KR101494323B1 - 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치 - Google Patents

연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 제어부는 연속식 하역기의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 획득한 후, 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 연속식 하역기 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 연속식 하역기 본체 내부의 임의의 지점에 설정된 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산하고, 연속식 하역기가 구동될 때 연속식 하역기 부근에 위치한 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 인접장비로부터 획득한 후, 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 인접장비 본체 주변 공간의 임의의 지점과 인접장비 본체 내부의 임의의 지점에 설정된 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산하고, 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하며, 연산된 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 기설정되어 있는 기준값과 비교, 판단하여 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어한다.
따라서, 본 발명은 연속식 하역기와 주변 설비 사이에 발생할 수 있는 충돌을 사전에 방지할 수 있으며, 이에 따라 하역기능 및 작업자의 편의가 증대된다.

Description

연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치{Method of anti-collision control in continuous ship unloader and apparatus thereof}
본 발명은 연속식 하역기(CSU; Continuous Ship Unloader)를 이용하여 작업을 수행할 때, 인접한 다른 설비나 부두와의 충돌을 방지하도록 하는 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철소 등에서 사용되는 연료, 원료 등은 산적화물(BULK)의 형태로 육상 또는 해상으로 운송되고 있으나, 대부분 선박에 의하여 해상을 통해 이루어진다.
이처럼 선박에 의해 산적화물의 형태로 운송되는 연료, 원료 등은 대개 연속식 하역기를 사용하여 하역한다.
이러한 연속식 하역기는 버킷 엘리베이터(Bucket Elevator)의 하부에 굴삭부가 구비되어 있으며, 굴삭부에는 체인을 따라 회전하는 버킷(Bucket)이 구비되어 있다. 그리고 버킷의 회전에 의해 선박의 적재부에 저장된 적재물이 버킷의 내측에 담겨져서 상측으로 이동되어 붐(Boom)으로 공급되고, 붐으로 공급된 적재물이 벨트 컨베이어를 따라 지상으로 이송된다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 연속식 하역기는, 이웃한 장비나 부두와의 충돌을 방지하기 위해서는 다수의 고성능 센서가 필요하지만, 복잡한 설비 구조로 인하여 다수의 고성능 센서를 장비의 각 요소에 설치하고 운용하기에는 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 다수의 고성능 센서를 설치한 경우에도, 분진과 살수에 의한 외란이 발생함은 물론, 내구성이 저하되었으며, 이로 인해 충돌방지기능을 정확하게 수행하지 못하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0040444호 2011. 4. 20. 대한민국 등록특허공보 제10-1226902호 2013.1.22.
본 발명은, 연속식 하역기를 이용하여 작업을 수행할 때 인접한 다른 설비나 부두와 충돌되는 것을 방지할 수 있도록 하는 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치를 제공한다.
본 발명은, 장비 주변 공간의 임의의 지점 및 장비 내 임의의 지점에 다수의 가상 포인트를 설정하고, 작업 수행시 장비의 위치나 각도 정보를 토대로 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산한 후, 이를 이웃 설비의 가상 포인트의 3차원 좌표와 비교하고, 비교 결과를 토대로 감속 또는 정지하여 충돌되는 것을 방지하도록 하는 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지방법은, (1) 제어부는, 연속식 하역기 및 인접장비별로 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 복수의 가상 포인트를 설정하고, 충돌방지제어를 시작하는 단계와, (2) 제어부는, 연속식 하역기의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 획득과, 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 (1) 단계를 통해 연속식 하역기에 설정한 각 가상 포인트의 3차원 좌표의 연산을 제어하는 단계와, (3) 제어부는, (2) 단계에서 연속식 하역기가 구동될 때 연속식 하역기 부근에 위치한 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보의 획득과, 인접장비로부터 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 (1) 단계를 통해 인접장비에 설정한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산을 제어하는 단계와, (4) 제어부는, (2) 단계와 (3) 