KR20150074732A - Load weighing apparatus of construction equipment and method thereof - Google Patents

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KR20150074732A
KR20150074732A KR1020130162800A KR20130162800A KR20150074732A KR 20150074732 A KR20150074732 A KR 20150074732A KR 1020130162800 A KR1020130162800 A KR 1020130162800A KR 20130162800 A KR20130162800 A KR 20130162800A KR 20150074732 A KR20150074732 A KR 20150074732A
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a load weighing apparatus and a load weighing method of construction equipment and, more specifically, to a load weighing apparatus and a load weighing method of construction equipment which can weigh a load accurately by weighing a load by applying the geometry information of construction equipment and information measured from an included sensor to the rotational dynamical equation of the construction equipment, can prevent overload during loading on a transport vehicle and can reduce costs for maintenance and repair by lifting the load by the rated capacity of an attachment.

Description

건설 기계의 적재물 무게 측정 장치 및 그 방법{LOAD WEIGHING APPARATUS OF CONSTRUCTION EQUIPMENT AND METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a load measuring apparatus for a construction machine,

본 발명의 실시 예는 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 기계의 지오메트리(Geometry) 정보와 구비된 센서로부터 측정된 정보를 건설 기계의 회전동역학방정식(Rotational Dynamic Equation)에 반영하여 적재물의 무게를 측정함으로써, 적재되는 적재물의 중량을 정확하게 측정할 수 있고 운송차량의 적재시에도 과적을 방지할 수 있으며, 어테치먼트의 정격용량대로 리프팅할 수 있어 유지보수 비용도 절감할 수 있는, 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for measuring a load of a construction machine, and more particularly, to a system and method for measuring load weight of a construction machine, Equation, it is possible to accurately measure the weight of the loaded cargo, prevent overloading even when loading the car, and lift the cargo to the rated capacity of the cargo. And more particularly, to a load weight measuring apparatus and method for a construction machine.

최근 들어 건설 기계의 적재물 무게 추정 시스템(Weighing system) 개발에 대한 필요성이 부각되고 있다. Recently, the need for the development of a weighing system for construction machinery has been emphasized.

특히, 휠로더를 이용하여 상차작업을 할 경우, 어테치먼트에 적재되어 리프팅되는 적재물의 중량을 계측하는 것이 필요하다. 즉, 덤프트럭의 적재함에 적재물을 상차 작업하는 경우 그 덤프트럭에 대응되는 규정된 적재 중량만큼을 적재하는 것이 요구된다. 이에 따라 운전자는 상차 작업시 적재물의 중량을 확인할 수 있으면 상차 작업의 능률을 높일 수 있는 것이다.Particularly, when a wheel loader is used to carry out work, it is necessary to measure the weight of a load that is lifted and loaded on the attachement. That is, when loading a load onto a load tray of a dump truck, it is required to load the load weight corresponding to the specified load weight corresponding to the dump truck. Accordingly, if the driver can check the weight of the cargo during the car repair work, the efficiency of the car repair work can be enhanced.

건설 기계의 작업 현장에서 덤프 트럭에 적재물로 담아가는 양에 따라 비용이 산정된다. 덤프 트럭으로 적재물을 상차시키는 경우, 덤프 트럭 1대당 비용 및 출하량을 정확하게 산정되어야 한다. 여기서, 덤프 트럭 운전자뿐만 아니라 휠로더 운전자 모두는 상차된 적재물의 양과 무게를 알아야 한다. 이를 위해서는 덤프 트럭에 상차되는 무게가 정확히 산출되어야 한다. 그러므로 무게 추정 시스템이 건설 기계에 필수적으로 필요한 상황이다.Costs are calculated based on the amount of load on the dump truck at the construction site. When loading a load with a dump truck, the cost and shipment amount per dump truck should be accurately calculated. Here, not only the dump truck driver but also the wheel loader driver must know the amount and weight of the loaded cargo. This requires accurate calculation of the weight on the dump truck. Therefore, a weight estimation system is a necessary condition for a construction machine.

이때, 덤프 트럭 운전자는 작업장에 들어오고 나갈 때 덤프 트럭의 무게를 잴 수 있는 장치가 있다. 하지만, 휠로더 운전자는 이러한 적재물의 무게를 확인하지 못하고 있다.At this time, the dump truck driver has a device that can weigh the dump truck when entering and leaving the workplace. However, the driver of the wheel loader is not able to check the weight of these loads.

이와 같이, 덤프 트럭에 상차된 적재물의 무게를 아는 것은 비용 산정과 관련하여 중요하다. 그렇기 때문에 이를 측정할 수 있는 무게 추정 시스템이 필수적으로 필요하다.Thus, knowing the weight of a load carried on a dump truck is important for cost estimation. Therefore, a weight estimation system capable of measuring this is indispensable.

한편, 작업장으로 들여오는 원자재의 양과 나가는 자재의 출하량을 정확히 계산하려면 어느 정도의 적재물이 덤프 트럭에 상차되었는지를 확인해야 한다. 이를 통해 작업장에서는 작업 공정에 맞게 필요한 원자재를 미리 구입할 수 있다.On the other hand, in order to accurately calculate the quantity of raw materials to be brought into the workplace and the shipment volume of the outgoing material, it is necessary to ascertain how much of the load is transferred to the dump truck. This allows the workplace to pre-purchase the raw materials needed to match the work process.

하지만, 종래에는 휠로더 운전자가 작업물을 리프팅하여 운송차량에 적재하는 작업할 때, 어테치먼트에 적재되는 작업물의 중량을 정확하게 측정할 수 없었다. 따라서 휠로더 운전자는 매번 중량 측정이 불가능하여 운송차량에 적재된 총 무게를 알지 못했다. 또한, 휠로더 운전자가 어테치먼트에 작업물을 리프팅할 때도 어테치먼트의 정격용량보다 과중하게 리프팅을 반복해서 작업을 수행하면, 붐이 무리한 힘이 가해져 프레임에 균열이 생겨 과다한 유지보수 비용이 소비되는 등의 문제점이 있었다.Conventionally, however, when a wheel loader driver is lifting a workpiece and loading it on a transportation vehicle, the weight of the workpiece mounted on the attachment can not be accurately measured. Therefore, the driver of the wheel loader was not able to measure the weight each time and did not know the total weight loaded on the transportation vehicle. Also, when the operator of the wheel loader lifts the workpiece to the attachment, if the lifting operation is carried out repeatedly more than the rated capacity of the attachment, the boom is subjected to an excessive force to cause cracks in the frame, And the like.

이를 위해, 종래의 어테치먼트의 중량을 감지하기 위하여 유압실린더 내부에 발생하는 압력을 센서에 의해 감지하여 하중을 측정하는 방법이 있다. 이러한 중량 측정 방법은 실제 중량측정에 편차가 발생할 수 있고, 비용이 증가하여 경제성이 취약한 단점이 있었다.To detect the weight of the conventional attachments, there is a method of measuring the load by sensing the pressure generated in the hydraulic cylinder by a sensor. Such a weight measuring method has disadvantages in that it may cause deviation in actual weight measurement, and the cost is increased and the economical efficiency is weak.

중량물을 적재한 어테치먼트부가 소정의 높이에 이른 것을 검출하는 센서와, 중량물을 적재한 어테치먼트를 들어올리는 유압실린더의 유압을 검출하는 유압센서를 설치하고, 중량물을 적재한 어테치먼트가 소정의 높이에 이른 시점을 중심으로 전후 소정 샘플링 시간에 걸쳐 소정의 샘플링 간격마다 유압을 측정하며, 그 측정된 유압 데이터의 평균치에 근거하여 어테치먼트에 적재된 중량물의 중량을 산출하여 표시하고 있다.A sensor for detecting that the attachement part having the heavy object is reached to a predetermined height and a hydraulic pressure sensor for detecting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder for lifting the attachement on which the heavy object is loaded are provided, The hydraulic pressure is measured at predetermined sampling intervals over a predetermined sampling time before and after a predetermined height is reached and the weight of the heavy object mounted on the attitude is calculated and displayed based on the average value of the measured hydraulic pressure data .

그러나 상기의 선행기술에서는 어테치먼트가 미리 설정된 소정의 위치까지 상승하여야 중량을 측정할 수 있기 때문에 덤프 트럭의 높이가 미리 설정된 높이보다 낮을 경우에는 적재물에 대한 측정이 곤란하다. 이에 따라 선행기술에서는 소정의 위치까지 붐을 상승시켜야 하는 불편함이 따랐을 뿐만 아니라 그 붐의 상승 작업으로부터 적재물의 적재 시간이 오래 걸리는 등의 구조적인 단점을 가지게 되었다.However, in the above-described prior art, it is difficult to measure the load when the height of the dump truck is lower than a predetermined height since the attitude can be measured by ascending to a preset predetermined position. As a result, in the prior art, not only is the inconvenience of raising the boom to a predetermined position, but also a structural disadvantage that it takes a long time to load the boom from the raising operation of the boom.

본 발명의 실시 예들은 건설 기계의 지오메트리 정보와 구비된 센서로부터 측정된 정보를 건설 기계의 회전동역학방정식에 반영하여 적재물의 무게를 측정함으로써, 적재되는 적재물의 중량을 정확하게 측정할 수 있고 운송차량의 적재시에도 과적을 방지할 수 있으며, 어테치먼트의 정격용량대로 리프팅할 수 있어 유지보수 비용도 절감할 수 있는, 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention can accurately measure the weight of a loaded load by measuring the weight of the load by reflecting the geometry information of the construction machine and the information measured from the provided sensors to the rotational kinetic equations of the construction machine, The present invention provides a load measuring apparatus and method for a construction machine capable of preventing an overload even when loaded, and capable of lifting the load to the rated capacity of the attatchment, thereby reducing maintenance costs.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 건설기계의 프런트부에 회동 가능하게 장착된 붐, 상기 붐을 회동시키는 붐실린더, 상기 붐의 일단에 회동가능하게 장착된 어테치먼트를 포함하는 건설기계에 있어서, 상기 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 이용하여 작성된 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식을 저장하는 수식 저장부; 상기 붐의 각도, 엔진 속도, 붐실린더의 압력기울기를 측정하는 측정부; 상기 측정부에서 측정된 붐의 각도를 이용하여 상기 붐의 각속도 및 각가속도를 연산하는 연산부; 미리 설정된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 상기 엔진 속도와 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 추출하는 계수관리부; 및 상기 측정부에서 측정한 붐의 각도, 상기 연산부에서 연산한 붐의 각속도, 각가속도, 상기 계수관리부에서 추출된 감쇠 계수, 탄성 계수를 상기 회전동역학방정식에 적용하여 상기 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출하는 무게산출부를 포함할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a construction machine including a boom rotatably mounted on a front portion of a construction machine, a boom cylinder rotating the boom, and an attitude rotatably mounted on one end of the boom A formula storage unit for storing rotational kinetic equations for no-load and load torque differences created by using geometry information between the boom, the boom cylinder, and the attatement; A measuring unit for measuring an angle of the boom, an engine speed, and a pressure gradient of the boom cylinder; An arithmetic unit for calculating the angular velocity and the angular acceleration of the boom using the angle of the boom measured by the measuring unit; A coefficient management unit for extracting a damping coefficient and an elastic modulus corresponding to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder in a preset damping coefficient map and an elasticity coefficient map; And an angular velocity measured by the measuring unit, an angular velocity of the boom calculated by the arithmetic unit, an angular velocity of the boom, an attenuation coefficient extracted from the coefficient management unit, and an elastic modulus to the rotational kinetic equations to determine a load weight And a weight calculating unit for calculating the weight of the object.

상기 계수관리부는 상기 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 각각 연산하고, 상기 각각 연산된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 이용하여 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성하는 계수맵생성부; 및 상기 생성된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 저장하는 계수맵저장부;를 더 포함 할 수 있다.Wherein the coefficient management unit calculates a damping coefficient and an elastic modulus depending on the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder by the weight of the load mounted on the attunement and calculates a damping coefficient map and a damping coefficient map using the calculated damping coefficient and elasticity coefficient, A coefficient map generator for generating an elasticity coefficient map; And a coefficient map storage unit for storing the generated attenuation coefficient map and elasticity coefficient map.

상기 계수맵생성부는 선형보간법을 이용하여 선형 구간에 있는 제1지점과 제2 지점 사이의 제3 지점에 대한 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 산출하여 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성 할 수 있다.Wherein the coefficient map generator calculates a damping coefficient and an elastic modulus according to a pressure gradient of the boom cylinder and an engine speed at a third point between a first point and a second point in the linear section using a linear interpolation method, Maps and elastic modulus maps can be generated.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 붐의 각도, 엔진 속도, 붐실린더의 압력기울기를 측정하는 측정 단계; 상기 측정 단계에서 측정된 붐의 각도를 이용하여 상기 붐의 각속도 및 각가속도를 연산하는 연산 단계; 미리 설정된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 상기 측정 단계에서 측정된 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 추출하는 계수 추출 단계; 및 상기 측정 단계에서 측정된 붐의 각도와 상기 연산 단계에서 연산된 붐의 각속도, 각가속도와 상기 계수 추출 단계에서 추출된 감쇠 계수, 탄성 계수를 상기 회전동역학방정식에 적용하여 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출하는 무게 산출 단계를 포함할 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a boom cylinder comprising the steps of: measuring an angle of a boom, an engine speed, and a pressure gradient of a boom cylinder; An arithmetic step of calculating an angular velocity and an angular acceleration of the boom using an angle of the boom measured in the measuring step; Extracting a damping coefficient and an elastic modulus corresponding to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder measured in the measuring step in a preset damping coefficient map and an elasticity coefficient map; And an angular velocity measured in the measuring step, an angular velocity of the boom calculated in the calculating step, an angular velocity of the boom, and an attenuation coefficient and an elastic modulus extracted in the extracting step are applied to the rotational kinetic equations, And a weight calculating step of calculating the weight.

상기 회전동역학방정식은 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 이용하여 작성된 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식인 것을 특징으로 한다.The rotational kinetic equations are rotational kinetic equations for no-load and load torque differences created by using geometry information between the boom, the boom cylinder, and the attatement.

상기 감쇠계수맵 및 탄성계수맵은 상기 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수에 따라 설정된 것;을 특징으로 한다.The damping coefficient map and the elasticity coefficient map are set according to the engine speed and the damping coefficient and the elastic modulus according to the pressure gradient of the boom cylinder by the weight of the load mounted on the attachment.

상기 감쇠계수맵 및 탄성계수맵은 선형보간법을 이용하여 선형 구간에 있는 제1 지점과 제2 지점 사이의 제3 지점에 대한 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 산출하여 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성할 수 있다.The damping coefficient map and the elasticity coefficient map are obtained by calculating the damping coefficient and the elastic modulus according to the pressure gradient of the boom cylinder and the engine speed with respect to the third point between the first point and the second point in the linear section using linear interpolation A two-dimensional damping coefficient map and an elasticity coefficient map can be generated.

상기 회전동역학방정식은 상기 붐, 붐실린더, 어테치먼트 의 질량 및 붐 조인트로부터 상기 붐, 붐실린더, 어테치먼트의 무게중심 간의 거리 중 적어도 하나가 포함된 값을 적용할 수 있다.The rotational kinetic equations may apply a value including at least one of a mass of the boom, a boom cylinder, an attitude, and a distance between a center of gravity of the boom, a boom cylinder, and an attitude from a boom joint.

상기 연산 단계는 상기 붐의 각도를 칼만 필터(Kalman Filter)에 적용하여 상기 붐의 각속도 및 각가속도를 연산할 수 있다.The calculating step may calculate the angular velocity and the angular acceleration of the boom by applying the angle of the boom to a Kalman filter.

본 발명의 실시 예들은 건설 기계의 지오메트리 정보와 구비된 센서로부터 측정된 정보를 건설 기계의 회전동역학방정식에 반영하여 적재물의 무게를 측정함으로써, 적재되는 적재물의 중량을 정확하게 측정할 수 있고 운송차량의 적재시에도 과적을 방지할 수 있는 효과가 있다. 예컨대, 본 발명의 실시 예들은 2 퍼센트의 오차율로 적재물의 중량을 정확하게 측정할 수 있다.Embodiments of the present invention can accurately measure the weight of a loaded load by measuring the weight of the load by reflecting the geometry information of the construction machine and the information measured from the provided sensors to the rotational kinetic equations of the construction machine, It is possible to prevent an overload even in the case of loading. For example, embodiments of the present invention can accurately measure the weight of a load with an error rate of 2 percent.

또한, 본 발명의 실시 예들은 어테치먼트의 정격용량대로 리프팅할 수 있어 유지보수 비용도 절감할 수 있는 효과가 있다.Further, the embodiments of the present invention can be lifted to the rated capacity of the attachement, thereby reducing the maintenance cost.

