KR20140075281A

KR20140075281A - 크레인의 위치 제어 시스템

Info

Publication number: KR20140075281A
Application number: KR1020120143487A
Authority: KR
Inventors: 최문호
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-06-19

Abstract

본 발명은 부재 이송용 후크를 체결 후, 이송 대상인 부재를 향해 하강 시, 후크의 수직 방향의 위치를 파악하여, 이송부재 상에 안정적으로 후크를 하강시킬 수 있는 크레인의 위치 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 호이스트의 와인딩 드럼의 하부 일지점에 설치되어, 하부 방향으로 레이저광을 조사하는 레이저부 및 상기 레이저부와 연결되어, 상기 레이저부의 구동을 제어하고, 후크의 위치를 제어하는 위치제어부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 이를 통해 이송 부재 상의 후크 위치를 정확하게 표시할 수 있으며, 나아가 이송부재 상의 후크 체결 작업이 신속하고 정확하게 수행될 수 있는 기술적 효과를 기대할 수 있다.

Description

크레인의 위치 제어 시스템{Position control system for crane}

본 발명은 크레인의 위치를 제어하는 기술로, 더 상세하게는 부재 이송용 후크를 체결 후, 이송 대상인 부재를 향해 하강 시, 후크의 수직 방향의 위치를 파악하여, 이송부재 상에 안정적으로 후크를 하강시킬 수 있는 크레인의 위치 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 크레인(crane)은 동력을 사용하여 중량물을 매달아 상하 및 좌우로 운반하는 것을 목적으로 하는 기계로, 그 용도에 따라 다양한 구조 및 형상으로 분류된다.

이러한 크레인은 기계요소, 기계장치 및 전기기기의 집합체로서의 설비이며, 중량물을 운반함에 따라 사고 발생 시, 중대재해로 이어질 위험성이 커서 안전성 확보가 무엇보다 중요하다.

크레인의 용도와 형상을 고려하여 분류하면 천정 크레인(overhead crane), 지브 크레인(jib crane), 다리형 크레인(bridge crane), 탑형 크레인(tower crane), 케이블 크레인(cable crane), 언로더(unloader)등으로 나눌 수 있다.

이 중 천정 크레인은 [도 5]에 도시된 바와 같이, 건물의 길이에 따라 벽에 설치한 2줄의 레일에 교량형 횡목(210)을 걸쳐서 주행시키는 크레인으로 그 횡목 위에 트롤리(대차)를 얹어 이동시키고, 일측에 설치된 운전실(220)의 조작으로 바닥면 어느 위치에 놓여있는 이송부재를 달아 올려 운반할 수 있다.

종래의 크레인 작업 시, 이송부재의 무게 중심에 크레인 후크를 유도하기 위해서 지상의 작업자가 무전기 등을 이용하여, 이송부재에 표시해 놓은 무게 중심으로 유도하는 안내를 하고, 크레인 운전실의 작업자가 크레인 후크의 위치를 이동하도록 하였다.

이러한 종래의 크레인 후크 유도 작업은 반복적인 호출신호 및 통신, 유도과정 등을 거쳐 반복적인 시행 착오를 겪어야 하는 문제점이 있으며, 작업 시간 및 인력이 많이 소요되어, 작업 효율이 저하되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하고자 대한민국 등록특허 공보 제10-0281523호(2000. 11. 18)에 기재된 크레인 인양하중에 대한 검출 및 표시시스템이 개발되어, 인양 하중을 보다 정확하게 작업자에게 제공할 수 있도록 하였지만, 여전히 지상의 작업자와 운전자간의 호출을 통해 이송부재를 승하강 시키는 경우가 많으며, 선박의 무게중심이 어긋난 상태에서 이송부재를 들어올리면, 이송부재가 한쪽으로 쏠리면서 흔들리거나 과부하가 발생하여, 안전 사고가 발생할 우려가 있다.

대한민국 등록특허 공보 10-0281523B1, 2000. 11. 18, 3쪽 내지 5쪽.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템의 목적은, 크레인에 장착되는 호이스트에서 이송 부재 표면으로 레이저광을 발생시켜, 이송 부재 상의 후크 위치를 표시하는데 있다.

다른 목적은, 일정 반경의 영역에 레이저광을 조사시켜 원거리에서도 후크의 위치를 식별하는데 있다.

또 다른 목적은, 레이저부를 후크의 하강방향와 일치하도록 수직 방향으로 설치하는데 있다.

또 다른 목적은, 두 개 이상의 레이저장치를 포함하고, 각각 상이한 색상의 레이저광을 조사하여, 레이저광의 중첩영역을 표시하는데 있다.

또 다른 목적은, 각도조절장치를 더 포함하여, 레이저광의 조사 각도를 조절하는데 있다.

