WO2014148715A1 - 해저 지반조사장치 - Google Patents

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WO2014148715A1
WO2014148715A1 PCT/KR2013/009164 KR2013009164W WO2014148715A1 WO 2014148715 A1 WO2014148715 A1 WO 2014148715A1 KR 2013009164 W KR2013009164 W KR 2013009164W WO 2014148715 A1 WO2014148715 A1 WO 2014148715A1
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WO
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rod
frame
coupled
rods
disposed
Prior art date
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PCT/KR2013/009164
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English (en)
French (fr)
Inventor
장인성
권오순
김우태
이배
황인철
Original Assignee
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
    • E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00

Definitions

  • the present invention relates to a subsurface soil surveying device, and more particularly, boring of the ground at the seabed, Standard Penetration Test (SPT), Pressure Meter Test (PMT), Cone Penetration Test (Cone)
  • SPT Standard Penetration Test
  • PMT Pressure Meter Test
  • the present invention relates to a subsea ground surveying device having a load transfer structure capable of performing operations such as Penetration Test (CPT), Field Vane Test (FVT), Sampling, and Coring.
  • the subsurface soil surveying device may be used when installing structures, etc. under the sea, or surveying seabed geology.
  • a seabed ground surveying device is a device that can continuously insert the rod (Rod) in the form of a pipe provided with a space in the center in order to collect a sample of the geology under the sea bottom.
  • Such a seabed ground surveying device needs to continuously perform the transfer and insertion of the rods when inserting the rods from the seabed below the ground, but there is a problem in that the stability of continuous work is deteriorated due to the effects of algae or external impacts. .
  • the conventional subsea ground surveying apparatus needs to shorten the work time by continuously supplying a plurality of rods and inserting them under the ground, but most of them are made by hand, which causes excessive work time and labor. have.
  • the rod fixing pack described above is provided with a locking groove in which two discs are disposed at a distance apart from each other by a predetermined distance, and the rod is fitted into the disc disposed above, and the bottom side of the rod is placed on the side of the disc disposed below. Home is provided.
  • the groove on which the rod is raised is slightly larger than the outer diameter of the rod to facilitate insertion of the rod and to maintain a constant depth in the disc so that it is not separated from the rod fixing pack by external force.
  • This conventional subsea ground surveying device is a problem that the load transfer may occur due to the step between the upper surface of the lower disk and the groove when the rod feeder is holding the rod and inserted into the rod fixing pack or withdraw the rod from the rod fixing pack There is this.
  • an object of the present invention is to perform a continuous and stable rod insertion operation by preventing a feed failure when the rod transfer unit inserts or withdraws the rod into the rod fixing pack To provide a subsea ground surveying device that can be.
  • the present invention is a frame, a rod insertion portion coupled to the frame to sequentially insert the rods under the ground of the seabed, a plurality of fixed to the frame and the rods on the outer peripheral surface side
  • a rod fixing pack coupled to the rod and disposed on a bottom of the frame, and including a rod transfer unit configured to sequentially transfer the rods to the rod insertion unit.
  • the rod transfer part may include a first guide rail disposed on a bottom surface of the frame, a first moving member moving along the guide rail, a rotary actuator coupled to the first moving member, a rotary member coupled to an upper portion of the rotary actuator, A second guide rail disposed on the rotating member, a second moving member moving along the second guide rail, an actuator installed on the rotating member and moving the second moving member in a linear direction, to the second moving member.
  • the roller assembly is hinged to the rod feed chuck to hold the rod, the step moving guide coupled to the lower end of the rod feed chuck, and the roller assembly is installed on the rotating member and the step moving guide is in close contact when the rod feed chuck is moved linearly It provides a subsea ground surveying apparatus comprising.
  • the step movement guide is made of a plate having a constant thickness, the front surface is formed in the inclined portion on the basis of the movement direction, the rear surface is preferably made of a right angle portion perpendicular to the surface of the plate.
  • the roller assembly may include a pillar portion disposed in the vertical direction at regular intervals to the rotating member, and a roller coupled to the pillar portion to rotate.
  • the rod fixing pack is a disk-shaped upper plate provided with a plurality of fitting grooves in which the rod is inserted into the outer circumferential side in the radial direction from the center, and the rod is disposed at a predetermined distance away from the upper plate and directed toward the upper plate.
  • the rod fixing part preferably includes a block disposed facing both sides of the fitting groove, a ball inserted at a position facing each other in the block, and an elastic member inserted into the block to elastically support the ball.
