KR101683820B1 - 복층 크레인 충돌 방지 시스템 - Google Patents

복층 크레인 충돌 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 복층 크레인 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 상,하부 크레인 조립체의 추돌이나 전복을 방지할 수 있는 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 제공하는데 있다
이를 위해 본 발명은 상부 후크를 갖고, 상부 수평 방향으로 이동할 수 있는 상부 크레인 조립체; 상기 상부 크레인 조립체의 하부에 설치되고, 상기 상부 크레인 조립체를 감지하는 감지 센서를 가지며, 하부 수평 방향으로 이동할 수 있는 하부 크레인 조립체; 및 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어하고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으면 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 없도록 제어하는 상,하부 크레인 제어부를 포함하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 개시한다.

Description

복층 크레인 충돌 방지 시스템{Multi-floor crane anti collision system}
본 발명의 다양한 실시예는 복층 크레인 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 복층 크레인이라 함은 제1수평 방향으로 왕복 운동하는 상부 크레인 조립체와, 상부 크레인 조립체의 하부에 위치되어 제1수평방향으로 왕복 운동하는 하부 크레인 조립체로 구성된다.
따라서, 이러한 상,하부 크레인 조립체는, 조작자의 실수로인해, 후크(달기구) 또는 후크를 지지하고 있는 와이어 로프가 상호간 충돌할 위험이 매우 크다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 상,하부 크레인 조립체의 추돌이나 전복을 방지할 수 있는 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 해결하고자 하는 과제는 상부 크레인의 후크에 설치된 변위 감지기(예를 들면, 고도계, 변위 감지기, 거리 검출기, 높이 검출기, 레이저 거리 검출기 등)의 축전지가 자동으로 충전되도록 한 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템은 변위 감지기(예를 들면, 고도계, 레이저 거리 검출기)가 설치된 상부 후크를 갖고, 상부 수평 방향으로 이동할 수 있는 상부 크레인 조립체; 상기 상부 크레인 조립체의 하부에 설치되고, 상기 상부 크레인 조립체를 감지하는 감지 센서를 가지며 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도를 수신하고, 하부 수평 방향으로 이동할 수 있는 하부 크레인 조립체; 및 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어하고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으면 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 없도록 제어하는 상,하부 크레인 제어부를 포함한다.
상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 1차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단될 경우, 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체의 접근 속도를 계산할 수 있다.
상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 높고(고속), 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면, 상기 상,하부 크레인 조립체가 데이터 교신 후 교차하여 상기 상,하부의 수평 방향으로 이동할 수 있다.
상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 높고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으며, 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 상기 1차 감지 영역보다 가까운 2차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단되면, 상기 상부 크레인 조립체의 접근 속도가 기준 속도보다 낮아지도록(저속) 제어할 수 있다.
상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 상기 2차 감지 영역보다 가까운 3차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단되면, 상기 상,하부 크레인 조립체의 이동을 정지하도록 제어할 수 있다.
상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 낮고(저속), 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면, 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어할 수 있다. 물론, 상기 접근 속도가 기준 속도보다 높아도, 상부 후크의 고도가 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면, 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부의 수평 방향으로 이동할 수 있다.
상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 낮고(저속), 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으며, 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 상기 1차 감지 영역보다 가까운 3차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단되면, 상기 상,하부 크레인 조립체의 충돌 방향쪽의 이동을 정지하도록 제어할 수 있다.
상기 상부 후크는 변위 감지기를 더 포함하고, 상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 변위 감지기의 고도값에서 상기 변위 감지기로부터 상부 후크의 하단까지의 거리를 감산하여 상기 상부 후크 고도를 계산할 수 있다.
상기 변위 감지기는, 예를 들면, 레이저 거리 검출기일 수 있으며, 이는 상부 크레인 조립체의 바닥에서 지면까지의 거리(X)를 지정하고, 상부 후크에서 상부 크레인 조립체의 바닥까지의 거리(Y)를 지정하며, 상부 후크에서 상부 크레인 바닥까지 검출된 거리(Z+B)를 감산하면 상부의 후크의 높이(B)가 계산될 수 있다.
즉, B=X-Y-Z이다. 여기서, Z는 레이저 거리 검출기로부터 상부 후크의 바닥까지의 거리이고, B는 실질적으로 상부 후크의 바닥에서 지면까지의 거리이다.
