KR102408236B1 - 타워 크레인 안전 관제 시스템 - Google Patents

Abstract

타워 크레인 안전 관제 시스템이 개시된다. 본 발명의 시스템은, 타워 크레인의 지브가 수평방향으로 회전가능 하도록 마스트 상부에 구비되는 회전구동부, 상기 지브 상에서 전진 및 후진이동 하는 트롤리의 위치와 상기 트롤리에 연결되어 자재를 수직 및 하강 이동시키는 호이스팅 블록의 위치를 파악하는 트롤리 위치 센서부, 상기 회전구동부 및 상기 트롤리 위치 센서부로부터 전달받은 정보를 통해 충돌 위험을 예상하고 제어하는 제어부 및 상기 제어부로부터 전달 받은 충돌 위험을 운전자에게 전달하는 알림부를 포함한다.

Description

타워 크레인 안전 관제 시스템{Safety Management System for Tower Crane}

본 발명은 안전 관제 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 타워 크레인에서 사용할 수 있는 안전 관제 시스템에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

건설 현장에서 자재를 인양하는 T형 타워 크레인(이하 타워 크레인이라고 하겠다)은 크게 선회, 트롤리의 전진 및 후진, 호이스팅 블록의 상승 및 하강 동작을 하는 지브와 지브를 지지하는 타워마스트로 형성될 수 있다.

이러한 타워 크레인은 작업 완료 후 강풍으로 인한 전복사고를 예방하기 위해 전원 차단과 동시에 회전 브레이크를 풀어준다. 만약 전원 차단 후 타워 크레인이 회전하였다면, 전원 인가 후 영점센서를 지날 때까지 타워 크레인을 회전 해주어야 정확한 회전각을 검출하고 이후 타워 크레인의 위치를 판단할 수 있는 문제가 있었다.

또한, 타워 크레인은 건설 현장에서 복수개가 운용되기에 작업 반경이 겹치는 경우 상호 간 충돌의 위험성이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 등록특허 제10-1830519호(2018년 02월 12일 등록, 신뢰성이 우수한 타워 크레인 충돌방지 시스템)에는 선회 센서를 이용하여 타워 크레인의 위치를 실시간으로 파악하여 타워 크레인 간 충돌을 방지하는 시스템이 개시되어 있다.

그러나 종래의 타워 크레인의 영점 보정은 360도 회전 시 이루어 졌으며, 만약 전원 차단 후 타워 크레인이 회전하였다면 작업 시작을 하기 위해선 영점 보정이 될 때까지 타워 크레인을 많이 회전시켜야 하는 문제가 있었다.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 작업 후 전원이 차단되었다가 다시 전원이 인가 되었을 때 영점 보정 없이 즉시 타워 크레인의 위치를 확인할 수 있는 타워 크레인 안전 관제 시스템을 제공하는데 있다.

