KR20170003300A - 중장비용 안전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 방식에 의하여 작업자의 작업 영역 존재 여부를 신속하게 인식할 수 있는 중장비용 안전 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중장비용 안전 장치에 있어서, 작업자 안전모에 장치되며, GPS정보를 이용하여 현재의 위치를 무선으로 송신하는 송신부; 및 중장비 운전석에 설치되며, GPS정보를 이용하여 현재의 위치와 상기 송신부에서 전송되는 송신부의 위치 정보 중 동일 시간대의 정보를 이용하여 송신부와의 거리를 산정한 후 산정된 거리가 사전에 정의된 거리보다 작은 경우 경고 알람을 발생하는 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

중장비용 안전 장치{Safety device for heavy equipment}
본 발명은 중장비용 안전 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 무선 방식을 적용한 중장비용 안전 장치에 관한 것이다.
많은 건축 토목 현장에는 다양한 용도의 중장비들이 사용되며, 상기 중장비들은 전체 시공 시기를 당겨주는 역할을 하는 중요한 장비 중 하나이다.
특히 굴삭기의 경우에는 단독으로 이동할 수 있으며, 버킷부를 다른 공구로 교환하는 경우 다양한 작업을 수행할 수 있는 능력이 있어, 공사 현장에 널리 사용되고 있다.
그러나 중장비는 다양한 작업이 수행되는 만큼 조작 자체도 복잡하여 오조작에 의한 사고가 발생하기도 한다.
상기와 같은 오조작을 방지하기 위한 다양한 안전 장치들이 제안되었다.
예를 들면, 공개특허 제1995-0018971호에는 건설기계, 특히 굴삭기를 이용한 작업중 지중 또는 지상에 장애물이 존재하거나 일정영역의 굴삭작업이 필요할 때 작업자의 안전을 도모하고 보다 빠르고 정확한 작업이 가능하도록 적절한 작업범위를 제한하기 위해 붐, 암, 버켓의 작업기와 스윙모터에 의한 스윙기능이 있는 건설기계에서 붐, 암, 버켓, 각 작업기 및 스윙모터의 회전각도를 검출할 수 있는 작업기 각도검출장치와 센싱된 각도신호와 죠이스틱 신호를 아날로그신호에서 디지탈 신호로 변환시키기 위한 A/D변환기와, 작업기의 작업범위를 세팅하기 위한 작업범위 세팅수단과, 작업범위 세팅수단으로부터 작업범위를 입력하여 죠이스틱 신호에 따라서 적절한 작업범위 내에서 작업기가 움직이도록 출력 값을 제어하는 컨트롤러와 컨트롤러의 디지탈 출력신호를 아날로그 신호로 변환시키기 위한 D/A변환기와, D/A변환기의 신호에 비례하는 파이로트 압력을 출력하는 전자비례 감압벨브와 전자비례감압벨브의 출력신호에 비례해서 각 작업기의 실린더 유량을 출력하는 메인컨트롤벨브를 구비하여 굴삭기의 작업범위를 설정하도록 하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 작업범위 제한장치의 구성이 개시되어 있다.
또한, 공개특허 제2008-0008014호에는 운전실 내부에서 콘솔박스 일측에 회동가능하게 설치된 안전레버; 상기 안전레버 하측에 설치되며, 상기 안전레버의 조작에 의하여 전원을 온/오프시키는 리미트 스위치; 유압펌프로부터 공급되는 작동유를 제어하는 컨트롤밸브를 구비하며, 붐이나 아암등 작업장치 및 중장비를 구동시 외부에 알려주는 건설중장비 안전장치에 있어서, 상기 리미트 스위치가 온 또는 오프 작동시 절환되어 상기 유압펌프와 컨트롤밸브 사이의 공급유로를 선택적으로 개방 및 폐쇄하는 솔레노이드 밸브; 상기 리미트 스위치에 직렬로 연결되며, 상기 안전레버를 정상 조작시 소정 시간동안 온 상태로 구동되는 타이밍 스위치; 및 상기 운전실 외부 일측에 설치되며, 상기 타이밍 스위치의 온 구동시 전원을 인가받아 작동하여 외부에 경보음을 발생하는 경보수단;을 포함한 구성이 개시되어 있다.
