KR100443944B1 - 무선크레인의 원격조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 무선크레인의 원격제어장치는 무선크레인의 오동작에 의한 크레인의 파손 및 대형설비사고를 방지하기 위한 것으로, 수신거리 안전수단을 설치하여 운전자가 원격제어범위를 벗어나 무선크레인을 조작하는 경우 무선크레인에 인가되는 전원을 차단함으로써 무선크레인의 동작을 정지시킨다. 또한, 수신거리 안전수단에는 시간지연수단을 설치하여 전파방해로 인한 무선크레인의 급격한 정지를 방지한다.

Description

무선크레인의 원격조정장치{A REMOTE CONTROLLING APPARATUS FOR WIRELESS CRANE}

본 발명은 무선크레인에 관한 것으로, 특히 주파수변조방식에 의해 크레인에 신호를 인가함으로써 정확한 신호전달이 가능하고 수신거리 안전장치를 구비하여 크레인으로부터 일정 거리 이상 떨어져 있는 경우 제어부의 전원을 차단함으로서크레인의 오작동을 방지할 수 있는 무선크레인의 원격조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 크레인은 공장에 설치되어 레일을 따라 이동함으로써 육중한 물건을 이송하는 것이다. 이러한 크레인은 종래에는 운전자가 크레인에 탑승하여 직접 크레인을 운전하거나 크레인의 아래에서 조작선을 이용하여 크레인을 운전하였지만 근래에는 무선으로 크레인을 조정함으로서 사용상의 편리함과 안전사고의 발생의 예방이 가능하게 되었다. 상기한 무선크레인은 통상적으로 무선크레인으로부터 일정 거리 떨어진 위치에서 원격조정장치를 조작함으로써 운행된다.

상기 원격조정장치의 조작에 의해 무선크레인을 운전하기 위해서는 운전자가 무선크레인의 운전상황을 보면서 상황에 알맞는 조작을 실행해야만 한다. 다시 말해서, 운전자는 항상 무선크레인이 보이는 장소에 위치하여 무선크레인의 작동상황을 점검하면서 조작을 실행하는 것이다. 따라서, 운전자는 무선크레인의 운전시에는 항상 무선크레인의 작동상황을 점검할 수 있는 장소에 위치해 있어야만 한다.

또한, 운전자는 항상 원격조정장치의 원격조정범위내에 위치해 있어야만 한다. 원격조정장치는 무선신호를 이용하여 크레인을 운전하기 때문에, 항상 무선신호의 도달거리내에 위치하여 상기 크레인을 운전해야만 한다. 운전자가 원격조정장치를 가지고 원격조정범위를 이탈하는 경우, 동작중인 크레인의 제어가 불가능하기 때문에 대형사고의 위험이 항상 존재하였다. 또한, 크레인의 정지시 운전자가 다른 장소로 이동하여 실수에 의해 원격조정장치를 조작하는 경우에도 이러한 위험이 항상 존재하였다. 더욱이, 무선신호를 이용하는 원격조정장치의 특성상 잡음 등과 같은 무선신호상의 혼신에 의해 상기 무선크레인이 오작동할 가능성은 항상 잠재되어있었다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 수신거리 안전부를 구비하여 운전자가 원격조정범위를 벗어나 무선크레인을 운전하는 경우 무선크레인에 인가되는 신호를 차단함으로써 대형 설비사고를 방지할 수 있는 무선크레인의 원격제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 무선크레인의 원격제어장치는 레일을 따라 이동하여 물품을 운반하는 무선크레인에 있어서, 운전자가 크레인에 조작명령을 전송하기 위해 상기 명령에 해당하는 스위치를 조작하는 리모콘과, 상기 리모콘이 조작됨에 따라 이에 대응하는 명령 데이터를 생성한 후 무선신호로 변환시키는 데이터발생부와, 상기 데이터발생기에서 발생된 명령데이터 신호를 안테나를 통해 송신하는 송신부와, 상기 안테나를 통해 송신부로부터 전송되는 무선신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부를 통해 입력되는 신호가 일정 세기 이하인 경우 운전자가 원격제어범위를 벗어났음을 인식하여 전원공급을 중단함으로써 크레인의 동작을 정지시키는 수신거리 안전부와, 상기 수신부를 통해 입력되는 무선신호를 명령데이터로 변환한 후 분석하는 데이터분석부와, 상기 데이터분석부로부터 출력되는 명령에 기초하여 릴레이를 작동시켜 상기 무선크레인을 동작시키는 릴레이출력부로 구성된다.

