KR101491006B1 - Sensor data processing device for excavator and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 굴삭기로 평탄 작업이나 관로 터파기, 법면 작업 등을 진행할 시에, 굴삭기에 설치된 거리센서, 진동센서, 소음센서 진동 측정센서에 의해 감지된 데이터를 수집하여 굴삭기 원격조정자에게 전달함으로써 굴삭기의 원격조정을 용이하게 하기 위한 굴삭기용 센서 데이터 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 파워(Power)(101), ADC(Analog Digital Converter)(102), 통신유닛(103), 시리얼 드라이브(104), 캔(Can) 드라이브(105), 메모리(106) 및, LCD 유닛(107)을 구비한 PCB(100)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 붐의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터(Potentiometer) 타입의 제1 거리센서(1010)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 암의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제2 거리센서(1020)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 버킷의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제3 거리센서(1030)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 굴삭기의 진동을 감지하는 아날로그 방식의 진동센서(1040)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 굴삭기의 소음을 감지하는 아날로그 방식의 소음센서(1050)와; 상기 PCB(100)의 통신유닛(103)에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 소음을 감지하는 소음측정센서(1060)와; 상기 PCB(100)의 통신유닛(103)에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동을 감지하는 진동측정센서(1070)와; 상기 PCB(100)의 시리얼 드라이브(104)와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/컴퓨터(1080)와; 상기 PCB(100)의 캔 드라이브(105)와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/무선통신 유닛(1090)과; 상기 PCB(100)의 메모리(106)와 무선으로 연결되는 시뮬레이션 모듈(1100) 및; 상기 PCB(100)의 LCD 유닛(107)과 연결되는 LCD 디스플레이(1110)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention collects data sensed by a distance sensor, a vibration sensor, and a noise sensor vibration measurement sensor installed on an excavator and transmits the data to an excavator remote controller when the excavator performs a flat work, The present invention relates to a sensor data processing apparatus and method for an excavator for facilitating remote control and includes a power 101, an ADC 102, a communication unit 103, a serial drive 104, A PCB 100 having a CAN drive 105, a memory 106, and an LCD unit 107; A first distance sensor 1010 of the Potentiometer type for measuring the stroke of the boom connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102; A second distance sensor 1020 of the potentiometer type for measuring the stroke of the arm, connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102; A third distance sensor 1030 of the potentiometer type for measuring the stroke of the bucket, connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102; An analog vibration sensor 1040 connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102 to sense vibrations of the excavator; An analog noise sensor 1050 connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102 to sense the noise of the excavator; A noise measurement sensor (1060) connected to the communication unit (103) of the PCB (100) for sensing the noise of the driver's seat or the engine compartment of the excavator; A vibration measuring sensor (1070) connected to the communication unit (103) of the PCB (100) and sensing vibration of the driver's seat or the engine compartment of the excavator; An external device / computer 1080 connected by wireless communication with the serial drive 104 of the PCB 100; An external device / wireless communication unit (1090) connected by wireless communication with the can drive (105) of the PCB (100); A simulation module 1100 wirelessly connected to the memory 106 of the PCB 100; And an LCD display 1110 connected to the LCD unit 107 of the PCB 100.
Description
본 발명은 센서 데이터 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴삭기로 평탄 작업이나 관로 터파기, 법면 작업 등을 진행할 시에, 굴삭기에 설치된 거리센서, 진동센서, 소음센서 진동 측정센서에 의해 감지된 데이터를 수집하여 굴삭기 원격조정자에게 전달함으로써 굴삭기의 원격조정을 용이하게 하기 위한 굴삭기용 센서 데이터 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sensor data processing apparatus and method thereof, and more particularly, to a sensor data processing apparatus and method thereof, and more particularly, to a sensor data processing apparatus and method thereof, The present invention relates to an apparatus for processing sensor data for an excavator and a method thereof for facilitating remote control of an excavator by collecting data sensed by the excavator and transmitting the collected data to an excavator remote controller.
일반적으로, 굴삭기는 운전실과 구동바퀴를 구비하며, 운전자의 조작에 의해 기계의 회전이 가능한 본체와; 상기 본체에대해 회전가능하게 연결되는 붐과; 상기 붐의 종단에 회전가능하게 연결된 암과; 상기 암의 종단에 고정되어 설치된 버킷으로 구성되어 있다. 이러한 굴삭기는 유압에 의해 작동되는 형태이다.Generally, an excavator includes a main body having a cab and a driving wheel and capable of rotating the machine by an operation of a driver; A boom rotatably connected to the main body; An arm rotatably connected to an end of the boom; And a bucket fixedly installed at the end of the arm. This type of excavator is operated by hydraulic pressure.
