KR20120025481A - 컨베이어의 빠진 계단을 검출하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

컨베이어(10, 10a, 10b)의 오정렬되거나 빠진 계단(16, 16a, 16b)을 검출하는 장치(100) 및 방법이 개시된다. 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어(10, 10a, 10b)의 구동 속도를 검출하고 펠릿 또는 계단들(16, 16a, 16b)의 존재를 검출하기 위한 다양한 센서들(102, 104, 104a, 104b, 106)을 포함한다. 센서 출력 신호들은 해당 특정 컨베이어(10, 10a, 10b)의 고정된 값들의 특징을 판정하기 위해 상호관련된다. 고정된 값들을 기준으로서 이용하여, 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어의 속도 및 시간과는 독립적으로 오정렬되거나 빠진 계단들(16, 16a, 16b)을 위해 컨베이어(10, 10a, 10b)를 효과적으로 모니터링할 수 있다.

Description

컨베이어의 빠진 계단을 검출하는 장치 및 방법{A DEVICE AND METHOD FOR DETECTING A MISSING STEP OF A CONVEYOR}

본 발명은 일반적으로는 컨베이어를 위한 안전 제어 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 컨베이어의 빠진 계단(missing step)을 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

컨베이어, 예컨대 에스컬레이터, 평면 에스컬레이터(travelator), 무빙 워크웨이 등은 어느 한 장소에서 다른 장소로 사람들을 신속하고 편리하게 이송시키기 위한 이동 경로를 제공한다. 보다 구체적으로, 컨베이어의 이동 펠릿(pellet) 또는 계단들은 사전설정된 속도로 두 승강장 플랫폼 간의 경로 길이를 따라 승객들을 이동시킨다. 시야에서 숨겨져 있고 컨베이어 하부에 배치되는 계단 체인들은 폐쇄 루프 방식(closed loop fashion)으로 각각의 계단들을 상호연결하는 역할을 한다. 메인 구동 소스, 구동 샤프트 및 연관된 스프로킷(sprocket)들에 의하여 구동되는 계단 체인들은 컨베이어의 노출된 상부 표면을 따라 계단들을 이동시켜 승강장 플랫폼들 사이에서 승객들을 이송시킨다. 각각의 두 승강장 플랫폼 내에 배치되는 스프로킷들은 계단의 이동 방향을 반전시키고 순환전 회귀 경로(cyclic return path)를 형성하도록 아크를 통해(through an arc) 계단 체인들을 안내한다.

그들의 연속적 움직임으로 인해, 컨베이어들은 다양한 내부 고장들을 일으키기 쉽고, 이는 나아가 컨베이어 상이나 그 부근의 승객들에게 부상을 입힐 수 있다. 이들 고장들 중 하나는 오정렬되거나 또는 빠진 펠릿 또는 계단들로 인한 것이다. 시간이 지남에 따라, 컨베이어의 1 이상의 계단들이 연관된 계단 체인들로부터 이탈되어 나가(break loose), 계단들이 검출되지 않고 컨베이어 시스템 내에서 떨어지거나 벗어나게 한다. 빠진 계단들은 부적절한 유지보수에 의하여 야기될 수도 있다. 컨베이어는 1 이상의 계단들이 제거되거나, 교체되는 일 등이 있을 수 있어 주기적인 유지보수를 필요로 한다. 하지만, 계단이 계단 체인들과 적절하게 체결되거나 재정렬되지 않은 경우, 계단이 이탈되어 나가거나 벗어날 수 있다. 어떠한 경우이든, 컨베이어의 제어 시스템이 빠진 계단에 의해 야기되는 빈 공간을 검출하는 데 실패할 경우, 컨베이어가 계속 작동하고, 컨베이어의 상부 표면으로 빈 공간이 진행하며, 상기 빈 공간에 승객이 노출될 수 있다. 이에 대해 알지 못하는 승객들은 빈 공간으로 떨어지거나 발걸음을 옮겨 부상을 입게 될 수 있다. 그러므로, 빠진 펠릿이나 계단 및 그것의 검출에 대한 문제는 컨베이어 업계에서 잘 알려져 있다. 컨베이어들에 대한 이러한 안전 제어 방법들을 제공하고 이러한 결함들을 정확히 검출하려는 목표를 갖는 몇몇 기존 시스템들이 존재하지만, 그들은 결점들을 갖고 있다.

컨베이어를 안전 제어 시스템이 존재하며, 여기에서는 계단들 또는 그것의 단점을 검출하는 데 전자기계적 스위치들이 이용된다. 이러한 시스템들은 오정렬되거나 또는 지지되지 않는(unsupported) 계단을 검출하기 위해 컨베이어의 회귀 경로 내에 전자기계적 스위치들을 위치시킨다. 중력으로 인해, 회기 경로 내의 지지되지 않은 계단은 계단 체인으로부터 휘둘리거나(swing away) 계단 체인에 매달리고, 계단이 전자기계적 스위치의 경로에 직접적으로 놓일 수도 있다. 하지만, 이러한 전자기계적 스위치들은 계단이 총체적으로 위치를 벗어나거나 계단 체인들로부터 다함께 완전히 떨어져나갈 경우 적절하게 기능하지 못한다. 또한, 이러한 전자기 스위치들은 마모에 상당히 더 취약하며 신뢰할 수 없다.

다른 빠진 계단 검출 시스템들은 컨베이어의 계단들을 모니터링하기 위하여 광 또는 그것의 차단을 이용하는 광전기 센서(photoelectric sensor)를 구현한다. 이러한 시스템들에서, 컨베이어의 각각의 계단은 계단의 폭을 통해 전체적으로 연장되는 관통-홀(through-hole)을 가질 필요가 있다. 그 다음, 계단이 적절히 정렬되고 계단 체인들에 의하여 지지되는 경우 광의 광전기 빔이 계단의 홀을 직접적으로 통과하도록 정렬된다. 계단이 오정렬되는 경우, 광의 빔이 차단되고 제어 시스템들이 오차에 대해 반응한다. 이러한 체계의 한 가지 단점은 계단 각각이 상기 광전기 센서에 맞도록 하기 위해 상당한 개조를 필요로 하며, 따라서 관통-홀 없이 계단들을 이동시키는 컨베이어 상으로 개장(retrofit)될 수 없다는 점이다. 또한, 이러한 광전기 센서들을 이용하는 컨베이어를 위한 안전 제어 시스템들은 먼지(dust), 데브리(debris)나, 존재할 수 있거나 또는 시간에 따라 관통-홀 내에서 수집되고 광 경로들을 차단할 수 있는 그 밖의 것들에 취약하다.

또 다른 기존의 빠진 계단 검출 시스템은 회귀 경로 내에서 각각의 이동하는 계단의 존재를 지속적으로 검출하는 근접 센서들(proximity sensors)을 채용한다. 이러한 센서들은 이동하는 계단의 존재 또는 부재를 나타내는 그에 대응되는 전압 또는 전류를 출력하기 위해 이동하는 계단 내의 금속과 전자기적으로 상호작용한다. 하지만, 계단들이 플라스틱이나 고무 인서트들로 개질되는 경우에, 센서들에 의하여 정확하고 신뢰성 있게 검출되기에는 불충분한 금속만이 존재한다. 일반적으로, 근접 센서들을 이용하는 컨베이어 안전 제어 시스템들은 계단의 구조에 대해 상당한 개조를 필요로 한다. 몇몇 근접 센서가 구동되는 안전 제어 시스템들은 계단들의 최상부 표면들이 회귀 경로에서 선형의 방식으로 정렬되도록 할 필요가 있다. 다른 시스템들은 계단들의 측면들(side surfaces)이 선형이거나 편평해지도록 할 필요가 있을 수도 있다.

빠진 계단들을 검출하는 데 이용되는 보다 통상적인 근접 센서들로는 용량성(capacitive) 및 유도성(inductive) 센서들이 있다. 용량성 센서들은 전압차, 또는 센서 자체에 의해 형성되는 전기장을 연속적으로 측정한다. 센서에 가까이에 있을 경우, 이동하는 계단들의 금속은 전기장을 오프셋하고, 전압차를 발생시키며, 센서는 전기장의 변화에 대응되는 신호를 출력하도록 한다. 하지만, 용량성 센서들은 이동하는 계단의 금속 이외의 소스들, 예컨대 먼지, 때(dirt) 또는 심지어 공기 중의 습기에 의한 영향을 받기 쉬우며, 따라서 용량성 센서들에 의하여 출력되는 전기 신호들은 일반적으로 신뢰하기 어렵다.

또한 많은 시스템들은 용량성 센서들 보다 강건하고(robust) 신뢰성 있는 유도성 근접 센서들을 구현한다. 유도성 센서들은 센서 내의 유도성 루프(inductive loop)를 통해 흐르는 전류의 레벨을 계속해서 모니터링한다. 센서 가까이에 있을 경우, 이동하는 계단의 금속은 유도성 루프 내에서의 전류 흐름을 상당히 바꾸며, 센서가 인덕턴스의 변화에 대응되는 신호를 출력하게 한다. 용량성 센서들과 같이, 유도성 센서들은 연속적인 신호들을 출력하며, 이는 용량성 또는 유도성 센서에 의하여 출력되는 연속적 신호들을 모니터링하기 위한 연관된 제어 시스템을 필요로 한다. 하지만, 컨베이어 시스템들에 대한 새로운 표준 및 안전 규제(standards and safety regulations)에 따르면, 연속적 신호를 모니터링하는 안전 제어 시스템들은 또한 근접 센서들의 온전성(integrity)을 측정하는 고가의 증명된 센서들(certified sensors)을 채용해야만 한다.

추가적으로 근접 센서들을 이용하고 연속적 신호 출력에 의존하는 빠진 계단 검출 시스템들은 컨베이어의 속도 및 시간과 같은 고정되거나 일정하지 않은 파라미터에 종속적이다. 예를 들어, 기준 프레임으로서 컨베이어의 속도를 이용하면, 시스템은 다음에 연이은 계단이 근접 센서에 의해 검출될 것으로 예측되는 시간프레임(timeframe) 또는 윈도우(window)를 설정한다(set forth). 신호 처리 관점(standpoint)으로부터, 근접 센서들은 연속적인 검출 신호들을 출력하며, 예측되는 윈도우는 다소 넓고 애매하다(rather broad and vague). 이는 제어 시스템이 원하는 검출 신호로부터 원하지 않는 노이즈를 필터링해 내고, 필터링된 신호를 토대로 정확한 결정을 내리는 것을 보다 어렵게 만든다. 또한, 이 방법은 컨베이어가 일정한 속도로 움직이고 있는 경우에는 효과적이지만, 컨베이어가 가속중이거나, 감속중이거나, 켜지거나(turn on), 또는 꺼지는(turn off) 경우에는 신뢰할 수 없다.

그러므로, 오정렬되거나 빠진 계단들을 정확하고, 신뢰성 있으며 비용 효과적으로 검출하는 한편, 현재의 안전 표준들 및 규제들에 순응하는 강건한 안전 제어 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 보다 구체적으로는, 고가의 증명된 센서들을 필요로 하지 않고 중복적(redundant)이거나, 또는 자체적인 셀프-체크를 제공하는 컨베이어를 위한 빠진 계단 검출 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 또한, 적은 노이즈를 갖는 교번 출력 신호들(alternating output signals)을 제공하고, 센서 출력 신호들과 상관되어(correlate) 컨베이어의 속도 및 시간과는 독립적인 고정된 기준 값들을 유도하는 빠진 계단 검출 시스템에 대한 필요성이 존재한다.

본 명세서의 일 실시형태에 따르면, 제 1 플랫폼과 제 2 플랫폼 사이에서 연장되는 컨베이어의 빠지거나 오정렬된 계단을 검출하는 장치가 제공된다. 상기 장치는, 구동 속도를 검출하고 상기 구동 속도에 대응되는 구동 펄스 신호를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 구동 속도 센서; 적어도 하나의 제 1 계단 센서 및 적어도 하나의 제 2 계단 센서 - 상기 제 1 계단 센서는 제 1 플랫폼에서 각각의 계단을 검출하고 상기 제 1 플랫폼에서의 상기 계단에 대응되는 제 1 계단 펄스 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 제 2 계단 센서는 제 2 플랫폼에서의 각각의 계단을 검출하고 상기 제 2 플랫폼에서의 상기 계단에 대응되는 제 2 계단 펄스 신호를 출력하도록 구성됨 - ; 및 상기 구동 펄스 신호 및 상기 제 1 및 제 2 계단 펄스 신호들을 수신하는 제어 유닛 - 상기 제어 유닛은 상기 구동 펄스 신호의 주파수를 판정하고, 계단 피치 당 구동 펄스들의 비를 판정하고, 상기 제 1 계단 펄스 신호와 상기 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차(phase difference)를 판정하고, 변화(variance)에 대한 상기 계단 피치 당 펄스 비 및 상기 계단 펄스 신호 위상 차를 모니터링하며, 검출된 변화에 반응하여 상기 컨베이어의 작동을 조정하기 위한 명령들을 제공함 - 을 포함한다.

본 명세서의 제 2 실시형태에 따르면, 제 1 플랫폼과 제 2 플랫폼 사이에서 연장되는 컨베이어의 빠지거나 오정렬된 계단을 검출하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 컨베이어의 속도에 대응되는 구동 펄스 신호를 판정하는 단계; 제 1 플랫폼에서의 계단들에 대응되는 제 1 계단 펄스 신호를 판정하는 단계; 제 2 플랫폼에서의 계단들에 대응되는 제 2 계단 펄스 신호를 판정하는 단계; 계단 피치 당 구동 펄스들의 비를 판정하는 단계; 상기 제 1 계단 펄스 신호와 상기 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차를 판정하는 단계; 변화에 대한 상기 계단 피치 당 펄스들의 비와 상기 계단 펄스 신호 위상 차를 각각 모니터링하는 단계; 및 검출된 변화에 반응하여 상기 컨베이어의 작동을 조정하기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 이들 및 다른 실시형태들은 후속하는 상세한 설명부를 참고할 때 첨부 도면들과 연계할 경우 보다 명확히 이해될 것이다.

도 1은 본 명세서의 개시내용에 따라 구성된 빠진 계단들을 검출하기 위한 예시적 안전 제어 시스템을 포함하는 컨베이어의 사시도;
도 2는 승강장 플랫폼에 접근하는 회귀 경로의 계단들의 사시도;
도 3은 컨베이어에서 빠진 계단들을 검출하는 방법을 예시한 플로우 차트;
도 4a 내지 도 4b는 제 1 컨베이어 속도 및 제 2 컨베이어 속도에서의 다양한 센서들에 의해 출력되는 펄스 신호들의 개략적인 타이밍 다이어그램들(timing diagrams);
도 5a 내지 도 5c는 에스컬레이터 계단의 계단 롤러 축을 검출하도록 위치되는 센서의 다양한 도면들;
도 6a 내지 도 6c는 리어 아이 펠릿 이동 경로(rear eye pallet moving pathway)를 검출하도록 위치되는 센서의 다양한 도면들이다.
본 명세서는 다양한 수정들 및 대안적인 구성들을 허용할 수 있으나, 그것의 특정 실시예들에 대해서만 도면으로 도시되고 상세히 후술될 것이다. 하지만, 개시된 특정 형태들로만 제한하려는 의도는 없는 반면, 의도하는 바는 본 명세서의 기술적 사상 및 범위에 속한 모든 수정들, 대안적인 구성들, 및 등가적 사상을 포괄하고자 하는 것임을 이해하여야 한다.

도면들, 특히 도 1을 참조하면, 예시적 안전 제어 시스템, 또는 보다 구체적으로는 컨베이어를 위한 빠진 계단 검출 장치가 제공되며, 이는 참조 부호 100으로 나타나 있다. 본 명세서의 개시내용은, 구체적으로 후술되는 것과 더불어 빠진 컨베이어 계단을 검출하기 위한 안전 제어 시스템들 및 장치들을 구성하는 데 이용될 수 있음을 이해하여야 한다. 당업자는 이어지는 내용이 예시적인 실시예에 지나지 않음을 이해할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 플랫폼(12), 제 2 플랫폼(14), 상기 제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 복수의 이동 펠릿들 또는 계단들(16), 및 상기 복수의 계단들(16) 옆에 배치되는 이동 핸드레일들(18)을 갖는 에스컬레이터 형태의 예시적 컨베이어(10)가 제공된다. 컨베이어(10)의 계단들(16)은 메인 구동 소스(도시 안됨), 예컨대 전기 모터 등에 의하여 구동되며, 플랫폼들(12, 14) 사이에서 이동하게 된다. 메인 구동 소스는 컨베이어(10) 내에서 계단들(16)의 내부 표면들과 기계적으로 상호연결되는 폐쇄 루프 계단 밴드들 또는 체인들(closed loop step bands or chains)을 회전시키기 위하여 구동 샤프트 및 그와 연관된 기어들을 회전시킨다. 각각의 두 승강장 플랫폼(12, 14) 내에서, 스프로켓들(19)은 계단의 이동 방향을 반전시키고 순환 방식의 회귀 경로를 형성하기 위하여 아크를 통해 계단 체인들 및 그에 부착되는 계단들(16)을 안내한다. 핸드레일들(18)은 계단들(16)의 속도와 비견되는 속도로 계단들(16) 옆쪽에서 유사한 수단에 의해 회전가능하게 이동된다.

계속해서 도 1을 참조하면, 컨베이어(10)에는 도시된 빠진 계단 검출 장치(100)와 같은 안전 제어 수단이 제공될 수 있다. 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어(10)의 다양한 파라미터들을 관측하기 위한 복수의 센서 및 제어 유닛(200)을 제공할 수 있다. 특히, 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어(10)의 구동 속도, 핸드레일(18)의 속도, 승강장 플랫폼들(12, 14) 각각과 관련된 계단들(16)의 존재 등을 관측할 수 있다. 컨베이어 또는 구동 속도를 판정하기 위하여, 빠진 계단 검출 장치(100)는 구동 속도 센서(102)를 제공할 수 있다. 구동 속도 센서(102)는 계단들과 상호연결되는 계단 체인을 구동하는 스프로켓들(19)의 티스(teeth) 가까이에 위치되는 1 이상의 유도성 센서를 포함할 수 있다. 대안적으로, 구동 속도 센서(102)는 스프로켓(19)의 회전 속도를 검출하도록 구성되는 스프로켓(19)의 축 상에 위치되는 광전기 센서 또는 인코더(encoder)를 포함할 수 있다. 계단들(16)의 존재 또는 부재를 정확히 검출하기 위하여, 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어(10)의 승강장 플랫폼들(12, 14)에 계단 롤러 센서(104, 106)를 포함할 수 있다. 특히, 계단 롤러 센서들(104, 106)은 도 2에 도시된 바와 같이 계단 롤러 또는 계단 롤러 축들(20)에서의 금속을 검출하도록 구성되는 근접 센서들을 포함할 수 있다. 또한, 빠진 계단 검출 장치(100)는 핸드레일들(18)의 속도를 관측하기 위한 핸드레일 센서들(108)을 포함할 수 있다. 빠진 계단 검출 장치(100)는 여하한의 상당한 변화 및 결함의 신호들에 대해 센서 판독치들(sensor readings) 또는 상기 센서 판독치들의 신호의 상관관계들(signal correlations)을 모니터링한다. 변화 또는 결함이 검출되면, 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어(10)의 작동을 적절히 조절하는 데 필요한 명령들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 빠진 계단 검출 장치(100)가 결정적인 결함을 검출한 경우, 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어(10)를 감속시키기거나 정지시키기 위해 연관된 컨베이어 제어기(110)로 필요한 명령들 또는 제어 신호들을 출력할 수 있다.

도 3의 플로우 차트에 예시된 바와 같이, 빠진 계단 검출 장치(100)는 종래 기술의 시간 종속 계단 검출 프로세스들(time dependent step detection processes)과 연관된 결점들을 극복하기 위해 센서들에 의해 제공되는 출력 신호들과 상호관련된다(correlate). 보다 구체적으로, 빠진 계단 검출 장치(100)는 단계 S1에서 컨베이어 구동 속도를 나타내며 구동 속도 센서(102)의 출력에 대응되는 교번 구동 펄스 신호(alternating drive pulse signal)를 초기에 판정한다. 또한, 빠진 계단 검출 장치(100)는 단계 S2에서 제 1 승강장 플랫폼의 계단 롤러 센서(104)에 의하여 검출되는 계단들(16)을 나타내는 제 1 계단 펄스 신호를 판정할 수 있다. 이와 유사하게, 빠진 계단 검출 장치(100)는 단계 S3에서와 같이 제 2 승강장 플랫폼(14)의 계단 롤러 센서(106)에 의하여 검출되는 계단들(16)에 대응되는 제 2 계단 펄스 신호를 판정할 수 있다. 이들 펄스 신호들로부터, 빠진 계단 검출 장치(100)는 해당 컨베이어(10) 특유의 고정된 값들 또는 특징들을 판정할 수 있다. 도 3의 단계 S4에 나타낸 바와 같이, 빠진 계단 검출 장치(100)는 계단 피치 또는 계단(16) 당 구동 펄스 신호에서의 펄스들의 수들 간의 비를 판정할 수 있다. 이 비는 특정 컨베이어(10)와 연관된 특징 또는 고정된 값이며, 컨베이어 속도 또는 시간에 따라 변하지 않는다. 또한, 빠진 계단 검출 장치(100)는 단계 S5에서와 같이 2 개의 플랫폼(12, 14)에 대응되는 제 1 계단 펄스 신호와 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차를 판정할 수 있다. 상기 위상 차는 컨베이어(10)와 연관된 다른 고정된 값이며, 컨베이어의 속도 또는 시간에 따라 변하지 않는다. 후속 단계 S6에서, 빠진 계단 검출 장치(100)는 여하한의 변화에 대해 제 1 계단 펄스 신호와 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차 및 피치 당 펄스 비 둘 모두를 모니터링할 수 있다. 메인 구동 샤프트의 회전 속도와 다음 계단 롤러 또는 롤러 축(20)이 검출되는 순간(instance) 간에는 고정된 관계가 존재하기 때문에 고정된 값들을 유도하기 위해서 펄스 신호들을 상호관련시키는 것이 가능하다. 따라서, 빠진 계단 검출 장치(100)는 컨베이어의 속도, 가속, 감속 등과 관계없이 모든 작동 순간에 빠진 계단들을 효과적으로 검출할 수 있다. 또한, 1 이상의 관계들에 근거하고 중복성(redundancy)을 생성함으로써, 빠진 계단 검출 장치(100)는 보다 쉽게 실제 결함을 검출할 수 있으며, 양성 오류(false positive)를 덜 촉발시킨다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 계단 펄스 신호들 간의 위상 차 및 펄스 대 피치 비가 판정될 수 있는 일 방법을 보여주기 위한 샘플의 타이밍 다이어그램들이 제공된다. 도 4a의 신호 A는 제 1 속도에서의 컨베이어(10)의 구동 펄스 신호를 예시하고 있다. 신호 B 및 C는 제 1 및 제 2 플랫폼(12, 14)에서 각각 검출된 신호들을 나타낸 계단 펄스 신호들을 예시하고 있다. 도 3에 개시된 방법에 따르면, 고정된 값들, 즉 펄스 대 피치 비 및 위상 차를 유도하기 위하여 이들 펄스 신호들을 상호관련시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 신호 B 또는 C에서 연이은 계단 펄스들 간에 발생되는 신호 A에서의 구동 펄스들을 수를 셈으로써, 펄스 대 피치 비가 3:1인 것으로 판정된다. 또한, 신호 B와 신호 C 간의 위상 시프트(phase shift)를 비교함으로써, 위상 차는 2π/3 라디안 또는 120°인 것으로 판정된다.

도 4a 예시의 구동 속도의 절반인 제 2 속도에서의 컨베이어(10)의 구동 펄스 신호, 및 각각 제 1 및 제 2 플랫폼(12, 14)에서 검출된 계단들을 나타내는 계단 펄스 신호들을 예시한 도 4b의 신호 D, E 및 F의 유사한 분석들은 실질적으로 같은 결과들을 유도한다. 특히, 도 4a에서와 같이, 신호 E 또는 F 중 하나에서 연이은 계단 펄스들 사이에서 발생되는 신호 D에서의 구동 펄스들의 수는 3:1인 것으로 판정되며, 신호 E와 F 간의 위상 차는 2π/3 라디안 또는 120°이다. 계단 펄스 신호들 간의 위상 차 및 펄스 대 피치 비는 컨베이어의 속도, 가속, 감속 등과는 무관하게 특정 컨베이어(10)에 대해 고정되어 유지된다. 하지만, 계단(16)이 빠지거나, 오정렬되거나, 및/또는 검출되지 않는 경우, 제 1 및 제 2 플랫폼(12, 14)의 계단 펄스 신호들의 간의 위상 차뿐만 아니라 펄스 대 피치 비까지도 즉각적인 변화가 야기될 것이다. 따라서, 빠진 계단 검출 장치(100)는 계단 펄스 신호들 간의 위상 차 및 펄스 대 피치 비 둘 모두에서 상당한 편차들이 존재하는 경우 및 존재하는 경우에만 응답하도록 구성될 수 있다.

빠진 계단들의 정확한 검출을 보장하고 본 명세서에 개시된 신호 상호관련 방법들을 효과적으로 적용하기 위하여, 빠진 계단 검출 장치(100)의 계단 검출 센서들(104, 106)은 적절히 구성되어야 한다. 예를 들어, 빠진 계단 검출 장치(100)는 금속의 존재시에 전기적인 특징들의 변화들을 나타내는 유도성 근접 센서들을 필요로 할 수 있다. 또한, 빠진 계단 검출 장치(100)는 교번 신호들을 출력하기 위한 유도성 센서들을 필요로 할 수도 있다. 하지만, 이동되는 계단에서 금속 중 일부 또는 모두에 대해 반응하도록 구성되는 유도성 센서는 계단의 전체 피치에 대해, 따라서 연관된 계단 체인의 전체 길이에 대해 비-교번 연속 신호(non-alternating continuous signal)를 출력할 것이다. 따라서, 센서들은 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 비-연속적 교번 출력이 가능해지도록 이동되는 계단의 적은 부분에 대해서만 반응하도록 구성되고 조심스럽게 위치되어야 한다. 도 5a 내지 도 5c의 실시예들에서, 에스컬레이터 타입 컨베이어(10a)의 근접 센서(104a)는 이동되는 계단(16a)의 계단 롤러 축(20a)만을 대상으로 한 크기로 형성되고, 실질적으로 계단 롤러 축(20a)의 경로 가까이에 배치된다. 도 6a 내지 도 6c의 실시예들에서, 이동하는 경로 또는 컨베이어(10b)의 근접 센서(104b)는 이동되는 펠릿 또는 계단(16b)의 리어 아이 펠릿(rear eye pallet; 22b)만을 대상으로 하는 크기로 형성되고, 실질적으로 리어 아이 펠릿(22b)의 경로 가까이에 배치된다.

상술된 바를 토대로, 본 명세서가 종래 기술에서의 결함들을 극복한 빠진 계단 검출 시스템들을 구비한, 에스컬레이터, 평면 에스컬레이터, 무빙 워크웨이 등과 같은 컨베이어를 제공할 수 있음을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 본 명세서는 컨베이어 속도를 나타내는 교번 구동 펄스 신호를 판정하고, 각각의 승강장 플랫폼에서 검출되는 계단들을 나타내는 펄스 신호들을 판정하며, 오정렬되거나 또는 빠진 계단들을 검출하기 위한 목적으로 상기 신호들을 상호관련시키기 위한 수단을 제공한다. 컨베이어의 센서 출력 신호들을 상호관련시킴으로써, 해당 컨베이어 특유의 고정된 기준 값들 또는 특징들을 판정하는 것이 가능하다. 고정된 값들은, 예를 들어 계단 펄스 신호들 간의 위상 차 및 구동 펄스 대 계단 피치 비를 포함할 수 있으며, 컨베이어의 속도 및 시간과는 무관하다. 1 이상의 고정된 값들을 기준으로 이용함으로써, 본 명세서는 컨베이어의 어떠한 속도나 가속도에서도 중복성 및 빠진 계단 검출을 제공한다. 또한, 교번 펄스 신호들 형태의 센서 출력을 제공함으로써, 온전성을 측정하기 위한 고가의 증명된 센서들을 필요로 하지 않고 현재의 안전 표준들 및 규제들에 완전히 순응하는 컨베이어를 구성할 수 있다.

특정 실시예들에 대해서만 기술하였으나, 당업자라면 상술된 설명으로부터 대안들 및 수정들에 대해서도 명확히 이해할 수 있을 것이다. 이들 및 다른 대안들은 본 명세서의 기술적 사상 및 범위 내에 있으며 등가적 사상으로 간주된다.

Claims (17)

1. 제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 컨베이어(10, 10a, 10b)의 빠지거나 오정렬된 계단(16, 16a, 16b)을 검출하는 장치(100)에 있어서,
   구동 속도를 검출하고 상기 구동 속도에 대응되는 구동 펄스 신호를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 구동 속도 센서(102);
   적어도 하나의 제 1 계단 센서(104, 104a, 104b) 및 적어도 하나의 제 2 계단 센서(106) - 상기 제 1 계단 센서(104, 104a, 104b)는 제 1 플랫폼(12)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)을 검출하고 상기 제 1 플랫폼(12)에서의 상기 계단(16, 16a, 16b)에 대응되는 제 1 계단 펄스 신호를 출력하도록 구성되고, 상기 제 2 계단 센서(106)는 제 2 플랫폼(14)에서의 각각의 계단(16, 16a, 16b)을 검출하고 상기 제 2 플랫폼(14)에서의 상기 계단(16, 16a, 16b)에 대응되는 제 2 계단 펄스 신호를 출력하도록 구성됨 - ; 및
   상기 구동 펄스 신호 및 상기 제 1 및 제 2 계단 펄스 신호들을 수신하는 제어 유닛(200) - 상기 제어 유닛(200)은 상기 구동 펄스 신호의 주파수를 판정하고, 계단 피치 당 구동 펄스들의 비를 판정하고, 상기 제 1 계단 펄스 신호와 상기 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차(phase difference)를 판정하고, 변화(variance)에 대한 상기 계단 피치 당 펄스 비 및 상기 계단 펄스 신호 위상 차를 모니터링하며, 검출된 변화에 반응하여 상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 작동을 조정하기 위한 명령들을 제공함 - 을 포함하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어 유닛(200)은 상기 계단 피치 당 펄스 비 및 상기 계단 펄스 신호 위상 차 둘 모두에서의 검출된 변화에 대해서만 반응하여 상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 작동을 조정하기 위한 명령들을 제공하는 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 계단 센서들(104, 104a, 104b, 106) 각각은 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 계단 롤러 축(20, 20a)만을 검출하도록 구성되는 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 계단 센서들(104, 104a, 104b, 106) 각각은 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 리어 아이 펠릿(rear eye pallet; 22b)만을 검출하도록 구성되는 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 계단 센서들(104, 104a, 104b, 106) 중 적어도 하나는 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 계단 롤러 축(20, 20a)만을 검출하도록 구성되고, 상기 계단 센서들(104, 104a, 104b, 106) 중 적어도 하나는 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 리어 아이 펠릿(22b)만을 검출하도록 구성되는 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 계단 피치 당 펄스 비 및 상기 계단 펄스 신호 위상 차 각각은 상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 가속 및 감속 동안 실질적으로 일정하게 유지되는 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 속도 센서(102)는 인코더(encoder)인 장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 속도 센서(102)는 근접 센서인 장치.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 계단 센서들(104, 104a, 104b, 106) 각각은 근접 센서(proximity sensor)인 장치.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 계단 센서들(104, 104a, 104b, 106) 각각은 유도성 센서(inductive sensor)인 장치.
11. 제 1 항에 있어서,
    핸드레일 속도 센서들(handrail speed sensor; 108)을 더 포함하는 장치.
12. 제 1 플랫폼(12)과 제 2 플랫폼(14) 사이에서 연장되는 컨베이어(10, 10a, 10b)의 빠지거나 오정렬된 계단을 검출하는 방법에 있어서,
    상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 속도에 대응되는 구동 펄스 신호를 판정하는 단계;
    제 1 플랫폼(12)에서의 계단들(16, 16a, 16b)에 대응되는 제 1 계단 펄스 신호를 판정하는 단계;
    제 2 플랫폼(14)에서의 계단들(16, 16a, 16b)에 대응되는 제 2 계단 펄스 신호를 판정하는 단계;
    계단 피치 당 구동 펄스들의 비를 판정하는 단계;
    상기 제 1 계단 펄스 신호와 상기 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차를 판정하는 단계;
    변화에 대한 상기 계단 피치 당 펄스들의 비와 상기 계단 펄스 신호 위상 차를 각각 모니터링하는 단계; 및
    검출된 변화에 반응하여 상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 작동을 조정하기 위한 명령들을 제공하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 작동을 조정하기 위한 명령들을 제공하는 단계는 상기 계단 피치 당 펄스들의 비 및 상기 계단 펄스 신호 위상 차 둘 모두에서의 검출된 변화에 대해서만 반응하여 이행되는 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 펄스 신호들 각각은 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 계단 롤러 축(20, 20a)에 대응되는 방법.
15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 계단 펄스 신호들 각각은 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 리어 아이 펠릿(22b)에 대응되는 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    상기 계단 펄스 신호들 중 적어도 하나는 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 계단 롤러 축(20, 20a)에 대응되고, 상기 계단 펄스 신호들 중 적어도 하나는 상기 각각의 플랫폼(12, 14)에서 각각의 계단(16, 16a, 16b)의 리어 아이 펠릿(22b)에 대해서만 대응되는 방법.
17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 계단 펄스 신호와 상기 제 2 계단 펄스 신호 간의 위상 차 및 계단 피치 당 펄스들의 비 각각은 상기 컨베이어(10, 10a, 10b)의 가속 및 감속 동안 실질적으로 일정하게 유지되는 방법.

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