KR20040052138A - 천정크레인의 이송물흔들림 측정장치 및 방법 - Google Patents

천정크레인의 이송물흔들림 측정장치 및 방법 Download PDF

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KR20040052138A
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    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
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    • B66C11/00—Trolleys or crabs, e.g. operating above runways
    • B66C11/16—Rope, cable, or chain drives for trolleys; Combinations of such drives with hoisting gear

Abstract

본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서, 상기 트롤리에 설치되고 이송물과 연결되는 후크가 구비되는 후크풀리에 걸어감아지는 로프의 양단부가 연결되어 로프 양단이 동시에 감겨지고 풀어지는 로프드럼과, 상기 트롤리에 설치되고 상기 로프드럼에서 나온 로프의 양단이 후크풀리에 각각 걸어감아진 후 걸어감아지는 제1 및 제2 중간풀리와, 상기 트롤리에 크레인의 주행방향과 같은 방향으로 회전축이 설치되고 상기 제1 및 제2 중간풀리를 지나 후크풀리에 각각 걸어감아진 로프가 걸어감아져 상기 로프드럼에서 풀려나온 로프의 중간부가 지지되는 종단풀리와, 상기 종단풀리를 지지하는 브라켓이 일체로 구비되고 종단풀리의 회전축과 직교하는 방향으로 연장되어 트롤리에 회전가능하게 설치된 제1회전축과, 상기 제1회전축에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와, 상기 종단풀리의 회전축에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성된다.

Description

천정크레인의 이송물흔들림 측정장치 및 방법{A method and apparatus to detect sway angle of an object carried in overhead crane}
본 발명은 천정크레인에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 로프에 걸어진 상태로 이송되는 이송물의 흔들림각도를 측정하는 이송물 흔들림각도 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
천정크레인은 공장 등의 생산현장에서 중량물인 작업대상물의 이동을 위해 사용하는 것으로, 그 개략적인 구성이 도 1에 도시되어 있다.
도면에 도시된 바에 따르면, 전체 천정크레인의 몸체를 크레인고정프레임(1)이 구성한다. 상기 크레인고정프레임(1)의 상단 양측을 따라서는 레일(3)이 구비된다. 상기 레일(3)을 따라서는 거더(5)가 안내되어 이동된다. 이를 위해 상기 거더(5)는 그 양단이 상기 양단의 레일(3)에 지지되고, 상기 거더(5)의 양단에는 상기 레일(3)을 따라 이동되는 주행휠(6)이 구비된다. 상기 거더(5)는 상기 주행휠(6)이 상기 레일(3)을 따라 주행함에 의해 이동된다.
상기 거더(5)의 상단에는 거더레일(5')이 구비된다. 상기 거더레일(5')은 상기 레일(3)의 방향과 직교되는 방향으로 연장된다. 상기 거더레일(5')을 따라 트롤리(7)가 이동된다. 상기 트롤리(7)에는 상기 거더레일(5')을 따라 주행되는주행휠(8)이 구비된다. 상기 트롤리(7)에는 로프(9)가 구비되고, 상기 로프(9)의 하단에는 후크(11)가 달려 있다.
상기 로프(9)의 하단에 후크(11)가 달려 있는 구성이 도 2에 상세하게 도시되어 있다. 이를 설명하면, 상기 후크(11)에는 후크풀리(12)가 구비되고, 상기 트롤리(7)에는 로프(9)의 일단부가 고정되고 로프(9)가 감아지는 로프드럼(13)이 설치된다. 상기 트롤리(7)의 일측에는 상기 로프(9)의 중간부가 걸어져 안내되는 중간풀리(14)가 구비되고, 상기 트롤리(7)의 타측에는 상기 로프(9)의 타단부가 고정되는 종단풀리(15)가 구비된다.
한편, 상기 트롤리(7)의 하면에는 흔들림감지센서(20)가 구비된다. 상기 흔들림감지센서(20)와 상기 후크(11)측에 구비되는 텐션릴(16)은 연결로프(17)에 의해 연결된다. 상기 텐션릴(16)은 상기 연결로프(17)가 항상 일정한 장력을 가지도록 한다. 상기 흔들림감지센서(20)는 로프(11)에 매달린 후크(11)가 흔들릴 때, 상기 연결로프(17)의 흔들림을 이용하여 흔들림 각도를 검출한다.
상기 흔들림감지센서(20)의 구성은 대한민국 등록특허공보 제 206497호에 개시되어 있는데, 도 3을 참고하여 설명한다. 흔들림감지센서(20)에는 x축방향 흔들림을 감지하는 제1회전각센서(21)와 y축방향 흔들림을 감지하는 제2회전각센서(22)가 구비된다. 상기 제1회전각센서(21)의 회전중심은 십자레버(23)의 제1축(24)과 연결된다. 상기 십자레버(23)의 제2축(25)에는 U자형레버(26)가 구비되고, 상기 U자형레버(26)의 하단에는 연결로프(17)가 연결된다.
상기 십자레버(23)의 제2축(25)과 동축으로 구동풀리(27)가 설치되고, 상기제2회전각센서(22)의 회전중심과 동축으로 종동풀리(28)가 설치된다. 상기 구동풀리(27)와 종동풀리(28)는 노슬립벨트(29)에 의해 연결된다.
이와 같은 구성에서 상기 로프(17)가 x축방향으로 흔들리면 상기 U자형레버(26)가 십자레버(23)의 제1축(24)을 중심으로 흔들린다. 따라서 상기 제1축(24)과 동심인 제1회전각센서(21)에 의해 회전각이 검출된다.
그리고, 상기 로프(17)가 y축방향으로 흔들리면 상기 U자형레버(26)가 상기 십자레버(23)의 제2축(25)을 중심으로 흔들리면서 상기 구동풀리(27)를 구동시킨다. 따라서 상기 제2축(25)의 회전은 상기 제2회전각센서(22)로 벨트(29)를 통해 전달되어 회전각이 검출된다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 종래 기술에 의한 흔들림감지센서(20)는 구조가 복잡한 문제점이 있다. 즉, 센서(20)를 구성하기 위해 풀리(27,28)와 벨트(29)를 사용하여야 하고, 연결로프(17)가 일정한 장력을 유지하도록 하는 설비가 필요하여 전체적으로 구성부품이 많고 복잡하다.
그리고, 종래 기술에 의한 흔들림감지센서(20)는 상대적으로 측정의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 크레인이 옥외에 설치되는 경우, 바람 등의 환경요인에 의해 연결로프(17)가 진동하게 되면 흔들림각도가 정확하게 측정되지 않게 되고, 심한 경우 연결로프(17)의 진동에 의해 크레인 자체가 심하게 진동하는 문제가 발생한다.
또한, 중량물의 이송시에 권상하작업에 의해 상기 연결로프(17)의 장력을 조절하기 위한 구성의 수명이 단축되고, 연결로프(17)의 장력이 제대로 형성되지 않으면서 측정 각도의 오차를 유발하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 크레인에서 로프에 매달려 이송되는 이송물의 흔들림을 정확하게 측정하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이송물의 흔들림을 측정하기 위한 장치의 구성을 간소화하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이송물의 흔들림을 측정하는 장치의 내구성을 높여주는 것이다.
도 1은 일반적인 천정크레인의 구성을 보인 개략사시도.
도 2는 종래의 천정크레인에서 트롤리에 후크가 연결되는 것을 보인 구성도.
도 3은 종래 기술에 의한 이송물흔들림 측정장치의 구성을 보인 개략 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치에서 로프가 걸어감아지는 것을 보인 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 천청크레인의 이송물 흔들림 측정장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 측단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 구성을 보인 측단면도.
도 7은 도 6의 A-A'선 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
30: 로프드럼32: 로프
34,35: 중간풀리36: 종단풀리
38: 후크풀리39: 후크
40: 트롤리50: 베이스
52: 제1회전축53,53': 베어링
54: 커플링55: 제1각도센서
56: 종단풀리브라켓57: 제2각도센서
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서, 상기 트롤리에 설치되고 이송물과 연결되는 후크가 구비되는 후크풀리에 걸어감아지는 로프의 양단부가 연결되어 로프 양단이 동시에 감겨지고 풀어지는 로프드럼과, 상기 트롤리에 설치되고 상기 로프드럼에서 나온 로프의 양단이 후크풀리에 각각 걸어감아진 후 걸어감아지는 제1 및 제2 중간풀리와, 상기 트롤리에 크레인의 주행방향과 같은 방향으로 회전축이 설치되고 상기 제1 및 제2 중간풀리를 지나 후크풀리에 각각 걸어감아진 로프가 걸어감아져 상기 로프드럼에서 풀려나온 로프의 중간부가 지지되는 종단풀리와, 상기 종단풀리를 지지하는 브라켓이 일체로 구비되고 종단풀리의 회전축과 직교하는 방향으로 연장되어 트롤리에 회전가능하게 설치된 제1회전축과, 상기 제1회전축에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와, 상기 종단풀리의 회전축에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서, 상기 트롤리에 설치되고 정역회전되어 로프가 감아지고 풀어지는 로프드럼과, 상기 로프에 의해 승강되는 후크가 구비되고 상기 로프가 걸어감아지는 후크풀리와, 상기 후크풀리와 로프드럼 사이의 로프가 걸어감아져 안내되는 적어도 3개 이상 홀수개의 중간풀리와, 상기 중간풀리중 상기 로프드럼에서 풀려나온 로프의 중간부가 지지되는 중간풀리를 지지하는 브라켓이 일체로 구비되고 상기 트롤리에 크레인의 횡행방향으로 연장되어 회전가능하게 설치되는 제1회전축과, 상기 제1회전축에 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와, 상기 로프의 중간부가 지지되는 중간풀리의 회전축에 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성된다.
상기 제1회전축은 상기 트롤리에 구비된 베이스 상에 베어링에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 베이스의 일측에 상기 제1각도센서가 지지된다.
상기 제2각도센서는 상기 브라켓에 장착된다.
상기 로프드럼에는 상기 로프의 양단부가 동시에 고정되어 로프드럼의 회전에 따라 로프의 양단부가 동시에 풀어지고 감겨진다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서, 상기 트롤리에 설치되고 정역회전되어 일단부가 고정된 로프가 감아지고 풀어지는 로프드럼과, 상기 로프에 의해 승강되는 후크가 구비되고 상기 로프가 걸어감아지는 후크풀리와, 상기 트롤리에 회전가능하게 설치되고 크레인의 횡행방향으로 연장되는 회전중심을 가지는 회전체와, 상기 회전체에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와, 상기 회전체에 회전가능하게 설치되고 상기 회전체의 회전중심과 직교되는 회전중심부를 구비하고 상기 로프의 타단부가 연결되는 로프연결회전축과, 상기 로프연결회전축의 회전중심부에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성된다.
상기 로프연결회전축은 상기 회전중심부와 상기 회전중심부에 대해 직교하게 형성되는 로프연결부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키고, 이송물을 잡아주는 후크가 트롤리에 설치된 로프에 걸어져 지지되며, 상기 로프가 상기 트롤리에 대해 이동되지 않도록 지지되는 부분에 각도센서를 설치하여 이송물의 흔들림을 측정하는 것에 있어서, 상기 후크의 각각의 높이에 따른 평형각도를 구하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 구해진 평형각도와 후크의 높이를 메모리에 저장하는 제2단계와,크레인의 이동중 로프의 흔들림 각도를 각도센서를 사용하여 측정하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 구해진 흔들림 각도와 해당되는 후크 높이에서의 평형각도를 이용하여 이송물의 흔들림각도를 결정하는 제4단계를 포함하여 구성된다.
상기 제3단계에서 구해진 흔들림각도에 해당되는 후크높이의 평형각도가 메모리에 저장되어 있지 않은 경우에는, 해당되는 후크높이와 가장 근접한 상단과 하단의 메모리 저장값의 평균값을 사용하여 이송물의 흔들림각도를 결정한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 상대적으로 간소한 구성으로 외란의 영향없이 이송물의 흔들림각도를 정확하게 측정할 수 있게 되는 이점이 있다.
이하 본 발명에 의한 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 4를 참고하여 본 발명 실시예에서 후크를 구비하는 로프가 걸어감아지는 구성을 설명한다. 트롤리(40)의 일측에 로프드럼(30)이 설치된다. 상기 로프드럼(30)에는 로프(32)의 양단부가 고정되어 양단부가 동시에 로프드럼(30)에 감아지거나, 로프드럼(30)에서 풀어지게 된다.
상기 트롤리(40)에는 제1 및 제2 중간풀리(34,35)와 종단풀리(36)가 구비된다. 상기 풀리(34,35,36)들에는 상기 로프(32)가 차례로 걸어감아진다. 참고로, 상기 로프드럼(30)의 회전중심과 상기 제1 및 제2 중간풀리(34,35)의 회전중심으로 평행하고, 상기 종단풀리(36)의 회전중심은 상기 로프드럼(32) 등과는 직교하게 된다.
그리고, 상기 로프(32)에 의해 승강되게 후크(39)가 구비되는데, 상기후크(39)에는 후크풀리(38)가 구비된다. 상기 후크(39)는 상기 로프(32)에 후크풀리(38)가 걸어져 설치된다.
여기서, 상기 로프(32)는 상기 로프드럼(30)에서 나와서, 먼저 상기 후크풀리(38)에 걸어감아진다. 그리고 상기 제1중간풀리(34)에 걸어감아지고, 다시 상기 후크풀리(38)에 걸어감아진다. 상기 후크풀리(38)서 나온 로프(32)는 상기 제2중간풀리(35)에 걸어감아지고 다시 상기 후크풀리(38)에 걸어감아진다.
다음으로, 상기 후크풀리(38)에서 나온 로프(32)는 상기 종단풀리(36)에 걸어감아진 후, 다시 상기 후크풀리(38)에 걸어감아지고 상기 로프드럼(30)에 다수회 감아져 고정된다. 여기서 상기 종단풀리(36)에는 로프(32) 전체 길이의 중간부, 보다 정확하게는 상기 로프드럼(30)에서 풀려 나와 있는 로프(32)의 중간부가 걸어감아지는 것이 바람직하다.
이와 같이 로프(32)가 상기 후크(39)를 지지하고 있으면, 상기 로프드럼(30)의 회전에 의해 로프(32)가 로프드럼(30)에 감기거나 풀려나오면서 상기 후크(39)가 권상, 권하되도록 한다. 여기서, 상기 로프드럼(30)이 회전되면서 로프(32)를 풀어주거나 감아주면 트롤리(40)에 고정되어 있는 제1 및 제2 중간풀리(34,35)는 회전만 하게 되고, 상기 후크풀리(38)는 승강하게 된다.
그리고, 상기 종단풀리(36)는 로프(32)의 중간부가 걸어감아져 있으므로 회전하지 않게 되고, 종단풀리(36)에 걸어감아져 상기 후크풀리(38)로 연장된 로프(32) 양단에서 이송물의 하중을 받아 양단에서 당기므로 로프(32)가 흔들리게 되면 종단풀리(36)도 동일하게 흔들리게 된다.
본 발명은 상기 종단풀리(36)가 후크(39)의 권상,권하운동에 대해 회전하지는 않지만 로프(32)의 흔들림에는 동일하게 요동 및 회전운동하는 원리를 이용하여 이송물이 매달리는 로프(32)의 흔들림각도를 측정하게 된다.
이제, 도 4에 도시된 바와 같이 로프(32)가 걸어감아지는 구성에서 이송물의 흔들림각도를 측정하기 위한 구성을 도 5를 참고하여 설명한다.
상기 트롤리(40)의 하면에는 베이스(50)가 설치된다. 상기 베이스(50)에는 제1회전축(52)이 베어링(53,53')에 의해 지지되어 구비된다. 상기 제1회전축(52)은 크레인의 횡행방향으로 연장되어 있다. 상기 제1회전축(52)의 일단에는 커플링(54)을 통해 제1각도센서(55)가 연결된다. 상기 제1각도센서(55)는 상기 베이스(50)에 고정되어 있다. 따라서 상기 제1회전축(52)의 회전정도, 즉 이송물의 주행방향 흔들림이 상기 제1각도센서(55)에 의해 측정된다.
상기 제1회전축(52)에는 종단풀리브라켓(56)이 설치된다. 상기 종단풀리브라켓(56)에는 종단풀리(36)가 설치되는데, 그 중심축의 방향은 크레인의 주행방향이다. 상기 종단풀리브라켓(56)에는 상기 종단풀리(36)의 회전중심축과 연결되어 제2각도센서(57)가 설치된다. 상기 제2각도센서(57)는 크레인의 횡행방향으로의 이송물의 흔들림을 측정한다. 도면부호 30'는 로프드럼(30)이 회전되는 것을 측정하는 드럼회전각센서이다.
이와 같은 구성을 가지는 본 실시예가 동작되는 것을 설명한다.
크레인이 주행하게 되면 후크(39)에 걸어진 이송물의 관성 그리고 주변 환경에 의해서 가해지는 외력에 의해 이송물이 흔들리게 되고, 상기 이송물의 흔들림에따라 로프(32)가 주행방향 또는 횡행방향으로 흔들리게 된다.
먼저, 주행방향의 흔들림은 상기 제1각도센서(55)에 의해 측정된다. 상기 로프(32)에 주행방향 흔들림이 발생하면, 상기 로프(32)가 감겨져 있으나 로프(32)의 움직임이 없는 종단풀리(36)에 힘이 가해지면서 움직인다. 즉, 상기 종단풀리(36)가 설치된 상기 종단브라켓(56)이 제1회전축(52)을 중심으로 회전하게 된다. 따라서, 상기 제1회전축(52)의 회전이 상기 커플링(54)을 통해 상기 제1각도센서(55)로 전달되어 측정이 이루어진다.
한편, 상기 횡행방향으로 로프(32)가 흔들리는 것은 상기 제2각도센서(57)에 의해 측정된다. 상기 종단풀리(36)의 회전축에 연결된 제2각도센서(57)는 횡행방향으로 로프(32)가 흔들림에 의해 발생하는 종단풀리(36)의 회전정도를 감지하게 된다.
이때, 제1회전축(52)과 상기 종단풀리(36)의 회전축과는 서로 직교하는 방향이어서 상기 제2각도센서(57)에 의해 측정되는 횡행방향의 흔들림과 제1각도센서(55)에 의해 측정되는 주행방향의 흔들림은 상호 영향을 미치치 않게 된다.
한편, 도 6 및 도 7에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예는 대형 크레인에서 사용하기에 적합한 구조이고, 도 6에 도시된 실시예는 이송물의 하중이 그다지 크지 않은 중소형 크레인에서 사용하기에 적합한 구조이다.
도면들에 따르면, 트롤리(140)의 상면에 로프드럼(130)이 설치된다. 상기 로프드럼(130)에는 로프(132)의 일단부가 고정되고 감겨지는 부분이다. 따라서, 상기 로프드럼(130)의 회전에 따라 로프(132)의 일단부 측이 감겨지거나 풀려진다. 상기 로프드럼(130)에서 나온 로프(132)는 상기 후크풀리(138)에 걸어감아지고 상기 트롤리(140) 하면에 구비된 아래에서 설명될 로프연결부(162)에 연결되어 일단부가 고정된다.
상기 트롤리(140)의 하면에는 베이스(150)가 설치된다. 상기 베이스(150)에는 회전체(152)가 베어링(153,153')에 의해 회전가능하게 지지된다. 상기 회전체(152)는 그 회전중심의 연장방향이 크레인의 횡행방향으로 되도록 설치된다. 상기 회전체(152)의 일단에는 커플링(154)을 통해 제1각도센서(155)가 연결된다. 상기 제1각도센서(155)는 상기 베이스(150)에 고정되어 있다. 따라서 상기 회전체(152)의 회전정도, 즉 이송물의 주행방향 흔들림이 상기 제1각도센서(155)에 의해 측정된다.
상기 회전체(152)에는 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 로프연결회전축(160)이 설치된다. 상기 로프연결회전축(160)은 상기 회전체(152)에 베어링(163)에 의해 회전가능하게 지지된다. 상기 로프연결회전축(160)은 회전중심부(161)와 로프연결부(162)가 서로 직교하게 연결되어 구성되는데, 상기 회전중심부(161)는 그 양단이 상기 베어링(163)에 지지된다. 상기 회전중심부(161)의 연장방향은 크레인의 주행방향이다. 상기 회전중심부(161)에 직교하게 하부를 향해 연장되어 로프연결부(162)가 구비되고, 상기 로프연결부(162)에는 로프(132)의 일단부가 연결된다.
상기 로프연결회전축(160)의 회전중심부(161) 일단은 커플링(164)을 통해 제2각도센서(157)에 연결된다. 상기 제2각도센서(157)는 상기 회전체(152)에 고정되어 있다. 따라서, 상기 제2각도센서(157)는 상기 크레인의 횡행방향으로 로프(132)가 흔들리는 것을 측정한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에서 이송물의 흔들림을 감지하는 것을 설명한다.
먼저, 이송물이 주행방향으로 흔들리는 것은 상기 제1각도센서(155)가 감지한다. 즉, 상기 로프(132)의 고정되어 있는 일단부는 상기 로프연결회전축(160)의 로프연결부(162)에 연결된다. 따라서, 상기 로프(132)에 주행방향 흔들림이 발생하면 상기 회전체(152)가 회전된다. 상기 회전체(152)의 회전정도는 커플링(154)을 통해 상기 제1각도센서(155)에 전달되어 측정된다.
한편, 이송물이 횡행방향으로 흔들리는 것은 상기 제2각도센서(157)가 감지한다. 즉, 상기 로프(132)의 고정된 일단부에 이송물의 흔들림에 의해 힘이 가해지면서 상기 로프연결회전축(160)이 회전된다. 상기 로프연결회전축(160)의 회전중심부(161)가 횡행방향으로 회전하게 되면, 상기 회전중심부(161)의 일단부가 커플링(164)에 의해 연결되어 있는 제2각도센서(157)가 회전중심부(161)의 회전정도를 측정하게 된다.
다음으로, 후크(39,139)가 권상하되면서 높이가 변경되면 로프(32,132)의 흔들림이 없더라도 평행상태에서 로프(32,132)의 흔들림각도가 변경되므로 이를 보정하는 방법을 설명한다.
도 5 및 도 6에서 후크(39,139)가 A에서 B의 위치로 권상되면, 로프(32,132)가 흔들리지 않아도 수직선과 로프(32,132)가 이루는 각도가 θ1에서 θ2로 바뀌게 된다. 따라서, 상기 각도센서(55,57,155,157)에서 측정되는 흔들림 각도의 절대값이 실제 로프(32,132)의 흔들림 각도는 아니다. 이를 보정하기 위한 방법을 아래에서 설명한다.
일단, 위에서 설명된 바와 같은 구성의 장치를 크레인에 설치한 후에, 후크(39,139)의 높이에 따른 평형각도를 각각 측정하여 미리 크레인의 제어를 위한 제어부의 메모리에 저장한다.
그리고, 실제로 크레인이 동작될 때, 상기 각도센서(55,57,155,157)에서 측정되는 각도값과 후크(39,139)의 해당되는 높이에서의 평형각도값을 기초로 실제 흔들림각도를 얻게 된다.
이를 보다 상세히 설명하면, 먼저, 로프(32,132)를 최대한 감아 후크(39,139)를 최고위치에 도달시킨다. 그리고 로프(32,132)의 흔들림이 완전히 사라질 때가지 기다린다. 다음으로 로프(32,132)가 완전히 정지하면, 각각의 각도센서(55,57,155,157)에서 각도를 검출한다. 그리고, 드럼회전각센서(30'130')에서 검출된 값을 기초로 후크(39,139)의 높이를 계산한다. 이와 같이 검출되고 계산된 값을 제어부에 메모리에 각각 저장한다.
다음으로, 로프(32,132)를 일정 길이(δz)만큼 하강시키고, 로프(32,132)가 완전히 정지하면, 각각의 센서(55,57,155,157)에서 각도를 검출한다. 그리고 위에 설명한 것과 같은 과정을 거쳐 메모리에 검출값과 계산값을 저장한다.
이와 같은 과정은 후크(39,139)가 가능한 최하의 위치까지 하강시켜 진행한다. 상기와 같은 방식으로 얻어진 후크(39,139)의 최저높이(Lmin)에서 최고높이(Lmax)까지의 각각의 평형각도는 아래의 표 형태로 메모리에 저장되고, 실제 크레인이 이동할 때 측정되는 실측치를 보정하는데 사용된다.
여기서 후크(39,139)의 최저높이는 다음과 같다.
Lmax - kδz = Lmin
k는 측정위치의 수, δz는 각각의 측정위치의 높이차이다.
후크높이 주행축 평형각도 횡행축 평형각도
Lmax θ0 Ψ0
Lmax - δz θ1 Ψ1
Lmax -2δz θ2 Ψ2
Lmax -3δz θ3 Ψ3
.............
Lmax - (k-1)δz θk-1 Ψk-1
Lmax - kδz θk Ψk
한편, 크레인이 이동할 때 후크(39,139)의 높이에 대응하여 측정된 횡행축 흔들림 각도와 주행축 흔들림각도를 보정하는 것을 설명한다.
이동중인 크레인의 측정된 주행축 각도가 θa, 횡행축 각도가 Ψa이고 후크(39,139)의 높이(L)가 Lmax - (k-1)δz인 경우에 보정되어 구해진 실제 흔들림 각도는 다음과 같다.
주행축의 보정된 각도 θ = θa-θk-1
횡행축의 보정된 각도 Ψ = Ψa- Ψk-1
그러나, 후크의 높이(L)가 미리 측정된 위치 사이의 값인 경우, 주행축과 횡행축의 평형각도는 아래의 식에 의해 구해진다.
위의 값에 의해 보정된 횡행축 흔들림 각도와 주행축 흔들림 각도는 아래와 같다.
주행축의 보정된 각도 θ = θa-θm
횡행축의 보정된 각도 Ψ = Ψa- Ψm
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 천정크레인의 이송물 흔들림 각도측정장치는 로프가 트롤리에 대해 이동되지 않는 부분이나 고정된 부분에 로프측과 연결되게 센서를 설치하여 이송물의 흔들림을 측정하도록 하였다.
따라서, 상대적으로 장치의 구성이 간소하게 되어 제작비용이 저렴하면서도 측정 정밀도가 높아지고 로프의 흔들림을 직접 측정하므로 외란의 영향을 받지 않게 되는 효과가 있다.
그리고, 장치의 구성요소중 외란이나 이송물의 하중 등에 의해 내구성이 떨어지는 부품이 없어 상대적으로 장치의 내구성이 좋아지는 효과도 있다.

Claims (9)

  1. 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서,
    상기 트롤리에 설치되고 이송물과 연결되는 후크가 구비되는 후크풀리에 걸어감아지는 로프의 양단부가 연결되어 로프 양단이 동시에 감겨지고 풀어지는 로프드럼과,
    상기 트롤리에 설치되고 상기 로프드럼에서 나온 로프의 양단이 후크풀리에 각각 걸어감아진 후 걸어감아지는 제1 및 제2 중간풀리와,
    상기 트롤리에 크레인의 주행방향과 같은 방향으로 회전축이 설치되고 상기 제1 및 제2 중간풀리를 지나 후크풀리에 각각 걸어감아진 로프가 걸어감아져 상기 로프드럼에서 풀려나온 로프의 중간부가 지지되는 종단풀리와,
    상기 종단풀리를 지지하는 브라켓이 일체로 구비되고 종단풀리의 회전축과 직교하는 방향으로 연장되어 트롤리에 회전가능하게 설치된 제1회전축과,
    상기 제1회전축에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와,
    상기 종단풀리의 회전축에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  2. 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서,
    상기 트롤리에 설치되고 정역회전되어 로프가 감아지고 풀어지는 로프드럼과,
    상기 로프에 의해 승강되는 후크가 구비되고 상기 로프가 걸어감아지는 후크풀리와,
    상기 후크풀리와 로프드럼 사이의 로프가 걸어감아져 안내되는 적어도 3개 이상 홀수개의 중간풀리와,
    상기 중간풀리중 상기 로프드럼에서 풀려나온 로프의 중간부가 지지되는 중간풀리를 지지하는 브라켓이 일체로 구비되고 상기 트롤리에 크레인의 횡행방향으로 연장되어 회전가능하게 설치되는 제1회전축과,
    상기 제1회전축에 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와,
    상기 로프의 중간부가 지지되는 중간풀리의 회전축에 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1회전축은 상기 트롤리에 구비된 베이스 상에 베어링에 의해 회전가능하게 지지되고, 상기 베이스의 일측에 상기 제1각도센서가 지지됨을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제2각도센서는 상기 브라켓에 장착됨을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 로프드럼에는 상기 로프의 양단부가 동시에 고정되어 로프드럼의 회전에 따라 로프의 양단부가 동시에 풀어지고 감겨짐을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  6. 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키는 천정크레인에 있어서,
    상기 트롤리에 설치되고 정역회전되어 일단부가 고정된 로프가 감아지고 풀어지는 로프드럼과,
    상기 로프에 의해 승강되는 후크가 구비되고 상기 로프가 걸어감아지는 후크풀리와,
    상기 트롤리에 회전가능하게 설치되고 크레인의 횡행방향으로 연장되는 회전중심을 가지는 회전체와,
    상기 회전체에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 주행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제1각도센서와,
    상기 회전체에 회전가능하게 설치되고 상기 회전체의 회전중심과 직교되는 회전중심부를 구비하고 상기 로프의 타단부가 연결되는 로프연결회전축과,
    상기 로프연결회전축의 회전중심부에 동축으로 연결되어 상기 로프의 크레인 횡행방향으로의 흔들림 각도를 감지하는 제2각도센서를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 로프연결회전축은 상기 회전중심부와 상기 회전중심부에 대해 직교하게 형성되는 로프연결부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  8. 레일을 따라 주행하는 거더와 트롤리를 포함하는 운동체가 이동하면서 이송물을 이동시키고, 이송물을 잡아주는 후크가 트롤리에 설치된 로프에 걸어져 지지되며, 상기 로프가 상기 트롤리에 대해 이동되지 않도록 지지되는 부분에 각도센서를 설치하여 이송물의 흔들림을 측정하는 것에 있어서,
    상기 후크의 각각의 높이에 따른 평형각도를 구하는 제1단계와,
    상기 제1단계에서 구해진 평형각도와 후크의 높이를 메모리에 저장하는 제2단계와,
    크레인의 이동중 로프의 흔들림 각도를 각도센서를 사용하여 측정하는 제3단계와,
    상기 제3단계에서 구해진 흔들림 각도와 해당되는 후크 높이에서의 평형각도를 이용하여 이송물의 흔들림각도를 결정하는 제4단계를 포함하여 구성됨을 특징으로하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제3단계에서 구해진 흔들림각도에 해당되는 후크높이의 평형각도가 메모리에 저장되어 있지 않은 경우에는, 해당되는 후크높이와 가장 근접한 상단과 하단의 메모리 저장값의 평균값을 사용하여 이송물의 흔들림각도를 결정함을 특징으로 하는 천정크레인의 이송물 흔들림 측정장치.
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