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리 연산을 제어하는 단계, 그리고 (5) 제어부는, (4) 단계를 통해 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 기준값 미만인지를 판단하여, 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지장치는, 연속식 하역기 및 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 입력받는 데이터 통신부와, 연속식 하역기 및 인접장비별 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 설정된 복수의 가상 포인트 정보와, 충돌감지시 감속 또는 정지제어의 대상이 되는 기준값 정보를 저장하고 있는 저장부와, 데이터 통신부로부터 입력받은 연속식 하역기 및 인접장비별 위치와 각도 정보를 토대로 연속식 하역기 및 인접장비에 설정된 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산하고, 연속식 하역기 및 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하며, 연속식 하역기 및 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 저장부에 저장된 기준값과 비교, 판단하여 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동 여부를 확인하는 충돌 감지부와, 연속식 하역기 및 인접장비별 복수의 가상 포인트 설정, 감속 또는 정지제어 대상이 되는 기준값 정보의 저장을 제어하고, 충돌 감지부에서의 연속식 하역기 및 인접장비별 위치와 각도 정보를 토대로 한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산, 3차원 좌표와 기준값의 비교, 판단을 제어하며, 충돌 감지부에서의 비교, 판단결과를 토대로 한 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어하는 제어부, 그리고 충돌 감지부의 충돌감지에 따른 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 위한 제어신호가 제어부로부터 입력되면, 해당 제어신호를 토대로 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 수행하는 구동부를 포함할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명의 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치에 따르면, 연속식 하역기 자체 및 주변 공간의 임의의 지점에 다수의 가상 포인트를 설정하고, 작업 수행시 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산한 후, 이를 이웃 설비의 가상 포인트의 3차원 좌표와 비교하여 감속하거나 정지시킴으로써, 연속식 하역기와 주변 설비 사이에 발생할 수 있는 충돌을 사전에 방지할 수 있으며, 이에 따라 설비 보호는 물론, 하역기능의 향상 및 작업자의 편의 증대를 이룰 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지장치가 적용되는 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 연속식 하역기에 적용되는 가상 포인트 배치의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 연속식 하역기의 충돌방지방법 및 그 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 연속식 하역기의 충돌방지장치가 적용되는 시스템 구성을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 연속식 하역기(1)를 사용하여 부두(3)에 접안된 선박(5)에 적재되어 있는 연료, 원료 등의 적재물을 지상의 벨트 컨베이어로 이송시킨다. 즉 버킷(1a)의 회전에 의해 선박(5)에 적재된 적재물이 버킷(1a)의 내측에 담겨져서 상측으로 이동된 후, 붐(1b)에 구비된 벨트 컨베이어를 따라 지상으로 이송되는 것이다.
이때 연속식 하역기(1)의 구동은, 주행, 붐 러핑, 붐 선회, 버킷 엘리베이터 선회, 버킷 엘리베이터 스윙 등 5가지로 구분할 수 있으며, 연속식 하역기(1)의 충돌방지 제어에도 5가지의 동작에 의한 위치, 각도 정보를 활용한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 연속식 하역기에 적용되는 가상 포인트 배치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 충돌방지장치는, 데이터 통신부(10), 저장부(20), 충돌 감지부(30), 제어부(40), 구동부(50) 등으로 구성된다.
데이터 통신부(10)는 연속식 하역기의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 본체 내에 구비된 각종 센서로부터 입력받아 제어부(40)로 출력하며, 연속식 하역기 좌측 또는 우측의 인접장비 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 해당 인접장비로부터 입력받아 제어부(40)로 출력한다.
저장부(20)는 연속식 하역기 및 인접장비별 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 설정된 복수의 가상 포인트 정보를 저장하고 있으며, 충돌감지시 제어의 대상이 되는 기준거리 및 정지제어의 대상이 되는 위험거리 정보가 저장되어 있다.
이때 가상 포인트는, 상부는 평면에서 본 연속식 하역기의 가상 포인트의 예를 나타내고 하부는 측면에서 본 연속식 하역기의 가상 포인트의 예를 나타낸 도 3에 도시된 바와 같이, 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 다수 개가 설정된다.
