KR100200933B1 - Remote control system of excavator - Google Patents
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Abstract
본 발명 장치에서는 운전자측(100)이 작업명령을 송신함과 동시에 굴삭기측(200)으로 부터 작업상황에 대한 정보를 수신하도록 하고, 굴삭기측(200)은 운전자측(100)으로부터의 작업명령에 따른 작업을 수행함과 동시에 운전자측(100)으로 작업상황에 대한 정보를 송신하도록 하는 양방향 제어방식을 채택함에 의해 운전자가 굴삭기로 부터 원거리에서 작업하더라도 실제로 운전자가 굴삭기에 탑승하여 작업을 하는 듯한 느낌으로 작업을 할 수 있게 되는 굴삭기의 원격조정 시스템에 관한 것이다.In the apparatus of the present invention, the driver side 100 transmits a work command and simultaneously receives information on the work situation from the excavator side 200, and the excavator side 200 responds to the work command from the driver side 100. By adopting the two-way control method to transmit the information on the work situation to the driver side (100) at the same time, even if the driver is working from a long distance from the excavator, the driver feels as if they are actually working on the excavator. It is about a remote control system of an excavator that can work.
Description
제1도는 본 발명인 원격조정 시스템의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of a remote control system of the present invention.
제2도는 본 발명인 원격조정 시스템중 일요부인 카메라 조작부만을 도시한 요부발췌도.Figure 2 is an excerpt of the main part showing only the camera operation unit that is the main part of the present inventors remote control system.
제3도는 본 발명인 원격조정 시스템중 슬래이브측 유압구동관계를 설명하는 블럭도.Figure 3 is a block diagram illustrating the slave side hydraulic drive relationship of the present invention remote control system.
제4도는 본 발명장치가 설치된 굴삭기의 측면도이다.4 is a side view of an excavator equipped with the present invention device.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 운전자 측 110 : 입체영상 수신제어회로100: driver side 110: stereoscopic image reception control circuit
111 : 입체영상 표시부 120 : 카메라 조작 신호처리회로111: stereoscopic image display unit 120: camera operation signal processing circuit
121 : 카메라 조작부 121a : 조이스틱121: camera control unit 121a: joystick
121b : 스위치 121c,121d,121e : 푸쉬버튼121b: Switch 121c, 121d, 121e: Push Button
130 : 운전자 단위신호 컨트롤라 131 : 어태치먼트 조작부130: driver unit signal controller 131: attachment operation unit
132 : 주행조작부 133 : 좌석 요동부132: driving operation unit 133: seat swing portion
134 : 음향 재생부 200 : 굴삭기측134: sound reproducing unit 200: excavator side
210 : 입체영상 신호처리회로 211 : CCD 카메라210: stereoscopic image signal processing circuit 211: CCD camera
212 : 전동줌렌즈 220 : 카메라 조작 수신제어회로212: electric zoom lens 220: camera operation reception control circuit
221 : 카메라 구동부 230 : 굴삭기 단위신호 컨트롤라221: camera driving unit 230: excavator unit signal control
231 : 압력센서 232 : 포텐쇼메타231: pressure sensor 232: potentiometer
233 : 전자비례 제어밸브 234 : 경사각센서233: electronic proportional control valve 234: inclination angle sensor
235 : 마이크 236 : 구동 주제어밸브235: microphone 236: driving main valve
237 : 유압구동실린더 300 : 송수신장치237: hydraulic drive cylinder 300: transceiver
본 발명은 굴삭기의 원격조정시스템에 관한 것으로, 운전자의 감각이나 조작능력이 산악지대와 같은 위함한 장소에 위치한 무인 굴삭기에 용이하게 전달되도록 함에 의해 위험부담없이 작업을 수행할 수 있도록 하는 굴삭기 원격조정 시스템에 관한 것이다. 굴삭기는 주로 흙을 파는 작업을 하기 위한 장비로서 경우에 따라서는 산악지대나 광산 등과 같은 위험도가 높은 장소에서도 작업을 하여야 하는데, 이러한 장소에서 작업을 할 경우 굴삭기가 전락, 전도 되거나 충돌이 발생할 수 있으며, 굴삭기 자체의 이상에 의한 재해가 발생될 수 있으므로 운전자가 사고를 당하게 되는 문제점이 있었다.The present invention relates to a remote control system of an excavator, the remote control of the excavator so that the driver's sense or operation ability can be easily transmitted to an unmanned excavator located in a dangerous place such as a mountainous area so that the operation can be performed without risk. It's about the system. Excavator is mainly used for digging work. In some cases, it is necessary to work in high-risk places such as mountainous areas or mines. If you work in such a place, the excavator may fall, fall or crash. Since a disaster may occur due to an abnormality of the excavator itself, there was a problem that the driver is in an accident.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에 굴삭기를 무인화하고 상기 굴삭기로 부터 이격된 안전한 장소에서 원격조정토록하는 굴삭기 원격 조정 시스템에 대해 연구되고 있는데, 현재 주로 상용화되는것은 단방향 제어방식으로서 운전자가 작업현상으로부터 근거리에서 직접 굴삭기의 작업상황을 보면서 각종 어태치먼트(붐, 암, 버켓, 선회장치)를 조정하여야 하며 운전자측은 작업명령을 송신하고 굴삭기측은 명령내용을 수신하여 작업을 실행하기만 한다. 이러한 시스템은 구조적으로나 구현성 측면에서 가장 간단하므로 제조원가가 저렴한 장점은 있으나 작업중 운전자가 작업상황을 계속적으로 관측하여야만 하므로 운전자가 직접 굴삭기를 볼 수 없게 되는 경우에는 전혀 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었으며, 운전자가 직접 굴삭기를 볼 수 있는 경우에도 작업도중 RPM 감소나 차체 기울어짐에 대한 정보 또는 작업중 발생되는 소리가 운전자에 제대로 전달될 수 없으므로, 운전자가 원격 조정중 작업 상황에 적합한 제어를 하기가 매우 어렵게 되는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, the excavator remote control system which unmanned the excavator and makes the remote control in a safe place away from the excavator has been studied recently. Various attachments (boom, arm, bucket, turning device) should be adjusted while watching the working condition of the excavator directly from the short distance, and the operator sends the work command and the excavator receives the command contents and executes the work. This system is the simplest in terms of structure and practicality, so the manufacturing cost is inexpensive. However, since the operator must continuously observe the working situation during the operation, it cannot be used at all when the driver cannot see the excavator directly. Even if the excavator can see the excavator directly, information about the reduction of the RPM during operation or the body tilt or the sound generated during the operation cannot be properly transmitted to the driver, which makes it very difficult for the driver to control the work situation during the remote control. There was this.
종래에도 이러한 문제점들을 개선하기 위하여, 국내 특허공개번호 제92-4674호에서는 운전석의 작업레버에 모터 구동의 지그를 설치하고 운전자가 가까운 거리에서 굴삭기를 보면서 원격조정할 수 있도록 한 바 있으나, 이러한 종래 방법에서는 운전자가 직접 굴삭기를 볼 수 없는 상황(혹, 보더라도 굴삭기의 후방에 위치하여서 실제 작업부위인 어태치부를 볼 수 없는 상황)에서는 전혀 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었으며, 양방향 제어가 이루어지지 않으므로 굴삭기의 작업상황을 정확히 판단하기 어려운 문제점이 있었다,In order to improve these problems in the prior art, Korean Patent Publication No. 92-4674 has been provided with a motor-driven jig installed on the work lever of the driver's seat and allowing the driver to remotely control while watching an excavator at a close distance. In the situation where the driver can not see the excavator directly (or even in the situation that is located in the rear of the excavator can not see the attachment of the actual working part) there was a problem that can not be used at all, and because the bidirectional control is not made There was a problem that it was difficult to judge the working situation accurately.
또한, 국내 실용공개번호 제96-19417호에서는 리모콘에 의해 자유자재로 구동 제어되는 비디오 카메라에 대하여 설명한 바 있는데, 이와같은 카메라를 굴삭기에 적용할 경우 작업도중에 작업상황을 육안으로 확인할 수 있으므로 보다 정교한 작업을 할 수 있겠으나, 작업중에 버켓에 작용되는 부하나 소음등에 대해서는 파악하기 어렵고 굴삭기의 경사도에 대해서도 인식하기 어려우므로 여전히 부정확한 작업이 이루어질 수 밖에 없었다.In addition, Korean Utility Model Publication No. 96-19417 describes a video camera that is freely driven and controlled by a remote controller. Although it is possible to work, it is difficult to grasp the load or noise applied to the bucket during the operation, and it is difficult to recognize the inclination of the excavator.
본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 작업도중 리모트컨트롤 카메라에 의해서 굴삭기측으로 부터의 시각 정보를 전달 받음과 동시에,굴삭기의 각 어태치먼트 실린더에서 받는 부하와 굴삭기의 경사도 및 작업시 발생되어지는 소음도 피드백 되도록 하여서, 운전자측에 작업상황에 대한 정보가 생생하게 전달되도록 함에 따라 원격조정중 작업상황에 적합한 제어가 가능토록 하는데에 그 목적이 있는 것이다. 이를 위한 해결 방안으로 본 발명에서는 운전자측은 작업명령을 송신함과 동시에 굴삭기측으로부터 작업상황에 대한 정보를 수신하도록 하고, 굴삭기측은 운전자측으로부터의 작업 명령에 따른 작업을 수행함과 동시에 운전자측으로 작업상황에 대한 정보를 송신하도록 하는 양방향 제어방식을 채택함에 의해 운전자가 굴삭기로 부터 원거리에서 작업하더라도 실제로 운전자가 굴삭기에 탑승하여 작업을 하는듯한 느낌으로 작업을 할 수 있도록 하고 있다.The present invention is to solve such a problem, while receiving the visual information from the excavator side by the remote control camera during the operation, the load received from each attachment cylinder of the excavator and the slope of the excavator and noise generated during operation By providing feedback, information about the work situation is delivered to the driver side vividly, so that it is possible to control appropriately to the work situation during remote control. As a solution for this, in the present invention, the driver side transmits a work command and receives information on the work situation from the excavator side, and the excavator side performs the work according to the work command from the driver side and at the same time, By adopting a two-way control method to transmit information about the driver, even if the driver works from a long distance from the excavator, the driver can actually work on the excavator.
첨부 도면에 의해 본 발명 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명인 원격조정 시스템의 전체구성도, 제2도는 본 발명인 원격조정 시스템중 일요부인 카메라 조작부만을 도시한 요부발췌도, 제3도는 본 발명인 원격조정 시스템중 슬래이브측 유압구동관계를 설명하는 블럭도, 제4도는 본 발명장치가 설치된 굴삭기의 측면도이다. 먼저 제1도에서 보면, 운전자측(100)는 각종 어태치먼트(붐, 암, 버켓, 선회장치)의 조작수단인 어태치 먼트 조작부(131)와 주행상태 제어수단인 주행 조작부(132) 및, 상기 조작부들(131)(132)로 부터 연결된 운전자측 단위 신호 컨트롤러(130)로 구성되며, 굴삭기측(200)은 각종 어태치먼트에서 사용되는 유압구동실린더(237)(제3도참조)와 연결된 전자비례제어밸브(233)와 상기 전자비례제어밸브(233)로 연결된 굴삭기측 단위신호 컨트롤러(230)로 구성되며, 운전자측(100)과 굴삭기측(200) 사이에는 상기 운전자측 단위신호 컨트롤러(130)로부터의 신호를 굴삭기측 단위 신호 컨트롤러(230)로 송신하기 위한 송수신 장치(300)가 설치되는 원격조정 시스템에 있어서, 운전자측(100)에 상기 송수신장치(300)에 의해 송신되는 굴삭기측의 영상정보를 처리하기 위한 입체영상 수신제어회로(110)와 상기 입체영상 수신제어회로(110)로 부터의 신호를 출력 하도록 연결된 입체 영상 표시부(111)가 설치되며, 굴삭기측에 설치되는 두대의 CCD카메라(211)를 조작하기 위한 카메라 조작부(121)와 상기 카메라 조작부(121)로 부터의 신호를 입력 받아서 상기 송수신 장치(300)로 출력신호를 발생시키도록 연결된 카메라 조작 신호 처리회로(120)가 설치되며, 상기 어태치먼트 조작부(131)는 상기 운전자측 단위신호 컨트롤러(130)와 양방향 신호 전송하도록 연결되며, 좌석을 요동제어하기 위한 수단인 좌석 요동부(133)와 굴삭기측에 설치되는 마이크(235)로 부터의 음향신호에 따라 음향을 재생하기 위한 음향재생부(134)가 상기 단위신호 컨트롤러(130)에 연결되며, 굴삭기측(200)에는 상기 송수신 장치(300)로 부터 수신된 카메라 조작 신호 처리회로(120)의 신호에 따라 카메라 구동부(221)에 대한 제어 신호를 출력토록 연결되는 카메라 조작 수신제어 회로(220)와, 이에 연결된 카메라 구동부(221)가 설치되며, 상기 카메라 구동부(221) 상부에는 선단에 전동줌렌즈(212)가 달린 2대의 CCD카메라(211)가 설치되고 이로부터의 출력신호가 송수신장치(300)로 출력되도록 상기 CCD카메라(211)와 송수신장치(300) 사이에는 입체 영상 신호처리회로(210)가 연결되며, 상기 굴삭기측 단위신호 컨트롤러(230)에는 굴삭기의 유압구동 실린더(237)의 양 방향 유로와 각각 연결된 압력센서(231)와, 굴삭기의 각 관절부위에 설치된 포센쇼메타(232)와, 굴삭기 본체에 설치되는 경사각 센서(234)및 마이크(235)로 부터의 출력신호가 이에 입력 되도록 연결 되어 지며, 상기 운전자측 단위신호 컨트롤러(130)와 굴삭기측 단위신호 컨트롤러(230)는 각각 상기 송수신 장치(300)와 양방향으로 신호를 전송토록 연결되어 진다.1 is an overall configuration diagram of a remote control system according to the present invention, FIG. 2 is an excerpt view showing only a camera operation unit which is a main part of the remote control system according to the present invention, and FIG. 4 is a side view of an excavator equipped with the present invention. First, as shown in FIG. 1, the driver side 100 includes an attachment operation unit 131 which is an operation means of various attachments (boom, arm, bucket, and turning device) and a traveling operation unit 132 which is a driving state control means. It consists of a driver unit signal controller 130 connected from the operation unit 131, 132, the excavator side 200 is electronic proportional to the hydraulic drive cylinder 237 (see Fig. 3) used in various attachments The excavator side unit signal controller 230 is connected to a control valve 233 and the electromagnetic proportional control valve 233, and the driver side unit signal controller 130 is disposed between the driver side 100 and the excavator side 200. In a remote control system provided with a transceiver 300 for transmitting a signal from the excavator unit signal controller 230, an image of the excavator side transmitted by the transceiver 300 to the driver side 100. Receive stereoscopic images to process information The control circuit 110 and the stereoscopic image display unit 111 is connected to output a signal from the stereoscopic image reception control circuit 110, the camera for operating two CCD camera 211 installed on the excavator side A camera manipulation signal processing circuit 120 connected to receive a signal from the manipulation unit 121 and the camera manipulation unit 121 and generate an output signal to the transceiver 300 is provided, and the attachment manipulation unit 131 is provided. Is connected to transmit the bidirectional signal with the driver unit signal controller 130, the sound in accordance with the acoustic signal from the seat rocking unit 133 and the microphone 235 installed on the excavator side, the means for controlling the seat shaking; A sound reproducing unit 134 for reproducing the signal is connected to the unit signal controller 130, and the excavator side 200 includes a signal of the camera operation signal processing circuit 120 received from the transmitting and receiving device 300. The camera operation reception control circuit 220 is connected to output a control signal for the camera driver 221 and a camera driver 221 connected thereto. The motorized zoom lens is disposed at the tip of the camera driver 221. Two CCD cameras 211 with 212 are provided, and a stereoscopic image signal processing circuit 210 between the CCD camera 211 and the transceiver 300 so that an output signal therefrom is output to the transceiver 300. ) Is connected to the excavator unit signal controller 230, the pressure sensor 231 connected to the two-way flow path of the hydraulic drive cylinder 237 of the excavator, and the position sensor (232) installed at each joint of the excavator And, the output signal from the inclination angle sensor 234 and the microphone 235 installed in the excavator body is connected to be input thereto, the driver unit signal controller 130 and the excavator unit signal controller 230 are respectivelyThe transceiver 300 is connected to transmit a signal in both directions.
또한, 상기한 2대의 CCD카메라(211)는 굴삭기의 캐빈 또는 운전석 상부에 서로 운전자의 양안간격만큼 이격되어 설치되며, 상기 입체영상 신호처리 회로(210)는 상기 CCD카메라(211)로 부터의 NTSC신호를 입력받아 각각의 영상을 정해진 순서에 따라 프레임을 구성하여 운전자측(100)의 입체영상 수신제어회로(110)로 신호를 출력하도록 구성되며, 입체영상 수신제어회로(110)는 상기 입체영상 신호처리 회로(210)로 부터의 신호에 따라 2대의 CCD카메라(211)로 부터의 좌우 영상을 모니터등의 입체영상 표시부(111)를 통해 운전자에게 디스프레이 하도록 하여, 작업현장의 깊이감 있는 입체영상을 운전자에게 제공하게 된다. 또한 상기 카메라 조작부(121)는 패닝(panning)과 틸팅(tilting)조작을 하기위한 조이스틱(121a)과, 상기 조이스틱(121a)으로부터의 신호출력유무를 제어하기 위한 스위치(121b)와, 화면의 확대, 축소를 제어하기 위한 푸쉬버튼(121c)과, 촛점거리를 제어하기 위한 푸쉬버튼(121d)과, 2대의 CCD카메라(211)의 사이각을 조절하기 위한 푸쉬버튼(121e)로 구성되며, 상기 카메라 조작부(121)로 부터의 신호에 의해 카메라조작 수신제어 회로(220)에서는 DC모터 또는 스텝모터에 의한 구동장치와 기어박스로 구성된 카메라 구동부(221) 및 전동줌렌즈(212)를 구동하는 제어신호를 출력하게 된다.In addition, the two CCD cameras 211 are installed in the cabin of the excavator or the driver's seat spaced apart from each other by the distance between the driver's binocular, the three-dimensional image signal processing circuit 210 is NTSC from the CCD camera 211 Receives a signal and configures each image in a predetermined order to output a signal to the stereoscopic image reception control circuit 110 of the driver side 100, the stereoscopic image reception control circuit 110 is the stereoscopic image In accordance with the signal from the signal processing circuit 210 to display the left and right images from the two CCD camera 211 to the driver through the three-dimensional image display unit 111, such as a monitor, three-dimensional images with a sense of depth of the workplace To the driver. In addition, the camera manipulation unit 121 may include a joystick 121a for panning and tilting, a switch 121b for controlling the presence or absence of signal output from the joystick 121a, and an enlargement of a screen. , A push button 121c for controlling the reduction, a push button 121d for controlling the focal length, and a push button 121e for adjusting the angle between the two CCD cameras 211. In response to the signal from the camera operating unit 121, the camera operation reception control circuit 220 controls the camera driving unit 221 and the electric zoom lens 212 composed of a drive box and a gearbox driven by a DC motor or a step motor. Will print
또한, 상기 어태치먼트 조작부(131)는 굴삭기측(200)의 압력센서(231)로 부터의 입력 신호가 연산처리됨에 의해 운전자에게는 스스로 인지할수 있는 크기의 축소된 반력이 전달되어 지는 힘궤환 조이스틱(131a)으로 구성된다. 그리고 상기 좌석 요동부(133)는 굴삭기측(200)의 경사각 센서(234)로 부터의 신호에 따라 신축 작동되며 좌석 하부에 장착되는 유압 또는 공압실린더(133a)로 구성되는데, 경우에 따라서는 구동수단을 모터로 구성할 수도 있다. 또한, 상기 카메라 조작부(121)의 스위치(121b)가 OFF상태에서는 정상적인 굴삭조건으로 굴삭기의 버켓선단을 카메라가 계속 추종할 수 있도록 버켓 선단의 위치정보가 카메라 조작 수신 제어 회로(220)에 입력되도록 하고, 스위치(121b)가 ON상태에서는 스위치(121b)상부의 LED(121f)가 점등되면서 수동조작되는 조이스틱(121a)으로부터의 신호가 카메라 조작 수신제어회로(220)에 전달되도록 구성된다.In addition, the attachment operation unit 131 is a force feedback joystick 131a to which a reduced reaction force of a size that is perceivable to the driver is transmitted to the driver by processing the input signal from the pressure sensor 231 of the excavator side 200. It is composed of In addition, the seat swing portion 133 is stretched and operated in response to a signal from the inclination angle sensor 234 of the excavator side 200 and is composed of a hydraulic or pneumatic cylinder 133a mounted under the seat, and in some cases, driven. The means may be constituted by a motor. In addition, when the switch 121b of the camera manipulation unit 121 is in an OFF state, the position information of the bucket tip is input to the camera operation reception control circuit 220 so that the camera can follow the bucket tip of the excavator under normal excavation conditions. When the switch 121b is in the ON state, the LED 121f on the top of the switch 121b is turned on so that a signal from the joystick 121a which is manually operated is transmitted to the camera operation reception control circuit 220.
이와 같이 구성되는 본 발명장치의 작동 및 효과는 다음과 같다.The operation and effects of the present invention configured as described above are as follows.
각각의 수행 기능을 위주로 설명하면, 3차원 시각적인 측면에서 구현될 입체영상 시스템은 굴삭기의 작업을 쉽게 관찰할 수 있도록 굴삭기측(200)의 캐빈 위 혹은 캐빈이 없는 무선 원격조정 전용 굴삭기의 경우에는 기존 굴삭기의 운전석 위치 부근에 운전자의 양안거리 만큼 떨어지게 설치되는 두 대의 CCD 카메라(211)로 부터, NTSC신호를 입력받아 입체영상 신호처리회로(210)에서 각각의 영상을 정해진 순서에 따라 프레임을 구성함에 의해 운전자측(100)의 입체영상 수신제어회로(110)로 보내어 지게 된다. 이를 입력으로 입체영상 수신제어회로(110)에서는 동기에 맞춰 좌우영상을 모니터 등의 입체영상 표시부(111)를 통해 운전자에게 깊이감 있는 입체영상을 제공하게 된다. 굴삭기용 원격조정 시스템에서 가장 중요한 시각적 정보를 현실감 있게 제공하려면 운전자가 보고자하는 목표물의 방향 및 상의 촛점 조절문제를 충실히 수행해야 하는데 이를 위해서는 운전자의 양안에 대응하는 전동 줌 렌즈(212)가 부착된 두대의 CCD카메라(211)의 제어가 매우 중요시 된다. 제2도는 카메라 조작부(121)를 나타낸다. 운전자가 양안을 자유자재로 움직이는듯 두 대의 CCD카메라(211)를 구동키 위해 패닝(panning)과 틸팅(tilting)조작을 할 수 있는 조이스틱(121a)과 이 조이스틱(121a) 출력신호의 사용 유무를 결정하는 스위치(121b), 그리고 화면의 확대/축소, 촛점 및 두 대의 CCD 카메라(211)의 사이각을 조절하는 각 기능별 두 개씩의 해당 푸쉬버튼(121c, 121d, 121e)으로 구성된 카메라 조작부(121)는 운전자의 조작에 따라 그 신호가 카메라 조작 신호 처리회로(120)로 전달되고 이는 송수신 장치(300)를 통해 카메라 조작 수신 제어회로(220)에서 DC모타 또는 스텝모타를 사용하고 기어박스로 구성된 카메라 구동부(221)와, 전동 줌 렌즈(212)를 제어하게 된다. 여기서 스위치(121b)가 오프(off)이면 정상적인 굴삭조건으로 굴삭기의 버켓선단을 카메라가 계속 추종할 수 있도록 버켓선단의 위치정보가 카메라 조작 수신제어회로(220)에 입력될 수 있게 하고, 반대로 온(on) 상태에서는 스위치(121b)위의 LED(121f)가 켜지면서 수동조작되는 조이스틱(121a) 신호가 전달될 수 있게 한다.Explaining each of the performance functions, the three-dimensional visual system to be implemented in a three-dimensional visual aspect, in the case of a wireless remote control dedicated excavator without a cabin on the excavator side or 200 so that the operation of the excavator can be easily observed The NTSC signal is input from two CCD cameras 211 installed at a distance of the driver's binocular distance near the driver's seat position of the existing excavator, and the stereoscopic image signal processing circuit 210 configures frames in a predetermined order. By doing so, it is sent to the stereoscopic image reception control circuit 110 of the driver side (100). In response to this, the stereoscopic image reception control circuit 110 provides a three-dimensional image with a sense of depth to the driver through the stereoscopic image display unit 111 such as a monitor according to synchronization. In order to realistically provide the most important visual information in the excavator remote control system, it is necessary to faithfully perform the problem of focusing on the direction and image of the target that the driver wants to see. This requires two motorized zoom lenses 212 corresponding to both eyes of the driver. Control of the CCD camera 211 is very important. 2 shows the camera operating unit 121. A joystick 121a capable of panning and tilting operation to drive two CCD cameras 211 as if the driver moves both eyes freely and whether or not the joystick 121a is used are output signals. Camera operation unit 121 consisting of a switch 121b for determining and two corresponding push buttons 121c, 121d, 121e for each function for adjusting an enlargement / reduction of a screen, focus, and an angle between two CCD cameras 211. ), The signal is transmitted to the camera operation signal processing circuit 120 according to the driver's operation, which uses a DC motor or a step motor in the camera operation reception control circuit 220 through the transceiver 300, and is configured as a gearbox. The camera driver 221 and the motorized zoom lens 212 are controlled. Here, when the switch 121b is off, the position information of the bucket tip can be input to the camera operation reception control circuit 220 so that the camera can follow the bucket tip of the excavator under the normal excavation condition. In the (on) state, the LED 121f on the switch 121b is turned on so that the joystick 121a signal which is manually operated may be transmitted.
운전자측(100)에서 시각 관련 이외의 정보를 제어하는 운전자측 단위신호 컨트롤라(130)는 각 어태치먼트의 위치 및 속도를 조절하는 어태치먼트 조작부(131)와 좌우 주행모타를 제어하는 주행 조작부(132)와 실제 장비의 기울어짐 정도에 따라 운전자의 좌석이 기울어질수 있게 유공압 시스템 혹은 모타로 구동되는 좌석 요동부(133)와 운전자가 장비에서 느끼는 청각정보를 재생할 수 있는 음향 재생부(134)와 연결되어 각각의 해당 정보를 입출력 제어한다.The driver side unit signal controller 130 for controlling information other than time-related information from the driver side 100 includes an attachment operation unit 131 for adjusting the position and speed of each attachment and a driving operation unit 132 for controlling the left and right driving motors. And a seat swing unit 133 driven by a pneumatic system or a motor so that the driver's seat can be tilted according to the degree of inclination of the actual equipment, and a sound reproducing unit 134 that can reproduce auditory information felt by the driver. Input / output control of each relevant information.
이때 사용되는 어태치먼트 조작부(131)는 힘궤환 조이스틱(131a)으로 운전자 단위신호 컨트롤라(130)의 전기 신호에 의해 비례하여 조이스틱 움직임에 반력을 줄 수 있게 한다. 이는 원거리에 있는 장비에서 받는 부하의 정도를 시각 및 청각 그리고 장비의 기울어짐 정보뿐만 아니라 운전자의 손에 촉감으로도 전달되도록 하여 운전자가 실제로 굴삭기에 탑승하여 작업하는 느낌을 최대한 전달할 수 있도록 하기 위함이다. 이에 대응하는 굴삭기측(220)에는 제3도와 제4도에 나타낸 바와 같이 주제어밸브(236)와 각 어태치먼트의 유압구동 실린더(237)의 입출력 포트 사이에 설치되어 이들 압력으로부터 연산하여 부하의 정도를 측정할 수 있게 압력센서(231)와 각 어태치먼트의 관절에 설치하여 각도변화에 따른 위치정보를 나타내는 포텐쇼메타(232)와 주행모타를 포함하는 액츄에이터의 유압구동을 제어하는 전자비례 제어밸브(233)와 굴삭기의 캐빈 내에 장착되어 장비의 기울어짐 정도를 나타내는 경사각 센서(234)와 기존 굴삭기의 운전석 위치에 설치되어 장비에서 나는 음향 정보를 얻는 마이크(235)와 연결된 굴삭기측 단위신호 컨트롤라(230)가 존재한다. 이 굴삭기측 단위신호 컨트롤라(230)는 앞서 언급한 각각의 해당 센서들로 부터 입력신호를 받아 운전자측(100)으로 되돌리는 역할뿐 아니라 운전자측(100)에서 보내온 각 어태치먼트의 위치신호와 포텐쇼메타(232)로부터 입력받은 실제 각 어태치먼트들의 위치신호가 일치하도록 해당 전자비례 제어밸브(233)를 제어하게 된다. 또한 송수신 장치(300)에서는 일반 제어신호뿐 아니라 영상신호를 전달하기 위하여 무선장치뿐만 아니라, 굴삭 작업환경과 통신법규 등의 기타 여건에 따라 광 파이버(fiber)등에 의한 유선으로의 적용도 가능하다.At this time, the attachment operation unit 131 is used as a force feedback joystick 131a so as to give a reaction force to the joystick movement in proportion to the electric signal of the driver unit signal controller 130. The purpose of this is to convey the degree of load received from the distant equipment to the driver's hand as well as visual and auditory and tilt information of the equipment so that the driver can actually convey the feeling of working on an excavator. . Correspondingly, the excavator side 220 is installed between the main control valve 236 and the input / output ports of the hydraulic drive cylinder 237 of each attachment as shown in FIG. 3 and FIG. Electro-proportional control valve 233 installed in the joint of the pressure sensor 231 and each attachment for measurement to control the hydraulic drive of the actuator including the potentiometer 232 indicating the position information according to the angle change and the driving motor. And an inclination angle sensor 234 mounted in the cabin of the excavator to indicate the degree of inclination of the equipment and the unit signal controller of the excavator side connected to the microphone 235 installed at the driver's seat position of the existing excavator to obtain sound information from the equipment. ) Exists. The excavator-side unit signal controller 230 receives the input signals from the respective sensors mentioned above and returns them to the driver side 100, as well as the position signals and guns of each attachment sent from the driver side 100. The electronic proportional control valve 233 is controlled so that the position signals of the respective attachments received from the tensometer 232 match. In addition, the transmitting and receiving device 300 may be applied to a wire by an optical fiber (fiber) according to other conditions such as the excavation working environment and communication laws, as well as the wireless device in order to transfer not only the general control signal but also the video signal.
상술한 바와 같이 본 발명 장치에서는 운전자측(100)이 작업명령을 송신함과 동시에 굴삭기측(200)으로 부터 작업상황에 대한 정보를 수신하도록 하고, 굴삭기측(200)은 운전자측(100)으로부터의 작업명령에 따른 작업을 수행함과 동시에 운전자측(100)으로 작업상황에 대한 정보를 송신하도록 하는 양방향 제어방식을 채택함에 의해 운전자가 굴삭기로 부터 원거리에서 작업하더라도 실제로 운전자가 굴삭기에 탑승하여 작업을 하는 듯한 느낌으로 작업을 할 수 있게 되는 우수한 발명이다.As described above, in the apparatus of the present invention, the driver side 100 transmits a work command and simultaneously receives information on the work situation from the excavator side 200, and the excavator side 200 receives the driver's side from the driver 100. By adopting the two-way control method to transmit the information on the work situation to the driver side 100 at the same time to perform the work according to the work command of the driver, even if the driver works from a long distance from the excavator, the driver actually boards the excavator It is an excellent invention that allows you to work with the feeling of doing.
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