KR101038523B1 - 고소작업차량의 작업반경 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고소작업차량의 작업반경 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고소작업차량의 각 아웃트리거가 인출된 정도를 감지하여 고소작업대의 작업반경을 판단하고, 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장 등의 작업시에 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나지 않도록 유압실린더의 방향제어밸브를 조절하는 제어장치와 제어 방법에 관한 것으로 고소작업차량의 작업환경이 협소해서 일부의 아웃트리거만을 인출하여 장착한 경우에도 고소작업대의 작업 가능 범위내에서만 작업이 이루어질 수 있도록 함으로써 안전사고 및 설비사고를 미연에 방지할 수 있는 고소작업차량의 작업반경 제어장치의 제공을 목적으로 한다.

Description

고소작업차량의 작업반경 제어장치{Working radius of crane vehicle control device}

본 발명은 고소작업차량의 작업반경 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고소작업차량의 각 아웃트리거의 인출 정도를 감지하여 고소작업대의 작업반경을 판단하고, 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장 등의 작업시에 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나지 않도록 유압실린더의 방향제어밸브를 조절하는 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 고소작업차는 높은 곳에서 안전하고 편리하게 작업을 할 수 있고 기동성이 있으므로 건물의 내외부 비계공사, 전기통신설비의 가설 및 유지보수공사, 교량의 점검 및 보수공사 등의 경우에 매우 유용하게 사용된다.

종래 고소작업차는 트럭 등 화물차량의 섀시에 베이스프레임을 설치하고 상기 베이스프레임에 고소작업대 본체를 장착하여 구성되며, 안정되게 바닥에 지지된 상태에서 고소작업이 이루어질 수 있도록 상기 베이스프레임의 앞뒤에 아웃트리거가 설치된다.

상기에서 고소작업대 본체는 상기 베이스프레임의 상부에서 회전가능하게 결합되고 지지되는 회전프레임과, 상기 회전프레임에 다른쪽 끝부분이 신축 가능하도록 다수의 강관을 안테나식으로 결합시킨 신축붐과, 상기 신축붐의 다른쪽 끝부분에 연결하여 설치되는 탑승함 또는 운반물을 용이하게 걸 수 있도록 결합된 후크로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 종래 고소작업차는 일정 작업 각도에서 고소작업대의 길이가 연장되어 길이가 길어지며 선단에 운반물 등의 부하가 걸리면 전체 무게중심이 이동되어 차량이 전복되는 위험이 있기 때문에, 고소작업대의 작업 각도와 붐의 길이에 따른 작업 반경의 제어의 필요성이 대두되어왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고소작업차량의 각 아웃트리거의 인출 정도를 감지하여 고소작업대의 작업반경을 판단하고, 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장 등의 작업시에 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나지 않도록 각 유압실린더의 방향제어밸브를 조절하는 방법으로, 고소작업차량의 작업환경이 협소해서 일부의 아웃트리거만을 인출하여 장착한 경우에도 고소작업대의 작업 가능 범위내에서만 작업이 이루어질 수 있도록 함으로써 안전사고 및 설비사고를 미연에 방지할 수 있는 고소작업차량의 작업반경 제어장치와 제어방법의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 아웃트리거의 인출 정도를 3단계로 감지함으로써 제어부의 데이터 처리용량이 줄어들게 됨으로써, 복잡하고 값이 비싼 제어장치 대신 저렴한 CPU를 사용하여 제어부의 구성이 가능해지는 고소작업차량의 작업반경 제어장치와 제어방법의 제공을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제어장치는 차량의 적재함에 회전, 승하강 및 연장이 가능하도록 복수의 유압실린더가 결합된 고소작업대와, 차량의 좌우양측에서 인출되어 하부단이 지면에 지지되는 복수개의 아웃트리거와, 상기 고소작업대 및 각 아웃트리거를 조작하기 위한 레버와 버튼이 구비된 콘트롤부가 장착된 고소작업차량에 있어서, 상기 아웃트리거의 구성 요소인 고정빔의 저면에 결합되되 상기 고정빔에서 인출되는 연장고정빔 쪽의 끝단에 설치되어 연장고정빔의 저면에 접촉되도록 고정되는 2개의 근접센서와, 상기 연장고정빔의 저면에 돌출되어 상기 연장고정빔이 고정빔의 내부에서 인출되거나 삽입될때 근접센서를 단락시키는 지시편으로 구성되는 아웃트리거 센서부와, 각 아웃트리거 센서부의 정보를 입력받아 고소작업대의 수평 및 수직 작업 가능 공간의 크기를 예측하는 제어부와, 상기 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장 등의 움직임을 인지할 수 있도록 고소작업대의 각 단에 부착된 회전감지센서, 승하강감지센서, 연장감지센서로 구성되는 고소작업대 센서부와, 상기 고소작업대를 조작하는 콘트롤부와 고소작업대의 움직임을 구동하는 유압실린더의 사이에 결합되어 압유 흐름을 제어하는 방향제어밸브와, 작업자에게 시각적, 청각적 경고신호를 발생시킬 수 있도록 복수개의 경고부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 아웃트리거 센서부는 연장고정빔의 인출 정도를 2개의 근접센서의 온-오프 상태에 따라, 오프-오프의 상태는 최소단계, 온-오프의 상태는 중간단계, 온-온의 상태는 최대단계로 감지함으로써 3단계로 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

