KR101207012B1 - 추락사고대비용 안전베스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고소 작업현장에 적용됨으로써, 작업자의 추락 시에 신체의 위해를 극소화할 수 있고, 관리자에게 추락사고발생을 즉각적으로 고지하고 그 위치를 알려주게 됨으로써 후속적인 조치를 가능하게 하여 추락안전사고의 위험을 최소화할 수 있도록 한 추락사고대비용 안전베스트에 관한 것으로서,
작업자의 신체 주요부를 보호할 수 있는 형상의 에어백인 인플레이터백과, 상기 인플레이터백을 팽창시키는 가스발생수단인 인플레이터팽창기 및 상기 인플레이터팽창기를 유체적으로 개,폐구동하는 스위치인 인플레이터구동스위치부와, 상기 인플레이터구동스위치부를 구동하는 전기적인 신호를 발하는 제어부로서 회로기판에 구성되어 케이스에 수납되는 메인제어부를 각각 수납하여 가지며, 상기 메인제어부로부터의 추락감응신호에 따라서 상기 GPS위치전송부로부터의 신호를 전송받아 추락위치값표시와 작업현장지도상에 추락위치의 표시, 경광등 또는 모니터상의 알람표시로서의 알람기능을 수행하는 이격된 관제부와 협동하도록 한 것이 특징이다.

Description

추락사고대비용 안전베스트{SAFETY VEST}

본 발명은 추락사고대비용 안전베스트(Safety vest)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각종의 작업현장에서의 추락사고 시에 작업자의 신체에 가해지는 충격을 최소화함으로써 인명의 보호와 작업안전환경의 개선을 도모하기 위한 안전복, 특히 안전 베스트(vest)의 제공에 관한 것이다.

산업계에서는 다양한 종류의 작업현장에서 고소작업이 이루어지고 있다.

예를 들면, 각종의 주거용 아파트 및 산업용 고층건물의 건설현장, 화학산업등의 플랜트 형의 산업설비의 건설현장, 고가교량의 건설현장, 조선소 등의 의장 및 내장설치 작업현장 등에서 고소작업이 널리 이루어지고 있다.

이러한 고소의 작업현장에서의 가장 주요한 안전관리요소는 작업자의 추락사고이며, 대부분의 추락사고는 작업자의 사망과 중부상으로 이어지고 있어 매우 민감한 관리사항이 아닐 수 없다.

따라서 다양한 방법과 수단의 고소작업자의 추락에 대비한 안전장치의 고안이 이루어지고 있으며, 종래로부터의 방법은 대부분, 작업자의 신체와 고소부 사이를 와이어로프로 연결함으로써, 추락 시에 일정 이상의 낙하를 방지하거나,

작업장에 그물망, 안전망 등을 부설하여 추락 시에 이 그물망 등에 걸려 일정한 낙하거리 이상의 추락을 방지하게 하는 구성 등이 안출되어 사용되고 있다.

그러나 이러한 수단의 경우, 작업자의 부주의 또는 작업상의 방해로 안전을 위한 와이어로프를 체결하지 않거나, 작업현장의 구조적인 특성상 그물망 등의 안전장치를 부설하기 어려운 작업개소가 존재하게 되어 신뢰할 수 있는 안전장치가 되지 못하고 있으며, 작업자의 작업을 위한 활동에도 많은 제약을 주게 되어 번거로움으로써 대부분의 작업자가 그 사용을 기피하고 있는 실정이다.

이러한 작업자의 안전사고에 부가하여 대규모 사업장, 예를들면 대단위 아파트신축현장, 각종 플랜드설치 작업현장과 같이 작업장이 광범위하고 작업자가 많은 경우, 작업자의 추락 사실 조차 관리자 측에서 즉각적으로 인지하지 못하여 추락 사고 후의 병원으로의 후송 등의 사후조치가 이루어지지 않아 사망율이 증대하는 것도 큰 문제점이 되고 있다.

상기와 같은 종래의 안정장치 또는 수단의 문제점을 감안하여 안출된 본 발명에서는 작업자가 착용하는 작업복과 함께 추락사고대비용 안전베스트를 제공함으로써, 추락사고 시에 작업자의 신체의 치명적인 손상의 발생을 최소화하고, 추락위치의 즉각적인 관제부로의 고지와 위치파악으로써 추락사실의 즉각적인 확인과 조속한 응급처치와 병원으로의 이송을 가능하게 하여 종래의 문제점에 대한 근원적인 해결책을 제시하고 있다.

이에 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트는,

추락사고대비용 안전베스트를 구성함에 있어서, 상기 안전베스트는,

작업자의 신체 주요부를 보호할 수있는 형상의 에어백인 인플레이터백과, 상기 인플레이터백을 팽창시키는 가스발생수단인 인플레이터팽창기 및 상기 인플레이터팽창기를 유체적으로 개,폐 구동하는 스위치인 인플레이터구동스위치부와, 상기 인플레이터구동스위치부를 구동하는 전기적인 신호를 발하는 제어부로서 회로기판에 구성되어 케이스에 수납되는 메인제어부를 각각 수납하여 가지며;

상기 메인제어부는 가속도센서인 낙하감응센서부, 낙하감응센서부로부터의 감응출력을 설정되는 기준 값과 비교하는 비교부, 상기 비교부에서의 판단에 따라서 추락상태인 경우, GPS 위치 값을 이격된 위치의 관제부로 RFID 신호 등을 발신하는 GPS위치전송부 및 추락상태에서 인플레이터백을 구동하기 위한 신호를 발하는 드라이버를 포함하며,

상기 메인제어부로부터의 추락감응신호에 따라서 상기 GPS위치전송부로부터의 신호를 전송받아 추락위치값표시와 작업현장지도상에 추락위치의 표시, 경광등 또는 모니터상의 알람표시로서의 알람기능을 수행하는 이격된 관제부와 협동하는 것은 기본적인 구성적 특징이고,

상기 메인제어부는 낙하감응센서로서 작용하는 중력센서, 추락위치값을 부여하는 GPS센서를 내장하고, 상기 중력센서및 GPS센서의 값에 따라서 판단하는 비교기와 관제부로의 신호전송기능을 응용프로그램으로 실장하는 스마트폰으로 대체할 수 있는 것은 한정적인 변경 구성에 관한 것이다.

이상과 같은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트는,

고소 작업현장에 적용됨으로써, 작업자의 추락 시에 신체의 위해를 극소화할 수 있고, 관리자에게 추락사고발생을 즉각적으로 고지하고 그 위치를 알려주게 됨으로써 후속적인 조치를 가능하게 하여 추락안전사고의 위험을 최소화할 수 있는 유용성을 가진다.

도 1은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트의 전체 구성을 도시하는 블럭다이아그램.
도 2 a,b는 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에 채용이 가능한 예시적인 조끼형의 베스트를 도시하는 평면도 및 배면도.
도 3은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에 인플레이터와 인플레이터구동스위치부를 도시하는 베스트의 전면 측에서 도시하는 예시적인 평면도.
도 4는 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트를 착의한 상태를 도시하는 사용상태도.
도 5는 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에서의 인플레이터구동스위치부의 일 실시예의 구성을 도시하는 모식도.
도 6은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에서의 인플레이터구동스위치부의 다른 구성의 실시예의 구성을 도시하는 모식도.
도 7은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트의 추락 위치를 도시하는 관제부에서의 표시 컴퓨터화면 캡쳐도.
도 8은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에서 메인제어부 대신 채용이 가능한 구성을 도시하는 블럭다이아그램이다.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트의 전체 구성을 도시하는 블럭다이아그램,도 2 a,b는 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에 채용이 가능한 예시적인 조끼형의 베스트를 도시하는 평면도 및 배면도, 도 3은 안전베스트에 인플레이터와 인플레이터구동스위치부를 도시하는 베스트의 전면 측에서 도시하는 예시적인 평면도, 도 4는 안전베스트를 착의한 상태를 도시하는 사용상태도, 도 5는 안전베스트에서의 인플레이터구동스위치부의 일 실시예의 구성을 도시하는 모식도, 도 6은 안전베스트에서의 인플레이터구동스위치부의 다른 구성의 실시예의 구성을 도시하는 모식도, 도 7은 안전베스트 착용자의 추락 위치를 도시하는 관제부에서의 표시 컴퓨터화면 캡쳐도, 도 8은 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에서 메인제어부 대신 채용이 가능한 구성을 도시하는 블럭다이아그램이다.

본 발명의 추락사고대비용 안전베스트는,

예시적으로는 작업복 특히 다른 동,하절기의 작업복 내측에 별도로 착용이 가능한 조끼형의 베스트(Vest)에 적용하는 것을 최적의 실시예로서 하고 있으나 필요한 경우에는 전체 상하의 작업복에 고정하여 적용이 가능함은 물론이다.

본 발명에서는 추락 사고 시에 작업자의 신체중 상반신 특히, 심장 등의 중요 장기가 있는 부분을 유효하게 보호하기 위한 수단으로서 베스트에 적용하고 있으나 상술하는 바와 같이 작업 상의 ,하의 등에 모두 적용이 가능할 것이다.

도 1 에 기본적으로 도시되는 바와 같이,

본 발명의 추락사고대비용 안전베스트는 주된 구성으로서, 추락을 감지하여 팽창함으로써 작업자를 보호하는 안전베스트(1)를 주로하고, 이 안전베스트(1)와 협동하는 수단으로써, 전기적인 신호로서 연동하여 관리할 수 있고 이격적인 장소에 관리통제부로서 운용되는 관리부(100)를 운용 시스템으로서 구성된다.

즉, 기본적인 기구적인 작동체로써 작용하여 작업자를 보호하는 안전베스트(1)와 이 안전베스트(1)로부터 전송되는 추락감응신호를 관리자가 인지하고 위치를 표시하는 관제부(100)를 구비함으로써 안전베스트(1)의 효용성을 증대한다.

도 2에 예시적인 형태가 도시되는 안전베스트(1)는 통상적인 조끼형의 베스트로서 지퍼(Z) 또는 단추 등으로 개방이 가능하고 바람직하게는 내부 부재를 시각적으로 점검할 수 있고 다른 작업복의 하방에 착용 시에 이물감이 극소화되도록 전면과 후면 사이에 수납공간(5)을 가지는 메쉬(Mesh) 봉재형의 의류체이고, 다수의 작동부재를 수납하는 수납공간으로서도 작용한다.

도면에서 안전베스트(1)의 하방의 수납부(C)를 구성하여 후술하는 인플레이터팽창기(22), 인플레이터구동스위치부(21)를 수납하는 수납부로 구성한 것을 예시적으로 도시하고 있다.

본 발명에서 조끼형의 안전베스트(1)를 채용하는 이유는 세척 및 점검을 위하여 베스트(vest)에 구성하고, 하절기나 동절기의 작업환경에 맞추어 작업복을 교체하는 경우 다른 작업복 밑에 겹쳐서 착용할 수 있고, 작업일정에 따라서는 비고소 작업 시에는 이 안전베스트(1)만을 탈의하게 하여 현장에서의 적용성을 높이기 위한 것이다.

도 4에 이러한 안전베스트(1)를 실험실 적으로 구성하여 착용한 것으로서 인플레이터(B)가 1개인 것을 도시하고 있다.

안전베스트(1)의 주머니(2) 또는 별도의 수납공간(도시하지 아니함) 내에 수납되고 후술하는 구성과 작동의 메인제어부(10)는 바람직하게는 회로기판으로서 구성하고 이 회로기판을 수납하는 케이스(11) 내에 수납하여 주머니(2) 등의 수납부에 수납하여 가짐으로서 제어부로서 사용된다.

상기하는 안전베스트(1)에는 수납공간(5) 사이에 신체의 전후를 충격으로부터 보호하도록 팽창하여 완충부를 구성하기 위하여 통상적인 자동차의 에어백과 같은 역활을 수행하는 인플레이터백(B)이 팽창전 수축된 형태로서 신체의 주요부를 커버하도록 다양한 형태와 디자인으로 제조되어 수납된다.

인플레이터백(B)은 안전베스트(1)의 형태(contour)에 맞추어 다양한 형상과 재질로 구성될 수 있으며 작업자의 신체의 주요 전,후방부를 완충할 수 있는 형상으로 재단된 고밀도플라스틱등으로 제조될 것이다.

도 3의 예시적인 전개도에서와 같이,

인플레이터백(B)의 하나 이상의 주입구(I)에는 팽창을 가능하도록 하는 팽창수단으로서 인플레이터팽창기(22)가 유체적으로 연결되어 있다.

주입구(I)는 신속한 인플레이터백(B)의 팽창을 위하여 다수개의 주입노즐체로 하는 것이 바람직하나 주입구(I)의 내경의 크기에 따라서는 반드시 필요한 것은 아닐 것이다.

인플레이터백(B)에는 팽창용의 가스를 수납하는 봄베 등의 인플레이터팽창기(22)가 연결되고, 도시하는 예에서는 이산화탄소, 고압질소 등의 가스를 고압축하여 수납하는 카트릿지형의 가스카트릿지(V)를 도시하고 있다.

인플레이터백(B)과 유체연결되는 인플레이터팽창기(22)사이에는 유로를 개폐하기 위하여 기계적인 회동을 수행하는 전기모우터 또는 솔레노이드와 같은 개폐스위치로서의 인플레이터구동스위치부(21)가 장착된다.

모식적으로 도 5에 도시하는 바와 같이, 전기적인 모우터(M)를 회동하여 인플레이터백(B)과 인플레이터팽창기(22)사이의 유로(F)를 계폐하는 연결관체부(N)를 기계적으로 개폐하는 수단을 도시한다.

또 인플레이터구동스위치부(21)의 다른 구성으로서는 도 6에서와 같이,

인플레이터백(B)에 통상적인 자동차의 에어백에 채용되는 바와 같은 구성의 뇌관(30)과, 이 뇌관(30)의 점화에 점화에 의해 가스를 발생시키는 통상의 가스발생제유니트(31)를 유체적으로 연결하여 구성하여도 무방하다.

이경우 뇌관(30)과 가스발생제유니트(31)는 이산화탄소 등의 카트릿지형의 가스카트릿지(V)보다 크기를 작게 하고, 폭발에 의하여 가스를 극히 짧은 시간동안 방출하게 되어 봄베노즐의 기계적인 개폐보다 반응시간이 더욱 짧아지므로 더욱 바람직한 구성일 수 있다.

메인제어부(10)는 상기의 인플레이터팽창기(22)를 구동하는 전기적인 신호드라이버인 인플레이터구동스위치부(21)에 작동신호를 전달하기 위하여,

가속도센서인 낙하감응센서부(11), 낙하감응센서부(11)로부터의 감응출력을 설정되는 기준값과 비교하는 비교부(12), 비교부(12)에서의 판단에 따라서 추락상태인 경우, GPS 위치값을 이격된 위치의 관제부100)로 RFID 신호 등으로 발송하는 GPS위치전송부(13) 및 추락상태에서 인플레이터백(B)을 구동하기 위한 신호를 발하는 드라이버(14)를 포함한다.

작업자의 추락의 경우, 메인제어부(10)에서 가속도센서인 낙하감응센서부(11)의 감응값에 기초하여 비교기(12)애서 추락상태임을 판단하여 인플레이터백(B)를 지면에 추락 이전에 팽창시키기 위하여, 인플레이터팽창기(22)를 구동하는 전기적인 신호가 인플레이터구동스위치부(21)에 전달되고, 인플레이터구동스위치부(21)가 인플레이터백(B)에 연결된 이산화탄소 등의 가스카트릿지(V) 등의 인플레이터팽창기(22)를 개방하여 인플레이터백(B)이 즉각적으로 팽창하게 되는 것이다.

가속도센서인 낙하감응센서부(11)가 감응하여야 하는 추락 상태에서의 가변하는 가속도는 예를 들면, 일반적인 환경에서 5층 높이(약 15m)에서 떨어질 경우 약 1.75초의 시간이 소요되므로 예시적으로 16MHZ의 Atmega128의 MCU를 기반으로 설계하는 경우, 가속도센서인 낙하감응센서부(11)의 감응개시부터 인플레이터구동스위치부(21)의 작동개시까지는 1초 미만의 작동시간으로 설계하였다.

낙하감응센서부(11)에서의 낙하감응은 정상적인 작업을 위한 고소로의 작업자의 계단, 발판을 통한 상하 보행 이동 또는 작업용 엘레베이터를 타고 승강하는 경우에 발생하는 정상적인 작업을 위한 상하, 이동 시의 가속도 값을 넘는 즉, 낙하 상태의 가속도값 이하를 실험적으로 구하여 기준값으로 설정하고 이 값 이상의 가속도가 감응되면 추락상태임을 감지하도록 설계될 것이다.

추락 시에 작업자에게 가해지는 충격은 작업자가 일정한 높이에서 추락하는 경우, '운동량 ＝ 질량 × 속도' 로서 물리적으로 구하여 지므로 요구되는 인플레이터백(B)의 크기, 팽창정도와 사용되어야 할 인플레이터팽창기(22)의 용량, 반응속도 등은 실험에 기초한 물리적인 계산으로 얻을 수 있음은 물론이다.

예시적인 실험결과 이산화탄스를 충진한 도시하는 가스카트릿지(V)를 사용하는 경우, 16g 카트리지 2개에서 발생하는 충전 가스를 이용하여 충격량 흡수 가능한 4개의 공기패드를 설계 제작하였고, 16g 이산화탄소 카트리지가 터질 경우 발생하는 기체량은 상온에서 약 555.7mL/g의 기체가 발생하여 2 개의 16g의 경우 약 17.8L의 기체가 발생하여 인플레이터백을 팽창시키는 것이 관찰되었다.

메인제어부(10)으로부터 추락고감응신호는 현장의 지정된 위치에 비치되는 수신부를 가지는 관제부(100)의 메인컴퓨터에서 수신되어 작업현장의 작업자의 위치를 GPS위치전송부(13)로부터 전송받는다.

도 7의 예시적인 다이아그램과 같이,

관제부(100)의 컴퓨터에서는 이를 모니터(T)등의 디스플레이 수단에서 추락 위치의 경위도 좌표값의 추락위치값표시(110)와 작업현장지도(112) 상에 추락위치(P)를 표시하고, 또한 추락비상사태임을 도시하지 아니하는 경광등 또는 모니터 상의 알람표시(111)로서 이를 관리자에게 고지하여 즉각적인 병원후송 등으로의 조치가 가능하게 구성된다. 이러한 신호통신과 작동은 통상적인 기술이므로 구체적으로 언급하지 아니한다.

상술하는 구성에서는 메인제어부(10)를 회로기판 상에 보급형 또는 양산설계형의 MCU를 구성하여 메인제어부(10)를 별도의 구성부로서 구성하고 있지만,

도 8의 모식도에서와 같이, 근래에 널리 보급되는 다양한 종류의 스마트폰(S)은 낙하감응센서로서 작용하는 중력센서, 추락위치값을 부여하는 GPS센서를 기본적으로 내장하고 있고,

이들 중력센서및 GPS센서의 값에 따라서 판단하는 비교기와 관제부(100)로의 신호전송기능은 스마트폰에서 구동되는 어플리케이션으로 용이하게 구성할 수 있으므로 메인제어부(10)를 회로기판등으로 별도로 구성할 필요없이 작업자가 소지하고 있는 스마트폰(S)과 응용프로그램(A)으로 대체하여 사용이 가능하다.

그러나, 대규모의 작업장이거나 작업자가 많은 경우, 또는 작업자의 응용프로그램구동의 망각 등의 문제를 해결하기 위하여서는 전용의 MCU를 구성하여 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트의 메인제어부(10)를 구성하는 것이 작동의 신뢰성면에서 바람직함은 물론이다.

이상의 본 발명의 추락사고대비용 안전베스트에서는 베스트형상의 작업용 의류에 적용하여 설명하였지만 필요한 경우, 작업복 바지에도 동일한 향상의 보조의류 형태로 하거나 작업복 자체에 인플레이터백(B)를 수납하여 구성함으로서 작업현장의 특성에 맞게 수정변경이 가능함은 물론이다.

1: 안전베스트
100: 관제부
B: 인플레이터백

Claims (4)

1. 추락사고대비용 안전베스트를 구성함에 있어서, 상기 안전베스트(1)는,
   작업자의 신체 주요부를 보호할 수있는 형상의 에어백인 인플레이터백(B)과, 상기 인플레이터백(B)을 팽창시키는 가스발생수단인 인플레이터팽창기(22) 및 상기 인플레이터팽창기(22)를 유체적으로 개,폐구동하는 스위치인 인플레이터구동스위치부(21)와, 상기 인플레이터구동스위치부(21)를 구동하는 전기적인 신호를 발하는 제어부로서 회로기판에 구성되어 케이스(11)에 수납되는 메인제어부(10)를 각각 수납하여 가지며;
   상기 메인제어부(10)는 가속도센서인 낙하감응센서부(11), 낙하감응센서부(11)로부터의 감응출력을 설정되는 기준값과 비교하는 비교부(12), 상기 비교부(12)에서의 판단에 따라서 추락상태인 경우, GPS 위치값을 이격된 위치의 관제부(100)로 RFID 신호 등을 발신하는 GPS위치전송부(13) 및 추락상태에서 인플레이터백(B)을 구동하기 위한 신호를 발하는 드라이버(14)를 포함하며,
   상기 메인제어부(10)로부터의 추락감응신호에 따라서 상기 GPS위치전송부(13)로부터의 신호를 전송받아 추락위치값표시(110)와 작업현장지도(112) 상에 추락위치(P)의 표시, 경광등 또는 모니터 상의 알람표시(111)로서의 알람기능을 수행하는 이격된 관제부(100)와 협동하는 것을 특징으로 하는 추락사고대비용 안전베스트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 메인제어부(10)는 낙하감응센서로서 작용하는 중력센서, 추락위치값을 부여하는 GPS센서를 내장하고, 상기 중력센서및 GPS센서의 값에 따라서 판단하는 비교기와 관제부(100)로의 신호전송기능을 응용프로그램으로 실장하는 스마트폰으로 대체할 수 있는 것을 특징으로 하는 추락사고대비용 안전베스트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 인플레이터팽창기(22)와 인플레이터구동스위치부(21)는,
   이산화탄소, 고압질소 등의 비활성가스를 고압 수납한 가스카트릿지(V)와 전기모우터, 솔레노이드의 기계적인 개폐수단 또는,
   전기적인 신호에 의하여 작동하는 뇌관(30)과, 상기 인플레이터백(B)과 유체연결되고 상기 뇌관(30)에 의하여 팽창가스를 발생시키는 가스발생제유니트(31)의 어느 하나의 조합인 것을 특징으로 하는 추락사고대비용 안전베스트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 안전베스트(1)는 작업용 상의 또는 하의에 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 추락사고대비용 안전베스트.

Images