[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR102720274B1 - Apparatus of seismic isolator using energy harvestor - Google Patents

Apparatus of seismic isolator using energy harvestor Download PDF

Info

Publication number
KR102720274B1
KR102720274B1 KR1020240058454A KR20240058454A KR102720274B1 KR 102720274 B1 KR102720274 B1 KR 102720274B1 KR 1020240058454 A KR1020240058454 A KR 1020240058454A KR 20240058454 A KR20240058454 A KR 20240058454A KR 102720274 B1 KR102720274 B1 KR 102720274B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
seismic isolation
energy harvesting
unit
damping material
Prior art date
Application number
KR1020240058454A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
배영만
이진성
김일붕
김현근
Original Assignee
주식회사 피엠에스
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 피엠에스 filed Critical 주식회사 피엠에스
Priority to KR1020240058454A priority Critical patent/KR102720274B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102720274B1 publication Critical patent/KR102720274B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186Vibration harvesters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00Application
    • F05B2220/70Application in combination with
    • F05B2220/709Piezoelectric means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/42Storage of energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00Purpose; Design features
    • F16F2230/0047Measuring, indicating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00Purpose; Design features
    • F16F2230/08Sensor arrangement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

면진장치에 장착된 각종 센서에 전원을 자체적으로 공급하고 센서의 작동불량에 대하여 적절하게 대처할 수 있는 에너지 수확을 활용한 면진장치를 제시한다. 그 장치는 충격을 진동으로 상쇄하는 감쇠재와, 감쇠재가 결합된 하우징과, 감쇠재에 설치되고 진동을 이용한 압전효과에 의해 전류를 추출하는 에너지 수확부 및 하우징에 장착되고, 에너지 수확부에 의해 수확된 전류에 의해 동작하는 면진모듈을 포함하고, 면진모듈은 면진상태를 감지하고 감지된 센서데이터를 외부로 송출하는 통신센싱부를 포함한다.A seismic isolation device utilizing energy harvesting, which can independently supply power to various sensors mounted on the seismic isolation device and appropriately deal with malfunctions of the sensors, is proposed. The device includes a damping material that offsets shock with vibration, a housing in which the damping material is combined, an energy harvesting unit installed on the damping material and extracting current by a piezoelectric effect utilizing vibration, and an isolation module mounted on the housing and operated by the current harvested by the energy harvesting unit, and the seismic isolation module includes a communication sensing unit that detects a seismic isolation state and transmits the detected sensor data to the outside.

Description

에너지 수확을 활용한 면진장치{Apparatus of seismic isolator using energy harvestor}{Apparatus of seismic isolator using energy harvester}

본 발명은 면진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동에 의한 에너지 수확(harvest)을 활용하여, 외부전원이 차단된 상태에서도 에너지 수확기(energy harvestor)에서 에너지를 생성하여 면진장치의 센서데이터를 무선기기(IoT)를 이용하여 전송함으로써 면진상태를 명확하게 감지할 수 있는 면진장치에 관한 것이다.The present invention relates to a base isolation device, and more specifically, to a base isolation device that utilizes energy harvesting by vibration to generate energy in an energy harvester even when an external power source is cut off, and transmits sensor data of the base isolation device using a wireless device (IoT), thereby enabling clear detection of the base isolation state.

지진, 바람, 차량 등의 충격에 의한 진동은 실생활에 항상 존재한다. 건축물, 교량 등의 경우, 충격에 의한 진동을 저감하기 위하여 댐퍼(damper)가 사용되고 있다. 진동을 저감하기 위한 면진을 위하여 다양한 연구들이 이루어지고 있으며, 기본적으로 표준 중량 충격원에 측정 기술 등이 발전하고 있다. 면진장치는 코일 형태 또는 판 형태의 감쇠재, 중량체 등을 활용하여 다양한 방식으로 이루어지고 있다. 면진장치에는 장착된 각종 센서를 통하여 실시간으로 감지하여, 면진장치의 성능을 파악하고 대처하고 있다. Vibration due to impacts such as earthquakes, wind, and vehicles always exists in real life. Dampers are used to reduce vibrations due to impacts in buildings and bridges. Various studies are being conducted to reduce vibrations by seismic isolation, and measurement technology is being developed based on standard weight shock sources. Seismic isolation devices are made in various ways by utilizing damping materials in coil or plate shapes, weights, etc. Seismic isolation devices are equipped with various sensors to detect in real time, and the performance of the seismic isolation device is identified and countermeasures are taken.

무거운 하중의 건물, 교량 등과 같은 건축물에 매립되어 있는 면진장치는 상기 센서로의 전원공급이 차단되면 적절하게 수리하기 어려운 실정이다. 한편, 에너지 수확기술은 친환경적이고 버려지는 에너지를 획득하여 재사용하기 때문에, 면진장치에 장착된 각종 센서의 전원으로 채택될 여지가 있다. 그런데, 진동을 활용한 에너지 수확기술은 국내등록특허 제10-1682962호 등에서 다양하게 제시되어 있지만, 무거운 하중의 건축물에 매립된 면진장치에 적용하기가 쉽지 않다. 또한, 상기 센서 중의 일부가 작동불량이면, 데이터가 전송되지 않아서 면진장치의 성능을 제대로 파악할 수 없다.Seismic isolation devices embedded in heavy-load structures such as buildings and bridges are difficult to properly repair if the power supply to the sensors is cut off. Meanwhile, energy harvesting technology is environmentally friendly and can be adopted as a power source for various sensors mounted on seismic isolation devices because it obtains and reuses wasted energy. However, although energy harvesting technology utilizing vibration is suggested in various ways, such as in Korean Patent No. 10-1682962, it is not easy to apply it to seismic isolation devices embedded in heavy-load structures. In addition, if some of the sensors malfunction, data is not transmitted, making it difficult to properly determine the performance of the seismic isolation device.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 면진장치에 장착된 각종 센서에 전원을 자체적으로 공급하여 재난상황이나 외부전원이 차단되었을 때 센서의 작동불량에 대하여 적절하게 대처할 수 있는 에너지 수확을 활용한 면진장치를 제공하는 데 있다. The problem to be solved by the present invention is to provide a seismic isolation device utilizing energy harvesting, which can independently supply power to various sensors mounted on the seismic isolation device, thereby appropriately responding to malfunction of the sensors in the event of a disaster or when external power is cut off.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 에너지 수확을 활용한 면진장치는 충격을 진동으로 상쇄하는 감쇠재와, 상기 감쇠재가 결합된 하우징과, 상기 감쇠재에 설치되고, 상기 진동을 이용한 압전효과에 의해 전류를 추출하는 에너지 수확부 및 상기 하우징에 장착되고, 상기 에너지 수확부에 의해 수확된 전류에 의해 동작하는 면진모듈을 포함한다. 이때. 상기 면진모듈은 면진상태를 감지하고, 감지된 센서데이터를 외부로 송출하는 통신센싱부를 포함한다.A base isolation device utilizing energy harvesting for solving the problem of the present invention comprises a damping material that offsets shock into vibration, a housing to which the damping material is combined, an energy harvesting unit installed in the damping material and extracting current by a piezoelectric effect utilizing the vibration, and a base isolation module mounted in the housing and operating by the current harvested by the energy harvesting unit. At this time, the base isolation module includes a communication sensing unit that detects a base isolation state and transmits detected sensor data to the outside.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 감쇠재는 코일 형태, 판 형태 또는 중량체 중의 어느 하나의 진동을 이용한다. 상기 수확부는 압전체, 압전체가 포함된 압전지지체 및 감쇠연결부를 포함하고, 상기 압전체 및 상기 압전지지체는 상대적으로 진동운동을 한다. 상기 면진모듈은 상기 에너지 수확부의 전류가 충전되는 충전모듈을 포함하고, 상기 통신센싱부는 상기 충전모듈로부터 공급되는 전원으로 동작된다. 면진모듈은 ESS모듈을 포함할 수 있다. 상기 면진모듈은 상기 수확부의 전류를 상기 충전모듈 및 상기 ESS모듈로 분기시키는 분기부를 포함할 수 있다.In the device of the present invention, the damping material uses vibration of any one of a coil shape, a plate shape, or a weight. The harvesting unit includes a piezoelectric body, a piezoelectric support including the piezoelectric body, and a damping connecting unit, and the piezoelectric body and the piezoelectric support relatively vibrate. The seismic isolation module includes a charging module in which the current of the energy harvesting unit is charged, and the communication sensing unit is operated by power supplied from the charging module. The seismic isolation module may include an ESS module. The seismic isolation module may include a branching unit that branches the current of the harvesting unit to the charging module and the ESS module.

