KR20160006561A - 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법 - Google Patents

자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 풍속의 영향이 심한 현장에서도 인양중인 인양물의 회전을 실시간 모니터링하여 수동 또는 자동 제어할 수 있고, 원격으로 회전방향과 회전각도를 조절하여 인양물을 이동시키고자하는 위치에 정확히 인양할 수 있으며, 작업자의 안전 사고 예방을 도모할 수 있는 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 운용 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인양크레인에 연결되고 자이로원리를 이용하여 인양물을 인양하기 위한 자이로타입 인양 시스템에 있어서, 자이로 구동유닛; 상기 자이로 구동유닛 일측에 구비되고, 상기 자이로 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 자이로구동 제어유닛; 상기 자이로 구동유닛 또는 상기 인양물에 구비되어 인양물의 회전각속도를 검출하여 검출 신호를 상기 자이로구동 제어유닛으로 전달하기 위한 자이로 센서; 및 상기 자이로구동 제어유닛을 원격으로 제어하기 위한 원격 제어유닛;을 포함하는 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템을 제공한다.

Description

자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법{SYSTEM TO CONTROL ATTITUDE OF LIFTING LOADS USING GYROSCOPE EFFECT AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍속의 영향이 심한 현장에서도 인양중인 인양물의 회전을 실시간 모니터링하여 수동 또는 자동 제어할 수 있고, 원격으로 회전방향과 회전각도를 조절하여 인양물을 이동시키고자하는 위치에 정확히 인양할 수 있으며, 작업자의 안전 사고 예방을 도모할 수 있는 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법에 관한 것이다.
건설현장에서 인양물의 양중 작업은 트럭크레인을 이용하거나, 고층건물의 건설현장에서는 타워크레인을 이용하여 건설자재 등을 인양한다. 도 1은 건설현장에서 인양물의 양중 작업을 위하여 트럭 크레인을 이용하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 2는 양중 작업 시 로프를 이용하여 인양물을 회전/정지시키는 작업 상태를 설명하기 위한 도면이다.
이와 같은 크레인에 의한 인양물의 양중 작업에서 종래에는 도 2와 같이 작업자가 로프를 사용하여 인양물을 회전시키거나 회전을 구속하여 지상에서의 인양준비작업 또는 인양이 완료된 후 인양물의 설치작업이 진행된다. 특히, 대형 인양물을 안정적으로 인양하기 위해서는 최소한 2개소 이상을 로프로 결박하여 인양물을 회전(또는 회전구속)시킬 필요가 있다.
그러나 이러한 로프를 이용하는 종래의 인양방법에서는 인양물이 회전함에 따라서 발생하는 회전 관성력에 의해서 로프를 잡고 있는 작업자가 함께 끌려갈 수 있으며, 바람이 부는 경우에는 특히 고층에서의 이러한 위험성은 더욱 커지게 되어 인양 안전성과 작업능률이 크게 저하된다.
한편, 건설현장의 인양 작업에서 적은 인원을 투입한 상태에서 신속하고 안전하게 수행할 수 있도록 자이로 원리를 이용한 인양기구가 대한민국 공개특허공보 제10-2000-0039756호(2000.07.05)(문헌 1)에 제안되어 있다.
그러나 이러한 문헌 1의 인양 기구의 문제점은 다음과 같다.
첫째, 인양 과정에서 바람 등 작업 현장 영향으로 인해 짐벌프레임의 각도가 특정각도(일반적으로 45도)를 초과하여 기울어지게 되면, 인양기구에 의해 발생하는 인양물을 회전시킬 수 있는 회전력이 부족하여 인양물을 더 이상 회전시키거나 회전억제시킬 수 없는 문제점이 있다.
둘째, 짐벌프레임의 각도가 90도가 되면 자이로 모멘트가 발생하지 않아 장치의 본래 기능을 수행할 수 없는 문제점이 있다.
셋째, 최악의 경우에는 짐벌프레임이 한쪽 방향으로 회전하여 장치 자체가 손상될 수 있고, 인양물이 낙하할 경우에는 안전 사고가 발생하는 큰 문제점이 있다.
이와 같이 종래의 자이로 원리를 이용한 인양기구에서는 장치 자체를 지그를 구비하여 짐벌프레임의 각도가 설정값을 초과하는 것을 미연에 방지하고 있다.
