KR19990042203U - Control system using oil pressure cylinder with sensor of horizontal direction for tractor - Google Patents
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Abstract
트랙터에 의해 견인되는 트랙터 작업기의 롤링 각을 측정하고 측정된 값에 연산하여 작업기의 수평 정도를 제어하는 수평 제어 장치의 제어 정밀도를 높이기 위해 작업기의 수평을 제어하기 위해 동작하는 유압 실린더의 측면에 유압 실린더의 작동 변위를 측정할 수 있도록 센서를 부착시킨 유압 실린더를 사용하는 트랙터 작업기의 수평 제어 장치가 개시되었다.The hydraulic pressure on the side of the hydraulic cylinder which is operated to control the horizontal of the working machine to increase the control precision of the horizontal control device that controls the horizontal degree of the working machine by measuring the rolling angle of the tractor work tractor towed by the tractor and calculating it on the measured value A horizontal control device for a tractor implement using a hydraulic cylinder with a sensor to measure the working displacement of the cylinder is disclosed.
상기한 본 고안은 작업기의 수평 경사각 및 불감대 설정을 위한 설정부(20), 트랙터 차체의 롤링각과 작업기의 경사각을 검출하는 검출부(30), 상기 검출부(30)로부터 출력되는 신호 및 각종 연산처리 등을 행하고 솔레노이드 밸브 구동회로에 제어신호를 출력하는 제어부(40), 유압 실린더의 작동을 위한 유압 회로(50)로 구성되는 트랙터 작업기의 수평제어장치에 있어서, 트랙터(1)의 로워 링크(2)와 리프트 아암(5) 사이에 설치되는 작업기의 수평 제어용 유압 실린더(6)의 측면에 부착되어 유압 실린더(6)의 피스톤(8)의 변위를 검출하여 변위값에 해당하는 신호를 출력하는 실린더 변위 센서(100)로 구성되어, 트랙터에 의해 견인되는 작업기의 수평 제어 정밀도를 높일 수 있다. .According to the present invention, the setting unit 20 for setting the horizontal tilt angle and the dead band of the work machine, the detector 30 for detecting the rolling angle of the tractor body and the tilt angle of the work machine, the signal output from the detector 30 and various calculation processes In the horizontal control apparatus of the tractor work machine which consists of the control part 40 which outputs a control signal to a solenoid valve drive circuit, and the hydraulic circuit 50 for the operation of a hydraulic cylinder, etc., the lower link 2 of the tractor 1 is carried out. Cylinder which is attached to the side of the hydraulic cylinder 6 for horizontal control of the work machine installed between the lift arm 5 and the lift arm 5 to detect the displacement of the piston 8 of the hydraulic cylinder 6 and output a signal corresponding to the displacement value. It is comprised by the displacement sensor 100, and can raise the horizontal control precision of the work machine pulled by a tractor. .
Description
본 고안은 트랙터에 의해 견인되는 트랙터 작업기의 롤링 각을 측정하고 측정된 값에 따라 작업기의 수평 정도를 제어하는 수평 제어 장치에 있어 작업기의 수평을 제어하기 위해 동작하는 유압 실린더의 측면에 유압 실린더의 작동 변위를 측정할 수 있도록 센서를 부착시켜 제어 정밀도를 높일 수 있도록 한 센서가 부착되는 유압 실린더를 사용하는 트랙터 작업기의 수평 제어 장치에 관한 것이다.The present invention is a horizontal control device for measuring the rolling angle of a tractor work tractor towed by a tractor and controlling the horizontal degree of the work machine according to the measured value. It relates to a horizontal control device of a tractor work machine using a hydraulic cylinder to which the sensor is attached to increase the control accuracy by attaching a sensor to measure the operation displacement.
트랙터를 이용하여 각종 농업용 기기를 견인하여 필요로 하는 작업을 하게 된다. 트랙터에 의해 견인되는 작업기들은 작업의 안정성을 위해서 항상 수평을 유지할 필요가 있게된다.The tractor is used to tow the various agricultural equipment to do the necessary work. Workers towed by the tractor will always need to be level for stability.