이러한 굴삭기의 굴삭 작업에 대하여 살펴보면, 본체와 붐의 관절부분, 붐과 암의 관절부분, 암과 버킷의 관절부분에 배치된 실린더에 의해 회전각도가 변형되면서 버킷에 의해 땅파기작업을 진행할 수 있다.As for excavation work of such an excavator, the rotation angle is changed by the joint part of the main body and the boom, the joint part of the boom and the arm, and the cylinder arranged at the joint part of the arm and the bucket, and the ground work can be carried out by the bucket.
이때, 굴삭 깊이 등은 운전자가 대충 육안에 의해 추측하여 판단하기 때문에 기계적 장치인 측량기구를 이용한 측량에 의해 설정된 굴삭 깊이와 많은 오차가 발생 되었다. 즉, 관로 터파기, 법면 작업 등의 작업을 진행할 때 기존의 작업방법은 작업자의 경험에 의존하게 되며, 눈의 한계로 인하여 정확한 작업을 진행할 수 없었다.At this time, since the operator roughly guesses the depth of excavation, the excavation depth set by the measurement using a measuring instrument, which is a mechanical device, has caused a lot of errors. In other words, existing work methods depend on the experience of the worker when performing the work such as the channel disconnection, the floor work, etc., and due to the limitation of eyes, the accurate work could not be performed.
이러한 오차범위를 줄이기 위해 기존에는 굴삭 작업 중 별도의 측량기구를 이용하여 측량작업을 반복적으로 실시하면서 작업을 진행해야 했다. 그 결과, 작업이 번거롭고 불편한 문제점이 발생 되었다.In order to reduce the error range, it was necessary to carry out the surveying work repeatedly using a separate measuring instrument during the excavation work. As a result, troublesome work and inconvenience occurred.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이 한국 등록실용 제20-0397423호 이다.To solve this problem, Korean Registration Practice No. 20-0397423 has been developed.
상기 선행 등록실용은 본체와, 붐(Boom), 암(Arm), 버킷(Bucket)으로 구성되는 굴삭기의 작업표시장치로서, 조이스틱 형태 혹은 푸시 버튼의 구조로 형성되어 법면 기울기의 기준점 및 기준선을 설정하기 위한 키 입력부와; 상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 법면 기울기의 수평 이동거리 및 수직 높이를 검출하기 위한 제 1 및 제 2 감지부; 상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 굴삭기의 회전각을 검출하기 위한 제 3 감지부; 상기 제 1, 2, 3 감지부로부터 측정된 결과 데이터를 그래픽 처리와 디지털 수치로 표시하여 작업자가 모니터를 통해 인식할 수 있도록 하는 표시부; 및 상기 키 입력부에서 설정된 입력데이터를 바탕으로 제 1, 2, 3 감지부로부터 측정된 결과데이터를 표시부를 통해 디지털 수치로서 나타낼 수 있도록 각 구성요소를 제어하는 제어부를 포함함으로써, 굴삭기로 작업을 진행할 때 굴삭기에 설치된 기울기 센서 및 회전각 센서(혹은 방위센서)에 의해 감지된 측정데이터를 운전석에 설치된 모니터를 통해 디지털 수치로 표시됨으로써 작업상의 편이성을 제공할 수 있다.The preceding registration room is composed of a main body, a boom, an arm, and a bucket, and is formed as a joystick type or push button structure to set a reference point and a reference line of a slope of a slope, A key input unit for performing a key operation; First and second sensing units for detecting a horizontal movement distance and a vertical height of a slope based on input data of the key input unit; A third sensing unit for sensing a rotation angle of the excavator based on the input data of the key input unit; A display unit for displaying result data measured from the first, second, and third sensing units in a graphic processing and digital numerical values so that an operator can recognize the result data through a monitor; And a control unit for controlling the respective components so that the result data measured from the first, second and third sensing units can be displayed as digital values through the display unit based on the input data set by the key input unit, The measurement data detected by the tilt sensor and the rotation angle sensor (or the orientation sensor) installed on the excavator can be displayed in a digital value through a monitor installed in the driver's seat, thereby providing ease of operation.