한편, 중장비는 적절한 작업 영역이 필요하며, 상기 작업 영역에 다른 작업자들이 있는 경우, 안전 사고가 발생할 우려가 매우 높다. 특히 다른 작업자들은 별개의 작업을 수행하므로, 인근에 중장비의 작업을 순간적으로 인식하지 못하여 안전 사고가 발생하므로, 통상 차단막 등을 통하여 작업 영역에 접근을 방지하는 방식으로 안전 사고를 예방하나, 상기 방식으로 안전 사고를 예방하기에는 다소 무리가 있어, 중장비 작업자가 바로 인식할 수 있는 새로운 안전 장치가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로, 무선 통신 방식에 의하여 작업자의 작업 영역 존재 여부를 신속하게 인식할 수 있는 중장비용 안전 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중장비용 안전 장치에 있어서, 작업자 안전모에 장치되며, GPS정보를 이용하여 현재의 위치를 무선으로 송신하는 송신부; 및 중장비 운전석에 설치되며, GPS정보를 이용하여 현재의 위치와 상기 송신부에서 전송되는 송신부의 위치 정보 중 동일 시간대의 정보를 이용하여 송신부와의 거리를 산정한 후 산정된 거리가 사전에 정의된 거리보다 작은 경우 경고 알람을 발생하는 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 송신부는: 송신부의 위치를 인식하는 GPS모듈; 근거리 통신을 이용하여 송신하는 무선모듈; 상기 GPS모듈의 정보를 수신하여, 시간, 송신부 아이디 및 위치 정보를 상기 무선모듈로 전송하는 처리부; 및 전원을 공급하는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 수신부는: 수신부의 현재 위치를 인식하는 GPS모듈; 상기 송신부에서 전송한 정보를 수신하는 수신모듈; 상기 동일시간에서 GPS모듈에서 인식한 수신부의 위치와 상기 수신모듈을 통하여 수신한 송신부의 위치를 이용하여 수신부와 송신부의 거리를 산정하는 제어모듈; 및 상기 제어모듈에 의하여 동작이 제어되는 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 송신부에서 전송되는 위치 정보는 경도, 위도 및 고도를 포함하며, 상기 수신부에서 인식되는 수신부의 위치 정보는 경도, 위도 및 고도를 포함하며, 상기 제어장치는 상기 정보들을 위치 좌표로 변환한 후, 송신부와 수신부의 거리를 산정하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어장치는 계산된 송신부와 수신부의 거리가 사전에 정의된 거리 이하인 경우에 상기 알람부를 작동하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 송신부는 GPS안테나를 더 포함하며, 상기 GPS안테나는 안전모 상단에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 중장비용 안전 장치는 작업자 안전모에 장착되는 송신부와 중장비 운전석에 장착되는 수신부로 구성되고, GPS를 이용하여 수신부와 송신부의 거리를 산정하여 일정 거리 이내인 경우 알람을 방지하는 구성을 포함하여, 비교적 저가로 구현할 수 있으며, 종래 사용되는 안전부에 송신부를 부착하는 것 만으로도 구현되므로 실질적인 구현이 편리한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 중장비용 안전 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 송신부의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 수신부의 구성도이며,
도 4는 도 1에 따른 본 발명의 기능을 설명하는 흐름도이다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 중장비용 안전 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 작업자 안전모(1)에 설치되어 작업자의 위치를 송신하는 복수의 송신부(10) 및 중장비(2) 운적석에 설치되어 상기 복수의 송신부(10)와 통신에 의하여 위험 상황을 감지하여 운전자에게 위험 상황을 알람하는 수신부(60)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 송신부(10)는 작업자 안전모(1)에 장착되며, 장착 위치에는 제안이 없으나, GPS용 안테나의 경우에는 안전모(1) 상단에 중앙에 위치하는 것이 바람직하다. 물론 상기 송신부(10)는 개별 작업자의 안전모(1)에 모두 장착하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 송신부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, GPS모듈(11), 처리부(12), 무선모듈(13) 및 배터리(14)를 포함하여 구성되며, 필요한 경우, 상기 GPS모듈(11)에 연결되는 GPS안테나(15)와 상기 무선모듈(13)에 연결되는 무선안테나(16)를 포함하여 구성된다.
이때 상기 송신부(10)는 별도의 케이스를 통하여 안전모(1) 배면에 부착되고, 상기 GPS안테나(15) 및 무선안테나(16)는 안전모(1) 상단에 부착되어 정보 수신 및 전송에 유리하도록 구성할 수 있다.
상기 GPS모듈(11)은 현재 송신부(10)의 위치를 위성을 통하여 수신한다. 이때 상기 GPS모듈(11)이 수신하는 위치 정보는 시간, 위도, 경도, 고도이며, 상기 정보를 상기 처리부(12)로 출력한다.
즉, 상기 GPS모듈(11)은 위성을 통한 위치 정보를 설정된 시간 간격으로 상기 처리부(12)로 전송하는 기능을 수행한다.
상기 처리부(12)는 상기 GPS모듈(11)을 통하여 수신되는 위치 정보에 현재 송신부(10)의 아이디를 추가하여 무선모듈(13)로 전송하는 역할을 수행한다.
이때 상기 아이디는 각 안전모(1)에 설치된 송신부(10)를 구별하기 위한 것으로 각 송신부(10) 별로 다른 아이다가 부여된다.
상기 무선모듈(13)은 상기 처리부(12)에서 전송된 정보를 무선으로 송출하는 기능을 수행하는 것으로, 근거리 통신으로 구현되며, 어떠한 프로토콜로 구현할 수 있으나, 가장 널리 사용되는 블루투스 방식이 바람직하다.
즉, 상기 무선모듈(13)을 통하여 송출되는 송신부(10)의 정보는 아이디, 시간, 위도, 경도 및 고도 5개로 구성된다.
이때 고도의 경우에는 평지에 작업이 주로 이루어지거나, 중장비(2)의 작업 범위가 넓지 않은 경우 등과 같이 실질적인 차기가 미미한 경우에는 생략하여 구성할 수도 있다.
통상 위도, 경도를 알고 있는 경우, 현재의 위치를 평면 좌표로 변환할 수 있으므로, 필요한 경우 상기 처리부(12)에서 위도와 경도를 이용하여 현재 위치 좌표(x, y)로 변환하여 아이디, 시간, 현재위치(x, y) 및 고도의 정보를 전송하도록 구성할 수 있으며, 상기와 같은 변환값을 전송하는 경우에는 후술하는 수신부(60)에서의 계산량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
물론 이 경우에도, 고도 정보는 필요한 경우 생략하여 전송할 수 있다.
한편, 수신부(60)는 도 3에 도시된 바와 같이, GPS모듈(61), 제어모듈(62), 수신모듈(63), 알람부(64)를 포함하여 구성된다.
상기 수신부(60)는 중장비(2) 내부에 설치되므로, 중장비(2) 자체 전원을 바로 사용할 수 있으므로, 별도의 배터리가 필요치는 않으나, 이동형으로 구성하는 경우에는 배터리를 추가하여 구성할 수 있다.
상기 GPS모듈(61)은 송신부(10)에서 사용하는 GPS모듈(11)과 동일한 기능을 하며, 필요한 경우 GPS안테나(65)를 추가하여 수신 특성을 향상시키도록 구성할 수 있다.
역시 상기 GPS모듈(61)은 수신부(60)의 위치정보를 주기적인 인식하여 상기 제어모듈(62)로 전송한다.
한편, 상기 수신모듈(63)은 상기 송신부(10)의 무선모듈(13)과 연동되어 무선 통신을 수행하는 것으로 상기 무선모듈(13)과 동일한 규약으로 통신을 수행한다.
또한 상기 수신모듈(63)은 복수의 무선모듈(13)을 정보를 연속적으로 수신하여 상기 제어모듈(62)로 전송한다.
상기 제어모듈(62)은 상기 GPS모듈(61)에서 전송되는 수신부(60)의 위치 정보와 상기 수신모듈(63)에서 전송되는 각 송신부(10)의 정보를 기초로 수신부(60)와 송신부(10) 사이의 거리를 산정한 후, 산정된 거리가 사전에 정의된 거리보다 작은 경우에는 알람부(64)를 동작시켜 운전자에게 작업 반경 내에 작업자가 있음을 경고하는 기능을 수행한다.
상기 알람부(64)는 별도의 경보 장치로 구성될 수 있으며, 모니터를 추가하여 상기 모니터에 해당 작업자의 아이디를 출력하도록 구성할 수 있다.
상기 제어모듈(62)의 기능은 도 4에 도시된 바와 같은 절차로 진행되며, 이하에서는 이에 대하여 설명한다.
먼저 제어모듈(62)은 각 송신부(10)의 아이디, 시간 및 위치 정보와 수신부(60)의 시간 및 위치 정보를 수신한다.
수신된 정보를 기초로 각 송신부(10)의 위치 좌표와 수신부(60)의 위치 좌표를 계산한다.
상기 위치 좌표는 GPS의 위도, 경도 및 고도를 기준으로 값을 계산할 수 있으며, 이때 위치 좌표는 (x, y, z)의 형태로 계산된다. 여기서 x는 지구표면의 특정 기준점에서 특정 방향으로의 거리이고, y는 상기 x와 수직인 거리, 그리고 z는 고도를 의미한다.
그리고 상기 제어모듈(62)은 동일한 시간의 각 송신부(10)와 수신부(60)의 위치 좌표를 이용하여 각 송신부(10)와 수신부(60)의 거리를 다음의 계산식을 이용하여 계산한다.
di=((송신부i의 x-수신부 x)2+(송신부i의 y-수신부 y)2+(송신부i의 z-수신부 z)2)1/2
여기서 i는 송신부(10)는 특정 송신부(10)를 의미하며, 따라서 사용되는 송신부(10)의 수만큼 거리가 계산된다.
이후 상기 제어모듈(62)은 상기에서 계산된 각 송신부(10)의 거리가 사전에 입력된 안전 거리보다 적은 경우에는 상기 알람부(64)를 동작하여 운전자에게 위험을 안내한다.
이때 해당 송신부(10)의 아이디를 별도의 모니터를 통하여 출력하도록 구성할 수 있다.
한편, GPS는 특정 GPS의 절대 위치에 대한 오차는 대략 200m정도로 알려져 있다. 본 발명은 각 GPS의 절대 위치를 기준으로 거리를 산정하는 것이 아닌, 동일한 시간대에 인식되는 각 GPS의 상대적인 값을 기준으로 거리를 산정하는 것을 특징으로 한다.
통상 동일 시간대에 동일 위성을 통하여 GPS와 GPS 사이의 거리의 오차는 대략 2 내지 4m내외로 알려져 있으므로, 대형 중장비의 넓은 작업 영역을 고려하는 경우, 작업자(1)의 작업 영역 내에 존재 여부를 감지할 수 있는 효과를 제공한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
1: 안전모 2: 중장비
10: 송신부 11: GPS모듈
12: 처리부 13: 무선모듈
14: 배터리 15: GPS안테나
16: 무선안테나 60: 수신부
61: GPS모듈 62: 제어모듈
63: 수신모듈 64: 알림부
65: GPS안테나 100: 중장비용 안전 장치

Claims (6)

  1. 중장비용 안전 장치에 있어서,
    작업자 안전모에 장치되며, GPS정보를 이용하여 현재의 위치를 무선으로 송신하는 송신부; 및
    중장비 운전석에 설치되며, GPS정보를 이용하여 현재의 위치와 상기 송신부에서 전송되는 송신부의 위치 정보 중 동일 시간대의 정보를 이용하여 송신부와의 거리를 산정한 후 산정된 거리가 사전에 정의된 거리보다 작은 경우 경고 알람을 발생하는 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 안전 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 송신부는:
    송신부의 위치를 인식하는 GPS모듈;
    근거리 통신을 이용하여 송신하는 무선모듈;
    상기 GPS모듈의 정보를 수신하여, 시간, 송신부 아이디 및 위치 정보를 상기 무선모듈로 전송하는 처리부; 및
    전원을 공급하는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 안전 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 수신부는:
    수신부의 현재 위치를 인식하는 GPS모듈;
    상기 송신부에서 전송한 정보를 수신하는 수신모듈;
    상기 동일시간에서 GPS모듈에서 인식한 수신부의 위치와 상기 수신모듈을 통하여 수신한 송신부의 위치를 이용하여 수신부와 송신부의 거리를 산정하는 제어모듈; 및
    상기 제어모듈에 의하여 동작이 제어되는 알림부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 중장비용 안전 장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 송신부에서 전송되는 위치 정보는 경도, 위도 및 고도를 포함하며, 상기 수신부에서 인식되는 수신부의 위치 정보는 경도, 위도 및 고도를 포함하며, 상기 제어장치는 상기 정보들을 위치 좌표로 변환한 후, 송신부와 수신부의 거리를 산정하는 것을 특징으로 하는 중장비용 안전 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제어장치는 계산된 송신부와 수신부의 거리가 사전에 정의된 거리 이하인 경우에 상기 알람부를 작동하는 것을 특징으로 하는 중장비용 안전 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 송신부는 GPS안테나를 더 포함하며, 상기 GPS안테나는 안전모 상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 중장비용 안전 장치.
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