KR101712782B1 - 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기 - Google Patents

실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기 Download PDF

Info

Publication number
KR101712782B1
KR101712782B1 KR1020160168468A KR20160168468A KR101712782B1 KR 101712782 B1 KR101712782 B1 KR 101712782B1 KR 1020160168468 A KR1020160168468 A KR 1020160168468A KR 20160168468 A KR20160168468 A KR 20160168468A KR 101712782 B1 KR101712782 B1 KR 101712782B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
protective cover
excavator
cylinder
slider
Prior art date
Application number
KR1020160168468A
Other languages
English (en)
Inventor
한창수
이용석
길명수
김상호
선동익
하지우
지창욱
Original Assignee
한양대학교 에리카산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 에리카산학협력단 filed Critical 한양대학교 에리카산학협력단
Application granted granted Critical
Publication of KR101712782B1 publication Critical patent/KR101712782B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

실린더 변위 측정 장치가 제공되다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치는, 굴삭기 암에 탈부착되며, 상기 굴삭기 암을 보호하는 보호커버, 상기 보호커버 내측에 배치되고, 광을 발광하는 발광부, 상기 발광부에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 수광부 및 상기 발광부 및 수광부 사이를 직선(linear) 이동하되, 고유의 홈(groove)을 통하여, 상기 발광부로부터 발산된 광을 상기 수광부로 투과시키는 슬라이더(slider)를 포함한다.

Description

실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기{Cylinder displacement measuring device and excavator comprising the same}
본 발명은 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기에 관련된 것으로, 탈부착 가능한 보호커버, 상기 보호커버 내측에 배치되는 발광부, 상기 발광부에 대향하여 배치되는 수광부, 및 상기 발광부와 수광부 사이를 직선 이동하며 고유의 홈(groove)을 갖는 슬라이더를 포함하는 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기에 관련된 것이다.
건설 장비의 자동화 중에서 토목용 건설장비의 자동화는 꾸준히 개발되고 발전되어 오고 있다. 대표적으로 굴삭기는 작업의 효율성을 높이는 Machine Guidance부터 무인화 시스템 개발까지 다양하게 새로운 시스템 개발이 되어 왔다. 이중 굴삭기 실린더 길이 변화의 측정은 자동화 과정에 있어서 매우 중요한 요소이다. 따라서 실린더 길이를 측정하는 다양한 시스템적 방법들이 개발되고 있다.
일본의 건설 장비 자동화 회사 Komatsu에서 개발한 스트로크 센서는 실린더 위에 롤러와 홀 센서를 장착하여 실린더의 길이를 측정하였다. 그러나 종래의 센서는 실린더 개조가 필요하기 때문에 발생 비용이 크다는 단점이 있다.
이에 본 발명자들은, 실린더의 개조가 필요 없이, 쉽게 탈부착하며 실린더의 변위 측정이 가능한 장치를 발명하게 되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 탈부착 가능한 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 외부 노이즈로부터의 영향이 최소화된 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 또 다른 기술적 과제는, 비산물로부터 실린더의 보호가 가능한 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 또 다른 기술적 과제는, 저비용 및 고신뢰성의 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.
상기 기술적 과제는 해결하기 위해, 본 발명은 실린더 변위 측정 장치를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 굴삭기 암에 탈부착되며, 상기 굴삭기 암을 보호하는 보호커버, 상기 보호커버 내측에 배치되고, 광을 발광하는 발광부, 상기 발광부에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 수광부 및 상기 발광부 및 수광부 사이를 직선(linear) 이동하되, 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착되고, 상기 굴삭기 암의 운동과 연계된 실린더의 이동에 따라 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이에 대응되는 고유의 홈(groove)을 통하여, 상기 발광부로부터 발산된 광을 상기 수광부로 투과시키는 슬라이더(slider)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보호커버는, 상기 슬라이더가 이동할 수 있는 가이드 레일을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가이드 레일은, 상기 보호커버의 양 측면에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 슬라이더 및 상기 보호커버는, 상기 굴삭기 암의 서로 다른 부위에 부착되는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 보호커버의 일 단은, 상기 굴삭기 암에 연결되고, 상기 보호커버의 타 단은, 상기 슬라이더가 인입할 수 있도록 개방되어 있는 것을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 슬라이더는, 굴삭기의 일 측과 연결될 수 있는 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 굴삭기를 제공한다.
