KR102333317B1 - 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템 - Google Patents

위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템에 관한 것으로, 음성출력 기능과 키감지 기능이 내장되어 통합적으로 제어가 가능하며, 위험지역 진입시 작업자의 키 소지를 유도하기 위하여 키 뭉치, 키 감지 센서와 키 상태를 알려주는 음성 스피커를 내장한 슬라이드 유닛을 인터락 스위치와 결합하며, 본체에 키감지 기능이 내장되어 통합배선이 가능하고 배선공수를 줄일 수 있으며, 인터락 스위치의 종류에 관계없이 단일모델의 슬라이드 유닛으로 구성할 수 있다.

Description

위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템{TRANSPONDER DOOR INTERLOCK LOCKOUT SYSTEM}
본 발명은 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작업자가 위험구역 진입시 키를 소지하고 위험구역 내부에 진입할 수 있도록 키감지 기능과 음성 스피커를 시스템 적으로 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 도어를 열고 위험구역 안으로 진입해서 작업을 할 경우, 혹시 작업자 외의 사람이 위험구역 안에 사람이 있는지 모르고 도어를 닫고 기계를 작동시키면 작업자는 위험에 처하게 된다.
따라서 작업자 외의 다른 사람이 도어를 닫고 기계를 작동하지 못하게 함으로써, 위험구역 안에서 작업하는 작업자를 보호할 수 있도록 하여야 한다.
도어 인터락 스위치는 연동형 이동식 가드(Interlocking movable guards)에 설치되어 도어가 닫힐 때까지 작동의 시작을 방지하며, 닫히지 않을 시 항상 정지명령을 전송하는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 작업 로봇(R)과 같은 기계의 구동 범위 부근을 펜스 등으로 둘러싼 위험영역의 도어(2)와 지주(1)에는, 위험 영역 내부로 들어간 작업자 등의 안전을 확보하기 위해, 도어(2)의 개방을 검지하여 기계를 정지시키는 인터락 스위치(10)가 설치된다.
상기 작업자 외의 다른 사람이 도어를 닫지 못하게 하기 위해 도어가 열린 상태에서 인터락 스위치(안전 스위치)에 조작 키(액추에이터)를 삽입하지 못하게 하는 장치가 국내 등록번호 제10-0835819호 공보에 개시되어 있다.
이 선행특허는 도 2에 도시된 바와 같이, 출입구의 연부를 형성하는 지주(支柱)에 마련된 도어스위치 유닛(11)과, 도어에 마련된 슬라이더 유닛(12)을 구비하고, 도어 스위치 유닛(11)과 슬라이더 유닛(12)은 도어가 닫힌 상태에서 대향하도록 배설된다.
상기 도어 스위치 유닛(11)에는 슬라이드 키 수단인 슬라이드 키 기구(K)가 마련되고, 이 슬라이드 키 기구(K)는 슬라이더 이동 방향인 수평 방향으로 빠지는 감합구멍부(15)가 형성되는 가이드(14)를 갖고 있으며 가이드(14)의 측면부에는 자물쇠(16)가 고정된다.
이 자물쇠(16)는 슬라이더 이동 저지 부재인 슬라이드 로크(17)를 회전 가능하게 지지하여, 자물쇠(16)의 구멍에 삽입한 키(18)를 90° 회전시킴에 의해 슬라이드 로크(17)를 감합구멍부(15) 내에서 90° 회전시킬 수 있고, 이 슬라이드 로크(17)의 회전으로 감합구멍부(15)와 슬라이더 유닛(12)의 슬라이더 감합부(37)의 감합이 가능하게 된다.
반대로, 자물쇠(16)의 구멍에 키(18)를 삽입하지 않아 슬라이드 로크(17)가 회전하지 않은 상태에서 감합구멍부(15)와 슬라이더 감합부(37)의 감합이 불가능하게 된다.
한편, 슬라이더 유닛(12)은 슬라이드 베이스(25)와, 이 슬라이드 베이스(25)를 슬라이드 하는 슬라이더(26)를 구비하고, 이 슬라이더(26)에는 핸들(30)이 마련되어 있으며, 이 핸들(30)의 앞 부분에는 슬라이더(26)의 이동 방향에 대해 직교하도록 하여 상·하의 암(31,32)이 돌설되어 하측의 암(32)의 앞 부분에는 액추에이터(33)가 고착되며, 슬라이더(26)의 앞측에는 슬라이더 감합부(37)가 형성된다.
또한, 도어 스위치 유닛(11)에는 액추에이터 키(33)가 진입하도록 헤드에 조작부(22)를 구비한 도어 스위치(20)가 고정된다.
상기 액추에이터 키(33)를 헤드의 조작부(22)에 삽입하는 경우, 주 회로(산업 기계에의 전원 공급 회로) 측 전환하여 작업 로봇이 운전 가능한 상태로 됨과 함께, 락 기구가 액추에이터 키(33)에 대해 자동으로 고정하여, 도어가 열리지 않도록 기계적으로 고정된다.
