KR20220157006A

KR20220157006A - 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20220157006A
Application number: KR1020210064487A
Authority: KR
Inventors: 방병주
Original assignee: 방병주; 주식회사 비엔아이
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-29

Abstract

본 발명은 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 중장비 차량의 바퀴에 장착되어, 바퀴의 회전 정보를 송출하는 휠 센싱 유닛; 바퀴의 회전으로부터 소정의 전력을 생성하여, 휠 센싱 유닛에 소정의 전력을 공급하는 서플라잉 유닛; 및 중장비 차량에 제공되어 휠 센싱 유닛으로부터 회전 정보를 수신하여 바퀴의 속도 정보를 산출하여 경보 정보를 선택적으로 송출하는 시그널 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템{System for monitoring speed of wheel of heavy equipment by self-charging}

본 발명은 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 중장비 예컨대, 지게차 등의 바퀴에 탈착이 가능한 스피드 측정 센서를 장착하며, 장착된 센서의 내부에서 소정의 전력을 생산하여 셀프 차징이 가능하고, 중장비의 운행 속도를 모니터링하여 제한 속도를 초과할 경우에 경보 알람을 발생시켜 운전자로 하여금 중장비 운행 속도를 줄이도록 하는 시스템에 관한 기술분야이다.

최근 2010년 이후, 건설기계 교통사고가 연평균 2000건 가까이 발생한 것으로 나타났다. 이로 인한 사망자도 매년 100명이 넘는 것으로 조사됐다.

2016년 교통안전공단에서 발간한 '건설기계 교통사고 현황' 자료에 따르면 2011년부터 지난해까지 총 9703건의 사고가 발생했으며 이로 인해 535명이 사망, 1만5511명이 부상한 것으로 드러났다.

위 통계에 따르면, 1940건의 건설기계 교통사고가 발생하고 107명이 사망, 3102명이 부상한 셈이다.

연도별 사고 발생건수는 2011년 1684건, 2012년 1686건, 2013년 1955건, 2014년 2025건, 지난해 2353건 등이다.

사망자는 같은 기간 차례대로 101명, 113명, 114명, 104명, 103명으로 집계됐다. 부상자는 2011년 2664명에서 지난해 3617명으로 증가했다.

건설기계의 안전 사고와 관련하여, 과속으로 기인한 안전사고의 경우, 기존 중장비, 지게차 등에서 속도 센싱 및 제어 장치가 구비되지 않은 것이 대다수이며, 이러한 장비에서는 중장비 속도 감지 및 제한에 따른 추가적인 장치를 통해 안전사고 발생을 현저히 저감시키는 것이 중요하다.

지게차 등 중장비와 관련하여 안전사고의 예방을 위한 다양한 기술적인 시도가 존재한다.

이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 "지게차의 주행속도 제어장치 및 그 제어방법(등록번호 제10-1343837호, 특허문헌1)"이 존재한다.

특허문헌1에 따른 발명의 경우, 지게차의 주행속도를 감지하는 주행속도 감지수단과; 주행속도 감지수단에서 입력된 주행속도와 미리 설정된 최고제한속도를 비교하여 입력된 주행속도가 더 크면, 엔진이 미리 설정된 출력값 이상으로 상승되는 것을 제한하고, 주행속도 감지수단에서 입력된 주행속도와 미리 설정된 최저제한속도를 비교하여 입력된 주행속도가 더 작으면, 엔진이 미리 설정된 출력값 이상으로 상승되는 것을 허용하는 콘트롤러를 구비한다. 그리고 주행속도 제어방법은, 지게차의 주행속도를 감지하는 단계와; 감지된 주행속도가 최고제한속도 이상인지를 판단하는 단계와; 감지된 주행속도가 최고제한속도 이상이면, 엔진출력제한신호를 출력하여 엔진이 기 설정된 출력값 이상으로 상승되는 것을 제한하는 단계와; 감지된 주행속도가 최고제한속도 이하이면, 감지된 주행속도가 최저제한속도 이하인지를 판단하는 단계와; 감지된 주행속도가 최저제한속도 이하이면, 엔진출력상승허용신호를 출력하여 엔진이 기 설정된 출력값 이상으로 상승되는 것을 허용하는 단계를 구비한다.

