KR20110112950A

KR20110112950A - 사다리차의 자동이송제어시스템

Info

Publication number: KR20110112950A
Application number: KR1020100032198A
Authority: KR
Inventors: 강희곤
Original assignee: 강희곤
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-14

Abstract

본 발명은 각각의 윈치 유니트(2)(7)에 의해 구동되는 다단의 붐(1)과 운반대(3)를 구비하는 사다리차에 있어서, 상기 붐(1)의 멤버들을 거쳐 윈치 유니트(2)에 연결되는 한 쌍의 주와이어(8)와; 상기 주 와이어(8)의 중앙으로 상하의 멤버들간에 상호 연결되는 보조 와이어(9)를 구비하는 인출수단; 상기 붐(1)의 최하단 멤버에 설치되어 운반대(3)의 최하단부 정지위치를 검출하는 리미트 스위치(4); 상기 운반대(3)의 구동을 위한 윈치 유니트(7)에 설치되고, 이동거리 및 이동속도를 검출하는 엔코더(6);최상단부 정지위치를 결정하는 압력센서上(12a), 최하단부 비상정지위치를 결정하는 압력센서下(12b), 운반카 정지시 충격 흡수용 댐퍼(15), 유압펌프, 비례제어 밸브, 유압모터 등을 구비하고, 상기 윈치 유니트(2)(7)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(13); 및 상기 리미트스위치(4), 압력센서上(12a),압력센서下(12b), 엔코더(6)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니 트(13)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(3)의 속도가 가변되도록 하는 제어기(10)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 따라서, 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 효과가 있다.

Description

사다리차의 자동이송제어시스템{Ladder auto move control system}

본 발명은 사다리차의 자동이송제어시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 사다리차의 자동이송제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사다리차는 다단의 붐을 길이방향으로 단계적으로 인출하여 신장함에 따라 건물의 고소에 안착시키고, 그다음 운반대를 이용하여 이삿짐이나, 화물 등 중량물을 상하차하는 작업에 적용되고 있다. 이때 붐과 운반대의 이송은 숙련된 작업자의 육안과 경험에 의존하여 필요에 따라 기동과 정지를 반복하는 작업 과정으로 진행된다.

그러나 육안에 의한 이송제어는 수 십미터 이격된 고소에서 작업할 때 목적지 부근에서 여러차례 기동과 정지를 반복해야 하는 불편을 초래하고, 특히 운반대에 짐을 실은 상태로 목적지에 안착시킬 때 유연한 이동과 정지기능을 수행 하기 위해 상당한 주의를 요하게 된다.

즉, 통상적으로 붐과 운반대의 이송은 유압레버의 수동 조작에 의해 제어되거나 원격 제어기의 스피드 컨트롤 레버에 의해 작동되어 큰 힘을 요하지는 않지만, 짐을 실은 운반대가 기동, 상승 및 정지할 때 작용하중이 일정하지 않으므로 작업자의 부주의한 작동으로 적재된 기물의 파손하는 경우가 많다.

기존 자동 이송제어 시스템에서 사용하는 방식으로는 붐 측면이나, 붐 하부 중앙에 전선릴을 설치한다. 그리고 상,하부에 리미트스위치또는 포토센서를 설치하여 가,감속신호 및 정지신호를 전선릴을 통하여 제어기에 보내어 가,감속하는 방식을 사용한다.

그러나 전선릴을 사용함으로써 구조적으로 문제가 있고, 주위 사물에 간섭받아 전선릴이 자주 절단되는 현상이 발생하고 있다.

기존 자동 이송제어 시스템에서 사용하는 방식으로는 붐 최상부나 운반대에 무선 송신기를 장착한다. 그리고 상,하부에 리미트스위치또는 포토센서를 설치하여 가,감속신호 및 정지신호를 무선송신기를 통하여 제어기에 보내어 가,감속하는 방식을 사용한다.

그러나 무선송신기를 사용함으로써 밧데리 교체 문제가 발생하고 주파수 혼신으로 인한 통신이 단절되는 현상이 자주 발생하고 있어 안전에 많은 문제점을 가지고 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 사다리차의 자동이송제어 시스템을 제공한다.

