KR19990088607A - 다단신축붐의길이를측정하는방법및장치 - Google Patents

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Abstract

붐 길이 측정 장치는 다단 신축 붐(10)의 상승단(20)상에 장착된 송신부(22)와 다단 신축 붐(10)의 기초단(12)상에 장착된 수신부(24)를 포함한다. 송신부(22)는 각각 제 1 및 제 2 발신 속도를 갖는 제 1 및 제 2 신호를 송신한다. 제 2 발신 속도는 제 1 발신 속도보다 느리다.
수신부(24)에 의해 수신되는 제 1 및 제 2 신호의 주행 시간에서의 차이에 기초하여, 길이 결정기(42)는 다단 신축 붐(10)의 길이를 결정한다. 표시 장치(46)는 측정된 길이를 표시한다.

Description

다단 신축 붐의 길이를 측정하는 방법 및 장치{METHODE AND APPARATUS FOR MEASURING THE LENGTH OF A MULTI-SECTION TELESCOPIC BOOM}
본 발명은 다단 신축 붐(multi-section telescopic boom)의 길이를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
기중기나 고가 작업대(aerial work platform) 제조 산업에 사용되는 전형적인 붐은 다단으로 이루어져 있고, 붐의 길이는 이러한 붐의 단이 신장하고 수축함에 따라 변화한다. 붐의 길이가 하중을 들어올리는데 연관된 하중 모멘트 특성과 다른 인자들에 영향을 미치기 때문에, 붐의 길이는 측정된다.
붐의 길이를 측정하는 하나의 기법에는 케이블(cable)과 릴(reel) 시스템을 사용하는 것이 있다. 릴은 붐의 기초단(basic section)에 장착된다. 케이블은 릴에 감기고 붐의 상승단(fly section)에 단단히 고정된다. 릴에 부착된 회전 센서(rotary sensor) 또는 다회전 전위차계(multi-turn potentiometer)가 릴의 감지된 회전을 기초로 붐의 길이를 측정한다. 전위차계, 회전 센서, 그리고 광학 회전 센서를 사용하는 몇몇의 다른 기법들이 또한 알려져 있다.
불행하게도, 상기 언급된 케이블 및 릴 시스템과 같은 붐의 길이 측정 기법은 매우 비싸고, 거추장스러우며 고장나기 쉽다. (케이블의 얽힘, 케이블의 파단 등)
본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치는 다단 신축 붐의 상승단 위에 장착된 송신부와 다단 신축 붐의 기초단 위에 장착된 수신부를 포함한다. 송신부는 각각 제 1 및 제 2 발신 속도를 갖는 제 1 및 제 2 신호를 송신한다. 제 2 발신 속도는 제 1 발신 속도보다 작다.
수신부에 의해 수신되는 제 1 및 제 2 신호의 주행 시간에서의 차이에 기초하여, 길이 결정기는 다단 신축 붐의 길이를 결정한다. 표시 장치는 측정된 길이를 표시한다.
따라서, 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치는 통상의 붐 길이 측정 시스템의 기초 구조인 비싸고 거추장스러운 전위차계 또는 회전 센서를 배제한다.
본 발명의 다른 목적, 특징, 그리고 특성; 구조물의 관련 요소의 방법, 작동, 그리고 기능; 부품의 조합; 제조상의 경제성은 바람직한 실시예와 첨부된 도면의 이하 상세한 설명으로부터 분명하게 되며, 이들 모두가 이 명세서의 한 부분을 형성하는데, 여기서 유사 참조 번호는 다양한 형태의 대응되는 부분을 지칭한다.
본 발명은 여기 이후에서 주어지는 상세한 설명과, 단지 예시하기 위해 주어지므로 본 발명을 한정하지 않는 첨부된 도면으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이고, 여기서:
도 1는 신축성 붐위에 배치된 본 발명에 따른 송신부와 수신부와 함께 다단 신축 붐을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치의 실시예를 도시한다.
