KR0184113B1 - 교량보수유지용 이동식작업대의 대차제어방법 및 그 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량의 길이방향을 따라서 자체적으로 이동하는 교량보수용 이동식작업대의 대차제어방법 및 그 장치에 관한 것으로 대차의 구동에 필요한 장비들의 중량을 대폭감소시킬 수 있도록 하여 작업대의 전체중량을 감소시키면서 작업대의 중량당 동력비율을 높여주고 작업대의 안전운전을 도모하기 위해서 대차안전운행조건이 프로그래밍되는 제어용 중앙처리장치 및 원격제어용 통신망중앙처리장치를 가진 마스터제어박스와 조작반을 포함하는 제어부에, 대차상에 작용하는 하중데이타와 작업대주위의 환경데이타 그리고 복수의 대차에 있는 바퀴들을 각각 회전시켜주는 2개이상의 모터들의 구동상태 데이타를 입력하고, 이들 입력데이타와 대차 안전운행조건을 비교검토하여서 제어부로부터 출력되는 전기적제어신호로 모터들의 작동을 실시간에 제어하는 대차제어방법 및 그 장치임.

Description

교량보수유지용 이동식작업대의 대차제어방법 및 그 장치.

제1도는 본 발명에 의한 대차제어장치의 계통도.

제2도는 본 발명에 의한 대차제어장치중 구동모터제어를 설명하기 위한 블록다이어그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 좌측구동부 10' : 우측구동부

12 : 하중감지부 14 : 제어부

본 발명은 교량의 길이방향을 따라서 자체적으로 이동하는 교량보수용 이동식작업대의 대차제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 교량보수용 이동식작업대는 교량의 폭방향쪽 가장자리에서 아래로 길게 연장된 한쌍의 수직구조물과, 이 수직구조물들의 하단부에 연결된 수평작업대와, 상기 수직구조물상에서 교량의 폭방향중심쪽으로 수평이동하는 내부플렛포옴과, 상기 수직구조물의 상단부에 고정되어 있으며 교량의 폭방향쪽 가장자리에 얹혀진 상태에서 작업대전체를 이동시켜주는 대차로 이루어져 있는데, 종래에는 양쪽대차에 있는 바퀴를 1개의 직류구동모터로 회전시켜줄 수 있도록 제어했었다.

다시말해서 종래에는 자체중량이 작게는 수 톤에서 크게는 수십 톤에 달하는 철구조물인 이동식작업대를 움직여주기 위해서 출력이 큰 1개의 구동모터와, 교량의 폭크기정도로 서로 멀리떨어진 대차에 있는 바퀴들 사이를 여러개의 유니버셜죠인트와 같은 연결구와 회전축들을 포함하는 동력전달기구로 연결시켜서 제어하는 것이었기 때문에 구동모터의 출력이 매우 커야만 하므로 작업대에 발전용대형엔진을 탑재해야만 했었고, 상기 구동모터, 동력전달기구 및 엔진등에 의해서 작업대전체의 무게가 증가되었으며, 이와 같은 무게증가는 상기 구동에 필요한 장비들의 고출력화 내지는 대형화를 요구하기 때문에 작업대전체의 중량증가를 초래하게 되어서 작업대의 중량대비 동력비율을 실질적으로 개선하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

또 대차에 작용하는 하중의 분포상황에 관계없이 양쪽대차에 있는 바퀴를 동일한 힘으로 구동시켜주는 것이었기 때문에 안전운전에 긴요한 정확한 제어를 할 수 없었다. 즉, 대차상에 작용하는 하중이 어느 한쪽으로 편중될 경우 양쪽대차의 바퀴에 걸리는 부하가 상이함에도 불구하고 멀리떨어진 양쪽바퀴를 동일한 힘으로 구동시켜주었던, 까닭에 양쪽대차의 바퀴들간에 회전속도차이가 발생하게 되어었고, 이로 말미암아 작업대를 안전하게 운전하는데 많은 어려움이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반문제점을 해결한 것인바, 본 발명의 목적은 작업대의 양쪽대차에 있는 바퀴들을 각각 회전시켜주는 2개이상의 구동모터를 대차상에 작용하는 하중의 분포상태에 맞추어서 전기적신호를 이용하여 같은 속도로 회전시켜줄 수 있도록 함으로서 대차의 구동에 필요한 장비들의 중량을 대폭감소시킬 수 있도록 하여 작업대의 전체중량을 감소시키면서 작업대의 중량당 동력비율을 높여줌과 아울러 작업대의 안전운전을 도모할 수 있는 교량보수유지용 이동식작업대의 대차제어방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 예시도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 대차제어장치는 제1도에 예시한 바와 같이 작업대의 좌, 우측대차에 있는 바퀴를 각각 회전시켜주는 좌측구동부(10) 및 우측구동부(10')와, 대차상에 작용하는 하중을 감지해내는 여러개의 로드셀(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)로 이루어진 하중감지부(12)와, 상기 좌,우측구동부(10), (10') 및 하중감지부(12)와 연결되어 있으며 좌, 우측구동부(10), (10')의 작동을 제어해주는 제어부(14)로 이루어진 것이다.

좌, 우측 구동부(10)(10')는 동일한 구조로 이루어져 있는바, 각 구동부(10), (10')는 3상유도모터(16)와, 이 모터(16)의 백터제어용 인버터(inverter)(18) 및 상기 모터(16) 회전축의 회전각도를 검출하는 절대형엔코우더(absolute encoder)(20)와 디코우더(decoder)(22) 그리고 상기 백터 제어용 인버터(18)와, 3상유도모터(16)에 내장시킨 증진형엔코우더(incremental encoder)(24) 사이에 연결된 F/V 콘버어티(converter)(26)로 이루어져 있다.

대차상에 작용하는 하중을 감지해내는 하중감지부(12)를 구성하는 여러개의 로드셀(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)은 각각 BCD 콘버어터(28)와 연결되어 있다.

제어부(14)는 대차안전운행조건이 프로그래밍 되는 제어용중앙처리장치(CPU), 방송용앰프 및 스피커와 원격제어용 통신망 중앙처리장치(CPU)등을 포함하는 마스터제어박스(30)와, 키보드 및 조이스틱 과 제어상태시현용 디스플레이등과 같은 조작수단을 갖고 있으며, 작업대가 전, 후진할때 운전자가 의자만을 돌려서 사용할 수 있도록 운전실(32)의 앞, 뒤쪽에 배치되는 제1조작반(34)가 제2조작반(36)으로 이루어져 있고,상기 마스터제어박스(30)에는 작업대주위의 외부환경조건을 입력시켜주는 풍속센서(38), 풍량센서(40) 및 온도센서(42) 등의 환경센서가 연결되어 있다.

상기 좌, 우측구동부(10), (10')와 제어부(14)는 신호분배기 (44), (44')로 연결되어 있고, 하중감지부(12)는 제어부(14)와 신호분배기(46)로 연결되어 있다.

좌, 우측구동부(10), (10')와 제업주(14) 사이에 있는 신호분배기(44), (44')에는 비상버튼(48), 비상리미트스위치(50) 및 저속제한스위치(52)와 제어제한스위치(53)와 같은 제어부(14)밖의 스위치들이 연결되어 있다.

본 발명에 있어서 좌, 우측구동부(10),(10') 및 하중감지부(12)와 제어부(14)는 통신라인(54)을 통해서 데이타와 제어신호를 주고 받을 수 있도록 접속되어 있다.

본 발명에 의한 대차제어방법은 상기한 바와 같은 구조를 가진 장치를 이용하는 것인바, 작업대에 각종 기, 자재를 실었을 때 대차상에 작용하는 하중을 하중감지부(12)의 로드셀(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)들이 검출하여 하중데이타를 BCD 콘버어터(28)와 신호분배기(46)를 통해서 제어부(14)로 전달하고, 풍속센서(38) 및 풍량센서(40)와 온도센서(42) 등의 환경센서로부터 검출되는 환경데이타를 제어부(14)로 전달하며, 제어부(14)가 전달되는 하중데이타와 환경데이타를 마스터제어박스(30)의 제어용중앙처리장치(CPU)에 프로그래밍된 대차의 안전운행조건과 부합되도록 좌, 우측구동부(10), (10')를 제어하는 것이다.

좌, 우측구동부(10), (10')의 제어상태는 제2도에 잘 표현되어 있는데 제2도에는 한쪽구동부(10)의 제어상태가 예시되어 있다.

제어부(14)의 제어용중앙처리장치(CPU)는 데이타와 제어신호의 입,출력상태, 모터(16)의 구동상태(전류, 모터회전각도, 모터온도 등) 및 환경 체크와 하중분포상황체크 그리고 제1,2 조작반(34), (36)의 조작명령상태등을 체크하는 것으로서, 모터(16)의 백터제어용 인버터(18)에 작동명령을 전하면, 백터제어용 인버터(18)는 모터(16)의 슬립억제와 모터(16)의 회전속도를 제어한다. 이 때 모터(16)에 내장된 증진형엔코우더(24)가 상기 백터제어용 인버터(18)로부터 입력되는 제어신호에 대응하는 응답신호를 출력하고, 증진형엔코우더(24)로부터 응답신호를 받은 백터제어용 인버터(18)는 제어용중앙처리장치(CPU)에 모터(16)의 구동상태를 보고하며, 절대형엔코우더(20)와 디코오우더(22)는 상기 모터(16)의 현재 회전각도를 제어용중앙처리장치(CPU)에 실시간(real time)으로 보고한다.

그리고 상기 모터(16)의 백터제어용 인버터(18)는 다른쪽 구동부(10')의 모터(16)를 향해서 회전속도 동기신호를 출력한다.

본 발명의 예시도면에는 1 개씩의 좌, 우측구동부(10)(10')만이 표현되어 있으나, 작업대의 설계시 대차갯수가 증가될 경우 구동부는 대차갯수에 맞추어서 증가될 수 있다.

이와 같은 본 발명은 작업대의 안전운전을 보장해주는 대차안전운행 조건이 기 프로그래밍되는 제어용 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 제어부(14)가 대차상에 작용하는 하중을 검출하는 하중감지부(12)의 여러 로드셀(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)로부터 입력되는 하중데이타와, 각종 환경센서로부터 입력되는 작업대주위의 풍속, 풍량 및 온도와 같은 환경 데이타를 설정된 대차안전운행조건과 비교검토하면서 작업대의 양쪽대차에 있는 바퀴를 각각 구동시켜주는 좌, 우측구동부(10),(10')에 작업대상의 통신라인(54)을 통해서 전기적 제어신호를 출력하여 독립된 구동부(10),(10')들의 작동상태를 대차의 안전운행조건과 부합되도록 제어하는 것이다.

따라서 본 발명은 교량의 폭크기정도로 서로 멀리떨어진 대차에 있는 바퀴들 사이를 대형의 단일구동모터 회전축양쪽과 여러개의 유니버셜죠인트와 같은 연결구와 회전축들을 포함하는 기계식 동력전달기구로 연결시켜서 대차를 제어했던 종래것에 비하여 대차의 구동에 필요한 모터, 발전용엔진과 같은 장비들의 크기를 소형화할 수 있어서 작업대전체중량을 감소시켜줄 수 있기 때문에 작업대의 중량당 동력비율을 실질적으로 높여줄 수 있고, 특히 본 발명은 양쪽대차에 있는 바퀴를 회전시켜주는 모터(16)의 구동상태를 제어부(14)에서 실시간에 파악하면서 역시 실시간으로 제어부(14)에 입력되는 대차상의 하중데이타와 작업대주변의 환경데이타를 프로그래밍된 대차안전운행조건과 비교검토하면서 전기적 제어신호로 대차의 구동을 제어하는 것이기 때문에 정확하면서도 신속하게 대차의 구동을 제어하여 작업대의 안전운전을 도모할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 대차안전운행조건이 프로그래밍되는 제어용중앙처리장치 및 원격제어용 통신망중앙처리장치를 가진 마스터제어박스와 조작반을 포함하는 제어부에, 대차상에 작용하는 하중데이타와 작업대주위의 환경데이타 그리고 복수의 대차에 있는 바퀴들을 각각 회전시켜주는 2 개이상의 모터들의 구동상태 데이타를 입력하고, 이들 입력데이타와 대차안전운행조건을 비교검토하여서 제어부로부터 출력되는 전기적제어신호로 모터들의 작동을 실시간에 제어함을 특징으로 하는 교량보수유지용 이동식 작업대의 대차제어방법.
2. 증진형엔코우더(24)가 내장된 모터(16)와, 이 모터(16)의 백터제어용인버터(18) 및 상기 모터(16) 회전축의 회전각도를 검출하는 절대형엔코우더(20)와 디코우더(22) 그리고 F/V콘버어터(26)를 각각 포함하는 독립적 양측대차구동부(10),(10')와, 대차상에 작용하는 하중을 여러개의 로드셀(12-1), (12-2), (12-3), (12-4)로 감지하여 하중데이타를 출력하는 하중감지부(12)와, 대차안전운행조건이 프로그래밍되는 제어용 중앙처리장치(CPU) 및 원격제어용 통신망 중앙처리장치(CPU) 및 원격제어용 통신망 중앙처리장치(CPU)를 가진 마스터제어박스(30)와, 키보드 및 조이스틱과 제어상태시현용 디스플레이등의 조작수단을 가진 복수의 조작반(34),(36)을 포함하고, 풍속센서(38) 및 풍량센서(40)와 온도센서(42) 등과 같은 환경센서가 연결되어 있는 제어부(14)로 이루어진 교량보수유지용 이동식 작업대의 대차제어장치.
3. 제2항에 있어서, 양측구동부(10)(10') 및 하중감지부(12)와 제어부(14)를 작업대상의 통신라인(54)을 통해서 데이타와 제어신호를 주고 받을 수 있도록 접속시켜서 된 것임을 특징으로 하는 교량보수유지용 이동식 작업대의 대차제어장치.