KR102132528B1

KR102132528B1 - 장력 조정 장치

Info

Publication number: KR102132528B1
Application number: KR1020180072161A
Authority: KR
Inventors: 문병두; 김한별
Original assignee: 주식회사 네이블커뮤니케이션즈
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2020-07-09
Also published as: KR20200000187A

Abstract

본 발명은 장력 조정 장치에 관한 것으로, 자세하게, 장력 조정 장치는 센서와 반사판을 이용하여 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 지주에 고정된 반사판까지의 길이 및 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판까지의 길이를 측정함으로써, 지주에 연결되는 전차선의 장력이 일정하게 유지되고 있는지 여부를 모니터링할 수 있다.

Description

장력 조정 장치{TENSION ADJUSTING DEVICE}

아래의 설명은 장력 조정 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 온도 변화에 따라 달라지는 전차선의 장력 변화를 일정하게 조정하는 장력 조정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전차선을 조정하는 장치에는 자동식과 수동식이 있는데 온도변화에 따라 길이가 변화하는 전차선, 마모에 따른 탄성 신장으로 전차선의 장력에 영향을 주게 되어 그 결과 전차선의 집전 성능 약화와 더불어 전차선 단선 등의 위험이 발생하여 전기 운전에 지장을 주기 때문에 온도변화와 주위환경을 고려하여 자동으로 장력을 조정하는 자동식이 많이 쓰이고 있다.

전차선 장력을 자동으로 조정하는 장치에는 활차식, 도르레식(고속선), 스프링식이 있다. 활차식 자동장력조정장치는 활차의 원리를 응용한 것으로 활차부에 각각 와이어로프를 감아 걸어 내린 것이다. 활차식 자동장력조정장치은 설비가 간단하고 유지보수가 편리하여 가장 많이 설치되었다.

그러나, 활차식 자동장력조정장치는 전차선의 단선시 조가선 장력 부담이 너무 커지게 되어 허용 인장 강도가 부족해지고 온도 변화에 따른 불안정성과 활차 내부 베어링 부분에서 부식이 발견되는 문제점이 존재한다.

또한, 관리자는 활차식 자동장력조정장치를 순회하면서 순회점검결과(온도와 눈금자값)를 기록 관리하고 있으나, 관리가 잘 안 되고 있는 실정이며, 시설물을 과학적으로 관리하기 위해서는 일, 월, 년 단위의 데이터 기록관리 및 변화상태 분석이 필요하지만, 현실적으로 어려운 상황이다.

따라서, 상술한 문제점을 해결하면서 전차선의 장력 변화를 보다 체계적으로 관리할 수 있는 방법이 요구된다.

본 발명은 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화를 감지하는 장력 조정 장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화를 감지하면, 표준 온도 기반의 활차비에 따라 전차선의 장력을 일정하게 조정하는 장력 조정 장치를 제공할 수 있다.

일실시예에 따른 장력 조정 장치는 선로를 따라 설치된 지주에 연결되는 전차선; 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에 고정되어, 전차선이 감겨지는 활차 장치; 활차 장치와 와이어 로프로 연결되고, 상기 전차선의 장력을 조절하는 장력추; 활차 장치 및 장력추에 각각 고정되는 센서; 장력추에 고정된 센서로부터 수직 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제1 반사판; 및 인류 구간 내 전차선에 고정되며, 상기 활차 장치에 고정된 센서로부터 수평 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제2 반사판을 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 활차 장치는 전차선에 의해 양 방향으로 회전이 가능할 수 있다.

일실시예에 따른 장력추는 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창(linear expansion)에 의한 전차선의 장력 변화에 따라 상하 이동을 수행할 수 있다.

일실시예에 따른 센서는 장력추에 고정되는 경우, 자석에 의해 장력추의 하단에 고정되며, 신호를 제1 반사판이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 상기 제1 반사판으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

일실시예에 따른 센서는 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 제1 반사판까지의 길이를 측정하기 위해, 송신부를 통해 제1 반사판으로 신호를 송신하고, 수신부를 통해 제1 반사판에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다.

일실시예에 따른 제1 반사판은 지주가 설치된 지면으로부터 일정 거리로 이격된 높이에서 상기 지주의 일 부분에 고정될 수 있다.