상기 상부 크레인 조립체는 상호간 이격된 제1감지 타겟과 제2감지 타겟을 포함하고, 상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 감지 센서에 의해 상기 제1감지 타겟이 감지될 경우 상기 상,하부 크레인 조립체의 상기 제1감지 타겟쪽의 이동 방향을 제어하고, 상기 감지 센서에 의해 상기 제2감지 타겟이 감지될 경우 상기 상,하부 크레인 조립체의 상기 제2감지 타겟쪽의 이동 방향을 제어할 수 있다.
상기 상부 크레인 조립체는 상기 상부 후크 고도가 상승 한계점에 도달한 경우, 상기 변위 감지기의 축전지를 충전하는 충전 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 충전 장치는 자기 공명 또는 자기 유도 방식의 무선 충전 방식으로 동작할 수 있다.
상기 상,하부 제어부는 다색의 발광다이오드를 더 포함하고, 상기 상,하부 제어부는 상기 상부 후크의 고도값에 따라 서로 다른 색상으로 상기 다색의 발광다이오드를 발광시킬 수 있다. 이러한 다색의 발광다이오드는, 설치 위치를 한정하는 것은 아니지만, 상부 후크에 설치되거나 또는 사용자 제어판 등에 설치될 수 있다. 이와 같이 하여, 크레인 운전자는 상부 후크의 고도가 안전한 위치에 있는지를 시각적으로 확인할 수 있게 된다.
본 발명의 다양한 실시예는 상,하부 크레인 조립체의 추돌이나 하부 크레인 조립체의 전복을 방지할 수 있는 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 제공한다. 즉, 본 발명은 상부 크레인 조립체의 상부 후크의 고도가 하부 크레인 조립체의 고도보다 낮을 경우, 상,하부 크레인 조립체가 상호간 교차하여 수평 방향으로 지나갈 수 없도록 제어함으로써, 상,하부 크레인 조립체의 상호간 추돌이나 전복을 방지하도록 한다.
또한, 본 발명은 상부 후크에 변위 감지기가 설치될 수 있는데, 이러한 변위 감지기는 상부 후크가 상승 한계점에 도달하였을 때, 무선 충전 방식에 의해 자동으로 충전되도록 함으로써, 변위 감지기의 전원(예를 들면, 전지)을 정기적으로 수동 방식으로 교체할 필요가 없도록 한다.
또한, 본 발명은 상부 후크가 기준 높이(하부 크레인 조립체의 최상단 높이)보다 높으면 다색 발광 다이오드가 청색으로 발광할 수 있도록 하고, 낮으면 다색 발광 다이오드가 적색으로 발광할 수 있도록 함으로써, 크레인 운전자에게 시각적인 정상 또는 비정상 위험 신호를 보내도록 할 수 있다. 또한, 본 발명은 전력 손실을 줄이기 위해, 크레인 이동 시 다색 발광 다이오드가 발광 모드로 동작하도록 제어하고, 크레인 정지 시 슬립 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템 중 상부 후크의 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템 중 충전 방법을 설명하기 위한 상부 크레인의 부분 확대 정면도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템 중 충전 방법을 설명하기 위한 상부 크레인의 부분 확대 정면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층 및/또는 부분을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층 및/또는 부분은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "하부"를 포괄하는 개념이다.
