KR101316885B1 - 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 붐대의 기복 작동과 함께 바스켓의 수평유지 작동이 동시에 이루어지게 하고, 특히 바스켓의 수평 상태를 검출하는 각도센서를 이용하여 바스켓의 수평 상태에 대한 오차를 보상해 주는 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치에 관한 것으로서, 붐대의 상하 회전을 조절하는 기복실린더; 상기 붐대의 상하 회전에 연동하여 작동되는 주 실린더; 상기 붐대의 상단에 설치된 바스켓의 수평유지를 위해 상기 주 실린더와 유압 회로를 이루고, 상기 주 실린더에 의해 발생되는 작동유의 흐름에 따라 작동되는 보조 실린더; 상기 바스켓이 수평 상태가 유지되지 않는 경우에는 상기 유압회로를 개방시키고, 수평 상태를 유지하는 경우에는 상기 유압회로를 폐회로 상태로 유지시키는 하중제어밸브; 상기 바스켓의 수평상태를 검출하는 각도센서; 상기 보조 실린더의 작동에 의해 상기 바스켓의 작동 후에 상기 각도센서에서 검출한 각도신호가 상기 바스켓의 수평상태가 유지되지 않는 경우에는 이를 보정하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러로부터 보상 제어신호를 받아 상기 하중제어밸브를 통해 상기 폐회로에 보상유를 공급하거나 리턴시키는 것을 제어하는 전자비례제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치 {BASKET LEVELING APPARATUS FOR MAINTAINING PRECISE HORIZONTALITY}

본 발명은 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 붐대의 기복을 제어하는 주 실린더와 바스켓의 수평을 유지하는 보조 실린더를 동시 제어하되, 바스켓의 수평제어를 위해 이용되는 각도센서를 이용하여 작동유의 점성변화에 따른 오차를 최소화함으로써 바스켓의 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 고소차나 사다리차와 같이 높은 곳에서 작업이 이루어지는 경우 작업자의 안전을 위하여 붐대에는 바스켓이 장착된다. 특히, 이 바스켓은 붐대의 상하회전각도에 상관없이 지면과 수평 상태를 유지하게 하여 작업자의 안전을 확보할 수 있도록 수평제어장치가 구비된다.

종래의 수평제어장치는 도 1a에서 보는 바와 같이 붐대(100)의 상하 회전을 조절하기 위한 기복 실린더(150)와 바스켓(200)의 수평상태를 제어하기 위한 주 실린더(110) 및 보조 실린더(120)를 포함한다. 특히, 이들 주 실린더(110)와 보조 실린더(120)는 바스켓(200)에 가해지는 하중 및 붐대(100)의 작동방향에 상관없이 바스켓(200)이 지면과 수평 상태를 유지할 수 있도록 동시에 제어된다. 이러한 동시제어를 위하여, 도 1b에서와 같이, 주 실린더(110)와 보조 실린더(120)는 하중제어밸브(LV)와 방향제어밸브(DV)의 제어를 받는다.

장비를 제작하는 초기에 방향제어밸브(DV)를 조작하여 작동유 탱크에서 주 실린더(110)와 보조 실린더(120) 사이의 유압회로에 작동유를 공급한 후에 주 실린더(110)와 보조 실린더(120) 사이의 유압회로는 하중제어밸브(LV)의 체크밸브에 의해 폐회로로 된다.

도 1b에서 미설명 부호 "121"은 보조 실린더(120)의 급격한 작동을 막기 위한 카운터 밸런스 밸브이다.

하지만, 종래의 수평제어장치는 붐대(100)의 각도 변화시 주 실린더(110)에 의해 먼저 회전이 제어되고, 그리고 나서 보조 실린더(120)가 제어되어 바스켓(200)의 수평유지를 위한 제어가 이루어진다. 이러한 종래의 수평제어장치는 유압을 이용하는 구성과 제어로 비용이 저렴하나, 작동유의 온도 변화에 의한 점성 등의 변화로 인하여 작동응답성이 느려지는 단점이 있었다. 그리고, 유압호스의 길이와 작동유체의 체적 변화에 의하여 오차가 발생될 우려도 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 도 2에서와 같이 바스켓(200)의 수평상태를 제어함에 있어서 각도센서(S)를 이용한 수평제어장치가 이용되었다. 이 수평제어장치는 보조 실린더(120)를 제어함에 있어서, 전자비례밸브(EV)를 이용한다. 전자비례밸브(EV)는 각도센서(S)의 입력받는 컨트롤러(30)의 제어에 의해 바스켓(200)의 수평유지만 제어하였다. 도 2에서, 미설명부호 "121"은 보조 실린더(120)의 급격한 작동을 막기 위한 카운터 밸런스 밸브를 나타낸다.

하지만, 이러한 종래의 수평제어장치는 하나의 실린더를 이용하기 때문에 구성과 장착이 용이하고 특히 작동유체의 점성변화에 대한 영향이 적다는 장점이 있다. 하지만, 전자제어를 도입함에 따라서 외부의 요인, 예를 들어 정전기라든가 자기장에 의하여 이들 전자부품들이 영향을 받아 오작동을 일으킬 우려가 있었다.