도 3는 대단히 상세히 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치의 이중 안전 회로(fail safe circuit)를 도시한다.
도 1를 참고했을 때, 다단 신축 붐(10)이 보여진다. 도 1에 보여지는 다단 신축 붐(10)은 5개의 단: 지지 구조물, 즉, 기중기 또는 고가 작업대의 회전대(도시되지 않음)에 장착된 기초단(12); 내측 중앙단(14); 중앙단(16); 외측 중앙단(18); 그리고 상승 단(20)을 포함하고 있다. 모두 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치의 실시예를 형성하는 송신부(22), rf 작동 스위치(rf enabled switch)(34) 그리고 전지(36)는 상승 단(20)의 끝에 형성된 붐 선단(21)상에 장착된다. 둘 다 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치의 실시예의 일부를 형성하는 수신부(24)와 붐 제어 작동 송신기(boom control enabled transmitter)(50)는 기초부(12)상에 장착된다.
본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치가 5단 신축 붐에 적용되는 것에 한정되는 것이 아니라, 어떤 개수의 신축단을 갖는 신축 붐에라도 적용될 수 있다는 것이 반드시 이해되어야만 한다.
도 2는 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치의 실시예를 도시한다. 보여지는 바와 같이, 송신부(22)는 반복도(repetition rate) 및 의무 주기(duty cycle) 발생기(28)(이하 "발생기(28)")에 의해 구동되는 무선 주파수(rf) 송신기(26)와 주파수 분주기(32)에 의해 구동되는 초음파 송신기(30)를 포함한다. 주파수 분주기(32)는 rf 송신기(26)에 의해 송신되는 rf 신호에 기초하여 초음파 송신기(30)를 구동한다. rf 작동 스위치(34)는 전지(36)에 의해 발생된 전력을 송신부(22)에 선택적으로 공급한다.
수신부(24)는 rf 수신기(38)와 초음파 수신기(40)를 포함한다. 주파수 계수기(42)는, 발진기(44)에 의해 설정된 비율로 계수하는데, rf 수신기(38)와 초음파 수신기(40)로부터 나오는 출력을 수신하고, 이러한 출력들의 발생 시간간의 차이에 기초하여 붐 길이 측정치를 발생시킨다. 표시 장치(46)는 붐 길이 측정치를 표시한다. 표시 장치(46)는 붐 제어 작동 송신기(50)에 연결된 이중 안전 회로(48)를 포함한다. rf 작동 스위치(34)의 작동을 제어하는 것에 덧붙여, 붐 제어 작동 송신기(50)는 이중 안전 회로(48)의 작동을 유발한다.
본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치의 작동은 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 잘 알려진 방법으로, 전력이 rf 작동 스위치(34)를 경유하여 전지(36)로부터 주어질 때, 발생기(28)는 rf 송신기(26)에 의해 rf 신호의 전송을 제어하기 위해 온/오프(on/off) 신호를 발생시킨다. 또한, 전력이 rf 작동 스위치(34)를 경유하여 전지(36)로부터 주어지면, 주파수 분주기(32)의 주파수는 rf 신호를 초음파 범위로 분할하고, 초음파 신호를 증폭하며, 초음파 신호를 송신하기 위해 초음파 송신기(30)를 구동한다.
송신부는 크기가 작고, rf 신호 전송용 소형 안테나(약 6 inch)와 초음파 신호 전송용 소형 변환기(transducer)(약 직경 1.5 inch)를 사용한다. rf 신호의 전송은 단지 약 1/2 watt의 전력을 필요로 하고, 초음파 신호의 전송은 5 watt의 전력을 필요로 한다. 송신부(22)는 다단 신축 붐(10)이 신장/수축하는 동안 작동 상태에 있기만 하면 된다. 또한, 전송 시간은 짧고(약 1/2 msec), 반복도는 낮다(약 10회/sec). 결과적으로, 송신부(22)의 의무 주기 및 전력 소비는 낮고, 소형 전지(36)가 전원으로 사용될 수 있다. 전지(36)의 사용은 송신부(22)에 전력을 공급하기 위해 다단 신축 붐(10)을 따라 전선을 설치하는 것을 배제한다.
전지 수명은 전지(36)의 전력 출력단을 rf 작동 스위치(34)를 사용하여 송신부(22)에 연결함으로서 연장된다. 붐 제어 작동 송신기(50)는 다단 신축 붐(10)을 신장하고 수축하고자 하는 작동자의 의도를 나타내는 신호를 수신한다. 이러한 신호가 지속되는 동안 붐 제어 작동 송신기(50)는 rf 작동 스위치(34)에 rf 신호를 전송한다. 또한, 상기 신호를 수신하는 것에 의해, 붐 제어 작동 송신기(50)는 이중 안전 회로(48)의 작동을 유발한다. rf 작동 스위치(34)가 rf 작동 신호를 수신하면, rf 작동 스위치(34)는 전지(36)를 송신부(22)와 연결한다.
rf 신호와 초음파 신호는 둘 다 실질적으로 동시에 송신된다. 그러나, rf 신호는 빛의 속도(약 984×106ft/sec)로 전파해 나가고 초음파 신호는 소리의 속도(약 1087 ft/sec)로 전파해 나가기 때문에, rf 수신기(38)는 초음파 수신기(40)에 의한 소음파 신호의 수신에 앞서 rf 신호를 수신한다. rf 수신기(38)가 rf 신호를 수신하면, rf 수신기(38)는 주파수 계수기(42)로 재설정 신호(reset signal)를 출력한다. 재설정 신호에 기초하여, 주파수 계수기(42)는 계수값을 0으로 재설정하고, 발진기(44)에의 설정된 비율로 계수 작동을 시작한다.
초음파 수신기(40)가 초음파 신호를 수신하면, 초음파 수신기(40)는 주파수 계수기(42)로 계수 중지 신호(stop count signal)를 출력한다. 계수 중지 신호에 기초하여, 주파수 계수기(42)는 계수 작동을 중지한다. 발진기(44)의 주파수를 설정함으로서, 주파수 계수기(42)의 계수율은 계수값이 직접적으로 다단 신축 붐(10)의 길이를 나타낼 수 있도록 설정될 수 있다. 다르게는, 주파수 계수기(42)가 계수값을 소정의 관계에 기초한 길이 측정치로 전환한다. 주파수 계수기(42)에 의해 출력되는 붐 길이 측정치는 표시장치(46)에 의해 수신되고, 작동자에게 표시된다.
이중 안전 회로(48)는, 위에서 논의된 것처럼 붐 제어 작동 송신기(50)에 의해 작동 유발될 때, 주파수 계수기(42)에 의해 출력되는 붐 길이 측정치의 변화 여부를 결정한다. 붐 제어 작동 송신기(50)가 다단 신축 붐(10)을 신장하고 수축하고자 하는 작동자의 의도를 나타내는 신호를 수신할 경우, 붐 길이는 변화해야만 하기 때문에, 만일 이중 안전 회로(48)가 붐 길이 측정시 변화를 결정하지 못한다면, 이중 안전 회로(48)는 작동자에게 경고 신호를 출력한다.
도 3는 이중 안전 회로(48)를 상세하게 도시한다. 보여지는 것처럼, 이중 안전 회로(48)는 소정의 기간동안 붐 길이 측정치를 저장하는 버퍼/래치(buffer /latch)(52)와, 붐 길이 측정치와 버퍼/래치(52)에 저장된 이전의 붐 길이 측정치를 비교하는 비교기(comparator)(54)를 포함한다. 만일 붐 길이 측정치와 이전의 붐 길이 측정치가 일치하면, 비교기(54)는 표시기(56)를 작동자에게 경고하기 위해 구동시킨다.
버퍼/래치(52)와 비교기(54)는 둘 다 붐 제어 작동 송신기(50)로부터 나오는 유발 신호(trigger signal)에 반응하여 작동한다. 또 다른 한 편으로, 붐 제어 작동 송신기(50)는 다단 신축 붐(10)에 의한 신축 작동이 지속되는 기간 내내 유발 신호를 출력할 수 있고, 이중 안전 회로(48)는 길이 측정치의 변화 여부를 결정하기 위해 반복적으로 작동할 수 있다. 예를 들어, 이러한 다른 하나의 실시예에 있어, 유발 신호는 클록 신호 발생기(clock signal generator)에 의한 클록 신호의 발생을 제어하고, 버퍼/래치(52)와 비교기(54)는 클록 신호에 의해 작동 유발된다.
상기 설명부에서 명확히 알 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 붐 길이 측정 장치는 통상적인 붐 길이 측정 시스템의 기본 구조물인 비싸고 거추장스러운 전위차계 또는 회전 센서를 배제한다.
송신부(22)가 전지(36)에 의해 전력을 공급받는 동안, 수신부(24), 주파수 계수기(42), 표시 장치(46)(이중 안전 회로(48) 포함), 그리고 붐 제어 작동 송신기(50)는 다단 신축 붐(10)이 그 일부를 형성하는 전체 기계 장치용 전원에 의해 연속적으로 전력 공급을 받는다. 따라서, 붐 길이 측정치는 장치가 작동하지 않을 때도 소실되지 않는다.
게다가, 송신부(22)와 수신부(24)는 2개의 송신기와 수신기를 갖는 단일부로 설명되었지만, 분리된 송신부와 수신부가 각 송신기와 수신기에 개별적으로 제공될 수도 있다.
본 발명이 앞서 설명된 바와 같이, 다수의 방법으로 변화 할 수도 있음은 명백한 것이다. 이와 같은 변화는 본 발명의 취지와 범주를 벗어난 것으로 여겨지지 않으며, 모든 변화들은 다음에 나오는 청구항의 범주 안에 포함되도록 의도되어 있다.
상기 내용에 포함되어 있음

Claims (19)

  1. 다단 신축 붐(10)의 신장 가능단(extendable section)(20)상에 장착되고, 제 1 전송 속도를 갖는 제 1 신호와 제 2 전송 속도를 갖는 제 2 신호를 송신하며, 상기 제 2 전송 속도가 상기 제 1 전송 속도보다 느린 송신부(22)와;
    고정된 지지부(10)에 장착되고, 상기 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 수신부(24); 그리고
    상기 수신부(24)에 의한 상기 제 1 및 제 2 신호의 수신사이의 시간 길이를 결정하고, 상기 시간 길이에 기초한 상기 다단 신축 붐(10)의 길이를 결정하는 길이 결정기(42)를 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다단 신축 붐(10)의 상기 신장 가능단(20)이 상승 단인 붐 길이 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부(22)가 상기 제 1 신호를 송신하는 제 1 송신기(26)와, 상기 제 2 신호를 송신하는 제 2 송신기(30)를 포함하는 붐 길이 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호가 무선 주파수 신호이고, 상기 제 2 신호가 초음파 주파수 신호인 붐 길이 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    수신부(24)가 상기 제 1 신호를 수신하는 제 1 수신기(38)와 상기 제 2 신호를 수신하는 제 2 수신기(40)를 포함하는 붐 길이 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이 결정기(42)가 계수기를 포함하고, 상기 계수기가 상기 제 1 신호의 수신에 의해 계수값을 재설정하고 상기 제 2 신호가 수신될 때까지 소정의 비율로 상기 계수값을 증가시키며, 상기 계수값이 상기 다단 신축 붐(10)의 상기 길이를 표시하는 붐 길이 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소정의 비율이 상기 계수값이 상기 다단 신축 붐(10)의 길이가 될 수 있도록 설정되는 붐 길이 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    전원(36)과;
    전력 제어 신호에 반응하여 상기 전원(36)에 의해 출력되는 전력을 상기 송신부(22)에 선택적으로 공급하는 스위치(34); 그리고
