KR830002300B1 - 대지 작업기의 자동 승강장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

대지 작업기의 자동 승강장치

제1도는 승용형 경운기의 전체 측면도.

제2도는 자동 승강계통을 표시하는 블럭선도.

제3도는 편차값의 증감변화에 대한 승강제어의 관계를 표시하는 도표.

제4도는 제어작동 영역을 표시하는 도표.

본 발명은 대지 작업기에 승강이 자유롭도록 장비된 대지(對地) 작업장치의 견인부하 검출기에 의해 검출된 실질적인 견인부하 값과, 부하 설정기로서 사전에 설정되어 있는 부하값과의 편차를 감도 설정기로서 사전에 설정된 허용범위내로 유지되도록 전기한 대지작업 장치를 자동으로 승강제어 하도록 구성한 대지작업기의 자동승강장치에 관한 것이다.

이러한 자동승강장치는 소위포지션(position)제어계에 의해 대지작업장치의 대지 높이가 일정하게 보전됨과 동시에 대지작업기의 엔진 스톱이나 그 작업장치의 손상등을 대지작업기의 견인부하를 토대로하는 드래프트 제어계에 의하여 방지되도록 설치되어 있다.

이와같은 종류의 종래의 자동승강장치에서는 전기한 편차가 설정 허용범위의 최대 허용값 이상일때에는 그 전체 시간에 걸쳐서 대지작업장치를 자동으로 상승제어 하도록 구성되어 있었다. 이것에 의한 경우는 편차가 설정 허용 범위내로 싯점에서 자동 승강 제어를 정지하는 것으로서 전기적인 이력 현상(Hysteresis)이나 기계적인 이력현상 혹은 유압계의 이력 현상등에 의한 작동 지연에 의하여 대지작업장치가 과잉하게 상승제어 되기 쉬워서 그 대지높이를 소정된 값에서 이탈시켜 버리는 결점이 있다.

그뿐 아니라 고감도화 하기 위해서 편차값의 허용범위를 좁게 설정하고 있는 경우에서는 전기한 과잉 상승제어에 의하여 헌팅(Hunting)현상을 초래하여 안정된 제어를 행할 수 없는 문제가 있었다.

이것을 과대한 견인부하에서 대지작업기 및 대지작업장치를 보호하려고 하는 것이 전혀 배려되어 있지 않은 것이 원인으로서, 종래에는 위에서 설명한 각 이력현상을 고려하고 동시에 감도가 높은 자동승강제어를 행하는 것이 고려되고 있지 않았던 것이다.

따라서 본 발명은 이러한 설정에 비추어 전기와 같은 과잉상승 및 그것에 기인하는 헌팅현상을 방지하여 전체적으로 높은 감도하에서 안정성이 좋은 대지작업장치의 자동 승강제어를 행할 수가 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 대지작업기에서의 자동 승강장치는 대지작업기에 승강이 자유롭게 장비한 대지작업장치의 견인부하 검출기에 의해 검출될 실질적 견인부하 값과 부하설정기에 의해 사전에 설정된 부하 값과의 편차를 감도 설정기로서 사전에 설정된 허용 범위내로 유지되도록 전기한 대지작업장치를 자동 승강제어 하도록 구성한 대지작업기의 자동승강장치로서 전기한 편차값이 설정허용범위의 최대허용값 외에 있어서 감소되고 있지 않는 것을 검출하는 검출기를 설치하여 이 검출기의 검출작동이 진행되는 동안에만 대지작업장치의 자동상승제어를 행하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.

즉 전기한 편차값이 설정허용범위의 최대 허용값 외에서 감소하고 있지 않는 동안만큼 대지작업장치의 상승제어를 행하는 것으로서 편차가 설정허용범위의 최대허용값외에서 감소하고 있을 때에는 대지작업장치의 상승제어가 이미 정지되어 있어서 편차값이 설정허용 범위내로복귀된 싯점에서 자동상승제어를 정지하는 경우와 같은 작동지연에 기인하는 과잉상승제어가 없다.

가령 높은 감도화때문에 편차값의 설정 허용범위를 좁게 설정하고 있는 경우에도 헌팅 현상이 없고 안전성이 좋은 트래프트제어를 행할 수 있음에 이르렀다.

본 발명의 기타의 목적 및 잇점은 이하의 바람직한 실시예의 상세한 설명기재에서 명백하게 될 것이다.

제1도는 대지작업기로서의 트랙터(1)의 뒷부분에 대지작업장치로서의 쟁기(plough)(2)를 1개의 톱링(Topring)(3)과 좌우 1쌍의 로와링(Lower ring)(4)을 개재하여 승강이 자유롭게 연결하고 있는 소위 승용형 경운기를 표시하며, 전기신호에 의하여 적절하게 변환 작동되는 뒤에 기재한 유압 제어밸브의 작동으로서 트랙터(1)의 밋숀케스(1A)에 내장된 유압실린더(5)를 신축작동시켜서 이 유압실린더(5)에 연동 연결된 좌우 1쌍의 리프트아암(6)(6)을 상하요동 시키는 것에 의하여 이 리프트아암(6)(6), 리프트로드(7)(7), 로와링(4)(4)를 개재하여 전기한 쟁기(2)를 승강구동 하도록 구성하고 있다.

제2도는 전기한 쟁기(2)의 자동승강장치를 표시하며 이것은 쟁기(2)의 실질적 검출견인부하값과 사전에 설정된 부하값과의 편차값이 허용범위내로 유지되도록 쟁기(2)를 자동적으로 승강제어하는 드래프트제어계와 전기한 쟁기(2)를 트랙터(1)에 대한 높이 검출결과에 따라서 인위적으로 변경조절되는 목표높이로 접근하도록 자동적으로 승강제어하는 포지션 제어계로 부터 이루어지며, 전기한 드래프트 제어계는 다음과 같이 구성되여 있다.

즉 로와링(4)(4)을 개재하여 작용하는 잡아당기는 힘에 따라서 그 로와링(4)(4)의 연결축의 만곡변위량을 쟁기(2)의 실질적인 견인부하로서 검출하는 견인부하 검출기(9)와 쟁기(2)의 대지 작동 깊이나 피작업지의 경연(硬軟)에 따라서 적정부하값을 사전에 변경설정하는 부하 설정기(10)를 설치하고 있다. 전기한 견인부하검출기(9)의 실질적 검출 견인부하값(Vfx)과, 부하설정기(10)의 설정부하값(Vfo)를 각각 제1, 제2, 감산기(11A)(11B)에 입력하여 부하의 편차값(IVfx-VfoI)(이하 기호(a)를 사용하여 표시함)]을 연산함과 아울러 전기한 양 감산기(11A)(11B)로부터의 편차값(a)과 이 편차값[(a)의 허용범위(A)폭을 증감 조절가능한 드래프트감도설정기(12)로부터의 설정 허용 편차값(Vd)를 상승용 및 하강용 비교기(13A)(13B)에 입력하고 있다.

전기한 상승용 및 하강용 비교기(13A)(13B)는 제 1 감산기(11A) 또는 제 2 감산기(11B)로부터의 편차값(a)이 전기한 드래프트감도 설정기(12)에 의하여 설정된 최대허용값(b) 또는 최소허용값(b')의 범위(A)내에 있는 가 없는가를 비교 판별하여 이 편차값(a)이 설정허용범위(A)내에 유지되도록 오아 회로(14) 또는 앤드회로(15)를 개재하여 상승용밸브(16)의 구동회로(16A) 또는 하강용밸브(17)의 구동회로(17A)에 상승 또는 하강제어신호를 출력하여 전기한 쟁기(2)를 자동적으로 상승 또는 하강제어하도록 구성하고 있다. 전기한 허용범위(A)는 승강정지 영역이라고 바꾸어 말할 수도 있을 것이다.

전기한 포지션 제어계는 다음과 같이 구성되여 있다. 즉 전기한 리프트 아암(4)(4)의 요동각에서 쟁기(2)의 트랙터(1)에 대한 실제의 높이를 검출하는 높이 검출기(18)와 쟁기(2)의 트랙터(1)에 대한 목표높이를 인위적으로 변경조절하는 것이 가능한 높이설정기(19)를 설치하고 있다.

전기한 높이검출기(18)의 검출값(Vpx)와 높이설정기(19)의 설정값(Vpo)를 각각 제3, 제4 감산기(20A)(20B)에 입력하여 높이의 편차값을 연산함과 아울러 전기한 양감산기(20A)(20B)로부터의 편차값과 이편차값의 허용범위폭을 설정하는 포지션 감도설정기(21)로부터의 설정허용편차값(Vp)을 각각 상승용 및 하가용비교기(22A)(22B)에 입력하고 있다.

전기한 상승용 및 하강용비교기(22A)(22B)는 제 3 감산기(20A) 또느 제 4 감산기(20B)로부터의 편차값이 전기한 포지션감도설정기(21)에 의하여 설정된 최대허용값 도는 최소허용값의 범위내에 있는가 없는가를 비교판별하여 이 편차값이 설정 허용범위내에 유지되도록 오아회로(14) 또는 앤드회로(15)를 개재하여 상승용밸브(16)의 구동회로(16A) 도는 하강용밸브(17)의 구동회로(17A)에 상승 또는 하강제어신호를 출력하여 전기한 쟁기(2)를 자동적으로 상승 도는 하강제어하도록 구성하고 있다.

그리고 전기한 쟁기(2)는 부하편차값(a)과 높이편차값과의 균형관게가 적정한 상태로 되도록 자동승강제어된다. 즉 실질검출 부하값(Vfx)의 변동에 수반하여 부하의 편차값(a)이 최대허용값(b) 도는 최소허용값(b')보다도 증대 또는 감소하면 상승 또는 하강제어가 행하여져서 부하의 안정이 도모되는 것으로 되는바, 이 쟁기(2)의 상승 또는 하강에 의하여 높이 편차값도 변동하기 때문에 이 높이 편차값이 변동하는 부분만큼 적게 승강시키면서 부하편차값(a)이 허용범위(A)내로 유지되도록 구성되어 있다. 즉, 이 자동 승강제어는 가능한한 쟁기(2)를 목표높이에 근접시키도록 하면서 실질검출부하값(Vfx)의 변동에 응하여 승강제어하도록 구성되어 있다.

도 전기한 드래프트 제어계의 제 1 감산기(11A)에서 출력되어오는 부하편차값(a)의 단위시간당의 증감률에서 이 부하편차값(a)이 설정최대허용값(b)에 대하여 감소하고 있지 않은 것을 검출하는 검출기(23)를 설치한다. 바꾸어 말하면 이 검출기(23)는 전기한 편차값이 증대 또는 일정한 것을 검출한다.

또한 전기한 상승용 비교기(13A)에서 상승밸브(16)의 구동회로 (16A)에의 제어신호의 출력을 정지하는 상승금지회로(24)를 전기한 검출기(23)의 비검출작동시에 있어서만 작동시키도록 구성한다.

이것으로써 제3도의 도표에서도 표시하는 바와같이 전기한 부하편차값(a)이 설정 최대허용값(b)에 대하여 감소하고 있지 않은 것을 검출기(23)에 의하여 검출하고 있는 동안, 상승용비교기(13A)에서 오아회로(14)를 개재하여 상승용밸브(16)의 구동회로(16A)에 상승제어신호(C)를 출력하여 쟁기(2)의 자동상승제어를 행하도록 구성하고 있다.

전기한 검출기(23)는 전기한 편차값의 증대 또는 일정상태만을 검출하는 것이라도 대략 동등한 효과를 기대할 수 있다. 또 전기한 검출기(23)의 검출작동을 하고 있는 동안이라면 자동상승을 단속(斷續)시키도록 한 구성으로 하여도 본 발명의 목적을 달성할 수 있을 것이다.

또한 이 실시예에 있어서는 전기한 제 1 감산기(11A)로부터의 부하편차값(a)을 검출기(23)에 입력하였으나. 전기한 견인부하검출기(9)로부터의 실질검출 견인부하값(Vfx)를 검출기(23)에 직접 입력하여도 놓다. 드래프트 제어계의 하강제어쪽에서는 제 2 감산기(11B)로부터의 부하편차값(a)이 설정최소허용값(b')보다도 감소하고 있는 동안, 하강용비교기(13B)에서 앤드회로(15)를 개재하여 하강용밸브(17)의 구동회로(17A)에 하강제어신호(C')를 출력하여 쟁기(2)의 자동하강제어를 행하도록 구성하고 있다.

