KR20030065990A - Proximity Sensing Device to Dangerous Machine Using Laser - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저를 이용한 위험기계로의 근접 감지장치에 관한 것으로 더욱 상세히는, 프레스 등 위험기계로의 근접(즉, 작업자의 손이나 일부 신체 등이 위험지역으로 근접)되는 것을 단일성과 코히어런스, 방향성 및 초점성을 갖는 레이저를 이용하여 정확히 감지하여 위험기계로 인해 발생될 수 있는 재해를 완벽히 예방할 수 있음은 물론 인체 근접감지를 통해 위험기계의 작동을 정지시키는 방호장치로써의 신뢰성과 편리성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a proximity sensor to a dangerous machine using a laser, and more particularly, to close to a dangerous machine such as a press (that is, a worker's hand or a part of a body, etc., to a dangerous area). By using a laser with directivity and focus, it can accurately detect and prevent accidents that can be caused by dangerous machines, as well as reliability and convenience as a protection device that stops the operation of dangerous machines through proximity detection. It is invented to greatly improve the.
종래 위험기계에서는 주로 감응식 방호장치 즉, 적외선을 이용한 근접 감지장치를 사용하여 방호장치를 작동시키는 구성으로 되어 있다.In the conventional dangerous machine, the protective device is mainly configured by using a sensitive protective device, that is, a proximity sensor using infrared rays.
이와같은 적외선 방호장치는 통상 일측부에 발광 및 수광 다이오드를 구비한 적외선 감지센서를 설치하고 타측에 반사경을 설치하여 발광다이오드에서 발사된 빛이 반사경에 반사되어 수광 다이오드로 유입되면 위험기계로이 인체를 포함한 각종 물체 등의 접근이 없음으로 인지하고, 인체나 물체로 인해 적외선이 차단되면 위험기계로의 접근이 이루어진 것으로 인식하여 방호장치를 작동시키는 구성으로 되어 있다.Such an infrared protection device usually installs an infrared sensor having light emitting and light receiving diodes on one side and a reflecting mirror on the other side. Recognizing that there is no access to the various objects, including, and when the infrared rays are blocked by the human body or objects, it is recognized that the access to the dangerous machine is made to operate the protection device.
그런데, 이와같은 적외선 감응식 방호장치는 적외선 감지센서 장치가 발,광 수광 다이오드로 구성됨은 물론 대부분 일체로 구성되어 있어 넓은 면적을 감지하기 위해서는 수개의 감지센서를 설치해야 하므로 기구적으로 복집할 뿐만 아니라 설치비용이 많이들고, 또 적외선 수광형식은 발광부(즉 발광다이오드)에서 발생된는 광선이 직성성을 갖지 않고 확산되는 형태로 조사되므로 수광부(즉, 수광 다이오드)에서 감지할시 타 발광부에서 발생된 빛까지 이중으로 감지하게 되어 감지 불능 영역이 발생하므로 안정성이 확보되지 못한 문제점이 있다.By the way, the infrared sensitive protection device is not only composed of the light emitting diode, the light-emitting diode, but also most of them are integrally composed so that several sensors can be installed to detect a large area. In addition, the installation cost is high, and the infrared light receiving type is irradiated in a form in which light emitted from the light emitting unit (ie, a light emitting diode) is diffused without being linear. There is a problem in that the stability is not secured because the detection of the generated light is generated by a double detection area.
본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 단일성과 코히어런스, 방향성 및 초점성을 갖는 레이저를 이용하여 위험기계로 근접되는 인체 및 각종 물체를 감지하는 방식을 채택하여 위험기계로 인해 발생될 수 있는 재해를 완벽히 예방할 수 있음은 물론 인체 근접감지를 통해 위험기계의 작동을 정지시키는 방호장치로써의 신뢰성과 편리성을 대폭 향상시킬 수 있고, 또한 하나의 레이저 발광 다이오드와 수광 다이오드 및 2개의 반사경을 이용하여 다단으로 반사시키는 방식을 통해 넓은 지역을 감지할 수 있도록 하여 설치비를 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 구조의 단순함을 통한 내구성을 확보할 수 있는 레이저를 이용한 위험기계로의 근접 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by adopting a method of detecting the human body and various objects approaching the dangerous machine by using a laser having a unity, coherence, direction and focus. It can completely prevent the disasters caused by the machine, and can greatly improve the reliability and convenience as a protection device that stops the operation of the dangerous machine through the proximity detection of the human body. By using multi-stage reflecting method with diode and two reflectors, large area can be detected and the installation cost can be greatly reduced, and the laser can be used as a dangerous machine to secure durability through simplicity of structure. The object is to provide a proximity sensing device.
