KR20180002100A - 굴삭기용 조명장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 굴삭기용 조명장치는, 프레임과, 상기 프레임의 전방에 회동가능하게 결합되는 제 1링크와, 상기 제 1링크에 회동가능하게 결합되는 제 2링크와, 상기 제 2링크에 회동가능하게 결합되는 제 3링크를 포함하는 복수개의 링크들로 구성되는 암과, 상기 제 3링크에 회동가능하게 결합되는 버켓을 포함하는 굴삭기에 구비되는 굴삭기용 조명장치에 있어서, 상기 복수개의 링크들에 각각 구비되며, 상기 복수개의 링크들의 각도를 각각 측정하는 복수개의 센서부; 상하 및 좌우로 회동하고, 빛을 조사하는 복수개의 조명유닛; 및 상기 센서부에서 측정된 각도에 따라 상기 복수개의 조명유닛의 각각의 회전각을 결정하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 굴삭기용 조명장치 및 그 제어방법은, 조명유닛이 버켓의 끝위치에 대응하는 방향으로 조사되도록 상하 및 좌우로 회동가능함으로써, 작업이 진행되는 버켓의 끝위치의 시야를 확보함으로써 작업효율이 향상된다. 또한 복수개의 조명유닛이 각각 상하 및 좌우로 회동가능함으로써, 조명유닛을 통하여 조사되는 반경이 넓어 장애물 및 작업자와 충돌하는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

굴삭기용 조명장치 및 그 제어방법{Apparatus and controling method of lighting for excavator}
본 발명은 굴삭기용 조명장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴삭기의 버켓의 끝위치에 대응하여 상하 및 좌우로 회동가능한 굴삭기용 조명장치 및 그 조명장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기는 땅을 파거나 깎는 굴삭작업을 위해 사용되는 건설장비로, 토목, 건축, 건설 현장 및 기타 작업현장에서 널리 사용된다. 상기한 바와 같은 굴삭기는 작업자가 내측으로 탑승하는 프레임과, 프레임에 회동가능하도록 구비되어, 작업자에 의하여 조정되며 링크로 형성된 암과, 암의 끝단에 구비되어 땅을 파는 작업을 수행하는 버켓으로 구성된다. 또한 상기 굴삭기는 작업을 원활하게 수행하기 위하여 프레임의 전방을 향하도록 조사되는 조명장치가 구비된다.
상기한 바와 같이 굴삭기는, 작업자의 조작에 의하여 암이 회동하고, 암의 끝단에 구비된 버켓을 이용하여 작업을 수행한다. 따라서 암의 회동에 의하여 프레임의 전방의 다양한 위치에서 작업이 이루어지며, 암의 작업공간이 크고 복합하기 때문에 작업이 수행되는 주변 환경에 대한 시야를 확보하는 것이 중요하다. 따라서, 작업위치에 대응하여 회동가능한 조명장치가 요구된다.
종래의 조명장치에 관한 기술로는 대한민국 공개특허 10-2004-0035076호가 개시되어 있다.
하지만 종래의 조명장치는 전방을 조사하되, 상하로 회동 가능하게 구비되어 운전자의 조작으로 조사되는 방향을 제어할 수 있다. 따라서 운전자는 작업을 수행할 시 굴삭작업을 수행하는 위치가 변경되면, 조명장치를 작업위치를 조사하도록 조사방향을 조절하며 이용한다. 하지만, 작업도중 조명을 제어하는 것은 굴삭작업의 효율을 떨어뜨린다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 굴삭기 버켓의 작업위치에 대응하여 조사되도록 자동적으로 회동가능하여 작업의 효율을 높여주는 굴삭기용 조명장치 및 그 제어방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 굴삭기용 조명장치 는, 프레임과, 상기 프레임의 전방에 회동가능하게 결합되는 제 1링크와, 상기 제 1링크에 회동가능하게 결합되는 제 2링크와, 상기 제 2링크에 회동가능하게 결합되는 제 3링크를 포함하는 복수개의 링크들로 구성되는 암과, 상기 제 3링크에 회동가능하게 결합되는 버켓을 포함하는 굴삭기에 구비되는 굴삭기용 조명장치에 있어서,상기 복수개의 링크들에 각각 구비되며, 상기 복수개의 링크들의 각도를 각각 측정하는 복수개의 센서부; 상하 및 좌우로 회동하고, 빛을 조사하는 복수개의 조명유닛; 및 상기 센서부에서 측정된 각도에 따라 상기 복수개의 조명유닛의 각각의 회전각을 결정하는 제어부를 포함한다.
