KR20120022150A - 건설기계의 시트 수평유지장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 건설기계의 시트 수평유지장치는 건설기계의 전후방향 축(X축)을 중심으로 회전 운동(롤 운동)과 좌우방향 축(Y축)을 중심으로 한 회전 운동(피치 운동)이 가능하게 캐빈(10)의 내부에 설치된 시트(20); 건설기계의 경사각도(φ)(θ)를 측정하기 위한 각도감지센서(23); 상기 시트(20)를 롤 운동과 피치 운동시키는 구동유닛(30); 및 상기 각도감지센서(23)로부터 감지된 경사각도(φ)(θ)를 근거로 상기 시트(20)를 수평 상태로 유지시킬 수 있도록 상기 구동유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
Description
본 발명은 굴삭기와 같은 건설기계에 관한 것으로서, 특히 시트를 수평으로 유지할 수 있는 건설기계의 시트 수평유지장치에 관한 것이다.
굴삭기와 같은 건설기계는 다양한 환경의 건설현장에서 사용되고 있다. 특히, 경사지와 같은 건설현장에서는 캐빈 내부의 운전자도 건설기계와 함께 기울어진 상태에서 건설기계를 조작하여야 한다. 따라서, 운전자의 시야가 확보되지 않을 뿐만 아니라 조작 레버 등을 조작하기 어려운 문제점이 있다.
특히, 경사지에서는 운전자가 중력에 의해 운전석으로부터 이탈되는 경우도 발생할 수 있으며, 이러한 경우 운전자가 조작 레버 등을 오조작하여 안전사고가 발생할 수도 있다.
이러한 문제점으로 인해 건설기계의 자세를 제어하려는 시도가 있으나, 주행 및 작업 등 본연의 기능을 그대로 유지하면서 건설기계의 자세를 제어하여야 하기 때문에 구현이 어려울 뿐만 아니라 중량이 커서 자세유지를 위한 큰 동력이 필요하게 된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 작업자가 경사지 등에서 수평을 유지할 수 있도록 간단한 구조로 구현된 건설기계의 시트 수평유지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설기계의 시트 수평유지장치는 건설기계의 캐빈(10)의 내부에 설치되어 전후방향 축(X축) 및 좌우방향 축(Y축)을 중심으로 롤 운동과 피치 운동이 가능하게 된 시트(20); 상기 시트의 경사각도 또는 건설기계의 경사각도(φ)(θ)를 측정하기 위한 각도감지센서(23); 상기 시트(20)를 롤 운동과 피치 운동시키는 구동유닛(30); 및 상기 각도감지센서(23)로부터 감지된 경사각도(φ)(θ)를 근거로 상기 시트(20)를 수평 상태로 유지시킬 수 있도록 상기 구동유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 시트 수평유지장치는 상기 시트(20)를 상기 캐빈(10)에 롤 운동과 피치 운동 가능하게 연결하는 유니버셜 조인트(21)를 더 포함할 수 있다.
상기 구동유닛(30)은 상기 시트(20)를 롤 운동시키기 위한 제 1 구동실린더(31); 상기 시트(20)를 피치 운동시키기 위한 제 2 구동실린더(32); 상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32)에 공급될 작동유를 토출하는 유압펌프(33); 및 상기 제어부(40)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 유압펌프(33)로부터 토출되는 작동유의 흐름 방향을 제어하여 상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32) 각각에 공급하는 제 1 및 제 2 제어밸브(34)(35)를 포함한다.
한편, 상기 시트 수평유지장치는 수평유지모드를 선택하기 위한 선택 스위치(22)를 더 포함할 수 있고, 상기 선택 스위치(22)에 의해 수평유지모드가 선택되면, 상기 제어부(40)는 상기 각도감지센서(23)에 의해 감지된 경사각도(φ)(θ)로부터 상기 시트(20)를 수평으로 유지시키기 위한 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa)를 산출하고, 산출된 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa)만큼 상기 시트(20)가 롤 운동과 피치 운동하도록 상기 구동유닛(30)을 제어한다.
