KR20090103088A - 굴삭기의 안전 조종 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

굴삭기의 우회전 스윙 모션 또는 후진 동작시 후방 장애물을 감지하고 감지 결과를 기초로 하여 굴삭기를 안전하게 조종할 수 있도록 하는 제어하는 방법 및 그 장치가 제공된다. 굴삭기가 회전 스윙 모션 동작하거나 후진 동작하는 지를 판단한다. 상기 굴삭기가 회전 스윙 모션 동작하거나 후진 동작하는 경우 상기 굴삭기의 후방에 장애물이 존재하는 지를 감지한다. 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 지의 여부에 따라 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 제어한다.

Description

굴삭기의 안전 조종 제어 방법 및 그 장치{Method and apparatus for controlling safety operation of excavator}

본 발명은 굴삭기에 관한 것으로서, 굴삭기의 우회전 스윙 모션 또는 후진 동작시 후방 장애물을 감지하고 감지 결과를 기초로 하여 굴삭기를 안전하게 조종할 수 있도록 하는 제어하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

굴삭기의 구조는 위와 같으며, 크게 4자유도로 구성되어 있다. 이러한 굴삭기는 유압을 이용하여 큰 힘을 내는 건설 장비로 건설 현장에서 운전자의 실수로 인한 인명사고가 빈번히 발생하고 있다. 이는 굴삭기 조종자가 후방에 대한 상황을 정확히 판단하지 못하기 때문이다. 인명사고는 특히 굴삭기의 후방 주행 시, 또는 스윙 모션 시 후방 엔진 룸이 사람을 치는 경우가 대부분이다.

본 발명은 이와 같이 종래의 제품의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 굴삭기의 우회전 스윙 모션 또는 후진 동작시 후방 장애물을 감지하고 감지 결과를 기초로 하여 굴삭기를 안전하게 조종할 수 있도록 하는 제어하는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 방법은 굴삭기가 회전 스윙 모션 동작하거나 후진 동작하는 지를 판단하는 단계; 상기 굴삭기가 회전 스윙 모션 동작하거나 후진 동작하는 경우 상기 굴삭기의 후방에 장애물이 존재하는 지를 감지하는 단계; 및 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 지의 여부에 따라 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 경우, 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 정지시키고, 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 경우, 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 유지시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 경우, 경고음을 발생한다.

본 발명의 다른 양상에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 장치는 상부 선회체 및 하부 주행체를 구비하는 굴삭기에 있어서, 상기 굴삭기의 상부 선회체 또는 하부 주행체에 설치되어 상기 굴삭기의 상부 선회체에 의한 회전 스윙 모션 동작 또는 상기 굴삭기가 후진 동작하는 경우 후방에 장애물이 있는 지의 여부를 감지하여 감지 결과 신호를 발생하는 장애물 감지 센서; 및 상기 장애물 감지 센서로부터의 상기 감지 결과 신호에 따라 상기 상부 선회체의 회전 동작 및 상기 하부 주행체의 후진 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 장애물 감지 센서의 감지 결과 상기 후방에 장애물이 있는 경우, 상기 제어부는 상기 굴삭기의 상부 선회체의 회전 또는 상기 하부 주행체의 후진을 정지시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 굴삭기의 안전 조종 제어 장치는 작업자의 선택에 따라 굴삭기 동작 제어 신호를 발생하는 동작 레버; 및 상기 굴삭기 동작 제어 신호가 우회전 스윙 모션 신호인 경우 상기 굴삭기의 상부 선회체를 회전시키고, 상기 굴삭기 동작 제어 신호가 후진 동작 신호인 경우 상기 굴삭기의 하부 주행체를 후진시키는 유압 구동 모듈; 및 상기 후방에 장애물이 있는 것으로 감지된 경우, 제어부의 제어하에 경고음을 발생하는 경고음 발생부를 더 포함한다.

후방 거리 센서에 의해 장애물이 감지되면 굴삭기 우회전 스윙 모션의 정지는 유압 밸브 컨트롤에서 시퀀스 제어에 의한 방법을 적용할 수 있다. 후방 장애물 감지 센서에 의해 장애물이 감지되면 속도 제어를 하고 있던 레버에 의해 더 이상 굴삭기는 동작이 되지 않으며, 레버를 원위치시키고 다시 작동시켜야 구동이 이루어지는 알고리즘을 적용하여 안전성을 확보할 수 있다. 또한 장애물이 감지되었을 경우에는 경고 벨 소리가 작동되어 주변 사람에게 이를 알려 상해를 입지 않도록 주의를 환기시킬 수 있다.

도 1은 굴삭기의 구조를 나타낸 측면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호와 설명>

100: 굴삭기

110: 상부 선회체

120: 하부 주행체

210: 동작 레버

220: 장애물 감지 센서

230: 제어부

240: 경고음 발생부

250: 유압 구동 모듈

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 굴삭기의 안전 조정 제어 장치 및 그 방법을 상세하게 설명한다.

도 1은 굴삭기(100)의 구조를 나타낸 측면도이다. 상기 굴삭기(100)는 상부 선회체(110) 및 하부 주행체(120)를 구비한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 장치는 동작 레버(210), 장애물 감지 센서(220), 제어부(230), 경고음 발생부(240), 및 유압 구동 모듈(250)을 포함한다.

동작 레버(210)는 작업자의 선택에 따라 굴삭기 동작 제어 신호를 발생한다. 작업자는 4 자유도의 굴삭기를 조종하기 위하여 조종석에서 양손으로 조작할 수 있는 동작 레버(210)를 사용한다. 이는 단순 기계식 레버로서 실린더 구동의 속도 제어만을 하고 있다.

유압 구동 모듈(250)은 상기 굴삭기 동작 제어 신호가 우회전 스윙 모션 신호인 경우 상기 굴삭기(100)의 상부 선회체(110)를 회전시키고, 상기 굴삭기 동작 제어 신호가 후진 동작 신호인 경우 상기 굴삭기(100)의 하부 주행체(120)를 후진시킨다.

장애물 감지 센서(220)는 상기 굴삭기(100)의 상부 선회체(110) 또는 하부 주행체(120)에 설치되어 상기 굴삭기(100)의 상부 선회체(110)에 의한 우회전 스위 모션 동작 또는 상기 굴삭기(100)가 후진 동작하는 경우 후방의 일정 거리 안에 사람이 포함한 장애물이 있는 지의 여부를 감지하여 감지 결과 신호를 발생한다. 상기 장애물 감지 센서(220)로는 초음파 거리 센서와 같은 거리 센서가 사용될 수 있다.

제어부(230)는 상기 장애물 감지 센서(220)로부터의 상기 감지 결과 신호에 따라 상기 상부 선회체(110)의 회전 동작 및 상기 하부 주행체(120)의 후진 동작을 제어한다. 상기 장애물 감지 센서(220)의 감지 결과 상기 후방에 장애물이 있는 경우, 상기 제어부(230)는 상기 굴삭기(100)의 상부 선회체(110)의 회전 또는 상기 하부 주행체(120)의 후진을 정지시킨다.

경고음 발생부(240)는 상기 후방에 장애물이 있는 것으로 감지된 경우, 제어부(230)의 제어하에 경고음을 발생하여 주변 사람에게 이를 알려 상해를 입지 않도록 주의를 환기시킨다.

이러한 장애물 감지 센서(220)를 부착하여 조종자가 작업 레버를 움직이더라도 굴삭기(100)의 유압 밸브 시스템(도시안됨)에서 이를 감지하여 자동으로 굴삭기가 멈추도록 설계한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.

제어부(230)는 굴삭기(100)가 상부 선회체(110)에 의한 우 회전 스윙 모션 동작하였는 지의 여부를 판단한다(단계 S302).

단계 S302의 판단 결과, 상기 굴삭기(100)가 우 회전 스윙 모션 동작을 하는 경우, 장애물 감지 센서(220)는 후방의 일정 거리 안에 사람이 포함한 장애물이 있는 지를 감지한다(단계 S304).

단계 S304의 판단 결과, 후방의 일정 거리 안에 사람이 포함한 장애물이 있는 것으로 감지된 경우, 제어부(230)는 상기 상부 선회체(110)에 의한 우 회전 스윙 모션 동작을 정지시키는 동시에, 경고음 발생부(240)를 통하여 경고음을 발생하여 주변 사람에게 이를 알려 상해를 입지 않도록 주의를 환기시킨다.

단계 S302의 판단 결과, 상기 굴삭기(100)가 우 회전 스윙 모션 동작을 하지 않는 경우, 제어부(230)는 상기 굴삭기(100)가 후진 동작을 하는 지를 판단한다(단계 S310).

단계 S310의 판단 결과, 상기 굴삭기(100)가 후진 동작을 하는 경우,

장애물 감지 센서(220)는 후방에 장애물이 있는 지를 감지한다(단계 S312).

단계 S312의 판단 결과, 상기 굴삭기(100)의 후방에 장애물이 없는 경우, 상기 굴삭기(100)의 후진 동작을 유지시킨다(단계 S314).

이와는 달리, 상기 굴삭기(100)의 후방에 장애물이 있는 것으로 감지된 경우, 제어부(230)는 유압 구동 모듈(250)을 제어하여 상기 굴삭기(100), 구체적으로는 하부 주행체(120)의 후진을 정지시키도록 하는 것과 동시에, 경고음 발생부(240)를 통하여 경고음을 발생하여 주변 사람에게 이를 알려 상해를 입지 않도록 주의를 환기시킨다(단계 S316).

단계 S308 또는 단계 S316을 수행한 후, 작업자는 동작 레버(210)를 원 위치로 하고, 작업자의 주위 환경을 파악한 후 상기 굴삭기(100)가 구동 가능한 상태인 지를 판단한다(S318).

단계 S318의 판단 결과 상기 굴삭기(100)가 구동 가능한 상태인 경우, 작업자의 우 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 포함한 굴삭기의 재작동을 수행한다(S320). 하지만, 상기 굴삭기(100)가 구동 불가능한 상태인 경우, 다른 링크의 구동에 의하여 장애물을 회피 구동을 수행한다(S322).

본 발명에 따른 굴삭기의 안전 조종 제어 방법 및 그 장치는 굴삭기를 포함한 건설 장비에 적용될 수 있다.

Claims (6)

1. 굴삭기가 회전 스윙 모션 동작하거나 후진 동작하는 지를 판단하는 단계;

   상기 굴삭기가 회전 스윙 모션 동작하거나 후진 동작하는 경우 상기 굴삭기의 후방에 장애물이 존재하는 지를 감지하는 단계; 및

   상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 지의 여부에 따라 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 제어하는 단계를 포함하는 굴삭기의 안전 조종 제어 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 경우, 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 정지시키고, 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 경우, 상기 굴삭기의 회전 스윙 모션 동작 또는 후진 동작을 유지시키는 굴삭기의 안전 조종 제어 방법.
3. 제1 항에 있어서, 상기 굴삭기의 후방에 상기 장애물이 존재하는 경우, 경고음을 발생하는 굴삭기의 안전 조종 제어 방법.
4. 상부 선회체 및 하부 주행체를 구비하는 굴삭기에 있어서,

   상기 굴삭기의 상부 선회체 또는 하부 주행체에 설치되어 상기 굴삭기의 상부 선회체에 의한 회전 스윙 모션 동작 또는 상기 굴삭기가 후진 동작하는 경우 후방에 장애물이 있는 지의 여부를 감지하여 감지 결과 신호를 발생하는 장애물 감지 센서; 및

   상기 장애물 감지 센서로부터의 상기 감지 결과 신호에 따라 상기 상부 선회체의 회전 동작 및 상기 하부 주행체의 후진 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 굴삭기의 안전 조종 제어 장치.
5. 제4 항에 있어서, 상기 장애물 감지 센서의 감지 결과 상기 후방에 장애물이 있는 경우, 상기 제어부는 상기 굴삭기의 상부 선회체의 회전 또는 상기 하부 주행체의 후진을 정지시키는 굴삭기의 안전 조종 제어 장치.
6. 제4 항에 있어서, 작업자의 선택에 따라 굴삭기 동작 제어 신호를 발생하는 동작 레버; 및

   상기 굴삭기 동작 제어 신호가 우회전 스윙 모션 신호인 경우 상기 굴삭기의 상부 선회체를 회전시키고, 상기 굴삭기 동작 제어 신호가 후진 동작 신호인 경우 상기 굴삭기의 하부 주행체를 후진시키는 유압 구동 모듈; 및

   상기 후방에 장애물이 있는 것으로 감지된 경우, 상기 제어부의 제어 하에 경고음을 발생하는 경고음 발생부를 더 포함하는 굴삭기의 안전 조종 제어 장치.