KR20200098060A

KR20200098060A - 건설 현장 승강기의 중량 계측장치

Info

Publication number: KR20200098060A
Application number: KR1020190015687A
Authority: KR
Inventors: 김윤호
Original assignee: 김윤호
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2020-08-20
Also published as: KR102178506B1

Abstract

본 발명은 건설 현장에 설치된 승강기의 중량 변화를 계측하는 장치에 있어서: 마스트(10)에 승하강 가능하게 지지되고, U형대(23)를 구비하는 케이지(20); 상기 케이지(20)에 U형대(33)를 개재하여 연결되고, 모터(35)와 웜감속기(36)로 승하강을 유발하는 구동수단(30); 상기 양측의 U형대(23)(33)를 연결하는 연결축(44)에 한 쌍의 로드셀(45)을 구비하는 감지수단(40); 및 상기 로드셀(45)의 측정값에 대한 보정을 거쳐 중량 변화의 신호로 생성하는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 각종 건축물 등을 시공하는 현장의 승강기에서 인원과 자재의 쏠림이 발생하여도 복수의 로드셀을 통한 하중 변화를 정확하게 모니터링하여 과적에 의한 사고의 위험성을 경감하는 효과가 있다.

Description

건설 현장 승강기의 중량 계측장치 {Load monitoring apparatus for construction site lift}

본 발명은 건설 현장의 승강기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 각종 건축물 등을 시공하는 현장에서 작업자의 사고 방지에 일조하기 위한 건설 현장 승강기의 중량 계측장치에 관한 것이다.

각종 건축물을 비롯한 고층 구조물의 공사현장에서 인원과 자재를 운반하는 엘리베이터와 관련되는 사고가 자주 발생하고 있다. 엘리베이터의 개구부를 통한 추락 사고는 대부분 작업발판이 불량하거나 작업발판 아래쪽에 추락방지망 등 안전설비가 미흡하여 발생한다. 설사 작업발판과 추락방지망이 갖추어져 있더라도 승강기 중량 계측의 부정확성으로 인한 과적 사고를 배제하기 어렵다.

이와 관련되어 참조할 수 있는 선행기술문헌로서 하기의 한국 공개실용신안공보 제1993-0000770호(선행문헌 1), 한국 등록실용신안공보 제0378514호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 적재함이 구동판에 얹혀 끼워진 구조로 마스트에 안내되어 승강되게 하며, 적재함의 후측벽에서 구동판이 끼워지는 삽입부의 상간의 저면에는 좌우측으로 중량감지 센서인 로드셀을 설치하고, 적재함의 조작반에는 로드셀의 신호를 변환하여 경보발성과 중량을 표시하는 회로를 구비한다. 이에, 타워엘리베이터의 과적 방지 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 케이지의 상부에 별도의 구동장치를 구성하여 케이지와 연결토록 하되, 구동장치와 케이지를 연결함에 있어서 구동장치의 양측 프레임 하단과 케이지의 프레임 상단사이에 로드셀을 구성하여 케이지의 하중을 감지토록 구성한다. 이에, 승강기의 안전성의 확보, 공간의 활용, 무게감지의 정확성, 수리시의 편리성 등을 개선하는 효과를 기대한다.

다만, 상기한 선행문헌에 의하면 복수의 로드셀의 거리가 상대적으로 넓기 때문에 케이지의 인원과 물자의 쏠림에 의한 하중 편심이 발생하면 계측의 정확성이 저하되는 단점을 드런내다.

한국 공개실용신안공보 제1993-0000770호 "건설공사용 타워엘리베이터 적재함의 중량표시 및 과적제어장치" (공개일자 : 1993.01.20.) 한국 등록실용신안공보 제0378514호 "건축공사용 승강기" (공개일자 : 2005.03.11.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 각종 건축물 등을 시공하는 현장에 설치된 승강기에서 인원과 자재의 쏠림이 발생하여도 복수의 로드셀을 통한 하중 변화를 정확하게 모니터링하기 위한 건설 현장 승강기의 중량 계측장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건설 현장에 설치된 승강기의 중량 변화를 계측하는 장치에 있어서: 마스트에 승하강 가능하게 지지되고, U형대를 구비하는 케이지; 상기 케이지에 U형대를 개재하여 연결되고, 모터와 웜감속기로 승하강을 유발하는 구동수단; 상기 양측의 U형대를 연결하는 연결축에 한 쌍의 로드셀을 구비하는 감지수단; 및 상기 로드셀의 측정값에 대한 보정을 거쳐 중량 변화의 신호로 생성하는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 감지수단은 케이지와 구동수단의 U형대에 하나의 연결대를 개재하여 연결하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 감지수단은 일측의 U형대와 연결대 사이에 로드셀을 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 감지수단은 한 쌍의 로드셀보다 이격된 위치에 케이지의 편심량을 감지하기 위한 한 쌍의 거리센서를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 제어기는 마이컴 회로의 제어부에 구동부와 온도보상부를 연결하여 구성되고, 온도보상부는 온도센서와 열전소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 각종 건축물 등을 시공하는 현장의 승강기에서 인원과 자재의 쏠림이 발생하여도 복수의 로드셀을 통한 하중 변화를 정확하게 모니터링하여 과적에 의한 사고의 위험성을 경감하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 승강기의 설치 상태를 나타내는 구성도
도 2는 본 발명에 따른 장치를 정면에서 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치를 측면에서 나타내는 구성도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 구성도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건설 현장에 설치된 승강기의 중량 변화를 계측하는 장치에 관하여 제안한다. 각종 고층 구조물의 공사현장에서 인원과 자재를 운반하는 일명 엘리베이터 또는 리프트를 대상으로 하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 승강기의 안전사고 방지를 위한 중량 계측은 기본적 설계요소의 하나이다.

본 발명에 따르면 U형대(23)를 구비하는 케이지(20)가 마스트(10)에 승하강 가능하게 지지되는 구조를 이루고 있다. 도 1 내지 도 3에서 케이지(20)는 상하 방향으로 래크(15)를 갖춘 마스트(10)에 지지되는 동시에 후술하는 구동수단(30)의 피니언(37)을 개재하여 래크(15)에 맞물린다. U형대(23)는 케이지(20)와 구동수단(30)을 연결하도록 중간에 개재되는 구성품의 일부이다.

보다 구체적으로, 일측에 출입용 도어를 지닌 케이지(20)는 상면의 중앙부분에 고정볼트(22)로 체결되는 지지대(21)를 구비하고, 지지대(21)의 상측으로 U형대(23)가 고정볼트(22)를 이용하여 일체로 결합된다. U형대(23)는 후술하는 로드셀(45)의 설치 간격을 최소로 유지하여 측정오차를 축소하는데 유리하다.

한편, 케이지(20)의 내부에는 추락시 제동력을 발휘하는 가버너(28)가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 모터(35)와 웜감속기(36)로 승하강을 유발하는 구동수단(30)이 상기 케이지(20)에 U형대(33)를 개재하여 연결되는 구조이다. 구동수단(30)은 거치대 상에 모터(35), 웜감속기(36), 피니언(37)을 탑재하고, 거치대의 하단에는 케이지(20)의 U형대(23)와 대향하는 U형대(33)를 구비한다.

보다 구체적으로, 구동수단(30)의 거치대의 하단 중앙부분에 고정볼트(32)로 체결되는 지지대(31)를 구비하고, 지지대(31)의 하측으로 U형대(33)가 고정볼트(32)를 이용하여 일체로 결합된다. U형대(33)는 후술하는 로드셀(45)의 설치 간격을 최소로 유지하여 측정오차를 축소하는데 유리하다.

또한, 본 발명에 따르면, 감지수단(40)이 상기 양측의 U형대(23)(33)를 연결하는 연결축(44)에 한 쌍의 로드셀(45)을 구비하는 구조이다. 감지수단(40)의 로드셀(45)을 구동수단(30)의 거치대의 일단과 타단으로 분산시키는 대신 중앙의 U형대(23)(33)에서 연결축(44)에 집중적으로 배치함을 요체로 한다. 한 쌍의 로드셀(45)의 이격 거리가 증가하면 케이지(20)의 인원과 물자가 일측으로 편중되는 경우 측정오차가 커지게 된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 감지수단(40)은 케이지(20)와 구동수단(30)의 U형대(23)(33)에 하나의 연결대(41)를 개재하여 연결하는 것을 특징으로 한다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 상하로 대향하는 U형대(23)(33)에 하나의 연결대(41)가 링크축(24) 및 연결축(44)을 개재하여 연결된 상태를 예시한다. 연결대(41)는 상하로 배치되는 2개의 플레이트를 90˚로 어긋나게 연결한 구조이다. 하나의 연결대(41)를 사용하면 로드셀(45)을 인접하게 배치하기 유리하다. 이에 따라 연결대(41)의 상하로 배치되는 링크축(24)과 연결축(44)도 90˚을 이룬다.

이때, 케이지(20) 및 구동수단(30)의 지지대(21)(31)를 고정볼트(22)(32)로 체결하는 부분에 방진고무(26)를 설치하는 것이 바람직하다. 방진고무(26)는 고정볼트(22)(32)의 헤드 및 너트에 모두 설치한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 감지수단(40)은 일측의 U형대(23)(33)와 연결대(41) 사이에 로드셀(45)을 지지하는 것을 특징으로 한다. 링크축(24)은 케이지(20)의 U형대(23)와 연결대(41)를 단순하게 연결되는 구조로 형성할 수 있다, 반면 연결축(44)은 구동수단(30)의 U형대(33)와 연결대(41)를 연결하는 동시에 로드셀(45)을 수용하는 구조로 형성한다. 로드셀(45)은 압축형으로 구성함이 강도 측면에서 선호되지만 이에 한정되지 않는다.

이때, 본 발명의 연결축(44)은 로드셀(45)의 자세가 유지되도록 회전을 방지하는 로크핀(43)으로 고정한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 감지수단(40)은 한 쌍의 로드셀(45)보다 이격된 위치에 케이지(20)의 편심량을 감지하기 위한 한 쌍의 거리센서(47)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2를 참조하면, 한 쌍의 거리센서(47)가 구동수단(30)의 거치대의 일단과 타단에 설치된 상태를 예시한다. 거리센서(47)는 레이저센서, 초음파센서 등을 사용하여 구성되며 케이지(20)의 상면에서 반향되는 신호로 거리를 감지한다. 만일 케이지(20)의 내부에서 인원과 물자가 편중되는 경우 양측 거리센서(47)의 신호로 경사진 정도가 산출된다. 이에 후술하는 것처럼 양측 로드셀(45)에 의한 검출값을 보정할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 제어기(50)가 상기 로드셀(45)의 측정값에 대한 보정을 거쳐 중량 변화의 신호로 생성하는 구조를 이루고 있다. 도 1처럼 제어기(50)는 케이지(20) 상에 탑재되고, 케이지(20)의 승강과 관련된 기본적 제어를 수행한다. 이외에 제어기(50)는 양측 로드셀(45)에 의한 측정값을 보정하는 알고리즘을 부가적으로 처리한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 제어기(50)는 마이컴 회로의 제어부(51)에 구동부(53)와 온도보상부(55)를 연결하여 구성되고, 온도보상부(55)는 온도센서와 열전소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 제어부(51)는 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 마이컴 회로로 구성된다. 로드셀(45), 거리센서(47) 등은 입력인터페이스에 연결되고, 모터(35), 가버너(28) 등은 출력인터페이스에 연결된다. 온도보상부(55)는 후술하듯이 입출력인터페이스에 동시에 연결된다. 구동부(53)는 제어부(51)의 출력신호에 대응하여 모터(35), 가버너(28) 등에 인가되는 전원을 단속한다.

도시에는 생략하나, 온도보상부(55)는 온도센서와 열전소자를 사용하여 구성될 수 있다. 일측 온도센서는 일측 로드셀(45)에 인접하게 타측 온도센서는 타측 로드셀(45)에 인접하게 설치된다. 열전소자는 양측 로드셀(45)의 중간 영역에 설치되고 일면과 타면으로 가온과 냉각을 수행한다. 이에, 공사 현장의 풍향 등의 영향으로 연결축(44)에 온도 편차가 발생하면 측정오차가 커지므로 열전소자를 가동하여 온도를 동일하게 유지한다.

제어기(50)에 의한 작동의 일예로서, 마스트(10) 상으로 케이지(20)의 승하강을 제어하면서 로드셀(45) 외에 거리센서(47), 온도보상부(55)의 온도센서 등의 신호를 주기적으로 입력하고, 케이지(20)의 하중 쏠림이 발생하거나 연결축(44)의 온도편차가 발생하는 경우 설정된 알고리즘으로 로드셀(45)의 측정값에 대한 보정을 처리한다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 마스트 15: 래크
20: 케이지 21, 31: 지지대
22, 32: 고정볼트 23: U형대
24: 링크축 26: 방진고무
28: 가버너 30: 구동수단
33: U형대 35: 모터
36: 웜감속기 37: 피니언
40: 감지수단 41: 연결대
43: 로크핀 44: 연결축
45: 로드셀 47: 거리센서
50: 제어기 51: 제어부
53: 구동부 55: 온도보상부

Claims

건설 현장에 설치된 승강기의 중량 변화를 계측하는 장치에 있어서:
마스트(10)에 승하강 가능하게 지지되고, U형대(23)를 구비하는 케이지(20);
상기 케이지(20)에 U형대(33)를 개재하여 연결되고, 모터(35)와 웜감속기(36)로 승하강을 유발하는 구동수단(30);
상기 양측의 U형대(23)(33)를 연결하는 연결축(44)에 한 쌍의 로드셀(45)을 구비하는 감지수단(40); 및
상기 로드셀(45)의 측정값에 대한 보정을 거쳐 중량 변화의 신호로 생성하는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건설 현장 승강기의 중량 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감지수단(40)은 케이지(20)와 구동수단(30)의 U형대(23)(33)에 하나의 연결대(41)를 개재하여 연결하는 것을 특징으로 하는 건설 현장 승강기의 중량 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감지수단(40)은 일측의 U형대(23)(33)와 연결대(41) 사이에 로드셀(45)을 지지하는 것을 특징으로 하는 건설 현장 승강기의 중량 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감지수단(40)은 한 쌍의 로드셀(45)보다 이격된 위치에 케이지(20)의 편심량을 감지하기 위한 한 쌍의 거리센서(47)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 건설 현장 승강기의 중량 계측장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어기(50)는 마이컴 회로의 제어부(51)에 구동부(53)와 온도보상부(55)를 연결하여 구성되고, 온도보상부(55)는 온도센서와 열전소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건설 현장 승강기의 중량 계측장치.