KR20140101474A - 굴삭기 버켓의 이동경로 추적제어시스템과 추적제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기의 암 구동용 실린더를 제어하는 이동경로 추적제어시스템과 이동경로 추적제어방법에 관한 것으로, 제1암의 회동을 위한 붐 실린더와, 제2암의 회동을 위한 암 실린더의 동작을 제어하는 메인밸브를 제어하도록, 해당 파이롯밸브와 병렬 배치되는 제어밸브; 상기 제1,2암과 지면이 이루는 내각을 측정하는 제1,2각도센서; 이동기울기를 포함한 입력값을 입력받아 처리하는 입력모듈; 및 상기 이동기울기의 경로로 버켓을 직선이동시키는 상기 제1,2암이 다른 자세를 취할 때, 상기 제1,2암이 지면과 이루는 내각 데이터를 연산하는 연산모듈;을 포함한다.

Description

굴삭기 버켓의 이동경로 추적제어시스템과 추적제어방법{Tracking control system and method for the path of excavating machine's bucket}

본 발명은 굴삭기 버켓의 이동경로를 모니터링 하면서 직접 제어할 수 있도록 하는 굴삭기 버켓의 이동경로 추적제어시스템과 추적제어방법에 관한 것이다.

굴삭기는 토사를 굴삭하는 공사용 기계로 파워쇼벨 드래그라인ㆍ크람셀 등이 있다. 굴삭기는 2곳 이상이 회동하도록 인출된 구조를 갖는 암과, 상기 암의 말단에 회동하도록 연결되어서 흙 또는 모래 따위를 퍼 올리는 통 형상의 버켓(bucket)을 포함한다.

도 1(종래 굴삭기의 모습을 개략적으로 도시한 도면)을 참조해서 굴삭기를 좀 더 구체적으로 설명하면, 굴삭기는 구동을 위한 각종 장비가 탑재되고 상기 굴삭기를 조종하기 위해 작업자가 탑승하는 본체(10)와, 본체(10)로부터 인출되는 암(20)과, 암(20)의 말단에 연결되는 버켓(23)을 포함한다. 여기서, 본체(10)는 굴삭기의 이동을 위해서 엔진 및 바퀴 등으로 구성되는 이동부(11)와, 작업자가 탑승하는 탑승부(12)로 구성된다. 암(20)은 탑승부(12)로부터 회동가능하게 인출되는 제1암(21)과, 제1암(21)의 말단과 회동가능하게 연결되는 제2암(22)을 포함한다. 제1,2암(21, 22)은 버켓(23)이 지정된 지점의 토사를 굴삭할 수 있도록 충분한 동력으로 회동하는데, 이를 위해 제1암(21)은 일단이 본체(12)에 연결되고 타단이 제1암(21)에 연결되는 붐 실린더(31)에 의해 회동하고, 제2암(22)은 일단이 제1암(21)에 연결되고 타단이 제2암(22)에 연결되는 암 실린더(32)에 의해 회동하며, 버켓(23)은 일단이 제2암(22)에 연결되고 타단이 버켓(23)에 연결되는 버켓 실린더(33)에 의해 회동한다. 여기서, 붐 실린더(31), 암 실린더(32) 및 버켓 실린더(33)는 종래 이동경로 추적제어시스템에 의해 그 동작이 제어되고, 상기 이동경로 추적제어시스템의 구동 제어는 본체(10)에 장착된 레버를 작업자가 조작함으로써 이루어진다. 결국, 작업자가 상기 레버를 조작하면, 제1,2암(21, 22) 및 버켓(23)은 상기 레버의 조작 정도에 따라 회동하면서 작업을 진행하게 된다.

그런데, 전술한 바와 같이, 실린더(31, 32, 33)는 붐 실린더(31), 암 실린더(32) 및 버켓 실린더(33)로 구분되므로, 작업자는 이에 대응해 구분된 3개의 레버를 개별적으로 조작해야 하는 곤란함이 있었다. 물론, 디테일한 굴삭 작업을 진행하기 위해서는 3개의 실린더(31, 32, 33)를 개별적으로 제어하는 것이 유리하다. 그러나, 수평한 지면에 놓인 토사를 긁기 위해서 버켓(23)을 반복적으로 수평 이동시키거나 직선 왕복시키는 등의 단순 작업을 수행할 경우까지 작업자가 3개의 레버를 조작해서 3개의 실린더(31, 32, 33)를 제어하는 것은, 작업을 매우 번거롭고 불편하게 함은 물론 작업 효율 또한 현저히 저하시키는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위해 종래에는 상기 레버 방식의 실린더(31, 32, 33) 제어를 대신해서 솔레노이드 밸브를 이용한 전자식 유압제어방식이 제안되었다(특허공개번호 10-2010-0073496, 특허공개번호 10-2012-0085622).

전자식 유압제어방식은 실린더(31, 32, 33)와 연통하는 경로를 바이패스 방식으로 병렬되게 형성시키되, 제1경로의 개폐는 기계식(기존 레버)으로 하고, 제2경로의 개폐는 전자식(솔레노이드 밸브)으로 해서, 상기 레버를 이용해 기계식으로 직접 조작하지 않고도 실린더(31, 32, 33)의 구동 제어를 위한 유압을 솔레노이드 밸브를 활용해서 제어할 수 있도록 하는 것이다.

하지만, 종래 전자식 유압제어방식 역시 버켓(23)을 이동시키기 위해서, 작업자가 직접 실린더(31, 32, 33)와 각각 연계된 솔레노이드 밸브를 조작해야 하는 번거로움이 불가피 했다. 결국, 종래 전자식 유압제어방식은 레버를 기계식으로 조작한다는 불편만을 해소했을 뿐, 각각의 실린더(31, 32, 33)에 대한 제어를 일일이 해야 하는 불리함은 여전한 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 굴삭기 버켓의 이동경로를 추적하고 암의 동작 제어를 위한 작업자의 조작을 단순화함으로써 굴삭기 작업자의 업무량을 줄이고 작업 효율을 높이며, 굴삭기 암의 동작 정밀도를 향상시킬 수 있는 굴삭기 버켓의 이동경로 추적제어시스템과 추적제어방법의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

제1암의 회동을 위한 붐 실린더와, 제2암의 회동을 위한 암 실린더의 동작을 제어하는 메인밸브를 제어하도록, 해당 파이롯밸브와 병렬 배치되는 제어밸브;

상기 제1,2암과 지면이 이루는 내각을 측정하는 제1,2각도센서;

이동기울기를 포함한 입력값을 입력받아 처리하는 입력모듈; 및

상기 이동기울기의 경로로 버켓을 직선이동시키는 상기 제1,2암이 다른 자세를 취할 때, 상기 제1,2암이 지면과 이루는 내각 데이터를 연산하는 연산모듈;

을 포함하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템을 제공한다.

상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

연산모듈이 입력모듈을 통해 이동기울기를 입력받는 이동기울기 입력단계;

상기 연산모듈이 상기 제1,2암과 지면이 이루는 내각을 제1,2각도센서로부터 수신하는 현 자세 확인단계; 및

상기 연산모듈이 상기 이동기울기의 경로로 버켓을 직선이동시키는 상기 제1,2암이 다른 자세를 취할 때, 상기 제1,2암이 지면과 이루는 내각 데이터를 연산하는 다음 자세 확인단계;

를 포함하는 굴삭기의 이동경로 추적제어방법을 제공한다.

상기의 본 발명은, 굴삭기 작업자가 굴착기 버켓을 직접 이동시키지 않고도 그 경로를 확인할 수 있으므로 사전 모니터링이 가능하고, 제1암과 제2암의 동작을 조정하기 위해서 다수의 레버를 일일이 조작하지 않고도 원터치 방식으로도 정밀한 작업을 진행할 수 있는 효율이 있으며, 이를 통해 업무의 피로와 노고를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 굴삭기의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템이 적용된 굴삭기의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템의 모습을 도시한 블록도이고,
도 4는 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템이 적용된 붐 실린더의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템이 적용된 굴삭기의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 도 5에서 보인 굴삭기의 동작모습을 그래프로 표현한 모습을 보인 그래프이고,
도 7은 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템을 기반으로 동작하는 굴삭기의 동작과정을 순차 도시한 플로차트이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템이 적용된 굴삭기의 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템의 모습을 도시한 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템이 적용된 붐 실린더의 모습을 개략적으로 도시한 도면인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템은 제어밸브(41, 41', 42, 42')와, 제1암(21)과 지면(S)이 이루는 제1내각을 측정하는 제1각도센서(51)와, 제2암(22)과 지면(S)이 이루는 제2내각을 측정하는 제2각도센서(52)와, 지정된 제1내각과 제2내각으로 제1,2암(21, 22)이 회동할 수 있도록 붐 실린더(31)와 암 실린더(32)의 피스톤 동작을 제어하는 메인밸브(13) 제어를 위한 제어데이터를 저장하는 데이터모듈(70)과, 제1,2각도센서(51, 52)로부터 수신한 제1,2내각을 실시간으로 확인하면서 입력된 이동기울기를 기반으로 제1,2암(21, 22)이 회동할 다음 제1,2내각을 연산하고 이를 기초로 해당 제어데이터를 데이터모듈(70)에서 검색하는 연산모듈(61)과, 상기 제어데이터를 기초로 제어밸브(41, 41', 42, 42')의 제어를 위해 제어신호를 생성하는 처리모듈(62)과, 연산모듈(61)의 연산 구동을 위해서 상기 이동기울기를 포함하는 입력값을 생성시키는 입력모듈(80)을 포함한다.

제어밸브(41, 41', 42, 42')는 작업자가 직접 수(手) 조작하도록 된 기계식 레버구조의 해당 파이롯밸브(43, 43')와 쌍을 이루며 병렬 배치된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 4에서 보인 바와 같이, 메인밸브(13)는 붐 실린더(31)에 구성된 2개의 입구라인을 선택적으로 개구하도록 되어서, 해당 개구 위치에 따라 붐 실린더(31)의 플런저가 왕복운동을 할 수 있도록 한다. 이를 위해 메인밸브(13)는 실린더 방식으로 동작하면서 상기 2개의 입구라인이 선택적으로 개구되도록 하고, 이를 통해 유압펌프(14)에 의해 고압으로 공급되는 유체가 상기 2개의 입구라인에 선택적으로 유입되어서 붐 실린더(31)가 피스톤 운동을 하도록 한다. 참고로, 본 발명에 따른 실시 예에서, 메인밸브(13)는 제1파이롯밸브(43)가 개구되도록 조작되면 붐 실린더(31)의 플런저가 상방으로 이동하도록 동작하고, 제2파이롯밸브(43')가 개구되도록 조작되면 붐 실린더(31)의 플런저가 하방으로 이동하도록 동작한다.

한편, 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템은 제1,2붐제어밸브(41, 41')가 제1,2파이롯밸브(43, 43')와 병렬 배치된다. 제1,2붐제어밸브(41, 41')는 전기신호를 받아 개폐동작이 이루어질 수 있도록 솔레노이드 밸브가 적용될 수 있다.

결국, 상기 이동경로 추적제어시스템은 제1붐제어밸브(41)와 제1파이롯밸브(43), 제2붐제어밸브(41')와 제2파이롯밸브(43')가 서로 병렬 배치되어서, 작업자가 병렬 배치된 밸브(41, 41', 43, 43')를 선택적으로 조작해 붐 실린더(31)의 피스톤 운동을 제어할 수 있다.

그런데, 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템은 제1붐제어밸브(41)와 제1파이롯밸브(43), 제2붐제어밸브(41')와 제2파이롯밸브(43')을 일일이 조작해서 붐 실린더(31)의 동작을 제어할 수 있음은 물론, 이동기울기를 입력할 수 있도록 된 입력모듈(80)을 원터치로 조작함으로써 붐 실린더(31)의 동작을 제어할 수도 있다.

참고로, 본 발명에 따른 실시 예에서 제어밸브(41, 41', 42, 42')와 제1,2파이롯밸브(43, 43')는 탑승부(12)의 '조작기판'에 구성되어서, 작업자가 이를 용이하게 조작할 수 있도록 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 실시 예에서, 도 4를 통해 제1,2붐제어밸브(41, 41')만을 예시하였으나, 전술한 구조는 암 실린더(32)를 제어하는 암제어밸브에도 적용될 수 있음은 물론이다.

제1각도센서(51)는 제1암(21)과 지면(S) 간의 제1내각을 측정한다.

제2각도센서(52)는 제2암(22)과 지면(S) 간의 제2내각을 측정한다.

제1,2각도센서(51, 52)는 공지,공용의 각도 측정장비가 적용될 수 있다.

데이터모듈(70)은 버켓(23)이 일정한 이동기울기를 유지하며 이동되도록 하기 위한 제어데이터를 저장한다. 상기 제어데이터는 제어밸브(41, 41', 42, 42')의 개폐시간을 조정해서 통과유량을 제어하고, 이를 통해 메인밸브(13)의 개폐시간을 조정해서 붐 실린더(31)와 암 실린더(32)의 피스톤 동작을 제어하도록 한다. 즉, 제1,2암(21, 22)이 지정된 제1,2내각의 범위로 동작할 수 있도록 하기 위한 제어밸브(41, 41', 42, 42')의 개폐시간이 상기 제어데이터로 저장 관리되고, 연산모듈(61)이 연산한 다음 제1,2내각으로의 동작을 위한 제어데이터 검색이 요청되면 해당 제어데이터를 제공하는 것이다. 참고로, 상기 제어데이터는 제1,2암(21, 22)의 길이, 이동기울기의 크기, 버켓(23)의 현재 위치, 내각 등의 기초정보에 따라 모두 다른 값을 가지므로, 데이터모듈(70)은 상기 기초정보를 기준으로 해당 제어데이터를 수집해서 DB화 한다.

연산모듈(61)은 입력모듈(80)로부터 확인한 이동기울기와, 제1,2각도센서(51, 52)로부터 확인한 제1,2내각을 기초로, 제1,2암(21, 22)이 동작할 다음 제1,2내각을 포함한 내각 데이터를 연산한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 5(본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템이 적용된 굴삭기의 동작모습을 개략적으로 도시한 도면) 및 도 6(도 5에서 보인 굴삭기의 동작모습을 그래프로 표현한 모습을 보인 그래프)에서 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템의 연산모듈은 [수학식 1]을 기반으로 동작한다.

[수학식 1]

여기서, Py/Px는 버켓(23)이 직선으로 이동할 때의 경사도를 나타내는 이동기울기(k)이고, P(Px, Py) 및 P'(Px', Py')는 버켓(23)의 끝점 위치를 그래프에 표시하기 위한 2차원 값이며, L1은 제1암(21)의 길이로서 좀 더 구체적으로는 양쪽 회동축 간의 거리이고, L2는 제2암(22)의 길이로서 좀 더 구체적으로는 일단의 회동축과 버켓(23)의 끝점 간 거리이다. 또한, a1은 제1암(21)과 지면(S) 간의 제1내각이고, a2는 제2암(22)과 지면(S) 간의 제2내각이다. 참고로, 탑승부(12)와 연결된 제1암(21)의 회동축은 그래프에서 원점으로 표시하고, 제1,2암(21, 22)이 서로 연결되는 회동축은 그래프에서 A점으로 표시하며, 버켓(23)의 끝점은 P(Px, Py) 및 P'(Px', Py')으로 표시한다.

작업자는 버켓(23)의 끝점을 P점에서 P'점으로 수평이동시키기 위해서 입력모듈(80)을 활용해 이동기울기(k)인 '0'을 포함하는 입력값을 입력하고, 연산모듈(61)은 상기 입력값을 수신해서 이를 기초로 다음 동작 자세에서의 위치인 P'에서의 제1,2내각(a1', a2')을 연산한다. 이때, 연산모듈(61)은 제1,2각도센서(51, 52)로부터 현재 제1,2암(21, 22) 자세에 대한 제1,2내각(a1, a2)을 수신하고, 이동기울기(k)를 기초로 다음 수평이동점인 P'에서의 제1,2내각(a1', a2')을 연산한다. 한편, 연산모듈(61)은 버켓(23)의 끝점을 P'로 이동하기 위해서, 데이터모듈(70)에서 해당 자세를 위한 제1암(21)과 제2암(22)의 자세 제어를 위한 제어데이터를 검색한다.

처리모듈(62)은 연산모듈(61)로부터 수신한 제어데이터를 기초로 제어신호를 생성해서 제어밸브(41, 41', 42, 42')를 전자 제어한다. 제어밸브(41, 41', 42, 42')는 앞서 언급한 바와 같이 솔레노이드 밸브와 같이 전자제어가 가능한 밸브가 적용되므로, 상기 제어데이터 수신을 통해 개폐시간이 조정되고, 이를 통해 메인밸브(13)는 붐 실린더(31) 및 암 실린더(32)를 제어해서 제1암(21)과 제2암(22)이 다음 자세로 위치조정을 할 수 있도록 한다.

입력모듈(80)은 작업자가 입력한 이동기울기(k)를 수신해서 연산모듈(61)로 전달하는 수단으로서, 통상적인 단말기에 구성되어 이동기울기(k)를 포함하는 입력값을 생성 및 전달할 수 있도록 한다. 일 예를 들어, 상기 단말기는 텍스트 입력이 가능한 자판일 수 있고, 입력모듈(80)은 상기 자판을 통해 입력되는 텍스트를 확인해서 연산모듈(61)로 전달하는 기능을 가질 수 있다.

한편, 굴삭기는 암이 연결된 이동부(11)가 탑승부(12)와 수평 회전이 가능한 구조를 이룬다. 이를 위해 이동부(11)와 탑승부(12)는 스윙모터(15)를 매개로 연결되어서, 탑승부(12)는 지면에 고정된 이동부(11)를 중심으로 0도 내지 180도의 범위로 회전이 가능하도록 된다. 여기서, 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템은 스윙모터(15)에 의한 탑승부(12)의 회전각을 측정할 수 있도록 회전감지모듈(53)을 더 포함한다.

회전감지모듈(53)은 탑승부(12)의 회전각을 감지해서 연산모듈(61)로 전송하고, 연산모듈(61)은 이를 기초로 버켓(23)의 끝점 위치를 3차원적으로 인지할 수 있다. 따라서 작업자는 버켓(23)의 이동기울기(k)와 회전각정보를 포함하는 입력값을 입력모듈(80)을 통해 입력하면, 연산모듈(61)은 회전감지모듈(53)에서 확인한 회전각을 기준으로 상기 입력값에 포함된 회전각정보를 확인해서 탑승부(12)가 회전한 이후의 버켓(23) 위치를 추적하고, 상기 회전각정보는 처리모듈(62)로 전송한다. 처리모듈(62)은 상기 회전각정보에 따라 스윙모터(54)를 구동시켜서 탑승부(12)를 회전시킨다.

결국, 작업자는 입력모듈(80)을 통해 회전각정보와 이동기울기(k)를 입력하는 것만으로, 특정 위치에서 버켓(23)이 직선 이동하는 동작을 일괄 제어할 수 있음은 물론, 3차원에 대한 정확한 위치를 파악할 수 있다.

굴삭기는 경사감지모듈(54)을 더 포함한다. 경사감지모듈(54)은 지면(S)의 기울어짐을 확인하는 센서로서, 탑승부(12)가 이동부(11)를 기준으로 180도 회전시 버켓(23)과 지면(S) 간의 간격 변화에 대응하거나(탑승부가 수평하게 배치된 경우), 경사진 지면(S)으로 인해 이동기울기(k)에 대한 연산 오차를 보정하도록 할 수 있다(탑승부가 경사진 지면과 나란하게 기울어진 경우).

연산모듈(61)은 경사감지모듈(54)로부터 경사값을 수신해서 지면(S) 상태를 확인하고, 연산한 내각 데이터를 상기 경사값에 따라 보정할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 이동경로 추적제어시스템을 기반으로 동작하는 굴삭기의 동작과정을 순차 도시한 플로차트인 바, 이를 참조해 설명한다.

S10; 이동기울기 입력단계

작업자는 입력모듈(80)을 통해 이동기울기(k)를 포함하는 입력값을 이동경로 추적제어시스템의 연산모듈(61)에 입력한다. 참고로, 작업자는 굴삭기가 작업해야 할 작업현장의 지표면 상태와 버켓(23)의 위치를 확인해서, 버켓(23)이 직선 이동을 해야 하는 경우 적절한 이동기울기(k)를 결정해 입력한다.

전술한 바와 같이, 이동기울기(k)는 Py/Px 값을 연산한 상수로서, 이동기울기(k)가 '0'이면 기울기값이 '0'이므로 버켓(23)은 수평이동하도록 되고, 이동기울기(k)가 '1'이면 기울기값이 '1'이므로 버켓(23)은 45도 각도로 경사지게 직선이동하도록 된다.

S20; 현 자세 확인단계

제1각도센서(51)와 제2각도센서(52)는 제1암(21)과 지면(S)이 이루는 제1내각(a1)과, 제2암(22)과 지면(S)이 이루는 제2내각(a2)을 각각 측정해서 연산모듈(61)로 전달한다.

S30; 다음 자세 확인단계

연산모듈(61)은 해당 이동기울기(k)를 유지하면서 버켓(23)의 현 지점을 시점으로 다음 이동지점에 대한 위치 관련 값을 [수학식 1]을 기반으로 연산한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 연산모듈(61)은 [수학식 1]에 이동기울기(k)와 제1,2내각(a1, a2)을 각각 입력해서, 제1,2내각(a1, a2)과 동일선상에 위치하는 내각 데이터를 연산한다.

[표 1]은 이동기울기(k)가 '0'이고, 제1암(21)의 길이(L1)가 제2암(22)의 길이(L2)보다 2배 긴 굴삭기의 버켓(23)이, 지상으로부터 제1암(L1)의 길이의 3/10 높이에서 수평이동할 때 변하는 제1,2내각에 대한 내각 데이터를 예시한 것이다.

제1내각	제2내각
30	23.587
31	25.472
32	29.293
40	43.281
45	54.51

[표 1]의 내각 데이터 결과는 연산모듈(61)이 [수학식 1]에 Py/Px는 '0'을 적용하고, a1 및 a2에 각각 (30, 23.587)을 최초 적용해서, 이후 내각 데이터 값들인 (31, 25.472), (32, 29.293), (40, 43.281), (45, 5451) 등을 연산한 것이다.

참고로, 상기 연산을 위해서는 [수학식 1]에서 a1에 임의의 값을 입력해서 a2를 산출할 수도 있고, a2에 임의의 값을 입력해서 a1을 산출할 수도 있다. 입력값은 정수 또는 일정한 소수점자리 이하의 수로 제한될 수 있다.

S40; 제어데이터 검색단계

연산모듈(61)은 제1,2암(21, 22)의 다음 자세에 대한 내각을 연산하고 데이터모듈(70)에서 해당 내각으로 제1,2암(21, 22)이 회동할 수 있도록 붐 실린더(31)와 암 실린더(32)를 제어하기 위한 제어데이터를 검색한다.

S50; 암 제어단계

연산모듈(61)은 데이터모듈(70)에서 검색한 제어데이터를 처리모듈(62)로 전달하고, 처리모듈(62)은 상기 제어데이터에 따라 제1,2붐 제어밸브(41, 41')와 제1,2암 제어밸브(42, 42')를 제어해서 메인밸브(13)가 동작할 수 있도록 한다. 이를 통해 해당 붐 실린더(31) 및 암 실린더가 지정된 피스톤 운동을 할 수 있다.

결국, 굴삭기의 암은 작업자가 다수의 레버를 일일이 조작할 필요없이 이동기울기(k)에 대한 입력값을 1회 입력만으로도 입력한 이동기울기(k)에 따라 일정한 기울기로 버켓(23)을 직선 이동시키면서 해당 작업을 진행시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 본체 11; 이동부 12; 탑승부
13; 메인밸브 14; 유압펌프
21; 제1암 22; 제2암 23; 버켓
31; 붐 실린더 32; 암 실린더 33; 버켓 실린더
41; 제1붐제어밸브 41'; 제2붐제어밸브 42; 제1암제어밸브
42'; 제2암제어밸브 51; 제1각도센서 52; 제2각도센서
53; 회전감지모듈 54; 스윙모터 61; 연산모듈
62; 처리모듈 70; 데이터모듈 80; 입력모듈

Claims (10)

1. 제1암의 회동을 위한 붐 실린더와, 제2암의 회동을 위한 암 실린더의 동작을 제어하는 메인밸브를 제어하도록, 해당 파이롯밸브와 병렬 배치되는 제어밸브;
   상기 제1,2암과 지면이 이루는 내각을 측정하는 제1,2각도센서;
   이동기울기를 포함한 입력값을 입력받아 처리하는 입력모듈; 및
   상기 이동기울기의 경로로 버켓을 직선이동시키는 상기 제1,2암이 다른 자세를 취할 때, 상기 제1,2암이 지면과 이루는 내각 데이터를 연산하는 연산모듈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 연산모듈은
   

   

   
   

   

   
   을 기반으로 상기 내각 데이터를 연산하되, 상기 이동기울기는 Py/Px이고, L1은 제1암의 길이이고, L2는 제2암의 길이이고, a1은 제1암과 지면의 내각이고, a2는 제2암과 지면의 내각인 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1,2암이 상기 이동기울기별로 분류된 내각 데이터를 갖는 자세를 할 수 있도록, 상기 제어밸브를 제어하는 제어데이터가 저장된 데이터모듈을 더 포함하고;
   상기 연산모듈은 상기 이동기울기와 내각 데이터를 기초로 상기 데이터모듈에서 해당 제어데이터를 검색하며;
   상기 연산모듈로부터 수신한 상기 제어데이터에 따라 상기 제어밸브를 제어해서 상기 제1,2암이 지정된 내각으로 회동하도록 처리하는 처리모듈을 더 포함하는 것;
   을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제1,2암이 인출되는 탑승부의 회전각을 감지하는 회전감지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 입력값은 회전각정보를 더 포함하고;
   상기 연산모듈은 상기 회전감지모듈의 회전각을 기준으로 상기 회전각정보를 확인해서 회전 이후의 상기 버켓 위치를 추적하고;
   상기 회전각정보를 수신해서 상기 탑승부가 상기 회전각정보에 상응하게 회전하도록 스윙모터를 처리하는 처리모듈을 더 포함하는 것;
   을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 지면의 경사도를 감지하는 경사감지모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 연산모듈은 상기 경사감지모듈의 경사도를 기준으로 상기 내각 데이터를 보정하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어시스템.
8. 연산모듈이 입력모듈을 통해 이동기울기를 입력받는 이동기울기 입력단계;
   상기 연산모듈이 상기 제1,2암과 지면이 이루는 내각을 제1,2각도센서로부터 수신하는 현 자세 확인단계; 및
   상기 연산모듈이 상기 이동기울기의 경로로 버켓을 직선이동시키는 상기 제1,2암이 다른 자세를 취할 때, 상기 제1,2암이 지면과 이루는 내각 데이터를 연산하는 다음 자세 확인단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 다음 자세 확인단계는
   

   

   
   

   

   
   을 기반으로 상기 내각 데이터를 연산하되, 상기 이동기울기는 Py/Px이고, L1은 제1암의 길이이고, L2는 제2암의 길이이고, a1은 제1암과 지면의 내각이고, a2는 제2암과 지면의 내각인 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어방법.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 다음 자세 확인단계 이후,
    상기 제1,2암이 상기 이동기울기별로 분류된 내각 데이터를 갖는 자세를 할 수 있도록, 제어밸브를 제어하는 제어데이터가 저장된 데이터모듈에서, 상기 연산모듈은 상기 이동기울기와 내각 데이터를 기초로 해당 제어데이터를 검색하는 제어데이터 검색단계; 및
    처리모듈이 상기 연산모듈로부터 수신한 상기 제어데이터에 따라 상기 제어밸브를 제어해서 제1,2암이 지정된 내각으로 회동하도록 처리하는 암 제어단계;
    더 를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 이동경로 추적제어방법.

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