또한, 본 발명의 실시 예들은 압력 센서, 위치 센서 이외의 비용은 들지 않기 때문에 가격 경쟁력을 가질 수 있는 효과가 있다.In addition, since the embodiments of the present invention do not require any cost other than the pressure sensor and the position sensor, they have an effect of being competitive in price.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 프론트 모델링을 위한 건설 기계의 기하학 정보에 대한 설명도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 건설 기계의 기하학 정보를 이용한 프론트 모델링에 대한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 감쇠계수맵 및 탄성계수맵 생성 과정에 대한 흐름도이다.
도 5는 도 4의 감쇠계수맵 및 탄성계수맵 생성 방법에 따라 생성된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에 대한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선형 구간에 대한 감쇠 계수 및 탄성 계수 계산 과정에 대한 설명도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에 대한 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법에 대한 흐름도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 적재물 무게 측정 장치에서의 무게 측정 결과에 대한 설명도이다.1 is a block diagram of a load weight measuring apparatus for a construction machine according to an embodiment of the present invention.
2 is an explanatory view of geometry information of a construction machine for front modeling applied to the present invention.
3 is an explanatory diagram of front modeling using geometry information of a construction machine applied to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a process of generating a damping coefficient map and an elasticity coefficient map according to an embodiment of the present invention.
5 is an explanatory diagram of a damping coefficient map and an elasticity coefficient map generated according to the damping coefficient map and the elasticity coefficient map generating method of Fig.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a calculation process of a damping coefficient and an elastic modulus for a linear section according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of a two-dimensional attenuation coefficient map and an elasticity coefficient map according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of measuring a load weight of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are explanatory views of weight measurement results in a load weight measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 및 그에 따른 작용 효과는 이하의 상세한 설명을 통해 명확하게 이해될 것이다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 동일한 구성요소에 대해서는 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호로 표시하며, 공지된 구성에 대해서는 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 구체적인 설명은 생략하기로 함에 유의한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The configuration of the present invention and the operation and effect thereof will be clearly understood through the following detailed description. Before describing the present invention in detail, the same components are denoted by the same reference symbols as possible even if they are displayed on different drawings. In the case where it is judged that the gist of the present invention may be blurred to a known configuration, do.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a load weight measuring apparatus for a construction machine according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치(100)는 수식 저장부(110), 측정부(120), 연산부(130), 계수 관리부(140) 및 무게 산출부(150)를 포함한다. 여기서, 건설기계는 건설기계의 프런트부에 회동 가능하게 장착된 붐, 붐을 회동시키는 붐실린더, 붐의 일단에 회동가능하게 장착된 어테치먼트를 포함한다.1, a load weight measuring apparatus 100 of a construction machine includes a formula storage unit 110, a measurement unit 120, an operation unit 130, a coefficient management unit 140, and a weight calculation unit 150 . Here, the construction machine includes a boom rotatably mounted on a front portion of the construction machine, a boom cylinder for pivoting the boom, and an attemper pivotally mounted on one end of the boom.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치(100)의 구성요소 각각에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, each of the components of the load weight measuring apparatus 100 of the construction machine according to the embodiment of the present invention will be described.

수식 저장부(110)는 건설 기계에 구비된 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보(Geometry Information)를 이용하여 작성된 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식을 저장한다. 여기서, 기하학 정보에는 붐, 어테치먼트 질량 및 질량 중심거리와, 붐 조인트로부터 붐실린더 링크 마운트까지의 거리 등과 건설 기계의 프론트 장비의 실제 기하학 정보 등이 포함될 수 있다.The formula storage unit 110 stores rotational kinetic equations for no-load and load torque differences created by using geometry information between booms, boom cylinders, and attachments provided in a construction machine. Here, the geometry information may include the boom, the attachment mass and the center-of-mass distance, the distance from the boom joint to the boom cylinder link mount, and the actual geometry information of the front equipment of the construction machine.

수식 저장부(110)는 건설 기계의 프론트 장비에 해당하는 붐, 어테치먼트 및 붐실린더의 질량 및 붐 조인트로부터 각 무게중심 간의 거리 중 적어도 하나가 포함된 거리가 기하학적으로 모델링된 결과를 저장한다. 측정부(120)는 어테치먼트에 적재물이 적재된 상태로 붐이 이동하는 경우, 이동하는 붐의 각도와, 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기를 측정한다. 여기서, 측정부(120)는 건설 기계에 구비된 센서(Sensor)로부터 감지된 데이터로부터 붐의 각도, 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정부(120)는 붐실린더에 구비된 압력 센서(Pressure sensor)에서 감지된 데이터를 통해 붐실린더의 압력을 측정한다. 측정부(120)는 붐 조인트에 구비된 각도 센서(Angle sensor)로부터 붐 위치를 측정하거나 붐이 상승하거나 하강하는 속도 및 가속도를 측정할 수 있다. 또한, 측정부(120)는 건설 기계의 엔진에서 출력되는 정보를 통해 엔진 속도(Engine speed)를 측정할 수 있다.The formula storing unit 110 stores the geometric modeling result of the distance including at least one of the mass of the boom, the attemper and the boom cylinder corresponding to the front equipment of the construction machine, and the distance between each center of gravity from the boom joint . The measurement unit 120 measures the angle of the moving boom, the engine speed, and the pressure gradient of the boom cylinder when the boom is moved in a state in which the load is loaded on the attachments. Here, the measuring unit 120 may measure the angle of the boom, the engine speed, and the pressure gradient of the boom cylinder from data sensed by a sensor provided on the construction machine. For example, the measuring unit 120 measures the pressure of the boom cylinder through data sensed by a pressure sensor provided in the boom cylinder. The measuring unit 120 can measure the boom position from an angle sensor provided in the boom joint or measure the speed and acceleration at which the boom ascends or descends. Also, the measuring unit 120 can measure the engine speed through the information output from the engine of the construction machine.

연산부(130)는 건설 기계에서 이동하는 붐의 각도를 이용하여 붐의 각속도 및 각가속도를 연산한다. 여기서, 연산부(130)는 붐의 각도를 칼만 필터(Kalman Filter)에 적용하여 붐의 각속도 및 각가속도를 연산할 수 있다.The calculating unit 130 calculates the angular velocity and the angular acceleration of the boom using the angle of the boom moving in the construction machine. Here, the operation unit 130 may calculate the angular velocity and the angular acceleration of the boom by applying the angle of the boom to the Kalman filter.

계수 관리부(140)는 미리 설정된 감쇠계수맵(Coefficient Map) 및 탄성계수맵에서 측정부(120)에서 측정된 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수(Damping coefficient) 및 탄성 계수(Spring coefficient)를 추출한다.The coefficient management unit 140 calculates the damping coefficient and the elastic modulus Spring corresponding to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder measured in the measuring unit 120 in the preset damping coefficient map and elasticity coefficient map, coefficient.

여기서, 계수 관리부(140)는 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 감쇠 계수 및 탄성 계수를 추출하는 기능 이외에 계수맵을 생성하고 그 생성된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 저장할 수 있다.Here, the coefficient management unit 140 may generate a coefficient map in addition to the function of extracting the damping coefficient and the elastic coefficient in the damping coefficient map and the elasticity coefficient map, and may store the generated damping coefficient map and the elasticity coefficient map.

이를 위해, 계수 관리부(140)는 계수맵 생성부(141) 및 계수맵 저장부(142)를 더 포함할 수 있다.For this purpose, the coefficient management unit 140 may further include a coefficient map generation unit 141 and a coefficient map storage unit 142.

계수맵 생성부(141)는 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 각각 연산한다. 감쇠계수맵 및 탄성계수맵은 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수에 따라 설정될 수 있다.The coefficient map generation unit 141 calculates the damping coefficient and the elastic modulus according to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder, respectively, according to the weight of the cargo loaded on the attunement. The damping coefficient map and the elasticity coefficient map can be set according to the engine speed and the damping coefficient and the elastic modulus according to the pressure gradient of the boom cylinder by the load weight loaded on the attachement.

그리고 계수맵 생성부(141)는 각각 연산된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 이용하여 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성한다. 여기서, 계수맵 생성부(141)는 선형보간법을 이용하여 선형 구간에 있는 제1지점과 제2지점 사이의 제3지점에 대한 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 산출하여 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성한다.Then, the coefficient map generation unit 141 generates a damping coefficient map and an elasticity coefficient map using the calculated damping coefficient and elasticity coefficient, respectively. Here, the coefficient map generation unit 141 calculates the damping coefficient and the elastic modulus according to the pressure gradient of the boom cylinder and the engine speed with respect to the third point between the first point and the second point in the linear section using the linear interpolation method Dimensional attenuation coefficient map and an elasticity coefficient map.

계수맵 저장부(142)는 계수맵 생성부(141)에서 생성된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 저장한다.The coefficient map storage unit 142 stores the attenuation coefficient map and the elasticity coefficient map generated by the coefficient map generation unit 141. [

한편, 무게 산출부(150)는 측정부(120)에서 측정한 붐의 각도, 연산부(130)에서 연산한 붐의 각속도, 각가속도와 계수 관리부(140)에서 추출된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 회전동역학방정식에 적용하여 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출한다. 무게 산출부(150)는 계수 관리부(140)에서 추출된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 각속도에 대한 탄성 계수와 각가속도에 대한 감쇠 계수를 가지는 회전동역학방정식에 적용하여 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출할 수 있다. 여기서, 회전동역학방정식은 붐, 붐실린더, 어테치먼트의 질량 및 붐 조인트로부터 붐, 붐실린더, 어테치먼트의 무게중심 간의 거리 중 적어도 하나가 포함된 값을 적용한다.On the other hand, the weight calculating unit 150 calculates the boom angle, the angular velocity of the boom, and the angular acceleration calculated by the calculating unit 130, the damping coefficient and the elastic modulus extracted from the coefficient managing unit 140, Apply to the equation to calculate the weight of the load on the attachement. The weight calculating unit 150 calculates the weight of the load placed on the attatement by applying the damping coefficient and the elasticity coefficient extracted from the coefficient management unit 140 to the rotational dynamics equation having the elasticity coefficient for the angular velocity and the damping coefficient for the angular acceleration can do. Here, the rotational kinetic equations apply values including at least one of the mass of the boom, the boom cylinder, the attitude, and the distance between the center of gravity of the boom, the boom cylinder, and the attemper from the boom joint.

도 2는 본 발명에 적용되는 프론트 모델링을 위한 건설 기계의 기하학 정보에 대한 설명도이다.2 is an explanatory view of geometry information of a construction machine for front modeling applied to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 프론트 모델링을 위해 필요한 기하학(Geometry) 정보에는 어테치먼트 및 붐 질량(m1), 붐 조인트부터 붐 및 어테치먼트의 무게중심까지 거리(r1), 붐 조인트부터 적재물 무게중심까지 거리(r2), 붐 조인트부터 붐, 어테치먼트 및 적재물의 무게중심까지 거리(r3), 붐 조인트부터 붐실린더 링크 마운트까지 거리(lc) 및 실린더 링크 길이(lcyl)가 포함된다.As shown in Fig. 2, the geometry information necessary for the front modeling includes the attitude and the boom mass m 1 , the distance r 1 from the boom joint to the center of gravity of the boom and the attemper, distance to the load center of gravity from (r 2), away from the boom joint to the center of gravity of the boom, Attachments and load (r 3), away from the boom joint boom to the cylinder link mount (l c) and the cylinder link length (l cyl .

수식 저장부(110)는 건설 기계에 구비된 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 사용자로부터 입력받거나, 미리 기하학 정보를 입력받아 저장한다. 예를 들어, 수식 저장부(110)는 붐 및 어테치먼트의 무게(m1)를 사용자로부터 입력받거나, 붐 및 어테치먼트의 무게(m1)를 저장한다.The formula storage unit 110 receives geometry information between a boom, a boom cylinder, and an attemper provided in a construction machine from a user, or inputs and stores geometry information in advance. For example, the formula storage unit 110 receives the weight (m 1 ) of the boom and the attachment from the user, or stores the weight (m 1 ) of the boom and the attempter.

도 3은 본 발명에 적용되는 건설 기계의 기하학 정보를 이용한 프론트 모델링에 대한 설명도이다.3 is an explanatory diagram of front modeling using geometry information of a construction machine applied to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 수식 저장부(110)는 건설 기계의 기하학 정보를 이용하여 프론트 장비가 모델링된 결과를 저장한다. 이때, 수식 저장부(110)는 실린더의 길이를 수학적 모델링(Mathematical Modeling)을 이용하여 모델링한 결과를 저장한다.As shown in FIG. 3, the formula storing unit 110 stores the result of modeling the front equipment using the geometry information of the construction machine. At this time, the formula storing unit 110 stores the result of modeling the length of the cylinder using mathematical modeling.

우선, 수식 저장부(110)는 실린더 링크 길이(lcyl)를 하기의 [수학식 1]과 같이 모델링한 결과를 저장될 수 있다.First, the formula storing unit 110 may store the result of modeling the cylinder link length l cyl as shown in the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
은 실린더 링크 길이,
Figure pat00003
은 붐 조인트부터 붐실린더 링크 마운트까지 거리,
Figure pat00004
및
Figure pat00005
는 붐 조인트까지의 거리 및 높이를 나타내고,
Figure pat00006
는 각도를 나타낸다.here,
Figure pat00002
Is the cylinder link length,
Figure pat00003
The distance from the boom joint to the boom cylinder link mount,
Figure pat00004
And
Figure pat00005
Represents the distance and height to the boom joint,
Figure pat00006
Represents an angle.

다음으로, 수식 저장부(110)는 실린더 압력에 의해 발생하는 힘을 프론트 장비의 기하학적 관계에 의한 토크로 전환하여 모델링한 결과를 저장할 수 있다. 여기서, 수식 저장부(110)는 발생하는 힘이 전환된 토크(

Figure pat00007
)를 하기의 [수학식 2]와 같이 모델링한 결과를 저장할 수 있다.Next, the formula storing unit 110 may store the result of modeling by converting the force generated by the cylinder pressure into a torque based on the geometric relationship of the front equipment. Here, the formula storage unit 110 stores the generated torque
Figure pat00007
) Can be stored as a modeling result as shown in the following equation (2).

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서,

Figure pat00009
은 실린더 링크 길이,
Figure pat00010
은 붐 조인트부터 붐실린더 링크 마운트까지 거리,
Figure pat00011
및
Figure pat00012
는 붐 조인트까지의 거리 및 높이를 나타내고,
Figure pat00013
는 실린더 압력에 의해 발생하는 힘,
Figure pat00014
는 힘이 전환되는 토크를 나타낸다.here,
Figure pat00009
Is the cylinder link length,
Figure pat00010
The distance from the boom joint to the boom cylinder link mount,
Figure pat00011
And
Figure pat00012
Represents the distance and height to the boom joint,
Figure pat00013
Is a force generated by the cylinder pressure,
Figure pat00014
Represents the torque at which the force is switched.

수식 저장부(110)는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 무게 중심거리(

Figure pat00015
)를 하기의 [수학식 3]과 같이 모델링한 결과를 저장할 수 있다.The formula storage unit 110 stores the center-of-gravity distance of the boom, the attunement, and the load
Figure pat00015
) Can be stored as a modeling result as shown in the following equation (3).

Figure pat00016
Figure pat00016

여기서,

Figure pat00017
는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 무게 중심거리,
Figure pat00018
은 붐 및 어테치먼트 질량,
Figure pat00019
는 적재물 질량,
Figure pat00020
은 붐 조인트부터 붐 및 어테치먼트의 무게중심까지 거리,
Figure pat00021
는 붐 조인트부터 적재물 무게중심까지 거리를 나타낸다.here,
Figure pat00017
The center of gravity of the boom, the attic and the load,
Figure pat00018
Boom and Attachment Mass,
Figure pat00019
The load mass,
Figure pat00020
The distance from the boom joint to the center of gravity of the boom and the attemper,
Figure pat00021
Represents the distance from the boom joint to the center of gravity of the load.

수식 저장부(110)는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 회전 관성(

Figure pat00022
)을 하기의 [수학식 4]와 같이 모델링한 결과를 저장할 수 있다.The formula storage 110 stores the rotational inertia of the boom, the attunement and the load
Figure pat00022
) Can be stored as a modeling result as shown in Equation (4) below.

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서,

Figure pat00024
는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 회전 관성,
Figure pat00025
은 붐 및 어테치먼트 질량,
Figure pat00026
는 적재물 질량,
Figure pat00027
은 붐 조인트부터 붐 및 어테치먼트의 무게중심까지 거리, 는 붐 조인트부터 적재물 무게중심까지 거리를 나타낸다.here,
Figure pat00024
The rotational inertia of the boom, the attic and the load,
Figure pat00025
Boom and Attachment Mass,
Figure pat00026
The load mass,
Figure pat00027
The distance from the boom joint to the center of gravity of the boom and the attemper, Represents the distance from the boom joint to the center of gravity of the load.

수식 저장부(110)는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 부하 토크(

Figure pat00029
)를 하기의 [수학식 5]와 같이 모델링한 결과를 저장할 수 있다.The formula storage unit 110 stores the load torque of the boom, the attachement and the load
Figure pat00029
) Can be stored as a modeling result as shown in the following equation (5).

Figure pat00030
Figure pat00030

여기서,

Figure pat00031
은 붐, 어테치먼트 및 적재물의 부하 토크,
Figure pat00032
은 붐 및 어테치먼트 질량,
Figure pat00033
는 적재물 질량,
Figure pat00034
는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 무게 중심거리를 나타낸다.here,
Figure pat00031
The load torque of the boom, the attachement and the load,
Figure pat00032
Boom and Attachment Mass,
Figure pat00033
The load mass,
Figure pat00034
Represents the center-of-gravity distance of the boom, the attachment and the load.

한편, 수식 저장부(110)는 붐실린더를 하기의 [수학식 6]과 같이 모델링한 결과를 저장할 수 있다. 여기서, 모델링되는 건설 기계에는 헤드(Head)에만 압력 센서가 있는 경우에는 정확한 모델링이 불가능할 수 있다. 이때, 점성 마찰(Viscous Friction)이 매우 작다고 가정될 수 있다.Meanwhile, the formula storing unit 110 may store the result of modeling the boom cylinder as shown in Equation (6) below. Here, when a model of a construction machine has a pressure sensor only at the head, accurate modeling may not be possible. At this time, it can be assumed that the viscous friction is very small.

Figure pat00035
Figure pat00035

여기서,

Figure pat00036
는 붐실린더에 의해 발생하는 힘,
Figure pat00037
는 붐실린더의 압력,
Figure pat00038
는 붐실린더의 면적을 나타낸다.here,
Figure pat00036
Is a force generated by the boom cylinder,
Figure pat00037
The pressure of the boom cylinder,
Figure pat00038
Represents the area of the boom cylinder.

이하, 도 2 및 도 3과 [수학식 1] 내지 [수학식 6]을 통해 프론트 장비의 모델링이 완료된 결과를 하기의 회전동역학방정식인 [수학식 7]에 적용하면 다음과 같다.Hereinafter, the result of modeling the front equipment through FIGS. 2 and 3 and [Equation 1] to [Equation 6] is applied to Equation 7, which is the following rotational dynamics equation.

Figure pat00039
Figure pat00039

여기서,

Figure pat00040
,
Figure pat00041
및
Figure pat00042
는 각각 각도, 각속도 및 각가속도를 나타내고,
Figure pat00043
및
Figure pat00044
는 무부하 및 부하 토크를 나타내고,
Figure pat00045
및
Figure pat00046
는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 나타내고,
Figure pat00047
는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 회전 관성을 나타낸다.here,
Figure pat00040
,
Figure pat00041
And
Figure pat00042
Angular velocity and angular velocity, respectively,
Figure pat00043
And
Figure pat00044
Represents no-load and load torque,
Figure pat00045
And
Figure pat00046
Represents a damping coefficient and an elastic modulus,
Figure pat00047
Represents the rotational inertia of the boom, the attic and the load.

상기의 [수학식 7]은 건설 기계의 프론트 장비에 대한 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식으로 본 발명에 적용될 수 있다. 여기서, 상기의 회전동역학방정식인 [수학식 7]에 해당되는 값이 대입된 후, 적재물의 무게 측정값은

Figure pat00048
에 관해 정리하면 하기의 [수학식 8]과 같이 정리된다.Equation (7) can be applied to the present invention by the rotational kinetic equations for no load and load torque difference with respect to the front equipment of the construction machine. Here, after the value corresponding to Equation (7), which is the rotational dynamics equation, is substituted, the weight measurement value of the load
Figure pat00048
Is summarized as the following equation (8). &Quot; (8) "

Figure pat00049
Figure pat00049

여기서,

Figure pat00050
는 적재물의 무게 측정값을 나타내고,
Figure pat00051
,
Figure pat00052
및
Figure pat00053
는 각각 각도, 각속도 및 각가속도를 나타내고,
Figure pat00054
은 붐 및 어테치먼트 질량을 나타내고,
Figure pat00055
은 붐 조인트부터 붐 및 어테치먼트의 무게중심까지 거리,
Figure pat00056
는 붐 조인트부터 적재물 무게중심까지 거리를 나타내고,
Figure pat00057
은 실린더 링크 길이,
Figure pat00058
은 붐 조인트부터 붐실린더 링크 마운트까지 거리를 나타내고,
Figure pat00059
및
Figure pat00060
는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 나타낸다.here,
Figure pat00050
Lt; / RTI > represents the weight measurement of the load,
Figure pat00051
,
Figure pat00052
And
Figure pat00053
Angular velocity and angular velocity, respectively,
Figure pat00054
Lt; / RTI > represents the mass of the boom and the attachment,
Figure pat00055
The distance from the boom joint to the center of gravity of the boom and the attemper,
Figure pat00056
Represents the distance from the boom joint to the center of gravity of the load,
Figure pat00057
Is the cylinder link length,
Figure pat00058
Represents the distance from the boom joint to the boom cylinder link mount,
Figure pat00059
And
Figure pat00060
Represents the damping coefficient and elastic modulus.

무게 산출부(150)는 상기의 [수학식 8]을 통해 적재물의 무게를 측정할 수 있다. 이를 위해서는, 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K), 각속도 및 각가속도가 필요하다. 건설 기계에 속도 센서가 구비되지 않은 경우, 연산부(130)는 칼만 필터(Kalman Filter)를 통해 각속도 및 각가속도를 연산한다.The weight calculating unit 150 may measure the weight of the load through Equation (8). For this, attenuation coefficient (C), elastic modulus (K), angular velocity and angular acceleration are required. When the speed sensor is not provided in the construction machine, the calculation unit 130 calculates the angular velocity and the angular acceleration through the Kalman filter.

이하, 도 4 내지 도 8을 통해 계수 관리부(140)에서 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 구하고 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성하는 과정을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of obtaining the damping coefficient C and the elastic modulus K by the coefficient management unit 140 and generating the damping coefficient map and the elasticity coefficient map will be described with reference to FIGS. 4 through 8. FIG.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 감쇠계수맵 및 탄성계수맵 생성 과정에 대한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a process of generating a damping coefficient map and an elasticity coefficient map according to an embodiment of the present invention.

계수 관리부(140)에서 계수맵 생성이 선행되어야 무게 산출부(150)에서의 무게 측정이 가능하다. 계수 관리부(140)는 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 각각 연산한다. 그리고 계수맵 생성부(141)는 각각 연산된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 이용하여 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성한다. It is possible to measure the weight in the weight calculating unit 150 before the coefficient management unit 140 generates the coefficient map. The coefficient management unit 140 calculates the damping coefficient and the elastic modulus according to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder, respectively, by the weight of the load mounted on the attunement. Then, the coefficient map generation unit 141 generates a damping coefficient map and an elasticity coefficient map using the calculated damping coefficient and elasticity coefficient, respectively.

이하, 계수 관리부(140)에서 수행되는 계수맵 생성 과정을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a coefficient map generation process performed by the coefficient management unit 140 will be described.

우선, 계수 관리부(140)는 비어 있는 어테치먼트, 엔진 속도가 950, 1450 및 2100 RPM일 때, 센서 정보로부터 각각의 감쇠 계수(C), 탄성 계수(K) 및 붐실린더의 압력기울기를 계산한다(S402).First, the coefficient management unit 140 calculates the damping coefficient C, the elastic modulus K, and the pressure gradient of the boom cylinder from the sensor information when the engine speed is 950, 1450, and 2100 RPM, respectively, (S402).

그리고 계수 관리부(140)는 계산된 붐실린더의 압력기울기, 엔진 속도 RPM, 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 [붐실린더 기울기, RPM. C, K]로 계수맵 저장부(142)에 저장한다(S404).Then, the coefficient management unit 140 calculates the pressure gradient of the boom cylinder, the engine speed RPM, the damping coefficient C, and the elastic modulus K [the boom cylinder slope, RPM. C, K] in the coefficient map storage unit 142 (S404).

다음으로, 계수 관리부(140)는 어테치먼트의 허용무게×1/3인 적재물을 적재한 후, 엔진 속도가 950, 1450 및 2100 RPM일 때, 센서 정보로부터 각각의 감쇠 계수(C), 탄성 계수(K) 및 붐실린더의 압력기울기를 계산한다(S406).Next, the coefficient management unit 140 calculates the respective damping coefficients (C), elasticity (C), and acceleration (d) from the sensor information when the engine speed is 950, 1450, and 2100 RPM, The coefficient K and the pressure gradient of the boom cylinder are calculated (S406).

이어서, 계수 관리부(140)는 계산된 붐실린더의 압력기울기, 엔진 속도 RPM, 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 [붐실린더 기울기, RPM. C, K]로 계수맵 저장부(142)에 저장한다(S408).Subsequently, the coefficient management unit 140 calculates the pressure gradient, the engine speed RPM, the damping coefficient C, and the elastic modulus K of the boom cylinder, which are calculated as [Boom cylinder slope, RPM. C, K] in the coefficient map storage unit 142 (S408).

이후, 계수 관리부(140)는 어테치먼트의 허용무게×2/3인 적재물을 적재한 후, 엔진 속도가 950, 1450 및 2100 RPM일 때, 센서 정보로부터 각각의 감쇠 계수(C), 탄성 계수(K) 및 붐실린더의 압력기울기를 계산한다(S410).Then, the coefficient management unit 140 calculates the damping coefficient (C) and the elastic modulus (C) from the sensor information when the engine speed is 950, 1450, and 2100 RPM, respectively, (K) and the pressure gradient of the boom cylinder (S410).

그리고 계수 관리부(140)는 계산된 붐실린더의 압력기울기, 엔진 속도 RPM, 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 [붐실린더 기울기, RPM. C, K]로 계수맵 저장부(142)에 저장한다(S412).Then, the coefficient management unit 140 calculates the pressure gradient of the boom cylinder, the engine speed RPM, the damping coefficient C, and the elastic modulus K [the boom cylinder slope, RPM. C, K] in the coefficient map storage unit 142 (S412).

