KR102060362B1 - 승강기 도어의 충격 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 승강기 도어의 충격 제어 장치에 관한 것으로, 승강기 도어의 목표 동작 각도를 설정하는 목표 동작 각도 설정부, 충격 센서 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘에 의해 승강기 도어의 충격 순간을 감지하여 충격 포스와 실제 동작 각도를 제어하는 승강기 도어 동작 제어부 및 상기 목표 동작 각도, 상기 충격 포스 및 상기 실제 동작 각도를 수신하여 상기 승강기 도어의 감속을 제어하는 위치기반 임피던스 모델 제어부를 포함한다.

Description

승강기 도어의 충격 제어 장치{APPARATUS OF CONTROLLING IMPACT OF ELEVATOR DOOR}
본 발명은 승강기 도어의 충격 제어 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치 기반 임피던스 모델을 통해 탑승자에 가해지는 충격을 감소시켜 탑승자에게 최적의 안전상태를 제공하는 승강기 도어의 충격 제어 장치에 관한 것이다.
승강기는 자동차와는 다르게 탑승자가 행선층을 등록시키면 승강기가 자동으로 운행하고 이때 사고등의 위험이 있는 경우 운전자가 이를 인식하는 것이 불가능하므로 위험한 상황을 인식하고 이용자를 보호할 수 있는 안전장치가 설치되어 있어야 한다.
승강기 도어는 동작빈도가 매우 높고 승강기 사고의 많은 부분이 출입구에서 발생한다는 점을 고려할 때 승강기 도어와 관련된 안전장치는 안전상의 관점에서 매우 중요한 장치이다. 승강기 도어에는 특수한 키를 사용하여 문을 열 수 있는 비상해제장치 와 강제로 문을 연 후에 힘을 제거하면 자동으로 닫히는 도어클로저, 승객의 출입을 보호하는 문닫힘안전장치 와 승강장 문의 이탈을 방지하는 승강장문이탈방지장치 등이 설치 되어 있다.
승강기 도어가 닫히고 있을 때에 사람이나 물건이 도어 사이에 충돌하거나 끼이는 경우가 있기 때문에 도어의 끝단에 도어의 닫힘을 중단시키고 닫힘 동작이 반전되어 신속히 열리게 하는 장치를 설치하고 있으며, 기존의 안전 장치는 특정 시점에서 충돌이 발생하게 되면, 모터 전류값이 전류 한계값까지 도달하는 시점이 충돌이 발생한 시점보다 상대적으로 큰 지연시간을 가지게 되므로, 그 만큼 출입자에게 충격을 가하는 단점이 있었다.
한국공개특허공보 제10-2012-0014757호 (2012.02.20)는 산업용 승강기의 출입 안전장치에 있어, 승강기의 전면에 설치되는 승강도어와 관련하여 신축 건물의 각 층별에 대응 설치된 미닫이도어를 통한 인부의 탑승시 혹은 부자재를 승강기 내에 싣는 과정에서 닫히는 미닫이도어에 부딪히는 사고를 방지함은 물론, 승강도어 및 미닫이도어가 완전히 닫힌 상태에서 승강 안전운행이 이루어지도록 한 것으로, 승강기의 승강도어 상부 전면부에 마련되는 가이드레일로부터 승강도어의 개방과 동시에 수평으로 슬라이딩 동작하여 미닫이도어를 개폐하는 슬라이더부재측 연결 프레임측 자석은 미닫이도어의 상부에 적용된 도어록킹부재에 설치된 회동체에 부착되어 자력으로서 미닫이도어를 이동시켜 개폐 시키고, 자석의 자력보다 큰 힘이 미닫이도어에 작용하는 경우, 자석으로부터 도어록킹부재측 회동체가 이격 되어 닫히는 미닫이도어를 정지시켜 미닫이도어가 닫히는 충격에 의해 탑승자를 보호할 수 있고, 부자재의 손상을 방지할 수 있어 특히 가설되어 사용되는 산업용 승강기에서 안전사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
한국등록특허공보 제10-1619275호 (2016.05.10)는 본 발명은 문의 구조를 크게 변경하지 않고 눈에 잘 띠지 않아 호기심을 유발하지 않으면서 또한 기존의 승강기 에 저렴하고 쉽게 접목할 수 있는 감지수단을 마련한 것으로서, 문과 문틀 사이 틈새로 레이저를 발산하여 손가락의 끼임을 집중적으로 감지하되, 화물이 틈새로 근접되어 레이저센서에 감지될 경우 이를 감지대상에서 제외하 여 사용의 불편이 감소되도록 하였으며, 또한 문틀 상부에 틈새 주위만 비추는 반사경을 설치하여 승강기에 구비 된 기존의 감시카메라 영상에서 상기 반사경의 영상만을 판독함으로써, 별도의 감시카메라를 구비하지 않고도 저렴한 비용으로 승강기의 운행시 또는 정지시 문을 효과적으로 감시할 수 있는 엘리베이터의 문 안전장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 승강기의 문과 문틀 사이 틈새에 레이저센서를 설치하여 손가락 끼임을 감지하고 문이 정지되도록 한 엘리베이터의 문 안전장치에 있어서, 파워서플라이의 DC5V는 릴레이로부터 승강기모터를 작동시키는 브레이크마그네트스위치블록 및 도어모터를 작동시키는 문열림확인스위치에 선택적으로 공급되고; 상기 레이저센서는 상기 릴레이와 문열림확인스위치 사이에 구비되어 승강기의 운행시 작동되지 않으며; 그리고 상기 레이저센서는 직진성을 갖는 것으로서, 틈새에 접근한 물체의 높낮이 변화량을 감지하여 높낮이 변화가 없으면 문이 계속 열리도록 하고, 높이변화가 있으면 문이 정지되도록 한 특징이 있다.
한국공개특허 제10-2012-0014757호 (2012.02.20) 한국등록특허 제10-1619275호 (2016.05.10)
본 발명의 일 실시예는 승강기 도어의 목표 동작 각도를 설정하고, 승강기 도어의 충격 순간을 감지하여 충격 포스와 실제 동작 각도를 제어하여 위치 기반 임피던스 모델에 대입 하여 승강기 도어의 감속을 제어하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 위치기반 임피던스 모델 제어부의 감속 제어에 따른 이전 감속 각속도와 목표 동작 각도를 기초로 충격 포스와 실제 동작 각도의 가감을 제어하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 모터가 움직인 각도를 피드백 받아 목표 동작 각도의 가감을 각각 제어하는 PID 제어기(Proportional Integral Derivative controller)를 포함하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 목표 동작 각도 및 실제 동작 각도를 제1 및 제2 거리 정보로 변환하고, 충격 센서 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘으로 얻은 충격 포스와 함께 입력 받아 위치기반 임피던스 제어 모델을 통해 오차를 환산한 각도를 목표 동작 각도에 연산하여, 충격이 완화된 승강기 도어의 오차 각도를 제공하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 승강기 도어의 충격 제어 장치는 승강기 도어를 원하는 위치에 움직이게 하기 위한 승강기 도어의 목표 동작 각도를 설정하는 목표 동작 각도 설정부, 충격 센서 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘에 의해 승강기 도어의 충격 순간을 감지하여 충격 포스와 실제 동작 각도를 제어하는 승강기 도어 동작 제어부 및 상기 목표 동작 각도, 상기 충격 포스 및 상기 실제 동작 각도를 수신하여 상기 승강기 도어의 감속을 제어하는 위치기반 임피던스 모델 제어부를 포함한다.
상기 목표 동작 각도 설정부는 상기 승강기 도어의 충격이 감지되면 상기 충격 순간에 위치기반 임피던스 모델 제어부를 통해 받은 오차 값을 연산하여, 목표 충격 동작 각도를 수정하여 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 승강기 도어 동작 제어부는 상기 위치기반 임피던스 모델 제어부의 감속 제어에 따른 상기 목표 충격 동작 각도를 기초로 상기 충격 포스와 상기 실제 동작 각도의 가감을 각각 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 승강기 도어 동작 제어부는 상기 제어된 실제 동작 각도를 피드백 받아 목표 충격 동작 각도와 연산한 값을 입력하여 상기 충격 포스와 상기 실제 동작 각도의 가감을 각각 제어하는 PID 제어기(122)(Proportional Integral Derivative controller)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 위치기반 임피던스 모델제어부는 상기 목표 동작 각도 및 상기 실제 동작 각도를 제1 및 제2 거리 정보들로 각각 변환하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 위치기반 임피던스 모델 제어부는 상기 제1 및 제2 거리 정보들과 상기 충격 포스를 입력 받아 상기 목표 동작 각도와 상기 충격 포스 및 상기 실제 동작 각도 간의 오차를 보정하고, 상기 승강기 도어의 오차 각도를 목표 동작 각도 설정부에 제공하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다 거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치는 승강기 도어의 목표 동작 각도를 설정하고, 충격 센서 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘에 의해 승강기 도어의 충격 순간을 감지하여 위치 기반 임피던스 모델에 대입 하여 승강기 도어의 충격 운동량을 제어하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공할 수 있다.
본발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치는 위치기반 임피던스 모델 제어부의 감속 제어에 따른 이전 오차 각도와 목표 동작 각도를 기초로 충격 포스와 실제 동작 각도의 가감을 제어하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치는 제어된 현재 각도를 피드백 받아 목표 동작 각도로 움직이도록 제어하는 PID 제어기(Proportional Integral Derivative controller)를 포함하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치는 목표 동작 각도 및 현재 각도를 제1 및 제2 거리 정보로 변환하고, 충격 포스와 함께 입력 받아 목표 동작 각도와 충격 포스 및 충격에 의한 각도 변화값을 위치 기반 임피던스 모델 함수에서 연산하고 목표 동작 각도에 피드백하여 승강기 도어의 감속 각속도를 제공하는 승강기 도어의 충격 제어 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)를 설명하는 제어 절차도(control process diagram)이다.
도 2는 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)의 충격 과정을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)를 구성하는 승강기 도어 동작 제어부(120)의 충격 센서를 사용하지 않을 경우 적용하는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)의 충격 제어 과정을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)에서 수행되는 승강기 도어의 충격 제어 과정을 설명하는 순서도이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다 거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치를 설명하는 제어 절차도(control process diagram)이고, 도 2는 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)에서의 승강기 도어의 충격 과정을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)는 목표 동작 각도 설정부(110), 승강기 도어 동작 제어부(120) 및 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)를 포함한다.
목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)의 목표 동작 각도(쎄타d)를 설정한다. 여기에서, 목표 동작 각도(쎄타d)는 승강기 모터(미도시됨)를 제어하는 제어 파라미터로서, 승강기 모터의 회전 각속도를 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 목표 동작 각도 설정부(110)는 의도하는 승강기 도어(124)의 움직임 양을 발생하도록 하는 각도를 목표로 설정할 수 있다. 승강기 도어(124)목표 동작 각도 설정부(110)는 탑승자(20)의 탑승 과정에서 승강기 도어(124)의 충격이 감지되면 충격 순간에 목표 동작 각도(쎄타d)와 위치기반 임피던스 제어에서 도출된 오차 각도(쎄타e)를 연산하여 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)가 탑승자(20)에 의한 외부 힘을 받는 경우에는, 승강기 도어(124)의 충격 센서(210)가 작동하여 제어가 필요한 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 설정할 수 있다.
일 실시예에서, 목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)의 충격 정도에 따라 위치기반 임피던스 제어에서 도출된 오차 각도(쎄타e)와 연산하여 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 가변시킬 수 있다. 예를 들어, 목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)의 충격 정도가 제1 특정 기준 이상인 경우(즉, 승강기 도어(124)가 빠르게 닫히는 경우)에는 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 감소시킬 수 있다. 다른 예를 들어, 목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)의 충격 정도가 제2 특정 기준 이하인 경우(즉, 승강기 도어(124)가 느리게 닫히는 경우)에는 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 증가시킬 수 있다. 여기에서, 제1 특정 기준은 제2 특정 기준보다 상대적으로 큰 충격 정도를 나타낸다.
