KR20090119756A - 대형 매니풀레이터 - Google Patents

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KR20090119756A
KR20090119756A KR1020097015938A KR20097015938A KR20090119756A KR 20090119756 A KR20090119756 A KR 20090119756A KR 1020097015938 A KR1020097015938 A KR 1020097015938A KR 20097015938 A KR20097015938 A KR 20097015938A KR 20090119756 A KR20090119756 A KR 20090119756A
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쿠르트 라우
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푸츠마이스터 콘크리트 펌프스 게엠베하
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Abstract

본 발명은 대형 매니풀레이터에 관한 것으로, 특히 수직 회전축(18) 주위에서 피벗회전할 수 있도록 프레임, 특히 새시(10) 상에 배열된 붐 베이스(16)를 가진 트럭-장착식 콘크리트 펌프에 관한 것이다. 대형 매니풀레이터는 관절식 붐의 회전 및 관절의 축의 구동 유닛을 제어하기 위한 제어 장치를 포함하며, 관절식 붐의 붐 팁으로부터 관절식 붐과 같이 하향으로 매달린, 바람직하게 터미널 호스(50)로 구성된 매달린 요소를 포함하며, 리모트 컨트롤은 매달린 요소(50) 상에 탈착가능하게 고정된 하우징(30) 내에 수용된 하나 이상의 기울기 센서(52, 54)를 가진다. 본 발명은, 2개의 기울기 센서(52, 54)가 하우징(30) 내에 수용되며, 매달린 요소 축(32)에 대해 평행한 축에 대해 그리고 서로에 대해 90°의 각도로 만곡되는 것을 특징으로 한다. 하우징(30)의 정확한 방향설정을 허용하기 위하여 하우징은 하우징(30) 내에 하나 이상의 기울기 센서의 방향설정을 나타내는 마크(47)를 가진다.

Description

대형 매니풀레이터{LARGE MANIPULATOR}
본 발명은 대형 매니풀레이터에 관한 것으로, 특히, 프레임, 특히 새시 상에 배열되며 하나 이상의 구동 유닛에 의해 수직 회전축 주위에서 회전할 수 있는 마스트 베이스를 포함하고, 2개 이상의 마스트 암으로 구성된 관절식 마스트를 포함하고, 상기 마스트 암은 그 외의 다른 구동 유닛에 의해 서로에 대해 평행한 수평 관절 축 주위에서 마스트 베이스 또는 인접한 마스트 암에 대해 제한된 방식으로 피벗회전가능하고, 마스트 팁으로부터 하향 매달린 진자 요소를 포함하며, 제어 장치 내에 배열된 셋팅 요소를 포함하며, 셋팅 요소의 출력 신호에 응답하고 마스트 팁의 현재 위치에 대해 셋팅 요소에 의해 디스플레이되는 조절 경로에 따라서 관절식 마스트의 관절 및 회전축의 구동 유닛을 작동시키는 컴퓨터-보조 좌표 센서를 포함하고, 이에 따라 마스트 팁이 진자 요소의 공간적 움직임을 뒤따를 수 있는 콘크리트 펌프 트럭에 관한 것이다.
이러한 타입의 대형 매니풀레이터는 적합한 지지부가 제공된다면 심지어 관절식 마스트의 신장된 수평 위치에서 마스트 베이스의 전체 360° 피벗 회전 범위 에 따라 이용될 수 있는, 콘크리트 펌프 트럭, 믹서 펌프, 스프레이 로봇 및 이와 유사한 것과 같은 작업 장치로 이해되어진다. 조작자는 바람직하게 단부 호스로 구성된, 관절식 마스트의 최종 암 상에 배열된 진자 요소를 배열하고, 대형 매니풀레이터를 제어할 필요가 있다.
원격 제어 요소를 가진 콘크리트 펌프 트럭과 같이 구성된 대형 매니풀레이터의 경우, EP-0 715 673 B2호에 공지된 바와 같이 조작자는 손으로 단부 호스로 구성된 진지 요소를 콘크리트 타설 위치로 안내하고, 자동적으로 마스트 팁은 이러한 위치로 상기 요소를 안내한다. 이를 위해, 신호 전송 링크가 제공되며, 상기 신호 전송 링크를 이용하여 마스트 팁이 조작자에 의해 이동되며, 컴퓨터의 도움으로 조절 경로가 단부 호스에 의해 사전결정된다. 셋팅 요소는 탈착가능한 방식 및/또는 높이-조절가능한 방식으로 이동식 단부 호스 상에 배열된 방향-민감성 기울기 센서로 구성된다. 기울기 센서의 방향 민감성(direction sensitivity)은 2-축 기울기 선세를 이용함으로써 구현된다. 기울기 센서는 측정된 기울기 방향에 의존하는 조절 경로 신호 및 측정된 기울기 각도에 의존하는 마스트 팁의 움직임을 위한 속도 신호를 출력하기 위한 평가 일렉트로닉스를 가진다. 기울기 센서는 마스트 팁에 대해 토크를 견디는 방식(torque-proof manner)으로 단부 호스로 부착된 하우징 내에 위치된다. 이러한 수단으로 인해, 단부 호스가 편향 또는 기울기의 각도에 의존하는 속도에서 편향될 때 편향 방향에 대당하는 방향으로 마스트 팁을 이동시킬 수 있다.
