KR20240005407A - 기울기 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기울기 측정 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 빌딩의 골조 시공부터 준공 이후까지도 빌딩의 기울기를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 기울기 측정 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기울기 측정 장치는 내측에 중공부가 형성되는 케이스; 상단이 상기 케이스의 내측면 상단에 연결되는 연결체; 상기 케이스의 내측에 수용되며 상기 연결체의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지는 무게추; 및, 상기 케이스의 주변에 설치되어 상기 무게추의 측부 거리를 측정하되 복수 개로 구성되어 상기 무게추의 사방 거리를 측정하는 변위센서; 를 포함한다.

Description

기울기 측정 장치{SLOPE MEASUREMENT DEVICE}
본 발명은 기울기 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 빌딩의 골조 시공시부터 준공 완료 이후까지 계속적으로 빌딩의 기울기를 측정할 수 있는 기울기 측정 장치에 관한 것이다.
현재, 건물의 안전 진단 가운데 건물의 기울기를 측정하는 방식은 건물이 지어지고 난 후에 검사 시기에 건물의 기울기를 측정하는 방식인데, 이와 같은 방식은 최초에 건물 기울기에서 얼마만큼 기울기지는에 대한 기울기를 측정할 수 없어 건물 기울기 안전 진단시에 실효성이 있는가에 대한 의문이 제기되고 있는 방식이다.
그에 따라 빌딩 자동 제어 시스템과 연동하여 빌딩 시공시부터 지속적으로 건물의 기울기를 모니터링 할 수 있는 건물 기울기 자동 진단 시스템의 필요성이 대두되고 있다.
보다 상세하게, 현재 건물 안전 진단 가운데 건물의 기울기를 측정하는 방식은 디지털 센서인 멤스(MEMS) 센서를 이용한 기울기 진단 방법이 있으며, 건물의 준공 이후에 건물의 기둥등에 설치하여 건물의 기울기를 특정하는 방법이다.
하지만, 이와 같이 멤스 센서를 이용한 방식은 다음과 같은 문제점들이 있다.
이와 같은 문제점들을 살펴보면, 먼저, 종래 기울기 측정을 위한 멤스 센서는 자이로 센서를 이용한 적분 연산 방식으로써, 빠른 기울기 변화와 같은 동적인 움직임을 측정하는 데에는 적합하나, 건물과 같이 정적인 기울기를 측정하는 데는 적분 연산 누적으로 인하여 연산값이 발산하고 노이즈등에 의해서도 오차가 발생하는 대표적인 문제점이 있다.
두 번째 문제점으로는 종래 멤스 센서는 미세한 진동까지도 측정할 수 있는 분해능을 가지고 있다. 하지만, 이와 같이 미세한 진동까지도 측정하는 멤스 센서는 건물의 주변에서 발생하는 진동등에도 반응하기 때문에 기울기값이 아닌 다른 형태의 데이터들이 검출되어 유효한 데이타값을 추출하기 어려운 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2000-005517호(2000.09.05 공고)
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 빌딩의 골조 시공부터 준공 이후까지도 빌딩의 기울기를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 기울기 측정 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 빌딩의 기울기 측정시에 순간적인 진동이나 충격등에도 빌딩의 기울기와 대응하는 기울기 측정값으로 회귀하여 정확한 측정값을 제공할 수 있는 기울기 측정 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 빌딩의 기울기 측정시에 멤스 센서를 이용하지 않도록 하여 멤스 센서의 기울기 측정시에 적분 연산을 이용하지 않음으로써 기울기 측정 데이타가 발산되지 않도록 하는 기울기 측정 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 빌딩의 기울기 측정시에 동적인 기울기를 측정하는 방식이 아닌 미소 변위를 측정하는 방식으로 오랜시간 기울기가 미세하게 변화하는 정적인 기울기도 측정할 수 있는 기울기 측정 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기울기 측정 장치는 내측에 중공부가 형성되는 케이스; 상단이 상기 케이스의 내측면 상단에 연결되는 연결체; 상기 케이스의 내측에 수용되며 상기 연결체의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지는 무게추; 및, 상기 케이스의 주변에 설치되어 상기 무게추의 측부 거리를 측정하되 복수 개로 구성되어 상기 무게추의 사방 거리를 측정하는 변위센서; 를 포함한다.