그러나 이러한 방식은 만일 장치의 설계사양을 초과하는 인양물을 인양하거나 강풍과 같은 예상치 못한 외력이 인양물에 작용하는 경우에는 인양기구로서의 역할을 수행할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 인양물의 인양시에 고려해야 할 다른 주요변수는 인양물의 회전속도이다. 인양물을 회전시키는 경우에 회전속도가 너무 빠르면 작업자 또는 다른 구조물과의 충돌위험성이 있고, 너무 느리면 작업효율이 떨어지기 때문에 인양물의 회전속도의 변화를 최소화시키고 이를 일정하게 유지시키는 제어방법이 필요하며, 이를 위해서는 인양물의 회전을 실시간으로 감시하여 모터의 회전도 실시간으로 제어할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
(문헌 1) 대한민국 공개특허공보 제10-2000-0039756호(2000.07.05)
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 풍속의 영향이 심한 현장에서도 인양중인 인양물의 회전을 실시간 모니터링하여 수동 또는 자동 제어할 수 있고, 원격으로 회전방향과 회전각도를 조절하여 인양물을 이동시키고자하는 위치에 정확히 인양할 수 있으며, 작업자의 안전 사고 예방 및 다른 구조물과의 충돌위험성을 방지할 수 있는 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 인양크레인에 연결되고 자이로원리를 이용하여 인양물을 인양하기 위한 자이로타입 인양 시스템에 있어서, 자이로 구동유닛; 상기 자이로 구동유닛 일측에 구비되고, 상기 자이로 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 자이로구동 제어유닛; 상기 자이로 구동유닛 또는 상기 인양물에 구비되어 인양물의 회전각속도를 검출하여 검출 신호를 상기 자이로구동 제어유닛으로 전달하기 위한 자이로 센서; 및 상기 자이로구동 제어유닛을 원격으로 제어하기 위한 원격 제어유닛;을 포함하는 자이로타입 인양 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 자이로 구동유닛은 육면체 틀 형태로 형성되는 유닛수용 프레임 부재; 상기 유닛수용 프레임 부재의 중앙부에 구비되는 사각틀 형태의 플라이휠 프레임 부재; 상기 플라이휠 프레임 부재를 가로지르고 자유회전 가능하게 구비되는 사각틀 형태의 짐벌 프레임 부재; 상기 짐벌 프레임 부재에 회전축이 관통하여 설치되는 플라이휠 부재; 상기 플라이휠 프레임 부재 일측에 구비되어 상기 짐벌 프레임 부재를 정역회전 구동시키기 위한 짐벌 구동수단; 상기 플라이휠 부재의 회전축에 연결되어 회전 구동시키기 위한 플라이휠부재 구동수단; 및 상기 유닛수용 프레임 부재 일측에 구비되어 상기 각 구동수단과 자이로구동 제어유닛에 전력을 공급하기 위한 전력공급유닛;을 포함하는 자이로타입 인양 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 짐벌 프레임 부재는 상기 플라이휠 부재와 연결되어 플라이휠의 직교방향의 회전을 발생시키는 프레임 부재이고, 상기 짐벌 구동수단은 상기 짐벌 프레임 부재의 회전각도를 조절하여 자이로 모멘트가 발생되도록 구성되며, 회전속도와 회전각속도를 검출하는 엔코더를 구비한 구동 모터이고, 상기 플라이휠 부재는 일정한 속도로 고속회전하는 원판으로 이루어지며, 상기 플라이휠부재 구동수단은 상기 플라이휠 부재의 회전속도를 유지 조절하며, 상기 플라이휠부재의 회전각속도를 검출하는 엔코더를 구비하는 구동 모터인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 자이로구동 제어유닛은 상기 짐벌 구동수단인 구동 모터의 구동을 제어하고, 상기 구동모터의 회전각도와 회전각속도의 신호를 제공받는 짐벌모터 드라이버; 상기 플라이휠부재 구동수단인 구동 모터의 구동을 제어하고, 상기 플라이휠부재의 회전각속도의 신호를 제공받는 플라이휠모터 드라이버; 및 상기 짐벌모터 드라이버와 플라이휠모터 드라이버 및 상기 자이로센서의 회전각도의 신호를 제공받아 상기 짐벌모터 드라이버의 토크와 플라이휠모터 드라이버의 속도를 제어하는 중앙 컨트롤러;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 자이로 센서는 상기 유닛수용 프레임부재의 중앙 하단부에 구비되거나, 상기 중량물에 탈부착 가능하게 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 원격 제어유닛은 원격제어 송신기 및 상기 원격제어 송신기의 신호를 제공받아 상기 중앙 컨트롤러로 제공하기 위한 수신기를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 원격제어 송신기는 인양물을 소정 각도로 회전시키기 위한 자세제어 모드와, 중량물의 회전을 억제하기 위한 자세유지 모드와, 작업자가 직접 중량물의 회전각도를 임의로 조정할 수 있도록 하기 위한 짐벌고정 모드, 상기 인양 시스템을 초기화하기 위한 짐벌원점 복귀 모드, 및 상기 플라이휠 부재의 작동을 중지시키기 위한 플라이휠정지 모드를 실행하기 위한 버튼을 갖는 송신기 일체형 원격제어 송신기로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 원격제어 송신기는 상기 각 모드를 실행할 수 있는 사용자인터페이스(UI)나 앱이 마련된 휴대용 단말기로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 인양물에 대한 인양환경을 모니터링하기 위한 작업환경 모니터링 유닛; 상기 작업환경 모니터링 유닛에서 모니터링된 데이터를 제공받아 전송하기 위한 데이터 전송기; 상기 데이터 전송기로부터 전송되어 오는 데이터를 제공받아 디스플레이하는 모니터; 및 상기 데이터 전송기로부터 전송되어 오는 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 작업환경 모니터링 유닛은 상기 인양물이 인양되는 위치의 풍향 및 풍속을 검출하기 위한 풍향/풍속계; 상기 인양물의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지센서; 상기 인양물의 인양상황을 촬영하기 위한 촬영수단; 및 상기 인양물의 위치를 검출하기 위한 위성항법장치(GPS)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 작업환경 모니터링 유닛은 시공 현장의 건물 시공 단계 또는 공정별 3D BIM(빌딩정보모델링) 데이터를 구축하고, 구축된 데이터를 기초로 모니터링 데이터와 연동시켜 상기 모니터나 디스플레이 화면을 갖는 휴대용 단말기에 표시하는 3D BIM 구축 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 상기한 자이로원리 인양 시스템을 운용하기 위한 운용 방법에 있어서, 전원이 자이로구동 제어유닛의 중앙 컨트롤러와 짐벌 모터드라이버 및 플라이휠 모터드라이버에 공급되어 자이로 구동유닛을 작동시키고; 무선송신기에서 특정 작동 모드가 선택되면, 이에 대한 명령신호가 수신기에 의해 수신되어 중앙 컨트롤러로 전달되고; 상기 중앙 컨트롤러는 플라이휠 부재를 일정한 속도로 회전시키기 위한 상수값의 속도제어신호와 짐벌모터를 제어하기 위한 토크 제어신호를 발생시켜 이러한 신호들에 의해 짐벌 구동모터와 플라이휠 구동모터를 구동시키고; 인양물의 회전각은 자이로센서에 의해 계측되어 상기 중앙 컨트롤로 전달되고, 상기 짐벌 프레임 부재의 회전각과 회전각속도 그리고 플라이휠 부재의 회전속도가 상기 짐벌 모터드라이버와 플라이휠 모터드라이버를 경유하여 중앙 컨트롤러로 전달되도록 하며; 상기 무선송신기에 의한 작동은 원격지에서 양중 작업 상황을 모니터링하면서 제어되도록 하는 자이로원리 인양 시스템의 운용 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 무선송신기는 상기 중앙 컨트롤러를 통해 상기 짐벌모터에 토크 제어신호가 입력되어 짐벌 프레임 부재에 강제적인 회전력을 발생시켜 자세제어 자이로 모멘트가 발생되도록 하여 중량물이 회전되는 자세제어 모드와; 상기 짐벌 모터의 토크 입력신호가 '0'이 되어 짐벌 프레임 부재의 강제적인 회전력을 해제시키는 자세유지 모드; 및 상기 짐벌 프레임 부재의 위치가 현재 상태로 정지되어 있도록 하여 작업자가 인양물을 자유롭게 회전시킬 수 있는 짐벌고정 모드를 실행하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 중앙 컨트롤러를 통해 미리 설정된 짐벌 프레임 부재의 원점위치 제어를 실행하여 상기 짐벌 프레임 부재가 원위치로 복귀되도록 하는 짐벌원점복귀 모드; 및 고속회전하는 플라이휠 부재의 회전을 중지시키는 플라이휠정지 모드 중 적어도 하나를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 풍속의 영향이 심한 현장에서도 인양중인 인양물의 회전을 실시간 모니터링하여 수동 또는 자동 제어할 수 있어 안정된 인양 작업을 도모할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 원격으로 회전방향과 회전각도를 조절하여 인양물을 이동시키고자하는 위치에 정확히 인양할 수 있어 인양 작업의 효율성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 안전적인 인양 작업을 통해 작업자의 안전 사고를 예방하고, 다른 구조물과의 충돌위험성을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 건설현장에서 인양물의 양중 작업을 위하여 트럭 크레인을 이용하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 2는 일반적인 양중 작업 시 로프를 이용하여 인양물을 회전/정지시키는 작업 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템을 구성하는 자이로 구동유닛을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 구성과 운용 체계를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템을 구성하는 자이로구동 제어유닛의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 작동 모드를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 8은 자세제어 모드 선택 시 자이로 구동유닛의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
도 9는 자세유지 모드 선택 시 자이로 구동유닛의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템에서 사용조건에 따른 작동 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템 및 그의 운용 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 전체 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양 시스템을 구성하는 자이로 구동유닛을 도시한 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양시스템의 구성과 운용 체계를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양 시스템은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 인양크레인에 연결되어 인양물을 인양하기 위한 자이로타입 인양 시스템에 있어서, 자이로원리로 구동하는 자이로 구동유닛(100); 상기 자이로 구동유닛(100) 일측에 구비되고, 상기 자이로 구동유닛(100)의 구동을 제어하기 위한 자이로구동 제어유닛(200); 상기 자이로 구동유닛(100) 또는 상기 인양물에 구비되어 인양물의 회전각속도를 검출하여 검출 신호를 상기 자이로구동 제어유닛(200)으로 전달하기 위한 자이로 센서(300); 및 상기 자이로구동 제어유닛(200)을 원격으로 제어하기 위한 원격 제어유닛을 포함한다.
상기 자이로 구동유닛(100)은 육면체 틀 형태로 형성되는 유닛수용 프레임 부재(110); 상기 유닛수용 프레임부재(110)의 중앙부에 구비되는 사각틀 형태의 플라이휠 프레임 부재(120); 상기 플라이휠 프레임 부재(120)를 가로지르고 자유회전 가능하게 구비되는 사각틀 형태의 짐벌 프레임 부재(130); 상기 짐벌 프레임 부재(130)에 회전축이 관통하여 설치되는 플라이휠 부재(140); 상기 플라이휠 프레임 부재(120) 일측에 구비되어 상기 짐벌 프레임 부재(130)를 정역회전 구동시키기 위한 짐벌 구동수단(150); 상기 플라이휠 부재(140)의 회전축에 연결되어 회전 구동시키기 위한 플라이휠부재 구동수단(160); 및 상기 유닛수용 프레임 부재(120) 일측에 구비되어 상기 각 구동수단(150, 160)과 자이로구동 제어유닛(200)에 전력을 공급하기 위한 전력공급유닛(170)을 포함한다.
상기 짐벌 프레임 부재(130)는 플라이휠 부재와 연결되어 플라이휠의 직교방향의 회전을 발생시키는 프레임 부재이며, 상기 짐벌 구동수단(150)인 짐벌 모터는 짐벌 프레임 부재의 회전각도를 조절하여 자이로모멘트가 발생되도록 한다. 또한, 상기 플라이휠 부재(140)는 일정한 속도로 고속회전하는 원판으로 이루어지고, 상기 플라이휠부재 구동수단(160)인 구동 모터는 플라이휠 부재의 회전속도를 유지 조절한다.
상기 각 구동수단(150, 160)은 회전각도(회전각속도)를 검출할 수 있는 엔코더가 일체형으로 구비되는 구동 모터로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 짐벌 구동수단(150)에 구비된 엔코더를 통해 짐벌 프레임 부재와 플라이휠 프레임 부재의 회전각도와 이에 따른 회전각속도를 검출할 수 있게 된다. 여기에서, 상기 짐벌 프레임 부재(130)를 구동시키는 구동 모터는 감속기를 통해 짐벌 프레임 부재(130)에 연결되는 것이 바람직하다.
계속해서, 상기 자이로구동 제어유닛(200)의 구성을 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 자이로타입 인양시스템을 구성하는 자이로구동 제어유닛(200)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
상기 자이로구동 제어유닛(200)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 짐벌 구동수단(150)인 짐벌모터의 구동을 제어하고, 짐벌모터의 회전각도와 회전각속도의 신호를 제공받는 짐벌모터 드라이버(210); 상기 플라이휠부재 구동수단(160)인 플라이휠부재 구동모터의 구동을 제어하고, 플라이휠부재의 회전각속도의 신호를 제공받는 플라이휠모터 드라이버(220); 및 상기 짐벌모터 드라이버(210)와 플라이휠모터 드라이버(220) 및 상기 자이로센서(300)의 회전각도의 신호를 제공받아 상기 짐벌모터 드라이버(210)의 토크와 플라이휠모터 드라이버(220)의 속도를 제어하는 중앙 컨트롤러(230)를 포함한다. 상기 자이로구동 제어유닛(200)은 각 구성요소들의 동작을 실행하기 위한 전기/전자적 회로 모듈을 포함하는 것임을 알 수 있다.
상기 자이로구동 제어유닛(200)의 짐벌모터 드라이버(210)와 플라이휠모터 드라이버(220) 및 중앙 컨트롤러(230)는 상기한 전력공급유닛(170)인 배터리로부터 전원을 공급받으며, 상기 배터리는 배터리차저를 포함하는 것이 바람직하다.
계속해서, 상기 자이로 센서(300)는 통상의 자이로 센서를 채용할 수 있으며, 상기 자이로구동 제어유닛(100)의 유닛수용 프레임부재(110)의 중앙 하단부에 구비되거나, 상기 중량물에 탈부착 가능하게 구비될 수 있다.
다음으로, 상기 자이로구동 제어유닛(200)을 원격으로 제어하기 위한 원격 제어유닛은 원격제어 송신기(410) 및 상기 원격제어 송신기(410)의 신호를 제공받아 상기 중앙 컨트롤러(230)로 제공하기 위한 수신기(420)(도 6 참조)를 포함한다.
여기에서, 상기 원격제어 송신기(410)는 소정 제어 모드, 예를 들면 인양물을 소정 각도로 회전시키기 위한 자세제어 모드와, 중량물의 회전을 억제하기 위한 자세유지 모드와, 작업자가 직접 중량물의 회전각도를 조정하기 위한 짐벌고정 모드, 시스템을 초기화하기 위한 짐벌원점 복귀 모드, 및/또는 플라이휠의 작동을 중지시키기 위한 플라이휠정지 모드를 실행하기 위한 버튼을 갖는 송신기 일체형 원격제어 송신기로 구성될 수 있다.
또한, 상기 원격제어 송신기(410)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 각 모드를 실행할 수 있는 사용자인터페이스(UI)나 앱이 마련된 휴대용 단말기(예를 들면, 스마트폰, IPAD)로 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 휴대용 단말기는 후술할 작업환경을 디스플레이하는 디스플레이 기능과 수신 기능도 동시에 제공할 수 있다.
한편, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같이 인양물의 인양환경을 모니터링하기 위한 작업환경 모니터링 유닛(510); 상기 작업환경 모니터링 유닛(510)에서 모니터링된 데이터를 제공받아 전송하기 위한 데이터 전송기(520); 및 상기 데이터 전송기(520)로부터 전송되어 오는 데이터를 제공받아 디스플레이하는 모니터(530)를 포함한다. 여기에서, 상기 데이터 전송기(520)로부터 전송되어 오는 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 모니터(530)는 앞서 설명한 바와 같이 스마트폰과 같이 디스플레이 화면을 가지며 송수신 기능을 갖는 휴대용 단말기로 구성될 수 있다.
상기 작업환경 모니터링 유닛(510)은 인양물이 인양되는 위치의 풍향 및 풍속을 검출하기 위한 풍향/풍속계(511)와, 인양물의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지센서(512)와, 인양물의 인양상황을 촬영하기 위한 촬영수단인 카메라(513), 및 인양물의 위치를 검출하기 위한 GPS(위성항법장치)(514)를 포함한다.
여기에서, 상기 충돌방지센서(512)는 마이크로파를 이용한 마이크로웨이브 방식, 발광량과 수광량을 이용한 광학식, 레이저를 이용한 레이저방식 등의 센서를 채용할 수 있다.
상기 풍향/풍속계(511)와 충돌방지센서(512) 그리고 GPS(514)는 유닛수용 프레임 부재(110)에 설치될 수 있으며, 상기 카메라(513)는 인양 크레인에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 상기 작업환경 모니터링 유닛(510)은 시공 현장의 건물 시공 단계 또는 공정별 3D BIM(빌딩정보모델링) 데이터를 구축하고, 구축된 데이터를 기초로 모니터링 데이터와 연동하여 활용하고, 상기 모니터(530)나 디스플레이 화면을 갖는 휴대용 단말기(즉, 송수신기(410))에 표시하는 3D BIM 구축 모듈(미도시)을 더 포함한다.
이와 같은 작업환경 모니터링 유닛(510)에서 얻어진 데이터는 데이터 전송기(520)를 통해 원격지의 모니터(530) 또는 스마트폰이나 IPAD와 같은 휴대용 단말기(원격제어 송신기(410))에 디스플레이되어 원격지에서 사용자로 하여금 작업상황에 대한 제어 환경(즉, 위치, 방향, 풍향, 풍속, 인접 구조물 혹은 가설물 및 인접거리 인식을 통해 사용자 제어환경)을 제공한다.
또한, 작업환경 모니터링 유닛(510)은 3D BIM 구축 모듈을 통해 3D BIM 데이터와 연동되도록 하며, 특히 2대 이상의 크레인 및 인양시스템이 동시 활용될 경우, 한 화면에서 데이터를 확인하고 제어할 수 있도록 사용자 환경을 구축할 수 있다.
이하 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자이로타입 인양시스템의 동작을 설명한다.
본 발명에 따른 자이로타입 인양시스템은 도 6에 도시된 각 구성요소 간의 신호 흐름에 나타낸 바와 같이, 배터리차저 등에 의해 충전되는 배터리(170)로부터의 전원이 자이로구동 제어유닛(200)의 중앙 컨트롤러(230)와 짐벌모터 드라이버(210) 및 플라이휠 모터드라이버(220)에 공급되어 자이로 구동유닛(100)이 작동된다.
무선송신기(410)에서 특정의 작동 모드(후술됨)를 선택하면, 이에 따라 발생된 명령신호가 수신기(420)에 의해 수신되어 중앙 컨트롤러(230)에 전달된다. 중앙 컨트롤러(230)는 플라이휠 부재(140)를 일정한 속도로 회전시키기 위한 상수값의 속도제어신호와 짐벌모터를 제어하기 위한 토크 제어신호를 발생시킨다.
이러한 신호들에 의해 짐벌 구동모터와 플라이휠 구동모터가 구동되어 발생되는 자이로모멘트가 하부에 매달린 인양물에 전달되어 인양물을 회전시키게 된다. 이러한 인양물의 회전각은 자이로센서(300)에 의해 계측되어 중앙 컨트롤러(230)에 전달된다.
또한, 짐벌 프레임 부재(130)의 회전각과 회전각속도 그리고 플라이휠 부재(140)의 회전속도가 각 모터의 엔코더로부터 발생되어 각 모터드라이버(210, 220)를 경유하여 중앙 컨트롤러(230)에 전달된다.
다음으로, 본 발명에 따른 자이로타입 인양시스템에서 무선송신기를 통해 인양시스템을 작동시키는 모드들에 대해 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 자이로타입 인양시스템의 작동 모드를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 자이로타입 인양시스템은 도 7에 도시된 바와 같이 적어도 5개의 작동 모드를 구비할 수 있다. 각 작동 모드에 대하여 설명한다.
인양시스템의 초기화과정으로서, 전원을 켜면 중앙컨트롤러(230)에 저장 설정된 짐벌 프레임 부재(130)의 원위치 제어에 의해 짐벌 프레임 부재(130)는 원위치로 자동복귀되고 그 원위치를 유지하게 된다. 짐벌 프레임 부재(130)가 원위치된 상태에서 플라이휠부재(140)가 정속회전하여 장치 작동을 위한 준비 작업이 완료된다. 이러한 상태에서 소정의 작동 모드를 실행한다.
- 자세제어 모드
작업자가 자세제어 모드를 선택하여 해당 버튼을 누르고 있는 동안 짐벌모터(150)에 토크 제어신호가 입력되어 짐벌 프레임 부재(130)에 강제적인 회전력이 발생하게 되고 이에 따른 자세제어 자이로모멘트가 발생하여 중량물이 회전한다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 짐벌 모터(150)를 이용하여 짐발 프레임 부재(120)의 축을 회전시키면(θ1), 자이로원리에 의해 부하축(Z)에 모멘트(Mz)가 발생하며 인양물을 회전시키게 된다. 도 8은 자세제어 모드 선택 시 자이로 구동유닛의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
Mz=Ixω1θ1cosθ
(여기에서, ω1는 플라이휠부재의 회전각속도, θ1와 θ는 각각 짐벌프레임 부재의 회전각속도와 회전각도)
따라서, 중량물을 소정의 각도까지 회전시키고자 할 경우에 본 모드로 설정한다. 본 버튼을 해제하는 순간 후술할 자세유지 모드로 전환된다.
- 자세유지 모드
작업자가 자세유지 모드를 선택하여 해당 버튼을 누르면, 짐벌 모터(150)의 토크 입력신호가 '0'이 되어 짐벌 프레임 부재(130)의 강제적인 회전력이 해제되어 짐벌 프레임 부재(130)가 자유롭게 회전하는 대신에 역방향의 자세유지 자이로모멘트가 작용한다. 이러한 역방향의 자세유지 자이로모멘트가 바람과 같은 외력에 의해 인양물의 회전과 평형을 이루어 전체 인양시스템에 작용하는 모멘트는 '0'이 되기 때문에, 인양물의 회전을 억제하고자 하는 경우에 본 모드로 설정한다.
즉, 도 9에 도시된 바와 같이 외력에 의해 부하축(Z)이 회전하게 되면(φ), 짐벌 프레임 부재(120)의 축에 역방향의 모멘트(My)가 발생하여 인양물의 회전을 억제시킨다. 도 9는 자세유지 모드 선택 시 자이로 구동유닛의 동작 원리를 나타낸 도면이다.
