KR102120334B1 - 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 농용 차량의 후미와 힌지로 연결되는 트레일러의 커플러에 대한 지지 무게를 실시간으로 측정하고, 측정된 무게에 따라 커플러의 승,하강 높이를 자동으로 조절하여 트레일러의 균형을 맞추어 줌으로써, 안정적인 주행과 커플러의 힌지 연결부분에 대한 하중 부담을 완화해 줄 수 있도록 한 것으로, 농용 차량에 결합되는 결합구조물; 상기 결합구조물에 상하로 이동 가능하게 고정되며, 트레일러의 커플러와 힌지 연결되는 히치 브라켓; 상기 히치 브라켓을 상하로 이동시키는 구동부; 상기 히치 브라켓과 힌지 연결되는 커플러의 무게를 측정하는 무게측정센서; 및 상기 무게측정센서와 전기적 신호로 연결되며, 상기 무게측정센서로부터 입력된 상기 커플러의 측정 무게 값과 기설정된 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 구동부를 작동시켜 상기 히치 브라켓을 상승 또는 하강시키는 제어부; 를 포함하여 구성되는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치가 제공된다.

Description

농용 차량의 히치 자동 업다운 장치{Hitch Automatic Up-Down Device for Agricultural Vehicle}

본 발명은 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 농용 차량의 후미와 힌지로 연결되는 트레일러의 커플러에 대한 지지 무게를 실시간으로 측정하고, 측정된 무게에 따라 커플러의 승,하강 높이를 자동으로 조절하여 트레일러의 균형을 맞추어 줌으로써, 안정적인 주행과 커플러의 힌지 연결부분에 대한 하중 부담을 완화해 줄 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 농용 차량(예를 들면 트랙터)에는 작업도구, 수확물 등과 같은 적재물을 싣고 운반할 수 있도록 트레일러가 농용 차량의 히치에 견인되는 구조로 연결된다.

그런데, 상기 트레일러에 적재물을 싣게 될 때, 트레일러의 무게 중심을 기준으로 하여 트레일러의 앞쪽 부분과 뒤쪽 부분 간에 적재물의 무게 편심이 발생하게 된다. 즉, 적재물의 무게가 트레일러의 앞쪽 부분에 더 실리게 되거나 또는 트레일러의 뒤쪽 부분에 적재물의 무게가 더 실리는 상태로 적재물이 적재된다.

따라서, 위와 같이 트레일러의 앞쪽 부분이든 뒤쪽 부분이든 적재물의 무게가 더 실리게 되면, 트레일러는 무게가 더 실리는 방향으로 하향 경사지게 됨으로써 트레일러는 물론, 농용 차량의 주행이 안정적이지 못한 문제가 발생하게 된다.

또한, 위와 같이 트레일러의 앞쪽 부분이든 뒤쪽 부분이든 적재물의 무게가 더 실리게 되면, 농용 차량과 트레일러를 힌지 연결해주는 부분에 적재물의 하중이 집중하게 된다. 다시 말해, 적재물의 무게가 트레일러의 뒤쪽 부분에 더 실리게 되면, 커플러가 상승하려는 힘이 가해지게 되고, 적재물의 무게가 트레일러의 앞쪽 부분에 더 실리게 되면, 커플러가 하강하려는 힘이 가해지게 된다. 이와 같이 농용 차량과 커플러가 연결되는 부분에 적재물의 하중이 집중되게 되면, 커플러의 연결 부분 또는 농용 차량의 히치 부분에서 피로 하중이 반복적으로 작용하여 균열이나 부러짐이 발생하는 문제가 있었다.

