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KR101036302B1 - 유압펌프 무선제어시스템 - Google Patents

유압펌프 무선제어시스템 Download PDF

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KR101036302B1
KR101036302B1 KR1020110016555A KR20110016555A KR101036302B1 KR 101036302 B1 KR101036302 B1 KR 101036302B1 KR 1020110016555 A KR1020110016555 A KR 1020110016555A KR 20110016555 A KR20110016555 A KR 20110016555A KR 101036302 B1 KR101036302 B1 KR 101036302B1
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KR
South Korea
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charging
hydraulic pump
unit
voltage
remote controller
Prior art date
Application number
KR1020110016555A
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English (en)
Inventor
박용봉
박형근
김태호
김태걸
최애진
이선화
Original Assignee
(주) 대진유압기계
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Publication date
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Abstract

본 발명은 유압펌프 무선제어시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프 무선제어시스템은, RFM 송수신모듈, 오류검출모듈 및 제1 LED를 구비하고, 상기 RFM 송수신모듈에 의하여 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하는 제어신호와 유압펌프의 유량정보신호를 AM변조 방식으로 송수신하는 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러; 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러를 등록하여 각각의 제어신호에 관한 프로그램을 설정하는 프로그램 스위치와 외부 연결커넥터 및 제2 LED를 구비하고, 상기 유압펌프의 유량정보신호를 상기 리모트 컨트롤러로 송신하거나, 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러로부터 근거리통신을 통하여 상기 제어신호를 수신하는 RFM 무선송수신기; 및 상기 RFM 무선송수신기와 외부 연결커넥터를 통하여 연결되어 상기 제어신호를 전송받아 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하고, 상기 유량센서모듈을 구비하여 상기 유압펌프의 유량정보를 검출하여 상기 검출된 유량정보신호를 상기 RFM 무선송수신기를 통하여 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러로 전송하되, 상기 유압펌프가 오작동으로 판단되면 상기 유압펌프의 전원을 차단하는 메인 컨트롤러;를 포함하고, 상기 리모트 컨트롤러는 해당 등록코드를 상기 RFM 무선송수신기에 송신하여 등록하게 하는 등록키; 상기 오류검출모듈에 의하여 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 오동작을 감지하여 상기 제1 LED를 발광시킴과 동시에 상기 메인 컨트롤러에 전원 차단신호를 송신하는 전원차단키; 및 긴급한 상황에서 상기 유압펌프의 구동을 정지시키기 위한 정지신호를 송신하는 긴급정지키를 구비하며, 상기 RF 무선송수신기는 상기 등록코드를 수신하여 상기 프로그램 스위치에 의하여 설정된 시간 내에 등록되되, 상기 설정된 시간 내에는 다른 리모트 컨트롤러에 의하여 송신된 등록코드가 대기되도록 하고, 상기 RF 무선송수신기가 등록되면 상기 제1 및 제2 LED를 발광시키도록 프로그래밍되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

유압펌프 무선제어시스템{SYSTEM FOR WIRELESS-CONTROLLING HYDRAULICMOTOR}
본 발명은 무선제어방식을 사용하여 유압펌프의 동작을 제어할 수 있는 유압펌프 무선제어시스템에 관한 것이다.
통상적으로 유압펌프는 외부로부터 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시키는 장치로서, 회전하는 한 쌍의 기어 사이의 공극을 이용하여 가압하는 기어형, 회전축과 동축상에 연결되는 베인을 이용하여 작동유를 압축시키는 베인(vane)형, 수직 또는 평행하게 설치된 복수개의 실린더 부피를 회전축의 회전방향에 따라 작아지게 만들며 압축하는 방식의 회전피스톤형, 회전운동을 왕복운동으로 바꾸어 실린더내의 유압유를 피스톤으로 가압하는 왕복피스톤형 등이 있다.
각종 산업현장이나 건설현장 등에는 유압을 필요로 하는 공구들이 많이 사용되고 있는 바, 파쇄기 또는 천공기와 같은 대형의 유압공구들은 자체적인 유압펌프를 갖거나, 또는 굴삭기 등과 같은 대형 구동수단에 연결하여 사용할 수 있지만, 전설공구, 유압 램, 유압 스프레더와 같이 작업자가 직접 들고 작업하는 소형의 유압공구에는 별도의 유압펌프를 연결하여 사용해야 한다.
