KR101462407B1 - 크레인 운전 훈련장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 운전 훈련자가 크레인 운전을 훈련할 수 있는 크레인 운전 훈련장치에 관한 것으로서, 실제 크레인의 조정석과 유사한 모의 장비에서 가상현실 기반으로 체계적으로 훈련할 뿐 아니라 정량적인 훈련의 결과를 분석 및 평가할 수 있는 크레인 운전 훈련장치 관한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 크레인 운전 훈련장치는 다양한 종류의 크레인에 맞는 운전 상황을 가상 현실 기반으로 제공함으로써, 훈련자가 다양한 형태의 크레인의 운전 상황을 훈련할 수 있어 훈련 공간 및 시간, 장비 비용 등을 절감시킬 수 있고, 초보인 훈련자의 안전사고에 대한 위험을 감소시킬 뿐 아니라 숙련된 기능 인력을 양성할 수 있는 이점이 있다.

Description

크레인 운전 훈련장치 {TRAIN APPARATUS FOR CRANE OPERATION}

본 발명은 크레인 운전 훈련자가 크레인 운전을 훈련할 수 있는 크레인 운전 훈련장치에 관한 것으로서, 실제 크레인의 조정석과 유사한 모의 장비에서 가상현실 기반으로 체계적으로 훈련할 뿐 아니라 정량적인 훈련의 결과를 분석 및 평가할 수 있는 크레인 운전 훈련장치 관한 것이다.

일반적으로 크레인은 제조, 설비, 항만, 자동차 등의 전 산업분야에서 중량물을 이동할 때에 가장 많이 활용되는 장비이다.

보통, 크레인은 주행장치(Gantry), 횡행장치(Trolley), 권상권하장치(Hoist)로 구성되고, 크레인에 달 수 있는 달기 기구로는 와이어로프(Wire Rope : 와이어를 중량물의 후크에 걸어서 들어 올리는 달기기구), 마그네트리프트(Magnet Lift : 전자석을 이용하여 철판 등을 들어 올리는 달기기구), C 훅(C Hook : 코일 운반을 위해 특화된 달기기구), 클램프 (Clamp : 철 구조물을 집어 들어 올릴 때 사용하는 달기기구), 리프트(Lift : 코일 혹은 철판을 들어 올릴 때 사용하는 달기 기구), 바스켓(Basket : 흙이나 고철 형태의 산업자재를 운반할 때 사용하는 달기기구) 등이 있으며, 산업현장의 요구에 맞게 적절한 달기기구를 제작하여 사용하기도 한다.

이때, 크레인 운전은 지상의 레일 방향으로 이동하는 주행동작, 크레인 대차의 레일 방향으로 이동하는 횡행동작, 지상에서 상하로 이동하는 권상권하동작으로 구분된다.

또한, 크레인의 운전방법으로는 캐빈 탑승형, 유선 팬던트형, 무선 리모콘형으로 나눠지며, 캐빈 탑승형은 크레인 상방에 운전석이 별도로 정해져있어 운전자가 크레인 운전만을 전담하여 하방을 향해서 운전하며, 유선 팬던트형 또는 무선 리모콘형은 지상에서 현장의 작업자가 정면 또는 상방을 향해서 크레인 운전을 겸하는 방식이다.

이와 같이, 여러가지 방식의 크레인 운전에서 가장 중요한 것은 전후좌우 및 상하로 중량물을 이동하면서 중량물의 진동에 의한 진폭을 최소화하고, 중량물의 흔들림에 영향을 주는 요소는 중량물의 크기, 중량물의 무게, 중량물의 무게편심, 이동속도, 와이어의 길이 등이며, 운전자는 전후좌우의 속도와 방향을 조정하여 최소화하는 것이다.

그런데, 크레인은 거대한 장비이기 때문에 운전 시에 조작 미숙으로 인하여 화물 낙마, 기물 파손, 크레인 파손, 인명 사고 등의 안전사고가 많이 일어날 수 있으며, 이를 위하여 한국산업인력공단에서는 천장크레인운전기능사, 컨테이너크레인운전기능사, 타워크레인운전기능사, 기중기운전기능사 등 대형 크레인 장비를 안전하게 운전할 수 있는 기능 인력들을 양성하여 자격증을 발급하고 있는 실정이다.

그런데, 크레인을 운전할 수 있는 기능 인력들을 양성하기 위하여 실제 크레인에서 연습하는 것이 가장 좋지만, 고가일 뿐 아니라 거대한 크기의 실제 크레인을 이용하여 훈련하기 어려운 실정이다.

따라서, 다양한 형태의 크레인에 맞추어 실제 작업 현장 및 상황에 능동적으로 대처할 수 있는 가상훈련 기반으로 크레인의 운전 연습할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 크레인의 종류에 따라 운전 연습하는 훈련 영상을 다양한 각도에서 제공할 수 있는 크레인 운전 훈련장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 크레인의 종류에 따라 운전 연습하는 조작패널을 다양하게 제공할 수 있는 크레인 운전 훈련장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 크레인의 운전 상황 중에 물리적인 상태를 분석하여 가시화하여 실제 환경과 유사한 환경을 제공할 수 있는 크레인 운전 훈련장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 크레인의 운전 훈련결과를 수집하여 체계적으로 관리할 수 있는 크레인 운전 훈련장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 훈련자가 앉아서 크레인 운전을 훈련할 수 있는 테이블 형태의 멀티 플랫폼; 상기 멀티 플랫폼에 입체적으로 탈착되고, 크레인에서 볼 수 있는 영상을 서로 다른 각도에서 연속적으로 제공하는 복수개의 영상 스크린; 상기 멀티 플랫폼에 탈착되고, 크레인의 조작레버와 버튼과 스위치 및 램프가 구비된 조작패널; 상기 영상 스크린들에 표시된 영상을 보면서 작업자가 상기 조작패널을 통한 입력 신호를 기반으로 물리적 현상을 처리한 다음, 영상 처리를 수행하는 영상 제어부; 및 훈련자에게 적합한 훈련환경을 설정하고, 상기 영상 제어부로부터 입력된 정보를 기반으로 훈련 정보를 가시화하는 훈련 제어부;를 포함하는 크레인 운전 훈련장치를 제공한다.

상세하게, 상기 멀티 플랫폼은, 상기 영상 스크린들이 탈착될 수 있는 스크린 거치대와, 상기 조작패널이 탈착될 수 있는 조작패널 거치대를 포함할 수 있다.

상세하게, 상기 스크린 거치대는, 상기 영상 스크린의 배면을 지지하는 복수개의 스크린 가이드와, 상기 스크린 가이드들을 설정 각도로 연결하는 복수개의 조립 클램프를 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 스크린 거치대는, 상기 영상 스크린들을 작업자 시야를 기준으로 정면과 하방과 상방 중에 선택적으로 장착하도록 설치될 수 있다.