일 실시 예에 따르면, 상기 굴삭기는, 굴삭기 암, 상기 굴삭기 암의 일 단에 연결되는 굴삭기 버킷, 상기 굴삭기 암에 병렬로 배치되어, 상기 굴삭기 암을 보호하는 보호커버, 상기 보호커버 내측에 배치되고, 광을 발광하는 발광부, 상기 발광부에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 수광부 및 상기 굴삭기 버킷의 운동에 연동하여 상기 발광부 및 수광부 사이를 직선(linear) 이동하되, 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착되고, 상기 굴삭기 암의 운동과 연계된 실린더의 이동에 따라 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이에 대응되는 고유의 홈(groove)을 통하여, 상기 발광부로부터 발산된 광을 상기 수광부로 투과시키는 슬라이더(slider)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 실린더는, 상기 굴삭기 암과 상기 보호커버 사이에, 상기 굴삭기 암 및 상기 보호커버와 병렬적으로 배치되고, 상기 보호커버는, 비산물로부터 상기 굴삭기 암 및 상기 유압 실린더 중 적어도 하나를 보호할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 슬라이더가 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이의 정도는, 상기 굴삭기 버킷의 운동에 의하여, 변화된 실린더의 길이에 의하여 결정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 굴삭기 암에 탈부착되며, 상기 굴삭기 암을 보호하는 보호커버, 상기 보호커버 내측에 배치되고, 광을 발광하는 발광부, 상기 발광부에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 수광부 및 상기 발광부 및 수광부 사이를 직선(linear) 이동하되, 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착되고, 상기 굴삭기 암의 운동과 연계된 실린더의 이동에 따라 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이에 대응되는 고유의 홈(groove)을 통하여, 상기 발광부로부터 발산된 광을 상기 수광부로 투과시키는 슬라이더(slider)를 포함하는 실린더 변위 측정 장치가 제공될 수 있다.
상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착될 수 있다. 이에 따라, 기존의 장비에 쉽게 설치하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 다양한 건설, 토목 장비에 탈부착 방식으로 사용될 수 있다. 결과적으로, 저비용 및 간이한 실린더 변위 측정장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암(200) 및 상기 실린더(210) 중 적어도 하나의 구성을 비산물(예를 들어, 눈, 비, 흙, 자갈, 모래, 특히 공사 중 발생하는 어떠한 형태의 위해물)로부터 보호할 수 있다.
또한, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 광이 상기 슬라이더의 고유의 홈을 투과하여 특정 패턴을 형성하고, 상기 패턴은 영역에 따라 구분되어 인식된다. 이에 따라, 주변 광 노이즈들이 개입되더라도, 상기 패턴은 용이하게 인식될 수 있다. 결과적으로 정확한 변위 측정이 가능한 고신뢰성의 실린더 변위 측정 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 도면이다.
도 3은 도 2의 B 영역을 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬러이더의 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기의 실린더 변위 측정 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기는 보호커버(120), 슬라이더(160), 굴삭기 암(200), 실린더(210), 사절링크(250), 및 굴삭기 버킷(300) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
상기 굴삭기 암(200)은, 상기 굴삭기 암(200)의 일단에 마련된 상기 굴삭기 버킷(300)에 구동력을 전달할 수 있다. 상기 굴삭기 암(200)은 구성 요소 예를 들어, 상기 슬라이더(160), 상기 실린더(210), 상기 사절링크(250), 및 상기 굴삭기 버킷(300) 중 적어도 하나의 부품이 연결되는 결합 공간을 제공할 수 있다.
상기 실린더(210)는, 상기 굴삭기의 운동에 따른 에너지를 흡수할 수 있다. 이를 위하여 상기 실린더(210)는, 실린더 바디(212) 및 상기 실린더 바디(212) 내측으로 인입하는 피스톤(214)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 실린더(210)는 유압실린더 또는 에어실린더일 수 있다.
상기 실린더(210)는, 상기 굴삭기 암(200)과 상기 보호커버(120) 사이에, 상기 굴삭기 암(200) 및 상기 보호커버(120)와 병렬적으로 배치될 수 있다. 다시 말해, 상기 실린더(210)는 상기 굴삭기 암(200)과 상기 보호 커버(120)와 평행하도록 배치될 수 있다.
상기 실린더(210)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 굴삭기 암(200)의 일 측에 결합될 수 있다. 이로써, 상기 실린더(210)는, 상기 굴삭기 암(200)의 운동에 따라, 도 1에 도시된 d-d' 방향을 왕복운동 할 수 있다. 상기 굴삭기 암(200)의 운동은, 상기 굴삭기 암(200)에 결합된 상기 사절링크(250) 및 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동을 유도할 수 있다. 상기 사절링크(250)는, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동에 따라 작동될 수 있다.
상기 실린더(210)의 변위를 측정할 수 있는 상기 보호커버(120) 및 상기 슬라이더(160)의 구체적인 구성에 대해서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 상술하기로 한다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대한 도면이고, 도 3은 도 2의 B 영역을 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치의 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬라이더의 평면도이다.
앞서 설명한 도 1과 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암(200) 및 상기 실린더(210)와 병렬적으로 배치될 수 있다. 즉, 상기 실린더 변위 측정 장치는 상기 굴삭기 암(200) 및 상기 실린더(210) 중 적어도 하나의 구성을 비산물(예를 들어, 눈, 비, 흙, 자갈, 모래, 특히 공사 중 발생하는 어떠한 형태의 위해물)로부터 보호할 수 있다. 이를 위하여, 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암(200) 및 상기 실린더(210) 중 적어도 하나의 구성을 외부로부터 덮는 위치에 마련될 수 있다. 다시 말해, 상기 굴삭기 암(200)을 덮는 위치에 상기 실린더(210)가 마련되고, 상기 실린더(210)를 덮는 위치에 상기 실린더 변위 측정 장치가 마련될 수 있다.
또한, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암(200)으로부터 탈부착 될 수 있다. 다시 말하면, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암(200)으로부터 용이하게 부착될 수 있고, 상기 부착 후 용이하게 탈착될 수 있다.
상기 실린더 변위 측정 장치는, 보호커버(120) 및 슬라이더(160)를 포함할 수 있다.
상기 보호커버(120)의 일 단(도 1의 d' 방향)은, 상기 굴삭기 암(200)에 연결될 수 있다. 상기 보호커버(120)의 타 단(도 1의 d 방향)은, 상기 슬라이더(160)가 인입할 수 있도록 개방될 수 있다.
상기 보호커버(120)는 가이드 레일(130), 발광부(140), 및 수광부(150)를 포함할 수 있다.
상기 가이드 레일(130)은, 상기 보호커버(120)의 양 측면에 배치될 수 있다. 상기 가이드 레일(130)은, 상기 슬라이더(160)의 효율적인 움직임을 제공할 수 있다. 구제척으로, 상기 슬라이더(160)의 양 측단이 상기 가이드 레일(130)을 따라 이동함으로써, 상기 슬라이더(160)는 안정적으로 d-d' 방향을 이동할 수 있다.
상기 발광부(140)는, 상기 보호커버(120) 내측에 배치되고, 광을 발광할 수 있다. 상기 발광부(140)는 상기 수광부(150)와 대향하는 위치에 마련됨으로써, 상기 수광부(150)를 향하여 광 예를 들어, 레이저 광을 조사할 수 있다. 상기 발광부(140)는 슬라이더(160)가 슬라이딩하는 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(140)는 상기 보호커버(120)의 d 방향 일 단에 마련될 수 있다.
상기 수광부(150)는, 상기 발광부(140)에 대향하여 배치되고, 상기 발광부(140)로부터의 광을 수광할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 수광부(150)는 상기 발광부(140)로부터 조사된 광 중 상기 슬라이더(160)의 홈을 통과한 광을 수광할 수 있다.
상기 슬라이더(160)는, 상기 보호커버(120)에 형성된 중공을 슬라이딩 인(in) 또는 아웃(out)할 수 있다. 상기 슬라이더(160)는 상기 실린더(210)의 길이에 대응하여 상기 보호커버(210) 내측으로 인입되거나 인출될 수 있다. 보다 구체적으로, 먼저 상기 실린더(210)는 상기 굴삭기 암(200) 및/또는 굴삭기 버킷(300)의 운동과 연계하여 이동할 수 있다. 즉, 상기 굴삭기 암(200) 및/또는 굴삭기 버킷(300)의 운동에 따라, 상기 실린더(210)의 피스톤(214)은 실린더 바디(212)로 인입될 수 도 있고 인출될 수 도 있다. 이에 따라, 상기 실린더(210)에 연동된 슬라이더(160)가 보호커버(120) 내측으로 인입되거나 인출될 수 있다.
상기 슬라이더(160)는 연결부(164)를 더 포함할 수 있다. 상기 연결부(164)는, 상기 굴삭기 암(200)의 일 측 예를 들어, 상기 사절링크(250) 부분과 연결될 수 있다. 이로써, 상기 슬라이더(160) 및 상기 보호커버(120)는, 상기 굴삭기 암(200)의 서로 다른 부위에 부착될 수 있다. 즉, 상기 슬라이더(160)는 상기 굴삭기 암(200)의 일 측 예를 들어, 상기 사절링크(250)에 부착되고, 상기 보호커버(120)는 상기 굴삭기 암(200)의 타 측 예를 들어, 상기 실린더(210)에 부착됨으로써, 서로 다른 부위에 부착될 수 있다.
상기 슬라이더(160)는, 고유의 홈(groove, 162)을 포함할 수 있다.
상기 홈(162)은, 상기 보호커버(120) 내측으로 인입되는 상기 슬라이더(160)의 길이에 대응될 수 있다. 즉, 상기 굴삭기 버킷(300), 상기 슬라이더(160), 상기 보호커버(120)는 서로 연동되어 상기 실린더(210)의 변위를 측정할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 상기 홈(162)이, 상기 보호커버(120) 내측으로 인입되는 상기 슬라이더(160)의 길이에 대응되는 것을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬라이더의 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 슬라이더(160)는, 상기 홈(162)을 포함할 수 있다. 상기 홈(162)은, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120)로 인입된 길이에 유일하게 대응되는 개구 패턴(개구 영역으로 호칭될 수 있음)을 가질 수 있다. 상기 홈(162)의 개구 패턴은, 상기 발광부(140)로부터의 광 중 선택적으로 상기 수광부(150)로 제공할 수 있다. 즉, 상기 광은 상기 슬라이더(160)의 개구된 영역을 투과되어 패턴을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 개구 영역은, 상기 슬라이더(160)의 이동 방향과 일치하는 제1 방향(d-d' 방향)으로 구분된 제1 영역 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 구분된 제2 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역은 G1 내지 G28 영역을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 제2 영역은 W1 내지 W6 영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 개구 패턴은, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120)에 삽입된 길이에 유일하게 대응하는, 특정 개구 패턴 예를 들어, G1 내지 G28 중 하나를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 수광부(150)에서 수광되는 패턴은, G1 내지 G28 중 특정 개구 패턴에 해당하는, W1 내지 W6의 조합에 의하여 제공될 수 있다.
즉, 상기 슬라이더(160)는, 상기 발광부(140) 및 상기 수광부(150) 사이를 도 4에 도시된, d-d' 방향으로 직선(linear) 이동 할 수 있다. 상기 슬라이더(160)는, 상기 발광부(140)로부터 발산된 광을 상기 홈(162)을 통하여 선택적으로 상기 수광부(150)로 투과시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 실린더(210)의 변위를 측정할 수 있다.
다시 말하면, 상기 발광부(140)는 상기 실린더(210) 변위 측정을 위한 광을 발광할 수 있다. 상기 광은, 상기 슬라이더(160)의 고유의 홈(162)을 투과할 수 있다. 상기 슬라이더(160)는 상기 피스톤(214)의 이동에 따라 연동하여 이동할 수 있다. 상기 슬라이더(160)의 이동에 따라, 상기 홈(160)을 투과한 광은, 특정 패턴을 형성할 수 있다. 상기 패턴은, 상기 수광부(150)에서 수광 될 수 있다. 상기 패턴을 분석하여, 상기 실린더(210)의 변위를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120)로부터 최대한 인출된 경우, 상기 수광부에서는 W1 내지 W6 중 W1, W2, W3, W4, W5, W6 모두에서 수광 신호가 있을 수 있다. 이로써, 상기 보호커버(120)에 대한 상기 슬라이더(160)의 절대적인 변위가 G1인 것으로 판단될 수 있다. 만약, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120)로부터 인입된 경우, 상기 수광부에서는 W1 내지 W6중 W1, W2, W4, W5, W6에서 수광 신호가 있을 수 있다. 이로써, 상기 보호커버(120)에 대한 상기 슬라이더(160)의 절대적인 변위가 G9인 것으로 판단될 수 있다. 또한, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120)로부터 좀 더 인입된 경우, 상기 수광부에서는 W1 내지 W6중 W1, W4, W5, W6에서 수광 신호가 있을 수 있다. 이로써, 상기 보호커버(120)에 대한 상기 슬라이더(160)의 절대적인 변위가 G25인 것으로 판단될 수 있다.
상술된 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치는, 상기 보호커버(120), 상기 보호커버(120) 내측에 배치되고, 광을 발광하는 상기 발광부(140), 상기 발광부(140)에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 상기 수광부(150) 및 상기 발광부(140) 및 상기 수광부(150) 사이를 직선(linear) 이동하되, 상기 굴삭기 암(200)의 운동과 연계된 상기 실린더(210)의 이동에 따라 상기 보호커버(120) 내측으로 인입되는 길이에 대응되는 고유의 상기 홈(162, groove)을 갖는, 상기 슬라이더(160)를 포함할 수 있다.
상기 보호커버(120) 및 상기 슬라이더(160)는 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착 될 수 있다. 또한, 상기 슬라이더(160)는, 상기 홈(162)을 통하여, 상기 발광부(140)로부터 발산된 광을 상기 수광부(150)로 투과시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 패턴으로 변위를 측정할 수 있다.
상술된 본 발명의 실시 예와 달리, 광의 투과가 아닌 광의 반사를 통해 실린더 변위를 측정하는 경우, 주위 노이즈(예를 들어, 햇빛 등)에 의해 반사 수광되는 광량이 영향을 받기 때문에, 변위가 잘못 측정되는 단점이 있다. 또한, 탈부착 기능이 없는 실린더 변위 측정 장치의 경우, 기존의 장비를 개조하여 실린더 변위 측정 장치를 별도로 설치해야 된다. 이에 따라, 고비용 및 추가적인 설치 공정이 필요하다는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따라, 탈부착이 가능한 상기 실린더 변위 측정 장치의 경우, 기존의 장비에 쉽게 설치하여 사용할 수 있다. 이에 따라, 저비용으로 간이하게 실린더 변위를 측정할 수 있다. 이로서, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 다양한 건설, 토목 장비에 탈부착 방식으로 사용될 수 있다.
또한, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 암(200) 및 상기 실린더(210) 중 적어도 하나의 구성을 비산물(예를 들어, 눈, 비, 흙, 자갈, 모래, 특히 공사 중 발생하는 어떠한 형태의 위해물)로부터 보호할 수 있다.
또한, 상기 광의 투과를 통해 상기 실린더(210)의 변위를 측정하는 경우, 주위 노이즈들이 개입되더라도, 용이하게 상기 패턴을 측정할 수 있다. 이에 따라, 정확한 실린더 변위 측정을 할 수 있다. 보다 구체적으로 말하면, 상기 광의 반사를 통해 패턴을 측정하고, 이를 통해 실린더 변위를 측정하는 경우, 상기 광의 세기에 따라서 수광 신호가 달라질 수 있다. 다시 말해, 주위 노이즈들이 개입됨에 따라, 측정되는 수광 신호의 크기 및/또는 패턴이 달라질 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시 예와 같이, 상기 광의 투과를 통해 패턴을 측정하고, 이를 통해 실린더 변위를 측정하는 경우, 상기 광의 세기에 상관없이 패턴의 측정이 일정할 수 있다. 다시 말해, 주위 노이즈들이 개입되더라도 일정한 형태의 패턴이 측정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 주변 노이즈에 강인한 실린더 변위 측정이 가능하다.
이상 도 2 내지 도 5 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치를 설명하였다. 이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치의 동작 방법을 설명하기로 한다.
도 6의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 굴삭기가, 제1 상태(S1)일 경우의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기는, 상기 굴삭기 암(200), 상기 굴삭기 버킷(300), 상기 실린더 바디(212), 상기 피스톤(214), 상기 보호커버(120), 및 상기 슬라이더(160)를 포함할 수 있다. 상기 제1 상태(S1)는, 상기 굴삭기 버킷(300)의 초기 상태일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 상태(S1)는, 상기 피스톤(214) 및 상기 슬라이더(160)가 최대로 인입된 상태일 수 있다.
상기 피스톤(214)은, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동에 의해, 상기 실린더 바디(212) 내측으로 인입 또는 인출 될 수 있다.
제1 상태(S1)의 경우, 상기 피스톤(214)은, 상기 실린더 바디(212) 내측에 위치한 것으로 상정한다. 구체적으로, 상기 제1 상태(S1)일 경우, 상기 피스톤(214)은, InS1의 길이만큼 삽입된 상태로 제공될 수 있다.
상기 슬라이더(160)는, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동에 의해, 상기 보호커버(120) 내측으로 인입 또는 인출 될 수 있다. 상기 슬라이더(160)는, 상기 보호커버(120) 내측에 위치할 수 있다. 이 때, 상기 제1 상태(S1)일 경우, 상기 슬라이더(160)는, InD1의 길이만큼 삽입된 상태로 제공될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 InD1 길이와 상기 InS1 길이는 1:1 대응관계일 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 상태(S1)일 경우, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120) 내측으로 인입된 상태로 제공되는 길이(InD1)는, 상기 피스톤(214)이 상기 실린더 바디(212) 내측으로 인입된 상태로 제공되는 길이(InS1)와 유일하게 대응될 수 있다.
한편, 제1 상태(S1)에 있어서, 상기 보호커버(120)는, 비산물(P)로부터 상기 실린더 바디(212), 상기 피스톤(214), 및 상기 굴삭기 암(200)을 보호할 수 있다.
도 6의 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 굴삭기가, 제1 상태(S1)일 때의 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 6의 (b)를 참조하면, 상기 제1 상태(S1)일 경우, 상기 제1 영역은 G1 영역일 수 있다. 또한, 상기 제1 상태(S1)일 경우, 상기 제2 영역은 W1 영역 내지 W6영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 패턴은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 수광부(150)가 센싱하는 패턴은, W1 내지 W6 영역 모두에 해당할 수 있다.
도 7의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 굴삭기가, 제2 상태(S2)일 경우의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 상기 제2 상태(S2)는, 상기 굴삭기 버킷(300)이 도 6에 도시된 상기 제1 상태(S1) 보다 상기 굴삭기 암(200) 쪽으로 이동한 상태일 수 있다. 이에 따라, 상기 피스톤(214)은, 상기 실린더 바디(214)로부터, 상기 제1 상태(S1)와 상기 제2 상태(S2)의 변화량 차이만큼, 인출될 수 있다. 또한, 상기 슬라이더(160)는, 상기 보호커버(120)로부터, 상기 제1 상태(S1)와 상기 제2 상태(S2)의 변화량 차이만큼, 인출될 수 있다.
상기 제2 상태(S2)일 경우, 상기 피스톤(214)은, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동에 의해, 상기 제1 상태(S1)보다 상기 실린더 바디(212)가 외측으로 인출될 수 있다. 상기 제2 상태(S2)일 경우, 상기 피스톤(214)은 InS2의 길이만큼 삽입된 상태가 되도록 이동할 수 있다. 또한, 상기 제2 상태(S2)일 경우, 상기 슬라이더(160)는 InD2의 길이만큼 삽입된 상태가 되도록 이동할 수 있다. InD2와 InS2가 1:1로 대응 관계에 있음은 물론이다.
도 7의 (b)를 참조하면, 상기 제2 상태(S2)일 경우, 상기 제1 영역은 예를 들어, G9영역일 수 있다. 또한, 상기 제2 상태(S2)일 경우, 상기 제2 영역은 W1, W2, W4, W5, W6영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 패턴은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 W1, W2, W4, W5, W6영역이 나타날 수 있다. 즉, 수광부(150)는 실린더(210)가 제2 상태(S2)에 해당하는 경우, W3을 제외한 W1, W2, W4, W5, W6 영역으로 이루어진 수광 패턴을 인식할 수 있다.
도 8의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 굴삭기가, 제3 상태(S3)일 경우의 동작을 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 상기 제3 상태(S3)는, 상기 굴삭기 버킷(300)이 도 7에 도시된 상기 제2 상태(S2) 보다 상기 굴삭기 암(200) 쪽으로 이동한 상태일 수 있다. 이에 따라, 상기 피스톤(214)은, 상기 실린더 바디(214)로부터, 상기 제2 상태(S2)와 상기 제3 상태(S3)의 변화량 차이만큼, 인출될 수 있다. 또한, 상기 슬라이더(160)는, 상기 보호커버(120)로부터, 상기 제2 상태(S2)와 상기 제3 상태(S3)의 변화량 차이만큼, 인출될 수 있다.
상기 제3 상태(S2)일 경우, 상기 피스톤(214)은, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동에 의해, 상기 제2 상태(S2)보다 상기 실린더 바디(212)가 외측으로 인출될 수 있다. 상기 제3 상태(S3)일 경우, 상기 피스톤(214)은 InS3의 길이만큼 삽입된 상태가 되도록 이동될 수 있다. 또한, 상기 제3 상태(S2)일 경우, 상기 슬라이더(160)는 InD3의 길이만큼 삽입된 상태가 되도록 이동될 수 있다. InD3과 InS3가 1:1로 대응 관계에 있음은 물론이다.
도 8의 (b)를 참조하면, 상기 제3 상태(S3)일 경우, 상기 제1 영역은 G25영역일 수 있다. 또한, 상기 제3 상태(S3)일 경우, 상기 제2 영역은 W1, W4, W5, W6영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 패턴은 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 W1, W4, W5, W6영역이 나타날 수 있다. 즉, 수광부(150)는 실린더(210)가 제3 상태(S3)에 해당하는 경우, W2, W3을 제외한 W1, W4, W5, W6 영역으로 이루어진 수광 패턴을 인식할 수 있다.
이상, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치의 동작 방법을 설명하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동에 의해 상기 피스톤(214)이 상기 실린더 바디(212) 내측으로 인입 또는 인출될 수 있다. 또한, 상기 피스톤(214)의 움직임에 연동하여 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120) 내측으로 인입 또는 인출될 수 있다. 다시 말해, 상기 실린더 변위 측정 장치는, 상기 굴삭기 버킷(300)의 운동이 상기 피스톤(214)의 인입 또는 인출을 유도하고, 이에 따라 상기 슬라이더(160)의 인입 또는 인출 순서로 구동할 수 있다. 이에 따라, 상기 슬라이더(160)가 상기 보호커버(120) 내측으로 인입된 길이를 측정함으로써, 상기 실린더의 변위가 파악될 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치는, 상기 슬라이더(160)의 인입 정도에 대응되는 고유의 홈(162)을 가짐으로써, 상기 수광부(150)는 상기 홈(162)에 따른 패턴을 인식하여 절대 변위를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 수광부(150)는 상기 제2 영역(W1 내지 W6)에 따른 수광 패턴을 인식하고, 상기 수광 패턴에 대응하는 제1 영역(G1 내지 G28)을 유일하게 선택할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 변위 측정 장치는, 수광 패턴을 통하여 실린더의 변위를 측정하기 때문에, 수광 패턴을 이루는 각 수광 영역의 광 세기가 약해지더라도 상기 수광 패턴을 인식하는 것에는 차이가 없어, 정확한 변위 측정 결과를 제공할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
120 : 보호커버
140 : 발광부
150 : 수광부
160 : 슬라이더
162 : 홈
164 : 연결부
200 : 굴삭기 암
210 : 실린더
212 : 실린더 바디
214 : 피스톤
250 : 사절링크
300 : 굴삭기 버킷

Claims (9)

  1. 굴삭기 암에 탈부착되며, 상기 굴삭기 암을 보호하는 보호커버;
    상기 보호커버 내측에 배치되고, 광을 발광하는 발광부;
    상기 발광부에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 수광부; 및
    상기 발광부 및 수광부 사이를 직선(linear) 이동하되, 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착되고, 상기 굴삭기 암의 운동과 연계된 실린더의 이동에 따라 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이에 대응되는 고유의 홈(groove)을 통하여, 상기 발광부로부터 발산된 광을 상기 수광부로 투과시키는 슬라이더(slider)를 포함하는 실린더 변위 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 보호커버는, 상기 슬라이더가 이동할 수 있는 가이드 레일을 포함하는 실린더 변위 측정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 가이드 레일은, 상기 보호커버의 양 측면에 배치되는 실린더 변위 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 슬라이더 및 상기 보호커버는, 상기 굴삭기 암의 서로 다른 부위에 부착되는 것을 포함하는 실린더 변위 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 보호커버의 일 단은, 상기 굴삭기 암에 연결되고,
    상기 보호커버의 타 단은, 상기 슬라이더가 인입할 수 있도록 개방되어 있는 것을 포함하는 실린더 변위 측정 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 슬라이더는, 굴삭기의 일 측과 연결될 수 있는 연결부를 더 포함하는 실린더 변위 측정 장치.
  7. 굴삭기 암;
    상기 굴삭기 암의 일 단에 연결되는 굴삭기 버킷;
    상기 굴삭기 암에 병렬로 배치되어, 상기 굴삭기 암을 보호하는 보호커버;
    상기 보호커버 내측에 배치되고, 광을 발광하는 발광부;
    상기 발광부에 대향하여 배치되고, 상기 광을 수광하는 수광부; 및
    상기 굴삭기 버킷의 운동에 연동하여 상기 발광부 및 수광부 사이를 직선(linear) 이동하되, 상기 굴삭기 암으로부터 탈부착되고, 상기 굴삭기 암의 운동과 연계된 실린더의 이동에 따라 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이에 대응되는 고유의 홈(groove)을 통하여, 상기 발광부로부터 발산된 광을 상기 수광부로 투과시키는 슬라이더(slider)를 포함하는 굴삭기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 실린더는, 상기 굴삭기 암과 상기 보호커버 사이에, 상기 굴삭기 암 및 상기 보호커버와 병렬적으로 배치되고,
    상기 보호커버는, 비산물로부터 상기 굴삭기 암 및 상기 실린더 중 적어도 하나를 보호하는, 굴삭기.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 슬라이더가 상기 보호커버 내측으로 인입되는 길이의 정도는, 상기 굴삭기 버킷의 운동에 의하여, 변화된 실린더의 길이에 의하여 결정되는, 굴삭기.
KR1020160168468A 2016-06-08 2016-12-12 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기 KR101712782B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20160070841 2016-06-08
KR1020160070841 2016-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101712782B1 true KR101712782B1 (ko) 2017-03-06

Family

ID=58398997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160168468A KR101712782B1 (ko) 2016-06-08 2016-12-12 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101712782B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200028125A (ko) 2018-09-06 2020-03-16 최인호 굴삭기 버킷 틸팅유닛
KR20200103493A (ko) * 2019-02-25 2020-09-02 한국기계연구원 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 유압 실린더

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07190014A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Smc Corp スライドアクチュエータ
JP2000212994A (ja) * 1999-01-27 2000-08-02 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械における油圧シリンダの保護装置
JP2007107574A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Koganei Corp 変位検出器を備えた流体圧駆動機器
KR20130093346A (ko) * 2012-02-14 2013-08-22 연세대학교 산학협력단 가변 프레임 및 전장 가변형 운송 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07190014A (ja) * 1993-12-27 1995-07-28 Smc Corp スライドアクチュエータ
JP2000212994A (ja) * 1999-01-27 2000-08-02 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 建設機械における油圧シリンダの保護装置
JP2007107574A (ja) * 2005-10-12 2007-04-26 Koganei Corp 変位検出器を備えた流体圧駆動機器
KR20130093346A (ko) * 2012-02-14 2013-08-22 연세대학교 산학협력단 가변 프레임 및 전장 가변형 운송 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200028125A (ko) 2018-09-06 2020-03-16 최인호 굴삭기 버킷 틸팅유닛
KR20200103493A (ko) * 2019-02-25 2020-09-02 한국기계연구원 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 유압 실린더
KR102165284B1 (ko) * 2019-02-25 2020-10-13 한국기계연구원 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 유압 실린더

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101712782B1 (ko) 실린더 변위 측정 장치 및 이를 포함하는 굴삭기
US8514387B2 (en) Arrangement for measuring sections of track for the purpose of maintaining railroad tracks
BRPI0511469A (pt) método de tratar uma formação subterránea intersectada por um poço, método de realizar uma operação num poço subterráneo, aparelho para realizar uma operação num poço, método, método de determinar uma propriedade num poço, e método de trabalhar num poço
RU2681735C2 (ru) Крепь лавы подземной горной выработки
RU2422635C1 (ru) Устройство для определения линии резания системы выемки при проходке и элемент рештака для нее
CN202689566U (zh) 一种用于臂架的避障系统及包括该系统的工程机械设备
PL176378B1 (pl) Urządzenie do automatycznego nastawiania poziomu cięcia maszyn urabiających
AU675164B2 (en) Door safety circuit for the monitoring of storey doors in lift installations
EP2273067B1 (en) Excavation device and profile analysis of the excavation itself and associated method.
KR20130088014A (ko) 굴착 및 유사 장비를 위한 위치결정 장치
JP2868420B2 (ja) 金属ケーブルの埋設位置を確認する方法と装置
AU615035B2 (en) A system for tracking a moving object
US9611734B2 (en) Connecting fiber optic cables
GB2554518A (en) Sliding door system and method
CN103711487A (zh) 凿岩设备和定位凿岩单元的方法
FI20065329A (fi) Vetokoukkujärjestely ja menetelmä vedettävän kohteen kytkemiseksi työkoneeseen
US20130269453A1 (en) Method and system for determining structural changes in a longwall mine
KR102181428B1 (ko) 건설장비의 작업 가이드 기능을 위한 조명 제어 장치
CN104594875B (zh) 钻臂控制系统及钻装机
US20170274515A1 (en) Leveling device assembly for a hydraulic hammer
KR20190089704A (ko) 안전 감시 시스템, 안전 감시 방법, 안전 감시 프로그램
EP4230837A1 (en) Apparatus for position detection, mine vehicle and method
KR20080113338A (ko) 광파 프리즘 자동개폐장치 및 그 제어방법
JP2017002710A (ja) 施工状態監視方法、施工状態監視装置、および自動施工装置
JP2020045682A (ja) 掘削機の位置計測システム及び操作分析システム

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant