KR101822435B1 - 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도센서나 습도센서, 초음파 센서 등을 이용하여 기후인자를 검출하고, 이를 분석하여 눈이 내리거나 도로가 결빙되었을 때 제설 및 해빙을 위한 살포재를 자동으로 살포할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치 및 방법에 관한 것으로,
대기와 노면의 온도를 측정하는 온도센서(101)와; 대기와 노면의 습도를 측정하는 습도센서(102)와; 눈 표면에 초음파를 송출하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 초음파를 수신하는 수신부로 구성되며, 눈의 적설량과 새로 내리는 눈의 강설량을 측정하는 초음파 센서(103)와; 눈 표면에 적외선을 조사하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 적외선을 수신하는 수신부로 구성되며, 눈 표면의 온도를 측정하기 위한 적외선 온도센서(104)와; 상기 센서(101)(102)(103)(104)들에 의해 측정되는 측정 데이터를 분석하여 노면의 강설량과 결빙을 예측하고, 이에 따라 해빙을 위한 염수 분사량을 결정하고 염수를 도로에 분사하기 위한 대차(10)와; 상기 대차(10)를 이송시키기 위한 구동용 레일(20)을 포함하여 구성함이 특징이다.

Description

눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치 및 방법{MANLESS AUTOMATIC LIQUID SCATTERING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 온도센서나 습도센서, 초음파 센서 등을 이용하여 기후인자를 검출하고, 이를 분석하여 눈이 내리거나 도로가 결빙되었을 때 제설 및 해빙을 위한 살포재를 자동으로 살포할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 동절기에 눈이 내리거나 노면이 결빙되었을 때, 특히 교량이나 커브길, 오르막길, 터널 입구 등과 같은 도로에 눈이 쌓이거나 노면이 결빙되면 차량 통행에 막대한 지장을 초래하게 될 뿐만 아니라 안전사고의 위험성이 증가하게 되므로 신속한 제설작업 및 해빙작업이 이루어져야 한다.

도로의 눈을 제거하거나 노면을 해빙시키기 위한 종래의 방법으로는 염화칼슘과 같은 제설제나 해빙제 또는 모래와 같은 마찰제를 도로에 살포하거나 스크레이퍼 등의 제설차를 이용하여 제설작업을 수행하는 방법이 있다.

그러나 이러한 종래의 방법은 차량 등을 이용하여야 하며, 수작업으로 제설제나 해빙제를 살포해야 하므로 막대한 인력과 장비가 소요될 뿐만 아니라 작업성도 떨어진다.

또한 폭설이 내릴 경우 노면에 눈이 급격히 쌓이게 되므로 신속한 제설작업이 이루어지지 않으면 차량의 통행이 마비되고 교통사고의 위험성이 증대하게 됨에도 불구하고 상기한 종래방법에 의하면 제설작업이 상당히 늦어지게 되어 폭설 등과 같이 신속한 제설작업을 요하는 상황에 대처할 수 없다.

또한 상대적으로 도로의 폭이 넓은 구간에 있어서는 상기한 종래방법으로는 각 차선마다 골고루 제설작업을 수행하기가 어려우며, 제설작업 수행시에는 작업인력의 안전을 위하여 차량의 통행을 통제하거나 제한해야 한다.

특히 심야 또는 새벽 등과 같은 시간대에 제설작업을 수행하는 경우는 작업자에게 큰 부담으로 작용하고, 이에 따르는 여러 가지 작업상의 안전사고가 발생할 우려가 있다.

이에 지금까지 다양한 방법들이 연구 개발되어 왔다.

그 일예로는 국내 등록특허 제10-225035호의 '도로의 제설제 살포장치', 국내 등록특허 제10-750937호의 '스프레이 기능이 있는 도로 표지병', 국내 등록특허 제10-684621호의 '제설제 살포시스템', 국내 등록특허 제10-1066210호의 '스마트폰을 이용한 제설방재시스템의 원격제어방법', 국내 등록특허 제10-839024호의 '원격제어결빙방지시스템 및 그의 작동방법' 등이 있다.

위에서 언급한 선행기술들은 제설이나 제빙에 필요한 노면의 사전 복구와 신속 조치를 위하여 제시된 기술로서 살포재 살포나 분사를 기계적 살포나 분사로 대체하거나 원격지에서 살포재 살포를 원격 제어하도록 제시된 기술이다.

먼저, 국내 등록특허 제10-225035호 '도로의 제설제 살포장치'는, 설치실, 제설제저장수조, 압축펌프, 압축펌프에 연결된 여러개의 분사구로 구성된 것으로, 도로의 중앙선 및 중앙분리대, 또는 가장자리 노면으로부터 일정높이를 갖도록 분사구를 설치하여 제설제를 도로의 노면으로 살포한다.

그러나 상기한 바와 같은 선행기술은 살포수단 그리고 분사수단이 떨어져 있어 통일된 관리가 어렵다. 또한 단순히 노면에 필요로 하는 살포재를 살포하기 위한 도로 시설물로서 활용도가 낮다. 그리고 직접 조작에 의해 작동되므로 조기 대응이 어렵고, 설치 위치 선택에서 제약이 따르고 이동 설치가 불가능하다.

또한 국내 등록특허 제10-750937호 '도로의 제설제 살포장치'는, 반사판이 부착된 본체, 본체의 하부에 일체로 설치되어 본체를 지지하는 지주 및 본체를 관통하여 지주에 체결되는 체결볼트를 포함하여 구성된 도로 표지병이다. 본체의 내부 공간에는 액체를 분사할 수 있도록 액체공급원과 커넥터로 연결된 스프레이노즐이 내장되어 있다. 본체는 브라켓을 통해 지중에 매설 고정되어 분리되지 않고 외부에서 액체 공급원의 내용물을 펌프를 통해 스프레이노즐로 분사한다.

그러나 상기한 바와 같은 선행기술은 중앙 분리대 부분에 설치되어 부동적이며 노즐 막힘, 파손 가능성이 크다.

