KR101645998B1

KR101645998B1 - 지하시설물 측량장치 및 위치측정방법

Info

Publication number: KR101645998B1
Application number: KR1020160063043A
Authority: KR
Inventors: 이준섭; 조지현; 최영재
Original assignee: (주)지트
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-05-23
Publication date: 2016-08-12
Anticipated expiration: 2036-05-23

Abstract

본 발명은 지하시설물의 위치를 측량하는 지하시설물 측량장치 및 지하시설물 위치측정방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치는 지하시설물을 주행하는 제1 대차, 상기 제1 대차에 연결되어 제1 대차를 따라 주행하는 제2 대차, 상기 제1 대차와 제2 대차가 상호 회전가능하도록 연결하는 연결모듈을 포함하고, 상기 연결모듈은 상기 제1 대차와 상기 제2 대차를 좌우로 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축, 상기 제1 대차와 상기 제2 대차를 상하로 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축, 상기 좌우회전축에 설치되어 상기 제1 대차와 제2 대차의 좌우회전을 감지하는 제1 감지센서, 상기 상하회전축에 설치되어 상기 제1 대차와 제2 대차의 상하회전을 감지하는 제2 감지센서를 포함하고, 상기 제1 감지센서와 상기 제2 감지센서가 좌우회전 또는 상하회전을 감지 시 감지된 부분의 위치정보를 전송하는 위치송신모듈을 포함한다. 따라서, 전력소모를 최소화하여 장시간 측량을 수행하고 비교적 간단한 방법으로 지하시설물의 위치와 형태를 정확히 측량할 수 있다.

Description

지하시설물 측량장치 및 위치측정방법{a surveying apparatus of underground facilities and }

본 발명은 지하시설물의 위치를 측량하는 지하시설물 측량장치 및 지하시설물 위치측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 지중에 매설된 관로와 같은 지하시설물은 접근이 쉽지가 않아 매설된 위치를 측량하기 어려운 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허의 제10-1241844호(2013.3.5.등록)의 "트라이앵글형 정밀관로측량로봇을 통한 스마트형 관로측량장치"가 개시된 바가 있다.

종래의 관로측량장치는 트라이앵글형 정밀관로측량로봇과 무선통신망으로 연결되어, 트라이앵글형 정밀관로측량로봇의 이동, 회전, 발광형 반사경부의 위치조절, 캠카메라 구동에 관한 제어명령신호를 송신시키고, 이에 따른 응답신호와 영상데이터를 수신받아, 화면상에 영상데이터를 표출시키는 메인제어보드와, 메인제어보드로부터 제어명령신호를 수신받아, 관로 내벽을 따라 이동하면서 관로의 중앙에 정위치시켜 정밀측량기의 측량타겟을 형성시키고, 관로 내부를 촬영한 영상을 메인제어보드로 전송시키도록 트라이앵글형 로봇몸체, 제1 브릿지 모듈, 제2 브릿지 모듈, 제3 브릿지 모듈, 총알형 메인본체, 캠카메라부, 충전배터리부, 스마트로봇제어모듈, 발광형 반사경부로 이루어진 트라이앵글형 정밀관로측량로봇으로 구성되는 트라이앵글형 정밀관로측량로봇을 통한 스마트형 관로측량장치에 있어서, 상기 스마트로봇제어모듈은 근거리의 메인제어보드와 지그비통신망으로 연결되어 양방향 데이터 통신을 하면서, 메인제어보드로부터 제어명령을 수신받는 제2 지그비통신모듈과, 총알형 메인몸체의 상단 일측에 위치되어, 총알형 메인몸체의 각도와 자세 정보를 센서를 통해 센싱시키는 자세감지센서모듈과, 마이컴부의 제어신호에 따라 총알형 메인몸체를 기준으로 제1,2,3 브릿지모듈을 회전시켜 총알형 메인몸체가 관