특히, 차량의 충돌사고 또는 건물의 붕괴 사고시, 유압 램(조선소 등에서 받침대 및 지지용으로서 좁아진 틈새를 벌리거나 잡아당기는 장비) 또는 유압 스프레더(수중 또는 지상에서 장애물을 절단 또는 전개시키는 장비)를 이용하는 바, 이러한 협소한 장소에서는 별도의 유압펌프를 연결하기도 어렵고, 연결된다 하더라도 이를 제어하는데 어려움이 있다는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 유압펌프 내부에 메인 컨트롤러와 무선 송수신기를 내장하고, 이러한 무선송수신기와 외부의 리모트 컨트롤러와의 무선통신을 통하여 유압펌프의 동작을 편리하게 제어할 수 있는 유압펌프 무선제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 메인 컨트롤러 내부에 기동회로를 장착하여 메인 컨트롤러가 빠르게 기동할 수 있도록 하는 유압펌프 무선제어시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유압펌프 무선제어시스템은, RFM 송수신모듈, 오류검출모듈 및 제1 LED를 구비하고, 상기 RFM 송수신모듈에 의하여 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하는 제어신호와 유압펌프의 유량정보신호를 AM변조 방식으로 송수신하는 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러; 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러를 등록하여 각각의 제어신호에 관한 프로그램을 설정하는 프로그램 스위치와 외부 연결커넥터 및 제2 LED를 구비하고, 상기 유압펌프의 유량정보신호를 상기 리모트 컨트롤러로 송신하거나, 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러로부터 근거리통신을 통하여 상기 제어신호를 수신하는 RFM 무선송수신기; 및 상기 RFM 무선송수신기와 외부 연결커넥터를 통하여 연결되어 상기 제어신호를 전송받아 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하고, 상기 유량센서모듈을 구비하여 상기 유압펌프의 유량정보를 검출하여 상기 검출된 유량정보신호를 상기 RFM 무선송수신기를 통하여 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러로 전송하되, 상기 유압펌프가 오작동으로 판단되면 상기 유압펌프의 전원을 차단하는 메인 컨트롤러;를 포함하고, 상기 리모트 컨트롤러는 해당 등록코드를 상기 RFM 무선송수신기에 송신하여 등록하게 하는 등록키; 상기 오류검출모듈에 의하여 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 오동작을 감지하여 상기 제1 LED를 발광시킴과 동시에 상기 메인 컨트롤러에 전원 차단신호를 송신하는 전원차단키; 및 긴급한 상황에서 상기 유압펌프의 구동을 정지시키기 위한 정지신호를 송신하는 긴급정지키를 구비하며, 상기 RF 무선송수신기는 상기 등록코드를 수신하여 상기 프로그램 스위치에 의하여 설정된 시간 내에 등록되되, 상기 설정된 시간 내에는 다른 리모트 컨트롤러에 의하여 송신된 등록코드가 대기되도록 하고, 상기 RF 무선송수신기가 등록되면 상기 제1 및 제2 LED를 발광시키도록 프로그래밍되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리모트 컨트롤러의 등록키, 전원차단키 및 긴급정지키는 해당 키가 눌려지면 해당 데이터가 설정된 시간만큼만 송신되고, 상기 설정된 시간이 경과되면 해당 키가 눌려져도 해당 데이터가 송신되지 않도록 프로그래밍되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 컨트롤러는 기동회로를 포함하고, 상기 기동회로는 상기 메인 컨트롤러에 전원이 투입되고 나서 해당 전원에서 발생하는 직류전압의 변화에 의하여 사이리스터가 턴 온되어 기동전류를 발생시키는 기동전류 공급부; 상기 사이리스터의 게이트에 연결되어, 상기 사이리스터의 게이트 전압을 제한하여, 상기 사이리스터의 캐소드 전압이 제1 기준전압보다 높으면 상기 사이리스터에 역방향 바이어스가 인가되도록 하는 정전압부; 상기 사이리스터의 캐소드에 연결되어, 상기 메인 컨트롤러에 투입되는 전원을 변환하거나 충전전압으로 변환하는 스위칭전원부; 상기 사이리스터의 캐소드와 상기 스위칭전원부 사이의 제1 노드에 연결되어, 상기 사이리스터의 캐소드로부터의 출력전류를 차단하는 전류차단부; 상기 스위칭전원부에 연결되어, 충전부의 충전을 제어하는 충전제어부; 상기 전류차단부 및 상기 충전제어부에 연결되어, 상기 변환된 충전전압에 의하여 충전되는 충전부; 및 상기 충전부와 상기 충전제어부 사이의 노드에 상기 충전부와 병렬로 연결되어, 상기 메인 컨트롤러의 작동을 제어하되, 상기 충전부에 충전된 충전전압이 제2 기준전압 이하로 내려가면 스위칭전원부를 동작시켜 상기 충전부를 재충전시키는 주제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 정전압부는 제너다이오드로 이루어지고, 상기 제1 기준전압은 상기 제너다이오드의 항복전압인 것을 특징으로 한다.
상기 전류차단부는, 상기 제1 노드에 연결되어, 기동전압을 발생시키는 제3 저항소자; 및 상기 제3 저항소자와 상기 충전부의 상기 제1 노드측 일단 사이에 연결되어, 상기 사이리스터의 캐소드로부터의 출력전류가 상기 충전부로 유입되는 것을 방지하고, 상기 충전부에 충전된 충전전압이 상기 제3 저항소자의 양단전압보다 높은 경우에 상기 충전전압이 상기 사이리스터의 캐소드에 공급되도록 하는 정류소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 주제어부는 상기 충전부에 충전된 충전전압을 동작전원으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 유압펌프 내부에 메인 컨트롤러와 무선 송수신기를 내장하고, 이러한 무선송수신기와 외부의 리모트 컨트롤러와의 무선통신을 통하여 유압펌프의 동작을 편리하게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 메인 컨트롤러 내부에 기동회로를 장착하여 메인 컨트롤러가 빠르게 기동할 수 있도록 한다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 유압펌프 무선제어시스템의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 2a는 도 1의 리모트 컨트롤러의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 1의 무선 송수신기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2c는 도 1의 메인 컨트롤러와 무선 송수신기의 연결관계를 나타내는 도면이다.
도 2d는 도 1의 메인 컨트롤러의 구조를 나타내는 회로도이다.
도 3a는 도 2c에 연결되는 기동회로를 나타내는 회로도이다.
도 3b는 도 3a의 기동회로의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 유압펌프 무선제어시스템의 구조를 나타내는 블록도이고, 도 2a는 도 1의 리모트 컨트롤러의 구조를 나타내는 도면이며, 도 2b는 도 1의 무선 송수신기의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2c는 도 1의 메인 컨트롤러와 무선 송수신기의 연결관계를 나타내는 도면이며, 도 2d는 도 1의 메인 컨트롤러의 구조를 나타내는 회로도이다.
도 1 내지 2d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압펌프 무선제어시스템은, 리모트 컨트롤러(10), RFM 무선송수신기(30) 및 메인 컨트롤러(20)를 포함한다. 도시되어 있지는 않지만, 본 유압펌프 무선제어시스템은 동작에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원부를 더 포함할 수 있다. 또한, 이러한 전원부에는 인버터를 더 포함하여 메인 컨트롤러(20)의 제어를 통해 전원부로부터 교류전원을 공급받아 이를 직류전원으로 변환하고, 상기 변환된 직류전원을 소정의 전압 및 주파수를 갖도록 가변시킨 후, 이를 다시 교류전원으로 변환하여 상기 유압펌프의 모터(M)에 공급하여 이를 구동시키게 된다.
상기 리모트 컨트롤러(10)는 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있고, 그 내부에 RFM 송수신모듈(12), 오류검출모듈(11) 및 제1 LED(13)를 포함할 수 있다. 이러한 리모트 컨트롤러(10)는, 상기 RFM 송수신모듈(12)에 의하여 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하는 제어신호와 유압펌프의 유량정보신호를 AM변조 방식으로 송수신하는 기능을 한다. 즉, 상기 리모트 컨트롤러(10)는 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하는 제어신호를 RFM 무선송수신기(30)를 통하여 메인 컨트롤러(20)에 송신하고, 또한 상기 메인 컨트롤러(20)로부터 상기 유압펌프의 유량정보신호를 AM변조 방식으로 수신한다.
또한, 상기 리모트 컨트롤러(10)는 등록키(141), 전원차단키(142) 및 긴급정지키(143) 등의 다수의 키를 구비한다. 여기서, 상기 등록키(141)는 해당 등록코드를 상기 RFM 무선송수신기(30)에 송신하여 등록하게 하고, 상기 전원차단키(142)는 상기 오류검출모듈(11)에 의하여 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 오동작을 감지하여 상기 제1 LED(13)를 발광시킴과 동시에 상기 메인 컨트롤러(20)에 전원 차단신호를 송신하게 한다. 또한, 상기 긴급정지키(143)는 긴급한 상황에서 상기 유압펌프의 구동을 정지시키기 위한 정지신호를 송신하게 한다.
이러한 리모트 컨트롤러(10)의 등록키(141), 전원차단키(142) 및 긴급정지키(143)는 해당 키가 눌려지면 해당 데이터가 설정된 시간만큼만 송신되고, 상기 설정된 시간이 경과되면 해당 키가 눌려져도 해당 데이터가 송신되지 않도록 프로그래밍되어 있다.
보다 구체적으로 설명하자면, 본 리모트 컨트롤러(10)를 설정 및 등록하기 위하여, 상기 RFM 무선송수신기(30)의 정면에 있는 프로그램 스위치(33)를 5회 연속하여 누르면 제2 LED(32)가 1회 점등되도록 프로그래밍되어 있다. 이때, 상기 리모트 컨트롤러(10)를 최대 10대까지 등록이 가능하며, 상기 등록을 위하여는 상기 리모트 컨트롤러(10)의 등록키(버튼)(141)을 누르면, 상기 RFM 무선송수신기(30)에 해당 코드가 입력되며 상기 RFM 무선송수신기(30)의 제2 LED(32)가 1회 점등되게 된다. 또한, 추가로 계속하여 다른 리모트 컨트롤러를 등록하려면 5초 안에 2번째 리모트 컨트롤러의 등록키를 누르면 상기 RFM 무선송수신기(30)에 코드가 추가되게 된다. 이때, 상기 RFM 무선송수신기(30)의 등록대기 시간은 약 5 초이고, 현재의 리모트 컨트롤러(10)를 등록하면 자동적으로 약 5 초가 연장되므로, 최대 10 대까지 리모트 컨트롤러(10)를 등록 시 충분한 시간동안 정확하게 리모트 컨트롤러(10)를 차례로 등록할 수 있게 된다. 또한, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 등록 중에 상기 RFM 무선송수신기(30)의 프로그램 스위치를 1 회 누르면 제2 LED(32)가 2 회 점등되며, 5 초가 지나지 않아도 입력모드가 해지되게 된다. 이때, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 추가 등록 시 이전 등록 상태는 삭제되므로 사용할 리모트 컨트롤러(10)를 한번에 모두 등록하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 동일 주파수 대역을 사용하므로 상기 리모트 컨트롤러(10)의 키를 누르고 있는 동안에는 추가적인 스위치 입력을 받지 않도록 프로그래밍되어 있다.
상기와 같은 방식으로 상기 리모트 컨트롤러(10)가 상기 RFM 무선송수신기(30)에 등록되면 상기 리모트 컨트롤러(10)를 통한 제어가 가능하게 된다. 한편, 도시되어 있지는 않지만, 이러한 리모트 컨트롤러(10)는 모터 및 솔레노이드 밸브를 동작시키는 밸브를 포함할 수 있다. 즉, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 소정 키를 누르면 상기 리모트 컨트롤러(10)에서 발신을 하며 이렇게 송신된 전파가 상기 RFM 무선송수신기(30)에 도달하게 된다. 그런 다음, 상기 RFM 무선송수신기(30)는 메인 컨트롤러(20)로 상기 수신된 스위치 정보를 보내고, 상기 메인 컨트롤러(20)가 해당 신호에 따라 릴레이(23)와 SSR(24)을 제어하여 모터(MOTOR)나 솔레노이드(SOLENOID)를 구동하게 된다. 이때, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 버튼을 떼면 신호 송신이 중지되며, 상기 메인 컨트롤러(20)는 릴레이(23)와 SSR(24)을 제어하여 모터(MOTOR)나 솔레노이드(SOLENOID)를 정지하게 된다.
한편, 상기와 같은 기능을 할 수 있는 리모트 컨트롤러(10)는 다음과 같은 사양을 가질 수 있다. 즉, 리모트 컨트롤러(10)의 소모전류는 대기 시 0mA이고, 송신 시에는 33.2mA일 수 있고, 사용정격전압은 6VDC (LITHIUM BATTERY 3V * 2개)를 직렬연결하며, 크기로는 길이 55 * 폭 26 * 두께 10mm를 가지고, 무게는 16g (LITHIUM BATTERY 2개 포함)이며, 또한, 동작온도는 -10 ℃내지 +50 ℃에서 습도 95%일 수 있다. 이러한 리모트 컨트롤러(10)는 자동차 시동 장치 등에도 사용될 수 있다. 또한, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 전기적 특성으로는 F1D의 전파형식을 가지고, 정격 공중선 전력은 10mW이며, 발사 주파수는 447.700MHz 단일 주파수를 사용하고, 크리스털 발진 방식에 의하여 주파수 안정도 ±5 ppm, 채널 수 1개, 6 체배방식, FSK(Frequency Shift Keying)변조를 수행할 수 있으며, 최대 주파수 편이 ±2.2 KHz을 가질 수 있다 또한, 2SC4226를 종단부 트랜지스터로 사용하여, 스퓨리어스 발사 강도가 33dB 이상 낮은 값이고, 공중선 임피던스가 50 ohm이며, 점유 주파수 대역폭이 ±8.5 KHz 이하가 되도록 설계되어 있다.
상기 RFM 무선송수신기(30)는 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10)를 등록하여 각각의 제어신호에 관한 프로그램을 설정하는 프로그램 스위치(33)와 외부 연결커넥터(31)와, 제2 LED(32)를 포함할 수 있다. 이러한 RFM 무선송수신기(30)는, 상기 유압펌프의 유량정보신호를 상기 리모트 컨트롤러(10)로 송신하거나, 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10)로부터 근거리통신을 통하여 상기 제어신호를 수신하는 기능을 한다.
또한, 상기 RFM 무선송수신기(30)는 상기 등록코드를 수신하여 상기 프로그램 스위치(33)에 의하여 설정된 시간 내에 등록되되, 상기 설정된 시간 내에는 다른 리모트 컨트롤러(10)에 의하여 송신된 등록코드가 대기되도록 하고, 상기 RF 무선송수신기(30)가 등록되면 상기 제1 및 제2 LED(13, 32)를 발광시키도록 프로그래밍되어 있다.
본 RFM 무선송수신기(30)의 동작방법에 대하여 보다 구체적으로 설명하자면, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 입력이 완료된 후 리모트 컨트롤러(10)의 해당 키(14)를 누르면 각 키(14)에 해당하는 채널의 출력이 나오게 된다. 이때, 채널의 출력은 리모트 컨트롤러(10)를 누르고 있는 동안 계속 나오며 최대 약 8초간 출력이 나오게 된다. 또한, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 키(14)를 누르면 송신 DATA가 약 8초 정도 나오며, 그 이후엔 계속 리모트 컨트롤러(10)의 키(14)를 누르고 있어도 자동적으로 DATA가 나오지 않게 된다. 또한, 상기 리모트 컨트롤러(10) 각각의 키(1번, 2번, 3번)(14)을 누르면 RFM 무선송수신기(30)의 해당되는 CH1, CH2, CH3의 포트에서 +5V 출력이 나오게 되고, 수신감도를 좋게 사용 할 경우 상기 리모트 컨트롤러(10)의 안테나(15)를 빼고 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 사용될 수 있는 RFM 무선송수신기(30)는 AM변조(311MHz) 방식을 사용한 RFM-3 송수신기일 수 있다. 예를 들면, 본 RFM 무선송수신기(30)는 사용 정전압이 5VDC이고, 소비전류가 10mA이며, 크기가 길이 225 * 폭 34 * 두게 16mm를 가지며, 무게는 25g이고, -10 ℃내지 +70 ℃(습도 95%)에서 동작되며, 감도가 -120dBm (DIRECT)이 되도록 설계되어 원격 조정장치로 사용될 수 있다.