여기서 상기 센서부는, 상기 프레임과 상기 제 1링크의 접합부에 구비되어, 상기 제 1링크의 회전각도를 측정하는 제 1각도센서와, 상기 제 1링크와 상기 제 2링크의 접합부에 구비되어, 상기 제 2링크의 회전각도를 측정하는 제 2각도센서와, 상기 제 2링크와 상기 제 3링크의 접합부에 구비되어, 상기 제 3링크의 회전각도를 측정하는 제 3각도센서와, 상기 제 3링크와 상기 버켓의 접합부에 구비되어, 상기 버켓의 회전각도를 측정하는 제 4각도센서를 포함할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 센서부에서 측정된 각도를 전달받아 상기 버켓의 끝위치를 파악하는 버켓위치 파악부와, 상기 버켓위치 파악부에서 측정된 상기 버켓의 끝위치에 대응하여, 상기 조명유닛의 회전각도를 파악하여, 상기 조명유닛의 회전을 제어하는 회전각도 제어부를 포함할 수 있다.
또한 상기 회전각도 제어부는, 상기 조명유닛의 좌우회전을 제어하는 팬 제어부와, 상기 조명유닛의 상하회전을 제어하는 틸트 제어부를 포함할 수 있다.
또한 상기 조명유닛은, 나란히 설치되어 빛을 조사하는 한 쌍의 라이트와, 상기 한 쌍의 라이트를 지지하는 몸체와, 상기 한 쌍의 라이트와 결합되고, 상기 제어부에 의하여 회전각도를 전달받아, 상기 한 쌍의 라이트를 좌우 및 상하로 회전시키는 회전모터를 포함할 수 있다.
또한 상기 조명유닛은, 상기 프레임의 우측에 상하로 이격되어 구비되는 한 쌍의 우측조명유닛과, 상기 프레임의 좌측에 상하로 이격되어 구비되는 한 쌍의 좌측조명유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 굴삭기용 조명장치를 제어하는 굴삭기용 조명장치 제어방법에 있어서, 상기 센서부를 이용하여, 상기 복수개의 링크들의 각도를 각각 측정하는 각도측정단계; 상기 각도측정단계에서 측정된 각도를 전달받아 상기 버켓의 끝위치를 판단하는 버켓위치 판단단계; 상기 버켓위치 판단단계로부터 판단된 상기 버켓의 끝위치를 바탕으로, 상기 복수개의 조명유닛의 각각의 회전각도를 파악하는 조명 회전각도 파악단계; 및 상기 조명 회전각도 파악단계에서 파악된 상기 조명유닛의 회전각도를 바탕으로 상기 복수개의 조명유닛을 각각 상하 및 좌우로 회전시키는 조명회전단계를 포함한다.
여기서 상기 조명 회전각도 파악단계는, 상기 조명유닛의 좌우 방향의 회전각도를 파악하는 팬 회전각도 파악단계와, 상기 조명유닛의 상하 방향의 회전각도를 파악하는 틸트 회전각도 파악단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 팬 회전각도 파악단계는, 상기 우측조명유닛의 좌우 방향의 회전각도를 파악하는 우측팬 회전각도 파악단계와, 상기 좌측조명유닛의 좌우 방향의 회전각도를 파악하는 좌측팬 회전각도 파악단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 굴삭기용 조명장치 및 그 제어방법은, 조명유닛이 버켓의 끝위치에 대응하는 방향으로 조사되도록 상하 및 좌우로 회동가능함으로써, 작업이 진행되는 버켓의 끝위치의 시야를 확보함으로써 작업효율이 향상된다.