그러나 종래의 인터락 스위치는, 키 감지 시스템을 적용하기 위해 별도의 구성품으로 음성 버저 및 키 감지 홀더를 추가 장착하여 전체 구성이 복잡한 문제점이 있다.
또한, 종래의 인터락 스위치는, 별도의 키 감지 홀더를 부착하기 때문에 인터락 스위치 배선과 별도로 키 감지 홀더의 배선 작업을 해야하는 불편함이 있다.
또한, 종래의 인터락 스위치는, 슬라이드 전용키를 조작할 수 있는 자물쇠 뭉치가 인터락 스위치에 결합하기 때문에 일반적 타입의 인터락 스위치와 슬라이드 타입의 인터락 스위치를 구분하여 시스템을 구성하여 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 인터락 스위치는, 인터락 본체에서 셔터로 액추에이터 키를 막아 액츄에이터 클로즈를 방지시켜주므로 자동 셔터 기능을 갖추지 못하고 있다.
국내 등록번호 제10-0835819호(등록일자 2008년 05월 30일)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 음성출력 기능과 키감지 기능이 내장되어 통합적으로 제어가 가능한 시스템으로서, 위험지역 진입시 작업자의 키 소지를 유도하기 위하여 키 뭉치, 키 감지 센서와 키 상태를 알려주는 음성 스피커를 내장한 슬라이드 유닛을 인터락 스위치와 결합하여 구성한, 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 또한, 본 발명의 목적은 본체에 키 감지 기능이 내장되어 통합 배선이 가능하고 배선 공수를 줄일 수 있는, 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 인터락 스위치의 종류에 관계없이 단일모델의 슬라이드 유닛으로 구성할 수 있는, 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 자동 셔터 기능이 가능한, 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템은, 인터락 스위치와 도어스위치 유닛을 포함하고, 상기 도어스위치 유닛은 브라켓과 그 브라켓의 전면 상부에 결합하는 키 앗세이(key assay)를 포함하여 구성하되, 상기 인터락 스위치에는 배면에 암 커넥터가 형성되고 도어스위치 유닛의 브라켓에는 전면에 상기 암 커넥터와 대응되는 수 커넥터가 형성되어 상호 결합하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인터락 스위치에는 배면에 하나 이상의 요홈이 형성되고, 상기 브라켓에는 전면에 하나 이상의 돌기가 형성되어 상기 요홈에 끼워지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인터락 스위치는 내부에 수용부가 형성되어 솔레노이드, 센서 가이드, PCB가 수용되는 본체와;
상기 본체 상부에 결합하는 헤드와 형합하고 조작 키의 락(Lock) 상태를 제어하는 솔레노이드와, 상기 PCB에 실장된 광센서를 통해 락 상태를 체크하고, 전방에서 꽂아지는 매뉴얼키와 형합하여 매뉴얼키의 회전에 의해 락 상태를 해제하는 센서 가이드와;
상기 본체의 상부에 결합하고 조작 키를 사방에서 삽입할 수 있도록 삽입홀이 사방으로 연통되게 형성되는 헤드와;
상기 헤드의 삽입홀에 삽입과 이탈이 가능하고, 내부에 RFID IC가 내장되는 슬라이더 유닛의 태그 키 앗세이와;
상기 RFID IC와 RF 통신 방식으로 조작키를 감지하는 RFID 리더기와, 상기 RFID IC와의 데이터 송수신으로 설정된 보안코드가 맞는지 확인하여 동작 유무를 결정하는 마이크로프로세서를 실장하는 PCB; 를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 키 앗세이는 키의 회전을 방지하기 위한 구성으로 실린더 앗세이를 장착할 수 있도록 키브라켓 가이드의 전후를 관통하여 형성된 장착구의 일측에 구비되는 솔레노이드 앗세이와;
슬라이더 유닛의 인터락 키 삽입을 방지하기 위한 구성으로 상기 장착구의 타측에 구비되어 E 링에 의해 실린더 앗세이와 형합되는 플레이트와;
상기 장착구의 전면 외측에 대향되게 구비되어 키의 삽입 유무를 감지하는 적외선 앗세이와;
상기 장착부에 장착되어 키를 삽입한 상태에서 회전 동작에 따라 플레이트를 이동시키는 실린더 앗세이와;
상기 적외선 앗세이의 키의 삽입 유무 감지에 따라 음성을 출력하는 스피커;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적외선 앗세이는 적외선을 발신하는 IR 다이오드와, 이 적외선을 수신하는 포토 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명은, 도어 내부 탈출용 손잡이로서, 하부에서 바닥 가이드와 본체를 관통하여 상부의 핸들에 결합되는 슬라이더 레버와;
슬라이드 유동 방지를 위한 슬라이드 베이스로 길이방향으로 홈이 형성되고, 일측측 단부에 반원형의 걸림홀이 상하로 형성되는 바닥 가이드와;
상부의 핸들과 하부의 바닥 가이드에 결합되어 슬라이드 동작을 구현하는 슬라이드 본체와;
인서트 너트를 통해 슬라이드 본체에 고정되고 슬라이드 오픈시 외부 충격으로 클로즈가 되지 않도록 방호하는 것으로, 슬라이드 클로즈시 상부로 당겨 동작하는 인덱스 플런저와;
