KR20120036114A - 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 예컨대 휠로더와 같은 건설 기계에서 작업자에게 버켓의 다양한 상태(버켓의 작업 높이, 작업 각도, 적재 하중, 부하율 등)에 관한 정보를 직관적으로 제공하기 위한 것으로, 이를 위하여 버켓의 작업 높이의 상한/하한을 나타내는 구간 표시자; 및 구간 표시자 내에서 현재 버켓의 작업 높이에 대응하는 위치와 현재 버켓의 작업 각도에 대응하는 기울기로 표시되는 버켓 형상의 버켓 아이콘;을 포함함으로써 현재 작업중인 버켓의 작업 높이 및 작업 각도를 직관적으로 표현하는 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치를 제공하며, 이에 따라 작업자는 버켓 작업시에 버켓의 상태를 육안으로 확인함과 동시에 표시 장치 내 버켓 인터페이스를 통해 직관적으로 일목요연하게 파악할 수 있다.

Description

직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치{Display unit comprising an intuitive bucket interface}

본 발명은 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 예컨대, 휠로더와 같은 건설 기계에서 상대적으로 높은 위치의 조종석에 탑승한 작업자가 버켓을 구동하여 작업을 실시할 때, 작업자에게 현재 작업중인 버켓의 상태(버켓의 작업 높이, 작업 각도, 적재 하중 등)에 관한 정보를 직관적으로 제공할 수 있는 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.

휠로더와 같은 건설 기계의 작업자는, 차량의 특성상 높은 위치의 조종석에 탑승하여 작업을 하게 된다. 이처럼 높은 위치의 작업자가 버켓을 이용하여 작업을 실시하는 경우, 작업자와 휠로더의 버켓 사이의 거리감과 평행감은 상대적으로 저하되기 쉽다. 이로 인해 숙련된 작업자를 제외한 경우, 심지어 숙련된 작업자의 경우라도, 버켓을 지면과 근접하여 평행하게 하거나, 버켓을 지면에 밀착한 상태에서 작업을 할 때 과중한 부담을 받게 되고, 이는 작업자의 피로감 증대와 작업률 감소 등의 결과로 나타날 수 있다.

이러한 불편을 해소하기 위해서, 통상의 건설 기계의 조종석 내에는 건설 기계의 각종 작업 상태에 따라 요구되는 정보를 표현하는 LCD 등의 표시 장치가 구비되어 있으며, 작업자는 이러한 표시 장치를 참고하여 작업을 실시하는 것이 일반적이다.

이러한 표시 장치에 제공되는 정보는 예컨대, 버켓의 작업 상태 이외에도 휠로더 차량 자체에 관한 정보를 포함하는 다수의 정보가 있을 수 있으며, 한정된 LCD의 공간 내에서 이러한 다수 정보를 표현하기 위해서 예컨대, 특정 조건을 기준으로 이들 정보를 그룹화하여 다수의 서브 화면으로 구분하여 표시한 후 이들 서브 화면 사이를 전환하는 방식이 사용되기도 한다.

그러나, 이와 같이 다수의 서브 화면 사이를 전환하면서 제공되는 정보, 또는 한정된 공간의 LCD 내에 개별적으로 표시되는 수많은 정보들 사이에서 작업자가 현재 작업중인 버켓의 상태를 일목요연하게 확인하는 것은 실로 쉽지 않은 일이다.

본 발명은 전술한 문제를 해소하기 위한 것으로, 현재 작업중인 버켓의 상태를 직관적으로 표현할 수 있는 복합적인 구성의 버켓 인터페이스를 포함하는, 건설 기계용 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 건설 기계의 조작에 관한 각종 정보를 표시하는 표시 장치로서, 현재 작업중인 버켓에 관해 건설 기계로부터 실시간으로 전달되는 정보가 소정의 변환을 통해 표시되는 버켓 인터페이스를 포함하고, 상기 버켓 인터페이스는 버켓의 작업 높이의 상한/하한을 나타내는 구간 표시자; 및 구간 표시자 내에서 버켓의 작업 높이에 대응하는 위치와 버켓의 작업 각도에 대응하는 기울기로 표시되는 버켓 형상의 버켓 아이콘;을 포함함으로써 현재 작업중인 버켓의 작업 높이 및 작업 각도를 직관적으로 표현하는 것인, 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 버켓에 적재된 하중에 관한 정보가 또한 실시간으로 전달될 때, 하중으로부터 부하율이 계산되고, 계산된 부하율에 따라 버켓 아이콘은 부하율에 대해 미리 결정된 구간별로 미리 지정된 색상으로 변경되어 표시되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 버켓 인터페이스는 구간 표시자의 바로 위에 배치된 상부 숫자 표시부, 구간 표시자의 바로 아래에 배치되는 하부 숫자 표시부, 및 버켓 아이콘에 중첩하여 배치되는 중앙 숫자 표시부를 더 포함하고, 하중, 작업 높이 및 부하율에 관한 값이 대응하는 숫자 표시부에 수치로 표시되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 있어서, 표시 장치는 표시하고자 하는 정보에 따라 전환될 수 있는 다수의 서브 화면을 더 포함하고, 버켓 인터페이스는 서브 화면으로의 전환에 관계없이 표시 장치의 일 지점에 지속적으로 표시되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치는, 이 표시 장치를 통해 작업자가 현재 작업중인 버켓에 관한 정보를 직관적으로 일목요연하게 받아들일 수 있도록 하여, 작업자의 부담을 덜어주고, 작업자의 피로감 감소와 작업률 향상의 결과를 가져올 수 있다.