본 발명의 바람직한 장치에 있어서, 상기 통신센싱부는 근접통신망으로 서로 링크되는 다수개의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m), m은 자연수]이 포함된 모듈군을 포함하고, n개의 상기 하우징 각각에는 모듈군[M1, M2, …, M(n), n은 자연수]에 장착될 수 있다. 상기 모듈군[M1, M2, …, M(n), n은 자연수] 각각은 근접통신망으로 링크된 게이트웨이[G1, G2, …, G(n), n은 자연수]를 포함할 수 있다. 상기 게이트웨이[G1, G2, …, G(n), n은 자연수]는 인접하는 상기 게이트웨이[G1, G2, …, G(n), n은 자연수]가 상기 근접통신망으로 링크되면서 하나 건너의 상기 게이트웨이[G1, G2, …, G(n), n은 자연수]가 상기 근접통신망으로 링크될 수 있다. 상기 게이트웨이[G1, G2, …, G(n), n은 자연수]는 인접한 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m), m은 자연수]에 근접통신망으로 링크될 수 있다. In a preferred device of the present invention, the communication sensing unit includes a module group including a plurality of communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m), m is a natural number] that are linked to each other via a proximity communication network, and a module group [M1, M2, …, M(n), n is a natural number] can be mounted on each of n housings. Each of the module groups [M1, M2, …, M(n), n is a natural number] can include a gateway [G1, G2, …, G(n), n is a natural number] linked to a proximity communication network. The gateway [G1, G2, …, G(n), n is a natural number] can be linked to the proximity communication network while an adjacent gateway [G1, G2, …, G(n), n is a natural number] is linked to the proximity communication network. The gateway [G1, G2, … , G(n), n is a natural number] can be linked to adjacent communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m), m is a natural number] through a proximity communication network.

본 발명의 에너지 수확을 활용한 면진장치에 의하면, 진동에너지 수확을 활용함으로써, 면진장치에 장착된 각종 센서에 전원을 자체적으로 공급하고 센서의 작동불량에 대하여 적절하게 대처한다.According to the seismic isolation device utilizing energy harvesting of the present invention, by utilizing vibration energy harvesting, power is supplied independently to various sensors mounted on the seismic isolation device and malfunctions of the sensors are appropriately dealt with.

도 1은 본 발명에 의한 제1 면진장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 수확부를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 도 1의 면진모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 도 3의 통신센싱부에 의한 무선 메시 네트워크를 이용한 센서데이터 전송과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명에 의한 제2 면진장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5의 면진모듈을 설명하기 위한 블록도이다.
Figure 1 is a perspective view showing a first seismic isolation device according to the present invention.
Figure 2 is a drawing for explaining the harvesting section of Figure 1.
Figure 3 is a block diagram for explaining the seismic isolation module of Figure 1.
FIG. 4 is a drawing schematically illustrating a sensor data transmission process using a wireless mesh network by the communication sensing unit of FIG. 3.
Figure 5 is a perspective view showing a second seismic isolation device according to the present invention.
Figure 6 is a block diagram for explaining the seismic isolation module of Figure 5.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 과장되게 표현하였다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 면진장치는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 면진장치의 방향 및 회전에 따라 변한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiments described below may be modified in various different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, exaggerated expressions are used for convenience of explanation. Meanwhile, terms indicating positions such as top, bottom, front, etc. are only related to those shown in the drawings. In practice, the base isolation device can be used in any optional direction, and the spatial direction in actual use changes depending on the direction and rotation of the base isolation device.

본 발명의 실시예는 진동에너지 수확을 활용함으로써, 면진장치에 장착된 각종 센서에 전원을 자체적으로 공급하고 센서의 작동불량에 대하여 적절하게 대처하는 면진장치를 제시한다. 이를 위해, 진동에너지 수확이 적용된 면진장치에 자세하게 알아보고, 진동에너지 수확을 활용하여 면진장치의 성능이 파악되는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 면진장치는 실생활에 항상 존재하는 지진, 바람, 차량 등의 충격에 의한 진동을 상쇄하기 위하여 사용되고, 코일(coil) 형태 또는 판(plate) 형태의 감쇠재, 중량체 등과 같이 다양한 방식에 적용될 수 있다. 특히, 본 발명의 면진장치는 건축물, 교량 등과 같이 무거운 하중의 건축물에 매립되는 것이 바람직하고, 여기서는 다양한 면진장치 중에서 코일 형태를 중심으로 설명하기로 한다.The embodiment of the present invention proposes a base isolation device that supplies power to various sensors mounted on the base isolation device independently and appropriately deals with malfunctions of the sensors by utilizing vibration energy harvesting. To this end, a base isolation device to which vibration energy harvesting is applied will be described in detail, and a process for identifying the performance of the base isolation device by utilizing vibration energy harvesting will be described in detail. The base isolation device of the present invention is used to offset vibrations caused by impacts such as earthquakes, wind, and vehicles that always exist in real life, and can be applied in various ways such as a damping material in the form of a coil or a plate, a weight, etc. In particular, the base isolation device of the present invention is preferably embedded in structures with heavy loads such as buildings and bridges, and among various base isolation devices, a coil type will be mainly described here.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 제1 면진장치(100)를 나타내는 사시도이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다. Fig. 1 is a perspective view showing a first seismic isolation device (100) according to an embodiment of the present invention. However, it is not a drawing in the strict sense, and there may be components not shown in the drawing for convenience of explanation.

도 1에 의하면, 제1 면진장치(100)는 상부 하우징(10) 및 하부 하우징(13)을 포함한다. 상부 및 하부 하우징(10, 13) 사이에는 탄성스프링과 같은 감쇠재(12)가 배치되고, 감쇠재(12)는 지진, 바람, 차량 등의 충격을 진동을 통하여 상쇄한다. 감쇠재(12) 일측은 상부 지지대(11)에 결합되고, 감쇠재(12) 타측은 하부 지지대(14)에 결합된다. 도면에서는, 코일 형태의 탄성스프링의 감쇠재(12)를 제시하였으나, 면진방식에 따라 디스크와 같은 판 형태, 중량체의 연결부위 등에도 적용될 수 있다. 다시 말해, 상부 및 하부 지지대(11, 14)의 외측은 상부 및 하부 하우징(10, 13)이 결합되고, 내측은 감쇠재(12)가 결합된다. 여기서, 상부 및 하부는 지면에 대한 상대적인 위치를 나타낸 것이다.According to FIG. 1, the first seismic isolation device (100) includes an upper housing (10) and a lower housing (13). A damping material (12) such as an elastic spring is arranged between the upper and lower housings (10, 13), and the damping material (12) offsets shocks such as earthquakes, wind, and vehicles through vibration. One side of the damping material (12) is coupled to an upper support (11), and the other side of the damping material (12) is coupled to a lower support (14). In the drawing, a damping material (12) of an elastic spring in the form of a coil is presented, but it can also be applied to a plate shape such as a disk, a connecting portion of a weight, etc. depending on the seismic isolation method. In other words, the outer sides of the upper and lower supports (11, 14) are coupled to the upper and lower housings (10, 13), and the inner sides are coupled to the damping material (12). Here, the upper and lower sides indicate relative positions with respect to the ground.

진동에너지를 수확하는 에너지 수확부(20)는 감쇠재(12) 내부에 설치된다. 수확부(20)는 상부 및 하부 지지대(11, 14)의 어느 하나 또는 양쪽에 장착될 수 있다. 도면에서는, 상부 지지대(11)에 장착된 사례를 제시하였다. 수확된 에너지를 활용하는 면진모듈(30)은 상부 및 하부 하우징(10, 13) 중의 적어도 어느 하나에 탑재될 수 있다. 도면에서는, 상부 하우징(10)에 탑재된 사례를 제시하였다. 수확부(20) 및 면진모듈(30)에 관해서는 추후에 상세하게 설명하기로 한다. 도면에서는 표현되지 않았지만, 수확부(20) 및 면진모듈(30)의 전기적인 접속은 공지된 방식으로 구현될 수 있다.An energy harvesting unit (20) that harvests vibration energy is installed inside a damping material (12). The harvesting unit (20) can be mounted on one or both of the upper and lower supports (11, 14). In the drawing, a case in which it is mounted on the upper support (11) is presented. An isolation module (30) that utilizes the harvested energy can be mounted on at least one of the upper and lower housings (10, 13). In the drawing, a case in which it is mounted on the upper housing (10) is presented. The harvesting unit (20) and the isolation module (30) will be described in detail later. Although not shown in the drawing, the electrical connection of the harvesting unit (20) and the isolation module (30) can be implemented in a known manner.

도 2는 도 1의 수확부(20)를 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, (a)는 사시도이고, (b)는 (a)의 B-B선을 따라 절단한 단면도이며, (c)는 저면에서 바라본 저면도이다. 이때, 제1 면진장치(100)는 도 1을 참고하기로 한다.Figure 2 is a drawing for explaining the harvesting section (20) of Figure 1. Here, (a) is a perspective view, (b) is a cross-sectional view taken along the line B-B of (a), and (c) is a bottom view viewed from the bottom. At this time, the first seismic isolation device (100) is referred to Figure 1.

도 2에 의하면, 수확부(20)는 압전체(21), 압전체가 장착된 압전지지체(22) 및 감쇠연결부(23)를 포함하여 이루어진다. 압전체(21)는 감쇠재(12)의 진동에 따라 함께 변형되고, 압전체(21)의 변형은 압전효과 현상에 의하여 압전지지체(22)의 압전체에 전류를 유도시킨다. 압전지지체(22)는 감쇠연결부(23)에 결합되어, 감쇠재(12)의 변형을 수용한다. 압전체(21)는 감쇠재(12)의 변형을 수용하여 유도전류가 생성된다. 도면에 표현되지는 않았지만, 상기 유도전류는 면진모듈(30)로 전송된다. 여기서, 수확부(20)는 간략하게 개념적으로 제시한 것으로, 진동에너지를 수확하는 본 발명의 목적에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 정류자, 브러시 등이 장착되어 직류전류가 유도될 수 있고, 수확부(20)에 기인하는 유도전류가 면진모듈(30)로 전송되기 위한 부가적인 요소가 포함될 수 있다. According to FIG. 2, the harvesting unit (20) includes a piezoelectric body (21), a piezoelectric support (22) equipped with the piezoelectric body, and a damping connection (23). The piezoelectric body (21) is deformed together with the vibration of the damping material (12), and the deformation of the piezoelectric body (21) induces a current in the piezoelectric body of the piezoelectric support (22) by the piezoelectric effect phenomenon. The piezoelectric support (22) is coupled to the damping connection (23) and accommodates the deformation of the damping material (12). The piezoelectric body (21) accommodates the deformation of the damping material (12) and generates an induced current. Although not expressed in the drawing, the induced current is transmitted to the seismic isolation module (30). Here, the harvesting unit (20) is simply presented conceptually and may be variously modified according to the purpose of the present invention of harvesting vibration energy. For example, a commutator, brushes, etc. may be installed so that direct current can be induced, and additional elements may be included so that the induced current caused by the harvesting unit (20) can be transmitted to the seismic isolation module (30).

도 3은 도 1의 면진모듈(30)을 설명하기 위한 블록도이다. 이때, 제1 면진장치(100)는 도 1을 참고하기로 한다. Fig. 3 is a block diagram for explaining the seismic isolation module (30) of Fig. 1. At this time, the first seismic isolation device (100) will be referred to Fig. 1.

