KR20130019654A - 윈치 장치용 센서 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 윈치(winch) 장치에 관한 것으로서, 특히 윈치 장치용 센서 패키지에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 제1 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 중심 롤러; 상기 제1 회전 샤프트와 평행한 제2 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 도입 롤러; 상기 제1 회전 샤프트와 평행한 제3 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 배출 롤러; 및 상기 중심 롤러에 로프에 의해 가해지는 힘을 측정하는 압력측정센서를 포함하며, 상기 제1 회전 샤프트는 상기 제2 회전 샤프트와 상기 제3 회전 샤프트의 사이에 위치하는 윈치용 센서 패키지가 제공된다.

Description

윈치 장치용 센서 패키지 {SENSOR PACKAGE FOR WINCH DEVICE}
본 발명은 윈치(winch) 장치에 관한 것으로서, 특히 윈치 장치용 센서 패키지에 관한 것이다.
윈치 장치는 로프나 케이블을 당겨서 감거나 풀어주는 장치로서, 무거운 물건을 옮기거나, 테더 케이블(tether cable) 등을 감고 풀어주는 등 다양하게 사용되고 있다.
종래의 윈치 장치는 일반적으로 로프나 테더 케이블을 감는 트랙션 윈치(traction winch)와, 트랙션 윈치에 의해 감겨진 로프나 케이블을 감아서 저장하는 스토리지 드럼(storage drum)을 구비하는 스토리지 윈치(storage winch)를 포함한다. 이러한 구성을 갖는 종래의 윈치 장치에서는 로프나 테더 케이블이 스토리지 드럼에 일정한 장력으로 감기지 못하므로 개선이 요구된다.
본 발명의 목적은 스토리지 드럼에 로프나 테더 케이블이 바람직한 일정한 장력으로 감기도록 하는 윈치 장치용 센서 패키지를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일측면에 따르면, 제1 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 중앙 롤러; 상기 제1 회전 샤프트와 평행한 제2 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 도입 롤러; 상기 제1 회전 샤프트와 평행한 제3 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 배출 롤러; 및 상기 중심 롤러에 로프에 의해 가해지는 힘을 측정하는 압력측정센서를 포함하며, 상기 제1 회전 샤프트는 상기 제2 회전 샤프트와 상기 제3 회전 샤프트의 사이에 위치하는 윈치용 센서 패키지가 제공된다.
상기 압력측정센서는 상기 제3 회전 샤프트에 직각인 방향의 힘을 측정할 수 있다.
상기 윈치용 센서 패키지는 상기 3개의 회전 샤프트 중 어느 하나에 연결된 회전속도측정센서를 더 포함할 수 있다.
상기 회전속도측정센서는 로터리 엔코더일 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 트랙션 윈치로부터 스토리지 윈치로 제공되는 로프나 테더 케이블의 장력을 감지하는 윈치 장치용 센서 패키지가 제공되므로, 스토리지 드럼에 감기는 로프나 테더 케이블의 장력을 일정하게 유지하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈치 장치용 센서 패키지를 포함하는 윈치를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 윈치 장치용 센서 패키지의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈치용 센서 패키지를 포함하는 윈치를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시된 윈치용 센서 패키지의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 윈치 장치(100)는 트랙션 윈치(110)와, 스토리지 윈치(120)와, 센서 패키지(130)와, 제어부(140)를 포함한다. 윈치 장치(100)는 센서 패키지(130)를 이용하여 스토리지 윈치(120)가 일정한 장력으로 로프나 테더 케이블(A)를 감도록 한다.
트랙션 윈치(110)는 제1 시브(sheave)(111)와, 제2 시브(112)와, 제1 구동모터(113)를 구비한다. 트랙션 윈치(110)는 제1 구동모터(113)의 회전력을 이용하여 로프나 테더 케이블(A)을 당긴다.
제1 시브(111)는 제1 시브 회전 샤프트(111a)를 중심으로 회전한다. 제1 시브(111)의 외주에는 원주방향을 따라 연장된 다수의 홈(111b)이 마련된다. 다수의 홈(111b)에 로프나 테더 케이블(A)이 감기게 된다.