또한, 전원이 공급되지 않는 상태에서 회전각을 계산할 수 있는 타워 크레인 안전 관제 시스템을 제공하는데 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 타워 크레인 안전 관제 시스템은 타워 크레인의 지브가 수평방향으로 회전가능 하도록 마스트 상부에 구비되는 회전구동부, 상기 지브 상에서 전진 및 후진이동 하는 트롤리의 위치와 상기 트롤리에 연결되어 자재를 수직 및 하강 이동시키는 호이스팅 블록의 위치를 파악하는 트롤리 위치 센서부, 상기 회전구동부 및 상기 트롤리 위치 센서부로부터 전달받은 정보를 통해 충돌 위험을 예상하고 제어하는 제어부 및 상기 제어부로부터 전달 받은 충돌 위험을 운전자에게 전달하는 알림부를 포함하고, 상기 회전구동부는, 상기 마스트 상에 장착되어 고정되는 고정부, 상기 고정부 상부에 회전 가능하도록 위치되는 회전부, 상기 회전부에 장착되어 상기 고정부의 내측면을 따라 회전하며 제1 및 제2 회전각 신호를 출력하는 회전센서, 상기 고정부에 소정간격 이격되어 설치되는 복수의 영점과 상기 회전센서 상부에 위치하고 상기 복수의 영점 중 하나를 감지하면 제1 및 제2 영점보정신호를 출력하는 영점센서 및 상기 회전각신호와 상기 영점보정신호를 기반으로 상기 타워 크레인의 위치를 검출하는 위치검출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 위치검출부는, 상기 제1 및 제2 회전각 신호를 기반으로 상기 타워 크레인의 회전각을 검출하고 상기 제1 및 제2 영점보정 신호를 전달받는 센서검출부, 상기 영점보정 신호를 기반으로 실제 회전각을 검출하고 상기 센서검출부에서 검출된 상기 타워 크레인의 회전각을 보정하는 회전각보정부, 상기 타워 크레인의 회전각과 상기 보정된 타워 크레인의 회전각을 저장하는 저장부 및 상기 타워 크레인의 전원이 차단되었을 때 상기 센서검출부와 상기 회전각보정부 및 상기 저장부에 전원을 공급하는 내부전원부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 센서검출부에서 검출된 회전각 또는 상기 회전각보정부에서 검출된 실제 회전각을 기반으로 상기 타워 크레인의 방위를 확인할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 내부전원부는, 상기 고정부에 기 설정된 지점을 상기 영점센서가 감지할 때 전원을 공급할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 트롤리 위치 센서부는, 호이스팅 블록까지의 거리를 측정하는 거리센서부 및 상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 거리센서부를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 알림부는, 공사 현장 지도에 상기 타워 크레인의 방위 정보 및 작업반경이 표시되는 표시부, 운전자에게 상기 충돌 위험을 불빛과 소리로 전달하는 경보부 및 타워 크레인 간의 방위 정보와 트롤리 위치 정보 및 호이스팅 블록의 위치 정보를 교환하는 통신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 타워 크레인 안전 관제 시스템을 제공함에 따라 타워 크레인의 전원이 차단된 상태에서도 정확한 타워 크레인 회전각을 검출할 수 있으므로, 전원 인가 후 타워 크레인의 위치를 즉시 확인 후 작업을 시작할 수 있다.

또한, 여러 위치에서 영점 보정이 이루어지므로, 회전각 오차를 줄일 수 있다.

또한, 타워 크레인 전원 차단 후 소형 배터리를 사용하여 회전각을 계산할 수 있으므로 운용 비용이 크게 감소할 수 있다.

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 취급된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타워 크레인 안전 관제 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 타워 크레인 안전 관제 시스템의 주요구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전구동부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치검출부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트롤리 위치 센서부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어부에서 트롤리 거리 및 호이스팅 블록의 높이를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 알림부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주 전원 온(ON)일 때 타워 크레인 안전 관제 시스템의 구동방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 주 전원 오프(OFF)일 때 타워 크레인 안전 관제 시스템의 구동방법을 설명하기 위한 순서도이다.

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다", "마련하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서, "또는", "적어도 하나" 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나"는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.

본 명세서에서, "예를 들어" 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.

본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 타워 크레인 안전 관제 시스템의 구성을 관련된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타워 크레인 안전 관제 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 타워 크레인 안전 관제 시스템의 주요구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 회전구동부를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 위치검출부의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트롤리 위치 센서부의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제어부에서 트롤리 거리 및 호이스팅 블록의 높이를 계산하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 알림부의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예의 타워 크레인 안전 관제 시스템(10)은 타워 크레인의 위치를 감지하여 다른 크레인들과의 충돌을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 타워 크레인의 방위, 트롤리(26) 위치 및 호이스팅 블록(28)의 높이를 감지하여 다른 크레인들과의 충돌을 방지할 수 있다.

아울러, 작업 후 전원이 차단되었을 때에도 타워 크레인의 방위를 감지할 수 있어, 작업을 수행하기 위한 전원이 인가 되었을 때 영점보정 없이 바로 타워 크레인을 사용할 수 있다.