그러나, 상기 선행 등록실용은 굴삭기 작업자의 작업상의 편이성을 제공할 수 있을 뿐, 굴삭기의 원격조정과는 거의 무관하다는 문제점이 있다.
However, there is a problem that the preceding registration room can provide ease of operation of the excavator operator, and is substantially independent of the remote control of the excavator.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 굴삭기로 작업을 할 시에, 굴삭기에 설치된 포텐셔미터(Potentiometer) 타입의 거리센서를 이용하여 붐, 암, 버킷의 스트로크를 측정하여 굴삭기의 자세를 제어하는 데이터로 사용하고, 굴삭기의 진동 및 소음을 감지하는 아날로그 출력센서로 굴삭기의 진동 및 소음을 측정하여 굴삭기의 진동 및 소음을 제어하는 데이터로 사용하고, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동측정기 및 소음측정기를 연결하여 측정된 데이터로 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동 및 소음을 제어하는 데이터로 사용하고, 이러한 데이터들을 통신설비를 통해 센서 데이터 처리장치의 시뮬레이션 모듈로 전달하여 시뮬레이션 결과를 굴삭기 원격조정자에게 피드백시킴으로써, 굴삭기의 원격조정을 용이하게 하기 위한 굴삭기용 센서 데이터 처리장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an excavator that measures a stroke of a boom, an arm, and a bucket using a potentiometer- It is used as data to control the attitude of excavator, and it is used as data to control vibration and noise of excavator by measuring vibration and noise of excavator by analog output sensor that detects vibration and noise of excavator. And the vibration and noise of the excavator are measured and the vibration and noise of the excavator or the engine room are controlled. The data is transmitted to the simulation module of the sensor data processing device through the communication facility, To the excavator remote control, the remote control of the excavator The excavator to the sensor data processing apparatus for and intended to provide the method.
본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치는 파워(Power), ADC(Analog Digital Converter), 통신유닛, 시리얼 드라이브, 캔(Can) 드라이브, 메모리 및, LCD 유닛을 구비한 PCB와; 상기 PCB의 파워 및 ADC에 연결되어, 붐의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터(Potentiometer) 타입의 제1 거리센서와; 상기 PCB의 파워 및 ADC에 연결되어, 암의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제2 거리센서와; 상기 PCB의 파워 및 ADC에 연결되어, 버킷의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제3 거리센서와; 상기 PCB의 파워 및 ADC에 연결되어, 굴삭기의 진동을 감지하는 아날로그 방식의 진동센서와; 상기 PCB의 파워 및 ADC에 연결되어, 굴삭기의 소음을 감지하는 아날로그 방식의 소음센서와; 상기 PCB의 통신유닛에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 소음을 감지하는 소음측정센서와; 상기 PCB의 통신유닛에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동을 감지하는 진동측정센서와; 상기 PCB의 시리얼 드라이브와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/컴퓨터와; 상기 PCB의 캔 드라이브와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/무선통신 유닛과; 상기 PCB의 메모리와 무선으로 연결되는 시뮬레이션 모듈 및; 상기 PCB의 LCD 유닛과 연결되는 LCD 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A sensor data processing apparatus for an excavator according to the present invention includes: a PCB having a power, an ADC (Analog Digital Converter), a communication unit, a serial drive, a CAN drive, a memory, and an LCD unit; A first distance sensor of the Potentiometer type for measuring the boom's stroke, connected to the power of the PCB and the ADC; A second distance sensor of the potentiometer type for measuring the stroke of the arm, connected to the power of the PCB and the ADC; A third distance sensor of the potentiometer type for measuring the power of the PCB and the stroke of the bucket connected to the ADC; An analog vibration sensor connected to the power of the PCB and the ADC to detect vibrations of the excavator; An analog noise sensor connected to the power of the PCB and the ADC to detect the noise of the excavator; A noise measurement sensor connected to the communication unit of the PCB, for sensing the noise of the driver's seat or the engine compartment of the excavator; A vibration measuring sensor connected to the communication unit of the PCB, for sensing vibration of the driver's seat or the engine compartment of the excavator; An external device / computer connected by wireless communication with the serial drive of the PCB; An external device / wireless communication unit connected by wireless communication with the CAN drive of the PCB; A simulation module wirelessly connected to the memory of the PCB; And an LCD display connected to the LCD unit of the PCB.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치 및 그 방법은 굴삭기로 작업을 할 시에, 굴삭기에 설치된 거리센서, 진동센서, 소음센서 진동 측정센서에 의해 감지된 데이터를 수집함으로써, 굴삭기의 원격조정을 용이하게 할 수 있으며, 굴삭기 원격조정 시 안정성을 확보할 수 있고, 굴삭기의 상태를 파악하게 할 수 있다는 이점이 있다.