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상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 고소작업차량의 각 아웃트리거의 인출 정도를 감지하여 고소작업대의 작업반경을 판단하고, 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장 등의 작업시에 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나지 않도록 각 유압실린더의 방향제어밸브를 조절하는 방법으로, 고소작업차량의 작업환경이 협소해서 일부의 아웃트리거만을 인출하여 장착한 경우에도 고소작업대의 작업 가능 범위내에서만 작업이 이루어질 수 있도록 함으로써 안전사고 및 설비사고를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 아웃트리거의 인출 정도를 3단계로 감지함으로써 제어부의 데이터 처리용량이 줄어들게 됨으로써, 복잡하고 값이 비싼 제어장치 대신 저렴한 CPU를 사용하여 제어부의 구성이 가능해지는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 고소작업차량의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 제어장치의 구성을 나타낸 간략도,
도 3은 본 발명에 따른 아웃트리거의 저면사시도,
도 4는 본 발명에 따른 아웃트리거의 부분단면도,
도 5는 본 발명에 따른 아웃트리거의 최소인출단계를 나타낸 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 아웃트리거의 중간인출단계를 나타낸 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 아웃트리거의 최대인출단계를 나타낸 상태도,
도 8은 콘트롤부의 내부를 나타낸 개략도,
도 9는 고소작업차량의 수평 작업반경을 나타낸 개략도,
도 10은 고소작업차량의 수직 작업반경을 나타낸 개략도.

이하, 본 발명에 따른 고소작업차량의 작업반경 제어장치의 구성 및 작용에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 고소작업차량의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제어장치의 구성을 나타낸 간략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 아웃트리거의 저면사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 아웃트리거의 부분단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 아웃트리거의 최소인출단계를 나타낸 상태도이고, 도 6은 본 발명에 따른 아웃트리거의 중간인출단계를 나타낸 상태도이며, 도 7은 본 발명에 따른 아웃트리거의 최대인출단계를 나타낸 상태도이고, 도 8은 콘트롤부의 내부를 나타낸 개략도이며, 도 9는 고소작업차량의 수평 작업반경을 나타낸 개략도이고, 도 10은 고소작업차량의 수직 작업반경을 나타낸 개략도이다.

먼저 본 발명이 제안하는 고소작업차량의 작업반경 제어장치(100)는 차량의 적재함에 승하강, 회전, 및 연장이 가능하도록 유압실린더가 결합된 고소작업대(10)가 장착되고, 차량의 좌우양측에서 인출되어 하부단이 지면에 지지되는 복수개의 아웃트리거(20)가 결합된 고소작업차량(1)에 있어서, 상기 아웃트리거(20)의 구성요소인 고정빔(23)의 일측에 결합되어 연장고정빔(24)의 인출 정도를 감지하는 복수개의 근접센서(31)로 구성되는 아웃트리거 센서부(30)와, 각 아웃트리거 센서부(30)의 정보를 입력받아 고소작업대(10)의 수평 및 수직 작업 가능 공간의 크기를 예측하는 제어부(40)와, 상기 고소작업대(10)의 회전, 승하강 및 연장 등의 움직임을 인지할 수 있도록 고소작업대(10)의 각 단에 부착된 회전감지센서, 승하강감지센서, 및 연장감지센서로 구성되는 고소작업대 센서부(50)와, 상기 고소작업대(10)에 내삽된 유압실린더의 압유 흐름을 제어하는 방향제어밸브(60)와, 작업자에게 시각적, 청각적 경고신호를 발생시킬 수 있도록 복수개의 경고부재(70)를 포함하여 이루어진다.

도 3에 도시된 바와같이, 상기 아웃트리거(20)는 차량의 섀시에 결합된 베이스프레임의 일측에 고정되는 고정빔(23)과, 상기 고정빔(23)에 슬라이딩 가능하게 지지되고 유압실린더(21)와 피스톤로드(22)의 왕복운동에 따라 상기 고정빔(23)의 외부로 인출되거나 고정빔(23)의 내부로 삽입되는 연장고정빔(24)과, 상기 연장고정빔(24)의 인출되는 쪽의 끝 부분에 바닥면에 수직을 이루도록 고정되는 수직빔(25)과, 상기 수직빔(25)에 슬라이딩 가능하게 지지되고 상기 유압실린더(21)와 피스톤로드(22)와 동일한 구조로써 왕복운동에 의하여 수직빔(25)으로부터 인출되거나 수직빔(25)의 내부로 삽입되며 끝부분에는 받침판(27)이 설치되는 연장수직빔(26)으로 구성된다.

상기 수직빔(25)와 연장수직빔(26)에 설치되는 유압실린더는 고정빔(23)에 설치되는 유압실린더(21)와 피스톤로드(22)와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 바람직하다.

도 3 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 아웃트리거 센서부(30)는 복수개의 근접센서(31)를 고정빔(23)의 저면에 결합되어 연장고정빔(24)의 인출 정도를 판별하도록 하는 것이 바람직하며, 공지된 근접센서 이외에도 포토센서, 근접센서를 사용하여 동일한 기능을 할 수 있도록 설치하여도 무방하다.

또한, 상기와 같은 기능을 수행하기 위하여, 아웃트리거 센서부(30)는 상기 고정빔(23)의 저면에 결합되되 고정빔(23)에서 인출되는 연장고정빔(24) 쪽의 끝단에 설치되어, 연장고정빔(24)의 저면에 접촉되도록 고정되는 2개의 근접센서(31a,31b)와 상기 연장고정빔(24)의 저면에 돌출되어 상기 연장고정빔(24)이 고정빔(23)의 내부에서 인출되거나 삽입될 때 각 근접센서(31a,31b)를 단락시키도록 길이가 다른 지시편(32)을 포함하여 구성되어, 연장고정빔(24)의 인출 정도를 각 근접센서(31a,31b)의 온-오프 상태에 따라 오프-오프의 상태는 최소단계, 온-오프의 상태는 중간단계, 온-온의 상태는 최대단계로 감지함으로써 3단계로 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하며 아래의 표 1과 같이 적용될 수 있다.

	최소단계	중간단계	최대단계
근접센서(31a)	OFF	ON	ON
근접센서(31b)	OFF	OFF	ON

상기 제어부(40)는 고소작업대(10)와 아웃트리거(20)의 구동을 조작하는 레버와 버튼이 구비된 콘트롤부(80)의 내부에 삽입되어 각 아웃트리거 센서부(30)의 정보를 입력받아 고소작업대(10)의 수평 및 수직 작업 가능 공간의 크기를 예측할 수 있도록 프로그램되어 구성된다.

한편, 상기 고소작업대(10)의 본체는 차량의 베이스프레임의 상부에 회전가능하게 지지되는 회전프레임(11)과, 상기 회전프레임(11)에 소정의 각도로 절첩가능하게 결합되고 한쪽 끝부분이 소정의 길이로 연장되도록 복수의 붐이 결합한 신축붐(12)과, 상기 신축붐(12)의 끝부분에 설치되고 작업자가 탑승하여 작업을 수행하기 위한 탑승함(13)을 포함하여 구성된다.

상기 고소작업대 센서부(50)는 고소작업대(10)의 회전, 승하강 및 연장 등의 움직임을 인지할 수 있도록 회전프레임(11)의 내부에 삽입된 회전감지센서와, 회전프레임(11)과 신축붐(12)의 각도를 감지하는 승하강감지센서, 및 다단으로 구비되어 연장되는 신축붐(12)의 각단에 삽입되어 신축붐(12)의 연장을 감지하는 연장감지센서로 구성된다.

또한, 상기 고소작업대 센서부(50)를 구성하는 각 센서들은 통상의 공지된 여러 종류의 센서를 사용하여도 무방하고 동일한 기능의 구성요소들로 대체되어 사용가능하며 종류와 위치에 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 방향제어밸브(60)는 콘트롤부(80)에 설치된 레버 중에서 고소작업대(10)의 회전, 승하강 및 연장 등의 움직임을 조작하기 위한 레버와 연결되어 결합되며 해당 움직임을 구동하는 유압실린더의 압유 흐름을 제어한다.

상기 경고부재(70)는 작업자에게 시각적, 청각적 경고신호를 발생시킬 수 있도록 고소작업차량의 외부에 경광등, 알람등으로 구비되어 구성된다.

또한, 본 발명이 제안하는 고소작업차량의 작업반경 제어방법(200)은 고소작업차량의 각 아웃트리거(20)의 인출 정도를 감지하여 고소작업대(10)의 작업반경을 판단하고, 고소작업대(10)의 회전, 승하강 및 연장 등의 작업시에 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나지 않도록 각 유압실린더의 방향제어밸브를 조절하는 제어 방법으로서,

차량에 설치된 각 아웃트리거의 인출 정도를 판단하는 단계(210),

고소작업대의 수평 및 수직 작업 가능 반경을 예측하는 단계(220),

고소작업대의 회전, 승하강 및 연장등의 움직임을 감지하는 단계(230),

사용자가 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나는 조작을 할 시에 해당 유압실린더의 방향제어밸브를 통해 움직임을 제한하는 단계(240),

경고부재를 통해 위험을 인지하도록 하는 단계(250)를 포함하여 이루어진다.

상기 차량에 설치된 각 아웃트리거의 인출 정도를 판단하는 단계(210)는 표 1에 도시된 바와 같이 아웃트리거 센서부(30)에서 발생되는 전기적인 출력을 통해 고소작업차량에 1쌍 혹은 2쌍이상으로 설치된 각각의 아웃트리거의 인출 정도를 판단한다.

상기 고소작업대의 수평 및 수직 작업 가능 반경을 예측하는 단계(220)는 제어부(40)가 상기 아웃트리거 센서부(30)에서 입력된 값을 바탕으로 설정된 프로그램에 따라 고소작업대(10)의 수평 및 수직 작업 가능 반경을 설정한다.

이때, 상기 작업 가능 반경은 고소작업대(10)의 끝단에 결합된 탑승함(13)의 위치를 기준점으로 도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 최소단계(A), 중간단계(B), 최대단계(C)의 3단계로 구분하여 설정하는 것이 바람직하다.

상기 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장등의 움직임을 감지하는 단계(230)는 제어부(40)가 고소작업대(10)의 회전, 승하강 및 연장 등의 움직임을 인지할 수 있도록 고소작업대(10)의 각 단에 부착된 회전감지센서, 승하강감지센서, 및 연장감지센서로 구성된 고소작업대 센서부(50)에서 입력된 값을 바탕으로 고소작업대(10)의 기준점의 위치를 감지한다.

상기 고소작업대의 움직임을 제한하는 단계(240)는 작업자가 콘트롤부(80)에서 고소작업대(10)을 구동하여 회전, 승하강 및 연장 등의 작업을 할 시에 설정된 작업반경을 벗어나는 조작을 하는 경우, 해당 동작을 구동하는 유압실린더의 방향제어밸브(60)를 잠금으로써 고소작업대(10)의 기준점이 안정적인 작업반경을 벗어나지 않도록 제한한다.

아웃트리거 센서부(30)에서 입력된 값에 따라 제어부(40)가 고소작업대의 작업반경을 중간단계라고 설정한 상태에서, 작업자가 고소작업대(10)을 수평으로 회전시키도록 조작하였을 때, 도 9에 도시된 고소작업차량의 수평 작업반경에서의 중간단계의 한계값 내에서는 작업자의 조작에 따라 고소작업대(10)가 구동되나 한계값을 벗어나는 때에는 회전프레임(11)을 회전시키는 움직임을 구동하는 유압실린더에 설치된 방향제어밸브(60)를 잠금으로써 고소작업대(10)의 기준점이 중간단계의 작업반경을 벗어나지 않도록 한다.

마찬가지로 제어부(40)가 고소작업대의 작업반경을 중간단계라고 설정한 상태에서, 작업자가 고소작업대(10)을 수직으로 상승시키도록 조작하였을 때, 도 10에 도시된 고소작업차량의 수직 작업반경에서의 중간단계의 한계값 내에서는 작업자의 조작에 따라 고소작업대(10)이 구동되나 한계값을 벗어나는 때에는 고소작업대(10)를 상승시키는 움직임을 구동하는 회전프레임(11)과 신축붐(12)의 각도를 상승시키는 유압실린더와 신축붐(12)의 각단에 삽입되어 신축붐(12)을 연장시키는 유압실린더에 설치된 방향제어밸브(60)를 잠금으로써 고소작업대(10)의 기준점이 중간단계의 작업반경을 벗어나지 않도록 하게된다.

또한, 작업자가 고소작업대(10)를 사선방향으로 조작하였을 때에도 상기와 같은 과정이 동시에 발생됨으로써 기준점이 정해진 작업반경을 벗어나지 않도록 제한하는 것이 가능해진다.

경고부재를 통해 위험을 인지하도록 하는 단계(250)는 작업자가 고소작업대을 설정된 작업반경을 벗어나는 조작을 하였을 때 구비된 경광등 또는 알람등으로 시각적, 청각적 경고신호를 발생시킴으로써 위험을 인지하도록 한다.

이와같이, 본 발명은 고소작업차량의 아웃트리거에 설치된 아웃트리거 센서부와 제어부와 고소작업대 센서부와 방향제어밸브와 경고부재를 포함하여 이루어져, 고소작업차량의 각 아웃트리거가 인출된 정도를 감지하여 고소작업대의 작업반경을 판단하고, 작업자가 콘트롤부(80)에서 고소작업대(10)을 구동하여 회전, 승하강 및 연장 등의 작업을 할 시에 설정된 작업반경을 벗어나는 조작을 하는 경우, 해당 동작을 구동하는 유압실린더의 방향제어밸브(60)를 잠금으로써 기 설정된 고소작업대의 작업반경을 벗어나지 않도록 유압실린더의 방향제어밸브(60)를 조절하는 제어장치와 제어 방법에 관한 것으로 고소작업차량의 작업환경이 협소해서 일부의 아웃트리거만을 인출하여 장착한 경우에도 고소작업대의 작업 가능 범위내에서만 작업이 이루어질 수 있도록 함으로써 안전사고 및 설비사고를 미연에 방지할 수 있는 고소작업차량의 작업반경 제어장치와 제어방법에 관한 것으로, 당업자로서는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 설명을 고려하여 충분히 변경, 변환, 치환 및 대체할 수 있을 것이고, 상술한 실시예에만 한정되지는 않는다.

100: 고소작업차량의 작업반경 제어장치
1: 고소작업차량
10: 고소작업대 11: 회전프레임
12: 신축붐 13: 탑승함
20: 아웃트리거 21: 유압실린더
22: 피스톤로드 23: 고정빔
24: 연장고정빔 25: 수직빔
26: 연장수직빔 27: 받침판
30: 아웃트리거 센서부 31: 근접센서
32: 지시편 40: 제어부
50: 고소작업대 센서부 60: 방향제어밸브
70: 경고부재 80: 콘트롤부
A: 작업반경의 최소단계
B: 작업반경의 중간단계
C: 작업반경의 최대단계

Claims (3)

1. 차량의 적재함에 회전, 승하강 및 연장이 가능하도록 복수의 유압실린더가 결합된 고소작업대와, 차량의 좌우 양측에서 인출되어 하부단이 지면에 지지되는 복수개의 아웃트리거와, 상기 고소작업대 및 각 아웃트리거를 조작하기 위한 레버와 버튼이 구비된 콘트롤부가 장착된 고소작업차량에 있어서,
   상기 아웃트리거의 구성 요소인 고정빔의 저면에 결합되되 상기 고정빔에서 인출되는 연장고정빔 쪽의 끝단에 설치되어 연장고정빔의 저면에 접촉되도록 고정되는 2개의 근접센서와, 상기 연장고정빔의 저면에 돌출되어 상기 연장고정빔이 고정빔의 내부에서 인출되거나 삽입될 때 근접센서를 단락시키는 지시편으로 구성되는 아웃트리거 센서부와;
   각 아웃트리거 센서부의 정보를 입력받아 고소작업대의 수평 및 수직 작업 가능 공간의 크기를 예측하는 제어부와;
   상기 고소작업대의 회전, 승하강 및 연장의 움직임을 인지할 수 있도록 고소작업대의 각 단에 부착된 회전감지센서, 승하강감지센서, 연장감지센서로 구성되는 고소작업대 센서부와;
   상기 고소작업대를 조작하는 콘트롤부와 고소작업대의 움직임을 구동하는 유압실린더의 사이에 결합되어 압유 흐름을 제어하는 방향제어밸브와;
   작업자에게 시각적, 청각적 경고신호를 발생시킬 수 있도록 복수개의 경고부재를 포함하여 구성되며,
   상기 아웃트리거 센서부는,
   연장고정빔의 인출 정도를 2개의 근접센서의 온-오프 상태에 따라, 오프-오프의 상태는 최소단계, 온-오프의 상태는 중간단계, 온-온의 상태는 최대단계로 감지함으로써 3단계로 감지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고소작업차량의 작업반경 제어장치.
   
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