이로부터, 본 발명은 진자 요소(pendulum element) 상에서 제어 장치의 위치 설정을 용이하고 단순하게 하며, 진자 요소 상의 제 위치에 고정된 제어 장치를 포함한 대형 매니풀레이터를 개선시키는 데 기초한다.
이러한 목적을 구현하기 위하여, 청구항 제 1 항 및 제 8항에 언급된 특징들의 조합이 제안된다. 본 발명의 선호되는 실시예 및 추가 개선점은 종속항으로부터 명확해진다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라, 콘크리트 펌프 트럭으로 구성된 대형 매니풀레이터의 관절식 마스트는 콘크리트 분배기와 같이 구성되며, 콘크리트 공급 라인은 마스트 암에 의해 안내되며, 상기 공급 라인은 이의 단부에서 진자 요소를 형성하고 마스트 팁으로부터 매달린 단부 호스로 개방된다.
본 발명의 제 1 선호되는 실시예에 따라서, 진자 요소 축에 대해 평행한 축 주위에서 서로에 대해 90°의 각도로 각을 형성하는 2개의 기울기 센서는 하우징의 내부에 배열되며, 이에 따라 하우징은 하우징 내에서 하나 이상의 기울기 센서의 방향을 나타내는 마킹을 추가적으로 가진다. 바람직하게, 기울기 센서가 하우징의 내부에 매립된 지지 플레이트의, 서로에 대해 90°의 각도로 배열된 2개의 수용 부분 상에 배열된다면, 지지 플레이트는 해당 일렉트로닉스를 수용하는 그 외의 다른 수용 부분을 가진다. 이에 따라, 상기 일렉트로닉스는 기울기 센서의 아웃풋과 연결되며, 특히 온-보드 컴퓨터의 좌표 센서로 신호를 전송하고 처리하기 위해 제공된다.
본 발명의 그 외의 다른 선호되는 실시예에 따라, 수용 부분 상에 위치된 부분을 가진 강성의 지지 플레이트는 공간-절약식 방식으로 엘라스토머 재료로 구성된 하우징 내에 매립된다. 바람직하게, 벨트는 서로 이격된 하우징의 2개의 단부 상에 배열되거나 또는 이 위에 형성되며, 상기 벨트를 이용하여 하우징은 센서 벨트의 방식으로 단부 호스 상의 제 위치에 고정될 수 있으며, 이에 따라 이는 회전하거나 또는 이동이 불가능할 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따르는 마킹은 관절식 마스트의 신장 방향으로 방향설정되고 하우징 표면상에 배열된 라인 마킹으로 구성된다. 이와 같은 방식으로, 2개의 기울기 센서는 방향-민감성(direction-sensitive)이며, 즉 2개의 기울기 센서는 신장 방향 그리고 이에 대해 비스듬한 방향으로 진자 요소의 편향에 대해 응답하며, 이에 따라 해당 평가 일렉트로닉스와 함께 조절 경로 신호를 발생시키는데 적합하다. 게다가, 측정된 기울기 각도에 의존하는 속도 신호는 마스트 팁의 운동을 위해 생성될 수 있다.
작동 신뢰성을 위해, 관절 마스트의 구동 유닛과 마스트 기저부는 조합하여 제어되며, 동시에 사전정해진 수평 평면 내에서 마스트 팁의 높이가 유지된다. 이와 같은 방식으로, 마스트 팁은 기저 위의 특정 높이에 유지되도록 진자 요소 상의 셋팅 요소를 뒤따른다. 게다가, 마스트 팁은 예를 들어 ± 50 cm의 사전정해진 최소 편향에서만 뒤따른다(follow). 추가적으로, 수동 조작식 높이 조절 요소는 마스트 팁의 높이를 조절하기 위해 센서 벨트 상에 제공될 수 있다.
본 발명에 따르는 제 2의 대안의 변형 실시예에 있어서, 제어 장치는 셋팅 요소와 같이 진자 요소 상의 제 위치에 고정되는 제 1의 3-차원 관성 센서 및 프레임-고정된 진자 요소의 좌표를 측정하기 위한 기준 요소로 프레임 상의 제 위치에 고정된 제 2의 30차원 관성 센서를 가지며, 좌표 센서는 관절 및 회전축의 구동 유닛에 대해 제어 신호를 형성하는, 2개의 관성 센서에 의해 생성된 출력 데이터에 응답한다. 이러한 수단에 따라, 제어 상치는, 중요하지 않은, 기울기 센서를 이용할 때 필요한 이동 및 회전을 방지하기 위하여 진자 요소 상에 고정된다. 게다가, 관성 센서로 인해, 기울기 센서를 이용할 때 마스트 제어의 부정확성을 야기할 수 있는 단부 호스의 특정 트위스팅(twisting)이 야기될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따르는 관성 센서는 자유도의 수치에 해당하는 개수의 중력 센서 또는 자이로스코프 유닛을 가진다.