일실시예에 따른 제1 반사판은 장력추의 하단에 고정된 센서와 수직 방향의 일직선 상에 배치되어, 센서에서 출력된 신호를 반사시킬 수 있다.

일실시예에 따른 센서는 활차 장치에 고정되는 경우, 인류 구간의 방향으로 상기 활차 장치의 측면에 고정되며, 신호를 제2 반사판이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 상기 제2 반사판으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

일실시예에 따른 센서는 지주에 연결되는 전차선에 고정되는 제2 반사판에 수직이 되도록 센서의 방사 방향이 조정될 수 있다.

일실시예에 따른 센서는 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 제2 반사판까지의 길이를 측정하기 위해, 송신부를 통해 제2 반사판으로 신호를 송신하고, 수신부를 통해 제2 반사판에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다.

일실시예에 따른 센서는 활차 장치의 일 구분과 결합되기 위한 고정 클립; 고정 클립과 평면상에 꺽쇠 형태로 고정되는 프레임; 및 프레임과 연결되는 고정구를 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 반사판은 센서에서 출력된 신호를 복수의 방향에서 반사시킬 수 있는 난반사 현상이 발생되는 구조로 형성될 수 있다.

일실시예에 따른 반사판은 전차선에 고정될 수 있는 고정 기구와 연결되고, 고정 기구는, 장력추의 무게에 따라 다르게 고정되는 복수의 체결구를 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 장력 조정 장치는 온도 변화에 따른 전차선의 흐름을 방지하기 위해 장력추의 무게와 전차선의 장력 간의 일정 범위 내 활차비가 유지되도록 조절할 수 있다.

일실시예에 따른 장력 조정 시스템은 센서 및 반사판을 이용하여 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이를 측정하는 장력 조정 장치; 및 장력 조정 장치의 센서 및 반사판에 의해 수집된 신호를 중앙 서버에 전달하는 통신 디바이스를 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 장력 조정 장치는 선로를 따라 설치된 지주에 연결되는 전차선; 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에 고정되어, 전차선이 감겨지는 활차 장치; 활차 장치와 와이어 로프로 연결되고, 상기 전차선의 장력을 조절하는 장력추; 활차 장치 및 장력추에 각각 고정되는 센서; 장력추에 고정된 센서로부터 수직 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제1 반사판; 및 활차 장치에 고정된 센서로부터 수평 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제2 반사판을 포함할 수 있다.

일실시예에 따른 통신 디바이스는 저전력 광역 통신망(LPWAN: Low-Power Wide-Area Network)을 기반으로 중앙 서버로 장력 조정 장치로부터 측정된 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이를 전달하는 레인온도 측정시스템.

일실시예에 따른 중앙 서버는 복수의 지주에 고정된 통신 디바이스로부터 장력 조정 장치를 통해 측정된 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이를 각각 전달받고, 각각 전달된 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이로부터 지주에 연결되는 전차선의 장력이 일정하게 유지되고 있는지 여부를 모니터링할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 장력 조정 장치는 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화를 감지할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 장력 조정 장치는 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화를 감지하면, 표준 온도 기반의 활차비에 따라 전차선의 장력을 일정하게 조정할 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 장력 조정 장치의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 지주에 고정된 반사판까지의 길이를 측정하는 세부 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판까지의 길이를 측정하는 세부 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 활차 장치에 고정되는 센서의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 인류 구간의 평행 크레비스에 고정되는 반사판의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 장력 조정 장치에서 측정된 각 길이를 나타낸 그래프이다.
도 7은 일실시예에 따른 통신 디바이스를 통해 장력 조정 장치에서 측정한 신호를 중앙서버에 전달하는 일련의 과정을 도시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 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 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 일실시예에 따른 장력 조정 장치의 전체 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참고하면, 장력 조정 장치는 온도 변화에 따라 달라지는 전차선의 장력 변화를 감지하고, 감지한 전차선의 장력 변화에 따라 전차선의 장력을 일정하게 조정할 수 있다. 이를 위해, 장력 조정 장치는 활차 장치(107), 장력추(106), 센서(103), (101), 반사판(102), (104)을 포함할 수 있다.

본 발명은 온도 변화에 따라 달라지는 전차선의 장력 변화를 감지하기 위하여 센서(103), (101), 반사판(102), (104)를 활용할 수 있다. 그리고, 본 발명은 장력 조정 장치 내 센서(103), (101), 반사판(102), (104)이 배치되는 위치에 따라 전차선의 장력 변화에 의한 1) 장력추의 하단에서부터 지주에 고정된 반사판까지의 길이 및 2) 활차 장치에서부터 인류 구간 내 고정 크래비스에 고정된 반사판까지의 길이를 각각 측정할 수 있다.

자세하게, 본 발명은 센서(103), (101), 반사판(102), (104)를 장력 조정 장치의 A 영역과 B 영역에 각각 설치하고, 각 위치에서 온도 변화에 따른 서로 다른 전차선의 장력 변화를 감지할 수 있다. 이때, 장력 조정 장치의 A 영역과 B 영역에서 감지되는 전차선의 장력 변화는 장력 조정 장치에 기 설정되는 활차비에 따라 변할 수 있다. 일례로, 활차비는 1 : 4 또는 1 : 3 으로 설정될 수 있으며, 장력추와 연결된 와이어에 걸리는 힘의 크기가 '1'만큼 신축되었다면, 인류 구간의 전차선에 걸리는 힘의 크기는 활차비에 따라 '4'만큼 신축될 수 있다.

결국, 본 발명은 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화를 감지하기 위해 장력 조정 장치의 A 영역과 B 영역에 각각 설치된 센서(103), (101), 반사판(102), (104)를 설치할 수 있다. 그리고, 본 발명은 A 영역과 B 영역에 각각 설치된 센서(103), (101), 반사판(102), (104)를 이용하여 전차선의 장력 변화에 따른 길이를 각각 측정할 수 있다. 각 영역에서 전차선의 장력 변화에 따른 길이를 측정하는 방법은 다음과 같다.

① A 영역(Y 길이)

장력 조정 장치는 선로를 따라 설치된 지주에 설치될 수 있다. 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에는 전차선이 감겨지는 활차 장치(107)가 고정될 수 있다. 활차 장치(107)는 회전축을 기반으로 아랫 방향으로 장력축(106)과 연결될 수 있다. 여기서, 장력축(106)은 활차 장치(107)와 와이어 로프로 연결되고, 전차선의 장력을 조절할 수 있다.

센서(101)는 장력축(106)의 하단에 고정될 수 있다. 이때, 센서(101)는 자석에 의해 장력축(106)의 하단에 고정될 수 있으며, 신호를 반사판(102)이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 반사판(102)으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

반사판(102)은 센서(101)과 수직 방향의 일직선 상에 배치되며, 지주가 설치된 지면으로부터 일정 거리로 이격된 높이에서 상기 지주의 일 부분에 고정될 수 있다.

센서(101)는 반사판(102)에 신호를 송신하고, 반사판(102)에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다. 이때, 센서(101)가 고정된 장력축(106)은 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창(linear expansion)에 의해 상하 이동을 수행할 수 있으며, 센서(101)는 장력축(106)의 상하 이동에 의해 위치가 이동된 지점에서 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다. 이를 통해, 장력 조정 장치는 장력추(106)의 하단에서부터 반사판(102)까지의 길이(Y길이)를 측정하기 위한 정보를 센싱할 수 있다.

이때, 센서(101)는 장력축(106)의 상단에 고정된 통신 디바이스(105)와 케이블로 연결될 수 있으며, 센싱된 정보는 통신 디바이스(105)를 통해 중앙 서버에 전달될 수 있다.

② B 영역(A 길이)

장력 조정 장치는 선로를 따라 설치된 지주에 설치될 수 있다. 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에는 전차선이 감겨지는 활차 장치(107)가 고정될 수 있다. 센서(103)는 활차 장치(107)의 측면에 고정될 수 있다. 이때, 센서(103)는 활차 장치의 측면으로 센서(103)를 고정할 수 있는 고정 프라켓에 의해 고정될 수 있다. 센서(103)는 신호를 반사판(104)이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 반사판(104)으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

반사판(104)은 인류 구간 내 전차선에 고정되며, 상기 활차 장치에 고정된 센서로부터 수평 방향으로 출력된 신호를 반사할 수 있다.