여기서, 타워 크레인의 방위는 타워 크레인 지브(24)의 수평 위치를 말한다.

타워 크레인 안전 관제 시스템(10)은 회전구동부(100), 트롤리 위치센서부(200), 제어부(300) 및 알림부(400)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예의 회전구동부(100)는 마스트(20) 상부에 구비되어 수평방향으로 회전하는 지브(24)의 회전각을 검출할 수 있다.

회전구동부(100)는 타워마스트(20)에 고정되는 고정부(110)와, 고정부(110)와 운전실(22) 사이에 위치되어 운전실(22)과 함께 회전하는 회전부(120)와, 고정부(110)의 내측면을 따라 회전하며 회전각신호를 출력하는 회전센서(130)와, 회전센서(130)의 상부에 위치하며 영점보정신호를 출력하는 영점센서(140)와, 고정부(110)에 소정간격 이격되어 설치되는 복수의 영점(150)과, 회전부(120)에 설치되어 회전각신호와 영점보정신호를 입력 받아 지브(24)의 위치를 검출하는 위치검출부(160)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예의 회전센서(130)는 고정부(110)의 내측면을 따라 회전 가능하도록 설치되며, 회전부(120)가 회전한 정도를 회전각 신호로 출력할 수 있다.

회전센서(130)는 타워 크레인의 주 전원이 온(ON)일 때 제1 회전각 신호를 타워 크레인의 주전원이 오프(OFF)일 때 제2 회전각 신호를 출력할 수 있다.

여기서, 회전센서(130)는 바퀴가 부착된 센서로 모터와 결합하여 회전수에 비례한 전압을 출력하고 이를 회로로 보내어 모터의 속도를 측정함으로써 회전각을 검출할 수 있는 로터리 엔코더(Rotary Encoder) 센서일 수 있다.

회전센서(130)는 타워 크레인의 주 전원이 오프(OFF)일 때에도 전원 구동 없이 최소 100회전을 감지할 수 있으며, 이는 회전센서(130)와 지브(24)의 회전비가 20:1이라면 지브(24)의 수평회전을 최소 5회전까지 감지할 수 있음을 말한다.

따라서, 타워 크레인의 주 전원 오프(OFF)일 때 회전센서(130)에서 출력된 회전각 신호에 의해 타워 크레인의 전원 인가 후 영점보정 없이 바로 타워 크레인을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예의 영점센서(140)는 영점(150)을 지나면, 영점보정 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 영점보정 신호는 회전센서(130)로부터 검출된 회전각 신호를 보정 하는 신호를 말한다. 고정부(110)가 완벽한 원형이 아닐 때, 예를 들어 고정부(110) 내측면에 이물질이 붙어 회전센서(130)의 회전각에 오차가 발생할 수 있다. 이때 출력된 영점보정 신호에 의해 오차를 보정할 수 있다. 오차를 보정하는 구체적인 방법은 후술하도록 하겠다.

영점센서(140)는 영점(150)을 감지할 때 마다 영점보정 신호가 출력되므로 오차 발생을 줄이고 정확한 회전각을 검출할 수 있다.

또한, 영점센서(140)는 기 설정된 지점을 지나면 내부전원부(164)가 켜질 수 있다.

여기서 기 설정된 지점은 하나가 아닌 복수의 영점(150)일 수 있으며, 타워 크레인 구동을 위한 주 전원이 오프(OFF)일 때, 영점센서(140)가 복수의 영점(150) 중 하나를 지나면 내부전원부(164)가 온(ON)될 수 있다.

본 발명의 실시예의 영점(150)은 소정간격 이격되어 고정부(110)의 내측면에 설치될 수 있다.

구체적으로, 영점(150)은 영구 자석으로 60°간격으로 6개가 설치될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 30°간격으로 12개가 설치될 수도 있다.