로 중앙에 정위치시키도록 제어하는 브릿지회전제어모듈과, 마이컴부의 제어신호에 따라 제1,2,3 브릿지모듈의 높낮이조절시켜 총알형 메인몸체가 관로 내벽을 따라 밀착되면서 이동시키고, 특정 위치에서 총알형 메인몸체가 관로 중앙에 정위치시키도록 제어하는 브릿지높낮이제어모듈과, 자세감지센서모듈로부터 총알형 메인몸체의 각도와 자세 정보를 전달받아, 현재 총알형 메인몸체의 위치값을 연산한 후, 브릿지회전제어모듈로 제1,2,3 브릿지모듈을 회전시키라는 회전명령신호를 출력시키고, 이와 동시에 브릿지높낮이제어모듈로 제1,2,3 브릿지모듈의 높낮이를 조절시키라는 높낮이조절명령신호를 출력시켜, 발광형반사부를 관로의 중앙에 정위치시키도록 제어하고, 제2 지그비통신모듈을 통해 캠카메라부에서 촬영한 영상을 메인제어보드로 전송시키도록 제어하는 마이컴부를 포함하여 구성되었다.

상기한 종래의 관로측량장치는 지하시설물에 직접 진입하지 않고 지하시설물을 이동하며, 지하시설물을 측량하고, 측량된 정보를 외부와 무선통신하는 형태로 지하시설물을 측량할 수 있었다.

하지만, 종래의 관로측량장치는 측량된 관로의 정보를 실시간 지중으로 송신해야 하기 때문에 전력소모가 높아 잦은 배터리의 교체와 함께 장시간 관로측량이 어려워 장시간 관로측량이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 측량된 관로의 정보를 주기적으로 송출하기 때문에 관로가 절곡된 부분을 지나 측량된 관로의 정보를 송신할 경우, 관로의 절곡된 부분을 명확히 파악하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전력소모를 최소화시켜 장시간 지하시설물을 측량할 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 간단한 방법으로 지하시설물의 형태를 정확히 측량할 수 있는 지하시설물 측량장치를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치는 지하시설물을 주행하는 제1 대차, 상기 제1 대차에 연결되어 제1 대차를 따라 주행하는 제2 대차, 상기 제1 대차와 제2 대차가 상호 회전가능하도록 연결하는 연결모듈을 포함하고, 상기 연결모듈은 상기 제1 대차와 상기 제2 대차를 좌우로 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축, 상기 제1 대차와 상기 제2 대차를 상하로 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축, 상기 좌우회전축에 설치되어 상기 제1 대차와 제2 대차의 좌우회전을 감지하는 제1 감지센서, 상기 상하회전축에 설치되어 상기 제1 대차와 제2 대차의 상하회전을 감지하는 제2 감지센서를 포함하고, 상기 제1 감지센서와 상기 제2 감지센서가 좌우회전 또는 상하회전을 감지 시 감지된 부분의 위치정보를 전송하는 위치송신모듈을 포함하며, 상기 제1 대차와 상기 제2 대차는 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에 각각 방사상으로 배치되는 복수 개의 구동바퀴, 상기 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착되도록 상기 제1 대차와 상기 대차의 각 구동바퀴를 연결하고, 상기 제1 대차와 상기 제2 대차의 진행방향으로 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 회전 가능하도록 구동바퀴를 연결하는 복수 개의 연결막대, 상기 복수 개의 연결막대가 연결되고 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 각각 전후방으로 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 전후방으로 이동함에 따라 상기 연결막대를 펼치거나 접는 이동몸체, 및 상기 이동몸체에 나사체결되어 나사체결력에 의해 상기 이동몸체를 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 각각 전후방으로 이동시키는 회전나사봉을 포함한다.

상기 연결모듈은 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 상기 좌우회전축과 상기 상하회전축이 상기 제1 대차와 상기 제2 대차의 회전과 무관하게 중력에 의해 수평과 수직을 유지하도록 하부의 무게를 증대시키는 중량추를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 위치측정방법은 상기한 지하시설물 측량장치를 이용한 지하시설물 위치측정방법에 있어서, 상기 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착되도록 회전나사봉을 회전시켜 이동몸체를 이동시키는 단계, 상기 이동몸체가 이동하여 상기 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착된 상태에서 지하시설물을 따라 이동하도록 구동바퀴를 구동시키는 단계, 상기 구동바퀴가 구동하는 상태에서 제1 감지센서와 제2 감지센서가 상하회전축 또는 좌우회전축을 중심을 중심으로 제1 대차와 제2 대차의 회전을 감지하는 단계, 및 상기 제1 감지센서와 상기 제2 감지센서가 회전을 경우, 위치송신모듈을 통해 회전된 부분의 위치를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 지하시설물의 일직선인 부분을 제외하고, 절곡되거나, 굴곡진 부분 또는 지하시설물의 관경이 달라지는 부분에서만 지하시설물의 정보를 송신하여 주기적인 통신에 의한 전력소모를 방지함으로써, 장시간 측량을 수행할 수 있다.