센서(103)는 반사판(102)에 신호를 송신하고, 반사판(104)에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다. 이때, 반사판(104)은 난반사 현상이 발생되는 구조를 가짐에 따라, 센서(103)에서 송신된 신호의 각도와 무관하게 다양한 방향에서 송신된 신호를 반사시킬 수 있다. 이를 통해, 장력 조정 장치는 활차 장치(107)에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판(104)까지의 길이(A길이)를 측정하기 위한 정보를 센싱할 수 있다.

이때, 센서(103)는 통신 디바이스를 센서에서 센싱된 신호를 중앙 서버에 전달될 수 있다.

중앙 서버는 지주에 고정된 센서(101) 및 센서(103)로부터 각각의 위치에서 센싱한 신호를 전달할 수 있으며, 전달된 신호를 기반으로 지주에 연결되는 전차선의 장력이 일정하게 유지되고 있는지 여부를 모니터링할 수 있다.

도 2는 일실시예에 따른 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 지주에 고정된 반사판까지의 길이를 측정하는 세부 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참고하면, 장력 조정 장치는 선로를 따라 설치된 지주에 설치될 수 있다. 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에는 전차선이 감겨지는 활차 장치가 고정될 수 있다. 활차 장치는 회전축을 기반으로 아랫 방향으로 장력축(203)과 연결될 수 있다. 여기서, 장력축(203)은 활차 장치와 와이어 로프로 연결되고, 전차선의 장력을 조절할 수 있다.

센서(201)는 장력축(203)의 하단에 고정될 수 있다. 이때, 센서(201)는 자석에 의해 장력축(203)의 하단에 고정될 수 있으며, 신호를 반사판(202)이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 반사판(202)으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

반사판(202)은 센서(201)과 수직 방향의 일직선 상에 배치되며, 지주가 설치된 지면으로부터 일정 거리로 이격된 높이에서 지주의 일 부분에 고정될 수 있다.

센서(201)는 반사판(202)에 신호를 송신하고, 반사판(202)에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다. 이때, 센서(201)가 고정된 장력축(203)은 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창(linear expansion)에 의해 상하 이동을 수행할 수 있으며, 센서(201)는 장력축(106)의 상하 이동에 의해 위치가 이동된 지점에서 신호에 대한 송수신을 수행할 수 있다.

자세하게, 도 2의 (a)를 살펴보면, 장력축(203)은 온도 변화에 따라 전차선이 팽창함에 따라, 전차선에 가해지는 힘의 크기가 줄어듬에 따라 하행 운동을 수행할 수 있다. 즉, 장력축(203)은 장력축(203)과 연결된 전차선이 늘어짐에 따라 반사판(202)이 위치한 아랫 방향으로 위치가 이동할 수 있다.

장력축(203)의 하단에 고정된 센서(201)와 반사판(202)은 d1 길이를 가지며, 본 발명은 전차선의 팽창에 의한 장력축(203)의 하단에 고정된 센서(201)와 반사판(202)간의 d1 길이를 측정하기 위하여 센서가 반사판(202)으로 신호를 출력하고, 반사판(202)은 입사된 신호를 반사시킴으로써, 신호의 차를 이용한 d1 길이를 측정할 수 있다.

도 2의 (b)를 살펴보면, 장력축(203)은 온도 변화에 따라 전차선이 팽창함에 따라, 전차선에 가해지는 힘의 크기가 커짐에 따라 상행 운동을 수행할 수 있다. 즉, 장력축(203)은 장력축(203)과 연결된 전차선이 줄어듬에 따라 장력축(203)의 기준 위치 또는 현재의 위치보다 위쪽으로 위치가 이동할 수 있다.

이에, 장력축(203)의 하단에 고정된 센서(201)와 반사판(202)은 d2 길이를 가지며, 본 발명은 전차선의 팽창에 의한 장력축(203)의 하단에 고정된 센서(201)와 반사판(202)간의 d2 길이를 측정하기 위하여 센서가 반사판(202)으로 신호를 출력하고, 반사판(202)은 입사된 신호를 반사시킴으로써, 신호의 차를 이용한 d2 길이를 측정할 수 있다.

즉, 본 발명은 온도 변화에 따라 달라지는 전차선의 장력에 대응하여 장력추(203)의 위치가 이동함에 따라 장력추(203)와 반사판(101)의 길이를 예측하기 위한 신호를 센싱할 수 있다. 또한, 센싱한 신호는 통신 디바이스(204)를 통해 중앙 서버로 전달됨으로써, 각 지주에 고정된 장력 조정 장치의 전차선의 장력 상태를 실시간으로 모니터링이 가능할 수 있다.