또한 복수개의 조명유닛이 각각 상하 및 좌우로 회동가능함으로써, 조명유닛을 통하여 조사되는 반경이 넓어 장애물 및 작업자와 충돌하는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
더불어 제어부 및 조명 회전각도 파악단계를 통하여 복수개의 조명유닛의 회전각도가 결정되므로, 작업자의 별도의 조작이 없어도 굴삭기용 조명장치가 조사되는 위치를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 조명장치의 구성을 나타낸 구성도,
도 2는, 도 1에 도시한 굴삭기용 조명장치가 구비된 굴삭기를 모습을 도시한 사시도,
도 3은, 도 1에 도시한 굴삭기용 조명장치의 조명유닛을 도시한 사시도,
도 4는, 도 1에 도시한 굴삭기용 조명장치의 제어부의 구성을 나타낸 구성도,
도 5는, 도 4에 도시한 굴삭기용 조명장치의 회전각도 제어부의 구성을 나타낸 구성도,
도 6은 도 1에 도시한 굴삭기용 조명장치의 팬 회전각도를 파악하는 모습을 도시한 측면도,
도 7은 도 1에 도시한 굴삭기용 조명장치의 틸트 회전각도를 파악하는 모습을 도시한 측면도,
도 8은 도 1에 도시한 굴삭기용 조명장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 조명장치(10)가 구비된 굴삭기(1)의 모습을 도시한 사시도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 상기 굴삭기용 조명장치(10)가 구비되는 굴삭기(1)는, 프레임(20), 암(30) 및 버켓(40)을 포함한다.
상기 프레임(20)은, 작업자가 내부에 안착하여 작업을 위한 운전을 수행한다. 즉 상기 프레임(20)은 내측에 작업자가 안착하도록 안착부가 구비되며, 전방이 투명한 창으로 구성되어, 작업자가 안착부에 앉아 전방을 주시하며 작업을 수행할 수 있다.
상기 암(30)은, 작업자에 의하여 조작되며 상기 프레임(20)의 전방에 회동가능하도록 결합된다. 상기 암(30)은, 상기 프레임(20)의 전방에 회동가능하게 결합되는 제 1링크(31)와, 상기 제 1링크(32)에 회동가능하게 결합되는 제 2링크(32)와, 상기 제 2링크(32)에 회동가능하게 결합되는 제 3링크(33)를 포함하는 복수개의 링크들(31,32,33,34)로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 버켓(40)은, 상기 암(30)의 끝단에 구비되어 굴삭작업을 수행한다. 즉 상기 버켓(40)은, 상기 제 3링크(33)에 회동가능하게 결합되며, 작업자의 조작에 의하여 굴삭작업을 수행할 수 있다.
여기서 상기 굴삭기(1)는 회동 조작이 가능하고, 버켓(40)과 같이 끝단에 구비된 작업수행체를 구비한 작업차량을 의미한다. 따라서, 굴삭기(1)에 한정하는 것은 아니며 일반 차량이나 탐색이 필요한 다른 경우에도 적용될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면 본 발명의 굴삭기용 조명장치(10)는, 복수개의 센서부(100), 복수개의 조명유닛(200), 제어부(300)를 포함한다.
상기 복수개의 센서부(100)는, 각도센서인 것으로 상기 복수개의 링크들(21,22,23,24)에 각각 구비된다. 즉 상기 센서부(100)는 상기 복수개의 링크들(21,22,23,24)의 각도를 각각 측정할 수 있다. 이를 위하여 상기 센서부(100)는, 제 1각도센서(110), 제 2각도센서(120), 제 3각도센서(130)와 제 4각도센서(140)를 포함할 수 있다.
상기 제 1각도센서(110)는, 상기 프레임(20)과 상기 제 1링크(31)의 결합부(P1)에 구비된다. 상기 제 1각도센서(110)는 상기 프레임(20)으로부터 상기 제 1링크(32)가 회전하는 회전각도(
Figure pat00001
)를 측정한다.
상기 제 2각도센서(120)는, 상기 제 1링크(31)와 상기 제 2링크(32)의 결합부(P2)에 구비된다. 상기 제 2각도센서(120)는, 상기 제 1링크(31)로부터 상기 제 2링크(32)가 회전하는 회전각도(
Figure pat00002
)를 측정한다.
상기 제 3각도센서(130)는, 상기 제 2링크(32)와 상기 제 3링크(33)의 결합부(P3)에 구비된다. 상기 제 3각도센서(130)는, 상기 제 2링크(32)로부터 상기 제 3링크(33)가 회전하는 회전각도(
Figure pat00003
)를 측정한다.
상기 제 4각도센서(140)는, 상기 제 3링크(33)와 상기 버켓(40)의 결합부(P4)에 구비된다. 상기 제 4각도센서(140)는, 상기 제 3링크(33)로부터 상기 버켓(40)이 회전하는 회전각도(
Figure pat00004
)를 측정한다.
상기 복수개의 조명유닛(200)은, 상하 및 좌우로 회동가능하며, 빛을 조사한다. 상기 조면유닛(200)은 도면에 도시한 바와 같이, 상기 프레임(20)의 전방에 양측으로 복수개가 구비되는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로 상기 조명유닛(200)은, 상기 프레임(20)의 우측에 상하로 이격되어 구비되는 한 쌍의 우측조명유닛(201)과, 상기 프레임(20)의 좌측에 상하로 이격되어 구비되는 한 쌍의 좌측조명유닛(202)으로 구성되는 것이 바람직하다. 하지만 상기 복수개의 조명유닛(200)의 위치와 개수는, 이에 한정하는 것은 아니며 작업용도와 굴삭기의 크기 등에 대응하여 변경하여 적용할 수 있을 것이다. 상기 조명유닛(200)은, 한 쌍의 라이트(210), 몸체(220), 회전모터(230)를 포함 할 수 있다.
상기 한 쌍의 라이트(210)는 나란히 설치되어 빛을 조사한다. 상기 한 쌍의 라이트(210)는 후술(後述) 할 회전모터(230)에 의하여 상하 및 좌우로 회동가능하다. 여기서 상기 한 쌍의 라이트(210)는 동시에 회동하는 것이 바람직하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 한 쌍의 라이트(210)가 각각 회동되도록 적용할 수도 있을 것이다. 상기 라이트(210)가 한 쌍으로 구성됨으로써, 더 넓은 영역을 조사할 수 있다.
상기 몸체(220)는, 상기 한 쌍의 라이트(210)를 지지한다. 즉 상기 조명유닛(200)을 상기 프레임(20)에 결합시키기 위한 구성으로, 일단이 프레임(20)에 결합되고, 타측에 상기 한 쌍의 라이트(210)가 결합되는 것이 바람직하다. 부연하면, 상기 몸체(20)의 내측에는 후술(後述) 할 제어부(300)가 구비되어, 상기 한 쌍의 라이트(20)의 회동을 제어할 수 있도록 적용하는 것이 바람직할 것이다.
상기 회전모터(230)는, 상기 한 쌍의 라이트(200)를 회동시키는 구동력을 제공하기 위한 것으로, 상기 한 쌍의 라이트(210)에 구비된다. 부연하면, 상기 회전모터(230)는 서보모터(Servo motor)인 것이 바람직하며, 상기 한 쌍의 라이트(200)를 좌우방향으로 회동시키는 좌우 서보모터와, 상기 한 쌍의 라이트(200)를 상하방향으로 회동시키는 상하 서보모터로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 회전모터(230)는, 상기 제어부(300)에 의하여 산출된 회전각도를 전달받아, 상기 한 쌍의 라이트(210)를 각각 좌우 및 상하로 회전시킨다.
상기 제어부(300)는, 상기 센서부(100)에서 측정된 각도를 바탕으로 상기 조명유닛(200)의 회전각을 결정한다. 즉 상기 제어부(300)는, 상기 센서부(100)에서 측정된 각도를 수신하여, 상기 복수개의 조명유닛(300)의 위치에 대응하여 각각의 회전각을 결정할 수 있다. 이를 위하여 상기 제어부(300)는, 버켓위치 파악부(310)와, 회전각도 제어부(320)를 포함할 수 있다.
