KR101559174B1 - 건설 기계용 자동 유량 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설 기계에 사용되는 어태치먼트의 작동 유량을 자동으로 제어하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 건설 기계용 자동 유량 제어 장치는 건설 기계의 어태치먼트에 부착되는 태그와, 태그로부터 어태치먼트의 정보를 비접촉식으로 인식하도록 건설 기계에 부착되는 비접촉 인식 장치와, 비접촉 인식 장치로부터 어태치먼트의 정보를 수신하는 메인 컨트롤러를 포함하고, 메인 컨트롤러는 수신된 정보를 이용하여 자동으로 작동 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

어태치먼트, 자동 유량 제어, 비접촉식 인식 장치, 태그

Description

건설 기계용 자동 유량 제어 장치{FLOW RATE CONTROL DEVICE FOR CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설 기계에 부착되는 어태치먼트(attachment)용 제어 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 건설 기계에 부착되는 비접촉 인식 저장매체를 이용한 자동 유량 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 유압을 이용하여 구동하는 건설 기계는 유압 펌프에서 토출되는 유압 라인에, 작업 용도에 알맞는 어태치먼트를 연결하여 사용하고 있으며, 이 어태치먼트의 조작을 위해, 사용자가 직접 레버등을 통하여 유압 펌프에서 토출되는 작동 유량을 제어하였다.

일반적으로 어태치먼트를 사용하는 오퍼레이터는 숙련된 오퍼레이터로서 부착된 어태치먼트와 지면 상태에 따라 적합한 유량을 설정하여 수동으로 조절하여 사용한다. 그러나, 숙련되지 않은 오퍼레이터가 어태치먼트를 사용하는 경우, 어태치먼트의 종류나 중량에 적합하지 않은 유량으로 어태치먼트를 조작하는 경우가 있게 되는데, 이러한 경우 어태치먼트가 파손되거나, 이로 인해 건설 기계에 치명적인 손상을 야기시키는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건설 기계에 사용되는 어태치먼트의 종류에 따라 유량을 자동으로 제어함으로써, 숙련되지 않은 오퍼레이터도 용이하고 안전하게 어태치먼트를 제어할 수 있게 하는 데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양은 건설 기계용 자동 유량 제어 장치로서, 건설 기계의 어태치먼트에 부착되는 태그와, 이 태그로부터 어태치먼트의 정보를 비접촉식으로 인식하도록 건설 기계에 부착되는 비접촉 인식 장치와, 이 비접촉 인식 장치로부터 어태치먼트의 정보를 수신하는 메인 컨트롤러를 포함하며, 메인 컨트롤러는 수신된 정보를 이용하여 자동으로 작동 유량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

비접촉 인식 장치는 건설 기계의 암에 부착되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 태양의 건설 기계용 자동 유량 제어 장치는, 메인 컨트롤러가 어태치먼트가 작업하는 지면 상태에 따라 적용되는 계산식에 의해 유량이 결정되는 자동 유량 제어 모드와, 입력되는 설정값으로 유량이 결정되는 수동 유량제어 모드를 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 태양의 건설 기계용 자동 유량 제어 장치는 어태치먼트에 관한 정보를 작업자와 인터페이스할 수 있는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 건설 기계용 자동 유량 제어 장치는 어태치먼트의 종류, 적용 장비 중량, 작동 유량 범위 등이 저장된 태그로부터 이 정보를 비접촉식으로 건설 기계에 부착된 인식 매체에 전달하고, 이 수신된 정보에 따라 건설 장비의 메인 컨트롤이 어태치먼트가 작업하는 지면 상태에 따라 자동으로 유량을 제어할 수 있게 한다. 또한, 오퍼레이터와의 인터페이스를 위한 디스플레이 장치가 마련되어, 숙련되지 않은 오퍼레이터도 어태치먼트 작업 수행시 간단한 조작만을 통하여 안전하고 편리하게 어태치먼트를 제어할 수 있게 해준다.