또한 분사시기에 대한 원격 통제가 불가능하여 조기 대응이 어렵다. 그리고 액체공급과 분사수단이 분리되어 있어 통일된 관리가 어렵고, 설치 위치 선택에서 제약이 많다.

또한 국내 등록특허 제10-684621호의 '제설제 살포시스템'은 노면의 갓길에 시공된 레일과, 제설제를 살포하는 대차, 염화수를 공급하는 염화수 탱크, 대차를 원격 제어하는 구동제어부, 염화수 탱크를 개폐시키는 개폐제어 부로 구성된 것이다. 이는 대차가 원격 구동되어 레일을 따라 이동하면서 염화수탱크로부터 염화수를 공급받아 노면에 살포한다.

그러나 상기한 바와 같은 선행기술은 염화수를 원격 제어로 살포할 수 있으나, 원격지에서 대차가 설치된 장소에서 눈이 내리는지 혹은 노면이 결빙되었는지를 정확하게 확인할 수 없으므로 적재적소에 염화수를 살포하기힘들다. 이를 위해서는 대차가 설치된 장소마다 CCTV를 설치해야 함은 물론이고 관리자는 CCTV를 지속적으로 모니터링해야 한다.

그리고 국내 등록특허 제10-1066210호의 '스마트폰을 이용한 제설 방재 시스템의 원격 제어방법'은 스마트폰과 이동통신망, 노즐을 작동시키는 원격터미널디바이스를 구성요소로 한다. 이는 스마트폰을 통해 SMS(Short Message Service) 데이터를 전송하여 원격터미널디바이스의 노즐을 작동시켜 제설 방제시스템을 구동시키거나 감시할 수 있다.

그러나 상기한 바와 같은 선행기술은 제설 방제시스템을 원격 제어하거나 감시할 수 있으나, 제설 방제시스템이 위치한 장소에 눈이 내렸는지 혹은 노면이 결빙되었는지 확인하는데 어려움이 있다.

선행기술문헌

특허문헌

(특허문헌 0001) 국내 등록특허 제10-225035호(1999. 10. 15. 등록공고)

(특허문헌 0002) 국내 등록특허 제10-750937호(2007. 08. 22. 등록공고)

(특허문헌 0003) 국내 등록특허 제10-684621호(2007. 02. 20. 등록공고)

(특허문헌 0004) 국내 등록특허 제10-1066210호(2011. 09. 20. 등록공고)

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 심야나 새벽 등의 혹한 및 갑작스런 폭설에 대비하여 험준한 산악도로나 급커브길, 교량 등의 장소에 무인 자동 살포시스템을 설치하여 결빙시나 강설시 도로에 살포재를 자동으로 살포함으로써 인력 및 장비의 투입에 따른 비용발생을 최소화하여 경비절감을 도모할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 상습적으로 결빙되는 도로에 무인 자동 살포시스템을 설치하여 사전에 제설재를 살포함으로써 도로의 안전성을 확보하고 인적, 물적 피해요소를 최소화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 대기와 노면의 온도를 측정하는 온도센서(101)와; 대기와 노면의 습도를 측정하는 습도센서(102)와; 눈 표면에 초음파를 송출하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 초음파를 수신하는 수신부로 구성되며, 눈의 적설량과 새로 내리는 눈의 강설량을 측정하는 초음파 센서(103)와; 눈 표면에 적외선을 조사하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 적외선을 수신하는 수신부로 구성되며, 눈 표면의 온도를 측정하기 위한 적외선 온도센서(104)와; 상기 센서(101)(102)(103)(104)들에 의해 측정되는 측정 데이터를 분석하여 노면의 강설량과 결빙을 예측하고, 이에 따라 해빙을 위한 염수 분사량을 결정하고 염수를 도로에 분사하기 위한 대차(10)와; 상기 대차(10)를 이송시키기 위한 구동용 레일(20)을 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 대차(10)는, 상기 구동용 레일의 상부에 설치되어 구동력을 제공하는 기동용 모터(1)와; 상기 기동용 모터와 구동용 레일 사이에 설치되어 기동용 모터를 감속시켜 구동용 레일을 대차가 서서히 이동토록 유도하는 중계용 기어부(1a)와; 상기 대차의 상부 일단에 설치되며 염수를 일정량 보관시키는 염수저장탱크(2)와; 상기 염수저장탱크에 연결되며 염수저장탱크에 저장된 염수를 펌핑하여 출력시키는 펌핑용 모터(3)와; 상기 펌핑용 모터의 출력측에 연결되며 경사진 도로면으로 향하도록하여 염수저장탱크에 담긴 염수를 경사진 도로면으로 분사시키는 염수분사노즐(4)과; 상기 대차의 하단 일단에 설치되며 대차를 움직일시에 레일을 인식하여 대차의 기동을 알려 움직임 시작점을 알리는 역할을 하는 제 1 리미트 스위치(5)와; 상기 대차의 하단 일단에 설치되며 대차를 멈출시에 레일을 인식하여 대차의 멈춤을 알려 움직임의 끝점을 알리는 역할을 하는 제 2 리미트 스위치(6)와; 상기 제 1 리미트 스위치 및 제 2 리미트 스위치와 전기적으로 연결되어 대차의 움직임에 대한 정보를 추출하며, 기동용 모터를 구동시켜 일정구간 대차가 움직이도록 제어신호를 출력하는 제어용 패널(7)과; 상기 제어용 패널과 기동용 모터 및 펌핑용 모터에 전기적으로 연결되어 구동에 따른 동력을 제공하는 배터리(8)와; 상기 대차의 기동에 따른 정보를 관리자에게 유무선으로 제공하는 역할을 하는 원격기동 송수신부(9)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 염수저장탱크(2)는, 제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)를 구비하고; 상기 제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)의 출력측에 설치되어 염수의 출력을 제어하기 위해 제 1 전자밸브(a)와, 제 2 전자밸브(b)와, 제 3 전자밸브(c)를 구비하며; 상기 제 1 염수저장탱크(2a)는 적색의 색소를 첨가한 염수를 적재하고, 상기 제 2 염수저장탱크(2b)는 주황색의 색소를 첨가한 염수를 적재하며, 제 3 염수저장탱크(2c)는 노란색의 색소를 첨가한 염수를 적재시키고; 상기 제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)에는 각각 수위감지 센서를 설치하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 도로면을 촬영하고, 촬영된 데이터를 근거로 염수의 살포가 제대로 이루어지는지 확인할 수 있도록하는 카메라(30)를 더 구비하여 이루어지고; 상기 카메라(30)의 촬영영상을 제어용 패널(7)에서 분석하여 염수의 살포되지 않은 것으로 판단되면 경보음을 출력하기 위한 경보신호 자동 출력부(1000)를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와; 상기 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 1 릴레이 스위치(RY1)와; 상기 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 2 릴레이 스위치(RY2)와; 상기 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시키는 제 3 릴레이 스위치(RY3)와; 상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 하는 경보 제어부(1120)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시키며, 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 자기유지수단(1134)과; 상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과; 상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격제(1134a)와; 상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 온도센서(101)와 습도센서(102), 초음파 센서(103) 그리고 적외선 온도센서(104) 등에 의해 측정되는 각종 기후인자에 대한 측정데이터가 입력되면, 제어용 패널(7)는 이를 분석하여 눈이 내리는지, 내리면 적설량이 얼마나 되는지, 그리고 도로가 결빙되었을지를 구하는 단계와; 상기에서 도로의 결빙 정도를 파악하여 염수저장 탱크에 적재된 염수를 도로면에 살포하도록 하되, 결빙이 강하면 제 1 염수저장 탱크에 적재된 적색 염수가 살포되도록 제 1 전자밸브(a)를 개방하고, 중간 정도이면 제 2 염수저장 탱크에 저장된 염수가 살포되도록 제 2 전자밸브를 개방하며, 결빙이 약하면 제 3 염수저장 탱크에 저장된 염수가 살포되도록 제 3 전자밸브(c)를 개방하고 동시에 펌핑용 모터(3)를 구동하여 선택된 염수가 외부로 출력시키는 단계와; 카메라(30)를 이용하여 도로면을 촬영하고, 촬영된 데이터를 근거로 염수의 살포가 제대로 이루어지는지 확인할 수 있도록하되, 카메라(30)의 촬영영상이 제어용 패널(7)에 제공되면 제어용 패널은 색상을 분석하여 염수의 살포여부를 확인하는 단계와; 상기 단계에서 도로면에 색상이 검출되지 않으면 염수가 도로면에 제대로 분사되지 않은 것으로 판단하여 경보신호 자동 출력부를 통해 경보신호를 출력하는 단계로 이루어지며; 상기 경보신호 자동 출력부는 자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와; 상기 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 1 릴레이 스위치(RY1)와; 상기 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 2 릴레이 스위치(RY2)와; 상기 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시키는 제 3 릴레이 스위치(RY3)와; 상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와; 상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와; 상기 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 하는 경보 제어부(1120)와; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과; 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과; 상기 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과; 상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시키며, 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 자기유지수단(1134)과; 상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과; 상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격제(1134a)와; 상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함이 특징이다.

따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 심야, 새벽 등의 혹한 및 갑작스런 폭설에 대비하여 험준한 산악도로나 급커브길, 교량 등의 장소에 무인 자동 살포시스템을 설치하여 결빙시나 강설시 도로에 살포재를 자동으로 살포함으로써 인력 및 장비의 투입에 따른 비용발생을 최소화하여 경비절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 상습적으로 결빙되는 도로에 무인 자동 살포시스템을 설치하여 사전에 제설재를 살포함으로써 도로의 안전성을 확보하고 인적, 물적 피해요소를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 제어 구성 블록도.
도 2는 본 발명의 대차 및 레일을 나타낸 정면 구성도.
도 3은 본 발명의 대차 및 레일을 나타낸 배면 구성도.
도 4는 본 발명의 대차 및 레일을 나타낸 측면 구성도.
도 5는 본 발명의 구동 전달수단을 나타낸 요부 확대도.
도 6은 본 발명의 제어용 패널 구성도.
도 7은 본 발명의 대차 및 레일의 사진 구성도.
도 8은 본 발명의 대차 및 레일의 다른 각도 사진 구성도.
도 9는 본 발명의 요부 확대 사진 구성도.
도 10은 본 발명의 염수저장 탱크 일실시예 구성도.
도 11은 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.
도 12는 도 11의 요부 확대도.
도 13은 본 발명의 경보신호 자동 회로부 동작 예시도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 전체 제어 구성 블록도.

도 2는 본 발명의 대차 및 레일을 나타낸 정면 구성도.

도 3은 본 발명의 대차 및 레일을 나타낸 배면 구성도.

도 4는 본 발명의 대차 및 레일을 나타낸 측면 구성도.

도 5는 본 발명의 구동 전달수단을 나타낸 요부 확대도.

도 6은 본 발명의 제어용 패널 구성도.

도 7은 본 발명의 대차 및 레일의 사진 구성도.

도 8은 본 발명의 대차 및 레일의 다른 각도 사진 구성도.

도 9는 본 발명의 요부 확대 사진 구성도.

도 10은 본 발명의 염수저장 탱크 일실시예 구성도.

도 11은 본 발명의 경보신호 자동 출력부 회로도.

도 12는 도 11의 요부 확대도.

도 13은 본 발명의 경보신호 자동 회로부 동작 예시도로서,

본 발명의 무인 자동 살포시스템은 센서부(100)와 대차(10)와, 레일(20)과, 카메라(30)로 이루어진다.

센서부(100)는, 대기와 노면의 온도를 측정하는 온도센서(101); 대기와 노면의 습도를 측정하는 습도센서(102); 눈 표면에 초음파를 송출하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 초음파를 수신하는 수신부로 구성되며, 눈의 적설량과 새로 내리는 눈의 강설량을 측정하는 초음파 센서(103); 눈 표면에 적외선을 조사하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 적외선을 수신하는 수신부로 구성되며, 눈 표면의 온도를 측정하기 위한 적외선 온도센서(104)로 이루어진다.