도 1은 본 발명에 따른 무선크레인의 원격장치의 구조를 나타내는 간략 블럭도.

도 2는 도 1의 수신거리 안전부의 구조를 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 리모콘 3 : 데이터발생부

5 : FM수신부 11 : FM송신부

13 : 데이터분석부 15 : 릴레이출력부

20 : 딥스위치 22 : 시간지연부

24 : 릴레이

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무선크레인의 원격제어장치를상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무선크레인의 원격제어장치의 구조를 나타내는 도면이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 원격제어장치는 운전자가 크레인에 조작명령을 전송하기 위해 상기 명령에 해당하는 스위치를 조작하는 리모콘(1)과, 상기 리모콘(1)이 조작됨에 따라 이에 대응하는 명령 데이터를 생성한 후 무선신호로 변환시키는 데이터발생부(3)와, 상기 데이터발생기(3)에서 발생된 명령데이터 신호를 안테나를 통해 송신하는 송신부(5)와, 상기 리모콘(1)과 데이터발생기(3) 및 송신부(5)에 각각 전원을 인가하는 전원장치(7)와, 상기 안테나를 통해 송신부(5)로부터 전송되는 무선신호를 수신하는 수신부(11)와, 상기수신부(11)를 통해 입력되는 신호가 일정 세기 이하인 경우 운전자가 원격제어범위를 벗어났음을 인식하여 전원공급을 중단함으로써 크레인의 동작을 정지시키는 수신거리 안전부(12)와, 상기 수신부(11)를 통해 입력되는 무선신호를 명령데이터로 변환한 후 분석하는 데이터분석부(13)와, 상기 데이터분석부(13)로부터 출력되는 명령에 기초하여 릴레이를 작동시키는 릴레이출력부(15)와, 상기 릴레이가 작동됨에 따라 크레인에 부하를 인가하여 크레인을 작동시키는 부하(17)와, 상기 수신부(11), 데이터분석부(13), 릴레이출력부(15) 및 부하(17)에 DC전원을 공급하는 DC전원부(19)로 구성된다.

상기 리모콘(1)은 파워온(power on), 작동시작, 전후 및 좌우 이동, 정지 등과 같은 복수의 버튼으로 구성되어 각각의 버튼을 조작함에 따라 크레인을 작동시키게 된다. 이때, 상기 복수의 버튼들은 하나의 스위치가 조작되어 스위치가 온되면 다른 버튼이 조작되는 경우에도 스위치가 온되지 않도록 구성하여(즉, 두가지동작이 동시에 이루어지지 않도록 구성하여) 안전사고를 방지한다. 데이터발생장치(3)는 리모콘(1)의 버튼이 조작되는 경우 리모콘(1)으로부터 입력되는 해당 신호에 기초하여 크레인에서 인지가능한 명령데이터를 발생시킨다.

상기 송신부(5)는 주파수변조방식을 사용하는 FM송신부로서, F3E방식의 주파수를 채택한다. 종래 무선크레인의 원격조정장치의 경우 통상적으로 F2D방식의 주파수를 채택하는데, 이러한 주파수는 디지털변조방식으로서 잡음에 예민하기 때문에 신호전달에 문제가 많았다. 본 발명에서는 F3E방식의 주파수를 채택함으로써 신호에 잡음이 혼입되거나 신호전달에 문제가 발생하는 것을 방지한다.

전원부(7)는 원격제어장치에 5V의 정전압을 공급한다. 통상적으로 상기 전원부(7)로는 소형의 배터리를 사용하는데, 본 발명에서는 충전이 가능한 니켈 카드뮴 배터리를 사용하는 것이 바람직하다.