    사용자가 상기 다단 신축 붐(10)을 신장하고 수축하는 작동중 어느 상태인가를 표시하는 붐 제어 신호를 수신하고 상기 붐 제어 신호의 수신에 의해 상기 전력 제어 신호를 상기 스위치(34)에 송신하는 붐 제어 작동 송신기(50)를 더 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    사용자가 상기 다단 신축 붐(10)을 신장하고 수축하는 작동중 어느 상태인가를 표시하는 붐 제어 신호를 수신하고, 상기 길이 결정기(42)에 의해 출력되는 상기 다단 신축 붐(10)의 상기 길이가 상기 붐 제어 신호에 의해 변화하는지를 결정하고, 만일 상기 길이 결정기에 의해 출력되는 상기 길이가 변화하지 않으면 상기 사용자에게 경고 신호를 출력하는 이중 안전 회로(48)를 더 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 길이 결정기(42)에 의해 출력되는 상기 길이를 표시하는 표시 장치(46)를 더 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신부(24)가 상기 다단 신축 붐(10)의 기초단(12)에 장착되는 붐 길이 측정 장치.
  12. 다단 신축 붐(10)의 신장 가능단(20)에 장착되는 송신부(22)를 이용하여 제 1 전송 속도를 갖는 제 1 신호를 송신하는 단계와;
    송신부(22)를 이용하여 제 2 전송 속도를 갖는 제 2 신호를 송신하고, 상기 제 2 전송 속도가 상기 제 1 전송 속도보다 낮은 단계와;
    고정된 지지부(10)에 장착된 수신부(24)를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계; 그리고
    상기 수신부(24)에 의해 상기 제 1 및 제 2 신호의 수신사이의 시간 길이에 기초하여 상기 다단 신축 붐의 길이를 결정하는 제 1 결정 단계를 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다단 신축 붐(10)의 상기 확장 가능단(20)이 상승단인 붐 길이 측정 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 신호가 무선 주파수 신호이고, 상기 제 2 신호가 초음파 주파수 신호인 붐 길이 측정 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 결정 단계가:
    상기 제 1 신호의 수신에 의해 계수값을 재설정하는 단계와;
    상기 제 2 신호가 수신될 때까지 상기 계수값이 소정의 비율로 증가하고, 상기 계수값이 상기 다단 신축 붐(10)의 상기 길이를 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정의 비율이 상기 계수값이 상기 다단 신축 붐(10)의 길이가 될 수 있도록 설정되는 붐 길이 측정 방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    전력 제어 신호에 대한 반응으로 스위치(34)를 사용하여 전원에 의해 출력되는 전력을 상기 송신기(22)에 선택적으로 공급하는 단계와;
    사용자가 상기 다단 신축 붐(10)을 신장하고 수축하는 작동중 어느 상태인가를 표시하는 붐 제어 신호를 수신하는 단계; 그리고
    상기 붐 제어 신호의 수신에 의해 상기 전력 제어 신호를 상기 스위치(34)에 송신하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    사용자가 상기 다단 신축 붐(10)을 신장하고 수축하는 작동중 어느 상태인가를 표시하는 붐 제어 신호를 수신하는 단계와;
    상기 제 1 결정 단계에 의해 출력되는 상기 다단 신축 붐(10)의 상기 길이가 상기 붐 제어 신호의 수신에 의해 변화하는지를 결정하는 제 2 결정 단계; 그리고
    만일 상기 제 2 결정 단계에 의해 출력되는 상기 길이가 변화하지 않으면 상기 사용자에게 경고 신호를 출력하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 결정 단계에 의해 출력되는 상기 길이를 표시하는 단계를 더욱 포함하여 이루어지는 붐 길이 측정 방법.
KR1019990019263A 1998-05-27 1999-05-27 다단 신축 붐의 길이를 측정하는 방법 및 장치 KR100354903B1 (ko)

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