즉, 상기 초음파 센서(103)는 초음파 신호를 표면에 송출하는 송출부와 표면에서 반사되는 초음파 신호를 수신하는 수신부를 구비한 센서로서 초음파 신호가 표면에서 반사되어 다시 수신부로 되돌아올 때까지의 시간을 측정하고, 상기 적외선 온도센서(104)는 적외선을 송출하는 송출부와 표면에 반사되는 적외선을 수신하는 수신부를 구비한것으로서 눈표면의 온도를 측정할 수 있도록 유도한다.

레일부(20)와 대차(10)로 이루어지며, 레일부(20)는 지지용 레일(21)과, 구동용 레일(22)로 이루어진다.

상기 지지용 레일(21)은 기차의 레일과 흡사하게 땅바닥에 일정 간격을 두고 2개 라인으로 고정 설치되어 이루어진다.

상기 구동용 레일(22)은 상기 지지용 레일의 중간에 설치되며 1개의 라인으로 이루어지되 상부에 톱니가 형성되어 이루어진다.

상기 대차(10)는 박스형태로 이루어지며 상기 구동용 레일의 톱니를 따라 전진 또는 후진하면서 염수를 도로면에 살포시키는 역할을 한다.

상기 대차는 기동용 모터(1)와, 중계용 기어부(1a)와, 염수저장탱크(2)와, 펌핑용 모터(3)와, 염수분사노즐(4)과, 제 1 리미트 스위치(5)와, 제 2 리미트 스위치(6)와, 제어용 패널(7)과, 배터리(8)와, 원격기동 송수신부(9)를 포함하여 이루어진다.

상기 기동용 모터(1)는 대차의 하부에 설치되어 대차를 구동하는 구동력을 제공한다. 즉, 기동용 모터는 외부로부터 전기를 공급받아 자체 회전에 의해 동력을 제공하며 이에 따라 대차를 전진 또는 후진시키는 동력을 제공하는 것이다.

상기 중계용 기어부(1a)는 기동용 모터와 구동용 레일 사이에 설치되어 기동용 모터를 감속시켜 구동용 레일을 대차가 서서히 이동토록 유도한다. 즉, 중계용 모터는 감속장치로서 기동용 모터와 구동용 레일 사이에 설치되며 기동용 모터의 회전력을 구동용 레일에 전달할시에 감속시켜 전달함으로서 대차의 전후진시에 천천히 대차가 움직일 수 있도록 한다.

상기 염수저장탱크(2)는 대차의 상부 일단에 설치되며 염수를 일정량 보관시킨다. 즉, 염수저장탱크는 도로면에 살포할 염수를 일정량 저장하며, 이때 염수저장탱크는 소금과 물이 적정비율로 섞여있어서 도로면에 존재하는 눈과 얼음을 빠른시간내에 제거할 수 있도록 한다.

상기 펌핑용 모터(3)는 염수저장탱크에 연결되며 염수저장탱크에 저장된 염수를 펌핑하여 출력시키는 역할을 한다. 즉, 펌핑용 모터는 염수저장탱크의 일측에 설치되어 염수저장탱크 내부에 존재하는 염수를 외부로 배출시키는 역할을 한다.

상기 염수분사노즐(4)은 펌핑용 모터의 출력측에 연결되며 경사진 도로면으로 향하도록하여 염수저장탱크에 담긴 염수를 경사진 도로면으로 분사시키는 역할을 한다. 즉, 염수분사노즐은 펌핑용 모터의 출력측에 설치되고 아울러 입구가 좁아지는 호퍼형태로 제작하여 일정한 압력으로 염수를 분출함으로서 도로면의 끝단부까지 염수가 도달할 수 있도록 한다.

상기 제 1 리미트 스위치(5)는 대차의 하단 일단에 설치되며 대차를 움직일시에 레일을 인식하여 대차의 기동을 알려 움직임 시작점을 알리는 역할을 한다. 즉, 제 1 리미트 스위치는 대차가 움직일시에 스위칭되는 소자로서 대차의 움직임을 파악하여 제어용 패널에 전달하며, 이에 따라 제어용 패널은 동력이 전달되어 다차가 움직이고 있음을 파악하여 계속적인 동력전달을 한다.

상기 제 2 리미트 스위치(6)는 대차의 하단 일단에 설치되며 대차를 멈출시에 레일을 인식하여 대차의 멈춤을 알려 움직임의 끝점을 알리는 역할을 한다. 즉, 제 2 리미트 스위치는 대차가 멈추는 시점에서 스위칭 신호를 발생시켜 제어용 패널에 제공하며, 그러면 제어용 패널은 되돌아올 시점인 것을 파악하여 기동용 모터를 역회전시켜 최초 위치로 되돌아오면서 염수를 살포하도록 제어명령을 내릴 수 있다.

상기 제어용 패널(7)은 제 1 리미트 스위치 및 제 2 리미트 스위치와 전기적으로 연결되어 대차의 움직임에 대한 정보를 추출하며, 기동용 모터를 구동시켜 일정구간 대차가 움직이도록 제어신호를 출력한다. 즉, 제어용 패널은 기동용 모터에 전원이 공급되도록하여 대차가 전진 또는 후진되도록하고, 동시에 펌핑용 모터를 구동하여 염수가 도로면에 살포되도록 제어하며, 아울러 제 1 리미트 스위치와 제 2 리미트 스위치로부터 대차의 유동정보를 파악하여 제 1 리미트 스위치가 작동하면 펌핑용 모터를 가동하여 염수가 출력되도록하고, 제 2 리미트 스위치가 작동하면 반환되는 지점임을 파악하여 기동용 모터를 역회전시켜 원래 위치로 대차를 위치시키면서 염수를 살포시키도록 제어신호를 출력한다.

