KR20210020375A - 건설 기계의 과적 제한 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

건설 기계의 과적 제한 방법에 따르면, 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정할 수 있다. 상기 측정된 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계의 작업 모드를 안전 모드로 진입시킬 수 있다. 상기 건설 기계를 상기 안전 모드로 진입시키는 것은 과적 알람을 발하는 것을 포함할 수 있다. 상기 과적 알람은 상기 건설 기계의 붐이 상기 작업기와 상기 붐의 조인트들이 수평이 되는 위치 이상으로 상승되면 추가로 발하는 알람을 포함할 수 있다. 따라서, 최대 중량 이상의 적재물로 인해서 건설 기계가 손상되거나 전복되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

Description

건설 기계의 과적 제한 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF RESTRICTING AN OVERLOAD OF A CONSTRUCTION MACHINE AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}

본 발명은 건설 기계의 과적 제한 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 건설 기계의 작업기에 최대 중량 이상의 적재물이 적재되는 것을 제한하는 방법, 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휠 로더, 굴삭기 등의 건설 기계는 작업기를 이용하여 토사 굴삭, 운반 등의 작업을 수행할 수 있다. 건설 기계는 붐, 버켓 등과 같이 차량 몸체에 회동 가능하게 설치되는 작업기를 구비할 수 있으며, 버켓을 이용해서 적재물을 운반할 수 있다. 또한, 건설 기계는 적재물이 버켓에 적재된 상태에서 주행할 수도 있다. 건설 기계는 버켓에 적재된 적재물의 중량을 측정하는 기구를 포함할 수 있다.

관련 기술들에 따르면, 무게 측정에 오차가 발생한 경우에 알람이 발생될 수 있다. 그러나, 이러한 알람 기능은 오직 무게 측정에 관련된 것이므로, 버켓에 최대 중량 이상의 적재물이 적재되었는지에 대한 알람 기능은 갖고 있지 않을 수 있다. 이로 인하여, 최대 중량 이상의 적재물이 버켓에 적재된 상태에서 건설 기계가 주행할 경우, 무게 중심 이동으로 인해서 건설 기계가 손상되거나 심지어 전복될 수도 있다.

본 발명은 작업기에 설정된 최대 중량 이상의 적재물이 적재되는 것을 제한할 수 있는 건설 기계의 과적 제한 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.

본 발명의 일 견지에 따른 건설 기계의 과적 제한 방법에 따르면, 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정할 수 있다. 상기 측정된 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계의 작업 모드를 안전 모드로 진입시킬 수 있다. 상기 건설 기계를 상기 안전 모드로 진입시키는 것은 과적 알람을 발하는 것을 포함할 수 있다. 상기 과적 알람은 상기 건설 기계의 붐이 상기 작업기와 상기 붐의 조인트들이 수평이 되는 위치 이상으로 상승되면 추가로 발하는 알람을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 견지에 따른 건설 기계의 과적 제한 방법에 따르면, 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정할 수 있다. 상기 측정된 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계의 작업 모드를 안전 모드로 진입시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 건설 기계를 상기 안전 모드로 진입시키는 것은 상기 건설 기계의 엔진 회전수를 제한하는 것, 및 상기 측정된 적재물의 중량에 따라 상기 건설 기계의 붐의 상승 위치를 제한하는 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 견지에 따른 건설 기계의 과적 제한 장치는 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정하는 센서, 상기 센서에 의해 측정된 상기 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계를 안전 모드로 진입시키는 차량 제어 유닛, 및 상기 안전 모드에서 상기 차량 제어 유닛의 제어 신호에 의해서 상기 건설 기계의 엔진 회전수를 제한하는 엔진 제어 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 견지에 따른 건설 기계의 과적 제한 장치는 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정하는 센서, 상기 센서에 의해 측정된 상기 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계를 안전 모드로 진입시키는 차량 제어 유닛, 및 상기 건설 기계의 붐의 각도를 측정하는 각도 센서를 포함할 수 있다. 상기 각도 센서는 상기 차량 제어 유닛이 상기 측정된 적재물의 중량에 따라 상기 건설 기계의 붐의 상승 위치를 제한하도록 상기 차량 제어 유닛으로 상기 측정된 붐의 각도를 전송할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 과적 제한 장치는 상기 안전 모드에서 과적 알람을 발하는 알람 유닛, 및 상기 적재물의 중량이 상기 최대 중량 이상일 때 상기 건설 기계를 안전 모드로 진입시키는 기능의 작동 여부를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 알람 유닛은 상기 건설 기계의 붐이 상기 작업기와 상기 붐의 조인트들이 수평이 되는 위치 이상으로 상승되면 추가로 알람을 발할 수 있다.

