KR100934948B1 - 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치 - Google Patents

중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상부선회체, 하부프레임 및 틸팅 유닛이 구비된 중장비의 경사진 각도의 측정 장치에 있어서, 상부선회체의 저면에 중력방향을 향하도록 결합되어, 하부프레임의 경사진 각도를 산출하도록 하부프레임의 경사진 기준면과의 외곽길이를 측정하는 외곽센서 및 하부프레임에 대한 상부선회체의 경사진 각도를 산출하기 위하여 틸팅 유닛을 작동시키는 액츄에이터의 작동거리를 측정하는 내측센서가 구비되는 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치가 제공된다.
틸팅, 센서

Description

중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치{a incline sensing apparatus for leveling in industrial equipment}
본 발명은 중장비의 레벨링에서 사용되는 경사도를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부선회체를 레벨링 수행하기 위한 파라미터로 사용되는 중장비의 기울어진 경사각도를 측정하는 장치와 관계된다.
경사지에서 작업하게 되는 굴삭기, 벌목기, 크레인 등 중장비는 지면의 굴곡에 따라 상부회전체는 수평면에 대하여 경사진 상태에서 작업하게 된다.
중장비가 경사진 상태에서는 상부선회체의 스윙회전에 따라 수평면과의 경사도가 바뀌게 되어 작업상 불안정하게 되며, 중장비의 무게중심이 이동됨에 따라 전복 사고의 위험성이 증대되는 문제가 있다. 이를 해결하기 위하여 경사지에서 상부회전체를 틸팅하여, 중장비의 무게중심을 지면 가까이 이동시키는 방법이 사용된다. 이와 관련된 최근 기술은 미국특허 제6609581호에는 2개의 유압실린더에 의하여 지지되어 틸팅되는 상부서포트를 갖는 틸트매커니즘이 기재되어 있다. 또한, 미 국특허 제6158539호에는 2개의 유압실린더, 센터틸트 축과 연결되는 상부 베어링체 지지플레이트와, 하부플레이트가 기재되어 있다.
이러한 틸팅 유닛으로 자동화된 레벨링을 이루기 위하여서는 하부프레임의 경사각도(구체적으로 하부프레임의 전면방향의 경사도인 피칭경사각도와, 측면에 대한 경사도인 롤링경사각도)와, 상부선회체의 경사각도를 알아내야 한다.
종래에는 하부프레임의 경사각도를 측정하는 센서를 하부프레임 상에 부착하여 이로부터 얻어지는 경사각도 정보를 상부선회체의 제어 시스템에 전송하는 방식이 채택되었으며, 이러한 전송을 위하여 틸팅 유닛의 중앙에 유니버셜 조인트(universal joint) 구조를 구성해야 하였다. 하부프레임에서 얻어지는 주행속도, 경사각도 등의 모든 데이타는 이 유니버셜 조인트를 통과하여야 하는데 그 구성이 복잡하며, 틸팅 유닛의 작동에 따라 변형되어야 하므로 그 구성의 내구성과 신뢰성 면에서 문제가 되었다.
따라서 틸팅을 위한 경사진 각도를 상부선회체 상에서 측정할 수 있게 하는 경사도 측정 장치의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 중장비의 상부선회체 및 하부프레임의 경사도를 상부선회체 상에서 측정하는 경사도 측정 장치와 관련된다.
본 발명은 위의 목적을 해결하기 위하여 바람직한 실시예로, 상부선회체, 하부프레임 및 틸팅 유닛이 구비된 중장비의 경사진 각도의 측정 장치에 있어서, 상기 상부선회체의 저면에 운동시에도 중력방향을 향하도록 결합되어, 상기 하부프레임의 경사진 각도를 산출하도록 상기 하부프레임의 경사진 기준면과의 외곽길이를 측정하는 외곽센서; 및 상기 하부프레임에 대한 상기 상부선회체의 경사진 각도를 산출하기 위하여 상기 틸팅 유닛을 작동시키는 액츄에이터의 작동거리를 측정하는 내측센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 따르면, 상부선회체 상에서 측정된 길이, 작동거리를 근거로 하여 하부프레임의 경사진 각도를 산출할 수 있으므로, 하부프레임에 별도의 센서가 요구 되지 아니하여 중장비의 센서 구조가 간명해지는 효과가 있다.
