KR101653772B1 - 콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위한 붐 제어 장치 - Google Patents

콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위한 붐 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위한 붐 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 콘크리트를 공급하기 위해 펌프 트럭에 설치되어 상하 기복 및 회전하는 붐; 상기 붐을 상하 기복 및 회전시키는 붐 작동부; 상기 펌프 트럭을 지면에 고정하기 위한 아우트리거들; 상기 붐이 상하 기복 및 회전할 때 상기 펌프 트럭이 전복되지 않도록 제어하는 붐 제어 장치를 포함하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 붐 제어 장치는 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 붐의 무게중심점을 잇는 선상에 존재하는 상기 아우트리거의 받침점에 의한 지지점 또는 상기 아우트리거의 받침점들에 의한 가상 지지점을 정하고, 상기 펌프 트럭의 중량(GT)에 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 상기 붐의 중량(GB)에 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 상기 제1의 값이 상기 제2의 값보다 큰 범위내에서만 상기 붐 작동부가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위한 붐 제어 장치 및 그 제어 방법에 의하면, 아우트리거가 단축된 경우나, 아우트리거가 완전히 단축되지 않은 경우에 붐의 회전 가능한 범위를 확장시키는 효과가 얻어진다.

Description

콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위한 붐 제어 장치{Control device of concrete pump truck}
본 발명은 콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위한 붐 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 펌프 트럭의 전복 방지를 위해 아우트리거 확장정도에 따른 붐의 확장과 회전시 안전범위를 벗어나지 못하도록 제어하는 붐 제어 장치에 관한 것이다.
콘크리트 펌프 트럭은 레미콘 트럭에서 콘크리트를 공급받아 이를 타설하고자 하는 작업위치까지 이송시키는 차량이다.
이와 같은 콘크리트 펌프트럭은 레미콘 트럭으로부터 공급된 콘크리트를 수용하여 교반하는 호퍼와, 호퍼에 파이프 등으로 연결되어 교반된 콘크리트를 타설하고자 하는 작업위치까지 공급시키기 위해 그 길이를 확장시키고 회전되는 붐과, 상기 붐을 회전시키는 붐 회전부가 설치되어 있다.
이와 같은 붐이 설치된 펌프 트럭은 붐의 확장, 기복 및 회전에 의해 전복되지 않도록 아우트리거가 설치되어 있다.
아우트리거는 펌프 트럭의 전방의 좌우 및 후방의 좌우에 차체의 측방으로 확장 가능하게 설치되어 펌프 트럭을 지면에 견고히 고정되도록 한다.
이와 같이 구성된 콘크리트 펌프트럭은 건설공사 현장에서 아웃트리거를 확장시켜 지면으로부터 차체가 견고히 고정된다.
펌프 트럭이 지면에 견고히 고정된 상태에서 작업자는 호퍼에서 교반된 콘크리트를 타설하고자 하는 작업위치까지 공급하기 위해 붐의 길이를 확장시키거나 축소시키고, 붐의 기울기를 조절하기 위해 붐을 기복시키며, 작업위치를 향하여 붐을 회전시킨다.
그러나 건설공사 현장의 다른 차량이나 장애물 등에 의해 아우트리거를 최대로 확장시키기 위한 공간 확보가 어려운 경우에 아우트리거를 완전히 확장시키지 못하여 펌프 트럭의 안전성를 해치게 되거나, 아우트리거를 최대로 확장시키기 위한 공간이 마련되더라도 붐의 길이, 기울기 및 방향에 따라 펌프 트럭의 안전성를 해치게 되는 문제가 있다.
일반적으로 높은 곳에서 작업을 하기 위해 붐이 설치된 고소차나 사다리차와 같은 경우에도 이와 같은 문제가 발생된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 아웃트리거의 확장 여부에 따라 붐이 안전한 회전 범위 내에서만 작업될 수 있도록 안전시스템을 갖춘 콘크리트 펌프 트럭이 하기의 특허문헌 1에 개시되어 있다.
특허문헌 1에 있어서, 전복 방지를 위한 안전장치를 갖춘 펌프 트럭(1)은 콘크리트를 작업장소로 공급하는 붐(10)과 붐(10)을 작업장소까지 회전시키기 위한 붐 회전부(20)와 차체를 지면으로부터 견고히 고정되도록 차체의 측방으로 신장 가능한 아웃트리거(30)를 구비하고, 아웃트리거(30)의 신장 여부를 감지하는 제1센서(60)와, 붐(10)의 회전각을 감지하는 제2센서(70) 및 상기 제1센서(60)에 의해 감지된 아웃트리거(30)의 신장 여부에 따라 제2센서(70)에 의해 감지된 붐(10)의 회전각이 전복 위험 범위에 있는지 판단하여 차체가 전복되는 것을 방지하도록 제1센서(60)에 의해 감지된 아웃트리거(30)의 신장 여부에 따라 붐(10)의 위험 범위의 회전각을 구하는 연산부(81)와, 상기 연산부(81)에 의해 획득된 위험 범위의 회전각과 제2센서(70)에 의해 감지된 붐(10)의 회전각을 비교하여 붐(10)이 전복 위험 범위에 있는지 판단하는 비교부(82)를 포함한다.
특허문헌 1에서
제1센서(60)는 아웃트리거(30)의 신장 여부를 감지한다. 제1센서(60)는 각각의 아웃트리거들(30a, 30b, 30c, 30d) 각각에 결합될 수 있다.
제2센서(70)는 붐(10)의 회전각을 감지한다.
제어부(80)는 제1센서(60)에 의해 감지된 아웃트리거(30a, 30b, 30c, 30d)의 신장 여부에 따라, 제2센서(70)에 의해 감지된 붐의 회전각이 전복 위험 범위에 있는지 판단한다.
제어부(80)는 이와 같이 판단된 결과에 따라 붐 회전부(20)의 구동을 제어하여 차체(2)가 전복되는 것을 방지한다.
또한, 제어부(80)는 연산부(81) 및 비교부(82)를 포함하는 것이 바람직하다.
연산부(81)는 제1센서(60)에 의해 감지된 아웃트리거(30a, 30b, 30c, 30d)의 신장 여부에 따라, 붐(10)의 위험 범위 회전각을 구한다.
또한, 비교부(82)는 연산부(81)에 의해 획득된 위험 범위 회전각과 제2센서(70)에 의해 감지된 붐(10)의 회전각을 비교한다. 비교부(82)는 위험 범위 회전각과 붐(10)의 회전각을 비교함으로써, 붐(10)이 전복 위험 범위에 있는지 판단한다.
이러한 특허문헌 1에서의 전복 방지를 위한 안전장치를 갖춘 펌프 트럭(1)은 아우트리거들(30a, 30b, 30c, 30d)이 신장되었는지, 단축되었는지를 각각의 아우트리거들(30a, 30b, 30c, 30d)에 설치된 제1센서(60)에 의해 감지하여 아우트리거들(30a, 30b, 30c, 30d)의 신축, 단축 상태에 따라 미리 정해진 범위내에서만 붐(10)의 회전각도를 미리 정해놓고, 제2센서(70)에 의해 붐(10)의 회전각을 감지하여 붐(10)이 회전범위내에서 회전하도록 제한하는 것이므로, 아우트리거(30)가 완전히 단축된 상태가 아닌 경우나, 붐(10)의 방향이 펌프트럭(1)의 전, 후 방향과 직교되는 경우(붐(10)의 방향이 차체의 측면으로 향한 경우)에는 펌프트럭(1)의 전복 위험이 있는 것으로 판단함으로써, 실제로는 작업이 가능하지만 작업을 할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 10-1104968-00-00(2012. 01. 12. 공고)
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 붐을 사용하는 트럭에 있어서 아우트리거가 단축된 경우나, 아우트리거가 완전히 단축되지 않은 경우에 붐의 회전 가능한 범위를 확장시키는 전복 방지를 위한 붐 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 붐을 사용하는 트럭에 있어서 붐의 길이와 각도에 따라 붐의 회전 가능한 범위를 확장시키는 전복 방지를 위한 붐 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 장치는 콘크리트를 공급하기 위해 펌프 트럭에 설치되어 상하 기복 및 회전하는 붐; 상기 붐을 상하 기복 및 회전시키는 붐 작동부; 상기 펌프 트럭을 지면에 고정하기 위한 아우트리거들; 상기 붐이 상하 기복 및 회전할 때 상기 펌프 트럭이 전복되지 않도록 제어하는 붐 제어 장치를 포함하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 붐 제어 장치는 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 붐의 무게중심점을 잇는 선상에 존재하는 상기 아우트리거의 받침점에 의한 지지점 또는 상기 아우트리거의 받침점들에 의한 가상 지지점을 정하고, 상기 펌프 트럭의 중량(GT)에 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 상기 붐의 중량(GB)에 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 상기 제1의 값이 상기 제2의 값보다 큰 범위내에서만 상기 붐 작동부가 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점은 상기 아우트리거들의 받침점들의 위치에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 아우트리거들의 받침점의 위치는 아우트리거에 설치된 길이센서 및/또는 각도센서로부터 입력되는 신호에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 펌프 트럭의 무게중심점의 위치 결정은 상기 아우트리거들의 받침점들의 위치에 따라 미리 저장된 펌프 트럭의 무게중심점의 위치정보로부터 얻는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 붐의 무게중심점은 상기 붐에 설치된 회전센서 및/또는 각도센서로부터 입력되는 신호에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서, 상기 제1의 값과 제2의 값을 비교할 때 안정계수를 포함하여 비교하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 방법은 콘크리트를 공급하기 위해 펌프 트럭에 설치되어 상하 기복 및 회전하는 붐;상기 붐을 상하 기복 및 회전시키는 붐 작동부; 상기 펌프 트럭을 지면에 고정하기 위한 아우트리거들; 상기 붐이 상하 기복 및 회전할 때 상기 펌프 트럭이 전복되지 않도록 제어하는 붐 제어 장치를 포함하는 펌프 트럭의 붐 제어 방법에 있어서, 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 붐의 무게중심점을 잇는 선상에 존재하는 상기 아우트리거 의한 지지점 또는 상기 아우트리거들에 의한 가상 지지점을 결정하는 지지점 결정단계(s50-1); 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)와 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 계산하는 각각의 무게중심점과 지지점사이의 길이 계산단계(s50-2); 상기 펌프 트럭의 중량(GT)에 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 상기 붐의 중량(GB)에 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 상기 제1의 값이 상기 제2의 값보다 큰 범위내에서만 상기 붐 작동부가 작동되도록 제어하는 붐 작동 유지단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 방법에 있어서, 상기 붐 제어 장치의 저장부에 미리 저장된 펌프 트럭의 무게중심점의 위치정보로부터 상기 아우트리거들의 받침점들의 위치에 의해 상기 펌프 트럭의 현재 상태의 무게중심점의 위치정보를 입수하는 펌프 트럭의 무게중심점 위치정보 입수단계(s20)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 방법에 있어서, 상기 지지점 결정단계(s50-1)에서 결정된 가상 지지점은 상기 아우트리거의 받침점 상에 또는 서로 인접한 아우트리거의 받침점 사이를 잇는 선상에 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펌프 트럭의 붐 제어 방법은 콘크리트를 공급하기 위해 펌프 트럭에 설치되어 상하 기복 및 회전하는 붐; 상기 붐을 상하 기복 및 회전시키는 붐 작동부; 상기 펌프 트럭을 지면에 고정하기 위한 아우트리거들; 상기 붐이 상하 기복 및 회전할 때 상기 펌프 트럭이 전복되지 않도록 제어하는 붐 제어 장치를 포함하는 펌프 트럭의 붐 제어 방법에 있어서, 상기 아우트리거의 받침점들의 위치정보를 입수하는 아우트리거 위치정보 입수단계(s10); 상기 입수된 아우트리거 받침점들의 위치정보에 따라 상기 붐 제어 장치의 저장부에 미리 저장된 펌프 트럭의 무게중심점의 위치정보로부터 상기 펌프 트럭의 현재 상태의 무게중심점의 위치정보를 입수하는 펌프 트럭의 무게중심점 위치정보 입수단계(s20); 상기 붐에 설치된 회전센서 및/또는 각도센서로부터 입력되는 신호에 의해 붐의 상태정보를 입수하는 붐 상태정보 입수단계(s30); 상기 붐 상태정보 입수단계에서 입수된 회전센서 및/또는 각도센서의 신호로부터 붐의 무게중심점의 위치를 정하는 붐의 무게중심점 위치정보결정단계(s40); 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 붐의 무게중심점을 잇는 선상에 존재하는 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 붐의 무게중심점을 잇는 선상에 존재하는 상기 아우트리거의 받침점에 의한 지지점 또는 상기 아우트리거의 받침점들에 의한 가상 지지점을 정하는 지지점 계산단계(s50-1); 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)와 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 계산하는 각각의 무게중심점과 지지점사이의 길이 계산단계(s50-2), 상기 펌프 트럭의 중량(GT)에 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 상기 붐의 중량(GB)에 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 상기 제1의 값이 상기 제2의 값보다 큰 경우에 붐의 이동상태가 안전한 것으로 판단하는 붐 이동의 안전여부 판단단계(s60); 상기 붐 이동의 안전여부 판단단계(s60)에서 붐 이동이 안전한 상태에 있는 경우 붐의 상하 기복 또는 붐의 회전이 작동되어지도록 유지한 후(s80), 상기 붐 상태정보 입수단계로 돌아가는 피드백단계(s90), 붐 이동이 안전한 상태에 있지 않는 경우 붐의 상하 기복 또는 회전 작동을 정지시키는 붐의 작동 정지단계(s100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 의하면, 아우트리거가 단축된 경우나, 아우트리거가 완전히 단축되지 않은 경우에 붐의 회전 가능한 범위를 확장시키는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 의하면, 붐의 길이와 각도에 따라 붐의 회전 가능한 범위를 확장시키는 효과도 얻어진다.
도 1은 콘크리트 펌프 트럭의 측면도.
도 2는 콘크리트 펌프 트럭의 정면도.
도 3은 종래 콘크리트 펌프 트럭의 붐 제어 장치의 회로도.
도 4는 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거가 완전히 확장된 상태에서의 안전한 붐 작업범위를 보여주는 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 붐 제어 장치의 센서가 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거에 설치된 모습을 보이는 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 붐 제어 장치의 회로도.
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거가 확장된 상태를 설명하기 위한 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거중 하나가 단축된 상태를 설명하기 위한 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거중 하나가 단축된 상태에서 붐이 이동된 상태를 설명하기 위한 평면도.
도 10은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 붐 제어 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
도 11은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거중 다른 하나가 단축된 상태를 설명하기 위한 평면도.
우선, 본 발명의 개념을 설명한다.
본 발명은 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거의 확장정도에 따른 붐의 상하 기복과 회전 작동을 안전범위를 벗어나지 못하도록 제어해 주는 붐 제어 장치로서, 하부 아우트리거에 장착된 회전·각도센서와 하부 인출 아우트리거에 장착된 인출 길이센서에 의해 하부 아우트리거의 확장 상태를 감지하여 작업자가 붐의 상하 기복과 회전을 작동시킬 때, 아우트리거의 확장상태에 의해 계산된 안전범위를 붐이 벗어나지 않도록 계산하여 붐의 상하 기복과 회전 작동을 자동으로 멈추게 함으로써, 콘크리트 펌프 트럭의 전복을 방지한다.
본 발명의 콘크리트펌프 트럭의 아우트리거는 그 아우트리거에 장착된 길이센서와 각도센서에 의해 확장상태 및 단축상태가 인식된다.
이와 같이 인식된 아우트리거 확장상태에 따라 붐의 안전한 작업범위는 결정된다.
도 4는 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거(30)가 완전히 확장된 상태에서의 안전한 붐 작업범위를 보여주고 있다.
본 발명은 붐에 장착된 각도센서와 회전센서를 사용하여 현재 붐의 수평 확장거리를 계산하여 붐의 하강 또는 회전에 따라 안전한 작업범위를 벗어나는지 여부를 판단한다.
붐의 현재 상태가 안전한 작업범위를 벗어나지 않은 경우 붐은 상하 기복 또는 회전 작동이 이루어지게 되며, 붐의 이동이 안전한 작업범위를 벗어나게 되는 경우에는 붐의 상하 기복이나 회전 작동이 자동적으로 차단되어 항상 안전한 작업범위 내에서 작업하게 된다.
본 발명은 도 6에서 보는 바와 같이 아우트리거에 장착된 길이센서와 각도센서, 붐에 장착된 각도센서와 회전센서에서 감지된 신호가 연산부로 전달되어 연산부에서 아우트리거의 확장상태와 붐의 상하 및 회전 상태를 연산하고, 저장부(330)에 미리 저장된 펌프 트럭의 무게중심점의 위치와 중량을 얻고, 붐의 무게중심점의 위치와 중량을 얻는다.
저장부(330)에는 펌프 트럭(1)의 중량(GT), 붐(10)의 중량(GB) 및 아우트리거(30)의 받침점(x1, y1)(x2, y2)(x3, y3)(x4, y4) 위치에 대응하는 무게중심점(T)의 위치정보(xT, yT)를 저장하고 있다.
펌프 트럭의 무게중심점(T)과 붐의 무게중심점(B)을 잇는 선상에 존재하는 아우트리거의 받침점인 지지점[가상지지점(N)이 아우트리거의 받침점과 동일한 경우] 또는 상기 아우트리거의 받침점들에 의한 가상 지지점(N)을 정하고, 펌프 트럭의 중량(GT)에 펌프 트럭의 무게중심점(T)과 지지점(N) 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 붐의 중량(GB)에 붐의 무게중심점과 지지점 사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교부(320)에서 비교하여 제1의 값이 제2의 값보다 큰 범위내[안전한 작업범위]에서만 붐 기복작동부(410)와 붐 회전작동부(420)가 작동되도록 제어하여 붐의 이동, 즉 붐의 상하 기복 또는 회전 작동을 계속할 수 있도록 작동제어부(340)에서 허용하여 작업자가 붐의 조작을 자유로이 할 수 있도록 하고, 제1의 값이 제2의 값보다 크지 않으면 안전한 작업범위를 벗어나면 붐의 하강 또는 회전 작동을 할 수 없도록 작동제어부에서 차단하여 작업자가 붐의 조작을 할 수 없도록 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 붐 제어 장치의 센서가 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거에 설치된 모습을 보이는 평면도이다.
도 5에 있어서, 도면부호 2는 차체이고, 10은 콘크리트 펌프 트럭(1)의 붐이다. 도면부호 30a, 30b, 30c, 30d는 4개의 아우트리거(30)이고, SL3, SL4는 아우트리거(30)의 길이센서이고, SA3, SA4는 아우트리거(30)의 각도센서이다.
도 5에서 아우트리거(30a)(30b)에서 길이센서와 각도센서의 도시가 생략되어 있다.
도 7은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거가 확장된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
이하에서는 아우트리거(30)들의 길이와 각도는 4개의 아우트리거(30a)(30b) (30c)(30d)들의 각각의 받침점들을 직교 좌표계(X-Y 좌표)의 받침점(x1, y1), 받침점(x2, y2), 받침점(x3, y3), 받침점(x4, y4)으로 표시된다.
또한, 극좌표로 표시되는 붐(10)의 길이와 각도는 붐(10)의 무게중심점(B)의 이동을 직교 좌표(X-Y 좌표)로 변환하여 B(xb, yb)의 형식으로 표시된다.
아우트리거(30)들과 붐(10)의 이러한 변환은 도 6에 도시된 연산부(310)에서 처리될 수 있다.
물론 이러한 변환없이 각 점의 위치를 극좌표인 길이와 각도의 값으로 직접 처리할 수도 있다.
도 7에서 아우트리거(30a)(30b)(30c)(30d)들은 선단에서 지면을 향해 수직으로 연장되는 잭 실린더(31)들을 구비하고 있으며, 잭 실린더(31)들의 착지점들은 아우트리거(30)의 받침점(x1, y1)(x2, y2)(x3, y3)(x4, y4)들이 된다.
즉, 아우트리거(30a)는 받침점(x1, y1)에, 아우트리거(30b)는 받침점(x2, y2)에, 아우트리거(30c)는 받침점(x3, y3)에, 아우트리거(30d)는 받침점(x4, y4)에 위치되는 것으로 설명한다. 아우트리거(30)들의 위치는 확장이나 단축된 상태만을 의미하지 않고, 본 발명에 있어서는 상기 좌표로서 설명하는 바와 같이 확장, 단축, 일부 확장 등 현장여건에 따라 잭 실린더(31)들의 착지점들이 결정되는 상황에서 펌프 트럭(1)의 붐(10)의 안정된 작업범위를 결정하게 된다.
이렇게 결정된 붐(10)의 안정된 작업범위는 이후에 설명되는 바와 같이 종래 펌프 트럭(1)에서의 안정된 작업범위보다 훨씬 넓게 된다.
역시 도 7에서 아우트리거(30a)(30b)(30c)(30d)들은 모두 확장된 상태이고, 이들의 받침점의 좌표는 (x1, y1)(x2, y2)(x3, y3)(x4, y4)가 된다. 이러한 받침점들의 좌표를 얻기 위해 각각의 아우트리거들(30a)(30b)(30c)(30d)에는 도시되지 않은 길이센서(SL1)(SL2)(SL3)(SL4)와 각도센서(SA1)(SA2)(SA3)(SA4)가 설치되어 있다.
아우트리거들(30a)(30b)(30c)(30d)의 기하학적 중심은 점(P)가 되고, 펌프 트럭(1)의 무게중심점은 점(T0)가 되며, 작업이 개시되지 않은 붐(10)의 무게중심점은 점(B0)가 된다.
0°, +30°, +150°, -150°, -30° 등으로 표시된 원은 아우트리거(30)가 확장된 경우에 종래에 있어서나 본 발명에 있어서 붐(10)이 이동할 수 있는 안정된 작업범위를 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거중 아우트리거(30c) 하나가 단축된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7에서 좌표(x30, y30)에 위치해 있던 아우트리거(30c)의 받침점은 도 8에서 좌표(x31, y31)의 위치로 이동되어 있음을 알 수 있다. 즉, 아우트리거(30c)는 확장된 상태에서 단축된 상태로 이동된 것이다.
아우트리거(30c)의 받침점(x3, y3)이 이동됨에 따라 펌프 트럭(1)의 무게중심점(T0)의 좌표(xT0, yT0)는 무게중심점(T1)의 좌표(xT1, yT1)으로 이동된다.
이러한 경우에 종래의 펌프 트럭(1)에서는 -30°, 0°, +30°, +150°, -150°등으로 표시된 반원의 범위가 붐(10)이 이동할 수 있는 안정된 작업범위임을 보여준다.
도 9는 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭(1)의 아우트리거(30)중 아우트리거(30c) 하나가 단축된 상태에서 붐(10)이 이동된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7에서 (xb0, yb0)에 위치해 있던 붐(10)의 무게중심점(B0)은 도 9에서 무게중심점(B1)의 (xb1, yb1) 위치로 이동되어 있음을 알 수 있다. 즉, 붐(10)은 작업이 개시되지 않았던 상태에서 작업이 개시되어 이동된 무게중심점(B1)의 상태로 이동된 것이다.
펌프 트럭(1)이 전복되지 않기 위해서는 붐(10)이 상하 기복과 회전 작동이 되어 붐(10)의 무게중심점(B)이 이동되더라도 펌프 트럭(1)의 무게중심점(T1)에 있는 펌프 트럭(1)의 중량(GT)과 붐(10)의 무게중심점(B1)에 있는 붐(10)의 중량(GB)을 받쳐주는 받침점(N), 즉 도 9에서 아우트리거(30a)의 받침점(x1, y1)과 아우트리거(30c)의 받침점(x31, y31)을 잇는 선상에 존재하는 가상의 받침점(N1)에 의해, 아르키메데스의 지렛대 법칙으로부터 펌프 트럭(1)의 중량(GT)에 펌프 트럭(1)의 무게중심점(T1)과 가상의 지지점(N1) 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 붐(10) 중량(GB)에 붐(10)의 무게중심점(B1)과 가상의 지지점(N1) 사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 제1의 값이 제2의 값보다 크면 붐(10)은 안정된 작업범위에 있는 것이고, 제2의 값이 제1의 값보다 크면 붐(10)은 안정되지 않은 작업범위에 있기 때문에 펌프 트럭(1)은 전복되게 된다. 그리고 제1의 값과 제2의 값이 같은 경우에는 펌프 트럭(1)의 중량과 붐(10)의 중량이 평형을 이루어 불안정한 상태가 된다.
따라서, 붐(10)의 이동이 안정된 작업범위에서 작업을 할 수 있도록 제1의 값이 제2의 값보다 큰 작업범위에서만 붐(10)을 조작할 수 있도록 비교부(320)에서 판단하여 작동제어부(340)로 명령하면 붐(10) 조작자는 붐 기복작동부(410)와 붐 회전작동부(420)를 작동시킬 수 있게 된다.
제1의 값이 제2의 값보다 크지 않은 경우에는 비교부(320)에서 붐(10)을 조작할 수 없도록 작동제어부(340)로 명령하면 작동제어부(340)가 붐 기복작동부(410)와 붐 회전작동부(420)가 작동되지 않도록 하므로 붐(10) 조작자가 붐 기복작동부(410)와 붐 회전작동부(420)를 작동할 수 없게 된다.
상기에서 제1의 값이 제2의 값보다 큰 경우에 붐(10)이 안전한 작업범위에 있는 것으로 판단하였지만, 실제 현장의 여건 등에 의해 적응되기 위해서는 제1의 값에 안정계수(S)를 합하여 제2의 값과 비교하도록 하여 더욱 안정된 작업범위를 설정하도록 하는 것이 바람직하다.
상기에서는 가상지지점(N1)의 위치가 아우트리거(30a)의 받침점(x1, y1)과 아우트리거(30c)의 받침점(x31, y31)을 잇는 선상에 존재하는 것으로 설명하였지만 가상지지점(N1)의 위치가 아우트리거(30a)의 받침점(x1, y1) 위에 존재하거나 아우트리거(30c)의 받침점(x31, y31) 위에 존재하는 경우도 발생된다. 이러한 경우에는 가상지지점(N)은 아우트리거(30a)의 받침점(x1, y1)이나 아우트리거(30c)의 받침점(x31, y31)과 동일하다.
도 9에서 종래의 펌프 트럭(1)에서 -30°, 0°, +30°, +150°, -150°등으로 표시된 반원의 범위가 붐(10)이 이동할 수 있는 안정된 작업범위임을 보여주고 있지만, 본 발명에서 펌프 트럭(1)의 무게중심과 붐(10)의 무게중심을 가상 지지점(N1)으로 받쳐주는 안정된 작업범위는 상술한 반원으로 이루어지는 작업범위보다 훨씬 넓은 작업범위를 갖게 됨을 알 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 붐 제어 장치의 바람직한 제어 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭(1)의 붐(10) 제어 장치의 붐 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
콘크리트를 공급하기 위해 펌프 트럭(1)에 설치되어 상하 기복 및 회전하는 붐(10); 상기 붐(10)을 상하 기복 및 회전시키는 붐 작동부(410)(420); 상기 펌프 트럭(1)을 지면에 고정하기 위한 아우트리거(30)들; 상기 붐(10)이 상하 기복 및 회전할 때 상기 펌프 트럭(1)이 전복되지 않도록 제어하는 붐 제어 장치를 포함하는 펌프 트럭(1)의 붐 제어 방법에 있어서, 콘크리트를 공급할 장소에서 잭 실린더(31)를 연장하여 착지점에 착지시켜 아우트리거(30)를 지지한다(스텝 S5).
아우트리거 길이센서부(210)의 각각의 길이센서(SL1)(SL2)(SL3)(SL4)와 아우트리거 각도센서부(220)의 각각의 각도센서(SA1)(SA2)(SA3)(SA4)에서 각각의 아우트리거(30a)(30b)(30c)(30d)의 지지점의 위치정보를 극좌표(r, θ)의 값으로 입수하여 연산부(310)에서 직교좌표의 값(x, y)으로 연산하여 비교부(320)로 보낸다(스텝 S10).
스텝 S10에서 아우트리거들(30a)(30b)(30c)(30d)의 지지점의 위치정보를 직교좌표의 값(x, y)으로 입수하는 경우에는 극좌표(r, θ)의 값을 직교좌표의 값(x, y)으로 연산하는 과정이 생략된다.
비교부(320)는 연산부(310)로부터 입수되는 아우트리거(30a)(30b)(30c)(30d)들의 위치정보에 대응하는 펌프 트럭(1)의 중량(GT) 및 무게중심점(T)의 위치정보(xT, yT)와 붐(10)의 중량(GB)을 저장부(330)에서 입수한다(스텝 S20).
붐 각도센서부(230)의 붐 각도센서(SBA)와 붐 회전센서부(240)의 붐 회전센서(SBR)에서 극좌표(rB, θB)의 값으로 붐(10)의 위치정보를 입수(스텝 S30)하고, 입수된 붐(10)의 극좌표 위치정보를 연산부(310)에서 직교좌표의 값(xB, yB)으로 계산한 후, 붐(10)의 무게중심점(B)의 위치정보로 연산하여 비교부(320)로 보낸다(스텝 S40).
비교부(320)는 펌프 트럭(1)의 무게중심점(T)과 붐(10)의 무게중심점(B)을 잇는 선상에 아우트리거(30)의 받침점이 존재하는 경우에는 그 받침점의 위치를 지지점(N)으로 결정하고, 선상에 존재하는 받침점이 없는 경우에는 무게중심점(T)과 무게중심점(B)에 인접한 2개의 받침점을 서로 잇는 선이 상기 무게중심점(T)과 무게중심점(B)을 잇는 선과 교차되는 점을 가상지지점(N)으로 결정한다(스텝 S50-1).
또한, 비교부(320)는 펌프 트럭(1)의 무게중심점(T)과 가상지지점(N) 사이의 길이(L1)를 계산하고, 붐(10)의 무게중심점(B)과 가상지지점(N) 사이의 길이(L2)를 계산한다(스텝 S50-2).
비교부(320)는 펌프 트럭의 중량(GT)에 펌프 트럭(1)의 무게중심점(T)과 스텝 S50-1에서 결정된 지지점(N) 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과, 상기 붐의 중량(GB)에 상기 붐(10)의 무게중심점과 스텝 S50-1에서 결정된 지지점(N)사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 제1의 값이 상기 제2의 값보다 큰 경우에는 붐(10)의 이동이 안전한 작업범위에 있는 것으로 판단하고(스텝 S60), 그 판단된 신호를 작동제어부(340)로 보내어 작동제어부(340)가 붐 기복작동부(410)와 붐 회전작동부(420)에서 작동이 계속 이루어지도록 한다(스텝 S70).
제1의 값이 제2의 값보다 크지 않은 경우에는 붐(10)의 이동이 안전하지 않은 작업범위에 있는 것으로 판단하고(스텝 S60), 그 판단된 신호를 작동제어부(340)로 보내어 작동제어부(340)가 경보와 함께 붐 기복작동부(410)와 붐 회전작동부(420)가 정지하도록 한다(스텝 S90).
스텝 S70에서 작업자가 붐(10)의 이동 작업을 계속하는 경우(스텝 S80)에는 스텝 S30으로 진행하고, 작업자가 붐(10)의 이동 작업을 계속하지 않는 경우(스텝 S80)에는 붐(10)의 제어가 종료된다.
스텝 S60의 판단결과는 붐(10)이 안전한 작업범위에서 작업하고 있는지, 안전한 작업범위를 벗어난 것인지를 디스플레이(430)를 통해 표출된다.
도 11은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프 트럭의 아우트리거중 다른 하나가 단축된 상태를 설명하기 위한 평면도이다.
도 11에서 아우트리거(30a)는 단축된 상태이고, 나머지 아우트리거(30b)(30c) (30d)는 확장된 상태이다.
이와 같은 경우에 종래에는 0°, +30°, +150°, +270° 등으로 표시된 원호의 부분만이 붐(10)의 안정적인 작업범위였다.
하지만 본 발명에 있어서는 -30°의 범위에서도 붐(10)의 일정 각도의 범위에서는 안정적인 범위로 결정하여 작업할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 붐 제어 장치는 고소차, 사다리차, 콘크리트 펌프 트럭 등의 분야에서 유용하게 사용할 수 있는 것이다.
210 : 아우트리거 길이센서부 220 : 아우트리거 각도센서부
230 : 붐 각도센서부 240 : 붐 회전센서부
310 : 연산부 320 : 비교부
330 : 저장부 340 : 작동제어부
410 : 붐 기복작동부 420 : 붐 회전작동부
430 : 디스플레이 800 : 제어부

Claims (10)

  1. 콘크리트를 공급하기 위해 펌프 트럭에 설치되어 상하 기복 및 회전하는 붐;
    상기 붐을 상하 기복 및 회전시키는 붐 작동부;
    상기 펌프 트럭을 지면에 고정하기 위한 아우트리거들;
    상기 붐이 상하 기복 및 회전할 때 상기 펌프 트럭이 전복되지 않도록 제어하는 붐 제어 장치를 포함하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치에 있어서,
    상기 붐 제어 장치는
    상기 아우트리거의 받침점에 의한 지지점 또는 상기 아우트리거의 받침점들에 의한 가상 지지점을 정하고,
    상기 펌프 트럭의 중량(GT)에 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점 사이의 길이(L1)를 곱한 제1의 값과,
    상기 붐의 중량(GB)에 상기 붐의 무게중심점과 상기 지지점사이의 길이(L2)를 곱한 제2의 값을 비교하여 상기 제1의 값이 상기 제2의 값보다 큰 범위내에서만 상기 붐 작동부가 작동되도록 제어하는 것이며,
    상기 지지점(N)은 펌프 트럭의 무게중심점과 붐의 무게중심점을 잇는 선상에 아우트리거의 받침점이 존재하는 경우에는 그 받침점의 위치를 지지점(N)으로 결정하고, 상기 가상지지점(N)은 선상에 존재하는 받침점이 없는 경우에는 펌프 트럭의 무게중심점과 붐의 무게중심점에 인접한 2개의 받침점을 서로 잇는 선이 상기 펌프 트럭의 무게중심점과 붐의 무게중심점을 잇는 선과 교차되는 점을 가상지지점으로 결정하는 것이고,
    상기 펌프 트럭의 무게중심점과 상기 지지점은 상기 아우트리거들의 받침점들의 위치에 의해 결정되는 것이며,
    상기 펌프 트럭의 무게중심점의 위치 결정은 상기 아우트리거들의 받침점들의 위치에 따라 미리 저장된 펌프 트럭의 무게중심점의 위치정보로부터 얻는 것을 특징으로 하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아우트리거들의 받침점의 위치는 아우트리거에 설치된 길이센서,각도센서중 1개 이상의 센서로부터 입력되는 신호에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 붐의 무게중심점은 상기 붐에 설치된 회전센서,각도센서중 1개 이상의 센서로부터 입력되는 신호에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 값과 제2의 값을 비교할 때 안정계수를 포함하여 비교하는 것을 특징으로 하는 펌프 트럭의 붐 제어 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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