KR20170138740A - 건설장비 원격조종 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비를 무선 원격조종 시스템 및 방법에 있어서 스마트폰을 통하여 정해진 작업 구간에서 작업자가 일정위치에서 고정된 장치에서 조정하는 것이 아니라 이동가능한 스마트폰을 이용하여 무선 원격 조절할수 있는 시스템을 제공하는 것이다.스마트폰의 어플로 각각의 기능을 연동시킬수 있는 건설 장비 시스템의 통신과 무선 통신 방식으로 수행하므로서 유해한 환경의 작업장에서 노동자의 건강을 지키고, 작업의 평준화 및 정확성을 기할 수 있다. 또한 작업 현장에서의 인력을 감소시킬 수 있으므로 비용을 절감하는 효과도 얻을 수 있다.

Description

건설장비 원격조종 시스템 및 방법{Remote control system for construction equipment with Mobile smart Phone}

본 발명은 특별하게 작업자의 작업환경이 유해한 건설 현장의 어떤 파트에서 작업 공정을 작업자의 수작업이 아닌 어떤 설비의 원격 조종을 통해 구현하기 위한 건설장비 원격조종 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보통 건설현장의 작업 형태는 노동집약 형태로 노무자의 손이 일일이 필요한 작업과 어떤 특수 장비를 이용한 작업으로 구분할 수 있다.

일반적인 건설현장에서 노동집약 형태의 작업을 일예로 콘크리트 표면 고르기 공사를 예를 들어 설명하기로 한다. 콘크리트 표면 고르기 작업의 경우는 건축, 공항 및 교량, 항만 등의 콘크리트 공사에서는 필히 하는 공사파트인데,이 경우에 먼저 시공된 콘크리트 표면층과 나중에 시공되는 작업공정과의 평탄성괴 이에 따른 밀착성을 확보하기 위하여 정밀한 표면 평탄화 고르기 작업 과정을 통하여 작업 공정의 품질향상을 위한 과정이라 할 수 있다.기존 구조물의 경우 콘크리트 표면의 평탄화 및 후공정의 밀착성등을 위하여 도장, 도색, 오염,이형제 등을 제거하여 후 디스크 그라인더 등을 이용해 표면을 평탄하게 연마하게 된다. 대부분의 교량 바닥은 콘크리트 구조물로 시공되며, 신설교량의 경우에는 바닥판은 시공후 포장 시공을 위하여 기존 바닥판의 평탄성을 확보하여야 하고,교량면의 포장시 부착성, 시공성 및 품질 향상을 도모하기 위해 콘크리트 바닥의 표면 평탄화 고르기 작업은 반드시 필요하다 하겠다. 콘크리트 표면의 평탄화와 같은 작업은 전통적으로 계를 사용한 거친 표면 작업후에 노동자의 수작업으로 일일이 해야만하는 수작업을 필요로 하는 정도의 작업이라고 할 수 있었다.전반적인 콘크리트의 표면 평탄화 작업은 먼저 기계를 이용하여 이루어질수 있고,보다 세밀한 부분의 경우에는 작업자들의 손을 통해 마무리를 이루어지는 것이 바람직한 형태라 할 수 있겠다.따라서, 노동자의 건강에 직접적인 위협을 주는 작업 형태를 장비를 이용하여 원격에서 조종해주는 기술이 절실히 요청되었다.

본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건설장비 원격조종 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.

상기에 언급한 바와 같은 동일한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 건설장비 모바일 무선 원격조종 시스템은 건설 장비를 원격조종하는 시스템에 있어서, 건설 현장에서 요구하는 일련의 작업에 대한 작업 프로세스 알고리즘에 의해 작동 되도록 프로그램이 내장된 콘크리트 표면 평탄화 장비 시스템과 정해진 거리나 그 이상에서 상기 장비 시스템으로 제어 신호를 출력하는 스마트폰 조종 유니트 어플과 상기 장비 시스템의 동작에 따른 형상 정보를 디스플레이하여 모니터링시스템에 전달해주는 그래픽 제어 인터페이스도 포함한다.상기 장비 시스템은 작업 종류 별로 일련의 작업 공정 알고리즘이 프로그래밍 되어 제어하는 미케니즘이 된다.그리고 상기 건설 장비 내부에는 충돌방지 기능을 수행하는 레이저 라인 스캐닝 센서와 같은 장치가 설치되어야하고 상기 스마트폰의 원격 조종 유니트 어플은 장비 시스템과 무선 통신 방식으로 수행된다.상기 그래픽 제어 인터페이스 어플은 Man-Machine Interface(이하 "M.M.I" 라 한다)를 이용하며 상기 장비 시스템의 작동시의 장비의 관련 위치를 스마트폰 상에 디스플레이할수 있도록 한다.그리고 상기 그래픽 제어 인터페이스는 스마트폰에 연동된 어플과 GPS 수신기와 연동하여 GPS시스템을 통하여 가동 장비의 실시간 위치를 그래픽 모델로 디스플레이 하여야 한다.또한 상기 건설장비의 스마트폰 원격조종 시스템은 상기 작업 수행결과에 대한 작업 형상을 품질 기준치와 비교하여 제공하는 품질제어 유니트 어플을 추가하여 보다 고품질의 평탄화 작업을 수행할수 있다.상기 품질 제어 유니트 어플은 비교 결과를 스마트폰으로 그래픽 제어 인터페이스를 통하여 스마트폰 상에 디스플레이 되도록 송신하는 역할을 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 단순 작업을 하여야 하는 건설 근로자들에게 극한의 유해한 작업환경하의 작업인 경우 관련 장비를 원격에서 조종하고 또는 반자동화 함으로서,건설 근로자들의 건강을 지키게하고, 작업의 평준화 및 정확성을 기할 수 있다.또한 유해한 작업 현장에서의 인력을 감소시킬 수 있으므로 비용을 절감 및 삶의 질을 높여주는 효과도 얻을 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 건설장비 원격조종 시스템에 관한 개략적인 도면,

상기에 언급한 바와 같은 목적을 실현하기 위해서 본 발명에 따른 건설장비의 모바일 무선 원격조종 시스템은 건설 장비를 무선으로 조정하도록 할뿐만 아니라 ,작업자의 장소를 고정하지 않아도 작업장의 정해진 장소에서 자유롭게 위치를 잡고서 관련 건설 장비를 본 발명에 의한 무선 원격조종할수 있는 시스템이다.본 발명에 의한 시스템에 있어서, 건설 현장에서 요구하는 일련의 작업에 대한 작업 프로세스 알고리즘에 의해 작동 되도록 프로그램이 내장된 콘크리트 표면 평탄화 장비 시스템과 정해진 거리에서 상기 장비 시스템으로 제어 신호를 출력하는 스마트폰 조종 유니트 어플과 상기 장비 시스템의 동작에 따른 형상 정보를 디스플레이하는 그래픽 제어 인터페이스 어플을 포함한다.상기 장비 시스템은 작업 종류 별로 일련의 작업 공정 알고리즘이 프로그래밍 되어 제어하는 베이스가 된다.그리고 상기 건설 장비 는 충돌방지 기능을 수행하는 레이저 라인 스캐닝 센서가 설치되어야하고 상기 스마트폰의 원격 조종 유니트 어플은 장비 시스템의 통신과 무선 통신 방식으로 수행된다.상기 그래픽 제어 인터페이스 어플은 Man-Machine Interface를 이용하며 상기 장비 시스템의 작동시의 장비의 관련 위치를 스마트폰 상에 디스플레이할수 있도록 한다.그리고 상기 그래픽 제어 인터페이스는 스마트폰에 연동된 어플과 GPS 수신기과 연동하여 장비의 실시간 위치를 그래픽 모델로 디스플레이 한다.또한 상기 건설장비의 스마트폰 원격조종 시스템은 상기 작업 수행결과에 대한 작업 형상을 품질 기준치와 비교하여 제공하는 품질제어 유니트 어플을 추가하여 보다 고품질의 평탄화 작업을 수행할수 있다.상기 품질 제어 유니트 어플은 비교 결과를 스마트폰의 그래픽 제어 인터페이스를 통하여 스마트폰 상에 디스플레이 되도록 송신하는 역할을 한다.그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설장비 원격조종 방법은 건설현장에서 장비를 모바일 무선 원격 조종하는 방법에 있어서, 장비가 수행하여야 할 작업에 대한 프로그램밍 어플을 입력하는 단계와 무선 원격 조종 유니트 어플을 통하여 장비를 조종하는 단계 및 관련 장비를 수행한 결과를 스마트폰을 통하여 디스플레이되는 상황을 모니터링하는 단계를 포함한다.상기 무선 원격 조종하는 단계를 수행하기 전에,원하는 작업의 결과의 형상 정보를 입력하고,수행한 결과 나타나게 될 품질 기준치 형상 정보를 입력하는 단계 와 이후 작업 수행 결과에 따른 형상 정보와 품질기준치 형상 정보를 비교하는 단계를 진행한다.상기 작업 수행 결과에 따른 형상 정보와 품질기준치 형상 정보를 비교하는 단계에서, 현재 형상 정보가 품질기준치 내에 포함되면, 다음 작업을 진행하고, 현재 형상 정보가 품질기준치를 미달시는, 해당 작업을 반복수행 함을 특징으로 한다.이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.본 발명은 관련 장비를 스마트폰에 내장된 어플을 이용하여 원격 조종하고,표면 형상을 스마트폰의 그래픽 제어 인터페이스 어플을 통하여 스마트폰 상에 디스플레이 되도록 송신하여 모니터링하고,또는 자동,반자동화 과정으로 전 과정을 수행하는 시스템을제공하고자 한다.특히 콘크리트 표면 평탄화 작업의 특성상, 설계시의 형상 정보와 실제 시공된 바닥면의 형상정보가 많이 다르므로 현장 바닥판의 형상 정보와 설계시 계획된 형상 정보를 실시간 모니터링 하는 장비가 필요하고, 모니터링 장비와 더불어 원격에서 조종할 수 있는 원격 조종 시스템 및 작업 중 일부 단순한 과정은 반자동화 시스템을 이용하면 표면 절삭 과정에 필요한 작업자의 수를 현격하게 감소시킬 수 있다.본 발명에서는 특별히 여름철 건설 작업중 분진,작업 온도,습도등으로 인해 작업환경이 열악한 콘크리트 표면 평탄화 작업을 예로 들어 설명하기로 하는 것이다.[도 1]를 참조하면, 건설 장비 모바일 무선 원격 조종 시스템인 스마트폰은(100)은 콘크리트 표면 평탄화를 위한 관련 평탄화 장비 위치 및 작업환경 그리고 작업의 진척도에 대한 실시간 연계 디스플레이를 위한 그래픽 콘트롤 시스템 어플(11),무선 원격조종을 위한 무선통신 및 제어시스템 어플(12), 실시간 바닥판 표면 전.후 품질 계측을 위한 품질제어 시스템 어플(13), 콘크리트 표면 평탄화 장비의 충돌방지 어플(14)을 포함한 최적 진로계획 소프트웨어 어플(15)과 관련 건설장비인 무선 원격조종 리시버(16) 및 콘크리트 표면 평탄화 장비(200)로 구성된다.