본 발명의 실시예의 위치검출부(160)는 회전센서(130)와 영점센서(140)로부터 출력된 회전각신호 및 영점 보정 신호를 기반으로 타워 크레인의 방위를 검출할 수 있으며, 센서검출부(161), 회전각보정부(162), 저장부(163) 및 내부전원부(164)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예의 센서검출부(161)는 회전센서(130)로부터 출력되는 제1 및 제2 회전각신호를 전달 받아 제1 및 제2 회전각을 검출할 수 있으며, 영점센서(140)로부터 출력되는 제1 및 제2 영점보정신호를 전달 받을 수 있다.

여기서, 제1 회전각 신호는 타워 크레인에 전원이 인가되어 건설현장에서 작업수행 중일 때 회전센서(130)로부터 출력되는 회전각 신호이고, 제2 회전각 신호는 타워 크레인의 전원이 차단되어 작업수행 중이 아닐 때 회전센서(130)로부터 출력되는 회전각 신호이다.

아울러, 제1 영점보정 신호는 타워 크레인에 전원이 인가되었을 때 영점센서(140)가 영점(150)을 지나면 출력되는 신호이며, 제2 영점보정 신호는 타워 크레인의 전원이 차단되었을 때, 영점센서(140)가 영점(150)을 지나고 동시에 내부전원부(164)에 전원이 인가 되면 출력되는 영점보정 신호이다.

또한, 센서검출부(161)는 타워 크레인의 회전방향을 검출할 수 있다.

구체적으로, 타워 크레인의 회전방향은 식 Dx = Da-Db 를 이용하여 검출할 수 있다. 여기서, Dx는 회전 방향, Da는 현재 회전각, Db는 직전 회전각이며, Dx > 0 이면 시계방향, Dx < 0 이면 반시계 방향으로 회전하고 있음을 검출할 수 있다.

예를 들어, 현재 회전각이 60°이고 직전 회전각이 70°라면, 타워 크레인의 회전방향(Dx)은 60 - 70 = -10 < 0 이므로 반시계 방향임을 검출할 수 있다.

본 발명의 실시예의 회전각보정부(162)는 센서검출부(161)에서 영점보정 신호를 전달받았을 때 센서검출부(161)에서 검출된 회전각을 실제 회전각으로 영점보정 할 수 있다.

구체적으로, 실제 회전각은 식 Dt = round(D / Dc)*Dc 를 이용하여 검출할 수 있다. 여기서, Dt는 실제 회전각, D는 회전센서(130)로부터 검출된 회전각, Dc는 영점(150) 설치 간격, round는 반올림 또는 반내림을 뜻한다. 만약 실제 회전각과 센서검출부(161)에서 검출된 회전각이 다르다면 센서검출부(161)에서 검출된 회전각은 실제 회전각으로 영점보정 될 수 있다.

예를 들어, 회전센서(130)로부터 검출된 회전각이 70°이며, 영점(150)이 60°간격으로 설치되었다면, 실제 회전각(Dt)은 round(70/60)*60 = round(1.167)*60

1*60 = 60 임을 검출할 수 있다. 여기서, 실제 회전각과 회전센서(130)로부터 검출된 회전각이 다르므로 센서검출부(161)에서 검출된 회전각은 60°로 영점보정 된다.

본 발명의 실시예의 저장부(163)는 센서검출부(161)에서 검출된 타워 크레인 방위 정보를 저장한다.

구체적으로, 타워 크레인의 주전원이 온(ON)일 때 검출되는 제1 회전각과 보정된 제1 회전각이 저장되고, 타워 크레인의 주전원이 오프(OFF)일 때 검출되는 제2 회전각과 보정된 제2회전각이 저장될 수 있다.

저장부(163)는 예를 들어, 그 유형에 따라 하드디스크 타입(Hard disk type), 마그네틱 매체 타입(Magnetic media type), CD-ROM(Compact disc read only memory), 광기록 매체 타입(Optical Media type), 광-자기 매체 타입(Magneto-optical media type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia card micro type), 플래시 메모리 타입 (Flash memory type), 롬 타입(Read only memory type), 램 타입(Random access memory type) 등일 수 있다. 또한, 저장부는 그 용도/위치에 따라 캐시(cache), 버 퍼, 주기억장치, 보조기억장치, 별도로 마련된 저장 시스템 등일 수 있다.

본 발명의 실시예의 내부전원부(164)는 타워 크레인의 전원이 차단될 때, 즉 주전원부가 오프(OFF)일 때 센서 검출부(161)에 전원을 공급할 수 있다.

구체적으로, 영점센서(140)가 고정부(110)에 기 설정된 지점을 지나면 내부전원부(164)가 온(ON)이 되며 센서 검출부(161)에 전원을 공급하게 된다.

여기서, 기 설정된 지점은 영점(150)일 수 있으며, 내부전원부(164)는 소형 배터리, 건전지 등으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예의 트롤리 위치 센서부(200)는 거리센서부(210) 및 구동부(220)를 포함하며, 지브(24)에 연결 된 트롤리(26) 및 호이스팅 로프에 의해 트롤리(26)와 연결되는 호이스팅 블록(28)의 위치를 검출할 수 있다.

본 발명의 실시예의 거리센서부(210)는 거리센서부(210)에서 호이스팅 블록(28)까지의 거리를 측정할 수 있다.

구체적으로, 거리센서부(210)는 호이스팅 블록(28)에 부착된 특수 반사 스티커에 레이저 광을 조사한 후 반사광이 수신될 때까지의 시간을 연산하여 호이스팅 블록(28)까지의 거리를 측정하는 레이저 거리 센서일 수 있다.

본 발명의 실시예의 구동부(220)는 제어부(300)의 제어 신호에 의해 거리센서부(210)에서 조사되는 레이저 광의 방향을 제어할 수 있다.

구체적으로, 구동부(220)는 트롤리(26)와 호이스팅 블록(28) 사이의 거리를 측정하기 위해 Y축 방향으로 구동되며, 호이스팅 블록(28)의 흔들림을 감지하기 위해 Z축 방향으로 구동 될 수 있는 짐벌 형태의 모터일 수 있다.

본 발명의 실시예의 제어부(300)는 타워 크레인들 간의 방위 확인 및 트롤리 위치 정보를 송신 받아 충돌 위험을 예상할 수 있다.

구체적으로, 도 6을 참조하면, 제어부(300)는 트롤리 위치 센서부(200)에서 검출된 호이스팅 블록(28)까지의 거리(dist) 및 지브(24)와 호이스팅 블록(28)이 이루는 각도(rad)를 기반으로 트롤리(26)의 위치 x와 호이스팅 블록(28)의 높이 y를 산출할 수 있다.

구체적으로, 거리센서부(210)를 통해 dist와 rad가 측정되었다면, 트롤리(26)의 위치 x는

의 식으로 구할 수 있다. 또한, 호이스팅 블록(28)의 높이 y는

의 식을 통해 구할 수 있다.

또한, 제어부(300)는 타워 크레인 간 충돌 가능 거리를 연산하여 설정 거리 이내로 진입하면 제어부(300)는 표시부(410) 및 경보부(420)로 충돌 위험정보를 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예의 알림부(400)는 표시부(410), 경보부(420) 및 통신부(430)를 포함하며, 제어부(300)로부터 전달받은 위치정보 및 위험정보를 타워 크레인 운전자 및 공사현장 관리자에게 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예의 표시부(410)는 공사 현장 지도와 타워 크레인 각각의 위치 정보 및 작업반경이 표시되며, 타워 크레인 운전자는 표시부(410)를 통해 전달받은 정보를 기반으로 타워 크레인을 조종할 수 있다.

표시부(410)는 예를 들어, 액정디스플레이 (Liquid Crystal Display, LCD), 발광 다이오드(Light-emitting Diode, LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(Organic Light-emitting Diode, OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템(Microelectromechanical systems, MEMS) 디스플레이, 전자종이(electronic paper) 디스플레이 등의 장치가 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예의 경보부(420)는 충돌 위험을 불빛 또는 소리를 이용하여 운전자에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 위험 레벨에 따라 경고등이 점멸되는 경광등 또는 위험 레벨에 따라 알림음이 출력되는 부저 등의 장치가 이용될 수 있다.

본 발명의 실시예의 통신부(430)는 타워 크레인의 위치 정보를 다른 타워 크레인 또는 외부의 기기에 송신하거나 수신할 수 있다.

구체적으로, 통신부(430)는 타워 크레인 방위 정보 및 트롤리 위치 정보를 타워 크레인 간 또는 중앙통제부와 공유함으로써, 타워 크레인 운전자 또는 건설현장 관리자들이 정보를 전달 받을 수 있다.

통신부(430)는 예를 들어, 통신부(430)는 케이블 통신 등의 유선 통신을 이용하거나 5G(5th generation communication), LTE-A(long term evolution advanced), LTE(long term evolution), 블루투스, BLE(bluetooth low energe), NFC(near field communication) 등의 무선 통신을 이용하여 외부의 기기(컴퓨터, 태블릿PC, 스마트폰 등)로 내구성 평가 데이터를 전송할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 주 전원 온(ON)일 때 타워 크레인 안전 관제 시스템의 구동방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 8을 참조하면, 먼저 타워 크레인 안전 관제 시스템(10)은 타워 크레인의 주 전원이 온(ON)되어 있는지 확인한다(S801). 이후 타워 크레인의 주 전원이 오프(OFF)일 때의 타워 크레인의 방위인 제2 회전각 또는 보정된 제2 회전각이 저장부(163)에 저장되어 있는지 확인한다(S803). 저장된 제2 회전각 또는 보정된 제2 회전각이 있다면, 다른 크레인의 방위 및 트롤리 위치 정보를 수신 받는다(S815).

다음으로 다른 크레인과의 충돌 가능 여부를 판별한다(S817). 만약, 제어부(300)에서 충돌 가능하다고 판단된다면, 표시부(410) 및 경보부(420)에 충돌 경고 알림이 온(ON) 된다(S819). 이후 제1 회전각 신호 출력 단계로 진행된다(S805). 제어부(300)에서 안전하다고 판단되면, 이전에 충돌 경고 알림 온(ON)을 오프(OFF)로 변경하며 운전자 또는 관리자에게 작업 수행의 안전함을 전달한다.

다음으로 계속해서 작업을 수행할지 판단하는 단계로 진행한다(S823). 작업을 중지하길 원하면 주 전원 오프(OFF) 단계를 진행 후(S825) 작업을 종료하고, 계속해서 작업을 수행하길 원한다면 제1 회전각 신호 출력 단계로 진행한다(S805).

저장부(163)에 저장된 타워 크레인의 주 전원이 오프(OFF)일 때 크레인의 방위 정보 값이 없거나, 충돌 경고 알림이 전달, 또는 계속해서 작업 수행하기를 원한다면 회전센서(130)로부터 제1 회전각 신호를 출력하는 단계를 진행한다(S805).

다음으로 영점센서(140)로부터 제1 영점보정 신호가 출력되었는지 확인하는 단계를 수행한다(S807). 제1 영점보정 신호가 출력되었다면, 실제 회전각과 회전센서(130)로부터 검출된 회전각을 비교하여, 두 값이 다르다면 실제 회전각으로 보정하는 제1 회전각 보정 단계를 수행하고(S809), 제1 영점보정 신호가 출력되지 않았다면, 크레인 방위 정보를 외부로 송신하는 단계를 수행한다(S811).

다음으로, 트롤리 위치 센서부(200)에서 검출한 트롤리 위치 정보를 외부로 송신하는 단계를 수행한다(S813).

