KR200397423Y1 - 굴삭기의 작업표시장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 굴삭기의 작업표시장치에 관한 것으로서, 특히 굴삭기로 평탄 작업이나 관로 터파기, 법면 작업 등을 진행할 때 굴삭기에 설치된 기울기 센서 및 회전각 센서에 의해 감지된 측정데이터를 운전석에 설치된 모니터를 통해 디지털 수치로 표시됨으로서 각종 작업을 용이하게 진행할 수 있다.

본 고안에 의하면, 본체와, 붐(Boom), 암(Arm), 버킷(Bucket)으로 구성되는 굴삭기의 작업표시장치에 있어서, 조이스틱 형태 혹은 푸시 버튼의 구조로 형성되어 법면 기울기의 기준점 및 기준선을 설정하기 위한 키 입력부와; 상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 법면 기울기의 수평 이동거리 및 수직 높이를 검출하기 위한 제 1 및 제 2감지부; 상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 굴삭기의 회전각을 검출하기 위한 제 3감지부; 상기 제 1,2,3감지부로부터 측정된 결과 데이터를 그래픽 처리와 디지털 수치로 표시하여 작업자가 모니터를 통해 인식할 수 있도록 하는 표시부; 및 상기 키 입력부에서 설정된 입력데이터를 바탕으로 제 1,2,3감지부로부터 측정된 결과데이터를 표시부를 통해 디지털 수치로서 나타낼 수 있도록 각 구성요소를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

굴삭기의 작업표시장치{Working display apparatus of excavator}

본 고안은 굴삭기의 작업표시장치에 관한 것으로서, 특히 굴삭기로 평탄 작업이나 관로 터파기, 법면 작업 등을 진행할 때 굴삭기에 설치된 기울기 센서 및 회전각 센서에 의해 감지된 측정데이터를 운전석에 설치된 모니터를 통해 디지털 수치로 표시됨으로써 각종 작업을 용이하게 진행할 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기는 운전실과 구동바퀴를 구비하며, 운전자의 조작에 의해 기계의 회전이 가능한 본체와; 상기 본체에 대해 회전가능하게 연결되는 붐과; 상기 붐의 종단에 회전가능하게 연결된 암과; 상기 암의 종단에 고정되어 설치된 버킷으로 구성되어 있다. 이러한 굴삭기는 유압에 의해 작동되는 형태이다.

이러한 굴삭기의 굴삭 작업에 대하여 살펴보면, 본체와 붐의 관절부분, 붐과 암의 관절부분, 암과 버킷의 관절부분에 배치된 실린더에 의해 회전각도가 변형되면서 버킷에 의해 땅파기작업을 진행할 수 있다.

이때, 굴삭 깊이 등은 운전자가 대충 육안에 의해 추측하여 판단하기 때문에 기계적 장치인 측량기구를 이용한 측량에 의해 설정된 굴삭 깊이와 많은 오차가 발생 되었다. 즉, 관로 터파기, 법면 작업 등의 작업을 진행할 때 기존의 작업방법은 작업자의 경험에 의존하게 되며, 눈의 한계로 인하여 정확한 작업을 진행할 수 없었다.

이러한 오차범위를 줄이기 위해 기존에는 굴삭 작업 중 별도의 측량기구를 이용하여 측량작업을 반복적으로 실시하면서 작업을 진행해야 했다. 그 결과, 작업이 번거롭고 불편한 문제점이 발생 되었다.

이에, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 고안은 굴삭기로 평탄 작업이나 관로 터파기, 법면 작업 등을 진행할 때 굴삭기에 설치된 기울기 센서 및 회전각 센서에 의해 감지된 측정데이터를 운전석에 설치된 모니터를 통해 디지털 수치로 표시됨으로서 각종 작업을 용이하게 진행할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서 본 고안은

본체와, 붐(Boom), 암(Arm), 버킷(Bucket)으로 구성되는 굴삭기의 작업표시장치에 있어서,

조이스틱 형태 혹은 푸시 버튼의 구조로 형성되어 법면 기울기의 기준점 및 기준선을 설정하기 위한 키 입력부와;

상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 법면 기울기의 수평 이동거리 및 수직 높이를 검출하기 위한 제 1 및 제 2감지부;

상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 굴삭기의 회전각을 검출하기 위한 제 3감지부;

상기 제 1,2,3감지부로부터 측정된 결과 데이터를 그래픽 처리와 디지털 수치로 표시하여 작업자가 모니터를 통해 인식할 수 있도록 하는 표시부; 및

상기 키 입력부에서 설정된 입력데이터를 바탕으로 제 1,2,3감지부로부터 측정된 결과데이터를 표시부를 통해 디지털 수치로서 나타낼 수 있도록 각 구성요소를 제어하는 제어부를 포함하는 굴삭기의 작업표시장치를 제공한다.

이하, 본 고안의 실시 예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 굴삭기 작업표시장치의 사시도 이다. 도 2는 본 고안에 따른 굴삭기 작업표시장치의 블록 구성도이다. 도 3 내지 도 5는 본 고안에 따른 법면 기울기의 측정 과정을 나타낸 그래프이다. 도 6은 본 고안에 따른 법면 기울기의 측정 데이터를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 살펴보면, 주지된 바와 같이 본 고안의 굴삭기는 본체(1)와, 붐(Boom)(2), 암(Arm)(3), 버킷(Bucket)(4)으로 구성된다. 그 외, 운전실(5)과 바퀴부(6)를 포함한다.

이때, 상기 굴삭기의 붐(2) 및 암(3)의 소정부에는 제 1감지부(30) 및 제 2감지부(40)가 설치되며, 상기 운전실(5)과 바퀴부(6) 사이에는 제 3감지부(50)가 설치되어 있다. 또한, 상기 운전석(5) 내에는 키 입력부(10)와, 표시부(60) 및 경고부(70)가 각각 설치되어 있다.

각 구성요소에 대하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 키 입력부(10)는 조이스틱(봉의 끝부분에 버튼 설치) 혹은 푸시 버튼의 구조로 형성되어 기준점 및 기준선을 설정하는 기능을 한다. 즉, 도 1의 확대 도면에서와 같이, 법면 기울기 및 그래픽을 선택할 수 있다.

제어부(20)는 키 입력부(10)에서 설정된 입력데이터를 바탕으로 제 1,2,3감지부(30,40,50)의 감지데이터를 비교, 분석하며, 그에 따른 측정 결과데이터를 표시부(60)를 통해 디지털 수치로서 나타낼 수 있도록 각 구성요소를 유기적으로 제어하는 기능을 한다. 또한, 경고부(70)의 제어에 의해 기 설정된 법면 기울기의 수치에 도달될 때 경고음을 발생하도록 한다.

제 1감지부(30) 및 제 2감지부(40)는 수평 이동거리 및 수직 높이를 검출하기 위한 기울기 센서로서 제 1감지부(30)는 암(3)의 소정 부위에 설치되며, 제 2감지부(40)는 붐(2)의 소정 부위에 설치된다.

제 3감지부(50)는 회전각을 검출하기 위한 회전각센서로서 본체(1)와 바퀴부(6) 사이 선회기어의 연결부에 설치된다.

표시부(60)는 운전석(5)의 전면에 설치되는 LCD 모니터로서 키 입력부(10)의 조이스틱과 푸시 버튼의 조작으로 붐(2)의 구동에 의해 기준점의 높이 거리, 기준선 거리방향을 측정한 결과데이터를 그래픽 처리와 수치로 표시하여 작업자가 모니터를 통해 인식할 수 있도록 하는 기능을 한다.

경고부(70)는 부저음으로서 설정된 법면 기울기의 수치에 도달하는 경우 경고음을 발생하도록 한다.

이어서, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 고안에 의한 굴삭기 표시장치의 법면 기울기 측정 과정에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

도 3a을 살펴보면, 붐(2)을 고정시킨 상태에서 암(3)만을 회전시킬 때 수직 높이와 수평 이동거리를 구하는 공식을 나타낸 것으로서, 수직 높이는 삼각함수에 의해 암의 길이와 에 의해 다음과 같은 수학식 1을 유도할 수 있다. 이때, 은 암의 회전각을 나타낸다.

도 3b를 살펴보면, 붐(2)의 수직높이 와 수평 이동거리 를 구하는 공식을 나타낸 것으로서 이는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

즉, 붐(2)의 길이 를 이용하여 붐(2)의 수직높이 와 수평 이동거리 를 구할 수 있다. 이때,는 붐의 회전각을 나타낸다.

도 4a를 살펴보면, 버킷(4)이 (가)에서 (나)로 수평이동할 때 붐(2)은 (다)에서 (라)로 원의 거리면 이동한다.

여기서, 실제 작업거리는 암(3)의 수평거리 와 붐(2)의 수평 이동거리 의 합 (실제 수평 이동거리)를 구할 수 있다.

이때, 은 굴삭기와 버킷(4)의 거리를 나타낸다.

도 4b를 살펴보면, 버킷(4)이 (가)에서 (나)로 수직 이동할 때 암(3)은 만큼의 높이로 이동하고, 붐(2)은 (다)에서 (라)로 원의 그리며 만큼 높이로 이동하여 전체 수직높이는 만큼 이동하게 된다.

도 5a를 살펴보면, 평면도로서 A점에 기준점을 설정하여 작업라인 상의 B점까지의 기준선을 설정하여 작업라인의 방향을 알기 위한 것으로서 기준점 A(0,0)와 점 B좌표(x,y)를 이용하여 작업라인의 방향 을 알 수 있다. 이때, 는 스윙 각을 나타낸다 .

도 5b를 살펴보면, 법면 작업시 법면의 기울기를 알기 위해 기준선에 대해 직각 수평거리를 알기 위한 그래프로서 법면의 기울기가 주어질 때 기울기 값을 입력하고, 법면 상의 버킷(4)을 위치시킬 때 점 B와 기준선과의 직각 수평이동거리(밑면)와 높이에 의해 기울기를 아래와 같이 구할 수 있다.

즉, 상기 기울기는 수치와 그래픽처리하여 도 1의 확대 도면과 같이 표시되도록 하며, 운전자의 시선을 빼앗기기 않기 위해 입력된 기울기 값이 도달될 때 경고부(70)의 부저음을 발생시킴으로써 운전자는 운전실 내에서 안전하게 작업을 진행할 수 있다.

따라서 본 고안에 의한 굴삭기 운전석의 표시부(60)에는 도 6에 도시된 바와 같이 수평 이동거리, 수직 높이, 작업라인의 방향 및 법면 기울기에 대한 측정 데이터가 그래픽으로 표시된다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면, 굴삭기로 평탄 작업이나 관로 터파기, 법면 작업 등을 진행할 때 굴삭기에 설치된 기울기 센서 및 회전각 센서(혹은 방위센서)에 의해 감지된 측정데이터를 운전석에 설치된 모니터를 통해 디지털 수치로 표시됨으로서 작업 상의 편이성을 제공할 수 있다.

또한, 기존의 굴삭기 작업에 따른 취약점을 해결할 수 있으며, 특히 별도의 측량작업에 따른 인력, 기기, 시간 등의 낭비를 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 고안은 바람직한 실시 예를 참고하여 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 굴삭기 작업표시장치의 사시도 이다.

도 2는 본 고안에 따른 굴삭기 작업표시장치의 블록 구성도이다.

도 3 내지 도 5는 본 고안에 따른 법면 기울기의 측정 과정을 나타낸 그래프이다.

도 6은 본 고안에 따른 법면 기울기의 측정 데이터를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 본체 2: 붐(Boom)

3: 암(Arm) 4: 버킷(Bucket)

5: 운전실 6: 바퀴부

10: 키 입력부 20: 제어부

30: 제 1감지부 40: 제 2감지부

50: 제 3감지부 60: 표시부

70: 경고부

Claims (4)

1. 본체와, 붐(Boom), 암(Arm), 버킷(Bucket)으로 구성되는 굴삭기의 작업표시장치에 있어서,

   조이스틱 형태 혹은 푸시 버튼의 구조로 형성되어 법면 기울기의 기준점 및 기준선을 설정하기 위한 키 입력부와;

   상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 법면 기울기의 수평 이동거리 및 수직 높이를 검출하기 위한 제 1 및 제 2감지부;

   상기 키 입력부의 입력 데이터를 바탕으로 굴삭기의 회전각을 검출하기 위한 제 3감지부;

   상기 제 1,2,3감지부로부터 측정된 결과 데이터를 그래픽 처리와 디지털 수치로 표시하여 작업자가 모니터를 통해 인식할 수 있도록 하는 표시부; 및

   상기 키 입력부에서 설정된 입력데이터를 바탕으로 제 1,2,3감지부로부터 측정된 결과데이터를 표시부를 통해 디지털 수치로서 나타낼 수 있도록 각 구성요소를 제어하는 제어부를 포함하는 굴삭기의 작업표시장치.
2. 청구항 1에 있어서,상기 제 1감지부는 기울기 센서로서 암에 설치되며, 제 2감지부는 기울기 센서로서 붐에 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 작업표시장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제 3감지부는 회전각센서로서 본체와 굴삭기 바퀴부 사이의 연결부에 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 작업표시장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 굴삭기에는 경고부를 더 구비하며, 부저음으로서 설정된 법면 기울기의 수치에 도달하는 경우 경고음을 발생하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 작업표시장치.