KR102619208B1 - 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템 - Google Patents

협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템 Download PDF

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KR102619208B1 KR1020230021791A KR20230021791A KR102619208B1 KR 102619208 B1 KR102619208 B1 KR 102619208B1 KR 1020230021791 A KR1020230021791 A KR 1020230021791A KR 20230021791 A KR20230021791 A KR 20230021791A KR 102619208 B1 KR102619208 B1 KR 102619208B1
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신병호
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주식회사 릴테크
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Abstract

본 발명은 철골 구조물에 고정된 주행레일과 상기 주행레일을 따라서 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 크레인 거더와 상기 크레인 거더 상에서 이동 가능하게 설치된 권상부를 구비한 천장 크레인 시스템의 협착사고 방지용 안전장치에 관한 것으로서, 상기 철골 구조물 또는 상기 철골 구조물의 주변에 고정되고 상기 크레인 거더의 이동방향으로 정해진 간격을 두고 배치된 복수개의 고정센서모듈; 및 상기 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈;을 포함하고, 상기 고정센서모듈과 상기 이동센서모듈은 무선통신으로 서로 간에 데이터를 송수신하고, 위험상황 이벤트 발생 시 상기 고정센서모듈 및 상기 이동센서모듈 중 적어도 어느 하나에서 위험 알림을 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템{STENOSIS ACCIDENT PREVENTION APPARATUS AND OVERHEAD CRANE SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 출원은 2023년 2월 3일에 출원된 한국특허출원 제10-2023-0015181호와 2023년 2월 8일에 출원된 한국특허출원 제10-2023-0017077호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 포함된다.
본 발명은 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행레일을 따라 이동하는 크레인 거더(Crane girder)와 주변 철골 구조물 사이에 작업자가 협착되는 사고를 미연에 방지할 수 있는 구조를 가진 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템에 관한 것이다.
천장 크레인은 공장 또는 대형창고, 작업장 등의 천장에 설치되어 각종 중량물을 끌어올리거나 이동, 하역하는 설비이다. 이러한 천장 크레인은 공장 또는 대형창고 등 건물의 서로 마주보는 벽체 상부나 철골기둥에 연결된 철골보 위에 설치되는 주행레일과, 상기 주행레일 상에서 이동 가능하게 설치되는 크레인 거더('크레인 브릿지'라고도 함)와, 크레인 거더에 설치된 호이스트(Hoist) 또는 트롤리(Trolly) 타입의 권상부를 포함한다.
천장 크레인은 천장에 가까운 높은 곳에서 좌우로 이동하면서 물건을 운반하므로 천장 크레인의 주변에서 작업하는 작업자가 크레인의 이동방향이나 접근을 미리 인지하지 못할 경우 충돌이나 협착 사고가 발생할 수 있는 치명적인 위험이 있다. 특히, 천장 크레인은 이동하는 크레인 거더의 끝부분과 철골기둥 사이에 작업자가 협착되거나 크레인 거더의 새들부에 작업자가 부딪히는 사고가 종종 발생하는 것으로 알려져 있다.
따라서, 천장 크레인은 주변에서 작업하는 작업자에게 천장 크레인의 접근 상황 등을 미리 알려서 작업자가 주의할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.
이를 위해, 특허문헌 1은 천장 크레인의 가동 시 경고음을 내어 천장 크레인의 작동상태를 작업자에게 알릴 수 있는 구성을 가진 천정 크레인 이동 경고장치를 제안하고 있다. 구체적으로 특허문헌 1에는 주행레일을 따라 전진 및 후진하는 크레인본체의 하방에 부착된 크레인비콘, 상기 크레인본체에 설치되어 천장크레인 하방을 향해 경고 문구를 표시하는 천장크레인용 시각 경고장치, 상기 크레인본체의 전진동작 및 후진동작에 따라 상기 시각 경고 장치를 제어하고 상기 크레인비콘을 통해 작업자의 스마트폰이 감지될 때 상기 크레인비콘을 통해 상기 스마트폰에 경고 신호를 송신하도록 제어하는 제어부를 포함하는 경고장치가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 기술은 작업자가 스마트폰을 포켓에 넣은 상태이거나 대규모 공장 등과 같이 소음이 많은 작업환경에서는 작업자가 경고표시를 인식하지 못하는 경우가 발생할 수 있고, 천장크레인의 이동방향을 정확하게 인식하기 어렵다는 단점이 있다.
또한, 현장에 있는 모든 작업자는 물론 한시적으로 작업 현장에 있는 방문객까지도 스마트폰에 전용 앱을 설치해야 하므로 사용이 불편한 점이 있다.
특허문헌 1: 공개특허공조 제10-2019-0041444호((2019.04.22.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 천장 크레인의 주행레일을 지탱하는 철골 구조물 또는 철골 구조물 주변에서 작업자를 감지하고 높은 정확도로 위험상황을 판단하여 경고를 출력함으로써 협착사고의 발생을 방지할 수 있는 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 작업자 위치한 구역에 위험상황이 발생했을 때 해당 구역에서 경고를 출력함으로써 주변에 소음이 심한 환경이나 대규모 작업장 내에서도 명확하게 위험상황을 알릴 수 있는 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 작업자를 감지하는 고정센서모듈과 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈이 서로 데이터를 송수신하며 이중으로 위험상황 감지 및 경고 기능을 수행하여 안전성을 높인 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 철골 구조물에 고정된 주행레일과 상기 주행레일을 따라서 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 크레인 거더와 상기 크레인 거더 상에서 이동 가능하게 설치된 권상부를 구비한 천장 크레인 시스템의 협착사고 방지용 안전장치에 있어서, 상기 철골 구조물 또는 상기 철골 구조물의 주변에 고정되고 상기 크레인 거더의 이동방향으로 정해진 간격을 두고 배치된 복수개의 고정센서모듈; 및 상기 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈;을 포함하고, 상기 고정센서모듈과 상기 이동센서모듈은 무선통신으로 서로 간에 데이터를 송수신하고, 위험상황 이벤트 발생 시 상기 고정센서모듈 및 상기 이동센서모듈 중 적어도 어느 하나에서 위험 알림을 출력하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 제공한다.
상기 복수개의 고정센서모듈은 유선통신 또는 무선통신을 통해 서로 간에 데이터를 송수신할 수 있다.
상기 복수개의 고정센서모듈 중 적어도 일부는 릴레이 방식으로 고정센서모듈들 간에 순차적으로 신호를 전달하여 상기 크레인 거더와의 거리에 관계없이 상기 이동센서모듈과 데이터를 송수신할 수 있다.
각각의 상기 고정센서모듈은 정해진 반경 내에서 정해진 개수 이상의 고정센서모듈에서 순차적으로 감지신호가 송출되지 않고 건너뛰어 감지신호가 송출된 경우 작업 진행중인 크레인 거더가 아닌 다른 크레인 거더가 감지됐거나 작업자가 감지된 것으로 판단할 수 있다.
상기 복수개의 고정센서모듈 중 상기 크레인 거더의 길이방향과 평행하게 서로 정대향하는 고정센서모듈의 쌍은, 양쪽 고정센서모듈에서 동시에 감지신호를 송출하는 제1 조건과, 당해 감지 이전에 정해진 개수 이상의 고정센서모듈에서 순차적으로 감지신호를 송출한 이력이 있는 제2 조건을 모두 충족한 경우 크레인 거더가 감지된 것으로 판단할 수 있다.
상기 고정센서모듈은 작업자의 유무를 감지하는 인체감지센서를 구비하고 정해진 반경 내에 작업자가 접근했을 때 인체감지신호를 무선 송출하고, 상기 이동센서모듈은 상기 크레인 거더와 함께 이동중에 상기 이동센서모듈로부터 정해진 반경 내에 위치한 적어도 하나의 고정센서모듈로부터 인체감지신호가 수신되면 위험상황 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 크레인 거더의 이동속도를 조절하거나 정지시키는 제어를 수행할 수 있다.
상기 이동센서모듈은 상기 복수개의 고정센서모듈에 대해 인체감지 여부를 체크하는 신호를 송출하고 이에 응답하여 상기 고정센서모듈이 인체감지신호를 무선 송출할 수 있다.
상기 철골 구조물은 건물내벽에 정해진 간격으로 배치된 복수개의 철골기둥을 포함하고, 상기 고정센서모듈은 상기 복수개의 철골기둥에 일대일 대응되게 상기 철골기둥의 일부 또는 상기 철골기둥의 주변에 설치되고, 상기 이동센서모듈은 상기 크레인 거더의 일부, 상기 크레인 거더의 새들부 또는 상기 크레인 거더의 운전실에 설치되어 상기 위험상황 이벤트 발생 시 경고신호를 상기 고정센서모듈로 송신하고, 상기 고정센서모듈은 상기 경고신호의 수신 시 자체 스피커를 통해 경고음을 출력할 수 있다.
상기 복수개의 고정센서모듈에는 각각 고유식별코드가 부여되어 있거나, 각각의 고정센서모듈에 대응하는 식별표지모듈이 상기 고정센서모듈의 일측 또는 주변에 구비되고, 상기 이동센서모듈은 상기 고정센서모듈 또는 상기 식별표지모듈로부터 신호를 수신하여 상기 고정센서모듈을 식별할 수 있다.
상기 이동센서모듈은 각각의 고정센서모듈을 식별하기 위한 감지기를 더 구비할 수 있다.
상기 이동센서모듈은 미리 안전존으로 설정된 구역에 속한 고정센서모듈로부터 안전존 알림신호가 감지되면 상기 크레인 거더의 이동속도를 조절하거나 정지시킬 수 있다.
상기 이동센서모듈 및 상기 고정센서모듈과 데이터를 송수신하고 기능 설정 및 화면표시를 수행하는 리모컨;을 더 포함할 수 있다.
상기 고정센서모듈은 상기 크레인 거더를 감지하기 위한 물체감지센서를 더 구비하고, 정해진 반경 내에 상기 크레인 거더가 접근했을 때 자체 스피커를 통해 경고음을 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 철골 구조물 또는 상기 철골 구조물의 주변에 고정된 주행레일; 상기 주행레일을 따라서 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 크레인 거더; 상기 크레인 거더를 따라서 이동 가능하게 설치된 호이스트 또는 트롤리 타입의 권상부; 상기 복수개의 철골기둥에 일대일 대응되게 상기 철골기둥의 일부 또는 상기 철골기둥의 주변에 설치된 복수개의 고정센서모듈; 및 상기 크레인 거더의 일부, 상기 크레인 거더의 새들부 또는 상기 크레인 거더의 운전실에 설치되어 상기 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈;을 포함하고, 상기 고정센서모듈과 상기 이동센서모듈은 무선통신으로 서로 간에 데이터를 송수신하고, 위험상황 이벤트 발생 시 상기 고정센서모듈 및 상기 이동센서모듈 중 적어도 어느 하나에서 위험 알림을 출력하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템이 제공된다.
본 발명에 따른 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 철골 구조물 또는 철골 구조물 주변에 설치된 고정센서모듈에서 작업자를 감지하여 이동센서모듈 및/또는 다른 고정센서모듈로 무선 송출하고 이동센서모듈이 고정센서모듈로 경고신호를 보내줌으로써 감지오류 없이 안전사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
둘째, 작업자를 감지하는 고정센서모듈과 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈이 서로 데이터를 송수신하며 이중으로 위험상황 감지 및 경고 기능을 수행하여 안전성을 높일 수 있다.
셋째, 서로 다른 구역별로 배치된 다수의 고정센서모듈들 간에 유선통신 또는 무선통신을 통해 데이터를 송수신하여 서로 정보를 공유하므로 크레인 협착사고가 빈번히 일어나는 다수의 안전 취약구역(철골기둥 등)에 대한 빈틈없는 모니터링이 가능하다.
넷째, 작업 구간을 미리 안전존으로 설정해 두고 해당 고정센서모듈에서 안전존 알림신호를 무선 송출하고 이동센서모듈에서 이를 수신하여 크레인 거더의 이동속도를 조절하거나 정지시키는 제어를 수행할 수 있다.
다섯째, 복수개의 고정센서모듈 중 일부 또는 전체를 릴레이 방식으로 무선 신호를 전달하도록 전송 시스템을 구성함으로써 전파도달거리의 제약을 극복할 수 있다. 따라서, 임의의 지점에 위치한 고정센서모듈은 크레인 거더와의 거리에 관계없이 이동센서모듈과 데이터를 송수신하는 것이 가능하다.
여섯째, 위험상황 이벤트 발생 시 작업자 주변에 위치한 고정센서모듈이 자체 스피커를 통해 경고음을 출력할 수 있다. 따라서, 작업자는 주변 소음이 심한 대규모 작업장에서 작업을 하더라도 자신이 위치한 구역에 부합하는 맞춤형 위험 알림을 명확히 확인하여 위험상황에 대비할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천장 크레인 시스템의 전체 외관을 개략적으로 도시한 일부 확대 사시도이다.
도 2는 도 1에서 협착사고 방지용 안전장치에 대한 개략적인 계통도이다.
도 3는 도 1에서 고정센서모듈의 기능적 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 협착사고 방지용 안전장치의 주요 동작 과정을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템의 전체 외관을 개략적으로 도시한 일부 확대 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템은 철골 구조물에 설치된 한 쌍의 주행레일(50)과, 양단이 주행레일(50)에 걸쳐져서 주행레일(50)을 따라서 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 크레인 거더(40)와, 크레인 거더(40)에 설치된 권상부(30)와, 상기 철골 구조물에 정해진 간격을 두고 배치된 복수개의 고정센서모듈(10)과, 고정센서모듈(10)과 통신을 수행하고 크레인 거더(40)와 함께 이동 가능하게 설치된 이동센서모듈(20)을 포함한다. 따라서, 위험상황 이벤트 발생 시 고정센서모듈(10) 및 이동센서모듈(20) 중 적어도 어느 하나에서 경보음 및/또는 경보등을 통한 위험 알림 을 출력하고 이를 통해 작업자는 위험상황을 미리 인지하여 적절한 대비를 할 수 있다.
철골 구조물은 공장이나 대형 창고, 작업장 등과 같은 건물의 내부(또는 내벽)에 마련될 수 있다. 대안으로, 철골 구조물은 옥외에 마련될 수도 있다. 철골 구조물은 H-빔 등으로 구성되어 정해진 간격을 두고 수직으로 배치된 다수의 철골기둥(60)과 상기 철골기둥(60)들과 수직으로 교차하도록 연결된 철골보(90)를 포함할 수 있다.
주행레일(50)은 천장과 가까이 위치한 철골보(90) 위에 고정됨으로써 구조물의 상부에 실질적으로 한 쌍이 서로 평행하게 배치된다. 각각의 주행레일(50)은 정해진 간격으로 배치된 복수의 철골기둥(60)에 의해 지탱된다. 이를 위해 주행레일(50)을 하부에서 지탱하는 철골보(90)는 용접이나 볼팅 등에 의해 철골기둥(60)에 고정될 수 있다.
크레인 거더(40)는 양단에 이동방향 전,후로 소정 길이만큼 연장된 새들부(미도시)가 마련되고 상기 새들부에 구비된 주행바퀴가 주행레일(50)을 따라 주행 가능하게 설치된다. 크레인 거더(40)는 예컨대, 싱글 거더(Single girder)나 더블 거더(Double girder) 타입으로 구성될 수 있다.
권상부(30)는 호이스트 타입 또는 트롤리 타입 등으로 구성되고 크레인 거더(40)의 길이방향으로 좌우 이동이 가능하게 설치된다. 권상부(30)는 소정의 드럼에 와이어로프를 감거나 풀면서 각종 중량물을 끌어올리거나 이동, 하역하는 기능을 수행한다.
고정센서모듈(10)은 주로 작업자의 접근감지 및 경보 기능 등을 수행하는 단말로서 각각의 철골기둥(60)과 일대일 대응하도록 배치된다. 이를 위해 고정센서모듈(10)은 철골기둥(60)의 일부 또는 철골기둥(60)의 주변(예컨대, 건물 내벽)에 설치된다. 이하에서는 고정센서모듈(10)이 철골기둥(60)의 일부에 취부된 예를 중심으로 발명의 구성을 설명하기로 한다.
도 2에 나타난 바와 같이 고정센서모듈(10)은 소정 형상의 단말기 본체에 감지부(11), 스피커(15a), 설정 표시등(17), 안테나(16) 등이 배치된 구성을 갖는다. 고정센서모듈(10)은 소정의 장착부재(16)를 통해 철골기둥(60)에 취부될 수 있다. 고정센서모듈(10)은 정해진 반경 내에 작업자의 접근이 감지되면 감지신호를 무선 송출한다. 고정센서모듈(10)에서 송출된 신호는 적어도 이동센서모듈(20)에 수신되고, 나아가서는 다른 고정센서모듈(10)에 수신될 수도 있다. 대안으로, 고정센서모듈(10)은 이동센서모듈(20)로부터 인체감지 여부를 체크하는 명령신호가 송출되어 수신되면 이에 응답하여 인체감지신호를 무선 송출하도록 구성될 수도 있다.
바람직하게, 복수개의 고정센서모듈(10)은 유선통신 또는 무선통신을 통해 서로 간에 정보를 송수신할 수 있다. 이를 위해 각각의 고정센서모듈(10)에는 소정의 고유식별코드가 부여될 수 있다. 대안으로, 각각의 고정센서모듈(10)에 대응하는 예컨대, RFID 태그나 비콘으로 구성된 식별표지모듈(미도시)이 고정센서모듈(10)의 일측 또는 주변에 구비될 수 있다. 따라서, 이동센서모듈(20)은 고정센서모듈(10) 또는 상기 식별표지모듈로부터 신호를 수신하여 고정센서모듈(10)을 식별할 수 있다. 복수개의 고정센서모듈(10)이 유선통신을 통해 서로 간에 데이터를 송수신하는 구성은 고정센서모듈(10)들 간 데이터 전송량이 많을 때 적합하고 이 경우 철골 구조물의 철골보(90)를 따라서 통신케이블이 포설될 수 있다.
이동센서모듈(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 1:N 통신방식으로 고정센서모듈(10)과 무선통신이 가능한 컨트롤러 기기로서 크레인 거더(40)에 일대일 대응하여 설치된다. 하나의 작업장 내에 복수개의 크레인 거더(40)가 설치되어 운용되는 경우에는 각각의 크레인 거더(40)에 하나씩 이동센서모듈(20)이 탑재되고 서로 다른 이동센서모듈(20)은 서로 다른 식별코드가 부여되어 구분될 수 있다. 이동센서모듈(20)은 각각의 고정센서모듈(10)을 식별하기 위한 소정의 감지기(미도시)를 구비할 수 있다. 이동센서모듈(20)은 크레인 거더(40)의 일부, 크레인 거더(40)의 새들부 또는 크레인 거더(40)의 일측에 마련된 운전실에 설치되어 크레인 거더(40)와 함께 이동한다. 이동센서모듈(20)과 고정센서모듈(10) 간의 무선통신을 비롯하여 고정센서모듈(10)들 간의 무선통신은 예컨대, RF 447MHz대와 같이 센서 탑재 휴대기기용으로 널리 사용되는 주파수대가 사용될 수 있다.
이동센서모듈(20)은 크레인 거더(40)의 일부, 크레인 거더(40)의 새들부 또는 크레인 거더(40)의 운전실에 설치되어 위험상황 이벤트 발생 시 경고신호를 고정센서모듈(10)로 송신한다. 이에 따라 고정센서모듈(10)은 상기 경고신호의 수신 시 모듈의 일측에 탑재된 스피커(또는 부저)(15a)를 통해 경고음을 출력한다. 부가적으로, 고정센서모듈(10)은 경고신호의 수신 시 일측에 마련된 비상램프(15b)를 점멸시키도록 구성될 수도 있다. 고정센서모듈(10)은 경고음 출력 시 고정센서모듈(10)과 이동센서모듈(20)의 거리가 점차 가까워짐에 따라 경고음(예컨대, 비프음)의 발생주기를 점점 짧게 변화시킴으로써 작업자가 보다 직관적으로 위험에 대비할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 고정센서모듈(10) 또는 이동센서모듈(20)에는 초음파 센서와 같이 접근하는 물체의 거리 변화를 감지할 수 있는 거리감지센서(미도시)가 탑재될 수 있다.
이동센서모듈(20)은 크레인 거더(40)와 함께 이동중에 이동센서모듈(20)로부터 정해진 반경 내에 위치한 적어도 하나의 고정센서모듈(10)로부터 인체감지신호가 수신되면 위험상황 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 크레인 거더(40)의 이동속도를 조절하거나 정지시키는 제어를 수행한다. 이를 위해, 이동센서모듈(20)은 경고음 출력용 스피커(21), 정보표시화면(22), 컨트롤러(22) 등을 구비한다.
또한, 이동센서모듈(20)은 작업일정에 따라 미리 안전존(도 4의 SZ)으로 설정된 구역에 속한 고정센서모듈(10)로부터 안전존(SZ) 알림신호가 감지되면 크레인 거더(40)의 이동속도를 조절하거나 정지시킬 수 있다.
도 3에는 고정센서모듈(10)의 기능적 구성이 상세히 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 고정센서모듈(10)은 감지부(11), 제어부(12), 통신부(13), 저장부(14) 및 출력부(15)를 포함한다.
감지부(11)는 고정센서모듈(10)로부터 정해진 반경 범위에 대하여 작업자의 유무를 검출하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 감지부(11)는 예컨대, 적외선 센서와 같은 소자로 구성되는 인체감지센서(11a)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 감지부(11)는 크레인 거더(40)의 접근을 감지하기 위해 예컨대, 초음파 센서와 같은 소자로 구성되는 물체감지센서(11b)를 더 포함할 수 있다. 물체감지센서(11b)는 고정센서모듈(10)로부터 정해진 반경 내에 크레인 거더(40)가 접근했을 때 이를 감지함으로써 경고음이 출력되도록 하는 기능을 지원한다.
제어부(12)는 고정센서모듈(10)의 작동을 위한 전반적인 기능 제어를 수행한다. 제어부(12)는 주행레일(50) 주변 이동통로(70)에 위치한 작업자와 이동체인 크레인 거더(40)를 보다 정확하게 판별하기 위한 지능형 판별모듈(12a)과, 고정센서모듈(10)로부터 경고신호가 수신되었을 때 출력부(15)를 제어하여 경보를 발생시키는 경보 발생모듈(12b)을 포함한다.
지능형 판별모듈(12a)은 인체감지센서(11a)나 물체감지센서(11b)만으로는 이동체가 사람(작업자)인지 물체(크레인 거더(40))인지 분간하기 어려운 경우에 보다 정확하고 안전성을 높일 수 있는 알고리즘에 따라 식별 프로세스를 수행할 수 있다. 특히, 작업자가 위치한 이동통로(70)와 크레인 거더(40)의 새들부가 이동하는 경로는 매우 근접해 있으므로 단순히 센서를 통한 감지만으로는 오류가 발생할 가능성이 있다. 특히, 별도의 이동통로(70)가 없이 주행레일(50)을 통해 이동해야 하는 작업환경은 센서 감지 오류가 발생할 확률이 더욱 높다.
지능형 판별모듈(12a)은, 정해진 반경 내에서 정해진 개수 이상의 고정센서모듈(10)에서 순차적으로 감지신호가 송출되지 않고 건너뛰어 감지신호가 송출된 경우 작업 진행중인 크레인 거더(40)가 아닌 다른 크레인 거더(40)가 감지됐거나 작업자가 감지된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 "A-2" 구역에 배치된 고정센서모듈(10)은 "A-6" 구역, "A-5" 구역, "A-4" 구역의 순서로 감지신호가 수신된 경우 크레인 거더(40)가 접근하고 있다고 추정할 수 있다. 그러나, 이후에 "A-3" 구역에서 감지신호가 송출되지 않고, 즉 건너뛰고 자기가 위치한 "A-2" 구역에서 감지신호가 발생하면, 크레인 거더(40)는 필연적으로 연속적인 경로를 따라 이동해야 하므로, "A-2" 구역에 작업자가 존재하거나, "A-1" 구역쪽으로부터 다른 크레인 거더(40)가 접근한 것으로 추정할 수 있다. 보다 바람직하게, 지능형 판별모듈(12a)은 전자의 경우에 더 큰 가중치를 부여하여 "A-2" 구역에서 인체감지신호를 송출하도록 제어할 수 있다. 즉, 지능형 판별모듈(12a)은 해당 구역에 작업자가 존재할 확률이 어느 정도(예컨대, 확률 50% 이상) 있으면 안전을 고려하여 인체감지신호를 송출하도록 제어할 수 있다.
또한, 지능형 판별모듈(12a)은, 복수개의 고정센서모듈(10) 중 크레인 거더(40)의 길이방향과 평행하게 서로 정대향하는 고정센서모듈(10)의 쌍은, 양쪽 고정센서모듈(10)에서 동시에 감지신호를 송출하는 제1 조건과, 당해 감지 이전에 정해진 개수 이상의 고정센서모듈(10)에서 순차적으로 감지신호를 송출한 이력이 있는 제2 조건을 모두 충족한 경우 크레인 거더(40)가 감지된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 서로 대향하고 있는 "A-3" 구역과 "B-3" 구역에 위치한 고정센서모듈(10)에서 동시에 감지신호가 발생함(제1 조건)과 아울러, "A-6" 구역, "A-5" 구역, "A-4" 구역의 순서로 감지신호가 송출되어 이를 수신한 이력이 있다면(제2 조건), 작업자가 아닌, 크레인 거더(40)가 접근하는 것으로 추정한다. 비록, 양쪽 주행레일(50)을 따라 동시에 작업자가 이동하다가 "A-3" 구역과 "B-3" 구역에 동시에 머무르는 경우도 있을 수 있으나 이 경우는 확률이 매우 낮으므로 지능형 판별모듈(12a)은 크레인 거더(40)가 접근하는 것으로 추정하여 경고 프로세스를 진행한다. 이와 같은 추정 및 처리가 안전사고 위험에 대비하는 측면에서 더욱 바람직하다.
통신부(13)는 이동센서모듈(20)과 고정센서모듈(10) 간의 무선통신을 비롯하여 고정센서모듈(10)들 간의 무선통신을 지원하는 것으로서, 예컨대, 447MHz대의 주파수를 사용하는 RF 통신모듈로 구성될 수 있다.
저장부(14)는 반도체 메모리로 구성되어 예컨대, 고정센서모듈(10)별로 부여된 고유식별코드나 송수신 이력 및 데이터 등을 저장한다.
출력부(15)는 경보를 발생시키는 부분으로 스피커(또는 부저)(15a)와 비상램프(15b)를 포함한다.
복수개의 고정센서모듈(10) 중 적어도 일부는 릴레이 방식으로 무선 신호를 전달하여 크레인 거더(40)와의 거리에 관계없이 이동센서모듈(20)과 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서 6개의 철골기둥(60)이 15미터 간격으로 배치되어 있고 "A-1" 구역의 고정센서모듈(10)에서 송출된 인체감지신호는 전파 전달거리가 "A-4" 구역까지라면 "A-4" 구역에 있는 고정센서모듈(10)이 상기 인체감지신호를 수신한 후 "A-4" -> "A-5" -> "A-6"와 같이 렐레이 방식으로 인접한 고정센서모듈(10)끼리 데이터를 전달함으로써 "A-6" 구역에 위치한 원거리의 고정센서모듈(10)까지도 감지신호를 전송할 수 있다.
리모컨(80)은 작업자나 작업관리자 등이 소지하는 단말로서 상기 이동센서모듈(20) 및 상기 고정센서모듈(10)과 데이터를 송수신하고 이동센서모듈(20)이나 고정센서모듈(10)에 대한 다양한 기능 설정과 화면표시를 수행한다. 리모컨(80)은 철골 구조물에 배치된 각각의 고정센서모듈(10)과 크레인 측에 배치된 이동센서모듈(20)을 특정하여 안전존(SZ) 지정 등 필요한 설정을 할 수 있는 키패드 및 화면표시창을 구비한다.
도 5에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 협착사고 방지용 안전장치의 주요 동작 과정이 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 먼저 철골 구조물의 철골기둥(60) 또는 그 주변에 배치된 복수개의 고정센서모듈(10)과 크레인 거더(40)에 배치된 이동센서모듈(20)이 센서 및 통신기능이 활성화된 상태로 대기한다(단계 S10, 단계 S20).
이후, 적어도 어느 하나의 고정센서모듈(10)에서 인체감지센서(11a)를 통해 작업자를 감지하면 RF 전파를 통해 감지신호를 무선 송출한다(단계 S11 및 단계 S12). 이때, 전파거리는 예컨대, 50m~70m가 될 수 있다. 대안으로는, 이동센서모듈(20)이 복수개의 고정센서모듈(10)에 대해 인체감지 여부를 체크하는 명령신호를 먼저 송출하면, 특정 또는 모든 고정센서모듈(10)이 응답 신호를 회신하여 인체감지신호를 무선 송출하는 것도 가능하다.
이동센서모듈(20)은 외부로부터 감지신호가 수신되면 미리 정해진 유효 반경범위를 충족하는지 여부를 판단한다(단계 S22). 여기서, 유효 반경범위는 예컨대, 25m로 설정될 수 있다. 이동센서모듈(20)로부터 예컨대, 20m 떨어진 구역에서 송출된 신호인 경우 이동센서모듈(20)은 위험상황 이벤트가 발생한 것으로 인식하고 이벤트 신호를 출력하고 컨트롤러(23)가 작동하여 크레인 거더(40)의 이동속도를 감속하거나 정지시키는 제어를 수행한다(단계 S23). 이때, 컨트롤러(23)는 소정의 릴레이 스위치를 작동시키거나 별도의 제어장치로 명령신호를 전달하여 크레인 거더(40)의 동작을 제어할 수 있다. 이동센서모듈(20)은 위험상황 이벤트가 발생했을 때 자체에 탑재된 스피커(21)를 통해 경고음을 출력하거나 경광등과 같은 소정의 비상램프를 점등할 수도 있다.
아울러, 이동센서모듈(20)은 RF 신호를 통해 경고신호를 무선 송출한다(단계 S24), 이때, 경고신호는 각 고정센서모듈(20)을 식별할 수 있는 고유코드를 포함할 수 있다.
고정센서모듈(10)은 경고신호가 수신되면 자체 스피커(15a)를 통해 경고음(비프음 등)을 출력한다(단계 S13). 고정센서모듈(10)은 경고신호의 수신 시 고유식별코드의 일치 여부를 판단하는 처리를 수행할 수 있다.
경고음의 출력 시에는 경고효과를 더욱 높이기 위해 고정센서모듈(10)이나 이동센서모듈(20)은 둘 사이의 거리가 점차 가까워짐에 따라 경고음의 발생주기를 점점 짧게 변화시키는 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 협착사고 방지용 안전장치 및 이를 구비한 천장 크레인 시스템은 크레인 협착사고가 빈번히 발생하는 철골기둥(60) 주변에 작업자가 존재할 때 고정센서모듈(10)이 이를 감지하고, 크레인 측에 배치된 이동센서모듈(20)로부터 감지여부 체크 명령신호를 수신하거나 자발적인 보고 기능으로 감지신호를 무선 송출하고 이동센서모듈(20)은 위험상황 여부를 판단하여 고정센서모듈(10)로 경고신호를 보내주는 기능을 수행한다.
경고신호를 수신한 해당 고정센서모듈(10)은 현재 주변에 작업자가 있는 것이 위험한 상황이라는 것을 정확히 인지하고 자체 스피커(15a)를 통해 경고음 등을 출력할 수 있다. 작업자는 주변 소음이 심한 대규모 작업장에서 작업을 하더라도 자신이 위치한 구역에 부합하는 맞춤형 위험 알림을 명확히 확인함으로써 위험상황에 대비할 수 있는 장점이 있다.
복수개의 고정센서모듈(10)은 유선통신 또는 무선통신을 통해 서로 간에 데이터를 송수신함으로써 이동센서모듈(20), 즉 크레인 거더(40)의 위치와 이동방향, 나아가서는 이동속도까지도 실시간으로 인지할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 고정센서모듈 11: 감지부
15a,21: 스피커 20: 이동센서모듈
30: 권상부 40: 크레인 거더
50: 주행레일 60: 철골기둥
70: 이동통로 80: 리모컨
90: 철골보 SZ: 안전존

Claims (21)

  1. 철골 구조물에 고정된 주행레일과 상기 주행레일을 따라서 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 크레인 거더와 상기 크레인 거더 상에서 이동 가능하게 설치된 권상부를 구비한 천장 크레인 시스템의 협착사고 방지용 안전장치에 있어서,
    상기 철골 구조물 또는 상기 철골 구조물의 주변에 고정되고 상기 크레인 거더의 이동방향으로 정해진 간격을 두고 배치된 복수개의 고정센서모듈; 및
    상기 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈;을 포함하고,
    상기 고정센서모듈과 상기 이동센서모듈은 무선통신으로 서로 간에 데이터를 송수신하고,
    위험상황 이벤트 발생 시 상기 고정센서모듈 및 상기 이동센서모듈 중 적어도 어느 하나에서 위험 알림을 출력하고,
    상기 철골 구조물은 정해진 간격으로 배치된 복수개의 철골기둥을 포함하고,
    상기 고정센서모듈은 상기 복수개의 철골기둥에 대응되게 상기 철골기둥의 일부 또는 상기 철골기둥의 주변에 설치되고,
    상기 이동센서모듈은 상기 크레인 거더의 일부, 상기 크레인 거더의 새들부 또는 상기 크레인 거더의 운전실에 설치되고,
    상기 고정센서모듈은 작업자의 유무를 감지하는 인체감지센서를 구비하고 정해진 반경 내에 작업자가 접근했을 때 인체감지신호를 상기 이동센서모듈 및 다른 고정센서모듈 중 적어도 어느 하나로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 고정센서모듈은 유선통신 또는 무선통신을 통해 서로 간에 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 고정센서모듈 중 적어도 일부는 릴레이 방식으로 고정센서모듈들 간에 순차적으로 신호를 전달하여 상기 크레인 거더와의 거리에 관계없이 상기 이동센서모듈과 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  4. 제2항에 있어서,
    각각의 상기 고정센서모듈은 정해진 반경 내에서 정해진 개수 이상의 고정센서모듈에서 순차적으로 감지신호가 송출되지 않고 건너뛰어 감지신호가 송출된 경우 작업 진행중인 크레인 거더가 아닌 다른 크레인 거더가 감지됐거나 작업자가 감지된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 고정센서모듈 중 상기 크레인 거더의 길이방향과 평행하게 서로 정대향하는 고정센서모듈의 쌍은, 양쪽 고정센서모듈에서 동시에 감지신호를 송출하는 제1 조건과, 당해 감지 이전에 정해진 개수 이상의 고정센서모듈에서 순차적으로 감지신호를 송출한 이력이 있는 제2 조건을 모두 충족한 경우 크레인 거더가 감지된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 상기 크레인 거더와 함께 이동중에 상기 이동센서모듈로부터 정해진 반경 내에 위치한 적어도 하나의 고정센서모듈로부터 인체감지신호가 수신되면 위험상황 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 크레인 거더의 이동속도를 조절하거나 정지시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 상기 복수개의 고정센서모듈에 대해 인체감지 여부를 체크하는 신호를 송출하고 이에 응답하여 상기 고정센서모듈이 인체감지신호를 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 상기 위험상황 이벤트 발생 시 경고신호를 상기 고정센서모듈로 송신하고,
    상기 고정센서모듈은 상기 경고신호의 수신 시 자체 스피커를 통해 경고음을 출력하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수개의 고정센서모듈에는 각각 고유식별코드가 부여되어 있거나, 각각의 고정센서모듈에 대응하는 식별표지모듈이 상기 고정센서모듈의 일측 또는 주변에 구비되고,
    상기 이동센서모듈은 상기 고정센서모듈 또는 상기 식별표지모듈로부터 신호를 수신하여 상기 고정센서모듈을 식별하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 각각의 고정센서모듈을 식별하기 위한 감지기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 미리 안전존으로 설정된 구역에 속한 고정센서모듈로부터 안전존 알림신호가 감지되면 상기 크레인 거더의 이동속도를 조절하거나 정지시키는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동센서모듈 및 상기 고정센서모듈과 데이터를 송수신하고 기능 설정 및 화면표시를 수행하는 리모컨;을 더 포함하는 협착사고 방지용 안전장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 고정센서모듈은 상기 크레인 거더를 감지하기 위한 물체감지센서를 더 구비하고, 정해진 반경 내에 상기 크레인 거더가 접근했을 때 자체 스피커를 통해 경고음을 출력하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치.
  14. 천장 크레인 시스템에 있어서,
    철골 구조물 또는 상기 철골 구조물의 주변에 고정된 주행레일;
    상기 주행레일을 따라서 이동 가능하게 설치된 적어도 하나의 크레인 거더;
    상기 크레인 거더를 따라서 이동 가능하게 설치된 호이스트 또는 트롤리 타입의 권상부;
    상기 철골 구조물에 포함되고 정해진 간격으로 배치된 복수개의 철골기둥에 대응하고 상기 철골기둥의 일부 또는 상기 철골기둥의 주변에 설치된 복수개의 고정센서모듈; 및
    상기 크레인 거더의 일부, 상기 크레인 거더의 새들부 또는 상기 크레인 거더의 운전실에 설치되어 상기 크레인 거더와 함께 이동하는 이동센서모듈;을 포함하고,
    상기 고정센서모듈과 상기 이동센서모듈은 무선통신으로 서로 간에 데이터를 송수신하고,
    위험상황 이벤트 발생 시 상기 고정센서모듈 및 상기 이동센서모듈 중 적어도 어느 하나에서 위험 알림을 출력하고,
    상기 고정센서모듈은 작업자의 유무를 감지하는 인체감지센서를 구비하고 정해진 반경 내에 작업자가 접근했을 때 인체감지신호를 상기 이동센서모듈 및 다른 고정센서모듈 중 적어도 어느 하나로 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  15. 제14항에 있어서
    상기 복수개의 고정센서모듈은 유선통신 또는 무선통신을 통해 서로 간에 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수개의 고정센서모듈 중 적어도 일부는 릴레이 방식으로 고정센서모듈들 간에 순차적으로 신호를 전달하여 상기 크레인 거더와의 거리에 관계없이 상기 이동센서모듈과 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  17. 제15항에 있어서,
    각각의 상기 고정센서모듈은 정해진 반경 내에서 정해진 개수 이상의 고정센서모듈에서 순차적으로 감지신호가 송출되지 않고 건너뛰어 감지신호가 송출된 경우 작업 진행중인 크레인 거더가 아닌 다른 크레인 거더가 감지됐거나 작업자가 감지된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 복수개의 고정센서모듈 중 상기 크레인 거더의 길이방향과 평행하게 서로 정대향하는 고정센서모듈의 쌍은, 양쪽 고정센서모듈에서 동시에 감지신호를 송출하는 제1 조건과, 당해 감지 이전에 정해진 개수 이상의 고정센서모듈에서 순차적으로 감지신호를 송출한 이력이 있는 제2 조건을 모두 충족한 경우 크레인 거더가 감지된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 상기 크레인 거더와 함께 이동중에 상기 이동센서모듈로부터 정해진 반경 내에 위치한 적어도 하나의 고정센서모듈로부터 인체감지신호가 수신되면 위험상황 이벤트가 발생한 것으로 판단하여 상기 크레인 거더의 이동속도를 조절하거나 정지시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 상기 복수개의 고정센서모듈에 대해 인체감지 여부를 체크하는 신호를 송출하고 이에 응답하여 상기 고정센서모듈이 인체감지신호를 무선 송출하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 이동센서모듈은 상기 위험상황 이벤트 발생 시 경고신호를 상기 고정센서모듈로 송신하고,
    상기 고정센서모듈은 상기 경고신호의 수신 시 자체 스피커를 통해 경고음을 출력하는 것을 특징으로 하는 협착사고 방지용 안전장치를 구비한 천장 크레인 시스템.
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