KR101198632B1 - 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 전도식 수문 사이를 이동하면서 수문을 선택적으로 개폐하는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 수문개폐장치를 제어하기 위한 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 일렬로 배열된 복수의 수문을 따라 설치된 이동대를 타고 직선 왕복 운동하는 수문개폐장치를 포함하고, 상기 수문개폐장치는 상기 이동대의 폭방향으로 길게 연장되고 상기 이동대 위에 설치되어 휠의 회전에 따라 상기 이동대를 따라 이동하는 주행부와; 상기 주행부의 전단에 설치되어 길게 연장되고 적어도 하나 이상의 관절부를 포함하되, 각 관절부는 길이가 조절되는 나사잭에 의해 각도가 조절되며, 후크가 형성되는 하단이 상하 및 전후 방향으로 이동하여 상기 복수의 수문의 각도를 각각 조절하는 개폐부를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 다수의 수문 사이를 이동하면서 복수의 수문을 개폐할 수 있으므로 각각의 수문마다 별도의 수문개폐장치를 설치하지 않아도 되므로 시공이 용이하고 설치 비용이 절감되며, 수문개폐장치의 제어가 용이하다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 대한 것으로서, 복수의 전도식 수문 사이를 이동하면서 수문을 선택적으로 개폐하는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 수문개폐장치를 제어하기 위한 제어방법에 관한 것이다.
수문은 유량(流量) 조절 또는 수심(水深) 유지를 위하여 수로(水路)에 설치하는 문으로서, 천의 본류에서는 홍수를 방수로에 분류(分流)시키는 지점에, 또는지류에서는 본천홍수(本川洪水)의 역류를 방지하는 지점 등에 각각 설치된다. 이와같은 수문은 그 작동원리, 즉 개폐방식에 따라 회전식, 승강식, 전도식 등으로 구분된다. 회전식은 수문을 특정 축을 중심으로 회동시켜 개폐하는 방식이고, 승강식은 수문을 하천의 밖으로 들어올려 개방하고 다시 내려 폐쇄하는 방식이며, 전도식은 수문을 하천 바닥으로 완전히 눕힐 수 있고 수문과 하천 바닥 사이의 각도를 조절하여 유량을 조절하는 방식이다. 이와 같은 다양한 방식의 수문 중에서, 수문이설치되는 천의 상태나 경제적 또는 기술적 제한 등에 따라 가장 적합한 타입으로 선택된다. 이와 같이 수문은 그 개폐방식에 따라서 종류가 구분될 뿐 아니라, 주어진 조건에 맞는 가장 적합한 개폐방식의 수문이 선택되고 설치된다. 이처럼 다양한 방식의 수문이 개발되어 온 것은, 천의 지형이나 유수 흐름의 특성이 다양하기 때문에 그때 그때 서로 다른 방식의 수문이 필요하기 때문이며, 나아가 수문의 내구성이나 경제성, 관리의 편의성 등을 향상하기 위한 노력이 계속되어 왔기 때문이다.
일반적인 수문과 수문의 개폐장치의 구성을 살펴보면 한국공개실용신안 제20-2006-0009445호에 개시된 바와 같이, 복수의 수문을 개폐하기 위해서는 복수의 권양기, 즉 개폐장치가 구비되어야 하므로, 수문 시스템의 전체적인 구성이 매우 복잡하고, 경제성이 떨어지며, 각각의 개폐장치를 따로 유지 및 보수해야 하므로 유지 및 관리가 용이하지 않다는 문제점이 있었다. 또는 일반적인 수문과 수문의 개폐장치들은 한국공개특허 제10-2009-0097825호에 개시된 바와 같이, 복수의 수문을 하나의 권양기로 개폐하는 경우, 각각의 수문이 동일한 각도로 조절됨으로써 각각의 수문의 개폐상태를 서로 달리 조절하기 어려웠고, 유수 특성에 따라 각각의 수문을 적절하게 개폐하기 어렵다는 문제점이 있었다. 나아가 윈치(WINCH) 등의 권양식 기계를 사용하는 경우, 수문 개폐시 권양되는 와이어에 높은 장력이 걸려 내구성이 떨어지고 고장이 잦다는 문제점이 있었다. 특히 위와 같은 종래의 수문 시스템은 하천 폭이 넓은 지형에는 적용하기 어려웠는데, 각각의 수문마다 별도의 개폐장치가 구비되도록 하는 경우 폭이 넓은 하천에 설치되는 다수의 수문마다 동력 공급이 필요한 개폐장치를 따로 설치해야 하므로, 경제성이 떨어질 뿐 아니라 시공시 설치가 복잡하고, 사용시에도 유지보수비가 많이 든다는 문제점이 발생한다. 나아가 하천 폭이 넓은 지형에 한국공개특허 제10-2009-0097825호에 개시된 바와 같은 수문 시스템을 적용하는 경우, 하천 폭이 넓으면 수문이 설치된 위치마다 유속이나 유량의 차이가 있는데 각각의 수문을 모두 동일한 각도를 조절해야하므로 수문의 유량 조절 효과가 저하될 수 있다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다수의 수문 사이를 이동하면서 복수의 수문을 개폐할 수 있는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 수문을 각각 따로 제어할 수 있는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
나아가 본 발명의 다른 목적은 내구성이 높고 구성이 복잡하지 않아 경제성이 높고 유지보수가 용이한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은 무선통신 방식을 이용하여 이동식 수문개폐장치를 원격으로 제어할 수 있는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미리 프로그래밍된 방식으로 이동식 수문개폐징치를 정밀하게 자동 제어할 수 있는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 다양한 감지수단을 탑재하여 이동식 수문개폐장치를 정밀하게 제어할 수 있는 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 갖는 본 발명에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법은, 일렬로 배열된 복수의 수문을 따라 설치된 이동대를 타고 직선 왕복 운동하는 수문개폐장치를 포함하고, 상기 수문개폐장치는 상기 이동대의 폭방향으로 길게 연장되고 상기 이동대 위에 설치되어 휠의 회전에 따라 상기 이동대를 따라 이동하는 주행부와; 상기 주행부의 전단에 설치되어 길게 연장되고 적어도 하나 이상의 관절부를 포함하되, 각 관절부는 길이가 조절되는 나사잭에 의해 각도가 조절되며, 후크가 형성되는 하단이 상하 및 전후 방향으로 이동하여 상기 복수의 수문의 각도를 각각 조절하는 개폐부를 포함하여 구성되는, 수문 시스템에 있어서, (A) 상기 주행부의 휠을 구동시켜, 상기 복수의 수문 중 개폐 대상 수문에 대응하는 위치로 상기 수문개폐장치를 이동시키는 단계와; (B) 상기 수문개폐장치의 이동이 완료되면, 상기 개폐부에 포함된 나사잭을 구동시켜 상기 후크를 상기 개폐 대상 수문에 걸어 상기 개폐 대상 수문의 각도를 조절한 후, 다시 상기 후크를 상기 개폐 대상 수문에서 해제하는 단계; 그리고 (C) 다른 개폐 대상 수문의 존부를 확인하여 상기 (A)단계 및 상기 (B)단계를 반복 수행하는 단계를 포함한다.