또한, 상기 기울기 측정 장치는 상기 변위센서와 전기적으로 연결되며, 상기 변위센서가 측정한 아날로그 신호인 변위데이타를 디지털신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환하는 디지털신호처리부; 및, 상기 디지털신호처리부와 전기적으로 연결되며, 상기 디지털신호처리부로부터 입력받은 디지털 변위데이타를 빌딩 기울기정보로 변환하는 기울기정보변환부; 를 더 포함하며, 상기 기울기정보변환부는 변위센서가 측정한 상기 무게추의 이동거리에 비례하는 연산식으로 기울기를 측정할 수 있다.
또한, 상기 연결체는 상기 케이스의 상단 부근에 결합되는 볼삽입부, 상기 볼삽입부에 삽입되는 볼체 및, 일단이 상기 볼체에 결합되고 타단이 상기 무게추에 결합되는 강성체를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 기울기 측정 장치는 상기 케이스의 내측에 수용되고, 상기 볼삽입부에 공급되는 오일; 을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 강성체는 파이프 형태로 구성되어 상기 무게추측에 무게중심이 형성되도록 할 수 있다.
또한, 상기 기울기 측정 장치는 내측에 중공부가 형성되는 케이스; 상단이 상기 케이스의 내측면 상단에 연결되는 연결체; 상기 케이스의 내측에 수용되며 상기 연결체의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지는 무게추; 상기 케이스의 내측 하부에 실장되며 상기 무게추의 중심부를 촬영하여 영상정보를 형성하는 카메라부; 및, 상기 카메라부와 연동하여 상기 무게추의 중심부를 포함하는 영상정보를 입력받고, 상기 영상정보를 통해 상기 무게추의 중심부가 기설정된 중심부에서 이동하는 방향정보와 거리정보로 변환하여 연산하는 영상정보 변환부; 를 포함하여 구성된다.
이 경우, 상기 기울기 측정 장치는 상기 영상정보 변환부와 전기적으로 연결되며, 상기 영상정보 변환부가 측정한 아날로그 신호인 변위데이타를 디지털신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환하는 디지털신호처리부; 및, 상기 디지털신호처리부와 전기적으로 연결되며, 상기 디지털신호처리부로부터 입력받은 디지털 변위데이타를 빌딩 기울기정보로 변환하는 기울기정보변환부; 를 더 포함하며, 상기 기울기정보변환부는 상기 영상정보 변환부가 측정한 상기 무게추의 이동거리에 비례하는 연산식으로 기울기를 측정할 수 있다.
또한, 상기 무게추는 상기 카메라부와 마주보는 중심부에 점형상의 반사점이 형성된다.
이 경우, 상기 기울기 측정 장치는 상기 카메라부의 주변에 형성되어 광을 조사하는 발광부; 를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 빌딩의 골조 시공부터 준공 이후까지도 빌딩의 기울기를 지속적으로 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 진동이나 충격이 발생하여도 무게추가 오일에 의해 감쇄되기 때문에, 빌딩의 기울기와 대응하는 기울기 측정값으로 회귀하여 정확한 측정값을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 빌딩의 기울기 측정시에 멤스 센서를 이용하지 않도록 하여 멤스 센서의 기울기 측정시에 적분 연산을 이용하지 않음으로써 기울기 측정 데이타가 발산되지 않도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 빌딩의 기울기 측정시에 멤스센서를 이용한 동적인 기울기를 측정하는 방식이 아닌 중력을 향하는 무게추의 미소 변위를 측정하는 방식을 이용하기 때문에, 오랜시간 기울기가 미세하게 변화하는 정적인 기울기도 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 기울기 측정 장치의 A-A선을 절개하여 본 단면도.
도 3은 빌딩이 기울어진 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치의 단면도.
도 4는 도 3에 도시된 기울기 측정 장치의 B-B선을 절개하여 본 단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기울기 측정 장치의 단면도.
도 6은 도 5에 도시된 기울기 측정 장치의 C-C선을 절개하여 본 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 실시예를 설명하기로 하며, 이 경우, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제어하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미하는 것으로 간주한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 전자 하드웨어 또는 전자 소프트웨어에 대한 설명시 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하고, 기계장치에 대한 설명시 하나의 부품, 기능, 용도, 지점 또는 구동요소를 의미하는 것으로 간주한다. 또한, 이하에서는 동일한 구성 또는 유사한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 하며, 동일한 구성 요소의 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 케이스(11), 연결체(12), 무게추(13) 및, 변위센서(14)를 포함하며, 디지털신호처리부(15), 기울기정보변환부(16), 오일(17) 및, 기울기조정부(18)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
케이스(11)는 내측에 중공부가 형성된다. 본 실시예의 경우, 케이스(11)는 상단이 개구된 원통체(11a) 및 원통체(11a)의 상부 개구부에 결합하여 원통체(11a)를 밀폐하는 덮개부(11b)가 더 구성된다. 여기서, 덮개부(11b)의 하부에는 연결체(12)가 연결되는 고리부가 더 구성되며, 덮개부(11b)는 최초 조립시나 점검시에 필요에 따라 원통체(11a)에서 분리된다. 이와 같은 케이스(11)는 연결체(12)가 결합될 영역을 제공하는 역할을 하며, 연결체(12)와 무게추(13) 및 변위센서(14)를 외부와 밀폐시켜 이물질로부터 연결체(12)와 무게추(13) 변위센서(14)를 보호하는 역할을 하게 된다.
연결체(12)는 상단이 케이스(11)의 내측면 상단에 연결된다. 본 실시예의 경우, 연결체(12)는 상단이 케이스(11)의 덮개부(11b)에 결합되고, 하단에는 무게추(13)가 결합된다. 여기서, 연결체(12)의 길이는 길어질수록 빌딩의 기울기에 대한 분해능이 증가되므로, 도면에 도시된 비율로 한정되지 않고 분해능의 형태에 따라 다양한 길이로 설정된다. 이와 같은 연결체(12)는 와이어, 바 또는, 파이프와 같은 형태로 구성될 수 있다.
본 실시예의 경우, 연결체(12)는 볼삽입부(12a), 볼체(12b) 및, 강성체(12c)를 포함한다.
볼삽입부(12a)는 내측에 볼체(12b)가 삽입될수 있은 원구형 형상의 중공부가 형성되고 케이스(11)의 상단 부근에 결합된다. 이 경우, 볼삽입부(12a)는 볼체(12b)를 삽입될 수 있도록 두 개로 분할체로 구성되며, 하측으로 볼체(12b)의 일부가 노출될 수 있도록 형성된다.
볼체(12b)는 볼삽입부(12a)의 내측 중공부에 삽입된다. 이와 같은 볼체(12b)는 볼삽입부(12a)에서 회전가능한 상태로 배치되고, 무게추(13)가 기울어지는 경우에 회전 가능한 상태로 형성된다.
강성체(12c)는 일단이 볼체(12b)에 결합되고 타단이 무게추(13)에 결합된다. 이 경우, 강성체(12c)는 볼체(12b)와의 결합시에 나사산이 형성된 결합구(12d)에 의해 볼체(12b)와 결합된다. 또한, 강성체(12c)는 무게추(13)와의 결합시에 의해 나사산이 형성된 결합구(12e)에 의해 볼체(12b)와 결합된다. 또한, 본 실시예의 경우, 강성체(12c)는 파이프 형태로 구성되어 무게추(13)측에 무게중심이 형성됨으로써, 기울어짐이 발생했을시에 무게추(13)측에 의해 용이하게 회전하게 된다. 또한, 강성체(12c)는 강성재질로 형성됨으로써, 기울어짐이 발생시에 기울기에 비례해 기울어짐이 발생되도록 할 수 있다. 여기서, 강성체(12c)는 휘어지는 와이어와는 달리 직진성이 확보되므로, 와이어로 구성되는 경우보다 보다 정확한 기울어짐 데이터를 확보할 수 있게 된다.
무게추(13)는 케이스(11)의 내측에 수용되며 연결체(12)의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지게 된다. 이러한 무게추(13)는 사각통체형추로 형성되어 중력에 의해 빌딩의 기울기 각도에 따라 일정 기울기로 기울어짐으로써, 빌딩의 기울기와 대응하는 기울기를 형성하게 된다. 본 실시예의 경우, 무게추(13)는 철재질을 포함하는 금속재질로 형성된다. 이와 같은 무게추(13)는 이동시에 변위센서(14)의 거리 측정에 의해 중심부의 이동 거리를 측정할 수 있도록 형성된다.