예를 들어, 저장부(20)에 저장된 가상 포인트 중 연속식 하역기 본체 주변 공간의 임의의 지점은, 연속식 하역기의 본체 중심으로부터 상부 또는 하부로 일정 거리 이격된 공간상의 지점(SCL, SCS를 포함하여 SC*의 형태로 표시)과, 연속식 하역기의 본체를 중심으로 좌측과 우측 각각으로 일정 거리 이격된 지면 상부의 지점 및 해당 지점으로부터 전후의 일정 간격마다 설정된 공간상의 지점(SL0 내지 SL4, SR0 내지 SR4를 포함하여 SL*와 SR*의 형태로 표시) 등이 가상 포인트로 설정되어 있다. 그리고 저장부(20)에 저장된 가상 포인트 중 연속식 하역기 본체 내부의 임의의 지점은, 연속식 하역기의 붐을 중심으로 좌우 일정 간격마다 설정된 지점 및 버킷 엘리베이터의 하부 지점(SBW, SB0 내지 SB3, SBE, SBT를 포함하여 SB*의 형태로 표시) 등이 가상 포인트로 설정되어 있다.
충돌 감지부(30)는 제어부(40)의 제어를 토대로 데이터 통신부(10)로부터 입력받은 연속식 하역기의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 토대로 연속식 하역기에 설정되어 있는 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산한다. 그리고 연속식 하역기가 구동될 때 인접장비로부터 입력받은 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 토대로 인접장비에 설정되어 있는 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산한다.
또한, 충돌 감지부(30)는 제어부(40)의 제어를 토대로 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하고, 연산된 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 저장부에 저장된 기준거리 및 위험거리와 비교, 판단하여 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동 여부를 확인하며, 확인 결과를 제어부(40)로 출력한다. 즉 충돌 감지부(30)는 제어부(40)의 제어를 토대로 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 저장부(20)에 기설정된 감속제어의 대상이 되는 기준거리 및 정지제어의 대상이 되는 위험거리와 비교, 판단하여, 그 결과를 제어부(40)로 출력하는 것이다.
이때 충돌 감지부(30)에서 수행되는 각 가상 포인트의 3차원 좌표의 연산은 다음과 같은 식을 토대로 연산한다.
예를 들어, 도 3에 설정되어 있는 SB0 가상 포인트에서의 3차원 좌표는 다음과 같이 연산된다.
SB0x = X + ((1000+19000×cos(θ1-7.59))×sin(θ2)
SB0y = -((1000+19000×cos(θ1-7.59))×cos(θ2)
SB0z = 22000-19000×sin(θ1-7.59)
그리고 도 3의 SB1 가상 포인트에서의 3차원 좌표는 다음과 같이 연산된다.
SB1x = X + (21000×cos(θ1)-1000))×sin(θ2)
SB1y = (21000×cos(θ1)-1000)×cos(θ2)
SB1z = 22000+21000×sin(θ1)
그리고 도 3의 SBT 가상 포인트에서의 3차원 좌표는 다음과 같이 연산된다.
SBTx = SBEx - (9372+dsw)×sin(θ2+θ4)
SBTy = SBEy + (9372+dsw)×cos(θ2+θ4)
SBTz = SBEz - (LBE + Xr) + d
여기서, X는 레일위치, θ1은 붐 러핑각도, θ2는 붐 선회각도, dsw는 버킷 엘리베이터 스윙에 의한 수평 이동량, LBE는 SBE 가상 포인트에서의 버킷 엘리베이터 스윙 실린더 구동축과의 거리, Xr은 버킷 엘리베이터 스윙 실린더에서 버킷 엘리베이터 푸트(foot) 뒷부분까지의 거리, d는 버킷 엘리베이터 스윙에 의한 수직 이동량, θ4는 버킷 엘리베이터 선회각이다.
이와 같은 방식으로 SL*(x, y, z), SR*(x, y, z), SC*(x, y, z) 등의 각 가상 포인트의 3차원 좌표가 충돌 감지부(30)에서 연산된다.
제어부(40)는 연속식 하역기 및 인접장비별 복수의 가상 포인트 설정, 감속 또는 정지제어 대상이 되는 기준값 정보를 저장부(20)에 저장하도록 제어하고, 데이터 통신부(20)로부터 입력되는 연속식 하역기 및 인접장비별 위치와 각도 정보를 충돌 감지부(30)로 제공하여, 충돌 감지부(30)에서 연속식 하역기 및 인접장비별 위치와 각도 정보를 토대로 한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산, 3차원 좌표와 기준값의 비교, 판단을 수행하도록 제어하며, 충돌 감지부(30)에서의 비교, 판단결과를 토대로 한 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어한다.
이때 제어부(40)는 충돌 감지부(30)로부터 입력되는 판단결과를 토대로 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어할 때, 충돌 감지부(30)로부터 입력된 판단결과가 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정된 주의거리를 초과하면 연속식 하역기의 정상 구동을 제어하고, 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정된 위험거리와 주의거리 사이이면 연속식 하역기의 감속 구동을 제어하며, 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정된 위험거리 미만이면 연속식 하역기의 정지 구동을 제어한다.
한편, 제어부(40)는 충돌 위험에 따른 감속 또는 정지를 위한 제어신호를 구동부로 출력하여 연속식 하역기의 구동을 제어할 때, 연속식 하역기와 이웃한 인접장비의 감속 또는 정지구동을 동시에 제어할 수 있다.
또한, 제어부(40)는 작업자의 조작을 확인하여 연속식 하역기의 동작모드가 수동으로 변경되면, 충돌 위험에 따른 감속 또는 정지를 위한 제어신호가 구동부(50)로 출력되지 않도록 구성할 수 있다. 즉 작업자가 수동으로 동작모드를 조정하는 경우, 제어부(40)에서는 감속 또는 정지를 위한 제어신호가 구동부(50)로 출력되지 않으며, 이 경우 작업자는 연속식 하역기를 수동으로 조작할 수 있다. 이는 연속식 하역기 작업자가 이웃 설비와의 충돌 위험이 있음에도 불구하고 연속식 하역기를 이웃 설비에 보다 근접하여 작업을 수행할 경우가 생길 수 있는 데, 이 경우를 대비하기 위함이다.
구동부(50)는 충돌 감지부(30)의 충돌감지에 따른 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 위한 제어신호가 제어부(40)로부터 입력되면, 해당 제어신호를 토대로 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 수행한다.
한편, 본 발명의 충돌방지제어에 적용되는 연속식 하역기의 구동은, 주행, 붐 러핑, 붐 선회, 버킷 엘리베이터 선회, 버킷 엘리베이터 스윙 등의 5가지 동작으로 이루어져 있으며, 이 5가지의 구동에 따라 좌표가 변화하는 가상 포인트 리스트가 저장부(20)에 저장될 수 있다. 이 경우 충돌 감지부(30)는 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산할 때, 저장부(20)에 저장된 연속식 하역기의 각 구동에 따른 가상 포인트 리스트만을 참조하여 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산할 수 있게 된다. 즉 충돌 감지부(30)는 전술한 설명에서와 같이 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산할 때 모든 가상 포인트 사이의 거리를 연산하는 방식 이외에, 각 동작별로 좌표가 변화하는 가상 포인트 리스트를 토대로 인접설비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표와 비교함으로써, 연산량을 줄일 수 있도록 한 것이다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 연속식 하역기의 충돌방지방법의 일 실시예를 도 4와 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 하역기의 충돌방지방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 순서도이다.
우선, 제어부(40)는 연속식 하역기 및 인접장비별로 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 복수의 가상 포인트를 설정하고, 충돌방지제어를 시작한다(S10).
이때 S10 단계를 통해 가상 포인트가 설정된 연속식 하역기 본체 주변 공간의 임의의 지점은, 도 3에 SCL, SCS를 포함하여 SC*의 형태로 표시되는 연속식 하역기의 본체 중심으로부터 상부 또는 하부로 일정 거리 이격된 공간상의 지점과, SL0 내지 SL4, SR0 내지 SR4를 포함하여 SL*와 SR*의 형태로 표시되는 연속식 하역기의 본체를 중심으로 좌측과 우측 각각으로 일정 거리 이격된 지면 상부의 지점 및 해당 지점으로부터 전후의 일정 간격마다 설정된 공간상의 지점 등이다.
또한, S10 단계를 통해 가상 포인트가 설정된 연속식 하역기 본체 내부의 임의의 지점은, SBW, SB0 내지 SB3, SBE, SBT를 포함하여 SB*의 형태로 표시되는 연속식 하역기의 붐을 중심으로 좌우 일정 간격마다 설정된 지점 및 버킷 엘리베이터의 하부 지점 등이다.
S10 단계를 통해 가상 포인트의 설정 및 충돌방지제어를 시작한 이후, 제어부(40)는 연속식 하역기의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 데이터 통신부(20)를 통해 입력받아 충돌 감지부(30)로 전달하고(S20), 충돌 감지부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 연속식 하역기의 동작에 의해 변화하는 위치와 각도 정보를 토대로 S10 단계에서 설정한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산을 수행한다(S30).
이와 함께, 제어부(40)는 S20 단계에서 연속식 하역기가 구동될 때 연속식 하역기 부근에 위치한 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 데이터 통신부(20)를 통해 해당 인접장치로부터 제공받아 충돌 감지부(30)로 전달하고(S40), 충돌 감지부(30)는 인접장비로부터 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 S10 단계를 통해 인접장비에 설정한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산을 수행한다(S50).
이후, 충돌 감지부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 S30 단계와 S50 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산한다(S60).
그리고 충돌 감지부(30)는 S60 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 저장부(20)에 기설정한 기준값(즉 기준 거리 및 위험 거리) 미만인지를 판단하여, 제어부(40)에서 구동부(50)를 통해 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어하도록 한다(S70).
상술한 S70 단계를 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면, 충돌 감지부(30)는 제어부(40)의 제어에 따라 S60 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리와 저장부(20) 저장되어 있는 감속제어의 대상이 되는 기준거리 및 정지제어의 대상이 되는 위험거리의 비교, 판단한다(S72).
S72 단계의 판단결과 S60 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 주의거리를 초과하면, 충돌 감지부(30)는 제어부(40)로 정상 동작 상태임을 알리는 데이터를 제어부(40)로 출력하고, 이에 따라 제어부(40)는 구동부(50)를 통해 연속식 하역기의 정상 구동을 제어한다(S74).
또한, S72 단계의 판단결과 S60 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 위험거리와 주의거리 사이이면, 충돌 감지부(30)는 제어부(40)로 감속 제어가 필요한 상태임을 알리는 데이터를 제어부(40)로 출력하고, 이에 따라 제어부(40)는 구동부(50)를 통해 연속식 하역기의 감속 구동을 제어한다(S76).
또한, S72 단계의 판단결과 S60 단계에서 연산한 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 위험거리 미만이면, 충돌 감지부(30)는 제어부(40)로 정지 제어가 필요한 상태임을 알리는 데이터를 제어부(40)로 출력하고, 이에 따라 제어부(40)는 구동부(50)를 통해 연속식 하역기의 정지 구동을 제어한다(S78).
한편, 상술한 S20 단계에서 연속식 하역기의 구동은, 주행, 붐 러핑, 붐 선회, 버킷 엘리베이터 선회, 버킷 엘리베이터 스윙을 포함하고, 각 구동에 따라 좌표가 변화하는 가상 포인트 리스트가 설정되어 있다. 이에 따라 S60 단계에서 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산할 때, S20 단계에서의 연속식 하역기의 각 구동에 따른 가상 포인트 리스트만을 참조하여 연속식 하역기와 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하게 되어 연산량을 줄일 수 있다.