도 1은 통상적인 휠로더를 버켓이 구비된 전면을 중심으로 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 휠로더 조종석 내 표시 장치의 화면의 일 예를 도시한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 상이한 유형으로 구성되는 버켓 인터페이스의 예시를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 임의의 버켓의 작업 상태와 그에 대응하는 버켓 인터페이스의 예시를 함께 도시한다.
도 5는 버켓의 작업 상태에 각각 대응하여 표시되는 일련의 예시적인 버켓 인터페이스를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 버켓 인터페이스를 표시하기 위한 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치 및 그 구성을 설명한다.

도 1은 버켓(20)이 구비된 전면을 중심으로 통상의 휠로더(10)를 도시한 개략도이다. 도 1을 참고하면, 휠로더(10)는 차량의 전면으로 배치된 버켓(20)과 버켓을 지지하기 위한 붐(30), 및 이들을 구동하기 위한 버켓 실린더(22) 및 붐 실린더(32)와 같은 구동 수단을 포함한다. 또한, 휠로더(10)에는 작업자가 탑승할 수 있는 조종석(40)이 구비되어 있으며, 통상 조종석(40)은 도면에 도시된 것처럼 차량 내에서 상대적으로 높은 위치에 배치되는 것이 일반적이다.

이러한 구성의 휠로더(10)에서, 예를 들어, 붐 실린더(32)의 구동에 의해 붐(30)이 차량에 결합된 부분을 중심으로 회전하면서 버켓(20)의 높이를 상하로 조절하고, 버켓 실린더(22)의 구동에 의해 버켓(20)이 붐(30)에 결합된 부분을 중심으로 회전하면서 버켓(20)이 소정의 작업 각도로 기울어지게 된다. 예를 들어, 지면에서 또는 지면에 근접하여 작업을 할 경우에는 붐 실린더(32)가 수축하여 버켓(20)의 높이를 낮추고, 지면으로부터 소정의 높이에서 작업을 할 경우에는, 붐 실린더(32)가 팽창하여 버켓(20)의 높이를 해당 높이로 높일 수 있다. 버켓 실린더(22) 역시 수축과 팽창을 통해 붐(30)의 일단에 결합된 버켓의 일 지점을 중심으로 버켓(20)을 회전시킴으로써 버켓(20)의 작업 각도를 조정할 수 있다.

이러한 휠로더(10)에서, 현재 작업중인 버켓의 상태는 다양한 유형의 정보로써 취득될 수 있다. 예컨대, 버켓의 작업 상태를 나타낼 수 있는 정보로는, 버켓의 작업 높이, 버켓의 작업 각도, 버켓에 적재된 하중, 그리고 이 적재 하중으로부터 계산될 수 있는 부하율을 들 수 있다.

이러한 정보는 각각 대응하는 센서(들)에 의해 측정될 수 있다. 예컨대, 붐(30)이 차량에 연결되어 회전 가능하게 지지되는 결합부 상에 구비되어 붐(30)의 각도를 측정하는 붐 각도 센서(boom angle sensor; 52), 버켓(20)을 구동하는 버켓 실린더(22) 상에 구비되어 버켓(20)의 각도를 측정하는 버켓 각도 센서(bucket angle sensor; 54), 및 차량의 하부에서 붐 실린더(32)가 연결되는 지점에 구비되어 버켓에 적재되는 하중의 중량(무게)을 측정하는 하중 센서(weighing sensor; 56)가 형성될 수 있다.

또한, 버켓이 구비된 차량에는 이들 센서와 연계되어 특정값을 계산하기 위해 구비되는 연산 시스템이 더 형성될 수 있고, 이러한 연산 시스템으로는 버켓의 움직임 범위와 실시간 높이를 산출하는 각도 센서 시스템(angle sensor system; 도시되지 않음) 및 버켓에 적재된 무게를 산출하고 실시간 부하량을 산출하는 하중 시스템(weighing system; 도시되지 않음)이 포함될 수 있다.