상기 버켓위치 파악부(310)는, 상기 센서부(100)에서 측정된 각도를 전달받아 상기 버켓(40)의 끝위치(BP=
Figure pat00005
)를 파악한다. 즉 상기 버켓위치 파악부(310)는 상기 센서부(100)에서 측정된 상기 복수개의 링크들(21,22,23,24)의 각도(
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
)를 수신하여, 상기 버켓(40)의 끝위치(BP=
Figure pat00010
)를 산출할 수 있다. 상기 버켓(40)의 끝위치(BP=
Figure pat00011
)는, 다음의 [수학식 1]을 이용하여 산출 할 수 있다.
Figure pat00012
여기서,
Figure pat00013
는 제 1,2,3,4 링크(21,22,23,24)의 각 회전각도이며,
Figure pat00014
는 제 1, 2,3,4 링크(21,22,23,24)의 각각의 길이를 나타낸다.
상기 회전각도 제어부(320)는, 상기 버켓위치 파악부(310)에서 측정된 상기 버켓(40)의 끝위치(BP=
Figure pat00015
)에 대응하여 상기 조명유닛(200)의 회전각도를 파악한다. 또한 상기 회전각도 제어부(320)는, 상기 조명유닛(200)이 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 조사하기 위하여, 파악된 상기 조명유닛(200)의 회전각도에 대응하여 상기 조명유닛(200)을 상하 및 좌우로 회전시킨다. 즉 상기 회전각도 제어부(320)는, 상기 복수개의 조명유닛(200)이 각각 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 조사할 수 있도록, 상기 복수개의 조명유닛(200)의 각각의 위치에 대응하여 회전각도를 파악하고, 상기 복수개의 조명유닛(200)의 각각의 회전을 제어한다. 상기 회전각도 제어부(320)는 팬 제어부(321)와, 틸트 제어부(322)로 구성될 수 있다.
상기 틸트 제어부(322)는, 상기 조명유닛(200)의 상하회전을 제어한다. 즉 상기 틸트 제어부(322)는, 상기 조명유닛(200)의 상하 회전을 위하여 틸트 회전각도(Tilt angle)를 파악하여 상기 조명유닛(200)을 상하회전시킨다. 상기 틸트 회전각도는 다음의 [수학식 2] 내지 [수학식 4]를 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00016
Figure pat00017
Figure pat00018
여기서 상기 [수학식 4]는, 상기 [수학식 3]을 상기 [수학식 2]에 대입하여 도출된다.
즉 상기 틸트 제어부(322)는, 상기 틸트 회전각도를 파악함으로써, 상기 복수개의 조명유닛(200)이 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 각각 조사하도록 상기 틸트 회전각도만큼 상하회전시킨다.
상기 팬 제어부(321)는, 상기 조명유닛(200)의 좌우회전을 제어한다. 즉 상기 팬 제어부(321)는, 상기 조명유닛(200)의 좌우 회전을 위하여 팬 회전각도를 파악하여 상기 조명유닛(200)을 좌우회전시킨다. 상기 팬 회전각도는 다음의 [수학식 5]를 이용하여 산출할 수 있다
Figure pat00019
상기 팬 제어부(321)는, 한 쌍의 우측조명유닛(201)을 좌우회전시키기위한 우측팬 회전각도와, 상기 한 쌍의 좌측조명유닛(202)을 좌우회전시키기위한 좌측팬 회전각도를 각각 파악할 수 있다. 상기 좌측팬 회전각도는 다음의 [수학식 6] 및 [수학식 7]을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00020
Figure pat00021
여기서, 상기 [수학식7]은,
Figure pat00022
를 상기 [수학식 6]에 대입하여 도출된다.
상기 우측팬 회전각도는, 다음의 [수학식 8] 및 [수학식 9]를 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00023
Figure pat00024
여기서, 상기 [수학식9]은,
Figure pat00025
를 상기 [수학식 8]에 대입하여 도출된다.
즉 상기 팬 제어부(321)는 상기 팬 회전각도를 파악함으로써, 상기 복수개의 조명유닛(200)이 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 조사하도록 각각 상기 팬 회전각도만큼 좌우회전시킬 수 있다.
따라서, 상기 틸트 제어부(322) 및 상기 팬 제어부(321)를 통하여 상기 조명유닛(200)이 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)에 대응하여 상하 및 좌우로 회전함에따라, 작업이 진행되는 버켓(40)의 끝위치(BP)의 시야를 확보함으로써 작업효율이 향상되며, 안전사고를 미연에 예방할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 굴삭기용 조명장치(10)를 제어하는 굴삭기용 조명장치(10)의 제어방법(S10)에 대하여 설명한다. 상기 삭기용 조명장치 제어방법(S10)은 각도측정단계(S100), 버킷위치 판단단계(S200), 조명 회전각도 파악단계(S300), 조명회전단계(S400)를 포함한다.
상기 각도측정단계(S100)는, 상기 센서부(100)를 이용하여, 상기 복수개의 링크들(21,22,23,24)의 각도를 각각 측정한다. 즉 상기 각도측정단계(S100)는, 상기 제 1각도센서(110)를 이용하여 상기 프레임(20)으로부터 상기 제 1링크(32)가 회전하는 회전각도(
Figure pat00026
)를 측정한다. 또한 상기 제 2각도센서(120)를 이용하여 상기 제 1링크(31)로부터 상기 제 2링크(32)가 회전하는 회전각도(
Figure pat00027
)를 측정한다. 또한 상기 제 3각도센서(130)를 이용하여 상기 제 2링크(32)로부터 상기 제 3링크(33)가 회전하는 회전각도(
Figure pat00028
)를 측정한다. 그리고 상기 제 4각도센서(140)를 이용하여 상기 제 3링크(33)로부터 상기 버켓(40)이 회전하는 회전각도(
Figure pat00029
)를 측정한다.
상기 버킷위치 판단단계(S200)는 상기 각도측정단계(S100)에서 측정된 각도(
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
)를 전달받아 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 판단한다. 즉 상기 버켓위치 파악단계(S100)는, 상기 각도측정단계(S100)에서 측정된 각도(
Figure pat00034
,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
,
Figure pat00037
)를 수신하여 상기 버켓(40)의 끝위치(BP=
Figure pat00038
)를 산출한다. 상기 버켓(40)의 끝위치(BP=
Figure pat00039
)는, 다음의 [수학식 1]을 이용하여 산출 할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00040
여기서,
Figure pat00041
는 제 1,2,3,4 링크(21,22,23,24)의 각 회전각도이며,
Figure pat00042
는 제 1,2,3,4 링크(21,22,23,24)의 각각의 길이를 나타낸다.
상기 조명 회전각도 파악단계(S300)는, 상기 버킷위치 판단단계(S200)로부터 판단된 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 바탕으로, 상기 복수개의 조명유닛(200)의 각각의 회전각도를 파악한다. 즉 상기 조명 회전각도 파악단계(S300)는, 상기 복수개의 조명유닛(200)이 각각 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 조사하기 위하여 회전되어야하는 회전각도를 파악한다. 상기 조명 회전각도 파악단계(S300)는, 팬 회전각도 파악단계(S310)와, 틸트 회전각도 파악단계(S320)를 포함할 수 있다.
상기 틸트 회전각도 파악단계(S320)는, 상기 조명유닛(200)의 상하 회전을 위하여 틸트 회전각도(Tilt angle)를 파악한다. 상기 틸트 회전각도는 다음의 [수학식 2] 내지 [수학식 4]를 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00043
[수학식 3]
Figure pat00044
[수학식 4]
Figure pat00045
여기서 상기 [수학식 4]는, 상기 [수학식 3]을 상기 [수학식 2]에 대입하여 도출된다.
상기 팬 회전각도 파악단계(S310)는, 상기 조명유닛(200)의 좌우 방향의 회전각도를 파악한다. 상기 팬 회전각도는 다음의 [수학식 5]를 이용하여 산출할 수 있다
[수학식 5]
Figure pat00046
또한 상기 팬 회전각도 파악단계(S310)는, 우측팬 회전각도 파악단계(S311)와, 좌측팬 회전각도 파악단계(S312)를 포함할 수 있다.
상기 좌측팬 회전각도 파악단계(S312)는, 상기 한 쌍의 좌측조명유닛(202)을 좌우방향으로 회전시키기위한 좌측팬 회전각도를 각각 파악할 수 있다. 상기 좌측팬 회전각도는 다음의 [수학식 6] 및 [수학식 7]을 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00047
[수학식 7]
Figure pat00048
여기서, 상기 [수학식7]은,
Figure pat00049
를 상기 [수학식 6]에 대입하여 도출된다.
상기 우측팬 회전각도 파악단계(S311)는, 상기 한 쌍의 우측조명유닛(201)을 좌우 방향으로 회전시키기 위한 우측팬 회전각도를 파악한다. 상기 우측팬 회전각도는, 다음의 [수학식 8] 및 [수학식 9]를 이용하여 산출할 수 있다.
[수학식 8]
Figure pat00050
[수학식 9]
Figure pat00051
여기서, 상기 [수학식9]는,
Figure pat00052
를 상기 [수학식 8]에 대입하여 도출된다.
상기 조명회전단계(S400)는, 상기 조명 회전각도 파악단계(S300)에서 파악된 상기 조명유닛(200)의 회전각도를 바탕으로 상기 복수개의 조명유닛(200)을 각각 상하 및 좌우로 회전시킨다.
즉 상기 조명회전단계(S400)는, 상기 틸트 회전각도 파악단계(S320)에서 파악한 상기 틸트 회전각도를 바탕으로, 상기 조명유닛(200)을 상기 틸트 회전각도만큼 상하방향으로 회전시킨다.
또한 상기 좌측팬 회전각도 파악단계(S312)에서 파악한 상기 좌측팬 회전각도를 바탕으로, 상기 한 쌍의 좌측조명유닛(202)을 상기 좌측팬 회전각도만큼 좌우방향으로 회전시킨다.
그리고 상기 조명회전단계(S)는, 상기 우측팬 회전각도 파악단계(S311)에서 파악한 상기 우측팬 회전각도를 바탕으로, 상기 한 쌍의 우측조명유닛(201)을 상기 우측팬 회전각도만큼 좌우방향으로 회전시킨다.
즉 상기 조명회전단계(S400)는, 각각의 조명유닛(200)이 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)를 조사하도록 상기 틸트회전각도만큼 상하회전시키고, 상기 팬 회전각도만큼 좌우회전시킨다. 상기 조명유닛(200)이 상기 버켓(40)의 끝위치(BP)에 대응하여 상하 및 좌우 회전함에 따라, 작업이 진행되는 버켓(40)의 끝위치(BP)의 시야를 안정적으로 확보함으로써 작업효율이 향상되며, 안전사고를 미연에 예방할 수 있다.
본 발명에 따른 굴삭기용 조명장치(10) 및 그 제어방법(S10)은, 조명유닛(200)이 버켓(40)의 끝위치(BP)에 대응하는 방향으로 조사되도록 상하 및 좌우로 회동가능함으로써, 작업이 진행되는 버켓(40)의 끝위치(BP)의 시야를 확보함으로써 작업효율이 향상된다.
또한 복수개의 조명유닛(200)이 각각 상하 및 좌우로 회동가능함으로써, 조명유닛(200)을 통해 조사되는 반경이 넓어 장애물 및 작업자와 충돌하는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
더불어 제어부(300) 및 조명 회전각도 파악단계(S300)를 통하여 회전각도가 결정되므로, 작업자의 별도의 조작이 없어도 굴삭기용 조명장치(10)가 조사되는 위치를 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 굴삭기 10 : 굴삭기용 조명장치
20 : 프레임 30 : 암
31 : 제 1링크 32 : 제 2링크
33 : 제 3링크 40 : 버켓
100 : 센서부 110 : 제 1각도센서
120 : 제 2각도센서 130 : 제 3각도센서
140 : 제 4각도센서 200 : 조명유닛
201 : 우측조명유닛 202 : 좌측 조명유닛
210 : 라이트 220 : 몸체
230 : 회전모터 300 : 제어부
310 : 버켓위치 파악부 320 : 회전각도 제어부
321 : 팬 제어부 322 : 틸트 제어부

Claims (9)

  1. 프레임과, 상기 프레임의 전방에 회동가능하게 결합되는 제 1링크와, 상기 제 1링크에 회동가능하게 결합되는 제 2링크와, 상기 제 2링크에 회동가능하게 결합되는 제 3링크를 포함하는 복수개의 링크들로 구성되는 암과, 상기 제 3링크에 회동가능하게 결합되는 버켓을 포함하는 굴삭기에 구비되는 굴삭기용 조명장치에 있어서,
    상기 복수개의 링크들에 각각 구비되며, 상기 복수개의 링크들의 각도를 각각 측정하는 복수개의 센서부;
    상하 및 좌우로 회동하고, 빛을 조사하는 복수개의 조명유닛; 및