상기한 본 발명의 목적은, 위험기계의 소정위치에서 소정 거리를 두고 서로 평행하게 고정 설치되는 한쌍의 지지바와; 상기 지지바의 대향면에 각각 부착 설치되어 레이저 발광 다이오드에서 발생되는 레이저 빛을 일정 각도로 다단 반사시켜 주는 한쌍의 반사경과; 광선각도 조절기를 구비하고 상기 지지바 중 어느 일측 지지바의 상면 또는 하면부에 축지되어 레이저 발진기에서 출력되는 신호에 부응하는 레이저 빛을 발생시키는 레이저 발광 다이오드와; 광선각도 조절기를 구비하고 상기 지지바 중 어느 일측 지지바의 하면 또는 상면부에 축지되어 상기 레이저 발광 다이오드에서 발사되어 반사경들을 통해 반사되어 도달되는 레이저 빛을 수광하여 방호장치 제어부에서 감시신호로써 인지하도록 전기적인 신호로 변환시켜 주는 레이저 수광 다이오드로 구성하므로써 달성할 수 있다.The object of the present invention is a pair of support bars fixedly installed in parallel to each other at a predetermined distance from a predetermined position of the dangerous machine; A pair of reflecting mirrors attached to opposite surfaces of the support bar to reflect the laser light generated from the laser light emitting diodes at a predetermined angle; A laser light emitting diode having a beam angle controller, the laser light emitting diode being condensed on an upper surface or a lower surface of any one of the support bars to generate laser light corresponding to a signal output from a laser oscillator; It is provided with a beam angle adjuster and is condensed on the lower surface or the upper surface of any one of the support bar, the laser light emitted from the laser light emitting diode and reflected through the reflector to receive the laser signal to be recognized as a monitoring signal from the controller This can be achieved by constructing a laser-receiving diode that converts it into an electrical signal.
따라서, 위험기계로 근접되는 인체 및 각종 물체를 레이저를 이용하여 감지할 수 있으므로 위험기계로 인해 발생될 수 있는 재해를 완벽히 예방할 수 있음은 물론 인체 근접감지를 통해 위험기계의 작동을 정지시키는 방호장치로써의 신뢰성과 편리성을 대폭 향상시킬 수 있고, 적은 설치비를 들여 넓은 지역을 정확히 감지할 수 있음은 물론 구조가 단순하여 내구성을 확보할 수 있는 것이다.Therefore, the human body and various objects approaching the dangerous machine can be detected by using the laser, thus preventing the disasters that may be caused by the dangerous machine, as well as the protection device that stops the operation of the dangerous machine through the proximity detection of the human body. As a result, reliability and convenience can be greatly improved, a large area can be accurately detected at a low installation cost, and a simple structure can ensure durability.
도 1은 본 발명 장치의 설치 상태 예시도.Figure 1 is an illustration of the installation state of the device of the present invention.
도 2는 본 발명 장치의 일부 확대 사시도.2 is a partially enlarged perspective view of the device of the present invention.
도 3은 본 발명 장치의 일부 확대 측단면도.3 is a partially enlarged side cross-sectional view of the device of the present invention.
도 4는 본 발명 장치의 일부 평단면도.4 is a partial cross-sectional view of the device of the present invention.
* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 지지바 2 : 반사경1: support bar 2: reflector
3 : 레이저 발광 다이오드 4 : 레이저 수광 다이오드3: laser light emitting diode 4: laser light emitting diode
5 : 광선각도 조절기 6 : 레이저 발진기5: beam angle adjuster 6: laser oscillator
7 : 방호장치 제어부 51 : 지지편7: protective device control unit 51: support piece
52 : 클립 53 : 각도조절용 볼트52: clip 53: angle adjustment bolt
54 : 축54: axis
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 장치의 설치 상태 예시도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명장치의 일부 확대 사시도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 장치의 일부 확대 측단면도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 장치의 일부 평단면도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows an exemplary view of the installation state of the device of the present invention, Figure 2 shows a partially enlarged perspective view of the device of the present invention, Figure 3 shows a partially enlarged side cross-sectional view of the device of the present invention, Figure 4 is a device of the present invention Some of the cross-sectional views are shown.
