KR101928507B1

KR101928507B1 - Excavator guidance system having angle sensor with auto-positioning function for allocating communication ID

Info

Publication number: KR101928507B1
Application number: KR1020170166198A
Authority: KR
Inventors: 서경열; 한영민; 이재상; 서용선; 윤정환
Original assignee: 이씨에스프라임 주식회사
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2018-12-12

Abstract

According to the present invention, an excavator guidance system including an angle sensor is disclosed. The guidance system is for an excavator including multiple angle sensors sequentially arranged and connected through an ID check line. Each angle sensor includes a first node receiving a first node voltage from a front end angle sensor through the ID check line, a second node outputting a second node voltage toward a rear end angle sensor through the ID check line and outputting the second node voltage lower than the first node voltage as a result of voltage drop, a voltage measuring unit for measuring the second node voltage, and a control unit assigning a communication ID unique to each angle sensor in accordance with information of the second node voltage output from the voltage measuring unit. According to the present invention, a worker does not have to manually input the communication IDs of the multiple angle sensors. In the excavator guidance system, each angle sensor grasps its position in the array of the multiple angle sensors to automatically assign the communication IDs and realize auto positioning.

Description

[0001] The present invention relates to a guidance system having an angle sensor for implementing automatic allocation of a communication ID,

본 발명은 굴삭기에서, 통신 아이디의 자동 할당을 구현하는 각도 센서를 포함하는 굴삭기의 가이던스 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a guidance system for an excavator comprising an angle sensor for implementing automatic assignment of a communication ID in an excavator.

토목 공사 및 건설 현장에서는, 정확한 작업성 유지와 시공성 향상을 위해 측량작업을 빈번하게 수행하고 있으며, 계측 결과를 바탕으로 한 작업 내역을 확인하는 공정을 갖고 있다. 이러한 측량작업을 수작업으로 진행하는 경우 시간 및 자원의 낭비를 물론이고, 다수의 불편함이 따르게 된다. 최근에는 이러한 불편함을 해소하기 위한 건설기계의 작업 가이던스 장치에 대한 수요가 지속적으로 확대되고 있고, 개발의 필요성이 커지고 있는 실정이다. In the civil engineering and construction sites, surveying work is frequently performed to maintain accurate workability and improve workability, and it has a process of confirming work history based on measurement results. If the surveying is carried out manually, waste of time and resources, as well as a number of inconveniences are caused. In recent years, there is a growing demand for a guidance device for a construction machine to solve such inconvenience, and the need for development is increasing.

본 발명의 일 실시형태는, 다수 개소에 장착된 각도 센서의 통신 아이디를 작업자가 일일이 입력하는 수동 방식에 의하지 않고, 각각의 각도 센서가 다수의 각도 센서의 배열 중에서 자신의 위치를 파악하고 통신 아이디를 자동으로 할당하는 오토 포지셔닝(auto positioning)을 구현하는 굴삭기의 가이던스 시스템을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, each of the angular sensors can determine their position in the arrangement of the plurality of angle sensors, and the communication ID And an auto-positioning system for automatically assigning the position of the excavator.

본 발명의 일 실시형태에 따른 굴삭기의 가이던스 시스템은, A guiding system of an excavator according to an embodiment of the present invention,

선후 관계를 갖도록 배열되며, 아이디 체크 라인을 통하여 순차적으로 연결된 다수의 각도 센서를 포함하는 굴삭기의 가이던스 시스템으로서, A guiding system of an excavator including a plurality of angle sensors sequentially arranged through an ID check line,

각각의 각도 센서는, Each of the angle sensors,

상기 아이디 체크 라인을 통하여 전단의 각도 센서로부터 제1 노드 전압이 입력되는 제1 노드;A first node for receiving a first node voltage from an angle sensor at a front end through the ID check line;

상기 아이디 체크 라인을 통하여 후단의 각도 센서를 향하여 제2 노드 전압이 출력되되, 전압 강하에 의해 상기 제1 노드 전압보다 낮은 제2 노드 전압이 출력되는 제2 노드; A second node for outputting a second node voltage to the rear-end angle sensor through the ID check line, and outputting a second node voltage lower than the first node voltage by a voltage drop;

상기 제2 노드 전압을 측정하기 위한 전압 측정부; 및A voltage measuring unit for measuring the second node voltage; And

상기 전압 측정부로부터 출력되는 제2 노드 전압의 정보에 따라 각 각도 센서의 고유한 통신 아이디를 할당하는 제어부;를 포함한다. And a controller for assigning a communication ID unique to each angle sensor according to the information of the second node voltage outputted from the voltage measuring unit.

예를 들어, 각각의 각도 센서는, 전압 강하를 유도하기 위한 것으로, 제1 노드와 제2 노드 사이의 제1 저항을 포함할 수 있다. For example, each angle sensor is for inducing a voltage drop and may include a first resistor between the first node and the second node.

예를 들어, 각각의 각도 센서는, 상기 제2 노드와 그라운드 사이의 제2 저항을 더 포함할 수 있다. For example, each angle sensor may further include a second resistor between the second node and ground.

예를 들어, 다수의 각도 센서들은 캔 통신 라인을 통하여 서로 통신 가능하게 연결될 수 있다. For example, a plurality of angle sensors may be communicably connected to one another via a CAN communication line.

예를 들어, 상기 제어부는, For example,

상기 캔 통신 라인을 통하여 해당 각도 센서의 제2 노드 전압을 서로 다른 각도 센서와 송수신하고, The second node voltage of the angle sensor is transmitted and received to and from different angle sensors through the can communication line,

제2 노드 전압의 대소 비교에 따라 전체 각도 센서의 배열 중에서 해당 각도 센서의 위치를 파악하고 배열 순서에 따라 통신 아이디를 할당할 수 있다. The position of the corresponding angle sensor can be grasped in the arrangement of all the angle sensors according to the magnitude comparison of the second node voltage, and the communication ID can be allocated according to the arrangement order.

예를 들어, 각각의 각도 센서의 제2 노드 전압은, 전체 각도 센서의 배열을 따라 해당 각도 센서의 선후 위치에 따라 순차적으로 낮아질 수 있다. For example, the second node voltage of each angle sensor can be sequentially lowered along the arrangement of the overall angle sensor according to the position of the forward position of the corresponding angle sensor.

예를 들어, 상기 제어부는, 측정된 제2 노드 전압을 갖고, 각각의 전압 범위에 해당되는 서로 다른 통신 아이디가 매칭되어 있는 아이디 룩업 테이블을 참조하여, 통신 아이디를 할당할 수 있다. For example, the control unit can allocate a communication ID by referring to the ID lookup table having the measured second node voltage and matching different communication IDs corresponding to the respective voltage ranges.

예를 들어, 상기 굴삭기는, 굴삭기의 본체와, 상기 굴삭기의 본체로부터 순차적으로 연결되며 서로에 대해 회전 가능하게 연결된 붐, 암, 버킷을 포함하고, For example, the excavator includes a main body of an excavator, a boom, an arm, and a bucket sequentially connected from the main body of the excavator and rotatably connected to each other,

상기 각도 센서는, 상기 굴삭기의 본체, 붐, 암, 버킷에 각각 장착될 수 있다. The angle sensor may be mounted on the main body of the excavator, the boom, the arm, and the bucket, respectively.

한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 굴삭기의 가이던스 시스템은, 각각 서로 다른 배향으로 장착되며, 통신 라인을 통하여 서로 통신 가능하게 연결된 다수의 각도 센서를 포함하는 굴삭기의 가이던스 시스템으로서, Meanwhile, a guiding system of an excavator according to another embodiment of the present invention is a guiding system of an excavator including a plurality of angle sensors each mounted in a different orientation and connected to each other so as to be able to communicate with each other through a communication line,

각각의 각도 센서는, Each of the angle sensors,

3차원 직교 좌표인 x 방향, y 방향, z 방향에 따른 중력 가속도를 각각 측정하기 위한 가속도 센서; 및An acceleration sensor for measuring gravity acceleration along the x direction, the y direction, and the z direction, which are three-dimensional rectangular coordinates; And

상기 가속도 센서로부터 측정된 중력 가속도를 다른 각도 센서와 송수신하고, x 방향, y 방향, z 방향에 따른 각각의 중력 가속도의 대소 비교에 따라 전체 각도 센서의 배열 중에서 해당 각도 센서의 위치를 파악하고 배열 순서에 따라 통신 아이디를 할당하는 제어부;를 포함한다. The gravity acceleration measured from the acceleration sensor is transmitted to and received from another angle sensor, and the position of the corresponding angle sensor in the arrangement of all the angle sensors is determined according to the comparison of the gravity accelerations in the x direction, the y direction, And a control unit for allocating a communication ID according to the order.

상기 각도 센서는 상기 굴삭기의 본체, 붐, 암, 버킷에 각각 장착될 수 있다. The angle sensor may be mounted on the main body of the excavator, the boom, the arm, and the bucket, respectively.

예를 들어, 상기 통신 라인을 포함하는 케이블은, 상기 굴삭기의 본체와, 붐과, 암과, 버킷에 각각 장착된 각도 센서를 순차적으로 경유하면서 각각의 각도 센서와 전기적인 연결을 형성할 수 있다. For example, the cable including the communication line can establish electrical connection with each angle sensor while sequentially passing through the main body of the excavator, the boom, the arm, and the angle sensor respectively mounted on the bucket .

예를 들어, 상기 굴삭기의 본체와, 붐과, 암과, 버킷에 각각 장착된 각도 센서는, 케이블의 궤적을 따라 케이블과 나란한 방향을 따라 장착되며, 각각의 각도 센서는 서로 다른 배향으로 장착될 수 있다. For example, the body of the excavator, the boom, the arm, and the angle sensor mounted on the bucket, respectively, are mounted along the cable's trajectory along a direction parallel to the cable, and each angle sensor is mounted in a different orientation .

예를 들어, 각각의 각도 센서는, 서로 나란한 한 쌍의 장변과, 서로 나란한 한 쌍의 단변을 포함하는 주된 면; 및 For example, each angle sensor may include a main surface including a pair of long sides parallel to each other and a pair of short sides parallel to each other; And

서로 마주하는 2 개의 주된 면 사이의 측면을 둘러싸는 4 면을 포함할 수 있다. And four sides surrounding the sides between two major faces facing each other.

예를 들어, 상기 굴삭기의 본체에 장착되는 각도 센서는, 상기 주된 면이 상기 굴삭기의 본체의 상면과 마주하도록 지표면에 대해 평편하게 누운 자세로 장착될 수 있다. For example, the angle sensor mounted on the main body of the excavator may be mounted in a flat lying position with respect to the ground surface so that the main surface faces the upper surface of the main body of the excavator.

예를 들어, 상기 붐, 암, 그리고 버킷에 부착되는 각각의 각도 센서는, 상기 주된 면이 각각의 붐, 암, 그리고 버킷의 사이드면과 마주하도록 지표면에 대해 직립하게 세워진 상태에서, 케이블의 연장 방향을 따라 장변이 나란하게 놓이도록 지표면에 대해 서로 다른 각도로 장착될 수 있다. For example, each of the angular sensors attached to the boom, the arm and the bucket may be arranged such that the main surface is raised upright with respect to the ground surface so as to face the respective side surfaces of the boom, And can be mounted at different angles with respect to the ground surface so that the long sides are parallel to each other along the direction.