그리고 전선릴이나 무선송신기를 사용하지 않고 엔코더와 압력센서를 이용하여 상존하는 여러 문제를 원천적으로 차단하여 안전한 시스템을 만들수 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 사다리차의 자동이송제어시스템은 각각의 윈치 유니트(2)(7)에 의해 구동되는 다단의 붐(1)과 운반대(3)를 구비하는 사다리차에 있어서, 상기 붐(1)의 멤버들을 거쳐 상기 윈치 유니트(2)에 연결되는 한 쌍의 주 와이어(8)와, 상기 주 와이어(8)의 중앙으로 상하의 멤버들간에 상호 연결되는 보조 와이어(9)를 구비하는 인출수단; 상기 붐(1)의 최하단 멤버에 설치되어 상기 운반대(3)의 최하단부 정지위치를 검출하는 리미트 스위치(4); 상기 운반대(3)의 구동을 위한 상기 윈치 유니트(7)에 설치되고, 이동거리 및 이동속도를 검출하는 엔코더(6); 최상단부 정지위치를 결정하는 압력센서上(12a), 최하단부 비상정지위치를 결정하는 압력센서下(12b), 운반카 정지시 충격 흡수용 댐퍼(15), 유압펌프, 비례제어 밸브, 유압모터 등을 구비하고, 상기 윈치 유니트(2)(7)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(13); 및 상기 리미트스위치(4), 압력센서上(12a), 압력센서下(12b), 엔코더(6)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(13)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(3)의 속도가 가변되도록 하는 제어기(10)를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 의한 사다리차의 자동이송제어시스템은 이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명은 붐상의 운반대가 설정된 모드에 따라 유연하게 구동되도록 제어함에 따라 작업자의 육안과 경험에 의존하는 수동조작을 최소화하여 신속하고 안전한 작업이 수행되도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형 할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허 청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 사다리차의 요부 배치상태를 나타내는 구성도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 와이어의 연결 상태를 나타내는 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 최상층 붐을 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 제어기를 위한 회로 연결 상태를 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 제어 알고리즘을 설명하는 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 운반카 정지 시 충격 흡수용 댐퍼.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 사다리차의 요부 배치상태를 나타내는 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 와이어의 연결상태를 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 최상층 붐을 나타내는 구성도이다.

본 발명은 각각의 윈치 유니트(2)(7)에 의해 구동되는 다단의 붐(1)과 운반대(3)를 구비하는 사다리차에 관련된다. 붐(1)의 인출은 윈치 유니트(10)에 의해 수행되고 각도 조절은 실린더(5)에 의해 수행된다. 운반대(3)의 승하강 운동은 또 다른 윈치 유니트(7)에 의해 수행된다.

상기 붐(1)을 인출시키기 위한 인출수단은 윈치 유니트에 의해 권취 혹은 인출되는 주 와이어와 이 주 와이어에 의한 붐의 이동을 보조하기 위한 보조 와이어를 포함하여 이루어지는 것으로서, 이와 같은 인출수단은 이미 공지되어 널리 사용되고 있다.

본 발명에 따르면 상기 붐(1)의 최하단 멤버에 설치되어 운반대(3)의 정지위치를 검출하는 리미트 스위치(4)가 설치된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 붐(1)의 최하단 멤버에 장착되는 리미트 스위치(4)는 운반대(3)의 정지 위치를 고려하여 최하단 행정지점에서 일정 거리만큼 상향 또는 하향하여 가변되도록 설치 위치를 변경할수 있도록 설치한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 운반대(3)의 구동을 위한 윈치 유니트(7)에 엔코더(6)를 설치하여 이동거리 및 이동속도를 검출한다. 이러한 엔코더(6)는 윈치 유니트(7)의 BRAKE에 설치 되는것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 엔코더(6)는 윈치 유니트(7)의 회전부에 설치되어 1:1 축으로 연결되어 윈치 유니트(7)의 회전수에 따른 신호를 검출하여 이동거리 및 이동속도를 측정한다.

