KR101949512B1 - 로드 리미터 일체형 블랙박스 - Google Patents

로드 리미터 일체형 블랙박스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로드 리미터 일체형 블랙박스를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 화물을 매달아주는 후크를 구비한 메인 바디와, 상기 메인 바디에 장착되어 상기 후크와 상기 메인 바디를 동시에 천정에 설치된 가이드 레일을 따라 수평 이동시키는 모터 및 상기 후크를 승강시키는 모터, 상기 모터에 연결된 컨트롤러를 포함하는 호이스트에 있어서, 인터페이스 보드(10)에 블랙박스 보드(20)가 연결되고, 상기 인터페이스 보드(10)는 상기 호이스트의 전원에 연결되며, 상기 블랙박스 보드(20)와 상기 인터페이스 보드(10)에 의해 호이스트의 구동 전원 감지 및 호이스트 과부하시 알람 기능을 하는 로드 리미터를 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

로드 리미터 일체형 블랙박스{Load limiter complex type black box}
본 발명은 로드 리미터 일체형 블랙박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호이스트 과부하시 전류값은 물론 전압값을 측정하여 동작하고 사용 이력, 사용 날짜, 사용 시간 등의 제반 동작 내용(데이터)을 기록 저장할 수 있는 새로운 로드 리미터 일체형 블랙박스에 관한 것이다.
자동차 생산라인 등에서와 같이 화물을 들어올린 상태에서 소정위치에 조립 및 장착하는 경우 화물을 들어올려 이동시키기 위한 호이스트가 필수적으로 이용되고 있는 실정이다. 종래의 호이스트의 경우, 로드 리미터가 있기는 하지만 과부하시 전류값만을 측정하여 동작하는 구조라서 호이스트의 동작 제어에 있어서 부족한 측면이 있고, 호이스트의 부하값을 운전자가 확인할 수 없어서 호이스트 동작 제어에 있어서 신뢰성이 떨어지는 문제가 있으며, 별도로 부하값을 디스플레이 해주는 수단이 없어서 호이스트 과부하시에 즉각적인 조치를 취하는 것과 같은 작동 제어 능력에 있어서 떨어지는 문제도 있다.
국내공개특허 10-2016-0020001호(2016.02.23. 공개) 국내등록특허 제10-1538322호(2015.07.15. 등록) 국내등록특허 제10-0489088호(2005.05.03. 등록) 국내공개특허 제10-1999-0046572호(1999.07.05 공개)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 호이스트 과부하시 전류값은 물론 전압값을 측정하여 동작하고 사용 이력, 사용 날짜, 사용 시간 등의 제반 동작 내용(데이터)을 기록 저장하며, 호이스트의 제반 데이를 디스플레이할 수 있도록 구현된 로드 리미터 일체형 블랙박스를 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 화물을 매달아주는 후크를 구비한 메인 바디와, 상기 메인 바디에 장착되어 상기 후크와 상기 메인 바디를 동시에 가이드 레일을 따라 수평 이동시키는 모터 및 상기 후크를 승강시키는 모터, 상기 모터에 연결된 컨트롤러를 포함하는 호이스트에 있어서, 인터페이스 보드에 블랙박스 보드가 연결되고, 상기 인터페이스 보드는 상기 호이스트의 전원에 연결되며, 상기 블랙박스 보드와 상기 인터페이스 보드에 의해 호이스트의 구동 전원 감지 및 호이스트 과부하시 알람 기능을 하는 로드 리미터를 형성한 것을 특징으로 하는 로드 리미터 일체형 블랙박스가 제공된다.
상기 블랙박스 보드는 상기 호이스트의 모터 구동 데이터를 저장하고, 상기 인터페이스 보드는 블랙박스 보드에 연결되어 상기 호이스트의 모터 구동 전원을 입력하고 상기 블랙박스 보드에서의 모터 구동 데이터를 출력하여 알람을 발생시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.
