KR102143747B1

KR102143747B1 - 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템

Info

Publication number: KR102143747B1
Application number: KR1020190179570A
Authority: KR
Inventors: 정원규
Original assignee: 호산엔지니어링(주)
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-08-12

Abstract

본 발명의 일 실시예는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 크레인의 트롤리, 호이스트 블록, 마스트, 와이어 드럼에 각각 카메라 장치를 설치하여 호이스트 블록의 후크가 인양 화물의 중심위치에서 정확하게 위치하는지, 화물과 주변 장애물과의 충돌여부, 줄걸이 작업의 상태 확인, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 동작 상태 정보를 바탕으로 제어작업과 상황을 기록 관리함으로써, 안전사고없이 해당 크레인을 이용한 인양작업을 진행할 수 있게 하는데 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예는 크레인의 트롤리에 장착되어, 호이스트 블록을 촬영하는 제1 카메라 장치; 상기 호이스트 블록에 장착되어, 상기 호이스트 블록의 하측 방향에서의 인양물 및 줄걸이 상태를 촬영하는 제2 카메라 장치; 상기 크레인의 마스트 상측 영역에 장착되어, 틸팅되면서 상기 호이스트 블록의 일측 방향에서의 인양물 및 그 주변 위치를 촬영하는 제3 카메라 장치; 상기 크레인의 호이스트 와이어 드럼 상단에 장착되어, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 상태 정보를 촬영하는 제4 카메라 장치; 및 상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치와 통신망으로 연결되어, 각각의 촬영 정보 및 제어 정보를 송수신하고, 상기 송수신되는 촬영 정보 및 제어 정보를 외부 기기에 전송하는 컨트롤러를 포함하는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템을 개시한다.

Description

크레인 영상 제어 작업 기록 시스템{SYSTEM FOR RECORDING CRANE }

본 발명의 일 실시예는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 각종 건설현장에서는 공사에 필요한 철근 등의 각종 기자재들을 목표지점으로 운송하기 위한 타워크레인을 설치하여 운용하고 있고, 또한 크레인 설치가 여의치 않은 곳에서는 이동식 크레인이 사용되고 있다.

상기 크레인의 주요 구성부를 살펴보면, 지상으로부터 수직으로 올라간 마스트와, 마스트의 상부에 지표면과 수평으로 길게 설치되어 회전 운동하는 지브와, 마스트의 상부에 고정 설치되는 조종실과, 지브상에서 수평 이동하는 트롤리와, 트롤리와 로프에 의하여 승하강 가능하게 연결되어 인양물을 운반하는 것으로서 후크를 갖는 호이스트 블럭 등을 포함하여 구성된다.

이와 같은 크레인에 의한 인양물 운반 작업시, 호이스트 블럭의 후크에 인양물을 걸어서 운반하는 전반적인 작업 과정을 고공에 위치한 조종실내의 운전자가 직접 시각적으로 인식하며 수행하고 있으나, 조종실과 호이스트 블럭 사이 공간 등에 장애 구조물 또는 기타 장애물 등이 놓이는 경우 호이스트 블럭의 후크에 인양물을 걸어주는 등의 인양 작업 과정을 조종자가 직접 볼 수 없는 사각지대가 발생함으로써, 인양 작업 중 안전사고가 발생할 우려가 있다.

이에, 크레인의 붐(boom) 즉, 지브 선단에 CCTV 카메라를 장착하여, 크레인의 작업영역을 자동 추적하여 촬영함으로써, 장애물에 가려진 지상 작업자의 위치를 조종실내 조종자가 디스플레이 장치를 통하여 확인할 수 있도록 한 타워크레인의 작업 상황 감시 방법이 대한민국 공개특허 공개번호 10-2010-0037257(2010.4.9)에 개시되어 있다.

그러나, 조종자의 시야 확보만이 가능할 뿐, 호이스트 블럭의 후크를 인양물의 중심에 정확하게 하강시키는 조종 작업에 어려움이 있고, 트롤리와 호이스트 블럭의 후크를 중심으로 화물의 반경거리와 인양 높이를 파악하는데 어려움이 있는 등, 여전히 크레인 조종의 어려움이 존재한다.