이에 따르면, 위험기계의 소정위치에서 소정거리를 두고 동일 높이상에서 서로 평행하게 고정 설치되는 소정길이를 갖는 한쌍의 지지바(1)와;According to this, there is provided a pair of support bars (1) having a predetermined length fixed in parallel with each other on the same height at a predetermined distance from a predetermined position of the dangerous machine;
상기 지지바(1)의 대향면에 각각 부착 설치되어 레이저 발광 다이오드(3)에서 발생되는 레이저 빛을 발사각에 대응하여 일정 각도로 다단 반사시켜 주는 한쌍의 반사경(2)과;A pair of reflectors (2) attached to opposite sides of the support bar (1) to reflect the laser light generated from the laser light emitting diode (3) at a predetermined angle corresponding to the firing angle;
광선각도 조절기(5)를 구비하고 상기 지지바(1) 중 어느 일측 지지바의 상면 또는 하면부에 축(54)을 중심으로 화동 가능하게 축지되어 레이저 발진기(6)에서 출력되는 신호에 부응하는 레이저 빛을 상대방 지지바의 반사경측으로 발생시켜 주는 레이저 발광 다이오드(3)와;It is provided with a beam angle adjuster (5) and is axially rotatably centered on the upper or lower surface of any one of the support bar (1) of the support bar (1) to respond to the signal output from the laser oscillator (6) A laser light emitting diode (3) for generating laser light toward the reflector side of the support bar;
상기 레이저 발광 다이오드(3)와 같은 구조의 광선각도 조절기(5)를 구비하고 상기 지지바(1) 중 어느 일측 지지바의 하면 또는 상면부에 축(54)을 중심으로 회동 가능하게 축지되어 상기 레이저 발광 다이오드(3)에서 발사되어 반사경(2)들을 통해 다단으로 반사되어 도달되는 레이저 빛을 수광하여 방호장치 제어부(7)에서 감시신호로써 인지하도록 전기적인 신호로 변환시켜 주는 레이저 수광 다이오드(4)로 구성한 한 것을 특징으로 한다.It is provided with a beam angle adjuster 5 of the same structure as the laser light emitting diode (3) and is rotatably axially rotatable around the shaft (54) on the lower surface or the upper surface of any one of the support bar (1) A laser light emitting diode (4) which receives laser light emitted from the laser light emitting diode (3) and is reflected in multiple stages through the reflectors (2) and converts it into an electrical signal so that the protection device controller (7) recognizes it as a monitoring signal (4). It is characterized by one consisting of).
이때, 상기 광선각도 조절기(5)는 지지바(1)에 대해 직각으로 절곡 형성된 지지편(51)과; 상기 지지편(51)에 볼트 체결된 형태를 갖고 레이저 발광 다이오드(3)와 레이저 수광 다이오드(4)의 후방부에 설치되어 있는 클립(52)에 볼트 체결된 각도조절용 볼트(53)로 구성한 것을 특징으로 한다.At this time, the beam angle adjuster 5 is a support piece 51 bent at a right angle with respect to the support bar (1); It consists of a bolt fastened to the support piece 51 and the angle adjusting bolt 53 bolted to the clip 52 provided in the rear portion of the laser light emitting diode (3) and the laser light receiving diode (4). It features.
상기에서 레이저 발광 다이오드(3)와 레이저 수광 다이오드(4)는 일측 지지바(1)의 상면과 하면부에 각각 설치한 형태를 도면으로 도시하였으나, 이를 상호 바꾸어 설치해도 부방하다.Although the laser light emitting diode 3 and the laser light receiving diode 4 are illustrated in the drawings, respectively, the upper and lower surfaces of the support bar 1 may be installed in the drawings.
이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the device of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 위험기계의 소정위치에서 소정거리를 두고 동일 높이상에서 서로 평행하게 고정 설치되는 한쌍의 지지바(1)는 도면상 '["형상을 갖도록 도시하였는데, 이는 외부 빛이 유입되어 반사경(2)에 반사되는 것을 방지함과 동시에 그로 인한 간섭을 방지하기 위한 것으로, 이와같은 외부 빛의 유입이 없다면 판상 또는 사각본체 형상을 가져도 무관하다.First, a pair of support bars 1 fixedly installed parallel to each other on the same height at a predetermined distance from a predetermined position of a dangerous machine are illustrated to have a '[' shape in the drawing, in which external light is introduced into the reflector 2 It is to prevent the reflection and at the same time to prevent the interference, and if there is no inflow of such external light may have a plate-shaped or square body shape.
또한, 상기 지지바(1)의 대향면에는 각각 반사경(2)들을 설치하여 레이저 발광 다이오드(3)에서 발생되는 레이저 빛이 조사각 대응하여 일정 각도로 다단 반사되도록 하게 되는데, 상기 레이저 발광 다이오드(3)의 조사각도와 반사경의 길이에 따라 각각의 반사경(2)에서 반사되는 횟수(즉, 다단반사 횟수)가 결정되어진다.In addition, reflecting mirrors 2 are provided on opposite surfaces of the support bar 1 so that the laser light generated from the laser light emitting diodes 3 is reflected in multiple stages at a predetermined angle corresponding to the irradiation angle. According to the irradiation angle of 3) and the length of the reflecting mirror, the number of reflections (ie, the number of multi-stage reflections) of each reflecting mirror 2 is determined.
한편, 레이저 발진기(6)에서 출력되는 신호에 부응하는 레이저 빛(예를들어 인체에 피해를 주지 않토록 1.3-1.5μm IR)을 일정 출력(예를들어 1-2W)을 상대방 지지바의 반사경측으로 발생시켜 주는 레이저 발광 다이오드(3)와, 상기 레이저 발광 다이오드(3)에서 발사되어 반사경(2)들을 통해 다단으로 반사되어 도달되는 레이저 빛을 수광하여 방호장치 제어부(7)에서 감시신호로써 인지하도록 전기적인 신호로 변환시켜 주는 레이저 수광 다이오드(4)는 각각 상기 지지바(1) 중 어느 일측 지지바의 하면 또는 상면부에 설치하게 된다.On the other hand, the laser beam corresponding to the signal output from the laser oscillator 6 (e.g. 1.3-1.5μm IR so as not to damage the human body) and a constant output (e.g. 1-2W) to the reflector of the other support bar The laser light emitting diode (3) generated to the side and the laser light emitted from the laser light emitting diode (3) and reflected by multiple stages through the reflecting mirrors (2) are received and recognized as a monitoring signal by the protective device controller (7). The laser light-emitting diodes 4, which are converted into electrical signals, are installed on the lower surface or the upper surface of any one of the support bars 1 of the support bars 1, respectively.
또한, 상기 레이저 발광 다이오드(3)와 레이저 수광 다이오드(4)의 조사각 및 수광각을 조절하기 위하여 각각의 소자 중간부를 지지바(1)에 축(54)을 통해 축지시킴과 동시에 그 후방부에는 광선각도 조절기(5)를 구비시켰다.Further, in order to adjust the irradiation angle and the light receiving angle of the laser light emitting diodes 3 and the laser light receiving diodes 4, the middle portion of each element is axially supported on the support bar 1 through the shaft 54 and at the rear thereof. It was equipped with the light angle regulator 5.
이때, 상기 광선각도 조절기(5)는 지지바(1)에 대해 직각으로 절곡 형성된 지지지편(51)과, 상기 지지편(51)에 볼트 체결된 형태를 갖고 레이저 발광 다이오드(3)와 레이저 수광 다이오드(4)의 후방부에 설치되어 있는 클립(52)에 볼트 체결된 각도조절용 볼트(53)로 구성하였다.At this time, the beam angle adjuster 5 has a support piece 51 bent at a right angle with respect to the support bar 1, and a bolt fastened to the support piece 51, the laser light emitting diode 3 and the laser light receiving It consisted of the angle adjusting bolt 53 bolted to the clip 52 provided in the rear part of the diode 4.
따라서, 상기 각도조절용 볼트(53)를 적절히 회전시키면 레이저 발광 다이오드(3)와 레이저 수광 다이오드(4)가 각각 축(54)을 중심으로 시계 또는 반시계 방향으로 회전하게 되므로 레이저 빛의 조사각 및 수신각을 사용자 또는 설치자가 임으로 조절하여 레이저 빛의 다단 반사횟수 및 그 영역을 자유롭게 조절할 수 있는것이다.Accordingly, when the angle adjusting bolt 53 is properly rotated, the laser light emitting diode 3 and the laser light emitting diode 4 rotate in a clockwise or counterclockwise direction with respect to the axis 54, respectively. By adjusting the reception angle at any time by the user or installer, the number of multi-stage reflections of the laser light and its area can be freely adjusted.
이와같이 하나의 레이저 발광 다이오드(3)와 레이저 수광 다이오드(4)를 대향면에 각각 반사경(2)이 구비된 한쌍의 지지바(1)중 어느 일측 지지바(1)의 상면 또는 하면에 각각 설치하고, 상기 광선각도 조절기(5)를 적절히 조절하여 레이저 빛의 조사각 및 수광각을 조절한 다음, 레이저 발진기(6)를 작동시키게 되면 상기 레이저 발광 다이오드(3)에서 발생된 빛이 도 1과 같이 지지바(1)들의 대향면에 각각 설치되어 있는 반사경(2)을 통해 지그제그식로 다단 반사된 후, 최종적으로 상기 레이저 수광 다이오드(4)로 수광되어 방호장치 제어부(7)로 입력되므로 비교적 넓은 영역도 무감지 영역이 없으면서도 외부 빛의 간섭없이 정확히 감시해 낼 수 있는 것이다.Thus, one laser light emitting diode 3 and a laser light receiving diode 4 are respectively installed on the upper or lower surface of any one of the support bars 1 of the pair of support bars 1 provided with the reflector 2 on the opposite surface, respectively. When the beam angle controller 5 is appropriately adjusted to adjust the irradiation angle and the light receiving angle of the laser light, and then the laser oscillator 6 is operated, the light generated by the laser light emitting diode 3 is shown in FIG. Since the multi-stage reflection in a zigzag manner through the reflecting mirrors 2 respectively provided on the opposing surfaces of the support bars 1 is finally received by the laser light-receiving diode 4 and is input to the protection device controller 7. Even a relatively large area can be accurately monitored without interference from outside light without an insensitive area.
이때, 레이저는 단일성과 코히어런스, 방향성 및 초점성을 갖게 되므로 위험기계로 근접되는 인체 및 각종 물체를 정확히 감지할 수 있는데, 만약 인체의 일부나 각종 물체등이 위험기계로 근접되어 레이저 발광 다이오드(3)에서 발사되어 반사경(2)들을 통해 지그제그로 다단 반사되던 레이저가 어느 일정 역역에서 차단되면 레이저 수광 다이오드(4)에서 레이저 빛을 수광하지 못하게 되므로 방호장치 제어부(7)에서 이를 인식하고 도시 생략된 방호장치를 구동시켜 위험기계의 계속적인 구동 자체를 차단시키게 되므로 위험기계로 인해 발생될 수 있는 재해를 완벽히 예방할 수 있는 것이다.At this time, since the laser has unity, coherence, directionality and focus, the laser can accurately detect the human body and various objects that are close to the dangerous machine. When the laser beam emitted from (3) and reflected by the multi-stage zigzag through the reflectors (2) is blocked at a certain station, the laser light receiving diode (4) cannot receive the laser light, so the protection device controller (7) recognizes this. By driving the protection device (not shown) to block the continuous operation of the dangerous machine itself, it is possible to completely prevent the disaster that can be caused by the dangerous machine.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 단일성과 코히어런스, 방향성및 초점성을 갖는 레이저를 이용하여 위험기계로 근접되는 인체 및 각종 물체를 감지하는 방식을 채택하므로써, 위험기계로 인해 발생될 수 있는 재해를 완벽히 예방할 수 있음은 물론 인체 근접감지를 통해 위험기계의 작동을 정지시키는 방호장치로써의 신뢰성과 편리성을 대폭 향상시킬 수 있고, 또한 하나의 레이저 발광 다이오드와 수광 다이오드 및 2개의 반사경을 이용하여 다단으로 반사시키는 방식을 통해 넓은 지역을 감지할 수 있으므로 설치비를 대폭 절감시킬 수 있음은 물론 구조의 단순함을 통한 내구성을 확보할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, by adopting a method of detecting a human body and various objects approaching a dangerous machine by using a laser having unity, coherence, directionality and focus, it can be generated by the dangerous machine. It is possible to completely prevent a disaster, as well as greatly improve the reliability and convenience as a protection device that stops the operation of dangerous machines through the proximity detection of the human body, and also allows one laser light emitting diode, a light receiving diode, and two reflectors to be By using a multi-stage reflection method, a large area can be detected, which can greatly reduce installation costs and ensure durability through simplicity of structure.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |