KR101948891B1 - 크레인의 전복선 설정 방법 및 이를 이용한 크레인의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인의 전복선 설정 방법 및 이를 이용한 크레인 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 아웃트리거를 인출하고, 붐을 수평 방향으로 인출한 후, 붐을 일정 각도로 선회하며, 선회 지점마다 전복이 발생하지 않는 데릭 실린더의 압력 값을 측정함으로써, 크레인의 전복선을 생성하는 크레인의 전복선 설정 방법과 아웃트리거의 인출 길이에 따라, 전복선을 형성하는 압력 값 보정이 가능하고, 데릭 실린더의 압력 값을 측정함으로써 크레인의 전복을 방지하는 크레인의 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명은 크레인의 전복선을 실제 테스트를 통해 생성하므로 오차 발생률이 적고, 아웃트리거 길이 변경에 따른 전복선을 형성하는 압력 값 보정이 용이하므로 현장 대응력이 좋은 효과가 있다.

Description

크레인의 전복선 설정 방법 및 이를 이용한 크레인의 제어 방법 {Setting method to prevent overturn for crane and control method for the same}

본 발명은 크레인의 전복선 설정 방법 및 이를 이용한 크레인의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 본 발명의 크레인의 전복선 설정 방법은 크레인에 정격 하중물을 인양한 후 붐의 선회 시 마다 데릭 실린더의 압력 값을 측정함으로 크레인의 전복선을 설정하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 크레인의 제어 방법은 크레인의 아웃트리거 인출 길이의 변화에 따라 전복선을 형성하는 압력 값의 보정이 가능하며, 데릭 실린더의 압력 값을 측정하여 크레인이 전복되지 않도록 제어하는 방법에 관한 것이다.

크레인은 인양물을 들어올린 후 인양물을 운반하는 기계장치로서, 차량에 설치되는 베이스와, 베이스에 설치되는 포스트와, 포스트에 수직 방향으로 회전 가능하게 설치되는 붐과, 붐의 수직 방향 각도를 조절하는 데릭 실린더와, 붐에 인출 가능하게 삽입되는 다단의 텔레스코픽 붐과, 텔레스코픽 붐의 단부에서 인양물을 인양하는 인양 장치와, 와이어를 통해 인양 장치를 상하 방향으로 승하강 시키는 윈치 드럼을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 크레인은 인양물을 들어올리는 인양 능력에 따라 소형으로부터 대형까지 분류되며, 크레인의 인양 능력은 크레인이 들어올릴 수 있는 인양물의 허용 중량에 의해 정해지게 된다.

크레인이 허용 중량 이상의 인양물을 인양하는 것을 크레인의 과하중 상태라고 하며, 이러한 과하중 상태의 크레인은 차량이 전복될 수 있는 위험성을 안고 있다. 또한, 크레인이 탑재된 차량의 전복은 인명 사고로 이어질 수 있다는 심각한 문제점을 가지고 있다.

위와 같은 문제점을 해결하기 위해, 크레인이 탑재된 차량의 전복을 방지하기 위해서 크레인의 전복선 설정 방법 및 제어 방법에 관한 기술이 개발되고 있다.

크레인의 전복선 설정 방법에 관한 기술로, 팔핑거(PALFINGER) 사는 시뮬레이션 기법을 이용하여 크레인의 전복선 설정을 수행한다. 팔핑거(PALFINGER) 사의 전복선 설정 방법은 차량의 세부적인 제원 값을 모두 프로그램에 입력한 후, 시뮬레이션을 수행하여 전복선을 생성한다. 하지만, 이러한 전복선 설정 방법은 시뮬레이션을 이용하는 것이기 때문에, 크레인의 실제 전복선과 오차가 발생할 가능성이 있다. 또한, 차량의 세부적인 제원 값을 모두 입력하는 점에서 번거롭고, 프로그램에 숙련된 전문가만이 크레인의 전복선을 설정을 할 수 있다는 문제점이 있다.