상기 메인 컨트롤러(20)는 상기 RFM 무선송수신기(30)와 외부 연결커넥터(31)를 통하여 연결되어 상기 제어신호를 전송받아 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하는 역할을 한다. 여기서, 상기 메인 컨트롤러(20)에는 별도의 커넥터(22)를 구비하여, 케이블(25)의 연결단자(25a, 25b)를 통하여 상기 RFM 무선송수신기(30)의 외부연결커넥터(31)에 각각 연결될 수도 있다.
또한, 상기 메인 컨트롤러(20)는 상기 유량센서모듈(21)을 구비하여 상기 유압펌프의 유량정보를 검출하여 상기 검출된 유량정보신호를 상기 RFM 무선송수신기(30)를 통하여 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10)로 전송하되, 상기 유압펌프가 오작동으로 판단되면 상기 유압펌프의 전원을 차단할 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기 메인 컨트롤러(20)는 전자제어밸브, 솔레노이드밸브, 셔틀밸브, 밸브스프링 등의 유압제어수단을 구비하여 유압펌프로의 압력을 제어할 수 있고, 이를 통하여 유압펌프의 동작을 제어할 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 유압펌프 무선 제어시스템은 오작동의 경우 메인 컨트롤러(20)의 유량센서 모듈(21)을 통하여 1차적으로 유압펌프로 공급되는 전원을 차단하고, 또한 상기 리모트 컨트롤러(10)의 오류검출모듈(11)을 통하여 2차 오동작을 감지하여 상기 리모트 컨트롤러(10)의 제1 LED(13)와 스피커(미도시)로 현장 사용자에게 오작동을 알림과 동시에, 상기 메인 컨트롤러(20)로 전원 차단 신호를 보낼 수 있다. 나아가, 상기 리모트 컨트롤러(10)의 긴급정지 버튼(143)을 통하여 언제라도 예상치 못한 상황에서 유압펌프를 정지시킬 수 있도록 구성함으로써, 총 3개의 안전장치를 통하여 현장 사용자가 안전하게 작업할 수 있도록 할 수 있다.
도 3a는 도 2c에 연결되는 기동회로를 나타내는 회로도이고, 도 3b는 도 3a의 기동회로의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 3a 내지 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유압펌프 무선제어시스템의 메인 컨트롤러(20)의 기동회로(200)는 기동전류 공급부(210), 정전압부(220), 스위칭전원부(230), 충전제어부(240), 충전부(250), 주제어부(260), 전류차단부(270)를 포함할 수 있다.
상기 기동전류 공급부(210)는 직렬연결된 제1 저항소자(211) 및 사이리스터(212)와, 상기 사이리스터(212)의 게이트에 연결된 시정수 회로부(T)를 포함한다. 이때, 상기 시정수 회로부(T)는 충전소자(213) 및 제2 저항소자(214)가 직렬로 연결되어 있다. 이러한 기동전류 공급부(210)는 메인 컨트롤러(20)에 전원이 공급되면 해당 전원전압의 변동이 상기 충전소자(213)와 제2 저항소자(214)로 구성된 시정수 회로부(T)에 의하여 상기 사이리스터(212)의 게이트에 미분된 파형으로 공급된다. 이때, 상기 사이리스터(212)의 게이트에 공급된 미분파형은 트리거신호로 작동하여 상기 사이리스터(212)를 턴 온시키므로, 상기 제1 저항소자(211)와 상기 사이리스터(212)의 직렬회로에는 상기 제1 저항소자(211)에 의하여 제한된 기동전류(I212)가 흘러 상기 충전부(250)를 충전시키고, 또한 상기 스위칭전원부(230)를 가동시키게 된다.
따라서, 이러한 구조를 가지는 상기 기동전류 공급부(210)는 메인 컨트롤러(20)의 전원코드가 최초로 전원에 연결되는 때 급변하는 직류전압의 변화를 감지하여 턴 온 되고, 기동전류(I212)를 발생시켜 스위칭전원부(230)에 바이어스 전류로서 공급하게 된다.
상기 정전압부(220)는, 상기 사이리스터(212)의 게이트에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 게이트 전압을 제한하게 된다. 따라서, 상기 사이리스터(212)의 캐소드전압이 제1 기준전압보다 높아지면 상기 사이리스터(212)에는 자동으로 역방향 바이어스가 걸리게 된다.
여기서, 상기 정전압부(220)는 제너다이오드로 이루어진다. 이때, 상기 제1 기준전압은 상기 제너다이오드의 항복전압(breakdown voltage)이 된다. 한편, 상기 정전압부(220)를 이루는 제어다이오드는 복수 개로 형성될 수 있다. 이때, 복수 개의 제어다이오드는 설계자가 의도하는 전압에 따라 직렬로 연결될 수 있다.
상기 스위칭전원부(230)는, 상기 사이리스터(212)의 캐소드에 연결되어, 상기 메인 컨트롤러(20)에 투입되는 전원을 변환하거나 충전전압으로 변환한다. 즉, 상기 스위칭전원부(230)는 메인 컨트롤러(20)에 투입되는 전원을 소정의 고주파수로 스위칭하여 메인 컨트롤러(20)에서 요구되는 하나 혹은 여러 종류의 전압으로 변환시키게 된다. 예를 들면, 메인 컨트롤러(20)가 5~12V 정도의 전원전압으로 동작한다고 가정하면, 상기 스위칭전원부(230)는 220V의 상용교류전원을 정류하여 311V의 높은 직류전압을 발생시킨 다음, 311V의 직류전압을 5~12V의 낮은 직류전압으로 변환시키게 된다. 즉, 상기 스위칭전원부(230)는 311V의 직류전압을 60kHz~1MHz 정도의 고주파수로 스위칭하여 메인 컨트롤러(20)에서 요구되는 하나 혹은 여러 종류의 전압으로 변환시키는 것이다. 또한, 상기 변환된 전압의 일부는 메인 컨트롤러(20)를 구동하는 전원으로 사용되고, 나머지 전압은 후술하는 충전부(250)를 충전하기 위한 충전전원으로 사용된다.
상기 충전부(250)는, 상기 사이리스터(212)의 캐소드와 상기 스위칭전원부(230) 사이의 노드에 연결되고, 또한 후술하는 충전제어부(240)에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 캐소드의 출력전류(즉, 기동전류)와 상기 충전제어부(240)의 출력전류에 의하여 충전된다. 이때, 상기 충전부(250)는 전기이중층 커패시터(EDLC; Electric Double Layer Capacitor)로 이루어진다. 한편, 상기 전기이중층 커패시터는 계속적인 충전 및 방전이 가능한 소자이다.
상기 충전제어부(240)는, 상기 스위칭전원부(230)와 상기 충전부(250) 사이에 연결되어, 상기 충전부(250)의 충전을 제어한다. 즉, 상기 충전제어부(240)는 상기 충전부(250)를 직접 충전시키면서 해당 충전전류와 충전전압을 제어한다.
상기 주제어부(260)는 상기 충전부(250)와 상기 충전제어부(240) 사이의 노드에 상기 충전부(250)와 병렬로 연결되어, 메인 컨트롤러(20)의 작동을 제어하되, 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압(V250)이 제2 기준전압 이하로 내려가면 스위칭전원부(230)를 동작시켜 상기 충전부(250)를 재충전한다. 이때, 상기 주제어부(260)는 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압(V250)을 동작전원으로 사용한다. 즉, 이러한 주제어부(260)는 메인 컨트롤러(20)가 작동할 때 메인 컨트롤러(20)의 가동과 가동중단을 포함한 제반 기능을 수행할 수 있도록 제어하며, 메인 컨트롤러(20)가 가동을 중지한 상태에서 재가동 명령이 입력되면 메인 컨트롤러(20)를 재가동시킨다. 또한, 상기 주제어부(260)는 상기 충전부(250)에 충전되어 있는 전기에너지를 전원으로 동작한다.
보다 상세하게 설명하자면, 상기 주제어부(260)는 메인 컨트롤러(20)를 작동시키기 위하여 상기 스위칭전원부(230)를 가동시켜 전원을 공급한다. 이때, 상기 스위칭전원부(230)의 출력의 일부가 상기 충전제어부(240)를 통하여 상기 충전부(150)에 공급되게 되고, 이로 인하여 상기 충전부(250)는 충전이 이루어지게 된다. 또한, 상기 주제어부(260)는 메인 컨트롤러(20)의 작동을 중지시키기 위하여 상기 스위칭전원부(230)의 가동을 중지시켜 전원 공급을 중단한다. 이때, 상기 충전제어부(240)를 통하여 상기 충전부(250)에 공급되던 스위칭전원부(230)의 출력의 일부 또한 없어지게 되고, 이로 인하여 상기 충전부(250)의 충전은 중단된다. 한편, 메인 컨트롤러(20)가 대기상태에 있을 때, 상기 주제어부(260)의 전력소비로 인하여 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압(V250)이 강하하여 상기 제2 기준전압 이하가 되면, 상기 주제어부(260)는 이를 감지하여 상기 스위칭전원부(230)를 가동하여 충전부(250)를 충전시키게 된다. 여기서, 상기 제2 기준전압은 상기 주제어부(260)가 안정된 동작을 유지하기 위하여 필요한 최저전압으로서, 상기 주제어부(260) 내에 임의로 설정되어 있는 값이다. 또한, 상기 충전부(250)의 충전전압(V250)이 제3 기준전압 이상에 도달하면 상기 주제어부(260)는 상기 스위칭전원부(230)의 가동을 중지시켜 상기 충전부(250)의 충전을 중지하게 된다. 여기서, 상기 제3 기준전압은 상기 충전부(250)에 충전할 최고 충전전압으로서, 상기 주제어부(260) 내에 임의로 설정되어 있는 값이다.
상기 전류차단부(270)는 상기 사이리스터(212)의 캐소드와 상기 스위칭전원부(230) 사이의 제1 노드(N1)에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 캐소드로부터의 출력전류(즉, 기동전류(I212))를 차단한다. 여기서, 상기 전류차단부(270)는 제3 저항소자(272)와 정류소자(271)를 포함한다.
상기 제3 저항소자(272)와 상기 정류소자(271)는, 상기 제1 노드(N1)에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 캐소드로부터의 출력전류가 상기 충전부(250)로 유입되는 것을 방지한다. 여기서, 상기 제3 저항소자(272)는 기동전류(I212)를 이용하여 기동전압(V272)를 만들기 위한 것이다.
또한, 상기 정류소자(271)는, 상기 제3 저항소자(272)와 상기 충전부(250)의 상기 제1 노드(N1) 측 일단 사이에 연결되는 순방향 다이오드로서, 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압(V250)이 상기 제3 저항소자(272)의 양단전압(V272)보다 높은 경우에 상기 충전전압(V250)이 상기 사이리스터(212)의 캐소드에 공급되도록 한다. 즉, 상기 정류소자(271)는 상기 사이리스터(212)에서 공급되는 기동전류(I212)가 상기 충전부(250)로 흘러들어가는 것을 방지하면서, 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압(V250)이 기동전류(I212)에 의하여 제3 저항소자(272) 양단에서 발생하는 기동전압(V272)보다 높을 때에는 상기 충전전압(V250)을 상기 사이리스터(212)의 캐소드에 공급하기 위한 것이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원장치의 기동회로의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다. 이때, 도 2d에 도시된 전원장치의 구성을 사용하여 본 전원장치의 기동회로의 동작을 설명하기로 한다.
우선, 메인 컨트롤러(20)의 전원코드를 전원에 연결하기 이전에는 충전부(250)에는 충전된 전기에너지가 전혀 없으므로, 충전전압(V250)은 "0V"이다.
t1의 시점에 상기 메인 컨트롤러(20)의 전원코드를 최초로 전원에 연결하게 되면, 상기 사이리스터(212)의 게이트 단자에는 트리거전압(VT212)이 발생된다. 이때, 상기 트리거전압(VT212)에 의하여 상기 사이리스터(212)가 턴 온되어 기동전류(I212)가 흐르게 되고, 제3 저항소자(272) 양단에는 기동전압(V272)이 발생된다.
여기서, 상기 충전부(250)의 충전전압(V250)은 "0V"이지만, 정류소자(271)에 의하여 전류의 유입이 차단되므로, 기동전류(I212)는 상기 충전부(250)로 흘러들어가지 못하게 된다. 따라서, 상기 제3 저항소자(272) 양단에 기동전압(V272)이 발생하는 데에는 시간이 필요하지 않게 된다.
이러한 기동전압(V272)의 발생으로 인하여 스위칭전원부(230)에는 바이어스전류가 공급되고, 상기 스위칭전원부(230)가 가동을 개시하여 충전제어부(240)를 통하여 상기 충전부(250)에 전류를 공급하게 되므로, 상기 충전부(250)의 충전전압(V250)은 상승하게 된다.
t2의 시점에 상기 충전부(250)의 충전전압(V250)이 상기 기동전압(V272)보다 높아지기 때문에, 상기 정류소자(271)에는 순방향바이어스가 인가된다. 이때, 상기 충전부(250)의 충전전압(V250)은 상기 정류소자(271)를 경유하여 상기 제3 저항소자(272)에 공급되므로, 상기 기동전압(V272) 역시 상승하게 된다.
t3의 시점에 상기 충전부(250)의 충전전압(V250)이 더욱 상승하게 되고, 이로 인하여 상기 기동전압(V272)이 정전압부(220)의 제1 기준전압(V220)보다 높아진다. 따라서, 상기 사이리스터(212)의 게이트전압은 상기 정전압부(220)에 의하여 상승이 제한되고, 상기 사이리스터(212)의 캐소드전압은 상기 충전전압(V250)에 의하여 상승하게 되므로, t3의 시점에 이르면 상기 사이리스터(212)의 캐소드전압은 게이트전압보다 높아지게 된다. 이때, 상기 사이리스터(212)에는 역방향바이어스가 인가되어 상기 사이리스터(212)가 턴 오프된다.
t3의 시점에 상기 사이리스터(212)가 턴 오프되면, 스위칭전원부(230)의 바이어스전류는 상기 충전부(250)에 의하여 공급되어 가동상태를 유지한다.
t3의 시점에 턴 오프 된 사이리스터(212)는 정전에 의하여 전원이 차단되었다가 다시 공급이 재개 되거나, 또는 인위적으로 상기 메인 컨트롤러(20)의 전원코드를 뽑아 전원을 차단했다가 다시 연결하지 않는 한 영구히 작동하지 않게 된다.
따라서, 본 메인 컨트롤러(20)의 기동회로(200)는 상기와 같은 방법으로 동작됨으로써, 상기 메인 컨트롤러(20) 내부에 전기이중층커패시터와 같은 충전부(250)를 이용하여 전기에너지를 저장하여 두고, 상기 충전부(250)에 충전된 전기에너지를 이용하여 대기전력을 공급하는 메인 컨트롤러(20)의 기동회로를 매우 저렴한 원가로 만드는 것이 가능하게 된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 유압펌프 무선제어시스템 10: 리모트 컨트롤러
11: 오류검출모듈 12: RFM 송수신모듈
13: 제1 LED 14: 다수 개의 키
20: 메인 컨트롤러 21: 유량센서모듈
30: RFM 무선 송수신기 31: 외부연결커넥터
32: 제2 LED 33: 프로그램 스위치
200: 기동회로부

Claims (6)

  1. RFM 송수신모듈(12), 오류검출모듈(11) 및 제1 LED(13)를 구비하고, 상기 RFM 송수신모듈(12)에 의하여 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하는 제어신호와 유압펌프의 유량정보신호를 AM변조 방식으로 송수신하는 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10);
    상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10)를 등록하여 각각의 제어신호에 관한 프로그램을 설정하는 프로그램 스위치(33)와 외부 연결커넥터(31) 및 제2 LED(32)를 구비하고, 상기 유압펌프의 유량정보신호를 상기 리모트 컨트롤러(10)로 송신하거나, 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10)로부터 근거리통신을 통하여 상기 제어신호를 수신하는 RFM 무선송수신기(30); 및
    상기 RFM 무선송수신기(30)와 외부 연결커넥터(31)를 통하여 연결되어 상기 제어신호를 전송받아 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 구동을 제어하고, 유량센서모듈(21)을 구비하여 상기 유압펌프의 유량정보를 검출하여 상기 검출된 유량정보신호를 상기 RFM 무선송수신기(20)를 통하여 상기 적어도 하나 이상의 리모트 컨트롤러(10)로 전송하되, 상기 유압펌프가 오작동으로 판단되면 상기 유압펌프의 전원을 차단하는 메인 컨트롤러(20);를 포함하고,
    상기 리모트 컨트롤러(10)는 해당 등록코드를 상기 RFM 무선송수신기(30)에 송신하여 등록하게 하는 등록키(141); 상기 오류검출모듈(11)에 의하여 상기 유압펌프의 모터 및 솔레노이드의 오동작을 감지하여 상기 제1 LED(13)를 발광시킴과 동시에 상기 메인 컨트롤러(20)에 전원 차단신호를 송신하는 전원차단키(142); 및 긴급한 상황에서 상기 유압펌프의 구동을 정지시키기 위한 정지신호를 송신하는 긴급정지키(143)를 구비하며,
    상기 RFM 무선송수신기(30)는 상기 등록코드를 수신하여 상기 프로그램 스위치(33)에 의하여 설정된 시간 내에 등록되되, 상기 설정된 시간 내에는 다른 리모트 컨트롤러에 의하여 송신된 등록코드가 대기되도록 하고, 상기 RF 무선송수신기(30)가 등록되면 상기 제1 및 제2 LED(13, 32)를 발광시키도록 프로그래밍되어 있는 것을 특징으로 하는 유압펌프 무선제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리모트 컨트롤러(10)의 등록키(141), 전원차단키(142) 및 긴급정지키(143)는 해당 키가 눌려지면 해당 데이터가 설정된 시간만큼만 송신되고, 상기 설정된 시간이 경과되면 해당 키가 눌려져도 해당 데이터가 송신되지 않도록 프로그래밍되어 있는 것을 특징으로 하는 유압펌프 무선제어시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 컨트롤러(20)는 기동회로(200)를 포함하고,
    상기 기동회로(200)는 상기 메인 컨트롤러(20)에 전원이 투입되고 나서 해당 전원에서 발생하는 직류전압의 변화에 의하여 사이리스터(212)가 턴 온되어 기동전류를 발생시키는 기동전류 공급부(210);
    상기 사이리스터(212)의 게이트에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 게이트 전압을 제한하여, 상기 사이리스터(212)의 캐소드 전압이 제1 기준전압보다 높으면 상기 사이리스터(212)에 역방향 바이어스가 인가되도록 하는 정전압부(220);
    상기 사이리스터(212)의 캐소드에 연결되어, 상기 메인 컨트롤러(20)에 투입되는 전원을 변환하거나 충전전압으로 변환하는 스위칭전원부(230);
    상기 사이리스터(212)의 캐소드와 상기 스위칭전원부(230) 사이의 제1 노드에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 캐소드로부터의 출력전류를 차단하는 전류차단부(270);
    상기 스위칭전원부(230)에 연결되어, 충전부(250)의 충전을 제어하는 충전제어부(240);
    상기 전류차단부(270) 및 상기 충전제어부(240)에 연결되어, 상기 변환된 충전전압에 의하여 충전되는 충전부(250); 및
    상기 충전부(250)와 상기 충전제어부(240) 사이의 노드에 상기 충전부(250)와 병렬로 연결되어, 상기 메인 컨트롤러(20)의 작동을 제어하되, 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압이 제2 기준전압 이하로 내려가면 상기 스위칭전원부(230)를 동작시켜 상기 충전부(250)를 재충전시키는 주제어부(260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압펌프 무선제어시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 정전압부(220)는 제너다이오드로 이루어지고,
    상기 제1 기준전압은 상기 제너다이오드의 항복전압인 것을 특징으로 하는 유압펌프 무선제어시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전류차단부(270)는,
    상기 제1 노드에 연결되어, 기동전압을 발생시키는 제3 저항소자(272); 및
    상기 제3 저항소자(272)와 상기 충전부(250)의 상기 제1 노드측 일단 사이에 연결되어, 상기 사이리스터(212)의 캐소드로부터의 출력전류가 상기 충전부(250)로 유입되는 것을 방지하고, 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압이 상기 제3 저항소자(272)의 양단전압보다 높은 경우에 상기 충전전압이 상기 사이리스터(212)의 캐소드에 공급되도록 하는 정류소자(271)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압펌프 무선제어시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 주제어부(260)는 상기 충전부(250)에 충전된 충전전압을 동작전원으로 사용하는 것을 특징으로 하는 유압펌프 무선제어시스템.
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