KR102580641B1 - Safety ladder apparatus with automatic position control - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치 및 그를 사용한 제어 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 사다리의 끝단에 휠을 장착하여 작업자가 사다리에서 작업을 할 때, 작업자가 무게 중심을 한쪽으로 기울여지게 되면 밸러스를 맞추기 위하여 휠의 이동을 감속하여 밸럴스를 유지하게 하는 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치 및 그를 사용한 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a safety ladder device capable of automatic position control and a control method using the same. More specifically, a wheel is mounted on the end of the ladder so that when the worker works on the ladder, the worker tilts the center of gravity to one side. It relates to a safety ladder device capable of automatic position control that maintains balance by slowing down the movement of the wheel to achieve balance, and a control method using the same.

Description

자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치{SAFETY LADDER APPARATUS WITH AUTOMATIC POSITION CONTROL} Safety ladder device with automatic position control {SAFETY LADDER APPARATUS WITH AUTOMATIC POSITION CONTROL}

본 발명은 자동 위치제어 가능한 사다리 장치 및 그를 사용한 제어 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 사다리의 끝단에 휠을 장착하여 작업자가 사다리에서 작업을 할 때, 작업자의 무게 중심이 한쪽으로 기울여지게 되면 밸런스를 맞추기 위하여 휠의 이동 속도를 제어하여 밸런스를 유지하게 하는 자동 위치제어 가능한 사다리 장치 및 그를 사용한 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ladder device capable of automatic position control and a control method using the same. More specifically, the present invention relates to a ladder device capable of automatic position control and a control method using the same. More specifically, a wheel is mounted at the end of the ladder so that when the worker works on the ladder, the worker's center of gravity is tilted to one side, causing balance. It relates to a ladder device capable of automatic position control that maintains balance by controlling the moving speed of the wheel in order to maintain balance, and a control method using the same.

최근, 건설업의 추락사고를 예방하기 위해서 전등 교체작업 등 사다리를 사용하여 작업을 하는 경우에는 안전모 등 개인보호구를 착용하고 작업하도록 안전 조치를 취하고 있으나 안전 사고가 발생하고 있다. Recently, in order to prevent fall accidents in the construction industry, safety measures have been taken to require workers to wear personal protective equipment such as hard hats when performing work using a ladder, such as replacing light fixtures, but safety accidents are occurring.

도 1은 사다리를 사용하여 작업자가 작업을 하는 동안 추락사를 나타내는 그림이다. 도 1에 나타난 것처럼, 작업자는 전등을 교체하기 위하여 사다리를 올라가고, 사다리에서 전등 교체 작업을 완료하고, 작업자가 사다리의 일부를 잡고 사다리를 내려오고, 그 도중에 추락하는 경우를 나타낸다. 도 2는 발붙임 사다리 및 안전기준을 나타낸다. Figure 1 is a diagram showing a worker falling to death while working using a ladder. As shown in Figure 1, a worker climbs a ladder to replace a light, completes the light replacement work on the ladder, and the worker comes down the ladder while holding a part of the ladder, and falls during the process. Figure 2 shows step ladders and safety standards.

여기서, 발붙임 사다리를 사용하게 되면 사다리의 높이에 상관없이 작업시에 안전모와 안전대등 개인보호구를 지급하여 착용하도록 관리감독되고 있다. 그러나, 안전교육에는 한계가 있어서 사다리 작업에서 안전사고를 방지할 수 있는 사다리 장치에 대한 기술개발이 필요한 실정이다. Here, when using a stepladder, workers are provided with and supervised to wear personal protective equipment such as a safety helmet and safety belt when working, regardless of the height of the ladder. However, there are limitations to safety education, so there is a need to develop technology for ladder devices that can prevent safety accidents in ladder work.

대한민국 공개특허공보 제10-2021-0104959호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0104959 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0022205호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2021-0022205 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0005833호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0005833 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0086672호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0086672 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0013899호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0013899

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사다리 작업을 하는 작업자의 무게 중심이 움직여도 사다리에 구비된 휠을 제어하는 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치 및 그의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above problems, and its purpose is to provide a safety ladder device capable of automatic position control that controls the wheels provided on the ladder even if the center of gravity of the worker working on the ladder moves, and a control method thereof.

본 발명의 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치는, 사다리 모듈; 상기 사다리 모듈의 4개의 각각의 끝단에 휠이 위치하며, 상기 사다리 모듈의 무게 중심의 변화에 따라 상기 휠의 회전 속도를 감속하게 하는 위치 제어 모듈; 및 상기 위치 제어 모듈의 휠의 회전 상태를 모니터링하며, 상기 위치 제어 모듈의 휠의 회전 조건을 변경하는 명령 전달 모듈;을 포함한다. The safety ladder device capable of automatic position control of the present invention includes a ladder module; a position control module where wheels are located at each of the four ends of the ladder module and which reduces the rotational speed of the wheels according to changes in the center of gravity of the ladder module; and a command transmission module that monitors the rotation state of the wheel of the position control module and changes the rotation condition of the wheel of the position control module.

상기 사다리 모듈은 우측 사다리 본체부, 좌측 사다리 본체부, 상기 우측 사다리 본체부의 일단 및 좌측 사다리 본체부의 일단에 연결되어 상기 우측 사다리 본체부의 및 좌측 사다리 본체부가 회전하는 사다리 회전부, 상기 우측 사다리 본체부에 일정 간격으로 이격되어 사용자가 사다리를 밟고 올라가는 복수의 우측 수평 스틱, 상기 좌측 사다리 본체부에 일정 간격으로 이격되어 사용자가 사다리를 밟고 올라가는 복수의 좌측 수평 스틱을 구비한다. The ladder module is connected to a right ladder main body, a left ladder main body, one end of the right ladder main body, and one end of the left ladder main body, and a ladder rotating part through which the right ladder main body and the left ladder main body rotate, and the right ladder main body. A plurality of right horizontal sticks are spaced at regular intervals and allow the user to step on and climb the ladder, and a plurality of left horizontal sticks are spaced at regular intervals on the left ladder main body to allow the user to step on and climb the ladder.

상기 위치 제어 모듈은 휠 유닛, 센서 유닛, 제어 유닛, 드라이버 유닛, 모터 유닛, 배터리 유닛, 스피커 유닛, LED 발광 유닛을 포함한다. The position control module includes a wheel unit, sensor unit, control unit, driver unit, motor unit, battery unit, speaker unit, and LED light emitting unit.

상기 휠 유닛은 상기 우측 사다리 본체부의 양 끝단에 위치한 한쌍의 우측 휠, 상기 좌측 사다리 본체부의 양 끝단에 위치한 한쌍의 좌측 휠을 구비하고, 상기 한쌍의 우측 휠 및 한쌍의 좌측 휠은 서로 독립적으로 지면에서 일정 방향으로 이동한다. The wheel unit is provided with a pair of right wheels located at both ends of the right ladder main body and a pair of left wheels located at both ends of the left ladder main body, and the pair of right wheels and the pair of left wheels are independently from each other on the ground. moves in a certain direction.

상기 센서 유닛은 상기 휠의 단부에서 작업자의 무게 중심이 중앙에서 벗어난 정도를 측정하는 센서를 구비한다. The sensor unit has a sensor that measures the degree to which the worker's center of gravity is off-center at the end of the wheel.

상기 제어 유닛은 상기 센서 유닛에서 얻어진 데이터를 기반으로 드라이버 유닛을 구동하기 위한 펄스폭 변조 신호를 계산하여 드라이버 유닛에 전송한다.The control unit calculates a pulse width modulation signal for driving the driver unit based on data obtained from the sensor unit and transmits it to the driver unit.

상기 드라이버 유닛은 전송된 펄스폭 변조 신호를 기반으로 모터의 감속 기어를 구동시키는 신호를 생성한다. The driver unit generates a signal to drive the reduction gear of the motor based on the transmitted pulse width modulation signal.

상기 모터 유닛은 상기 드라이버 유닛에서 송신된 구동 신호를 수신하여 무게 중심이 한쪽 방향으로 커져서 회전 속도가 증가한 휠의 회전 속도를 감속한다. The motor unit receives a drive signal transmitted from the driver unit and reduces the rotational speed of the wheel, which increases in rotational speed due to the center of gravity being increased in one direction.

상기 배터리 유닛은 상기 위치 제어 모듈을 구동하기 위한 전력을 저장하여 공급한다. The battery unit stores and supplies power to drive the position control module.

상기 스피커 유닛은 상기 휠 유닛의 회전 시에 음성을 생성한다. The speaker unit generates sound when the wheel unit rotates.

상기 LED 발광 유닛은 상기 휠 유닛의 회전 시에 LED 를 온오프한다. The LED light emitting unit turns the LED on and off when the wheel unit rotates.

상기 명령 전달 모듈은 휴대용 제어유닛 및 모바일 유닛을 포함하며, 상기 휴대용 제어유닛은 상기 위치 제어 모듈의 구동을 위한 전원 버튼, 상기 휠 유닛의 고정된 상태 및 휠 유닛의 이동가능한 상태를 스틱으로 선택하는 휠 상태 선택 버튼, 상기 휠 유닛의 급정지를 위한 긴급 버튼, 상기 위치 제어 모듈의 구동상태를 확인하는 모니터를 구비하며, 상기 모바일 유닛은 상기 휴대용 제어유닛과 무선으로 연동되어 다수의 모바일 기기에서 상기 위치 제어 모듈의 구동상태를 확인한다. The command transmission module includes a portable control unit and a mobile unit, wherein the portable control unit selects a power button for driving the position control module, a fixed state of the wheel unit, and a movable state of the wheel unit with a stick. It is equipped with a wheel state selection button, an emergency button for an emergency stop of the wheel unit, and a monitor to check the driving status of the position control module, and the mobile unit is wirelessly linked with the portable control unit to determine the location of the position on a plurality of mobile devices. Check the operating status of the control module.

상기 사다리 모듈은 우측 사다리 본체부와 우측 휠 사이에 우측 휠 회전부을 구비하고, 좌측 사다리 본체부와 좌측 휠 사이에 좌측 휠 회전부을 구비하며, 상기 우측 휠 회전부는 우측 사다리 본체부의 길이 방향의 축과 평행한 방향을 회전축으로 우측 휠을 회전하며, 상기 좌측 휠 회전부는 우측 사다리 본체부의 길이 방향의 축과 평행한 방향을 회전축으로 우측 휠을 회전한다. The ladder module has a right wheel rotating part between the right ladder main body and the right wheel, and a left wheel rotating part between the left ladder main body and the left wheel, and the right wheel rotating part is parallel to the longitudinal axis of the right ladder main body. The right wheel rotates around the rotation axis, and the left wheel rotation unit rotates the right wheel around the rotation axis in a direction parallel to the longitudinal axis of the right ladder main body.

상기 휠은 옴니휠을 사용한다. The wheel uses an omni wheel.

본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치는 사다리 모듈; 상기 사다리 모듈의 4개의 각각의 끝단에 회전하는 볼 유닛이 위치하며, 상기 사다리 모듈의 무게 중심의 변화에 따라 이동용 볼의 회전 속도를 감속하게 하는 위치 제어 모듈; 및 상기 위치 제어 모듈의 상기 이동용 볼의 회전 상태를 모니터링하며, 상기 위치 제어 모듈의 이동용 볼의 회전 조건을 변경하는 명령 전달 모듈;을 포함한다. A safety ladder device capable of automatic position control according to an embodiment of the present invention includes a ladder module; a position control module in which a rotating ball unit is located at each of the four ends of the ladder module and that reduces the rotational speed of the moving ball according to a change in the center of gravity of the ladder module; and a command transmission module that monitors the rotation state of the moving ball of the position control module and changes the rotation condition of the moving ball of the position control module.

상기 볼 유닛은 상기 사다리 모듈의 우측 사다리 본체부의 각각의 끝단에 한쌍의 우측 밸러스볼을 구비하고, 상기 사다리 모듈의 좌측 사다리 본체부의 각각의 끝단에 한쌍의 좌측 밸러스볼을 구비하며, 상기 볼 유닛은 사다리 본체부의 끝단을 고정하는 지지판, 상기 지지판의 하부면에 연결된 복수의 연장 플레이트가 구비되고, 이동용 볼은 상기 복수의 연장 플레이트에 둘러싸이게 형성된다. The ball unit is provided with a pair of right balance balls at each end of the right ladder main body of the ladder module and a pair of left balance balls at each end of the left ladder main body of the ladder module, and the ball unit A support plate for fixing the end of the ladder main body and a plurality of extension plates connected to a lower surface of the support plate are provided, and a moving ball is formed to be surrounded by the plurality of extension plates.

본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치를 사용하여 사다리를 제어하는 방법은, 상기 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치를 작업하려는 장소에 위치시키는 제1 단계; 상기 작업자가 상기 우측 휠 및 좌측 휠의 고정된 상태에서 상기 우측 휠 및 좌측 휠을 이동가능한 상태로 전환하기 위하여 휠 선택 버튼을 누르는 제2 단계; 상기 작업자가 상기 사다리 모듈에서 작업할 때, 상기 우측 사다리 본체부, 좌측 사다리 본체부를 기준으로 무게 중심이 중심에서 벗어난 것을 감지하는 제3 단계; 및 상기 우측 사다리 본체부가 좌측 사다리 본체부보다 무게 중심이 더 커지면 상기 우측 휠의 회전속도를 상기 좌측 휠의 회전 속도보다 감속 회전시키며, 또는 상기 좌측 사다리 본체부가 우측 사다리 본체부보다 무게 중심이 더 커지면 상기 좌측 휠의 회전속도를 상기 우측 휠의 회전 속도보다 감속 회전시키는 제4 단계;를 포함한다. A method of controlling a ladder using an automatic position controllable safety ladder device according to an embodiment of the present invention includes a first step of positioning the automatically position controllable safety ladder device at a work location; A second step in which the worker presses a wheel selection button to change the right wheel and left wheel from a fixed state to a movable state; When the worker works on the ladder module, a third step of detecting that the center of gravity is off-center based on the right ladder main body and the left ladder main body; And when the center of gravity of the right ladder main body is larger than that of the left ladder main body, the rotation speed of the right wheel is rotated at a slower rate than the rotation speed of the left wheel, or when the center of gravity of the left ladder main body is larger than that of the right ladder main body. and a fourth step of slowing down the rotation speed of the left wheel compared to the rotation speed of the right wheel.

상기 제3 단계의 무게 중심에서 벗어난 것을 감지하는 단계는, 상기 우측 사다리 본체부 및 좌측 사다리 본체부의 끝단에 걸리는 힘을 측정하는 제3-1 단계; 상기 제3-1 단계에서 측정된 힘을 직교좌표계에서의 라그랑지 동역학방정식에 기초하여 상기 우측 사다리 본체부 및 좌측 사다리 본체부의 끝단에 걸리는 가속도, 속도 및 위치를 계산하는 제3-2 단계; 상기 제3-2 단계에서 얻어진 가속도, 속도 및 위치 데이터에 기초하여 상기 우측 사다리 본체부의 우측 휠에 걸리는 우측 토크값 및 좌측 사다리 본체부의 좌측 휠의 좌측 토크값을 산출하는 제3-3 단계;를 포함한다. The step of detecting deviation from the center of gravity in the third step includes a 3-1 step of measuring the force applied to the ends of the right ladder main body and the left ladder main body; A 3-2 step of calculating the acceleration, velocity, and position applied to the ends of the right and left ladder body parts based on the force measured in the 3-1 step and the Lagrange dynamic equation in the Cartesian coordinate system; Step 3-3 of calculating a right torque value applied to the right wheel of the right ladder body and a left torque value of the left wheel of the left ladder body based on the acceleration, speed, and position data obtained in step 3-2; Includes.

상기 제4 단계는, 상기 우측 휠의 토크값과 좌측 휠의 토크값이 같아질 때까지 휠의 감속을 수행한 후, 상기 우측 휠의 토크값과 좌측 휠의 토크값이 같아지고 무게 중심이 중앙에 있을 때 상기 우측 휠 및 좌측 휠의 이동을 정지시킨다. In the fourth step, the wheels are decelerated until the torque value of the right wheel and the torque value of the left wheel become the same, and then the torque value of the right wheel and the torque value of the left wheel become the same and the center of gravity becomes the center. When in, the movement of the right and left wheels is stopped.

본 발명의 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치 및 그의 제어 방법에 의하면, 사다리 작업을 하는 작업자가 균형을 잃게 되어 무게 중심은 한쪽으로 치우치게 되어도 휠의 감속 운행으로 인하여 작업자가 균형을 잡게되고, 사다리로부터 작업자가 추락되는 위험을 방지하는 효과를 갖는다. According to the safety ladder device capable of automatic position control and its control method of the present invention, even if the worker working on the ladder loses balance and the center of gravity is biased to one side, the worker maintains balance due to the decelerated operation of the wheel, and the worker moves away from the ladder. It has the effect of preventing the risk of falling.

도 1은 사다리를 사용하여 작업자가 작업을 하는 동안 추락사를 나타내는 그림이다.
도 2(a)는 발붙임 사다리의 개요도를 나타내고, 도 2(b)는 발붙임 사다리의 안전기준을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치의 개략도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치의 휠을 제어하기 위한 요소인 좌표 및 벡터를 나타낸다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치가 우측으로 무게 중심이 옮겨졌을 때 휠에 걸리는 토크의 변화를 나타내는 개요도를 나타내며, 도 5(b)는 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치가 좌측으로 무게 중심이 옮겨졌을 때 휠에 걸리는 토크의 변화를 나타내는 개요도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치가 우측으로 무게 중심이 옮겨지고, 그 다음에 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치가 좌측으로 무게 중심이 옮겨지도록 휠을 회전하여 원래의 위치로 복귀하는 개요도를 나타낸다.
도 7(a)은 본 발명의 일 실시형태인 휠을 나타내며, 도 7(b)은 본 발명의 다른 일 실시형태인 휠을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치의 개념도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태인 위치 제어 모듈의 개념도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태인 명령 전달 모듈의 개념도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치의 제어 방법의 플로우차트를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태인 무게 중심을 벗어난 정도를 감지하는 방법의 플로우차트를 나타낸다.
Figure 1 is a diagram showing a worker falling to death while working using a ladder.
Figure 2(a) shows a schematic diagram of a stepladder, and Figure 2(b) shows safety standards for a stepladder.
Figure 3 shows a schematic diagram of an automatic position controllable safety ladder device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows coordinates and vectors that are elements for controlling the wheel of the safety ladder device capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention.
Figure 5(a) shows a schematic diagram showing the change in torque applied to the wheel when the center of gravity of the safety ladder device capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention, is shifted to the right, and Figure 5(b) shows the change in torque applied to the wheel of the safety ladder device capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention. A schematic diagram showing the change in torque applied to the wheel when the center of gravity of a safety ladder device capable of automatic position control, which is one embodiment, is shifted to the left.
Figure 6 shows that the center of gravity of the safety ladder device capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention, is moved to the right, and then the safety ladder device capable of automatic position control rotates the wheel so that the center of gravity is moved to the left, so that the center of gravity is moved to the left. Shows a schematic diagram of returning to position.
Figure 7(a) shows a wheel as one embodiment of the present invention, and Figure 7(b) shows a wheel as another embodiment of the present invention.
Figure 8 shows a conceptual diagram of a safety ladder device capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows a conceptual diagram of a position control module according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 shows a conceptual diagram of a command transmission module according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 shows a flow chart of a control method of a safety ladder device capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention.
Figure 12 shows a flow chart of a method for detecting the degree of deviation from the center of gravity, according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.

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.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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, 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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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 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.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

이하에서 도면을 참조하여 본원 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 개략도를 나타낸다. 도 3에 나타난 것처럼, 상기 사다리 모듈(100)은 우측 사다리 본체부(10R), 좌측 사다리 본체부(10L), 상기 우측 사다리 본체부(10R)의 일단 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 일단을 서로 연결하는 사다리 회전부(40), 상기 우측 사다리 본체부(10R)에 일정 간격으로 이격되어 사용자가 사다리를 밟고 올라가는 복수의 우측 수평 스틱(20R), 상기 좌측 사다리 본체부(10L)에 일정 간격으로 이격되어 사용자가 사다리를 밟고 올라가는 복수의 좌측 수평 스틱(20L)을 구비한다. 여기서, 상기 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)는 사다리 회전부(40)에 의하여 접었다가 펼수 있다.Figure 3 shows a schematic diagram of a safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the ladder module 100 includes a right ladder main body 10R, a left ladder main body 10L, one end of the right ladder main body 10R, and one end of the left ladder main body 10L. Ladder rotating parts 40 connected to each other, a plurality of right horizontal sticks 20R spaced at regular intervals on the right ladder main body 10R for the user to step on and climb the ladder, and spaced at regular intervals on the left ladder main body 10L. It is provided with a plurality of left horizontal sticks (20L) that are spaced apart and allow the user to climb up the ladder. Here, the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L can be folded and unfolded by the ladder rotating part 40.

도 4는 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 휠을 제어하기 위한 요소인 좌표 및 벡터를 나타낸다. 도 5(a)는 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)가 우측으로 무게 중심이 옮겨졌을 때 휠의 토크의 변화를 나타내는 개요도를 나타내며, 도 5(b)는 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)가 좌측으로 무게 중심이 옮겨졌을 때 휠의 토크의 변화를 나타내는 개요도를 나타낸다. 도 4 및 5에 나타난 것처럼, 본 발명의 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 구동 원리에 대하여 설명한다. 작업자가 사다리에 올라가고 작업을 하는 도중에 작업자의 무게 중심에 변화가 있게 되면 휠은 무게 중심을 벗어난 방향으로 회전하면서 굴러 가게 된다. 여기서, 빠르게 회전하는 휠의 회전속도를 저감하게 되면 작업자는 균형을 유지하기 쉬워진다. 구체적으로, 본 발명의 휠 유닛(210)은 우측 사다리 본체부(10R)의 양 끝단에 위치한 한쌍의 우측 휠, 좌측 사다리 본체부(10L)의 양 끝단에 위치한 한쌍의 좌측 휠을 구비하고, 한쌍의 우측 휠 및 한쌍의 좌측 휠은 각각 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)에서 서로 독립적으로 지면에서 일정 방향으로 이동하게 된다. 여기서, 무게 중심의 변화에 따라 한쌍의 우측 휠은 우측 방향으로 회전하여 이동하고, 한쌍의 좌측 휠은 좌측 방향으로 회전하여 이동하게 된다. Figure 4 shows coordinates and vectors that are elements for controlling the wheel of the safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention. Figure 5(a) shows a schematic diagram showing the change in wheel torque when the center of gravity of the safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention, is shifted to the right, and Figure 5(b) shows the change in wheel torque. A schematic diagram showing the change in wheel torque when the center of gravity of the safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the invention, is shifted to the left. As shown in Figures 4 and 5, the driving principle of the safety ladder device 500 capable of automatic position control of the present invention will be described. If the worker's center of gravity changes while climbing the ladder and working, the wheel rotates and rolls in a direction away from the center of gravity. Here, if the rotation speed of the rapidly rotating wheel is reduced, it becomes easier for the worker to maintain balance. Specifically, the wheel unit 210 of the present invention includes a pair of right wheels located at both ends of the right ladder main body 10R, a pair of left wheels located at both ends of the left ladder main body 10L, and a pair of left wheels. The right wheel and the pair of left wheels move in a certain direction on the ground independently of each other in the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L, respectively. Here, as the center of gravity changes, the pair of right wheels rotate and move in the right direction, and the pair of left wheels rotate and move in the left direction.

예를 들어, 도 5(a)에 나타난 것처럼, 처음에는 무게 중심이 오른쪽 방향과 왼쪽 방향이 같은 경우에 우측 휠과 좌측 휠에 걸리는 토크는 같다. (τA = τB = 0) 여기서 작업자가 움직여서 무게 중심이 오른쪽 방향으로 치우쳐지게 되면, 우측 휠은 우측 방향으로 회전하면서 굴러가고 이때 우측 휠에 걸리는 토크가 좌측 휠에 걸리는 토크보다 커지게 된다. (τA < τB) 이때, 좌측 휠은 정지하거나 우측 휠보다 적은 회전속도로 이동한다. 따라서, 우측 휠의 회전 속도를 좌측 휠의 회전 속도보다 더 크게 감속하게 동작되어야 균형을 유지하기 쉬워진다. For example, as shown in Figure 5(a), when the center of gravity is initially the same in the right and left directions, the torque applied to the right and left wheels is the same. (τA = τB = 0) Here, when the worker moves and the center of gravity shifts to the right, the right wheel rotates and rolls to the right, and at this time, the torque applied to the right wheel becomes greater than the torque applied to the left wheel. (τA < τB) At this time, the left wheel stops or moves at a lower rotation speed than the right wheel. Therefore, it is easier to maintain balance when the rotation speed of the right wheel is reduced to a greater extent than the rotation speed of the left wheel.

한편, 도 5(b)에 나타난 것처럼, 처음에는 무게 중심이 오른쪽 방향과 왼쪽 방향이 같은 경우에 우측 휠과 좌측 휠에 걸리는 토크는 같다. (τA = τB = 0) 작업자가 움직여서 무게 중심이 왼쪽 방향으로 치우쳐지게 되면, 좌측 휠은 좌측 방향으로 회전하면서 굴러가고 이때 좌측 휠에 걸리는 토크가 우측 휠에 걸리는 토크보다 커지게 된다. (τA > τB) 이때, 우측 휠은 정지하거나 좌측 휠보다 적은 회전속도로 이동한다. 좌측 휠의 회전 속도를 우측 휠의 회전 속도보다 더 크게 감속하게 동작되어야 균형을 유지하기 쉬워진다. Meanwhile, as shown in Figure 5(b), when the center of gravity is initially the same in the right and left directions, the torque applied to the right and left wheels is the same. (τA = τB = 0) When the worker moves and the center of gravity shifts to the left, the left wheel rotates and rolls to the left, and at this time, the torque applied to the left wheel becomes greater than the torque applied to the right wheel. (τA > τB) At this time, the right wheel stops or moves at a lower rotation speed than the left wheel. It is easier to maintain balance when the left wheel's rotation speed is reduced to a greater extent than the right wheel's rotation speed.

도 5에서 우측 휠과 좌측 휠의 이동하는 방향을 x축 방향, 지면과 평행하며 x축 방향과 수직한 방향을 y축 방향, 지면과 수직한 방향을 z축 방향으로 정의하면, (+)x축 방향은 오른쪽 방향, (-)x축 방향은 왼쪽 방향으로 정의 될 수 있다. In Figure 5, if the moving direction of the right and left wheels is defined as the x-axis direction, the direction parallel to the ground and perpendicular to the x-axis is defined as the y-axis direction, and the direction perpendicular to the ground is defined as the z-axis direction, (+)x The axis direction can be defined as the right direction, and the (-)x-axis direction can be defined as the left direction.

도 6은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)가 우측으로 무게 중심이 옮겨지고, 그 다음에 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)가 좌측으로 이동하여 원래의 위치로 복귀하는 개요도를 나타낸다. 도 5에는 작업자가 일정 방향으로 무게 중심이 치우쳐질때, 무게 중심을 바로 잡기 위하여 무게 중심이 치우쳐진 휠의 회전을 감속하게 하여 무게 중시을 잡은 후, 휠은 정지하고 있다. 한편, 도 6에 나타난 것처럼, 정지된 휠을 원래의 위치까지 회전하여 이동하게 하여 원래의 위치에서 작업을 계속하게 할 수 있다. 즉, 작업자는 무게 중심의 편중에 따라 일정 방향으로 휠은 감속 운행된 후, 다시 원래 위치에서 작업을 행하고 싶을 때, 기억된 위치에 작업자가 위치하도록 휠은 이동하여 복귀할 수 있다. 휴대용 제어유닛에 무게 중심의 변화에 따라 휠의 이동 후, 오른쪽 방향과 왼쪽 방향에 대하여 무게 중심이 같아질 때, 휠은 정지 상태에 있을 지 아니면 휠 유닛은 이동하여 최초 상태에 있을지를 선택하는 휠 복귀 모드가 구비될 수 있고, 상기 휠 복귀 모드에서 복귀 명령을 선택하면 무게 중심 변화후 최초 위치로 이동하도록 휠은 회전할 수 있다. Figure 6 shows that the center of gravity of the safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention, is moved to the right, and then the safety ladder device 500 capable of automatic position control is moved to the left to return to its original position. Shows a schematic diagram of returning to . In Figure 5, when the center of gravity is biased in a certain direction, the worker slows down the rotation of the wheel with the biased center of gravity to correct the center of gravity, and then the wheel stops. Meanwhile, as shown in FIG. 6, the stopped wheel can be rotated and moved to its original position to continue work at its original position. In other words, after the worker moves the wheel at a reduced speed in a certain direction according to the bias of the center of gravity, when the worker wants to work again at the original position, the wheel can be moved and returned so that the worker is located at the memorized position. After moving the wheel according to the change in the center of gravity in the portable control unit, when the center of gravity becomes the same for the right and left directions, the wheel selects whether the wheel will remain at rest or the wheel unit will move and remain in the initial state. A return mode may be provided, and if a return command is selected in the wheel return mode, the wheel may rotate to move to the initial position after the center of gravity changes.

예를 들어, 처음에는 무게 중심이 오른쪽 방향과 왼쪽 방향이 같은 경우에 우측 휠과 좌측 휠은 정지된 상태에서 우측 휠과 좌측 휠에 걸리는 토크는 같다. (τA = τB = 0) 작업자가 움직여서 무게 중심이 오른쪽 방향으로 치우쳐지게 되면, 우측 휠은 우측 방향으로 회전하면서 굴러가고 이때 좌측 휠의 토크가 우측 휠의 토크보다 커지게 된다. (τA > τB) 그 후, 작업자가 처음 작업을 하는 위치로 복귀하고 싶을 때, 기설정된 원래 위치로 사다리가 움직일 수 있게 우측 휠을 좌측 휠보다 더 많이 움직여서 처음 작업하는 곳에 사다리가 위치하게 할 수 있다. (τA = τB =0) 따라서, 작업자는 휠의 감속 운행 후, 사다리에서 내려와서 다시 사다리의 위치를 바꾸어서 사다리에 올라가는 불편함을 줄일 수 있게 된다. For example, if the center of gravity is initially the same in the right and left directions, the torque applied to the right and left wheels is the same when the right and left wheels are stationary. (τA = τB = 0) When the worker moves and the center of gravity shifts to the right, the right wheel rotates and rolls to the right, and at this time, the torque of the left wheel becomes greater than the torque of the right wheel. (τA > τB) After that, when the worker wants to return to the first working position, the ladder can be positioned at the first working position by moving the right wheel more than the left wheel so that the ladder can move to the original preset position. there is. (τA = τB = 0) Therefore, the worker can reduce the inconvenience of climbing up the ladder by descending from the ladder and changing the position of the ladder again after the wheel has slowed down.

도 7(a)은 본 발명의 일 실시형태인 휠 유닛을 나타내며, 도 7(b)은 본 발명의 다른 일 실시형태인 휠 유닛을 나타낸다. 도 7(a)의 사다리 본체부(10)의 양측에 분리되게 설치된 한쌍의 휠에 나타난 것처럼, 한쌍의 휠은 사다리 본체부(10)의 끝단에 2개 휠이 연결핀에 의하여 연결된 상태에서 회전할 수 있다. 여기서, 사다리 본체부(10)의 일측의 끝단에 위치한 2개의 휠은 사다리 본체부(10)의 타측의 끝단에 위치한 2개의 휠과 분리되어 서로 독립적으로 구동될 수 있다. 도 7(b)의 사다리 본체부(10)의 양측에 연결되게 설치된 한쌍의 휠에 나타난 것처럼, 상기 한쌍의 휠은 사다리 본체부(10)의 끝단에 2개의 휠이 연결핀(31L)에 의하여 연결된 상태에서 회전할 수 있다. 여기서, 사다리 본체부(10)의 일측의 끝단에 위치한 2개의 휠은 사다리 본체부(10)의 타측의 끝단에 위치한 2개의 휠과 연결봉(32)에 의하여 연결되어 구동될 수 있다. 연결봉(32)에 의하여 연결된 상태로 한쌍의 휠은 회전하게 되면, 사다리 본체부(10)에 가해지는 작업자의 무게를 동일한 힘으로 한쌍의 휠에서 구동하는 장점을 갖는다.Figure 7(a) shows a wheel unit according to an embodiment of the present invention, and Figure 7(b) shows a wheel unit according to another embodiment of the present invention. As shown in the pair of wheels installed separately on both sides of the ladder body 10 in Figure 7(a), the pair of wheels rotates with the two wheels connected to the ends of the ladder body 10 by connecting pins. can do. Here, the two wheels located at one end of the ladder main body 10 can be separated from the two wheels located at the other end of the ladder main body 10 and driven independently of each other. As shown in the pair of wheels installed to be connected to both sides of the ladder main body 10 in FIG. 7(b), the pair of wheels is connected to two wheels at the ends of the ladder main body 10 by connecting pins 31L. It can rotate while connected. Here, the two wheels located at one end of the ladder main body 10 can be connected to and driven by the two wheels located at the other end of the ladder main body 10 by the connecting rod 32. When the pair of wheels rotate while connected by the connecting rod 32, the worker's weight applied to the ladder body 10 has the advantage of being driven by the pair of wheels with the same force.

본 발명의 위치 제어 모듈(200)은 사다리 모듈(100)에 착탈 가능하도록 위치 제어 모듈(200)과 사다리 모듈(100)을 결합하기 위한 결합부(11L,11R)가 구비되며, 사다리 모듈(100)과 위치 제어 모듈(200)을 분리한 상태로 보관할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 연결봉(32)는 길이를 제어하기 위한 길이 조정부(32C)를 구비한다. 다양한 크기의 사다리 모듈(100)을 사용할 경우, 사다리 본체부(10)의 간격은 서로 다를 수 있어서, 길이 조정부(32C)에 의하여 연결봉(32)의 길이를 조절하게 되면 다양한 간격을 갖는 사다리 모듈(100)에 연결봉(32)의 길이를 조절하여 위치 제어 모듈(200)에 착탈 가능하게 사용하는 장점을 갖는다. The position control module 200 of the present invention is provided with coupling portions 11L and 11R for combining the position control module 200 and the ladder module 100 so as to be detachable from the ladder module 100, and the ladder module 100 ) and the position control module 200 have the advantage of being stored separately. Additionally, the connecting rod 32 is provided with a length adjustment portion 32C to control its length. When using ladder modules 100 of various sizes, the spacing of the ladder main body 10 may be different from each other, so when the length of the connecting rod 32 is adjusted by the length adjustment unit 32C, the ladder modules having various spacing ( 100) has the advantage of being removable from the position control module 200 by adjusting the length of the connecting rod 32.

도 8은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 개략도를 나타낸다. 도 8에 나타난 것처럼, 본 발명의 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)는 사다리 모듈(100); 상기 사다리 모듈(100)의 4개의 각각의 끝단에 휠이 위치하며, 상기 사다리 모듈(100)의 무게 중심의 변화에 따라 상기 휠의 회전을 감속하게 하는 위치 제어 모듈(200); 및 상기 위치 제어 모듈(200)의 휠의 회전 상태를 모니터링하며, 상기 위치 제어 모듈(200)의 휠 회전 조건을 변경하는 명령 전달 모듈(300);을 포함한다.Figure 8 shows a schematic diagram of a safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention. As shown in Figure 8, the safety ladder device 500 capable of automatic position control of the present invention includes a ladder module 100; A position control module 200 where wheels are located at each of the four ends of the ladder module 100 and slows down the rotation of the wheels according to a change in the center of gravity of the ladder module 100; and a command transmission module 300 that monitors the rotation state of the wheel of the position control module 200 and changes the wheel rotation condition of the position control module 200.

도 9는 본 발명의 일 실시형태인 위치 제어 모듈(200)의 개념도를 나타낸다. 도 9에 나타난 것처럼, 본 발명의 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 위치 제어 모듈(200)은 휠 유닛(210), 센서 유닛(220), 제어 유닛(230), 드라이버 유닛(240), 모터 유닛(250), 배터리 유닛(260), 스피커 유닛(270), LED 발광 유닛(280)을 포함한다.Figure 9 shows a conceptual diagram of the position control module 200, which is an embodiment of the present invention. As shown in Figure 9, the position control module 200 of the safety ladder device 500 capable of automatic position control of the present invention includes a wheel unit 210, a sensor unit 220, a control unit 230, and a driver unit 240. , motor unit 250, battery unit 260, speaker unit 270, and LED light emitting unit 280.

상기 휠 유닛(210)은 상기 우측 사다리 본체부(10R)의 양 끝단에 위치한 한쌍의 우측 휠, 상기 좌측 사다리 본체부(10L)의 양 끝단에 위치한 한쌍의 좌측 휠을 구비하고, 상기 한쌍의 우측 휠 및 한쌍의 좌측 휠의 회전에 의하여 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)가 서로 독립적으로 지면에서 일정 방향으로 이동하게 한다. The wheel unit 210 includes a pair of right wheels located at both ends of the right ladder main body 10R, a pair of left wheels located at both ends of the left ladder main body 10L, and the pair of right wheels. By rotating the wheel and the pair of left wheels, the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L move independently of each other in a certain direction on the ground.

상기 센서 유닛(220)은 상기 휠 유닛(210)의 단부에서 작업자가 사다리의 중심에서 벗어난 정도를 측정하는 센서를 구비한다. 구체적으로, 상기 센서 유닛(220)은 사다리의 기울기를 측정하는 기울기 센서, 휠의 토크를 측정하는 토크 센서, 휠의 회전 속도를 측정하는 속도 측정 센서를 포함할 수 있다. 상기 센서 유닛(220)은 4개의 휠 각각에 부착되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 작업자의 무게 중심의 기울어진 정도는 기울기 센서에 의하여 기울어진 각도를 측정하거나, 무게 중심에 의한 휠의 토크를 측정하거나, 휠의 토크에 의한 휠의 회전 속도를 측정할 수 있다. The sensor unit 220 includes a sensor at the end of the wheel unit 210 that measures the degree to which the worker deviates from the center of the ladder. Specifically, the sensor unit 220 may include a tilt sensor that measures the inclination of the ladder, a torque sensor that measures the torque of the wheel, and a speed measurement sensor that measures the rotational speed of the wheel. The sensor unit 220 can be attached and used to each of the four wheels. For example, the degree to which the worker's center of gravity is tilted can be measured by measuring the tilt angle using a tilt sensor, measuring the torque of the wheel by the center of gravity, or measuring the rotational speed of the wheel by the torque of the wheel.

상기 제어 유닛(230)은 상기 센서 유닛(220)에서 얻어진 데이터를 기반으로 드라이버 유닛(240)을 구동하기 위한 펄스폭 변조 신호를 계산하여 드라이버 유닛(240)에 전송한다. 상기 제어 유닛(230)은 4개를 사용하여 상기 센서 유닛(220)의 각각과 연동되게 할 수 있다. The control unit 230 calculates a pulse width modulation signal for driving the driver unit 240 based on the data obtained from the sensor unit 220 and transmits it to the driver unit 240. The four control units 230 can be linked to each of the sensor units 220.

상기 드라이버 유닛(240)은 전송된 펄스폭 변조 신호를 기반으로 모터의 기어를 구동시키는 신호를 생성한다. 여기서, 기어는 4개의 감속기어를 사용하여 4개의 휠 각각의 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 정상속도 및 감속도를 1:0.1 내지 0.9의 감속비로 바람직하게 사용할 수 있다. The driver unit 240 generates a signal that drives the gear of the motor based on the transmitted pulse width modulation signal. Here, the gear can reduce the rotational speed of each of the four wheels using four reduction gears. Normal speed and deceleration can be preferably used at a reduction ratio of 1:0.1 to 0.9.

상기 모터 유닛(250)은 상기 드라이버 유닛(240)에서 송신된 구동 신호를 수신하여 무게 중심이 한쪽 방향으로 치우쳐서 회전 속도가 증가한 휠의 회전 속도를 감속한다. 여기서, 4개의 휠 각각에 부착되어 있는 4개의 감속 모터가 독립적으로 휠의 속도를 제어할 수 있다. The motor unit 250 receives the drive signal transmitted from the driver unit 240 and reduces the rotational speed of the wheel, which has increased rotational speed due to the center of gravity being biased in one direction. Here, four deceleration motors attached to each of the four wheels can independently control the speed of the wheels.

상기 배터리 유닛(260)은 상기 위치 제어 모듈(200)을 구동하기 위한 전력을 저장하여 공급한다. 배터리 유닛(260)에는 리튬이온 배터리 또는 리튬폴리머 배터리를 바람직하게 사용하여 배터리 부피를 줄이며, 배터리 용량을 높일 수 있다. The battery unit 260 stores and supplies power to drive the position control module 200. A lithium-ion battery or a lithium-polymer battery may be preferably used in the battery unit 260 to reduce battery volume and increase battery capacity.

상기 스피커 유닛(270)은 상기 휠 유닛의 회전 시에 음성을 생성한다. 스피커 유닛(270)은 우측 사다리 본체부(10R)에 부착된 우측 스피커, 좌측 사다리 본체부(10L)에 부착된 좌측 스피커를 구비하고, 우측 휠의 이동시에는 우측 스피커만 음성을 생성하여 내보내고, 좌측 휠의 이동시에는 좌측 스피커만 음성을 생성하여 내보내게 하는 선택적 스피커 모드가 구비되어, 사다리의 우측 휠 또는 좌측 휠의 움직임을 작업자나 사다리 근처의 다른 작업자가 어느 방향인지를 인지할 수 있도록 할 수 있다. The speaker unit 270 generates sound when the wheel unit rotates. The speaker unit 270 is provided with a right speaker attached to the right ladder main body 10R and a left speaker attached to the left ladder main body 10L. When the right wheel is moved, only the right speaker generates and outputs sound, and the left speaker generates and outputs sound. When the wheel moves, an optional speaker mode is provided that causes only the left speaker to generate and emit sound, so that the movement of the right or left wheel of the ladder can be recognized by the worker or other workers near the ladder in which direction. .

상기 LED 발광 유닛(280)은 상기 휠 유닛의 회전 시에 LED 를 온오프한다. LED 발광 유닛(280)은 우측 사다리 본체부(10R)에 부착된 우측 LED, 좌측 사다리 본체부(10L)에 부착된 좌측 LED를 구비하고, 우측 휠의 이동시에는 우측 LED만 일정 주기로 점멸하고, 좌측 휠의 이동시에는 좌측 LED만 일정 주기로 점멸하는 선택적 점멸 모드를 구비하여, 사다리의 우측 휠 또는 좌측 휠의 움직임을 작업자나 사다리 근처의 다른 작업자가 인지할 수 있도록 할 수 있다. 나아가, 휠이 제1 속도로 회전하는 경우에 상기 LED 발광 유닛(280)은 제1 주기로 점멸하고, 휠이 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 회전하는 경우에 상기 LED 발광 유닛(280)은 제1 주기보다 짧은 제2 주기로 점멸하는 속도선택 점멸 모드를 구비하여 휠의 빠른 이동에 대하여 작업자나 사다리 근처의 다른 작업자가 보다 안전하게 대비할 수 있다. The LED light emitting unit 280 turns the LED on and off when the wheel unit rotates. The LED light emitting unit 280 is provided with a right LED attached to the right ladder main body 10R and a left LED attached to the left ladder main body 10L, and when the right wheel is moved, only the right LED flashes at a certain period, and the left LED flashes at regular intervals. When the wheel moves, a selective flashing mode is provided in which only the left LED blinks at a certain period, so that the movement of the right wheel or left wheel of the ladder can be recognized by the worker or other workers near the ladder. Furthermore, when the wheel rotates at a first speed, the LED light emitting unit 280 blinks in a first cycle, and when the wheel rotates at a second speed faster than the first speed, the LED light emitting unit 280 flashes at a second speed. Equipped with a speed-selective flashing mode that flashes with a second cycle shorter than one cycle, the worker or other workers near the ladder can prepare more safely for the rapid movement of the wheel.

도 10은 본 발명의 일 실시형태인 명령 전달 모듈(300)의 개념도를 나타낸다. 도 10에 나타난 것처럼, 상기 명령 전달 모듈(300)은 휴대용 제어 유닛(310) 및 모바일 유닛(320)을 포함한다. Figure 10 shows a conceptual diagram of the command transmission module 300, which is an embodiment of the present invention. As shown in Figure 10, the command transmission module 300 includes a portable control unit 310 and a mobile unit 320.

상기 휴대용 제어 유닛(310)은 상기 위치 제어 모듈(200)의 구동을 위한 전원 버튼, 상기 휠의 고정된 상태 및 휠의 이동가능한 상태를 스틱으로 선택하는 휠 상태 선택 버튼, 상기 휠의 급정지를 위한 긴급 버튼, 상기 위치 제어 모듈(200)의 구동상태를 확인하는 디스플레이를 구비한다.The portable control unit 310 includes a power button for driving the position control module 200, a wheel state selection button for selecting a fixed state of the wheel and a movable state of the wheel with a stick, and a button for suddenly stopping the wheel. It is equipped with an emergency button and a display to check the operating status of the position control module 200.

상기 휴대용 제어 유닛(310)은 위치 제어 모듈(200)과 유무선 통신으로 연결된다. 본 발명의 무선 통신은 근거리 무선 통신, 중거리 무선 통신 및 장거리 무선 통신 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 근거리 무선 통신으로는 Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, IrDA, HomeRF, WLAN, WPAN, EnOcean, Wi-SUN 중 하나일 수 있고, 장거리 무선 통신으로는 LoRaWAN, SigFox, LTE-M, NB-IoT, 5G 중 하나일 수 있으며, 본 발명에서는 상기에서 나열되지 않은 무선 통신 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 통신 기술에 따라 센서 데이터 및 제어 신호를 송수신하게 된다.The portable control unit 310 is connected to the position control module 200 through wired or wireless communication. The wireless communication of the present invention can be used by selecting one of short-range wireless communication, mid-range wireless communication, and long-distance wireless communication. Short-range wireless communication can be one of Bluetooth, Zigbee, Wi-Fi, IrDA, HomeRF, WLAN, WPAN, EnOcean, and Wi-SUN, and long-distance wireless communication can be LoRaWAN, SigFox, LTE-M, NB-IoT, and 5G. It may be one of, and in the present invention, sensor data and control signals are transmitted and received according to at least one wireless communication technology in a range including wireless communication technologies not listed above.

사다리를 작업장에 설치하고 작업자는 위치 제어 모듈(200)의 구동을 위한 전원 버튼을 켜게 되면 위치 제어 모듈(200)은 전원이 켜진 상태로 된다. 그리고, 상기 휠의 고정된 상태 및 이동가능한 상태를 스틱으로 선택하는 휠 상태 선택 버튼을 누름에 따라 위치 제어 모듈(200)의 동작 상태를 결정하게 된다. 예를 들어, 작업자가 사다리에서 올라가서 작업을 하려는 때 휠의 이동가능한 상태를 스틱으로 선택하여 위치 제어 모듈(200)을 동작하고, 작업자가 사다리를 올라가거나 내려오려는 상태에서 휠의 고정된 상태를 선택하여 위치 제어 모듈(200)은 동작하지 않게 하는 것을 선택할 수 있다. 상기 휠의 급정지를 위한 긴급 버튼은 작업자가 긴급을 필요로 하는 때, 긴급 버튼을 눌러서 위치 제어 모듈(200)의 동작을 정지하게 할 수 있다. 상기 디스플레이를 통하여 작업자는 위치 제어 모듈(200)의 구동상태를 확인하고 배터리 상태, 휠 유닛의 움직임 등을 확인할 수 있다. When the ladder is installed in the workplace and the worker turns on the power button to drive the position control module 200, the position control module 200 is turned on. Then, the operating state of the position control module 200 is determined by pressing the wheel state selection button that selects the fixed state and the movable state of the wheel with a stick. For example, when a worker wants to climb a ladder and work, the position control module 200 is operated by selecting the movable state of the wheel with the stick, and when the worker wants to climb or come down the ladder, the fixed state of the wheel is selected. Therefore, the position control module 200 can be selected not to operate. The emergency button for an emergency stop of the wheel can be used to stop the operation of the position control module 200 by pressing the emergency button when an operator needs an emergency. Through the display, the operator can check the driving status of the position control module 200, battery status, movement of the wheel unit, etc.

상기 모바일 유닛(320)은 상기 휴대용 제어 유닛(310)과 무선 통신으로 연동되어 다수의 모바일 기기에서 상기 위치 제어 모듈(200)의 구동상태를 확인한다. 예를 들어, 작업자가 휴대용 제어 유닛(310)을 동작하고 있을 때, 다른 작업자가 위치 제어 모듈(200)의 구동 상태 등을 점검할 수 있다. The mobile unit 320 is linked with the portable control unit 310 through wireless communication to check the operating state of the location control module 200 in a plurality of mobile devices. For example, when an operator is operating the portable control unit 310, another operator can check the driving state of the position control module 200, etc.

도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치에 관한 것이다. 도 13에 나타난 것처럼, 상기 사다리 모듈은 우측 사다리 본체부와 우측 휠 사이에 우측 휠 회전부(215R)을 구비하고, 좌측 사다리 본체부와 좌측 휠 사이에 좌측 휠 회전부(215L)을 구비한다. 상기 우측 휠 회전부(215R)는 우측 사다리 본체부의 길이 방향의 축과 평행한 방향을 회전축(rotation axis R)으로 우측 휠을 회전하며, 상기 좌측 휠 회전부(215L)는 우측 사다리 본체부의 길이 방향의 축과 평행한 방향을 회전축(rotation axis L)으로 우측 휠을 회전한다. 따라서, 사다리 장치가 측면으로 기울였을때, 이에 대응하여 사다리의 움직임을 제어할 수 있다. Figure 13 relates to a safety ladder device capable of automatic position control according to another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the ladder module has a right wheel rotating part 215R between the right ladder main body and the right wheel, and a left wheel rotating part 215L between the left ladder main body and the left wheel. The right wheel rotating part 215R rotates the right wheel about a rotation axis R in a direction parallel to the longitudinal axis of the right ladder main body, and the left wheel rotating part 215L rotates the right wheel along the longitudinal axis of the right ladder main body. Rotate the right wheel in a direction parallel to the rotation axis L. Accordingly, when the ladder device is tilted to the side, the movement of the ladder can be controlled in response.

도 14는 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치에 관한 것이다. 도 14에 나타난 것처럼, 사다리 장치는 상기 사다리 모듈에 옴니휠을 구비한 위치 제어모듈을 구비 할 수 있다. 상기 사다리 모듈의 우측 사다리 본체부의 끝단에 한쌍의 우측 옴니휠(410R)을 구비하고, 상기 사다리 모듈의 좌측 사다리 본체부의 끝단에 한쌍의 좌측 옴니휠(410L)을 구비할 수 있다. 따라서, 사다리 모듈은 사다리를 기준으로 전후 방향으로 이동하고, 좌우방향으로 이동할 수 있다. Figure 14 relates to a safety ladder device capable of automatic position control according to another embodiment of the present invention. As shown in Figure 14, the ladder device may be equipped with a position control module equipped with an omni wheel in the ladder module. A pair of right omni wheels (410R) may be provided at the end of the right ladder main body of the ladder module, and a pair of left omni wheels (410L) may be provided at the end of the left ladder main body of the ladder module. Therefore, the ladder module can move forward and backward and left and right based on the ladder.

도 15는 본 발명의 다른 실시 형태에 의한 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치에 관한 것이다. 도 15에 나타난 것처럼, 상기 사다리 모듈의 4개의 각각의 끝단에 회전하는 4개의 밸런스볼을 구비한 볼 유닛이 위치한다. 즉, 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치는 사다리 모듈; 상기 사다리 모듈의 무게 중심의 변화에 따라 이동용 볼의 회전 속도를 감속하게 하는 위치 제어 모듈; 및 상기 위치 제어 모듈의 상기 이동용 볼의 회전 상태를 모니터링하며, 상기 위치 제어 모듈의 이동용 볼의 회전 조건을 변경하는 명령 전달 모듈;을 포함한다. Figure 15 relates to a safety ladder device capable of automatic position control according to another embodiment of the present invention. As shown in Figure 15, a ball unit equipped with four rotating balance balls is located at each of the four ends of the ladder module. That is, the safety ladder device capable of automatic position control includes a ladder module; a position control module that reduces the rotational speed of the moving ball according to a change in the center of gravity of the ladder module; and a command transmission module that monitors the rotation state of the moving ball of the position control module and changes the rotation condition of the moving ball of the position control module.

상기 볼 유닛(420)은 상기 사다리 모듈의 우측 사다리 본체부의 각각의 끝단에 한쌍의 우측 밸러스볼(420R)을 구비하고, 상기 사다리 모듈의 좌측 사다리 본체부의 각각의 끝단에 한쌍의 좌측 밸러스볼(420L)을 구비하며, 상기 밸런스볼은 사다리 본체부의 끝단을 상부면에서 고정하는 지지판(421), 상기 지지판(421)의 하부면에 연결된 복수의 연장 플레이트(422)가 구비되고, 이동용 볼(423)은 상기 복수의 연장 플레이트에 둘러쌓이게 형성된다. 여기서, 상기 복수의 연장 플레이트(422)와 이동용 볼(423) 사이에는 이동용 볼(423)이 복수의 연장 플레이트(422)에서 움직일 수 있도록 다수의 볼 또는 벨트가 구비되어 사다리 모듈에 가해진 힘을 분산하게 이동용 볼(423)은 움직일 수 있게 된다. The ball unit 420 is provided with a pair of right balance balls (420R) at each end of the right ladder main body of the ladder module, and a pair of left balance balls (420L) at each end of the left ladder main body of the ladder module. ), wherein the balance ball is provided with a support plate 421 for fixing the end of the ladder main body on the upper surface, a plurality of extension plates 422 connected to the lower surface of the support plate 421, and a moving ball 423 is formed surrounded by the plurality of extension plates. Here, a plurality of balls or belts are provided between the plurality of extension plates 422 and the moving balls 423 so that the moving balls 423 can move on the plurality of extension plates 422 to distribute the force applied to the ladder module. Thus, the moving ball 423 can move.

도 11은 본 발명의 일 실시형태인 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 제어 방법의 플로우차트를 나타낸다. 도 11에 나타난 것처럼, 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)의 제어 방법은 상기 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)를 작업하려는 장소에 위치하는 제1 단계(S10); 상기 작업자가 상기 우측 휠 및 좌측 휠의 고정된 상태에서 상기 우측 휠 및 좌측 휠을 이동가능한 상태로 전환하기 위하여 휠 상태 선택 버튼을 누르는 제2 단계(S20); 상기 작업자가 상기 사다리 모듈(100)에서 작업할 때, 상기 우측 사다리 본체부(10R), 좌측 사다리 본체부(10L)를 기준으로 무게 중심이 중앙에서 벗어난 것을 감지하는 제3 단계(S30); 및 상기 우측 사다리 본체부(10R)에서 좌측 사다리 본체부(10L)보다 무게 중심이 더 커지면 상기 우측 휠을 감속 회전시키며, 또는 상기 좌측 사다리 본체부(10L)에서 우측 사다리 본체부(10R)보다 무게 중심이 더 커지면 상기 좌측 휠은 감속 회전시키는 제4 단계(S40);를 포함한다. Figure 11 shows a flowchart of a control method of a safety ladder device 500 capable of automatic position control, which is an embodiment of the present invention. As shown in Figure 11, the control method of the safety ladder device 500 capable of automatic position control includes a first step (S10) of positioning the safety ladder device 500 capable of automatic position control at a place where work is to be performed; A second step (S20) in which the worker presses a wheel state selection button to change the right wheel and left wheel from a fixed state to a movable state; When the worker works on the ladder module 100, a third step (S30) of detecting that the center of gravity is off-center with respect to the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L; And when the center of gravity of the right ladder main body 10R is greater than that of the left ladder main body 10L, the right wheel is rotated at a reduced speed, or the left ladder main body 10L is heavier than the right ladder main body 10R. When the center of gravity becomes larger, the left wheel rotates at a reduced speed (S40).

자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치(500)를 작업하려는 장소에 위치하는 제1 단계(S10)는, 우측 사다리 본체부(10R)와 좌측 사다리 본체부(10L)를 펼쳐서 작업장 위치에 놓는 단계를 나타낸다. The first step (S10) of positioning the safety ladder device 500 capable of automatic position control at a work location represents the step of unfolding the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L and placing them at the work site.

작업자가 상기 우측 휠 및 좌측 휠의 고정된 상태에서 상기 우측 휠 및 좌측 휠을 이동가능한 상태로 전환하기 위하여 휠 선택 버튼을 누르는 제2 단계(S20)는, 우측 휠 및 좌측 휠이 지면에 고정된 상태에서 작업자가 사다리 모듈(100)로 올라가거나 우측 휠 및 좌측 휠이 지면에 움직이는 상태에서 작업자가 사다리 모듈(100)로 올라가는 것을 선택하는 단계이다. 여기서, 작업자는 상기 우측 휠 및 좌측 휠을 이동가능한 상태로 하고 사다리를 올라갈 수 있고, 상기 우측 휠 및 좌측 휠을 고정한 상태로 하고 사다리를 올라갈 수 있다. The second step (S20), in which the worker presses the wheel selection button to change the right wheel and left wheel from the fixed state to the movable state, is performed when the right wheel and left wheel are fixed to the ground. This is a step in which the worker selects to go up to the ladder module 100 or to go up to the ladder module 100 with the right wheel and left wheel moving on the ground. Here, the worker can climb the ladder with the right wheel and left wheel in a movable state, or can climb the ladder with the right wheel and left wheel in a fixed state.

상기 작업자가 상기 사다리 모듈(100)에서 작업할 때, 상기 우측 사다리 본체부(10R), 좌측 사다리 본체부(10L)를 기준으로 무게 중심이 중앙에서 벗어난 것을 감지하는 제3 단계(S30)는 센서에 의하여 측정된 데이터로 무게 중심이 사다리의 중앙을 기준으로 한쌍의 우측 휠 및 한쌍의 좌측 휠에 걸리는 무게 차이에 의한 휠의 토크의 변화를 측정하는 단계이다.When the worker works on the ladder module 100, the third step (S30) is a sensor that detects that the center of gravity is off-center with respect to the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L. This is the step of measuring the change in wheel torque due to the difference in weight on a pair of right wheels and a pair of left wheels with the center of gravity based on the center of the ladder with the data measured.

상기 우측 사다리 본체부(10R)에서 좌측 사다리 본체부(10L)보다 무게 중심이 더 커지면 상기 우측 휠을 감속 회전시키며, 또는 상기 좌측 사다리 본체부(10L)에서 우측 사다리 본체부(10R)보다 무게 중심이 더 커지면 상기 좌측 휠은 감속 회전시키는 제4 단계(S40)는 무게 중심이 편중된 휠 쪽에 감속 기어가 구동되어 휠의 이동 속도를 줄여서 작업자가 넘어지지 않고 무게 중심을 다시 잡을 수 있게 하는 단계이다. When the center of gravity of the right ladder main body 10R is greater than that of the left ladder main body 10L, the right wheel is rotated at a reduced rate, or the center of gravity of the left ladder main body 10L is greater than that of the right ladder main body 10R. When it becomes larger, the fourth step (S40), in which the left wheel rotates at a reduced speed, is a step in which a reduction gear is driven on the side of the wheel where the center of gravity is biased to reduce the moving speed of the wheel, allowing the worker to regain the center of gravity without falling. .

도 12는 본 발명의 일 실시형태인 무게 중심을 벗어난 정도를 감지하는 방법의 플로우차트를 나타낸다. 도 12에 나타난 것처럼, 작업자가 상기 사다리 모듈(100)에서 작업할 때, 상기 우측 사다리 본체부(10R), 좌측 사다리 본체부(10L)를 기준으로 무게 중심이 중앙에서 벗어난 것을 감지하는 제3 단계(S30)는, 상기 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 끝단에 걸리는 힘을 측정하는 제4-1 단계; 상기 제4-1 단계에서 측정된 힘을 직교좌표계에서의 라그랑지 동역학방정식에 기초하여 상기 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 끝단에 걸리는 가속도, 속도 및 위치를 계산하는 제4-2 단계; 상기 제4-2 단계에서 얻어진 가속도, 속도 및 위치 데이터에 기초하여 상기 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠에 걸리는 우측 토크값 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠의 좌측 토크값을 산출하는 제4-3 단계;를 포함한다. Figure 12 shows a flow chart of a method for detecting the degree of deviation from the center of gravity, according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12, when an operator works on the ladder module 100, a third step of detecting that the center of gravity is off-center based on the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L (S30) is a 4-1 step of measuring the force applied to the ends of the right ladder main body 10R and the left ladder main body 10L; Calculating the acceleration, velocity and position applied to the ends of the right ladder body (10R) and the left ladder body (10L) based on the force measured in step 4-1 and the Lagrange dynamic equation in the Cartesian coordinate system. Step 4-2; Based on the acceleration, speed, and position data obtained in step 4-2, calculate the right torque value applied to the right wheel of the right ladder main body 10R and the left torque value of the left wheel of the left ladder main body 10L. It includes a 4-3 step.

상기 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 끝단에 걸리는 힘을 측정하는 제4-1 단계는, 4개의 사다리 본체부(10)의 끝단의 각각에서 휠에 걸리는 힘을 측정한다. 가해지는 힘은 다양한 센서에 의하여 측정할 수 있으며, 추가적으로 기울기 센서, 휠의 토크를 측정하는 토크 센서, 휠의 회전 속도를 측정하는 속도 측정 센서의 어느 하나 또는 둘이상을 포함하여 기울기, 토크, 회전속도 등의 데이터를 얻을 수 있다. Step 4-1 of measuring the force applied to the ends of the right ladder body portion 10R and the left ladder body portion 10L is to measure the force applied to the wheel at each end of the four ladder body portions 10. do. The applied force can be measured by various sensors, including one or more of an inclination sensor, a torque sensor that measures the torque of the wheel, and a speed measurement sensor that measures the rotational speed of the wheel. You can obtain data such as speed.

상기 제4-1 단계에서 측정된 힘을 직교좌표계에서의 라그랑지 동역학방정식(τ=M(q)q''+V(q,q')+G(q))에 기초하여 상기 우측 사다리 본체부(10R) 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 끝단에 걸리는 가속도, 속도 및 위치를 계산하는 제4-2 단계는, 사다리 본체부(10) 끝단의 직교좌표계에서의 라그랑지 동역학방정식을 직교좌표계에서의 라그랑지 동역학방정식으로 변환하고, 이를 통하여 가속도를 산출하고 적분하여 속도 및 위치값을 얻는다. 예를 들어 FT(force to torque) 센서를 사용하여 중력에 의한 힘에서 토크를 얻을 수 있으며, 휠에 회전 구동기와 회전각을 측정할 수 있는 엔코더를 사용하여 데이터를 얻을 수 있다. The right ladder body is based on the force measured in step 4-1 based on the Lagrange dynamic equation (τ=M(q)q''+V(q,q')+G(q)) in the Cartesian coordinate system. The 4-2 step of calculating the acceleration, velocity, and position of the end of the ladder body 10R and the left ladder body 10L is to calculate the Lagrange dynamic equation in the Cartesian coordinate system of the end of the ladder main body 10. It is converted to the Lagrangian dynamic equation, and the acceleration is calculated and integrated to obtain the velocity and position values. For example, torque can be obtained from the force caused by gravity using a FT (force to torque) sensor, and data can be obtained using a rotation actuator on a wheel and an encoder that can measure the rotation angle.

상기 제4-2 단계에서 얻어진 가속도, 속도 및 위치 데이터에 기초하여 상기 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠에 걸리는 우측 토크값 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠의 좌측 토크값을 산출하는 제4-3 단계는, 얻어진 가속도, 속도 및 위치 데이터를 임피던스모델 및 자코비안 전치행렬(τwheel = JT Fladder , 여기서 τwheel은 휠의 토크, Fladder은 사다리 본체부(10)에 걸리는 힘, Fladder는 자코비안 행렬을 나타낸다)을 사용하여 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠에 걸리는 우측 토크값 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠의 좌측 토크값을 산출할 수 있다. 상술한 휠에서의 토크값의 생성 방법은 공지된 라그랑지 동역학방정식을 사용한 센서 모듈을 통하여 얻어질 수 있다. Based on the acceleration, speed, and position data obtained in step 4-2, calculate the right torque value applied to the right wheel of the right ladder main body 10R and the left torque value of the left wheel of the left ladder main body 10L. Step 4-3 is to convert the obtained acceleration, velocity and position data into an impedance model and a Jacobian transpose matrix (τ wheel = J T F ladder , where τ wheel is the torque of the wheel and F ladder is to the ladder main body 10. The applied force (F ladder represents the Jacobian matrix) can be used to calculate the right torque value applied to the right wheel of the right ladder body (10R) and the left torque value of the left wheel of the left ladder body (10L). . The method of generating the torque value in the wheel described above can be obtained through a sensor module using the known Lagrange dynamic equations.