또한, 지하시설물에서 절곡되거나, 굴곡진 부분 또는 관경이 달라지는 부분에서 정보를 송신함으로써, 비교적 간단한 방법으로 지하시설물을 정확히 측량할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치의 연결모듈을 분해한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치를 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치를 도시한 측단면도로서, 절곡부를 지나는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치를 도시한 측단면도로서, 관경이 작아지는 부분을 지나는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치의 신호송신지점을 표시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치(100)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)를 포함할 수 있다.

제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 하기에 설명될 연결모듈(150)에 의해 연결되어 지하시설물(200)을 따라 주행하며, 지하시설물(200)의 위치를 측량할 수 있다.

한편, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 각 구동바퀴(113,133)를 포함할 수 있다.

구동바퀴(113,133)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 각각에 임의의 수평축을 기준으로 방사상으로 복수 개가 위치될 수 있으며, 각각의 구동바퀴(113,133)는 구동모터가 각각 설치되어 독립적으로 구동할 수 있다.

이때, 제1 대차(110)가 지하시설물(200)에 앞서 진입하고, 제2 대차(130)가 제1 대차(110)를 따라 이동하면, 제1 대차(110)에 설치된 구동바퀴(113,133)만 구동모터에 의해 구동되고, 제2 대차(130)에 설치되는 구동바퀴(113,133)는 별도의 동력 없이 제1 대차(110)를 따라 이동하도록 구성할 수도 있다.

한편, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 연결대(111,131)를 포함할 수 있다.

이 연결대(111,131)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에서 방사상으로 위치된 구동바퀴(113,133)를 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에 연결할 수 있다.

한편, 연결대(111,131)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에 연결되는 끝단 부분이 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 진행하는 방향과 반대방향으로 회전 가능하게 결합되어 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 둘레로 구동바퀴(113,133)를 펼치거나, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 각각의 둘레에 인접하도록 구동바퀴(113,133)를 접을 수 있다.

그리고, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 각각 이동몸체(115,135)를 포함할 수 있다.

이 이동몸체(115,135)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 각 내부에서 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 이동하는 방향으로 슬라이딩 이동 가능하도록 설치될 수 있으며, 이동몸체(115,135)의 중앙에는 관통공이 형성되며, 관통공의 내주에는 나사산이 형성될 수 있다.

그리고, 이동몸체(115,135)에는 연결대(111,131)가 결합되어 제1 대차(110) 및 제2 대차(130)에서 슬라이딩 이동하는 이동몸체(115,135)의 이동에 따라 연결대(111,131)를 회전시키는 형태로 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에서 구동바퀴(113,133)를 펼치거나 접을 수 있다.

이때, 연결대(111,131)에는 연결대(111,131)의 길이방향으로 길게 형성되는 슬라이딩공(112,132)이 형성될 수 있으며, 이동몸체(115,135)에는 슬라이딩공(112,132)에 끼워지는 돌출부가 형성되어 돌출부가 슬라이딩공(112,132)에 끼워지는 형태로 이동몸체(115,135)에 연결대(111,131)가 결합될 수 있다.

그리고, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 각각 회전나사봉(116,136)을 포함할 수 있다.

이 회전나사봉(116,136)은 외면에는 이동몸체(115,135)의 관통공에 형성된 나사산과 나사체결되는 나사산이 형성될 수 있으며, 회전나사봉(116,136)은 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 진행방향으로 설치되어 이동몸체(115,135)의 관통공에 나사체결됨으로써, 회전나사봉(116,136)의 회전에 따라 나사체결된 이동몸체(115,135)를 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에서 슬라이딩 이동시킬 수 있다.

