KR19990002633A - Crane position detection system - Google Patents

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KR19990002633A
KR19990002633A KR1019970026301A KR19970026301A KR19990002633A KR 19990002633 A KR19990002633 A KR 19990002633A KR 1019970026301 A KR1019970026301 A KR 1019970026301A KR 19970026301 A KR19970026301 A KR 19970026301A KR 19990002633 A KR19990002633 A KR 19990002633A
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crane
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cable reel
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KR1019970026301A
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임채근
김복수
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이대원
삼성중공업 주식회사
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Abstract

개시된 내용은 절대위치를 검출함과 동시에 주행휠의 변위량을 검출하고 케이블릴의 회전변위량을 검출하여 정확한 크레인의 위치를 감지함에 의해 효율적이고 정밀하게 크레인를 운용할 수 있게 하는 크레인 위치감지시스템에 관한 것이다. 본 발명은 주행휠의 주행변위량을 측정하여 상기 크레인 주행에 따른 기계적 변위량을 펄스로 출력하는 주행변위량검출수단; 등간격 이루고 지상에 매설되는 다수개의 절대위치인식편과, 상기 절대위치인식편으로부터 절대위치를 검출하는 리미트스위치로 이루어진 절대위치검출수단; 케이블릴의 회전변위량을 검출하는 케이블릴 회전변위량검출수단; 및 상기 주행변위량검출수단으로부터 받은 데이터를 연산처리하여 이동거리 및 현재위치를 산출하며, 상기 절대위치검출수단으로부터 전송된 신호로 상기 이동거리 및 현재위치의 오차를 1차 오차보상하고, 상기 케이블릴 회전변위량검출수단으로부터 온 데이터를 갖고 이동거리 및 현재위치를 2차 오차보상하여 정확한 위치데이터를 산출하는 연산제어부를 포함하여서 된다.The present disclosure relates to a crane position detection system that can efficiently and precisely operate a crane by detecting an absolute position and at the same time detecting a displacement amount of a traveling wheel and a rotation displacement of a cable reel to detect an accurate crane position. . The present invention provides a displacement displacement detecting means for measuring the displacement amount of the traveling wheel and outputting a mechanical displacement amount according to the crane traveling as a pulse; Absolute position detection means comprising a plurality of absolute position recognition pieces which are spaced at the same interval and embedded in the ground, and a limit switch for detecting the absolute position from the absolute position recognition pieces; Cable reel rotation displacement detecting means for detecting a rotation displacement of the cable reel; And calculating the moving distance and the current position by calculating and processing the data received from the driving displacement amount detecting means. The error of the moving distance and the current position is first compensated for by the signal transmitted from the absolute position detecting means, and the cable reel. And an arithmetic control unit having data from the rotational displacement detection means and calculating correct position data by performing secondary error compensation on the moving distance and the current position.

본 발명은 크레인의 구조적 편차, 휠슬립, 레일과 휠간의 트랙킹 공차, 휠마모 등에 의한 오차를 보상해 줌으로써 크레인의 위치를 보다 정밀하게 검출할 수 있다.The present invention can more accurately detect the position of the crane by compensating for errors caused by structural deviation of the crane, wheel slip, tracking tolerance between the rail and the wheel, wheel wear, and the like.

Description

크레인 위치감지시스템Crane position detection system

본 발명은 항만하역설비인 크레인의 정확한 위치를 감지하기 위한 감지시스템에 관한 것으로, 특히 지상에 절대위치를 나타내는 표시편과 이를 감지하는 리미트스위치를 구비하여 절대위치를 검출함과 동시에 주행휠의 변위량을 검출하고 케이블릴의 회전변위량을 검출하여 정확한 크레인의 위치를 감지함에 의해 효율적이고 정밀하게 크레인를 운용할 수 있게 하는 크레인 위치감지시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a detection system for detecting an accurate position of a crane as a port unloading equipment, and in particular, a display piece indicating an absolute position on the ground and a limit switch for detecting the same to detect an absolute position and a displacement amount of a driving wheel at the same time. The present invention relates to a crane position detection system capable of efficiently and precisely operating a crane by detecting a position of a crane and detecting a rotational displacement of a cable reel.

일반적으로, 항만에서는 선박으로부터 물건을 담은 컨테이너를 하역하기 위해서 컨테이너 크레인을 운용하고 있다. 이러한 크레인은 최근들어 자동화 추세로 가고 있으며, 자동화를 위해서 무엇보다도 시급한 문제는 크레인의 위치를 정확하게 감지하는 것이라 아니할 수 없다.In general, ports operate container cranes to unload containers containing goods from ships. Such cranes are recently moving toward an automation trend, and the most urgent problem for automation is to accurately detect the position of the crane.

하지만, 종래에는 크레인의 위치를 정확하게 감지할 수 있는 장치가 없었으며, 단지 크레인에 구성된 트롤리의 위치를 감지하기 위한 장치로 엔코더를 사용하였다. 이 엔코더는 절대위치를 나타내거나 증분을 표시하여 트롤리의 위치를 검출하는 것이었으며, 이로써는 슬립(Slip)이나 크레인의 구조적인 문제를 해결할 수 없어 반복운전시 오차가 발생하는 폐단이 있었다.However, in the prior art, there was no device capable of accurately detecting the position of the crane, and the encoder was used as a device only for detecting the position of the trolley configured in the crane. This encoder was to detect the position of the trolley by showing the absolute position or the incremental indication, which could not solve the structural problem of slip or crane, and there was a closed end that caused errors during repeated operation.

따라서, 본 발명의 크레인 위치감지시스템은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 지상에 절대위치를 나타내는 표시편과 이를 감지하는 리미트스위치를 구비하여 절대위치를 검출함과 동시에 주행휠의 변위량을 검출하고 케이블릴의 회전변위량을 검출하여 위치보상을 행해 정확한 크레인의 위치를 감지함으로써 크레인의 효율적이고 정밀한 운용과 중앙통제를 용이하게 하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the crane position detection system of the present invention has been devised to solve the above-mentioned drawbacks, and is provided with a display piece indicating the absolute position on the ground and a limit switch for detecting the same to detect the absolute position and travel at the same time. The purpose is to facilitate the efficient and precise operation of the crane and the central control by detecting the displacement of the wheel and the rotational displacement of the cable reel to detect the exact position of the crane.

도 1은 본 발명에 따른 크레인 위치감지시스템의 구성을 나타낸 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a crane position detection system according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 크레인 위치감지시스템의 장착구조를 나타낸 장착상태도,2 is a mounting state diagram showing the mounting structure of the crane position detection system according to the present invention,

도 3은 본 발명중 주행휠의 주행변위량을 설명하기 위한 파형도,3 is a waveform diagram for explaining the displacement amount of the traveling wheel in the present invention,

도 4는 본 발명중 절대위치감지를 위한 마그네트의 설치도.Figure 4 is an installation of the magnet for the absolute position detection of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings

10 : 절대위치검출수단11 : 절대위치인식편10: absolute position detecting means 11: absolute position recognition piece

12 : 리미트스위치20 : 주행변위량검출수단12: limit switch 20: travel displacement detection means

30 : 케이블릴회전변위량검출수단40 : 연산처리부30: cable reel rotation displacement detection means 40: calculation processing unit

50 : 주행휠51 : 주행레일50: driving wheel 51: driving rail

60 : 케이블릴61 : 광케이블60: cable reel 61: optical cable

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 크레인 위치감지시스템은 주행휠을 구동시켜 주행하며 컨테이너를 하역하는 컨테이너 크레인의 위치를 감지하는 시스템에 있어서, 상기 주행휠의 주행변위량을 측정하여 상기 크레인 주행에 따른 기계적 변위량을 펄스로 출력하는 주행변위량검출수단; 등간격 이루고 지상에 매설되는 다수개의 절대위치인식편과, 상기 절대위치인식편으로부터 절대위치를 검출하는 리미트스위치로 이루어진 절대위치검출수단; 케이블릴의 회전변위량을 검출하는 케이블릴 회전변위량검출수단; 및 상기 주행변위량검출수단으로부터 받은 데이터를 연산처리하여 이동거리 및 현재위치를 산출하며, 상기 절대위치검출수단으로부터 전송된 신호로 상기 이동거리 및 현재위치의 오차를 1차 오차보상하고, 상기 케이블릴 회전변위량검출수단으로부터 온 데이터를 갖고 이동거리 및 현재위치를 2차 오차보상하여 정확한 위치데이터를 산출하는 연산제어부를 포함한다.Crane position detection system according to the present invention for achieving the above object is a system for detecting the position of the container crane driving the driving wheel and unloading container, by measuring the displacement amount of the traveling wheel driving the crane Traveling displacement detection means for outputting a mechanical displacement according to the pulse; Absolute position detection means comprising a plurality of absolute position recognition pieces which are spaced at the same interval and embedded in the ground, and a limit switch for detecting the absolute position from the absolute position recognition pieces; Cable reel rotation displacement detecting means for detecting a rotation displacement of the cable reel; And calculating the moving distance and the current position by calculating and processing the data received from the driving displacement amount detecting means. The error of the moving distance and the current position is first compensated for by the signal transmitted from the absolute position detecting means, and the cable reel. And an arithmetic control unit having data from the rotational displacement detection means and calculating the correct position data by performing secondary error compensation on the moving distance and the current position.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 크레인 위치감지시스템의 구성을 나타낸 블록도로, 도시한 바와 같이 본 장치는 크레인의 절대위치를 검출하기 위한 절대위치검출수단(10)과, 주행휠에 부착되어 크레인의 주행에 따른 기계적 변위량을 검출하는 주행변위량검출수단(20) 및, 크레인의 전 주행구간을 따라 이동하는 케이블릴에 설치되어 회전변위량을 검출하는 케이블릴회전변위량검출수단(30)을 구비하고 있으며, 이상의 검출수단들(10,20,30)로부터 전송된 신호들을 받아 연산처리하여 크레인의 이동거리 및 위치신호로 변환하여 자체활용하거나 지상의 통제센서로 전송하는 연산처리부(40)를 포함한다.1 is a block diagram showing the configuration of a crane position detection system according to the present invention, as shown in the present apparatus is attached to the absolute position detecting means 10 for detecting the absolute position of the crane, and the traveling wheel running of the crane Traveling displacement detection means 20 for detecting the amount of mechanical displacement according to the above, and cable reel rotation displacement detection means 30 for detecting the rotational displacement amount is installed in the cable reel moving along the entire running section of the crane, It receives the signals transmitted from the detection means (10, 20, 30) and arithmetic processing to convert the movement distance and the position signal of the crane to include a self-processing or transmitting to the control sensor on the ground includes a calculation processing unit (40).

전술한 절대위치검출수단(10)은 지상에 매설되는 절대위치인식편(11)과, 이 절대위치인식편(11)을 감지하여 절대위치를 검출하는 센서인 리미트스위치(12)로 구성되어 있다. 특히, 절대위치인식편(11)은 자력선을 방출하는 마그네트나, 리미트스위치용 브라켓을 사용하며, 마그네트를 사용할 경우에는 자력감지용 리미트스위치가, 리미트스위치용 브라켓을 사용할 때에는 롤러레버타입 리미트스위치가 짝을 이뤄 사용된다.The absolute position detecting means 10 described above is composed of an absolute position recognition piece 11 embedded in the ground, and a limit switch 12 which is a sensor for detecting the absolute position by detecting the absolute position recognition piece 11. . In particular, the absolute position recognition piece 11 uses a magnet for emitting magnetic lines or a limit switch bracket.If a magnet is used, the magnetic force limit switch is used, and when the limit switch bracket is used, a roller lever type limit switch is used. Used in pairs.

케이블릴회전변위량검출수단(30)은 케이블릴에 설치되어 절대량을 검출하거나 증분을 검출하는 엔코더가 사용된다.The cable reel rotation displacement detection means 30 is installed in the cable reel is used an encoder for detecting the absolute amount or detect the increment.

또한, 연산처리부(40)로는 프로그래머블 로직 콘트롤러(Programmable Logic Controller)나 마이크로프로세서가 사용되어 검출수단들로부터 받은 데이터들을 이용하여 크레인의 위치를 검출하고 오차를 보상하여 정확한 위치를 산출하게 된다.In addition, the operation processor 40 may use a programmable logic controller or a microprocessor to detect the position of the crane using data received from the detection means and compensate for the error to calculate the correct position.

이상의 구성요소들은 도 2에 도시한 바와 같이 크레인의 해당부위에 장착되며, 도 2를 참조하여 이에 대해 상세히 설명한다.The above components are mounted on the corresponding portions of the crane as shown in FIG. 2, which will be described in detail with reference to FIG.

도 2는 본 발명에 따른 크레인 위치감지시스템의 장착구조를 나타낸 장착상태도이다. 도시한 바와 같이, 지상에는 주행휠(50)의 레일(51)을 따라 등간격으로 절대위치인식편(11a,11b,…)인 마그네트가 매설되어 있으며, 이와 대응되는 크레인의 소정부위에는 마크네트의 자력선을 감지할 수 있는 자력감지 리미트스위치(12)가 설치되어 있다. 물론, 이 리미트스위치(12)의 감지신호는 연산처리부(40)로 전송된다.2 is a mounting state diagram showing the mounting structure of the crane position detection system according to the present invention. As shown in the figure, magnets with absolute position recognition pieces 11a, 11b, ... are buried along the rails 51 of the traveling wheel 50 at equal intervals. Magnetic force limit switch 12 that can detect the magnetic force line of the is installed. Of course, the detection signal of this limit switch 12 is transmitted to the calculation processing unit 40.

주행휠(50)의 축상에는 크레인의 주행에 따른 기계적 변위량을 펄스로 발생시키는 주행변위량검출수단(20)이 설치되어, 이때 발생된 펄스신호가 연산제어부(40)로 전송되게 된다. 또한, 케이블릴(60)에는 그 축상에 회전변위량검출수단(30)이 장착되어 릴의 회전변위량을 검출하여 연산제어부(40)로 보내게 된다. 이와 더불어, 케이블릴(60)에 권취된 광케이블(61)의 일단은 연산제어부(40)로 타단은 콘트롤센터와 연결되어 있다.On the axis of the traveling wheel 50 is provided with a displacement displacement detection means 20 for generating a mechanical displacement according to the running of the pulse in a pulse, the pulse signal generated at this time is transmitted to the operation control unit 40. In addition, the cable reel 60 is provided with a rotational displacement detection means 30 on its axis to detect the rotational displacement of the reel and send it to the operation control unit 40. In addition, one end of the optical cable 61 wound on the cable reel 60 is connected to the operation center 40, the other end is connected to the control center.

도 3은 본 발명중 주행휠의 주행변위량을 설명하기 위한 파형도로, 주행휠의 회전수에 대응되는 펄스를 발생시키는 것을 보여주고 있다.FIG. 3 is a waveform diagram illustrating a traveling displacement amount of a traveling wheel according to the present invention, and illustrates generating a pulse corresponding to the rotation speed of the traveling wheel.

도 4는 본 발명중 절대위치감지를 위한 마그네트의 설치상태를 나타낸 것으로, 도면에서 알 수 있듯이 절대위치인식편(11a,11b,11c)인 마그네트가 주행레일(51)을 따라 인접하게 등간격으로 지면에 매설되어 있다. 따라서, 본 도면에서 예시한 마그네트의 간격인 10m마다 미도시된 리미트스위치가 감지신호를 발생하게 된다.Figure 4 shows the installation state of the magnet for the absolute position detection in the present invention, as can be seen in the figure the magnets of the absolute position recognition pieces (11a, 11b, 11c) at equal intervals adjacent to the running rail 51 Buried in the ground. Therefore, the limit switch, not shown, generates a detection signal every 10 m, which is an interval of the magnet illustrated in the drawing.

이하부터는 본 발명의 동작에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail.

크레인이 주행하면 주행휠(50)에 설치된 주행변위량검출수단(20)에서 크레인의 주행에 따른 기계적 변위량을 펄스신호로 변환하여 연산처리부(40)로 보내게 된다. 이 신호는 연산처리부(40)에서 연산처리되어 크레인의 이동거리 및 위치신호로 변환된다.When the crane travels, the traveling displacement detection means 20 installed in the traveling wheel 50 converts the mechanical displacement according to the traveling of the crane into a pulse signal and sends it to the calculation processing unit 40. This signal is arithmetic processed by the arithmetic processing unit 40 and converted into a moving distance and a position signal of the crane.

물론, 이와 동시에 지상에 매설된 절대위치인식편(11)을 리미트스위치(12)가 검출하여 그 신호를 연산처리부(40)로 보내면, 이때 전송된 절대위치신호를 갖고 연산처리부(40)의 메모리에 저장된 값으로 자동변환시켜 오차를 보상하게 된다.Of course, at the same time, when the limit switch 12 detects the absolute position recognition piece 11 embedded in the ground and sends the signal to the operation processing unit 40, the memory of the operation processing unit 40 with the transmitted absolute position signal at this time The error is compensated for by automatically converting it to the value stored in.

그러나, 기상상태 및 여러주변환경요인에 의해 리미트스위치(12)가 마그네트를 감지하지 못하는 상태가 발생하여 대형오차를 발생할 수도 있다. 이를 해소하기 위해서 케이블릴(60)에 설치된 케이블릴회전변위량검출수단(30)으로부터 전송된 신호를 받아 2차 오차보상을 행하게 된다. 이와 같이 2차에 걸쳐 오차를 보상함에 의해 정밀한 크레인 위치검출이 가능하게 된다.However, due to meteorological conditions and various main conversion factors, a state in which the limit switch 12 does not detect the magnet may occur and may cause a large error. In order to solve this problem, the second error compensation is performed by receiving a signal transmitted from the cable reel rotation displacement detection means 30 installed in the cable reel 60. As such, precise crane position detection is possible by compensating for errors over two orders.

한편, 주행휠(50)에 설치된 주행변위량검출수단(20)에서 검출된 크레인의 위치와 절대위치인식편(11)인 마그네트의 감지에 따른 연산처리부(40)의 값과의 차가 설정치 이상의 차이가 발생하면 시스템의 에러로 간주하여 경보신호를 발생한다. 그러면, 운전자는 시스템을 점검확인하여 시스템을 정상으로 복구한 후 운전하게 된다.On the other hand, the difference between the position of the crane detected by the traveling displacement detection means 20 installed in the traveling wheel 50 and the value of the calculation processing unit 40 according to the detection of the magnet which is the absolute position recognition piece 11 is more than the set value. If it occurs, it is regarded as an error of the system and generates an alarm signal. Then, the driver checks the system and restores the system to normal to operate.

