WO2017200257A1 - 건설 기계의 안전 시스템 - Google Patents

건설 기계의 안전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2017200257A1
WO2017200257A1 PCT/KR2017/005048 KR2017005048W WO2017200257A1 WO 2017200257 A1 WO2017200257 A1 WO 2017200257A1 KR 2017005048 W KR2017005048 W KR 2017005048W WO 2017200257 A1 WO2017200257 A1 WO 2017200257A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pilot
signal
construction machine
safety
safety system
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/005048
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김기용
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산인프라코어 주식회사 filed Critical 두산인프라코어 주식회사
Priority to EP17799614.7A priority Critical patent/EP3460131B1/en
Priority to CN201780031036.8A priority patent/CN109154153B/zh
Priority to US16/300,408 priority patent/US10676899B2/en
Publication of WO2017200257A1 publication Critical patent/WO2017200257A1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • 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
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • 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
    • 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
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • 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
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • 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
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
    • 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
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/166—Controlling a pilot pressure in response to the load, i.e. supply to at least one user is regulated by adjusting either the system pilot pressure or one or more of the individual pilot command pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/863—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being a hydraulic or pneumatic failure
    • F15B2211/8636—Circuit failure, e.g. valve or hose failure

Definitions

  • the present invention relates to a safety system of a construction machine, and more particularly to a safety system of a construction machine for preventing a safety accident due to a malfunction of the main control valve.
  • an electronic proportional pressure reduce valve (EPPRV) is applied to a main control valve.
  • the electronic proportional pressure reducing valve can control the movement of the spool for controlling the supply of the main hydraulic oil to the traveling device and various working devices requiring hydraulic pressure by an electrical signal.
  • the main control valve to which the electromagnetic proportional pressure reducing valve is applied may adjust the position of the spool in proportion to a voltage signal or a current signal applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valve.
  • the main control valve may include a plurality of spools and a plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves connected to the plurality of spools.
  • the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves regulate pilot hydraulic fluid acting on the plurality of spools to control the movement of the plurality of spools.
  • An embodiment of the present invention provides a safety system of a construction machine that can prevent a safety accident due to a malfunction of the main control valve.
  • a safety system of a construction machine includes a pilot pump for supplying pilot hydraulic fluid, a plurality of spools operating with the pilot hydraulic fluid to control the supply of main hydraulic fluid and having a signal portion in one region; And a signal line connecting the pilot pump, the signal unit of the plurality of spools, and a hydraulic tank, and a pressure sensor measuring the pressure of the signal line.
  • the safety system of the construction machine includes a plurality of electronic proportional pressure reducing valves (EPPRVs) connected to the plurality of spools to control the pilot hydraulic fluid delivered to the plurality of spools, and the pilot pump; It may further include a pilot line for connecting the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valve, and a safety shut-off valve provided on the pilot line between the pilot pump and the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valve to control the supply of the pilot hydraulic fluid.
  • EPPRVs electronic proportional pressure reducing valves
  • the safety shutoff valve supplies the pilot hydraulic oil supplied through the pilot line. You can block.
  • the safety system of the construction machine may further include a control device for controlling the pilot control valve in accordance with an operation device for the operator to operate, the operation signal of the operation device.
  • the controller may be configured to allow the safety shutoff valve to operate the pilot hydraulic fluid through the pilot line even if the pressure of the signal line measured by the pressure sensor exceeds a preset pressure value. Can be supplied.
  • the controller may generate a failure and warning signal when the pressure measured by the pressure sensor exceeds a preset pressure value and the safety shutoff valve shuts off the pilot hydraulic oil supplied to the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves.
  • the signal line may be branched from the pilot line between the pilot pump and the safety shutoff valve.
  • the safety system of the construction machine may further include a safety shutoff lever for operating the safety shutoff valve.
  • a safety shutoff lever for operating the safety shutoff valve.
  • the safety system of the construction machine may further include a pilot control valve provided on the pilot line between the pilot pump and the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves to control the supply of the pilot hydraulic oil.
  • the pilot control valve supplies the pilot hydraulic oil supplied through the pilot line. You can block.
  • the safety system of the construction machine may further include a control device for controlling the pilot control valve in accordance with an operation device for the operator to operate, the operation signal of the operation device.
  • a control device for controlling the pilot control valve in accordance with an operation device for the operator to operate, the operation signal of the operation device.
  • the control unit may generate a failure and warning signal when the pressure measured by the pressure sensor exceeds a preset pressure value and the pilot control valve shuts off the pilot oil supplied to the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves.
  • the signal line may be branched from the pilot line between the pilot pump and the pilot control valve.
  • the safety system of the construction machine can prevent a safety accident due to a malfunction of the main control valve.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a safety system of a construction machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a safety system of the construction machine of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation process of the safety system of the construction machine of FIG.
  • FIG. 4 is a configuration diagram showing a safety system of a construction machine according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation process of the safety system of the construction machine of FIG.
  • Embodiments of the invention specifically illustrate ideal embodiments of the invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Thus, the embodiment is not limited to the specific form of the illustrated region, but includes, for example, modification of the form by manufacture.
  • the construction machine may be, for example, an excavator or a hydraulic loader or the like.
  • the construction machine may include a work device such as a boom or an arm disposed in front of the cab, and a travel device such as an engine or a radiator disposed behind the cab.
  • a work device such as a boom or an arm disposed in front of the cab
  • a travel device such as an engine or a radiator disposed behind the cab.
  • the construction machine may further include an operation device 790 installed in the cab for the operator to operate.
  • the safety system 101 of a construction machine includes a pilot pump 800, a plurality of spools 210, a signal line 670, and a pressure.
  • Sensor 750 the safety system 101 of a construction machine according to a first embodiment of the present invention includes a pilot pump 800, a plurality of spools 210, a signal line 670, and a pressure.
  • Sensor 750 the pressure.
  • the safety system 101 of a construction machine includes a plurality of electronic proportional pressure reducing valves (EPPRV) 260, a pilot line 610, a hydraulic tank 880. ) May further include a safety shutoff valve 950 and a safety shutoff lever 910.
  • the plurality of spools 210 and the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260 may constitute the main control valve 200.
  • the safety system 101 of the construction machine is a control unit 700 for controlling the safety shut-off valve 950 according to the operation signal of the operating device 790 of the construction machine operated by the operator It may further include.
  • the safety system 101 of the construction machine according to the first embodiment of the present invention may further include an orifice 870 formed on the signal line 670.
  • the plurality of spools 210 controls the supply of main hydraulic oil. Specifically, the plurality of spools 210 controls the supply of the main hydraulic oil required for the operation of the work device or travel device such as a boom or an arm, respectively.
  • the plurality of spools 210 operate with pilot oil. That is, the plurality of spools 210 are moved by the pilot oil, so that the main control valve 200 controls the supply of the main oil.
  • each of the plurality of spools 210 is formed with a signal unit 215 in one area.
  • the signal unit 215 formed for each of the plurality of spools 210 is used to detect the movement of the plurality of spools 210.
  • the signal unit 215 is connected to the signal line 670 to be described later, the connection state of the signal unit 215 and the signal line 670 is changed as the plurality of spools 210 moves.
  • the connection state of the signal unit 215 and the signal line 670 is changed, the resistance applied to the pilot hydraulic oil moving along the signal line 670 is changed. And this means that the pressure of the signal line 670 is changed.
  • the pilot pump 800 supplies pilot hydraulic oil.
  • the pilot oil supplied by the pilot pump 800 may be supplied to the pilot line 610 and the signal line 670, which will be described later.
  • a plurality of electronic proportional pressure reducing valves (EPPRVs) 260 are respectively connected to the plurality of spools 210 to control the pilot oil supplied by the pilot pump 800 to the plurality of spools 210. That is, the pressure applied by the pilot oil to the plurality of spools 210 varies according to the degree of opening and closing of the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260, and the plurality of spools 210 are moved by the pressure applied by the pilot oil.
  • EPPRVs electronic proportional pressure reducing valves
  • the pilot line 610 connects the pilot pump 800 and the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260. That is, the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260 control the pilot oil supplied by the pilot pump 800 to the plurality of spools 210 through the pilot line 610.
  • the safety shutoff valve 950 is provided on the pilot line 610 between the pilot pump 800 and the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260.
  • the safety shutoff valve 950 controls the supply of pilot oil to the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260 along the pilot line 610. Specifically, when the safety shutoff valve 950 is turned on, the pilot line may be opened, and when the safety shutoff valve 950 is turned off, the pilot line may be shut off.
  • the safety shutoff valve 950 may be an electronic control valve.
  • the safety shutoff valve 950 may be an electronic proportional pressure reducing sol valve.
  • the safety shutoff lever 910 may operate the safety shutoff valve 950.
  • the safety shutoff lever 910 may be manually operated by a user. That is, the operator may manually control the safety shutoff valve 950 through the safety shutoff lever 910 to cut off the supply of pilot oil through the pilot line 610. Specifically, when the safety shutoff valve 950 is turned on, the pilot line may be opened, and when the safety shutoff valve 950 is turned off, the pilot line may be shut off.
  • the signal line 670 sequentially connects the pilot pump 800 and the signal units 215 of the plurality of spools 210.
  • the signal line 670 discharges the pilot oil supplied by the pilot pump 800 to the hydraulic tank 880.
  • the signal line 670 may be branched from the pilot line 610 between the safety shutoff valve 950 and the pilot pump 800.
  • the pilot hydraulic fluid moving along the signal line 670 may be recovered to the hydraulic tank 880 after sequentially passing through the signal units 215 of the plurality of spools 210.
  • the pilot oil moving along the signal line 670 does not affect the movement of the spool 210 and is used to measure the movement of the spool 210.
  • the pilot pump 800 supplies the pilot via the signal line 670.
  • the hydraulic oil passes through the signal units 215 of the plurality of spools 210 with little resistance.
  • the plurality of spools 210 should be in a position to stop the supply of the main hydraulic oil, when one or more of the plurality of spools 210 moves, the signal line 670 moves together with the signal unit 215 of the spool 210. A resistance is generated in the pilot oil moving along the N and the pressure in the signal line 670 increases.
  • the pressure sensor 750 may measure the pressure of the signal line 670 to provide information for determining whether the current spool 210 is moving according to the measured pressure value.
  • one or more of the plurality of spools 210 is moved even though the plurality of spools 210 must be in a position to stop the supply of the main hydraulic fluid by measuring the pressure of the signal line 670 You can effectively determine if it was.
  • Orifice 870 is installed in signal line 670.
  • the orifice 870 is provided to allow only a small portion of the flow rate discharged from the pilot pump 800 to flow along the signal line 670 to the hydraulic tank 880 and the rest to be used by other equipment. That is, the orifice 870 is a kind of resistor disposed between the pilot pump 800 and the signal line 670.
  • the flow rate discharged from the pilot pump 800 flows to the hydraulic tank 880 without any resistance, and the flow rate discharged from the pilot pump 800 is transferred to another device, for example, an electronic proportional pressure reducing valve ( 260 will not be used.
  • the control unit 700 controls the safety shutoff valve 950 according to an operation signal of the operation device 790 of the construction machine operated by the operator.
  • the manipulation device 790 may include one or more of a joystick, a pedal, a thumbwheel, and the like.
  • the controller 700 may unnecessarily use one or more of the plurality of spools 210 when the pressure of the signal line 670 measured by the pressure sensor 750 exceeds a preset pressure value. It is determined that it has moved and the safety shutoff valve 950 is controlled to cut off the pilot oil supplied to the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260 through the pilot line 610.
  • the preset pressure value may be variously set according to the type of construction machine.
  • the controller 700 may generate a failure and warning signal. Fault and warning signals may be communicated to the operator in a variety of ways known to those skilled in the art.
  • the control unit 700 safely cuts off even if the pressure of the signal line 670 measured by the pressure sensor 750 exceeds a preset pressure value.
  • the valve 950 controls to supply pilot hydraulic oil toward the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260.
  • the operation signal according to the operation of the operation device 790 may be generated when the operator moves the operation device 790 or more than the reference value. This is to prevent the safety accident caused by the operation of the construction machine in response to the operation device 790 is too sensitive to the operator's intention.
  • the reference value may be variously set as necessary.
  • the safety system 101 of the construction machine according to the first embodiment of the present invention can effectively prevent a safety accident due to a malfunction of the main control valve 200.
  • the safety shutoff valve 950 is turned on to operate by operating the safety shutoff lever 910.
  • the pilot pump 800 may supply the pilot hydraulic fluid through the pilot line 610.
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve 260 operates normally to move the spool 210.
  • the main hydraulic oil is supplied to the working device or the traveling device, thereby operating the construction machine.
  • the control unit 700 does not need the spool 210.
  • the safety shutoff valve 950 is turned off to prevent the construction machine from operating arbitrarily.
  • control unit 700 may generate a failure and a warning signal while turning off the safety shutoff valve 950.
  • the operator is aware of the failure and malfunction, it is possible to take action on the cause of the movement of the spool 210 even though the operation signal is not transmitted from the operation device 790.
  • the safety system 102 of a construction machine further includes a pilot control valve 250 in the first embodiment.
  • the safety shutoff valve 950 may be a general mechanical or manual valve rather than an electronically controlled valve. That is, in the second embodiment of the present invention, the safety shutoff valve 950 is not controlled by the controller 700.
  • Pilot control valve 250 is provided on pilot line 610 between pilot pump 800 and a plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260. More specifically, the pilot control valve 250 may be provided on the pilot line 610 between the safety shutoff valve 950 and the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valve 260.
  • the pilot control valve 250 controls the supply of pilot hydraulic oil to the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valve 260 along the pilot line 610. Specifically, when the pilot control valve 250 is On, the pilot line may be opened, and when the pilot control valve 250 is Off, the pilot line may be blocked. Also, as an example, the pilot control valve 250 may be an electromagnetic proportional pressure reducing sol valve.
  • the signal line 670 may be branched from the pilot line 610 between the safety shutoff valve 950 and the pilot control valve 250.
  • the second embodiment of the present invention is not limited to the above description, and the signal line 670 is separated from the pilot line 610 between the safety shutoff valve 950 and the pilot pump 800 as shown in FIG. 2. It may be branched and extended.
  • the control unit 700 may control the pilot control valve 250 according to an operation signal of the operation device 790 of the construction machine operated by the operator.
  • the controller 700 does not need one or more of the plurality of spools 210 when the pressure of the signal line 670 measured by the pressure sensor 750 exceeds a preset pressure value. It is determined that the control unit 250 and the pilot control valve 250 is controlled to block the pilot oil supplied to the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260 through the pilot line 610.
  • the preset pressure value may be variously set according to the type of construction machine. In this case, the controller 700 may generate a failure and warning signal. Fault and warning signals may be communicated to the operator in a variety of ways known to those skilled in the art.
  • the controller 700 controls the pilot even if the pressure of the signal line 670 measured by the pressure sensor 750 exceeds a preset pressure value when an operation signal generated by the operation of the operating device 790 of the construction machine is generated.
  • the valve 250 supplies pilot hydraulic oil toward the plurality of electromagnetic proportional pressure reducing valves 260.
  • the operation signal according to the operation of the operation device 790 may be generated when the operator moves the operation device 790 or more than the reference value. This is to prevent the safety accident caused by the operation of the construction machine in response to the operation device 790 is too sensitive to the operator's intention.
  • the reference value may be variously set as necessary.
  • the safety system 102 of the construction machine according to the second embodiment of the present invention can also effectively prevent a safety accident due to a malfunction of the main control valve 200.
  • the state of the safety shutoff lever 910 is checked. If the safety shutoff lever 910 is off (Off), since the pilot line 610 is stably shut off, one or more of the plurality of spools 210 may arbitrarily block an accident.
  • the safety shutoff valve 950 is opened and closed according to the operation of the safety shutoff lever 910.
  • the safety shutoff valve 950 When the operator wants to perform the operation, the safety shutoff valve 950 is turned on by operating the safety shutoff lever 910.
  • the pilot control valve 250 is also turned on to enable the pilot pump 800 to supply the pilot oil through the pilot line 610. .
  • the electromagnetic proportional pressure reducing valve 260 operates normally to move the spool 210.
  • the main hydraulic oil is supplied to the working device or the traveling device, thereby operating the construction machine.
  • the control unit 700 does not need the spool 210.
  • the pilot control valve 250 is turned off to prevent the construction machine from operating arbitrarily.
  • the pilot line 610 is blocked to fundamentally block the movement of the spool 210.
  • controller 700 may generate a failure and a warning signal while turning off the pilot control valve 250.
  • the operator is aware of the failure and malfunction, it is possible to take action on the cause of the movement of the spool 210 even though the operation signal is not transmitted from the operation device 790.
  • the safety system of a construction machine can be used to prevent a safety accident due to a malfunction of the main control valve.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

본 발명은 건설 기계의 안전 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템은 파일럿 작동유를 공급하는 파일럿 펌프와, 상기 파일럿 작동유로 동작하여 메인 작동유의 공급을 제어하고 일영역에 신호부가 형성된 복수의 스풀과, 상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 스풀의 상기 신호부를 차례로 연결하고 상기 파일럿 펌프가 공급한 파일럿 작동유를 유압 탱크로 토출하는 신호 라인, 그리고 상기 신호 라인의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함한다.

Description

건설 기계의 안전 시스템
본 발명은 건설 기계의 안전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인 컨트롤 밸브의 오작동에 의한 안전 사고를 방지하기 위한 건설 기계의 안전 시스템에 관한 것이다.
최근 지능형 굴삭 작업을 위한 건설 기계의 전자 제어에 대한 연구가 증가하고 있다. 특히, 건설 기계의 전자 제어에 있어서, 메인 컨트롤 밸브(Main Control Valve)에 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reduce valve, EPPRV)가 적용되고 있다.
전자 비례 감압 밸브는 유압을 필요로 하는 주행 장치 및 각종 작업 장치로 메인 작동유의 공급을 제어하기 위한 스풀(Spool)의 움직임을 전기적 신호로 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 비례 감압 밸브가 적용된 메인 컨트롤 밸브는 전자 비례 감압 밸브에 인가되는 전압 신호 또는 전류 신호에 비례하여 스풀의 위치를 조절할 수 있다. 구체적으로, 메인 컨트롤 밸브는 복수의 스풀과 복수의 스풀마다 연결된 복수의 전자 비례 감압 밸브를 포함할 수 있다. 그리고 복수의 전자 비례 감압 밸브는 복수의 스풀의 움직임을 제어하기 위해 복수의 스풀에 작용하는 파일럿 작동유를 조절한다.
그런데 복수의 전자 비례 감압 밸브 중 어느 하나에 이상이 생기거나 이들을 제어하는 제어부에 이상이 발생할 경우, 작업자가 조작 장치를 조작하지 않았음에도 스풀이 이동하고 이로 인해 건설 기계가 동작함으로써 발생할 수 있는 안전 사고에 대한 예방 조치가 요구된다.
본 발명의 실시예는 메인 컨트롤 밸브의 오작동에 의한 안전 사고를 예방할 수 있는 건설 기계의 안전 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설 기계의 안전 시스템은 파일럿 작동유를 공급하는 파일럿 펌프와, 상기 파일럿 작동유로 동작하여 메인 작동유의 공급을 제어하고 일영역에 신호부가 형성된 복수의 스풀(spool)과, 상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 스풀의 상기 신호부 그리고 유압 탱크를 차례로 연결하는 신호 라인, 그리고 상기 신호 라인의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함한다.
상기한 건설 기계의 안전 시스템은 상기 복수의 스풀에 각각 연결되어 상기 복수의 스풀에 전달되는 상기 파일럿 작동유를 제어하는 복수의 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV)와, 상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브를 연결하는 파일럿 라인, 그리고 상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브 사이의 상기 파일럿 라인 상에 마련되어 상기 파일럿 작동유의 공급을 제어하는 안전 차단 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하면 상기 복수의 스풀 중 하나 이상이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고 상기 안전 차단 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 공급되는 상기 파일럿 작동유를 차단할 수 있다.
상기한 건설 기계의 안전 시스템은 작업자가 조작하는 조작 장치와, 상기 조작 장치의 조작 신호에 따라 상기 파일럿 제어 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 조작 장치의 조작에 따른 조작 신호가 발생된 경우에는 상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하더라도 상기 안전 차단 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 상기 파일럿 작동유를 공급할 수 있다.
상기 제어부는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기 설정된 압력값을 초과하여 상기 안전 차단 밸브가 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브에 공급되는 파일럿 작동유를 차단하면 고장 및 경고 신호를 발생할 수 있다.
상기 신호 라인은 상기 파일럿 펌프와 상기 안전 차단 밸브 사이의 상기 파일럿 라인으로부터 분기될 수 있다.
상기한 건설 기계의 안전 시스템은 상기 안전 차단 밸브를 조작하는 안전 차단 레버를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 안전 차단 밸브가 차단되면 상기 파일럿 라인을 통한 상기 파일럿 작동유의 공급을 차단할 수 있다.
상기한 건설 기계의 안전 시스템은 상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브 사이의 상기 파일럿 라인 상에 마련되어 상기 파일럿 작동유의 공급을 제어하는 파일럿 제어 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하면 상기 복수의 스풀 중 하나 이상이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고 상기 파일럿 제어 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 공급되는 상기 파일럿 작동유를 차단할 수 있다.
상기한 건설 기계의 안전 시스템은 작업자가 조작하는 조작 장치와, 상기 조작 장치의 조작 신호에 따라 상기 파일럿 제어 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 제어부는 상기 조작 장치의 조작에 따른 조작 신호가 발생된 경우에는 상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하더라도 상기 파일럿 제어 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 상기 파일럿 작동유를 공급시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기 설정된 압력값을 초과하여 상기 파일럿 제어 밸브가 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브에 공급되는 파일럿 작동유를 차단하면 고장 및 경고 신호를 발생할 수 있다.
상기 신호 라인은 상기 파일럿 펌프와 상기 파일럿 제어 밸브 사이의 상기 파일럿 라인으로부터 분기될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건설 기계의 안전 시스템은 메인 컨트롤 밸브의 오작동에 의한 안전 사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 건설 기계의 안전 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2의 건설 기계의 안전 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 4의 건설 기계의 안전 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(101)을 설명한다.
본 발명의 제1 실시예에서, 건설 기계는, 일례로, 굴삭기(excavator) 또는 유압식 로더(hydraulic loader) 등일 수 있다.
또한, 건설 기계는 운전실의 전방에 배치된 붐이나 암과 같은 작업 장치와, 운전실의 후방에 배치된 엔진이나 라디에이터와 같은 주행 장치를 포함할 수 있다.
또한, 건설 기계는 작업자가 조작할 수 있도록 운전실 내에 설치된 조작 장치(790)를 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(101)은 파일럿 펌프(800), 복수의 스풀(210), 신호 라인(670), 및 압력 센서(750)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(101)은 복수의 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV)(260)와, 파일럿 라인(610), 유압 탱크(880), 안전 차단 밸브(950), 및 안전 차단 레버(910)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 스풀(210) 및 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)는 메인 컨트롤 밸브(200)를 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(101)은 작업자가 조작하는 건설 기계의 조작 장치(790)의 조작 신호에 따라 안전 차단 밸브(950)를 제어하는 제어부(700)를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(101)은 신호 라인(670) 상에 형성된 오리피스(870)를 더 포함할 수 있다.
복수의 스풀(210)은 메인 작동유의 공급을 제어한다. 구체적으로, 복수의 스풀(210)은 각각 붐이나 암과 같은 작업 장치 또는 주행 장치의 동작에 필요한 메인 작동유의 공급을 제어한다.
또한, 복수의 스풀(210)은 파일럿 작동유로 동작한다. 즉, 복수의 스풀(210)이 파일럿 작동유에 의해 움직임으로써, 메인 컨트롤 밸브(200)가 메인 작동유의 공급을 제어한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에서, 복수의 스풀(210)은 각각 일영역에 신호부(215)가 형성된다. 복수의 스풀(210)마다 형성된 신호부(215)는 복수의 스풀(210)의 움직임을 감지하는데 사용된다.
구체적으로, 신호부(215)는 후술할 신호 라인(670)과 연결되며, 복수의 스풀(210)이 움직임에 따라 신호부(215)와 신호 라인(670)의 연결 상태가 달라지게 된다. 이와 같이, 신호부(215)와 신호 라인(670)의 연결 상태가 달라지면 신호 라인(670)을 따라 이동하는 파일럿 작동유에 걸리는 저항이 달라지게 된다. 그리고 이는 신호 라인(670)의 압력이 변화됨을 의미한다.
파일럿 펌프(800)는 파일럿 작동유를 공급한다. 본 발명의 제1 실시예에서, 파일럿 펌프(800)가 공급하는 파일럿 작동유는 후술할 파일럿 라인(610)과 신호 라인(670)에 각각 공급될 수 있다.
복수의 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV)(260)는 복수의 스풀(210)에 각각 연결되어 파일럿 펌프(800)가 복수의 스풀(210)에 공급하는 파일럿 작동유를 제어한다. 즉, 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)의 개폐 정도에 따라 파일럿 작동유가 복수의 스풀(210)에 가하는 압력이 달라지고, 복수의 스풀(210)은 파일럿 작동유가 가하는 압력에 의해 움직이게 된다.
파일럿 라인(610)은 파일럿 펌프(800)와 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)를 연결한다. 즉, 파일럿 펌프(800)가 파일럿 라인(610)을 통해 복수의 스풀(210)로 공급하는 파일럿 작동유를 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)가 제어한다.
안전 차단 밸브(950)는 파일럿 펌프(800)와 복수의 전자 비례 감압 밸브(260) 사이의 파일럿 라인(610) 상에 마련된다. 안전 차단 밸브(950)는 파일럿 라인(610)을 따라 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)로 향하는 파일럿 작동유의 공급을 제어한다. 구체적으로, 안전 차단 밸브(950)가 온(On)되면 파일럿 라인을 개방시키고, 안전 차단 밸브(950)가 오프(Off)되면 파일럿 라인을 차단할 수 있다. 안전 차단 밸브(950)는 전자 제어 밸브 일 수 있으며, 일례로 안전 차단 밸브(950)는 전자 비례 감압 솔 밸브(EPPR sol Valve) 일 수 있다.
안전 차단 레버(910)는 안전 차단 밸브(950)를 조작할 수 있다. 이때, 안전 차단 레버(910)는 사용자가 수동으로 조작할 수도 있다. 즉, 작업자의 판단에 따라 수동으로 안전 차단 레버(910)를 통해 안전 차단 밸브(950)를 조작하여 파일럿 라인(610)을 통한 파일럿 작동유의 공급을 차단할 수 있다. 구체적으로, 안전 차단 밸브(950)가 온(On)되면 파일럿 라인을 개방시키고, 안전 차단 밸브(950)가 오프(Off)되면 파일럿 라인을 차단할 수 있다.
신호 라인(670)은 파일럿 펌프(800)와 복수의 스풀(210)의 신호부(215)를 차례로 연결한다. 그리고 신호 라인(670)은 파일럿 펌프(800)가 공급한 파일럿 작동유를 유압 탱크(880)로 토출시킨다.
구체적으로, 신호 라인(670)은 안전 차단 밸브(950)와 파일럿 펌프(800) 사이의 파일럿 라인(610)으로부터 분기되어 연장 형성될 수 있다. 그리고 신호 라인(670)을 따라 이동하는 파일럿 작동유는 복수의 스풀(210)의 신호부(215)를 차례로 거친 후 유압 탱크(880)로 회수될 수 있다. 또한, 신호 라인(670)을 따라 이동하는 파일럿 작동유는 스풀(210)의 움직임에는 영향을 미치지는 않으며, 스풀(210)의 움직임을 측정하기 위해 사용된다.
복수의 스풀(210)이 움직이지 않고 정지된 상태, 즉 복수의 스풀(210)이 메인 작동유의 공급을 중단하는 위치에 있을 때, 파일럿 펌프(800)가 신호 라인(670)을 통해 공급하는 파일럿 작동유는 복수의 스풀(210)의 신호부(215)를 저항을 거의 받지 않는 상태로 통과하게 된다.
그런데 복수의 스풀(210)이 메인 작동유의 공급을 중단하는 위치에 있어야 함에도, 복수의 스풀(210) 중 하나 이상이 움직이게 되면 스풀(210)의 신호부(215)도 함께 이동하면서 신호 라인(670)을 따라 이동하는 파일럿 작동유에 저항이 발생되고 신호 라인(670)의 압력이 상승하게 된다.
그리고 압력 센서(750)는 신호 라인(670)의 압력을 측정하여, 측정된 압력값에 따라 현재 스풀(210)의 움직임 여부를 판단할 수 있는 정보를 제공할 수 있다.
즉, 복수의 스풀(210)이 메인 작동유의 공급을 중단하는 위치에 있어야 함에도 복수의 스풀(210) 중 하나 이상이 움직이게 되면 작업 장치 또는 주행 장치가 작업자의 제어에서 벗어나 임의로 움직여 안전 사고를 유발하게 되나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 라인(670)의 압력을 측정하여 복수의 스풀(210)이 메인 작동유의 공급을 중단하는 위치에 있어야 함에도 복수의 스풀(210) 중 하나 이상이 움직였는지를 효과적으로 파악할 수 있다.
오리피스(870)는 신호 라인(670)에 설치된다. 오리피스(870)는 파일럿 펌프(800)에서 토출된 유량 중 극히 일부만 신호 라인(670)을 따라 유압 탱크(880)로 흐르게 하고 나머지는 다른 기기가 사용할 수 있도록 하기 위해 마련된다. 즉, 오리피스(870)는 파일럿 펌프(800)와 신호 라인(670) 사이에 배치된 일종의 저항체이다.
이와 같은 오리피스(870)가 없다면, 파일럿 펌프(800)에서 토출된 유량이 아무런 저항 없이 유압 탱크(880)로 흘러 파일럿 펌프(800)에서 토출된 유량을 다른 기기, 예를 들면 전자 비례 감압 밸브(260)가 사용하지 못하게 된다.
제어부(700)는 작업자가 조작하는 건설 기계의 조작 장치(790)의 조작 신호에 따라 안전 차단 밸브(950)를 제어한다. 구체적으로, 조작 장치(790)는 조이스틱, 패달, 및 썸휠 등 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(700)는 압력 센서(750)가 측정한 신호 라인(670)의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하면 복수의 스풀(210) 중 하나 이상이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고 안전 차단 밸브(950)를 제어하여 파일럿 라인(610)을 통해 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)를 향해 공급되는 파일럿 작동유를 차단한다. 여기서, 기 설정된 압력값은 건설 기계의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이때, 제어부(700)는 고장 및 경고 신호를 발생할 수 있다. 고장 및 경고 신호는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 방법으로 작업자에게 전달될 수 있다.
그리고 제어부(700)는 건설 기계의 조작 장치(790)의 조작에 따른 조작 신호가 발생된 경우에는 압력 센서(750)가 측정한 신호 라인(670)의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하더라도 안전 차단 밸브(950)가 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)를 향해 파일럿 작동유를 공급하도록 제어한다. 이때, 조작 장치(790)의 조작에 따른 조작 신호는 작업자가 조작 장치(790)를 기준값 이상 움직여야 발생될 수 있다. 이는 조작 장치(790)가 너무 민감하게 반응하여 작업자의 의도와 다르게 건설 기계가 동작함으로써 야기되는 안전 사고를 예방하기 위함이다. 이때, 기준값은 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(101)은 메인 컨트롤 밸브(200)의 오작동에 의한 안전 사고를 효과적으로 예방할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(101)의 동작 과정을 상세히 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 작업자가 작업을 수행하고자 할 때, 안전 차단 레버(910)를 조작하여 작업이 가능하도록 안전 차단 밸브(950)를 온(On)시키게 된다.
안전 차단 밸브(950)가 온(On)되면, 파일럿 펌프(800)가 파일럿 라인(610)을 통해 파일럿 작동유를 공급할 수 있게 된다.
이때, 작업자의 조작에 의해 조작 장치(790)로부터 조작 신호가 전달되면, 전자 비례 감압 밸브(260)가 정상 동작하여 스풀(210)을 움직이게 된다. 그리고 스풀(210)이 움직임에 따라 메인 작동유가 작업 장치 또는 주행 장치로 공급되면서 건설 기계가 동작하게 된다.
그런데, 조작 장치(790)로부터 조작 신호가 전달되지 않은 상태에서 압력 센서(750)가 측정한 신호 라인(670)의 압력이 기 설정된 값을 초과하면, 제어부(700)는 스풀(210)이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고, 건설 기계가 임의로 동작하는 것을 방지하기 위하여 안전 차단 밸브(950)를 오프(Off)시킨다.
이와 같이, 안전 차단 밸브(950)가 오프(Off)되면 파일럿 라인(610)을 차단하여 스풀(210)의 움직임을 원천적으로 차단한다.
또한, 제어부(700)는 안전 차단 밸브(950)를 오프(Off)시키면서 고장 및 경고 신호를 함께 발생시킬 수 있다. 이에, 작업자가 고장 및 오작동을 인지하고, 조작 장치(790)로부터 조작 신호가 전달되지 않았음에도 스풀(210)이 움직인 원인에 대한 조치를 취할 수 있게 된다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(102)을 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(102)은 제1 실시예에서 파일럿 제어 밸브(250)를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 안전 차단 밸브(950)는 전자 제어 밸브가 아닌 일반적인 기계식 또는 수동 밸브일 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에서, 안전 차단 밸브(950)는 제어부(700)의 제어를 받지 않는다.
파일럿 제어 밸브(250)는 파일럿 펌프(800)와 복수의 전자 비례 감압 밸브(260) 사이의 파일럿 라인(610) 상에 마련된다. 더 구체적으로 파일럿 제어 밸브(250)는 안전 차단 밸브(950)와 복수의 전자 비례 감압 밸브(260) 사이의 파일럿 라인(610) 상에 마련될 수 있다.
또한, 파일럿 제어 밸브(250)는 파일럿 라인(610)을 따라 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)로 향하는 파일럿 작동유의 공급을 제어한다. 구체적으로, 파일럿 제어 밸브(250)가 온(On)되면 파일럿 라인을 개방시키고, 파일럿 제어 밸브(250)가 오프(Off)되면 파일럿 라인을 차단할 수 있다. 또한, 일례로, 파일럿 제어 밸브(250)는 전자 비례 감압 솔 밸브(EPPR sol Valve) 일 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 신호 라인(670)은 안전 차단 밸브(950)와 파일럿 제어 밸브(250) 사이의 파일럿 라인(610)으로부터 분기되어 연장 형성될 수 있다.
하지만, 본 발명의 제2 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 신호 라인(670)은, 앞서 도 2와 같이, 안전 차단 밸브(950)와 파일럿 펌프(800)사이의 파일럿 라인(610)으로부터 분기되어 연장 형성될 수도 있다.
제어부(700)는 작업자가 조작하는 건설 기계의 조작 장치(790)의 조작 신호에 따라 파일럿 제어 밸브(250)를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에서, 제어부(700)는 압력 센서(750)가 측정한 신호 라인(670)의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하면 복수의 스풀(210) 중 하나 이상이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고 파일럿 제어 밸브(250)를 제어하여 파일럿 라인(610)을 통해 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)를 향해 공급되는 파일럿 작동유를 차단한다. 여기서, 기 설정된 압력값은 건설 기계의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 이때, 제어부(700)는 고장 및 경고 신호를 발생할 수 있다. 고장 및 경고 신호는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 방법으로 작업자에게 전달될 수 있다.
그리고 제어부(700)는 건설 기계의 조작 장치(790)의 조작에 따른 조작 신호가 발생된 경우에는 압력 센서(750)가 측정한 신호 라인(670)의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하더라도 파일럿 제어 밸브(250)가 복수의 전자 비례 감압 밸브(260)를 향해 파일럿 작동유를 공급한다. 이때, 조작 장치(790)의 조작에 따른 조작 신호는 작업자가 조작 장치(790)를 기준값 이상 움직여야 발생될 수 있다. 이는 조작 장치(790)가 너무 민감하게 반응하여 작업자의 의도와 다르게 건설 기계가 동작함으로써 야기되는 안전 사고를 예방하기 위함이다. 이때, 기준값은 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템(102)도 메인 컨트롤 밸브(200)의 오작동에 의한 안전 사고를 효과적으로 예방할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 건설 기계의 주행 경고 시스템(102)의 동작 과정을 상세히 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 먼저 안전 차단 레버(910)의 상태를 체크한다. 안전 차단 레버(910)가 오프(Off)되어 있다면, 파일럿 라인(610)이 안정적으로 차단된 상태이므로, 임의로 복수의 스풀(210) 중 하나 이상이 움직이는 사고를 원천적으로 차단할 수 있다. 이러한 안전 차단 레버(910)의 조작에 따라 안전 차단 밸브(950)가 개폐된다.
작업자가 작업을 수행하고자 할 때, 안전 차단 레버(910)를 조작하여 안전 차단 밸브(950)를 온(On)시키게 된다.
안전 차단 밸브(950)가 온(On)되면, 작업이 가능하도록 파일럿 제어 밸브(250)도 함께 온(On)되어 파일럿 펌프(800)가 파일럿 라인(610)을 통해 파일럿 작동유를 공급할 수 있게 된다.
이때, 작업자의 조작에 의해 조작 장치(790)로부터 조작 신호가 전달되면, 전자 비례 감압 밸브(260)가 정상 동작하여 스풀(210)을 움직이게 된다. 그리고 스풀(210)이 움직임에 따라 메인 작동유가 작업 장치 또는 주행 장치로 공급되면서 건설 기계가 동작하게 된다.
그런데, 조작 장치(790)로부터 조작 신호가 전달되지 않은 상태에서 압력 센서(750)가 측정한 신호 라인(670)의 압력이 기 설정된 값을 초과하면, 제어부(700)는 스풀(210)이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고, 건설 기계가 임의로 동작하는 것을 방지하기 위하여 파일럿 제어 밸브(250)를 오프(Off)시킨다.
이와 같이, 파일럿 제어 밸브(250)가 오프(Off)되면 파일럿 라인(610)을 차단하여 스풀(210)의 움직임을 원천적으로 차단한다.
또한, 제어부(700)는 파일럿 제어 밸브(250)를 오프(Off)시키면서 고장 및 경고 신호를 함께 발생시킬 수 있다. 이에, 작업자가 고장 및 오작동을 인지하고, 조작 장치(790)로부터 조작 신호가 전달되지 않았음에도 스풀(210)이 움직인 원인에 대한 조치를 취할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 건설 기계의 안전 시스템은 메인 컨트롤 밸브의 오작동에 의한 안전 사고를 예방하는데 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 건설 기계의 안전 시스템에 있어서,
    파일럿 작동유를 공급하는 파일럿 펌프;
    상기 파일럿 작동유로 동작하여 메인 작동유의 공급을 제어하고 일영역에 신호부가 형성된 복수의 스풀(spool);
    상기 파일럿 펌프와, 상기 복수의 스풀의 상기 신호부, 그리고 유압 탱크를 차례로 연결하는 신호 라인; 및
    상기 신호 라인의 압력을 측정하는 압력 센서
    를 포함하는 건설 기계의 안전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 스풀에 각각 연결되어 상기 복수의 스풀에 전달되는 상기 파일럿 작동유를 제어하는 복수의 전자 비례 감압 밸브(electronic proportional pressure reducing valve, EPPRV);
    상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브를 연결하는 파일럿 라인; 및
    상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브 사이의 상기 파일럿 라인 상에 마련되어 상기 파일럿 작동유의 공급을 제어하는 안전 차단 밸브
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하면 상기 복수의 스풀 중 하나 이상이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고 상기 안전 차단 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 공급되는 상기 파일럿 작동유를 차단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    작업자가 조작하는 조작 장치; 및
    상기 조작 장치의 조작 신호에 따라 상기 파일럿 제어 밸브를 제어하는 제어부
    를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 조작 장치의 조작에 따른 조작 신호가 발생된 경우에는 상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하더라도 상기 안전 차단 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 상기 파일럿 작동유를 공급하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기 설정된 압력값을 초과하여 상기 안전 차단 밸브가 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브에 공급되는 파일럿 작동유를 차단하면 고장 및 경고 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 신호 라인은 상기 파일럿 펌프와 상기 안전 차단 밸브 사이의 상기 파일럿 라인으로부터 분기된 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 안전 차단 밸브를 조작하는 안전 차단 레버
    를 더 포함하며,
    상기 안전 차단 밸브가 차단되면 상기 파일럿 라인을 통한 상기 파일럿 작동유의 공급을 차단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 파일럿 펌프와 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브 사이의 상기 파일럿 라인 상에 마련되어 상기 파일럿 작동유의 공급을 제어하는 파일럿 제어 밸브
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하면 상기 복수의 스풀 중 하나 이상이 불필요하게 움직인 것으로 판단하고 상기 파일럿 제어 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 공급되는 상기 파일럿 작동유를 차단하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    작업자가 조작하는 조작 장치; 및
    상기 조작 장치의 조작 신호에 따라 상기 파일럿 제어 밸브를 제어하는 제어부
    를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 조작 장치의 조작에 따른 조작 신호가 발생된 경우에는 상기 압력 센서가 측정한 상기 신호 라인의 압력이 기 설정된 압력값을 초과하더라도 상기 파일럿 제어 밸브가 상기 파일럿 라인을 통해 상기 파일럿 작동유를 공급하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력 센서에서 측정된 압력이 기 설정된 압력값을 초과하여 상기 파일럿 제어 밸브가 상기 복수의 전자 비례 감압 밸브에 공급되는 파일럿 작동유를 차단하면 고장 및 경고 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 신호 라인은 상기 파일럿 펌프와 상기 파일럿 제어 밸브 사이의 상기 파일럿 라인으로부터 분기된 것을 특징으로 하는 건설 기계의 안전 시스템.
PCT/KR2017/005048 2016-05-18 2017-05-16 건설 기계의 안전 시스템 WO2017200257A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17799614.7A EP3460131B1 (en) 2016-05-18 2017-05-16 Safety system for construction machine
CN201780031036.8A CN109154153B (zh) 2016-05-18 2017-05-16 工程机械的安全系统
US16/300,408 US10676899B2 (en) 2016-05-18 2017-05-16 Safety system for construction machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160060924A KR102388136B1 (ko) 2016-05-18 2016-05-18 건설 기계의 안전 시스템
KR10-2016-0060924 2016-05-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017200257A1 true WO2017200257A1 (ko) 2017-11-23

Family

ID=60325267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/005048 WO2017200257A1 (ko) 2016-05-18 2017-05-16 건설 기계의 안전 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10676899B2 (ko)
EP (1) EP3460131B1 (ko)
KR (1) KR102388136B1 (ko)
CN (1) CN109154153B (ko)
WO (1) WO2017200257A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6895124B2 (ja) * 2017-10-16 2021-06-30 株式会社クボタ 作業機の油圧システム
WO2021025172A1 (ja) * 2019-08-08 2021-02-11 住友建機株式会社 ショベル
CN110725358B (zh) * 2019-10-25 2022-09-02 上海三一重机股份有限公司 回转安全控制方法、装置和电控回转机械
US11608616B2 (en) * 2020-09-30 2023-03-21 Kubota Corporation Hydraulic system for working machine
WO2023232331A1 (de) * 2022-06-03 2023-12-07 Winz Baggerarbeiten Gmbh Ventilanordnung für mobile arbeitsmaschinen mit hydraulischem verbraucher
DE102022114096A1 (de) * 2022-06-03 2023-12-14 Winz Baggerarbeiten Gmbh Mobile hydraulische Baumaschine mit Notstopventilen und Verfahren zur Steuerung einer mobilen hydraulischen Baumaschine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200028B1 (ko) * 1994-10-29 1999-06-15 토니 헬샴 중장비의 직진주행장치
KR100240090B1 (ko) * 1997-12-30 2000-01-15 토니헬 유압식 건설기계의 엔진 출력 제어장치 및 그 제어방법
JP2005207065A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の安全装置
KR20130111532A (ko) * 2010-08-24 2013-10-10 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계의 제어장치
KR20150036000A (ko) * 2012-07-16 2015-04-07 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 유압시스템 제어방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5083428A (en) * 1988-06-17 1992-01-28 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Fluid control system for power shovel
JPH0774509B2 (ja) * 1989-03-10 1995-08-09 株式会社クボタ 電磁弁制御型作業機の安全装置
JPH07122276B2 (ja) 1989-07-07 1995-12-25 油谷重工株式会社 建設機械の油圧ポンプ制御回路
DE69427535T2 (de) * 1993-11-30 2001-10-04 Hitachi Construction Machinery Hydraulischer pumpenregler
US5590730A (en) * 1994-11-04 1997-01-07 Samsung Heavy Industry Co., Ltd. Straight travelling apparatus for construction vehicles
KR960021784A (ko) * 1994-12-28 1996-07-18 김무 중장비의 직진주행장치
US5960378A (en) * 1995-08-14 1999-09-28 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Excavation area setting system for area limiting excavation control in construction machines
DE10325295A1 (de) * 2003-06-04 2004-12-23 Bosch Rexroth Ag Hydraulische Steueranordnung
DE10342789B4 (de) * 2003-09-15 2012-05-24 Linde Material Handling Gmbh Hydrostatisches Antriebssystem mit einer Sicherheitseinrichtung
JP4453411B2 (ja) * 2004-03-18 2010-04-21 コベルコ建機株式会社 作業機械の油圧制御装置
JP2006308073A (ja) * 2005-03-30 2006-11-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の油圧駆動システム
KR100665113B1 (ko) * 2005-12-09 2007-01-04 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 중장비의 유압회로
JP5690410B1 (ja) * 2013-07-26 2015-03-25 株式会社小松製作所 作業車両及び作業車両の制御方法
KR20150033928A (ko) * 2013-09-25 2015-04-02 현대중공업 주식회사 건설기계의 주행복합작업용 유압제어시스템
JP6302772B2 (ja) * 2014-06-30 2018-03-28 日立建機株式会社 建設機械の油圧システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100200028B1 (ko) * 1994-10-29 1999-06-15 토니 헬샴 중장비의 직진주행장치
KR100240090B1 (ko) * 1997-12-30 2000-01-15 토니헬 유압식 건설기계의 엔진 출력 제어장치 및 그 제어방법
JP2005207065A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の安全装置
KR20130111532A (ko) * 2010-08-24 2013-10-10 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계의 제어장치
KR20150036000A (ko) * 2012-07-16 2015-04-07 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 유압시스템 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3460131B1 (en) 2020-07-08
KR102388136B1 (ko) 2022-04-19
US10676899B2 (en) 2020-06-09
EP3460131A1 (en) 2019-03-27
KR20170130182A (ko) 2017-11-28
EP3460131A4 (en) 2019-05-22
CN109154153B (zh) 2021-03-12
US20190226180A1 (en) 2019-07-25
CN109154153A (zh) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017200257A1 (ko) 건설 기계의 안전 시스템
WO2013015467A1 (ko) 건설기계용 유압시스템
WO2018190615A1 (ko) 건설 기계의 유압 시스템
WO2012153880A1 (ko) 하이브리드 액츄에이터의 급정지 장치가 구비되는 하이브리드 굴삭기
WO2011162429A1 (ko) 건설기계의 유압펌프 제어시스템
WO2013008964A1 (ko) 건설기계용 유압 액츄에이터 댐핑 제어시스템
WO2013022132A1 (ko) 건설기계의 압력 제어시스템
WO2016114556A1 (ko) 건설기계의 제어 시스템
WO2012121427A1 (ko) 파이프 레이어용 유압회로
WO2012091182A1 (ko) 건설기계의 유압시스템
WO2012087012A2 (ko) 전자유압펌프용 비상 제어부를 포함하는 건설기계의 유압 시스템
WO2014092355A1 (ko) 조이스틱 컨트롤 기반의 건설장비 자동 제어 시스템 및 방법
WO2015099353A1 (ko) 붐 에너지 회생 제어 회로 및 제어 방법
WO2011145755A1 (ko) 건설기계의 유압제어밸브
WO2014115907A1 (ko) 건설기계의 유량 제어장치 및 제어방법
WO2014034969A1 (ko) 건설기계용 유압시스템
WO2013157672A1 (ko) 건설기계용 유압시스템
WO2015190631A1 (ko) 건설기계용 조작장치
WO2014104635A1 (ko) 건설 기계의 자동 변속 제어 장치 및 제어 방법
WO2016093378A1 (ko) 건설기계용 유량 제어장치
WO2013100218A1 (ko) 건설기계의 엔진 제어방법
WO2013183795A1 (ko) 건설기계용 주행 제어방법
WO2014092222A1 (ko) 건설기계용 유압회로
WO2018084332A1 (ko) 건설기계용 유압 제어 시스템
WO2016190468A1 (ko) 건설기계의 작업장치 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17799614

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017799614

Country of ref document: EP

Effective date: 20181217