또한, 하부프레임의 경사진 각도를 유니버셜 조인트를 통하지 않고 알 수 있으므로, 종래의 유니버셜 조인트가 갖는 내구성, 신뢰성의 문제가 해소되는 효과가 있다.
이하, 첨부 도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 외곽센서를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 기준면을 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치를 간략히 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치로 측정되는 외곽길이를 간략히 나타낸 측면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 내측센서를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 내측센서의 결합위치를 간략히 나타낸 평면도이다.
먼저, 본 발명이 적용되는 중장비에는 운전실(cabin)과 작업장치가 부착되는 붐(boom) 등이 구비되어 스윙(swing) 가능한 상부선회체(210)와, 바퀴 또는 무한 궤도 등의 주행수단이 구비된 하부프레임(230) 및 이 상부선회체와 하부프레임 사이에 개재되어 상부선회체를 중력방향에 수직한 기준수평면에 레벨링 시킬 수 있는 틸팅 유닛(220)이 포함된다.
이하, 본 발명과 관계되는 틸팅 유닛의 구성과 작동원리를 설명한다.
틸팅 유닛에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부프레임과 결합되는 지지플레이트(40)와, 상부선회체가 스윙 가능하게 결합되는 스윙베어링 장착플레이트(20)와, 이 틸트플레이트와 스윙베어링 장착플레이트 사이에 틸트플레이트(30)이 구비되되, 이 틸트플레이트는 상면 단부에서 한쌍으로 형성된 제1피봇홀더(34)로 스윙베어링 장착플레이트(20)에 회동가능하게 제1틸트축(A)을 이루며 결합되고, 틸트플레이트의 하면 단부에서 한쌍으로 형성된 제2피봇홀더(39)로 지지플레이트(40)과 회동가능하게 제2틸트축(B)을 이루며 결합된다. 이때, 제1틸트축(A)과 제2틸트축(B)은 서로 다른 방향으로 직교되도록 구성된다.
한편, 제2틸트축(B)에서 틸트플레이트의 시소운동이 가능하도록 지지플레이트의 제2틸트축(B) 양측에는 회동가능하게 결합되는 피스톤(17)과, 이 피스톤이 결합되되 일측은 틸트플레이트에 회동가능하게 결합되는 실린더(17a)로 이루어진 제1액츄에이터(11a,11b)가 결합된다.
또한, 제1틸트축(A)에서 스윙베어링 장착플레이트의 시소운동이 가능하도록 스윙베어링 장착플레이트의 제1틸트축(A) 양측에는 회동가능하게 결합되는 피스톤(17)과, 이 피스톤이 결합되되 일측은 틸트플레이트에 회동가능하게 결합되는 실 린더(17a)로 이루어진 제2액츄에이터(12a,12b)가 결합된다.
이러한 각 액츄에이터의 배치는, 도 6에 도시된 바에 따라, 하부프레임의 길이방향 중심선(T)에서 45°방향으로 형성된 방사선(R)에 상에 배치되어, 각 액츄에이터는 틸팅 유닛의 중심에서 서로 90°의 등각도 상에 놓이게 된다.
전술한 내용에 더하여 본 틸팅 유닛에 대한 보다 구체적인 구성과 작용은 본 출원인이 출원한 특허출원 제10-2007-112983호 “산림장비 및 굴삭기용 레벨링 장치”에 따른다.
< 용어 및 기호의 정의 >
이하, 본 명세서 상에서 사용되는 용어 및 기호는 다음과 같이 정의하여 사용한다.
스윙 각도(
Figure 112007090548445-pat00001
)는 상부선회체가 하부프레임에 대하여 선회된 각도로, 시계방향의 스윙 각도를 양의 값으로 한다.
한편, 기준수평면은 중력방향에 대한 수평면이다.
한편, 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00002
)는 상부선회체가 하부프레임에 대하여 경사진 각도로, 이 비틀림각도는 다시 운전자의 앞뒤 방향의 비틀림각도(또는 피칭(pitching) 비틀림각도,
Figure 112007090548445-pat00003
)와, 운전자의 좌우 방향의 비틀림각도(또는 롤링(rolling) 비틀림각도,
Figure 112007090548445-pat00004
)로 나눠 다룬다. 다만, 비틀림각도를, 피칭 비틀림각도, 롤링 비틀림각도 로 구체적으로 한정하지 아니한다면, 피칭 비틀림각도와 롤링 비틀림각도를 포함하여 지칭하는 의미이다.