작업기를 항상 설정한 수평 경사각으로 유지하기 위해서는, 트랙터 차체가 작업기를 견인하여 주행할 때 트랙터의 롤링에 의해 발생하는 트랙터 작업기의 수평 경사각의 변화량을 측정하고, 제어 장치를 사용하여 변화량만큼 작업기의 경사각을 보상해 줄 필요가 있다.In order to keep the work machine at the set horizontal inclination angle, the change amount of the horizontal inclination angle of the tractor work machine caused by the rolling of the tractor when the tractor body is towing and driving the work machine is measured, and the inclination angle of the work machine by the change amount is controlled using a control device. You need to compensate.
도 1은 종래의 트랙터 작업기의 수평 제어장치의 구성을 나타내는 도면으로서, 작업기의 수평 경사각 및 불감대 설정을 위한 설정부(20), 트랙터 차체의 롤링각과 작업기의 경사각을 검출하는 검출부(30), 상기 검출부(30)로부터 출력되는 신호를 입력받아 각종 연산처리 등을 행하고 솔레노이드 밸브 구동회로에 제어신호를 출력하는 제어부(40), 작업기의 수평을 유지하기 위한 유압 실린더의 작동을 위한 유압 회로(50)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.1 is a view showing the configuration of a horizontal control device of a conventional tractor work machine, a setting unit 20 for setting the horizontal tilt angle and dead band of the work machine, a detector 30 for detecting the rolling angle of the tractor body and the tilt angle of the work machine, A control unit 40 for receiving a signal output from the detection unit 30 to perform various arithmetic processing and the like and output a control signal to the solenoid valve driving circuit, a hydraulic circuit 50 for the operation of the hydraulic cylinder for maintaining the horizontal working machine It is composed of).
이때 상기 제어부(40)는 마이크로 컴퓨터(41)와 구동회로(42) 및 필터(43)로 구성된다. 마이크로 컴퓨터(41)에는 설정부(20)의 설정 경사각 및 불감대 설정신호가 입력되고, 한편 필터(43)를 통하여 검출부(30)의 검출신호가 입력되고 마이크로 컴퓨터(41)는 설정부(20)의 신호와 검출부(30)의 신호를 비교하여 구동회로(42)로 신호를 출력하며, 구동회로(42)는 솔레노이드 밸브 상승 또는 하강 신호를 유압회로(50)에 보내고 제어부(40)는 검출부(30)로부터 입력되는 차체 경사각을 설정되어 있는 수평 경사각과 비교하여 작업기의 경사각이 설정된 값이 되도록 제어한다.At this time, the control unit 40 is composed of a microcomputer 41, a driving circuit 42 and a filter 43. The inclination angle and deadband setting signal of the setting unit 20 are input to the microcomputer 41, while the detection signal of the detection unit 30 is input through the filter 43, and the microcomputer 41 is the setting unit 20. Signal from the detector 30 and outputs the signal to the drive circuit 42, the drive circuit 42 sends a solenoid valve rising or falling signal to the hydraulic circuit 50, the control unit 40 The inclination angle of the work machine is controlled to be a set value by comparing the inclination angle input from the vehicle body 30 with the set horizontal inclination angle.
또한, 도 2는 종래의 트랙터 작업기의 경사각 센서(4)의 부착 위치를 나타내는 도면으로서, 트랙터(1)의 후방에는 작업기가 연결되고, 상기 작업기의 로워 링크(2)는 트랙터(1)의 링크 힌지(3)에 연결되며, 트랙터 작업기의 수평 제어장치에 사용되는 경사각 센서(4)는 트랙터(1)의 차체의 측면에 설치되는 것을 도시하고 있다.2 is a view showing the attachment position of the inclination angle sensor 4 of the conventional tractor work machine, the work machine is connected to the rear of the tractor 1, the lower link (2) of the work machine is a link of the tractor 1 It is shown that the inclination angle sensor 4 connected to the hinge 3 and used for the horizontal control device of the tractor work machine is installed on the side of the vehicle body of the tractor 1.
그러나 상기한 구성으로 되어 있는 수평 제어 장치를 사용하여 작업기의 수평을 제어할 경우 트랙터 자체의 롤링각과 작업기의 경사각을 측정하여 작업기의 수평을 제어 하도록 하고 있으나, 작업기에 부착된 센서에 의해서만 작업기의 보정량을 측정하기 때문에 정확한 수평제어를 위해서는 많은 시간이 걸리는 문제점이 있었다.However, when the horizontal level of the work machine is controlled using the above-described configuration, the level of the work machine is controlled by measuring the rolling angle of the tractor itself and the inclination angle of the work machine, but only by the sensor attached to the work machine. Because it measures the problem, it takes a lot of time for accurate horizontal control.
본 고안의 목적은, 상기와 같은 요구에 부응하여 트랙터 작업기의 리프트 로드에 부착된 유압 실린더의 측면에 유압 실린더의 피스톤의 움직임을 측정하는 피스톤 로드 변위 센서를 부착하여 유압 실린더의 피스톤의 변위량을 측정함으로서 트랙터 작업기의 수평 제어 효율을 높이도록 한 센서가 부착되는 유압 실린더를 사용하는 트랙터 작업기의 수평 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention, in response to the above requirements, the piston rod displacement sensor for measuring the movement of the piston of the hydraulic cylinder on the side of the hydraulic cylinder attached to the lift rod of the tractor work machine to measure the displacement amount of the piston of the hydraulic cylinder It is an object of the present invention to provide a horizontal control device for a tractor work machine using a hydraulic cylinder to which the sensor is attached to increase the horizontal control efficiency of the tractor work machine.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안 트랙터 작업기의 수평제어장치는 작업기의 수평 경사각 및 불감대 설정을 위한 설정부, 트랙터 차체의 롤링각과 작업기의 경사각을 검출하는 검출부, 상기 검출부로부터의 신호 및 각종 연산 처리 등을 행하고 출력포트를 통해 솔레노이드 밸브 구동회로에 제어신호를 출력하는 제어부, 유압실린더의 작동을 위한 유압 회로로 구성된 트랙터 작업기의 수평 제어 장치에 있어서, 트랙터의 로워 링크와 리프트 아암 사이에 설치되는 작업기의 수평 제어용 유압 실린더의 측면에 부착되어 유압 실린더의 피스톤의 변위를 검출하는 실린더 변위 센서로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the horizontal control device of the tractor work device of the present invention includes a setting unit for setting a horizontal tilt angle and a dead band of the work machine, a detector for detecting a rolling angle of the tractor body and an inclination angle of the work machine, signals from the detection unit, and various calculation processes. In the horizontal control device of the tractor work machine consisting of a control unit for outputting a control signal to the solenoid valve drive circuit through the output port, and a hydraulic circuit for operating the hydraulic cylinder, a work machine installed between the lower link of the tractor and the lift arm It is characterized by consisting of a cylinder displacement sensor attached to the side of the hydraulic cylinder for horizontal control of detecting the displacement of the piston of the hydraulic cylinder.
도 1은 종래의 트랙터 작업기의 수평 제어장치의 구성을 도시하는 도면.1 is a view showing the configuration of a horizontal control device of a conventional tractor work machine.
도 2는 본 고안에 따른 유압 실린더 변위 센서의 부착 위치를 도시하는 도면.2 is a view showing the attachment position of the hydraulic cylinder displacement sensor according to the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 유압 실린더 변위 센서의 부착 상태를 나타내는 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the attachment state of the hydraulic cylinder displacement sensor according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 유압 실린더 변위의 변화와 작업기 경사각 변화의 관계를 도시하는 도면.4 is a view showing the relationship between the change in the hydraulic cylinder displacement and the change of the work machine inclination angle according to the present invention.
도 5는 본 고안에 따른 트랙터 작업기의 수평 제어장치의 구성을 도시하는 도면5 is a view showing the configuration of a horizontal control device of the tractor work machine according to the present invention
도 6은 고안을 사용하는 트랙터 작업기의 제어 패널을 도시하는 도면.6 shows a control panel of a tractor work tool using the design.
도 7은 본 고안을 사용하는 트랙터 작업기의 수평 경사각 수동/자동 설정 작동방법을 도시하는 흐름도.7 is a flow chart showing a horizontal tilt angle manual / automatic setting operation method of the tractor work machine using the present invention.
도 8은 본 고안을 사용하는 트랙터 작업기의 수평 제어장치의 작동을 도시하는 도면.8 is a view showing the operation of the horizontal control device of the tractor work machine using the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 트랙터 2 : 로워 링크 3 : 링크 힌지1: tractor 2: lower link 3: link hinge
4 : 경사각 센서 5 : 리프트 아암 6 : 실린더4: tilt angle sensor 5: lift arm 6: cylinder
7 : 몸체 8 : 피스톤 9 : 링크7: body 8: piston 9: link
20: 설정부 30 : 검출부 40 : 제어부20: setting unit 30: detection unit 40: control unit
50: 유압회로 100: 실린더 변위센서50: hydraulic circuit 100: cylinder displacement sensor
본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 따른 유압 실린더 변위 센서의 부착 상태를 도시하는 도면으로서, 트랙터의 로워 링크(2)와 리프트 아암(5) 사이에 설치된 유압 실린더(6)의 몸체(7)와 피스톤 로드(8) 사이에는 링크(9)가 설치되고, 상기 링크(9)에는 링크의 변위에 따라 변동하는 실린더 변위를 측정하기 위한 실린더 변위센서(100)가 연결되어 있음을 도시하고 있다. 이때 경사각 센서(4)는 트랙터 차체의 롤링각을 검출하여 검출값에 해당하는 신호를 출력한다.3 is a view showing the attachment state of the hydraulic cylinder displacement sensor according to the present invention, the body 7 and the piston rod of the hydraulic cylinder (6) installed between the lower link (2) and the lift arm (5) of the tractor ( 8, a link 9 is provided, and the link 9 is connected to a cylinder displacement sensor 100 for measuring a cylinder displacement which varies according to the displacement of the link. At this time, the inclination angle sensor 4 detects the rolling angle of the tractor body and outputs a signal corresponding to the detected value.
본 고안의 실린더 변위 센서(100)는 유압실린더(6)의 피스톤 로드(8)의 변위를 검출하며, 로타리 방식의 포텐션 미터(2k)를 사용하여 구성된다.The cylinder displacement sensor 100 of the present invention detects the displacement of the piston rod 8 of the hydraulic cylinder 6 and is configured using a rotary potentiometer 2k.
도 4에는 본 고안의 유압 실린더 변위 변화와 작업기 경사각 변화의 관계가 도시되어 있다.Figure 4 shows the relationship between the hydraulic cylinder displacement change and the working machine tilt angle change of the present invention.
작업기는 로워 링크(11)를 중심으로 회전하며 작업기의 로워 링크(2)와 리프트 아암(5) 사이에 유압 실린더(6)가 설치된다.The work machine rotates about the lower link 11 and a hydraulic cylinder 6 is installed between the lower link 2 and the lift arm 5 of the work machine.
이때 작업기의 경사각(θ)은 아래의 수학식 1에 계산된다.At this time, the inclination angle θ of the working machine is calculated by Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
여기에서, led: 점 el과 점 er 사이의 거리Where l ed : distance between point el and point er
lev: 점 er과 er' 사이의 직선거리(실린더 변위의 함수)l ev : linear distance between point er and er '(function of cylinder displacement)
따라서, 유압 실린더의 측면에 부착된 실린더 변위 센서(100)는 작업기의 경사각을 측정할 수 있고, 측정된 값은 제어부(40)로 입력된다.Therefore, the cylinder displacement sensor 100 attached to the side of the hydraulic cylinder can measure the inclination angle of the work machine, and the measured value is input to the controller 40.