한편, 회전나사봉(116,136)은 구동모터에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 구성된 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 회전나사봉(116,136)이 회전할 경우, 제1 대차(110) 또는 제2 대차(130)에서 이동몸체(115,135)가 슬라이딩 이동하고, 이동몸체(115,135)의 슬라이딩 이동에 따라 이동몸체(115,135)에 연결된 연결대(111,131)가 회전하여 구동바퀴(113,133)를 접거나 펼치는 형태로 지하시설물(200)의 관경과 대응되는 크기로 구동바퀴(113,133)의 위치를 조절할 수 있다.

그리고, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 이동거리감지센서(117,137)를 포함할 수 있다.

이 이동거리감지센서(117,137)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130) 각각에서 이동몸체(115,135)가 슬라이딩 이동하는 거리를 측정할 수 있다.

한편, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 측정하고 이 측정된 이동거리를 컨트롤러(190)의 내경측정부로 제공하여 내경측정부에서는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 기초로 삼각함수에 의해 구동바퀴(113,133)의 벌어지거나 접혀지는 높이를 계산하는 형태로 지하시설물(200)의 관경을 측정할 수 있다.

이때, 내경측정부(미도시)에는 이동몸체(115,135)의 거리에 따른 제1 대차(110) 또는 제2 대차(130)에서 벌어지거나 접혀지는 연결대(111,131)의 각도가 미리 저장되어 저장된 각도와 기초를 기초로 삼각함수에 의해 제1 대차(110) 또는 제2 대차(130)에서 벌어지거나 접혀진 구동바퀴(113,133)의 위치를 계산하는 형태로 지하시설물(200)의 관경을 계산할 수 있다.

여기서, 계산된 지하시설물(200)의 관경은 하기에 설명될 위치송신모듈(170)을 통해 외부로 전송할 수 있다.

또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 제1 대차(110)와 제2 대차(120)에는 지하시설물 측량장치(100)에 전원을 공급하는 배터리가 설치될 수 있으며, 제1 대차(110)의 전방에는 지하시설물의 내부를 촬영할 수 있는 카메라와 조명 등이 더 설치될 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치(100)는 연결모듈(150)을 포함할 수 있다.

이 연결모듈(150)은 제1 대차(110)와 제2 대차(130)를 상호 회전 가능하도록 연결할 수 있다.

한편, 연결모듈(150)은 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 상하방향의 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축(157)을 포함할 수 있으며, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 좌우방향의 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축(154)을 포함할 수 있다.

이때. 연결모듈(150)은 제1 대차(110)에 연결되는 제1 연결부(151)와 제2 대차(130)에 연결되는 제2 연결부(152)를 포함하고, 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)를 연결하는 제3 연결부(153)를 포함할 수 있다.

그리고, 제1 연결부(151)의 일단은 제1 대차(110)의 끝단에 결합되고, 제2 연결부(152)의 일단은 제2 대차(130)의 끝단에 결합되며, 제1 연결부(151)의 타단과 제2 연결부(152)의 타단이 제3 연결부(153)의 양단에 각각 좌우회전축(154) 및 상하회전축(157)에 결합되는 형태로 구성될 수 있다.

여기서, 제1 대차(110)에 연결되는 제1 연결부(151)의 끝단은 제1 대차(110)에서 회전 가능하게 결합되며, 제2 대차(130)에 연결되는 제2 연결부(152)의 끝단 또한, 제2 대차(130)에서 회전 가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 연결모듈(150)은 제1 감지센서(155)와 제2 감지센서(156)를 포함할 수 있다.

제1 감지센서(155)는 좌우회전축(154)에 설치되어 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 좌우로 회전하는 것을 감지하여 감지된 정보를 컨트롤러(190)로 제공할 수 있다.

그리고, 제2 감지센서(156)는 상하회전축(157)에 설치되어 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 상하로 회전하는 것을 감지된 정보를 컨트롤러(190)로 제공할 수 있다.

한편, 제1 감지센서(155)와 제2 감지센서(156)는 미리 설정된 각도이상으로 회전할 경우, 전기적으로 통전되도록 구성되거나, 공지된 다양한 형태로 회전을 감지할 수 있는 센서로 구현될 수 있다.

