기(300)와 터널 내벽면(T) 간의 급격한 충돌이 방지될 수 있다.

한편, 지지대(410)가 신축되기 위한 구조는 상술한 방식 외에 다른 방식으로도 구현될 수 있으며, 상술한 방식으로 제한되는 것은 아니다.

집(100)과 프레임(200) 사이에 연결구조물(700)이 개재될 수 있다. 연결구조물(700)은 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, 탐사기(300)는 터널 내벽면(T)의 다양한 부분을 진단할 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.

이러한 연결구조물(700) 등은 로보틱스(관절) 시스템을 포함할 수 있다.

도 8은 본 발명에서 프레임의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 8에는 탐사기(300)의 도시가 생략되었다.

도 8을 참조하면, 터널 내벽면(T)과 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 내벽면(T) 가까이로 이동할 수 있다.

프레임(200)이 터널 내벽면(T) 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, 탐사기(300)와 터널 내벽면(T) 간의 급격한 충돌이 방지될 수 있다.

도 9는 본 발명에서 프레임의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 접촉부(400)는 완충부(430)를 더 포함할 수 있다. 완충부(430)는 바퀴(420)의 외주면이 터널 내벽면(T)에 접촉 시 충격을 완화할 수 있다.

완충부(430)는 고탄성물질, 예를 들어 스프링을 포함할 수 있다. 완충부(430)는 지지대(410)(수직지지대(412))에 내장될 수 있다.

도 9(a)를 참조하면, 바퀴(420)의 축이 지지대(410)(수직지지대(412))에 결합됨에 있어, 바퀴(420)의 축에 완충부(430)가 결합되었다.

도 9(b)를 참조하면, 바퀴(420)가 터널 내벽면(T)에 접촉될 때, 바퀴(420)의 축은 지지대(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 내벽면(T)으로부터 이격되면, 완충부(430)는 탄성력에 의해 원상복귀될 수 있다.

도 9에는 완충부(430)로서 스프링만 도시하고 있으나, 완충부(430)가 스프링으로 제한되는 것은 아니며 완충작용을 할 수 있는 구성은 모두 적용될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 집(100)은 승강부(10)가 아닌 차량(1)에 직접 설치될 수 있다. 이 경우, 승강부(10) 상에 비계구조물(20)이 결합되며, 승강부(10)와 비계구조물(20)은 함께 거동하되, 집(ijb)은 독립적으로 거동할 수 있다. 또한, 승강부(10)에서 지지부(13)와 슬라이딩부(14)는 생략될 수 있다.

도 5는 승강부(10)가 상승하기 전을 도시하며, 도 6은 승강부(10)가 상승한 후를 도시한다. 비계구조물(20)은 승강부(10)가 최고지점에 위치할 때 90도 회전할 수 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.

1: 차량
10: 승강부
20: 비계구조물
30: GPR 탐사부
100: 집(jib)
200: 프레임
300: 탐사기
400: 접촉부
410: 지지대
420: 바퀴
430: 완충부
700: 연결구조물

Claims

차량에 승강 가능하게 결합되는 승강부;
사람의 탑승공간을 제공하며, 상기 승강부의 상부에 결합되어 비계구조물;
상기 승강부에 신축 가능하게 결합되는 집(jib); 및
상기 집(jib)의 단부에 결합되어 터널 내벽을 조사하는 GPR 탐사부를 포함하고,
상기 비계구조물은 상기 승강부 상에서 수직축에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 승강부에 의해 상기 비계구조물이 최고지점까지 상승하였을 때, 상기 비계구조물은 90도 회전하는 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 승강부는,
상기 차량에 설치되는 높이조절부; 및
상기 높이조절부에 결합되는 지지부를 포함하고,
상기 집은 상기 지지부에 결합되는 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 지지부는 상기 높이조절부 상에 결합되고,
상기 비계구조물은 상기 지지부 상에 결합되고,
상기 비계구조물은 상기 지지부 상에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 승강부는,
상기 지지부는 상기 높이조절부 상에 결합되고,
상기 지지부 상에 결합되는 슬라이딩부를 더 포함하고,
상기 비계구조물은 상기 슬라이딩부 상에 결합되고,
상기 슬라이딩부는 상기 지지부에 대해 전후로 슬라이딩 이동하고,
상기 비계구조물은 상기 슬라이딩부 상에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 높이조절부에 의해 상기 비계구조물이 최고지점까지 상승하였을 때,
상기 슬라이딩부는 후측으로 슬라이딩 이동하고,
상기 비계구조물은 90도 회전하는 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 GPR 탐사부는,
상기 집의 단부에 결합되는 프레임;
상기 프레임에 결합되어 터널 내벽으로 전자기파를 입사시키고 반사파를 분석하는 탐사기; 및
상기 프레임에 결합되어 터널 내벽에 접촉되는 접촉부를 포함하고,
상기 접촉부는 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제7항에 있어서,
상기 바퀴에는 발광부가 결합되는,
차량용 터널 내부 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 집은 상기 승강부에 대해 각도 조절이 가능한 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.
차량에 승강 가능하게 결합되는 승강부;
사람의 탑승공간을 제공하며, 상기 승강부의 상부에 결합되어 비계구조물;
상기 차량에 신축 가능하게 결합되는 집(jib); 및
상기 집(jib)의 단부에 결합되어 터널 내벽을 조사하는 GPR 탐사부를 포함하고,
상기 비계구조물은 상기 승강부 상에서 수직축에 대해 회전가능한 것을 특징으로 하는,
차량용 터널 내부 측정장치.