상기와 같은 구성에 의해 다음과 같이 수평각을 제어하게 된다.By the above configuration, the horizontal angle is controlled as follows.
설정부(20)는 도 6에 도시된 바와 같은 제어 패널(21)로 구성되며 제어 패널(21)에는 수동/자동 변환스위치(22), 수동상승 스위치(23), 수동하강 스위치(24), 경사도 설정 스위치(25) 및 민감도 스위치(26)가 설치되어 있다.The setting unit 20 is composed of a control panel 21 as shown in FIG. 6, and the control panel 21 includes a manual / automatic switching switch 22, a manual raising switch 23, a manual lowering switch 24, The inclination setting switch 25 and the sensitivity switch 26 are provided.
작업기의 수평 경사각 설정은 수동 또는 자동으로 작동될 수 있다.The horizontal tilt angle setting of the work machine can be operated manually or automatically.
설정된 마이크로 컴퓨터의 출력신호와 실린더 변위 센서의 출력신호는 비교회로에서 비교되어 그 차이값에 따라 온/오프 신호를 통해 솔레노이드 밸브를 상승쪽으로 구동시키거나 하강쪽으로 구동시키는데, 온/오프 신호의 통과 경로에는 수동/자동 변환 스위치(22)가 설치된다.The output signal of the set microcomputer and the output signal of the cylinder displacement sensor are compared in the comparison circuit, and the solenoid valve is driven upward or downward through the on / off signal according to the difference value. The manual / automatic conversion switch 22 is installed.
자동 모드일 때는 비교회로로부터의 온/오프 신호가 솔레노이드 밸브로 출력되며, 수동 모드일 때는 수동상승 스위치(23)와 수동하강 스위치(24)의 신호가 솔레노이드 밸브로 출력된다.In the automatic mode, the on / off signal from the comparison circuit is output to the solenoid valve. In the manual mode, the signals of the manual lift switch 23 and the manual lower switch 24 are output to the solenoid valve.
도 5에 도시되어 있는 수평 제어 장치의 구성을 참조하여 수평 제어 장치의 동작을 설명하면, 실린더 변위센서(100)는 차체 경사각과 실린더 변위값을 각각 검출하여 검출값에 해당하는 신호를 검출부(30)를 통해 제어부(40)로 보낸다.Referring to the configuration of the horizontal control device illustrated in FIG. 5, the operation of the horizontal control device will be described. The cylinder displacement sensor 100 detects a vehicle body inclination angle and a cylinder displacement value, respectively, and detects a signal corresponding to the detected value. Is sent to the control unit 40 through.
제어부(40)는 마이크로 컴퓨터(41)의 구동회로(42) 및 필터(43)로 구성되며, 상기 마이크로 컴퓨터(41)에는 설정부(20)의 설정 경사각 및 불감대 설정신호가 입력되고, 한편 필터(43)를 통하여 검출부(30)의 검출신호가 입력된다.The control unit 40 is composed of a driving circuit 42 and a filter 43 of the microcomputer 41, and the setting inclination angle and the deadband setting signal of the setting unit 20 are input to the microcomputer 41. The detection signal of the detector 30 is input through the filter 43.
상기 마이크로 컴퓨터(41)는 설정부(20)의 신호와 검출부(30)의 신호를 비교하여 구동회로(42)로 신호를 출력한다. 상기 구동회로(42)는 솔레노이드 밸브의 상승 또는 하강 신호를 유압회로(50)에 보낸다.The microcomputer 41 compares the signal of the setting unit 20 with the signal of the detection unit 30 and outputs a signal to the driving circuit 42. The driving circuit 42 transmits a rising or falling signal of the solenoid valve to the hydraulic circuit 50.