My=Ixω1φ1cosθ
(여기에서, ω1는 플라이휠부재의 회전각속도, φ1는 자이로센서에서 검출된 회전각속도, θ는 짐벌프레임 부재의 회전각도)
- 짐벌고정 모드
작업자가 짐벌고정 모드를 선택하여 해당 버튼을 누르면, 짐벌 프레임 부재(130)의 위치가 현재상태로 정지되어 어떠한 자이로모멘트도 발생되지 않기 때문에, 인양물이 자유롭게 회전된다. 따라서, 작업자가 중량물의 회전각도를 조정할 경우에 본 짐벌고정 모드를 설정한다.
- 짐벌원점복귀 모드
작업자가 짐벌원점 복귀 모드를 선택하여 해당 버튼을 누르면, 중앙컨트롤러(230)에 미리 설정된 짐벌 프레임 부재의 원점위치 제어를 통해 짐벌 프레임 부재(120)가 원위치로 저속으로 복귀하게 된다. 시스템을 초기화시킬 경우에 본 짐벌원점복귀 모드로 설정한다.
- 플라이휠정지 모드
작업자가 플라이휠정지 모드를 선택하여 해당 버튼을 누르면, 고속회전하는 플라이휠 부재의 작동이 중지된다. 작업 도중 대기시간이 길어지는 등 소비전력을 아낄 필요가 있는 경우 또는 구동유닛의 사용이 완료되어 시스템의 전원을 끄기 전에 본 플라이휠정지 모드가 설정된다.
다음으로, 본 발명의 자이로타입 인양시스템에서 사용조건에 따른 작동 방식을 도 10을 참조하여 설명한다. 도 10은 본 발명에 따른 자이토타입 인양시스템에서 사용조건에 따른 작동 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 작업의 종류와 사용 조건에 따라 작동모드의 선택이 달라지며, 각 사용 조건에 대한 작동 방법은 다음과 같다.
- 일반적인 사용조건에서의 작동 방법
먼저, 지상 야적작업은 상기한 '자세제어 모드'로 인양물 자체를 회전시켜서 자이로 구동유닛의 각도를 인양물의 각도와 일치시켜 인양물을 인양시스템의 유닛수용 프레임 부재에 매단 후, 양중 작업시의 자세로 인양물을 회전시킨다.
그리고 양중작업은 '자세유지 모드'로 바람 등의 외력부터 인양물이 일정한 각도로 유지되도록 하여 인양작업 중에 인양물의 양중 안전성을 확보한다.
한편, 상부 설치작업은 '자세제어 모드'로 인양물의 각도와 설치각도가 일치하도록 회전시킨 다음, '짐벌고정 모드'로 변경하여 작업자가 인양물의 각도를 미세조정하여 설치작업을 완료할 수 있도록 한다.
- 강한 바람과 같이 외부 영향이 작용하는 경우에 대한 작동방법
먼저, 지상 야적작업은 '자세제어 모드'로 유닛수용 프레임 부재 자체를 회전시켜서 수용유닛 프레임 부재의 각도를 인양물의 각도와 일치시켜서 인양물을 유닛수용 프레임 부재에 매단 후, 양중 작업시의 자세로 인양물을 회전시킨다.
그리고 양중작업은 강한 바람이 부는 경우에 자세제어로 설정하면 에너지 소모가 크기 때문에, '짐벌고정 모드'로 설정하여 다음 단계까지 자이로 모멘트 작동을 위한 에너지를 절감한다. 여기에서, 에너지 소모량에 관계없이 절대적인 양중 안전성의 확보가 중요한 경우에는 '자세유지 모드'로 설정하여 바람 등의 외력으로부터 인양물이 일정한 각도를 유지되도록 한다.
한편, 상부 설치작업은 '자세제어 모드'로 인양물의 각도와 설치 각도가 일치하도록 회전시킨 다음, '자세유지 모드' 와 '짐벌고정 모드'를 병용하여 작업자가 인양물의 각도를 조정하여 설치작업을 완료할 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 중앙 컨트롤러(230)는 인양물의 회전속도를 자동제어하는 인양물 회전속도 자동제어 모드, 및 짐벌프레임 부재의 각도를 제한하기 위한 짐벌프레임부재 각도 제한 자동제어 모드를 갖도록 구성된다.
구체적으로, 본 발명의 자이로타입 인양시스템은 양중 작업의 능률과 안정성을 확보하기 위해서는 인양물의 회전속도의 변화를 최소화하고 이를 일정하게 유지시키도록 제어하는 것을 포함하도록 구성된다.
이를 위해서 본 발명은 자이로센서에 의해 인양물의 회전을 실시간으로 계측하여 짐벌 모터(150)의 회전을 실시간으로 제어하게 된다.
상기한 중앙 컨트롤러(230)에서는 아래 식1과 같이 미리 설정된 인양물의 목표회전각속도(φt1)와 계측된 중량물의 회전각속도(φ1)의 오차(φe1)를 계산한다.
φe1=φt1-φ1 (식1)
그리고 아래 식2와 같이 인양물의 회전각속도의 오차(φe1)에 짐벌 모터(150)로부터 중앙 컨트롤러(230)에 피드백되는 짐벌프레임부재의 각도(θ)와 짐벌프레임부재의 회전각속도(θ1)의 함수로 표현되는 비례상수(α(θ,θ1))를 곱하여 계산되는 토크제어신호(Ty)가 발생되어 짐벌 모터(150)가 구동된다.
Ty=α(θ,θ1)*φe1 (식2)
이러한 방법을 통해 인양시스템은 도 6과 같이 중앙 컨트롤러(230)-짐벌모터(150)-인양물-자이로센서(300) 사이의 신호 흐름이 폐루프로 구성되어 인양물의 회전속도가 느려지면 이를 보상하기 위해서 인양물의 회전방향과 동일한 방향의 토크 제어신호가 발생되어 인양물의 회전을 가속시키고, 인양물의 회전속도가 빨라지면 인양물의 회전방향과 반대방향의 토크 제어신호가 짐벌모터에 전달되어 인양물의 회전이 감속된다. 이러한 일련의 과정이 실시간으로 진행되어 인양물의 회전속도가 일정하게 유지된다.
계속해서, 짐벌프레임부재 각도 제한 자동제어는 다음과 같다.
짐벌 프레임 부재가 과도하게 회전하게 되면, 인양시스템의 기능이 저하되고 최악의 경우에는 짐벌 프레임 부재가 한쪽 방향으로 지속적으로 회전하여 시스템 자체가 손상될 수 있다. 본 발명은 이를 방지하기 위해서 중앙 컨트롤러를 통해 짐벌프레임 부재 각도 제한 자동제어를 실행하게 된다.
짐벌프레임 부재가 특정 각도(θt)를 초과하는 경우, 아래의 식3과 같이 인양물의 목표회전각속도(φt2)를 영(0) 또는 영(0)에 가까운 값으로 설정하고, 이에 따라 목표회전각속도의 오차는 항상 음수가 된다.
φe2=φt2-φ1=-φ (식3)
그리고 아래 식4와 같이 이에 비례하는 짐벌모터 토크 제어신호도 음수가 되어 짐벌프레임 부재가 반대방향으로 복귀하게 된다. 이후에 인양물이 영(0) 또는 영(0)에 가까운 목표회전각속도(φt2)에 도달하게 되면 기본 제어 방법, 즉 미리 입력된 인양물의 목표회전각속도(φt1)와 계측된 인양물의 회전각속도(φ1)의 오차에 비례하는 토크 제어신호를 발생시켜 짐벌모터를 구동시키도록 전환된다.
Ty=1α(θ,θ1)*φe2 (식4)
또한, 인양물의 인양 중 '자세유지 모드' 도중에 짐벌 프레임 부재의 각도가 특정각도(θt)를 초과하는 경우에는 짐벌프레임 부재의 각도를 원점으로 저속으로 저속복귀시킨 후, 다시 '자세유지 모드'로 전환시키도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양시스템 및 그의 운용 방법에 따르면, 풍속의 영향이 심한 현장에서도 인양중인 인양물의 회전을 실시간 모니터링하여 수동 또는 자동 제어할 수 있어 안정된 인양 작업을 도모할 수 있고, 원격으로 회전방향과 회전각도를 조절하여 인양물을 이동시키고자하는 위치에 정확히 인양할 수 있어 인양 작업의 효율성을 확보할 수 있으며, 안전적인 인양 작업을 통해 작업자의 안전사고를 예방하고, 다른 구조물과의 충돌위험성을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 자이로 구동유닛
110: 유닛수용 프레임 부재
120: 플라이휠 프레임 부재
130: 짐벌 프레임 부재
140: 플라이휠 부재
150: 짐벌 구동수단
160: 플라이휠부재 구동수단
170: 전력공급유닛
200: 자이로구동 제어유닛
210: 짐벌모터 드라이버
220: 플라이휠모터 드라이버
230: 중앙 컨트롤러
300: 자이로 센서
410: 원격제어 송신기
420: 수신기
510: 작업환경 모니터링 유닛
520: 데이터 전송기
530: 모니터
511: 풍향/풍속계
512: 충돌방지센서
513: 카메라
514: GPS(위성항법장치)

Claims (14)

  1. 인양크레인에 연결되고 자이로원리를 이용하여 인양물을 인양하기 위한 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템에 있어서,
    자이로 구동유닛;
    상기 자이로 구동유닛 일측에 구비되고, 상기 자이로 구동유닛의 구동을 제어하기 위한 자이로구동 제어유닛;
    상기 자이로 구동유닛 또는 상기 인양물에 구비되어 인양물의 회전각속도를 검출하여 검출 신호를 상기 자이로구동 제어유닛으로 전달하기 위한 자이로 센서; 및
    상기 자이로구동 제어유닛을 원격으로 제어하기 위한 원격 제어유닛;
    을 포함하는 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자이로 구동유닛은
    육면체 틀 형태로 형성되는 유닛수용 프레임 부재;
    상기 유닛수용 프레임 부재의 중앙부에 구비되는 사각틀 형태의 플라이휠 프레임 부재;
    상기 플라이휠 프레임 부재를 가로지르고 자유회전 가능하게 구비되는 사각틀 형태의 짐벌 프레임 부재;
    상기 짐벌 프레임 부재에 회전축이 관통하여 설치되는 플라이휠 부재;
    상기 플라이휠 프레임 부재 일측에 구비되어 상기 짐벌 프레임 부재를 정역회전 구동시키기 위한 짐벌 구동수단;
    상기 플라이휠 부재의 회전축에 연결되어 회전 구동시키기 위한 플라이휠부재 구동수단; 및
    상기 유닛수용 프레임 부재 일측에 구비되어 상기 각 구동수단과 자이로구동 제어유닛에 전력을 공급하기 위한 전력공급유닛;
    을 포함하는 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 짐벌 프레임 부재는 상기 플라이휠 부재와 연결되어 플라이휠의 직교방향의 회전을 발생시키는 프레임 부재이고,
    상기 짐벌 구동수단은 상기 짐벌 프레임 부재의 회전각도를 조절하여 자이로 모멘트가 발생되도록 구성되며, 회전속도와 회전각속도를 검출하는 엔코더를 구비한 구동 모터이고,
    상기 플라이휠 부재는 일정한 속도로 고속회전하는 원판으로 이루어지며,
    상기 플라이휠부재 구동수단은 상기 플라이휠 부재의 회전속도를 유지 조절하고, 상기 플라이휠부재의 회전각속도를 검출하는 엔코더를 구비하는 구동 모터인
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 자이로구동 제어유닛은
    상기 짐벌 구동수단인 구동 모터의 구동을 제어하고, 상기 구동모터의 회전각도와 회전각속도의 신호를 제공받는 짐벌모터 드라이버;
    상기 플라이휠부재 구동수단인 구동 모터의 구동을 제어하고, 상기 플라이휠부재의 회전각속도의 신호를 제공받는 플라이휠모터 드라이버; 및