그리고 상기 제어방법은, 상기 (A)단계의 수행에 앞서, 상기 수문 시스템을 중심으로 하여 상기 수문 시스템이 설치된 하천의 상류 및 하류 중 적어도 하나에 대한 수위 정보를 획득하는 단계; 그리고 상기 수문 시스템의 현재 수문 상태와 수위 정보에 기초하여 복수의 수문 중 적어도 일부에 대한 개폐 여부를 결정하는 단계를 더 포함하여 수행될 수도 있다.
한편 본 발명은, 하천을 횡단하여 하천에 일렬로 배열된 복수의 수문과; 수면 위에 상기 일렬로 배열된 복수의 수문을 따라 설치되는 이동대와; 상기 이동대를 타고 직선 왕복 운동하는 하나 이상의 수문개폐장치; 그리고 수문의 각도를 변경해야 하는 경우, 상기 수문개폐장치로 제어신호를 전달하는 중앙제어장치를 포함하여 구성되는 수문 시스템에 있어서, 상기 수문개폐장치는, 상기 이동대의 폭방향으로 길게 연장되고 상기 이동대 위에 설치되어 제1전동모터의 회전에 따라 구동하는 휠에 의해 상기 이동대를 따라 이동하는 주행부와; 상기 주행부에 구비된 제1전동모터의 회전 방향 및 회전 속도, 휠의 제동을 제어하는 주행 컨트롤러와; 상기 주행부의 전단에 설치되어 길게 연장되고 적어도 하나 이상의 관절부를 포함하되, 각 관절부는 제2전동모터에 의해 길이가 조절되는 나사잭에 의해 각도가 조절되며, 후크가 형성되는 하단이 상하 및 전후 방향으로 이동하여 상기 복수의 수문의 각도를 각각 조절하는 개폐부; 그리고 상기 나사잭의 길이를 조절하기 위하여 상기 제2전동모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하는 개폐 컨트롤러를 포함하여 구성될 수도 있다.
이때 상기 중앙제어장치는 무선통신방식을 통해 상기 제어신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 상기 수문개폐장치는 상기 제어신호를 무선으로 수신하는 신호 수신부를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고 상기 수문 시스템은, 상기 수문 시스템을 중심으로 상기 하천의 상류와 하류 중 적어도 하나에 설치되어 하천의 수위를 감지하는 수위 감지부를 더 포함하여 구성되고, 상기 중앙제어장치는, 상기 수위 감지부로부터 감지된 수위정보에 기초하여 수문의 개폐여부 및 개폐 각도를 결정하여 상기 제어신호를 발생할 수도 있다.
나아가 상기 수문개폐장치의 상기 주행부에는, 상기 제1전동모터로 공급되는 교류전원의 주파수와 전압을 조절하는 인버터가 더 포함되고, 상기 수문개폐장치의 상기 개폐부에는, 상기 제2전동모터로 공급되는 교류전원의 주파수와 전압을 조절하는 인버터가 더 포함될 수도 있다.
또한 상기 수문개폐장치의 상기 개폐부에는, 상기 제2전동모터의 회전 방향에 따라 회전수를 증가 또는 차감하여 기록함으로써 상기 나사잭의 현재 상태를 확인 가능하게 하는 위치 감지부와; 상기 후크에서 수문을 향하는 방향으로 이미지를 촬영하여 개폐 대상이 되는 수문과의 거리를 감지하는 거리 감지부가 구비되고, 상기 개폐 컨트롤러는, 상기 위치 감지부와 상기 거리 감지부로부터 수신되는 신호에 기초하여 상기 개폐부를 동작시킬 수도 있다.
나아가 상기 수문개폐장치의 상기 개폐부에는, 상기 개폐부의 구동시 상기 제2전동모터에 과부하가 발생하는지 여부를 감지하는 과부하감지부가 더 포함되고, 상기 개폐 컨트롤러는, 상기 과부하감지부에서 과부하가 감지되면 상기 제2전동모터의 구동을 중단할 수도 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 다수의 수문 사이를 이동하면서 복수의 수문을 개폐할 수 있으므로 각각의 수문마다 별도의 수문개폐장치를 설치하지 않아도 되므로 시공이 용이하고 설치 비용이 절감된다는 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 복수의 수문을 각각 따로 제어할 수 있기 때문에 각각의 수문에 대한 유량 및 유속, 수심 등을 고려하여 수문의 상태를 적절히 조절할 수 있다는 이점이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치 및 이를 이용한 수문시스템에 의하면, 수문의 수에 비하여 적은 수의 개폐장치만을 유지보수하면 되므로 유지보수가 용이하다는 이점이 있다.
나아가 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 수문개폐장치의 내구성이 향상된다는 이점이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 무선통신 방식을 이용하여 이동식 수문개폐장치를 원격으로 제어할 수 있기 때문에, 이동식 수문개폐장치의 조종실에 작업자가 탑승하여 수동 제어하는데 발생 가능한 위험을 방지하고, 비효율을 절감할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 미리 프로그래밍된 방식으로 이동식 수문개폐장치를 정밀하게 자동 제어할 수 있기 때문에 개폐장치의 오동작을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 다양한 감지수단을 탑재하여 이동식 수문개폐장치를 정밀하게 제어할 수 있기 때문에, 기계장치의 손상을 최소화할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템의 구성을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치의 기계적 구성을 도시한 종단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용하여 개폐되는 전도식 수문의 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템의 제어적 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치의 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치의 기계적 구성을 도시한 종단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용하여 개폐되는 전도식 수문의 구성을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템의 제어적 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치의 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템 및 그 제어방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
다만 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템의 구성을 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치의 기계적 구성을 도시한 종단면도, 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용하여 개폐되는 전도식 수문의 구성을 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템은, 우선 이동대(10)를 포함한다. 상기 이동대(10)는 후술할 이동식 수문개폐장치를 지지함과 동시에 이동식 수문개폐장치의 이동경로를 제공하는 역할을 수행한다. 상기 이동대(10)는 후술할 복수의 수문의 상부에 복수의 수문들이 배열된 방향에 대하여 평행하게 연장된다. 즉, 상기 이동대(10)는 수문이 설치되는 강이나 하천의 유수 방향에 수직한 방향으로 길게 연장 형성된다. 이와 같은 상기 이동대(10)는 예를 들어, 일반적인 교량의 역할을 겸할 수도 있고, 단순히 이동식 수문개폐장치의 이동경로를 제공하기 위해서만 설치될 수도 있다.
상기 이동대(10)는, 강이나 하천의 가장자리에서 이동대(10)의 양단을 지지하는 기둥인 두 개의 교대(11)와, 상기 두 개의 교대(11) 사이에 설치되어 교대(11)와 함께 이동대(10)를 지지하는 교각(12), 그리고 상기 교대(11)와 교각(12)의 상단에 놓여지고 보(beam)와 슬래브(slab)로 이루어지는 상부구조(13)를 포함한다. 이때 상기 상부구조(13)는 물 밖으로 노출되며 상기 상부구조(13)의 상면인 교면(15)의 폭방향 양단에는 후술할 수문개폐장치가 이동하는 레일(16)이 설치될 수 있다. 또는 상기 상부구조(13)에 트러스(14)가 설치될 수 있는데, 이와 같은 트러스(14) 위에 수문개폐장치가 이동하는 레일(16)이 설치될 수도 있다. 즉 레일(16)은 상기 상부구조(13) 상에 상기 이동대(10)의 폭방향 양단에 길게 연장 형성된다.
한편 본 발명의 실시예에 의한 복수의 수문(20)이 설치된다. 상기 수문(20)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 전도식으로 개폐되는 전도식 수문이 될 수 있다. 상기 수문(20)의 상단이 하단을 중심으로 회동하도록 상기 수문(20)의 하단은 받침대(22)에 접합축(21)을 중심으로 힌지 연결된다. 상기 받침대(22)는 강이나 하천의 기초지반(G)에 고정되며, 상기 받침대(22)의 상단과 상기 수문(20)의 하단은 접합축(21)을 중심으로 회동가능하게 연결된다. 이때 강이나 하천의 기초지반(G)은 콘크리트 포장과정을 거치거나 그라우팅 등의 강화 공법에 의하여 일반 지반보다 강화되어 상기 받침대(22)가 충분히 고정될 수 있는 상태로 형성되는 것이 바람직하다. 한편 상기 수문(20)이 상기 받침대(22)에 대하여 회동 가능하게 연결됨에 따라, 상기 수문(20)의 각도가 조절될 수 있는데, 미리 설정된 복수의 각도, 예를 들어 0도, 45도, 60도 75도, 90도 중 필요에 따라 선택된 어느 하나로 조절될 수 있다. 이를 위하여 상기 수문(20)에는 버팀대(23)가 연접축(24)을 중심으로 회동 가능하게 결합되어 상기 수문(20)을 지지한다. 상기 버팀대(23)의 일단은 설명한 바와 같이 상기 연접축(24)을 중심으로 상기 수문(20)에 고정되고, 상기 버팀대(23)의 타단은 후술할 지지판에 걸어져 고정된다.
상기 버팀대(23)의 타단이 걸어지는 지지판(25)은 도 2에 도시된 바와 같이 강이나 하천의 기초지반(G)에 고정된다. 상기 지지판(25)은 상기 받침대(22)로부터 소정 거리 이격되어 기초지반(G)에 단단히 고정되며, 상기 지지판(25)의 상면에는 상기 수문(20)과 힌지 연결되는 상기 버팀대(23)의 타단이 선택적으로 걸어지는 복수의 걸이턱(25')이 형성된다. 상기 걸이턱(25')은 상기 수문(20)을 향하는 쪽으로 급격한 경사가 형성되고, 그 반대쪽은 완만한 곡선으로 형성됨으로써, 상기 버팀대(23)의 타단이 수문에서 멀어지는 쪽으로 지지되도록 한다. 또한 상기 버팀대(23)의 타단은 필요에 따라 상기 복수의 걸이턱(25') 중 어느 하나에 선택적으로 걸어지는데, 상기 버팀대(23)의 타단이 걸어지는 위치는 후술할 수문개폐장치의 운동에 의하여 결정된다.
이때 상기 수문(20)의 상단은 후술할 개폐부(32)의 일측에 걸어지는데, 이를 위하여 상기 수문(20)의 상단에는 걸림홈이 형성될 수 있다.
또한 하나 이상의 수평보 중에서 최상단에 위치하는 수평보는 후술할 수문개폐장치의 조종대 끝에 형성되는 갈고리에 걸어지는 형상으로 형성될 수 있다.