본 발명의 그 외의 다른 선호되는 실시예에 따라서, 콘크리트 펌프의 공급량 레귤레이터(feed amount regulator)를 작동시키기 위한 그 외의 다른 셋팅 요소가 제공되며, 추가 셋팅 요소는 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 하우징 내에 배열되고, 신호 링크에 의해 콘크리트 펌프와 연결되며, 이에 따라 바람직하게 입력 측부 상에서 접촉 없이 외부 작동 기관과 통신한다. 이러한 방식에 따라, 조작자가 단부 호스로부터 조작자의 손을 빼지 않고 조작자에 의해 공급량 레귤레이터를 작동할 수 있다. 바람직하게, 추가 셋팅 요소는, 라디오 링크에 의해 접촉 없이 작동될 수 있는, 공급량 증가(feed amount increase) 또는 감소(decrease)에 해당하는 2개 이상의 셋팅 인풋을 가진다. 이에 따라, 라디오 링크는 단부 암 상의 제 위치에 고정된 RFID 판독 리시버(RFID read receiver)와 트리거링 기관(triggering organ)과 같은 RFID 트랜스폰더(RFID = Radio Frequency Identification)를 가지며, 이에 따라 하나 이상의 RFID 트랜스폰더는 모든 전송 공정 동안 RFID 판독 리시버에 의해 원격 제어 장치로 아이덴티티(identity) 및 베이스 데이터 패킷(base data packet)을 전송한다. 이와 같은 방식으로, 오직 RFID 트랜스폰더(RFID 태그)를 가진 허가된 사용자(authorized user)만이 원격 제어 장치에 의해 펌프를 작동시킬 수 있다. 개별 RFID 판독 리시버는 모든 셋팅 인풋으로 할당되며(assign), 하나 이상의 RFID 트랜스폰더는 작업 글러브(work glove) 내로 통합될 수 있다.
본 발명의 그 외의 다른 선호되는 실시예에 따라, 추가 무선 원격 제어 장치는 조작자와 함께 이동되며, 상기 추가 무선 원격 제어 장치는 라디오 링크에 의해 마스트 드라이브 및 펌프 드라이브와 통신을 하며, 이에 따라 단부 호스로 부착된 하우징 내에서 셋팅 요소와 무선 원격 제어 장치의 제어 유닛은 무선 원격 제어 장치 상의 스위칭 요소에 의해 작동될 수 있다. 이에 따라, 조작자는 펌프를 작동시키며 마스트를 작동시키기 위하여 호스의 단부에 부착된 원격 제어 장치 또는 무선 원격 제어 장치(radio remote control device)를 선택적으로 이용할 수 있다. 허가되지 않은 조작자에 의한 부정확한 이용을 방지하기 위하여, 본 발명에 따라서 무선 원격 제어 장치는 RFID 트랜스폰더(RFID 태그)가 제공되며, 상기 RFID 트랜스폰더의 콘텐츠는 단부 암으로 부착된 하우징 내에 배열된 RFID 리더 리시버(RFID 리시버)에 의해 판독되고 식별될 수 있다.
게다가, 본 발명은 대형 매니풀레이터를 제어하기 위하여 하우징 내에 배열된 하나 이상의 셋팅 요소를 가지며, 하우징을 포함하는, 대형 매니풀레이터의 진자 요소 상에 고정을 하기 위한 원격 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르는 원격 제어 장치의 제 1 변형 실시예에 따라서, 하우징 축에 대해 서로에 대해 90°의 각도로 배열된 2개의 기울기 센서는 하우징의 내부에 배열되며, 하우징은 하우징 내에 하나 이상의 기울시 센서의 방향을 나타내는 마킹이 형성된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라서, 원격 제어 장치의 기울기 센서는 하우징의 내부로 매립된 지지 플레이트의 2개의 수용 부분 상에 배열되며, 상기 부분은 서로에 대해 90°의 각도로 형성된다. 게다가, 지지 플레이트는 평가 일렉트로닉스(evaluation electronics)가 형성된 그 외의 다른 수용 부분(accommodation part)을 가지며, 바람직하게 상기 수용 부분은 2개의 기울기 센서가 형성된 2개의 수용 부분들 사이에 배열되며, 이에 대해 각을 형성한다.
본 발명에 따르는 그 외의 다른 변형 실시예에 따라서, 원격 제어 장치의 셋팅 요소는 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 3-차원 관성 센서로 구성된다. 게다가, 프레임 상의 제 위치에 고정된 제 2의 3-차원 관성 센서는 프레임 상의 제 위치에 고정된 현재의 단부-호스 좌표를 측정하기 위한 기준 요소로 제공된다. 바람직하게, 본 발명에 따르는 관성 센서는 자유도의 수치에 해당하는 개수의 중력 센서 및/또는 자이로스코프 유닛을 가진다.
본 발명의 그 외의 다른 선호되는 또는 대안의 실시예에 따라서, 수용 부분 상에 위치된 부분들을 포함하는 강성의 지지 플레이트는 공간을 절약하기 위하여 엘라스토머 재료로 구성된 하우징으로 매립된다(embed). 바람직하게, 벨트는 서로 이격되도록 향하는 하우징의 2개의 단부 상에 배열되거나 또는 이 위에 형성되며, 상기 벨트를 이용하여 하우징은 회전 또는 이동을 방지하기 위해 센서 벨트의 방식으로 진자 요소 또는 단부 호스 상의 제 위치에 고정될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따르는 마킹은 하우징 표면상에 배열된 라인 마킹으로 구성된다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라서, 공급량 레귤레이터를 작동시키기 위한 그 외의 다른 셋팅 요소가 제공되며, 추가 셋팅 요소는 하우징 내에 배열되며, 바람직하게 입력 측부 상에서 접촉이 없는 방식으로 외부 구동 기관과 통신한다(communicate). 이에 따라, 조작자가 진자 요소 또는 단부 호수에서 손을 떼지 않고 조작자에 의해 공급량 레귤레이터의 작동이 구현될 수 있다. 바람직하게, 추가 셋팅 요소는 라디오 링크에 의해 접촉이 없는 방식으로 작동될 수 있으며, 공급량 증가 또는 감소에 해당하는 2개의 셋팅 인풋을 가진다.
본 발명은 도면에 도식적으로 도시된 실례의 실시예를 이용하여 보다 상세히 기술된다.
도 1a 및 도 1b는 신장된 관절식 마스트를 포함한 콘크리트 펌프 트럭의 측면도 및 상면도.
도 2는 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 센서 벨트를 포함한 콘크리트 펌프 트럭의 단부 호스를 절단한 단면도.
도 3은 단부 호스 상에서 센서 벨트의 방향을 도시하기 위하여 확대된 방식으로 도시된 센서 벨트를 포함한 콘크리트 펌프의 상면도.
도 4는 이송량 셋팅을 위해 셋팅 요소를 작동하는 거리 범위를 도시하는, 센 서 벨트를 가진 단부 호스로부터의 상세도.
도 5는 본 발명에 따르는 원격 제어 장치의 고정식 이용의 실례로서 고정식 콘크리트 펌프 및 폼 보드(form board)를 포함한 도면.
도 6은 단부 호스 및 마스트 팁의 위치 변화를 도시하기 위하여, 본 발명에 따르는 원격 제어 장치를 이용할 때, 콘크리트 타설 동안 이동 순서를 도시하는 도면.
도 7은 이동식 콘크리트 펌프의 좌표 시스템의 대표 도면이며, 상기 시스템은 관성 센서를 이용할 때 수행되어야 하는 좌표 변환을 도시하기 위해 지면 상의 제 위치에 고정된다.
콘크리트 펌프 트럭으로 구성된 도 1a, 1b 및 도 7에 도식적으로 도시된 대형 매니풀레이터(large manipulator)는 새시(chassis, 10), 360°로 수직 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있으며, 새시(10)의 운전석(14)과 전방 차축(front axle, 12) 주위에 배열된 마스트 베이스(mast base, 16) 및 관절식 마스트(articulated mast, 20)를 포함하고, 뿐만 아니라 도면에 도시되지 않은 공급 라인(feed line)을 포함하며, 상기 공급 라인은 관절식 마스트의 마스트 암(1, 2, 3, 4, 5)에 의해 안내되고 진자 요소(pendulum element)를 형성하는 단부 호스(end hose, 50)에서의 마스트 팁(55)의 영역에서 말단을 이룬다.
관절식 마스트(20)의 구동 유닛을 작동시키기 위하여, 원격 제어 장치가 제 공되고, 상기 원격 제어 장치는 신호 송신기(signal transmitter, 53) 및 갈바닉 방식 또는 무선 방식으로 신호 송신기(53)와 통신하는 차량 상의 제 위치에 고정된 중앙 제어장치를 포함한다. 마스트 팁(55) 및 하측을 향하여 매달리고 상기 마스트 팁 상에 배열된 단부 호스(50)를 조절하기 위하여, 신호 송신기(53)와 통신하는 하나 이상의 셋팅 요소(52, 54)가 제공되며, 상기 요소는 조작자(51)에 의해 작동된다.
도 2에 도시된 실례의 실시예에서, 셋팅 요소(52)는 기울기 센서(inclination sensor) 또는 중력 센서(gravitation sensor)로 구성되며, 단부 호스(50)로 탈착가능하게 부착된 하우징(30) 내에 배열된다. 이에 따라, 기울기 센서(52, 54)는 지구 중역에 대해 호스의 기울기를 측정하고, 예를 들어 CAN 버스 또는 라디오 링크에 의해 콘크리트 펌프의 중앙 제어장치로 데이터를 전송한다. 이와 같은 방식으로, 단부 호스(50)는 2-축 조이스틱이다.
도 2에 명확히 도시된 바와 같이, 하우징(30) 내에서 단부 호스 축(32)에 대해 평행한 축 주위에서 서로에 대해 90°의 각도로 형성된, 2개의 기울기 센서(52, 54)가 제공된다. 이를 위해, 기울기 센서는 서로에 대해 90°로 형성된 지지 플레이트(38)의 2개의 수용 부분(accommodation part, 34, 36) 상에 배열된다. 게다가, 지지 플레이트(38)는 평가 일렉트로닉스(evaluation electronics, 40)를 포함하는 수용 부분(42)을 가지며, 상기 수용 부분은 기울기 센서를 포함하는 수용 부분(34, 36)들 사이에 배열되며 상기 부분들에 대해 각이 형성된다. 수용 부분(34, 36, 42) 상에 배열된 강성의 지지 플레이트(38)는 엘라스토머 재료로 구성된 하우징(30) 내 부로 매립된다. 벨트(46)는 서로 이격되도록 향하는 하우징의 2개의 단부 상으로 형성되며, 상기 벨트를 이용하여 하우징(30)은 변위와 회전을 방지하기 위하여 센서 벨트의 방식으로 단부 호스(50) 상의 제 위치에 고정될 수 있다. 평가 일렉트로닉스(40) 내에서, 기울기 선서(52, 54)의 기울기 데이터는 CAN 버스 또는 하우징 내에 일체 구성된 추가 RFID 리더(44)로 전환된다. 추가적으로, RFID 리더(44)로 인해 오직 RFID 트랜스폰더(RFID transponder)를 가진 허가된 조작자(51)가 단부 호스에 충분히 인접하게 서 있을 때만 마스트의 운동이 해제된다(release).
특히, 도 3에 명확히 도시된 바와 같이, 하우징(30) 상에 라인 마킹(line marking, 47)이 제공되고, 이에 따라 센서 벨트는 회전을 방지하기 위하여 단부 호스 상의 제 위치에 고정될 수 있으며, 이의 기울기 센서(52, 54)는 도시된 실례의 실시예에서 관절식 마스트(20)의 신장 방향으로 향하는 특정의 방향으로 방향설정된다. 센서 벨트의 내부 형태는 단부 호스(50)의 외측 주변에 적합하다. 단부 호스(50) 상에서의 고정은 특정 범위 내에서 상이한 호스 직경에 적합하도록 너브/홀 장치(nub/hole arrangement, 49)를 이용하여 수행된다. 단부 호스(50) 상의 제 위치에 센서 벨트를 고정할 때 벨트 밴드(46)의 연결은 예를 들어 후크-루프 클로져(hook-and-loop closure)를 이용하여 수행될 수 있다.
센서 벨트의 하우징(30) 내에서, 셋팅 요소(setting element, 60+, 60-)는 공급 펌프를 작동시키기 위해 추가적으로 제공될 수 있다. 상기 셋팅 요소의 셋팅 데이터는 CAN 버스 또는 라디오 링크에 의해 전송될 수 있다. 도 4에 도시된 실례의 실시예의 경우, 콘크리트 펌프에 대한 셋팅 요소(60+, 60-)의 작동은 도시된 실 례의 실시예에서 조작자(51)의 글러브(glove, 66) 내에 있는 RFID 송신기(62, 64)를 이용하여 라디오 링크에 의해 수행된다. 인식 범위(recognition range, 68)는 셋팅 요소에 설정될 수 있으며, 이러한 범위 내에서 스위칭 프로세스 또는 컨트롤 프로세스가 수행될 수 있다. 플러스 셋팅 요소(60+)에 도달될 때, 공급량은 증가되는 반면 마이너스 셋팅 요소(60-)에 도달될 때 공급량은 감소된다. 따라서, 단부 호스(50)에서 조작자(51)는 콘크리트 펌프의 공급량을 조절하기 위해 호스에서 손을 뗄 필요가 없다.
본 발명에 따르는 수단에 따라, 단부 호수(50)를 간단히 이동시킴으로써 콘크리트 타설 위치(70)에서 조작자(51)에 의해 선호되는 방식으로 콘크리트를 분배할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 단부 호수(50)가 상이한 방향으로 신속히 이동됨에 따라 순수히 분배 공정 동안 오직 마스트 팁(55)은 상대적으로 적게 위치가 가변된다. 이는 마스트 운동이 단부 호수(50)의 최소한의 편향시에만 응답하기 때문이다.
한 방향으로 단부 호스(50)의 연속적인 편향, 즉 방향의 느린 변화는 마스트(20)가 선호되는 방향으로 형성된다. 예를 들어 도 5에 도시된 실례의 실시예의 경우, 후자의 경우 고정식 콘크리트 분배 마스트(20)는 단부 호스(50)를 이동시킴으로써 콘크리트 타설 위치(70)의 다양한 위치(72)를 따라 이동된다. 이러한 타입으로 반복된 절차의 경우, 경로가 학습될 수 있다(learn).
기본적으로, 서로에 대해 수직하게 방향설정된 2개의 기울기 센서 대신에 단부 호스 상에서 관성 센서를 이용할 수 있다. 이 경우, 원격 제어 장치(30')는 셋 팅 요소와 같이 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 제 1의 3차원 관성 센서(53)를 가지며, 프레임 상에서 제 위치에 고정된 현재의 단부 호스 좌표를 측정하기 위한 기준 요소와 같이 프레임 상의 제 위치에 고정된 제 2의 3차원 관성 센서(57)를 가질 필요가 있으며, 이에 따라 추가적으로 컴퓨터-보조 좌표 센서(computer-assisted coordinate sensor)가 제공되며, 상기 좌표 센서는 관절 마스트(20)의 관절 및 회전축의 구동 유닛에 대해 제어 신호를 형성하는 관성 센서에 의해 생성된 출력 데이터에 응답한다. 이에 따라, 관성 센서(53, 57)는 자유도의 수치에 대응하는 개수의 자이로스코프 유닛 및/또는 중력 센서를 가진다. 서로에 대해 변환되는 직교좌표계는 하기와 같이 도 7에 도시된다.
(XgYgZg) = 지면 상의 제 위치에 고정된 좌표계
(XfYfZf) = 차량 상의 제 위치에 고정된 좌표계
(XeYeZe) = 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 좌표계
좌표계들의 변환을 위하여, 변환 행렬 T(ψ, θ, φ)이 요구되며, 각각의 경우 (ψ, θ, φ)는 변환되는 좌표계의 오일러의 각을 의미한다.
컴퓨터-보조 좌표 센서 내에서, 직교 좌표는 프레임(r, h,
Figure 112009046457458-PCT00001
) 상의 제 위치에 고정된 관절 마스트의 원통 좌표로 추가적으로 변환되며, 여기서 r은 마스트 베이스(16)의 회전축(18)으로부터 단부 호스의 거리를 의미하며, h는 기저(41) 위에서 단부 호스의 높이를 의미하고,
Figure 112009046457458-PCT00002
는 회전축(18)에 대한 관절식 마스트(20)의 회전 각도를 나타낸다. 이에 따라, 변수 r과 h는 종속 변수이며, 이는 관절식 마스트 내에서 마스트 암의 측정된 각 위치와 사전정해진 기하학적 형상(geometry)으로부터 계산된다.
본 발명의 그 외의 다른 선호되는 실시예에 따라, 추가적으로 조작자(51)는 예를 들어 이의 벨트에 무선 원격 제어 장치(80)를 가지고 운반하며, 이러한 장치는 라디오 링크에 의해 펌프 드라이브 및/또는 마스트 드라이브와 통신하는 다수의 제어 유닛을 가진다. 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 센서 벨트 내에서 무선 원격 제어 장치(80) 및 셋팅 요소(52, 54)의 제어 유닛들은 스위칭 요소에 의해 무선 원격 제어 장치로부터 선택적으로 작동될 수 있다. 추가적으로, 무선 원격 제어 장치(80)는 RFID 트랜스폰더를 포함할 수 있으며, 상기 RFID 트랜스폰더의 콘텐츠는 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 센서 밸트 내에 배열된 RFID 리더(44)에 의해 판독되고 식별될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 조작자(51)는 상당히 떨어진 거리로부터 원격 제어 장치(80)를 이용하여 콘크리트 펌프를 선택적으로 제어할 수 있거나 또는 콘크리트 펌프에 도달 시 직접적으로 단부 호스(50)에 의해 제어할 수 있다. 해제(release)는 RFID 시스템에 의해 수행된다.
요약하면, 다음과 같다.
본 발명은 프레임, 특히 새시(10) 상에 배열되며 수직 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있는 마스트 베이스(16)를 가지며, 관절식 마스트의 마스트 팁으로부터 하향으로 매달리는 단부 호스(50)와 같이 구성되는 진자 요소를 가진 관절식 마스트(20)를 가지며, 상기 관절식 마스트의 회전 및 관절 차축의 구동 유닛을 제어하기 위한 제어 장치를 가지는 대형 매니풀레이터, 특히 콘크리트 펌프 트럭에 관한 것이며, 이에 따라 원격 제어 장치는 진자 요소(50)로 탈착가능하게 부착되는 하우징(30) 내에 배열된 하나 이상의 기울기 센서(52, 54)를 가진다. 본 발명에 따라서, 진자 요소의 축(32)에 대해 평행한 축 주위에서 서로에 대해 90°의 각도로 각을 형성하는 2개의 기울기 센서(52, 54)는 하우징(30) 내에 배열된다. 하우징(30)의 정밀한 방향설정을 위하여, 하우징은 하우징(30) 내에서 하나 이상의 기울기 센서의 방향을 나타내는 마킹(47)을 가진다.

Claims (38)

  1. 프레임, 특히 새시(10) 상에 배열되며 하나 이상의 구동 유닛에 의해 수직 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있는 마스트 베이스(16)를 포함하고, 2개 이상의 마스트 암(1, 2, 3, 4, 5)으로 구성된 관절식 마스트(20)를 포함하고, 상기 마스트 암은 그 외의 다른 구동 유닛에 의해 서로에 대해 평행한 수평 관절 축 주위에서 마스트 베이스(10) 또는 인접한 마스트 암에 대해 제한된 방식으로 피벗회전가능하고, 마스트 팁(55)으로부터 하향 매달린 진자 요소(50)를 포함하며, 제어 장치 내에 배열된 셋팅 요소(52, 54)를 포함하며, 셋팅 요소(52, 54)의 출력 신호에 응답하고 마스트 팁(55)의 현재 위치에 대해 셋팅 요소에 의해 디스플레이되는 조절 경로에 따라서 관절식 마스트(20)의 관절 및 회전축의 구동 유닛을 작동시키는 컴퓨터-보조 좌표 센서를 포함하고, 이에 따라 마스트 팁(55)이 진자 요소(50)의 공간적 움직임을 뒤따를 수 있고, 셋팅 요소는 진자 요소(50)로 탈착가능하게 부착된 하우징(30) 내에 배열되는 하나 이상의 기울기 센서를 가지는, 대형 매니풀레이터, 특히 콘크리트 펌프 트럭에 있어서, 단부 호스 축(32)에 대해 평행한 축 주위에서 서로에 대해 90°의 각도로 각을 형성하는 2개의 기울기 센서(52, 54)는 하우징(30) 내에 배열되며, 상기 하우징(30)은 하우징(30) 내에서 하나 이상의 기울기 센서(54)의 방향을 나타내는 마킹(47)을 가지는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  2. 제 1 항에 있어서, 관절식 마스트(20)는 콘크리트 분배기 마스트로 구성되며, 콘크리트 공급 라인은 마스트 암(1, 2, 3, 4, 5)에 의해 안내되고, 상기 공급 라인은 진자 요소(50)를 형성하고 마스트 팁(55)으로부터 하부를 향하여 매달린 단부 호스로 단부에서 개방되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 기울기 센서(52, 54)는, 하우징(30)의 내측에 매립된 지지 플레이트(38)의, 서로에 대해 90°의 각도로 각을 형성하는 2개의 수용 부분(34, 36) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  4. 제 3 항에 있어서, 지지 플레이트(38)는 기울기 센서(52, 54)와 연결된 평가 일렉트로닉스(40)를 포함하는 그 외의 다른 수용 부분(42)을 가지는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 강성의 지지 플레이트(38)는 이의 일부분이 수용 부분(34, 36, 42) 상에 위치되며, 상기 강성의 지지 플레이트는 엘라스토머 재료로 구성된 하우징(30) 내에 매립되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 벨트(46)는 서로 이격되도록 향하는 하우징(30)의 2개의 단부 상으로 형성되거나 이 위에 배열되며, 상기 벨트를 이용하여 하우징(30)은 센서 벨트의 방식으로 단부 호스(50) 상의 제 위치에 고 정될 수 있으며 이에 따라 상기 하우징은 이동되거나 또는 회전이 불가능한 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마킹(47)은 관절식 마스트(20)의 신장 방향으로 방향설정되고 하우징 표면상에 배열된 라인 마킹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  8. 프레임, 특히 새시(10) 상에 배열되며 구동 유닛에 의해 수직 회전축(18) 주위에서 회전할 수 있는 마스트 베이스(16)를 포함하고, 2개 이상의 마스트 암(1, 2, 3, 4, 5)으로 구성된 관절식 마스트(20)를 포함하고, 상기 마스트 암은 그 외의 다른 구동 유닛에 의해 서로에 대해 평행한 수평 관절 축 주위에서 마스트 베이스(16) 또는 인접한 마스트 암에 대해 제한된 방식으로 피벗회전가능하고, 마스트 팁(55)으로부터 하향 매달린 진자 요소(50)를 포함하며, 제어 장치 내에 배열된 셋팅 요소(53)를 포함하며, 셋팅 요소(53)의 출력 신호에 응답하고 마스트 팁(55)의 현재 위치에 대해 셋팅 요소(53)에 의해 디스플레이되는 조절 경로에 따라서 관절식 마스트의 관절 및 회전축의 구동 유닛을 작동시키는 컴퓨터-보조 좌표 센서를 포함하고, 이에 따라 마스트 팁(55)이 진자 요소(50)의 공간적 움직임을 뒤따를 수 있는 대형 매니풀레이터, 특히 콘크리트 펌프 트럭에 있어서, 상기 원격 제어 장치는 셋팅 요소와 같이 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 제 1의 3-차원 관성 센서(53)를 가지며 현재의 프레임-고정된 진자 요소의 좌표를 측정하기 위해 기준 요 소와 같이 프레임 상의 제 위치에 고정된 제 2의 3-차원 관성 센서(57)를 가지며, 좌표 센서는 관절 및 회전 축의 구동 유닛에 대한 제어 신호를 형성하는 2개의 관성 센서(53, 57)에 의해 생성된 출력 데이터에 응답하는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  9. 제 8 항에 있어서, 관절식 마스트(20)는 콘크리트 분배기 마스트로 구성되며, 콘크리트 공급 라인은 마스트 암(1, 2, 3, 4, 5)에 의해 안내되고, 상기 공급 라인은 진자 요소(50)를 형성하고 마스트 팁(55)으로부터 하부를 향하여 매달린 단부 호스로 단부에서 개방되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 관성 센서(53, 57)는 자유도의 수치에 대응하는 개수의 자이로스코프 유닛 및/또는 중력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  11. 하나 이상의 그 외의 다른 셋팅 요소(60+, 60-)에 의해 작동될 수 있는 콘크리트 펌프에 대해 공급량 레귤레이터를 가지는 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따르는 대형 매니풀레이터에 있어서, 추가적인 셋팅 요소(60+, 60-)는 센서 벨트 상에서 또는 단부 호스 상에서 제 위치에 고정된 하우징(30) 내에 위치되며 신호 링크에 의해 콘크리트 펌프와 연결되고, 접촉 없이 입력 측부 상에서 외부 작동 기관(62, 64)과 통신하는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  12. 제 11 항에 있어서, 추가 셋팅 요소(60+, 60-)는, 라디오 링크에 의해 접촉 없이 작동될 수 있는, 공급량 증가 또는 감소에 해당하는 2개 이상의 셋팅 인풋을 가지는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  13. 제 12 항에 있어서, 라디오 링크는 진자 요소 또는 단부 암 상의 제 위치에 고정된 RFID 리더(44)뿐만 아니라 트리거링 기관과 같은 하나 이상의 RFID 트랜스폰더(62, 64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  14. 제 13 항에 있어서, 하나 이상의 RFID 프랜스폰더(62, 64)는 모든 전송 공정 동안 RFID 리더(44)에 의해 원격 제어 장치로 아이덴티티 및 베이스 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, RFID 리더(44)는 각각의 셋팅 인풋으로 할당되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 RFID 프랜스폰더(62, 64)는 조작자(51)의 작업 글러브(66) 내로 통합되는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 라디오 링크에 의해 마스트 드라이브 및/또는 펌프 드라이브와 통신하는 다수의 제어 유닛을 가진 무선 원격 제어 장치(80)를 포함하며, 이에 따라 센서 벨트 내에서 또는 진자 요소로 부착된 하우징(30) 내에서 셋팅 요소와 무선 원격 제어 장치의 제어 유닛은 스위칭 요소에 의해 무선 원격 제어 장치로부터 선택적으로 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  18. 제 17 항에 있어서, 무선 원격 제어 장치(80)는 RFID 트랜스폰더(62, 64)가 형성되며, 상기 RFID 트랜스폰더의 콘텐츠는 센서 벨트 또는 진자 요소로 부착된 하우징 내에 배열된 RFID 리더(44)에 의해 식별되고 판독될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  19. 제 17 항에 있어서, RFID 트랜스폰더는 센서 벨트 내에 또는 진자 요소로 부착된 하우징 내에 배열되며, 상기 RFID 트랜스폰더의 콘텐츠는 원격 제어 장치 내에 배열된 RFID 리더에 의해 식별되고 판독될 수 있는 것을 특징으로 하는 대형 매니풀레이터.
  20. 하우징(30)을 가지며, 기울기 센서(52, 54)와 같이 구성된 상기 하우징 내에 배열된 하나 이상의 셋팅 요소를 가지고 셋팅 요소의 출력 신호에 응답하는 평가 일렉트로닉스(40)를 가지는, 콘크리트 분배기 마스트(20)를 가진 콘크리트 펌프, 특히 이동식 콘트리트 펌프의 단부 호스(50) 상에 고정을 위한 원격 제어 장치에 있어서, 하우징 축 주위에서 서로에 대해 90°의 각도로 각이 형성된 2개의 기울기 센서(52, 54)는 하우징(30)의 내부에 배열되며, 상기 하우징은 하우징 내에 하나 이상의 기울기 센서의 방향을 나타내는 마킹을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 기울기 센서(52, 54)는, 하우징(30)의 내부에 매립된 지지 플레이트(38)의, 서로에 대해 90°의 각도로 형성된 2개의 수용 부분(34, 36) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 지지 플레이트(38)는 평가 일렉트로닉스(40)를 포함하는, 바람직하게 수용 부분들에 대해 각을 형성하고 2개의 경사 센서(52, 54)를 포함하는 수용 부분(52, 54)들 사이에 배열된 그 외의 다른 수용 부분(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 수용 부분들 상에 배열된, 부분(52, 54, 40)들을 포함하는 강성의 지지 플레이트(38)는 엘라스토머 재료로 구성된 하우징(30)으로 매립되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 벨트(46)는 서로 이격되는 방향으로 향하는 하우징의 2개의 단부 상에 배열되거나 또는 형성되며, 상기 벨트를 이용하여 하우징(30)은 센서 벨트의 방식으로 단부 호스(50) 상의 제 위치에 고정될 수 있으며, 이에 따라 회전하거나 또는 이동이 불가능한 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 마킹(47)은 하우징 표면상에 배열된 라인 마킹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  26. 하우징(30)을 가지며, 단부 호스(50)의 편향에 응답하는 하우징 내에 배열된 하나 이상의 셋팅 요소를 가지는, 콘크리트 분배기 마스트(20)를 가진 콘크리트 펌프, 바람직하게 이동식 콘크리트 펌프의 단부 호스(50) 상에 고정하기 위한 원격 제어 장치에 있어서, 셋팅 요소는 단부 호스 상의 제 위치에 고정된 3-차원 관성 센서(53)와 같이 구성되며, 프레임 상의 제 위치에 고정된 제 2의 3-차원 관성 센서(57)는 현재 프레임-고정된 단부 호수 좌표를 측정하기 위한 기준 요소로 제공되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 관성 센서(53, 57)는 자유도의 수치에 대응하는 개수의 자이로스코프 유닛 및/또는 중력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  28. 제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 셋팅 요소(60+, 60-)는 입력 측부 상에서 접촉 없이 외부 작동 기관(64)과 통신하는 하우징(30) 내에 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 추가 셋팅 요소(60+, 60-)는, 라디오 링크에 의해 접촉 없이 작동될 수 있는, 공급량 증가 또는 감소에 해당하는 2개 이상의 셋팅 인풋을 가지는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 라디오 링크는 단부 암 상의 제 위치에 고정된 RFID 리더(44)를 포함하고, 트리거링 기관과 같은 하나 이상의 RFID 트랜스폰더(62, 64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  31. 제 30 항에 있어서, 하나 이상의 RFID 트랜스폰더(62, 64)는 모든 전송 공정 동안 RFID 리더(44)에 의해 아이덴티티 및 베이스 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  32. 제 29 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, RFID 리더(44)는 모든 셋팅 인풋으로 할당되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  33. 제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 RFID 트랜스 폰더(62, 64)는 조작자(51)의 작업 글러브(66)로 일체 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  34. 콘크리트 분배기 마스트(20)를 가진 콘크리트 펌프, 바람직하게 이동식 콘크리트 펌프의 단부 호스(50) 상에 고정하기 위한 원격 제어 장치에 있어서, 상기 원격 제어 장치는 하우징(30)을 가지며, 3-차원 관성 센서 또는 기울기 센서로 구성된 하우징 내에 배열된 하나 이상의 셋팅 요소를 가지고, 상기 셋팅 요소의 출력 신호에 응답하는 평가 일렉트로닉스(40)를 가지며, 이에 따라 엘라스토머 재료로 제조된 하우징은 서로 이격되도록 향하는 2개의 단부에 벨트(46)가 제공되고, 상기 벨트를 이용하여 상기 하우징은 회전 및 이동을 방지하기 위하여 센서 벨트의 방식으로 상이한 직경을 가진 단부 호스 상의 제 위치에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 바람직하게 라인 마킹으로 구성된 마킹(47)은 하우징 표면 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 벨트(46)는 벨트의 직경을 단계적(step-wise) 또는 스텝-프리(step-free) 조절을 위한 클로져(49)를 가지는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 클로져(49)는 너브/아이 클로져로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
  38. 제 36 항에 있어서, 상기 클로져는 후크-루프 클로져로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격 제어 장치.
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