한편, 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00005
)는 하부프레임이 기준수평면에 대하여 경사진 각도이다. 즉, 하부프레임은 지면에 놓이게 되므로 하부프레임이 위치하는 지면의 기준수평면에 대한 경사진 각도로 볼 수 있다. 이러한 경사각도는 다시 하부프레임의 전면을 기준으로 하였을 때, 앞뒤 방향의 경사각도(또는 피칭 경사각도,
Figure 112007090548445-pat00006
)와, 운전자의 좌우 방향의 경사각도(또는 롤링 경사각도,
Figure 112007090548445-pat00007
)로 나눠 다룬다. 다만, 경사각도를 피칭 경사각도 또는 롤링 경사각도로 구체적으로 한정하지 아니한다면, 피칭 경사각도와 롤링 경사각도를 포함하여 지칭하는 의미이다.
<경사각도(
Figure 112007090548445-pat00008
)의 측정수단의 설명>
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00009
,
Figure 112007090548445-pat00010
)의 측정을 위하여, 상부선회체(210)의 스윙베어링 장착플레이트의 결합 부분의 저면(211)에는 외곽센서(110)가 결합되고, 이 외곽센서의 하부 방향에 위치하는 하부프레임(230)에는 경사진 기준면(231)이 구비된다.
외곽센서로 이 외곽센서(110)와 하부프레임의 기준면(231)과의 외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00011
)가 측정되는데, 일예로 외곽센서는 기준면을 반사되는 면으로 하여 초음파 를 반향시켜 거리를 측정하는 초음파 센서(111a)가 사용될 수 있다.
한편, 외곽센서는 피칭 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00012
) 와 롤링 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00013
)를 모두 측정할 수 있도록 상부선회체의 정면방향의 저면에 설치되는 제1외곽센서(111)와, 이 제1외곽센서와 수직되는 위치인 상부선회체의 좌, 우 저면에 선택적으로 설치되는 제2외곽센서(112)로 이루어질 수 있다. 즉, 제1,2외곽센서는 틸팅유닛의 중앙을 통과하는 수직선에서 서로 90°의 간격을 이루며 설치된다.
이때, 상부선회체의 정면방향 저면에 설치되는 제1외곽센서(111)는 상부선회체의 피칭 운동(전,후의 시소 운동)에 대하여 항상 중력방향을 향하게 되나, 롤링 운동(좌,우의 시소 운동)에 대하여서는 상부선회체의 기준수평면에 대한 각도만큼 좌,우 방향으로 경사진 각도를 갖도록 설치된다. 즉, 제1외곽센서는 상부선회체의 좌우 방향과 평행한 힌지축(H)을 가지며 힌지결합되어, 상부선회체의 전,후 시소운동에 불구하고 중력방향을 향하게 되나, 좌,우 시소운동이 있으면 이 각도변화가 반영되어 기준수평면에 수직된 직선에서 비스듬한 각도를 가지게 된다.
한편, 제2외곽센서(112)는 상부선회체의 롤링 운동에 대하여 항상 중력방향을 향하면서, 피칭 운동에 대하여서는 상부선회체의 기준수평면에 대한 상승 또는 하강 각도만큼 기준수평면에 수직된 직선에서 비스듬한 각도를 가지도록, 상부선회체의 전후 방향과 평행한 힌지축을 가지며 힌지결합된다.
이로써, 상부선회체가 기준수평면을 기준으로 하여 전,후 시소운동이 있는 경우, 제1외곽센서(111)는 좌우 방향 힌지축으로 결합됨에 따라 중력방향을 향하도 록 회동되지만, 제2외곽센서(112)는 전후 방향 힌지축으로 결합되어 회동되지 못하고 전,후 시소운동에 따른 각도에 따라 기준수평면과 비스듬한 각도를 유지하게 된다. 한편, 상부선회체의 좌,우 시소운동이 있는 경우, 제1외곽센서는 기준면과 비스듬한 각도를 이루나, 제2외곽센서는 중력방향으로 회동된다.
한편, 하부프레임(230)과 지지플레이트(40)의 결합부근은 완만한 경사를 가지는 기준면(231)이 형성되어, 외곽센서(110)는 이 기준면과의 외곽길이를 측정하게 된다. 이 기준면(231)은 상부선회체의 비틀림각도에 따라 외곽센서가 회동되는 각도 범위를 고려하여 충분한 면적을 가지도록 한다. 일예로, 비틀림각도가 -30°내지 +30°의 범위를 가진다면, 외곽센서(110)가 회동되는 각도의 범위도 이와 동일하므로, 최소 또는 최대 비틀림각도에서 외곽센서(110)가 바라보는 중력방향의 하부에 기준면(231)이 위치할 정도의 면적이 요구된다.
이러한 기준면과 외곽센서의 구성으로, 각 외곽센서는 전,후 시소운동 또는 좌,우 시소운동이 있을 때. 외곽센서(120)가 중력방향을 향하도록 회동 된다면 기준면(231)과 최단 길이로 측정하게 되며, 회동 되지 아니한 경우에는 중력방향의 가상선(기준면과 최단거리가 되는 선)과 시소운동에 따른 각도만큼 비스듬한 선상에서 기준면과의 길이를 측정하게 된다.
외곽센서에서 기준면까지의 길이를 이하에서는 제1외곽센서에서 측정되는 제 1외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00014
)와, 제2외곽센서에서 측정되는 제2외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00015
)로 나누어 고려한다. 측정된 각 외곽길이를, 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00016
,
Figure 112007090548445-pat00017
)와 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00018
,
Figure 112007090548445-pat00019
)가 0°일 때에 측정된 외곽길이(이하, 기준외곽길이(제1기준외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00020
), 제2기준외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00021
))라 한다)와 비교하여 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00022
,
Figure 112007090548445-pat00023
)를 산출하게 된다.
구체적인 피칭 경사각도의 측정을, 도 4을 첨부하여 설명한다. 도 4에서 일점 쇄선은 기준수평면과 평행한 상부선회체의 저면과, 하부프레임의 상면을 간략히 나타낸 것이고, 실선은 상부선회체는 기준수평면에 대하여 수평을 그대로 유지하면서, 하부프레임은 +10°의 피칭 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00024
)가 주어진 상태를 나타낸다.
이때, 제2외곽센서(112)에 의하여 측정되는 제2외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00025
)는 제2기준외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00026
)를 그대로 유지한다. 한편, 제1외곽센서(111)에 의하여 제1외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00027
)는 제1기준외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00028
)보다 짧게 측정되며, 이들의 차이인 제1외곽길이차(
Figure 112007090548445-pat00029
)을 얻게 된다.
즉, 제2외곽길이(
Figure 112007090548445-pat00030
)가 변화되기 아니하면서, 양수인 제1외곽길이 차(
Figure 112007090548445-pat00031
)에 근거하여 피칭 경사각도가 +10°임을 알 수 있게 된다. 이때, 각 외곽길이차의 길이와 산출되는 경사각도의 크기의 관계는 틸팅 유닛의 중심에서 제1,2외곽센서까지의 길이에 따라 달라진다.
한편, 롤링 경사각도도 전술된 방식을 전용하여, 제2외곽길이차로부터 산출할 수 있으며, 피칭 경사각도와 롤링 경사각도의 조합인 경우 이와 같은 방식을 조합하여 임의의 경사각도를 산출할 수 있다.
한편, 전술된 바에 따라 피칭 경사각도와 롤링 경사각도 모두를 측정하기 위하여 틸팅 유닛의 중심에서 수직된 관계를 가지는 2개의 외곽센서가 구비되는 구성 이외에, 다수의 측정값에서 오차를 서로 보정하기 위하여 서로 수직된 3 이상의 외곽센서가 설치될 수도 있다.
<비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00032
)의 측정수단의 설명>
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비틀림각도(
Figure 112009059559545-pat00033
,
Figure 112009059559545-pat00034
)의 측정을 위하여, 틸팅 유닛을 작동시키는 액츄에이터의 작동거리(
Figure 112009059559545-pat00035
)를 측정하는 내측센서가 구비된다. 이 내측센서는 거리측정을 위한 신호를 내보내는 페어일측(121a)과 페어타측으로부터 내보내진 신호를 받는 페어타측(121b)을 한 짝으로 구비하여, 페어일측(121a)은 액츄에이터의 피스톤(17)에 부착되고, 페어타측(121b)은 액츄에이터의 피스톤이 결합되는 실린더(17a)에 부착된다. 액츄에이터의 작동거리(
Figure 112009059559545-pat00036
)는 페어일측와 페어타측의 거리로부터 측정된다. 예컨대, 거리측정을 위한 신호가 초음파 신호인 경우 페어일측(121a)은 초음파신호를 내보내고, 페어타측(121b)은 페어일측(121a)에서 방출된 초음파신호를 받아 페어일측로부터의 거리를 측정하거나, 이 경우 페어일측(121a)은 발신부가 되고 페어타측(121b)은 수신부가 되며, 더 바람직하게는 페어타측(121b)에서 초음파신호를 받아 반사시켜 페어일측(121a)으로 되돌려보내고 페어일측(121a)에서는 되돌아온 초음파신호를 받아 액츄에이터의 작동거리를 측정하게 되며, 이 경우 페어일측(121a)은 발신부가 되고, 페어타측(121b)은 수신 및 반사부가 된다.
한편, 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 구성상 특성에 따라 제1액츄에이터(11a,11b)끼리, 제2액츄에이터(12a,12b)끼리는 서로 상보적으로 움직이므로, 피칭 비틀림각도와 롤링 비틀림각도를 모두 산출하기 위하여, 제1액츄에이터 중 어느 하나의 액츄에이터를 선택하고, 제2액츄에이터 중 어느 하나의 액츄에이터를 선택하여, 각각에 제1,2내측센서(121,122)를 설치한다.
도 6을 참조하여 설명하면, 제2액츄에이터에서 전면 우측의 액츄에이터(12b)에 제1내측센서(121)를 설치하고, 이 액츄에이터(12b)와 틸팅 유닛의 중심에서 90°관계를 이루는 후면 우측의 액츄에이터(11a)에 제2내측센서(122)가 설치된다. 물론, 전면 우측의 액츄에이터(12b)와 이웃한 다른 액츄에이터(11b)에 제2내측센서가 설치될 수도 있다.
이때, 제1,2내측센서(121,122)는 스윙베어링 장착플레이트의 각도변화와 관계된 각 액츄에이터의 제1,2작동거리(
Figure 112007090548445-pat00037
,
Figure 112007090548445-pat00038
)를 측정하게 된다.
비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00039
,
Figure 112007090548445-pat00040
)는, 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00041
,
Figure 112007090548445-pat00042
)와 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00043
,
Figure 112007090548445-pat00044
)가 모두 0°일 때에 측정된 액츄에이터의 작동거리(이하, 기준작동거리(제1기준작동거 리(
Figure 112007090548445-pat00045
)와, 제2기준작동거리(
Figure 112007090548445-pat00046
)로 나뉨)라 한다)와 비교하여 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00047
,
Figure 112007090548445-pat00048
)를 산출하게 된다.
예를 들면, 제1작동거리(
Figure 112007090548445-pat00049
)가 제1기준작동거리(
Figure 112007090548445-pat00050
)보다 작동거리차(
Figure 112007090548445-pat00051
)만큼 증대되고, 제2작동거리(
Figure 112007090548445-pat00052
)가 제2기준작동거리(
Figure 112007090548445-pat00053
)보다 작동거리차(
Figure 112007090548445-pat00054
)만큼 감소되었다면, 이 작동거리차(
Figure 112007090548445-pat00055
,
Figure 112007090548445-pat00056
)에 근거하여 피칭 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00057
)를 산출할 수 있다. 물론, 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛에 장착되는 제1,2액츄에이터가 상호 대칭으로 배치되었음을 전제한다면, 각 작동거리차(
Figure 112007090548445-pat00058
,
Figure 112007090548445-pat00059
)의 크기는 동일하다.
한편, 제1,2작동거리(
Figure 112007090548445-pat00060
,
Figure 112007090548445-pat00061
)가 제1,2기준작동거리(
Figure 112007090548445-pat00062
,
Figure 112007090548445-pat00063
)보다 작동거리차(
Figure 112007090548445-pat00064
,
Figure 112007090548445-pat00065
)만큼 모두 증대되었다면 상부선회체의 우측방향에서 양의 롤링 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00066
)가 산출된다.
이때, 작동거리차(
Figure 112007090548445-pat00067
,
Figure 112007090548445-pat00068
)의 길이와 산출되는 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00069
)의 크기는 틸팅 유닛의 중심에서 각 액츄에이터까지의 배치 길이에 따라, 보다 정확하게는 틸팅 유닛의 중심에서 제1,2내측센서까지의 길이에 따라 달라진다.
한편, 전술된 피칭 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00070
)와 롤링 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00071
)를 산출하는 방법의 조합으로, 상부선회체의 임의의 피칭 비틀림각도와 롤링 비틀림각도로 형성되는 비틀림각도(
Figure 112007090548445-pat00072
)가 산출될 수 있음은 당연하다.
한편, 상부선회체의 정면이 하부프레임의 정면에 대하여 선회각도(
Figure 112007090548445-pat00073
)를 가지는 경우를 고려하면, 전술된 방식으로 얻어지는 경사각도(
Figure 112007090548445-pat00074
,
Figure 112007090548445-pat00075
)는 상부선회체에 부착된 외곽센서를 이용함으로써 상부선회체의 정면 방향을 기준으로 하여 측정되므로, 선회각도(
Figure 112007090548445-pat00076
)와 크기는 같으나 반대부호를 가지는 방향을 정면방향으로 하였을 때의 경사각도를 산출하여, 하부프레임의 경사각도를 얻을 수 있다.
예를 들어, 선회각도(
Figure 112007090548445-pat00077
)가 90°이고, 전술된 방식으로 얻어지는 피칭 경사각도가 10°, 롤링 경사각도가 -15°라면, 하부프레임의 전면방향은 상부선회체의 전면방향을 기준으로 할 때 -90°를 이루며 위치하므로, 하부프레임의 실제 피칭 경사각도는 +15°이고, 롤링 경사각도는 하부프레임의 우측방향에서 +10°가 됨을 알 수 있다.
이와 같이 얻어지는 비틀림각도와 경사각도에 근거하여 상부선회체를 기준수평면에 대하여 레벨링할 수 있게 되므로, 본 발명이 의도하는 상부선회체에서 레벨링에 필요한 각도 데이터를 산출할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 외곽센서를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 기준면을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치를 간략히 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치로 측정되는 외곽길이를 간략히 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 내측센서를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치에 채용된 내측센서의 결합위치를 간략히 나타낸 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
210 : 상부선회체 211 : 저면
220 : 틸팅 유닛 11a,11b,12a,12b : 액츄에이터
17 : 피스톤 17a : 실린더
230 : 하부프레임 231 : 기준면
110,111,112 : 외곽센서 121, 122 : 내측센서
121a : 페어일측 121b : 페어타측
삭제

Claims (4)

  1. 상부선회체, 하부프레임 및 틸팅 유닛이 구비된 중장비의 경사진 각도의 측정 장치에 있어서,
    상기 상부선회체의 저면에 운동시에도 중력방향을 향하도록 결합되어, 상기 하부프레임의 경사진 각도를 산출하도록 상기 하부프레임의 경사진 기준면과의 외곽길이를 측정하는 외곽센서; 및
    상기 하부프레임에 대한 상기 상부선회체의 경사진 각도를 산출하기 위하여 상기 틸팅 유닛을 작동시키는 액츄에이터의 작동거리를 측정하는 내측센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 외곽센서는
    초음파를 발신하고, 상기 기준면에서 반향된 상기 초음파를 수신하여 상기 외곽길이를 측정하는 초음파센서인 것을 특징으로 하는 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 외곽센서는
    상기 상부선회체의 정면 방향에 위치하되, 상기 상부선회체의 전후 시소운동 시 중력방향을 향하도록 힌지결합되는 제1외곽센서; 및
    상기 상부선회체의 저면에 상기 제1외곽센서와 수직을 이루며 부착되되, 상기 상부선회체의 좌우 시소운동시 중력방향을 향하도록 힌지결합되는 제2외곽센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내측센서는
    상기 틸팅 유닛에 방사상으로 구비되는 4개의 액츄에이터 중 어느 하나의 피스톤에 결합되며 상기 액츄에이터의 작동거리를 측정하기 위한 신호를 내보내는 페어일측과, 상기 피스톤이 결합되는 피스톤홀더에 상기 페어일측에 대응되게 결합되며 상기 페어일측로부터 나온 신호를 받는 페어타측으로 이루어진 제1내측센서; 및
    상기 제1내측센서가 부착된 액츄에이터와 이웃한 액츄에이터의 피스톤과 피스톤홀더에 각각 결합되는 신호를 내보내는 페어일측과 상기 페어일측에서 나온 신호를 받는 페어타측으로 이루어진 제2내측센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 레벨링을 위한 경사도 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09278374A (ja) * 1996-04-18 1997-10-28 Sumitomo Constr Mach Co Ltd ウエイト台車付クレーンの傾斜角補正装置
JP2552994Y2 (ja) * 1989-12-05 1997-11-05 新キャタピラー三菱 株式会社 建設機械の水平制御装置
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