한편, 연결모듈(150)은 중량추(159)를 포함할 수 있다.

이 중량추(159)는 연결모듈(150)의 하부에 하중을 가해 연결모듈(150)을 중력방향으로 위치시킴으로써, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 상호 비틀리거나, 동시에 일정각도로 회전하더라도 회전된 각도에 상관없이 상하회전축(157) 및 좌우회전축(154)이 수평 및 수직을 유지시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치(100)는 위치송신모듈(170)을 포함할 수 있다.

이 위치송신모듈(170)은 이동거리감지센서(117,137), 제1 감지센서(155), 및 제2 감지센서(156)에서 감지된 정보를 송신할 수 있다.

한편, 위치송신모듈(170)은 GPS(171)를 포함할 수 있으며, 위치송신모듈(170) 제1 감지센서(155), 제2 감지센서(156)에서 상하회전축(157) 및 좌우회전축(154)에서 회전됨을 감지하였을 때에만, GPS(171)측정된 위치정보를 외부의 수신장치로 송신할 수 있고, GPS(171)는 정확한 위치를 알려주기 위해 상하회전축(157)과 좌우회전축(154)의 사이에 위치될 수 있다.

그리고, 위치송신모듈(170)은 GPS(171)에서 측정된 위치정보뿐만 아니라, 이동거리감지센서(117,137)에서 측정하여 컨트롤러(190)의 내경측정부에서 측정된 지하시설물(200)의 내경의 정보를 함께 외부의 수신장치로 송신할 수 있다.

이때, 위치송신모듈(170)은 LTE 등과 같은 이동통신망, WLAN, BLUETOOTH, 등과 같은 근거리 또는 장거리 무선통신을 수행하는 무선통신모듈을 포함할 수 있다.

한편, 위치송신모듈(170)은 이동거리감지센서(117,137), 제1 감지센서(155), 및 제2 감지센서(156)가 회전 또는 이동을 감지하였을 때에만, 현재의 위치정보 또는 내경측정부에서 측정된 지하시설물(200)의 내경정보를 무선통신모듈을 통해 외부로 송신함으로써, 주기적인 통신에 의한 소모전력을 최소화시킬 수 있다.

이하, 각 구성 간의 작용과 효과를 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치를 이용한 지하시설물 위치측정방법과 함께 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치(100)는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 각각의 내부에는 이동몸체(115,135)가 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 이동하는 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되며, 각 이동몸체(115,135)에는 관통공에 회전나사봉(116,136)이 나사체결하는 형태로 결합된다.

그리고, 이동몸체(115,135)에는 연결대(111,131)가 연결되어 이동몸체(115,135)의 슬라이딩 이동에 따라 연결대(111,131)가 회전함으로써, 연결대(111,131)의 끝단에 결합된 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)의 내주에 밀착하여 지지되어 지하시설물(200)의 중심에 제1 대차(110)와 제2 대차(130)를 위치시킬 수 있다.

이때, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에는 이동몸체(115,135)가 이동하는 거리를 측정하는 이동거리감지센서(117,137)가 설치될 수 있으며, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동하는 거리를 측정하고 이 측정된 거리를 컨트롤러(190)의 내경측정부로 전달한다.

한편, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)는 연결모듈(150)에 의해 연결되며, 연결모듈(150)에는 좌우회전축(154)에 설치되어 좌우회전을 감지하는 제1 감지센서(155)와 상하회전축(157)에 설치되어 상하회전을 감지하는 제2 감지센서(156)가 설치된다.

그리고, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에는 위치송신모듈(170)이 설치된다.

이와 같이 구성된 본원발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치(100)를 이용한 지하시설물의 위치측정 방법은 연결모듈(150)에 의해 연결된 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 지하시설물(200)에 위치된 상태에서 컨트롤러(190)는 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)의 내주에 밀착되도록 회전나사봉(116,136)을 회전시켜 이동몸체(115,135)를 이동시킨다.

한편, 이동몸체(115,135)가 이동에 따라 연결대(111,131)가 펼쳐지거나, 접혀 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)에 밀착되면, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 구동바퀴(113,133)가 구동하여 측량을 수행할 지하시설물(200)을 따라 이동한다.

