KR101049192B1

KR101049192B1 - 2.4㎓ 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템

Info

Publication number: KR101049192B1
Application number: KR1020110009924A
Authority: KR
Inventors: 유치국; 정윤화
Original assignee: (주)하나닉스
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2011-07-14

Abstract

본 발명은 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템에 관한 것으로, 크레인에 의해 승·하강 되는 중량물의 무게에 따라 출력 전압이 변경되는 무게 측정 수단과, 상기 무게 측정 수단으로부터 전달된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환한 다음 중량물의 무게로 변환하고 상기 변환된 중량물의 무게를 표시함과 더불어 중량물의 무게를 지그비 무선 통신을 통해 리모콘 송신기로 전달하며 리모콘 송신기의 제어 신호에 따라 크레인에 부가 설치된 전동 모터를 제어하여 크레인에 연결된 중량물을 승·하강시키거나 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 과부하 수신기, 및 지그비 통신을 통해 과부하 수신기로부터 전달된 중량물의 무게를 몸체에 부가 설치된 표시창에 표시하고 지그비 통신을 통해 과부하 수신기로 중량물을 승·하강시키거나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호를 전달하는 리모콘 송신기로 이루어질 수 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템은 크레인의 하중 검출 기기와 크레인의 방향 제어기를 한 개의 제품으로 통합함으로써 작업 능률과 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 크레인 근처에서 작업하는 시간을 줄여줌으로써 크레인에 관련된 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

Description

2.4㎓ 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템{Crane directional control system integrated a over load limiter using frequency band of 2.4Ghz}

본 발명은 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템에 관한 것으로 보다 상세하게는, 지그비 모듈이 장착된 리모콘 송신기로 크레인이나 호이스트(Hoist)의 작동 방향을 조절할 수 있고, 리모콘 송신기에 중량물의 무게가 표시되도록 한 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템에 관한 것이다.

최근 대형화, 고층화되고 있는 건설 프로젝트에 따라 건설 양중 기계의 효율적인 사용이 건설 프로젝트에 중대한 영향을 미치고 있다.

현재 건설 현장에서 사용되는 대부분의 자재는 주로 크레인을 통해 운반되고 있으며 이에 따라 국내 크레인 등록 대수는 2002년에 5,500 여대에서 2005년 6,646여대로 집계되고 있으며, 현재 빠른 속도로 증가되는 추세이다.

그러나 건설 자재의 크기가 커지고 중량이 무거워지면서 양중 작업에 따른 안전 사고의 위험성이 높아지고 있다.

또한, 건설 현장 공정의 50% 가량에 사용되는 타워 크레인의 경우 그동안 "비자주식 장비"라는 이유로 건설 기계가 아닌 유해·위험 기계로 분류되어 설치할 때만 노동부에 안전 검사를 받고 설치 이후에는 관리되지 않고 있는 실정이다.

따라서, 최근 타워 크레인을 건설 기계로 등록한다는 내용의 '건설 기계 관리법 시행령'을 개정하여 곧 시행할 방침임에 따라 크레인 안전 운행에 관한 중요성과 관심이 더욱 높아지고 있다.

한편, 기존 크레인 시스템은 도면 8에 도시한 바와 같이, 크레인에 매달린 중량물의 중량에 따라 출력 전압을 변경하는 로드셀과, 상기 로드셀과 유선 케이블로 연결되어 로드셀로부터 출력되는 전압을 디지털값으로 변환한 다음, 상기 디지털값으로 변환된 전압을 중량물의 중량 수치로 변환 연산하고, 상기 변환 연산된 중량 수치를 무선 통신을 통해 과부하 수신기로 전달하는 과부하 송신기, 상기 과부하 송신기로부터 전달된 중량물의 중량 수치를 표시하는 과부하 수신기, 크레인의 어느 한 부분에 고정 설치된 상태에서 외부 제어 신호에 따라 크레인에 부가 설치된 전동 모터를 구동시켜 중량물을 이동시키거나 중량물을 승·하강시키는 리모콘 수신기, 및 RF 통신을 이용하여 상기 리모콘 수신기에 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키거나 중량물을 상·하 방향으로 승·하강 시키는 제어 신호를 전송하는 리모콘 송신기로 이루어진다.

또, 상기 기존 크레인에는 과부하 송신기와의 유선 통신을 통해 과부하 송신기에 의해 연산 된 중량물의 중량을 표시하는 외부 디스플레이가 부가 장착될 수 있다.

하지만, 상기와 같은 구조로 이루어진 기존의 크레인 시스템은 작업자가 리모콘 송신기를 이용하여 크레인을 이동시킴과 동시에 크레인에 매달린 중량물의 중량을 파악할 수 없어 크레인 운전자와 리모콘 송신기를 소지한 작업자간에 무전기를 통해 상호 교신하여야 한다는 불편함이 있었다.

또한, 기존의 크레인 시스템은 외부 디스플레이와 과부하 송신기 사이를 유선 케이블로 연결하여야 하기 때문에 시스템 설치시 작업자가 크레인에 올라타 배선 작업을 수행하여야 한다는 번거로움이 있었고, 자칫 배선 작업 중 높은 크레인으로부터 낙하될 수 있다는 문제점이 있었다.

또, 크레인에 별개로 나누어진 외부 디스플레이와 리모콘 수신기, 과부하 송신기, 및 과부하 수신기를 장착하여야 하므로, 작업 인력과 작업 시간이 많이 소요될 수 있다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 제시한 문제점을 해결하고자, 리모콘 수신기와 과부하 송신기 및 과부하 수신기를 일체화하여 시스템 세팅 작업을 위한 인력과 시간을 줄이고 각 장치간의 유선 통신 방식을 무선 통신 방식을 바꿔 배선 작업을 축소할 수 있도록 한 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 리모콘 송신기에 중량물의 중량을 표시함으로써, 작업자가 크레인을 이동시킴과 동시에 중량물의 무게를 파악하여 작업 능률을 최대화함과 더불어 안전 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기 제시한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템은 크레인에 의해 승·하강 되는 중량물의 무게에 따라 출력 전압이 변경되는 무게 측정 수단과, 상기 무게 측정 수단으로부터 전달된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환한 다음 중량물의 무게로 변환하고 상기 변환된 중량물의 무게를 표시함과 더불어 중량물의 무게를 지그비 무선 통신을 통해 리모콘 송신기로 전달하며 리모콘 송신기의 제어 신호에 따라 크레인에 부가 설치된 전동 모터를 제어하여 크레인에 연결된 중량물을 승·하강시키거나 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 과부하 수신기, 및 지그비 통신을 통해 과부하 수신기로부터 전달된 중량물의 무게를 몸체에 부가 설치된 표시창에 표시하고 지그비 통신을 통해 과부하 수신기로 중량물을 승·하강시키거나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호를 전달하는 리모콘 송신기로 이루어질 수 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템은 크레인의 하중 검출 기기와 크레인의 방향 제어기를 한 개의 제품으로 통합함으로써 작업 능률과 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 크레인 근처에서 작업하는 시간을 줄여줌으로써 크레인과 관련된 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 기존의 과부하 방호 장치와 리모콘 수신기를 하나의 장치로 통합함으로써 중간 연결 접점의 수를 현저히 줄이고 리모콘 수신기와 과부하 방호 장치 간의 인터페이스 문제를 해결함으로서 크레인 작업시 발생되던 접점 에러 및 기기 간의 간섭을 말끔히 해결할 수 있다.

