KR101861203B1 - 무인 자동화 후크 체결 장치 - Google Patents

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Abstract

무인 자동화 후크 체결 장치가 개시된다.
개시되는 무인 자동화 후크 체결 장치는 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부; 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 방향 조정 부재; 상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재; 상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재; 및 상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게;를 포함하고, 상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 방향 조정 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하고, 상기 방향 조정 부재는 몸체와, 회전 가능하여 바람을 불어 일으켜서 상기 몸체를 이동시켜줄 수 있고, 상기 몸체의 사방에 각각 형성되어 있는 방향 부재와, 상기 방향 부재의 외측에서 보호를 위해 설치되는 보호 링 부재와, 상기 보호 링 부재에 결합되고, 날개 모양으로 형성되어 방향 전환됨으로써 상기 몸체를 회전시켜줄 수 있는 날개 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
개시되는 무인 자동화 후크 체결 장치에 의하면, 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있는 장점이 있다.

Description

무인 자동화 후크 체결 장치{Automatic hook fastening device}
본 발명은 무인 자동화 후크 체결 장치에 관한 것이다.
크레인이란, 다양한 현장에서, 각종 화물을 들어올려, 상하좌우로 옮겨주는 운반용 기계장치이다.
이러한 크레인의 인양 용구로서, 크레인 후크가 사용되는데, 이러한 후크는 인양 대상에 안전하게 체결되어 크레인이 인양 대상을 적재 위치에 옮길 수 있도록 하는 체결구이다.
즉, 크레인 후크는 크레인과 인양 대상을 연결해주는 것이고, 크레인이 인양 대상을 옮길 때, 가장 먼저 하는 작업은 인양 대상에 크레인 후크를 체결하는 작업이 된다.
인양 대상에 크레인 후크를 체결할 때, 크레인이 인양 대상을 옮기는 작업 도중 인양 대상이 크레인 후크에서 분리되지 않도록 인양 대상을 크레인 후크에 정확하게 체결해야 한다.
그러나, 인양 대상에 따라 크레인 후크의 종류도 다양하고, 그 무게도 상당함으로 작업자가 인양 대상을 직접 크레인 후크에 거는 작업이 힘들었다.
이러한 작업상의 문제로 후크의 체결을 돕는 시스템이 개발되었고 이러한 후크의 체결을 돕는 시스템의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나 종래의 후크의 체결을 돕는 시스템은 카메라나 모니터 등의 영상 장치가 추가로 설치되던지 또는 후크의 위치를 스캔하여 위치를 파악하는 스캐너가 설치되어 후크가 체결되도록 모니터링을 하면서 간접 제어를 하는 시스템으로, 모니터링이 필요하고, 과도한 시스템으로 인한 설치 비용의 문제가 있었다.
또한, 후크 주변에 영상 장치가 설치되는데, 후크를 체결하는 과정에서 후크를 체결하려는 체결 장치가 영상 장치를 부수는 사고가 빈번하게 발생할 수 있고 이에 대한 유지 보수가 곤란하였다.
또한, 인양 대상의 위치를 빠르게 파악하지 못하고, 인양 대상의 후크를 빠르게 체결하지 못하여 작업상 속도가 현저히 늦어지는 문제점과 후크 체결을 위한 현장인원이 반드시 작업해야 하는 문제점이 있었다.