그리고 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 수문개폐장치(30)는 도 1에 도시된 것처럼 상기 이동대(10) 상에 왕복운동 가능하게 설치된다. 상기 수문개폐장치(30)에는 상기 이동대(10) 위쪽에 설치되는 주행부(31)가 구비된다. 상기 주행부(31)는 상기 이동대(10)의 폭방향으로 연장되어 상기 이동대(10)의 폭방향 전체에 걸쳐 길게 연장된다. 또한 상기 수문개폐장치(30)에는 상기 주행부(31)를 하방에서 지지하고, 상기 이동대(10)에 설치된 상기 레일(16) 위에서 회전하여 상기 주행부(31)를 이동시키는 둘 이상의 휠(34)이 설치된다. 상기 휠(34)은 상기 주행부(31)의 하방에서 상기 레일(16) 위를 주행하며, 상기 수문개폐장치(30)는 휠(34)의 회전에 의한 주행이 가능하도록 하기 위한 하나 이상의 전동모터를 포함할 수 있다. 상기 휠(34)을 주행 가능하게 하는 수단과 그 제어방법은 후술한다.
상기 이동대(10)의 폭방향으로 길게 연장되는 상기 주행부(31)의 전단에는 수문의 개폐를 위하여 동작하는 개폐부(32)가 구비된다. 상기 개폐부(32)는 먼저 받침대(32a)를 구비한다. 상기 받침대(32a)는 그 일단이 상기 주행부(31)의 전단에 연결되며, 자유 회동하는 타단을 향해 소정 길이로 연장된다. 상기 받침대(32a)의 일단은 제1실린더(33a)에 의해 상기 주행부(31)의 전단과 연결되며, 상기 제1실린더(33a)는 일단이 상기 주행부(31)와 연결되고 타단이 상기 받침대(32a)의 일단과 연결된다. 상기 제1실린더(33a)는 필요에 따라 길이가 조절되는데, 상기 제1실린더(33a)가 수축하면, 상기 받침대(32a)가 상기 수문개폐장치(30)의 주행부(31) 일측에 걸어짐으로써 소정 각도를 유지하는 상태로 고정된다. 이를 위하여 상기 주행부(31)의 전단에는 상기 제1실린더(33a)가 수축하였을 때 상기 받침대(32a)가 걸어지는 틀이 형성될 수 있다. 또한 상기 제1실린더(33a)가 길게 연장되면, 상기 받침대(32a)가 하방으로 수직하게 배열되어, 상기 받침대(32a)의 자유회동하는 타단이 상기 이동대(10)의 상부구조(13) 측에 닿는다.
한편 상기 주행부(31)의 전단에는 견인대(32b)가 연결된다. 상기 견인대(32b)는 길게 연장되어 그 일단은 상기 주행부(31)의 전단에 회동 가능하게 연결되고 그 타단은 후술할 조종대(32c)에 연결된다. 상기 견인대(32b)에는 그 길이방향으로 상기 주행부(31)와 연결된 일단 측에 제2실린더(33b)가 결합된다. 상기 제2실린더(33b)는 상기 견인대(32b)와 상기 받침대(32a) 사이에 설치된다. 그에 따라 상기 받침대(32a)가 실선 위치에 고정된 상태에서 상기 제2실린더(33b)의 길이가 줄어들면 상기 견인대(32b)는 상기 주행부(31)의 전단에 고정된 일단을 중심으로 상기 받침대(32a)가 고정된 위치로 가까워지도록(타단이 하방으로 이동하도록) 회전하고, 상기 제2실린더(33b)가 연장되면, 상기 견인대(32b)는 상기 주행부(31)의 전단에 고정된 일단을 중심으로 상기 받침대(32a)에서 멀어지도록(타단이 상방으로 이동하도록) 회전한다. 즉, 상기 견인대(32b)는 상기 주행부(31)의 전단을 중심으로 그 타단이 원호를 그리며 회동하도록 동작한다.
또한 상기 개폐부(32)에는 조종대(32c)가 설치된다. 상기 조종대(32c)는 그 상단이 상기 견인대(32b)의 원호를 그리며 회동하는 타단에 회동 가능하게 연결되며, 하방을 향하여 연장되어 그 타단에는 수문(20)의 상단에 걸어져 수문을 개폐하도록 하는 후크(32c')가 일체로 형성된다. 상기 조종대(32c)와 상기 견인대(32b)에는 제3실린더(33c)가 연결되는데, 제3실린더(33c)는 일측이 상기 견인대(32b)의 길이방향에 대하여 타단측에 고정되고, 또 다른 일측은 상기 조종대(32c)의 상단측에 연결되어 필요에 따라 그 길이가 조절된다. 제3실린더(33c)의 길이가 수축하면 상기 조종대(32c)의 하단은 내측(수문방향)으로 이동하고, 상기 제3실린더(33c)의 길이가 연장되면 상기 조종대(32c)의 하단은 외측(수문 반대 방향)으로 이동한다. 이와 같은 개폐부(32)의 동작에 의하여 각각의 수문에 상기 후크(32c')가 걸어져 수문의 각도가 조절되고 다시 상기 후크(32c')가 해제되는 과정이 반복된다.
또한 상기 개폐부(32)를 이루는 구성 중에서 특히 상기 제1실린더(33a), 제2실린더(33b), 제3실린더(33c)는 전동모터와 함께 구성되는 나사잭(Screw Jack)으로 구성될 수 있다. 상기 제1실린더(33a), 제2실린더(33b), 제3실린더(33c)가 각각 나사잭으로 구성되는 경우, 설치비용이 저렴하고, 정확한 수문 개폐 제어가 가능할 뿐 아니라, 환경 오염 요소를 줄일 수 있고, 수문으로 전달되는 충격을 최소화하여 전체적인 시스템의 내구성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. 또한 나사잭에 연결된 전동모터가 고장나거나 정전이 되는 등 기계장치 구동에 문제가 생기더라도 수동 조작이 가능하므로, 천재지변에 의한 시스템 오동작이나 고장에도 문제없이 수문을 제어할 수 있다는 이점이 있다. 여기서 나사잭은 전동모터의 회전에 의하여 그 길이가 조절되는 수단으로서, 나사잭의 제어방법은 후술한다.
특히 본 발명에서 상기 개폐부(32)는 하나 이상의 아암(arm)(받침대(32a), 견인대(32b), 조종대(32c)에 대응)을 포함하며, 하나 이상의 아암의 각도를 조절하기 위한 수단(제1실린더(33a), 제2실린더(33b), 제3실린더(33c)에 대응)을 포함하여 구성될 수 있다.
한편 상기 주행부(31)의 후단에는 조종실(35)이 연결될 수 있다. 상기 조종실(35)은 수평으로 연장되는 주행부(31)의 후단부에 일체로 연결되어 수직 하방으로 연장될 수 있다. 그에 따라 상기 이동대(10)의 상부구조(13) 이하 높이까지 연장되어 수문 시스템의 관리자가 상기 조종실(35) 내에서 상기 수문(20)과 상기 조종대(32c)의 동작을 모두 육안으로 확인할 수 있도록 할 수 있다.
위에 설명한 바와 같이 구성된 상기 수문개폐장치(30)는 상기 이동대(10)를 따라 이동하면서 개폐가 필요한 수문(20)에 대응하는 위치에 정지하여 각각의 수문(20)의 각도를 조절하는 역할을 한다. 상기 수문개폐장치(30)에는 태양광발전설비 등의 자체적인 발전장치가 추가적으로 구성될 수 있는데, 이와 같은 자체 발전 장치는 상기 수문개폐장치(30)의 상기 휠(34)을 회전시켜 상기 수문개폐장치(30)를 이동시키기 위한 구동원으로 사용될 수 있으며, 또한 상기 개폐부(32)의 구동원으로 사용될 수 있다. 이와 같은 자체 발전장치가 구비되는 경우 상기 이동대(10)를 따라 수시로 이동해야 하는 상기 수문개폐장치(30)로의 전력 공급을 따로 하지 않아도 되며, 전력 공급을 위한 부가적인 공급 설비를 설치하지 않아도 되고, 상기 수문개폐장치(30)의 이동에 의하여 전력 공급 설비가 손상되는 위험을 방지할 수 있다는 이점이 있다. 또한 상기 수문개폐장치(30)에는 무선통신수단이 따로 구성되어 제어실(40)에서 전달되는 무선신호를 이용해 원격제어될 수도 있다.
이하에서는, 위에서 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 갖는 수문 시스템에서 상기 이동식 수문개폐장치의 제어방법을 보다 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템의 제어적 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치의 제어방법을 단계적으로 도시한 흐름도이다.
먼저 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 이동식 수문개폐장치를 이용한 수문 시스템에는 이미 설명한 바와 같이 수문개폐장치(30)가 포함된다. 그리고 상기 수문개폐장치(30)를 무선 원격 제어하기 위한 중앙제어장치(100)가 함께 구성된다. 상기 중앙제어장치(100)는 예를 들어 상기 제어실(40) 내에 설치될 수 있다.
상기 중앙제어장치(100)와 더불어 상기 수문개폐장치(30)의 제어를 위하여 수위 감지부(200)와 촬영부(300)가 함께 구비될 수 있다. 상기 수위 감지부(200)는 상기 수문 시스템이 설치되는 하천을 상기 수문 시스템을 중심으로 상류와 하류로 구분할 때 상류와 하류에 각각 하나 이상씩 설치될 수 있으며, 다양한 방식으로 하천의 상류와 하류의 수위를 감지할 수 있으나, 하나의 구체적인 예를 들면 상기 수위 감지부(200)는 하천의 바닥 쪽의 미리 정해진 높이에서 수면을 향해 초음파를 발생시켜 초음파가 돌아오는 시간을 측정함으로써 수위를 측정할 수 있다. 그리고 상기 수위 감지부(200)가 감지한 하천의 상류와 하류의 수위는 상기 중앙제어장치(100)로 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 전달된다.
또한 상기 촬영부(300)는 상기 수문 시스템의 적어도 하나 이상의 지점에 설치되는 화상획득수단을 포함하고, 예를 들어 상기 수문 시스템의 이동대(10)의 좌우측에 적어도 하나씩 설치될 수 있으며, 획득된 영상을 상기 중앙제어장치(100)로 유선 또는 무선 통신 방식을 통해 전달함으로써, 상기 제어실(40)에서 수문 시스템의 상태를 관리자가 육안으로 확인할 수 있도록 한다.
특히 상기 촬영부(300)에는 상기 주행부(31)의 전단이나, 상기 개폐부(32)의 일측에 고정되어 상기 수문개폐장치(30)의 이동에 따라 함께 이동하는 화상획득수단이 포함될 수 있다. 이와 같이 상기 수문개폐장치(30)의 일측에 화상획득수단이 구비되는 경우, 소수의 화상획득수단만으로도 상기 수문개폐장치(30)의 이동에 따라 수문 시스템의 전체적인 상태를 모두 확인할 수 있고, 상기 개폐부(32)가 동작할 때 동작상태를 실시간으로 확인할 수 있기 때문에 적은 비용 및 간단한 구성으로 수문 시스템을 전체적으로 촬영 가능하다는 이점이 있다. 그리고 상기 개폐부(32)의 상기 조종대(32c)의 자유단쪽, 즉 후크 주변에 화상획득수단을 구비하는 경우, 상기 수문(20)이나 이동대(10), 교량 구조물 등 수문 시스템에 포함된 각 구성을 가까이에서 세밀하게 촬영 가능하기 때문에 수문 시스템의 관리가 용이하다.
그리고 상기 중앙제어장치(100)는 상기 수문개폐장치(30) 내에 탑재된 후술할 주행 컨트롤러(220)와 개폐 컨트롤러(230)로 전달할 제어신호를 발생시키는 중앙제어부(110)를 포함한다. 상기 중앙제어부(110)는 입력되는 데이터를 미리 정해진 바에 따라 연산하여 연산된 결과에 따른 데이터를 출력하는 정보처리수단으로서, 상기 수문 시스템 주변의 조건이나 상기 수문개폐장치(30) 측에서 감지한 신호 등을 처리하여 상기 수문개폐장치(30)를 제어하기 위한 제어신호를 출력한다.