  • the present invention facilitates the rod feeder being lifted upward in a predetermined section by a step moving guide when the rod is inserted into or withdrawn from the groove provided at regular intervals on the lower plate of the rod fixing pack.
  • the rods can be inserted into or withdrawn from the rod fixing pack, allowing for continuous and stable rod insertion.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall shape of the seabed ground irradiation apparatus for explaining an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a rod feeder of a subsea ground irradiation apparatus by cutting a portion of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a view showing a rod feeder of a subsea ground irradiation apparatus by cutting a portion of FIG. 1.
  • Figure 3 is a view showing in detail the rod transfer unit and the rod fixing pack in order to explain the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing in detail the rod fixing part of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a state before the rod feeder to catch the rod in order to explain the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view illustrating a state in which a rod feeder moves to grab a rod to explain an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a state in which the rod transfer unit holding the rod in the rod fixing pack to explain an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating a state in which the rod transfer unit is drawn out of the rod fixing pack in a state in which the rod transfer unit catches a rod to explain an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view illustrating a state in which the rod transfer unit pulls the rod from the rod fixing pack to hold the rod to explain an embodiment of the present invention.
  • Figures 2 and 3 is a view showing the main part of Figure 1, showing a seabed ground irradiation apparatus.
  • An undersea ground surveying apparatus having a rod conveyance structure includes a frame F, a rod inserting portion 1, a rod fixing pack 3, and a rod conveying portion 5.
  • the frame F has a bottom surface and forms a frame and has a space in which the above-described rod inserting portion 1, the rod fixing pack 3, and the rod conveying portion 5 can be installed.
  • This frame (F) can be moved to the ground side of the seabed by hanging on the connecting line (L) connected to the crane.
  • the rod insertion unit 1 may sequentially insert pipe rods R and rods provided with spaces in the center portion of the bottom of the seabed.
  • the rod insertion unit 1 may receive a plurality of rods R stored in the rod fixing pack 3 from the rod transfer unit 5 and sequentially insert the rods R below the ground of the seabed.
  • the rod insertion portion 1 may be used the technique disclosed in Korea Patent Publication No. 10-1152429.
  • the rod fixing pack 3 may be installed in the frame (F) a plurality.
  • the rod fixing pack 3 includes an upper plate 7, a lower plate 9, a shaft 11, and a rod fixing portion 13.
  • the upper plate 7 and the lower plate 9 are formed in a disc shape and are disposed in a state where a predetermined distance from each other is separated in the up and down directions.
  • the shaft 11 penetrating the center is coupled to the upper plate 7 and the lower plate 9.
  • the upper plate 7 is provided with a plurality of fitting grooves 7a at regular intervals on the outer circumferential side in the radial direction from the center.
  • the rod R may be inserted and stored in the fitting groove 7a.
  • a plurality of rod fixing parts 13 are disposed in the upper portion of the upper plate 7 with the fitting groove 7a therebetween.
  • the rod fixing part 13 includes a block 15, a ball 17, and an elastic member 19 disposed at both sides of the fitting groove 7a.
  • 4 is an exploded view illustrating the block 15, the ball 17, and the elastic member 19.
  • the block 15 is provided with a hole 15a into which the balls 17 can be inserted at positions facing each other.
  • an elastic member 19 and a ball 17, such as a compression coil spring, can be inserted. Therefore, the elastic member 19 may elastically support the ball 17.
  • the ball 17 can be freely rotated inside the hole 15a and is preferably arranged so that a portion can protrude into the hole 15a.
  • the lower plate 9 is provided with a plurality of grooves 9a at regular intervals on the upper surface (the surface facing the upper plate).
  • the groove 9a provided in the lower plate 9 is made substantially circular and the bottom surface of the rod R is fitted.
  • the groove 9a provided in the lower plate 9 has a step with the upper surface of the lower plate 9. Therefore, the rod R mounted on the lower plate 9 may be stably fixed without shaking.
  • the rod R is fixed to the rod fixing pack 3 by fixing the upper part to the rod fixing part 13 provided on the upper plate 7 and raising the lower part to the groove 9a provided on the lower plate 9.
  • the rod fixing pack 3 may rotate about the shaft 11 by a separate driving source (not shown).
  • the rod feeder 5 is arranged at the bottom of the frame F.
  • the rod transfer part 5 serves to transfer the rod R stored in the rod fixing pack 3 to the rod insertion part 1.