DIO 보드에 입력부와 출력부 및 엠씨유가 구비되고, 상기 입력부는 상기 호이스트의 상기 모터의 구동 전원을 센싱하고, 상기 출력부는 입력부에서 센싱된 상기 모터의 구동 전원을 출력하며, 상기 블랙박스 보드는, 상기 출력부에서 전송된 모터의 구동 전원이 수신되는 엠씨유; 상기 호이스트의 전압 전류 데이터를 획득하는 알엠에스 획득부; 상기 전압 전류 데이터를 저장하는 데이터 저장부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 로드 리미터 일체형 블랙박스에서는 로드 리미터 일체형 블랙박스는 과부하시 전류값은 물론 전압값까지도 측정하여 동작하는 구조라서 호이스트의 동작 제어에 있어서 충분한 제어 특성을 얻을 수 있고, 호이스트의 부하값을 운전자가 확인할 수 있어서 호이스트 동작 제어에 있어서 신뢰성이 높아지는 효과가 있으며, 별도로 부하값을 디스플레이 해주는 수단이 구비되어서 호이스트 과부하시에 즉각적인 조치를 취하는 등의 작동 제어 능력이 향상되는 효과를 가진다.
또한, 계장 신호 출력이 있어서 외부용 디스플레이와 연결하여 부하값을 운전자가 확인할 수 있다. 계장 출력 전압 1~5V를 출력한다.
도 1은 본 발명에 의한 로드 리미터 일체형 블랙박스의 주요부인 인터페이스 보드의 구조를 보여주는 평면도
도 2는 본 발명에 의한 로드 리미터 일체형 블랙박스의 다른 주요부인 블랙박스 보드의 구조를 보여주는 평면도
도 3은 도 2의 저면도
도 4는 본 발명에 의한 로드 리미터 일체형 블랙박스의 구조를 개략적으로 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 주요부인 DIO 보드의 평면도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 도면에서 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 사용한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 로드 리미터 일체형 블랙박스는 화물을 매달아주는 후크를 구비한 메인 바디와, 상기 메인 바디에 장착되어 후크와 메인 바디를 동시에 천정에 설치된 가이드 레일을 따라 수평 이동시키는 모터 및 상기 후크를 승강시키는 모터, 상기 모터에 연결된 컨트롤러를 포함하는 호이스트에 있어서, 상기 호이스트의 모터 구동 데이터를 저장하는 블랙박스 보드(20)와, 상기 블랙박스 보드(20)에 연결되어 호이스트의 모터 구동 전원을 입력하고 블랙박스 보드(20)에서의 모터 구동 데이터를 출력하여 알람을 발생시키는 인터페이스 보드(10)를 구비한다. 본 발명은 인터페이스 보드(10)에 블랙박스 보드(20)가 연결되고, 상기 인터페이스 보드(10)는 호이스트의 전원에 연결되며, 상기 블랙박스 보드(20)와 인터페이스 보드(10)에 의해 호이스트의 구동 전원 감지 및 호이스트 과부하시 알람 기능을 하는 로드 리미터를 형성한다. 호이스트의 컨트롤부가 호이스트 모터의 구동 전원에 연결되고, 호이스트의 컨트롤부에 인터페이스 보드(10)가 연결되므로, 인터페이스 보드(10)가 호이스트의 모터 구동 전원에 연결된 구조를 취한다. 따라서, 본 발명은 블랙박스 보드(20)와 인터페이스 보드(10)에 의해 호이스트의 구동 전원 감지 및 호이스트 과부하시 알람 기능을 하는 로드 리미터를 형성하므로, 로드 리미터 일체형 블랙박스라 할 수 있다. 인터페이스 보드(10)와 DIO보드는 통신선으로 연결되어 있다.
본 발명은 로드 리미터 일체형으로서 로드 리미터 기능을 부여한다. 호이스트의 상하좌우 동작, 비상정지 버튼, 상한 리미트 스위치 동작, 횡주행 리미트 스위치 동작, 브레이크 동작과 같은 모든 호이스트 동작을 데이터화한 것이다. 본 발명은 고가의 장비 및 정밀 관리가 요하는 호이스트에 사용할 수 있도록 개발된 것이다. 본 발명은 입력부(22), 출력부(23), 엠씨유(24)(MCU) 부, 알엠에스(RMS) 획득부, 데이터 저장부(26), 디스플레이(27)를 포함한다. DIO 보드(14)에 입력부(22) 출력부(23) MCU부가 구비되고, 블랙박스 보드(20)에 RMS획득부, 데이터 저장부(26), 디스플레이(27)부, MCU부가 구비된다. MCU부가 두 개가 구비된다.
상기 입력부(22)는 호이스트 전원에 대한 회로 보호를 하도록 설계된다. 입력부(22)로는 입력 전원 및 PCB 전원의 상이함에 따른 포토커플러가 사용한다. DIO 보드(14)에 포토커플러가 탑재되어 입력부(22)를 구성할 수 있다.