한편, 크레인의 제어 방법에 관한 기술로, 한국등록특허 제10-0482972호(이하, '특허문헌 1'이라 한다)에서는 크레인 인양 작업 시 자동적으로 균형을 유지시켜, 크레인 견인차량의 전복을 방지하는 밸런싱 시스템을 제공한다. 특허문헌 1에서는 인양물의 하중이 한계하중 보다 클 때, 액추에이터와 가이드레일 통해 밸런스 웨이트를 이동시킴으로 무게 중심을 조정하여 크레인의 균형을 맞추는 방식을 갖는다. 하지만, 이러한 방식은 크레인에 밸런스 웨이트, 액추에이터, 가이드레일 등의 추가적인 보조 장치가 필요하며, 액추에이터 작동을 위한 구동력도 더 필요하다는 문제점이 있다.

또한, 한국등록특허 제10-1459028호(이하, '특허문헌 2'라 한다)에서는 크레인의 무게 중심 변화를 모니터링하고 전복 위험 시 크레인의 움직임을 차단 또는 제한하여, 사고를 방지할 수 있는 크레인의 전복 방지 장치에 관한 것이다. 특허문헌 2에서는 무게 중심이 미리 설정된 전복 위험 구간에 도달하는 경우, 붐의 동작을 차단 또는 제한하도록 제어하는 방식을 갖는다. 하지만, 특허문헌 2에서는 무게 중심을 실시간으로 감지할 수 있으나, 아웃트리거의 인출 길이에 따라 변할 수 있는 전복 위험 구간을 수정할 수 없다는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-0482972호. 한국등록특허 제10-1459028호.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 크레인이 탑재된 차량의 제원 값과 관계없이 붐의 선회 지점에서 실제 전복 발생 여부를 테스트함으로써, 간편하게 크레인의 전복선을 설정하는 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 크레인의 전복 방지를 위한 추가적인 보조 장치가 필요하지 않고, 아웃트리거의 인출 길이에 따라 크레인의 전복선 수정이 가능한 크레인 제어 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 데릭 실린더의 압력 값을 측정하여, 크레인이 전복되지 않도록 제어하는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 크레인의 전복선 설정 방법은, 포스트와 연결되며 스윙 모터로 선회 가능하도록 설치된 붐과, 상부 및/또는 하부 챔버에 압력 센서가 구비된 데릭 실린더와, 상기 포스트와 연결되어 있는 베이스와, 상기 베이스와 연결되어 있으며 지면을 지지하는 아웃트리거를 포함하는 크레인의 전복선 설정 방법에 있어서, 상기 아웃트리거를 인출하는 제1단계, 상기 붐을 수평 방향으로 인출하는 제2단계, 상기 붐의 단부에서 정격 하중물을 인양하는 제3단계, 상기 크레인이 전복 허용 범위 내에 있는지를 판단하는 제4단계, 상기 크레인이 전복 허용 범위 내에 있을 경우, 상기 데릭 실린더의 압력 값을 측정하고, 또는 상기 크레인이 전복 허용 범위를 초과할 경우 전복 허용 범위 내로 도달할 때까지 상기 붐을 인입한 후 상기 데릭 실린더의 압력 값을 측정하는 제5단계, 상기 데릭 실린더의 압력 값을 데이터베이스에 기록하는 제6단계, 상기 붐을 인입하는 제7단계, 상기 붐이 일정 각도로 선회하여 상기 제2 내지 제7단계를 반복 수행한 후, 시작점을 기준으로 360도로 선회를 완료했는지 판단하는 제8단계, 상기 크레인의 전복선 설정을 종료하는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 아웃트리거를 최대로 인출할 경우, 최대 전복선이 설정되며, 상기 아웃트리거를 최소로 인출할 경우, 최소 전복선이 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 크레인이 상기 전복 허용 범위 내에 있는지 판단하는 방법은 상기 베이스와 아웃트리거 사이에 설치한 스위치 또는 거리 센서를 통해 상기 베이스와 아웃트리거 사이의 접촉 여부 또는 거리 변화를 측정하여 판단하거나, 상기 베이스 또는 아웃트리거에 기울기 센서를 설치하여 기울기의 변화를 측정하여 판단하는 방법인 것을 특징으로 한다.

상기 크레인의 전복선 설정 종료 후, 상기 데이터베이스에 기록된 압력 값을 연결하여, 상기 크레인의 전복선을 생성하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 크레인 제어 방법은, 크레인의 전복선 설정 방법을 이용한 크레인의 제어 방법에 있어서, 크레인이 일정 무게를 갖는 인양물을 인양 시, 데릭 실린더의 압력 값이 설정된 전복선을 형성하는 압력 값 미만으로 측정될 경우, 상기 크레인이 안정된 상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 전복선을 형성하는 압력 값을 100%로 했을 때, 상기 데릭 실린더의 압력 값이 80% 이상으로 측정될 경우 알람 신호를 출력하며, 90% 이상으로 측정될 경우 크레인의 동작이 정지되는 것을 특징으로 한다.

