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WO2018021643A1 - 유압식 타격 기기의 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템 - Google Patents

유압식 타격 기기의 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템 Download PDF

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Publication number
WO2018021643A1
WO2018021643A1 PCT/KR2017/001319 KR2017001319W WO2018021643A1 WO 2018021643 A1 WO2018021643 A1 WO 2018021643A1 KR 2017001319 W KR2017001319 W KR 2017001319W WO 2018021643 A1 WO2018021643 A1 WO 2018021643A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
controller
stroke
information
piston
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/001319
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
주진무
임훈
윤복중
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daemo Engineering Co Ltd
Korea Construction Equipment Technology Institute
Original Assignee
Daemo Engineering Co Ltd
Korea Construction Equipment Technology Institute
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 Daemo Engineering Co Ltd, Korea Construction Equipment Technology Institute filed Critical Daemo Engineering Co Ltd
Publication of WO2018021643A1 publication Critical patent/WO2018021643A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/04—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously of the hammer piston type, i.e. in which the tool bit or anvil is hit by an impulse member
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/02—Placing by driving
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    • E02D7/10—Power-driven drivers with pressure-actuated hammer, i.e. the pressure fluid acting directly on the hammer structure
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
    • E02F3/966—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of hammer-type tools
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/30—Auxiliary apparatus, e.g. for thawing, cracking, blowing-up, or other preparatory treatment of the soil
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
    • E02F5/30—Auxiliary apparatus, e.g. for thawing, cracking, blowing-up, or other preparatory treatment of the soil
    • E02F5/305—Arrangements for breaking-up hard ground
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2222/00—Materials of the tool or the workpiece
    • B25D2222/72—Stone, rock or concrete

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring a hydraulic striking device and a system for performing the same. More particularly, the present invention relates to a method for monitoring an operating state of a hydraulic striking device, such as an output hydraulic pressure, a stroke mode, a cumulative number of hits, and a construction equipment. It is about.
  • a breaker is a device used for rock crushing, and the main construction type is an attachment type that is mounted on a heavy-duty vehicle such as an excavator at an actual construction site.
  • a breaker performs a crushing operation by placing a chisel on a crushed object and then hitting the chisel with a piston using a hydraulic source of a carrier vehicle.
  • damage to the device may occur due to the repulsive force generated during crushing.
  • the breaker is equipped with a variety of anti-shock measures to minimize it, but still requires periodic parts replacement or maintenance.
  • One object of the present invention is to provide a monitoring method relating to an operating state of a hydraulic striking device and a system for performing the same.
  • a piston for hitting a chisel crushing the hitting object a main body including a cylinder for accommodating the piston, the blow is installed at one point of the main body to sense the characteristics generated during the hitting
  • a striking device including a condition detecting sensor and a controller for controlling the stroke distance of the piston using the sensing result of the sensor; And an output unit for outputting information, a communication module for performing data transmission / reception with the controller, and a main control unit for calculating the number of blows per hour and the cumulative number of blows based on a detection result of the sensor from the controller through the communication module.
  • a monitoring system including a monitoring device may be provided.
  • a piston for hitting a chisel crushing the object to be hit a main body including a cylinder for receiving the piston, the blow is installed at one point of the main body to sense the characteristics generated during the hitting
  • a monitoring device for a striking device comprising: a condition sensing sensor and a controller for controlling a stroke distance of the piston using a sensing result of the sensor, comprising: an output unit for outputting information; Communication module for performing data transmission and reception with the controller; And a main control unit configured to calculate the number of hits per hour and the cumulative number of hits based on a detection result of the sensor from the controller through the communication module.
  • the electronic sensor such as a vibration sensor or a proximity sensor senses a variety of information according to the impact of the hydraulic striking device, and calculates the stroke mode, the number of strokes per minute, as well as the cumulative number of hits based on the user, Accurately know the status of the device and further precisely schedule the maintenance and management of the device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of construction equipment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a striking device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the striking device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a monitoring system using a vibration sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view of the vibration signal generated when the strike according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a monitoring system using a proximity sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 7 and 8 are views relating to the hitting condition for each section of the proximity sensor according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram of timing signals for respective stroke modes according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a monitoring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a monitoring operation according to an embodiment of the present invention.
  • a piston for hitting a chisel crushing the hitting object a main body including a cylinder for accommodating the piston, the blow is installed at one point of the main body to sense the characteristics generated during the hitting
  • a striking device including a condition detecting sensor and a controller for controlling the stroke distance of the piston using the sensing result of the sensor; And an output unit for outputting information, a communication module for performing data transmission / reception with the controller, and a main control unit for calculating the number of blows per hour and the cumulative number of blows based on a detection result of the sensor from the controller through the communication module.
  • a monitoring system including a monitoring device may be provided.
  • the controller may output a pulse signal such that the stroke distance is between a maximum stroke distance and a minimum stroke distance, and the main control unit may receive information about the pulse signal and according to the stroke distance currently performed relative to the maximum striking force.
  • the ratio of the striking force may be calculated, and the calculated ratio may be output through the output module.
  • the monitoring device may further include an input unit for acquiring a user input, wherein the main control unit is configured to control the stroke distance through the communication module when a variable stroke off command is input through the input unit. You can control it to stop.
  • the controller may acquire battery information of the vibration sensor, and the monitoring device may receive the battery information from the controller and output the battery information through the output unit.
  • the main control unit may output a warning sound or a warning message when the battery information is a power of a predetermined value or less.
  • the monitoring device may be installed in a cabin of a carrier on which the striking device is mounted in an attachment form.
  • the monitoring device may be a portable device.
  • the monitoring device may further include a memory configured to store the accumulated number of hits, and output a warning sound or a warning message when the number of strikes reaches a predetermined number of times.
  • the hitting condition detecting sensor may be a proximity sensor or a vibration sensor.
  • the monitoring device may further include information for controlling the stroke distance based on the received detection result, information on an off signal for a long stroke, information on an on signal for a short stroke, and a pulse signal for a middle stroke. Generating at least one of the information, and transmitting the generated information to the controller through the communication module to induce the controller to perform the distance control.
  • a piston for hitting a chisel crushing the object to be hit a main body including a cylinder for receiving the piston, the blow is installed at one point of the main body to sense the characteristics generated during the hitting
  • a monitoring device for a striking device comprising: a condition sensing sensor and a controller for controlling a stroke distance of the piston using a sensing result of the sensor, comprising: an output unit for outputting information; Communication module for performing data transmission and reception with the controller; And a main control unit configured to calculate the number of hits per hour and the cumulative number of hits based on a detection result of the sensor from the controller through the communication module.
  • the controller may output a pulse signal such that the stroke distance is between a maximum stroke distance and a minimum stroke distance, and the main control unit may receive information about the pulse signal and according to the stroke distance currently performed relative to the maximum striking force.
  • the ratio of the striking force may be calculated, and the calculated ratio may be output through the output module.
  • the monitoring device may further include an input unit for acquiring a user input, wherein the main control unit is configured to control the stroke distance through the communication module when a variable stroke off command is input through the input unit. You can control it to stop.
  • the controller may acquire battery information of the vibration sensor, and the monitoring device may receive the battery information from the controller and output the battery information through the output unit.
  • the main control unit may output a warning sound or a warning message when the battery information is a power of a predetermined value or less.
  • the monitoring device may be installed in a cabin of a carrier on which the striking device is mounted in an attachment form.
  • the monitoring device may be a portable device.
  • the monitoring device may further include a memory configured to store the accumulated number of hits, and output a warning sound or a warning message when the number of strikes reaches a predetermined number of times.
  • the hitting condition detecting sensor may be a proximity sensor or a vibration sensor.
  • the monitoring device may further include information for controlling the stroke distance based on the received detection result, information on an off signal for a long stroke, information on an on signal for a short stroke, and a pulse signal for a middle stroke. Generating at least one of the information, and transmitting the generated information to the controller through the communication module to induce the controller to perform the distance control.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of construction equipment 100 according to an embodiment of the invention.
  • Construction equipment 100 is equipment for performing a blow operation on the object.
  • the construction equipment 100 for the striking operation is mainly implemented in a form in which the hydraulic striking device 1000 is mounted as an attachment to a heavy-duty vehicle such as an excavator.
  • the construction equipment 100 may be installed with a monitoring device 3000 that can check the operating state of the striking device (1000).
  • the striking device 1000 is a device that performs an operation of striking an object.
  • Representative examples of the striking device 1000 may include a hydraulic breaker for breaking a rock or a hydraulic hammer for pressing a pile.
  • the striking device 1000 in the present invention is not limited to the above-described example, it should be understood as a concept encompassing all other types of striking device that performs a function of striking an object in addition to the hydraulic breaker or the hydraulic hammer.
  • the striking device 1000 is a heavy equipment vehicle, i.e., an attachment type mounted on the carrier 120, but is not necessarily the same, and there is also an independent form of the carrier 120, such as a form directly handled by an operator.
  • the carrier 120 may be largely divided into a driving body 121 and a rotating body 122.
  • the traveling body 121 is mainly provided in a crawler type or a wheel type, and in some cases, may be a crane type or a truck type.
  • the rotating body 122 is mounted on the traveling body 121 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the rotating body 122 is provided with a connecting member 123 such as a boom or an arm.
  • the end of the connection member 123 may be detachably attached to the striking device 1000 in the form of an attachment or fastened through the coupler 140.
  • connection member 123 is mainly two or more members are fastened in a link manner, connected to the hydraulic cylinder 1430 may be bent or stretched by the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 1430, stretching operation and the like. .
  • the connection member 123 may position the striking device 1000 attached to the end by this operation on the target to be hit.
  • the carrier 120 may apply hydraulic pressure to the striking device 1000 so that the mounted striking device 1000 may operate, or may apply hydraulic pressure to each part of the carrier 120 or the coupler 140 including the boom or the arm.
  • a hydraulic source 160 to supply and a hydraulic tank 160a for storing hydraulic oil are installed.
  • a cabin 124 on which the operator boards is provided on the rotating body 122 so that the operator can control the carrier 120 or the striking device 1000 by using a handle, a lever, or a button in the cabin 124. have.
  • the carrier 120 may include an outrigger (not shown) for stably fixing the construction equipment 100 to the ground or a counter weight (not shown) for stabilizing the balance of the construction equipment 100.
  • the monitoring device 3000 may output information regarding an operation state such as the number of strikes per hour or the cumulative strike number of the hydraulic striking device 1000 to the user.
  • the monitoring device 3000 includes an input button for controlling the on / off of the stroke mode or the anti-hit mode, which will be described later, and enables the user to control the hydraulic striking device 1000 through this.
  • the monitoring device 3000 may be mainly installed in the cabin 124, but the location of the monitoring device 3000 is not limited thereto.
  • the monitoring device 3000 is generally built-in to the cabin 124 of the carrier 100, the monitoring device 3000 may be implemented in a hand-held type. In other words, it is also possible for a smartphone or similar mobile device to operate as the monitoring device 3000.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a striking device 1000 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the striking device 1000 according to the embodiment of the present invention.
  • the striking device 1000 may include a mounting bracket 1200, a main body 1400, and a chisel 1600.
  • the main body 1400 is a portion that generates the striking force in the striking device 1000, and has a cylinder 1430 and a piston 1440 accommodated in the cylinder 1430 therein to be applied to the hydraulic pressure applied from the hydraulic source 160.
  • the piston 1440 reciprocates to generate a striking force.
  • the chisel 1600 is a portion directly hitting the hitting object, and the front end of the main body 1400 (the piston 1440 in the following description) is so that its rear end is hit by the front end of the piston 1440 when the piston 1440 is extended.
  • the forward (extending) direction is defined as the front, and the piston 1440 is defined as the backward (reducing) the direction to be disposed).
  • the mounting bracket 1200 is coupled to the rear end of the main body 1400 and serves as a connection between the carrier 120 and the striking device 1000.
  • the main components of the main body 1400 are the cylinder 1430 and the piston 1440.
  • the piston 1440 is provided in a cylindrical shape, the cylinder 1430 is provided in a hollow cylindrical shape so that the piston 1440 is inserted to reciprocate.
  • the inner wall of the cylinder 1430 is provided with various hydraulic ports for supplying hydraulic pressure to the interior of the cylinder 1430 or for discharging the hydraulic pressure from the interior of the cylinder 1430.
  • the piston 1440 is provided with at least two large diameter portions 1442 and 1444 and a small diameter portion 1446 therebetween along the longitudinal direction of the piston 1440. As the hydraulic pressure applied into the cylinder 1430 through the hydraulic port acts on the stepped surfaces 1442a and 1444a formed by the large diameter portions 1442 and 1444, the piston 1440 reciprocates back and forth in the cylinder 1430. To do.
  • the front head 1450 and the head cap 1420 are connected to the front and rear ends of the cylinder 1430, respectively.
  • the front head 1450 is provided with a chisel pin (not shown) on which the chisel 1600 is placed, and the chisel 1600 is hit by the front end of the piston 1440 when the piston 1440 is advanced by the chisel pin (not shown). Be placed in the proper position.
  • the front head 1450 may further include a dust protector (not shown) for preventing foreign matter from entering the cylinder 1430 when the piston 1440 is reciprocated, or a sound absorbing member (not shown) for reducing the impact sound. Can be installed.
  • the head cap 1420 has a gas chamber (not shown) therein, and the gas chamber imparts an appropriate damping effect to the piston 1440 as the volume thereof is compressed upon retraction of the piston 1440, so that the rear end of the piston 1440 is Prevents collisions.
  • the head cap 1420, the cylinder 1430, and the front head 1450 are sequentially connected by the long bolts 1402, and the main body 1400 is configured by the housing 1410 covering the connecting body.
  • the chisel 1600 is inserted into the front side of the main body 1400 through the front head 1450 to be hooked on the chisel pin (not shown), and the mounting bracket 1200 is assembled to the rear end of the main body 1400 to be hit.
  • the device 1000 may be configured.
  • the structure or structure of the striking device 1000 described above is just one embodiment of the striking device 1000 according to the present invention, and the striking device 1000 according to the present invention may be similar to the above-described structure or structure even though it is somewhat different from the above-described construction or structure. It is to be understood that other striking devices 1000 having functions are also included.
  • the automatic stroke distance adjustment function according to the embodiment of the present invention automatically adjusts the stroke distance of the piston 1440 according to the hitting condition appropriately.
  • the stroke distance may be adjusted based on the rigidity of the strike object.
  • the stroke distance may be adjusted using the striking force required for pressing the pile as the striking condition.
  • the automatic stroke distance adjusting function may be performed by first detecting the signal reflecting the hitting condition and determining the hitting condition according to the detected result, and selecting the appropriate stroke mode for the determined hitting condition.
  • representative examples of the signal reflecting the hitting condition may include vibration generated during the hitting or a distance in which the piston 1440 retreats due to the repulsive force after the hitting.
  • the volume of the sound generated by the hitting, the piston ( 1440) A forward distance (maximum forward position, bottom dead center) when moving forward may also be used as a signal reflecting a hit condition.
  • circuit of the striking device 1000 for implementing the automatic stroke distance adjusting function will be described.
  • circuit diagrams described below are merely exemplary for implementing the automatic stroke distance adjustment function, the present invention is not limited thereto, and variations of the circuit diagrams described below are also provided without departing from the spirit of the present invention. It should be understood to belong to.
  • FIGS. 4 and 6 A circuit diagram of the striking device 1000 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 6.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a monitoring system using a vibration sensor 2100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a monitoring system using a proximity sensor 2200 according to an embodiment of the present invention.
  • a piston 1440 is inserted into the cylinder 1430, and a chisel 1600 is disposed in front of the piston 1440.
  • the front large diameter portion 1442 and the rear large diameter portion 1444 are formed in the piston 1440, and the small diameter portion 1446 is formed between the front large diameter portion 1442 and the rear large diameter portion 1444.
  • the outer diameter of the large diameter is substantially the same as the inner diameter of the cylinder 1430, so that the front chamber (1431) is formed between the entire cylinder 1430 and the front large diameter portion (1442) inside the cylinder 1430, and the cylinder ( A rear chamber 1432 is formed between the rear of the 1430 and the rear large diameter portion 1444.
  • a reverse port 1433 is formed in the front chamber 1431, and the reverse port 1433 is connected to the hydraulic source 160 through the reverse line 1433a.
  • hydraulic pressure may be applied to the front chamber 1431 by the hydraulic oil flowing from the hydraulic source 160 through the reverse line 1433a to the reverse port 1433.
  • the hydraulic pressure applied to the front chamber 1431 acts on the stepped surface 1442a of the front large-diameter portion 1442, and a reverse force is applied to the piston 1440.
  • a forward port 1434 is formed in the rear chamber 1432, and the forward port 1434 is connected to the forward and backward valve 1460 through the forward line 1434a.
  • the forward and backward valves 1460 may be disposed at any one of the forward position 1460-2 and the reverse position 1460-1, and the forward position 1460-2 may move the forward line 1434a to the hydraulic source ( 160 and the forward line 1434a is connected to the hydraulic tank 160a at the reverse position 1460-1.
  • the rear chamber 1432 is moved from the hydraulic source 160 through the forward and backward valve 1460 and the forward line 1434a to the forward port 1434.
  • Hydraulic pressure may be applied by the hydraulic oil flowing into the.
  • the hydraulic pressure applied to the rear chamber 1432 acts on the stepped surface 1444a of the rear large-diameter portion 1444, and forward force is applied to the piston 1440.
  • the rear chamber 1432 is connected to the hydraulic tank 160a via the forward line 1434a and the forward and backward valves 1460 to move forward (
  • the hydraulic oil introduced from 1460-2 is discharged to the hydraulic tank 160a.
  • the stepped surface 1444a of the rear large-diameter portion 1444 has an area larger than the stepped surface 1442a of the front large-diameter portion 1442 so that the forward and backward valve 1460 is disposed at the forward position 1460-2.
  • the piston 1440 may move forward.
  • the forward and backward valve 1460 is disposed in the reverse position 1460-1, the hydraulic pressure applied from the hydraulic source 160 acts only on the step surface 1442a of the front large diameter portion 1442, so that the piston 1440 moves backward. can do.
  • the reciprocating motion of the piston 1440 may be induced as the forward and backward valve 1460 is disposed at the forward position 1460-2 or the backward position 1460-1.
  • Position control of the forward and backward valve 1460 may be made hydraulic. That is, the forward and backward valve 1460 may be a hydraulic valve in which the forward position 1460-2 and the reverse position 1460-1 may be selected according to the input hydraulic signal.
  • Both ends of the hydraulic forward and backward valves 1460 may be provided with a forward action surface 1464 and a reverse action surface 1462 respectively connected to the hydraulic line.
  • the forward action surface 1464 is connected to the forward control line 1464a branched into the long stroke line 1435a and the short stroke line 1434a.
  • Reverse action surface 1462 is also connected to hydraulic source 160 via reverse control line 1462a.
  • the forward action surface 1464 has an area larger than the reverse action surface 1462, so that when the hydraulic pressure is applied to both of the action surfaces 1462 and 1464, the forward and backward valve 1460 moves forward (1460-2). ) And thus the piston 1440 may advance.
  • the forward and backward valves 1460 may be disposed at the reverse position 1460-1, and thus the piston 1440 may reverse.
  • the piston 1440 may perform the forward operation.
  • the piston 1440 may perform the reverse operation.
  • the long stroke line 1435a is connected to the long stroke port 1435 formed in the cylinder 1430.
  • the long stroke port 1435 may be formed between the forward port 1434 and the reverse port 1433 of the cylinder 1430 to be connected or disconnected from the front chamber 1431 according to the position of the piston 1440.
  • the long stroke port 1435 is disconnected from the front chamber 1431 when the piston 1440 is advanced so that the front large diameter portion 1442 is on the long stroke port 1435 or positioned ahead of the long stroke.
  • the long stroke port 1435 is connected to the front chamber 1431 when the piston 1440 is reversed and the front large diameter portion 1442 is located behind the long stroke port 1435.
  • the hydraulic pressure from the hydraulic source 160 is reverse line 1433a, the reverse port 1433, the front chamber 1431, the long stroke port 1435.
  • the forward and backward valves 1460 may be disposed at the forward position 1460-2 by being applied to the forward action surface 1464 via the long stroke line 1435a and the forward control line 1464a.
  • the short stroke line 1436a may be connected to the short stroke port 1434 formed in the cylinder 1430.
  • the short stroke port 1436 is formed between the forward port 1434 and the reverse port 1433 of the cylinder 1430 to be connected to or disconnected from the front chamber 1431 according to the position of the piston 1440, and the long stroke Rather, it may be formed at a position closer to the reverse port 1433.
  • the short stroke port 1434 is disconnected from the front chamber 1431 when the piston 1440 is advanced so that the front large diameter portion 1442 is on the short stroke port 1434 or located ahead of the short stroke.
  • the short stroke port 1434 is connected to the front chamber 1431 when the piston 1440 is backward and the front large diameter portion 1442 is located behind the short stroke port 1434.
  • the shift valve 1470 which controls the short circuit of the short stroke line 1436a is provided on the short stroke line 1436a.
  • the shift valve 1470 may be disposed at any one of the long stroke position 1470-1 and the short stroke position 1470-2, and the short stroke line 1434a is disposed at the long stroke position 1470-1.
  • the short stroke line 1436a is connected at the short stroke position 1470-2.
  • the hydraulic line 160 retracts the line 1433a, the reverse port 1433, the front chamber 1431, the long stroke port 1435, and the long from the hydraulic source 160.
  • Whether the hydraulic pressure is applied to the forward action surface 1464 via the stroke line 1435a and the forward control line 1464a may be determined by the shift valve 1470.
  • the shift valve 1470 is the short stroke position 1470-2
  • the short stroke line 1436a is blocked so that the forward and backward valve 1460 is reversed by hydraulic pressure applied through the reverse control line 1462a.
  • the forward and backward valve 1460 may be disposed in the forward position 1460-2 by hydraulic pressure applied through the forward control line 1464a. have.
  • the piston 1440 may perform reciprocating motion in the long stroke mode and the short stroke mode according to the position of the shift valve 1470.
  • the shift valve 1470 is located at the long stroke position 1470-1.
  • the front large diameter portion 1442 passes through the short stroke port 1434 before passing through the long stroke port 1435, but since the short stroke line 1436a is blocked by the shift valve 1470, hydraulic transmission is performed. There is no support.
  • the forward operation is started based on the position of the front large diameter portion 1442 of the piston 1440 passing through the long stroke port 1435.
  • the shift valve 1470 is located at the short stroke position 1470-2.
  • the forward operation is started based on the position of the front large diameter portion 1442 of the piston 1440 passing through the short stroke port 1434.
  • the start of the forward operation is started earlier in the short stroke mode than in the long stroke mode, and consequently the backward distance of the piston 1440 is reduced.
  • the stroke distance becomes smaller.
  • adjustment of the stroke distance may be made by mode selection between the long stroke mode and the short stroke mode, and the mode switching is dependent on the shift valve 1470.
  • the shift valve 1470 may automatically switch between the long stroke position 1470-1 and the short stroke position 1470-2 according to the hitting condition.
  • the striking device 1000 may be provided with a striking condition detecting sensor 2000 for sensing the striking condition.
  • the striking condition detecting sensor 2000 detects the striking condition and transmits a signal related to the striking condition to the controller 180, and the controller 180 transmits a control signal to the shift valve 1470 based on the striking condition to shift the shift valve.
  • the position of 1470 may be controlled.
  • a solenoid valve capable of electronic control may be used as the shift valve 1470.
  • the vibration condition sensor 2000 may use the vibration sensor 2100 or the proximity sensor 2200.
  • the vibration sensor 2100 may be mounted on the striking device 1000 to detect vibrations generated when the striking device 1000 strikes a hit.
  • the vibration sensor 2100 may be installed in the housing 1410, the cylinder 1430, or the head cap 1420 of the striking device 1000 to detect vibration generated in the striking device 1000 when the striking device 1000 is hit.
  • the position of the vibration sensor 2100 is not limited to the above-described example and may be mounted on other portions of the striking device 1000.
  • FIG. 5 is a view of the vibration signal generated when the strike according to an embodiment of the present invention.
  • the vibration sensor 2100 may be attached to any portion of the striking device 1000, but it may be preferable to mount the vibration sensor 2100 to the head cap 1420 for convenience of maintenance / management.
  • the vibration sensor 2100 is installed such that the axis of the electrode 2240 coincides with the hitting direction.
  • the vibration sensed by the vibration sensor 2100 has different characteristics depending on the rigidity, such as the strength or hardness of the object to be hit.
  • the vibration characteristics generated by the rigidity may include a vibration period, a vibration frequency, a vibration period, and the like.
  • the vibration sensor 2200 when the object to be hit is hard, such as hard rock, as shown in (a) of FIG. 5, in the vibration sensor 2200, the residual vibration generated after the hit is detected as a large number of vibrations, with a short vibration period, and for a long time interval.
  • the target object is soft, such as soft rock
  • the residual vibration generated after the hit is detected by the vibration sensor 2200 at a short vibration interval, for a short time interval, as shown in FIG. 5B. .
  • the vibration sensor 2100 may transmit an electronic signal reflecting the sensed vibration to the controller 180.
  • the vibration sensor 2100 and the controller 180 may be connected to a communication module for transmitting and receiving information, respectively.
  • Data transmission and reception between the controller 180 and the vibration sensor 2100 using a communication module may be performed by wire or wirelessly.
  • the vibration sensor 2200 and the controller 180 are connected by wire due to the characteristics of the striking device 1000, the wiring may be damaged by repetition of the reciprocating operation.
  • Representative examples of wireless communication include Bluetooth Low Energy (BTLE) or Zigbee. Since the communication between the vibration sensor 2200 and the controller 180 does not require a high bandwidth, low power communication such as BTLE or direct rain may be desirable.
  • the communication method between the controller 180 and the vibration sensor 2200 in the present invention is not necessarily limited thereto.
  • the controller 180 is an electronic circuit that processes and calculates various electronic signals, and receives signals from sensors, processes information / data, and controls other components of the construction equipment 100 as electronic signals. Can be.
  • the controller 180 is typically located on the carrier 120, but may also be located on the striking device 1000. In addition, the controller 180 is not necessarily implemented as a single object. In some cases, the controller 180 may be implemented as a plurality of controllers 180 that can communicate with each other. For example, the controller 180 may be distributedly disposed such that a part thereof is installed at the side of the striking device 1000 and the other part is installed at the carrier 120. You can do that by collaborating by performing wired communication. When a plurality of controllers 180 are distributed, some of them simply transmit signals or information to a slave type, and others receive various signals or information to a master type to perform processing / operation and command / control. You can also take this approach.
  • the controller 180 may determine the strike condition (for example, the characteristics of the strike target such as the rock strength when the rock is broken) according to the input electronic signal.
  • the controller 180 may determine the hitting condition in consideration of the period, frequency, period, etc. of the vibration according to the input electronic signal. For example, in the case of rock crushing, the controller 180 determines that the rock is hard rock if the vibration characteristic reflected according to the input electronic signal is short, many, or long. In the case of a period, it can be determined that the rock is soft rock.
  • the controller 180 may adjust the stroke distance through the shift valve 1470. For example, when it is determined that it is hard rock, the controller 180 outputs an off signal to the shift valve 1470 so that the solenoid valve is disposed at the long stroke position 1470-1 so that the striking device 1000 is in the long stroke mode. It can be operated as. On the other hand, if it is determined to be soft rock, the controller 180 outputs an ON signal to the shift valve 1470 so that the solenoid valve is disposed at the short stroke position 1470-2 so that the striking device 1000 operates in the short stroke mode. You can do that.
  • the vibration sensor 2100 detects a vibration reflecting its characteristics according to the hitting condition when the striking device 1000 is working, and sets the stroke mode based on the sensed vibration of the controller 180.
  • the shift valve 1470 may be controlled according to the set stroke mode, and the striking device 1000 may adjust the stroke distance according to whether the shift valve 1470 is a long stroke mode or a short stroke mode.
  • the striking device 1000 may perform an automatic stroke distance adjusting function for automatically adjusting the stroke distance according to the striking condition.
  • the proximity sensor 2200 may be used as the hit condition detecting sensor 2000.
  • the proximity sensor 2200 may be mounted on the striking device 1000 to detect the position of the piston 1440 when the striking device is hit.
  • the proximity sensor 2200 may detect the position of the maximum forward position (hereinafter, referred to as 'lower dead center') when the piston 1440 strikes the rock through the chisel 1600.
  • the proximity sensor 2200 may be inserted into a groove or a hole formed in the cylinder 1430 and installed in a direction perpendicular to the reciprocating direction of the piston 1440. Accordingly, the proximity sensor 2200 may detect whether the small diameter part or the large diameter parts 1442 and 1444 are passing through the installation point of the proximity sensor 2200 during the reciprocating motion of the piston.
  • a plurality of proximity sensors 2200 may be disposed on the cylinder 1430 along the reciprocating direction of the piston 1440.
  • the proximity sensor 2200 may be disposed at a position for detecting the rear large diameter portion 1444 when the piston 1440 is moved forward and for detecting the front large diameter portion 1442 when the piston 1440 is moved backward.
  • the plurality of proximity sensors 2200 may be disposed in the cylinder 1430 along the longitudinal direction thereof.
  • the striking condition may be determined depending on whether the rear large-diameter portion 1444 is detected by the sensors 2202, 2204, and 2206 when the piston 1440 is moved forward. have.
  • the proximity sensor 2200 may be disposed at various points of the cylinder 1430 as appropriate.
  • proximity sensor 2200 is provided on the rear side of cylinder 1430 with three sensors 2202, 2204, 2206 arranged one after the other from rear to front, with each sensor 2202, 2204, 2206 being rearward.
  • the large diameter part 1444 may be detected.
  • the proximity sensor 2200 may be arranged to sense the front large diameter portion 1442 of the piston 1440.
  • the arrangement of the proximity sensors 2202, 2204, 2206 is such that when the piston 1440 is in the maximum forward position, the stepped surface of the rear large-diameter portion 1444 may have the sensors 2202, 2204, 2206. It is arrange
  • the maximum forward position of the piston 1440 when the striking device 1000 strikes hard rock is formed on the rear side than the maximum forward position of the piston 1440 when striking soft rock. This is because chisels penetrate the hard rock to be weaker than penetrating soft rock. Accordingly, when the proximity sensor 2200 is disposed as shown in FIG.
  • the turn-on sensor 2202 is sequentially turned on. For example, the more signals detected by each of the proximity sensors 2202, 2204, and 2206, the closer the hit is to soft rock, and the less the hit is closer to hard rock.
  • the degree of aging of the hitting object may be known according to the on / off state of each of the proximity sensors 2202, 2204, and 2206.
  • the proximity sensor 2200 may sense the front stepped surface or the rear stepped surface of the front large diameter portion 1442 or the front stepped surface or the rear stepped surface of the rear large diameter portion 1444 when the piston 1440 is located at the bottom dead center. If you can.
  • the proximity sensor 2200 senses the front stepped surface
  • the sensor closest to the front end of the piston 1440 of the proximity sensor 2200 senses the stepped surface at the maximum bottom dead center (soft rock), and the most piston 1440.
  • the sensor close to the rear end of the sensor should be positioned enough to sense the step surface at the bottom dead center (hard rock).
  • the distance between the plurality of sensors may be similar to or slightly larger than the distance of the bottom dead center between the hard rock and soft rock.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams illustrating a strike condition for each section of the proximity sensor 2200 according to the embodiment of the present invention.
  • the bottom dead center of the rear large diameter portion 1444 is located behind the rear end sensor 2202 when the strike object is hard rock, and the bottom dead center of the rear large diameter portion 1444 is the rear end when the strike object is hard rock. Located between the sensor 2202 and the stop sensor 2204, the bottom dead center of the rear large diameter portion 1444 is located between the stop sensor 2204 and the shear sensor 2206, if the strike object is a heavy cancer, If the water is soft rock, the bottom dead center of the rear large diameter portion 1444 is located to the front side more than the shear sensor 2206.
  • the controller 180 to be described later may receive a signal from the proximity sensor 2200 to determine the rock characteristics based on the signal.
  • 8 is a table showing a determination result according to each case.
  • the proximity sensor 2200 may transmit an electronic signal reflecting the sensed on / off value to the controller 180.
  • a detailed description of the control furnace 180 has been already mentioned in the section regarding the vibration sensor 2100 and will be omitted.
  • the controller 180 considers a blow condition in consideration of the on / off state and the on / off timing of each sensor 2202, 2204, 2206 according to the input electronic signal instead of the vibration characteristic. Can be judged.
  • the controller 180 may adjust the stroke distance through the shift valve 1470 similarly to the case of using the vibration sensor 2100.
  • the proximity sensor 2200 detects the bottom dead center position of the rear large-diameter portion 1444 reflecting its characteristics according to the hitting condition when the striking device 1000 is working, and the controller 180 detects it.
  • the stroke mode is set based on the on / off combination and the on / off sequence of the proximity sensors 2202, 2204, and 2206, and the shift valve 1470 is controlled according to the set stroke mode, and the shift valve 1470 is a long stroke.
  • the striking device 1000 may adjust the stroke distance according to the mode or the short stroke mode. In other words, the striking device 1000 may perform an automatic stroke distance adjusting function for automatically adjusting the stroke distance according to the striking condition.
  • the proximity sensor 2200 has been described based on three sensors 2202, 2204, and 2206 at the front and rear ends, but in consideration of cost reduction, only one or two proximity sensors 2200 are used or the precision is reduced. In consideration of the improvement, it is also possible to use four or more proximity sensors 2200.
  • the proximity sensor 2200 does not necessarily have to be arranged to detect the rear large-diameter portion 1444, and detects another object that may reflect the reciprocating motion of the piston 1440 and the position of the bottom dead center in an on / off combination. It is also possible to arrange in other positions.
  • the striking device 1000 when the striking condition detecting sensor 2000 such as the vibration sensor 2100 or the proximity sensor 2200 is used, the striking device 1000 operates in a long stroke mode in the case of hard rock and a short stroke in the case of soft rock. Two-speed shifting can be performed.
  • the striking device 1000 may further perform three speeds or continuously variable speeds.
  • the striking condition detecting sensor 2000 detects a signal reflecting the striking characteristic.
  • the controller 180 determines the hitting condition according to the detected signal, transmits an on signal when a strong hit is required, and sends an off signal when a quick hit is required (actually, the off signal may not be a signal being sent). has exist).
  • the shift valve 1470 is disposed at the long stroke position 1470-1 and the striking device 1000 operates in the long stroke mode to increase the stroke distance to perform a strong blow, and when the on signal is output, the shift valve 1470 is disposed at the short stroke position 1470-2, and the striking device 1000 operates in the short stroke mode to reduce the stroke distance to perform a quick blow.
  • the striking device 1000 may perform the long / short shot. Operate in stroke mode.
  • the shift valve 1470 alternates between the long stroke position 1470-1 and the short stroke position 1470-2, and the piston 1440 has a long stroke and a short stroke. It can reciprocate the middle stroke distance with the middle distance of the distance. That is, the striking device 1000 may operate in the middle stroke mode.
  • FIG. 9 is a diagram of timing signals for respective stroke modes according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • control signals for the long stroke mode and control signals for the short stroke mode respectively.
  • the control signal is a signal input from the controller 180 to the shift valve 1470.
  • the controller 180 transmits a control signal for a long stroke in the case of hard rock and a short stroke in the case of soft rock based on the characteristic detected by the hitting condition detection sensor 2000.
  • the on / off control signal may be output in the form of a pulse to control the shift valve 1470 to move between the long stroke position 1470-1 and the short stroke position 1470-2.
  • the shift valve 1470 moves between the two positions 1470-1 and 1470-2, the piston 1440 reciprocates at a middle stroke distance between the long stroke distance and the short stroke distance.
  • the piston 1440 receives the forward force from passing through the long stroke port 1435 in the long stroke mode, and receives the forward force from through the short stroke port 1434 in the short stroke mode.
  • the piston 1440 starts the period of the control signal from the time when the front large diameter portion 1442 passes the short stroke port 1434.
  • the force is applied only during the duty cycle, so that the retraction is made up to the middle distance between the maximum retraction distance at the long stroke and the maximum retraction distance at the short stroke.
  • the controller 180 outputs the on / off control signal as a pulse signal and controls the pulse width for the period of the pulse signal so that the striking device 1000 operates in the middle stroke mode between the long stroke and the short stroke. Can be.
  • the controller 180 may control the striking device 1000 by controlling the pulse width at three speeds of short / middle / long stroke.
  • the controller 180 may implement middle stroke mode operation by using the pulse signal shown in FIG. 9C.
  • the controller 180 may increase the length of the stroke by increasing the pulse width of the controller 180 or shorten the length of the stroke by reducing the pulse width to perform the stepless shift.
  • the controller 180 controls the pulse width relative to the period of the pulse signal as shown in (c), (d), and (e) of FIG. 9 to vary the stroke between the long stroke and the short stroke. You can control the distance.
  • the controller 180 may perform the shift while considering a predetermined delay time.
  • the delay time means that after a predetermined time has elapsed, instead of immediately switching the stroke mode even if a change in the strike condition is detected.
  • the vibration characteristic detected by the vibration sensor 2200 is somewhat likely to cause an error, and even if there is no error, the chisel 1600 alternates hard rock and soft rock in a state in which hard rock and soft rock are mixed. Frequent stroke mode switching in the event of a strike may result in a problem of poor work efficiency. In this case, it may be more efficient to work only in the long stroke mode than to alternate between the long stroke mode and the short stroke mode.
  • the controller 180 may stroke when the same on / off combination is detected for a predetermined time (for example, a multiple of the reciprocating period of the piston 1440). Mode switching can be performed.
  • the controller 180 does not convert to a short stroke even if the on / off combination for soft rock is sensed during one reciprocation of the piston 1440 while operating in the long stroke mode in hard rock. Instead, the controller 180 counts that a situation requiring a short stroke is detected. Thereafter, when the controller 180 detects a situation in which a short stroke is necessary for a predetermined number of times, the controller 180 may switch to the short stroke mode. Alternatively, even if not detected continuously, if a predetermined number of on / off combinations are detected for a predetermined number of strikes, mode switching may be executed. That is, if the soft rock characteristic is detected for four strikes during the five strike cycles, the short stroke mode switching may be performed.
  • the monitoring device 3000 and the monitoring method according to an embodiment of the present invention for detecting the operation state of the hitting device 1000 will be described.
  • the monitoring device 3000 is generally installed in the cabin 124 of the carrier 120, but alternatively, the monitoring device 3000 may be provided in a stand-alone type.
  • the stand-alone type monitoring device 3000 may be a separate device for a monitoring function, but of course, an application or a program for monitoring may be installed in a smartphone or a general-purpose device.
  • FIG. 10 is a block diagram of a monitoring device 3000 according to an embodiment of the present invention.
  • the monitoring device 3000 may include a communication unit module 3200, a memory 3400, a main control unit (MCU), an input unit 3800, and an output unit 3850. have.
  • MCU main control unit
  • the input unit 3800 may receive a user input from a user.
  • the user input may be in various forms, including key input, touch input, and voice lunar calendar.
  • Examples of the input unit 3800 capable of receiving user input include a conventional keypad, keyboard, and mouse, as well as a touch sensor that senses a user's touch or various other types of user inputs that sense or receive various user inputs. It is a comprehensive concept that includes all the input means.
  • the touch sensor may be implemented as a piezoelectric or capacitive touch sensor that senses a touch through a touch panel or a touch film attached to the display panel, an optical touch sensor that senses a touch by an optical method, and the like.
  • the output unit 3850 may output various types of information and provide the same to the user.
  • the output unit 1220 is a comprehensive concept including a display for outputting an image, a speaker for outputting a sound, a haptic device for generating a vibration, and various other output means.
  • the display may display text, still images, and moving images. Displays include Liquid Crystal Display (LCD), Light Emitting Diode (LED) Display, Organic Light Emitting Diode (OLED) Display, Flat Panel Display (FPD), Transparent Display display, curved display, flexible display, 3D display, holographic display, projector, and other types of devices capable of performing image output functions. It is a concept that means a wide image display device that includes all. Such a display may be in the form of a touch display integrated with a touch sensor of the input unit 1210. As another example, the display may be in the form of an LED alarm or the like.
  • the communication module 3200 may communicate with an external device. Accordingly, the monitoring device 3000 may transmit and receive various information with the external device.
  • communication that is, the transmission and reception of data may be made by wire or wireless.
  • the communication unit 3000 is connected to a mobile communication network via a mobile communication base station, a mobile communication module for transmitting and receiving data, a long-distance communication module such as Lola or a wireless local area network (WLAN) such as Wi-Fi. It may be configured as a short-range communication module using a communication method of a series, or a wireless personal area network (WPAN) series such as Bluetooth, Zigbee, or a combination thereof.
  • WPAN wireless personal area network
  • the memory 3400 may store various kinds of information.
  • the memory 1240 may store data temporarily or semi-permanently. Examples of the memory 1240 include a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a flash memory, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and the like. This can be.
  • the memory 1240 may be provided in a form embedded in the terminal 1200 or a form detachable from the terminal 1200.
  • an operating program (OS) for driving the monitoring device 3000 is stored or data for implementing a monitoring function may be backed up.
  • the MCU 3600 controls the overall operation of the monitoring device 3000.
  • the controller 3000 may perform calculation and processing of various information and control the operation of the components of the monitoring device 3000.
  • the MCU 3600 may be implemented as a computer or a similar device according to hardware software or a combination thereof.
  • the hardware may be provided in the form of an electronic circuit that processes an electrical signal to perform a control function, and may be provided in the form of a program that drives a hardware configuration in software.
  • the operation of the monitoring device 3000 may be interpreted to be performed by the control of the MCU 3000.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of a monitoring operation according to an embodiment of the present invention.
  • the monitoring device 3000 may transmit and receive data with the controller 180 of the construction equipment 100.
  • the controller 180 may acquire information on characteristics generated when the hit is performed through the hit condition detecting sensor 2000, for example, information reflecting vibration or bottom dead center of the piston. Can be.
  • the controller 180 may detect the oil pressure according to the working oil acting on the striking device 1000 through the oil pressure sensor 2400 connected on the oil pressure circuit. 4 and 6, the hydraulic sensor 2400 is illustrated on the advance line 1434a to sense the oil pressure applied to the advance line 1434a.
  • the controller 180 may detect whether the piston 1440 is hit by this, and may count the number of strokes as a result.
  • the controller 180 may also transmit power information of the battery of the controller 180 or the battery of the sensor 2000 to the monitoring device 3000.
  • the monitoring device 3000 may receive such information from the controller 180 through the communication module 3200. If the controller 180 performs stroke mode control, information on the current stroke mode may also be transmitted to the monitoring device 3000. In addition, when implementing continuously variable speed using a duty cycle, at least one of a duty cycle, that is, a pulse period, a pulse width, and ratio information thereof may be transmitted to the monitoring device 3000. In addition,
  • the monitoring device 3000 may output various information to the user through the output unit 3850 using the received information.
  • the monitoring device 3000 may determine whether the operating hydraulic pressure information, the number of blows per hour, the cumulative number of blows, the battery voltage or power information, the automatic variable stroke, or the like are set or turned off.
  • Variable stroke on / off information, stroke mode information (e.g., long stroke mode, middle stroke mode or short stroke mode, etc.), anti-hit mode on / off information, etc. can be output to the output unit 3850 in the form of a display. have.
  • the operating hydraulic pressure information may be calculated based on the hydraulic pressure obtained through the hydraulic sensor 2400.
  • the number of hits per hour is calculated in consideration of the hydraulic pressure applied on the forward line 1434a in the hydraulic sensor 2400 or the lower thread detected by the proximity sensor 2200 or the waveform of vibration detected by the vibration sensor 2100. Based on the number of points acquisition, etc., it may be calculated relative to the time according to the embedded clock. Cumulative hit number information may be obtained by counting the number of hits obtained in the memory 3400.
  • the battery information may be calculated based on voltage information detected from the battery of the sensor 2000 or the controller 180.
  • the monitoring device 3000 transmits a control command to the controller 180 to perform an operation according to the controller, and the controller 180 performs an operation accordingly.
  • the controller 180 may deactivate the short stroke mode by maintaining the shift valve 1470 at the long stroke position 1470-1 regardless of the detection of the hit condition when the command is received.
  • the hit prevention function on / off in the hitting device 3000 in which the hit prevention circuit is introduced may be made in a similar manner.
  • the monitoring device 3000 may output information regarding which stroke state the variable stroke is currently being progressed. For example, the monitoring device 3000 may display, as a ratio, how much the stroke distance is currently being performed using the long stroke mode as 100%. For example, when the distance or the impact force of the short stroke is 40% of the long stroke, the monitoring device 3000 may display the number 40% on the display. If a stepless shift is performed, the percentage value of the hitting force may be calculated in consideration of the pulse width versus the pulse period on the duty cycle and then informed to the user.
  • the monitoring device 3000 may give an alarm to the user through an output unit in a specific case. For example, if the operating hydraulic pressure is less than or less than the predetermined hydraulic pressure may be an abnormality, in this case, the monitoring device 3000 flashes the display or turns on the warning light, or a warning sound or warning message through the speaker Output to help the user identify the problem situation.
  • the MCU 3600 and the controller 180 may be the same object in some cases.
  • some or all of the functions of the MCU 3600 described above may be implemented by the controller 180, or conversely, some or all of the functions of the controller 180 may be implemented by the MCU 3600.
  • the output interface of the monitoring device 3000 includes battery power (voltage or current amount), operating hydraulic pressure information, blows per minute, cumulative blows, whether in auto stroke mode or manual stroke mode, stroke number information ( For example, a long stroke mode-1 stage, a middle stroke mode-2 stage, a short stroke mode-3 stage, etc.), whether the anti-fogging mode is on or off, or the anti-balling mode operation) may be included.
  • the output interface of the monitoring device 3000 may include a visual means or an auditory means for giving an alarm signal.
  • an alarm can be given when the working pressure is above a certain value, or an alarm in case of a hit.
  • the input interface of the monitoring device 3000 may include auto stroke mode on / off setting, stroke number setting, anti-hit mode setting, and the like.

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Abstract

본 발명은 유압식 타격 기기의 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 양상에 따른 모니터링 시스템은, 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기; 및 정보를 출력하는 출력 유닛, 상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛을 포함하는 모니터링 기기;를 포함한다.

Description

유압식 타격 기기의 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템
본 발명은 유압식 타격 기기의 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 출력 유압이나 스트로크 모드, 누적 타격 횟수 등 비롯한 유압식 타격 기기의 작동 상태를 모니터링하는 방법 및 이를 수행하는 건설 장비에 관한 것이다.
브레이커(breaker)는 암반 파쇄에 이용되는 장치로, 실제 건설 현장에서는 굴삭기 등의 중장비 차량에 장착되는 어태치먼트 타입이 주를 이루고 있다.
일반적으로 브레이커는 피파쇄물 상에 치즐을 위치시킨 뒤 캐리어 차량의 유압 소스를 이용하여 피스톤으로 치즐을 타격함으로써 파쇄 동작을 수행한다. 이에 따라 파쇄 시 발생하는 반발력으로 인하여 기기에 손상이 발생할 수 있는데, 브레이커에는 이를 최소화하기 위한 다양한 충격 방지 수단이 준비되어 있으나 여전히 주기적인 부품 교체나 정비 등의 관리가 필요하다.
그런데, 현재는 브레이커의 유지/관리가 순전히 작업자의 경험에 따라 임의적으로 이루어지고 있는 실정이어서 종종 작업 중 돌발적으로 고장이 발생하고 있어 작업자가 체계적으로 브레이커 관리를 하기 위한 방안이 필요한 실정이다.
본 발명의 일 과제는, 유압식 타격 기기의 작동 상태에 관한 모니터링 방법 및 이를 수행하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기; 및 정보를 출력하는 출력 유닛, 상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛을 포함하는 모니터링 기기;를 포함하는 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기의 모니터링 기기로서, 정보를 출력하는 출력 유닛; 상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛;을 포함하는 모니터링 기기가 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 진동 센서나 근접 센서 같은 전자식 센서를 이용하여 유압식 타격 기기의 타격에 따른 각종 정보를 감지하여, 이를 바탕으로 스트로크 모드나 분당 타격 수 등은 물론 누적 타격 수 등을 산출함으로써, 사용자가 기기의 상태를 정확히 알 수 있고, 나아가 기기의 유지 및 관리를 정밀하게 스케쥴링 할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설 장비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 타격 기기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타격 기기의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 센서를 이용한 모니터링 시스템의 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타격 시 발생하는 진동 신호에 관한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 근접 센서를 이용한 모니터링 신스템의 회로도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시에에 따른 근접 센서의 구간 별 타격 조건에 관한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스트로크 모드 별 타이밍 신호에 관한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 기기의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 동작에 관한 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 기기의 출력 인터페이스에 관한 것이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.
본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기; 및 정보를 출력하는 출력 유닛, 상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛을 포함하는 모니터링 기기;를 포함하는 모니터링 시스템이 제공될 수 있다.
또 상기 콘트롤러는, 상기 스트로크 거리를 최대 스트로크 거리와 최소 스트로크 거리 사이가 되도록 펄스 신호를 출력하고, 상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 펄스 신호에 관한 정보를 수신하여 최대 타격력 대비 현재 수행하는 스트로크 거리에 따른 타격력의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율을 상기 출력 모듈을 통해 출력할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 사용자 입력을 획득하는 입력 유닛을 더 포함하고, 상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 입력 유닛을 통해 가변 스트로크 오프 명령이 입력되면, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러가 상기 스트로크 거리 제어를 중단하도록 제어할 수 있다.
또 상기 콘트롤러는, 상기 진동 센서의 배터리 정보를 획득하고, 상기 모니터링 기기는, 상기 콘트롤러로부터 상기 배터리 정보를 수신하여 상기 출력 유닛을 통해 출력할 수 있다.
또 상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 배터리 정보가 미리 정해진 값 이하의 전원인 경우 경고음이나 경고 메시지을 출력 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 상기 타격 기기가 어태치먼트 형태로 장착되는 캐리어의 캐빈에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 휴대용 디바이스인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 상기 누적 타격 수를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 노적 타격 수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 경고음이나 경고 메시지를 출력 할 수 있다.
또 상기 타격 조건 감지 센서는, 근접 센서 또는 진동 센서인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 상기 수신된 감지 결과에 기초하여 상기 스트로크 거리 제어를 위한 정보 - 롱 스트로크를 위한 오프 신호에 관한 정보, 숏 스트로크를 위한 온 신호에 관한 정보 및 미들 스트로크를 위한 펄스 신호에 관한 정보 중 적어도 하나 - 를 생성하고, 상기 생성된 정보를 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러에 전송함으로써 상기 콘트롤러가 상기 거리 제어를 수행하도록 유도할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기의 모니터링 기기로서, 정보를 출력하는 출력 유닛; 상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈; 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛;을 포함하는 모니터링 기기가 제공될 수 있다.
또 상기 콘트롤러는, 상기 스트로크 거리를 최대 스트로크 거리와 최소 스트로크 거리 사이가 되도록 펄스 신호를 출력하고, 상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 펄스 신호에 관한 정보를 수신하여 최대 타격력 대비 현재 수행하는 스트로크 거리에 따른 타격력의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율을 상기 출력 모듈을 통해 출력할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 사용자 입력을 획득하는 입력 유닛을 더 포함하고, 상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 입력 유닛을 통해 가변 스트로크 오프 명령이 입력되면, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러가 상기 스트로크 거리 제어를 중단하도록 제어할 수 있다.
또 상기 콘트롤러는, 상기 진동 센서의 배터리 정보를 획득하고, 상기 모니터링 기기는, 상기 콘트롤러로부터 상기 배터리 정보를 수신하여 상기 출력 유닛을 통해 출력할 수 있다.
또 상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 배터리 정보가 미리 정해진 값 이하의 전원인 경우 경고음이나 경고 메시지을 출력 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 상기 타격 기기가 어태치먼트 형태로 장착되는 캐리어의 캐빈에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 휴대용 디바이스인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 상기 누적 타격 수를 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 노적 타격 수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 경고음이나 경고 메시지를 출력 할 수 있다.
또 상기 타격 조건 감지 센서는, 근접 센서 또는 진동 센서인 것을 특징으로 할 수 있다.
또 상기 모니터링 기기는, 상기 수신된 감지 결과에 기초하여 상기 스트로크 거리 제어를 위한 정보 - 롱 스트로크를 위한 오프 신호에 관한 정보, 숏 스트로크를 위한 온 신호에 관한 정보 및 미들 스트로크를 위한 펄스 신호에 관한 정보 중 적어도 하나 - 를 생성하고, 상기 생성된 정보를 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러에 전송함으로써 상기 콘트롤러가 상기 거리 제어를 수행하도록 유도할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 건설 장비(100)에 관하여 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건설 장비(100)의 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따른 건설 장비(100)는 대상물에 대한 타격 작업을 수행하는 장비이다. 타격 작업을 위한 건설 장비(100)는 주로 굴삭기 등의 중장비 차량에 유압식 타격 기기(1000)가 어태치먼트로 장착되는 형태로 구현된다. 또 본 발명에서 건설 장비(100)에는 타격 기기(1000)의 작동 상태를 확인할 수 있는 모니터링 기기(3000)가 설치될 수 있다.
타격 기기(1000)는 대상물을 타격하는 동작을 수행하는 기기이다. 타격 기기(1000)의 대표적인 예로는 암반을 파쇄하는 유압 브레이커(hydraulic breaker)나 파일(pile)을 압입하는 유압 해머(hydraulic hammer)를 들 수 있다. 물론, 본 발명에서 타격 기기(1000)가 상술한 예로 한정되는 것은 아니며 유압 브레이커나 유압 해머 이외에도 대상물을 타격하는 기능을 수행하는 다른 종류의 타격 기기도 모두 포괄하는 개념으로 이해되어야 할 것이다. 타격 기기(1000)는 중장비 차량, 즉 캐리어(120)에 장착되는 어태치먼트 타입이 일반적이지만 반드시 그러한 것은 아니며, 작업자가 직접 다루는 형태와 같이 캐리어(120)로부터 독립적인 형태도 존재한다.
타격 기기(1000)에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
캐리어(120)는 크게 주행체(121)와 회전체(122)로 구분될 수 있다. 주행체(121)는 주로 크롤러 타입이나 휠 타입으로 제공되며 경우에 따라서는 크레인 타입이나 트럭 타입인 것도 가능하다. 회전체(122)는 수직 방향을 축으로 회전 가능하게 주행체(121) 상에 얹혀진다.
회전체(122)에는 붐이나 암 등의 연결 부재(123)가 설치된다. 연결 부재(123)의 단부에는 타격 기기(1000)가 어태치먼트 형태로 직접 체결되거나 커플러(140)를 통해 체결되는 식으로 탈부착될 수 있다.
연결 부재(123)는 주로 2개 이상의 부재가 링크 방식으로 체결되며, 유압 실린더(1430)와 연결되어 유압 실린더(1430)의 신축에 의해 굽혀지거나 또는 펴지는 동작, 신축 동작 등을 수행할 수 있다. 연결 부재(123)는 이러한 동작에 의해 그 단부에 부착된 타격 기기(1000)를 피타격물 상에 위치시킬 수 있다.
또 캐리어(120)에는 장착된 타격 기기(1000)가 동작할 수 있도록 타격 기기(1000)에 유압을 인가하거나 그 밖에도 붐이나 암을 비롯한 캐리어(120)의 각 부위나 커플러(140) 등에 유압을 공급하는 유압 소스(160)와 작동유를 저장하는 유압 탱크(160a)가 설치된다.
또 회전체(122) 상에는 작업자가 탑승하는 캐빈(124)이 마련되어 있어 작업자가 캐빈(124) 내의 핸들이나 레버, 버튼 따위의 조작 설비를 이용해 캐리어(120)나 타격 기기(1000)를 조종할 수 있다.
이외에도 캐리어(120)에는 건설 장비(100)를 지면에 안정적으로 고정시키기 위한 아우트리거(미도시)나 건설 장비(100)의 균형을 안정화시키기 위한 카운터 웨이트(미도시) 등이 있을 수 있다.
모니터링 기기(3000)는 유압식 타격 기기(1000)의 시간 당 타격 수나 누적 타격 수 등과 같은 작동 상태에 관한 정보를 사용자에게 출력할 수 있다. 또 모니터링 기기(3000)는 후술될 스트로크 모드나 공타 방지 모드의 온/오프를 제어할 수 있는 입력 버튼 등을 포함하여, 사용자가 이를 통해 유압식 타격 기기(1000)를 제어하는 것을 가능케 한다.
모니터링 기기(3000)는 주로 캐빈(124)에 설치될 수 있으나, 모니터링 기기(3000)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
또 모니터링 기기(3000)는 캐리어(100)의 캐빈(124)에 빌트-인(built-in)되는 것이 일반적이지만, 핸드-핼드(hand-held) 타입으로 구현되는 것도 가능하다. 말하자면, 스마트 폰이나 그와 유사한 모바일 디바이스가 모니터링 기기(3000)로 동작하는 것도 가능하다.
모니터링 기기(3000)에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 타격 기기(1000)에 관하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 타격 기기(1000)의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타격 기기(1000)의 분해 사시도이다.
타격 기기(1000)는 마운팅 브라켓(1200), 메인 바디(1400) 및 치즐(1600)을 포함할 수 있다. 메인 바디(1400)는 타격 기기(1000)에서 타격력을 발생시키는 부위로, 그 내부에 실린더(1430)와 실린더(1430)에 수용되는 피스톤(1440)을 가져 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압에 의해 피스톤(1440)이 왕복 운동함에 따라 타격력을 발생시킨다. 치즐(1600)은 피타격물을 직접 타격하는 부위로, 그 후단이 피스톤(1440) 신장 시 피스톤(1440)의 전단에 의해 타격되도록 메인 바디(1400)의 전측(이하의 설명에서 피스톤(1440)이 전진(신장)하는 방향을 전방으로 정의하고, 피스톤(1440)이 후진(축소)하는 방향을 후방으로 정의함)에 배치된다. 마운팅 브라켓(1200)은 메인 바디(1400)의 후단으로 결합되며, 캐리어(120)와 타격 기기(1000)의 연결 역할을 하는 부위이다.
메인 바디(1400)의 주요 구성은 실린더(1430)와 피스톤(1440)이 된다.
피스톤(1440)은 원통 형상으로 제공되며, 실린더(1430)는 피스톤(1440)이 삽입되어 왕복 운동할 수 있도록 중공 원통 형상으로 제공된다. 실린더(1430)의 내벽에는 실린더(1430)의 내부로 유압을 공급하거나 실린더(1430) 내부로부터 유압을 배출하기 위한 각종 유압 포트들이 마련되어 있다. 피스톤(1440)에는 적어도 두 개의 대경부(1442,1444)와 그 사이의 소경부(1446)가 피스톤(1440)의 길이 방향에 따라 마련된다. 유압 포트를 통해 실린더(1430) 내부로 인가되는 유압이 대경부(1442,1444)에 의해 형성되는 단차면(1442a,1444a)에 작용함에 따라 피스톤(1440)이 실린더(1430) 안에서 전후진 왕복 운동을 하는 것이다.
따라서, 실린더(1430)에 형성되는 유압 포트나 피스톤(1440)의 단차면(1442a,1444a)을 적절히 설계함에 따라 단순 피스톤(1440) 왕복 뿐만 아니라 피스톤(1440)의 스트로크 거리의 제어도 가능해질 수 있는데, 이에 관한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
실린더(1430)의 전단과 후단에는 각각 프론트 헤드(1450)와 헤드 캡(1420)이 연결된다.
프론트 헤드(1450)에는 치즐(1600)이 걸치는 치즐 핀(미도시)이 마련되며, 치즐(1600)은 치즐 핀(미도시)에 의해 피스톤(1440) 전진 시 피스톤(1440)의 전단에 의해 타격되기 적절한 위치에 배치된다. 또 프론트 헤드(1450)에는 피스톤(1440)의 왕복 시 외부 이물질이 실린더(1430) 내로 유입되는 것을 방지하기 위한 더스트 프로텍터(미도시)나 타격음을 저감하기 위한 흡음 부재(미도시) 등이 추가로 설치될 수 있다.
헤드 캡(1420)은 그 내부에 가스실(미도시)을 가지며, 가스실은 피스톤(1440)의 후퇴 시 그 체적이 압축됨에 따라 피스톤(1440)에 적절한 댐핑 효과를 부여하여 피스톤(1440)의 후단이 충돌을 일으키는 것을 방지한다.
헤드 캡(1420), 실린더(1430), 프론트 헤드(1450)는 장 볼트(1402)에 의해 순차적으로 연결되며, 하우징(1410)이 이 연결체를 커버함으로써 메인 바디(1400)가 구성된다. 또 메인 바디(1400)의 전측으로 프론트 헤드(1450) 측을 통해 치즐(1600)을 삽입하여 치즐 핀(미도시)에 걸고, 메인 바디(1400)의 후단에 마운팅 브라켓(1200)을 조립함으로써 타격 기기(1000)가 구성될 수 있다.
이상에서 설명한 타격 기기(1000)의 구성이나 구조는 본 발명에 따른 타격 기기(1000)의 일 실시예에 불과하며, 본 발명에 따른 타격 기기(1000)에는 상술한 구성이나 구조와 다소 상이하더라도 유사한 기능을 갖는 다른 타격 기기(1000) 역시 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 타격 기기(1000)에 의해 수행되는 자동 스트로크 거리 조절 기능에 관하여 설명하기로 한다.
유압 브레이커를 이용한 암반 파쇄 작업 시 암반이 경암인 경우에는 롱 스트로크가 필요하며 연암인 경우에는 숏 스트로크가 필요할 수 있다. 이는 경암의 경우 높은 타격력을 필요로 하며 숏 스트로크인 경우에는 그렇지 않기 때문에 작업 속도를 향상시키는 것이 더 이득이기 때문이다. 뿐만 아니라 유압 브레이커에서 파쇄에 필요한 에너지보다 큰 공정을 사용하게 되면, 파쇄 후 잔류 에너지의 반발로 인해 브레이커에 응력이 걸리고 실린더(1430) 내에 캐비티가 발생하게 된다. 이는 결국 기기 손상으로 이어지기 때문에 스트로크 거리를 조정하는 것이 단순히 작업 효율 향상만을 위한 것은 아니기도 하다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 스트로크 거리 조절 기능은 타격 조건에 따라 피스톤(1440)의 스트로크 거리를 자동으로 적절하게 조절한다.
일 예로, 타격 기기(1000)가 암반 파쇄 작업에 이용되는 유압 브레이커인 경우에는 피타격물의 단단한 정도를 타격 조건으로 하여 스트로크 거리를 조절할 수 있다.
다른 예로, 타격 기기(1000)가 항타 작업에 이용되는 유압 해머인 경우에는 파일의 압입에 필요한 타격력을 타격 조건으로 하여 스트로크 거리를 조절할 수 있을 것이다.
구체적으로 자동 스트로크 거리 조절 기능은 먼저 타격 기기(1000)가 타격 조건을 반영하는 신호를 감지하여 감지된 결과에 따라 타격 조건을 판단하고 판단된 타격 조건에 적절한 스트로크 모드를 선택함에 따라 이루어질 수 있다. 여기서, 타격 조건을 반영하는 신호의 대표적인 예로는 타격 시 발생하는 진동이나 타격 후 피스톤(1440)이 반발력에 의해 후퇴하는 거리 등을 들 수 있으며, 그 밖에도 타격에 의해 발생하는 소리의 크기, 피스톤(1440) 전진 시 전진 거리(최대 전진 위치, 하사점) 등도 타격 조건을 반영하는 신호로서 이용할 수 있다.
이하에서는 상술한 본 발명의 실시예에 따른 자동 스트로크 거리 조절 기능을 구현하기 위한 타격 기기(1000)의 회로의 다양한 예에 관하여 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 회로도들은 자동 스트로크 거리 조절 기능을 구현하기 위한 예시적인 것에 불과하므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상에 벗어나지 아니하는 한 후술되는 회로도의 변형예들 역시 본 발명에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 타격 기기(1000)의 회로도에 관해서는 도 4 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 센서(2100)를 이용한 모니터링 시스템의 회로도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 근접 센서(2200)를 이용한 모니터링 시스템의 회로도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 실린더(1430)에는 피스톤(1440)이 삽입되며 피스톤(1440)의 전단에는 치즐(1600)이 배치된다.
피스톤(1440)에는 전방 대경부(1442)와 후방 대경부(1444)가 형성되며 전방 대경부(1442)와 후방 대경부(1444) 사이에는 소경부(1446)가 형성된다. 대경부는 그 외경이 실린더(1430)의 내경과 실질적으로 동일하며, 이에 따라 실린더(1430) 내부에는 실린더(1430)의 전부와 전방 대경부(1442) 사이에 프론트 챔버(1431)가 형성되며 실린더(1430)의 후부와 후방 대경부(1444) 사이에 리어 챔버(1432)가 형성된다.
프론트 챔버(1431)에는 후진 포트(1433)가 형성되며, 후진 포트(1433)는 후진 라인(1433a)을 통해 유압 소스(160)와 연결된다.
따라서, 프론트 챔버(1431)에는 유압 소스(160)로부터 후진 라인(1433a)을 거쳐 후진 포트(1433)로 유입되는 작동유에 의해 유압이 인가될 수 있다. 프론트 챔버(1431)에 인가된 유압은 전방 대경부(1442)의 단차면(1442a)에 작용하게 되고, 피스톤(1440)에 후진력이 인가된다.
리어 챔버(1432)에는 전진 포트(1434)가 형성되며, 전진 포트(1434)는 전진 라인(1434a)을 통해 전후진 밸브(1460)와 연결된다. 전후진 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2) 또는 후진 위치(1460-1) 중 어느 하나의 위치로 배치될 수 있으며, 전진 위치(1460-2)에서는 전진 라인(1434a)을 유압 소스(160)로 연결하고 후진 위치(1460-1)에서는 전진 라인(1434a)을 유압 탱크(160a)로 연결한다.
따라서, 전후진 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)에 배치되면 리어 챔버(1432)에는 유압 소스(160)로부터 전후진 밸브(1460)와 전진 라인(1434a)을 거쳐 전진 포트(1434)로 유입되는 작동유에 의해 유압이 인가될 수 있다. 리어 챔버(1432)에 인가되는 유압은 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 작용하게 되고, 피스톤(1440)에 전진력이 인가된다.
또한, 전후진 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)에 배치되면 리어 챔버(1432)는 전진 라인(1434a)과 전후진 밸브(1460)를 거쳐 유압 탱크(160a)로 연결되어 전진 위치(1460-2)에서 유입된 작동유를 유압 탱크(160a)로 배출하게 된다.
이러한 구조에서 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)이 전방 대경부(1442)의 단차면(1442a)보다 큰 면적을 가지고 있어 전후진 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)에 배치되면 전진력이 후진력보다 커져 피스톤(1440)이 전진할 수 있다. 반대로 전후진 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)에 배치되면 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압이 전방 대경부(1442)의 단차면(1442a)에만 작용하게 되어 피스톤(1440)이 후진할 수 있다. 결과적으로 전후진 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2) 또는 후진 위치(1460-1)에 배치됨에 따라 피스톤(1440)의 왕복 운동이 유도될 수 있다.
전후진 밸브(1460)의 위치 제어는 유압식으로 이루어질 수 있다. 즉, 전후진 밸브(1460)는 입력되는 유압 신호에 따라 전진 위치(1460-2)와 후진 위치(1460-1)가 선택될 수 있는 유압 밸브일 수 있다.
유압식인 전후진 밸브(1460)의 양단에는 각각 유압 라인에 연결되는 전진 작용면(1464)과 후진 작용면(1462)이 마련될 수 있다. 여기서, 전진 작용면(1464)은 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a)으로 분기되는 전진 제어 라인(1464a)과 연결된다. 또 후진 작용면(1462)은 후진 제어 라인(1462a)을 통해 유압 소스(160)에 연결된다.
이러한 구조에서 전진 작용면(1464)이 후진 작용면(1462)보다 큰 면적을 가지고 있어, 양 작용면(1462,1464)에 유압이 함께 인가되면 전후진 밸브(1460)는 전진 위치(1460-2)로 배치될 수 있으며 이에 따라 피스톤(1440)이 전진할 수 있다. 반대로 유압 소스(160)로부터 인가되는 유압이 후진 작용면(1462)에만 인가되면 전후진 밸브(1460)는 후진 위치(1460-1)로 배치될 수 있으며 이에 따라 피스톤(1440)이 후진할 수 있다.
다시 말해, 전진 제어 라인(1464a)과 연결되는 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a) 중 적어도 하나가 유압 소스(160)와 연결되면 피스톤(1440)이 전진 동작을 수행할 수 있다. 또 롱 스트로크 라인(1435a)과 숏 스트로크 라인(1436a)이 모두 유압 소스(160)와 차단되면 피스톤(1440)이 후진 동작을 수행할 수 있다.
롱 스트로크 라인(1435a)은 실린더(1430)에 형성되는 롱 스트로크 포트(1435)로 연결된다. 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)의 위치에 따라 프론트 챔버(1431)와 연결 또는 차단될 수 있도록 실린더(1430)의 전진 포트(1434)와 후진 포트(1433) 사이에 형성될 수 있다.
구체적으로 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)이 전진해 전방 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435) 상에 있거나 롱 스트로크보다 전방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결이 차단된다. 반대로 롱 스트로크 포트(1435)는 피스톤(1440)이 후진해 전방 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435)보다 후방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결된다.
따라서, 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)와 연결되면, 유압 소스(160)로부터 유압이 후진 라인(1433a), 후진 포트(1433), 프론트 챔버(1431), 롱 스트로크 포트(1435), 롱 스트로크 라인(1435a), 전진 제어 라인(1464a)을 거쳐 전진 작용면(1464)에 인가되어 전후진 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 배치될 수 있다.
숏 스트로크 라인(1436a)은 실린더(1430)에 형성되는 숏 스트로크 포트(1436)로 연결될 수 있다. 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)의 위치에 따라 프론트 챔버(1431)와 연결 또는 차단될 수 있도록 실린더(1430)의 전진 포트(1434)와 후진 포트(1433) 사이에 형성되되, 롱 스트로크보다는 후진 포트(1433)에 가까운 위치에 형성될 수 있다.
구체적으로 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)이 전진해 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436) 상에 있거나 숏 스트로크보다 전방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결이 차단된다. 반대로 숏 스트로크 포트(1436)는 피스톤(1440)이 후진해 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)보다 후방에 위치하면 프론트 챔버(1431)와 연결된다.
여기서, 숏 스트로크 라인(1436a) 상에는 숏 스트로크 라인(1436a)의 단락을 제어하는 변속 밸브(1470)가 설치된다. 변속 밸브(1470)는 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2) 중 어느 하나의 위치로 배치될 수 있으며, 롱 스트로크 위치(1470-1)에서는 숏 스트로크 라인(1436a)을 차단하고 숏 스트로크 위치(1470-2)에서는 숏 스트로크 라인(1436a)을 연결한다.
따라서, 숏 스트로크 포트(1436)가 프론트 챔버(1431)와 연결되면, 유압 소스(160)로부터 후진 라인(1433a), 후진 포트(1433), 프론트 챔버(1431), 롱 스트로크 포트(1435), 롱 스트로크 라인(1435a), 전진 제어 라인(1464a)을 거쳐 전진 작용면(1464)으로 유압이 인가될지 여부가 변속 밸브(1470)에 의해 결정될 수 있다. 이때, 변속 밸브(1470)가 숏 스트로크 위치(1470-2)인 경우에는 숏 스트로크 라인(1436a)이 차단되어 전후진 밸브(1460)는 후진 제어 라인(1462a)을 통해 인가되는 유압에 의해 후진 위치(1460-1)로 배치되며, 변속 밸브(1470)가 온 위치인 경우 전후진 밸브(1460)는 전진 제어 라인(1464a)을 통해 인가되는 유압에 의해 전진 위치(1460-2)로 배치될 수 있다.
이러한 구조에 의해 피스톤(1440)은 변속 밸브(1470)의 위치에 따라 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드로 왕복 운동을 수행할 수 있다.
롱 스트로크 모드에서는 변속 밸브(1470)가 롱 스트로크 위치(1470-1)에 위치한다.
이 상태에서 피스톤(1440)이 전진하면 전방 대경부(1442)에 의해 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)로부터 차단되어 전후진 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)로 배치되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되지 않아 피스톤(1440)이 후진 동작을 수행한다.
이 상태에서 피스톤(1440)이 후진하여 전방 대경부(1442)가 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하면, 롱 스트로크 포트(1435)가 프론트 챔버(1431)에 연결되어 전후진 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 배치되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되어 피스톤(1440)이 전진 동작을 수행한다.
이때, 전방 대경부(1442)는 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하기 전에 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하지만, 숏 스트로크 라인(1436a)이 변속 밸브(1470)에 의해 차단되어 있으므로 유압 전달이 이루어지지는 않는다.
즉, 롱 스트로크 모드에서는 피스톤(1440)의 전방 대경부(1442)의 위치가 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하는 것을 기점으로 전진 동작이 시작된다.
숏 스트로크 모드에서는 변속 밸브(1470)가 숏 스트로크 위치(1470-2)에 위치한다.
이 상태에서 피스톤(1440)이 전진하면 전방 대경부(1442)에 의해 숏 스트로크 포트(1436)가 프론트 챔버(1431)로부터 차단되어 전후진 밸브(1460)가 후진 위치(1460-1)로 배치되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되지 않아 피스톤(1440)이 후진 동작을 수행한다.
이 상태에서 피스톤(1440)이 후진하여 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하면, 숏 스트로크 포트(1436)가 프론트 챔버(1431)에 연결되고 변속 밸브(1470)에 의해 숏 스트로크 라인(1436a)이 연결되어 있으므로 유압원으로부터 전후진 밸브(1460)의 전진 작용면(1464)에 유압이 인가되어 전후진 밸브(1460)가 전진 위치(1460-2)로 배치되고, 유압 소스(160)로부터의 유압이 피스톤(1440)의 후방 대경부(1444)의 단차면(1444a)에 전달되어 피스톤(1440)이 전진 동작을 수행한다.
즉, 숏 스트로크 모드에서는 피스톤(1440)의 전방 대경부(1442)의 위치가 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하는 것을 기점으로 전진 동작이 시작된다.
여기서, 롱 스트로크 포트(1435)가 숏 스트로크 포트(1436)보다 후방에 위치하므로, 롱 스트로크 모드에서 보다 숏 스트로크 모드에서 전진 동작의 시작이 빨리 시작되며, 결과적으로 피스톤(1440)의 후진 거리가 감소하여 스트로크 거리가 작아지는 것이다.
이와 같이 스트로크 거리의 조절은 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드 간의 모드 선택에 의해 이루어질 수 있으며, 모드 전환은 변속 밸브(1470)에 의존한다.
변속 밸브(1470)는 타격 조건에 따라 자동적으로 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2) 간의 전환을 수행할 수 있다.
구체적으로 타격 기기(1000)에는 타격 조건을 감지하기 위한 타격 조건 감지 센서(2000)가 설치될 수 있다. 타격 조건 감지 센서(2000)는 타격 조건을 감지하여 타격 조건에 관한 신호를 콘트롤러(180)에 전달하고, 콘트롤러(180)는 타격 조건에 기초하여 변속 밸브(1470)에 콘트롤 신호를 송신하여 변속 밸브(1470)의 위치를 제어할 수 있다. 이를 위해 변속 밸브(1470)로는 전자식 제어가 가능한 솔레노이드 밸브가 이용될 수 있다.
일 예에 따르면, 타격 조건 감지 센서(2000)로는 진동 센서(2100)나 근접 센서(2200)를 이용할 수 있다. 진동 센서(2100)는 타격 기기(1000)에 장착되어 타격 기기(1000)가 피타격물을 타격함에 따라 발생하는 진동을 검출할 수 있다. 예를 들어, 진동 센서(2100)는 타격 기기(1000)의 하우징(1410), 실린더(1430) 또는 헤드 캡(1420)에 설치되어 타격 시 타격 기기(1000)에 발생하는 진동을 감지할 수 있다. 물론, 진동 센서(2100)의 위치가 상술한 예로 한정되는 것은 아니며 타격 기기(1000)의 다른 부위에 장착되는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 타격 시 발생하는 진동 신호에 관한 도면이다.
도 5는 헤드 캡(1420)에 장착된 진동 센서(2100)가 감지한 진동 신호를 도시한 것이다. 상술한 바와 같이 진동 센서(2100)는 타격 기기(1000)의 어느 부위에 부착되어도 무방하지만, 유지/관리의 편의성을 위하여 헤드 캡(1420)에 장착하는 것이 바람직할 수 있다. 또 타격 기기(1000)의 측면에 장착된 경우 진동 신호에 노이즈가 발생할 가능성이 높은 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해서 본 실시예에서는 진동 센서(2100)를 그 전극(2240) 축이 타격 방향과 일치하도록 설치하였다.
진동 센서(2100)에서 감지되는 진동은 피타격물의 강도 내지는 경도와 같은 단단함에 따라 상이한 특성을 띈다. 여기서, 단단함에 따라 발생하는 진동 특성에는 진동 주기, 진동 횟수, 진동 기간 등이 포함될 수 있다.
예를 들어, 피타격물이 경암과 같이 단단한 경우에는 도 5의 (a)와 같이 진동 센서(2200)에서는 타격 후 발생하는 잔류 진동이 많은 진동 횟수로, 짧은 진동 주기로, 긴 시간 간격 동안 감지된다. 다른 예를 들어, 피타격물이 연암과 같이 연한 경우에는 도 5의 (b)와 같이 진동 센서(2200)에서는 타격 후 발생하는 잔류 진동이 적은 진동 횟수로, 긴 진동 주기로, 짧은 시간 간격 동안 감지된다.
진동 센서(2100)는 감지된 진동을 반영하는 전자 신호를 콘트롤러(180)로 전송할 수 있다. 이를 위해 진동 센서(2100)와 콘트롤러(180)에는 각각 정보 송수신을 위한 통신 모듈이 연결될 수 있다. 통신 모듈을 이용하여 콘트롤러(180)와 진동 센서(2100) 간의 데이터 송수신은 유선 또는 무선으로 수행될 수 있다. 다만, 타격 기기(1000)의 특성 상 진동 센서(2200)와 콘트롤러(180)가 유선 연결되는 경우 왕복 동작의 반복에 의해 배선이 파손될 우려가 있어 무선 통신으로 연결되는 것이 바람직하다. 무선 통신의 대표적인 예로는 블루투스 로에너지(BTLE, BlueTooth Low Energy)나 직비(Zigbee)를 들 수 있다. 진동 센서(2200)와 콘트롤러(180) 간의 통신이 높은 대역폭을 요구하는 것은 아니므로 BTLE나 직비와 같은 저전력 통신이 바람직할 수 있다. 그렇다고 하여 본 발명에서 콘트롤러(180)와 진동 센서(2200) 간의 통신 방식이 꼭 이로 한정되는 것은 아니다.
콘트롤러(180)는 각종 전자 신호를 처리하고 연산하는 역할을 수행하는 전자 회로로, 센서로부터 신호를 수신하고, 정보/데이터를 연산 처리하며, 전자 신호로서 건설 장비(100)의 다른 구성을 제어할 수 있다.
콘트롤러(180)는 통상적으로 캐리어(120)에 위치하지만, 타격 기기(1000)에 위치하는 것도 가능하다. 또 콘트롤러(180)가 반드시 단일 객체로 구현되어야만 하는 것도 아니다. 경우에 따라서 콘트롤러(180)는 서로 통신 가능한 복수의 콘트롤러(180)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 콘트롤러(180)는 그 일부가 타격 기기(1000) 측에 설치되어 있고 다른 일부가 캐리어(120)에 설치되는 등과 같이 분산 배치되어 있을 수 있으며, 분산 배치된 콘트롤러(180) 간에는 무선/유선 통신을 수행하여 협업함으로써 그 기능을 수행할 수 있다. 다수의 콘트롤러(180)가 분산 배치되는 경우에는 그 일부는 슬레이브 타입으로 단순히 신호나 정보만을 전달하는 역할을 하고 다른 일부가 마스터 타입으로 각종 신호나 정보를 수신하여 처리/연산 및 명령/제어를 수행하는 방식을 취할 수도 있다.
콘트롤러(180)는 입력되는 전자 신호에 따라 타격 조건(예를 들어, 암반 파쇄 시에는 암반 강도와 같은 피타격물의 특성)을 판단할 수 있다. 구체적으로 콘트롤러(180)는 입력되는 전자 신호에 따른 진동의 주기, 회수, 기간 등을 고려하여 타격 조건을 판단할 수 있다. 예를 들어, 암반 파쇄 시에 콘트롤러(180)는 입력되는 전자 신호에 따라 반영되는 진동 특성이 짧은 주기, 많은 회수, 긴 기간인 경우에는 암반이 경암인 것으로 판단하고, 긴 주기, 적은 회수, 짧은 기간인 경우에는 암반이 연암인 것으로 판단할 수 있다.
타격 조건을 판단하면, 콘트롤러(180)는 변속 밸브(1470)를 통해 스트로크 거리를 조절할 수 있다. 예를 들어, 경암으로 판단된 경우에는 콘트롤러(180)는 변속 밸브(1470)에 오프 신호를 출력하여 솔레노이드 밸브가 롱 스트로크 위치(1470-1)로 배치되도록 하여 타격 기기(1000)가 롱 스트로크 모드로 동작하도록 할 수 있다. 반면, 연암으로 판단된 경우에는 콘트롤러(180)는 변속 밸브(1470)에 온 신호를 출력하여 솔레노이드 밸브가 숏 스트로크 위치(1470-2)로 배치되도록 하여 타격 기기(1000)가 숏 스트로크 모드로 동작하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 내용에 따르면, 진동 센서(2100)가 타격 기기(1000)가 작업 시 타격 조건에 따라 그 특성을 반영하는 진동을 감지하고, 콘트롤러(180)가 감지된 진동에 기초하여 스트로크 모드를 설정하여 설정된 스트로크 모드에 따라 변속 밸브(1470)를 제어하고, 변속 밸브(1470)가 롱 스트로크 모드인지 숏 스트로크 모드인지에 따라 타격 기기(1000)가 스트로크 거리를 조절할 수 있다. 다시 말해, 타격 기기(1000)는 타격 조건에 따라 자동적으로 스트로크 거리를 조절하는 자동 스트로크 거리 조절 기능을 수행할 수 있다.
한편, 다른 예에 따르면, 타격 조건 감지 센서(2000)로 근접 센서(2200)를 이용할 수도 있다. 근접 센서(2200)는 타격 기기(1000)에 장착되어 타격 시 피스톤(1440)의 위치를 감지할 수 있다.
일 예로, 근접 센서(2200)는 피스톤(1440)이 치즐(1600)을 통해 암반을 타격 할 때 최대 전진 위치(이하 ‘하사점’이라 함)의 위치를 감지할 수 있다. 구체적으로 근접 센서(2200)는 실린더(1430)에 형성된 홈이나 홀에 삽입되어 피스톤(1440)의 왕복 운동 방향과 수직한 방향을 향해 설치될 수 있다. 이에 따라 근접 센서(2200)는 피스톤의 왕복 운동 중 근접 센서(2200)의 설치 지점 상에 소경부가 통과하고 있는지 또는 대경부(1442,1444)가 통과하고 있는지를 감지할 수 있다.
또한 근접 센서(2200)는 실린더(1430) 상에 피스톤(1440)의 왕복 운동 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 근접 센서(2200)는 피스톤(1440) 전진 시에는 후방 대경부(1444)를 감지하고 피스톤(1440) 후진 시에는 전방 대경부(1442)를 감지하는 위치에 배치될 수 있다. 이때에도, 근접 센서(2200)는 실린더(1430)에 그 길이 방향을 따라 복수 개 배치될 수 있다.
도 6과 같은 근접 센서(2200)의 배치 상태에 의하면, 피스톤(1440) 전진 시에 각 센서들(2202,2204,2206)에서 후방 대경부(1444)가 감지되는지 여부에 따라 타격 조건을 파악할 수 있다.
물론, 근접 센서(2200)는 도 6의 예시 외에도 필요에 따라 적절히 실린더(1430)의 다양한 지점에 배치될 수 있다. 예를 들어, 근접 센서(2200)는 실린더(1430)의 후측에 후방으로부터 전방을 향해 차례로 배치되는 세 개의 센서(2202,2204,2206)로 제공되어, 각 센서(2202,2204,2206)가 후방 대경부(1444)를 감지할 수 있다. 다른 예를 들어, 근접 센서(2200)는 피스톤(1440)의 전방 대경부(1442)를 감지하도록 배치되는 것도 가능하다.
다시 도 6을 참조하면, 근접 센서들(2202,2204,2206)의 배치는 피스톤(1440)이 최대 전진 위치에 있을 때 후방 대경부(1444)의 단차면이 센서(2202,2204,2206)가 배치된 영역 부근에 위치하도록 배치된다. 타격 기기(1000)가 경암을 타격할 때의 피스톤(1440)의 최대 전진 위치는 연암을 타격할 때의 피스톤(1440)의 최대 전진 위치보다 후측에 형성된다. 이는 치즐이 경암을 뚫고 들어가는 정도가 연암을 뚫고 들어가는 정도보다 약하기 때문이다. 따라서, 도 6과 같이 근접 센서(2200)를 배치하면, 피스톤(1440)의 전진 위치가 전단에 가까워질수록 후단 센서(2202)로부터 차례로 온된다. 예를 들어, 각 근접 센서들(2202,2204,2206)에서 감지되는 신호가 많을수록 피타격물이 연암에 가깝고 적을수록 피타격물이 경암에 가까운 것을 알 수 있게 된다.
따라서, 이를 고려하면 도 6과 같은 배치 상태에서는 각 근접센서들(2202,2204,2206)의 온/오프 상태에 따라 타격 대상물의 연경 정도를 알 수 있다.
물론, 근접센서들(2202,2204,2206)들이 반드시 도 6과 같이 배치되어야 하는 것은 아니다. 근접센서(2200)는 피스톤(1440)이 하사점에 위치할 때, 전방 대경부(1442)의 전측 단차면이나 후측 단차면 또는 후방 대경부(1444)의 전측 단차면이나 후측 단차면을 센싱할 수 있으면 된다.
따라서, 근접 센서(2200)는 전측 단차면을 센싱할 때에는 근접 센서(2200) 중 가장 피스톤(1440)의 전단에 가까운 센서가 최대 하사점(연암)에서의 단차면을 센싱하고, 가장 피스톤(1440)의 후단에 가까운 센서가 최소 하사점(경암)에서의 단차면을 센싱할 정도의 위치면 된다.
즉, 복수의 센서 간의 거리는 경암 시와 연암 시의 하사점의 차이의 거리와 유사하거나 약간 클 수가 있다.
이러한 배치에서는 대경부의 전측 단차면을 센싱하는 경우라면, 오프된 센서의 수가 많을수록 경암에 가깝고, 온된 센서의 수가 많을수록 연암에 가까울 것이다. 반대로 대경부의 후측 단차면을 센싱하는 경우라면, 온된 센서의 수가 많을수록 경암에 가까보, 오프된 센서의 수가 많을수록 연암에 가까울 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시에에 따른 근접 센서(2200)의 구간 별 타격 조건에 관한 도면이다.
도 7을 살펴보면, 타격물이 극경암인 경우에는 후방 대경부(1444)의 하사점이 후단 센서(2202)보다도 후측에 위치하며, 타격물이 경암인 경우에는 후방 대경부(1444)의 하사점이 후단 센서(2202)와 중단 센서(2204)의 사이에 위치하며, 타격물이 중암인 경우에는 후방 대경부(1444)의 하사점이 중단 센서(2204)와 전단 센서(2206)의 사이에 위치하며, 타격물이 연암인 경우에는 전단 센서(2206)보다 후방 대경부(1444)의 하사점이 더 전측으로 위치된다.
따라서, 후술할 콘트롤러(180)는 근접 센서(2200)로부터 신호를 입력받아 이에 근거하여 암반 특성을 파악할 수 있다. 도 8은 각 경우에 따른 판단 결과를 도시한 테이블이다.
근접 센서(2200)는 감지된 온/오프 값을 반영하는 전자 신호를 콘트롤러(180)로 전송할 수 있다. 콘트롤로(180)에 관한 자세한 설명은 진동 센서(2100)에 관한 부분에서 이미 언급하였으므로 생략하기로 한다.
다만, 근접 센서(2200)를 사용하는 경우 콘트롤러(180)는 진동 특성 대신 입력되는 전자 신호에 따른 각 센서들(2202,2204,2206)의 온/오프 상태와 온/오프 타이밍을 고려하여 타격 조건을 판단할 수 있다.
타격 조건을 판단하면, 콘트롤러(180)는 진동 센서(2100)를 이용한 경우와 유사하게 변속 밸브(1470)를 통해 스트로크 거리를 조절할 수 있다.
이상에서 설명한 내용에 따르면, 근접 센서(2200)가 타격 기기(1000)가 작업 시 타격 조건에 따라 그 특성을 반영하는 후방 대경부(1444)의 하사점 위치를 감지하고, 콘트롤러(180)가 감지된 근접 센서(2202,2204,2206)의 온/오프 조합과 온/오프 순서에 기초하여 스트로크 모드를 설정하여 설정된 스트로크 모드에 따라 변속 밸브(1470)를 제어하고, 변속 밸브(1470)가 롱 스트로크 모드인지 숏 스트로크 모드인지에 따라 타격 기기(1000)가 스트로크 거리를 조절할 수 있다. 다시 말해, 타격 기기(1000)는 타격 조건에 따라 자동적으로 스트로크 거리를 조절하는 자동 스트로크 거리 조절 기능을 수행할 수 있다.
또한 이상의 설명에서는 근접 센서(2200)가 전중후단의 세 개의 센서(2202,2204,2206)로 구성되는 것을 기준으로 설명하였으나, 비용 절감을 고려하여 근접 센서(2200)를 하나 또는 두 개만 사용하거나 정밀도 향상을 고려하여 근접 센서(2200)를 네 개 이상 사용하는 것도 가능하다. 또 근접 센서(2200)가 반드시 후방 대경부(1444)을 감지하도록 배치되어야만 하는 것도 아니며, 피스톤(1440)의 왕복 운동과 하사점의 위치를 온/오프 조합으로 반영할 수 있는 다른 대상을 감지하거나 다른 위치에 배치되는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 진동 센서(2100)나 근접 센서(2200)와 같은 타격 조건 감지 센서(2000)를 이용하면 타격 기기(1000)는 경암인 경우 롱 스트로크 모드로 동작하고 연암인 경우에는 숏 스트로크 모드로 동자하는 2단 변속을 수행할 수 있다.
그런데, 본 발명에서는 이에 한발 더 나아가 타격 기기(1000)가 3단 이상의 변속이나 무단 변속을 수행하는 것도 가능하다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 3단 이상 또는 무단 변속 동작에 관하여 설명한다.
타격 기기(1000)가 피타격물을 타격하면 타격 조건 감지 센서(2000)가 타격 특성을 반영하는 신호를 감지한다. 콘트롤러(180)는 감지된 신호에 따라 타격 조건을 판단하고, 강한 타격이 필요한 경우에는 온 신호를 송출하고, 빠른 타격이 필요한 경우에는 오프 신호를 송출한다(실제로 오프 신호는 송출되는 신호는 아닐 수 있음). 오프의 경우에는 변속 밸브(1470)는 롱 스트로크 위치(1470-1)로 배치되며 타격 기기(1000)는 롱 스트로크 모드로 동작하여 스트로크 거리를 늘려 강한 타격을 수행하고, 온 신호가 출력되면 변속 밸브(1470)는 숏 스트로크 위치(1470-2)로 배치되며 타격 기기(1000)는 숏 스트로크 모드로 동작하여 스트로크 거리를 줄여 빠른 타격을 수행한다.
상술한 바와 같이 콘트롤러(180)의 온/오프 신호에 따라 변속 밸브(1470) 제어 시 변속 밸브(1470)가 지속적으로 롱 스트로크 모드에 있거나 숏 스트로크 모드에 있게 되면 타격 기기(1000)는 롱/숏 스트로크 모드로 동작한다.
그런데, 이때 콘트롤러(180)의 신호를 시분할적으로 가변시키면 변속 밸브(1470)가 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2)를 오가며 피스톤(1440)은 롱 스트로크와 숏 스트로크의 거리의 중간 거리를 갖는 미들 스트로크 거리를 왕복할 수 있다. 즉, 타격 기기(1000)가 미들 스트로크 모드로 동작할 수 있는 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 스트로크 모드 별 타이밍 신호에 관한 도면이다.
도 9의 (a)와 (b)는 각각 롱 스트로크 모드를 위한 제어 신호와 숏 스트로크 모드를 위한 제어 신호를 도시한 것이다. 여기서, 제어 신호는 콘트롤러(180)에서 변속 밸브(1470)로 입력되는 신호이다. 콘트롤러(180)는 타격 조건 감지 센서(2000)에서 감지되는 특성에 근거하여 경암인 경우에는 롱 스트로크, 연암인 경우에는 숏 스트로크를 위한 제어 신호를 송출한다.
여기서, 콘트롤러(180)가 타격 조건 감지 센서(2000)의 결과값에 기반하여 연암과 경암 사이의 암반 특성인 것을 판단하면, 콘트롤러(180)는 도 9의 (c), (d)나 (e)와 같이 온/오프 제어 신호를 펄스 형태로 출력하여 변속 밸브(1470)가 가변적으로 롱 스트로크 위치(1470-1)와 숏 스트로크 위치(1470-2) 간에서 이동하도록 제어할 수 있다. 이와 같이 변속 밸브(1470)가 두 위치(1470-1,1470-2) 간에 이동하면 피스톤(1440)은 롱 스트로크 거리와 숏 스트로크 거리의 사이인 미들 스트로크 거리로 왕복 운동을 하게 된다.
구체적으로 피스톤(1440)은 롱 스트로크 모드에서는 롱 스트로크 포트(1435)를 통과하면서부터 전진력을 받으며, 숏 스트로크 모드에서는 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하면서부터 전진력을 인가받는다. 그런데, 변속 밸브(1470)가 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드 간에 시분할적으로 전환되면, 피스톤(1440)은 그 전방 대경부(1442)가 숏 스트로크 포트(1436)를 통과하는 시점부터 제어 신호의 주기(period) 중 펄스 폭(duty cycle) 동안만큼만 전진력을 받게 되므로 롱 스트로크 시의 최대 후퇴 거리와 숏 스트로크 시의 최대 후퇴 거리의 중간 거리까지 후퇴하게 된다.
다시 말해, 콘트롤러(180)는 온/오프 제어 신호를 펄스 신호로 출력하면서 펄스 신호의 주기에 대한 펄스 폭을 제어함으로써 타격 기기(1000)가 롱 스트로크와 숏 스트로크 사이의 미들 스트로크 모드로 동작하도록 할 수 있다.
따라서, 콘트롤러(180)는 펄스 폭을 제어하여 숏/미들/롱 스트로크의 3단 변속으로 타격 기기(1000)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 콘트롤러(180)는 도 9의 (c)에 도시된 펄스 신호를 이용하면 미들 스트로크 모드 동작을 구현할 수 있다.
또는, 콘트롤러(180)는 콘트롤러(180)가 펄스 폭을 늘려 스트로크의 길이가 증가시키거나, 펄스 폭을 줄여 스트로크의 길이를 단축시켜 무단 변속을 수행할 수 있다. 예를 들어, 콘트롤러(180)는 도 9의 (c), (d), (e)에 도시된 바와 같이 펄스 신호의 주기 대비 펄스 폭을 제어하여 롱 스트로크와 숏 스트로크 사이에서 가변적으로 변화하는 스트로크 거리를 제어할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 자동 스트로크 거리 조절 기능에 있어서 콘트롤러(180)는 소정의 지연 시간을 고려하면서 변속을 수행할 수 있다. 여기서, 지연 시간이란 타격 조건의 변화가 감지되더라도 스트로크 모드를 바로 전환하는 대신 소정의 시간이 지난 후 전환하겠다는 것이다. 본 발명에서 진동 센서(2200)가 감지하는 진동 특성은 그 특성 상 오류가 발생할 가능성이 다소 있으며, 만약 오류가 없다하더라도 경암과 연암이 섞여 있는 상태에서 치즐(1600)이 경암과 연암을 교번적으로 타격하는 경우에 잦은 스트로크 모드 전환이 발생하면 오히려 작업 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 롱 스트로크 모드와 숏 스트로크 모드를 번갈하가면서 수행하는 것보다 롱 스트로크 모드로만 작업하는 것이 효율적일 수 있다.
따라서, 콘트롤러(180)는 특정 스트로크 모드에 대응되는 온/오프 조합이 감지되더라도 소정의 시간(예를 들어, 피스톤(1440)의 왕복 주기의 배수) 동안 동일한 온/오프 조합이 감지되는 경우에 스트로크 모드 전환을 실행할 수 있다.
예를 들어, 콘트롤러(180)는 경암에서 롱 스트로크 모드로 동작하고 있는 중에 연암에 대한 온/오프 조합이 피스톤(1440)의 왕복 1주기 동안 감지된다하더라도 숏 스트로크로 변환하지 않는다. 대신 콘트롤러(180)는 숏 스트로크가 필요한 상황이 감지된 것을 카운팅한다. 이후 콘트롤러(180)는 숏 스트로크가 필요한 상황이 미리 정해진 회수만큼 연속적으로 감지되면 그때 숏 스트로크 모드로 전환할 수 있다. 또는 연속적으로 감지되지 않더라도 미리 정해진 타격 회수 동안 소정 수만큼 해당 온/오프 조합이 감지되면 모드 전환을 실행할 수도 있다. 즉, 5회 타격 주기 동안 4회 타격에 대해 연암 특성이 감지되면 숏 스트로크 모드 전환을 수행할 수 있는 것이다.
이하에서는 상술한 타격 기기(1000)의 동작 상태를 감지하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 기기(3000)와 모니터링 방법에 관하여 설명하기로 한다.
여기서, 모니터링 기기(3000)는 일반적으로 캐리어(120)의 캐빈(124)에 설치되지만, 이와 달리 스탠드 얼론(stand-alone) 타입으로 제공되는 것도 가능하다. 스탠드 얼론 타입의 모니터링 기기(3000)는 모니터링 기능을 위한 별도의 장치일 수도 있지만, 스마트 폰이나 그에 준하는 범용 기기에 모니터링을 위한 어플리케이션이나 프로그램이 설치되는 형태도 가능함은 물론이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 기기(3000)의 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 모니터링 기기(3000)는 통신부 모듈(3200), 메모리(3400), 메인 제어 유닛(MCU, Main Control Unit), 입력 유닛(3800), 출력 유닛(3850)을 포함할 수 있다.
입력 유닛(3800)은 사용자로부터 사용자 입력을 수신할 수 있다. 사용자 입력은 키 입력, 터치 입력, 음성 음력을 비롯한 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 사용자 입력을 받을 수 있는 입력 유닛(3800)의 예로는 전통적인 형태의 키패드나 키보드, 마우스는 물론, 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서나 그 외의 다양한 형태의 사용자 입력을 감지하거나 입력받는 다양한 형태의 입력 수단을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 여기서, 터치 센서는 디스플레이 패널에 부착되는 터치 패널이나 터치 필름을 통해 터치를 감지하는 압전식 또는 정전식 터치 센서, 광학적인 방식에 의해 터치를 감지하는 광학식 터치 센서 등으로 구현될 수 있다.
출력 유닛(3850)은 각종 정보를 출력해 사용자에게 이를 제공할 수 있다. 이러한 출력부(1220)는 영상을 출력하는 디스플레이, 소리를 출력하는 스피커, 진동을 발생시키는 햅틱 장치 및 그 외의 다양한 형태의 출력 수단을 모두 포함하는 포괄적인 개념이다. 여기서 일 예로, 디스플레이는 텍스트, 정지 영상, 동영상을 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 발광 다이오드(LED: light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display), 투명 디스플레이(transparent display), 곡면 디스플레이(Curved Display), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 홀로그래픽 디스플레이(holographic display), 프로젝터 및 그 외의 영상 출력 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치를 모두 포함하는 광의의 영상 표시 장치를 의미하는 개념이다. 이러한 디스플레이는 입력부(1210)의 터치 센서와 일체로 구성된 터치 디스플레이의 형태일 수도 있다. 또 다른 예로, 디스플레이는 LED 알람 등과 같은 형태일 수도 있다.
통신 모듈(3200)은 외부 기기와 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라 모니터링 기기(3000)는 외부 기기와 각종 정보를 송수신할 수 있다. 여기서, 통신, 즉 데이터의 송수신은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 이를 위해 통신부(3000)는 이동 통신 기지국을 거쳐 이동 통신 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신하는 이동 통신 모듈, 롤라(lora) 등과 같은 장거리 통신 모듈 또는 와이파이(Wi-Fi) 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 계열의 통신 방식이나 블루투스(Bluetooth), 직비(Zigbee)와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 계열의 통신 방식을 이용하는 근거리 통신 모듈 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
메모리(3400)는 각종 정보를 저장할 수 있다. 메모리(1240)는 데이터를 임시적으로 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 메모리(1240)의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(Flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. 이러한 메모리(1240)는 단말기(1200)에 내장되는 형태나 단말기(1200)에 탈부착 가능한 형태로 제공될 수 있다.
메모리(1240)에는 모니터링 기기(3000)를 구동하기 위한 운용 프로그램(OS: Operating System)이 저장되어 있거나 모니터링 기능을 구현하기 위한 데이터를 백업하는 것이 가능하다.
MCU(3600)는 모니터링 기기(3000) 의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해 콘트롤러(3000)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고 모니터링 기기(3000)의 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다.
MCU(3600)는 하드웨어 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 제공될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 구성을 구동시키는 프로그램 형태로 제공될 수 있다.
한편, 이하의 설명에서 특별한 언급이 없는 경우에는 모니터링 기기(3000)의 동작은 MCU(3000)의 제어에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 동작에 관한 개략도이다.
도 11을 참조하면, 모니터링 기기(3000)는 건설 장비(100)의 콘트롤러(180)와 데이터를 송수신할 수 있다.
다시 도 4와 도 6를 참조하면, 콘트롤러(180)는 타격 조건 감지 센서(2000)를 통해 타격 시 발생하는 특성에 관한 정보, 예를 들어, 진동이나 피스톤의 하사점을 반영하는 정보를 획득할 수 있다. 이외에도 콘트롤러(180)는 유압 회로 상에 연결된 유압 센서(2400)를 통해 타격 기기(1000)에 작용하는 작동유에 따른 유압을 감지할 수 있다. 도 4 및 도 6에서는 유압 센서(2400)가 전진 라인(1434a) 상에 배치되어 전진 라인(1434a)에 인가되는 유압을 감지하는 것으로 도시되어 있다. 콘트롤러(180)는 이를 통해 피스톤(1440)의 타격 여부를 감지할 수 있으며, 이를 카운팅해 결과적으로는 타격 회수를 감지할 수 있다. 또 콘트롤러(180)는 콘트롤러(180)의 배터리나 센서(2000)의 배터리의 전원 정보 역시 모니터링 기기(3000)로 전달할 수 있다.
모니터링 기기(3000)는 통신 모듈(3200)을 통해 콘트롤러(180)로부터 이러한 정보를 수신할 수 있다. 또 만약 콘트롤러(180)가 스트로크 모드 제어를 수행하는 경우에는 현재의 스트로크 모드에 관한 정보 역시 모니터링 기기(3000)에 전달될 수 있다. 이외에도 듀티 사이클을 이용한 무단 변속을 구현하는 경우, 듀티 사이클, 즉 펄스 주기와 펄스 폭, 그리고 이들의 비율 정보 중 적어도 하나가 모니터링 기기(3000)에 전달될 수 있다. 또
모니터링 기기(3000)는 수신한 정보를 이용하여 그 출력 유닛(3850)을 통해 사용자에게 각종 정보를 출력할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 기기(3000)는 현재 타격 기기(1000)의 작동 유압 정보, 시간 당 타격 수 정보, 누적 타격 수 정보, 배터리 전압이나 전원 정보, 자동 가변 스트로크가 설정되어 있는지 꺼져있는지 여부에 관한 가변 스트로크 온/오프 정보, 스트로크 모드 정보(예를 들어, 롱 스트로크 모드나 미들 스트로크 모드 또는 숏 스트로크 모드 등), 공타 방지 모드 온/오프 정보 등을 디스플레이 형태의 출력 유닛(3850)으로 출력할 수 있다.
여기서, 작동 유압 정보는 유압 센서(2400)를 통해 획득된 유압량에 기반하여 산출될 수 있다. 또 시간 당 타격 수 정보는 유압 센서(2400)에서 전진 라인(1434a) 상에 인가된 유압을 고려하여 산출되거나 또는 진동 센서(2100)에서 감지된 진동의 파형이나 근접 센서(2200)에서 감지된 하사점 획득 회수 등에 기초하여 내장된 클럭에 따른 시간과 대비하여 산출될 수 있다. 누적 타격 수 정보는 획득되는 타격 회수를 메모리(3400)에 카운팅함으로써 얻어질 수 있다. 또 배터리 정보는 센서(2000)나 콘트롤러(180)의 배터리로부터 감지된 전압 정보에 기초하여 산출될 수 있다.
한편, 자동 가변 스트로크 모드 온/오프 여부는 모니터링 기기(3000)의 입력 유닛(3800)을 통해 사용자가 설정한 결과값을 반영할 수 있다. 여기서, 모니터링 기기(3000)는 사용자 입력을 획득하면, 그에 따른 동작을 수행하도록 콘트롤러(180)로 제어 명령을 송출하고, 콘트롤러(180)는 그에 따라 동작을 수행하게 된다. 예를 들어, 작업자가 모니터링 기기(3000)의 입력 유닛(3800)를 통해 자동 스트로크 거리 조절 기능을 끄면, 모니터링 기기(3000)는 통신 모듈(3200)을 통해 콘트롤러(180)에 자동 스트로크 조절 모드 오프 명령을 전송하고, 콘트롤러(180)는 해당 명령 수신 시 타격 조건의 감지와 무관하게 변속 밸브(1470)를 롱 스크로크 위치(1470-1)로 유지하여 숏 스트로크 모드를 비활성화 할 수 있다.
또 공타 방지 회로가 도입된 타격 기기(3000)에서 공타 방지 기능 온/오프 역시 유사한 방식으로 이루어질 수 있다.
또 가변 스트로크 모드에 있는 경우, 모니터링 기기(3000)는 가변 스트로크가 현재 어떠한 스트로크 상태로 진행되고 있는지에 관한 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 모니터링 기기(3000)는 롱 스트로크 모드를 100%로 하여 현재 수행되고 있는 스트로크 거리가 어느 정도인지를 비율로 표시할 수 있다. 예를 들어, 숏 스트로크의 거리나 타격력이 롱 스트로크의 40%인 경우, 모니터링 기기(3000)는 디스플레이를 통해 40%라는 숫자를 표시할 수 있다. 무단 변속이 시행되는 경우라면 듀티 사이클 상에서 펄스 주기 대비 펄스 폭을 고려하여 타격력의 퍼센트 수치를 산출한 뒤 사용자에게 이를 알려줄 수도 있을 것이다.
또 모니터링 기기(3000)는 특정한 경우 출력부를 통해 사용자에게 알람을 줄 수 있다. 예를 들어, 작동 유압이 미리 정해진 유압값 이하가 되거나 이상이 되는 경우에는 이상이 발생한 것일 수 있는데, 이 경우 모니터링 기기(3000)는 디스플레이를 깜빡이거나 경고등을 켜거나 또는 스피커를 통해 경고음이나 경고 메시지를 출력하여 사용자가 문제 상황을 파악할 수 있도록 한다.
한편, 이상에서는 모니터링 기기(3000)와 건설 장비(100)의 콘트롤러(180)를 별개의 구성으로 설명하였으나, MCU(3600)와 콘트롤러(180)는 경우에 따라 동일한 객체일 수 있다. 또는 이상에서 설명한 MCU(3600)의 기능 일부 또는 전부가 콘트롤러(180)에 의해 구현되거나 반대로 콘트롤러(180)의 기능 일부 또는 전부가 MCU(3600)에 의해 구현되는 것도 가능하다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 기기(3000)의 입/출력 인터페이스에 관한 것이다.
도 12를 참조하면, 모니터링 기기(3000)의 출력 인터페이스에는 배터리 전원(전압이나 전류량 등), 작동 유압 정보, 분당 타격수, 누적 타격수, 오토 스트로크 모드인지 매뉴얼 스트로크 모드인지 여부, 스트로크 단수 정보(예를 들어, 롱 스트로크 모드-1단, 미들 스트로크 모드-2단, 숏 스트로크 모드-3단 등), 곹아 방지 모드 온/오프 여부, 공타 방지 모드 동작 여부) 등이 포함될 수 있다.
이외에도 모니터링 기기(3000)의 출력 인터페이스에는 알람 신호를 줄 수 있는 시각 수단이나 청각 수단 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 작동 압력이 일정 수치 이상인 경우 알람을 주거나, 공타 발생시 알람을 줄 수 있을 것이다.
다시 도 12를 참조하면, 모니터링 기기(3000)의 입력 인터페이스에는 오토 스트로크 모드 온/오프 설정, 스트로크 단수 설정, 공타 방지 모드 설정 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 서로 별개로 또는 조합되어 구현되는 것도 가능하다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기; 및
    정보를 출력하는 출력 유닛, 상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈 및 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛을 포함하는 모니터링 기기;를 포함하는
    모니터링 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 스트로크 거리를 최대 스트로크 거리와 최소 스트로크 거리 사이가 되도록 펄스 신호를 출력하고,
    상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 펄스 신호에 관한 정보를 수신하여 최대 타격력 대비 현재 수행하는 스트로크 거리에 따른 타격력의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율을 상기 출력 모듈을 통해 출력하는
    모니터링 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 사용자 입력을 획득하는 입력 유닛을 더 포함하고,
    상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 입력 유닛을 통해 가변 스트로크 오프 명령이 입력되면, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러가 상기 스트로크 거리 제어를 중단하도록 제어하는
    모니터링 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 진동 센서의 배터리 정보를 획득하고,
    상기 모니터링 기기는, 상기 콘트롤러로부터 상기 배터리 정보를 수신하여 상기 출력 유닛을 통해 출력하는
    모니터링 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 배터리 정보가 미리 정해진 값 이하의 전원인 경우 경고음이나 경고 메시지을 출력하는
    모니터링 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 상기 타격 기기가 어태치먼트 형태로 장착되는 캐리어의 캐빈에 설치되는 것을 특징으로 하는
    모니터링 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 휴대용 디바이스인 것을 특징으로 하는
    모니터링 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 상기 누적 타격 수를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 노적 타격 수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 경고음이나 경고 메시지를 출력하는
    모니터링 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 타격 조건 감지 센서는, 근접 센서 또는 진동 센서인 것을 특징으로 하는
    모니터링 기기.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 상기 수신된 감지 결과에 기초하여 상기 스트로크 거리 제어를 위한 정보 - 롱 스트로크를 위한 오프 신호에 관한 정보, 숏 스트로크를 위한 온 신호에 관한 정보 및 미들 스트로크를 위한 펄스 신호에 관한 정보 중 적어도 하나 - 를 생성하고, 상기 생성된 정보를 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러에 전송함으로써 상기 콘트롤러가 상기 거리 제어 수행하도록 유도하는
    모니터링 시스템.
  11. 피타격물을 파쇄하는 치즐을 타격하는 피스톤, 상기 피스톤을 수용하는 실린더를 포함하는 메인 바디, 상기 메인 바디의 일 지점에 설치되어 상기 타격 시 발생하는 특성을 감지하는 타격 조건 감지 센서 및 상기 센서의 감지 결과를 이용하여 상기 피스톤의 스트로크 거리를 제어하는 콘트롤러를 포함하는 타격 기기의 모니터링 기기로서,
    정보를 출력하는 출력 유닛;
    상기 콘트롤러와 데이터 송수신을 수행하는 통신 모듈; 및
    상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러로부터 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 시간 당 타격 수 및 누적 타격 수를 산출하는 메인 콘트롤 유닛;을 포함하는
    모니터링 기기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 스트로크 거리를 최대 스트로크 거리와 최소 스트로크 거리 사이가 되도록 펄스 신호를 출력하고,
    상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 펄스 신호에 관한 정보를 수신하여 최대 타격력 대비 현재 수행하는 스트로크 거리에 따른 타격력의 비율을 산출하고, 상기 산출된 비율을 상기 출력 모듈을 통해 출력하는
    모니터링 기기.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 사용자 입력을 획득하는 입력 유닛을 더 포함하고,
    상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 입력 유닛을 통해 가변 스트로크 오프 명령이 입력되면, 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러가 상기 스트로크 거리 제어를 중단하도록 제어하는
    모니터링 기기.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 콘트롤러는, 상기 진동 센서의 배터리 정보를 획득하고,
    상기 모니터링 기기는, 상기 콘트롤러로부터 상기 배터리 정보를 수신하여 상기 출력 유닛을 통해 출력하는
    모니터링 기기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 메인 콘트롤 유닛은, 상기 배터리 정보가 미리 정해진 값 이하의 전원인 경우 경고음이나 경고 메시지을 출력하는
    모니터링 기기.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 상기 타격 기기가 어태치먼트 형태로 장착되는 캐리어의 캐빈에 설치되는 것을 특징으로 하는
    모니터링 기기.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 휴대용 디바이스인 것을 특징으로 하는
    모니터링 기기.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 상기 누적 타격 수를 저장하는 메모리를 더 포함하고,
    상기 노적 타격 수가 미리 정해진 회수에 도달한 경우 경고음이나 경고 메시지를 출력하는
    모니터링 기기.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 타격 조건 감지 센서는, 근접 센서 또는 진동 센서인 것을 특징으로 하는
    모니터링 기기.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 모니터링 기기는, 상기 수신된 감지 결과에 기초하여 상기 스트로크 거리 제어를 위한 정보 - 롱 스트로크를 위한 오프 신호에 관한 정보, 숏 스트로크를 위한 온 신호에 관한 정보 및 미들 스트로크를 위한 펄스 신호에 관한 정보 중 적어도 하나 - 를 생성하고, 상기 생성된 정보를 상기 통신 모듈을 통해 상기 콘트롤러에 전송함으로써 상기 콘트롤러가 상기 거리 제어를 수행하도록 유도하는
    모니터링 기기.
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