예를 들어, 상기 각도 센서의 장변 방향과 단변 방향을, 각각 x 방향과 y 방향이라고 하고, x 방향 및 y 방향과 수직한 방향을 z 방향이라고 할 때, For example, when the long side direction and the short side direction of the angle sensor are referred to as x direction and y direction, and the direction perpendicular to the x direction and the y direction is referred to as z direction,

상기 제어부는, 다른 각도 센서로부터 입수된 중력 가속도와 비교하여, 해당 각도 센서의 중력 가속도가, Wherein the control unit compares gravity acceleration obtained from another angle sensor with the gravity acceleration of the angle sensor,

x 방향을 따라 최대 중력 가속도 이면, 버킷에 부착된 각도 센서에 해당되는 통신 아이디를 할당하고, If the maximum gravitational acceleration is along the x direction, a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the bucket is assigned,

y 방향을 따라 최대 중력 가속도 이면, 암에 부착된 각도 센서에 해당되는 통신 아이디를 할당하며, if it is the maximum gravitational acceleration along the y direction, assigns a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the arm,

z 방향으로 최대 중력 가속도 이면, 굴삭기의 본체에 부착된 각도 센서에 해당되는 통신 아이디를 할당하고, if it is the maximum gravitational acceleration in the z direction, assigns a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the main body of the excavator,

x 방향, y 방향, z 방향의 세 방향으로 모두 최대의 가속도가 아니면, 붐에 부착된 각도 센서에 해당되는 통신 아이디를 할당할 수 있다. a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the boom can be assigned if the acceleration is not the maximum in all three directions, i.e., the x direction, the y direction, and the z direction.

예를 들어, 상기 가속도 센서는, 상기 굴삭기의 붐은 상방으로 최대한 들어올린 상태에서, 암은 지표면에 수평하고 버킷은 지표면에 수직한 리프트 자세에서 중력 가속도를 측정할 수 있다. For example, the acceleration sensor can measure the gravitational acceleration in a lift posture in which the arm is horizontal to the ground surface and the bucket is in a lift posture perpendicular to the ground surface, while the boom of the excavator is lifted up to the maximum.

예를 들어, 상기 가속도 센서는 굴삭기의 정지 상태에서의 중력 가속도를 측정할 수 있다.For example, the acceleration sensor can measure the gravitational acceleration in the stopped state of the excavator.

본 발명에 의하면, 다수 개소에 장착된 각도 센서의 통신 아이디를 작업자가 일일이 입력하는 수동 방식에 의하지 않고, 각각의 각도 센서가 다수의 각도 센서의 배열 중에서 자신의 위치를 파악하고 자동으로 통신 아이디를 할당하는 오토 포지셔닝(auto positioning)을 구현하는 굴삭기의 가이던스 시스템이 제공될 수 있다.According to the present invention, regardless of a manual method in which a worker individually inputs a communication ID of an angle sensor mounted in a plurality of locations, each angle sensor grasps its own position in the arrangement of a plurality of angle sensors, A guiding system of an excavator that implements the auto positioning to be assigned may be provided.

도 1에는, 본 발명의 실시형태에 따른 각도 센서가 장착된 굴삭기의 가이던스 시스템을 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있다.
도 2에는 도 1에 도시된 각도 센서를 이용한 오토 포지셔닝(auto positioning) 동작을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 3에는 도 2의 오토 포지셔닝을 설명하기 위한 회로도가 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 각도 센서의 구조를 모식적으로 도시한 도면이 도시되어 있다.
도 5a 내지 도 5c에는 도 1에 도시된 각도 센서의 대략적인 외형을 보여주는 도면들로서, 도 5a에는 각도 센서의 사시도, 도 5b에는 각도 센서의 주된 면을 도시한 평면도, 도 5c는 각도 센서의 측면을 도시한 평면도가 각각 도시되어 있다.
도 6a 내지 도 6d에는 굴삭기의 서로 다른 개소에 장착된 각도 센서의 배향을 보여주는 도면들로서, 도 6a에는 굴삭기의 본체에 장착된 각도 센서의 배향, 도 6b에는 붐에 장착된 각도 센서의 배향, 도 6c에는 암에 장착된 각도 센서의 배향, 그리고, 도 6d에는 버킷에 장착된 각도 센서의 배향이 각각 도시되어 있다.Fig. 1 is a perspective view for explaining a guidance system of an excavator equipped with an angle sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an auto positioning operation using the angle sensor shown in FIG.
Fig. 3 shows a circuit diagram for explaining auto positioning in Fig.
Fig. 4 is a view schematically showing the structure of the angle sensor shown in Fig.
5A is a perspective view of the angle sensor, FIG. 5B is a plan view showing a main surface of the angle sensor, FIG. 5C is a side view of the angle sensor, and FIG. Respectively. As shown in Fig.
6A to 6D are views showing the orientation of an angle sensor mounted at different positions of an excavator. FIG. 6A shows the orientation of the angle sensor mounted on the main body of the excavator, FIG. 6B shows the orientation of the angle sensor mounted on the boom, 6c shows the orientation of the angle sensor mounted on the arm, and Fig. 6d shows the orientation of the angle sensor mounted on the bucket, respectively.

이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시형태에 관한 각도 센서가 장착된 굴삭기의 가이던스 시스템에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a guidance system of an excavator equipped with an angle sensor according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings attached hereto.

도 1에는, 본 발명의 실시형태에 따른 각도 센서가 장착된 굴삭기의 가이던스 시스템을 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 각도 센서를 이용한 오토 포지셔닝(auto positioning) 동작을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. Fig. 1 is a perspective view for explaining a guidance system of an excavator equipped with an angle sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view for explaining an auto positioning operation using the angle sensor shown in FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시형태에 적용 가능한 굴삭기는, 작업자가 탑승하는 캡(cab)을 포함하는 본체(M)를 포함하고, 상기 본체(M)로부터 순차적으로 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)이 회절 가능하도록 링크 형태로 연결된 구조를 가질 수 있다. 이때, 실질적인 굴삭 작업을 수행하는 버킷(BU)의 운동 궤적은, 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)의 4절 링크의 운동 궤적으로부터 정의될 수 있으며, 이를 위해, 굴삭기의 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)에는 각각 각도 센서(S)가 장착될 수 있다. 상기 각도 센서(S)들은 본체(M)로부터 붐(BO)과 암(AR)을 거쳐 버킷(BU)으로 연장되는 케이블(C)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 케이블(C)에 마련된 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L, 도 2 참조)을 통하여 시스템 컨트롤러(MCU)와 통신 가능하게 연결될 수 있다. 상기 시스템 컨트롤러(MCU)는 각도 센서(S)로부터 측정된 각도 정보를 입수하여, 굴삭 작업의 3차원 정보로 가공하고 모니터(미도시)를 통해 굴삭기의 작업자에게 제공할 수 있으며, 굴삭기의 본체(M)에 배치될 수 있다. 1, an excavator applicable to the embodiment of the present invention includes a main body M including a cab on which an operator is to be carried, (AR) and a bucket (BU) are diffractable. At this time, the motion locus of the bucket BU performing the actual excavation work can be defined from the motion locus of the four-bar linkage of the main body M, the boom BO, the arm AR, and the bucket BU, The angle sensor S can be mounted on the main body M of the excavator, the boom BO, the arm AR and the bucket BU, respectively. The angle sensors S may be electrically connected to a cable C extending from the main body M to the bucket BU via the boom BO and the arm AR and connected to a can communication line (CAN_H, CAN_L, see Fig. 2). The system controller (MCU) obtains the angle information measured from the angle sensor (S), processes it into three-dimensional information of excavation work and provides it to an operator of the excavator through a monitor (not shown) M).

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 상기 각도 센서(S)는, 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)에 장착된 서로 다른 4개의 각도 센서(S)를 포함하여 다수로 마련될 수 있으며, 다수의 각도 센서(S)는 캔 통신 라인(하이 신호선 CAN_H 및 로우 신호선 CAN_L)을 통하여 서로 연결될 수 있다. 상기 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)은 각각의 각도 센서(S)를 순차적으로 경유하면서 각각의 각도 센서(S)와 전기적인 연결을 형성할 수 있으며, 다수의 각도 센서(S)는 상기 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)에 대해 병렬적으로 연결될 수 있다. 상기 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)은 하이 신호선(CAN_H) 및 로우 신호선(CAN_L)을 포함할 수 있으며, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과 함께, 각각의 각도 센서(S)에 전원을 공급하기 위한 전원선(미도시)과 공통의 그라운드를 위한 접지선(미도시)이 취합되어 하나의 케이블(C, 도 1 참조)로 마련될 수 있다. 1 and 2, the angle sensor S includes four different angle sensors S mounted on the main body M, the boom BO, the arm AR, and the bucket BU And a plurality of angle sensors S may be connected to each other via a CAN communication line (a high signal line CAN_H and a low signal line CAN_L). The CAN communication lines CAN_H and CAN_L are capable of establishing electrical connection with the respective angle sensors S while sequentially passing through the respective angle sensors S, May be connected in parallel to the lines (CAN_H, CAN_L). The CAN communication lines CAN_H and CAN_L may include a high signal line CAN_H and a low signal line CAN_L and may supply power to each angle sensor S together with CAN communication lines CAN_H and CAN_L (Not shown) for ground and a ground line (not shown) for a common ground may be combined to form a single cable C (see FIG. 1).

상기 케이블(C)은 본체(M)로부터 붐(BO)과 암(AR)을 순차적으로 경유하여 버킷(BU)까지 연결될 수 있으며, 본체(M)와 붐(BO)과 암(AR)과 버킷(BU)에 장착된 다수의 각도 센서(S)를 순차적으로 경유하면서 각각의 각도 센서(S)와 전기적인 연결을 형성할 수 있고, 이를 위해 각각의 각도 센서(S)에는 커넥터 단자(T, 도 4 참조)가 마련될 수 있다. 상기 커넥터 단자(T)는, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과의 접속을 위한 통신 커넥터(CT)와, 각각의 각도 센서(S)에 대해 고유한 통신 아이디를 자동으로 설정하기 위한 아이디 체크 라인(ID_CHK)과의 접속을 위한 제1, 제2 커넥터(T1,T2)를 취합할 수 있다. 상기 통신 커넥터(CT), 제1, 제2 커넥터(T1,T2) 등은 각도 센서(S)의 하나의 개소로 취합되어 다수의 핀을 포함하는 커넥터 단자(T, 도 4 참조)로 취합될 수 있으며, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과 아이디 체크 라인(ID_CHK) 등이 취합된 케이블(C)의 상대 커넥터 단자(미도시)에 연결될 수 있다. The cable C can be connected from the main body M to the bucket BU sequentially through the boom BO and the arm AR and can be connected to the bucket BU via the main body M and the boom BO, Each of the angle sensors S can be electrically connected to each of the angle sensors S while sequentially passing through a plurality of angle sensors S mounted on the connector BU, 4) may be provided. The connector terminal T includes a communication connector CT for connection with the CAN communication lines CAN_H and CAN_L and an ID check line for automatically setting a communication ID unique to each angle sensor S, The first and second connectors T1 and T2 for connection with the ID_CHK can be collected. The communication connector CT, the first and second connectors T1 and T2 and the like are assembled to one position of the angle sensor S and assembled into a connector terminal T (see FIG. 4) including a plurality of pins And can be connected to a mating connector terminal (not shown) of the cable C in which the CAN communication lines CAN_H and CAN_L and the ID check line ID_CHK are combined.

도 2를 참조하면, 상기 각도 센서(S)는, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 시스템 컨트롤러(MCU)와 통신 가능하게 연결되며, 상기 시스템 컨트롤러(MCU)는 각각의 각도 센서(S)로부터의 측정 데이터를 수집하고, 수신된 데이터로부터 굴삭 작업의 궤적을 파악할 수 있다. 다수의 각도 센서(S)와 시스템 컨트롤러(MCU)가 서로 통신을 하기 위해서는 다수의 각도 센서(S) 각각에 고유한 통신 아이디를 할당해야 한다. 여기서, 통신 아이디는 통신망에서 각각의 각도 센서(S)를 구별하는 일종의 식별자에 해당된다.2, the angle sensor S is communicably connected to a system controller (MCU) through a CAN communication line (CAN_H, CAN_L), and the system controller (MCU) And obtains the locus of the excavation work from the received data. In order for a plurality of angle sensors S and a system controller MCU to communicate with each other, a communication ID unique to each of the plurality of angle sensors S must be allocated. Here, the communication ID corresponds to a kind of identifier that distinguishes each angle sensor S from the communication network.

상기 각도 센서(S)는 자신의 통신 아이디를 자동으로 설정하기 위한 오토 포지셔닝(auto positioning) 알고리즘을 통하여 각각의 각도 센서(S) 마다 고유한 통신 아이디가 자동으로 설정되며, 굴삭기의 작업자가 별도의 수작업을 통하여 통신 아이디를 일일이 입력할 필요가 없다. 즉, 본 발명에서는 각각의 각도 센서(S)에 대한 통신 아이디가 자동으로 설정되며, 각각의 통신 아이디를 수동으로 입력하는 방식으로 각도 센서(S)에 대한 통신 아이디가 설정되지 않는다. 예를 들어, 수동 방식으로 통신 아이디를 설정하는 방식에서는, 각각의 각도 센서(S)의 제조 시에 부여되는 고유한 번호를 굴삭기의 작업자가 일일이 수동 방식으로 입력하게 된다. The angle sensor S automatically sets a communication ID unique to each angle sensor S through an auto positioning algorithm for automatically setting a communication ID of the angle sensor S, There is no need to manually input the communication ID through manual operation. That is, in the present invention, a communication ID for each angle sensor S is automatically set, and a communication ID for the angle sensor S is not set in a manner of manually inputting each communication ID. For example, in a method of setting a communication ID by a manual method, a worker of an excavator manually inputs a unique number given at the time of manufacturing each angle sensor S manually.

도 2를 참조하면, 상기 다수의 각도 센서(S)는 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)에 연결되며, 다수의 각도 센서(S)는 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)의 하이 신호선(CAN_H) 및 로우 신호선(CAN_L)과 접점을 형성하면서 서로 병렬적으로 연결될 수 있다. 각각의 각도 센서(S)는 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과의 접속을 위한 통신 커넥터(CT)를 포함할 수 있다. 2, the plurality of angle sensors S are connected to the CAN communication lines CAN_H and CAN_L and the plurality of angle sensors S are connected to the CAN signal lines CAN_H and CAN_L of the CAN communication lines CAN_H and CAN_L, And may be connected in parallel with each other while forming a contact with the row signal line CAN_L. Each angle sensor S may include a communication connector CT for connection with the CAN communication line (CAN_H, CAN_L).

상기 다수의 각도 센서(S)는 아이디 체크 라인(ID_CHK)을 통하여 서로 연결될 수 있고, 보다 구체적으로, 각도 센서(S)의 배열을 따라 서로 인접한 두 개의 각도 센서(S)는 아이디 체크 라인(ID_CHK)을 통하여 서로 연결될 수 있다. The two angle sensors S adjacent to each other along the arrangement of the angle sensor S are connected to the ID check line ID_CHK via the ID check line ID_CHK, As shown in FIG.

각각의 각도 센서(S)는 아이디 체크 라인(ID_CHK)과 연결되는 제1, 제2 커넥터(T1,T2)를 포함할 수 있고, 제1 커넥터(T1)를 통하여 전단의 각도 센서(S)와 연결될 수 있고, 제2 커넥터(T2)를 통하여 후단의 각도 센서(S)와 연결될 수 있다. 상기 제1 커넥터(T1)에 연결된 제1 노드(N1)의 전압(V1, 이하, 제1 노드 전압)과 제2 커넥터(T2)에 연결된 제2 노드(N2)의 전압(V2, 이하, 제2 노드 전압)은 서로 다른 레벨의 전압으로서, 제1 노드 전압(V1)은, 해당 각도 센서로 입력되는 입력 전압에 해당될 수 있고, 제2 노드 전압(V2)은, 해당 각도 센서로부터 출력되는 출력 전압에 해당될 수 있다. Each angle sensor S may include first and second connectors T1 and T2 connected to an ID check line ID_CHK and may be connected to an angle sensor S at the front end through a first connector T1, And can be connected to the rear-end angle sensor S via the second connector T2. A voltage V2 of the first node N1 connected to the first connector T1 and a voltage V2 of the second node N2 connected to the second connector T2 The first node voltage V1 may correspond to an input voltage input to the angle sensor and the second node voltage V2 may be output from the angle sensor Output voltage.

즉, 각각의 각도 센서(S)는 제1 커넥터(T1)를 통하여 제1 노드 전압(V1)을 입력 받고, 제2 커넥터(T2)를 통하여 제1 노드 전압(V1) 보다 전압 강하된 제2 노드 전압(V2)을 출력한다. 각각의 각도 센서(S)는 전압 강하를 유도하기 위한 저항(R1,R2)을 포함하며, 저항(R1,R2)에 의한 전압 강하를 유도함으로써 전단의 각도 센서(S)로부터 인가된 제1 노드 전압(V1)을 입력으로 하고, 제1 노드 전압(V1)보다 강하된 제2 노드 전압(V2)을 후단의 각도 센서(S)로 출력할 수 있다. 이때, 전압 강하된 제2 노드 전압(V2)은, 전체 각도 센서(S)의 배열 중에서 해당 각도 센서(S)의 위치를 파악할 수 있도록, 각각의 각도 센서(S) 마다 고유한 값으로 제공될 수 있다. That is, each of the angle sensors S receives the first node voltage V1 through the first connector T1 and receives the second node voltage V1 lower than the first node voltage V1 through the second connector T2. And outputs the node voltage V2. Each of the angle sensors S includes resistors R1 and R2 for inducing a voltage drop and generates a voltage drop by the resistors R1 and R2, The voltage V1 may be input and the second node voltage V2 lower than the first node voltage V1 may be output to the angle sensor S at the subsequent stage. At this time, the voltage-dropped second node voltage V2 is provided as a value unique to each angle sensor S so that the position of the corresponding angle sensor S can be grasped in the arrangement of all the angle sensors S .

제1 노드 전압(V1)을 입력으로 하여, 제1 노드 전압(V1) 보다 강하된 제2 노드 전압(V2)을 출력하는 각도 센서(S)의 동작은, 전압 강하를 유도하기 위한 저항(R1,R2)의 전압 배분으로 이해될 수 있다. 이에 대해서는 후에 보다 구체적으로 설명하기로 한다. The operation of the angle sensor S that receives the first node voltage V1 and outputs the second node voltage V2 that is lower than the first node voltage V1 is performed by the resistance R1 , R2). &Lt; / RTI > This will be described later in more detail.

각각의 각도 센서(S)는, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이에 연결된 제1 저항(R1)과, 제2 노드(N2)와 그라운드 사이에 연결된 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 저항(R1)만으로 제1, 제2 노드(N1,N2) 사이에서 전압 강하를 유도할 수 있으나, 제2 저항(R2)을 통하여 제2 노드(N2)와 그라운드를 서로 연결시킴으로써, 제2 노드(N2)의 전압을 보다 안정화시킬 수 있다. 후술하는 바와 같이, 이렇게 안정화된 제2 노드 전압(N2)은, 전압 측정부(A/D)에 의해 포착될 수 있다. Each of the angle sensors S includes a first resistor R1 connected between the first node N1 and the second node N2 and a second resistor R2 connected between the second node N2 and the ground, . &Lt; / RTI > The voltage drop can be induced between the first and second nodes N1 and N2 only by the first resistor R1. However, by connecting the second node N2 and the ground to each other through the second resistor R2, The voltage of the second node N2 can be more stabilized. As described later, the stabilized second node voltage N2 can be captured by the voltage measurement unit A / D.

각 각도 센서(S)의 제2 노드 전압(V2)은, 제2 노드(N2)와 연결된 모든 전류의 흐름을 고려하여 결정되며, 제2 노드(N2)와 연결된 제1, 제2 저항(R1,R2)과, 제2 노드(N2)를 통하여 연결된 후단 각도 센서(S)의 제1, 제2 저항(R1,R2)에 의해 영향을 받게 된다. 이때, 후단 각도 센서(S)의 영향은 등가 저항을 통하여 나타낼 수 있으며, 이 경우, 어느 한 각도 센서(S)의 제2 노드 전압(V2)은, 제1 노드 전압(V1)을 입력으로 하고, 제1 노드(N1)와 제2 노드(N2) 사이의 제1 저항(R1)과, 제2 노드(N2)와 그라운드 간의 등가 저항 사이에서 저항 비율에 따른 전압 배분에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 등기 저항이란, 제2 노드(N2)에 연결된 제2 저항(R2)과, 제2 노드(N2)와 연결된 후단 각도 센서(S)의 제1, 제2 저항(R1,R2)의 합성 저항을 하나의 등가 저항으로 나타낸 것이다. The second node voltage V2 of each angle sensor S is determined in consideration of the flow of all the currents connected to the second node N2 and the first and second resistors R1 R2 of the rear end angle sensor S and the first and second resistors R1 and R2 of the rear end angle sensor S connected through the second node N2. In this case, the influence of the rear-end angle sensor S can be expressed through an equivalent resistance. In this case, the second node voltage V2 of any one of the angle sensors S receives the first node voltage V1 , A first resistance R1 between the first node N1 and the second node N2 and an equivalent resistance between the second node N2 and the ground. Here, the register resistance is a combination of a second resistor R2 connected to the second node N2 and the first and second resistors R1 and R2 of the rear end angle sensor S connected to the second node N2 The resistance is represented by one equivalent resistance.

각 각도 센서(S)의 제2 노드 전압(V2)은 해당 각도 센서(S)의 제1 저항(R1)과 후단 각도 센서(S)의 영향을 고려한 등가 저항 사이의 저항 비율에 따른 전압 배분에 따라 결정될 수 있으며, 이렇게 결정된 제2 노드 전압(V2)은 각 각도 센서(S) 마다의 고유한 값으로 제공되며, 제2 노드 전압(V2)에 따라, 전체 각도 센서(S)의 배열 중에서 해당 각도 센서(S)의 위치를 파악할 수 있고, 고유한 통신 아이디가 결정될 수 있다. The second node voltage V2 of each angle sensor S is applied to the voltage distribution according to the resistance ratio between the equivalent resistance considering the influence of the first resistor R1 and the rear end angle sensor S of the angle sensor S And the second node voltage V2 thus determined is provided as a unique value for each angle sensor S. The second node voltage V2 is supplied to the corresponding one of the angular sensors S, The position of the angle sensor S can be grasped, and a unique communication ID can be determined.

