KR950004023B1 - Method and apparatus for actuator control of excavator - Google Patents

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KR950004023B1 KR1019900018304A KR900018304A KR950004023B1 KR 950004023 B1 KR950004023 B1 KR 950004023B1 KR 1019900018304 A KR1019900018304 A KR 1019900018304A KR 900018304 A KR900018304 A KR 900018304A KR 950004023 B1 KR950004023 B1 KR 950004023B1
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삼성중공업주식회사
김연수
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    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24Safety devices, e.g. for preventing overload

Abstract

The method and apparatus limits the action range of an excavator in order to prevent the excavator from touching surrounded building and obstacles by the simple operation of a manual switch. The apparatus comprises valves(19a,19b) controlling slant plate angle adjustors(20a,20b) adjusting discharge amount of pumps(3,4) and electronic proportional control valve blocks(22a,22b); displacement sensors(23a,...) sensing the displacement amount of an actuator; an electronic controller(24) connected to an operation lever and a pedal(21); a function selection pannel(28); a sensor(27) sensing a slant angle of the excavator frame; and a manual switch(30) with selecting and releasing functions.

Description

중장비의 액튜에이터 작동범위제한장치 및 그 제한방법Actuator operating range limiter of heavy equipment and its limiting method

제1도는 본 발명의 장치가 구비된 굴삭기의 유압회로도,1 is a hydraulic circuit diagram of an excavator equipped with the apparatus of the present invention,

제2도는 굴삭기가 지표면이하의 깊이로 땅을 굴삭하는 상태의 개략도,2 is a schematic view of a state in which the excavator excavates the ground to a depth below the ground,

제3도는 굴삭기의 좌.우선회각도 제한상태를 설명하기 위한 굴삭기의 개략평면도,3 is a schematic plan view of an excavator for explaining the left and right angle of rotation limitation state of the excavator,

제4도는 본 발명 장치를 이용해 작동범위를 제한하는 과정을 도시한 플로우챠트.4 is a flowchart illustrating a process of limiting the operating range using the apparatus of the present invention.

제5도는 본 발명 장치를 이용해 작동범위를 제한한 다음 각 액튜에이터의 실제작동과정을 도시한 플로우챠트이다.5 is a flowchart showing the actual operation of each actuator after limiting the operation range using the apparatus of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 : 엔진 2 : 출력축1 engine 2 output shaft

3 : 부움실린더 4 : 제2펌프3: pour cylinder 4: second pump

5 : 제3펌프 6 : 좌측주행용모우터5: third pump 6: left driving motor

7 : 좌측주행용제어밸브 8 : 디퍼스틱실린더7: left driving control valve 8: differential cylinder

9 : 디퍼스틱제어밸브 10 : 스윙모우터9: differential control valve 10: swing motor

11 : 스윙제어벨브 12 : 우측주행용모우터11: Swing control valve 12: Right driving motor

13 : 우측주행제어밸브 14 : 버킷실린더13: Right driving control valve 14: Bucket cylinder

15 : 버킷제어밸브 16 : 부움실린더15: bucket control valve 16: pour cylinder

17 : 부움제어밸브 18 : 옵션밸브17: pour control valve 18: option valve

19a,19b : 기능선택스위치 20a,20b : 사판각조절기구19a, 19b: Function selector switch 20a, 20b: Swash plate adjustment mechanism

21 : 조작레버/페달 22a,22b : 전자비례제어밸브블록21: operation lever / pedal 22a, 22b: electronic proportional control valve block

23a,23b,24c,23d,23e,23f : 변위감지센서 24 : 전자식 콘트롤러23a, 23b, 24c, 23d, 23e, 23f: displacement sensor 24: electronic controller

25a,25b : 증폭기 26 : 증폭기25a, 25b: amplifier 26: amplifier

27 : 자체경사각 감지센서 28 : 기능선택판넬27: Self tilting angle sensor 28: Function selection panel

29 : 기능선택스위치 30 : 매뉴얼스위치29: function selection switch 30: manual switch

31 : 주행크롤러 32 : 버킷31: traveling crawler 32: bucket

33 : 연결핀 A/G : 기준선택버튼33: Connection pin A / G: Reference selection button

W : 작업장비 좌θ/우θ:선회각도선택버튼W: Work equipment Left θ / Right θ: Turning angle selection button

상H/하H : 높이선택버튼 R : 작업반경선택버튼Upper / Lower H: Height selection button R: Work radius selection button

N : 숫자키이N: Numeric Keys

본 발명은 중장비의 작업범위제한 시스템에 관한 것으로서, 특히 굴삭기에 부착된 작업장비의 상.하.좌·우작동범위 및 굴삭깊이를 필요한 범위이내로 제한해 줄 수 있도록 한 작동범위 제한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a working range limiting system of heavy equipment, and more particularly, to an operating range limiting system for limiting the upper, lower, left, and right operating ranges and excavation depths of working equipment attached to an excavator within a required range. .

