KR102211479B1 - 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템 - Google Patents

스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템 Download PDF

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박정호
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Abstract

본 발명은 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스태커 크레인의 운전 상태를 원격에서 모니터링하며 스태커 크레인의 작동 상태와 구성요소를 점검할 수 있고, 스태커 크레인 운전 중 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우 진동이 발생한 구성요소, 진동이 발생 위치를 영상을 통해 시각적으로 확인하여 신속하게 유지 및 보수작업을 진행할 수 있으며, 스태커 크레인 운전 중 발생한 진동의 강도를 고려하여 스태커 크레인의 주행속도를 제어함으로서 스태커 크레인의 전도사고를 포함한 운전사고를 미연에 방지하여 스태커 크레인의 가동률과 운영의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 스태커 크레인에 탑재되는 구성요소는 하나의 모듈로 제작되어 규모나 규격이 다른 스태커 크레인에 호환적으로 사용될 수 있는 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 스태커 크레인의 운전 중 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우, 발생한 진동을 감지하기 위해 구비되는 하나 이상의 진동센서부(100); 스태커 크레인의 운전상태에 대한 영상정보로 획득하고, 진동센서부(100)에서 진동신호를 감지한 경우 진동이 발생한 스태커 크레인의 구성요소, 진동이 발생 위치와 주위상황을 영상정보로 획득하기 위해 구비되는 카메라부(200); 카메라부(200)가 영상정보를 획득할 때 조명을 제공하기 위해 구비되는 다수의 조명부(300): 무선통신부가 구비되며, 진동센서부(100)에서 획득한 진동신호와 카메라부(200)에서 획득한 영상정보를 수집하고, 수집된 진동신호와 영상정보를 무선통신을 통해 외부로 전송하는 데이터수집전송부(400); 데이터수집전송부(400)에서 전송한 진동신호와 영상정보를 수신하여 표시하는 모니터링단말기(500); 및 모니터링단말기(500)로부터 진동정보를 전송받아 스태커 크레인의 속도를 제어하기 위한 연산을 수행하고, 속도제어명령을 외부로 전송하는 에이치엠아이(600)를 포함하는 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템를 제공한다.

Description

스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템 {Stacker Crane Remote Monitoring Control System}
본 발명은 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 스태커 크레인의 운전 상태를 원격에서 모니터링하며 스태커 크레인의 작동 상태와 구성요소를 점검할 수 있고, 스태커 크레인 운전 중 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우 진동이 발생한 구성요소, 진동이 발생 위치를 영상을 통해 시각적으로 확인하여 신속하게 유지 및 보수작업을 진행할 수 있으며, 스태커 크레인 운전 중 발생한 진동의 강도를 고려하여 스태커 크레인의 주행속도를 제어함으로서 스태커 크레인의 전도사고를 포함한 운전사고를 미연에 방지하여 스태커 크레인의 가동률과 운영의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 스태커 크레인에 탑재되는 구성요소는 하나의 모듈로 제작되어 규모나 규격이 다른 스태커 크레인에 호환적으로 사용될 수 있는 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 물류 자동화 부분에 있어서 자동창고의 경우 매년 관련시장의 성장과 더불어 자동창고 운용의 핵심설비인 스태커 크레인(Stacker Crane)에 대한 기술적 신뢰성이 요구되고 있다.
스태커 크레인은 다양한 크기와 중량의 운반화물을 자동창고내의 격납고에 수납시키기 위한 장치로서, 지게차 역할을 하는 스태커 크레인(Stacker Crane)이 랙 사이를 누비며 입고 대차에서 제품을 인수해 지시된 랙에 수납하며, 출고 지령이 나오면 랙에서 제품을 추출하여 출고 대차 등에 제품을 인도한다.
스태커 크레인은 자동창고 가동률, 운반화물의 중량 및 크기 등에 따라 매우 다양한 구성이 가능하며, 기본적으로 하부 프레임, 승강장치가 승강운동을 할 수 있는 마스트, 상부 프레임, 화물을 입/출하는 포킹 모듈로 구성된다.
스태커 크래인이 운전 상태에 있을 때, 주행 중인 레일을 고정하는 볼트 등에 이상이 생겨 진동이 발생하거나, 승강장치 등의 다른 장치가 고장 등을 이유로 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우, 전체 스태커 크레인의 안정성에 문제가 발생할 수 있으며, 고장 발생시 작업자가 직접 현장에 투입되어 정비 작업을 진행하게 된다.
그러나, 종래의 스태커 크레인 시스템은 스태커 크레인 운행 중 이상이 생긴 경우, 이상이 발생한 정확한 위치를 파악하는데 많은 시간이 소모되고, 정비작업 중 랙에 수납된 화물이 낙하하여 작업자의 안전을 위협할 수 있는 상황이 발생할 염려가 있다.
따라서, 원격에서 스태커 크레인의 운전 상태를 모니터링하고, 진동 등 스태커 크레인의 운전 안정성에 영향을 줄 수 있는 이상이 발생할 경우, 이상이 발생한 위치를 정확하게 파악하여 신속하고, 안전하게 정비작업을 할 수 있는 시스템이 요구된다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1684406호(2016년12월20일 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스태커 크레인의 운전 상태를 원격에서 모니터링하며 스태커 크레인의 작동 상태와 구성요소를 점검할 수 있고, 스태커 크레인 운전 중 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우 진동이 발생한 구성요소, 진동이 발생 위치를 영상을 통해 시각적으로 확인하여 신속하게 유지 및 보수작업을 진행할 수 있으며, 스태커 크레인 운전 중 발생한 진동의 강도를 고려하여 스태커 크레인의 주행속도를 제어함으로서 스태커 크레인의 전도사고를 포함한 운전사고를 미연에 방지하여 스태커 크레인의 가동률과 운영의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 스태커 크레인에 탑재되는 구성요소는 하나의 모듈로 제작되어 규모나 규격이 다른 스태커 크레인에 호환적으로 사용될 수 있는 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템은 스태커 크레인의 운전 중 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우, 발생한 진동을 감지하기 위해 구비되는 하나 이상의 진동센서부(100); 스태커 크레인의 운전상태에 대한 영상정보로 획득하고, 진동센서부에서 진동신호를 감지한 경우 진동이 발생한 스태커 크레인의 구성요소, 진동이 발생 위치와 주위상황을 영상정보로 획득하기 위해 구비되는 카메라부(200); 카메라부가 영상정보를 획득할 때 조명을 제공하기 위해 구비되는 다수의 조명부(300): 무선통신부가 구비되며, 진동센서부에서 획득한 진동신호와 카메라부에서 획득한 영상정보를 수집하고, 수집된 진동신호와 영상정보를 무선통신을 통해 외부로 전송하는 데이터수집전송부(400); 데이터수집전송부에서 전송한 진동신호와 영상정보를 수신하여 표시하는 모니터링단말기(500); 및 모니터링단말기로부터 진동정보를 전송받아 스태커 크레인의 속도를 제어하기 위한 연산을 수행하고, 속도제어명령을 외부로 전송하는 에이치엠아이(600)를 포함한다.
또한, 에이치엠아이로부터 수정된 속도제어 명령을 수신하여 스태커 크레인의 속도를 제어하는 스태커크레인속도제어부(700)를 더 포함할 수 있다.
또한, 모니터링단말기와 연결되어 관리자가 카메라부의 촬영 방향을 원격에서 제어할 수 있는 카메라조이스틱제어부(800)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 스태커 크레인의 전도사고를 포함한 운전사고를 미연에 방지하여 스태커 크레인의 가동률과 운영의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 스태커 크레인 운전 중 이상이 있을 경우, 이상이 발생한 위치를 정확하게 파악하여 신속하게 유지 및 보수작업을 진행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 스태커 크레인에 탑재되는 구성요소가 하나의 모듈로 제작되어 규모나 규격이 다른 스태커 크레인에 호환적으로 사용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템을 도시한 구성도,
도 2는 진동센서부, 카메라부, 조명부 및 데이터수집전송부, 상부플레이트, 진동감쇠지지구, 및 하부플레이트가 하나의 모듈로 구성된 상태를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 정면을 도시한 도면,
도 4는 하나의 모듈로 구성된 진동센서부, 카메라부, 조명부 및 데이터수집전송부, 상부플레이트, 진동감쇠지지구, 및 하부플레이트가 스태커크레인설치구에 설치된 상태를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템을 도시한 구성도, 도 2는 진동센서부, 카메라부, 조명부 및 데이터수집전송부, 상부플레이트, 진동감쇠지지구, 및 하부플레이트가 하나의 모듈로 구성된 상태를 도시한 사시도, 도 3은 도 2의 정면을 도시한 도면, 도 4는 하나의 모듈로 구성된 진동센서부, 카메라부, 조명부 및 데이터수집전송부, 상부플레이트, 진동감쇠지지구, 및 하부플레이트가 스태커크레인설치구에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템는, 도 1을 참조하면, 진동센서부(100), 카메라부(200), 조명부(300), 데이터수집전송부(400), 모니터링단말기(500), 에이치엠아이(600), 스태커크레인속도제어부(700), 카메라조이스틱제어부(800)을 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템은 현장에서 스태커 크레인을 점검할 때 발생하는 작업자의 안전사고를 예방하기 위해 스태커 크레인의 운전 상태를 원격에서 모니터링하며 스태커 크레인의 작동 상태와 구성요소를 점검할 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 스태커 크레인 운전 중 스태커 크레인에서 발생한 진동을 진동센서부에서 감지한 경우, 진동이 발생한 장치, 발생 위치를 카메라부가 촬영하고, 카메라부에서 획득한 영상을 통해 시각적으로 확인하여 신속하게 유지 및 보수작업을 진행할 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 스태커 크레인 운전 중 발생한 진동의 강도를 고려하여 스태커 크레인의 주행속도를 제어함으로서 스태커 크레인의 전도사고를 포함한 운전사고를 미연에 방지하여 스태커 크레인의 가동률과 운영의 신뢰성을 향상시킬 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 진동센서부, 카메라부, 조명부 및 데이터수집전송부를 포함한 구성요소는 하나의 모듈로 구성되어 규모나 규격이 다른 스태커 크레인에 호환적으로 사용될 수 있는데 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
진동센서부(100)는 도 1을 참조하면, 스태커 크레인이 주행하는 레일, 화물을 들어올리는 포크장치, 포크장치를 승강시키는 랙을 포함한 승강장치 등에 손상이 발생하여 스태커 크레인의 운전 중에 진동이 발생할 경우, 스태커 크레인에 발생한 진동을 감지하기 위해 하나 이상이 구비된다.
카메라부(200)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 스태커 크레인이 레일 등의 주행경로를 따라 따라 이동하거나 포크가 승강운동을 할 때를 포함하여 스태커 크레인의 운전 상태에 대한 영상정보로 획득하기 위해 구비된다.
또한, 진동센서부(100)에서 진동신호를 감지한 경우, 아래에 서술된 모니터링단말기(500)에서 카메라부(200)를 제어하여 진동이 발생한 위치와 주위 상태를 영상정보로 획득하게 된다.
조명부(300)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라부(200)를 사이에 두고 진동 발생 위치에서 카메라가 영상정보를 획득할 때 조명을 제공하기 위해 다수 개가 구비된다.
조명부(300)는 카메라부(200)가 작동할 때 자동으로 켜지고, 카메라부(200)가 작동하지 않을 때 자동으로 끄지게 되며, 원격에 위치한 모니터링단말기(500)에서 수동으로 조작하여 데이터수집전송부(400)를 통해 온오프 동작을 시킬 수 있다.
데이터수집전송부(400)는 도 1 및 도 2를 참조하면, 무선통신부가 구비되며, 진동센서부(100)에서 획득한 진동신호와 카메라부(200)에서 획득한 스태커 크레인의 운전 상태와 진동발생 위치에 대한 영상정보를 수집하고, 수집된 진동신호와 영상정보를 무선통신을 통해 외부로 전송한다.
또한, 데이터수집전송부(400)는 도 1에 도시한 바와 같이 원격에 위치한 모니터링단말기(500) 또는 모니터링단말기(500)와 연동되는 카메라조이스틱제어부(800) 전송한 카메라부(200) 구동 제어신호를 수신하여 카메라부(200)의 작동상태를 제어하게 된다.
한편, 도 1을 참조하면, 데이터수집전송부(400)에서는 무선통신을 통해 진동센서부(100)를 통해 수집한 진동신호를 현장 작업자가 소지한 스마트폰, 테블릿PC를 포함한 작업자모바일단말기(1000)로 진동상태와 진동발생위치에 관한 정보를 알림전송 하여 스태커 크레인의 이상 여부를 신속하게 현장관리자가 파악할 수 있도록 한다.
모니터링단말기(500)는 도 1을 참조하면, 데이터수집전송부(400)에서 전송한 진동신호와 영상정보를 수신하여 관리자가 원격에서 모니터링할 수 있도록 진동신호와 영상정보를 표시한다.
또한, 모니터링단말기(500)는 진동발생 위치를 정확하게 촬영할 수 있도록 아래에 서술된 카메라조이스틱제어부(800)와 연동하여 카메라부(200)의 방향, 영상의 확대 및 축소를 포함한 카메라부(200)의 동작상태를 제어한다.
카메라조이스틱제어부(800)는 도 1을 참조하면, 모니터링단말기(500)와 연결되어 관리자가 모니터링단말기(500)를 통해 카메라부(200)에서 촬영한 영상을 모니터링하면서 카메라부(200)의 촬영 방향, 영상의 확대 또는 축소 동작을 원격에서 무선으로 제어할 수 있도록 한다.
에이치엠아이(600)는 도 1을 참조하면, 스태커 크레인에 진동이 발생하여 진동센서부(100)에서 진동을 감지하고, 감지된 진동신호를 데이터수집전송부(400)를 통해 모니터링단말기(500)로 전송하면, 에이치엠아이(600)는 모니터링단말기(500)로부터 진동정보를 전송받아 스태커 크레인의 속도를 제어하기 위한 연산을 수행하고, 스태커 크레인의 속도 데이터를 수정하여 속도제어명령을 외부로 전송한다.
또한, 에이치엠아이(600)에는 수신된 진동신호에 의해 스태커 크레인의 동특성을 분석하여 주행 안정성을 평가하고, 일자별, 시간대별, 작업구간별로 운전상태를 데이터로 저장하며, 저장된 데이터를 그래프 형태로 분석하여 표시할 수 있는 에이치엠아이(600) 프로그램이 포함된다.
스태커크레인속도제어부(700)는 도 1을 참조하면, PLC 프로그램 또는 임베디드 프로그램에 의해 스태커크레인의 구동모터를 제어하는 것으로 에이치엠아이(600)로부터 수정된 속도제어 명령을 수신하여 스태커 크레인의 속도를 가감속하여 제어한다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본원발명에서 진동센서부(100), 카메라부(200), 조명부(300) 및 데이터수집전송부(400)는 상부플레이트(10) 상에서 함께 구비되며, 상부플레이트(10)의 하부에는 탄성고무를 포함하여 진동감쇠를 위해 다수의 진동감쇠지지구(20)가 구비되고, 진동감쇠지지구(20)의 하부에는 하부플레이트(30)가 결합하며, 하부플레이트(30)는 스태커 크레인에 결합하는 스태커크레인설치구(40)에 결합하게 된다.
여기서, 진동센서부(100), 카메라부(200), 조명부(300) 및 데이터수집전송부(400), 상부플레이트(10), 진동감쇠지지구(20), 및 하부플레이트(30)는 하나의 모듈로 구성되며, 상부에 진동센서부(100), 카메라부(200), 조명부(300), 데이터수집전송부(400), 상부플레이트(10), 및 진동감쇠지지구(20)가 구비된 하부플레이트(30)만을 스태커크레인설치구(40)에 탈부착함으로서 전체 모듈을 용이하게 스태커 크레인에 설치하거나 해체할 수 있으며, 규모나 규격이 다른 스태커 크레인에 호환적으로 사용될 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 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 - 상부플레이트 20 - 진동감쇠지지구
30 - 하부플레이트 40 - 스태커크레인설치구
100 - 진동센서부 200 - 카메라부
300 - 조명부 400 - 데이터수집전송부
500 - 모니터링단말기 600 - 에이치엠아이
700 - 스태커크레인속도제어부 800 - 카메라조이스틱제어부
1000 - 작업자모바일단말기

