KR20000010621U - 크레인후크 흔들림각도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 크레인의 와이어로프에 매달린 후크의 흔들림정도를 고가의 장비를 사용하지 않고 간단하게 측정할수 있는 크레인후크 흔들림 각도측정장치에 관한 것이다.

본 고안은 와이어로프(120)에 접하여 아이들구동되는 한쌍의 회전바퀴(12)를 각 단부에 장착한 십자바(10);와, 상기 십자바(10)에 하단이 고정된 일정길이의 와이어(12) 상단과 연결되고, 크로스조인트(22)의 제 1연결축(22a)에 회전가능하도록 조립된 검출바(21)의 상단에 일체로 고정되는 제 1구동기어(24a)와 제 1엔코더(25)의 제 1피동기어(24b)와의 사이에 제 1벨트부재(24)를 연결하고, 상기 크로스조인트(22)의 제 2연결축(22b) 일단에 장착된 제 2구동기어(26a)와 제 2엔코더(27)의 제 2피동기어(26b)와의 사이에 제 2벨트부재(26)를 연결하여 상기 검출바(21)의 전후좌우흔들림에 따른 회전값을 측정하는 측정부(20); 및 상기 제 1,2엔코더(25)(27)의 측정값을 전송받아 상기 후크(120)의 흔들림각도를 계산하는 콘트롤러를 포함하는 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 제공한다.

Description

크레인후크 흔들림각도 측정장치

본 고안은 크레인의 와이어로프에 매달린 후크의 흔들림정도를 고가의 장비를 사용하지 않고 간단하게 측정할수 있는 크레인후크 흔들림 각도측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소와 같은 산업현장에는 물류이송수단으로서 도 1에 도시한 바와같은 크레인을 많이 사용하고 있다. 이러한 크레인(100)은 전후좌우방향으로 이동하는 크레인본체(110)와. 모터(140)에 의해서 감겨지고, 풀려지는 와이어로프(120)의 단부에 매달린 후크(130)를 갖추어 이에 제품을 걸은 다음 권상하여 목표위치까지 이동한 후 제품을 권하하는 작업을 반복하게 된다.

이러한 크레인(100)은 제품을 들고 이동할 때 도 2에 도시한 바와같은 속도경로를 가지기 때문에, 가속구간에서 후크(130)는 크레인(100)의 가속도만큼 뒤로 흔들리게 되고, 감속구간에서는 앞으로 흔들리게 됨에 따라, 제품을 권상하여 이동하는 과정에 발생되는 후크(130)의 흔들림에 의하여 상기 후크(130)가 제품에 부딪히거나 제품을 정확한 위치에 권하하는데 어려움이 있고, 상기 후크(130)의 흔들림이 멈출때까지 기다려야만 하기 때문에 작업시간도 많이 길어져 작업생산성을 저하시킴에 따라, 안전사고를 예방하고, 작업효율, 품질을 향상하기 위해서는 이러한 후크(130)의 흔들림을 제어해야한다.

따라서, 상기 후크(130)의 흔들림을 제어하기 위한 종래의 방법으로서는, 가감속 가속도제어를 통한 속도패턴을 이용하는 방법, 제동제어속도 보정신호를 감한 속도지령을 이용하는 방법, 퍼지추론에 의해 서보엑츄에이터를 작동하여 와이어로프의 길이를 조절하는 방법등이 알려져 있다.

그런데, 후크(130)의 흔들림을 제거하기 위해서는 먼저, 후크(130)의 흔들림각도를 정확히 알아야 하는데, 상기 후크(130)가 항상 일정높이에 있는 것이 아니라 제품을 들고 내리기 위해 계속 상하방향으로 움직이기 때문에 흔들림각도를 측정하기가 매우 어렵운 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 후크의 흔들림각도를 측정하는 장치를 도시한 것으로서, 도시한 바와같이, 갭센스(151)와, 크레인본체(110)와 후크(130)사이를 팽팽하게 이어주어 후크(130)의 흔들림을 상기 갭센스(151)에 전달하는 와이어(152)와, 오토릴(153)로 이루어진 측정장치(150)을 갖추어 상기 후크(130)가 권상할때에는 상기 와이어(152)를 당겨주고 상기 후크(130)가 권하할때에는 상기 와이어(152)를 풀어주어 상기 갭센스(151)에 연결된 와이어(152)를 항상 팽팽하게 유지시켜 후크의 흔들림각도를 갭센스로서 측정하도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 방법은 크레인(100)의 후크(130)가 하루 작업량이 많아 수백번 상하운동을 반복하고, 상하이동거리도 길기 때문에 상기 와이어(152)가 쉽게 끊어져 후크의 흔들림각도를 제대로 측정하는 것이 곤란하였다.

또한, 후크의 상부에 취부되어 적외선을 상향직선으로 조사하는 적외선발생기와, 이와 대항하는 크레인본체(110)의 밑부분에 고정되어 적외선을 감지하는 적외선카메라와, 이로부터 전송된 피사체이미지를 해석하여 후크(130)의 흔들림각도를 산정하는 이미지처리기로 이루어진 또다른 측정장치(미도시)를 이용하는 경우, 흔들림이 적외선카메라의 측정영역을 벗어나면 흔들림각도를 제대로 측정할수 없고, 고가의 장비를 사용해야만 하기 때문에 설치비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 목적은, 후크가 매달리는 크레인의 와이어로프에 십자바를 장착하고, 흔들림정도에 따라 작동되는 엔코더를 크레인의 후크에 갖추어 고가의 장비를 사용하지 않고 후크의 흔들림각도를 간단하게 측정할수 있는 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 크레인에 설치되는 종래의 후크 흔들림각도 측정장치를 도시한 개략도,

도 2는 일반적인 크레인의 속도경로를 도시한 그래프,

도 3은 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 도시한 개략구성도,

도 4는 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 구성하는 십자바의 구성도,

도 5는 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 구성하는 측정부를 도시한 사시도,

도 6(a)(b)는 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 구성하는 측정부의 평단면도, 측면도,

도 7은 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치의 작업상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ....... 십자바 12 ....... 회전바퀴

19 ....... 와이어 20 ....... 측정부

21 ....... 검출바 22 ....... 크로스조인트

22a ...... 제 1연결축 22b ...... 제 2연결축

24,26 ....... 제 1,2벨트부재 24a,26a ...... 제 1,2구동기어

24b,26b ..... 제 1,2피동기어 25,27 ........ 제 1,2엔코더

120 ......... 와이어로프 130 ....... 후크

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은,

크레인본체와 연결되는 다수개의 와이어로프의 하단부에 후크를 장착하여 물체를 이송하는 크레인설비에 있어서,

상기 와이어로프에 접하여 아이들구동되는 한쌍의 회전바퀴를 각 단부에 장착한 십자바;와,

상기 십자바에 하단이 고정된 일정길이의 와이어 상단과 연결되고, 크로스조인트의 제 1연결축에 회전가능하도록 조립된 검출바의 상단에 일체로 고정되는 제 1구동기어와 제 1엔코더의 제 1피동기어와의 사이에 제 1벨트부재를 연결하고, 상기 크로스조인트의 제 2연결축 일단에 장착된 제 2구동기어와 제 2엔코더의 제 2피동기어와의 사이에 제 2벨트부재를 연결하여 상기 검출바의 전후좌우흔들림에 따른 회전값을 측정하는 측정부; 및

상기 제 1,2엔코더의 측정값을 전송받아 상기 후크의 흔들림각도를 계산하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 도시한 개략구성도이고, 도 4는 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 구성하는 십자바의 구성도이며, 도 5는 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 구성하는 측정부를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치를 구성하는 측정부의 평단면도, 측면도이며, 도 7은 본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치의 작업상태도이다.

본 고안에 따른 크레인후크 흔들림각도 측정장치(1)는 도 3 내지 7에 도시한 바와같이, 물체를 후크(130)로서 이송하는 크레인(100)의 크레인본체(110) 하부면에 장착되어 이송도중 전후좌우로 움직이는 후크(130)의 흔들림을 제어하도록 흔들림각도를 측정하는 것으로서, 이러한 장치(1)는 십자바(10), 측정부(20) 및 콘트롤러로 이루어져 있다.

즉, 상기 십자바(10)는 도 3과 4에 도시한 바와같이, 크레인본체(110)와 후크(130)사이를 연결하는 복수개의 와이어로프(120)에 접하여 아이들구동되는 한쌍의 회전바퀴(12)를 각 단부에 장착하는바, 상기 회전바퀴(12)는 상하방향으로 감김,풀림되는 와이어로프(120)의 이동을 원할하게 하면서 마찰발생을 최대한 억제할수 있도록 원형단면의 와이어로프 (120)외주면에 접해지도록 외부면이 반원형으로 함몰형성되며, 'ㄷ'자형 바퀴홀더(13)의 회전축에 베어링부재(12a)를 매개로 회전가능하도록 결합되며, 보울트부재(15)로서 조립되는 플레이트(17)에 의해서 위치고정되는 한편, 상기 십자바(10)의 상단연결구(19a)에 하단이 연결되는 일정길이의 와이어(19)하단이 후술하는 제 1,2엔코더(25)(27)과 결합되는 검출바(21)와 연결구성됨으로서, 후크(130)의 흔들림과 동일하게 흔들리는 와이어로프(120)에 결합된 십자바(10)에 연결된 와이어(19)를 통하여 상기 검출바(21)측으로 전달된다.

그리고, 상기 측정부(20)는 도 5와 6(a)(b)에 도시한 바와같이, 상기 와이어(19)의 상단과 연결되는 검출바(21)를 크로스조인트(22)의 제 1연결축(22a)에 회전가능하도록 결합하고, 상기 와이어(19)의 전후흔들림시 상기 제 1연결축(22a)을 중심으로 선회되는 검출바(21)의 상단에는 이와 더불어 회전되도록 고정나사(29a)로서 제 1구동기어(24a)를 장착하고, 상기 제1구동기어(24a)와 제 1엔코더(25)의 축(25a)에 장착된 제 1피동기어(24b)와의 사이에는 전후방향으로 선회되는 검출바(21)상단의 회전력을 전달할수 있도록 상기 제 1구동,피동기어(24a)(24b)의 기어부와 맞물려 회전되는 제 1벨트부재(24)를 갖추어 구성한다. 여기서, 상기 검출바(21)의 일단과 제 1구동기어(24a)는 원할한 회전을 위해서 제 1연결축(22a)과 베어링부재(29b)를 매개로 각각 연결되며, 상기 제 1엔코더(25)는 크레인본체(110)의 하부면에 장착되는 메인브라켓(28)의 제 1보조브라켓(28a)에 고정설치된다.

