KR100421652B1 - 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 윈치 유니트(10)(20)에 의해 구동되는 다단의 붐(11)과 운반대(12)를 구비하는 고가 사다리차에 있어서: 상기 붐(11)의 멤버들을 거쳐 윈치 유니트(10)에 연결되는 한 쌍의 주 와이어(14)와, 상기 주 와이어(14)의 중앙으로 상하의 멤버들간에 상호 연결되는 보조 와이어(15)를 구비하는 인출수단; 상기 붐(11)의 최상단 멤버 및 최하단 멤버에 각각 설치되어 운반대(12)의 이동행정을 검출하는 리미트스위치(21)(22); 상기 운반대(12)의 구동을 위한 윈치 유니트(20)에 설치되고, 이동거리를 검출하는 카운트 스위치(23); 유압펌프, 비례제어 밸브, 유압모터 등을 구비하고, 상기 윈치 유니트(10)(20)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(24); 및 상기 리미트스위치(21)(22), 카운트 스위치(23)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(24)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(12)의 속도가 가변되도록 하는 제어기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 효과가 있다.

Description

고가 사다리차의 자동이송제어 시스템{Automatic feed control system for lifter-equipped extensible ladder vehicle}

본 발명은 고가 사다리차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사다리차는 다단의 붐을 길이방향으로 단계적으로 인출하여 신장함에 따라 건물의 고소에 안착시키고 그 다음 운반대를 이용하여 이삿짐이나 화물 등의 중량물을 상하차하는 작업에 적용되고 있다. 이때 붐과 운반대의 이송은 숙련된 작업자의 육안과 경험에 의존하여 필요에 따라 기동과 정지를 반복하는 작업 과정으로 진행된다.

그러나 육안에 의한 이송제어는 수 십미터 이격된 고소에서 작업할 때 목적지 부근에서 여러차례 기동과 정지를 반복해야 하는 불편을 초래하고, 특히 운반대에 짐을 실은 상태로 목적지에 안착시킬 때 유연한 이동과 정지기능을 수행하기 위해 상당한 주의를 요하게 된다.

즉, 통상적으로 붐과 운반대의 이송은 유압레버의 수동 조작에 의해 제어되거나 원격제어기의 스피드 컨트롤 레버에 의해 작동되어 큰 힘을 요하지는 않지만, 짐을 실은 운반대가 기동, 상승 및 정지할 때 작용하중이 일정하지 않으므로 작업자의 부주의한 작동으로 적재된 기물의 파손하는 경우가 많다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록하는 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 사다리차의 요부 배치상태를 나타내는 구성도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 와이어의 연결상태를 나타내는 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 최상층 붐을 나타내는 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 제어기를 위한 회로 연결상태를 나타내는 블록도,도 5는 본 발명에 따른 사다리차의 주요부 분해 조립 사시도,도 6은 본 발명에 따른 사다리차의 붐과 주 와이어의 작동을 설명하기 위한 도면,도 7은 본 발명에 따른 사다리차의 붐과 보조 와이어의 작동을 설명하기 위한 도면,도 8은 본 발명에 따른 사다리차의 운반대의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10, 20 : 윈치 유니트 11 : 붐

12 : 운반대 13 : 실린더

14 : 주 와이어 15 : 보조 와이어

16 : 롤러 21, 22 : 리미트스위치

23 : 카운트 스위치 24 : 유압구동 유니트

30 : 제어기

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 각각의 윈치 유니트(10)(20)에 의해 구동되는 다단의 붐(11)과 운반대(12)를 구비하는 고가 사다리차에 있어서: 상기 붐(11)의 멤버들을 거쳐 윈치 유니트(10)에 연결되는 한 쌍의 주 와이어(14)와, 상기 주 와이어(14)의 중앙으로 상하의 멤버들간에 상호 연결되는 보조 와이어(15)를 구비하는 인출수단; 상기 붐(11)의 최상단 멤버 및 최하단 멤버에 각각 설치되어 운반대(12)의 이동행정을 검출하는 리미트스위치(21)(22); 상기 운반대(12)의 구동을 위한 윈치 유니트(20)에 설치되고, 이동거리를 검출하는 카운트 스위치(23); 유압펌프, 비례제어 밸브, 유압모터 등을 구비하고, 상기 윈치 유니트(10)(20)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(24); 및 상기 리미트스위치(21)(22), 카운트 스위치(23)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(24)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(12)의 속도가 가변되도록 하는 제어기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 붐(11)의 인출시 접촉에 의한 마모를 방지하도록 각 멤버들의 단부에 롤러(16)를 더 구비한다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 카운트 스위치(23)는 윈치 유니트(20)의 회전부에 설치되는 톱니 치형과, 톱니 치형의 통과에 따른 신호를 검출하는 근접센서로 구성된다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 제어기(30)는 운반대(12)가 상단의 제1리미트스위치(21)보다 높은 위치 또는 하단의 제2리미트스위치(22)보다 낮은 위치에 진입하면 감속하고, 그 중간의 위치에서는 증속하는 알고리즘을 수행한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 사다리차의 요부 배치상태를 나타내는 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 와이어의 연결상태를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 최상층 붐을 나타내는 구성도이다.

본 발명은 각각의 윈치 유니트(10)(20)에 의해 구동되는 다단의 붐(11)과 운반대(12)를 구비하는 고가 사다리차에 관련된다. 붐(11)의 인출은 윈치 유니트(10)에 의해 수행되고 각도 조절은 실린더(13)에 의해 수행된다. 운반대(12)의 승하강 운동은 또 다른 윈치 유니트(20)에 의해 수행된다.

상기 붐(11)을 인출시키기 위한 인출수단은 윈치 유니트에 의해 권취 혹은 인출되는 주 와이어와 이 주 와이어에 의한 붐의 이동을 보조하기 위한 보조 와이어를 포함하여 이루어지는 것으로서, 이와 같은 인출수단은 이미 공지되어 널리 사용되고 있다.다만, 종래의 인출수단은 붐의 중앙에 배열되는 1줄의 주 와이어와 이 주 와이어의 좌우에 배열되는 2조의 보조 와이어를 포함하고 있는 것에 비하여, 본 발명에 따른 인출수단은 2개의 주 와이어(14)와 이 주 와이어의 사이에 배열되는 1조의 보조 와이어(15)로 구성된다.또한, 상기 운반대(12)를 승강시키기 위한 승강수단은, 공지된 바와 같이, 상기 또 다른 윈치 유니트(20)에 의해 권취 혹은 인출되는 승강 와이어(19)를 포함하여 이루어진다.이하, 도 2a, 도 2b, 도 5 ~ 도 8을 참조하여, 상기 인출수단 및 승강수단을 상세하게 설명한다.붐(11)을 이루는 복수개의 붐 멤버(11a ~ 11i) 각각에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 주 와이어(14)가 감겨지는 주 롤러(17a)와 보조 와이어(15)가 감겨지는 보조 롤러(17b)가 회전 가능하게 설치되어 있으며, 마지막 붐 멤버(11i)에는 운반대(12)의 승강을 위한 승강 와이어(19)가 감겨지는 승강 롤러(18)가 설치되어 있다.상기 인출수단의 주 와이어(14)는, 도 2a 및 도 6에 도시된 바와 같이, 윈치 유니트(10)의 윈치(10a)로부터 붐(11)을 이루는 복수개의 붐 멤버(11a ~ 11i)의 소정 위치에 회전 가능하게 설치되어 있는 복수개의 주 롤러(17a)를 통하여 붐(11) 내에 배열된다. 상기 주 와이어(17a)는 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 붐 멤버(11a ~ 11i) 내에 2열로 배열되며, 각각의 열의 주 와이어(14)는 윈치(10a)로부터 그 말단(14a)에 이르기까지 중단됨 없이 한 줄로 연속된다. 상기 주 와이어의 말단(14a)은 마지막 붐 멤버(11i)에 고정된다.또한, 상기 인출수단의 보조 와이어(15)는, 도 2b 및 도 7에 도시된 바와 같이, 3개의 연속된 붐 멤버(예컨대 11a-11b-11c, 11b-11c-11d, 11c-11d-11e, 11d-11e-11f, 11e-11f-11g, 11f-11g-11h, 11g-11h-11i)로 한 조를 이루는 붐 멤버 사이를 각각 별개의 보조 와이어(15a ~ 15g)를 이용하여 연결되도록 이루어져 있다.각각의 상기 보조 와이어(15a ~ 15g)는 한 조의 붐 멤버 중에서 가운데에 위치되는 붐 멤버에 설치된 보조 롤러(17b)에 감겨지며 보조 와이어의 양쪽 끝은 나머지 상하의 붐 멤버에 고정된다. 상기 보조 롤러(17b)는 한 쌍의 상기 주 롤러(17a)의 사이에 위치된다.상술한 바와 같이, 붐 멤버들의 인출은 주 와이어(14) 및 윈치 유니트(10)의 작동에 의한 것이고, 보조 와이어(15)에는 윈치로부터의 구동력이 전달되지 않는다.또한, 상기 운반대(12)를 승강시키는 승강 와이어(19)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 윈치 유니트(20)의 윈치(10a)로부터 승강 롤러(18)를 거쳐 운반대(12)에 연결되어 있다.

이때, 상기 붐(11)의 인출시 접촉에 의한 마모를 방지하도록 각 멤버들의 단부에 롤러(16)를 더 구비한다. 붐(11)의 멤버가 면접촉 상태로 되지 않도록 하기 위해 종래에는 볼트를 개재시키는 구성을 사용하는 바, 오히려 이러한 볼트가 붐(11)의 출입 과정에서 국부적인 마모를 초래하기도 한다. 반면 본 발명은 내측의 멤버 하단에서 양측으로 롤러(16)를 개재시켜 외측의 멤버와 선접촉이 발생하므로 작동이 부드럽고 동력소모도 절감된다. 붐의 좌우 마찰이 감소됨으로 인해 붐의 수축시 붐의 좌측 또는 우측의 휨도 감소된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 붐(11)의 최상단 멤버 및 최하단 멤버에 각각 설치되어 운반대(12)의 이동행정을 검출하는 리미트스위치(21)(22)가 설치된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 붐(11)의 최상단 멤버에 장착되는 제1리미트스위치(21)는 운반대(12)의 감속을 위한 거리를 고려하여 최상단 행정지점으로부터 일정 거리만큼 하향 이격된 위치에 둔다. 같은 방식으로 제2리미트스위치(22)는 최하단 멤버의 최하단 행정지점에서 일정 거리만큼 상향 이격된 지점에 설치한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 운반대(12)의 구동을 위한 윈치 유니트(20)에 카운트 스위치(23)를 설치하여 이동거리를 검출한다. 이러한 카운트 스위치(23)는 윈치 유니트(20)의 회전부에 설치되는 톱니 치형과, 톱니 치형의 통과에 따른 신호를 검출하는 근접센서로 구성된다. 윈치 유니트(20)는 승강 와이어(19)를 감거나 풀면서 운반대(12)를 승강시키므로 회전부를 지니게 된다. 이러한 회전부에 카운트 스위치(23)를 설치하면 운반대(12)의 이동거리는 카운트 스위치(23)의 펄스수에 비례한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 윈치 유니트(10)(20)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(24)에 유압펌프, 유압모터 외에 비례제어 밸브를 구비한다. 유압구동 유니트(24)는 레버에 힘을 가하거나 전압의 인가에 의해 유압밸브의 개폐로 유압에 대한 제어가 수행된다. 비례제어 밸브(Proportional Valve)로는 부하에 영향이 적은 PVG32를 사용한다. PVG32는 전기적으로 유압의 구동력을 변화에 의한 속도 제어를 수행할 수 있는 성능을 지닌다.

또, 본 발명에 따르면 제어기(30)는 상기 리미트스위치(21)(22), 카운트 스위치(23)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(24)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(12)의 속도가 가변되도록 한다. 본 발명에 따른 제어의 목표는 운반대(12)의 정지와 출발시 유연한 기동으로 적재된 상품의 파손을 막는데 있다. 급작스러운 운반대(12)의 기동과 정지는 적재된 상품의 진동을 초래하고 이로 진동 혹은 낙하로 인해 파손될 수 있다. 따라서 리미트스위치(21)(22), 카운트 스위치(23), 유압구동 유니트(24) 등과 연계되어 목적지를 자동 감지하고 설정된 모드로 유연한 기동과 정지기능을 자동 컨트롤 할 수 있는 동작을 요한다.

도 4는 본 발명에 따른 제어기를 위한 회로 연결상태를 나타내는 블록도가 도시된다.

제어기(30)는 유선 및 무선신호를 입력하는 인터페이스 회로가 탑재된 수신부와 마이크로프로세서가 탑재한 제어부로 구성된다. 제2리미트스위치(22), 카운트 스위치(23), 유압구동 유니트(24)는 유선으로 제어기(30)에 연결되는 반면, 가변 위치에 설치되는 제1리미트스위치(21)는 무선 송신부를 구비하여 제어기(30)의 수신부에 신호를 송신한다. 원격 조작을 위한 부호 25의 리모컨 패널도 유선으로제어기(30)에 연결한다. 이외에도 제어기(30)에는 수동이송과 자동이송 기능을 선택할 수 있는 버튼 및 회로가 구비된다.

이러한 제어기(30)는 운반대(12)가 상단의 제1리미트스위치(21)보다 높은 위치 또는 하단의 제2리미트스위치(22)보다 낮은 위치에 진입하면 감속하고, 그 중간의 위치에서는 증속하는 알고리즘을 수행한다. 제어기(30)의 마이크로프로세서는 운반대(12)가 상승하여 목적지에 도달되는 순간이나 하강하여 바닥면에 이르는 순간 카운트 스위치(23)의 펄스 신호로 속도를 인식하면서 유압구동 유니트(24)의 유압펌프 및 비례제어 밸브에 전기적 신호로 인가하여 운반대(12)의 유연한 정지를 유도한다.

이때, 상승시 감속제어와 하강시 감속제어는 약간 다른 패턴으로 진행되도록 한다. 예를 들어, 전자의 경우 주로 유압펌프의 제어에 의존하여 유압력을 줄이고, 후자의 경우 중력의 작용을 고려하여 주로 비례제어 밸브에 의존하여 유압력의 급감을 방지할 수 있다.

이와 같이 운반대(12)를 전체의 행정거리에 대하여 제어하지 않고 국한된 거리구간에서 우선적으로 제어하는 것은 계절별, 중량별로 변화되는 와이어(14)(15)의 신축량에 의한 오차를 방지하는 측면에서 유리하다.

작동에 있어서, 운반대(12)가 제2리미트스위치(22)를 떠나 상승되는 순간 유압펌프를 가속하여 빠른 속도로 상승되도록 하고 제1리미트스위치(21)에 이르면 감속에 들어간다. 이때 제1리미트스위치(21)에서 최상단 행정점에 이르는 동안 윈치 유니트(20)가 회전할 총회전수가 이미 정해진 상태이므로 카운트 스위치(23)의 펄스수를 세면 운반대(12)가 최상단 행정점에 도달되는 거리 및 속도가 산출된다. 목적지로부터 하강할 때에도 제1리미트스위치(21)를 떠나는 순간 가속이 이루어지고, 제2리미트스위치(22)에 도달되면 감속이 이루어진다. 제2리미트스위치(22)에서 최하단 행정점까지 운반대(12)의 이동에 따른 카운트 스위치(23)의 펄스수도 이미 정해진 상태이므로 전술한 바와 거의 동일한 방식으로 제어한다.

따라서 작업자는 제어기(30) 또는 리모컨 패널(25)의 시작 버튼만 누르면 운반대(12)의 승강 및 하강이 반복적으로 수행되며, 만일 비상사태의 경우 정지 버튼을 눌러 임의의 위치에서 정지시킬 수도 있다.

이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

1. 각각의 윈치 유니트(10)(20)에 의해 구동되는 다단의 붐(11)과 운반대(12)를 구비하는 고가 사다리차에 있어서:

   상기 붐(11)의 멤버들을 거쳐 윈치 유니트(10)에 연결되는 한 쌍의 주 와이어(14)와, 상기 주 와이어(14)의 중앙으로 상하의 멤버들간에 상호 연결되는 보조 와이어(15)를 구비하는 인출수단;

   상기 붐(11)의 최상단 멤버 및 최하단 멤버에 각각 설치되어 운반대(12)의 이동행정을 검출하는 리미트스위치(21)(22);

   상기 운반대(12)의 구동을 위한 윈치 유니트(20)에 설치되고, 이동거리를 검출하는 카운트 스위치(23);

   유압펌프, 비례제어 밸브, 유압모터 등을 구비하고, 상기 윈치 유니트(10)(20)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(24); 및

   상기 리미트스위치(21)(22), 카운트 스위치(23)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(24)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(12)의 속도가 가변되도록 하는 제어기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 붐(11)의 인출시 접촉에 의한 마모를 방지하도록 각 멤버들의 단부에롤러(16)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 카운트 스위치(23)는 윈치 유니트(20)의 회전부에 설치되는 톱니 치형과, 톱니 치형의 통과에 따른 신호를 검출하는 근접센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어기(30)는 운반대(12)가 상단의 제1리미트스위치(21)보다 높은 위치 또는 하단의 제2리미트스위치(22)보다 낮은 위치에 진입하면 감속하고, 그 중간의 위치에서는 증속하는 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 하는 고가 사다리차의 자동이송제어 시스템.