KR101334433B1 - 굴삭기의 안전 주행장치 및 안전 주행 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업부하를 검출하기 위한 작업부하압력센서와, 주행 부하를 검출하기 위한 주행부하압력센서, 상기 각 압력센서로부터 출력된 신호를 연산하여 주행 속도를 제어하기 위한 컨트롤러, 상기 컨트롤러에 연결되어 자동주행신호를 인가하기 위한 자동주행스위치, 상기 자동주행스위치 작동시 상기 컨트롤러의 신호에 따라 작동되는 릴레이, 상기 릴레이 작동에 따라 전원을 인가받아 상기 굴삭기의 변속레버를 고정시키기 위한 엑츄에이터, 상기 컨트롤러의 제어신호에 따라 작동되어 주행 속도를 변속하기 위한 변속전환밸브와 작업을 위한 유압라인을 차단하기 위한 컷오프밸브를 포함한다.

따라서 주행 부하나 작업 부하에 따라 주행 모드가 자동으로 조절될 수 있도록 함으로서 주행의 편의성을 높일 수 있으며, 자동 주행시 작업이 이루어지지 않도록 함으로서 안전사고의 발생을 방지할 수 있게 된다.

컨트롤러, 압력센서, 엑츄에이터, 스위치, 변속전환밸브

Description

굴삭기의 안전 주행장치 및 안전 주행 방법{Device for safety driving and Method thereof}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 주행장치를 도시한 개략적인구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 주행 방법을 설명하기 위한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 작업부하압력센서 11 : 주행부하압력센서

20 : 컨트롤러 21 : 자동주행스위치

22 : 릴레이 23 : 엑츄에이터

24 : 램프 30 : 변속전환밸브

31 : 컷오프밸브

본 발명은 건설장비의 주행장치에 관한 것으로, 특히 작업 없이 장시간 주행할 경우 주행의 용이성을 높이고 주행 중 작업 장치의 움직임으로 인한 사고의 발 생을 방지할 수 있도록 된 굴삭기의 안전 주행장치 및 안전 주행 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설 기계의 일종인 굴삭기는 토사나 암석을 채굴하기 위해 사용되는 토목 기계로서, 택지조성사업, 도로 및 하수도 공사, 하천개조 및 차수공사, 터널 및 지하철 공사, 토석 채취작업, 임야개간공사, 토사 적재작업 등의 다양한 작업을 할 수 있도록 제작되어 있다.

상기 굴삭기는 붐에 설치되는 버킷 등을 구비하여 필요한 작업을 수행하게 되며, 크롤라형의 경우 동력을 전달받아 회전하는 스프로켓과 궤도를 구비하여 굴삭기를 주행시키게 된다.

여기서 상기한 종래의 굴삭기는 전,후차축에 연결된 트랜스 미션으로 압유를 공급하여 속도를 가변시키기 위한 변속전환밸브를 포함하여, 필요한 경우 변속전환밸브를 제어함으로서 굴삭기의 진행 속도를 고속 또는 저속으로 변환하여 원하는 작업을 수행하게 된다.

그런데, 상기한 종래의 굴삭기는 주행 방식이 고속과 저속의 2단 주행 구조로서, 작업의 부하에 따라 2속에서 1속으로 변속되는 경우만이 적용되는 구조로 되어 있다. 또한, 상기한 주행에 따른 변속은 작업자가 변속기를 수작업으로 제어하여 조작하게 된다.

이에 상기 굴삭기의 종래 주행 방식은 작업 없이 장시간 굴삭기를 주행하여야 하는 경우 작업자가 일일이 주행 변속을 하여야 하는 불편함이 발생된다.

또한, 고속 주행시 자칫 작업자의 부주의로 인해 의도하지 않게 작업 장치가 움직이게 되는 경우 안전사고가 발생할 우려가 높다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 굴삭기의 주행구조를 개선하여 주행 부하나 작업 부하에 따라 주행 모드가 자동으로 조절될 수 있도록 함으로서 주행의 편의성을 높이고 안전사고의 발생을 방지할 수 있도록 된 굴삭기의 안전 주행장치 및 안전 주행방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 굴삭기의 주행장치에 있어서, 작업부하를 검출하기 위한 작업부하압력센서와, 주행 부하를 검출하기 위한 주행부하압력센서, 상기 각 압력센서로부터 출력된 신호를 연산하여 주행 속도를 제어하기 위한 컨트롤러, 상기 컨트롤러에 연결되어 자동주행신호를 인가하기 위한 자동주행스위치, 상기 자동주행스위치 작동시 상기 컨트롤러의 신호에 따라 작동되는 릴레이, 상기 릴레이 작동에 따라 전원을 인가받아 상기 굴삭기의 변속레버를 고정시키기 위한 엑츄에이터, 상기 컨트롤러의 제어신호에 따라 작동되어 주행 속도를 변속하기 위한 변속전환밸브와 작업을 위한 유압라인을 차단하기 위한 컷오프밸브를 포함할 수 있다.

이에 따라 작업자가 자동주행으로 주행 모드를 변경하고 변속레버를 밀게되면 컨트롤러는 엑츄에이터를 작동하여 변속베러를 고정하고 자동으로 굴삭기를 주행시키게 된다.

이 상태에서 주행부하나 작업부하가 걸리게 되면 컨트롤러는 각 압력센서의 신호에 따라 2속을 1속으로 변속하여 저속 운전하게 되는 것이다.

여기서 상기 주행장치는 상기 컨트롤러에 연결되어 자동주행 상태인 경우 이를 표시하기 위한 램프를 포함할 수 있다.

한편, 상기한 구조의 주행장치를 통해 굴삭기를 주행시키기 위한 안전 주행 방법은 굴삭기 시동 후 자동 주행 모드 여부를 확인하고 자동 주행 모드가 아닌 경우 수동주행 및 작업모드로 전환하는 단계, 자동 주행 모드인경우 1속으로 자동 주행하는 단계, 작업 부하 여부를 확인하고 작업부하가 있는 경우 수동주행 및 작업모드로 전환하는 단계, 작업부하가 없는 경우 주행부하 여부를 확인하고 주행부하가 있는 경우 상기 1속 자동 주행 단계로 복귀하는 단계, 주행부하가 없는 경우 2속으로 자동 주행하는 단계, 자동주행 모드 해지 여부를 확인하여 수동주행 및 작업모드 전환 또는 2속으로 자동 주행하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 주행장치를 도시한 개략적인구성도이다.

이하 실시예에서는 굴삭기를 예로서 설명하나 반드시 이에 한정된 것은 아니며 유압에 의해 구동되는 모든 건설 장비가 적용될 수 있다. 또한 본 실시예에서는 저속(이하 1속이라 한다)과 고속(이하 2속이라 한다)으로 2단으로 가변되는 유압식 2단변속기를 갖춘 주행장치를 예로서 설명한다.

상기한 도면에 의하면, 본 실시예에 따른 주행장치는 작업을 위한 압유가 공급되는 유압라인 상에 설치되어 작업부하를 검출하기 위한 작업부하압력센서(10)와, 주행을 위한 압유가 공급되는 유압라인 상에 설치되어 주행부하를 검출하기 위한 주행부하압력센서(11), 상기 각 압력센서로부터 출력된 신호를 연산하여 주행 속도를 제어하기 위한 컨트롤러(20), 상기 컨트롤러(20)에 연결되어 자동 주행 모드로 전환시키기 위한 자동주행스위치(21), 상기 자동주행스위치(21) 작동시 상기 컨트롤러(20)의 신호에 따라 작동되는 릴레이(22), 상기 릴레이(22) 작동에 따라 전원을 인가받아 상기 굴삭기의 주행 변속레버를 고정시키기 위한 엑츄에이터(23), 상기 컨트롤러(20)의 제어신호에 따라 작동되어 변속기로 공급되는 압유의 유로를 절환하여 주행 속도를 변속하기 위한 변속전환밸브(30)와 작업을 위한 압유가 공급되는 유압라인을 차단하기 위한 컷오프밸브(31), 상기 컨트롤러(20)에 연결되어 자동주행 모드 변경시 이를 외부에 표시하기 위한 램프(24)를 포함한다.

이에 따라 장시간 주행해야 하는 경우 자동주행스위치(21)를 온시킴으로서 간단히 주행모드를 자동으로 전환하여 컨트롤러(20)의 제어에 따라 굴삭기를 알맞은 속도로 주행시킬 수 있게 된다.

여기서 상기 컨트롤러(20)는 자동 주행 모드 전환시 작업부하여부와 주행부하여부를 확인하여 작업부하가 없고 주행부하가 걸려 있지 않은 경우 상기 변속전환밸브(30)를 구동하여 굴삭기를 2속으로 주행시키는 구조로 되어 있다.

상기 컷오프밸브(31)는 상기 컨트롤러(20)의 신호에 따라 제어작동되어 필요 한 경우 작업을 위한 압유가 공급되는 유압라인을 차단하게 된다.

상기 엑츄에이터(23)는 변속레버를 고정시키기 위한 것으로 예컨대 전류를 인가받아 작동되는 전자석으로 이루어질 수 있으며, 변속레버를 고정시킬 수 있는 구조면 특별히 한정되지 않는다.

상기 램프(24)는 자동 주행 상태임을 외부에 가시적으로 표시하기 위한 것으로,상기 컨트롤러(20)의 신호에 따라 자동 주행 상태에서만 구동된다.

이하 본 발명의 주행장치 제어과정에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

굴삭기의 시동을 건 상태에서 컨트롤러(20)는 자동주행 스위치(21)의 작동을 확인하여 자동 주행 모드 또는 수동 주행 모드로 전환하게 된다. 제1단계(S100 ~ S110)

자동주행스위치(21)가 오프 상태인 경우에는 컨트롤러(20)는 수동주행 및 작업모드로 전환하여 작업자가 원하는 속도로 주행하게 된다. 제8단계(S180). 자동주행스위치(21)가 온된 경우에는 컨트롤러(20)는 자동 주행 모드로 전환하여 상기 변속전환밸브(30)를 구동시켜 1속으로 굴삭기를 자동 주행시키게 된다. 제2단계(S120)

이때 작업자는 굴삭기의 변속레버를 밀어 굴삭기의 주행 속도를 변속시키게 되는 데, 상기 컨트롤러(20)의 신호에 따라 엑츄에이터(23)가 작동되어 변속레버를 고정시키게 된다.

즉, 컨트롤러(20)가 릴레이(22)에 전원을 인가하게 되면 릴레이(22)가 작동되어 회로를 연결하게 되고 컨트롤러(20)로부터 연결된 회로를 통해 상기 엑츄에이터(23)로 전류가 인가되어 변속레버를 고정시키게 되는 것이다.

그리고 상기 컨트롤러(20)는 지속적으로 작업부하압력센서(10)로부터 감지된 신호를 받아 작업부하 여부를 확인하게 된다. 제3단계(S130)

상기 컨트롤러(20)는 상기 작업부하압력센서(10)로부터 검출된 신호를 연산하여 작업부하가 있는지 여부를 확인하게 되며, 작업부가가 있는 경우에는 자동주행모드를 수동주행 및 작업모드로 전환하게 된다. 제8단계(S180)

또한, 상기 작업부하압력센서(10)로부터 검출된 신호를 연산하여 작업부가가 없다고 판단된 경우에는 다음 단계로 주행 부하 여부를 확인하게 된다. 제4단계(S140)

주행 부하 여부는 주행부하압력센서(11)를 통해 검출되며, 상기 컨트롤러(20)는 주행부하압력센서(11)의 출력신호를 연산하여 주행부하가 있는 경우 상기 1속으로의 주행단계로 복귀하고, 주행부하가 없는 경우에는 변속전환밸브(30)를 제어작동하여 굴삭기를 2속으로 자동 주행시키게 된다.제5단계(S150)

또한, 상기 컨트롤러(20)는 변속전환밸브(30)를 제어작동함과 더불어 컷오프밸브(31)를 동작시켜 유압라인을 차단시킴으로서 2속 주행 상태에서 작업이 이루어질 수 없도록 한다.

2속으로 자동 주행 과정에서 상기 컨트롤러(20)는 주행 부하 여부를 지속적으로 확인하고, 주행부하가 있는 경우에는 상기 1속으로의 자동 주행 단계로 복귀되어 상기 과정을 다시 진행하게 된다. 제6단계(S160)

그리고 주행부하가 없는 경우에는 다음 과정으로 자동 주행 모드의 해지 여부를 판단하게 된다.

작업자가 자동주행스위치(21)를 오프시켜 자동 주행 모드를 해지하게 되면 초기의 수동 주행 및 작업모드로 전환되고, 자동 주행 모드가 해지되지 않은 경우에는 상기 2속으로의 자동 주행 단계로 복귀하여 이후 과정을 반복하게 된다. 제7단계(S170)

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이와 같이 본 발명은 주행 부하나 작업 부하에 따라 주행 모드가 자동으로 조절될 수 있도록 함으로서 주행의 편의성을 높일 수 있게 된다.

또한, 자동 주행시 작업이 이루어지지 않도록 함으로서 안전사고의 발생을 방지할 수 있게 된다.

Claims (6)

1. 굴삭기의 안전 주행 장치에 있어서,

   작업부하를 검출하기 위한 작업부하압력센서(10);

   주행 부하를 검출하기 위한 주행부하압력센서(11);

   자동주행모드의 선택시 자동주행신호를 출력하는 자동주행스위치(21);

   상기 굴삭기의 변속기로 공급되는 압유의 유로를 절환하여 상기 굴삭기의 주행 속도를 변경시키는 변속전환밸브(30); 및

   상기 작업부하압력센서(10) 내지 주행부하압력센서(11)와 상기 자동주행스위치(21)로부터 입력된 신호에 대응하여 상기 변속전환밸브(30)를 제어하여 상기 굴삭기의 주행상태를 변경시키는 컨트롤러(20)을 포함하며,

   상기 컨트롤러(20)는,

   상기 자동주행모드가 선택되면 상기 굴삭기가 저속인 1속으로 자동 주행되도록 상기 변속전환밸브(30)를 제어하면서 상기 작업부하 및 주행부하를 감시하며,

   상기 자동주행모드에서 상기 굴삭기가 작업 중인 것이 검출되면 상기 자동주행모드를 해제시키고, 상기 굴삭기가 작업 중이 아닌 경우 상기 주행부하에 대응하여 상기 1속 자동 주행 및 고속인 2속 자동 주행 중 어느 하나로 상기 굴삭기가 주행되도록 상기 변속전환밸브(3)를 제어하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 안전 주행 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자동주행모드의 선택시 상기 컨트롤러(20)의 제어에 의해 상기 굴삭기의 주행 변속레버를 고정시키는 엑츄에이터(23)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 안전 주행 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 2속 자동 주행이 선택되면 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 굴삭기의 작업을 위한 압유가 공급되는 유압라인을 차단시키는 컷오프밸브(31)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 안전 주행 장치.
4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 컨트롤러(20)에 연결되어 자동주행 모드의 선택여부를 변경 시 외부에 표시하기 위한 램프(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 안전 주행 장치.
5. 굴삭기 시동 후 자동 주행 모드 여부를 확인하는 제1단계(S110);

   상기 제1단계(S110)에서 자동 주행 모드인 경우 1속으로 자동 주행하는 제2단계(S120);

   1속으로 자동 주행할 때에 작업 부하 여부를 확인하는 제3단계(S130);

   상기 제3단계(S130)에서 작업부하가 없는 경우 주행부하 여부를 확인하는 제4단계(S140);

   상기 제4단계(S140)에서 주행부하가 없는 경우 2속으로 자동 주행하는 제5단계(150);

   2속으로 자동 주행할 때에 자동주행 모드 해지 여부를 확인하는 제7단계(170); 및

   상기 제7단계(S170)에서 자동주행 모드가 해지된 경우 수동주행 및 작업모드로 전환하는 제8단계(S180);를 포함하고,

   상기 제1단계(S110)에서 자동 주행 모드가 아닌 경우에 상기 제8단계(S180)로 진행되어 수동주행 및 작업모드로 전환하며,

   상기 제3단계(130)에서 작업부하가 있는 경우에 상기 제8단계(S180)로 진행되어 수동주행 및 작업모드로 전환하고,

   상기 제4단계(140)에서 주행부하가 있는 경우에 상기 제2단계(S120)로 진행되어 1속으로 자동주행하며,

   상기 제7단계(S170)에서 자동주행 모드가 해지되지 않은 경우에 상기 제5단계(150)로 되돌아가 2속으로 자동 주행하는 것

   을 특징으로 하는 굴삭기의 안전 주행 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제5단계(S150) 이후에,

   주행 부하 여부를 확인하는 제6단계(S160);를 더 포함하고,

   상기 제6단계(S160)에서 주행부하가 있는 경우에는 상기 제2단계(S120)로 진행되어 1속으로 자동주행하며,

   상기 제6단계(S160)에서 주행부하가 없는 경우에는 상기 제7단계(S170)로 진행되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 안전 주행 방법.

Images