KR102236331B1 - 농업용 작업 차량 - Google Patents

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Abstract

농업용 작업 차량은 작업기의 경폭에 따라 작업기의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더의 변위를 설정하는 기능을 추가하여 작업기가 땅에 접촉하는 일이 발생하지 않기 때문에 작업기의 파손을 방지하며 수평 제어 시스템을 구성하는 부품에 과부하 발생을 예방할 수 있다.

Description

농업용 작업 차량{Work Vechicle for Agriculture}
본 발명은 농업용 작업 차량에 관한 것으로서, 특히 농업용 작업 차량의 작업기의 경폭에 따라 작업기의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더의 변위를 설정하는 기능을 추가하고 이를 위하여 수평 제어 실린더에 실린더 변위 센서를 결합하며 실린더의 변위를 검출하여 작업기의 수평을 제어하는 농업용 작업 차량에 관한 것이다.
농업용 작업 차량의 수평 제어 시스템은 차량 후방의 3점 링크에 부착되는 작업기의 기울어짐과 농업용 작업 차량의 기울어짐의 차이를 항상 일정하게 유지시켜 작업 효율을 향상시키는 시스템이다.
농업용 작업 차량의 수평 제어 시스템은 작업 차량의 기울기에 비례하여 작업기의 기울어짐을 일정하게 조절하게 구성된다.
트랙터와 같은 농업용 작업 차량은 쟁기, 써레, 로터리와 같은 각종 농업용 작업기를 견인하여 필요로 하는 작업을 수행하게 된다.
트랙터에 의해 견인되는 작업기는 작업의 안정성을 위해서 항상 수평을 유지할 필요가 있게 된다.
작업기를 항상 설정된 수평 경사각으로 유지하기 위해서는 트랙터 차체가 작업기를 견인하여 주행할 때 트랙터의 롤링에 의해 발생하는 작업기의 수평 경사각의 변화량을 측정하고 제어장치를 사용하여 변화량만큼 작업기의 경사각을 보상해 줄 필요가 있다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 농업용 작업 차량에서 작업기의 경폭과 작업기 부착부의 치수에 따라 경심의 변화를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술의 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 수평 제어 변위 조절 시스템의 입출력 특성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 농업용 작업 차량에 부착되는 작업기는 제조사나 종류에 따라 다양하므로 표준 작업기보다 작업기의 경폭 또는 작업기 부착부의 치수가 큰 경우, 작업기 또는 작업기 부착부의 경심이 너무 깊어지는 문제가 발생할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 수평 제어 변위 조절 시스템의 입출력 특성은 작업기의 경폭에 상관없이 작업 차량의 기울기에 비례하여 작업기의 기울어짐을 일정하게 조절하게 구성된다.
이와 같이 작업기 부착부의 치수와 작업기의 경폭이 표준 작업기보다 큰 경우, 작업기를 동일하게 기울이더라도 작업기나 작업기 부착부의 경심에 큰 차이가 발생하고, 이에 따라 작업기나 작업기 부착부가 땅(10)에 접촉하거나 땅속으로 들어가 파손될 수 있으며, 수평 제어 시스템을 구성하는 부품에 과부하가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 농업용 작업 차량의 작업기의 경폭에 따라 작업기의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더의 변위를 설정하는 기능을 추가하고, 이를 위하여 수평 제어 실린더에 실린더 변위 센서를 결합하며, 실린더의 변위를 검출하여 수평을 제어하는 농업용 작업 차량을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 농업용 작업 차량의 작업기 부착부의 치수에 따라 작업기 부착부의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더의 변위를 설정하는 기능을 추가하고, 이를 위하여 수평 제어 실린더에 실린더 변위 센서를 결합하며, 실린더의 변위를 검출하여 작업기의 수평을 제어하는 농업용 작업 차량을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 농업용 작업 차량(100)은,
차량본체(101)의 차체에 설치되는 경사도 센서(110);
오일탱크(122)와 유압펌프(124)를 구비한 유압공급부(120);
작업 대상면에 대한 작업기(103)의 수평도를 조절하는 수평 제어 실린더(130);
상기 유압공급부(120)와 상기 수평 제어 실린더(130)를 연결하는 유압라인(126) 상에 설치되며, 하나 이상의 솔레노이드 밸브(142)로 구성된 수평 제어 밸브(140);
상기 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드의 변위값을 검출하는 실린더 변위 센서(150); 및
상기 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드를 변위시켜 상기 작업기(103)의 수평도가 조절되는 제어부(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(160)는 상기 작업기(103)의 경폭(R)에 따라 상기 작업기(103)의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 설정하고, 상기 차량본체(101)의 경사도 정보와, 상기 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 설정된 상기 동작 범위에 속하는 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 비교한 후 그 차이값에 따라 제어 신호를 생성하여 상기 수평 제어 밸브(140)로 인가하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(160)는 상기 작업기(103)가 결합되는 작업기 부착부(102)의 치수(r)에 따라 상기 작업기 부착부(102)의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 설정하고, 상기 차량본체(101)의 경사도 정보와, 상기 작업기 부착부(102)의 치수(r)에 기초하여 설정된 상기 동작 범위에 속하는 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 비교한 후 그 차이값에 따라 제어 신호를 생성하여 상기 수평 제어 밸브(140)로 인가하는 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 농업용 작업 차량의 작업기의 경폭에 따라 작업기의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더의 변위를 설정하는 기능을 추가하여 표준 작업기보다 작업기의 경폭이 큰 경우에도 작업기가 땅에 접촉하는 일이 발생하지 않기 때문에 작업기의 파손을 방지하며 수평 제어 시스템을 구성하는 부품에 과부하 발생을 예방할 수 있다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 농업용 작업 차량에서 작업기의 경폭과 작업기 부착부의 치수에 따라 경심의 변화를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 기술의 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 수평 제어 변위 조절 시스템의 입출력 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 수평 제어 변위 조절 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량에서 작업기의 경폭과 작업기 부착부의 치수에 따라 경심의 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 수평 제어 변위 조절 시스템의 입출력 특성을 나타낸 도면이다.
명세서 전체에서, 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.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 수평 제어 변위 조절 시스템의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량에서 작업기의 경폭과 작업기 부착부의 치수에 따라 경심의 변화를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량의 수평 제어 변위 조절 시스템의 입출력 특성을 나타낸 도면이다.
농업용 작업 차량(예를 들면 트랙터 등)(100)은 차량본체(101)의 후방에 작업기(103)가 연결되며, 작업기(103)의 로워링크(104)는 차량본체(101)의 링크 힌지에 연결된다.
본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업 차량(100)은 경사도 센서(110), 유압공급부(120), 수평 제어 실린더(130), 수평 제어 밸브(140), 실린더 변위 센서(150) 및 제어부(160)를 포함한다.
경사도 센서(110)는 차량본체(101)의 차체에 설치되어 차량본체(101)의 경사도 정보를 검출하여 제어부(160)로 전송한다.
유압공급부(120)는 계통 내에 압유를 공급하는 기능을 하고, 작동유체가 충전된 오일탱크(122)와, 작동유체에 압력 에너지를 부여하는 유압펌프(124)로 구성된다.
수평 제어 실린더(130)는 차량본체(101)와 작업기(103)를 연결하는 로워링크(104)의 중앙에 연결되어 경사진 작업 대상면에서 작업을 수행하는 경우 작업 대상면에 대한 작업기(103)의 수평도를 조절하는 역할을 한다.
수평 제어 실린더(130)는 하나 이상의 솔레노이드 밸브(142)로 이루어진 수평 제어 밸브(140)를 통해 그 작동이 제어된다.
유압공급부(120)로부터 제공된 압유는 수평 제어 밸브(140)에 의한 이동 경로 제어를 통해 수평 제어 실린더(130) 측으로 공급되어 수평 제어 실린더(130)가 작동된다.
수평 제어 밸브(140)는 유압공급부(120)와 수평 제어 실린더(130)를 연결하는 유압라인(126) 상에 배치되어 제어부(160)의 제어 신호에 따라 수평 제어 실린더(130)를 향하는 유로를 개방시키거나 폐쇄시킨다.
수평 제어 실린더(130)의 몸체와 피스톤로드의 사이에 링크가 설치되고 링크에는 링크의 변위에 따라 실린더 변위를 측정하는 실린더 변위 센서(150)가 결합된다.
실린더 변위 센서(150)는 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드의 변위를 검출하여 제어부(160)로 전송한다.
제어부(160)는 수평 제어 설정 스위치, 수평 제어 감도 조절 스위치, 수평 조절 스위치, 경사 설정 스위치 및 실린더 변위 설정 스위치를 구비하고 있다.
수평 제어 설정 스위치는 차량본체(101)의 경사도와 작업기(103)의 경사도를 검출하고 그 차이값을 일정하게 유지시키는 기능을 한다.
수평 제어 감도 조절 스위치는 차량본체(101)와 작업기(103)의 경사도의 차이 정도에 따라 수평을 설정하는 기능을 한다.
수평 조절 스위치는 작업기(103)의 수평 위치를 임의로 설정하여 작업 대상면(지면)의 수평면이 아닌 위치로 작업기(103)의 수평을 설정하는 기능을 한다. 예를 들면, 차량본체(101)가 산비탈에서 작업하는 경우, 산비탈의 경사도에 따라 경사도 30도를 수평으로 설정할 수도 있다.
경사 설정 스위치는 차량본체(101)의 경사도에 따라 작업기(103)를 차량본체(101)의 경사도에 평행하게 설정하는 기능을 한다.
실린더 변위 설정 스위치는 작업기(103)가 결합되는 작업기 부착부(102)의 치수(r)에 따라 작업기 부착부(102)의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 설정하는 기능을 한다.
실린더 변위 설정 스위치는 작업기(103)의 경폭(R)에 따라 작업기(103)의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 설정하는 기능을 한다.
제어부(160)는 경사도 센서(110)와 실린더 변위 센서(150)로부터 감지 신호 및 각종 연산 처리를 수행하고 출력포트를 통해 솔레노이드 밸브(142)의 구동 회로에 제어 신호를 출력한다.
제어부(160)는 경사도 센서(110)로부터 작업 차량 차체의 경사도 정보를 검출하고 실린더 변위 센서(150)로부터 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 검출한다.
제어부(160)는 작업 차량 차체의 경사도 정보와 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 비교하여 그 차이값에 따라 온 신호와 오프 신호의 제어 신호를 생성하여 수평 제어 밸브(140)로 인가하여 그 작동을 제어한다.
이러한 제어부(160)의 제어 신호에 의해 작동이 제어되는 수평 제어 밸브(140)는 유압공급부(120)와 수평 제어 실린더(130)를 연결하는 유압라인(126) 상에 마련되는 솔레노이드 밸브(142)로 이루어진다.
솔레노이드 밸브(142)의 구동회로는 작업 대상면에 대한 작업기(103)의 수평도 조절이 요구되는 경우, 즉 제어부(160)로부터 제어 신호를 수신하면 솔레노이드 밸브(142)의 상승 신호 또는 하강 신호를 유압공급부(120)로 전송한다.
솔레노이드 밸브(142)의 구동회로는 제어부(160)의 제어 신호에 따라 수평 제어 실린더(130) 측으로 공급되는 유압공급부(120)의 압유 이동 경로를 제어한다.
유압공급부(120)는 솔레노이드 밸브(142)의 구동회로의 신호에 따라 솔레노이드 밸브(142)를 구동시키고 솔레노이드 밸브(142)는 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드를 변위시켜 작업기(103)의 경사도를 조절한다.
유압공급부(120)에서 공급되는 압유의 흐름이 제어되는 경우, 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드가 인출되면서 이와 연결된 로워링크(104)의 한쪽 끝이 하향 이동된다. 유압공급부(120)에서 공급되는 압유의 흐름이 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드가 수축되는 방향으로 제어되면 로워링크(104)의 한쪽 끝이 상향 이동되면서 작업 대상면에 대한 작업기(103)의 수평도가 조절된다.
제어부(160)은 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위에 속하는 상기 검출된 변위값을 상기 차량본체(101)의 경사도 정보와 비교한 후 그 차이값에 따라 제어 신호를 생성하여 수평 제어 밸브(140)로 인가하고 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드를 변위시켜 작업기(103)의 수평도가 조절된다. 여기서, 동작 범위는 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 설정될 수 있고, 작업기 부착부(102)의 치수(r)에 기초하여 설정될 수 있다.
차량본체(101)의 후방에 작업기(103)가 부착된 상태에서 복토 내지 정지 작업을 수행하는 경우, 작업 대상면이 요철면이나 경사면인 경우에 작업기(103)가 요철면이나 경사면의 경사 각도와 무관하게 작업 대상면과 항상 수평을 이루어야만 작업 대상면 전반에 걸쳐 고른 복토 내지 정지 작업이 수행될 수 있다.
따라서, 차량본체(101)는 작업 중에도 작업기(103)가 작업 대상면에 항상 수평을 유지할 수 있도록 작업기(103)의 수평 기울기가 작업 대상면의 경사 각도에 알맞게 조절되어야 한다.
제어부(160)는 경사도 센서(110)로부터 경사도 정보를 주기적으로 수신하고, 실린더 변위 센서(150)로부터 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 주기적으로 수신하여 비교한 차이값에 따라 제어 신호를 생성하여 수평 제어 밸브(140)로 인가하며, 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 설정된 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위에서 검출된 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 조절되도록 피드백 제어하여 작업기(103)의 수평도가 조절된다.
제어부(160)는 실린더 변위 센서(150)로부터 검출된 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 설정된 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 벗어나는 경우, 수평 제어 밸브(140)에 제어 신호를 인가하여 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 동작 범위 이내로 포함되도록 제어한다.
제어부(160)는 실린더 변위 센서(150)로부터 검출된 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 작업기 부착부(102)의 치수(r)에 기초하여 설정된 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 벗어나는 경우, 수평 제어 밸브(140)에 제어 신호를 인가하여 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 동작 범위 이내로 포함되도록 제어한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수평 제어 변위 조절 시스템의 입출력 특성을 보면 작업기의 경폭에 따라 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 설정하고(변위 설정), 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 동작 범위 이내로 포함되도록 제어하여 작업기(103)의 기울어짐이 땅(10)에 닿지 않는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 농업용 작업 차량 101: 차량본체
102: 작업기 부착부 103: 작업기
104: 로워링크 110: 경사도 센서
120: 유압공급부 122: 오일탱크
124: 유압펌프 126: 유압라인
130: 수평 제어 실린더 140: 수평 제어 밸브
142: 솔레노이드 밸브 150: 실린더 변위 센서
160: 제어부

Claims (6)

  1. 농업용 작업 차량에 있어서,
    차량본체(101)의 차체에 설치되는 경사도 센서(110);
    오일탱크(122)와 유압펌프(124)를 구비한 유압공급부(120);
    작업 대상면에 대한 작업기(103)의 수평도를 조절하는 수평 제어 실린더(130);
    상기 유압공급부(120)와 상기 수평 제어 실린더(130)를 연결하는 유압라인(126) 상에 설치되며, 하나 이상의 솔레노이드 밸브(142)로 구성된 수평 제어 밸브(140);
    상기 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드의 변위값을 검출하는 실린더 변위 센서(150); 및
    상기 수평 제어 실린더(130)의 피스톤로드를 변위시켜 상기 작업기(103)의 수평도가 조절되는 제어부(160)를 포함하며,
    상기 제어부(160)는,
    상기 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 정해지는 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위 내에서 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 조절되도록 피드백 제어하여 상기 작업기(103)의 수평도가 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(160)는 상기 작업기(103)의 경폭(R)에 따라 상기 작업기(103)의 기울어짐 정도를 설정하기 위한 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 설정하고, 상기 차량본체(101)의 경사도 정보와, 상기 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 설정된 상기 동작 범위에 속하는 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 비교한 후 그 차이값에 따라 제어 신호를 생성하여 상기 수평 제어 밸브(140)로 인가하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(160)는 상기 실린더 변위 센서(150)로부터 검출된 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 상기 작업기(103)의 경폭(R)에 기초하여 설정된 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값의 동작 범위를 벗어나는 경우, 상기 수평 제어 밸브(140)에 제어 신호를 인가하여 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값이 상기 동작 범위 이내로 포함되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부(160)는 상기 경사도 센서(110)로부터 상기 경사도 정보를 주기적으로 수신하고, 상기 실린더 변위 센서(150)로부터 상기 수평 제어 실린더(130)의 변위값을 주기적으로 수신하여 비교한 차이값에 따라 제어 신호를 생성하여 상기 수평 제어 밸브(140)로 인가하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업 차량.
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