KR100266154B1

KR100266154B1 - 유무선 일체형 원격조종장치 및 방법

Info

Publication number: KR100266154B1
Application number: KR1019980018910A
Authority: KR
Inventors: 김종건; 엄덕용
Original assignee: 토니헬샴; 볼보건설기계코리아주식회사
Priority date: 1998-05-25
Filing date: 1998-05-25
Publication date: 2000-09-15
Also published as: KR19990086114A

Abstract

개시된 유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법은 종래의 무선형 원격조종 장치에 동일한 제어부와 일체형 유무선 시스템을 사용한 유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 조이스틱 및 스위치로 구성된 조작패널부와, 데이터를 처리하고 제어하는 송신제어부와, 송신제어부와 송수신하여 무선송출부로 데이터를 전송하는 송신모뎀과, 데이터를 송출하는 무선송출부와, 송신제어부와 송수신하여 유선모드시 유선케이블로 데이터를 송신하는 SERIAL 송신부와, 유무선 리모콘이 유선모드임을 표시하여 주는 유선LED로 구성된 유무선 송신리모콘과;

상기 무선송출부에서 송출한 데이터를 수신하는 무선수신부와, 무선수신부의 데이터와 송수신하는 수신모뎀과, 모든 신호를 제어하는 수신제어부와, 수신제어부의 신호 결과를 표시하는 LED와, 수신제어부와 송수신하여 메인패널을 조작하는 스위치로 구성된 조작패널부와, 유선모드시 SERIAL 송신부에서 송신된 데이터를 유선케이블로 수신하는 SERIAL 수신부로 구성된 수신 제어장치로 구성되어 있다.

따라서, 케이블의 부피와 무게를 경량화시키고 원가를 절감시키며, 일체형 장치와 동일한 제어부를 통하여 연속적인 송수신으로 정확한 장비 조작이 가능하고, 작업 범위의 확장으로 장비의 가동율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법

본 발명은 유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 무선형 원격조종 장치에 동일한 제어부와 일체형 유무선 시스템을 사용하여 유선케이블을 접속한 유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 펌프카는 콘크리트를 타설할 때 펌프의 압력으로 파이프와 호스를 통해 콘크리트를 압송하는 장비로 주로 터널공사, 항도, 고층건물, 협소한 장소 등 토목건설 공사현장 등에서 사용된다.

이와 같은 콘크리트 펌프카를 사용하여 콘크리트를 압송할 때에는 작업자가 엔진의 소리를 듣고 레버나 버튼 등을 조작하여 엔진회전수를 늘리거나 줄여 펌핑압을 조절한다.

즉, 작업자의 레버 또는 버튼조작에 따라 엔진제어용 모터가 구동되고, 모터의 구동에 의해 와이어 로프로 연결된 쓰로틀 레버가 조정됨에 따라 엔진에 공급되는 연료 또는 공기량이 달라져 엔진회전수가 증가되거나 감소된다.

현재 콘크리트 펌프카를 포함한 중장비의 콘크리트 타설작업은 조작 위치와작업 장치가 서로 멀리 떨어져 있는 중장비의 경우 작업을 위해 조작자와 지시자가 각각 떨어져 있는 상태에서 작업을 지시하므로, 유무선 원격조종 시스템을 이용하여 작업자가 현장을 직접 보면서 작업을 하는 2인이 1조가 되어 콘크리트 타설작업을 실시한다.

도 1은 종래의 무선 원격조정 장치에 관한 블록선도이다.

조이스틱(JOYSTICK) 및 스위치로 구성된 조작패널부(11)와, 조작패널부(11)의 동작에 따라 신호를 수신받아 데이터를 처리하고, 제어하는 송신제어부(12)와, 송신제어부(12)의 전원을 공급하는 배터리(13)와, 송신제어부(12)의 출력신호를 수신하여 무선송출부(15)로 데이터를 전송하는 송신모뎀(MODEM)(14)과, 수신 제어장치(200)로 데이터를 송출하는 무선송출부(15)로 구성된 송신리모콘(100)과;

상기 무선송출부(15)에서 송출한 데이터를 수신하는 무선수신부(21)와, 무선수신부(21)의 데이터와 송수신하고 변복조하는 수신모뎀(22)과, 무선수신부(21) 및 수신모뎀(22) 신호를 제어하는 수신제어부(23)와, 수신제어부(23)의 신호처리 결과를 표시하는 LED(24)와, 24볼트의 직류전압을 5볼트로 변환시키는 DC변환부(25)와, 수신제어부(23)와 송수신하여 쓰로틀 스텝 모터(27)를 구동시키는 모터구동부(26)와, 수신제어부(23)와 송수신하여 펌핑용 펌프(29)를 정전류로 유량제어하는 증폭부(28)와, 수신제어부(23)와 송수신하여 메인패널을 조작하는 스위치로 구성된 조작패널부(30)와, 수신제어부(23)와 송수신하여 펌핑실린더(31), 붐선회부(32) 및 붐실린더(33) 등을 동작시키는 릴레이보드부(34)로 구성된 수신 제어장치(200)로 구성되어 있다.

그러나, 무선 장치만 이용할 때는 작업자와 콘트롤러간에 장애물이 있을 때 무선신호의 오류가 발생하고, 주변에 전력선이나 방송국 송출기 등과 같이 상대적으로 강한 자장을 형성하고 있는 곳에서는 거의 작업이 불가능하고, 송수신 데이터의 오류가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 이를 보완하기 위하여 통상적으로 유선 리모콘을 같이 사용하지만 종래의 유선 원격조종 시스템은 사용자의 조작에 따라 각 기능별로 유선 리모콘과 동작 시스템이 일대일로 전기적 케이블로 각각 연결되어 있기 때문에, 케이블 다발의 부피가 크고 무거워서 작업간에 불편함이 많았다.

또한, 길이가 40M(미터) 이상에다가 케이블 다발의 부피가 크코, 독립된 별도장치의 유선 원격조종 시스템을 가지고 있으므로 가격이 고가인 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 종래의 무선형 원격조종 장치에 단일장치의 유선케이블을 접속하여 유무선 동일한 제어부를 사용하여 저가형으로 제작된 유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

도 1a는 종래의 무선 원격조정 장치의 리모콘에 관한 블록선도,

도 1b는 종래의 무선 원격조정 장치의 수신 제어장치에 관한 블록선도,

도 2a는 본 발명의 유무선 일체형 원격조정 장치의 리모콘에 관한 블록선도,

도 2b는 본 발명의 유무선 일체형 원격조정 장치의 수신 제어장치에 관한 블록선도,

도 3a는 송신용 유무선 리모콘에 관한 제어로직 블록선도,

도 3b는 수신용 유무선 수신 제어장치에 관한 제어로직 블록선도,

도 4a는 수신 제어장치에 있는 패널모드 동작에 관한 블록선도,

도 4b는 리모콘과 수신 제어장치의 유선모드 동작에 관한 블록선도,

도 4c는 리모콘과 수신 제어장치의 무선모드 동작에 관한 블록선도,

도 5는 본 발명의 유무선 송신리모콘의 동작 프로그램에 관한 순서도,

도 6은 본 발명의 유무선 수신 제어장치의 동작 프로그램에 관한 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

500 : 유무선 송신리모콘 51 : 조작 패널부

52 : 송신 제어부 53 : 배터리

54 : 송신모뎀 55 : 무선송출부

56 : SERIAL 송신부 57 : 유선LED

600 : 유무선 수신제어장치 61 : 무선수신부

62 : 수신모뎀 63 : 수신제어부

64 : LED 65 : DC 변환부

66 : 모터구동부 68 : 증폭부

70 : 조작패널부 74 : 릴레이 보드부

80 : SERIAL 수신부

전술한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 유무선 일체형 원격조종 장치는조이스틱 및 스위치로 구성된 조작패널부와, 데이터를 처리하고 제어하는 송신제어부와, 송신제어부와 송수신하여 무선송출부로 데이터를 전송하는 송신모뎀과, 데이터를 송출하는 무선송출부와, 송신제어부와 송수신하여 유선모드시 유선케이블로 데이터를 송신하는 SERIAL 송신부와, 유무선 리모콘이 유선모드임을 표시하여 주는 유선LED로 구성된 유무선 송신리모콘과;

상기 무선송출부에서 송출한 데이터를 수신하는 무선수신부와, 무선수신부의 데이터와 송수신하는 수신모뎀과, 모든 신호를 제어하는 수신제어부와, 수신제어부의 신호 결과를 표시하는 LED와, 수신제어부와 송수신하여 메인패널을 조작하는 스위치로 구성된 조작패널부와, 유선모드시 SERIAL 송신부부에서 송신된 데이터를 유선케이블로 수신하는 SERIAL 수신부로 구성된 수신 제어장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 유무선 일체형 원격조정 장치에 관한 블록선도이다.

조이스틱(JOYSTICK) 및 스위치로 구성된 조작패널부(51)와, 조작패널부(51)의 동작에 따라 신호를 수신받아 데이터를 처리하고, 제어하는 송신제어부(52)와, 송신제어부(52)의 전원을 공급하는 배터리(53)와, 송신제어부(52)와 송수신하여 무선송출부(55)로 데이터를 전송하는 송신모뎀(53)과, 수신 제어장치(600)로 데이터를 송출하는 무선송출부(55)와, 송신제어부(52)와 송수신하여 유선모드시 유선케이블로 데이터를 SERIAL 수신부(80)로 송신하는 SERIAL 송신부(56)와, 유무선 리모콘이 유선모드임을 표시하여 주는 유선LED(57)로 구성된 유무선 송신리모콘(500)과;

상기 무선송출부(55)에서 송출한 데이터를 수신하는 무선수신부(61)와, 무선수신부(61)의 데이터와 송수신하고 변복조하는 수신모뎀(62)과, 무선수신부(61) 및 수신모뎀(62) 신호를 제어하는 수신제어부(63)와, 수신제어부(63)의 신호처리 결과를 표시하는 LED(64)와, 24볼트의 직류전압을 5볼트로 변환시키는 DC변환부(65)와, 수신제어부(63)와 송수신하여 쓰로틀 스텝 모터(67)를 구동시키는 모터구동부(66)와, 수신제어부(63)와 송수신하여 펌핑용 펌프(69)를 정전류로 유량제어하는 증폭부(68)와, 수신제어부(63)와 송수신하여 메인패널을 조작하는 스위치로 구성된 조작패널부(70)와, 수신제어부(63)와 송수신하여 펌핑실린더(71), 붐선회부(72) 및 붐실린더(73) 등을 동작시키는 릴레이보드부(74)와, 수신제어부(63)와 송수신하여 유선모드시 유무선 송신리모콘(500)의 SERIAL 송신부(56)부에서 송신된 데이터를 유선케이블로 수신하는 SERIAL 수신부(80)로 구성된 수신 제어장치(600)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 유무선 일체형 원격조종 장치의 동작 순서를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 유무선 통신운용 제어로직에 관한 블록구성도이며, 도 3a는 송신용 유무선 리모콘에 관한 제어로직 블록도이고, 도 3b는 수신용 유무선 수신 제어장치에 관한 제어로직 블록도이다.

무선 통신운용에 있어서, 도 2 및 도 3에 따라 설명하면 조작 패널부(51)의 신호에 의해 송신제어부(51)는 신호를 입력받고, 연산 처리된 데이터는 TXD PIN에 의해서 송신모뎀(54)의 SD PIN으로 입력되어 무선송출부(55)로 전달되고, 입력된 데이터는 무선송출부(55)의 안테나를 통하여 데이터가 송신된다.

송신된 데이터는 채널이 동일하게 선택되면 수신 제어장치(600)의 무선수신부(61)로 수신되고, 수신모뎀(62)을 거쳐 수신제어부(63)로 입력되어 제어 동작을 실시한다.

또한, 유선모드로 전환되면 즉, 유선 모드의 전환시기는 SERIAL 송신부(56)에 유선케이블을 커넥터에 체결되면 자동으로 이루어지고 이때 유선LED(57)를 점등시켜 유선 연결상태를 보여준다. 이 경우의 유무선 입력포트의 출력상태는 케이블 연결검사용 배선에 의해 풀업(PULL-UP)회로를 접지상태로 만들어 전기적 신호값은"LOW"로 입력되게 하여 무선모드의 "HIGH" 신호값과 구별화시킨다.

즉, 유선모드시에는 송신모뎀(54), 무선송출부(55) 및 U5 버퍼를 디제이블(DISABLE)하고 SERIAL 송신부(56)의 U1 및 U2를 인에이블(ENABLE)하면 송신모드로서 동작하게 된다. 또한 수신 제어장치(600)에서는 유선 케이블 연결시 유선모드로 설정하고, 이때 제어동작에 의해서 무선수신부(61), 수신모뎀(62) 및 U6 버퍼는 디제이블하고, SERIAL 수신부(80)의 U3 및 U4를 인에이블하면 수신모드로 설정되어 유선모드시에는 양방향 통신이 이루어지게 된다.

또한, 도 4a 내지 도 4c는 사용자의 조작모드별 장비의 동작 원리에 관한 블록구성도이다.

즉, 사용자는 유무선 일체형 원격조종 장치를 이용하여 세 가지(패널 모드, 유선모드 및 무선모드) 방법으로 콘크리트 타설작업을 실시할 수 있다. 도 4a는 수신 제어장치(600)에 있는 패널모드 동작에 의한 타설작업을 실시하는 블록구성도이며, 도 4b는 유선모드 동작에 의한 타설작업을 실시하는 블록구성도이며, 도 4c는 무선모드 동작에 의한 타설작업을 실시하는 블록구성도이다. 동작 원리는 상기의 도 2 및 도 3의 내용과 동일하다.

도 5는 유무선 송신리모콘의 동작 프로그램에 관한 순서도이다.

전원이 공급되면 제어부의 프로그램이 초기화되는(S51) 제 1 단계와, 송신리모콘은 모든 입력값을 읽는(S52) 제 2 단계와, 유선모드가 입력되었는 가를 판단하고, 입력되었으면 유선모드로 전환되고, 아니면 무선모드로 전환되는(S53) 제 3 단계와, 상기에서 유선모드가 입력되면 송신모뎀과 무선송출부는 디제이블하고(S54), 데이터 패킷(PACKET)을 만들어 유선케이블에 의해 데이터를 전송하는(S55) 제 4 단계와, 수신장치의 데이터 수신이 되었는 가를 판단하고(S56) 수신이 되었으면 리모콘이 파워 오프(POWER-OFF) 되었는 가를 다시 묻게되고 만약 수신이 되지 않았으면 수신장치의 동작신호는 중지하는(S57) 제 5 단계와, 상기 제 3 단계에서 무선모드가 입력되었으면 송신모뎀과 무선송출부는 인에이블하고(S58), 해당주파수에 관계된 채널을 선택하는(S59) 제 6 단계와, 채널이 선택되면 데이터 패킷을 만들어 무선송출부에 의해 데이터를 전송하는(S60) 제 7 단계와, 유선 및 무선에 의해 데이터 전송이 되었으면 리모콘이 파워 오프되었는 가를 판단하고(S61), 이때 파워 오프는 사용자에 의해서 파워 오프된다.

즉, 파워 오프되었으면 전원 오프 패킷을 전송하고(S63), 파워 오프되지 않았으면 리모콘이 소정의 시간동안 사용되었는 가를 묻는 제 8 단계와, 상기에서 소정의 시간동안 사용되었으면 상기 제 2 단계로 다시 궤환되어 입력값을 계속 읽게되고, 소정의 시간동안 사용되지 않았으면 리모콘 제어부는 전원 오프 패킷을 전송하여(S63) 리모콘은 자동으로 전원을 오프시키는 제 9 단계로 이루어진다.

상기 제 8 단계의 소정의 시간은 3분 정도로 하도록 프로그램되어 있으나, 작업량과 장비 시스템의 내용에 따라 변경할 수도 있다.

도 6은 유무선 수신 제어장치의 동작 프로그램에 관한 순서도이다.

전원이 공급되면 제어부의 프로그램이 초기화되고(S81), 수신 제어장치에 입력된 패널스위치 정보를 입력하는(S82) 제 1 단계와, 수신제어부에 의해서 패널모드, 유선모드 및 무선모드인가를 점검하는(S83) 제 2 단계와, 모드 점검에 따라 모터 각도를 입력하고(S84), 입력된 모드에 따라 신호를 처리하는(S85) 제 3 단계와, 상기의 입력된 모터 각도에 따라 펌프토출량을 출력하는(S86) 제 4 단계와, 모터는 구동되고(S87), 구동된 신호값만큼 LED에 표시되는(S88) 제 5 단계와, 정보 수신이 완료되었는 가를 판단하고 정보 수신이 계속되면 제 1 단계로 궤환되고, 정보 수신이 완료되었으면 프로그램 작동은 종료되는(S89) 제 6 단계로 이루어진다.

이상에서와 같이 구성되고 작동하는 본 발명에 의한 유무선 일체형 원격조종 장치 및 방법은 종래의 무선형 원격조종 장치에 단일장치의 유선케이블을 접속하여 유무선 동일한 제어부를 사용함으로써, 케이블의 부피와 무게를 경량화시키고 원가를 절감시키며, 일체형 제어부를 통하여 연속적인 유선 송수신이 가능하여 안전하고 정확하게 장비를 조작할 수 있고, 작업 범위의 확장으로 장비의 가동율을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

중장비의 리모콘을 이용하는 원격조정 장치에 있어서,

조이스틱(JOYSTICK) 및 스위치로 구성된 조작패널부;

상기 조작패널부의 동작에 따라 신호를 수신받아 데이터를 처리하고, 제어하는 송신제어부;

상기 송신제어부의 전원을 공급하는 배터리;

상기 송신제어부와 송수신하여 무선송출부로 데이터를 전송하는 송신모뎀;

상기 송신모뎀과 송수신한 데이터를 수신 제어장치로 데이터를 송출하는 무선송출부;

상기 송신제어부와 송수신하여 유선모드시 유선케이블로 데이터를 송신하는 SERIAL 송신부; 및

송신하는 데이터가 유선모드임을 표시하는 유선LED로 구성된 것을 특징으로 하는 유무선 송신리모콘을 가진 유무선 일체형 원격조종 장치.
중장비의 유무선을 이용한 수신 제어장치에 있어서,

무선모드일 때 무선송출부에서 송출한 데이터를 수신하는 무선수신부;

상기 무선수신부의 데이터와 송수신하고 변복조하는 수신모뎀;

상기 무선수신부 및 수신모뎀 신호를 제어하는 수신제어부;

상기 수신제어부의 신호처리 결과를 표시하는 LED;

직류전압을 변환시키는 DC변환부;

상기 수신제어부와 송수신하여 쓰로틀 스텝 모터를 구동시키는 모터구동부;

상기 수신제어부와 송수신하여 펌핑용 펌프를 정전류로 유량제어하는 증폭부;

상기 수신제어부와 송수신하여 메인패널을 조작하는 스위치로 구성된 조작패널부;

상기 수신제어부와 송수신하여 펌핑실린더, 붐선회부 및 붐실린더를 동작시키는 릴레이보드부; 및

상기 수신제어부와 송수신하여 유선모드시 유무선 송신리모콘의 SERIAL 송신부에서 송신된 데이터를 유선케이블로 수신하는 SERIAL 수신부로 구성된 것을 특징으로 하는 유무선 수신 제어장치를 가진 유무선 일체형 원격조종 장치.
중장비의 유무선을 이용한 송신부의 송신리모콘에 내장된 프로그램의 원격조정 방법에 있어서,

전원이 공급되면 제어부의 프로그램이 초기화되는 제 1 단계;

송신리모콘은 모든 입력값을 읽는 제 2 단계;

상기에서 유선모드가 입력되었는 가를 판단하고, 입력되었으면 유선모드로 전환되고, 아니면 무선모드로 전환되는 제 3 단계;

상기에서 유선모드가 입력되면 송신모뎀과 무선송출부는 디제이블하고 데이터 패킷을 만들어 유선케이블에 의해 데이터를 전송하는 제 4 단계;

수신제어 장치에서 데이터가 수신이 되었는 가를 판단하고 수신이 되었으면 리모콘이 파워 오프되는 가를 다시 묻게되고 만약 수신이 되지 않았으면 수신장치의 동작신호는 중지하는 제 5 단계;

상기 제 3 단계에서 무선모드가 입력되었으면 송신모뎀과 무선송출부는 인에이블하고, 해당주파수에 관계된 채널을 선택하는 제 6 단계;

상기에서 채널이 선택되면 데이터 패킷을 만들어 무선송출부에 의해 데이터를 전송하는 제 7 단계;

상기에서 유선 및 무선에 의해 데이터 전송이 되었으면 리모콘이 파워 오프되었는 가를 판단하고, 파워 오프되었으면 전원 오프 패킷을 전송하고, 파워 오프되지 않았으면 리모콘이 소정의 시간이 사용되었는 가를 묻는 제 8 단계; 및

상기에서 소정의 시간동안 사용되었으면 상기 제 2 단계로 다시 궤환되어 입력값을 계속 읽게되고, 소정의 시간동안 사용되지 않았으면 리모콘 제어부는 전원 오프 패킷을 전송하여 리모콘은 자동으로 전원을 오프시키는 제 9 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유무선 일체형 원격조종 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제 8 단계의 소정의 시간을 정하고, 작업량과 장비 시스템의 내용에 따라 시간을 변경할 수도 있도록 하는 것을 특징으로 하는 유무선 일체형 원격조종 방법.
중장비의 유무선을 이용한 수신부의 수신제어 장치에 내장된 프로그램의 동작 방법에 있어서,

전원이 공급되면 제어부의 프로그램이 초기화되고, 수신제어 장치에 입력된 패널스위치 정보를 입력하는 제 1 단계;

수신제어부에 의해서 패널모드, 유선모드 및 무선모드인가를 점검하는 제 2 단계;

상기에서 모드 점검에 따라 모터 각도를 입력하고, 입력된 모드에 따라 신호를 처리하는 제 3 단계;

상기의 입력된 모터 각도에 따라 펌프토출량을 출력하는 제 4 단계;

구동된 모터의 신호값만큼 LED에 표시되는 제 5 단계; 및

상기의 정보 수신이 완료되었는 가를 판단하고 정보 수신이 계속되면 제 1 단계로 궤환되고, 정보 수신이 완료되었으면 프로그램 작동은 종료되는 제 6 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유무선 일체형 원격조종 방법.