계수 관리부(140)는 어테치먼트의 허용무게인 적재물을 적재한 후, 엔진 속도가 950, 1450 및 2100 RPM일 때, 센서 정보로부터 각각의 감쇠 계수(C), 탄성 계수(K) 및 붐실린더의 압력기울기를 계산한다(S414).The coefficient management unit 140 calculates the damping coefficient C, the elastic modulus K, and the boom cylinder Cm from the sensor information when the engine speed is 950, 1450, and 2100 RPM after loading the load, which is the allowable weight of the attunement, Is calculated (S414).

이어서, 계수 관리부(140)는 계산된 붐실린더의 압력기울기, 엔진 속도 RPM, 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 [붐실린더 기울기, RPM. C, K]로 계수맵 저장부(142)에 저장한다(S416).Subsequently, the coefficient management unit 140 calculates the pressure gradient, the engine speed RPM, the damping coefficient C, and the elastic modulus K of the boom cylinder, which are calculated as [Boom cylinder slope, RPM. C, K] in the coefficient map storage unit 142 (S416).

이후, 계수 관리부(140)는 계수맵 저장부(142)에 저장된 총[12×4]개의 데이터를 정렬하여 감쇠계수맵 및 탄성계수맵(C, K)을 생성한다(S418).The coefficient management unit 140 then aligns the total [12 × 4] data stored in the coefficient map storage unit 142 to generate a damping coefficient map and an elasticity coefficient map C and K (S418).

도 5는 도 4의 감쇠계수맵 및 탄성계수맵 생성 방법에 따라 생성된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에 대한 설명도이다.5 is an explanatory diagram of a damping coefficient map and an elasticity coefficient map generated according to the damping coefficient map and the elasticity coefficient map generating method of Fig.

감쇠계수맵 및 탄성계수맵 생성 과정을 살펴보면, 계수 관리부(140)는 어테치먼트가 비어 있는 경우, 어테치먼트의 허용 무게×1/3, 허용 무게×2/3 및 허용 무게가 적재된 다양한 적재물 무게로 구분하여 데이터를 저장한다. 또한, 계수 관리부(140)는 적재물의 무게별로 각각 950 RPM, 1450, RPM 및 2100 RPM으로 작동하여 데이터 저장한다. 즉, 계수 관리부(140)는 해당 작동 시의 [붐실린더의 압력기울기, 엔진 RPM, 감쇠 계수(C), 탄성 계수(K)]를 저장한다. 이때, 엔진 속도는 상기와 같은 특정 엔진 속도로 한정되지 않으며, 건설 기계별로 데이터 획득이 가능한 임의의 엔진 속도가 될 수 있다. 여기서, 감쇠계수맵 및 탄성계수맵은 건설 기계의 비선형성을 보상하기 위해 적재물 무게 측정 장치(100)에 적용된다. When the attatchment is empty, the coefficient management unit 140 calculates the damping coefficient map and the elasticity coefficient map based on the allowable weight x 1/3, the allowable weight x 2/3, Load data is stored by dividing by weight. In addition, the coefficient management unit 140 operates at 950 RPM, 1450 RPM, and 2100 RPM for each weight of the load to store data. That is, the coefficient management unit 140 stores the pressure gradient of the boom cylinder, the engine RPM, the damping coefficient C, and the elastic modulus K in the corresponding operation. At this time, the engine speed is not limited to the specific engine speed as described above, and may be any engine speed at which data can be acquired for each construction machine. Here, the attenuation coefficient map and the elasticity coefficient map are applied to the load weight measuring apparatus 100 to compensate for the non-linearity of the construction machine.

도 5에 도시된 바와 같이, 계수 관리부(140)는 총 [12 X 4]개의 데이터를 저장하고, 이를 정렬하여 감쇠계수맵(C)(501) 및 탄성계수맵(K)(502)을 각각 생성한다. 감쇠계수맵(C)(501) 및 탄성계수맵(K)(502)에는 붐실린더의 압력기울기(Pressure Slop)[12 X 1], 엔진 속도(Engine RPM)[1 X 3], 감쇠 계수(C)[12 X 3], 탄성 계수(K)[12 X 3]가 포함된다.5, the coefficient management unit 140 stores a total of [12 X 4] pieces of data and arranges them to obtain a damping coefficient map (C) 501 and an elasticity coefficient map (K) 502 . The damping coefficient map (C) 501 and the elasticity coefficient map (K) 502 include the pressure slope of the boom cylinder [12 X 1], the engine speed (Engine RPM) [1 X 3] C) [12 X 3], and elastic modulus (K) [12 X 3].

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 선형 구간에 대한 감쇠 계수 및 탄성 계수 계산 과정에 대한 설명도이다.FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a calculation process of a damping coefficient and an elastic modulus for a linear section according to an embodiment of the present invention.

계수 관리부(140)는 상기의 [수학식 7]로부터 유도된 하기의 [수학식 9] 및 [수학식 10]로부터 지점 1(601) 및 지점 2(602)를 통해 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 각각 계산한다. 그리고 계수 관리부(140)는 계산된 감쇠 계수(C) 및 탄성 계수(K)를 저장한다. 여기서, 지점 1(601) 및 지점 2(602)는 선형 구간에 위치하고 있다. 또한, 지점 3(603)은 지점 1(601) 및 지점 2(602) 사이의 선형 구간에 위치한다.The coefficient management unit 140 obtains the damping coefficient C and the elasticity C from the following equations (9) and (10) derived from Equation (7) And calculates the coefficient K, respectively. Then, the coefficient management unit 140 stores the calculated damping coefficient C and the elasticity coefficient K. Here, the first point 601 and the second point 602 are located in the linear section. Point 3 (603) is also located in the linear section between point 1 (601) and point 2 (602).

Figure pat00061
Figure pat00061

Figure pat00062
Figure pat00062

여기서,

Figure pat00063
,
Figure pat00064
및
Figure pat00065
는 각각 지점 1(601)에 대한 각도, 각속도 및 각가속도를 나타내고,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
및
Figure pat00068
는 각각 지점 2(602)에 대한 각도, 각속도 및 각가속도를 나타내고,
Figure pat00069
및
Figure pat00070
는 지점 1(601)에 대한 무부하 및 부하 토크를 나타내고,
Figure pat00071
및
Figure pat00072
는 지점 2(602)에 대한 무부하 및 부하 토크를 나타내고,
Figure pat00073
는 붐, 어테치먼트 및 적재물의 회전 관성을 나타낸다.here,
Figure pat00063
,
Figure pat00064
And
Figure pat00065
Represents an angle, an angular velocity, and an angular acceleration with respect to the first point 601, respectively,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
And
Figure pat00068
Respectively represent angles, angular velocities and angular velocities for point 2 602,
Figure pat00069
And
Figure pat00070
Represents the no-load and the load torque for the point 1 (601)
Figure pat00071
And
Figure pat00072
Represents no-load and load torque for point 2 602,
Figure pat00073
Represents the rotational inertia of the boom, the attic and the load.

도 6에 도시된 바와 같이, 계수 관리부(140)는 지점 1(601) 및 지점 2(602)에 대한 지점 1(601) 및 지점 2(602) 사이의 선형 구간에 위치한 지점 3(603)의 붐실린더 압력기울기를 계산하여 저장할 수 있다.6, the coefficient management unit 140 calculates the coefficient 3 of the point 3 (603) located in the linear section between point 1 (601) and point 2 (602) for point 1 (601) The boom cylinder pressure gradient can be calculated and stored.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에 대한 설명도이다.FIGS. 7 and 8 are explanatory diagrams of a two-dimensional attenuation coefficient map and an elasticity coefficient map according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 계수 관리부(140)는 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도(RPM)에 따른 감쇠 계수(C)에 대한 2차원 감쇠계수맵을 생성한다. 예를 들어, 계수 관리부(140)는 엔진 속도가 950RPM, 1200RPM, 1450RPM, 1700RPM, 19500RPM 및 2100RPM이고 붐실린더의 압력기울기일 때, 감쇠 계수(C)에 대한 2차원 감쇠계수맵을 생성한다. 여기서, 엔진 속도 또는 붐실린더의 압력기울기의 각 브레이크 포인트 사이 지점은 선형보간법(Linear Interpolation)을 적용하여 2차원 감쇠계수맵을 생성할 수 있다.As shown in Fig. 7, the coefficient management unit 140 generates a two-dimensional damping coefficient map for the damping coefficient C according to the pressure gradient of the boom cylinder and the engine speed RPM. For example, the coefficient management unit 140 generates a two-dimensional damping coefficient map for the damping coefficient C when the engine speed is 950RPM, 1200RPM, 1450RPM, 1700RPM, 19500RPM and 2100RPM and the pressure gradient of the boom cylinder. Here, the point between the respective break points of the engine speed or the pressure gradient of the boom cylinder can be subjected to linear interpolation to generate a two-dimensional attenuation coefficient map.

도 8에 도시된 바와 같이, 계수 관리부(140)는 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도(RPM)에 따른 탄성 계수(K)에 대한 2차원 탄성계수맵을 생성한다. 감쇠계수맵 생성과 마찬가지로, 계수 관리부(140)는 엔진 속도가 950RPM, 1200RPM, 1450RPM, 1700RPM, 19500RPM 및 2100RPM이고 붐실린더의 압력기울기일 때, 탄성 계수(K)에 대한 2차원 탄성계수맵을 생성한다. 여기서, 엔진 속도 또는 붐실린더의 압력기울기의 각 브레이크 포인트 사이 지점은 선형 보간법을 적용하여 2차원 탄성계수맵을 생성할 수 있다.As shown in FIG. 8, the coefficient management unit 140 generates a two-dimensional elastic coefficient map for the elastic modulus K according to the pressure gradient of the boom cylinder and the engine speed RPM. Similar to the generation of the attenuation coefficient map, the coefficient management unit 140 generates a two-dimensional elastic coefficient map for the elastic modulus K when the engine speed is 950RPM, 1200RPM, 1450RPM, 1700RPM, 19500RPM, and 2100RPM and the pressure gradient of the boom cylinder do. Here, the points between the respective break points of the engine speed or the pressure gradient of the boom cylinder can be subjected to linear interpolation to generate a two-dimensional elastic coefficient map.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법에 대한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of measuring a load weight of a construction machine according to an embodiment of the present invention.

측정부(120)는 붐의 각도와, 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기를 측정한다(S902).The measuring unit 120 measures the angle of the boom, the engine speed, and the pressure gradient of the boom cylinder (S902).

연산부(130)는 측정부(120)에서 측정된 건설 기계의 붐의 각도를 이용하여 붐의 각속도 및 각가속도를 연산한다(S904). 여기서, 연산부(130)는 어테치먼트에 적재물이 적재된 상태로 붐이 이동하는 경우, 이동하는 붐의 각도를 칼만 필터에 적용하여 붐의 각속도 및 각가속도를 연산할 수 있다.The operation unit 130 calculates the angular velocity and the angular acceleration of the boom using the angle of the boom of the construction machine measured by the measurement unit 120 (S904). Here, when the boom moves in a state in which the load is loaded on the attachement, the operation unit 130 can calculate the angular velocity and the angular acceleration of the boom by applying the angle of the moving boom to the Kalman filter.

계수 관리부(140)는 미리 설정된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 측정부(120)에서 측정된 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 추출한다(S906).The coefficient management unit 140 extracts the damping coefficient and the elastic modulus corresponding to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder measured by the measuring unit 120 in the preset damping coefficient map and the elasticity coefficient map (S906).

무게 산출부(150)는 측정부(120)에서 측정된 붐의 각도와 연산부(130)에서 연산된 붐의 각속도 및 각가속도와 계수 관리부(140)에서 추출된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 회전동역학방정식에 적용하여 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출한다(S910). 여기서, 회전동역학방정식은 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 이용하여 작성된 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식이다.The weight calculating unit 150 calculates the angular velocity and the angular velocity of the boom calculated by the calculating unit 130 and the attenuation coefficient and the elastic modulus extracted from the coefficient managing unit 140 based on the angle of the boom measured by the measuring unit 120, And the weight of the load placed on the attachment is calculated (S910). Here, the rotational dynamics equation is a rotational kinetic equation for the difference between no-load and load torque created by using geometry information between boom, boom cylinder, and attatement.

도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 적재물 무게 측정 장치에서의 무게 측정 결과에 대한 설명도이다.10 to 12 are explanatory views of weight measurement results in a load weight measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 10에는 엔진 속도가 950RPM이고 적재물이 5톤(5000kg)인 경우, 적재물 무게 측정 장치(100)가 시간 흐름에 따라 적재물의 무게가 측정된 결과가 도시되어 있다. 이와 유사하게, 도 11 및 도 12에는 적재물이 5톤(5000kg)이고 엔진 속도가 각각 1700RPM 및 2100RPM인 경우, 적재물 무게 측정 장치(100)가 시간 흐름에 따라 적재물의 무게가 측정된 결과가 도시되어 있다.Fig. 10 shows the result of the weight of the load being measured by the load weight measuring apparatus 100 over time when the engine speed is 950RPM and the load is 5 tons (5000 kg). Similarly, Figs. 11 and 12 illustrate the results of the load weighing apparatus 100 measuring the weight of the load with time, when the load is 5 tons (5000 kg) and the engine speed is 1700 RPM and 2100 RPM, respectively have.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 적재물이 측정되기 시작하는 구간에서는 7 내지 8 톤이 측정되다가 시간이 지남에 따라 점차 적재물의 무게인 5톤으로 수렴하는 결과가 나타난다.As shown in FIGS. 10 to 12, 7 to 8 tons are measured in the section where the load is measured, and gradually converge to 5 tons, which is the weight of the load, over time.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 적재물 무게 측정 장치(100)는 건설 기계에 구비된 압력 센서, 위치 센서 및 프론트 장비의 기하학 정보를 통해 회전동역학방정식을 유도하여 무게를 측정하고자 한다. 이때, 측정부(120)에서 이용되는 압력 센서, 위치 센서 이외의 비용은 들지 않기 때문에 가격 경쟁력을 가질 수 있다. 또한, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 적재물 무게 측정 장치(100)의 오차율이 2 퍼센트의 오차율을 보이고 있다.As described above, the load weight measuring apparatus 100 according to the embodiment of the present invention derives rotational kinetic equations from the geometry information of the pressure sensor, the position sensor, and the front equipment provided in the construction machine to measure the weight. At this time, since the cost other than the pressure sensor and the position sensor used in the measuring unit 120 is not charged, it is possible to have price competitiveness. Also, as shown in FIGS. 10 to 12, the error rate of the load weight measuring apparatus 100 according to the embodiment of the present invention shows an error rate of 2 percent.

한편, 상술한 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법은 소프트웨어적인 프로그램으로 구현하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 소정 기록 매체에 기록해 둘 수 있다. Meanwhile, the load measurement method of the construction machine can be implemented by a software program and recorded on a computer-readable recording medium.

예컨대, 기록 매체는 각 재생 장치의 내장형으로 하드 디스크, 플래시 메모리, RAM, ROM 등이거나, 외장형으로 CD-R, CD-RW와 같은 광디스크, 콤팩트 플래시 카드, 스마트 미디어, 메모리 스틱, 멀티미디어 카드일 수 있다. For example, the recording medium may be a hard disk, a flash memory, a RAM, a ROM, or the like embedded in each reproduction apparatus, or an external optical disk such as a CD-R or a CD-RW, a compact flash card, a smart media, have.

이 경우, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록한 프로그램은, 건설 기계에 구비된 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 이용하여 건설 기계의 프론트 장비를 모델링하는 모델링 과정, 상기 이동하는 붐의 각도와, 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기를 측정하는 측정 과정, 상기 어테치먼트에 적재물이 적재된 상태로 붐이 이동하는 경우, 상기 측정된 붐의 각도를 통해 상기 이동하는 붐의 각속도 및 각가속도를 연산하는 연산 과정, 상기 측정된 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 추출하는 계수 추출 과정 및 상기 연산된 붐의 각속도 및 각가속도와 상기 추출된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식에 적용하여 상기 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출하는 무게 산출 과정을 포함하는 방법을 실행할 수 있다.In this case, a program recorded on a computer-readable recording medium includes a modeling process of modeling a front equipment of a construction machine using geometry information between a boom, a boom cylinder, and an attemper provided in the construction machine, A measuring step of measuring an angle, an engine speed and a pressure gradient of the boom cylinder, an angular velocity and an angular velocity of the moving boom through an angle of the measured boom when the boom is moved with the load being loaded on the attunement, Calculating a damping coefficient and an elastic modulus corresponding to the measured engine speed and a pressure gradient of the boom cylinder from a damping coefficient map and an elastic modulus map, and calculating an angular velocity and an angular velocity of the boom, Applying the extracted damping and elastic modulus to the rotational kinetic equations for no load and load torque difference, You may execute a method including the weight calculation process for calculating a load weight mounted on garment.

본 발명의 명세서에서 설명하는 기능적 동작과 구현물은 디지털 전자회로로 구현되거나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나 이들 중 하나 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 본 발명의 명세서에서 설명하는 구현물은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위하여 또는 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다.The functional operations and implementations described in the present specification may be embodied in digital electronic circuitry, computer software, firmware, or hardware, or a combination of any of the foregoing. The implementations described in the present disclosure may be implemented as one or more computer program products, that is, one or more modules associated with computer program instructions encoded on a program storage medium of the type for control of, or for execution by, Lt; / RTI >

본 발명의 도면은 동작과정을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 특정한 순서로 그러한 동작들을 수행해야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해해서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.While the drawings of the present invention depict operational processes, it should be understood that such operations should be performed in the order shown, in order to obtain the desired results, or that all illustrated operations should be performed. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous.

또한, 본 발명의 명세서에서 특정한 실시형태를 설명하였다. 실시형태들은 이하의 특허청구범위에 속한다. 예컨대, 청구항에 기재된 동작들은 상이한 순서로 수행되면서 여전히 바람직한 결과를 성취할 수 있다.In addition, specific embodiments have been described in the specification of the present invention. Embodiments are within the scope of the following claims. For example, the operations described in the claims may be performed in a different order, still achieving desirable results.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the present invention, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the specification of the present invention are not intended to limit the present invention. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

본 발명은 건설 기계의 지오메트리 정보와 구비된 센서로부터 측정된 정보를 건설 기계의 회전동역학방정식에 반영하여 적재물의 무게를 측정함으로써, 적재되는 적재물의 중량을 정확하게 측정할 수 있고 운송차량의 적재시에도 과적을 방지할 수 있으며, 어테치먼트의 정격용량대로 리프팅할 수 있어 유지보수 비용도 절감할 수 있다. 이러한 점에서 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.The present invention reflects the geometry information of the construction machine and the measured information from the sensors provided in the rotational kinetic equations of the construction machine to measure the weight of the load so that the weight of the loaded load can be accurately measured, And can be lifted to the rated capacity of the attic, thus reducing the maintenance cost. In this respect, it is not only the use of the related technology but also the possibility of commercialization or operation of the applied device, as it exceeds the limit of the existing technology.

100: 적재물 무게 측정 장치 110: 수식 저장부
120: 측정부 130: 연산부
140: 계수 관리부 141: 계수맵 생성부
142: 계수맵 저장부 150: 무게 산출부100: load weight measuring device 110: formula storage unit
120: measuring unit 130:
140: coefficient managing unit 141: coefficient map generating unit
142: coefficient map storage unit 150: weight calculation unit

Claims (9)

건설기계의 프런트부에 회동 가능하게 장착된 붐, 상기 붐을 회동시키는 붐실린더, 상기 붐의 일단에 회동가능하게 장착된 어테치먼트를 포함하는 건설기계에 있어서,
상기 붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 이용하여 작성된 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식을 저장하는 수식저장부;
상기 붐의 각도, 엔진 속도, 붐실린더의 압력기울기를 측정하는 측정부;
상기 측정부에서 측정된 붐의 각도를 이용하여 상기 붐의 각속도 및 각가속도를 연산하는 연산부;
미리 설정된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 상기 엔진 속도와 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 추출하는 계수관리부; 및
상기 측정부에서 측정한 붐의 각도, 상기 연산부에서 연산한 붐의 각속도, 각가속도, 상기 계수관리부에서 추출된 감쇠 계수, 탄성 계수를 상기 회전동역학방정식에 적용하여 상기 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출하는 무게산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치.1. A construction machine comprising a boom rotatably mounted on a front part of a construction machine, a boom cylinder for pivoting the boom, and an attitude rotatably mounted on one end of the boom,
A formula storage unit for storing rotational kinetic equations for no-load and load torque differences created by using geometry information between the boom, the boom cylinder, and the attatement;
A measuring unit for measuring an angle of the boom, an engine speed, and a pressure gradient of the boom cylinder;
An arithmetic unit for calculating the angular velocity and the angular acceleration of the boom using the angle of the boom measured by the measuring unit;
A coefficient management unit for extracting a damping coefficient and an elastic modulus corresponding to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder in a preset damping coefficient map and an elasticity coefficient map; And
Wherein the attitude of the boom, the angular velocity of the boom, the angular velocity, the attenuation coefficient, and the elastic modulus extracted from the coefficient management unit are applied to the rotational kinetic equations to calculate the weight of the load The weight calculating section
And a load measuring device for measuring the weight of the load on the construction machine. 제 1 항에 있어서,
상기 계수관리부는
상기 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 각각 연산하고, 상기 각각 연산된 감쇠 계수 및 탄성 계수를 이용하여 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성하는 계수맵생성부; 및
상기 생성된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 저장하는 계수맵저장부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치.The method according to claim 1,
The coefficient management unit
A damping coefficient and an elastic modulus depending on the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder are calculated for each weight of the load mounted on the attunement and the damping coefficient map and the elastic modulus map are calculated using the calculated damping coefficient and elastic modulus, A coefficient map generating unit to generate a coefficient map; And
A coefficient map storage unit for storing the generated damping coefficient map and the elasticity coefficient map;
Wherein the weight of the load on the construction machine is measured by the weight measuring device. 제 2 항에 있어서,
상기 계수맵생성부는
선형보간법을 이용하여 선형 구간에 있는 제1지점과 제2 지점 사이의 제3 지점에 대한 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 산출하여 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 장치.3. The method of claim 2,
The coefficient map generator
The damping coefficient and the elastic modulus according to the pressure gradient and the engine speed of the boom cylinder with respect to the third point between the first point and the second point in the linear section are calculated using the linear interpolation method, Wherein the load weight measuring device is configured to generate the load weight of the construction machine. 붐의 각도, 엔진 속도, 붐실린더의 압력기울기를 측정하는 측정 단계;
상기 측정 단계에서 측정된 붐의 각도를 이용하여 상기 붐의 각속도 및 각가속도를 연산하는 연산 단계;
미리 설정된 감쇠계수맵 및 탄성계수맵에서 상기 측정 단계에서 측정된 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 대응하는 감쇠 계수 및 탄성 계수를 추출하는 계수 추출 단계; 및
상기 측정 단계에서 측정된 붐의 각도와 상기 연산 단계에서 연산된 붐의 각속도, 각가속도와 상기 계수 추출 단계에서 추출된 감쇠 계수, 탄성 계수를 회전동역학방정식에 적용하여 어테치먼트에 적재된 적재물 무게를 산출하는 무게 산출 단계
를 포함하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법.A measuring step of measuring the angle of the boom, the engine speed, and the pressure gradient of the boom cylinder;
An arithmetic step of calculating an angular velocity and an angular acceleration of the boom using an angle of the boom measured in the measuring step;
Extracting a damping coefficient and an elastic modulus corresponding to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder measured in the measuring step in a preset damping coefficient map and an elasticity coefficient map; And
The boom angle measured in the measuring step, the angular velocity of the boom calculated in the calculating step, the angular velocity of the boom, the attenuation coefficient extracted in the extracting step, and the elastic modulus are applied to the rotational kinetic equations to calculate the weight of the load Calculating Weight Calculation Step
Wherein the weight of the load of the construction machine is measured. 제 4 항에 있어서,
상기 회전동역학방정식은
붐, 붐실린더 및 어테치먼트 간의 기하학 정보를 이용하여 작성된 무부하 및 부하 토크 차이에 대한 회전동역학방정식
인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법.5. The method of claim 4,
The rotational kinetic equations
Rotational kinetic equations for no-load and load torque differences created using geometry information between booms, boom cylinders, and attachments
Wherein the weight of the load on the construction machine is measured. 제 4 항에 있어서,
상기 감쇠계수맵 및 탄성계수맵은
상기 어테치먼트에 적재되는 적재물 무게별로 엔진 속도 및 붐실린더의 압력기울기에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수에 따라 설정된 것;을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법.5. The method of claim 4,
The attenuation coefficient map and the elasticity coefficient map
Wherein the load weight of the construction machine is set in accordance with the damping coefficient and the elastic modulus according to the engine speed and the pressure gradient of the boom cylinder by the weight of the load mounted on the attachment. 제 4 항에 있어서,
상기 감쇠계수맵 및 탄성계수맵은
선형보간법을 이용하여 선형 구간에 있는 제1 지점과 제2 지점 사이의 제3 지점에 대한 붐실린더의 압력기울기 및 엔진 속도에 따른 감쇠 계수 및 탄성 계수를 산출하여 2차원 감쇠계수맵 및 탄성계수맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법.5. The method of claim 4,
The attenuation coefficient map and the elasticity coefficient map
The damping coefficient and the elastic modulus according to the pressure gradient and the engine speed of the boom cylinder with respect to the third point between the first point and the second point in the linear section are calculated using the linear interpolation method, Wherein the weight of the load of the construction machine is calculated based on the weight of the load. 제 4 항에 있어서,
상기 회전동역학방정식은
상기 붐, 붐실린더, 어테치먼트 의 질량 및 붐 조인트로부터 상기 붐, 붐실린더, 어테치먼트의 무게중심 간의 거리 중 적어도 하나가 포함된 값을 적용하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법.5. The method of claim 4,
The rotational kinetic equations
Wherein a value including at least one of a mass of the boom, a boom cylinder, and an attitude, and a distance between a center of gravity of the boom, a boom cylinder, and an attatement from a boom joint is applied . 제 4 항에 있어서,
상기 연산 단계는
상기 붐의 각도를 칼만 필터(Kalman Filter)에 적용하여 상기 붐의 각속도 및 각가속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 적재물 무게 측정 방법.5. The method of claim 4,
The calculating step
Wherein the angle of the boom is applied to a Kalman filter to calculate an angular velocity and an angular acceleration of the boom.
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