KR100394356B1

KR100394356B1 - 중장비의 비수평 감지 경보장치

Info

Publication number: KR100394356B1
Application number: KR10-2001-0002541A
Authority: KR
Inventors: 차영식
Original assignee: 한국산업안전공단
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2003-08-09
Also published as: KR20020061666A

Abstract

본 발명은 중장비의 작업전이나 작업중에 수평상태를 감지하여 수평상태가 제대로 이루어지지 않을 시 경보를 발생하는 중장비의 비수평감지 경보장치에 관한 것이다.

이를 위해 중장비의 앞쪽의 좌,우측과 뒤쪽 좌,우측의 아웃트리거에 각각 설치되어 비수평상태를 감지하기 위한 수평감지센서와, 상기 수평감지센서로부터 감지된 비수평감지신호를 받아 경보제어신호 및 유압제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호를 받아 경보발생을 위한 발진주파수신호를 출력하는 경보신호발생부와, 상기 경보신호발생부로부터 출력된 발진주파수신호를 받아 경보음을 발생하는 부저와, 상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호에 의해 수평이 이루어지지 않았음을 알리기 위한 경보상태를 표시하는 램프와, 상기 제어부로부터 출력된 유압차단 제어신호를 받아 크레인의 붐으로 유압을 차단하는 유압제어부를 구성함을 특징으로 한다.

Description

중장비의 비수평 감지 경보장치{DEVICE FOR ALERTING BY SENSING IS NOT LEVEL OF HEAVY EQUIPMENT}

본 발명은 중장비의 비수평감지 경보장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 중장비의 작업전이나 작업중에 수평상태를 감지하여 수평상태가 제대로 이루어지지 않을 시 경보를 발생하는 중장비의 비수평감지 경보장치에 관한 것이다.

일반적으로 건설현장이나 산업현장에서 중장비를 많이 사용하고 있다. 건설현장이나 산업현장에서 사용되는 중장비는 크레인, 타워크레인, 리프트, 콘도라, 펌프카 등이 있다. 이러한 중장비중에 가장 많이 사용되고 있는 크레인은 그 종류나 용도가 여러 형태로 개발되고 있다. 이러한 유형의 크레인은 주로 건설현장의 신축공사장이나 선박제조 및 해양에서의 인양작업등에 많이 사용되고 있으나, 작업전 설치시나 작업 중에 수평상태를 제대로 맞추지 않아 전도되는 사고가 비일비재하게 일어나는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 중장비가 물건을 들어올릴 경우 수평상태가 유지되지 않으면 경보를 발생하여 전도사고를 예방하는 중장비의 비수평감지 경보장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 중장비가 수평상태가 이루어지지 않은 상태에서 붐의 상승이나 달기구의 하강이 되지 않도록 하여 안전사고를 방지할 수 있는 중장비의 비수평감지 경보장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 크레인의 아웃트리거에 수평감지센서를 장착한 상태의 예시도

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 중장비의 비수평 감지 경보장치의 블록구성도

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 구체회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 12, 14, 16: 수평감지센서 20: 증폭부

30: 제어부 40: 유압제어부

50: 경보신호발생부 60: 부저

70: 램프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중장비의 비수평감지 경보장치에 있어서, 중장비의 앞쪽의 좌,우측과 뒤쪽 좌,우측의 아웃트리거에 각각 설치되어 비수평상태를 감지하기 위한 수평감지센서와, 상기 수평감지센서로부터 감지된 비수평감지신호를 받아 경보제어신호 및 유압제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호를 받아 경보발생을 위한 발진주파수신호를 출력하는 경보신호발생부와, 상기 경보신호발생부로부터 출력된 발진주파수신호를 받아 경보음을 발생하는 부저와, 상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호에 의해 수평이 이루어지지 않았음을 알리기 위한 경보상태를 표시하는 램프와, 상기 제어부로부터 출력된 유압차단 제어신호를 받아 크레인의 붐으로 유압을 차단하는 유압제어부를 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 크레인의 아웃트리거에 수평감지센서를 장착한 상태의 예시도이다.

