KR101760525B1 - 더블 아암형 작업 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시에는 메인 아암의 작업 영역을 제한하고, 메인 아암 단독 작업시에는, 메인 아암의 작업 영역을 넓히는 더블 아암형 작업 기계를 제공하는 것이다.
선회체의 전방부에 부앙 가능하게 장착한 제1 붐, 이 제1 붐의 선단부에 아암 실린더에 의해 회전 가능하게 설치한 제1 아암으로 이루어지는 메인 아암과, 요동부에 부앙 가능하게 장착한 제2 붐, 이 제2 붐의 선단부에 설치한 제2 아암, 및 제2 작업구로 이루어지는 서브 아암을 구비한 더블 아암형 작업 기계이며, 아암 실린더를 구동하는 아암 실린더 구동 수단과, 서브 아암의 위치ㆍ동작 상황을 검출하는 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단과, 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업이라고 판단하였을 때에, 아암 실린더의 스트로크를 제한하는 제어 지령을 아암 실린더 구동 수단에 출력하는 제어 장치를 구비하였다.

Description

더블 아암형 작업 기계{DUAL-ARM ENGINEERING MACHINE}

본 발명은, 빌딩 등의 해체 작업시에 발생하는 폐기물을 해체ㆍ분별할 때에 사용되는 더블 아암형 작업 기계에 관한 것이고, 더 상세하게는, 크기가 다른 2개의 아암을 갖는 더블 아암형 작업 기계에 관한 것이다.

해체 작업에 의해서 작게 쪼개진 콘크리트 조각이나 금속 등의 폐기물을, 분별하기 위한 더블 아암형 작업 기계로서, 주행체와, 이 주행체에 선회 가능하게 설치한 선회체와, 이 선회체에 부앙 가능하게 장착한 다관절 형식의 아암과 이 아암의 선단부에 설치되어 피해체물의 한쪽의 부재를 보유 지지하는 작업구로 이루어지는 제1 작업 아암(메인 아암)과, 상기 선회체의 전방에서 상기 제1 작업 아암과는 운전실을 사이에 두고 좌우 방향 반대측으로 요동 가능하게 설치한 요동 장치와, 이 요동 장치에, 상기 선회체의 전후 방향 축선 주위로 회전 가능하게 설치한 회전 장치와, 이 회전 장치에 부앙 가능하게 장착한 다관절 형식의 아암과 이 아암의 선단부에 설치되어 상기 피해체물의 다른 쪽의 부재를 파지하는 작업구로 이루어지는 제2 작업 아암(서브 아암)을 구비한 것이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

일본 특허 출원 공개 제2009-293230호 공보

상기의 더블 아암형 작업 기계는, 예를 들어, 메인 아암과 서브 아암으로 강체를 파지하고, 메인 아암과 서브 아암을 협동 동작시켜 강체를 구부리는 작업을 행하는 것도 가능해진다.

이와 같은 협동 작업을 행하는 경우에는, 메인 아암측이 발생하는 작업력이 서브 아암에 부하되게 된다. 이때, 메인 아암의 작업 영역이 서브 아암의 작업 영역 내이면, 메인 아암측이 발생하는 막대한 작업력이 서브 아암에 부하되었다고 해도, 서브 아암의 각 관절을 움직이게 하는 유압 실린더의 안전 밸브가 작동하여, 메인 아암의 작업력에 추종하는 형태로 서브 아암의 각 관절의 유압 실린더가 신축함으로써, 서브 아암의 구조물을 보호할 수 있지만, 메인 아암의 작업 영역이 서브 아암의 작업 영역을 초과하는 경우에는, 서브 아암의 각 관절의 유압 실린더의 신축 가능 범위를 초과하여 메인 아암의 작업력이 서브 아암에 작용하기 때문에, 메인 아암의 작업력에 의해서 서브 아암의 구조물이 파손될 가능성이 있다.

종래의 더블 아암 작업기에 있어서는, 서브 아암의 구조물을 보호하기 위해, 메인 아암의 작업 영역을 무리하게 희생하게 해서라도 서브 아암의 작업 영역에 적합하게 하고 있었다.

