KR100342461B1 - 타워크레인의 풍속경보시스템 - Google Patents

타워크레인의 풍속경보시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타워크레인에 사용되는 경보시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 고층빌딩의 건축시에 빌딩프레임의 최상층에서 무거운 자재를 운반하는 타워크레인에 설치되어서 풍속을 감지하고, 이것을 타워크레인 조작기사 및 관리사무 요원들에게 통보함으로써 강한 바람에 의하여 발생될 수 있는 위험을 방지할 수 있는 타워크레인의 풍속경보시스템에 관한 것이다.
본 발명의 타워크레인의 풍속경보시스템은, 타워크레인의 일부분에 부착되어서 바람의 속도를 감지하기 위한 속도감지부(102)와, 상기 속도감지부(102)로부터 발생되는 풍속에 상응하는 신호를 입력받아서 초당 풍속으로 변환하는 속도변환부(104)와, 상기 속도변환부(104)에 의한 초당속도를 표시하기 위한 속도표시부(106)와, 상기 속도변환부(104)에 의하여 변환된 속도데이터를 변조하기 위한 변조부(108)와, 상기 변조부(108)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부(110)와, 상기 증폭부(110)로부터 출력된 신호를 무선신호로 안테나(114)를 통하여 전송하기 위한 송신부(112)와, 상기 송신부(112)로부터 전송된 신호를 안테나(202)를 통하여 수신하기 위한 수신부(204)와, 상기 수신부(204)에 의하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 증폭부(206)와, 상기 증폭부(206)로부터 출력된 신호를 복조하기 위한 복조부(208)와, 상기 복조부(208)를 통하여 입력되는 풍속데이터를 사용하여 풍속을 표시하기 위한 풍속표시부(212)를 포함한다.

Description

타워크레인의 풍속경보시스템{System for warning the peril of winds having high speed in tower crane}
본 발명은 타워크레인에 사용되는 경보시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 고층빌딩의 건축시에 빌딩프레임의 최상층에서 무거운 자재를 운반하는 타워크레인에 설치되어서 풍속을 감지하고, 이것을 타워크레인 조작기사 및 관리사무 요원들에게 통보함으로써 강한 바람에 의하여 발생될 수 있는 위험을 방지할 수 있는 타워크레인의 풍속경보시스템에 관한 것이다.
건물들의 고층, 대형화에 따라서 건축현장에서는 고소(高所)에서의 작업이 일상화되고 있다. 특히 10층 이상의 대형건물 신축시에 중량이 무거운 건축자재를 운반하기 위하여 타워크레인(tower crane)을 사용한다. 타워크레인은 빌딩의 최고층에 위치하기 때문에 저층에서는 문제가 없으나 고층으로 갈수록 위험요소가 많이 발생된다.
특히 타워크레인은 수직으로 연장되는 철골구조물의 최상부층에 역시 수평으로 연장된 철골구조물이 회동하는 구조를 가지기 때문에 바람의 영향을 많이 받는다. 즉 초속 10m 이상의 풍속을 가진 바람이 불면 타워크레인의 요동이 발생되고 이에 따라서 작업이 거의 불가능해지는 문제점이 있었다. 그러나 타워크레인의 운전자는 밀폐된 공간에서 작업을 하기 때문에 바람의 영향을 느끼지 못하므로 작업중에 바람의 영향을 고려하지 않은 상태로 작업하다가 작업중에 사고가 많이 발생되는 문제점이 있었다.