대한민국공개특허공보 공개번호 10-2009-0109924호

본 발명은 농용 차량의 후미와 힌지로 연결되는 트레일러의 커플러에 대한 지지 무게를 실시간으로 측정하고, 측정된 무게에 따라 커플러의 승,하강 높이를 자동으로 조절하여 트레일러의 균형을 맞추어 줌으로써, 안정적인 주행과 커플러의 힌지 연결부분에 대한 하중 부담을 완화해 줄 수 있도록 한 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 농용 차량에 결합 되는 결합구조물; 상기 결합구조물에 상하로 이동 가능하게 고정되며, 트레일러의 커플러와 힌지 연결되는 히치 브라켓; 상기 히치 브라켓을 상하로 이동시키는 구동부; 상기 히치 브라켓과 힌지 연결되는 커플러의 무게를 측정하는 무게측정센서; 및 상기 무게측정센서와 전기적 신호로 연결되며, 상기 무게측정센서로부터 입력된 상기 커플러의 측정 무게 값과 기설정된 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 구동부를 작동시켜 상기 히치 브라켓을 상승 또는 하강시키는 제어부; 를 포함하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 결합 구조물에 고정되고, 상기 히치 브라켓과 연결되는 로드를 가지는 유압실린더; 및 상기 제어부의 제어에 의해 상기 유압실린더로 오일을 공급 또는 회수하는 유압공급수단;으로 이루어지는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 제어부의 제어에 의해 정회전 또는 역회전하는 전기모터; 및 상기 히치 브라켓과 연결되어, 상기 전기 모터의 정회전 또는 역회전에 의한 회전력을 상기 히치 브라켓을 상승 또는 하강시키는 동력으로 전달하기 위한 동력전달수단;으로 이루어지는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 통해 목적을 달성할 수 있다.

또한, 상기 구동부는, 상기 히치 브라켓의 상승 또는 하강을 가이드하기 위한 가이브부재; 를 더 구비하는 구조가 제시된다.

또한, 상기 히치 브라켓은, 간격을 가지고 서로 마주하는 형태로 상부와 하부에 각각 배치되는 상부 및 하부 지지대; 상기 상부 및 하부 지지대를 서로 연결해 주는 연결대; 및 상기 커플러와 힌지 연결되는 힌지축; 를 구비하는 구조가 제시된다.

또한, 상기 무게측정센서는 상기 하부 지지대의 상면과 상기 상부 지지대의 하면 중 적어도 한 곳에 위치하여 상기 커플러의 무게를 측정하는 구조가 제시된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 적용하게 되면, 트레일러의 균형을 맞추어줄 수 없었던 배경기술의 문제가 완전히 해소되어 트레일러는 물론, 농용 차량의 주행을 안정적으로 유도할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 아울러 상기 농용 차량과 커플러의 연결부분에 대한 피로 하중도 완화되어 파손을 방지할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치의 동작을 보여주는 도면으로서, 도 2a는 트레일러의 앞쪽 부분에 적재물의 무게가 더 실리는 경우를 나타낸 도면이고, 도 2b는 트레일러의 뒤쪽 부분에 적재물의 무게가 더 실리는 경우를 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실 시예에 따른 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에서 보듯이, 농용 차량(10)의 후미에는 히치 자동 업다운 장치(12)가 구비되어 있고, 상기 히치 자동 업다운 장치(12)에는 트레일러(14)의 커플러(16)가 견인되는 형태로 힌지 연결되어 있다.

상기 히치 자동 업다운 장치(12)의 구성 요소를 살펴 보면, 우선 농용 차량(10)의 후미에 고정 설치되는 결합 구조물(18), 상기 결합 구조물(18)에 고정되는 형태로 로드(20)를 구비하는 유압실린더(22), 상기 로드(20)와 연동하도록 연결되며 커플러(16)와 힌지 연결되는 히치 브라켓(24), 상기 히치 브라켓(24)에 구비되어 커플러(16)의 지지 무게를 측정하는 무게측정센서(26), 상기 무게측정센서(26)와 전기적으로 신호 연결되는 제어부(28)와, 상기 제어부(28)와 전기적으로 신호 연결되며 유압실린더(2)로 오일을 공급 또는 회수하는 유압공급수단(30)으로 이루어진다. 여기서, 상기 제어부(28)와 유압공급수단(30)은 농용 차량(10)에 탑재될 수 있다.