상기 아웃트리거의 길이가 변경 될 경우, 상기 전복선을 형성하는 압력 값은 최대 또는 최소 아웃트리거 길이 대비 변경된 아웃트리거 길이의 비를 곱하여 보정되는 것을 특징으로 한다.

상기 전복선은 상기 최대 아웃트리거 길이 대비 보정된 압력 값 또는 상기 최소 아웃트리거 길이 대비 보정된 압력 값 중 하나를 이용하여 수정되거나, 또는 상기 보정된 압력 값 중 더 작은 값을 이용하여 수정되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 크레인의 전복선 설정 방법은, 시뮬레이션에 의해 전복선을 설정하는 것이 아닌, 실제 테스트에 의해 전복선을 설정하므로 오차 발생률이 낮고, 크레인 사용자가 전복선 설정을 손쉽게 할 수 있다. 또한, 크레인의 전복선 설정을 위해서 시뮬레이션 프로그램에 차량의 제원 값을 모두 입력하지 않아도 되므로 전복선 설정 작업이 번거롭지 않다.

본 발명에 의한 크레인 제어 방법은, 크레인의 전복 방지를 위해 추가적인 보조 장치 없이 붐의 길이 조절을 통해서만 제어가 가능하고, 아웃트리거 인출 길이에 따라 설정된 전복선의 수정이 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전복선 설정 및 제어시스템이 구비된 크레인을 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 전복선 설정 및 제어시스템의 세부 구성을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 전복선 설정 방법에 대한 흐름도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 아웃트리거가 최대로 인출했을 경우와 최소로 인출했을 경우에, 크레인의 전복선 설정 방법에 따라 생성된 전복선을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 전복선 설정 방법을 이용한 크레인 제어 방법에 대한 흐름도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 좀더 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90도 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전복선 설정 및 제어시스템이 구비된 크레인을 도시한 정면도를 도시한다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인(1)은, 포스트(2)와 연결되며 스윙 모터로 선회 가능하도록 설치된 붐(3)과, 상부 및/또는 하부 챔버에 압력 센서(7-1)가 구비된 데릭 실린더(6)와, 상기 포스트(2)와 연결되어 있는 베이스(4)와, 상기 베이스(4)와 연결되어 있으며 지면을 지지하는 아웃트리거(5)와, 상기 크레인(1)의 전복선 설정과 전복 방지 제어를 수행하는 설정 및 제어시스템(7)을 포함하여 구성된다.

상기 스윙 모터는 선회각의 측정과 제어가 가능하도록 선회 센서(7-2)를 구비하며, 상기 베이스(4)는 차량의 프레임에 고정되어 설치된다. 상기 데릭 실린더(6)에 구비된 상기 압력 센서(7-1)는, 상기 크레인(1)에 인양물을 인양했을 때, 상기 크레인(1)에 걸리는 모멘트에 비례하는 상기 데릭 실린더(6)의 상부 및/또는 하부 챔버 압력을 측정한다.

또한, 상기 크레인(1)이 전복 징후 현상으로 기울어짐이 발생했을 경우, 상기 베이스(4)와 아웃트리거(5) 사이에는 서로의 접촉 여부를 측정할 수 있도록 스위치(7-3)를 구비하거나, 또는 거리 변화를 측정할 수 있도록 거리 센서(7-4)를 구비하고 있다. 그리고/또는, 상기 베이스(4) 또는 아웃트리거(5)에는 상기 크레인(1)의 기울어짐이 발생했을 경우, 초기 상태와 대비해서 기울기의 변화를 측정할 수 있도록 기울기 센서(7-5)를 구비하고 있다.

그리고, 상기 아웃트리거(5)에는 수평 방향으로 상기 아웃트리거(5)의 인출 길이를 측정할 수 있도록 아웃트리거 길이센서(7-6)를 구비하고 있다.

본 발명의 상기 설정 및 제어시스템(7)은 다단으로 신축될 수 있는 직진식 크레인과 굴절부에 의해 하나 이상의 붐을 접을 수 있는 굴절식 크레인 등 어떠한 크레인의 유형에도 모두 적용 가능하다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 전복선 설정 및 제어시스템의 세부 구성을 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이, 상기 크레인(1)에 구비된 상기 압력 센서(7-1), 선회 센서(7-2), 스위치(7-3) 및/또는 거리 센서(7-4) 및/또는 기울기 센서(7-5)로부터 측정된 신호가 상기 크레인(1)의 전복선(10)을 설정하는 전복선 설정부(71)로 입력되면, 상기 전복선 설정부(71)는 상기 전복선(10)의 설정 방법에 따라 상기 크레인(1)의 동작을 지시한다.

상기 전복선(10)의 설정 방법은 먼저 상기 크레인(1)에 정격 하중물을 인양하고, 상기 붐(3)이 초기 위치를 기준으로 일정 각도로 선회한다. 상기 일정 각도는 10도가 바람직하며, 그 이유는 상기 붐(3)이 10도 미만으로 선회하도록 제어하는 것이 어려울 뿐만 아니라 상기 전복선(10)의 설정 시간도 오래 걸리기 때문이다. 또한, 상기 붐(3)이 10도를 초과한 각도로 선회했을 경우, 측정 분해능이 커지므로 최종적으로 생성된 상기 전복선(10)의 오차가 커질 수 있기 때문이다.

다음으로 상기 크레인(1)의 전복이 발생하지 않는 상기 붐(3)의 인출 길이에서, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 센서(7-3)로 측정된 압력 값을 데이터베이스에 기록한다. 마지막으로 상기 붐(3)의 모든 선회 지점에서 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값 측정이 완료되면 전복선 설정을 종료하고, 측정된 상기 압력 값을 전복선 생성부(73)로 전달한다.

상기 전복선 생성부(73)에서는 상기 전복선 설정부(71)로부터 전달받은 상기데릭 실린더(3)의 압력 값을 기반으로 상기 크레인(1)의 전복선(10)을 생성하게 된다. 상기 전복선(10)을 생성할 때, 상기 붐(3)이 일정 각도를 가지고 선회하기 때문에 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값을 측정하지 않은 선회 지점이 발생하게 된다. 따라서, 측정하지 않은 선회 지점에서의 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값은 측정된 선회 지점에서의 압력 값을 통해 보간법 등의 수학적인 방법으로 추정하여 도출한다.

여기서, 상기 아웃트리거(5)를 최대로 인출한 후에 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값을 측정하여 상기 전복선(10)을 생성하면 최대 전복선(10a)이 설정되며, 상기 아웃트리거(5)를 최소로 인출한 후 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값을 측정하여 상기 전복선(10)을 생성하면 최소 전복선(10b)이 설정된다.

상기 전복선 생성부(73)로부터 생성된 상기 전복선(10)은 전복방지 제어모듈(75)로 전달된다. 상기 전복방지 제어모듈(75)은 압력보정부(75-1), 전복허용범위 판단부(75-2), 전복방지 알람부(75-3), 크레인 제어부(75-4)로 구성되어 있다.

상기 압력보정부(75-1)는 상기 크레인(1)의 아웃트리거(5) 인출 길이가 전복선 설정 시의 최대 또는 최소 길이가 아닌, 길이 변경이 있을 경우, 상기 아웃트리거(5)의 길이 변경에 대비하여 상기 전복선(10)을 형성하는 압력 값의 보정을 수행한다.

결국, 상기 전복선(10)은 상기 최대 아웃트리거(5) 길이 대비 보정된 압력 값 또는 상기 최소 아웃트리거(5) 길이 대비 보정된 압력 값 중 하나를 이용하여 수정되거나, 또는 상기 보정된 압력 값 중 더 작은 값을 이용하여 수정된다. 상기 보정된 압력 값 중에 더 작은 값으로 변경하는 이유는 상기 크레인(1)의 전복 발생 가능성을 보다 더 낮추기 위함이다.

상기 전복허용범위 판단부(75-2)는 상기 크레인(1)이 일정 무게를 갖는 인양물을 인양하였을 때, 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값이 전복이 발생하지 않는 허용 범위 내에 있는지 판단하는 역할을 한다. 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값이 설정된 전복선(10)을 형성하는 압력 값 미만으로 측정될 경우, 상기 크레인(1)이 안정된 상태로 판단한다. 하지만, 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값이, 최대 전복선(10a)을 100%로 했을 때, 80% 이상으로 측정될 경우 위험 신호를 발생시킨다.

상기 전복방지 알람부(75-3)는 상기 전복허용범위 판단부(75-2)로부터 위험신호를 수신한다. 즉, 상기 전복허용범위 판단부(75-2)에서 상기 최대 전복선(10a)을 형성하는 압력 값을 100%로 했을 때, 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값이 80% 이상으로 측정될 경우에 상기 전복방지 알람부(75-3)는 상기 위험 신호를 수신한다. 상기 위험 신호를 수신하면 상기 전복방지 알람부(75-3)는 소리, 램프 등 상기 크레인(1)의 사용자가 손쉽게 인식할 수 있는 어떠한 수단으로 알람 신호가 발생되도록 지시한다.

상기 크레인 제어부(75-4)는 상기 전복허용범위 판단부(75-2)로부터 발생된 위험 신호를 수신한다. 즉, 상기 전복허용범위 판단부(75-2)에서 상기 최대 전복선(10a)을 형성하는 압력 값을 100%로 했을 때, 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값이 90% 이상으로 측정될 경우에 상기 크레인 제어부(75-4)는 상기 위험 신호를 수신한다. 상기 위험 신호를 수신하면 상기 크레인 제어부(75-4)는 상기 크레인(1)의 동작이 정지되도록 지시한다. 이에 따라, 상기 크레인(1)의 동작이 정지되어 전복을 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 전복선 설정 방법에 대한 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 상기 크레인(1)의 상기 전복선(10) 설정 방법은, 상기 포스트(2)와 연결되며 스윙 모터로 선회 가능하도록 설치된 상기 붐(3)과, 상부 및/또는 하부 챔버에 압력 센서(7-1)가 구비된 데릭 실린더(6)와, 상기 포스트(2)와 연결되어 있는 상기 베이스(4)와, 상기 베이스(4)와 연결되어 있으며 지면을 지지하는 상기 아웃트리거(5)를 포함하는 상기 크레인(1)의 상기 전복선(10) 설정 방법에 있어서, 상기 아웃트리거(1)를 인출하는 제1단계, 상기 붐(3)을 수평 방향으로 인출하는 제2단계, 상기 붐(3)의 단부에서 정격 하중물을 인양하는 제3단계, 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위 내에 있는지를 판단하는 제4단계, 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위 내에 있을 경우 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값을 측정하고, 또는 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위를 초과할 경우 전복 허용 범위 내로 도달할 때까지 상기 붐(1)을 인입한 후 상기 데릭 실린더(5)의 압력 값을 측정하는 제5단계, 상기 데릭 실린더(5)의 압력 값을 데이터베이스에 기록하는 제6단계, 상기 붐(3)을 인입하는 제7단계, 상기 붐(3)이 일정 각도로 선회하여 상기 제2 내지 제7단계를 반복 수행한 후, 시작점을 기준으로 360도로 선회를 완료했는지 판단하는 제8단계, 상기 크레인(1)의 상기 전복선(10) 설정을 종료하는 제9단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

각 단계별로 상세하게 설명하면, 제1단계(S1)는 상기 아웃트리거(5)의 인출 길이를 최대 또는 최소로 인출하는 단계이다. 상기 전복선(10)의 설정을 위해 상기 아웃트리거(5) 인출 길이가 최대 또는 최소 길이 중 어떠한 길이를 먼저 시작하는지는 관계가 없으나, 두 가지 경우에 대해 전복선 설정을 모두 수행하는 것이 바람직하다.

상기 제1단계(S1) 이후에 진행되는 제2단계(S2)는 상기 붐(3)을 수평 방향으로 최대 인출하는 단계이다. 상기 붐(3)을 수평 방향으로 최대 인출하는 이유는 상기 크레인(1)에 인양물을 인양했을 경우, 상기 크레인(1)에 최대 모멘트가 걸리는 조건을 만들기 위함이다.

상기 제2단계(S2) 이후에 진행되는 제3단계(S3)는 상기 붐(3)의 단부에서 정격 하중물을 인양하는 단계이다. 상기 붐(3)이 최대 길이로 인출되어 있을 때, 상기 크레인(1)이 최대로 인양할 수 있는 정격 하중물을 인양하면, 상기 크레인(1)에는 최대 모멘트가 걸린다.

상기 제3단계(S3) 이후 진행되는 제4단계(S4)는 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위 내에 있는지 판단하는 단계이다. 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위 내에 있는지 판단하는 방법은, 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위를 넘어설 경우, 상기 베이스(4)의 기울어짐이 발생하게 되고, 상기 베이스(4)와 근접한 위치에 있는 상기 아웃트리거(5)가 상기 베이스(4)와 접촉하거나, 가까워지게 된다. 따라서, 상기 베이스(4)와 아웃트리거(5) 사이에 상기 스위치(7-3) 또는 거리 센서(7-4)를 설치하여 둘 사이의 접촉 여부 또는 거리 변화를 측정함으로써 전복 징후를 판단할 수 있다. 또는, 상기 베이스(4) 또는 아웃트리거(5)에 상기 기울기 센서(7-5)를 설치하여 기울기의 변화를 측정하여 전복 징후를 판단하는 것도 바람직하다.

상기 제4단계(S4) 이후에 진행되는 하나의 제5단계(S5-1)는, 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위 내에 있을 경우, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 센서(7-1)를 통해 압력 값을 측정하는 단계이다. 그리고, 또 하나의 제5단계(S5-2)는, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 전복 허용 범위를 초과하면, 전복 허용 범위 내로 도달할 때까지 상기 붐(3)을 인입한 후, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값을 다시 측정하는 단계이다.

상기 제5단계(S5) 이후에 진행되는 제6단계(S6)는, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값을 상기 데이터베이스에 기록하는 단계이다. 상기 데이터베이스는 상기 붐(3)이 각각의 선회 지점에서 측정된 상기 데릭 실린더(3)의 압력 값을 모두 기억한다.

상기 제6단계(S6) 이후에 진행되는 제7단계(S7)는 상기 붐(3)을 인입하는 단계이다. 상기 붐(3)을 인입하는 이유는 다음 선회 지점에서 데릭 실린더(3)의 압력 값을 측정하기 위해서 일정 각도만큼 상기 붐(3)을 용이하게 이동시키기 위함이다. 따라서, 상기 붐(3)은 최소 길이로 인입하거나 선회가 용이한 정도의 길이로 인입한다.

제7단계 이후에 진행되는 하나의 제8단계(S8-1)는 상기 붐(3)이 일정 각도로 선회하여 상기 제2 내지 제7단계를 반복 수행하고, 시작점을 기준으로 360도로 선회를 완료했는지 판단하는 단계이다. 그리고, 또 하나의 제8단계(S8-2)는 상기 붐(3)이 360도 선회하지 않았을 경우, 상기 붐(3)을 설정한 일정 각도로 선회한 후 상기 제2단계(S2)로 다시 돌아가는 단계이다.

마지막으로, 제8단계 이후에 진행되는 제9단계(S9)는 상기 붐(3)이 시작점을 기준으로 360도 선회를 완료하여 전복선 설정을 종료하는 단계이다.

결국, 상기의 내용과 같이 상기 크레인(1)의 상기 전복선(10) 설정이 종료되고, 상기 데이터베이스에 기록된 선회 지점에서 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값은 상기 전복선 생성부(73)로 전송되어 최종적으로 상기 전복선(10)을 생성하게 된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 아웃트리거가 최대로 인출했을 경우(도 4(a))와 최소로 인출했을 경우(도 4(b))에 크레인의 전복선 설정 방법에 따라 생성된 전복선을 도시한 평면도이다.

상기 아웃트리거(5)가 최대 또는 최소로 인출했을 경우에 각각 생성된 상기 최대 또는 최소 전복선(10a,10b)을 중첩하고, 그 사이의 압력 값으로 측정되는 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 전복이 발생하지 않는 허용 범위 내에 속하는 압력 값이다. 하지만, 상기 데릭 실린더(6)에서 측정되는 압력 값이 최대 전복선(10a)을 초과할 경우 상기 크레인(1)에 전복이 발생하게 된다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크레인의 전복선 설정 방법을 이용한 크레인의 제어 방법에 대한 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 제1단계(S10)는 상기 아웃트리거(5)를 인출하는 단계이다. 이때, 상기 아웃트리거(5)는 최대 또는 최소 길이로 인출할 수 있으며, 현장의 상황에 따라 길이가 변경될 수 있다. 특히, 상기 베이스(4)를 중심으로 좌우 대칭되어 인출되는 상기 아우트리거(5)는 좌우가 동일한 길이로 인출할 수도 있으며, 다른 길이로 인출할 수 있다.

상기 제1단계(S10) 이후에 진행되는 제2단계(S20)는 상기 아웃트리거(5) 인출 길이가 최대 또는 최소 길이와 대비해서 변경이 되었는지 판단하는 단계이다. 만약, 상기 아웃트리거(5)가 최대 또는 최소 길이로 인출하였으면, 상기 전복선(10)을을 형성하는 압력 값을 보정하는 단계없이, 상기 붐(3)의 단부에 하중물을 인양하는 제4단계(S40)를 갖는다.

상기 제2단계(S20) 이후에 진행되는 제3단계(S30)는, 상기 아웃트리거(5) 인출 길이가 최대 또는 최소 길이 대비 변경이 되었을 경우, 상기 전복선(10)의 압력 값을 보정하는 단계이다. 상기 전복선(10)은 상기 최대 아웃트리거 길이 대비 보정된 압력 값 또는 상기 최소 아웃트리거 길이 대비 보정된 압력 값 중 하나를 이용하여 수정되거나, 또는 상기 보정된 압력 값 중 더 작은 값을 이용하여 수정된다.

여기서, 상기 전복선(10)을 상기 보정된 압력 값 중에 더 작은 값을 이용하여 수정하는 이유는 상기 크레인(1)의 전복 발생 가능성을 보다 더 낮추기 위함이다.

상기 제3단계(S30) 이후에 진행되는 제4단계(S40)는 상기 붐(3)의 단부에서 하중물을 인양하는 단계이다.

상기 제4단계(S40) 이후에 진행되는 제5단계(S50)는 상기 크레인(1)이 전복 허용 범위 내에 있는지 판단하는 단계이다. 전복 허용 범위 내에 있는지 판단하는 방법은, 상기 전복선을 형성하는 압력 값 미만으로 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 측정되는지 여부이다. 만약 상기 전복 허용 범위를 초과한다면 상기 크레인(1)의 동작이 정지된다.

상기 제5단계(S50) 이후에 진행되는 제6단계(S60)는, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 전복 허용 범위 내에 있으면, 상기 전복선을 형성하는 압력 값을 100%로 했을 때, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 80% 이상인지 판단하는 단계이다. 만약 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 80% 이상일 경우, 소리, 램프 등과 같이 사용자가 상기 크레인(1)의 상태를 알 수 있는 수단을 통해 알람 신호가 발생하는 단계(S61)를 가진다. 그러나, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 80% 미만일 경우, 전복 허용 범위 내에 있는지를 지속적으로 다시 확인하는 단계(S50)로 돌아간다.

제6단계(S60) 이후에 진행되는 제7단계(S70)에서는 상기 전복선을 100%로 했을 때, 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 90% 이상인지를 판단하는 단계이다. 만약 상기 데릭 실린더(6)의 압력 값이 90% 이상일 경우, 상기 크레인(1)은 동작이 정지되는 단계(S71)를 가진다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

1 : 크레인 2 : 포스트
3 : 붐 4 : 베이스
5 : 아웃트리거 6 : 데릭 실린더
7 : 설정 및 제어시스템 7-1 : 압력센서
7-2 : 선회센서 7-3 : 스위치
7-4 : 거리센서 7-5 : 기울기 센서
7-6 : 아웃트리거 길이센서 71 : 전복선 설정부
73 : 전복선 생성부 75 : 전복방지 제어모듈
75-1 : 압력보정부 75-2 : 전복허용범위 판단부
75-3 : 전복방지 알람부 75-4 : 크레인 제어부
S1 : 아웃트리거 인출단계 S2 : 붐 인출단계
S3 : 하중물 인양단계 S4 : 전복허용범위 판단단계
S5-1 : 압력 측정 단계 S5-2 : 전복허용범위 내 붐 인입단계
S6 : 압력 값 데이터베이스 기록단계 S7 : 붐 인입단계
S8-1 : 선회완료 판단단계 S8-2 : 붐 선회단계
S9 : 전복선 설정 종료단계 S10 : 아웃트리거 인출단계
S20 : 아웃트리거 길이 변경 판단단계
S30 : 압력값 보정 및 전복선 수정단계
S40 : 하중물 인양단계 S50 : 전복 허용 범위 판단단계
S60 : 전복선 대비 80% 이상 판단단계 S61 : 알람 신호 발생단계
S70 : 전복선 대비 90% 이상 판단단계 S71 : 크레인 동작 정지단계

