KR101921681B1 - 집전기의 트롤리바 이상 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집전기의 트롤리바 이상 감지장치에 관한 것으로, 특히 크레인 등의 산업용 이동기기의 집전기에 전력을 공급한 트롤리바의 간격 또는 단차 등을 감지하여 경보하기 위한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 기동전력을 공급하는 트롤리바와, 상기 트롤리바에 접촉하여 기동전력을 공급받아 이동하는 집전기, 상기 집전기에 의해 공급받은 기동전력에 의해 이동하는 이동체로 구성되며, 상기 집전기에는 가속도 센서가 구비되어, 상기 트롤리바 사이의 간격 또는 단차에 의해 가속도 변화값을 출력하도록 구성된다.

Description

집전기의 트롤리바 이상 감지장치{Apparatus for detecting the abnormal state of trolley bar}

본 발명은 집전기의 트롤리바 이상 감지장치에 관한 것으로, 특히 크레인 등의 산업용 이동기기의 집전기에 전력을 공급한 트롤리바의 간격 또는 단차 등을 감지하여 경보하기 위한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치에 관한 것이다.

집전기란 크레인 등의 산업용 기기에 전원을 공급하기 위해 이동경로 상의 상측에 설치된 트롤리바에 접촉하여 기동전력을 공급받는 역할을 하는 것이다.

이러한 집전기는 등록특허 제10-1529491호(산업용 집전기의 브러시 마모감지장치)에 개시되어 있으며, 그 구조는 트롤리바가 일정거리 이격되어 단선되고, 상기 트롤리바의 단선된 부위에는 하부가 개방된 연결부가 설치되어 개방된 하측을 통해 상기 트롤리바의 단선된 양단이 내측으로 내삽되며, 상기 연결부는 상측으로부터 하측까지 근접센서삽입홀이 관통되어 형성됨과 아울러 상기 근접센서삽입홀에는 근접센서가 삽입되어 집전기의 브러시가 마모에 의해 상기 근접센서로부터 이격된 상태를 감지하도록 구성되며, 상기 연결부의 하단부위 전후면 양측으로는 하측으로 돌출된 돌출부가 형성되어 집전기 하우징의 측방향으로 돌출된 크레비스가 상기 돌출부의 하단에 걸리도록 구성되어 있다.

따라서, 고정구조물인 트롤리에 근접센서를 설치하되 브러시의 상부면에 수직상태로 근접되게 근접센서를 설치함으로써 진동이나 충격에 의해 근접센서가 오동작하는 것을 방지하게 되어 신뢰성 있는 경보가 발생하도록 한다.

그런데, 이러한 종래의 기술은 외적인 조건에 의해 트롤리바의 이격된 간격이 점점 벌어져 그 간격이 너무 크게 되거나 또는 트롤리바가 서로 동일한 수평 선상에 있지 않고 상하방향으로 높낮이가 다르게 위치하여 단차가 발생한 경우에는 집전기가 트롤리바로부터 원활하게 기동전력을 공급받지 못하게 되고, 또한 중앙컨트롤 센터가 집전기로부터 위치값을 수신받을 수 없어 현재 집전기의 위치를 알 수 없게 된다.

이로 인해, 집전기의 제어가 어려우므로 선행의 집전기가 기동전력의 중단에 의해 멈춰선 경우 후행하는 집전기와의 충돌이 발생하는 등의 사고가 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한, 이상이 발생한 트롤리바의 위치를 알 수 없으므로, 이로 인해 멈춰 있는 집전기의 위치까지 알 수 없게 되어 빠른 조치가 이루어질 수 없어 작업이 중단되는 시간이 길어지게 되는 문제점도 있다.

<선행기술문헌>

1. 등록특허 제10-1529491호

(산업용 집전기의 브러시 마모감지장치)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 집전기에 트롤리바의 간격 및 단차를 감지할 수 있는 수단을 설치하고, 또한 집전기에 트롤리바의 위치를 확인할 수 있는 수단을 설치함으로써 트롤리바의 이상을 즉각 확인하여 경보를 발생할 수 있도록 한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치는,

기동전력을 공급하는 트롤리바와, 상기 트롤리바에 접촉하여 기동전력을 공급받아 이동하는 집전기로 구성되며,

상기 집전기에는 가속도 센서가 구비되어, 상기 트롤리바 사이의 간격 또는 단차에 의해 가속도 변화값을 출력하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트롤리바에는 이웃하는 트롤리바와 이격된 부위로부터 근접한 위치에 트롤리바의 위치값이 부여된 식별코드가 구비되고, 상기 집전기에는 상기 식별코드를 읽어들이는 코드리더기가 더 포함되어 구성된다.

그리고, 상기 집전기에는 이동시 상기 트롤리바를 촬영하도록 카메라가 더 포함되어 구비된다.

이러한 본 발명은 집전기의 이동시에 발생하는 가속도 변화값을 감지하여 트롤리바의 비정상적인 간격 또는 단차 등을 감지하여 경보를 발생할 수 있어서, 즉각적인 조치에 의해 후행 집전기와의 추돌사고를 방지할 수 있다.

아울러, 이상이 발생한 트롤리바의 위치를 정확히 확인할 수 있어서, 집전기의 운행중단에 대한 즉각적인 조치가 가능해져 작업중단 등의 사고를 빠르게 조치할 수 있는 것이다.

또한, 집전기에 탑재되어 이동하는 카메라에 의해 트롤리바를 지속적으로 촬영하여 관찰할 수 있으므로, 가속도 센서와 함께 트롤리바의 조치유무, 집전기의 운행상태 등도 계속 모니터링할 수 있게 된다.

도1은 본 발명에 의한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치를 보인 도.
도2는 모니터링을 위한 블럭도.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다.

또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다.

따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시 예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.

도1은 본 발명에 의한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치를 보인 도이고, 도2는 모니터링을 위한 블럭도이다.

도1에서와 같이 본 발명에 의한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치는, 크게, 트롤리바(100,100'), 식별코드(101,101'), 집전기(300), 가속도센서(360), 이동체(400), 코드리더기(410), 카메라(420)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 의한 집전기의 트롤리바 이상 감지장치의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서의 집전기(300)는 도1에서 도시된 바와같이 일반적인 구조를 가지게 되는데, 도1의 집전기(300)와 동일하게 하우징(310), 브러시(320), 회전봉(330), 횡간(340,341), 스프링(342), 크레비스(350)으로 구성되어 있다.

이러한 집전기(300)의 구조는 지극히 일반적인 것으므로 별도로 설명하지 않는다.

다만, 본 발명에서는 트롤리바(100,100')의 이상유무를 감지하기 위한 구조 및 동작을 중심으로 설명한다.

트롤리바(100,100')는 서로 이웃하는 트롤리바와의 연결을 위하여 연결부(200)에 의해 연결되며, 이때 그 연결부위에서 서로 간격이 존재하여 단선된 상태이다.

즉, 외기온도에 의해 금속성의 트롤리바가 수축과 팽창을 하므로, 서로 간격을 유지함으로써 트롤리바가 휘어지는 등의 손상을 방지하는 것이다.

이러한 단선된 구간의 길이는 브러시(320)의 길이보다 작아야 한다.

트롤리바(100,100')의 단선된 위치에는 비도전체로 된 연결부(200)가 고정되어 설치되는데, 이러한 연결부(200)는 하부가 개방되고, 개방된 부위의 양측 상부방향으로 각각 하측이 개방된 부위와 연통되도록 삽입홈(210,220)이 형성되어 있으며, 연결부(200)가 트롤리바(100,100')의 단선된 구간의 상측에서 끼워질 때 삽입홈(201,220)의 개방된 하측으로 트롤리바(100,100')의 양단이 삽입되면서 연결부(200)가 트롤리바(100,100')에 고정된다.

따라서, 집전기(300)의 운전시 브러시(310)가 상단에 장착된 하우징(300)이 연결부(200)의 개방된 부위에 위치하면서 트롤리바(100,100')에 의해 기동전력을 공급받게 되는데, 트롤리바(100,100')가 단선되었다 할지라도 브러시(310)에 의해 통전되게 된다.

한편, 트롤리바(100,100')의 이상유무 즉, 이격거리의 증가에 따른 단선 또는 단차 등을 감지하기 위하여, 집전기(300)에는 가속도 센서(360)가 구비된다.

이러한 가속도 센서(360)는 선형구조물인 트롤리바(100,100')에 단선이 발생한 경우에는 집전기(300)가 멈추게 되고, 또한 트롤리바(100,100') 사이의 간격이 발생한 경우에 충격이 집전기(300)에 충격이 발생하게 되므로, 이러한 이상유무를 감지하게 되는 것이다.

예를 들면, 트롤리바(100,100')에 단선이 발생한 경우에 진행중인 집전기(300)의 운행이 중단되어 멈춰서고, 이로 인해 가속도 센서(320)로부터 값이 발생하지 않게 된다.

따라서, 제어부(510)는 가속도 센서(360)로부터의 입력된 값과 기 설정된 값과를 비교하게 되는데, 설정된 값이 이하로 가속도 값이 입력되므로 이는 단선이 발생한 경우로 판단하여 경보부(530)를 통해 경보신호를 발생하게 된다.

반대로, 트롤리바(100,100')에 단차가 발생하여 집전기(300)에 그 단차에 의해 충격이 발생한 경우에는 가속도 센서(360)로부터 입력되는 값이 설정된 값 이상이 되므로, 제어부(510)는 단차가 발생한 경우로 경보부(530)를 통해 경보신호를 발생하게 되는 것이다.

제어부(510)에는 단차에 의한 충격량에 따라 경보신호를 발생하기 위한 설정값이 저장되어 있는데, 예를 들면 '1~3'의 충격량인 경우에는 '정상', '3~5'의 충격량인 경우에는 '주의', 그리고 '5~10'의 충격량인 경우에는 '보수'의 경보를 발생하도록 한다.

따라서, 가속도 센서(360)로부터 입력되는 값을 충격량으로 환산하게 되고, 그 충격량에 대해 적절한 경보신호를 경보부(530)에 의해 발생하도록 한다.

이러한 가속도 센서(360)는 집전기(300)의 운행시에 그 집전기(300)에 전달되는 충격량을 정확히 감지하기 위하여 집전기(300)의 하우징(360) 등에 직접 설치되는 것이 바람직하다.

집전기(300)로부터 공급되는 기동전력에 의해 이동체(400)가 이동하여 작업하게 되는데, 이러한 이동체(400)에는 코드 리더기(410)와 카메라(420)가 설치되고, 상기 트롤리바(100,100')의 하부에는 식별코드(101,101')가 각각 부착되어 있게 된다.

이러한 식별코드(101,101')는 트롤리바(100,100')의 이격된 위치에 근접하여 부착되어 있으며, 식별코드(101,101')는 바코드, QR코드 등으로 되어 있고, 트롤리바(100,100')의 위치값에 대한 정보를 가지고 있다.

따라서, 코드 리더기(410)는 이러한 식별 코드(101,101')를 운행 중에 읽어들여 제어부(510)로 제공하고, 이에 따라 제어부(510)는 경보부(530)를 통해 경보를 발생할 때 이상이 발생한 트롤리바(100,100')의 위치정보까지 함께 제공함으로써 즉각적인 조치가 가능하도록 한다.

아울러, 카메라(420)는 트롤리바(100,100')를 촬영하여 제어부(510)로 제공함으로써, 제어부(510)는 이를 영상저장부(520)에 저장하게 된다.

이에 따라 관리자가 영상저장부(520)에 저장된 영상을 확인함으로써 트롤리바(100,100')의 상태를 지속적으로 확인할 수 있게 된다.

여기서, 코드리더기(410)와 카메라(420)는 트롤리바(100,100')의 이상유무에 의해 진동 등에 영향을 받지 않는 이동체(400)에 구비되어 안정적으로 식별코드(101,101')를 읽어들이면서 촬영하는 것이 바람직하고, 반대로 가속도 센서(360)는 트롤리바(100,100')의 이상유무에 따라 진동하는 집전기(300)에 구비되어 가속도를 정확히 센싱하도록 하는 것이 바람직하다.

제어부(510), 영상저장부(520), 경보부(530)는 원격지의 중앙컨트롤 센터 등에 설치된 것으로서, 다수의 집전기로부터 이러한 가속도 값, 식별코드값, 영상 등을 입력받게 되고, 경보부(530)는 모니터 등의 화면을 통해 현재 촬영되고 있는 트롤리바의 영상, 각 집전기의 위치정보, 그리고 각 집전기의 연속되는 실시간적인 가속도값의 변화를 디스플레이하게 된다.

또한, 트롤리바에 이상이 발생한 경우에 해당 트롤리바의 이상 정보와 위치정보, 영상을 디스플레이함과 동시에 시각 및 청각적인 경보신호를 발생하게 되는 것이다.

전술한 본 발명에 따른 집전기의 트롤리바 이상 감지장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

100,100' 트롤리바
200 : 연결부
300 : 집전기
310 : 하우징
320 : 브러시
360 : 가속도 센서
400 : 이동체
410 : 코드리더기
420 : 카메라

Claims (3)

1. 기동전력을 공급하는 트롤리바와, 상기 트롤리바에 접촉하여 기동전력을 공급받아 이동하는 집전기, 상기 집전기에 의해 공급받은 기동전력에 의해 이동하는 이동체로 구성되며,
   상기 집전기에는 가속도 센서가 구비되어, 상기 트롤리바 사이의 간격 또는 단차에 의해 가속도 변화값을 제어부로 출력하며,
   상기 제어부는 상기 가속도 센서로부터 입력되는 값과 기 설정된 값을 비교하여 입력되는 값이 기 설정된 값 이하이면 트롤리바의 단선으로 판단하여 경보부를 통해 경보를 발생하며, 입력되는 값이 설정된 값 이상이면 트롤리바의 단차에 의한 충격으로 판단하여 경보부를 통해 경보를 발생하되,
   상기 가속도 센서로부터 입력되는 가속도 변화값을 충격량으로 환산한 다음 설정된 값과 비교하여 충격량의 크기에 따라 트롤리바의 단선 및 단차에 대한 경보신호가 다르게 발생하도록 구성된 것을 특징으로 하는 집전기의 트롤리바 이상 감지장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 트롤리바에는 이웃하는 트롤리바와 이격된 부위로부터 근접한 위치에 트롤리바의 위치값이 부여된 식별코드가 구비되고, 상기 이동체에는 상기 식별코드를 읽어들이는 코드리더기가 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 집전기의 트롤리바 이상 감지장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 이동체에는 이동시 상기 트롤리바를 촬영하도록 카메라가 더 포함되어 구비된 것을 특징으로 하는 집전기의 트롤리바 이상 감지장치.

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