콘크리트 표면 평탄화 장비는 몸체, 구동장치, 조향장치, 표면 절삭 유니트, 집진장치 등으로 구성되며 그래픽 콘트롤 시스템은 Man-Machine-Interface(이하 'MMI'라 칭함) 유니트 어플(21)과 GPS 수신하는 어플(22)로 구성되며, MMI유니트(21)와 GPS 수신 시스템 어플은 스마트폰 어플과 연동되어 유기적으로 연계되어 콘크리트 표면 평탄화시 장비에 GPS 수신기를 연동할수 있는 어플이 탑재된다.품질 제어시스템은 콘크리트 표면 평탄화 장비의 작업 상태를 관찰 분석하기 위한 영상 시스템, 소요품질 기준측정을 위한 계측시스템으로 구성되며, 품질제어를 위해서는 영상정보와 품질기준치 비교를 통한 품질기준 허용 유무를 측정하여 제공한다.건설기계의 최적진로계획 시스템은 레이저 라인 스캐너 센서로 구성되며, 장애물의 유무를 판별하고 장애물과의 거리 등을 측정한다. 상기의 설명은 전체 시스템에 관련된 설명이다.원격 조종 시스템은 관련 장비 시스템 ,무선 원격 조종 유니트,그래픽 제어 인터페이스 어플, 품질제어 유니트 어플로 구성된다.관련 장비 시스템은 콘크리트 표면 평탄화 작업을 실행하는 도구로서,각각의 작업 종류 별로 일련의 작업공정 알고리즘이 프로그램밍 되어 있고, 또한, 충돌방지 기능을 수행하는 레이저 라인 스캐너 센서를 구비해야만 하겠다. 그리고 무선 원격 조종 유니트 어플은 근로자가 스마트폰에 내장된 어플을 이용하여 관련 건설 장비 시스템을 원격 조종하기 위한 요소이다.무선 원격 조종 유니트 어플과 관련 건설 장비 시스템간의 통신은 무선 통신 방식이며 상기 그래픽 제어 인터페이스 어플은 일반적으로 Man-Machine Interface를 이용한다.그래픽 제어 인터페이스는 작업자가 무선 원격 조종 유니트 어플을 통하여 작업 현장 상황을 그래픽으로 디스플레이 하도록 연동되어 있다.또한 그래픽 제어 인터페이스는 GPS 수신기과 연동하여 장비의 실시간 위치를 그래픽하여 스마트폰으로 실시간 디스플레이한다.품질제어 유니트는 설정된 작업표준과 실제 작업 결과를 비교하여 그 결과를 원격 조종 유니트로 송신할 수 있으며, 콘크리트 표면 작업한 바닥판의 형상을 기준치와 비교하여 바닥 상태를 점검하기 위한 요소이다.콘크리트 표면 평탄화 장비 시스템은 내부에 센서를 구비하여 충돌 방지, 진로 방향 판단, 원격 조종 유니트와의 무선 통신을 제공한다.본 발명에 따른 건설장비 원격조종 방법에 관한 작업 흐름도를 보면 [도 1]을 참조하면, 일반 건설현장에서 장비를 스마트폰으로 관련 장비를 무선 원격 조종하기 위해서, 먼저 장비가 수행하여야 할 작업에 대한 작업 프로그램 어플을 입력해야 한다 .이후, 작업을 수행한 결과 나타나게 될 형상 정보(20)를 입력하는 단계를 수행한다.이후, 원격 조종 유니트를 이용하여 장비를 조종하고 ,장비 수행 결과를 모니터링한다 .모니터링 과정을 통해 작업 수행 결과에 따른 형상 정보와 품질기준치 형상 정보를 비교한다.상기 작업 수행 결과에 따른 형상 정보와 품질기준치 형상 정보를 비교하는 단계에서, 현재 형상 정보가 품질기준치 허용 오차 범위 내에 포함되면, 다음 작업을 진행하고, 현재 형상 정보가 품질기준치 허용 오차범위를 초과하면, 해당 작업을 반복수행함을 특징으로 한다.상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예 가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 스마트폰 200: 콘크리트 표면 평탄화 장비
11 :그래픽 콘트롤 시스템 어플,12 :무선통신 및 제어시스템 어플,
13 :품질 계측을 위한 품질제어 시스템 어플 14 : 콘크리트 표면 평탄화 장비의 충돌방지 어플
15 : 최적 진로계획 소프트웨어 어플 16 : 무선 원격조종 리시버
21 :Man-Machine-Interface(이하 'MMI'라 칭함) 유니트 어플
22 : GPS 수신하는 어플

Claims (1)

1. 작업자에게 유해한 작업이 요구되는 공사 현장에서 관련 건설 장비를 무선으로 원격 조종하는 시스템에 있어서,건설 현장에서 요구하는 일련의 작업에 대한 알고리즘에 의해 해당 동작으로 수행하도록 작업자가 소지하고 있는 스마트폰에 관련 어플을 연동시키고 프로그램밍 된 장비의 시스템어플,일정 거리에서 상기 장비 시스템으로 제어 신호를 출력하는 원격 조종 유니트 어플 과 상기 장비 시스템의 동작에 따른 형상 정보를 디스플레이하는 그래픽 제어 인터페이스 어플을 포함하며, 상기 장비 시스템은 작업 종류 별로 일련의 작업 공정 알고리즘이 프로그램된 것을 특징으로 하는 건설장비 스마트폰 무선 원격조종 시스템.

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