    상기 센서부에서 측정된 각도에 따라 상기 복수개의 조명유닛의 각각의 회전각을 결정하는 제어부를 포함하는 굴삭기용 조명장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 프레임과 상기 제 1링크의 접합부에 구비되어, 상기 제 1링크의 회전각도를 측정하는 제 1각도센서와,
    상기 제 1링크와 상기 제 2링크의 접합부에 구비되어, 상기 제 2링크의 회전각도를 측정하는 제 2각도센서와,
    상기 제 2링크와 상기 제 3링크의 접합부에 구비되어, 상기 제 3링크의 회전각도를 측정하는 제 3각도센서와,
    상기 제 3링크와 상기 버켓의 접합부에 구비되어, 상기 버켓의 회전각도를 측정하는 제 4각도센서를 포함하는 굴삭기용 조명장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 센서부에서 측정된 각도를 전달받아 상기 버켓의 끝위치를 파악하는 버켓위치 파악부와,
    상기 버켓위치 파악부에서 측정된 상기 버켓의 끝위치에 대응하여, 상기 조명유닛의 회전각도를 파악하여, 상기 조명유닛의 회전을 제어하는 회전각도 제어부를 포함하는 굴삭기용 조명장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 회전각도 제어부는,
    상기 조명유닛의 좌우회전을 제어하는 팬 제어부와,
    상기 조명유닛의 상하회전을 제어하는 틸트 제어부를 포함하는 굴삭기용 조명장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 조명유닛은,
    나란히 설치되어 빛을 조사하는 한 쌍의 라이트와,
    상기 한 쌍의 라이트를 지지하는 몸체와,
    상기 한 쌍의 라이트와 결합되고, 상기 제어부에 의하여 회전각도를 전달받아, 상기 한 쌍의 라이트를 좌우 및 상하로 회전시키는 회전모터를 포함하는 굴삭기용 조명장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 조명유닛은,
    상기 프레임의 우측에 상하로 이격되어 구비되는 한 쌍의 우측조명유닛과,
    상기 프레임의 좌측에 상하로 이격되어 구비되는 한 쌍의 좌측조명유닛을 포함하는 굴삭기용 조명장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6항 중 어느 한 항의 굴삭기용 조명장치를 제어하는 굴삭기용 조명장치 제어방법에 있어서,
    상기 센서부를 이용하여, 상기 복수개의 링크들의 각도를 각각 측정하는 각도측정단계;
    상기 각도측정단계에서 측정된 각도를 전달받아 상기 버켓의 끝위치를 판단하는 버켓위치 판단단계;
    상기 버켓위치 판단단계로부터 판단된 상기 버켓의 끝위치를 바탕으로, 상기 복수개의 조명유닛의 각각의 회전각도를 파악하는 조명 회전각도 파악단계; 및
    상기 조명 회전각도 파악단계에서 파악된 상기 조명유닛의 회전각도를 바탕으로 상기 복수개의 조명유닛을 각각 상하 및 좌우로 회전시키는 조명회전단계를 포함하는 굴삭기용 조명장치 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 조명 회전각도 파악단계는,
    상기 조명유닛의 좌우 방향의 회전각도를 파악하는 팬 회전각도 파악단계와,
    상기 조명유닛의 상하 방향의 회전각도를 파악하는 틸트 회전각도 파악단계를 포함하는 굴삭기용 조명장치 제어방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 팬 회전각도 파악단계는,
    상기 우측조명유닛의 좌우 방향의 회전각도를 파악하는 우측팬 회전각도 파악단계와,
    상기 좌측조명유닛의 좌우 방향의 회전각도를 파악하는 좌측팬 회전각도 파악단계를 포함하는 굴삭기용 조명장치 제어방법.
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