KR20050061654A

KR20050061654A - Apparatus for alarming side overload of excavator

Info

Publication number: KR20050061654A
Application number: KR1020030092897A
Authority: KR
Inventors: 송요찬
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-06-23

Abstract

본 발명은 굴삭기와 같이 붐, 암 등을 구비한 건설중장비의 측편하중이 과도한 경우에 작업자에게 위험을 경고하는 측편 과부하 경고장치에 관한 것으로, 특히 붐(3)과 암(4)등과 같은 건설중장비의 프론트장치를 서로 피봇연결하는 복수개의 연결핀(6a,6b,6c)의 길이방향 좌우측 선단에 각각 구비되어 선회관성력에 의해 상기 각 연결핀(6a,6b,6c)에 가해지는 X축분력(FxL,FxR)과 Z축분력(FzL,FzR)을 검출하는 측편하중 감지센서(7a,7b,7c)와, 상기 측편하중 감지센서(7a,7b,7c)에서 감지한 각 분력(FxL,FxR)(FzL,FzR)으로부터 측편하중(Fy)을 연산하고, 그 연산된 측편하중(Fy)이 일정한 허용치를 초과하는 경우에 경고신호를 출력하는 컨트롤러(8)와, 상기 컨트롤러(8)에서 제공하는 경고신호를 표시하는 경고신호 표시장치(9)로 이루어진 것이다. The present invention relates to a side overload warning device that warns a worker when a side load of a heavy construction equipment having a boom, an arm, etc., such as an excavator is excessive, in particular, heavy construction equipment such as a boom (3) and arm (4) X-axis component force applied to each of the connecting pins 6a, 6b, and 6c by pivotal inertia, respectively, provided at the left and right ends of the plurality of connecting pins 6a, 6b, and 6c to pivotally connect the front devices. Side load detection sensors 7a, 7b, and 7c for detecting FxL, FxR) and Z-axis components (FzL, FzR), and each component force FxL, FxR detected by the side load sensors (7a, 7b, and 7c). Controller (8) for calculating the side load (Fy) from (FzL, FzR) and outputting a warning signal when the calculated side load (Fy) exceeds a certain allowable value, and provided by the controller (8). It consists of a warning signal display device 9 for displaying a warning signal.

이로써 본 발명은 작업자가 굴삭기를 선회작동시키거나 선회복합동작을 시키는 도중 연결핀에 가해지는 측편하중(Fy)이 과도한 경우에 작업자에게 경고함으로써 작업자는 진행중인 작업을 중지하거나 측편하중을 경감시키게 함으로써 장비의 파손이나 손상을 방지할 수 있다. Thus, the present invention warns the operator when the side load (Fy) applied to the connecting pin is excessive during the operator's turning operation of the excavator or the turning compound operation, so that the operator stops the work in progress or reduces the side load. This can prevent damage or damage.

Description

Apparatus for alarming side overload of excavator}

본 발명은 굴삭기와 같은 건설중장비의 측편하중이 허용치를 초과하는 경우에 경고하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for warning when the side load of heavy equipment such as excavators exceeds the allowable value.

굴삭기와 같은 건설중장비는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부선회체(2)가 하부주행체(1) 위에서 선회가능하게 구비되고, 상기 상부선회체(2)에는 붐(3), 암(4) 및 버켓(5) 등과 같은 프론트작업장치들이 관절운동가능하게 연결핀(6a,6b,6c)으로 서로 연결되어 있다. 상기한 바와 같은 굴삭기는 상부선회체(2)가 선회하면서 프론트작업장치를 좌우로 선회시킬 때 상기 각 프론트작업장치들을 서로 연결하는 연결핀(6a,6b,6c)이나 용접부위에 선회관성력에 의한 측편하중이 작용하게 된다. As shown in FIG. 1, heavy construction equipment such as an excavator is provided with an upper swinging body 2 rotatably above the lower traveling body 1, and the upper swinging body 2 includes a boom 3 and an arm 4. And the front working devices such as the bucket 5 are connected to each other by the connecting pins 6a, 6b, 6c to allow the joint movement. Excavator as described above is the side piece by turning inertia force on the connecting pin (6a, 6b, 6c) or the welding part that connects each of the front working devices when the upper working body (2) is turning the front working device left and right The load will act.

상기 선회관성력에 의해 연결핀(6a,6b,6c)에 작용하는 측편하중을 도식적으로 분석하면, 상부선회체가 회전함에 따라 선회관성력은 연결핀(6a,6b,6c)의 양쪽 선단에 도 2에 도시된 바와 같이 분력으로 작용하게 된다. Schematically analyzing the side load acting on the connecting pins 6a, 6b, and 6c by the turning inertia force, the turning inertia force is shown at both ends of the connecting pins 6a, 6b, and 6c as the upper pivot rotates. As shown, it acts as a component.

따라서, 상기 측편하중이 허용치를 초과하게 되면 연결핀이나 용접구조물의 용접부위가 파손되는데, 종래의 굴삭기에는 상기 연결핀이나 용접부위에 가해지는 측편하중을 검출하는 아무런 장치가 마련되어 있지 않아 작업중 상부선회체를 선회시키면서 버켓의 측면으로 작업대상물에 힘을 가하는 작업을 하는 경우에 상기 연결핀에 가해지는 측편하중이 허용치를 초과하여 연결핀이나 용접부위가 파손되는 문제가 종종 발생하였다. Therefore, when the side load exceeds the allowable value, the welded portion of the connecting pin or the welded structure is broken, and the conventional excavator is not provided with any device for detecting the side load applied to the connecting pin or the welded portion. In the case of applying a force to the workpiece to the side of the bucket while turning to the side load applied to the connecting pin is often a problem that the connecting pin or the weld is broken.

이에 본 발명은 상기 건설중장비가 가진 단점을 해소하기 위하여 선회동작시 또는 선회복합동작시 프론트장치들의 연결핀이나 용접부위에 가해지는 측편하중을 감지하여 측편하중이 허용치를 초과하는 경우에 작업자에게 경고하는 경고장치를 제공함에 목적이 있다. Therefore, the present invention detects the side load applied to the connecting pins or welding parts of the front apparatus during the turning operation or the combined rotation operation in order to solve the disadvantage of the heavy construction equipment to warn the worker when the side load exceeds the allowable value The purpose is to provide a warning device.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 측편 과부하 경고장치는 붐과 암등과 같이 프론트장치를 연결하는 연결핀의 길이방향 좌우측 선단에 각각 구비되어 상기 연결핀에 가해지는 선회관성력에 의한 X축분력과 Z축분력을 검출하는 측편하중 감지센서와, 상기 측편하중 감지센서에서 감지한 각 분력으로부터 측편하중을 연산하고, 그 연산된 측편하중이 일정한 허용치를 초과하는 경우에 경고신호를 출력하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에서 제공하는 경고신호를 표시하는 경고신호 표시장치로 이루어진다. The side overload warning device of the present invention for achieving the above object is provided on the left and right front end of the connecting pin for connecting the front device, such as boom and arm, respectively, X-axis component force and Z-axis component force by the inertia force applied to the connecting pin A side load detection sensor for detecting an axial component force, a controller for calculating a side load from each component force detected by the side load detection sensor, and outputting a warning signal when the calculated side load exceeds a predetermined allowable value; It consists of a warning signal display device for displaying a warning signal provided by the controller.

또한 본 발명은 측편하중 감지센서에서 검출한 측편분력들을 기록저장하는 저장수단과 저장된 데이터들을 출력할 수 있는 출력부를 더 구비하여 측편하중에 의해 연결핀이나 용접부위가 파손되는 것을 개선하기 위한 기술자료로 활용할 수도 있다. In another aspect, the present invention further comprises a storage means for recording and storing the side force components detected by the side load detection sensor and an output unit capable of outputting the stored data, the technical data for improving the damage to the connection pins or welded by the side load Can also be used as.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 건설중장비를 선회동작시키거나 선회동작과 측편작업을 동시에 수행할 때 그 선회관성력이나 프론트장치에 의한 측편작업에 의한 측편부하를 검출하여 그 측편부하가 일정한 허용치를 초과하는 경우에 작업자에게 경고하여 작업을 중지하게 함으로써 장비의 파손을 방지하고 아울러 장비파손에 따른 안전사고를 예방할 수 있게 된다. 또한 장비파손시 측편하중에 대한 기록저장값들을 장비개량의 기초 기술자료로 활용할 수 있다. The present invention configured as described above detects the side load by the side turning operation by the turning inertia force or the front device when turning the equipment under construction or simultaneously performing the turning operation and the side piece operation so that the side load exceeds a certain allowable value. In this case, by alerting the worker to stop the work, it is possible to prevent damage to the equipment and to prevent safety accidents due to equipment damage. In addition, it is possible to use the record storage values of side loads as basic technical data of equipment improvement in case of equipment breakdown.

이하, 본 발명에 따른 건설중장비의 측편 과부하 경고장치의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a side overload warning device of heavy equipment according to the present invention will be described in detail according to the accompanying drawings.

도 1은 굴삭기의 개략적인 측면도이다. 굴삭기는 하부주행체(1)의 상면에 상부선회체(2)가 선회가능하게 설치되고, 상기 상부선회체(2)에는 붐(3)이 연결핀(6a)으로 연결되어 관절운동을 하고 아울러 상부선회체(2)와 함께 선회하며, 상기 붐(3)의 선단에는 암(4)이 연결핀(6b)으로 피봇연결되어 붐(3)에 대하여 관절운동하게 되어 있으며, 암(4)의 선단에는 버켓(5)이 연결핀(6c)으로 피봇연결되어 암(4)에 대하여 관절운동한다. 1 is a schematic side view of an excavator. Excavator is installed on the upper surface of the lower running body (1) so that the upper swinging structure (2) is rotatable, the boom (3) is connected to the upper swinging body by the connecting pin (6a) and joint motion It swings with the upper swinging structure (2), the arm (4) is pivotally connected to the boom (3) by the connecting pin (6b) at the tip of the boom (3), the arm of the At the tip, the bucket 5 is pivotally connected to the connecting pin 6c to articulate the arm 4.

상기 붐 연결핀(6a), 암 연결핀(6b) 및 버켓 연결핀(6c)의 길이방향 양쪽 선단에는 각각에 작용하는 측편하중을 감지하는 측편하중 감지센서(7a,7b,7c)가 구비된다. 상기 측편하중 감지센서(7a,7b,7c), 도 3에 도시된 바와 같이, 스트레인게이지로 구성된다. 상기 각 스트레인게이지는 연결핀(6a,6b,6c)의 양쪽 선단에 각각 작용하는 측편하중의 X축분력(FxL,FxR)과, Z축분력(FzL,FzR)을 각각 검출하는 쉐어브리지 4개로 구성된다. At both ends of the longitudinal direction of the boom connecting pin 6a, the female connecting pin 6b, and the bucket connecting pin 6c, side load detection sensors 7a, 7b, and 7c for sensing side load acting on each are provided. . The side load sensor 7a, 7b, 7c, as shown in Figure 3, is composed of a strain gauge. Each strain gauge has four share bridges for detecting the X-axis component force (FxL, FxR) and the Z-axis component force (FzL, FzR) of the side loads respectively acting on both ends of the connecting pins 6a, 6b, and 6c. It is composed.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스트레인게이지에서 검출된 연결핀(6a,6b,6c)의 양쪽 선단에 각각 작용하는 측편하중(FL,FR)의 X축분력(FxL,FxR)과, Z축분력(FzL,FzR)은 컨트롤러(8)에 입력되고, 컨트롤러(8)는 상기 각 스트레인게이지에서 검출된 분력(FxL,FxR)(FzL,FzR)을 아래의 수학식1 내지 수학식3에 따라 각 연결핀(6a,6b,6c)의 양쪽 선단에 각각 작용하는 측편하중(FL,FR)의 크기를 연산한다. As shown in Fig. 4, the X-axis component forces (FxL, FxR) of the side loads (FL, FR) acting on both ends of the connecting pins (6a, 6b, 6c) detected by the strain gauge, respectively, and the Z-axis. The components FzL and FzR are input to the controller 8, and the controller 8 converts the components FxL and FxR (FzL and FzR) detected by the strain gauges according to Equations 1 to 3 below. The magnitude of the side load (FL, FR) acting on both ends of each connecting pin (6a, 6b, 6c) is calculated.

여기서 상기 FR은 연결핀의 우측선단에 작용하는 측편하중이고, 아래의 수학식 2에 의해 구해지며, FL은 연결핀의 좌측선단에 작용하는 측편하중이며, 아래의 수학식3에 의해 구해진다. 또 L은 붐과 암을 연결하는 연결핀(6c)과 측편하중 작용점까지의 거리를 나타내며, L1은 연결핀의 중심에서 스트레인게이지 중심까지의 거리를 나타낸다. Where FR is a side load acting on the right end of the connecting pin, and is obtained by Equation 2 below, and FL is a side load acting on the left end of the connecting pin, and is obtained by Equation 3 below. In addition, L represents the distance between the connecting pin (6c) and the side load action point connecting the boom and the arm, L1 represents the distance from the center of the strain gauge to the center of the connecting pin.

