KR20020061663A - 안전대의 로프 교체시기 경보장치 - Google Patents

안전대의 로프 교체시기 경보장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 장소에서 작업을 하는 도중에 추락을 방지하기 위한 안전대의 수명을 예측하여 교체시기를 경보하는 안전대의 로프 교체시기 경보장치에 관한 것이다.
본 발명은 높은 장소의 작업현장에서 사용하는 안전대의 로프에 대한 파단이나 파손상태를 감지하여 교체시기를 경보하기 위해, 안전대의 로프 교체시기 경보장치에 있어서, 로프와 함께 꼬아져 있으며 상기 로프가 안전범위 이상 늘어짐을 감지할 수 있도록 설치된 전선과, 상기 로프에 꼬아져 있는 전선의 파단상태를 감지하는 감지부와, 상기 감지부로부터 파단상태 감지신호를 받아 경보제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호에 의해 램프 점멸제어신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부로부터 램프 점멸제어신호를 받아 램프를 점멸시키는 표시부와, 상기 제어부로부터 경보제어신호를 받아 경보음을 발생하는 부저로 구성함을 특징으로 한다.

Description

안전대의 로프 교체시기 경보장치{DEVICE FOR ALERTING CHANGE POINT OF TIME OF ROPE FOR SAFETY DEVICE}
본 발명은 안전대의 로프교체 시기 경보장치에 관한 것으로, 특히 높은 장소에서 작업을 하는 도중에 추락을 방지하기 위한 안전대의 수명을 예측하여 교체시기를 경보하는 안전대의 로프 교체시기 경보장치에 관한 것이다.
일반적으로 산업현장에서 사용하는 안전대는 벨트식과 안전그네식이 있으며, 이는 등급에 따라 1종부터 5종까지 있으며, 사용구분에 따라 U자걸이 전용, 1개걸이 전용, 1개걸이와 U걸이 공용, 안전블록, 추락방지대로 구분된다. 그런데 안전대는 건설현장의 고소작업이나 난간 등이나 전봇대 등에서 전선작업을 하는 추락의 위험성이 있는 작업현장에서 사용하고 있다.
이러한 종래의 안전대는 안전벨트에 고정되어 있는 로프가 끊어지면 추락의 위험이 발생하게 되는데, 추락의 위험을 방지할 수 있도록 육안으로 파단 및 파손되었는지 확인하고 사용하기 때문에 로프(ROPE)가 늘어나 있음에도 불구하고 육안으로 식별이 곤란하여 로프가 절단되어 추락하는 안전사고가 발생하는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 높은 장소의 작업현장에서 사용하는 안전대의 로프에 대한 파단이나 파손상태를 감지하여 교체시기를 경보하는 안전대의 로프 교체시기 경보장치를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안전대의 외형도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전대 로프 교체시기 경보장치의 블록구성도
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 구체회로도
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발진부(26)의 동작 파형도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 안전벨트 12: 고정부
14: 로프 16: 전선
18: 연결고리 20: 감지부
22: 증폭부 24: 제어부
26: 발진부 28: 표시부
30: 부저
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 안전대의 로프 교체시기 경보장치에 있어서, 로프와 함께 꼬아져 있으며 상기 로프가 안전범위 이상 늘어짐을 감지할 수 있도록 설치된 전선과, 상기 로프에 꼬아져 있는 전선의 파단상태를 감지하는 감지부와, 상기 감지부로부터 파단상태 감지신호를 받아 경보제어신호를 출력하는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호에 의해 램프 점멸제어신호를 출력하는 발진부와, 상기 발진부로부터 램프 점멸제어신호를 받아 램프를 점멸시키는 표시부와, 상기 제어부로부터 경보제어신호를 받아 경보음을 발생하는 부저로 구성함을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 안전대의 외형도이다.
작업자의 몸체에 착용하기 위한 안전벨트(10)와, 상기 안전벨트(10)상에 로프(14)를 고정시키기 위한 고정부(12)와, 상기 고정부(12)에 연결되어 작업자의 추락을 방지할 수 있도록 하기 위한 로프(14)와, 상기 로프(14)의 끝단부에 연결되어 상기 고정부(12)나 작업현장에 설치된 지지대에 고정하기 위한 연결고리(18)로구성되어 있다. 상기 로프(14)는 제조할 시 전선(16)과 함께 꼬아서 만들게 되고 전선(16)의 꼬임 횟수가 적게되어 있다. 전선(16)의 꼬임 횟수가 적게되는 것은 로프(16)가 일정범위 이상 늘어났을 경우 전선(16)이 먼저 파단되도록 하기 위한 것이다. 상기 안전벨트(10)의 양측에는 로프(14)의 교체시기를 알려주기 위한 제1 및 제2 램프(LED1, LED2)가 부착되어 있으며, 제1 램프(LED1)의 우측부분에 부저(30)가 부착되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 안전대 로프 교체시기 경보장치의 블럭구성도이다.
전선(16)과 함께 꼬아져 있으며 작업 시 지지대에 고정시켜 작업자의 추락을 방지하도록 하는 로프(16)와, 상기 로프(16)에 꼬아져 있는 전선(16)으로부터 로프(14)의 파단상태를 감지하는 감지부(20)와, 상기 감지부(20)로부터 감지된 신호를 소절레벨로 증폭하는 증폭부(22)와, 상기 증폭부(22)로부터 증폭된 신호를 받아 경보제어신호를 출력하는 제어부(24)와, 상기 제어부(24)로부터 출력된 경보제어신호에 의해 램프 점멸제어신호를 출력하는 발진부(26)와, 상기 발진부(26)로부터 램프 점멸제어신호를 받아 램프를 점멸시키는 표시부(28)와, 상기 제어부(24)로부터 경보제어신호를 받아 경보음을 발생하는 부저(30)로 구성되어 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 구체회로도이다.
로프(14)는 전선(16)이 함께 꼬아져 있고 전선(16)에 전류가 흐르도록 하고 있다. 감지부(20)는 전지(BA1)로부터 전원을 전선(16)으로 공급하기 위한 저항(R1)과, 상기 전선(16)이 단선될 시 스위칭 동작을 하여 전선(16)의 단선상태를 감지하는 트랜지스터(Q1)로 구성되어 있고, 증폭부(22)는 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터가 베이스로 연결되고, 에미터가 접지되어 상기 트랜지스터(Q1)로부터 출력된 단선상태감지신호를 증폭하는 트랜지스터(Q2)로 이루어져 있다. 제어부(24)는 다이오드(D1)의 양단에 코일(L1)이 접속되고 상기 코일(L1)의 전류흐름에 따라 공통단자(COM)와 노말오픈단자(NO)가 연결되며, 상기 코일에 전류가 흐르지 않을 시 공통단자(COM)와 노말크로스(NC)단자가 연결되도록 스위칭 선택하는 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)로 구성된 릴레이(RY1)로 구성되어 있다. 부저(30)는 제2스위치(SW2)의 공통단자(COM)에 연결되어 릴레이(RY1)의 노말오픈단자(NC)로 공통단자(COM)가 연결될 시 전원이 공급되어 경보음을 발생한다. 표시부(28)는 전지(BA1)에 상기 릴레이(RY1)의 제1스위치(SW1)의 공통단자(COM)에 각각 접속되어 있는 제1 및 제2 램프(LED1, LED2)로 구성되어 있다. 발진부(26)는 상기 제1 램프(LED1)에 접속되어 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 접속된 저항(R2)과, 상기 트랜지스터(Q3)의 에미터가 접지되어 있고, 상기 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 연결되어 트랜지스터(Q4)의 베이스에 연결된 캐패시터(C1)와, 상기 릴레이(RY1)의 제1스위치(SW1)의 공통단자(COM)와 상기 캐패시터(C1)와 트랜지스터(Q4)의 베이스의 접속노드에 연결된 저항(R3)과, 상기 제2 램프(LED2)에 접속되어 트랜지스터(Q4)의 콜렉터에 접속된 저항(R5)과, 상기 트랜지스터(Q4)의 에미터가 접지되어 있고, 상기 트랜지스터(Q4)의 콜렉터에 접속되어 트랜지스터(Q3)의 베이스로 연결된 캐패시터(C2)와, 상기 릴레이(RY1)의 제2스위치(SW1)의 공통단자(COM)와 상기 캐패시터(C2)와 트랜지스터(Q3)의 접속노드에 연결된 저항(R10)으로 구성되어 있다. 배터리(BA1)는 본 발명의 로프(14)의 파단상태를 검출하여 로프(14)의 교체시기를 경보하기 위한 장치에 전원(예를들어 9V)을 공급한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발진부(26)의 동작 파형도이다.
상술한 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명한다.
먼저 도 1과 같은 안전대를 착용하여 사용하는 경우 전지(BA1)로부터 저항(R1)을 통해 전선(16)으로 전류가 흐르게 된다. 이로 인해 트랜지스터(Q1)의 베이스에는 저전위가 인가되어 트랜지스터(Q1)는 턴오프 상태가 된다. 상기 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 트랜지스터(Q2)의 베이스에 전류가 흐르지 않게 되어 트랜지스터(Q2)는 턴오프된다. 상기 트랜지스터(Q2)가 턴오프되면 릴레이(RY1)의 코일(L1)에 전류가 흐르지 않게 되어 제1 및 제2스위치(SW1, SW2)의 공통단자(COM)가 노말크로스단자(NC)에 연결되어 있으므로 부저(30)와 발진부(28)이 동작하지 않는다.
그러나 로프(14)를 작업현장의 지지대에 연결하여 사용하는 도중에 로프(14)가 늘어나 로프(14)에 감겨진 전선(14)이 단선되는 경우 감지부(20)는 이를 감지한다. 즉, 전지(BA1)로부터 공급되는 전원이 저항(R1)을 통해 전선(14)으로 흐르다가 전선(16)이 단선되면 전류가 흐르지 않고 트랜지스터(Q1)의 베이스로 인가된다. 이로인해 트랜지스터(Q1)가 턴온되며, 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온되면 트랜지스터(Q2)에 전류가 흐르게 되어 트랜지스터(Q2)는 증폭작용을 한다. NPN형이 트랜지스터(Q2)의 증폭작용에 대하여 설명하면, 베이스에는 아무것도 접속하지 않고 에미터에 전원의 -전압을 연결하고, 콜렉터에는 전원의 +전압을 가하고 있다. 이때 콜렉터의 부하저항을 Rc라하면, 콜렉터의 전자와 베이스의 정공은 PN접합에 대해 역방향 전압을 가한 것이므로 전류는 거의 흐르지 않는다. 다음에 베이스에 부하저항 Rb를 통해 +전압을 접속하면 에미터의 전자는 베이스의 +전압에 의해 베이스와 에미터의 전위장벽을 뛰어 넘어 베이스이 정공쪽으로 이동하기 시작하므로 베이스전류 Ib가 흐른다. 그런데 트랜지스터(Q2)의 접합에서 베이스는 극히 얇게 만들었기 때문에 이때 에미터의 전자는 에미터의 전자와 함계 콜렉터의 +전압에 의해 이동을 시작하여 에미터와 콜렉터 사이가 전류가 통하는 상태가 되어 콜렉터 전류 Ic가 흐르게 된다. 또 베이스는 매우 얇기 때문에 베이스 안에 존재하는 정공 수가 매우 적어 에미터의 전자는 베이스의 정공쪽으로 이동하는 것보다는 콜렉터의 +전압쪽으로 이동하는 것이 압도적으로 많게 된다. 이 때문에 베이스 전류 Ib모다는 콜렉터전류 Ic가 크며 약 10 내지는 200배 정도에 이른다. 콜렉터 전류 Ic와 베이스 전류 Ib의 비를 전류증폭률이라하고 다고 같은 수학식 1로 나타낼 수 있다.]
즉, 약간의 베이스 전류로 큰 콜렉터 전류를 얻을 수 있다. 또한 베이스 전류를 바꿈으로써 콜렉터 전류의 크기를 증감할 수 있다.
이렇게 하여 트랜지스터(Q2)의 증폭작용이 이루어지면 전지(BA1)로부터 공급되는 전원이 릴레이(RY1)의 코일(L1)을 통해 트랜지스터(Q2)의 콜렉터와 에미터를통해 접지로 흐르게 되어 릴레이(RY1)는 제1 및 제2스위치(SW1, SW2)의 공통단자(COM)와 노말오픈단자(NO)로 연결된다. 따라서 배터리(BA1)로부터 공급되는 전원이 부저(30)와 발진부(26) 및 표시부(16)로 공급된다. 상기 발진부(26)는 비안정 멀티 바이브레이터로 구형파 발진기로 동작한다. 발진부(26)으로 전원이 공급되면 도 4a와 같이 t=0되는 시점에서 저항(R4)과 캐패시터(C2)에 의한 시정수에 의해 캐패시터(C2)에 충전이 되기 시작하고, 저항(R3) 및 캐패시터(C1)에 의한 시정수에 의해 도 4b와 같이 캐패시터(C1)가 방전하기 시작하여 트랜지스터(Q3)는 턴오프되고 트랜지스터(Q4)는 턴온된다. 이때 제1램프(LED1)는 턴오프되고, 제2램프(LED2)는 턴온된다.
그리고 캐패시터(C2)가 충전을 시작하여 -Vcc에서 0V가 도달되면 도 4c와 같이 캐패시터(C2)는 방전하기 시작하고, 캐패시터(C1)는 방전을 시작하여 0V에서 -Vcc가 도달되면 도 4d와 같이 방전하기 시작하므로 트랜지스터(Q3)는 턴온되고, 트랜지스터(Q4)는 턴 오프된다. 이때 제1램프(LED1)는 턴온되고, 제2램프(LED2)는 턴 오프된다. 이러한 동작이 저항(R4) 및 캐패시터(C2)와 저항(R3) 및 캐패시터(C1)에 의해 결정되는 시정에 의해 주기적으로 제1 및 제2램프(LED1, LED2)가 교대로 점멸된다. 이러한 시정수는 각각 지연시간을 결정하고 그 값은 서로 같지 않아도 되며, 발진주파수(F)는 하기 수학식 2에 의해 타낼 수 있다
따라서 안전대의 벨트 좌우측에 설치된 제1 및 제2 램프(LED1, LED2)가 교대로 점멸하게 되어 작업자에게 로프(14)를 교체하기 위한 시기를 알려 준다.
이와 동시에 릴레이(RY1)의 제2스위치(SW2)의 공통단자(COM)와 노말오픈단자(NO)가 연결되면 안전벨트(10)에 부착되어 있는 부저(30)에서는 경보음을 발생하여 작업자에 로프(14)를 교체하기 위한 시기를 알려 준다.
상술한 바와 같이 본 발명은 안전대의 로프가 안전범위 이상 늘어날 경우 로프에 감겨진 전선이 단선되도록 하여 그 전선의 단선을 감지하여 로프의 교체시기를 경보하므로써 추락으로 인한 인명사고 및 경제적 손실을 방지할 수 있는 이점이 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 안전대의 로프 교체시기 경보장치에 있어서,
    로프와 함께 꼬아져 있으며 상기 로프가 안전범위 이상 늘어질 때 판단되도록 설치된 전선과,
    상기 로프에 꼬아져 있는 전선의 파단상태를 감지하는 감지부와,
    상기 감지부로부터 파단상태 감지신호를 받아 경보제어신호를 출력하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 출력된 경보제어신호에 의해 램프 점멸제어신호를 출력하는 발진부와,
    상기 발진부로부터 램프 점멸제어신호를 받아 램프를 점멸시키는 표시부로 구성함을 특징으로 하는 안전대의 로프 교체시기 경보장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부로부터 경보제어신호를 받아 경보음을 발생하는 부저를 더 구비함을 특징으로 하는 안전대의 로프 교체시기 경보장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 릴레이로 구성함을 특징으로 하는 안전대의 로프 교체시기 경보장치.
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