또한, 본 발명에 따른 상,하부 크레인 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품은 임의의 적절한 하드웨어, 펌웨어(예를 들어, 주문형 반도체), 소프트웨어, 또는 소프트웨어, 펌웨어 및 하드웨어의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 상,하부 크레인 제어부(컨트롤러) 및/또는 다른 관련 기기 또는 부품의 다양한 구성 요소들은 하나의 집적회로 칩 상에, 또는 별개의 집적회로 칩 상에 형성될 수 있다. 또한, 상,하부 크레인 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는 가요성 인쇄 회로 필름 상에 구현 될 수 있고, 테이프 캐리어 패키지, 인쇄 회로 기판, 또는 상,하부 크레인 제어부(컨트롤러)와 동일한 서브스트레이트 상에 형성될 수 있다. 또한, 상,하부 크레인 제어부(컨트롤러)의 다양한 구성 요소는, 하나 이상의 컴퓨팅 장치에서, 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 프로세스 또는 쓰레드(thread)일 수 있고, 이는 이하에서 언급되는 다양한 기능들을 수행하기 위해 컴퓨터 프로그램 명령들을 실행하고 다른 구성 요소들과 상호 작용할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령은, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리와 같은 표준 메모리 디바이스를 이용한 컴퓨팅 장치에서 실행될 수 있는 메모리에 저장된다. 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 예를 들어, CD-ROM, 플래시 드라이브 등과 같은 다른 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer readable media)에 저장될 수 있다. 또한, 본 발명에 관련된 당업자는 다양한 컴퓨팅 장치의 기능이 상호간 결합되거나, 하나의 컴퓨팅 장치로 통합되거나, 또는 특정 컴퓨팅 장치의 기능이, 본 발명의 예시적인 실시예를 벗어나지 않고, 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치들에 분산될 수 될 수 있다는 것을 인식해야 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100)를 도시한 정면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100)은 상부 크레인 조립체(110) 및 하부 크레인 조립체(120)를 포함한다. 물론, 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100)은 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 다양한 동작을 제어하는 상,하부 크레인 제어부(미도시)를 더 포함한다. 더불어, 도면에서 수직 방향으로 위치될 수 있는 상,하부 크레인 조립체(110,120)만이 도시되어 있으나, 이보다 더 많은 갯수의 수직 방향으로 위치될 수 있는 크레인 조립체 또는 충돌 방지 시스템이 구비될 수 있다.
상부 크레인 조립체(110)는 양측의 벽면에 설치된 상부 지지대(111)에 고정된 상부 제1수평 레일(112)과, 상부 제1수평 레일(112)에 설치된 상부 제1수평 롤러부(113)와, 상부 제1수평 롤러부(113)에 설치된 상부 제2수평 레일(114)과, 상부 제2수평 레일(114)에 설치된 상부 제2수평 롤러부(115)와, 상부 제2수평 롤러부(115)에 결합된 상부 호이스트부(116)와, 상부 호이스트부(116)에 결합된 상부 와이어 로프(117)와, 상부 와이어 로프(117)에 결합된 상부 후크(118)를 포함한다.
여기서, 상부 제1수평 레일(112)을 따라 상부 제1수평 롤러부(113)가 상부 제1수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 상부 제2수평 레일(114)을 따라 상부 제2수평 롤러부(115)가 상부 제2수평 방향으로 이동할 수 있다. 물론, 제1수평 방향과 제2수평 방향은 상호간 교차하는 방향(예를 들면, 직각 방향)일 수 있다. 더불어, 상부 제1수평 롤러부(113), 상부 제2수평 롤러부(115) 및 상부 호이스트부(116)는 상,하부 크레인 제어부에 의해 각종 다양한 동작이 제어될 수 있다.
하부 크레인 조립체(120)는 상부 크레인 조립체(110)의 하부에 설치된다. 하부 크레인 조립체(120)는 양측의 벽면에 설치된 하부 지지대(121)에 고정된 하부 제1수평 레일(122)과, 하부 제1수평 레일(122)에 설치된 하부 제1수평 롤러부(123)와, 하부 제1수평 롤러부(123)에 설치된 하부 제2수평 레일(124)과, 하부 제2수평 레일(124)에 설치된 하부 제2수평 롤러부(125)와, 하부 제2수평 롤러부(125)에 결합된 하부 호이스트부(126)와, 하부 호이스트부(126)에 결합된 하부 와이어 로프(127)와, 하부 와이어 로프(127)에 결합된 하부 후크(128)를 포함한다.
여기서, 하부 제1수평 레일(122)을 따라 하부 제1수평 롤러부(123)가 하부 제1수평 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 하부 제2수평 레일(124)을 따라 하부 제2수평 롤러부(125)가 하부 제2수평 방향으로 이동할 수 있다. 물론, 제1수평 방향과 제2수평 방향은 상호간 교차하는 방향(예를 들면, 직각 방향)일 수 있다. 더불어, 하부 제1수평 롤러부(123), 하부 제2수평 롤러부(125) 및 하부 호이스트부(126)는 상,하부 크레인 제어부에 의해 각종 다양한 동작이 제어될 수 있다.
한편, 상부 제1수평 롤러부(113) 또는 상부 제2수평 레일(114)에는 감지 타겟(113a)이 설치되고, 이와 대응되는 하부 제2수평 레일(124)에는 타겟 감지 센서(124a)가 설치될 수 있다. 그러나, 본 발명에서 이러한 감지 타겟(113a) 및/또는 타겟 감지 센서(124a)의 설치 위치를 한정하는 것은 아니며, 이들은 필요에 따라 다양한 위치 및 영역에 설치될 수 있다.
따라서, 상,하부 크레인 제어부는 상부 제2수평 레일(114)과 하부 제2수평 레일(124)이 대략 수직 방향으로 중첩(즉, 배열 또는 위치)됨을 감지 및 판단할 수 있다. 실질적으로, 타겟 감지 센서(124a)는 감지 타겟(113a)(실제로, 감지 타겟은 서로 이격되어 2개가 설치될 수 있는데 이는 아래에서 다시 설명한다)이 일정 범위 내에 들어 오면 이를 감지함으로써, 상부 제2수평 레일(114)과 하부 제2수평 레일(124)이 완전하게 수직 방향으로 중첩되기 이전에 하기할 본 발명의 동작이 이루어지도록 상기 수직 방향의 배열 상태를 미리 감지 및 판단하게 된다.
이와 같이 하여, 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100)의 다양한 동작 시 상부 크레인 조립체(110) 중 상부 후크(118)의 변위 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120) 중 하부 호이스트부(126)의 최고 고도(C)보다 높을 수도 있고 낮을 수도 있다.
상부 후크(118)의 변위 고도(B)가 하부 호이스트부(126)의 최고 고도(C)보다 높으면, 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 제1수평 방향 교차 이동 시(즉, 상,하부 제1수평 롤러부(113,123)가 상,하부 제1수평 레일(112,122)을 따라 교차 이동할 때) 상호간 충돌할 위험이 없지만, 상부 후크(118)의 변위 고도(B)가 하부 호이스트부(126)의 최고 고도(C)보다 낮으면 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 제1수평 방향 교차 이동 시(즉, 상,하부 제1수평 롤러부(113,123)가 상,하부 제1수평 레일(112,122)을 따라 교차 이동할 때) 상호간 충돌할 위험이 있다.
따라서, 본 발명에서 상,하부 크레인 제어부는, 기본적으로, 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도가 하부 크레인 조립체(120)의 최고 고도보다 높으면 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 교차하여 상,하부 수평 방향(즉, 제1수평 방향)으로 이동할 수 있도록 제어하나, 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도가 하부 크레인 조립체(120)의 최고 고도보다 낮으면 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 교차하여 상,하부 수평 방향(즉, 제1수평 방향)으로 이동할 수 없도록 제어함을 주요 특징으로 한다.
물론, 위에서 상부 후크의 변위 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)중 하부 호이스트부(126)의 최고 고도(C)보다 낮을 경우, 상부 크레인 조립체(110)가 하부 크레인 조립체(120)에 충돌함을 예로 설명하였으나, 반대로 설명하면, 상술한 조건에서 하부 크레인 조립체(120)가 상부 크레인 조립체(110)에 충돌할 수 있는데, 본 발명에 따른 구성/방법에 따르면 이러한 충돌 역시 방지함은 당연하다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100)를 도시한 측면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상부 크레인 조립체(110)는 상부 제1수평 레일(112) 위에 상부 제1수평 롤러부(113)가 결합되고, 상부 제1수평 롤러부(113) 위에 상부 제2수평 레일(114)이 결합되고, 상부 제2수평 레일(114) 위에 상부 제2수평 롤러부(115)가 결합되고, 상부 제2수평 롤러부(115) 위에 상부 호이스트부(116)가 결합되고, 상부 호이스트부(116)에 하부로 연장된 상부 와이어 로프(117)가 결합되고, 상부 와이어 로프(117)의 하단에 상부 후크(118)가 결합되어 이루어진다.
여기서, 상부 제1수평 롤러부(113)의 양단에 감지 타겟 즉, 상호간 일정거리 이격된 제1감지 타겟(113a1) 및 제2감지 타겟(113a2)이 설치될 수 있다. 또한, 상부 크레인 조립체(110)에는 연산부, 송신부 및 상,하부 크레인 제어부를 포함하는 수신부(116a)가 설치될 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 크레인 조립체(120)는 하부 제1수평 레일(122) 위에 하부 제1수평 롤러부(123)가 결합되고, 하부 제1수평 롤러부(123) 위에 하부 제2수평 레일(124)이 결합되고, 하부 제2수평 레일(124) 위에 하부 제2수평 롤러부(125)가 결합되고, 하부 제2수평 롤러부(125) 위에 하부 호이스트부(126)가 결합되고, 하부 호이스트부(126)에 하부로 연장된 하부 와이어 로프(127)가 결합되고, 하부 와이어 로프(127)의 하단에 하부 후크(128)가 결합된다.
여기서, 하부 제2수평 레일(124)의 소정 부분에 타겟 감지 센서(미도시)가 설치되는데, 이는 상,하부 크레인 제어부가 상술한 감지 타겟 즉, 제1,2감지 타겟(113a1,113a2)을 1차 감지 영역(L1), 2차 감지 영역(L2) 및/또는 3차 감지 영역(L3)으로 나눠 감지하도록 하고, 또한 상부 크레인 조립체(110)의 접근 속도를 계산하도록 한다. 또한, 하부 크레인 조립체(120)에도 연산부, 송신부 및 상,하부 크레인 제어부를 포함하는 수신부(126a)가 설치될 수 있다.
여기서, 1차 감지 영역(L1)이 가장 멀고, 2차 감지 영역(L2)이 1차 감지 영역(L1)보다 짧고, 3차 감지 영역(L3)이 2차 감지 영역(L3)보다 짧다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100) 중 상부 후크(118)의 부분 확대도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 후크(118)는 상부 와이어 로프(117), 후크 프레임(118a), 시브(118b), 무선충전 수신부(118c), 변위 감지기(118d) 및 축전지(118e)를 포함한다.
여기서, 상부 와이어 로프(117)는 후크 프레임(118a)에 회전 가능하게 결합된 시브(118b)에 결합되며, 무선충전 수신부(118c), 변위 감지기(118d) 및 축전지(118e)는 후크 프레임(118a)의 대략 중앙에 결합된다. 즉, 상부 후크(118)의 고도값을 제공하는 변위 감지기(118d)는 축전지(118e)로부터 전원을 공급받아 동작한다.
한편, 변위 감지기(118d)에 의한 변위 고도의 중심은 N으로 정의될 수 있다. 따라서, 변위 감지기(118d)에 의해 상부 후크(118)의 최저 고도값 B = N-H로 계산되어 제공될 수 있다. 여기서, H는 변위 감지기(118d)로부터 상부 후크(118)의 하단까지의 거리이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100)의 동작 방법을 도시한 순서도이다. 여기서, 도 1, 2 및 3을 함께 참조하여, 그 동작 방법을 설명한다.
우선 상,하부 크레인 제어부는 하부 크레인 조립체(120)(예를 들면, 하부 제2수평 레일(124))의 소정 부분에 설치된 감지 센서(124a)가 상부 크레인 조립체(110)(예를 들면, 상부 제1수평 롤러부(113))에 설치된 감지 타겟(113a, 여기서 설명의 편의상 감지 타겟은 한개만 설치된 것으로 가정한다)을 감지하여, 상부 크레인 조립체(110)가 1차 감지 영역(L1) 내로 진입하였다고 판단될 경우, 상부 크레인 조립체(110)의 접근 속도를 확인한다.(S1) 여기서, 접근 속도는 실질적으로 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 상호간 접근 속도를 의미한다.
접근 속도가 기준 속도보다 빠를 경우(즉, 고속인 경우)(S2), 상,하부 크레인 제어부는 상부 후크(118)의 고도값을 읽는다.(S3) 즉, 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)에 설치된 변위 감지기(118d)가 B = N-H의 수식을 이용하여, 상부 후크(118)의 하단 고도를 상,하부 크레인 제어부에 송신한다.
상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)(예를 들면, 하부 호이스트부(126))의 최고점(C)보다 큰지(B ≥ C) 판단한다.(S4)
상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)의 최고점(C)보다 높다고 판단될 경우(S5), 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 상호간 교차하여 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어한다. 즉, 상,하부 크레인 제어부는 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 상,하부 제1수평 롤러부(113,123)가 각각 상,하부 제1수평 레일(112,122)을 따라 이동할 수 있도록 제어한다.(S6)
한편, 상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)의 최고점(C)보다 낮을 경우(S7), 감지 센서(124a)로부터 상부 크레인 조립체(110)가 2차 감지 영역(L2) 내에 도달하였을 경우, 상부 크레인 조립체(110)의 접근 속도가 기준 속도보다 작아지도록(즉, 저속이 되도록) 상부 크레인 조립체(110)를 제어한다.(S8)
이어서, 상,하부 크레인 제어부는 감지 센서(124a)로부터 상부 크레인 조립체(110)가 3차 감지 영역(L3) 내에 도달하였을 경우, 상부 크레인 조립체(110)의 수평 이동이 정지되도록 제어한다.(S9) 이때, 상,하부 크레인 제어부는 추가적으로 경보음을 발생시킬 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 3차 감지 영역 내 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도가 하부 크레인 조립체(120)의 고도보다 낮을 경우, 상부 크레인 조립체(110)의 수평 방향에 대한 이동을 정지함으로써, 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 상호간 충돌이 방지되도록 한다. 즉, 상부 크레인 조립체(110)의 상부 와이어 로프(117) 및/또는 상부 후크(118)가 하부 제2수평 레일(124) 또는 하부 호이스트부(126) 등에 충돌하지 않는다.
여기서, 상술한 모든 동작은 상대적으로 발생할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들면, 접근 속도는 하부 크레인 조립체(120)가 정지해 있고 상부 크레인 조립체(110)가 이동할 때의 상대적 속도이거나, 상부 크레인 조립체(110)가 정지해 있고 하부 크레인 조립체(120)가 이동할 때의 상대적 속도이거나, 또는 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 상호간 이동할 때의 상대적 속도일 수 있다. 따라서, 접근 속도의 감속은 상부 크레인 조립체(110)(예를 들면, 상부 제1수평 롤러부(113))의 접근 속도 감속뿐만 아니라, 하부 크레인 조립체(120)(예를 들면, 하부 제1수평 롤러부(123))의 접근 속도 감속 또는 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 접근 속도 감속을 포함하는 개념이다. 더욱이, 상부 크레인 조립체(110)의 수평 방향 이동 정지 뿐만 아니라 하부 크레인 조립체(120)의 수평 방향 이동 정지 또는 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 수평 방향 이동 정지가 모두 가능하다. 이러한 동작은 하기할 동작에도 그대로 공유 가능하다.
한편, 상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110) 및/또는 하부 크레인 조립체(120)의 접근 속도가 기준 속도보다 낮을 경우(즉, 저속일 경우)(S10), 상부 후크(118)의 고도값을 읽는다.(S11) 즉, 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)에 설치된 변위 감지기(118d)가 B = N-H의 수식을 이용하여, 상부 후크(118)의 하단 고도를 상,하부 크레인 제어부에 전송한다. 다시 설명하면, 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크가 내려와 있는 상태에서, 하부 크레인 조립체(120)가 이동하여 상,하부 제어부에 의해 1,2,3차 감지 범위(L1,L2,L3)가 감지될 때, 상부 후크의 고도값이 상,하부 제어부에 의해 서로 공유될 수 있다(데이터 송수신).
상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)의 최고점(C)보다 작은 지(B < C) 판단한다.(S12)
상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)의 최고점(C)보다 클 경우(S13), 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 상호간 교차하여 수평 방향으로 이동(B > C)할 수 있도록 제어한다. 즉, 상,하부 크레인 제어부는 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 상,하부 제1수평 롤러부(113,123)가 각각 상,하부 제1수평 레일(112,122)을 따라 이동할 수 있도록 제어한다.(S6)
한편, 상,하부 크레인 제어부는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도(B)가 하부 크레인 조립체(120)의 최고점(C)보다 낮고(S14), 감지 센서(124a)로부터 상부 크레인 조립체(110)가 3차 감지 영역(L3) 내에 도달한 것으로 판단될 경우, 상부 크레인 조립체(110)의 수평 이동이 정지(B < C)되도록 제어한다.(S9) 이때, 상,하부 크레인 제어부는 추가적으로 경보음을 발생시킬 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 상부 크레인 조립체(110)의 상부 후크(118)의 고도가 하부 크레인 조립체(120)의 고도보다 낮을 경우, 상부 크레인 조립체(110)의 수평 방향 이동을 정지(물론, 하부 크레인 조립체(110)의 수평 방향 이동도 정지됨)함으로써, 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 상호간 수평 방향 충돌이 방지되도록 한다.
한편, 본 발명은, 도 2에서와 같이, 상부 크레인 조립체(110) 중 상부 제1수평 롤러부(113)의 양단에 설치되어 상호간 이격된 제1감지 타겟(113a1) 및/또는 제2감지 타겟(113a2)을 포함할 수 있는데, 상,하부 크레인 제어부는 하부 제2수평 레일(124)에 설치된 감지 센서(미도시)에 의해 제1감지 타겟(113a1)이 감지될 경우 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 제1감지 타겟(113a1) 쪽의 상호간 이동 방향을 제어하고, 하부 제2수평 레일(124)에 설치된 감지 센서(미도시)에 의해 제2감지 타겟(113a2)이 감지될 경우 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 제2감지 타겟(113a1) 쪽의 상호간 이동 방향을 제어한다.
따라서, 본 발명에서는 제1감지 타겟(113a1)쪽에서 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 상호간 가까워지거나, 제2감지 타겟(113a2)쪽에서 상,하부 크레인 조립체(110,120)가 상호간 가까워진다고 해도, 상,하부 크레인 조립체(110,120)의 상호간 충돌 동작이 효율적으로 방지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100) 중 충전 방법을 설명하기 위한 상부 크레인의 부분 확대 정면도이다. 또한, 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템(100) 중 충전 방법을 설명하기 위한 상부 크레인의 부분 확대 정면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 후크(118)는 변위 감지기(118d)를 포함하며, 변위 감지기(118d) 외에도 무선 충전 수신부(118c), 축전지(118e) 및 표시부(118f)를 더 포함할 수 있다. 변위 감지기(118d)는 후크(118)의 고도값을 감지하여 송신하며, 무선 충전 수신부(118c)는 무선으로 전력을 수신받아 축전지(118f)를 충전하고, 또한 축전지(118f)는 변위 감지기(118d)에 전원을 공급하며, 표시부(118f)는 축전지(118e)의 저전압 상태를 사용자에게 표시한다.
또한, 본 발명은 표시부(118f)가 다색 발광 다이오드로 구현될 수 있는데, 이 경우 후크의 일정 고도 이상(예를 들면, 하부 크레인 조립체의 최상단 높이보다 높은 경우) 시 청색으로 발광하고, 일정 고도 미만(예를 들면, 하부 크레인 조립체의 최상단 높이보다 낮은 경우) 시 적색으로 발광하며, 또한 크레인 동작 시 발광, 크레인 미 동작 시 슬립 상태로 전화되어, 원거리에 있는 작업자에게 크레인의 다양한 상태가 식별되도록 할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상부 제2수평 롤러부(115)에는 상술한 변위 감지기(118d)의 축전지(118e)를 충전시키기 위한 무선 충전부(119)가 더 구비될 수 있다. 즉, 무선 충전부(119)는 축전지(119a)와, 충전 케이블(119b)과, 무선 충전 송신부(119c)를 더 포함한다.
더욱이, 도 6에 도시된 바와 같이, 상부 제2수평 롤러부(115)에 상부 후크(118)를 중심으로 양측에 무선 충전 송신부(119c)가 설치될 수 있다. 더욱이, 이러한 무선 충전 송신부(119c)는 무선 충전 수신부(118c)의 양측 영역에 설치될 수 있음은 당연하다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 상부 후크(118)가 상승 한계점(E)에 도달할 경우, 상부 후크(118)의 상승 전원은 차단되고, 무선 충전 송신부(119c)가 동작하여, 변위 감지기(118d)에 내장된 축전지(118e)가 충전되도록 한다. 특히, 본 발명에서는 상부 후크(118)의 무선 충전 수신부(118c)에 무선 충전 송신부(119c)가 자기 공명식 유도 자기를 제공하여 넓은 범위의 파워 존(power zone)을 형성함으로써, 변위 감지기(118d)의 축전지(118e)가 효율 좋게 충전되도록 한다. 더불어, 무선 충전부(119)는 축전지(119a)를 포함함으로써, 주전원이 차단된다고 해도 일정 시간 동안 충전 동작이 가능하다.
따라서, 본 발명은 상부 후크(118)에 변위 감지기(118d)가 설치될 수 있는데, 이러한 변위 감지기(118d)는 상부 후크(118)가 상승 한계점(E)에 도달하였을 때, 무선 충전 방식에 의해 자동으로 충전됨으로써, 변위 감지기(118d)의 전원이 정기적인 수동 방식으로 교체될 필요가 없도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 본 발명에 따른 복층 크레인 충돌 방지 시스템
110; 상부 크레인 조립체 111; 상부 지지대
112; 상부 제1수평 레일 113; 상부 제1수평 롤러부
113a; 감지 타겟 114; 상부 제2수평 레일
115; 상부 제2수평 롤러부 116; 상부 호이스트부
117; 상부 와이어 로프 118; 상부 후크
118a; 후크 프레임 118b; 시브
118c; 무선충전 수신부 118d; 변위 감지기
118e; 무선충전 수신부 축전지 118f; 표시부
119; 무선 충전부 119a; 축전지
119b; 충전 케이블 119c; 무선 충전 송신부
120; 하부 크레인 조립체 121; 하부 지지대
122; 하부 제1수평 레일 123; 하부 제1수평 롤러부
124; 하부 제2수평 레일 124a; 감지 센서
125; 하부 제2수평 롤러부 126; 하부 호이스트부
127; 하부 와이어 로프 128; 하부 후크

Claims (12)

  1. 상부 후크를 갖고, 상부 수평 방향으로 이동할 수 있는 상부 크레인 조립체;
    상기 상부 크레인 조립체의 하부에 설치되고, 상기 상부 크레인 조립체를 감지하는 감지 센서를 가지며, 하부 수평 방향으로 이동할 수 있는 하부 크레인 조립체; 및
    상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어하고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으면 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 없도록 제어하는 상,하부 크레인 제어부를 포함하고,
    상기 상부 크레인 제어부의 상부 후크는 변위 감지기를 더 포함하고, 상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 변위 감지기의 고도값(N)에서 상기 변위 감지기로부터 상부 후크의 하단까지의 거리(H)를 감산하여 상기 상부 후크 고도(B)를 계산하며,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 1차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단될 경우, 상기 감지 센서에 의해 상기 상,하부 크레인 조립체의 접근 속도를 계산하고,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 높고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으며, 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 상기 1차 감지 영역보다 가까운 2차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단되면, 상기 상부 크레인 조립체의 접근 속도가 기준 속도보다 낮아지도록 제어하며,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 상기 2차 감지 영역보다 가까운 3차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단되면, 상기 상부 크레인 조립체의 이동을 정지하도록 제어함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 높고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면, 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 접근 속도가 기준 속도보다 낮고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 높으면, 상기 상,하부 크레인 조립체가 교차하여 상기 상,하부 수평 방향으로 이동할 수 있도록 제어함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 상,하부 크레인 조립체의 접근 속도가 기준 속도보다 낮고, 상기 상부 크레인 조립체의 상부 후크 고도가 상기 하부 크레인 조립체의 최고 고도보다 낮으며, 상기 감지 센서에 의해 상기 상부 크레인 조립체가 상기 1차 감지 영역보다 가까운 3차 감지 영역 내에 진입한 것으로 판단되면, 상기 상,하부 크레인 조립체의 이동을 정지하도록 제어함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 크레인 조립체는 상호간 이격된 제1감지 타겟과 제2감지 타겟을 포함하고,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 감지 센서에 의해 상기 제1감지 타겟이 감지될 경우 상기 상,하부 크레인 조립체의 상기 제1감지 타겟쪽의 이동 방향을 제어하고, 상기 감지 센서에 의해 상기 제2감지 타겟이 감지될 경우 상기 상,하부 크레인 조립체의 상기 제2감지 타겟쪽의 이동 방향을 제어함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 크레인 조립체는 상기 상부 후크 고도가 상승 한계점에 도달한 경우, 상기 변위 감지기의 축전지를 충전하는 충전 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 충전 장치는 자기 공명 또는 자기 유도 방식의 무선 충전 방식으로 동작함을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 변위 감지기는 다색의 발광다이오드를 더 포함하고,
    상기 상,하부 크레인 제어부는 상기 상부 후크의 고도값에 따라 서로 다른 색상으로 상기 다색의 발광다이오드를 발광시킴으로써, 크레인 운전자가 상부 후크의 고도가 안전한 위치에 있는지를 시각적으로 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 복층 크레인 충돌 방지 시스템.
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