컨트롤러(8)는 상기 수학식1 내지 수학식3에 의해 연산한 측편하중(Fy)이 허용치를 초과하면 표시장치(9)에 경고신호를 출력하여 현재의 굴삭기의 연결핀이나 용접부위에 작용하는 측편하중(Fy)이 과도함을 작업자에게 경고하게 된다. The controller 8 outputs a warning signal to the display device 9 when the side piece load Fy calculated by Equation 1 to Equation 3 exceeds the allowable value and acts on the connecting pin or welding part of the current excavator. It warns the operator that the load Fy is excessive.

또한 상기 컨트롤러(8)는 상기 스트레인게이지에서 검출한 측편하중을 데이터 기록저장부에 저장해두었다가 출력부를 통하여 출력해봄으로써 향후 굴삭기의 측편강도를 향상시키기 위한 기술자료로 활용할 수 있게 한다. In addition, the controller 8 stores the side loads detected by the strain gauges in the data recording storage and outputs them through the output unit so that they can be utilized as technical data for improving the side strength of the excavator in the future.

상기한 바와 같은 본 발명의 경고장치는 작업자가 굴삭기를 선회작동시키거나 선회복합동작을 시키는 도중 연결핀에 가해지는 측편하중이 과도한 경우에 작업자에게 경고함으로써 작업자는 진행중인 작업을 중지하거나 측편하중을 경감시키게 함으로써 장비의 파손이나 손상을 방지할 수 있다. As described above, the warning device of the present invention warns the worker when the side load applied to the connecting pin is excessive while the worker rotates the excavator or the swing compound operation, thereby stopping the work in progress or reducing the side load. This can prevent equipment damage or damage.

도 1은 굴삭기의 전체 개략도,1 is an overall schematic view of an excavator,

도 2는 굴삭기의 붐연결핀에 작용하는 하중분포 다이아그램,2 is a load distribution diagram acting on the boom connecting pin of the excavator,

도 3은 본 발명의 하중감지센서를 설치한 연결핀,Figure 3 is a connection pin installed a load sensor of the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 측편 과부하 경고장치의 구성도이다. Figure 4 is a block diagram of a side overload warning device according to the present invention.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code about main part of drawing ※

1: 하부주행체 2: 상부선회체1: lower running body 2: upper turning body

3: 붐 4: 암3: boom 4: arm

5: 버켓 6a: 암 연결핀 5: bucket 6a: female connecting pin

6b: 붐 연결핀 6c: 버켓 연결핀6b: Boom connection pin 6c: Bucket connection pin

7a,7b,7c: 측편하중감지센서 8: 컨트롤러7a, 7b, 7c: Lateral load sensor 8: controller

9: 경고표시장치 9: warning indicator

Claims

The connecting pins 6a, 6b, respectively, are provided at the left and right ends of the plurality of connecting pins 6a, 6b, and 6c for pivotally connecting the front devices of the heavy equipment such as the boom 3 and the arm 4, respectively. Side load sensors (7a, 7b, 7c) for detecting the X-axis component force (FxL, FxR) and Z-axis component force (FzL, FzR) of the load due to the rotational inertia force applied to both ends of 6c), and the side piece When the side load Fy is calculated from each component force FxL, FxR (FzL, FzR) detected by the load sensors 7a, 7b, 7c, and the calculated side load Fy exceeds a certain allowable value. Overload warning device on the side of construction equipment consisting of a controller (8) for outputting a warning signal to the warning signal display device (9) for displaying a warning signal provided by the controller (8).

According to claim 1, wherein the side load detection sensor (7a, 7b, 7c) of the construction heavy equipment, characterized in that composed of strain gauges are provided at both ends of the longitudinal direction of each of the connecting pins (6a, 6b, 6c), respectively. Side overload warning device.

2. The load controller according to claim 1, wherein the controller (8) stores and stores a load component (FxL, FxR) (FzL, FzR) detected by the side load sensor (7a, 7b, 7c). Side overload warning device of the heavy equipment, characterized in that the output unit for outputting the load data.