상기 중앙제어장치(100)에는 또한 디스플레이부(120)가 포함될 수 있다. 상기 디스플레이부(120)에는 관리자가 확인 가능하도록, 상기 수위 감지부(200)에서 감지된 수위 데이터와 상기 촬영부(300)에서 획득된 화상 데이터가 표시된다. 그에 따라 관리자는 수문 시스템 주변의 수위를 실시간으로 확인할 수 있을 뿐 아니라, 수문 시스템에 포함된 구조물들의 상태를 확인할 수 있다.
또한 상기 중앙제어장치(100)에는 입력부(130)가 포함될 수 있는데, 상기 입력부(130)는 관리자가 상기 중앙제어장치(100)에 명령이나 데이터를 입력할 수 있도록 하는 키, 버튼, 터치패널 등의 통상적인 입력 수단으로 형성될 수 있다. 그에 따라 관리자는 상기 수문개폐장치(30)를 수동 제어할 때 상기 디스플레이부(130)를 통해 수문 제어 여부 및 수문 제어 방법을 결정하고 상기 입력부(130)를 통하여 그에 따른 제어명령을 입력할 수 있다. 그리고 상기 중앙제어부(110)가 상기 입력부(130)를 통해 입력된 제어명령에 따라 제어신호를 발생시켜 상기 수문개폐장치(30)로 신호를 전송할 수 있다.
또한 이를 위하여 상기 중앙제어장치(100)에는 신호 송신부(140)가 구비된다. 상기 신호 송신부(140)는 상기 중앙제어부(110)가 발생한 제어신호를 정해진 규격에 맞는 무선 신호로 송출하는 역할을 수행한다. 그에 따라 상기 중앙제어부(110)가 밸생한 제어신호가 상기 수문개폐장치(30) 측으로 전달된다.
또한 위에서 상기 신호 송신부(140)는 상기 수문개폐장치(30)로 무선 통신 방식으로 제어신호를 전달하는 것으로 기술하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 신호 송신부(140)가 후술할 신호 수신부(210)와 유선 연결되는 실시예도 가능하다.
한편 상기 수문개폐장치(30) 측에 구비되는 제어적 구성은 도 4에 도시된 바와 같이 신호 수신부(210)를 포함한다. 상기 신호 수신부(210)는 상기 신호 송신부(140)로부터 전달되는 제어신호를 수신하여 주행 컨트롤러(220)와 개폐 컨트롤러(230)로 전달하는 역할을 수행한다.
그리고 주행 컨트롤러(220)는 상기 주행부(31)에 설치된 상기 휠(34)의 구동을 제어하는 제어수단으로서, 상기 휠(34)을 회전시켜 상기 레일(16) 위를 주행하도록 하는 전동모터(221)와, 상기 휠(34)의 회전을 정지시켜 상기 주행부(31)가 정지하도록 하는 제동부(223)의 동작을 제어한다.
상기 전동모터(221)는 그 회전축의 회전력을 상기 휠(34)의 회전축으로 전달하여 상기 휠(34)이 회전하면서 상기 주행부(31)가 상기 레일(16) 위를 주행하도록 하는 통상적인 구동수단이고, 상기 제동부(223)는 상기 휠(34)의 외주 또는 상기 휠(34)의 회전축에 선택적으로 접하여 마찰력을 발생시킴으로써 상기 휠(34)의 회전이 정지되도록 하는 통상적인 제동수단으로 구성된다.
한편 상기 전동모터(221)에는 인버터(222)가 연결되어 상기 주행 컨트롤러(220)의 제어에 따라 상기 전동모터(221)로 공급되는 교류전원의 주파수를 변환시킨다. 상기 인버터(222)에 의해 상기 전동모터(221)로 공급되는 교류전원의 주파수가 변환됨에 따라 상기 전동모터(221)의 회전속도가 제어된다. 즉 상기 주행 컨트롤러(220)의 제어에 따라 전원 주파수가 변동됨으로써 상기 전동모터(221)의 회전속도가 필요에 따라 조절된다.
이때 상기 인버터(220)는 상기 전동모터(221)로 전달되는 교류전원의 주파수 뿐 아니라 실효 전압을 함께 변환하여 상기 전동모터(221)의 효율을 높일 수 있는데, 주파수가 낮아지면 전압도 함께 낮추어 상기 전동모터(221)의 과열을 방지하면서 필요한 정도의 토크를 얻으며, 주파수가 높아지면 전압도 함께 상승시켜 토크가 낮아지는 것을 방지한다. 즉, 상기 인버터(220)는 상기 전동모터(221)를 가변 전압 가변 주파수(Variable Voltage Variable Frequency) 제어 가능하게 한다.
상기 주행 컨트롤러(220)는 현재의 주행부(21)의 위치와, 개폐할 수문(20)의 위치에 따라 상기 전동모터(221)를 구동시킴과 동시에 상기 인버터(222)를 통해 상기 전동모터(221)의 회전방향과 회전속도를 제어하고, 상기 주행부(31)를 개폐할 수문(20)의 위치에 정지시키기 위하여 상기 제동부(223)를 제어한다.
이때 도 1에 예시된 바와 같이 상기 이동대(10) 상에는 둘 이상의 수문개폐장치(30)가 구비되어 필요에 따라 복수의 수문개폐장치(30)를 동시에 구동시킬 수 있는데, 이와 같이 복수의 수문개폐장치(30)가 동시에 주행하는 경우 충돌의 위험이 있을 수 있다. 따라서 상기 주행부(31)에는 충돌 감지부(224)가 더 포함될 수도 있다. 상기 충돌 감지부(224)는 상기 주행부(31)의 주행방향으로 소정 거리 내에 다른 수문개폐장치(30)가 있는지 여부를 감지하기 위한 수단으로서, 전파나 레이저 등을 이용하여 거리를 측정하는 장치를 포함할 수 있다.