또한, 상기 제어용 패널(7)은 센서(101)(102)(103)(104)들에 의해 측정되는 각종 측정데이터를 분석하여 노면의 결빙과 강설을 예측하고 적설량과 강설량을 구하여, 이에 대응하는 제설 및 해빙을 위한 염수의 분사량을 구하고, 이에 따라 펌핑용 모터의 작동시간을 제어하여 필요로하는 염수를 도로면에 분사시킨다. 즉, 제어용 패널(7)은 온도센서(101)와 습도센서(102), 초음파 센서(103) 그리고 적외선 온도센서(104)의 측정 데이터를 분석하여 대기, 도로면 및 눈 표면의 온도를 측정하여 결빙의 정도와 해빙에 필요한 염수의 분사량을 산출한후 펌핑용 모터를 구동하여 도로면에 염수를 분사시키는 것이다.

상기 배터리(8)는 제어용 패널과 기동용 모터 및 펌핑용 모터에 전기적으로 연결되어 구동에 따른 동력을 제공한다. 즉, 배터리는 대차가 기동될 수 있도록하고 아울러 염수가 살포될 수 있도록 전원을 공급하는 것이다.

상기 원격기동 송수신부(9)는 대차의 기동에 따른 정보를 관리자에게 유무선으로 제공하는 역할을 한다. 즉, 원격기동 송수신부는 대차의 기동정보를 외부로 출력하여 원격의 거리에서 관리자가 대차의 작동여부 및 염수살포의 정보를 파악할 수 있도록 신호를 출력한다.

물론, 제어용 패널에 의해서 제설 및 해빙을 위한 염수 살포 동작을 제어할 수도 있지만, 원격지에 위치한 상황실이나 인터넷 단말기, 스마트폰과의 실시간 통신으로 현지 상황에 대한 정보를 원격지의 관리자에게 전달함과 동시에 원격지의 관리자의 지시에 따라 염수 살포장치의 동작을 원격 제어하기도 한다.

또한, 염수저장탱크(2)에는 결빙의 정도에 따라 색상을 포함한 염수를 출력하여 운전자가 도로면에 살포된 염수의 색상을 보고 도로면의 결빙 정도를 짐작할 수 있도록 유도할 수 있는바, 이를 위해 본 발명에서는 제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)를 구비하고, 아울러 제 1 전자밸브(a)와, 제 2 전자밸브(b)와, 제 3 전자밸브(c)를 구비하며, 상기 제 1 염수저장탱크(2a)는 적색의 색소를 첨가한 염수를 적재하고, 상기 제 2 염수저장탱크(2b)는 주황색의 색소를 첨가한 염수를 적재하며, 제 3 염수저장탱크(2c)는 노란색의 색소를 첨가한 염수를 적재시킨다.

그리고, 제어용 패널(7)은 외부 기온에 따라 제 1 전자밸브(a)와 제 2 전자밸브 및 제 3 전자밸브(c)를 개방하여 펌핑용 모터(3)를 통해 외부로 출력되도록하며, 결빙의 정도가 강하면 제 1 염수저장 탱크(2a)에 적제된 적색 염수를 살포하고, 중간이면 제 2 염수저장 탱크(2b)에 저장된 주황색 염수를 살포하며, 결빙의 정도가 약하면 제 3 염수저장 탱크(2c)에 적재된 노란색 염수를 살포한다.

그러면, 운전자는 도로면에 살포된 염수의 색상을 시각적으로 확인하여 결빙의 정도를 짐작할 수 있으며, 바람직하게는 도로면의 전방에 색상 안내판을 표시하여 운전자가 도로의 결빙을 짐작하여 안전운행에 만전을 기할 수 있도록 유도한다. 즉, 적색 염수가 살포되어 도로면이 적색이면 강한 결빙상태이므로 운행속도를 최대한 낮추어서 운행하여 안전사고의 위험을 방지할 수 있도록 한 것이다.

한편, 본 발명에서는 카메라(30)를 이용하여 도로면을 촬영하고, 촬영된 데이터를 근거로 염수의 살포가 제대로 이루어지는지 확인할 수 있도록하며, 카메라(30)의 촬영영상이 제어용 패널(7)에 제공되면 제어용 패널은 색상을 분석하여 염수의 살포여부를 확인한다.

즉, 염수는 적색이나 주황색 또는 노란색으로 분사시키기 때문에 도로면에 색상이 검출되지 않으면 염수가 분사되지 않은 것으로 판단하여 경보음을 출력하는 것이다.

즉, 제어용 패널에서 염수살포를 위해 펌핑용 모터를 구동하였으나, 도로면에 정확하게 분사되지 않으면 분사장치의 각도에 이상이 있거나 분사가 제대로 이루어지지 않는 것이기 때문에 경보신호 자동 출력부를 통해 경보음을 출력하여 에러상황을 관리자가 빨리 체크하여 해결하도록 유도하는 것이다.

상기 수위 측정센서(210)는 해빙 및 제설을 위한 살포재가 담겨진 용기의 수위를 감지하는 센서이다.

이하, 출원인은 눈이 내리거나 도로가 결빙되었을 때 실시하는 제설 및 해빙작업을 설명한다.

온도센서(101)와 습도센서(102), 초음파 센서(103) 그리고 적외선 온도센서(104) 등에 의해 측정되는 각종 기후인자에 대한 측정데이터가 입력되면, 제어용 패널(7)는 이를 분석하여 눈이 내리는지, 내리면 적설량이 얼마나 되는지, 그리고 도로가 결빙되었을지 등을 구한다.

그리고, 도로의 결빙 정도를 파악하여 염수저장 탱크에 적재된 염수를 도로면에 살포하도록하는바, 결빙이 강하면 적색 염수가 살포되도록 제 1 전자밸브(a)를 개방하고, 중간 정도이면 제 2 전자밸브를 개방하며, 결빙이 약하면 제 3 전자밸브(c)를 개방하여 펌핑용 모터(3)를 통해 염수가 외부로 출력되도록한다. 이에 따라 결빙의 정도가 강하면 제 1 염수저장 탱크(2a)에 적제된 적색 염수를 살포되고, 중간이면 제 2 염수저장 탱크(2b)에 저장된 주황색 염수를 살포되며, 결빙의 정도가 약하면 제 3 염수저장 탱크(2c)에 적재된 노란색 염수가 살포되어 운전자는 도로 결빙 정도를 예측하여 운행에 참고할 수 있게 된다.