As described above, the sensor data processing apparatus and method for an excavator according to the present invention collects data sensed by a distance sensor, a vibration sensor, and a noise sensor vibration measurement sensor installed in an excavator when an excavator is operated, The remote control of the excavator can be facilitated, stability can be secured when remotely adjusting the excavator, and the state of the excavator can be grasped.
도 1은 본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치의 개략적 구성도.
도 2는 도 1의 거리센서의 거리계산 알고리즘 도시도.
도 3은 도 1의 진동센서의 진동계산 알고리즘 도시도.
도 4는 도 1의 소음센서의 소음계산 알고리즘 도시도.1 is a schematic configuration diagram of an apparatus for processing sensor data for an excavator according to the present invention;
Fig. 2 is an illustration of a distance calculation algorithm of the distance sensor of Fig. 1; Fig.
3 is a schematic view of a vibration calculation algorithm of the vibration sensor of Fig.
FIG. 4 is an illustration of a noise calculation algorithm of the noise sensor of FIG. 1;
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치 및 그 방법을 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and method for processing sensor data for an excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they may vary depending on the intentions or customs of the client, the operator, the user, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.Like numbers refer to like elements throughout the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치의 개략적 구성도이며, 도 2는 도 1의 거리센서의 거리계산 알고리즘 도시도이며, 도 3은 도 1의 진동센서의 진동계산 알고리즘 도시도이며, 도 4는 도 1의 소음센서의 소음계산 알고리즘 도시도이다.FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for processing sensor data for an excavator according to the present invention, FIG. 2 is an illustration of a distance calculation algorithm of the distance sensor of FIG. 1, And FIG. 4 is an illustration of a noise calculation algorithm of the noise sensor of FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치는 파워(Power)(101), ADC(Analog Digital Converter)(102), 통신유닛(103), 시리얼 드라이브(104), 캔(Can) 드라이브(105), 메모리(106) 및, LCD 유닛(107)을 구비한 PCB(100)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 붐의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제1 거리센서(1010)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 암의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제2 거리센서(1020)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 버킷의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제3 거리센서(1030)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 굴삭기의 진동을 감지하는 아날로그 방식의 진동센서(1040)와; 상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 굴삭기의 소음을 감지하는 아날로그 방식의 소음센서(1050)와; 상기 PCB(100))의 통신유닛(103)에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 소음을 감지하는 소음측정센서(1060)와; 상기 PCB(100)의 통신유닛(103)에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동을 감지하는 진동측정센서(1070)와; 상기 PCB(100)의 시리얼 드라이브(104)와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/컴퓨터(1080)와; 상기 PCB(100)의 캔 드라이브(105)와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/무선통신 유닛(1090)과; 상기 PCB(100)의 메모리(106)와 무선으로 연결되는 시뮬레이션 모듈(1100) 및; 상기 PCB(100)의 LCD 유닛(107)과 연결되는 LCD 디스플레이(1110)를 포함한다.1, an apparatus for processing sensor data for an excavator according to the present invention includes a
여기서, 상기 제1 거리센서(1010), 제2 거리센서(1020), 제3 거리센서(1030), 진동센서(1040), 소음센서(1050), 소음측정센서(1060) 및 진동측정센서(1070)로 부터의 데이터가 상기 PCB(100)의 메모리(106)에 저장된다. Here, the
또한, 상기 소음측정센서(1060) 및 진동측정센서(1070)는 상기 PCB(100)의 통신유닛(103)과 RS232C로 연결된다.The
또한, 상기 외부기기/컴퓨터(1080)는 상기 PCB(100)의 시리얼 드라이브(104)와 RS232C로 연결된다.In addition, the external device /
또한, 상기 외부기기/무선통신 유닛(1090)은 상기 PCB(100)의 캔 드라이브(105)와 캔 통신으로 연결된다. Also, the external device /
또한, 상기 시뮬레이션 모듈(1100)은 상기 PCB(100)의 메모리(106)와 RS232C로 연결되어 시뮬레이션 결과를 공유한다.In addition, the
이러한 본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치는 상기 제1 거리센서(1010)로부터 붐의 각도와, 상기 제2 거리센서(1020)로부터 아암의 각도와, 상기 제3 거리센서(1030)로부터 버켓의 각도와, 상기 진동센서(1040)로부터 굴삭기의 진동과, 상기 소음센서(1050)로부터 굴삭기의 소음과, 상기 소음측정센서(1060)로부터 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 소음과, 상기 진동측정센서(1070)로부터 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동이 감지되고 이들 감지된 데이터가 상기 PCB(100)의 메모리(106)에 저장된다. The apparatus for processing sensor data for an excavator according to the present invention may further comprise an angle sensor for detecting an angle of the boom from the
따라서, 상기 메모리(106)에 저장된 데이터를 이용하여 상기 시뮬레이션 모듈(1100)을 통해 굴삭기의 자세 및 자세에 따른 소음 및 진동이 시뮬레이션되고, 이러한 시뮬레이션 결과가 캔 통신 및 RS232C로 외부기기/컴퓨터(1080) 및 외부기기/무선통신 유닛(1090)을 통해 굴삭기 원격조정자에게 전달됨으로써 굴삭기의 원격조정을 용이하게 할 수 있다.Therefore, the noise and vibration according to the attitude and attitude of the excavator are simulated through the
이제, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 거리센서의 거리계산 알고리즘을 살펴보고자 한다.Now, with reference to FIG. 2, a distance calculation algorithm of the distance sensor according to the present invention will be described.