또 다른 목적은, 카메라부를 더 포함하여, 이송부재 상에 조사된 레이저 영역을 촬영하여, 영상을 획득하는데 있다.

또 다른 목적은, 위치분석부를 더 포함하여, 후크와 이송부재 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 분석하는데 있다.

또 다른 목적은, 사용자입력부를 더 포함하여, 레이저부의 구동 여부 및 구동 간격을 입력하는데 있다.

또 다른 목적은, 작업상황표시부를 더 포함하여, 위치분석부에서 분석된 정보를 외부에 표시하는데 있다.

본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 호이스트의 와인딩 드럼의 하부 일지점에 설치되어, 하부 방향으로 레이저를 조사하는 레이저부 및 상기 레이저부와 연결되어, 상기 레이저부의 구동을 제어하고, 후크의 위치를 제어하는 위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부는 일정 반경의 영역으로 레이저를 조사시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부는 수직 방향을 기준으로 일정 각도로 레이저를 조사할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부는 적어도 두 개 이상의 레이저장치를 포함하며, 상기 레이저 장치에서 조사되는 레이저 광은 각각 상이한 색상으로 형성되며, 각 레이저 영역의 일부가 중첩되도록 조사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부는 수직 방향을 기준으로 레이저 조사 각도를 조절하는 각도조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 위치제어부와 연결되어, 이송부재 상에 조사된 레이저광 영역을 촬영하여, 영상을 획득하는 카메라부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 위치제어부와 연결되어, 상기 카메라부에서 획득된 레이저 영상을 분석하여, 후크와 이송부재 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 도출하는 위치분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 위치제어부와 연결되어, 상기 레이저부의 구동 여부 및 구동 간격을 입력하는 사용자입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 위치제어부와 연결되어, 상기 카메라부에서 획득된 영상 및 상기 위치분석부에서 분석된 후크와 이송부재 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 외부에 표시하는 작업상황표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템은 크레인에 장착되는 호이스트에서 이송 부재 표면으로 레이저광을 발생시켜, 이송 부재 상의 후크 위치를 정확하게 표시할 수 있으며, 나아가 이송부재 상의 후크 체결 작업이 신속하고 정확하게 수행될 수 있는 효과가 있다.

또한, 일정 반경의 영역에 레이저광을 조사시킴으로써, 원거리에서도 후크의 위치를 식별하기 용이하여, 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 레이저부를 후크의 하강방향와 일치하도록 수직 방향으로 설치하여, 레이저광의 조사 방향과 일치하도록 후크를 하강시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 두 개 이상의 레이저장치를 포함하고, 각각 상이한 색상의 레이저광을 조사함으로써, 레이저광의 중첩영역으로 후크의 위치를 더 명확하게 식별할 수 있는 효과가 있다.

또한, 각도조절장치를 더 포함함으로써, 레이저광의 조사 각도를 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 카메라부를 더 포함함으로써, 이송부재 상에 조사된 레이저 영역을 촬영하여, 제공할 수 있으며, 이를 통해 작업자는 호이스트가 설치된 위치에서 이송부재 상의 후크 위치를 정확하게 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 위치분석부를 더 포함함으로써, 후크와 이송부재 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 정확하게 분석하여, 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 사용자입력부를 더 포함함으로써, 레이저부의 구동 여부 및 구동 간격을 작업 상황에 따라 가변 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업상황표시부를 더 포함함으로써, 위치분석부에서 분석된 정보를 외부에 표시하여, 분석된 정보에 따라 후크의 위치를 정확하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 크레인 위치 제어 시스템의 전체 구성을 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 크레인 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부의 제1실시예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 크레인 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부의 제2실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 크레인 위치 제어 시스템에 있어서, 레이저부의 제3실시예를 나타내는 도면.
도 5는 종래 천정 크레인의 구조를 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다.

[도 1]은 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면으로, 레이저부(10), 위치제어부(20), 카메라부(30), 위치분석부(40), 작업상황표시부(50) 및 사용자입력부(60)을 포함한다.

상기 레이저부(10)는 호이스트 와인딩 드럼의 하부 일지점에 설치되어, 하부 방향으로 레이저광을 조사하는 역할을 한다.

이러한 [도 2]는 본 발명에 따른 상기 레이저부(10)의 제1실시예를 나타내는 도면으로, 호이스트에 체결된 후크(5)와 인접한 위치에 설치되어, 상기 후크(5)가 하강하는 방향과 인접하게 레이저광을 조사한다.

본 발명에 따른 상기 레이저부(10)에서 조사되는 광은 이송부재의 상부에 조사 시, 일정 반경의 레이저광 영역(15)을 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 포인트 형태의 레이저광을 조사 시킬 경우, 그 위치의 정확성이 높은 장점이 있는 반면에 멀리서 식별하기 어려우므로, 일정한 범위의 면에 레이저광을 조사하여, 운전석과 같은 원거리에서 레이저광의 위치를 보다 정확하게 식별하도록 하기 위함이다.

이처럼 본 발명에 따른 상기 레이저부(10)의 제1실시예는 상기 후크(5)와 인접한 곳에서 레이저 광을 조사하여, 이송부재(9)의 상부면에 레이저광 영역(15)으로 상기 후크(5)의 하강 위치를 보다 명확하게 표시할 수 있는 장점이 있다.

[도 3]은 본 발명에 따른 상기 레이저부(10)의 제2실시예를 나타내는 도면으로, 상기 레이저부(10)를 상기 후크(5)와 일정 간격을 두고 설치하되, 레이저광의 조사 방향을 사선 방향 즉, 수직방향을 기준으로 일정각도 벌어지도록 조사하는 것이 특징이다.

이러한 상기 레이저부(10)의 제2실시예는 상기 후크(5)의 승하강 또는 움직임에 의해 레이저광의 조사가 원활하게 이루어지지 않는 문제점을 해소하기 위한 방식이다.

즉, 상기 후크(5)는 공중에 체결된 상태이므로 기상상황이나 크레인 구동에 따른 진동으로 흔들릴 수 있으며, 승하강 시에도 움직임이 발생할 수 있는데, 상기 레이저부(10)가 상기 후크(5)와 인접한 위치에 설치될 경우, 상기 후크(5)의 움직임에 따라 레이저광 조사를 방해하여, 이송부재(9) 상에 명확한 레이저광 영역(15)을 형성할 수 없기 때문이다.

따라서 본 발명에 따른 상기 레이저부(10)의 제2실시예는 사선 방향으로 레이저광을 조사하여, 상기 레이저광 영역(15)을 형성함에 따라 상기 후크(5)의 움직임에 영향을 받지 않고 안정적으로 후크 하강 위치를 표시할 수 있는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 레이저부(10)는 레이저광의 조사 각도를 조절하는 각도조절부재(13)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 각도조절부재(13)를 포함함으로써, 설치되는 후크(5)와 이송부재(9)와의 거리를 고려하여, 상기 레이저부(10)의 설치 각도를 조절할 수 있는 것이다.

[도 4]는 본 발명에 따른 상기 레이저부(10)의 제3실시예로, 상기 레이저부(10)가 제1레이저장치(11) 및 제2레이저장치(12)로 구현되어, 상기 후크(5)의 하강 위치를 향해 각각 레이저광을 조사한다.

이때, 상기 제1레이저광장치(11) 및 제2레이저장치(12)에서 조사되는 레이저광은 각각 상이한 색상으로 조사되는 것이 바람직하다

본 발명에 따른 상기 레이저부(10)는 일정 반경의 영역으로 레이저광을 조사함에 따라 상기 제1레이저장치(11)에서 조사된 제1레이저광 영역(16)과 상기 제2레이저장치(12)에서 조사된 제2레이저광 영역(17)이 중첩된 중첩영역(18)이 발생하게 된다.

따라서, 상기 중첩영역(18)을 작업자가 식별함에 따라 상기 이송부재(9)의 상부에 위치한 상기 후크(5)의 위치를 보다 정확하게 식별할 수 있는 것이다.

[도 1]의 위치제어부(20)는 상기 레이저부(10)의 구동을 제어하고, 후크의 위치를 제어하는 역할을 하는데, 상세하게는 상기 레이저부(10)의 구동 시간 및 구동 간격을 조절하고, 상기 레이저부(10)의 레이저광 세기를 조절하는 역할을 한다.

따라서, 상기 위치제어부(20)의 상기 레이저부(10)의 제어 동작으로 상기 후크(5)의 하강 방향을 작업자가 식별하기 용이하며, 작업 환경에 따라 상기 레이저부(10)를 안정적으로 구동시킬 수 있는 것이다.

상기 카메라부(30)는 호이스트의 일측에 설치되되, 상기 위치제어부(20)와 연결되며, 상기 이송부재(9) 상에 조사된 레이저광 영역(15)을 촬영하여, 영상을 획득하는 역할을 한다.

상기 카메라부(30)를 포함함으로써, 호이스트가 위치한 지점에서 이송부재의 상부면에 표시된 레이저광(15) 및 이송부재(9)의 형태를 확인할 수 있는 영상을 획득하고, 이를 작업자에 제공함으로써, 지상의 작업자의 도움없이 상기 후크(5)의 하강 작업이 가능한 것이다.

상기 위치분석부(40)는 상기 위치제어부(20)와 연결되어, 상기 카메라부(30)에서 획득된 영상을 분석하여, 후크(5)와 이송부재(9) 간의 거리 정보 및 상기 후크(5)의 위치 정보를 분석하는 역할을 한다.

즉, 본 발명에 따른 상기 위치분석부(40)는 상기 카메라부(30)에서 획득된 영상에서 상기 레이저광 영역(15)의 면적으로 상기 후크(5)와 상기 이송부재(9) 간의 거리를 판단할 수 있다.

또한, 상기 레이저광 영역(15) 또는 상기 중첩영역(18)을 2차원 좌표 정보로 변환하고, 그 중심 좌표를 후크의 하강 위치라고 판단할 수 있는 것이다.

따라서, 이송부재(9)의 상측면에 무게 중심점이 표시되어 있다면, 상기 레이저광 영역(15) 또는 상기 중첩영역(18)의 중심과 일치하는지 여부를 판단할 수 있으며, 일치하지 않을 경우 후크(5) 이동에 따른 위치 제어 정보를 산출할 수 있는 것이다.

이러한 상기 위치분석부(40)를 통해 후크(5)와 이송부재(9) 간의 거리 정보 및 후크(5)의 위치 정보를 정확하게 분석할 수 있으며, 이를 통해 작업자는 상기 후크(5)의 위치를 보다 신속하게 제어할 수 있는 효과가 있는 것이다.

상기 작업상황표시부(50)는 상기 위치제어부(20)와 연결되어, 상기 카메라부(30)에서 획득된 영상 및 상기 위치분석부(40)에서 분석된 후크(5)와 이송부재(9) 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 외부에 표시하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 상기 작업상황표시부(50)를 포함함으로써, 크레인 운전실의 작업자는 별도의 지상 작업자와의 호출 작업을 수행하지 않고, 신속하게 이송부재(9)를 승하강할 수 있는 것이다.

상기 사용자입력부(60)는 상기 위치제어부(20)와 연결되어, 상기 레이저부(10)의 구동 여부 및 구동 간격을 입력하는 역할을 한다.

즉, 상기 사용자입력부(60)를 포함함으로써, 작업 상황에 따라 가변 제어할 수 있으며, 이를 통해 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 크레인의 위치 제어 시스템을 적용 시, 크레인에 장착되는 호이스트에서 이송 부재 표면으로 레이저광을 발생시켜, 이송 부재 상의 후크 위치를 정확하게 표시할 수 있는 효과를 누릴 수 있는 것이다.

나아가 본 발명은 이송부재 상의 후크 체결 작업이 신속하고 정확하게 수행할 수 있으며, 후크의 체결 부정확성으로 인한 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 누릴 수 있다.

이상 본 발명의 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술적 사상이 상기 실시예로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 크레인의 위치 제어 시스템으로 구현할 수 있다.

1 : 가이드 레일
3 : 와인딩드럼
5 : 후크
7 : 호이스트
10 : 레이저부
11 : 제1레이저장치
12 : 제2레이저장치
13 : 각도
15 : 레이저광 영역
16 : 제1레이저광 영역
17 : 제2레이저광 영역
18 : 중첩영역
20 : 위치제어부
30 : 카메라부
40 : 위치분석부
50 : 작업상황표시부
60 : 사용자입력부
100 : 크레인의 위치 제어 시스템
200 : 크레인
210 : 교량형 횡목
220 : 운전실

Claims

후크가 장착된 호이스트의 와인딩 드럼의 하부 일지점에 설치되어, 하부 방향으로 레이저광을 조사하는 레이저부 및
상기 레이저부의 구동을 제어하고, 상기 후크의 위치를 제어하는 위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 레이저부는,
일정 반경의 영역으로 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제2항에 있어서,
상기 레이저부는,
수직 방향을 기준으로 일정 각도로 벌어진 방향(사선방향)으로 레이저광을 조사할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
상기 레이저부는,
적어도 두 개 이상의 레이저장치를 포함하며,
상기 레이저장치에서 조사되는 레이저광은 각각 상이한 색상으로 형성되며, 각 레이저 영역의 일부가 중첩되도록 조사되는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
상기 레이저부는,
레이저광의 조사 각도를 조절하는 각도조절장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서
상기 위치제어부와 연결되어, 이송부재 상에 조사된 레이저광 영역을 촬영하여, 영상을 획득하는 카메라부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 위치제어부와 연결되어, 상기 카메라부에서 획득된 영상을 분석하여, 후크와 이송부재 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 도출하는 위치분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위치제어부와 연결되어, 상기 레이저부의 구동 여부 및 구동 간격을 입력하는 사용자입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.
제7항에 있어서,
상기 위치제어부와 연결되어, 상기 카메라부에서 획득된 영상 및 상기 위치분석부에서 분석된 후크와 이송부재 간의 거리 정보 및 후크의 위치 정보를 외부에 표시하는 작업상황표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인의 위치 제어 시스템.