KR101843509B1

KR101843509B1 - 추운동 기반의 기울기 검출 기구

Info

Publication number: KR101843509B1
Application number: KR1020170087046A
Authority: KR
Inventors: 박재한
Original assignee: 이승배
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-03-29

Abstract

본 발명은 크레인에 탑재되어 기울기의 변화를 검출하는 기구에 있어서: 상하로 구분되는 내부공간을 지닌 본체(20); 상기 본체(20)의 일측 내부공간에 조인트(31)를 개재하여 수용되고, 본체(20)의 기울기에 대응하여 전방위 진자운동을 유발하는 무게추(30); 및 상기 본체(20)의 일측에서 무게추(30)의 이동 상태에 대응하여 신호를 생성하는 검출수단(40);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 각종 현장의 진동과 충격에 노출된 크레인에 종방향으로 설치하여 복잡한 연산에 의하지 않더라도 특정의 경사각도를 검출하는 작동 신뢰성과 내구성 유지로 크레인의 안정성을 높이는 효과가 있다.

Description

추운동 기반의 기울기 검출 기구{Device for detecting inclination based on pendulum movement}

본 발명은 기울기 검출 기구에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 크레인 등에 장착되어 전방위적인 편향 상태를 감지하여 신호를 생성하기 위한 추운동 기반의 기울기 검출 기구에 관한 것이다.

통상적으로 건축물을 시공하거나 선박을 건조하는 현장에는 크고 작은 각종 크레인 장치가 투입되어 중량물 자재의 신속하고 편리한 이동을 유도한다. 근래에는 건축물의 고층화와 선박의 대형화 추세에 의하여 크레인 장치도 대규모화 되므로, 환경적 요인 등에 의하여 크레인에 편향이 발생되기 쉬운 반면에 조작자가 이를 인지하지 못하여 전도의 위험성도 증대된다. 이에 크레인이 어느 방향으로든 편향되는 상태를 정확하게 검출하는 센서의 중요성이 커진다.

이와 관련하여 참조할 수 있는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 등록특허공보 제1541513호(선행문헌 1), 일본 공개특허공보 2014-089938호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 상기 케이스가 기울어짐에 따라 제1 경사면을 따라서 제2 경사면으로 이동하는 도전구; 및 도전구가 상기 제2 경사면에 위치하였을 때에는 도전구를 통하여 제2 경사면과 전기적으로 접촉하도록 케이스 중앙 상부에 장착된 중심전극을 포함한다. 이에, 대상물체가 일정각도 기울었다가 소정의 각도 이내로 복귀하는지를 간단하게 검출하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 반도체 레이저 등 발광 소자로 구성된 광원, 광원의 빛을 검출하는 광 검출기, 광원과 광 검출기 사이에 중력 방향에 매단 진자가 수납된 진자 수납 용기를 지지하는 홀더로 구성된다. 이에, 자기의 영향을 받지 않아 광범위하게 사용되고 전방위로 경사를 검출하며 고점도 액체로 오동작을 방지하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 진동과 충격에 노출된 크레인에 설치하여 특정의 경사각도를 검출하는 작동 신뢰성을 유지하기에 한계성을 보이므로 개선의 여지를 나타내고 있다.

한국 등록특허공보 제1541513호 "볼 조인트의 각도 표시 장치" (공개일자 : 2015.00.03.)

일본 공개특허공보 2014-089938호 "" (공개일자 : 2014.05.15.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 건축 현장 등에서 항시 진동과 충격에 노출된 크레인에 설치하여 복잡한 연산에 의하지 않더라도 특정의 경사각도를 검출하는 작동 신뢰성과 더불어 내구성을 유지할 수 있는 추운동 기반의 기울기 검출 기구를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 크레인에 탑재되어 기울기의 변화를 검출하는 기구에 있어서: 상하로 구분되는 내부공간을 지닌 본체; 상기 본체의 일측 내부공간에 조인트를 개재하여 수용되고, 본체의 기울기에 대응하여 전방위 진자운동을 유발하는 무게추; 및 상기 본체의 일측에서 무게추의 이동 상태에 대응하여 신호를 생성하는 검출수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 타측 내부공간에 내통과 밀봉캡 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체는 광투과성을 지닌 윤활기유에 파라핀, 액상방청제, 산화방지제를 첨가한 오일을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단은 무게추의 상측으로 연결되는 상부추, 상부추의 상단에 형성되는 요홈, 무게추의 설정 각도 이탈시 요홈에 접촉하여 신호를 생성하는 리미트스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 검출수단은 본체와 동심의 원주상에 4~8개로 균분된 위치에 방향감지기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 본체는 무게추의 진자운동에 대응한 검출 상태를 변동하기 위한 조절수단을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 조절수단은 내통의 상단에 주름대를 개재하여 상하운동 가능하게 형성되는 가변부, 밀봉캡의 저면에 장착되어 가변부에 회전운동 가능하게 수용되는 디스크를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 각종 현장의 진동과 충격에 노출된 크레인에 종방향으로 설치하여 복잡한 연산에 의하지 않더라도 특정의 경사각도를 검출하는 작동 신뢰성과 내구성 유지로 크레인의 안정성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기구를 설치된 상태로 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 기구의 주요부를 확대하여 나타내는 모식도
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 기구를 나타내는 구성도
도 3은 도 4의 평면에서 기구의 작동 원리를 나타내는 모식도
도 5는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 기구를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 크레인에 탑재되어 기울기의 변화를 검출하는 기구에 관하여 제안한다. 도 1을 참조하면 크레인은 권상기(10)의 하방향으로 와이어(11), 시브(15), 후크(13)가 순차적으로 연결되는 구조를 이룬다. 본 발명은 크레인에 탑재되는 검출 기구에 적용성이 높지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 본체(20)는 상하로 구분되는 내부공간을 지닌 구조이다. 본체(20)는 후술하는 여타 구성을 고려하여 상하 2개의 공간으로 구분하는 것이 좋으나 이에 한정되는 것은 아니다. 어느 일측의 내부공간에 유체가 충진되는 경우에는 상대적으로 높은 밀봉성이 요구된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(20)는 타측 내부공간에 내통(21)과 밀봉캡(25) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 한다. 내통(21)은 내부공간을 상하로 구분하는 요소로서 격막 구조로 형성될 수도 있다. 밀봉캡(25)은 해체와 결합이 용이하도록 본체(20)의 상단에 나선을 이용하여 맞물리는 것이 좋다. 내통(21)에 의하여 상하 내부공간의 밀봉성이 확보되면 밀봉캡(25)에 의한 밀봉성은 상대적으로 약화되어도 무방하다.

한편, 이와 같은 본체(20)는 체결공(23)을 이용하여 크레인의 시브(15)에 고정될 수 있다. 본체(20)가 소형 구조로서 시브(15)의 외주면 상에 안착이 용이하지만 경우에 따라 긴밀한 지지를 위한 하우징을 더 부가할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 본체(20)의 기울기에 대응하여 전방위 진자운동을 유발하는 무게추(30)가 상기 본체(20)의 일측 내부공간에 조인트(31)를 개재하여 수용된다. 도 1에서 조인트(31)가 내통(21)의 저면에 지지대(22)를 개재하여 회전 가능하게 지지된 상태를 예시한다. 조인트(31)의 하측으로 결합되는 무게추(30)는 비중이 높고 내부식성이 양호한 금속 소재를 사용하는 것이 좋다. 전방위는 조인트(31)가 위치하는 중앙점을 기준으로 360˚ 범위의 반경방향을 의미한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체(20)는 광투과성을 지닌 윤활기유에 파라핀, 액상방청제, 산화방지제를 첨가한 오일(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 본체(20)의 하측 내부공간에 충진되는 오일(35)은 외부의 일시적 충격이나 진동에 의한 무게추(30)의 불필요한 진자운동을 지연시키는 댐핑 역할을 한다. 크레인은 항시 옥외에서 가동되는 특성상 계절별 온도 변화가 크기 때문에 기본적으로 점도지수가 높아야 하며 이외에 내부식성, 열/산화안정성, 내마모성, 난연성 등이 요구된다. 광투과성을 지닌 공지된 윤활기유를 기반으로 점도지수를 높이는 파라핀(액상)을 혼합하는 것이 좋다.

또, 본 발명에 따르면 검출수단(40)이 상기 본체(20)의 일측에서 무게추(30)의 이동 상태에 대응하여 신호를 생성한다. 검출수단(40)은 크레인의 와이어(11)에 연결된 시브(15)가 설정된 각도(예컨대 5˚)를 초과하는 순간에 소정의 신호를 발생하는 스위치 역할을 수행한다. 스위치 역할은 제어기(도시 생략)에 의한 각도 연산을 배제하고 설정된 각도에서 마이크로프로세서에 인터럽트를 요청하므로 연산 부담을 경감한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단(40)은 무게추(30)의 상측으로 연결되는 상부추(32), 상부추(32)의 상단에 형성되는 요홈(33), 무게추(30)의 설정 각도 이탈시 요홈(33)에 접촉하여 신호를 생성하는 리미트스위치(45)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 상부추(32)는 무게추(30)보다 가벼운 소재로 형성하고, 요홈(33)은 벨마우스와 같은 형태로 만곡지게 형성한다. 리미트스위치(45)는 밀봉캡(25) 상에 기판(41)을 개재하여 장착된다. 이에, 도 2처럼 크레인의 기울어짐으로 인하여 무게추(30)가 중앙점에서 설정된 거리 이상 이탈되면 리미트스위치(45)가 요홈(33)의 특정부에 접촉하여 신호를 발생한다. 기판(41) 상에는 정전 등에 대비하여 충전 가능한 배터리(27)를 구비한다.

한편, 상부추(32)의 요홈(33)과 리미트스위치(45) 사이에 작동력 전달이 원활하도록 별도의 가동자(43)를 더 구비할 수 있다. 가동자(43)는 내통(21)의 상면에 상하운동 가능하게 지지되고, 그 상단이 내통(21)을 거쳐 밀봉캡(25)의 리미트스위치(45)에 도달한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 검출수단(40)은 본체(20)와 동심의 원주상에 4~8개로 균분된 위치에 방향감지기(47)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 만일 크레인이 복합적 요인에 의하여 기울어짐과 복원을 반복한다면 리미트스위치(45) 외에 방향감지기(47)를 이용하여 충분한 정보를 획득한다. 방향감지기(47)는 포토센서를 사용하는 것이 간편하지만 홀센서 등을 배제하는 것은 아니다. 도 3 및 도 4에서 본체(20)가 횡방향으로 좁고 종방향으로 길게 배치되므로 기판(41) 상에 4개의 방향감지기(47)를 장착한 상태를 예시한다. 이 경우 무게추(30)가 4개의 방향으로 정확하게 이동하면 하나의 방향감지기(47)에서 신호가 생성되고, 그 중간의 방향으로 이동하면 인접한 2개의 방향감지기(47)에서 신호가 동시에 생성된다. 어느 경우에나 연산에 의하여 크레인이 기울어지는 방향에 대한 데이터를 획득하고 분석할 수 있다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 본체(20)는 무게추(30)의 진자운동에 대응한 검출 상태를 변동하기 위한 조절수단(50)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 크레인의 종류, 작업 내용, 주변 환경 등이 크게 변동되는 경우 무게추(30)의 진자운동에 대응한 검출 상태를 조절하여 작동 신뢰성과 안정성을 유지할 수 있다. 검출 상태에 영향을 주는 요소는 가동자(43)의 높이, 상부추(32)의 요홈(33)의 형태, 오일(35)의 물성, 리미트스위치(45)의 분해능 등이 있다.

이때, 상기 조절수단(50)은 내통(21)의 상단에 주름대(53)를 개재하여 상하운동 가능하게 형성되는 가변부(51), 밀봉캡(25)의 저면에 장착되어 가변부(51)에 회전운동 가능하게 수용되는 디스크(55)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 조절수단(50)으로 가동자(43)의 높이를 선정하는 것은 외부에서 조절이 용이한 편의성 측면을 고려함이다. 이를 위해 내통(21)의 상측 벽면을 주름대(53)로 연결하여 상하운동이 가능한 가변부(51)를 형성한다. 밀봉캡(25)의 저면에 고정된 디스크(55)는 가변부(51)의 상면에 별도의 지지대를 이용하여 회전 가능하게 수용한다. 이에, 밀봉캡(25)의 노브(57)를 이용하여 회전을 인가하면 밀봉캡(25)의 상하운동에 연동하여 가동자(43)의 상하운동이 유발된다. 예컨대 가동자(43)가 상승하면 요홈(33)과의 간격이 멀어져 검출 각도가 증가된다. 가동자(43)의 상하운동 범위는 대략 1~2㎜ 내외이므로 구성품간의 간섭 등의 우려가 없다.

작동의 일예로서, 크레인을 작동하는 중간에 경사가 설정치(예컨대 5˚) 이상으로 판단되면 본체(20)에 내장된 리미트스위치(45)에서 신호가 발생하고, 제어기는 이러한 신호를 감지하는 순간 시브(15)와 후크(13)의 하방향 작동만 제외한 타방향 작동을 구속한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 권상기 11: 와이어
13: 후크 15: 시브
20: 본체 21: 내통
22: 지지대 25: 밀봉캡
30: 무게추 31: 조인트
32: 상부추 33: 요홈
35: 오일 40: 검출수단
41: 기판 43: 가동자
45: 리미트스위치 47: 방향감지기
50: 조절수단 51: 가변부
53: 주름대 55: 디스크
57: 노브

Claims

크레인에 탑재되어 기울기의 변화를 검출하는 기구에 있어서:
상하로 구분되는 내부공간을 지닌 본체(20);
상기 본체(20)의 일측 내부공간에 조인트(31)를 개재하여 수용되고, 본체(20)의 기울기에 대응하여 전방위 진자운동을 유발하는 무게추(30); 및
상기 본체(20)의 일측에서 무게추(30)의 이동 상태에 대응하여 신호를 생성하는 검출수단(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 검출수단(40)은 무게추(30)의 상측으로 연결되는 상부추(32), 상부추(32)의 상단에 형성되는 요홈(33), 무게추(30)의 설정 각도 이탈시 요홈(33)에 접촉하여 신호를 생성하는 리미트스위치(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 추운동 기반의 기울기 검출 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 본체(20)는 타측 내부공간에 내통(21)과 밀봉캡(25) 중 적어도 하나를 구비하는 것을 특징으로 하는 추운동 기반의 기울기 검출 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 본체(20)는 광투과성을 지닌 윤활기유에 파라핀, 액상방청제, 산화방지제를 첨가한 오일(35)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 추운동 기반의 기울기 검출 기구.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 검출수단(40)은 본체(20)와 동심의 원주상에 4~8개로 균분된 위치에 방향감지기(47)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 추운동 기반의 기울기 검출 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 본체(20)는 무게추(30)의 진자운동에 대응한 검출 상태를 변동하기 위한 조절수단(50)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 추운동 기반의 기울기 검출 기구.
청구항 6에 있어서,
상기 조절수단(50)은 내통(21)의 상단에 주름대(53)를 개재하여 상하운동 가능하게 형성되는 가변부(51), 밀봉캡(25)의 저면에 장착되어 가변부(51)에 회전운동 가능하게 수용되는 디스크(55)를 구비하는 것을 특징으로 하는 추운동 기반의 기울기 검출 기구.