또 다른 특허문헌의 예로서 "중장비 모니터링 시스템(공개번호 제10-2019-0138190호, 특허문헌2)"이 존재한다.

특허문헌2에 따른 발명의 경우, 중장비의 가속도의 변화를 측정한 가속도정보와 위치를 측정한 위치정보를 기설정된 주기에 따라 송신하는 측정 단말기; 가속도정보를 수신하고 가속도의 변화의 크기가 기설정된 기준값과 대비하여 기준값보다 크지 않으면 상기 중장비가 공회전하는 것으로 판단하는 관리서버를 포함하는 중장비 모니터링 시스템이 개시된다.

또 다른 특허문헌의 예로서 "작업기계의 주행속도 제어 시스템 및 이를 이용한 주행속도 제어방법(공개번호 제10-2016-0041135호, 특허문헌3)"이 존재한다.

특허문헌3에 따른 발명의 경우, 작업기계의 주행속도 제어 시스템 및 이를 이용한 주행속도 제어방법에 관한 것으로서, 작업기계의 주행속도 제어 시스템은, 작업기계의 진행 방향을 운전자 임의대로 바꾸기 위한 조향장치; 조향장치의 조향핸들의 조작에 의해 회전하는 조향축에 설치되며, 조향각도 신호를 출력하는 조향각도 감지장치; 조향각도 신호에 의한 조향각도 값에 따라 조향각도량 별 허용 주행속도 데이터와 비교하고, 주행속도 데이터 값을 산출하는 메인 컨트롤러; 및 주행속도 데이터 값을 토대로 구동부 회전수 감소 신호를 발생시켜 주행 구동부의 회전수를 감소시켜 주행속도를 연속적으로 자동 감속시키는 주행속도 컨트롤러를 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

또 다른 특허문헌의 예로서 "지게차에서의 경사로 주행속도 제어 시스템 및 방법(공개번호 제10-2018-0071733호, 특허문헌4)"이 존재한다.

특허문헌4에 따른 발명의 경우, 제어부가 기울기 감지부로부터 인가되는 기울기 감지신호에 의거하여 지게차가 경사로를 주행함을 판단하고, 중량물 감지부로부터 인가되는 중량물 감지신호에 의거하여 지게차에 중량물이 적재되었음을 판단하고, 가속페달 작동 감지부로부터 인가되는 가속페달 작동 감지신호에 의거하여 가속페달이 미작동 되었음을 판단하고, 주행속도 감지부로부터의 주행속도 감지신호에 의거하여 지게차가 가속되었음을 판단하고서, 자체 메모리에 설정된 감속 정도를 확인하여, 해당 설정된 감속 정도에 대응되는 제어신호를 유압 구동원에 인가하여서 유압 구동원에 의해 유압식 변속기의 클러치에 인가되는 유압을 제어하여 경사로에서의 지게차 주행속도를 설정 감속 정도 이내로 감속시키도록 제어한다.

종래 기술들의 경우, 속도 제어 장치 혹은 속도 감지 장치 등이 구비되지 않은 중장비에 간단하게 적용하기에는 무리가 존재한다. 즉, 내부의 장치를 개조 혹은 업그레이드하기 위하여 시스템과 소프트웨어의 설정 변경이 필요한데, 이는 비용이 크게 발생할 뿐만 아니라, 공임비 등의 추가 문제가 발생함은 물론, 이러한 장치의 설정과 장착을 진행하는 중에는 중장비를 운행하지 못하는 문제점이 존재한다. 이들 종래 중장비 내부 시스템을 조정 변경하는 등의 방법은 차량 개조와 관련된 법규의 규제 법령을 회피해야 하는 문제 혹은 법령 개정이 필요한 문제등이 함께 존재할 뿐만 아니라, 기존 중장비를 개조한다고 하더라도 개조 혹은 설정 변경된 중장비의 유지 보수에 있어서도 개조 혹은 설정 변경에서 발생된 번거로움과 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 지속적으로 존재하는 문제점이 있다.