일반적으로 굴삭기와 같은 중장비의 액튜에이터(actuator)는 운전자가 조작레버나 조작페달을 조작함에따라 그에 부응하여 작동하도록 되어 있기 때문에 좁은 장소등에서 만약 운전자가 조작레버나 조작페달을 잘못조작하면 주위의 건물등에 부움이 부딪혀 건물을 파괴시키는 등의 문제가 있고, 지면을 소정깊이로 굴삭하는 경우 잘못 조작하여 소정깊이 이하에 매설되어 있는 상수도관이나 전선케이블등을 파손시켜 문제를 발생시키는 경우가 있었다.In general, actuators of heavy equipment such as excavators are designed to operate in response to the driver's operation of the control lever or control pedal. Therefore, if the driver incorrectly manipulates the control lever or operation pedal in a confined space, There are problems such as swelling of the building and destruction of the building, and in the case of excavating the ground to a predetermined depth, there is a case that the water supply pipe, the electric wire cable, etc. buried below the predetermined depth is damaged, causing problems.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소시키기 위해 액튜에이터가 안전한 범위이내서만 작동되도록 하는 액튜에이터작동범위제한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an actuator operating range limiting system in which the actuator is operated only within a safe range in order to solve the above problems.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 굴삭기의 엔진에 의해 구동되는 펌프에서 토출된 파일롯트압유가 각 액튜에이터제어밸브의 스푸울 이동량을 전기비례적으로 제어해주는 전자비례제어밸브블록과 각 조작레버/페달사이에 마이콤이 내장된 전자식 콘트롤러를 설치하는 한편, 이 전자식 콘트롤러에 자체각도검지센서와 액튜에이터의 상.하.좌.우 및 회전범위를 선택하기 위한 기능선택판넬, 기능선택 ON/OFF 스위치및, 선택범위설정 및 해제용 매뉴얼스위치를 각각 연결시키고, 또 각 액튜에이터에 설치된 변위감지센서를상기 전자식콘트롤러에 연결시킴으로써, 기능의 선택상태와 기능선택판넬에 의한 선택기능 및 각 액튜에이터에 설치된 센서에 의한 입력신호와 조작레버/페달의 조작위치에 따른 전기적 입력신호가 상기 전자식콘트롤러에서 연산처리되어 기능선택버튼에 의해 선택된 범위이내에서 상기 각 액튜에이터가 작동하도록 되어있다.In order to achieve the above object, the present invention provides an electronic proportional control valve block and an operation lever / to which the pilot pressure oil discharged from a pump driven by an engine of an excavator controls the sprue movement amount of each actuator control valve. A microcontroller with a built-in microcontroller is installed between the pedals, while the electronic controller has a function selection panel for selecting the upper, lower, left, right, and rotation ranges of the angle sensor and the actuator. By connecting the manual switch for setting and canceling the selection range, and connecting the displacement sensor installed in each actuator to the electronic controller, the selection state of the function and the selection function by the function selection panel and the sensor installed in each actuator The input signal and the electric input signal according to the operation position of the control lever / pedal are transmitted from the electronic controller. The actuator is operated to operate within the range selected by the function selection button.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명의 장치가 채택된 굴삭기의 전체유압회로도를 개략적으로 도시한 것으로서, 먼저 제1도를 참조하여 전체유압시스템을 설명하면, 엔진(1)의 출력축(2)에 각 액튜에이터의 작동압유를 공급해 주기위한 제1및 제2펌(3,4)와 내부파일롯트압유를 공급해주기 위한 제3덤프(5)가 각각 직렬연결되고, 상기 제1펌프(3)에는 예컨대 굴삭기의 좌측주행을 담당하는 좌측주행용 모우터(6)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해 주는 좌측주행제어밸브(7)와, 굴삭기부움의 디퍼스틱(dipper stick)을 작동시켜 주는 실린더(8)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해주는 디프스틱제어밸브(9) 및, 굴삭기의 상부몸체를 하부몸체에 대해 선회작동시키는 스윙모우터(10)로 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해주는 스윙제어밸브(11)가 각각 직렬연결되어 있다.FIG. 1 schematically shows the overall hydraulic circuit diagram of an excavator adopting the apparatus of the present invention. First, referring to FIG. 1, the overall hydraulic system will be described. The operation of each actuator on the output shaft 2 of the engine 1 will be described. The first and second pumps 3 and 4 for supplying the hydraulic oil and the third dump 5 for supplying the internal pilot pressure oil are respectively connected in series, and the first pump 3 is connected to the left side of the excavator, for example. Supply to the left driving control valve (7) for controlling the flow of the operating pressure oil supplied to the left driving motor (6) in charge, and the cylinder (8) for operating the dipper stick of the excavator boom Deep control valve (9) for controlling the flow of the working pressure oil to be operated, and swing control valve (11) for controlling the flow of operating pressure oil supplied to the swing motor (10) for turning the upper body of the excavator to the lower body ) Are connected in series.

그리고, 상기 제2검프(4)에는 예컨대 굴삭기의 우측주행을 담망하는 우측주행용 모우터(12)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어하는 우측주행제어밸브(13)와, 굴삭기에서 직접 흙 등을 굴삭작업하는 부분인 버킷을 작동시켜주는 실린더(14)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해주는 버킷제어밸브(15), 굴삭기의 부움전체각도를 상.하조절해 주는 실린더(16)에 공급되는 작동압유의 흐름을 제어해주는 부움제어밸브(17) 및, 기타 필요에 따라서 또는 수요자의 요구에 따라 부착되는 소정의 액튜에이터(도시안됨)를 작동시켜주기 위한작동압유의 흐름을 제어해주는 옵션밸브(18)가 각각 직렬연결되어 있다.In addition, the second gump 4 includes, for example, a right driving control valve 13 for controlling the flow of the operating pressure oil supplied to the right driving motor 12 for the right driving of the excavator, and the soil directly from the excavator. The bucket control valve 15 for controlling the flow of the operating pressure oil supplied to the cylinder 14 for operating the bucket, which is a part for excavation work, the supply to the cylinder 16 for adjusting the boom overall angle of the excavator up and down A boolean control valve 17 for controlling the flow of the working pressure oil, and an optional valve for controlling the flow of the working pressure oil for operating a predetermined actuator (not shown) attached to other needs or as required by the consumer ( 18) are each connected in series.

