WO2018038438A1 - 무인 자동화 후크 체결 장치 - Google Patents

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WO2018038438A1
WO2018038438A1 PCT/KR2017/008730 KR2017008730W WO2018038438A1 WO 2018038438 A1 WO2018038438 A1 WO 2018038438A1 KR 2017008730 W KR2017008730 W KR 2017008730W WO 2018038438 A1 WO2018038438 A1 WO 2018038438A1
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hook
lifting
valve
fastening device
tongs
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국태승
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주식회사 베셀
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Definitions

  • the present invention relates to an unmanned automated hook fastening device.
  • a crane is a conveying machine which lifts various cargoes and moves them up, down, left and right in various sites.
  • a crane hook is used, which is a fastener that is securely fastened to the lifting object so that the crane can move the lifting object to a loading position.
  • the crane hook is to connect the crane and the object to be lifted, and when the crane moves the object to be lifted, the first task is to fasten the crane hook to the object to be lifted.
  • the lifting object When fastening the crane hook to the lifting object, the lifting object must be correctly fastened to the crane hook so that the lifting object is not detached from the crane hook during the operation of the crane moving the lifting object.
  • Korean Patent No. 10-0855859 (Date: 2008.08.26., Name of the Invention: Jib type using a tilt sensor) Automatic hook tracking device for video surveillance system of crane), Republic of Korea Patent No. 10-1093343 (Registration date: Dec. 6, 2011, Name of the invention: Automatic hook turning position control method using a crane laser scanner), and Republic of Korea registration Patent No. 10-1311873 (Registration date: September 17, 2013, title of the invention: tower crane hook down monitoring camera system) can be presented.
  • the conventional system for assisting the fastening of the hook is an indirect control system in which an image device such as a camera or a monitor is additionally installed, or a scanner is installed to scan the position of the hook to detect the position and monitor the hook to be fastened.
  • an image device such as a camera or a monitor
  • a scanner is installed to scan the position of the hook to detect the position and monitor the hook to be fastened.
  • the fastening device to fasten the hook in the process of fastening the hook can frequently occur accidents that break the image device and maintenance was difficult.
  • the present invention is easy to track the position of the hook of the lifting object, the hook forceps can be automatically fastened to the hook, unmanned automated hook fastening device and the ground that can automatically fasten the hook and crane without a separate monitoring system Its purpose is to provide for unloading goods at locations specified in.
  • Unmanned automated hook fastening device includes a device coupling portion that can be coupled to the lifting means including a height adjustable wire, the movable vehicle or crane boom; A pushing member capable of adjusting the position of the lifting means relative to the lifting object; An outgoing member disposed on one of the pushing member and the lifting object and transmitting a position signal of one of the lifting object and the lifting means; A receiving member disposed on the other of the pushing member and the lifting object and capable of receiving the position signal; Hook tongs to be fastened to the hook of the lifting object; And an unloading transmitting member which is fixed to the ground and transmits an ultrasonic signal and its position information from each transmitting member to assist in calculating the position of the hook when unloading the lifting target.
  • the propulsion member adjusts the position of the lifting means relative to the lifting object using the position signal received at the member.
  • the device coupling portion including a height adjustable wire, which can be coupled to the lifting means which is a movable vehicle or crane boom; A pushing member capable of adjusting the position of the lifting means relative to the lifting object; An outgoing member disposed on one of the pushing member and the lifting object and transmitting a position signal of one of the lifting object and the lifting means; A receiving member disposed on the other of the pushing member and the lifting object and capable of receiving the position signal; Hook tongs to be fastened to the hook of the lifting object; And an unloading transmitting member which is fixed to the ground and transmits an ultrasonic signal and its position information from each transmitting member to assist in calculating the position of the hook when unloading the lifting target.
  • a height adjustable wire which can be coupled to the lifting means which is a movable vehicle or crane boom
  • a pushing member capable of adjusting the position of the lifting means relative to the lifting object
  • An outgoing member disposed on one of the pushing member and the lifting object and transmitting a position signal of one of the lifting object and the lifting
  • the pushing member adjusts the position of the lifting means relative to the lifting object by using the position signal received from the member, it is easy to track the position of the hook of the lifting object, and the hook forceps are automatically fastened to the hook.
  • the propulsion member may be coupled to the lifting target by using the position signal received from the unloading transmission member and received from the receiving member and an effect of automatically engaging the hook and the crane without a separate monitoring system.
  • the desired position of the lifting object by adjusting the position of the lifting means There is an effect that it can be unloaded.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an unmanned automated hook fastening device according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a front view of the device coupling portion coupled to the vehicle according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a front view of the device coupler coupled to the crane boom according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view of the hook direction adjusting member according to the first embodiment of the present invention as viewed obliquely from the rear side;
  • FIG. 6 is a front view of the first valve of the first direction unit according to the first embodiment of the present invention in an opened state
  • FIG. 7 is a front view of the first valve of the first direction unit according to the first embodiment of the present invention in a closed state
  • FIG. 8 is a front view of a state in which a hook driving means is driven so that the first and second tongs according to the first embodiment of the present invention are separated from each other;
  • FIG. 9 is a view showing a hook is fastened to the hook tongs according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the unmanned automated hook fastening device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of an unmanned automated hook fastening device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a sectional view showing a structure of a redirection member according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an enlarged view illustrating a state in which a second wing member according to a third embodiment of the present invention is coupled to a protection ring member.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the unmanned automated hook fastening device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view from the front of the device coupling portion coupled to the vehicle according to the first embodiment of the present invention
  • 3 is a front view of the device coupler coupled to the crane boom according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an oblique view from above of the hook direction adjusting member according to the first embodiment of the present invention.
  • 5 is a view of the hook direction adjusting member according to the first embodiment of the present invention as viewed obliquely from the rear side
  • FIG. 6 is a view in which the first valve of the first direction part is opened according to the first embodiment of the present invention.
  • 7 is a front view
  • FIG. 7 is a front view of a state in which the first valve of the first directional part is closed according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a first embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a view showing the state in which the hook driving means is driven such that the first tongs and the second tongs are separated from each other
  • FIG. 9 is a view showing the hooks to the hook tongs according to the first embodiment of the present invention. .
  • the unmanned automated hook fastening device 100 is the device coupling portion 110, the receiving member 130, the pushing member 120, the transmitting member 150 ), A hook tong 140 and a loading and unloading member 160.
  • Reference numeral 10 is a lifting object that can be lifted by the unmanned automated hook fastening device 100, reference number 20 is coupled to the lifting target 10, is fastened to the hook tong 140 and the lifting target ( 10) and the hook for connecting the unmanned automated hook fastening device 100.
  • the hook 20 has a hook hole 25 formed therethrough so that the hook tong 140 is fastened.
  • the device coupling portion 110 includes a height adjustable wire 115, which can be coupled to the movable vehicle 40 or the lifting means 40, 50 that are the crane boom 50, the device When the engaging portion 110 is coupled to the lifting means 40, 50, which is the vehicle 40 or the crane boom 50, the unmanned automated hook fastening device 100 to the lifting means 40, 50 Can be moved.
  • the device coupling unit 110 may be hooked with the hooking means of the lifting means 40, 50, which is, for example, the vehicle 40 or the crane boom 50.
  • the unmanned automatic hook fastening device 100 may be changed in position according to the movement of the vehicle 40 in the air.
  • the moving range of the unmanned automatic hook fastening device 100 may be limited according to the moving range of the vehicle 40.
