KR101964188B1

KR101964188B1 - 굴삭기 버켓 위치 측정 장치

Info

Publication number: KR101964188B1
Application number: KR1020190028521A
Authority: KR
Inventors: 전영호
Original assignee: 전영호
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2019-04-01

Abstract

본 발명에서 굴삭기 버켓 위치 측정 장치는 주행부 및 상기 주행부 상에 설치되고 운전자의 탑승 공간이 구비된 선회부를 포함하는 굴삭기의 차체에 장착되어 상기 차체의 요각 및 롤각을 측정하는 차체 센서, 제1 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 차체와 연결된 붐(boom)에 장착되어 상기 붐의 요각 및 롤각을 측정하는 붐 센서, 제2 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 붐에 연결된 암(arm)에 장착되어 상기 암의 요각 및 롤각을 측정하는 제1 암 센서, 및 상기 굴삭기의 암(arm)에 장착되어 상기 암의 요각 및 롤각을 측정하는 제2 암센서를 포함한다.

Description

굴삭기 버켓 위치 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING BUCKET DISPLACEMENT OF EXCAVATOR}

본 발명은 굴삭기 버켓 위치 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5개의 센서를 이용하여 굴삭기 버켓의 위치를 정교하게 측정하고, 위치 측정 정확도에 대해서 사용자의 의견을 반영하여 정확성이 더욱 더 향상된 굴삭기 버켓 위치 측정 장치에 관한 것이다.

굴삭기(Excavator)는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하고 운전자가 탑승하는 캐빈을 갖추고 있는 상부 선회체 및 작업 장치로 구성되어 있다.

구체적으로, 굴삭기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분된다.

크롤라 굴삭기는 휠 굴삭기에 비해 작업이 안정적이며 작업 생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤 부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업 현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 굴삭기는 크롤라 굴삭기에 비해 타이어 지지방식으로 인해 작업시 안정성은 떨어지나, 도로 주행이 가능하여 운반 트레일러 없이 작업장 이동이 가능하고 작업과 이동을 빈번하게 요구하는 작업 현장에 주로 사용된다.

일반적으로 굴삭기는 일정 깊이 및 폭의 도랑을 파거나 일정 높이의 흙을 쌓으려고 할 때 작업물의 높이 및 거리를 측정하기 위해 작업을 중단하고 확인 후 다시 작업을 재개하거나, 측정자의 지시에 따라 대상물 을 피하면서 작업을 해야만 하는 번거로움이 있다. 이러한 점을 고려한 것으로 종래에는 작업장치에 호스를 연결하고 여기에 유체를 넣어 그 유체의 압력 변화를 이용하므로 버켓의 높이를 측정하거나, 터널 작업시 앞, 뒤의 굴삭기를 감지하거나, 혹은 버켓에 장착된 마그네틱 필드를 이용하여 지하 매설물의 유무를 확인하는 특수 장비가 공지되어 있지만, 이들은 모두 버켓과 캐빈 사이의 상대적 변위, 수평거리, 및 수직 거리를 측정하지 못하므로 효율적인 작업을 수행하지 못하는 문제점이 있다.

[선행문헌]