이때, 상기 조립 클램프들은 상기 스크린 가이드들을 135°또는 105°각도로 연결하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 조작패널 거치대는, 상기 조작패널의 일면에 구비된 한 쌍의 돌기가 끼워질 수 있는 홈이 구비될 수 있다.

상세하게, 상기 조작패널은 천장크레인, 컨테이너크레인, 타워크레인, 기중기 중 하나의 조작패널로 구성될 수 있다.

상세하게, 상기 영상 제어부는, 상기 조작패널을 통한 입/출력 신호를 전달하는 제어처리부와, 상기 제어처리부로부터 입력된 신호를 비롯하여 크레인, 장애물 등의 물리적인 특성을 반영하여 위치정보를 전달하는 물리처리부와, 상기 제어처리부로부터 입력된 위치정보를 반영한 훈련 시나리오를 로딩하여 상기 영상 스크린들에 연속된 화면으로 제공하고, 훈련하는 동안 각종 평가 및 시지를 처리하는 영상처리부를 포함할 수 있다.

상세하게, 상기 훈련 제어부는, 크레인의 높이, 크기, 속도 및 무게와, 크레인에 갈리는 기구의 종류, 크기, 무게 및 편심 정보를 입력하여 상기 물리처리부로 전달하여 크레인 제원설정부와, 현장 작업을 훈련하도록 각종 장애물 및 훈련코스를 설정하는 훈련시나리오 설정부와, 훈련자가 훈련 진행 중에 각종 평가항목과 훈련의 방향성을 제시하는 훈련평가항목설정부와, 훈련자가 훈련 진행 후에 상기 훈련평가항목설정부에서 설정한 항목을 기반으로 훈련에 대한 평가 및 성과를 관리해주는 성과관리부와, 상기 영상처리부의 정보를 수집하여 훈련자의 훈련성과를 표시하는 훈련성과모니터링부와, 상기 조작패널을 조작하는 과정을 표시하는 조작패널모니터링부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 크레인 운전 훈련장치는 영상 스크린들을 멀티 플랫폼에 구비된 스크린 가이드들에 설정각도의 조립 클램프들을 이용하여 탈착함으로써, 크레인의 종류에 따라 훈련 영상을 다양한 각도에서 제공할 뿐 아니라 영상 스크린들의 설치 비용을 절감시키고, 크레인의 운전 상황을 훈련자의 시야에서 볼 때 실제와 유사한 가상 현실을 구현할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 크레인의 종류에 따라 다양한 조작패널을 별도로 구비하더라도 조작패널의 돌기들을 멀티 플랫폼의 홀들에 탈착함으로써, 크레인의 종류에 따라 적합한 조작패널을 제공할 뿐 아니라 손쉽게 탈착시킬 수 있고, 훈련자로 하여금 크레인의 실제 조작원리를 빠르게 습득시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 멀티 플랫폼에 내장된 영상 제어부가 크레인 시험, 선택코스, 장애물 등에 따라 가변될 수 있는 크레인의 운전 상황에 적합한 물리적 상태를 분석하여 영상 스크린들을 통하여 가시화함으로써, 크레인의 운전 상황을 실제와 유사한 가상 현실로 구현할 수 있어 크레인 시험에서 합격률을 높일 뿐 아니라 실제 크레인 운전 상황에서 현장적응력을 높일 수 있으며, 실제 크레인을 사용하지 않더라도 크레인 운전 훈련을 할 수 있어 소음과 진동 저감을 통한 쾌적한 훈련 환경을 제공하며, 나아가 에너지 및 비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 훈련 제어부가 영상 스크린들과 조작패널과 운전 제어부로부터 전송되는 크레인의 운전 훈련결과를 수집하여 체계적으로 관리함으로써, 신속하고 정확한 운전 훈련 평가가 이뤄지고, 부족한 평가 항목에 대한 피드백이 가능하여 반복 훈련 시에 집중적으로 훈련시킬 수 있으며, 나아가 크레인의 운전 훈련결과에 대한 성과 관리를 통하여 훈련자의 운전능력에 따라 교육기간을 단축시킬 뿐 아니라 훈련 효과를 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 크레인 운전 훈련장치는 다양한 종류의 크레인에 맞는 운전 상황을 가상 현실 기반으로 제공함으로써, 훈련자가 다양한 형태의 크레인의 운전 상황을 훈련할 수 있어 훈련 공간 및 시간, 장비 비용 등을 절감시킬 수 있고, 초보인 훈련자의 안전사고에 대한 위험을 감소시킬 뿐 아니라 숙련된 기능 인력을 양성할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치의 구성도.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 멀티 플랫폼이 도시된 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 스크린 가이드가 도시된 사시도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용될 수 있는 클램프의 실시예들이 도시된 정면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 영상 스크린의 정착구조가 도시된 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 조작패널의 착탈구조가 도시된 사시도.
도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용될 수 있는 조작패널의 실시예들이 도시된 사시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 훈련과정이 도시된 순서도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련과정 및 관리과정이 보다 상세히 도시된 순서도.

이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치의 사시도이다.

본 발명에 따른 크레인 운전 훈련장치는 도 1에 도시된 바와 같이 멀티 플랫폼(100)과, 영상 스크린(200)과, 조작패널(300)과, 영상 제어부(400)와, 훈련 제어부(500)를 포함하도록 구성된다.

상기 멀티 플랫폼(100)은 훈련자가 앞에 앉을 수 있는 테이블 형태로 구성되고, 상기 멀티 플랫폼(100)에 상기 영상 스크린(200)과 조작패널(300)이 선택적으로 장착될 뿐 아니라 상기 영상 제어부가 내장될 수 있도록 구성된다.

상기 영상 스크린(200)은 훈련자의 시야를 기준으로 전방, 하방, 상방의 다양한 각도에서 상기 멀티 플랫폼(100)에 입체적으로 장착될 수 있다. 물론, 상기 영상 스크린(200)은 크레인의 종류에 따라 다양한 각도에서 볼 수 있는 화면을 제공하도록 복수개가 구비될 수 있으며, 여러 개의 영상 스크린(200)을 통하여 다양한 각도에서 연속적인 화면을 제공할 수 있도록 한다. 이때, 상기 영상 스크린(200)은 하기에서 설명될 스크린 거치대와 고정 클램프에 의해 상기 멀티 플랫폼(100)에 탈착 가능하게 설치될 수 있지만, 한정되지 아니한다.

실시예로서, 상기 영상스크린(200)은 표준 인체정보를 이용하여 몰입감을 최대로 느낄 수 있는 크기를 산정한 결과, 40인치 크기의 16:9 화면비율을 가지면서 Full HD 해상도를 가지며, 입력방식이 HDMI인 LED 모니터를 선정할 수 있다.