상기 유압회로(50)는 구동회로(42)의 신호에 따라 솔레노이드 밸브(51)를 구동시키고 솔레노이드 밸브(51)는 유압 실린더(6)의 피스톤 로드(8)를 변위시켜 작업기의 경사각을 조절한다.The hydraulic circuit 50 drives the solenoid valve 51 according to the signal of the drive circuit 42, and the solenoid valve 51 adjusts the inclination angle of the work machine by displacing the piston rod 8 of the hydraulic cylinder 6. .
상기 제어부(40)는 계속해서 검출부(30)로부터 입력되는 차체 경사각과 실린더 변위를 설정부(20)의 설정 수평 경사각과 비교하여 작업기의 경사각이 설정된 값으로 되도록 피이드 백 제어한다.The controller 40 continuously controls the body tilt angle and the cylinder displacement input from the detector 30 to the set horizontal tilt angle of the setting unit 20 so that the tilt angle of the work machine becomes a set value.
도 8에는 본 고안의 트랙터 작업기의 수평 제어장치의 작동이 도시되는데, 초기화 다음에 제어 패널을 통해 수평 경사각과 불감대 값을 설정한다.Figure 8 shows the operation of the horizontal control device of the tractor work machine of the present invention, the horizontal tilt angle and the dead band value is set through the control panel after initialization.
수평 경사각과 불감대 값을 설정후에는 검출부를 통해 센서 신호를 판독하여 실린더 변위와 차체 경사각이 입력된다.After setting the horizontal tilt angle and deadband value, the sensor signal is read through the detector to input the cylinder displacement and the vehicle tilt angle.
마이크로 컴퓨터는 상기 수평 경사각 설정치, 불감대 설정치, 실린더 변위 및 차체 경사각을 입력받아 작업기의 수평 경사각을 계산하고 설정치와의 오차를 계산한다.The microcomputer receives the horizontal inclination angle set value, dead band set value, cylinder displacement, and vehicle body inclination angle, calculates a horizontal inclination angle of the work machine, and calculates an error with the set value.
다음에는 불감대 설정치와 오차를 비교하여 민감도보다 적으면 제어를 행하지 않고, 민감도보다 크고 오차값이 0 이상이면 실린더의 제어변위를 계산하여 유압 실린더의 피스톤을 상승시킨다.Next, the dead band setting value is compared with the error, and if it is less than the sensitivity, the control is not performed. If it is greater than the sensitivity and the error value is 0 or more, the control displacement of the cylinder is calculated to raise the piston of the hydraulic cylinder.
한편, 불감대 설정치와 오차를 비교하여 민감도보다 크고 오차값이 0 미만이면 실린더의 제어범위를 계산하여 유압 실린더의 피스톤을 하강시킨다.On the other hand, comparing the deadband set value and the error is greater than the sensitivity and the error value is less than 0 calculates the control range of the cylinder to lower the piston of the hydraulic cylinder.
상기와 같이 본 고안의 실린더 변위 로더가 부착된 유압 실린더를 사용한 트랙터 작업기의 수평 제어장치는 유압 실린더의 변위량을 측정하여 그 변위량에 해당하는 수치를 제어부에 입력시켜 수평 제어 정도를 보정하기 때문에 작업기에 부착되어 있는 센서만으로 수평제어를 측정하는 경우보다 높은 정밀도로서 작업기를 항상 설정 수평 경사각으로 유지하게 된다.As described above, the horizontal control device of the tractor work machine using the hydraulic cylinder with the cylinder displacement loader according to the present invention measures the displacement amount of the hydraulic cylinder and inputs a numerical value corresponding to the displacement amount to the control unit to correct the horizontal control degree. The working machine is always maintained at the set horizontal inclination angle with higher precision than when the horizontal control is measured only by the attached sensor.
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Cited By (6)
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1999
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