이때, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 측정하고, 측정된 이동거리를 내경측정부로 전송하여 내경측정부에서는 이동거리를 기초로 삼각함수에 의해 관경을 계산하여 무선통신모듈을 통해 관경의 정보를 발신한다.

한편, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 지하시설물(200)을 주행하며 지하시설물(200)이 좌우로 절곡되는 부분에서는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 연결모듈(150)의 좌우회전축(154)을 중심으로 회전하며, 제1 감지센서(155)는 좌우회전함을 감지함과 동시에 GPS(171)에서 측정된 현재의 위치정보를 무선통신모듈을 통해 외부로 발신한다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 지하시설물(200)을 주행하며, 지하시설물(200)이 상하로 절곡되는 부분에서는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 연결모듈(150)의 상하회전축(157)을 중심으로 회전하며, 제2 감지센서(156)는 상하회전함을 감지함과 동시에 GPS(171)에서 측정된 현재의 위치정보를 무선통신모듈을 통해 외부로 발신한다.

여기서, 지하시설물(200)이 상하 또는 좌우로 절곡된 구간을 지날 경우에는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 주행하며 바로 직선 구간을 진입하여 바로 펼쳐지지만, 곡선으로 형성된 구간을 지날 경우에는 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 곡선을 지나는 동안에는 일정시간 동안 회전된 상태를 유지한다.

이와 같이 제1 감지센서(155) 또는 제2 감지센서(156)에서 일정 시간 동안 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 회전된 상태를 감지할 경우, 컨트롤러(190)는 곡선구간이라고 판단하여 제1 감지센서(155) 또는 제2 감지센서(156)에서 회전이 감지되지 않을 때, 즉, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 일직선상에 위치되는 직선구간으로 들어설 때까지 실시간으로 GPS(171)에서 측정되는 위치정보를 무선통신모듈을 통해 송신한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 지하시설물(200)에 걸려 미리 설정된 시간 동안 주행이 불가능한 경우, 컨트롤러(190)는 회전나사봉(116,136)을 회전시키고, 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 이동몸체(115,135)를 슬라이딩 이동시켜 펼쳐진 구동바퀴(113,133)가 지하시설물(200)로 진입 가능할 때까지 연결대(111,131)를 접어 현재 진행하고 있던 지하시설물(200)보다 작은 관경을 갖는 지하시설물(200)로 진입한다.

이때, 이동몸체(115,135)가 제1 대차(110)와 제2 대차(130)에서 슬라이딩 이동할 경우, 이동거리감지센서(117,137)는 이동몸체(115,135)의 이동거리를 측정하고 이 이동거리에 따라 내경측정부에서 지하시설물(200)의 내경을 계산하여 무선통신모듈을 통해 외부로 송신한다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 외부에서 무선통신모듈에 의해 송신되는 정보를 외부에서 수신하여 신호송신지점은 지하시설물(200)의 관경 또는 곡선 또는 절곡된 부분이기 때문에 정보가 수신된 지점들을 선으로 연결함으로써, 지하시설물(200)의 위치를 간편한 방법으로 지하시설물의 위치를 측정할 수 있다.

그리고, 연결모듈(150)은 중량추(159)에 의해 중력방향으로 항상 위치되기 때문에 좌우회전축(154)과 상하회전축(157)이 수평과 수직을 유지되어 제1 대차(110)와 제2 대차(130)가 상호 비틀어지는 경우에도 지하시설물(200)을 용이하게 측량할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 지하시설물 측량장치(100)는 위치정보를 주기적으로 송신하는 것이 아니라, 지하시설물(200)의 절곡, 곡선, 또는 관경이 달리지는 부분에서만 위치정보를 송신함으로써, 위치송신모듈(170)의 외부의 통신으로 인한 전력소모를 최소화하고, 장시간 측량을 수행할 수 있다.

또한, 지하시설물 측량장치(100)가 정보를 송신한 지점을 선으로 연결하면 지하시설물(200)의 수치지도를 용이하게 제작할 수 있다.

또한, 연결모듈(150)은 중량추(159)에 의해 중력방향으로 항상 위치되어 제1 대차(110)와 제2 대차(130)의 비틀어지거나, 지하시설물(200) 내에서 원주방향으로 회전하여도 좌우회전축(154)과 상하회전축(157)의 수평과 수직을 유지함으로써, 정확한 위치를 측정할 수 있다.

또한, 구동바퀴(113,133)가 이동몸체(115,135)에 의해 접거나 펼쳐져 지하시설물(200)의 관경에 따라 대응하여 주행할 수 있으며, 내경측정부에서 구동바퀴(113,133)의 위치에 따른 거리를 계산하여 지하시설물(200)의 관경까지도 용이하게 파악할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100: 지하시설물 측량장치 110: 제1 대차
111,131: 연결대 112,132: 슬라이딩공
113,133: 구동바퀴 115,135: 이동몸체
116,136: 회전나사봉 117,137: 이동거리감지센서
130: 제2 대차 150: 연결모듈
151: 제1 연결부 152: 제2 연결부
153: 제3 연결부 154: 좌우회전축
155: 제1 감지센서 156: 제2 감지센서
157: 상하회전축 159: 중량추
170: 위치송신모듈 171: GPS
190: 컨트롤러 200: 지하시설물

Claims

지하시설물을 주행하는 제1 대차,
상기 제1 대차에 연결되어 제1 대차를 따라 주행하는 제2 대차,
상기 제1 대차와 제2 대차가 상호 회전가능하도록 연결하는 연결모듈을 포함하고,
상기 연결모듈은
상기 제1 대차와 상기 제2 대차를 좌우로 회전 가능하도록 연결하는 좌우회전축,
상기 제1 대차와 상기 제2 대차를 상하로 회전 가능하도록 연결하는 상하회전축,
상기 좌우회전축에 설치되어 상기 제1 대차와 제2 대차의 좌우회전을 감지하는 제1 감지센서,
상기 상하회전축에 설치되어 상기 제1 대차와 제2 대차의 상하회전을 감지하는 제2 감지센서를 포함하고,
상기 제1 감지센서와 상기 제2 감지센서가 좌우회전 또는 상하회전을 감지 시 감지된 부분의 위치정보를 전송하는 위치송신모듈을 포함하며,
상기 제1 대차와 상기 제2 대차는
상기 제1 대차와 상기 제2 대차에 각각 방사상으로 배치되는 복수 개의 구동바퀴,
상기 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착되도록 상기 제1 대차와 상기 대차의 각 구동바퀴를 연결하고, 상기 제1 대차와 상기 제2 대차의 진행방향으로 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 회전 가능하도록 구동바퀴를 연결하는 복수 개의 연결막대,
상기 복수 개의 연결막대가 연결되고 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 각각 전후방으로 이동 가능하게 설치되어 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 전후방으로 이동함에 따라 상기 연결막대를 펼치거나 접는 이동몸체, 및
상기 이동몸체에 나사체결되어 나사체결력에 의해 상기 이동몸체를 상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 각각 전후방으로 이동시키는 회전나사봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 지하시설물 측량장치.
제1 항에 있어서,
상기 연결모듈은
상기 제1 대차와 상기 제2 대차에서 상기 좌우회전축과 상기 상하회전축이 상기 제1 대차와 상기 제2 대차의 회전과 무관하게 중력에 의해 수평과 수직을 유지하도록 하부의 무게를 증대시키는 중량추를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하시설물 측량장치.
제1 항 또는 제2항 중 어느 한 항에 기재된 지하시설물 측량장치를 이용한 지하시설물 위치측정방법에 있어서,
상기 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착되도록 회전나사봉을 회전시켜 이동몸체를 이동시키는 단계,
상기 이동몸체가 이동하여 상기 구동바퀴가 지하시설물의 내주에 밀착된 상태에서 지하시설물을 따라 이동하도록 구동바퀴를 구동시키는 단계,
상기 구동바퀴가 구동하는 상태에서 제1 감지센서와 제2 감지센서가 상하회전축 또는 좌우회전축을 중심을 중심으로 제1 대차와 제2 대차의 회전을 감지하는 단계,
상기 제1 감지센서와 상기 제2 감지센서가 회전을 감지한 경우, 상기 위치송신모듈을 통해 회전된 부분의 위치를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하시설물 위치측정방법.