등록특허공보 10-1787897

본 발명의 일 실시예에 따른 버켓의 위치를 측정하는 굴삭기 버켓 위치 측정 장치는 주행부 및 상기 주행부 상에 설치되고 운전자의 탑승 공간이 구비된 선회부를 포함하는 굴삭기의 차체에 장착되어 상기 차체의 요각 및 롤각을 측정하는 차체 센서, 제1 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 차체와 연결된 붐(boom)에 장착되어 상기 붐의 요각 및 롤각을 측정하는 붐 센서, 제2 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 붐에 연결된 암(arm)에 장착되어 상기 암의 요각 및 롤각을 측정하는 제1 암 센서, 상기 굴삭기의 암(arm)에 장착되어 상기 암의 요각 및 롤각을 측정하는 제2 암센서, 제3 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 암에 연결된 버켓(bucket)에 장착되어 상기 버켓의 요각 및 롤각을 측정하는 버켓 센서, 상기 센서들로부터 측정된 값을 근거로 단면상에서 상기 선회부의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점으로부터 상기 버켓까지의 수평거리(D) 및 지면으로부터 상기 버켓의 가장자리의 중앙부까지의 수직 이격거리(L)를 산출하는 연산부, 상기 굴삭기를 이용하는 사용자가 상기 굴삭기의 제1 운행을 종료한 후 상기 사용자가 사용하는 사용자 단말에 입력한 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 요각의 정확도에 대한 제1 평가 점수 및 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 요각의 정확도에 대한 제2 평가 점수를 상기 사용자 단말로부터 수신하는 요각 평가 점수 수신부, 상기 사용자가 상기 제1 운행을 종료한 후 상기 사용자 단말에 입력한 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각의 정확도에 대한 제3 평가 점수 및 상기 제2 암센서가 측정한 상기 암의 롤각의 정확도에 대한 제4 평가 점수를 상기 사용자 단말로부터 수신하는 롤각 평가 점수 수신부, 상기 제1 평가 점수와 상기 제2 평가 점수의 비를 포함하는 요각 비율 정보를 생성하는 요각 비율 정보 생성부, 상기 제3 평가 점수와 상기 제4 평가 점수의 비를 포함하는 롤각 비율 정보를 생성하는 롤각 비율 정보 생성부, 및 상기 사용자가 상기 제1 운행을 종료한 후 상기 굴삭기의 제2 운행을 하는 경우, 상기 요각 비율 정보, 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 요각, 및 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 요각을 근거로 상기 암의 요각을 산출하고, 상기 롤각 비율 정보, 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각, 및 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각을 근거로 상기 암의 롤각을 산출하여, 상기 선회부의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점으로부터 상기 버켓까지의 수평거리 및 상기 지면으로부터 상기 버켓의 가장자리의 중앙부까지의 수직 이격거리를 포함하는 비교 산출값을 생성하는 비교 산출부를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치는 표시 모듈을 더 포함하고, 상기 연산부에 의해서 산출되는 수평거리 및 수직 이격거리는 상기 차체 센서, 상기 붐 센서, 상기 제1 암 센서, 및 상기 버켓 센서에서 측정된 값을 이용하여 산출된 수평거리 및 수직 이격거리를 포함하는 제1 산출값 및 상기 차체 센서, 상기 붐 센서, 상기 제2 암 센서, 및 상기 버켓 센서에서 측정된 값을 이용하여 산출된 수평거리 및 수직 이격거리를 포함하는 제2 산출값을 포함하고, 상기 표시 모듈은 상기 제1 산출값, 상기 제2 산출값, 및 상기 비교 산출값을 각각 표시한다.

상기 제1 내지 제4 평가 점수는 설정 점수 이하의 범위에서 상기 사용자가 상기 사용자 단말에 입력한 점수이고, 상기 비교 산출부는 상기 제1 평가 점수와 상기 제2 평가 점수를 합한 요각 전체 점수에 대한 상기 제1 평가 점수의 비율과 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 요각을 곱한 값과 상기 요각 전체 점수에 대한 상기 제2 평가 점수의 비율을 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 요각을 곱한 값과 더하여 상기 암의 요각을 산출하고, 상기 비교 산출부는 상기 제3 평가 점수와 상기 제4 평가 점수를 합한 롤각 전체 점수에 대한 상기 제3 평가 점수의 비율과 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각을 곱한 값과 상기 롤각 전체 점수에 대한 상기 제4 평가 점수의 비율을 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각을 곱한 값과 더하여 상기 암의 롤각을 산출한다.