상기된 본 발명에 따르면, 버켓에 적재된 적재물의 중량이 최대 중량 이상이면, 알람이 발할 수 있다. 또한, 알람이 발생되면, 엔진의 회전수와 붐의 상승 위치가 제한될 수 있다. 따라서, 최대 중량 이상의 적재물로 인해서 건설 기계가 손상되거나 전복되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 과적 제한 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 일예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 건설 기계의 과적을 제한하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

건설 기계의 과적 제한 장치

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 과적 제한 장치를 나타낸 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 일예를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 건설 기계의 과적 제한 장치는 압력 센서(110), 차량 제어 유닛(120), 표시부(130), 알람 유닛(140), 엔진 제어 유닛(150) 및 각도 센서(160)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서, 건설 기계는 굴삭기, 휠 로더 등을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 건설 기계는 버켓(40)과 붐(20)과 같은 차량 바디(10)에 회동 가능하게 설치되는 작업기를 구비할 수 있다. 상기 작업기를 구동시켜서 굴삭, 운반 작업 등을 수행할 수 있다. 작업기들은 유압 실린더(30)에 연결되고, 유압 실린더(30)에 작동유를 공급하는 것을 제어함으로써 작업기들이 구동될 수 있다.

압력 센서(110)는 유압 실린더(30) 또는 유압 실린더(30)에 연결된 작동유 공급 라인(미도시)에 설치될 수 있다. 압력 센서(110)는 버켓에 적재된 적재물의 중량을 감지하기 위해 설치될 수 있다. 특히, 압력 센서(110)는 버켓에 적재되는 적재물의 중량에 따라 변화되는 작동유의 압력을 측정하고, 측정된 압력에 대응하는 전압값을 차량 제어 유닛(120)으로 전송할 수 있다.

본 실시예에서, 압력 센서(110)는 버켓이 완전히 크라우드(crowd)된 상태에서 붐의 최대 리치 높이(H)에서 적재물의 중량을 측정할 수 있다. 여기서, 붐의 최대 리치란 붐과 버켓의 조인트들이 수평을 이루는 위치일 수 있다.

차량 제어 유닛(120)은 압력 센서(110)로부터 전송된 적재물의 중량과 대응하는 전압값으로부터 적재물의 중량을 연산할 수 있다. 차량 제어 유닛(120)에는 굴삭기의 버켓에 적재될 수 있는 최대 중량이 미리 설정되어 있을 수 있다. 건설 기계의 주행 상태에 따라 압력 센서(110)에서 측정된 적재물의 중량에 오차가 발생될 수 있으므로, 차량 제어 유닛(120)은 건설 기계를 정차시킨 상태에서 입력된 전압값을 활용하여 적재물의 중량을 측정할 수 있다.

차량 제어 유닛(120)은 연산된 적재물의 중량을 설정된 최대 중량과 비교할 수 있다. 연산된 적재물의 중량이 설정된 최대 중량 이상이면, 차량 제어 유닛(120)은 건설 기계의 작업 모드를 안전 모드로 진입시킬 수 있다. 본 실시예에서, 적재물 중량으로 인해 건설 기계가 안전 모드로 진입한 경우, 차량 제어 유닛(120)은 알람 유닛(140)으로 제어 신호를 전송할 수 있다.

알람 유닛(140)은 전송된 제어 신호에 의해서 적재물의 중량이 최대 중량 이상이라는 점을 작업자가 인식할 수 있도록 알람을 발할 수 있다. 이러한 알람은 경보음이거나 또는 표시부(130)를 통해서 시각적으로 표시될 수도 있다. 또한, 붐이 최대 리치 높이(H) 이상 상승되는 경우에도, 알람 유닛(140)은 추가적인 알람을 발할 수 있다.

표시부(130)는 과적 제한 기능의 사용 여부를 작업자에게 묻는 팝업창을 표시할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 과적 제한 기능은 작업자에 의해서 표시부(130)에 표시된 팝업창의 선택 여부에 따라 작동될 수 있다. 또한, 표시부(130)는 차량 제어 유닛(120)에서 연산된 적재물의 중량을 표시할 수 있다.

알람 유닛(140)으로부터 알람이 발생되면, 차량 제어 유닛(120)은 엔진 제어 유닛(150)으로 건설 기계의 엔진의 회전 속도를 제한하기 위한 제어 신호를 전송할 수 있다. 엔진 제어 유닛(150)은 전송된 제어 신호에 의거해서 엔진의 회전 속도를 제한할 수 있다. 예를 들어서, 엔진 제어 유닛(150)은 엔진의 회전 속도를 1,200rpm 이하로 제한시킬 수 있다. 따라서, 엔진의 회전 속도가 제한되므로, 건설 기계의 최고 속도도 제한될 수 있다. 결과적으로, 설정된 최대 중량 이상의 적재물이 적재된 건설 기계가 고속 주행으로 인해서 전복되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

각도 센서(160)는 붐에 부착되어 붐의 각도를 측정할 수 있다. 각도 센서(160)에서 측정된 붐(20)의 각도는 차량 제어 유닛(120)으로 전송될 수 있다. 알람 유닛(140)으로부터 알람이 발생되면, 차량 제어 유닛(120)은 붐(20)의 상승 위치를 제한할 수 있다. 예를 들어서, 차량 제어 유닛(120)은 붐(20)의 최대 상승 위치의 70% 이내로 붐(20)의 상승 위치를 제한할 수 있다. 그러므로, 설정된 최대 중량 이상의 적재물이 적재된 건설 기계의 붐(20)이 너무 높이 상승하여, 붐(20)이 손상되는 사고도 미연에 방지할 수 있다.

상기된 알람, 엔진의 회전 속도 제한 및 붐의 상승 높이 제한 동작은 버켓에 적재된 적재물의 중량이 최대 중량 미만이 될 때까지 계속적으로 수행될 수 있다.

건설 기계의 과적 제한 방법

도 3은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 건설 기계의 과적을 제한하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 단계 ST210에서, 표시부(130)에 과적 제한 기능의 사용 여부를 묻는 팝업창이 표시될 수 있다. 작업자는 팝업창을 터치하여, 과적 제한 기능을 작동시킬 수 있다.

단계 ST220에서, 버켓(40)에 적재된 적재물의 중량을 측정할 수 있다. 본 실시예에서, 압력 센서(110)가 적재물의 중량과 대응하는 전압값을 차량 제어 유닛(120)으로 전송할 수 있다. 차량 제어 유닛(120)은 전송된 전압값을 이용해서 적재물의 중량을 연산할 수 있다. 연산된 적재물의 중량은 표시부(130)에 표시될 수 있다.

단계 ST230에서, 차량 제어 유닛(120)은 연산된 적재물의 중량을 설정된 최대 중량과 비교할 수 있다. 연산된 적재물의 중량이 최대 중량 미만이면, 단계 ST220이 다시 수행될 수 있다. 상기 최대 중량은 운전자 또는 제조사에서 미리 설정한 값일 수 있다.

반면에, 연산된 적재물의 중량이 최대 중량 이상이면, 단계 ST240에서, 차량 제어 유닛(120)은 알람 유닛(130)으로 제어 신호를 전송할 수 있다. 알람 유닛(130)은 전송된 제어 신호에 따라 적재물의 중량이 최대 중량 이상이라는 것을 알람할 수 있다. 알람은 경보음을 포함할 수 있다. 또한, 알람은 표시부(130)에 경보 메시지로 표시될 수도 있다.

단계 ST250에서, 차량 제어 유닛(120)은 엔진 제어 유닛(150)으로 제어 신호를 전송할 수 있다. 엔진 제어 유닛(150)은 전송된 제어 신호에 따라 엔진의 회전 속도를 제한할 수 있다. 예를 들어서, 엔진 제어 유닛(150)은 엔진의 회전 속도를 1,200rpm 이하로 제한시킬 수 있다. 그러나, 엔진 제어 유닛(150)에 의해 제한되는 엔진의 회전 속도는 특정 숫자로 국한되지 않을 수 있다. 따라서, 엔진의 회전 속도가 제한되므로, 건설 기계의 작업 또는 주행 최고 속도도 제한될 수 있다. 결과적으로, 설정된 최대 중량 이상의 적재물이 적재된 건설 기계가 고속 작업 또는 주행으로 인해서 전복되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

단계 ST260에서, 각도 센서(160)로부터 붐(20)의 각도를 계속적으로 전송받는 차량 제어 유닛(120)은 붐(20)의 상승 위치를 제한할 수 있다. 예를 들어서, 차량 제어 유닛(120)은 붐(20)의 최대 상승 위치의 70% 이내로 붐(20)의 상승 위치를 제한할 수 있다. 그러나, 붐(20)의 상승 위치 제한은 특정 숫자로 국한되지 않을 수 있다. 그러므로, 설정된 최대 중량 이상의 적재물이 적재된 건설 기계의 붐(20)이 너무 높이 상승하여, 붐(20)이 손상되거나 건설 기계가 전복되는 사고도 미연에 방지할 수 있다.

단계 ST240의 알람 동작, 단계 ST250의 엔진의 회전 속도 제한 동작 및 단계 ST260의 붐의 상승 높이 제한 동작은 버켓에 적재된 적재물의 중량이 최대 중량 미만이 될 때까지 반복적으로 수행될 수 있다. 따라서, 버켓에 적재된 적재물의 중량을 부분적으로 줄어야만, 단계 ST240의 알람 동작, 단계 ST250의 엔진의 회전 속도 제한 동작 및 단계 ST260의 붐의 상승 높이 제한 동작이 정지될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 버켓에 적재된 적재물의 중량이 최대 중량 이상이면, 알람이 발할 수 있다. 또한, 알람이 발생되면, 엔진의 회전수와 붐의 상승 위치가 제한될 수 있다. 따라서, 최대 중량 이상의 적재물로 인해서 건설 기계가 손상되거나 전복되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 ; 압력 센서 120 ; 차량 제어 유닛
130 ; 표시부 140 ; 알람 유닛
150 ; 엔진 제어 유닛 160 ; 각도 센서

Claims (6)

1. 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정하고; 그리고
   상기 측정된 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계의 작업 모드를 안전 모드로 진입시키는 것을 포함하고,
   상기 건설 기계를 상기 안전 모드로 진입시키는 것은 과적 알람을 발하는 것을 포함하며,
   상기 과적 알람은 상기 건설 기계의 붐이 상기 작업기와 상기 붐의 조인트들이 수평이 되는 위치 이상으로 상승되면 추가로 발하는 알람을 포함하는 건설 기계의 과적 제한 방법.
2. 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정하고; 그리고
   상기 측정된 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계의 작업 모드를 안전 모드로 진입시키는 것을 포함하고,
   상기 건설 기계를 상기 안전 모드로 진입시키는 것은 상기 건설 기계의 엔진 회전수를 제한하는 것, 및 상기 측정된 적재물의 중량에 따라 상기 건설 기계의 붐의 상승 위치를 제한하는 것 중 적어도 하나를 포함하는 건설 기계의 과적 제한 방법.
3. 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정하는 센서;
   상기 센서에 의해 측정된 상기 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계를 안전 모드로 진입시키는 차량 제어 유닛; 및
   상기 안전 모드에서 상기 차량 제어 유닛의 제어 신호에 의해서 상기 건설 기계의 엔진 회전수를 제한하는 엔진 제어 유닛을 포함하는 건설 기계의 과적 제한 장치.
4. 건설 기계의 작업기에 적재된 적재물의 중량을 측정하는 센서;
   상기 센서에 의해 측정된 상기 적재물의 중량이 상기 작업기에 설정된 최대 중량 이상이면, 상기 건설 기계를 안전 모드로 진입시키는 차량 제어 유닛; 및
   상기 건설 기계의 붐의 각도를 측정하는 각도 센서를 포함하고,
   상기 각도 센서는 상기 차량 제어 유닛이 상기 측정된 적재물의 중량에 따라 상기 건설 기계의 붐의 상승 위치를 제한하도록 상기 차량 제어 유닛으로 상기 측정된 붐의 각도를 전송하는 건설기계의 과적 제한 장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 안전 모드에서 과적 알람을 발하는 알람 유닛; 및
   상기 적재물의 중량이 상기 최대 중량 이상일 때, 상기 건설 기계를 안전 모드로 진입시키는 기능의 작동 여부를 표시하는 표시부를 더 포함하는 건설 기계의 과적 제한 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 알람 유닛은 상기 건설 기계의 붐이 상기 작업기와 상기 붐의 조인트들이 수평이 되는 위치 이상으로 상승되면 추가로 알람을 발하는 건설 기계의 과적 제한 장치.

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