이와 같이, 메인 아암의 작업 영역이 통상의 유압 셔블의 작업 아암의 작업 영역보다 작게 제한되어 있기 때문에, 예를 들어, 폐기물의 수송ㆍ적재 작업이나 모으기 작업과 같은 메인 아암만으로 행하는 작업에 관해서는, 작업성이 손상된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 사항에 기초하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시에는 메인 아암의 작업 영역을 제한함으로써 서브 아암 구조물을 보호하는 동시에, 메인 아암만을 사용하는 작업시에는, 메인 아암의 작업 영역을 넓힐 수 있는 더블 아암형 작업 기계를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 제1 발명은, 주행체와, 이 주행체에 선회 가능하게 설치한 선회체와, 이 선회체의 전방부에 부앙 가능하게 장착한 제1 붐, 이 제1 붐의 선단부에 아암 실린더에 의해 회전 가능하게 설치한 제1 아암, 및 이 제1 아암의 선단부에 설치한 제1 작업구로 이루어지는 메인 아암과, 상기 선회체의 전방부의 좌측에 요동 가능하게 설치한 요동부, 이 요동부에 부앙 가능하게 장착한 제2 붐, 이 제2 붐의 선단부에 설치한 제2 아암, 및 이 제2 아암의 선단부에 설치한 제2 작업구로 이루어지는 서브 아암을 구비한 더블 아암형 작업 기계이며, 상기 아암 실린더를 구동하는 아암 실린더 구동 수단과, 상기 서브 아암의 위치ㆍ동작 상황을 검출하는 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단과, 상기 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단으로부터의 검출 신호를 입력하고, 이 검출 신호로부터 상기 메인 아암과 상기 서브 아암이 협동 작업을 하고 있다고 판단하였을 때에, 상기 아암 실린더의 스트로크를 제한하는 제어 지령을 상기 아암 실린더 구동 수단에 출력하는 제어 장치를 구비한 것으로 한다.

또한, 제2 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단은 상기 제2 붐의 저장 위치를 검출하는 저장 위치 검출 수단인 것을 특징으로 한다.

또한, 제3 발명은, 제1 발명에 있어서, 상기 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단은, 상기 제2 작업구의 파지 상태를 검출하는 파지 상태 검출 수단인 것을 특징으로 한다.

또한, 제4 발명은, 제2 또는 제3 발명에 있어서, 상기 제1 붐에 대한 상기 제1 아암의 상대 각도를 검출하는 아암 각도 센서와, 상기 아암 각도 센서가 검출한 아암 각도 신호와, 상기 저장 위치 검출 수단의 검출 신호 또는 상기 파지 상태 검출 수단의 검출 신호가 입력되고, 상기 아암 각도 신호가 소정의 제한 각도를 초과하지 않도록 상기 아암 실린더 구동 수단에 제어 지령을 출력하는 제어 장치를 구비한 것으로 한다.

또한, 제5 발명은, 제4 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 아암 각도 센서가 검출한 아암 각도 신호를 연산 신호로 변환하는 신호 변환부와, 상기 메인 아암과 상기 서브 아암의 협동 작업인지 상기 메인 아암만의 작업인지에 따라서, 아암 각도의 제한값을 전환하는 제한 각도 설정부와, 상기 신호 변환부에 의해 변환된 상기 연산 신호와 상기 제한 각도 설정부의 제한값 신호를 비교 연산하고, 그 결과에 따라서 소정의 제어 신호를 출력하는 비교 연산부와, 상기 비교 연산부로부터의 제어 신호에 기초하여 상기 아암 실린더 구동 수단에 소정의 제어 신호를 출력하는 구동 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 제6 발명은, 제4 또는 제5 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 저장 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 붐이 저장 위치에 없거나, 또는, 상기 파지 상태 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 작업구가 대상물을 파지하고 있다고 판단하였을 때에, 상기 서브 아암의 작업 영역에 해당하는 아암 각도의 제한값인 협동 작업시의 메인 아암의 관절부 각도를 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제7 발명은, 제4 또는 제5 발명에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 저장 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 붐이 저장 위치에 있고, 및, 상기 파지 상태 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 작업구가 대상물을 파지하고 있지 않다고 판단하였을 때에, 상기 아암의 기계적인 한계 각도에 해당하는 아암 각도의 제한값인 메인 아암 단독 작업시의 메인 아암의 관절부 각도를 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 메인 아암의 아암을 조작하는 아암 실린더의 유압 회로에, 서브 아암의 자세 또는 상태를 검출하여, 메인 아암의 관절부 각도(아암과 붐이 이루는 각도)의 제한값을 변경 가능하게 하는 작업 영역 제한 회로를 설치하였으므로, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시에는 메인 아암의 관절부 각도를 제한함으로써 메인 아암의 작업 영역을 제한하여 서브 아암 구조물을 보호할 수 있다. 또한, 메인 아암만을 사용하는 작업시에는, 메인 아암의 관절부 각도의 제한값을 확대함으로써 메인 아암의 작업 영역이 확장되므로, 통상의 유압 셔블과 동등한 작업 영역을 확보할 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 구성하는 아암 실린더의 유압 구동 회로도.
도 3은 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 구성하는 제어 장치의 블록도.
도 4는 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 있어서, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시의 아암의 작업 영역을 도시하는 측면도.
도 5는 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 있어서, 메인 아암의 단독 작업시의 아암의 작업 영역을 도시하는 측면도.

이하, 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 실시 형태를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1 내지 도 4는, 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 도시한 것으로, 도 1은 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 도시하는 사시도, 도 2는 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 구성하는 아암 실린더의 유압 구동 회로도, 도 3은 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태를 구성하는 제어 장치의 블록도이다.

본 발명의 더블 아암형 작업 기계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 주행체 프레임(1a)과 이 주행체 프레임(1a)의 측부에 각각 설치한 캐터필러(1b)로 이루어지는 주행체(1)와, 이 주행체(1) 상에 선회 가능하게 설치한 선회체(2)를 구비하고 있다. 선회체(2)의 전방 좌측에는, 운전실(3)이 설치되어 있다. 선회체(2)의 후방에는, 엔진 및 유압 펌프를 포함하는 동력원 장치(4)와 카운터 웨이트(5)가 설치되어 있다.

선회체(2)의 전방 중앙 부분에는, 메인 아암인 메인 아암(6)이, 또한, 선회체(2)의 전방 좌측에는 서브 아암인 서브 아암(7)이 각각 장착 설치되어 있다.

우선, 메인 아암(6)의 구성을 도 1을 사용하여 설명하면, 메인 아암(6)은, 선회체(2)의 전방 우측에 붐 실린더(61)에 의해 부앙 이동(상하 이동) 가능하게 장착한 붐(62)과, 이 붐(62)의 선단부에 아암 실린더(63)에 의해 회전(상하 이동) 가능하게 설치한 아암(64)과, 이 아암(64)의 선단부에 실린더(65)에 의해 회전(상하 이동) 가능하게 설치한 제1 작업구(66)를 구비하고, 다관절 형식의 작업 아암으로 되어 있다. 이에 의해, 메인 아암(6)의 선단부의 제1 작업구(66)는, 상하 방향으로 이동 가능하다. 또한, 아암 실린더(63)는 붐(62)의 배면측에 설치되어 있기 때문에, 아암 실린더(63)의 피스톤 로드가 신장되면, 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도는 작아지고, 피스톤 로드가 축소되면, 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도는 커진다.

또한, 붐(62)과 아암(64)의 연결부 근방에는, 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도 θ를 검출하는 아암 각도 센서(30)가 설치되어 있다.

이 메인 아암(6)은, 예를 들어, 폐기물을 파지하여 이송하거나, 폐기물 중의 부재의 분리(떼어 냄) 작업시에, 부재가 매립된 한쪽의 부재(폐기물)를 파지하여 고정 보유 지지하거나, 해체된 콘크리트 벽을 작게 쪼개거나 하기 위해 사용된다.

다음으로, 서브 아암(7) 부분의 구성을, 도 1을 사용하여 설명하면, 서브 아암(7)의 베이스부에는, 선회체(2)의 전방 좌측에 설치되고, 좌우 방향으로 요동하는 요동 장치(8)와, 이 요동 장치(8)의 전방측에 설치되고, 전후 방향 축선 주위로 회전하는 회전 장치(9)가 설치되어 있다.

서브 아암(7)의 베이스부는, 회전 장치(9)에 장착 설치되어 있고, 회전 장치(9)의 전방측에 실린더(71)에 의해서 회전 가능하게 설치한 붐(72)과, 이 붐(72)의 선단부에 실린더(73)에 의해서 회전 가능하게 설치한 아암(74)과, 이 아암(74)의 선단부에 실린더(75)에 의해서 회전(상하 이동) 가능하게 설치한 제2 작업구(76)를 구비하고, 다관절 형식의 작업 아암으로 되어 있다.

이에 의해, 서브 아암(7)에 있어서의 붐(72), 아암(74) 및 제2 작업구(76)는, 요동 장치(8)에 의해서 상하 방향의 축선 주위로 요동 가능하며, 또한 선회 장치(9)에 의해 전후 방향의 축선 주위로 선회 가능하다.

또한, 붐(72)이 소정의 각도로 상승하여 저장 위치에 배치된 것을 검출하는 저장 위치 검출 수단으로서의 서브 아암 저장 리미트 스위치(31)가, 붐(72)과 회전 장치(9)의 연결부 근방에 설치되어 있다. 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있는 것을 검출하는 파지 상태 검출 수단으로서의 서브 아암 작업구 리미트 스위치(32)가, 제2 작업구(76)의 작업 갈고리 근원부에 설치되어 있다.

이 서브 아암(7)은, 예를 들어, 부재의 분리(떼어 냄) 작업시에, 폐기물 내에 매립된 부재를 폐기물로부터 분리하기 위함이나, 콘크리트 벽을 세운 상태에서 파지하기 위해 사용된다.

상술한 바와 같이, 메인 아암(6)에는, 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도 θ를 검출하는 아암 각도 센서(30)가, 서브 아암(7)에는, 서브 아암 저장 리미트 스위치(31)와 서브 아암 작업구 리미트 스위치(32)가, 각각 설치되어 있다. 이들 센서 및 리미트 스위치(30, 31, 32)는, 검출한 각도 신호와 상태 신호를 후술하는 제어 장치(21)에 출력하도록, 제어 장치(21)에 전기적으로 접속되어 있다.

다음으로, 상술한 메인 아암(6)의 관절부 각도(아암과 붐이 이루는 각도)를 제한하기 위해 아암 실린더(63)의 피스톤 로드의 축소를 제한하는 작업 영역 제한 회로를 구비하는 아암 실린더(63)의 유압 구동 회로를 도 2를 사용하여 설명한다. 이 도 2에 있어서, 도 1에 도시한 부호와 동일 부호의 것은, 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2에 도시한 아암 실린더 구동 수단으로서의 유압 구동 회로는, 도시하지 않은 원동기에 의해서 구동되는 유압 펌프(12)와 파일럿 펌프(13)와, 유압 펌프(12)로부터 아암 실린더(63)에 공급하는 작동유의 흐름을 제어하는 제어 밸브(14)와, 아암 실린더(63)를 조작하는 아암용 파일럿 밸브(15)와, 복귀유를 저류하는 탱크(16)를 구비하고 있다. 또한, 실린더(61, 65) 등의 제어 밸브에 대해서는, 도시 생략하고 있다.

아암용 파일럿 밸브(15)는 파일럿 펌프(13)와 펌프 유로(19)를 통하여 접속되는 인렛 포트(P)와, 탱크(16)와 탱크 유로(20)를 통하여 접속되는 탱크 포트(T)와, 인렛 포트(P)에 연통 가능한 제1 포트(P1)과, 제2 포트(P2)를 갖고 있다.

파일럿 펌프(13)로부터 토출되는 압유는, 아암용 파일럿 밸브(15)를 조작하는 조작 레버(15A)로부터의 지시 신호에 따라서 제1 포트(P1) 또는 제2 포트(P2)와, 전자기 비례 밸브(41)를 통하여 제어 밸브(14)에 공급된다.

제어 밸브(14)는 좌우 양측에 파일럿실을 갖고 있고, 제어 밸브(14)의 좌측의 파일럿실과 아암용 파일럿 밸브(15)의 제2 포트(P2)는 전자기 비례 밸브(41)를 통하여 파일럿 유로(17)에 의해서 접속되고, 제어 밸브(14)의 우측의 파일럿실과 아암용 파일럿 밸브(15)의 제1 포트(P1)은 파일럿 유로(18)에 의해서 접속되어 있다.

파일럿 유로(17)에는, 제어 장치(21)로부터의 제어 신호에 따라서 파일럿 유로(17)를 폐쇄하는 전자기 비례 밸브(41)가 개재 설치되어 있고, 이 전자기 비례 밸브(41)는 탱크(16)에 접속되는 포트를 갖고 있다. 펌프 유로(19)에는, 파일럿 펌프(13)의 토출압을 설정하는 릴리프 밸브(42)가 설치되어 있다.

릴리프 밸브(42)에는, 제어 장치(21)로부터의 제어 신호에 따라서 이 릴리프 밸브(42)의 설정 압력을 소정 압력으로부터 저감 가능하게 하는 예를 들어 솔레노이드(43)가 설치되어 있다. 통상시에는, 솔레노이드(43) 및 스프링(44)의 양쪽의 압박에 의해, 릴리프 밸브(42)의 설정 압력이 제어 밸브(14)의 스풀을 충분히 구동 가능한 정도로 설정되어 있다.

전자기 비례 밸브(41)는, 제어 장치(21)의 구동 제어부(39)로부터 출력되는 제어 신호의 전류값에 비례하여 동작되고, 통상은 최대 레벨의 전류를 입력하여 파일럿 유로(17)를 완전 개방하고, 제어 신호로서 전류값이 최소 레벨의 전류를 입력한 경우, 파일럿 유로(17)의 압유를 차단하여 탱크(16)로 복귀시키고, 제어 신호로서 전류값이 최대 레벨과 최소 레벨의 사이의 전류를 입력한 경우, 파일럿 유로(17)의 압유를 줄여서 파일럿압을 감압한다.

제어 장치(21)는, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 컨트롤러 유닛의 제어 장치로 구성되고, 상술한 아암 각도 센서(30)가 검출된 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도 신호 θ를 연산 신호로 변환하는 신호 변환부(33)와, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업인지 메인 아암만의 작업인지에 따라서, 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도인 메인 아암의 관절부 각도의 제한값을 전환하는 아날로그 스위치(36)를 구비하는 제한 각도 설정부(37)와, 신호 변환부(33)에 의해 변환된 연산 신호와 제한 각도 설정부(37)의 제한값을 비교 연산하고, 그 결과에 따라서 소정의 제어 신호를 출력하는 비교 연산부(38)와, 비교 연산부(38)로부터의 제어 신호에 기초하여 유압 구동 회로(40)에 소정의 제어 신호를 출력하는 구동 제어부(39)를 구비하고 있다.

제한 각도 설정부(37)는, 상술한 서브 아암 저장 리미트 스위치(31)가 검출된 붐(72)이 저장 위치에 배치된 상태라는 신호를 입력하여 논리 부정한 신호를 출력하는 논리 부정 연산기(31A)와, 서브 아암 작업구 리미트 스위치(32)가 검출된 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있는 상태라는 입력 신호와 논리 부정 연산기(31A)의 출력 중 어느 신호의 1이 입력되면 1을 출력하는 논리합을 연산하는 논리합 연산기(34)와, 논리합 연산기(34) 신호가 전환 신호로서 입력되고 이 전환 신호가 1일 때에 제1 신호 발생기(35A) 신호를 출력하고, 전환 신호가 O일 때에 제2 신호 발생기(35B) 신호를 출력하는 아날로그 스위치(36)를 구비하고 있다. 제1 신호 발생기(35A)에는, 협동 작업시의 메인 아암의 관절부 각도의 제한값 신호가 설정되고, 제2 신호 발생기(35B)에는, 메인 아암 단독 작업시의 메인 아암의 관절부 각도의 제한값 신호가 설정되어 있다.

환언하면, 제한 각도 설정부(37)에 있어서의 제한 각도는, 서브 아암이 저장 위치에 없는 것, 또는 서브 아암이 대상물을 파지하고 있는 것 중의 어느 한쪽의 조건이 충족되었을 때에, 서브 아암의 작업 영역에 해당하는 아암 각도의 제한값인 협동 작업시의 메인 아암의 관절부 각도가 설정된다.

한편, 서브 아암이 저장 위치에 있는 것 및 서브 아암이 대상물을 파지하고 있지 않은 것의 양쪽 조건이 충족되었을 때에, 아암의 기계적인 한계 각도에 해당하는 아암 각도의 제한값인 메인 아암 단독 작업시의 메인 아암의 관절부 각도가 설정된다.

제1 신호 발생기(35A)에서 설정되는 제한값 신호는, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시의 메인 아암의 작업 영역을 정하는 것이며, 서브 아암의 작업 영역에 해당하는 메인 아암의 아암 각도의 제한값으로서 예를 들어 9O도 등이 설정된다. 또한, 제2 신호 발생기(35B)에서 설정되는 제한값 신호는, 메인 아암 단독 작업시의 메인 아암의 작업 영역을 정하는 것이며, 아암(62)의 기계적인 한계 각도로서 예를 들어 160도 등이 설정된다. 이 결과, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시에는 메인 아암의 작업 영역을 제한함으로써 서브 아암 구조물을 보호하는 동시에, 메인 아암만을 사용하는 작업시에는, 메인 아암의 작업 영역을 넓힐 수 있다.

다음으로, 상술한 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 의한 동작을 도 4 및 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 있어서, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시의 아암의 작업 영역을 도시하는 측면도, 도 5는 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 있어서, 메인 아암의 단독 작업시의 아암의 작업 영역을 도시하는 측면도이다. 도 4 및 도 5에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시한 부호와 동일 부호의 것은, 동일 부분이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.

우선, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시의 동작에 대해서 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이 서브 아암인 서브 아암(7)의 붐(72)이, 소정의 각도로 상승하여 저장 위치에 배치된 상태가 아니므로, 서브 아암 저장 리미트 스위치(31)로부터의 입력 신호는 0이다. 또한, 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있지 않은 상태이므로, 서브 아암 작업구 리미트 스위치(32)로부터의 입력 신호는 0이다. 이 결과, 도 3에 도시한 제어 장치(21)의 논리 부정 연산기(31A)의 출력은 1로 되고 논리합 연산기(34)의 출력도 1로 되므로 제한 각도 설정부(37)에 있어서는, 제1 신호 발생기(35A)의 제한값 신호인 예를 들어 90도가 선택되고 비교 연산부(38)에 출력되어 있다. 한편, 메인 아암인 메인 아암(6)에 있어서의 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도를 검출하는 아암 각도 센서(30)로부터의 각도 신호 θ는, 신호 변환부(33)에 의해 연산 신호로 변환된다. 비교 연산부(38)는 변환된 각도 신호 θ와 제한 각도 설정부(37)의 출력 신호인 90도를 비교하여, 제한 각도인 90도를 초과하지 않도록 아암(64)의 액추에이터인 아암 실린더(63)의 제어를 행한다.

각도 신호 θ와 제한 각도인 90도의 차이가 큰 경우, 구동 제어부(39)는 전자기 비례 밸브(41)에 최대 레벨의 전류를 출력하기 위해, 도 2에 도시한 바와 같이, 이 전자기 비례 밸브(41)는 파일럿 유로(17)를 완전 개방한다. 따라서, 아암 실린더(63)는 대응하는 조작 레버(15A)의 조작량에 따른 통상의 동작이 행해진다.

아암용의 조작 레버(15A)가 아암 신장측으로 조작되면, 파일럿 펌프(13)로부터 토출되는 압유는, 아암용 파일럿 밸브(15)의 제2 포트(P2)로부터 파일럿 유로(17), 전자기 비례 밸브(41)를 경유하여 제어 밸브(14)의 좌측의 파일럿실에 공급되고, 제어 밸브(14)는 작동을 개시한다. 그리고 제어 밸브(14)가 중립 위치로부터 좌측의 위치로 전환되면, 유압 펌프(12)의 압유는 제어 밸브(14)를 경유하여 아암 실린더(63)의 로드측에 공급되고, 아암 실린더(63)가 축소되어 아암(64)이 신장된다.

이와 반대로, 아암용의 조작 레버(15A)가 아암 굽힘측으로 조작되면, 파일럿 펌프(13)로부터 토출되는 압유는, 아암용 파일럿 밸브(15)의 제1 포트(P1)로부터 파일럿 관로(18)를 경유하여 제어 밸브(14)의 우측의 파일럿실에 공급되고, 제어 밸브(14)는 작동을 개시한다. 그리고 제어 밸브(14)가 중립 위치로부터 우측의 위치로 전환되면, 유압 펌프(12)의 압유는 제어 밸브(14)를 경유하여 아암 실린더(63)의 보톰측에 공급되고, 아암 실린더(63)가 신장되어 아암(64)이 구부러진다.

한편, 각도 신호 θ와 제한 각도인 90도의 차이가 작은 경우, 비교 연산부(38)로부터의 제어 신호에 기초하여, 구동 제어부(39)는 유압 구동 회로(40)에 제어 신호로서 전류값이 중간 레벨의 전류를 출력하고, 전자기 비례 밸브(41)는 파일럿 유로(17)의 압유를 줄여서 파일럿압을 감압한다. 또한, 최소 레벨의 전류에 의해, 전자기 비례 밸브(41)는 파일럿 유로(17)의 압유를 차단하여 탱크(16)로 복귀시킨다. 이 점에 의해, 아암 실린더(63)의 감속, 정지 동작이 행해져, 아암 각도를 90도로 하는 제한이 이루어진다.

또한, 아암 각도가 90도로 되었을 때에는, 도 2에 도시한 바와 같이 제어 장치(21)로부터의 제어 신호에 따라서 솔레노이드(43)가 작동하여, 파일럿 펌프(13)의 토출측에 설치되는 릴리프 밸브(42)의 설정 압력을 탱크압과 동등한 압력까지 점차 저감한다. 이 결과, 조작 레버(15A)의 조작에 관계없이 제어 밸브(14) 등이 중립 상태로 복귀하게 되므로, 아암 실린더(63)가 정지되고, 아암 각도는 90도 이상으로는 넓어지지 않는다.

다음으로, 메인 아암의 단독 작업시의 동작에 대해서 설명한다. 도 5에 도시한 바와 같이 서브 아암인 서브 아암(7)의 붐(72)이, 소정의 각도로 상승하여 저장 위치에 배치된 상태이므로, 서브 아암 저장 리미트 스위치(31)로부터의 입력 신호는 1이다. 또한, 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있지 않은 상태이면, 서브 아암 작업구 리미트 스위치(32)로부터의 입력 신호는 0으로 된다. 이 결과, 도 3에 도시한 제어 장치(21)의 논리 부정 연산기(31A)의 출력은 0으로 되고 논리합 연산기(34)의 출력도 0으로 되므로 제한 각도 설정부(37)에 있어서는, 제2 신호 발생기(35B)의 제한값 신호인 예를 들어 160도가 선택되고 비교 연산부(38)에 출력되어 있다. 한편, 메인 아암인 메인 아암(6)에 있어서의 붐(62)에 대한 아암(64)의 상대 각도를 검출하는 아암 각도 센서(30)로부터의 각도 신호 θ는, 신호 변환부(33)에 의해 연산 신호로 변환된다. 비교 연산부(38)는 변환된 각도 신호 θ와 제한 각도 설정부(37)의 출력 신호인 160도를 비교하여, 제한 각도인 160도를 초과하지 않도록 아암(64)의 액추에이터인 아암 실린더(63)의 제어를 행한다.

구체적인 동작은, 상술한 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시의 동작에 있어서의 제한 각도가 90도로부터 160도로 변할 뿐이며, 그 밖에는 동일하기 때문에 생략한다.

상술한 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 따르면, 메인 아암(6)의 아암(62)을 조작하는 아암 실린더(63)의 유압 회로에, 서브 아암인 서브 아암(7)의 자세 또는 상태를 검출하여, 메인 아암의 관절부 각도(아암과 붐이 이루는 각도)의 제한값을 변경 가능하게 하는 작업 영역 제한 회로를 설치하였으므로, 메인 아암과 서브 아암의 협동 작업시에는 메인 아암의 관절부 각도를 제한함으로써 메인 아암의 작업 영역을 제한하여 서브 아암 구조물을 보호할 수 있다. 또한, 메인 아암만을 사용하는 작업시에는, 메인 아암의 관절부 각도의 제한값을 확대함으로써 메인 아암의 작업 영역이 확장되므로, 통상의 유압 셔블과 동등한 작업 영역을 확보할 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 더블 아암형 작업 기계의 일 실시 형태에 따르면, 서브 아암의 붐(72)이 소정의 각도로 상승하여 저장 위치에 배치된 상태일 때, 또한, 서브 아암의 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있지 않은 상태일 때에, 메인 아암의 작업 영역을 확장 가능하게 하고 있으므로, 메인 아암의 작업 영역이 확장된 상태에 있어서도, 서브 아암에는 부하가 걸려 있지 않으므로 차체 전체의 안정도를 확보할 수 있다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 메인 아암의 관절부 각도(아암과 붐이 이루는 각도)의 제한을 유압 실린더에 대한 압유의 공급을 차단하는 작업 영역 제한 회로에서 행하는 경우를 예로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 메인 아암측의 조작 신호 중, 아암 각도를 크게 하는 방향의 조작 신호에 제한을 설정하는 것이어도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 메인 아암의 관절부 각도의 제한값을 크게 하는 조건으로서, 서브 아암의 붐(72)이 소정의 각도로 상승하여 저장 위치에, 배치된 상태를 예로 들고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 서브 아암이 「차체 안정이 충분히 유지되는 상태」에 있는 임의의 자세에 있는 것을 조건으로 해도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 붐(72)이 소정의 각도로 상승하여 저장 위치에 배치된 것을 검출하기 위해, 서브 아암 저장 리미트 스위치(31)를 설치한 경우를 예로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 각도 센서를 설치하여, 검출 각도 신호로부터 저장 위치에 배치된 것을 검출해도 된다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서, 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있는 것을 검출하기 위해, 서브 아암 작업구 리미트 스위치(32)를 설치한 경우를 예로 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 실린더(75)의 실린더 압력을 검출하는 압력 센서를 설치하여, 검출 압력 신호로부터 제2 작업구(76)가 대상물을 파지하고 있는 것을 검출해도 된다.

1 : 주행체
2 : 상부 선회체
3 : 운전실
6 : 메인 아암
7 : 서브 아암
8 : 요동 장치
9 : 회전 장치
12 : 유압 펌프
13 : 파일럿 펌프
14 : 제어 밸브
15 : 아암용 파일럿 밸브
16 : 탱크
17 : 파일럿 유로
21 : 제어 장치
30 : 아암 각도 센서
31 : 서브 아암 저장 리미트 스위치
32 : 서브 아암 작업구 리미트 스위치
33 : 신호 변환부
34 : 논리합 연산기
36 : 아날로그 스위치
37 : 제한 각도 설정부
38 : 비교 연산부
39 : 구동 제어부
40 : 유압 구동 회로
41 : 전자기 비례 밸브

Claims (7)

1. 주행체와, 이 주행체에 선회 가능하게 설치한 선회체와, 이 선회체의 전방부에 부앙 가능하게 장착한 제1 붐, 이 제1 붐의 선단부에 아암 실린더에 의해 회전 가능하게 설치한 제1 아암, 및 이 제1 아암의 선단부에 설치한 제1 작업구로 이루어지는 메인 아암과,
   상기 선회체의 전방부의 좌측에 요동 가능하게 설치한 요동부와, 이 요동부에 부앙 가능하게 장착한 제2 붐, 이 제2 붐의 선단부에 설치한 제2 아암, 및 이 제2 아암의 선단부에 설치한 제2 작업구로 이루어지는 서브 아암을 구비한 더블 아암형 작업 기계이며,
   상기 메인 아암의 아암 실린더를 구동하는 아암 실린더 구동 수단과,
   상기 서브 아암의 위치ㆍ동작 상황을 검출하는 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단과,
   상기 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단으로부터의 검출 신호를 입력하고, 이 검출 신호로부터 상기 메인 아암과 상기 서브 아암이 양쪽 모두 작업에 투입되어 있다고 판단하였을 때에, 상기 아암 실린더의 스트로크를 제한하는 제어 지령을 상기 아암 실린더 구동 수단에 출력하는 제어 장치를 구비한
   것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.
2. 제1항에 있어서,
   상기 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단은 상기 제2 붐의 저장 위치를 검출하는 저장 위치 검출 수단인 것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.
3. 제1항에 있어서,
   상기 서브 아암 위치ㆍ동작 상황 검출 수단은, 상기 제2 작업구의 파지 상태를 검출하는 파지 상태 검출 수단인 것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 붐에 대한 상기 제1 아암의 상대 각도를 검출하는 아암 각도 센서와,
   상기 아암 각도 센서가 검출한 아암 각도 신호와, 상기 저장 위치 검출 수단의 검출 신호 또는 상기 파지 상태 검출 수단의 검출 신호가 입력되고, 상기 아암 각도 신호가 소정의 제한 각도를 초과하지 않도록 상기 아암 실린더 구동 수단에 제어 지령을 출력하는 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 아암 각도 센서가 검출한 아암 각도 신호를 연산 신호로 변환하는 신호 변환부와, 상기 메인 아암과 상기 서브 아암의 협동 작업인지 상기 메인 아암만의 작업인지에 따라서, 아암 각도의 제한값을 전환하는 제한 각도 설정부와, 상기 신호 변환부에 의해 변환된 상기 연산 신호와 상기 제한 각도 설정부의 제한값 신호를 비교 연산하고, 그 결과에 따라서 소정의 제어 신호를 출력하는 비교 연산부와, 상기 비교 연산부로부터의 제어 신호에 기초하여 상기 아암 실린더 구동 수단에 소정의 제어 신호를 출력하는 구동 제어부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 저장 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 붐이 저장 위치에 없거나, 또는, 상기 파지 상태 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 작업구가 대상물을 파지하고 있다고 판단하였을 때에, 상기 서브 아암의 작업 영역에 해당하는 아암 각도의 제한값인 협동 작업시의 메인 아암의 관절부 각도를 설정하는 것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.
7. 제4항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 저장 위치 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 붐이 저장 위치에 있고, 및, 상기 파지 상태 검출 수단으로부터의 검출 신호에 의해 상기 제2 작업구가 대상물을 파지하고 있지 않다고 판단하였을 때에, 상기 아암의 기계적인 한계 각도에 해당하는 아암 각도의 제한값인 메인 아암 단독 작업시의 메인 아암의 관절부 각도를 설정하는 것을 특징으로 하는, 더블 아암형 작업 기계.

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