상기 제4 단계는, 상기 우측 휠의 토크값과 좌측 휠의 토크값이 같아질 때까지 휠의 감속을 수행된다. 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠에 걸리는 우측 토크값 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠의 좌측 토크값이 같아지게 되면, 감속 기어가 더이상 작동하지 않게 된다. In the fourth step, the wheels are decelerated until the torque value of the right wheel and the torque value of the left wheel become the same. When the right torque value applied to the right wheel of the right ladder body 10R and the left torque value applied to the left wheel of the left ladder body 10L become the same, the reduction gear no longer operates.

또한, 상기 제4 단계에서 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠에 걸리는 우측 토크값 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠의 좌측 토크값이 같아진 후, 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠은 고정되게 하는 제5 단계를 더욱 포함할 수 있다. 위치 제어 모듈(200)은 우측 휠의 토크값 및 좌측 휠의 토크값이 같을 때 우측 휠 및 좌측 휠은 회전하기 않고 고정되게 하는 휠 고정 유닛을 구비할 수 있다. 따라서, 감속 기어가 더이상 작동하지 않게 되어도 우측 휠은 우측 방향으로 좌측 휠은 좌측 방향으로 진행되어 우측 사다리 본체부(10R)와 좌측 사다리 본체부(10L)의 벌어지는 각도가 커지게 되므로 휠 고정 유닛에 의하여 우측 사다리 본체부(10R)의 우측 휠 및 좌측 사다리 본체부(10L)의 좌측 휠은 고정되게 하여 더이상 우측 사다리 본체부(10R)와 좌측 사다리 본체부(10L)의 각도는 일정하게 유지되게 한다. In addition, in the fourth step, after the right torque value applied to the right wheel of the right ladder main body 10R and the left torque value of the left wheel of the left ladder main body 10L become the same, the right ladder main body 10R The right wheel and the left wheel of the left ladder main body 10L may further include a fifth step in which the left wheel is fixed. The position control module 200 may be provided with a wheel fixing unit that allows the right wheel and left wheel to be fixed without rotating when the torque value of the right wheel and the torque value of the left wheel are the same. Therefore, even if the reduction gear no longer operates, the right wheel moves to the right and the left wheel moves to the left, thereby increasing the angle between the right ladder main body (10R) and the left ladder main body (10L), so that the wheel fixing unit As a result, the right wheel of the right ladder main body (10R) and the left wheel of the left ladder main body (10L) are fixed so that the angle between the right ladder main body (10R) and the left ladder main body (10L) is maintained constant. .

본 발명은 상기 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be manufactured in various different forms, and those skilled in the art may manufacture the present invention in other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention. You will understand that it can be done. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

100 사다리 모듈
200 위치 제어 모듈
210 휠 유닛
220 센서 유닛
230 제어 유닛
240 드라이버 유닛
250 모터 유닛
260 배터리 유닛
270 스피커 유닛
280 LED 발광 유닛
300 명령 전달 모듈
310 휴대용 제어 유닛
320 모바일 유닛
500 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치
10 사다리 본체부
20 수평 스틱
40 사다리 회전부
100 ladder module
200 position control module
210 wheel unit
220 sensor unit
230 control unit
240 driver unit
250 motor units
260 battery unit
270 speaker unit
280 LED light emitting units
300 command passing module
310 portable control unit
320 mobile units
500 Safety ladder device with automatic position control
10 Ladder main body
20 horizontal stick
40 Ladder rotating part

Claims (10)

사다리 모듈;
상기 사다리 모듈의 4개의 각각의 끝단에 휠이 위치하며, 상기 사다리 모듈의 무게 중심의 변화에 따라 상기 휠의 회전 속도를 감속하게 하는 위치 제어 모듈; 및
상기 위치 제어 모듈의 휠의 회전 상태를 모니터링하며, 상기 위치 제어 모듈의 휠의 회전 조건을 변경하는 명령 전달 모듈;을 포함하며,
상기 사다리 모듈은 우측 사다리 본체부, 좌측 사다리 본체부, 상기 우측 사다리 본체부의 일단 및 좌측 사다리 본체부의 일단에 연결되어 상기 우측 사다리 본체부의 및 좌측 사다리 본체부가 회전하는 사다리 회전부, 상기 우측 사다리 본체부에 일정 간격으로 이격되어 사용자가 사다리를 밟고 올라가는 복수의 우측 수평 스틱, 상기 좌측 사다리 본체부에 일정 간격으로 이격되어 사용자가 사다리를 밟고 올라가는 복수의 좌측 수평 스틱을 구비하며,
상기 위치 제어 모듈은 휠 유닛, 센서 유닛, 제어 유닛, 드라이버 유닛, 모터 유닛, 배터리 유닛, 스피커 유닛, LED 발광 유닛을 포함하며,
상기 휠 유닛은 상기 우측 사다리 본체부의 양 끝단에 위치한 한쌍의 우측 휠, 상기 좌측 사다리 본체부의 양 끝단에 위치한 한쌍의 좌측 휠을 구비하고, 상기 한쌍의 우측 휠 및 한쌍의 좌측 휠은 서로 독립적으로 지면에서 일정 방향으로 이동하며,
상기 센서 유닛은 상기 휠의 단부에서 작업자의 무게 중심이 중앙에서 벗어난 정도를 측정하는 센서를 구비하고,
상기 제어 유닛은 상기 센서 유닛에서 얻어진 데이터를 기반으로 드라이버 유닛을 구동하기 위한 펄스폭 변조 신호를 계산하여 드라이버 유닛에 전송하며,
상기 드라이버 유닛은 전송된 펄스폭 변조 신호를 기반으로 모터의 감속 기어를 구동시키는 신호를 생성하며,
상기 모터 유닛은 상기 드라이버 유닛에서 송신된 구동 신호를 수신하여 무게 중심이 한쪽 방향으로 커져서 회전 속도가 증가한 휠의 회전 속도를 감속하며,
상기 배터리 유닛은 상기 위치 제어 모듈을 구동하기 위한 전력을 저장하여 공급하며,
상기 스피커 유닛은 상기 휠 유닛의 회전 시에 음성을 생성하며,
상기 LED 발광 유닛은 상기 휠 유닛의 회전 시에 LED 를 온오프하는 것을 특징으로 하는 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치.
ladder module;
a position control module where wheels are located at each of the four ends of the ladder module and which reduces the rotational speed of the wheels according to changes in the center of gravity of the ladder module; and
It includes a command transmission module that monitors the rotation state of the wheel of the position control module and changes the rotation condition of the wheel of the position control module,
The ladder module is connected to a right ladder main body, a left ladder main body, one end of the right ladder main body, and one end of the left ladder main body, and a ladder rotating part through which the right ladder main body and the left ladder main body rotate, and the right ladder main body. A plurality of right horizontal sticks are spaced apart at regular intervals for the user to step on and climb the ladder, and a plurality of left horizontal sticks are spaced at regular intervals on the left ladder main body for the user to step on and climb the ladder,
The position control module includes a wheel unit, sensor unit, control unit, driver unit, motor unit, battery unit, speaker unit, and LED light emitting unit,
The wheel unit is provided with a pair of right wheels located at both ends of the right ladder main body and a pair of left wheels located at both ends of the left ladder main body, and the pair of right wheels and the pair of left wheels are independently from each other on the ground. moves in a certain direction,
The sensor unit has a sensor that measures the degree to which the worker's center of gravity is off-center at the end of the wheel,
The control unit calculates a pulse width modulation signal for driving the driver unit based on the data obtained from the sensor unit and transmits it to the driver unit,
The driver unit generates a signal to drive the reduction gear of the motor based on the transmitted pulse width modulation signal,
The motor unit receives a drive signal transmitted from the driver unit and reduces the rotational speed of the wheel whose center of gravity increases in one direction and the rotational speed increases,
The battery unit stores and supplies power to drive the position control module,
The speaker unit generates a sound when the wheel unit rotates,
The LED light emitting unit is a safety ladder device capable of automatic position control, characterized in that the LED turns on and off when the wheel unit rotates.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 명령 전달 모듈은 휴대용 제어유닛 및 모바일 유닛을 포함하며,
상기 휴대용 제어유닛은 상기 위치 제어 모듈의 구동을 위한 전원 버튼, 상기 휠 유닛의 고정된 상태 및 휠 유닛의 이동가능한 상태를 스틱으로 선택하는 휠 상태 선택 버튼, 상기 휠 유닛의 급정지를 위한 긴급 버튼, 상기 위치 제어 모듈의 구동상태를 확인하는 모니터를 구비하며,
상기 모바일 유닛은 상기 휴대용 제어유닛과 무선으로 연동되어 다수의 모바일 기기에서 상기 위치 제어 모듈의 구동상태를 확인하는 것을 특징으로 하는 자동 위치제어 가능한 안전 사다리 장치.
In claim 1,
The command transmission module includes a portable control unit and a mobile unit,
The portable control unit includes a power button for driving the position control module, a wheel state selection button for selecting a fixed state of the wheel unit and a movable state of the wheel unit with a stick, an emergency button for an emergency stop of the wheel unit, Equipped with a monitor to check the operating status of the position control module,
A safety ladder device capable of automatic position control, wherein the mobile unit is wirelessly linked with the portable control unit to check the operating status of the position control module on a plurality of mobile devices.
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