KR102063579B1 - Sensor Anchor Bolt For Measuring Load Of Freight Loaded On Forklift Using Strain Gage - Google Patents
Sensor Anchor Bolt For Measuring Load Of Freight Loaded On Forklift Using Strain Gage Download PDFInfo
- Publication number
- KR102063579B1 KR102063579B1 KR1020190077705A KR20190077705A KR102063579B1 KR 102063579 B1 KR102063579 B1 KR 102063579B1 KR 1020190077705 A KR1020190077705 A KR 1020190077705A KR 20190077705 A KR20190077705 A KR 20190077705A KR 102063579 B1 KR102063579 B1 KR 102063579B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- forklift
- substrate
- anchor bolt
- sensor anchor
- strain gauge
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 150
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 17
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 17
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 17
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 13
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
- G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
- B66F17/00—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force
- B66F17/003—Safety devices, e.g. for limiting or indicating lifting force for fork-lift trucks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
- B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
- B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
- B66F9/075—Constructional features or details
- B66F9/07504—Accessories, e.g. for towing, charging, locking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
- F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
- F16B31/028—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load with a load-indicating washer or washer assembly
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/108—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving resistance strain gauges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 스트레인게이지를 이용하여 지게차에 적재된 화물의 하중을 측정하는 지게차용 센서앵커볼트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지게차의 구동체인을 연결하는 앵커볼트에 구비된 스트레인게이지로부터 출력되는 전기적 신호를 기반으로, 지게차의 지게발에 가해지는 하중을 감지하는 스트레인게이지가 내장된 지게차용 센서앵커볼트에 관한 것이다.The present invention relates to a forklift sensor anchor bolt for measuring the load of the cargo loaded on the forklift by using a strain gauge, and more particularly, an electrical signal output from the strain gauge provided in the anchor bolt connecting the drive chain of the forklift On the basis, relates to a sensor anchor bolt for a forklift with a built-in strain gauge for detecting the load applied to the forklift of the forklift.
지게차는 비교적 고 중량의 화물을 적재하고 작업자가 원하는 위치로 운반한 후 상승/하강하여 작업자가 원하는 높이로 하역하는 차량으로서, 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.A forklift truck is a vehicle that loads a relatively heavy weight, transports it to a desired location, and then lifts and descends to a height desired by a worker, and is widely used throughout the industry.
지게차는 크기 및 용도별로 적절한 적재 하중을 가지고 있다. 하지만 작업 시 적재 중량을 초과하는 경우가 발생하거나, 미숙운전이나 화물의 무게편중으로 짐을 싣는 포크의 무게 중심이 심하게 불균형을 이룰 경우 지게차의 화물 낙하로 인한 대인 대물 사고나 지게차의 전도, 전복으로 작업 안전에 위험을 일으킬 수 있다.Forklifts have appropriate loading loads for each size and application. However, if the work load exceeds the loading weight, or if the center of gravity of the fork for loading the load due to immature operation or the weight of the load is severely unbalanced, the work may occur due to personal accidents caused by the falling of the forklift, falling of the forklift, or overturning. It may cause a safety hazard.
화물의 낙하나 지게차의 전도, 전복을 방지하기 위하여 산업현장에서 지게차가 실시간으로 적재 중량을 계산하고, 데이터를 분석하여 현재 상태나 향후 상황에 대한 예측 결과를 제공하게 된다면 보다 효율적인 적재 및 관리를 가능하게 하므로 전체적인 물류비 절감이 가능하게 된다.In order to prevent the falling of the cargo, the falling of the forklift, or the overturning of the forklift, the forklift can calculate the loading weight in real time and analyze the data to provide the prediction result for the present situation or the future situation. It is possible to reduce the overall logistics cost.
지게차에 적재된 화물의 무게를 측정하기 위한 수단으로서, 스트레인게이지는 종래에 많이 사용하던 로드셀방식과 비교했을 때 가격적인 측면에서 경쟁력이 있어 많이 사용되고 있는 추세이다. 이러한 스트레인게이지를 이용하여 지게차의 지게발에 실리는 무게를 측정하기 위한 추가적인 장치를 복잡한 설치과정 없이 간편하게 설치하기 위해서는 지게차의 지게발이 구동 시의 움직임에 제한을 주지 않으면서도, 상기 지게발과 연결되어 정확한 하중을 측정할 수 있는 센서가 내장된 앵커볼트의 개발이 필요하다.As a means for measuring the weight of the cargo loaded on the forklift, the strain gauge is more competitive in terms of price compared to the conventional load cell method has been used a lot. In order to easily install an additional device for measuring the weight of the forklift by using the strain gauge without complicated installation process, the forklift of the forklift is connected to the forklift without limiting the movement during driving. There is a need to develop anchor bolts with sensors that can measure accurate loads.
본 발명은 지게차의 구동체인을 연결하는 앵커볼트에 구비된 스트레인게이지로부터 출력되는 전기적 신호를 기반으로, 지게차의 지게발에 가해지는 하중을 감지하는 스트레인게이지가 내장된 지게차용 센서앵커볼트를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a forklift sensor anchor bolt for detecting the load applied to the forklift of the forklift based on the electrical signal output from the strain gauge provided in the anchor bolt connecting the drive chain of the forklift. For the purpose of
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 지게차의 지게발이 부착된 캐리지를 구동하는 구동체인과 일단이 연결되고, 외주면 일부에 나사산이 형성되어 지게차의 마스트에 결합될 수 있는 센서앵커볼트로서, 상기 구동체인이 결합하는 체인결합부; 너트가 결합할 수 있는 나사산부; 상기 체인결합부와 상기 나사산부 사이에 위치하는 바디부; 상기 바디부의 내부홀에 수용되어 스트레인을 측정하는 스트레인게이지; 상기 바디부에 형성되어 상기 스트레인게이지의 리드선이 노출되는 리드선노출홀; 상기 스트레인게이지의 출력 신호를 수신하고 연결선을 통해 외부의 장치와 연결되는 기판부; 및 상기 기판부를 수납하여 보호하는 기판보호부;를 포함하고, 상기 기판부는, 상기 스트레인게이지의 출력 신호에 기초하여 디지털신호를 도출하는 게이지신호처리부; 및 도출된 상기 디지털신호에 기초하여 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출하는 제어부;를 포함하는, 센서앵커볼트를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a sensor anchor bolt that is connected to one end of the drive chain for driving the carriage forklift attached to the forklift, a thread is formed on a portion of the outer peripheral surface can be coupled to the mast of the forklift, A chain coupling part to which the driving chain is coupled; Threaded portion to which the nut can be coupled; A body part positioned between the chain coupling part and the screw thread part; A strain gauge accommodated in an inner hole of the body portion to measure strain; A lead wire exposure hole formed in the body portion to expose the lead wire of the strain gauge; A substrate unit receiving the output signal of the strain gauge and connected to an external device through a connection line; And a substrate protection unit configured to receive and protect the substrate unit, wherein the substrate unit comprises: a gauge signal processing unit for deriving a digital signal based on an output signal of the strain gauge; And a controller which derives the weight of the cargo loaded on the forklift based on the derived digital signal.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 기판부는, 상기 바디부를 둘러싸는 고리형태이고, 상기 리드선노출홀을 통해 노출된 상기 스트레인게이지의 리드선과 전기적으로 접속될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate portion has a ring shape surrounding the body portion, and may be electrically connected to the lead wire of the strain gauge exposed through the lead wire exposure hole.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 기판보호부는, 상기 나사산부 및 상기 바디부를 수용할 수 있고, 상기 기판보호부의 중앙을 관통하여 형성된 관통홀; 상기 기판보호부를 상기 바디부에 고정시키기 위한 볼트가 측면에서 삽입될 수 있도록 측면에 형성된 1 이상의 볼트홀; 상기 스트레인게이지의 리드선이 수용될 수 있고, 상기 관통홀의 내면에 형성된 게이지선홈; 및 상기 기판보호부의 하단에 형성되어 상기 기판부의 연결선을 상기 기판보호부로부터 외부로 노출시킬 수 있는 연결선홈;을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate protection unit, the through hole can accommodate the screw thread and the body portion, the through hole formed through the center of the substrate protection portion; At least one bolt hole formed at a side thereof so that a bolt for fixing the substrate protection part to the body part may be inserted at a side thereof; A gauge wire groove in which a lead wire of the strain gauge can be accommodated and formed in an inner surface of the through hole; And a connection line groove formed at a lower end of the substrate protection part to expose the connection line of the substrate part to the outside from the substrate protection part.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 바디부의 상측에는 걸림턱이 형성되어, 상기 기판보호부의 상측은 상기 걸림턱에 접하고, 상기 기판보호부 및 상기 기판부는 전체적으로 원통형태를 가지고, 내부의 중앙홀에 바디부를 둘러쌀 수 있다.In one embodiment of the present invention, a locking jaw is formed on the upper side of the body portion, the upper side of the substrate protection portion is in contact with the locking jaw, the substrate protection portion and the substrate portion as a whole has a cylindrical shape, in the inner central hole It can surround the body part.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 센서앵커볼트는 상기 기판부의 하측에 배치되어 상기 기판부를 외부로부터 보호하는 에폭시몰딩층을 더 포함하고, 상기 기판부는 상기 기판보호부 및 상기 에폭시몰딩층 내부의 공간에 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the sensor anchor bolt further comprises an epoxy molding layer disposed under the substrate portion to protect the substrate from the outside, the substrate portion is a space inside the substrate protection portion and the epoxy molding layer Can be placed in.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 게이지신호처리부는, 상기 스트레인게이지의 리드선과 상기 기판부의 전기적인 접속을 통하여 출력 신호를 수신하는 신호수신부; 수신한 상기 출력신호를 변환하는 신호변환부; 및 변환된 상기 출력신호를 상기 제어부로 출력하는 신호출력부;를 포함하고, 상기 신호변환부는, 수신한 상기 스트레인게이지의 출력신호를 잡음이 최소화 되도록 증폭시키는 저잡음증폭단계; 상기 저잡음증폭단계를 거친 상기 출력신호의 고주파성분을 차단하는 고주파차단단계; 및 상기 고주파차단단계를 거친 상기 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털변환단계;를 수행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the gauge signal processing unit, the signal receiving unit for receiving an output signal through the electrical connection of the lead wire of the strain gauge and the substrate portion; A signal converter converting the received output signal; And a signal output unit configured to output the converted output signal to the controller, wherein the signal converter comprises: a low noise amplifying step of amplifying the received output signal of the strain gauge to minimize noise; A high frequency blocking step of blocking high frequency components of the output signal which have passed the low noise amplifying step; And a digital conversion step of converting the output signal through the high frequency blocking step into a digital signal.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제어부는, 상기 센서앵커볼트의 상기 게이지신호처리부로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 무하중상태의 초기전압값을 측정하는 초기전압값측정단계; 측정한 상기 초기전압값에 기초하여 기준전압테이블을 보정하는 기준전압테이블보정단계; 상기 센서앵커볼트의 상기 게이지신호처리부로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 지게차에 화물이 적재된 상태의 전압값을 측정하는 로드전압측정단계; 보정된 상기 기준전압테이블에 기초하여 측정한 상기 전압값에 따른 적재된 화물의 무게를 도출하는 로드도출단계;를 수행할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit, the initial voltage value measuring step of measuring the initial voltage value of the unloaded state based on the digital signal output from the gauge signal processing unit of the sensor anchor bolt; A reference voltage table correction step of correcting a reference voltage table based on the measured initial voltage value; A load voltage measuring step of measuring a voltage value of a state in which cargo is loaded on the forklift based on the digital signal output from the gauge signal processing unit of the sensor anchor bolt; And a load derivation step of deriving the weight of the loaded cargo according to the voltage value measured based on the corrected reference voltage table.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제어부는, 상기 지게발을 구동하는 지게발구동장치에 포함되고, 2 이상의 상기 센서앵커볼트의 출력신호를 수신하여, 상기 지게발에 적재된 화물의 무게 및 밸런스를 도출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the control unit, included in the forklift driving device for driving the forklift, receiving the output signal of the two or more sensor anchor bolts, the weight and balance of the load loaded on the forklift Can be derived.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 신호출력부는, 변환된 상기 출력신호를 상기 지게발을 구동하는 지게발구동장치의 제어부로 출력할 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the signal output unit may output the converted output signal to the control unit of the forklift driving device for driving the forklift.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 기준전압테이블보정단계는 선형보간법에 따라 상기 기준전압테이블을 보정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reference voltage table correction step may correct the reference voltage table according to a linear interpolation method.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서앵커볼트의 스트레인게이지의 출력신호를 처리하여 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출함으로써, 지게차의 적재 중량을 초과하거나, 짐을 싣는 지게발의 중심이 불균형을 이루는 경우와 같은 위험한 상황을 예방할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by processing the output signal of the strain gauge of the sensor anchor bolt to derive the weight of the cargo loaded on the forklift, when the load weight of the forklift exceeds or the center of the forklift loading the load is imbalanced It can be effective to prevent dangerous situations such as
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서앵커볼트에 내장되는 스트레인게이지의 물리적 특성에 따른 단점을 보완하여 하중을 도출하는데 기준이 되는 기준전압테이블을 보정함으로써, 보다 정확한 지게차의 지게발에 실리는 화물의 무게를 도출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by correcting the reference voltage table, which is a reference for deriving the load by compensating for the disadvantages of the physical characteristics of the strain gauge built into the sensor anchor bolt, the cargo carried on the forklift of the forklift more accurately It can exert the effect of deriving the weight of.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서앵커볼트의 스트레인게이지의 출력신호를 처리하는 기판부를 기판보호부에 에폭시몰딩층을 형성해 고정시킴으로써, 기판부를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by fixing the substrate portion for processing the output signal of the strain gauge of the sensor anchor bolt by forming an epoxy molding layer on the substrate protection portion, it is possible to achieve the effect of protecting the substrate portion from external impact. .
본 발명의 일 실시예에 따르면 지게차에 추가적으로 하중 센서를 부착할 필요 없이 지게차에 사용되는 앵커볼트를 센서앵커볼트로 교체함으로써 지게발에 가해지는 하중을 감지하는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by replacing the anchor bolt used in the forklift with a sensor anchor bolt without having to attach a load sensor to the forklift, an effect of detecting a load applied to the forklift can be exerted.
본 발명의 일 실시예에 따르면 센서앵커볼트가 구비한 회로는 스트레인게이지의 출력 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 전송 중에 발생하는 에러를 방지하고, 잡음에 영향을 받지 않도록 하여 측정된 정보를 오류 없이 전송할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the circuit provided with the sensor anchor bolts converts the output signal of the strain gauge into a digital signal, thereby preventing errors occurring during transmission and transmitting the measured information without errors by preventing them from being affected by noise. It can exert an effect.
본 발명의 일 실시예에 따르면 센서앵커볼트의 스트레인게이지의 출력 신호를 처리하는 기판부가 센서앵커볼트에 구비되어 출력 신호를 처리하는 효과를 발휘할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the substrate unit for processing the output signal of the strain gauge of the sensor anchor bolt may be provided in the sensor anchor bolt to achieve the effect of processing the output signal.
도 1은 지게차를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트가 구비된 지게발구동장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부 및 기판보호부를 결합시키지 않은 센서앵커볼트를 개략적으로 도시하는 삼면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부를 개략적으로 도시하는 사시도 및 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판보호부를 개략적으로 도시하는 정면도, 저면도, 및 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부 및 기판보호부를 결합시킨 센서앵커볼트를 개략적으로 도시하는 측면도 및 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트의 스트레인게이지 및 기판부의 구성요소를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트가 구비된 지게발구동장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이지신호처리부의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호처리부의 동작 단계를 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 동작 단계를 개략적으로 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 적재된 화물의 중량에 따른 센서앵커볼트의 ADC측정값을 나타낸 그래프를 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트의 출력신호에 선형보간법을 적용한 그래프를 개략적으로 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부가 측정한 초기전압값에 기초하여 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출하는 기준이 되는 기준전압테이블을 개략적으로 도시한다.1 is a view schematically showing a forklift truck.
2 is a diagram schematically illustrating a forklift driving device having a sensor anchor bolt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a three-sided view schematically illustrating a sensor anchor bolt which does not combine a substrate portion and a substrate protection portion according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view and a plan view schematically showing a substrate unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view, a bottom view, and a perspective view schematically showing a substrate protection unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view and a cross-sectional view schematically illustrating a sensor anchor bolt combining a substrate unit and a substrate protection unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating components of a strain gauge and a substrate of a sensor anchor bolt according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram schematically illustrating a forklift driving device having a sensor anchor bolt according to an embodiment of the present invention.
9 schematically illustrates an internal configuration of a gauge signal processing unit according to an embodiment of the present invention.
10 schematically illustrates an operation of a signal processor according to an embodiment of the present invention.
11 schematically illustrates an operation step of a control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 schematically shows a graph showing the ADC measurement value of the sensor anchor bolt according to the weight of the loaded cargo of the forklift according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 schematically illustrates a graph applying linear interpolation to an output signal of a sensor anchor bolt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 14 schematically illustrates a reference voltage table serving as a reference for deriving a weight of a cargo loaded on a forklift truck based on an initial voltage value measured by a controller according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.In the following, various embodiments and / or aspects are now disclosed with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by one of ordinary skill in the art that this aspect (s) may be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of the one or more aspects. However, these aspects are exemplary and some of the various methods in the principles of the various aspects may be used and the descriptions described are intended to include all such aspects and their equivalents.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. As used herein, “an embodiment”, “an example”, “aspect”, “an example”, etc., may not be construed as having any aspect or design described being better or advantageous than other aspects or designs. .
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or”. In other words, unless specified otherwise or unambiguously in context, "X uses A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X uses A; X uses B; Or where X uses both A and B, "X uses A or B" may apply to either of these cases. Also, it is to be understood that the term "and / or" as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the related items listed.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the terms "comprises" and / or "comprising" mean that such features and / or components are present, but exclude the presence or addition of one or more other features, components, and / or groups thereof. It should be understood that it does not.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, in the embodiments of the present invention, unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms are generally understood by those skilled in the art to which the present invention belongs. Has the same meaning as Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be interpreted as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and ideally or excessively formal meanings, unless explicitly defined in the embodiments of the present invention. Not interpreted as
도 1은 지게차를 개략적으로 도시하는 도면이다.1 is a view schematically showing a forklift truck.
도 1에 도시된 바와 같이 지게차는 모터 등의 차량 구동원이 장착되는 차체(2000)와 차체(2000)의 전방에 구비되어 화물을 적재할 수 있는 지게발구동장치(1000)를 포함한다. 지게발구동장치(1000)는 수직방향으로 배치되는 마스트(500)와 마스트(500)를 따라 상하로 승강 가능한 캐리지(100)를 구비할 수 있다. 캐리지(100)는 구동체인(200) 등에 의해 상하로 승강 가능하고, 캐리지(100)의 전방에는 화물을 들어올리는 한 쌍의 지게발(110)이 장착되어 있다. 일반적으로 이와 같은 지게발(110)은 그 폭이 조절 가능하도록 장착되어 화물의 종류에 따라 지게발(110)의 폭을 조절하여 사용할 수 있다.As illustrated in FIG. 1, the forklift includes a
차체(2000)의 상부에는 운전석이 구비되어 있으며, 상기 운전석에는 운전자를 보호하기 위한 오버헤드 가드가 설치되어 있다. 또한, 차체(2000)의 전방에는 전륜이 장착되고, 후방에는 후륜이 장착되며, 상기 후륜의 상부에는 카운터 웨이트가 위치할 수 있다. 상기 카운터 웨이트는 차체(2000)의 전방에 집중되는 화물의 무게중심을 후방으로 이동시켜, 화물을 안정적으로 운송하기 위한 것이다.A driver's seat is provided at an upper portion of the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트(10)가 구비된 지게발구동장치(1000)를 개략적으로 도시하는 도면이다.2 is a view schematically showing a
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 지게발구동장치(1000)는 지게발(110)이 부착되어 상하로 이동할 수 있는 캐리지(100); 상하로 구동하는 피스톤; 상기 피스톤에 연결되어 상하로 이동하는 가이드롤러(400); 상기 가이드롤러(400)를 경유하여 상기 캐리지(100)에 연결되어 상기 피스톤의 구동에 의해 상기 캐리지(100)를 상하로 이동시키는 구동체인(200); 상기 구동체인(200), 상기 가이드롤러(400) 및 상기 피스톤이 내부에 위치하고, 상기 캐리지(100)가 상하로 이동할 때 가이드를 제공하는 마스트(500); 및 상기 구동체인(200)과 일단이 연결되고, 외주면 일부에 나사산이 형성되어 지게차의 마스트(500)에 결합될 수 있는 센서앵커볼트(10);를 포함할 수 있다.As shown in Figure 2, the
상기 구동체인(200)은 일단이 센서앵커볼트(10.1)에 의해 상기 캐리지(100)에 고정되어 있고, 타단이 센서앵커볼트(10.2)에 의해 마스트(500)에 연결되어 있다. 상기 앵커볼트(10)는 상기 캐리지(100) 혹은 상기 마스트(500)에 구비된 관통공에 삽입되고, 상기 앵커볼트(10)에 결합하는 너트(20)에 의해 상기 관통공에서 이탈 되지 않도록 하여 고정될 수 있다.One end of the driving
도 2에 도시된 실시예에서는 두 개의 센서앵커볼트(10.1)(10.2)가 각각 두 개씩의 너트(21.1)(22.1)(21.2)(22.2)에 의해 고정되어 각각 지게차의 캐리지(100) 및 마스트(500)에 고정될 수 있다.In the embodiment shown in Fig. 2, two sensor anchor bolts 10.1 and 10.2 are fixed by two nuts 21.1, 22.1, 21.2 and 22.2, respectively, so that the
본 발명의 센서앵커볼트의 내부에 수용되어 적재된 화물의 하중을 측정하는 스트레인게이지(140)는 외부의 충격에 의해 쉽게 손상될 수 있다. 따라서, 화물의 직접적인 영향을 받지 않고 정밀한 측정이 이루어질 수 있도록 도 2의 지게차의 지게발(110)과 구동체인(200)을 연결하는 부위에 센서앵커볼트(10)가 설치될 수 있다.
앵커볼트에 결합되는 구동체인(200)은 가이드롤러(400)를 경유하여 설치되어 있다. 이 때, 상기 가이드롤러(400)는 피스톤(300)에 연결되어 피스톤(300)이 상하로 움직임에 따라 같이 상하로 움직일 수 있다.The
도 2에 도시된 바에 따르면 구동체인(200)의 일단은 고정된 마스트(500)에 결합되어 있다. 이 때, 가이드롤러(400)가 상승하게 되면 구동체인(200) 또한 상승하게 된다. 다만, 구동체인(200)의 일단은 센서앵커볼트(10.2)에 의해 고정되어 있으므로, 구동체인(200)의 타단은 끌어올려지게 된다. 이러한 센서앵커볼트(10)는 다른 쪽 지게발(110)에 연결되는 구동체인(200)의 양단 또한 센서앵커볼트에 의해 고정되어 있을 수 있다. 센서앵커볼트(10)는 내부에 수용된 스트레인게이지(140)에 의해 센서앵커볼트(10)에 가해지는 하중을 감지할 수 있다. 이와 같이, 센서앵커볼트(10)에 가해지는 하중을 감지함으로써, 상기 지게발(110)에 가해진 하중을 도출할 수 있다.As shown in FIG. 2, one end of the
이 때, 상기 지게발구동장치(1000)는 지게발구동장치의 제어부(미도시)를 더 포함하여, 상기 센서앵커볼트(10)에서 감지된 하중을 수신하여 상기 지게발(110)에 적재된 화물의 낙하, 혹은 상기 적재된 화물에 의한 지게차의 전도/전복을 방지하도록 상기 지게발(110)을 제어하거나, 혹은 상기 지게차의 움직임을 제어할 수도 있다.At this time, the
도 3, 4, 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트(10)의 구성요소를 개략적으로 도시한다.3, 4, and 5 schematically show the components of the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부(160) 및 기판보호부(170)를 결합시키지 않은 센서앵커볼트(10)를 개략적으로 도시하는 삼면도이다.FIG. 3 is a schematic three-dimensional view of the
도 3에 도시된 바에 따르면, 센서앵커볼트(10)는, 지게차의 지게발(100)이 부착된 캐리지를 구동하는 구동체인(200)과 일단이 연결되고, 외주면 일부에 나사산이 형성되어 지게차의 마스트(500)에 결합될 수 있는 센서앵커볼트(10)로서,As shown in FIG. 3, the
상기 구동체인(200)이 결합하는 체인결합부(110); 너트가 결합할 수 있는 나사산부(120); 상기 체인결합부(110)와 상기 나사산부(120) 사이에 위치하는 바디부(130); 상기 바디부(130)의 내부홀(190)에 수용되어 스트레인을 측정하는 스트레인게이지(140); 상기 바디부(130)에 형성되어 상기 스트레인게이지(140)의 리드선이 노출되는 리드선노출홀(150); 상기 스트레인게이지(140)의 출력 신호를 수신하고 연결선을 통해 외부의 장치와 연결되는 기판부(160); 및 상기 기판부를 수납하여 보호하는 기판보호부(170);를 포함한다.A
구체적으로, 도 3의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부(160) 및 기판보호부(170)를 결합시키지 않은 센서앵커볼트(10)의 정면도, 측면도 및 평면도이다.Specifically, FIGS. 3A, 3B, and 3C illustrate a front surface of the
도 3의 (a)를 참조하면, 기판부(160) 및 기판보호부(170)를 결합시키지 않은 센서앵커볼트(10)는 구동체인(200)이 결합하는 체인결합부(110), 너트가 결합할 수 있는 나사산부(120), 체인결합부(110)와 상기 나사산부(120) 사이에 위치하는 바디부(130)가 도시된다. 나사산부(120)는, 나사산을 구비하고, 결합되는 너트가 회전함에 의해 너트의 결합 위치를 변경함으로써 구동체인(200)이 캐리지(100) 혹은 마스트(500)에 고정되는 위치를 조절할 수 있다. 또한, 너트의 위치를 변경함을 통해 센서앵커볼트(10)의 체인결합부(110)가 캐리지(100) 혹은 마스트(500)와 연결되는 상대적 위치를 변경할 수 있다. 체인결합부(110)의 위치를 변경함으로써, 체인결합부(110)에 연결되는 구동체인(200)의 위치를 조절할 수 있고, 이를 통해 상기 구동체인(200)에 걸리는 장력을 조절할 수 있다. 혹은, 피스톤(300)에 의해 상기 캐리지(100)가 구동될 때, 피스톤의 위치에 따른 캐리지(100)의 위치를 조절하여 캐리지(100)의 구동 범위를 조절하거나, 혹은 캐리지(100)의 좌우밸런스를 조절할 수 있다.Referring to FIG. 3A, the
또한, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는, 센서앵커볼트(10)의 바디부(130)의 중심에는 스트레인게이지(140)가 수용되는 내부홀(190)이 형성되어 있다. 이러한 내부홀(190)에 삽입되어 수용된 스트레인게이지(140)는 센서앵커볼트(10)에 걸리는 하중에 대한 정보를 전기적신호로 출력한다. 도 3의 (b)를 참조하면, 바디부(130)에 형성된 리드선노출홀(150)을 통해 1 이상의 스트레인게이지(140)의 리드선이 상기 바디부(130)의 외부로 노출될 수 있다. 스트레인게이지(140)가 출력하는 전기적 신호는 상기 바디부(130)의 외부로 노출된 스트레인게이지(140)의 리드선을 통해 출력된다. 이후, 스트레인게이지(140)의 리드선은 기판부(160)와 연결되고, 상기 기판부(160)는 상기 스트레인게이지(140)가 출력하는 전기적 신호를 수신할 수 있다.In addition, as shown in (c) of FIG. 3, in one embodiment of the present invention, the
본 발명의 다른 실시예에서는, 센서앵커볼트(10)의 바디부(130)의 일측면에는 스트레인게이지(140)가 수용되는 외부홈;(미도시)이 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 체인결합부(110)에 한 개의 홈이 파져 결합부분이 2열로 나뉘는 2열 센서앵커볼트(10)뿐만 아니라, 홈이 없는 1열 센서앵커볼트(10), 2개의 홈이 파져 결합부분이 3열로 나뉘는 3열 센서앵커볼트(10), 및 3개의 홈이 파져 결합부분이 4열로 나뉘는 4열 센서앵커볼트(10) 등과 같이 본 발명이 적용될 수 있는 센서앵커볼트(10)의 형태는 다양하다. 본 발명의 일 실시예에서 센서앵커볼트(10)의 바디부(130)의 중심에 내부홀(190)을 형성하여 스트레인게이지(140)를 수용하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같은 2열 센서앵커볼트(10)는 내부홀(190)을 통해 스트레인게이지(140)를 수용하는 것이 가능하지만, 체인결합부(110)에 홈이 없거나 다수개의 홈이 파진 1열, 3열, 4열 등의 센서앵커볼트의 경우, 스트레인게이지(140)를 수용하는 내부홀(190)을 형성하기 어려울 수 있다. 이에 따라, 센서앵커볼트(10)의 바디부(130)에 내부홀(190)을 형성하기 어려운 경우, 바디부(130)의 일측면에 스트레인게이지(140)가 수용되는 외부홈;(미도시)을 형성하여 센서앵커볼트(10) 내부에 스트레인게이지(140)가 수용될 수 있다.In another embodiment of the present invention, one side of the
상기 바디부(130)의 일측면에 형성되는 외부홈;(미도시)에 스트레인게이지(140)가 수용되면, 스트레인게이지(140)를 고정시키는 에폭시몰딩층을 형성하여, 스트레인게이지(140)가 고정될 수 있다. 고정된 1 이상의 스트레인게이지(140)의 리드선은 외부홈;(미도시)밖으로 노출된다. 스트레인게이지(140)가 출력하는 전기적 신호는 상기 바디부(130)의 외부로 노출된 스트레인게이지(140)의 리드선을 통해 출력된다. 이후, 스트레인게이지(140)의 리드선은 기판부(160)와 연결되고, 상기 기판부(160)는 상기 스트레인게이지(140)가 출력하는 전기적 신호를 수신할 수 있다.The outer groove formed on one side of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부(160)를 개략적으로 도시하는 사시도 및 평면도이다.4 is a perspective view and a plan view schematically showing the
구체적으로, 도 4는 전술한 리드선노출홀(150)을 통해 노출된 1 이상의 스트레인게이지(140)의 리드선과 전기적으로 접속하는 기판부(160)를 도시한다. 상기 기판부(160)는, 상기 바디부(130)를 둘러싸는 고리형태이고, 상기 리드선노출홀(150)을 통해 노출된 상기 스트레인게이지(140)의 리드선과 전기적으로 접속된다.Specifically, FIG. 4 illustrates a
도 4의 (a)는 기판부(160)의 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 기판부(160)는 센서앵커볼트(10)의 몸체의 바디부(130)를 둘러싸는 고리형태의 기판상에 구성된다. 상기 기판부(160)는 연결선으로 연결되어, 외부의 장치와 연결될 수 있다. 도 4의 (b)는 상기 기판부(160)의 평면도를 도시한다. 도 4의 (b)와 같이 고리형태의 기판에는 센서앵커볼트(10)의 기판보호부(170)와 고정시키는 1 이상의 볼트홀(163)이 형성되어 있고, 기판상에는 지게차의 하중을 측정하는 회로의 구성요소들이 배치될 수 있다.4A is a perspective view of the
기판부(160)는 스트레인게이지(140)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하여 외부로 전송할 수 있다. 이와 같이 상기 스트레인게이지(140)의 출력 신호를 디지털 신호로 변환함으로써 전송 중에 발생하는 에러를 방지하고, 잡음에 영향을 받지 않도록 하여 측정된 정보를 오류 없이 전송할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The
도 5의 (a), (b) 및 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판보호부(170)를 개략적으로 도시하는 정면도, 저면도, 및 사시도이다.5A, 5B, and 5C are a front view, a bottom view, and a perspective view schematically showing a
구체적으로, 상기 기판보호부(170)는, 상기 나사산부(120) 및 상기 바디부(130)를 수용할 수 있고, 상기 기판보호부(170)의 중앙을 관통하여 형성된 관통홀(175); 상기 기판보호부(170)를 상기 바디부(130)에 고정시키기 위한 볼트가 측면에서 삽입될 수 있도록 측면에 형성된 1 이상의 볼트홀(171); 상기 스트레인게이지(140)의 리드선이 수용될 수 있고, 상기 관통홀(175)의 내면에 형성된 게이지선홈(172); 및 상기 기판보호부(170)의 하단에 형성되어 상기 기판부(160)의 연결선을 상기 기판보호부로(170)부터 외부로 노출시킬 수 있는 연결선홈(173);을 포함한다.In detail, the
도 5의 (a)는 기판보호부(170)의 정면도이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판보호부(170)는, 센서앵커볼트(10)의 바디부(130)에 기판보호부(170)를 고정시키기 위한 볼트가 측면에서 삽입될 수 있도록 측면에 형성된 1 이상의 볼트홀(171) 및 기판보호부(170)의 하단에 형성되어 기판부(160)에 연결된 연결선을 기판보호부(170)로부터 외부로 노출시키는 연결선홈(173)을 포함한다.5A is a front view of the
도 5의 (b)는 기판보호부(170)의 저면도이다. 기판보호부(170)는 기판부(160)를 기판보호부(170)에 고정시키는 볼트가 삽입될 수 있도록 내부에 형성된 1 이상의 볼트홀(174)을 포함하고, 상기 볼트홀(174)에 볼트를 삽입하여 기판부(160)가 기판보호부(170)에 고정될 수 있다. 또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 기판보호부(170)는 상기 나사산부(120) 및 상기 바디부(130)를 수용할 수 있고, 상기 기판보호부(170)의 중앙을 관통하여 형성된 관통홀(175)을 포함한다.5B is a bottom view of the
도 5의 (c)는 기판보호부(170)의 사시도이다. 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 기판보호부(170)는 나사산부(120) 및 바디부(130)를 수용할 수 있는 상기 기판보호부(170)의 중앙을 관통하여 형성된 관통홀(175)을 포함한다. 이러한 기판보호부(170)의 상측은 바디부(130)의 걸림턱에 접한다.5C is a perspective view of the
기판보호부(170) 및 기판부(160)는 전체적으로 원통형태를 가지고, 바디부(130)에 고정시키기 위한 볼트가 측면에서 삽입될 수 있도록 측면에 형성된 볼트홀(171)을 통해 바디부(130)에 고정될 수 있다. 또한, 기판보호부(170)는 스트레인게이지(140)의 리드선이 수용될 수 있고, 상기 관통홀(175)의 내면에 형성된 게이지선홈(172)을 포함한다. 바디부(130)에 고정된 기판보호부(170)의 내부로 스트레인게이지(140)의 리드선이 노출되고, 스트레인게이지(140)의 리드선은 상기 게이지선홈(172)을 통해 수용됨으로써, 기판보호부(170) 내부로 스트레인게이지(140)의 리드선이 손상없이 노출되어 기판부(160)와 전기적으로 접속할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부(160) 및 기판보호부(170)를 결합시킨 센서앵커볼트(10)를 개략적으로 도시하는 측면도 및 단면도이다.FIG. 6 is a side view and a cross-sectional view schematically illustrating a
구체적으로, 센서앵커볼트(10)는 상기 도 3, 4 및 5를 통해 설명한 센서앵커볼트(10)를 이루는 구성요소들의 조립으로 하나의 센세앵커볼트의 역할을 수행할 수 있다. 전술한 센서앵커볼트(10)의 구성요소들은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 조립된다. 원통형태의 기판보호부(170)가 센서앵커볼트(10)의 바디부(130)를 둘러싸고, 바디부(130)를 둘러싸는 고리형태인 기판부(160)가 기판보호부(170) 안으로 수납될 수 있다. 기판부(160)의 상면에는 지게차의 하중을 측정하는 회로의 구성요소(예를 들어, 반도체 소자 등)이 배치될 수 있고, 기판부의 하면 또한 회로의 구성요소(예를 들어, 반도체 소자 등)(미도시)가 배치될 수 있다.Specifically, the
수납된 기판부(160)는 기판보호부(170) 안에서 노출된 스트레인게이지(140)의 리드선과 전기적으로 접속되고, 스트레인게이지(140)의 출력신호를 기판부(160)가 수신하고, 기판부(160)에 연결된 연결선을 통해 외부의 장치로 출력될 수 있다. 기판부(160)의 연결선은 기판보호부(170)의 하단에 형성된 연결선홈(173)을 통해 기판보호부(170)로부터 외부로 노출된다.The
이후, 기판부(160)의 고정을 위하여 기판보호부(170) 내부에는 에폭시몰딩공정을 통해 수납된 기판부(160)의 하측으로 에폭시몰딩층(180)이 배치된다. 이를 통해, 기판부(160)는 기판보호부(170)에 기판부(160)의 회로가 손상되지 않는 형태로 고정되어 외부의 충격에 따른 손상 없이 정확하게 지게차의 하중을 측정할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.Subsequently, an
도 6의 (b)는 이러한 형태로 조립을 완료한 센서앵커볼트(10)의 단면도를 도시한다. 기판부(160)는 기판보호부(170)와 고정될 수 있도록 볼트를 이용하여 기판보호부(170)의 내부에 수납되어 부착되고, 이러한 기판보호부(170) 내부에서는 리드선노출홀(150)을 통해 노출된 스트레인게이지(140)의 리드선과 전기적으로 접속할 수 있다. 기판부(160)는 기판보호부(170) 및 에폭시몰딩층(180) 사이의 내부의 공간에 배치되어 외부의 환경으로부터 기판부(160)가 보호된다. 기판부(160)의 연결선은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 기판보호부(170)의 하단에 형성된 연결선홈(173)을 통해 기판보호부(170)로부터 외부로 노출된다.Figure 6 (b) shows a cross-sectional view of the
이러한 구조를 통해, 본 발명의 센서앵커볼트(10)는 스트레인게이지(140)의 출력신호를 처리하는 기판부(160)를 기판보호부(170)에 에폭시몰딩층(180)을 형성해 고정시킴으로써, 기판부를 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. Through such a structure, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트(10)의 스트레인게이지(140) 및 기판부(160)의 구성요소를 개략적으로 도시하는 도면이다.7 is a view schematically showing the components of the
구체적으로, 센서앵커볼트(10)의 스트레인게이지(140)는 리드선노출홀(150)을 통해 노출된 스트레인게이지(140)의 리드선과 기판부(160)는 전기적으로 접속하여 연결된다. 상기 기판부(160)는 스트레인게이지(140)에 의해 센서앵커볼트(10)에 가해지는 스트레인이 측정되고 상기 기판부(160)는 상기 스트레인게이지(140)의 출력 신호에 기초하여 디지털신호를 도출하는 게이지신호처리부(161); 및 도출된 상기 디지털신호에 기초하여 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출하는 제어부(162);를 포함한다.Specifically, the
또한, 지게발을 구동하는 지게발구동장치(1000)는, 2 이상의 센서앵커볼트(10)의 기판부에서 처리된 출력 신호를 수신하는 제어부(미도시)를 기판부(160)의 제어부(162)와 별개로 더 포함할 수 있다.In addition, the
본 발명의 일 실시예에서는, 센서앵커볼트(10)의 내부에서는 스트레인게이지(140)에 의해 센서앵커볼트(10)의 스트레인이 측정되고 기판부(160)의 게이지신호처리부(161)를 통해 스트레인게이지(140)의 출력신호가 처리된다. 이후, 상기 게이지신호처리부(161)로부터 처리되어 도출된 디지털신호에 기초하여 상기 제어부(162)는 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출한다. In the exemplary embodiment of the present invention, the strain of the
본 발명의 다른 실시예에서는, 스트레인게이지의 출력신호 혹은 각각의 센서앵커볼트(10)에서 도출된 화물의 무게의 대한 정보가 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)로 전송되어 지게차의 지게발(110)에 실린 종합적인 화물의 무게정보 및 지게차의 적재된 화물의 밸런스를 도출할 수 있다. 이에 따라, 지게차의 운전자는 지게차의 적재 중량을 초과하거나, 짐을 싣는 지게발의 중심이 불균형을 이루는 경우와 같은 위험한 상황을 예방할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.In another embodiment of the present invention, the information on the output signal of the strain gauge or the weight of the cargo derived from each
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트(10)가 구비된 지게발구동장치(1000)를 개략적으로 도시하는 도면이다.8 is a view schematically showing a
구체적으로, 도 8은 상기 도 2에 도시된 것과 같은 지게발구동장치(1000)를 정면에서 도시한 도면이다. 도 8에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에서 캐리지(100)에는 지게발(110)이 부착되어 있고, 센서앵커볼트(10)가 캐리지(100)에 고정되어 있다. 센서앵커볼트(10)는 구동체인(200)의 일단과 연결되어 있다. 구동체인(200)은 가이드롤러(400)를 경유하여 마스트(500)에 고정되어 있고, 가이드롤러(400)는 피스톤에 고정되어 상하로 이동함으로써, 구동체인(200) 및 구동체인(200)이 연결된 캐리지(100)를 상하로 이동시킨다.Specifically, FIG. 8 is a front view of the
본 발명의 일 실시예에서는, 지게발구동장치(1000)에는 2 이상의 센서앵커볼트(10)가 구비될 수 있다. 이 때, 2 이상의 센서앵커볼트(10)의 기판부(160)에서 처리된 출력신호는 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)로 입력될 수 있다. 상기 센서앵커볼트(10)는 각각 좌우의 구동체인(200)을 캐리지(100)에 고정하여 각각 연결된 구동체인(200)에 걸리는 하중을 도출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
따라서, 상기 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)는 2 이상의 센서앵커볼트(10)로부터 상기 좌우의 구동체인(200)에 걸리는 하중을 각각 입력 받을 수 있다. 이 때, 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)에서는 좌우의 구동체인(200)에 걸린 하중을 더하여, 지게발(110)에 가해지는 전체하중을 도출할 수도 있고, 좌우에 구동체인(200)에 걸린 하중의 차이를 도출하여 지게발(110)에 적재된 화물의 좌우밸런스를 도출할 수도 있다. 예를 들어, 좌측 센서앵커볼트(10a)에 감지된 하중이 800kg이고, 우측 센서앵커볼트(10b)에 감지된 하중이 640kg이라고 하면, 지게발(110) 전체에 적재된 화물의 총 하중은 1440kg이다. 화물은 좌측의 지게발(110) 쪽에 무게중심이 가까운 형태로 적재되어 있을 수 있다. 이 때, 도 8을 참조하여 지게차가 우측으로 선회하는 경우라 할 때, 화물은 좌측으로 원심력을 받아 화물이 낙하하거나, 혹은 화물에 의해 지게차가 전도될 위험이 있기 때문에, 선회 시 속도를 낮추도록 제어하거나, 혹은 지게발(110)의 높이를 조절하여 안전하게 운행할 수 있도록 할 수 있다. Therefore, the controller (not shown) of the
이와 같이, 상기 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)에서는 각각의 센서앵커볼트(10)의 위치정보 및 각각의 센서앵커볼트(10)의 출력신호에 기초하여 지게발(110)에 적재된 화물의 무게 및 밸런스에 대한 정보를 파악하고, 무게 및 밸런스에 대한 정보에 기초하여 지게발(110) 혹은 지게차의 움직임을 제어하거나, 사용자에게 전도 혹은 전복의 위험을 알려주는 신호를 도출할 수 있다.As such, the control unit (not shown) of the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이지신호처리부(161)의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.9 schematically illustrates an internal configuration of a gauge
도 9에 도시된 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 게이지신호처리부(161)는, 상기 스트레인게이지(140)의 리드선과 상기 기판부(160)의 전기적인 접속을 통하여 출력 신호를 수신하는 신호수신부(161.1); 수신한 상기 출력 신호를 변환하는 신호변환부(161.2); 및 변환된 상기 출력 신호를 제어부(162)로 출력하는 신호출력부(161.3);를 포함한다.9, the
상기 신호수신부(161.1)는, 스트레인게이지(140)가 측정한 센서앵커볼트(10)의 스트레인에 대한 정보를 수신한다. 이를 위해, 스트레인게이지(140)의 리드선은 기판부(160)의 신호수신부(161.1)에 연결되어 전기적 신호가 상기 신호수신부(161.1)로 전달되고, 신호수신부(161.1)는 전기적 신호를 감지하여 신호를 수신할 수 있다.The signal receiver 161.1 receives information on the strain of the
상기 신호변환부(161.2)는, 신호수신부(161.1)에서 수신한 스트레인게이지(140)의 출력신호를 변환한다. 상기 신호변환부(161.2)에서는 스트레인게이지(140)의 출력신호에서 스트레인에 대한 정보를 용이하게 추출할 수 있도록 증폭, 필터링 등의 처리를 수행할 수 있다. 또한, 상기 신호변환부(161.2)는 변환된 출력 신호를 디지털신호로 변환하여 기판부(160)의 제어부(162) 혹은 지게발구동장치(1000)의 제어부로 전송함으로써, 전송 중에 발생하는 에러를 방지하고, 잡음에 영향을 받지 않도록 하여 측정된 정보를 오류 없이 전송할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The signal converter 161.2 converts the output signal of the
상기 신호출력부(161.3)는, 신호변환부(161.2)에서 변환된 출력 신호를 기판부(160)의 제어부(162) 혹은 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)로 출력한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 신호출력부(161.3)는 기판부(160)가 포함하는 제어부(162)로 출력신호를 전송하여 제어부(162)에서 지게차의 지게발(110)에 적재된 화물의 무게를 도출할 수 있다. The signal output unit 161.3 outputs the output signal converted by the signal conversion unit 161.2 to the
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 신호출력부(161.3)는 지게차에 구비된 지게발구동장치(1000)의 제어부로 출력신호를 전송하여 지게차의 지게발(110)에 적재된 화물의 무게 및 밸런스를 도출할 수 있다. 도 9에는 상기 신호출력부(161.3)는 기판부(160)의 제어부(162)로 신호를 출력할 수 있도록 연결된 것이 도시되었고, 상기 신호출력부(161.3)는 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)로 처리한 신호를 출력할 수 있도록 연결되어 있을 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the signal output unit 161.3 transmits an output signal to the control unit of the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호변환부(161.2)의 동작 단계를 개략적으로 도시한다.10 schematically illustrates an operation step of the signal conversion unit 161.2 according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에서 상기 신호변환부(161.2)는, 상기 신호수신부(161.1)로부터 스트레인게이지(140)의 출력신호를 수신하는 게이지신호수신단계(S100); 수신한 상기 스트레인게이지(140)의 출력신호를 잡음이 최소화 되도록 증폭시키는 저잡음증폭단계(S110); 상기 저잡음증폭단계(S110)를 거친 상기 출력 신호의 고주파성분을 차단하는 고주파차단단계(S120); 및 상기 고주파차단단계(S120)를 거친 상기 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털변환단계(S130);를 수행한다.In one embodiment of the present invention, the signal conversion unit 161.2 includes: a gauge signal receiving step (S100) for receiving an output signal of the
구체적으로, S100단계에서는, 신호변환부(161.2)는 신호수신부(161.1)로부터 스트레인게이지(140)의 출력신호를 수신한다.Specifically, in step S100, the signal converter 161.2 receives the output signal of the
S110단계에서는, 신호변환부(161.2)는 신호수신부(161.1)로부터 수신한 스트레인게이지(140)의 출력신호를 잡음이 최소화 되도록 증폭시킨다.In step S110, the signal converter 161.2 amplifies the output signal of the
S120단계에서는, 상기 저잡음증폭단계(S110)를 거친 출력신호의 고주파성분을 차단한다. 고주파성분을 차단하는 방법에는 로우패스필터(Low Pass Filter)를 이용한 회로를 구현하여 고주파성분을 차단할 수 있다. 이와 같이, 고주파성분을 차단함으로써 AC신호를 제거할 수 있다.In step S120, the high frequency component of the output signal passed through the low noise amplification step S110 is cut off. In the high frequency component blocking method, a high frequency component may be blocked by implementing a circuit using a low pass filter. In this way, the AC signal can be removed by cutting off the high frequency component.
S130단계에서는, 상기 고주파차단단계(S120)를 거친 상기 출력 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 고주파차단단계(S120)를 거친 신호는 아날로그 디지털 컨버터(Analog-to-Digital Convertor)를 통해 아날로그 신호가 디지털신호로 변환된다.In step S130, the output signal that has passed through the high frequency blocking step S120 is converted into a digital signal. The signal that has passed through the high frequency blocking step S120 is converted into an analog signal through an analog-to-digital converter.
본 발명의 센서앵커볼트(10)의 스트레인게이지(140)는 센서앵커볼트(10)가 설치 된 지게차의 지게발(110)에 가해지는 하중에 의한 스트레인을 측정할 수 있다.The
이 때, 스트레인게이지(140)에서 생성되는 신호는 일정한 힘이 연속적으로 가해지면 DC성분으로만 출력되는 특성을 가진다. 따라서, 상기 지게발(110)에 일정한 하중이 가해지는 경우, 스트레인게이지(140)의 출력은 DC성분으로만 나타나고, 지게차가 지게발(110)을 상승시키거나 하강시키는 경우, 스트레인게이지(140)의 출력은 AC성분과 DC성분의 합으로 나타난다. At this time, the signal generated from the
이 때, 상기 AC성분은 고주파의 특성의 신호를 갖는다. 이와 같은 고주파의 특성의 AC성분을 감지하고 필터링 하기 위해 상기 신호변환부(161.2)는 저잡음증폭단계(S110) 및 고주파차단단계(S120)를 수행할 수 있다.At this time, the AC component has a signal having a high frequency characteristic. The signal converter 161.2 may perform a low noise amplification step S110 and a high frequency blocking step S120 in order to detect and filter the AC component of the high frequency characteristic.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(162)의 동작 단계를 개략적으로 도시한다.11 schematically illustrates an operation step of the
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(162)는, 1 이상의 상기 센서앵커볼트(10)의 상기 게이지신호처리부(161)로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 무하중상태의 초기전압값을 측정하는 초기전압값측정단계(S200); 측정한 상기 초기전압값에 기초하여 기준전압테이블을 보정하는 기준전압테이블보정단계(S210); 1 이상의 상기 센서앵커볼트(10)의 상기 게이지신호처리부(161)로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 지게차에 화물이 적재된 상태의 전압값을 측정하는 로드전압측정단계(S220); 보정된 상기 기준전압테이블에 기초하여 측정한 상기 전압값에 따른 적재된 화물의 무게를 도출하는 로드도출단계(S230);를 수행한다.As shown in FIG. 11, the
구체적으로, S200단계에서는, 제어부(162)는 1 이상의 센서앵커볼트(10)의 게이지신호처리부(161)로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 무하중상태의 초기전압값을 측정한다. 센서앵커볼트(10)의 바디부의 내부홀(190)에 수용되는 스트레인게이지(140)는 지게차를 사용할 때마다 하중을 측정하고, 이에 따라 반복적으로 하중을 감지하게 된다. 전기 저항선으로 구성되는 스트레인게이지(140)는 반복적 자극이 주어지는 환경으로 인해, 처음 사용하는 스트레인게이지(140)의 저항값과 반복적으로 사용되고 난 후의 스트레인게이지(140)의 저항값이 동일할 수 없다. 이에 따라, 지게차에 적재된 화물을 도출하는 과정에서 보다 정확한 무게를 도출하기 위해서는, 어떠한 중량도 실리지 않은 무하중상태의 스트레인게이지(140)의 저항에 걸리는 초기전압값의 인식이 필요하다. Specifically, in step S200, the
따라서, 상기 제어부(162)는 상기 게이지신호처리부(161)로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 무하중상태의 스트레인게이지(140)의 저항선에 걸리는 초기전압값을 측정한다.Accordingly, the
S210단계에서는, 제어부(162)는 측정한 상기 초기전압값에 기초하여 기준전압테이블을 보정한다. 전술한 바와 같이 전기 저항선으로 구성되는 스트레인게이지(140)는 반복적 자극이 주어지는 환경으로 인해, 처음으로 화물의 무게를 측정하는 스트레인게이지(140)의 저항값과, 반복적인 사용 후에 스트레인게이지(140)의 저항값이 동일할 수 없다. 이러한 스트레인게이지(140)의 물리적 특성으로 인해 생기는 문제점을 해결하여 보다 정확하게 지게차의 적재된 화물의 무게를 측정하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압테이블은 S200단계에서 측정한 무하중상태의 상기 초기전압값에 기초하여 보정된다.In step S210, the
상기 기준전압테이블은 지게차에 화물이 적재됨에 따라 변화하는 스트레인게이지(140)의 저항에 걸리는 전압값에 기초하여 화물의 무게를 판별할 수 있는 테이블형태의 데이터를 의미한다. 따라서, 상기 제어부(162)는 S200단계에서 측정한 초기전압값에 기초하여 적재된 화물의 무게를 도출하는 기준이 되는 기준전압테이블을 보정한다.The reference voltage table refers to table-type data that can determine the weight of the cargo based on the voltage value applied to the resistance of the
S220단계에서는, 1 이상의 센서앵커볼트(10)의 게이지신호처리부(161)로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 지게차에 화물이 적재된 상태의 전압값을 측정한다. S230단계의 수행을 통해 기준전압테이블이 보정된 후, 상기 제어부(162)는 지게차의 화물이 적재된 상태의 전압값을 측정한다.In the step S220, based on the digital signal output from the gauge
S230단계에서는, S210단계에서 보정된 기준전압테이블에 기초하여 S220단계에서 측정한 전압값에 따른 적재된 화물의 무게를 도출한다. In step S230, the weight of the loaded cargo according to the voltage value measured in step S220 is derived based on the reference voltage table corrected in step S210.
본 발명의 일 실시예에서는, 제어부(162)가 상기 단계S200 내지 단계S230를 수행하여 도출된 화물의 무게는 지게차에 연결된 지게발구동장치(1000)의 제어부로(미도시) 전송될 수도 있다. 화물의 무게 정보를 수신한 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)는 이러한 무게정보에 기초하여 지게차에 적재된 총 화물의 무게를 도출할 수도 있고 두 지게발(110)에 적재된 화물의 무게의 밸런스를 도출할 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the weight of the cargo derived by performing the step S200 to step S230 may be transmitted to the control unit (not shown) of the
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 지게차의 적재된 화물의 중량에 따른 센서앵커볼트(10)의 ADC측정값을 나타낸 그래프를 개략적으로 도시한다.Figure 12 schematically shows a graph showing the ADC measurement value of the
구체적으로, 도 12는 각기 다른 4개의 센서앵커볼트(10)에 0kgf 부터 4000kgf까지 200kgf 간격으로 하중을 등속도로 일정하게 증가시키면서 스트레인게이지(140)의 저항에 걸리는 전압값(ADC값)을 측정한 실험을 수행한 결과를 획득한 그래프를 도시한다.Specifically, FIG. 12 measures the voltage value (ADC value) applied to the resistance of the
그래프는 4개의 센서앵커볼트(10)에 같은 하중을 가하는 실험을 4번 반복하여 전압값(ADC값)을 측정한 결과를 나타내고 있고, 동일한 센서앵커볼트(10) 이더라도 4번의 실험의 초기전압값이 다르게 나타나고 있음이 도시된다. 하지만, 초기전압값은 다르게 나타나더라도, 동일한 센서앵커볼트(10)인 경우, 중량에 따른 전압값(ADC값)을 나타내는 그래프의 기울기는 유사하게 나타나고 있다. The graph shows the result of measuring the voltage value (ADC value) by repeating the experiment applying the same load to the four
그래프의 결과로 미루어 볼 때, 각각 다르게 나타나는 초기전압값을 기준으로 하는 데이터를 선형적으로 보정하면, 보다 정확한 지게차에 적재된 화물의 중량을 도출할 수 있다는 것을 예측할 수 있다. 무하중상태의 초기전압값 및 기울기는 다르더라도 4개의 센서앵커볼트(10)의 측정치가 선형적으로 변화한다는 것은, 본 발명의 센서앵커볼트(10)는 초기전압값 및 기울기의 변동의 오류를 보정하여 사용한다면 균일한 특성을 가지는 적재 중량 센서로써 사용될 수 있다는 결과를 도출할 수 있다.As a result of the graph, it can be predicted that by linearly calibrating data based on initial voltage values that are different from each other, a more accurate weight of cargo loaded on a forklift truck can be derived. Even though the initial voltage value and the slope of the unloaded state are different, the measured values of the four
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서앵커볼트의 출력신호에 선형보간법을 적용한 그래프를 개략적으로 도시한다.FIG. 13 schematically illustrates a graph applying linear interpolation to an output signal of a sensor anchor bolt according to an embodiment of the present invention.
선형보간법은 끝점의 값이 주어졌을 때 그 사이에 위치한 값을 추정하기 위하여 직선거리를 따라 선형적으로 계산하는 방법을 의미한다. 도 13은 도 12에 도시된 바와 같은 센서앵커볼트(10)의 초기전압값을 제외한 그래프가 선형적으로 변화한다는 결과에 기인하여 선형보간법을 적용한 그래프의 일 실시예를 도시한다. 가해진 중량에 따라 센서앵커볼트(10)의 스트레인게이지(140)의 저항에 걸리는 전압값은 선형적으로 변화하고, 전술한 기준전압테이블보정단계(S120)를 수행한 제어부(162)는 도 13에 도시된 바와 같이 전압값(ADC값)의 차이를 선형적으로 보정하여, 무하중상태에서 측정한 초기전압값이 모두 다르더라도, 지게차에 적재된 화물의 무게를 정확하게 도출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The linear interpolation method is a method of linearly calculating along a straight line distance to estimate a value located between end points given a value of an end point. FIG. 13 illustrates an embodiment of a graph to which the linear interpolation method is applied due to the result that the graph excluding the initial voltage value of the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(162)가 측정한 초기전압값에 기초하여 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출하는 기준이 되는 기준전압테이블을 개략적으로 도시한다.FIG. 14 schematically illustrates a reference voltage table as a reference for deriving a weight of a cargo loaded in a forklift truck based on an initial voltage value measured by the
상기 제어부(162)는, 기준전압테이블보정단계(S210)를 수행함에 있어서, 선형보간법에 기초하여 상기 기준전압테이블을 보정한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출하는 데 있어서, 상기 기준전압테이블은 초기전압값에 기초하여, 보다 정확한 적재된 화물의 무게를 도출하는 기준이 되는 기준전압테이블로 보정될 수 있다. 스트레인게이지(140)의 저항의 변화에 따라 측정되는 전압값은 변화한다. 이러한 스트레인게이지(140)의 물리적 특성에 의하여 무하중상태의 스트레인게이지(140) 초기전압값이 일정하기 어려운 문제점을 해결하기 위한 방법으로 기준전압테이블을 선형보간법에 따라 보정한다. The
반복되는 자극이 가해지는 스트레인게이지(140)의 저항의 변화에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 같은 값의 전압값(ADC값) 이더라도 각각의 테이블 별로 하중의 값이 다르게 나타날 수 있고, 상기 제어부(162)는, 매 지게차의 하중이 실리기 전 무하중상태의 초기전압값을 측정하여 측정한 초기전압값에 기초하여 기준전압테이블을 선형보간법에 따라 보정하고 보정한 기준전압테이블에 기초하여 화물이 적재된 지게차의 걸리는 하중을 도출할 수 있다.According to the change of the resistance of the
이와 같이, 센서앵커볼트(10)에 내부홀(190)에 수용되는 스트레인게이지(140)의 물리적 특성에 따른 단점을 보완하여 하중을 도출하는데 기준이 되는 기준전압테이블을 보정함으로써, 보다 정확한 지게차의 지게발에 실리는 화물의 무게를 도출할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As such, by compensating for the shortcomings according to the physical characteristics of the
본 발명의 다른 실시예에서는, 지게차의 지게발구동장치(1000)에 제어부(미도시)가 포함되어, 기판부(160)와 분리된 상태로 구현될 수도 있다. 지게발구동장치(1000)의 제어부(미도시)는 기판부(160)의 제어부(162)와 같이 센서앵커볼트(10)의 스트레인게이지(140)의 출력신호를 수신하여 전술한 단계S200 내지 단계 S230 단계를 수행할 수도 있고, 2 이상의 센서앵커볼트가 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출한 정보에 대한 신호를 수신하여, 지게발에 적재된 화물의 무게 및 밸런스를 도출할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, a
이를 통해, 본 발명의 센서앵커볼트(10)는지게차에 적재된 화물의 무게를 도출함으로써, 지게차의 적재 중량을 초과하거나, 짐을 싣는 지게발의 중심이 불균형을 이루는 경우와 같은 위험한 상황을 예방할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.By doing so, the
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.
Claims (10)
상기 구동체인이 결합하는 체인결합부;
너트가 결합할 수 있는 나사산부;
상기 체인결합부와 상기 나사산부 사이에 위치하는 바디부;
상기 바디부의 내부홀에 수용되어 스트레인을 측정하는 스트레인게이지;
상기 바디부에 형성되어 상기 스트레인게이지의 리드선이 노출되는 리드선노출홀;
상기 스트레인게이지의 출력신호를 수신하고 연결선을 통해 외부의 장치와 연결되는 기판부; 및
상기 기판부를 수납하여 보호하는 기판보호부;를 포함하고,
상기 기판부는,
상기 스트레인게이지의 출력신호에 기초하여 디지털신호를 도출하는 게이지신호처리부; 및
도출된 상기 디지털신호에 기초하여 지게차에 적재된 화물의 무게를 도출하는 제어부;를 포함하고,
상기 기판보호부는,
상기 나사산부 및 상기 바디부를 수용할 수 있고, 상기 기판보호부의 중앙을 관통하여 형성된 관통홀;
상기 기판보호부를 상기 바디부에 고정시키기 위한 볼트가 측면에서 삽입될 수 있도록 측면에 형성된 1 이상의 볼트홀;
상기 스트레인게이지의 리드선이 수용될 수 있고, 상기 관통홀의 내면에 형성된 게이지선홈; 및
상기 기판보호부의 하단에 형성되어 상기 기판부의 연결선을 상기 기판보호부로부터 외부로 노출시킬 수 있는 연결선홈;을 포함하는, 센서앵커볼트.
As a sensor anchor bolt that is connected to the drive chain for driving the carriage attached to the forklift of the forklift, one end is formed on a portion of the outer peripheral surface can be coupled to the mast of the forklift,
A chain coupling part to which the driving chain is coupled;
Threaded portion to which the nut can be coupled;
A body part positioned between the chain coupling part and the screw thread part;
A strain gauge accommodated in an inner hole of the body portion to measure strain;
A lead wire exposure hole formed in the body portion to expose the lead wire of the strain gauge;
A substrate unit receiving the output signal of the strain gauge and connected to an external device through a connection line; And
And a substrate protection unit configured to receive and protect the substrate.
The substrate portion,
A gauge signal processing unit which derives a digital signal based on the output signal of the strain gauge; And
And a controller for deriving the weight of the cargo loaded on the forklift based on the derived digital signal.
The substrate protection unit,
A through hole accommodating the threaded portion and the body portion and formed through a center of the substrate protection portion;
At least one bolt hole formed at a side thereof so that a bolt for fixing the substrate protection part to the body part may be inserted at a side thereof;
A gauge wire groove in which a lead wire of the strain gauge can be accommodated and formed in an inner surface of the through hole; And
And a connection line groove formed at a lower end of the substrate protection part to expose the connection line of the substrate part to the outside from the substrate protection part.
상기 기판부는,
상기 바디부를 둘러싸는 고리형태이고, 상기 리드선노출홀을 통해 노출된 상기 스트레인게이지의 리드선과 전기적으로 접속되는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 1,
The substrate portion,
A sensor anchor bolt having a ring shape surrounding the body portion and electrically connected to the lead wire of the strain gauge exposed through the lead wire exposure hole.
상기 바디부의 상측에는 걸림턱이 형성되어, 상기 기판보호부의 상측은 상기 걸림턱에 접하고,
상기 기판보호부 및 상기 기판부는 전체적으로 원통형태를 가지고, 내부의 중앙홀에 바디부를 둘러싸는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 1,
A locking step is formed on the upper side of the body part, the upper side of the substrate protection unit is in contact with the locking step,
The substrate protection portion and the substrate portion has a cylindrical shape as a whole, the sensor anchor bolt surrounding the body portion in the inner central hole.
상기 센서앵커볼트는 상기 기판부의 하측에 배치되어 상기 기판부를 외부로부터 보호하는 에폭시몰딩층을 더 포함하고,
상기 기판부는 상기 기판보호부 및 상기 에폭시몰딩층 내부의 공간에 배치되는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 1,
The sensor anchor bolt further includes an epoxy molding layer disposed under the substrate to protect the substrate from the outside.
The substrate portion sensor anchor bolt is disposed in the space inside the substrate protection portion and the epoxy molding layer.
상기 게이지신호처리부는,
상기 스트레인게이지의 리드선과 상기 기판부의 전기적인 접속을 통하여 출력신호를 수신하는 신호수신부;
수신한 상기 출력신호를 변환하는 신호변환부; 및
변환된 상기 출력신호를 상기 제어부로 출력하는 신호출력부;를 포함하고,
상기 신호변환부는,
수신한 상기 스트레인게이지의 출력신호를 잡음이 최소화 되도록 증폭시키는 저잡음증폭단계;
상기 저잡음증폭단계를 거친 상기 출력신호의 고주파성분을 차단하는 고주파차단단계; 및
상기 고주파차단단계를 거친 상기 출력신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털변환단계;를 수행하는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 1,
The gauge signal processing unit,
A signal receiver configured to receive an output signal through an electrical connection between the lead wire of the strain gauge and the substrate;
A signal converter converting the received output signal; And
And a signal output unit configured to output the converted output signal to the control unit.
The signal conversion unit,
A low noise amplifying step of amplifying the received output signal of the strain gauge to minimize noise;
A high frequency blocking step of blocking high frequency components of the output signal which have passed the low noise amplifying step; And
And a digital conversion step of converting the output signal through the high frequency blocking step into a digital signal.
상기 제어부는,
상기 센서앵커볼트의 상기 게이지신호처리부로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 무하중상태의 초기전압값을 측정하는 초기전압값측정단계;
측정한 상기 초기전압값에 기초하여 기준전압테이블을 보정하는 기준전압테이블보정단계;
상기 센서앵커볼트의 상기 게이지신호처리부로부터 출력된 디지털신호에 기초하여 지게차에 화물이 적재된 상태의 전압값을 측정하는 로드전압측정단계;
보정된 상기 기준전압테이블에 기초하여 측정한 상기 전압값에 따른 적재된 화물의 무게를 도출하는 로드도출단계;를 수행하는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 1,
The control unit,
An initial voltage value measuring step of measuring an initial voltage value in a no-load state based on a digital signal output from the gauge signal processing unit of the sensor anchor bolt;
A reference voltage table correction step of correcting a reference voltage table based on the measured initial voltage value;
A load voltage measuring step of measuring a voltage value of a state in which cargo is loaded on the forklift based on the digital signal output from the gauge signal processing unit of the sensor anchor bolt;
And a load deriving step of deriving the weight of the loaded cargo according to the voltage value measured based on the corrected reference voltage table.
상기 제어부는,
상기 지게발을 구동하는 지게발구동장치에 포함되고,
2 이상의 상기 센서앵커볼트의 출력신호를 수신하여, 상기 지게발에 적재된 화물의 무게 및 밸런스를 도출하는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 7,
The control unit,
Included in the forklift driving device for driving the forklift,
Receiving an output signal of the two or more sensor anchor bolts, to derive the weight and balance of the cargo loaded on the forklift, sensor anchor bolts.
상기 신호출력부는,
변환된 상기 출력신호를 상기 지게발을 구동하는 지게발구동장치의 제어부로 출력할 수도 있는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 6,
The signal output unit,
The sensor anchor bolt may be output to the control unit of the forklift driving device for driving the forklift foot converted.
상기 기준전압테이블보정단계는 선형보간법에 따라 상기 기준전압테이블을 보정하는, 센서앵커볼트.
The method according to claim 7,
And the reference voltage table correction step corrects the reference voltage table according to a linear interpolation method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190077705A KR102063579B1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Sensor Anchor Bolt For Measuring Load Of Freight Loaded On Forklift Using Strain Gage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190077705A KR102063579B1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Sensor Anchor Bolt For Measuring Load Of Freight Loaded On Forklift Using Strain Gage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102063579B1 true KR102063579B1 (en) | 2020-01-09 |
Family
ID=69154879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190077705A KR102063579B1 (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Sensor Anchor Bolt For Measuring Load Of Freight Loaded On Forklift Using Strain Gage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102063579B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101863309B1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-05-30 | 김철 | Safety Apparatus of a forklift |
-
2019
- 2019-06-28 KR KR1020190077705A patent/KR102063579B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101863309B1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-05-30 | 김철 | Safety Apparatus of a forklift |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102063577B1 (en) | Load Balancer Sensor for Forklift Equipped with Signal Processing Circuit | |
US9174831B2 (en) | Lifting platform and carrying element for lifting platform with weight measurement | |
EP2704977B1 (en) | System for measuring length of a beam extension and detecting support | |
JP2008503417A (en) | Forklift truck safety device | |
US8779306B2 (en) | Weight sensing method and apparatus for forklifts | |
EP3132976B1 (en) | Roof rack comprising a load sensor | |
US20070041820A1 (en) | Fork cover having weighing capability | |
CN109095307B (en) | Elevator terminal assembly providing indication of elevator car load | |
US20090013804A1 (en) | Force sensing system for a tensioned flexible member | |
US8874329B2 (en) | Method and device for monitoring the stability of a loading crane mounted on a vehicle | |
US9845228B2 (en) | Lift truck and lifting member | |
CN108068139A (en) | Force checking device and robot | |
FI3371093T3 (en) | Forklift truck | |
KR102063579B1 (en) | Sensor Anchor Bolt For Measuring Load Of Freight Loaded On Forklift Using Strain Gage | |
CN104444882B (en) | Winch system and crane comprising same | |
EP2265540A1 (en) | Lift truck | |
US20090152052A1 (en) | Method for operating an industrial truck | |
EP3409635A1 (en) | Weighing system for a lifting device | |
KR101863309B1 (en) | Safety Apparatus of a forklift | |
FI110454B (en) | Procedure for weighing a load and monitoring load | |
US10295429B2 (en) | Tire balance measurement device, evaluation method of tire balance measurement device, calibration method of tire balance measurement device, and calibration program of tire balance measurement device | |
US20150076100A1 (en) | Load monitoring system for a lifting system | |
US20030118431A1 (en) | Fork lift apparatus and methods of lifting and positioning a load | |
KR101077292B1 (en) | Weight measuring apparatus of baggage car or truck | |
CN215287827U (en) | Stacking crane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant |