KR20000031741A - 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

트랙터가 평지 및 경사지에서 주행을 할 경우 자동으로 트랙터의 차체가 수평상태를 유지할 수 있으며, 지면상태에 따라 지상고를 조절할 수 있도록 자동으로 제어하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 트랙터의 차체가 기울어지는 방향을 감지하는 경사감지센서를 차체의 일측에 설치하고, 트랙터의 전륜 및 후륜에는 좌우 양측에 각각 전륜실린더 및 후륜실린더를 설치한다. 상기 전륜실린더 및 후륜실린더는 경사감지센서가 감지된 차체의 기울어진 방향에 따라 작동을 하여 트랙터의 차체가 항상 수평을 유지하도록 한다. 따라서, 트랙터가 주행하는 중에 전륜 또는 후륜의 일측이 지면의 불규칙성 때문에 높아지거나 또는 낮아지면 자동으로 경사감지센서가 이를 감지하여 마이컴에 인가하고, 상기 마이컴은 해당하는 전륜실린더 또는 후륜실린더를 작동시켜 전륜 또는 후륜의 지상고를 조절하게 되므로 트랙터의 차체는 항상 수평을 유지한다. 또한, 차체의 전체 지상고를 높일 경우에는 전륜실린더 및 후륜실린더를 동시에 작동시켜 차체의 지상고를 높일 수 있다.

Description

트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법 및 장치
본 발명은 트랙터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트랙터가 평지 및 경사지에서 주행을 할 경우 자동으로 트랙터의 차체가 수평상태를 유지할 수 있으며, 지면상태에 따라 지상고를 조절할 수 있도록 자동으로 제어하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 트랙터를 이용하여 농작업을 수행함에 있어서, 주로 경지가 평평한 지면에서 농작업을 수행할 경우에는 차체가 기울어지지 않으므로 별도의 수평제어를 하지 않아도 되지만, 경사지 및 일정 높이로 자란 농작물에서 농작업을 실행할 경우에는 차체가 기울어지거나 또는 농작물이 차체에 걸려 농작물이 훼손되는 문제점이 있으므로 차체가 기울어지면 차체가 수평상태를 유지할 수 있도록 구동바퀴의 높낮이를 조절해주어야 하며, 농작물이 차체에 걸리면 구동바퀴의 높이를 조절하여 차체의 지상고를 높임으로써 농작물이 차체에 걸리지 않도록 한다. 따라서, 종래에는 트랙터를 이용하여 평지와 경사지 및 일정높이로 자란 농작물에서 원활한 작업을 하기 위해서 트랙터의 자세를 조절하는 자세제어장치가 트랙터에 구비되어 있다. 예를 들면, 트랙터의 일측에 설치된 경사검출장치의 검출결과에 의하여 모든 액츄에이터를 차체가 수평자세를 유지하도록 자동적으로 작동제어된다. 좀더 상세하게 설명하면, 트랙터가 주행을 하면서 이전에 작동제어된 액츄에이터가 다시 작동제어를 실행할 수 있도록 경사검출장치로부터 인가된 결과치에 의거하여 자세제어에 수반하여 지면에 대한 차체의 높이가 점차 변화하게 된다. 그렇지만 지면에 대한 차체의 높이를 조절하게 되면 농업용 트랙터에 장착되는 작업장치의 땅에 대한 작업높이가 변동하기 쉽고 작업불량이나 작업부하가 증대되는 문제가 있다. 또한, 다른 예를 들면, 트랙터의 차체가 수평을 유지할 수 있도록 하기 위한 자세제어장치가 구비된 트랙터가 경사검출장치의 검출결과에 의거하여 하나의 액츄에이터를 자세제어의 고정기준으로 하여 다른 액츄에이터를 기체가 수평 또는 대략 수평자세로 되도록 자동적으로 작동제어하도록 하는 장치를 설치하는 동시에 상기 자세제어장치중에는 하나의 액츄에이터에 대하여 동시에 상승 및 하강의 제어신호가 출력되었을 때 그 제어신호에 의거하여 액츄에이터가 작동하지 않도록 하는장치가 설치되어 있으나, 트랙터를 주행하는 중에 차체가 기울어지게 되면 신속하게 차체를 수평상태로 조절하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 트랙터가 평지 및 경사지에서 주행을 할 경우 지면의 상태를 신속하게 감지하여 트랙터가 주행을 하면서 자동으로 트랙터의 차체가 수평자세 및 지상고를 유지할 수 있도록 구동바퀴의 높낮이를 제어하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기한 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법을 수행할 수 있도록 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 트랙터의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 트랙터의 우측전륜에 전륜실린더가 착설되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 트랙터의 지상고가 상승된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 트랙터가 등고선방향으로 주행하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 트랙터에 적용되는 유압공급부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 트랙터가 경사방향으로 주행하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 트랙터의 실린더변위감지센서가 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 트랙터의 좌측후륜에 후륜실린더가 착설되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 트랙터의 동작흐름을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 10은 본 발명에 따른 트랙터의 동작흐름을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 트랙터 22 : 전륜실린더
24 : 후륜실린더 30 : 차체 브라케트
32 : 실린더변위감지센서 38 : 경사감지센서
40 : 마이컴 50, 60 : 유압공급부
52 : 유압펌프 54 : 솔레노이드밸브
70 : 오일탱크
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 트랙터를 초기화시킨 후 자동모드인가 또는 수동모드인가를 판단하는 단계; 트랙터가 수동모드이면 수동모드를 실행하고, 자동모드이면 자세제어를 실행하기 위해 평지인가 또는 경사지인가를 판단하는 지형판단단계; 평지에 해당하면 지상고변환버튼으로부터 인가되는 신호에 따라 지상고변환동작만을 실행하는 단계; 경사지에 해당하면 등고선방향인가 또는 경사방향인가 또는 경사 및 등고선방향인가를 판단하는 주행상태판단단계; 트랙터가 등고선방향으로 주행을 하면 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 실행하는 단계; 트랙터가 경사방향으로 주행을 하면 경사방향으로 주행을 하는 모드를 실행하는 단계; 그리고 트랙터가 경사 및 등고선방향으로 주행을 하면 경사 및 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 실행하는 단계를 포함하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차체 및 조향실린더 작동용 밸브 구동회로부; 상기 밸브 구동회로부에 접속되는 차체제어용 유압공급부; 상기 밸브 구동회로부에 접속되는 조향제어용 유압공급부; 상기 차체 제어용 유압공급부에 접속되며, 전륜의 좌우 양측에 해당하는 전륜차축과 차체 브라케트의 사이에 각각 설치되는 전륜실린더; 상기 차체 제어용 유압공급부에 접속되며, 후륜의 좌우 양측에 해당하는 후륜차축과 차체 브라케트의 사이에 각각 설치되는 후륜실린더; 상기 조향제어용 유압공급부에 접속되며, 전륜의 동력전달차축의 전방에 설치되는 조향실린더; 차체의 일측에 설치되며, 지면의 상태에 따라 차체가 전후 또는 좌우의 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 경사감지센서; 상기 전륜실린더 및 후륜실린더에 각각 착설되며, 전륜실린더 및 후륜실린더의 동작상태에 따른 동작변위를 감지하는 실린더변위감지센서; 그리고 차체의 일측에 설치되고, 실린더변위감지센서, 조향실린더변위센서 및 경사감지센서에 접속되어 조향실린더, 전륜실린더 및 후륜실린더의 작동을 제어하는 마이컴으로 이루어지는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 트랙터의 차체에가 기울어지는 방향을 감지하는 경사감지센서를 차체의 일측에 설치하고, 트랙터의 전륜 및 후륜에는 좌우 양측에 각각 전륜실린더 및 후륜실린더를 설치한다. 상기 전륜실린더 및 후륜실린더는 경사감지센서가 감지된 차체의 기울어진 방향에 따라 작동을 하여 트랙터의 차체가 항상 수평을 유지하도록 한다. 따라서, 트랙터가 주행하는 중에 전륜 또는 후륜의 일측이 지면의 불규칙성 때문에 높아지거나 또는 낮아지면 자동으로 경사감지센서가 이를 감지하여 마이컴에 인가하고, 상기 마이컴은 해당하는 전륜실린더 또는 후륜실린더를 작동시켜 전륜 또는 후륜의 지상고를 조절하게 되므로 트랙터의 차체는 항상 수평을 유지한다. 또한, 차체의 전체 지상고를 높일 경우에는 전륜실린더 및 후륜실린더를 동시에 작동시켜 차체의 지상고를 높일 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 트랙터의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 트랙터의 우측전륜에 전륜실린더가 착설되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 트랙터의 지상고가 상승된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 트랙터가 등고선방향으로 주행하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 