KR20200077032A - 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템 - Google Patents

지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템이 개시된다. 본 발명은 작업 레버에 동력을 전달하도록 유압라인으로 연결된 유압모터; 상기 작업 레버와 연결되어 있는 유압모터를 제어하는 전자솔밸브; 상기 작업 레버의 일측에 구비되어 상기 작업 레버에 놓여있는 부하의 하중의 측정하여 측정값을 제어부에 전송하는 웨이트센서; 상기 웨이트센서로부터 전송받은 측정값으로 상기 유압모터의 RPM 및 상기 전자솔밸브의 전류량을 제어할 수 있는 제어부를 포함하여, 상기 작업 레버에 놓여진 부하의 무게에 관계없이 상기 작업 레버의 일정한 하강 속도 변화량를 구현하여, 유속 체크 벨브가 구비되지 않아도 작업 레버의 일정한 하강 속도량을 가져올 수 있는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템을 제공한다.

Description

지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR LOWERING FORKLIFT LEVER}
본 발명은 하강속도 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부하의 무게에 관계없이 지게차의 작업 레버를 일정한 하강 속도를 하강할 수 있는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템에 관한 것이다.
지게차는 유압시스템을 이용하여 부하를 운반하는 기계장치이다. 이 경우 유압시스템의 특성 상 부하를 지탱하는 작업 레버는, 부하의 하중에 따라 그 상승 또는 하강 속도가 다를 수 밖에 없다. 특히 상기 작업 레버를 내리는 하강 속도는, 작업 레버와 연결된 유압 실린더의 압력에 비례하기 때문에 부하가 없을 때는 하강 속도가 느리고, 부하가 있을 때에는 하강 속도가 빠르게 된다. 이러한 레버의 하강 속도는 안전과 직결이 되기에 제어가 반드시 필요하다.
종래의 지게차는 이러한 하강 속도의 최대 속도를 제한하기 위해 반드시 유속 체크 벨브(Flow regulator)를 장착해야만 했다. 그러나 이러한 유속 체크 벨브만을 통해서는 최대 속도는 조정할 수 있었으나, 부하 또는 무부하 조건에 따라 레버의 하강 속도에 변화량은 다를 수 밖에 없는 문제점이 있었다.
도 1은 유속 체크 벨브가 구비된 종래의 지게차의 레버의 하강 속도를 나타내는 그래프이다.
한편, 작업 레버와 연결된 유압 실린더에 유속(Q)은 상수(C), 면적(A) 및 압력(P)의 곱(Q = C x A x P)으로 표현되기에 부하 또는 무부하의 조건인 경우에 각각의 압력이 서로 달라 이에 따른 레버의 하강 속도 변화량이 서로 다를 수 밖에 없다.
상기 유속 체크 벨브는 단지 최대 속도만 제어를 해줄 뿐이고, 부하의 하중에 따라 작업레버의 최대 속도에 도달하는 시간이 다르기 때문에 지게채의 제어성 및 조작성이 떨어질 수 밖에 없다.
또한 종래의 제약 조건 때문에도 레버의 속도 변화량을 제어할 수 없어 조작성이 떨어지거나, 또는 지게차의 전반적인 안정도가 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있었다. 특히 지게차 작업 레버의 급격한 하강 속도의 변화는 지게차 전체 시스템에 충격이나 진동을 수반하여 부하의 안정도를 떨어뜨리고, 이에 따라 작업자는 작업 레버를 부하의 무게에 따라 다르게 조작을 시도해야만 하는 불편함이 있었다.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 작업 레버에 동력을 전달하도록 유압라인으로 연결된 유압모터; 상기 작업 레버와 연결되어 있는 유압모터를 제어하는 전자솔밸브; 상기 작업 레버의 일측에 구비되어 상기 작업 레버에 놓여있는 부하의 하중의 측정하여 측정값을 제어부에 전송하는 웨이트센서; 상기 웨이트센서로부터 전송받은 측정값으로 상기 유압모터의 RPM 및 상기 전자솔밸브의 전류량을 제어할 수 있는 제어부를 포함하여, 상기 작업 레버에 놓여진 부하의 무게에 관계없이 상기 작업 레버의 일정한 하강 속도 변화량를 구현하여, 유속 체크 벨브가 구비되지 않아도 작업 레버의 일정한 하강 속도량을 가져올 수 있는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 작업 레버에 동력을 전달하도록 유압라인으로 연결된 유압모터; 상기 작업 레버와 연결되어 있는 유압모터를 제어하는 전자솔밸브; 상기 작업 레버의 일측에 구비되어 상기 작업 레버에 놓여있는 부하의 하중의 측정하여 측정값을 제어부에 전송하는 웨이트센서; 상기 웨이트센서로부터 전송받은 측정값으로 상기 유압모터의 RPM 및 상기 전자솔밸브의 전류량을 제어할 수 있는 제어부를 포함하여, 상기 작업 레버에 놓여진 부하의 무게에 관계없이 상기 작업 레버의 일정한 하강 속도 변화량를 구현하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템을 제공한다.
또한 상기 웨이트센서는, 상기 작업 레버에 놓여있는 부하의 무게를 측정하고 부하전압으로 변환하여 제어부에 전송할 수 있다.
또한 상기 제어부는, 상기 작업 레버에 놓이는 최대부하상태의 최대전류와, 무부하상태의 최대전류를 포함한 테이블이 기 설정되고, 상기 웨이트센서를 통해 측정된 부하의 무게에 따라 최대부하상태의 전류와 무부하상태의 전류의 사이에서 전자솔밸브의 최대 전류를 결정할 수 있다.
또한 상기 제어부에서, 상기 부하전압을 아래의 [계산식 1]에 따라 전자솔밸브의 부하최대전류를 결정할 수 있다.
[계산식 1]
Figure pat00001
B : 최대부하상태의 최대전류 C : 무부하상태의 최대전류
D : 최소하중전압 E : 최대하중전압
G : 부하전압 H : 부하최대전류
또한 상기 제어부는, 상기 작업 레버의 높이에 따른 맵이 기 설정되고, 상기 결정된 부하최대전류를 이용하여 전자솔밸브에 인가하는 밸브전류를 계산할 수 있다.
그리고 상기 제어부에서는 아래의 [계산식 2]를 통하여 밸브전류를 구할 수 있다.
[계산식 2]
Figure pat00002
A : 최소 밸브 전류 D : 최소하중전압
F : 작업 레버의 높이 H : 부하최대전류
I : 밸브전류
상기에서 설명한 본 발명의 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템에 의하면, 종래와 같이 유속 체크 벨브가 구비되지 않아도 작업 레버의 일정한 하강 속도량을 가져올 수 있는 효과가 있다.
즉, 유속 체크 벨브가 구비되지 않아도 최대부하 또는 무부하 사이의 어느 지점에서도 동일한 하강속도변화를 구현할 수 있는 것이다. 이를 통해 본 발명은 일정한 제어성을 가질 수 있으며, 이에 따라 지게차의 안정도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유속 체크 벨브가 구비된 종래의 지게차의 레버의 하강 속도를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 의한 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 부하의 하중에 따른 제어부에 기 설정된 전류 맵을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 작업 레버의 높이에 따른 전류변화 맵을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 의한 지게차의 레버의 하강 속도를 나타내는 그래프이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명은 지게차의 작업 레버를 별도의 고가의 체크밸브를 사용하지 않고도 웨이트센서(140)를 이용하여 작업 레버(11)에 놓여진 부하의 무게에 관계없이 작업 레버(11)의 일정한 하강 속도변화량를 구현하여 지게차 작업의 제어성과 안정도를 높일 수 있는 구성을 가진다.
도 2는 본 발명에 의한 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템을 도시한 구성도이다.
자세하게는, 도 2와 같이, 의한 지게차(10)의 작업 레버(11)에 하강 속도 제어 시스템은 작업기 조작장치(110); 유압모터(130)의 RPM 및 전자솔밸브(150)의 전류량을 제어할 수 있는 제어부(120); 작업 레버(11)에 동력을 전달하도록 유압라인으로 연결된 유압모터(130); 지게차(10)의 작업 레버(11)의 일측에 구비되어 작업 레버(11)에 놓여있는 부하의 하중의 측정할 수 있는 웨이트센서(140); 작업 레버(11)와 연결되어 있는 유압모터(130)를 제어하는 전자솔밸브(150)를 포함한다.
이 경우 제어부(120)는 작업 레버(11)와 부하의 하중을 동시에 측정한 웨이트센서(140)에서 부하의 무게만을 추출할 수 있다.
웨이트센서(140)는 지게차(10)의 작업 레버(11)에 놓여있는 부하를 내리는 하강 작업에서 지게차 작업 레버(11)의 무게를 측정하여 부하전압(G)으로 변환하고 제어부(120)에 전송한다.
제어부(120)는 작업 레버(11)에 놓이는 부하의 무게에 따라, 최대부하상태의 최대전류(B)와, 무부하상태의 최대전류(C)를 포함한 테이블이 기 설정되어 있다. 제어부(120)는 상기 웨이트센서(140)를 통해 측정된 부하의 무게에 따라 최대부하상태의 전류(C)와 무부하상태의 전류(B)의 사이에서 전자솔밸브(150)의 최대 전류(H)를 결정하게 된다.
도 3은 부하의 하중에 따른 제어부에 기 설정된 전류 맵을 도시한 그래프이다. 도 3에서 가로축은 웨이트센서(140)에서 작업 레버(11)에 놓인 부하의 하중에 따라 변환된 전압을 나타내고, 세로축은 가로축에 대응된 기 설정된 전류를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 의한 작업 레버(11)의 높이에 따른 전류변화 맵을 도시한 그래프이다. 도 4에서 가로축은 작업 레버(11)의 위치를 나타내고, 세로축은 전자솔밸브(150)에 인가하게 되는 전류를 나타낸 그래프로, 작업 레버(11)의 위치에 따른 최대부하상태의 최대전류(B)과, 무부하상태의 최대전류(C)를 나타난 맵을 보여준다. 한편 도 3은 도 4에서 작업 레버(11)가 최대 높이일 때의 최대부하상태의 최대전류(B)와, 무부하상태의 최대전류(C)를 나타낸다.
일 예로 도 3과 같이, 작업 레버(11)에 최대 무게의 부하가 놓여진 경우, 웨이트센서(140)에서 측정되어 변환된 최대하중전압(E)은 4.5V가 되고, 상기 테이블에 대응된 최대부하상태의 최대전류(B)는 400mA로 기 설정된다. 마찬가지로 작업 레버(11)에 부하가 없는 경우, 웨이트센서(140)에서 측정되어 변환된 최대하중전압(E)은 0.25V가 되고, 상기 테이블에 대응된 무부하상태의 최대전류(C)는 500mA로 기 설정된다.
우선 작업 레버(11)에 부하가 놓여지게 되면, 웨이트센서(140)에서 부하의 하중에 따라 부하전압(G)를 제어부(120)에 전송하게 되고, 제어부(120)에서는 이러한 부하전압(G)을 기 설정된 맵에 대응하여 아래의 [계산식 1]에 따라 전자솔밸브(150)의 부하최대전류(H)를 결정하게 된다.
[계산식 1]
Figure pat00003
B : 최대부하상태의 최대전류 C : 무부하상태의 최대전류
D : 최소하중전압 E : 최대하중전압
G : 부하전압 H : 부하최대전류
즉, 제어부(120)는 최대부하상태의 최대전류(B)와, 무부하상태의 최대전류(C) 사이에서 [계산식 1]을 통하여 부하최대전류(H)를 결정하게 되며, 이러한 부하최대전류(H)는 도 3에 나타나있다.
이 후, 도 4와 같이, 제어부(120)는 작업 레버(11)의 높이(F)에 따른 맵이 기 설정되어 있으며, 상기 제어부(120)에서 결정된 부하최대전류(H)를 이용하여 밸브전류(I)를 구하게 된다. 이러한 밸브전류(I)는 전자솔밸브(150)에 인가하는 전류값으로, 자세하게는 제어부(120)에서는 아래의 [계산식 2]를 통하여 밸브전류(I)를 구할 수 있다.
[계산식 2]
Figure pat00004
A : 최소 밸브 전류 D : 최소하중전압(D)
F : 작업 레버(11)의 높이 H : 부하최대전류
I : 밸브전류(I)
도 5는 본 발명에 의한 지게차의 레버의 하강 속도를 나타내는 그래프이다.
도 5와 같이 본 발명에 의한 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템을 이용하게 되면 종래와 같이 유속 체크 벨브가 구비되지 않아도 작업 레버(11)의 일정한 하강 속도량을 가져올 수 있다. 즉, 유속 체크 벨브가 구비되지 않아도 최대부하 또는 무부하 사이의 어느 지점에서도 동일한 하강속도변화를 구현할 수 있는 것이다. 이를 통해 본 발명은 일정한 제어성을 가질 수 있으며, 이에 따라 지게차의 안정도를 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 기존의 지게차의 구성을 그대로 이용할 수 있으므로 이를 일정한 작업 레버(11)의 하강속도변화를 구현하기 위해 고가의 유속 체크 벨브가 구비하지 않아도, 저가의 웨이트 센서를 구비하여 이에 전압 신호로 부하의 무게를 추정하고 이를 이용하여 전자솔밸브의 신호를 가변하게 되므로 작업 레버(11)의 하강 작업 시 항상 일정한 조작성을 제공할 수 있고, 원가를 절감하여 경제성을 높일 수 있는 효과가 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 지게차 11 : 작업 레버
110 : 작업기 조작장치 120 : 제어부
130 : 유압모터 140 : 웨이트센서
150 : 전자솔밸브
A : 최소 밸브 전류 B : 최대부하상태의 최대전류
C : 무부하상태의 최대전류 E : 최대하중전압
D : 최소하중전압 G : 부하전압
H : 부하최대전류 I : 밸브전류

Claims (6)

  1. 작업 레버에 동력을 전달하도록 유압라인으로 연결된 유압모터;
    상기 작업 레버와 연결되어 있는 유압모터를 제어하는 전자솔밸브;
    상기 작업 레버의 일측에 구비되어 상기 작업 레버에 놓여있는 부하의 하중의 측정하여 측정값을 제어부에 전송하는 웨이트센서;
    상기 웨이트센서로부터 전송받은 측정값으로 상기 유압모터의 RPM 및 상기 전자솔밸브의 전류량을 제어할 수 있는 제어부를 포함하여,
    상기 작업 레버에 놓여진 부하의 무게에 관계없이 상기 작업 레버의 일정한 하강 속도 변화량를 구현하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이트센서는,
    상기 작업 레버에 놓여있는 부하의 무게를 측정하고 부하전압으로 변환하여 제어부에 전송하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업 레버에 놓이는 최대부하상태의 최대전류와, 무부하상태의 최대전류를 포함한 테이블이 기 설정되고, 상기 웨이트센서를 통해 측정된 부하의 무게에 따라 최대부하상태의 전류와 무부하상태의 전류의 사이에서 전자솔밸브의 최대 전류를 결정하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부에서,
    상기 부하전압을 아래의 [계산식 1]에 따라 전자솔밸브의 부하최대전류를 결정하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템.
    [계산식 1]
    Figure pat00005

    B : 최대부하상태의 최대전류 C : 무부하상태의 최대전류
    D : 최소하중전압 E : 최대하중전압
    G : 부하전압 H : 부하최대전류
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업 레버의 높이에 따른 맵이 기 설정되고, 상기 결정된 부하최대전류를 이용하여 전자솔밸브에 인가하는 밸브전류를 계산하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제어부에서는 아래의 [계산식 2]를 통하여 밸브전류를 구하는 지게차 레버의 하강 속도 제어 시스템.
    [계산식 2]
    Figure pat00006

    A : 최소 밸브 전류 D : 최소하중전압
    F : 작업 레버의 높이 H : 부하최대전류
    I : 밸브전류
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