KR102193818B1 - 스마트 마그네트 리프트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 마그네트 리프트 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 번의 전류 인가에 의하여 자력의 온-오프가 이루어지되, 계속적으로 전류가 인가되지 않아도 자력이 유지되며, 일반적인 겐트리 크레인에도 쉽게 적용이 가능한 스마트 마그네트 리프트 시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 겐트리 크레인의 훅에 설치가 가능한 마그네트 리프트에 있어서, 상기 마그네트 리프트는, 지지부; 상기 지지부 하부에 결합되고, 인가되는 전류에 의해 자력의 발생여부가 전환되는 흡착부; 상기 지지부에 일체형으로 결합되고, 상기 흡착부에 전류가 인가되게 하는 제어부; 및 상기 제어부에 전류인가 신호를 송신하는 조작부로 이루어진 것을 기술적 요지로 한다.

Description

스마트 마그네트 리프트 시스템{Smart magnet lift system}

본 발명은 스마트 마그네트 리프트 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 번의 전류 인가에 의하여 자력의 온-오프가 이루어지되, 계속적으로 전류가 인가되지 않아도 자력이 유지되며, 일반적인 겐트리 크레인에도 쉽게 적용이 가능한 스마트 마그네트 리프트 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 조선업이나 자동차산업, 철강업 등 강재를 이용하는 분야에서는 강재의 이동을 위한 장치가 다수 구비되어 있다.

강재의 이동을 위하여 흔히 클램프(Clamp)를 이용하여 강재를 결속하여 이동하는 클램핑 방식과, 자성체인 강재의 특성을 이용하여 자석을 이용하여 흡착하여 이동하는 마그네트(Magnet) 방식이 이용된다.

클램핑 방식은 평판 강재에 결합시 두께 방향으로 클램프를 체결하여야 하는 어려움이 있고, 특히 강관과 같은 경우에는 클램프를 체결할 수 없는 단점이 있다.

마그네트 방식은 평판 강재의 면에 결합이 가능하고, 강관의 경우에도 자력에 의하여 결합이 가능하여 클램핑 방식의 단점이 보완 가능한 바, 자성체인 강재의 이동 작업에 더욱 널리 이용되고 있다.

마그네트 방식은 다시 영구자석을 이용하는 방식과 전자석을 이용하는 방식으로 구분할 수 있는데, 영구자석을 이용하는 방식은 작업자가 일일이 마그네트에 접근하여 자력의 온-오프(On-off)를 위한 조작이 필요한 문제점이 있어, 작업자의 피로도나 안전확보를 위하여 이격된 장소에서 스위치 조작으로 전류를 인가함으로써 자력의 온-오프가 가능한 전자석 방식이 선호된다.

그러나, 작업의 편의를 위하여 이용되는 전자석 마그네트는 사용시 전력의 소모가 많다는 점과 기존에 구비되어 있는 겐트리 크레인(Gantry crane)에 추가적인 설비가 더 구비되어야 하는 단점이 있다.

상세하게는, 전자석을 이용한 마그네트 방식에서는 강재의 이동시 자력의 단절을 방지하기 위하여 전자석에 자력이 지속적으로 인가되도록 전류를 안정적으로 공급하는 설비와, 불측의 전력 단절에도 비상 전력을 공급하여 낙하 사고를 방지하기 위한 안전 설비가 구비되어야 한다.

그라나 이러한 설비를 구비하는데 소요되는 비용과 설치하는 작업시 발생되는 작업 공백 등의 요인으로 인하여, 기존의 겐트리 크레인만 보유하는 작업장에는 마그네트 리프트의 적용이 잘 되지 않고 있었다.

KR 10-1823228 B1 KR 10-0622057 B1

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 한 번의 전류인가에 의하여 자력의 온-오프가 이루어지며 자력의 유지가 가능하여 전력의 소모를 낮추되, 이동 시 전력이 단절되어도 흡착력이 유지되며, 기존의 설비인 겐트리 크레인에 용이하게 설치가 가능한 스마트 마그네트 리프트 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템은 겐트리 크레인의 훅에 설치가 가능한 마그네트 리프트에 있어서, 상기 마그네트 리프트는, 지지부; 상기 지지부 하부에 결합되고, 인가되는 전류에 의해 자력의 발생여부가 전환되는 흡착부; 상기 지지부에 일체형으로 결합되고, 상기 흡착부에 전류가 인가되게 하는 제어부; 및 상기 제어부에 전류인가 신호를 송신하는 조작부로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 흡착부는 영전자석으로 구성되되, 상기 제어부로부터 전류의 매 인가시 자력의 발생여부가 전환되는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 조작부는 패치형으로 탈착이 가능한 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 조작부와 상기 제어부는 무선통신신호를 송수신하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부와 상기 조작부는 상기 흡착부가 복수개 구비시 상기 흡착부를 개별로 제어하거나 통합하여 제어하도록 선택적 적용이 가능한 것을 기술적 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

먼저, 한 번의 전류가 인가되어도 자력의 온-오프가 가능하여 강재의 이동시 전력의 소모가 발생하지 않게 되어, 궁극적으로 생산단가를 절감할 수 있게 된다.

