기계장치의 이동 부품의 이동 거리 측정을 위한 센서장치(Sensor arrangement for a measurement of the travel ofa moving component of a mechanical device)

공개특허 10-2004-0054753
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(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
G01S 13/08
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2004-0054753
2004년06월25일
(21) 출원번호 10-2004-7006386
(22) 출원일자 2004년04월29일
번역문 제출일자 2004년04월29일
(86) 국제출원번호 PCT/DE2002/003938 (87) 국제공개번호 WO 2003/037777
(86) 국제출원출원일자 2002년10월18일 (87) 국제공개일자 2003년05월08일
(30) 우선권주장 10153531.7 2001년10월30일 독일(DE)
(71) 출원인 로베르트 보쉬 게엠베하
독일 데-70442 스투트가르트 포스트파흐 30 02 20
(72) 발명자 뮐러게르올트
독일데-70563슈투트가르트야닝스슈트라쎄4
(74) 대리인 이병호
심사청구 : 없음
(54) 기계장치의 이동 부품의 이동 거리 측정을 위한 센서장치
요약
본 발명은 기계장치의 이동 부품의 이동 거리 측정, 예컨대 지게차용 리프트용 센서장치에 관한 것으로, 상기 장치에
서 비접촉 센서장치의 부품(13)은 이동 부품(4)에 장착되고, 상기 센서장치의 다른 부품(12)은 장치(2)를 위한 기준점
에 장착된다. 장치(2)의 기준점에 통합된 레이더 센서를 갖는 레이더 송신기가 장착되고, 이동 부품(4)에는 레이더 센
서(12)로 레이더 송신기(13)의 레이더 광선을 역반사하기 위한 반사장치(13)가 제공되고, 레이더 광선의 반사시간으
로 부터 기계장치(2)의 이동 부품의 이동 거리 경로가 검출될 수 있다.
대표도
도 1
색인어
기계장치, 레이더 센서, 레이더 송신기, 반사장치
명세서
기술분야
본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 기계장치의 이동 부품의 이동 거리 측정, 특히 벨트 이송 차량의 포크의 상승
과 하강을 위한 실린더의 행정 높이의 측정을 위한 센서장치에 관한 것이다.
공개특허 10-2004-0054753
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배경기술
예컨대 유럽 특허 출원 공개 명세서 제 1 079 118 A2 호에 유압식으로 이동하는 실린더의 경우 이동하는 실린더와
확실한 기준점 사이의 거리가 초음파 센서장치에 의해 검출되는 것이 공지되어 있다. 또한 하나의 단부에는 초음파
송신기가 제공되고 반대편 단부에는 초음파 센서가 제공되므로, 초음파 파장의 반사시간으로부터 행정 높이가 측정될
수 있다. 측정 신호는 측정 결과의 개선을 위해 행정 실린더 내의 유압액의 온도 및 압력의 검출값에 의해 보정된다.
상기 센서장치는 특히 예를 들어 벨트 컨베이어 차량(지게차)과 같은 차량에 사용하는 것이 일반적으로 고려되지 않
는 단점이 있다. 왜냐하면 초음파 유효 신호는 바람의 영향 및 차량의 시끄러운 소음에 의해 장애를 많이 받기 때문이
다.
행정 높이의 측정을 위한 다른 공지된 대안예에서 케이블전위차계 또는 레이 저 거리 측정 장치를 이용하여 행정 이
동 거리를 측정할 수도 있으며, 상기 측정 방법은 기계적으로 매우 민감하고 또는 예컨대 오염 또는 내습에 의한 장애
에 민감하다. 예컨대 프리 리프트 마스트(free lift mast)의 실린더의 행정 측정을 위해, 실린더를 갖는 유압 시스템에
서 최종 압력 측정만 사용될 수 없다. 왜냐하면 이때 이중 또는 삼중 마스트의 모든 실린더가 센서를 필요로 하지 않고
비용이 많이 드는 견인 케이블을 필요로 하지 않기 때문이다. 또한 압력 측정을 통해 높이에 대해 직접 예측할 수 없
다.
또한 예컨대 독일 특허 출원 공개 명세서 제 42 42 700 A1호에는 전방 주행 차량의 상대속도 및 거리를 측정하기 위
해 차량 범퍼에서 반사되는 마이크로파 범위의 레이더 신호를 평가하는 레이더 센서가 제공되며, 상기 센서로서 레이
더 송신기 및 레이더 수신기가 장착되는 것이 공지되어 있다.
발명의 상세한 설명
앞에 제시된 형태에 따른 기계장치 이동 부품의 이동 거리를 측정하기 위한 센서장치는 본 발명에 따라 개선된다. 따
라서 바람직하게 장치의 기준점에 레이더 송신기 및 레이더 센서가 배치되고 이동 부품에 레이더 송신기의 레이더 광
선을 레이더 센서에 대해 역반사 하는 반사장치, 예컨대 소위 트리플 미러가 제공되고, 기계장치 이동 부품의 이동 거
리 경로가 레이더 광선의 반사시간으로부터 측정될 수 있다. 이때 장치의 이동 부품에 레이더 송신기 및 레이더 센서
가 배치되고 기준점에서 레이더 송신기의 레이더 센서에 대해 레이더 광선을의 역반사 하는 역반사 장치가 제공된다.
기계장치는 마스트와 상기 마스트 내부에 또는 마스트에서 광범위하게 수직으로 이동할 수 있는 실린더를 갖는 리프
트가 바람직할 수 있고, 상기 실린더의 행정 높이를 측정할 수 있다. 예컨대 이동할 수 있는 실린더에 벨트 컨베이어
차량의 포크가 고정될 수 있다. 레이더 시스템을 포함하는 상기 제안된 측정장치는 바람직하게 행정 마스트의 행정
높이 및 벨트 컨베이어 차량으로서 지게차의 포크 높이를 측정할 수 있으며, 상기 차량의 추가 동작의 행정 높이의 정
보, 예를 들어 안전 작동 또는 일정 순서의 자동화와 같은 정보를 허용한다.
또한 간단하게 제어 루프에 의해 행정 높이를 고려하여 벨트 컨베이어 차량의 속도 제어가 가능하므로, 예컨대 지게
차의 포크의 일정한 높이에서 차량의 속도가 감소될 수 있다. 사전 선택된 행정 높이에서 간단하게 차량의 자동 스타
트가 실행될 수 있다.
또한 바람직하게 유압식 행정 장치에서 행정 높이 측정 이외에도 유압액의 압력 측정과 평가가 실행될 수 있다. 따라
서 예컨대 제어 루프에 의해 압력 측정과 행정 높이의 측정을 고려하여 행정 장치의 기울기가 고려될 수 있고, 따라서
간단하게 행정 가속 및/또는 행정 장치의 틸팅력이 조절될 수 있다. 리프트 실린더 내의 압력에 의해 중량의 무게가
측정되고 포크의 높이가 무게에 따라 마스트의 기울기 가속을 산출할 수 있다.
최종 언급된 실시예에 의해 바람직하게 지게차의 마스트를 위한 리프트는 사전 설정된 기울기각을 초과하면 리프트
실린더의 스타트시 가속을 제한하는 것이 가능하다. 지게차의 틸팅력 개선은 마스트의 회전점을 중심으로 허용된 회
전 모멘 트가 제한됨으로써 달성되고, 이것은 리프트 실린더 내의 압력을 통한 행정 높이의 측정 및 부하 측정에 의해
서도 달성될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서 제어 루프에 의해 벨트 컨베이어 차량의 진동 댐핑이 행정 높이의 측정 및 압력 측정의 평
가하에서 실행될 수 있다. 본 발명을 지게차에 적용시 평평하지 않은 갱도 및 비교적 큰 부하에서 리프트의 허용 회전
모멘트가 역동적으로 초과되지 않을 수 있으며, 이것은 지게차의 후방휠이 들어올려지게 할 수 있다. 차량의 종래 후
방축 조정에 의해 이것은 조향력의 손실을 야기할 수 있다. 행정 장치의 리프트 실린더 내의 압력 피크가 의도적으로
감소될 수 있으면 이러한 상태는 개선될 수 있다. 그러나 차량의 포크가 허용되지 않을 정도로 바닥으로 하강되지 않
도록 하기 위해 본 발명에 따른 장치에 의해, 예컨대 상위의 제어 루프를 이용하여 실제 행정 높이 및 포크 높이의 측
정과 평가가 이루어질 수 있다.
공개특허 10-2004-0054753
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도면의 간단한 설명
지게차의 포크용 행정 장치의 행정 높이 측정을 위한 레이더 센서를 포함하는 본 발명에 따른 센서장치의 실시예가
도면에 도시된다.
실시예
도 1에 벨트 컨베이어 차량으로 도시된 지게차의 차체의 좌표계(3)에 의해 상징적으로 리프트(2)의 마스트(1)가 도시
된다. 리프트(2)의 마스트(1)로부터 실린더(4)를 유압식으로 올리고 내릴 수 있고, 마스트(1)의 단부에는 크로스 헤드
(5) 및 리프트(2)에 의해 체인(14)을 통해 작동 가능한 포크(6)가 제공된다. 리프트(2) 는 회전점(8)을 갖는 다른 좌표
계(7)에 도시되고, 상기 회전점은 화살표(9,10)로 도시된 틸팅 이동을 설명할 수 있다. 차량의 차체는 제 1 좌표 시스
템(3)을 이용하여 지지점(11)을 도시한다.
실린더(4)의 행정 높이를 측정하기 위한 센서장치는 마스트(1)에 통합된 레이더 송신기 및 레이더 센서(12)와 실린더
(4)의 크로스헤드(5)에 있는 트리플 미러(13)로 형성된다. 레이더 송신기(12)는 예컨대 마이크로파 레이더 광선을 위
에서부터 방사하고, 트리플 미러(13)에 반사되어 마스트(1)의 레이더 센서(12)로 재송신 된다.
공지된 방법에서 본 발명에 따른 실시예에 의해 실행되는 레이더 광선을 이용하는 거리 측정은 레이더 센서 장치에
부품(12,13)을 설치하기 때문에 실린더(4)의 행정 높이 및 포크(6)의 행정 높이를 재현하고, 부품(12,13)은 상반된 구
조로 조립될 수 있다. 도면에 따른 레이더 센서(12)는 마스트(1)에 고정되어 조립되기 때문에 기울어지는 경우 마스
트(1)를 따른다.
여기에 도시되지 않은 대안예에 따라 레이서 센서(12)가 차량의 차체에 설치되면, 이것은 레이더 센서의 넓은 조명각
을 필요로하므로, 마스트(1)가 기울어지는 경우에도 반사 지점이 감지된다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
무접촉 센서 장치의 부품(13)이 이동 부품(4)에, 그리고 상기 센서 장치의 다른 부품(12)이 장치(2)에 대한 기준점에
장착되는 기계장치의 이동 부품의 이동 거리 측정을 위한 센서 장치에 있어서,
상기 장치의 기준점에 레이더 송신기(12) 및 레이더 센서(12)가 배치되고 이동 부품(4)에는 레이더 송신기(12)의 레
이더 광선을 레이더 센서(12)로 반사시키기위한 반사장치(13)가 제공되고, 레이더 광선의 전파시간으로부터 기계 장
치(2)의 이동 부품(4)의 이동 거리 경로가 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
청구항 2.
무접촉 센서 장치의 부품(13)이 이동 부품(4)에, 그리고 센서 장치의 다른 부품(12)이 장치(2)에 대한 기준점에 장착
되는 기계장치의 이동 부품의 이동 거리 측정을 위한 센서 장치에 있어서,
장치(2)의 이동 부품(4)에 레이더 송신기(12) 및 레이더 센서(12)가 장착되고 기준점에 레이더 송신기(12)의 레이더
광선을 레이더 센서(12)로 반사시키기 위한 반사 장치(13)가 제공되고, 레이더 광선의 반사시간으로부터 기계 장치(2
)의 이동 부품(4)의 이동 거리 경로가 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
청구항 3.
제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 기계 장치는 마스트(1)와 상기 마스트 내부에서 또는 마스트에서 광범위하게 수직으
로 이동 가능한 실린더(4)를 갖는 행정 장 치(2)로 구성되고, 상기 실린더의 행정 높이는 측정 가능한 것을 특징으로
하는 센서장치.
청구항 4.
제 3항에 있어서, 상기 이동 가능한 실린더(4)에 벨트 컨베이어 차량의 포크(6)가 고정되는 것을 특징으로 하는 센서
장치.
청구항 5.
제 3항 또는 4항에 있어서, 유압식 리프트(2)에서 행정 높이 측정에 추가해서 리프트의 유압액의 압력 측정과 평가가
실행될 수 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
공개특허 10-2004-0054753
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청구항 6.
제 5항에 있어서, 압력 측정과 행정 높이 측정을 고려하여 제어 루프에 의해 리프트(2)의 기울기가 측정될 수 있고 리
프트(2)의 행정 가속 및/또는 틸팅 안정성의 조절이 이루질 수 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
청구항 7.
제 4항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 행정 높이를 고려하여 제어 루프에 의해 벨트 컨베이어 차량의 주행 속도의
제어가 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
청구항 8.
제 4항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 측정과 행정 높이 측정을 평가하여 벨트 컨베이어 차량의 진동 댐핑이
제어 루프에 의해 이루질 수 있는 것을 특징으로 하는 센서장치.
청구항 9.
제 4항 내지 8항 중 어느 한 항에 따른 제어 루프의 작동 방법에 있어서, 상기 리프트, 특히 벨트 컨베이어 차량의 포
크의 절대 높이의 검출을 위해 행정 높이 측정, 압력 측정, 리프트의 기울기각 측정의 결과 및 차체 및/또는 구동휠의
영향이 사용되고 행정 실린더의 제어를 위해 위치 제어 루프에서 처리되는 것을 특징으로 하는 제어 루프의 작동 방
법.
청구항 10.
제 9항에 있어서, 위치 설정값은 상기 특성 곡선은 물리적 영향에 대한 저장된 특성값으로부터 계산되는 특성 곡선으
로부터 검출되는 것을 특징으로 하는 제어 루프의 작동 방법.
도면
도면1