나아가 상기 주행부(31)를 정확한 위치에 정지시키기 위하여 상기 전동모터(221)에는 예를 들어, 인코더(encoder) 등과 같이 상기 전동모터(221)의 정방향/역방향 회전시 펄스를 출력하여 회전수를 카운트할 수 있도록 하는, 상기 주행부(31)의 위치를 감지하는 위치 감지부(225)가 구비될 수 있다. 그에 따라 상기 주행 컨트롤러(220)에 미리 저장된 각각의 수문(20)에 대한 개폐 위치(예를 들어, 상기 주행부(31)의 이동 경로와 수문의 폭 방향 중심을 수직 연결한 선이 교차하는 위치)와 상기 위치 감지부(225)가 감지한 위치 정보를 비교하여, 개폐하고자 하는 수문(20)에 대한 개폐 위치에 상기 주행부(31)가 정확하게 정지하도록 한다. 이를 위하여 상기 주행 컨트롤러(220)에는 모든 수문(20)에 대한 개폐 위치정보를 포함하는 테이블이 저장되고, 상기 주행 컨트롤러(220)는 상기 수문개폐장치(30)가 현재 조작하고자 하는 수문(20)의 개폐 위치정보를 읽고, 상기 위치 감지부(225)가 감지한 현재 수문개폐장치(30)의 위치정보를 확인하여, 양자를 비교하면서 상기 주행부(31)를 피드백 제어한다.
그에 따라 상기 주행 컨트롤러(220)는 상기 충돌 감지부(224)나 위치감지수단 등에서 감지된 결과에 기초하여 상기 수문개폐장치(30)의 주행 속도(전동모터(221))의 회전속도를 조절하거나 상기 제동부(223)를 제어할 수 있다.
한편 상기 개폐부(32)에 포함된 실린더(33a, 33b, 33c)를 나사잭으로 구성하였을 때, 나사잭의 일측을 회동시켜 나사잭의 전체 길이를 조절하기 위한 전동모터(231)가 함께 구비되는데, 상기 개폐 컨트롤러(230)는 이와 같이 나사잭에 연결된 전동모터(231)를 구동시켜 상기 나사잭의 길이를 조절한다. 그에 따라 상기 개폐 컨트롤러(230)는 상기 개폐부(32)에 포함된 상기 받침대(32a), 견인대(32b), 조종대(32c)의 각도를 제어하여 상기 조종대(32c) 끝에 형성된 상기 후크(32c')가 상기 수문(20)의 상단에 걸어지고, 상기 수문(20)을 원하는 위치로 이동시키고, 다시 상기 수문(20)의 상단에서 상기 후크(32c')가 빠지도록 한다.
이때 상기 전동모터(231)에는 상기 주행부(31)에 구비된 전동모터(221)와 마찬가지로 인버터가 구비될 수 있고 그에 따라 상기 전동모터(231)를 가변 전압 가변 주파수 제어하도록 할 수도 있다. 상기 전동모터(231)의 회전축이 일방으로 회전하면 나사잭의 전체길이가 짧아지고, 타방으로 회전하면 나사잭의 전체길이가 길어져 개폐부(32)가 동작하게 되므로, 상기 개폐 컨트롤러(230)는 미리 정해진 바에 따라 상기 개폐부(32)에 포함된 각각의 나사잭을 순차적으로 제어하여 상기 개폐부(32)가 수문의 개방 또는 폐쇄를 위해 필요한 방향으로 동작하도록 한다. 이때 이와 같은 상기 개폐 컨트롤러(230)의 제어의 신뢰성을 높이기 위하여 상기 개폐부(230)의 상기 전동모터(231)에는 위치 감지부(232)가 포함될 수 있다. 상기 위치 감지부(232)는 상기 전동모터(231)의 회전방향 및 회전 수를 감지할 수 있는 인코더 등을 포함하여, 상기 나사잭의 현재 상태를 감지한다. 그에 따라 상기 개폐 컨트롤러(230)는 상기 나사잭의 현재 상태에 따라 나사잭에 연결된 상기 전동모터(231)를 회전시킬 방향과 회전시킬 속도 및 시간 등을 결정한다.
한편 상기 개폐부(32)의 상기 후크(32c')에는 상기 후크(32c')가 상기 수문(20)의 상단에 걸어지는 방향으로 거리 감지부(233)가 구비된다. 상기 거리 감지부(233)는 가시광선이나 적외선 등으로 이미지를 촬영하여 상기 수문(20)의 상단 과의 거리를 감지하는 역할을 하는 포토 센서 등을 구비한다. 그리하여 상기 수문(20)의 상단 위치에 따라 상기 개폐부(32)의 구동폭을 조절할 수 있으며, 상기 전동모터(231)의 상기 위치 감지부(232) 등에서 오류가 발생하는 등 제어에 문제가 생기더라도 상기 수문(20)과 충돌하기 전에 상기 전동모터(231)를 급제동하여 수문(20)의 손상을 방지할 수 있도록 한다.
여기서 상기 개폐부(32)에는 과부하감지부(234)가 함께 구비될 수 있다. 상기 개폐부(32)에 과부하가 감지되었을 때, 각각의 나사잭에 구비되는 전동모터(231)의 구동이 중단되어 기계가 손상되는 것을 방지하기 위함이다. 상기 과부하감지부(234)는 기계식, 전자식, 전기식 감지수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스트레인 게이지(Strain Gauge)를 포함하여 구성되거나, 스프링과 같은 기계적 구성을 포함하여 구성되거나, 상기 전동모터(231)의 권선에 흐르는 전류를 감지하는 등 일반적인 과부하감지수단과 같다. 그리고 상기 과부하감지부(234)에서 과부하가 감지되면, 상기 개폐 컨트롤러(220)는 상기 전동모터(231)의 구동을 중단한다.