승강기 도어 동작 제어부(120)는 PID 제어기(122)(Proportional Integral Derivative controller) 와 승강기 도어(124)를 포함하고, 승강기 도어(124)의 충격 순간을 감지하여 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)를 제어 한다.
승강기 도어 동작 제어부(120)는 동작 각도(쎄타)를 제어하여 탑승자(20)의 원하는 동작으로 움직이도록 하는 기본 제어기이다. 일 실시예에서, 승강기 도어 동작 제어부(120)는 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)의 감속 제어에 따른 목표 충격 동작 각도를(쎄타c) 를 기초로 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)의 가감을 각각 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 승강기 도어 동작 제어부(120)는 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)에 의해 연산된 오차 각도(쎄타e)와 목표 동작 각도 설정부(110)에 의해 설정된 목표 동작 각도(쎄타d)간의 보정을 통해 승강기 도어(124)에서 발생하는 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 목표 동작 각도(쎄타d)에서 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)에 의해 연산된 오차 각도(쎄타e)를 빼면 승강기 도어(124)는 그 값을 추종하는 동작을 하게 되고, 그 동작에 의한 운동 값을 측정하여 얻은 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)는 그만큼 작아진 값으로 측정될 수 있다.
일 실시예에서, PID 제어기(122)에 현재 각도 값을 피드백 받아 목표 충격 동작 각도(쎄타c)와 연산한 값을 입력하여, 승강기 도어(124)가 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)의 가감을 제어할 수 있다. 여기에서, PID 제어기(122)는 비례-적분-미분 제어기이고 실제 승강기 도어(124)의 충격 제어에 있어서 가장 많이 사용되는 대표적 형태의 제어기이다.
PID 제어기(122)는 대상의 출력값(도1의 쎄타c)을 측정하여 피드백한 값을 목표하는 설정값과 비교하여 오차를 계산하고 이를 이용해 제어에 필요한 제어값을 계산한다. 일 실시예에서, 승강기 도어 동작 제어부(120)는 제어된 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 설정값으로 하고 승강기 도어(124)에 제어입력을 하여 실제 동작 각도(쎄타)를 제어한다. 보다 구체적으로, PID 제어기(122)는 입력 각도(a)(126)를 수신하여 승강기 도어(124)에 보정 각도(b)(128)를 제공한다. 여기에서, 입력 각도(a)(126)는 승강기 도어(124)가 동작한 값을 측정한 실제 동작 각도(쎄타)를 피드백 받아 제어된 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 보정하여 산출된다. 또한, 목표 충격 동작 각도(쎄타c)는 목표 동작 각도(쎄타d)와 충격 포스(P) 및 실제 동작 각도(쎄타)를 기반으로 위치기반 임피던스 모델 제어부에서 연산된 오차 각도(쎄타e)를 입력 받아 목표 동작 각도(쎄타d)를 보정하여 산출된다.
승강기 도어(124)는 PID 제어기(122)로부터 보정 각도(128)를 입력 받아 동작하며, 이렇게 동작한 값을 센서로 측정하여 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)를 얻는다. 일 실시예에서, 실제 동작 각도(쎄타)는 승강기 도어(124)의 모터에 장착된 엔코더(미도시됨)로부터 측정하여 얻는다. 충격 포스(P)는 충격 센서(210)에서 승강기 도어(124)에서의 충격을 감지하여 얻는다. 다른 실시예에서, 충격 포스(P)는 승강기 도어(124)와 탑승자(20)간 충격이 감지되면 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘에 의해 얻는다(이하, 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘과 관련한 보다 상세한 설명은 도 3을 참조한다).
위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 목표 동작 각도(쎄타d) 및 실제 동작 각도(쎄타)를 수신한다. 일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 목표 동작 각도(쎄타d)를 제1 거리 정보로 변환하고, 실제 동작 각도(쎄타)를 제2 거리 정보로 변환할 수 있다. 여기에서, 제1 거리정보는 목표 동작 각도(쎄타d)를 변환하여 얻은 직선 속도(dotXd)와 직선 거리(Xd)이고, 제2 거리정보는 실제 동작 각도(쎄타)를 변환하여 얻은 직선 속도(dotX)와 직선 거리(X)이다. 직선 속도(dotXd, dotX)는 직선 거리(Xd, X)를 각각 미분하여 획득된다.
또한, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 충격 포스(P)를 수신한다. 일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 승강기 도어(124)의 충격센서(210) 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘을 통해 출력된 충격 포스(P)를 수신할 수 있다.
위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 제1 및 제2 거리 정보들과 충격 포스(P)를 입력 받아 연산을 수행한다. 일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 목표 동작 각도(쎄타d)를 기초로 충격 포스(P) 및 실제 동작 각도(쎄타)에 대한 위치기반 임피던스 제어 연산를 통해 승강기 도어(124)의 충격을 완화시킬 수 있는 오차 각도(쎄타e)를 출력할 수 있다. 여기에서, 임피던스 제어(impedance control)란 승강기가 가상의 질량(mass)-댐퍼(damper)-스프링(spring) 시스템의 거동을 따르도록 제어하는 것으로서 힘과 위치 개념을 모두 사용하기 때문에 외부환경과의 유연한 상호작용이 가능하다. 보다 구체적으로, 위치기반 임피던스 제어는 위치를 입력으로 받고 힘을 출력으로 내보내는 토크기반 임피던스 제어와 구별될 수 있고, 힘을 입력으로 받고 위치를 출력으로 내보내는 제어 형태이며 어드미턴스 제어(admittance control)라고도 한다. 예를 들어, 위치기반 임피던스 제어는 사용자와 승강기 간의 상호 작용을 제어하기 위해 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는
Figure 112018049586612-pat00001
에 의해 위치기반 임피던스 모델을 구현한다. Md, Bd 및 Kd는 각각 승강기 도어(124)의 질량(관성), 댐핑, 강성이다. X는 승강기도어(210)의 현재 위치이고, Xd는 승강기 도어(124)의 Reference위치이다. 보다 구체적으로, 승강기 도어(124)와 탑승자(20)간의 충격이 발생하면 가속도는 0이 되므로
Figure 112018049586612-pat00002
는 0으로 하고,
Figure 112018049586612-pat00003
에 대해 정리하면,
Figure 112018049586612-pat00004
이 되고, 적분하면,
Figure 112018049586612-pat00005
이 된다. 또한, 감속 각속도(dot쎄타e)는
Figure 112018049586612-pat00006
로 구현될 수 있다.
Figure 112018049586612-pat00007
은 승강기 도어(124)의 자코비안 행렬로서 승강기 도어(124)의 직선 속도를 모터의 각속도로 환산하는 역기구학 연산 공식이다. 일 실시예에서 오차 각도(쎄타e)는 감속 각속도(dot쎄타e)를 적분하여 얻을 수 있다.
일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 승강기 도어(124)를 플랜트로 하여 승강기 도어(124)와 탑승자(20)간의 충격을 제어 할 수 있다. 보다 구체적으로, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 목표 동작 각도(쎄타d)와 실제 동작 각도(쎄타)의 거리정보들 및 승강기 도어(124)에서 측정된 충격 포스(P)를 입력 받아 위치기반 임피던스 제어를 통해 오차 각도(쎄타e)를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 위치기반 임피던스 제어의 적용으로 출력된 초기의 감속 직선 속도(dotXe)를
Figure 112018049586612-pat00008
의 자코비안 행렬에 의해 감속 각속도(dot쎄타e)로 변환하여 출력할 수 있고, 감속 각속도(dot쎄타e)를 적분하면 오차 각도(쎄타e)를 얻을 수 있다.