본 발명에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치를 이용하여 굴삭기를 운행하는 사용자는 표시 모듈을 통해서 제1 산출값 및 제2 산출값 중 더 정확하다고 판단되는 산출값을 선택하여 작업을 할 수 있을 뿐만 아니라, 앞선 운행을 통해서 사용자가 제1 암 센서의 측정값 및 제1 암 센서의 회전축가 수직하게 장착된 제2 암 센서의 측정값의 정확도를 스스로 판단하여 점수를 입력하고, 다음 굴삭기 운행 시에 해당 점수를 반영하여 비교 산출값을 생성함으로써, 사용자는 사용자에게 최적화된 굴삭기 버켓의 위치 값을 확인할 수 있어 작업의 능률 및 효율성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치의 구성들이 장칙되는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 방법의 순서도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교 산출값을 생성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기(1000)의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)의 구성들이 장칙되는 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 시스템(1000)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 방법의 순서도이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 비교 산출값을 생성하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1 내지 도 3를 참조하면 굴삭기(1000)는 휠 또는 캐터필러가 설치된 주행부(102)와 주행부(102) 상에 설치되는 선회부(101)를 포함하는 차체(BD). 선회부(101)의 전면에 장칙되어 있는 작업부(103), 및 굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)를 포함한다.

작업부(103)는 선회부(101)로부터 연장되는 붐(110), 붐(110)으로부터 연장되는 암(120), 암(120)으로부터 연장되는 버켓(130)을 포함한다.

붐(110)은 제1 연결축(미도시)에 의해서 차체(BD)와 연결될 수 있고, 붐 실린더(300)에 의해서 움직인다.

암(120)은 제2 연결축(111)에 의해서 붐(110)과 연결될 수 있고, 암 실린더(400)에 의해서 움직인다.

버켓(130)은 제3 연결축(121)에 의해서 암(120)과 연결될 수 있고, 버켓 실린더(500)에 의해서 움직인다.

굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)는 차체 센서(201), 붐 센서(202), 2개의 암 센서(203, 204), 버켓 센서(205), 연산부(206), 및 표시 모듈(207)를 포함한다.

차체 센서(201)는 차체(BD)에 장착된다. 차체 센서(201)는 차체(BD)의 요(yaw)각(θ1_1)및 롤(roll)각(θ1_2)을 측정한다.

차체 센서(201)는 차체(BD) 내의 평탄한 바닥에 설치된다. 본 발명의 일 예로 차체 센서(201)의 연결핀(미도시)은 도 2에 도시된 바와 같이 정지 모드에서 단면상으로 지면과 평행한 방향인 제1 방향(DR1)으로 돌출된 상태로 차체(BD) 내에 장착되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 차체 센서(201)의 연결핀은 회전축이다. 차체 센서(201)는 정지 모드에서 회전축이 제1 방향(DR1)으로 돌출된 각도 센서이다.

붐 센서(202)는 붐(110)의 요(yaw)각(θ2_1) 및 롤(roll)각(θ2_2)을 측정한다.

붐 센서(202)는 붐(110)에 장착된다. 본 발명의 일 예에서 붐 센서(202)가 붐(110)의 요(yaw)각(θ2_1) 및 롤(roll)각(θ2_2)을 정확하게 측정하기 위해서는 붐(110)의 연결핀(미도시)은 도 2에 도시된 바와 같이 정지 모드에서 제1 방향(DR1)으로 돌출된 상태로 붐(110)에 장착되는 것이 바람직하고, 나아가 굴삭기(1000) 작업시 장애물 등의 위험요소들에 의한 사고 발생을 감소시키기 위해서 운전석 캐빈 근처에 설치하는 것이 바람직하다. 굴삭기(1000) 작업시 캐빈의 주변이 상대적으로 위험요소들로부터 안전하기 때문이다. 본 발명에서 붐 센서(202)의 연결핀은 회전축이다. 붐 센서(202)는 정지 모드에서 회전축이 제1 방향(DR1)으로 돌출된 각도 센서이다.

제1 암 센서(203)는 암(120)의 요(yaw)각(θ3_1)을 측정한다.

제2 암 센서(204)는 암(120)의 롤(roll)각(θ3_2)을 측정한다.

제1 암 센서(203) 및 제2 암 센서(204)는 암(120)에 장착된다. 제1 암 센서(203)의 연결핀(미도시)은 도 2에 도시된 바와 같이 굴삭기(1000)의 정지 모드에서 제1 방향(DR1)으로 돌출되어 암(120)에 장착될 수 있고, 제2 암 센서(204)의 연결핀(미도시)은 도 2에 도시된 바와 같이 굴삭기(1000)의 정지 모드에서 제1 방향(DR1)과 수직하고 지면을 향하는 제2 방향(DR2)으로 돌출되어 암(120)에 장착된다.

본 발명에서 제1 암 센서(203)의 연결핀은 회전축이다. 제1 암 센서(203)는 정지모드에서 회전축이 제1 방향(DR1)으로 돌출된 각도 센서이다.

본 발명에서 제2 암 센서(204)의 연결핀은 회전축이다. 제2 암 센서(204)는 정지 모드에서 회전축이 제2 방향(DR2)으로 돌출된 각도 센서이다.

암(120)은 후술할 버켓(130)에 직접적으로 연결되어 움직임이 다른 구성들에 비해서 많은 바, 하나의 센서를 통해서는 암(120)의 정확한 요(yaw)각 및 롤(roll)각의 측정이 어렵기 때문에 제1 암 센서(203)는 암(120)의 요(yaw)각(θ3_1)을 측정하는 것을 주목적으로 활용하고, 요(yaw)각을 측정하는 데 중심이 되는 축과 롤(roll)각을 측정하는 데 중심이 되는 축은 서로 수직이기 때문에 제2 암 센서(204)는 제1 암 센서(203)에 수직하게 암(120)에 장착하여 암(120)의 롤(roll)각(θ3_2)을 측정하는 것을 주목적으로 활용된다. 다만 제1 암 센서(203)도 암(120)의 롤(roll)각(θ3_2)을 측정하고, 제2 암 센서(204)도 암(120) 요(yaw)각(θ3_1)을 측정하는 것은 물론이다.

버켓 센서(205)는 버켓(130)의 요(yaw)각(θ4_1) 및 롤(roll)각(θ4_2)을 측정한다. 버켓 센서(205)는 암 실린더(500)와 암(120)을 연결하는 커넥터(250) 상에 배치될 수 있고, 버켓 센서(205)의 연결핀(미도시) 도 2에 도시된 바와 같이 굴삭기(1000)의 정지 모드D에서 제1 방향(DR1)으로 돌출된다. 본 발명에서 버켓 센서(205)의 연결핀은 회전축이다. 버켓 센서(205)는 정지 모드에서 회전축이 제1 방향(DR1)으로 돌출된 각도 센서이다.

연산부(206)는 센서들(201~205)로부터 측정된 값을 이용하여, 단면상에서 선회부(101)의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점으로부터 버켓(130)까지의 수평거리(D) 및 지면으로부터 버켓(130)의 가장자리 중앙부까지의 수직 이격거리(H)를 산출한다. 연산부(206)는 센서들로부터 유선 또는 무선 네트워크를 통해서 센서들이 측정한 값을 수신할 수 있고, 센서들이 측정한 값을 이용하여 수평거리(D) 및 수직 이격거리(H)를 측정한다.

구체적인 식은 다음과 같다

V1 = (cos(θ1_1)*cos(θ1_2)*L1, sin(θ1_1)*cos(θ1_2)*L1, sin(θ1_2)*L1)

V2 = (cos(θ1_1)*cos(π/2-θ1_2)*L1, sin(θ1_1)*cos(π/2-θ1_2)*L1, sin(π/2-θ1_2)*L2)

V3 = (cos(θ2_1)*cos(θ2_2)*L2, sin(θ2_1)*cos(θ2_2)*L2, sin(θ2_2)*L3

V4 = (cos(θ3_1)*cos(θ3_2)*L3, sin(θ3_1)*cos(θ3_2)*L3, sin(θ3_2)*L4

V5 = (cos(θ4_1)*cos(θ4_2)*L4, sin(θ4_1)*cos(θ4_2)*L4, sin(θ4_2)*L5

Vt = V1 + V2 + V3 + V4 + V5

D =

H = Vtz

위에 기술된 복수의 식들에서 L1은 선회부(101)의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점과 제1 연결축 사이의 수평거리이고, L2는 지면으로부터 제1 연결축 사이의 수직거리이고, L3은 제1 연결축과 제2 연결축(111) 사이의 직선거리이고, L4는 제2 연결축(111)과 제3 연결축(121) 사이의 직선거리이고, L5는 제3 연결축(121)과 버켓(130)의 가장자리 중앙부 사이의 직선거리이다.

따라서 V1은 차체(BD)의 너비에 대한 벡터값이고, V2는 차체(BD)의 높이에 대한 벡터값이고, V3은 붐(110)의 벡터값이고, V4는 암(120)의 벡터값이고, V5는 버켓(130)의 벡터값이다. Vtx는 Vt의 x축으로의 좌표값이고, Vty는 Vt의 y축으로의 좌표값이고, Vtz는 Vt의 z축으로의 좌표값이다.

L1 내지 L5의 값은 사용자에 의해서 입력되는 값이다. 예를 들어, 사용자는 사용자가 운행하는 굴삭기(1000)의 세부 정보에 대한 값을 사용자가 사용하는 사용자 단말(600)에 설치된 어플리케이션을 통해 입력할 수 있고, 해당 값은 무선 네트워크(700)를 통해서 연산부(206)에 전송된다

연산부(206)는 수평거리(D) 및 수직 이격거리(H)은 각각 2가지를 생성한다. 좀 더 구체적으로 설명하면 연산부(206)는 차체 센서(201), 붐 센서(202), 제1 암 센서(203), 및 버켓 센서(205)에서 측정된 값을 앞서 언급한 식에 적용하여 산출된 수평거리(D) 및 수직 이격거리(L)를 포함하는 제1 산출값 및 차체 센서(201), 붐 센서(202), 제2 암 센서(204), 및 버켓 센서(205)에서 측정된 값 앞서 언급한 식에 적용하여 산출된 수평거리(D) 및 수직 이격거리(L)를 포함하는 제2 산출값을 생성한다.(S1, S2)

일반적으로 제1 산출값과 제2 산출값은 다르다. 제1 암 센서(203) 및 제2 암 센서(204)가 동일한 기능을 수행하지만, 센서 자체의 민감도, 측정 오차 범위 등에 따라 차이가 발생한다.

표시 모듈(207)은 일반적으로 차체(BD) 내부에 설치된다. 표시 모듈(207)은 연산부(206)에 의해서 측정된 값들(D, H)을 수신하여 표시부를 통해서 해당 값들을 출력한다. 본 발명의 일 예로 표시 모듈(207) 제1 산출값과 제2 산출값을 표시부를 통해서 출력하고,(S3) 사용자는 굴삭기 작업 중에 제1 산출값 및 제2 산출값 중 작업 중 좀 더 정확하다고 판단한 산출값을 선택하여 작업을 진행한다. 본 발명의 일 예로 표시 모듈(207)은 태블릿 PC일 수 있다. 다만 이에 한정되지 않는다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)는 요각 평가 점수 수신부(208), 롤각 평가 점수 수신부(209), 요각 비율 정보 생성부(210), 롤각 비율 정보 생성부(211), 및 비교 산출부(212)를 더 포함한다.

요각 평가 점수 수신부(208)는 사용자 단말(600)로부터 암(120)의 요각(θ3_1)의 정확도에 대한 평가 점수를 수신한다. 좀 더 구체적으로 설명하면 요각 평가 점수 수신부(208)는 사용자가 굴삭기(1000)의 제1 운행을 종료한 후 사용자가 사용하는 사용자 단말(600)에 입력한 제1 암 센서(203)가 측정한 암(120)의 요각(θ3_1)의 정확도에 대한 제1 평가 점수 및 제2 암 센서(204)가 측정한 암(120)의 요각(θ3_1)의 정확도에 대한 제2 평가 점수를 사용자 단말(600)로부터 수신한다.(S4)

롤각 평가 점수 수신부(209)는 사용자 단말(600)로부터 암(120)의 롤각(θ3_2)의 정확도에 대한 평가 점수를 수신한다. 좀 더 구체적으로 설명하면 롤각 평가 점수 수신부(209)는 사용자가 굴삭기(1000)의 제1 운행을 종료한 후 사용자 단말(600)에 입력한 제1 암 센서(203)가 측정한 암(120)의 롤각(θ3_2)의 정확도에 대한 제3 평가 점수 및 제2 암 센서(204)가 측정한 암(120)의 롤각(θ3_2)의 정확도에 대한 제4 평가 점수를 사용자 단말(600)로부터 수신한다.(S4)

제1 평가 점수 내지 제4 평가 점수는 도 4에 도시된 네트워크를 통해서 사용자 단말(600)에서 굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)로 전송된다.

사용자 단말(600)은 스마트폰(Smartphone)이다. 다만 이에 한정되지 않으며 사용자 단말(600)은 일반적인 데스크탑 컴퓨터, 네비게이션, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같은 전자 장치를 포함할 수 있다. 전자 장치는 하나 이상의 일반적이거나 특수한 목적의 프로세서, 메모리, 스토리지, 및/또는 네트워킹 컴포넌트(유선 또는 무선)를 가질 수 있다.

본 발명에서 굴삭기 버켓 위치 측정 장치(20)는 서버일 수 있고, 네트워크(700)의 통신 방식은 제한되지 않으며, 네트워크(700)가 포함할 수 있는 통신망의 일 예로는 이동통신망, 유선 온라인, 무선 온라인, 방송망을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크(700)는 PAN(personal area network), LAN(local area network), CAN(campus area network), MAN(metropolitan area network), WAN(wide area network), BBN(broadband network), 온라인 등의 네트워크 중 하나 이상의 임의의 네트워크를 포함할 수 있다.

요각 비율 정보 생성부(210)는 제1 평가 점수와 제2 평가 점수의 비를 포함하는 요각 비율 정보를 생성한다.(S5) 본 발명의 일 예로, 사용자는 사용자 단말(600)을 통해서 제1 평가 점수를 설정 점수인 10점 만점에 6점을 입력하고, 제2 평가 점수를 10점 만점에 3점을 입력하는 경우, 요각 비율 정보 생성부(210)는 2:1의 요각 비율 정보를 생성한다.

롤각 비율 정보 생성부(211)는 제3 평가 점수와 제4 평가 점수의 비를 포함하는 롤각 비율 정보를 생성한다.(S5) 본 발명의 일 예로, 사용자는 사용자 단말(600)을 통해서 제3 평가 점수를 설정 점수인 10점 만점에 5점을 입력하고, 제4 평가 점수를 10점 만점에 5점을 입력하는 경우, 롤각 비율 정보 생성부(211)는 1:1의 롤각 비율 정보를 생성한다.

비교 산출부(212)는 요각 비율 정보를 근거로 암(120)의 요각(θ3_1)을 산출하고, 롤각 비율 정보를 이용하여 암(120)의 롤각(θ3_2)을 산출하여 사용자에게 최적화된 수평거리(D) 및 수직 이격거리(H)를 포함하는 비교 산출값을 생성한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 사용자가 제1 운행을 종료한 후 굴삭기(1000)의 제2 운행을 하는 경우, 요각 비율 정보, 제1 암 센서(203)가 측정한 암(120)의 요각(θ3_1), 및 제2 암 센서(204)가 측정한 암(120)의 요각(θ3_1)을 근거로 새로운 암(120)의 요각(θ3_1)을 산출하고, 롤각 비율 정보, 제1 암 센서(203)가 측정한 암(120)의 롤각(θ3_2), 및 제2 암 센서(204)가 측정한 암(120)의 롤각(θ3_2)을 근거로 새로운 암(120)의 롤각(θ3_2)을 산출하여, 선회부(101)의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점으로부터 버켓(130)까지의 수평거리(D) 및 지면으로부터 버켓(130)의 가장자리의 중앙부까지의 수직 이격거리(H)를 포함하는 비교 산출값을 생성한다.(S8)

본 발명의 일 예로, 요각 비율 정보 생성부(210)가 2:1의 요각 비율 정보를 생성한 경우 비교 산출부(212)는 제1 암 센서(203)가 측정한 암(120)의 요각(θ3_1)에 2/3을 곱한 값과 제2 암 센서(204)가 측정한 암(120)의 요각(θ3_1)에 1/3을 곱한 값을 더하여 새로운 암(120)의 요각(θ3_1)을 산출할 수 있고, 롤각 비율 정보 생성부(211)가 1:1의 요각 비율 정보를 생성한 경우, 비교 산출부(212)는 제1 암 센서(203)가 측정한 암(120)의 롤각(θ3_2)에 1/2를 곱한 값과 제2 암 센서(204)가 측정한 암(120)의 롤각(θ3_2)에 1/2을 곱한 값을 더하여 새로운 암(120)의 롤각(θ3_2)을 산출한다.

연산부(206)는 앞서 설명한 바대로 제2 운행의 경우에도 마찬가지로 제1 산출값 및 제2 산출값을 생성한다.(S6, S7)

비교 산출부(212)는 새롭게 산출된 암(120)의 요각(θ3_1) 및 롤각(θ3_2)을 앞서 언급한 식에 대입하여 새롭게 산출된 수평거리(D) 및 수직 이격거리(H)를 포함하는 비교 산출값을 생성한다.

제2 운행 동안 표시 모듈(207)은 연산부에 생성된 제1 산출값 및 제2 산출값과 비교 산출부에서 생성된 비교 산출값을 각각 표시부를 통해서 표시할 수 있고,(S9) 사용자는 3가지 산출값을 참조하여 굴삭기(1000) 작업을 진행한다.

이처럼 굴삭기(1000)를 운행하는 사용자는 표시 모듈(207)을 통해서 제1 산출값 및 제2 산출값 중 더 정확하다고 판단되는 산출값을 선택하여 작업을 할 수 있을 뿐만 아니라, 앞선 운행을 통해서 사용자가 제1 암 센서(203)의 측정값 및 제2 암 센서(204)의 측정값의 정확도를 스스로 판단하여 점수를 입력하고, 다음 굴삭기(1000) 운행 시에 해당 점수를 반영하여 비교 산출값을 생성함으로써, 사용자는 사용자에게 최적화된 굴삭기(1000) 버켓(130)의 위치 값을 확인할 수 있어 작업의 능률 및 효율성을 향상시킬 수 있다.

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 명세서를 통해 보호 받고자 하는 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

