KR20140080709A

KR20140080709A - 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20140080709A
Application number: KR1020120146043A
Authority: KR
Inventors: 김정태; 임종민; 은희광; 전종협; 문남진; 문귀원
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-07-01

Abstract

본 발명은 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템은 작업장 내에 설치된 레일을 따라 이동하면서 대상물을 기설정된 위치로 이동시키는 호이스트를 구비하는 호이스트 크레인과; 상기 레일의 양쪽 단부에 배치되고 특정 파장의 신호를 송수신하는 위치 센서와; 상기 호이스트에 탑재되고, 근거리 무선통신을 통해 상기 위치 센서와 신호를 송수신하는 호이스트 센서와; 근거리 무선통신을 통해 상기 위치 센서의 위치정보 및 상기 호이스트 센서의 위치정보를 수신하여 상기 호이스트의 위치를 검출하고, 검출된 상기 호이스트의 위치를 시각적으로 표시 출력하는 관리자 단말; 및 상기 호이스트 크레인의 동작 및 이동을 제어하는 호이스트 크레인 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING HOIST CRANE POSITION}

본 발명은 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 위치센서 및 크레인 리모컨을 이용하여 크레인의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 호이스트 크레인은 주로 공장 내의 천장 부분에 설치하여 두 줄의 레일에 따라서 이동할 수 있는 기기이다. 이 천정 크레인은 모터의 회전에 의해 와이어 로프가 로프 드럼에 감기거나 풀리면서 와이어 로프의 권상 및 권하에 의해 이동하는 호이스트에 부하물이 걸려서 이동되도록 구성된다.

도 1은 종래기술에 따른 호이스트 크레인의 구성을 나타낸 도면으로, 종래의 호이스트 크레인은 와이어 로프가 장착된 호이스트(10)와, 호이스트(10)가 상하방향으로 이동되도록 와이어 로프를 감고 풀리도록 하는 호이스트 상하작동 모터(12)와, 호이스트 상하작동 모터(12)의 상측에 위치하여 호이스트를 포함한 모터가 레일 상에서 좌우로 이동하도록 하는 호이스트 좌우작동 모터(13)와, 모터(12, 13)의 작동을 총괄하는 리모컨(14)로 구성되어 있다. 작업자는 리모컨(14)을 작동시켜 호이스트를 상하좌우로 이동시킬 수 있고 이를 통해 구조물 또는 대상물을 정해진 위치로 이동시킬 수 있다.

그러나, 전술한 종래 기술은 작업자가 육안으로 호이스트의 위치를 파악하고 리모컨을 작동시켜 호이스트를 이동시키므로 위치정확도가 떨어지게 되고 정밀한 작업에 있어서 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일반적인 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생되는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 보다 구체적인 다른 목적은, 호이스트 크레인의 정확한 위치제어가 가능한 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템은 작업장 내에 설치된 레일을 따라 이동하면서 대상물을 기설정된 위치로 이동시키는 호이스트를 구비하는 호이스트 크레인과; 상기 레일의 양쪽 단부에 배치되고 특정 파장의 신호를 송수신하는 위치 센서와; 상기 호이스트에 탑재되고, 근거리 무선통신을 통해 상기 위치 센서와 신호를 송수신하는 호이스트 센서와; 근거리 무선통신을 통해 상기 위치 센서의 위치정보 및 상기 호이스트 센서의 위치정보를 수신하여 상기 호이스트의 위치를 검출하고, 검출된 상기 호이스트의 위치를 시각적으로 표시 출력하는 관리자 단말; 및 상기 호이스트 크레인의 동작 및 이동을 제어하는 호이스트 크레인 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템에서, 상기 호이스트는 상기 호이스트를 상하방향으로 이동하도록 와이어 로프를 감거나 풀리도록 하는 상하작동 모터와; 상기 호이스트를 좌우방향으로 이동하도록 하는 좌우작동 모터; 및 상기 상하작동 모터와 상기 좌우작동 모터의 작동을 제어하도록 상기 호이스트 크레인 제어장치로부터 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템에서, 상기 관리자 단말은 상기 대상물의 기준위치를 표시 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템에서, 상기 관리자 단말은 ToA(Time of arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), ToF(Time of Flight) 중 적어도 하나의 위치인식 알고리즘을 이용하여 상기 호이스트의 위치를 검출하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템에서, 상기 관리자 단말은 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 터치스크린으로 구성된 표시부를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 방법은 작업장 내에 설치된 레일을 따라 이동하면서 대상물을 기설정된 위치로 이동시키는 호이스트 크레인의 호이스트에 설치된 호이스트 센서 및 위치 센서를 이용하여 상기 호이스트 센서 및 상기 위치 센서의 위치정보를 수신하는 과정과; 상기 위치정보를 수신한 관리자 단말에서 위치인식 알고리즘을 이용하여 상기 호이스트의 위치를 검출하는 과정과; 상기 호이스트의 위치를 상기 관리자 단말을 통해 디스플레이하는 과정; 및 상기 관리자 단말을 통해 디스플레이되는 호이스트의 위치를 실시간으로 확인하면서 호이스트의 위치를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 방법에서, 상기 호이스트의 위치를 파악하는 과정은 ToA(Time of arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), ToF(Time of Flight) 중 적어도 하나의 위치인식 알고리즘을 이용하여 상기 호이스트의 위치를 검출하는 과정일 수 있다.

본 발명에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 위치센서, 호이스트 센서 및 관리자 단말을 이용하여 호이스트 크레인의 위치를 실시간으로 정확하게 파악할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템 및 그 방법에 의하면, 관리자 단말을 통해 디스플레이되는 호이스트의 위치를 실시간으로 확인하면서 호이스트 크레인의 위치를 제어할 수 있어 이동 대상물을 더욱 정확하게 위치이동 또는 정렬시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 호이스트 크레인의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 도 2의 호이스트의 구현예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 호이스트 크레인 제어장치의 구현예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인 위치제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인의 위치제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인의 위치제어 시스템(1)은 호이스트 크레인(100)과, 위치 센서(200)와, 호이스트 센서(300)와, 관리자 단말(400) 및 호이스트 크레인 제어장치(500)를 포함한다.

상기 호이스트 크레인(100)은 공장 내의 천장 밑에 설치된 두 줄의 레일(10)을 따라서 전후, 좌우, 상하 방향으로 이동할 수 있는 장치로서, 레일(10)을 따라 전진 및 후진 가능한 크레인(110)과, 크레인(110) 상에 상, 하, 좌, 우 방향으로 이동 가능하도록 설치되어 구조물 또는 대상물을 기설정된 위치로 이동하는 호이스트(120)를 포함한다.

도 3은 호이스트의 구현예를 나타낸 도면으로, 본 실시예에 따른 호이스트(120)는 와이어 로프(121)가 장착되어 있으며, 호이스트(120)를 상하방향으로 이동하도록 와이어 로프(121)를 감거나 풀리도록 하는 상하작동 모터(20)와, 호이스트(120)를 좌우방향으로 이동하도록 하는 좌우작동 모터(30)와, 상기 모터(20, 30)의 작동을 제어하도록 호이스트 크레인 제어장치(500)로부터 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부(40)를 포함한다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 위치 센서(200)는 공장이나 작업장의 기설정된 위치에 배치되어 호이스트 센서(300)와 기설정된 특정 파장의 통신신호를 송수신하며, 예를 들면 레일(10)의 양쪽 단부에 배치된 제1 내지 제2 위치센서(210~240)를 포함할 수 있다.

상기 호이스트 센서(300)는 호이스트(120)에 탑재되고, 위치 센서(200)와 통신신호를 송수신하여 호이스트(120)의 위치정보를 관리자 단말(400)로 전송한다.

여기서, 호이스트 센서(300)는 근거리 무선통신 예를 들면, 지그비 통신을 통해 제1 내지 제2 위치센서(210~240)로부터 해당 위치센서(210~240)의 위치정보를 수신하여 호이스트(120)의 위치정보와 함께 관리자 단말(400)로 전송한다.

상기 관리자 단말(400)은 위치 센서(200) 및 호이스트 센서(300)로부터 수신된 위치정보를 이용하여 호이스트(120)에 대한 위치를 검출하며, 검출된 호이스트(120)의 위치를 시각적으로 표시 출력(디스플레이) 한다. 여기서, 관리자 단말(400)은 위치인식 알고리즘 예를 들면, ToA(Time of arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), ToF(Time of Flight) 등을 이용하여 호이스트의 위치를 검출할 수 있다.

또한, 관리자 단말(400)은 이동시켜야할 대상물의 정확한 위치 또는 적정 범위를 표시 출력함으로써 사용자가 호이스트(120)의 위치 제어시 기준점으로 삼을 수 있도록 한다.

이러한 관리자 단말(400)은 LCD(Liquid Crystal Display)가 적용될 수 있으며, 이 경우 관리자 단말(400)는 LCD 제어부, 영상 데이터를 저장할 수 있는 메모리 및 LCD 표시소자 등을 구비할 수 있다.

또한, 상기 관리자 단말(400)은 터치 스크린으로 구성될 수 있으며, 이 경우, 관리자 단말(400)은 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다.

상기 호이스트 크레인 제어장치(500)는 호이스트 크레인(100)의 동작 전반을 제어하며, 예를 들면 관리자 단말(400)의 표시부를 통해 디스플레이되는 호이스트(120)의 위치 정보가 기설정된 기준 위치범위를 벗어나는 경우 제어장치(500)에 구비된 사용자 입력부를 조정하여 호이스트가 기준 위치범위 내에 들어가도록 호이스틀 크레인(100)의 작동을 제어할 수 있다.