위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 승강기 도어(124)의 오차 각도(쎄타e)를 승강기 도어 동작 제어부(120)에 제공한다. 여기에서, 승강기 도어(124)의 오차 각도(쎄타e)는 위치기반 임피던스 제어에 의해 목표 동작 각도(쎄타d)를 기초로 충격 포스(P) 및 실제 동작 각도(쎄타)를 연산한 결과이다. 일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 승강기 도어(124)에 충격이 발생하면 목표 동작 각도 설정부(110)에서 출력된 목표 동작 각도(쎄타d)를 거리 정보로 변환하여 수신하고 동시에, 승강기 도어(124)에서 발생한 충격 순간의 충격 포스(P)와 거리 정보로 변환된 실제 동작 각도(쎄타)를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 수신한 충격 포스(P)와 목표 동작 각도(쎄타d) 및 실제 동작 각도(쎄타)에 관한 거리정보들을 기초로 위치기반 임피던스 제어를 제공하고 오차 각도(쎄타e)를 산출 하여 목표 동작 각도 설정부(110)에 제공할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)에서 적용하는 충격포스(P)를 충격 센서(210) 대신 구하는 방법으로 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘을 설명하는 도면이다.
도 3(a)는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘의 원리를 나타내고, 도 3(b)는 RLS(Recursive least squares) 알고리즘의 블록도를 나타내며, 도 3(c)는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘의 블록도를 나타낸다.
도 3(a)에서, 탑승자(20)와 승강기 도어(124)간 충격이 발생하면, 승강기 도어(124)에 외력이 작용 하게 된다.
일 실시예에서, 승강기 도어(124)와 탑승자(20)간에 충격에 의한 외력은 승강기 도어(124)의 충격 포스(P)이고,
Figure 112018049586612-pat00009
에 의해 획득될 수 있다. 여기에서, Fe는 승강기 도어(124)에 감지된 외력, F는 승강기 구동 모터의 토크에 의한 힘, Md는 승강기 도어(124)의 도어 자중에 의한 관성력, uMdg는 운동 마찰력이다. 보다 구체적으로, 승강기 도어(124)와 탑승자(20)간 충격에 의한 외력은 승강기 모터의 구동 토크에 의한 힘에서 승강기 도어(124)의 일반적인 움직임에 의한 영향을 제거한다. 일 실시예에서, F는 승강기 모터에 흐르는 전류로부터 추정이 가능하고, 가속도
Figure 112018049586612-pat00010
는 충격 각속도(실제 동작 각도를 미분한 값, 미도시됨)를 미분하여 얻을 수 있다. 여기에서, F는 RLS(Recursive least squares) 알고리즘을 통해 얻은 승강기 도어(124)의 전달함수에 모터에 흐르는 전류값을 입력하여 구할 수 있다.
도 3(b)에서, Uk는 q축 전류값, y(k)는 가속도 센서값, y~(k)는 추정한 전달함수에서 출력한 가속도 값이고,
Figure 112018049586612-pat00011
는 Uk와 y(k)의 벡터 행렬이다.
일 실시예에서, F는 승강기 구동 모터의 q축 reference 전류 값과 그에 따른 승강기 도어 가속도 값을 데이터로 하여 RLS 알고리즘을 통한 전달함수를 통한 연산으로 구할 수 있다. 보다 구체적으로, RLS 알고리즘은 측정치(실제출력)와 추정치(예측출력)간의 오차를 제곱합이 최소가 되도록 매개변수를 결정하는 방법이다. 각 시점에서의 q축 reference 전류에 따른 가속도 값을 데이터화 하여 q축 전류와 그에 따른 F의 상관관계를 나타내는 전달함수를 얻을 수 있다. 이 경우, 승강기 도어(124)의 운전은 그 목적이 다양한 데이터를 확보하는 것이므로, 일반적인 정속도 운전 보다는 다양한 속도 가변을 통해서 발생하는 가속도 결과치를 데이터로 확보하여 전달함수 값을 구할 수 있다.
도 3(c)에서, Fe는 Reference q축 전류값으로 전달함수(Estimator of F)를 통해 추정한 값 F에서 도어무게와 가속도에 의한 관성력 + 마찰력을 빼준 것 이다. 여기에서, Fe는 승강기 도어(124)에 감지된 외력, F는 승강기 구동 모터의 토크에 의한 힘이다. 또한, 승강기 도어(124)에 감지된 외력 Fe는 승강기 도어(124)에서 출력되는 충격 포스(P)이다.
도 4는 도 1에 있는 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)의 충격 제어 과정을 나타내는 도면이다.
도 4(a)는 기존 승강기 도어의 충격 제어 장치의 충격 제어 과정을 나타내고, 도4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)의 충격 제어 과정을 나타낸다.
도 4(a)에서, 기존 승강기 도어의 충격 제어 장치의 경우, 충돌이 발생 후, 압착이 발생하고, 탑승자를 압축하는 에너지가 가해진다. 반면 도 4(b)에서, 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)는 압착 발생시, 압축하는 에너지를 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)가 부담하게 된다. 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)에서 적용하는 위치기반 임피던스 제어는 시스템의 말단부와 외부 환경이 충돌하거나 압착하는 에너지를 말단부의 기계적 임피던스 즉, 댐퍼(420)와 스프링(410)을 조정하여, 보다 구체적으로, 말단부의 위치와 힘과의 관계를 조절한다. 여기에서, 기계적 임피던스는 하드웨어적 구성이 아닌, 말단부에서 제공하는 외력등을 전류값등으로 피드백하여 구동부를 제어하여 원하는 가상의 기계적 임피던스를 구현하는 방법이다.
도 5는 도 1에 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)에서 수행되는 승강기 도어(124)의 충격 제어 과정을 설명하는 순서도이다. 도 3에 도시된 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)에 대한 상세한 설명을 통해 도 1에 도시된 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)의 작용 및 효과가 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 3에서, 목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)의 목표 동작 각도(쎄타d)를 설정한다(단계 S510).
보다 구체적으로, 승강기 도어의 충격 제어 장치(100)의 목표 동작 각도 설정부(110)는 승강기 도어(124)가 탑승자(20)에 의한 외부 힘을 받는 경우, 승강기 도어(124)의 충격 센서(210)가 작동하여 제어가 필요한 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 목표 충격 동작 각도(쎄타c)는 승강기 도어(124)의 충격 정도에 따라 가변시킬 수 있다.
승강기 도어 동작 제어부(120)는 승강기 도어(124)의 충격 순간을 감지하여 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)를 제어 한다(단계 S520).
일 실시예에서, 승강기 도어 동작 제어부(120)는 PID 제어기(122)를 포함한다. 보다 구체적으로, 승강기 도어 동작 제어부(120)는 충격이 발생하지 않았을 때는 PID 제어기(122)를 통해 승강기 도어(124)가 목표 동작 각도(쎄타d)를 추종하는 실제 동작 각도(쎄타)를 출력하는 동작을 하도록 하고, 충격이 발생할 경우에는, 목표 동작 각도(쎄타d)를 기초로 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)로부터 수신된 오차 각도(쎄타e)를 연산하여 얻은 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 받아 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 목표 충격 동작 각도(쎄타c)는 승강기 도어 (124)로부터 측정된 실제 동작 각도(쎄타)를 피드백 받아 보정되고, PID 제어기(122)가 수신하여 승강기 도어 (124)에 보정 각도(128)를 제공하고, 이렇게 하여 승강기 도어(124)의 움직임으로부터 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)를 구한다.
위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 상기 목표 동작 각도(쎄타d), 충격 포스(P) 및 실제 동작 각도(쎄타)를 수신하여 승강기 도어(124)의 감속을 제어한다(단계 S530).
일 실시예에서, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 승강기 도어 동작 제어부(120)에서 승강기 도어(124)의 충격 센서(210) 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘에 의해 출력된 충격 포스(P) 및 실제 동작 각도(쎄타)를 수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 위치기반 임피던스 모델 제어부(130)는 충격 포스(P)와 목표 동작 각도(쎄타d) 및 실제 동작 각도(쎄타)의 거리정보들을 기초로 위치기반 임피던스 제어를 제공하고 오차 각도(쎄타e)를 산출 하여 목표 동작 각도 설정부(110)에 제공한다.
일 실시예에서, 승강기 도어 동작 제어부(120)는 목표 동작 각도 설정부(110)를 통해 목표 충격 동작 각도(쎄타c)를 입력 받아 PID 제어기(122)를 거쳐 충격 포스(P)와 실제 동작 각도(쎄타)의 가감을 각각 제어할 수 있다. 이에 따라, 승강기 도어(124)에 충격이 발생하는 경우에 탑승자(20)에게 최적의 안전상태를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
20: 탑승자
100: 승강기 도어의 충격 제어 장치
110: 목표 동작 각도 설정부 120: 승강기 도어 동작 제어부
122: PID 제어기 124: 승강기 도어
126: 입력 각도 128: 보정 각도
130: 위치기반 임피던스 모델 제어부
200: 승강기 도어의 충격 과정
210: 충격 센서
410: 스프링 420: 댐퍼

Claims (6)

  1. 승강기 도어의 목표 동작 각도를 설정하는 목표 동작 각도 설정부;
    충격 센서 또는 외력 추정에 기반한 충격 감지 알고리즘에 의해 상기 승강기 도어의 충격 순간을 감지하여 충격 포스와 실제 동작 각도를 제어하는 승강기 도어 동작 제어부; 및
    상기 목표 동작 각도, 상기 충격 포스 및 상기 실제 동작 각도를 수신하여 상기 승강기 도어의 감속을 제어하는 위치기반 임피던스 모델 제어부를 포함하고,
    상기 목표 동작 각도 설정부는
    상기 승강기 도어의 충격이 감지되면 상기 충격 순간에 상기 위치기반 임피던스 모델 제어부를 통해 받은 오차 각도와 연산하여, 목표 충격 동작 각도를 설정하는 것을 특징으로 하는 승강기 도어의 충격 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 승강기 도어 동작 제어부는
    상기 위치기반 임피던스 모델 제어부의 감속 제어에 따른 상기 목표 충격 동작 각도를 기초로 상기 충격 포스와 상기 실제 동작 각도의 가감을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 승강기 도어의 충격 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 승강기 도어 동작 제어부는
    상기 실제 동작 각도를 피드백 받아 목표 충격 동작 각도와 연산한 값을 입력하여 상기 충격 포스와 상기 실제 동작 각도의 가감을 각각 제어하는 PID 제어기(Proportional Integral Derivative controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기 도어의 충격 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 위치기반 임피던스 모델 제어부는
    상기 목표 동작 각도 및 상기 실제 동작 각도를 제1 및 제2 거리 정보들로 각각 변환하는 것을 특징으로 하는 승강기 도어의 충격 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 위치기반 임피던스 모델 제어부는
    상기 제1 및 제2 거리 정보들과 상기 충격 포스를 입력 받아 상기 목표 동작 각도와 상기 충격 포스 및 상기 실제 동작 각도 간의 오차를 보정하고, 상기 승강기 도어의 오차 각도를 상기 목표 동작 각도 설정부에 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 승강기 도어의 충격 제어 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193018B1 (ko) 2010-08-10 2012-10-22 방효무 산업용 승강기의 출입 안전장치
KR101619275B1 (ko) 2016-04-06 2016-05-10 (주)서울승강기 엘리베이터의 문 안전장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101130998B1 (ko) 2008-10-23 2012-03-28 김준기 슬라이딩 도어의 장애물 검지 장치
KR101506416B1 (ko) 2011-01-06 2015-03-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 엘리베이터의 도어 제어 시스템

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