KR20190139512A - 중장비의 작업 안전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중장비의 작업 안전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지게차, 굴삭기, 덤프트럭, 페이로더, 크레인 등과 같은 중장비의 작업시 중장비 주위로 접근하는 작업자나 보행자를 감지하여 중장비의 운전자 등에게 경고신호를 보내서 작업자나 보행자를 보호할 수 있는 안전장치에 관한 것이다.
본 발명의 중장비의 작업 안전장치는 중장비의 작동시 상기 중장비 주위에 레이저를 조사하여 작업영역을 시각적으로 표현하기 위한 영역표시부와, 작업영역으로 접근하는 감지대상을 감지하기 위한 센싱부와, 중장비의 운전자에게 경고신호를 출력하는 경고부와, 센싱부를 통해 상기 감지대상을 감지할 경우 상기 센싱부로부터 출력되는 감지신호에 의해 상기 경고부의 작동을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

중장비의 작업 안전장치{safety apparatus for work of heavy machinery}

본 발명은 중장비의 작업 안전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지게차, 굴삭기, 덤프트럭, 페이로더, 크레인 등과 같은 중장비의 작업시 중장비 주위로 접근하는 작업자나 보행자를 감지하여 중장비의 운전자 등에게 경고신호를 보내서 작업자나 보행자를 보호할 수 있는 안전장치에 관한 것이다.

일반적으로 지게차, 굴삭기, 덤프트럭, 페이로더, 크레인 등과 같은 중장비를 운용하는 작업현장에서는 높은 소음이 발생하므로 중장비의 운전자는 중장비 주위에서 작업을 하고 있는 다른 작업자나 보행자들을 감지하지 못하고 작업을 진행하는 경우가 많고, 이에 따라 작업자나 보행자가 중장비에 상해를 당하는 안전사고가 자주 발생하고 있는 실정이다.

일 예로 굴삭기나 이동식 크레인은 360도 회전이 가능한 구조를 가지므로, 다른 작업자가 굴삭기 또는 이동식 크레인의 작업반경 안에서 작업을 하고 있을 때 굴삭기나 크레인이 갑작스럽게 회전하면, 이로 인해 작업자가 굴삭기나 크레인에 부딪혀 부상을 입는 상황이 발생할 수 있다.

중장비 운전자는 앞쪽에 달린 후면거울에만 의존하여 후방을 관찰할 뿐이므로 중장비의 후면과 측면에는 사각지대가 발생하게 되고, 따라서 다른 작업자가 사각지대에 있어 운전자가 이를 인지하지 못한 상태로 중장비를 회전시키거나 이동시키는 상황이 발생할 경우 사각지대에 있던 작업자가 이를 피하지 못하여 안전사고가 발생한다.

이러한 문제점을 해소하고자 카메라를 후면에 설치하는 방법 등이 제안되고 있지만, 카메라는 상하 또는 좌우로 밖에 움직이지 못하기 때문에 사각지대를 완전히 촬영하여 이를 운전자에게 모니터로 제공하는 것에는 한계가 있다.

또한, 작업 중인 중장비 근처를 지나가는 작업자 또는 보행자는 이동식 중장비의 작업영역을 전혀 파악할 수 없기 때문에 스스로 위험을 회피하기 어려운 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0121971호에는 건설장비의 작업반경 표시장치 및 표시방법이 개시되어 있다.

상기 공개특허는 건설장비에 설치되어 레이저를 발생시킴으로써 건설장비의 작업반경을 지면에 표시하는 빔 발생기, 상기 빔 발생기에 전원을 공급하는 전원공급부, 상기 전원공급부를 제어하여 건설장비가 ON 되면 빔 발생기에 전원이 공급되도록 하고 건설장비가 OFF 되면 빔 발생기에 공급되는 전원이 차단되도록 하는 제어부를 포함한다.

상기 공개특허는 지면에 동심원 형태의 작업반경이 시각적으로 표시되도록 함으로써 작업자 또는 건설현장을 지나가는 보행자들이 작업반경 내에 들어오지 못하도록 경고할 수 있으며, 작업자나 보행자 역시 시각적으로 확인되는 건설장비의 작업반경을 피해 이동할 수 있어 안전사고가 미연에 방지될 수 있다는 장점을 갖는다.