등록 특허 제 10-0855859호, 등록 일자: 2008.08.26., 발명의 명칭: 틸트센서를 이용한 지브형 크레인의 영상감시시스템의 자동 후크 추적장치 등록 특허 제 10-1093343호, 등록 일자: 2011.12.06., 발명의 명칭: 크레인 레이저스케너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법 등록 특허 제 10-1311873호, 등록 일자: 2013.09.17., 발명의 명칭: 타워크레인 후크 하방 모니터링 카메라 시스템
본 발명은 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있는 무인 자동화 후크 체결 장치와 지면에 지정된 위치에 물건을 하역시키는 것을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치는 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부; 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 방향 조정 부재; 상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재; 상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재; 및 상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게;를 포함하고, 상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 방향 조정 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하고, 상기 방향 조정 부재는 몸체와, 회전 가능하여 바람을 불어 일으켜서 상기 몸체를 이동시켜줄 수 있고, 상기 몸체의 사방에 각각 형성되어 있는 방향 부재와, 상기 방향 부재의 외측에서 보호를 위해 설치되는 보호 링 부재와, 상기 보호 링 부재에 결합되고, 날개 모양으로 형성되어 방향 전환됨으로써 상기 몸체를 회전시켜줄 수 있는 날개 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 의하면, 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부; 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 추진 부재; 상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재; 상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재; 상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게; 및 지면에 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 하역 발신 부재;를 포함하고, 상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정함에 따라, 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있는 효과와, 상기 하역 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상과 결합된 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것으로 상기 인양 대상의 원하는 위치에 정밀하게 하역할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 비행체에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 크레인 붐에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 정면 위에서 비스듬히 바라본 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 후면 위에서 비스듬히 바라본 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 개방된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 닫힌 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 집게와 제 2 집게가 서로 떨어지도록 후크 구동 수단이 구동된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 집게에 후크가 체결된 모습을 보이는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 방향 전환 부재의 구조를 보이는 단면도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 날개 부재가 보호 링 부재에 결합된 모습을 확대한 확대도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 비행체에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 크레인 붐에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 정면 위에서 비스듬히 바라본 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 후면 위에서 비스듬히 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 개방된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 닫힌 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 집게와 제 2 집게가 서로 떨어지도록 후크 구동 수단이 구동된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 집게에 후크가 체결된 모습을 보이는 도면이다.
도 1 내지 도 9를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치(100)는 장치 결합부(110)와, 수신 부재(130)와, 추진 부재(120)와, 발신 부재(150)와, 후크 집게(140)와, 하역 발신 부재(160)를 포함한다.
도면번호 10은 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 인양할 수 있는 인양 대상이고, 도면번호 20은 상기 인양 대상(10)에 결합되어 있고, 상기 후크 집게(140)에 체결되어 상기 인양 대상(10)과 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)를 연결시켜주는 후크이다.
상기 후크(20)는 상기 후크 집게(140)가 체결되도록 관통 형성된 후크 홀(25)이 형성되어 있다.
상기 장치 결합부(110)는 높이 조절이 가능한 와이어(115)를 포함하고, 이동 가능한 비행체(40)나, 크레인 붐(50)인 인양 수단(40, 50)에 결합될 수 있는 것으로, 상기 장치 결합부(110)가 상기 비행체(40)나 상기 크레인 붐(50)인 상기 인양 수단(40, 50)에 결합되면, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 상기 인양 수단(40, 50)으로 인하여 이동가능한 상태가 될 수 있다.
여기서, 상기 장치 결합부(110)는 예를 들어, 상기 비행체(40)나 상기 크레인 붐(50)인 상기 인양 수단(40, 50)의 후킹 수단과 후킹되어 결합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 장치 결합부(110)와 상기 비행체(40)가 결합되면, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 공중에서 상기 비행체(40)의 이동에 따라 위치가 변경될 수 있고, 상기 비행체(40)의 이동범위에 따라 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 이동범위가 제한될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 장치 결합부(110)가 상기 크레인 붐(50)에 결합되면, 상기 크레인 붐(50)의 이동에 따라 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치가 변경될 수 있고 상기 크레인 붐(50)의 이동범위에 따라 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 이동범위가 제한될 수 있다.
상기 추진 부재(120)는 상기 인양 대상(10)에 대한 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있는 것이다.
상기 추진 부재(120)는 상기 수신 부재(130)로 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 인양 대상(10)의 위치에 따라 위치 조정이 가능한 것이다.
상기 발신 부재(150)는 상기 추진 부재(120)와 상기 인양 대상(10) 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상(10)과 상기 인양 수단(40, 50) 중 하나의 위치 신호를 발신하는 것이다.
상기 수신 부재(130)는 상기 추진 부재(120)와 상기 인양 대상(10) 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 것이다.