또한 전기한 드래프트 제어계의 전기한 제 2 감산기(11B)로부터의 부하편차값(a)과 드래프트 감도설정기(12)로부터의 설정허용편차값 및 전기한 부하편차값(a)이 설정최소허용값(b')에 대하여 일정 이상으로 증대한 것을 판별하기 위한 기준 견인부하값(Vα)를 설정하는 제 2 부하 설정기(27)로부터의 기준 견인부하값(Vα)를 판별기(28)에 입력하여 제2 감산기(11B)의 부하편차값(a)이 설정최소허용값(b')과 기준 견인부하값(Vα)의 범위내에 있는 경우에는 적은 것으로 판단하며 전기한 기준 견인부하값(Vα) 이상의 경우에는 큰것이라고 판단하도록 구성하고 있다. 그리고 전기한 판별기(28)에 의하여 부하편차값(a)이 적은 것으로 판단되었을 때에는 이 판단결과에 따라서 발진회로(26)가 작동하여 구주파수(예컨대 60헬츠(Hz))의 펄스신호를 출력하고 이것에 의하여 하강금지회로(25)가 작동하고 전기한 하강용비교기(13B)로부터의 하강신호를 간헐적으로 금지한다.

또 이것과는 반대로 전기한 판별기(28)에 의하여 부하편차값(a)이 큰것이라고 판단되였을 때에는 이 판단결과에 따라서 발진회로(26)가 작동하지 않으며 따라서 하강금지회로(25)도 작동하지 않고 하강용비교기(13B)로부터의 하강신호에 의하여 밸브(17)를 연속적으로 구동한다.

이것에 의하여 전기한 편차값(a)의 절대값이 클때는 이 편차값(a)의 증감에 따라서 전기한 밸브(17)를 개폐작동시키는 것에 의하여 쟁기(2)를 좋은 능률로서 승강제어할 수 있는 것이며, 전기한 편차값(a)의 절대값이 적을 때에는 이 편차값(a)의 증감에 따라서 전기한 밸브(17)를 높은 주파수의 펄스신호로써 비교적 짧은시간 단위로서 개폐작동시키는 것에 의하여 특히 쟁기(2)의 하강제어할 때에 있어서의 실린더(5) 내부 압력의 급격한 감소에 기인하는 타이어의 상하진동 및 추진력의 순간적인 급격한 저하를 억제하여 작업자에게 주게되는 쇼크가 적은 상태로서 쟁기(2)를 하강제어할 수 있다.

제4도는 드래프트제어에 있어서의 승강작동 영역을 표시하는 도표이다.

이 도표에 있어서(ℓ₀)는 설정부하값 선, (b)는 최대허용값, (b')는 최소허용값을 표시하는 선이면, 선(b)(b')의 사이의 영역, 즉 감도의 허용범위(A)가 승강정지 영역으로 되여서 선(b)에서 위쪽의 영역이 상승영역(U), 또 선(b')에서 아래쪽의 영역이 하강영역(D)으로 된다. 또 도면중(ℓ₁)은 최소허용값의 선(b')에 일정한 값[제 2부하설정기(27)에 의하여 설정된다]을 부가한 간헐하강판별용의 기준부하값의 선이며, 이 선(ℓ₁)으로부터 승강정지영역(A)쪽의 하강영역(D₁)이 간헐하강영역으로 되며 선(ℓ₁)에서 아래쪽의 하강영역(D₂)이 연속 하강영역으로 된다.

도한 상술한 쟁기(2)의 하강제어에 있어서 전기한 부하편차값을 3단계로 나누어서 비교판별하여 전기한 하강밸브(17)를 부하편차값(a)이 큰 것이라고 판별되였을 때에는 연소 하강신호로써 개폐시킴과 아울러 전기한 편차값(a)이 중(中)이라고 판별되였을 때에는 30헬츠의 펄스신호로써 개폐시키고 또한 전기한 편차값(a)이 적은 것으로서 판별되였을 때에는 60헬츠의 펄스신호로써 개폐시키도록 구성하여도 좋다. 또 상술한 것 같은 높고 낮은 주파수의 펄스신호로써 헬브를 개폐시키는 제어기구를 드래프트 제어계의 자동 상승쪽에 채택하여 넣어도 좋은 것이다.