윈치 유니트(7)는 주 와이어(8)를 감거나 풀면서 운반대(3)를 승강시키므로 회전부를 지니게 된다. 이러한 회전부에 엔코더(6)를 설치하면 운반대(3)의 이동거리는 엔코더(6)의 펄스수에 비례한다.

또, 본 발명에 따르면 제어기(10)는 상기 리미트 스위치(4),엔코더(6),압력센서上(12a), 압력센서下(12b)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(13)의 비례제어 밸브에 입력하여 운반대(3)의 속도가 가변되도록 한다. 본 발명에 따른 제어의 목표는 운반대(3)의 정지와 출발시 유연한 기동으로 적재된 상품의 파손을 막는데 있다. 급작스러운 운반대(3)의 기동과 정지는 적재된 상품의 진동을 초래하고 진동 혹은 낙하로 인해 파손될 수 있다. 따라서 리미트 스위치(4), 엔코더(6), 유압구동 유니트(13) 등과 연계되어 목적지를 자동 감지하고 설정된 모드로 유연한 기동과 정지 기능을 자동 컨트롤 할 수 있는 동작을 요한다.

도 4는 본 발명에 따른 제어기를 위한 회로 연결 상태를 나타내는 블록도가 도시된다. 제어기(10)는 유선 및 무선신호를 입력하는 인터페이스 회로가 탑재된 수신부와 마이크로프로세서가 탑재한 제어부로 구성된다.

리미트 스위치(4), 엔코더(6),압력센서上(12a),압력센서下(12b),유압구동 유니트(13)는 유선으로 제어기(10)에 연결되는 반면, 원격조작을 위한 리모콘(14)은 유선 또는 무선 송신부를 구비하여 제어기(10)의 수신부에 신호를 송신한다. 이외에도 제어기(10)에는 수동이송과 자동이송 기능을 선택할 수 있는 버튼 및 회로가 구비된다.

이러한 제어기(10)는 운반대(3)가 엔코더(6)에 의해 측정된 이동거리 제어 가,감속 제어위치 비율에 따라 자동으로 가,감속하는 알고리즘을 수행한다.

제어기(10)의 마이크로프로세서는 운반대(3)가 상승하여 목적지에 도달되면 압력센서上(12a) 신호에 의해 정지하고 하강시 에는 1차적으로 리미트 스위치(4) 신호에 의해 정지하고 압력센서下(12b)의 신호로 비상정지 할 수 있도록 하여 유압구동 유니트(13)의 유압펌프 및 비례제어 밸브에 전기적 신호로 인가하여 운반대(3)의 유연한 정지를 유도한다.

이때, 상승시 감속제어와 하강시 감속제어는 약간 다른 패턴으로 진행되도록 한다. 예를 들어, 전자의 경우 주로 유압펌프의 제어에 의존하여 유압력을 줄이고, 후자의 경우 중력의 작용을 고려하여 주로 비례제어 밸브에 의존하여 유압력의 급감을 방지할 수 있다.

계절별, 중량별로 변화되는 와이어(8)(9)의 신축량에 의한 오차를 방지하는 측면에서 엔코더(6)로 전체 이송거리 및 이송속도를 측정하여 제어함으로써 오차를 방지한다.

작동에 있어서, 운반대(3)가 리미트 스위치(4)를 떠나 상승되는 순간 유압펌프를 가속하여 빠른 속도로 상승되도록 하고 고속구간을 지나 상승 감속구간에 진입하면 감속에 들어간다. 이때 저속으로 상승하다가 정지위치에 도달하면 압력센서上(12a)의 신호에 의해서 운반대(3)의 유압공급을 차단함으로써 정지 하도록 한다.

상단 목적지로부터 하강할 때에도 하강 고속구간에 들어서면 가속하고 하강감속구간에 들어서면 감속이 이루어진다. 저속으로 하강을 하다가 정지위치 리미트 스위치(4) 신호에 의해 운반대(3)의 유압공급을 차단함으로써 정지 하도록 한다.

따라서 작업자는 제어기(10) 또는 리모컨 패널(14)의 시작 버튼만 누르면 운반대(3)의 승강 및 하강이 반복적으로 수행되며, 만일 비상사태의 경우 정지 버튼을 눌러 임의의 위치에서 정지시킬 수도 있다.

1:붐 2,7 : 윈치 유니트
3 : 운반대 4 : 리미트 스위치
5 : 실린더 6 : 엔코더
8 : 주 와이어 9 : 보조 와이어
10 : 제어기 11 : 연장베드
12a : 압력센서上 12b : 압력센서下
13 : 유압구동 유니트 15 : 충격 흡수용 댐퍼

Claims

각각의 윈치 유니트(2)(7)에 의해 구동되는 다단의 붐(1)과 운반대(3)를 구비하는 사다리차에 있어서,
상기 붐(1)의 멤버들을 거쳐 상기 윈치 유니트(2)에 연결되는 한 쌍의 주 와이어(8)와, 상기 주 와이어(8)의 중앙으로 상하의 멤버들간에 상호 연결되는 보조 와이어(9)를 구비하는 인출수단;
상기 붐(1)의 최하단 멤버에 설치되어 상기 운반대(3)의 최하단부 정지위치를 검출하는 리미트 스위치(4);
상기 운반대(3)의 구동을 위한 상기 윈치 유니트(7)에 설치되고, 이동거리 및 이동속도를 검출하는 엔코더(6);
최상단부 정지위치를 결정하는 압력센서上(12a), 최하단부 비상정지위치를 결정하는 압력센서下(12b), 운반카 정지시 충격 흡수용 댐퍼(15), 유압펌프, 비례제어 밸브, 유압모터 등을 구비하고, 상기 윈치 유니트(2)(7)에 구동력을 제공하는 유압구동 유니트(13); 및
상기 리미트스위치(4), 압력센서上(12a), 압력센서下(12b), 엔코더(6)의 신호를 입력하고, 상기 유압구동 유니트(13)의 비례제어 밸브에 출력하여 운반대(3)의 속도가 가변되도록 하는 제어기(10)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로하는 사다리차의 자동이송제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 엔코더(6)는 상기 윈치 유니트(7)의 BRAKE 회전부에 설치되어 1:1 축으로 연결되어 상기 윈치 유니트(7)의 회전수에 따른 신호를 검출하여 이동거리 및 이동속도를 측정하는 사다리차의 자동이송제어시스템.
제1항에 있어서,
리모콘(14)에서 상승버튼을 누르면 상기 운반대(3)가 상기 리미트스위치(4)를 떠나 상승되는 순간 유압펌프를 가속하여 빠른 속도로 상승되도록 하고,
고속구간에서 증속하고,
상승감속구간에 진입하면 감속에 들어가며, 이때 저속으로 상승하다가 정지위치에 도달하면 상기 압력센서上(12a)의 신호에 의해서 운반대(3)의 유압공급을 차단함으로써 정지하고,
상단 목적지로부터 하강할 때에도 하강 고속구간에 들어서면 증속하고 하강감속구간에 들어서면 감속이 이루어지고, 저속으로 하강을 하다가 정지위치 리미트 스위치(4) 신호에 의해 운반대(3)의 유압공급을 차단함으로써 정지 하도록 하는 것을 특징으로 하는 사다리차의 자동이송제어시스템.
제 1항에 있어서,
상기 하단부 리미트스위치(4) 고장으로 정지 신호가 없을시, 압력센서下(12b)의 신호로 비상정지 할수 있도록하여 유압공급을 차단함으로써 정지 하도록 하는 것을 특징으로 하는 사다리차의 자동이송제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 압력센서上(12a), 압력센서下(12b)의 불량으로 정지신호 없을시 엔코더(6)의 이동거리 계산에 의한 정지 및 이동속도 시간초과에 의한 비상정지 할 수 있도록 하여 유압공급을 차단함으로써 정지 하도록 하는 것을 특징으로 하는 사다리차의 자동이송제어시스템.