이때, 입력부(22)는 센서 데이터 획득부를 포함한다. 센서 데이터 획득부는 10bit AD 컨버터를 사용하여 측정한다. MCU 내부에 10bit AD 컨버터가 구비된다. 10bit AD 컨버터에 의해 센서 데이터 획득부를 구성할 수 있다.
상기 출력부(23)는 접점 방식의 출력 방식을 사용하여 설계한다. 입력 전원 및 PCB 전원의 상이함에 따른 포토커플러 및 릴레이 사용한다. DIO 보드(14)에 포토커플러와 릴레이를 탑재하여 포토커플러와 릴레이의 조합에 의해 출력부(23)를 구성할 수 있다.
DIO 보드(14)에 있는 MCU는 스위치 입력에 따라 출력을 제어 해주고 스위치 입력 정보와 출력정보를 블랙박스보드로 전송한다.
블랙박스 보드(20)에 있는 MCU는 DIO 보드(14)에서 입력받은 정보와 블랙박스 보드(20)에서 센싱한 정보(전압,전류) 그리고 현재시간을 조합하여 SD 카드에 저장한다.
상기 알엠에스(RMS:Roo mean square) 획득부는 호이스트의 3상 전압 및 전류 값을 획득하기 위한 회로로 설계된다. 알엠에스 획득부(25)는 전용 IC (ADE7758)을 사용하여 전압, 전류 데이터를 획득한다. 알엠에스 획득부(25)는 호이스트의 실효 또는 정격 3상 전압 및 전류값을 획득하는 것이다.
상기 데이터 저장부(26)는 SD 메모리를 사용하여 데이터를 저장한다. SD 메모리 카드는 SPI 통신을 사용하여 데이터를 저장한다. 이때, 데이터 저장부(26)에서 기록하는 데이터는 3상 호이스트 전압 및 전류 실효치, 동작시간, 동작 스위치, 동작 날짜 등과 같이 호이스트의 모든 동작에 대한 데이터를 기록한다.
상기 디스플레이(27)부는 평균 전류, 최대 전류, 전압, 사용시간, 등을 선택적으로 디스플레이(27)한다. 이때, 전류치는 설정치를 기준으로 하여 %로 표시한다.
본 발명은 블랙박스 보드(20)와 인터페이스 보드(10)의 조합에 의해 로드 리미터 일체화 기능을 구비한다. 로드 리미터의 기본 기능인 전류감지 및 과부하시 알람 기능을 블랙박스 기능에서 모두 구현될 수 있도록 한다.
상기 인터페이스 보드(10)는 엠씨유(24) 보드와 연결된다. 인터페이스 보드(10)의 기능은 엠씨유(24) 보드의 전원 공급, 전류 센싱, 오버 로드시 접점 출력, 동작램프 발광, 알람 램프 발광 및 전압 센싱 단자에 의한 전압 센싱이다. 인터페이스 보는는 항상 MCU 보드와 연결하여 사용한다. MCU 보드에서 판단을 하거나 지령을 내리고 인터페이스 보드(10)에서는 MCU 보드에서 신호를 받아 램프를 키거나 접점을 출력한다. 또한, 인터페이스 보드(10)에서 외부에서 들어오는 전류나 전압을 센싱하여 MCU 보드로 보내주는 기능도 한다.
도 1은 인터페이스 보드(10)의 구성을 보여주는 평면도로서 인터페이스 보드(10)의 컴포넌트(부품) 번호 중 X로 시작하는 것은 모두 커넥터를 의미한다. 커넥터는 외부와 연결되거나 MCU(Micro Control Unit) 보드와 연결 시 사용된다.
X101
단자 설명 단자 설명
PT1L 380V 센싱 PT1N 380V 센싱
CT1L CT1 전류 센싱 CT1N CT1 전류 센싱
CT2L CT2 전류 센싱 CT2N CT2 전류 센싱
PT1L과 PT1N 두 개의 단자는 전압을 센싱하기 위한 단자이다. 호이스트 입력 전원이 380V로서 상기 두 개의 단자가 호이스트 입력 전원(전압)을 센싱한다. CT1L과 CT1N, CT2L, CT2N은 호이스트의 입력 전류를 센싱한다.
X102
단자 설명 단자 설명
110L 보드 입력 전원(110V) 110N 보드 입력 전원(110V)
K-A A 접점 K-B B 접점
K-C 접점 Common
110L과 110은 로드 리미터 구동을 위한 전원 단자이다. 상기 단자를 통해 로드 리미터 구동을 위한 110V 전원이 입력된다.
A 접점(K-A)은 노말 상태일 때 Common과 연결되어 있다가 알람 상태가 되면 떨어지고, B 접점(K-B)은 노말 상태일 때 Common과 떨어져 있다가 알람 상태가 되면 연결된다. 기존 로드 리미터 접점 연결하던 곳에 B 접점과 Common을 사용하게 된다.
X103
단자 설명 단자 설명
VCC LED 및 부저 동작전원 5V LEDG 녹색 LED
LEDR 적색 LED BUZ 부저
상기 VCC 단자는 엘이디 및 부저 동작 전원 입력 단자이다. 엘이디 및 부저 동작 전원 5V가 VCC 단자를 통해 인가된다. 또한, LEDG 단자는 녹색 엘이디 구동 전원(전압) 인가 단자이다. LEDR은 적색 엘이디 구동 전원(전압) 인가 단자이며, BOZ 단자로는 부저 작동 신호가 입력되어, 부저(알람)이 작동되도록 한다.
X104
단자 설명 단자 설명
DAP 아날로그 out (0~5V) DAN 아날로그 out 기준점(GND)
DAP와 DAN은 호이스트 구동시 모터에 흐르는 전류대비 전압이 나오는 단자이다. 예를 들어, 전류의 최대치를 20A로 설정했을 때 실제 호이스트 동작 중 20A가 측정되면 DAN과 DAP 사이에 5V의 전압이 나오고, 10A가 측정되면 2.5V가 나와 이 전압을 가지고 다른 장비와 연동할 수 있다.
X105 : 센싱된 전압 및 전류를 위의 MCU 보드로 보내주는 용도
X106 : 위의 MCU 보드에서 나오는 신호를 받는 용도
커넥터 X105는 엠씨유(24) 보드의 입력부(22)에 연결되어, 상기 CT1L과 CT1N, CT2L, CT2N 단자에서 센싱된 입력 전류와 상기 PT1L과 PT1N 두 개의 단자가 센싱한 입력 전압을 엠씨유(24) 보드로 전송한다.
또한, X106 단자는 MCU 보드에서 램프를 켜라 또는 접점을 출력해라 부저를 울려라 하는 등의 신호를 받는 단자입니다. X106 단자는 MCU 보드에서 신호를 받아 램프를 키거나 부저를 울리거나 접점을 출력한다.
도 2는 엠씨유(24) 보드의 구조를 보여주는 저면도이다.
X1 : 테스트 전원공급용 단자
X2 : LED / 부저 / 아날로그 전압 / 접점 신호를 인터페이스 보드(10)로 보내기 위한 단자
X3 : MCU 다운로드 단자
X4 : RS232 통신 단자, DIO 보드(14)에서 통신으로 정보를 받기 위한 커넥터
X5 : 인터페이스 보드(10)에서 전압/전류 값을 받기 위한 커넥터
MCU 다운로드 단자는 MCU에 프로그램을 입력하기 위한 단자이다. 엠씨유(24) 다운로드 단자는 호이스트의 정격 구동 전류, 전압과 같은 호이스트의 정상 동작에 필요한 제반 데이터를 입력하기 위한 단자이다.
RS232 통신 단자는 DIO 보드(14)에서 통신으로 정보를 받기 위한 커넥터 단자이다. RS232 통신 단자가 있는 이유는 MCU 보드에서 접점 정보(스위치, 접점정보)를 얻을 수 없으므로 DIO 보드(14)에서 접점 정보를 통신을 통해 받는 것이다. 상기 커넥터를 DIO 보드(14)와 연결을 하지 않으면 전압/전류 정보만 SD카드에 저장이 되고 접점 정보를 얻을 수 없으나, 커넥터를 DIO 보드(14)와 연결함으로써 전압/전류 정보가 SD카드에 저장이 되고 접점 정보도 얻을 수 있다.
본 발명에서는 MCU 보드가 블랙박스 기능을 한다. 로드 리미터 기능을 하기 위해 MCU 보드(즉, 블랙박스 보드(20))에 인터페이스 보드(10)를 추가한 것이다.
로드 리미터는 전류를 센싱하여 설정한 값 초과시에 접점과 알람을 내보내는 것이 주 기능이다. 인터페이스 보드(10)는 외부 신호를 MCU 보드로 올려주어 MCU 보드에서 판단할 수 있게 도와주는 것이다. 또한, MCU 보드에서 들어온 정보를 가지고 알람이 발생되었다고 판단하여 인터페이스 보드(10)에 내려주면 인터페이스 보드(10)에서는 접점을 외부로 출력하고 알람을 발생시킨다.
