KR100648363B1 - 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 유압식 굴삭기 작업장치끝단의 견인고리를 이용한 인양 작업 시 작업물의 위치에 따른 정확한 인양능력과, 굴삭기 상부 고정시 및 회전작업시에도 현재 장비의 전체의 상태와 작업물에 의한 허용 하중을 정확하게 운전자가 모니터링 함으로서 안전한 작업을 수행할 수 있는 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템을 제공함에 있다.

본 발명은 작업물의 중량 측정장치를 통해 검출된 작업물의 중량과, 각도검출센서와 각도가 표시된 인식장치를 통해 검출된 굴삭기 작업장치(붐,암,버켓)의 상대 각도(A,B,C) 및 회전각 표시 그림을 회전시켜 굴삭기 작업장치 상태를 검출하여 주전산기로 전송하는 단계와,

상기의 입력된 측정값 A,B,C 의 각도 값을 입력값으로 하여 작업장치 위치 및 회전상태에서 전도하중을 산출하는 단계와, 상기 계산된 위치정보 및 회전각을 검토하여 초기에 입력된 회전각의 범위에 따른 최대 인양능력을 산출하는 단계와,

상기 최대 허용 인양력 및 작업물 중량을 운전자가 식별 가능한 모니터로 전송하는 단계와, 상기 모니터 장치는 허용 견인력보다 큰 중량물을 견인할 때 경보음을 울리고 인쇄 장치를 통해 모니터 되어 있는 값을 출력하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템을 제공함에 있다.

유압식 굴삭기, 회전각, 인양력, 중량 측정장치, 모니터

Description

유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템 {Lifting Capacity monitoring system at swing state for Hyd.Excavator}

도 1 은 작업물 견인상태의 굴삭기 사시도

도 2 는 굴삭기 작업장치 붐,암,버켓의 각도 검출장치

도 3 은 굴삭기 회전각 검출 장치

도 4 는 상기의 검출된 정보 및 계산 프로그램을 통한 작업상태를 표시하기 위한 모니터 개략도

도 5 는 최대 허용 인양력을 표시한 그래프(전후,좌우)

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 각도 검출장치

2 : 각도가 표시된 인식장치

A : 붐의 상대각도 B : 암의 상대각도

C : 버켓의 상대각도

본 발명은 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 유압식 굴삭기 작업장치끝단의 견인고리를 이용한 인양 작업 시 작업물의 위치에 따른 정확한 인양능력을 계산하여 운전자에게 모니터링하는 시스템으로, 굴삭기 상부 고정시 및 회전작업시에도 현재 장비의 전체의 상태와 작업물에 의한 허용 하중을 정확하게 운전자에게 인지시키므로 안전한 작업을 수행할 수 있는 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템에 관한 것이다.

종래의 굴삭기의 인양작업은 정확한 중량 측정이 불가하고, 굴삭기 작업 장치의 연결구조 특성상 위치 측정이 불가함으로써 굴삭기 전체의 전도 및 인양한계를 명확하게 알 수 없어, 경험에 의한 작업만 가능하였다. 또한 일부 작업장치의 위치 및 유압력에 따른 인양력을 계산하는 계측장치는 있지만, 굴삭기전체의 안정도에 의한 계측시스템이 없어 실제 유압력에 의한 인양력이 충분히 여유가 있더라도 굴삭기가 전도되는 안정도는 이에 훨씬 못 미치는 경우 실제 인양한계는 유압력에 의한 인양력 계산과 전도하중에 동시에 근거한 것이 정확하다. 따라서 유압실린더의 유압력에 의한 인양력 계산과 병행하여 굴삭기가 중량물을 임의의 위치로 이동하거나, 회전상태일 때에도 작업장치 위치 및 안정도에 따라 인양능력이 변화하는 특성을 정확히 정량화 하여 운전자에게 전달하는 기능이 필요하나, 종래의 인양 작업 계측 시스템은 이를 전혀 반영할 수 없어 인양 작업 시 많은 위험요인을 갖고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 결점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유압식 굴삭기의 인양작업시 정확한 작업물의 중량, 작업물의 상대위치, 최대인양하중, 현재 인양물과 최대 인양하중과의 차이 등을 운전자가 운전석에서 쉽게 시각 및 청각으로 확인하여 인양작업시 안전하게 작업물을 운반 할 수 있도록 하고, 특히 장비가 인양후 위치이동을 위해 주행하거나 상부가 회전할 때에도 회전각 까지 고려한 인양력을 측정하는 시스템을 구성하는 것이다. 또한 동시에 장비가 회전할 때에는 장비의 회전 상태를 같이 시각화 하여 운전자에게 주지함으로써 안전한 작업을 수행 할 수 있는 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 작업물의 중량 측정장치를 통해 검출된 작업물의 중량과, 각도검출센서와 각도가 표시된 인식장치를 통해 검출된 굴삭기 작업장치(붐,암,버켓)의 상대 각도(A,B,C) 및 회전각 표시 그림을 회전시켜 굴삭기 작업장치 상태를 검출하여 주전산기로 전송하는 단계와,

상기의 입력된 측정값 A,B,C의 각도 값을 입력값으로 하여 작업장치 위치 및 회전상태에서 전도하중을 산출하는 단계와, 상기 계산된 위치정보 및 회전각을 검토하여 초기에 입력된 회전각의 범위에 따른 최대 인양능력을 산출하는 단계와,

상기 최대 허용 인양력 및 작업물 중량을 운전자가 식별 가능한 모니터로 전송하는 단계와, 상기 모니터 장치는 허용 견인력보다 큰 중량물을 견인할 때 경보음을 울리고 인쇄 장치를 통해 모니터 되어 있는 값을 출력하는 단계를 수행한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템은 유압식 굴삭기 작업장치 끝단의 견인 고리를 이용한 인양작업시 현재의 작업상황을 정확하게 나타낼 수 있는 견인 작업용 모니터링 시스템을 구성하는 것이다.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 작업물 견인상태의 굴삭기 사시도이고, 도 2 는 굴삭기 작업장치 붐,암,버켓의 각도 검출장치이며, 도 3 은 굴삭기 회전각 검출 장치로서,

본 발명은 작업물의 중량 측정장치(디지털 저울)를 통해 작업물의 중량에 대한 정보와, 도 3 의 상부주행체에 설치된 각도검출센서(1)와 하부주행체의 설치된 인식장치(2)를 통해 검출된 현재 굴삭기 작업장치(붐,암,버켓)의 상대 각도(A,B,C) 및 회전각 표시 그림을 회전하게 하여 굴삭기의 작업장치 방향이 주행 트랙(바퀴)과 나란한 방향의 상태인지 아니면 수직 상태인지의 정보를 주전산기로 전송한다.

상기에서 현재의 유압식 굴삭기의 회전각을 도 3 과 같이 상부주행체 상부에 신호를 검출하는 각도검출센서를 설치하고 하부주행체의 회전 베어링 윗부분에 도 3 과 같이 각도가 표시된 인식 장치를 설치하여 상부가 회전할 때 정확한 상대각을 검출하여 모니터 시스템에 전송하는 것이다.

도 4 는 상기의 검출된 정보 및 계산 프로그램을 통한 작업상태를 표시하기 위한 모니터 개략도이고, 도 5 는 최대 허용 인양력을 표시한 그래프(전후,좌우)로서, 상기의 작업물에 대한 중량정보, 측정값 A,B,C의 각도 값, 작업장치의 상태를 입력값으로 하여 작업장치 위치 및 회전상태에서 전도하중을 산출하고, 상기 계산된 위치정보 및 회전각을 검토하여 초기에 입력된 회전각의 범위에 따른 최대 인양능력 산출하며, 최대 허용 인양력 및 작업물 중량을 운전자가 식별 가능한 상태로 모니터로 전송한다. 또한 상기 모니터 장치는 허용 견인력보다 큰 중량물을 견인할려고 할 때, 경보음을 울리게 하여 운전자에게 청각적으로 주의를 기울이게 하고 인쇄 장치를 통해 연결된 프린터로 현재 모니터 되어 있는 값을 출력하는 것이다.
상기에 있어서 전도하중이란 특정 반경에서 전도조건을 생산하는 하중으로 정의되며, 전도조건이란 굴삭기가 중력중심에서 작동하는 버켓에서 무게는 배면부 롤러가 트랙레일의 공간을 들어올리는 것을 야기시킬 때 전도 포인트가 되는 것으로 여겨진다.
또한, 굴삭기의 인양능력은 굴삭기의 무게, 중력중심, 정도 포인트 위치 및 초대 허용능력에 따라 달라지며, 어떤 주어진 인양위치에 대한 굴삭기의 인양능력은 전도 안정성이나 최대 허용능력에 의해 제한된다.
또 최대 허용능력은 기계가 전격 부하의 115%를 인양할 수 있어야만 하는 것을 의미하며, 허용 견인력은 해당 굴삭기가 전도되지 않고 견인할 수 있는 최대 허용 중량 또는 견인력을 말한다.
한편, 굴삭기는 상부 구조가 회전이 가능한데, 장비의 기본 자세 즉, 하부 주행체와 운전석의 앞 방향이 나란한 수평인 경우를 0⁰회전(즉, 회전을 하지 않은 상태)이라고 하면, 작업장치를 회전시켜 작업을 할 때 붐과 하부 주행체에는 회전각도가 발생한다.
이때 값을 운전자가 입력하는 것을 "최초 입력 회전각"이라 하며, 이는 자동으로 센서에 의해 검출되어 입력 값으로 사용하게 된다.

본 발명 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템의 동작 단계를 도 4를 통해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 유압식 굴삭기 작업장치 끝단의 견인고리를 이용한 인양 작업 시 작업물의 중량 측정장치를 통해 작업물의 중량을 검출하고, 굴삭기의 상부주행체에 설치된 각도검출센서와 하부주행체에 표시된 각도 인식장치를 통해 굴삭기 작업장치(붐,암,버켓)의 상대 각도(A,B,C)를 검출하며, 회전각 표시 그림을 회전시켜 굴삭기 작업장치 상태가 주행 트럭과 나란한 상태인지, 아니면 수직 상태인지를 검출하여 주전산기로 전송하고, 상기의 입력된 측정값 A,B,C 의 각도 값을 입력값으로 하여 작업장치 위치 및 회전상태에서 전도하중을 산출하며, 상기 계산된 위치정보 및 회전각을 검토하여 초기에 입력된 회전각의 범위에 따른 최대 인양능력을 산출하고, 상기 최대 허용 인양력 및 작업물 중량을 운전자가 식별 가능한 모니터로 전송하며, 상기 모니터 장치는 허용 견인력보다 큰 중량물을 견인할 때 경보음을 울리고 인쇄 장치를 통해 모니터 되어 있는 값을 출력되어 동작된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템은 종래의 기중기 및 굴삭기에 작업장치 끝단의 견인고리를 이용하여 인양 작업할 경우 단순히 중량 측정을 위한 계측장치를 선택사양으로 장착이 가능하였으나, 이를 보완하여 굴삭기의 회전 작업시에도 장비 전도에 의한 허용 인양력을 표시함으로써 더욱 정확하고 안전한 작업을 수행할 수 있어 산업발전에 이바지 할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (1)

1. 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템에 있어서,

   작업물의 중량 측정장치를 통해 검출된 작업물의 중량과, 각도검출센서와 각도가 표시된 인식장치를 통해 검출된 굴삭기 작업장치(붐,암,버켓)의 상대 각도(A,B,C) 및 회전각 표시 그림을 회전시켜 굴삭기 작업장치 상태(주행 트럭과 나란한 상태인지, 아니면 수직 상태인지)를 검출하여 주전산기로 전송하는 단계와,

   상기의 입력된 측정값 A,B,C 의 각도 값을 입력값으로 하여 작업장치 위치 및 회전상태에서 특정 반경에서 전도조건을 생산하는 하중으로 정의되는 전도하중을 산출하는 단계와,

   상기에서 계산된 위치정보 및 회전각을 검토하여 초기에 입력된 회전각의 범위에 따른 최대 인양능력을 산출하는 단계와,

   상기 최대 인양능력에 대응하는 최대 허용 인양력 및 작업물 중량을 운전자가 식별 가능하도록 모니터로 전송하는 단계와,

   상기 모니터 장치는 허용 견인력보다 큰 중량물을 견인할 때 경보음을 울리고 인쇄 장치를 통해 모니터 되어 있는 값을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압식 굴삭기의 회전각 검출에 의한 인양력 모니터링 시스템.

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