이를 통해, 장력 조정 장치는 장력추(106)의 하단에서부터 반사판(202)까지의 길이(Y길이)를 측정하기 위한 정보를 센싱할 수 있다.

이때, 센서(201)는 장력축(106)의 상단에 고정된 통신 디바이스(105)와 케이블로 연결될 수 있으며, 센싱된 정보는 통신 디바이스(105)를 통해 중앙 서버에 전달될 수 있다.

도 3은 일실시예에 따른 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판까지의 길이를 측정하는 세부 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참고하면, 장력 조정 장치는 선로를 따라 설치된 지주에 설치될 수 있다. 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에는 전차선이 감겨지는 활차 장치가 고정될 수 있다. 센서(301)는 활차 장치의 측면에 고정될 수 있다. 이때, 센서(301)는 활차 장치의 측면으로 센서(301)를 고정할 수 있는 고정 프라켓에 의해 고정될 수 있다. 센서(301)는 신호를 반사판(302)이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 반사판(302)으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성될 수 있다.

반사판(302)은 인류 구간 내 전차선에 고정되며, 상기 활차 장치에 고정된 센서로부터 수평 방향으로 출력된 신호를 반사할 수 있다.

센서(301)는 반사판(302)에 신호를 송신하고, 반사판(302)에 의해 반사된 신호를 수신할 수 있다. 이때, 반사판(302)은 난반사 현상이 발생되는 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 반사판(302)은 센서(301)에서 송신된 신호의 각도와 무관하게 다양한 방향에서 송신된 신호를 반사시킬 수 있다.

자세하게, 인류 구간에서 전차선은 온도 변화에 따른 장력이 변화되면, 인류 구간 내 활자 형태로 늘어지게 된다. 센서(301)는 활차 장치의 측면에 고정된 상태에서 수평 방향의 일직선 상으로 신호를 송신시킬 수 있다. 이때, 전차선은 반사판(302)이 고정된 상태에서 활자 형태로 늘어짐에 따라 반사판(302)의 위치가 센서(301)와의 수평 방향의 일직선 상에 존재하지 않은 경우가 발생할 수 있다. 즉, 반사판(302)은 인류 구간의 정차선의 장력 변화에 따라 센서(301)로부터 송신된 신호를 반사하지 못하거나, 센서(301)가 위치하지 않은 방향으로 신호를 반사시킬 수 있다.

이에, 본 발명은 다양한 방향에서 센서(301)로부터 송신된 신호를 반사시킬 수 있도록 난반사 현상이 발생되는 구조를 갖는 반사판(302)를 포함할 수 있다. 센서(301)는 반사판(302)으로부터 반사된 신호를 수신할 수 있다.

즉, 본 발명은 온도 변화에 따른 인류 구간 내 전차선의 장력 변화에 따른 반사판(302)의 위치가 이동됨에 따른 활차 장치와 반사판(302)의 길이를 예측하기 위한 신호를 센싱할 수 있다. 또한, 센싱한 신호는 통신 디바이스(204)를 통해 중앙 서버로 전달됨으로써, 각 지주에 고정된 장력 조정 장치의 전차선의 장력 상태를 실시간으로 모니터링이 가능할 수 있다.

도 4는 일실시예에 따른 활차 장치에 고정되는 센서의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 4의 (a)를 참고하면, 반사판의 일면에는 인류 구간의 평행 크레비스에 고정될 수 있는 고정 기구와 연결될 수 있다. 고정 기구는, 장력추의 무게에 따라 다르게 고정되는 복수의 체결구를 포함할 수 있다. 다시 말해, 장력 조정 장치는 용도에 따라 2톤 또는, 3톤의 장력추와 연결될 수 있으며, 장력추의 무게를 지지할 수 있는 부속품들과 결합됨으로써, 온도 변화에 따른 전차선의 장력을 일정한 상태로 유지시킬 수 있다.

이에 따라, 반사판의 고정 기구도 장력추의 무게에 적합하게 제작된 체결구로 연결되어야 한다. 따라서, 본 발명은 2톤용 / 3톤용에 해당하는 각각의 체결구를 포함하고, 인류 구간의 평행 크레비스에 고정될 수 있다. 여기서, 체결구는 장력추의 무게에 따라 2톤용 및 3톤용으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4의 (b)를 참고하면, 반사판은, 센서에서 출력된 신호를 복수의 방향에서 반사시킬 수 있는 난반사 현상이 발생되는 구조로 형성될 수 있다. 다시 말해, 반사판은 난반사 현상이 발생되는 구조를 가짐에 따라, 센서에서 송신된 신호의 각도와 무관하게 다양한 방향에서 송신된 신호를 반사시킬 수 있다.

일례로, 반사판은 신호를 반사시킬 수 있는 재질의 격자 구조로 배열된 판으로 철사로 뜬 그물 모양의 철망 일 수 있다.

도 5는 일실시예에 따른 인류 구간의 평행 크레비스에 고정되는 반사판의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 살펴보면, 센서는 활차 장치에 고정되는 경우, 인류 구간의 방향으로 활차 장치의 측면에 고정될 수 있다. 여기서, 센서는 고정 프라켓에 의해 활차 장치의 측면에 고정될 수 있다.

고정 프라켓(500)은 고정 클립(501), 프레임(502), 고정구(503)를 포함할 수 있으며, 고정 클립(501)은 활차 장치의 일 구분과 결합시킬 수 있다. 프레임(502)은 고정 클립(501)과 평면상에 꺽쇠 형태로 고정되며, 지주로부터 센서를 지지하기 위한 기기일 수 있다. 프레임(502)의 일면은 센서를 장착하기 위한 고정구(503)가 배치될 수 있다.

센서는 고정 프라켓(500)에 의해 활차 장치의 측면에 고정됨으로써, 활차 장치를 구성하는 소활차에 반사되어 거리 측정이 이루어지지 않은 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 본 발명은 고정 프라켓(500)을 이용하여 센서가 소활차보다 앞에 위치할 수 있도록 센서의 위치를 고정시켜 줌으로써, 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판으로부터 반사된 신호를 보다 정확하게 수신할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 프레임(502)의 다른 일면(504)은 중앙 서버로 신호를 전달하는 통신 디바이스가 고정될 수 있다. 다시 말해, 고정 프라켓(500)은 통신 디바이스와 센서를 활차 장치의 측면에 고정시키기 위한 기구일 수 있다.

도 6은 일실시예에 따른 장력 조정 장치에서 측정된 각 길이를 나타낸 그래프이다.

도 6의 (a)의 그래프는 전차선의 장력 변화에 따른 Y길이의 변화를 나타낸 도표이다. 전차선의 장력 변화에 따른 Y길이는 통신 디바이스로부터 장력 조정 장치가 센싱한 신호로부터 결정될 수 있다. 자세하게, 장력 조정 장치가 센싱한 신호는 센서가 반사판으로 신호를 출력한 시간 및 반사판으로부터 반사된 신호를 수신한 시간을 포함할 수 있다.

중앙 서버는 센서가 반사판으로 신호를 출력한 시간 및 반사판으로부터 반사된 신호를 수신한 시간의 차를 이용하여 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 지주에 고정된 반사판까지의 길이를 측정할 수 있다. 본 발명은 다음을 참고하여 길이를 측정할 수 있다.

1. Ultrasonic velocity in air , V=331.6 + 0.6t (t=Temperature in air)

2. Sensor module circuit delay time : 1,102[μS]

3. T(real time)= TRX transit time data - 1,102[μS]

4. Distance [m]=(V X T)/2

중앙 서버는 전차선의 장력 변화에 영향을 미치는 대기 온도를 추가적으로 수집할 수 있다. 그리고, 중앙 서버는 전차선의 장력 변화에 따른 Y길이 및 대기 온도를 그래프에 표시함으로써, 전차선의 장력이 일정한 비율로 유지되고 있는지를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 또한, 중앙 서버는 Y길이에 따른 1차 주의, 2차 주의, 경고 등으로 전차선의 장력 상태를 구분할 수 있다.

도 6의 (b)의 그래프는 전차선의 장력 변화에 따른 Y길이의 변화 및 A길이의 변화를 나타낸 도표이다. 전차선의 장력 변화에 따른 Y길이의 변화 및 A길이는 장력 추정 장치의 서로 다른 위치에서 전차선의 장력 변화에 따라 센서가 센싱한 신호로부터 결정될 수 있다.

중앙 서버는 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 반사판까지의 길이(Y길이) 및 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판까지의 길이(A길이)를 각각 결정할 수 있다.

도 7은 일실시예에 따른 통신 디바이스를 통해 장력 조정 장치에서 측정한 신호를 중앙서버에 전달하는 일련의 과정을 도시한 도면이다.

본 발명은 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화에 따른 장력추의 하단에서부터 지주에 고정된 반사판까지의 길이 및 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 반사판까지의 길이를 측정할 수 있다.

통신 디바이스(701)는 장력 조정 장치에서 측정한 신호를 중앙서버에 전달할 수 있다. 통신 디바이스(701)는 저전력 광역 통신망을 기반으로 통신 디바이스(701)와 연결된 기지국(702)에 장력 조정 장치에서 측정한 신호를 전달할 수 있다. 그리고, 장력 조정 장치에서 측정한 신호는 기지국(702)을 거쳐 전차선의 장력을 관리하는 중앙 서버(703)에 저장될 수 있다.

중앙 서버(703)는 복수의 통신 디바이스로부터 전달된 신호를 이용하여 장력 조정 장치의 각 위치에서의 Y길이 및 A 길이를 측정하고, 측정된 Y길이 및 A길이로부터 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화를 연속적이면서 광범위하게 저장/관리/표시할 수 있다.

이러한 정보는 어플리케이션(704, APP) 또는 인터넷(705,WEB)을 통해 관리자 또는 운전자에게 실시간으로 전차선의 장력 상태를 제공될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

101, 103: 센서
102, 104: 반사판
105: 통신 디바이스
106: 장력추
107: 장력 장치

Claims

장력 조정 장치에 있어서,
선로를 따라 설치된 지주에 연결되는 전차선;
상기 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에 고정되어, 전차선이 감겨지는 활차 장치;
상기 활차 장치와 와이어 로프로 연결되고, 상기 전차선의 장력을 조절하는 장력추;
상기 활차 장치 및 장력추에 각각 고정되는 센서;
상기 장력추에 고정된 센서로부터 수직 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제1 반사판; 및
상기 인류 구간 내 전차선의 평행 크레비스에 고정되며, 상기 활차 장치에 고정된 센서로부터 수평 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제2 반사판
를 포함하고,
상기 활차 장치에 고정되는 센서는,
상기 인류 구간의 방향으로 활차 장치의 측면에 고정 가능한 고정 프라켓에 의해, 활차 장치를 구성하는 소활차보다 앞에 위치하도록 센서의 위치가 고정되며,
상기 제2 반사판은,
온도 변화에 따라 상기 인류 구간 내 전차선이 활자 형태로 늘어지는 정도에 대응하여 활차 장치에 고정되는 센서와 일직선상의 수평 방향 또는, 수평 방향과 상이한 방향으로 위치의 이동이 가능하며,
상기 수평 방향 또는, 상이한 방향으로 위치가 이동한 상태에서, 센서로부터 출력된 신호를 반사시킬 수 있도록 난반사 현상이 발생되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 활차 장치는,
상기 전차선에 의해 양 방향으로 회전이 가능한 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 장력추는,
온도 변화에 따른 전차선의 선팽창(linear expansion)에 의한 전차선의 장력 변화에 따라 상하 이동을 수행하는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는,
상기 장력추에 고정되는 경우, 자석에 의해 장력추의 하단에 고정되며,
신호를 제1 반사판이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 상기 제1 반사판으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성되는 장력 조정 장치.
제4항에 있어서,
상기 센서는,
상기 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 장력추의 하단에서부터 제1 반사판까지의 길이를 측정하기 위해,
상기 송신부를 통해 제1 반사판으로 신호를 송신하고, 수신부를 통해 제1 반사판에 의해 반사된 신호를 수신하는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 반사판은,
상기 지주가 설치된 지면으로부터 일정 거리로 이격된 높이에서 상기 지주의 일 부분에 고정되는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 반사판은,
상기 장력추의 하단에 고정된 센서와 수직 방향의 일직선 상에 배치되어, 센서에서 출력된 신호를 반사시키는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는,
상기 활차 장치에 고정되는 경우, 상기 인류 구간의 방향으로 상기 활차 장치의 측면에 고정되며,
신호를 제2 반사판이 위치한 방향으로 송신하는 송신부와 상기 제2 반사판으로부터 반사된 신호를 수신하는 수신부로 구성되는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는,
상기 지주에 연결되는 전차선에 고정되는 제2 반사판에 수직이 되도록 센서의 방사 방향이 조정되는 장력 조정 장치.
제8항에 있어서,
상기 센서는,
상기 전차선의 장력 변화에 따라 변화하는 활차 장치에서부터 인류 구간의 평행 크레비스에 고정된 제2 반사판까지의 길이를 측정하기 위해,
상기 송신부를 통해 제2 반사판으로 신호를 송신하고, 수신부를 통해 제2 반사판에 의해 반사된 신호를 수신하는 장력 조정 장치.
제8항에 있어서,
상기 센서는,
고정 프라켓에 의해 활차 장치의 측면에 고정될 수 있으며,
상기 고정 프라켓은,
상기 활차 장치의 일 구분과 결합되기 위한 고정 클립;
상기 고정 클립과 평면상에 꺽쇠 형태로 고정되는 프레임; 및
상기 프레임과 연결되는 고정구
를 포함하는 장력 조정 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 반사판은,
상기 센서에서 출력된 신호를 복수의 방향에서 반사시킬 수 있는 난반사 현상이 발생되는 구조로 형성되는 장력 조정 장치.
제8항에 있어서,
상기 제2 반사판은,
상기 전차선에 고정될 수 있는 고정 기구와 연결되고,
상기 고정 기구는,
상기 장력추의 무게에 따라 다르게 고정되는 복수의 체결구를 포함하는 장력 조정 장치.
제1항에 있어서,
상기 장력 조정 장치는,
온도 변화에 따른 전차선의 흐름을 방지하기 위해 장력추의 무게와 전차선의 장력 간의 일정 범위 내 활차비가 유지되도록 조절하는 장력 조정 장치.
센서 및 반사판을 이용하여 온도 변화에 따른 전차선의 선팽창에 의한 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이를 측정하는 장력 조정 장치; 및
상기 장력 조정 장치의 센서 및 반사판에 의해 수집된 신호를 중앙 서버에 전달하는 통신 디바이스
을 포함하고,
상기 장력 조정 장치는,
선로를 따라 설치된 지주에 연결되는 전차선;
상기 전차선의 인류 구간에 설치된 지주의 상단에 고정되어, 전차선이 감겨지는 활차 장치;
상기 활차 장치와 와이어 로프로 연결되고, 상기 전차선의 장력을 조절하는 장력추;
상기 활차 장치 및 장력추에 각각 고정되는 센서;
상기 장력추에 고정된 센서로부터 수직 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제1 반사판; 및
상기 활차 장치에 고정된 센서로부터 수평 방향으로 출력된 신호를 반사하는 제2 반사판
을 포함하며,
상기 활차 장치에 고정되는 센서는,
상기 인류 구간의 방향으로 활차 장치의 측면에 고정 가능한 고정 프라켓에 의해, 활차 장치를 구성하는 소활차보다 앞에 위치하도록 센서의 위치가 고정되며,
상기 제2 반사판은,
온도 변화에 따라 상기 인류 구간 내 전차선이 활자 형태로 늘어지는 정도에 대응하여 활차 장치에 고정되는 센서와 일직선상의 수평 방향 또는, 수평 방향과 상이한 방향으로 위치의 이동이 가능하며,
상기 수평 방향 또는, 상이한 방향으로 위치가 이동한 상태에서, 센서로부터 출력된 신호를 반사시킬 수 있도록 난반사 현상이 발생되는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 장력 조정 시스템.
삭제
제15항에 있어서,
상기 통신 디바이스는,
저전력 광역 통신망(LPWAN: Low-Power Wide-Area Network)을 기반으로 중앙 서버로 장력 조정 장치로부터 측정된 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이를 전달하는 장력 조정 시스템.
제15항에 있어서,
상기 중앙 서버는,
복수의 지주에 고정된 통신 디바이스로부터 장력 조정 장치를 통해 측정된 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이를 각각 전달받고,
각각 전달된 전차선의 장력 변화에 따라 변화되는 길이로부터 지주에 연결되는 전차선의 장력이 일정하게 유지되고 있는지 여부를 모니터링하는 장력 조정 시스템.