KR20170065341A

KR20170065341A - 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기 및 굴삭기의 전복 방지 방법

Info

Publication number: KR20170065341A
Application number: KR1020150171633A
Authority: KR
Inventors: 김정윤; 박희정; 김재현; 노영흔; 김동규; 윤현중; 김진곤
Original assignee: 대구가톨릭대학교산학협력단
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-06-13

Abstract

본 발명은 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기 및 굴삭기의 전복 방지 방법을 제공한다. 주행체와, 상기 주행체에 선회 가능하게 장착되는 본체와, 상기 본체와 회동 가능하게 장착되는 붐과, 일단이 상기 붐과 회동 가능하게 장착되는 암과, 상기 암의 타단에 상기 암과 회동 가능하게 연결되는 버킷과, 상기 붐, 상기 암 및 상기 버킷의 회전각을 측정하는 각도 센서와, 상기 본체에 설치되며, 상기 본체와 지면 사이의 경사각을 측정하는 경사 측정부 및 상기 각도 센서로부터 측정된 회전각으로 굴삭기의 무게중심을 산출하고, 산출된 상기 무게중심과 경사 측정부에서 측정된 상기 본체의 경사각을 이용하여 전복 위험성을 판단하는 제어부를 포함한다.

Description

전복 방지 기능을 가지는 굴삭기 및 굴삭기의 전복 방지 방법{EXCAVATOR PREVENTING OVERTURN AND THE METHOD OF PREVENTING OVERTURN OF EXCAVATOR}

장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히 작업 중 전복을 방지하는 기능을 가지는 굴삭기와 굴삭기의 전복 방지 방법에 관한 것이다.

굴삭기는 땅이나 암석 따위를 파거나, 파낸 것을 처리하는 기계를 통칭하는 말이다. 일반적으로 굴삭기는 하부 주행체, 상부 선회체, 엔진, 붐(boom), 암(arm) 및 버킷(bucket)을 구비하고, 엔진 구동 하에서 하부 주행체를 움직여 작업 위치를 변경하며 상부 선회체를 좌우로 회전하며 붐과 암의 상호 동작에 의해 버킷으로 땅이나 암석을 파내거나 파낸 것을 다른 곳으로 이송하도록 동작한다.

굴삭기의 작업 중 굴삭기 주변에서 다른 작업자나 보행자의 안전을 위해 안전 펜스가 설치되거나 별도의 안전 요원이 굴삭기의 작업 반경 내로 사람이나 물체가 진입하는 것을 차단한다.

굴삭기에 의해 발생하는 사고 중 굴삭기의 전복에 의한 사고발생률이 무시할 수 없는 정도이다. 그렇기 때문에 굴삭기가 주행 중 또는 굴삭작업과 같은 붐과 암, 툴이 움직여 무게중심이 바뀌는 경우에 대해서 주의를 기울여 굴삭기가 전복하지 않도록 조종하여야 한다. 운전자는 지속적인 작업 속에서 피로도가 상승하여 전복에 대해 주의를 덜 기울이게 되고, 이로 인해 사고가 발생할 수 있다. 이러한 사고를 미연에 방지하기 위해 굴삭기가 전복의 위험이 있을 경우 경고를 해주는 것이 필요하다.

한국 공개 특허공보 10-2015-0022781호 (건설 기계용 운전실 보호장치)에서는 굴삭기의 전도로부터 운전실을 보호하는 기술을 개시하고 있다.

한국 공개 특허공보 10-2015-0022781호(2015.03.04)

본 발명의 실시예들은 굴삭 작업 시에 운전자에게 전복의 위험도를 알려 안전 및 작업효율을 향상시키는 굴삭기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면은 주행체와, 상기 주행체에 선회 가능하게 장착되는 본체와, 상기 본체와 회동 가능하게 장착되는 붐과, 일단이 상기 붐과 회동 가능하게 장착되는 암과, 상기 암의 타단에 상기 암과 회동 가능하게 연결되는 버킷과, 상기 붐, 상기 암 및 상기 버킷의 회전각을 측정하는 각도 센서와, 상기 본체에 설치되며, 상기 본체와 지면 사이의 경사각을 측정하는 경사 측정부와, 상기 각도 센서로부터 측정된 회전각과 상기 경사 측정부에서 측정된 상기 본체와 지면 사이의 경사각으로 굴삭기의 무게중심을 산출하고, 산출된 상기 무게중심과 상기 경사각을 이용하여 전복 위험성을 판단하는 제어부를 포함하는, 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기를 제공한다.

또한, 상기 암의 타단에 설치되어 상기 버킷의 토크를 측정하는 토크 센서를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 토크 센서에서 측정된 토크를 이용하여 상기 버킷에 작용하는 중량을 계산할 수 있다.

또한, 상기 각도 센서는 상기 붐과 상기 본체 사이에 설치되어, 상기 붐의 회전각을 측정하는 제1 각도 센서와, 상기 붐과 상기 암 사이에 설치되어 상기 암의 회전각을 측정하는 제2 각도 센서 및 상기 암과 상기 버킷 사이에 설치되어 상기 버킷의 회전각을 측정하는 제3 각도 센서를 구비할 수 있다.

또한, 상기 본체에 설치되고, 상기 제어부와 연결되어 전복 위험성 여부에 대한 정보를 전달하는 알람부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 본체의 내부 공간에 이동 가능하게 설치되는 가변 무게부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 작동 중인 굴삭기의 붐, 암 및 버킷의 회전각을 측정하는 단계와, 지면과 상기 굴삭기의 경사를 측정하는 단계와, 상기 굴삭기의 무게 중심을 실시간으로 측정하는 단계와, 상기 무게 중심과 상기 굴삭기의 경사를 이용하여 상기 굴삭기의 안정성 여부를 판단하는 단계 및 상기 굴삭기가 전복될 가능성이 있다고 판단되면, 알람부에서 경고 신호를 발생하는 단계를 포함하는 굴삭기의 전복 방지 방법을 제공한다.

또한, 상기 굴삭기의 무게 중심을 실시간으로 측정하는 단계는, 버킷에 작용하는 토크를 측정하여, 상기 버킷에 작용하는 중량을 측정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기와 굴삭기의 전복 방지 방법은 전복의 위험성을 판정하여 운전자에게 이를 알려주는바 작업의 안전성을 향상시키고, 작업 효율을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기와 굴삭기의 전복 방지 방법은 작업시에 실시간으로 변화하는 무게중심을 산출하여 연속적으로 전복의 위험성을 운전자에게 전달 할 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기와 굴삭기의 전복 방지 방법은 무게중심의 위치를 실시간으로 파악하고 가변 무게부를 장착하여 무게중심에 최적화된 가변 무게부의 위치를 설정함으로써 가변 무게부의 무게를 줄여 굴삭기의 경량화를 도모할 수 있다는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 굴삭기를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1의 굴삭기의 일부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 전복 방지 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 도 1의 굴삭기가 경사면에 위치한 경우를 도시한 정면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기(100)를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 굴삭기(100)를 도시한 측면도이며, 도 3은 도 1의 굴삭기(100)의 일부 구성을 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 굴삭기(100)는 본체(10), 주행체(20), 붐(30), 암(40), 버킷(50), 제어부(60) 및 알람부(80)를 구비할 수 있다.

본체(10)는 주행체(20)와 회동 가능하게 연결될 수 있다. 본체(10)의 내부에는 엔진과 같은 구동장치가 장착 될 수 있으며, 본체(10)의 일측에는 운전실 캡이 설치되어 운전자가 착석하여 굴삭기(100)를 조정할 수 있다.

본체(10)의 내부 공간이나 외부에 이동 가능하게 설치되는 가변 무게부(미도시)를 설치할 수 있다. 가변 무게부는 그 위치를 이동시켜서 무게 중심의 위치를 변경할 수 있다. 굴삭 작업시에 굴삭기(100)의 각 구성 요소들의 상대 위치 변경으로 무게 중심은 변화한다. 가변 무게부는 변화하는 무게 중심에 대응하여 위치를 변경하여 탄력적으로 무게 중심 변화에 대응할 수 있다.

주행체(20)는 본체(10)에서 구동력을 전달받아 주행할 수 있다. 주행체(20)는 험지나 평지를 이동하기 위한 이동장치로, 특정 구성에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 복수개의 바퀴를 구비하거나, 캐터필러를 구비할 수 있으며, 바퀴와 캐터필러의 조합으로 구성될 수 있다.

붐(30)은 본체(10)에 회동 가능하게 장착될 수 있다. 제1 실린더(31)는 붐(30)의 측면과 본체(10)를 연결하고, 제1 실린더(31)의 유압에 의해 붐(30)을 이동할 수 있다. 붐(30)과 본체(10)를 연결하는 부분에는 제1 각도 센서(35)가 설치될 수 있다. 제1 각도 센서(35)는 붐(30)이 본체(10)에서 회전한 각도를 측정할 수 있다.

암(40)의 일단은 붐(30)에 연결되고, 암(40)의 타단은 버킷(50)에 연결된다. 암(40)은 붐(30)에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 암(40)은 제2 실린더(32)의 유압에 의해서 붐(30)을 기준으로 회전할 수 있다. 암(40)과 붐(30)을 연결하는 부분에는 제2 각도 센서(45)가 설치될 수 있다. 제2 각도 센서(45)는 암(40)이 붐(30)을 기준으로 회전한 각도를 측정할 수 있다.

암(40)의 일측에는 카메라 모듈(미도시)이 설치되고, 카메라 모듈과 인접하게 조명부가 설치될 수 있다. 조명부는 작업환경이나 카메라 모듈의 주변을 밝게 하여, 카메라 모듈은 선명한 영상을 촬영할 수 있게 한다. 또한, 암(40)에는 카메라 모듈이나 조명부에 부착되는 이물질을 제거하기 위해서 에어노즐(미도시)을 설치할 수 있다.

버킷(50)은 굴삭작업으로 발생한 중량체를 담아 들어올리거나 이동시킬 수 있다. 버킷(50)은 제3 실린더(41) 및 제4 실린더(51)에 의해서 암(40)과 연결될 수 있다. 버킷(50)은 암(40)의 타단에 설치되며, 소정 각도로 회동할 수 있다.

버킷(50)과 암(40)이 연결되는 부분에는 제3 각도 센서(55)가 설치될 수 있다. 제3 각도 센서(55)는 버킷(50)의 회전각을 측정할 수 있다.

또한, 버킷(50)과 암(40)이 연결되는 부분에는 토크 센서(56)가 설치될 수 있다. 토크 센서는 버킷(50)에 작용하는 토크를 검출하여, 버킷(50)에 담긴 중량체의 중량을 측정할 수 있다.

제어부(60)는 무게중심 산출부(61), 위험 판정부(62) 및 신호 생성부(63)를 구비할 수 있다. 제어부(60)는 제1 각도 센서(35) 제2 각도 센서(45), 제3 각도 센서(55) 및 토크 센서(56)와 연결되어 측정된 값을 전달 받을 수 있다. 또한, 제어부(60)는 경사 측정부(65)와 연결되어 굴삭기(100)와 지면과의 경사각을 측정할 수 있다. 또한, 제어부(60)는 알람부(80)와 연결되어 굴삭기(100)가 전복의 위험성이 있다고 판단되면 경고 알람 신호를 알람부(80)로 전송할 수 있다.

경사 측정부(65)는 본체(10)에 설치되어 본체(10)와 지면과의 경사각을 측정할 수 있는 기울기 센서로 구현될 수 있다. 경사 측정부(65)에서 측정된 상기 경사각은 굴삭기(100)의 무게중심을 산출하여 위험을 판단하기 위한 자료로 사용될 수 있다.

알람부(80)는 운전자에게 굴삭기(100)의 전복 위험성을 알려줄 수 있다. 알람부(80)는 특정 구성에 한정되지 않으며, 작업자에게 경고 메시지를 전달하는 장치를 사용할 수 있다. 예를들어, 알람부(80)는 운전실 캡의 정면에 설치되는 디스플레이장치(81) 또는 알람벨(82)로 구성될 수 있다. 또한, 알람부(80)는 전복의 위험성이 있으면 진동되는 조정 스틱(미도시)일 수 있다.

다시 도 3을 참고하면, 제어부(60)가 굴삭기(100)의 전복 위험성을 판단하는 과정을 설명할 수 있다.

굴삭기(100)가 굴삭작업을 수행하면 붐(30), 암(40) 및 버킷(50)의 위치가 변한다. 붐(30), 암(40), 버킷(50) 및 본체(10)는 각각이 회전하여 x축, y축 및 z축 방향으로 위치가 변화하며, 굴삭기(100)가 위치하는 지면의 경사도 이러한 위치 변화에 영향을 줄 수 있다. 또한, 버킷(50)에는 중량체가 담겨지는바, 버킷(50)의 무게도 변화한다. 여기에서, 굴삭기(100)의 주행체(20)의 저면 중앙 지점을 원점으로 하고, 굴삭기(100)의 전후방을 향하는 방향을 x축, 굴삭기(100)의 측방을 향하는 방향을 y축, 굴삭기(100)의 상하방을 향하는 방향을 z축으로 할 수 있다.

굴삭기(100)의 붐(30), 암(40) 및 버킷(50)의 회전만으로 발생하는 위치 변화는 x축과 z축으로 이루어지는 평면 내에서 이루어지지만, 본체(10)가 회전체(20)에 대해 회전하는 경우에는 y축 방향의 위치 변화도 고려할 수 있다.

제어부(60)는 제1 각도 센서(35)로부터 붐(30)이 본체(10)를 기준으로 회전된 각도에 관한 정보를 받으며, 제2 각도 센서(45)로부터 암(40)이 붐(30)을 기준으로 회전된 각도에 관한 정보를 받으며, 제3 각도 센서(55)로부터 버킷(50)이 암(40)을 기준으로 회전된 각도에 관한 정보를 받는다.

제어부(60)는 제1 내지 제3 각도 센서(55)에서 받은 회전각과 붐(30), 암(40), 버킷(50)의 제원의 길이를 이용하여, 붐(30), 암(40), 버킷(50)의 위치에 관한 데이터를 산출한다.

제어부(60)는 토크 센서(56)를 이용하여 버킷(50)의 무게 중심에서의 중량을 산출할 수 있다. 버킷(50)의 중심에 걸리는 중량은 하기 수학식1에 의해 산출될 수 있다.

[수학식 1]

A는 버킷의 중심에 걸리는 중량이고, τ는 토크 센서(56)에서 측정된 토크이며, L은 버킷(50)의 길이로 버킷(50)의 단부와 암(40)의 단부 사이의 길이로 정의할 수 있다. g는 중력가속도이다.

또한, 제어부(60)는 경사 측정부(65)를 통하여 굴삭기 본체(10)와 지면과의 경사각 정보를 받을 수 있다.

붐(30), 암(40), 버킷(50)의 위치에 관한 데이터, 굴삭기 본체(1)와 지면과의 경사각 정보와 버킷(50)의 중량을 산출하여 이용함으로써 굴삭기(100)의 무게중심을 산출할 수 있다.

하기의 수학식 2를 이용하여 제어부(60)의 무게중심 산출부(61)는 본체(10), 주행체(20), 붐(30), 암(40) 및 버킷(50)을 고려한 X방향의 무게중심을 산출할 수 있다.

[수학식2]

X는 x축 방향으로의 굴삭기(100)의 무게중심의 위치이다. xc는 본체(10)에 설치되는 가변 무게부의 x축 방향으로의 길이이고, xb는 본체(10)의 x축 방향으로의 길이이다. xbo는 붐(30)의 x축 방향으로의 길이이고, xa는 암(40)의 x축 방향으로의 길이이다. xbu는 버킷(50)의 x축 방향으로의 길이이다. wc는 본체(10)에 설치되는 가변 무게부의 중량이고, wb는 본체(10)의 중량이다. wbo는 붐(30)의 중량이고, wa는 암(40)의 중량이다. wbu는 상기 수학식1에서 산출된 버킷(50)의 중량이다.

상기 수학식2를 이용 및 변형하여, x축, y축, z축방향으로의 무게 중심의 위치를 산출할 수 있다. 즉, 제어부(60)는 굴삭기(100)의 3차원에서의 무게중심의 위치를 실시간으로 산출할 수 있다.

위험 판정부(62)는 무게중심 산출부(61)에서 산출된 무게중심을 이용하여 전복 위험성을 판단한다.

예를 들어, 굴삭기(100)와 같은 차량은 무게중심이 받침면의 영역 내에 있지 않을 때 전복의 위험이 있다고 볼 수 있다. 여기에서, 받침면은 굴삭기(100)를 경사가 없는 평탄한 지면에 가상으로 투영하여 얻은 영역을 말한다. 전복 위험성을 판단하기 위해, 산출된 무게중심과 경사각 정보를 이용하여 굴삭기(100)가 전방 또는 측방 굴삭 중인지를 판단함과 함께 굴삭기(100)의 롤링에 따른 받침면의 영역을 확인하고 굴삭기(100)의 무게중심이 이 받침면 상에 위치하는지 받침면의 외부 영역에 존재하는지를 판단하여 전복 가능성이 있는지를 확인할 수 있다.

도 5는 도 1의 굴삭기(100)가 경사면에 위치하여 측면 롤링의 경우를 도시한 정면도이다.

굴삭기(100)는 지면(s)에서 α각도로 경사진 경사면(s')에 위치된다. 센서들을 통한 각도 정보와 굴삭기(100)와 지면(s)과의 경사각 정보를 기초로 무게중심 산출부(61)에서 무게 중심을 산출하고, 위험 판정부(62)에서 경사각 α의 경우에 대한 굴삭기의 받침면을 확인하여 무게 중심이 받침면의 영역 내에 있는지 판단하여 영역 내에 있다면 안전하다고 판정하나, 영역을 벗어나면 위험하다고 판정한다.

위험 판정부(62)에서 굴삭기(100)가 전복의 위험성이 있다고 판정하면, 신호 생성부(63)는 알람부(80)로 전송할 경고 신호를 생성한다. 신호 생성부(63)로부터 경고 신호를 전달받아 알람부(80)는 운전자에게 전복의 위험성이 있음을 전달 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴삭기의 전복 방지 방법을 도시한 순서도이다.

도 4를 참조하면, 굴삭기의 전복 방지 방법은 제1 내지 제3 각도센서(35, 45, 55) 및 토크 센서(56)로부터 회전각과 토크 정보를 측정하고(S10), 경사 측정부(65)를 통해 지면과 굴삭기 사이의 경사각을 측정하며(S20), 측정된 회전각, 토크, 경사각을 이용하여 굴삭기(100)의 무게중심을 산출하고(S30), 굴삭기의 안정성 여부를 판단하고(S40), 안정하지 않으면 알람부에 경고 신호를 전송(S50)하는 것을 포함한다.

굴삭기(100)의 화전각과 토크를 측정하는 단계(S10)에서는, 굴삭기(100)의 붐(30), 암(40), 버킷(50)의 위치 데이터를 얻기 위하여 붐(30)이 본체(10)에 대해 회전된 각도를 제1 각도 센서(35)로부터 얻고, 암(40)이 붐(30)에 대해 회전된 각도를 제2 각도 센서(45)로부터 얻으며, 버킷(50)이 암(40)에 대해 회전된 각도를 제3 각도 센서(55)로부터 얻을 수 있다. 또한, 버킷(50)의 중량을 계산하기 위하여, 암(40)과 버킷(50)이 연결되는 부분에 설치된 토크 센서(56)로부터 버킷(50)에 작용하는 토크를 검출할 수 있다.

지면과 굴삭기(100) 사이의 경사를 측정하는 단계(S20)는 본체(10)에 설치된 경사 측정부(65)가 본체(10)와 지면 사이의 경사각을 측정할 수 있다.

굴삭기(100)의 무게 중심을 산출하는 단계(S30)는 제1 내지 제3 각도 센서와 굴삭기(100) 각 제원의 스펙을 이용하여 작동중인 굴삭기(100)의 위치를 산출하고, 토크 센서(56)를 이용하여 버킷(50)의 중량을 계산할 수 있다. 무게중심 산출부(61)는 산출된 위치와 중량을 이용하여 굴삭기(100)의 무게 중심을 실시간으로 산출할 수 있다.

굴삭기(100)의 안정성 여부를 판단하는 단계(S40)는 산출된 무게중심을 기준으로 측정된 경사가 위험 범위에 있는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 측정된 경사를 기준으로 산출된 무게중심이 위험범위에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.

굴삭기(100)가 안전하다고 판단되면 계속하여 무게 중심을 판단하면서 작업을 수행한다. 그러나, 굴삭기(100)가 전복의 위험이 있다고 판단하면, 신호 생성부(63)에서 경고 신호를 생성하고, 이를 알람부(80)로 전송하여 운전자가 전복의 위험을 인식할 수 있다.

굴삭기(100)와 굴삭기의 전복 방지 방법은 전복의 위험성을 판정하여 운전자에게 이를 알려주는바 작업의 안전성을 향상시키고, 작업 효율을 높일 수 있다.

굴삭기(100)와 굴삭기의 전복 방지 방법은 작업시에 실시간으로 변화하는 무게중심을 산출하여 연속적으로 전복의 위험성을 운전자에게 전달할 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 본체에 가변 무게부를 설치하는 것을 중심으로 기재하였지만, 가변 무게부 대신에 고정 무게부를 설치하고 굴삭 작업시의 굴삭기(100) 무게 중심 변화에 따른 전복 위험도를 산출해 내는 것도 물론 가능하다.

본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

10: 본체
20: 주행체
30: 붐
35: 제1 각도 센서
40: 암
45: 제2 각도 센서
50: 버킷
55: 제3 각도 센서
56: 토크 센서
60: 제어부
61: 무게중심 산출부
62: 위험 판정부
63: 신호 생성부
65: 경사 측정부
80: 알람부
100: 굴삭기

Claims

주행체;
상기 주행체에 선회 가능하게 장착되는 본체;
상기 본체와 회동 가능하게 장착되는 붐;
일단이 상기 붐과 회동 가능하게 장착되는 암;
상기 암의 타단에 상기 암과 회동 가능하게 연결되는 버킷;
상기 붐, 상기 암 및 상기 버킷의 회전각을 측정하는 각도 센서;
상기 본체에 설치되며, 상기 본체와 지면 사이의 경사각을 측정하는 경사 측정부; 및
상기 각도 센서로부터 측정된 회전각과 상기 경사 측정부에서 측정된 상기 본체와 지면 사이의 경사각으로 굴삭기의 무게중심을 산출하고, 산출된 상기 무게중심과 상기 경사각을 이용하여 전복 위험성을 판단하는 제어부;를 포함하는, 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기.
제1 항에 있어서,
상기 암의 타단에 설치되어 상기 버킷의 토크를 측정하는 토크 센서;를 더 포함하는, 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 토크 센서에서 측정된 토크를 이용하여 상기 버킷에 작용하는 중량을 계산하는, 전복 방지 기능을 가지는, 굴삭기
제1 항에 있어서,
상기 각도 센서는,
상기 붐과 상기 본체 사이에 설치되어, 상기 붐의 회전각을 측정하는 제1 각도 센서;
상기 붐과 상기 암 사이에 설치되어 상기 암의 회전각을 측정하는 제2 각도 센서; 및
상기 암과 상기 버킷 사이에 설치되어 상기 버킷의 회전각을 측정하는 제3 각도 센서;를 구비한, 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기.
제1 항에 있어서,
상기 본체에 설치되고, 상기 제어부와 연결되어 전복 위험성 여부에 대한 정보를 전달하는 알람부;를 더 포함하는, 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기.
제1 항에 있어서,
상기 본체에 이동 가능하게 설치되는 가변 무게부;를 더 포함하는, 전복 방지 기능을 가지는 굴삭기.
작동 중인 굴삭기의 붐, 암 및 버킷의 회전각을 측정하는 단계;
지면과 상기 굴삭기의 경사를 측정하는 단계;
상기 굴삭기의 무게 중심을 실시간으로 측정하는 단계;
상기 무게 중심과 상기 굴삭기의 경사를 이용하여 상기 굴삭기의 안정성 여부를 판단하는 단계; 및
상기 굴삭기가 전복될 가능성이 있다고 판단되면, 알람부에서 경고 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 굴삭기의 전복 방지 방법.
제 7항에 있어서,
상기 굴삭기의 무게 중심을 실시간으로 측정하는 단계는,
버킷에 작용하는 토크를 측정하여, 상기 버킷에 작용하는 중량을 측정하는, 굴삭기의 전복 방지 방법.