트랙터에 적용되는 유압공급부를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 트랙터가 경사방향으로 주행하는 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 트랙터의 실린더변위감지센서가 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 트랙터의 좌측후륜에 후륜실린더가 착설되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명에 따른 트랙터의 동작흐름을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 10은 본 발명에 따른 트랙터의 동작흐름을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치를 설명하면, 먼저, 도 2 및 도 8에서, 트랙터(10)의 차체 중심에는 동력구동축(도시 안됨)이 구비되고, 상기 동력구동축의 전방에는 좌우에 전륜(14)이 장착되는 전륜차축(12)이 구비되며, 후방에는 좌우에 후륜(16)이 장착되는 후륜차축(18)이 구비된다. 상기 전륜차축(12)과 후륜차축(18)에는 각각 직각으로 아이들기어부(20)가 착설되고, 상기 아이들기어부(20)는 전륜차축(12) 또는 후륜차축(18)에 회전자재하도록 볼베어링(34)과 함께 착설된다. 즉, 상기 아이들기어부(20)와 전륜차축(12) 또는 후륜차축(18)의 사이에는 볼베어링(34)이 체결되어 있으므로 아이들기어부(20)는 전륜차축(12)과 후륜차축(18)을 축으로 하여 원활하게 회전을 하게 된다. 또한, 상기 전륜차축(12) 또는 후륜차축(18)에 회전가능하도록 착설된 아이들기어부(20)에는 전륜차축(12) 및 후륜차축(18)의 중심축으로부터 약간 이탈되는 위치에 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)의 피스톤()이 착설되고, 상기 아이들기어부(20)에는 각각 전륜(14) 및 후륜(16)이 전방차축(26)과 후방차축(27)에 의해 착설된다. 상기 전륜실린더(22)와 후륜실린더(24)의 피스톤()이 팽창동작을 하면 피스톤()이 아이들기어부(20)를 밀게 되므로 아이들기어부(20)가 전륜차축(12) 및 후륜차축(18)을 중심으로 회전을 하여 해당하는 전륜(14) 또는 후륜(16)은 상승동작을 하게 되고, 반대로 전륜실린더(22)와 후륜실린더(24)의 피스톤()이 수축동작을 하면 피스톤()이 아이들기어부(20)를 당기게 되므로 아이들기어부(20)가 전륜차축(12) 및 후륜차축(18)을 중심으로 회전을 하여 해당하는 전륜(14) 또는 후륜(16)은 하강동작을 한다.
상기 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)의 다른 측단은 차체에 구비된 차체브라케트(30)에 각각 착설된다. 상기 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)에는 실린더변위감지센서(32)가 각각 설치된다. 예를 들면, 도 7에서 나타낸 바와같이, 상기 전륜실린더(22)에 장착되는 실린더변위감지센서(32)의 일측단은 전륜실린더(22)의 일측단과 함께 차체 브라케트(30)에 착설되고, 실린더변위감지센서(32)의 다른 일측단은 전륜실린더(22)의 피스톤()과 함께 전륜차축(12)에 착설된다. 따라서, 상기 실린더변위감지센서(32)는 전륜실린더(22)와 일체로 장착되어 피스톤()의 수축 및 팽창동작에 따라 전륜실린더(22)의 동작변위를 정확하게 감지하게 된다. 상기 전륜실린더(22)에 장착되는 실린더변위감지센서(32)와 동일하게 후륜실린더(24) 및 조향실린더(66)에도 실린더변위감지센서(32)가 장착되어 동작변위를 감지한다. 상기 실린더변위감지센서(32)는 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)의 피스톤()이 팽창 및 수축동작을 함으로써 발생되는 변위를 감지하여 마이컴(40)에 인가한다.
상기 전륜차축(12)에 회전가능하도록 착설된 아이들기어부(20)에는 전방차축(26)이 착설되고, 상기 전방차축(26)에는 전륜(14)을 조향시키는 조향실린더(66)가 착설된다. 상기 조향실린더(66)는 전방차축(26)의 전방에 착설되고, 상기 조향실린더(66)에는 조향실린더(66)의 동작변위를 감지하는 실린더변위감지센서(32)가 각각 설치된다. 상기 조향실린더(66)에 설치되는 실린더변위감지센서(32)는 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)에 설치된 실린더변위감지센서(32)와 같이 피스톤의 동작변위를 감지하여 마이컴(40)에 인가한다. 상기 마이컴(40)은 실린더변위감지센서(32)로부터 인가되는 신호에 따라 전륜실린더(22), 후륜실린더(24) 및 조향실린더(66)의 동작상태를 감지하여 전륜실린더(22), 후륜실린더(24) 및 조향실린더(66)를 정확하게 제어할 수 있다.
도 1에서 나타낸 바와같이, 트랙터(10)의 차체의 일측에는 차체의 기울어진 방향을 감지하는 경사감지센서(38)가 착설된다. 상기 경사감지센서(38)는 차체가 전후 또는 좌우의 방향으로 기울어지는 정도를 감지하여 마이컴(40)에 인가한다. 즉, 도 4에서 나타낸 바와같이, 트랙터(10)가 주행하는 중에 등고선의 방향으로 주행을 하면 차체가 좌우의 방향으로 기울어지게 되고, 도 6에서 나타낸 바와같이, 트랙터(10)가 위도방향인 경사지를 주행하게 되면 차체는 전후의 방향으로 기울어지게 되므로 경사감지센서(38)는 트랙터(10)의 차체가 기울어진 전후 또는 좌우중의 한 신호값을 마이컴(40)에 인가하게 된다.
상기 마이컴(40)은 경사감지센서(38)로부터 인가되는 신호값을 비교분석하여 차체가 기울어진 방향을 감지하여 해당하는 방향의 유압공급부를 작동시키게 된다. 즉, 상기 마이컴(40)에는 차체 및 조향실린더(66) 작동용 밸브 구동회로부(42)가 접속되고, 상기 밸브 구동회로부(42)에는 차체제어용 유압공급부(50)와 조향제어용 유압공급부(60)가 접속되며, 상기 조향제어용 유압공급부(60)에는 조향실린더(66)가 접속된다. 상기 차체제어용 유압공급부(50)에는 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)가 접속되고, 상기 차체제어용 유압공급부(50)는 전륜실린더(22)와 후륜실린더(24)를 각각 독립적으로 제어하기 위하여 2개의 유압펌프(52), 유량의 흐름방향을 제어하는 4개의 솔레노이드밸브(54) 및 안전성을 확보하기 위한 4개의 체크밸브(56)와 다수개의 안전밸브(58)로 구성된다.
도 5에서 나타낸 바와같이, 상기 차체제어용 유압공급부(50)는 오일탱크(70)에 설치되어 좌우 두 개의 전륜실린더(22)에 일정 압력의 오일을 공급하는 유압펌프(52)가 구비되고, 또한, 좌우 두 개의 후륜실린더(24)에 오일을 공급하는 유압펌프(52)가 구비된다. 상기 전륜실린더(22)에 오일을 공급하는 구성과 후륜실린더(24)에 오일을 공급하는 구성은 같은 구조로 이루어져 있으므로 도 9에 도시된 전륜실린더(22)를 참조하여 설명한다.
먼저, 상기 전륜실린더(22)에 오일을 공급하는 유압펌프(52)에는 제1파이프(72)를 통해 좌측솔레노이드밸브(54a)가 접속되고, 상기 제1파이프(72)의 중간에는 좌측유량조절밸브(55a)가 접속되며, 상기 좌측유량조절밸브(55a)는 제1파이프(72)를 통해 좌측솔레노이드밸브(54a)에 공급되는 오일의 유량을 조절한다. 상기 좌측솔레노이드밸브(54a)에 제2파이프(73) 및 제3파이프(74)를 통해 좌측전륜실린더(22a)가 접속되며, 상기 좌측솔레노이드밸브(54a)는 유압펌프(52)로부터 공급되는 오일이 좌측전륜실린더(22a)를 구성하는 피스톤(36)의 앞측과 뒤측에 공급되는 오일의 흐름방향을 제어하게 된다. 즉, 좌측솔레노이드밸브(54a)는 오일이 제2파이프(73) 또는 제3파이프(74)를 통해 좌측전륜실린더(22a)에 공급되도록 오일의 흐름방향을 제어한다. 상기 제2파이프(73)의 중간에는 체크밸브(56)와 제5안전밸브(58e)가 접속된다.
상기 좌측솔레노이드밸브(54a)에는 제4파이프(75)를 통해 우측솔레노이드밸브(54b)가 접속되고, 우측솔레노이드밸브(54b)에는 오일을 오일탱크(70)측으로 배출시키는 제7파이프(78)가 접속된다. 상기 좌측유량조절밸브(55a)와 유압펌프(52)의 사이에 해당하는 제1파이프(72)는 제1안전밸브(58a)를 통해 제4파이프(75)에 연결되고, 좌측유량조절밸브(55a)와 좌측솔레노이드밸브(54a)의 중간에 해당하는 제1파이프(72)는 제2안전밸브(58b)를 통해 제4파이프(75)에 접속된다. 또한, 상기 제4파이프(75)의 중간에는 우측솔레노이드밸브(54b)에 공급되는 오일의 공급량을 조절하는 우측유량조절밸브(55b)가 구비되고, 우측유량조절밸브(55b)의 전후에는 제3안전밸브(58c)와 제4안전밸브(58d)가 구비되어 제4파이프(75)가 제7파이프(78)에 연결되도록 한다.
상기 우측솔레노이드밸브(54b)와 우측전륜실린더(22b)의 사이에는 제5파이프(76)와 제6파이프(77)가 접속되고, 제5파이프(76)의 중간에는 체크밸브(56)와 제6안전밸브(58f)가 접속된다. 상기 우측솔레노이드밸브(54b)는 좌측솔레노이드밸브(54a)와 같은 기능을 하며, 유량펌프(52)에 의해 전륜실린더(22a,22b)측에 공급되는 오일은 제7파이프(78)를 통해 오일탱크(70)로 배출된다.
상기 전륜실린더(22)는 차체의 좌우에 장착된 전륜(14)에 각각 설치되고, 후륜실린더(24)는 차체의 좌우에 장착된 후륜(16)에 각각 설치된다. 즉, 상기 전륜(14) 또는 후륜(16)에 설치되는 전륜실린더(22) 또는 후륜실린더(24)는 일측단은 차체 브라케트(30)에 착설되고, 타단에 해당하는 피스톤은 전륜(14) 또는 후륜(16)의 전륜차축(12) 또는 후륜차축(18)에 착설된다. 상기 전륜차축(12)또는 후륜차축(18)에 착설되는 피스톤은 전륜차축(12)또는 후륜차축(18)의 중심으로부터 약간 벗어난 위치에 착설된다.
이와같이 이루어지는 본 발명은 트랙터(10)가 자동모드에서 경작지 등을 주행하게 되면, 트랙터(10)의 차체에 장착되어 있는 경사감지센서(38)가 차체의 기울어짐을 감지하게 된다. 상기 트랙터(10)의 차체가 주행하는 중에 좌우 또는 전후중의 임의의 한 방향으로 상향되도록 기울어지게 되면 경사감지센서(38)도 연동하여 기울어져 트랙터(10)의 기울어진 방향을 감지할 수 있다. 상기 경사감지센서(38)는 트랙터(10)가 일측방향으로 상향되도록 기울어지면 이를 감지하여 마이컴(40)에 인가하게 되고, 상기 마이컴(40)은 해당하는 방향의 유압펌프(52) 및 솔레노이드밸브(54)를 작동시켜 전륜(14) 또는 후륜(16)에 착설된 전륜실린더(22) 또는 후륜실린더(24)에 인가되는 유압을 감소시키므로 전륜(14) 또는 후륜(16)의 지상고는 낮아진다. 상기 전륜(14) 또는 후륜(16)의 지상고가 낮아지면 트랙터(10)의 차체가 수평을 유지하게 된다. 즉, 상기 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)에 오일을 공급하는 파이프에는 오일이 채워진상태를 유지하며, 마이컴(40)의 제어에 의해 솔레노이드밸브(54)가 오픈되는 방향으로 오일은 흘러 전륜실린더(22) 또는 후륜실린더(24)에 인가된다.
예를 들면, 좌측의 전륜(14)에 설치된 좌측전륜실린더(22)를 이용하여 차체의 지상고를 낮출경우에는 마이컴(40)은 좌측솔레노이드밸브(54)를 제어하여 오일이 제3파이프(74)를 통해 공급되도록 하고, 제2파이프(73)를 통해 좌측전륜실린더(22)에 있는 오일이 배출되도록 한다. 따라서, 유압펌프(52)로부터 제1파이프(72)를 통해 공급되는 오일은 좌측솔레노이드밸브(54)와 제3파이프(74)를 통해 좌측전륜실린더(22)에 인가되므로 좌측전륜실린더(22)의 피스톤은 수축된다. 상기 좌측전륜실린더(22)의 피스톤앞에 존재하는 오일은 제2파이프(73), 제4파이프(75) 및 제7파이프(78)를 통해 오일탱크(70)측으로 배출된다. 상기 좌측전륜실린더(22)의 피스톤이 수축하므로 전륜(14)의 좌측전륜차축이 회전을 하여 차체의 지상고가 낮아지도록 한다.
이하, 일 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 10을 참조하여 설명하면, 먼저, 트랙터(10)를 초기화(S10)시킨 후 자동모드 또는 수동모드의 하나를 선택하게 된다(S12). 트랙터(10)가 수동모드이면 수동모드의 상태에서 운전자가 직접 차체의 지상고 또는 수평상태를 제어하게 된다(S14). 또한, 트랙터(10)가 자동모드이면 자세제어를 실행하기 위해 현재 주행상태가 평지인가 또는 경사지인가를 판단하는 지형판단단계(S16)를 실행하게 된다. 상기 지형판단단계(S16)에서 현재 트랙터(10)가 주행하는 경작지가 평지에 해당하면 지상고버튼(도시 안됨)으로부터 인가되는 신호에 따라 차체의 지상고를 변환시키는 동작만을 실행하게 된다(S18). 반면에, 트랙터(10)가 주행하는 경작지가 경사지에 해당하면 등고선방향인가 또는 위도방향에 해당하는 경사방향인가 또는 경사 및 등고선방향인가를 판단하게 된다(S20).
만약에 트랙터(10)가 등고선방향으로 주행을 하면 마이컴(40)은 트랙터(10)가 등고선방향으로 원활하게 주행을 하도록 하기 위하여 롤각(roll angle)을 계산하게 된다(S22). 트랙터(10)의 좌우의 방향으로 기울어진 롤각을 계산한 후 전륜실린더(22)와 후륜실린더(24)의 좌우 실린더변위를 계산하게 된다(S24). 또한, 유압공급부의 솔레노이드밸브(54)의 개폐시간에 해당하는 D/A전압을 계산하고(S26), 유압공급부의 솔레노이드밸브(54)를 통해 출력되는 출력유량에 해당하는 D/A전압을 솔레노이드밸브(54)에 출력한다(S28). 상기 솔레노이드밸브(54)에 D/A전압을 출력한 후 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 계속실행할 것인가를 판단(S30)하여 계속실행할 것이면 지형판단단계(S16)를 반복실행하고 계속실행하지 않을 것이면 동작을 끝내게 된다.
만약에, 트랙터(10)가 경사방향으로 주행을 하면 마이컴(40)은 트랙터(10)가 경사방향으로 원활하게 주행하도록 하기 위하여 피치각(pitch angle)을 계산한다(S32). 트랙터(10)의 전후방향으로 기울어진 피치각을 계산한 후 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)의 전후 실린더변위를 계산하게 된다(S34). 또한, 유압공급부의 솔레노이드밸브(54)의 개폐시간에 해당하는 D/A전압을 계산하고(S36), 유압공급부의 솔레노이드밸브(54)를 통해 출력되는 출력유량에 해당하는 D/A전압을 솔레노이드밸브(54)에 출력한다(S38). 상기 솔레노이드밸브(54)에 D/A전압을 출력한 후 경사방향으로 주행을 하는 모드를 계속실행할 것인가를 판단(S40)하여 계속실행할 것이면 지형판단단계(S16)를 반복실행하고 계속실행하지 않을 것이면 동작을 끝내게 된다.
만약에, 트랙터(10)가 경사방향과 등고선방향을 동시에 주행을 하면 트랙터(10)가 원활한 주행을 할 수 있도록 하기 위하여 롤각과 피치각을 동시에 계산하게 된다(S42). 트랙터(10)가 전후방향과 좌우방향을 포함하도록 기울어진 롤각과 피치각을 동시에 계산한 후 전후 및 좌우의 방향으로 가변된 실린더변위를 계산한다(S44).
또한, 유압공급부(50)의 솔레노이드밸브(54)의 개폐시간에 해당하는 D/A전압을 계산하고(S46), 유압공급부의 솔레노이드밸브(54)를 통해 출력되는 출력유량에 해당하는 D/A전압을 솔레노이드밸브(54)에 출력한다(S48). 상기 솔레노이드밸브(54)에 D/A전압을 출력한 후 경사 및 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 계속실행할 것인가를 판단(S50)하여 계속실행할 것이면 지형판단단계(S16)를 반복실행하고 계속실행하지 않을 것이면 동작을 끝내게 된다.
이상 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 트랙터의 차체에가 기울어지는 방향을 감지하는 경사감지센서를 차체의 일측에 설치하고, 트랙터의 전륜 및 후륜에는 좌우 양측에 각각 전륜실린더 및 후륜실린더를 설치한다. 상기 전륜실린더 및 후륜실린더는 경사감지센서가 감지된 차체의 기울어진 방향에 따라 작동을 하여 트랙터의 차체가 항상 수평을 유지하도록 한다. 따라서, 트랙터가 주행하는 중에 전륜 또는 후륜의 일측이 지면의 불규칙성 때문에 높아지거나 또는 낮아지면 자동으로 경사감지센서가 이를 감지하여 마이컴에 인가하고, 상기 마이컴은 해당하는 전륜실린더 또는 후륜실린더를 작동시켜 전륜 또는 후륜의 지상고를 조절하게 되므로 트랙터의 차체는 항상 수평을 유지한다. 또한, 차체의 전체 지상고를 높일 경우에는 전륜실린더 및 후륜실린더를 동시에 작동시켜 차체의 지상고를 높일 수 있다.

Claims (14)

  1. 트랙터를 초기화시킨 후 자동모드인가 또는 수동모드인가를 판단하는 단계; 트랙터가 수동모드이면 수동모드를 실행하고, 자동모드이면 자세제어를 실행하기 위해 평지인가 또는 경사지인가를 판단하는 지형판단단계; 평지에 해당하면 지상고버튼으로부터 인가되는 신호에 따라 지상고변환동작만을 실행하는 단계; 경사지에 해당하면 등고선방향인가 또는 경사방향인가 또는 경사 및 등고선방향인가를 판단하는 단계; 트랙터가 등고선방향으로 주행을 하면 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 실행하는 단계; 트랙터가 경사방향으로 주행을 하면 경사방향으로 주행을 하는 모드를 실행하는 단계; 그리고 트랙터가 경사 및 등고선방향으로 주행을 하면 경사 및 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 실행하는 단계를 포함하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 등고선방향으로 주행하는 모드는 트랙터가 등고선방향으로 주행을 하면 롤각을 계산하는 단계; 롤각을 계산한 후 좌우실린더변위를 계산하는 단계; 유압공급부의 개폐시간에 해당하는 D/A전압을 계산하는 단계; 유압공급부의 출력유량에 해당하는 D/A전압을 솔레노이드밸브에 출력하는 단계; 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 계속실행할 것인가를 판단하여 계속실행할 것이면 지형판단단계를 반복실행하고 계속실행하지 않을 것이면 동작을 끝내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 경사방향으로 주행하는 모드는 트랙터가 경사방향으로 주행을 하면 피치각을 계산하는 단계; 롤각을 계산한 후 전후실린더변위를 계산하는 단계; 유압공급부의 개폐시간에 해당하는 D/A전압을 계산하는 단계; 유압공급부의 출력유량에 해당하는 D/A전압을 출력하는 단계; 경사방향으로 주행을 하는 모드를 계속실행할 것인가를 판단하여 계속실행할 것이면 지형판단단계를 반복실행하고 계속실행하지 않을 것이면 동작을 끝내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 경사 및 등고선방향으로 주행하는 모드는 트랙터가 경사 및 등고선방향으로 주행을 하면 롤각과 피치각을 계산하는 단계; 롤각과 피치각을 계산한 후 전후 및 좌우실린더변위를 계산하는 단계; 유압공급부의 개폐시간에 해당하는 D/A전압을 계산하는 단계; 유압공급부의 출력유량에 해당하는 D/A전압을 출력하는 단계; 그리고 경사 및 등고선방향으로 주행을 하는 모드를 계속실행할 것인가를 판단하여 계속실행할 것이면 지형판단단계를 반복실행하고 계속실행하지 않을 것이면 동작을 끝내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 방법.
  5. 차체 및 조향실린더(66) 작동용 밸브 구동회로부(42); 상기 밸브 구동회로부(42)에 접속되는 차체제어용 유압공급부(50); 상기 밸브 구동회로부(42)에 접속되는 조향제어용 유압공급부(60); 상기 차체 제어용 유압공급부(50)에 접속되며, 전륜의 좌우 양측에 해당하는 전륜차축(12)에 회전가능하도록 착설되는 아이들기어부(20)와 차체 브라케트의 사이에 각각 설치되는 전륜실린더(22); 상기 차체 제어용 유압공급부에 접속되며, 후륜의 좌우 양측에 해당하는 후륜차축에 회전가능하도록 착설되는 아이들기어부와 차체 브라케트의 사이에 설치되는 후륜실린더(24); 상기 조향제어용 유압공급부에 접속되며, 전륜의 동력전달차축의 전방에 설치되는 조향실린더(66); 차체의 일측에 설치되며, 지면의 상태에 따라 차체가 전후 또는 좌우의 방향으로 기울어지는 것을 감지하는 경사감지센서(38); 상기 전륜실린더 및 후륜실린더에 각각 착설되며, 조향실린더(66), 전륜실린더 및 후륜실린더의 동작상태에 따른 동작변위를 감지하는 실린더변위감지센서(32); 그리고 차체의 일측에 설치되고, 실린더변위감지센서 및 경사감지센서에 접속되어 조향실린더(66), 전륜실린더 및 후륜실린더의 작동을 제어하는 마이컴(40)으로 이루어지는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 차체제어용 유압공급부는 오일탱크(70)에 설치되어 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)에 일정 압력의 오일을 공급하는 유압펌프(52); 상기 유압펌프(52)에 파이프(72)를 통해 접속되며, 파이프(72)를 통해 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)측으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절밸브(55); 상기 유량조절밸브(55)에 파이프(72,75)를 통해 접속되며, 유압펌프(52)로부터 공급되는 오일이 전륜실린더(22) 및 후륜실린더(24)를 구성하는 피스톤(36)의 앞측과 뒤측에 공급되도록 오일의 흐름방향을 제어하는 솔레노이드밸브(54)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 솔레노이드밸브(54)와 유량조절밸브(55)는 좌측전륜실린더(22)와 우측전륜실린더(22)에 각각 설치되며, 좌우 두 개의 전륜실린더(22)에 각각 접속되는 두 개의 솔레노이드밸브(54)와 유량조절밸브(55)는 하나의 유압펌프(52)로부터 오일을 공급받는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 솔레노이드밸브(54)로부터 전륜실린더(22)에 접속되는 두 개의 파이프중의 일측에는 체크밸브(56)와 안전밸브(58)가 설치되는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 좌측전륜실린더(22)측의 유량조절밸브(55)의 전후부에는 각각 안전밸브(58)를 통해 우측전륜실린더(22)에 접속되어 좌측전륜실린더(22)에 공급되는 오일이 안전밸브(58)를 통해 우측전륜실린더(22)에 공급되는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 좌측전륜실린더(22)측의 유량조절밸브(55)에 안전밸브(58)를 통해 접속되는 우측전륜실린더(22)의 유량조절밸브(55)의 전후에는 배출파이프인 제7파이프(78)에 접속되는 또 다른 안전밸브(58)가 접속되어 우측전륜실린더(22)측에 공급되는 오일이 일정 압력 이상이면 오일탱크(70)측으로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  11. 제 5 항에 있어서, 상기 차체제어용 유압공급부는 오일탱크(70)에 설치되어 좌우 두 개의 후륜실린더(24)에 일정 압력의 오일을 공급하는 유압펌프(52); 상기 유압펌프(52)에 공급파이프인 제1파이프(72)를 통해 접속되며, 제1파이프(72)를 통해 후륜실린더(24)측으로 공급되는 유량을 조절하는 유량조절밸브(55); 상기 유량조절밸브(55)에 제1파이프(72)를 통해 접속되며, 유압펌프(52)로부터 공급되는 오일이 후륜실린더(24)를 구성하는 피스톤(36)의 앞측과 뒤측에 공급되도록 오일의 흐름방향을 제어하는 솔레노이드밸브(54)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  12. 제 5 항에 있어서, 상기 실린더변위감지센서(32)는 일측단이 전륜실린더(22)의 일측단과 함께 차체 브라케트(30)에 착설되고, 실린더변위감지센서(32)의 다른 일측단은 전륜실린더(22)의 피스톤과 함께 전륜차축(12)에 착설되어 실린더변위감지센서(32)는 전륜실린더(22)의 피스톤이 수축 및 팽창동작시 일체로 동작을 하여 전륜실린더(22)의 동작변위를 정확하게 감지하여 마이컴(40)에 인가하는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  13. 제 5 항에 있어서, 상기 전륜실린더(22)와 후륜실린더(24)는 피스톤이 전륜차축(12)과 후륜차축(18)의 중심축으로부터 약간 이탈되도록 아이들기어부에 착설되고, 전륜실린더(22)와 후륜실린더(24)의 다른 측단은 차체 브라케트(30)에 착설되는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
  14. 제 5 항에 있어서, 상기 전륜차축(12)에는 아이들기어부(20)가 볼베어링(34)과 함께 체결되어 회전동작이 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 트랙터의 수평자세를 자동으로 제어하는 장치.
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