KR102032640B1 - Crane - Google Patents

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KR102032640B1
KR102032640B1 KR1020180033176A KR20180033176A KR102032640B1 KR 102032640 B1 KR102032640 B1 KR 102032640B1 KR 1020180033176 A KR1020180033176 A KR 1020180033176A KR 20180033176 A KR20180033176 A KR 20180033176A KR 102032640 B1 KR102032640 B1 KR 102032640B1
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Abstract

본 발명에 따른 크레인은 메인붐과 헤드 중 어느 하나에 설치되어 레이저광을 송신 및 수신하는 레이저광 송수신부와, 메인붐과 헤드 중 다른 하나에 설치되어 레이저 광을 레이저광 송수신부로 반사하는 반사부, 레이저 송수신부에서 얻어진 광 신호로부터 레이저 송수신부와 반사부 사이의 길이를 산출하는 길이 산출부를 포함하고, 레이저 광 송수신부는 광원, 광원에서 출사된 레이저 광을 수신하여 레이저 광의 고속 축의 빔 발산각을 축소하는 반원통형상을 갖는 투영 광학계; 투영 광학계에서 출사된 레이저 광의 발산각을 조절하는 발산각 제한부; 반사부에서 반사된 레이저광을 수신하는 광 수신 광학계; 및 광 수신 광학계의 초점거리보다 작게 이격된 광 검출기를 포함한다.Crane according to the present invention is installed on any one of the main boom and the head is a laser beam transmission and reception unit for transmitting and receiving laser light, and a reflection unit installed on the other one of the main boom and the head reflects the laser light to the laser beam transmission and reception unit And a length calculator for calculating a length between the laser transceiver and the reflector from the optical signal obtained by the laser transceiver. The laser beam transceiver receives the light source and the laser light emitted from the light source to determine the beam divergence angle of the high-speed axis of the laser light. A projection optical system having a reduced semi-cylindrical shape; A divergence angle limiter configured to adjust a divergence angle of the laser light emitted from the projection optical system; A light receiving optical system for receiving the laser light reflected by the reflector; And photodetectors spaced apart from the focal length of the optical receiving optical system.

Description

크레인{CRANE}Crane {CRANE}

본 발명은 크레인에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하중에 따른 메인붐의 거리변동을 정확하게 측정하여 사고를 방지할 수 있는 크레인에 관한 것이다.The present invention relates to a crane, and more particularly to a crane capable of preventing an accident by accurately measuring the distance change of the main boom according to the load.

크레인이란, 선단에 매달린 인양기구로 하중물을 들어올린 후, 위치를 이동하는 중장비이다. 이러한 크레인은, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임에 대하여 회동되는 컬럼(1)과, 컬럼(1)에 샤프트(h)를 힌지축으로 상하 회동가능하게 결합되는 메인붐(2)과, 컬럼(1)과 메인붐(2) 사이에 설치되어 그 메인붐(2)을 샤프트(h)에 대하여 상하방향으로 들어올리는 유압실린더(3)와, 메인붐(2)에서 신장 가능하게 설치되는 복수개의 다단붐(4)과, 다단붐(4)의 선단에 설치되는 헤드(5)와, 헤드(5)에 대하여 상하로 이동됨으로써 하중물을 인양하는 인양기구(6)와, 컬럼(10)에 설치되어 인양기구(60)와 연결된 케이블을 권취함으로써 그 인양기구(6)를 들어올리는 권취드럼(7)을 포함한다. A crane is a heavy equipment which moves a position after lifting a load by the lifting mechanism suspended by the tip. This crane, as shown in Figure 1, the column (1) is rotated with respect to the frame, the main boom (2) is coupled to the column (1) rotatably up and down by a hinge axis, and the column, A plurality of hydraulic cylinders 3 installed between the main boom 2 and the main boom 2 to lift the main boom 2 in the vertical direction with respect to the shaft h, and a plurality of the main booms 2 that can be extended from the main boom 2. Multistage boom 4, a head 5 provided at the tip of the multistage boom 4, a lifting mechanism 6 for lifting a load by moving up and down with respect to the head 5, and a column 10. And a winding drum 7 which lifts the lifting mechanism 6 by winding the cable connected to the lifting mechanism 60.

종래의 크레인은 메인붐(2)에 붐의 신장길이를 측정하기 위한 붐길이센서(8)를 장착하고, 유압실린더(3)에 그 유압실린더(3)에 인가되는 힘으로부터 메인붐(2)에 인가되는 하중을 측정하는 하중검출부(9)를 장착한다.Conventional cranes are equipped with a boom length sensor (8) for measuring the extension length of the boom on the main boom (2), and the main boom (2) from the force applied to the hydraulic cylinder (3) to the hydraulic cylinder (3) The load detection part 9 which measures the load applied to the is mounted.

이러한 붐길이센서(8)는 로우프(8a)가 권회된 구조를 가지는데, 로우프(8a)의 단부가 헤드(5)에 고정됨으로써 다단붐(4)이 메인붐(2)으로부터 신장될 때 붐길이센서(8)로부터 인출되는 로우프(8a)의 길이를 측정하여 다단붐의 신장길이가 산출된다. The boom length sensor 8 has a structure in which the rope 8a is wound. When the end of the rope 8a is fixed to the head 5, when the multistage boom 4 is extended from the main boom 2, the boom length sensor 8 The extension length of the multistage boom is calculated by measuring the length of the rope 8a drawn out from the length sensor 8.

그리고, 하중검출부(9)는 유압실린더의 몸체측 압력을 측정하는 제1센서(9a)와, 유압실린더의 피스톤측의 압력을 측정하는 제2센서(9b)를 포함하는데, 포트를 통해 주입되는 유체에 의해 유압실린더(5)의 몸체 내부의 하부측벽과 피스톤에 걸리는 내부압력차가 발생하게 되고, 이 압력차는 피스톤이 메인붐(2)을 지지하는 힘으로 해석되며, 유압실린더(5) 몸체 내부의 하부측벽의 압력과 피스톤에 걸리는 압력을 제1,2압력센서(9a)(9b)로 각각 측정하는 것이다. The load detection unit 9 includes a first sensor 9a for measuring the body side pressure of the hydraulic cylinder and a second sensor 9b for measuring the pressure at the piston side of the hydraulic cylinder, which is injected through the port. The internal pressure difference between the lower side wall and the piston inside the body of the hydraulic cylinder 5 is generated by the fluid, and the pressure difference is interpreted as a force that the piston supports the main boom 2, and the inside of the hydraulic cylinder 5 body. The pressure at the lower side wall and the pressure applied to the piston are respectively measured by the first and second pressure sensors 9a and 9b.

그런데, 크레인 작업은 메인붐(2)에 대하여 다단붐(4)이 신장되며 진행되는데, 이때 신장길이는 수십미터에 달하고, 한편으로 작업환경은 매우 가혹하다. 따라서 작업도중에 로우프(8a)가 다른 물체와 부딛쳐 손상되거나, 다단붐(4)이 신장될 때 많은 먼지에 의하여 로우프(8a)가 붐길이센서(8)로부터 잘 인출되지 못하는 경우가 발생되었다. 더 나아가, 하중검출부(9)의 제1,2센서(9a)(9b)를 연결하는 전선이 다른 물체에 손상되는 경우가 발생하여, 하중물의 하중 검출이 잘 되지 않았었다. 이와 같이 다단붐의 신장 길이나 하중물의 하중이 정확히 측정되지 못할 경우 정격하중이 달라지고, 이를 고려하지 않고 운전을 하다 보면 크레인이 전복되는 등 안전사고가 발생되는 문제점이 있었다.By the way, the crane work is progressed while the multi-stage boom (4) is extended relative to the main boom (2), at this time the elongation length reaches several tens of meters, on the other hand, the working environment is very harsh. Therefore, during operation, the rope 8a may be damaged by colliding with another object, or the rope 8a may not be easily withdrawn from the boom length sensor 8 due to a lot of dust when the multistage boom 4 is extended. Furthermore, the wires connecting the first and second sensors 9a and 9b of the load detection unit 9 may be damaged by other objects, so that the load detection of the load is not well performed. As such, when the extension length of the multi-stage boom or the load of the load is not accurately measured, the rated load is changed, and there is a problem in that a safety accident occurs such that the crane is rolled over when the operation is performed without considering it.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 가혹한 환경에서도 다른 물체와 부딛쳐 고장이 발생될 가능성을 줄일 수 있음과 동시에 언제나 정확한 다단붐의 신장길이 및 하중물의 하중을 측정할 수 있어, 전복등 안전사고를 방지할 수 있는 안전장치를 포함하는 크레인을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been invented to solve the above problems, it is possible to reduce the possibility of failure caused by hitting other objects even in a harsh environment and at the same time can accurately measure the elongation length and load of the multi-stage boom An object of the present invention is to provide a crane including a safety device that can prevent a safety accident such as a rollover.

본 발명의 일 실시예에 따른 크레인은 프레임에 대하여 회동되는 회동프레임에 고정되는 컬럼과, 상기 컬럼에 샤프트를 힌지축으로 상하 회동가능하게 결합되는 메인붐과, 상기 메인붐에서 신장 가능하게 설치되는 복수 개의 다단붐과, 상기 다단붐의 선단에 설치되는 것으로서 도르레가 설치되는 헤드와, 상기 헤드에 대하여 상하로 이동됨으로써 하중물을 인양하는 인양기구와, 상기 컬럼에 설치되어 상기 인양기구와 연결된 케이블을 권취함으로써 그 인양기구를 들어올리는 권취드럼을 포함하고, 상기 메인붐과 헤드 중 어느 하나에 설치되어 레이저광을 송신 및 수신하는 레이저광 송수신부와, 상기 메인붐과 헤드 중 다른 하나에 설치되어 상기 레이저 광을 상기 레이저광 송수신부로 반사하는 반사부 상기 레이저 송수신부에서 얻어진 광 신호로부터 레이저 송수신부와 반사부 사이의 길이를 산출하는 길이 산출부;를 포함하고, 상기 레이저 광 송수신부는 광원; 상기 광원에서 출사된 레이저 광을 수신하여 레이저 광의 고속 축의 빔 발산각을 축소하는 반원통형상을 갖는 투영 광학계; 상기 투영 광학계에서 출사된 레이저 광의 발산각을 조절하는 발산각 제한부; 상기 반사부에서 반사된 레이저광을 수신하는 광 수신 광학계; 및 상기 광 수신 광학계의 초점거리보다 작게 이격된 광 검출기를 포함한다.Crane according to an embodiment of the present invention is a column fixed to the rotating frame rotated with respect to the frame, the main boom is coupled to the column to be pivoted up and down by the hinge shaft, and is installed to be extended from the main boom A plurality of multi-stage booms, a head installed at the tip of the multi-stage boom, a pulley installed thereon, a lifting mechanism for lifting loads by moving up and down with respect to the head, and a cable installed on the column and connected to the lifting mechanism And a winding drum for lifting the lifting mechanism by winding the laser beam, the laser beam transmitting / receiving unit which is installed at any one of the main boom and the head and transmits and receives the laser light, Reflecting unit for reflecting the laser light to the laser light transmitting and receiving unit With the optical signal obtained by the laser transmitting and receiving unit And a length calculator configured to calculate a length between the laser transceiver and the reflector, wherein the laser light transceiver comprises: a light source; A projection optical system having a semi-cylindrical shape for receiving the laser light emitted from the light source and reducing the beam divergence angle of the high-speed axis of the laser light; A divergence angle limiter configured to adjust a divergence angle of the laser light emitted from the projection optical system; A light receiving optical system receiving the laser light reflected by the reflector; And photodetectors spaced apart from the focal length of the light receiving optical system.

상기 발산각 제한부는 광축을 따라 이동하여 레이저 광의 수직 발산각을 수평 발산각의 1.5배 내지 2.5배로 제한한다.The divergence angle limiter moves along the optical axis to limit the vertical divergence angle of the laser light to 1.5 times to 2.5 times the horizontal divergence angle.

상기 발산각 제한부는 레이저 광을 고속축(fast-axis)으로서 10도 내지 50도의 빔 발산각을 제한하고 저속축(slow angle)으로 5도 내지 20도의 빔 발산각으로 제한한다.The divergence angle limiter limits the laser light to a beam divergence angle of 10 degrees to 50 degrees as a fast-axis and a beam divergence angle of 5 degrees to 20 degrees at a slow angle.

상기 길이 산출부는 레이저 광의 왕복 시간을 토대로 상기 레이저 송수신부와 상기 반사부사이의 거리를 산출하는 레이저 광 비행 거리 산출부; 상기 메인붐과 상기 다단붐의 신장 길이에 따른 자체 휨에 의하여 발생하는 레이저 광 비행 거리와 상기 메인붐과 상기 다단붐의 실제 신장 길이사이의 편차를 보정하는 신장 길이 편차 보정부; 및 하중물의 하중에 따른 상기 메인붐과 상기 다단붐의 휨에 의하여 발생하는 실제 길이 오차를 보정하는 하중 편차 보정부을 포함한다.The length calculator includes a laser light flight distance calculator configured to calculate a distance between the laser transceiver and the reflector based on a round trip time of the laser light; An extension length deviation correction unit for correcting a deviation between the laser light flight distance generated by self bending along the extension length of the main boom and the multistage boom and the actual extension length of the main boom and the multistage boom; And a load deviation corrector for correcting an actual length error caused by bending of the main boom and the multistage boom according to the load of the load.

본 발명의 일실시예에 따른 크레인은 상기 신장 길이 편차 보정부의 길이 계산값과 상기 하중 편차 보정부의 계산값을 비교하여 신장 길이 별로 신장 길이 편차 보정부와 하중 편차 보정부사이의 최대 허용값을 포함하는 룩업테이블을 더 포함한다.The crane according to an embodiment of the present invention compares the length calculated value of the elongation length deviation correcting unit and the calculated value of the load deviation correcting unit and compares the maximum allowable value between the elongation length deviation correcting unit and the load deviation correcting unit for each extension length. It further includes a lookup table comprising a.

본 발명의 일실시예에 따른 크레인은 상기 룩업테이블에 기초하여 크레인의 각도 및 신장되는 길이에 대한 전복 위험을 판단하는 위험 판단부; 상기 위험 판단부에서 출력된 위험신호와 크레인의 정보를 화면으로 표시하는 표시부; 및 상기 위험 판단부에서 출력된 위험 신호를 청각적으로 제공하는 경보 발생부를 더 포함한다.Crane according to an embodiment of the present invention comprises a risk determination unit for determining the risk of overturning the angle of the crane and the length of extension based on the lookup table; A display unit for displaying the danger signal outputted from the risk determination unit and information of a crane on a screen; And an alarm generation unit that provides an audible signal of the danger signal output from the risk determination unit.

본 발명에 따른 표시 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.The display device according to the present invention provides the following effects.

본 발명의 크레인에 따르면, 메인붐에 대한 다단붐의 신장길이를 레이저 광을 이용하여 측정함과 동시에 길이데이터를 조작자 또는 콘트롤러로 무선으로 송신하고, 하중물의 하중을 로드셀을 이용하여 측정함과 동시에 하중데이터를 조작자 또는 콘트롤러로 무선으로 송신함으로써, 그들을 상호 연결하는 전선의 사용을 배제할 수 있다.According to the crane of the present invention, the elongation length of the multi-stage boom with respect to the main boom is measured by using a laser light and the length data is transmitted wirelessly to the operator or controller, and the load of the load is measured by using a load cell. By transmitting load data wirelessly to the operator or controller, the use of wires to interconnect them can be eliminated.

또한, 메인붐과 다단붐의 신장길이에 따른 자체 휨과 하중에 따른 변형에 의한 길이 오차를 보정하여 메인붐과 다단붐의 정확한 길이를 측정하여 전복 위험 가능성을 정확하게 예측하여 사고를 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the accident by accurately measuring the length of the main boom and the multi-stage boom by correcting the length error due to the deformation of the main boom and the multi-stage boom and the deformation due to the load. .

따라서, 가혹한 작업환경에서도 다른 물체와 부딛쳐 발생될 수 있는 전선의 파손 가능성을 배제할 수 있고, 언제라도 다단붐의 정확한 신장길이 및 하중을 측정할 수 있어 크레인에 과부하가 인가되지 않도록 할 수 있고, 이에 따라 전복 등의 안전사고를 방지할 수 있다.Therefore, even in the harsh working environment, it is possible to eliminate the possibility of breakage of the wire which may be caused by other objects, and to accurately measure the elongation and load of the multistage boom at any time, so that the crane is not overloaded. Accordingly, it is possible to prevent a safety accident such as overturning.

도 1은 종래의 크레인의 안전장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 크레인을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 있어서, 붐길이 측정부의 구성을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2에 있어서, 하중 검출부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예 따른 레이저 송수신부의 개략적 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 레이저 송수신부에서 출사되는 레이저 광을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예 따른 크레인이 하중에 따라 휨이 발생한 경우 레이저 송수신부에서 출사되는 레이저 광의 프로파일과 반사부의 위치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예 따른 크레인이 하중에 따라 휨이 발생한 경우 거리 오차를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예 따른 길이 산출부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예 따른 크레인의 안전장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing a safety device of a conventional crane.
2 is a view schematically showing a crane according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the boom length measurement unit in FIG. 2, and FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the load detection unit in FIG. 2.
4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser transceiver unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing the laser light emitted from the laser transceiver unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing the position of the reflection portion and the profile of the laser light emitted from the laser transmission and reception unit when the crane is warped according to the load according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a distance error when the bending occurs according to the load of the crane according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically illustrating a configuration of a length calculator according to an embodiment of the present invention.
9 is a view schematically showing the configuration of a safety device of a crane according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures and well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In the drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification. When a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the other part being "right over" but also another part in the middle.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms " below ", " beneath ", " lower ", " above ", " upper " It may be used to easily describe the correlation of a device or components with other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as "below" or "beneath" of another device may be placed "above" of another device. Thus, the exemplary term "below" can encompass both an orientation of above and below. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 그에 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a part is connected to another part, this includes not only a case in which the part is directly connected, but also a case in which another part is electrically connected in between. In addition, when a part includes a certain component, this means that it may further include other components, without excluding other components, unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제 1 구성 요소가 제 2 또는 제 3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제 2 또는 제 3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.The terms first, second, third, etc. may be used herein to describe various components, but such components are not limited by the terms. The terms are used to distinguish one component from other components. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second or third component, and similarly, the second or third component may be alternatively named.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 크레인을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a crane according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 크레인을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2에 있어서, 붐길이 측정부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a crane according to the present invention, Figure 3 is a view for explaining the configuration of the boom length measuring unit in FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 크레인은, 차량의 프레임에 대하여 회동되는 회동프레임에 고정되는 컬럼(10)과, 컬럼(10)에 샤프트(h)를 힌지축으로 상하 회동가능하게 결합되는 메인붐(20)과, 컬럼(10)과 메인붐(20) 사이에 설치되어 그 메인붐(20)을 샤프트(h)에 대하여 상하방향으로 들어올리는 유압실린더(30)와, 메인붐(20)에서 신장 가능하게 설치되는 복수개의 다단붐(40)과, 다단붐(40)의 선단에 설치되는 것으로서 도르레(51)가 설치되는 헤드(50)와, 헤드(50)에 대하여 상하로 이동됨으로써 하중물을 인양하는 인양기구(60)와, 컬럼(10)에 설치되어 인양기구(60)와 연결된 케이블을 권취함으로써 그 인양기구(60)를 들어올리는 권취드럼(70), 다단붐(40)의 신장 길이를 측정하는 길이 측정부(100)와, 인양기구(60)에 의하여 인양되는 하중물의 하중을 측정하는 하중검출부(200)을 포함한다.As shown in Figure 2, the crane according to the present invention, the column 10 is fixed to the rotating frame rotated with respect to the frame of the vehicle, and the shaft (h) to the column 10 to be rotated up and down by a hinge axis The main cylinder 20 to be coupled, the hydraulic cylinder 30 is installed between the column 10 and the main boom 20 to lift the main boom 20 in the vertical direction with respect to the shaft (h), and the main boom A plurality of multistage booms 40 that are provided to be extensible in the 20, and a head 50 to which the pulley 51 is installed, which are installed at the front end of the multistage boom 40, and the head 50 up and down. Lifting mechanism 60 for lifting the load by moving, and winding drum 70 for lifting the lifting mechanism 60 by winding the cable installed in column 10 and connected to lifting mechanism 60, multi-stage boom ( The length measuring part 100 which measures the elongation length of 40, and the load of the load lifted by the lifting mechanism 60 are measured. It includes a load detection section 200. The

도 3에 도시된 바와 같이, 길이 측정부(100)는, 메인붐(20)과 헤드(50) 중 어느 하나에 설치되어 레이저를 송신 및 수신하는 레이저 송수신부(110)와, 메인붐(20)과 헤드(50) 중 다른 하나에 설치되어 레이저 광을 레이저 송수신부(110)로 반사하는 반사부(120)와, 레이저 송수신부(110)에서 얻어진 레이저 신호로부터 레이저 송수신부(110)와 반사부(120) 사이의 거리를 산출하는 길이 산출부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the length measuring unit 100 may be installed at any one of the main boom 20 and the head 50, and the laser transceiver 110 may transmit and receive a laser and the main boom 20. And a reflection unit 120 installed at the other of the head and the head 50 to reflect the laser light to the laser transceiver 110, and the laser transceiver 110 and the reflection from the laser signal obtained by the laser transceiver 110. It includes a length calculating unit 130 for calculating the distance between the unit 120.

본 실시예에서는, 레이저 송수신부(110)가 메인부(20)의 측부에 설치되고, 반사부(120)는 헤드(50)의 내측에 설치된다. In this embodiment, the laser transmitting and receiving unit 110 is provided on the side of the main unit 20, the reflecting unit 120 is provided inside the head 50.

레이저 송수신부(110)는, 레이저 신호를 송신 및 수신한다. 이러한 레이저 송수신부(110)는 크레인에 설치된 배터리로부터 전원을 공급받거나, 별도의 일회용 또는 충전용 배터리를 이용하여 전원을 공급받을 수 있다. The laser transceiver 110 transmits and receives a laser signal. The laser transceiver 110 may be supplied with power from a battery installed in a crane, or may be powered using a separate disposable or rechargeable battery.

반사부(120)는, 레이저 신호를 레이저 송수신부(110)로 반사시킨다. The reflector 120 reflects the laser signal to the laser transceiver 110.

길이 산출부(130)는, 레이저 송수신부(110)에서 입력된 레이저 신호를 토대로 반사부(120)까지의 거리를 연산한다. 즉, 길이 산출부(130)는, 레이저 송수신부(110)와 반사부(120) 사이의 거리를 산출함으로써, 메인붐(20)에 대한 다단붐(40)의 신장 길이를 알 수 있는 것이다.The length calculator 130 calculates a distance to the reflector 120 based on the laser signal input from the laser transceiver 110. That is, the length calculating unit 130 can know the extension length of the multi-stage boom 40 with respect to the main boom 20 by calculating the distance between the laser transmitting and receiving unit 110 and the reflecting unit 120.

이하, 도면을 참조하여 레이저 송수신부(110), 반사부(120) 및 길이 산출부(130)에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the laser transceiver 110, the reflector 120, and the length calculator 130 will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일실시예 따른 레이저 송수신부의 개략적 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일실시예 따른 레이저 송수신부에서 출사되는 레이저 광을 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예 따른 크레인이 하중에 따라 휨이 발생한 경우 레이저 송수신부에서 출사되는 레이저 광의 프로파일과 반사부의 위치를 나타내는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일실시예 따른 크레인이 하중에 따라 휨이 발생한 경우 거리 오차를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 일실시예 따른 길이 산출부의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 일실시예 따른 크레인의 안전장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a laser transceiver unit according to an embodiment of the present invention. 5 is a perspective view showing the laser light emitted from the laser transceiver unit according to an embodiment of the present invention. 6 is a perspective view showing the position of the reflection portion and the profile of the laser light emitted from the laser transmission and reception unit when the crane is warped according to the load according to an embodiment of the present invention. 7 is a view showing a distance error when the bending occurs according to the load of the crane according to an embodiment of the present invention. 8 is a diagram schematically illustrating a configuration of a length calculator according to an embodiment of the present invention. 9 is a view schematically showing the configuration of a safety device of a crane according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 레이저 송수신부(110)는 광원(111), 투영 광학계(112), 발산각 제한부(113), 광 수신 광학계(114) 및 광 검출기(115)를 포함하고 있다. As shown in FIG. 4, the laser transceiver 110 according to the present embodiment includes a light source 111, a projection optical system 112, a divergence angle limiter 113, a light receiving optical system 114, and a light detector 115. ) Is included.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(111)은 예를 들어 905nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 다이오드일 수 있다. 광원 (111)에서 방사된 레이저는 광축(30)을 따라 진행한다.As shown in FIGS. 4 and 5, the light source 111 may be, for example, a laser diode that emits laser light of 905 nm. The laser emitted from the light source 111 travels along the optical axis 30.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일반 레이저 다이오드에서 예를 들어 905nm의 파장을 갖고 방사된 레이저는 반도체 레이저 다이오드 특성상 직사각형의 방사면적과 상하와 좌우의 서로 다른 발산각을 가진다. 즉, 레이저 다이오드는 고속축(fast-axis)으로 약 50도의 빔 발산각을 갖고 저속축(slow angle)으로 약 20도의 빔 발산각을 갖는 레이저 광을 방사한다. As shown in FIGS. 4 and 5, in a general laser diode, a laser emitted at a wavelength of 905 nm, for example, has a rectangular radiation area and a divergence angle between the top, bottom, left, and right sides of the semiconductor laser diode. That is, the laser diode emits laser light having a beam divergence angle of about 50 degrees at a fast axis and a beam divergence angle of about 20 degrees at a slow angle.

투영 광학계(112)는 반원통형상을 갖는 렌즈이다. 레이저 광이 입사되는 반원통형 렌즈는 레이저 광을 수신하는 평탄한 입사면을 갖고 볼록한 출사면을 갖는다. 레이저 다이오드에서 방사된 레이저 광의 저속축의 빔 발산각을 변경하지 않고 유지하며, 레이저 광의 고속축의 빔 발산각을 축소하여 레이저 광을 방사한다.The projection optical system 112 is a lens having a semi-cylindrical shape. The semi-cylindrical lens into which the laser light is incident has a flat entrance face for receiving the laser light and a convex exit face. The beam divergence angle of the low speed axis of the laser light emitted from the laser diode is maintained without changing, and the beam divergence angle of the high speed axis of the laser light is reduced to emit the laser light.

발산각 제한부(113)는 사각형의 핀홀(pin hole)로서 투영 광학계(112)에서 방사된 레이저 광의 발산각을 제한하여 레이저 광을 반사부(120)로 출사한다.The divergence angle limiter 113 emits the laser light to the reflector 120 by limiting the divergence angle of the laser light emitted from the projection optical system 112 as a rectangular pin hole.

도 4를 참조하면, 발산각 제한부(113)는 광축(30)을 따라 이동하여 레이저 광을 발산각의 제한량을 조절하여 출사한다. 즉, 광원(111)과 투영 광학계(112)에 가까워질수록 레이저 광의 발산각의 제한량은 커지게 되어 레이저 광의 발산각이 작아지고 광원(111)과 투영 광학계(112)에 멀어질수록 레이저 광의 발산각의 제한량은 작아지게 되어 레이저 광의 발산각이 커진다. 예를 들어, 발사각 조절부(113)는 위치이동에 의하여 레이저 광을 고속축(fast-axis)으로서 10도 내지 50도의 빔 발산각으로 제한하고 저속축(slow angle)으로 5도 내지 20도의 빔 발산각으로 제한하여 방사한다. Referring to FIG. 4, the divergence angle limiting unit 113 moves along the optical axis 30 and emits laser light by adjusting a limited amount of divergence angle. That is, the closer the light source 111 and the projection optical system 112 are, the greater the limit of the divergence angle of the laser light is, so that the divergence angle of the laser light becomes smaller and the farther the light source 111 and the projection optical system 112 are, The limiting amount of the diverging angle becomes small, and the diverging angle of the laser light becomes large. For example, the firing angle adjusting unit 113 restricts the laser light to a beam divergence angle of 10 degrees to 50 degrees as a fast axis by a position shift and a beam of 5 degrees to 20 degrees at a slow angle. Radiate with limited divergence angle.

도 4와 도 5를 참조하면, 발산각 제한부(113)는 수직 발산각보다 더 큰 수평 발산각을 갖는 레이저 광을 출사한다. 발산각 제한부(113)는 출사되는 레이저 광의 수직 발산각을 수평 발산각의 1.5배 내지 2.5배로 제한할 수 있다. 예를 들어, 발산각 제한부(113)는 레이저 광의 수직 발산각을 수평 발산각의 2배로 제한하여, 출사된 레이저 광의 수직 발산각을 5도로 수평 발산각을 10도로 제한할 수 있다.4 and 5, the divergence angle limiter 113 emits laser light having a horizontal divergence angle greater than the vertical divergence angle. The divergence angle limiter 113 may limit the vertical divergence angle of the emitted laser light to 1.5 to 2.5 times the horizontal divergence angle. For example, the divergence angle limiter 113 may limit the vertical divergence angle of the laser light to twice the horizontal divergence angle, thereby limiting the vertical divergence angle of the emitted laser light by 5 degrees and the horizontal divergence angle by 10 degrees.

이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이, 지브가 휨에 의하여 좌우 상하로 위치를 변경하는 경우에도, 레이저 송수신부(110)에서 출사된 레이저 광은 반사부(120)에 입사될 수 있는 광 프로파일을 갖는다.Accordingly, as shown in FIG. 6, even when the jib changes its position from side to side and up and down due to bending, the laser light emitted from the laser transceiver 110 may be incident to the reflector 120. Has

반사부(120)는 입사된 레이저 광을 반사시켜 레이저 송수신부(110)로 다시 보낸다. 반사부(120)는 지브인 헤드(50)와 인접한 위치에 설치된다.The reflector 120 reflects the incident laser light and sends it back to the laser transceiver 110. The reflector 120 is installed at a position adjacent to the jib-in head 50.

도 7을 참조하면, 다단붐(40)이 연장되어 레이저 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 거리가 커질수록, 다단붐(40)이 더 휘어지게 되어 지브가 더 처지게 된다. 예를 들어, 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 거리가 100m인 경우, 지브의 처짐량은 8m 이상일 수 있다.Referring to FIG. 7, as the multi-stage boom 40 is extended to increase the distance between the laser transceiver 110 and the reflector 120, the multi-stage boom 40 is bent more and the jib sags. For example, when the distance between the transceiver 110 and the reflector 120 is 100m, the deflection amount of the jib may be 8m or more.

이에 따라, 반사부(120)는 레이저 송수신부(110)와 정렬위치의 변동으로 출사된 레이저 광의 광축(30과 일치하지 않게 되어 레이저 광을 반사시키기 어렵다. 이를 방지하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 발산각 제한부(113)는 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 거리에 따라 광축(30)을 따라 이동하여 빔 발산각을 조절한다.Accordingly, the reflector 120 does not coincide with the optical axis 30 of the laser light emitted due to the variation of the alignment between the laser transceiver 110 and the laser beam 110. It is difficult to reflect the laser light. The divergence angle limiter 113 moves along the optical axis 30 according to the distance between the transceiver 110 and the reflector 120 to adjust the beam divergence angle.

즉, 도 4를 참조하면, 레이저 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 거리가 증가하면, 발산각 제한부(113)는 광원(111)과 투영 광학계(112)에 가까워지게 이동하여 레이저 광의 발산각을 증가시킨다. 또한, 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 거리가 감소하면, 발산각 제한부(113)는 광원(111)과 투영 광학계(112)에서 멀어지게 이동하여 레이저 광의 발산각을 감소시킨다.That is, referring to FIG. 4, when the distance between the laser transceiver 110 and the reflector 120 increases, the divergence angle limiter 113 moves closer to the light source 111 and the projection optical system 112. Increase the divergence angle of the laser light. In addition, when the distance between the transceiver 110 and the reflector 120 decreases, the divergence angle limiter 113 moves away from the light source 111 and the projection optical system 112 to reduce the divergence angle of the laser light. .

도 4를 참조하면, 광 수신 광학계(114)는 반사부(120)에서 반사된 레이저 광을 집속하여 레이저 광 검출기(115)로 출사시킨다. 반사부(120)에서 반사된 레이저 광은 광 수신 광학계(114)의 중심축과 일치하지 않는 다양한 입사각으로 입사되므로 초점위치를 특정할 수 없게 된다.Referring to FIG. 4, the light receiving optical system 114 focuses the laser light reflected by the reflector 120 and emits the light to the laser light detector 115. Since the laser light reflected by the reflector 120 is incident at various incident angles that do not coincide with the central axis of the light receiving optical system 114, the focus position cannot be specified.

도 4에 도시된 바와 같이, 광 검출기(115)는 광 수신 광학계(114)의 초점 거리보다 작게 이격되어 위치한다. 이에 따라, 광 검출기(115)는 반사된 레이저 광의 초점 위치보다 광 수신 광학계(114)에 더 근접하여 위치한다. 이에 따라, 광 검출기(115)는 다양한 입사각으로 입사된 레이저 광을 수신하여 검출할 수 있게 된다.As shown in FIG. 4, the photodetectors 115 are spaced apart from the focal length of the light receiving optical system 114. Accordingly, the photo detector 115 is located closer to the light receiving optical system 114 than to the focal position of the reflected laser light. Accordingly, the photo detector 115 may receive and detect laser light incident at various incident angles.

광 검출기(115)는 일반적으로 300nm 내지 1000nm의 파장을 검출할 수 있다. 광 수신 광학계(114)는 905nm의 파장을 갖는 레이저 광뿐만 아니라 다양한 파장을 갖는 태양광 등을 수신하기 때문에, 광 검출기(115)가 레이저 광이외의 광에 의하여 오작동을 일으키거나 광 검출기(115)의 수신 감도가 떨어질 수 있다.The photo detector 115 may generally detect a wavelength of 300 nm to 1000 nm. Since the light receiving optical system 114 receives not only laser light having a wavelength of 905 nm but also sunlight having various wavelengths, the light detector 115 may malfunction due to light other than the laser light, or the light detector 115 may be used. May decrease the reception sensitivity.

이에 따라, 광 검출기(115)는 905nm±100nm의 파장을 통과시키는 밴드 패스 필터(미도시)를 포함한다. 밴드 패스 필터는 광 검출기의 입사면상에 위치할 수 있다.Accordingly, the photo detector 115 includes a band pass filter (not shown) that passes a wavelength of 905 nm ± 100 nm. The band pass filter may be located on the incident surface of the photo detector.

길이 산출부(130)는, 광원에서 레이저 광의 출사된 시간과 광 검출기(115)에서 수신된 시간의 차이를 기초로 광레이저 송수신부(110)와 반사부(120) 사이의 거리를 산출함으로써, 메인붐(20)에 대한 다단붐(40)의 신장 길이를 계산한다.The length calculator 130 calculates a distance between the optical laser transceiver 110 and the reflector 120 based on a difference between the time of the laser light emitted from the light source and the time received by the photo detector 115. The extension length of the multistage boom 40 relative to the main boom 20 is calculated.

일반적인 거리 측정 원리인 TOF(Time Of Flighting) 방법을 살펴보면 다음과 같다. 레이저 송수신부(110)에서 일정한 주기 신호를 발생하여 공기, 동선, 광섬유와 같은 매질을 통과하는 정현파 광신호, 예를 들어 레이저 광를 발생시키고, 레이저 송수신부(110)에서 신호 출발 시각(Tg)를 측정하고, 송신된 신호가 매질을 통과하여 반사부(120)에서 반사된 후, 다시 매질을 통과하여 정현파 광신호가 되돌아 와서 레이저 송수신부(110)에서 신호 도착 시각(Tr)이 측정된다. 다시 말하면, 거리측정신호가 매질을 통과하여 왕복하는 시간은 Tr-Tg이고, 여기에 매질의 신호 전달 속도(v)를 곱하면 목표물까지의 왕복 거리가 된다. 따라서, 거리 측정 장치와 목표물 사이의 거리는 다음과 같이 계산된다.The TOF (Time Of Flighting) method, which is a general distance measuring principle, is as follows. The laser transmitter / receiver 110 generates a constant periodic signal to generate a sine wave optical signal, for example, laser light, that passes through a medium such as air, copper wire, or optical fiber, and the signal start time T g at the laser transceiver 110. After the transmission, the transmitted signal passes through the medium and is reflected by the reflector 120, and then passes through the medium again, the sine wave optical signal is returned, and the signal arrival time T r is measured by the laser transceiver 110. In other words, the time that the ranging signal travels back and forth through the medium is T r -T g , which is multiplied by the signal transmission speed v of the medium to become the round trip distance to the target. Therefore, the distance between the distance measuring device and the target is calculated as follows.

D = V(Tr-Tg)/2 ---- 식(1)D = V (Tr-Tg) / 2 ---- Formula (1)

D : 레이저 송수신부과 반사부사이의 거리D: distance between laser transceiver and reflector

V : 매질에서 정현파 광신호 속도V: Sinusoidal optical signal speed in the medium

Tg : 신호출발시각Tg: Signal start time

Tr : 신호도착시각Tr: Signal arrival time

그러나, 레이저 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 측정 거리는 메인붐(20)과 다단붐(40)의 실제 길이와 일치하지 않을 수 있다.However, the measurement distance between the laser transceiver 110 and the reflector 120 may not match the actual length of the main boom 20 and the multistage boom 40.

예를 들어, 다단붐(40)의 길이가 연장될수록, 메인붐(20)과 다단붐(40)의 자체 하중에 의하여 휘어지게 되고 레이저 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 측정 거리는 메인붐(20)과 다단붐(40)의 실제 길이에 비하여 작게 측정된다.For example, as the length of the multistage boom 40 is extended, the main boom 20 and the multistage boom 40 are bent by their own loads, and the measurement distance between the laser transceiver 110 and the reflector 120 is Smaller than the actual length of the main boom 20 and the multi-stage boom 40 is measured.

또한, 메인붐(20)과 다단붐(40)이 인양되는 하중물의 하중이 커질수록 메인붐(20)과 다단붐(40)의 휨정도가 더 커지게 되어 레이저 송수신부(110)와 반사부(120)사이의 측정 거리는 메인붐(20)과 다단붐(40)의 실제 길이에 비하여 더 작게 측정된다.In addition, as the load of the load lifting the main boom 20 and the multi-stage boom 40 increases, the degree of warpage of the main boom 20 and the multi-stage boom 40 increases, so that the laser transceiver 110 and the reflector The measurement distance between 120 is measured smaller than the actual length of the main boom 20 and the multistage boom 40.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예 따른 길이 산출부(130)는 레이저 광의 왕복 시간을 토대로 레이저 송수신부(110)과 반사부(120)사이의 거리를 산출하는 레이저 광 비행 거리 산출부(131), 메인붐과 다단붐의 신장 길이에 따른 자체 휨에 의하여 발생하는 레이저 광 비행 거리와 메인붐과 다단붐의 실제 신장 길이사이의 편차를 보정하는 신장 길이 편차 보정부(132) 및 하중물의 하중에 따른 메인붐(20)과 다단붐(40)의 휨에 의하여 발생하는 실제 길이 오차를 보정하는 하중 편차 보정부(133)을 포함한다.Referring to FIG. 8, the length calculator 130 calculates a distance between the laser transceiver 110 and the reflector 120 based on a round trip time of the laser light. 131, the extension length deviation correction unit 132 and the load for correcting the deviation between the laser light flight distance caused by the self bending along the extension length of the main boom and the multi-stage boom and the actual extension length of the main boom and the multi-stage boom It includes a load deviation correction unit 133 for correcting the actual length error caused by the bending of the main boom 20 and the multi-stage boom 40 according to the load of the water.

레이저 광 비행 거리 산출부(131)는 식(1)에 의하여 레이저 광의 비행시간을 측정하여 레이저 송수신부(110)과 반사부(120)사이의 거리를 산출한다.The laser light flight distance calculator 131 calculates the distance between the laser transceiver 110 and the reflector 120 by measuring the flight time of the laser light according to equation (1).

신장 길이 편차 보정부(132)는 레이저 광 비행 거리 산출부(131)에서 산출된 거리를 기초로 메인 붐과 다단 붐의 자체 하중에 의한 휨에 의한 편차를 더하여 메인 붐과 다단 붐사이의 실제 거리를 계산한다.The extension length deviation correction unit 132 adds the deviation caused by the bending by the self loads of the main boom and the multistage boom based on the distance calculated by the laser light flight distance calculation unit 131, and the actual distance between the main boom and the multistage boom. Calculate

하중 편차 보정부(133)는 하중물에 의하여 지브에 하중이 가하여진 경우, 메인 붐과 다담신장 길이 편차 보정부(132)에서 계산된 메인 붐과 다단 붐사이의 실제 거리를 보정한다. The load deviation correction unit 133 corrects the actual distance between the main boom and the multi-stage boom calculated by the main boom and the Dadam extension length deviation correction unit 132 when a load is applied to the jib by the load.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 크레인은 메인붐과 다단붐의 신장 길이 편차 보정부(132)의 길이 계산값과 하중 편차 보정부(133)의 계산값을 비교하여 신장 길이 별로 신장 길이 편차 보정부(132)와 하중 편차 보정부(133)사이의 최대 허용값을 포함하는 룩업테이블(134)을 더 포함할 수 있다. 이러한 룩업테이블(134)은 메인붐과 다단붐의 신장 길이별로 허용가능한 최대 하중에 관한 데이터를 저장하고 있는 것이다.In addition, the crane according to an embodiment of the present invention compares the length calculation value of the extension length deviation correction unit 132 of the main boom and the multi-stage boom and the calculated value of the load deviation correction unit 133, the extension length deviation for each extension length The apparatus may further include a lookup table 134 including a maximum allowable value between the corrector 132 and the load deviation corrector 133. The look-up table 134 stores data regarding the maximum allowable load for each extension length of the main boom and the multistage boom.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 크레인은 레이저 광 비행 거리 산출부(131)의 거리 계산값과 하중 편차 보정부(132)의 계산값을 비교하여 거리 계산값 별로 광 비행 거리 산출부(131)와 하중 편차 보정부(132)사이의 최대 허용값을 포함하는 룩업테이블(134)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the crane according to another embodiment of the present invention compares the distance calculation value of the laser light flight distance calculation unit 131 and the calculation value of the load deviation correction unit 132 to calculate the optical flight distance calculation unit 131 for each distance calculation value. ) And a lookup table 134 including a maximum allowable value between the load deviation corrector 132.

도 9를 참조하면, 하중검출부(200)는, 일단이 헤드(50)로부터 돌출되는 브라켓(52)에 연결되고 타단이 인양기구(60)의 도르레(61)에 권회된 케이블(61)과 연결되어 그 인양기구(60)에 인가되는 하중을 센싱하는 로드셀(210)과, 로드셀(210)로부터 얻어진 하중신호로부터 하중을 산출하는 하중산출부(220)와, 하중산출부(220)에서 산출된 하중데이터를 길이 산출부(130), 특히 하중 편차 보정부(133)에 출력하거나 콘트롤러에 무선으로 송출하는 하중 데이터 송신부(230)를 포함한다. Referring to FIG. 9, the load detection unit 200 is connected to a cable 52 having one end connected to the bracket 52 protruding from the head 50 and the other end wound at the pulley 61 of the lifting mechanism 60. Load cell 210 for sensing a load applied to the lifting mechanism 60, a load calculation unit 220 for calculating a load from a load signal obtained from the load cell 210, and a load calculation unit 220. It includes a load data transmission unit 230 for outputting the load data to the length calculation unit 130, in particular the load deviation correction unit 133 or wirelessly sent to the controller.

하중산출부(220)는, 하중을 받은 로드셀(210)의 변형을 감지하여, 그 변형량을 검지하여 디지털신호로 바꿈으로써 하중을 산출한다. 하중 데이터 송신부(230)는, 하중 산출부(220)에서 얻어진 하중물의 하중 데이터를 하중 편차 보정부(133)에 출력한다. 또한, 하중데이터송신부(230)는 하중데이터를 무선으로 조작자 또는 콘트롤러로 전송한다.The load calculation unit 220 detects the deformation of the load cell 210 under load, detects the deformation amount, and converts the deformation into a digital signal to calculate the load. The load data transmitter 230 outputs the load data of the load obtained by the load calculator 220 to the load deviation corrector 133. In addition, the load data transmitter 230 transmits the load data wirelessly to the operator or controller.

본 발명에 따른 크레인은 룩업테이블(134)에 기초하여 크레인의 각도 및 신장되는 길이에 대한 전복 위험을 판단하는 위험 판단부(300), 위험 판단부(300)에서 출력된 위험신호와 크레인의 정보를 화면으로 표시하는 표시부(400) 및 위험 판단부(300)에서 출력된 위험 신호를 청각적으로 제공하는 경보 발생부(500)를 더 포함할 수 있다.In the crane according to the present invention, the risk determination unit 300 and the risk signal output from the risk determination unit 300 determine the risk of overturning with respect to the angle and the elongation of the crane based on the lookup table 134. It may further include an alarm generating unit 500 for providing an audible signal output from the display unit 400 and the risk determination unit 300 to display a screen.

지브에 하중이 인가되기 전 신장 길이 편차 보정부(132)에서 계산된 메인 붐과 다단 붐사이의 실제 거리를 d라하고 지브에 하중이 인가된 후 하중 편차 보정부(133)에서 계산된 메인 붐과 다단 붐사이의 실제 길이를 d'라 하자. 위험 판단부(300)는 신장 길이 편차 보정부(132)에서 출력된 길이 계산값과 하중 편차 보정부(133)에 출력된 계산값을 비교하여 룩업 테이블(134)에 저장된 최대 허용값(x)을 초과한 경우, 즉 d-d' > x일 경우, 위험 신호를 표시부(400)와 경보 발생부(500)에 출력한다.The actual distance between the main boom and the multistage boom calculated by the extension length deviation correction unit 132 before the load is applied to the jib is d, and the main boom calculated by the load deviation correction unit 133 after the load is applied to the jib. Let d 'be the actual length between and the multistage boom. The risk judging unit 300 compares the calculated length output from the height length deviation correcting unit 132 with the calculated value output to the load deviation correcting unit 133 to store the maximum allowable value x stored in the lookup table 134. When exceeding, that is, dd '> x, the dangerous signal is output to the display unit 400 and the alarm generating unit 500.

크레인은 크레인의 기둥이 동작하는 시점부터 거리측정을 실시하여 크레인의 작동이 종료될 때까지 지속적으로 측정하고, 측정 데이터를 저장하여 추후 사고 발생 시 원인 분석에도 활용할 수 있다.The crane continuously measures the distance from the point of time when the crane's pillars operate until the end of the crane's operation, and stores the measurement data to be used for cause analysis in the event of an accident.

길이 데이터 송신부(140)는, 길이 산출부(130)에서 얻어진 다단붐의 신장길이 데이터를 무선으로 전송한다. 이에 따라, 별도의 전선을 사용하지 않고서도 길이데이터를 조작자 또는 콘트롤러로 전송할 수 있어, 가혹한 작업환경에서 전선이 손상될 가능성을 미연에 방지할 수 있다. The length data transmitter 140 wirelessly transmits the extension length data of the multistage boom obtained by the length calculator 130. Accordingly, the length data can be transmitted to the operator or controller without using a separate wire, thereby preventing the possibility of damage to the wire in a harsh working environment.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical idea or essential features thereof. You will understand that. Therefore, it is to be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

10: 컬럼 20: 메인붐
40: 다단붐 50: 헤드
60: 인양기구 70: 권취드럼
110: 레이저광 송수신부 111: 광원
112: 투영 광학계 113: 발산각 제한부
114: 광 수신 광학계 115: 광 검출기
120: 반사부 130: 길이 산출부
131: 레이저광 비행 거리 산출부 132: 신장 길이 편차 보정부
133: 하중 편차 보정부 134: 룩업테이블
200: 하중 검출부 210: 로드셀
220: 하중 산출부 230: 하중 데이터 송신부
300: 위험 판단부 400: 표시부
500: 경보 발생부 10: column 20: main boom
40: multistage boom 50: head
60: lifting device 70: winding drum
110: laser light transceiver 111: light source
112: projection optical system 113: divergence angle limiting portion
114: light receiving optical system 115: light detector
120: reflecting unit 130: length calculating unit
131: laser light flight distance calculation unit 132: height length deviation correction unit
133: load deviation correction unit 134: look-up table
200: load detection unit 210: load cell
220: load calculation unit 230: load data transmission unit
300: risk determination unit 400: display unit
500: alarm generating unit

Claims (7)

프레임에 대하여 회동되는 회동프레임에 고정되는 컬럼과, 상기 컬럼에 샤프트를 힌지축으로 상하회동가능하게 결합되는 메인붐과, 상기 메인붐에서 신장 가능하게 설치되는 복수 개의 다단붐과, 상기 다단붐의 선단에 설치되는 것으로서 도르레가 설치되는 헤드와, 상기 헤드에 대하여 상하로 이동됨으로써 하중물을 인양하는 인양기구와, 상기 컬럼에 설치되어 상기 인양기구와 연결된 케이블을 권취함으로써 그 인양기구를 들어올리는 권취드럼을 포함하는 크레인에 있어서,
상기 메인붐과 헤드 중 어느 하나에 설치되어 레이저광을 송신 및 수신하는 레이저 송수신부와, 상기 메인붐과 헤드 중 다른 하나에 설치되어 상기 레이저 광을 상기 레이저광 송수신부로 반사하는 반사부;
상기 레이저 송수신부에서 얻어진 광 신호로부터 레이저 송수신부와 반사부 사이의 길이를 산출하는 길이 산출부;를 포함하고,
상기 레이저 광 송수신부는
광원;
상기 광원에서 출사된 레이저 광을 수신하여 레이저 광의 고속 축의 빔 발산각을 축소하는 반원통형상을 갖는 투영 광학계;
상기 투영 광학계에서 출사된 레이저 광의 발산각을 제한하는 발산각 제한부;
상기 반사부에서 반사된 레이저광을 수신하는 광 수신 광학계; 및
상기 광 수신 광학계의 초점거리보다 작게 이격된 광 검출기를 포함하고,
상기 길이 산출부는
레이저 광의 왕복 시간을 토대로 상기 레이저 송수신부와 상기 반사부사이의 거리를 산출하는 레이저광 비행 거리 산출부;
상기 메인붐과 상기 다단붐의 신장 길이에 따른 자체 휨에 의하여 발생하는 레이저 광 비행 거리와 상기 메인붐과 상기 다단붐의 실제 신장 길이사이의 편차를 보정하는 신장 길이 편차 보정부; 및
하중물의 하중에 따른 상기 메인붐과 상기 다단붐의 휨에 의하여 발생하는 실제 길이 오차를 보정하는 하중 편차 보정부을 포함하는 크레인.A column fixed to a rotating frame rotated with respect to the frame, a main boom coupled to the column to be pivotable up and down by a hinge axis, a plurality of multi-stage booms extending from the main boom, and the multi-stage boom A head mounted on the tip, which is provided with a pulley, a lifting mechanism for lifting a load by moving up and down with respect to the head, and a winding for lifting the lifting mechanism by winding a cable installed in the column and connected to the lifting mechanism. In a crane comprising a drum,
A laser transceiver configured to be installed on any one of the main boom and the head to transmit and receive a laser beam, and a reflector installed on the other one of the main boom and the head to reflect the laser light to the laser beam transceiver;
And a length calculator configured to calculate a length between the laser transceiver and the reflector from the optical signal obtained by the laser transceiver.
The laser light transmitting and receiving unit
Light source;
A projection optical system having a semi-cylindrical shape for receiving the laser light emitted from the light source and reducing the beam divergence angle of the high-speed axis of the laser light;
A divergence angle limiter configured to limit a divergence angle of the laser light emitted from the projection optical system;
A light receiving optical system receiving the laser light reflected by the reflector; And
A light detector spaced apart from the focal length of the light receiving optical system,
The length calculation unit
A laser beam flight distance calculator configured to calculate a distance between the laser transceiver and the reflector based on a round trip time of laser light;
An extension length deviation correction unit for correcting a deviation between the laser light flight distance generated by self bending along the extension length of the main boom and the multistage boom and the actual extension length of the main boom and the multistage boom; And
And a load deviation correction unit for correcting an actual length error caused by bending of the main boom and the multi-stage boom according to the load of the load. 제 1 항에 있어서,
상기 발산각 제한부는 광축을 따라 이동하여 레이저 광의 수직 발산각을 수평 발산각의 1.5배 내지 2.5배로 제한하는 크레인.The method of claim 1,
The divergence angle limiter moves along the optical axis to limit the vertical divergence angle of the laser light to 1.5 times to 2.5 times the horizontal divergence angle. 제 2 항에 있어서,
상기 발산각 제한부는 레이저 광을 고속축(fast-axis)으로서 10도 내지 50도의 빔 발산각으로 제한하고 저속축(slow angle)으로 5도 내지 20도의 빔 발산각으로 제한하는 크레인.The method of claim 2,
The divergence angle limiter restricts the laser light to a beam divergence angle of 10 degrees to 50 degrees as a fast-axis and a beam divergence angle of 5 degrees to 20 degrees at a slow angle. 제 1 항에 있어서,
상기 발산각 제한부는 레이저 광을 고속축(fast-axis)으로서 10도 내지 50도의 빔 발산각으로 제한하고 저속축(slow angle)으로 5도 내지 20도의 빔 발산각으로 제한하는 크레인.The method of claim 1,
The divergence angle limiter restricts the laser light to a beam divergence angle of 10 degrees to 50 degrees as a fast-axis and a beam divergence angle of 5 degrees to 20 degrees at a slow angle. 삭제delete 제 1 항에서,
상기 신장 길이 편차 보정부의 길이 계산값과 상기 하중 편차 보정부의 계산값을 비교하여 신장 길이 별로 신장 길이 편차 보정부와 하중 편차 보정부사이의 최대 허용값을 포함하는 룩업테이블을 더 포함하는 크레인.In claim 1,
The crane further includes a lookup table including a maximum allowable value between the extension length deviation correction unit and the load deviation correction unit for each extension length by comparing the calculated length value of the extension length deviation correction unit with the calculated value of the load deviation correction unit. . 제 6 항에서,
상기 룩업테이블에 기초하여 크레인의 각도 및 신장되는 길이에 대한 전복 위험을 판단하는 위험 판단부;
상기 위험 판단부에서 출력된 위험신호와 크레인의 정보를 화면으로 표시하는 표시부; 및
상기 위험 판단부(300)에서 출력된 위험 신호를 청각적으로 제공하는 경보 발생부를 더 포함하는 크레인.In claim 6,
A risk determination unit that determines a rollover risk for an angle of the crane and an elongated length based on the lookup table;
A display unit for displaying the danger signal outputted from the risk determination unit and information of a crane on a screen; And
The crane further comprises an alarm generating unit for providing an audible signal of the danger output from the risk determination unit (300).
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