본 발명의 특징을 더 잘 설명하기 위하여, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치가 부착된 건설 기계(100) 예컨대, 굴삭기와 이 건설 기계에 부착되는 각종 어태치먼트의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 건설 기계(100)는 암(10)과, 이 암(10)에 부착되는 예컨대, 버켓, 브레이커, 크러셔, 해머 등과 같은 각종 어태치먼트(20)를 포함한다. 일반적으로, 수동으로 조작시 작업자는 운전실 내부에 있는 작동 레버를 조작하여 어태치먼트(20)를 조정하게 된다.

어태치먼트(20)에는 이 어태치먼트(20)의 정보 예컨대, 어태치먼트의 종류, 작동 유량, 적용 장비 중량 등의 정보를 기억할 수 있는 자체 메모리를 포함하는 태그(40)가 부착되어 있다. 바람직하게는 태그(40)는 어태치먼트(20)의 상부(40)에 부착되어 있다.

또한, 어태치먼트(20)가 부착되는 암(10)에는 태그(40)로부터 어태치먼트(20)에 관한 정보를 센싱하는 비접촉 인식 장치(30)가 부착되어 있다. 비접촉 인식 장치(30)는 건설 기계(100)의 메인 컨트롤러(60)에 유선 또는 무선으로 연결되어, 태그(40)로부터 얻은 어태치먼트(20)에 관한 정보를 메인 컨트롤러(60)에 전송하고, 메인 컨트롤러(60)는 수신된 정보에 따라, 어태치먼트(20)의 작동에 적합한 유량을 제어하게 된다.

또한, 건설 기계의 운전석 내부 또는 외부에는 태그(40)에 저장된 정보를 포함하여, 어태치먼트(20)의 작동과 관련된 각종 정보를 작업자에게 디스플레이하고 작업자가 어태치먼트(20)의 작동과 관련하여 직접 입력을 할 수 있는 인터페이스 디스플레이 장치(50)가 마련되어 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치의 태그(40)에 저장되는 어태치먼트(20)에 관한 기본 정보의 예를 보여준다. 태그(40)에는 어태치먼트의 종류에 관한 정보 예컨대, 버켓, 브레이커, 크러셔, 해머 등과, 어태치먼트의 기종(예컨대, xxx40, xxx70, xxx90)과, 각 기종에 적합한 작동 유량(예컨대, 200 내지 250 LPM)과, 이 어태치먼트가 부착되는 적용 장비의 유효 중량에 관한 정보 등이 저장된다. 이러한 기본 정보는 어태치먼트의 제조사로부터 제공 받을 수 있다. 검출된 어태이먼트에 관한 정보는 마이크로 컴퓨터 등이 탑재된 메인 컨트롤러(60)를 통해 유량 계산을 하여 자동으로 유량을 제어한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치가 작동하는 것에 대한 개략적인 개념도이다. 태그(40)는 내부에 데이터 저장이 가능한 메모리(42)와, 태그(40)를 센싱하는 비접촉 인식 장치(30)와 통신하기 위한 안테나(44)를 포함한다. 태그는 예컨대, RFID(Radio Frequency Identification) 태그를 사용할 구 있고, 따라서 별도의 전원을 필요로 하지 않으며 이 태그와 통신하는 비접촉 인식 장치(30) 예컨대, 리더기(Reader)의 전자기장에 의해 작동되는 수동형인 것이 바람직하다. 그러나, 전원을 내부에 갖고 있는 능동형일 수도 있다. 또한, RFID가 아닌 다른 통신 방식을 사용하는 저장 매체일 수도 있다.

태그(40)의 메모리(42)에는 태그가 부착되는 어태치먼트(20)의 종류, 작동 유량 및 적용 장비의 중량 등을 포함하여, 어태치먼트의 작동에 관련된 다양한 정보가 저장될 수 있다. 태그(40)의 메모리(42)는 반복적으로 읽고/쓰기가 가능한 EEPROM 타입의 메모리인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 태그(40)는 어태치먼트(20)의 상부에 부착되어 비접촉 인식 장치(30)와 통신하는 것이 바람직하다.

비접촉 인식 장치(30)는 태그(40)와 통신하여 어태치먼트(20)에 관한 정보를 수집한다. 비접촉 인식 장치(30)는 어태치먼트에 부착된 태그의 종류에 따라 결정되는 것인 바 RFID 리더기인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 비접촉 인식 장치(30)는 태그(40)와 원활하게 통신하기 위하여 건설 기계(100)의 암(10)에 부착되는 것이 바람직하나 양호한 통신이 가능한 한 건설 기계(100)의 다른 위치에도 부착될 수 있다. 태그(40)로부터 정보를 수집한 비접촉 인식 장 치(30)는 건설 기계(100)의 메인 컨트롤러(60)와 통신하여 데이터를 전송한다. 이후에, 메인 컨트롤러(60)는 수신한 정보를 기초로 하여 부착된 어태치먼트(20)에 적합한 유압펌프의 토출량을 제어한다. 또한, 메인 컨트롤러(60)는 수신한 정보를 사용자에게 가시적으로 나타내기 위하여 별도의 디스플레이 장치(50)를 통하여 보여준다. 디스플레이 장치(50)는 예컨대, LCD 디스플레이, CRT형 디스플레이 단말기, 일련의 LED일 수 있다. 디스플레이 장치(50)에는 사용자가 어태치먼트(20)의 작업을 수동으로 선택하여 직접 원하는 작동 유량을 입력할 수 있는 사용자 인터페이스가 마련되는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치가 작동하는 순서에 대한 예를 보여준다. 작동 시작시, 건설 기계(100)에 부착된 비접촉 인식 장치(30)는 어태치먼트(20)에 부착된 태그(40)를 인식한다. 이후 인식된 정보를 메인 컨트롤러(60)로 전송한다. 태그(40)가 부착되지 않은 어태치먼트(20)이거나 잘못된 정보가 입력되어 있는 태그(40)인 경우, 메인 컨트롤러(60)는 작동을 종료한다.

비접촉 인식 장치(30)가 태그(40)를 인식한 경우, 비접촉 인식 장치(30)는 태그(40)로부터 건설 기계(100)에 부착된 어태치먼트(20)에 관한 정보를 수집한다. 어태치먼트(20)에 관한 정보로는, (1) 어태치먼트의 종류, 예컨대 브레이커, 해머, 크러셔 등 (2) 작동 유량의 최대값(Fmax)과 최소값(Fmin) (3) 적용 장비의 최대값(Tmax)과 최소값(Tmin)등이 있다. 이후에 비접촉 인식 장치(30)는 수집된 정보를 메인 컨트롤러(60)로 전송한다.

메인 컨트롤러(60)는 태그(40)의 어태치먼트(20)에 관한 정보 중 적용 장비 중량 범위를 수집하고, 메인 컨트롤러(60)에 저장되어 있는 건설 기계(100)의 중량이 이 범위 내에 있는 지를 판단한다. 만약, 건설 기계(100)의 중량이 이 범위를 벗어날 경우, 메인 컨트롤러(60)는 디스플레이 장치(50)를 통하여 작업자에게 알려줌으로써, 작업자가 작동을 계속할 것인지를 선택할 수 있게 한다. 만약, 건설 기계(100)의 중량이 적용 장비 중량 범위 이내에 있는 경우, 메인 컨트롤러(60)는 디스플레이 장치(50)를 통하여 작업자에게 자동 유량 제어 모드 여부를 선택할 수 있게 한다. 작업자가 자동 유량 제어 모드를 선택할 경우 메인 컨트롤러(60)는 태그(40)로부터 수집된 어태치먼트(20)에 관한 정보 등으로부터 적절한 작동 유량을 결정하여 어태치먼트(20)를 작동시킨다. 반면에, 작업자가 수동 유량 제어 모드를 선택할 경우 메인 컨트롤러(60)는 작업자가 디스플레이 장치(50)를 통하여 입력하는 설정값을 입력받고, 이 입력 값이 해당 어태치먼트(20)의 작동 유량의 최대값과 최소값의 범위 이내인 경우 입력된 값으로 작동 유량을 결정한다.

일 실시예에서, 메인 컨트롤러(60)는 자동 유량 제어 모드에서의 작동 유량을 지면 상태에 따라 적용되는 유량 계산식에 의해 작동 유량을 결정할 수 있다. 예컨대, 지면 상태는 경질면(Hard), 일반면(Normal), 연약면(Soft)로 분류될 수 있으며, 이는 작업자가 디스플레이 장치(50)를 통하여 직접 입력한다. 유량 계산식은 지면 상태에 따른 가중치를 적용하여 사용할 어태치먼트(20)의 작동 유량(F)의 최대(Fmax), 최소(Fmin) 범위 이내에서 다음과 같이 설정될 수 있다.

(1) Hard : F(리터/분) = ((Fmin + Fmax)/2 +Fmax)/2

(2) Normal : F(리터/분) = (Fmin + Fmax)/2

(3) Soft : F(리터/분) = ((Fmin + Fmax)/2 +Fmin)/2

F : 작동 유량

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치가 부착된 건설 기계 장치의 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치에 사용되는 작동 유량 및 적용 장비 정보의 기본 데이터.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치의 비접촉 인식 장치, 태그 및 메인 컨트롤러와 사용자 인터페이스 디스플레이 장치의 개념도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 유량 제어 장치의 작동 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100 : 건설 기계

10: 암

20: 어태치먼트

30: 비접촉 인식 장치

40: 태그

50: 디스플레이 장치

60: 메인 컨트롤러

Claims (6)

1. 건설 기계용 자동 유량 제어 장치로서,

   건설 기계의 어태치먼트(20)에 부착되는 태그(40);

   상기 태그(40)로부터 어태치먼트(20)의 정보를 비접촉식으로 인식하도록 건설 기계에 부착되는 비접촉 인식 장치(30); 및

   상기 비접촉 인식 장치(30)로부터 상기 어태치먼트(20)의 정보를 수신하는 메인 컨트롤러(60);를 포함하며,

   상기 태그(40)는 데이터를 반복적으로 읽고/쓰기가 가능한 메모리(42)와 통신하기 위한 안테나(44)를 포함하고,

   상기 비접촉 인식 장치(30)는 리더기(Reader)의 전자기장에 의해 작동되며,

   상기 메인 컨트롤러(60)는 수신된 정보를 이용하여 자동으로 작동 유량을 제어하되,

   상기 메인 컨트롤러(60)는 자동 유량제어 모드와 수동 유량제어 모드를 중에 어느 하나를 선택할 수 있고,

   상기 자동 유량제어 모드는 작업하는 지면 상태가 경질면(hard)이면 최소 작동유량과 최대 작동유량의 평균 유량에 상기 최대 작동유량을 더한 다음에 그 절반의 유량을 상기 작동 유량으로 결정하고, 작업하는 지면 상태가 연질면(soft)이면 상기 평균 유량에 상기 최소 작동유량을 더한 다음에 그 절반의 유량을 상기 작동 유량으로 결정하며,

   상기 수동 유량제어 모드는 입력되는 설정값으로 상기 작동 유량이 결정되는 것인 건설 기계용 자동 유량 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 비접촉 인식 장치(30)는 상기 건설 기계의 암(10)에 부착되는 것인 건설 기계용 자동 유량 제어 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 메모리(42)는 상기 어태치먼트(20)의 종류, 작동 유량 및 적용장비의 중량의 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 건설기계용 자동 유량 제어장치.
6. 제1항 내지 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 어태치먼트(20)에 관한 정보를 작업자와 인터페이스할 수 있는 디스플레이 장치(50)를 더 포함하는 것인 자동 유량 제어 장치.

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