상기 슬라이드 본체에 고정되며 슬라이드 제어에 의한 슬라이드 클로즈시 브라켓에 형성된 삽입홀에 삽입되는 인터 락 키와;
상기 슬라이드 본체에 고정되며 인터락 스위치에 형성된 헤드의 삽입홀에 삽입과 이탈이 가능하고, 내부에 RFID IC가 내장되는 태그 키 앗세이; 를 포함하는 슬라이드 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따르면, 음성출력 기능과 키감지 기능이 내장되어 통합적으로 제어가 가능하며, 키 뭉치, 키 감지 센서와 키 상태를 알려주는 음성 스피커를 내장한 슬라이드 유닛을 인터락 스위치와 결합함으로써, 위험지역 진입 시 작업자의 키 소지를 유도하여 안전 사고를 사전에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본체에 키감지 기능이 내장되어 통합배선이 가능하고 배선 공수를 줄일 수 있다.
또한, 기존에는 슬라이드 전용키를 조작할 수 있는 키 뭉치가 인터락 스위치 본체에 결합하지만, 본 발명에서는 브라켓에 키 뭉치가 결합되어 있으므로, 이를 통해 인터락 스위치의 종류에 관계없이 단일모델의 슬라이드 유닛과 함께 구성이 가능해진다.
또한, 기존에는 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하고, 액츄에이터를 빼고 키를 돌려 셔터를 닫는 방식이었으나, 본 발명에서는 키 뭉치에서 키를 빼서 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하면 액츄에이터 키를 뺄 수 있고, 액츄에이터 키가 빠지면 셔터는 자유낙하 되어서 닫히는 방식을 사용한다.
또한, 본 발명에 따르면, 액츄에이터 키가 클로스된 상태에서 키 빠짐 동작이 선행되면, 셔터가 스프링의 힘으로 슬라이드 유닛에 걸쳐져 있고, 액츄에이터 키가 오픈되면 스프링 반발력으로 인해 셔터가 자동으로 내려가며, 다시 키를 꽂아서 키를 반대 방향(12시)으로 돌리면, 셔터가 상승(열림)하게 되는바, 이러한 동작은 키감지 시스템에서 키가 먼저 분리되는 동작이 선행되기 때문에 가능해지는 것이다.
도 1은 인터락 스위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 인터락 스위치를 나타내는 사시도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템의 커넥터를 통한 조립 관계를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3a에 나타낸 인터락 스위치의 분해도이다.
도 5는 도 3a에 나타낸 도어스위치 유닛의 분해도이다.
도 6은 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 내부 분해도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템에 구비되는 슬라이드 유닛의 분해도이다.
도 8은 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 분해도이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7에 나타낸 슬라이드 유닛의 동작 설명을 위한 사시도와 단면도이다.
도 10a와 도 10b는 도 3a 나타낸 도어스위치 유닛의 동작 설명을 위한 단면도이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템의 동작 설명을 위한 정면도와 단면도이다.
도 12a와 도 12b는 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 동작 설명을 위한 내부 사시도이다.
도 13a 내지 도 13c는 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 적외선 송수신 방식을 설명하기 위한 단면도이다.
도 14a와 도 14b는 도 3a에 나타낸 도어스위치 유닛의 솔레노이드 전원 공급에 따른 동작 설명을 위한 단면도이다.
도 15는 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 키 삽입에 따른 스피커 동작 설명을 위한 블록 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 참조번호 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
기존에는 키 감지 시스템을 적용하기 위해 별도에 구성품으로 음성 버저 및 키 감지 홀더를 추가 장착하여 시스템을 구성하였지만, 본 발명에서는 음성 버저 기능과 키 감지 센서가 시스템 내부에 내장되므로, 통합적으로 제어가 가능하다.
또한, 기존에는 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하고, 액츄에이터 키(조작 키)를 빼고 키를 돌려 셔터를 닫는 방식이었으나, 본 발명에서는 키 뭉치(키 앗세이)에서 키를 빼서 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하면 액츄에이터 키(조작 키)(610)를 뺄 수 있고, 액츄에이터 키가 빠지면 셔터는 자유낙하 되어서 닫히는 방식을 사용한다.
또한, 본 발명에 따르면, 액츄에이터 키(610)가 클로스된 상태에서, 키 빠짐 동작이 선행되면, 셔터가 스프링의 힘으로 슬라이드 유닛에 걸쳐져 있고, 액츄에이터가 오픈되면 스프링 반발력으로 인해 셔터가 자동으로 내려가며, 다시 키(512)를 꽂아서, 그 키(512)를 반대 방향(12시)으로 돌리면, 셔터가 상승(열림)하게 되는바, 이러한 동작은 키감지 시스템에서 키(512)가 먼저 분리되는 동작이 선행되기 때문에 가능해지는 것이다.
본 발명에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템에 있어서, 작업자의 진입절차와 복귀절차를 간략하게 설명하면 다음과 같다.
<진입 절차>
외부 시그널에 의해 키 뭉치(키 앗세이)(500)에 있는 솔레노이드(501)를 작동(전원인가)시켜서, 키(512)를 언락시킨다. -> 키 뭉치(500)에서 키(512)를 돌려뺀다(3시 방향으로). -> (음성멘트) -> 자동으로 인터락 스위치(200)가 언락된다. -> 슬라이드 유닛(600) 후진 및 인터락 스위치(200)에서 액추에이터 키를 뺀다(도어 열림). -> 셔터 하강(자유낙하)한다. -> 빠진 키(512)를 소지한 후 작업장으로 진입함으로써, 작업장 내부에 갇힘으로 인해 발생하는 안전사고를 사전에 방지할 수 있다.
<복귀 절차>
키(512)를 키 뭉치(500)에 꽂고 후 12시 방향으로 돌린다(음성멘트). -> 셔터가 열린다. -> 슬라이드 유닛(600) 전진 및 인터락 스위치(200)에 액츄에이터 키를 삽입한다(도어 닫힘). -> 외부에서 키 뭉치(500)에 있는 솔레노이드(501)를 작동(전원 해제) 시켜서 키(512)를 락 시킨다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템의 커넥터를 통한 조립 관계를 나타내는 사시도이다.
도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같이, 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템(100)은 인터락 스위치(200)와 도어스위치 유닛(300)을 포함하고, 도어스위치 유닛(300)은 브라켓(400)과 그 브라켓(400)의 전면 상부에 결합하는 키 앗세이(500)를 포함하여 구성된다.
이때, 인터락 스위치(200)에는 배면에 암 커넥터(202)가 형성되고 도어스위치 유닛(300)의 브라켓(400)에는 전면에 상기 암 커넥터(202)와 대응되는 수 커넥터(402)가 형성되어 상호 결합함으로써, 키 감지 신호와 스피커 신호가 커넥터(202,402)를 통해 연동되어 배선 연결을 통해 통합적으로 제어가 가능하다.
상기 인터락 스위치(200)에는 배면에 요홈(211,232)이 형성되고 브라켓(400)에는 전면에 돌기(431,432)가 형성되어 요홈(211,232)에 끼워짐으로써, 브라켓(400)에 인터락 스위치(400)가 안정적으로 결합된다.
도 4는 도 3a에 나타낸 인터락 스위치의 분해도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 인터락 스위치(200)는 본체(214), 헤드(215), 솔레노이드(210), 센서 가이드(221), 2 PCB(217,218), 케이블 앗세이(212), 커버 앗세이(222)를 포함하여 구성된다.
상기 본체(214)는 전방이 개방되어 내부에 수용부(214a)가 형성되며, 이 수용부(214a)에 솔레노이드(210), 센서 가이드(221), PCB(217,218)가 수용된다.
상기 솔레노이드(210)는 상부에 헤드(215)의 헤드핀과 형합하여 조작키(610)의 락 상태를 제어한다.
상기 센서 가이드(221)는 제1PCB(217)에 실장된 광센서를 통한 락(Lock) 상태를 체크하고, 전방에서 꽂아지는 커버 앗세이(222)에 구비된 매뉴얼 키와 형합하여 락 상태를 강제로 해제한다.
상기 PCB(217,218) 중 제1PCB(217)는 MCU 이중화회로, RFID 리더 IC, 상기 솔레노이드(210)의 상태 체크를 위한 광센서가 구비된다.
여기서, 상기 제1PCB(217)에서 솔레노이드(210)에 전원을 공급하는 경우 언락에 필요한 예를 들어, DC 24V로 동작을 유지하고, 일정시간 경과 후, 예를 들어, 10초 이후 포토인터럽트를 통해 언락 신호가 감지되면 고주파수 예를 들어, 22KHz의 온/오프 주파수를 이용하여 솔레노이드 온도 상승에 의한 발열을 방지한다.
이를 통해, 솔레노이드 흡인력 불량 시, 상기 포토인터럽트에서 솔레노이드(210)에 자동적으로 전압을 보상할 수 있다.
제2PCB(218)는 본체(214)에 하부에서 결합되는 케이블 앗세이(212)와 연결되고, 커버 앗세이(222)의 렌즈를 통해 현재 인터락 스위치(100)의 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 LED 회로가 구비된다.
커버 앗세이(222)는 상기 본체(214)의 개방된 전방에 결합되어 수용부(114a)에 구비된 솔레노이드(210), 센서 가이드(221), PCB(217,218)를 보호한다.
케이블 앗세이(212)는 상기 본체(214)의 하면에 커넥터(213)를 통해 결합되어 제2PCB(218)에 연결되며, 전원을 공급하거나 신호를 전달한다.
헤드(215)는 상기 본체의 상부에 결합되고 조작 키(612)를 사방에서 삽입할 수 있도록 삽입홀(215a)이 사방으로 연통되게 형성되며, 조작 키(612)에 락 동작을 구현하는 헤드핀과 현재 조작 키(612)의 삽입과 이탈을 체크할 수 있는 RFID 안테나(미도시)가 구비되어 RFID 리더기와 연결된다.
이와 같이 인터락 스위치는 기구적인 제어가 아니라 전자적인 제어로 이루어지기 때문에 고장에 대해 자기진단이 가능하고, 마모 등이 없어 수명이 월등히 높다.
도 5는 도 3a에 나타낸 도어스위치 유닛의 분해도이고, 도 6은 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 내부 분해도이며, 도 8은 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 분해도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 브라켓(400)의 전방 상부에 키 앗세이(500)가 결합하여 이루어진다.
브라켓(400)은 베이스(401)와 브라켓 본체가 그 테두리에 개재된 실링(406)을 통해 결합되고, 수 커넥터(402)가 탑재된 PCB(403)가 내장되어 수 커넥터가 상부로 돌출된다.
미설명 부호 405, 406은 고무 실링이다.
키 앗세이(500)의 본체(510)에는 실린더 앗세이(511)의 키 실린더 구동 및 적외선 앗세이(504)의 감지 센서, 스피커(515)를 내장한다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 키 앗세이(500)는 솔레노이드 앗세이(501), 플레이트(502), E 링(503), 적외선 앗세이(504), 키브라켓 가이드(505), PCB(508), 실린더 앗세이(511), 키(512), 스피커(515)를 포함하여 구성된다.
솔레노이드 앗세이(501)는 키(512)의 회전을 방지하기 위한 부품으로 실린더 앗세이(511)를 장착할 수 있도록 키브라켓 가이드(505)의 전후를 관통하여 형성된 장착구(520)의 일측에 구비된다.
플레이트(502)는 후술하는 슬라이드 유닛(600)의 인터락 키(610) 삽입을 방지하기 위한 부품으로 상기 장착구(520)의 타측에 구비되어 E 링(503)에 의해 실린더 앗세이(511)와 형합된다.
적외선 앗세이(504)는 상기 장착구(520)의 전면 외측에 대향되게 구비되어 키(512)의 삽입 유무를 감지한다. 키(512)의 삽입 이유를 감지하는 이유는 키를 분리(소지)해야만 위험지역 내부로 진입할 수 있도록 하기 위함이다.
PCB(508)는 상기 적외선 앗세이(504)와 스피커(515)의 동작 제어를 위한 전자부품이 실장된다.
실린더 앗세이(511)는 상기 장착부(520)에 장착되어 키(512)를 삽입한 상태에서 회전 동작에 따라 플레이트(502)를 상하로 유동시킨다.
키(512)는 상기 실린더 앗세이(511)에 삽입되어 회전 동작한다.
스피커(515)는 상기 키(512)의 실린더 앗세이(511) 삽입 여부에 따라 경고 음성을 출력한다.
미설명 부호 513은 실린더 앗세이 IP 보호용 키 러버이고, 514는 스피커 IP 보호용 고무 실링이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템에 구비되는 슬라이드 유닛의 분해도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 슬라이드 유닛(600)은 슬라이더 레버(601), 바닥 가이드(602), 슬라이드 본체(604), 인서트 너트(605), 핸들(606), 인덱스 플런저(608), 인터 락 키(610), 태그 키 앗세이(611,612,613,614,617)를 포함하여 구성된다.
슬라이드 레버(601)는 도어 내부 탈출용 손잡이로서, 하부에서 바닥 가이드(602)와 본체(604)를 관통하여 상부의 핸들(606)에 결합된다.
바닥 가이드(602)는 슬라이드 유동 방지를 위한 슬라이드 베이스로 길이방향으로 홈이 형성되고, 도면에서 보아 우측 단부에 반원형의 걸림홀(602a)이 형성된다.
슬라이드 본체(604)는 상부의 핸들(606)과 하부의 바닥 가이드(602)에 결합되어 슬라이드 동작을 구현한다.
인서트 너트(605)는 인덱스 플런저(608)를 슬라이드 본체(604)에 고정한다.
인덱스 플런저(608)는 슬라이드 본체(604)가 오픈 되었을 경우 외부 충격으로 클로즈가 되지 않도록 방호하는 것으로, 슬라이드 본체(604)의 클로즈시 인덱스 플런저(608)를 당겨 동작한다.
인터 락 키(610)는 상기 슬라이드 본체(604)에 고정되며, 슬라이드 본체 제어에 의해, 슬라이드 본체(604)의 클로즈시 브라켓(400)에 형성된 삽입홀(530a)에 삽입된다.
태그 키 앗세이(611,612,613,614,617)는 상기 슬라이드 본체(604)에 고정되며 키와 태그 안테나를 구비한다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7에 나타낸 슬라이드 유닛의 동작 설명을 위한 사시도와 단면도이다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 핸들(606)을 오른쪽으로 슬라이드 하여 슬라이드 본체(604)가 바닥 가이드(602)의 오른쪽으로 이동해서 오픈하면, 인덱스 플런저(608)가 바닥 가이드(602)의 반원형 걸림홀(602a)에 걸려 고정됨으로써 사용자 실수로 인한 닫힘을 방지한다.
도 9c 및 도 9d에 도시된 바와 같이, 인덱스 플런저(608)를 상부로 당겨 바닥 가이드(602)의 반원형 걸림홀(602a)에 빼내어, 핸들(606)을 왼쪽으로 슬라이드하여 슬라이드 본체(604)가 바닥 가이드(602)의 왼쪽으로 이동해서 클로즈 동작을 시행한다.
도 10a와 도 10b는 도 3a 나타낸 도어스위치 유닛의 동작 설명을 위한 단면도이다.
도 10a에 도시된 바와 같이 키(512)를 실린더 앗세이(511)에 삽입만 하는 경우 실린더 앗세이(511)와 솔레노이드(501)는 언락 상태이며, 이때 플레이트(502)는 닫혀져 있다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 키(512)를 실린더 앗세이(511)에 삽입하여 90° 회전시키면, 실린더 앗세이(511)의 빈틈으로 솔레노이드(501)의 머리가 들어가면서 록 상태가 되고, 이때 플레이트(502)는 열려져 있다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시 예에 따른 위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템의 동작 설명을 위한 정면도와 단면도이다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 키(512)를 실린더 앗세이(511)에서 빼내거나 단순 삽입한 상태에서는 키 앗세이(500)의 플레이트(502)가 삽입홀(530a) 쪽에 위치하여 슬라이드 유닛(600)의 인터락 키(610)가 삽입홀(530a)을 통해 키 앗세이(500) 내부로 진입하는 경우 플레이트(502)에 의해 막힘으로써, 슬라이드 유닛(600)을 삽입할 수 없다.
이를 통해 사용자가 키(512)를 소지하고 장비 내부에 진입하도록 유도할 수 있고, 키(512)를 소지하고 내부 진입시 외부에서 장비의 조작이 불가능하고 슬라이드 닫힘 방지를 구현할 수 있다.
도 11c 및 도 11d에 도시된 바와 같이, 키(512)를 실린더 앗세이(511)에 삽입하여 90° 회전하면, 키 앗세이(500)의 플레이트(502)가 삽입홀(530a) 상부에 위치하여 슬라이드 유닛(600)의 인터락 키(610)가 삽입홀(530a)을 통해 키 앗세이(500) 내부로 진입하고, 동시에 태그 키 앗세이(611,612,613,614,617)의 태크 키가 인터락 스위치(200)의 헤드(215)에 인서트 상태로 동작한다.
이를 통해 키(512)를 소지한 사용자가 최종적으로 장비 밖에서 키를 조작했을 때 도어 닫힘 후 장비의 구동이 가능하도록 구현할 수 있다.
즉, 브라켓(400)에서 셔터 역할을 하는 플레이트(502)로 슬라이드 유닛(600)에 별도의 액츄에이터 키(조작 키) 삽입 전에 선행적으로 액츄에이터의 클로즈(장비 가동 상태)를 막는다.
도 12a와 도 12b는 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 동작 설명을 위한 내부 사시도이다.
키(512)가 실린더 앗세이(511)에서 빠져 있는 경우 스피커(515)에서 "키가 빠졌습니다"와 같은 음성멘트를 출력하고, 도 12a에 도시된 바와 같이 키(512)를 실린더 앗세이(511)에 단순 삽입하면 스피커(515)에서 "키가 장착되었습니다."와 같은 음성멘트를 출력하며, 이때 플레이트(502)는 삽입홀(530a)을 내부에서 막아 폐쇄한 상태가 된다.
도 12b에 도시된 바와 같이 키(512)를 실린더 앗세이(511)에 삽입하여 90° 회전하면, 플레이트(502)가 약 5mm 정도 이동하여 삽입홀(530a)을 개방한 상태가 된다.
도 13a 내지 도 13c는 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 적외선 송수신 방식을 설명하기 위한 단면도이다.
적외선 앗세이(504)는 장착구(520)의 전면 외측에 대향되게 구비되고 적외선을 발신하는 IR 다이오드(541)와, 이 적외선을 수신하는 포토 다이오드(542)로 이루어진다.
도 13c와 같이, 키(512)가 실린더 앗세이(511)에 빠져 있는 경우 적외선을 포토 다이오드(542)에서 수신하고, 도 13b와 같이 키(512)가 실린더 앗세이(511)에 삽입되어 있는 경우 키(512)에 의해 적외선이 차단하여 포토 다이오드(542)에서 적외선을 수신하지 못한다.
이를 통해 키(512)의 삽입 여부를 감지할 수 있다.
도 14a와 도 14b는 도 3a에 나타낸 도어스위치 유닛의 솔레노이드 전원 공급에 따른 동작 설명을 위한 단면도이다.
도 14a에서 솔레노이드(501)에 전원이 공급되면 언락 상태를 유지하고, 언락시, 키(512)를 회전시킬 수 있는 구조로 변환된다.
도 14b에서 솔레노이드에 전원을 공급하지 않는 경우 키(512)를 삽입한 90° 회전하면, 실린더 앗세이(511)에 솔레노이드(501)가 삽입되어 회전 동작을 방지한다. 이 제어는 평상시(장비 가동시) 키(512) 회전 동작을 방지한다.
즉, 적외선 센서를 이용한 키 감지 기능과 내부 락 기능을 통해 장비 가동과 같은 특정 상황에서 키 회전을 방지하며, 키를 탈착해야만 위험 구역 내부로 진입할 수 있도록 키 감지 기능을 갖추고, 내부 락 기능에 의해 평상시 키 회전을 방지하고 솔레노이드 전원이 공급되면 키의 회전이 가능하다.
도 15는 도 3a에 나타낸 키 앗세이의 키 삽입에 따른 스피커 동작 설명을 위한 블록 구성도이다.
도 15에 도시된 바와 같이 IR 다이오드(541)와 포토다이오드(542)의 적외선 앗세이(504), 마이크로컨트롤러(543), 보이스 IC(544) 및 스피커(515)를 포함하여 구성된다.
도 13a 내지 도 13c의 방식으로 포토 다이오드(542)에서 수신한 정보로 마이크로컨트롤러(543)에서 키 삽입 여부를 판단한 다음 보이스 IC(544)를 통해 스피커(515)로 음성 신호를 전달한다.
이때 포토 다이오드(542)에서 적외선 미수신시에는 예를 들어, "키가 빠졌습니다"와 같은 음성멘트를 출력하고, 적외선 수신시에는 예를 들어 키가 삽입되어 있습니다'와 같은 음성멘트를 출력한다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따르면, 음성출력 기능과 키감지 기능이 내장되어 통합적으로 제어가 가능하며, 키 뭉치, 키 감지 센서와 키 상태를 알려주는 음성 스피커를 내장한 슬라이드 유닛을 인터락 스위치와 결합함으로써, 위험지역 진입 시, 작업자의 키 소지를 유도하여 안전사고를 사전에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본체에 키감지 기능이 내장되어 통합배선이 가능하고 배선공수를 줄일 수 있게 된다.
또한, 기존에는 슬라이드 전용키를 조작할 수 있는 키 뭉치가 인터락 스위치 본체에 결합하지만, 본 발명에서는 브라켓에 키 뭉치가 결합되어 있으므로, 이를 통해 인터락 스위치의 종류에 관계없이 단일모델의 슬라이드 유닛과 함께 구성이 가능해진다.
또한, 기존에는 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하고, 액츄에이터 키를 빼고 키를 돌려 셔터를 닫은 방식이었으나, 본 발명에서는 키 뭉치에서 키를 빼서 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하면 액츄에이터 키를 뺄 수 있고, 액츄에이터 키가 빠지면 셔터는 자유낙하 되어서 닫히는 방식을 사용한다.
또한, 본 발명에 따르면, 액츄에이터가 클로스된 상태에서, 키 빠짐 동작이 선행되면 셔터가 스프링의 힘으로 슬라이드 유닛에 걸쳐져 있고, 액츄에이터가 오픈되면 스프링 반발력으로 인해 셔터가 자동으로 내려가며, 다시 키를 꽂아서 키를 반대 방향(12시)으로 돌리면 셔터가 상승(열림)하게 되는바, 이러한 동작은 키감지 시스템에서 키가 먼저 분리되는 동작이 선행되기 때문에 가능해지는 것이다.
또한, 기존에는 키 감지 시스템을 적용하기 위해 별도에 구성품으로 음성 버저 및 키 감지홀더를 추가 장착하여 시스템을 구성하였지만, 본 발명에서는 음성 버저 기능과 키 감지 센서가 시스템 내부에 내장되어 있으므로, 통합적으로 제어가 가능하다.
또한, 기존에는 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락해제하고, 액츄에이터를 빼고 키를 돌려 셔터를 닫은 방식이었으나, 본 발명에서는 키 뭉치에서 키를 빼서 인터락 스위치에 있는 솔레노이드를 작동시켜 락을 해제하면 액츄에이터(조작 키)(610)를 뺄 수 있고, 액츄에이터가 빠지면 셔터는 자유낙하 되어서 닫히는 방식을 사용한다.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.
100: 인터락아웃 시스템 200: 인터락 스위치
300: 도어스위치 유닛 400: 브라켓
500: 키 앗세이 600: 슬라이드 유닛

Claims (8)

  1. 인터락 스위치와 도어스위치 유닛을 포함하고, 상기 도어스위치 유닛은 브라켓과 그 브라켓의 전면 상부에 결합하는 키 앗세이를 포함하여 구성하며,
    상기 인터락 스위치에는 배면에 암 커넥터가 형성되고 상기 도어스위치 유닛의 브라켓에는 전면에 상기 암 커넥터와 대응되는 수 커넥터가 형성되어 상호 결합하며;
    상기 인터락 스위치는 내부에 수용부가 형성되어 솔레노이드, 센서 가이드, PCB가 수용되는 본체와,
    상기 본체 상부에 결합되는 헤드와 형합하고 조작 키의 락(Lock) 상태를 제어하는 솔레노이드와,
    상기 PCB에 실장된 광센서를 통해 락 상태를 체크하고, 전방에서 꽂아지는 매뉴얼키와 형합하여 매뉴얼키의 회전에 의해 락 상태를 해제하는 센서 가이드와,
    상기 본체의 상부에 결합되고 조작키를 사방에서 삽입할 수 있도록 삽입홀이 사방으로 연통되게 형성되는 헤드와,
    상기 헤드의 삽입홀에 삽입과 이탈이 가능하고, 내부에 RFID IC가 내장되는 슬라이드 유닛의 태그 키 앗세이와,
    상기 RFID IC와 RF 통신 방식으로 조작키를 감지하는 RFID 리더기와,
    상기 RFID IC와의 데이터 송수신으로 설정된 보안코드가 맞는지 확인하여 동작 유무를 결정하는 마이크로프로세서를 실장하는 PCB를 구비하는 것을 특징으로 하는;
    위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터락 스위치에는 배면에 하나 이상의 요홈이 형성되고, 상기 브라켓에는 전면에 하나 이상의 돌기가 형성되어 상기 요홈에 끼워지는 것을 특징으로 하는,
    위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 키 앗세이는,
    키의 회전을 방지하기 위한 구성으로 실린더 앗세이를 장착할 수 있도록 키브라켓 가이드의 전후를 관통하여 형성된 장착구의 일측에 구비되는 솔레노이드 앗세이와;
    슬라이드 유닛의 인터락 키 삽입을 방지하기 위한 구성으로 상기 장착구의 타측에 구비되어 E링에 의해 실린더 앗세이와 형합되는 플레이트와;
    상기 장착구의 전면 외측에 대향되게 구비되어 키의 삽입 유무를 감지하는 적외선 앗세이와;
    상기 장착구에 장착되어 키를 삽입한 상태에서 회전 동작에 따라 플레이트를 이동시키는 실린더 앗세이와;
    상기 적외선 앗세이의 키의 삽입 유무 감지에 따라 음성을 출력하는 스피커를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적외선 앗세이는 적외선을 발신하는 IR 다이오드와, 이 적외선을 수신하는 포토 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    도어 내부 탈출용 손잡이로서, 하부에서 바닥 가이드와 본체를 관통하여 상부의 핸들에 결합되는 슬라이더 레버와;
    슬라이드 유동 방지를 위한 슬라이드 베이스로 길이방향으로 홈이 형성되고, 일측측 단부에 반원형의 걸림홀이 상하로 형성되는 바닥 가이드와;
    상부의 핸들과 하부의 바닥 가이드에 결합되어 슬라이드 동작을 구현하는 슬라이드 본체와;
    인서트 너트를 통해 슬라이드 본체에 고정되고 슬라이드 오픈시 외부 충격으로 클로즈가 되지 않도록 방호하는 것으로, 슬라이드 클로즈시 상부로 당겨 동작하는 인덱스 플런저와;
    상기 슬라이드 본체에 고정되며 슬라이드 제어에 의한 슬라이드 클로즈시 브라켓에 형성된 삽입홀에 삽입되는 인터 락 키와;
    상기 슬라이드 본체에 고정되며 인터락 스위치에 형성된 헤드의 삽입홀에 삽입과 이탈이 가능하고, 내부에 RFID IC가 내장되는 태그 키 앗세이; 를 포함하는 슬라이드 유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는,
    위험구역 진입시 작업자의 키 소지 유도형 키 감지 기능과 음성 스피커를 결합한 트랜스폰더 인터락 락아웃 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
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