상기 조작패널(300)은 실제 크레인의 조작패널과 같은 형태로 조작레버와 버튼과 스위치 및 램프가 구비된다. 이때, 상기 조작패널(300)은 천장크레인, 컨테이너크레인, 타워크레인, 기중기 등과 같이 크레인의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 훈련하고자 하는 조작패널(300)을 선택적으로 상기 멀티 플랫폼(100)에 장착될 수 있다. 물론, 상기 조작패널(300)은 하기에서 설명될 고정돌기와 클램프에 의해 상기 멀티 플랫홈(100)에 탈착 가능하게 설치될 수 있지만, 한정되지 아니한다.

상기 영상 제어부(400)는 상기 멀티 플랫폼(100)에 내장된 일종의 컴퓨터 본체로써, 상기 영상 스크린(200) 및 조작패널(300)과 통신할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 영상 제어부(400)는 상기 영상 스크린(200)에 표시된 영상을 보면서 작업자가 상기 조작패널(300)을 통한 입력 신호를 기반으로 물리적 현상을 처리한 다음, 영상 처리를 수행하도록 하는데, 하기에서 보다 상세한 구성을 설명하기로 한다.

상기 훈련 제어부(500)는 관리자에 의해 관리될 수 있는 관리 시스템으로써, 모니터와 컴퓨터 본체로 구성될 수 있으며, 상기 영상 제어부(400)와 통신 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 상기 훈련 제어부(500)는 훈련자에게 적합한 훈련환경을 설정할 뿐 아니라 상기 영상 제어부(400)로부터 입력된 정보를 기반으로 훈련 정보를 가시화하도록 구성되며, 하기에서 보다 상세한 구성을 설명하기로 한다.

이와 같이, 상기 영상 스크린(200)과 조작패널(300) 및 영상 제어부(400)는 상기 멀티 플랫폼(100)이 장착된 상태로 훈련자가 가상 현실을 기반으로 크레인 운전 훈련을 연습하는데 사용되고, 상기 훈련 제어부(500)는 관리자가 훈련환경을 설정할 뿐 아니라 훈련성과를 관리하는데 사용된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치의 구성도이다.

상기 영상 스크린(200)과 조작패널(300)은 상기 멀티 플랫폼(100)을 통하여 상기 영상 제어부(400)와 통신 가능하게 연결되고, 상기 영상 제어부(400)도 상기 훈련 제어부(500)와 통신 가능하게 연결된다.

상기 영상 제어부(400)는 상기 조작패널(300)을 통하여 입력된 신호를 고려하여 상기 영상 스크린(200)에 영상을 제어할 수 있으며, 실시예에서 영상처리부(410)와, 물리처리부(420)와, 제어처리부(430)를 포함하도록 구성된다.

상기 영상처리부(410)는 상기 영상 스크린(200)에 표시되는 영상을 처리하는 부분으로써, 객체의 위치정보를 갱신함에 따라 현실과 같은 화면 영상을 제공할 수 있으며, 평가요소를 포함하는 훈련상태를 하기에서 설명될 훈련결과모니터링부(550)에 기록할 수 있다.

실시예에서, 상기 영상처리부(410)는, 훈련환경 3D 모델링, 훈련과정 가이드, 훈련결과 레포팅, 다중화면 영상처리과정을 수행할 수 있다.

상기 훈련환경 3D 모델링은, 교육장 외형 및 건물내부의 시설물이 포함된 교육환경을 구축한다. 또한, 갠트리, 트롤리, 후크, 캐빈 및 중량물이 포함된 크레인을 구축한다. 또한, 후리잡기, 기본코스, 전문코스, 종합코스가 포함된 훈련시나리오를 구축한다. 또한, 폴 장애물, 넘기 장애물, 드럼 장애물 및 벽 장애물을 모델링한 후, 훈련시나리오를 기준으로 장애물을 배치한다. 또한, 배치된 장애물의 속성을 포함하여 훈련 평가의 기준들을 구축한다. 또한, 크레인의 기계음을 녹취하고, 바닥과 장애물 등의 충돌음을 녹취한 다음 튜닝을 하여 훈련환경 3D 모델링을 완료한다.

상기 훈련과정 가이드는, 문자 및 음성으로 충돌, 범위이탈, 현재 크레인정보 등을 훈련자에게 즉각적으로 제공하여 훈련효과를 높일 수 있다.

상기 훈련결과 레포팅은, 훈련시나리오 성공유무, 충돌 횟수, 범위이탈 횟수 등 평가항목을 훈련이 끝난 시점에 훈련자에게 보여줌으로서 즉각적인 훈련결과를 피드백할 수 있다.

상기 다중화면 영상처리과정은, 상기 영상 스크린들(200)에서 제공하는 영상스크린의 개수, 각도 및 해상도에 대하여 화면을 다중으로 분할하여 제공할 수 있다.

상기 물리처리부(420)는 상기 영상처리부(410)의 상태를 분석하여 크레인, 장애물 등의 물리적 현상을 처리한 다음, 객체의 위치정보를 다시 상기 영상처리부(410)로 전송할 수 있다.

실시예에서, 상기 물리처리부(420)는 후크 Dynamics, 장애물 Collision, 범위이탈 Detection, 달기기구 등의 물리적 현상을 처리할 수 있다.

보통, 크레인은 일반적으로 캐빈을 중심으로 크레인을 좌, 우측으로 이동하는 동작으로, 운전방법은 운전 레버를 동작하면 해당 방향으로 레일을 따라 크레인이 이동하는 주행동작(Gantry), 트롤리를 전방 또는 후방으로 이동시킴으로서 트롤리 하부에 설치된 후크에 운송물을 매달아 전동기의 속도제어로 운전하는 횡행동작(Trolley), 전동기의 정, 역회전에 의해 와이어 드럼에 감겨 있는 와이어 로프를 통하여 화물을 상방 또는 하방으로 옮기는 권상/권하동작(Hoist)으로 구성된다.

상기 후크 Dynamics는 크레인 기능에서 가장 중요한 기능으로 와이어와 후크, 중량물의 관성 법칙과 진자 운동이 포함된 동역학이 적용되며, 크레인과 와이어, 와이어와 후크, 후크와 추의 관계를 운동 제약조건으로 설정한 후, 후크와 중량물의 무게에 의한 지구 중력운동의 특성이 포함된다.

상기 장애물 Collision은 장애물 및 바닥과 중량물 또는 후크의 충돌현상이 제공되며, 장애물이 중량물 또는 후크에 부딪혔을 경우, 자연법칙에 의해 넘어지는 현상이 제공된다. 또한, 넘기 장애물을 넘어갈 경우 충돌현상 및 떨어지는 현상의 구현이 포함된다.

상기 범위이탈 Detection은 훈련자가 훈련할 시에 코스를 이탈할 경우, 이를 파악하여 경보 발생 기능이 적용된다. 또한 물리처리부에서 발생한 객체의 위치정보는 영상처리부로 전송되며, 영상처리부에서는 객체이동에 대한 영상을 처리하고 평가항목에 의한 결과를 저장하는 기능이 포함된다.

상기 달기기구는 상기 후크에는 여러 가지 종류가 될 수 있으며, 상기 달기기구로는 와이어로프(Wire Rope : 와이어를 중량물의 후크에 걸어서 들어 올리는 달기기구), 마그네트리프트(Magnet Lift : 전자석을 이용하여 철판 등을 들어 올리는 달기기구), C 훅(C Hook : 코일 운반을 위해 특화된 달기기구), 클램프 (Clamp : 철 구조물을 집어 들어 올릴 때 사용하는 달기기구), 리프트(Lift : 코일 혹은 철판을 들어 올릴 때 사용하는 달기 기구), 바스켓(Basket : 흙이나 고철 형태의 산업자재를 운반할 때 사용하는 달기기구) 등이 있으며, 각 달기기구별로 물리적인 특성을 설정할 수 있다.

상기 제어처리부(430)는 훈련자가 상기 조작패널(300)을 통해 입력하는 조작신호를 수신하여 상기 물리처리부(420)로 전송할 수 있으며, 상기 조작패널(300)을 조작하는 훈련상태를 하기에서 설명될 조작패널모니터링부(560)에 기록할 수 있다.

실시예에서, 상기 제어처리부(430)는 RS232C 통신방식의 USB 포트를 사용하며, 통신프로토콜관리, 제어보드로 신호 송수신 기능을 포함한다.

따라서, 상기 제어처리부(430)의 기동 시에 통신 프로토콜을 초기화하는데, 제어보드와 조작패널을 Control off 상태로 초기화한다. 이때, Control off 버튼램프를 제외한 모든 램프는 Off 상태 명령을 송신한다. 훈련시에는 제어보드로부터 상기 조작패널(300)에서 입력되는 조작레버, 버튼 램프, 스위치의 신호를 상기 물리제어부(420)로 전달하며, 상기 물리제어부(420)로부터 발생하는 램프 등의 신호를 제어보드를 통해 상기 조작패널(300)로 전달하는 역할을 한다.

상기 훈련 제어부(500)는 관리자의 설정에 의해 상기 영상 제어부(400)와 연동하면서 훈련과정을 모니터링 및 관리하도록 제어할 수 있다.

이때, 상기 훈련 제어부(500)는 후리잡기, 기본코스, 전문코스 및 종합코스의 환경을 설정하는 코스관리와, 크레인의 물리적인 제원을 설정하는 제원관리와, 훈련시 필요한 성과항목을 설정하거나 종료조건을 설정하는 훈련관리와, 훈련기록정보, 해상도 등 시스템 전반적인 운영환경을 관리하는 환경관리와, 훈련자의 정보를 입력함으로써 교수자와의 연계, 기수관리, 성과관리를 수행할 수 있는 사용자관리와, 훈련자의 성과를 분석평가하기 위한 성과관리를 수행하도록 구성된다.

보다 상세하게, 상기 훈련 제어부(500)는 실시예에서 크레인제원설정부(510)와, 훈련형가항목설정부(520)와, 훈련시나리오설정부(530)와, 성과관리부(540)와, 훈련결과모니터링부(550)와, 조작패널모니터링부(560)를 포함하도록 구성된다.

상기 크레인제원설정부(510)는 크레인의 높이, 크기, 속도, 무게와, 달기기구의 종류, 크기, 무게, 편심정보 등을 입력 받으면, 해당 신호를 상기 물리처리부(510)로 전달할 수 있다.

실시예로서, 상기 크레인제원설정부(510)에서 훈련하고자 하는 대상 크레인의 권상/권하 속도, 횡행속도, 주행속도, 정격하중, 레일스팬, 트롤리 높이, 레일길이 및 운전방식을 설정하여 입력할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 크레인제원설정부(510)를 통하여 설정될 수 있는 세부 설정내용으로는 권상권하 1~4단 속도 및 가속도, 횡행 1~4단 속도/가속도/미끌림, 주행 1~4단 속도/가속도/미끌림, 크레인 형상/무게, 후크 형상/무게, 중량물 형상/무게, 폴 장애물 형상/무게, 드럼 장애물 형상/무게, 넘기 장애물 형상/무게, 중량물 진폭/진동수 등을 포함할 수 있다.

상기 훈련평가항목설정부(520)는 훈련자가 크레인의 운전 훈련을 진행하는 상황에서 각종 평가항목을 보여주거나, 훈련의 방향성을 제시해 줄 수 있다.

실시예로서, 상기 훈련평가항목설정부(520)에서 훈련 코스별로 넘기 장애물 우회 유무, 벽 장애물 우회 유무, 드럼 장애물 통과 유무, 드럼높이 초과 통과 유무, 드럼에 충돌하여 일정거리 벗어남, 코스범위 일정거리 벗어남, 폴 장애물 일정높이 벗어남, 중량물 지면 닿음 유무, 규정시간 초과, 폴 장애물 전도횟수, 넘기 장애물 전도 횟수, 벽 장애물 전도 횟수, 코스이탈 횟수, 범위이탈 횟수, 드럼 장애물 충돌횟수를 설정할 수 있으며, 종료조건은 흔들림의 진폭, 운전 훈련 시간, 중량물 위치 등 3가지 조건의 조합으로 결정할 수 있다.

상기 훈련시나리오설정부(530)는 훈련자가 훈련을 진행하기 전에 후리잡기, 기본코스, 전문코스, 종합코스 등의 훈련코스를 설정하거나, 현장작업을 훈련하기 위하여 각종 장애물 등을 설정할 수 있다.

실시예로서, 상기 훈련시나리오설정부(530)에서 훈련코스별 코드형태, 훈련시작위치, 폴 장애물 위치/개수, 드럼 장애물 위치/개수, 벽 장애물 위치/개수, 넘기 장애물 위치/개수를 포함하여 시나리오를 설정할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 훈련시나리오설정부(530)에서 후리잡기, 기본코스, 전문코스, 종합코스를 설정할 수 있다.

기본코스는 중량물의 흔들림을 최소화하면서 수평방향으로 이동을 하는 훈련으로, 1m 간격의 폴 장애물 7개를 수평으로 설치하여 지그재그로 이동하여 출발점으로 복귀하는 훈련으로 구성될 수 있다.

전문코스는 중량물의 흔들림을 최소화하면서 수평방향과 수직방향으로 이동하는 훈련으로, 기본코스에 1m 간격의 폴 장애물 7개를 1m 간격으로 좌우로 추가로 설치하여 지그재그로 이동하여 출발점으로 복귀하는 훈련으로 구성될 수 있다.

종합코스는 천장크레인기능사 실기시험과 동일한 코스를 가상으로 구축하여 가상의 환경에서 훈련 및 평가를 함으로써 기능사시험에 대비하는 훈련으로 구성될 수 있다.

상기 성과관리부(540)는 훈련자가 훈련을 진행한 후에 상기 훈련평가항목설정부(520)에서 설정한 항목을 기반으로 훈련에 대한 평가 및 성과를 관리해 줄 수 있다.

실시예로서, 상기 성과관리부(540)에서 관리되는 훈련성과 리스트로는 기수, 아이디, 훈련자, 훈련일자, 훈련명, 결과, 주행시간, 주행거리, 장애물, 코스이탈, 범위이탈의 정보가 포함될 수 있다.

보다 상세하게, 상기 성과관리부(540)의 동작을 살펴보면, 상기 기수, 아이디, 훈련자, 훈련기간, 훈련명을 입력한 다음, 보기버튼을 누르면, 입력한 정보에 해당하는 결과가 훈련성과 리스트에 출력된다.

이때, 상기 훈련성과 리스트에서 하나의 훈련 행을 더블 클릭하면, 훈련기록지를 확인할 수 있다. 또한, 성과 관리의 통계버튼을 누르면, 상기 훈련성과 리스트의 화면에 출력된 내용을 통계하여 통계 리스트 화면에 출력하고, 상기 통계 리스트의 행을 클릭하게 되면, 우측에 훈련성공률 그래프가 나타난다. 물론, 상기 통계 리스트 데이터는 아이디, 코스, 도전횟수, 성공횟수, 성공률을 포함하며, 그래프는 기간에 따른 훈련성공률 변화 추이를 확인할 수 있다.

상기 훈련결과모니터링부(550)는 훈련자가 훈련하는 동안 상기 영상처리부(410)의 정보를 수집하여 훈련자의 훈련성과를 관리자가 볼 수 있도록 표시해줄 수 있다.

실시예에서, 상기 훈련결과모니터링부(550)는 훈련자의 훈련결과를 표현해 주는 훈련기록지, 훈련자의 성과를 훈련기록통계, 교수자가 관리하는 훈련자들의 성과를 표현해 주는 평가기록통계를 포함할 수 있다.

상기 훈련기록지는 아이디, 성명, 기수, 훈련일자, 훈련명, 담당교수, 입과일을 기준으로 주행시간, 주행거리, 코스이탈, 범위이탈, 폴 전도수, 넘기 장애물 전도수, 벽 장애물 전도수, 드럼 충돌수, 합격유무를 확인할 수 있다. 또한, 실격사유에서는 훈련 중 실격 사유 앞에 V가 되어있다. 또한, 코스 기록에서는 훈련 중 추의 궤적을 확인하며, 구간에 따른 점수, 훈련시간과 훈련 시간 그래프를 확인 할 수 있다. 또한, Print 버튼을 누르면 현재 화면이 출력될 수 있다.

상기 훈련기록통계는 아이디, 성명, 기수, 훈련명, 담당교수, 입과일, 수료일을 기준으로 훈련기간에서는 선택한 기간을 확인하여, 성공횟수, 훈련시간, 주행거리, 장애물충돌, 코스이탈, 폴전도수, 넘기 장애물 전도수, 벽 장애물 전도수, 드럼 충돌 횟수, 종합점수를 합계, 평균 별로 확인할 수 있다. 또한, 훈련시간, 주행거리, 코스이탈, 범위이탈, 폴전도수, 넘기 장애물 전도수, 벽 장애물 전도수, 드럼 충돌수, 종합점수를 기간별 추이로 확인할 수 있다. 또한, 구간 기록에서는 구간에 따른 훈련시간 평균과 합계, 점수 평균과 합계, 구간별 평균 시간 그래프를 확인 할 수 있다. 또한, Print 버튼을 누르면 현재 화면이 출력될 수 있다.

상기 평가기록통계는 교수자가 관리하는 기수 정보에서는 기수 인원, 훈련명, 담당교수 입과일, 수료일, 기간을 기준으로 합격횟수, 훈련시간, 주행거리, 코스이탈, 범위이탈, 폴 전도수, 넘기 장애물 전도수, 벽 장애물 전도수, 드럼 충돌수, 종합평균의 합계 평균을 확인할 수 있다. 또한, 합격율, 종합점수의 기간별 추이 그래프도 확인할 수 있다. 또한, Print 버튼을 누르면 현재 화면과 개별 점수가 출력될 수 있다. 또한, 개별점수 버튼을 누르면 개별 점수 기록을 확인할 수 있다. 또한, 개별 점수에서는 순위, 이름, 성공율, 훈련점수, 훈련시간, 주행거리, 코스이탈, 범위이탈, 폴 전도수, 넘기 장애물, 벽 장애물, 드럼충돌을 확인할 수 있다. 또한, 개별 점수의 순위는 성공율로 정할 수 있다.

상기 조작패널모니터링부(560)는 훈련자가 상기 조작패널(300)을 조작하는 과정을 관리자가 볼 수 있도록 표시해줄 수 있다.

실시예에서, 상기 조작패널모니터링부(560)는 상기 조작패널(300)을 모니터링할 수 있는 프로그램으로 버튼 및 조작 레버의 이상 유무를 체크할 수 있다. 훈련자가 조작하고 있는 주행, 횡행, 권상권하 작동을 모니터링할 수 있으며, 조작반의 비상정지, CONTROL OFF, CONTROL ON, SIREN상태를 모니터링할 수 있다. 또한, 현재 훈련하고 있는 크레인의 작동상태를 각종 램프를 통해서 확인할 수 있다. 또한, 모니터링 프로그램에서 버튼램프 또는 램프를 클릭하면, 상기 조작패널(300)의 버튼램프 또는 램프를 켜거나 끌 수 있다.

이와 같이, 상기 영상 제어부(400)와 훈련 제어부(500)는 크레인의 종류와 훈련 방법에 적합한 영상을 상기 영상 스크린(200)에 제공할 뿐 아니라 훈련과정을 체계적으로 관리할 수 있는 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 한정되지 아니한다.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 멀티 플랫폼이 도시된 사시도이다.

상기 멀티 플랫폼(100)은 수납반(110)과, 영상스크린거치대(120)와, 조작패널거치대(130)와 도어(140)를 포함하도록 구성되고, 훈련자가 실제 크레인에 탑승했을 때와 유사한 형태로 훈련할 수 있도록 구성된다,

상기 수납반(110)은 상기 영상 제어부(300)로 사용되는 영상컴퓨터 및 우퍼 스피커(111)가 내장된다. 이때, 상기 수납반(110)의 전면 하단부 좌우에 하단스피커(112a,112b)가 배치되며, 전면 상단부 좌우에는 상단스피커(113a,113b)가 배치되어 입체음향 효과를 생성하며, 구성품들의 안정성을 보장한다.

상기 영상스크린거치대(120)는 훈련자가 하방을 향해 몰입할 수 있도록 앉은 키의 표준 눈높이를 근거로 제작되는데, 실시예에서 하방의 영상스크린 높이의 시작점을 약 400mm로 유지하며 각도는 약 15도 각도로 제작될 수 있다. 이때, 상기 영상스크린거치대(120)는 하기에서 설명될 영상스크린가이드(121 : 도 5에 도시) 또는 영상스크린(200 : 도 1에 도시)을 고정하기 위해 홀이 배치될 수 있다.

상기 조작패널거치대(130)의 오른쪽 측면 중간에는, 상기 조작패널(300 : 도 1에 도시)로부터 인입되는 USB장치를 꽂기 위한 USB허브(131)와, 상기 조작패널(300 : 도 1에 도시)로 출력되는 조작패널전원콘센트(132)와, 상기 영상 제어부(400 : 도 1에 도시)인 영상컴퓨터의 전원을 켜기위한 영상컴퓨터전원스위치(133)와, 상기 스피커들(111,112a,112b,113a,113b)의 입체음향의 소리를 조절하기 위한 스피커볼륨조절기(134)를 구비하여, 크레인 운전 훈련자 또는 관리자가 쉽게 조작할 수 있도록 한다. 물론, 상기 조작패널거치대(130)의 측면에는 전원 및 네트웍 케이블이 인입될 수 있도록 인입홀(미도시)도 구비된다.

이때, 상기 조작패널거치대(130)의 전면 양측에는, 천장크레인, 컨테이너크레인 등 다양한 크레인 조작패널을 안정적으로 삽입시키기 위해 조작패널고정홀(136)이 좌우에 가공된다. 또한, 상기 조작패널거치대(130)의 좌우 측면에는, 상기 조작패널(300)이 상기 조작패널거치대(130)의 전면에 안정적으로 고정시키기 위해 조작패널클램프(135)가 구비된다. 따라서, 상기 조작패널거치대(130)가 상기 조작패널이 고정되면, 훈련자가 과도한 힘으로 상기 조작패널을 조작해도 안정적인 고정시킬 수 있다.

상기 도어(140)는 구성품의 도난방지와 발열문제를 해결하기 위해 설치된다.

실시예에서, 상기 도어(140)는 작업시 뒤쪽 공간을 최소한으로 유지하기 위해 양문으로 제작되는데, 하방 좌우에 흡입구(141)가 설치되고, 상방 좌우에 배기팬(142)가 설치되어 환기를 원활하게 한다. 또한, 상기 도어(140)에는 시건장치(143)가 설치되어 도난을 예방할 수 있다. 따라서, 상기 멀티 플랫폼(100)은 후방의 도어(140)를 통해서만 구성품들을 분해하거나 설치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 스크린 가이드가 도시된 사시도이고, 도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용될 수 있는 클램프의 실시예들이 도시된 정면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 영상 스크린들(200)은 멀티플랫폼(100)에 다양한 각도로 설치될 수 있는데, 도 5와 도 6a 및 도 6b에 도시된 스크린 가이드(121)와, 135°클램프(122)와, 105°클램프(123)에 의해 다양한 형태로 장착될 수 있다. 따라서, 크레인 운전자가 캐빈에 탑승하거나, 지상에서 운전하는 효과를 이루기 위하여 4개 이하의 훈련영상을 하방, 정면, 상방으로 자유롭게 배치하여 훈련자가 가상의 환경에서 사물의 정확한 상태에 몰입하여 훈련할 수 있다.

상기 스크린 가이드(121)는 사각형을 구성하는 네 개의 프레임(121a)과, 두 개의 프레임(121a)을 가로지르는 고정판(121b)을 포함하도록 구성되며, 상기 영상스크린(200 : 도 1에 도시)이 상기 고정판(121b)에 지지되는 동시에 고정될 수 있다.

상기 135°클램프(122)는 하방, 전방 및 상방과 양측의 영상스크린을 조립하거나, 전방과 상방의 영상스크린을 조립할 수 있는 클램프로서, 상기 스크린 가이드와(121)는 볼트로 단단히 고정한다.

상기 105°클램프(123)는 하방과 전방의 영상스크린을 조립할 수 있는 클램프로서, 마찬가지로 상기 스크린 가이드(121)와는 볼트로 단단히 고정한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 영상 스크린의 정착구조가 도시된 사시도이다.

상기 영상 스크린들(200)은 상기 스크린 가이드들(121)에 고정되는데, 훈련자를 기준으로 하방과 양측면에 위치하도록 상기 135°클램프들(122)에 의해 서로 고정되고, 하방과 전면에 위치하도록 상기 105°클램프들(123)에 의해 서로 고정되며, 전면과 상방에 위치하도록 상기 135°클램프들(122)에 의해 서로 고정될 수 있다.

이와 같이, 상기 영상 스크린들(200)은 훈련자를 기준으로 다양한 각도에서 장착될 수 있는데, 이는 크레인의 종류에 따라 훈련자의 시야를 다르게 제공할 수 있어 실제 크레인 운전과 같은 효과를 도모할 수 있다.

실시예로서, 상기 영상 스크린들(200)이 전면과 양측을 기준으로 하는 전면 3채널과, 하방과 양측을 기준으로 하는 하방 3채널과, 상방과 양측을 기준으로 하는 상방 3채널을 자유롭게 조합하여 다양하게 구성할 수 있으며, 한정되지 아니한다. 다만, 도 7에 도시된 영상 스크린들(200)은 전면 1채널과, 하방 3채널과, 상방 1채널로 구성한 것으로 볼 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용된 조작패널의 착탈구조가 도시된 사시도이다.

상기 조작패널(300)은 크레인 운전자가 캐빈에 탑승하여 크레인의 조작반을 활용하여 운전훈련을 하는 자세와 유사한 형태로 구성함으로써, 실제의 훈련과 동일한 훈련을 수행할 수 있도록 한다.

하지만, 훈련하고자 하는 대상 크레인의 조작반이 달라지거나, 전혀 다른 종류의 크레인을 훈련하고자 한다면 많은 수의 훈련장비가 배치되어야 하므로 고객의 입장에서는 비용의 부담을 느낄수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는, 다양한 크레인의 종류에 따라 다양한 형태의 조작반이 상면에 구비된 조작패널(300)을 구성하지만, 상기 조작패널(300)은 상기에서 설명한 멀티 플랫폼(100 : 도 1에 도시)에 안정적으로 탈부착 가능한 구조가 구비되는 것이 바람직하다.

보다 상세하게, 상기 조작패널(300)의 후면 양측에는 고정용돌기(311)가 각각 구비되는데, 상기 고정용돌기들(311)은 탈착의 용이성을 높이기 위하여 서로 길이가 다르게 형성될 수 있다. 또한, 상기 조작패널(300)의 양측면 후단에는 조작패널클램프(312)가 각각 구비된다. 물론, 상기 조작패널(300)은 사용자가 손쉽게 잡고 이동시킬 수 있는 손잡이(미도시)가 별도로 구비될 수 있다.

그 외에도, 상기 조작패널(300)은 조작반의 신호를 전달하는 신호처리용 USB(321)와, 전원을 공급하는 전원선(322)이 연결된다.

이와 같이 구성된 조작패널(300)을 도 3과 도 7을 참조하여 상기 멀티 플랫폼(100)에 조립하는 과정을 살펴보면, 상기 조작패널(300)의 손잡이를 잡고, 상기 고정용돌기(311)들 중 길이가 긴 것과 짧은 것을 차례대로 상기 멀티 플랫폼(100)의 조작패널삽입홀들(136)에 끼우게 된다. 이때, 상기 조작패널(300)은 상기 멀티 플랫폼(100)의 전방에 걸림된 상태를 유지하게 된다.

다음, 상기 조작패널(300)과 멀티 플랫폼(100)의 양측에 각각 구비된 조작패널클램프들(312,135)을 서로 체결하면, 상기 조작패널(300)을 상기 멀티 플랫폼(100)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.

다음, 상기 조작패널(300) 측의 USB 허브(321)와 전원선(322)을 상기 멀티 플랫폼(100) 측의 USB 허브(131)와 조작패널전원콘센트(132)에 연결하면, 상기 조작패널(300)이 상기 영상 제어부(400 : 도 1에 도시) 및 훈련 제어부(500 : 도 1에 도시)와 통신 가능하게 연결된다.

물론, 상기 조작패널(300)에는 키보드 등을 비롯하여 다른 구성품이 더 포함될 수 있으며, 추가적으로 연결될 수도 있지만, 한정하지 아니한다.

상기와 같이 조립된 조작패널(300)의 해체는 상기의 과정을 반대로 진행하면 된다.

도 9a 내지 도 9b는 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련장치에 적용될 수 있는 조작패널의 실시예들이 도시된 사시도이다.

도 9a는 천장크레인 조작패널(330)을 도시한 것으로써, 실제 천장크레인의 조작반에서 실 장비의 상태 및 조작할 수 있는 조작레버, 버튼류, 램프류가 많이 구비될 수 있지만, 실시예에서는 천장크레인 운전 훈련에 꼭 필요한 부품만을 배치하도록 구성되지만, 한정되지 아니한다.

상기 천장크레인 조작패널(330)의 좌측조작반(330A)에는, 천장크레인의 달기기구를 전후좌우로 이동하게 하는 조작레버(331)와, 비상스위치(332)와, CONTROL ON 램프버튼(333)과, 그 아래쪽에 여러개의 좌측 램프(334)가 배치된다.

이때, 상기 좌측 램프(334)는 A/H BRAKE OPEN, T/S BRAKE OPEN, T/L NORMAL SOFT STARTER READY, M/H BRAKE OPEN, T/L NO.2 MORTOR OVER CURRENT, M/H MOTOR OVER CURRENT, MASTER CONTROL OFF, T/L NO.1 MOTOR VOER CURRENT, M/H STAND BY THYRISTOR READY, MASTER CONTROL ON, T/L STAND BY SOFT STARTER READY 및 M/H NORMAL THYRISTOR READY 램프를 포함할 수 있다.

상기 천장크레인 조작패널(330)의 우측조작반(330B)에는, 천장크레인의 달기기구를 상하로 이동하게 하는 조작레버(335)와, SIREN 및 CONTROL OFF 램프버튼(336,337)과, 그 아래쪽에 마찬가지로 여러개의 우측 램프(338)가 배치될 수 있다.

이때, 상기 우측 램프(338)는 T/L BRAKE OPEN, SPARE, SPARE, A/H MOTOR OVER CURRENT, T/L NO.1 BRAKE OVER CURRENT, T/S MOTOT OVER CURRENT, A/H STAND BY THYRISTOR READY, T/S BRAKE OVER CURRENT, T/S STAND BY SOFT STARTER READY, A/H NORMAL THYRISTOR READY, T/L NO.2 MOTOR OVER CURRENT 및 T/S NORMAL SOFT STARTER READY 램프를 포함할 수 있다.

도 9b는 컨테이너크레인 조작패널(340)을 도시한 것으로써, 실제 컨테이너크레인의 조작반에서 실 장비의 상태 및 조작할 수 있는 조작레버, 버튼류, 램프류가 많이 구비될 수 있지만, 실시예에서는 컨테이너크레인 운전 훈련에 꼭 필요한 부품만을 배치하도록 구성되지만, 한정되지 아니한다.

상기 컨테이터크레인 조작패널(340)의 좌측조작반(340A)은 컨테이너크레인의 스프레더를 전후로 이동하게 하는 조작레버(341)와, 비상스위치(342)와, TRIM LEFT/RIGHT와 LIST INB/OUTB를 조정하는 조그(343)와, SKEW CW/CCW 스위치(344a)와, TRIM/LIST/SKEW HOME POSITION 램프버튼(344b)과, 그 아래쪽에 여러개의 스위치(344c)가 배치될 수 있다.

이때, 상기 스위치(344c)는 FLIPPER 1 WS ENABLE/DISABLE 스위치, FLIPPER 2 WS ENABLE/DISABLE 스위치, FLIPPER 3 WS ENABLE/DISABLE 스위치, FLIPPER 4 WS ENABLE/DISABLE 스위치를 포함할 수 있다.

상기 컨테이너크레인 조작패널(340)의 우측조작반(340B)은 컨테이너크레인의 스프레더를 좌우 및 상하로 이동하게 하는 조작레버(345)와, CONTROL ON 램프버튼(346)과, SPREADER TWIST LOCKS 스위치(347)와, 그 아래쪽에 여러개의 램프버튼(348)이 배치될 수 있다.

이때, 상기 램프버튼(348)은 CONTROL OFF 램프버튼, SPREADER PUMP ON 램프버튼, SPREADER PUMP OFF 램프버튼, SPREADER TELESCOPIC LENGTH 20FT 램프버튼, SPREADER TELESCOPIC LENGTH 40FT 램프버튼을 포함할 수 있다.

상기 컨테이너크레인 조작패널(340)의 중앙램프부(340C)는 스프레더가 컨테이너를 착상하는 상태를 나타내는 SPREADER LANDED 램프(349a)와, SPREADER TWIST LOCKS : UNLOCKED 램프(349b)와, SPREADER TWIST LOCKS : LOCKED 램프(349c)와, CENTER HOUSING 램프(349d)가 포함될 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 훈련과정이 도시된 순서도이다.

본 실시예의 크레인 운전 훈련장치를 이용하여 훈련과정을 살펴보면, 훈련자 가 성과정보를 활용하기 위해 사용자 로그인하고, 훈련상황을 가상환경으로 설정하기 위하여 훈련시나리오를 선택한다.(S1,S2 참조)

다음, 훈련자는 선택한 훈련시나리오에 따라 크레인운전훈련을 수행하고, 설정된 미션을 따라 훈련을 수행하게 된다.(S3 참조)

물론, 훈련자는 영상 스크린들의 영상을 보고, 조작패널의 조작반을 움직이기 때문에 실제와 같은 상황에 몰입하여 훈련할 수 있으며, 훈련과정 및 훈련결과는 모두 저장된다.

이때, 훈련자는 상기 영상 스크린들을 통하여 크레인 제원기반으로 생성된 가상현실기반의 영상을 보고, 상기 조작패널의 조작함에 따라 입력하게 된다. 물론, 상기 영상 제어부에서 입력 신호를 기반으로 물리적인 현상을 처리한 후, 상기 영상 스크린들을 통하여 영상처리를 수행하는 과정을 반복하게 된다. 따라서, 상기 영상 제어부에 의해 입력되는 정보를 바탕으로 가시화함으로써, 실제와 같은 상황에 몰입하여 효과적으로 훈련할 수 있다.

다음, 훈련자가 훈련을 마치면, 훈련자는 훈련결과와, 훈련기록지를 볼 수 있다.(S4,S5 참조)

이와 같은 과정을 통하여 훈련이 반복되면, 관리자는 훈련결과 및 훈련성과를 분석하여 성과관리를 수행하고, 훈련자는 웹 또는 네트웍을 통하여 훈련에 대한 성과관리를 제공받을 수 있다.(S6 참조)

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 크레인 운전 훈련과정 및 관리과정이 보다 상세히 도시된 순서도이다.

도 11을 참조하여 관리자 및 훈련자의 기능연계도를 보면, 관리자는 훈련코스를 등록하는 코스관리를 수행한 뒤, 크레인의 제원을 등록함으로써, 훈련시나리오를 작성한다.(S101,S102,S108,S109 참조)

다음, 훈련자는 관리자에 의해 등록된 훈련을 선택하여 훈련을 수행하게 된다. (S110 참조)

물론, 관리자는 훈련자를 기수별로 등록하여 일괄적으로 훈련결과를 관리 및 평가하며, 운영환경을 설정할 수 있다.(S103.S104 참조)

이와 같이, 훈련자가 훈련을 수행한 후, 훈련 기록이 작성되어 훈련자는 훈련기록지를 통해 결과를 확인할 수 있다.(S111,S112,S113 참조)

또한, 관리자는 기록된 훈련기록을 기준으로 제시되는 성과관리 및 통계를 확인할 수 있다.(S106,S107 참조)

100 : 멀티 플랫폼 200 : 영상 스크린
300 : 조작패널 400 : 영상 제어부
500 : 훈련 제어부

Claims (9)

1. 훈련자가 앉아서 크레인 운전을 훈련할 수 있는 테이블 형태의 멀티 플랫폼;
   상기 멀티 플랫폼에 입체적으로 탈착되고, 크레인에서 볼 수 있는 영상을 서로 다른 각도에서 연속적으로 제공하는 복수개의 영상 스크린;
   상기 멀티 플랫폼에 탈착되고, 크레인의 조작레버와 버튼과 스위치 및 램프가 구비된 조작패널;
   상기 영상 스크린들에 표시된 영상을 보면서 작업자가 상기 조작패널을 통한 입력 신호를 기반으로 물리적 현상을 처리한 다음, 영상 처리를 수행하는 영상 제어부; 및
   훈련자가 훈련코스를 설정하고, 상기 영상 제어부로부터 입력된 정보를 기반으로 훈련 정보를 가시화하는 훈련 제어부;를 포함하고,
   상기 멀티 플랫폼은,
   상기 영상 스크린들을 작업자 시야를 기준으로 정면과 하방과 상방 중에 선택적으로 탈착하기 위하여, 상기 영상 스크린의 배면을 지지하는 복수개의 스크린 가이드와, 상기 스크린 가이드들을 설정 각도로 연결하는 복수개의 조립 클램프를 포함하는 스크린 거치대와, 상기 조작패널을 탈착할 수 있는 조작패널 거치대를 포함하고,
   상기 영상 제어부는,
   상기 조작패널을 통한 입/출력 신호를 전달하는 제어처리부와, 상기 제어처리부로부터 입력된 신호를 비롯하여 크레인, 장애물, 훈련코스의 물리적인 특성을 반영하여 위치정보를 전달하는 물리처리부와, 상기 제어처리부로부터 입력된 위치정보를 반영한 훈련 시나리오를 로딩하여 상기 영상 스크린들에 연속된 화면으로 제공하고, 훈련하는 동안 평가 및 훈련 가이드를 처리하는 영상처리부를 포함하는 크레인 운전훈련장치.
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5. 제1항에 있어서,
   상기 조립 클램프들은 상기 스크린 가이드들을 135°또는 105°각도로 연결하도록 구성된 크레인 운전 훈련장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 조작패널 거치대는,
   상기 조작패널의 일면에 구비된 한 쌍의 돌기가 끼워질 수 있는 홈이 구비된 크레인 운전 훈련장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 조작패널은 천장크레인, 컨테이너크레인, 타워크레인, 기중기 중 하나의 조작패널로 구성될 수 있는 크레인 운전훈련장치.
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9. 제1항에 있어서,
   상기 훈련 제어부는,
   크레인의 높이, 크기, 속도 및 무게와, 크레인에 달리는 기구의 종류, 크기, 무게 및 편심 정보를 입력하여 상기 물리처리부로 전달하여 크레인 제원설정부와, 현장 작업을 훈련하도록 각종 장애물 및 훈련코스를 설정하는 훈련시나리오 설정부와, 훈련자가 훈련 진행 중에 각종 평가항목과 훈련의 방향성을 제시하는 훈련평가항목설정부와, 훈련자가 훈련 진행 후에 상기 훈련평가항목설정부에서 설정한 항목을 기반으로 훈련에 대한 평가 및 성과를 관리해주는 성과관리부와, 상기 영상처리부의 정보를 수집하여 훈련자의 훈련성과를 표시하는 훈련성과모니터링부와, 상기 조작패널을 조작하는 과정을 표시하는 조작패널모니터링부를 포함하는 크레인 운전훈련장치.
   

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