구체적으로, 상기 결합 구조물(18)에는 로드(20)가 하부 방향으로 향하도록 유압실린더(22)가 배치 고정되어 있다.

상기 로드(20)의 단부에는 히치 브라켓(24)이 결합 고정되는데, 이와 같이 고정되는 상기 히치 브라켓(24)은 상하 방향으로 간격을 가지고 서로 마주하는 형태로 상부와 하부에 각각 배치되는 상부 및 하부 지지대(32, 34)와, 상기 상부 및 하부 지지대(32, 34)를 서로 연결해 주는 연결대(36) 및 힌지축(38)을 포함하여 구성된다.

상기 하부 지지대(34)의 상면에는 무게측정센서(26)가 고정되는 형태로 구비되어 있고, 상기 무게측정센서(26)의 상면에는 히치 브라켓(24)의 힌지축(38)과 힌지 연결되는 커플러(16)의 일단이 무게측정센서(26)의 상면에 놓이는 지지 구조로 힌지 결합 되어 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시 예에서, 상기 무게측정센서(26)는 하부 지지대(34)의 상면에만 구비되는 것으로 설명되었으나 이에 한정되지는 않는다. 상기 무게측정센서(26)가 상부 지지대(32)의 하면에만 구비될 수도 있고, 하부 지지대(34)의 상면 및 상부 지지대(32)의 하면에 각각 구비될 수도 있다. 이외에도 상기 히치 브라켓(24)와 힌지 연결되는 커플러(16)의 무게를 측정할 수 있다면 어떤 형태도 가능하다.

또한, 이상의 본 발명의 일 실시 예에서, 상기 결합 구조물(18)은 히치 자동 업다운 장치의 결합을 위해 새로이 추가되는 구성일 수도 있고, 농용 차량에 설치되어 있는 기존 구성을 그대로 사용할 수도 있다.

또한, 이상의 본 발명의 일 실시 예에서, 상기 유압실린더(22)와 상기 유압공급수단(30)은 상기 제어부(28)의 제어에 의해 상기 히치 브라켓(24)을 상승 또는 하강시키기 위한 구동부를 이루게 된다. 이러한 상기 구동부는 본 발명의 일 실시 예와 같이 유압실린더(22)와 유압공급수단(30)으로 구비될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 일 예를 들면, 상기 구동부는 상기 제어부의 제어에 의해 정회전 또는 역회전하는 전기모터와, 상기 히치 브라켓과 연결되어 상기 전기 모터의 정회전 또는 역회전에 대한 회전력이 상기 히치 브라켓의 상승 또는 하강시키는 동력으로 전달될 수 있도록 하는 동력전달수단을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 동력전달수단으로는 벨트와 체인 중 어느 하나가 사용되는 것이 좋으나 이에 한정되지는 않는다.

또한, 다른 일 예를 들면, 상기 구동부는 상기 히치 브라켓의 안정적인 상승 또는 하강을 위해 가이드 기능을 제공하는 가이드부재를 더 포함하는 구조로 구성될 수 있다.

하기에서는 본 발명의 일 실 시예에 따른 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치의 작동을 설명하기로 한다.

일반적으로 농용 차량(10)과 연결되는 트레일러(14)에 적재물을 싣다 보면, 트레일러(14)의 무게 중심을 기준으로 하여 트레일러(14)의 앞쪽 부분 또는 뒤쪽 부분에 적재물의 무게가 더 실리게 됨으로써, 무게 편심이 발생하게 된다.

먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 트레일러(14)의 앞쪽 부분의 무게가 트레일러의 뒤쪽 부분의 무게 보다 더 무겁게 실리게 되면, 상기 트레일러(14)와 커플러(16)는 앞쪽이 하강하는 형태로 기울어 지게 되고, 아울러 농용 차량(10)의 히치 브라켓(24)과 힌지 연결되는 커플러(16)의 연결 부분에도 적재물의 하중이 가해지게 된다.

이때, 상기 커플러(16)의 무게를 실시간으로 측정하는 있는 무게측정센서(26)는 측정된 커플러(16)의 측정 무게 값을 전기적 신호로 변환하여 제어부(28)로 입력하게 된다.

상기 제어부(28)에서는 무게측정센서(26)로부터 입력된 커플러(16)의 측정 무게 값과 제어부(28)에 기설정된 기준 값 예를 들어 트레일러(14) 및 커플러(16)가 수평을 이루며 트레일러(14)가 공차(空車)일 때의 커플러(16)의 무게인 기준 값과 커플러(16)의 측정 무게 값을 비교하게 된다.

위와 같이 상기 제어부(28)가 비교 판단하게 될 때, 앞서 언급한 바와 같이 트레일러(14) 앞쪽 부분이 뒤쪽 부분 보다 더 무겁기 때문에 커플러(16)가 무게측정센서(26)를 누르는 힘은 기준 값을 초과하게 된다. 이와 같이 상기 커플러(16)의 측정 무게 값이 기준 값을 초과한 것으로 판단되면, 상기 제어부(28)에서는 이에 해당하는 전기적 신호를 유압공급수단(30)에 인가하게 된다.

위와 같이 상기 제어부(28)로부터 전기적 신호를 입력받은 유압공급수단(30)은 전기적 신호에 맞추어 구동을 하게 되고, 이러한 상기 유압공급수단(30)의 구동에 의해 유압실린더(22)로 공급된 오일을 유압공급수단(30)으로 회수하여 로드(20)를 상승시키게 된다.

그에 따라 앞쪽이 하강하는 상태로 기울어진 트레일러(14)는 물론, 커플러(16)를 무게 평형 상태로 맞추어 주게 되고, 그로 인해 트레일러(14)의 안정적인 균형과 함께 상기 커플러(16)와 히치 브라켓(24)이 연결되는 힌지 부분에도 적재물의 하중이 집중적으로 가해지는 것을 완화하게 된다.

도 2b에 도시된 바와 같이 트레일러(14)의 뒤쪽 부분의 무게가 트레일러(14)의 앞쪽 부분의 무게 보다 더 무겁게 적재물이 실리게 되면, 트레일러(14)의 뒤쪽 부분이 하강하게 되면서 히치 브라켓(24)과 커플러(16)가 연결되는 힌지 부부에도 적재물의 하중이 가해지게 된다.

예컨대, 도면에 도시된 바와 같이 적재물의 무게가 트레일러(16)의 뒤쪽 부분에 더 실리게 되면, 상기 트레일러(16)의 뒤쪽 부분이 내려가는 기울어짐이 발생하게 되고, 아울러 상기 트레일러(16)의 기울어짐에 의해 커플러(16)는 상부 방향으로 들어 올려지는 형태로 기울어지게 된다.

이때, 상기 커플러(16)의 무게를 실시간으로 측정하는 있는 무게측정센서(26)는 측정된 커플러(16)의 측정 무게 값을 전기적 신호로 변환하여 제어부(28)로 입력하게 된다.

상기 제어부(28)에서는 무게측정센서(26)로부터 입력된 커플러(16)의 측정 무게 값과 제어부(28)에 기설정된 기준 값 예를 들어 트레일러(14) 및 커플러(16)가 수평을 이루며 트레일러(14)가 공차(空車)일 때의 커플러(16)의 무게인 기준 값과 커플러(16)의 측정 무게 값을 비교하게 된다.

위와 같이 상기 제어부(28)가 비교 판단하게 될 때, 앞서 언급한 바와 같이 트레일러(14) 뒤쪽 부분이 앞쪽 부분 보다 더 무겁기 때문에 커플러(16)가 무게측정센서(26)를 누르는 힘은 기준 값을 초과하지 않게 된다.

이와 같이 상기 커플러(16)의 측정 무게 값이 기준 값을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 상기 제어부(28)에서는 이에 해당하는 전기적 신호를 유압공급수단(30)에 인가하게 된다.

위와 같이 상기 제어부(28)로부터 전기적 신호를 입력받은 유압공급수단(30)은 전기적 신호에 맞추어 구동을 하게 되고, 이러한 상기 유압공급수단(30)의 구동에 의해 유압공급수단(30)으로부터 오일을 유압실린더(22)로 공급하여 로드(20)를 하강시키게 된다.

결과적으로, 상기 트레일러(14)의 앞쪽 부분이든 뒤쪽 부분이든 적재물의 무게가 더 실리게 되어 트레일러(14)가 기울어지게 되더라도 본 발명에 따른 히치 자동 업다운 장치(12)의 실시간 판단과 보상 구동에 의해 트레일러(14)를 균형감 있게 무게 평형을 맞추어 주어 안정적인 주행이 이루어지도록 유도하고, 아울러 상기 커플러(16)와 히치 브라켓(24)의 연결 부분에 과도한 하중이 가해짐으로 인한 피로 파괴를 방지할 수 있도록 한 것이다. 나아가, 상기 히치 자동 업다운 장치(12)의 판단과 보상 구동은 실시간으로 할 수도 있고, 상기 적재물의 적재가 완료된 후 한번에 실시할 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

12 : 히치 자동 업 다운 장치 14 : 트레일러
16 : 커플러 18 : 결합구조물
20 : 로드 22 : 유압실린더
24 : 히치 브라켓 26 : 무게측정센서
28 : 제어부 30 : 유압공급수단
32 : 상부 지지대 34 : 하부 지지대
36 : 연결대 38 : 힌지축

Claims (7)

1. 농용 차량에 결합되는 결합구조물;
   상기 결합구조물에 상하로 이동 가능하게 고정되며, 트레일러의 커플러와 힌지 연결되는 히치 브라켓;
   상기 히치 브라켓을 상하로 이동시키는 구동부;
   상기 히치 브라켓에 설치되며 상기 히치 브라켓과 힌지 연결되는 커플러의 무게를 측정하는 무게측정센서; 및
   상기 무게측정센서와 전기적 신호로 연결되며, 상기 무게측정센서로부터 입력된 상기 커플러의 측정 무게 값과 기설정된 기준 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 구동부를 작동시켜 상기 히치 브라켓을 상승 또는 하강시키는 제어부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 결합 구조물에 고정되고, 상기 히치 브라켓과 연결되는 로드를 가지는 유압실린더; 및
   상기 제어부의 제어에 의해 상기 유압실린더로 오일을 공급 또는 회수하는 유압공급수단;
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 제어부의 제어에 의해 정회전 또는 역회전하는 전기모터; 및
   상기 히치 브라켓과 연결되어, 상기 전기 모터의 정회전 또는 역회전에 의한 회전력을 상기 히치 브라켓을 상승 또는 하강시키는 동력으로 전달하기 위한 동력전달수단;
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 동력전달수단은, 벨트와 체인 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.
   
5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 히치 브라켓의 상승 또는 하강을 가이드하기 위한 가이드부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 히치 브라켓은,
   간격을 가지고 서로 마주하는 형태로 상부와 하부에 각각 배치되는 상부 및 하부 지지대;
   상기 상부 및 하부 지지대를 서로 연결해 주는 연결대; 및
   상기 커플러와 힌지 연결되는 힌지축;
   을 구비하는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 무게측정센서는 상기 하부 지지대의 상면과 상기 상부 지지대의 하면 중 적어도 한 곳에 위치하여 상기 커플러의 무게를 측정하는 것을 특징으로 하는 농용 차량의 히치 자동 업다운 장치.

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