KR102058842B1 - 산업용 추락 안전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업 현장 내 작업자의 위치 변화로부터 추락 상황 여부를 확인하면서 에어백이 탄력적으로 작동하여 작업 중 추락사고에 따른 추락사를 방지하며 작업자의 신체를 효율적으로 보호함을 제공하도록, 작업자의 신체에 착용 가능하게 형성하는 안전구와; 상기 안전구 상에 설치하되 에어백원단 내 가스 팽창 구동하여 작업자의 신체를 보호 가능한 에어백을 구비하는 에어백모듈과; 상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 신체의 가속도 변화를 측정하는 제1감지센서와; 상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 위치별 고도의 차이에 따른 기압의 변화를 측정하는 제2감지센서와; 상기 제1감지센서 및 상기 제2감지센서로부터 구분된 감지신호를 전달받아 상기 에어백모듈의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 안전제어부;를 포함하는 산업용 추락 안전 시스템을 제공한다.

Description

산업용 추락 안전 시스템 {FALL SAFETY SYSTEM FOR INDUSTRIAL}

본 발명은 산업용 추락 안전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산업 현장 내 작업자의 위치 변화로부터 추락 상황 여부를 확인하면서 에어백이 탄력적으로 작동하여 작업 중 추락사고에 따른 추락사를 방지하며 작업자의 신체를 효율적으로 보호하는 것이 가능한 산업용 추락 안전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 고층건물의 건설현장, 산업설비의 건설현장, 고가교량의 건설현장 등 각종 토목 및 건설현장에서는 작업자들이 고소작업현장에서 작업을 수행하고 있으며, 이러한 고소의 작업현장에서의 가장 주요한 안전관리요소는 작업자의 추락사고이며, 대부분의 추락사고는 작업자의 사망과 중부상으로 이어지고 있어 매우 중요한 건설안전 관리사항으로 관리되고 있다.

이에 따라 고소작업현장에서 작업자의 추락에 대비한 안전장치는 다양한 방법과 수단으로 마련되고 있으며, 대부분, 작업자의 신체와 고소현장을 로프로 연결함으로써, 추락 시에 추락을 방지하거나, 작업장에 그물망, 안전망 등을 부설하여 추락 시에 이러한 그물망 등에 걸려 추락을 방지하고 있다.

그러나 상기와 같은 경우에도 작업자의 부주의 또는 작업자의 작업에 지장을 초래하는 경우 작업자가 안전을 위한 로프를 체결하지 않거나, 작업현장의 구조적인 특성상 그물망 등의 안전장치를 부설하기 어려운 작업현장에서는 추락방지를 위한 안전관리가 미흡하게 되는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 대규모 아파트신축현장, 대형교량 토목공사현장, 등 작업현장이 광범위하고 작업자가 많은 경우, 작업자의 추락 사실 조차 관리자 측에서 즉각적으로 인지하지 못하여 추락 사고 후의 병원으로의 후송 등의 사후조치가 이루어지지 않아 사망율이 증대하는 것도 큰 문제점이 되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 작업자의 추락시에도 사망과 중부상을 방지할 수 있도록 하기 위하여 에어백을 구비한 작업자용 안전조끼들이 개발되었는데, 한국등록특허 10-0717083(2007년05월04일)에 에어백용 가스발생장치를 설치하기 위한 케이스를 착용시 조끼와 같이 각각 몸의 앞뒷면을 감싸는 형태로 구성하고, 연결수단을 이용하여 서로 결합함으로써 조끼와 같이 착용이 가능한 형태를 유지하게 하며, 케이스의 내부에는 가스발생장치를 설치하고 가스발생장치의 출구가 돌출되는 케이스의 외부면에는 공지된 것과 같은 에어백을 절첩된 상태로 커버의 내부에 설치하여 가스가 분출되면 커버를 찢으면서 크게 부풀어지도록 하며, 상기 케이스의 상단부에는 상부를 향하는 형태로 가스발생장치를 설치한 후, 역시 상부를 향하도록 에어백이 설치되어 머리부분을 보호하도록 구성하며, 에어백의 가스발생장치를 작동하기 위한 수단으로 공지된 신호발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 추락 대비용 안전조끼가 공지되어 있다.

또한, 한국등록특허 10-1207012(2012년11월26일)에는 추락사고대비용 안전베스트를 구성함에 있어서, 상기 안전베스트는, 작업자의 신체 주요부를 보호할 수 있는 형상의 에어백인 인플레이터백과, 상기 인플레이터백을 팽창시키는 가스발생수단인 인플레이터팽창기 및 상기 인플레이터팽창기를 유체적으로 개,폐구동하는 스위치인 인플레이터구동스위치부와, 상기 인플레이터구동스위치부를 구동하는 전기적인 신호를 발하는 제어부로서 회로기판에 구성되어 케이스에 수납되는 메인제어부를 각각 수납하여 가지며; 상기 메인제어부는 가속도센서인 낙하감응센서부, 낙하감응센서부로부터의 감응출력을 설정되는 기준값과 비교하는 비교부, 상기 비교부에서의 판단에 따라서 추락상태인 경우, GPS 위치값을 이격된 위치의 관제부로 RFID 신호 등을 발신하는 GPS위치전송부 및 추락상태에서 인플레이터백을 구동하기 위한 신호를 발하는 드라이버를 포함하며, 상기 메인제어부로부터의 추락감응신호에 따라서 상기 GPS위치전송부로부터의 신호를 전송받아 추락위치값표시와 작업현장지도 상에 추락위치의 표시, 경광등 또는 모니터 상의 알람표시로서의 알람기능을 수행하는 이격된 관제부와 협동하는 것을 특징으로 하는 추락사고대비용 안전베스트가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래기술들은 신호발생 및 낙하감응 감지를 위한 기술적 구성으로 가속도센서만을 사용하기 때문에 고도작업 위치가 아닌 일반적인 지상에서도 작업자가 뛰거나 점프 및 넘어지는 과정에서 작업자의 가속 움직임에 따라 상황을 감지하여 추락 상황이 아님에도 에어백이 터지는 등 추락 안전장비의 신뢰성이 떨어진다는 문제가 있었다.

[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-0717083호 (2007년05월04일) [특허문헌 2] 한국등록특허 제10-1207012호 (2012년11월26일)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 에어백 작동을 위한 작업자의 추락 상황 여부를 고도 변위로부터 감지할 수 있게 구성하므로 고도 작업 중의 추락사를 최소화함과 동시에 추락 상황의 감지 정확성을 높일 수 있는 산업용 추락 안전 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명이 제안하는 산업용 추락 안전 시스템은 작업자의 신체에 착용 가능하게 형성하는 안전구와; 상기 안전구 상에 설치하되 에어백원단 내 가스 팽창 구동하여 작업자의 신체를 보호 가능한 에어백을 구비하는 에어백모듈과; 상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 신체의 가속도 변화를 측정하는 제1감지센서와; 상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 위치별 고도의 차이에 따른 기압의 변화를 측정하는 제2감지센서와; 상기 제1감지센서 및 상기 제2감지센서로부터 구분된 감지신호를 전달받아 상기 에어백모듈의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 안전제어부;를 포함하여 이루어진다.

상기 제2감지센서는, 고도 변화에 대하여 30~50㎝ 고도에 해당하는 3~5pa 단위로 압력 변화를 감지하도록 이루어진다.

상기 제2감지센서는, 내측에 내장된 압전저항소자와, 상기 압전저항소자를 감싸며 외부 압력 변화에 따라 이완 가능하게 형성하는 소자멤브레인을 구성한다.

상기 안전제어부에서는, 상기 제1감지센서 및 상기 제2감지센서로부터 모든 감지신호가 입력되면 추락 상황임을 감지하여 상기 에어백모듈이 구동하게 제어신호를 인가한다.

상기 안전제어부에는, 상기 에어백모듈의 제어를 위한 고도 변화 값을 설정 가능하게 구성한다.

본 발명에 따른 산업용 추락 안전 시스템에 의하면 작업자의 추락 상황 여부를 가속도 변화와 함께 고도차에 따른 기압의 변화로 감지하게 구성하므로, 추락시 작업자의 신체를 보호하여 추락사를 방지하며, 추락 상황의 감지 정확성을 도모하여 안전장비로서의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.

본 발명은 작업자의 신체에 착용 가능하게 형성하는 안전구와; 상기 안전구 상에 설치하되 에어백원단 내 가스 팽창 구동하여 작업자의 신체를 보호 가능한 에어백을 구비하는 에어백모듈과; 상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 신체의 가속도 변화를 측정하는 제1감지센서와; 상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 위치별 고도의 차이에 따른 기압의 변화를 측정하는 제2감지센서와; 상기 제1감지센서 및 상기 제2감지센서로부터 구분된 감지신호를 전달받아 상기 에어백모듈의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 안전제어부;를 포함하는 산업용 추락 안전 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.

먼저 본 발명에 따른 산업용 추락 안전 시스템의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 안전구(10)와, 에어백모듈(20)과, 제1감지센서(30) 및 제2감지센서(40)와, 안전제어부(50)를 포함하여 이루어진다.

상기 안전구(10)는 작업자의 신체를 1차적으로 보호하기 위한 일반적인 안전장비로서, 작업자의 신체에 착용 가능하게 형성한다.

도 3에서는 상기 안전구(10)에 대하여 안전대를 예시적으로 적용하여 나타내었지만, 본 발명의 안전구(10)는 이에 한정하는 것은 아니며, 안전조끼나 안전복 등 다양한 안전장비를 탄력적으로 적용하여 구성하는 것이 가능하다.

상기 에어백모듈(20)은 추락시 작업자의 인명피해를 방지할 수 있게 완충할 수 있는 구성으로서, 상기 안전제어부(50)에 의하여 구동 가능한 에어백을 구비토록 구성한다.

상기 에어백모듈(20)은 상기 안전구(10) 상에 적어도 하나 이상을 구비토록 설치하여 다양한 신체부위를 보호할 수 있게 구성한다. 즉, 상기 에어백모듈(20)은 신체의 후면 및 전면, 머리부위 및 둔부 등에 복수 개를 구비토록 구성하여 다양한 신체부위를 보호한다.

상기 에어백모듈(20)은 상기 안전구(10)에 내장된 일체형 구조로 구성하는 것이 가능하고, 상기 안전구(10)에 별도의 배낭형태를 갖는 장착형 구조를 이루게 상기 에어백모듈(20)을 구성하는 것도 가능하다.

상기 에어백모듈(20)은 가스 팽창 구동하는 구조로서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 에어백원단(21)과, 상기 에어백원단(21)을 향해 가스를 분출시키는 인플레이터(23)를 구성한다.

상기 에어백원단(21)은 쿠션성능을 갖는 재질을 사용하여 구성하고, 상기 안전구(10) 상에 접힘 상태로 내장되게 설치한다.

상기 인플레이터(23)는 상기 에어백원단(21) 내 가스를 급속으로 분출시켜 상기 에어백원단(21)을 에어백형태로 팽창시킨다.

상기 제1감지센서(30)는 상기 에어백모듈(20)의 구동을 위하여 추락상황을 감지하는 기능을 수행한다.

상기 제1감지센서(30)는 작업자의 상황 변화를 측정하되 작업자 신체의 가속도 변화를 측정한다. 즉, 상기 제1감지센서(30)에서는 급격한 가속도를 측정하여 작업자의 추락상황 여부를 감지한다.

상기 제2감지센서(40)는 상기 제1감지센서(30)와 함께 상기 에어백모듈(20)의 구동을 위하여 추락상황을 감지하도록 구성한다.

상기 제2감지센서(40)는 작업자의 상황 변화를 지속적으로 측정하되 작업자 위치별 고도의 차이에 따른 기압의 변화를 측정한다. 즉, 상기 제2감지센서(40)에서는 급격한 기압의 변화를 측정하여 고도 차이를 추정함에 따른 추락상황 여부를 감지한다.

상기 제2감지센서(40)는 고도 변화에 대하여 30~50㎝ 고도에 해당하는 3~5pa 단위로 압력 변화를 감지하도록 이루어진다. 즉, 상기 제2감지센서(40)에서는 3~5pa의 압력 변화가 측정되면 30~50㎝ 고도 변화에 해당하여 추락상황을 감지하게 된다.

상기 제2감지센서(40)는 모노리식 실리콘 칩 형태로 이루어진 구조로서, 내측에 내장된 압전저항소자(41)와, 상기 압전저항소자(41)를 감싸며 외부 압력 변화에 따라 이완 가능하게 형성하는 소자멤브레인(43)을 구성한다.

상기 제2감지센서(40)에서 상기 소자멤브레인(43)은 간극 제어와 압력 규정을 통해 형성된 공기공동(air cavity) 상의 유연한 실리콘 멤브레인 소재를 기반으로 구성한다.

상기 안전제어부(50)는 상기 제1감지센서(30) 및 상기 제2감지센서(40)로부터 구분된 감지신호를 전달받아 상기 에어백모듈(20)의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 기능을 수행한다.

상기 안전제어부(50)에서는 상기 제1감지센서(30) 및 상기 제2감지센서(40)로부터 모든 감지신호 즉 상기 제1감지센서(30)에서 가속도 측정에 따른 감지신호와 함께 상기 제2감지센서(40)에서 압력 변화 측정에 따른 감지신호가 입력되면 작업자가 추락 상황임을 감지하여 상기 에어백모듈(20)이 구동하게 제어신호를 인가한다. 즉, 상기 안전제어부(50)에서는 상기 제1감지센서(30) 및 상기 제2감지센서(40) 중 어느 하나로부터 추락 상황의 감지신호가 입력되지 않으면, 상기 안전제어부(50)에서 추락 상황으로 감지하지 않는다.

상기 안전제어부(50)에는 상기 에어백모듈(20)의 제어를 위한 고도 변화 값을 설정 가능하게 구성한다. 즉, 상기 안전제어부(50)에서는 상기 제2감지센서(40)로부터 3~5pa의 압력 변화로 전달된 감지신호에 대하여 고도 변화 값을 30~50㎝의 범위 중 설정 입력하므로, 해당 고도 변화 값의 측정 감지신호에만 상기 에어백모듈(20)의 구동을 위한 제어신호를 인가하게 구성한다.

예를 들면, 상기 안전제어부(50)에서 고도 변화 값을 40㎝로 설정하면, 상기 제2감지센서(40)의 4pa 압력 변화에서 상기 안전제어부(50)가 상기 에어백모듈(20)을 향해 제어신호를 인가하게 된다.

또한, 상기 안전제어부(50)에서는 복수의 상기 에어백모듈(20)에 대하여 단계적으로 구동하게 제어하는 것도 가능하다. 즉, 상기 안전제어부(50)에 상기 제1감지센서(30) 및 상기 제2감지센서(40)의 감지신호가 연속해서 입력되면, 상기 안전제어부(50)에서 개개의 에어백모듈(20)을 단계적으로 구동시키게 제어신호를 인가하므로, 추락 높이에 따른 구분된 에어백모듈(20)을 탄력적으로 구동하는 것이 가능하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 산업용 추락 안전 시스템에 의하면 작업자의 추락 상황 여부를 가속도 변화와 함께 고도차에 따른 기압의 변화로 감지하게 구성하므로, 추락시 작업자의 신체를 보호하여 추락사를 방지하며, 추락 상황의 감지 정확성을 도모하여 안전장비로서의 신뢰도를 향상시키는 것이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 안전구 20 : 에어백모듈
21 : 에어백원단 23 : 인플레이터
30 : 제1감지센서 40 : 제2감지센서
41 : 압전저항소자 43 : 소자멤브레인
50 : 안전제어부

Claims (5)

1. 작업자의 신체에 착용 가능하게 형성하는 안전구와;
   상기 안전구 상에 설치하되 에어백원단 내 가스 팽창 구동하여 작업자의 신체를 보호 가능한 에어백을 구비하는 에어백모듈과;
   상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 신체의 가속도 변화를 측정하는 제1감지센서와;
   상기 에어백모듈의 구동을 위하여 상황 변화를 측정하되 작업자 위치별 고도의 차이에 따른 기압의 변화를 측정하는 제2감지센서와;
   상기 제1감지센서 및 상기 제2감지센서로부터 구분된 감지신호를 전달받아 상기 에어백모듈의 구동을 위한 제어신호를 인가하는 안전제어부;를 포함하여 이루어지는 산업용 추락 안전 시스템으로서,
   상기 제2감지센서는, 내측에 내장된 압전저항소자와, 상기 압전저항소자를 감싸며 외부 압력 변화에 따라 이완 가능하게 형성하는 소자멤브레인을 포함하여 이루어지고,
   상기 안전제어부는 상기 제1감지센서 및 상기 제2감지센서 중 어느 하나로부터 감지신호가 입력되지 않으면 추락 상황으로 감지하지 않는 반면, 상기 제1감지센서 로부터 가속도 변화 감지신호 및 상기 제2감지센서로부터 기압변화에 따른 고도 변화 감지신호가 함께 입력되면 작업자가 추락 상황임을 감지하여 상기 에어백모듈이 구동하게 제어신호를 인가하며, 상기 제2감지센서의 고도 변화값의 범위를 설정가능하게 구성하여 해당 고도 변화 값의 감지신호에 대하여만 추락상황으로 감지하여 상기 에어백모듈이 구동하게 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 산업용 추락 안전 시스템
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