또, 무엇보다 한국 산업 안전 보건 공단에서 규정하고 있는 과부하 방호 장치는 크레인에 필수적으로 장착되어야 하고 크레인 제어용 리모컨은 산업 현장에서 필수적인 제품으로 자리하고 있는데 이러한 두 종류의 제품이 한 개의 제품으로 출시됨에 따라 사용업체의 구매 비용을 현저히 낮출 수 있고, 장비 관리가 용이하다는 장점이 있다.

또, 설치 및 유지 보수 시 작업자가 크레인에 올라가는 빈도를 줄여줌에 따라 작업자의 안전 사고(추락 사고, 끼임 사고)를 줄일 수 있다는 장점이 있다.

도면 1은 본 발명의 개략도,
도면 2는 본 발명에 갖추어진 과부하 수신기를 실제 촬영한 사진,
도면 3은 본 발명에 갖추어진 과부하 수신기의 제어 블록도,
도면 4는 본 발명에 갖추어진 리모콘 송신기를 실제 촬영한 사진,
도면 5는 본 발명에 갖추어진 리모콘 송신기의 제어 블록도,
도면 6은 본 발명에 갖추어진 외부 디스플레이의 제어 블록도,
도면 7은 본 발명에 갖추어진 과부하 수신기와 리모콘 송신기 및 외부 디스플레이가 동작 되는 과정을 설명하기 위한 도면,
도면 8은 본 발명 이전에 출시된 크레인 방향 제어 시스템을 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.

본 발명에 따른 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템의 제 1 실시 예는 도면 1 내지 도면 3에 도시한 바와 같이, 크레인에 의해 승·하강 되는 중량물의 무게에 따라 출력 전압이 변경되는 무게 측정 수단(1)과, 상기 무게 측정 수단(1)으로부터 전달된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환한 다음 중량물의 무게로 변환하고 상기 변환된 중량물의 무게를 표시함과 더불어 중량물의 무게를 지그비 무선 통신을 통해 리모콘 송신기(3)로 전달하며 리모콘 송신기(3)의 제어 신호에 따라 크레인에 부가 설치된 전동 모터를 제어하여 크레인에 연결된 중량물을 승·하강시키거나 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 과부하 수신기(5), 및 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게를 몸체에 부가 설치된 표시창(7b)에 표시하고 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로 중량물을 승·하강시키거나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호를 전달하는 리모콘 송신기(3)로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 크레인에는 지그비 무선 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게를 표시하는 외부 디스플레이(9)가 부가 장착될 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 실시 예는 도면 1 내지 도면 3에 도시한 바와 같이, 상기 크레인에 갖추어진 전동 모터와 연결된 전기 선로(R상,S상,T상)에 병렬 연결된 상태에서 전동 모터로 유입되는 전류량을 일정 비율로 감쇄한 다음 상기 감쇄된 전류량을 과부하 수신기(5)로 전달하는 과전류 감지 수단(11)과, 상기 과전류 감지 수단(11)으로부터 전달된 전류량을 표시함과 더불어 전류량이 정해진 한도를 초과하였을 때 전동 모터로 과전류가 유입됨을 판단하여 경고 메시지를 발생하며, 리모콘 송신기(3)의 제어 신호에 따라 크레인에 부가 설치된 전동 모터를 제어하여 크레인에 연결된 중량물을 승·하강시키거나 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 과부하 수신기(5), 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전동 모터로 유입되는 전류량을 몸체에 부가 설치된 표시창(7b)에 표시하고 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로 중량물을 승·하강시키거나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호를 전달하는 리모콘 송신기(3)로 이루어질 수 있다.

