KR20120022233A - 굴삭기 버켓 자동 조정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기 버켓 자동 조정방법에 관한 것으로, 그 목적은 운전자가 작업하고 하는 의도에 따라 굴삭기의 틸팅 실린더를 자동으로 작동시켜 버켓의 각도를 지면과 수평하게 제어되도록 함으로써 운전자가 작업하고자 하는 의도에 따라 틸팅 실린더를 작동시켜 버켓의 각도를 지면과 수평하도록 항상 유지시킴으로써 운전자의 피로도를 적게 하고, 작업효율의 증대시킨 버켓 조정 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 구성은 틸팅 모드 변환 스위치가 자동모드일 경우 각도센서가 버켓의 각도를 센싱하여 제어기로 보내는 단계와; 제어기가 각도센서로부터 입력된 각도정보에 따라 틸팅 실린더로 수축 또는 신장 신호를 보내는 단계와; 제어기로부터의 작동신호를 받은 틸팅실린더가 작동하여 버켓의 단고각도를 지면과 수평하게 유지시키는 단계;로 이루어진 굴삭기 버켓 자동 조정방법을 발명의 특징으로 한다.

Description

굴삭기 버켓 자동 조정방법{Excavator bucket autumatic adjustment method}

본 발명은 굴삭기 버켓 자동 조정 방법에 관한 것으로, 자세하게는 굴삭기 운전자가 버켓을 통한 지면 고르기 작업을 수행시 작업능률을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

굴삭기(Excavator)는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업 장치로 구성되어 있다.

구체적으로, 굴삭기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분된다.

크롤라 굴삭기는 휠 굴삭기에 비해 작업이 안정적이며 작업 생산성이 높기 때문에 장비 중량 1톤 부터 100톤 이상의 초대형에 이르기까지 각 작업 현장에 폭 넓게 사용되며, 휠 굴삭기는 크롤라 굴삭기에 비해 타이어 지지 방식으로 인해 작업시 안정성은 떨어지나, 도로 주행이 가능하여 운반 트레일러 없이 작업장 이동이 가능하고 작업과 이동을 빈번하게 요구하는 작업 현장에 주로 사용된다.

또한 굴삭기는 토사와 암석의 상태, 작업의 종류 및 용도에 따라 적절한 작업 장치를 장착하여 사용 할 수 있다.

일반 굴삭 및 토사 운반을 위한 버켓(Bucket), 단단한 지면, 암석 등의 파쇄를 위한 브레이커, 건물의 해체 및 파쇄에 사용하는 크라샤 등이 굴삭기에 주로 사용되는 작업 장치이다. 도 3은 이러한 종래 굴삭기의 일반적인 형태를 보인 예시하고 있다.

종래에는 굴삭기의 작업 중 지면 고르기 작업은 작업장치에 고정된 버켓을 작동시키는 각종 유압실린더에 의해 작업이 이루어지며 버켓 틸팅장치를 부착한 굴삭기의 경우도 수동으로 조정을 해야 함으로 많은 숙련도를 요구하고 있는 실정이다.

도 4는 종래의 굴삭기의 조작방법을 도시한 순서도이다. 첨부된 바와 같이 종래 굴삭기의 제어 순서도를 살펴보면, 운전자의 의도단계, 틸팅작업레버단계, 틸팅실린더조절단계, 버켓각도조절단계를 가진다.

하지만 상기와 같은 종래의 굴삭기를 이용한 작업장치의 작동 시스템은 일정한 각도가 유지되어 있는 작업장이나 작업에는 용이하나 운전자의 숙련도나 지면의 형상에 따라 작업효율의 차이가 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 운전자가 작업하고 하는 의도에 따라 굴삭기의 틸팅 실린더를 자동으로 작동시켜 버켓의 각도를 지면과 수평하게 제어되도록 함으로써 운전자가 작업하고자 하는 의도에 따라 틸팅 실린더를 작동시켜 버켓의 각도를 지면과 수평하도록 항상 유지시킴으로써 운전자의 피로도를 적게 하고, 작업효율의 증대시킨 버켓 조정 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 틸팅 모드 변환 스위치가 자동모드일 경우 각도센서가 버켓의 각도를 센싱하여 제어기로 보내는 단계와;

제어기가 각도센서로부터 입력된 각도정보에 따라 틸팅 실린더로 수축 또는 신장 신호를 보내는 단계와;

제어기로부터의 작동신호를 받은 틸팅실린더가 작동하여 버켓의 단고각도를 지면과 수평하게 유지시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓 자동 조정방법을 제공함으로써 달성된다.