각각의 각도 센서(S)는, 제2 노드 전압(V2)을 측정하기 위한 전압 측정부(A/D)를 포함할 수 있다. 상기 전압 측정부(A/D)는 제2 노드(N2)에 연결되어, 제1 노드 전압(V1)으로부터 전압 강하된 제2 노드 전압(V2)을 측정할 수 있고, 제2 노드(N2)로부터 아날로그 형태의 전압 신호를 포착하여 디지털 형태의 전압 신호로 변환하여 제어부(CPU)로 출력해줄 수 있다. 이때, 각각의 전압 측정부(A/D)에서 측정된 제2 노드 전압(V2)은, 제어부(CPU)의 오토 포지셔닝 동작에 따라 각 각도 센서(S)의 고유한 통신 아이디를 할당하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있다. Each angle sensor S may include a voltage measurement unit A / D for measuring the second node voltage V2. The voltage measuring unit A / D is connected to the second node N2 to measure the second node voltage V2 dropped from the first node voltage V1, And converts the analog voltage signal into a digital voltage signal and outputs the voltage signal to the control unit (CPU). At this time, the second node voltage V2 measured by each voltage measuring unit A / D is set to a base value for allocating a communication ID unique to each angle sensor S in accordance with an auto positioning operation of the control unit CPU It can be used as data.

상기 제2 노드 전압(V2)은, 제2 커넥터(T2)에 접속된 아이디 체크 라인(ID_CHK)을 통하여 후단 각도 센서(S)의 제1 커넥터(T1)로 연결될 수 있고, 아이디 체크 라인(ID_CHK)을 통하여 후단의 각도 센서(S)로 입력될 수 있다. 즉, 어느 한 각도 센서(S)로부터 출력되는 제2 노드 전압(V2)은 후단 각도 센서(S)의 제1 노드 전압(V1)으로 제공될 수 있다.The second node voltage V2 may be connected to the first connector T1 of the rear end angle sensor S via an ID check line ID_CHK connected to the second connector T2 and the ID check line ID_CHK To the angle sensor S at the rear end. That is, the second node voltage V2 output from any one of the angle sensors S may be provided as the first node voltage V1 of the rear stage angle sensor S.

각각의 각도 센서(S)는 아이디 체크 라인(ID_CHK)을 통하여 전단의 각도 센서(S)로부터 제공되는 제1 노드 전압(V1)을 입력으로 하고, 입력된 제1 노드 전압(V1)을 제1, 제2 저항(R1,R2)의 저항 값에 따라 결정되는 제2 노드 전압(V2)으로 변환하여 후단의 각도 센서(S)로 출력할 수 있다. 이때, 각각의 각도 센서(S)의 제1, 제2 저항(R1,R2)을 통하여 캐스케이드 방식에 따라 순차적으로 강하되는 전압(제2 노드 전압 V2에 해당)은, 각각의 각도 센서(S) 마다 고유한 전압 값(제2 노드 전압 V2에 해당)으로 제공될 수 있으며, 전체 각도 센서(S)의 배열 중에서 해당 각도 센서(S)의 위치를 파악하는데 활용될 수 있고, 전체 각도 센서(S)의 배열 중에서 해당 각도 센서(S)를 식별해낼 수 있는 식별 정보를 제공할 수 있다. Each angle sensor S receives a first node voltage V1 provided from an angle sensor S at the previous stage through an ID check line ID_CHK and outputs the first node voltage V1 inputted thereto as a first The second node voltage V2 determined according to the resistance value of the second resistors R1 and R2, and output the converted voltage to the second angle sensor S. At this time, the voltage (corresponding to the second node voltage V2) sequentially dropped in accordance with the cascade method through the first and second resistors R1 and R2 of each angle sensor S is detected by each angle sensor S, (Corresponding to the second node voltage V2), and can be utilized to determine the position of the corresponding angle sensor S among the array of all the angle sensors S, and the total angle sensor S The identification information for identifying the angle sensor S can be provided.

본 발명에서는, 각각의 각도 센서(S)에 마련된 제1, 제2 저항(R1,R2)을 통하여, 기준 전압(VR)으로부터 각도 센서(S)의 배열을 따라 캐스케이드 방식으로 순차적인 전압 강하를 유도하고, 각도 센서(S)의 제1, 제2 저항(R1,R2)을 통하여 얻어지는 전압 값(제2 노드 전압 V2에 해당)에 기초하여 각 각도 센서(S)의 식별 정보로서의 통신 아이디를 할당할 수 있다. In the present invention, a sequential voltage drop is generated in a cascade manner along the arrangement of the angle sensor S from the reference voltage VR via the first and second resistors R1 and R2 provided in the respective angle sensors S And based on the voltage value (corresponding to the second node voltage V2) obtained through the first and second resistors R1 and R2 of the angle sensor S, a communication ID as identification information of each angle sensor S Can be assigned.

각도 센서(S)의 배열 방향을 따라 가장 선단에 배치된 각도 센서(S1)는, 시스템 컨트롤러(MCU)와 연결될 수 있고, 시스템 컨트롤러(MCU)의 기준 단자로부터 기준 전압(VR)을 입력 받고, 입력된 기준 전압(VR)을 제1, 제2 저항(R1,R2)의 저항 값에 따라 결정되는 전압(제2 노드 전압 V2에 해당)으로 변환하여 후단의 각도 센서(S2)로 출력해줄 수 있다. 이때, 상기 시스템 컨트롤러(MCU)의 기준 단자는 일정한 기준 전압(VR)을 제공하는 정 전압원에 해당될 수 있다. The angle sensor S1 disposed at the front end along the arrangement direction of the angle sensor S can be connected to the system controller MCU and receives the reference voltage VR from the reference terminal of the system controller MCU, The input reference voltage VR is converted into a voltage (corresponding to the second node voltage V2) determined according to the resistance value of the first and second resistors R1 and R2 and output to the angle sensor S2 at the subsequent stage have. At this time, the reference terminal of the system controller (MCU) may correspond to a constant voltage source that provides a constant reference voltage (VR).

본 발명에서 상기 각도 센서(S)들은 선후 관계를 갖고 배열될 수 있다. 여기서, 각도 센서(S)들이 선후 관계를 갖는다는 것은, 예를 들어, 아이디 체크 라인(ID_CHK)을 통하여 다수의 각도 센서(S)들이 서로 연결될 때, 아이디 체크 라인(ID_CHK)의 선단은 시스템 컨트롤러(MCU)의 기준 단자(기준 전압 VR)에 연결될 수 있고, 이때, 기준 단자 또는 시스템 컨트롤러(MCU)를 기준으로, 상기 기준 단자 또는 시스템 컨트롤러(MCU)와 가까운 위치로부터 멀리 떨어진 위치까지 다수의 각도 센서(S)들이 선후 관계를 갖도록 배열될 수 있다. 이때, 다수의 각도 센서(S)에서 측정되는 제2 노드 전압(V2)은 선후 관계에 따라 전단의 각도 센서(S)로부터 후단의 각도 센서(S)로 가면서(즉, 각도 센서 S1, S2, S3, S4의 순서로), 제1, 제2 저항(R1,R2)에 의해 유도되는 순차적인 전압 강하에 따라 단계적으로 낮아지게 된다.In the present invention, the angle sensors S may be arranged in a posterior relationship. Here, the fact that the angle sensors S have a posterior relationship means that when a plurality of angle sensors S are connected to each other through, for example, an ID check line ID_CHK, the tip of the ID check line ID_CHK is connected to the system controller (Reference voltage VR) of the system controller MCU. At this time, the reference terminal or the system controller MCU may be connected to the reference terminal or the system controller MCU at a plurality of angles The sensors S may be arranged to have a posterior relationship. At this time, the second node voltage V2 measured by the plurality of angle sensors S goes from the front-end angle sensor S to the rear-end angle sensor S (i.e., the angle sensors S1, S2, S3, and S4), and is gradually lowered in accordance with the sequential voltage drop induced by the first and second resistors R1 and R2.

상기 제어부(CPU)는, 측정된 제2 노드 전압(V2)에 따라 해당 각도 센서(S)의 위치를 결정할 수 있고, 각 각도 센서(S) 마다 고유한 식별 정보로서의 통신 아이디를 설정해줄 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(CPU)는 사전에 입력된 아이디 룩업 테이블을 참조하고, 측정된 제2 노드 전압(V2)을 입력으로 하여, 통신 아이디를 조회할 수 있다. 이때, 상기 아이디 룩업 테이블에는 각각의 전압 범위에 해당되는 각각의 통신 아이디가 설정되어 있을 수 있고, 각각의 전압 범위와 이에 해당되는 고유의 통신 아이디가 일대일 관계로 매칭되어 있을 수 있다. 예를 들어, 각각의 각도 센서(S)에 부여되는 통신 아이디는, 각도 센서(S)의 배열 위치에 따른 일련 번호로 제공될 수 있다. 실제 구현된 각도 센서(S)에서는 허용 공차 내에서 어느 정도 전압의 편차가 있을 수 있으므로, 최소와 최대를 갖는 전압 범위에 대해 각각의 통신 아이디를 대응시키는 것이 바람직할 수 있다.The control unit CPU can determine the position of the angle sensor S according to the measured second node voltage V2 and set a communication ID as unique identification information for each angle sensor S . For example, the control unit (CPU) can refer to a previously input ID lookup table and input a measured second node voltage (V2) to inquire a communication ID. At this time, the ID lookup table may have respective communication IDs corresponding to the respective voltage ranges, and the respective voltage ranges and corresponding unique IDs may be matched in a one-to-one relationship. For example, the communication IDs assigned to the respective angle sensors S may be provided as serial numbers according to the arrangement positions of the angle sensors S. In actual implementation of the angle sensor S, there may be a certain voltage deviation within the tolerance, so it may be desirable to map each communication ID to the voltage range with the minimum and maximum.

상기 제어부(CPU)는 아이디 룩업 테이블에 의하지 않고, 각각의 각도 센서(S)로부터 측정된 제2 노드 전압(V2)을 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 서로 공유하고, 제2 노드 전압(V2)의 대소 비교에 따라 일련 번호로서의 통신 아이디가 부여될 수도 있고, 이 경우, 아이디 룩업 테이블은 생략될 수 있다. 즉, 상기 다수의 각도 센서들(S, 보다 구체적으로, 다수의 각도 센서들의 제어부들 CPU)은, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 각자 측정한 제2 노드 전압(V2)의 정보를 교환할 수 있으며, 제2 노드 전압(V2)의 대소 관계에 따라 각도 센서(S)의 배열 중 해당 각도 센서(S)의 위치를 파악할 수 있고, 가장 높은 전압으로부터 낮은 전압의 순서 따라 각도 센서(S)의 배열 순서를 정할 수 있고, 각각의 각도 센서(S)의 통신 아이디를 할당해줄 수 있다. 각각의 각도 센서(S, 보다 구체적으로, 각 각도 센서의 제어부 CPU)는 자신의 제2 노드 전압(V2)과, 다른 각도 센서(S)로부터 수신된 제2 노드 전압(V2)에 관한 정보를 서로 비교하여 자신의 배열 순서 내지 위치를 파악할 수 있고, 이에 근거하여 자신의 통신 아이디를 할당해줄 수 있다.The control unit CPU can share the second node voltage V2 measured from each angle sensor S with each other via the CAN communication lines CAN_H and CAN_L without depending on the ID lookup table, V2), a communication ID as a serial number may be given. In this case, the ID lookup table may be omitted. That is, the plurality of angle sensors S (more specifically, the controllers CPUs of the plurality of angle sensors) exchange information of the measured second node voltage V2 through the CAN communication lines CAN_H and CAN_L The position of the corresponding angle sensor S in the arrangement of the angle sensor S can be grasped according to the magnitude of the second node voltage V2 and the angle sensor S Can be determined, and the communication ID of each angle sensor S can be assigned. Each of the angle sensors S (more specifically, the control CPU of each angle sensor) receives information about its own second node voltage V2 and the second node voltage V2 received from another angle sensor S It is possible to grasp the arrangement order and the position of the user, and assign their own communication ID based on the arrangement order or the position.

상기한 바와 같이, 각도 센서(S) 마다 고유한 통신 아이디를 할당하기 위한 오토 포지셔닝(auto positioning)은, 굴삭기의 전원이 인가되고 소정 시간 동안에 이루어질 수 있으며, 오토 포지셔닝이 종료된 이후, 다수의 각도 센서(S)로부터 측정되는 각도의 측정 값은, 각도 센서(S)의 통신 아이디와 함께, 시스템 컨트롤러(MCU)로 전송되며, 시스템 컨트롤러(MCU)는 통신 아이디로부터 각각의 측정 개소의 위치를 파악할 수 있고, 각각의 측정 개소로부터 수신된 각도의 측정 값으로부터 굴삭 작업의 3차원 정보를 파악하고 취합된 정보를 모니터를 통하여 작업자에게 전달해줄 수 있다. As described above, auto positioning for assigning a unique communication ID to each angle sensor S can be performed for a predetermined time after power of the excavator is applied, and after the auto positioning is completed, The measured value of the angle measured from the sensor S is transmitted to the system controller MCU together with the communication ID of the angle sensor S and the system controller MCU obtains the position of each measurement point from the communication ID Dimensional information of the excavation work can be grasped from the measurement values of the angles received from the respective measurement points, and the collected information can be transmitted to the operator through the monitor.

도 3에는 도 2의 오토 포지셔닝을 설명하기 위한 회로도가 도시되어 있다. Fig. 3 shows a circuit diagram for explaining auto positioning in Fig.

도 3을 참조하면, 전체 각도 센서(S)의 배열을 따라, 기준 전압(VR)을 인가하는 기준 전원(예를 들어, 시스템 컨트롤러 MCU)으로부터 4개의 각도 센서(S)가 순차적으로 배치될 수 있고, 각각의 각도 센서(S) 마다 제1, 제2 저항(R1,R2)이 배치될 수 있다. 이때, 각각의 각도 센서(S)에서 측정되는 제2 노드 전압(V2)은, 각각의 각도 센서(S) 마다 서로 다른 고유한 값으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 각각의 각도 센서(S)에 마련되는 제1, 제2 저항(R1,R2)의 저항 값이 각각 1kΩ, 2kΩ 이고, 기준 전압(VR)이 3.3V 라고 할 때, 전체 각도 센서(S)의 배열을 따라 가장 선단에 배치된 각도 센서(S1)로부터 가장 후단에 배치된 각도 센서(S4)로 가면서, 각각의 각도 센서(S)의 제2 노드 전압(V2)은, 각각 1.660V, 849.1mV, 463.2 mV, 308.8mV로, 순차적으로 강하된 제2 노드 전압(V2)이 얻어질 수 있다. 3, four angular sensors S may be sequentially arranged from a reference power supply (e.g., a system controller MCU) that applies a reference voltage VR along an array of overall angular sensors S And the first and second resistors R1 and R2 may be disposed for each angle sensor S. [ At this time, the second node voltage V2 measured by each angle sensor S may be provided as a unique value that is different for each angle sensor S. For example, when the resistance values of the first and second resistors R1 and R2 provided in the respective angle sensors S are 1 kΩ and 2 kΩ, respectively, and the reference voltage VR is 3.3 V, The second node voltage V2 of each of the angle sensors S is 1.660 (second), and the second node voltage V2 of the angle sensor S is 1.660 V, 849.1 mV, 463.2 mV, and 308.8 mV, the sequentially lowered second node voltage V2 can be obtained.

각 각도 센서(S)의 제2 노드 전압(R2)은, 해당 각도 센서(S)의 제1 저항(R1)과, 후단 각도 센서(S)의 영향을 고려한 등가 저항 사이에서 저항 비율에 따른 전압 배분에 의해 결정될 수 있다. 여기서, 등기 저항이란, 제2 노드(N2)에 연결된 제2 저항(R2)과, 제2 노드(N2)와 연결된 후단 각도 센서(S)의 제1, 제2 저항(R1,R2)의 합성 저항을 하나의 등가 저항으로 나타낸 것이다.The second node voltage R2 of each angle sensor S is set such that the voltage corresponding to the resistance ratio between the first resistor R1 of the angle sensor S and the equivalent resistance taking account of the influence of the rear end angle sensor S Can be determined by allocation. Here, the register resistance is a combination of a second resistor R2 connected to the second node N2 and the first and second resistors R1 and R2 of the rear end angle sensor S connected to the second node N2 The resistance is represented by one equivalent resistance.

상기와 같이 결정된 제2 노드 전압(V2)은 각 각도 센서(S) 마다의 고유한 값으로 제공되며, 제2 노드 전압(V2)에 따라, 전체 각도 센서(S)의 배열 중에서 해당 각도 센서(S)의 위치를 파악할 수 있고, 고유한 통신 아이디가 설정될 수 있다.The second node voltage V2 determined as described above is provided as a unique value for each angle sensor S and the second node voltage V2 is supplied to the corresponding angle sensor S S), and a unique communication ID can be set.

도 4에는 각도 센서(S)의 구조를 모식적으로 도시한 도면이 도시되어 있다. Fig. 4 is a view schematically showing the structure of the angle sensor S. As shown in Fig.

도면을 참조하면, 상기 각도 센서(S)는, 가속도 센서와 자이로 센서를 포함할 수 있으며, 상기 가속도 센서 및 자이로 센서와 전기적으로 연결되어 이들의 측정 값을 취합하고 이들의 동작을 제어하기 위한 제어부(CPU)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 각도 센서(S)는 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과의 접속을 위한 통신 커넥터(CT, 도 2 참조)와, 아이디 체크 라인(ID_CHK)과의 접속을 위한 제1, 제2 커넥터(T1,T2, 도 2 참조)가 취합된 커넥터 단자(T)를 포함할 수 있다. 상기 커넥터 단자(T)는 다수의 핀 구조를 포함하여, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과 아이디 체크 라인(ID_CHK) 등을 포함하는 케이블(C, 도 1 참조)의 상대 커넥터(미도시)에 연결될 수 있다.Referring to the drawings, the angle sensor S may include an acceleration sensor and a gyro sensor. The angle sensor S is electrically connected to the acceleration sensor and the gyro sensor to collect the measured values of the acceleration sensor and the gyro sensor, (CPU). The angle sensor S is connected to the communication connector CT (see FIG. 2) for connection with the CAN communication line (CAN_H, CAN_L) and the first and second connectors (T1, T2, see Fig. 2). The connector terminal T includes a plurality of pin structures and is connected to a mating connector (not shown) of a cable C (see FIG. 1) including CAN communication lines CAN_H and CAN_L and an ID check line ID_CHK Can be connected.

도 2를 참조하면, 상기 제어부(CPU)는, 각각의 각도 센서(S)의 통신 아이디를 자동으로 설정하기 위한 오토 포시셔닝(auto positioning) 동작을 수행하며, 통신 커넥터(CT)를 통하여 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)에 연결되어 해당 각도 센서(S)로부터 측정된 각도 정보를 시스템 컨트롤러(MCU)로 전송해줄 수 있다. 이때, 상기 제어부(CPU)는, 자신의 통신 아이디와 함께, 측정된 각도 정보를 함께 시스템 컨트롤러(MCU)로 전송해줄 수 있다. 2, the control unit CPU performs an auto positioning operation for automatically setting a communication ID of each angle sensor S, and performs a can positioning operation through a communication connector CT (CAN_H, CAN_L), and transmits the measured angle information from the angle sensor S to the system controller (MCU). At this time, the control unit (CPU) can transmit the measured angle information together with its own communication ID to the system controller (MCU).

이하, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 각도 센서가 장착된 굴삭기의 가이던스 시스템에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a guidance system of an excavator equipped with an angle sensor according to another embodiment of the present invention will be described.

도 1을 참조하면, 본 발명에 적용 가능한 굴삭기는, 굴삭기의 본체(M)로부터 순차적으로 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)이 회절 가능하도록 링크 형태로 연결된 구조를 가질 수 있다. 이때, 실질적인 굴삭 작업을 수행하는 버킷(BU)의 운동 궤적은, 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)의 운동 궤적으로부터 정의될 수 있으며, 이를 위해 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)에는 각도 센서(S)가 각각 장착될 수 있다. 1, an excavator applicable to the present invention may have a structure in which a boom BO, an arm AR, and a bucket BU are sequentially linked from a main body M of an excavator so as to be capable of being diffracted . At this time, the motion locus of the bucket BU performing the actual excavation work can be defined from the motion locus of the main body M, the boom BO, the arm AR and the bucket BU, The boom BO, the arm AR, and the bucket BU, respectively.

다수의 각도 센서(S)는 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 서로 연결될 수 있다. 상기 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)은 각각의 각도 센서(S)를 순차적으로 경유하면서 각각의 각도 센서(S)와 접점을 형성하며, 전기적으로 연결될 수 있고, 다수의 각도 센서(S)는 서로 병렬적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)과 함께, 각각의 각도 센서(S)에 전원을 공급하기 위한 전원선(미도시)과 공통의 그라운드를 위한 접지선(미도시)이 취합되어 하나의 케이블(C)로 구비될 수 있다. A plurality of angle sensors S may be connected to each other via CAN communication lines CAN_H and CAN_L. The CAN communication lines CAN_H and CAN_L form contacts and electrically connected to the respective angle sensors S via the respective angle sensors S in sequence and the plurality of angle sensors S are connected to each other They can be connected in parallel. At this time, a power line (not shown) for supplying power to each angle sensor S and a ground line (not shown) for a common ground are combined together with the CAN communication lines CAN_H and CAN_L, (C).

상기 케이블(C)은 본체(M)로부터 붐(BO)과 암(AR)을 순차적으로 경유하여 버킷(BU)까지 연결될 수 있으며, 본체(M)와 붐(BO)과 암(AR)과 버킷(BU)에 장착된 다수의 각도 센서(S)를 순차적으로 경유하면서 각각의 각도 센서(S)와 접점을 형성할 수 있다. 이때, 굴삭기의 서로 다른 개소에 장착된 각도 센서(S)는, 케이블(C)의 궤적을 따라 케이블(C)과 나란한 방향을 따라 장착될 수 있으며, 이에 따라, 각각의 각도 센서(S)는 서로 다른 배향으로 장착될 수 있다. The cable C can be connected from the main body M to the bucket BU sequentially through the boom BO and the arm AR and can be connected to the bucket BU via the main body M and the boom BO, It is possible to form a contact with each of the angle sensors S while sequentially passing through a plurality of angle sensors S mounted on the display unit BU. At this time, the angle sensor S mounted at different positions of the excavator can be mounted along the direction of the cable C along the locus of the cable C, whereby each angle sensor S They can be mounted in different orientations.

도 5a 내지 도 5c에는 각도 센서(S)의 대략적인 외형을 보여주는 도면으로, 도 5a에는 각도 센서(S)의 사시도, 도 5b에는 각도 센서(S)의 주된 면(MP)을 도시한 평면도, 도 5c는 각도 센서(S)의 측면(SP)을 도시한 평면도가 각각 도시되어 있다. 5A is a perspective view of the angle sensor S, FIG. 5B is a plan view showing a main surface MP of the angle sensor S, FIG. 5C is a plan view showing a side surface SP of the angle sensor S, respectively.

도면들을 참조하면, 상기 각도 센서(S)는 서로 나란한 한 쌍의 장변(L1)과 서로 나란한 한 쌍의 단변(L2)을 포함하는 주된 면(MP)과, 서로 마주하는 2개의 주된 면(MP) 사이의 측면(SP)을 둘러싸는 4면을 포함하는 대략 직육면체 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 주된 면(MP)이란 각도 센서(S)의 6개 면 중에서 가장 넓은 면적을 차지하는 면을 의미할 수 있다. 그리고, 서로 마주하는 2개의 주된 면(MP) 사이의 측면(SP)에는 커넥터 단자(T)가 형성될 수 있다. 상기 커넥터 단자(T)는, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L, 도 2 참조)과의 접속을 위한 통신 커넥터(CT), 공통 그라운드를 위한 접지 라인과의 접속을 위한 커넥터, 전원 공급을 위한 전원선과의 커넥터 등을 포함할 수 있으며, 이러한 다수의 커넥터들은 상기 커넥터 단자(T)에 의해 취합되어 케이블(C, 도 1 참조) 측의 상대 커넥터 단자(미도시)에 결합될 수 있다. 참고로, 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 통신 아이디의 할당을 위한 아이디 체크 라인(ID_CHK)과의 접속을 위한 제1, 제2 커넥터(T1,T2) 역시 커넥터 단자(T)에 의해 함께 취합되어 케이블(C)의 상대 커넥터 단자(미도시)에 결합될 수 있다. Referring to the drawings, the angle sensor S includes a main surface MP including a pair of long sides L1 parallel to each other and a pair of short sides L2 parallel to each other, and two main surfaces MP And four sides surrounding the side surface SP between the first and second electrodes. Here, the main surface MP may mean a surface occupying the widest area among the six surfaces of the angle sensor S. A connector terminal T may be formed on the side surface SP between the two main surfaces MP facing each other. The connector terminal T includes a communication connector CT for connection to a CAN communication line (CAN_H, CAN_L, see FIG. 2), a connector for connection to a ground line for common ground, And a plurality of such connectors can be assembled by the connector terminal T and coupled to a mating connector terminal (not shown) on the side of the cable C (see Fig. 1). 2, the first and second connectors T1 and T2 for connection with the ID check line (ID_CHK) for assignment of a communication ID are also connected together by a connector terminal T (Not shown) of the cable (C).

도 5a 내지 도 5c에는 각도 센서(S)에 부착된 상대적인 좌표계로서, x 방향, y 방향, z 방향의 3축 좌표계가 도시되어 있다. 예를 들어, x 방향과 y 방향은, 각도 센서(S)의 장변(L1) 방향과 단변(L2) 방향으로 각각 설정될 수 있으며, z 방향은, x 방향 및 y 방향과 수직한 방향으로 설정될 수 있다. 이때, x 방향, y 방향, z 방향의 3축 좌표계는, 각도 센서(S)에 부착된 상대적인 좌표계로서, 각도 센서(S)의 배향에 따라 x 방향, y 방향, z 방향이 서로 달라지게 된다. Figs. 5A to 5C show a three-axis coordinate system in the x-direction, the y-direction, and the z-direction as relative coordinate systems attached to the angle sensor S. For example, the x direction and the y direction may be set in the long side (L1) direction and the short side (L2) direction of the angle sensor S, respectively, and the z direction may be set in a direction perpendicular to the x direction and the y direction . At this time, the three-axis coordinate system in the x direction, the y direction, and the z direction is a relative coordinate system attached to the angle sensor S, and the x direction, the y direction, and the z direction are different depending on the orientation of the angle sensor S .

도 6a 내지 도 6d에는 굴삭기의 서로 다른 개소에 장착된 각도 센서(S)의 배향을 보여주는 도면들로서, 도 6a에는 굴삭기의 본체(M)에 장착된 각도 센서(S)의 배향, 도 6b에는 붐(BO)에 장착된 각도 센서(S)의 배향, 도 6c에는 암(AR)에 장착된 각도 센서(S)의 배향, 그리고, 도 6d에는 버킷(BU)에 장착된 각도 센서(S)의 배향이 각각 도시되어 있다. 6A to 6D are views showing the orientation of the angle sensor S mounted at different positions of the excavator. FIG. 6A shows the orientation of the angle sensor S mounted on the main body M of the excavator, FIG. 6C shows the orientation of the angle sensor S mounted on the arm AR and FIG. 6D shows the orientation of the angle sensor S mounted on the bucket BU. Respectively.

앞서 설명된 바와 같이, 각도 센서(S)의 주된 면(MP)은, 각도 센서(S)의 6개 면 중에서 가장 넓은 면적을 차지하므로, 굴삭기에 부착되는 장착면으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 도 6a에 도시된 바와 같이, 본체(M)의 상면(또는 데크면, 이하 같음)에 부착되는 각도 센서(S)는 그 주된 면(MP)이 본체(M)의 상면(또는 데크면)과 마주하도록 지표면에 대해 평편하게 누운 자세로 장착될 수 있고, 상기 붐(BO), 암(AR), 그리고 버킷(BU)의 사이드면에 부착되는 각도 센서(S)는, 그 주된 면(MP)이 각각의 붐(BO), 암(AR), 그리고 버킷(BU)의 사이드면과 마주하도록 지표면에 대해 직립하게 세워진 상태로 장착될 수 있다. 그리고, 붐(BO), 암(AR), 그리고 버킷(BU)의 사이드면에 부착되는 각도 센서(S)는, 이들을 순차적으로 경유하는 케이블(C)의 연장 방향을 따라 장변(L1)이 나란하게 놓이도록 부착될 수 있고, 이에 따라, 붐(BO), 암(AR), 그리고 버킷(BU)에 부착되는 각도 센서(S)는 지표면에 대해 세워진 상태에서 지표면에 대해 서로 다른 각도로 배향될 수 있다. 즉, 붐(BO), 암(AR), 그리고 버킷(BU)의 연장 방향(케이블 C의 연장 방향에 해당)과 나란하게 각도 센서(S)의 장변(L1)이 놓이도록, 붐(BO)에 부착된 각도 센서(S)는 본체로부터 상방을 향하여 45도로 올라가는 각도로 장착될 수 있고(각도 센서 S의 장변 L1이 지표면에 대해 45도 각도로 장착), 암(AR)에 부착된 각도 센서(S)는 붐(BO)으로부터 지표면과 평행하게 0도의 각도로 장착될 수 있으며(각도 센서 S의 장변 L1이 지표면에 대해 0도의 각도로 장착), 버킷(BU)에 부착된 각도 센서(S)는 암(AR)으로부터 90도로 내려가는 각도로 장착될 수 있다(각도 센서 S의 장변 L1이 지표면에 대해 90도 각도로 장착). 이러한 각도 센서(S)의 배치는, 케이블(C)의 연장 방향과 각도 센서(S)의 배향, 그러니까, 각도 센서(S)의 장변(L1) 방향을 서로 일치시킴으로써, 케이블(C)의 연장 길이를 단축할 수 있고, 케이블(C)의 연장 방향에 따른 압축-신장의 변형에 따른 각도 센서(S)의 손상을 방지하기 위한 것이다. As described above, the main surface MP of the angle sensor S occupies the widest area among the six surfaces of the angle sensor S, and thus can be provided to the mounting surface attached to the excavator. 6A, the angle sensor S attached to the upper surface (or the deck surface, hereinafter the same) of the main body M is arranged such that its main surface MP is positioned on the upper surface The angle sensor S attached to the side surfaces of the boom BO, the arm AR and the bucket BU can be mounted on the main surface (MP) can be mounted standing upright with respect to the ground surface to face the side surfaces of the respective boom (BO), arm (AR), and bucket (BU). The angle sensors S attached to the side surfaces of the boom BO, the arm AR and the bucket BU are arranged such that the long side L1 is parallel to the extending direction of the cable C sequentially passing through them So that the angle sensor S attached to the boom BO, the arm AR and the bucket BU is oriented at different angles with respect to the earth surface in a state erected with respect to the earth surface . That is to say, the boom BO, the arm AR and the boom BO are arranged so that the long side L1 of the angle sensor S is positioned in parallel with the extending direction of the bucket BU (corresponding to the extending direction of the cable C) (The long side L1 of the angle sensor S is mounted at an angle of 45 degrees with respect to the surface of the ground), and the angle sensor S attached to the arm AR can be mounted at an angle (The long side L1 of the angle sensor S is mounted at an angle of 0 degree with respect to the ground surface) parallel to the ground surface from the boom BO, and the angle sensor S ) Can be mounted at an angle 90 degrees from the arm (AR) (the long side L1 of the angle sensor S is mounted at a 90 degree angle to the surface). The arrangement of the angle sensor S is achieved by matching the extending direction of the cable C and the orientation of the angle sensor S, that is, the long side L1 direction of the angle sensor S, So as to prevent the damage of the angle sensor S due to the deformation of the compression-elongation along the extension direction of the cable C.

본 발명에서 상기 케이블(C)은 굴삭기의 본체(M)로부터 붐(BO)과 암(AR)을 경유하여, 버킷(BU)까지 연장되며, 케이블(C) 비용의 절약 및 안정적인 장착을 위해 최단 거리로 장착되므로, 케이블(C)의 연장 방향은, 붐(BO)과 암(AR)의 연장 방향과 같은 방향을 이루게 된다. 다만, 케이블(C)의 일단과 타단을 형성하게 되는, 굴삭기의 본체(M)와 버킷(BU)에서 케이블(C)의 연장 방향은 정의되지 않을 수 있다. 다만, 굴삭기의 본체(M)에 장착되는 각도 센서(C)는 그 주된 면(MP)이 본체(M)의 상면(또는 데크면)과 마주하도록 지표면에 대해 평편하게 누운 자세로 배치되는 한도에서, 어떻게 배치되더라도, 중력 가속도(g)의 z 방향 가속도 성분이 최대가 되므로, 자신의 위치를 파악하는데 문제가 없다. 또한, 버킷(BU)에 장착되는 각도 센서(S)는, 각도 센서(S)의 장변(L1)이 지표면에 대해 45도 각도로 장착되는 붐(BO)의 각도 센서(S)와, 각도 센서(S)의 장변(L1)이 지표면에 대해 0도 각도로 장착되는 암(AR)의 각도 센서(S)와의 구별을 위해, 이와 다른 각도, 예를 들어, 각도 센서(S)의 장변(L1)이 지표면에 대해 90도 각도를 이루도록 장착될 수 있다. 즉, 케이블(C)의 일단과 타단을 형성하게 되는, 굴삭기의 본체(M)와 버킷(BU)에서 케이블(C)의 연장 방향은 정의되지 않을 수 있으나, 굴삭기의 본체(M)와 버킷(BU)에 장착되는 각도 센서(S)는, 케이블(C)의 연장 방향과 관계 없이, 상기한 바와 같이 결정될 수 있다. In the present invention, the cable C extends from the body M of the excavator to the bucket BU via the boom BO and the arm AR so as to minimize the cost of the cable C, The extending direction of the cable C is the same as the extending direction of the boom BO and the arm AR. However, the extending direction of the cable C in the main body M of the excavator and the bucket BU, which forms one end and the other end of the cable C, may not be defined. However, the angle sensor C mounted on the main body M of the excavator is not limited to the extent that the main surface MP thereof is disposed in a flat lying position with respect to the earth surface so as to face the upper surface (or deck surface) , The z-direction acceleration component of the gravitational acceleration g is maximized, so that there is no problem in grasping its position. The angle sensor S mounted on the bucket BU includes an angle sensor S of the boom BO to which the long side L1 of the angle sensor S is mounted at an angle of 45 degrees with respect to the earth surface, The angle sensor S of the arm AR mounted at an angle of 0 degree with respect to the surface of the ground S at a different angle from the angle sensor S ) May be mounted at an angle of 90 degrees with respect to the ground surface. That is, the extension direction of the cable C in the main body M and the bucket BU of the excavator, which forms one end and the other end of the cable C, may not be defined, but the main body M of the excavator and the bucket BU) can be determined as described above, regardless of the direction in which the cable C extends.

각도 센서(S)의 배향은, 오토 포지셔닝(auto positioning)을 수행하는 가동 초기 굴삭기의 기준 자세에 따라 달라질 수 있으며, 이상에서 설명된 본 발명의 실시형태에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 붐(BO)은 상방으로 최대한 들어올린 상태에서, 암(AR)은 지표면에 수평하고 버킷(BU)은 지표면에 수직한 리프트 자세를 기준으로, 각각의 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 그리고 버킷(BU)에 장착되는 각도 센서(S)의 배향에 대해 설명되었다. 여기서, 지표면이란, 중력 가속도(g)의 방향과 수직한 평지를 의미할 수 있다. 이러한 리프트 자세를 기준으로 할 때, 각각의 각도 센서(S)로부터 측정된 중력 가속도(g)를 취합하여 서로 대소 비교한 결과에 따라, x 방향 성분이 최대이면, 해당 각도 센서(S)의 장착 위치를 버킷(BU)으로 판단하고, y 방향 성분이 최대이면, 해당 각도 센서(S)의 장착 위치를 암(AR)으로 판단하며, z 방향 성분이 최대이면, 해당 각도 센서(S)의 장착 위치를 본체(M)로 판단하고, x 방향, y 방향, z 방향 성분이 모두 최대가 아니면, 해당 각도 센서(S)의 장착 위치를 붐(BO)으로 판단할 수 있다. 이하에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다. The orientation of the angle sensor S may vary depending on the reference posture of the initial excavator that performs auto positioning. In the embodiment of the present invention described above, as shown in Fig. 1, The boom BO and the arm BO are lifted up to the maximum, the arm AR is horizontal to the surface of the earth and the bucket BU is lifted vertically to the ground surface, AR, and the orientation of the angle sensor S mounted on the bucket BU has been described. Here, the surface of the earth surface may mean a flat surface perpendicular to the direction of gravitational acceleration g. If the x-direction component is the maximum, based on the results obtained by collecting the measured gravity acceleration g from each angle sensor S and comparing them with each other, It is determined that the position is the bucket BU and if the y direction component is the maximum, the mounting position of the angle sensor S is determined as the arm AR, and if the z direction component is the maximum, It is determined that the position is the main body M. If the x direction, y direction, and z direction components are not all the same, the mounting position of the angle sensor S can be determined as the boom BO. Hereinafter, this will be described in more detail.

각도 센서(S)의 장착 개소에 따라, 각도 센서(S)의 배향이 서로 달라짐에 따라, 서로 다른 장착 개소에서 서로 다른 자세로 배치된 각도 센서(S)가 느끼는 중력 가속도(g)는 서로 다르게 측정된다. 그리고, 굴삭기의 정지 상태에서 측정된 중력 가속도(g)에 근거하여 각각의 각도 센서(S)의 위치를 파악할 수 있다. 즉, 각각의 각도 센서(S)는, 3차원 직교 좌표인 x 방향, y 방향, z 방향으로의 가속도를 각각 측정할 수 있고, 동일한 중력 가속도(g)에 대해, 각각의 각도 센서(S)의 배향에 따라 감지되는 중력 가속도(g) 벡터의 x 방향 성분, y 방향 성분, z 방향 성분이 서로 달라지게 된다. 여기서, 상기 x 방향, y 방향, z 방향의 3축 좌표는, 각도 센서에 부착된 상대적인 좌표계 이며, 각도 센서(S)의 배향에 따라 x 방향, y 방향, z 방향이 서로 달라지게 된다. As the orientation of the angle sensor S changes according to the position of the angle sensor S, the gravity acceleration g sensed by the angle sensor S arranged at different positions at different mounting positions is different from each other . Then, the position of each angle sensor S can be grasped based on the gravity acceleration g measured in the stopped state of the excavator. That is, each of the angle sensors S can measure the acceleration in the x direction, the y direction, and the z direction, which are three-dimensional rectangular coordinates, Direction component, the y-direction component, and the z-direction component of the gravitational acceleration (g) vector sensed according to the orientation of the gravity acceleration g. Here, the three-axis coordinates in the x direction, the y direction, and the z direction are relative coordinate systems attached to the angle sensor, and the x direction, the y direction, and the z direction are different from each other depending on the orientation of the angle sensor S.

예를 들어, 각각의 각도 센서의 장변(L1) 방향과 단변(L2) 방향을 각각 x 방향과 y 방향이라고 하고, x 방향과 y 방향과 수직한 방향을 z 방향이라고 할 때, x 방향을 따라 가장 큰 중력 가속도(g)가 측정된 각도 센서(S)는, 버킷(BU)에 부착된 각도 센서(S)라고 인식될 수 있고, y 방향을 따라 가장 큰 중력 가속도(g)가 측정된 각도 센서(S)는, 암(AR)에 부착된 각도 센서(S)라고 인식될 수 있으며, z 방향으로 가장 큰 중력 가속도(g)가 측정된 각도 센서(S)는 본체(M)에 부착된 각도 센서(S)라고 인식될 수 있다. 그리고, 이렇게 x 방향, y 방향, 그리고 z 방향의 세 방향을 따라 최대의 가속도가 측정된 각도 센서(S)를 제외한 나머지 하나의 각도 센서(S)는, 붐(BO)에 부착된 각도 센서라고 인식될 수 있다. For example, when the long side (L1) direction and the short side (L2) direction of each angle sensor are referred to as an x direction and a y direction, and a direction perpendicular to the x direction and the y direction is referred to as a z direction, The angle sensor S in which the largest gravitational acceleration g is measured can be recognized as an angle sensor S attached to the bucket BU and the largest gravitational acceleration g along the y direction The sensor S can be recognized as an angle sensor S attached to the arm AR and the angle sensor S having the largest gravitational acceleration g measured in the z direction is attached to the main body M It can be recognized as an angle sensor S. One of the angle sensors S except the angle sensor S whose maximum acceleration is measured along three directions in the x direction, the y direction and the z direction is an angle sensor attached to the boom BO Can be recognized.

상기 굴삭기의 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)에 장착된 각도 센서(S)는, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L, 도 2 참조)을 통하여 서로 병렬적으로 연결될 수 있다. 굴삭기 가동 초기의 소정 시간 동안, 굴삭기의 정지 상태에서 각각의 각도 센서(S)로부터 측정되는 가속도 정보는, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L)을 통하여 서로 교환되고 공유될 수 있으며, 이때, 각각의 각도 센서(S)는 자신이 측정한 중력 가속도(g) 값과, 다른 각도 센서(S)로부터 수신된 중력 가속도(g) 값을 서로 대소 비교함으로써, 자신의 장착 위치를 파악할 수 있으며, 이에 따라 각각의 각도 센서(S)에 대해, 다수의 각도 센서(S)로부터 자신의 장착 위치를 식별해낼 수 있는 식별 정보로서의 통신 아이디가 할당될 수 있다. The main body M of the excavator, the boom BO, the arm AR and the angle sensor S mounted on the bucket BU are connected to each other via CAN communication lines CAN_H and CAN_L Can be connected. The acceleration information measured from each angle sensor S in the stopped state of the excavator for a predetermined time at the beginning of the excavator operation can be exchanged and shared with each other via the CAN communication lines CAN_H and CAN_L, The sensor S can ascertain the mounting position of itself by comparing the gravity acceleration g value measured by itself and the gravity acceleration g value received from the different angle sensor S with each other, A communication ID as identification information capable of identifying the mounting position of the angle sensor S from the plurality of angle sensors S can be assigned to the angle sensor S.

이와 같은, 고유한 통신 아이디의 할당을 위한 오토 포지셔닝은, 각 각도 센서(S)의 제어부(CPU)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 굴삭기의 가동 초기에, 굴삭기의 정지 상태에서, 전원이 공급되면, 각각의 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는 중력 가속도(g)를 측정하기 위해 가속도 센서(도 4 참조)를 가동시킬 수 있고, 가속도 센서로부터 측정된 x 방향, y 방향, z 방향의 가속도 정보를, 캔 통신 라인(CAN_H, CAN_L, 도 2 참조)을 통하여 서로 다른 가속도 센서(S)에 대해 전송할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(CPU)는 다른 가속도 센서(S)로부터 수신된 중력 가속도(g)와, 자신의 측정해둔 중력 가속도(g)를 서로 대소 비교하고, x 방향으로 최대 가속도가 측정된 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는, 자신의 장착 위치를 버킷(BU)으로 판단할 수 있다. 또한, y 방향으로 최대 가속도가 측정된 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는, 자신의 장착 위치를 암(AR)으로 판단할 수 있다. 또한, z 방향으로 최대 가속도가 측정된 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는, 자신의 장착 위치를 본체(M)로 판단할 수 있다. 그리고, 세 방향, 그러니까, x 방향, y 방향, z 방향으로 최대 값을 갖지 않는 각도 센서(S), 즉, 세 방향에서 다른 각도 센서(S) 보다 작은 가속도 값을 갖는 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는, 자신의 장착 위치를 붐(BO)으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(CPU)는 아이디 룩업 테이블을 참조하여, 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)의 순서에 따라 순차적으로 일련 번호의 통신 아이디를 할당할 수 있다. 각 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는, 자신의 위치가 굴삭기의 본체(M)인지 붐(BO)인지 암(AR)인지 또는 버킷(BU)인지를 인식할 필요 없이, 단순히 서로 다른 세 방향에서 측정된 가속도 값(중력 가속도 g 벡터의 x 방향, y 방향, z 방향의 성분에 해당)과, 다른 각도 센서(S)로부터 수신된 가속도 값(중력 가속도 g 벡터의 x 방향, y 방향, z 방향의 성분에 해당)의 대소 비교에 따라 사전에 입력된 아이디 룩업 테이블이나 오토 포지셔닝(auto positioning)의 로직에 따라 해당 각도 센서(S)에 고유한 통신 아이디를 할당할 수 있다. Such auto positioning for allocation of a communication ID can be performed by a control unit (CPU) of each angle sensor S. [ For example, when power is supplied in the stopped state of the excavator at the beginning of the excavator operation, the control unit (CPU) of each angle sensor S detects the acceleration sensor (see Fig. 4) And the acceleration information in the x direction, the y direction and the z direction measured from the acceleration sensor can be transmitted to the different acceleration sensors S via the CAN communication line (CAN_H, CAN_L, see Fig. 2) . The control unit CPU compares the gravity acceleration g received from the other acceleration sensor S with the gravity acceleration g measured by itself and compares the gravity acceleration g measured by the angle sensor The control unit (CPU) of the control unit (S) can determine the mounting position of itself as the bucket (BU). Further, the control unit (CPU) of the angle sensor S in which the maximum acceleration in the y direction is measured can determine its mounting position as the arm (AR). Further, the control unit (CPU) of the angle sensor S in which the maximum acceleration in the z direction is measured can determine the mounting position of the angle sensor S as the main body M. [ An angle sensor S having no maximum value in three directions, that is, an x direction, a y direction and a z direction, that is, an angle sensor S having acceleration values smaller than those of the other angle sensors S in three directions The control unit (CPU) can determine the mounting position of itself as the boom (BO). For example, the control unit (CPU) refers to the ID lookup table and sequentially assigns a serial number communication ID in order of the main body M, the boom BO, the arm AR, and the bucket BU . The control unit CPU of each angle sensor S can simply determine whether or not the position of the excavator is different from each other without needing to recognize whether its position is the main body M of the excavator, the boom BO, the arm AR, (The components in the x direction, the y direction, and the z direction of the gravitational acceleration g vector) and the acceleration values (the x direction, the y direction, and the y direction of the gravitational acceleration g vector, z direction), a communication ID unique to the angle sensor S can be assigned according to the logic of the ID lookup table or auto positioning previously input.

예를 들어, 각 각도 센서(S)의 제어부(CPU)는, 정지 상태에서 측정된 중력 가속도(g) 벡터의 x 방향 성분, y 방향 성분, z 방향 성분의 대소 비교를 통하여, 고유한 통신 아이디를 할당할 수 있는데, 이는 각각의 x 방향, y 방향, z 방향의 중력 가속도(g) 성분 중 어떤 성분이 최대 인지에 따라 이에 대응되도록 고유한 통신 아이디를 할당하는 오토 포지셔닝의 로직에 따라 수행될 수 있다. For example, the control unit (CPU) of each angle sensor S compares the x-direction component, the y-direction component, and the z-direction component of the gravitational acceleration (g) Which may be performed according to the logic of auto-positioning, which assigns a unique communication ID so that it corresponds to which component of the gravitational acceleration (g) component in each of the x, y, .

상기 중력 가속도(g)를 이용한 오토 포지셔닝은, 굴삭기의 정지 상태에서, 그러니까, 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)의 운동에 따라 중력 가속도(g)의 측정이 방해 받지 않도록, 굴삭기의 정지 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다. 참고로, 도 2를 참조하여 설명된 오토 포지셔닝(auto positioning)에서는, 각각의 각도 센서(S)에 마련된 저항(R1,R2)을 통하여, 기준 전압(VR)으로부터 각도 센서(S)의 배열을 따라 캐스케이드 방식으로 순차적인 전압 강하를 유도하고, 강하된 전압 값(제2 노드 전압 V2에 해당)에 기초하여 각 각도 센서(S)의 식별 정보로서의 통신 아이디를 할당하므로, 본체(M), 붐(BO), 암(AR), 버킷(BU)의 운동에 영향을 받지 않을 수 있고, 굴삭기의 이동 중에 오토 포지셔닝이 수행될 수 있다. 다만, 오토 포지셔닝의 완료 전에는, 각도 센서(S)의 측정 값만으로 굴삭 작업의 3차원 정보를 정확하게 파악하기 어려우므로, 굴삭 작업 전의 가동 초기에 오토 포지셔닝이 이루어지는 것이 바람직하다. The auto-positioning using the gravitational acceleration g is carried out by measuring the gravitational acceleration g in accordance with the motion of the main body M, the boom BO, the arm AR and the bucket BU in the stopped state of the excavator, It is preferable that the excavator is stopped while the excavator is stopped. For reference, in the auto positioning described with reference to FIG. 2, the arrangement of the angle sensor S from the reference voltage VR is determined through the resistors R1 and R2 provided in the respective angle sensors S And sequentially assigns a communication ID as identification information of each angle sensor S based on the dropped voltage value (corresponding to the second node voltage V2), so that the main body M, It may not be influenced by the motion of the arm BO, the arm AR and the bucket BU, and the auto-positioning can be performed during the movement of the excavator. However, before the auto positioning is completed, it is difficult to accurately grasp the three-dimensional information of the excavation work only by the measurement value of the angle sensor S. Therefore, auto positioning is preferably performed at the beginning of the excavation operation.

한편, 각 각도 센서(S) 마다 고유한 통신 아이디를 할당하기 위한 오토 포지셔닝이 종료되면, 굴삭 작업이 진행될 수 있고, 예를 들어, 매 정해진 시각 마다 각 각도 센서(S)는, 자신의 통신 아이디와 함께 측정된 각도 정보를 포함하는 데이터를 시스템 컨트롤러(MCU)로 전송해줄 수 있고, 시스템 컨트롤러(MCU)는 통신 아이디로부터 해당 각도 센서(S)의 위치 정보를 입수할 수 있고, 해당 각도 센서(S)로부터 측정된 각도 값을 입수할 수 있다. 그리고, 상기 시스템 컨트롤러(MCU)는 취합된 정보를 굴삭 작업의 운전 정보로 가공하여 모니터를 통하여 작업자에게 제공해줄 수 있다. On the other hand, when auto positioning for allocating a communication ID unique to each angle sensor S is completed, excavation work can be performed. For example, at every predetermined time, each angle sensor S transmits its own communication ID And the system controller MCU can obtain the position information of the angle sensor S from the communication ID, and the angle sensor S S), as shown in FIG. Then, the system controller (MCU) processes the collected information into driving information of excavation work and provides it to the operator through the monitor.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

S : 각도 센서 S1~S4 : 제1 내지 제4 각도 센서
M : 굴삭기의 본체 BO : 굴삭기의 붐
AR : 굴삭기의 암 BU : 굴삭기의 버킷
C : 케이블 MCU : 시스템 컨트롤러
CAN_H, CAN_L : 캔 통신 라인 CT : 통신 단자
ID_CHK : 아이디 체크 라인 CPU : 제어부
T1 : 제1 커넥터 T2 : 제2 커넥터
N1 : 제1 노드 V1 : 제1 노드 전압
N2 : 제2 노드 V2 : 제2 노드 전압
R1,R2 : 제1, 제2 저항 VR : 기준 전압
MP : 각도 센서의 주된 면 SP : 각도 센서의 측면
L1 : 각도 센서의 장변 L2 : 각도 센서의 단변
g : 중력 가속도 T : 커넥터 단자S: Angle sensors S1 to S4: First to fourth angle sensors
M: Body of excavator BO: Excavator boom
AR: Excavator arm BU: Excavator bucket
C: Cable MCU: System controller
CAN_H, CAN_L: CAN communication line CT: Communication terminal
ID_CHK: ID check line CPU: Control unit
T1: first connector T2: second connector
N1: first node V1: first node voltage
N2: second node V2: second node voltage
R1, R2: first and second resistors VR: reference voltage
MP: Main surface of angle sensor SP: Side of angle sensor
L1: Long side of the angle sensor L2: Short side of the angle sensor
g: Gravitational acceleration T: Connector terminal

Claims

A guiding system of an excavator including a plurality of angle sensors sequentially arranged through an ID check line,
Each of the angle sensors,
A first node for receiving a first node voltage from an angle sensor at a front end through the ID check line;
A second node for outputting a second node voltage to the rear-end angle sensor through the ID check line, and outputting a second node voltage lower than the first node voltage by a voltage drop;
A voltage measuring unit for measuring the second node voltage; And
And a controller for assigning a communication ID unique to each angle sensor according to information of a second node voltage outputted from the voltage measuring unit.

The method according to claim 1,
Wherein each angle sensor is for inducing a voltage drop and comprises a first resistance between a first node and a second node.

3. The method of claim 2,
Each angle sensor further comprising a second resistance between said second node and ground. &Lt; Desc / Clms Page number 13 >

The method according to claim 1,
Wherein the plurality of angle sensors are communicably connected to each other via a can communication line.

5. The method of claim 4,
Wherein,
The second node voltage of the angle sensor is transmitted and received to and from different angle sensors through the can communication line,
Wherein the position of the corresponding angle sensor is determined in the arrangement of all the angle sensors according to the magnitude comparison of the second node voltage, and a communication ID is allocated according to the arrangement order.

The method according to claim 1,
Wherein the second node voltage of each of the angle sensors is sequentially lowered along the arrangement of the total angle sensors according to the position of the forward position of the corresponding angle sensor.

The method according to claim 1,
Wherein the control unit allocates a communication ID with reference to an ID lookup table having the measured second node voltage and matching different communication IDs corresponding to the respective voltage ranges.

The method according to claim 1,
The excavator includes a main body of an excavator, a boom, an arm, and a bucket sequentially connected from the main body of the excavator and rotatably connected to each other,
Wherein the angle sensor is attached to the main body of the excavator, the boom, the arm, and the bucket, respectively.

1. A guidance system for an excavator comprising a plurality of angular sensors mounted in different orientations, each of the angular sensors being communicably connected via a communication line,
Each of the angle sensors,
An acceleration sensor for measuring gravity acceleration along the x direction, the y direction, and the z direction, which are three-dimensional rectangular coordinates; And
The gravity acceleration measured from the acceleration sensor is transmitted to and received from another angle sensor, and the position of the corresponding angle sensor in the arrangement of all the angle sensors is determined according to the comparison of the gravity accelerations in the x direction, the y direction, And a controller for assigning a communication ID according to the order.

10. The method of claim 9,
The excavator includes a main body of an excavator, a boom, an arm, and a bucket sequentially connected from the main body of the excavator and rotatably connected to each other,
Wherein the angle sensor is attached to the main body of the excavator, the boom, the arm, and the bucket, respectively.

11. The method of claim 10,
Wherein the cable including the communication line sequentially establishes electrical connection with each angle sensor while sequentially passing through the main body of the excavator, the boom, the arm, and the angle sensor mounted on the bucket, respectively Guidance system.

12. The method of claim 11,
Characterized in that the body of the excavator, the boom, the arm and the angle sensor mounted on the bucket, respectively, are mounted along a direction parallel to the cable along the trajectory of the cable, and each angle sensor is mounted in a different orientation Guidance system of excavator.

13. The method of claim 12,
Each of the angle sensors includes a main surface including a pair of long sides parallel to each other and a pair of short sides parallel to each other; And
And four sides surrounding the sides between the two major faces facing each other. &Lt; Desc / Clms Page number 13 >

14. The method of claim 13,
Wherein the angle sensor mounted on the main body of the excavator is mounted in a flat lying position with respect to the ground surface so that the main surface faces the upper surface of the main body of the excavator.

14. The method of claim 13,
Each of the angle sensors attached to the boom, the arm and the bucket has a long side along the extending direction of the cable in a state in which the main surface stands erect with respect to the ground surface so as to face the side surfaces of the respective boom, Are mounted at different angles with respect to the surface of the earth so as to lie parallel to each other.

14. The method of claim 13,
When the long side direction and the short side direction of the angle sensor are referred to as x direction and y direction and the direction perpendicular to the x direction and the y direction is referred to as z direction,
Wherein the control unit compares gravity acceleration obtained from another angle sensor with the gravity acceleration of the angle sensor,
If the maximum gravitational acceleration is along the x direction, a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the bucket is assigned,
if it is the maximum gravitational acceleration along the y direction, assigns a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the arm,
if it is the maximum gravitational acceleration in the z direction, assigns a communication ID corresponding to the angle sensor attached to the main body of the excavator,
and a communication ID corresponding to an angle sensor attached to the boom is assigned if the acceleration is not the maximum in all three directions, x direction, y direction and z direction.

17. The method of claim 16,
Wherein the acceleration sensor measures gravitational acceleration in a lift posture in which the boom of the excavator is lifted up to the maximum and the arm is horizontal to the ground surface and the bucket is in a lift posture perpendicular to the ground surface.

10. The method of claim 9,
Wherein the acceleration sensor measures a gravitational acceleration in a stopped state of the excavator.