도 1과 같은 크레인에는 물건을 들어올리고 내릴 때 수평을 유지하기 위해 앞쪽의 좌,우측에 2개의 아웃트리거(1,2)와, 뒤쪽의 좌,우에 2개의 아웃트리거(3,4)가 설치되어 있다. 상기 앞쪽의 좌,우측에 2개의 아웃트리거(1,2)와, 뒤쪽의 좌,우에 2개의 아웃트리거(3,4)에 4개의 수평감지센서(10, 12, 14, 16)가 설치되어 수평상태를 감지하도록 하고 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 중장비의 비수평 감지 경보장치의 블록구성도이다.

중장비(예를 들어 크레인)의 앞쪽의 좌,우측과 뒤쪽 좌,우측의 아웃트리거(1,2,3,4)에 각각 설치되어 수평상태를 감지하기 위한 제1 내지 제4수평감지센서(10, 12, 14, 16)와, 상기 제1 내지 제4 수평감지센서(10, 12, 14, 16)로부터 수평감지신호를 받아 소절레벨로 각각 증폭 출력하는 증폭부(20)와, 상기 증폭부(20)로부터 증폭된 수평감지신호를 받아 경보제어신호 및 유압제어신호를 출력하는 제어부(30)와, 상기 제어부(30)로부터 출력된 경보제어신호를 받아 경보발생을 위한 발진주파수신호를 출력하는 경보신호발생부(50)와, 상기 경보신호발생부(50)로부터 출력된 발진주파수신호를 받아 경보음을 발생하는 부저(60)와, 상기 제어부(30)로부터 출력된 경보제어신호에 의해 수평이 이루어지지 않았음을 알리기 위한 경보상태를 표시하는 램프(70)와, 상기 제어부(30)로부터 출력된 유압제어신호를 받아 크레인의 붐으로 유압을 공급하거나 차단하는 유압제어부(40)로 구성되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 구체회로도이다.

제1 수평감지센서(10)는 포토다이오드(LED1)와 포토트랜지스터(PT1)로 이루어진 포토커플러(PC1)와, 상기 포토다이오드(LED1)와 포토트랜지스터(PT1) 사이에 설치되어 상기 포토다이오드(LED1)로부터 발광되는 빛을 수평상태에 따라 차단하거나 통과시키기 위해 불투명액체로 이루어진 수평계(11)로 이루어져 있다.

제2 수평감지센서(12)는 포토다이오드(LED2)와 포토트랜지스터(PT2)로 이루어진 포토커플러(PC2)와, 상기 포토다이오드(LED2)와 포토트랜지스터(PT2) 사이에 설치되어 상기 포토다이오드(LED2)로부터 발광되는 빛을 수평상태에 따라 차단하거나 통과시키기 위해 불투명액체로 이루어진 수평계(13)로 이루어져 있다.

제3 수평감지센서(14)는 포토다이오드(LED3)와 포토트랜지스터(PT3)로 이루어진 포토커플러(PC3)와, 상기 포토다이오드(LED3)와 포토트랜지스터(PT3) 사이에 설치되어 상기 포토다이오드(LED3)로부터 발광되는 빛을 수평상태에 따라 차단하거나 통과시키기 위해 불투명액체로 이루어진 수평계(15)로 이루어져 있다.

제4 수평감지센서(16)는 포토다이오드(LED4)와 포토트랜지스터(PT4)로 이루어진 포토커플러(PC4)와, 상기 포토다이오드(LED4)와 포토트랜지스터(PT4) 사이에 설치되어 상기 포토다이오드(LED1)로부터 발광되는 빛을 수평상태에 따라 차단하거나 통과시키기 위해 불투명액체로 이루어진 수평계(17)로 이루어져 있다.

증폭부(20)는 전원단에 가변저항(VR1)이 연결되어 트랜지스터(Q1)의 베이스로 연결되고 상기 전원단과 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에 저항(R2)이 연결되며, 트랜지스터(Q1)의 에미터와 접지사이에 저항(R3)이 연결되어 있으며, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터에 다이오드(D1)가 연결되어 트랜지스터(Q2)의 베이스로 접속되고, 상기 전원단과 트랜지스터(Q2)의 콜렉터 사이에 저항(R4)이 연결되도록 구성한다.

제어부(30)는 상기 증폭부(20)로부터 증폭된 수평상태 감지신호를 전달하기 위해 포토다이오드(LED5)와 포토트랜지스터(PT5)로 이루어진 포토커플러(PC5)와, 상기 포토커플러(PC5)로부터 전달된 수평감지신호의 상태에 따라 경보제어 및 유압제어신호를 출력하는 릴레이(RY1)로 구성되어 있다. 제어부(30)는 증폭부(20)의 트랜지스터(Q2)의 콜렉터와 접지사이에 포토다이오드(LED5)가 연결되어 있고, 전원단에 포토트랜지스터(PT5)의 콜렉터가 연결되고 포토트랜지스터(PT5)의 에미터에 저항(R11)이 연결되고, 상기 저항(R11)에 릴레이(RY1)의 코일(L1)이 연결되어 접지되어 있고, 상기 릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류가 흐름에 대응하여 연동으로 동작하는 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)가 구비되어 있다.

유압제어부(40)는 릴레이(RY1)의 제1스위치(SW1)의 노말크로스단자(NC)와 접지사이에 저항(R12, R13)이 직렬 접속되고, 상기 저항(R12, R13)의 접속노드에 SCR(S1)의 게이트가 접속되고, 솔레노이드밸브(41)에 상기 SCR(S1)의 애노드가 연결되며, 상기 SCR(S1)의 케소드는 접지와 연결되어 있고, 상기 SCR(S1)의 애노드와 캐소드 사이에 푸쉬버튼스위치(SW3)가 연결되도록 구성되어 있다.

경보신호발생부(50)는 릴레이(RY1)의 제2스위치(SW2)의 노말오픈단자(NO)에 캐패시터(C1)이 연결되어 접지되고, 상기 제2스위치(SW2)의 노말오픈단자(NO)에 클럭발진기(51)가 연결되고 상기 클럭발진기(51)에 포토커플러(PC6)의 포토다이오드(LED6)가 연결되어 있고, 상기 포토커플러(PC6)의 포토트랜지스터(PT6)의 콜렉터에 전원단이 연결되며, 상기 포토트랜지스터(PT6)의 에미터가 저항(R14)을 통해 부저(60)에 연결되어 있다.

램프(70)는 릴레이(RY1)의 제1스위치(SW1)의 노말오픈단자(NO)에 연결되어 있다.

상술한 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명한다.

도 1과 같은 크레인에는 상기 앞쪽의 좌,우측에 2개의 아웃트리거(1,2)와, 뒤쪽의 좌,우에 2개의 아웃트리거(3,4)에 4개의 수평감지센서(10, 12, 14, 16)가 설치되어 수평상태를 감지하도록 하고 있다. 제1 내지 제4 수평감지센서(10, 12, 14, 16)는 포토다이오드(LED1,LED2,LED3,LED4)와 포토트랜지스터(PT1, PT2, PT3, PT4)로 이루어진 포토커플러(PC1, PC2, PC3, PC4)과, 포토다이오드(LED1, LED2, LED3, LED4)와 포토트랜지스터(PT1, PT2, PT3, PT4)사이에 수평계(11, 13, 15, 17)가 각각 설치되어 있다. 크레인의 앞, 뒤 4개의 아웃트리거(1,2,3,4)의 수평이 이루어지면 수평계(11, 13, 15, 17)는 포토다이오드(LED1, LED2, LED3, LED4)로부터 발광되는 빛을 투과하여 제1 내지 제4 수평감지센서(10, 12, 14, 16)의 포토트랜지스터(PT1, PT2, PT3, PT4)가 동작하도록 한다. 그러나 크레인의 앞, 뒤 4개의 아웃트리거(1,2,3,4)의 수평이 이루어지지 않으면 수평계(11, 13, 15, 17)는 불투명액체로 구성되어 있으며, 포토다이오드(LED1,LED2,LED3,LED4)로부터 발광되는 빛을 차단하여 제1 내지 제4 수평감지센서(10, 12, 14, 16)의 포토트랜지스터(PT1,PT2,PT3,PT4)를 동작하지 않도록 한다.

만약 크레인의 앞, 뒤 4개의 아웃트리거(1,2,3,4)의 수평이 이루어져 포토트랜지스터(PT1,PT2,PT3,PT4)가 턴온되면 트랜지스터(Q1)가 턴오프 된다. 상기 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 트랜지스터(Q2)가 턴오프 된다. 이로 인해 포토커플러(PC5)가 동작하지 않게 되어 릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류가 흐르지 않게 된다. 상기 릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류가 흐르지 않으면 릴레이(RY1)의 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)가 연동동작으로 공통단자(COM)와 노말크로스단자(NC)를 스위칭 연결한다. 상기 릴레이(RY1)의 제1 및 제2스위치(SW1, SW2)가공통단자(COM)와 노말크로스단자(NC)를 연결하면 전원(12V)이 저항(R12, R13)에 의해 분압되어 SCR(S1)의 게이트로 인가되어 상기 SCR(S1)의 애노드와 케소드간에 전류가 흐르게 한다. 상기 SCR(S1)의 애노드와 케소드간에 전류가 흐르게 되면 솔레노이드밸브(41)를 구동하게 되어 크레인을 조작할 시 유압에 의해 붐의 상승이 되도록 한다. 따라서 크레인의 수평이 유지된 상태에서만 물건의 운반작업을 하도록 한다. 이때 SCR(S1)에 전류가 흐르게 되면 달기구를 구동하기 위한 전원을 공급하여 달기구의 하강이 되도록 할 수도 있다.

그러나 만약 크레인의 앞, 뒤 4개의 아웃트리거(1,2,3,4)중에 한 개의 트리거라도 수평이 이루어지지 않으면 포토트랜지스터(PT1,PT2,PT3,PT4)중에 하나가 턴오프 된다. 상기 4개의 포토트랜지스터(PT1,PT2,PT3,PT4)중에 하나가 턴오프 되면 포토트랜지스터(PT1)가 턴온되지 않는다. 상기 포토트랜지스터(PT1)가 턴오프 되면 트랜지스터(Q1)가 턴온되어 비수평감지신호를 1차증폭하여 출력한다. 상기 트랜지스터(Q1)에서 1차증폭된 비수평감지신호는 다이오드(D1)를 통해 트랜지스터(Q2)의 베이스로 인가된다. 이로 인해 상기 트랜지스터(Q2)는 턴온되어 1차 증폭된 비수평감지신호를 2차 증폭하여 출력한다. 상기 트랜지스터(Q2)의 에미터를 통해 2차증폭된 비수평감지신호는 포토커플러(PC1)의 포토다이오드(LED5)를 발광시킨다. 상기 포토다이오드(LED5)로부터 빛이 발생되면 포토커플러(PC5)의 포토트랜지스터(PT5)가 턴온되어 릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류를 흐르게 한다. 상기 릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류가 흐르면 릴레이(RY1)의 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)가 연동동작으로 공통단자(COM)와 노말오픈단자(NO)를 스위칭 연결한다. 상기 릴레이(RY1)의제1 및 제2스위치(SW1, SW2)가 공통단자(COM)와 노말오픈단자(NO)를 연결하면 램프(70)에 전원(12V)이 인가되어 경고등이 켜지게 하는 동시에 클럭발진기(51)로 전원(12V)을 공급하여 클럭발진기(15)를 동작시킨다. 상기 클럭발진기(51)가 동작을 하면 발진주파수를 발생하게 되는데, 그 최대 동작주파수는 일반적으로 500KHz정도이고 지연시간(Delay Time)은 수 μs에서 수시간에 이른다. 상기 클럭발진기(51)로부터 발생된 발진주파수는 2번 단자의 트리머저항(VR1)을 통해 단자3을 통해 출력되는 신호의 조합으로 구형파 펄스신호를 발생시킨다. 상기 발생시킨 구형파 펄스신호는 포토커플러(PC6)의 포토다이오드(LED6)를 동작시켜 빛이 발생되도록 한다. 상기 포토다이오드(LED6)로부터 빛이 발생되면 포토트랜지스터(PT6)가 턴온되어 전원(12V)을 부저(60)로 공급하여 부저(60)에서 경보음이 발생되도록 한다. 따라서 크레인의 작업자는 크레인의 아웃트리거(1,2,3,4)의 수평이 이루어지지 않았음을 인식한다.

한편 상기 릴레이(RY1)의 제1스위치(SW1)가 공통단자(COM)와 노말크로스단자(NC)가 연결되지 않으면 저항(R12)을 통해 SCR(S1)의 게이트로 신호가 인가되지 않는다. 상기 SCR(S1)의 애노드와 케소드간에 전류가 흐르지 않으면 솔레노이드밸브(41)를 구동하지 않게 되어 크레인을 조작하여도 붐의 상승이 되지 않게 된다. 이때 SCR(S1)에 전류가 흐르지 않게 되면 달기구를 구동하기 위한 전원을 차단하여 달기구의 하강이 되지 않도록 할 수도 있다.

따라서 크레인의 수평이 유지된 상태에서만 크레인의 조작이 가능하도록 하여 물건의 운반작업을 하도록 한다.

본 발명의 일 실시 예에서는 크레인을 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 기중기, 펌프카 등에 모두 적용이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 크레인, 기중기, 펌프카 등과 같은 중장비를 이용하여 건설현장이나 산업현장에서 물건을 운반할 시 아웃트리거의 수평이 이루어지지 않은 상태에서 유압을 제어하여 붐의 상승이나 들기구의 하강이 되지 않도록 하고 경보를 발생하도록 하여 작업자나 운전자에게 알림으로써 안전사고를 예방할 수 있는 이점이 있다.

또한 운반물을 이동시키기 위한 중장비가 수평상태가 지반상태나 기타요인에 의해 안전범위의 수평상태를 벗어나면 위험상태를 운전자나 작업자에게 알려 전도사고를 방지하여 중장비의 전도사고로 인한 인명사고 및 경제적 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

(정정) 중장비의 비수평감지 경보장치에 있어서,

상기 중장비의 앞쪽의 좌,우측과 뒤쪽 좌,우측의 아웃트리거에 각각 설치되어 포토다이오드와 포토트랜지스터로 이루어진 복수의 포토커플러와,

상기 복수의 포토다이오드와 포토트랜지스터 사이에 각각 설치되어 상기 복수의 포토다이오드로부터 발광되는 빛을 수평상태 및 비수평상태에 따라 차단하거나 통과시키기 위한 복수의 불투명액체와,

상기 복수의 불투명액체에 의해 상기 복수의 포토커플러로부터 적어도 하나의 비수평상태가 감지될 때 비수평감지신호를 받아 경보제어신호 및 유압제어신호를 출력하는 제어부와,

상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호를 받아 경보발생을 위한 발진주파수신호를 출력하는 경보신호발생부와,

상기 경보신호발생부로부터 출력된 발진주파수신호를 받아 경보음을 발생하는 부저로 구성함을 특징으로 하는 중장비의 비수평감지 경보장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호에 의해 수평이 이루어지지 않았음을 알리기 위한 경보상태를 표시하는 램프를 더 구비함을 특징으로 하는 중장비의 비수평감지 경보장치.
제2항에 있어서,

상기 제어부로부터 출력된 유압차단 제어신호를 받아 크레인의 붐으로 유압을 차단하는 유압제어부를 더 구비함을 특징으로 하는 중장비의 비수평감지 경보장치.