Claims (3)

  1. 스태커 크레인의 운전 중 스태커 크레인에 진동이 발생할 경우, 발생한 진동을 감지하기 위해 구비되는 하나 이상의 진동센서부(100);
    스태커 크레인의 운전상태에 대한 영상정보로 획득하고, 진동센서부(100)에서 진동신호를 감지한 경우 진동이 발생한 스태커 크레인의 구성요소, 진동이 발생 위치와 주위상황을 영상정보로 획득하기 위해 구비되는 카메라부(200);
    카메라부(200)가 영상정보를 획득할 때 조명을 제공하기 위해 구비되는 다수의 조명부(300);
    무선통신부가 구비되며, 진동센서부(100)에서 획득한 진동신호와 카메라부(200)에서 획득한 영상정보를 수집하고, 수집된 진동신호와 영상정보를 무선통신을 통해 외부로 전송하는 데이터수집전송부(400);
    데이터수집전송부(400)에서 전송한 진동신호와 영상정보를 수신하여 표시하는 모니터링단말기(500); 및
    모니터링단말기(500)로부터 진동정보를 전송받아 스태커 크레인의 속도를 제어하기 위한 연산을 수행하고, 속도제어명령을 외부로 전송하는 에이치엠아이(600);
    에이치엠아이(600)로부터 수정된 속도제어 명령을 수신하여 스태커 크레인의 속도를 제어하는 스태커크레인속도제어부(700); 및
    모니터링단말기(500)와 연결되어 관리자가 카메라부(200)의 촬영 방향을 원격에서 제어할 수 있는 카메라조이스틱제어부(800)
    를 포함하는, 스태커 크레인 원격 모니터링 제어 시스템.
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