KR102237088B1 - 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스마트 타워는 작업자가 이동하는 바닥 판넬과 상기 바닥 판넬을 지지하는 지지대를 포함하는 작업 유닛; 및 작업 유닛에 장착되어 바닥 판넬에서 움직이는 작업자의 움직임 및 작업 유닛의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛;을 포함한다.

Description

스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템 {SMART TOWER AND SAFETY SOLUTION SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 스마트 타워에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 바닥 판넬에서 움직이는 작업자의 움직임과 작업대의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 작업자에게 경고신호를 발생하여 보다 안전한 작업환경을 구축하기 위한 스마트 타워에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물 또는 대형설비의 지면에서 일정 높이 상승된 목표영역에 대한 작업 또는 유지보수 작업 시, 안전하고 능률적인 작업을 위해 건축구조물 또는 대형설비의 일측에 작업대(SCAFFOLD)를 설치한다.

작업대는 다수의 수직 파이프를 설정된 간격으로 배치하고, 수직 파이프에 수평으로 위치하는 수평 파이프를 연결수단으로 연결하여 지지대를 형성하고, 지지대에 바닥 판넬이 걸쳐지게 됨으로써 작업공간을 형성하게 된다.

이와 같이, 작업대의 설치 시에는 지지대를 지면에서 목표 높이까지 연속적으로 적층하여 연결하게 되므로, 설치 작업 또는 해체 작업이 매우 어렵고 위험하다.

따라서 최근에는 설치된 작업대 상에서 고소(高所)에서의 작업 또는 유지보수를 수행하는 작업자의 안전을 위하여 작업대의 하중을 감지하여 실시간으로 안전사고를 미연에 방지하기 위한 작업대의 안정성을 확보하기 위한 장치 및 시스템들이 개발되고 있다.

그러나 종래의 장치 및 안전시스템은 고소(高所)에서의 작업 또는 유지보수를 수행하는 경우에 작업 유닛의 기울어짐은 감지할 수 없어, 파이프를 포함하는 골조의 연결이 견고하지 못한 경우 붕괴되거나, 외부의 강한 충격으로 인해 작업 유닛이 기울어져 전복됨으로 인해 발생하는 작업자의 낙상사고를 미연에 방지할 수 없다는 문제점이 있다.

또한 작업자가 지면에서 목표되는 높이까지 지지대를 연속적으로 적층하는 설치작업을 하는 경우에, 수직파이프의 기울기가 지면에서 수직이 아닌 상태로 적층되는지 확인할 수 없어 견고하게 연결되지 못한 경우 작업 유닛의 골조 또는 전체가 붕괴되어 안전사고를 유발할 수 있으며 비숙련자가 설치 작업에 관여하는 경우 대형사고가 발생할 확률이 높아질 수 있다는 문제점이 있다.

또한 작업자가 고도한 작업에 집중하고 있는 작업자가 자신이 작업영역을 이탈하고 있는지에 대한 여부를 확인할 방법이 없어 순간적인 실수로 낙상사고가 발생할 수 있다는 문제점이 있으며, 작업자는 사각지대에서 작업자를 향해 유입되는 장애물을 미리 확인할 수 없어, 작업자와 장애물간 충돌이 일어나게 되어 안전사고를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위한 타워형 작업대의 안전솔루션시스템 및 작업범위가 광범위하여 복수의 작업대가 필요한 경우에, 복수의 작업대 전체를 모니터링하여 안전사고를 예방할 수 있는 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 작업 유닛에 장착되어 바닥 판넬에서 움직이는 작업자의 움직임 및 작업 유닛의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 상기 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛을 통해 낙상사고 및 충돌사고를 예방하기 위한 스마트 타워를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 작업자가 지면에서 목표되는 높이까지 작업대를 연속적으로 적층하는 설치작업을 하는 경우에도 장착 또는 탈착 가능하도록 마련된 기울기 감지부를 통해 기울기에 대한 정보를 확인할 수 있는 스마트 타워를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 가지는 복수의 스마트 타워를 모니터링하는 관제 타워를 통해 복수의 스마트 타워의 안전사고를 예방할 수 있는 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면, 타워형 작업대의 안전 솔루션 시스템은, 작업자가 이동하는 바닥 판넬과 상기 바닥 판넬을 지지하는 지지대를 포함하는 작업 유닛; 및 상기 작업 유닛에 장착되어 상기 바닥 판넬에서 움직이는 상기 작업자의 움직임 및 상기 작업 유닛의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 상기 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 상기 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛; 을 포함할 수 있다.

여기서 상기 감지 유닛은 다수개가 상기 사용자와 인접한 상기 지지대의 상단에 수직으로 장착되고, 상기 감지 유닛은 서로 신호가 연결되어 상기 임계범위내에서 가상의 영역을 형성하며 상기 작업자가 상기 가상의 영역을 벗어나거나 외부에서 물체가 유입되는 것을 감지할 수 있다.

또한 상기 감지유닛은, 상기 작업자의 움직임을 감지하는 광 센서부; 상기 작업 유닛의 흔들림을 감지하는 기울기 감지부; 상기 측정데이터를 저장하는 저장부; 상기 측정데이터가 상기 임계범위를 벗어나는지 여부를 판단하여 위험데이터를 생성하는 판단부; 및 상기 측정데이터 및 위험데이터를 기 설정된 단말기로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

또한 상기 저장부는, 상기 작업대유닛에 장착되어 상기 감지 유닛과 무선통신으로 연결되는 블랙박스 형태로 설치될 수 있다.

또한 상기 통신부는 상기 측정 데이터를 기 설정된 주기로 전송하되, 상기 위험데이터가 생성되는 경우 즉시 경고신호를 전송할 수 있다.

여기서 상기 단말기는, 웨어러블 디바이스 또는 사용자 헬멧 또는 소방서를 포함한 관공서를 포함할 수 있다.

또한 상기 작업 유닛은, 지면과 인접한 하단부에 별도의 에어백이 마련되어 상기 작업자가 상기 가상의 영역을 이탈하여 낙상하는 경우 에어백이 팽창되도록 구비될 수 있다.

또한 상기 작업 유닛은, 상하 방향으로 지지대를 서로 연결 가능하게 구비될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 형태에 따르면, 안전 솔루션 시스템은, 작업자가 이동하는 바닥 판넬과 상기 바닥 판넬을 지지하는 다수의 지지대를 적층하며 지면으로부터의 높이가 가변되도록 마련되는 작업 유닛 및 상기 작업 유닛에 장착되어 상기 바닥 판넬에서 움직이는 상기 작업자의 움직임 및 상기 작업 유닛의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 상기 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 상기 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛을 포함하는 다수의 스마트 타워; 및 기 설정된 거리 떨어진 곳에서의 상기 스마트 타워로부터 측정데이터를 실시간으로 수신하고, 별도의 신호를 상기 스마트 타워에 제공하는 관제 타워;를 포함할 수 있다.

이때 상기 관제 타워는, 상기 감지 유닛과 실시간으로 통신할 수 있다.

여기서 상기 관제 타워는 상기 스마트 타워 중 적어도 어느 하나에 신호를 제공할 수 있다.

또한 상기 관제 타워는, 상기 다수의 스마트 타워에 동시에 신호를 제공할 수 있다.

한편 상기 감지유닛은 주변을 촬영하는 영상부를 포함하고, 상기 관제 타워는 상기 영상부로 촬영된 영상을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 스마트 타워는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 설비나 건축구조물의 시공 또는 정비를 설치된 작업 유닛에 마련되어 작업자가 시공 또는 정비하는 과정에서 작업 유닛의 기울기에 대한 정보 및 작업자의 움직임에 대한 정보를 작업자와 관리자에게 동시에 전달하여 보다 안전한 작업환경을 구축할 수 있다는 장점이 있다.

둘째, 작업자가 지면에서 목표되는 높이까지 지지대를 연속적으로 적층하는 설치작업을 하는 경우에도, 작업 유닛의 기울기정보를 작업자와 관리자에게 동시에 전달할 수 있도록 마련되어 보다 안전한 작업환경을 구축하여 실시간으로 안전사고를 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

셋째, 대형 건축구조물 또는 대형설비의 작업반경이 광범위한 경우에도 복수의 스마트 타워의 실시간 감시를 통해 보다 안전한 작업환경을 구축할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워를 설명하는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 감지 유닛을 설명하는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 광 센서부 및 기울기 감지부가 지지대에 마련된 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 저장부가 블랙박스 형태로 마련되어 작업 유닛에 장착된 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 저장부가 블랙박스 형태로 마련되어 작업 유닛에 소정거리 떨어져 설치된 모습을 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 작업 유닛의 하단에 마련된 에어백이 좌우로 펼쳐져 작업자의 낙상을 방지하는 모습을 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템의 복수의 스마트 타워를 모니터링하는 관제 타워를 설명하는 도면;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템의 감지 유닛의 영상부를 통해 스마트 타워를 모니터링 하는 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워를 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 감지 유닛을 설명하는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 광 센서부 및 기울기 감지부가 지지대에 마련된 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 저장부가 블랙박스 형태로 마련되어 작업 유닛에 장착된 모습을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 저장부가 블랙박스 형태로 마련되어 작업 유닛에 소정거리 떨어져 설치된 모습을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 작업 유닛의 하단에 마련된 에어백이 좌우로 펼쳐져 작업자의 낙상을 방지하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워(10)은 크게 작업 유닛(200), 감지 유닛(400)을 포함할 수 있다.

작업 유닛(200)은 작업자(W)가 이동하는 바닥 판넬과 상기 바닥 판넬을 지지하는 지지대(240)를 포함할 수 있다.

이때 작업 유닛(200)은 상하 방향으로 지지대(240)를 서로 연결 가능하게 구비되도록 마련될 수 있다.

구체적으로 작업 유닛(200)은 지면에서 수직방향으로 지지대(240)가 적층 될 수 있도록 마련되어 전체 높이가 가변 될 수 있도록 마련될 수 있으며 작업자(W)의 작업공간에는 바닥 판넬이 연결되어 작업자(W)를 지지할 수만 있다면 지지대(240) 및 바닥 판넬의 형상 또는 재질은 다양할 수 있으며 이로인해 권리범위가 제한되지 않음은 물론이다.

다만 자세한 설명을 위해서 예를 들어 설명하면 작업 유닛(200)에 적층할 수 있도록 마련되는 지지대(240)는 크게 수직파이프 및 수평파이프를 포함할 수 있다.

여기서 수직파이프의 개수는 4개일 수 있으며, 수직파이프는 사각형의 네 개 꼭지점들에 각각 수직 방향으로 위치하도록 배치될 수 있다.

이때 수평파이프는 두개의 수직파이프를 서로 연결하게 되고 전체 형상이 직각 사각형을 이루도록 형성될 수 있으며, 수평파이프와 수직파이프는 연결부재들에 의해 서로 고정될 수 있다.

다음으로 수평파이프와 수직파이프의 연결로 인해 형성되는 지지대(240)의 하단에 작업자(W)를 지지하기 위한 바닥 판넬(220)이 연결될 수 있도록 마련될 수 있다.

여기서 지지대(240)는 수직으로 적층될 수 있도록 마련될 수 있으며 바닥 판넬(220)은 적층된 지지대(240)의 상부측, 즉, 작업자(W)가 작업하는 공간에만 설치될 수 있도록 마련될 수 있다.

예를 들어 설명하면 수평파이프와 수직파이프의 연결로 인해 형성되는 지지대(240)의 4개의 수직파이프의 상단에 동일한 골조를 가지도록 수평파이프로 연결된 4개의 수직파이프의 하단이 대향하도록 마련되어 연결될 수 있으며, 지면에서 수직방향으로 연속적으로 적층되어 작업자(W)가 원하는 고소작업 높이에서 작업할 수 있도록 상측에 지지대(240)에 바닥 판넬(220)을 설치할 수 있다.

또한 작업 유닛(200)의 위치를 조정하는 방법은 다양할 수 있으나, 마련되는 바퀴를 통해 위치를 이동시킨 다음 작업 유닛(200)을 기준으로 대칭 형성되어 지면을 지지하는 스토퍼를 통해 바퀴의 이동을 구속할 수 있도록 마련될 수 있다.

또한 경우에 따라서는 도시된 바와 다른 바퀴가 없는 형상으로 변경될 수 있음은 물론이며 이로인해 권리범위가 제한되지 않음은 당연하다.

또한 작업 유닛(200)은 하단에 작업자(W)가 낙상하는 경우에 에어백(260)이 팽창되도록 마련될 수 있으며, 에어백(260)의 자세한 작동에 대해서는 후술하기로 한다.

다음으로 감지 유닛(400)은 상기 작업 유닛(200)에 장착되어 상기 바닥 판넬에서 움직이는 상기 작업자(W)의 움직임 및 상기 작업 유닛(200)의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 상기 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 상기 작업자(W)에게 경고신호를 발생하는 역할을 수행할 수 있다.

구체적으로 감지 유닛(400)은 다수개가 사용자와 인접한 지지대(240)의 상단에 수직으로 장착될 수 있으며, 복수의 감지 유닛(400)끼리 서로 신호가 연결되어 임계범위내에서 가상의 영역을 형성하며 작업자(W)가 가상의 영역을 벗어나거나 외부에서 물체가 유입되는 것을 감지하도록 마련될 수 있다.

여기서 가상의 영역은 제1가상영역(A1), 제2가상영역(A2)을 포함할 수 있다.

구체적으로 제1가상영역(A1)은 바닥 판넬(220)을 기준으로 상부에 지지대(240)의 둘레를 따라 형성되어 작업자(W)가 작업대상(M)에 대한 작업 도중에 제1가상영역(A1)을 이탈하는 경우 작업자(W)에게 경고신호를 전달하여 작업자(W)가 현재 위치를 인지하게 하는 역할을 수행할 수 있다.

또한 제2가상영역(A2)을 통해 지지대(240)가 지면에 대하여 수직인 가상축을 기준으로 기울어지는지에 대한 여부를 확인할 수 있도록 마련된다.

제1가상영역(A1)과 제2가상영역(A2)을 포함하는 가상의 영역에 더욱 상세하게 설명하기 앞서 도 2를 통해 감지 유닛(400)의 구성에 대해 설명한 다음 가상의 영역에 대하여 설명하기로 하겠다.

먼저 감지 유닛(400)은 광 센서부(410), 기울기 감지부(420), 저장부(440), 판단부(460), 통신부(480)를 포함할 수 있다.

광 센서부(410)는 작업자(W)의 움직임을 감지하는 역할을 수행할 수 있으며, 상술한 제1가상영역(A1)은 광 센싱 영역이 지지대(240)를 감싸도록 복수 배치하여, 지지대(240)에 대한 작업자(W)의 이탈을 감지하고 측정데이터를 생성할 수 있게 된다.

예를 들어 광 센서부(410)는 바닥 판넬(220)의 상부측 지지대(240)의 수평파이프의 상부에 광 센싱 라인이 형성되도록 수평파이프의 양단에 수광센서 및 발광센서가 서로 대향하도록 마련될 수 있으며, 수광센서 및 발광센서가 하나의 수평파이프에 의해 연결된 두개의 수직파이프의 외주면에 각각 설치되어 서로 대향 하도록 마련될 수도 있다.

따라서 바닥 판넬이 모서리 부근의 4개의 수직파이프를 기준으로 2개의 수직파이프를 잇는 수평파이프의 상부에 광센싱 라인이 모두 형성되어 지지대(240)를 감싸는 형태의 광 센싱 영역이 형성될 수 있으며, 지지대(240)를 감싸는 형태의 광 센싱 영역은 지면에서 도 3에 도시된 바와 같이 수직방향으로 복수개가 상향 또는 하향 배치되도록 마련되어 감지영역을 확대할 수 있다.

즉 가로폭이 1m이고 세로폭이 1.2m인 지지대(240)에서 광 센서부(410)를 통해 지지대(240)의 가로세로폭에 대응하여, 가로폭이 1m이고 세로폭이 1.2m인 가상의 사각형이 제1가상영역(A1)이 되고, 상술한 사각형의 테두리가 임계값이 된다.

따라서 작업자(W)가 테두리 내부에서 테두리를 벗어나거나 테두리 외부에서 테두리 내부로 장애물이 인입되면 경고신호가 발생될 수 있다.

여기서 광 센서부(410)는 자체적으로 알람모듈이 내장되어 소리 또는 조명을 통해 경고신호가 발생될 수 있으며, 또한, 후술할 기울기 감지부(420)와 연동되어, 작업자(W)가 제1가상영역(A1)의 테두리 내부에서 테두리를 벗어나거나 테두리 외부에서 테두리 내부로 장애물이 인입되면 알람모듈이 탑재된 기울기 감지부(420)에서 소리 또는 조명을 통해 경고신호가 발생될 수 있도록 마련될 수 있다.

다음으로 기울기 감지부(420)는 상술한 제2가상영역(A2)을 기준으로 작업 유닛(200)의 흔들림을 감지하고 측정데이터를 생성하는 역할을 수행할 수 있다.

이때 기울기 감지부(420)는 상술한 바와 같은 지지대(240)의 수직파이프에 탈부착 가능하도록 설치될 수 있다.

구체적으로 기울기 감지부(420)는 본체 일측이 지지대(240)의 수직파이프의 외부로 노출되도록 마련되고 타측이 수직파이프에 삽입되어 설치될 수 있으며 수직파이프의 외부로 노출되도록 마련된 상부가 낮은 돔형태로 마련되고 내부에 소리 또는 조명 중 적어도 하나로 경보신호를 발생할 수 있도록 마련될 수 있다.

전술한 도 3에 도시된 바와 같이 지지대(240)의 수직파이프의 외주면에 클램프(242)에 의해 탈부착 가능하도록 설치될 수 있는데, 이때 지면에 수직인 가상의 축을 z축이라 가정하고 지지대(240)의 수직파이프가 x-y축 평면으로 기울어지는 각도를 감지할 수 있으며 기 설정된 임계범위를 통해 가상의 영역을 형성하고 수직파이프의 가상의 영역에 대한 이탈을 감지할 수 있다.

예를 들어 기울기 감지부(420)는 서로 수직하는 두개의 축을 가진 2축의 자이로센서가 본체내부에 고정된 형태로 마련될 수 있으며, 이때 두개의 축을 통하여 형성되는 가상의 평면이 지면과 수평이 되는 경우를 초기값이 되도록 설정함으로써 지지대(240)의 수직파이프에 수직으로 삽입되는 경우 수직파이프가 지면에 대해 기울어진 정도를 측정할 수 있도록 마련될 수 있으며, 이때 기울기 감지부(420)는 전술한 초기값을 리셋할 수 있도록 마련될 수 있다.

뿐만 아니라 기울기 감지부(420)는 수직파이프의 기울기를 측정하는 역할을 수행할 수 있다면 3축의 가속도센서, 3축의 자이로센서로 마련될 수도 있다.

여기서 임계범위는 지면에 대한 수직파이프의 허용할 수 있는 기울기범위이며, 프레임 고유의 특성인 탄성범위 및 작업자(W)의 가동범위를 고려하여 설정될 수 있다.

예를 들어, x,y,z 수직좌표계를 기준으로, 지면에 수직되는 가상의 축을 z축이라 가정할 때, 기울기 감지부(420)는 서로 수직인 x축 및 y축을 가지도록 마련될 수 있으며, 이때 x-y축이 이루는 가상의 평면이 지면과 수평일 때를 기울기가 “0”인 초기값으로 정의할 수 있다.

이때 기울기가 “0”인 가상의 평면이, x축 및 y축 중 어느 한축을 중심으로, 지면과 이루는 각도가 -10° 내지 10°의 범위안에 들어오는 모든 경우를 임계범위 내의 제2가상영역(A2)으로 설정하고 제2가상영역(A2) 내에 현재 측정된 기울기가 포함되는 경우에, 현재상태를 안전한 상태로 판별하도록 미리 설정할 수 있다.

이때 기울기 감지부(420)는 임계범위 내의 제2가상영역(A2)을 벗어나는 기울기 값을 가질 때 경고2단계 알람을 발생하고 임계범위의 80%에 근접하는 기울기 값을 가질 때 경고 1단계 알람을 발생하도록 마련될 수 있다.

예를 들어, 지면에서 8° 기울어진 지지대(240)의 수직파이프의 상단에 삽입되거나 갑자기 8°로 갑자기 기울어지는 경우, 측정된 지지대(240)의 수직파이프의 기울기값(8°)이 미리 설정된 임계범위(-10° 내지 10°)의 80%가 되므로, 알람 모듈을 통해 작업자(W)에게 미리 통보할 수 있다.

즉 수직파이프의 상부로 연장되는 중심축을 기준으로 다시한번 설명하면 제2가상영역(A2)은, 지면에서 수직인 상태인 수직파이프의 중심축을 기준으로 형성되는 뒤집어진 원뿔형태일 수 있다.

따라서 원뿔형태의 외주면이 임계값이 되고, 수직파이프가 기울어져 중심축이 원뿔형태의 외주면을 이탈하는 경우 경고신호가 발생될 수 있다.

뿐만 아니라 전술한 바와 같이 광 센서부(410)와 연동되어 작업자(W)가 제1가상영역(A1)의 임계범위를 벗어난 경우에도 기울기 감지부(420) 측에서 소리 또는 조명을 통해 경고신호가 발생될 수 있다.

다음으로 저장부(440)는 상술한 광 센서부(410) 및 기울기 감지부(420)가 생성한 측정데이터를 저장하는 역할을 수행할 수 있다.

구체적으로 저장부(440)는 도 4에 도시된 바와 같이 감지 유닛(400)과 무선통신으로 연결되며, 블랙박스 형태로 작업 유닛(200)에 장착되어 설치될 수 있다.

예를 들어 작업 유닛(200)에 장착되어 설치되는 경우에는 저장부(440)의 보호를 위해 작업 유닛(200)의 하단에 장착되도록 마련될 수 있으며, 나아가 표면이 외부로부터의 충격여파의 흡수를 위해 합금재질로 마련된 표면을 가지는 케이스가 마련되어 저장부(440)를 감싸 도록 마련될 수 있다.

이때 저장부(440)는 사고로 인해 전원공급이 차단되어 데이터가 손실되는 것을 방지하기 위해 설정된 주기로 측정데이터를 백업하여 자체적으로 외부로 송신할 수 있도록 통신모듈이 마련될 수 있다.

또한 저장부(440)는 도 5에 도시된 바와 같이 블랙박스 형태로 마련되어 작업 유닛(200)에서 이격 되어 설치될 수 있으며 이때 통신모듈을 통해 기울기 감지부(420) 및 광 센서부(410)를 통해 무선으로 측정데이터를 전달받을 수 있도록 마련될 수 있다.

이격되어 설치된 경우에도 상술한 바와 마찬가지로 표면이 합금재질로 형성된 케이스 내부에 마련되어 외부충격으로부터 보호될 수 있다.

또한 판단부(460)는 상술한 기울기 감지부(420) 및 광 센서부(410)를 통해 측정한 측정데이터가 상술한 임계범위를 벗어나는지 여부를 판단하여 위험데이터를 생성하는 역할을 수행한다.

이때 통신부(480)는 상술한 측정데이터 및 위험데이터를 기 설정된 단말기로 전송하는 역할을 수행하게 된다.

구체적으로 통신부(480)는 판단부(460)에서 측정데이터를 통해 임계범위를 벗어나는지 여부를 판단하고, 임계범위를 벗어나지 않는 안전영역인 경우에는 측정 데이터를 기 설정된 주기로 기 설정된 단말기로 전송할 수 있다.

예를 들어 판단부(460)가 광 센서부(410)를 통해 작업자(W)가 제1가상영역(A1)을 이탈하지 않고 작업을 수행하며, 기울기 감지부(420)를 통해 지지대(240)의 수직파이프의 기울기도 제2가상영역(A2) 내에 있음을 판별한 경우에는, 판단부(460)는 측정데이터를 저장부(440)로 전송할 수 있다.

이때 통신부(480)는 예를 들어 10분 간격으로 저장부(440)로 측정데이터를 요청하게 되고 저장부(440)에 저장된 측정데이터를 전달받아 작업관리자의 단말기로 측정 데이터를 전송하게 된다.

반면에 판단부(460)가 광 센서부(410)를 통해 작업자(W)가 제1가상영역(A1)에 대한 이탈을 판별한 경우 또는 기울기 감지부(420)를 통해 지지대(240)의 수직파이프의 기울기도 제2가상영역(A2)을 벗어나 있음을 판별한 경우에는 해당하는 측정데이터에 위험신호를 포함시켜 위험데이터를 하고 위험데이터를 저장부(440)에 저장한 뒤에 통신부(480)의 약속된 요청에 관계없이 즉시 통신부(480)로 위험데이터를 전달하고 통신부(480)는 즉시 작업자(W)가 착용한 웨어러블 디바이스, 작업자(W)가 착용한 보호헬멧, 및 소방서를 포함하는 관공서 중 적어도 하나로 위험데이터를 전달할 수 있다.

위험데이터를 전달받은 작업자(W)의 웨어러블 디바이스는 작업에 집중한 작업자(W)가 쉽게 인지할 수 있도록 진동 또는 플래쉬를 통한 경보신호를 발생할 수 있으며 진동 및 플래쉬를 모두 포함하여 경보신호를 발생할 수도 있다.

또한 작업자(W)가 착용한 보호헬멧도 마찬가지로 위험데이터를 전달받게되면 진동 또는 플레쉬를 통해 경보신호를 발생할 수 있게 된다.

여기서 위험데이터는 작업 유닛(200)의 위치정보 및 식별정보를 알 수 있도록 마련되어 소방서를 포함하는 관공서에서 위험데이터를 전달받은 경우 관공서의 상황통제실에서 해당 작업 유닛(200)의 위치로 출동할 수 있으며, 식별정보를 통해 미리 등록된 관리작업자(W)에게 연락할 수 있도록 마련될 수 있다.

뿐만 아니라 판단부(460)는 위험데이터를 생성한 경우 기울기 감지부(420) 또는 광 센서부(410)로 다시 전달하여 기울기 감지부(420)에 마련된 알람모듈에 의해 소리 또는 조명 중 어느 하나로 작업자(W)에게 경고신호를 발생할 수 있다.

이때 광 센서부(410)에도 알람모듈이 탑재된 경우에는, 기울기 감지부(420) 및 광 센서부(410)에 각각 위험데이터를 다시 전달하여 각각 작업자(W)에게 경고신호를 발생할 수 있도록 마련될 수 있다.

또한 판단부(460)는, 알람모듈이 탑재되어 있지 않은 광 센서부(410) 및 알람모듈이 탑재된 기울기 감지부(420)를 통해 각각 측정데이터를 전달받은 경우, 두 측정데이터를 판별하고, 두 측정데이터 중 광 센서부(410)에서 전달받은 측정데이터를 통해 위험데이터를 생성한 경우에도 기울기 감지부(420)를 통해 경고신호가 발생될 수 있도록 마련될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 작업자(W)의 낙상사고가 발생한 경우를 예를 들어 후술하기로한 에어백(260)을 설명하면 다음과 같다.

예를 들어 작업 유닛(200)은 하단에 작업자(W)가 작업 유닛에서 떨어지는 경우에 에어백(260)이 팽창되도록 마련될 수 있다.

먼저 작업을 진행중인 작업자(W)가 제1가상영역(A1)을 이탈하게 되면, 광 센서부(410)는 위험데이터를 생성하고 통신부(480)를 통해 작업자(W)의 웨어러블 디바이스, 보호헬멧, 관공서 중 적어도 어느 하나로 위험데이터를 전송하게 된다.

여기서 에어백(260)의 오작동을 방지하기 위해서 작업자(W)의 웨어러블 디바이스 또는 보호헬멧에 3축 가속도센서 및 통신모듈이 마련되고, 작업자(W)의 움직임을 감지하여 감지한 데이터를 통신모듈을 통해 감지 유닛(400)으로 전달하도록 마련될 수 있다.

즉, 위험데이터가 생성된 경우에만, 작업자(W)의 움직임을 감지하게 되고 작업 유닛(200)에서 떨어지고 있는 작업자(W)의 움직임을 감지한 데이터를 작업 유닛이 전달받아 판단부(460)를 통해 작업자(W)의 낙하를 판별하고 작업 유닛(200)의 하단에 마련된 에어백(260)이 작업 유닛(200)을 중심으로 외측으로 방사되어 전개되며, 팽창되도록 마련될 수 있다.

따라서 상술한 바와 같은 구성을 가지는 스마트 타워(10)은 설비나 건축구조물의 시공 또는 정비를 설치된 작업 유닛에 마련되어 작업자(W)가 시공 또는 정비하는 과정에서 작업 유닛의 기울기에 대한 정보 및 작업자(W)의 움직임에 대한 정보를 작업자(W)와 관리자에게 동시에 전달하여 보다 안전한 작업환경을 구축할 수 있다.

또한 업자가 지면에서 목표되는 높이까지 지지대(240)를 연속적으로 적층하는 설치작업을 하는 경우에도 사용할 수 있는 범용성을 가질 수 있다. 즉, 착탈 가능하도록 마련된 기울기 감지부(420)를 이용하여 상술한 기울기 작업 유닛의 기울기정보를 작업자(W)와 관리자에게 동시에 전달할 수 있도록 마련되어 보다 안전한 작업환경을 구축하여 실시간으로 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템의 복수의 스마트 타워를 모니터링하는 관제 타워를 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템의 감지 유닛의 영상부를 통해 스마트 타워를 모니터링 하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템(20)은 크게 스마트 타워(1200), 관제 타워(1400)를 포함한다.

여기서 스마트 타워(1200)는 작업자가 이동하는 바닥 판넬과 바닥 판넬을 지지하는 다수의 지지대를 적층하며 지면으로부터의 높이가 가변되도록 마련되는 작업 유닛(1220)이 마련될 수 있으며 감지 유닛(1240)이 작업 유닛(1220)에 장착되도록 마련될 수 있다.

또한 스마트 타워(1200)는 바닥 판넬에서 움직이는 작업자의 움직임 및 작업 유닛(1220)의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛(1240)을 포함할 수 있다.

다음으로 스마트 타워(1200)는 기 설정된 거리 떨어진 곳에서의 스마트 타워(1200)로부터 측정데이터를 실시간으로 수신하고, 별도의 신호를 스마트 타워(1200)에 제공하는 역할을 수행할 수 있다.

여기서 바닥 판넬과 다수의 지지대를 포함하는 작업대유닛(1220)은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 작업 유닛(200)과 그 구조와 기능이 동일 유사하며, 감지 유닛(1240)도 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 타워의 감지 유닛(400)과 그 구조와 기능이 동일 유사하므로, 다른 부분만 설명하도록 하겠다.

도 7에 도시된 바와 같이 관제 타워(1400)는 감지 유닛과 실시간으로 통신 가능하도록 마련되어 관제 타워(1400)측에서 복수의 스마트 타워(1200)를 모니터링 할 수 있다.

구체적으로 관제 타워(1400)는, 상술한 스마트 타워(1200) 중 적어도 어느 하나에 신호를 제공할 수 있으며, 여기서 신호는 관제 타워(1400)에서 스마트 타워(1200)로 측정데이터 또는 위험데이터를 요청하는 신호일 수 있다.

이때 복수의 스마트 타워(1200)는 요청받은 측정데이터 또는 위험데이터를 스마트 타워(1200) 고유의 식별정보데이터와 함께 관제 타워(1400)로 송신할 수 있다.

또한 상술한 바와 같은 신호는, 위험데이터를 수신한 경우에 스마트 타워(1200)로 전달되는 추가적인 경고신호일 수 있다.

예를 들어 스마트 타워(1200)에서 감지 유닛(1240)이 위험데이터를 생성한 경우, 본 발명의 일 실시예에서 설명한 바와 같이, 통신부를 통해 자체적으로 감지 유닛(1240)에 내장된 알람 모듈, 작업자의 웨어러블 디바이스, 또는 작업자의 헬멧을 통해 1차적인 경고신호를 발생할 수 있다.

다음으로 통신부는 관제 타워(1400)로 스마트 타워(1200)의 고유식별정보가 포함된 위험데이터를 전송하게 되고, 관제 타워(1400)는 위험데이터를 수신 받아 소방서를 포함하는 관공서로 전송하되, 해당 스마트 타워(1200)의 위치정보, 해당 구역의 관리자 전화번호를 추가로 포함하여 전송하도록 마련될 수 있다.

이때 관제 타워(1400)는 해당 스마트 타워(1200)을 중심으로 기 설정된 반경 내에 있는 작업자들에게 해당 스마트 타워(1200)의 위치정보, 상황을 알려줄 수 있다.

예를 들어 A스마트 타워에서 위험데이터가 생성된 경우에, 감지 유닛은 A스마트 타워의 기울기 감지부의 알람 모듈을 포함하고, 작업자의 웨어러블 디바이스 또는 작업자의 헬멧을 통해 경고신호를 발생하며, 위험데이터를 추가적으로 관제 타워(1400)에 전송하게 된다.

이때 위험데이터를 수신한 관제 타워(1400)는 A스마트 타워를 식별하고, A스마트 타워의 위치, 상황, A스마트 타워의 담당 관리자 전화번호를 소방서를 포함하는 관공서로 전송할 수 있다.

이와 동시에 A스마트 타워를 중심으로 반경 20m 내의 B스마트 타워 및 C스마트 타워에서 작업하는 작업자의 웨어러블 디바이스, 작업자의 헬멧을 통해 추가 경고신호를 발생할 수 있다.

이때 웨어러블 디바이스 또는 헬멧에 복수개로 마련된 진동센서를 통해 해당 작업자를 기준으로 A스마트 타워의 방향의 진동센서가 동작하도록 마련될 수 있으며, 작업자의 헬멧 또는 작업 유닛(1220)에 디스플레이부가 마련되어 A스마트 타워(1200)의 식별번호가 디스플레이 되도록 마련될 수도 있다.

즉 상술한 바와 같은 방법으로 관제 타워(1400)는, 복수의 스마트 타워(1200)에게 측정데이터 또는 위험데이터를 요청하는 신호를 순차적으로 제공하고, 위험데이터를 수신 받은 경우에 추가적인 경고신호를 다시 복수의 스마트 타워(1200)에게 순차적으로 전달할 수 있다.

반면에 관제 타워(1400)는, 측정데이터 또는 위험데이터를 요청하는 신호를 동시다발적으로 다수의 스마트 타워(1200)에 동시에 신호를 제공하고, 추가적인 경고신호를 다시 복수의 스마트 타워(1200)에게 동시다발적으로 전달할 수 있도록 마련될 수도 있다.

한편 상술한 바와 같은 구성을 가지는 안전솔루션의 감지 유닛(1240)은, 도 8에 도시된 바와 같이 주변을 촬영하는 영상부(1242)를 포함하고, 관제 타워(1400)가 영상부(1242)로 촬영된 영상을 실시간으로 모니터링하도록 마련되어, 관제 타워(1400)의 관리자가 육안으로 스마트 타워(1200)를 모니터링하도록 마련될 수도 있다.

따라서 대형 건축구조물 또는 대형설비의 작업반경이 광범위한 경우에도 복수의 스마트 타워의 실시간 감시를 통해 보다 안전한 작업환경을 구축할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

M: 작업대상
W: 작업자
A1: 제1가상영역
A2: 제2가상영역
10: 스마트 타워.
200: 작업 유닛
220: 바닥 판넬
240: 지지대
242: 클램프
260: 에어백
400: 감지 유닛
410: 광 센서부
420: 기울기 감지부
440: 저장부
460: 판단부
480: 통신부
20: 스마트 타워 및 이를 포함하는 안전솔루션 시스템
1200: 스마트 타워
1220: 작업 유닛
1240: 감지 유닛
1400: 관제 타워

Claims (13)

1. 지상에서 수직으로 이격된 위치에서 작업을 수행하는 고소 작업용 스마트 타워; 및 기 설정된 거리 떨어진 곳에서의 상기 스마트 타워로부터 측정데이터를 실시간으로 수신하고, 별도의 신호를 상기 스마트 타워에 제공하는 관제 타워;를 포함하는 안전솔루션 시스템에 포함되는 상기 스마트 타워로서,
   상기 스마트 타워는,
   작업자가 이동하는 바닥 판넬과 상기 바닥 판넬을 지지하는 지지대를 포함하는 작업 유닛; 및
   상기 작업 유닛에 장착되어 상기 바닥 판넬에서 움직이는 상기 작업자의 움직임 및 상기 작업 유닛의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 상기 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 상기 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
2. 제1항에 있어서,
   상기 감지 유닛은,
   다수개가 상기 작업자와 인접한 상기 지지대의 상단에 수직으로 장착되고, 상기 감지 유닛은 서로 신호가 연결되어 상기 임계범위내에서 가상의 영역을 형성하며 상기 작업자가 상기 가상의 영역을 벗어나거나 외부에서 물체가 유입되는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
3. 제2항에 있어서,
   상기 감지 유닛은,
   상기 작업자의 움직임을 감지하는 광 센서부;
   상기 작업 유닛의 흔들림을 감지하는 기울기 감지부;
   상기 측정데이터를 저장하는 저장부;
   상기 측정데이터가 상기 임계범위를 벗어나는지 여부를 판단하여 위험데이터를 생성하는 판단부; 및
   상기 측정데이터 및 위험데이터를 기 설정된 단말기로 전송하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
4. 제3항에 있어서,
   상기 저장부는,
   상기 작업 유닛에 장착되어 상기 감지 유닛과 무선통신으로 연결되는 블랙박스 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
5. 제3항에 있어서,
   상기 통신부는,
   상기 측정 데이터를 기 설정된 주기로 전송하되, 상기 위험데이터가 생성되는 경우 즉시 경고신호를 전송하는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
6. 제3항에 있어서,
   상기 단말기는,
   웨어러블 디바이스 또는 사용자 헬멧 또는 소방서를 포함한 관공서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
7. 제2항에 있어서,
   상기 작업 유닛은,
   지면과 인접한 하단부에 별도의 에어백이 마련되어 상기 작업자가 상기 가상의 영역을 이탈하여 낙상하는 경우 에어백이 팽창되도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
   스마트 타워.
8. 제1항에 있어서,
   상기 작업 유닛은,
   상하 방향으로 지지대를 서로 연결 가능하게 구비되는,
   스마트 타워.
9. 지상에서 수직으로 이격된 위치에서 작업을 수행하는 고소 작업용 스마트 타워를 포함하는 안전솔루션 시스템으로서,
   작업자가 이동하는 바닥 판넬과 상기 바닥 판넬을 지지하는 다수의 지지대를 적층하며 지면으로부터의 높이가 가변되도록 마련되는 작업 유닛 및 상기 작업 유닛에 장착되어 상기 바닥 판넬에서 움직이는 상기 작업자의 움직임 및 상기 작업 유닛의 흔들림을 감지하여 측정데이터를 생성하고, 상기 측정데이터가 기 설정된 임계범위를 벗어나는 경우 상기 작업자에게 경고신호를 발생하는 감지 유닛을 포함하는 다수의 고소 작업용 스마트 타워; 및
   기 설정된 거리 떨어진 곳에서의 상기 스마트 타워로부터 측정데이터를 실시간으로 수신하고, 별도의 신호를 상기 스마트 타워에 제공하는 관제 타워;를 포함하는,
   안전솔루션 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 관제 타워는,
    상기 감지 유닛과 실시간으로 통신하는 것을 특징으로 하는,
    안전솔루션 시스템.
11. 제9항에 있어서,
    상기 관제 타워는,
    상기 스마트 타워 중 적어도 어느 하나에 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는,
    안전솔루션 시스템.
12. 제9항에 있어서,
    상기 관제 타워는,
    상기 다수의 스마트 타워에 동시에 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는,
    안전솔루션 시스템.
13. 제9항에 있어서,
    상기 감지 유닛은 주변을 촬영하는 영상부를 포함하고,
    상기 관제 타워는 상기 영상부로 촬영된 영상을 실시간으로 모니터링하는 것을 특징으로 하는,
    안전솔루션 시스템.

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