이때, 본 발명의 제 1 실시 예 또는 제 2 실시 예에 갖추어진 무게 측정 수단(1)과 과전류 감지 수단(11)은 크레인이나 호이스트(Hoist)의 종류나 용도, 형태, 및 구조에 따라 1개 내지 4개로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시 예 또는 제 2 실시 예에 갖추어진 상기 과부하 수신기(5)는 도면 2와 도면 3에 도시한 바와 같이, 무게 측정 수단(1)이나 과전류 감지 수단(11)으로부터 전달된 아날로그 형태의 전기 신호를 디지털 형태의 전기 신호로 변환하는 A/D 변환부(13)와, A/D 변환부(13)로부터 출력되는 디지털값을 이용하여 중량물의 무게나 전동 모터로 유입되는 전류값을 연산한 다음, 표시창(7a)에 표시함과 더불어 중량물의 무게 또는 전류값이 설정된 중량물의 최대 무게나 최대 전류값을 초과하는지 판단하고 리모콘 송신기(3)로부터 전달된 제어 신호에 의해 구동 접점 개폐부(17)를 동작시키는 제어부(15a), 상기 제어부(15a)로부터 전달된 제어 신호에 따라 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시키는 릴레이나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 릴레이, 부져(27)(Buzzer) 릴레이, 또는 램프 릴레이의 접점을 개폐시키는 구동 접점 개폐부(17), 지그비 통신을 통해 리모콘 송신기(3)에 중량물의 무게나 전동 모터로 유입되는 전류값을 전송함과 더불어, 리모콘 송신기(3)로부터 전달된 주권 와이어 또는 보권 와이어의 승·하강 제어 신호와 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 방향 제어 신호를 제어부(15a)로 전달하는 지그비 통신 모듈(19a), 외부 기기와 인터페이스 되는 입출력 포트(21a)를 구비한다.

또한, 본 발명의 제 1 실시 예에 갖추어진 상기 과부하 수신기(5)에는 도면 2와 도면 3에 도시한 바와 같이, 무게 측정 수단(1)으로부터 측정된 중량물의 무게를 표시함과 더불어, 중량물의 무게가 제어부(15a)에 저장된 중량물의 최대 무게 한도를 초과하였을 때 경보 메시지 및 크레인 정지 메시지를 전달하는 표시창(7a)이 갖추어질 수 있다.

또, 본 발명의 제 1 실시 예에 갖추어진 과부하 수신기(5)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게가 제어부(15a)에 저장된 중량물의 최대 무게 한도를 초과하였을 때 제어부(15a)의 제어 신호에 따라 해당 무게 측정 수단(1)과 맞대응되는 크레인을 정지시키는 스톱 릴레이나 해당 무게 측정 수단(1)과 맞대응되는 알람 릴레이의 접점을 개폐시키는 스톱 접점 개폐부(22)를 더 포함한다.

또, 상기 제어부(15a)는 스톱 접점 개폐부(22)가 동작 되었을 때 구동 접점 개폐부(17)를 통제하여 주권 와이어나 보권 와이어를 하강시키는 릴레이만 동작 되도록 하고, 상기 표시창(7a)은 2개 이상의 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게를 무게 측정 수단(1)별로 표시할 수 있으며, 각각의 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게를 모두 합산하여 표시할 수도 있다.

또, 상기 표시창(7a)은 2개 이상의 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게가 제어부(15a)에 저장된 중량물의 최대 무게 한도를 초과하였을 때 각각의 무게 측정 수단(1)과 맞대응된 알람(Alarm) 램프와 스탑(Stop) 램프를 점등시킬 수 있다.

또, 본 발명의 제 2 실시 예에 갖추어진 표시창(7a)은 2개 이상의 과전류 감지 수단(11)에 의해 측정된 전류량을 과전류 감지 수단(11)별로 표시할 수도 있으며, 각각의 과전류 감지 수단(11)별로 측정된 전류량을 모두 합산하여 표시할 수도 있다.

또, 본 발명의 제 1 실시 예 또는 제 2 실시 예에 갖추어진 제어부(15a)는 중량물의 최대 무게 한도 또는 전동 모터로 유입되는 최대 허용 전류를 설정할 수 있으며, 무게 측정 수단(1)의 캘리브레이션, 영점 조정, 기준 무게 설정, 통신 방법 설정, 표시창(7a) 표시 방법 설정, 및 디지털 필터 등과 같은 알고리즘을 저장하고 있다.

또, 상기 과부하 수신기(5)에 갖추어진 표시창(7a)은 리모콘 송신기(3)로부터 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시키는 제어 신호나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호가 입력되었을 때, 중량물의 이동 방향을 표시할 수도 있다.

또, 상기 제어부(15a)는 중량물의 무게에 따라 부져(27a)를 이용하여 경고 메시지나 크레인 정지 메시지를 전달할 수 있다.

또, 상기 과부하 수신기(5)는 알람(Alarm) 램프와 스탑(Stop) 램프가 점등되었을 때 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 키(Key) 중 주권 와이어나 보권 와이어를 하강시키는 키(Key)만 작동하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시 예 또는 제 2 실시 예에 갖추어진 리모콘 송신기(3)에는 도면 4와 도면 5에 도시한 바와 같이, 크레인에 갖추어진 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강 시키는 키(Key)와 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 키(Key) 및 램프(Lamp)나 부저(Buzzer)를 작동시키는 키(Key)로 구성된 키패드(23)와, 과부하 수신기(5)에 갖추어진 지그비 통신 모듈(19a)과 무선 데이터를 주고 받는 지그비 통신 모듈(19b), 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게를 표시하거나 전동 모터로 유입되는 전류량을 표시하는 표시창(7b), 지그비 통신을 통해 상기 키패드(23)로부터 전달된 제어 신호를 과부하 수신기(5)로 보내 과부하 수신기(5)에 갖추어진 구동 접점 개폐부(17)를 개폐시키고 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게나 전동 모터로 유입되는 전류량을 표시창(7b)에 전달하는 제어부(15b)로 이루어진다.

또한, 상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 제어부(15b)에는 외부 기기와 통신할 수 있도록 입출력 포트(21b)가 부가 장착될 수 있는바, 상기 입출력 포트(21b)에 연결되는 외부 기기는 리모콘 송신기(3)의 제어부(15b)에 저장된 중량물의 최대 무게 한도를 변경하거나 전동 모터로 유입되는 최대 전류량을 변경할 수 있고 지그비 통신에 필요한 ID값을 변경하여 리모콘 송신기(3)와 지그비 통신할 수 있는 과부하 수신기(5)를 변경할 수도 있다.

또, 상기 입출력 포트(21b)에 연결되는 외부 기기는 과부하 수신기(5)와 리모콘 송신기(3) 사이의 통신 환경을 변경시킬 수 있고, 표시창(7b)에 표시된 데이터 형태를 변화시킬 수 있으며, 상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 제어부(15b)에는 과부하 수신기(5)로부터 중량물의 무게가 최대 한도를 초과하였다는 제어 신호가 입력되었을 때 리모콘 송신기(3)를 소지한 작업자에게 경보를 울려줄 수 있는 부져(27b)(Buzzer)가 부가 장착될 수 있다.

또, 상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 제어부(15b)에는 크레인에 의해 중량물을 운반하는 도중 돌발 사태가 발생하거나 위험 요소가 발생 되었을 때 리모콘 송신기(3)에서 과부하 수신기(5)로 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시키는 제어 신호나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시킬 수 있는 제어 신호가 전송되지 못하도록 하는 비상 스위치(29)(EMC S.W)가 장착될 수 있다.

또, 상기 리모콘 송신기(3)에는 비상 스위치(29)에 의해 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시킬 수 없고 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시킬 수 없게 된 리모콘 송신기(3)를 초기 상태로 복귀시키기 위한 셀렉터 스위치(31)가 장착될 수 있다.

하지만, 상기 비상 스위치(EMC S.W)(29)가 작동되어도 표시창(7b)에는 무게 측정 수단(1)이나 과전류 감지 수단(11)에 의해 측정된 결과 및 부가 기능이 지속적으로 표시된다.

이때, 상기 셀렉터 스위치(31)는 오프(OFF) 상태와 온(ON) 상태 및 스타트(Start) 상태를 선택할 수 있는바, 상기 셀렉터 스위치(31)를 오프 상태로 놓았다가 온 상태로 놓게 되면, 상기 비상 스위치(29)에 의해 주권 와이어나 보권 와이어를 하강시키는 기능밖에 할 수 없게 된 리모콘 송신기(3)를 초기 상태로 복구시킬 수 있다.

또한, 상기 리모콘 송신기(3)는 일정 시간 동안 크레인의 작동이 없을 때 내장된 휴대용 배터리의 소모를 막기 위해 슬립 상태에 빠져드는데 이때 상기 셀렉터 스위치(31)를 온(On) 상태에서 스타트(Start) 상태로 돌리면 상기 리모콘 송신기(3)는 슬립 상태에서 벗어나게 된다.

또, 상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 표시창(7b)에는 도면 5에 도시한 바와 같이, 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게를 표시할 수 있으며, 2개 이상의 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게를 표시할 수도 있다.

또, 각각의 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게를 모두 합산하여 표시할 수도 있다.

또, 상기 표시창(7b)은 2개 이상의 과전류 감지 수단(11)에 의해 각기 측정된 전류량을 과부하 수신기(5)로부터 전달받아 과전류 감지 수단(11)별로 표시할 수 있으며, 각각의 과전류 감지 수단(11)별로 측정된 전류량을 모두 합산하여 표시할 수도 있다.

또, 상기 표시창(7b)은 2개 이상의 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게가 제어부(15b)에 저장된 중량물의 최대 무게 한도를 초과하였거나 전동 모터로 유입되는 전류량이 최대 한도를 벗어났을 때 각각의 무게 측정 수단(1) 또는 과전류 감지 수단(1)과 맞대응되는 알람 램프와 스톱 램프를 점등한다.

또, 상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 표시창(7b)은 키패드(23)로부터 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시키는 제어 신호나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호가 입력되었을 때, 중량물의 이동 방향을 표시할 수도 있다.

한편, 본 발명의 제 1 실시 예에 갖추어진 상기 외부 디스플레이(9)는 도면 6에 도시한 바와 같이, 과부하 수신기(5)에 갖추어진 지그비 통신 모듈(19a)로부터 중량물의 무게와 중량물의 최대 무게 한도를 수신받는 지그비 통신 모듈(19c)과, 상기 지그비 통신 모듈(19c)로부터 전달된 중량물의 무게를 표시창(7c)으로 전달하는 제어부(15c), 상기 제어부(15c)로부터 전달된 중량물의 무게를 표시하는 표시창(7c), 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게가 정해진 한도를 초과하였을 때 제어부(15c)의 제어 신호에 의해 점등되는 알람 램프, 중량물의 무게가 최대 한도를 벗어났을 때 크레인이 정지되었음을 표시하는 스톱 램프, 중량물의 무게가 정해진 한도를 초과하였을 때 경보음을 내보내는 부져(27c)(Buzzer), 및 외부 기기와 인터페이스 되는 입출력 포트(21c)로 이루어지고, 상기 제어부(15c)에는 무게 측정 수단(1)의 출력 단자가 연결되도록 센싱 입력 포트(36)가 부가 설치될 수 있고, 상기 제어부(15c)는 무게 측정 수단(1)으로부터 출력되는 아날로그 형태의 전기 신호를 디지털 신호로 변환한 다음, 중량물의 무게를 측정하고 상기 중량물의 무게를 표시창(7c)에 표시할 수도 있다.

상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템의 제 1 실시 예가 동작 되는 일실시 예를 도면 1 내지 도면 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 갖추어진 무게 측정 수단(1)은 크레인에 의해 들어 올려진 중량물의 무게와 맞대응되는 아날로그 형태의 전기 신호를 과부하 수신기(5)로 전달하고, 상기 과부하 수신기(5)는 아날로그 형태의 전기 신호를 디지털 형태의 전기 신호로 변환한 다음, 중량물의 무게를 산출해 낸다.

다음, 상기 과부하 수신기(5)는 중량물의 무게를 지그비 통신을 통하여 리모콘 송신기(3)와 외부 디스플레이(9)로 전달하고, 상기 리모콘 송신기(3)와 외부 디스플레이(9)는 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물을 표시창(7b,7c)에 표시할 수 있다.

한편, 상기 리모콘 송신기(3)는 크레인에 갖추어진 주권 와이어 또는 보권 와이어를 승·하강시키는 제어 신호와 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호를 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로 전달하고, 상기 과부하 수신기(5)는 리모콘 송신기(3)로부터 전달된 제어 신호에 따라 구동 접점 개폐부(17)에 갖추어진 릴레이의 접점을 제어하여 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강 시키거나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시킬 수 있다.

또, 상기 과부하 수신기(5)와 리모콘 송신기(3) 및 외부 디스플레이(9)는 중량물의 무게가 정해진 한도를 초과하였을 때 경보 메시지를 표시함과 더불어 크레인을 정지시켜 자칫 발생될 수 있는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템은 크레인의 하중 검출 기기와 크레인의 방향 제어기를 한 개의 제품으로 통합함으로써 작업 능률과 생산성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 크레인 근처에서 작업하는 시간을 줄여줌으로써 크레인에 관련된 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 과부하 방호 장치와 리모콘 수신기를 하나의 장치로 통합함으로써 중간 연결 접점의 수를 현저히 줄일 수 있고, 리모콘 수신기와 과부하 방호 장치 간의 인터페이스 문제를 해결함으로서 크레인 작업시 발생되던 접점 에러 및 기기 간의 간섭을 말끔히 해결할 수 있다.

또, 설치 및 유지 보수 시 크레인에 올라가는 빈도를 줄여 작업자의 안전 사고(추락 사고, 끼임 사고)를 방지할 수 있다는 장점이 있다.

1. 무게 측정 수단 3. 리모콘 송신기
5. 과부하 수신기 7a. 표시창
9. 외부 디스플레이 11. 과전류 감지 수단
13. A/D 변환부 15a. 제어부
17. 구동 접점 개폐부 19a. 지그비 통신 모듈
21a. 입출력 포트 23. 키패드
27a. 부져 29. 비상 스위치
31. 셀렉터 스위치

Claims

크레인에 의해 승·하강 되는 중량물의 무게에 따라 출력 전압이 변경되는 무게 측정 수단(1);
상기 무게 측정 수단(1)으로부터 전달된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환한 다음 중량물의 무게로 변환하고 상기 변환된 중량물의 무게를 표시함과 더불어 중량물의 무게를 지그비 무선 통신을 통해 리모콘 송신기(3)로 전달하며 리모콘 송신기(3)의 제어 신호에 따라 크레인에 부가 설치된 전동 모터를 제어하여 크레인에 연결된 중량물을 승·하강시키거나 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 과부하 수신기(5);
및 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게를 몸체에 부가 설치된 표시창(7b)에 표시하고 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로 중량물을 승·하강시키거나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 제어 신호를 전달하는 리모콘 송신기(3)로 이루어지고,
상기 크레인에는 지그비 무선 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게를 표시하는 외부 디스플레이(9)가 부가 장착되며,
상기 과부하 수신기(5)는 무게 측정 수단(1)이나 과전류 감지 수단(11)으로부터 전달된 아날로그 형태의 전기 신호를 디지털 형태의 전기 신호로 변환하는 A/D 변환부(13)와, A/D 변환부(13)로부터 출력되는 디지털값을 이용하여 중량물의 무게나 전동 모터로 유입되는 전류값을 연산한 다음, 표시창(7a)에 표시함과 더불어 중량물의 무게 또는 전류값이 설정된 중량물의 최대 무게나 최대 전류값을 초과하는지 판단하고 상기 리모콘 송신기(3)로부터 전달된 제어 신호에 의해 구동 접점 개폐부(17)를 동작시키는 제어부(15a), 상기 제어부(15a)로부터 전달된 제어 신호에 따라 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시키는 릴레이나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 릴레이, 부져(27)(Buzzer) 릴레이, 또는 램프 릴레이의 접점을 개폐시키는 구동 접점 개폐부(17), 지그비 통신을 통해 리모콘 송신기(3)에 중량물의 무게나 전동 모터로 유입되는 전류값을 전송함과 더불어, 리모콘 송신기(3)로부터 전달된 주권 와이어 또는 보권 와이어의 승·하강 제어 신호와 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 방향 제어 신호를 제어부(15a)로 전달하는 지그비 통신 모듈(19a), 외부 기기와 인터페이스 되는 입출력 포트(21a)를 구비하고,
상기 과부하 수신기(5)는 알람 램프(Alarm)와 스탑(Stop) 램프가 점등되었을 때 상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 키 중 주권 와이어와 보권 와이어를 하강시키는 키(Key)만 작동되도록 하며,
상기 과부하 수신기(5)는 무게 측정 수단(1)에 의해 측정된 중량물의 무게가 제어부(15a)에 저장된 중량물의 최대 무게 한도를 초과하였을 때 제어부(15a)의 제어 신호에 따라 해당 무게 측정 수단(1)과 맞대응되는 크레인을 정지시키는 스톱 릴레이나 해당 무게 측정 수단(1)과 맞대응되는 알람 릴레이의 접점을 개폐시키는 스톱 접점 개폐부(22)를 더 포함하고,
상기 리모콘 송신기(3)에는 크레인에 갖추어진 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강 시키는 키(Key)와 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시키는 키(Key) 및 램프(Lamp)나 부저(Buzzer)를 작동시키는 키(Key)로 구성된 키패드(23)와, 상기 과부하 수신기(5)에 갖추어진 지그비 통신 모듈(19a)과 무선 데이터를 주고 받는 지그비 통신 모듈(19b), 지그비 통신을 통해 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게를 표시하거나 전동 모터로 유입되는 전류량을 표시하는 표시창(7b), 지그비 통신을 통해 상기 키패드(23)로부터 전달된 제어 신호를 상기 과부하 수신기(5)로 보내 과부하 수신기(5)에 갖추어진 구동 접점 개폐부(17)를 개폐시키고 과부하 수신기(5)로부터 전달된 중량물의 무게나 전동 모터로 유입되는 전류량을 표시창(7b)에 전달하는 제어부(15b)로 이루어지며,
상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 제어부(15b)에는 외부 기기와 통신할 수 있도록 입출력 포트(21b)가 부가 장착되고,
상기 입출력 포트(21b)에 연결되는 외부 기기는 지그비 통신에 필요한 ID값을 변경하여 리모콘 송신기(3)와 지그비 통신할 수 있는 과부하 수신기(5)를 변경할 수 있으며,
상기 리모콘 송신기(3)에 갖추어진 제어부(15b)에는 크레인에 의해 중량물을 운반하는 도중 돌발 사태가 발생하거나 위험 요소가 발생 되었을 때 리모콘 송신기(3)에서 과부하 수신기(5)로 주권 와이어나 보권 와이어를 승·하강시키는 제어 신호나 중량물을 동·서·남·북 방향으로 이동시킬 수 있는 제어 신호가 전송되지 못하도록 하는 비상 스위치(29)(EMC S.W)가 장착되는 것을 특징으로 하는 2.4GHz 대역의 주파수를 이용한 과부하 방호 장치 내장형 크레인 방향 제어 시스템.
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