먼저, 거리센서(1010, 1020, 1030)로부터 붐, 아암, 버켓의 각도에 관한 데이터가 수신된다(S210). 이후, 수신된 데이터가 합산된다(S220). 그 후, 합산된 데이터로부터 누적 평균이 계산된다(S230). 이후, 붐, 아암, 버켓의 스트로크의 범위가 세트된다(S240). 그 후, 붐, 아암, 버켓의 스트로크가 계산된다(250). 이후, 상기 계산된 붐 스트로크, 아암 스트로크, 버켓 스트로크를 통해 굴삭기의 자세정보가 세트된다(S260).First, data regarding angles of the boom, arm, and bucket are received from the
여기서, 붐의 각도는 거리센서(1010)에 의해 측정된 값이며, 아암의 각도는 거리센서(1020)에 의해 측정된 값에 붐의 각도가 합산된 값이며, 버켓의 각도는 거리센서(1030)에 의해 측정된 값에 아암의 각도와 붐의 각도가 합산된 값이다. Here, the angle of the boom is a value measured by the
또한, 굴삭기의 자세의 안정성은 버켓의 각도와 버켓의 리치(Reach)에 의해 좌우되는데, 자세의 안정성 범위는 굴삭기 기종에 따라 초기 설정된다. The stability of the attitude of the excavator depends on the angle of the bucket and the reach of the bucket. The stability range of the attitude is initially set according to the excavator model.
또한, 스트로크 계산은 입력 데이터에서 기본 Base Data를 감산한 값에 거리 범위 비율을 승산하고 여기에 기본 Base Data를 가산한 값((Input Data - Base Data) * Range Ratio + Base Data)인데, 상기 거리 범위 비율은 아래와 같다.The stroke calculation is a value obtained by multiplying the value obtained by subtracting the basic base data from the input data by the distance range ratio and adding the basic base data thereto (Input Data - Base Data * Range Ratio + Base Data) The range ratios are as follows.
거리 범위 비율=(스트로크 - Base Data)/(최대거리의 Analog Data - 최소거리의 Analog Data) Distance Range Ratio = (Stroke - Base Data) / (Analog Data of Maximum Distance - Analog Data of Minimum Distance)
한편, 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 진동센서의 진동계산 알고리즘을 살펴보고자 한다.3, a vibration calculation algorithm of the vibration sensor according to the present invention will be described.
먼저, 진동센서(1040)로부터 굴삭기의 진동에 관한 데이터가 수신된다(S310). 이후, 수신된 데이터가 합산된다(S320). 그 후, 합산된 데이터로부터 누적 평균이 계산된다(S330). 이후, 굴삭기의 진동 범위가 세트된다(S340). 그 후, 진동량이 계산된다(350). First, data on the vibration of the excavator is received from the vibration sensor 1040 (S310). Thereafter, the received data is summed (S320). Thereafter, a cumulative average is calculated from the summed data (S330). Thereafter, the vibration range of the excavator is set (S340). Thereafter, the amount of vibration is calculated (350).
여기서, 진동은 입력 Analog Data에서 기본 Analog Data를 감산한 값을 비율에 중력가속도를 승산한 값으로 제산한 값((Input Analog Data - Base Analog Data) / Ratio * 9.81)인데, 상기 비율은 아래와 같다.Here, the vibration is a value obtained by dividing the value obtained by subtracting the basic analog data from the input analog data by a value obtained by multiplying the ratio by the gravitational acceleration ((Input Analog Data - Base Analog Data) / Ratio * 9.81) .
비율=(2∧n × FFF - Base Analog Data) / Senser 가속도범위(G)Ratio = (2 nn FFF - Base Analog Data) / Sensor Acceleration Range (G)
여기서, n= 12(12 비트 범위를 나타내며, 212 을 의미함)이고, FFF는 16진수의 값이다.Where n = 12 (indicating a 12 bit range, which means 2 12 ), and FFF is a hexadecimal value.
또 한편, 도 4을 참조하여, 본 발명에 따른 소음센서의 소음계산 알고리즘을 살펴보고자 한다.Referring to FIG. 4, a noise calculation algorithm of the noise sensor according to the present invention will be described.
먼저, 소음센서(1050)로부터 굴삭기의 소음에 관한 데이터가 수신된다(S410). 이후, 수신된 데이터로부터 RMS(Root Mean Square, 제곱 평균 제곱근) 값이 계산된다(S420). 그 후, 굴삭기의 소음 범위가 세트된다(S430). 그 후, 소음량이 계산된다(440).First, data regarding the noise of the excavator is received from the noise sensor 1050 (S410). Then, a root mean square (RMS) value is calculated from the received data (S420). Thereafter, the noise range of the excavator is set (S430). Thereafter, the amount of noise is calculated (440).
여기서, RMS 계산 시, 입력 전압은 소음도에 따른 전압값을 피크 투 피크(Peak to Peak) 전압변화량으로 계산한다.Here, at the time of RMS calculation, the input voltage calculates the voltage value according to the noise level as a peak-to-peak voltage change amount.
또한, 진동 범위 세트 시, 전압(V)은 0 dB 기준으로 기준전압이 설정되는데, 상기 dB는 아래와 같다.Further, at the time of setting the vibration range, the reference voltage is set on the basis of the voltage (V) on the basis of 0 dB, and the above dB is as follows.
dB = 20*{Log10(Input Voltage) - Log10(기준전압 1000mV)}dB = 20 * {Log 10 (Input Voltage) - Log 10 (reference voltage 1000 mV)}
본 발명에 따른 굴삭기용 센서 데이터 처리장치 및 그 방법은 굴삭기로 작업을 할 시에, 굴삭기에 설치된 거리센서, 진동센서, 소음센서 진동 측정센서에 의해 감지된 데이터를 수집함으로써, 굴삭기의 원격조정을 용이하게 할 수 있으며, 굴삭기 원격조정 시 안정성을 확보할 수 있고, 굴삭기의 상태를 파악하게 할 수 있다.An apparatus and method for processing sensor data for an excavator according to the present invention collects data sensed by a distance sensor, a vibration sensor, and a noise sensor vibration measurement sensor installed on an excavator when working with an excavator, The stability can be ensured when remotely adjusting the excavator, and the state of the excavator can be grasped.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Various changes, modifications or adjustments to the example will be possible. Therefore, the scope of protection of the present invention should be construed as including all changes, modifications, and adjustments that fall within the spirit of the technical idea of the present invention.
100: PCB 101: 파워(Power)
102: ADC(Analog Digital Converter) 103: 통신유닛
104: 시리얼 드라이브(104) 105: 캔 드라이브(105)
106: 메모리 107: LCD 유닛
1010: 제1 거리센서 1020: 제2 거리센서
1030: 제3 거리센서 1040: 진동센서
1050: 소음센서 1060: 소음측정센서
1070: 진동측정센서 1080: 외부기기/컴퓨터
1090: 외부기기/무선통신유닛 1100: 시뮬레이션 모듈
1110: LCD 디스플레이100: PCB 101: Power (Power)
102: ADC (Analog Digital Converter) 103: communication unit
104: serial drive 104: can drive 105:
106: memory 107: LCD unit
1010: first distance sensor 1020: second distance sensor
1030: third distance sensor 1040: vibration sensor
1050: Noise sensor 1060: Noise measurement sensor
1070: Vibration sensor 1080: External device / computer
1090: External device / wireless communication unit 1100: Simulation module
1110: LCD display
Claims (11)
상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 붐의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터(Potentiometer) 타입의 제1 거리센서(1010)와;
상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 암의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제2 거리센서(1020)와;
상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 버킷의 스트로크를 측정하기 위한 포텐셔미터 타입의 제3 거리센서(1030)와;
상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 굴삭기의 진동을 감지하는 아날로그 방식의 진동센서(1040)와;
상기 PCB(100)의 파워(101) 및 ADC(102)에 연결되어, 굴삭기의 소음을 감지하는 아날로그 방식의 소음센서(1050)와;
상기 PCB(100)의 통신유닛(103)에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 소음을 감지하는 소음측정센서(1060)와;
상기 PCB(100)의 통신유닛(103)에 연결되어, 굴삭기의 운전석 또는 엔진실의 진동을 감지하는 진동측정센서(1070)와;
상기 PCB(100)의 시리얼 드라이브(104)와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/컴퓨터(1080)와;
상기 PCB(100)의 캔 드라이브(105)와 무선 통신으로 연결되는 외부기기/무선통신 유닛(1090)과;
상기 PCB(100)의 메모리(106)와 무선으로 연결되는 시뮬레이션 모듈(1100) 및;
상기 PCB(100)의 LCD 유닛(107)과 연결되는 LCD 디스플레이(1110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 센서 데이터 처리장치.
A power supply 101, an ADC 102, a communication unit 103, a serial drive 104, a CAN drive 105, a memory 106, and an LCD unit 107, (100) having a PCB (100);
A first distance sensor 1010 of the Potentiometer type for measuring the stroke of the boom connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102;
A second distance sensor 1020 of the potentiometer type for measuring the stroke of the arm, connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102;
A third distance sensor 1030 of the potentiometer type for measuring the stroke of the bucket, connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102;
An analog vibration sensor 1040 connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102 to sense vibrations of the excavator;
An analog noise sensor 1050 connected to the power 101 of the PCB 100 and the ADC 102 to sense the noise of the excavator;
A noise measurement sensor (1060) connected to the communication unit (103) of the PCB (100) for sensing the noise of the driver's seat or the engine compartment of the excavator;
A vibration measuring sensor (1070) connected to the communication unit (103) of the PCB (100) and sensing vibration of the driver's seat or the engine compartment of the excavator;
An external device / computer 1080 connected by wireless communication with the serial drive 104 of the PCB 100;
An external device / wireless communication unit (1090) connected by wireless communication with the can drive (105) of the PCB (100);
A simulation module 1100 wirelessly connected to the memory 106 of the PCB 100;
And an LCD display (1110) connected to the LCD unit (107) of the PCB (100).
상기 소음측정센서(1060) 및 진동측정센서(1070)는 상기 PCB(100)의 통신유닛(103)과 RS232C로 연결되며;
상기 외부기기/컴퓨터(1080)는 상기 PCB(100)의 시리얼 드라이브(104)와 RS232C로 연결되며;
상기 외부기기/무선통신 유닛(1090)은 상기 PCB(100)의 캔 드라이브(105)와 캔 통신으로 연결되는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 센서 데이터 처리장치.
The method according to claim 1,
The noise measurement sensor 1060 and the vibration measurement sensor 1070 are connected to the communication unit 103 of the PCB 100 by RS232C;
The external device / computer 1080 is connected to the serial drive 104 of the PCB 100 via RS232C;
Wherein the external device / wireless communication unit (1090) is connected to the CAN drive (105) of the PCB (100) in a can communication manner.
상기 시뮬레이션 모듈(1100)은 상기 PCB(100)의 메모리(106)와 RS232C로 연결되어 시뮬레이션 결과를 공유하는 것을 특징으로 하는 굴삭기용 센서 데이터 처리장치.
The method according to claim 1,
Wherein the simulation module (1100) is connected to the memory (106) of the PCB (100) through RS232C to share a simulation result.
상기 수신된 데이터가 합산되는 단계(S220)와;
상기 합산된 데이터로부터 누적 평균이 계산되는 단계(S230)와;
상기 붐, 아암, 버켓의 스트로크의 범위가 세트되는 단계(S240)와;
상기 붐, 아암, 버켓의 스트로크가 계산되는 단계(250) 및;
상기 계산된 붐 스트로크, 아암 스트로크, 버켓 스트로크를 통해 굴삭기의 자세정보가 세트되는 단계(S260);를 포함하고,
상기 스트로크 계산은 입력 데이터에서 기본 Base Data를 감산한 값에 거리 범위 비율을 승산하고 여기에 기본 Base Data를 가산한 값((Input Data - Base Data) * Range Ratio + Base Data)이며, 상기 거리 범위 비율은 아래와 같은 것을 특징으로 하는 굴삭기용 센서 데이터 처리방법.
거리 범위 비율 = (스트로크 - Base Data)/(최대거리의 Analog Data - 최소거리의 Analog Data)
A step S210 of receiving data on the angles of the boom, the arm and the bucket from the distance sensors 1010, 1020 and 1030;
Summing the received data (S220);
Calculating a cumulative average from the summed data (S230);
A step (S240) of setting a stroke range of the boom, the arm and the bucket;
A step (250) of calculating the stroke of the boom, the arm, and the bucket;
And setting (S260) the attitude information of the excavator through the calculated boom stroke, arm stroke, and bucket stroke,
The stroke calculation is a value (Input Data - Base Data * Range Ratio + Base Data) obtained by multiplying a value obtained by subtracting the basic base data from the input data by a distance range ratio and adding basic base data thereto, Wherein the ratio is the following.
Distance Range Ratio = (Stroke - Base Data) / (Analog Data of Maximum Distance - Analog Data of Minimum Distance)
상기 붐의 각도는 제1 거리센서(1010)에 의해 측정된 값이며, 상기 아암의 각도는 제2 거리센서(1020)에 의해 측정된 값에 붐의 각도가 합산된 값이며, 상기 버켓의 각도는 제3 거리센서(1030)에 의해 측정된 값에 아암의 각도와 붐의 각도가 합산된 값인 것을 특징으로 하는 굴삭기용 센서 데이터 처리방법.
The method of claim 4,
The angle of the boom is a value measured by the first distance sensor 1010. The angle of the arm is a value obtained by adding the angle of the boom to the value measured by the second distance sensor 1020, Is a value obtained by adding the angle of the arm and the angle of the boom to the value measured by the third distance sensor (1030).
상기 수신된 데이터가 합산되는 단계(S320)와;
상기 합산된 데이터로부터 누적 평균이 계산되는 단계(S330)와;
상기 굴삭기의 진동 범위가 세트되는 단계(S340) 및;
진동량이 계산되는 단계(350);를 포함하고,
상기 굴삭기의 진동은 입력 Analog Data에서 기본 Analog Data를 감산한 값을 비율에 중력가속도를 승산한 값으로 제산한 값((Input Analog Data - Base Analog Data) / Ratio * 9.81)이며, 상기 비율은 아래와 같은 것을 특징으로 하는 굴삭기용 센서 데이터 처리방법.
비율 = (2∧n × FFF - Base Analog Data) / Senser 가속도범위(G)
여기서, n= 12(12 비트 범위를 나타내며, 212 을 의미함)이고, FFF는 16진수의 값이다.A step S310 of receiving data on the vibration of the excavator from the vibration sensor 1040;
Summing the received data (S320);
Calculating a cumulative average from the summed data (S330);
A step S340 of setting the vibration range of the excavator;
(350) in which a vibration amount is calculated,
The vibration of the excavator is a value obtained by dividing the value obtained by subtracting the basic analog data from the input analog data by the value obtained by multiplying the ratio by the gravitational acceleration and the ratio is (Input Analog Data - Base Analog Data) / Ratio * 9.81) And a sensor data processing method for an excavator.
Ratio = (2 nn FFF - Base Analog Data) / Sensor Acceleration Range (G)
Where n = 12 (indicating a 12 bit range, which means 2 12 ), and FFF is a hexadecimal value.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980055231U (en) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 박병재 | Horn generation sound transmission device in high speed driving of vehicle |
| JPH11324013A (en) * | 1998-05-20 | 1999-11-26 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Automatic greasing device for construction machine |
| JP2002285582A (en) | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | Security system for civil engineering construction machinery |
| KR100702180B1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-04-02 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | an operator vibration monitoring system for earth moving machinery with operation cab |
-
2013
- 2013-06-10 KR KR20130065956A patent/KR101491006B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980055231U (en) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 박병재 | Horn generation sound transmission device in high speed driving of vehicle |
| JPH11324013A (en) * | 1998-05-20 | 1999-11-26 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Automatic greasing device for construction machine |
| JP2002285582A (en) | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | Security system for civil engineering construction machinery |
| KR100702180B1 (en) * | 2005-08-11 | 2007-04-02 | 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 | an operator vibration monitoring system for earth moving machinery with operation cab |
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