  • the position of the unmanned automated hook fastening device 100 in accordance with the movement of the crane boom 50 may be limited according to the movement range of the crane boom 50.
  • the pushing member 120 is capable of adjusting the position of the lifting means 40, 50 with respect to the lifting target 10.
  • the pushing member 120 may adjust the position according to the position of the lifting target 10 by using the position signal received by the receiving member 130.
  • the transmitting member 150 is disposed on one of the propulsion member 120 and the lifting object 10 and transmits a position signal of one of the lifting object 10 and the lifting means 40, 50. .
  • the receiving member 130 is disposed on the other one of the pushing member 120 and the lifting target 10 and can receive the position signal.
  • the position signal is output as an ultrasonic signal, and the distance between the transmitting member 150 and the receiving member 130 at a speed and a transmission time at which the ultrasonic signal is transmitted to the receiving member 130. By measuring the position of the lifting object 10 can be grasped.
  • the propulsion member 120 is the lifting means 40 for the lifting target 10 by using the position signal transmitted from the transmitting member 150 and received from the receiving member 130. , 50) can be adjusted.
  • the transmitting member 150 is disposed on the lifting object 10 and the receiving member 130 is disposed on the pushing member 120, but the receiving member 130 is lifted on the lifting object 10.
  • the transmitting member 150 may be disposed on the pushing member (120).
  • the position signal is output from the transmitting member 150 as an ultrasonic signal.
  • the position of the lifting target 10 can be determined.
  • the receiving member 130 may be formed in three or more at the position spaced apart from each other on the same surface, and the transmitting member 150 is also the same as the receiving member 130 of the lifting object 10 It may be formed in plurality in positions spaced apart from each other in the lifting object 10 so as to approach the hook 20.
  • the plurality of receiving members 130 and the plurality of transmitting members 150 may perform a position measurement based on an ultrasonic position system (UPS), which is an ultrasonic position measurement using ultrasonic waves.
  • UPS ultrasonic position system
  • the UPS Ultrasonic position system
  • the UPS is an ultrasonic position measuring system, which measures the distance based on the propagation time and speed of the ultrasonic wave and converts the measured distance into a position by trilateration technique.
  • the ultrasonic signal is output from the transmitting member 150 and the distance is calculated based on the speed and the transmission time at which the ultrasonic signal reaches each of the receiving members 130, and are disposed at positions spaced apart from each other.
  • the hook tong 140 is to be fastened to the hook 20 of the lifting object (10).
  • the hook tongs 140 includes a first tongs 142 and a second tongs 143 that can be engaged with each other, and further includes an engagement state of the first and second tongs 142 and 143.
  • a hook drive means 141 that can be driven to disengage or engage.
  • the hook driving means 141 is driven to eliminate the first tongs 142 and the second tongs 143 from being engaged.
  • a portion where the first tongs 142 and the second tongs are engaged may be opened at a predetermined interval.
  • the hook 20 When formed as described above, the hook 20 may be inserted in a portion where the first tongs 142 and the second tongs 143 are opened.
  • the hook hole 25 is inserted into a portion where the first tongs 142 and the second tongs 143 are opened, and the hook driving means 141 is driven to drive the first tongs 142.
  • the hook tongs 140 may be caught by the hook holes 25 and fastened to the hooks 20.
  • the hook 20 is fastened to the hook tong 140 by the hook driving means 141 when the hook tong 140 is in a position to fasten the hook 20. It can be done automatically.
  • the hook tong 140 When formed as described above, the hook tong 140 is fastened to the hook 20 coupled to the lifting target 10, so that the unmanned automated hook fastening device 100 requests the lifting target 10. It becomes the state that can move to the position to become.
  • the unloading transmitting member 160 is fixed on the ground to transmit the ultrasonic signal and its own location information from each of the transmitting members to assist in calculating the position of the hook when unloading the lifting object, by using the position value in advance.
  • the position of the lifting means 40, 50 can be adjusted to a designated position.
  • the pushing member 120 is coupled to the lifting target 10 by using the position signal and the ultrasonic signal transmitted from the loading and unloading transmitting member 160 and received by the receiving member 130.
  • the positions of the above-mentioned lifting means 40, 50 it is possible to precisely unload the lifting object 10 at a predetermined position.
  • the propulsion member 120 of the lifting means 40, 50 with respect to the lifting target 10 by using the position signal transmitted from the transmitting member 150 and received by the receiving member 130.
  • Lifting means for adjusting the position the propulsion member 120 is coupled with the lifting target 10 by using the position signal transmitted from the unloading transmission member 160 and received at the receiving member 130 ( 40, 50) can be adjusted.
  • the propulsion member 120 blows the wind rotating in one direction to the hook direction control member 170 and the hook direction control member 170 of the hollow tube shape that can flow air to the hook tong 140 2) a second fan motor (150) for moving the hook tong 140 to the other side by blowing wind rotated in the other direction to the first fan motor 123 and the hook direction adjusting member 170 to move to one side ( 122).
  • one direction may be, for example, a clockwise direction inclined toward the second tongs 143 based on the hook driving member 141 shown in FIG. 1, and the other direction may be, for example, in FIG. 1. It may be referred to as a counterclockwise direction inclined toward the first tongs 142 based on the hook driving member 141 shown.
  • one or more of the first fan motor 123 and the second fan motor 122 may be driven to adjust the position of the hook tongs 140 by using wind caused by driving.
  • the fan may be formed in a form in which a fan is coupled to a motor capable of precisely controlling the speeds of the first fan motor 123 and the second fan motor 122.
  • the fan of the first fan motor 123 is clockwise. As it spins, wind is blowing to one side.
  • the propulsion force is generated to move the unmanned automatic hook fastening device 100 to one side due to the wind of the first fan motor 123.
  • the pushing member 120 may control the position and the moving speed by the driving force of the first fan motor 123 and the second fan motor 122.
  • a central direction portion 179 through which wind from the first fan motor 123 and the second fan motor 122 can be introduced.
  • the central direction part 179 has a first direction part 171, a second direction part 172, a third direction part 173, and a fourth direction in four directions from the center direction part 179, respectively.
  • Part 174 is formed.
  • a first valve 175 and a second valve 176 are respectively provided in the first direction part 171, the second direction part 172, the third direction part 173, and the fourth direction part 174. ), A third valve 177 and a fourth valve 178 are formed.
  • the first valve 175, the second valve 176, the third valve 177 and the fourth valve 178 has a first valve driving means 191,
  • the second valve driving means 192, the third valve driving means 193, and the fourth valve driving means 194 are formed, so that the first valve 175, the second valve 176, and the third
  • the valve 177 and the fourth valve 178 can be adjusted to open and close finely, so that the position of the hook tongs 140 can be finely adjusted.
  • the first valve driving means 191, the second valve driving means 192, the third valve driving means 193, and the fourth valve driving means 194 are, for example, the first valve 175. ) And a motor capable of quickly controlling the states of the second valve 176, the third valve 177, and the fourth valve 178.
  • the first valve 175 is open so that air inside the first direction part 171 is discharged to the outside, and the closed state is shown in FIG. 7.
  • the first valve 175 is closed so that air and the outside of the first direction part 171 are blocked.
  • the central directional portion (179) flows into the valve side of the first valve 175, the second valve 176, the third valve 177, or the fourth valve 178 which is turned on. 179) wind is discharged, the driving force is generated to be propelled to the opposite side of the wind discharged side.