그리고, 카메라를 통해 도로면을 촬영하여 색상이 검출되지 않으면 염수가 도로면에 제대로 분사되지 못한 것으로 파악하여 경보신호 자동 출력부를 통해 경보음을 출력한다.

상기 경보신호 자동 출력부(1000)는, 전원부(1110)와, 제 1 릴레이 스위치(RY1)와, 제 2 릴레이 스위치(RY2)와, 제 3 릴레이 스위치(RY3)와, 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와, 제 2 회로 연결 스위치(sw2)와, 경보 제어부(1120)를 포함하여 이루어진다.

상기 전원부(1110)는 자체 전원에 의해서 전원을 인가시킨다.

상기 제 1 릴레이 스위치(RY1)는 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시킨다.

상기 제 2 릴레이 스위치(RY2)는 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시킨다.

상기 제 3 릴레이 스위치(RY3)는 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시킨다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)는 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행한다.

상기 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)는 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 한다.

상기 경보 제어부(1120)는 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 한다.

또한, 본 발명은 회로 작동용 철편(1131)과, 경보신호 작동 제어부 전원 연결용 철편(1132)과, 제 1 자기유지수단(1133)과, 제 2 자기유지수단(1134)과, 보조 자기유지수단(1133a)과, 간극제(1134a)와, 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성한다.

상기 회로 작동용 철편(1131)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시킨다.

상기 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)은 상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도한다.

상기 제 1 자기유지수단(1133)은 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도한다.

상기 제 2 자기유지수단(1134)은 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시킨다. 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작한다.

상기 보조 자기유지수단(1133a)는 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시킨다.

특히, 보조 자기유지수단(1133a)은 제 1 자기유지수단(1133)이 망실되더라도 제 2 자기유지수단(1134)에 영향을 미치어서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치의 오프 상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 제 2 자기유지수단과 자기적으로 결합되어 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시킨다.

상기 간격제(1134a)는 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 상기 간격제의 작용으로 보다 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도한다. 만약에 간격제가 존재하지 않으면 제 1 자기유지수단의 몸체와 제 2 자기유지수단의 몸체가 직접 붙게 되므로 나중에 상호 분리가 어렵게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 간격제를 더 부가 설치하여 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 용이하게 분리될 수 있도록 하였다.

그리고, 상기 간격제를 제 2 자기유지수단의 N극 주변에만 설치하는 이유는 릴레이 스위치 미작동시 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 분리되어 있어야 하며, 이때 제 1 자기유지수단의 S극과 제 2 자기유지수단의 S극이 상호 마주보게 되어 분리상태를 용이하게 유지할 수 있다. 만약에 간격제를 제 2 자기유지수단의 S극까지 감싸게 되면 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단의 S극이 간격제의 방해에 의해서 밀치는 강도가 약해지므로 이격상태 유지가 불안정해질 수 있다.

이에 따라 본 발명에서는 제 2 자기유지수단의 N극에만 간격제를 설치하여 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단의 분리가 용이하게 이루어지도록하고, 자기적으로 결합시에는 인접한 서로다른 극의 배치로 인하여 상호 용이하게 자기적 결합상태를 유지시키도록 하였다. 실제로 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단이 상호 결합되게 되면 제 1 자기유지수단의 N극과 제 2 자기유지수단의 S극이 바로 근접하게 위치하게 되며, 이로 인하여 자기적으로 강하게 결합되어 릴레이 스위치가 오프되도라도 회로 작동용 철편(1131)의 하강상태가 지속됨으로서 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 지속시킬 수 있다.

상기 수동 작동 스위치(1135)는 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 출력부가 오프된 상태에서 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프되어 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 한다.

이하에서 경보신호 자동 출력부(1000)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 경보신호 출력을 위한 제어관계를 살펴보면, 제어부에서 제 2 릴레이 스위치에 전원을 인가하여 제 3 릴레이 스위치를 작동시킨다. 이에 따라 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 제 1 회로 연결 스위치(sw1) 및 경보신호 출력용 전원 스위치(sw2)가 온 되면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 인가되어 경보신호가 디스플레이 된다.

상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 작동하면 제어부는 제 2 릴레이 스위치의 작동을 차단하여 제 3 릴레이 스위치의 작동을 차단시키고, 동시에 제 1 릴레이 스위치를 작동시킨다.

한편, 만약 작업자가 경보신호가 출력되는 도중에 제 1 회로 연결 스위치 및 경보신호 출력용 전원 스위치를 오프시키게 되면 제어부에서 이를 파악하게 되고, 그러면 제 2 릴레이 스위치를 작동시켜 제 3 릴레이 스위치가 작동되도록하여 철편을 이동시키면서 폐회로를 유지시키고 동시에 경보신호 제어부(1140)로 출력되는 전원을 복귀시켜 계속적으로 경보신호 디스플레이부(1150)를 작동시킬 수 있게 된다.

즉, 본 발명은 경보요인을 해결하지 않으면 계속적으로 경고음을 출력시키도록하여 반드시 경보요인을 해결하도록 유도한다.

즉, 제어부에서 제 2 릴레이 스위치 및 제 1 릴레이 스위치에 스위칭 신호를 인가하면 다시 전원을 복귀시켜 경보신호가 자동으로 출력되며, 이에 따라 경보상황이 완전히 제거되는 것을 인지하지 못하여 경보신호를 차단하더라도 다시 재작동되므로 작업자로 하여금 경보신호의 발생원인을 확실하게 해결토록 유도할 수 있다.

만약에 제어부에서 더이상 경보신호의 출력이 필요없다고 인정되면 제 1 릴레이 스위치 및 제 2 릴레이 스위치에 더이상 전원신호를 인가하지 않게 되므로 이때에는 수동 스위치(1135)를 사용자가 조작하여 경보신호를 수동으로 차단시킬 수 있게 된다.

1: 기동용 모터
1a: 중계용 기어부
2: 염수저장탱크
3: 펌핑용 모터
4: 염수분사노즐
5: 제 1 리미트 스위치
6: 제 2 리미트 스위치
7: 제어용 패널
8: 배터리
9: 원격기동 송수신부
10: 대차
20: 레일
30: 카메라
100: 센서부
101: 온도센서
102: 습도센서
103: 초음파 센서
104: 적외선 온도센서
1000: 경보신호 자동 출력부

Claims (6)

1. 대기와 노면의 온도를 측정하는 온도센서(101)와;
   대기와 노면의 습도를 측정하는 습도센서(102)와;
   눈 표면에 초음파를 송출하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 초음파를 수신하는 수신부로 구성되며, 눈의 적설량과 새로 내리는 눈의 강설량을 측정하는 초음파 센서(103)와;
   눈 표면에 적외선을 조사하는 송출부와, 눈 표면으로부터 반사되는 적외선을 수신하는 수신부로 구성되며, 눈 표면의 온도를 측정하기 위한 적외선 온도센서(104)와;
   상기 센서(101)(102)(103)(104)들에 의해 측정되는 측정 데이터를 분석하여 노면의 강설량과 결빙을 예측하고, 이에 따라 해빙을 위한 염수 분사량을 결정하고 염수를 도로에 분사하기 위한 대차(10)와;
   상기 대차(10)를 이송시키기 위한 구동용 레일(20)을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하고;
   
   상기 대차(10)는,
   상기 구동용 레일의 상부에 설치되어 구동력을 제공하는 기동용 모터(1)와;
   상기 기동용 모터와 구동용 레일 사이에 설치되어 기동용 모터를 감속시켜 구동용 레일을 대차가 서서히 이동토록 유도하는 중계용 기어부(1a)와;
   상기 대차의 상부 일단에 설치되며 염수를 일정량 보관시키는 염수저장탱크(2)와;
   상기 염수저장탱크에 연결되며 염수저장탱크에 저장된 염수를 펌핑하여 출력시키는 펌핑용 모터(3)와;
   상기 펌핑용 모터의 출력측에 연결되며 경사진 도로면으로 향하도록하여 염수저장탱크에 담긴 염수를 경사진 도로면으로 분사시키는 염수분사노즐(4)과;
   상기 대차의 하단 일단에 설치되며 대차를 움직일시에 레일을 인식하여 대차의 기동을 알려 움직임 시작점을 알리는 역할을 하는 제 1 리미트 스위치(5)와;
   상기 대차의 하단 일단에 설치되며 대차를 멈출시에 레일을 인식하여 대차의 멈춤을 알려 움직임의 끝점을 알리는 역할을 하는 제 2 리미트 스위치(6)와;
   상기 제 1 리미트 스위치 및 제 2 리미트 스위치와 전기적으로 연결되어 대차의 움직임에 대한 정보를 추출하며, 기동용 모터를 구동시켜 일정구간 대차가 움직이도록 제어신호를 출력하는 제어용 패널(7)과;
   상기 제어용 패널과 기동용 모터 및 펌핑용 모터에 전기적으로 연결되어 구동에 따른 동력을 제공하는 배터리(8)와;
   상기 대차의 기동에 따른 정보를 관리자에게 유무선으로 제공하는 역할을 하는 원격기동 송수신부(9)를 포함하며;
   
   상기 염수저장탱크(2)는,
   제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)를 구비하고;
   상기 제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)의 출력측에 설치되어 염수의 출력을 제어하기 위해 제 1 전자밸브(a)와, 제 2 전자밸브(b)와, 제 3 전자밸브(c)를 구비하며;
   상기 제 1 염수저장탱크(2a)는 적색의 색소를 첨가한 염수를 적재하고, 상기 제 2 염수저장탱크(2b)는 주황색의 색소를 첨가한 염수를 적재하며, 제 3 염수저장탱크(2c)는 노란색의 색소를 첨가한 염수를 적재시키고;
   상기 제 1 염수저장탱크(2a)와, 제 2 염수저장탱크(2b)와, 제 3 염수저장탱크(2c)에는 각각 수위감지 센서를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   도로면을 촬영하고, 촬영된 데이터를 근거로 염수의 살포가 제대로 이루어지는지 확인할 수 있도록하는 카메라(30)를 더 구비하여 이루어지고;
   상기 카메라(30)의 촬영영상을 제어용 패널(7)에서 분석하여 염수의 살포되지 않은 것으로 판단되면 경보음을 출력하기 위한 경보신호 자동 출력부(1000)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 경보신호 자동 출력부(1000)는,
   자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와;
   상기 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 1 릴레이 스위치(RY1)와;
   상기 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 2 릴레이 스위치(RY2)와;
   상기 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시키는 제 3 릴레이 스위치(RY3)와;
   상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
   상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
   상기 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 하는 경보 제어부(1120)와;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
   상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
   상기 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시키며, 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 자기유지수단(1134)과;
   상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과;
   상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격제(1134a)와;
   상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포장치.
6. 온도센서(101)와 습도센서(102), 초음파 센서(103) 그리고 적외선 온도센서(104) 등에 의해 측정되는 각종 기후인자에 대한 측정데이터가 입력되면, 제어용 패널(7)는 이를 분석하여 눈이 내리는지, 내리면 적설량이 얼마나 되는지, 그리고 도로가 결빙되었을지를 구하는 단계와;
   상기에서 도로의 결빙 정도를 파악하여 염수저장 탱크에 적재된 염수를 도로면에 살포하도록 하되, 결빙이 강하면 제 1 염수저장 탱크에 적재된 적색 염수가 살포되도록 제 1 전자밸브(a)를 개방하고, 중간 정도이면 제 2 염수저장 탱크에 저장된 염수가 살포되도록 제 2 전자밸브를 개방하며, 결빙이 약하면 제 3 염수저장 탱크에 저장된 염수가 살포되도록 제 3 전자밸브(c)를 개방하고 동시에 펌핑용 모터(3)를 구동하여 선택된 염수가 외부로 출력시키는 단계와;
   카메라(30)를 이용하여 도로면을 촬영하고, 촬영된 데이터를 근거로 염수의 살포가 제대로 이루어지는지 확인할 수 있도록하되, 카메라(30)의 촬영영상이 제어용 패널(7)에 제공되면 제어용 패널은 색상을 분석하여 염수의 살포여부를 확인하는 단계와;
   상기 단계에서 도로면에 색상이 검출되지 않으면 염수가 도로면에 제대로 분사되지 않은 것으로 판단하여 경보신호 자동 출력부를 통해 경보신호를 출력하는 단계로 이루어지며;
   상기 경보신호 자동 출력부는
   자체 전원에 의해서 전원을 인가시키는 전원부(1110)와;
   상기 전원부의 출력단 일측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원을 스위칭시키는 제 1 릴레이 스위치(RY1)와;
   상기 전원부의 출력단 타측에 설치되어 전원부로부터 출력되는 전원부를 스위칭 시키는 제 2 릴레이 스위치(RY2)와;
   상기 제 2 릴레이 스위치의 출력단에 결합되며 제 2 릴레이 스위치가 스위칭되면 자기력을 발생시키는 제 3 릴레이 스위치(RY3)와;
   상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 회로를 통전시키는 기능을 수행하는 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와;
   상기 제 3 릴레이 스위치에 의해서 철편이 당겨지면서 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원이 공급되어 경보신호가 경보신호 디스플레이부(1150)를 통해 디스플레이 되도록 유도하는 역할을 하는 제 2 경보 신호 출력용 전원 스위치(sw2)와;
   상기 제 2 릴레이 스위치를 스위칭시켜 제 3 릴레이 스위치가 스위칭되도록 유도하며, 이에 따라 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치가 스위칭 되도록하고, 이후 제 2 릴레이 스위치를 오프시킴과 동시에 제 1 릴레이 스위치를 스위칭시켜, 제 3 릴레이 스위치는 오프시키고 동시에 제 1 릴레이 스위치에 연동되도록 구성된 제 1 회로 연결 스위치와 제 2 경보신호 출력용 전원 스위치의 스위칭 상태를 지속시켜 경보상태를 지속시키는 역할을 하는 경보 제어부(1120)와;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)에 접점되어 제 1 릴레이 스위치로부터 전달되는 전원을 중계시켜 전원의 흐름을 지속시키는 회로 작동용 철편(1131)과;
   상기 회로 작동용 철편(1131)에 연동하여 동작하도록 설계되며 회로 작동용 철편(1131)이 온 되면 경보신호 출력 제어부(1140)에 전원을 연결하여 경보장치가 작동되도록 유도하는 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편(1132)과;
   상기 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 S극의 영향으로 제 3 릴레이 스위치 미작동시 제 1 회로 연결 스위치(sw1)와 회로 작동용 철편(1131)이 항상 오프상태를 유지하도록 유도하는 제 1 자기유지수단(1133)과;
   상기 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 상부에 설치하되 상부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어지며 제 3 릴레이 스위치 미작동시 하부 말단이 S극인 제 1 자기유지수단(1133)을 상호 밀쳐내어 회로 작동용 철편(1131)을 밀어 올림으로서 전기적으로 오프 상태를 유지시키며, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)이 끌어당겨져 몸체의 상부를 구성하는 S극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 상부를 구성하는 N극이 근접하게 위치되고 동시에 몸체의 하부를 구성하는 N극과 제 1 자기유지수단(1133)의 몸체의 하부를 구성하는 S극이 근접하게 위치되면서 제 1 자기유지수단(1133)과 자기적으로 결합되고 동시에 제 1 회로 연결 스위치(sw1)가 스위칭되면 제 3 릴레이 스위치의 작동이 멈추어도 회로 작동용 철편(1131)의 부착 상태가 계속되어 제 1 릴레이 스위치를 통한 전원공급상태를 유지시키며, 이때 상기 제 3 릴레이 스위치의 작동으로 회로작동용 철편이 동작하면 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편이 자동으로 작동하여 경보신호가 외부로 출력되도록 동작하는 제 2 자기유지수단(1134)과;
   상기 제 1 자기유지수단(1133)에 일정간격 이격된 상태로 회로 작동용 철편(1131)의 하단에 설치되며 하부 말단이 S극인 막대자석 형태로 이루어져 상부 말단이 S극인 제 2 자기유지수단에 밀쳐지면서 제 3 릴레이 스위치 미작동시 회로 작동용 철편(1131)을 제 1 회로 연결 스위치(sw1)로부터 들어올려 회로의 차단상태를 유지시키고, 제 3 릴레이 스위치 작동시 회로 작동용 철편(1131)을 하강시켜 제 1 회로 연결 스위치(sw1)의 온 상태를 유지시키는 보조 자기유지수단(1133a)과;
   상기 제 2 자기유지수단(1134)의 N극 주변을 감싼 형태로 설치되며 제 2 자기유지수단과 제 1 자기유지수단이 자기적으로 결합시에 상호 직접 결합되지 않고 일정간극을 유지한체 결합되도록 유도하며, 제 1 자기유지수단과 제 2 자기유지수단을 해체시에 자연스럽게 상호 분리가 가능토록 유도하는 간격제(1134a)와;
   상기 회로작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편에 결합되며, 경보신호 작동을 중단시키기 위해 사용자가 조작하면 회로 작동용 철편과 경보신호 출력 제어부 전원 연결용 철편을 오프시켜 경보신호 디스플레이부의 동작을 중단시킴으로서 더이상 경보신호가 출력되지 않토록 유도하는 수동 작동 스위치(1135)를 더 포함하여 구성함을 특징으로 하는 눈이 내리거나 도로 결빙시 자동으로 살포재를 살포하는 무인 살포방법.

Images