하지만 중장비를 운전하는 운전자나 관리자에게는 위험상황을 인지시킬 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0121971호: 건설장비의 작업반경 표시장치 및 표시방법

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 지게차, 굴삭기, 덤프트럭, 페이로더, 크레인 등과 같은 중장비의 작업시 중장비 주위로 접근하는 작업자나 보행자를 감지하여 중장비의 운전자 등에게 경고신호를 보내서 중장비 주위의 작업자나 보행자를 보호할 수 있는 안전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중장비의 작업 안전장치는 중장비의 작동시 상기 중장비 주위에 레이저를 조사하여 작업영역을 시각적으로 표현하기 위한 영역표시부와; 상기 작업영역으로 접근하는 감지대상을 감지하기 위한 센싱부와; 상기 중장비의 운전자에게 경고신호를 출력하는 경고부와; 상기 센싱부를 통해 상기 감지대상을 감지할 경우 상기 센싱부로부터 출력되는 감지신호에 의해 상기 경고부의 작동을 제어하는 제어부;를 구비한다.

상기 센싱부의 감지신호 출력시 상기 제어부에 의해 상기 감지대상에게 위험신호를 출력하는 위험알림부;를 더 구비한다.

상기 센싱부의 감지신호 출력시 상기 제어부에 의해 상기 중장비의 작동을 중지시키는 비상정지수단;을 더 구비한다.

상기 경고부는 상기 운전자에게 진동을 가하는 진동유닛이다.

상기 진동유닛은 상기 운전자가 앉는 의자의 좌석부 또는 등받이부에 설치되어 상기 좌석부 또는 상기 등받이부를 진동시킨다.

상기 진동유닛은 상기 운전자가 착용하는 안전모에 설치되어 상기 안전모를 진동시키고, 상기 진동유닛은 상기 안전모에 장착되며 전면에 출입홀이 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되는 고정축과, 상기 고정축에 회전가능하도록 결합되며 일측이 상기 출입홀을 통해 상기 케이스의 내부와 외부를 드나들 수 있는 스윙바와, 상기 스윙바의 상부에 형성되어 상기 안전모를 타격하는 타격부와, 상기 케이스 내부에 설치되어 상기 스윙바에 탄성력을 가하는 탄성부재와, 상기 케이스 내부에 설치되는 모터와, 상기 모터의 구동축에 편심되게 결합되어 상기 스윙바의 하부에 반복적으로 접촉 및 분리되면서 상기 스윙바를 전후방향으로 회전시키는 반원 형상의 편심부재를 구비한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 중장비의 주위에 중장비의 작업영역을 시각적으로 표시함으로써 작업자나 보행자 스스로 중장비의 작업영역을 피해 이동할 수 있다.

또한, 본 발명은 중장비의 작업영역을 미처 인지하지 못하고 작업자나 보행자가 접근시 중장비의 운전자에게 경고신호를 보낼 수 있을 뿐만 아니라 작업자나 보행자에게도 위험신호를 미리 보낼 수 있으므로 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따라 굴삭기에 설치되어 굴삭기 주위에 작업영역을 표시하는 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1에 적용된 본 발명의 중장비의 작업 안전장치의 구성을 나타낸 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 요부인 경고부가 의자에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 요부인 경고부가 안전모에 설치된 상태를 나타낸 측면도이고,
도 6 및 도 7은 도 5에 적용된 경고부의 작동을 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 중장비의 작업 안전장치에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 중장비의 작업 안전장치는 중장비(1) 주위에 레이저를 조사하여 작업영역(5)을 시각적으로 표현하기 위한 영역표시부(20)와, 작업영역(5)으로 접근하는 감지대상을 감지하기 위한 센싱부(10)와, 중장비(1)의 운전자에게 경고신호를 출력하는 경고부(40)와, 센싱부(10)를 통해 감지대상을 감지할 경우 경고부(40)의 작동을 제어하는 제어부(15)를 구비한다.

영역표시부(20)는 중장비(1)에 설치될 수 있다. 중장비(1)는 지게차, 굴삭기, 덤프트럭, 페이로더, 크레인 등과 같이 건설, 토목, 물류, 운송 등의 다양한 산업현장에 사용된다. 도시된 예에서는 중장비(1)의 일 예로 굴삭기의 모습을 나타내고 있다.

영역표시부(20)는 중장비(1)의 작동시 중장비(1) 주위에 레이저를 조사하여 작업영역(5)을 시각적으로 표현하다.

가령, 중장비(1)를 중심으로 일정한 크기의 작업영역(5)을 지면에 설정하고, 작업영역(5)의 가장자리에 레이저를 조사하여 작업영역(5)을 라인으로 표시할 수 있다. 따라서 보행자나 주위의 작업자들에게 중장비(1)의 작업영역(5)을 시각적으로 보여줄 수 있다.

영역표시부(20)는 레이저 빔을 발생시키는 다수의 빔 발생기들로 이루어질 수 있다. 빔 발생기는 중장비에 다수가 설치되어 360도 방향으로 지면에 레이저 빔을 발사할 수 있도록 구성된다. 빔 발생기에서 조사되는 레이저 빔에 의해 지면에 작업영역(5)이 표시되면 작업자 또는 보행자는 중장비(1)의 작업영역(5)을 시각적으로 확인할 수 있어 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

센싱부(10)는 작업영역(5)으로 접근하는 감지대상을 감지하여 감지신호를 제어부(15)로 출력한다. 여기서 감지대상은 중장비(1)로부터 보호하기 위한 대상으로서, 중장비(1) 주위에서 작업을 하는 작업자나 중장비 주위를 지나가는 보행자일 수 있다. 또한, 감지대상은 중장비 주위를 지나가는 차량이나 다른 중장비일 수 있다.

센싱부(10)는 작업영역(5)으로 접근하는 감지대상을 감지할 수 있는 구조라면 다양한 종류의 센서를 이용할 수 있다. 가령, 센싱부(10)로 통상적인 적외선 센서가 이용될 수 있다. 적외선 센서는 중장비(1)의 전후좌우 사방에 다수가 설치되어 작업영역(5)으로 접근하는 감지대상을 감지한다.

센싱부(10)가 작업영역(5)으로 접근하는 감지대상을 감지할 경우 제어부(15)는 센싱부(10)로부터 출력되는 감지신호에 의해 경고부(40)의 작동을 제어한다.

센싱부(10)로부터 감지신호가 출력되면 제어부(15)는 작동신호를 송신부(30)를 통해 수신부(35)로 송신한다.

제어부(15)는 통상적인 마이크로 프로세스, 각종 구동회로 등으로 구성될 수 있다. 제어부로 MCU(Micro Controller Unit)를 사용할 수 있다. MCU는 아날로그신호를 디지털 신호로 바꾸어 주는 것은 물론, MCU에 연결된 주변장치들을 제어할 수 있으며, 시간에 따라 생성되는 신호를 저장할 수 있다. 또한 부피가 작아 소형화하는데 적합하다.

송신부(30)는 제어부(15)에서 전달되는 신호를 통신네트워크를 통해 수신부(35)로 송출한다. 송신부(30)에서 수신부(35)로 신호를 전달하는 방식은 전력소비가 낮은 근거리 무선방식인 것이 바람직하다. 이러한 무선통신방식은 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 고주파(RF-module), UWB NFC(Ultra Wide band Near Field Communication)방식 중 어느 하나일 수 있다.

수신부(35)는 송신부(30)에서 송신된 신호를 수신한다. 수신부(35)가 신호를 수신하면 경고부(40)가 작동한다.

경고부(40)는 수신부(35)를 통해 신호가 수신되면 중장비(1)의 운전자에게 경고신호를 출력한다.

경고부(40)의 일 예로 운전자에게 진동을 가하는 진동유닛(50)을 이용할 수 있다. 이러한 진동유닛(50)으로 통상적인 진동모터를 이용할 수 있다.

진동유닛(50)은 운전자가 앉는 의자(6)에 설치될 수 있다. 가령, 진동유닛(50)은 의자(6)의 좌석부(7) 또는 등받이부(8)에 다수가 내장될 수 있다. 의자(6)에 설치된 진동유닛(50)은 제어부(15)의 제어에 의해 좌석부 또는 등받이부를 진동시킨다. 따라서 주위의 소음에도 불구하고 중장비(1)의 운전자는 작업영역(5) 내의 위험요소를 바로 인식할 수 있다.

또한, 진동유닛은 운전자가 착용하는 안전모에 설치될 수 있다. 이 경우 진동유닛은 별도의 고정도구를 이용하여 안전모의 내측이나 외측에 장착될 수 있다. 진동유닛은 제어부의 제어에 의해 안전모를 진동시켜 운전자가 위험요소를 바로 인식할 수 있도록 한다.

또한, 진동유닛은 중장비 주위의 작업자가 착용하는 안전모에 설치될 수 있다. 가령, 작업영역 내로 보행자가 접근하면 센싱부를 이를 감지하고, 센싱부의 감지신호에 의해 제어부는 무선신호를 송출하여 작업자의 안전모에 설치된 진동유닛을 진동시킨다. 이에 따라 중장비 주위에서 작업을 하는 적어도 1인 이상의 작업자들은 위험상황을 바로 인식하여 보행자의 접근을 저지하거나 보행자에게 위험을 경고할 수 있다.

한편, 본 발명은 위험알림부를 더 구비할 수 있다.

위험알림부는 감지대상에게 위험신호를 출력한다. 가령, 작업영역 내로 보행자가 접근하면 센싱부를 이를 감지하고, 센싱부의 감지신호에 의해 제어부는 무선신호를 송출하여 위험알림부를 작동시킨다.

위험알림부는 감지대상에게 다양한 신호로 위험을 알릴 수 있다. 예를 들면 신호로 소리, 빛, 진동 등일 수 있다. 위험알림부의 일 예로 스피커일 수 있다. 또한, 위험알림부의 다른 예로 경광등일 수 있다.

위험알림부는 중장비에 설치되거나 작업영역의 바깥에 설치될 수 있다.

위험알림부를 통해 작업영역으로 접근하는 보행자나 작업자에게 위험을 인식시킴으로써 보행자나 작업자가 작업영역을 피할 수 있도록 도와준다.

한편, 본 발명은 센싱부의 감지신호 출력시 제어부에 의해 중장비의 작동을 중지시키는 비상정지수단을 더 구비할 수 있다.

비상정지수단으로 전원차단기를 이용할 수 있다. 전원차단기는 중장비에 전원을 공급하는 배터리의 메인전원을 차단하여 중장비를 정지시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 적용되는 진동유닛의 다른 예를 도 4 내지 도 6에 나타내고 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 진동유닛(60)은 중장비의 운전자가 착용하는 안전모(9)에 설치된다. 이러한 진동유닛(60)은 안전모(9)를 두드리는 방식으로 진동시킨다. 따라서 진동과 소리에 의해 안전모(9)의 착용자에게 경고신호를 보낼 수 있어 단순히 진동만을 가하는 것에 비해 효과적이다.

도시된 진동유닛(60)은 안전모(9)에 장착되는 케이스(61)와, 케이스(61) 내부에 설치되는 고정축(65)과, 고정축(65)에 회전가능하도록 결합되며 일측이 케이스(61)의 내부와 외부를 드나들 수 있는 스윙바(67)와, 스윙바(67)의 상부에 형성되어 안전모(9)를 타격하는 타격부(69)와, 케이스(61) 내부에 설치되어 스윙바(67)에 탄성력을 가하는 탄성부재(81)와, 케이스(61) 내부에 설치되는 모터(71)와, 모터(71)의 구동축(73)에 편심되게 결합되어 스윙바(67)의 하부에 반복적으로 접촉 및 분리되면서 스윙바(67)를 전후방향으로 회전시키는 반원 형상의 편심부재(75)를 구비한다.

케이스(61)는 안전모(9)의 외측에 장착된다. 도시되지 않았지만 케이스(61)는 별도의 고정도구를 이용하여 안전모(9)에 고정시킬 수 있다. 또한, 양면테이프를 이용하여 케이스(61)를 안전모(9)의 외측에 고정시킬 수 있음은 물론이다.

케이스(61)는 내부가 비어있는 통 형상으로 이루어진다. 케이스(61)의 전면에는 타격부(69)가 드나들 수 있도록 출입홀(63)이 마련된다. 출입홀(63)이 마련된 케이스(61)의 전면은 안전모(9)의 외측면과 접촉된다. 따라서 케이스(61)의 전면은 안전모(9)에 접촉되는 부위와 대응되는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

고정축(65)은 케이스(61) 내부에 설치된다. 고정축(65)의 양 단부는 케이스(61)의 좌우 양측면에 각각 고정된다.

스윙바(67)는 고정축(65)에 회전가능하도록 결합된다. 스윙바(67)의 상부는 출입홀(63)을 통해 케이스(61)의 내부와 외부를 드나들 수 있다.

타격부(69)는 스윙바(67)의 상부에 형성된다. 타격부(69)는 스윙바(67)의 전면으로 볼록하게 돌출되도록 형성된다. 타격부(69)는 스윙바(67)가 전후 방향으로 회전시 안전모(9)를 타격하여 진동과 소리를 발생시킨다.

탄성부재(81)는 스윙바(67)에 탄성력을 가한다. 이러한 탄성부재(81)로 토션스프링을 이용할 수 있다. 토션스프링의 일단은 케이스(61) 내측면에 형성된 고정돌기(83)에 지지되고, 타단은 스윙바(67)에 형성된 고정홈에 끼워져 스윙바(67)에 지지된다. 이러한 토션스프링은 스윙바(67)의 상부에 탄성력을 가해 타격부(69)를 출입홀(63) 방향으로 밀어내는 역할을 한다.

모터(71)는 케이스(61) 내부에 설치된다. 도시되지 않았지만 모터(71)는 케이스(61) 내부에 설치되는 배터리와 전기적으로 연결된다.

편심부재(75)는 모터(71)의 구동축(73)에 결합된다. 편심부재(75)는 도시된 바와 같이 반원 형상으로 이루어진다. 모터(71)의 구동축(73)은 편심부재(75)의 중앙에서 벗어나 일측으로 치우치는 위치에 결합된다. 따라서 모터(71)가 작동하면 편심부재(75)는 회전하면서 스윙바(67)의 하부에 반복적으로 접촉 및 분리된다.

편심부재(75)가 반시계 방향으로 회전할 경우, 도 5와 같이 편심부재(75)가 스윙바(67)의 하부에 접촉되면서 스윙바(67)의 하부를 케이스(61) 전면방향으로 밀어내므로 스윙바(67)의 상부는 케이스 후면 방향으로 이동한다.

그리고 편심부재(75)가 더 회전하여 도 6과 같이 스윙바(67)의 하부로부터 편심부재(75)가 분리되면 탄성부재(67)에 의해 스윙바(67)의 상부는 케이스 전면방향으로 이동한다. 이에 따라 타격부가 출입홀의 바깥으로 나가 안전모를 타격한다.

이와 같이 편심부재(75)가 회전하면 도 5 및 도 6과 같은 작동이 반복되면서 스윙바(67)는 전후방향으로 회전을 반복하고, 이에 따라 스윙바(67)가 고정축(65)을 중심으로 스윙운동하면서 일정한 주기로 안전모를 타격한다. 안전모의 타격을 통해 안전모에 진동을 줌과 동시에 소리를 발생시킨다. 따라서 진동과 소리로 운전자에게 경고신호를 보낼 수 있으므로 운전자가 어떠한 환경에서도 위험상황을 매우 용이하게 인식할 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 중장비 5: 작업영역
10: 센싱부 15: 제어부
20: 영역표시부 30: 송신부
35: 수신부 40: 경고부

Claims (6)

1. 중장비의 작동시 상기 중장비 주위에 레이저를 조사하여 작업영역을 시각적으로 표현하기 위한 영역표시부와;
   상기 작업영역으로 접근하는 감지대상을 감지하기 위한 센싱부와;
   상기 중장비의 운전자에게 경고신호를 출력하는 경고부와;
   상기 센싱부를 통해 상기 감지대상을 감지할 경우 상기 센싱부로부터 출력되는 감지신호에 의해 상기 경고부의 작동을 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업 안전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 센싱부의 감지신호 출력시 상기 제어부에 의해 상기 감지대상에게 위험신호를 출력하는 위험알림부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업 안전장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 센싱부의 감지신호 출력시 상기 제어부에 의해 상기 중장비의 작동을 중지시키는 비상정지수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업 안전장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 경고부는 상기 운전자에게 진동을 가하는 진동유닛인 것을 특징으로 하는 중장비의 작업 안전장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 진동유닛은 상기 운전자가 앉는 의자의 좌석부 또는 등받이부에 설치되어 상기 좌석부 또는 상기 등받이부를 진동시키는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업 안전장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 진동유닛은 상기 운전자가 착용하는 안전모에 설치되어 상기 안전모를 진동시키고,
   상기 진동유닛은 상기 안전모에 장착되며 전면에 출입홀이 형성된 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되는 고정축과, 상기 고정축에 회전가능하도록 결합되며 일측이 상기 출입홀을 통해 상기 케이스의 내부와 외부를 드나들 수 있는 스윙바와, 상기 스윙바의 상부에 형성되어 상기 안전모를 타격하는 타격부와, 상기 케이스 내부에 설치되어 상기 스윙바에 탄성력을 가하는 탄성부재와, 상기 케이스 내부에 설치되는 모터와, 상기 모터의 구동축에 편심되게 결합되어 상기 스윙바의 하부에 반복적으로 접촉 및 분리되면서 상기 스윙바를 전후방향으로 회전시키는 반원 형상의 편심부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 중장비의 작업 안전장치.
   

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