    상기 짐벌모터 드라이버와 플라이휠모터 드라이버 및 상기 자이로센서의 회전각도의 신호를 제공받아 상기 짐벌모터 드라이버의 토크와 플라이휠모터 드라이버의 속도를 제어하는 중앙 컨트롤러;를 포함하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자이로 센서는 상기 유닛수용 프레임부재의 중앙 하단부에 구비되거나, 상기 중량물에 탈부착 가능하게 구비되는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 원격 제어유닛은
    원격제어 송신기 및 상기 원격제어 송신기의 신호를 제공받아 상기 중앙 컨트롤러로 제공하기 위한 수신기를 포함하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 원격제어 송신기는
    인양물을 소정 각도로 회전시키기 위한 자세제어 모드와, 중량물의 회전을 억제하기 위한 자세유지 모드와, 작업자가 직접 중량물의 회전각도를 조정할 수 있도록 하기 위한 짐벌고정 모드, 상기 인양 시스템을 초기화하기 위한 짐벌원점 복귀 모드, 및 상기 플라이휠 부재의 작동을 중지시키기 위한 플라이휠정지 모드를 실행하기 위한 버튼을 갖는 송신기 일체형 원격제어 송신기로 구성되는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원격제어 송신기는
    상기 각 모드를 실행할 수 있는 사용자인터페이스(UI)나 앱이 마련된 휴대용 단말기로 구성되는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    인양물에 대한 인양환경을 모니터링하기 위한 작업환경 모니터링 유닛;
    상기 작업환경 모니터링 유닛에서 모니터링된 데이터를 제공받아 전송하기 위한 데이터 전송기;
    상기 데이터 전송기로부터 전송되어 오는 데이터를 제공받아 디스플레이하는 모니터; 및
    상기 데이터 전송기로부터 전송되어 오는 데이터를 저장하기 위한 데이터베이스부를 포함하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 작업환경 모니터링 유닛은
    상기 인양물이 인양되는 위치의 풍향 및 풍속을 검출하기 위한 풍향/풍속계;
    상기 인양물의 충돌을 방지하기 위한 충돌방지센서;
    상기 인양물의 인양상황을 촬영하기 위한 촬영수단; 및
    상기 인양물의 위치를 검출하기 위한 위성항법장치를 포함하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 작업환경 모니터링 유닛은 시공 현장의 건물 시공 단계 또는 공정별 3D 빌딩정보모델링(BIM) 데이터를 구축하고, 구축된 데이터를 기초로 모니터링 데이터와 연동시켜 상기 모니터나 디스플레이 화면을 갖는 휴대용 단말기에 표시하는 3D BIM 구축 모듈을 더 포함하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템.
  12. 청구항 4에 따른 자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템을 운용하기 위한 운용 방법에 있어서,
    전원이 자이로구동 제어유닛의 중앙 컨트롤러와 짐벌 모터드라이버 및 플라이휠 모터드라이버에 공급되어 자이로 구동유닛을 작동시키고;
    무선송신기에서 특정 작동 모드가 선택되면, 이에 대한 명령신호가 수신기에 의해 수신되어 중앙 컨트롤러로 전달되고;
    상기 중앙 컨트롤러는 플라이휠 부재를 일정한 속도로 회전시키기 위한 상수값의 속도제어신호와 짐벌모터를 제어하기 위한 토크 제어신호를 발생시켜 이러한 신호들에 의해 짐벌 구동모터와 플라이휠 구동모터를 구동시키고;
    인양물의 회전각은 자이로센서에 의해 계측되어 상기 중앙 컨트롤로 전달되고, 상기 짐벌 프레임 부재의 회전각과 회전각속도 그리고 플라이휠 부재의 회전속도가 상기 짐벌 모터드라이버와 플라이휠 모터드라이버를 경유하여 중앙 컨트롤러로 전달되도록 하며;
    상기 무선송신기에 의한 작동은 원격지에서 양중 작업 상황을 모니터링하면서 제어되도록 하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 운용 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 무선송신기는 상기 중앙 컨트롤러를 통해 상기 짐벌모터에 토크 제어신호가 입력되어 짐벌 프레임 부재에 강제적인 회전력을 발생시켜 자세제어 자이로 모멘트가 발생되도록 하여 중량물이 회전되는 자세제어 모드와; 상기 짐벌 모터의 토크 입력신호가 '0'이 되어 짐벌 프레임 부재의 강제적인 회전력을 해제시키는 자세유지 모드; 및 상기 짐벌 프레임 부재의 위치가 현재 상태로 정지되어 있도록 하여 인양물의 자유로운 회전을 실행하는 짐벌고정 모드를 실행하도록 이루어지는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 운용 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 중앙 컨트롤러를 통해 미리 설정된 짐벌 프레임 부재의 원점위치 제어를 실행하여 상기 짐벌 프레임 부재가 원위치로 복귀되도록 하는 짐벌원점복귀 모드; 및 고속회전하는 플라이휠 부재의 회전을 중지시키는 플라이휠정지 모드 중 적어도 하나를 더 포함하는
    자이로원리를 이용한 자이로타입 인양물 인양자세제어 시스템의 운용 방법.
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