이상 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 크레인 위치감지시스템은 주행변위량검출수단을 통해 크레인의 위치를 검출하고, 지면에 등간격으로 배설된 절대위치인식편과 리미트스위치로 이뤄진 절대위치감지수단 및 케이블릴회전변위량검출수단을 통해 크레인의 구조적 편차, 휠슬립, 레일과 휠간의 트랙킹 공차, 휠마모 등에 의한 오차를 보상해 줌으로써 크레인의 위치를 보다 정밀하게 검출할 수 있는 특징을 갖는다. 이로 인해서, 크레인 운용의 효율화를 기할 수 있을 뿐만아니라, 보다 정밀한 제어가 가능하여 자동화를 구현하는 데 큰 원동력이 될 것으로 기대된다.As described above, the crane position detection system according to the present invention detects the position of the crane through the traveling displacement detection means, the absolute position detection means and the cable consisting of an absolute position recognition piece and a limit switch disposed at equal intervals on the ground The reel rotation displacement detection means compensates for errors caused by structural deviation of the crane, wheel slip, tracking tolerance between the rail and the wheel, wheel wear, and the like, so that the position of the crane can be detected more precisely. As a result, not only can the crane operation be more efficient, but also more precise control is expected to be a great driving force for implementing automation.

Claims (3)

주행휠을 구동시켜 주행하며 컨테이너를 하역하는 컨테이너 크레인의 위치를 감지하는 시스템에 있어서,In the system for driving the driving wheel to detect the position of the container crane unloading the container, 상기 주행휠의 주행변위량을 측정하여 상기 크레인 주행에 따른 기계적 변위량을 펄스로 출력하는 주행변위량검출수단;Traveling displacement detection means for measuring a traveling displacement of the traveling wheel and outputting a mechanical displacement according to the crane traveling as a pulse; 등간격 이루고 지상에 매설되는 다수개의 절대위치인식편과, 상기 절대위치인식편으로부터 절대위치를 검출하는 리미트스위치로 이루어진 절대위치검출수단;Absolute position detection means comprising a plurality of absolute position recognition pieces which are spaced at the same interval and embedded in the ground, and a limit switch for detecting the absolute position from the absolute position recognition pieces; 케이블릴의 회전변위량을 검출하는 케이블릴 회전변위량검출수단; 및Cable reel rotation displacement detecting means for detecting a rotation displacement of the cable reel; And 상기 주행변위량검출수단으로부터 받은 데이터를 연산처리하여 이동거리 및 현재위치를 산출하며, 상기 절대위치검출수단으로부터 전송된 신호로 상기 이동거리 및 현재위치의 오차를 1차 오차보상하고, 상기 케이블릴 회전변위량검출수단으로부터 온 데이터를 갖고 이동거리 및 현재위치를 2차 오차보상하여 정확한 위치데이터를 산출하는 연산제어부를 포함하는 크레인 위치감지시스템.Compute and process the data received from the traveling displacement detection means to calculate the moving distance and the current position, the first error compensation of the error of the moving distance and the current position by the signal transmitted from the absolute position detection means, the cable reel rotation And a calculation control unit having data from the displacement amount detecting means and calculating an accurate position data by performing a second error compensation on the moving distance and the current position. 제 1항에 있어서, 상기 절대위치검출수단은 상기 절대위치인식편인 자력선을 방출하는 마그네트와, 상기 마그네트와 대응되는 자력감지 리미트스위치가 짝을 이뤄 구성됨을 특징으로 하는 크레인 위치감지시스템.The crane position sensing system according to claim 1, wherein the absolute position detecting means comprises a pair of a magnet for emitting a magnetic force line that is the absolute position recognition piece, and a magnetic force limit switch corresponding to the magnet. 제 1항에 있어서, 상기 절대위치검출수단은 상기 절대위치인식편인 리미트스위치용 브라켓과, 상기 브라켓과 대응되는 롤러레버타입 리미트스위치로 구성됨을 특징으로 하는 크레인 위치감지시스템.The crane position sensing system according to claim 1, wherein the absolute position detecting means comprises a limit switch bracket which is the absolute position recognition piece, and a roller lever type limit switch corresponding to the bracket.
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