다음으로, 다른 크레인의 방위 및 트롤리 위치 정보를 수신 받는 단계(S815)를 수행한 후 작업이 종료될 때까지 상술한 단계를 반복 수행하게 된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 주 전원 오프(OFF)일 때 타워 크레인 안전 관제 시스템의 구동방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 9를 참조하면, 먼저 타워 크레인의 전원이 차단되어, 주 전원이 오프(OFF)라면, 제2 회전각 신호 출력 단계로 진행한다(S901). 여기서 제2 회전각 신호는 회전센서(130)에 의해 검출될 수 있다.

다음으로 영점센서(140)가 영점(150)을 감지하면 제2 영점보정 신호 출력 단계를 수행하고(S903), 내부전원부(164)에 전원이 인가된다(S905).

내부전원부(164)에 전원이 인가되므로, 센서검출부(161)는 실제회전각을 계산하고 회전센서(130)로부터 검출된 회전각과 비교할 수 있으며, 두 값이 다르게 검출되었다면 회전센서(130)로부터 검출된 회전각을 실제회전각으로 보정하는 제2 회전각 보정 단계를 수행할 수 있다(S907).

다음으로 보정된 제2 회전각을 저장부(163)에 저장하는 크레인 방위 저장 단계를 수행한다(S909).

크레인 방위 정보를 저장부(163)에 저장한 후 내부전원부의 전원을 차단하는 내부전원부 전원 오프(OFF)단계(S911)를 수행 후 종료하게 된다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 타워 크레인 안전 관제 시스템 20: 타워마스트
22: 운전실 24: 지브
26: 트롤리 28: 호이스팅블록
100: 회전구동부 110: 고정부
120: 회전부 130: 회전센서
140: 영점센서 150: 영점
160: 위치검출부 161: 센서검출부
162: 회전각보정부 163: 저장부
164: 내부전원부 200: 트롤리 위치 센서부
210: 구동부 220: 거리센서부
300: 제어부 400: 알림부
410: 표시부 420: 경보부
430: 통신부

Claims (5)

1. 타워 크레인의 지브가 수평방향으로 회전가능 하도록 마스트 상부에 구비되는 회전구동부;
   상기 지브 상에서 전진 및 후진이동 하는 트롤리의 위치와 상기 트롤리에 연결되어 자재를 수직 및 하강 이동시키는 호이스팅 블록의 위치를 파악하는 트롤리 위치 센서부;
   상기 회전구동부 및 상기 트롤리 위치 센서부로부터 전달받은 정보를 통해 충돌 위험을 예상하고 제어하는 제어부 및
   상기 제어부로부터 전달 받은 충돌 위험을 운전자에게 전달하는 알림부를 포함하고,
   상기 회전구동부는,
   상기 마스트 상에 장착되어 고정되는 고정부;
   상기 고정부 상부에 회전 가능하도록 위치되는 회전부;
   상기 회전부에 장착되어 상기 고정부의 내측면을 따라 회전하며 제1 및 제2 회전각 신호를 출력하는 회전센서;
   상기 고정부에 소정간격 이격되어 설치되는 복수의 영점;
   상기 회전센서 상부에 위치하고 상기 복수의 영점 중 하나를 감지하면 제1 및 제2 영점보정신호를 출력하는 영점센서 및
   상기 제1 및 제2 회전각신호와 상기 제1 및 제2 영점보정신호를 기반으로 상기 타워 크레인의 위치를 검출하는 위치검출부를 포함하며,
   상기 위치검출부는,
   상기 제1 및 제2 회전각 신호를 기반으로 상기 타워 크레인의 회전각을 검출하고 상기 제1 및 제2 영점보정 신호를 전달받는 센서검출부;
   상기 영점보정 신호를 기반으로 실제 회전각을 검출하고 상기 센서검출부에서 검출된 상기 타워 크레인의 회전각을 보정하는 회전각보정부;
   상기 타워 크레인의 회전각과 상기 보정된 타워 크레인의 회전각을 저장하는 저장부 및
   상기 타워 크레인의 전원이 차단되었을 때 상기 센서검출부와 상기 회전각보정부 및 상기 저장부에 전원을 공급하는 내부전원부를 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 센서검출부에서 검출된 회전각 또는 상기 회전각보정부에서 검출된 실제 회전각을 기반으로 상기 타워 크레인의 방위를 확인하는 타워 크레인 안전 관제 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 내부전원부는,
   상기 고정부에 기 설정된 지점을 상기 영점센서가 감지할 때 전원을 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 타워 크레인 안전 관제 시스템.
4. 타워 크레인의 지브가 수평방향으로 회전가능 하도록 마스트 상부에 구비되는 회전구동부;
   상기 지브 상에서 전진 및 후진이동 하는 트롤리의 위치와 상기 트롤리에 연결되어 자재를 수직 및 하강 이동시키는 호이스팅 블록의 위치를 파악하는 트롤리 위치 센서부;
   상기 회전구동부 및 상기 트롤리 위치 센서부로부터 전달받은 정보를 통해 충돌 위험을 예상하고 제어하는 제어부 및
   상기 제어부로부터 전달 받은 충돌 위험을 운전자에게 전달하는 알림부를 포함하고,
   상기 회전구동부는,
   상기 마스트 상에 장착되어 고정되는 고정부;
   상기 고정부 상부에 회전 가능하도록 위치되는 회전부;
   상기 회전부에 장착되어 상기 고정부의 내측면을 따라 회전하며 제1 및 제2 회전각 신호를 출력하는 회전센서;
   상기 고정부에 소정간격 이격되어 설치되는 복수의 영점;
   상기 회전센서 상부에 위치하고 상기 복수의 영점 중 하나를 감지하면 제1 및 제2 영점보정신호를 출력하는 영점센서 및
   상기 제1 및 제2 회전각신호와 상기 제1 및 제2 영점보정신호를 기반으로 상기 타워 크레인의 위치를 검출하는 위치검출부를 포함하며,
   상기 트롤리 위치 센서부는,
   호이스팅 블록까지의 거리를 측정하는 거리센서부 및
   상기 제어부의 제어 신호에 따라 상기 거리센서부를 구동하는 구동부를 포함하는 타워 크레인 안전 관제 시스템.
5. 타워 크레인의 지브가 수평방향으로 회전가능 하도록 마스트 상부에 구비되는 회전구동부;
   상기 지브 상에서 전진 및 후진이동 하는 트롤리의 위치와 상기 트롤리에 연결되어 자재를 수직 및 하강 이동시키는 호이스팅 블록의 위치를 파악하는 트롤리 위치 센서부;
   상기 회전구동부 및 상기 트롤리 위치 센서부로부터 전달받은 정보를 통해 충돌 위험을 예상하고 제어하는 제어부 및
   상기 제어부로부터 전달 받은 충돌 위험을 운전자에게 전달하는 알림부를 포함하고,
   상기 회전구동부는,
   상기 마스트 상에 장착되어 고정되는 고정부;
   상기 고정부 상부에 회전 가능하도록 위치되는 회전부;
   상기 회전부에 장착되어 상기 고정부의 내측면을 따라 회전하며 제1 및 제2 회전각 신호를 출력하는 회전센서;
   상기 고정부에 소정간격 이격되어 설치되는 복수의 영점;
   상기 회전센서 상부에 위치하고 상기 복수의 영점 중 하나를 감지하면 제1 및 제2 영점보정신호를 출력하는 영점센서 및
   상기 제1 및 제2 회전각신호와 상기 제1 및 제2 영점보정신호를 기반으로 상기 타워 크레인의 위치를 검출하는 위치검출부를 포함하며,
   상기 알림부는,
   공사 현장 지도에 상기 타워 크레인의 방위 정보 및 작업반경이 표시되는 표시부;
   운전자에게 상기 충돌 위험을 불빛과 소리로 전달하는 경보부 및
   타워 크레인 간의 방위 정보와 트롤리 위치 정보 및 호이스팅 블록의 위치 정보를 교환하는 통신부를 포함하는 타워 크레인 안전 관제 시스템.

Images