도 3에 의하면, 면진모듈(30)은 컨버터(31), 충전모듈(32), 제어부(33) 및 통신센싱부(40)를 포함한다. 컨버터(31)는 충전모듈(32)에서의 충전이 적합하도록 교류의 직류 변환 또는 직류의 진류변환을 수행한다. 제어부(33)는 충전모듈(32) 및 통신센싱부(40)의 동작을 제어한다. 이를 위해, 충전모듈(32)에는 제어부(33)의 명령을 수행하는 공지의 요소들이 포함될 수 있다. 통신센싱부(40)는 제1 면진장치(100)의 면진상태를 감지하고, 감지된 센서데이터를 외부로 송출한다. 통신센싱부(40)는 낱개로 존재할 수 있지만, 추후에 설명될 메시 네트워크를 이루도록 복수의 통신센싱모듈[TS1, …, TS(m), m은 자연수]이 존재할 수 있다. 통신센싱모듈[TS1, …, TS(m)]은 통신소자 및 센서소자를 모두 포함하는 모듈로써, 공지된 소자가 모두 적용될 수 있으며, 도면에서 블록으로 표현되었으나, 다양한 형상 및 배치를 가진다.According to FIG. 3, the seismic isolation module (30) includes a converter (31), a charging module (32), a control unit (33), and a communication sensing unit (40). The converter (31) performs alternating current to direct current conversion or direct current to forward current conversion so that charging in the charging module (32) is suitable. The control unit (33) controls the operations of the charging module (32) and the communication sensing unit (40). To this end, the charging module (32) may include known elements that perform commands of the control unit (33). The communication sensing unit (40) detects the seismic isolation state of the first seismic isolation device (100) and transmits the detected sensor data to the outside. The communication sensing unit (40) may exist individually, but a plurality of communication sensing modules [TS1, ... , TS(m), m is a natural number] may exist to form a mesh network to be described later. The communication sensing modules [TS1, ... , TS(m)] is a module that includes both communication elements and sensor elements, and all known elements can be applied. Although it is expressed as a block in the drawing, it has various shapes and arrangements.

면진모듈(30)의 전류는 수확부(20)로부터 전송받는다. 다시 말해, 면진모듈(30)을 동작시키는 전원을 외부에서 공급하지 않고 자체적으로 조달한다. 만일, 면진모듈(30)을 동작시키는 전원이 제1 면진장치(100)의 외부로부터 공급되면, 불의의 사고로 인하여 전원이 차단되는 사태가 발생할 수 있다. 이렇게 되면, 통신센싱부(40)에 의한 제1 면진장치(100)의 각종 센서, 예컨대 진동센서, 변위센서, 습도센서 등을 통하여 실시간으로 감지하여, 면진장치의 성능을 파악하고 대처할 수 없다. 이를 해소하기 위해서는, 제1 면진장치(100)를 노출시킨 다음 수리해야 하지만, 제1 면진장치(100)는 무거운 하중의 건축물에 매립되어 있어서, 수리하기가 쉽지 않다.The current of the seismic isolation module (30) is transmitted from the harvester (20). In other words, the power for operating the seismic isolation module (30) is not supplied from the outside but is procured by itself. If the power for operating the seismic isolation module (30) is supplied from the outside of the first seismic isolation device (100), an unexpected accident may cause the power to be cut off. In this case, it is impossible to detect in real time through various sensors of the first seismic isolation device (100), such as a vibration sensor, a displacement sensor, a humidity sensor, etc. by the communication sensing unit (40), and to identify and respond to the performance of the seismic isolation device. In order to resolve this, the first seismic isolation device (100) must be exposed and then repaired, but since the first seismic isolation device (100) is embedded in a building with a heavy load, it is not easy to repair.

면진모듈(30)을 동작시키기 위한 전원을 수확부(20)로부터 자체적으로 조달하면, 외부로부터 전원이 공급되지 않아도, 면진모듈(30)은 동작한다. 경우에 따라, 면진모듈(30)의 전원은 제1 면진장치(100)의 외부로 공급받고, 동시에 수확부(20)에 저장될 수 있다. 이 경우, 상기 외부로부터의 전원이 차단되더라도, 충전모듈(32)에 충전된 전원을 사용할 수 있으므로, 수리가 필요한 시간 동안 면진모듈(30)의 동작은 보장된다. 바람직하게는, 충전모듈(32)에 충전된 용량은, 외부에서의 전원공급이 없어도, 면진모듈(30)의 동작을 충분하게 확보되는 정도가 좋다. If the power for operating the seismic isolation module (30) is supplied from the harvesting unit (20), the seismic isolation module (30) operates even if power is not supplied from the outside. In some cases, the power for the seismic isolation module (30) may be supplied from outside the first seismic isolation device (100) and stored in the harvesting unit (20) at the same time. In this case, even if the power from the outside is cut off, the power charged in the charging module (32) can be used, so that the operation of the seismic isolation module (30) is guaranteed during the time when repairs are required. Preferably, the capacity charged in the charging module (32) is sufficient to ensure the operation of the seismic isolation module (30) even without power supply from the outside.

도 4는 도 3의 통신센싱부(40)에 의한 무선 메시 네트워크를 이용한 센서데이터 전송과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면들이다. 여기서, (a)는 현장에 적용된 상태를 개략적으로 표현한 것이고, (b)는 (a)를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다. 이때, 제1 면진장치(100)는 도 1을 참고하기로 한다. Figure 4 is a drawing for schematically explaining the sensor data transmission process using a wireless mesh network by the communication sensing unit (40) of Figure 3. Here, (a) is a drawing schematically expressing the state applied in the field, and (b) is a drawing for conceptually explaining (a). At this time, the first seismic isolation device (100) is to be referred to Figure 1.

도 4에 의하면, 센서데이터를 전송하는 과정은 통신센싱부(40), 게이트웨이부(50), 원격통신망(55) 및 통신제어부(60)를 통하여 이루어진다. 경우에 따라, 게이트웨이부(50)는 별도의 모바일기기(63)와 무선으로 링크될 수 있다. 통신센싱부(40)에는 진동, 변위, 습도 등 중의 적어도 하나의 물리량을 측정하기 위한 다수개의 모듈군[M1, M2, … , M(n), n은 자연수]을 포함한다. 통신제어부(60)는 서버(61) 및 제어판(62)을 포함하며, 본 발명의 센서데이터를 적절하게 제어한다. 모바일기기(63)는 모바일과 같은 휴대용 제어판으로, 통신센싱부(40)에서 전송된 센서데이터를 무선 메쉬 네트워크 방식을 이용하여 센서데이터를 표시할 수 있는 응용 소프트웨어와 디스플레이 장치, 제어기와 같은 것이다. According to FIG. 4, the process of transmitting sensor data is performed through a communication sensing unit (40), a gateway unit (50), a remote communication network (55), and a communication control unit (60). In some cases, the gateway unit (50) may be wirelessly linked to a separate mobile device (63). The communication sensing unit (40) includes a plurality of module groups [M1, M2, ..., M(n), where n is a natural number] for measuring at least one physical quantity among vibration, displacement, humidity, etc. The communication control unit (60) includes a server (61) and a control panel (62), and appropriately controls the sensor data of the present invention. The mobile device (63) is a portable control panel such as a mobile, and includes application software, a display device, a controller, and the like that can display sensor data transmitted from the communication sensing unit (40) using a wireless mesh network method.

모듈군[M1, M2, … , M(n)] 각각에는 다수개의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]이 포함되며, 도면에서는 5개의 통신센싱모듈(TS1, TS2, TS3, TS4, TS5)이 장착된 예를 제시하고 있다. 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(n)]의 개수는 다양하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 일부의 모듈군에는 3개의 통신센싱모듈(TS1, TS2, TS3)을 포함할 수 있다. 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]에서의 각각의 센서는 부분적으로 동일한 기능을 하는 센서들이 중복될 수도 있다. 예컨대, 진동감지 센서 2개가 장착할 수 있다. 상기 센서의 종류 및 개수는 본 발명의 실시예가 적용되는 환경, 목적 등에 따라 달라질 수 있다. Each of the module groups [M1, M2, …, M(n)] includes a plurality of communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m)], and the drawing presents an example in which five communication sensing modules (TS1, TS2, TS3, TS4, TS5) are mounted. The number of communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(n)] can be adjusted variously. For example, some module groups may include three communication sensing modules (TS1, TS2, TS3). Each sensor in the communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m)] may be a duplicate sensor having a partially identical function. For example, two vibration detection sensors may be mounted. The type and number of the sensors may vary depending on the environment, purpose, etc. to which the embodiment of the present invention is applied.

다수개의 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]은 근접통신망(41)을 통하여 상호 링크된다. 근접통신망(41)은 본 발명의 범주 내에서 다양한 방식, 예컨대 블루투스(bluetooth), 로라(Lora), Wifi 등이 적용될 수 있다. 즉, 다수개의 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]은 네트워크(network)를 이룬다. 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]이 네트워크를 이룬다면, 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]에서 측정한 센서데이터는 서로 공유된다. 즉, 본 발명의 센서데이터는 네트워크로 공유되어 공유된 센서데이터가 통신제어부(60)에 1:n의 메시 네트워크 방식으로 전송된다. The communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m)] of each of the plurality of module groups [M1, M2, …, M(n)] are interconnected via a short-range communication network (41). The short-range communication network (41) can be applied in various ways within the scope of the present invention, for example, Bluetooth, Lora, Wifi, etc. That is, the communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m)] of each of the plurality of module groups [M1, M2, …, M(n)] form a network. If each of the communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m)] forms a network, the sensor data measured by each of the communication sensing modules [TS1, TS2, …, TS(m)] are shared with each other. That is, the sensor data of the present invention is shared through a network, and the shared sensor data is transmitted to the communication control unit (60) in a 1:n mesh network manner.

게이트웨이부(50)는 다수개의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n), n은 자연수]를 포함한다. 각각의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]는 인접한 게이트웨이 사이(예, G1과 G2)의 근접통신망(51a) 및 하나 건너의 게이트웨이 사이(예, G1과 G3)의 근접통신망(51b)과 같은 근접통신망(51)으로 상호 링크된다. 각각의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]는 인접한 모듈군[M1, M2, …, M(n)]에 근접통신망(52)으로 링크된다. 예를 들어, 게이트웨이(G1)는 모듈군(M1) 및 모듈군(M2)과 근접통신망(52)으로 링크된다. 게이트웨이(G1)는 모듈군(M1)에 공유된 센서데이터를 LTE와 같은 원격통신망(55)을 통하여 통신제어부(60)에 전송된다. 마찬가지로, 게이트웨이(G2)는 모듈군(M1) 및 모듈군(M2)에 공유된 센서데이터를 LTE와 같은 원격통신망(55)을 통하여 통신제어부(60)에 전송된다. 이와 같은 방식으로 각각의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]는 통신제어부(60)에 전송된다.The gateway unit (50) includes a plurality of gateways [G1, G2, … , G(n), where n is a natural number]. Each gateway [G1, G2, … , G(n)] is interconnected by a proximity network (51), such as a proximity network (51a) between adjacent gateways (e.g., G1 and G2) and a proximity network (51b) between gateways one across (e.g., G1 and G3). Each gateway [G1, G2, … , G(n)] is linked to an adjacent module group [M1, M2, … , M(n)] by a proximity network (52). For example, the gateway (G1) is linked to the module group (M1) and the module group (M2) by a proximity network (52). The gateway (G1) transmits sensor data shared by the module group (M1) to the communication control unit (60) via a remote communication network (55), such as LTE. Likewise, the gateway (G2) transmits sensor data shared between the module group (M1) and the module group (M2) to the communication control unit (60) via a remote communication network (55) such as LTE. In this manner, each gateway [G1, G2, ..., G(n)] transmits to the communication control unit (60).

본 발명의 실시예에 의한 게이트웨이부(50)는 다수개의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]는 1:n의 메시 네트워크 방식으로 통신제어부(60)에 전송된다. 이렇게 하면, 게이트웨이(G1)를 출입하는 센서데이터는 다수개의 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 각각의 센서들에서 측정한 센서데이터를 모두 포함한다. 마찬가지로, 게이트웨이[G(n)]를 출입하는 센서데이터는 다수개의 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 각각의 센서들에서 측정한 센서데이터를 모두 포함한다. 이와 같이, 메시 네트워크 방식으로 센서데이터를 전송하면, 센서데이터가 통신불량 등으로 유실되지 않고 모두 통신제어부(60)에 전송된다.According to an embodiment of the present invention, a gateway unit (50) transmits a plurality of gateways [G1, G2, …, G(n)] to a communication control unit (60) in a 1:n mesh network manner. In this way, sensor data entering and exiting the gateway (G1) includes all sensor data measured by each sensor of a plurality of module groups [M1, M2, …, M(n)]. Similarly, sensor data entering and exiting the gateway [G(n)] includes all sensor data measured by each sensor of a plurality of module groups [M1, M2, …, M(n)]. In this way, when sensor data is transmitted in a mesh network manner, the sensor data is not lost due to communication failure or the like and is all transmitted to the communication control unit (60).

센서데이터 전송방법은 먼저 각각의 모듈군[M1, M2, …, M(n)]의 통신상태를 자가진단한다. 구체적으로, 모듈군(M1)의 경우, 모듈군(M1), 게이트웨이(G1), 원격통신망(55) 및 통신제어부(60)의 통신상태를 점검한다. 마찬가지로, 다른 모듈군[M2, …, M(n)]도 자가진단한다. 그후, 각각의 모듈군[M1, M2, …, M(n)]의 기능 및 근접통신 상태를 자가진단한다. 구체적으로, 모듈군(M1)의 경우, 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)] 각각의 기능을 점검하고, 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)] 사이의 근접통신 상태를 자가진단한다. 모듈군(M1)에서의 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]로부터 센서데이터를 수집한다. 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]로부터 측정된 센서데이터는 근접통신망(41)을 통하여 각각의 센서에 공유된다.The sensor data transmission method first self-diagnoses the communication status of each module group [M1, M2, … , M(n)]. Specifically, in the case of the module group (M1), the communication status of the module group (M1), the gateway (G1), the remote communication network (55), and the communication control unit (60) is checked. Similarly, other module groups [M2, … , M(n)] are also self-diagnosed. Thereafter, the function and proximity communication status of each module group [M1, M2, … , M(n)] are self-diagnosed. Specifically, in the case of the module group (M1), the function of each communication sensing module [TS1, TS2, … , TS(m)] is checked, and the proximity communication status between each communication sensing module [TS1, TS2, … , TS(m)] is self-diagnosed. Sensor data is collected from each communication sensing module [TS1, TS2, … , TS(m)] in the module group (M1). Sensor data measured from each communication sensing module [TS1, TS2, …, TS(m)] is shared with each sensor through a proximity communication network (41).