도 5를 참조하여 위에서 설명한 바와 같은 수문개폐장치와 이를 이용한 수문 시스템을 제어하는 방법을 단계적으로 설명하면, 먼저 상기 중앙제어장치(100)가 수문 시스템을 중심으로 하천의 상류와 하류에 설치된 수위 감지부(200)로부터 수위정보를 수신하여(S10) 수문의 개폐 여부를 결정한다(S20). 수문의 개폐 여부를 결정할 때는, 수문(20)의 개폐 각도 등을 함께 결정한다.
그리고 S20단계에서 수문의 개방 또는 폐쇄 등 현재의 수문 상태를 변경하는 결정이 이루어지면(S30), 상기 중앙제어장치(100)가 결정에 따른 제어신호를 상기 수문개폐장치(30)로 전달하고, 그에 따라 상기 주행 컨트롤러(220)가 상기 주행부(31)의 상기 전동모터(221)를 구동시켜 상기 주행부(31)가 개폐하고자 하는 수문의 위치로 이동하도록 한다(S40).
개폐하고자 하는 수문의 위치로 이동하면, 상기 개폐 컨트롤러(230)의 제어에 따라 상기 개폐부(32)가 동작한다(S50). 그에 따라 개폐하고자 하였던 수문의 상태를 목적하는 대로 변경한다.
그 후 모든 수문(20)의 개폐가 완료될 때까지(S60) 다시 다른 수문(20)의 제어를 위하여 상기 S40 내지 S50단계를 반복적으로 수행한다.
위에서 설명한 바와 같은 수문개폐장치와, 이를 이용한 수문 시스템을 이용하는 경우, 많은 수의 수문이 필요한 넓은 폭의 하천에도 저렴하고 내구성 있는 수문 시스템의 시공이 가능하며, 특히 교량 등 기존 인프라를 활용하는 경우, 매우 저렴한 비용으로 효율적인 수문 건설이 가능하다.
또한 위와 같은 수문개폐장치와 이를 이용한 수문 시스템에서 상술한 바와 같은 제어방법을 이용하여, 수문개폐장치를 원격에서 자동으로 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 이동대 20: 수문
30: 개폐장치 40: 제어실
30: 개폐장치 40: 제어실
Claims (8)
- 삭제
- 삭제
- 하천을 횡단하여 하천에 일렬로 배열된 복수의 수문과; 수면 위에 상기 일렬로 배열된 복수의 수문을 따라 설치되는 이동대와; 상기 이동대를 타고 직선 왕복 운동하는 하나 이상의 수문개폐장치; 그리고 수문의 각도를 변경해야 하는 경우, 상기 수문개폐장치로 제어신호를 전달하는 중앙제어장치를 포함하여 구성되는 수문 시스템에 있어서,
상기 수문개폐장치는,
상기 이동대의 폭방향으로 길게 연장되고 상기 이동대 위에 설치되어 제1전동모터의 회전에 따라 구동하는 휠에 의해 상기 이동대를 따라 이동하는 주행부와;
상기 주행부에 구비된 제1전동모터의 회전 방향 및 회전 속도, 휠의 제동을 제어하는 주행 컨트롤러와;
상기 주행부의 전단에 설치되어 길게 연장되고 적어도 하나 이상의 관절부를 포함하되, 각 관절부는 제2전동모터에 의해 길이가 조절되는 나사잭에 의해 각도가 조절되며, 후크가 형성되는 하단이 상하 및 전후 방향으로 이동하여 상기 복수의 수문의 각도를 각각 조절하는 개폐부; 그리고
상기 나사잭의 길이를 조절하기 위하여 상기 제2전동모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하는 개폐 컨트롤러를 포함하여 구성되고,
상기 수문개폐장치의 상기 개폐부는,
상기 제2전동모터의 회전 방향에 따라 회전수를 증가 또는 차감하여 기록함으로써 상기 나사잭의 현재 상태를 확인 가능하게 하는 위치 감지부와, 상기 후크에서 수문을 향하는 방향으로 이미지를 촬영하여 개폐 대상이 되는 수문과의 거리를 감지하는 거리 감지부를 구비하며,
상기 개폐 컨트롤러는,
상기 위치 감지부와 상기 거리 감지부로부터 수신되는 신호에 기초하여 상기 개폐부를 동작시키는, 수문 시스템. - 제3항에 있어서,
상기 중앙제어장치는 무선통신방식을 통해 상기 제어신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 상기 수문개폐장치는 상기 제어신호를 무선으로 수신하는 신호 수신부를 더 포함하여 구성되는, 수문 시스템. - 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 수문 시스템은,
상기 수문 시스템을 중심으로 상기 하천의 상류와 하류 중 적어도 하나에 설치되어 하천의 수위를 감지하는 수위 감지부를 더 포함하여 구성되고,
상기 중앙제어장치는,
상기 수위 감지부로부터 감지된 수위정보에 기초하여 수문의 개폐여부 및 개폐 각도를 결정하여 상기 제어신호를 발생하는, 수문 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 수문개폐장치의 상기 주행부에는,
상기 제1전동모터로 공급되는 교류전원의 주파수와 전압을 조절하는 인버터가 더 포함되고,
상기 수문개폐장치의 상기 개폐부에는,
상기 제2전동모터로 공급되는 교류전원의 주파수와 전압을 조절하는 인버터가 더 포함되는, 수문 시스템. - 삭제
- 제5항에 있어서,
상기 수문개폐장치의 상기 개폐부에는,
상기 개폐부의 구동시 상기 제2전동모터에 과부하가 발생하는지 여부를 감지하는 과부하감지부가 더 포함되고,
상기 개폐 컨트롤러는,
상기 과부하감지부에서 과부하가 감지되면 상기 제2전동모터의 구동을 중단하는, 수문 시스템.
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KR101470846B1 (ko) * | 2014-03-12 | 2014-12-12 | (주) 대한이엔지 | 수문시스템 |
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KR100891175B1 (ko) * | 2008-05-26 | 2009-04-02 | 주식회사 우승산업 | 수문의 개폐장치 |
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2011
- 2011-11-24 KR KR1020110123724A patent/KR101198632B1/ko not_active IP Right Cessation
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