KR102192118B1 - 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치에 관한 것이다. 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치는 크레인의 하중 인양 모듈(11)에 의하여 인양 하중의 장력을 탐지하는 제1 탐지 유닛(12); 제1 탐지 유닛(12))과 독립적으로 설치되어 인양 하중의 압력을 탐지하는 제2 탐지 유닛(13); 및 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)로부터 전송된 정보에 기초하여 인양 하중에 대한 권선 수를 산출하는 정보 처리 유닛(14)을 포함한다.

Description

권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치{An Automatic Detection Type of a Load Detecting Apparatus for a Number of Wire in a Crane}

본 발명은 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치에 관한 것이고, 구체적으로 하중 탐지 정보에 기초하여 크레인의 권선 수의 자동 탐지가 가능한 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치에 관한 것이다.

중량이 큰 물건의 이동을 위한 크레인은 다양한 종류의 특장차에 탑재되어 산업 현장에서 사용될 수 있다. 크레인은 신축 붐 구조, 굴절 구조 또는 수직 상승 구조를 가질 수 있고, 작동 과정에서 발생될 수 있는 다양한 안전사고를 방지할 수 있는 구조를 가질 필요가 있다. 이를 위하여 크레인에 의하여 이동되는 물건의 하중이 탐지되고, 과권 방지 수단 또는 경사 측정 수단과 같은 안전 수단이 배치되어야 한다. 또한 크레인 작업이 진행되기 전 미리 작업 조건이 입력되어야 하고, 예를 들어 권선 수가 입력되어야 한다. 그러나 이와 같은 입력이 부주의로 인하여 입력되지 않을 수 있고, 이로 인하여 이동 물건의 하중과 그에 따른 작동 압력에 오류가 발생될 수 있다. 또한 다단 붐으로 이루어진 크레인의 경우 붐의 길이에 따라 하중 탐지 오차가 발생될 수 있고, 이에 따른 오차가 보정될 필요가 있다. 특허공개번호 10-2004-0008875는 인양 하중에 의해 크레인의 붐에 작용하는 부하를 측정하는 크레인의 인양 하중 측정 장치에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2009-0076287은 직진식 유압크레인에 적용되는 인양 하중 검출 장치에 대하여 개시한다. 그러나 선행기술 또는 공지기술은 권선 수의 자동 산출 또는 붐의 길이에 따른 인양 하중의 오차 보정에 대하여 개시하지 않는다.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술 1: 특허공개번호 10-2004-0008875(씨에스기계주식회사, 2004.01.31. 공개) 크레인의 인양 하중 측정 장치 선행기술 2: 특허공개번호 10-2009-0076287(김종건, 크레인의 로울러형 인양 하중 검출 장치 및 인양 하중 검출방법

본 발명의 목적은 하중 탐지 정보에 기초하여 권선 수가 자동으로 산출되어 입력되는 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치는 크레인의 하중 인양 모듈에 의하여 인양 하중의 장력을 탐지하는 제1 탐지 유닛; 제1 탐지 유닛과 독립적으로 설치되어 인양 하중의 압력을 탐지하는 제2 탐지 유닛; 및 제1, 2 탐지 유닛로부터 전송된 정보에 기초하여 인양 하중에 대한 권선 수를 산출하는 정보 처리 유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 형태에 따르면, 제1, 2 탐지 유닛은 붐(boom)에 설치되는 로드 셀 및 압력 센서가 된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면. 정보 처리 유닛은 붐 길이 또는 경사에 따른 측정 오차를 적용하여 제1, 2 탐지 유닛의 탐지 정보를 처리한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 신축 붐을 가진 크레인용 하중 탐지 장치는 신축 붐에 설치되어 인양 하중의 장력을 탐지하는 로드 셀; 로드 셀과 다른 위치에 설치되어 인양 하중에 따른 압력을 탐지하는 압력 센서; 및 로드 셀과 압력 센서의 측정값을 수신하여 처리하는 제어 모듈을 포함하고, 제어 모듈은 압력 센서의 측정값과 로드 셀의 측정값을 비교하여 권선 수를 산출하여 작동으로 권선 수를 입력한다.

본 발명에 따른 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치는 로드 셀과 압력 센서에서 각각 탐지된 정보에 기초하여 권선 수가 자동으로 산출되어 입력이 되도록 한다. 이에 의하여 부주의에 의한 권선 수의 입력 누락이 방지되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 하중 탐지 장치는 붐의 길이에 따른 탐지 하중의 변화를 보정하여 인양 하중이 정확하게 측정될 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 하중 탐지 장치가 적용된 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 하중 탐지 장치에 적용되는 탐지 하중 보정 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 하중 탐지 장치에 의하여 권선 수가 산출되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치는 크레인의 하중 인양 모듈(11)에 의하여 인양 하중의 장력을 탐지하는 제1 탐지 유닛(12); 제1 탐지 유닛(12)과 독립적으로 설치되어 인양 하중의 압력을 탐지하는 제2 탐지 유닛(13); 및 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)로부터 전송된 정보에 기초하여 인양 하중에 대한 권선 수를 산출하는 정보 처리 유닛(14)을 포함한다.

하중 인양 모듈(11)은 붐 헤드와 와이어, 로프 또는 이와 유사한 길이 조절 수단에 연결된 훅 블록을 포함할 수 있고, 훅 블록에 이동 또는 인양이 되는 물건이 결합될 수 있다. 하중 인양 모듈(11)은 또한 예를 들어 다단 붐과 같은 신축 붐을 포함할 수 있고, 하중 인양 모듈(11)은 크레인의 메인 컨트롤러의 작동에 의하여 하나의 위치에서 다른 위치로 물건의 이동이 가능한 다양한 구조를 가질 수 있다. 제1 탐지 유닛(12)은 예를 들어 로드 셀과 같은 인장력의 탐지가 가능한 부하 또는 하중 측정 유닛이 될 수 있다. 예를 들어 제1 탐지 유닛(12)은 바 형태의 로드 셀 또는 핀 형태의 로드 셀이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 장력 또는 인장력의 측정이 가능한 다양한 구조를 가지는 로드 셀이 될 수 있다. 예를 들어 두 개 또는 그 이상의 와이어에 의하여 물건이 훅 블록에 결합될 수 있고, 하나의 와이어의 장력이 로드 셀에 의하여 측정될 수 있다. 그리고 훅 블록에 연결된 다른 와이어는 하나의 와이어와 동일 또는 유사한 장력을 가질 수 있다. 하나의 와이어로부터 측정된 장력으로부터 물건의 하중이 탐지되고, 권선 수가 곱해져 전체 하중이 산출될 수 있다. 제1 탐지 유닛(12)은 붐에 설치될 수 있고, 제1 탐지 유닛(12)에서 탐지된 장력은 유선 또는 무선을 통하여 컨트롤러 또는 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제2 탐지 유닛(13)은 훅 블록의 하중 인양에 의하여 발생되는 압력을 탐지할 수 있고, 인양 하중 전체의 압력이 측정될 수 있다. 제2 탐지 유닛(13)은 붐에 설치되어 인양 하중에 따른 압력을 측정할 수 있고, 제1 탐지 유닛(12)과 다른 위치에 설치될 수 있다. 그리고 제2 탐지 유닛(13)에 의하여 탐지된 압력은 유선 또는 무선으로 컨트롤러 또는 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제어 유닛은 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)으로부터 전송된 측정 정보의 처리를 위한 정보 처리 유닛(14)을 포함할 수 있다. 정보 처리 유닛(14)은 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)으로 전송된 장력 값 및 압력 값을 각각 중량으로 변환할 수 있다. 그리고 압력 중량 = 장력 중량 × 권선 수에 의하여 권선 수를 산출할 수 있다. 이와 같이 산출된 권선 수가 제어 모듈로 전송될 수 있고, 제어 모듈은 권선 수가 입력되었는지 여부를 확인할 수 있다. 만약 권선 수가 입력되지 않았다면 자동으로 권선 수를 입력하여 디스플레이가 되도록 할 수 있다. 만약 권선 수가 입력이 되었다면 입력된 권선 수가 오류 여부를 확인할 수 있다. 이와 같이 하중 탐지 장치는 서로 다른 측정 매개변수에 따라 인양 하중을 측정하여 권선 수를 산출하고 필요에 따라 자동으로 권선 수가 입력되도록 할 수 있다. 이에 의하여 권선 수의 누락 또는 권선 수의 입력 오류가 방지되도록 한다.

아래에서 이와 같은 하중 탐지 장치가 적용된 크레인에 대하여 설명된다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 하중 탐지 장치가 적용된 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 특장차와 같은 베이스 유닛(B)에 크레인이 설치될 수 있고, 크레인은 베이스 유닛(B)에 고정되는 작동 모듈(24); 작동 모듈(24)에 의하여 길이가 조절되는 신축 붐(21); 신축 붐(21의 끝 부분에 형성된 붐 헤드(22); 및 붐 헤드(22)로부터 수직 방향으로 연장되면서 와이어에 연결된 훅 블록(111)을 포함할 수 있다. 선택적으로 보조 훅 블록(112)이 설치될 수 있고, 훅 블록(111) 또는 보조 훅 블록(112)에 연결된 와이어는 작동 모듈(24)에 설치된 윈치 유닛에 의하여 길이가 조절될 수 있다. 작동 모듈(24)에 물건(W)의 인양에 필요한 압력을 인가하는 압력 실린더와 같은 압력 인가 유닛(23)이 설치될 수 있다. 물건(W)의 부하 하중(Lw)와 붐 하중(Bw)이 압력 인가 유닛(23)에 의하여 인가되는 인가 압력(Fc)와 동일한 값을 가질 수 있다. 붐(21)은 길이 조절이 가능한 다단 붐이 될 수 있고, 작동 모듈(24)에 의하여 길이가 조절되거나, 경사가 조절되거나 또는 방향 전환이 될 수 있다. 제1 탐지 유닛(12)은 로드 셀이 될 수 있고, 훅 블록(111) 또는 보조 훅 블록(112)와 윈치를 연결하는 와이어의 장력을 측정할 수 있다. 제2 탐지 유닛(13)은 압력 센서가 될 수 있고, 압력 인가 유닛(23)에 의하여 인가되는 압력 또는 물건(W)과 붐(21)에 의하여 발생되는 압력을 탐지할 수 있다. 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)은 붐(21)의 서로 다른 위치에 배치되어 장력 및 압력을 탐지할 수 있고, 탐지 정보가 각각 유선으로 작동 모듈(24)에 설치된 제어 유닛으로 전송될 수 있고, 도 1에서 설명된 방법에 따라 처리될 수 있다.

붐(21)이 다단 붐과 같은 신축 붐 구조를 가지는 경우 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)에 의하여 측정되는 장력 또는 압력은 붐의 길이 또는 경사에 따라 동일한 물건(W)에 대하여 서로 다른 값을 가질 수 있다. 붐(21)의 길이 또는 경사에 따른 붐 자체의 중량이 미리 산출될 수 있고, 측정 장력 또는 압력은 길이 또는 경사에 따른 값을 제외한 값이 될 수 있다. 그러나 크레인의 설치 조건에 따라 이와 같은 길이 또는 경사에 따른 값에 오차가 발생될 수 있다. 그러므로 실제 제작 구조 또는 설치 환경에 따른 값에 의하여 측정값이 보정될 필요가 있다.

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 하중 탐지 장치에 적용되는 탐지 하중 보정 방법의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 정보 처리 유닛 또는 컨트롤러는 붐 길이 또는 경사에 따른 측정 오차를 적용하여 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)의 탐지 정보를 처리할 수 있다. 크레인에 하중이 인가되지 않는 상태에서 붐(21)의 서로 다른 경사각에 대한 붐(21)과 훅 블록(111)에 의하여 발생되는 장력 및 압력이 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)에 의하여 탐지될 수 있다. 경사각이 작동 모듈(24)에 설치된 경사 센서에 의하여 측정될 수 있고, 정해진 길이에 대한 하중의 경사각에 대한 변화 데이터가 만들어질 수 있다. 도 3a에 제시된 표는 붐(21)의 경사각에 따른 하중 변화를 나타낸 것이다. 도 3b에 도시된 것처럼, 붐(21)의 수평 상태에서 길이 변화에 따른 장력 또는 압력이 제1, 2 탐지 센서(12, 13)에 의하여 탐지되어 제어 유닛으로 전송될 수 있고, 길이 변화에 따른 중량 변화에 대한 데이터가 생성될 수 있다. 붐(21)의 길이는 붐 길이 센서에 의하여 측정될 수 있고, 도 3b에 수평 상태에 길이 변화에 따른 중량 변화가 그래프로 제시되었다. 이와 같이 붐(21)의 경사각 및 길이 변화에 따른 중량 변화에 대한 데이터가 생성되면 제어 유닛에 저장될 수 있다. 물건의 인양 과정에서 제1, 2 탐지 센서(12, 13)에 의하여 장력 및 압력이 탐지되어 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제어 유닛은 붐(21)의 경사 또는 길이를 측정하고, 미리 생성된 경사 데이터 및 길이 데이터에 의하여 제1, 2 탐지 유닛(12, 13)에 의하여 탐지된 중량을 보정하여 실제 물건의 하중을 산출할 수 있다. 또는 붐(21)의 이동 경로에 따른 경사 또는 길이 변화를 산출하여 인양 가능한 물건의 하중 범위를 산출할 수 있다.

경사 또는 길이 데이터는 다양한 방법으로 산출되어 적용될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 하중 탐지 장치에 의하여 권선 수가 산출되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 신축 붐을 가진 크레인용 하중 탐지 장치는 신축 붐에 설치되어 인양 하중의 장력을 탐지하는 로드 셀; 로드 셀과 다른 위치에 설치되어 인양 하중에 따른 압력을 탐지하는 압력 센서; 및 로드 셀과 압력 센서의 측정값을 수신하여 처리하는 제어 모듈을 포함하고, 제어 모듈은 압력 센서의 측정값과 로드 셀의 측정값을 비교하여 권선 수를 산출하여 작동으로 권선 수를 입력한다.

크레인이 베이스 유닛(B)에 설치되면, 작동 모듈(23)은 물건(W)이 인양되지 않은 상태에서 도 3a 및 도 3b에서 설명된 경사 데이터 및 길이 데이터를 생성할 수 있다. 또는 도 3a 또는 도 3b의 표에 도시된 것처럼, 다수 개의 서로 다른 경사각 또는 길이에 대한 길이 변화에 따른 중량 변화를 측정하고 다수 개의 측정값을 연결하는 곡선 그래프를 산출할 수 있다. 이와 같은 방법으로 경사 데이터 또는 길이 데이터가 생성되면, 작동 모듈(24)의 작동에 의하여 붐(21)이 이동되어 물건(W)을 훅 블록(111)에 결합시킬 수 있고, 선택적으로 보조 훅 블록(112)이 함께 또는 독립적으로 물건(W)에 결합될 수 있다. 훅 블록(111)은 적어도 두 개의 장력 와이어(WL1, WL2)를 포함할 수 있고, 하나의 장력 와이어(WL1 또는 WL2)의 장력이 로드 셀과 같은 제1 탐지 센서(12)에 의하여 측정되어 작동 모듈(23)에 설치된 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 또한 물건(W)의 의하여 발생되는 압력 또는 압력 인가 유닛(24)에 인하여 인가되는 압력이 압력 센서와 같은 제2 탐지 센서(13)에 의하여 제어 유닛으로 전송될 수 있다. 제어 유닛은 로드 셀 및 압력 센서로부터 전송된 측정값을 중량 값으로 변환하여 권선 수를 산출할 수 있다. 또는 보조 훅 모듈(112)이 물건(W)에 결합되었는지 여부를 확인할 수 있다. 또한 필요에 따라 권선 수를 자동으로 입력하거나, 권선 수의 입력 오류를 수정할 수 있다.

본 발명에 따른 하중 탐지 장치는 다양한 크레인에 적용될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치는 로드 셀과 압력 센서에서 각각 탐지된 정보에 기초하여 권선 수가 자동으로 산출되어 입력이 되도록 한다. 이에 의하여 부주의에 의한 권선 수의 입력 누락이 방지되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 하중 탐지 장치는 붐의 길이에 따른 탐지 하중의 변화를 보정하여 인양 하중이 정확하게 측정될 수 있도록 한다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

11: 하중 인양 모듈 12, 13: 탐지 유닛
14: 정보 처리 유닛
21: 신축 붐 22: 붐 헤드
23: 압력 인가 유닛 24: 작동 모듈
111: 훅 블록 112: 보조 훅 불록

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 신축 붐을 가진 크레인용 하중 탐지 장치에 있어서,
   신축 붐에 설치되어 인양 하중의 장력을 탐지하는 로드 셀;
   로드 셀과 다른 위치에 설치되어 인양 하중에 따른 압력을 탐지하는 압력 센서; 및
   로드 셀과 압력 센서의 측정값을 수신하여 처리하는 제어 모듈을 포함하고,
   로드 셀은 훅 블록의 2개 이상의 장력 와이어 중 하나의 장력 와이어의 장력을 탐지하며, 압력 센서는 물건의 인양에 필요한 압력을 인가하는 압력 인가 유닛(23)에 의하여 인가되는 인가 압력을 탐지하고,
   제어 모듈은 권선 수가 입력되지 않았다고 판단되는 경우 압력 센서의 측정값과 로드 셀의 측정값을 중량 값으로 변환하여 비교하고 권선 수를 산출하여 자동으로 권선 수를 입력하는 것을 특징으로 하는 권선 수 자동 탐지 구조의 크레인용 하중 탐지 장치.

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