변위센서(14)는 케이스(11)의 주변에 설치되어 무게추(13)의 측부 거리를 측정하되 복수 개로 구성되어 무게추(13)의 사방 거리를 측정하게 된다. 본 실시예의 경우, 변위센서(14)는 와전류센서로 구성되며, 필요에 따라, 레이저변위센서 또는 정전용량형 변위센서로 구성될 수 있다. 또한, 본 실시예의 경우, 변위센서(14)는 적어도 4개의 이상의 와전류형 변위센서(14)로 구성되어 케이스(11)의 외주연을 사등분하는 위치 각각에 결합됨으로써 무게추(13)의 외주연을 사등분하는 위치 각각과의 거리를 측정하게 된다. 따라서, 변위센서(14)는 무게추(13)와 거리를 네방향에서 지속적으로 측정하여 무게추(13)의 위치를 검출할 수 있으므로, 중력을 기준으로 평면상에서 무게추(13)의 중앙위치가 어느 위치에 있는지를 측정하게 된다. 이와 같은 변위센서(14)는 무게추(13)간의 거리를 측정하여 빌딩의 기울기를 연산할 수 있게 되는데, 보다 구체적으로 설명하면, 연결체(12)의 상단에서 무게추(13)를 측정하는 변위센서(14)와의 거리를 "L"이라 하고, 무게추(13)의 이동 거리가 "D"인 경우, 측정된 기울기 각도는 D/L로 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 변위센서(14)의 갯수를 4개로 예시하여 설명하였지만, 변위센서(14)의 갯수는 증가될 수 있음은 물론이다. 또한, 변위센서(14)는 와전류센서로 구성되는 경우에 무게추(13)를 자화시 변위센서(14)들 간에 자화되지 않도록 변위센서(14)들의 측정이 각각 개별적으로 측정되도록 함으로써, 어느 하나의 변위센서(14)의 구동시 나머지 다른 변위센서(14)들이 구동되지 않도록 하여 자회에 의한 영향이 없도록 구성된다.
디지털신호처리부(15)는 변위센서(14)와 전기적으로 연결되며, 변위센서(14)에서 입력되는 아날로그 신호인 변위데이타를 디지털신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환하게 된다.
기울기정보변환부(16)는 디지털신호처리부(15)와 전기적으로 연결되며, 디지털신호처리부(15)로부터 입력받은 디지털 변위데이타를 빌딩 기울기정보로 변환하게 된다. 이 경우, 기울기정보변환부(16)가 연산하는 연산식은 변위센서가 측정한 무게추(13)의 이동거리에 비례하는 연산식으로 기울기를 측정할 수 있으며, 기울기의 구체적인 연산은 전술한 바와 같이, 연결체(12)의 상단에서 무게추(13)를 측정하는 변위센서(14)의 위치와의 거리를 "L"이라 하고, 무게추(13)의 이동 거리가 "D"인 경우, 측정된 기울기 각도는 D/L로 구성될 수 있다.
오일(17)은 케이스(11)의 내측에 수용된다. 본 실시예의 경우, 오일(17)은 실리콘 오일(17)과 같은 점성이 있는 오일(17)로 구성될 수 있다. 이와 같은 오일(17)은 무게추(13)와 연결체(12)가 부식되지 않도록 보호하며, 특히, 외부에서 진동이나 큰 충격이 발생하여 무게추(13)가 흔들리는 경우에 무게추(13)가 크게 흔들리지 않도록 변위의 폭을 감쇄시키고, 무게추(13)가 흔들린 이후에 빠르게 정위치로 돌아올 수 있도록 하는 역할을 하게 된다. 또한, 오일(17)은 볼삽입부(12a)에 공급되어 볼체(12b)가 오일에 의해 윤활 작용으로 용이하게 회전되도록 함으로써, 마찰력이 줄어들도록 하는 역할을 하게 된다.
기울기조정부(18)는 케이스(11)의 하부와 빌딩 사이에 결합되어 기울기를 조정할 수 있게 된다. 본 실시예의 경우, 기울기조정부(18)는 앙카볼트나 콘크리트 타설등에 의해 빌딩에 결합되는 하부고정판(18a), 케이스(11)의 하부에 결합되고 하부고정판(18a)에서 일정 거리 이격되는 상부고정판(18b), 서로 간에 이격되어 복수개로 구성되며 하부고정판(18a)에 결합된 상태에서 상부고정판(18b)에 형성되어 볼트공을 통과하여 배치되는 볼트몸통부(18c), 볼트몸통부(18c)와 나사결합되고 상부고정판(18b)의 하부에 배치되어 상부고정판(18b)의 하부를 지지하고 회전하는 경우에 상부고정판(18b)을 받치면서 상부고정판(18b)의 위치를 변경하는 하부너트부(18d) 및, 볼트몸통부(18c)에 나사결합되고 상부고정판(18b)의 상부를 압박하여 상부고정판(18b)을 고정시키는 상부너트부(18e)를 포함한다. 이와 같은 기울기조정부(18)는 본 실시예의 기울기 측정 장치를 빌딩에 설치하는 경우, 기울기 측정 장치의 변위센서(14)들 전체가 측정한 값이 동일한 값이 형성되도록 영점을 조절하는 역할을 하게 된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 기울기 측정 장치를 이용하여 빌딩이나 구조물의 기울기를 측정하는 기울기 모니터링 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 3은 빌딩이 기울어진 상태에서 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치의 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 기울기 측정 장치의 B-B선을 절개하여 본 단면도이다.
최초, 건물 증축시에 골조 공사가 완료된 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치를 설치하게 된다. 이 경우, 작업자는 기울기조정부(18)의 하부고정판(18a)을 빌딩 상부층의 바닥면에 설치하고, 볼트몸통부(18c)에 하부너트부(18d)를 나사결합시키게 된다.
다음, 작업자는 하부너트부(18d)에 상부고정판(18b)을 안착시킨 상태에서 하부너트부(18d)들을 회전시켜 상부고정판(18b)의 기울기를 조정함으로써 변위센서(14)들이 측정한 값이 동일한 상태가 되도록 상부고정판(18b)의 기울기를 조정하고, 상부너트부(18e)를 볼트몸통부(18c)에 결합시키면 설치 작업을 마무리 된다.
이와 같은 상태에서, 빌딩의 기울기가 미세하게 기울어지게 되면, 무게추(13)는 빌딩이 기울어지는 방향과 동일한 방향으로 미세하게 기울어지게 되며, 변위센서(14)는 무게추(13)와의 거리값을 지속적으로 측정하여 측정된 값을 디지털신호처리부(15)로 전송하게 된다.
이와 같이, 빌딩이 미세하게 기울어짐으로써 무게추(13)가 기울어지게 되었을 때의 무게추(13)에 대한 중심 위치를 평면상에서 살펴보면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 무게추(13)의 중심 위치가 변하게 되고, 이때, 4개의 변위센서(14)는 무게추(13)와의 거리를 도면에 도시된 네 방향에서 측정하고, 네 방향 각각에서의 거리를 통해 무게추(13)의 중심을 예측하여 어느 방향으로 얼마 만큼 이동하였는지에 대한 변위데이타들을 확보할 수 있게 된다.
이때, 기울기정보변환부(16)는 변위센서(14)에서 측정한 4방향 각각에서의 변위데이타를 지속적으로 입력받고, 이때 입력받은 4방향에서의 변위데이터를 신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환한 후, 기울기값으로 변환하게 된다.
이 경우, 기울기정보변환부(16)에서 연산된 기울기값은 도 3에 도시된 바와 같이, 연결체(12)의 상단에서 변위센서(14)간의 거리를 "L"이라 하고, 무게추(13)가 이동한 거리를 "D"라 하였을 때, D/L로 연산되고, 필요에 따라, 변수를 곱하거나 더하는 연산을 설정하여 더욱 정확한 기울기값을 설정하게 된다. 이 경우, 기울값은 호도법으로 계산할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 빌딩의 골조 시공부터 준공 이후까지도 빌딩의 기울기를 지속적으로 모니터링 할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 진동이나 충격이 발생하여도 무게추(13)가 오일(17)에 의해 감쇄되기 때문에, 진동이나 충격에 의해 오차값을 발생시키는 기울기 측정용 멤스센서와는 달리 빌딩의 기울기와 대응하는 기울기 측정값으로 회귀하여 정확한 측정값을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 빌딩의 기울기 측정시에 멤스 센서를 이용하지 않도록 하여 멤스 센서의 기울기 측정시에 적분 연산을 이용하지 않음으로써 기울기 측정 데이타가 발산되지 않도록 하게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 빌딩의 기울기 측정시에 멤스센서를 이용한 동적인 기울기를 측정하는 방식이 아닌 중력을 향하는 무게추(13)의 미소 변위를 측정하는 방식을 이용하기 때문에, 오랜시간 기울기가 미세하게 변화하는 정적인 기울기도 측정할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기울기 측정 장치의 단면도이다. 도 6은 도 5에 도시된 기울기 측정 장치의 C-C선을 절개하여 본 단면도이다.
도 5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 케이스(11), 연결체(12), 무게추(13), 카메라부(140) 및, 영상정보 변환부(150)를 포함하며, 디지털신호처리부(15), 기울기정보변환부(16) 및, 기울기조정부(18)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 경우, 케이스(11), 연결체(12), 디지털신호처리부(15), 기울기정보변환부(16) 및, 기울기조정부(18)는 전술한 실시예와 동일하며, 무게추(130), 카메라부(140), 영상정보 변환부(150) 및, 발광부(160)가 더 구성된다는 점이 다른 점이다.
먼저, 무게추(130)는 케이스(11)의 내측에 수용되며 연결체(12)의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지는 된다. 본 실시예의 경우, 무게추(130)는 원뿔 형상으로 형성되며, 원뿔의 꼭지점이 하방을 향하도록 배치된다. 이 경우, 무게추(130)에는 카메라부(140)와 마주보는 중심부에 점형상의 반사점이 형성된다. 이 경우, 반사점은 발광부(160)의 발광시에 반사되도록 함으로써 영상정보내의 중심점이 보다 선명하게 보이도록 하게 된다.
카메라부(140)는 케이스(11)의 내측 하부에 실장되며 무게추(130)의 중심부를 촬영하여 영상정보를 획득하게 된다. 이 경우, 카메라부(140)는 기판에 실장되어 형성될 수 있다.
영상정보 변환부(150)는 카메라부(140)와 연동하여 무게추(130)의 중심부를 포함하는 영상정보를 입력받고, 영상정보를 통해 무게추(130)의 중심부가 기설정된 중심부에서 이동하는 방향정보와 거리정보로 변환하여 연산하게 된다. 따라서, 영상정보 변환부(150)에 의해 무게추(130)의 중심점이 어느 방향으로 어느 거리만큼 이동했는지를 알 수 있게 된다. 이 경우, 영상정보 변환부(150)는 카메라부(140)의 해상도에 따른 픽셀 갯수등을 이용하여 거리를 연산할 수 있다. 한편, 본 실시예의 경우, 디지털신호처리부(15)는 영상정보 변환부(150)와 전기적으로 연결되며, 영상정보 변환부(150)에서 입력되는 아날로그 신호인 변위데이타를 디지털신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환하게 되고, 이때, 기울기정보변환부(16)는 전술한 실시예와 동일하게 무게추(130)의 이동거리에 비례하는 연산식으로 기울기정보를 획득하게 된다.
발광부(160)는 카메라부(140)의 주변에 형성되어 광을 조사하게 된다. 이 경우, 발광부(160)는 발광다이오드로 구성될 수 있다. 이와 같은 발광부(160)는 케이스(11) 내부에 광을 조사함으로써, 카메라부(140)가 무게추(130)의 영상정보를 획득시에 암전이 발생되지 않도록 하게 된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기울기 측정 장치를 이용한 기울기 측정 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 설치방법은 전술한 실시예와 동일하게 기울기조정부(18)를 이용하여 기울기를 조정하게 된다.
다음, 발광부(160)가 광을 조사한 상태에서 카메라부(140)가 무게추(130)의 중심점을 지속적으로 촬영하게 되고, 무게추(130)의 중심점이 이동하게 되면, 영상정보 변환부(150)는 무게추(130)의 중심부를 포함하는 영상정보를 통해 무게추(130)의 중심부가 기설정된 중심부에서 이동하는 방향정보와 거리정보로 변환하여 연산하게 된다.
다음, 기울기정보변환부(16)는 영상정보 변환부(150)에서 연산한 방향정보와 거리정보를 지속적으로 입력받고, 이때, 입력받은 방향정보와 거리정보의 데이터를 기울기값으로 변환하게 된다.
이 경우, 기울기정보변환부(16)에서 연산된 기울기값은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 연결체(12)의 상단에서 무게추(130)간의 거리를 "L"이라 하고, 무게추(13)가 이동한 거리를 "D"라 하였을 때, D/L로 연산되고, 필요에 따라, 변수를 곱하거나 더하는 연산을 설정하여 더욱 정확한 기울기값을 설정하게 된다. 이 경우, 기울값은 호도법으로 계산할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기울기 측정 장치는 무게추(130)의 중심점에 대한 영상정보 변화를 통해 무게추의 이동방향과 이동거리를 판별함으로써, 빌딩의 기울기를 계산할 수 있기 때문에, 전술한 실시예에서 예시한 바와 같은 작용효과를 발휘할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 빌딩 변위 측정부 11 : 케이스
12 : 연결체 13,130 : 무게추
13a : 금속재질부 13b : 비금속 재질부
14 : 변위센서 15 : 디지털신호처리부
16 : 기울기정보변환부 17 : 오일
18 : 기울기조정부 18a : 하부고정판
18b : 상부고정판 18c : 볼트몸통부
18d : 하부너트부 18e : 상부너트부
140 : 카메라부 150 : 영상정보 변환부
160 : 발광부

Claims (9)

  1. 내측에 중공부가 형성되는 케이스;
    상단이 상기 케이스의 내측면 상단에 연결되는 연결체;
    상기 케이스의 내측에 수용되며 상기 연결체의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지는 무게추; 및,
    상기 케이스의 주변에 설치되어 상기 무게추의 측부 거리를 측정하되 복수 개로 구성되어 상기 무게추의 사방 거리를 측정하는 변위센서; 를 포함하는 기울기 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위센서와 전기적으로 연결되며, 상기 변위센서가 측정한 아날로그 신호인 변위데이타를 디지털신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환하는 디지털신호처리부; 및, 상기 디지털신호처리부와 전기적으로 연결되며, 상기 디지털신호처리부로부터 입력받은 디지털 변위데이타를 빌딩 기울기정보로 변환하는 기울기정보변환부; 를 더 포함하며, 상기 기울기정보변환부는 변위센서가 측정한 상기 무게추의 이동거리에 비례하는 연산식으로 기울기를 측정하는 것을 특징으로 하는 기울기 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결체는 상기 케이스의 상단 부근에 결합되는 볼삽입부, 상기 볼삽입부에 삽입되는 볼체 및, 일단이 상기 볼체에 결합되고 타단이 상기 무게추에 결합되는 강성체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기울기 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 케이스의 내측에 수용되고, 상기 볼삽입부에 공급되는 오일; 을 더 포함하는 기울기 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 강성체는 파이프 형태로 구성되어 상기 무게추측에 무게중심이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 기울기 측정 장치.
  6. 내측에 중공부가 형성되는 케이스;
    상단이 상기 케이스의 내측면 상단에 연결되는 연결체;
    상기 케이스의 내측에 수용되며 상기 연결체의 하부에 연결되어 중력 방향으로 늘어지는 무게추;
    상기 케이스의 내측 하부에 실장되며 상기 무게추의 중심부를 촬영하여 영상정보를 형성하는 카메라부; 및,
    상기 카메라부와 연동하여 상기 무게추의 중심부를 포함하는 영상정보를 입력받고, 상기 영상정보를 통해 상기 무게추의 중심부가 기설정된 중심부에서 이동하는 방향정보와 거리정보로 변환하여 연산하는 영상정보 변환부; 를 포함하는 기울기 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 영상정보 변환부와 전기적으로 연결되며, 상기 영상정보 변환부가 측정한 아날로그 신호인 변위데이타를 디지털신호처리하여 디지털 변위데이타로 변환하는 디지털신호처리부; 및, 상기 디지털신호처리부와 전기적으로 연결되며, 상기 디지털신호처리부로부터 입력받은 디지털 변위데이타를 빌딩 기울기정보로 변환하는 기울기정보변환부; 를 더 포함하며, 상기 기울기정보변환부는 상기 영상정보 변환부가 측정한 상기 무게추의 이동거리에 비례하는 연산식으로 기울기를 측정하는 것을 특징으로 하는 기울기 측정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 무게추는 상기 카메라부와 마주보는 중심부에 점형상의 반사점이 형성되는 것을 특징으로 하는 기울기 측정 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 카메라부의 주변에 형성되어 광을 조사하는 발광부; 를 더 포함하는 기울기 측정 장치.
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