상기 발신 부재(150)에서는 상기 위치 신호가 초음파 신호로 출력되고, 상기 초음파 신호가 상기 수신 부재(130)에 전달되는 속력과 전달 시간으로 상기 발신 부재(150)와 상기 수신 부재(130)의 거리를 측정함으로써, 상기 인양 대상(10)의 위치를 파악할 수 있는 것이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 발신 부재(150)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)에 대한 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 발신 부재(150)가 상기 인양 대상(10)에 배치되고 상기 수신 부재(130)가 상기 추진 부재에(120)에 배치되었으나, 상기 수신 부재(130)가 상기 인양 대상(10)에 배치되고, 상기 발신 부재(150)가 상기 추진 부재에(120)에 배치될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 발신 부재(150)에서는 상기 위치 신호가 초음파 신호로 출력된다. 이러한 상기 초음파 신호가 상기 수신 부재(130)에 전달되는 속력으로 상기 발신 부재(150)와 상기 수신 부재(130)의 거리를 측정함으로써, 상기 인양 대상(10)의 위치를 파악할 수 있다.
여기서, 상기 수신 부재(130)는 동일한 면 상에서 서로 이격된 위치에 3개 개 이상으로 형성될 수 있고, 상기 발신 부재(150)도 상기 수신 부재(130)와 동일하게 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 근접하도록 상기 인양 대상(10)에서 서로 이격된 위치에 복수 개로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 복수 개의 상기 수신 부재(130)와 복수 개의 상기 발신 부재(150)가 초음파를 이용하는 초음파 위치 측정인 UPS(Ultrasonic position system)을 바탕으로 위치 측정을 할 수 있다.
여기서, UPS(Ultrasonic position system)이란, 초음파 위치 측정 시스템으로, 초음파의 전달 시간 및 속도를 기반으로 거리를 측정하고 측정된 거리를 삼변측량기법으로 위치로 변환하는 것을 말한다.
즉, 상기 발신 부재(150)에서 상기 초음파 신호가 출력되고 이러한 상기 초음파 신호가 각각의 상기 수신 부재(130)에 도달하는 속력과 전달 시간을 기반으로 각각 거리를 계산하고, 서로 이격된 위치에 배치된 각각의 상기 수신 부재(130)에서 측정된 각각의 거리를 이용하여 삼변측량기법으로 상기 인양 대상(10)의 위치를 계산함으로써, 상기 인양 대상(10)의 정확한 위치를 파악할 수 있는 것이다.
상기 후크 집게(140)는 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 체결되도록 하는 것이다.
상기 후크 집게(140)는 서로 맞물릴 수 있는 제 1 집게(142)와 제 2 집게(143)를 포함하고, 또한, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)의 맞물린 상태를 해소하거나 맞물리도록 구동할 수 있는 후크 구동 수단(141)을 포함한다.
상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 서로 맞물린 상태에서 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시켜 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)의 맞물린 상태를 해소하면, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 맞물린 부분이 일정 간격 이상 벌어질 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어진 부분에서 상기 후크(20)가 삽입될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어진 부분에 상기 후크 홀(25)이 위치하도록 삽입시키고, 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시켜 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)를 상기 후크 홀(25) 위치에서 서로 맞물리도록 하면, 상기 후크 집게(140)가 상기 후크 홀(25)에 걸려 상기 후크(20)와 체결될 수 있다.
상기와 같이 상기 후크(20)가 상기 후크 집게(140)에 체결되는 과정은 상기 후크 집게(140)가 상기 후크(20)를 체결할 수 있는 위치일 때, 상기 후크 구동 수단(141)에 의하여 자동으로 이루어 질 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 인양 대상(10)에 결합되어 있는 상기 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 체결됨으로써, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 상기 인양 대상(10)을 요구되는 위치로 옮길 수 있는 상태가 된다.
상기 하역 발신 부재(160)는 지면에서 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 것으로, 상기 위치 값을 이용하여 미리 지정된 위치로 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 하역 발신 부재(160)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호와 상기 초음파 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정하는 것으로, 인양 대상(10)을 미리 지정한 위치에 정밀하게 하역하도록 할 수 있다.
즉, 상기 발신 부재(150)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)에 대한 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정하고, 상기 하역 발신 부재(160)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있다.
상기 추진 부재(120)는 공기가 유동될 수 있는 내부가 빈 관 형태의 후크 방향 조절 부재(170)와 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 일 방향으로 회전하는 바람을 불어넣어 상기 후크 집게(140)가 일측으로 이동하도록 하는 제 1 팬 모터(123)와 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 타 방향으로 회전한 바람을 불어 넣어 상기 후크 집게(140)가 타측으로 이동하도록 하는 제 2 팬 모터(122)를 포함한다.
여기서, 일 방향은 예를 들어, 도 1에 도시된 후크 구동 부재(141)를 기준으로 제 2 집게(143)를 향하여 기울어지는 시계 방향이라 할 수 있고, 타 방향은 예를 들어, 도 1에 도시된 후크 구동 부재(141)를 기준으로 제 1 집게(142)를 향하여 기울어지는 반시계 방향이라 할 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122), 둘 중 하나 이상이 구동되어 일으킨 바람을 이용하여 상기 후크 집게(140)의 위치를 조정할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122) 속도를 정밀하게 제어할 수 있는 모터에 팬이 결합된 형태로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 예를 들어, 상기 제 1 팬 모터(123)만 가동되고 상기 제 2 팬 모터(122)는 가동이 되지 않을 시, 상기 제 1 팬 모터(123)의 팬이 시계 방향으로 돌면서 일측으로 부는 바람이 생성된다. 여기서, 상기 제 1 팬 모터(123)의 바람으로 인하여 일측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동될 수 있는 추진력이 발생하게 된다.
또한, 상기 제 2 팬 모터(122)만 가동되고 상기 제 1 팬 모터(123)는 가동이 되지 않을 시, 상기 제 2 팬 모터(122)의 팬이 반시계 방향으로 돌면서 타측으로 부는 바람이 생성된다. 여기서, 상기 제 2 팬 모터(122)의 바람으로 인하여 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동될 수 있는 추진력이 발생한다.
또한, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)가 동시에 가동될 시, 상기 제 1 팬 모터(123)가 제 2 팬 모터(122)에 비해 상대적으로 구동력이 크면, 일측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동되는 추진력이 제 2 팬 모터(122)의 구동력으로 인하여 타측으로 이동하려는 힘에 의해 저하된다.
또한, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)가 동시에 가동될 시, 상기 제 2 팬 모터(122)가 상기 제 1 팬 모터(123)에 비해 상대적으로 가동력이 크면, 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동되는 추진력이 제 1 팬 모터(123)로 인하여 일측으로 이동하려는 힘에 의해 저하된다.
즉, 상기 추진 부재(120)는 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)의 구동력으로 위치 및 이동 속도를 제어할 수 있다.
상기 후크 방향 조절 부재(170)의 중앙에는 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)에서의 바람이 유입될 수 있는 중앙 방향부(179)가 형성되어 있다.
상기 중앙 방향부(179)는 상기 중앙 방향부(179)에서 4방으로 각각 제 1 방향부(171)와, 제 2 방향부(172)와, 제 3 방향부(173)와, 제 4 방향부(174)가 형성되어 있다.
상기 제 1 방향부(171)와 상기 제 2 방향부(172)와 상기 제 3 방향부(173)와 상기 제 4 방향부(174)에는 각각 제 1 밸브(175)와, 제 2 밸브(176)와, 제 3 밸브(177)와, 제 4 밸브(178)가 형성되어 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와 상기 제 4 밸브(178)에는 각각 제 1 밸브 구동 수단(191), 제 2 밸브 구동 수단(192), 제 3 밸브 구동 수단(193), 제 4 밸브 구동 수단(194)가 형성되어 있어, 상기 제 1 밸브(175)와 상기 제 2 밸브(176)와 상기 제 3 밸브(177)와 상기 제 4 밸브(178)을 미세하게 열고 닫을 수 있도록 조정할 수 있고, 이에 따라 상기 후크 집게(140)의 위치를 미세하게 조정할 수 있다.
상기 제 1 밸브 구동 수단(191), 상기 제 2 밸브 구동 수단(192), 상기 제 3 밸브 구동 수단(193), 상기 제 4 밸브 구동 수단(194)는 예를 들어, 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와 상기 제 4 밸브(178)의 상태를 빠르게 제어할 수 있는 모터로 형성될 수 있다.
여기서, 열린 상태는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 방향부(171) 내측의 공기가 외부로 배출되도록 제 1 밸브(175)가 열어있는 상태이고, 닫힌 상태는 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 방향부(171) 내측의 공기와 외부가 차단되도록 제 1 밸브(175)가 닫혀있는 상태이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 상기 제 1 팬 모터(123)의 구동 바람 또는 상기 제 2 팬 모터(122)의 구동 바람, 적어도 둘 중 하나 이상의 바람이 상기 중앙 방향부(179)로 유입되고, 상기 제 1 밸브(175) 또는 상기 제 2 밸브(176) 또는 상기 제 3 밸브(177) 또는 상기 제 4 밸브(178) 중 ON인 상태의 밸브 측으로 상기 중앙 방향부(179)로 유입된 바람이 배출되고, 바람이 배출된 측의 반대 측으로 추진되도록 하는 추진력이 발생한다.
예를 들어, 상기 제 1 밸브(175)만 열린 상태일 때, 상기 방향 중앙부로 상기 제 1 팬 모터(123) 또는 상기 제 제 2 팬 모터(122) 둘중 하나 이상의 바람이 유입되면, 상기 방향 중앙부로 유입된 바람이 상기 제 1 방향부(171)로 유동되어 외부로 배출되면서 상기 제 1 방향부(171)의 타측으로 추진력이 발생함으로, 상기 제1 방향부의 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동하게 된다.
상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와, 상기 제 4 밸브(178)가 전부 ON인 상태에서 제 1 팬 모터(123)와 제 2 팬 모터(122)를 이용하여 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치를 이동시킬 때보다, 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와, 상기 제 4 밸브(178)의 ON/OFF 상태를 이용하여 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치를 이동시키는 것이 상대적으로 정밀하게 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)를 이동시킬 수 있음으로, 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 더욱 안전하게 체결되도록 할 수 있다.
즉, 상기와 같이 상기 제 1 방향부(171)와 상기 제 2 방향부(172)와 상기 제 3 방향부(173)와 상기 제 4 방향부(174)에 각각 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와, 상기 제 4 밸브(178)가 형성되어 있으므로, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치를 미세하게 조정할 수 있으므로, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)를 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 더욱 안전하게 체결되도록 요구되는 위치에 적합하게 배치시킬 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 상기 후크 집게(140)에 상기 인양 대상(10)의 상기 후크(20)가 자동으로 체결되는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 복수개의 상기 발신 부재(150)에서 출력되는 각각의 상기 초음파 신호가 복수 개의 상기 수신 부재(130)에 각각 송신된다.
여기서, 상기 수신 부재(130)에 송신된 상기 초음파 신호가 도달한 속력과 시간을 이용하여 상기 인양 대상(10)과 상기 수신 부재(130)와의 거리를 파악할 수 있고, 상기 수신 부재(130)와 상기 발신 부재(150)가 복수 개로 형성되어 있으므로, 각각의 상기 수신 부재(130)로 수신된 상기 초음파 신호를 이용하여 파악한 거리를 이용하여 삼변측량기법으로 상기 인양 대상(10)의 상기 후크(20)의 정확한 위치, 거리, 방향을 파악할 수 있다.
상기와 같이 상기 후크(20)의 위치가 파악되면, 상기 무인 크레인 후크(20) 장치의 장치 결합부(110)에 결합된 상기 비행체(40) 또는 상기 크레인이 상기 무인 크레인 후크(20) 장치를 상기 인양 대상(10)에 근접하도록 이동시킨다.
이러한 상태에서, 상기 후크 집게(140)가 상기 후크(20)에 정확하게 체결되도록 상기 추진 부재(120)를 이용하여 상기 후크 집게(140)를 상기 후크(20)에 정확하게 체결시킬 수 있도록 요구되는 위치에 이동시킨다.
여기서, 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 상기 제 1 팬 모터(123)의 구동 바람 또는 상기 제 2 팬 모터(122)의 구동 바람, 적어도 둘 중 하나 이상의 바람이 상기 중앙 방향부(179)로 유입되면, 상기 제 1 밸브(175) 또는 상기 제 2 밸브(176) 또는 상기 제 3 밸브(177) 또는 상기 제 4 밸브(178) 중 ON인 상태의 밸브 측으로 상기 중앙 방향부(179)로 유입된 바람이 배출되고, 바람이 배출된 측의 반대 측으로 추진되도록 하는 추진력이 발생한다.
여기서, 예를 들어 상기 제 1 밸브(175)만 ON인 상태일 때, 상기 방향 중앙부로 상기 제 1 팬 모터(123) 또는 상기 제 제 2 팬 모터(122) 둘중 하나 이상의 바람이 유입되면, 상기 방향 중앙부로 유입된 바람이 상기 제 1 방향부(171)로 유동되어 외부로 배출되면서 상기 제 1 방향부(171)의 타측으로 추진력이 발생함으로, 상기 제1 방향부의 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동하게 된다.
상기와 같이, 상기 추진 부재(120)로 상기 후크 집게(140)를 상기 후크(20)에 정확히 체결시킬 수 있도록 요구되는 위치로 이동시킨 다음, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어지도록 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시킨다.
이러한 상태에서, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어진 부분에 상기 후크 홀(25)이 위치하도록 삽입시키고, 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시켜 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)를 상기 후크 홀(25) 위치에서 서로 맞물리도록 하면, 상기 후크 집게(140)가 상기 후크 홀(25)에 걸려 상기 후크(20)와 체결될 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 인양 대상(10)에 결합되어 있는 상기 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 체결됨으로써, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 상기 인양 대상(10)을 요구되는 위치로 옮길 수 있는 상태가 된다.
이하에서는 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 작동 순서에 대하여 설명한다.
우선, 상기 발신 부재(150)에서 상기 수신 부재(130)로 송신되는 상기 위치 신호를 파악하여 상기 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 견고하게 체결 되도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 1차적으로 이동된다.
이러한 상태에서, 상기 발신 부재(150) 및 상기 수신 부재(130)를 이용한 1차 이동에 의해 상기 후크 집게(140)가 상기 후크에 체결되면, 상기 하역 발신 부재(160)에서 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호와 상기 초음파 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정한다.
이러한 상태에서, 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치의 조정이 완료되면, 상기 인양 대상(10)을 미리 지정한 위치에 정밀하게 하역할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고 여기서는 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 무인 자동화 후크 체결 장치(200)는 지피에스(GPS) 수신 부재(280)를 포함한다.
상기 지피에스 수신 부재(280)는 인양 대상(30)에 배치되고, 복수 개의 위성으로부터 상기 인양 대상의 위치를 파악할 수 있도록 지피에스 신호를 수신할 수 있는 것이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(200)는 상기 지피에스 수신 부재(280)에서 상기 위성으로 수신된 상기 지피에스 신호를 이용하여 상기 인양 대상(30)의 위치를 파악하여 상기 인양 대상(30)에 상기 후크 집게(240)가 근접하도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(200)가 1차적으로 이동된다.
이러한 상태에서, 상기 지피에스 수신 부재(280)를 이용한 1차 이동에 의해 상기 인양 대상(30)과 인양 수단이 미리 설정된 일정 거리 범위 내에 도달하게 되면, 상기 지피에스 수신 부재(280)의 작동이 중지된다.
이러한 상태에서, 발신 부재(250)에서 수신 부재(230)로 송신되는 초음파 신호를 파악하여 후크(60)에 상기 후크 집게(240)가 견고하게 체결되도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(200)가 2차적으로 이동되고, 상기 후크(60)에 상기 후크 집게(240)가 자동으로 체결된다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 방향 전환 부재의 구조를 보이는 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 날개 부재가 보호 링 부재에 결합된 모습을 확대한 확대도이다.
도 11 내지 도 13을 함께 참조하면, 무인 자동화 후크 체결 장치(300)는 장치 결합부(310)와, 수신 부재(330)와, 방향 조정 부재(370)와, 발신 부재(350)와, 후크 집게(340)와, 하역 발신 부재(360)를 포함한다.
상기 방향 조정 부재(370)는 인양 대상(80)에 대한 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 것으로, 상기 수신 부재(330)로 수신된 위치 신호를 이용하여 상기 인양 대상(80)의 위치에 따라 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 것이다.
상기 방향 조정 부재(370)는 상기 방향 조정 부재(370)의 중심이 되는 몸체(379)와, 회전 가능하게 바람을 불어 일으켜서 상기 몸체(379)를 이동시켜줄 수 있고, 상기 몸체(379)의 사방에 각각 형성되어 있는 방향 부재(375)와, 상기 방향 부재(375)의 외측에서 보호를 위해 설치되는 상기 보호 링 부재(390)와, 상기 보호 링 부재(390)에 결합되고, 날개 모양으로 형성되엉 방향 전환이 됨으로써 상기 몸체(379)를 회전시켜줄 수 있는 날개 부재를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 방향 부재(375)가 상기 몸체(379)의 각 사방에 결합되어 있는 제 1 방향 부재(372)와, 제 2 방향 부재(374)와, 제 3 방향 부재(371)와, 제 4 방향 부재(373)로 형성되어 있으나, 상기 몸체(379)가 일방향이 아닌 사방으로 이동 가능하도록 3개 이상의 방향 부재(375)로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 방향 부재(375)는 예를 들어 프로펠러와 같은 날개로 형성되고, 각각 구동 모터가 장착되어 상기 구동 모터에 전원이 인가되면 바람을 일으키도록 하는 것이다.
상기 후크 부재(340)의 위치가 상기 인양 대상(80)의 후크(70)에 체결 가능하도록 위치를 조정할 때, 이동해야 할 방향의 타측에 배치된 방향 부재(375)가 바람을 일으키도록 하면, 일측으로 이동하도록 추진력이 발생한다.
또한, 예를 들어, 도 12에 도시된 상기 몸체(379)를 기준으로 상기 제 1 방향 부재(372)가 동쪽 방향이라 하고, 상기 제 2 방향 부재(374)가 서쪽 방향이라 하고, 상기 제 3 방향 부재(371)가 남쪽 방향이라 하고 상기 제 4 방향 부재(373)가 북쪽 방향이라 한 상태에서, 상기 후크 부재(340)를 북동 방향으로 옮긴다면, 북동 방향의 타측인 남서 방향에서 북동 방향으로 추진력이 발생해야 함으로, 남측에 배치된 상기 제 3 방향 부재(371)와, 서측에 배치된 상기 제 2 방향 부재(374)가 바람을 일으키도록 한다.
또한, 예를 들어 북북동쪽으로 상기 후크 부재를 이동시킬 때는 남측에 배치된 상기 제 3 방향 부재(371)와 서측에 배치된 상기 제 2 방향 부재(374)를 구동시키고, 여기서, 상대적으로 북측에 더 많은 추진력이 생기도록 상기 제 2 방향 부재(374)의 구동력보다 상기 제 3 방향 부재(371)의 구동력이 상대적으로 더 큰 구동력을 가지도록 한다.
상기와 같은 방법으로 상기 후크 부재(340)가 이동하려는 방향의 타측에 배치된 상기 방향 부재(375)를 구동시켜 상기 후크 부재(340)가 상기 후크(70)에 견밀하게 체결할 수 있는 위치로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 몸체(379)의 정밀한 제어, 또는 급한 이동 필요할 때, 이동 방향으로 이동하도록 구동해야 할 상기 방향 부재(375)의 대면되는 측의 상기 방향 부재(375)를 역회전으로 구동시킴으로써, 상기 이동방향으로 급 이동과 프로펠러의 반로크를 상쇄할 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어 상기 제 2 방향 부재(374)를 구동시킬 때, 급 이동이 필요하면, 상기 제 2 방향 부재(374)의 대면되는 측에 형성되어 있는 상기 제 1 방향 부재(372)를 역회전 구동시켜 상기 제 2 방향 부재(374)에 구동력을 더하여 줌으로써, 상기 몸체(379)의 급이동이 가능하도록 할 수 있다.
상기 보호 링 부재(390)는 상기 방향 부재(375)가 날카로운 날개 형태로 형성되어 사고가 날 수 있고, 외부 물체로 인해 상기 방향 부재(375)가 변형될 수 있으므로, 상기 방향 부재(375)에 다른 외부 물체가 접근하지 못하도록 상기 방향 부재(375)를 보호해주는 것이다.
상기 보호 링 부재(390)는 예를 들어, 상기 방향 부재(375)가 내측에 배치될 수 있는 크기의 원형 링으로 형성될 수 있다.
상기 날개 부재(395)는 상기 보호 링 부재(390)와 상기 방향 부재(375) 사이에 개재되고, 상기 보호 링 부재(390)에 결합되어 있다.
이러한 상기 날개 부재(395)는 상기 몸체(379)의 이동이 아닌 상기 몸체(379) 자체가 일정 각도로 회전되도록 하는 것이다.
본 실시예에서는 상기 날개 부재(395)가 상기 보호 링 부재(390)의 각 사방에 결합되어 있는 제 1 날개 부재(391), 제 2 날개 부재(392), 제 3 날개 부재(393), 제 4 날개 부재(394)로 형성되어 있으나, 상기 몸체(379)가 일방향이 아닌 사방으로 회전 가능하도록 3개 이상의 날개 부재(395)로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 날개 부재(395)는 상기 방향 부재(375)에서 형성되는 바람을 이용하여 상기 몸체(379) 자체가 회전되도록 한다.
즉, 상기 날개 부재(395)는 상기 몸체(395) 자체를 회전시켜 방향이 전환되도록 하는 것이다.
이러한 상기 날개 부재(395)는 일정 너비를 가지는 얇은 판으로, 상기 보호 링 부재(390)에 결합된 부분으로부터 각도가 조정될 수 있도록 형성되어 있다.
예를 들어, 도 13에 도시된 상기 제 2 날개 부재(392)와 같이, 날개 모터(396)가 상기 보호 링 부재(390)에 결합되어 상기 보호 링 부재(390)로부터 상기 제 2 날개 부재(392)의 각도가 조정될 수 있고, 이러한 구성은 상기 제 1 날개 부재(391), 상기 제 3 날개 부재(393), 상기 제 4 날개 부재(394)에 동일하게 적용된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 의하면, 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 무인 자동화 후크 체결 장치
110 : 장치 결합부
120 : 추진 부재
130 : 수신 부재
140 : 후크 집게
150 : 발신 부재
160 : 하역 발신 부재
10 : 인양 대상
20 : 후크

Claims (7)

  1. 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부;
    인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 방향 조정 부재;
    상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재;
    상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재; 및
    상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게;를 포함하고,
    상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 방향 조정 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하고,
    상기 방향 조정 부재는
    몸체와,
    회전 가능하여 바람을 불어 일으켜서 상기 몸체를 이동시켜줄 수 있고, 상기 몸체의 사방에 각각 형성되어 있는 방향 부재와,
    상기 방향 부재의 외측에서 보호를 위해 설치되는 보호 링 부재와,
    상기 보호 링 부재에 결합되고, 날개 모양으로 형성되어 방향 전환됨으로써 상기 몸체를 회전시켜줄 수 있는 날개 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 날개 부재는
    상기 보호 링 부재의 각 사방에 결합되어 있는 제 1 날개 부재, 제 2 날개 부재, 제 3 날개 부재, 제 4 날개 부재로 형성된 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보호 링 부재에는
    상기 보호 링 부재로부터 상기 제 2 날개 부재의 각도를 조정시키는 날개 모터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
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