  • the rod conveying part 5 includes a first guide rail 21, a first moving member 23, a rotary actuator 25, a rotating member 27, a second guide rail 29, a second moving member 31, An actuator 33, a rod feed chuck 35, a step movement guide 37, and a roller assembly 39 are included.
  • the first guide rails 21 are arranged in pairs on the bottom surface of the frame F.
  • An LM guide or the like may be used for the first guide rail 21.
  • the first moving member 23 is coupled to the upper portion of the first guide rail 21.
  • the first moving member 23 may move along the first guide rail 21.
  • the first moving member 23 may move along the first guide rail 21 by a separate driving source (not shown).
  • the rotary actuator 25 is coupled to the first moving member 23.
  • the rotary actuator 25 may be made of a hydraulic motor or the like.
  • the rotating member 27 is coupled to the upper portion of the rotary actuator 25.
  • the rotary member 27 may rotate as the rotary actuator 25 is driven.
  • the rotating member 27 may be formed of a square or circular plate.
  • the second guide rail 29 is coupled to the upper portion of the rotating member 27.
  • the second guide rails 29 may be disposed in pairs on the bottom surface of the rotating member 27.
  • the second guide rail 29 may be made of an LM guide or the like.
  • the second moving member 31 is disposed above the second guide rail 29.
  • the second moving member 31 may be moved along the second guide rail 29 by an actuator 33 such as a hydraulic cylinder.
  • the rod transfer chuck 35 is coupled to the second moving member 31.
  • the rod feed chuck 35 is hinged to the second moving member 31 to rotate a predetermined section in the up and down directions. 5 and 6 show a hinge engaging portion 35a to which the rod feed chuck 35 is hinged to the second moving member 31.
  • a step movement guide 37 having a plate shape having a predetermined thickness is coupled to the bottom side of the rod feed chuck 35. As shown in Fig. 5, the step movement guide 37 forms an inclined portion 37a on the front side with respect to the moving direction, and the rear surface has a right angle portion 37b perpendicular to the surface of the plate. Achieve.
  • the step movement guide 37 may move in close contact with the roller assembly 39. That is, when the step movement guide 37 moves in close contact with the roller assembly 39, the rod feed chuck 35 is rotated in a predetermined section.
  • the roller assembly 39 is installed on the rotating member 27.
  • the roller assembly 39 includes a pillar portion 41 and a roller 43.
  • the pillar portion 41 of the roller assembly 39 is coupled to the rotating member at regular intervals.
  • the pillar portions 41 of the roller assembly 39 are arranged in parallel to each other in the vertical direction.
  • the roller 43 of the roller assembly 39 is rotatably coupled to the pillar portion (41).
  • roller 43 of the roller assembly 39 is arrange
  • the rod R is accommodated in the rod fixing pack 3.
  • the rod R is fitted with an upper portion in the fitting groove 7a provided in the upper plate 7 of the rod fixing pack 3.
  • the ball 17 provided in the block 15 of the rod fixing portion 13 supports the outer circumferential surface of the rod (R). Since the ball 17 is elastically supported by the elastic member 19, the rod R may be fixed to the rod fixing pack 3.
  • the lower portion of the rod R is mounted on the groove 9a provided in the lower plate 9 of the rod fixing pack 3.
  • the actuator 33 is driven to move the rod feed chuck 35 toward the rod R. As shown in FIG.
  • the rod feed chuck 35 moves, and the step movement guide 37 also moves together. And since the step movement guide 37 is in close contact with the roller 43 of the roller assembly 39, it rides over the roller 43. That is, the step movement guide 37 rotates about the hinge coupling part 35a while the rod feed chuck 35 passes over the roller 43 (state shown in FIG. 6).
  • the actuator 33 is driven to move the rod feed chuck 35 in the aforementioned opposite direction (the direction in which the rod is pulled out). Then, when the right angle portion 37b of the step movement guide 37 exceeds the roller 43, the rod feed chuck 35 rotates a predetermined section about the hinge coupling portion 35a. At this time, the rod (R) is lifted as far as the rod feed chuck 35 rotates and is separated from the groove (9a) of the lower plate (9). Then, as the rod feed chuck 35 moves, the rod is separated from the fitting groove 7a of the upper plate 7 so that the rod R is separated from the rod fixing pack 3 (as shown in FIGS. 8 and 9). has exist).
  • the rod R separated as described above may be transmitted to the rod inserting part 1 by moving the first moving member 23 along the rotation of the rotary actuator 25 and the first guide rail 21.