이처럼, 본 발명은 연속식 하역기 구동시 연산되는 연속식 하역기 자체 및 주변 공간의 임의의 지점에 설정된 다수의 가상 포인트의 3차원 좌표를 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표와 비교하여 각 가상 포인트 사이의 거리가 기준값 미만이면 감속시키거나 정지시키기 때문에, 연속식 하역기와 주변 설비 사이에 발생할 수 있는 충돌을 사전에 방지할 수 있다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1 : 연속식 하역기 1a : 버킷
1b : 붐 3 : 부두
5 : 선박 10 : 데이터 통신부
20 : 저장부 30 : 충돌 감지부
40 : 제어부 50 : 구동부
SB*, SL*, SR*, SC* : 가상 포인트

Claims (10)

  1. (1) 제어부는, 연속식 하역기 및 인접장비별로 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 복수의 가상 포인트를 설정하고, 충돌방지제어를 시작하는 단계,
    (2) 상기 제어부는, 상기 연속식 하역기의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보의 획득과, 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 상기 (1) 단계를 통해 상기 연속식 하역기에 설정한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산을 제어하는 단계,
    (3) 상기 제어부는, 상기 (2) 단계에서 연속식 하역기가 구동될 때 상기 연속식 하역기 부근에 위치한 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보의 획득과, 상기 인접장비로부터 획득한 위치와 각도 정보를 토대로 상기 (1) 단계를 통해 상기 인접장비에 설정한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산을 제어하는 단계,
    (4) 상기 제어부는, 상기 (2) 단계와 상기 (3) 단계에서 연산한 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리 연산을 제어하는 단계, 그리고
    (5) 상기 제어부는, 상기 (4) 단계를 통해 연산한 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 기준값 미만인지를 판단하여, 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 (1) 단계를 통해 가상 포인트가 설정된 상기 연속식 하역기 본체 주변 공간의 임의의 지점은, 상기 연속식 하역기의 본체 중심으로부터 상부 또는 하부로 일정 거리 이격된 공간상의 지점과, 상기 연속식 하역기의 본체를 중심으로 좌측과 우측 각각으로 일정 거리 이격된 지면 상부의 지점 및 해당 지점으로부터 전후의 일정 간격마다 설정된 공간상의 지점이고, 상기 연속식 하역기 본체 내부의 임의의 지점은, 상기 연속식 하역기의 붐을 중심으로 좌우 일정 간격마다 설정된 지점 및 버킷 엘리베이터의 하부 지점이며,
    상기 (2) 단계에서 상기 연속식 하역기의 구동은, 주행, 붐 러핑, 붐 선회, 버킷 엘리베이터 선회, 버킷 엘리베이터 스윙을 포함하고, 각 구동에 따라 좌표가 변화하는 가상 포인트 리스트가 설정되어 있고, 상기 (4) 단계에서 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산할 때, 모든 가상 포인트 사이의 거리를 연산하지 않고 연산량을 줄이기 위하여 상기 (2) 단계에서의 상기 연속식 하역기의 각 구동에 따른 가상 포인트 리스트만을 참조하여 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하는 연속식 하역기의 충돌방지방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (5) 단계는,
    (5-1) 상기 제어부는, 상기 (4) 단계에서 연산한 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리와 기설정되어 있는 감속제어의 대상이 되는 기준거리 및 정지제어의 대상이 되는 위험거리의 비교, 판단을 제어하는 단계,
    (5-2) 상기 제어부는, 상기 (5-1) 단계의 판단결과 상기 (4) 단계에서 연산한 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 주의거리를 초과하면, 상기 연속식 하역기의 정상 구동을 제어하는 단계,
    (5-3) 상기 제어부는, 상기 (5-1) 단계의 판단결과 상기 (4) 단계에서 연산한 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 위험거리와 주의거리 사이이면, 상기 연속식 하역기의 감속 구동을 제어하는 단계, 그리고
    (5-4) 상기 제어부는, 상기 (5-1) 단계의 판단결과 상기 (4) 단계에서 연산한 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정되어 있는 위험거리 미만이면, 상기 연속식 하역기의 정지 구동을 제어하는 단계를 포함하는 연속식 하역기의 충돌방지방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 연속식 하역기 및 인접장비의 구동에 따라 변화하는 위치와 각도 정보를 입력받는 데이터 통신부,
    상기 연속식 하역기 및 상기 인접장비별 본체 주변 공간의 임의의 지점 및 본체 내부의 임의의 지점에 설정된 복수의 가상 포인트 정보와, 충돌감지시 감속 또는 정지제어의 대상이 되는 기준값 정보를 저장하고 있는 저장부,
    상기 데이터 통신부로부터 입력받은 상기 연속식 하역기 및 상기 인접장비별 위치와 각도 정보를 토대로 상기 연속식 하역기 및 상기 인접장비에 설정된 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 연산하고, 상기 연속식 하역기 및 상기 인접장비의 각 가상 포인트의 3차원 좌표를 토대로 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하며, 상기 연속식 하역기 및 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 상기 저장부에 저장된 기준값과 비교, 판단하여 상기 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동 여부를 확인하는 충돌 감지부,
    상기 연속식 하역기 및 인접장비별 복수의 가상 포인트 설정, 감속 또는 정지제어 대상이 되는 기준값 정보의 저장을 제어하고, 상기 충돌 감지부에서의 상기 연속식 하역기 및 상기 인접장비별 위치와 각도 정보를 토대로 한 각 가상 포인트의 3차원 좌표 연산, 3차원 좌표와 기준값의 비교, 판단을 제어하며, 상기 충돌 감지부에서의 비교, 판단결과를 토대로 한 상기 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 제어하는 제어부, 그리고
    상기 충돌 감지부의 충돌감지에 따른 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 위한 제어신호가 상기 제어부로부터 입력되면, 해당 제어신호를 토대로 상기 연속식 하역기의 감속 또는 정지 구동을 수행하는 구동부를 포함하고,
    상기 저장부에 저장된 가상 포인트 중 상기 연속식 하역기 본체 주변 공간의 임의의 지점은, 상기 연속식 하역기의 본체 중심으로부터 상부 또는 하부로 일정 거리 이격된 공간상의 지점과, 상기 연속식 하역기의 본체를 중심으로 좌측과 우측 각각으로 일정 거리 이격된 지면 상부의 지점 및 해당 지점으로부터 전후의 일정 간격마다 설정된 공간상의 지점이고, 상기 연속식 하역기 본체 내부의 임의의 지점은, 상기 연속식 하역기의 붐을 중심으로 좌우 일정 간격마다 설정된 지점 및 버킷 엘리베이터의 하부 지점이며,
    상기 연속식 하역기의 구동은, 주행, 붐 러핑, 붐 선회, 버킷 엘리베이터 선회, 버킷 엘리베이터 스윙을 포함하고, 각 구동에 따라 좌표가 변화하는 가상 포인트 리스트가 상기 저장부에 저장되어 있고, 상기 충돌 감지부에서 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산할 때, 모든 가상 포인트 사이의 거리를 연산하지 않고 연산량을 줄이기 위하여 상기 저장부에 저장된 상기 연속식 하역기의 각 구동에 따른 가상 포인트 리스트만을 참조하여 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 연산하는 연속식 하역기의 충돌방지장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 충돌 감지부는, 상기 제어부의 제어를 토대로 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리를 상기 저장부에 기설정된 감속제어의 대상이 되는 기준거리 및 정지제어의 대상이 되는 위험거리와 비교, 판단하여, 그 결과를 상기 제어부로 출력하며,
    상기 제어부는, 상기 충돌 감지부로부터 입력된 판단결과를 토대로 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정된 주의거리를 초과하면 상기 연속식 하역기의 정상 구동을 제어하고, 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정된 위험거리와 주의거리 사이이면 상기 연속식 하역기의 감속 구동을 제어하며, 상기 연속식 하역기와 상기 인접장비의 각 가상 포인트 사이의 거리가 기설정된 위험거리 미만이면 상기 연속식 하역기의 정지 구동을 제어하는 연속식 하역기의 충돌방지장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    충돌 위험에 따른 감속 또는 정지를 위한 제어신호를 상기 구동부로 출력하여 연속식 하역기의 구동을 제어할 때, 상기 연속식 하역기와 이웃한 인접장비의 감속 또는 정지구동을 동시에 제어하는 연속식 하역기의 충돌방지장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    작업자의 조작을 확인하여 연속식 하역기의 동작모드가 수동으로 변경되면, 충돌 위험에 따른 감속 또는 정지를 위한 제어신호를 상기 구동부로 출력하지 않는 연속식 하역기의 충돌방지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100933992B1 (ko) * 2007-12-28 2009-12-28 울산대학교 산학협력단 크레인 충돌 예측 방법
KR101226902B1 (ko) * 2010-06-29 2013-01-28 현대제철 주식회사 연속하역설비의 충돌방지방법

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