상기 틸팅 모드 변환 스위치는 수동모드시 틸팅조작레버가 조작 가능상태로 전환되도록 하는 스위치인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 굴삭기에 장착된 버켓에 틸팅 장치를 추가하고 굴삭기 자체의 기울기를 알기 위한 각도 센서를 장착하여 굴삭기가 기울어져 있어도 버켓이 지면과 일정한 각도를 유지하여 지면과 일정한 접촉면적을 유지할 수 있어 운전자가 버켓의 각도를 조작하고자 하는 의도가 있을 시 버켓 틸팅 장치를 이용하여 버켓의 각도를 운전자가 의도하는 데로 또는 자동으로 조정해 줌으로서 운전자 작업을 편리하게 할 수 있어 운전자의 피로도를 적게 하고, 작업효율의 증대시켰다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 개략적인 장치구성도이고,
도 2는 본 발명에 의한 제어 순서를 도시한 순서도이고,
도 3은 종래 굴삭기의 일반적인 형태를 보인 예시도이고,
도 4는 종래의 굴삭기의 조작방법을 도시한 순서도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 개략적인 장치 구성도이다. 도시된 것처럼 본 발명에 따른 굴삭기의 버켓 틸팅장치를 자동 조정하는 방법을 구현하기 위한 기본 구성은 틸팅실린더의 조작을 수동 또는 자동모드로 전환시키는 틸팅 모드 변환 스위치(1)와; 운전자가 버켓의 방향을 제어하는 틸팅조정레버(2)와; 버켓의 각도와 굴삭장비의 각도를 측정해주는 각도센서(3)와; 버켓 주변에 장착되어 버켓을 실제로 움직여주는 틸팅실린더(4)와; 그리고 장비에 장착되어 버켓의 동작명령을 주는 제어기(5) 그리고 굴삭기에 장치된 버켓(6);으로 구성된다.

상기 틸팅 실린더(4)는 버켓의 각도를 조절하도록 2개로 구성되는데 도 3에 도시된 바와 일반적인 굴삭기의 버켓과 암 사이에 연결 구성되어 신장 또는 수축에 의해 버켓의 각도가 조절되게 된다.

상기 틸팅 모드 변환 스위치(1)와 틸팅 조작 레버(2)는 운전석 안에 설치된다. 그 위치는 한정되지 않지만 운전자가 조작할 수 있는 위치에만 설치되면 족하다.

상기 각도센서(3)는 신뢰성 있는 각도만 측정되면 되므로 굴삭기 장비의 본체에 설치된 운전석 밑이나 굴삭기 본체 장비의 중심부 어디에 설치해도 된다.

상기 틸팅 모드 변환 스위치(1)는 수동 또는 자동모드로 전환하는 토글스위치이다. 이 틸팅 모드 변환 스위치(1)가 수동모드 위치에 있으면 종래와 같이 굴삭기를 조작하는 작업자가 굴삭기의 조정실에 장치된 틸팅조정레버(2)를 조작하여 틸팅실린더(4)를 신장 또는 수축시켜 의해 버켓(6)의 각도를 조절하게 된다.

또한 틸팅 모드 변환 스위치(1)가 자동모드 위치에 있으면 틸팅조정레버(1)의 작동이 정지되고, 본 발명에 따라 각도센서(3)가 작동되어 각도를 측정하여 그 정보를 제어기(5)에 보내면 제어기(5)가 버켓(6)의 각도가 지면에 수평하게 위치하도록 버켓의 각도를 조절하는 틸팅실린더(4)를 제어하게 구성된다.

여기서 각도센서(2)는 장비본체 운전석 밑이나 장비 중심부에 설치되어 버켓의 각도와 굴삭장비 간의 각도를 측정하는 것이다.

상기 틸팅실린더(3) 자체는 일반적으로 굴삭기에 장치되어 버켓을 틸팅시키는 실린더로 일반적인 것이다.

상기 제어기(4)는 굴삭기의 조정실에 장치되어 각도센서에서 측정된 굴삭기의 각도와 버켓의 각도를 측정하여 버켓의 각도를 굴삭기에 맞추어 조정토록 하는 장치이다. 이러한 제어기에는 후술될 본 발명의 제어 흐름에 따른 프로그램이 내장되어 처리되는 임베디드 타입 MPU로 구성하거나, 본 발명의 제어 흐름에 따른 프로그램이 내장된 메모리와 CPU로 구성된 소형PC로 구성하여 장치할 수 있다.

상기와 같은 구성을 참조하여 본 발명의 작동을 도 2에 따라 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명에 의한 제어 순서를 도시한 순서도이다. 이하 설명에서 도면부호는 도 1의 기재된 도면부호를 따른다.

도시된 바와 같이 본 발명은 운전자가 버켓틸팅레버를 수동으로 조작하고자 할 때에는 틸팅 모드 변환 스위치(1)를 수동모드에 위치하면 운전자가 틸팅조작레버(2)를 조작하는 대로 틸팅 실린더(4)가 작동되어 버켓(6)이 운전자의 의도대로 움직이게 된다. 이와 같은 수동 구성은 종래 구성과 차이가 없는 것으로 본 발명이 수동 및 자동 모드가 듀얼모드로 구성 가능하다는 것을 보인 것으로 본 발명의 중요한 구성은 아래와 같은 자동 구성이다.

본 발명에 따른 자동 구성은 운전자가 틸팅 모드 변환 스위치(1)를 자동모드에 놓으면 각도센서(3)가 버켓의 각도를 센싱하여 제어기(5)로 보내는 단계와;

입력된 각도정보에 따라 제어기가 버켓 실린더를 작동시키는 신호를 보내는 단계와;

입력된 각도정보에 따라 제어기가 틸팅 실린더로 수축 또는 신장 신호를 보내는 단계와;

제어기로부터의 작동신호를 받은 틸팅실린더가 작동하여 버켓의 단고각도를 지면과 수평하게 유지시키는 단계;로 이루어진다.

상기 각도센서(3)가 버켓의 각도를 센싱하여 제어기(5)로 보내는 단계에서 각도센서는 굴삭기 장비의 본체에 설치된 운전석 밑이나 굴삭기 본체 장비의 중심부에 장착되어 절대각도를 측정하게 구성된다.

이하 본 발명 장비 본체에 설치된 각도계의 작동을 살펴본다.

각도센서가 가진 본래 기능인 현재 굴삭기 장비본체의 각도가 버켓의 각도와 동일하다고 보고 현재 굴삭기 장비의 각도에서 반대방향으로 버켓을 같은 각도만큼 움직이게 하면 당연히 버켓은 수평을 유지하게 된다.

또한 각도센서는 현 수준을 수평으로 잡아주는 기능이 있다(보통은 Alt zero 라고 부름). 그래서 운전자가 어느 일정한 각도를 "0"라도 정해버리면 버켓은 그것을 기준으로 움직이게 된다. 또는 운전자가 어느 일정한 각도로 계속 버켓을 유지하고 싶다면 수동으로 운전해도 가능하다.

이와 같이 본 발명에 따른 굴삭기 작업성 향상 방법은 굴삭기에 장착된 버켓에 틸팅 장치를 추가하고 굴삭기 자체의 기울기를 알기 위한 각도 센서를 장착하여 굴삭기가 기울어져 있어도 버켓이 지면과 일정한 각도를 유지하여 지면과 일정한 접촉면적을 유지하도록 함으로써 운전자가 자동(수동 모드 가능)으로 작업 하고자 하는 의도가 있을 경우에 그 의도를 틸팅 모드 변환 스위치(1)에 전달하면 제어기가 각도센서의 정보에 따라 틸팅실린더를 제어하여 버켓의 각도를 자동으로 지면에 수평하게 위치시킴으로써 운전자의 운전성 및 작업성 편의 및 능률 증대를 이룰 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 틸팅 모드 변환 스위치 (2) : 틸팅조작레버
(3) : 각도센서 (4) : 틸팅실린더
(5) : 제어기 (6) : 버켓

Claims (2)

1. 틸팅 모드 변환 스위치가 자동모드일 경우 각도센서가 버켓의 각도를 센싱하여 제어기로 보내는 단계와;
   제어기가 각도센서로부터 입력된 각도정보에 따라 틸팅 실린더로 수축 또는 신장 신호를 보내는 단계와;
   제어기로부터의 작동신호를 받은 틸팅실린더가 작동하여 버켓의 단고각도를 지면과 수평하게 유지시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓 자동 조정방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 틸팅 모드 변환 스위치는 수동모드시 틸팅조작레버가 조작 가능상태로 전환되도록 하는 스위치인 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓 자동 조정방법.
   
   
   
   
   
   

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