WO2013100356A1 - 굴삭기의 원격 조종 시스템 - Google Patents

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WO2013100356A1
WO2013100356A1 PCT/KR2012/009693 KR2012009693W WO2013100356A1 WO 2013100356 A1 WO2013100356 A1 WO 2013100356A1 KR 2012009693 W KR2012009693 W KR 2012009693W WO 2013100356 A1 WO2013100356 A1 WO 2013100356A1
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WO
WIPO (PCT)
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excavator
driving
joystick
arm
boom
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/009693
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English (en)
French (fr)
Inventor
홍대희
박신석
김동남
오경원
Original Assignee
고려대학교 산학협력단
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/09—Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle characterised by means for actuating valves
    • B62D5/093—Telemotor driven by steering wheel movement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E02F9/2008—Control mechanisms in the form of the machine in the reduced scale model
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
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    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/205—Remotely operated machines, e.g. unmanned vehicles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks

Definitions

  • the present invention relates to a remote control system of an excavator, and more particularly, a person's arm, wrist, and fingers are configured to interlock with an excavator's boom, arms, and a bucket joint, so that even a beginner can easily recognize the main operation of the excavator.
  • the present invention relates to a remote control system of an excavator, which is easy to drive a crusher, to drive a vehicle, and to drive an upper body rotation, in addition to the excavator operation, which is the main operation of the excavator.
  • an excavator is a construction machine used for digging or mowing land. As shown in Fig. 1, such an excavator is provided with a swing body rotatably mounted on a caterpillar track body by a swing rotation angle desired by the operator, and a cockpit is formed on the swing body.
  • the boom attached to the swing body can be moved by the hydraulic cylinder, and the arm is rotatably installed by the hydraulic cylinder at the end of the boom.
  • the bucket is rotatably installed to work, and the bucket can be changed to dragline, clamshell, drag shovel, etc., and can be used in various ways depending on the soil, rock condition, excavation method, and mobility.
  • a conventional excavator control device uses a joystick to perform bucket in and out, arm up and down, boom in and out, and turning.
  • Korean Patent Publication No. 1994-0003731 discloses a remote control excavator control device.
  • the conventional excavator remote control device 100 as shown in Figure 2, is fixed to the frame and movable with two arc-shaped movable members (101a, 101b) having a guide slot to rotate in the same way as the motor shaft,
  • the operating lever 101 is operated by the rotational motion of the motor on the guide slot of the member.
  • Korean Patent Publication No. 2011-0074061 discloses an intuitive control device for solving the above problems.
  • the intuitive steering device of the conventional excavator can control the movement of the bucket, arm and boom of the excavator to have an intuitive relationship with the movement of the wrist, lower arm and upper arm of the excavator.
  • a control device configured to implement a fast and accurate skillful excavation work by improving the user interface control ability to freely operate an excavator.
  • each operation unit is mechanically coupled, and in order to rotate the bucket link, the wrist joints rotate together, so that the boom and the arm move together, so that independent driving is difficult.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is to construct a structure similar to the link structure of the excavator so that the human arm, wrist, fingers interlock with the boom joint, arm joint, bucket joint of the excavator Even the beginners can easily recognize the operation of the excavator, and based on the position control, it is equipped with a haptic steering system that can be easily controlled by reducing the fatigue of the operator. It is to provide a remote control system of an excavator equipped with a joystick that can remotely control the drive.
  • the remote control system of the excavator is interlocked with the boom link portion of the excavator, the boom control portion that seats the elbow of the operator and can be rotated in parallel with the bottom surface, and the arm link of the excavator
  • An arm control unit coupled to the boom control unit so as to be rotatable on the same plane as the boom control unit; and an arm control unit interlocked with the bucket link unit of the excavator and rotatable on the same plane as the arm control unit.
  • a haptic steering apparatus including a bucket control unit coupled to the hydraulic drive unit of the excavator, characterized in that it comprises a plurality of remote control apparatus for performing the track drive and swing drive and crusher drive of the excavator.
  • the plurality of remote control device characterized in that to perform the track drive of the excavator independently of the swing drive and crusher driving of the excavator.
  • the plurality of remote control apparatus for performing the front, rear, left and right track driving of the excavator by the front, rear, left and right operation
  • the second for driving the excavator body left and right swing by the left and right operation and driving the crusher by the front and rear operation It characterized in that it comprises a joystick.
  • the remote control system may be connected to a plurality of track driving levers of an excavator and connected to a plurality of track lever driving units and a plurality of track lever driving motors linked to the first joystick, and to a crusher driving lever of the excavator, and to the second joystick.
  • the crusher lever driving unit and the crusher lever driving motor interlocked to the swing lever of the excavator and the swing lever driving unit and the swing lever driving motor linked to the second joystick, characterized in that it comprises.
  • the manipulator has a structure similar to the link structure of the excavator so that the human arm, wrist, and fingers are interlocked with the boom joint, the arm joint, and the bucket joint of the excavator.
  • the elbows and wrists of the operator can be seated on the control unit, and the boom control unit, arm control unit and bucket control unit can be rotated parallel to the floor for easy operation.
  • the operator's fatigue can be reduced and controlled.
  • the boom link, the arm link, and the bucket link can be configured to be relatively rotatable and independently driven, so that the excavator can be operated more precisely.
  • the length of the boom control, arm control and bucket control The use by configuring to adjust the variable can be easily configured.
  • one joystick is configured to remotely control the track drive of an independently driven excavator
  • another joystick is configured to remotely control the link drive of the crusher and the driving drive that are highly related to each other in driving. Simple operation and safe digging.
  • 1 is a view showing a general example of an excavator.
  • FIG. 2 and 3 is a view showing the control device of the excavator according to the prior art.
  • FIG. 4 is a view showing a remote control system of the excavator according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a haptic control device according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of using the haptic steering apparatus of FIG. 5.
  • FIG. 7A and 7B are diagrams showing a track drive unit and a track drive motor according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a crusher drive unit and a crusher drive motor according to the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing a swing drive unit and a swing drive motor according to the present invention.
  • the remote control system 1 of the excavator is a haptic control device (2) for remotely controlling the excavation operation of the excavator, and the basic driving operation other than the excavator operation of the excavator A plurality of remote control devices (40, 50) to remotely control, and a monitor unit (3) for monitoring the work site of the remote excavator when the excavator remotely controlled.
  • the haptic steering apparatus 2, the plurality of remote control apparatuses 40 and 50, and the monitor unit 3 may be installed in one station 4, as shown in FIG.
  • the haptic steering apparatus 2 includes a boom control unit 10, an arm control unit 20, and a bucket control unit 30, and has a structure similar to the link structure of an excavator.
  • the boom control unit 10 is interlocked with the boom link unit of the excavator, and is supported by seating the elbow of the operator. As shown in FIG. 5, the boom control unit 10 is rotatably provided on a plane parallel to the bottom surface on which the haptic steering device is installed.
  • the boom control unit 10 includes a frame 11, a boom rotating plate 12, a boom drive pulley 13, a boom drive motor 15, and a guide plate 16.
  • the boom rotation plate 12 is formed in a substantially disk shape, and is supported by the frame 11, and rotates as the operator rotates the left and right in the direction required for operation by placing an elbow on the upper portion of the boom rotation plate. It is configured to do so.
  • the boom drive rotary shaft is fastened to the lower portion of the boom rotation plate 12, the boom drive pulley 13 is fastened to the lower portion of the boom drive rotary shaft, the boom drive pulley of the boom drive motor 15 by a timing belt or the like It is connected to the rotating shaft 14.
  • Guide plate 16 is integrally formed on the boom rotating plate 12.
  • a plurality of first variable fastening holes 17 are formed on both side surfaces of the guide plate 16 at regular intervals.
  • An arm plate which will be described later, may be inserted into the guide plate, and the first variable fastening hole 17 and the plurality of fastening holes formed in the arm plate may be aligned and then fixed by fixing means such as bolts or screws. It is composed.
  • the arm plate may be adjusted to a desired length, and then the length may be adjusted by aligning the first variable fastening hole and the fastening hole.
  • a guide groove may be formed at the opposite end of the boom rotation plate of the guide plate 16, and a bottom surface of the guide plate of the portion where the guide groove is formed may protrude to an inner side.
  • the arm plate inserted into the guide plate is supported by the protrusion, and the arm plate support is inserted into the guide groove to be movable.
  • a cover may be installed on the upper surface of the rotating plate and the guide plate as an elbow rest of the operator.
  • the boom control unit When the operator puts the elbows on the rotating plate and rotates the plane, the boom control unit having the above-described configuration rotates the rotating plate accordingly, and the boom driving rotating shaft coaxially connected to the rotating plate is driven to rotate.
  • the rotating shaft of the boom drive motor is rotated through the boom drive pulley. According to the rotation of the rotary shaft of the boom drive motor current value by the rotation of the boom drive motor is measured and transmitted to the control device of the excavator through the control unit of the remote control device to drive the boom link of the excavator.
  • the arm control unit 20 is connected to the boom control unit.
  • the arm control unit 20 is interlocked with the arm link unit of the excavator and is configured to be rotatable on the same plane as the boom control unit.
  • the arm control unit 20 includes an arm plate 21, an arm drive pulley 22, an arm drive motor 23, and an arm rotation plate 24.
  • One end of the arm plate 21 is fastened to the guide plate of the boom control unit, and the other end is configured to seat and support the wrist of the operator.
  • the lower end of the other end of the arm plate 21 for supporting the operator's wrist is connected to the rotary shaft, the arm drive pulley 22 is connected to the rotary shaft.
  • the arm drive pulley 22 is connected to the rotating shaft of the arm drive motor 23 by a timing belt or the like.
  • an arm support plate 21a connected to the arm drive motor and supporting the arm drive motor is connected to the lower portion of the arm plate 21 by a support bracket 21b.
  • the support bracket is inserted into the guide groove and the arm drive motor and the arm plate can be guided and moved together. It is configured to be.
  • a plurality of fastening holes corresponding to the first variable fastening holes are formed at both sides of the arm plate.
  • an arm rotating plate 24 is provided between the arm plate and the arm drive pulley.
  • the arm rotation plate 24 is rotatably connected to the rotation axis of the arm plate, as shown in Figure 6, is configured to be rotatable on the same plane as the arm plate as the user rotates the wrist.
  • a plurality of second variable fastening holes 25 are formed at regular intervals.
  • the fastening bracket of the bucket control unit to be described later is fastened to the second variable fastening hole, and the fastening position of the fastening bracket can be adjusted according to the length of the wrist of the operator.
  • the arm control unit having the above-described configuration, when the operator puts the wrist on the arm plate and rotates in a plane, the arm rotation plate is rotated accordingly, the arm drive rotation shaft coaxially connected to the arm rotation plate is driven to rotate The rotation axis of the arm drive motor is rotated through the arm drive pulley. As the rotation axis of the arm drive motor is rotated, a current value due to the rotation of the arm drive motor is measured and transmitted to the control device of the excavator through a control unit of the remote control device to drive the arm link part of the excavator.
  • Bucket control unit 30 is connected to the arm rotating plate.
  • the bucket control unit 30 is interlocked with the bucket link unit of the excavator and is configured to be rotatable on the same plane as the arm control unit.
  • the bucket control unit 30 includes a grip unit 31, a guide rod 32, a bucket rotation shaft 33, a bucket drive pulley 34, and a bucket.
  • the fastening part 36 and the bucket drive motor part 37 are comprised.
  • the gripping portion unit 31 has an insertion hole into which the guide rod 32 is inserted, and a lower end portion of the gripping portion unit 31 allows the operator's finger to be inserted as shown in FIG. 8.
  • the holding part 31a which is opened and formed in substantially n-shape is formed. When the operator inserts a finger into the holding part, the holding part unit 31 slides back and forth along the guide rod according to the length of the operator's finger.
  • One end of the guide rod 32 is fastened to the unit fastening bracket 32a, and the unit fastening bracket is rotatably fastened to the bucket rotation shaft 33.
  • the bucket rotating shaft 33 is supported by the fastening rod 35, the bucket driving pulley 34 is coaxially connected to the bucket rotating shaft 33, and the bucket driving pulley 34 is bucketed by a timing belt or the like. It is connected to the rotating shaft of the drive motor unit 37.
  • a bucket drive motor is built in the bucket drive motor part 37, and a handle part 38 is provided on an outer surface of the case of the bucket drive motor part 37 so that an operator can easily grip it.
  • the bucket driving motor part 37 is fastened to the bucket fastening part 36.
  • the fastening rod is supported by the connecting bracket 36a on the upper side of the bucket fastening portion, and the bucket fastening portion 36 is installed on the arm rotation plate 24 through the fastening bracket 39.
  • a hinge hole is formed in the lower portion of the bucket fastening portion 36 to be rotatably fastened to the fastening bracket 39 by a hinge pin or the like, and the fastening bracket 39 is pivotable to the arm rotating plate. Is fastened.
  • the bucket control unit as shown in Figure 6, is configured in a structure having two degrees of freedom so as to be rotatable about the X-axis and Y-axis is configured to allow the operator to hold the handle and operate comfortably.