등록번호 제10-1343837호 공개번호 제10-2019-0138190호 공개번호 제10-2016-0041135호 공개번호 제10-2018-0071733호

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 중장비의 바퀴에 센서를 장착하여 운행 속도를 센싱하고 모니터링하여 제한 속도 이상으로 운행되지 않도록 한다.

둘째, 중장비의 바퀴에 장착된 센서를 주기적으로 충전할 수 있도록 자가 발전을 발생시킬 수 있도록 한다.

셋째, 중장비의 속도에 따라서 제한 속도 이상으로 운행될 경우, 소정의 경보 알람을 발생시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템은 중장비 차량의 바퀴에 장착되어, 상기 바퀴의 회전 정보를 송출하는 휠 센싱 유닛(wheel sensing unit); 상기 휠 센싱 유닛에 제공되어 상기 바퀴의 회전으로부터 소정의 전력을 생성하여, 상기 휠 센싱 유닛에 상기 소정의 전력을 선택적으로 공급하는 서플라잉 유닛(supplying unit); 및 상기 중장비 차량에 제공되어 상기 휠 센싱 유닛으로부터 상기 회전 정보를 수신하여, 상기 회전 정보에 따라 상기 바퀴의 속도 정보를 산출하여 경보 정보를 선택적으로 송출하는 시그널 유닛(signal unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 휠 센싱 유닛은, 상기 중장비 차량의 상기 바퀴의 측면에 선택적으로 고정 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 서플라잉 유닛은, 상기 중장비의 상기 바퀴의 회전에 의해 소정의 운동이 발생하여 상기 소정의 전력을 생성하는 제너레이팅(generating)부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 제너레이팅부는, 상기 휠 센싱 유닛의 내부에 제공되어 몸체를 형성하는 바디부; 상기 바디부 내부의 일측에 제공되어, 상기 바퀴의 회전에 의하여 회전하는 로테이팅부; 상기 로테이팅부에 제공되어, 상기 로테이팅부의 회전에 의해 소정의 자기장을 형성하는 마그네틱부; 및 상기 바디부 내부의 타측에 제공되어, 상기 마그네틱부로부터 형성된 상기 소정의 자기장에 의해 상기 소정의 전력이 발생하는 코일부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 제너레이팅부는, 상기 로테이팅부의 회전축은 상기 코일부의 중심축과 직교하게 배치되어 상기 소정의 전력이 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 서플라잉 유닛은, 상기 코일부로부터 발생된 상기 소정의 전력을 제공받아, 소정의 공간에 선택적으로 저장하는 차징(charging)부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 서플라잉 유닛은, 상기 차징부에 저장된 상기 소정의 전력을 상기 휠 센싱 유닛으로 선택적으로 공급하는 프로바이딩(providing)부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 프로바이딩부는, 상기 중장비의 주행 시작으로부터 상기 소정의 시간이 경과하면, 상기 휠 센싱 유닛으로 상기 소정의 전력을 자동으로 공급하도록 타이밍을 세팅하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 프로바이딩부는, 상기 휠 센싱 유닛으로부터 상기 바퀴 회전 정보를 수신하여, 상기 바퀴가 n번 회전하면 상기 휠 센싱 유닛으로 상기 소정의 전력을 선택적으로 공급할 수 있도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 상기 시그널 유닛은, 상기 관리자로부터 상기 중장비 차량의 상기 바퀴의 상기 크기 정보를 획득하는 휠 정보부; 상기 휠 정보부로부터 획득된 상기 바퀴의 상기 크기 정보와, 상기 휠 센싱 유닛으로부터 상기 바퀴의 상기 회전 정보를 수신하여 상기 바퀴의 속도를 산출하는 속도 일드부; 및 상기 속도 일드부로부터 산출된 상기 바퀴의 상기 속도 정보가 미리 결정된 제한 속도를 초과하면 상기 경보 정보를 송출하는 속도 알람부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 중장비의 시스템을 개조, 튜닝 등을 하지 않고, 중장비 외부에 센서를 장착하여, 중장비의 운행 속도를 센싱할 수 있게 된다.

둘째, 중장비의 바퀴에 장착된 센서의 내부에서 자체적으로 소정의 전력을 생산하여 셀프 차징(self-charging)이 가능하도록 한다.

셋째, 중장비 운행 제한 속도를 선택적으로 설정하여, 해당 속도 제한에 걸리거나 혹은 이에 다다르면 소리로 경보 알람을 발생시켜 운전자로 하여금 속도를 줄이도록 함은 물론, 해당 알람을 통해 주위 사람들이나 관리자도 중장비 운행 속도의 현황을 인지시킬 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 개념도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 중장비의 바퀴에 장착된 휠 센싱 유닛을 도시한 개념도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 서플라잉 유닛의 정면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 마그네틱부와 코일부의 개념도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 서플라잉 유닛의 또 다른 실시예에 따른 정면도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 블록도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 서플라잉 유닛의 블록도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 제너레이팅부의 블록도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 시그널 유닛의 블록도이다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템은 도1에 도시된 바와 같이, 중장비 차량 예컨대 지게차를 운전하는 운전자가 해당 중장비 차량의 운행 속도를 허가된 속도 이하로 운전하는지 모니터링(monitoring)하기 위해 중장비의 바퀴에 속도를 센싱(sensing)하는 센서(sensor)를 장착하고, 장착된 센서는 셀프 차징(self-charging)이 가능하도록 하는 기술적 사상을 가지고 있다.

위에서 상술한 바와 같이, 최근에는 중장비 차량의 고급 옵션으로 차량 속도 제한 옵션이 내장되어 있을 수 있으나, 현실적으로 이러한 옵션은 비용이 많이 발생될 뿐만 아니라, 속도 제한 옵션 자체를 꺼리기 때문에 장착하지 않은 중장비 차량이 운행되는 것이 대부분인데, 이러한 중장비 차량의 속도 제한 혹은 속도 모니터링을 중장비 차량의 내부 시스템을 튜닝하지 않고도 수행할 수 있는 시스템을 제공하게 된다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 경우, 도1 및 6에 도시된 바와 같이, 휠 센싱 유닛(wheel sensing unit, 100), 서플라잉 유닛(supplying unit, 200), 및 시그널 유닛(signal unit, 300)을 포함하게 된다.

먼저, 휠 센싱 유닛(100)의 경우, 도1 및 2에 도시된 바와 같이, 중장비 차량의 바퀴에 장착되어 바퀴의 회전 정보를 획득하여 송출하는 구성이다.

여기서 회전 정보는 휠 센싱 유닛(100)이 부착된 중장비의 바퀴의 분당 또는 초당 회전 수에 대한 정보, 회전 방향, 회전 각도 등의 정보를 포함하게 된다.

바퀴의 크기에 따라 시간당 회전수에 따른 중장비 차량의 운행 속도가 상이할 수 있기 때문에, 휠 센싱 유닛(100)은 바퀴의 시간당 회전수에 대한 정보와 회전 방향에 대한 정보만을 송출하면, 시그널 유닛(300)은 바퀴의 크기 정보와 함께 속도 정보를 산출하게 된다.

휠 센싱 유닛(100)은 바퀴의 회전 정보를 시그널 유닛(300)으로 송출한다.

휠 센싱 유닛(100)은 도 0에 도시된 바와 같이, 중장비 차량의 바퀴의 측면 예컨대, 휠의 측면 상에 선택적으로 고정 부착시키는 것이 바람직하다.

서플라잉 유닛(200)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 휠 센싱 유닛(100)에 제공되어 바퀴의 회전으로부터 소정의 전력을 생성하여, 휠 센싱 유닛(100)에 소정의 전력을 선택적으로 공급하는 구성이다.

서플라잉 유닛(200)은 휠 센싱 유닛(100)의 내부에 배치되어 무선으로 바퀴의 회전 정보를 센싱하고 송출할 수 있도록 한다.

서플라잉 유닛(200)은 중장비의 바퀴의 회전에 의하여 소정의 전력을 생산하게 된다. 예컨대, 서플라잉 유닛(200)은 중장비의 바퀴의 회전에 따라 바퀴의 회전 중심에 대한 편심 운동을 발생하게 되므로, 운동 에너지가 생성되고, 생성된 운동 에너지를 소정의 전력으로서 휠 센싱 유닛(100)에 제공할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 서플라잉 유닛(200)의 경우, 도3 및 도7에 도시된 바와 같이, 제너레이팅(generating)부(210), 차징(charging)부(220), 및 프로바이딩(providing)부(230)를 포함하게 된다.

먼저, 제너레이팅부(210)의 경우, 중장비의 바퀴 회전에 의해 소정의 운동이 발생하여 소정의 전력을 생성하는 구성이다.

제너레이팅부(210)는 위에서 상술한 바와 같이, 중장비의 바퀴의 회전에 따라 바퀴의 회전 중심에 대한 소정의 운동 예컨대, 편심 운동이 발생하며, 소정의 운동에 대한 에너지를 전기 에너지로 생성할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 제너레이팅부(210)의 경우, 도3 및 도8에 도시된 바와 같이, 바디(body)부(211), 로테이팅(rotating)부(212), 마그네틱(magnetic)부(213a), 코일(coil)부(214)를 포함하게 된다.

먼저, 바디부(211)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이 휠 센싱 유닛(100)의 내부에 제공되어 몸체를 형성하는 구성이다.

바디부(211)는, 제너레이팅부(210)의 몸체를 형성하며, 로테이팅부(212), 마그네틱부(213a), 및 코일부(214)를 수용하는 공간을 제공하며 보호하는 역할을 하도록 한다.

로테이팅부(212)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 바디부(211) 내부의 일측에 제공되어 바퀴에 의해 회전하는 구성이다.

로테이팅부(212)는 위에서 상술한 바와 같이, 중장비의 바퀴의 회전 중심에 대한 편심 운동에 의해 회전하는 기능을 수행한다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 로테이팅부(212)의 경우, 도3 및 도8에 도시된 바와 같이, 로테이팅 센터(rotating center)부(212-1), 로테이팅 윙(rotating wing)부(212-2), 및 로테이팅 웨이트(rotating weight)부(212-3)를 포함하게 된다.

로테이팅 센터부(212-1)의 경우, 로테이팅부(212)의 중심에 구비되어, 회전하는 몸체를 형성하는 구성이다.

로테이팅 윙부(212-2)의 경우, 로테이팅 센터부(212-1)로부터 돌출 형성되는 복수 개의 구성이다.

복수 개의 로테이팅 윙부(212-2)는 로테이팅 센터부(212-1)의 회전에 의해 로테이팅 센터부(212-1)를 중심으로 회전하게 된다.

각각의 로테이팅 윙부(212-2)는 로테이팅 센터부(212-1)로부터 돌출될 때 곡면으로 형성되며, 곡면으로 형성되는 것은 로테이팅 윙부(212-2)가 회전할 때 받게 되는 공기 저항을 최소화하기 위한 것이다.

또한, 로테이팅 윙부(212-2)의 단부에는 마그네틱부(213a)가 고정 배치되며, 마그네틱부(213a)는 로테이팅 윙부(212-2)와 로테이팅 센터부(212-1)를 중심으로 회전하게 된다.

로테이팅 웨이트부(212-3)의 경우, 로테이팅 센터부(212-1)의 하부에 배치되어 소정의 무게를 제공하는 구성이다.

로테이팅 웨이트부(212-3)의 소정의 무게의 중심축은 중장비의 바퀴의 중심축에 비대칭한 편심축을 형성하게 된다.