또한 강풍이 수시간 동안 지속되어서 작업이 중지되면 강풍속에서 타워크레인의 운전자가 내려오는 경우에 대부분 사다리를 이용하기 때문에 바람에 의하여 안전사고가 발생되기도 한다. 그러나 종래에는 바람의 영향을 지상의 작업자가 타워크레인의 요동정도를 감지하고 트랜시이버등을 사용하여 타워크레인 운전자에게 통보하고 있으나, 바람의 영향을 정확하게 판단하지 못하므로 대응이 신속하지 못한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고층빌딩의 건축시에 빌딩프레임의 최상층에서 무거운 자재를 운반하는 타워크레인에 설치되어서 풍속을 감지하고, 이것을 타워크레인 조작기사 및 관리사무요원들에게 통보함으로써 강한 바람에 의하여 발생될 수 있는 위험을 방지할 수 있는 타워크레인의 풍속경보시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 타워크레인 작업중에 풍속의 변화를 타워크레인 운전자와 현장관리사무소요원에 의하여 2중으로 감지됨으로서 강풍에 의한 위험요소를 미연에 방지할 수 있는 타워크레인의 풍속경보시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타워크레인의 풍속경보시스템은, 타워크레인의 일부분에 부착되어서 바람의 속도를 감지하기 위한 속도감지부(102)와, 상기 속도감지부(102)로부터 발생되는 풍속에 상응하는 신호를 입력받아서 초당 풍속으로 변환하는 속도변환부(104)와, 상기 속도변환부(104)에 의한 초당속도를 표시하기 위한 속도표시부(106)와, 상기 속도변환부(104)에 의하여 변환된 속도데이터를 변조하기 위한 변조부(108)와, 상기 변조부(108)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부(110)와, 상기 증폭부(110)로부터 출력된 신호를 무선신호로 안테나(114)를 통하여 전송하기 위한 송신부(112)와, 상기 송신부(112)로부터 전송된 신호를 안테나(202)를 통하여 수신하기 위한 수신부(204)와, 상기 수신부(204)에 의하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 증폭부(206)와, 상기 증폭부(206)로부터 출력된 신호를 복조하기 위한 복조부(208)와, 상기 복조부(208)를 통하여 입력되는 풍속데이터를 사용하여 풍속을 표시하기 위한 풍속표시부(212)를 포함한다.
도 1은 타워크레인에 설치되는 본 발명에 의한 풍속경보시스템 송신부,
도 2는 현장사무소에 설치되는 본 발명에 의한 풍속경보시스템 수신부,
도 3은 도 1의 송신부의 블럭도,
도 4는 도 2의 수신부의 블럭도,
도 5는 본 발명의 타워크레인의 풍속경보시스템의 작동상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 회전계 10A : 풍속표시장치
10B : 송신장치 12 : 케이블
14 : 커넥터 20 : 수신장치
22 : 램프 24 : 경광등
102 : 속도감지부 104 : 속도변환부
106 : 속도표시부 108 : 변조부
110 : 증폭부 112 : 송신부
114 : 안테나 202 : 안테나
204 : 수신부 206 : 증폭부
208 : 복조부 210 : 제어부
212 : 풍속표시부 214 : 램프표시부
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 타워크레인의 풍속경보시스템을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 타워크레인에서의 작업중에 강풍에 의한 작업상의 제반문제들을 미연에 방지하기 위하여 풍속을 감지하다가 설정치 이상의 풍속이 발생되면 이것을 작업자들에게 통보하기 위한 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 타워크레인의 풍속경보시스템의 개략적인 구성을 나타내는 것으로서, 도 1에는 타워크레인에 설치되어서 풍속을 감지하고 풍속에 대한 데이터를 무선으로 전송하기 위한 송신장치가 표시되었으며, 도 2에는 작업현장관리사무소에 설치되어서 사무원들에게 강풍발생을 통보할 수 있는 수신장치가 표시되어 있다.
도 1을 다시 참고하면, 바람의 속도를 측정하기 위한 회전계(10)가 타워크레인의 일부분에 고정 설치된다. 상기 회전계(10)는 바람의 속도에 따라서 회전속도가 변경되며, 변경되는 회전속도에 비례하여 전기적신호(주로 펄스신호)를 발생시키는 작용을 한다. 회전계(10)의 내부에는 상세히 도시되지 않았지만 펄스발생장치가 설치되어 있으며, 발생된 전기신호는 케이블(12)을 통하여 풍속표시장치(10A)로 전송된다. 케이블(12)은 중간에 커넥터(14)를 이용하여 연결할 수 있으며, 커넥터(14)를 방수처리함으로서 악천후 속에서도 안정적으로 사용이 가능하다. 커넥터(14)의 사용은 결합의 용이함과 회전계(10)의 위치변경이 용이한 점에서 유리하다.
상기 펄스발생장치는 예를 들어서 홀센서(hole sensor)를 이용하여 회전수에 따른 펄스를 발생시키고 발생된 펄스의 숫자를 단위시간(초)당으로 환산하여 회전수에 따른 풍속을 산출하는 방식으로 사용될 수 있다. 상기 회전계(10)와 펄스발생장치는 도 3에 도시된 속도감지부(102)에 포함된다.
풍속표시장치(10A)는 회전계(10)로부터 입력된 펄스신호를 계수하고 이것을 초당 풍속으로 변환하여 출력하는 역할을 한다. 동시에 타워크레인에서 작업하는 운전자에게도 풍속을 수치로 표시한다. 또한 출력되는 풍속데이터는 송신장치(10B)로 입력되어서 무선으로 풍속이 전송된다. 상기 풍속표시장치(10A)및 송신장치(10B)의 상세한 구성이 도 3 및 도 4를 참고하여 설명된다.
