KR102389591B1

KR102389591B1 - 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터

Info

Publication number: KR102389591B1
Application number: KR1020150047037A
Authority: KR
Inventors: 윤홍철; 박병헌
Original assignee: 현대두산인프라코어(주)
Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2022-04-22
Also published as: KR20160118636A

Abstract

본 발명은 하부체의 이동, 상부체의 회동 또는 붐, 암 및 버켓을 포함하는 프론트의 구동각을 센싱하는 센서부; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위한 조작부; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위한 유압시스템을 개폐하는 파일롯컷오프스위치(pilot cut off switch); 상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위해 전원을 인가하는 키스위치; 상기 조작부의 조작 신호에 따라 스풀의 이동으로써 상기 유압시스템의 유압을 제어하는 MCV 컨트롤러; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트의 구동 정보 및 상태를 표시하거나 입력할 수 있는 컨트롤패널; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트의 구동 범위 또는 속도의 구동 정보가 저장되는 메모리부; 및 상기 센서부, 조작부, 파일롯컷오프스위치, 키스위치, MCV 컨트롤러, 컨트롤패널 또는 메모리부와 연계되되, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와 변경될 구동 정보를 연산하여 상기 컨트롤패널에 표시하는 버츄얼 모드를 구현하는 메인컨트롤러;를 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터를 제공한다.

Description

건설기계의 버츄얼 시뮬레이터{VIRTUAL SIMULATOR FOR A CONSTRUCTION MACHINE}

본 발명은 건설기계 구동에 대하여 각각의 작업자들에 맞는 세팅을 정확히 할 수 있는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기 또는 휠로더 등과 같은 건설기계의 경우 작업자가 처음 건설기계를 운전하거나, 기존의 셋팅과 다르게 새로운 셋팅을 했을 경우에는 작업자가 예상했던 것보다 건설기계가 빠르거나 느리게 동작할 수 있다.

즉, 실제로 건설기계를 운전해보기 전에는 현재 셋팅된 건설기계의 동작 특성, 속도와 같은 구동감을 제대로 파악할 수 있는 방법이 없다.

이러한 실정에서, 작업자의 조작 미숙 또는 의도치 아니한 동작으로 인해 사고가 발생할 수도 있으며, 공사 시간이 지연될 수 있는 문제가 있다.

따라서, 실제 작업자에 맞게 건설기계를 셋팅하거나, 현재 셋팅된 건설기계의 구동 범위 또는 속도를 실제 구동 전에 쉽게 파악할 수 있을 필요가 있다.

한국공개특허공보 제10-2012-0006612호 (공개일: 2012.01.19)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 작업자가 건설기계를 실제 구동 전에 자신의 취향에 맞게 셋팅값을 변경하거나, 변경된 셋팅 값에 따른 건설기계의 구동을 쉽게 파악할 수 있는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 하부체의 이동, 상부체의 회동 또는 붐, 암 및 버켓을 포함하는 프론트의 구동각을 센싱하는 센서부; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위한 조작부; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위한 유압시스템을 개폐하는 파일롯컷오프스위치(pilot cut off switch); 상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위해 전원을 인가하는 키스위치; 상기 조작부의 조작 신호에 따라 스풀의 이동으로써 상기 유압시스템의 유압을 제어하는 MCV 컨트롤러; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트의 구동 정보 및 상태를 표시하거나 입력할 수 있는 컨트롤패널; 상기 하부체, 상부체 또는 프론트의 구동 범위 또는 속도의 구동 정보가 저장되는 메모리부; 및 상기 센서부, 조작부, 파일롯컷오프스위치, 키스위치, MCV 컨트롤러, 컨트롤패널 또는 메모리부와 연계되되, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와 변경될 구동 정보를 연산하여 상기 컨트롤패널에 표시하는 버츄얼 모드를 구현하는 메인컨트롤러;를 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터를 제공한다.

또한, 상기 센서부는 상기 상부체의 회전각 또는 회전속도를 센싱하는 선회센서; 상기 붐의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제1 센서; 상기 암의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제2 센서; 및 상기 버켓의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제3 센서;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 메인컨트롤러는 상기 센서부에 의해 센싱되는 실제 구동 정보와, 상기 컨트롤패널에 입력되어 변경된 구동 정보 값을 비교하여, 상기 실제 구동 정보 값을 상기 입력된 구동 정보 값으로 보정할 수 있다.

또한, 상기 조작부는 좌우 방향으로 조작시 상기 상부체가 좌선회 또는 우선회하고, 전후 방향으로 조작시 상기 암이 덤프 또는 크라우드 구동되는 제1 조이스틱; 및 좌우 방향으로 조작시 상기 버켓이 크라우드 또는 덤프 구동되고, 전후 방향으로 조작시 상기 붐이 승강 구동되는 제2 조이스틱;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤패널은 상기 변경될 구동 정보를 입력할 수 있으며, 버츄얼 모드 선택버튼을 포함하는 키패드; 상기 메모리부에 저장된 구동 정보를 표시하는 제1 계기판; 및 상기 키패드로써 입력되어 변경될 구동 정보를 표시하는 제2 계기판;을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 계기판 및 제2 계기판은 하나의 모니터를 분할함으로써 표시될 수 있다.

또한, 상기 메인컨트롤러는 상기 유압시스템이 개방되기 전 상태에서, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와, 상기 컨트롤패널로써 입력되어 변경될 구동 정보를 상기 컨트롤패널에 표시할 수 있다.

또한, 상기 메인컨트롤러는 상기 키스위치가 온(on)된 상태에서 상기 파일롯컷의 오프 스위치가 온(on)되었을 때, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와, 상기 컨트롤패널로써 입력되어 변경될 구동 정보를 상기 컨트롤패널에 표시할 수 있다.

또한, 상기 메인컨트롤러는 상기 버츄얼 모드시 상기 MCV 컨트롤러를 오프(off)시킬 수 있다.

또한, 지표면 또는 굴삭시의 굴삭 깊이를 측정할 수 있는 GPS부를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 건설기계를 실제 구동 전에 자신의 취향에 맞게 셋팅값을 변경하거나, 변경된 셋팅 값에 따른 건설기계의 구동을 쉽게 파악할 수 있으며, 이로 인해 작업 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 건설기계의 측면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터를 모듈화하여 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터에 의해 구현되는 계기판을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터에 의해 구현되는 계기판을 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 건설기계의 측면을 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터를 모듈화하여 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터에 의해 구현되는 계기판을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터에 의해 구현되는 계기판을 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건설기계(100)의 버츄얼 시뮬레이터(200)는 건설기계(100)의 내, 외부에 배치될 수 있다.

상기 건설기계(100)는 하부체(110), 상부체(120) 및 프론트(130)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 하부체(110)는 바퀴로써 이동되거나, 롤러(111)와 트랙링크(112)로써 이동될 수 있으며, 주행모터 또는 엔진, 트랜스미션 등을 포함하는 이동수단이 구비될 수 있다.

상기 상부체(120)는 상기 하부체(110) 상측에 회동 가능하게 배치되며, 작업자가 도어를 열고 탑승할 수 있는 운전실(121)을 포함할 수 있다.

상기 프론트(130)는 상기 상부체(120) 일측에 배치되는 붐(131), 암(132) 및 버켓(133)을 포함할 수 있으며, 이러한 붐(131), 암(132) 및 버켓(133)은 상호 링크 연결되어 각각의 실린더(미도시)로써 구동될 수 있다.

이 외에도, 미도시되었으나, 상기 건설기계(100)는 AVM(Around View Monitoring) 또는 TMS(Tele-Management System)을 더 포함할 수 있다.

상기 AVM은 상기 건설기계(100) 외측에 다수 개가 배치되어 각 부분 또는 주변을 촬영하는 영상 장치이며, 후술할 메인컨트롤부와 연계되어 획득한 영상을 전달할 수 있다.

상기 TMS는 외부 또는 후술할 메인컨트롤부와 무선 통신을 위해 배치되며, 상기 메인컨트롤부 내에 구비될 수도 있다.

이러한 건설기계(100)에 있어서, 실시예의 버츄얼 시뮬레이터(200)는 상기 건설기계(100)의 내, 외부에 배치될 수 있으며, 크게 센서부(210), 조작부(220), 파일롯컷오프스위치(230, pilot cut off switch), 키스위치(240, key switch), MCV(Main Control Valve) 컨트롤러(250), 컨트롤패널(260), 메모리부(270) 또는 메인컨트롤러(280)를 포함할 수 있으며, GPS부(290)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 센서부(210)는 상기 건설기계(100)의 하부체(110)의 이동, 상부체(120)의 회동 또는 붐(131), 암(132) 및 버켓(133)을 포함하는 프론트(130)의 구동각을 센싱할 수 있다.

이를 위해, 상기 센서부(210)는 상기 상부체(120)의 회전각 또는 회전속도를 센싱하는 선회센서(214), 상기 붐(131)의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제1 센서(211), 상기 암(132)의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제2 센서(212), 상기 버켓(133)의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제3 센서(213)를 포함할 수 있다.

이러한 센싱값은 후술할 메인컨트롤러(280)에 전달되어, 상기 메인컨트롤러(280)의 연산으로써 상기 하부체(110)의 이동거리 또는 이동속도, 상기 상부체(120)의 회동각 또는 회동속도, 상기 프론트(130)의 구동각 및 구동속도를 정밀하게 산출할 수 있다.

상기 조작부(220)는 상기 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)를 구동하기 위한 것이며, 예를 들어, 좌우 방향으로 조작시 상기 상부체(120)가 좌선회 또는 우선회하고, 전후 방향으로 조작시 상기 암(132)이 덤프 또는 크라우드 구동되는 제1 조이스틱(221)과, 좌우 방향으로 조작시 상기 버켓(133)이 크라우드 또는 덤프 구동되고, 전후 방향으로 조작시 상기 붐(131)이 승강 구동되는 제2 조이스틱(222)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 조작부(220)는 상기 하부체(110)의 이동을 위해 구비되는 패달을 더 포함할 수 있으며, 이러한 조작부(220)는 상기 상부체(120)의 운전실(121) 내부에 배치될 수 있다.

상기 파일롯컷오프스위치(230)는 상기 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)를 구동하기 위한 유압시스템을 개폐할 수 있으며, 상기 MCV 컨트롤러(250)는 상기 조작부(220)의 조작 신호에 따라 스풀(미도시)의 이동으로써 상기 유압시스템의 유압을 제어할 수 있다.

구체적으로, 작업자가 상기 조작부(220)를 조작하면, 이러한 조작에 의해 발생된 파일롯 압력이 MCV 컨트롤러(250)로 전달되고, 상기 MCV 컨트롤러(250)는 스풀을 직접 제어함으로써, 상기 조작부(220)의 조작량 만큼 실린더나 유압 펌프를 이동시킨다.

상기 파일롯컷오프스위치(230)가 오프(off)되면, 배터리 및 파일롯컷오프스위치(230) 오프 솔레노이드 밸브에 연결되어 파일롯 컷오프 신호를 발생시키고, 상기 MCV 컨트롤러(250)는 상기 파일롯컷오프스위치(230)와 조작부(220)에 연결되어, 상기 파일롯컷오프스위치(230)부터 발생된 파일롯컷오프스위치(230) 오프 신호를 수신하고 조작부(220)의 조작 입력값에 대응하는 조작 신호를 수신한다.

이 후, MCV에 설치되는 전자 감압 비례 밸브(EPPR)는 상기 조작 신호에 대응하는 전류를 인가받아 MCV의 스풀을 이동시킴으로써 실린더나 유압 펌프를 작동시킨다.

반대로, 상기 파일롯컷오프스위치(230)가 온(On)되면, 상기 MCV 컨트롤러(250)에 상기 조작부(220)의 조작 신호가 전달되지 아니하여, 결과적으로 건설기계(100)의 실질적인 구동이 되지 않는다.

상기 키스위치(240)는 상기 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)를 구동하기 위해 전원을 인가하는 것으로서, 이러한 키스위치(240)의 온(on)만으로는 상기 건설기계(100)의 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)의 구동이 일어나지 않는다.

상기 컨트롤패널(260)은 상기 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)의 구동 정보 및 상태를 표시하거나 입력할 수 있다. 이러한 컨트롤패널(260)은 상기 변경될 구동 정보를 입력할 수 있으며 버츄얼 모드 선택버튼을 포함하는 키패드(263)와, 상기 메모리부(270)에 저장된 구동 정보를 표시하는 제1 계기판(261)과, 상기 키패드(263)로써 입력되어 변경될 구동 정보를 표시하는 제2 계기판(262)을 포함할 수 있다.

여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 계기판(261) 및 제2 계기판(262)은 하나의 모니터를 분할하여 표시될 수 있으며, 상기 제1 계기판(261) 및 제2 계기판(262)은 터치패널로써 구현될 수도 있다.

또한, 상기 제1 계기판(261) 및 제2 계기판(262)에는 도시된 것과 같이 건설기계(100)의 상태가 2D로 표현될 수 있으나, 3D를 사용하여 입체적으로 표현될 수도 있다.

상기 메모리부(270)는 상기 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)의 구동 범위 또는 속도의 구동 정보가 저장될 수 있으며, 이 외에 각종 건설기계(100)의 정보 또는 허용된 작업자의 정보가 저장될 수 있다. 이러한 메모리부(270)는 후술할 메인컨트롤러(280) 내부에 배치될 수도 있다.

상기 GPS부(290)는 지표면 또는 굴삭시의 굴삭 깊이를 측정할 수 있으며, 이러한 측정값은 후술할 메인컨트롤러(280)에 전달될 수 있으며, 제1 GPS(291)와 제2 GPS(292)를 포함하여 지표면 상황과 굴삭 깊이를 정밀하게 측정할 수 있다.

상기 메인컨트롤러(280)는 상기 센서부(210), 조작부(220), 파일롯컷, 키스위치(240), MCV 컨트롤러(250), 컨트롤패널(260), 메모리부(270) 또는 GPS부(290)와 연계되어 각 구성요소를 제어할 수 있다.

또한, 상기 메인 컨트롤러는 작업자가 상기 건설기계(100)를 실제 구동 전에 자신의 취향에 맞게 셋팅값을 변경하거나, 변경된 셋팅 값에 따른 건설기계(100)의 구동을 쉽게 파악할 수 있도록, 상기 메모리부(270)에 저장된 구동 정보와 변경될 구동 정보를 연산하여 상기 컨트롤패널(260)에 표시하는 버츄얼 모드를 구현할 수 있다.

이러한 버츄얼 모드는 상기 건설기계(100)의 구동 전에 작업자가 가상으로 건설기계(100)의 구동 범위 또는 구동 속도를 예상할 수 있는 것으로서, 작업자가 조작부(220) 또는 컨트롤패널(260)을 조작할 때 실제로 건설기계(100)가 구동되면 안전 상의 위험이 생길 수 있다.

따라서, 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 유압시스템이 개방되기 전 상태에서, 상기 메모리부(270)에 저장된 구동 정보와, 상기 컨트롤패널(260)로써 입력되어 변경될 구동 정보를 상기 컨트롤패널(260)에 표시할 수 있다.

또는, 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 키스위치(240)가 온(on)된 상태에서 상기 파일롯컷의 오프 스위치가 온(on)되었을 때, 상기 메모리부(270)에 저장된 구동 정보와, 상기 컨트롤패널(260)로써 입력되어 변경될 구동 정보를 상기 컨트롤패널(260)에 표시할 수 있다.

또는, 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 버츄얼 모드시 상기 MCV 컨트롤러(250)를 오프(off)시킬 수 있다. 여기서, 상기 버츄얼 모드는 상기 키스위치(240)가 온(on)된 상태에서 상기 파일롯컷의 오프 스위치가 온(on)되었을 때 진입될 수 있다.

이러한, 메인컨트롤러(280)의 제어로써, 상기 버츄얼 모드는 안전하게 진행될 수 있으며, 상기 메인컨트롤러(280)는 버츄얼 모드의 신뢰성을 높이기 위해 다음과 같은 제어를 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 센서부(210)와의 관계에서, 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 센서부(210)에 의해 센싱되는 실제 구동 정보와, 상기 컨트롤패널(260)에 입력되어 변경된 구동 정보 값을 비교하여, 상기 실제 구동 정보 값을 상기 입력된 구동 정보 값으로 보정할 수 있다.

또한, 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 센서부(210)에 의해 센싱되는 실제 구동 정보와, 상기 메모리부(270)에 저장되어 있는 구동 정보 값을 비교하여, 상기 실제 구동 정보 값을 상기 저장되어 있는 구동 정보 값으로 보정할 수 있다.

또는, 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 GPS부(290)로부터 측정된 지표면 또는 굴삭시의 굴삭 깊이값과, 상기 메모리부(270)에 저장되어 있거나, 입력된 값을 비교하여, 상기 실제 측정 정보 값을 저장되거나 입력된 있는 측정 정보 값으로 보정할 수 있다.

상기 버츄얼 모드는 도 3과 같이 건설기계(100)의 상태만이 표시될 수도 있으나, 도 4와 같이 지표면이 표시될 수도 있고, 스윙 범위가 표시될 수도 있다. 또한, 상기 버츄얼 모드는 도시된 것과 같이, 프론트(130)의 속도, 상부체(120)의 선회 속도, 연비가 표시될 수도 있으며, 미도시되었으나 전술한 것과 같이 하부체(110)의 이동거리 및 이동속도, 상부체(120)의 선회각, 프론트(130)의 구동각이 더 표시될 수 있다.

이러한 구동 범위 및 속도는 상기 키패드(263) 또는 제1 계기판(261) 또는 제2 계기판(262) 중 표시된 것을 터치하여 변경할 수 있다.

여기서, 상기 버츄얼 모드는 기본적으로 단순동작테스트 모드와 가이드 모드의 두 가지 모드를 포함할 수 있으며, 이는 상기 키패드(263)로써 선택될 수 있다.

상기 단순동작테스트 모드는 상기 메모리부(270)에 저장된 구동 정보에 따라, 상기 조작부(220)를 작업자가 조작시 상기 계기판(261, 262)에 구현될 구동 범위 또는 구동 속도가 표시되는 것이다.

이러한 단순동작테스트 모드는 도 3 또는 도 4의 제1 계기판(261)에 도시된 것 같이 구현될 수 있다.

예를 들어, 상기 단순동작테스트 모드에서, 작업자가 패달을 밟는 정도에 따라 상기 하부체(110)의 이동 속도가 표시되거나, 작업자가 상기 조이스틱(221, 222)을 조작하는 정도에 따라 상기 상부체(120)의 선회각 또는 선회 속도, 상기 프론트(130)부의 구동각 또는 구동 속도가 표시될 수 있는 것이다.

상기 가이드 모드는 기설정된 셋팅값을 변경할 수 있는 모드로써, 실제 굴삭하는 상태 또는 범위를 가이드하며, 조작부(220) 조작시 작업자가 가상 체험을 할 수 있도록하며, 자신에 맞게 구동 범위 또는 구동 속도를 변경할 수 있는 모드이다.

이러한 가이드 모드는 도 3 또는 도 4의 제2 계기판(262)에 도시된 것 같이 구현될 수 있다. 그러나, 상기 단순동작테스트 모드가 제2 계기판(262)에 표시될 수 있고, 상기 가이드 모드가 제1 계기판(261)에 표현될 수 있으며, 이는 상기 키패드(263)의 조작으로서 변경할 수 있다.

상기 가이드 모드는 상기 프론트(130)의 굴삭 가이드 표시, 지표면 표시 또는 상기 상부체(120)의 스윙 범위 중 어느 하나를 선택할 수도 있다.

상기 가이드 모드에서, 건설기계(100)의 셋팅값 변경 예는 다음과 같다.

예를 들어, 상기 조작부(220)의 조작 민감도를 변경할 수 있다. 이러한 조작 민감도는 계기판(261, 262)에 표시될 수 있으며, 표시된 정보를 상기 키패드(263)로써 변경할 수 있으며, 1) 민감, 2) 보통, 3) 둔함 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 세 가지의 민감도를 설정하거나, 상기 세가지 사이의 세부 값을 더 설정할 수 있다.

예를 들어, 상기 프론트(130)의 속도를 변경할 수 있다. 이러한 프론트(130) 속도는 계기판(261, 262)에 표시될 수 있으며, 표시된 정보를 상기 키패드(263)로써 변경할 수 있으며, 1) 빠름, 2) 보통, 3) 느림 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 세 가지의 민감도를 설정하거나, 상기 세가지 사이의 세부 값을 더 설정할 수 있다. 이러한 프론트(130) 속도 변경은 제1 조이스틱(221) 또는 제2 조이스틱(222) 동작 커브에 따른 MCV 컨트롤러(250)에서 프론트(130)와 관련된 EPPR V/V 출력선도를 변경하여 구현할 수 있다.

예를 들어, 상기 구동 파워를 변경할 수 있다. 이러한 구동 파워는 계기판(261, 262)에 표시될 수 있으며, 표시된 정보를 상기 키패드(263)로써 변경할 수 있으며, 1) P+, 2) P, 3) S, 4) E 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 네 가지의 구동 파워 정도를 설정할 수 있다. 이러한 파워 모드는 각 모드 별 엔진 회전수를 P+ 기준으로 50 내지 100 rpm씩 낮추고, 이에 따라 펌프 마력을 각각 100%, 95%, 90%, 80%로 제한하여 제어함으로써 구현할 수 있다.

예를 들어, 상기 선회 속도를 변경할 수 있다. 이러한 선회 속도는 계기판(261, 262)에 표시될 수 있으며, 표시된 정보를 상기 키패드(263)로써 변경할 수 있으며, 1) 빠름, 2) 보통, 3) 느림 중 어느 하나를 선택할 수 있도록 세 가지의 민감도를 설정하거나, 상기 세가지 사이의 세부 값을 더 설정할 수 있다. 이러한 선회 속도 변경은 제1 조이스틱(221) 또는 제2 조이스틱(222) 동작 커브에 따른 MCV 컨트롤러(250)에서 상부체(120)와 관련된 EPPR V/V 출력선도를 변경하여 구현할 수 있다.

실시예에 따른 버츄얼 시뮬레이터(200)의 일실시예에 따라 버츄얼 모드를 설명하자면 다음과 같으며, 이러한 버츄얼 모드에 전술한 각 구성요소의 기능이 부가될 수도 있다.

상기 메모리부(270)는 건설기계(100)의 튜닝 또는 동작 테스트를 통한 각각의 구성요소, 즉, 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트(130)의 구동 범위, 구동 속도 또는 연비를 포함하는 구동 정보가 저장되어 있다.

작업자는 키스위치(240)를 온(on)시키며(이는 건설기계(100)의 구동 이전 상태인 전원 인가상태를 의미한다), 상기 컨트롤패널(260)을 통해 버츄얼 모드로 진입한 후, 파일롯컷오프스위치(230)를 온(on)시켜야 실질적인 버츄얼 모드를 체험할 수 있다.

작업자는 이러한 버츄얼 모드에서 가이드 모드 또는 단순동작테스트 모드를 상기 컨트롤패널(260)을 통해 선택할 수 있으며, 메모리부(270)에 저장된 구동 정보에 대한 셋팅값의 변경(조이스틱(221, 222) 민감도, 프론트(130) 속도, 파워, 선회 속도 등)은 키패드(263)를 통해 변경할 수 있다. 셋팅값 변경을 위한 각각의 선택은 상기 제1 계기판(261) 또는 제2 계기판(262)을 터치함으로써 할 수 있다.

이 후, 메인컨트롤러(280)는 변경된 값을 적용하며, 작업자가 행하는 조작부(220)의 조작에 따라 가상 구동 정보를 계기판(261, 262)에 표시하며, 작업자는 이러한 셋팅값의 불만족시 상기 절차를 재실행하여 셋팅값의 변화를 할 수 있다.

또한, 실제로 건설기계(100) 구동시 상기 메인컨트롤러(280)는 상기 센서부(210) 또는 GPS부(290)의 실제 구동값을 전달받고, 이를 저장된 셋팅값 또는 입력된 셋팅값으로 보정하여 정밀하게 건설기계(100)를 구동시킬 수 있다.

이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

100: 건설기계 110: 하부체
120: 상부체 130: 프론트
200: 버츄얼 시뮬레이터 210: 센서부
211: 제1 센서 212: 제2 센서
213: 제3 센서 214: 선회센서
220: 조작부 221: 제1 조이스틱
222: 제2 조이스틱 223: 패달
230: 파일롯컷오프스위치 240: 키스위치
250: MCV 컨트롤러 260: 컨트롤패널
261: 제1 계기판 262: 제2 계기판
263: 키패드 270; 메모리부
280: 메인컨트롤러 290: GPS부
291: 제1 GPS 292: 제2 GPS

Claims

하부체의 이동, 상부체의 회동 또는 붐, 암 및 버켓을 포함하는 프론트의 구동각을 센싱하는 센서부;
상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위한 조작부;
상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위한 유압시스템을 개폐하는 파일롯컷오프스위치(pilot cut off switch);
상기 하부체, 상부체 또는 프론트를 구동하기 위해 전원을 인가하는 키스위치;
상기 조작부의 조작 신호에 따라 스풀의 이동으로써 상기 유압시스템의 유압을 제어하는 MCV 컨트롤러;
상기 하부체, 상부체 또는 프론트의 구동 정보 및 상태를 표시하거나 입력할 수 있는 컨트롤패널;
상기 하부체, 상부체 또는 프론트의 구동 범위 또는 속도의 구동 정보가 저장되는 메모리부; 및
상기 센서부, 조작부, 파일롯컷오프스위치, 키스위치, MCV 컨트롤러, 컨트롤패널 또는 메모리부와 연계되되, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와 변경될 구동 정보를 연산하여 상기 컨트롤패널에 표시하는 버츄얼 모드를 구현하는 메인컨트롤러;를 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 센서부는,
상기 상부체의 회전각 또는 회전속도를 센싱하는 선회센서;
상기 붐의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제1 센서;
상기 암의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제2 센서; 및
상기 버켓의 구동각 또는 구동속도를 센싱하는 제3 센서;를 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제2항에 있어서,
상기 메인컨트롤러는 상기 센서부에 의해 센싱되는 실제 구동 정보와, 상기 컨트롤패널에 입력되어 변경된 구동 정보 값을 비교하여, 상기 실제 구동 정보 값을 상기 입력된 구동 정보 값으로 보정하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 조작부는,
좌우 방향으로 조작시 상기 상부체가 좌선회 또는 우선회하고, 전후 방향으로 조작시 상기 암이 덤프 또는 크라우드 구동되는 제1 조이스틱; 및
좌우 방향으로 조작시 상기 버켓이 크라우드 또는 덤프 구동되고, 전후 방향으로 조작시 상기 붐이 승강 구동되는 제2 조이스틱;을 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤패널은,
상기 변경될 구동 정보를 입력할 수 있으며, 버츄얼 모드 선택버튼을 포함하는 키패드;
상기 메모리부에 저장된 구동 정보를 표시하는 제1 계기판; 및
상기 키패드로써 입력되어 변경될 구동 정보를 표시하는 제2 계기판;을 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제5항에 있어서,
상기 제1 계기판 및 제2 계기판은 하나의 모니터를 분할함으로써 표시되는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 메인컨트롤러는 상기 유압시스템이 개방되기 전 상태에서, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와, 상기 컨트롤패널로써 입력되어 변경될 구동 정보를 상기 컨트롤패널에 표시하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 메인컨트롤러는 상기 키스위치가 온(on)된 상태에서 상기 파일롯컷의 오프 스위치가 온(on)되었을 때, 상기 메모리부에 저장된 구동 정보와, 상기 컨트롤패널로써 입력되어 변경될 구동 정보를 상기 컨트롤패널에 표시하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
상기 메인컨트롤러는 상기 버츄얼 모드시 상기 MCV 컨트롤러를 오프(off)시키는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.
제1항에 있어서,
지표면 또는 굴삭시의 굴삭 깊이를 측정할 수 있는 GPS부를 더 포함하는 건설기계의 버츄얼 시뮬레이터.