전술한 바와 같은 과제 해결 수단에 의하면, 시트만을 회전 운동시켜 수평을 유지할 수 있어 간단한 구조로 작업자의 시야를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 조작 레버의 오조작에 따른 안전사고를 예방할 수 있다.
또한, 시트가 유니버셜 조인트를 통해 캐빈에 회전 운동 가능하게 설치됨으로써, 건설기계의 구조를 더욱 간소화할 수 있다.
또한, 구동유닛을 유압식으로 구현함으로써 작업용 유압펌프를 그대로 사용할 수 있게 되고, 이에 의해 건설기계의 구조를 더욱더 간소화할 수 있게 된다.
한편, 건설기계 조작장치를 시트에 설치하여 함께 회전 운동 가능하도록 함으로써, 건설기계가 기울어진 상태에서 시트가 수평을 유지하더라도 작업자가 조작장치를 용이하게 조작할 수 있게 된다.
또한, 선택 스위치를 통해 수평유지모드를 선택할 수 있도록 함으로써, 시트의 수평유지기능이 필요 없을 때는 불필요한 동력의 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 시트 수평유지장치를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 시트 수평유지장치를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 수평유지장치의 수평유지방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 수평유지장치의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 시트 수평유지장치를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 수평유지장치의 수평유지방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 수평유지장치의 작동과정을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 시트 수평유지장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 시트 수평유지장치는 캐빈(10)의 내부에 유니버셜 조인트(21)를 통해 회전 운동가능하게 설치된 시트(20)와, 상기 시트(20)의 수평유지모드를 선택하기 위한 선택 스위치(22)와, 상기 시트(20)의 경사각도(φ)(θ)를 감지하기 위한 각도감지센서(23)와, 상기 시트(20)가 수평상태를 유지할 수 있도록 상기 시트(20)를 회전 구동시키는 구동유닛(30)과, 상기 각도감지센서(23)에 의해 감지된 시트(20)의 경사각도(φ)(θ)를 기초로 상기 시트(20)가 수평상태를 유지할 수 있도록 상기 구동유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함한다.
상기 시트(20)는 유니버셜 조인트(21)를 통해 캐빈(10)의 내부에 설치되어 전후방향 축(X축)을 중심으로 한 회전 운동과, 건설기계의 좌우방향 축(Y축)을 중심으로 한 회전 운동이 가능하다. 이하에서는, 전후 방향 축(X축)을 중심으로 한 회전 운동을 '롤 운동'이라고 하고, 좌우 방향 축(Y축)을 중심으로 한 회전 운동을 '피치 운동'이라 한다.
한편, 상기 시트(20)에는 각종 레버나 페달 및 계기판을 포함하는 건설기계 조작장치(24)가 설치된다. 따라서, 상기 건설기계 조작장치(24)는 상기 시트(20)와 함께 롤 운동 및 피치 운동을 하게 된다.
상기 선택 스위치(22)는 상기 시트(20)를 수평으로 유지시키기 위한 수명유지모드를 선택하기 위한 것으로서, 상기 선택 스위치(22)가 온(ON) 되면 상기 제어부(40)는 시트(20)가 수평 유지될 수 있도록 상기 구동유닛(30)을 구동시킨다. 반면, 상기 선택 스위치(22)가 오프(OFF)되면, 상기 제어부(40)는 상기 구동유닛(30)을 제어하지 않게 되고, 이로 인해 시트(20)는 항상 동일한 자세로 고정되게 된다.
상기 각도감지센서(23)는 상기 시트(20)의 경사 각도를 감지하기 위한 것으로서, 보다 구체적으로, 시트(20)의 전후방향 축(X축)을 중심으로 한 회전각도(φ)와, 좌우방향 축(Y축)을 중심으로 한 회전각도(θ)를 감지한다. 각도감지센서(23)로는 자이로 센서와 같은 자세 센서(Orientation Sensor)가 이용될 수 있다. 본 실시예에서는 시트(20)에 각도감지센서(23)가 설치되는 것을 예시하였으나, 상기 각도감지센서(23)는 건설기계의 기울기를 측정할 수 있는 한 캐빈(10) 뿐만 아니라 건설기계의 다양한 장소에 설치될 수 있다.
상기 구동유닛(30)은 상기 시트(20)를 롤 운동과 피치 운동시키기 위한 것으로서, 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32)와, 유압펌프(33)와, 제 1 및 제 2 제어밸브(34)(35)를 포함한다.
상기 제 1 구동실린더(31)는 시트(20)를 롤 운동시키기 위한 것으로서, 시트(20)의 측방에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 제 1 구동실린더(31)의 일단은 캐빈(10)의 바닥면에 회전 운동 가능하게 설치되고, 그 타단은 상기 시트(20)의 일측에 회전 가능하게 설치된다.
상기 제 2 구동실린더(32)는 시트(20)를 피치 운동시키기 위한 것으로서, 시트(20)의 후방에 설치된다. 보다 구체적으로, 상기 제 2 구동실린더(32)의 일단은 캐빈(10)의 바닥면에 회전 운동 가능하게 설치되고, 그 타단은 상기 시트(20)의 후방에 회전 가능하게 설치된다.
본 실시예에서는 상기 제 1 구동실린더(31)가 시트(20)를 롤 운동시키는 것으로 예시하고, 상기 제 2 구동실린더(32)가 시트(20)를 피치 운동시키는 것으로 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 시트(20)를 롤 운동과 피치 운동시킬 수 있는 한 상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32)는 다양한 형태로 다양한 위치에 설치될 수 있다.
상기 유압펌프(33)는 상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32)에 공급될 작동유를 토출시키기 위한 것으로서, 건설기계의 작업용 메인펌프가 사용될 수 있음은 물론 시트 구동용으로 별도의 펌프를 설치할 수도 있다. 다만, 상기 유압펌프(33)로 건설기계의 작업용 메인펌프가 이용될 경우, 건설기계의 구조를 더욱더 간소화시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 제 1 및 제 2 제어밸브(34)(35) 각각은 상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32) 각각에 공급되는 작동유의 유량 및 흐름 방향을 조절하기 위한 것으로서, 상기 제어부(40)로부터 출력되는 제어신호에 따라 변환된다.
본 실시예에서는 상기 구동유닛(30)이 유압 시스템으로 구성되는 것을 예시하였으나, 본 실시예와 달리 상기 구동유닛(30)은 전기모터 등의 다양한 구동원으로 구현될 수 있다.
상기 제어부(40)는 상기 각도감지센서(23)와 선택 스위치(22)로부터 입력되는 신호에 따라 상기 구동유닛(30)을 제어하기 위한 것이다. 상기 제어부(40)의 기능에 대해서는 수평유지방법을 설명하면서 상세히 설명한다.
이하, 전술한 바와 같은 구성은 가지는 시트 수평유지장치의 수평유지방법에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
우선 건설기계가, 도 4a 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 경사지 등에 위치하여 기울어진 경우, 각도감지센서(23)로부터 전후방향 축(X축)을 중심으로 한 회전각도(φ)와 좌우 방향 축(Y축)을 중심으로 한 회전각도(θ)가 제어부(40)에 입력된다(S100). 그러면, 제어부(40)는 선택 스위치(22)에 의해 수평유지모드가 선택되었는지 여부를 판단한다(S101).
판단결과, 수평유지모드가 선택되었으면, 제어부(40)는 시트(20)를 수평으로 유지하기 위한 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa)를 산출한다(S102). 통상적으로, 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa)는 상기 각 회전각도(φ)(θ)가 0이 되기 위한 각도로서, 각도감지센서(23)에 의해 감지된 회전각도(φ)(θ)와 동일하게 된다. 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa)가 산출되면, 제어부(40)는 제 1 및 제 2 제어밸브(34)(35)를 제어하여 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32)를 신축 구동시키게 된다(S103). 이와 같은 과정에 의해, 도 4a 및 도 5a 상태의 시트(20)는 도 4b와 도 5b와 같은 수평상태를 유지할 수 있게 된다.
한편, 도 4a 내지 도 5b에 도시된 구동실린더(31)(32)의 설치 위치는 도 1과 다른 것을 예시하였다.
10; 캐빈 20; 시트
21; 유니버셜 조인트 22; 선택 스위치
23; 각도감지센서 30; 구동유닛
31, 32; 제 1 및 제 2 구동실린더 33; 유압펌프
34, 35; 제 1 및 제 2 제어밸브 40; 제어부
φ; 전후방향 축을 중심으로 한 회전각도
θ; 좌우방향 축을 중심으로 한 회전각도
φa; 롤링 각도 θa; 피칭 각도
21; 유니버셜 조인트 22; 선택 스위치
23; 각도감지센서 30; 구동유닛
31, 32; 제 1 및 제 2 구동실린더 33; 유압펌프
34, 35; 제 1 및 제 2 제어밸브 40; 제어부
φ; 전후방향 축을 중심으로 한 회전각도
θ; 좌우방향 축을 중심으로 한 회전각도
φa; 롤링 각도 θa; 피칭 각도
Claims (4)
- 건설기계의 캐빈(10)의 내부에 설치되어 전후방향 축(X축) 및 좌우방향 축(Y축)을 중심으로 롤 운동과 피치 운동이 가능하게 된 시트(20);
상기 시트(20)의 경사각도(φ)(θ) 또는 건설기계의 경사각도(φ)(θ)를 측정하기 위한 각도감지센서(23);
상기 시트(20)를 롤 운동과 피치 운동시키는 구동유닛(30); 및
상기 각도감지센서(23)로부터 감지된 경사각도(φ)(θ)를 근거로 상기 시트(20)를 수평 상태로 유지시킬 수 있도록 상기 구동유닛(30)을 제어하는 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 시트 수평유지장치. - 제1항에 있어서,
상기 시트(20)를 상기 캐빈(10)에 대하여 롤 운동과 피치 운동 가능하도록 상기 시트(20)와 상기 캐빈(10)을 연결하는 유니버셜 조인트(21)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 시트 수평유지장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동유닛(30)은,
상기 시트(20)를 롤 운동시키기 위한 제 1 구동실린더(31);
상기 시트(20)를 피치 운동시키기 위한 제 2 구동실린더(32);
상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32)에 공급될 작동유를 토출하는 유압펌프(33); 및
상기 제어부(40)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 유압펌프(33)로부터 토출되는 작동유의 흐름 방향을 제어하여 상기 제 1 및 제 2 구동실린더(31)(32) 각각에 공급하는 제 1 및 제 2 제어밸브(34)(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 시트 수평유지장치. - 제1항에 있어서,
수평유지모드를 선택하기 위한 선택 스위치(22)를 더 포함하며,
상기 제어부(40)는,
상기 선택 스위치(22)에 의해 수평유지모드가 선택되면, 상기 각도감지센서(23)에 의해 감지된 경사각도(φ)(θ)로부터 상기 시트(20)를 수평으로 유지시키기 위한 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa)를 산출하고, 산출된 롤링 각도(φa)와 피칭 각도(θa) 만큼 상기 시트(20)가 롤 운동과 피치 운동하도록 상기 구동유닛(30)을 제어하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 시트 수평유지장치.
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- 2010-09-01 KR KR1020100085362A patent/KR101696478B1/ko active IP Right Grant
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