  • the bucket control unit having the above-described configuration, when the operator inserts a finger into the holding portion and rotates in a plane, the holding unit rotates accordingly, and the bucket rotating shaft rotates according to the rotation of the holding unit.
  • the rotating shaft of the bucket driving motor is rotated through the bucket driving pulley. According to the rotation of the rotating shaft of the bucket drive motor current value by the rotation of the bucket drive motor is measured and transmitted to the control device of the excavator through the control unit of the remote control device to drive the bucket link portion of the excavator.
  • the excavator remote control system 1 of the present invention includes a plurality of remote control devices 40 and 50 in addition to the haptic control device.
  • the plurality of remote control devices 40 and 50 perform other driving of the excavator, for example, the track driving of the excavator, the turning drive, the crusher driving in addition to the excavator driving of the excavator by the haptic steering device. It can be configured to.
  • the plurality of remote control device is configured to perform the drive operation of the most intuitively controlled track in one remote control device, the rotational drive or crusher driving is driven independently of each other is the same remote control It is preferably configured to perform in the device.
  • the plurality of remote control devices include a first joystick 40 and a second joystick 50, and the first joystick and the second joystick are disposed in parallel with each other on one side of the haptic control device.
  • the first joystick 40 performs front, rear, left and right track driving of the excavator by front, rear, left and right operation.
  • the first joystick 40 is connected to a track driving lever connected to the hydraulic driving part of the excavator, and the excavator is tracked back and forth as the first joystick 40 is operated back and forth.
  • the control unit receiving the left and right operation signals of the first joystick 40 according to a preset value to vary the operation degree of the lever connected to the left and right tracks of the excavator It is configured to apply different forward speeds of the left and right track levers of the excavator so as to drive the track to the left and right sides.
  • the second joystick 50 swings the body of the excavator from side to side by left and right operation, and drives the crusher of the excavator by front and rear operation.
  • the swing driving and the crusher driving may be performed by the second joystick.
  • each drive lever of the excavator body is provided with a drive unit and a drive motor interlocked with the first joystick and the second joystick, the drive unit and the drive motor and the first and second joystick can be configured to interlock with each other. have.
  • a pair of track lever driving units 62 and 72 and a pair of track lever driving motors 61 and 71 are linked to the first joystick.
  • the track lever drivers 62 and 72 are respectively connected to a pair of track drive levers 60 and 70 connected to the left and right tracks of the excavator, respectively, and the track lever drives 62 and 72 are connected to one side of the track lever drivers 62 and 72, respectively.
  • the motors 61 and 71 are connected.
  • the track lever driving units 62 and 72 are constituted of, for example, hydraulic cylinders or pneumatic cylinders so that the cylinder rod is moved back and forth by the drive of the track lever driving motor.
  • First connection links 63a and 73a are connected to ends of the cylinder rod of the track lever drive unit, and the first connection links 63a and 73a are rotated to the first and second connection hinges 63b and 73b.
  • the second connection links 63c and 73c connected to the track driving lever are connected to the first and second connection hinges.
  • the control unit receiving the operation signal from the first joystick according to the front, rear, left and right operation of the first joystick drives the track lever driving motor, and the cylinder rod of the track lever driving unit is driven by the track lever driving motor. It is moved back and forth, and the track driving lever connected to the cylinder rod through the first connecting link, the connecting hinge, the second connecting link by the front and rear movement of the cylinder rod is moved back and forth.
  • a crusher drive unit and a crusher drive motor connected to the crusher lever of the excavator and interlocked with the second joystick
  • a swing drive unit and a swing connected to the swing lever of the excavator and interlocked with the second joystick It is characterized by including a drive motor.
  • the crusher driving unit 82, the crusher driving motor 81, the swing driving unit 92, and the swing driving motor 91 are linked to the second joystick.
  • the crusher lever driving unit 82 is connected to the crusher driving lever 80 of the excavator, and the crusher lever driving motor 81 is connected to one side of the crusher lever driving unit 82.
  • the crusher lever driving unit 82 is composed of, for example, a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, the cylinder rod is moved back and forth by the drive of the crusher lever drive motor.
  • a third connecting link 83a is connected to an end of the cylinder rod of the crusher lever driving unit, and the third connecting link 83a is rotatably connected to a third connecting hinge 83b.
  • a fourth connecting link 83c connected to the crusher driving lever is connected to the hinge.
  • the swing lever driving unit 92 is connected to the swing lever 90 of the excavator, and the swing lever driving motor 91 is connected to one side of the swing lever driving unit 92.
  • the swing lever driving unit 92 is composed of, for example, a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, the cylinder rod is moved back and forth by the drive of the swing lever drive motor.
  • a fifth connecting link 93a is connected to an end of the cylinder rod of the swing lever driving unit, and the fifth connecting link 93a is rotatably connected to a fourth connecting hinge 93b.
  • a sixth connection link 83c connected to the swing lever is connected to the hinge.
  • the controller receiving the operation signal from the second joystick according to the front and rear operation of the second joystick drives the crusher lever driving motor, and the cylinder rod of the crusher lever driving unit is moved back and forth by driving the crusher lever driving motor.
  • the crusher driving lever connected to the cylinder rod through the third connecting link, the third connecting hinge, and the fourth connecting link is moved back and forth by the front and rear movement of the cylinder rod.
  • the control unit receiving the operation signal from the joystick drives the swing lever driving motor, and the cylinder rod of the swing lever driving unit is moved back and forth by driving the swing lever driving motor, and the cylinder is moved back and forth by the cylinder rod.
  • the fifth connecting link, the fourth connecting hinge, the sixth connecting link to the rod A connected swing lever is moved back and forth operations.
  • the haptic control device is configured so that even beginners can easily recognize the operation of the excavator and at the same time can be easily controlled by reducing the fatigue of the operator based on the position control
  • one joystick can remotely control the track drive of the independently driven excavator
  • another joystick connects the highly related swing drive and the crusher mounted drive.

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Abstract

본 발명은 굴삭기의 원격 조종 시스템에 관한 것으로서, 굴삭기의 붐 링크부와 연동되며, 조작자의 팔꿈치를 안착시키고 바닥면과 평행하게 회동가능한 붐 컨트롤부와, 굴삭기의 아암 링크부와 연동되며 상기 붐 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 상기 붐 컨트롤부에 체결되는 아암 컨트롤부와, 굴삭기의 버킷 링크부와 연동되며 상기 아암 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 상기 아암 컨트롤부에 체결되는 버킷 컨트롤부를 포함하는 햅틱조종장치와, 전후좌우 조작에 의해 굴삭기의 전후좌우 트랙구동을 수행시키는 제 1 조이스틱과, 좌우 조작에 의해 굴삭기 몸체를 좌우 스윙구동시키고 전후조작에 의해 크러셔를 구동시키는 제 2 조이스틱을 포함하여, 햅틱조종장치에 의하여 초보자라도 굴삭기의 동작을 쉽게 인지할 수 있도록 구성함과 동시에 위치 제어를 기반으로 하여 조작자의 피로도를 줄여 편하게 조종할 수 있고, 보다 정확한 굴삭기의 조종이 가능하며, 하나의 조이스틱으로는 독립적으로 구동하는 굴삭기의 트랙구동을 원격 조종하고, 또 하나의 조이스틱으로는 구동에 있어서 서로 연관성이 높은 스윙구동과 크러셔의 장착 구동을 연계하여 원격으로 조종하도록 구성함으로써, 조작이 간편하고, 안전한 굴삭작업을 수행할 수 있다.

Description

굴삭기의 원격 조종 시스템
본 발명은 굴삭기의 원격 조종 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사람의 팔, 손목, 손가락을 굴삭기의 붐, 아암, 버킷 조인트와 연동되도록 구성하여 초보자라도 굴삭기의 메인 동작을 쉽게 인지할 수 있도록 구성함과 동시에 굴삭기의 메인 동작인 굴삭동작 이외에도 크러셔 구동이나 주행, 상체 회전 구동이 용이한 굴삭기의 원격 조종시스템에 관한 것이다.
일반적으로 굴삭기는 땅을 파거나 깎을 때 사용되는 건설기계로 일반적으로 포크레인이라고도 한다. 이러한 굴삭기는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 캐터필러식의 궤도체 위에 스윙몸체가 조종자가 원하는 스윙회전각만큼 회전가능하게 설치되고, 스윙몸체에 조종석이 형성되어 있다.
스윙몸체에 붙어있는 붐은 유압실린더에 의해 상하이동을 할 수 있고, 붐의 단부에는 아암이 유압실린더에 의해 회전가능하게 설치된다.
아암의 단부에는 버킷이 회전할 수 있게 설치되어 작업을 할 수 있게 되고, 버킷은 드래그라인, 클램셸, 드래그셔블 등으로 바꾸어서 토사와 암석의 상태, 굴착방법, 이동성에 따라 다양하게 사용할 수 있다.
이러한 굴삭기를 조종하기 위한 조종장치로서, 종래의 굴삭기 조종장치는 조이스틱을 이용하여 버킷의 인 앤 아웃, 아암의 업 앤 다운, 붐의 인 앤 아웃, 선회작업을 수행한다.
그러나, 굴삭기를 이용한 작업의 경우, 작업위치, 환경, 및 조건에 따라서는 위험한 지역이나 열악한 환경하에서 작업이 이루어지는 경우가 많고, 이러한 경우 조작자가 굴삭기에 탑승하여 조종하기가 매우 어려운 경우가 자주 발생한다. 이러한 상황하에서 조종자가 굴삭기에 직접 탑승하지 않고도 굴삭기의 제어가 가능한 원격제어 굴삭기 조종장치가 필요하다.
한국특허공고 제1994-0003731호에는 원격제어 굴삭기 조종장치가 개시되어 있다. 상기 종래의 굴삭기 원격조종장치(100)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 프레임에 고정되며 모터축과 동일하게 회전할 수 있도록 가이드 슬롯을 갖는 두개의 원호형 가동부재(101a, 101b)와, 가동부재의 가이드 슬롯상에서 모터의 회전동작에 의해 조작되는 조작레버(101)를 구비하고 있다.
그러나, 상술한 종래의 굴삭기 원격조종장치에 있어서는, 굴삭기의 버킷, 아암, 붐의 움직임이 조이스틱 및 레버의 움직임과 맵핑되지 않기 때문에, 조이스틱 및 레버를 조작하기 위해서는 상당한 숙련도가 요구된다고 하는 문제점이 있었다. 즉, 굴삭기의 버킷, 아암, 붐의 실제 움직임과 조작을 위한 조작레버의 실제 움직임이 상관성을 갖지 않고 있기 때문에, 능숙하지 않는 작업자에게는 혼동을 가져와 원하는 작업을 수행하는데 어려움을 가져올 수 있다.
한편, 한국특허공개공보 제2011-0074061호에는 상술한 문제를 해결하기 위한 직관적 조종장치가 개시되어 있다. 상기 종래의 굴삭기의 직관적 조종장치는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 굴삭기의 버킷, 아암, 붐의 움직임을 실제로 작업자의 손목, 하완, 상완의 움직임과 직관적으로 연관성을 갖도록 조종할 수 있으므로, 굴삭기의 유저 인터페이스 조종능력을 향상시켜 굴삭기를 자유롭게 조작함으로써 보다 빠르고 정확하게 능숙한 굴삭 작업을 구현할 수 있도록 구성한 조종장치가 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래기술에 있어서는, 조작자의 어깨를 사용하는 구조를 가지므로, 큰 근육을 사용하기 때문에 동일한 작업을 수행하더라도 조작자의 피로도가 크다고 하는 문제점이 있었다. 또한, 상기 종래기술에 있어서는 각각의 조작부가 역학적으로 결합되어 있어서 버킷 링크를 회전시키기 위해서는 손목 관절이 같이 회전하게 되어 붐, 아암이 함께 움직이므로 독립적인 구동이 어렵다고 하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 종래기술에 있어서는, 굴삭기의 붐, 아암, 버킷의 구동을 원격으로 할 수 있으나, 그 이외의 굴삭기의 구동, 예를 들면, 트랙의 전후좌우 구동이나, 굴삭기의 보조기구인 크러셔 구동 또는 굴삭기 몸체의 상체 스윙 동작구동 등 굴삭기의 다양한 구동에 대한 원격조종방법이 전혀 제시되지 않다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 본 발명의 목적은 사람의 팔, 손목, 손가락을 굴삭기의 붐 조인트, 아암 조인트, 버킷 조인트와 연동되도록 굴삭기의 링크 구조와 유사한 구조로 구성하여 초보자라도 굴삭기의 동작을 쉽게 인지할 수 있고 위치 제어를 기반으로 하여 조작자의 피로도를 줄여 편하게 조종할 수 있는 햅틱조종장치를 구비함과 동시에 굴삭기의 트랙구동이나 스윙 구동은 물론 보조기구인 크러셔의 장착 구동을 원격으로 조종할 수 있는 조이스틱이 구비된 굴삭기의 원격 조종시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 굴삭기의 원격조종 시스템은, 굴삭기의 붐 링크부와 연동되며, 조작자의 팔꿈치를 안착시키고 바닥면과 평행하게 회동가능한 붐 컨트롤부와, 굴삭기의 아암 링크부와 연동되며 상기 붐 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 상기 붐 컨트롤부에 체결되는 아암 컨트롤부와, 굴삭기의 버킷 링크부와 연동되며 상기 아암 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 상기 아암 컨트롤부에 체결되는 버킷 컨트롤부를 포함하는 햅틱조종장치와, 굴삭기의 유압구동부에 연동되며 굴삭기의 트랙구동과 선회구동 및 크러셔 구동을 수행하는 복수의 원격조종장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수의 원격조종장치는, 굴삭기의 트랙구동을 굴삭기의 선회구동 및 크러셔 구동과 독립적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 복수의 원격조종장치는, 전후좌우 조작에 의해 굴삭기의 전후좌우 트랙구동을 수행시키는 제 1 조이스틱과, 좌우 조작에 의해 굴삭기 몸체를 좌우 스윙구동시키고 전후조작에 의해 크러셔를 구동시키는 제 2 조이스틱을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원격조종시스템은 굴삭기의 복수의 트랙구동레버에 연결되며 상기 제 1 조이스틱에 연동되는 복수의 트랙레버 구동부 및 복수의 트랙레버 구동모터와, 굴삭기의 크러셔 구동레버에 연결되며 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 크러셔레버 구동부 및 크러셔레버 구동모터와, 굴삭기의 스윙레버에 연결되며 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 스윙레버 구동부 및 스윙레버 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 의한 굴삭기의 원격조종시스템에 의하면, 사람의 팔, 손목, 손가락을 굴삭기의 붐 조인트, 아암 조인트, 버킷 조인트와 연동되도록 조종장치를 굴삭기의 링크 구조와 유사한 구조로 구성하여 초보자라도 굴삭기의 동작을 쉽게 인지할 수 있도록 구성함과 동시에 조작자의 팔꿈치, 손목을 조종장치에 안착시키고 붐 컨트롤부, 아암 컨트롤부, 버킷 컨트롤부를 조작이 간편하도록 바닥면에 평행하게 회동할 수 있도록 위치 제어를 기반으로 하여 조작자의 피로도를 줄여 편하게 조종할 수 있고, 붐 링크, 아암 링크 및 버킷 링크를 각각 상대적으로 회동가능하며 독립적으로 구동될 수 있도록 구성함으로써, 보다 정확한 굴삭기의 조종이 가능하고, 조작자의 팔 길이에 따라 붐 컨트롤부, 아암 컨트롤부, 버킷 컨트롤부의 길이를 가변적으로 조절할 수 있도록 구성함으로써 사용이 편리하게 구성할 수 있다.
또한, 하나의 조이스틱으로는 독립적으로 구동하는 굴삭기의 트랙구동을 원격 조종하고, 또 하나의 조이스틱으로는 구동에 있어서 서로 연관성이 높은 스윙구동과 크러셔의 장착 구동을 연계하여 원격으로 조종하도록 구성함으로써, 조작이 간편하고, 안전한 굴삭작업을 수행할 수 있다.
도 1은 굴삭기의 일반적 예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래기술에 의한 굴삭기의 조종장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 굴삭기의 원격조종시스템을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 햅틱 조종장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5의 햅틱조종장치를 사용하는 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명에 의한 트랙구동부 및 트랙구동모터를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 크러셔 구동부 및 크러셔 구동모터를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 스윙 구동부 및 스윙구동모터를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 굴삭기의 원격 조종시스템에 대하여 실시예로써 상세하게 설명한다.
도 4 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 굴삭기의 원격조종 시스템(1)은 굴삭기의 굴삭동작을 원격으로 조종하는 햅틱조종장치(2)와, 굴삭기의 굴삭동작 이외의 기본적인 구동동작을 원격으로 조종하는 복수의 원격조종장치(40, 50)와, 굴삭기를 원격으로 조종할 때에 원격지의 굴삭기의 작업현장을 모니터링할 수 있는 모니터부(3)를 포함한다.
상기 햅틱조종장치(2)와 상기 복수의 원격조종장치(40, 50)와 상기 모니터부(3)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 하나의 스테이션(4) 내에 설치될 수 있다.
상기 햅틱조종장치(2)는 붐 컨트롤부(10)와, 아암 컨트롤부(20)와, 버킷 컨트롤부(30)를 구비하며, 굴삭기의 링크 구조와 유사한 구조로 구성되어 있다.
상기 붐 컨트롤부(10)는 굴삭기의 붐 링크부와 연동되며, 조작자의 팔꿈치를 안착시켜 지지한다. 상기 붐 컨트롤부(10)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 햅틱조종장치가 설치되는 바닥면에 대하여 평행한 평면상에서 회동가능하게 설치되어 있다.
상기 붐 컨트롤부(10)는 프레임(11)과, 붐 회전플레이트(12)와, 붐 구동풀리(13)와, 붐 구동모터(15)와, 가이드 플레이트(16)를 포함한다.
상기 붐 회전플레이트(12)는 대략 원반 형상으로 형성되어 있고, 상기 프레임(11)에 지지되며, 상기 붐 회전플레이트의 상부에는 조작자가 팔꿈치를 얹어놓고 조작에 필요한 방향으로 좌우로 회전시킴에 따라 회전할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 붐 회전플레이트(12)의 하부에는 붐 구동회전축이 체결되어 있으며 상기 붐 구동회전축의 하부에는 붐 구동풀리(13)가 체결되어 있으며, 상기 붐 구동풀리는 타이밍벨트 등에 의해 붐 구동모터(15)의 회전축(14)에 연결되어 있다.
상기 붐 회전플레이트(12)에는 가이드 플레이트(16)가 일체로 형성되어 있다. 상기 가이드 플레이트(16)의 양측면에는 복수 개의 제 1 가변체결홀(17)이 일정간격 이격되어 형성되어 있다. 상기 가이드 플레이트에는 후술하는 아암 플레이트를 삽입시킬 수 있고, 상기 제 1 가변체결홀(17)과 아암 플레이트에 형성된 복수의 체결구멍을 위치맞춤한 후에 볼트나 나사 등의 고정수단에 의해 고정할 수 있도록 구성된다. 이로써, 상기 원격조종장치를 사용하는 조작자의 팔길이에 따라 상기 가이드 플레이트에 아암 플레이트를 삽입한 후 원하는 길이에 맞춘 다음, 상기 제 1 가변체결홀과 체결구멍을 위치맞춤하여 길이를 조절할 수 있다.
또한, 상기 가이드 플레이트(16)의 상기 붐 회전플레이트의 반대쪽 끝단에는 가이드 홈을 형성하고, 상기 가이드 홈이 형성된 부분의 상기 가이드 플레이트의 바닥면은 내부측으로 돌출되도록 돌출부를 형성할 수 있다. 상기 돌출부에 의해 상기 가이드 플레이트에 삽입되는 아암 플레이트가 지지될 수 있도록 구성하고, 상기 가이드 홈에 아암플레이트 지지부가 삽입되어 이동될 수 있도록 구성한다.
또한, 상기 회전플레이트와 상기 가이드 플레이트의 상부면에는 조작자의 팔꿈치 받침대로서 커버를 설치할 수 있다.
상술한 구성을 가지는 붐 컨트롤부는, 조작자가 상기 회전플레이트에 팔꿈치를 얹어놓고 평면상으로 회전시키면, 이에 따라 상기 회전플레이트가 회전하게 되고, 상기 회전플레이트에 동축으로 연결된 붐 구동회전축이 회전구동되어, 상기 붐 구동풀리를 통해 붐 구동모터의 회전축이 회전하게 된다. 붐 구동모터의 회전축의 회전에 따라 붐 구동모터의 회전에 의한 전류값이 측정되어 상기 원격조종장치의 제어부를 통해 굴삭기의 조종장치에 전송되어 굴삭기의 붐 링크부를 구동시키게 된다.
상기 붐 컨트롤부에는 아암 컨트롤부(20)가 연결된다. 상기 아암 컨트롤부(20)는 굴삭기의 아암 링크부와 연동되며 상기 붐 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 구성된다.
상기 아암 컨트롤부(20)는, 아암 플레이트(21)와, 아암 구동풀리(22)와, 아암 구동모터(23)와, 아암 회전플레이트(24)를 구비한다.
상기 아암 플레이트(21)의 일끝단은 상기 붐 컨트롤부의 상기 가이드 플레이트에 체결되고 타끝단은 조작자의 손목을 안착시켜 지지하도록 구성된다.
조작자의 손목을 지지하는 상기 아암 플레이트(21)의 타끝단의 하부에는 회전축이 연결되어 있고, 상기 회전축에는 아암 구동풀리(22)가 연결되어 있다. 상기 아암 구동풀리(22)는 타이밍벨트 등에 의해 아암 구동모터(23)의 회전축과 연결되어 있다.
또한, 상기 아암 플레이트(21)의 하부에는 아암 구동모터에 연결되어 아암 구동모터를 지지하는 아암 지지플레이트(21a)가 지지브라켓(21b)에 의해 연결되어 있다. 상술한 바와 같이, 조작자의 팔길이에 따라 상기 아암 플레이트가 상기 가이드 플레이트에 삽입되는 길이를 조절할 때에, 상기 지지브라켓은 상기 가이드 홈에 삽입되고 상기 아암 구동모터와 상기 아암 플레이트가 함께 안내되어 이동할 수 있도록 구성된다.
상기 아암플레이트의 양측에는 상기 제 1 가변체결홀에 상응하는 복수의 체결구멍이 형성되어 있다.
또한, 상기 아암 플레이트와 상기 아암 구동풀리 사이에는 아암 회전플레이트(24)가 설치된다. 상기 아암 회전플레이트(24)는 상기 아암 플레이트의 회전축에 회동가능하게 연결되어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 사용자가 손목을 회전시킴에 따라 상기 아암 플레이트와 동일 평면상에서 회전가능하게 구성된다.
상기 아암 회전플레이트의 타측에는 복수의 제 2 가변체결홀(25)이 일정간격 이격되어 형성되어 있다. 상기 제 2 가변체결홀에는 후술하는 버킷 컨트롤부의 체결 브라켓이 체결되며, 조작자의 손목의 길이에 따라 상기 체결 브라켓의 체결 위치를 조절할 수 있다.
상술한 구성을 가지는 아암 컨트롤부는, 조작자가 상기 아암 플레이트에 손목을 얹어놓고 평면상으로 회전시키면, 이에 따라 상기 아암 회전플레이트가 회전하게 되고, 상기 아암 회전플레이트에 동축으로 연결된 아암 구동회전축이 회전구동되어, 상기 아암 구동풀리를 통해 아암 구동모터의 회전축이 회전하게 된다. 아암 구동모터의 회전축의 회전에 따라 아암 구동모터의 회전에 의한 전류값이 측정되어 상기 원격조종장치의 제어부를 통해 굴삭기의 조종장치에 전송되어 굴삭기의 아암 링크부를 구동시키게 된다.
상기 아암 회전플레이트에는 버킷 컨트롤부(30)가 연결된다. 상기 버킷 컨트롤부(30)는 굴삭기의 버킷 링크부와 연동되며 상기 아암 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 구성된다.
상기 버킷 컨트롤부(30)는, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 파지부 유닛(31)과, 가이드로드(32)와, 버킷 회전축(33)과, 버킷 구동풀리(34)와, 버킷 체결부(36)와, 버킷 구동모터부(37)를 포함하여 구성된다.
상기 파지부 유닛(31)은 상기 가이드로드(32)가 삽입되는 삽입구멍이 형성되어 있고, 상기 파지부 유닛(31)의 하부에는 도 8에 나타낸 바와 같이 조작자의 손가락을 끼워넣을 수 있도록 하단부가 개구되어 대략 n자 형상으로 형성된 파지부(31a)가 형성되어 있다. 조작자가 상기 파지부에 손가락을 끼워넣으면 조작자의 손가락의 길이에 따라, 상기 파지부 유닛(31)은 상기 가이드로드를 따라 전후로 슬라이딩 이동한다.
상기 가이드로드(32)의 일끝단은 유닛 체결브라켓(32a)에 체결되며, 상기 유닛 체결브라켓은 상기 버킷 회전축(33)에 회전가능하게 체결된다.
상기 버킷 회전축(33)은 체결로드(35)에 의해 지지되며, 상기 버킷 회전축(33)에는 버킷 구동풀리(34)가 동축으로 연결되어 있고, 상기 버킷 구동풀리(34)는 타이밍벨트 등에 의해 버킷 구동모터부(37)의 회전축과 연결되어 있다.
상기 버킷 구동모터부(37)의 내부에는 버킷 구동모터가 내장되어 있고, 상기 버킷 구동모터부(37)의 케이스의 외부면에는 조작자가 파지하기 용이하도록 손잡이부(38)가 마련되어 있다.
상기 버킷 구동모터부(37)는 버킷 체결부(36)에 체결된다. 상기 버킷 체결부의 상부측에는 연결브라켓(36a)을 통해 상기 체결로드가 지지되며, 상기 버킷 체결부(36)는 체결 브라켓(39)를 통해 상기 아암 회전플레이트(24)에 세워 설치된다. 상기 버킷 체결부(36)의 하부에는, 예를 들면 힌지구멍이 형성되어 힌지핀 등에 의해 상기 체결 브라켓(39)에 회동가능하게 체결되며, 상기 체결 브라켓(39)은 상기 아암 회전플레이트에 회동가능하게 체결된다.
이로써, 상기 버킷 컨트롤부는, 도 6에 나타낸 바와 같이, X축 및 Y축을 중심으로 회전가능하도록 2자유도를 갖는 구조로 구성되어 조작자가 상기 손잡이를 잡고 편하게 조작할 수 있도록 구성되어 있다.
상술한 구성을 가지는 버킷 컨트롤부는, 조작자가 상기 파지부에 손가락을 끼워넣고 평면상으로 회전시키면, 이에 따라 상기 파지부 유닛이 회전하게 되고, 상기 파지부 유닛의 회전에 따라 버킷 회전축이 회전구동되어, 상기 버킷 구동풀리를 통해 버킷 구동모터의 회전축이 회전하게 된다. 버킷 구동모터의 회전축의 회전에 따라 버킷 구동모터의 회전에 의한 전류값이 측정되어 상기 원격조종장치의 제어부를 통해 굴삭기의 조종장치에 전송되어 굴삭기의 버킷 링크부를 구동시키게 된다.
한편, 본 발명의 굴삭기 원격조종시스템(1)은 상기 햅틱조종장치 이외에 복수의 원격조종장치(40, 50)를 구비한다. 본 실시예에 있어서, 상기 복수의 원격조종장치(40, 50)는 상기 햅틱조종장치에 의한 굴삭기의 굴삭구동 이외에 굴삭기의 다른 구동, 예를 들면 굴삭기의 트랙구동이나, 선회구동, 크러셔 구동을 수행하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 원격조종장치는, 가장 직관적으로 조종이 가능한 트랙의 구동 동작을 하나의 원격조종장치에서 수행하도록 구성하고, 서로 독립적으로 구동이 이루어지는 선회구동이나 크러셔 구동은 서로 같은 하나의 원격조종장치에서 수행하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 원격조종장치는, 제 1 조이스틱(40)과 제 2 조이스틱(50)을 포함하여 구성되며, 상기 제 1 조이스틱 및 상기 제 2 조이스틱은 상기 햅틱조종장치의 일측에 서로 병렬되어 배치된다.
상기 제 1 조이스틱(40)은, 전후좌우 조작에 의해 굴삭기의 전후좌우 트랙구동을 수행시킨다. 상기 제 1 조이스틱(40)은 굴삭기의 유압구동부에 연결된 트랙구동레버에 연결되어, 상기 제 1 조이스틱(40)을 전후로 조작함에 따라 굴삭기가 전후로 트랙구동하게 된다. 또한, 상기 제 1 조이스틱(40)을 좌우로 조작함에 따라, 상기 제 1 조이스틱(40)의 좌우조작신호를 인가받은 제어부는 굴삭기의 좌우측 트랙에 연결된 레버의 조작정도를 달리하도록 미리 설정된 값에 따라 굴삭기의 좌우측 트랙레버의 전진 속도를 달리 적용하도록 구성되어 좌우측으로 트랙구동할 수 있도록 구성되어 있다.
상기 제 2 조이스틱(50)은, 좌우조작에 의해서 상기 굴삭기의 몸체를 좌우로 스윙구동하고, 전후조작에 의해서 상기 굴삭기의 크러셔를 구동시킨다.
여기서, 일반적으로 굴삭기의 구동에 있어서는 굴삭기 몸체의 스윙동작과 크러셔 구동동작이 서로 독립적으로 이루어지기 때문에, 상기 제 2 조이스틱 하나로써 상기 스윙구동과 상기 크러셔 구동이 이루어지도록 구성할 수 있다.
한편, 굴삭기 본체의 각각의 구동레버에는 상기 제 1 조이스틱 및 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 구동부 및 구동모터를 설치하여, 상기 구동부 및 구동모터와 상기 제 1 및 제 2 조이스틱이 서로 연동되도록 구성할 수 있다.
도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 상기 제 1 조이스틱에는 한 쌍의 트랙레버구동부(62, 72) 및 한 쌍의 트랙레버 구동모터(61, 71)가 연동된다. 상기 트랙레버 구동부(62, 72)는 각각 굴삭기의 좌우측 트랙에 연결된 한 쌍의 트랙구동레버(60, 70)에 각각 연결되어 있고, 상기 트랙레버 구동부(62, 72)의 일측에는 각각 트랙레버 구동모터(61, 71)가 연결되어 있다. 상기 트랙레버 구동부(62, 72)는 예를 들면 유압실린더나 공압실린더로 구성되어 상기 트랙레버 구동모터의 구동에 의해 실린더 로드가 전후로 이동된다.
상기 트랙레버 구동부의 상기 실린더 로드의 끝단에는 제 1 연결링크(63a, 73a)가 연결되어 있고, 상기 제 1 연결링크(63a, 73a)는 제 1 및 제 2 연결힌지(63b, 73b)에 회동가능하게 연결되며, 상기 제 1 및 제 2 연결힌지에는 상기 트랙구동레버에 연결된 제 2 연결링크(63c, 73c)가 각각 연결되어 있다.
이로써, 상기 제 1 조이스틱의 전후좌우 조작에 따라 상기 제 1 조이스틱으로부터 조작신호를 인가받은 제어부는 상기 트랙레버 구동모터를 구동시키고, 상기 트랙레버 구동모터의 구동에 의해 상기 트랙레버 구동부의 실린더 로드가 전후로 이동되며, 상기 실린더 로드의 전후이동에 의해 상기 실린더 로드에 제 1연결링크, 연결힌지, 제 2 연결링크를 통해 연결된 트랙구동레버가 전후로 조작이동된다.
도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 굴삭기의 크러셔 레버에 연결되며 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 크러셔 구동부 및 크러셔 구동모터와, 굴삭기의 스윙레버에 연결되며 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 스윙구동부 및 스윙 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 조이스틱에는 크러셔 구동부(82), 크러셔 구동모터(81), 스윙 구동부(92), 스윙구동모터(91)가 연동된다.
상기 크러셔레버 구동부(82)는 굴삭기의 크러셔 구동레버(80)에 연결되어 있고, 상기 크러셔레버 구동부(82)의 일측에는 크러셔레버 구동모터(81)이 연결되어 있다. 상기 크러셔레버 구동부(82)는 예를 들면 유압실린더나 공압실린더로 구성되어 상기 크러셔레버 구동모터의 구동에 의해 실린더 로드가 전후로 이동된다.
상기 크러셔레버 구동부의 상기 실린더 로드의 끝단에는 제 3 연결링크(83a)가 연결되어 있고, 상기 제 3 연결링크(83a)는 제 3 연결힌지(83b)에 회동가능하게 연결되며, 상기 제 3 연결힌지에는 상기 크러셔 구동레버에 연결된 제 4연결링크(83c)가 연결되어 있다.
상기 스윙레버 구동부(92)는 굴삭기의 스윙레버(90)에 연결되어 있고, 상기 스윙레버 구동부(92)의 일측에는 스윙레버 구동모터(91)이 연결되어 있다. 상기 스윙레버 구동부(92)는 예를 들면 유압실린더나 공압실린더로 구성되어 상기 스윙레버 구동모터의 구동에 의해 실린더 로드가 전후로 이동된다.
상기 스윙레버 구동부의 상기 실린더 로드의 끝단에는 제 5 연결링크(93a)가 연결되어 있고, 상기 제 5 연결링크(93a)는 제 4 연결힌지(93b)에 회동가능하게 연결되며, 상기 제 4 연결힌지에는 상기 스윙레버에 연결된 제 6 연결링크(83c)가 연결되어 있다.
상기 제 2 조이스틱의 전후 조작에 따라 상기 제 2 조이스틱으로부터 조작신호를 인가받은 제어부는 상기 크러셔레버 구동모터를 구동시키고, 상기 크러셔레버 구동모터의 구동에 의해 상기 크러셔레버 구동부의 실린더 로드가 전후로 이동되며, 상기 실린더 로드의 전후이동에 의해 상기 실린더 로드에 제 3 연결링크, 제 3 연결힌지, 제 4 연결링크를 통해 연결된 크러셔구동 레버가 전후로 조작이동되고, 상기 제 2 조이스틱의 좌우 조작에 따라 상기 제 2 조이스틱으로부터 조작신호를 인가받은 제어부는 상기 스윙레버 구동모터를 구동시키고, 상기 스윙레버 구동모터의 구동에 의해 상기 스윙레버 구동부의 실린더 로드가 전후로 이동되며, 상기 실린더 로드의 전후이동에 의해 상기 실린더 로드에 제 5 연결링크, 제 4 연결힌지, 제 6 연결링크를 통해 연결된 스윙레버가 전후로 조작이동된다.
이로써, 본 발명에 의한 굴삭기의 원격조종시스템에 의하면, 햅틱조종장치에 의하여 초보자라도 굴삭기의 동작을 쉽게 인지할 수 있도록 구성함과 동시에 위치 제어를 기반으로 하여 조작자의 피로도를 줄여 편하게 조종할 수 있고, 보다 정확한 굴삭기의 조종이 가능하며, 하나의 조이스틱으로는 독립적으로 구동하는 굴삭기의 트랙구동을 원격 조종하고, 또 하나의 조이스틱으로는 구동에 있어서 서로 연관성이 높은 스윙구동과 크러셔의 장착 구동을 연계하여 원격으로 조종하도록 구성함으로써, 조작이 간편하고, 안전한 굴삭작업을 수행할 수 있다.

Claims (4)

  1. 굴삭기의 붐 링크부와 연동되며, 조작자의 팔꿈치를 안착시키고 바닥면과 평행하게 회동가능한 붐 컨트롤부와, 굴삭기의 아암 링크부와 연동되며 상기 붐 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 상기 붐 컨트롤부에 체결되는 아암 컨트롤부와, 굴삭기의 버킷 링크부와 연동되며 상기 아암 컨트롤부와 동일 평면상에서 회동가능하도록 상기 아암 컨트롤부에 체결되는 버킷 컨트롤부를 포함하는 햅틱조종장치와,
    굴삭기의 유압구동부에 연동되며 굴삭기의 트랙구동과 선회구동 및 크러셔 구동을 수행하는 복수의 원격조종장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 원격조종 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 원격조종장치는 굴삭기의 트랙구동을 굴삭기의 선회구동 및 크러셔 구동과 독립적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 원격조종 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 원격조종장치는,
    전후좌우 조작에 의해 굴삭기의 전후좌우 트랙구동을 수행시키는 제 1 조이스틱과,
    좌우 조작에 의해 굴삭기 몸체를 좌우 스윙구동시키고 전후조작에 의해 크러셔를 구동시키는 제 2 조이스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 원격조종 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    굴삭기의 복수의 트랙구동레버에 연결되며 상기 제 1 조이스틱에 연동되는 복수의 트랙레버구동부 및 복수의 트랙레버구동모터와,
    굴삭기의 크러셔 구동레버에 연결되며 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 크러셔레버 구동부 및 크러셔레버 구동모터와,
    굴삭기의 스윙레버에 연결되며 상기 제 2 조이스틱에 연동되는 스윙레버구동부 및 스윙레버 구동모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 굴삭기의 원격조종 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108396809A (zh) * 2018-04-08 2018-08-14 梅瑞 一种挖掘机简单直观控制操作系统
CN114020090A (zh) * 2021-09-15 2022-02-08 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司 一种电控换向连杆控制操作杆机构

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101550131B1 (ko) 2014-01-20 2015-09-03 한양대학교 에리카산학협력단 기기 작동용 조작 레버의 무인 조종 시스템
DE102017116830A1 (de) 2017-07-25 2019-01-31 Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh Bedieneinrichtung für eine Arbeitsmaschine
JP6922806B2 (ja) * 2018-03-23 2021-08-18 コベルコ建機株式会社 遠隔操作システム及び主操作装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000038744A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Toa Harbor Works Co Ltd バックホウの遠隔操縦方法及び装置
JP2005171510A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd 操作装置および作業車両
JP2007191888A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 作業機械の操作装置
KR20110074061A (ko) * 2009-12-24 2011-06-30 고려대학교 산학협력단 굴삭기의 직관적 조종장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09316934A (ja) * 1996-05-24 1997-12-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 土木・建設機械の無線操縦装置
JP3398009B2 (ja) * 1997-04-07 2003-04-21 株式会社フジタ 遠隔操作システム
JP3998165B2 (ja) * 1998-06-11 2007-10-24 国土交通省九州地方整備局長 遠隔操作システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000038744A (ja) * 1998-07-22 2000-02-08 Toa Harbor Works Co Ltd バックホウの遠隔操縦方法及び装置
JP2005171510A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd 操作装置および作業車両
JP2007191888A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 作業機械の操作装置
KR20110074061A (ko) * 2009-12-24 2011-06-30 고려대학교 산학협력단 굴삭기의 직관적 조종장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108396809A (zh) * 2018-04-08 2018-08-14 梅瑞 一种挖掘机简单直观控制操作系统
CN114020090A (zh) * 2021-09-15 2022-02-08 浙江钱塘机器人及智能装备研究有限公司 一种电控换向连杆控制操作杆机构

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