도 4는 호이스트 크레인 제어장치의 구현예를 나타낸 도면으로, 본 실시예에 따른 호이스트 크레인 제어장치(500)는 크레인을 상하좌우 방향으로 이동시키는 제1 레버(510)와, 호이스트를 전진 또는 후진시키는 제2 레버(520)를 구비한다. 또한, 호이스트 크레인 제어장치에 전원을 인가하는 전원버튼(530)과, 호이스트 크레인 제어장치의 레버나 버튼 입력시 발광하는 점등램프(540)와, 긴급상황 발생시 호이스트 크레인의 작동을 일시정지시키는 비상버튼(550)과, 호이스트 크레인을 왼쪽 또는 오른쪽의 한쪽 방향으로 이동시키는 방향버튼(560, 570) 및 상하방향(up/down) 전환버튼(580)을 구비한다.

전술한 구성을 갖는 호이스트 크레인 위치제어 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 호이스트 크레인 위치제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 먼저, S510 단계에서 작업장 내의 천장 각 모서리 부분에 설치된 4개의 위치센서와 호이스트에 탑재된 호이스트 센서 간에 근거리 무선통신을 이용한 통신이 이루어지며 호이스트 센서는 수신한 위치센서 및 자신의 위치정보를 관리자 단말로 전송한다(S520).

다음으로, 호이스트 센서로부터 위치센서 및 호이스트의 위치정보를 수신한 관리자 단말은 위치인식 알고리즘 예를 들면, ToA(Time of arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), ToF(Time of Flight) 등을 이용하여 호이스트의 위치를 검출한 다음(S530) 검출된 호이스트 위치를 디스플레이한다(S540). 여기서, 관리자 단말은 호이스트의 현재 위치뿐만 아니라 대상물을 이동시키기 위한 호이스트의 적정 위치도 함께 표시하여 기준점으로 삼을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 사용자는 크레인 제어장치를 구동시킨 후 관리자 단말을 통해 디스플레이되는 호이스트의 위치를 보면서 크레인 제어장치의 레버 또는 버튼을 조정하여 호이스트의 위치를 제어한다(550).

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 호이스트 크레인 위치제어 방법에 의하면, 관리자 단말을 통해 디스플레이되는 호이스트의 위치를 실시간으로 확인하면서 호이스트 크레인의 위치를 제어할 수 있어 더욱 정확한 이동 및 정렬이 가능하다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 호이스트 크레인의 위치제어 시스템
100 : 호이스트 크레인
200 : 위치 센서
300 : 호이스트 센서
400 : 관리자 단말
500 : 호이스트 크레인 제어장치

Claims

작업장 내에 설치된 레일을 따라 이동하면서 대상물을 기설정된 위치로 이동시키는 호이스트를 구비하는 호이스트 크레인과;
상기 레일의 양쪽 단부에 배치되고 특정 파장의 신호를 송수신하는 위치 센서와;
상기 호이스트에 탑재되고, 근거리 무선통신을 통해 상기 위치 센서와 신호를 송수신하는 호이스트 센서와;
근거리 무선통신을 통해 상기 위치 센서의 위치정보 및 상기 호이스트 센서의 위치정보를 수신하여 상기 호이스트의 위치를 검출하고, 검출된 상기 호이스트의 위치를 시각적으로 표시 출력하는 관리자 단말; 및
상기 호이스트 크레인의 동작 및 이동을 제어하는 호이스트 크레인 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 호이스트는
상기 호이스트를 상하방향으로 이동하도록 와이어 로프를 감거나 풀리도록 하는 상하작동 모터와;
상기 호이스트를 좌우방향으로 이동하도록 하는 좌우작동 모터; 및
상기 상하작동 모터와 상기 좌우작동 모터의 작동을 제어하도록 상기 호이스트 크레인 제어장치로부터 제어신호를 수신하는 제어신호 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 관리자 단말은
상기 대상물의 기준위치를 표시 출력하도록 구성된 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 관리자 단말은
ToA(Time of arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), ToF(Time of Flight) 중 적어도 하나의 위치인식 알고리즘을 이용하여 상기 호이스트의 위치를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템.
상기 관리자 단말은
LCD(Liquid Crystal Display) 또는 터치스크린으로 구성된 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 시스템.
작업장 내에 설치된 레일을 따라 이동하면서 대상물을 기설정된 위치로 이동시키는 호이스트 크레인의 호이스트에 설치된 호이스트 센서 및 위치 센서를 이용하여 상기 호이스트 센서 및 상기 위치 센서의 위치정보를 수신하는 과정과;
상기 위치정보를 수신한 관리자 단말에서 위치인식 알고리즘을 이용하여 상기 호이스트의 위치를 검출하는 과정과;
상기 호이스트의 위치를 상기 관리자 단말을 통해 디스플레이하는 과정과;
상기 관리자 단말을 통해 디스플레이되는 호이스트의 위치를 실시간으로 확인하면서 호이스트의 위치를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 호이스트의 위치를 파악하는 과정은
ToA(Time of arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), ToF(Time of Flight) 중 적어도 하나의 위치인식 알고리즘을 이용하여 상기 호이스트의 위치를 검출하는 과정인 것을 특징으로 하는 호이스트 크레인의 위치제어 방법.