게다가 유압펌프에서 발생되는 동력으로 작동하기 때문에 에너지 손실이 클 뿐만 아니라 큰 동력을 필요로 하는 문제가 발생하였다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 붐대의 기복 작동과 함께 바스켓의 수평유지 작동이 동시에 이루어지게 하고, 특히 바스켓의 수평 상태를 검출하는 각도센서를 이용하여 바스켓의 수평 상태에 대한 오차를 보상해 줌으로써, 작동유체의 점성에 영향을 받지 않으면서도 바스켓의 수평유지상태를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 수평장치의 전자부분에 이상이 발생하더라도 바스켓이 어느 정도 수평 상태를 유지할 수 있게 되어 작업의 안전성을 높일 수 있는 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치는 붐대의 상하 회전을 조절하는 기복 실린더; 상기 붐대의 상하 회전에 연동하여 작동되는 주 실린더; 상기 붐대의 상단에 설치된 바스켓의 수평유지를 위해 상기 주 실린더와 유압 회로를 이루고, 상기 주 실린더에 의해 발생되는 작동유의 흐름에 따라 작동되는 보조 실린더; 상기 바스켓이 수평 상태가 유지되지 않는 경우에는 상기 유압회로를 개방시키고, 수평 상태를 유지하는 경우에는 상기 유압회로를 폐회로 상태로 유지시키는 하중제어밸브; 상기 바스켓의 수평상태를 검출하는 각도센서; 상기 보조 실린더의 작동에 의해 상기 바스켓의 작동 후에 상기 각도센서에서 검출한 각도신호가 상기 바스켓의 수평상태가 유지되지 않는 경우에는 이를 보정하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러로부터 보상 제어신호를 받아 상기 하중제어밸브를 통해 상기 폐회로에 보상유를 공급하거나 리턴 시키는 것을 제어하는 전자비례제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치에 있어서, 상기 하중제어밸브와 상기 전자비례제어밸브는 직렬로 연결되고, 상기 직렬로 연결된 하중제어밸브와 전자비례제어밸브에 병렬로 방향전환밸브가 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 계절과 같은 외부의 영향으로 작동유체의 점성이 달라지더라도 이를 보상하여 주기 때문에 항상 바스켓이 지면에 대하여 수평인 상태를 유지할 수 있게 된다.

둘째, 고소차와 같이 수평제어장치가 장착된 장비가 높은 작업위치에서의 작업시에도 유압배관의 길이가 길어짐에 따라 작동시간에 따른 오차가 발생하더라도 이를 신속하게 보상하여 제어하기 때문에 바스켓의 정밀한 수평 상태를 유지할 수 있게 된다.

셋째, 수평제어에 관련된 전자부품에 이상이 발생하더라도 바스켓이 일정각도의 수평상태를 유지하기 때문에 안전하게 작업할 수 있는 환경을 제공하게 된다.

도 1a는 고소차의 구성 일부를 개략적으로 보여주는 개략도.
도 1b는 종래의 수평제어장치의 구성을 설명하기 위한 유압회로도.
도 2는 종래의 또 다른 수평제어장치가 적용된 예를 보여주는 유압회로도.
도 3은 본 발명에 따른 수평제어장치를 설명하기 위한 유압회로도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 나타낸 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

도 3은 본 발명에 따른 수평제어장치의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 유압회로도이다. 여기서, 도면부호 "121"은 보조 실린더(120)의 급격한 작동을 막기 위한 카운터 밸런스 밸브를, "100"은 다단으로 길이 조절이 가능한 통상의 붐대를, "200"은 상기 붐대에 구비되는 바스켓을 각각 나타낸다.

본 발명에 따른 수평제어장치는 붐대(100)의 상하각도 조절에 따라 바스켓(200)이 항상 지면과 수평 상태를 유지시켜 주도록 붐대(100)에 설치되는 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)를 포함한다. 여기서, 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)는 통상적으로 유압 실린더이다.

이 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)의 유압회로는 도 3에서 보는 바와 같이 체크밸브들(13)(15)(43)(45)에 의해 폐회로를 유지하고 있으며, 기복 실린더(150)의 조절에 의한 붐대(100)의 상하 회전에 연동하여 주 실린더(MC)가 작동될 때에 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC) 사이가 이루는 유압 폐회로에서 작동유는 보조 실린더(SC)를 작동시키게 되고, 보조 실린더(SC)의 작동에 의해 바스켓(200)이 수평상태를 이루게 된다.

이와 같은 본 발명에 따른 수평제어장치는 보상제어를 위해 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)에 공급된 유압을 동시에 보상 제어하기 위한 하중제어밸브(10), 전자비례제어밸브(20) 및 이들을 제어하기 위한 컨트롤러(30)를 포함한다. 여기서 하중제어밸브(10)는 도 3에서 보는 바와 같이 전자비례제어밸브(20)로부터 작동유가 공급되면 하중제어밸브(10) 내의 체크밸브가 개방되고, 작동유가 공급되지 않으면 하중제어밸브(10) 내의 체크밸브가 폐쇄되어 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC) 사이의 유압회로를 폐회로가 되도록 한다.

하중제어밸브(10)와 전자비례제어밸브(20)는 직렬로 연결되며, 하중제어밸브(10)와 전자비례제어밸브(20)는 작동유탱크(11)로부터 작동유체를 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)로 공급하거나 리턴시키는 역할을 한다. 이러한 작동유의 공급 및 리턴은 컨트롤러(30)의 제어에 의해 이루어진다.

삭제

그리고, 전자비례제어밸브(20)는 컨트롤러(30)의 제어를 통해 바스켓(200)의 정확한 수평 상태 유지를 위해 장비작동중 바스켓의 수평 상태가 오차범위를 벗어났을 경우에 그 보상을 위한 작동유를 도 3에서 보는 바와 같이 작동유 탱크(11)에서 하중제어밸브(10)를 통해 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC) 사이의 유압회로에 공급하는 밸브이다.

컨트롤러(30)는 바스켓(200)의 수평유지상태를 검출하는 각도센서(S)의 각도신호를 통해 전자비례제어밸브(20)를 제어한다.

즉, 각도센서(S)는 바스켓(200)에 장착되어 붐대(100)의 상하회전에 따라 이 바스켓(200)의 각도, 즉 지면과 이루는 각도에 관한 각도신호를 컨트롤러(30)에 입력시키게 된다. 그리고 컨트롤러(30)는 이 각도신호를 바탕으로 전자비례제어밸브(20)를 제어하여 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)에 그 보상을 위한 작동유의 공급 및 리턴을 제어한다. 이때, 컨트롤러(30)는 바스켓(200)이 지면과 수평을 완전히 이룰 때까지 제어한다.

한편, 본 발명에 따른 수평제어장치는 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)를 수동 제어하기 위한 방향전환밸브(40)를 더 포함한다.

방향전환밸브(40)는 작동유탱크(11)로부터 작동유를 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)에 수동으로 공급하거나 리턴시켜 실질적으로 붐대(100)의 상하 회전과 바스켓(200)의 수평 상태를 유지하기 위한 수동 제어(1차 제어)를 담당한다.

그리고, 상기 하중제어밸브(10)와 전자비례제어밸브(20)는 컨트롤러(30)의 제어를 통해 각도센서(S)에 의해 검출된 각도신호만큼 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)에 작동유를 공급하거나 리턴 시킴에 있어 전자적인 보상 제어를 담당하게 된다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 수평제어장치는 방향전환밸브(40)를 이용하여 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)를 수동으로 제어할 수 있고, 바스켓(200)의 수평상태를 검출하는 각도센서(S)의 각도신호에 따라 이를 보상할 수 있도록 주 실린더(MC)와 보조 실린더(SC)를 보상 제어함으로써, 작동유의 점성에 따른 영향을 줄여 바스켓의 수평상태에 대한 정밀유지를 가능하게 하여 바스켓(200)을 타고 있는 작업자에게 안정적인 작업환경을 제공할 수 있게 된다.

10 : 하중제어밸브 11 : 작동유탱크
20 : 전자비례제어밸브 30 : 컨트롤러
40 : 방향전환밸브 100 : 붐대
200 : 바스켓 MC : 주 실린더
SC : 보조 실린더

Claims (2)

1. 붐대의 상하 회전을 조절하는 기복 실린더;
   상기 붐대의 상하 회전에 연동하여 작동되는 주 실린더;
   상기 붐대의 상단에 설치된 바스켓의 수평유지를 위해 상기 주 실린더와 유압 회로를 이루고, 상기 주 실린더에 의해 발생되는 작동유의 흐름에 따라 작동되는 보조실린더;
   상기 바스켓이 수평 상태가 유지되지 않는 경우에는 상기 유압회로를 개방시키고, 수평 상태를 유지하는 경우에는 상기 유압회로를 폐회로 상태로 유지시키는 하중제어밸브;
   상기 바스켓의 수평상태를 검출하는 각도센서;
   상기 보조 실린더의 작동에 의해 상기 바스켓의 작동 후에 상기 각도센서에서 검출한 각도신호가 상기 바스켓의 수평상태가 유지되지 않는 경우에는 이를 보정하기 위한 보상 제어신호를 출력하는 컨트롤러; 및
   상기 컨트롤러로부터 보상 제어신호를 받아 상기 하중제어밸브를 통해 상기 폐회로에 보상유를 공급하거나 리턴시키는 것을 제어하는 전자비례제어밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하중제어밸브와 상기 전자비례제어밸브는 직렬로 연결되고,
   상기 직렬로 연결된 하중제어밸브와 전자비례제어밸브에 병렬로 방향전환밸브가 연결된 것을 특징으로 하는 정밀 수평유지가 가능한 바스켓 수평제어장치.

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