  • the direction center part As the wind flowing into the first direction portion 171 flows out and is discharged to the outside, propulsion force is generated on the other side of the first direction portion 171, so that the unmanned automatic hook fastening device is on the other side of the first direction portion ( 100) is moved.
  • the first valve 175, the second valve 176, and the third valve 177 are more than when the position of the unmanned automated hook fastening device 100 is moved using the fan motor 122.
  • by using the ON / OFF state of the fourth valve 178 to move the position of the unmanned automated hook fastening device 100 can move the unmanned automated hook fastening device 100 with a relatively high precision. As such, the hook tongs 140 may be more securely fastened to the hook 20 of the lifting object 10.
  • the first valve 175 and the first direction part 171, the second direction part 172, the third direction part 173, and the fourth direction part 174 are respectively. Since the second valve 176, the third valve 177, and the fourth valve 178 are formed, the position of the unmanned automated hook fastening device 100 can be finely adjusted.
  • the unmanned automated hook fastening device 100 may be disposed in a position required to fasten the hook tong 140 more securely to the hook 20 of the lifting target 10.
  • the respective ultrasonic signals output from the plurality of transmitting members 150 are transmitted to the plurality of receiving members 130, respectively.
  • the distance between the lifting target 10 and the receiving member 130 may be determined using the speed and time at which the ultrasonic signal transmitted to the receiving member 130 arrives, and the receiving member 130 Since the transmitting member 150 is formed in plural, the hook 20 of the lifting target 10 is triangulated using a distance determined by using the ultrasonic signal received by each receiving member 130. ) 'S exact location, distance, and direction.
  • the vehicle 40 or the crane coupled to the device coupling unit 110 of the unmanned crane hook 20 device to the unmanned crane hook 20 device Move closer to the lifting target (10).
  • At least one of at least two of the wind of driving the first fan motor 123 or the wind of driving the second fan motor 122 may be directed to the central direction part 179 by the hook direction adjusting member 170.
  • the first valve 175, the second valve 176, the third valve 177, or the fourth valve 178 flows into the central direction portion 179 toward the valve in the ON state.
  • the generated wind is discharged, and a driving force is generated so as to be propagated to the opposite side of the discharged wind.
  • the device 100 when only the first valve 175 is in the ON state, when one or more winds of the first fan motor 123 or the second fan motor 122 flow into the direction central portion, As the wind flowing into the direction central portion flows to the first direction portion 171 and is discharged to the outside, propulsion force is generated on the other side of the first direction portion 171, so that the unmanned automatic hook is fastened to the other side of the first direction portion.
  • the device 100 is moved.
  • the pushing forceps 120 is moved to the position required to fasten the hook forceps 140 to the hooks 20, and then the first forceps 142 and the second forceps ( The hook driving means 141 is driven to open 143.
  • the hook hole 25 is inserted into a portion where the first tongs 142 and the second tongs 143 are opened, and the hook driving means 141 is driven to drive the first tongs (
  • the hook tongs 140 may be caught by the hook holes 25 and may be fastened to the hooks 20.
  • the hook tong 140 When formed as described above, the hook tong 140 is fastened to the hook 20 coupled to the lifting target 10, so that the unmanned automated hook fastening device 100 requests the lifting target 10. It becomes the state that can move to the position to become.
  • the unmanned automated hook fastening device 100 grasps the position signal transmitted from the transmitting member 150 to the receiving member 130 so that the hook tong 140 is firmly fastened to the hook 20. Is moved primarily.
  • the propulsion member 120 adjusts the position of the lifting means 40 and 50 coupled to the lifting target 10 by using the position signal and the ultrasonic signal received by the reference signal.
  • the lifting object 10 can be unloaded precisely at a predetermined position.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of an unmanned automated hook fastening device according to a second embodiment of the present invention.
  • the unmanned automated hook fastening device 200 includes a GPS receiving member 280.
  • the GPS receiving member 280 is disposed on the lifting target 30 and can receive a GPS signal from the plurality of satellites so as to determine the position of the lifting target.
  • the unmanned automated hook fastening device 200 uses the GPS signal received by the satellite from the GPS receiver 280 to determine the position of the lifting target 30 to lift the lifting target ( The unmanned automated hook fastening device 200 is primarily moved so that the hook forceps 240 are close to 30.
  • the unmanned automated hook fastening device 200 is configured to grasp the ultrasonic signal transmitted from the transmitting member 250 to the receiving member 230 so that the hook forceps 240 are firmly fastened to the hook 60. It is moved by car, the hook tong 240 is automatically fastened to the hook (60).
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of an unmanned automated hook fastening apparatus according to a third embodiment of the present invention
  • Figure 12 is a cross-sectional view showing the structure of the direction change member according to a third embodiment of the present invention
  • Figure 13 It is an enlarged view which expanded the state which the 2nd wing member which concerns on 3rd Embodiment of this invention was couple
  • the unmanned automated hook fastening device 300 includes a device coupling part 310, a receiving member 330, a direction adjusting member 370, a transmitting member 350, and a hook. Tongs 340 and a loading and unloading member 360.
  • the direction adjusting member 370 may adjust the position of the lifting means relative to the lifting target 80, and according to the position of the lifting target 80 using the position signal received by the receiving member 330. The position of the lifting means can be adjusted.
  • the direction adjusting member 370 may move the body 379 by rotatably blowing the body 379, which is the center of the direction adjusting member 370, and moves on all sides of the body 379.
  • the first direction member 372, the second direction member 374, the third direction member 371, and the direction member 375 coupled to the four sides of the body 379,
  • the fourth direction member 373 is formed
  • the body 379 may be formed of three or more direction members 375 so as to be movable in all directions instead of one direction.
  • the direction member 375 is formed of, for example, a wing such as a propeller, and each drive motor is mounted to generate wind when power is applied to the drive motor.
  • the first direction member 372 is referred to as the east direction
  • the second direction member 374 is referred to as the west direction, based on the body 379 illustrated in FIG. 12. If the hook member 340 is moved in the northeast direction while the direction member 371 is in the south direction and the fourth direction member 373 is in the north direction, the direction member 371 moves in the northeast direction from the southwest direction, which is the other side of the northeast direction. As the driving force must be generated, the third direction member 371 disposed on the south side and the second direction member 374 disposed on the west side cause wind.
  • the third direction member 371 arranged on the south side and the second direction member 374 disposed on the west side are driven, whereby the relative direction is further north.
  • the driving force of the third direction member 371 has a relatively larger driving force than the driving force of the second direction member 374 so that a lot of driving force is generated.
  • the hook member 340 is driven to a position where the hook member 340 can be firmly fastened to the hook 70 by driving the direction member 375 disposed on the other side of the direction in which the hook member 340 is to move. You can move it.
  • the first directional member 372 formed on the side facing the second directional member 374 is driven in reverse rotation.
  • the second direction member 374 By adding a driving force to the second direction member 374, it is possible to enable rapid movement of the body 379.
  • the protective ring member 390 may have an accident because the direction member 375 is formed in the shape of a sharp wing, and the direction member 375 may be deformed due to an external object.
  • the direction member 375 is protected from other external objects.
  • the protective ring member 390 may be formed, for example, as a circular ring having a size in which the directional member 375 may be disposed inside.
  • the wing member 395 is interposed between the protective ring member 390 and the directional member 375 and is coupled to the protective ring member 390.
  • the wing member 395 is to allow the body 379 itself to be rotated at an angle, not the movement of the body 379.
  • the first wing member 391, the second wing member 392, the third wing member 393, and the third wing member 395 are coupled to the four sides of the protective ring member 390.
  • the body 379 may be formed of three or more wing members 395 so as to be rotatable in all directions instead of one direction.
  • the wing member 395 rotates the body 379 itself by using wind formed in the direction member 375.
  • the wing member 395 is to rotate the body 395 itself to change the direction.
  • the wing member 395 is a thin plate having a predetermined width, and is formed so that an angle can be adjusted from a portion coupled to the protective ring member 390.
  • a second motor 396 is coupled to the protection ring member 390 to allow the second wing member from the protection ring member 390.
  • the angle of 392 can be adjusted, and this configuration is equally applied to the first wing member 391, the third wing member 393, and the fourth wing member 394.
  • the unmanned automatic hook fastening device it is easy to track the position of the hook of the lifting object, the hook forceps can be automatically fastened to the hook, hook and crane automatically without a separate monitoring system It can be concluded that the industrial availability is high.

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Abstract

개시되는 무인 자동화 후크 체결 장치는 장치 결합부, 추진 부재, 발신 부재, 수신 부재, 후크 집게 및 발신 부재를 포함하고, 상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것과 상기 하역 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상과 결합된 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것을 특징으로 한다. 개시되는 무인 자동화 후크 체결 장치에 의하면, 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있는 장점이 있다.

Description

무인 자동화 후크 체결 장치
본 발명은 무인 자동화 후크 체결 장치에 관한 것이다.
크레인이란, 다양한 현장에서, 각종 화물을 들어올려, 상하좌우로 옮겨주는 운반용 기계장치이다.
이러한 크레인의 인양 용구로서, 크레인 후크가 사용되는데, 이러한 후크는 인양 대상에 안전하게 체결되어 크레인이 인양 대상을 적재 위치에 옮길 수 있도록 하는 체결구이다.
즉, 크레인 후크는 크레인과 인양 대상을 연결해주는 것이고, 크레인이 인양 대상을 옮길 때, 가장 먼저 하는 작업은 인양 대상에 크레인 후크를 체결하는 작업이 된다.
인양 대상에 크레인 후크를 체결할 때, 크레인이 인양 대상을 옮기는 작업 도중 인양 대상이 크레인 후크에서 분리되지 않도록 인양 대상을 크레인 후크에 정확하게 체결해야 한다.
그러나, 인양 대상에 따라 크레인 후크의 종류도 다양하고, 그 무게도 상당함으로 작업자가 인양 대상을 직접 크레인 후크에 거는 작업이 힘들었다.
이러한 작업상의 문제로 후크의 체결을 돕는 시스템이 개발되었고 이러한 후크의 체결을 돕는 시스템의 예로 대한민국 등록특허 제 10-0855859호(등록일자: 2008.08.26., 발명의 명칭: 틸트센서를 이용한 지브형 크레인의 영상감시시스템의 자동 후크 추적장치)와, 대한민국 등록특허 제 10-1093343호(등록일자: 2011.12.06., 발명의 명칭: 크레인 레이저스케너를 이용한 자동 후크터닝 위치제어 방법)과, 대한민국 등록특허 제 10-1311873호(등록일자: 2013.09.17., 발명의 명칭: 타워크레인 후크 하방 모니터링 카메라 시스템)이 제시될 수 있다.
그러나 종래의 후크의 체결을 돕는 시스템은 카메라나 모니터 등의 영상 장치가 추가로 설치되던지 또는 후크의 위치를 스캔하여 위치를 파악하는 스캐너가 설치되어 후크가 체결되도록 모니터링을 하면서 간접 제어를 하는 시스템으로, 모니터링이 필요하고, 과도한 시스템으로 인한 설치 비용의 문제가 있었다.
또한, 후크 주변에 영상 장치가 설치되는데, 후크를 체결하는 과정에서 후크를 체결하려는 체결 장치가 영상 장치를 부수는 사고가 빈번하게 발생할 수 있고 이에 대한 유지 보수가 곤란하였다.
또한, 인양 대상의 위치를 빠르게 파악하지 못하고, 인양 대상의 후크를 빠르게 체결하지 못하여 작업상 속도가 현저히 늦어지는 문제점과 후크 체결을 위한 현장 인원이 반드시 작업해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있는 무인 자동화 후크 체결 장치와 지면에 지정된 위치에 물건을 하역시키는 것을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치는 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부; 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 추진 부재; 상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재; 상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재; 상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게; 및 지면에 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 하역 발신 부재;를 포함하고, 상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 의하면, 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부; 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 추진 부재; 상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재; 상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재; 상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게; 및 지면에 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 하역 발신 부재;를 포함하고, 상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정함에 따라, 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있는 효과와, 상기 하역 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상과 결합된 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것으로 상기 인양 대상의 원하는 위치에 정밀하게 하역할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 비행체에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 크레인 붐에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 정면 위에서 비스듬히 바라본 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 후면 위에서 비스듬히 바라본 도면.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 개방된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 닫힌 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 집게와 제 2 집게가 서로 떨어지도록 후크 구동 수단이 구동된 모습을 정면에서 바라본 도면.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 집게에 후크가 체결된 모습을 보이는 도면.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 방향 전환 부재의 구조를 보이는 단면도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 날개 부재가 보호 링 부재에 결합된 모습을 확대한 확대도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 비행체에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치 결합부가 크레인 붐에 결합된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 정면 위에서 비스듬히 바라본 도면이고, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 방향 조절 부재를 후면 위에서 비스듬히 바라본 도면이고, 도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 개방된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 방향부의 제 1 밸브가 닫힌 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 집게와 제 2 집게가 서로 떨어지도록 후크 구동 수단이 구동된 모습을 정면에서 바라본 도면이고, 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 후크 집게에 후크가 체결된 모습을 보이는 도면이다.
도 1 내지 도 9를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치(100)는 장치 결합부(110)와, 수신 부재(130)와, 추진 부재(120)와, 발신 부재(150)와, 후크 집게(140)와, 하역 발신 부재(160)를 포함한다.
도면번호 10은 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 인양할 수 있는 인양 대상이고, 도면번호 20은 상기 인양 대상(10)에 결합되어 있고, 상기 후크 집게(140)에 체결되어 상기 인양 대상(10)과 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)를 연결시켜주는 후크이다.
상기 후크(20)는 상기 후크 집게(140)가 체결되도록 관통 형성된 후크 홀(25)이 형성되어 있다.
상기 장치 결합부(110)는 높이 조절이 가능한 와이어(115)를 포함하고, 이동 가능한 비행체(40)나, 크레인 붐(50)인 인양 수단(40, 50)에 결합될 수 있는 것으로, 상기 장치 결합부(110)가 상기 비행체(40)나 상기 크레인 붐(50)인 상기 인양 수단(40, 50)에 결합되면, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 상기 인양 수단(40, 50)으로 인하여 이동가능한 상태가 될 수 있다.
여기서, 상기 장치 결합부(110)는 예를 들어, 상기 비행체(40)나 상기 크레인 붐(50)인 상기 인양 수단(40, 50)의 후킹 수단과 후킹되어 결합될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 장치 결합부(110)와 상기 비행체(40)가 결합되면, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 공중에서 상기 비행체(40)의 이동에 따라 위치가 변경될 수 있고, 상기 비행체(40)의 이동범위에 따라 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 이동범위가 제한될 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 장치 결합부(110)가 상기 크레인 붐(50)에 결합되면, 상기 크레인 붐(50)의 이동에 따라 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치가 변경될 수 있고 상기 크레인 붐(50)의 이동범위에 따라 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 이동범위가 제한될 수 있다.
상기 추진 부재(120)는 상기 인양 대상(10)에 대한 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있는 것이다.
상기 추진 부재(120)는 상기 수신 부재(130)로 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 인양 대상(10)의 위치에 따라 위치 조정이 가능한 것이다.
상기 발신 부재(150)는 상기 추진 부재(120)와 상기 인양 대상(10) 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상(10)과 상기 인양 수단(40, 50) 중 하나의 위치 신호를 발신하는 것이다.
상기 수신 부재(130)는 상기 추진 부재(120)와 상기 인양 대상(10) 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 것이다.
상기 발신 부재(150)에서는 상기 위치 신호가 초음파 신호로 출력되고, 상기 초음파 신호가 상기 수신 부재(130)에 전달되는 속력과 전달 시간으로 상기 발신 부재(150)와 상기 수신 부재(130)의 거리를 측정함으로써, 상기 인양 대상(10)의 위치를 파악할 수 있는 것이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 발신 부재(150)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)에 대한 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있다.
본 실시예에서는 상기 발신 부재(150)가 상기 인양 대상(10)에 배치되고 상기 수신 부재(130)가 상기 추진 부재에(120)에 배치되었으나, 상기 수신 부재(130)가 상기 인양 대상(10)에 배치되고, 상기 발신 부재(150)가 상기 추진 부재에(120)에 배치될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 발신 부재(150)에서는 상기 위치 신호가 초음파 신호로 출력된다. 이러한 상기 초음파 신호가 상기 수신 부재(130)에 전달되는 속력으로 상기 발신 부재(150)와 상기 수신 부재(130)의 거리를 측정함으로써, 상기 인양 대상(10)의 위치를 파악할 수 있다.
여기서, 상기 수신 부재(130)는 동일한 면 상에서 서로 이격된 위치에 3개 개 이상으로 형성될 수 있고, 상기 발신 부재(150)도 상기 수신 부재(130)와 동일하게 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 근접하도록 상기 인양 대상(10)에서 서로 이격된 위치에 복수 개로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 복수 개의 상기 수신 부재(130)와 복수 개의 상기 발신 부재(150)가 초음파를 이용하는 초음파 위치 측정인 UPS(Ultrasonic position system)을 바탕으로 위치 측정을 할 수 있다.
여기서, UPS(Ultrasonic position system)이란, 초음파 위치 측정 시스템으로, 초음파의 전달 시간 및 속도를 기반으로 거리를 측정하고 측정된 거리를 삼변측량기법으로 위치로 변환하는 것을 말한다.
즉, 상기 발신 부재(150)에서 상기 초음파 신호가 출력되고 이러한 상기 초음파 신호가 각각의 상기 수신 부재(130)에 도달하는 속력과 전달 시간을 기반으로 각각 거리를 계산하고, 서로 이격된 위치에 배치된 각각의 상기 수신 부재(130)에서 측정된 각각의 거리를 이용하여 삼변측량기법으로 상기 인양 대상(10)의 위치를 계산함으로써, 상기 인양 대상(10)의 정확한 위치를 파악할 수 있는 것이다.
상기 후크 집게(140)는 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 체결되도록 하는 것이다.
상기 후크 집게(140)는 서로 맞물릴 수 있는 제 1 집게(142)와 제 2 집게(143)를 포함하고, 또한, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)의 맞물린 상태를 해소하거나 맞물리도록 구동할 수 있는 후크 구동 수단(141)을 포함한다.
상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 서로 맞물린 상태에서 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시켜 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)의 맞물린 상태를 해소하면, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 맞물린 부분이 일정 간격 이상 벌어질 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어진 부분에서 상기 후크(20)가 삽입될 수 있다.
상세히, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어진 부분에 상기 후크 홀(25)이 위치하도록 삽입시키고, 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시켜 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)를 상기 후크 홀(25) 위치에서 서로 맞물리도록 하면, 상기 후크 집게(140)가 상기 후크 홀(25)에 걸려 상기 후크(20)와 체결될 수 있다.
상기와 같이 상기 후크(20)가 상기 후크 집게(140)에 체결되는 과정은 상기 후크 집게(140)가 상기 후크(20)를 체결할 수 있는 위치일 때, 상기 후크 구동 수단(141)에 의하여 자동으로 이루어 질 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 인양 대상(10)에 결합되어 있는 상기 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 체결됨으로써, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 상기 인양 대상(10)을 요구되는 위치로 옮길 수 있는 상태가 된다.
상기 하역 발신 부재(160)는 지면에서 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 것으로, 상기 위치 값을 이용하여 미리 지정된 위치로 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 하역 발신 부재(160)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호와 상기 초음파 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정하는 것으로, 인양 대상(10)을 미리 지정한 위치에 정밀하게 하역하도록 할 수 있다.
즉, 상기 발신 부재(150)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)에 대한 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정하고, 상기 하역 발신 부재(160)에서 발신되어 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정할 수 있다.
상기 추진 부재(120)는 공기가 유동될 수 있는 내부가 빈 관 형태의 후크 방향 조절 부재(170)와 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 일 방향으로 회전하는 바람을 불어넣어 상기 후크 집게(140)가 일측으로 이동하도록 하는 제 1 팬 모터(123)와 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 타 방향으로 회전한 바람을 불어 넣어 상기 후크 집게(140)가 타측으로 이동하도록 하는 제 2 팬 모터(122)를 포함한다.
여기서, 일 방향은 예를 들어, 도 1에 도시된 후크 구동 부재(141)를 기준으로 제 2 집게(143)를 향하여 기울어지는 시계 방향이라 할 수 있고, 타 방향은 예를 들어, 도 1에 도시된 후크 구동 부재(141)를 기준으로 제 1 집게(142)를 향하여 기울어지는 반시계 방향이라 할 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122), 둘 중 하나 이상이 구동되어 일으킨 바람을 이용하여 상기 후크 집게(140)의 위치를 조정할 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122) 속도를 정밀하게 제어할 수 있는 모터에 팬이 결합된 형태로 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 예를 들어, 상기 제 1 팬 모터(123)만 가동되고 상기 제 2 팬 모터(122)는 가동이 되지 않을 시, 상기 제 1 팬 모터(123)의 팬이 시계 방향으로 돌면서 일측으로 부는 바람이 생성된다. 여기서, 상기 제 1 팬 모터(123)의 바람으로 인하여 일측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동될 수 있는 추진력이 발생하게 된다.
또한, 상기 제 2 팬 모터(122)만 가동되고 상기 제 1 팬 모터(123)는 가동이 되지 않을 시, 상기 제 2 팬 모터(122)의 팬이 반시계 방향으로 돌면서 타측으로 부는 바람이 생성된다. 여기서, 상기 제 2 팬 모터(122)의 바람으로 인하여 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동될 수 있는 추진력이 발생한다.
또한, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)가 동시에 가동될 시, 상기 제 1 팬 모터(123)가 제 2 팬 모터(122)에 비해 상대적으로 구동력이 크면, 일측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동되는 추진력이 제 2 팬 모터(122)의 구동력으로 인하여 타측으로 이동하려는 힘에 의해 저하된다.