본 발명에서는 블랙박스 보드(20)(즉, MCU 보드)에 로드 리미터 기능이 있다. MCU 보드에 로드 리미터 기능이 내제되어 있는 것으로 이해하면 된다.
로드 리미터 일체형 블랙박스는 과부하시 전류값은 물론 전압값까지도 측정하여 동작하는 구조라서 호이스트의 동작 제어에 있어서 충분한 제어 특성을 얻을 수 있고, 호이스트의 부하값을 운전자가 확인할 수 있어서 호이스트 동작 제어에 있어서 신뢰성이 높아지는 효과가 있다.
또한, 알엠에스(RMS:Roo mean square) 획득부에 의해 호이스트의 실효 또는 정격 3상 전압 및 전류값을 획득함으로써 호이스트의 동작(호이스트의 모터 동작)에 있어서 신뢰성을 보다 높여주게 된다.
또한, 본 발명에서는 인터페이스 보드(10)에 커넥터를 구비하여 커넥터를 통해 외부 또는 엠씨유(24) 보드에 연결되므로, 적어도 인터페이스 보드(10)와 엠씨유(24) 보드 사이의 연결 구조가 보다 간소화되면서도 이들 사이의 연결 구조의 신뢰성은 보다 높이는 효과가 있다.
또한, 디스플레이(27)부에 의해 별도로 부하값인 전류값 뿐만 아니라 전압값까지 표시하여 호이스트 과부하시에 작업자가 즉각적인 안전 조치를 취하는 것과 같이 호이스트 작동 제어 능력이 향상되는 효과를 가진다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
10. 인터페이스 보드 14. DIO 보드
20. 블랙박스 보드 27. 디스플레이

Claims (3)

  1. 화물을 매달아주는 후크를 구비한 메인 바디와, 상기 메인 바디에 장착되어 상기 후크와 상기 메인 바디를 동시에 천정에 설치된 가이드 레일을 따라 수평 이동시키는 모터 및 상기 후크를 승강시키는 모터, 상기 모터에 연결된 컨트롤러를 포함하는 호이스트에 있어서,
    인터페이스 보드(10)에 블랙박스 보드(20)가 연결되고, 상기 인터페이스 보드(10)는 상기 호이스트의 전원에 연결되며, 상기 블랙박스 보드(20)와 상기 인터페이스 보드(10)에 의해 호이스트의 구동 전원 감지 및 호이스트 과부하시 알람 기능을 하는 로드 리미터를 형성하고,
    상기 블랙박스 보드(20)는 상기 호이스트의 모터 구동 데이터를 저장하고, 상기 인터페이스 보드(10)는 블랙박스 보드(20)에 연결되어 상기 호이스트의 모터 구동 전원을 입력하고 상기 블랙박스 보드(20)에서의 모터 구동 데이터를 출력하여 알람을 발생시키도록 구성되고,
    상기 인터페이스 보드(10)는 엠씨유(24) 보드와 연결되어, 상기 인터페이스 보드(10)는 상기 엠씨유(24) 보드의 전원 공급, 전류 센싱, 오버 로드시 접점 출력, 동작램프 발광, 알람 램프 발광 및 전압 센싱 단자에 의한 전압 센싱을 하도록 구성되고,
    상기 인터페이스 보드(10)에 구비된 PT1L과 PT1N 단자는 전압을 센싱하기 위한 단자로 구성되고,
    A 접점(K-A)은 노말 상태일 때 Common과 연결되어 있다가 알람 상태가 되면 떨어지고, B 접점(K-B)은 노말 상태일 때 Common과 떨어져 있다가 알람 상태가 되면 연결되도록 구성되고,
    상기 인터페이스 보드(10)의 DAP와 DAN은 호이스트 구동시 모터에 흐르는 전류대비 전압이 나오는 단자로 구성되고,
    CT1L과 CT1N, CT2L, CT2N은 호이스트의 입력 전류를 센싱하고,
    커넥터 X105는 상기 엠씨유 보드의 입력부(22)에 연결되어, 상기 CT1L과 CT1N, CT2L, CT2N 단자에서 센싱된 입력 전류와 상기 PT1L과 PT1N 두 개의 단자가 센싱한 입력 전압을 엠씨유 보드로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 로드 리미터 일체형 블랙박스.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블랙박스 보드(20)는 데이터 저장부(26)에 저장된 데이터를 표시하는 디스플레이(27);를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로드 리미터 일체형 블랙박스.
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