로테이팅 웨이트부(212-3)로부터 제공되는 소정의 무게에 의해 로테이팅부(212)는 중장비의 바퀴의 회전에 따라 편심축을 중심으로 회전하게 된다.

마그네틱부(213a의 경우, 도3및 도4에 도시된 바와 같이, 로테이팅부(212)에 제공되어, 로테이팅부(212)의 회전에 의해 소정의 자기장을 형성하는 구성이다.

마그네틱부(213)는 복수 개의 로테이팅 윙부(212-2)의 단부에 각각 구비되어, 로테이팅 윙부(212-2)가 회전함에 따라 함께 회전하면서 소정의 자기장을 생성하게 된다.

코일부(214)의 경우, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 바디부(211) 내부의 타측에 제공되어, 마그네틱부(213)로부터 형성된 소정의 자기장에 의해 소정의 전력이 발생하는 구성이다.

예컨대, 도4(a)에 도시된 바와 같이, 로테이팅 윙부(212-2)의 회전에 의해서 마그네틱부(213a)가 코일부(214)에 근접하면, 마그네틱부(213a)은 코일부(214)를 향해 소정의 자기장을 형성하고, 코일부(214)에서는 a 방향으로 유도 전류가 발생하며, 유도 전류와 반대 방향으로 코일부(214)에 소정의 전류가 흐르게 된다.

또한, 로테이팅 윙부(212-2)의 회전에 의해서 마그네틱부(213a)가 코일부(214)로부터 멀어지게 되면, 코일부(214)에서는 b방향으로 유도 전류가 발생하며, 유도 전류와 반대 방향으로 코일부(214)에 소정의 전류가 흐르게 된다.

로테이팅부(212)의 회전에 의해 이러한 현상이 반복됨에 따라서 코일부(214)로부터 소정의 전력이 발생할 수 있게 된다.

이때, 코일부(214)의 중심축은 로테이팅부(212)의 회전축과 직교하게 배치되어 소정의 전력이 생성될 수 있게 된다.

아울러, 또 다른 실시예로 도5에 도시된 바와 같이, 로테이팅 윙부(212-2)에 고정된 마그네틱부(213a) 이외에, 코일부(214)와 인접한 곳에 마그네틱부(213b)가 추가적으로 설치될 수 있다. 예컨대, 마그네틱부(213a)가 N극일 경우, 마그네틱부(213b)는 S극으로 형성되어 마그네틱부(213a)와 마그네틱부(213b) 사이에 소정의 자기장이 발생되어 코일부(214)에 소정의 전력을 발생시킬 수 있게 된다.

코일부(214)는 소정의 라인을 통해 차징부(220)로 소정의 전력을 보내게 된다.

차징부(220)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 코일부(214)로부터 발생된 소정의 전력을 제공받아 소정의 공간에 선택적으로 저장하는 구성이다.

차징부(220)는 코일부(214)에서 생성된 소정의 전력을 모아 보관하며, 휠 센싱 유닛(100)에 공급할 수 있도록 저장하는 기능을 수행한다.

예컨대, 차징부(220)는 이미 상용화된 캐패시터(capacitor) 또는 콘덴서(condenser)와 같이 전기 용량을 전기적 포텐셜 에너지로서 저장하는 것으로 자세한 기작은 생략한다.

프로바이딩부(230)의 경우, 차징부(220)에 저장된 소정의 전력을 휠 센싱 유닛(100)으로 선택적으로 공급하는 구성이다.

프로바이딩부(230)는 중장비의 주행 시작으로부터 소정의 시간이 경과하면, 휠 센싱 유닛(100)으로 소정의 전력을 자동으로 공급하도록 타이밍을 세팅하는 기능을 수행한다.

이때, 프로바이딩부(230)는 소정의 시간은 휠 센싱 유닛(100)이 바퀴의 회전 정보를 센싱하면서 에너지의 80% 이상을 사용했을 때의 시간으로, 휠 센싱 유닛(100)에 남은 에너지가 20%이하가 되면, 자동으로 전력을 공급할 수 있도록 한다.

또한, 프로바이딩부(230)는 휠 센싱 유닛(100)으로부터 바퀴 회전 정보를 수신하여, 바퀴가 n번 회전하면, 휠 센싱 유닛(100)으로 소정의 전력을 선택적으로 공급할 수 있도록 한다.

시그널 유닛(300)의 경우, 중장비 차량에 제공되어 휠 센싱 유닛(100)으로부터 회전 정보를 수신하여, 회전 정보에 따라 바퀴의 속도 정보를 산출하여 경보 정보를 선택적으로 송출하는 구성이다.

시그널 유닛(300)은, 중장비의 차량의 어느 일 공간에 제공 혹은 배치되어, 회전 정보를 수신하고 속도 정보를 산출하여, 중장비의 운행 속도에 따라 경보 정보를 송출하게 된다.

이때, 여기서 말하는 경보 정보란, 운전자에게 i) 제한 속도의 소정의 비율 예컨대, 제한 속도에 80% 혹은 90%에 도달한 경우 발생시키는 예비 경보인 제한 예비 정보 혹은, ii) 제한 속도에 도달하였을 때 속도 제한 정보를 포함하는 정보이다.

본 발명에 따른 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템의 시그널 유닛(300)의 경우, 도9에 도시된 바와 같이, 휠 정보부(310), 속도 일드부(320), 및 속도 알람부(330)를 포함하게 된다.

휠 정보부(310)의 경우, 관리자로부터 중장비 차량의 바퀴의 크기 정보를 획득하는 구성이다.

여기서 획득하는 바퀴의 크기 정보는 바퀴의 직경, 또는 반경에 대한 정보로 정의하게 된다.

속도 일드부(320)의 경우, 휠 정보부(310)로부터 획득된 바퀴의 크기 정보와 휠 센싱 유닛(100)으로부터 바퀴의 회전 정보를 수신하여 바퀴의 속도를 산출하는 구성이다.

속도 일드부(320)에서는 소정의 시간 동안 바퀴의 회전 정보를 획득하고 바퀴 크기 정보를 적용하여 바퀴의 속도를 산출할 수 있게 된다.

속도 알람부(330)의 경우, 속도 일드부(320)로부터 산출된 바퀴의 속도 정보가 미리 결정된 제한 속도를 초과하면 경보 정보를 송출하는 구성이다.

속도 알람부(330)는 중장비 차량에 제공되어, 경보 정보를 송출하는데 경보 정보는 사운드 웨이브(sound wave) 즉, 소리를 발산하여 중장비 차량의 운전자에게 경보하는 구성이다.

속도 알람부(330)는 운전자가 중장비 차량에서 착석하는 경우, 운전자의 귀에 가급적 가까운 위치에 고정 부착하는 것이 바람직하다. 이는 중장비 차량의 소음이나, 중장비 차량이 작업을 수행하는 공사 현장의 소음으로 인하여 사운드 웨이브 즉, 알람 소리를 듣지 못하는 수가 있기 때문이다.

또한, 속도 알람부(330)는 관리자로부터 미리 결정된 제한 속도에 대한 정보를 제공받아서, 속도 일드부(320)로부터 산출된 중장비의 운행 속도가 미리 결정된 제한 속도를 초과하는지를 판단하여, 경보 정보를 선택적으로 송출하게 된다.

이때, 미리 결정된 제한 속도는 관리자로부터 지정된 속도 또는, 작업 장에서 결정된 속도로서, 운전자에게 미리 결정된 제한 속도에 대해 변경, 수정, 취소하는 권한은 부여되지 않는다.

예컨대, 관리자가 미리 결정된 제한 속도를 20km/h로 설정한 경우, 속도 일드부(320)로부터 중장비의 운행 속도가 20km/h에 도달하게 되면 "속도 초과 주의하십시오" 등의 사운드 웨이브를 발생시키도록 할 수 있다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

10: 중장비
11: 바퀴
100: 휠 센싱 유닛
200: 서플라잉 유닛
210: 제너레이팅부
211: 바디부
212: 로테이팅부
212-1: 로테이팅 센터부
212-2: 로테이팅 윙부
212-3: 로테이팅 웨이트부
213: 마그네틱부
214: 코일부
220: 차징부
230: 프로바이딩부
300: 시그널 유닛
310: 휠 정보부
320: 속도 일드부
330: 속도 알람부

Claims

중장비 차량의 바퀴에 장착되어, 상기 바퀴의 회전 정보를 송출하는 휠 센싱 유닛(wheel sensing unit);
상기 휠 센싱 유닛에 제공되어 상기 바퀴의 회전으로부터 소정의 전력을 생성하여, 상기 휠 센싱 유닛에 상기 소정의 전력을 선택적으로 공급하는 서플라잉 유닛(supplying unit); 및
상기 중장비 차량에 제공되어 상기 휠 센싱 유닛으로부터 상기 회전 정보를 수신하여, 상기 회전 정보에 따라 상기 바퀴의 속도 정보를 산출하여 경보 정보를 선택적으로 송출하는 시그널 유닛(signal unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 휠 센싱 유닛은,
상기 중장비 차량의 상기 바퀴의 측면에 선택적으로 고정 부착되는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제1항에 있어서, 상기 서플라잉 유닛은,
상기 중장비의 상기 바퀴의 회전에 의해 소정의 운동이 발생하여 상기 소정의 전력을 생성하는 제너레이팅(generating)부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제너레이팅부는,
상기 휠 센싱 유닛의 내부에 제공되어 몸체를 형성하는 바디부;
상기 바디부 내부의 일측에 제공되어, 상기 바퀴의 회전에 의하여 회전하는 로테이팅부;
상기 로테이팅부에 제공되어, 상기 로테이팅부의 회전에 의해 소정의 자기장을 형성하는 마그네틱부; 및
상기 바디부 내부의 타측에 제공되어, 상기 마그네틱부로부터 형성된 상기 소정의 자기장에 의해 상기 소정의 전력이 발생하는 코일부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제4항에 있어서, 상기 제너레이팅부는,
상기 로테이팅부의 회전축은 상기 코일부의 중심축과 직교하게 배치되어 상기 소정의 전력이 생성되는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제4항에 있어서, 상기 서플라잉 유닛은,
상기 코일부로부터 발생된 상기 소정의 전력을 제공받아, 소정의 공간에 선택적으로 저장하는 차징(charging)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제6항에 있어서, 상기 서플라잉 유닛은,
상기 차징부에 저장된 상기 소정의 전력을 상기 휠 센싱 유닛으로 선택적으로 공급하는 프로바이딩(providing)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제7항에 있어서, 상기 프로바이딩부는,
상기 중장비의 주행 시작으로부터 상기 소정의 시간이 경과하면, 상기 휠 센싱 유닛으로 상기 소정의 전력을 자동으로 공급하도록 타이밍을 세팅하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제7항에 있어서, 상기 프로바이딩부는,
상기 휠 센싱 유닛으로부터 상기 바퀴 회전 정보를 수신하여, 상기 바퀴가 n번 회전하면 상기 휠 센싱 유닛으로 상기 소정의 전력을 선택적으로 공급할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.
제7항에 있어서, 상기 시그널 유닛은,
상기 관리자로부터 상기 중장비 차량의 상기 바퀴의 상기 크기 정보를 획득하는 휠 정보부;
상기 휠 정보부로부터 획득된 상기 바퀴의 상기 크기 정보와, 상기 휠 센싱 유닛으로부터 상기 바퀴의 상기 회전 정보를 수신하여 상기 바퀴의 속도를 산출하는 속도 일드부; 및
상기 속도 일드부로부터 산출된 상기 바퀴의 상기 속도 정보가 미리 결정된 제한 속도를 초과하면 상기 경보 정보를 송출하는 속도 알람부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 셀프 차징이 가능한 중장비 바퀴 장착형 속도 모니터링 시스템.