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굴삭기 안전제어 장치로서, 굴삭기의 붐, 아암, 및 버킷에 각각 장착되어 상기 붐, 아암, 및 버킷의 회전 각도를 각각 검출하는 제1 내지 제3 각도센서; 굴삭기 주위의 물체를 검출하는 적어도 하나의 물체 검출 센서; 상기 붐, 아암, 및 버킷을 포함하는 굴삭기의 상부 선회체의 선회속도를 검출하는 선회속도 센서; 및 상기 센서들로부터 검출 데이터를 수신하여 굴삭기 주위 물체의 위험도를 판단하는 제어부;를 포함하고,상기 제어부는, 상기 물체 검출 센서로부터 물체의 위치 데이터를 산출하는 위치 데이터 산출부; 상기 제1 내지 제3 각도센서로부터의 각도 데이터에 기초하여 굴삭기 작업반경을 산출하는 작업반경 연산부; 상기 각도 데이터 및 상기 선회속도 센서로부터의 선회속도 데이터에 기초하여 선회체의 제동 각도를 산출하는 제동각도 연산부; 상기 산출된 위치 데이터, 굴삭기 작업반경, 및 선회체 제동 각도에 기초하여 상기 물체의 위험도를 판단하는 제1 위험도 판단부; 및 소정 시간 이후의 물체 위치를 예측하는 물체 위치 예측부;를 포함하고, 상기 물체 위치 예측부는, 상기 물체 검출 센서에서 검출되는 물체가 연속적인 선으로 검출되는 경우, 이 연속적인 선 형상의 물체를 하나의 물체로 그룹화하고, 이 그룹화된 물체의 중심점에 대한 제1 소정 시간 동안의 변위에 기초하여 물체의 위치를 예측하도록 구성된 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제동각도 연산부가, 상기 각도 데이터에 기초하여 선회체의 선회관성을 연산하고, 이 선회관성 및 상기 선회속도에 기초하여 상기 제동 각도를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 2 항에 있어서, 상기 제동각도 연산부는 하기 수식에 따라 제동각도(θd)를 산출하며,상기 수식에서 Js는 선회관성, ωs는 선회속도, Ds는 굴삭기 선회체를 선회시키는 유압모터의 모터 용적, Pr은 상기 유압모터 내의 유체가 릴리프 밸브를 통해 배출될 때의 릴리프 밸브의 크래킹 압력, 그리고 N은 상기 유압모터와 선회체 사이에 결합된 기어의 기어비인 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제어부가, 상기 제1 내지 제3 센서에서 검출된 붐, 아암, 및 버킷의 회전 각도에 기초하여 상기 붐, 아암, 및 버킷 중 일부가 상기 물체 검출 센서의 스캔 높이 이하인지를 판단하고 이 판단 정보를 상기 제1 위험도 판단부로 전달하는 오감지 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 4 항에 있어서, 상기 제1 위험도 판단부가, 상기 위치 데이터, 굴삭기 작업반경, 및 상기 판단 정보에 기초하여 검출된 물체가 상기 굴삭기의 일부인지를 판단하고, 굴삭기의 일부인 경우 이 검출된 물체에 대한 위험도 판단을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 제어부가, 상기 물체 위치 예측부에서 예측된 물체 위치에 기초하여 물체의 위험도를 판단하는 제2 위험도 판단부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 6 항에 있어서, 상기 물체 위치 예측부는, 상기 물체 검출 센서를 통해 상기 제1 소정 시간 동안의 물체의 변위를 검출하여, 이 물체의 속도를 산출하고, 이 산출된 속도에 기초하여 제2 소정 시간 이후의 위치를 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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제 7 항에 있어서, 상기 물체 위치 예측부는, 검출된 물체들간의 각도에 따른 거리 변화율(Δr/Δθ)이 기설정된 소정값 이하인 경우 해당 물체들을 하나의 물체로 그룹화하도록 구성된 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 장치
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굴삭기 안전제어 방법으로서, 물체 검출 센서에 의해 굴삭기 주위의 물체를 검출하여 물체의 위치 데이터를 산출하는 단계; 굴삭기의 붐, 아암, 및 버킷의 회전 각도를 검출하여 굴삭기 작업반경을 산출하는 단계; 상기 굴삭기의 붐, 아암, 및 버킷의 회전 각도 및 굴삭기의 상부 선회체의 선회속도에 기초하여 상기 선회체의 제동 각도를 산출하는 단계; 및 상기 산출된 위치 데이터, 굴삭기 작업반경, 및 선회체 제동 각도에 기초하여 상기 물체의 위험도를 판단하는 단계;를 포함하고,상기 제동 각도를 산출하는 단계는, 상기 붐, 아암, 및 버킷의 회전 각도에 기초하여 선회체의 선회관성을 연산하고, 이 선회관성 및 상기 선회속도에 기초하여 상기 제동 각도를 산출하며, 상기 제동 각도는 선회관성(Js)과 선회속도(ωs)에 비례하고 굴삭기 선회체를 선회시키는 유압모터의 모터 용적(Ds), 상기 유압모터 내의 유체가 릴리프 밸브를 통해 배출될 때의 릴리프 밸브의 크래킹 압력(Pr), 및 상기 유압모터와 선회체 사이에 결합된 기어의 기어비(N)에 반비례하는 수식에 따라 산출되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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제 9 항에 있어서, 상기 제동 각도는 유압 모터에 선회 동작의 중단 명령을 내린 때로부터 선회체가 실제로 선회 동작을 멈출 때까지 회전한 각도인 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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제 10 항에 있어서, 상기 제동 각도를 산출하는 단계가 하기 수식에 따라 제동각도(θd)를 산출하며,위 수식에서 Js는 선회관성, ωs는 선회속도, Ds는 굴삭기 선회체를 선회시키는 유압모터의 모터 용적, Pr은 상기 유압모터 내의 유체가 릴리프 밸브를 통해 배출될 때의 릴리프 밸브의 크래킹 압력, 그리고 N은 상기 유압모터와 선회체 사이에 결합된 기어의 기어비인 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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제 9 항에 있어서, 상기 붐, 아암, 및 버킷의 회전 각도에 기초하여 상기 붐, 아암, 및 버킷 중 일부가 상기 물체 검출 센서의 스캔 높이 이하인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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제 12 항에 있어서, 상기 물체의 위험도를 판단하는 단계가, 상기 붐, 아암, 및 버킷 중 일부가 상기 물체 검출 센서의 스캔 높이 이하인지에 대한 판단 정보, 상기 위치 데이터, 및 상기 굴삭기 작업반경에 기초하여, 검출된 물체가 상기 굴삭기의 일부인지를 판단하고, 이 검출된 물체가 굴삭기의 일부인 경우 이 물체에 대한 위험도 판단을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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제 9 항에 있어서, 상기 물체 검출 센서를 통해 제1 소정 시간 동안의 물체의 변위를 검출하여, 이 물체의 속도를 산출하는 단계; 이 산출된 속도에 기초하여 제2 소정 시간 이후의 예측 위치를 산출하는 단계; 및상기 예측 위치에 기초하여 상기 물체의 위험도를 판단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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제 14 항에 있어서, 상기 물체의 속도를 산출하는 단계 이전에, 상기 물체 검출 센서에서 검출되는 물체가 연속적인 선으로 검출되는 경우, 이 연속적인 선 형상의 물체를 하나의 물체로 그룹화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 안전제어 방법
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