또한, 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)가 동시에 가동될 시, 상기 제 2 팬 모터(122)가 상기 제 1 팬 모터(123)에 비해 상대적으로 가동력이 크면, 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동되는 추진력이 제 1 팬 모터(123)로 인하여 일측으로 이동하려는 힘에 의해 저하된다.
즉, 상기 추진 부재(120)는 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)의 구동력으로 위치 및 이동 속도를 제어할 수 있다.
상기 후크 방향 조절 부재(170)의 중앙에는 상기 제 1 팬 모터(123)와 상기 제 2 팬 모터(122)에서의 바람이 유입될 수 있는 중앙 방향부(179)가 형성되어 있다.
상기 중앙 방향부(179)는 상기 중앙 방향부(179)에서 4방으로 각각 제 1 방향부(171)와, 제 2 방향부(172)와, 제 3 방향부(173)와, 제 4 방향부(174)가 형성되어 있다.
상기 제 1 방향부(171)와 상기 제 2 방향부(172)와 상기 제 3 방향부(173)와 상기 제 4 방향부(174)에는 각각 제 1 밸브(175)와, 제 2 밸브(176)와, 제 3 밸브(177)와, 제 4 밸브(178)가 형성되어 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와 상기 제 4 밸브(178)에는 각각 제 1 밸브 구동 수단(191), 제 2 밸브 구동 수단(192), 제 3 밸브 구동 수단(193), 제 4 밸브 구동 수단(194)가 형성되어 있어, 상기 제 1 밸브(175)와 상기 제 2 밸브(176)와 상기 제 3 밸브(177)와 상기 제 4 밸브(178)을 미세하게 열고 닫을 수 있도록 조정할 수 있고, 이에 따라 상기 후크 집게(140)의 위치를 미세하게 조정할 수 있다.
상기 제 1 밸브 구동 수단(191), 상기 제 2 밸브 구동 수단(192), 상기 제 3 밸브 구동 수단(193), 상기 제 4 밸브 구동 수단(194)는 예를 들어, 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와 상기 제 4 밸브(178)의 상태를 빠르게 제어할 수 있는 모터로 형성될 수 있다.
여기서, 열린 상태는 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 방향부(171) 내측의 공기가 외부로 배출되도록 제 1 밸브(175)가 열어있는 상태이고, 닫힌 상태는 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 방향부(171) 내측의 공기와 외부가 차단되도록 제 1 밸브(175)가 닫혀있는 상태이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 상기 제 1 팬 모터(123)의 구동 바람 또는 상기 제 2 팬 모터(122)의 구동 바람, 적어도 둘 중 하나 이상의 바람이 상기 중앙 방향부(179)로 유입되고, 상기 제 1 밸브(175) 또는 상기 제 2 밸브(176) 또는 상기 제 3 밸브(177) 또는 상기 제 4 밸브(178) 중 ON인 상태의 밸브 측으로 상기 중앙 방향부(179)로 유입된 바람이 배출되고, 바람이 배출된 측의 반대 측으로 추진되도록 하는 추진력이 발생한다.
예를 들어, 상기 제 1 밸브(175)만 열린 상태일 때, 상기 방향 중앙부로 상기 제 1 팬 모터(123) 또는 상기 제 제 2 팬 모터(122) 둘중 하나 이상의 바람이 유입되면, 상기 방향 중앙부로 유입된 바람이 상기 제 1 방향부(171)로 유동되어 외부로 배출되면서 상기 제 1 방향부(171)의 타측으로 추진력이 발생함으로, 상기 제1 방향부의 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동하게 된다.
상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와, 상기 제 4 밸브(178)가 전부 ON인 상태에서 제 1 팬 모터(123)와 제 2 팬 모터(122)를 이용하여 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치를 이동시킬 때보다, 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와, 상기 제 4 밸브(178)의 ON/OFF 상태를 이용하여 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치를 이동시키는 것이 상대적으로 정밀하게 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)를 이동시킬 수 있음으로, 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 더욱 안전하게 체결되도록 할 수 있다.
즉, 상기와 같이 상기 제 1 방향부(171)와 상기 제 2 방향부(172)와 상기 제 3 방향부(173)와 상기 제 4 방향부(174)에 각각 상기 제 1 밸브(175)와, 상기 제 2 밸브(176)와, 상기 제 3 밸브(177)와, 상기 제 4 밸브(178)가 형성되어 있으므로, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 위치를 미세하게 조정할 수 있으므로, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)를 상기 인양 대상(10)의 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 더욱 안전하게 체결되도록 요구되는 위치에 적합하게 배치시킬 수 있다.
이하에서는 본 실시예에 따른 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 상기 후크 집게(140)에 상기 인양 대상(10)의 상기 후크(20)가 자동으로 체결되는 과정에 대하여 설명한다.
먼저, 복수개의 상기 발신 부재(150)에서 출력되는 각각의 상기 초음파 신호가 복수 개의 상기 수신 부재(130)에 각각 송신된다.
여기서, 상기 수신 부재(130)에 송신된 상기 초음파 신호가 도달한 속력과 시간을 이용하여 상기 인양 대상(10)과 상기 수신 부재(130)와의 거리를 파악할 수 있고, 상기 수신 부재(130)와 상기 발신 부재(150)가 복수 개로 형성되어 있으므로, 각각의 상기 수신 부재(130)로 수신된 상기 초음파 신호를 이용하여 파악한 거리를 이용하여 삼변측량기법으로 상기 인양 대상(10)의 상기 후크(20)의 정확한 위치, 거리, 방향을 파악할 수 있다.
상기와 같이 상기 후크(20)의 위치가 파악되면, 상기 무인 크레인 후크(20) 장치의 장치 결합부(110)에 결합된 상기 비행체(40) 또는 상기 크레인이 상기 무인 크레인 후크(20) 장치를 상기 인양 대상(10)에 근접하도록 이동시킨다.
이러한 상태에서, 상기 후크 집게(140)가 상기 후크(20)에 정확하게 체결되도록 상기 추진 부재(120)를 이용하여 상기 후크 집게(140)를 상기 후크(20)에 정확하게 체결시킬 수 있도록 요구되는 위치에 이동시킨다.
여기서, 상기 후크 방향 조절 부재(170)에 상기 제 1 팬 모터(123)의 구동 바람 또는 상기 제 2 팬 모터(122)의 구동 바람, 적어도 둘 중 하나 이상의 바람이 상기 중앙 방향부(179)로 유입되면, 상기 제 1 밸브(175) 또는 상기 제 2 밸브(176) 또는 상기 제 3 밸브(177) 또는 상기 제 4 밸브(178) 중 ON인 상태의 밸브 측으로 상기 중앙 방향부(179)로 유입된 바람이 배출되고, 바람이 배출된 측의 반대 측으로 추진되도록 하는 추진력이 발생한다.
여기서, 예를 들어 상기 제 1 밸브(175)만 ON인 상태일 때, 상기 방향 중앙부로 상기 제 1 팬 모터(123) 또는 상기 제 제 2 팬 모터(122) 둘중 하나 이상의 바람이 유입되면, 상기 방향 중앙부로 유입된 바람이 상기 제 1 방향부(171)로 유동되어 외부로 배출되면서 상기 제 1 방향부(171)의 타측으로 추진력이 발생함으로, 상기 제1 방향부의 타측으로 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 이동하게 된다.
상기와 같이, 상기 추진 부재(120)로 상기 후크 집게(140)를 상기 후크(20)에 정확히 체결시킬 수 있도록 요구되는 위치로 이동시킨 다음, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어지도록 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시킨다.
이러한 상태에서, 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)가 벌어진 부분에 상기 후크 홀(25)이 위치하도록 삽입시키고, 상기 후크 구동 수단(141)을 구동시켜 상기 제 1 집게(142)와 상기 제 2 집게(143)를 상기 후크 홀(25) 위치에서 서로 맞물리도록 하면, 상기 후크 집게(140)가 상기 후크 홀(25)에 걸려 상기 후크(20)와 체결될 수 있다.
상기와 같이 형성되면, 상기 인양 대상(10)에 결합되어 있는 상기 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 체결됨으로써, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 상기 인양 대상(10)을 요구되는 위치로 옮길 수 있는 상태가 된다.
이하에서는 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)의 작동 순서에 대하여 설명한다.
우선, 상기 발신 부재(150)에서 상기 수신 부재(130)로 송신되는 상기 위치 신호를 파악하여 상기 후크(20)에 상기 후크 집게(140)가 견고하게 체결 되도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(100)가 1차적으로 이동된다.
이러한 상태에서, 상기 발신 부재(150) 및 상기 수신 부재(130)를 이용한 1차 이동에 의해 상기 후크 집게(140)가 상기 후크에 체결되면, 상기 하역 발신 부재(160)에서 상기 수신 부재(130)에서 수신된 상기 위치 신호와 상기 초음파 신호를 이용하여 상기 추진 부재(120)가 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치를 조정한다.
이러한 상태에서, 상기 인양 대상(10)과 결합된 상기 인양 수단(40, 50)의 위치의 조정이 완료되면, 상기 인양 대상(10)을 미리 지정한 위치에 정밀하게 하역할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예들에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기된 본 발명의 제 1 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고 여기서는 생략하기로 한다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 무인 자동화 후크 체결 장치(200)는 지피에스(GPS) 수신 부재(280)를 포함한다.
상기 지피에스 수신 부재(280)는 인양 대상(30)에 배치되고, 복수 개의 위성으로부터 상기 인양 대상의 위치를 파악할 수 있도록 지피에스 신호를 수신할 수 있는 것이다.
상기와 같이 형성되면, 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(200)는 상기 지피에스 수신 부재(280)에서 상기 위성으로 수신된 상기 지피에스 신호를 이용하여 상기 인양 대상(30)의 위치를 파악하여 상기 인양 대상(30)에 상기 후크 집게(240)가 근접하도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(200)가 1차적으로 이동된다.
이러한 상태에서, 상기 지피에스 수신 부재(280)를 이용한 1차 이동에 의해 상기 인양 대상(30)과 인양 수단이 미리 설정된 일정 거리 범위 내에 도달하게 되면, 상기 지피에스 수신 부재(280)의 작동이 중지된다.
이러한 상태에서, 발신 부재(250)에서 수신 부재(230)로 송신되는 초음파 신호를 파악하여 후크(60)에 상기 후크 집게(240)가 견고하게 체결되도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치(200)가 2차적으로 이동되고, 상기 후크(60)에 상기 후크 집게(240)가 자동으로 체결된다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 12는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 방향 전환 부재의 구조를 보이는 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 2 날개 부재가 보호 링 부재에 결합된 모습을 확대한 확대도이다.
도 11 내지 도 13을 함께 참조하면, 무인 자동화 후크 체결 장치(300)는 장치 결합부(310)와, 수신 부재(330)와, 방향 조정 부재(370)와, 발신 부재(350)와, 후크 집게(340)와, 하역 발신 부재(360)를 포함한다.
상기 방향 조정 부재(370)는 인양 대상(80)에 대한 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 것으로, 상기 수신 부재(330)로 수신된 위치 신호를 이용하여 상기 인양 대상(80)의 위치에 따라 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 것이다.
상기 방향 조정 부재(370)는 상기 방향 조정 부재(370)의 중심이 되는 몸체(379)와, 회전 가능하게 바람을 불어 일으켜서 상기 몸체(379)를 이동시켜줄 수 있고, 상기 몸체(379)의 사방에 각각 형성되어 있는 방향 부재(375)와, 상기 방향 부재(375)의 외측에서 보호를 위해 설치되는 상기 보호 링 부재(390)와, 상기 보호 링 부재(390)에 결합되고, 날개 모양으로 형성되엉 방향 전환이 됨으로써 상기 몸체(379)를 회전시켜줄 수 있는 날개 부재를 포함한다.
본 실시예에서는 상기 방향 부재(375)가 상기 몸체(379)의 각 사방에 결합되어 있는 제 1 방향 부재(372)와, 제 2 방향 부재(374)와, 제 3 방향 부재(371)와, 제 4 방향 부재(373)로 형성되어 있으나, 상기 몸체(379)가 일방향이 아닌 사방으로 이동 가능하도록 3개 이상의 방향 부재(375)로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 방향 부재(375)는 예를 들어 프로펠러와 같은 날개로 형성되고, 각각 구동 모터가 장착되어 상기 구동 모터에 전원이 인가되면 바람을 일으키도록 하는 것이다.
상기 후크 부재(340)의 위치가 상기 인양 대상(80)의 후크(70)에 체결 가능하도록 위치를 조정할 때, 이동해야 할 방향의 타측에 배치된 방향 부재(375)가 바람을 일으키도록 하면, 일측으로 이동하도록 추진력이 발생한다.
또한, 예를 들어, 도 12에 도시된 상기 몸체(379)를 기준으로 상기 제 1 방향 부재(372)가 동쪽 방향이라 하고, 상기 제 2 방향 부재(374)가 서쪽 방향이라 하고, 상기 제 3 방향 부재(371)가 남쪽 방향이라 하고 상기 제 4 방향 부재(373)가 북쪽 방향이라 한 상태에서, 상기 후크 부재(340)를 북동 방향으로 옮긴다면, 북동 방향의 타측인 남서 방향에서 북동 방향으로 추진력이 발생해야 함으로, 남측에 배치된 상기 제 3 방향 부재(371)와, 서측에 배치된 상기 제 2 방향 부재(374)가 바람을 일으키도록 한다.
또한, 예를 들어 북북동쪽으로 상기 후크 부재를 이동시킬 때는 남측에 배치된 상기 제 3 방향 부재(371)와 서측에 배치된 상기 제 2 방향 부재(374)를 구동시키고, 여기서, 상대적으로 북측에 더 많은 추진력이 생기도록 상기 제 2 방향 부재(374)의 구동력보다 상기 제 3 방향 부재(371)의 구동력이 상대적으로 더 큰 구동력을 가지도록 한다.
상기와 같은 방법으로 상기 후크 부재(340)가 이동하려는 방향의 타측에 배치된 상기 방향 부재(375)를 구동시켜 상기 후크 부재(340)가 상기 후크(70)에 견밀하게 체결할 수 있는 위치로 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 몸체(379)의 정밀한 제어, 또는 급한 이동 필요할 때, 이동 방향으로 이동하도록 구동해야 할 상기 방향 부재(375)의 대면되는 측의 상기 방향 부재(375)를 역회전으로 구동시킴으로써, 상기 이동방향으로 급 이동과 프로펠러의 반로크를 상쇄할 수 있도록 할 수 있다.
예를 들어 상기 제 2 방향 부재(374)를 구동시킬 때, 급 이동이 필요하면, 상기 제 2 방향 부재(374)의 대면되는 측에 형성되어 있는 상기 제 1 방향 부재(372)를 역회전 구동시켜 상기 제 2 방향 부재(374)에 구동력을 더하여 줌으로써, 상기 몸체(379)의 급이동이 가능하도록 할 수 있다.
상기 보호 링 부재(390)는 상기 방향 부재(375)가 날카로운 날개 형태로 형성되어 사고가 날 수 있고, 외부 물체로 인해 상기 방향 부재(375)가 변형될 수 있으므로, 상기 방향 부재(375)에 다른 외부 물체가 접근하지 못하도록 상기 방향 부재(375)를 보호해주는 것이다.
상기 보호 링 부재(390)는 예를 들어, 상기 방향 부재(375)가 내측에 배치될 수 있는 크기의 원형 링으로 형성될 수 있다.
상기 날개 부재(395)는 상기 보호 링 부재(390)와 상기 방향 부재(375) 사이에 개재되고, 상기 보호 링 부재(390)에 결합되어 있다.
이러한 상기 날개 부재(395)는 상기 몸체(379)의 이동이 아닌 상기 몸체(379) 자체가 일정 각도로 회전되도록 하는 것이다.
본 실시예에서는 상기 날개 부재(395)가 상기 보호 링 부재(390)의 각 사방에 결합되어 있는 제 1 날개 부재(391), 제 2 날개 부재(392), 제 3 날개 부재(393), 제 4 날개 부재(394)로 형성되어 있으나, 상기 몸체(379)가 일방향이 아닌 사방으로 회전 가능하도록 3개 이상의 날개 부재(395)로 형성될 수 있음은 물론이다.
상기 날개 부재(395)는 상기 방향 부재(375)에서 형성되는 바람을 이용하여 상기 몸체(379) 자체가 회전되도록 한다.
즉, 상기 날개 부재(395)는 상기 몸체(395) 자체를 회전시켜 방향이 전환되도록 하는 것이다.
이러한 상기 날개 부재(395)는 일정 너비를 가지는 얇은 판으로, 상기 보호 링 부재(390)에 결합된 부분으로부터 각도가 조정될 수 있도록 형성되어 있다.
예를 들어, 도 13에 도시된 상기 제 2 날개 부재(392)와 같이, 제 2 모터(396)가 상기 보호 링 부재(390)에 결합되어 상기 보호 링 부재(390)로부터 상기 제 2 날개 부재(392)의 각도가 조정될 수 있고, 이러한 구성은 상기 제 1 날개 부재(391), 상기 제 3 날개 부재(393), 상기 제 4 날개 부재(394)에 동일하게 적용된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 자동화 후크 체결 장치에 의하면, 인양 대상의 후크에 대한 위치 추적이 용이하고, 상기 후크에 후크 집게가 자동으로 체결될 수 있으며, 별도의 모니터링 시스템 없이 자동으로 후크와 크레인을 체결시켜줄 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.

Claims (7)

  1. 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부;
    인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 추진 부재;
    상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재;
    상기 추진 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재;
    상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게; 및
    지면에 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 하역 발신 부재;를 포함하고,
    상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것과
    상기 하역 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상과 결합된 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 추진 부재는
    내부가 빈 관 형태의 공기가 유동될 수 있는 후크 방향 조절 부재와,
    상기 후크 방향 조절 부재에 일 방향으로 회전한 바람을 불어 넣어 상기 후크 집게가 일측으로 이동하도록 하는 제 1 팬 모터와,
    상기 후크 방향 조절 부재에 타 방향으로 회전한 바람을 불어 넣어 상기 후크 집게가 타측으로 이동하도록 하는 제 2 팬 모터를 포함하고,
    상기 제 1 팬 모터와 상기 제 2 팬 모터 중 적어도 하나가 구동되어 일으킨 바람을 이용하여 상기 후크 집게의 위치를 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 후크 방향 조절 부재의 중앙에는 상기 제 1 팬 모터와 상기 제 2 팬 모터에서의 바람이 유입될 수 있는 중앙 방향부가 형성되어 있고,
    상기 중앙 방향부에서 4방으로 각각 제 1 방향부와, 제 2 방향부와, 제 3 방향부와, 제 4 방향부가 형성되어 있고,
    상기 제 1 방향부와 상기 제 2 방향부와 상기 제 3 방향부와 상기 제 4 방향부에는 각각 제 1 밸브와, 제 2 밸브와, 제 3 밸브와, 제 4 밸브가 형성되어 있고,
    상기 제 1 밸브와, 상기 제 2 밸브와, 상기 제 3 밸브와 상기 제 4 밸브의 ON/OFF 상태에 따라 상기 후크 집게의 위치를 미세하게 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 발신 부재에서 상기 수신 부재로 송신되는 상기 위치 신호를 파악하여 상기 후크에 상기 후크 집게가 견고하게 체결되도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치가 1차적으로 이동되고,
    상기 발신 부재 및 상기 수신 부재를 이용한 1차 이동에 의해 상기 후크 집게가 상기 후크에 체결되면,
    상기 하역 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 위치 신호와 초음파 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상과 결합된 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 무인 자동화 후크 체결 장치는
    상기 인양 대상에 배치되고, 복수 개의 위성으로부터 상기 인양 대상의 위치를 파악할 수 있도록 지피에스(GPS) 신호를 수신할 수 있는 지피에스 수신 부재;를 포함하고,
    상기 지피에스 수신 부재에서 상기 위성으로 수신된 상기 지피에스 신호를 이용하여 상기 인양 대상의 위치를 파악하여 상기 인양 대상에 상기 후크 집게가 근접하도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치가 1차적으로 이동되고,
    상기 지피에스 수신 부재를 이용한 1차 이동에 의해 상기 인양 대상과 상기 인양 수단이 미리 설정된 일정 거리 범위 내에 도달되면,
    상기 발신 부재에서 상기 수신 부재로 송신되는 상기 위치 신호를 파악하여 상기 후크에 상기 후크 집게가 견고하게 체결되도록 상기 무인 자동화 후크 체결 장치가 2차적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  6. 높이 조절이 가능한 와이어를 포함하고, 이동 가능한 비행체 또는 크레인 붐인 인양 수단에 결합될 수 있는 장치 결합부;
    인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정할 수 있는 방향 조정 부재;
    상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 하나에 배치되고, 상기 인양 대상과 상기 인양 수단 중 하나의 위치 신호를 발신하는 발신 부재;
    상기 방향 조정 부재와 상기 인양 대상 중 다른 하나에 배치되고, 상기 위치 신호를 수신할 수 있는 수신 부재;
    상기 인양 대상의 후크에 체결되도록 하는 후크 집게; 및
    지면에 고정되어 상기 각 발신 부재에서 초음파 신호와 자신의 위치 정보를 발신하여 상기 인양 대상의 하역시 상기 후크의 위치 계산을 보조하는 하역 발신 부재;를 포함하고,
    상기 발신 부재에서 발신되어 상기 수신 부재에서 수신된 상기 위치 신호를 이용하여 상기 추진 부재가 상기 인양 대상에 대한 상기 인양 수단의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 방향 조정 부재는
    몸체와,
    회전 가능하여 바람을 불어 일으켜서 상기 몸체를 이동시켜줄 수 있고, 상기 몸체의 사방에 각각 형성되어 있는 방향 부재와,
    상기 방향 부재의 외측에서 보호를 위해 설치되는 보호 링 부재와,
    상기 보호 링 부재에 결합되고, 날개 모양으로 형성되어 방향 전환됨으로써 상기 몸체를 회전시켜줄 수 있는 날개 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 자동화 후크 체결 장치.
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