KR20090063160A

KR20090063160A - 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20090063160A
Application number: KR1020080126689A
Authority: KR
Inventors: 이창수; 김진섭; 김인우
Original assignee: 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2009-06-17
Also published as: JP2009144503A; CA2646032C; JP5231192B2; EP2071085A2; KR101100260B1; EP2071085B1; CA2646032A1; US20090157265A1; EP2071085A3

Abstract

본 발명은 중장비의 자동 레벨링 제어시스템과 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비되고 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하는 중장비의 레벨링 시스템에 있어서, 상부선회체의 선회각도를 감지하여 선회각도에 대한 신호를 전송하는 선회각도 감지부; 사용자에 의해 조작된 위치에 따라 상부선회체의 좌우방향 및 전후방향을 좌표축으로 하는 좌표 상에서의 좌표값에 상응하는 틸팅 조작신호를 생성하여 전송하는 틸팅조작 입력부; 및 틸팅 조작신호에 따라 기준면에 대하여 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 전송받은 틸팅 조작신호의 좌표값과 상부선회체의 선회각도를 이용하여 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중의 작동대상을 결정하고 작동 대상인 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템과 이를 이용한 매뉴얼 레벨링 방법이 제공된다.

조이스틱, 상부선회체, 각도, 틸팅, 레벨링

Description

중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템 및 그 방법{Manual Leveling control system and method for industrial equipment}

본 발명은 중장비의 레벨링 시스템과 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 수동 조작에 따른 레벨링을 수행하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템 및 그 방법과 관계된다.

경사지에서 작업하게 되는 굴삭기, 벌목기, 크레인 등 중장비는 지면의 굴곡에 따라 상부회전체는 수평면에 대하여 경사진 상태에서 작업하게 된다.

중장비가 경사진 상태에서는 상부선회체의 스윙회전에 따라 수평면과의 경사도가 바뀌게 되어 작업상 불안정하게 되며, 중장비의 무게중심이 이동됨에 따라 전복 사고의 위험성이 증대되는 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여 경사지에서 상부회전체를 틸팅하여, 중장비의 무게중심을 지면 가까이 이동시키는 방법이 사용된다.

이와 관련된 최근 기술은 미국특허 제6609581호에는 2개의 유압실린더에 의하여 지지되어 틸팅되는 상부서포트를 갖는 틸트매커니즘이 기재되어 있다. 또한, 미국특허 제6158539호에는 2개의 유압실린더, 센터틸트 축과 연결되는 상부 베어링체 지지플레이트와, 하부플레이트가 기재되어 있다.

한편, 본 출원인은 특허등록출원 제10-2007-112983호 “산림장비 및 굴삭기용 레벨링 장치”에 따른 4개의 액츄에이터가 구비된 틸팅 유닛을 출원한바 있다.

이러한 틸팅 유닛을 조작함에 있어서, 조이스틱의 변위값이 하부프레임의 전면 방향을 기준으로 하여 입력되므로, 상부선회체가 좌, 우로 스윙된 경우에는 사용자가 스윙된 각도를 고려하여 조이스틱 조작의 변위를 입력하여야 하는 불편함이 있다.

예컨데, 중장비의 작업은 상부선회체를 180°선회시킨 후 이루어지는 경우가 많은데, 이때 운전자를 기준으로 좌측의 양의 경사를 더하기 위하여 조이스틱을 좌측으로 움직인 경우 종래에는 하부프레임의 전면을 기준으로 이 입력값을 받아들여 우측에 양의 경사를 더하도록 작동되므로, 사용자의 의도와 다르게 상부선회체의 우측에 양의 경사가 더해지는 결과가 된다. 경사가 매우 급한 지형에서 사용자의 미숙으로 이러한 오류를 범한다면 중장비의 무게 중심이 잘못된 방향으로 이동됨에 따라 중장비의 전복사고가 발생하는 안전사고가 있게 된다.

따라서 사용자의 전면방향 즉, 상부선회체의 전면방향에서 틸팅 조작이 이루어져 사용자의 조이스틱 조작을 용이하게 하는 틸팅 시스템의 개발이 필요하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 중장비의 사용자의 의도에 따라 상부선회체의 레벨링을 제어하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템 및 그 방법과 관련된다.

본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위하여, 주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비되고 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하는 중장비의 레벨링 시스템에 있어서, 상부선회체의 선회각도를 감지하여 선회각도에 대한 신호를 전송하는 선회각도 감지부; 사용자에 의해 조작된 위치에 따라 상부선회체의 좌우방향 및 전후방향을 좌표축으로 하는 좌표 상에서의 좌표값에 상응하는 틸팅 조작신호를 생성하여 전송하는 틸팅조작 입력부; 및 틸팅 조작신호에 따라 기준면에 대하여 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 전송받은 틸팅 조작신호의 좌표값과 상부선회체의 선회각도를 이용하여 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중의 작동대상을 결정하고 작동 대상인 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템이 제공된다.

바람직하게는, 상기 제어부는 좌표값으로부터 좌표각도 및 원점에서 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 출력하는 조작신호 분석모듈, 좌표각도와 하부프레임에 대한 상부선회체의 선회각도로부터, 기준면과 상부선회체의 수평면의 사이에서 보상될 틸팅각을 형성하는 수평면 상의 틸팅 보상축과 기준면의 기준축 사이의 평면상 각도를 나타내는 보상축각도를 산출하는 보상축각도 산출모듈, 그리고 좌표 거리 또는 크기 및 보상축각도로부터 작동 대상인 액츄에이터의 작동값을 산출하는 작동값 산출모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터는 평면상 서로 '×'형으로 실질적으로 직교하는 틸트축이 시소운동하도록 각 틸트축의 양측에 결합되며, 조작신호 분석모듈이 출력하는 좌표 거리 또는 크기는 상부선회체의 보상될 상향 또는 하향 틸팅각 또는 보상될 상향 또는 하향 틸팅각에 따른 틸팅 보상축 상에서 틸팅 유닛의 일측의 상승 또는 하강 길이에 대응하고, 작동값 산출모듈은 동일 틸트축 양측에 연결되는 액츄에이터를 동일한 작동범위로 서로 반대로 신장 또는 수축시키도록 제어하는 작동값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비되고 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하는 중장비의 레벨링 방법에 있어서,

(A) 틸팅조작 입력장치의 조작에 따라 생성되는 위치 좌표값에 상응하는 틸팅 조작신호를 전송받아, 상기 좌표값으로부터 상기 상부선회체의 좌우방향 및 전후방향을 좌표축으로 하는 좌표 상에서의 좌표각도와 원점에서 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 산출하는 단계;

(B) 기 파악된 상기 하부프레임에 대한 상기 상부선회체의 선회각도와 상기 좌표각도로부터, 기준면과 상기 상부선회체의 수평면의 사이에서 보상될 틸팅각을 형성하는 상기 수평면 상의 틸팅 보상축과 상기 기준면의 기준축 사이의 평면상 각도를 나타내는 보상축각도를 산출하는 단계; 및

(C) 상기 틸팅 조작신호에 따라 상기 기준면에 대하여 상기 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 상기 좌표 거리 또는 크기, 및 상기 보상축각도로부터 상기 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중 작동 대상으로 결정되는 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법에서 (A) 단계는, 위치 좌표값이 어느 하나의 좌표축에 대한 좌표각도와 원점에서의 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기로 표현되는 경우 위치 좌표값의 틸팅 조작신호로부터 좌표각도와 좌표 거리 또는 크기를 출력하고, 좌표값이 상부선회체의 좌우방향을 X축,전후방향을 Y축으로 하는 좌표계의 X,Y 좌표값으로 표현되는 경우 X,Y 좌표값으로부터 어느 하 나의 좌표축에 대한 좌표각도 및 원점으로부터 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 산출하는 것을 특징으로 한다.

게다가, 바람직하게는, 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터는 평면상 서로 '×'형으로 실질적으로 직교하는 틸트축이 시소운동하도록 하나의 틸트축 양측에 결합되는 A+ 액츄에이터와 A- 액츄에이터, 및 다른 하나의 틸트축 양측에 결합되는 B+ 액츄에이터와 B- 액츄에이터이고, 전술한 (A) 단계에서 출력되는 좌표 거리 또는 크기는 상부선회체의 보상될 상향 또는 하향 틸팅각 또는 보상될 상향 또는 하향 틸팅각에 따른 틸팅 보상축 상에서의 틸팅 유닛의 일측의 상승 또는 하강 길이에 대응하고, 전술한 (C) 단계에서, 동일 틸트축 양측에 연결되는 각 액츄에이터를 동일한 작동범위로 서로 반대로 신장 또는 수축시키도록 제어하는 작동값이 산출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는, 선회각도의 기준이 되는 하부프레임의 전방방향 축과 기준면의 기준축의 방향이 일치하고, 좌표각도는 상부선회체의 정면방향인 양의 Y축을 기준으로 측정되며 선회각도와 동일부호는 동일방향, 반대부호는 반대방향으로 측정되는 각도로 의미하고, 기준축은 틸트축의 '×'형 교차 평면의 중심을 지나는 세로방향 수직축으로써 상측을 양의 방향으로 하고, 보상축각도는 좌표각도와 선회각도의 합으로 산출되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템및 그 방법에 따르면, 상부선회체를 기준으로 한 사용자의 인식에 따라 틸팅조작 입력부을 조작하여 수동 틸팅이 이루어지므로 중장비의 운전상 혼란이 방지되어 안정성이 증대되며, 틸팅 조작이 편리해지는 효과가 있다.

먼저, 본 발명이 적용되는 중장비는 주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비된다. 운전실(cabin)과 작업장치가 부착되는 붐(boom) 등이 구비되어 스윙(swing) 가능한 상부선회체와, 바퀴 또는 무한 궤도 등의 주행수단이 구비된 하부프레임 및 이 상부선회체와 하부프레임 사이에 개재되어 상부선회체를 중력방향에 수직한 기준수평면에 레벨링 시킬 수 있는 틸팅유닛이 포함된다. 게다가, 본 발명이 적용되는 중장비는 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하도록 되어 있다. 틸팅 유닛은 하부프레임에 대하여 선회할 수도 있으나, 바람직한 모습으로는 고정되어 있다.

이하, 본 발명의 하나의 실시예에 적용되는 틸팅 유닛(1)의 구체적인 구성을 먼저 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 중장비를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명이 적용되는 틸트 유닛을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명이 적용되는 액츄에이터의 장착구조를 설명하기 위한 틸트 유닛의 평면도이고, 도 4a는 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 스윙베어링 장착플레이트를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a에 나타낸 B-B선 단면도이고, 도 5는 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 틸트플레이트의 부분 분해 사시도이며, 도 6a는 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 사시도이고, 도 6b는 도 6a에 나타낸 A-A선 단면도이며, 도 7a는 도 2에 도시한 틸트축 A를 기준으로 도시한 단면도이고, 도 7b는 도 2에 도시한 틸트축 A를 기준으로 도시한 단면도이며, 도 8은 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 일 실시예에 따른 사용상태도이고, 도 9a 내지 9d는 전후좌우 지면의 경사에 대하여 레벨링을 유지하는 중장비의 사용상태도이다.

본 발명에서 틸트축은 액츄에이터의 일단에 연결되어 액츄에이터의 신장 또는 수축에 따라 최대 각도로 요동되는 중심축을 의미한다. 액츄에이터가 3개로 작동되는 경우 틸트축은 각 액츄에이터에 대하여 구비되어 3개의 축이 될 수 있고, 바람직하게는 4개의 액츄에이터에 대하여 한 쌍의 액츄에이터가 양측에 연결되는 2개의 틸트축이 구비된다.

틸팅 유닛은 비탈이나 언덕 등 지역의 경사에 의해 장비의 기울기가 변화할 때 상부선회체(1)의 경사 또는 기울어짐을 조정하여 상부선회체의 수평 레벨을 조정하도록 산림장비 및 건설중장비용 스윙베어링(9)의 하부에 선택적으로 탈부착하는데 적용한다.

부호 10은 하부프레임, 20은 스윙베어링 장착플레이트, 30은 틸트플레이트, 40은 지지플레이트를 참조한다. 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 틸팅 유닛은,

상부선회체(1) 하부에 형성된 스윙베어링(9)과, 좌측 및 우측 트랙 섀시(4a,4b)와 상기 트랙 섀시(4a,4b)의 상부에 연결되는 프런트 아암(3a) 및 리어 아암(3b)를 포함하는 하부주행체(10)에 형성된 하부프레임(3) 사이에 탑재되어 경사진 지면(E)에 대하여 상부선회체(1)의 수평레벨을 유지하는 산림장비 및 굴삭기 레벨링 장치에 있어서,

상기 스윙베어링(9)의 하부에 틸트 가능하게 장착되며, 제1 틸트축(A)을 지지하기 위해 상기 스윙베어링(9)의 하방으로 돌출된 한 쌍의 피봇지지부(24)와 한 쌍의 제2 피스톤홀더(25)를 구비하는 스윙베어링 장착플레이트(20);

상기 지면(E)의 경사에 따라 기울어지는 하부프레임(3) 상부에 고정 설치되며, 제2 틸트축(B)을 지지하기 위해 돌출된 한 쌍의 피봇지지부(44)와 한 쌍의 제1 피스톤 홀더(45)를 구비하는 지지플레이트(40);

상기 스윙베어링 장착플레이트(20)와 지지플레이트(40) 사이에 틸트 가능하게 장착되며,

몸체 일측 단부(33a)로부터 상방으로 돌출 형성된 한 쌍의 제1 피봇홀더(34)와, 상기 제1 피봇홀더(34)로부터 방사상으로 이격되도록 몸체 타측 단부(33b)으로부터 하방으로 돌출 형성된 한 쌍의 제2 피봇홀더(39), 상기 제1 틸트축(A)을 형성하도록 상기 제1 피봇홀더(34)와 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 피봇지지부(24)를 회동가능하게 고정하는 제1 샤프트(13), 상기 제1 틸트축(A)에 대하여 서 로 다른 방향으로 교차되는 제2 틸트축(B)을 형성하도록 상기 제2 피봇홀더(39)와 상기 지지플레이트(40)의 피봇지지부(44)를 회동가능하게 고정하는 제2 샤프트(14)를 구비하는 틸트플레이트(30); 및

상기 틸트플레이트(30)에 일측이 각각 고정되며, 신장 및 수축 구동시 상기 제1 틸트축(A)을 요동시키는 한 쌍의 제1 액츄에이터(11a,11b)와, 신장 및 수축 구동시 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 일측을 요동시키는 다른 한 쌍의 제2 액츄에이터(12a,12b);를 포함하여 구성하되,

상기 틸트플레이트(30)가 상기 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)과 교차하는 수직중심선(C)을 포함하며, 상기 각각의 액츄에이터(11a,11b)(12a,12b)는 상기 수직중심선(C)을 중심으로 방사상으로 이격 설치되어 이루어진다.

여기서, 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터는 평면상 서로 '×'형으로 실질적으로 직교하는 틸트축이 시소운동하도록 각 틸트축의 양측에 결합될 수 있다. 바람직하게는, 상기 각각의 액츄에이터(11a,11b)(12a,12b)는 상기 수직중심선(C)에 수평한 방사상으로 실질적으로 90° 간격을 구비하여 상기 틸트플레이트(30)에 고정 설치된다. 본 발명에서, 실질적으로 90°는 정확한 90°뿐만 아니라 90°에 가까워 외견상 거의 직교하는 것으로 보이는 경우를 포함한다. 구체적으로는 80°~100°범위를 말하고, 바람직하게는 85°~95°범위를, 더욱 바람직하게는 88°~92°범위를, 가장 바람직하게는 90°를 말한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 액츄에이터(11a,11b) 및 제2 액츄에이터(12a,12b) 중 적어도 한 쌍이 상기 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)을 기준 으로 대략 40° 내지 50° 좌측 또는 우측에서 그려지는 사선(R) 상에서 서로 대향되게 설치하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 제1 액츄에이터(11a,11b)가 상기 틸트플레이트(30)의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 대략 45°좌측으로 회전된 사선(R) 상에서 서로 대향하여 설치되면, 즉 한 쌍을 이루는 하나의 액츄에이터(11a)가 프런트 아암(3a) 측에 설치되면 나머지 다른 하나의 액츄에이터(11b)는 대향되도록 상기 액츄에이터(11a)로부터 180°를 이루는 위치의 리어 아암(3b) 측에 설치되면, 다른 한 쌍의 제2 액츄에이터(12a,12b) 각각이 마찬가지로 대략 45° 우측으로 회전된 방사선 상에서 서로 대향되도록 구성될 수 있는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

한편, 틸팅 유닛에 있어서, 상기 틸트플레이트(30)에는, 상기 제1 액츄에이터(11a,11b)가 하방으로 신장 및 수축 구동가능하게 지지하는 한 쌍의 제1 실린더홀더(35,36)와 상기 제2 액츄에이터(12a,12b)가 상방으로 신장 및 수축구동 가능하게 지지하는 다른 한 쌍의 제2 실린더홀더(37,38)가 구성된다.

상기 제1 액츄에이터(11a,11b)가 하방으로 신장 및 수축 구동시, 상기 제1 피봇홀더(34) 및 상기 스윙베어링(9)의 피봇지지부(24)가 상하 이동되어 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도가 변화되며, 상기 제2 액츄에이터(12a,12b)가 상방으로 신장 및 수축구동시 상기 스윙베어링(9)의 제2 피스톤홀더(25)가 상하 이동되어 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도가 변화될 수 있다.

틸팅 유닛의 설명에 있어서, 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도는 수 평면(H)에 대한 경사를 상쇄하여 상부선회체(1)의 수평레벨을 유지하기 필요한 스윙베어링 장착플레이트(20)의 각도 및 기울기를 포함한다.

또한, 상기 틸트플레이트(30)는 상기 제1 틸트축(A) 방향에 상응하는 다수의 가로방향 리브(32a) 및 상기 제2 틸트축(B) 방향에 상응하는 세로방향 리브(32b)를 포함하는 리브뼈대구조를 구비하며, 상기 제1 실린더홀더(35,36) 및 상기 제2 실린더홀더(37,38)가 상기 리브(32)로부터 돌출 형성되어 이루어진다.

바람직하게는, 상기 틸트플레이트(30)에 형성된 가로방향 리브(32a)와 상기 세로방향 리브(32b)가 소정 간격으로 교차 형성되고, 상기 제1 실린더홀더(35,36)는 상기 가로방향 리브(32a)에 고정되어 상방으로 돌출 형성되며, 제2 실린더홀더(37,38)는 상기 세로방향 리브(32b)에 고정되어 하방으로 돌출 형성된다.

상기 틸트플레이트(30)의 리브(32)로 부터 각각 상방 및 하방으로부터 돌출 형성된 상기 제1 실린더홀더(35,36) 및 제2 실린더홀더(37,38)는 상기 제1 액츄에이터(11a,11b) 및 제2 액츄에이터(12a,12b)의 신장 및 수축 구동시 가해지는 하중을 틸트플레이트(30)의 가로방향 리브(32a) 및 세로방향 리브(32b)를 통하여 분산 지지하는 기능을 수행한다.

상기 제2 틸트축(B)은 상기 제1 틸트축(A) 아래에서 상기 제1 틸트축(A)에 에 대하여 대략 90° 방향으로 교차하여 이루어진다. 본 발명에서 대략 90°의 의미는 전술한 실질적으로 90°의 의미와 동일하다.

상기 각각의 액츄에이터(11a,11b)(12a,12b)는 유압에 의해 실린더 하우징으로 부터 신장 및 수축하는 피스톤(17)을 구비하는 바, 상기 제1 액츄에이 터(11a,11b)에서 신장 및 수축하는 피스톤(17)은 상기 지지플레이트(40)의 제1 피스톤홀더(45)에 고정되고, 상기 제2 액츄에이터(12a,12b)에서 신장 및 수축하는 피스톤(17)은 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 제2 피스톤홀더(25)에 고정된다.

상기 지지플레이트(40)는 상기 하부프레임(3)의 중앙에 형성된 마운팅 플레이트(15) 상부에 고정 설치되며, 부착 및 탈착의 용이성을 고려하여 볼트를 포함하는 체결부재(미도시함)와 용접수단에(으로) 고정하는 것이 적당하다.

도 2를 참조하여 제1 샤프트(13)과 제2 샤프트(14)의 결합관계에 대하여 설명한다. 상기 제1 샤프트(13)는 액츄에이터 최대 신장 및 수축 범위와 그에 상응하는 간섭을 고려하는 바, 평면도상 상기 좌우 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 40°내지 50°, 바람직하게는 대략 45°좌측 또는 우측으로 회전된 사선방향으로 설치되며, 상기 제1 액츄에이터(11a,11b)가 상하 신장 및 수축 구동할 때 상기 제1 피봇홀더(34)가 제2 틸트축(B)을 형성하는 상기 제2 샤프트(14)를 기준으로 상하 이동하여 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도를 변화시키도록 구성된다.

또한, 상기 제2 샤프트(14)는 평면도상 상기 좌우 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 40° 내지 50°, 바람직하게는 대략 45°좌측 또는 우측으로 회전된 사선방향으로 설치되며, 상기 제2 액츄에이터(12a,12b)가 상하 신장 및 수축 구동할 때 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)에 형성된 제2 피스톤홀더(25)가 제1 틸트축(A)을 형성하는 제1 샤프트(13)를 기준으로 상하 이동하여 상기 스윙베 어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도를 변화시키도록 구성된다.

상기 제1 샤프트(13)과 제2 샤프트(14)의 구성에 있어서, 상기 사선방향은 레벨링 유지시 틸트플레이트(30) 및 스윙베어링 장착플레이트(20)의 상하 이동 범위와 상부선회체(1)의 무게중심을 고려하여 상기 사선(R)과 서로 일치하도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지지플레이트(40)는 상기 제1 틸트축(A) 방향에 상응하는 다수의 가로방향 리브(42b) 및 상기 제2 틸트축(B) 방향에 상응하는 세로방향 리브(42a)를 포함하는 리브뼈대구조를 구비하며, 상기 제1 피스톤홀더(45)가 상기 가로방향 리브(42b)로부터 하방으로 돌출 형성되어 상기 제1 액츄에이터(11a,11b)의 피스톤(17) 선단부를 회동 가능하게 고정한다.

상기 리브(42)로 부터 하방으로 돌출 형성된 상기 제1 피스톤홀더(45)는 상기 제1 액츄에이터(11a,11b)의 신장 및 수축 구동시 피스톤(17)을 통하여 가해지는 하중을 가로방향 리브(42b) 및 세로방향 리브(42a)를 통하여 분산 지지하는 기능을 수행한다.

상기 스윙베어링 장착플레이트(20)는 상기 제1 틸트축(A) 방향에 상응하는 다수의 가로방향 리브(22a) 및 상기 제2 틸트축(B) 방향에 상응하는 세로방향 리브(22b)를 포함하는 리브뼈대구조를 구비하며, 상기 제2 피스톤홀더(25)는 상기 세로방향 리브(22b)로부터 하방으로 돌출 형성되어 상기 제2 액츄에이터(12a,12b)의 피스톤(17)을 회동가능하게 고정한다.

상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 리브(22)로 부터 하방으로 돌출 형성된 제2 피스톤홀더(25)는 제2 액츄에이터(12a,12b)의 신장 및 수축 구동시 가해지는 힘 또는 하중을 세로방향 리브(22b) 및 가로방향 리브(22a)를 통하여 분산 지지하는 기능을 수행한다.

상기 제1 실린더홀더(35,36) 및 제2 실린더홀더(37,38)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 제1 피봇홀더(34)의 내측면을 방사상으로 연장했을 때 형성되는 직경(D) 내부에 구성된다. 틸팅 유닛의 여러 가지 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 액츄에이터(11a,11b)(12a,12b)를 설치하기 위하여 상기 제1 실린더홀더(35,36) 및 제2 실린더홀더(37,38)의 외측에 별도로 브라켓이나 트러니언(trunnion)을 설치하는 변형이 가능하다.

틸팅 유닛의 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 틸트축(A)을 형성하는 한 쌍의 제1 샤프트(13)를 평면도상 상기 좌우 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 대략 40° 내지 50°좌측으로 회전된 사선(R) 상에서 서로 대향되게 설치할 때, 상기 각각의 제1 실린더홀더(35,36)는 통상적인 회동핀 부재를 구비하여 틸트플레이트(30)의 상부에서 상기 사선(R)에 상응하여 180° 간격으로 이격 형성되고, 제2 실린더홀더(37.38)는 틸트플레이트(30)의 하부에서 상기 사선(R)에 상응하여 180° 간격으로 이격 형성되며, 상기 제1 및 제2 액츄에이터(11a,11b)(12a,12b) 역시 전술한 배치구조를 유지하며 상기 각각의 제1 실린더홀더(35,36) 및 제2 실린더홀더(37,38)에 신장 및 수축 구동 가능하게 장착된다.

또한, 도 1 내지 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지지플레이트(40)가 상기 하부프레임(3)의 상부 또는 마운팅 플레이트(15)의 상부에 고정 설치될 때, 상기 틸트플레이트(30)에서 상방으로 소정의 높이를 갖도록 돌출된 한 쌍의 제1 피봇홀더(34)와 하방으로 소정의 높이를 갖도록 돌출된 제2 피봇홀더(39)를 평면도상 대략 90°간격으로 구성하거나, 제1 틸트축(A)이 상기 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)과 교차하는 틸트플레이트(30)의 수직 중심선(C)을 기준으로 대략 45° 좌측으로 회전된 사선 방향의 배치로 구성하는 것이 적당하다.

틸팅 유닛의 구성에 있어서, 상기 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)은 통상적인 트랙 섀시(4a,4b)의 길이방향의 대략 중앙측에 형성되는 트랙중심선을 포함하며, 틸트프레임(30)의 수직중심선(C) 및 그에 관한 사선(R)은 상부선회체(1)의 이동과 그 무게중심을 고려하여 하부프레임(3) 상에서 이동하는 변형이 가능한 것으로 이해되어야 한다.

틸팅 유닛의 설명에 있어서, 스윙베어링 장착플레이트(20)는 볼팅 조립을 통하여 종래의 스윙베어링(9)의 여러 가지 사양에 따라 탈부착이 가능하며, 스윙베어링 장착플레이트(20)의 대략 중앙에 관통부를 더 형성하여 터닝죠인트나 유압배관 및 전기장치 등을 설치할 수 있음은 물론이다.

미설명 부호 14는 틸트플레이트(30)의 제2 피봇홀더(39)와 지지플레이트(40)의 피봇지지부(44)의 결합구멍(41)에 축결합되는 제2 샤프트를 표시하며, 18은 피스톤 홀더(25,45)에 체결하기 위한 피스톤 고정핀부재, 19는 피봇 회동 가능하도록 상기 액츄에이터(11a,11b,12a,12b)의 일측과 각각의 실린더 홀더(36,36,37,38)를 체결하기 위한 실린더 고정핀부재, 26은 스윙베어링 체결용 고정볼트를 결합하기 위한 체결공, 46은 액츄에이터 하우징을 고정하기 위한 실린더홀더 커버를 표시한다.

이하, 틸팅 유닛의 작동원리 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

틸팅 유닛은 통상적으로 엔진에 연결된 유압펌프에 의해 작동유의 유압을 동력원으로 작동하는 바,

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 좌,우 트랙섀시(4a,4b)에 연결된 하부프레임(3)의 대략 중앙 측에 형성된 마운팅 플레이트(15) 상부에 지지플레이트(40)가 탑재되며, 지지플레이트(40)의 상부에는 지지플레이트(40)의 피봇지지부(44)와 틸트플레이트(30)의 제2 피봇홀더(39)가 제2 샤프트(14)에 의하여 소정 각도로 틸트 가능하게 결합되고, 틸트플레이트(30)의 상부에는 제1 피봇홀더(34)와 스윙베어링 장착플레이트(20)의 피봇지지부(24)가 제1 샤프트(13)에 의하여 소정 각도로 틸트 가능하게 결합됨으로써, 상부선회체(1) 및 스윙베어링(9)이 스윙베어링 장착플레이트(20)의 상부에서 제1 액츄에이터(11a,11b) 및 제2 액츄에이터(12a,12b)의 구동력을 통하여 지지된다.

하부주행체(10)가 수평면(H)에 대하여 경사를 이루는 지면(E)을 이동시, 제1 샤프트(13)와 제2 샤프트(14)는 각각 높이가 다르게 방향이 서로 직교하는 제1 틸트축(A) 및 제2 틸트축(B)으로 작용하며, 제1 액츄에이터(11a,11b) 및 제2 액츄에이터(12a,12b)의 신장 및 수축 구동에 의하여 스윙베어링 장착플레이트(20)가 제1 틸트축(A) 및 제2 틸트축(B) 방향을 따라 미리 설정된 상하 시소운동을 하여 틸트 각도를 변화한다.

예를 들면, 중심선(T)을 기준으로 대략 40° 내지 50° 회전된 사선(R)에서 제1 액츄에이터(11a,11b)의 신장 및 수축구동시 틸트플레이트(30)의 몸체 양측단부(33a)에 방사상으로 이격된 한 쌍의 제1 피봇홀더(34) 및 스윙베어링 장착플레이트(20)의 피봇지지부(24)가 제2 샤프트(14)의 중심선(제2 틸트축(B)을 의미)을 기준으로 시소운동하며 상하 변위를 이루고, 그에 따라 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도가 변화된다.

또한, 제2 액츄에이터(12a,12b)의 신장 및 수축구동시에는 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)의 세로방향 리브(22b)의 외측단부(23)가 틸트플레이트(30)의 제1 샤프트(13)의 중심선(제1 틸트축(A) 의미)을 기준으로 상하 시소운동하며 상하 변위를 갖고, 그에 따라 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸트 각도가 변화된다.

바람직하게는, 한 쌍을 이루는 제1 액츄에이터 (11a) 및 (11b) 그리고 다른 한 쌍을 이루는 제2 액츄에이터 (12a) 및 (12b)가 틸트플레이트(30)의 수직중심선(C)을 중심으로 시계 방향으로 대략 90° 간격을 유지한 상태에서 순차적으로 또는 동시에 상하 신장 및 수축 구동할 때, 상기 스윙베어링 장착플레이트(20)는 틸트플레이트(30)에 형성된 제1 샤프트(13) 및 제2 샤프트(14)의 상하 변위를 통하여 지면(E)의 경사에 따라 상부선회체(1)의 수평레벨에 요구되는 각도변화를 이루게 된다.

예를 들면 언덕을 내려가는 도중에 지면(E)의 경사로 인하여 제2 틸트축(B)은 지면(E)에 대하여 수평한 상태이나 제1 틸트축(A)이 경사를 이루는 상태인 경우에는 제1 틸트축(A)의 경사를 상쇄할 수 있도록 스윙베어링 장착플레이트(20)와 결합된 틸트플레이트(30)의 제1 샤프트(13)측이 제2 샤프트(14)를 기준으로 시소운동하게 된다.

이 경우, 도 7a를 참조하면, 틸트플레이트(30)의 각각의 제1 실린더홀더(35)(36)에 고정된 도면상 좌측의 제1 액츄에이터(11a)의 피스톤(17)이 신장함과 동시에 대향하는 위치의 도면상 우측 제1 액츄에이터(11b)의 피스톤(17)이 수축 구동된다.

그에 따라, 제1 샤프트(13)에 의하여 결합된 틸트플레이트(30)의 제1 피봇홀더(34) 및 스윙베어링 장착플레이트(20)의 피봇지지부(24)가 각각 제2 샤프트(14)( 제2 틸트축(B)를 의미)을 기준으로 좌우 시소운동하여, 지면(E)의 경사를 상쇄할 때까지 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸팅 각도가 조정되면서 스윙베어링(9) 및 상부선회체(1)의 수평레벨이 수평면(E)에 일치하도록 유지된다.

여기서, 제1 액츄에이터(11a,11b)의 신장 및 수축 구동시 틸트플레이트(30) 및 지지플레이트(40)에 가해지는 하중은 제1 실린더홀더(35,36) 및 지지플레이트(40)의 제1 피스톤홀더(45)를 통하여 각각의 리브(32 및 42)에 형성된 리브뼈대구조에 의해 분산 지지된다.

또한, 제1 액츄에이터(11a,11b)가 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 대략 40 내지 50°좌측 또는 우측에서 최대로 상하 신장 및 수축할 수 있기 때문에 상부선회체(1)의 후방부(R)가 하부프레임(3)의 트랙 섀시(4a,4b)에 대하여 충돌하거나 간섭하지 않는 것으로 나타났다.

이는 제1 액츄에이터(11a,11b) 또는 제2 액츄에이터(12a,12b)를 좌우 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T) 측에 인접하게 설치할 경우 최대 범위의 신장 및 수축 과정에서 상부선회체(1)의 하부가 좌측 및 우측 트랙 섀시(4a,4b)에 간섭하거나 충돌할 수 있는 위험을 제거하는 것이다.

한편, 제1 틸트축(A)은 지면(E)에 대하여 수평한 상태이나 제2 틸트축(B)이 경사를 이루는 경우에는 제2 틸트축(B)의 경사를 상쇄할 수 있도록 제1 샤프트(13)를 기준으로 스윙베어링 장착플레이트(20)의 양측단부(23)이 시소운동하게 된다.

즉, 도 7b에 도시된 바와 같이, 스윙베어링 장착플레이트(20)의 양측단부(23)에 인접한 제2 피스톤홀더(25)에 각각의 제2 액츄에이터(12a)가 도면상 좌측에서 신장함과 동시에 이에 대향하는 위치의 도면상 우측의 제2 액츄에이터(12b)가 수축 구동된다.

그에 따라, 틸트플레이트(30) 및 지지프레임(40)은 하부프레임(3)의 상부에서 경사를 이루더라도, 스윙베어링 장착플레이트(20)의 좌측 및 우측이 제1 샤프트(13)(제1 틸트축(A)를 의미)을 기준으로 좌우 시소운동하여, 지면(E)의 경사를 상쇄할 때까지 스윙베어링 장착플레이트(20)의 틸팅 각도가 조정되면서 스윙베어링(9) 및 상부선회체(1)의 수평레벨이 수평면(E)에 일치하도록 유지된다.

한편, 도 9a 내지 도 9b에 도시된 바와 같이 지면(E)의 경사로 인하여 상부선회체(1)가 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)에 상응하는 전방 및 후방 측으로 기울거나, 좌측 및 후측으로 기울 경우에는 제1 틸트축(A) 및 제2 틸트축(B) 모두가 지면(E)에 대하여 경사를 이루게 되며, 이 경우에는 제1 샤프트(13)와 제2 샤프트(14)가 동시에 또는 순차적으로 시소운동 하여야 한다.

즉, 상부선회체(1) 하부의 전방(F)이나 후방(R), 좌측(L) 또는 우측(R)이 좌우 트랙 섀시(4a,4b)에 대한 충돌 및 간섭 위험을 제거하면서 상부선회체(1)의 수평 레벨을 유지 할 수 있도록 제1 액츄에이터(11a,11b) 및 제2 액츄에이터(12a,12b) 모두가 각각 신장 및 수축 구동하며 스윙베어링 장착플레이트(20)의 피봇지지부(24) 및 제2 피스톤홀더(25) 측을 밀어 올리거나 당기게 된다.

이때, 틸트 각도의 변화를 위해 스윙베어링 장착플레이트(20) 및 틸트플레이트(30)의 요동 움직임은 틸트플레이트(30)의 각각의 실린더홀더(35,36)(37,38)에 고정된 각각의 액츄에이터(11a,11b)(12a,12b)가 각각 교대로 또는 순차적으로 신장 및 수축 구동하거나 혹은 거의 동시에 구동하면서 이루어지며, 그러한 틸트 작동시 제1 샤프트(13) 및 제2 샤프트(14)를 기준으로 상하 시소운동하는 작동원리는 마찬가지이므로 자세한 설명은 생략한다.

틸팅 유닛의 실시예에 따르면, 틸트플레이트(30) 및 지지플레이트(40)가 하부프레임(3)의 대략 중앙 측에 형성된 마운팅 플레이트(15)에 설치되고, 제1 액츄에이터(11a,11b)가 하부프레임(3)의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 대략 45°우측에서(좌측에서) 그려지는 방사선(R)(사선(R)) 상에서 서로 대향되게 설치되며, 제2 액츄에이터(12a,12b)는 대략 45°우측에서 서로 대향되게 할 때 장비의 전후좌우 각각의 레벨링 범위가 대략 수평면(H)에 대하여 20°이상 조절되는 것으로 나타났다.

이는 틸팅 유닛에 따라서 스윙베어링 장착프레임(20)의 상부에 장착되는 상부선회체(1)의 틸트범위가 중장비의 좌우 방향 경사 지역이나 전후 방향 경사지역에 대하여 편중되지 않고 대략 대칭적으로 작용하도록 함으로써, 종래에 비하여 구조적으로 액츄에이터 용량 및 크기가 상대적으로 저감됨과 동시에 장비의 높이도 낮게 유지될 수 있는 것이다.

전술한 각각의 제1 액츄에이터(11a,11b) 및 제2 액츄에이터(12a,12b)의 신장 및 수축 구동은 경사진 지면(E)을 이동시 요구되는 상부선회체(1)의 틸트 각도에 따라 필요한 유량 또는 실린더의 크기 등을 제어하기 위해 미리 설정된 알고리즘에 따라 여러 가지로 변형이 가능하다.

이하, 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 형성위치를 보다 구체적으로 한정한다. 4개의 액츄에이터(11a, 11b, 12a, 12b)는, 도 3 및 10을 참고하여 볼 때, 좌측 상방(이하 A+로 간단히 표시한다), 좌측 하방(이하 B+로 간단히 표시한다), 우측 상방(이하 B-로 간단히 표시한다), 우측 하방(이하 A-로 간단히 표시한다)에 각각 위치되되, 각 액츄에이터는 하부프레임의 길이방향 중심선(T)을 기준으로 45° 좌측 또는 우측에서 그려지는 사선(R) 상에서 서로 대향되게 설치되어 이루어진다.

이러한 틸팅유닛의 작동은 A+ 액츄에이터(11a)와 A- 액츄에이터(11b)는 어느 한쪽이 신장되면 다른 한쪽이 수축되며, 마찬가지로 B+ 액츄에이터(12b)와 B- 액츄에이터(12a)도 어느 한쪽이 신장되면 다른 한쪽이 수축된다.

이하, 첨부 도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명에 따른 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

도 10는 본 발명이 적용되는 하부프레임과 틸팅 유닛을 간략히 나타낸 평면도이고, 도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 틸팅조작 입력부의 좌표를 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 틸팅조작 입력부의 좌표값 변환 과정을 나타내는 흐름도이고, 도 13는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작동값 산출의 작동구간을 나타낸 도면이며, 도 14은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작동값의 산출과정을 나타내는 흐름도이고, 도 15은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템을 도시한 블록도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템(100)은 상부선회체의 선회각도를 감지하여 선회각도에 대한 신호를 전송하는 선회각도 감지부(도시되지 않음)와, 사용자에 의해 조작된 위치에 따라 상부선회체의 좌우방향 및 전후방향을 좌표축으로 하는 좌표 상에서의 좌표값에 상응하는 틸팅 조작신호를 생성하여 전송하는 틸팅조작 입력부(도시되지 않음), 그리고 틸팅 조작신호에 따라 기준면에 대하여 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 전송받은 틸팅 조작신호의 좌표값과 상부선회체의 선회각도를 이용하여 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중의 작동대상을 결정하고 작동 대상인 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 제어부(120)를 포함하여 이루어지진다.

틸팅조작 입력부는 도 15에서 도시된 틸팅조이스틱과 같은 틸팅조작 입력장치(110)를 포함하여 이루어진다. 틸팅조작 입력장치(110)는 트랙볼 형태일 수도 있으며, 바람직하게는 틸팅조이스틱 형태이다.

틸팅조작 입력부의 틸팅조작 입력장치(110)는 사용자의 조작이 없는 경우에는 평면상에 수직되게 위치되며, 사용자는 이를 의도하는 방향으로 기울여 조작하는 방식으로, 이 기울여진 방향과 기울인 정도에 따라 조작명령이 발생된다. 이때, 조작명령은 상부선회체의 좌우방향을 X축, 전후방향을 Y축으로 이루어진 좌표를 고려할 때, 틸팅조작 입력부의 변위된 위치가 좌표값으로 표현된다. 본 발명에서 틸팅조작 입력부의 좌표값은 X축값과 Y축값으로 표현되거나 또는 해당좌표의 X축 또는 Y축에 대한 각도 및 원점으로부터의 크기값으로 표현된다.

도 11에 도시된 좌표를 참조하면, 조작명령은 틸팅조작 입력장치(110)가 기울어짐에 따라 입력되는 좌표값을 의미하며, 각 축의 최대 범위 값 즉, 틸팅조작 입력장치(110)의 최대 입력크기값을 사용자의 편의에 따라, 예컨대 도 11에서와 같이 16383으로 정할 수 있다. 이러한 수치는 액츄에이터의 최대치 작동을 위한 전기신호 값을 산출하기 위해 적합한 수치로 정의할 수 있고, 전술된 16383 값에 의해 본 발명의 범위가 축소 또는 한정 해석되지 않는다. 이러한 각 축의 최대 범위는 본 발명의 구체적 적용에 따라 설계변경될 수 있는 것이다.

한편, 제어부(120)에는 틸팅조작 입력부의 틸팅 조작신호의 좌표값에서 좌표각도와 좌표 거리 또는 크기를 산출하는 조작신호 분석모듈(121)과, 액츄에이터를 선정하는 기준인 보상축각도를 좌표각도와 상부선회체의 선회각도로부터 산출하는 보상축각도산출모듈(122) 및 이 보상축각도와 좌표 거리 또는 크기로부터 각 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부 및 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 작동값 산출모듈(123)이 포함될 수 있다.

조작신호 분석모듈(121)은 좌표값으로부터 좌표각도 및 원점에서 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 출력하는데, 출력되는 좌표 거리 또는 크기는 상부선회체의 보상될 상향 또는 하향 틸팅각 또는 보상될 상향 또는 하향 틸팅각에 따른 틸팅 보상축 상에서 틸팅 유닛의 일측의 상승 또는 하강 길이에 대응한다.

하나의 실시예에서, 상기 조작신호 분석모듈(121)에서 틸팅조작 입력장부로부터 전송받는 좌표값을 상부선회체의 정면을 기준으로 하는 축에 대하여 시계방향 회전된 좌표각도와, 좌표의 원점에서의 거리(또는 크기)인 좌표 거리 또는 크기(JAmp)로 산출된다.

하나의 실시예에서, 좌표각도를 시계방향 회전을 기준으로 0°~ 360°로 정하는 경우, 조작신호 분석모듈에서 좌표값이 0＜X축값(

) 이고, 0≤Y축값(

) 인 경우에, 좌표크기(JAmp)는

으로 산출되고, 좌표각도(JAng)는

으로 산출된다. 여기에서 상수 57.2957은 아크탄젠트에 의한 라디안값을 도(degree)값으로 환산하기 위한 것으로 정확하게는 180/π가 된다. 이러한 상수값의 적절한 변경은 당업자에게 자명하다.

한편, 좌표값이 0≤X축값 이고, 0＞Y축값 인 경우에는 좌표 거리 또는 크기(JAmp)는

으로 산출되고, 좌표각도(JAng)는

으로 산출된다.

한편, 좌표값이 0＞X축값 이고, 0≥Y축값 인 경우에는 좌표 거리 또는 크기(JAmp)는

으로 산출되고, 좌표각도(JAng)는

으로 산출된다.

한편, 좌표값이 0≥X축값 이고, 0＜Y축값 인 경우에는 좌표 거리 또는 크기(JAmp)는

으로 산출되고, 좌표각도(JAng)는

으로 산출된다.

한편, 좌표값이 X축값=0 이고, Y축값=0 인 경우에는 좌표 거리 또는 크 기(JAmp)는 0으로 산출되고, 좌표각도(JAng)는 0으로 산출된다.

이러한 좌표각도가 360으로 산출되는 경우에는, 360°가 0°와 동일한 의미이므로, 이때의 좌표각도는 0으로 산출된다.

다른 실시예로 좌표각도는 -180°~180°범위로 정할 수 있고, 또 다른 실시예로 다른 범위로 정할 수 있다.

한편, 보상축각도 산출모듈(122)은 작동될 액츄에이터를 선정하는 기준이 되는 보상축각도를 좌표각도와 하부프레임에 대한 상부선회체의 선회각도로부터 산출하는데, 보상축각도는 기준면과 상부선회체의 수평면의 사이에서 보상될 틸팅각을 형성하는 수평면 상의 틸팅 보상축과 기준면의 기준축 사이의 평면상 각도를 나타낸다. 여기에서 기준면은 경사진 상부선회체를 레벨링하기 위해 기준이 되는 면을 의미하고, 바람직하게는 중력방향에 수직인 면이다. 그리고 기준면의 기준축은 상부선회체를 틸팅 보상하기 위한 틸팅각을 이루는 기준이된다. 바람직하게, 기준축은 하부프레임의 정면방향축과 평면상으로 일치한다.

이러한 보상축각도는 상부선회체의 현재 선회각도를 포함하므로 틸팅의 기준을 하부프레임에서 상부선회체로 변경된다. 하나의 실시예에서, 보상축각도는“좌표각도 + 상부선회체의 선회각도”로 산출한다.

하나의 실시예에서, 선회각도의 기준이 되는 하부프레임의 전방방향 축과 기준면의 기준축의 방향이 일치하고, 좌표각도는 상부선회체의 정면방향인 양의 Y축을 기준으로 측정되며 선회각도와 동일부호는 동일방향, 반대부호는 반대방향으로 측정되는 각도로 의미하고, 기준축은 틸트축의 '×'형 교차 평면의 중심을 지나는 세로방향 수직축으로써 상측을 양의 방향으로 하고, 보상축각도는 좌표각도와 선회각도의 합으로 산출된다.

한편, 작동값 산출모듈(123)에서는 각 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부를 결정하며, 보상축각도와 좌표 거리 또는 크기(JAmp)를 고려하여 각 액츄에이터의 작동범위를 결정하는 작동값을 산출된다. 하나의 실시예에서 동일 틸트축 양측에 연결되는 액츄에이터를 동일한 작동범위로 서로 반대로 신장 또는 수축시키도록 제어하는 작동값을 산출한다.

하나의 실시예에서, 틸트축이 교차하는 '×'형 평면 상에서 틸트축을 기준으로 보상축각도의 범위에 따라 작동구간을 분할하여 작동값을 산출할 수 있다. 이 경우 작동값에서 양의 부호는 틸팅 조작신호에 따른 좌표방향에서의 보상하고자 하는 틸팅방향과 동일하게 액츄에이터가 작동되도록 하고 음의 부호는 반대로 작동되도록 한다. 즉 하향 틸팅 신호의 경우 틸팅조작방향에 있는 액츄에이터가 수축되도록 하고 상향 틸팅 신호의 경우 틸팅조작방향에 있는 액츄에이터가 신장되도록 작동된다.

여기에서, 액츄에이터들의 틸트축과의 결합지점들을 연결시켜 실질적으로 반지름 r인 원호를 그리면, 좌표 거리 또는 크기로부터 틸팅 보상될 틸팅 유닛의 전술한 원호상에서 최대 상승 또는 하강 길이 또는 높이를 산출할 수 있고, 이러한 틸팅 유닛의 전술한 원호상에서 최대 상승 또는 하강 길이 또는 높이를 h라고 하 면, 전술한 원호상의 원호의 길이와 상승 또는 하강 높이 간의 선형적인 비를 이용하여 개략적으로 아래와 같이 작동값을 구할 수 있다. 여기서 α는 보상축각도의 크기값이고, 틸팅 보상하고자하는 틸팅조작 입력장치의 조작 좌표의 방향으로 하향 틸팅되도록 조작하는 경우라면, 작동값의 양의 값은 액츄에이터를 수축시키도록 작동시키는 것을 의미하고 음의 값은 액츄에이터를 상승시키도록 작동시키는 것을 의미한다. 여기에서, A+, B+ 액츄에이터의 작동값은 A-, B- 액츄에이터의 작동값과 절대값이 같으나 부호가 달라 A-, B- 액츄에이터와 반대로 A+, B+ 액츄에이터를 신장 또는 수축시킨다. 다음의 실시예에서의 보상축각도 범위 선정과 작동값의 계산에서의 원호길이는 틸트축의 정밀한 교차각에 따라 다르게 설정할 수 있고, 이러한 변경은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

ⅰ) 상기 보상축각도가 -45°이상 45°미만, 즉 보상축각도 크기(α)가 -45≤α＜45 범위이면,

A+ 의 작동값(

)은

로부터

이고,

B-의 작동값(

)은

로부터

이다.

ⅱ) 상기 보상축각도가 45°이상 135°미만, 즉 보상축각도 크기(α)가 45≤α＜135 범위이면,

A+ 의 작동값(

)은

로부터

이고,

B-의 작동값(

)은

로부터

이다.

ⅲ) 상기 보상축각도가 135°이상 180°미만과 -180°이상 -135°미만 범위는 135°이상 225°미만 범위와 동일하므로, 보상축각도 크기(α)가 135≤α＜225 범위이면,

A+ 의 작동값(

)은

로부터

이고,

B-의 작동값(

)은

로부터

이다.

ⅳ) 상기 보상축각도가 -135°이상 -45°미만, 즉 보상축각도 크기(α)가 -135≤α＜-45 범위이면,

A+ 의 작동값(

)은

로부터

이고,

B-의 작동값(

)은

로부터

이다.

또한, 다른 하나의 실시예에서, 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 제1액츄에 이터와 제2액츄에이터의 배치의 특성에 따라, 도 13에 도시된 바와 같이, 상부선회체의 정면방향을 기준으로 하여 각각 45°의 간격을 가지는 작동구간(sector1 내지 sector8)으로 분할하고, 이 작동 구간에 따라 각 액츄에이터의 작동방향과 관계된 작동값을 산출한다.

보다 구체적으로 보상축각도의 크기에 따라 해당 작동 구간에서 각 액츄에이터의 배치 위치와 작동가능한 범위를 고려한 작동각도(CPer)를 정의하고, 이 작동각도(CPer)와 좌표 거리 또는 크기(JAmp)를 변수로 하여 각 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 다음과 같은 제어값으로 산출한다.

도 13에 따른 작동 구간에 따라 작동각도(CPer), A+, A- 액츄에이터의 제어값(AVCon) 및 B+, B- 액츄에이터의 제어값(BVCon)은 다음과 같이 산출된다. 여기에서 작동각도를 구하는데 있어서 50/45를 곱한 것은 45°범위의 각도값을 100범위로 환산하기 위한 것이고, 100범위로 환산하기 위해 작동구간별로 50을 필요에 따라 더하였다. 100범위로 환산됨에 따라, 작동구간을 고려하여 작동각도를 포함하여 보정한 값과 좌표 거리 또는 크기(JAmp)로부터 작동값을 결정하기 위해 좌표 거리 또는 크기(JAmp)를 100으로 나누었다. 이러한 수치의 선정은 다양하게 변경하여 적용할 수 있음은 자명하다.

작동 구간 1 : 0＜보상축각도(CAng)≤45 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄 에이터의 제어값(AVCon)는

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간2 : 45＜보상축각도(CAng)≤90 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간3 : 90＜보상축각도(CAng)≤135 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간4 : 135＜보상축각도(CAng)≤180 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간5 : 180＜보상축각도(CAng)≤225 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간6 : 225＜보상축각도(CAng)≤270 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+, B-(삭제) 액츄에 이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간7 : 270＜보상축각도(CAng)≤315 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

작동구간8 : 315＜보상축각도(CAng)≤359 범위일 때,

작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+, B-(삭제) 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

더하여, 보상축각도=0 일 때, 작동각도(CPer)는

으로 산출되고, A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)은

으로 산출되며, B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은

으로 산출된다.

이와 같이 산출된 A+, A- 액츄에이터의 제어값(AVCon)과 B+, B- 액츄에이터의 제어값(BVCon)은 0, 양수 또는 음수의 값을 가지게 된다. 이러한 제어값은 액츄에이터를 작동시키는 작동값으로 기능한다.

이때, 틸팅보상을 위한 틸팅 조작신호가 하향 틸팅조정을 의미하는 경우, 제어값(AVCon 또는 BVCon)이 양수인 경우에는 A+ 액츄에이터 또는 B+ 액츄에이터를 수축시킴과 동시에 A- 액츄에이터 또는 B- 액츄에이터를 신장시키는 것을 결정하는 의미가 있다. 한편, 음수인 경우에는 A+ 액츄에이터 또는 B+ 액츄에이터를 신장시킴과 동시에 A- 액츄에이터 또는 B- 액츄에이터를 수축시키는 것을 결정하는 의미가 있다.

즉, A+ 액츄에이터와 A- 액츄에이터는 서로 대향된 위치에 놓여 어느 한 액츄에이터가 신장하면, 이와 대응되게 나머지 한 액츄에이터가 수축하도록 설계되었으므로, 서로 작동길이는 동일하되, 단지 신장 또는 수축 여부가 서로 반대로 된다. 이러한 구성은 B+ 액츄에이터와 B- 액츄에이터에서도 동일하다. 따라서, 작동값으로써 제어값(AVCon, BVCon)이 정해지면, 이 제어값 또는 작동값의 부호에 따라 각 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부가 결정되고, 이 작동값의 크기에 따라 각 액츄에이터의 작동범위가 결정되는 것이다.

이하, 첨부 도면의 바람직한 실시예를 통하여, 본 발명에 따른 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법의 구성과 작용을 보다 구체적으로 살펴본다.

주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비되고 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하는 중장비의 레벨링 방법에 있어서,

(C) 상기 틸팅 조작신호에 따라 상기 기준면에 대하여 상기 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 상기 좌표 거리 또는 크기, 및 상기 보상축각도로부터 상기 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중 작동 대상으로 결정되는 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법에서 (A) 단계에서는, 위치 좌표값이 어느 하나의 좌표축에 대한 좌표각도와 원점에서의 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기로 표현되는 경우 위치 좌표값의 틸팅 조작신호로부터 좌표각도와 좌표 거리 또는 크기를 출력한다.

하나의 실시예에서 위치 좌표값이 상부선회체의 좌우방향을 X축,전후방향을 Y축으로 하는 좌표계의 X,Y 좌표값으로 표현되는 경우에는 X,Y 좌표값으로부터 어느 하나의 좌표축에 대한 좌표각도 및 원점으로부터 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 산출한다. 이 경우, 틸팅조작 입력장치의 위치를 상부선회체의 좌우방향을 X축, 전후방향을 Y축으로 이루어진 좌표에서 좌표값(X축값과 Y축값)으로 입력받는 단계와, 상기 좌표값(X축값과 Y축값)에 따라 틸팅조작 입력장치의 위치를 좌표의 원점에서의 길이인 좌표 거리 또는 크기와, 양의 Y축을 기준으로 하여 각도인 좌표각도로 산출하는 단계를 거쳐 이루어진다(s1 내지 s11). 좌표값(X축값과 Y축값)에 따라 틸팅조작 입력장치의 위치를 좌표의 원점에서의 길이인 좌표 거리 또는 크기와, 양의 Y축을 기준으로 하여 각도인 좌표각도로 산출하는 구체적 내용은 전술된 바와 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

게다가, 바람직하게는, 전술한 (A) 단계에서 출력되는 좌표 거리 또는 크기는 상부선회체의 보상될 상향 또는 하향 틸팅각 또는 보상될 상향 또는 하향 틸팅각에 따른 틸팅 보상축 상에서의 틸팅 유닛의 일측의 상승 또는 하강 길이에 대응한다.

한편, (B) 단계는 상기 좌표 거리 또는 크기(JAmp)가 0인 경우에는 상기 (A) 단계로 되돌아가 사용자의 조작명령이 없는 경우 액츄에이터의 작동값(AVCon, BVCon)을 0으로 하여 액츄에이터의 작동이 없는 상태에서, 사용자의 틸팅조작 입력장치의 조작에 따른 조작 명령의 대기 상태를 유지한다(s11 내지 s12).

만일, 틸팅조작 입력장치에서 조작 명령이 있어, 좌표 거리 또는 크기(JAmp)가 0이 아닌 경우에는 보상축각도를 좌표각도와 하부프레임에 대한 상부선회체의 선회각도로부터 산출한다. 구체적인 설명은 전술한 바를 참조한다.

하나의 실시예에서 “보상축각도 = 좌표각도 + 상부선회체의 선회각도”로 산출한다(s13).

한편, (C) 단계는 전술된 바에 따라 보상축각도에 따른 작동구간을 나눠, 각 작동구간별로 작동값, 예컨대 A+의 작동값(A⁺ _v), B-의 작동값(B^- _v)을 전술된 바에 따라 산출한다. 이에 대한 구체적인 산출 내용은 전술된 방법과 동일하므로 중복된 설명은 생략한다.

다른 하나의 실시예에 따라, (C) 단계는 전술된 바에 따라 보상축각도에 따른 작동구간을 나눠, 각 작동구간에서 작동각도(CPer), A+, A- 액츄에이터의 제어값(AVCon), B+, B- 액츄에이터의 제어값(BVCon)을 전술된 바에 따라 산출한다(s14 내지 s29). 이에 대한 구체적인 산출 내용은 전술된 방법과 동일하므로 중복된 설 명은 생략한다.

예컨대, 틸팅보상을 위한 틸팅 조작신호가 하향 틸팅조정을 의미하는 경우에는, 상기와 같이 산출된 A+, A- 액츄에이터의 제어값(AVCon), B+, B- 액츄에이터의 제어값(BVCon)이 양수이면 A+, B+ 액츄에이터는 해당 작동값의 크기 만큼 수축하고, A-, B- 액츄에이터는 신장하도록 작동 명령을 전송하며, 음수이면 A+, B+ 액츄에이터를 해당 작동값의 크기 만큼 신장하고, A-, B- 액츄에이터는 수축하도록 작동 명령을 전송한다(s30). 틸팅 조작신호에 따라 틸팅조작 좌표방향에서 하향 틸팅보상되는 경우에는 양의 값은 액츄에이터가 수축하도록, 음의 값은 신장하도록 작동명령을 전송하게 된다.

이상에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예들을 중심으로 구체적으로 설명되었다. 첨부된 도면 및 전술한 실시 예들은 본 발명에 대한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것이므로, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음은 자명하다. 그러므로, 전술한 실시 예들은 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 실시 예들이 아닌 첨부된 특허청구범위에 기재된 발명에 따라 해석되어야 하고, 그 범위는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변경, 대안, 균등물을 포함한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 중장비를 개략적으로 도시한 사시도,

도 2는 본 발명이 적용되는 틸트 유닛을 개략적으로 도시한 사시도,

도 3은 본 발명이 적용되는 액츄에이터의 장착구조를 설명하기 위한 틸트 유닛의 평면도,

도 4a는 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 스윙베어링 장착플레이트를 개략적으로 도시한 사시도,

도 4b는 도 4a에 나타낸 B-B선 단면도,

도 5는 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 틸트플레이트의 부분 분해 사시도,

도 6a는 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 사시도,

도 6b는 도 6a에 나타낸 A-A선 단면도,

도 7a는 도 2에 도시한 틸트축 A를 기준으로 도시한 단면도, 도 7b는 도 2에 도시한 틸트축 A를 기준으로 도시한 단면도,

도 8은 본 발명이 적용되는 틸팅 유닛의 일 실시예에 따른 사용상태도,

도 9a 내지 9d는 전후좌우 지면의 경사에 대하여 레벨링을 유지하는 중장비의 사용상태도.

도 10는 본 발명이 적용되는 하부프레임과 틸팅 유닛을 간략히 나타낸 평면도.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 틸팅조작 입력부의 좌표를 나타낸 도면.

도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 틸팅조작 입력부의 좌표값 변환 과정을 나타내는 흐름도.

도 13는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작동값 산출의 작동구간을 나타낸 도면.

도 14은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작동값의 산출과정을 나타내는 흐름도.

도 15은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템을 도시한 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3: 상부프레임 4:트랙 섀시

9: 스윙베어링 10: 하부주행체

11: 제1 액츄에이터 12: 제2 액츄에이터

13: 제1 샤프트 20: 스윙베어링 장착플레이트

24: 스윙베어링 장착플레이트의 피봇지지부 25: 제2 피스톤 홀더

30: 틸트플레이트 34: 제1 피봇홀더

39: 제2 피봇홀더 40: 지지플레이트

44: 지지플레이트의 피봇지지부 45: 제1 피스톤홀더

110 : 틸팅조작 입력장치 120 : 제어부

Claims

주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비되고 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하는 중장비의 레벨링 시스템에 있어서,

상기 상부선회체의 선회각도를 감지하여 상기 선회각도에 대한 신호를 전송하는 선회각도 감지부;

사용자에 의해 조작된 위치에 따라 상기 상부선회체의 좌우방향 및 전후방향을 좌표축으로 하는 좌표 상에서의 좌표값에 상응하는 틸팅 조작신호를 생성하여 전송하는 틸팅조작 입력부; 및

상기 틸팅 조작신호에 따라 기준면에 대하여 상기 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 전송받은 상기 틸팅 조작신호의 좌표값과 상기 상부선회체의 선회각도를 이용하여 상기 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중의 작동대상을 결정하고 작동 대상인 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는:

상기 좌표값으로부터 좌표각도 및 원점에서 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크 기를 출력하는 조작신호 분석모듈;

상기 좌표각도와 상기 하부프레임에 대한 상기 상부선회체의 선회각도로부터, 상기 기준면과 상기 상부선회체의 수평면의 사이에서 보상될 틸팅각을 형성하는 상기 수평면 상의 틸팅 보상축과 상기 기준면의 기준축 사이의 평면상 각도를 나타내는 보상축각도를 산출하는 보상축각도 산출모듈; 및

상기 좌표 거리 또는 크기 및 상기 보상축각도로부터 작동 대상인 액츄에이터의 작동값을 산출하는 작동값 산출모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템.
청구항 2에 있어서,

상기 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터는 평면상 서로 '×'형으로 실질적으로 직교하는 틸트축이 시소운동하도록 각 틸트축의 양측에 결합되며,

상기 조작신호 분석모듈이 출력하는 상기 좌표 거리 또는 크기는 상기 상부선회체의 보상될 상향 또는 하향 틸팅각 또는 상기 보상될 상향 또는 하향 틸팅각에 따른 상기 틸팅 보상축 상에서 상기 틸팅 유닛의 일측의 상승 또는 하강 길이에 대응하고,

상기 작동값 산출모듈은 동일 틸트축 양측에 연결되는 액츄에이터를 동일한 작동범위로 서로 반대로 신장 또는 수축시키도록 제어하는 작동값을 산출하는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 시스템.
주행수단이 구비되는 하부프레임과 운전실이 구비되는 상부선회체의 사이에 결합되어 상부선회체를 틸팅하도록 액츄에이터로 작동되는 틸팅 유닛이 구비되고 상부선회체가 틸팅 유닛에 대하여 선회하는 중장비의 레벨링 방법에 있어서,

(A) 틸팅조작 입력장치의 조작에 따라 생성되는 위치 좌표값에 상응하는 틸팅 조작신호를 전송받아, 상기 좌표값으로부터 상기 상부선회체의 좌우방향 및 전후방향을 좌표축으로 하는 좌표 상에서의 좌표각도와 원점에서 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 산출하는 단계;

(B) 기 파악된 상기 하부프레임에 대한 상기 상부선회체의 선회각도와 상기 좌표각도로부터, 기준면과 상기 상부선회체의 수평면의 사이에서 보상될 틸팅각을 형성하는 상기 수평면 상의 틸팅 보상축과 상기 기준면의 기준축 사이의 평면상 각도를 나타내는 보상축각도를 산출하는 단계; 및

(C) 상기 틸팅 조작신호에 따라 상기 기준면에 대하여 상기 상부선회체를 틸팅시키기 위하여, 상기 좌표 거리 또는 크기, 및 상기 보상축각도로부터 상기 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터들 중 작동 대상으로 결정되는 액츄에이터의 신장 또는 수축 여부와 작동범위를 결정하는 작동값을 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법.
청구항 4에 있어서, 상기 (A) 단계는,

상기 위치 좌표값이 어느 하나의 좌표축에 대한 좌표각도와 원점에서의 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기로 표현되는 경우 상기 위치 좌표값의 틸팅 조작신호로부터 상기 좌표각도와 좌표 거리 또는 크기를 출력하고,

상기 좌표값이 상기 상부선회체의 좌우방향을 X축,전후방향을 Y축으로 하는 좌표계의 X,Y 좌표값으로 표현되는 경우 X,Y 좌표값으로부터 어느 하나의 좌표축에 대한 좌표각도 및 원점으로부터 좌표점까지의 좌표 거리 또는 크기를 산출하는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법.
청구항 5에 있어서,

상기 틸팅 유닛의 중심에서 방사상으로 위치된 액츄에이터는 평면상 서로 '×'형으로 실질적으로 직교하는 틸트축이 시소운동하도록 하나의 틸트축 양측에 결합되는 A+ 액츄에이터와 A- 액츄에이터, 및 다른 하나의 틸트축 양측에 결합되는 B+ 액츄에이터와 B- 액츄에이터이고,

상기 (A) 단계에서 출력되는 상기 좌표 거리 또는 크기는 상기 상부선회체의 보상될 상향 또는 하향 틸팅각 또는 상기 보상될 상향 또는 하향 틸팅각에 따른 상기 틸팅 보상축 상에서의 상기 틸팅 유닛의 일측의 상승 또는 하강 길이에 대응하고,

상기 (C) 단계에서, 동일 틸트축 양측에 연결되는 각 액츄에이터를 동일한 작동범위로 서로 반대로 신장 또는 수축시키도록 제어하는 작동값이 산출되는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법.
청구항 6에 있어서,

상기 선회각도의 기준이 되는 상기 하부프레임의 전방방향 축과 상기 기준면의 기준축의 방향이 일치하고,

상기 좌표각도는 상기 상부선회체의 정면방향인 양의 Y축을 기준으로 측정되며 상기 선회각도와 동일부호는 동일방향, 반대부호는 반대방향으로 측정되는 각도로 의미하고,

상기 기준축은 상기 틸트축의 '×'형 교차 평면의 중심을 지나는 세로방향 수직축으로써 상측을 양의 방향으로 하고,

상기 보상축각도는 상기 좌표각도와 상기 선회각도의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 (C) 단계는,

상기 '×'형 교차 평면에서 상기 틸트축을 기준으로 상기 보상축각도의 범위에 따라 작동구간을 분할하고,

상기 기준축의 좌상측에서 우하측 방향으로 배치된 틸트축의 좌상측 액츄에이터를 A+, 상기 기준축의 우상측에서 좌하측 방향으로 배치된 틸트축의 우상측 액츄에이터를 B- 라고 하는 경우에 A- 및 B+ 액츄에이터는 각각 A+ 및 B- 액츄에이터와 반대로 신장 또는 수축되도록 제어되며,

상기 작동값에서 양의 부호는 상기 틸팅 조작신호에 따른 좌표방향에서의 보상하고자 하는 틸팅방향과 동일하게, 즉 하향 틸팅 신호의 경우 액츄에이터가 수축되도록 하고 상향 틸팅 신호의 경우 액츄에이터가 신장되도록, 작동하도록 하고 음의 부호는 반대로 작동하도록 하고,

상기 좌표 거리 또는 크기로부터, 상기 액츄에이터들의 상기 틸트축과의 결합지점들이 연결되는 실질적으로 반지름 r인 원호상에서 틸팅 보상될 상기 틸팅 유닛의 최대 상승 또는 하강 길이(h)를 산출하고,

ⅰ) 상기 보상축각도가 -45°이상 45°미만, 즉 보상축각도 크기(α)가 -45≤α＜45 범위이면,

A+의 작동값(
)은
로부터
이고,

B-의 작동값(
)은
로부터
이고,

ⅱ) 상기 보상축각도가 45°이상 135°미만, 즉 보상축각도 크기(α)가 45≤α＜135 범위이면,

A+의 작동값(
)은
로부터
이고,

B-의 작동값(
)은
로부터
이고,

ⅲ) 상기 보상축각도가 135°이상 180°미만과 -180°이상 -135°미만 범위는 135°이상 225°미만 범위와 동일하므로, 보상축각도 크기(α)가 135≤α＜225 범위이면,

A+ 의 작동값(
)은
로부터
이고,

B-의 작동값(
)은
로부터
이고,

ⅳ) 상기 보상축각도가 -135°이상 -45°미만, 즉 보상축각도 크기(α)가 -135≤α＜-45 범위이면,

A+ 의 작동값(
)은
로부터
이고,

B-의 작동값(
)은
로부터
인

것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법.
청구항 7에 있어서, 상기 (C) 단계는,

상기 '×'형 교차 평면에서의 상기 틸트축, 상기 기준축 및 상기 기준축에 수직이고 교차중심을 지나는 수평축을 기준으로 상기 보상축각도의 범위에 따라 상기 각 액츄에이터의 작동구간을 8등분하고, 상기 0~360까지의 보상축각도(CAng)로부터 상기 액츄에이터의 위치 구간에에 따라 작동범위를 한정하기 위한 작동각도(CPer)를 산출하며, 상기 작동각도와 상기 좌표 거리 또는 크기에 근거하여 상기 A+, A- 액츄에이터의 제어값(AVCon)과, 상기 B+, B- 액츄에이터의 제어값(BVCon)을 작동값으로 산출하고, A- 및 B- 액츄에이터의 제어값은 A+ 및 B+ 액츄에이터의 제어값과 반대이고,

(C1) 0＜보상축각도(CAng)≤45 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계;

(C2) 45＜보상축각도(CAng)≤90 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계;

(C3) 90＜보상축각도(CAng)≤135 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계;

(C4) 135＜보상축각도(CAng)≤180 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을

으로 산출하는 단계;

(C5) 180＜보상축각도(CAng)≤225 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계;

(C6) 225＜보상축각도(CAng)≤270 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계;

(C7) 270＜보상축각도(CAng)≤315 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계;

(C8) 315＜보상축각도(CAng)≤359 범위이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)을
으로 산출하는 단계; 및

(C9) 보상축각도(CAng)=0 이면,

작동각도(CPer)는
으로 산출하고,

상기 A+ 액츄에이터의 제어값(AVCon)을
으로 산출하며,

상기 B+ 액츄에이터의 제어값(BVCon)은
으로 산출하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중장비의 매뉴얼 레벨링 방법.