KR200374391Y1 - 컨테이너의 적재상황 감지 장치 및 그를 갖는 크레인시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 레일 및 레일을 지지하는 갠트리형의 기본 프레임을 포함하며, 외부의 중앙 제어 센터로부터 컨테이너의 적재명령을 받아 적재작업을 수행하는 크레인 시스템에서, 컨테이너의 적재상황 감지 장치 및 그를 갖는 크레인 시스템에 관한 것으로, 마이컴의 제어에 따라 제어부가 컨테이너의 적재 상태를 감지하도록 제어하면, 구동부가 구동될 때, 각도 조절부가 컨테이너의 크기에 따라 상태 감지부의 각도를 조절하고, 상태 감지부가 컨테이너의 상태를 감지하여 출력하고, 마이컴이 상기 제어부를 통해 상태 감지부로부터 감지되는 컨테이너의 적재상태를 수신하여 모니터에 표시한다. 이렇게 함으로써, 야드의 컨테이너 적재상황을 쉽고 정확하게 인지하여, 수동운전 중에서도 정확한 컨테이너 적재상태를 알 수 있어 운전자의 피로를 덜어주며, 작업속도와 효율성은 증대되고, 운전자의 피로나 실수에 따른 오작동을 막아 컨테이너 손상 또는 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

Description

컨테이너의 적재상황 감지 장치 및 그를 갖는 크레인 시스템{A container stacking profile scanning device and Crane system having that}

본 고안은 크레인 시스템에 관한 것으로, 특히, 컨테이너의 적재상황을 감지 하는 방법, 장치 및 그를 갖는 크레인 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 트레일러에 컨테이너를 싣거나 트레일러에 실려있는 컨테이너를내리기 위해 크레인을 이용하게 된다.

한편, 컨테이너의 양하 및 적하 작업의 무인 자동화 및 야드의 컨테이너 작업관리를 위해서는 야드의 컨테이너 적재 상황을 사전에 정확히 감지하는 것은 필수적인 문제이다.

그러나, 종래에는 이와 같은 역할을 하는 특별한 장치가 없었으며, 그로 인해 갠트리(Gantry) 크레인에서 운전자가 눈으로 컨테이너의 적재상황을 파악하고 목표 컨테이너의 정확한 위치를 맞추기 위해 크레인을 움직여야 했다. 이와 같은 수동작업에 의존하는 크레인 운전자는 작업의 숙련도가 요구되며 그로 인해 효율성이 감소된다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적인 과제는 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 갠트리 크레인의 양하 및 적하 작업의 효율성 향상 또는 갠트리 크레인 무인 자동화 및 컨테이너 작업관리를 위해 컨테이너 적재 상황 감지하여 알려주는 장치 및 그를 갖는 크레인 시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템의 구성도이다.

도 2 또는 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템의 외형을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템의 동작 흐름도이다.

도 5 및 도 6은 컨테이너의 크기에 따라 상태 감지부의 각도를 조절한 도면이다.

도 7 내지 도 9는 컨테이너의 적재 상황을 감지하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 10은 컨테이너의 적재 상황을 모니터로 나타낸 일예이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 하나의 특징에 따른 컨테이너의 적재상황 감지 장치는,

크레인 시스템과 연계되어 컨테이너의 적재상황을 감지하는 장치로서,

상기 컨테이너의 상태를 감지하여 출력하는 상태 감지부;

상기 상태 감지부를 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시키기 위한 각도조절부;

상기 크레인 시스템이 구동될 때, 상기 크레인 시스템의 제어신호에 따라 상기 상태 감지부 및 상기 각도 조절부를 구동하고, 상기 상태 감지부로부터 수신되는 컨테이너의 적재상태를 상기 크레인 시스템으로 송신하는 제어부를 포함한다.

상기 상태 감지부 및 각도 조절부는 상기 크레인 시스템의 황행부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 다른 특징에 따른 크레인 시스템은,

레일 및 상기 레일을 지지하는 갠트리형의 기본 프레임을 포함하며, 외부의 중앙 제어 센터로부터 컨테이너의 적재명령을 받아 적재작업을 수행하는 크레인 시스템으로서,

상기 중앙 제어 센터로부터 수신되는 적재명령에 따라 해당 컨테이너를 지정된 위치에 적재하도록 제어하고, 컨테이너의 적재 상태를 표시하도록 제어하는 마이컴;

상기 마이컴의 제어에 따라 구동하여 상기 레일위를 횡행하는 구동부;

상기 마이컴의 제어에 따라 컨테이너의 적재상태를 표시하는 모니터;

상기 마이컴의 제어신호를 상기 구동부로부터 전달받아 상기 컨테이너와 체결 또는 분리되는 체결부;

컨테이너의 상태를 감지하여 출력하는 상태 감지부;

상기 상태 감지부를 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시키기 위한 각도조절부;

상기 구동부가 구동될 때, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 상태 감지부 및 상기 각도 조절부를 구동하고, 상기 상태 감지부로부터 수신되는 컨테이너의 적재상태를 상기 마이컴으로 송신하는 제어부를 포함하며,

상기 상태 감지부 및 각도 조절부는 상기 크레인 시스템의 황행부에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 고안의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템의 구성도이고, 도2 및 도3은 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템의 외형을 나타낸 도면이다.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템은, 크레인부(100), 컨테이너 감시부(200)를 포함한다. 크레인부(100)는 모니터(110), 운전 조작부(120), 마이컴(130), 구동부(140), 체결부(150), 주행부(160), 메모리(170)를 포함한다.

모니터(110)는 마이컴(130)의 제어에 따라 각종 정보를 표시하며, 특히, 적재상태를 표시하게 되며, 각 라인별로 몇 개를 더 적재할 수 있는지에 대한 정보를 보여주고 %로 표시할 수도 있다. 운전 조작부(120)는 수동 조작시에 실제 크레인 시스템의 운전자가 구동부(140)를 구동하기 위한 선택정보를 입력받아 마이컴(130)으로 전달한다. 마이컴(130)은 운전 조작부(120)의 선택신호에 대응되는 제어신호를 생성하여 구동부(140)로 전달하며, 또한, 외부의 중앙 제어 센터(400)로부터 수신되는 적재명령에 따라 해당 컨테이너를 지정된 위치에 적재하도록 제어하고, 컨테이너의 적재 상태를 표시하도록 제어한다. 여기서, 중앙제어센터(400)는 적어도 하나 이상의 크레인 시스템을 제어하며, 야드에 적재되는 컨테이너의 적재상황을 이용하여 하역 작업을 총괄하는 센터이며, 운영자가 있을 수 있다. 도한, 마이컴(130)은 중앙제어센터(400)의 적재명령 정보가 불합리 즉, 컨테이너의 적재가 불가능한 라인이나 열에 대한 적재 명령이 입력될 시에는 경고신호를 중앙제어센터(400)로 송신한다.

구동부(140)는 상기 마이컴(130)의 제어에 따라 구동하여 상기 레일위를 횡행하며 횡행부라고도 불리운다, 이하에서는 구동부로 명명한다. 모니터(110)는 상기 마이컴(130)의 제어에 따라 컨테이너의 적재상태를 표시한다. 체결부(150)는 스프레더로서 마이컴(130)의 제어신호를 구동부(140)로부터 전달받아 상기 컨테이너와 체결 또는 분리되며, 통상 상기 구동부(140)의 하단에 연결된다. 상태 감지부(210)는 컨테이너의 적재 상태를 감지하여 출력한다. 각도 조절부(220)는 상기 상태 감지부(210)를 컨테이너의 크기에 따라 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시킨다. 제어부(230)는 상기 구동부가 구동될 때, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 상태 감지부(210) 및 상기 각도 조절부(220)를 구동하고, 상기 상태 감지부(210)로부터 수신되는 컨테이너의 적재상태를 상기 마이컴(130)으로 송신한다. 상기 상태 감지부(210) 및 각도 조절부(220)는 상기 크레인부(100)의 황행부(140)에 설치되는 것을 특징으로 한다. 메모리(170)는 적재상태 정보를 내부에 저장한다.

상기 컨테이너 감시부(200)는 크레인부(100)와 별도의 장치로 제작 판매 가능하며, 필요에 따라서는 크레인 시스템의 한부분으로 제작될 수도 있다.

그러면, 이러한 본 고안의 실시예에 따른 크레인 시스템의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이컴(130)은 구동부(140)로 이동을 하라는 제어신호를 출력하고, 제어부(230)로 컨테이너의 크기정보 신호 및 적재상태를 감지하도록 하는 제어신호를 출력한다.

그러면, 구동부(140)는 크레인부(100)의 한쪽끝에서 다른쪽 끝방향으로 레일을 따라 움직인다.

이때, 제어부(230)는 상태 감지부(210)와 각도 조절부(220)를 구동하여 컨테이너의 적재상태를 입력받는다. 특히, 제어부(230)는 마이컴(130)으로부터 입력되는 컨테이너 크기 정보를 토대로 각도 조절부(220)에 적절한 측정각이 되도록 제어신호를 보낸다.

그러면, 각도 조절부(220)는 상태 감지부(210)를 구동하여 상태 감지부(210)의 감지 각도를 조정한다. 이때, 상태 감지부(210)는 2차원 레이저 스캐너를 사용할 수도 있고 다른 것으로 사용할 수도 있다.

여기서, 각도 조절에 관해서는 도 5 및 도 6에 도시하였다.

도 5 및 도 6은 컨테이너의 크기에 다라 상태 감지부(210)의 각도를 조절한 도면이다.

도 5 또는 도 6을 참조하면, 갠트리형 크레인부(100)의 측면도를 나타낸 것으로, 컨테이너의 사이즈(20ft, 40ft, 45ft)에 따라 각도 조절부[102]를 적절한 측정각 θ1, θ2로 조절하여 야드에 적재된 컨테이너 또는 스프레더에 결체된 컨테이너의 간섭을 피하는 것을 보여준다. 컨테이너의 크기 정보는 마이컴(130)으로부터 체결부 즉, 스프레더의 크기 정보를 통해 알 수 있다. 이외에도 미리 컨테이너의 크기를 입력받을 수도 있고, 다른 방법으로 컨테이너의 크기를 입력받을 수도 있다.

도 5는 컨테이너의 크기가 40ft 또는 45ft일 경우 적재된 컨테이너가 상태 감지부(210)에 의해 감지될 수 있게 감지 각도가 기본 프레임의 세로 축과 θ1이 되도록 하고, 도 6은 컨테이너의 크기가 20ft일 경우 적재된 컨테이너가 상태 감지부(210)에 의해 감지될 수 있게 감지 각도가 기본 프레임의 세로 축과 θ2이 되도록 하며, θ1은 θ2보다 크다. 이때, 필요에 따라 상태 감지부의 장착 위치가 변동되면 변하는 각도도 변하게 된다.

이후, 상태 감지부(210)는 구동부(140)의 이동에 따라 컨테이너의 적재상태를 감지하여 제어부(230)로 출력한다. 이때, 상태 감지부(210)는 컨테이너 야드로 레이저 신호를 출력하여 컨테이너에서 반사되는 신호를 입력받아 적재된 컨테이너와의 거리를 검출하고 그 데이터를 시리얼통신을 통해 제어부(230)에 전송한다.

그러면, 제어부(230)는 상태 감지부(210)로부터 전송받은 데이터를 이용하여 야드에 적재된 컨테이너의 형태를 파악하게 된다.

도 3을 참조하면, 컨테이너는 야드에 가로 라인(X축)으로 컨테이너를 적재하여 해당 가로 라인이 모두 적재되면, 다음 가로 라인으로 이동하도록 주행부(160)를 Y축 방향으로 이동하도록 하며, 이러한 방향은 바뀔 수도 있다.

그리고, 상태 감지부가 구동부의 이동에 따라 야드에 적재된 해당 라인의 컨테이너를 스캔하는 과정을 도 7 내지 도9에 도시하였다.

도7을 참조하면, 상태 감지부가 출발위치에서 일정 각도(θ1 또는 θ2)로 기울어진 상태에서 일정각도 100도 내지 180도 범위에서 스캔을 하게 되면, 굵은 실선으로 표시한 부분이 스캔된다.

그리고 나서, 구동부의 이동에 따라 계속 스캔을 하게 되고, 중간 위치에서는 도 8과 같이 적재된 컨테이너의 반 이상이 스캔된다.

그리고, 구동부(140)가 다른쪽 끝 부분에 도달하며, 적재된 컨테이너의 상태는 도 9와 같이 모두 스캔된다.

이후, 제어부(230)는 이러한 스캔된 적재 정보를 TCP/IP 통신을 통해 마이컴(130)으로 송신한다.

그러면, 마이컴(130)은 수신받은 적재 정보를 내부의 메모리((170)에 저장하고, 모니터(110)에 표시하며, 동시에 중앙제어센터(400)로 송신한다.

따라서, 수동 작업시에 크레인 운전자는 모니터(110)를 통하여 적재상태를 참조하며, 컨테이너의 양하 및 적하 작업을 하게 된다. 여기서, 적재 상태를 정확히 나타내기 위해 모니터(110)에는 도 10에 도시된 컨테이너 박스 모양들이 표시되며, 필요에 따라 컨테이너 박스들의 하단에 %로 적재율을 나타낼 수도 있다. 즉, 최대 5단 높이까지 쌓을 수 있다면, 4개인 경우에는 80%, 5개인 경우는 하단에100%로 표시를 해주며, 이러한 표시 방법은 다양하게 변형이 가능하다.

중앙관제센터(400)에서는 해당 적재정보를 입력받고, 적재 명령을 생성하여 크레인부(100)로 송신한다. 이때, 중앙제어센터(400)는 적재 명령을 크레인부(100)의 마이컴(130)으로 송신한다.

그러면, 마이컴(130)은 해당 적재 명령이 적재하려는 위치가 컨테이너가 100% 적재된 곳이며, 경고신호를 중앙제어센터(400)로 송신하고 아니면 자동모드일 경우에는 구동부(140) 및 체결부(150)를 구동하여 수행하고, 수동 모드일 경우는 크레인 운전자가 이를 수행할 수 있도록 모니터(110)에 표시한다.

여기서, 구동부(140) 및 체결부(150) 및 주행부(160)가 구동하여 컨테이너를 양하 또는 적하하는 것은 이 분야에서 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 본 고안의 실시예에서는 상태감지부가 구동부의 측면에 장착되어 사각이 없이 컨테이너의 적재정보를 쉽게 알 수 있고, 모니터에 쉽게 인지할 수 있도록 적재 정보를 표시하며, 중앙제어센터의 잘못된 명령에 대해서는 경고신호를 보내어 제대로 된 명령이 오도록 할 수 있다.

본 고안의 실시 예는 하나의 실시 예에 지나지 않으며, 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 많은 변형 및 변경이 가능함은 물론이며, 본 고안이 실시 예에만 한정되는 것은 아니다.

이상에서와 같이, 본 고안의 실시예에서, 야드의 컨테이너 적재상황을 쉽고정확하게 인지하여, 수동운전 중에서도 정확한 컨테이너 적재상태를 알 수 있어 운전자의 피로를 덜어주며, 작업속도와 효율성은 증대되고, 운전자의 피로나 실수에 따른 오작동을 막아 컨테이너 손상 또는 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 크레인 시스템(100)과 연계되어 컨테이너의 적재상황을 감지하는 장치로서,

   상기 컨테이너의 상태를 감지하여 출력하는 상태 감지부(210);

   상기 상태 감지부를 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시키기 위한 각도 조절부(220);

   상기 크레인 시스템이 구동될 때, 상기 크레인 시스템의 제어신호에 따라 상기 상태 감지부 및 상기 각도 조절부를 구동하고, 상기 상태 감지부로부터 수신되는 컨테이너의 적재상태를 상기 크레인 시스템으로 송신하는 제어부(230)를 포함하는 컨테이너의 적재상황 감지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 크레인 시스템(100)은,

   외부의 중앙 제어 센터로부터 수신되는 적재명령에 따라 해당 컨테이너를 지정된 위치에 적재하도록 제어하고, 컨테이너의 적재 상태를 표시하도록 제어하는 마이컴(130);

   상기 마이컴의 제어에 따라 구동하여 상기 레일위를 횡행하는 구동부(140);

   상기 마이컴의 제어에 따라 컨테이너의 적재상태를 표시하는 모니터(110);

   상기 마이컴의 제어신호를 상기 구동부로부터 전달받아 상기 컨테이너와 체결 또는 분리되는 체결부(150);

   상기 컨테이너의 적재상태를 저장하는 메모리(170)를 포함하고,

   상기 마이컴은 상기 중앙제어센터로부터의 적재 명령에 해당하는 컨테이너의 적재 위치와 상기 메모리에 저장된 적재상태를 비교하여 적재가 불가능한 곳이면 경고신호를 상기 중앙제어센터(400)로 송신하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 적재상황 감지 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 상태 감지부(210) 및 각도 조절부(220)는 상기 크레인 시스템의 황행부에 설치되며, 상기 모니터(110)는 컨테이너의 적재상태와 해당 라인의 하단에 적재율을 % 단위로 표시하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 컨테이너의 적재상황 감지 장치.
4. 레일 및 상기 레일을 지지하는 갠트리형의 기본 프레임을 포함하며, 외부의 중앙 제어 센터로부터 컨테이너의 적재명령을 받아 적재작업을 수행하는 크레인 시스템으로서,

   상기 중앙 제어 센터로부터 수신되는 적재명령에 따라 해당 컨테이너를 지정된 위치에 적재하도록 제어하고, 컨테이너의 적재 상태를 표시하도록 제어하는 마이컴(130);

   상기 마이컴의 제어에 따라 구동하여 상기 레일위를 횡행하는 구동부(140);

   상기 마이컴의 제어에 따라 컨테이너의 적재상태를 표시하는 모니터(110);

   상기 마이컴의 제어신호를 상기 구동부로부터 전달받아 상기 컨테이너와 체결 또는 분리되는 체결부(150);

   컨테이너의 상태를 감지하여 출력하는 상태 감지부(210);

   상기 상태 감지부를 소정의 방향으로 소정의 각도만큼 회전시키기 위한 각도 조절부(220);

   상기 구동부(140)가 구동될 때, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 상태 감지부 및 상기 각도 조절부를 구동하고, 상기 상태 감지부로부터 수신되는 컨테이너의 적재상태를 상기 마이컴으로 송신하는 제어부(230)를 포함하며,

   상기 상태 감지부(210) 및 각도 조절부(220)는 상기 크레인 시스템의 황행부에 설치되는 것을 특징으로 하는 크레인 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 컨테이너의 적재상태를 저장하는 메모리(170)를 더 포함하고,

   상기 마이컴(130)은 상기 중앙제어센터로부터의 적재 명령에 해당하는 컨테이너의 적재 위치와 상기 메모리에 저장된 적재상태를 비교하여 적재가 불가능한 곳이면 경고신호를 상기 중앙제어센터로 송신하는 것을 특징으로 하는 크레인 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 모니터(110)는 컨테이너의 적재상태와 해당 라인의 하단에 적재율을 %단위로 표시하는 것을 특징으로 하는 크레인 시스템.