상기에 개시된 리모콘(1), 데이터발생부(3), FM송신부(5) 및 전원부(7)는 크레인 본체와는 별도로 존재하는 무선제어수단에 장착되는 구성이며, 반면에 FM수신부(11), 데이터분석부(13), 릴레이출력부(15) 및 DC전원부(19)는 크레인 본체에 장착되어 상기 제어수단으로부터 입력되는 신호에 따라 크레인을 작동시키는 수단이다.

수신부(11)는 주파수변조 방식의 FM수신부로서, 상기 송신부(5)로부터 전송되는 신호가 입력된다. 상기 수신부(11)는 일반적인 슈퍼헤데로다인 방식을 채용한 것으로, 분리도 및 수신감도를 향상시키기 위해 이미 알려진 동조 1단 증폭수단과 발진 혼합증폭수단 및 IF증폭수단으로 이루어진 수신회로로 구성된다. 또한, 상기수신부(11)는 레이시오검파방식을 채택함으로서 신호특성이 양호한 파형을 출력한다.

상기 수신거리 안전부(12)는 운전자가 원격제어범위를 벗어나 크레인을 운전하는 경우의 크레인 오동작을 방지한다. 이들 위해, 수신거리 안전부(12)에서는 원격제어범위를 설정한 후 수신부(11)를 통해 입력되는 신호의 세기에 따라 크레인에 인가되는 전원을 차단한다.

도 2에 상기 수신거리 안전부(12)가 도시되어 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 수신거리 안전부(12)에서는 수신부(11)로부터 입력되는 신호가 트랜지스터(Q1)에 의해 증폭된 후 딥스위치(20)로 입력된다. 상기 딥스위치(20)는 각각의 사이에 저항(R1∼R5)이 설치된 복수의 스위치(20a∼20f)로 구성된 것으로, 상기 복수의 스위치(20a∼20f)중 하나를 온시킴으로써 원격제어범위를 설정한다.

상기와 같이 딥스위치(20)에 의해 제어범위가 설정된 경우, 수신부(11)를 통해 수신되는 신호는 트랜지스터(Q2)에 인가된다. 운전자가 설정된 제어범위내에서 무선크레인을 운전하는 경우 상기 트랜지스터(Q2)에 인가되는 신호는 상기 트랜지스터(Q2)의 문턱전압(threshold voltage) 보다 크기 때문에, 트랜지스터(Q2)가 턴온되어 결국 전압(12V)이 릴레이(24)에 인가되어 무선크레인이 작동하게 된다. 한편, 운전자가 설정된 제어범위를 벗어나 무선크레인을 운전하는 경우에는 상기 트랜지스터(Q2)에 인가되는 신호가 상기 트랜지스터(Q2)의 문턱전압 보다 작게 되어 트랜지스터(Q2)가 턴오프되어 결국 전압이 상기 릴레이(24)에 인가되지 않게 되며, 따라서 크레인의 동작이 정지하게 된다.

또한, 상기 수신거리 안전부(12)에는 저항(R)과 캐패시터(C)로 이루어진 시간지연부(22)가 설치될 수 있다. 상기 시간지연부(22)는 운전자의 원격제어장치 조작시 전파방해로 인해 크레인이 급격하게 정지하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 시간지연부(22)에 의해 크레인은 서서히 정지하게 되어 급격한 정지에 의한 장비의 파손이나 설비사고를 방지할 수 있게 된다.

또한, 도 1에 도시된 데이터분석부(13)는 상기 수신부(11)를 통해 입력되는 신호를 기초로 운전자가 조작하여 수신되는 명령데이터를 분석하여 이를 출력한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 데이터분석부(13)는 5.6V 제너다이오드를 구비하여 5.6V 이상의 신호만을 디지털데이터로 변환하여 출력하는데, 이러한 제너다이오드에 의한 데이터변환은 일반적인 잘 알려진 기술로서 그 상세한 설명은 생략한다. 상기와 같이 5.6V 미만의 잡음 및 이상 신호를 제거하여 정상적인 신호만을 출력함으로써 에러 및 오동작을 방지할 수 있게 된다.