또한, 상기 제 1연결축(22a)과 열십자형으로 교차하는 제 2연결축(22b)은 여 상기 크로스조인트(22)에 설치되며, 상기 제 2연결축(22b)의 양단은 제 1,2보조브라켓(28a)(28b)에 베어링부재(29c)를 매개로 회전가능하도록 설치되며, 상기 제 2보조브라켓(28b)을 통해 노출되는 상기 제 2연결축(22b)의 일단에는 제 2구동기어(26a)를 장착하고, 상기 제 2구동기어(26a)와 제 2엔코더(27)의 축(27a)에 장착된 제 2피동기어(26b)와의 사이에도 좌우방향으로 검출바(21)선회에 의하여 회전되는 크로스죠인트(22)와 더불어 회전되는 제 2연결축(22b)의 회전력을 전달할수 있도록 상기 제 2구동,피동기어(27a)(27b)의 기어부와 맞물려 회전되는 제 2벨트부재(27)를 갖추어 구성하며, 상기 제 2엔코더(27)는 제 3보조브러켓(28c)에 고정설치된다. 여기서, 상기 제 1,2벨트부재(24)(27)는 상기 제 1,2구동,피동기어(24a)(24b)(27a)(27b)의 회전력을 정확하게 전달할수 있도록 타이밍벨트로 갖추어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 콘트롤러는 크로스조인트(22)에 조립된 제 1,2연결축(22a)(22b)의 회전값을 측정하는 제 1,2엔코더(25)(27)와 각각 연결되어 전송된 회전값을 계산하여 상기 후크(130)의 흔들림각도를 산출하여 크레인작동시 발생되는 후크(130)의 흔들림을 최대한 억제하도록 크레인의 감속, 가속운전을 제어한다.

한편, 상기 검출바(21)와 십자바(10)를 연결하는 와이어(19)를 최대한으로 길게하여 보다 정확한 흔들림각도를 얻을수 있으나 후크(130)를 최대한으로 권상시켰을 때 후크(130)의 회전감속기(150)와 상기 와이어(19)의 단부에 고정되는 십자바(10)가 서로 간섭되는 것을 방지할수 있는 일정길이 바람직하게 1m정도로 하는 것이 좋고, 상기 십자바(10)의 각 다리는 후크(130)의 상부면에 설치되는 회전감속기(150)와 같은 구조물을 피해 최대한 밑으로 내려갈수 있도록 일정경사각도 바람직하게는 30。 로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 크레인후크 흔들림각도 측정장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

모터(140)를 기동하여 후크(140)에 연결된 4가닥의 와이어로프(120)를 감거나 풀어 물체를 권상,권하하는 크레인(100)이 전후 또는 좌우방향으로 이동되면, 상기 후크(130)와 이를 들어올리거나 내리는 와이어로프(120)가 같은 각도로 흔들리게 되기 때문에, 상기 와이어로프(120)를 따라 원할하게 승하강할수 있도록 각 단부에 회전바퀴(12)를 장착한 십자바(10)도 상기 와이어로프(120)와 더불어 흔들림이동하게 되며, 전후좌우방향으로 자유롭게 움직이는 상기 십자바(10)의 흔들림은 와이어(19)를 통하여 제 1,2엔코더(25)(27)와 연결된 검출바(21)로 전달된다.

이때, 도 6(a)(b)와 7에 도시한 바와같이, 상기 후크(130)의 흔들림이 전후방향으로 이루어져 십자바(10)에 연결된 와이어(19)가 전후방향(도 7에서 X축방향)으로 흔들리면, 크로스조인트(22)의 제 1연결축(22a)에 조립된 검출바(21)의 하단도 각도 θ각도 만큼 이동되면서 상기 와이어(21)의 흔들림과 동일한 방향으로 상기 1연결축(22a)을 중심으로 선회작동하기 때문에, 선회작동되는 검출바(21)의 상단과 일체로 연결된 제 1구동기어(24a)는 일방향 θ각도 만큼 회전되고, 상기 제 1구동기어(24a)의 회전력은 제 1벨트부재(24)를 통하여 제 1피동기어(24b)를 일방향 회전시켜 상기 제 1피동기어(24b)와 연결된 제 1엔코더(25)로서 상기 와이어로프(120)와 더불어 X축방향으로 θ각도만큼 흔들리는 검출바(21)의 회전값을 얻을수 있고, 상기 제 1엔코더(25)의 회전값은 콘트롤러(미도시)로 전송되어 상기 와이어로프(120)에 매달린 후크(130)의 흔들림각도를 계산할수 있다.

즉, 상기 검출바(21)가 θ각도 만큼 회전했을 때 얻어지는 상기 제 1엔코더(25)의 회전량이 x값이면 콘트롤러는 전송된 x로 θ를 나눈 값을 제 1엔코더(25)의 1펄스의 흔들림각도로 계산한다.

반면에, 상기 후크(130)의 흔들림이 좌우방향으로 이루어져 십자바(10)에 연결된 와이어(19)가 좌우방향(도 7에서 Y축방향)으로 흔들리면, 크로스조인트(22)의 제 2연결축(22b)와 연결구성된 검출바(21)의 하단도 일정각도만큼 이동되면서 상기 크로스조인트(22)와 더불어 제 2연결축(22b)이 선회작동되기 때문에, 상기 제 2연결축(22b)의 일단에 연결된 제 2구동기어(26a)는 동일한 회전각도만큼 회전되고, 상기 제 2구동기어(26a)의 회전력은 제 2벨트부재(26)를 통하여 제 2피동기어(26b)를 일방향 회전시켜 상기 제 2피동기어(26b)와 연결된 제 2엔코더(27)로서 상기 와이어로프(120)와 더불어 Y축방향으로 일정각도만큼 흔들리는 검출바(21)의 회전값을 얻을수 있고, 상기 제 2엔코더(27)의 회전값은 콘트롤러(미도시)로 전송되어 상기 와이어로프(120)에 매달린 후크(130)의 흔들림각도를 상기와 동일한 방법으로 계산할수 있다.

이에 따라, 물체를 이송하기 위한 감속, 가속구간에서의 크레인운전시 상기와 같은 방법으로 얻어진 후크(130)의 흔들림각도를 참조로 하여 상기 후크(130)의 흔들림을 최대한 억제하여 물체의 추락사고와 같은 설비사고를 예방하도록 크레인(100)의 운전을 제어한다.

상술한 바와같은 본 고안에 의하면, 후크(130)의 흔들림과 항상 동일하게 움직이는 와이어로프(120)의 흔들림각도를 전달하는 십자바(10)와 와이어(19)를 매개로 연결된 검출바(21)의 X,Y축방향 흔들림정도를 측정하는 제 1,2엔코더(25)(27)를 갖춤으로서, 반복적인 후크(130)의 상하반복운동에 관계없이 후크(130)의 흔들림각도를 알수 있기 때문에, 종래와 같이 오토릴(153)에 감긴 와이어(152)이 절단되는 사고없이 안정적으로 후크(130)의 흔들림각도를 얻을수 있고, 적외선카메라, 이미지처리기, 캡센스와 같은 고가의 장비를 사용하지 않고도 간단하게 후크(130)의 흔들림각도를 측정하여 설치비를 줄일수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 크레인본체(110)와 연결되는 다수개의 와이어로프(120)의 하단부에 후크(130)를 장착하여 물체를 이송하는 크레인설비에 있어서,

   상기 와이어로프(120)에 접하여 아이들구동되는 한쌍의 회전바퀴(12)를 각 단부에 장착한 십자바(10);와,

   상기 십자바(10)에 하단이 고정된 일정길이의 와이어(12) 상단과 연결되고, 크로스조인트(22)의 제 1연결축(22a)에 회전가능하도록 조립된 검출바(21)의 상단에 일체로 고정되는 제 1구동기어(24a)와 제 1엔코더(25)의 제 1피동기어(24b)와의 사이에 제 1벨트부재(24)를 연결하고, 상기 크로스조인트(22)의 제 2연결축(22b) 일단에 장착된 제 2구동기어(26a)와 제 2엔코더(27)의 제 2피동기어(26b)와의 사이에 제 2벨트부재(26)를 연결하여 상기 검출바(21)의 전후좌우흔들림에 따른 회전값을 측정하는 측정부(20); 및

   상기 제 1,2엔코더(25)(27)의 측정값을 전송받아 상기 후크(120)의 흔들림각도를 계산하는 콘트롤러를 포함함을 특징으로 하는 크레인후크 흔들림각도 측정장치.