또한, 전류를 지속적으로 공급하도록 유지하는 장비를 추가적으로 구비하지 않아도 되어, 설비에 따른 비용의 절감과 공간활용도 극대화로 작업 효율의 향상을 이룰 수 있게 된다.

또한, 한 번의 전류가 인가되어도 자력이 유지되므로, 정전이나 불측의 전력 단절이 발생하여도 자력 소멸에 의해 이동중인 강재가 낙하할 위험이 없어지게 되고, 따라서 이러한 사고를 방지하기 위하여 구비해야할 설비의 추가도 없어지게 되므로, 상술한 것과 같이 설비에 따른 비용의 절감과 공간활용도 극대화로 작업 효율의 향상이 이루어질 수 있다.

특히, 본 발명에서는 전류를 유지하는 설비와 낙하를 방지하기 위한 안전설비 자체가 불필요하므로, 이를 유지 또는 보수하기 위한 인력과 비용이 전혀 발생하지 않게 된다.

본 발명은 일반적인 겐트리 크레인의 훅(Hook)에 바로 적용하여 사용할 수 있으므로, 이를 적용하고자 하는 사용자는 별도의 설비투자 없이도 기존에 보유하고 있는 장비인 겐트리 크레인에 적용할 수 있다.

특히, 리프팅빔에 복수개의 전자석을 구비할 수 있도록 구성하되, 제어를 위한 구성은 리프팅빔에 일체형으로 형성함으로써, 공간활용도를 더욱 높임으로써 작업 효율이 향상되도록 할 수 있다,

이를 전체적으로 제어하는 구성은 무선통신모듈에 의하여 제어되도록 하되, 기존의 설비에 패치형으로 부착될 수 있는 구성을 이용함으로써 본 발명의 기존 설비에 대한 적용이 더욱 용이하도록 할 수 있다.

이러한 적용의 용이성은 결국, 본 발명에 대한 사용자의 설치 접근성을 높이게 되고, 이는 결국 작업 효율의 향상으로 이어지는 바, 궁극적으로는 생산단가의 절감과 비용경쟁력의 향상이라는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 흡착부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조작부의 구성도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템의 전체 구성도, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 흡착부의 구성도, 도 3은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템의 구성도 및 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 조작부의 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스마트 마그네트 리프트 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 지지부(100), 흡착부(200), 제어부(300) 및 조작부(400)로 구성된다.

먼저, 상기 지지부(100)를 살펴본다.

지지부(100)는 일반적인 바(Bar)의 형태로 구성되어 있되, 후술할 흡착부(200)가 복수개 구비될 수 있는 베이스가 될 수 있다.

지지부(100)는 이동시켜야 할 피인양물의 형태에 따라 다양하게 구비할 수 있는데, 도 1에 나타난 실시예와 같이 강관(A)을 이동할 경우에는 지지부(100)를 강관(A)의 축방향과 동일하게 배치하고, 이에 후술할 흡착부(200)를 배치함으로써 강관(A) 측면의 복수 지점을 흡착하여 안정적으로 피인양물을 인양할 수 있다,

이와 다른 형태로는, 도 3에 나타난 다른 실시예와 같이, 면적이 넓은 강판(B)과 같은 피인양물이거나, 복수개의 강관(A)을 인양하여야 할 경우에는 지지부(100)를 강판(B) 또는 강관(A)의 축방향에 직교한 방향으로 복수개 배치함으로써 피인양물을 안정적으로 인양할 수 있도록 할 수 있다.

지지부(100)는 바의 형태로 구성되어 후술할 흡착부(200)가 바의 하부면에 부착되는 형태로 구성될 수 있으나, 박스(Box) 형태로 구성되어 내부에 복수개의 흡착부(200)가 내착되어 있는 형태로도 구성될 수 있는 바, 흡착부(200)가 결합될 수 있는 어떠한 형태로도 적용이 가능할 수 있다.

일반적으로 지지부(100)는 금속성의 재질로 일체형으로 구성되어 형태의 변화가 일어나지 않는 형태로 구성될 수 있으나, 추가적으로는 피인양물에 접촉이 용이하도록 수평방향 기준으로 미소한 처짐이 발생하도록 강성을 조절하거나, 커넥팅 형태로 구성하는 것도 가능할 수 있다.

지지부(100)에는 후술할 제어부(300)가 일체형으로 구성될 수 있도록, 상부면의 중심이나 일측에 제어부(300)의 안착을 위한 공간이 구비될 수 있다.

다음으로, 상기 흡착부(200)를 살펴본다.

흡착부(200)는 피인양물인 강관(A)이나 강판(B)에 접촉하여, 자력을 이용한 피인양물의 흡착과 탈거가 이루어지는 구성이다.

흡착부(200)는 기존에는 영구자석(210)을 이용하여 작업자에 의한 영구자석(210)의 위치변환으로 자력의 온-오프가 이루어지는 영구자석식이나 전류의 인가에 의해 비자력을 가지는 구성이 극성을 가지게 됨으로써 자력의 온-오프가 이루어지는 전자석식 방식이 이용되었다.

본 발명에서는 상기 영구자석식과 전자석식을 혼용한 방법으로써, 기본적으로 영구자석(210)에 의한 자력이 주가 되되, 전류의 인가에 의해 영구자석(210)의 자력의 방향이 전환되는 방식을 이용할 수 있다.

상세하게 설명하자면, 슬라이딩 이동이 가능하고 수직한 양 폴피스(220), 상기 양 폴피스(220)에 횡으로 고정접촉되는 영구자석(210)과, 각 폴피스(220)의 일정 위치에 감겨진 전류코일(20)로 구성될 수 있다.

이러한 구성으로 인하여, 각 전류코일(20)에 전류의 인가에 따른 자기장의 변화에 의해 양 폴피스(220)가 슬라이딩 이동함으로써 영구자석(210)의 자기장의 방향이 변화하도록 할 수 있다.

상세하게는, 각 전류코일(20)에 한번의 전류가 인가되면, 양 폴피스(220)가 슬라이딩 이동하게 되고, 폴피스(220)의 이동 이후에는 추가적인 전류의 인가가 이루어지지 않아도 슬라이딩이 이루어진 위치에 형성된 자력의 방향이 영구자석(210)에 의해 유지될 수 있게 된다.

이러한 기술적 내용은 종래에 알려진 방식인 바, 상세하게는 대한민국 등록특허 제10-1823228호와 같은 작동 원리로 이루어질 수 있다.

추가적으로는, 슬라이딩 방식이 아닌 내부 회전체의 회전에 의하여 자력의 방향이 전환되는 방식도 고려될 수 있다.

흡착부(200)의 하부 끝단부, 즉 피인양물과 접하는 양 끝단부에는 폴피스 수평면(221)이 형성되어 있되, 내측에는 흡착부(200)의 중심방향으로 테이퍼진 폴피스 경사면(223)이 형성될 수 있다.

폴피스 수평면(221)으로 이루어진 부분은 강판(B)의 흡착시 강판(B)과 흡착부(200)의 접촉면을 극대화하기 위함이고, 폴피스 경사면(223)으로 이루어진 부분은 강관(A)의 흡착시 강관(A)의 외주면과의 접촉면을 극대화하기 위함이다.

다음으로, 상기 제어부(300)를 살펴본다.

제어부(300)는 상술한 바와 같이, 흡착부(200)에 인가되는 전류를 공급하기 위한 구성이며, 후술할 조작부(400)로부터 송신되는 신호를 수신하여 전류의 인가여부를 결정할 수 있다.

제어부(300)는 조작부(400)와 유선으로 연결되는 것도 가능하나, 후술할 조작부(400)의 패치형 구조와 기존 겐트리 크레인에의 적용 용이성을 고려하면 무선신호를 송수신할 수 있도록 무선통신신호 송수신부(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

종래 제어부(300)는 별도의 공간에 구비되어야 하였는데, 이는 종래에는 흡착부(200)의 자력을 유지하기 위하여 전류가 지속적으로 인가되어야 하고, 불측의 전력단절에도 안전을 위하여 비상전력으로써 전류를 유지하여야 하므로, 제어부(300)의 대형화가 불가피하였기 때문이다.

제어부(300)의 대형화와 개별 설치는 작업장의 공간활용도를 낮추게 되고, 이는 결국 생산효율의 저하와 직결될 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 흡착부(200)에 한 번의 전류 인가로 자력의 방향 전환이 가능하고, 자력 방향의 전환이 이루어진 후에는 지속적으로 전류를 인가할 필요가 없으므로, 제어부(300)를 매우 간단한 구성으로 형성할 수 있다.

제어부(300)에서는 각 흡착부(200)에 전류를 인가하여야 하므로, 외부의 전력과 연결될 수 있다. 기본적으로 겐트리 크레인은 전력에 의하여 작동이 되는데, 본 발명의 흡착부(200)는, 상술한 바와 같이 자력의 전환시에만 간헐적이고 미소한 전류만 인가하면 되는 바, 제어부(300)에 연결되는 전력은 기존 겐트리 크레인에 사용되는 전력으로부터 공급받는 것이 바람직하다.

제어부(300)는 상술한 지지부(100)에 일체형으로 구성될 수 있다. 제어부(300)를 간단한 구성으로 형성할 수 있음으로써, 지지부(100)의 강성이나 중량에 미치는 영향이 미미하여 안정적으로 지지부(100)에 제어부(300)를 일체화가 가능할 수 있다.

제어부(300)는 지지부(100)의 상부면 중심에 위치하는 것이 바람직한데, 이는 지지부(100)에는 복수개의 흡착부(200)가 구비될 수 있으므로, 각각의 흡착부(200)로 전류전달 경로를 효율적으로 할 수 있기 때문이며, 추가적으로는 중심에 위치하는 것이 지지부(100)의 균형을 유지하는데 유리하기 때문이다.

제어부(300)의 상부에는 기존의 겐트리 크레인 훅(10)에 거치가 가능하도록 거치부(110)가 형성될 수도 있으나, 일반적으로는 지지부(100)의 균형을 생각하면 거치부(110)는 지지부(100)의 중심을 기준으로 대칭으로 형성하는 것이 바람직할 수 있다.

지지부(100)가 여러개로 구비되는 경우에는 각 지지부(100)에 제어부(300)를 별개로 구비함으로써 각 지지부(100)가 별개로 제어되도록 하거나, 하나의 제어부(300)를 구비함으로써 모든 지지부(100)가 통합적으로 제어되도록 유연하게 적용이 가능할 수 있다.

마지막으로, 상기 조작부(400)를 살펴본다.

조작부(400)는 사용자의 조작에 의해 발생되는 신호를 상기 제어부(300)에 송신하는 역할을 함으로써, 흡착부(200)에 피인양물이 흡착과 탈거가 이루어지도록 할 수 있다.

흡착과 탈거라는 두 가지의 동작이 수행되면 되므로, 온-오프로만 구분된 스위치가 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이, 조작부(400)의 신호는 제어부(300)에 무선신호에 의하여 송수신되는 것이 바람직하므로, 조작부(400)에는 무선통신신호 송수신부(미도시)가 구비될 수 있다.

본 발명은 기존의 겐트리 크레인 훅(10)에 쉽게 적용이 가능한 리프팅 마그네트인 바, 조작부(400)는 별도의 스위치로 구비되는 것보다는 기존의 겐트리 크레인 리모컨(20)에 패치형으로 탈부착되는 것으로 구성하는 것이 바람직하다.

기존의 겐트리 크레인 리모컨(20)의 경우에는 일반적으로, 3축 운동, 즉 전진, 후진, 우측, 좌측, 상승, 하강의 6가지 동작이 이루어지는 스위치가 기본적으로 구비되어 있으므로, 이에 추가적으로 흡착부(200)의 온-오프를 위한 스위치가 패치에 의해 더 구비될 수 있게 된다.

조작부(400)는 내부에 별도의 전력공급원을 구비하여, 단순히 기존의 겐트리 크레인에 부착만 하는 방식으로 형성할 수도 있고, 혹은 기존 겐트리 크레인 리모컨(20)으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 삽입되는 단자가 구비된 콘센트형으로도 형성할 수도 있다.

하나의 리프팅 마그네트에 여러개의 지지부(100)가 있는 경우에는, 전체를 통합적으로 제어하거나, 하나의 지지부(100) 단위로 제어하거나, 혹은 각 흡착부(200) 단위로 개별 제어하는 방식 등 사용자의 채용 방식을 가변적으로 할 수 있으므로, 이에 따라 조작부(400)도 통합적으로 제어하는 경우에는 온-오프 스위치가 하나씩만 구비되면 되고, 개별로 제어하는 경우에는 온-오프 스위치가 그 제어 단위별로 복수개로 구비될 수 있는 등 가변적으로 적용이 가능할 수 있다.

실시예를 살펴보면, 도 1에 나타난 실시예의 경우에는 강관(A)을 이동하기 위하여 하나의 지지부(100)에 복수개의 흡착부(200)를 축방향으로 배치한 경우를 나타낸다.

도 1에 나타난 실시예와 같은 경우에는, 강관(A)의 회전이 이루어지지 않아도 되는 경우에 해당하는 것으로서, 복수개의 흡착부(200)의 구비에 따라 지지부(100)가 긴 길이를 가지고 있어, 거치부(110)가 지지부(100)의 양단에 설치되는 경우에 해당한다. 이러한 실시예는 복수개의 흡착부(200)에 따른 강력한 부착력으로 더욱 안정적인 강관(A)의 인양이 가능하게 할 수 있다.

도시되지 않았지만, 복수개가 아닌 단수의 흡착부(200)를 이용하여 강관(A)의 중심에 흡착되도록 하는 경우에는 제어부(300)에 거치부(110)가 부착될 수 있고, 제어부(300)와 지지부(100) 및 흡착부(200)가 일렬로 배치되는 실시예도 가능하다. 이러한 경우는, 강관(A)의 이동 후에 강관(A)의 끝단에 사용자가 약간의 외력을 가함으로써 적치방향을 회전하여 이동 전과 다른 방향이 되도록 조절할 수 있다.

도 3에 나타난 실시예의 경우에는 강판(B)을 이동하기 위하여 복수개의 지지부(100)가 구비되며, 각 지지부(100)에 복수개의 흡착부(200)가 구비되어 있되, 상술한 도 1과 비교하여, 지지부(100)와 흡착부(200)의 배치가 수직이 되도록 배치한 경우를 나타낸다.

이러한 지지부(100)와 흡착부(200)의 갯수 및 배치방향 등은 사용자가 피인양물의 형태나 작업공간의 형태 및 이동 방향 등을 고려하여 가변적으로 구성할 수 있다.

도 3의 실시예와 같은 배치의 경우에는, 도시된 바와 같이 강판(B)을 흡착하는 것도 가능하고, 각 지지부(100)에 수직하게 배치되는 복수개의 강관(A)을 흡착하는 것도 가능할 수 있다. 예를 들면, 도 3의 실시예에는 하나의 지지부(100)에 각 다섯개의 흡착부(200)가 구비되어 있으므로, 지지부(100)에 수직한 다섯개의 강관(A)을 흡착하여 이동할 수 있다.

상술한 두가지 실시예 외 어떠한 경우라도 기존의 겐트리 크레인 훅(10)을 이용하여 지지부(100)의 설치가 가능하고, 기존 겐트리 크레인 리모컨(20)에 조작부(400)를 패치형 등으로 추가 구비할 수 있으므로, 본 발명은 설비의 구비나 그 설치를 위한 비용 발생이 최소화되어 기존 작업현장에 쉽게 적용이 가능할 수 있다.

상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.

10: 겐트리 크레인 훅
20: 겐트리 크레인 리모컨
100: 지지부
110: 거치부
200: 흡착부
210: 영구자석
220: 폴피스
221: 폴피스 수평면
223: 폴피스 경사면
230: 전류코일
300: 제어부
400: 조작부
A: 강관
B: 강판

Claims (5)

1. 겐트리 크레인의 훅에 설치가 가능한 마그네트 리프트에 있어서, 상기 마그네트 리프트는,
   지지부;
   상기 지지부 하부에 결합되고, 전류코일이 결합된 폴피스와 영구자석으로 구성되어, 매(每) 전류인가시 슬라이딩되는 상기 폴피스의 접촉방향에 따라 상기 영구자석과 피인양물 사이의 자력발생 여부가 전환되는 영전자석으로 구성되는 흡착부;
   상기 지지부의 중심에 일체형으로 결합되고, 상기 흡착부에 전류가 인가되게 하는 제어부; 및
   상기 제어부에 전류인가 신호를 무선통신을 이용하여 송신하되, 기존 겐트리 크레인 리모컨에 패치형으로 탈부착 가능하도록 분리형성되며 온-오프로 구성되는 조작부로 이루어지며,
   상기 제어부와 상기 조작부는 상기 흡착부가 복수개 구비시 상기 흡착부의 개별 또는 통합제어가 선택적 적용 가능하되, 상기 조작부는 선택적 적용 여부에 따라 기존 겐트리 크레인 리모컨에 복수개 또는 단수개 부착 가능한 것을 특징으로 하는 스마트 마그네트 리프트 시스템.
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