다음에, 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 각각의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]으로부터 취득한 센서데이터는 소정의 보정인자에 의해 보정될 수 있다. 이러한 센서데이터의 보정은 공지의 방법이 활용된다. 그후, 공유된 센서데이터를 각각의 센서에 전송한다. 저장된 센서데이터는 이전된 센서데이터와 서로 비교하여 중복된 센서데이터를 삭제하고 저장한다. 보정 및 삭제되어 저장된 센서데이터를 근접통신망(52)을 통하여 게이트웨이부(50)로 전송된다. 구체적으로, 모듈군(M1)은 링크된 게이트웨이(G1)에 근접통신망(52)으로 전송된다. 이때, 각각의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]는 앞에서 설명한 것과 같이 링크된다. 게이트웨이(G1)는 저장된 센서데이터를 원격통신망(55)을 이용하여 서버(61)로 전송한다. Next, the sensor data acquired from each communication sensing module [TS1, TS2, …, TS(m)] of each module group [M1, M2, …, M(n)] can be corrected by a predetermined correction factor. A known method is utilized for the correction of such sensor data. Thereafter, the shared sensor data is transmitted to each sensor. The stored sensor data is compared with the transferred sensor data, duplicate sensor data is deleted, and then stored. The corrected and deleted stored sensor data is transmitted to the gateway unit (50) through the proximity communication network (52). Specifically, the module group (M1) is transmitted to the linked gateway (G1) through the proximity communication network (52). At this time, each gateway [G1, G2, …, G(n)] is linked as described above. The gateway (G1) transmits the stored sensor data to the server (61) using the remote communication network (55).

모듈군(M1)의 센서데이터가 1:n 메시 네트워크 방식으로 서버(61)에 전송이 완료되면, 상기 센서데이터를 게이트웨이(G2)를 통하여 모듈군(M2)으로 전송된다. 이렇게 되면, 모듈군(M1)의 센서데이터는 모듈군(M2)의 센서데이터에 저장되어 공유된다. 각각의 모듈군[M2, …, M(n)]에 대하여 센서데이터 전송을 모듈군(M1)에서와 같이 (n-1)회 수행한다. 이렇게 되면, 모듈군[M1, M2, …, M(n)]의 센서데이터는 모든 모듈군[M1, M2, …, M(n)]에 공유된다. When the sensor data of the module group (M1) is transmitted to the server (61) in a 1:n mesh network manner, the sensor data is transmitted to the module group (M2) via the gateway (G2). In this way, the sensor data of the module group (M1) is stored in the sensor data of the module group (M2) and shared. For each module group [M2, … , M(n)], the sensor data transmission is performed (n-1) times in the same manner as in the module group (M1). In this way, the sensor data of the module group [M1, M2, … , M(n)] is shared with all module groups [M1, M2, … , M(n)].

본 발명의 실시예에 의한 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 및 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]는 통신제어부(60)와 1:n 메시 네트워크 통신을 하므로, 통신불량 등에 의한 모듈군[M1, M2, …, M(n)] 각각의 센서데이터의 소실을 방지할 수 있다. 왜냐하면, 모듈군[M1, M2, …, M(n)]의 모든 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]은 센서데이터를 공유하고 있기 때문이다. 또한, 센서데이터의 공유는 시간분할로 이루어지므로, 임의의 시간마다 공유된 센서데이터를 확인할 수 있다. 이를 위해, 시간분할을 위한 적절한 주기를 사전에 설정할 수 있다. Since the module group [M1, M2, … , M(n)] and the gateway [G1, G2, … , G(n)] according to the embodiment of the present invention perform 1:n mesh network communication with the communication control unit (60), it is possible to prevent the loss of sensor data of each module group [M1, M2, … , M(n)] due to communication failure, etc. This is because all communication sensing modules [TS1, TS2, … , TS(m)] of the module group [M1, M2, … , M(n)] share sensor data. In addition, since the sharing of sensor data is done by time division, the shared sensor data can be checked at any time. To this end, an appropriate cycle for time division can be set in advance.

모듈군[M1, M2, … , M(n)] 각각은 제1 면진장치(100)에 설치된다. 즉, n개의 모듈군[M1, M2, … , M(n)]이 존재하면, n개의 제1 면진장치(100)가 존재한다. 또한, n개의 모듈군[M1, M2, … , M(n)]이 존재하면, n개의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]가 존재한다. 바람직하게는, 각각의 제1 면진장치(100)에는 하나의 모듈군 및 하나의 게이트웨이가 설치된다. 경우에 따라, 건축물(CM)에 n개의 게이트웨이[G1, G2, …, G(n)]가 설치될 수 있다. 원격통신망(55) 및 통신제어부(60)는 건축물(CM)에 설치된다.Each of the module groups [M1, M2, … , M(n)] is installed in the first seismic isolation device (100). That is, if there are n module groups [M1, M2, … , M(n)], there are n first seismic isolation devices (100). In addition, if there are n module groups [M1, M2, … , M(n)], there are n gateways [G1, G2, … , G(n)]. Preferably, one module group and one gateway are installed in each of the first seismic isolation devices (100). In some cases, n gateways [G1, G2, … , G(n)] may be installed in the building (CM). The telecommunication network (55) and the communication control unit (60) are installed in the building (CM).

본 발명의 실시예에 의한 무선 메시 네트워크를 이용한 센서데이터의 전송방법은 근접통신망과 원격통신망을 모두 활용함으로써, 거리의 제한이 없이 사용할 수 있다. 원격통신망은 LTE를 활용하면 별도의 비용이 없이 전송장치를 이용할 수 있다. 또한, 각종 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)]은 저전력 프로토콜이 적용되므로, 센서데이터의 전송 과정을 상대적으로 장시간 동안 동작시킬 수 있다. 본 발명의 전송장치는 위험을 사전에 방지하는 기능을 할 수 있을 뿐 아니라, 통신제어부(60)의 경고 등으로 작업자의 안전에도 만전을 기할 수 있다. 모바일기기(63)와 같이 휴대기기를 활용하면, 안전점검 및 위험경고의 효과를 보다 높일 수 있다.The method for transmitting sensor data using a wireless mesh network according to an embodiment of the present invention can be used without distance restrictions by utilizing both a local area network and a remote communication network. If the remote communication network utilizes LTE, a transmission device can be used without a separate cost. In addition, since various communication sensing modules [TS1, TS2, ..., TS(m)] apply a low-power protocol, the sensor data transmission process can be operated for a relatively long time. The transmission device of the present invention can not only have the function of preventing danger in advance, but can also ensure the safety of workers through warnings from the communication control unit (60). If a portable device such as a mobile device (63) is utilized, the effectiveness of safety inspection and danger warning can be further enhanced.

본 발명의 실시예에 의한 통신센싱부(40)를 활용하면, 무거운 하중의 건축물에 매립된 제1 면진장치(100)에서의 통신센싱모듈[TS1, TS2, … , TS(m)] 중의 일부가 작동불량이 되더라도, 공유된 센서데이터가 확보 및 전송되어 제1 면진장치(100)의 성능을 제대로 파악하고 대처할 수 있다. By utilizing the communication sensing unit (40) according to an embodiment of the present invention, even if some of the communication sensing modules [TS1, TS2, ..., TS(m)] in the first seismic isolation device (100) embedded in a heavy load building malfunction, the shared sensor data is secured and transmitted, so that the performance of the first seismic isolation device (100) can be properly identified and responded to.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 제2 면진장치(200)를 나타내는 사시도이다. 이때, 제2 면진장치(200)는 면진모듈(70)을 제외하고, 제1 면진장치(100)와 동일하다.Figure 5 is a perspective view showing a second seismic isolation device (200) according to an embodiment of the present invention. At this time, the second seismic isolation device (200) is identical to the first seismic isolation device (100) except for the seismic isolation module (70).

도 5에 의하면, 제2 면진장치(200)는 수확부(20)로부터 전송받은 전력을 저장하는 ESS모듈(74)이 내장되거나 또는 외장된 면진모듈(70)을 포함한다. 도면에서는 ESS모듈(74)이 외장된 상태를 표현하였다. 실질적으로, 외장된 ESS모듈(74)은 크기가 확장될 여지가 있으므로, 내장하는 경우보다 수확부(20)로부터 수확된 전류가 더 많이 저장될 수 있다. ESS모듈(74)은 복수개의 배터리가 내장될 수 있어서, 상기 배터리의 개수를 늘려서 저장되는 용량을 증가시킬 수 있다. 이렇게 되면, 제2 면진장치(200)는 ESS모듈(74)에 의해 면진모듈(70)을 동작시키는 전원을 안정적으로 확보할 수 있다. ESS모듈(74)은 상부 및 하부 하우징(10, 13) 중의 어느 하나 또는 양측에, 설계의 편의를 고려하여 임의의 위치에 배치될 수 있다. According to FIG. 5, the second seismic isolation device (200) includes an isolation module (70) with an ESS module (74) built in or externally stored for storing power transmitted from the harvester (20). In the drawing, the state in which the ESS module (74) is externally stored is expressed. In practice, since the external ESS module (74) has room to expand in size, more current harvested from the harvester (20) can be stored than in the case of built-in storage. Since the ESS module (74) can have a plurality of batteries built in, the stored capacity can be increased by increasing the number of batteries. In this way, the second seismic isolation device (200) can stably secure power for operating the seismic isolation module (70) by the ESS module (74). The ESS module (74) can be placed at any location considering the convenience of design, either in one or both of the upper and lower housings (10, 13).

도 6은 도 5의 면진모듈(70)을 설명하기 위한 블록도이다. 이때, 제2 면진장치(200)는 도 5를 참고하기로 한다. Fig. 6 is a block diagram for explaining the seismic isolation module (70) of Fig. 5. At this time, the second seismic isolation device (200) will be referred to Fig. 5.

도 6에 의하면, 면진모듈(70)은 분기부(71), 컨버터(72, 73), ESS모듈(74), 제어부(75), 충전모듈(32) 및 통신센싱부(40)를 포함한다. 분기부(71)는 수확부(20)로부터 전송된 전류를 일측은 충전모듈(32)로 분류시키고, 타측은 ESS모듈(74)로 분류시킨다. 분기부(71)는 이미 알려진 방식이 모두 채택될 수 있다. 컨버터(72, 73)는 충전모듈(32) 및 ESS모듈(74)에서의 충전이 적합하도록 교류의 직류 변환 또는 직류의 진류변환을 수행한다. 제어부(75)는 충전모듈(32), 통신센싱부(40) 및 ESS모듈(74)의 동작을 제어한다. According to FIG. 6, the seismic isolation module (70) includes a branch unit (71), a converter (72, 73), an ESS module (74), a control unit (75), a charging module (32), and a communication sensing unit (40). The branch unit (71) divides the current transmitted from the harvesting unit (20) into the charging module (32) on one side and the ESS module (74) on the other side. Any known method can be adopted for the branch unit (71). The converters (72, 73) perform alternating current to direct current conversion or direct current to forward current conversion so that charging in the charging module (32) and the ESS module (74) is suitable. The control unit (75) controls the operation of the charging module (32), the communication sensing unit (40), and the ESS module (74).

만일, 제어부(75)는 충전모듈(32)의 용량이 부족하면, ESS모듈(74)로부터 저장된 전류를 전선(76)을 통하여 충전모듈(32)로 공급한다. ESS모듈(74)로부터 전류를 공급받으면, 충전모듈(32)의 용량이 안정적으로 확보된다. 제어부(75)에는 충전모듈(32)의 용량을 파악하고, 상황에 따라 ESS모듈(74)의 전류를 공급하는 요소가 포함될 수 있다. 충전모듈(32)의 용량파악, ESS모듈(74)의 전류공급에 대해서는 이미 잘 알려져 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 더불어, 충전모듈(32) 및 ESS모듈(74)에는 제어부(75)의 명령을 수행하는 공지의 요소들이 포함될 수 있다. If the capacity of the charging module (32) is insufficient, the control unit (75) supplies the stored current from the ESS module (74) to the charging module (32) through the wire (76). When the current is supplied from the ESS module (74), the capacity of the charging module (32) is stably secured. The control unit (75) may include an element that determines the capacity of the charging module (32) and supplies current to the ESS module (74) according to the situation. Since the determination of the capacity of the charging module (32) and the supply of current to the ESS module (74) are already well known, a detailed description thereof will be omitted here. In addition, the charging module (32) and the ESS module (74) may include known elements that perform commands from the control unit (75).

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. Above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

10, 13; 상부 및 하부 하우징
11, 14; 상부 및 하부 지지대
12; 감쇠재 20; 수확부
21; 압전체 22; 압전지지체
23; 감쇠연결부
30, 70; 면진모듈
31, 72, 73; 컨버터
32; 충전모듈
33, 75; 제어부
40; 통신센싱부
41, 51, 52; 근접통신망
50; 게이트웨이부 55; 원격통신망
60; 통신제어기 61; 서버
62; 제어판 63; 모바일기기
71; 분기부 74; ESS모듈
10, 13; upper and lower housing
11, 14; upper and lower supports
12; damping material 20; harvesting part
21; Piezoelectric body 22; Piezoelectric support
23; damping connection
30, 70; seismic isolation module
31, 72, 73; converter
32; Charging module
33, 75; Control Unit
40; Communication sensing unit
41, 51, 52; Proximity Communication Network
50; Gateway section 55; Telecommunications network
60; Communication controller 61; Server
62; Control Panel 63; Mobile Device
71; Branch 74; ESS module

Claims (10)

충격을 진동으로 상쇄하는 감쇠재;
상기 감쇠재가 결합된 하우징;
상기 감쇠재에 설치되고, 상기 진동을 이용한 압전효과에 의해 전류를 추출하는 에너지 수확부; 및
상기 하우징에 장착되고, 상기 에너지 수확부에 의해 수확된 전류에 의해 동작하는 면진모듈을 포함하고,
상기 면진모듈은 면진상태를 감지하고, 감지된 센서데이터를 외부로 송출하는 통신센싱부를 포함하고,
상기 수확부는 압전체, 압전체가 장착된 압전지지체 및 감쇠연결부를 포함하고, 상기 압전체는 상기 감쇠재의 진동에 의하여 변형되는 것을 특징으로 하는 에너지 수확을 활용한 면진장치.
Damping material that converts shock into vibration;
A housing having the above damping material combined;
An energy harvesting unit installed in the above damping material and extracting current by the piezoelectric effect utilizing the vibration; and
It comprises an isolation module mounted in the housing and operated by current harvested by the energy harvesting unit,
The above-mentioned seismic isolation module includes a communication sensing unit that detects the seismic isolation status and transmits the detected sensor data to the outside.
An isolator utilizing energy harvesting, wherein the harvesting unit includes a piezoelectric body, a piezoelectric support equipped with the piezoelectric body, and a damping connection, and the piezoelectric body is deformed by vibration of the damping material.
제1항에 있어서, 상기 감쇠재는 코일 형태, 판 형태 또는 중량체 중의 어느 하나의 진동을 이용하는 것을 특징으로 하는 에너지 수확을 활용한 면진장치.An energy harvesting-utilizing seismic isolation device, characterized in that in the first paragraph, the damping material utilizes vibration of any one of a coil shape, a plate shape, or a weight. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 면진모듈은 상기 에너지 수확부의 전류가 충전되는 충전모듈을 포함하고, 상기 통신센싱부는 상기 충전모듈로부터 공급되는 전원으로 동작되는 것을 특징으로 하는 에너지 수확을 활용한 면진장치.An isolation device utilizing energy harvesting, characterized in that in the first paragraph, the seismic isolation module includes a charging module in which the current of the energy harvesting unit is charged, and the communication sensing unit is operated by power supplied from the charging module. 제1항에 있어서, 상기 면진모듈은 ESS모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수확을 활용한 면진장치.An isolation device utilizing energy harvesting, characterized in that in claim 1, the isolation module includes an ESS module. 제5항에 있어서, 상기 면진모듈은 상기 수확부의 전류가 충전되는 충전모듈 및 상기 ESS모듈로 분기시키는 분기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 수확을 활용한 면진장치.In the fifth paragraph, an isolation device utilizing energy harvesting, characterized in that the isolation module includes a charging module in which the current of the harvesting unit is charged and a branch unit that branches the current to the ESS module. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020240058454A 2024-05-02 2024-05-02 Apparatus of seismic isolator using energy harvestor KR102720274B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020240058454A KR102720274B1 (en) 2024-05-02 2024-05-02 Apparatus of seismic isolator using energy harvestor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020240058454A KR102720274B1 (en) 2024-05-02 2024-05-02 Apparatus of seismic isolator using energy harvestor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102720274B1 true KR102720274B1 (en) 2024-10-23

Family

ID=93286059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020240058454A KR102720274B1 (en) 2024-05-02 2024-05-02 Apparatus of seismic isolator using energy harvestor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102720274B1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589578B2 (en) * 1979-04-27 1983-02-22 富士通株式会社 Optical semiconductor device and its manufacturing method
JP5809578B2 (en) * 2012-02-03 2015-11-11 カヤバ工業株式会社 Suspension device
JP6912882B2 (en) * 2016-12-06 2021-08-04 株式会社免制震ディバイス Laminated rubber seismic isolation device or viscous mass damper with spring
KR20220010349A (en) * 2020-07-17 2022-01-25 한국전력공사 Spacer and spacer-damper performing line monitoring
KR102626862B1 (en) * 2023-08-31 2024-01-19 (주)경성테크 Enclosure including earthquake detection function and vibration damping function

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589578B2 (en) * 1979-04-27 1983-02-22 富士通株式会社 Optical semiconductor device and its manufacturing method
JP5809578B2 (en) * 2012-02-03 2015-11-11 カヤバ工業株式会社 Suspension device
JP6912882B2 (en) * 2016-12-06 2021-08-04 株式会社免制震ディバイス Laminated rubber seismic isolation device or viscous mass damper with spring
KR20220010349A (en) * 2020-07-17 2022-01-25 한국전력공사 Spacer and spacer-damper performing line monitoring
KR102626862B1 (en) * 2023-08-31 2024-01-19 (주)경성테크 Enclosure including earthquake detection function and vibration damping function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101427113B (en) Sensor interface
US10203237B2 (en) Module apparatus for garbage collection and operation method for module apparatus
EP2728315B1 (en) Wireless device, sensor unit, wireless unit, and method for setting wireless device
KR101017274B1 (en) Load measuring device and measuring method of vehicle
US7646135B1 (en) Integrated piezoelectric composite and support circuit
KR101927712B1 (en) Seismic switchgear equipped with shock absorber having crista structure
US9694640B2 (en) Non-contact power supply for height sensor with single cable
WO2008091584A3 (en) Devices, systems and methods for an epicardial cardiac monitoring system
JP6308336B2 (en) Wireless sensor
KR102720274B1 (en) Apparatus of seismic isolator using energy harvestor
JP2013112516A (en) Data gathering system for elevator
KR20180063603A (en) Seismic switchgear equipped with pendulum type shock absorber
US20160011153A1 (en) Wireless Measuring System Based on Cochlea Principle for Acquiring Dynamic Response of Constructional Structure
US20240227481A9 (en) Utility-scale lithium-ion battery transporters
US10057793B2 (en) Data communications network for an aircraft
KR102746803B1 (en) Apparatus of seismic isolator using energy harvestor by vibration
US12202709B2 (en) Method and device for detecting the set-up state of a construction and/or material-handling machine
KR101058191B1 (en) Terrain geodetic survey information receiving and processing system according to GPS signal
KR101291102B1 (en) Distribution line protection panel for underground line
JP2007018126A (en) Collapse monitoring system
US11302120B2 (en) Utility vehicle monitoring system
KR101825677B1 (en) Monitoring system of energy storing system for electric car and method thereof
KR102708555B1 (en) Wireless sensor apparatus with improved vibration proofing and waterproof performance
EP3136627A1 (en) Electronic device and method
CN103460501A (en) Method for the control and handling of electrochemical cells or batteries, electrochemical cell and battery

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20240502

PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20240502

Comment text: Patent Application

PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20240507

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20240701

Patent event code: PE09021S01D

PA0107 Divisional application

Comment text: Divisional Application of Patent

Patent event date: 20240716

Patent event code: PA01071R01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20241016

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20241017

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20241017

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration