KR101814502B1 - 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고가 사다리차에서 운반카를 구동하는데 필요한 동력을 가정용 전원으로부터 공급받아 슈퍼 캐패시터에 충전한 전원으로 발생시킨 유압을 사용함으로써, 차량엔진의 공회전을 줄여 불필요한 연료소비와 배출가스 및 소음을 줄일 수 있도록 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 동력인출장치가 차량엔진으로부터 인출한 동력으로 발생시킨 유압과 별도로 가정용 전원을 이용하여 유압을 발생시킬 수 있도록, 가정용 전원이 인입되는 가정용 전원 입력부; 상기 가정용 전원 입력부에서 출력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC/DC 컨버터; 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 직류전원을 저장하는 슈퍼 캐패시터; 상기 슈퍼 캐패시터의 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터; 상기 인버터에서 공급되는 교류전원으로 회전력을 발생시키는 전동기; 상기 전동기의 회전력으로 유압을 발생시켜 운반카 윈치 유니트의 유압모터로 공급하는 운반카 구동용 유압펌프;를 포함하여 이루어져 있다.

Description

가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법 {APPARATUS FOR TRANSFERRING CART OF LADDER TRUCK USING HOUSEHOLD ELECTRIC POWER AND ITS CONTROL METHOD}
본 발명은 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운반카를 구동하는데 필요한 동력을 운반카의 사용도중에 짐을 싣기 위해 대기하는 동안에 가정용 전원을 슈퍼 캐패시터에 충전하여 사용하도록 함으로써, 차량엔진의 공회전을 줄여 불필요한 연료소비와 배출가스 및 소음을 줄일 수 있도록 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 고가 사다리차는 신축되는 붐대에 운반카가 설치되어 운반카가 붐대를 승강하면서 지상에서 고층 건물 간에 물품을 신속하고 편리하게 운송할 수 있도록 하거나, 또는 붐대의 상단에 탑승함이 설치되어 탑승함에 탑승한 작업자가 신속하게 고소에 올라 편리하고 안전하게 작업할 수 있도록 되어 있다.
이러한 고가 사다리차의 일례로 도 1에 도시된 바와 같이, 도 1은 종래 사다리차의 일례를 도시한 것으로, 첨부도면에 도시된 바와 같이 사다리차(1)는 차량의 베이스프레임 위에서 다단의 붐이 신축가능하게 설치되어 있는 붐대(10)와, 다단의 붐을 타고 승강하는 운반카(11), 드럼에 권취되어 있는 와이어의 일단을 상기 운반카(11)에 연결하여 운반카(11)를 승강시킬 수 있도록 최하단 붐의 하단에 설치되는 운반카 윈치 유니트(12), 다단의 붐들을 와이어로 연결하여 붐을 인출할 수 있도록 최하단 붐의 중간 하부에 설치되는 붐 윈치 유니트(13), 붐의 상승 및 하강 각도를 조절하는 붐대 각도조절 실린더(14), 베이스프레임의 앞쪽 및 뒤쪽에서 좌측과 우측으로 다단으로 길이가 신축되도록 설치되어 차량을 지지하는 복수의 아웃트리거(15), 상기 붐대(10)를 수평방향으로 선회시킬 수 있는 턴테이블(16) 등이 구비된다.
상기 아웃트리거(15)나 붐대 각도조절 실린더(14) 등은 유압으로 작동되는 실린더에 의해 구동되고, 붐대(10)는 유압으로 작동되는 붐 윈치 유니트(13)의 구동에 의해 신축되며, 운반카(11)는 유압으로 작동되는 운반카 윈치 유니트(12)의 구동에 의해 승강된다.
이와 같이 사다리차의 붐대 및 운반카의 작동과 관련된 주요 구성요소들은 유압으로 구동되도록 이루어져 있으며, 이들의 구동에 필요한 유압은 차량의 변속기에 동력인출장치(power take off : PTO)를 설치하고 엔진의 구동력으로 동력인출장치가 유압펌프를 작동시켜 유압을 발생시키도록 되어 있다.
이에 따라 아웃트리거(15)나 붐대(10) 등은 한번 작업위치로 셋팅된 상태에서는 유압을 공급할 필요가 없지만, 운반카를 통해 물품을 운송하고자 하는 경우에는 운반카에 물품을 적재하기 위해 운반카가 대기하고 있는 동안이나 운반카에 적재된 물품을 운송하기 위해 운반카가 승강하고 있는 동안 내내 동력인출장치로부터 유압을 제공받아야 하므로 차량엔진을 작동시켜야 한다.
그러나 차량엔진이 작동되고 있는 동안에는 계속 연료가 소모되면서 배출가스를 발생하여 대기를 오염시키게 되고, 엔진소음을 발생시켜 특히 도심주거지역에서 작업하는 경우 민원이 제기되어 작업이 제한되는 경우도 있으며, 차량엔진의 소모성 부품 및 엔진오일의 사용시간이 증가되어 교체주기가 빨라지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 운반카를 승강시키는 운반카 윈치 유니트의 구동동력을 기존 PTO시스템에서 공급하는 유압이나 별도의 가정용 전원에서 공급하는 전력을 선택적으로 사용할 수 있도록 하고, 상기 운반카 윈치 유니트의 구동을 위한 전력은 운반카가 물품 적재를 위해 대기하고 있는 동안에 AC 220V 가정용 전원을 직류로 변환시켜 슈퍼 캐패시터에 충전하였다가 운반카가 승강될 때 공급하도록 함으로써, 슈퍼 캐패시터에 운반카의 승강에 필요한 전원이 충전되어 있는 경우에는 운반카를 승강시키는데 유압을 필요로 하지 않기 때문에 차량엔진의 시동을 끄고도 운반카를 작동시킬 수 있도록 된 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 및 그 제어방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템은,
차량엔진으로부터 동력을 인출하는 동력인출장치와 상기 동력인출장치의 구동으로 유압을 발생시키는 유압펌프, 상기 유압펌프에서 공급되는 유압을 소정 개소로 공급하는 메인 컨트롤 밸브 및 상기 유압펌프에서 공급되는 유압으로 유압모터를 작동시켜 운반카를 승강시키는 운반카 윈치 유니트를 포함하여 이루어지는 고가 사다리차의 운반카 이송시스템에 있어서, 가정용 전원이 인입되는 가정용 전원 입력부; 상기 가정용 전원 입력부에서 출력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC/DC 컨버터; 상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 직류전원을 저장하는 슈퍼 캐패시터; 상기 슈퍼 캐패시터의 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터; 상기 인버터에서 공급되는 교류전원으로 회전력을 발생시키는 전동기; 상기 전동기의 회전력으로 유압을 발생시켜 운반카 윈치 유니트의 유압모터로 공급하는 운반카 구동용 유압펌프;를 포함하여 이루어져 있다.
상기 가정용 전원 입력부에는 릴에 전선이 다수 회 권취되어 붐대의 신축에 대응하여 풀리거나 권취되는 전선릴이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 전동기는 운반카 하강시 운반카 윈치 유니트에 구비된 유압모터 및 운반카 구동용 유압펌프의 역회전으로 발전기 영역에서 동작되어 발전된 전원을 상기 슈퍼 캐패시터에 충전하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 슈퍼 캐패시터에는 슈퍼 캐패시터의 충전전압과 충전전류를 감지하도록 된 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부; 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부에서 측정되는 전압 및 전류 신호를 입력받아 소정의 충전전압 이상 충전되는 경우 슈퍼 캐패시터의 충전동작을 차단하도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는 컨트롤러;가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 전동기에는 전동기의 토크와 회전속도를 측정하는 토크/속도 측정부와 전압과 전류를 측정하는 전동기 발전 전압/전류 측정부가 연결되고, 상기 컨트롤러는 상기 토크/속도 측정부와 전동기 발전 전압/전류 측정부의 측정신호를 수신하여 전동기가 발전기 영역에서 동작할 때 전동기의 효율이 높은 구간에서 동작되도록 제어함을 특징으로 한다.
상기 운반카 윈치 유니트의 유압모터는 동력인출장치 또는 슈퍼 캐패시터의 작동에 따라 발생되는 유압을 선택적으로 공급받아 작동되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 제어방법은,
a) 붐대 인출 후 슈퍼 캐패시터의 충전전압을 감지하여 운반카를 승강시키는데 필요한 전원이 충전되어 있는지 여부를 감지하는 단계;
b) 상기 a단계에서 충전이 필요한 경우 가정용 전원을 공급받아 슈퍼 캐패시터에 충전하는 단계;
c) 상기 a단계에서 충전이 필요하지 않은 경우 운반카를 작동시킬 수 있도록 하는 운반카 승강 제어단계;
d) 상기 c단계 이후 운반카가 승강대기 중인 것으로 판단되는 경우 상기 a단계로 귀환하여 a단계를 수행하도록 되어 있다.
또한, 상기 c단계에서 운반카가 하강 중인지 여부를 판단하여 하강 중인 것으로 판단되면 전동기를 발전기 영역에서 동작시켜 발전을 하도록 제어한 후 발전된 전원을 슈퍼 캐패시터에 충전하도록 되어 있다.
아울러, 컨트롤러는 상기 전동기에서 발전된 전원을 슈퍼 캐패시터에 충전하는 과정에서 슈퍼 캐패시터의 전압과 전류를 감지하여 과충전 여부를 감지한 후 과충전된 것으로 판단되는 충전전류를 차단하도록 되어 있다.
상기와 같은 본 발명은 고소 사다리차의 운반카를 승강시킬 때 가정용 전원을 공급받아 슈퍼 캐패시터에 충전하고 슈퍼 캐패시터에서 출력되는 전원으로 유압을 발생시켜 승강시킬 수 있도록 하여, 운반카를 구동하는데 필요한 유압을 발생시키기 위해 차량엔진을 작동시키지 않아도 되어 불필요한 연료소모를 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 운반카 승강시 차량엔진에서 발생되던 배출가스나 소음이 발생하지 않아 친환경적이며, 차량엔진의 작동시간을 줄여 차량엔진의 소모성 부품이나 엔진오일 등의 교환주기가 늘어나는 효과가 있다.
도 1은 종래 사다리차의 유압라인 계통도,
도 2는 본 발명의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 운반카 이송시스템의 제어방법을 설명하는 흐름도,
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2는 본 발명의 구성도를 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 차량엔진(21)에는 동력인출장치(power take off : PTO)(22)가 설치되어 차량엔진(21)으로부터 회전력을 인출할 수 있도록 되어 있다.
상기 동력인출장치(22)에는 메인 유압펌프(23)가 결합되어 인출된 동력을 이용하여 유압을 발생시키며, 메인 유압펌프(23)에는 메인 컨트롤 밸브(24)를 통해 붐대 각도조절 실린더(25), 턴테이블회전 유압모터(26), 붐대신축 유압모터(27) 및 운반카 윈치 유니트(28) 등의 액튜에이터들이 연결되어 있어서 메인 컨트롤 밸브(24)의 제어를 통해 구동하고자 하는 액튜에이터에 유압을 공급할 수 있도록 되어 있다.
특히 상기 운반카 윈치 유니트(28)의 유압모터(28a)에는 상기 동력인출장치(22)에서 인출된 동력으로 유압을 발생시켜 공급하는 유압라인(L1) 이외에, 후술되는 바와 같이 가정용 전원을 공급받아 충전하는 슈퍼 캐패시터의 충전전원으로 유압을 발생시켜 공급하는 유압라인(L2)이 병렬로 연결되어 있다. 그리하여 상기 운반카 윈치 유니트(28)의 유압모터(28a)는 사용자의 조작에 따라 동력인출장치(22) 또는 슈퍼 캐패시터(30)의 작동에 따라 발생되는 유압을 선택적으로 공급받아 작동되도록 이루어져 있으며, 사용자는 슈퍼 캐패시터(30)의 충전전원이 운반카를 구동하는데 부족하다고 판단하는 경우 메인 컨트롤 밸브(24)를 조정하여 유압라인(L1)에서 공급되는 유압으로 유압모터(28a)를 작동시킬 수 있도록 되어있다.
다음에는 가정용 전원을 이용하여 운반카 윈치 유니트(28)에 유압을 공급하는 구성에 대하여 설명한다.
차량에는 가정용 전원을 충전할 저장수단으로서 슈퍼 캐패시터(30)가 구비된다. 통상 3W의 가정용 전원을 사용하여 적재물을 실은 운반카를 건물의 고층높이까지 이동시키는 것은 매우 어려우며, 이러한 가정용 전원을 사용하는 전동기를 적용하는 경우 전동기가 받는 부하가 상당하기 때문에 기존의 동력인출장치를 이용한 유압시스템에 비하여 운반카의 이동속도가 현저하게 느려지게 된다. 따라서 본 발명에서는 AC 220V 가정용 전원을 직류로 변환하여 슈퍼 캐패시터(30)에 저장한 후 동력원으로 사용하도록 되어 있다. 상기 슈퍼 캐패시터(30)는 짧은 시간에 고율의 에너지를 사용할 수 있어서 전동기의 출력을 높일 수 있고 이에 따라 슈퍼 캐패시터(30)에서 공급되는 전원으로 유압을 발생시켜 운반카를 효과적으로 이동시킬 수 있다. 또한 급속 충방전이 가능하여 운반카를 이용하여 적재물을 운송하는 과정에서 운반카에 적재물을 싣거나 내리는 동안에 충전하여 사용할 수 있다.
상기 슈퍼 캐패시터(30)에 가정용 전원을 공급할 수 있도록 붐대에 전선릴(33)이 설치될 수 있다. 상기 전선릴(33)에는 소정 길이의 전선이 다수 회 권취되고, 그 일단은 AC/DC 컨버터(31)를 통해 차량에 설치되는 슈퍼 캐패시터(30)에 연결되는 한편, 다른 일단은 붐대의 최상단 붐까지 연장됨으로써, 붐대의 신축과 함께 신축되면서 최상단 붐에서 가정의 전원콘센트에 연결되어 가정용 전원을 슈퍼 캐패시터(30)에 공급할 수 있도록 되어 있다.
상기 AC/DC 컨버터(31)는 가정에서 인출되는 교류전원을 슈퍼 캐패시터(30)에 저장하기 위해 직류전원으로 변환하는 수단이다.
상기 슈퍼 캐패시터(30)의 출력측에는 인버터(34)가 연결되어 있다. 상기 인버터(34)는 후단에 연결되는 전동기(35)를 작동시키기 위한 교류전원을 공급하기 위한 수단으로서, 상기 슈퍼 캐패시터(30)에서 출력되는 직류전원을 소정레벨의 교류전원으로 변환하여 출력하는 수단이다. 또한, 운반카의 이동속도를 조절할 수 있도록 전동기(35)에 공급되는 교류전원의 주파수를 조절하여 공급할 수 있도록 되어 있다.
상기 전동기(35)는 교류전동기로서, 인버터(34)에서 공급되는 교류전원으로 회전력을 발생시키는 수단이며, 본 발명에서 에너지 효율을 위해 운반카가 하강할 때의 회생제동을 이용하여 발전을 한 후 슈퍼 캐패시터(30)로 공급하는 발전수단도 구비하고 있다.
상기 전동기(35)의 회전축에는 운반카 구동용 유압펌프(36)가 연결되어, 전동기(35)의 회전에 따라 운반카 구동용 유압펌프(36)에서는 운반카를 구동하는데 필요한 유압을 발생시키도록 되어 있다.
상기 운반카 구동용 유압펌프(36)에서 출력되는 유압라인(L2)에는 운반카 컨트롤밸브(37)를 매개로 운반카 윈치 유니트(28)에 구비되어 있는 유압모터(28a)가 연결되어 있다. 상기 운반카 윈치 유니트(28)의 윈치에는 와이어가 감겨 있고 그 일단에 운반카가 고정되어 있어서 와이어가 윈치에 감기거나 풀림에 따라 운반카가 상승 또는 하강하게 되는데, 상기 유압모터(28a)는 이러한 와이어를 윈치에 권취하여 운반카를 상승시키는 작용을 한다.
이와 더불어 상기 슈퍼 캐패시터(30)의 충방전 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(40)가 구비되어 있고, 상기 슈퍼 캐패시터(30)에는 상기 슈퍼 캐패시터(30)에서 출력되는 전압과 전류를 측정하는 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부(41)가 설치되어 측정된 전압/전류 신호를 상기 컨트롤러(40)로 전송하도록 되어 있는 한편, 상기 전동기(35)에는 전동기(35)의 토크와 속도를 측정하여 상기 컨트롤러(40)로 전송하는 토크/속도 측정부(42)와 상기 전동기(35)가 발전기 영역에서 동작할 때 전동기(35)에서 출력되는 전압과 전류를 측정하여 상기 컨트롤러(40)로 전송하는 전동기 전압/전류 측정부(43)가 연결되어 있다.
그리고 상기 컨트롤러(40)에서는 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부(41)에서 측정되는 전압 및 전류 신호를 입력받아 소정의 충전전압 이상 충전되는 경우 슈퍼 캐패시터의 충전동작을 차단하도록 상기 AC/DC 컨버터(31)를 제어한다.
또한, 상기 전동기(35)에는 전동기(35)의 토크와 회전속도를 측정하는 토크/속도 측정부(42)와 전압과 전류를 측정하는 전동기 발전 전압/전류 측정부(43)가 연결되어 있다. 이에 따라 컨트롤러(40)는 상기 토크/속도 측정부(42)와 전동기 발전 전압/전류 측정부(43)의 측정신호를 수신하여 전동기(35)가 발전기 영역에서 동작할 때 전동기의 효율이 높은 구간 즉 발전효율이 높은 구간에서 동작되도록 제어한다. 보통 전동기(35)의 출력은 회전수와 토크의 곱으로 나타나며, 전동기 입력은 전류와 전압으로 나타나게 되는데, 이때 입력과 출력의 효율을 계산하여 효율이 높은 구간에서 발전기로 동작되도록 한다.
그리하여 상기 컨트롤러(40)에서는 운반카에 적재물을 상차하거나 하차하기 위해 대기하고 있는 동안 가정용 전원 입력부(32)를 통해 공급되는 가정용 전원을 슈퍼 캐패시터(30)에 충전하도록 제어한다. 또한 운반카를 하강시키기 위해 컨트롤러(40)가 운반카 컨트롤 밸브(37)의 해제압을 조절하여 유압모터(28a)를 작동시키게 되는데, 유압모터(28a)를 정지시키기 위해 전동기(35)의 전원주파수를 점차적으로 감소시키면 전동기(35) 회전자의 관성 때문에 순간적으로 동기속도보다 높아지게 된다. 이때 적재물이 실린 운반카를 자유낙하시켜 발전하게 된다. 즉, 컨트롤러(40)에서 지령된 속도보다 더 높은 속도로 회전할 수 있도록 주파수를 조절해 운반카 하강시 지령된 속도보다 전동기(35)가 더 빠르게 회전할 수 있도록 하며, 이때 전동기(35)는 발전기 영역에서 동작하게 된다.
다음에는 도 3에 의거하여 본 발명에 따른 운반카 이송시스템의 제어방법에 대하여 설명한다.
먼저, 붐대(10)를 목적지까지 인출하면 전선릴(33)에 권취된 전선도 함께 인출된다. 이에 따라 붐대의 최상단 붐에서 가정까지 용이하게 전선을 연장할 수 있게 되어 슈퍼 캐패시터(30)를 충전할 수 있는 전원을 가정으로부터 공급받을 수 있게 된다.
이와 같이 가정용 전원과 슈퍼 캐패시터(30)를 연결하여 슈퍼 캐패시터(30)를 충전할 수 있도록 한 후, 컨트롤러(40)에서는 충전전압을 감지하여 운반카를 승강시키는데 필요한 전원이 충전되어 있는지 여부를 사전에 설정되어 있는 기준전압과 비교하여 판단한다.
컨트롤러(40)에서는 슈퍼 캐패시터(30)에 운반카를 구동시키는데 충분한 전압이 충전되어 있지 않다고 판단된 경우 가정용 전원에서 공급되는 전원이 슈퍼 캐패시터(30)에 충전되도록 한다. 이때가 운반카에 화물을 적재하는 시간이라면 슈퍼 캐패시터(30)를 충전하기 위한 별도의 시간이 필요하게 되지 않는다. 또한 슈퍼 캐패시터(30)는 급속 충방전이 가능하므로 운반카에 화물을 적재하는 동안 충전이 가능하다.
만일, 상기의 슈퍼 캐패시터(30) 충전전압을 판단하는 단계에서 충전이 필요하지 않다고 판단된 경우 바로 운반카를 작동시켜 운반카를 상승 또는 하강 시킬 수 있다.
이와 같이 운반카를 상승 또는 하강 시킨 후 적재물을 운반카에 상차하거나 하차하기 위해 대기하는 동안에는 슈퍼 캐패시터(30)에 가정용 전원이 충전되도록 한다.
특히, 상기 단계에서 운반카가 하강 중인지 여부를 판단하여 하강 중인 것으로 판단되면 전동기(35)를 발전기 영역에서 동작시켜 발전을 하도록 제어한 후 발전된 전원을 슈퍼 캐패시터(30)에 충전한다.
이때, 컨트롤러(40)에서는 상기 전동기(35)에서 발전된 전원을 슈퍼 캐패시터(30)에 충전하는 과정에서 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부(41)를 통해 슈퍼 캐패시터(30)의 전압과 전류를 측정하여 과충전 여부를 판단하고, 과충전되는 것으로 판단되는 충전전류를 차단하여 과충전되지 않도록 제어한다.
상기와 같이 운반카를 이용하여 화물을 운송할 수 있도록 붐대(10)를 건물의 목적지까지 인출하여 고정한 후, 붐대와 함께 전선릴에서 인출되는 전선을 가정용 전원에 연결하여 슈퍼 캐패시터(30)에 충전될 수 있도록 하고, 이후 상기 컨트롤러(40)는 슈퍼 캐패시터(30)의 충전전압을 감지하여 부족한 경우 가정용 전원이 충전되도록 제어하는 한편, 운반카가 화물을 적재하거나 하차하는 동안 슈퍼 캐패시터(30)에 충전동작이 이루어지도록 제어하고, 운반카가 하강하는 동안에는 전동기(35)를 발전기로 동작시켜 회생제동으로 전압을 발생시켜 슈퍼 캐패시터(30)에 충전되도록 제어한다.
이와 같이 가정용 전원을 공급받아 충전하는 슈퍼 캐패시터(30)의 충전전원을 이용하여 발생시키는 유압으로 운반카를 구동함으로써 차량엔진의 공회전이 방지되고, 차량엔진의 공회전으로 발생되던 환경오염, 소음, 소모성 부품이나 엔진오일 교환주기 단축 등이 일어나지 않게 된다.
또한, 운반카의 적재물 상하차 시간 또는 운반카의 하강 시간에 슈퍼 캐패시터(30)에 운반카를 구동시킬 수 있는 전원을 붐대가 설치되는 가정의 가정용 전원으로부터 공급받아 충전하게 되므로 별도의 충전시간이 필요하지 않고 운반카의 구동에 영향을 주지 않는다.
만일, 필요한 경우에는 수조작으로 메인 컨트롤 밸브(24)를 조절하여 동력인출장치(22)에서 인출되는 동력으로 유압을 발생시켜 운반카를 구동할 수 있으므로 사용상 편리성이 배가된다.
21 -- 차량엔진, 22 -- 동력인출장치(PTO),
23 -- 메인 유압펌프, 24 -- 메인 컨트롤 밸브,
25 -- 붐대 각도조절 실린더, 26 -- 턴테이블회전 유압모터,
27 -- 붐대신축 유압모터, 28 -- 운반카 윈치 유니트,
28a -- 유압모터, L1,:2 -- 유압라인,
30 -- 슈퍼 캐패시터, 31 -- AC/DC 컨버터,
32 -- 가정용 전원 입력부, 33 -- 전선릴,
34 -- 인버터, 35 -- 전동기,
36 -- 운반카 구동용 유압펌프, 37 -- 운반카 컨트롤밸브,
40 -- 컨트롤러,
41 -- 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부,
42 -- 토크/속도 측정부, 43 -- 전동기 전압/전류 측정부,

Claims (9)

  1. 차량엔진으로부터 동력을 인출하는 동력인출장치와 상기 동력인출장치의 구동으로 유압을 발생시키는 유압펌프, 상기 유압펌프에서 공급되는 유압을 소정 개소로 공급하는 메인 컨트롤 밸브 및 상기 유압펌프에서 공급되는 유압으로 유압모터를 작동시켜 운반카를 승강시키는 운반카 윈치 유니트를 포함하여 이루어지는 고가 사다리차의 운반카 이송시스템에 있어서,
    가정용 전원이 인입되는 가정용 전원 입력부;
    상기 가정용 전원 입력부에서 출력되는 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC/DC 컨버터;
    상기 AC/DC 컨버터에서 변환된 직류전원을 저장하는 슈퍼 캐패시터;
    상기 슈퍼 캐패시터의 출력되는 직류전원을 교류전원으로 변환하는 인버터;
    상기 인버터에서 공급되는 교류전원으로 회전력을 발생시키는 전동기;
    상기 전동기의 회전력으로 유압을 발생시켜 운반카 윈치 유니트의 유압모터로 공급하는 운반카 구동용 유압펌프;를 포함하고,
    상기 전동기는 운반카 하강시 운반카 윈치 유니트에 구비된 유압모터 및 운반카 구동용 유압펌프의 역회전으로 발전기 영역에서 동작되어 발전된 전원을 상기 슈퍼 캐패시터에 충전하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가정용 전원 입력부에는 릴에 전선이 다수 회 권취되어 붐대의 신축에 대응하여 풀리거나 권취되는 전선릴이 구비된 것을 특징으로 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 슈퍼 캐패시터에는 슈퍼 캐패시터의 충전전압과 충전전류를 감지하도록 된 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부; 슈퍼 캐패시터 전압/전류 측정부에서 측정되는 전압 및 전류 신호를 입력받아 소정의 충전전압 이상 충전되는 경우 슈퍼 캐패시터의 충전동작을 차단하도록 상기 AC/DC 컨버터를 제어하는 컨트롤러;가 구비된 것을 특징으로 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전동기에는 전동기의 토크와 회전속도를 측정하는 토크/속도 측정부와 전압과 전류를 측정하는 전동기 발전 전압/전류 측정부가 연결되고, 상기 컨트롤러는 상기 토크/속도 측정부와 전동기 발전 전압/전류 측정부의 측정신호를 수신하여 전동기가 발전기 영역에서 동작할 때 상기 측정신호를 고려하여 동작되도록 제어함을 특징으로 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 운반카 윈치 유니트에 구비된 유압모터는 동력인출장치 또는 슈퍼 캐패시터의 작동에 따라 발생되는 유압을 선택적으로 공급받아 작동되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템.
  7. a) 붐대 인출 후 슈퍼 캐패시터의 충전전압을 감지하여 운반카를 승강시키는데 필요한 전원이 충전되어 있는지 여부를 감지하는 단계;
    b) 상기 a단계에서 충전이 필요한 경우 가정용 전원을 공급받아 슈퍼 캐패시터에 충전하는 단계;
    c) 상기 a단계에서 충전이 필요하지 않은 경우 운반카를 작동시키되, 운반카가 하강 중인지 여부를 판단하여 하강 중인 것으로 판단되면 전동기를 발전기 영역에서 동작시켜 발전을 하도록 제어한 후 발전된 전원을 슈퍼 캐패시터에 충전하도록 하는 운반카 승강 제어단계;
    d) 상기 c단계 이후 운반카가 승강대기 중인 것으로 판단되는 경우 상기 a단계로 귀환하여 a단계를 수행하도록 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 제어방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 컨트롤러는 상기 운반카 승강 제어단계에서 슈퍼 캐패시터의 전압과 전류를 감지하여 과충전 여부를 감지한 후 과충전된 것으로 판단되는 충전전류를 차단하도록 하는 가정용 전원을 이용한 고가 사다리차의 운반카 이송시스템 제어방법.
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