KR102132481B1 - 크레인 충돌 방지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크레인 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 상부 이동축; 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 상부 이동축; 상기 제1 상부 이동축 또는 상기 제2 상부 이동축을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 크레인; 상기 제1 상부 이동축의 하부에 이격되어 설치되되, 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 하부 이동축; 상기 제1 상부 이동축의 하부에 이격되어 설치되되, 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 하부 이동축; 상기 제1 하부 이동축 또는 상기 제2 하부 이동축을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하부 크레인; 상기 공장 내의 벽에 설치되어 상기 상부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 상부 거리측정부; 상기 공장 내의 벽에 설치되어 상기 하부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 하부 거리측정부; 및 상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상기 상부 크레인 또는 상기 하부 크레인을 정지시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

크레인 충돌 방지 시스템 {CRANE ANTI-COLLISION SYSTEM}
본 발명은 크레인 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일 레일 선상은 물론 동일 레일 선상이 아닌 다른 레일 선상의 크레인과의 충돌을 방지할 수 있는 크레인 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.
공장과 같은 산업 현장에서 사용되는 크레인은 여러 대의 크레인들이 동일한 작업 공간 안에서 혼재된 작업을 수행하기 때문에 크레인 간의 수평방향 또는 수직방향으로 간섭되는 작업 영역을 가지게 된다.
이에 따라 크레인 간의 충돌을 방지하기 위해 다양한 방법으로 크레인 시스템이 운용되고 있으나, 현재까지의 크레인 충돌 방지 시스템은 동일 레일 선상에서만 충돌을 방지하는 것에 그치고 있다.
예를 들어 특허문헌 1(발명의 명칭: 크레인 충돌 방지 시스템 및 방법)에는 두 크레인간의 원거리 및 근거리 이격 간격을 감지하여 크레인 간의 충돌을 방지할 수 있는 기술이 개시되어 있으나, 이 기술은 은 동일 레일 선상에서만 충돌을 방지하는 것으로, 크레인이 서로 다른 레일 선상(ex. 1층과 2층)에서 움직이는 경우에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않다.
이처럼 종래기술로는 크레인이 서로 다른 레일 선상에서 움직일 때, 상부 크레인에 연결된 와이어 로프와 하부 크레인 사이의 충돌, 상부 크레인에 연결된 후크와 하부 크레인 사이의 충돌, 상부 크레인에 연결된 적재물과 하부 크레인 사이의 충돌 등 상부 크레인과 하부 크레인 사이의 충돌을 전혀 방지할 수 없는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0974946호 (2010.08.03.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 동일 레일 선상은 물론 동일 레일 선상이 아닌 다른 레일 선상의 크레인과의 충돌을 방지할 수 있는 크레인 충돌 방지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 상부 이동축; 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 상부 이동축; 상기 제1 상부 이동축 또는 상기 제2 상부 이동축을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 크레인; 상기 제1 상부 이동축의 하부에 이격되어 설치되되, 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 하부 이동축; 상기 제1 상부 이동축의 하부에 이격되어 설치되되, 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 하부 이동축; 상기 제1 하부 이동축 또는 상기 제2 하부 이동축을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하부 크레인; 상기 공장 내의 벽에 설치되어 상기 상부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 상부 거리측정부; 상기 공장 내의 벽에 설치되어 상기 하부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 하부 거리측정부; 및 상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상기 상부 크레인 또는 상기 하부 크레인을 정지시키도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 제어부가 상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상기 상부 크레인의 제2 상부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 상기 하부 크레인의 제2 하부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 상부 크레인의 이동 방향, 상기 하부 크레인의 이동 방향, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 거리 및 상기 하부 거리측정부에서 측정된 거리가 출력되는 출력부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 제어부와 연결되는 무선통신부를 더 포함하고, 상기 무선통신부는 사용자 단말기로 상기 상부 크레인의 이동 방향, 상기 하부 크레인의 이동 방향, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 거리 및 상기 하부 거리측정부에서 측정된 거리를 전송하고, 상기 사용자 단말기에 의해 상기 제어부가 제어될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 상부 크레인이 상기 상부 크레인의 하단에 결합되는 와이어 로프; 상기 와이어 로프 하단에 결합되는 후크; 및 상기 와이어 로프의 권상을 제어하는 리미트 제어기;를 더 포함하고, 상기 리미트 제어기는 상기 와이어 로프가 권상된 정도를 기초로하여 상기 후크의 위치를 측정하며, 측정된 결과를 제어부로 송부하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 제어부가 상기 상부 크레인에 결합된 후크의 위치가 상기 하부 크레인의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우, 상기 상부 크레인의 이동을 유지시키도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 제어부가 상기 상부 크레인에 결합된 후크의 위치가 상기 하부 크레인의 위치와 같거나 더 낮은 곳에 위치하는 경우, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상기 상부 크레인의 제2 상부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 상기 하부 크레인의 제2 하부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 리미트 제어기는 중추 리미트 스위치 또는 기어드 리미트 스위치를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상기 하부 크레인이 월(Wall) 크레인으로 구성될 수 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 방법은 공장 내의 벽에 설치되는 상부 거리측정부가 상부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 단계; 상기 공장 내의 벽에 설치되는 하부 거리측정부가 하부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 단계; 제어부가, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상기 상부 크레인 또는 상기 하부 크레인을 정지시키도록 제어하는 단계;를 포함하여 구성되는 것에 기술적 특징이 있다.
본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 서로 다른 이동축(레인)에 설치되는 상부 크레인 및 하부 크레인의 위치를 측정하고, 이 위치에 기초하여 상부 크레인 또는 하부 크레인을 정지시키도록 하는 제어를 통해 충돌을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 서로 다른 이동축(레인)에 설치되는 상부 크레인 및 하부 크레인의 위치를 측정하고, 이 위치에 기초하여 상부 크레인의 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 하부 크레인의 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어함으로써 충돌을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 리미트 제어기를 통해 후크의 위치 측정이 가능해지며, 이러한 후크의 위치 측정을 통해 후크와 크레인 간의 충돌, 후크에 설치된 적재물과 크레인 간의 충돌을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 시스템의 개략적인 구성도
도 2, 4, 6, 8 및 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 전후 이동 상태가 도시된 도면
도 3, 5, 7, 9 및 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 좌우 이동 상태가 도시된 도면
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 방법의 순서도
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
이하 도면을 통해 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템에 대해 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 전후 이동 상태가 도시된 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 좌우 이동 상태가 도시된 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 상부 이동축(110); 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 상부 이동축(120); 제1 상부 이동축(110) 또는 제2 상부 이동축(120)을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 크레인(130); 제1 상부 이동축(110)의 하부에 이격되어 설치되되, 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 하부 이동축(210); 제1 상부 이동축(110)의 하부에 이격되어 설치되되, 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 하부 이동축(220); 제1 하부 이동축(210) 또는 제2 하부 이동축(210)을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하부 크레인(230); 공장 내의 벽(W)에 설치되어 상부 크레인(130)과 벽(W) 사이의 거리를 측정하는 상부 거리측정부(310); 공장 내의 벽(W)에 설치되어 하부 크레인(230)과 벽(W) 사이의 거리를 측정하는 하부 거리측정부(320); 및 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어하는 제어부(400);를 포함하여 구성된다.
그리고 상부 크레인(130)의 하단에 결합되는 와이어 로프(131); 와이어 로프(131) 하단에 결합되는 후크(132)를 포함하여 구성되고, 후크(132)에 적재물(L)이 적재될 수 있다.
제1 상부 이동축(110)은 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되고, 제2 상부 이동축(120)은 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 구성요소이다.
본 발명에서 상부 크레인(130)은 제1 상부 이동축(110) 또는 제2 상부 이동축(120)을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되어 전후 방향으로 이동하거나 좌우 방향으로 이동이 가능하다. 이러한 상부 크레인(130)은 오버 헤드 크레인(Over Head Crane)이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 다양한 종류의 크레인이 사용될 수 있다.
오버 헤드 크레인은 천장크레인의 종류로 건물 내벽이나 철골 기둥에 주행레일을 설치하고 싱글 또는 더블 거더를 얹고 호이스트나 그라브를 설치하는 방식의 크레인을 말한다.
싱글 거더 오버 헤드 크레인(Single Girder Over Head Crane)은 짧은 SPAN 소용량형에 주로 사용되는데, 간단한 구조로 가격이 저렴하고 간단한 하역작업에 효과적이고, 주행 레일 상면과 건물 천정과의 간격이 작을 때 사용하는 것이 바람직하다.
더블 거더 오버 헤드 크레인(Double Girder Over Head Crane)은 긴 SPAN 대용량형에 주로 사용되데, 화물의 흔들림이 있는작업, 고빈도의 작업에 적합하고, 주행 레일 상명과 건물 천정과의 간격이 클 때 사용하는 것이 바람직 하다.
그리고 제1 하부 이동축(210)은 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되고, 제2 하부 이동축(220)은 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 구성요소이다. 다만, 제1 하부 이동축(210) 및 제2 하부 이동축(220) 각각은 제1 상부 이동축(110) 및 제1 하부 이동축(120)의 아래쪽으로 소정 간격 이격되어 설치된다.
본 발명에서 하부 크레인(230)은 제1 하부 이동축(210) 또는 제2 하부 이동축(220)을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되어 전후 방향으로 이동하거나 좌우 방향으로 이동이 가능하다. 이러한 하부 크레인(230)도 오버 헤드 크레인(Over Head Crane)이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 다양한 종류의 크레인이 사용될 수 있다.
본 발명에서는 상부 크레인(130) 및 하부 크레인(230)의 위치를 파악하기 위해 상부 거리측정부(310) 및 하부 거리측정부(320)가 설치될 수 있다.
예를 들어 상부 거리측정부(310)는 공장 내의 벽(W)에 설치되어 상부 크레인(130)과 벽(W) 사이의 거리를 측정할 수 있고, 하부 거리측정부(320)는 공장 내의 벽(W)에 설치되어 하부 크레인(230)과 벽(W) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이와 같은 상부 거리측정부(310) 및 하부 거리측정부(320)가 측정한 거리에 기초하여 상부 크레인(130) 및 하부 크레인(230)의 위치 파악이 가능해진다.
제어부(400)는 상부 거리측정부(310) 및 하부 거리측정부(320)에서 측정된 거리에 기초하여 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)의 움직임을 제어하는 구성요소이다.
이러한 제어부(400)에는 PLC(Programmable Logic Controller) 프로그램이 내장됨으로써, 상부 크레인(130) 및 하부 크레인(230)의 움직임을 제어할 수 있다. 또한 제어부(400)는 이러한 움직임의 제어 이외에도 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템의 동작에 대한 전반적인 제어가 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 제어부(400)를 통해 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)의 다양한 움직임의 제어가 가능한데, 기본적으로 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 후크(132)에 적재물(L)이 적재된 상태{적재물(L)의 높이가 하부 크레인(230)의 높이와 동일하거나 비슷한 상태: 이때 높이는 공장 바닥으로 부터의 높이를 의미함}에서 상부 크레인(130) 및 하부 크레인(230)이 이동할 때 적재물(L)과 하부 크레인(230)이 서로 충돌할 위험이 있다.
이때 제어부(400)는 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치(ex.30cm) 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어할 수 있다.
또한 본 발명에서 제어부(400)는 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치(ex.30cm) 이하인 경우, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 하부 크레인(230)의 제2 하부 이동축(220)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 서로 다른 이동축(레인)에 설치되는 상부 크레인(130) 및 하부 크레인(230)의 위치를 측정하고, 이 위치에 기초하여 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키거나, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 기존 진행 방향의 반대 방향으로 진행하도록 제어함으로써 상부 크레인(130)에 적재된 적재물(L)과 하부 크레인(230)이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상부 크레인(130)의 이동 방향, 하부 크레인(230)의 이동 방향, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 거리 및 하부 거리측정부(320)에서 측정된 거리가 출력되는 출력부(500)를 포함하여 구성될 수 있다.
출력부(500)는 사용자가 육안으로 인식할 수 있도록 화면으로 디스플레이되는 구성요소로, 스크린 보드(SCREEN BORD) 형태로 구현될 수 있으며, 액정 디스플레이, LCD, LED, OLED 등 다양한 디스플레이를 통해 구성될 수 있다.
이와 같이 출력부(500)를 통해 상부 크레인(130)의 이동 방향, 하부 크레인(230)의 이동 방향, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 거리 및 하부 거리측정부(320)에서 측정된 거리가 포함되는 다양한 데이터가 화면으로 출력되고, 이를 사용자가 인식함으로써 시스템의 원활한 제어가 가능해진다.
본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 제어부(400)와 연결되는 무선통신부(600); 및 무선 통신부(600)와 통신이 가능한 사용자 단말기(700)를 포함하여 구성될 수 있다.
무선통신부(600)는 사용자 단말기(700)로 상부 크레인(130)의 이동 방향, 하부 크레인(230)의 이동 방향, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 거리 및 하부 거리측정부(320)에서 측정된 거리를 전송할 수 있다.
무선통신부(600)는 다양한 종류의 무선통신이 가능하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어 RF(Radio Frequency), 지그비(ZigBee), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), NFC(Near Field Communication) 등의 통신 방식이 사용될 수 있으며, 통신사 기지국을 통한 3G, 4G, 5G 등의 통신 방식이 사용될 수도 있다.
사용자 단말기(700)는 무선통신부(600)를 통해 상부 크레인(130)의 이동 방향, 하부 크레인(230)의 이동 방향, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 거리 및 하부 거리측정부(320)에서 측정된 거리에 대한 정보를 전송받음으로써, 사용자가 출력부(500)를 보지 않고서도 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상황에 대한 인식이 가능하다.
또한 사용자 단말기(700)는 무선통신부(600)를 통해 제어부(400)에 접속하여 사용자가 원격으로 제어부(400)의 제어가 가능하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 의해 사용자는 사용자 단말기(700)를 통해 원격으로 상부 크레인(130)의 이동 및 하부 크레인(130)의 이동에 대한 동작이 가능해지고, 이외에도 전반적인 시스템의 동작의 제어가 가능해진다.
도 4 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 전후 이동 상태가 도시된 도면, 도 5 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 좌우 이동 상태가 도시된 도면이다.
먼저 도 4 및 도 5를 참고하면 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 제어부(400)가 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우, 상부 크레인(130)의 이동을 유지시키도록 구성될 수 있다.
이때 상부 크레인의 하단에 와이어 로프(131)가 결합되고, 와이어 로프(131) 하단에 후크(132)가 결합되며, 상부 크레인(130)는 와이어 로프(131)의 권상을 제어하는 리미트 제어기(미도시);를 포함하여 구성된다.
그리고 이때 리미트 제어기는 중추 리미트 스위치 또는 기어드 리미트 스위치를 포함하여 구성되어, 와이어 로프(131)가 권상된 정도를 기초로하여 후크(132)의 위치를 측정하며, 측정된 결과{후크(132)의 위치 또는 후크(132)의 높이}를 제어부(400)에 전송하도록 구성될 수 있다.
제어부(400)는 리미트 제어기에 의해 측정된 결과를 통해 후크(132)의 위치 또는 후크(132)의 높이를 알 수 있고, 상기 상부 크레인에 결합된 후크의 위치가 상기 하부 크레인의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우, 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우, 상부 크레인(130)의 이동을 유지시키도록 제어할 수 있다.
이처럼 본 발명은 적재물(L)이 적재되지 않고, 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우, 상부 크레인(130)의 이동을 유지시키도록 함으로써 충돌 가능성이 없음에도 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)이 쓸데없이 움직이는 것을 방지하여 시스템 운용의 효율성을 향상시킬 수 있다.
다음 도 5 및 도 7을 참고하면 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 적재물(L)이 적재되지 않은 상태에서, 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치와 같거나 더 낮은 곳에 위치하는 경우, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 하부 크레인(230)의 제2 하부 이동축(220)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하도록 구성될 수 있다.