이들 센서들(52, 54, 56)로부터 실시간으로 측정된 값이 이들 센서 및 연산 시스템을 통해 버켓의 작업 높이, 작업 각도(버켓의 기울기), 하중, 및 부하율로 계산될 수 있다.

또한, 이들 센서들은 예시적인 것이며, 당업자에게 이들 센서가 아닌 상이한 종류의 센서가 차량 내 상이한 지점에 배치되어, 위와 같은 소망의 측정값을 제공할 수도 있음은 자명하다.

참고로, 버켓의 작업 높이는 지면으로부터 버켓의 높이를 표현하며, 이는 붐 각도 센서 등으로부터 얻은 측정값을 각도 센서 시스템을 이용한 소정의 연산을 통해 계산하거나 보정하여 얻어낼 수 있다. 예컨대, 버켓은 버켓이 지면에 밀착되는 높이인 0 m와 버켓이 최대로 들어 올려진 높이인 예컨대 2.5 m 사이에서 임의의 작업 높이로 구동될 수 있다.

또한, 버켓의 작업 각도는, 예컨대 작업을 실시하는 도중의 버켓의 기울기를 표현하며, 이는 버켓 각도 센서 등으로부터 얻은 측정값을 역시 각도 센서 시스템을 이용한 소정의 연산을 통해 계산하거나 보정하여 얻어낼 수 있다.

또한, 버켓에 적재된 하중 및 부하율은 각각 버켓에 적재된 하중의 중량값 및 하중이 버켓에 대해 가하는 load(힘든 정도)를 의미하며, 이들은 차량에 구비된 하중 센서 등으로부터 얻은 측정값을 하중 시스템을 이용한 소정의 연산을 통해 계산하거나 보정함으로써 얻을 수 있다.

하중 시스템으로부터 계산되는 부하율은 예컨대, 이 하중을 지지하는 부분(예컨대, 차량에 대한 붐 실린더의 결합 부분)에 구비되는 압력계와 같은 센서(예컨대, 하중 센서)를 이용하여, 하중이 적재되지 않은 때와, 하중이 적재된 때와, 적재된 하중을 갖는 버켓이 높은 작업 위치로 이동한 때와 같은 경우에 각각 그 압력의 차이를 기준으로 계산될 수도 있다. 예컨대, 똑같은 하중이 적재된 경우라도, 버켓의 작업 높이에 따라 부하율이 변경될 수 있다.

한편, 부하율은 0에서 100%의 범위로 표현되는 백분율 단위로 표시될 수 있다. 예컨대, 버켓에 아무런 하중도 적재되지 않은 경우에 부하율은 0%가 될 것이고, 버켓에 하중이 최대로 적재되고 작업을 위해 버켓의 작업 높이가 높아지는 경우에 부하율은 거의 100%에 근접한 값이 될 것이다. 만일, 부하율이 100%를 넘어가거나 하는 경우라면, 이는 작업을 진행함에 있어 차량이 전복되거나 버켓의 제어가 불가능해지는 등의 위험한 상황을 초래할 수 있다.

이와 같은 버켓에 관한 정보는 조종석 내에 구비되는 LCD와 같은 표시 장치를 통해 표현되고, 작업자는 작업시 이러한 표시 장치를 봄으로써 버켓에 관한 정보를 직관적으로 일목요연하게 확인할 수 있어야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 휠로더와 같은 건설 기계의 조종석 내에 구비된 표시 장치의 화면의 일 예를 도시한다. 도 2에 따르면, 표시 장치(100)는 현재 작업중인 상태에 따라 선택적으로 표시될 수 있는 하나 이상의 게이지 표시부(110, 120)(예컨대, 도 2에서는 2개의 게이지 표시부가 도시되어 있음), 기어 표시부(130), 경고등(140), 시간 표시부(150) 등에 관한 인터페이스를 포함한다.

도 2에 도시된 게이지는 다양한 정보를 표현하기 위한 다양한 게이지가 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 냉각수 온도 게이지, 트랜스미션 온도 게이지, 연료량 게이지, 및 엔진연소촉진 효소량 게이지 등을 포함하는 다수의 게이지가 사용될 수 있다. 덧붙여, 이들 게이지는 도 2에 도시된 화면과 같이 단일 화면 내에서 표시될 수도 있고, 또는 각 작업 상태에 따라 전환되는 다수의 서브 화면에서 각각 표시될 수도 있다.

또한, 도 2의 표시 장치(100)는 본 발명의 특징에 따른 버켓 인터페이스(200)를 더 포함한다. 버켓 인터페이스(200)는 예컨대, 표시 장치의 우측 상부 부분에 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 만일 LCD와 같은 표시 장치(100) 내에서 다수의 서브 화면으로 전환이 이루어지는 경우라면, 이 버켓 인터페이스(200)는 서브 화면간의 전환에 관계없이 표시 장치(100)의 일 지점(예컨대, 우측 상부)에서 지속적으로 표시될 수도 있다.

또한, 본 발명의 특징에 따라 제공되는 버켓 인터페이스의 크기가 표시 장치의 크기에 비교하여 상대적으로 작기 때문에, 표시 장치가 서브 화면으로 전환시에도 각 서브 화면상에서 버켓 인터페이스가 표현될 수 있는 공간을 확보하는 것은 충분히 용이하다. 즉, 표시 장치의 화면이 서브 화면으로 전환되는 경우에도 각 서브 화면의 일 지점(예컨대, 우측 상부 부분)에는 본 발명의 특징에 따른 버켓 인터페이스(200)가 계속 표시될 수 있다.

한편, 본 발명에서 본 발명의 버켓 인터페이스는 조종석 내의 LCD와 같은 표시 장치 내에서 표시됨을 기준으로 설명되고 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 버켓 인터페이스는 조종석 내 LCD가 아닌, 차량 외부의 기타 표시 장치에 표시될 수도 있다.

예를 들어, 버켓 인터페이스는 그 크기가 작다는 이점을 활용하여, 스마트폰과 같은 별개의 전자 기기로 전송되어 해당 전자 기기의 화면에 표시될 수도 있다. 이를 위하여 필요로 하는 무선통신 기술 등에 관해서는 특별히 본 발명에서 구체적으로 설명하지는 않지만, 당업자라면, 특정 조건의 디스플레이 화면을 무선을 통해 스마트폰과 같은 휴대 전자 기기의 화면으로 전송하여 표시하는 것이 자명한 기술에 속한다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

이러한 특징은 본 발명에 따른 버켓 인터페이스가 상대적으로 작은 크기로 구성되면서 다양한 정보를 일목요연하게 직관적으로 표현할 수 있다는 점에 기초하는 것이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여, 버켓 인터페이스(200)에 관한 구체적인 예시를 설명한다. 도 3a에서, 버켓 인터페이스(200)는 예를 들면, 버켓의 작업 높이의 상한/하한을 나타내는 "]" 형상의 구간 표시자(210)와, 이 구간 표시자(210) 내에서 현재 버켓의 작업 높이에 대응하는 위치와 현재 버켓의 작업 각도에 대응하는 기울기로 표시되는 버켓 형상의 버켓 아이콘(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

참고로, 구간 표시자(210)는 본원에서 "]" 형상으로 도시되고, 이 형상을 기준으로 본 발명의 특징을 설명하고 있으나, 구간 표시자의 형상이 반드시 이로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 표시 장치 내에서 버켓 인터페이스의 상한과 하한을 표시하고, 그 상한과 하한 사이에 위치하는 버켓 아이콘의 상대적 위치(높이)를 직관적으로 표시할 수 있는 형상이라면, 임의의 모든 형상이 적용될 수 있다는 점에 유의한다.

이처럼, 버켓 아이콘(220)은 구간 표시자(210) 내에서 현재 작업중인 버켓의 작업 높이에 대응하는 위치에서 표시되고, 동시에 현재 작업중인 버켓의 작업 각도에 대응하는 기울기로 표시됨으로써, 현재 작업중인 버켓의 상태를 작업자에게 직관적으로 전달할 수 있다. 즉, 차량에 부착된 다수의 센서들(예컨대, 붐 각도 센서, 버켓 각도 센서, 및 하중 센서 등)로부터 실시간으로 전달되는 다양한 정보(측정값, 즉 데이터)들이 이들 센서와 전술한 연산 시스템(각도 센서 시스템 및 하중 시스템 등)을 이용한 소정의 연산을 통해 계산된 후, 이들 계산된 값에 대응하는 위치와 기울기의 버켓 아이콘(220)이 구간 표시자(210) 내에 표시됨으로써 이들 센서로부터 얻어진 현재 작업중인 버켓에 관한 정보가 실시간으로 그리고 직관적으로 작업자에게 전달될 수 있다.

한편, 버켓 아이콘의 위치(높이)는 현재 작업중인 버켓의 작업 높이에 일대일 대응하여 선형으로 비례하여 구간 표시자 내에서 표시될 수 있다. 다른 한편으로, 버켓 아이콘의 기울기(각도)는 현재 작업중인 버켓의 작업 각도를 소정의 구간으로 구분한 후 각 구간별로 미리 설정된 기울기를 표시할 수 있다. 예컨대, 버켓 아이콘을 미리 설정된 다수 유형(기울기)의 아이콘들, 즉 좌측으로 기울어진 것과, 수평 상태의 것, 우측으로 기울어진 것, 그리고 뒤집힌 상태의 것(예컨대, 버켓을 들어올린 후 적재된 하중을 쏟아버린 상태) 등의 수 개의 기울기의 아이콘으로 준비한 후, 현재 작업중인 버켓의 작업 각도를 앞서 설정한 구간별로 구분한 후 그에 대응하는 준비된 아이콘으로 표시할 수 있다. 즉, 버켓의 작업 높이와 달리, 버켓의 작업 각도는 버켓 인터페이스의 버켓 아이콘의 기울기와 반드시 일대일 대응해야 할 필요는 없다.

또한, 버켓 아이콘(220)은 앞서 기술한 바와 같이, 버켓으로부터 실시간으로 전달되는 정보에 기초하여 계산되는 부하율에 따라 부하율에 대해 미리 결정된 구간별로 각 구간에 대해 미리 지정된 상이한 색상으로 표시될 수 있다. 예컨대, 0 내지 100%의 부하율을 미리 결정된 소정의 구간으로 구분한 후 해당 구간들에 대해 서로 상이한 색상을 미리 지정할 수 있다. 이후, 표시 장치에서 버켓 아이콘을 표시할 때, 단순히 그 위치와 기울기만을 이용하여 표시하는 것이 아니라, 그에 덧붙여 현재 부하율이 속하는 구간에 해당하는 색상으로 버켓 아이콘을 표시함으로써, 버켓 상태에 관한 정보가 실시간으로 그리고 직관적으로 작업자에게 제공될 수 있다.

예컨대, 부하율은 다음과 같이 미리 결정된 구간별로 색상이 지정될 수 있다. 먼저, 휠로더와 같은 차량이 원활하게 작업할 수 있는 구간 내의 하중, 즉 부하율에 대해서는 녹색이 지정될 수 있다. 다음으로, 차량이 버켓을 이용하여 작업할 때 차량의 뒷부분이 들리게 되어 차량이 전복될 수 있는 위험에 근접하게 되는 구간 내 부하율에 대해서는 황색이 지정될 수 있다. 마지막으로, 차량이 버켓을 이용하여 작업할 때, 차량이 전복되거나 또는 차량이 손상을 입게 되는 구간의 부하율에 대해서는 적색이 지정될 수 있다.

예를 들어, 부하율이 이러한 구간들로 미리 결정되어 있다면, 휠로더의 작업은 버켓 아이콘이 녹색으로 표시되는 상태에서 주로 사용되고, 경우에 따라서는 버켓 아이콘이 황색으로 표시되는 상태에서 또한 사용되며, 버켓 아이콘이 적색으로 표시되는 경우에는 그 작업을 즉시 멈추는 방식으로 이루어짐이 바람직할 수 있다.

이들 구간들 사이의 경계는 특별히 정해지지는 않으며, 개개의 휠로더에 대한 테스트를 거쳐 실험적으로 정의되거나, 또는 이에 덧붙여 약간의 보정을 수반하여 그 경계가 설정될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서, 부하율이 3개의 구간으로 구분되어 있으나, 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 필요에 따라 부하율의 구간을 더 많거나 더 적은 수의 구간으로 분할한 후 각각의 구간에 대해 대응하는 개수의 색상을 미리 지정할 수도 있다. 예컨대, 버켓 작업을 실시함에 있어 부하율에 관해 더 세밀한 파악이 필요한 경우라면, 부하율은 4개 이상의 구간으로 구분하도록 미리 결정될 수 있고, 따라서 4개 이상의 색상이 각 구간에 대해 미리 지정될 수도 있다.

또한, 도 3b에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 버켓 인터페이스(200)는 수치로 표현되는 인터페이스를 더 포함할 수도 있다.

예컨대, 구간 표시자(210)의 바로 위에 배치되는 상부 숫자 표시부(232), 구간 표시자(210)의 바로 아래에 배치되는 하부 숫자 표시부(236), 및 버켓 아이콘(220)과 중첩되어 배치되는 중앙 숫자 표시부(234)를 포함할 수 있으며, 이들 숫자 표시부에는 각각 현재 작업중인 버켓에 관해 실시간으로 전달되는 정보가 디지털화된 수치로써 표현될 수 있다.

예를 들면, 상부 숫자 표시부(232)에는 버켓에 적재된 적재 하중이 톤(t) 단위로 표시될 수 있다. 또한, 중앙 숫자 표시부(234)에는 위 하중 값을 이용하여 계산되는 부하율이 백분율(%) 단위로 표시될 수 있다. 또한, 하부 숫자 표시부(236)에는 현재 작업중인 버켓의 작업 높이(즉, 버켓이 지면으로부터 들어 올려진 높이)가 미터(m) 단위로 표시될 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 부하율에 따라 버켓 아이콘의 색상이 변경 표시되는 것처럼, 부하율을 디지털화된 수치로 표현하는 중앙 숫자 표시부의 값도 버켓 아이콘과 동일하게 부하율의 미리 결정된 구간별로 색상을 달리하여 표시될 수 있다. 예컨대, 원활한 작업을 가리키는 녹색과, 위험에 근접함을 가리키는 황색, 및 전복 위험에 처함을 가리키는 적색으로, 부하율을 표시하는 백분율이 그 색상을 변경하여 표시될 수 있다.

이처럼, 버켓 인터페이스(200)에 구간 표시자(210), 버켓 아이콘(220), 및 숫자 표시부(232, 234, 236)를 함께 제공함으로써, 버켓의 작업 높이, 작업 각도, 하중 및 부하율과 같은 현재 작업중인 버켓 상태가 일목요연하게 직관적으로 표현될 수 있다.

예컨대, 작업자는 구간 표시자 내 버켓 아이콘의 위치, 기울기 및 색상을 통해 현재 작업중인 버켓의 작업 높이, 작업 각도 및 부하율을 직관적으로 인지할 수 있으며, 동시에 구간 표시자의 상하부에 표시되고, 버켓 아이콘에 중첩되어 표시되는 각 수치(하중, 부하율, 높이)를 통해서 더욱 구체적인 버켓의 상태를 파악할 수 있게 된다.

이처럼, 그래픽적 요건의 버켓 아이콘, 및 아이콘과 함께 표기되는 디지털화된 수치를 이용하여, 현재 작업중인 버켓의 상태가 직관적으로 일목요연하게 표시될 수 있다. 이러한 버켓 인터페이스가 포함된 표시 장치를 사용한다면, 작업자는 LCD와 같은 표시 장치상에서 현재 작업중인 버켓의 상태에 관한 정보를 그래픽(버켓 아이콘)과 디지털화된 수치를 통해 직관적으로 그리고 실시간으로 일목요연하게 제공받을 수 있다.

다음으로, 도 4a 및 도 4b를 참고하여, 버켓 인터페이스가 휠로더의 차량 상태(예를 들어, 작업중인 버켓의 상태)를 기준으로 실제 활용되는 예를 설명한다.

도 4a는 버켓이 지면과 밀착하여 버켓 내로 흙더미와 같은 하중을 적재하기 위한 상태의 차량 모습과, 이때 표시 장치에 표현되는 버켓 인터페이스(200a)를 함께 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 버켓(20)이 지면과 밀착한 상태로 하중을 적재하기 위한 각도를 유지하고 있기 때문에, 버켓 인터페이스(200a)의 버켓 아이콘이 역시 구간 표시자의 최하부에 위치하고 현재의 작업 각도에 대응하는 기울기로 표현되고 있음을 알 수 있다. 또한, 아직 하중이 적재되지 않았기 때문에, 부하율을 표시하는 중앙 숫자 표시부에는 0%의 값이 표시되고 있음을 확인할 수 있다. 당연하게, 하중을 표시하는 상부 숫자 표시부에는 0t의 값이, 그리고 버켓 높이를 표시하는 하부 숫자 표시부에는 0 m의 값이 각각 표시되고 있다.

따라서, 작업자는 직접 육안으로 버켓의 상태를 관찰함과 동시에, 조종석 내 표시 장치에 표시된 버켓 인터페이스를 토대로 하여 현재 작업중인 버켓의 상태를 확인할 수 있다. 도 4a에서 부하율이 0%이기 때문에, 버켓 아이콘의 색상은 예컨대, 녹색으로 표시될 것이다. 또한, 부하율을 표시하는 디지털화된 수치 "0%" 역시 녹색으로 표시될 수 있다.

다음으로, 도 4b는 버켓이 지면에서 최대로 들어 올려진 상태의 차량 모습과, 이때 표시 장치에서 표현되는 버켓 인터페이스(200b)를 함께 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 버켓이 지면에서 최대로 들어 올려져 버켓 내의 하중을 쏟아버린 상태의 작업 각도를 유지하고 있기 때문에, 버켓 인터페이스(200b)의 버켓 아이콘은 구간 표시자의 최상부에 위치하고 현재의 작업 각도에 대응하는 기울기(뒤집힌 상태의 버켓 아이콘)로 표현되고 있음을 알 수 있다. 또한, 적재되어 있던 하중이 이미 쏟아져 버린 상태를 표현하기 때문에, 부하율을 표시하는 중앙 숫자 표시부에는 0%의 값이 표시되고 있음을 확인할 수 있다. 당연하게, 하중을 표시하는 상부 숫자 표시부에는 역시 0t의 값이, 그리고 버켓 높이를 표시하는 하부 숫자 표시부에는 예컨대, 최대 높이값 예컨대, 2.5 m의 값이 각각 표시되고 있다. 또한, 도 4b에서 부하율이 0%이기 때문에, 도 4a와 마찬가지로 버켓 아이콘의 색상은 예컨대 녹색으로 표시될 것이다. 또한, 현재 부하율을 표시하는 디지털화된 수치 "0%" 역시 녹색으로 표시될 수 있다.

만일, 버켓 내에 적재된 하중을 쏟기 전이라면, 버켓 인터페이스 내 부하율과 하중에 대한 숫자 표시부는 적재된 하중에 대응하여 0이 아닌 수치로 표현될 것이다. 역시, 버켓 내에 적재된 하중을 쏟기 전이라면, 버켓 아이콘의 색상 그리고 부하율의 숫자 표시부 상에 표시되는 수치의 색상 역시 현재 작업중인 버켓의 부하율에 기초하여 현재 부하율이 속하는 구간에 따라 예컨대, 녹색이거나, 황색이거나 심지어는 적색으로 표시될 수도 있게 된다.

역시, 작업자는 직접 육안으로 버켓의 상태를 관찰함과 동시에, 조종석 내 표시 장치에 표시된 버켓 인터페이스를 토대로 하여 현재 작업중인 버켓의 상태를 직관적으로 그리고 실시간으로 명확하게 확인할 수 있다.

다음으로, 도 5는 버켓의 작업 상태(특히, 작업 각도)에 각각 대응하여 표시되는 다양한 예시적인 버켓 인터페이스를 도시한다. 도 5는 흙더미와 같은 하중을 버켓에 적재한 후 버켓을 들어올려 작업하는 일련의 과정을 연속적으로 표현한 다수의 버켓 인터페이스를 도시한다. 도 5에 따르면, 가장 좌측의 첫 번째 버켓 인터페이스는 버켓에 예컨대 10.5t의 하중을 적재하는 모습으로, 이때 버켓 아이콘의 기울기는 버켓으로 하중을 적재하기 위한 작업 각도임을 알 수 있다. 이때, 버켓의 작업 높이는 0.2 m로 표시되어 있고, 부하율은 90%로 표시되어 있다.

다음으로, 두 번째, 세 번째의 버켓 인터페이스는 버켓의 작업 각도가 상이하다는 점을 제외하고는 첫 번째 버켓 인터페이스와 동일한 표현이다. 마지막으로, 네 번째 버켓 인터페이스는 버켓이 예컨대, 최대 작업 높이인 2.5 m로 들어 올려진 상태를 표현한다. 버켓이 들어 올려짐에 따라 버켓의 작업 높이는 0.2 m에서 2.5 m로 변경되었고, 버켓 인터페이스 내 버켓 아이콘의 위치 역시 구간 표시자의 최상단으로 옮겨져 표시되고 있다. 또한, 버켓이 들어 올려짐에 따라 버켓 인터페이스 내 부하율이 버켓 내에 적재된 하중에 대해 90%에서 98%로 변경 표시됨을 알 수 있다. 이는, 하중과 부하율이 반드시 일치하지 않는다는 점을 나타내며, 하중과 부하율 사이에 소정의 연산 시스템(예컨대, 하중 시스템)이 매개되어 있음을 의미한다. 당업자에게 있어서 이러한 소정의 연산 시스템은, 개개의 휠로더 등에 따라 임의로 설정되거나, 특정한 형태로 설정될 수 있다는 점은 자명하다.

다음으로, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 표시 장치 내에 버켓 인터페이스를 표시하기 위한 방법을 나타내는 순서도이다. 앞서 설명된 바와 같은 버켓 인터페이스에 대해, 현재 작업중인 버켓에 관해 건설 기계로부터 전달되는 실시간 측정값(데이터, 즉 정보)을 이용하여 표시 장치 내에서 버켓 인터페이스를 특정하여 표현할 수 있다. 이러한 방법은, 실제로는 차량 내에 구비된 연산 장치 등을 포함하는 제어 장치(예컨대, 차량 전반을 제어하는 중앙처리장치 등)에 의해 구현될 수 있다.

예컨대, 이러한 방법은 버켓 각도 센서로부터 데이터를 획득하는 단계(310)로부터 시작한다. 이어서, 붐 각도 센서로부터 데이터를 획득하는 단계(320) 및 하중 센서로부터 데이터를 획득하는 단계(330)가 실시된다. 또한, 이들 단계 310, 320 및 330은 동시에 실시되거나 또는 순서를 변경하여 차례로 실시될 수도 있다.

획득된 데이터로부터 버켓의 작업 각도, 작업 높이, 적재 하중, 및 부하율 등 버켓 인터페이스를 특정하기 위한 다수의 요소가 예컨대, 이들 센서와 결합된 각도 센서 시스템 및 하중 시스템과 같은 연산 시스템을 이용한 소정의 연산을 통해 산출될 수 있다(단계 340). 산출된 결과값을 이용하여 버켓 아이콘의 높이(위치), 각도(기울기), 및 색상을 산정하고(단계 350), 이들 값들을 이용하여 버켓 인터페이스의 구간 표시자 내에 특정 위치와 특정 기울기, 그리고 특정 색상의 버켓 아이콘을 표시한다(단계 360).

또한, 단계 360에서, 이에 덧붙여 구간 표시자 상하부의 숫자 표시부, 및 버켓 아이콘과 중첩되어 배치되는 중앙 숫자 표시부에 해당 값들을 디지털화된 수치로 표시함으로써, 버켓 아이콘에 덧붙여 더욱 명확하게 해당 정보를 수치로 표현할 수 있다.

이러한 일련의 단계들이 현재 작업중인 버켓의 실제 작업 동작에 따라 실시간으로 반복됨으로써 현재 작업중인 버켓 상태가 직관적인 버켓 인터페이스를 통해 명확하게 실시간으로 작업자에게 전달될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 이러한 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치가 제공됨으로써, 이러한 표시 장치를 사용하는 작업자는 상대적으로 높은 위치의 조종석에서 버켓을 구동할 때, 현재 작업중인 버켓의 상태를 직관적으로 파악할 수 있기 때문에, 버켓의 작업이 지면과 밀착하거나 평행하게 이루어지는 경우에도 종래와 달리 과중한 부담을 받지 않게 된다. 또한, 작업자의 피로감이 줄어들고 작업률이 높아지는 결과를 가져올 수 있다.

10: 휠로더 20: 버켓
22: 버켓 실린더 30: 붐
32: 붐 실린더 40: 조종석
52: 붐 각도 센서 54: 버켓 각도 센서
56: 하중 센서
100; 표시 장치 110, 120: 게이지 표시부
130: 기어 표시부 140: 경고등
150: 시간 표시부
200: 버켓 인터페이스 210: 구간 표시자
220, 200a, 200b: 버켓 아이콘 232: 상부 숫자 표시부
234: 중앙 숫자 표시부 236: 하부 숫자 표시부

Claims (4)

1. 건설 기계의 조작에 관한 각종 정보를 표시하는 표시 장치로서,
   현재 작업중인 버켓에 관해 상기 건설 기계로부터 실시간으로 전달되는 정보가 소정의 변환을 통해 표시되는 버켓 인터페이스를 포함하고, 상기 버켓 인터페이스는,
   상기 버켓의 작업 높이의 상한/하한을 나타내는 구간 표시자; 및
   상기 구간 표시자 내에서 버켓의 작업 높이에 대응하는 위치와 버켓의 작업 각도에 대응하는 기울기로 표시되는 버켓 형상의 버켓 아이콘;
   을 포함함으로써 현재 작업중인 버켓의 작업 높이 및 작업 각도를 직관적으로 표현하는 것인, 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 버켓에 적재된 하중에 관한 정보가 또한 실시간으로 전달될 때, 상기 하중으로부터 부하율이 계산되고, 계산된 부하율에 따라 상기 버켓 아이콘은 부하율에 대해 미리 결정된 구간별로 미리 지정된 색상으로 변경되어 표시되는 것인, 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 버켓 인터페이스는 상기 구간 표시자의 바로 위에 배치된 상부 숫자 표시부, 상기 구간 표시자의 바로 아래에 배치되는 하부 숫자 표시부, 및 상기 버켓 아이콘에 중첩하여 배치되는 중앙 숫자 표시부를 더 포함하고, 상기 하중, 작업 높이 및 부하율에 관한 값이 대응하는 숫자 표시부에 수치로 표시되는 것인, 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시 장치는 표시하고자 하는 정보에 따라 전환될 수 있는 다수의 서브 화면을 더 포함하고, 상기 버켓 인터페이스는 서브 화면으로의 전환에 관계없이 표시 장치의 일 지점에 지속적으로 표시되는 것인, 직관적인 버켓 인터페이스를 포함하는 표시 장치.

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