  • This embodiment of the present invention can prevent the feed failure when the rod transfer unit 5 inserts or pulls the rod (R) in the rod fixing pack 3 can perform a rod insertion operation continuously and stably.

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Abstract

본 발명은 해저에서 지반의 천공(Boring), 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT), 프레셔미터시험(PressureMeter Test, PMT), 콘관입시험(Cone Penetration Test, CPT), 현장베인시험(Field Vane Test, FVT), 샘플채취(Sampling), 그리고 코어링(coring) 등 작업을 수행할 수 있는 로드 이송구조를 구비한 해저 지반조사장치를 개시한다. 본 발명의 해저 지반조사장치는, 프레임에 결합되어 로드들을 순차적으로 해저의 지반 아래로 삽입하는 로드 삽입부, 프레임에 다수가 고정되며 로드들이 외주면 측에 결합되는 로드 고정팩, 프레임의 저면에 배치되며 로드들을 로드 삽입부로 순차적으로 이송시키는 로드 이송부를 포함하며, 로드 이송부는 로드를 잡는 로드 이송 척, 로드 이송 척의 하단에 결합되는 단차 이동 가이드, 그리고 로드 이송 척이 직선 이동할 때 단차 이동 가이드가 밀착되어 통과하는 롤러 어셈블리를 포함한다.

Description

해저 지반조사장치
본 발명은 해저 지반조사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해저에서 지반의 천공(Boring), 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT), 프레셔미터시험(PressureMeter Test, PMT), 콘관입시험(Cone Penetration Test, CPT), 현장베인시험(Field Vane Test, FVT), 샘플채취(Sampling), 그리고 코어링(coring) 등 작업을 수행할 수 있는 로드 이송구조를 구비한 해저 지반조사장치에 관한 것이다.
일반적으로 해저 지반조사장치는 바다 밑에 구조물 등을 설치하거나 해저 지질을 조사하는 경우에 이용될 수 있다. 이러한 해저 지반조사장치는 바다 밑에서 지질의 샘플 등을 채취하기 위해 가운데 부분에 공간이 제공된 파이프 형태의 로드(Rod)들을 연속해서 해저 지면 아래쪽으로 삽입할 수 있는 장치이다.
이러한 해저 지반조사장치는 로드(Rod)들을 해저에서 지반 아래로 삽입할 때 로드의 이송과 삽입을 연속적으로 수행할 필요가 있으나 조류나 외부 충격 등의 영향에 의해 연속 작업의 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 해저 지반조사장치는 다수의 로드(Rod)들을 연속적으로 공급하여 지반 아래로 삽입하여 작업 시간을 단축시킬 필요가 있으나 대부분이 수작업으로 이루어짐으로써 작업 시간 및 공수가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위한 기술이 한국특허공보 제10-1152429호에 개시되어 있다. 상술한 공보에는 다수의 로드(Rod)가 로드 고정팩에 고정되고 로드 이송부가 로드 고정팩에 수납된 로드들을 인출할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 그리고 로드 고정팩에서 인출된 로드는 로드 삽입부에 의해 해저의 지반 아래로 삽입된다.
상술한 로드 고정팩은 두개의 원판이 일정한 거리가 떨어져 상, 하 방향으로 배치되고 위쪽에 배치된 원판에 로드가 끼워지는 걸림홈이 제공되고 아래쪽에 배치된 원판의 사이드 측에는 로드의 저면부가 올려지는 홈이 제공된다.
로드가 올려지는 홈은 로드의 외경 보다 약간 크게 배치되어 로드의 삽입이 용이하고 외부의 힘에 의해 로드 고정팩에서 이탈되지 않도록 원판에서 일정한 깊이를 유지한다.
이러한 종래의 해저 지반조사장치는 로드 이송부가 로드를 잡고 로드 고정팩에 삽입하거나 로드 고정팩에서 로드를 인출할 때 하부의 원판의 윗면과 홈과의 단차로 인해 로드의 이송 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 로드 이송부가 로드 고정팩에 로드를 삽입하거나 인출할 때 이송 불량을 방지하여 연속적이고 안정적인 로드 삽입 작업을 수행할 수 있는 해저 지반조사장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 프레임, 상기 프레임에 결합되어 로드들을 순차적으로 해저의 지반 아래로 삽입하는 로드 삽입부, 상기 프레임에 다수가 고정되며 상기 로드들이 외주면 측에 결합되는 로드 고정팩, 상기 프레임의 저면에 배치되며 상기 로드들을 상기 로드 삽입부로 순차적으로 이송시키는 로드 이송부를 포함하며,
상기 로드 이송부는 상기 프레임의 저면에 배치되는 제1 가이드 레일, 상기 가이드 레일을 따라 이동하는 제1 이동부재, 상기 제1 이동부재에 결합되는 회전 액추에이터, 상기 회전 액추에이터의 상부에 결합되는 회전부재, 상기 회전부재에 배치되는 제2 가이드 레일, 상기 제2 가이드 레일을 따라 이동하는 제2 이동부재, 상기 회전부재에 설치되며 상기 제2 이동부재를 직선 방향으로 이동시키는 액추에이터, 상기 제2 이동부재에 힌지결합되어 상기 로드를 잡는 로드 이송 척, 상기 로드 이송 척의 하단에 결합되는 단차 이동 가이드, 그리고 상기 회전부재에 설치되며 상기 로드 이송 척이 직선 이동할 때 상기 단차 이동 가이드가 밀착되어 통과하는 롤러 어셈블리를 포함하는 해저 지반조사장치를 제공한다.
상기 단차 이동 가이드는 일정한 두께를 가지는 플레이트로 이루어지며, 이동 방향을 기준으로 앞쪽의 면은 경사부를 이루고, 뒤쪽의 면은 플레이트의 면과 직각인 직각부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 롤러 어셈블리는 상기 회전부재에 일정한 간격을 두고 연직 방향으로 배치되는 기둥부, 상기 기둥부에 결합되어 회전하는 롤러를 포함할 수 있다.
상기 로드 고정팩은 중심에서 방사상 방향으로 외주측에 상기 로드가 삽입되는 다수의 끼움 홈이 제공되는 원판형의 상부 플레이트, 상기 상부 플레이트에서 일정한 거리가 떨어져 배치되며 상기 상부 플레이트를 향하는 방향으로 상기 로드가 올려지는 다수의 홈이 제공되고 원판형으로 이루어진 하부 플레이트, 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 중심부를 연결하는 축, 상기 상부 플레이트의 상부에 제공되며 상기 끼움 홈의 주변에 배치되고 상기 끼움 홈에 끼워지는 상기 로드를 고정하는 로드 고정부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 로드 고정부는 상기 끼움 홈의 양측에 마주하여 배치되는 블록, 상기 블록에 서로 마주하는 위치에 삽입되는 볼, 상기 블록에 삽입되어 상기 볼을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 로드 고정팩을 이루는 하부 플레이트의 상부에 일정한 간격으로 제공된 홈에 로드가 삽입되거나 인출될 때 로드 이송부가 단차 이동 가이드에 의해 일정한 구간에서 위쪽 방향으로 들어올려지는 역할을 하여 용이하게 로드를 로드 고정팩에 삽입하거나 인출할 수 있어 연속적이고 안정적인 로드 삽입 작업을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 해저 지반조사장치의 전체 형상을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부를 잘라서 해저 지반조사장치의 로드 이송부를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 로드 이송부와 로드 고정팩을 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 로드 고정부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 로드 이송부가 로드를 잡기 전 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 로드 이송부가 로드를 잡기 위해 이동하는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 로드 이송부가 로드 고정팩에 있는 로드를 잡고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 로드 이송부가 로드를 잡은 상태에서 로드 고정팩에서 인출하는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 로드 이송부가 로드를 잡고 로드 고정팩에서 로드를 인출한 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 주요부분을 도시한 도면으로, 해저 지반조사장치를 도시하고 있다.
본 발명의 실시예의 로드 이송구조를 구비한 해저 지반조사장치는, 틀을 이루는 프레임(F), 로드 삽입부(1), 로드 고정팩(3), 그리고 로드 이송부(5)를 포함한다.
프레임(F)은 바닥면을 구비하고 틀을 이루어 상술한 로드 삽입부(1), 로드 고정팩(3), 그리고 로드 이송부(5)가 설치될 수 있는 공간을 구비한다. 이러한 프레임(F)은 크레인에 연결된 연결줄(L)에 매달아 해저의 지반 측으로 이동시킬 수 있다.
로드 삽입부(1)는 가운데 부분에 공간이 제공된 파이프 형태의 로드(R, Rod)들을 해저의 지반 아래로 순차적으로 삽입할 수 있다.
로드 삽입부(1)는 로드 고정팩(3)에 보관된 다수의 로드(R)들을 로드 이송부(5)로부터 전달받아 순차적으로 해저의 지반 아래로 삽입할 수 있다. 이러한 로드 삽입부(1)는 한국특허공보 10-1152429호에 개시된 기술이 사용될 수 있다.
로드 고정팩(3)은 프레임(F)에 다수가 설치될 수 있다. 로드 고정팩(3)은 상부 플레이트(7), 하부 플레이트(9), 축(11), 그리고 로드 고정부(13)를 포함한다.
상부 플레이트(7)와 하부 플레이트(9)는 원판 모양으로 이루어져 있으며 서로 일정한 간격이 상, 하 방향으로 떨어진 상태로 배치된다. 그리고 상부 플레이트(7)와 하부 플레이트(9)에는 중심을 관통하는 축(11)이 결합된다.
상부 플레이트(7)에는 중심에서 방사상 방향으로 외주측에 다수의 끼움 홈(7a)이 일정한 간격으로 제공된다. 끼움 홈(7a)에는 로드(R)가 끼워져 보관될 수 있다.
그리고 상부 플레이트(7)의 위쪽부분에는 끼움 홈(7a)을 사이에 두고 다수의 로드 고정부(13)가 배치된다.
로드 고정부(13)는 끼움 홈(7a)의 양측에 배치되는 블록(15), 볼(17), 그리고 탄성부재(19)를 포함한다. 도 4는 블록(15), 볼(17), 그리고 탄성부재(19)를 분해하여 도시한 도면이다. 블록(15)에는 서로 마주하는 위치에 볼(17)이 삽입될 수 있는 구멍(15a)이 제공된다. 그리고 이 구멍(15a)에는 압축 코일 스프링과 같은 탄성부재(19)와 볼(17)이 삽입될 수 있다. 따라서 탄성부재(19)는 볼(17)을 탄성적으로 지지할 수 있다. 볼(17)은 구멍(15a) 내부에서 자유롭게 회전될 수 있으며 일부분이 구멍(15a)로 돌출될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.
하부 플레이트(9)에는 위면(상부 플레이트를 향하는 면)에 일정한 간격으로 다수의 홈(9a)이 제공된다. 하부 플레이트(9)에 제공된 홈(9a)은 대략 원형으로 이루어지며 로드(R)의 저면이 끼워진다. 하부 플레이트(9)에 제공된 홈(9a)은 하부 플레이트(9)의 상면과 단차가 있다. 따라서 하부 플레이트(9)에 올려진 로드(R)는 흔들리지 않고 안정적으로 고정될 수 있다.
즉, 로드(R)는 상부 플레이트(7)에 제공된 로드 고정부(13)에 상부가 고정되고 하부 플레이트(9)에 제공된 홈(9a)에 하부가 올려져 로드 고정팩(3)에 고정될 수 있다. 그리고 이러한 로드 고정팩(3)은 별도의 구동원(도시생략)에 의해 축(11)을 중심으로 회전할 수 있다.
로드 이송부(5)는 프레임(F)의 바닥에 배치된다. 로드 이송부(5)는 로드 고정팩(3)에 수납되어 있는 로드(R)를 로드 삽입부(1)로 이송하는 역할을 한다.
로드 이송부(5)는 제1 가이드 레일(21), 제1 이동부재(23), 회전 액추에이터(25), 회전부재(27), 제2 가이드 레일(29), 제2 이동부재(31), 액추에이터(33), 로드 이송척(35), 단차 이동 가이드(37), 그리고 롤러 어셈블리(39)를 포함한다.
제1 가이드 레일(21)은 프레임(F)의 바닥면에 나란하게 쌍을 이루어 배치된다. 제1 가이드 레일(21)은 LM가이드 등이 사용될 수 있다. 제1 가이드 레일(21)의 상부에는 제1 이동부재(23)가 결합된다. 제1 이동부재(23)는 제1 가이드 레일(21)을 따라 이동할 수 있다. 제1 이동부재(23)는 별도의 구동원(도시생략)에 의해 제1 가이드 레일(21)을 따라 이동할 수 있다.
제1 이동부재(23)에는 회전 액추에이터(25)가 결합된다. 회전 액추에이터(25)는 유압모터 등으로 이루어질 수 있다. 그리고 회전 액추에이터(25)의 상부에 회전부재(27)가 결합된다. 회전부재(27)는 회전 액추에이터(25)가 구동함에 따라 회전할 수 있다. 회전부재(27)는 사각 또는 원형의 플레이트로 이루어질 수 있다.
회전부재(27)의 상부에는 제2 가이드 레일(29)이 결합된다. 제2 가이드 레일(29)은 회전부재(27)의 바닥면에 나란하게 쌍을 이루어 배치될 수 있다. 제2 가이드 레일(29)은 LM가이드 등으로 이루어질 수 있다. 제2 가이드 레일(29)의 상부에는 제2 이동부재(31)가 배치된다. 제2 이동부재(31)는 유압 실린더 등과 같은 액추에이터(33)에 의해 제2 가이드 레일(29)을 따라 이동될 수 있다.
그리고 제2 이동부재(31)에는 로드 이송척(35)이 결합된다. 로드 이송척(35)은 제2 이동부재(31)에 힌지결합되어 상, 하 방향으로 일정한 구간을 회전할 수 있다. 도 5 및 도 6에는 제2 이동부재(31)에 로드 이송척(35)이 힌지 결합되는 힌지결합부(35a)를 표시하고 있다.
로드 이송척(35)의 저면 측에는 일정한 두께를 가지는 플레이트 형태로 이루어지는 단차 이동 가이드(37)가 결합된다. 단차 이동 가이드(37)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 이동 방향을 기준으로 앞쪽의 면은 경사부(37a)를 이루고, 뒤쪽의 면은 플레이트의 면과 직각인 직각부(37b)를 이룬다.
단차 이동 가이드(37)는 롤러 어셈블리(39)에 밀착되어 이동할 수 있다. 즉, 단차 이동 가이드(37)는 롤러 어셈블리(39)에 밀착되어 이동하면 로드 이송척(35)이 일정한 구간에서 회전 이동된다.
롤러 어셈블리(39)는 회전부재(27)에 설치된다. 롤러 어셈블리(39)는 기둥부(41)와 롤러(43)를 포함한다.
롤러 어셈블리(39)의 기둥부(41)는 회전부재에 일정한 간격을 두고 결합된다. 롤러 어셈블리(39)의 기둥부(41)는 서로 나란하게 연직 방향을 향해 배치된다. 그리고 롤러 어셈블리(39)의 롤러(43)는 기둥부(41)에 회전할 수 있게 결합된다.
그리고 롤러 어셈블리(39)의 롤러(43)는 단차 이동 가이드(37)가 밀착되어 통과할 수 있는 위치에 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 이루어지는 해저 지반조사장치의 로드 이송부(5)의 작동 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 로드 고정팩(3)에 로드(R)가 수납되어 있는 상태를 가정하여 설명하기로 한다. 로드(R)는 로드 고정팩(3)의 상부 플레이트(7)에 제공된 끼움 홈(7a)에 위쪽 부분이 끼워진다. 그러면 로드 고정부(13)의 블록(15)에 제공된 볼(17)이 로드(R)의 외주면을 지지한다. 볼(17)은 탄성부재(19)에 탄성적으로 지지되어 있으므로 로드(R)가 로드 고정팩(3)에 고정된 상태를 유지할 수 있다.
그리고 로드(R)의 아래쪽 부분은 로드 고정팩(3)의 하부 플레이트(9)에 제공된 홈(9a)에 올려져 있다.
이러한 상태에서 로드 이송부(5)가 로드(R)를 이송하여 로드 삽입부(1)에 공급하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
제1 가이드 레일(21)을 따라 이동하는 제1 이동부재(23)를 정지시키고 회전 액추에이터(25)를 구동시켜 로드 이송척(35)이 로드 고정팩(3)의 로드(R)를 향하는 위치에 배치시킨다(도 5에 도시한 상태).
그리고 액추에이터(33)를 구동시켜 로드 이송척(35)을 로드(R)를 향해 이동시킨다.
그러면 로드 이송척(35)이 이동하면서 단차 이동 가이드(37)도 함께 이동한다. 그리고 단차 이동 가이드(37)는 롤러 어셈블리(39)의 롤러(43)에 밀착되어 있으므로 롤러(43)를 타고 넘어간다. 즉, 단차 이동 가이드(37)는 롤러(43)의 위를 지나면서 로드 이송척(35)이 힌지결합부(35a)를 중심으로 회전한다(도 6에 도시한 상태).
단차 이동 가이드(37)가 롤러 어셈블리(39)의 롤러(43)를 타고 넘어간 경우에는 로드 이송척(35)이 로드(R)를 잡을 수 있는 상태가 된다(도 7에 도시하고 있음). 그러면 로드 이송척(35)을 작동시켜 로드 이송척(35)이 로드(R)를 잡은 상태를 유지한다.
계속해서 액추에이터(33)를 구동하여 로드 이송척(35)을 상술한 반대 방향(로드를 인출하는 방향)으로 이동시킨다. 그러면 단차 이동 가이드(37)의 직각부(37b)가 롤러(43)를 넘는 순간 로드 이송척(35)은 힌지결합부(35a)를 중심으로 일정한 구간을 회전한다. 이때 로드(R)는 로드 이송척(35)이 회전하는 만큼 들어 올려지면서 하부 플레이트(9)의 홈(9a)에서 이탈된다. 그리고 로드 이송척(35)이 이동함에 따라 상부 플레이트(7)의 끼움홈(7a)에서 로드가 이탈되어 로드(R)가 로드 고정팩(3)에서 분리된다(도 8 및 도 9에 도시하고 있음).
이와 같이 분리된 로드(R)는 회전 액추에이터(25)의 회전과 제1 가이드 레일(21)을 따라 제1 이동부재(23)가 이동하여 로드 삽입부(1) 측으로 전달될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예는 로드 이송부(5)가 로드 고정팩(3)에 로드(R)를 삽입하거나 인출할 때 이송 불량을 방지하여 연속적이고 안정적으로 로드 삽입 작업을 수행할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (5)

  1. 프레임,
    상기 프레임에 결합되어 로드들을 순차적으로 해저의 지반 아래로 삽입하는 로드 삽입부,
    상기 프레임에 다수가 고정되며 상기 로드들이 외주면 측에 결합되는 로드 고정팩,
    상기 프레임의 저면에 배치되며 상기 로드들을 상기 로드 삽입부로 순차적으로 이송시키는 로드 이송부를 포함하며,
    상기 로드 이송부는
    상기 프레임의 저면에 배치되는 제1 가이드 레일,
    상기 가이드 레일을 따라 이동하는 제1 이동부재,
    상기 제1 이동부재에 결합되는 회전 액추에이터,
    상기 회전 액추에이터의 상부에 결합되는 회전부재,
    상기 회전부재에 배치되는 제2 가이드 레일,
    상기 제2 가이드 레일을 따라 이동하는 제2 이동부재,
    상기 회전부재에 설치되며 상기 제2 이동부재를 직선 방향으로 이동시키는 액추에이터,
    상기 제2 이동부재에 힌지결합되어 상기 로드를 잡는 로드 이송 척,
    상기 로드 이송 척의 하단에 결합되는 단차 이동 가이드, 그리고
    상기 회전부재에 설치되며 상기 로드 이송 척이 직선 이동할 때 상기 단차 이동 가이드가 밀착되어 통과하는 롤러 어셈블리
    를 포함하는 해저 지반조사장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단차 이동 가이드는
    일정한 두께를 가지는 플레이트로 이루어지며,
    이동 방향을 기준으로 앞쪽의 면은 경사부를 이루고,
    뒤쪽의 면은 플레이트의 면과 직각인 직각부로 이루어지는 해저 지반조사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 롤러 어셈블리는
    상기 회전부재에 일정한 간격을 두고 연직 방향으로 배치되는 기둥부,
    상기 기둥부에 결합되어 회전하는 롤러
    를 포함하는 해저 지반조사장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 로드 고정팩은
    중심에서 방사상 방향으로 외주측에 상기 로드가 삽입되는 다수의 끼움 홈이 제공되는 원판형의 상부 플레이트,
    상기 상부 플레이트에서 일정한 거리가 떨어져 배치되며 상기 상부 플레이트를 향하는 방향으로 상기 로드가 올려지는 다수의 홈이 제공되고 원판형으로 이루어진 하부 플레이트,
    상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트의 중심부를 연결하는 축,
    상기 상부 플레이트의 상부에 제공되며 상기 끼움 홈의 주변에 배치되고 상기 끼움 홈에 끼워지는 상기 로드를 고정하는 로드 고정부
    를 포함하는 해저 지반조사장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 로드 고정부는
    상기 끼움 홈의 양측에 마주하여 배치되는 블록,
    상기 블록에 서로 마주하는 위치에 삽입되는 볼,
    상기 블록에 삽입되어 상기 볼을 탄성적으로 지지하는 탄성부재
    를 포함하는 해저 지반조사장치.
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