KR20140124493A - 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전장치의 일측에 비교적 간단한 구조의 회전각도 측정장치를 구비시킴으로써 굴삭기의 회전각도를 정확히 계측할 수 있는 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기는 굴삭기의 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 구비되어 상기 상부 프레임의 회전 운동을 가능하게 하는 회전장치와, 상기 회전장치의 둘레에 구비되며, 표면에 눈금부재가 일정 간격을 두고 반복 배치된 타이밍 벨트와, 상기 타이밍 벨트의 눈금부재와 맞물려 회전되는 기어 및 상기 기어의 일측에 구비되어 기어의 회전각도를 인식하는 회전각 측정센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기{Excavator with swing angle measurement system}

본 발명은 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전장치의 일측에 비교적 간단한 구조의 회전각도 측정장치를 구비시킴으로써 굴삭기의 회전각도를 정확히 계측할 수 있는 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기에 관한 것이다.

굴삭기는 기본적으로 주행장치가 장착된 하부 프레임과 작업장치가 장착된 상부 프레임으로 이루어진다. 또한, 하부 프레임(120)과 상부 프레임(110)은 360도 회전 가능한 회전장치(130)로 연결되며, 회전장치의 회전에 따라 상부 프레임(110) 역시 회전 가능하게 된다(도 1 참조).

한편, 굴삭기의 선회 부하분석 및 자동제어를 위해서 선회각의 측정이 필수적으로 요구된다. 한국등록실용신안 제20-151461호에는 근접센서를 이용한 위치 각변위계측법을 제시하고 있으나 오차가 크고 회전각 환산이 복잡한 단점이 있다. 또한, 한국등록특허 제10-227578호는 굴삭기 터닝조인트에 리졸버를 설치하여 회전각을 제어하는 장치를 제시하고 있으나, 장착상 어려움이 있다.

한국등록실용신안 제20-151461호 한국등록특허 제10-227578호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 회전장치의 일측에 비교적 간단한 구조의 회전각도 측정장치를 구비시킴으로써 굴삭기의 회전각도를 정확히 계측할 수 있는 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기는 굴삭기의 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 구비되어 상기 상부 프레임의 회전 운동을 가능하게 하는 회전장치와, 상기 회전장치의 둘레에 구비되며, 표면에 눈금부재가 일정 간격을 두고 반복 배치된 타이밍 벨트와, 상기 타이밍 벨트의 눈금부재와 맞물려 회전되는 기어 및 상기 기어의 일측에 구비되어 기어의 회전각도를 인식하는 회전각 측정센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 회전각 측정센서는 포텐시오미터(potentiometer) 또는 엔코더(encoder)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 회전각 측정센서에 의해 측정된 회전각도 정보를 이용하여 굴삭기의 회전부하를 분석하는 회전부하 분석모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기는 다음과 같은 효과가 있다.

눈금이 있는 타이밍 벨트와 그에 맞물리는 기어를 통해 회전장치의 회전을 구현하고 이를 회전각 측정센서를 통해 회전각도를 측정하는 구성을 통해 굴삭기 회전장치의 회전각도를 용이하고 정확하게 측정할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 굴삭기의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기의 상세 구성도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기를 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기는 먼저, 회전장치(230)를 구비한다.

상기 회전장치(230)는 굴삭기의 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220) 사이에 구비되어 360도 회전이 가능한 장치로서, 상기 회전장치(230)의 회전에 따라 상기 상부 프레임(210)의 회전이 가능하게 된다. 상기 상부 프레임(210)에는 붐(boom), 암(arm), 버켓(bucket) 등으로 구성되는 작업장치가 구비되며, 상기 하부 프레임(220)에는 굴삭기의 이동을 가능하게 하는 주행장치가 구비된다.

상기 회전장치(230)의 회전각을 측정하기 위해, 상기 회전장치(230)의 일측에는 회전각도 측정장치가 구비된다. 상기 회전각도 측정장치는 세부적으로, 상기 회전장치(230)의 둘레에 구비되는 타이밍 벨트(241), 상기 타이밍 벨트(241)의 눈금에 맞물려 동작하는 기어(242), 상기 기어(242)의 일측과 연결되어 회전각을 측정하는 회전각 측정센서(243)를 포함하여 구성된다.

상기 타이밍 벨트(241)는 상기 회전장치(230)의 외주 즉, 둘레 상에 구비되며, 상기 타이밍 벨트(241)의 표면 상에는 일정 간격을 두고 눈금부재(241a)가 반복 배치된다. 타이밍 벨트(241) 상의 눈금부재(241a)는 회전장치(230)의 회전각도에 대응되는 정량적 기준으로서 회전각도를 정확하게 측정하기 위해서 눈금부재(241a) 사이의 간격을 좁힐 수도 있다.

상기 기어(242)는 타이밍 벨트(241)와 접촉하여 타이밍 벨트(241)의 회전에 따라 타이밍 벨트(241)의 눈금부재(241a)에 맞물려 회전하는 것으로서, 상기 기어(242)의 톱니 개수는 타이밍 벨트(241)의 눈금부재(241a)의 개수와 동일하게 설계해야 한다.

상기 회전각 측정센서(243)는 상기 기어(242)의 일측 정확히는, 기어축의 일단에 연결되어 상기 기어(242)의 회전을 인식하여 기어(242)의 회전각도를 측정하는 센서이다. 상기 회전각 측정센서(243)는 포텐시오미터(potentiometer) 또는 엔코더(encoder) 등으로 구성될 수 있으며, 포텐시오미터인 경우 기어(242) 회전에 따른 저항값을 인식하여 해당 저항값을 회전각도로 변환, 센싱하며, 회전각 측정센서(243)가 엔코더인 경우 기어(242) 회전에 따른 펄스를 회전각도 변환하여 센싱한다.

이와 같은 구성 하에, 상기 회전장치(230)가 회전하면 회전장치(230) 둘레의 타이밍 벨트(241) 역시 회전하며, 타이밍 벨트(241)에 맞물려 있는 기어(242)가 그에 따라 회전하게 된다. 또한, 상기 기어축의 일단에 연결된 회전각 측정센서(243)는 기어(242)의 회전각도를 측정하여 상기 회전장치(230)의 회전각도를 인식하게 된다.

상기 회전각도 측정장치에 의해 측정된 회전장치(230)의 회전각도 정보는 굴삭기의 회전부하 분석모듈 또는 자동제어모듈 등에 전달되어 해당 모듈의 기능에 부합되도록 이용된다.

210 : 상부 프레임 220 : 하부 프레임
230 : 회전장치 241 : 타이밍 벨트
241a : 눈금부재 242 : 기어
243 : 회전각 측정센서

Claims (3)

1. 굴삭기의 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 구비되어 상기 상부 프레임의 회전 운동을 가능하게 하는 회전장치;
   상기 회전장치의 둘레에 구비되며, 표면에 눈금부재가 일정 간격을 두고 반복 배치된 타이밍 벨트;
   상기 타이밍 벨트의 눈금부재와 맞물려 회전되는 기어; 및
   상기 기어의 일측에 구비되어 기어의 회전각도를 인식하는 회전각 측정센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 회전각 측정센서는 포텐시오미터(potentiometer) 또는 엔코더(encoder)로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전각 측정센서에 의해 측정된 회전각도 정보를 이용하여 굴삭기의 회전부하를 분석하는 회전부하 분석모듈을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전각도 측정장치를 구비한 굴삭기.

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