KR100742175B1

KR100742175B1 - 고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치

Info

Publication number: KR100742175B1
Application number: KR1020060049915A
Authority: KR
Inventors: 이순주
Original assignee: 주식회사 우리특장
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2007-07-25

Abstract

본 발명은 작업대에 탑승한 작업자를 일정한 높이에서 목적하는 수평, 수직의 이동지점으로 직선이동시켜 보다 신속한 작업위치 이동을 수행할 수 있도록 하고, 이와 같은 작업위치 이동이 조이스틱에 의해 간단하게 조작되어 사용상의 편리함을 제공하도록 한 고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 차량부에 사다리부가 설치되고, 상기 사다리부는 선단에 작업대가 설치된 사다리와, 사다리를 신축시키고 일정각도 상, 하로 각도이동시키는 구동유닛과, 상기 각 실린더를 구동시키는 컨트롤러를 포함하는 고소작업차에 있어서, 상기 컨트롤러는, 사다리의 신축구동 및 각도회전되기 위한 신호를 입력하기 위한 키 입력부와; 상기 사다리의 신축되는 지점에 설치되어 사다리의 신축량을 검출하는 신축센서와, 상기 사다리의 각도회전되는 지점에 설치되어 사다리의 각도회전량을 검출하는 길이변화를 검출하는 회전센서로 된 센싱부와; 상기 키 입력부에서 입력된 신호에 의해 구동유닛에 구동신호를 입력하고, 구동유닛의 구동시 신축센서와 회전센서에서 검출된 신호를 전달받아 키 입력부에서 입력되는 신호와 센싱부의 검출신호를 대비하여 사다리를 신축과 동시에 각도 회전시키도록 구동유닛을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

고소작업차, 사다리

Description

고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치{Apparatus and Method for Controlling Linear Movement of Ladder for High Place Works Car}

도 1은 일반적인 고소작업차의 예시도.

도 2는 본 발명에 의한 제어장치의 구성 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 제어장치 중 회전센서의 예시도.

도 4는 본 발명에 의한 제어장치의 제어과정 순서도.

도 5는 본 발명에 의한 제어과정에 의해 사다리가 직선이동되는 원리선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 구동유닛 11: 길이실린더

12: 승강실린더 20: 컨트롤러

40: 키 입력부 50: 센싱부

51: 신축센서 52: 회전센서

53: 회전축 54: 체인구동유닛

55: 체인 56: 포텐쇼 메타

본 발명은 고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치에 관한 것이다. 상세하게는 작업대에 탑승한 작업자를 일정한 높이에서 목적하는 수평, 수직의 이동지점으로 직선이동시켜 보다 신속한 작업위치 이동을 수행할 수 있도록 하고, 이와 같은 작업위치 이동이 조이스틱에 의해 간단하게 조작되어 사용상의 편리함을 제공하도록 한 고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치에 관한 것이다.

고소작업차는 "사다리차"라 통칭되는 작업차량으로 화재 등의 구난활동에 사용되는 소방차가 가장 대표적이다. 이외의 고소작업차로 가로수, 가로등 정비 또는 이사짐 운반 등에 사용되는 전용의 차량을 예시할 수 있다. 이와 같은 고소작업차는 지면에서 상당한 높이에 위치한 작업지점에 작업자를 이동시켜 목적하는 활동(소방차의 경우 구난활동)을 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 상기와 같은 고소작업차를 나타낸 예시도이다. 도면에서 고소작업차는 화재등의 구난활동에 사용되는 소방차를 제시하며, 이하, 구난활동을 기준하여 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 상기 고소작업차는 구난활동에 사용되는 각종 장비를 후방 에 탑재하고 재난이 발생된 위치로 이동하기 위한 차량부(1)와, 차량부(1)의 후방 상측에 설치되어 활동요원(작업자)을 목적하는 높이로 이동시키는 사다리부(2)로 구성된다.

상기 차량부(1)는 4륜 이상 다륜의 일반차량과 같은 주행구성을 가지며, 그 후방에는 상기 각종 장비가 탑재 및 설치되는 장비설치부(3)를 포함하여 구성된다.

상기 사다리부(2)는 장비설치부(3)의 상면에서 회전되는 턴테이블(4)과, 턴테이블(4)의 상면에 설치되어 일정한 길이로 신축(신장/수축) 및 상, 하로 각도회전 되는 사다리(5)와, 상기 사다리(5)가 신축 및 상, 하로 각도회전되는 동력을 제공하는 동력제공부(8)와, 상기 턴테이블(4)과 사다리(5)의 구동을 제어하는 컨트롤러(20)와, 사다리(5)의 끝단에 설치되어 활동요원이 탑승하는 작업대(7)로 구성된다.

이와 같은 구성의 사다리부(2)는 컨트롤러에 의해 턴테이블(4)이 회전되고 사다리가 신축 및 일정각도 회전되어 작업대(7)가 목적하는 위치에 이동하면, 활동요원이 구난활동을 수행하게 된다. 여기서, 활동요원을 목적하는 위치로 이동시키기 위해서는 사다리부(2)의 구동을 조작하는 운전자가 사다리(5)를 신축 및 상, 하로 각도회전시키는 행위를 반복하여 작업대(7)가 목적하는 위치에 도달하도록 한다.

상기와 같이 운전자가 사다리를 신축 및 상, 하로 각도회전시키는 행위를 반복한다는 의미는 작업대가 목적하는 위치로 직선이동(수직승강 및 수평이동)되지 못한다는 의미이며, 이와 같은 반복행위에 의해 활동요원이 목적하는 위치로 도달되는 시간이 상당히 지연된다. 특히, 상기 목적하는 위치가 긴급한 구난을 요구하는 지점이라면, 시간의 지연에 의해 인명피해, 재산상 피해가 가중되는 문제점이 발생된다.

또한, 상기 사다리의 신축 및 상, 하로 각도회전시키는 컨트롤러는 주로 버튼 등에 의해 조작되어 그 조작이 불편하다. 특히, 상기와 같은 버튼의 조작은 오동작확률을 증가시켜 작업대에 탑승한 활동요원에게 불안감을 제공하여 안정적인 구난활동을 수행하기 어려운 문제점이 노출된다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로서, 활동요원이 탑승하는 작업대가 수평, 수직의 이동지점으로 직선이동되도록 하고, 작업대의 수평, 수직 이동을 조이스틱으로 조작할 수 있도록 한 고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 작업대의 수평, 수직의 직선이동을 수행하기 위한 제어장치를 최적화하여 제어하는 고소작업차용 사다리 직선이동 제어장치의 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

여기서, 상기 키 입력부는 사다리의 신축과 각도회전을 레버를 조작하여 스위칭하는 조이스틱으로 적용된다.

상기 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 본 발명은, 차량부에 사다리부가 설치되고, 상기 사다리부는 선단에 작업대가 설치된 사다리와, 사다리를 신축시키고 일정각도 상, 하로 각도이동시키는 구동유닛을 포함하는 고소작업차의 사다리 이동을 제어하기 위한 과정에 있어서, 상기 구동유닛을 조작하기 위해 연결된 키 입력부에서 작업대의 위치를 이동시키기 위한 신호가 입력되면, 사다리의 신축지점과 회전지점에 각각 설치된 신축센서와 회전센서에서 검출된 신호에 의해 제어부에서 작업대의 현재위치를 판단하는 단계와; 상기 키 입력부의 조작신호에 대응하여 작업대가 수평 또는 수직이동되도록 하기 위해 제어부에서는 사다리의 신축량 및 회전량을 연산하고, 이를 키 입력부의 조작신호와 대비하여 사다리의 신축과 회전이 동시수행되도록 구동유닛을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기와 같은 본 발명이 적용된 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 제어장치의 구성 블록도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 제어장치는 차량부(1)에 사다리부(2)가 설치되고, 상기 사다리부(2)는 선단에 작업대(7)가 설치된 사다리(5)와, 사다리(5)를 신축시키고 일정각도 상, 하로 각도이동시키는 구동유닛(10)을 갖는 고소작업차의 각 구동유닛(10)을 구동시키는 컨트롤러(20)로 적용된다.

여기서, 상기 구동유닛(10)은 길이실린더(11)와, 승강실린더(12)로 이루어진다.

상기 길이실린더(11)는 사다리(5)의 신축되는 양측지점(선단의 것이 후단의 것내부로 셔틀 이동되는 구성임.)에 설치되어 사다리(5)를 신축시키게 된다. 또한, 상기 승강실린더(12)는 일 끝단이 상기 사다리(5)에, 타 끝단은 차량부(1)에 설치되어 사다리(5)를 상, 하로 각도회전시키도록 구성된 것이다.

상기 컨트롤러(20)는, 키 입력부(40), 센싱부(50), 제어부(60)로 구성된다.

상기 키 입력부(40)는 사다리(5)의 신축구동 및 각도회전되기 위한 신호를 입력하기 위한 구성이다. 구체적으로 상기 키 입력부(40)는 버튼형태의 스위치 패널로 적용될 수 있지만, 보다 편리한 조작을 수행하기 위해 사다리(5)의 신축과 각도회전을 레버를 조작하여 스위칭하는 조이스틱으로 적용하여 구성된다.

상기 센싱부(50)는 신축센서(51)와 회전센서(52)로 구분되어 구성된다.

상기 신축센서(51)는 사다리(5)의 신축되는 지점에 설치되어 사다리(5)의 신축량을 검출하도록 구성된다.(도 1 참조) 이 때, 상기 신축센서(51)는 포텐쇼 메타 등에 의한 길이센서로 적용됨이 일반적이다.

도 3은 상기 회전센서의 구성을 나타낸 예시도이다.

도면을 참조하면, 상기 회전센서(52)는 사다리(5)의 각도회전되는 지점에 설치되어 사다리(5)의 각도회전량을 검출하도록 구성된 것이다. 여기서, 상기 회전센서(52)는 사다리(5)의 회전축(53)과, 사다리부(2)의 회전되지 않는 지점을 양단으로 하여 체인구동유닛(54)이 설치되고, 상기 사다리부(2)의 회전되지 않는 지점에 구비된 체인구동유닛(54)에 포텐쇼 메타(56)가 설치되어 구성된다.

이 때, 포텐쇼 메타(56)는 상기 체인구동유닛(54)의 사다리(5) 회전축(53)과 대향된 지점의 스프로킷 축(59) 상에 설치되어 체인(55)의 이동에 의해 내부의 측정자가 회전되어 구동량을 검출하도록 구성된 것이다. 또한, 미설명부호 "58"은 장 력조절기구로서, 상기 체인의 장력을 일정으로 유지하는 기능을 한다.

상기 제어부(60)는 키 입력부(40)에서 입력된 신호에 의해 구동유닛(10)에 구동신호를 입력하고, 구동유닛(10)의 구동시 신축센서(51)와 회전센서(52)에서 검출된 신호를 전달받도록 구성된다. 특히, 상기 제어부(60)는 키 입력부(40)에서 입력되는 신호와 센싱부(50)의 검출신호를 대비하여 사다리(5)를 신축과 동시에 각도 회전시키도록 구동유닛(10)을 제어하도록 구성된다.

이와 같은 제어부(60)의 대표적인 회로로 마이크로 프로세서에 의한 제어회로 또는 마이크로 프로세서 회로가 내장된 PLC회로로 적용되어 구성된다.

도 5는 본 발명에 의한 제어장치의 제어과정 순서도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 제어장치의 제어과정을 수행하기 위해 운전자는 키 입력부(40)에서 작업대(7)의 위치를 이동시키기 위한 신호를 입력하게 된다.(S1)

이 때, 상기 제어부(60)에서는 사다리(5)의 신축지점과 회전지점에 각각 설치된 신축센서(51)와 회전센서(52)에서 검출된 신호에 의해 제어부(60)에서 작업대(7)의 현재위치를 판단하게 된다.(S2)

이 후, 상기 키 입력부(40)의 조작신호에 대응하여 작업대(7)가 수평 또는 수직이동되도록 하기 위해 제어부(60)에서는 사다리(5)의 신축량 및 회전량을 연산하게 된다.(S3)

그 다음, 상기 연산된 데이터를 키 입력부(40)의 조작신호와 대비하여 사다리(5)의 신축과 회전이 동시수행되도록 구동유닛(10)을 제어하게 되면, 활동요원이 탑승한 작업대(7)를 수평 또는 수직으로 이동시킬 수 있게 된다.(S4)

즉, 상기 키 입력부(40)는 전술된 것과 같이 조이스틱으로 적용되기 때문에 운전자가 조이스틱의 레버를 수평 또는 수직(수평, 수직 레버를 별도로 또는 병합설치할 수 있음)으로 조작하게 되면, 이에 대응하여 승강실린더(12)가 구동하여 사다리(5)를 각도회전시키고, 사다리(5)의 각도회전되는 단위비율에 따라 연산되어 설정된(작업대를 직선이동시키기 위해 설정된) 길이실린더(11)의 구동에 따른 사다리(5)의 신축이 수행되는 것이다.

도 5는 상기 제어과정에 의해 승강실린더가 구동되면 이에 따라 길이실린더가 구동되어 사다리가 직선이동되는 원리선도이다.

도면을 참조하면, 상기 사다리(5)의 신축량 및 회전량을 연산하기 위해 제어부(60)는, 현재위치의 사다리(5) 길이를 L로 하고, 작업대(7)가 수평 또는 수직이동하여 신축된 사다리(5)의 길이를 L1으로 하고, 현재위치의 사다리(5)가 수평선상과 유지하는 각도를 θ0로 가정한 후, 작업대(7)가 수평 또는 수직이동하여 신축된 사다리(5)의 각도를 θ1으로 하여 이루어진 각 삼각형태에 대한 연산을 수행하게 된다.

구체적으로, 상기 제어부(60)는 수평 또는 선상이 되는 각 삼각형태 밑변의 길이 L0(수직의 높이일 경우 h)를 사다리 길이 L, L1과, 작업대가 수평이동될 때 회전각도 Cosθ0, Cosθ1의 곱으로 연산하거나, 수직이동될 때 Sinθ0, Cosθ1의 곱으로 연산하여, θ1=θ0+1로 되어 각도의 변화율을 1의 수치로 하는 결론을 도출한 후, 이를 기준으로 신장될 사다리(5)의 길이 L1은 작업대(7)를 수평이동시킬 경우 상기 L0를 Cosθ1으로 나누고, 수직이동시킬 경우 상기 h를 Sinθ1으로 나누어 연산하게 된다.

이를 보다 명료하게 정리하면,

L0=L*Cosθ0, LO=L1*Cosθ1

∴L1=L0/Cosθ1

h=L*Sinθ0, h=L1*Sinθ1

∴L1=h/Cosθ1

여기서, 상기 수학식 1은 수평일 경우를 나타내며, 수학식 2는 수직일 경우를 나타냄은 전술된 것과 같다. 또한, 상기와 같은 경우 각도회전수치를 1로 도출하면, 사다리(5)를각도로 회전시킬 때 사다리(5)의 대응신축률이 얻어질 수 있게 된다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은, 작업대가 수평, 수직의 이동지점으로 직선이동되어 활동요원이 목적하는 지점으로 신속하게 이동할 수 있게 되므로서 보 다 신속한 작업을 수행할 수 있는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명은 상기 작업대의 수평, 수직 이동이 조이스틱에 의해 간단하게 조작되어 운전자의 조작실수를 감소시키도록 하므로서, 활동요원이 보다 안정적인 작업을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

차량부(1)에 사다리부(2)가 설치되고, 상기 사다리부(2)는 선단에 작업대(7)가 설치된 사다리(5)와, 사다리(5)를 신축시키고 일정각도 상, 하로 각도이동시키는 구동유닛(10)과, 상기 각 실린더(11, 12)를 구동시키는 컨트롤러(20)를 포함하는 고소작업차에 있어서,

상기 컨트롤러(20)는,

사다리(5)의 신축구동 및 각도회전되기 위한 신호를 입력하기 위한 키 입력부(40)인 조이스틱과;

상기 사다리(5)의 신축되는 지점에 설치되어 사다리(5)의 신축량을 검출하는 신축센서(51)와, 상기 사다리(5)의 각도회전되는 지점에 설치되어 사다리(5)의 각도회전량을 검출하는 길이변화를 검출하는 회전센서(52)로 된 센싱부(50)와;

상기 키 입력부(40)에서 입력된 신호에 의해 구동유닛(10)에 구동신호를 입력하고, 구동유닛(10)의 구동시 신축센서(51)와 회전센서(52)에서 검출된 신호를 전달받아 키 입력부(40)에서 입력되는 신호와 센싱부(50)의 검출신호를 대비하여 사다리(5)를 신축과 동시에 각도 회전시키도록 구동유닛(10)을 제어하는 제어부(60)를 포함하여 구성하되,

상기 구동유닛(10)은,

사다리(5)의 신축되는 양측지점에 설치되어 사다리(5)를 신축시키는 길이실린더(11)와;

일 끝단은 상기 사다리(5)에 타 끝단은 차량부(1)에 설치되어 사다리(5)를 상, 하로 각도회전시키는 승강실린더(12)를 포함하고,

상기 회전센서(52)는,

사다리(5)의 회전축(53)과, 사다리부(2)의 회전되지 않는 지점을 양단으로 하여 체인구동유닛(54)이 설치되고, 상기 사다리부(2)의 회전되지 않는 지점에 구비된 체인구동유닛(54)에 포텐쇼 메타(56)가 설치되어 구성되는 것을 특징으로 하는 고소작업용 사다리 직선이동 제어장치.
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