한편, 상기 제3펌프(5)는 상기 제1,2펌프(3,4)보다 소형으로 되어 있으면서, 제3펌프(5)에서 가압공급되는 압유는 상기 제1,2검프(3,4)의 경사판(3a,4a)과 상기 각 제어밸브(7,9,11,13,15,17,18)의 스푸울을 이동시켜 주는 내부파일롯트압유로 작동하게 되는바, 즉 상기 제3펌프(5)에서 토출되는 압유의 일부는 전자비례밸브로 된 사판각조절밸브(19a,19b)를 통해 각 펌프(3,4)의 경사판(3a,4a)을 직접조절해 주는 사판각조절기구(20a,20b)로 공급되어, 상기 사판각조절밸브(19a,19b)의 조절정도에 따라 상기 사판각조절기구(20a,20b)에 가해지는 내부파일롯트압력이 가변되면서 상기 경사판(3a,4a)의 경사각을 조절해주는 한편,상기 제3괌프(5)에서 토출되는 압유의 나머지 일부는 또 다른 경로를 통해 상기 각 액튜에이터의 조작레버/페달(21)에 의해 작동되는 전자비례밸브블록(22a,22b)을 매개로 상기 각 제어밸브(7,9,11,13,15,17,18)의 스푸울을 좌.우측으로 이동시켜 상기 각 제어밸브를 통해 각 액튜에이터로 유임되는 작동압유의 통과량을 가변시켜 주도록 되어 있다.On the other hand, while the third pump 5 is smaller than the first and second pumps 3 and 4, the pressurized oil supplied from the third pump 5 is the first and second gums 3 and 4. It is operated by the internal pilot pressure oil for moving the inclined plate (3a, 4a) and the sprue of each control valve (7, 9, 11, 13, 15, 17, 18), that is, the third pump ( 5) The part of the pressurized oil discharged from the swash plate angle adjusting mechanism 20a directly controls the inclined plates 3a and 4a of the pumps 3 and 4 through the swash plate angle adjusting valves 19a and 19b which are electromagnetic proportional valves. 20b), the internal pilot pressure applied to the swash plate angle control mechanism (20a, 20b) is variable according to the degree of adjustment of the swash plate angle control valve (19a, 19b) of the inclined plate (3a, 4a) While adjusting the inclination angle, the remaining portion of the pressure oil discharged from the third guam (5) is electromagnetic proportional valve block (22a, 22b) which is operated by the operation lever / pedal 21 of each actuator through another path By moving the sprue of each of the control valves (7, 9, 11, 13, 15, 17, 18) to the left and right through the variable to change the amount of passage of the operating pressure oil flows to each actuator through the control valve It is supposed to be.

여기서 상기 조작레버/페달(21)은 각 액튜에이터와 제어밸브(7,9,11,13,15,17,18)의 갯수에 부합하는 만큼의 갯수를 갖추고 있고, 상기 전자비례제어블록(22a,22b)은 그 내부에 담당하는 제어밸브(7,9,11 또는13,15,17,18)갯수만큼의 전자비례제어밸브(도시안됨)를 갖추고 있어, 해당 액튜에이터를 작동시키기 위해 관련하는 조작레버/페달(21)을 작동시키면, 그에 연관된 상기 전자비례제어밸브블록(22a 또는 22b)내부의제어밸브가 비례적으로 작동하면서 제3팜프(5)에서 토출되는 내부파일롯트압유를 상기 제어밸브(7,9,11,13,15,17,18)중의 하나로 공급하여 해당제어밸브의 스푸울을 좌/우로 이동시켜 주게 되어 있다.Here, the operation lever / pedal 21 has a number corresponding to the number of each actuator and control valve (7, 9, 11, 13, 15, 17, 18), the electronic proportional control block (22a) 22b) is provided with an electronic proportional control valve (not shown) corresponding to the number of control valves (7, 9, 11 or 13, 15, 17, 18) in charge thereof, so that the operating levers associated with the actuator can be operated. When the pedal 21 is operated, the internal pilot pressure oil discharged from the third palm 5 is controlled while the control valve inside the electromagnetic proportional control valve block 22a or 22b associated therewith is operated proportionally. 7,9,11,13,15,17,18) is supplied to move the sprue of the control valve to the left or right.

상기한 바와 같은 유압회로의 구조에 전기적 제어시스템이 부가설치되어 있는바, 상기 각 액튜에이터, 즉 유압모우터(6,10,12)와 실린더(8,14,16)의 각각에 작동에 의한 변위를 감지하는 변위감지센서(23a,23b,23c,23d,23e,23f)가 설치되고, 상기 작동레버/페달(21)과 양쪽 전자비례제어블록(22a,22b)사이에 마이콤이 내장된 전자식콘트롤러(24)와 증폭기(25a,25b)가 설치되어 전기적으로 연결되어 있는 한편, 상기 전자식콘트롤러(24)는 사판각조절밸브(19a,19b)와도 증폭기(26)를 통해 전기적으로 연결되어 있으면서 상기 각액튜에이터에 설치된 변위감지센서(23a,…)와도 전기적으로 연결되어 있다.The electrical control system is additionally installed in the structure of the hydraulic circuit as described above, and the displacement by operation of each of the actuators, that is, the hydraulic motors 6, 10, 12 and the cylinders 8, 14, 16, respectively. Displacement detection sensors (23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f) are installed, and the microcontroller with a built-in microcomputer between the operation lever / pedal 21 and the electromagnetic proportional control block (22a, 22b) While the 24 and the amplifiers 25a and 25b are installed and electrically connected to each other, the electronic controller 24 is also electrically connected to the swash plate angle control valves 19a and 19b through the amplifier 26. It is also electrically connected to the displacement detection sensors 23a, ... installed in the actuator.

이러한 제어시스템은 상기 작동레버/페달(21)의 조작변위량에 따른 크기의 전류가 상기 전자식 콘트롤러(24)에 인가되어 연산처리된 다음, 증폭기(25a,25b)에서 증폭된 후 상기 제어밸브용 전자비례제어밸브블록(22a,22b)으로 인가되어 제3펌프(5)에서 부터 각 제어땔브(7,9,11,13,15,17,18)의 스푸울로 주임되는 내부파일롯트압유를 제어해 주게 되고, 상기 각 변위감지센서(23a,…)에 의해 감지되는 각 액튜에이터의 변위량에 부합되는 신호를 상기 전자식콘트롤러(24)에 입력시켜 줌으로써 이 전자식콘트롤러(24)내부의 마이콤이 상기 액튜에이터의 변위량을 그에 가해지는 부하 및 작동압유의 소요토출량으로 연산처리하여 상기 제1및 제2펌프(3,4)가 이를 담당하도록 되어 있다.The control system has a current of a magnitude corresponding to the operation displacement amount of the operation lever / pedal 21 is applied to the electronic controller 24 to be processed, and then amplified by the amplifiers 25a and 25b. Internal pilot pressure oil, which is applied to the proportional control valve blocks 22a and 22b and is pumped from the third pump 5 to the spool of each of the control valves 7, 9, 11, 13, 15, 17 and 18, is controlled. By inputting a signal corresponding to the displacement amount of each actuator detected by each displacement detection sensor (23a, ...) to the electronic controller 24, the microcomputer inside the electronic controller (24) of the actuator The first and second pumps 3 and 4 are in charge of the displacement by calculating the displacement amount to the required load of the load and the operating pressure oil.

그리고 상기 각 액튜에이터(6,8,10,12,14,16)의 작동에 따른 변위를 감지하는 변위감지센서(23a,23b,23c,23d,23e,23f)는 공지된 여러종류의 센서들을 선택적으로 사용할 수가 있는바, 예컨대 상기 부움실린더(16)와 버킷실린더(14) 및 디퍼스틱실린더(8)에 각각 부착되는 센서(23a,23d,23e)는 가변저항형 포텐셜메타나자기 저항체를 사용하여 자성체의 수를 카운트해서 전기신호를 출력하는 센서를 사용하고, 상기 스윙모우터(10)측에 부착되는 센서는 하부프레임에 대한 상부프레임의 절대위치를 감지하는 절대형 엔코더(Absolutetype Encoder)를 사용하며, 상기 주행모우터(6,12)에 각각 부착되는 센서(23c,23d)는 인크리멘랄 엔코더(Incremental Encoder)로 구성할 수가 있다.In addition, the displacement detection sensors 23a, 23b, 23c, 23d, 23e, and 23f, which detect displacements according to the operation of the actuators 6, 8, 10, 12, 14, and 16, select various types of known sensors. For example, the sensors 23a, 23d, and 23e attached to the boom cylinder 16, the bucket cylinder 14, and the differential cylinder 8, respectively, may use a variable resistance potential meter or magnetic resistor. A sensor that counts the number of magnetic materials and outputs an electrical signal is used, and a sensor attached to the swing motor 10 side uses an absolute encoder that detects the absolute position of the upper frame relative to the lower frame. The sensors 23c and 23d attached to the driving motors 6 and 12, respectively, may be configured as incremental encoders.

또한, 상기 콘트를러(24)의 출력측에 연결된 증폭기(25a,25b,26)는 콘트롤로(24)내에서 연산처리된 제어값의 전류신호를 증폭시켜 전자비례제어블록(23a,22b)과 사판각조절밸브(19a,19b)로 보내게 되어 있다.In addition, the amplifiers 25a, 25b and 26 connected to the output side of the controller 24 amplify the current signals of the control values computed in the control path 24 and the electronic proportional control blocks 23a and 22b. It is sent to the swash plate adjustment valves 19a and 19b.

한편, 상기 전자식콘트롤러(24)에는 자체의 기울기를 감지하기 위한 자체경사각감지센서(27)과, 상기 액튜에이터의 상.하.과·우 및 회전범위를 선택하기 위한 가능선택판넬(28), 상기 기능선택판넬(28)을 ON/OFF해 주기 위한 기능선택스위치(29) 및 기능선택을 설정 또는 해제시키는 매뉴얼스위치(30)가 각각 병렬연결된 구조로 되어 있다.On the other hand, the electronic controller 24 has a self inclination angle sensor 27 for detecting its own tilt, and a possible selection panel 28 for selecting the upper, lower, upper, right and rotation ranges of the actuator, The function selection switch 29 for turning on / off the function selection panel 28 and the manual switch 30 for setting or releasing the function selection are respectively connected in parallel.

여기서 상기 기능선택판넬(28)에는 절대경사기준면 또는 자체의 현재위치를 기준으로 한 기준면선택 및 작업장비(W)의 회전기준을 선택해 주기 위한 기준선택버튼(A/G)과, 작업장비(W)의 좌우선회각도를 선택해 주기 위한 선회각도선택버튼(좌θ/우θ), 작업장비(W)의 상하높이를 선택해 주기 위한 높이선택버튼(상H/하H), 작업의 반경을 선택해주기 위한 작업반경선택버튼(R) 및, 상기 각 선택버튼의 선택수치를 입력해 주기 위한 숫자키이(N)가 갖추어져, 이들 버튼과 상기 숫자키이(N)를 조합사용하여 작업장비(W)의 작업범위를 미리 설정해 주거나, 상기 작업장비(W)를 소정의 위치로 이동시킨 다음 상기 선택버튼으로 그위치를 작업범위로 셋팅시켜 주도록 되어 있다.Here, the function selection panel 28 includes a reference selection button (A / G) for selecting a reference plane based on the absolute slope reference plane or its current position and a rotation reference of the work equipment (W), and the work equipment (W). Turning angle selection button (left θ / right θ) to select left and right turning angle of), height selection button (upper H / bottom H) to select up and down height of work equipment (W), radius of work Work radius selection button (R) and numeric keys (N) for inputting the selected value of each selection button are provided, and the combination of these buttons and the numeric keys (N) to work the work equipment (W) The range is set in advance, or the work equipment W is moved to a predetermined position, and then the position is set by the selection button to the working range.

이상에서와 같이 구성된 본 반명 장치에 의한 작동범위제한과정을 제4도의 플로우챠트를 참조하여 실명하면, 먼저 기능선택스위치(29)를 ON시켜, 액튜에이터의 작동범위를 제한시킬 수 있도록 한다음, 기준선택스위치(A/G)로 작업의 기준평면을 설정하는바, 예컨대 "A"모드로 실정하면 제2도에 도시된 바와같이 절대수평면(AL)을 기준으로 하여 작업을 하게 되고, "G"모드로 실정하면 현재 장비가 위치하고 있는 상태를 기준으로 한 자체수평면(RL)을 기준으로 하여 작업을 하게 되며, 이렇게 기준평면 설정이 끝단 상태에서 액튜에이터의 작동범위를 제한하게 되는데, 이는 기준평면의 선택에 따라 제2도에 도시된 바와 같이 작업상한면과 작업하한면 및 작업반경이 달라지기 때문이다.When the operation range limiting process by the present device configured as described above is blinded with reference to the flowchart of FIG. 4, first, the function selection switch 29 is turned on to limit the operation range of the actuator. Set the reference plane of the operation with the selection switch (A / G), for example, in the case of the "A" mode to work on the basis of the absolute horizontal plane (AL) as shown in Figure 2, "G" If it is set to mode, it will work based on its own horizontal plane (RL) based on the current position of the equipment. Thus, the reference plane setting will limit the operating range of the actuator, which is the selection of the reference plane. This is because the upper and lower working limits and the working radius is changed as shown in FIG.

그 다음 액튜에이터의 작동범위를 설정하는 방법은 2가지가 있는바, 그 하나는 각 선택버튼과 숫자키이(N)를 이용해 액튜에이터의 작동범위를 제한해주는 방법이고, 나머지 하나는 숫자키이(N)사용하지 않고 실제 작동한계범위까지 액튜에이터를 이동시킨 다음 선택버튼을 사용하여 그 위치를 설정해 주는 방법이다.Then, there are two ways to set the actuator's operating range. One method is to limit the actuator's operating range by using each selection button and the numeric keys (N), and the other is using the numeric keys (N). Instead, move the actuator to the actual operating limit and then set the position using the select button.

이를 각 방법별로 자세히 설펴보면, 먼저 숫자키이(N)를 사용하지 않고 액튜에이터를 직접제한범위까지이동시켜 설정하는 방법은, 상기 조작레버/페달(21)을 조작함과 더불어 설정하고자 하는 해당 선택버튼을 누르면 해당 액튜에이터가 작동되면서 작업장치(W)가 작업한계범위까지 다다르면 그 위치에서 상기 변위감지센서(23)로 각 액튜에이터의 변위값을 읽어 들이고, 이때 메뉴얼스위치(30)가 ON상태이면 상기 각 액튜에이터의 변위값을 작업한계스위치로 계산하여 입력저장하는 한편, 매뉴얼스위치(30)가 OFF상태이면 상기 변위감지센서(23a,…)가 각 액튜에이터의 변위값을 계속하여 추적판단하는 과정을 되풀이하게 된다.In detail for each method, first, the method of setting the actuator by moving the actuator to the direct limit range without using the numeric keys (N), the operation lever / pedal 21 and the corresponding selection button to be set Press to operate the actuator and the working device W reaches the working limit range. Then, the displacement sensor 23 reads the displacement value of each actuator at the position, and the manual switch 30 is in the ON state. The displacement value of the actuator is calculated and stored as a working limit switch, and when the manual switch 30 is in the OFF state, the displacement detection sensors 23a,... Repeat the process of continuously tracking the displacement value of each actuator. do.

따라서 작업장비(W)가 판전히 소정의 작업한계범위에 이르게 되면, 매뉴얼스위치(30)를 ON시켜 그때의각 액튜에이터의 위치값이 작업범위값으로 설정되게 된다.Therefore, when the work equipment W reaches the predetermined work limit range, the manual switch 30 is turned on, and the position value of each actuator at that time is set to the work range value.

한편, 이와는 다른 방법으로 조작레버/페달(21)을 사용하여 작업장비(W)를 직접 가동시키지 않고 작업장비(W)자체는 가만 그자리에 둔채 운전자가 작업범위의 상하높이와 좌우선회각도 및 작업반경을 선택버튼과 숫자키이(N)만으로 작업한계범위를 실정해 줄 수 있는바, 이때에는 선택버튼을 먼저 누르고 다음 숫자키이(N)를 눌러주면 된다. 예컨대 작업가능한 높이의 한계가 10m일때에는 상H버튼을 누른다음 숫자키이(N)를 사용해 10m의 값을 입력시켜 주면되는 것이다. 이때 현재 작업장비(W)의 위치가 상기 설정범위밖에 있을 때에는, 즉 각 변위감지센서(23)에서 감지되어 오는 액튜에이터의 변위값이 상기 설정범위를 벗어나 있을때에는 작업 가능범위가 잘못 설정된 것으로 판단되어 운전자에게 다시 새로운 값으로 설정해 주는 신호를 발생시켜 주게 된다.On the other hand, instead of operating the work equipment (W) directly using the control lever / pedal (21), the work equipment (W) itself remains in place and the driver moves up and down height, right and left turning angle and The working radius can be defined by the selection button and the numeric key (N) only. In this case, press the selection button first and then press the next numeric key (N). For example, when the working height limit is 10m, press the Up button and then enter a value of 10m using the numeric keys (N). At this time, when the current position of the work equipment (W) is outside the setting range, that is, when the displacement value of the actuator detected by each displacement detection sensor 23 is out of the setting range, it is determined that the workable range is set incorrectly. It will give the driver a signal to set the new value again.

상기한 바와 같이 작업한계범위를 설정해 주는 과정에서 기준선택버튼(A/G)을 이용해 기준평면을 선택해 주지 않으면 자동적으로 "A"모드, 즉 절대수평면(AL)을 선택하게 되고, 또 직접 작업장비(W)를 이동시켜 작업한계를 설정해 주는 방법에서 각 액튜에이터의 변위값을 확정지워 작업한계를 설정하게 해주는데사용되는 매뉴얼스위치(30)는 각 액튜에이터의 작동범위를 셋팅시켜주는 셋팅스위치 역할을 하게 된다.As described above, if the reference plane is not selected by using the reference selection button (A / G) in the process of setting the working limit range, it automatically selects the "A" mode, that is, the absolute horizontal plane (AL), and directly the work equipment. In the method of setting the working limit by moving (W), the manual switch 30 used to set the working limit by determining the displacement value of each actuator serves as a setting switch that sets the operating range of each actuator. .

그런데 선회각도를 제한하고자 하는 경우에도 2가지의 기준이 있게 되는바, 즉 제3도에 실선으로 도시한바와같이 굴삭기의 주행크롤러(31)와 작업장비(W)가 일직선으로 배연된 상태에서 작업장비(W)의 중심을따른 선을 선회중심선으로 하는 경우를 절대 선회기준선(AD)을 기준하는 "A"모드로 하고, 점선으로 도시한 바와 같이 이 절대선회기준선에서 소정의 각도 만큼 선회한 현위치의 작업장비(W)의 길이방향을 따른선회중심선으로 하는 경우를 상대선회기준선(RD)을 기준하는 "G"모드로 하는데, 이에 따라 선회각도를 선택할 때 미리 상기 기준선택버튼(A/G)으로 "A"모드 또는 "G"모드를 선택해준 다음, 선회각도를 입력시켜줌으로써 이 선회각도가 절대선회기준선(AD)또는 상대선회기준선(RD)을 중심으로 하여 좌.우측선회각도가 설정되게 된다. 이때 상기 A/G모드의 선택이 없으면 자동적으로 상대선회기준선(RD)을 선회중심선으로 택하게 된다.However, there are two standards in the case of limiting the turning angle, that is, the work crawler 31 and the work equipment W of the excavator are arranged in a straight line as shown in the solid line in FIG. When the line along the center of the equipment W is the pivot center line, the "A" mode refers to the absolute pivot reference line (AD), and the string is turned by a predetermined angle from the absolute pivot reference line as shown by the dotted line. The turning center line along the longitudinal direction of the work equipment W at the position is set to the "G" mode with respect to the relative turning reference line RD. Accordingly, when selecting the turning angle, the reference selection button (A / G) is selected in advance. ) Select "A" mode or "G" mode, and then enter the turning angle to set the left and right turning angles around the absolute turning reference line (AD) or the relative turning reference line (RD). Will be. At this time, if the A / G mode is not selected, the relative turning reference line RD is automatically selected as the turning center line.

그리고 상기한 바에서 실제로 작업장비(W)를 가동시켜 범위의 한계를 정하는 경우에 그 범위의 수치를각 액튜에이터에 설치된 변위감지센서(23a,…)가 그 변위값을 감지항에 따라 이를 상기 작업장비(W)를 이루면서 연결핀(33)으로 상호 연결된 각 부재사이의 각도로 환산하고, 이 각도와 상기 작업비부재의 고정된 길이값을 기하적으로 계산처리하여 전체 작업장비(W)가 절대수평면(AL) 또는 자체수평면(RL)에 대한 높이를 정하고, 깊이는 버킷(32)의 날끝이 닿는 곳을 그 깊이로 정한다.In the case of setting the limit of the range by actually operating the work equipment W as described above, the displacement detection sensor 23a, ... installed in each actuator detects the displacement value according to the term of the operation. Converting to the angle between each member interconnected by the connecting pin 33 while forming the equipment (W), by calculating the geometric value of the angle and the fixed length of the work-cost member, the entire work equipment (W) is an absolute horizontal plane A height is set for the AL or the self-leveling surface RL, and the depth is defined as the depth where the blade tip of the bucket 32 touches.

상기한 바와 같이 작업범위를 설정해 준 상태에서 실제 작업과정을 제5도의 플로우챠트를 참조하여 설명하면, 먼저 조작레버/페달(21)를 조작하면 그 조작각도(θi)에 해당하는 전기신호가 상기 콘트롤러(24)에 인가되면 매뉴얼스위치(30)가 ON 또는 OFF상대에 따라 신호처리과정이 달라지게 되는바, 상기 작동범위의설정과정에서는 이 매뉴얼스위치(30)가 설정값을 셋팅시키는 역할을 하였지만, 일단 설정값이 세팅되고 난후에는 상기 매뉴얼스위치(30)가 설정값을 해제 또는 유지시키기 위한 선택기능을 하게 된다.Referring to the flowchart of FIG. 5 in the state where the working range is set as described above, first, when the operating lever / pedal 21 is operated, an electrical signal corresponding to the operating angle θi is generated. When the manual switch 30 is applied to the controller 24, the signal processing process is changed according to the ON or OFF relative. In the process of setting the operating range, the manual switch 30 sets the setting value. Once the setting value is set, the manual switch 30 has a selection function for releasing or maintaining the setting value.

따라서 작업범위가 설정된 후에 조작레버/페달(21)을 조작하여 그 조작각도에 부합하는 신호가 콘트롤러(24)에 인가되고 이 콘트롤러(24)에 연결된 매뉴연스위치(30)가 ON상태이면, 계속 작업범위 설정값을 그대로 유지하는 것으로 판단하여 상기 조작레버/페달(21)의 조작량에 따라 해당 액튜에이터가 작동하면서 변위감지센서(23a,…)에 의해 순간순간의 변위값이 콘트롤러(24)로 인가되어 작업장비(10)의 상하좌우 및 작업반경(上H,下H,左θ,右θ,R)을 계산하고, 이 계산치를 설정된 작업번위값과 비교하면서 우선 작업장비가작업범위값에 근접해가면 운전자에게 1차로 경고신호를 보내면서 계속작동을 하다가 작업장비(W)가 설정된작업범위값과일치하게되면, 상기사판각조절밸브(19a,19b)와 전기비례제어밸브블록(22a,22b)에 전기신호를 보내 사판각조절기구(20a,20b)를 작동시킴으로써 펌프(3,4)의 토출량을 줄이거나 토출량이 전혀 없게 하거나, 각 제어밸브의 스푸울을 조정하여 해당 액튜에이터에 더 이상 작동압유가 공급되지 않게 함으로써 작업장비(W)가 설정범위를 넘어가지 않게 한다.Therefore, after the operation range is set, the operation lever / pedal 21 is operated so that a signal corresponding to the operation angle is applied to the controller 24 and the main switch 30 connected to the controller 24 is ON. It is determined that the working range setting value is maintained as it is, and the actuator is operated in accordance with the operation amount of the operation lever / pedal 21, and the instantaneous displacement value is applied to the controller 24 by the displacement detection sensors 23a,... Calculates the upper, lower, left, right, and the work radius of the work equipment 10, and compares the calculated value with the set working position value. If the work equipment W is consistent with the set working range value by sending a warning signal to the driver primarily, the swash plate angle regulating valves 19a and 19b and the electric proportional control valve blocks 22a and 22b are provided. Swash plate angle adjusting mechanism (20a, 20) b) to reduce the discharge volume of the pumps 3 and 4, to eliminate the discharge volume at all, or to adjust the sprue of each control valve so that the working pressure oil is no longer supplied to the corresponding actuator. Do not go beyond the range.

이러한 방법으로 작업장비(W)를 가동시켜 작업해 나가다가 필요한 경우, 즉 작업을 해나감에 따라 주위의 장애물이 제거되거나 또는 처음 설정된 작업범위 이상의 바깥쪽에서 작업을 하여야 할 경우등에는 상기매뉴얼스위치(30)를 OFF시켜 주면 조작레버/페달(21)의 조작량에 따라 해당 액튜에이터가 작동되고, 그다음 다시 매뉴얼스위치를 ON하면 상기 액튜에이터의 위치값을 변위감지센서(23a,…)가 읽어 현재 작업장비(W)의 상.하.좌 우 및 작업반경의 위치를 계산한다. 이때 이 위치가 기존제한한 작업범위를 넘는가 아닌가를 판단한 다음, 기존 제한설정한 작업범위이내이면 기존작업범위 그대로를 유효하게 사용하고 만약 기존설정한 작업범위를 넘으면 상기 액튜에이터가 위치변경한 값을 새로운 작업범위값으로 설정입력하게 된다.In this way, when operating the work equipment (W) to work, if necessary, that is, when the work around the obstacles are removed, or if you need to work outside of the initial set work range, the manual switch ( If 30) is turned off, the corresponding actuator is operated according to the operation amount of the control lever / pedal 21. Then, if the manual switch is turned on again, the displacement value sensor 23a,… reads the position value of the actuator. Calculate the positions of W, up, down, left, right and working radius. At this time, it is determined whether the position is over the existing limited working range. If the existing working range is within the limited working range, the existing working range is used effectively. If the existing working range is exceeded, the value changed by the actuator is changed. The setting value is entered as the working range value.

이러한 과정을 예를 들어 설명하면, 기존작업범위의 높이값(상H)이 10m인데 매뉴얼스위치(30)를 OFF한상태에서 작업한 마지막결과 작업장비의 높이가 1lm되었다면 이때 다시 매뉴얼스위치(30)를 ON시키면 상H값이 1lm로 재설정되게 되는 것이다.For example, if the height of the existing working range (upper height) is 10 m and the last result of working with the manual switch 30 turned off, the height of the work equipment is 1 lm. If it is ON, the reset value is reset to 1lm.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 작업장비의 작업범위를 설정해 주기위한 상 하.좌.우 및 작업반경선택버튼을 갖춘 기능선택판넬과 자체 경사각을 감지하는 경사각 감지센서 및 기능선택 또는 해제기능을 갖춘 매뉴얼스위치가, 각 액튜에이터의 제어밸브를 내부파일롯트압력으로 제어해주는 전자비례제어밸브블록(22a,22b)과, 펌프(3,4)의 토출량을 조절해 주는 사판각조절밸브(20a,20b)를 재어하기 위한 사판각조절밸브(19a,19b) 및 각 액튜에이터의 변위량을 감지하기 위한 변위감지센서(23a,…)가 각각 연결된 전자식콘트롤러(24)에 부가적으로 갖추어져 작업장비의 작업범위를 필요한 범위이내로 설정해 주어 주변의 시설물 또는 방해물과 작업장비가 접촉되지 않도록 함으로써 안정성과 작업성을 높이는 한편, 필요한 경우에는 간단하게 때뉴연스위치 하나만을 조작함으로써 작업범위이상의 바깥쪽에서도 작업이 가능하도록 하면서 기존설정된 작업범위가 재설정되도록 하여 작업효율을 제고시키는 효과가 있다.As described above, the present invention is equipped with a function selection panel having up, down, left, right, and work radius selection buttons for setting a working range of work equipment, and an inclination angle detection sensor for detecting its own inclination angle, and a function selection or release function. The manual switch controls the solenoid proportional control valve blocks 22a and 22b for controlling the control valves of the respective actuators with the internal pilot pressure, and the swash plate control valves 20a and 20b for adjusting the discharge amounts of the pumps 3 and 4. The swash plate adjustment valves 19a and 19b for measuring the pressure and the displacement sensor 23a, ... for detecting the displacement of each actuator are additionally provided to the connected electronic controller 24, thereby requiring a working range of the work equipment. Set within the range so that the surrounding facilities or obstacles and work equipment do not come in contact with each other to increase the stability and workability. By operating only one, it is possible to work outside the working range, and the existing working range is reset, thereby improving work efficiency.

Claims (2)

중장비의 각 액튜에이터에 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 각 제어밸브의 스푸울을 내부파일롯트압유로 조절이동시키는 전자비례제어밸브블록(22a,22b)과, 펌프(3,4)의 토출량을 조절해 주는 사판각조절기구(20a,20b)를 제어하기 위한 사판각조절땔브(19a,19b), 각 액튜에이터에 부착되어 이 액튜에이터의 변위량을 감지하기 위한 변위감지센서(23a,…) 및, 상기 각 액튜에이터를 작동시키기 위한 조작레버/페달(21)과 각각 전기적으로 연결된 전자식콘트롤러(24)를 갓춘 중장비의 액튜에이터작동제어 장치에 있어서, 상기전자식콘트롤러(24)에 작업장비(W)의 작업범위를 제한설정해 주기 위한 상.하 좌.우 작업반경 및 경시기준선택버튼(A/G, 左θ/右θ,上H/下H, R)과 숫자키이(N)를 갖춘 기능선택판넬(28)과, 자체의 경사각을 감지하기 위한 경사각감지센서(27) 및, 기능선택/해제기능을 갓춘 매뉴얼스위치(30)가 각각 연결구비되어 있는것을 특징으로 하는 중장비의 액튜에이터 작동범위 제한 장치.Electronic proportional control valve block (22a, 22b) for controlling and moving the sprue of each control valve for controlling the flow of the hydraulic oil supplied to each actuator of the heavy equipment with the internal pilot pressure oil, and the discharge amount of the pump (3, 4) Swash plate adjusting valves 19a and 19b for controlling the swash plate adjusting mechanisms 20a and 20b, attached to respective actuators, and displacement detection sensors 23a to detect the displacements of the actuators. In the actuator operation control device of heavy equipment equipped with an electronic controller 24 electrically connected to an operation lever / pedal 21 for operating an actuator, the electronic controller 24 limits the working range of the work equipment W. Function selection panel (28) with up, down, left, right working radius and time base selection buttons (A / G, 左 θ / 右 θ, UpH / 下 H, R) and numeric keys (N) for setting , Tilt angle sensor 27 for detecting the tilt angle of itself, and Select / release function gatchun the manual switch 30 is connected to the actuator operating range of the heavy equipment, it characterized in that each device having limited. 중장비의 작업기준평면을 선택한 후, 조작레버/페달(21) 및 각 기능선택버튼 또는 기능선택버튼 및 숫자키이(N)를 사용하여 작업장비(W)의 작동범위를 제한 설정하고, 이 작업장비(W)로 작업과정중에 상기기존설정된 작동범위이외까지 작업을 할 필요가 있을 경우에는 작동범위설정해제용 매뉴얼스위치(30)을 OFF시켜 작업범위를 재조정하는 한편, 이 기존설정된 작업범위 바깥까지 작업장비(W)가 작동된 후 다시상기 매뉴얼스위치(30)를 ON시켜 작업범위를 재설정해 주도록 된 중장비의 액튜에이터 작동범위 제한방법.After selecting the work reference plane of the heavy equipment, set the operating range of the work equipment (W) by using the control lever / pedal (21) and each function selection button or function selection button and numeric keys (N). If it is necessary to work outside the previously set operating range in the course of working with (W), turn off the operating range setting manual switch 30, readjust the working range, and work outside the existing working range. Actuator operating range limiting method of the heavy equipment to reset the working range by turning on the manual switch 30 again after the operation of the equipment (W).
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