이상과 같이 본 발명의 제어계의 흐름을 보면, 부하검출기(9)에 의해서 검출된 실제의 부하값(Vfx)은 감산기(11)에 의해서 설정부하값(Vfo)과의 편차값(a)이 연산되고, 감산기가 2개 있는 것은 그 편차값(a)은 Vfo＞Vfx와 Vfo＞Vfx의 2개의 경우에 있어서 발생되는 까닭이기 때문이다.

즉, Vfo＞Vfx의 경우에는 하강을 위한 제어로 되고, Vfo＞Vfx의 경우에는 상승용의 제어로 되기 위한 것이다. Vfo＞Vfx의 경우 그 편차값(a)은 시간의 경과에 따라서 감소되지 않는 것을 검출기(23)에 의해서 검출한다.

동시에 그 편차값(a)은 비교기(13A)에 의해서 허용범위를 일탈하고 있는지 또는 아닌지를 검지하며, 여기에서 편차값(a)이 허용범위를 일탈하고 있으며, 또한 시간의 경과에 따라서 감소하고 있지 않고 있다는 조건이 만족되고 있는 경우에만 상승을 위하여 제어신호가 보내진다.

즉, 편차값이 허용범위를 넘어서 또다시 증가되는 경우화, 혹은 일정한 경우에는 부하값을 내리게 하여 상승제어신호를 내지만, 허용범위를 넘더라도 그 편차값(a)이 감소하는 경우에는 상승제어신호를 내지 않는다.

왜냐하면 이것에 의하여 제어응답시간이 지연될 우려가 있어, 필요 이상으로 상승제어신호를 내보내는 것을 회피하는 것이다. 즉, 부하값이 감소되어지는 것을 예상하여서 제어신호를 멈추도록 하는 것이다. 다시Vfo＞Vfx의 경우의 하강제어에 있어서도 전술한 최소러용값 이하로 간혈적으로 하강을 위한 하한값을 설정하여 두고, Vfo≫Vfx의 경우에는 연속적으로 하강제어신호를 보내여 그 편차값이 허용범위에 근사하게 될 경우 즉 제4도에 있어서 간헐하강영역(D₁)으로 들어가면 하강제어신호를 간헐적으로 보내고 급격하게 쟁기(2)를 하강시키는 것에 의한 장애를 회피할 수가 있다.

이상으로 설명한 바와 같이 본 발명은 종래의 작업장치의 자동승강제어에 있어 견인부하의 제어인 드래프트 제어계에 있어서, 먼저 설정부하값을 설정하여 이것을 기준으로 최대 허용치와 최대허용치를 부여해서 부하의 허용범위를 정하고, 실제로 검출한 부하값이 그 허용범위내로 들어오게끔 의도되어 있는 경우 제어신호가 발생할때부터 실제로 기계의 계통이 제어를 완료할때까지 시간적 지연(지연 응답속도)에 의하여 실제의 부하값이 허용범위를 크게 일탈하고, 도한 응답속도가 빠르든가 허용범위가 너무 좁을 경우에는 헌팅(Hunting) 현상이 발생되는 등의 문제점을 해소하고져 제안한 것으로서, 종래와 같은 과잉상승및 그것에 기인하는 전기한 헌팅현상을 방지하면서 전체적으로 높은 감도하에서 안정성이 좋은 대지작업장치의 자동승강제어를 행할 수가 있도록 하는 것으로서 지대한 잇점이 있는 것이다.

Claims (1)

1. 대지작업기(1)에 승강이 자유롭도록 장비된 대지작업장치(2)의 견인부하검출기(9)에 의한 실질 검출견인부하값과 부하설정기(10)에 의하여 사전 설정된 부하값과의 편차값(a)이 감도설정기(12)로서 서전 설정된 허용범위(A)내로 유지되도록 전기한 대지작업장치(2)를 자동승강 제어하도록 구성한 대지작업기의 자동승강장치에 있어서, 전기한 편차값(a)이 설정허용범위(A)의 최대허용값(b) 외에 있어서 감소하고 있지 않은 것을 검출하는 검출기(23)를 설치하고 이 검출기(23)의 검출작동하는 동안에 있어서만 대지작업장치(2)의 자동상승제어를 행하도록 구성하고 있는 것을 특징으로 한 대지작업기의 자동승강장치.

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