Claims (9)

1. 포스트와 연결되며 스윙 모터로 선회 가능하도록 설치된 붐과, 상부 챔버 또는 하부 챔버 또는 상부 챔버 및 하부 챔버에 압력 센서가 구비된 데릭 실린더와, 상기 포스트와 연결되어 있는 베이스와, 상기 베이스와 연결되어 있으며 지면을 지지하는 아웃트리거를 포함하는 크레인의 전복선 설정 방법에 있어서,
   상기 아웃트리거를 인출하는 제1단계;
   상기 붐을 수평 방향으로 최대로 인출하는 제2단계;
   상기 붐의 단부에서 정격 하중물을 인양하는 제3단계;
   상기 베이스와 상기 아웃트리거 사이의 접촉 여부 또는 거리 변화를 측정하여 상기 크레인이 전복 허용 범위 내에 있는지를 판단하는 제4단계;
   상기 크레인이 전복 허용 범위 내에 있을 경우, 상기 데릭 실린더의 압력 값을 측정하고, 또는 상기 크레인이 전복 허용 범위를 초과할 경우 전복 허용 범위 내로 도달할 때까지 상기 붐을 인입한 후 상기 데릭 실린더의 압력 값을 측정하는 제5단계;
   상기 데릭 실린더의 압력 값을 데이터베이스에 기록하는 제6단계;
   다음 선회 지점에서 상기 데릭 실린더의 압력 값을 측정하기 위해 상기 붐을 인입하는 제7단계;
   상기 붐이 초기 위치를 기준으로 10도씩 선회하여 상기 제2 내지 제7단계를 반복 수행한 후, 시작점을 기준으로 360도로 선회를 완료했는지 판단하는 제8단계;
   상기 크레인의 전복선 설정을 종료하는 제9단계;를 포함하고,
   상기 전복선 설정은 상기 붐의 각 선회 지점에서 실제 전복 발생 여부를 테스트하는 것을 특징으로 하는 크레인의 전복선 설정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 아웃트리거를 최대로 인출할 경우, 최대 전복선이 설정되는 것을 특징으로 하는 크레인의 전복선 설정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 아웃트리거를 최소로 인출할 경우, 최소 전복선이 설정되는 것을 특징으로 하는 크레인의 전복선 설정 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 크레인이 상기 전복 허용 범위 내에 있는지 판단하는 방법은, 상기 베이스와 아웃트리거 사이에 설치한 스위치 또는 거리 센서를 통해 판단하는 방법인 것을 특징으로 하는 크레인의 전복선 설정 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 크레인의 전복선 설정 종료 후, 상기 데이터베이스에 기록된 압력 값을 연결하여, 상기 크레인의 전복선을 생성하는 것을 특징으로 하는 크레인의 전복선 설정 방법.
6. 제1항의 크레인의 전복선 설정 방법을 이용한 크레인의 제어 방법에 있어서,
   크레인이 일정 무게를 갖는 인양물을 인양 시, 데릭 실린더의 압력 값이 설정된 전복선을 형성하는 압력 값 미만으로 측정될 경우, 상기 크레인이 안정된 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 크레인의 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 전복선을 형성하는 압력 값을 100%로 했을 때, 상기 데릭 실린더의 압력 값이 80% 이상으로 측정될 경우 알람 신호를 출력하며, 90% 이상으로 측정될 경우 크레인의 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 크레인의 제어 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 아웃트리거의 길이가 변경 될 경우, 상기 전복선을 형성하는 압력 값은최대 또는 최소 아웃트리거 길이 대비 변경된 아웃트리거 길이의 비를 곱하여 보정되는 것을 특징으로 하는 크레인의 제어 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 전복선은 상기 최대 아웃트리거 길이 대비 보정된 압력 값 또는 상기 최소 아웃트리거 길이 대비 보정된 압력 값 중 하나를 이용하여 수정되거나, 또는 상기 보정된 압력 값 중 더 작은 값을 이용하여 수정되는 것을 특징으로 하는 크레인의 제어 방법.

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