201: 차체 센서 204: 제2 암 센서
202: 붐 센서 205: 버켓 센서
203: 제1 암 센서 206: 연산부

Claims

굴삭기의 버켓의 위치를 측정하는 굴삭기 버켓 위치 측정 장치에 있어서,
주행부 및 상기 주행부 상에 설치되고 운전자의 탑승 공간이 구비된 선회부를 포함하는 굴삭기의 차체에 장착되어 상기 차체의 요각 및 롤각을 측정하는 차체 센서;
제1 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 차체와 연결된 붐(boom)에 장착되어 상기 붐의 요각 및 롤각을 측정하는 붐 센서;
제2 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 붐에 연결된 암(arm)에 장착되어 상기 암의 요각 및 롤각을 측정하는 제1 암 센서;
상기 굴삭기의 암(arm)에 장착되어 상기 암의 요각 및 롤각을 측정하는 제2 암센서;
제3 연결축에 의해서 상기 굴삭기의 암에 연결된 버켓(bucket)에 장착되어 상기 버켓의 요각 및 롤각을 측정하는 버켓 센서;
상기 센서들로부터 측정된 값을 근거로 단면상에서 상기 선회부의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점으로부터 상기 버켓까지의 수평거리 및 지면으로부터 상기 버켓의 가장자리의 중앙부까지의 수직 이격거리를 산출하는 연산부;
상기 굴삭기를 이용하는 사용자가 상기 굴삭기의 제1 운행을 종료한 후 상기 사용자가 사용하는 사용자 단말에 입력한 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 요각의 정확도에 대한 제1 평가 점수 및 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 요각의 정확도에 대한 제2 평가 점수를 상기 사용자 단말로부터 수신하는 요각 평가 점수 수신부;
상기 사용자가 상기 제1 운행을 종료한 후 상기 사용자 단말에 입력한 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각의 정확도에 대한 제3 평가 점수 및 상기 제2 암센서가 측정한 상기 암의 롤각의 정확도에 대한 제4 평가 점수를 상기 사용자 단말로부터 수신하는 롤각 평가 점수 수신부;
상기 제1 평가 점수와 상기 제2 평가 점수의 비를 포함하는 요각 비율 정보를 생성하는 요각 비율 정보 생성부;
상기 제3 평가 점수와 상기 제4 평가 점수의 비를 포함하는 롤각 비율 정보를 생성하는 롤각 비율 정보 생성부; 및
상기 사용자가 상기 제1 운행을 종료한 후 상기 굴삭기의 제2 운행을 하는 경우, 상기 요각 비율 정보, 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 요각, 및 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 요각을 근거로 상기 암의 요각을 산출하고,
상기 롤각 비율 정보, 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각, 및 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각을 근거로 상기 암의 롤각을 산출하여,
상기 선회부의 최전단과 최후단 사이의 거리를 등분하는 중심점으로부터 상기 버켓까지의 수평거리 및 상기 지면으로부터 상기 버켓의 가장자리의 중앙부까지의 수직 이격거리를 포함하는 비교 산출값을 생성하는 비교 산출부를 포함하는 굴삭기 버켓 위치 측정 장치.
제1 항에 있어서,
표시 모듈을 더 포함하고,
상기 연산부에 의해서 산출되는 수평거리 및 수직 이격거리는 상기 차체 센서, 상기 붐 센서, 상기 제1 암 센서, 및 상기 버켓 센서에서 측정된 값을 이용하여 산출된 수평거리 및 수직 이격거리를 포함하는 제1 산출값 및 상기 차체 센서, 상기 붐 센서, 상기 제2 암 센서, 및 상기 버켓 센서에서 측정된 값을 이용하여 산출된 수평거리 및 수직 이격거리를 포함하는 제2 산출값을 포함하고,
상기 표시 모듈은 상기 제1 산출값, 상기 제2 산출값, 및 상기 비교 산출값을 각각 표시하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓 위치 측정 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 평가 점수는 설정 점수 이하의 범위에서 상기 사용자가 상기 사용자 단말에 입력한 점수이고,
상기 비교 산출부는 상기 제1 평가 점수와 상기 제2 평가 점수를 합한 요각 전체 점수에 대한 상기 제1 평가 점수의 비율과 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 요각을 곱한 값과 상기 요각 전체 점수에 대한 상기 제2 평가 점수의 비율을 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 요각을 곱한 값과 더하여 상기 암의 요각을 산출하고,
상기 비교 산출부는 상기 제3 평가 점수와 상기 제4 평가 점수를 합한 롤각 전체 점수에 대한 상기 제3 평가 점수의 비율과 상기 제1 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각을 곱한 값과 상기 롤각 전체 점수에 대한 상기 제4 평가 점수의 비율을 상기 제2 암 센서가 측정한 상기 암의 롤각을 곱한 값과 더하여 상기 암의 롤각을 산출하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓 위치 측정 장치.