제2 시브(112)는 제1 시브 회전 샤프트(111a)와 평행하게 연장된 제2 시브 회전 샤프트(112a)를 중심으로 회전한다. 제2 시브(112)의 외주에는 원주방향을 따라 연장된 다수의 홈(112b)에 로프나 테더 케이블(A)이 감기게 된다.
트랙션 윈치(110)에선 로프나 테더 케이블(A)은 제1 시브(111)와 제2 시브(112)에 교대로 감기게 된다.
제1 구동모터(113)는 제2 시브 회전 샤프트(112a)를 회전시킨다. 구동모터(113)는 제어부(140)로부터 제어신호를 입력받아서 작동하게 된다. 구동모터(113)로는 유압모터 또는 전기모터가 사용될 수 있다.
스토리지 윈치(120)는 스토리지 드럼(121)과, 트래버스 장치(122)와, 제2 구동모터(123)를 구비한다. 스토리지 윈치(120)는 센서 패키지(130)를 거쳐서 제공되는 로프나 테더 케이블(A)을 제2 구동모터(123)의 회전력을 이용하여 스토리지 드럼(121)에 감는다.
스토리지 드럼(121)은 스토리지 드럼 회전 샤프트(121a)를 중심으로 회전하며, 로프나 테더 케이블(A)이 권취되어 저장된다. 스토리지 드럼(121)은 제2 구동모터(123)에 연결되어 회전하게 된다.
트래버스 장치(122)는 직선이동자(122a)와, 회전나사부(112b)와, 지지 막대(122c)를 구비한다. 직선이동자(122a)는 회전나사부(112b)의 회전에 의해 스토리지 드럼 회전 샤프트(121a)와 평행인 방향으로 이동한다. 직선이동자(122a)에는 로프나 테더 케이블(A)을 안내하는 제1 롤러쌍(1221)이 구비된다. 회전나사부(112b)는 스토리지 드럼 회전 샤프트(121a)와 평행하게 연장되고, 직선이동자(122a)와 결합된다. 회전나사부(112b)는 제2 구동모터(123)에 의해 회전하여 직선이동자(122a)를 직선이동시킨다. 지지 막대(122c)는 회전나사부(112b)와 평행하게 연장되며, 직선이동자(122a)와 슬라이드 이동이 가능하게 결합된다. 지지 막대(122c)는 직선이동자(122a)의 직선이동을 가이드함과 동시에 직선이동자(122a)가 회전나사부(112b)와 함께 회전하지 못하게 한다.
제2 구동모터(123)는 스토리지 드럼 회전 샤프트(121a)와 회전나사부(122b)를 적절한 상대 회전비로 회전시킨다. 스토리지 드럼 회전 샤프트(121a)가 회전함에 따라 로프나 테더 케이블(A)이 스토리지 드럼(121)에 권취되며, 이때, 회전나사부(122b)에 의해 직선이동자(122a)가 스토리지 드럼 회전 샤프트(121a)와 평행인 방향으로 직선왕복이동하면서 로프나 테더 케이블(A)을 안내하게 된다. 제2 구동모터(123)은 제어부(140)로부터 제어신호를 받아서 작동하게 된다. 제2 구동모터(123)로는 유압모터 또는 전기모터가 사용될 수 있다.
센서 패키지(130)는 중앙 롤러(131)와, 도입 롤러(132)와, 배출 롤러(133)와, 제1 지지체(134)와, 제2 지지체(135)와, 센서부(136)를 구비한다. 센서 패키지(130)는 트랙션 윈치(110)로부터 스토리지 윈치(120)로 제공되는 로프 또는 테더 케이블(A)의 장력 및 속도를 감지하여 이에 대한 전기적 신호를 제어부(140)로 출력한다.
중앙 롤러(131)는 제1 시브 회전 샤프트(111a) 및 제2 시브 회전 샤프트(112a)와 평행하게 연장되는 제1 회전 샤프트(131b)를 중심으로 회전한다. 중앙 롤러(131)의 외주에는 원주방향을 따라 연장된 제1 홈(131a)이 구비된다. 제1 홈(131a)에 로프 또는 테더 케이블(A)이 끼워진다.
도입 롤러(132)는 제1 회전 샤프트(131b)와 평행하게 연장된 제2 회전 샤프트(132b)를 중심으로 회전한다. 제2 회전 샤프트(132b)는 제1 회전 샤프트(131b)를 기준으로 트랙션 윈치(110) 쪽에 위치한다. 도입 롤러(132)의 외주에는 원주방향을 따라 연장된 제2 홈(132a)이 구비된다. 제2 홈(132a)에 로프 또는 테더 케이블(A)이 끼워진다.
배출 롤러(133)는 제1 회전 샤프트(131b)와 평행하게 연장된 제3 회전 샤프트(133b)를 중심으로 회전한다. 제3 회전 샤프트(133b)는 제1 회전 샤프트(131b)를 기준으로 스토리지 윈치(120) 쪽에 위치한다. 배출 롤러(133)의 외주에는 원주방향을 따라 연장된 제3 홈(133a)이 구비된다. 제3 홈(133a)에 로프 또는 테더 케이블(A)이 끼워진다.
제1 지지체(134)와 제2 지지체(135)는 중앙 롤러(131), 도입 롤러(132) 및 배출 롤러(133)를 사이에 두고 양측에 마주보며 배치되며, 제1 회전 샤프트(131b), 제2 회전 샤프트(132b) 및 제3 회전 샤프트(133b)가 베어링 등으로 회전 가능하게 결합된다.
센서부(136)는 압력측정센서(136a)와, 회전속도측정센서(136b)를 구비한다. 센서부(136)는 센서 패키지(130)를 통과하는 로프 또는 테더 케이블(A)의 장력 및 그 이동 속도를 측정하여 이를 제어부(130)로 출력한다. 압력측정센서(136a)는 로프 또는 테더 케이블(A)의 장력에 의해 중앙 롤러(131)에 가해지는 힘을 측정한다. 회전속도측정센서(136b)는 도입 롤러(132)의 회전속도를 측정한다. 회전속도측정센서(136b)로는 로터리 엔코더(rotary encorder)가 사용될 수 있다.
제어부(140)는 센서부(136)로부터 입력된 중앙 롤러(131)에 가해지는 힘을 이용하여 트랙션 윈치(110)로부터 스토리지 윈치(120)로 제공되는 로프 또는 테더 케이블(A)의 장력을 구하고, 센서부(136)로부터 입력된 도입 롤러(132)의 회전속도를 이용하여 트랙션 윈치(110)로부터 스토리지 윈치(120)로 이동하는 로프 또는 테더 케이블(A)의 이동 속도를 구한다. 제어부(140)는 장력과 이동속도의 값을 이용하여 스토리지 윈치(120)의 제2 구동모터(123)에 제어 신호를 출력하여 스토리지 드럼(121)에 로프 또는 테더 케이블(A)이 바람직한 속도로 일정한 장력을 유지하며 감기도록 한다. 또한, 제어부(140)는 제1 구동모터(113)에도 제어 신호를 출력하여 트랙션 윈치(110)의 작동도 제어하게 된다.
이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 윈치 장치 110 : 트랙션 윈치
120 : 스토리지 윈치 130 : 센서 패키지
131 : 중앙 롤러 132 : 도입 롤러
133 : 배출 롤러 136a : 압력측정센서
136b : 회전속도측정센서

Claims (4)

  1. 제1 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 중앙 롤러;
    상기 제1 회전 샤프트와 평행한 제2 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 도입 롤러;
    상기 제1 회전 샤프트와 평행한 제3 회전 샤프트를 중심으로 회전하는 배출 롤러; 및
    상기 중심 롤러에 로프에 의해 가해지는 힘을 측정하는 압력측정센서를 포함하며,
    상기 제1 회전 샤프트는 상기 제2 회전 샤프트와 상기 제3 회전 샤프트의 사이에 위치하는 윈치용 센서 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력측정센서는 상기 제3 회전 샤프트에 직각인 방향의 힘을 측정하는 것을 특징으로 하는 윈치용 센서 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 3개의 회전 샤프트 중 어느 하나에 연결된 회전속도측정센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 윈치용 센서 패키지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 회전속도측정센서는 로터리 엔코더인 것을 특징으로 하는 윈치용 센서 패키지.
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