KR101150587B1 - 굴삭기 버켓 힘 추정 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴삭기의 버켓 힘 추정 방법 및 시스템을 개시한다. 본 발명은 굴삭기의 버켓 힘 추정 방법으로서, (a) 상기 굴삭기의 엑츄에이터부 구동을 위한 유압 실린더에 설치된 압력 센서로부터 상기 유압 실린더의 피스톤헤드측 챔버 압력(제1 압력)과 피스톤로드측 챔버 압력(제2 압력)을 수신하는 단계; (b) 상기 제1 압력 및 제2 압력의 차이를 이용하여 상기 유압 실린더에서의 힘을 측정하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 측정된 힘을 링크 축의 토크로 변환하는 단계; 및 (d) 상기 변환된 토크를 이용하여 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면 간단한 방식으로 버켓에 가해지는 힘을 추정할 수 있다.
굴삭기, 힘 센서, 버켓, 실린더, 로드, 챔버, 붐, 암, 압력 센서

Description

굴삭기 버켓 힘 추정 방법 및 시스템{Method and System for measuring bucket force of excavator}
본 발명은 굴삭기 버켓 힘 추정 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고가의 센서를 구비하지 않더라도 굴삭기의 버켓이 가해지는 힘을 추정할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
굴삭기는 주로 토사를 굴삭하는 장비로서, 토사 적재, 건물 기초 작업, 택지 조성 작업 및 화물 적재 등 다양한 작업을 할 수 있는 건설기계이다.
일반적으로 굴삭기는 유압탱크에서 흡입된 압유가 메인펌프에서 토출되어 조이스틱레버의 조작에 따라 방향전환밸브인 컨트롤밸브를 통해 굴삭기에 장착된 붐 실린더, 암 실린더, 버켓 실린더에 공급되어 엑츄에이터부 즉, 붐, 암, 버켓 등을 작동시켜 원하는 작업을 할 수 있도록 구성된다.
굴삭 환경은 매우 열악하고 위험하기 때문에 점차적으로 작업자의 수동 조작이 아닌 소정 제어 알고리즘을 이용하여 자동으로 제어되는 지능형 굴삭기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
원격 조종 굴삭기에 대한 연구에서부터 인공지능 무인 굴삭기까지 다양한 굴 삭기에 대한 자동화 연구가 국내외에서 이루어지고 있다. 대부분의 이런 연구들에서는 버켓 끝에서 받는 힘 데이터들이 굴삭기 제어를 위해 요구된다.
원격 조종 굴삭기의 경우, 효율적인 원격 조종을 위해서 버켓에서 받는 힘을 원격 조종자에게 전달하는 것이 필요하고, 인공지능 무인 굴삭기 경우에서도 현재 작업 환경에 따른 효율적이고 안전한 제어를 하기 위해 버켓에서 받는 힘 데이터가 필요하다.
종래에는 많은 연구에서 힘 센서를 굴삭기에 설치하는 방법을 제안하고 있다.
기존의 연구들을 보면 대부분 힘 센서를 암과 버켓 사이의 링크에, 또는 버켓 안쪽 등에 설치하였다. 하지만 다음과 같은 이유들로 인해 힘 센서를 사용하는 것은 그리 용이하지 않다.
암과 버켓 사이의 링크에 힘 센서를 설치하는 것은 특별한 장치를 설계하여 장착하여야 하고, 굴삭기 암의 길이에 변화가 생기게 되어 굴삭기 운동 특성에 변화가 생길 수 있다. 버켓 안쪽에 힘 센서를 설치하는 경우에는 버켓 안쪽의 공간을 차지하게 되고, 정확하게 버켓이 받는 모든 힘을 측정하기 어렵다.
또한 현재까지 제공되고 있는 힘 센서는 매우 고가이므로 상용화에 크게 걸림돌이 되고 있는 것이 사실이다.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 고가의 힘 센서 없이도 버켓에 가해지는 힘을 추정할 수 있는 방법 및 시스템을 제안하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 굴삭기의 버켓 힘 추정 방법으로서, (a) 상기 굴삭기의 엑츄에이터부 구동을 위한 유압 실린더에 설치된 압력 센서로부터 상기 유압 실린더의 피스톤헤드측 챔버 압력(제1 압력)과 피스톤로드측 챔버 압력(제2 압력)을 수신하는 단계; (b) 상기 제1 압력 및 제2 압력의 차이를 이용하여 상기 유압 실린더에서의 힘을 측정하는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 측정된 힘을 링크 축의 토크로 변환하는 단계; 및 (d) 상기 변환된 토크를 이용하여 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 단계를 포함하는 버켓 힘 추정 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 버켓 힘 추정 시스템에 있어서, 굴삭기의 엑츄에이터부 구동을 위한 유압 실린더에 설치되는 압력 센서; 및 상기 압력 센서로부터 검출된 상기 유압 실린더의 피스톤헤드측 챔버 압력(제1 압력)과 피스톤로드측 챔버 압력(제2 압력)의 차이를 이용하여 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 버켓 힘 추정 장치를 포함하는 버켓 힘 추정 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 저가의 압력 센서를 이용하여 버켓이 가해지는 힘을 추정하기 때문에 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 버켓 힘 추정 시스템이 장착된 굴삭기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기의 유압 실린더(100 내지 104)에는 압력 센서(120 내지 124)가 설치되며, 압력 센서(120 내지 124)는 케이블을 통해 버켓 힘 추정 장치(130)에 연결될 수 있다.
일반적인 굴삭기와 마찬가지로 본 발명에 따른 굴삭기는 붐(140), 암(142) 및 버켓(144)과 같은 굴삭 작업을 위한 엑츄에이터부를 포함하며, 엑츄에이터부는 유압 실린더(100 내지 104) 및 피스톤로드(110 내지 114)를 통해 구동된다.
여기서 붐(140)은 굴삭기의 상부 선회체 프레임(150)에 설치되고, 붐 실린더(100) 및 붐 실린더(100)에 연결된 피스톤로드(110)에 의해 승강 및 하강 동작을 한다.
암(142)은 붐(140)과 버켓(144)을 연결하는 것으로서, 디퍼 스틱이라고도 하며, 암 실린더(102) 및 피스톤로드(112)에 의해 굽히기 또는 펴기 동작을 한다.
버켓(144)은 주로 굴삭 작업과 토사를 싣는 작업을 하며, 버켓 실린더(104) 및 피스톤로드(114)에 의해 오므리기 또는 펴기와 같은 동작을 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 붐 실린더(100), 암 실린더(102) 및 버켓 실린더(104) 중 적어도 하나에 하나 이상의 압력 센서(120 내지 124)가 설치된다.
우선 붐 실린더(100)를 예로 들어 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 붐 실린더(100)는 피스톤헤드측 챔버(200)와 피스톤로드측 챔버(202)로 구획되며, 본 발명에 따른 하나의 압력 센서(120-1)는 피스톤헤드측 챔버(200)의 일면에 연결되며, 다른 하나의 압력 센서(120-2)는 피스톤로드측 챔버(202)의 일면에 연결된다. 이는 다른 암 실린더(102) 및 버켓 실린더(104)에 대해서도 마찬가지로 적용된다.
버켓에 힘이 가해지는 경우, 붐 실린더(100) 내부의 압유의 공급 등으로 피스톤로드(204)가 움직이게 되며, 이때 각 압력 센서(120-1 내지 120-2)가 각 챔버 측에서의 압력을 검출한다.
본 발명에 따른 버켓 힘 추정 장치(130)는 붐 실린더(100)에 대해 각 압력 센서(120-1 내지 120-2)에서 검출된 압력을 수신하고, 이를 이용하여 버켓 힘을 추정한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 버켓 힘 추정 장치(130)는 붐 실린더(100), 암 실린더(102) 및 버켓 실린더(104) 각각에서의 압력 정보를 이용하여 버켓 힘을 추정한다.
도 3은 본 발명에 따른 버켓 힘 추정 장치의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 버켓 힘 추정 장치는 압력 정보 수신부(300), 유압 힘 계산부(302), 마찰력 계산부(304), 토크 변환부(306) 및 버켓 힘 추정부(308)를 포함할 수 있다.
압력 정보 수신부(300)에서 각 유압 실린더(100 내지 104)의 압력 센서(120 내지 124)로부터 검출된 압력 정보를 수신되는 경우, 유압 힘 계산부(302)는 하기의 수학식 1을 이용하여 각 유압 실린더(100 내지 104)에서의 유압 힘을 계산한다.
Figure 112009038985062-pat00001
여기서,
Figure 112009038985062-pat00002
=유압 실린더 내의 유압이 힘을 전달하는 면적
Figure 112011061353060-pat00061
= 실린더 내의 압력(각 압력 센서에서 검출된 압력)
만일, 도 2에서, 피스톤헤드측 챔버의 면적을 A1, 피스톤로드측 챔버의 면적을 A2로 도시하였으나, 이는 챔버 내에서의 압력의 크기에 따라 달라질 수 있다.
한편, 마찰력 계산부(304)는 압력 센서(120 내지 124)에서 검출된 압력 정보 및 미리 설정된 수학 모델을 이용하여 각 실린더 내에서의 마찰력을 계산한다.
마찰력 계산부(304)는 Bonchis 모델을 기반으로 하기의 수학식 2 내지 3을 통해 마찰력을 계산할 수 있다.
Figure 112011061353060-pat00062
Figure 112009038985062-pat00005
여기서,
Figure 112011061353060-pat00063
는 유압 실린더에서의 힘이고,
Figure 112011061353060-pat00007
=미리 설정된 계수(Coefficients to be determined),
Figure 112011061353060-pat00008
= 피스톤 속도(Cylinder length speed/piston speed)
본 발명에 따르면, 버켓(144)에 힘이 가해지는 경우, 유압 실린더(100 내지 104) 중 적어도 하나에 대해 압력 차이 및 마찰력 계산을 통한 유압 실린더에서의 힘이 측정된다.
이에 따라 유압 힘 계산부(302) 및 마찰력 계산부(304)는 유압 실린더 힘 계산부로 통칭될 수 있다.
토크 변환부(306)는 상기와 같이 측정된 유압 실린더에서의 힘을 엑츄에이터부(붐, 암 및 버켓)의 각 링크 축에 대한 토크로 변환한다.
이때, 토크 변환부(306)는 붐, 암 및 버켓 각각의 서로 다른 기구학적 해석을 기반으로 토크 변환을 수행한다.
도 4는 붐 실린더 길이 변화에 따른 붐의 기구학적 해석에 관한 도면이다.
도 4에서, A 및 B는 붐 실린더(100)의 양 끝단, O1 은 붐의 회전축, O2는 암과의 링크 축을 의미한다.
도 4와 같은 기구학적 해석을 기반으로, 토크 변환부(306)는 붐 실린더(100)에서의 힘을 하기의 수학식 4를 이용하여 토크로 변환한다.
Figure 112009038985062-pat00009
Figure 112011061353060-pat00010
= 붐 실린더 길이,
Figure 112011061353060-pat00011
=
Figure 112011061353060-pat00064
과 B사이의 길이,
Figure 112011061353060-pat00013
= B와
Figure 112011061353060-pat00065
사이의 위치벡터,
Figure 112009038985062-pat00015
= 붐 실린더가 내는 힘 벡터.
한편, 도 5는 암 실린더 길이 변화에 따른 암의 기구학적 해석에 관한 도면이다.
도 5에서, C 및 D는 암 실린더의 양 끝단, O2은 암의 회전축, O3는 버켓과의 링크 축을 의미한다.
도 5와 같은 기구학적 해석을 기반으로, 토크 변환부(306)는 붐 실린더(100)에서의 힘을 하기의 수학식 5를 이용하여 토크로 변환한다.
Figure 112009038985062-pat00016
Figure 112009038985062-pat00017
암 실린더 길이,
Figure 112009038985062-pat00018
=
Figure 112009038985062-pat00019
와 D사이 길이,
Figure 112009038985062-pat00020
D와
Figure 112009038985062-pat00021
사이의 위치벡터,
Figure 112009038985062-pat00022
= 암 실린더가 내는 힘 벡터.
도 6 내지 7은 유압 실린더 길이 변화에 따른 버켓의 기구학적 해석에 관한 도면이다.
도 6 내지 7에서, C 및 D는 암 실린더의 양 끝단, O2는 암의 회전축, O3은 버켓과의 링크 축을 의미한다.
도 6 내지 7과 같은 기구학적 해석을 기반으로, 토크 변환부(306)는 붐 실린더(100)에서의 힘을 하기의 수학식 6을 이용하여 토크로 변환한다.
Figure 112009038985062-pat00023
Figure 112009038985062-pat00024
Figure 112009038985062-pat00025
여기서,
Figure 112009038985062-pat00026
는 버켓 끝점,
Figure 112009038985062-pat00027
= 버켓 실린더 길이,
Figure 112009038985062-pat00028
= E와 F사이 길이,
Figure 112009038985062-pat00029
= G와
Figure 112009038985062-pat00030
사이의 위치벡터,
Figure 112009038985062-pat00031
= 버켓 실린더가 내는 힘 벡터,
Figure 112009038985062-pat00032
= 버켓 실린더가 버켓에 작용하는 힘 벡터.
버켓 힘 추정부(308)는 상기와 같이 변환된 토크를 이용하여 버켓(144)에 가해지는 힘을 추정한다.
본 발명에 따르면, 각 유압 실린더에 모두 압력 센서가 설치되는 경우, 버켓 힘 추정부(308)는 붐, 암 및 버켓 실린더(100 내지 104)에 대해 얻어진 토크를 라그랑제 역학 모델(Lagrangian Dynamic)에 대입하여 버켓 힘을 추정한다.
보다 상세하게, 라그랑제 역학 모델은 하기의 수학식 7과 같이 운동에너지와 위치에너지의 차로 구할 수 있다.
Figure 112009038985062-pat00033
Figure 112009038985062-pat00034
= translation velocity vector,
Figure 112009038985062-pat00035
= rotational velocity vector,
Figure 112009038985062-pat00036
= mass matrix,
Figure 112009038985062-pat00037
= inertia matrix,
Figure 112009038985062-pat00038
= gravitational vector
Figure 112009038985062-pat00039
= position vector of the center of masses
상기한 수학식 7을 정리하여 미분하면, 하기의 수학식 8과 같이 토크에 관한 식으로 정리되며, 이를 관성, 중력, 원심력 및 코리올리 효과로 정리하고, 또한 이를 버켓에 가해지는 힘과 유압 실린더의 마찰력을 고려하여 정리하면 하기의 수학식 9와 같다.
Figure 112009038985062-pat00040
Figure 112011061353060-pat00041
여기서, Fhydr는 유압 힘, Ffricton는 실린더가 움직일 때 생기는 마찰력, Fbucket_tip 버켓 끝점에 가해지는 힘
일반적으로 유압식 굴삭기에 있어 높은 속도와 가속도를 필요로 하지 않고, 속도가 가속도가 작은 경우에는 관성, 원심력 및 코리올리 효과 등이 작다. 또한 흙에 의해 버켓에 주어지는 힘은 단순히 중력과 정적인 실린더 압력에 많은 영향을 받기 때문에 수학식 8에서
Figure 112009038985062-pat00042
를 제외한 나머지 항들은 무시할 수 있으며, 이에 따라 수학식 10과 같은 자코비안 역행렬이 유도된다.
Figure 112011061353060-pat00043
Figure 112011061353060-pat00066
는 액츄에이터부 링크에 중력이 미치는 힘(벡터)으로서,
Figure 112011061353060-pat00067
는 중력방향에 대한 각 링크의 각도를 의미하며, J는 자코비언 행렬을 표시하는 것으로서, 일종의 변환 함수임
본 발명에 따른 버켓 힘 추정부(308)는 상기한 수학식 10를 이용하여 버켓에 가해진 힘을 추정한다.
본 발명에 따르면, 버켓 힘 추정 장치(130)가 각 유압 실린더(100 내지 104)에 설치된 두 개의 압력 센서(120 내지 124)로부터 검출된 압력 정보를 이용하여 버켓 힘을 추정하게 되는데, 일반적으로 압력 센서는 종래의 힘 센서에 비해 매우 저가이므로 특히 지능형 굴삭기를 저가로 상용화할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 버켓 힘 추정 과정을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 유압 실린더에 설치된 2개의 압력 센서를 이용하여 피스톤헤드측 챔버 압력(제1 압력) 및 피스톤로드측 챔버 압력(제2 압력)을 측정한다(단계 800).
이후, 버켓 힘 추정 장치는 제1 압력 및 제2 압력 차이에 따른 유압 힘을 계산한다(단계 802).
전술한 바와 같이, 유압 힘은 제1 및 제2 압력과, 각 압력이 미치는 면적을 이용하여 계산될 수 있다.
또한, 버켓 힘 추정 장치는 제1 압력 및 제2 압력을 이용하여 유압 실린더에서의 마찰력을 계산한다(단계 804).
상기한 단계를 통해 유압 실린더에서의 힘이 측정될 수 있다.
이처럼 측정된 유압 실린더에서의 힘을 링크 축에 대한 토크로 변환한다(단계 806).
본 발명에 따른 버켓 힘 추정 장치(130)는 수학식 10 및 변환된 토크를 이용하여 버켓 힘을 추정한다(단계 808).
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 버켓 힘 추정 시스템이 장착된 굴삭기를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 압력 센서의 설치 형태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 버켓 힘 추정 장치의 블록도.
도 4는 붐 실린더 길이 변화에 따른 붐의 기구학적 해석에 관한 도면.
도 5는 암 실린더 길이 변화에 따른 암의 기구학적 해석에 관한 도면.
도 6 내지 7은 버켓 실린더 길이 변화에 따른 버켓의 기구학적 해석에 관한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 버켓 힘 추정 과정을 도시한 순서도.

Claims (11)

  1. 굴삭기의 버켓 힘 추정 방법으로서,
    (a) 상기 굴삭기의 엑츄에이터부 구동을 위한 유압 실린더에 설치된 압력 센서로부터 상기 유압 실린더의 피스톤헤드측 챔버 압력(제1 압력)과 피스톤로드측 챔버 압력(제2 압력)을 수신하는 단계;
    (b) 상기 제1 압력 및 제2 압력의 차이를 이용하여 상기 엑츄에이터부의 유압 실린더에서의 힘을 측정하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 측정된 힘을 상기 엑츄에이터부의 링크 축에 대한 토크로 변환하는 단계; 및
    (d) 상기 변환된 토크를 이용하여 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 단계를 포함하되,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 제1 압력, 상기 제2 압력, 상기 압력이 가해지는 상기 피스톤헤드측 면적 및 상기 피스톤로드측 면적을 이용하여 유압 힘을 계산하는 단계;
    (b2) 상기 제1 압력 및 제2 압력 차이에 따른 상기 유압 실린더 내부에서의 마찰력을 계산하는 단계; 및
    (b3) 상기 유압 힘 및 상기 마찰력을 이용하여 상기 유압 실린더에서의 힘을 계산하는 단계를 포함하며,
    상기 (d) 단계는 하기의 수학식에 의해 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 버켓 힘 추정 방법.
    Figure 112011061353060-pat00068
    Figure 112011061353060-pat00069
    는 액츄에이터부 링크에 중력이 미치는 힘(벡터)으로서,
    Figure 112011061353060-pat00070
    는 중력방향에 대한 각 링크의 각도를 의미하며, J는 자코비언 행렬을 표시하는 것으로서, 일종의 변환 함수임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 유압 실린더의 상기 피스톤헤드측 챔버 및 피스톤로드측 챔버의 일면에 각각 설치되는 버켓 힘 추정 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (b1) 단계는 하기의 수학식 1에 따라 계산되며,
    [수학식 1]
    Figure 112011061353060-pat00044
    상기 (b2) 단계는 하기의 수학식 2 및 3에 따라 계산되는 버켓 힘 추정 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112011061353060-pat00071
    [수학식 3]
    Figure 112011061353060-pat00046
    여기서,
    Figure 112011061353060-pat00047
    = 유압 실린더 내의 유압이 힘을 전달하는 면적
    Figure 112011061353060-pat00072
    = 실린더 내의 압력(각 압력 센서에서 검출된 압력)
    Figure 112011061353060-pat00073
    는 유압 실린더에서의 힘이고,
    Figure 112011061353060-pat00050
    = 미리 설정된 계수(Coefficients to be determined),
    Figure 112011061353060-pat00051
    = 피스톤 속도(Cylinder length speed/piston speed)
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  9. 버켓 힘 추정 시스템에 있어서,
    굴삭기의 엑츄에이터부 구동을 위한 유압 실린더에 설치되는 압력 센서; 및
    상기 압력 센서로부터 검출된 상기 유압 실린더의 피스톤헤드측 챔버 압력(제1 압력)과 피스톤로드측 챔버 압력(제2 압력)의 차이를 이용하여 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 버켓 힘 추정 장치를 포함하되,
    상기 버켓 힘 추정 장치는,
    상기 제1 압력, 상기 제2 압력, 상기 압력이 가해지는 상기 피스톤헤드측 면적 및 상기 피스톤로드측 면적을 이용하여 계산된 유압 힘, 상기 압력 차이에 따른 마찰력을 계산하고, 상기 유압 힘 및 상기 마찰력을 이용하여 상기 유압 실린더에서의 힘을 계산하는 유압 실린더 힘 계산부;
    상기 계산된 유압 실린더에서의 힘을 링크 축의 토크로 변환하는 토크 변환부; 및
    상기 변환된 토크를 이용하여 하기의 수학식에 의해 상기 버켓에 가해지는 힘을 추정하는 버켓 힘 추정부를 포함하는 버켓 힘 추정 시스템.
    Figure 112011061353060-pat00074
    Figure 112011061353060-pat00075
    는 액츄에이터부 링크에 중력이 미치는 힘(벡터)으로서,
    Figure 112011061353060-pat00076
    는 중력방향에 대한 각 링크의 각도를 의미하며, J는 자코비언 행렬을 표시하는 것으로서, 일종의 변환 함수임.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 유압 실린더의 상기 피스톤헤드측 챔버 및 피스톤로드측 챔버의 일면에 각각 설치되는 버켓 힘 추정 시스템.
  11. 삭제
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