특허등록공보 제10-1743253호 (공고일자: 2017.06.02)

본 발명의 일 실시예는 크레인의 트롤리, 호이스트 블록, 마스트, 와이어 드럼에 각각 카메라 장치를 설치하여 호이스트 블록의 후크가 인양 화물의 중심위치에서 정확하게 위치하는지, 화물과 주변 장애물과의 충돌여부, 줄걸이 작업의 상태 확인, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 동작 상태 정보를 바탕으로 제어작업과 상황을 기록 관리함으로써, 안전사고없이 해당 크레인을 이용한 인양작업을 진행할 수 있는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템은 크레인의 트롤리에 장착되어, 호이스트 블록을 촬영하는 제1 카메라 장치; 상기 호이스트 블록에 장착되어, 상기 호이스트 블록의 하측 방향에서의 인양물 및 줄걸이 상태를 촬영하는 제2 카메라 장치; 상기 크레인의 마스트 상측 영역에 장착되어, 틸팅되면서 상기 호이스트 블록의 일측 방향에서의 인양물 및 그 주변 위치를 촬영하는 제3 카메라 장치; 상기 크레인의 호이스트 와이어 드럼 상단에 장착되어, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 상태 정보를 촬영하는 제4 카메라 장치; 및 상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치와 통신망으로 연결되어, 각각의 촬영 정보 및 제어 정보를 송수신하고, 상기 송수신되는 촬영 정보 및 제어 정보를 외부 기기에 전송하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.

상기 제1 카메라 장치는 트롤리의 저부에 장착되는 제1 카메라와, 상기 트롤리의 내부 일측에 설치되는 제1 송신부와, 상기 트롤리의 내부 타측에 설치되는 제1 배터리부와, 상기 트롤리의 상면에 상기 트롤리보다 작은 크기로 장착되는 태양광패널과, 상기 트롤리의 저면에 장착된 브라켓과 상기 제1 카메라 사이에 실리콘 오일 댐퍼 구조로 설치되는 자동수직유지장치를 포함할 수 있다.

상기 제2 카메라 장치는 상기 호이스트 블록의 안전커버의 저부에 장착되는 제2 카메라와, 상기 제2 카메라의 상부이고 상기 호이스트 블록의 안전커버의 양측부에 각각 설치되어 상기 호이스트 블록의 중심으로부터 안전반경을 설정하여 주변의 장애물과 충돌하는 것을 방지하고 이동높이(지름 X 높이)를 감지하는 센서부와, 상기 호이스트 블록의 내부 일측에 설치되는 제2 송신부와, 상기 호이스트 블록의 내부 타측에 설치되는 제2 배터리부를 포함할 수 있다.

상기 제3 카메라 장치는 마스트를 기준으로 상하좌우선회기능(PTZ)을 포함하고, 상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치 중 2개의 연속배치를 통하여 리피터 기능을 구현할 수 있다.

상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치에 각각 구비된 송신부는 주파수 2.4GHz, 송달거리 250m이상 3dbi Di-pole 안테나를 구비하고, 상기 컨트롤러에 구비된 수신기 또는 리피터 기능을 수행하는 다른 송신기와의 페어링시 MAC 정보를 암호화하여 통신을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템은 크레인의 트롤리, 호이스트 블록, 마스트, 와이어 드럼에 각각 카메라 장치를 설치하여 호이스트 블록의 후크가 인양물의 중심위치에서 인양함으로 끌어당김 인양에 따른 사고를 사전에 예방하고, 인양물의 안전반경과 인양 높이를 설정하여 장애물과의 충돌을 사전에 방지하며, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 동작 상태 정보를 기록 및 관리함으로써, 안전사고없이 해당 크레인을 이용한 인양작업을 진행할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치의 전원수단으로서 태양광 패널 또는 발전장치를 이용함으로써, 비용 절감은 물론 크레인에 별도의 전원선을 연결함이 없이 각각의 카메라 장치를 작동시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 과부하 발생시의 상태를 재현가능한 데이터로 저장하고, 안전장치의 작동 및 해체 정보를 개별적으로 저장함으로써, 보다 안정적인 크레인 작업을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 제1 카메라 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 카메라 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 제2 카메라 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 제2 카메라 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 제4 카메라 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 복수의 카메라 장치들로 리피터 기능을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 제1 카메라 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 2의 제1 카메라 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 제2 카메라 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4의 제2 카메라 장치의 구성을 나타내는 블록도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 제4 카메라 장치가 설치된 상태를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템에서 복수의 카메라 장치들로 리피터 기능을 수행하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템(10)은 제1 카메라 장치(20), 제2 카메라 장치(30), 센서부(32), 제3 카메라 장치(40), 제4 카메라 장치(50) 및 컨트롤러(60)를 포함한다.

한편, 도 1에서는 본 발명에 따른 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템(10)의 실시예로 새들 지브 티 타입(saddle jib T type)의 타워 크레인을 예로 들었으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 캔트리 타입(Gantry type) 크레인, 크롤러(Crawler) 타입의 크레인 등에도 적용될 수 있다.

우선, 상기 타워 크레인의 주요 구성부를 살펴보면, 지상으로부터 수직으로 올라간 마스트(24)와, 마스트(24)의 상부에 지표면과 수평으로 길게 설치되어 회전 운동하는 지브(26)와, 지브상에서 수평 이동하는 트롤리(미도시)와, 트롤리와 로프(미도시)에 의하여 승하강 가능하게 연결되어 인양물을 운반하는 것으로서 후크(310)를 갖는 호이스트 블럭 등을 포함하여 구성된다.

이에, 본 발명은 크레인의 트롤리, 호이스트 블록, 마스트, 와이어 드럼에 각각 카메라 장치를 설치하여, 호이스트 블록의 후크와 인양물 간의 인양 거리 및 중심위치, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 동작 상태 정보를 기록 및 관리함으로써, 안전사고없이 해당 크레인을 이용한 인양작업을 진행할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

이를 위해, 상기 크레인의 트롤리에 호이스트 블록을 촬영하는 제1 카메라 장치(20)가 설치되고, 호이스트 블록에 호이스트 블록의 하측 방향에서의 인양물 및 그 주변 위치를 촬영하는 제2 카메라 장치(30)가 설치되며, 크레인의 마스트 상측 영역에 상하 좌우방향으로 틸팅되면서 호이스트 블록의 일측 방향에서의 인양물 및 그 주변 위치를 촬영하는 제3 카메라 장치(40)가 설치되고, 크레인의 호이스트 와이어 드럼 상단에 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 상태 정보를 촬영하는 제4 카메라 장치(50)가 설치된다.

또한, 상기 제1 카메라 장치(20) 내지 제4 카메라 장치(50)와 통신망으로 연결되어, 각각의 촬영 정보를 수신하는 컨트롤러(60)가 설치되고, 해당 컨트롤러(60)에는 호이스트 블럭의 인양 위치에 대한 안내 영상을 동심원 형태로 디스플레이하거나, 인양물 및 그 주변 위치를 디스플레이하거나, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 상태 정보를 디스플레이하는 디스플레이 유닛(미도시)이 구비된다.

보다 상세하게 설명하자면, 상기 제1 카메라 장치(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 크레인의 트롤리에 장착되어, 호이스트 블록을 촬영하는 장치이다. 이러한 제1 카메라 장치(20)는 제1 카메라(210)가 트롤리의 우측에 설치되어, 자동수직유지장치(250)와 결합되고, 줌기능을 통하여 인양물의 중심에 후크(310)가 정확하게 위치하고 있는 지 여부를 모니터링할 수 있게 한다. 이를 위하여, 상기 제1 카메라 장치(20)는 트롤리 내에 하나의 세트로 장착되고, 130만 화소와 줌배율 18배율의 제1 카메라(210)와, 브라켓과 제1 카메라(210) 사이에 실리콘 오일댐퍼구조로 설계된 자동수직유지장치(250)와, 무선송수신기능을 가지는 제1 송신부(220)와, 트롤리에 트롤리보다 작은 크기로 설치된 태양광 패널(240)과, 충전배터리인 제1 배터리부(230)를 포함한다.

다시 말해, 상기 제1 카메라 장치(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 트롤리의 저부에 장착되어 호이스트 블럭 및 후크를 촬영하는 제1 카메라(210)와, 트롤리의 내부 일측에 설치되어 제1 카메라(210)에서 촬영된 화상신호를 컨트롤러(60)에 전송하는 제1 송신부(220)와, 트롤리의 내부 타측에 설치되어 제1 카메라(210)에 전원을 공급하는 제1 배터리부(230)와, 트롤리의 상면에 트롤리보다 작은 크기로 장착되어 제1 배터리부(230)를 충전하는 태양광 패널(240)과, 트롤리의 저면에 장착된 브라켓과 제1 카메라(210) 사이에 실리콘 오일 댐퍼 구조로 설치되는 자동수직유지장치(250)를 포함할 수 있다.

상기 태양광 패널(240)은 트롤리의 상면에 장착되는데, 트롤리의 상면은 항상 태양광이 유입되는 자리이므로, 태양광 패널(240)의 태양광 발전 동작이 원활하게 이루어질 수 있고, 이에 트롤리의 상면에 장착되는 태양광 패널(240)에서 태양광 발전 전력을 제1 배터리부(230)에 원활하게 충전되도록 할 수 있다.

또한, 상기 제1 카메라 장치(20)의 제1 카메라(210)가 호이스트 블럭 및 후크(310)를 촬영할 때, 트롤리로부터 후크(310)를 갖는 호이스트 블럭까지의 거리 및 위치를 거리 및 위치감지 센서(미도시)에서 측정하게 되며, 이 거리 및 위치 감지센서는 트롤리 저부의 제1 카메라(210)의 인접 위치에 장착될 수 있다.

상기 제2 카메라 장치(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 호이스트 블록에 장착되어, 호이스트 블록의 하측 방향에서 후크(310)에 의하여 인양되는 인양물 및 줄걸이 상태를 촬영하는 장치이다.

상기 제2 카메라 장치(30)는 도 5에 도시된 바와 같이, 호이스트 블록의 안전커버(300)의 저부에 장착되는 제2 카메라(31)와, 제2 카메라(31)의 상부이고 호이스트 블록의 안전커버(300)의 양측부에 각각 설치되어 호이스트 블록의 이동거리 및 높이를 감지하는 센서부(32)와, 호이스트 블록의 내부 일측에 설치되는 제2 송신부(33)와, 호이스트 블록의 내부 타측에 설치되는 제2 배터리부(34)를 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 제2 카메라 장치(30)는 호이스트 블록의 안전커버(300)에 하나의 세트로 장착되는 것으로서, 후크(310) 상부이고 안전 커버(300)의 좌우측에 설치되어 인양물의 상향이동을 촬영하는 제2 카메라(31)와, 제2 카메라(31)의 상측에 설치되어 거리조절기능(X)을 수행하는 근접센서(32a)와 높이조절기능(Y)을 수행하는 안전범위 센서(32b)를 통하여 인양물이 안전범위에 있는지 모니터링이 가능하도록 설치되는 센서부(32)와, 무선송수신기능을 가지고 제2 카메라(31)에 의하여 촬영된 화상신호를 컨트롤러(60)에 전송하는 제2 송신부(33)와, 제2 카메라(31)에 구동전원을 공급하는 충전용 제2 배터리부(34)를 포함한다. 이를 위하여, 상기 제2 카메라(31)는 130만 화소와 줌배율 4배율을 가진다.

상기 제3 카메라 장치(40)는 크레인의 마스트(24) 상측 영역에 장착되어, 틸팅되면서 호이스트 블록의 일측 방향에서의 인양물 및 그 주변 위치를 촬영하는 장치이다.

이러한 제3 카메라 장치(40)는 턴테이블(메인 지브 방향)에 설치되어 후크(310)의 하향 이동을 촬영하는 제3 카메라(41)와, 제3 카메라(41)에 의하여 촬영된 화상신호를 컨트롤러(60)에 전송하는 제3 송신부(미도시)를 포함한다. 상기 제3 카메라 장치(40)는 운전자의 눈 역할을 수행하는 장치로서, 운전자의 입장에서 제3 카메라(41)를 틸팅시키면서 물건이 지상에서 제대로 떴는지, 주변 작업상황을 모니터링하게 된다. 상기 제3 카메라(41)는 200만 화소와, 줌배율 32배율로 구비되고, 마스트(24)와의 결합부위에 틸팅수단(미도시)을 구비하여 이를 통하여 상하좌우선회기능(PTZ)을 포함한다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 카메라 장치(20) 내지 제4 카메라 장치(50) 중 2개의 연속배치를 통하여 리피터 기능을 구현할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1 카메라 장치(20) 내지 제4 카메라 장치(50)에 각각 구비된 송신기 2개를 연속적으로 배열할 경우 컨트롤러(60)의 수신기까지의 전송길이를 2배 확장(최대 1대 리피터 기능)시킬 수 있다.

상기 제4 카메라 장치(50)는 크레인의 호이스트 와이어 드럼 상단에 장착되어, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 상태 정보를 촬영하는 장치이다. 이러한 제4 카메라 장치(50)는 호이스트 와이어 드럼 상단에 설치되어 케이블, 브레이크 드럼 동작상태를 촬영하는 제4 카메라(미도시)와, 호이스트 드럼의 상황을 실시간으로 확인가능하도록 촬영정보를 컨트롤러(60)에 통신망을 통하여 전송하는 제4 전송부(미도시)를 포함한다. 이때, 상기 제4 카메라는 외부 전원공급부(미도시)로부터 구동전원을 공급받고, 200만 화소와, 32배율의 줌배율을 구비할 수 있다.

상기 컨트롤러(60)는 제1 카메라 장치(20) 내지 제4 카메라 장치(50)와 통신망으로 연결되어, 각각의 촬영 정보 및 제어 정보를 송수신하고, 상기 송수신되는 촬영 정보 및 제어 정보를 외부 기기에 전송하는 장치이다.

상기 제1 카메라 장치(20) 내지 제4 카메라 장치(50)에 각각 구비된 송신부는 주파수 2.4GHz, 송달거리 250m이상 3dbi Di-pole 안테나를 구비하고, 상기 컨트롤러(60)에 구비된 수신기 또는 리피터 기능을 수행하는 다른 송신기와의 페어링시 MAC 정보를 암호화하여 통신을 수행할 수 있다. 이때, 암호화는 신호충돌방지를 위하여 송신기측 암호화(5바이트 MAC, 페어링시 수신기에서 랜덤발생하며 한번 사용한 MAC은 다시 사용안함)와, 수신기측 암호화(5바이트 MAC 랜덤 생성, 페어링시 발생하여 송신기로 전송)를 모두 적용한다.

상기 컨트롤러(60)는 컨트롤 박스 또는 판넬에 수신기가 부착되어 제1 카메라 장치(20) 내지 제4 카메라 장치(50)로부터 해당 촬영정보를 수신하고, 또한 이더넷을 통해 원격지 서버나 스마트폰으로 다양한 정보를 전송할 수 있다.

상기 컨트롤러(60)에는 본 시스템 구동 현황이나 크레인 동작 상태를 관리자가 볼 수 있도록, 디스플레이 유닛(미도시)과, 수신된 화상 및 음성 정보를 저장하는 영상제어작업기록장치(61)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 디스플레이 유닛에는 제1 카메라 장치(20) 및 제2 카메라 장치(30)에서 촬영된 영상을 기반으로 호이스트 블럭 및 그 인양 위치에 대한 안내 영상을 동심원 형태로 디스플레이하고, 이와 동시에 인양물 및 그 주변 작업 공간을 실시간으로 디스플레이한다.

이에 따라, 본 발명에서는 디스플레이 유닛을 통하여 인양물 및 그 주변 작업공간 등을 촬영한 실시간 영상이나 인양물 위치 확인 영상을 볼 수 있으므로, 크레인 인양 작업을 안전하게 수행할 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 디스플레이 유닛에는 호이스트 블럭이 디스플레이되는 동시에 트롤리 호이스트 블럭의 후크 간의 중심이 맞다고 안내하는 제1원과, 트롤리와 호이스트 블럭의 후크간의 중심이 안전작업 범위내에 있다고 안내하는 제2원과, 트롤리와 호이스트 블럭의 후크 간의 중심이 안전작업 범위를 벗어나 주의작업 범위내에 있다고 안내하는 제3원과, 트롤리와 호이스트 블럭의 후크 간의 중심이 주의작업 범위를 벗어나 작업 제한범위내에 있다고 안내하는 제4원이 동심원 형태로 디스플레이된다.

따라서, 관리자 또는 운전자가 디스플레이 유닛에 표시되는 동심원을 보면서 트롤리와 호이스트 블럭의 후크 간의 중심이 안전범위 내에 있는지, 아니면 주의작업 또는 작업 제한범위 내에 있는지를 용이하게 판단할 수 있으므로, 크레인 인양 작업을 보다 안전하게 수행할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이 유닛에 표시된 동심원을 볼 때, 트롤리와 호이스트 블럭의 후크 간의 중심이 주의작업 범위를 벗어나 작업 제한범위 내에 존재하는 경우, 경보장치가 울리도록 함으로써, 조종자 및 인양 작업자는 작업을 중지할 수 있게 되고, 이에 안전한 크레인 인양작업을 실현할 수 있다.

상기 영상제어작업기록장치(61)는 별도 DVR을 통해 LMI/과부하 기록 등을 저장하고, 기타 사항은 KS 영상제어작업기록장치 기준에 준하여 저장한다. 예를 들어, 상기와 같이 각 카메라에서 촬영된 영상을 비롯하여 크레인의 전반적인 조작 상황에 대해서 기록하고, 재작업시 이러한 데이터를 기록하고 있는 것을 작업 관계자에게 명시함으로써, 크레인 작업시 불안전한 행위를 억제하는 효과를 기대할 수 있다.

이때, 데이터 기록은 자동으로, 조종사에게 데이터가 기록됨을 명시해야 하고, 부하데이터는 하중의 크기와 발생빈도를 저장하며, 과부하 발생시의 상태를 재현가능한 데이터로 저장하고, 안전장치의 작동 및 해체 정보를 개별적으로 저장하게 된다. 또한, 상기 영상제어작업기록장치(61)는 외부 출력 단자를 통하여 메모리에 저장된 데이터를 출력 기기에 의하여 출력이 가능해야 하고, 기록된 데이터는 다시 수정되지 않도록 하고, 메모리는 설치장소의 환경에 영향을 받지 않는 내구성을 지니며, 메모리는 전원이 꺼져도 입력데이터를 저장할 수 있는 비휘발성 기억매체로 하는 것이 적절하다.

도시되어 있지는 않지만, 이러한 영상제어작업기록장치(61)를 위한 제어 시스템은 크레인의 이동거리 측정부와, 권양(winding) 거리 측정부와, 인양하중 측정부(Load cell controller)와, 이들과의 통신을 위한 터미널 블럭(Terminal block), CPU와 메모리를 포함하는 CPU & 메인블럭, 데이터 출력을 위한 터치 모니터(Touch Monitor) 등을 포함하여 구성된다.

현재 영상제어작업기록장치(61)의 탑재 목적은 단순한 작업 기록이거나 최적 설계를 위한 데이터 수집 등 제조사마다 다름에 따라 기록하는 대상 내용이나 그 보존의 조건도 전부 상이하므로, 안전성에 관한 데이터를 기록하고, 이 사실을 사용자에게 명시할 경우에는 그 내용 및 저장 조건을 제조사간에 통일할 필요성이 있다.

따라서, 영상제어작업기록장치(61)를 위한 제어 시스템을 채택함으로써, 부하 데이터는 하중의 크기와 발생 빈도를 저장할 것, 과부하 발생시의 상태를 재현 가능한 데이터로 저장할 것, 안전 장치의 작동 및 해제 정보를 개별적으로 저장할 것 등과 같은 데이터가 저장될 수 있고, 그 데이터에 대한 구체적인 기록 항목은 아래의 표 1에 기재된 바와 같다.

위와 같은 데이터는 외부 출력 단자를 마련해 출력 기기(PC, 프린터 등)에 의해 출력 가능토록 하고, 기록된 데이터는 다시 수정될수 없도록 보호하는 적절한 조치를 취하는 동시에 작업 기록 장치의 메모리는 작업 기록 장치 설치 장소의 환경에 필요한 내구성이 있음을 준수해야 한다.

[표 1]

한편, 상기 제1 내지 제4 카메라 장치(20, 30, 40, 50)의 내외부면에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물이 도포된 오염방지도포층이 형성될 수 있다.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬 베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬 베타인은 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인은 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 550 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1100 ~ 1900Å이다. 상기 도포막의 두께가 550 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 0.1 몰 및 아미도알킬 베타인 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

상기 안전커버(300)가 금속 재질인 경우 금속 표면의 부식 방지를 위하여 벤즈트리아졸 15중량%, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 25중량%, 하프늄 20중량%, 유화몰리브덴(MoS²) 10중량%, 산화티타늄(TiO²) 15중량%, 페놀 노블락형 글리시딜에테르 15중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성된 표면 도포층을 형성할 수 있다.

벤즈트리아졸, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 페놀 노블락형 글리시딜에테르는 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.

유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.

산화티타늅은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

상기 제1 내지 제4 카메라 장치(20, 30, 40, 50)의 하단에는 고무재의 진동 흡수방지부가 더 설치될 수도 있다. 이러한 진동흡수방지부의 원료 함량비는 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진재인 유황 1~3중량%를 혼합한다.

카아본블랙은 내마모성을 증대시키는 것이므로 이를 첨가하되, 함유량이 33중량% 미만이면, 탄성과 내마모성이 줄어들며, 36중량%가 초과 되면 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 33~36중량%를 혼합한다.

산화방지제는 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 또는 RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE)을 선택하여 2~5중량%를 첨가하는 것으로, 2중량% 미만이면, 제품이 산화가 되기 쉽고, 너무 많이 첨가하여 5중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 또한 산화방지제의 가격이 비싸기 때문에 2~5중량%가 적정하다.

촉진제인 유황은 1~3중량%를 혼합한다. 1 중량% 미만은 성형시 가열공정에서 가황작용 효과가 미미하므로, 1 중량% 이상을 첨가한다. 3중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 1 ~ 3중량%가 적정하다.

따라서 본 발명은 여러 방향에 탄성을 갖는 합성고무로 보강되므로 제1 내지 제4 카메라 장치(20, 30, 40, 50)의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 제1전동벨트(93)의 수명이 증대된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템 20: 제1 카메라 장치
24: 마스트 26: 지브
30: 제2 카메라 장치 31: 제2 카메라
32: 센서부 33: 제2 송신부
34: 제2 배터리부 40: 제3 카메라 장치
41: 제3 카메라 50: 제4 카메라 장치
60: 컨트롤러 61: 데이터베이스
210: 제1 카메라 220: 제1 송신부
230: 제1 배터리부 240: 태양광 패널
250: 자동수직유지장치 300: 안전커버
310: 후크

Claims

크레인의 트롤리에 장착되어, 호이스트 블록을 촬영하는 제1 카메라 장치;
상기 호이스트 블록에 장착되어, 상기 호이스트 블록의 하측 방향에서의 인양물 및 줄걸이 상태를 촬영하는 제2 카메라 장치;
상기 크레인의 마스트 상측 영역에 장착되어, 틸팅되면서 상기 호이스트 블록의 일측 방향에서의 인양물 및 그 주변 위치를 촬영하는 제3 카메라 장치;
상기 크레인의 호이스트 와이어 드럼 상단에 장착되어, 호이스트 드럼 및 브레이크 드럼의 상태 정보를 촬영하는 제4 카메라 장치; 및
상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치와 통신망으로 연결되어, 각각의 촬영 정보 및 제어 정보를 송수신하고, 상기 송수신되는 촬영 정보 및 제어 정보를 외부 기기에 전송하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 제3 카메라 장치는 마스트를 기준으로 상하좌우선회기능(PTZ)을 포함하고, 상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치 중 2개의 연속배치를 통하여 리피터 기능을 구현하며,
상기 제1 카메라 장치 내지 제4 카메라 장치에 각각 구비된 송신부는 주파수 2.4GHz, 송달거리 250m이상 3dbi Di-pole 안테나를 구비하고, 상기 컨트롤러에 구비된 수신기 또는 리피터 기능을 수행하는 다른 송신기와의 페어링시 MAC 정보를 암호화하여 통신을 수행하고,
상기 제1 내지 제4 카메라 장치의 내외부면에는 오염 방지도포용 조성물이 도포된 오염방지도포층이 550 ~ 2000Å 두께로 형성되되, 상기 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬 베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이며,
상기 제1 내지 제4 카메라 장치의 하단에는 고무재의 진동 흡수방지부가 더 설치되되, 상기 진동흡수방지부의 원료 함량비는 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진재인 유황 1~3중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 카메라 장치는 트롤리의 저부에 장착되는 제1 카메라와, 상기 트롤리의 내부 일측에 설치되는 제1 송신부와, 상기 트롤리의 내부 타측에 설치되는 제1 배터리부와, 상기 트롤리의 상면에 상기 트롤리보다 작은 크기로 장착되는 태양광패널과, 상기 트롤리의 저면에 장착된 브라켓과 상기 제1 카메라 사이에 실리콘 오일 댐퍼 구조로 설치되는 자동수직유지장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제2 카메라 장치는 상기 호이스트 블록의 안전커버의 저부에 장착되는 제2 카메라와, 상기 제2 카메라의 상부이고 상기 호이스트 블록의 안전커버의 양측부에 각각 설치되어 상기 호이스트 블록의 중심으로부터 안전반경을 설정하여 주변의 장애물과 충돌하는 것을 방지하고 이동높이(지름 X 높이)를 감지하는 센서부와, 상기 호이스트 블록의 내부 일측에 설치되는 제2 송신부와, 상기 호이스트 블록의 내부 타측에 설치되는 제2 배터리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 크레인 영상 제어 작업 기록 시스템.
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