데이터분석부(13)로부터 출력된 디지털화된 명령데이터는 릴레이출력부(15)로 입력되어 릴레이접점(도면표시 하지 않음)을 작동시킨다. 상기 릴레이의 작동에 의해 무선크레인의 부하(17)에 전원이 인가되어 무선크레인이 작동하게 된다.

상기한 설명에서는 본 발명의 수신거리 안전부를 원격제어장치에 설치함으로써 크레인의 오동작을 방지할 수 있게 된다. 이를 위해, 본 발명에서는 딥스위치를 설치하여 제어신호의 송신거리에 따라 크레인에 전원을 공급하거나 혹은 중단한다. 그런데, 이러한 수신거리 안전부의 구성은 딥스위치가 아닌 다른 수단으로도 구성할 수 있다. 다시 말해서, 상기 수신거리 안전부는 무선크레인의 원격제어장치에 적용된 것으로, 그 상세한 구성은 특정한 구성에 한정되는 것은 아니다. 상기 설명(그리고, 도 2에 도시된)에서 개시된 수신거리 안전부는 단지 일례를 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 자라면 상기 개념을 적용하여 상기 수신거리 안전부를 창안하는 것은 용이한 일일 것이다. 또한, 본 발명의 다른 구성요소들도 상기와 마찬가지로 본 발명의 기본적인 개념을 응용하면 용이하게 창안할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 특허청구의 범위에 의해 결정되어야만 한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 무선크레인의 원격제어장치에서는 수신거리 안전부를 설치하여 운전자가 원격제어범위를 벗어나서 무선크레인을 운전하는 경우 무선크레인에 공급되는 전원을 차단함으로써 무선크레인이 오동작하는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 주파수변조방식에 의해 크레인에 신호를 인가함으로써 정확한 신호전달이 가능하게 된다. 따라서, 크레인의 파손이나 크레인의 오동작에 의한 대형 설비사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 레일을 따라 이동하여 물품을 운반하는 무선크레인에 있어서,

   운전자가 크레인에 조작명령을 전송하기 위해 상기 명령에 해당하는 스위치를 조작하는 리모콘;

   상기 리모콘이 조작됨에 따라 이에 대응하는 명령 데이터를 생성한 후 무선신호로 변환시키는 데이터발생부;

   상기 데이터발생기에서 발생된 명령데이터 신호를 안테나를 통해 송신하는 송신부;

   상기 안테나를 송신부로부터 전송되는 무선신호를 수신하는 수신부;

   상기 수신부를 통해 입력되는 신호가 일정 세기 이하인 경우 운전자가 원격제어범위를 벗어났음을 인식하여 전원공급을 중단함으로써 크레인의 동작을 정지시키는 수신거리 안전부;

   상기 수신부를 통해 입력되는 무선신호를 명령데이터로 변환한 후 분석하는 데이터분석부; 및

   상기 데이터분석부로부터 출력되는 명령에 기초하여 릴레이를 작동시켜 상기 무선크레인을 동작시키는 릴레이출력부로 구성된 무선크레인의 원격제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 송신부 및 수신부는 주파수변조방식을 사용하는 FM송신부 및 FM수신부인 것을 특징으로 하는 무선크레인의 원격제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 수신거리 안전부는,

   수신부로부터 입력되는 신호를 증폭하는 제1트랜지스터;

   각각의 사이에 저항이 연결된 복수의 스위치로 구성되어 원격제어범위를 설정하는 딥스위치; 및

   운전자가 상기 딥스위치에 의해 설정된 원격제어범위내에서 원격제어장치를 조작하는 경우에는 턴온되어 무선크레인에 전류를 공급하고 원격제어범위를 벗어나 조작하는 경우에는 턴오프되어 무선크레인에 공급되는 전류를 차단하는 제2트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선크레인의 원격제어장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 수신거리 안전부는 저항과 캐패시터로 구성되어 운전자의 조작시 전파방해로 인해 크레인이 급격하게 정지하는 것을 방지하는 시간지연부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선크레인의 원격제어장치.