적재물(L)이 상부 크레인(130)의 후크(132)에 적재되지 않은 상태에서 후크(132)의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)와 같거나 더 낮은 곳에 위치하는 경우, 상부 크레인(130)의 후크(132)와 하부 크레인(230)이 충돌하거나, 상부 크레인(130)의 와이어 로프(131)가 하부 크레인(230)에 부딪혀 와이어 로프(131)가 파손되거나 엉킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 적재물(L)이 적재되지 않은 상태에서, 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치와 같거나 더 낮은 곳에 위치하는 경우, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 하부 크레인(230)의 제2 하부 이동축(220)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어함으로써 상부 크레인(130)의 후크(132)와 하부 크레인(230)이 충돌하거나, 상부 크레인(130)의 와이어 로프(131)가 하부 크레인(230)에 부딪히는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 전후 이동 상태가 도시된 도면, 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 좌우 이동 상태가 도시된 도면이다. 도 8 및 도 9를 참고하면 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우라도, 상부 크레인(130)의 후크(132)에 적재된 적재물(L)의 하단의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)와 갖거나 더 낮은 경우에도 적재물(L)과 하부 크레인(230)의 충돌을 방지할 수 있다.
이는 제어부(400)가 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어함으로써 가능하다.
다만, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 길이가 긴 적재물(L)을 적재한 상태에서 운행하는 경우, 리미트 제어기가 동작하여 상부 크레인(130)의 이동을 유지시키도록 한다면, 적재물(L)과 하부 크레인(230)이 충돌할 가능성이 있다.
따라서 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 위와 같은 충돌을 방지하기 위해 상부 크레인(130)에 로드셀(LOAD CELL)이 포함되록 구성되고, 로드셀을 통해 적재물(L)의 하단의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)를 추정하고, 추정된 적재물(L)의 하단의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)와 갖거나 더 낮은 경우에, 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하도록 구성될 수 있다.
구체적인 예를 들면, 먼저 로드셀이 측정한 적재물(L)에 대한 압력을 제어부(400)로 전송하고, 제어부(400)는 로드셀이 측정한 적재물(L)에 대한 압력에 기초하여 적재물(L)의 하단의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)를 추정한다.
본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 공장에 적용되고, 복수의 층(레벨)을 갖는 크레인 시스템에 적용되기 때문에, 평면의 면적이 무한하게 넓은 적재물(L)은 적재가 불가능하고, 소정 면적 이내의 적재물(L)의 적재가 가능하다. 따라서 제어부(400)는 로드셀이 측정한 적재물(L)에 대한 압력에 비례하여 적재물(L)의 길이를 1차적으로 추정할 수 있고, 이 길이에 기초하여 적재물(L)의 하단의 위치(높이)를 2차적으로 추정할 수 있다.
그리고 필요에 따라 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 사용자가 제어부(400) 또는 사용자 단말기(700)를 통해 적재물(L)의 면적에 대한 정보를 입력하도록 구성될 수 있고, 제어부(400)는 이 면적에 대한 정보 및 로드셀이 측정한 적재물(L)에 대한 압력에 기초하여 적재물(L)의 길이를 1차적으로 추정할 수 있고, 이 길이에 기초하여 적재물(L)의 하단의 위치(높이)를 2차적으로 추정할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 상부 크레인(130)에 결합된 후크(132)의 위치가 하부 크레인(230)의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우라도, 상부 크레인(130)의 후크(132)에 적재된 적재물(L)의 하단의 위치(높이)가 하부 크레인(230)의 위치(높이)와 갖거나 더 낮은 경우에도 적재물(L)과 하부 크레인(230)의 충돌을 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 전후 이동 상태가 도시된 도면, 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 좌우 이동 상태가 도시된 도면이다.
도 10 및 도 11을 참고하면 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 하부 크레인은 월(Wall) 크레인으로 구성될 수 있다. 이와 같이 하부 크레인은 월(Wall) 크레인으로 구성되었을 때, 제어부(400)는 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어할 수 있다.
예를 들어 후크(132)에 적재물(L)이 적재된 상태{적재물(L)의 높이가 하부 크레인(230)의 높이보다 낮은 상태}에서 제어부(400)가 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치(ex.30cm) 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어할 수 있다.
또는 제어부(400)가 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치(ex.30cm) 이하인 경우, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 하부 크레인(230)의 제2 하부 이동축(220)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어할 수 있다.
그리고 필요에 따라 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 상부 이동축(110)에 복수 개의 상부 크레인(130)이 설치되어 운행될 수 있다. 이때 제1 상부 이동축(110)에 복수 개의 위치 센서(111)가 설치되고, 위치 센서(111)를 통해 측정되는 상부 크레인(130)의 위치를 감지할 수 있다.
본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 시스템은 하부 크레인이 월(Wall) 크레인으로 구성되었을 때, 상부 크레인(130)의 위치가 하부 크레인(230)과의 충돌을 피할 수 있는 위치에 있는 상태에서는 상부 크레인(130)의 이동을 유지시키도록 제어할 수 있다.
이때 상부 크레인(130)의 위치가 하부 크레인(230)과의 충돌을 피할 수 있는 위치에 있는 상태있는지에 대한 판단은 위치 센서(111) 또는 리미트 제어기를 통해 제어부(400)가 판단하도록 구성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 방법의 순서도이다. 도 12를 참고하면 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 방법은 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 상부 이동축(110); 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 상부 이동축(120); 제1 상부 이동축(110) 또는 제2 상부 이동축(120)을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 크레인(130); 제1 상부 이동축(110)의 하부에 이격되어 설치되되, 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 하부 이동축(210); 제2 상부 이동축(220)의 하부에 이격되어 설치되되, 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 하부 이동축(220); 제1 하부 이동축(210) 또는 제2 하부 이동축(220)을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하부 크레인(230);을 포함하는 크레인 충돌 방지 시스템을 이용한 크레인 충돌 방지 방법에 있어서, 공장 내의 벽(W)에 설치되는 상부 거리측정부(310)가 상부 크레인(130)과 벽(W) 사이의 거리를 측정하는 단계(S100); 공장 내의 벽(W)에 설치되는 하부 거리측정부가 하부 크레인과 벽(W) 사이의 거리를 측정하는 단계(S200); 제어부(400)가 상부 거리측정(310)부에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어하는 단계(S300);를 포함하여 구성될 수 있다.
S100 단계는 공장 내의 벽(W)에 설치되는 상부 거리측정부(310)가 상부 크레인(130)과 벽(W) 사이의 거리를 측정하는 단계이다. 이러한 측정을 통해 상부 거리측정부(310)가 상부 크레인(130)과 벽(W) 사이의 거리인 제1 거리를 측정할 수 있다.
S200 단계는 공장 내의 벽(W)에 설치되는 하부 거리측정부가 하부 크레인과 벽(W) 사이의 거리를 측정하는 이다. 이러한 측정을 통해 하부 거리측정부(320)가 하부 크레인(230)과 벽(W) 사이의 거리인 제2 거리를 측정할 수 있다.
S300 단계는 제어부(400)가 상부 거리측정(310)부에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어하는 단계이다.
예를 들어 S300 단계에서, 제어부(400)는 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치(ex.30cm) 이하인 경우, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키도록 제어할 수 있다. 제어부(400)는 상부 거리측정부(310)에서 측정된 제1 거리와 하부 거리측정부(320)에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치(ex.30cm) 이하인 경우, 상부 크레인(130)의 제2 상부 이동축(120)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 하부 크레인(230)의 제2 하부 이동축(220)에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 크레인 충돌 방지 방법은 서로 다른 이동축(레인)에 설치되는 상부 크레인(130) 및 하부 크레인(230)의 위치를 측정하고, 이 위치에 기초하여 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 정지시키거나, 상부 크레인(130) 또는 하부 크레인(230)을 기존 진행 방향의 반대 방향으로 진행하도록 제어함으로써 상부 크레인(130)에 적재된 적재물(L)과 하부 크레인(230)이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 제1 상부 이동축 120: 제2 상부 이동축
130: 상부 크레인 131: 와이어 로프
132: 후크 210: 제1 하부 이동축
220: 제2 하부 이동축 230: 하부 크레인
310: 상부 거리측정부 320: 하부 거리측정부
400: 제어부 500: 출력부
600: 무선통신부 700: 사용자 단말기

Claims (10)

  1. 공장 내에 설치되는 크레인 충돌 방지 시스템에 있어서,
    전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 상부 이동축;
    좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 상부 이동축;
    상기 제1 상부 이동축 또는 상기 제2 상부 이동축을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 상부 크레인;
    상기 제1 상부 이동축의 하부에 이격되어 설치되되, 전후 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제1 하부 이동축;
    상기 제1 상부 이동축의 하부에 이격되어 설치되되, 좌우 방향으로 크레인이 이동 가능하게 설치되는 제2 하부 이동축;
    상기 제1 하부 이동축 또는 상기 제2 하부 이동축을 따라 전후 방향 또는 좌우 방향으로 이동 가능하게 설치되는 하부 크레인;
    상기 공장 내의 벽에 설치되어 상기 상부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 상부 거리측정부;
    상기 공장 내의 벽에 설치되어 상기 하부 크레인과 상기 벽 사이의 거리를 측정하는 하부 거리측정부; 및
    상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상기 상부 크레인 또는 상기 하부 크레인을 정지시키도록 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 상부 크레인의 하단에 결합되는 와이어 로프;
    상기 와이어 로프 하단에 결합되는 후크; 및
    상기 상부 크레인에 내장되어 상기 와이어 로프의 권상을 제어하는 리미트 제어기;를 포함하며,
    상기 리미트 제어기는
    상기 와이어 로프가 권상된 정도를 기초로하여 상기 후크의 위치를 측정하며, 측정된 결과를 제어부로 송부하고,
    상기 상부 크레인에 로드셀이 포함되도록 구성되며,
    상기 로드셀이 측정한 적재물에 대한 압력을 상기 제어부로 전송하고, 상기 제어부는 상기 로드셀이 측정한 상기 적재물에 대한 압력에 기초하여 상기 적재물의 하단의 위치를 추정하며,
    상기 추정된 적재물의 하단의 위치가 상기 하부 크레인의 위치와 갖거나 더 낮은 경우에, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상기 상부 크레인의 상기 제2 상부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하인 경우, 상기 상부 크레인의 제2 상부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 상기 하부 크레인의 제2 하부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부 크레인의 이동 방향, 상기 하부 크레인의 이동 방향, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 거리 및 상기 하부 거리측정부에서 측정된 거리가 출력되는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부와 연결되는 무선통신부를 더 포함하고,
    상기 무선통신부는 사용자 단말기로 상기 상부 크레인의 이동 방향, 상기 하부 크레인의 이동 방향, 상기 상부 거리측정부에서 측정된 거리 및 상기 하부 거리측정부에서 측정된 거리를 전송하고,
    상기 사용자 단말기에 의해 상기 제어부가 제어되는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 상부 크레인에 결합된 후크의 위치가 상기 하부 크레인의 위치보다 더 높은 곳에 위치하는 경우, 상기 상부 크레인의 이동을 유지시키는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 상부 크레인에 결합된 후크의 위치가 상기 하부 크레인의 위치와 같거나 더 낮은 곳에 위치하는 경우,
    상기 상부 거리측정부에서 측정된 제1 거리와 상기 하부 거리측정부에서 측정된 제2 거리의 차이가 소정 수치 이하일 때, 상기 상부 크레인의 제2 상부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하거나, 상기 하부 크레인의 제2 하부 이동축에 따른 이동 방향을 반대 방향으로 진행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 리미트 제어기는 중추 리미트 스위치 또는 기어드 리미트 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 하부 크레인은 월(Wall) 크레인인 것을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 시스템.
  10. 삭제
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JPH07165387A (ja) * 1993-12-13 1995-06-27 Nisshin Steel Co Ltd 移動体の衝突防止装置
JP2002068669A (ja) * 2000-08-25 2002-03-08 Yaskawa Electric Corp 自動制御天井クレーンのリアルタイムスケジューリング方法および複数台天井クレーンの運行制御装置
JP2009274862A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Kawasaki Heavy Ind Ltd クレーンの干渉防止装置
KR100974946B1 (ko) 2009-12-29 2010-08-10 재단법인 광양만권 유아이티연구소 크레인 충돌 방지 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

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