송신장치(10B)를 통하여 전송되는 무선주파수는 통상 사용되는 FM 주파수대역을 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들어서 400~500MHz 대역, 특히 440MHz의 주파수를 사용하여 송수신이 가능하며, 전파의 도달거리는 약 1km 정도로 설정한다. 전송되는 무선신호는 송신장치(10B)의 안테나(114)를 통하여 전송된다. 상기에 설명된 회전계(10), 풍속표시장치(10A) 및 송신장치(10B)는 모두 타워크레인에 설치된다. 특히 회전계(10)는 바람의 이동을 감지하기 위하여 타워크레인의 주조정실 외부에 설치된다.
상기 송신장치(10B)의 안테나(114)를 통하여 전송된 무선신호는 현장관리사무소에 위치한 수신장치(20)에 수신된다. 도 2는 수신부의 일례를 도시한 정면도로서, 풍속표시판의 하부에는 속도에 따른 풍속이 분류되어 있으며, 각각의 풍속에 대하여 램프(22)를 이용하여 해당 풍속을 표시한다. 또한 위험한 풍속으로 분류한 풍속이 감지되면 부저와 같은 음향신호를 발생시켜서 사무실요원에게 시각과 청각적으로 위험을 통보할 수 있다.
도 3은 본 발명의 송신부(도 1의 구성)의 블럭회로도이다. 도시된 바와 같이, 타워크레인의 일부분에 부착되어서 바람의 속도를 감지하기 위한 속도감지부(102)와, 상기 속도감지부(102)로부터 발생되는 풍속에 상응하는 신호를 입력받아서 초당 풍속으로 변환하는 속도변환부(104)와, 상기 속도변환부(104)에 의한 초당속도를 표시하기 위한 속도표시부(106)와, 상기 속도변환부(104)에 의하여 변환된 속도데이터를 변조하기 위한 변조부(108)와, 상기 변조부(108)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부(110)와, 상기 증폭부(110)로부터 출력된 신호를 무선신호로 안테나(114)를 통하여 전송하기 위한 송신부(112)를 포함하고 있다.
상기 속도감지부(102)는 상술한 바와 같이, 회전계(10)와 펄스발생장치로 구성되어서 타워크레인이 설치된 장소에서의 바람의 속도(풍속)에 상응하는 펄스를 발생시킨다. 발생된 펄스신호는 속도변환부(104)에 입력된다. 속도변환부(104)는 단위시간당의 펄스수를 계수하고 이것을 풍속으로 변환한다. 변환된 풍속데이터는 속도표시부(106)를 통하여 타워크레인 운전자에게 시각적으로 표시된다. 상기 속도표시부(106)는 7세그먼트 표시장치 또는 LCD를 이용하여 구성할 수 있다. 속도표시부(106)로 풍속데이터가 출력되어서 표시되는 것과 동시에 풍속데이터는 변조부(108)로 출력된다. 변조부(108)는 입력되는 풍속데이터를 변조시킨 후에 증폭부(110)에서 증폭시키고 다시 송신부(112)로 입력시킨다. 송신부(112)는 입력된 신호를 안테나(114)를 통하여 무선 전송한다.
도 4는 본 발명에 의한 수신장치의 블럭회로도이다. 도시된 바와 같이, 상기 송신부(112)로부터 전송된 신호를 안테나(202)를 통하여 수신하기 위한 수신부(204)와, 상기 수신부(204)에 의하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 증폭부(206)와, 상기 증폭부(206)로부터 출력된 신호를 복조하기 위한 복조부(208)와, 상기 복조부(208)를 통하여 입력되는 풍속데이터를 사용하여 풍속을 표시하기 위한 풍속표시부(212)를 포함한다.
수신부(204)는 안테나(202)를 통하여 입력된 신호중에서 해당 주파수신호만을 수신한다. 수신된 신호는 다시 증폭부(204)에서 충분한 크기의 신호로 증폭된 후에 복조부(208)로 입력된다. 입력된 신호는 복조부(208)에서 풍속데이터신호만이 추출된다. 추출된 풍속데이터는 제어부(210)에 의하여 판독되어서 풍속표시부(212)를 통하여 표시된다. 이것을 도 2를 다시 참고하면, 풍속표시판의 하부에 구분된풍속(10m/s 이하, 10~12m/s, 12m/s 이상)중의 하나로서 표시된다. 또한 램프표시부(214)에 의하여 풍속에 상응하는 해당 램프(22)가 점멸되어서 관리요원에게 시각적으로 표시가 가능하다. 상기 풍속구분은 더욱 세분화될 수 있으며, 또한 위험감지를 위하여 설정되는 풍속도 역시 도면에 표시된 것과 다른 값을 가지도록 변경될 수 있다.
상기와 같이 타워크레인의 주변에 부는 풍속을 타워크레인 작업자와 관리사무소요원의 양자에게 통보하기 때문에 어느 한 쪽의 부주의에 의하여 풍속의 영향을 간과하는 경우에도 위험을 미리 감지할 확률이 높아지고 이에 따라서 작업의 안전성이 높아지는 이점이 있다.
또한 타워크레인 작업자 또는 관리사무소요원간의 원활한 의사교환을 위하여 본 발명의 타워크레인의 풍속경보시스템에 음성신호를 송수신할 수 있는 송수신장치를 설치할 수 있다. 다시 말하면 도 3의 송신부에는 수신부를 더 추가하여 음성을 수신하고, 도 4의 수신부에는 송신부를 더 추가하여 음성을 송신할 수 있다. 이때 도 3의 변조부(108)에 속도변환부(104) 대신에 음성신호를 입력할 수 있도록 마이크와 증폭부를 더 추가하여 음성신호를 보낼 수 있으며, 도 4의 수신부(204)에 역시 음성출력부를 추가하여 음성신호를 입력받을 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 고층빌딩의 건축시에 빌딩프레임의 최상층에서 무거운 자재를 운반하는 타워크레인에 설치되어서 풍속을 감지하고, 이것을 타워크레인 조작기사 및 관리사무요원들에게 통보함으로써 강한 바람에 의하여 발생될 수 있는 위험을 방지할 수 있으며, 타워크레인 작업중에 풍속의 변화를 타워크레인 운전자와 현장관리사무소요원에 의하여 2중으로 감지됨으로서 강풍에 의한 위험요소를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (5)

  1. 타워크레인의 일부분에 부착되어서 바람의 속도를 감지하기 위한 속도감지부(102)와, 상기 속도감지부(102)로부터 발생되는 풍속에 상응하는 신호를 입력받아서 초당 풍속으로 변환하는 속도변환부(104)와, 상기 속도변환부(104)에 의한 초당속도를 표시하기 위한 속도표시부(106)와, 상기 속도변환부(104)에 의하여 변환된 속도데이터를 변조하기 위한 변조부(108)와, 상기 변조부(108)로부터 출력되는 신호를 증폭하기 위한 증폭부(110)와, 상기 증폭부(110)로부터 출력된 신호를 무선신호로 안테나(114)를 통하여 전송하기 위한 송신부(112)와, 상기 송신부(112)로부터 전송된 신호를 안테나(202)를 통하여 수신하기 위한 수신부(204)와, 상기 수신부(204)에 의하여 수신된 신호를 증폭하기 위한 증폭부(206)와, 상기 증폭부(206)로부터 출력된 신호를 복조하기 위한 복조부(208)와, 상기 복조부(208)를 통하여 입력되는 풍속데이터를 사용하여 풍속을 표시하기 위한 풍속표시부(212)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타워크레인의 풍속경보시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 송신부(112)와 수신부(204)가 FM 주파수대역을 사용하며, 주파수대역은 400∼500MHz, 바람직하게는 440MHz이며, 전파의 도달거리가 1Km정도인 것을 특징으로 하는 타워크레인의 풍속경보시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 속도감지부(102)가 바람의 이동에 따라서 회전하는 회전계(10)와, 상기 회전계(10) 내부에 설치되어서 회전에 상응하는 회전수를 전기적신호로 발생시키는 펄스발생장치로 구성되며, 케이블(12)을 통하여 송신장치로 펄스신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 타워크레인의 풍속경보시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 케이블(12)이 중간에 커넥터(14)를 이용하여 상호연결하며, 상기 커넥터(14)가 방수 처리된 것을 특징으로 하는 타워크레인의 풍속경보시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 풍속경보시스템의 송신부에는 수신부를 더 추가하여 음성을 수신하고, 수신부에는 송신부를 더 추가하여 음성을 송신하고, 상기 변조부(108)에 속도변환부(104) 대신에 음성신호를 입력할 수 있도록 마이크와 증폭부를 더 추가하여 음성신호를 보낼 수 있으며, 상기 수신부(204)에 역시 음성출력부를 추가하여 음성신호를 입력받아서 타워크레인 작업자와 관리요원과의 의사소통을 수행하는 것을 특징으로 하는 타워크레인의 풍속경보시스템.
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