KR101876477B1

KR101876477B1 - 다용도 건설 장비

Info

Publication number: KR101876477B1
Application number: KR1020160184456A
Authority: KR
Inventors: 강종민
Original assignee: 주식회사 앨시아
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2018-07-13
Anticipated expiration: 2036-12-30
Also published as: KR20180079076A

Abstract

본 발명은 주 몸체와, 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지, 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치를 포함하는 트랙 주행 장치; 상기 트랙 주행 장치의 전방에 탈착 가능하게 설치되는 2 내지 4 자유도를 갖는 작업 장치; 상기 트랙 주행 장치의 후방에 설치되는 카운터 웨이트; 상기 트랙 주행 장치의 상부에 설치되는 파워 소스 내장 박스; 및 상기 파워 소스 내장 박스 상부에 설치되는 운전자 공간; 을 포함하여 구성되는 다용도 건설 장비를 제공한다.

Description

다용도 건설 장비 {Multi-purpose construction equipment}

본 발명은 다용도 건설 장비에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 작업 장치의 종류에 따라 기존의 오프로드용 트랙 굴삭기, 지게차, 고소 작업용 리프트, 그리고 각종 도구들의 동력 공급 장치들을 하나의 건설 장비로 통합한 다용도 건설 장비에 관한 것이다.

기존의 트랙 굴삭기는 야외에서의 사용을 염두에 둔 것으로 실내 건설 현장에서 사용할 수 없을 뿐 아니라, 두 개의 트랙 장치를 사용하므로 실내 작업 시 방향을 전환할 때 지면과 미끄러짐으로 인하여 소음이 발생하고, 바닥이 상하므로 방향 전환이 용이하지 못하고, 또한 두 개의 트랙 장치의 상대 운동으로 회전하기 때문에 급격한 방향 전환이 어려운 문제가 있다. 또한, 휠 구동 방식의 기존의 지게차 등의 작업 차량은 주행시 회전 반경이 커서 좁은 장소에서 방향 전환이 쉽지 않다.

또한, 필요에 따라서 각각의 작업에 적합한 작업 장치를 각각 준비하여야 하는 문제를 해결하기 위하여 하나의 트랙 주행 장치에 다양한 작업용 작업 장치를 복합화하기 위한 시도가 있어 왔고, 그 일 예로서 최근에 공개된 복합 작업용 임업 기반 차량이 특허문헌 1에 개시되어 있다.

위와 같은 형태의 트랙형 주행 장치는 좌우 양측에 평행하게 설치된 두 개의 트랙 장치로 구성되거나, 전후방의 좌우 양측에 평행하게 설치된 4개의 트랙 장치로 구성되어 있고, 좌우 양측의 각각의 구동 모터의 회전수나 회전 방향의 차이로 진행 방향을 제어함으로써 트랙 주행 시스템이 원하는 방향으로 주행 가능하게 된다. 따라서 방향 전환을 하기 위해서는 항상 지면과 상대적인 미끄러짐이 필요하고 이에 따라 소음을 유발하는 문제가 발생될 수밖에 없다.

또한, 제자리에 고정된 상태에서 트랙 주행 시스템의 회전은 불가능하며, 협소한 공간 내에서 어떠한 방향으로든 즉시 이동하거나 좁은 폭의 경로를 따라서 주행하는 것은 곤란하다는 문제점이 있다.

또한, 실내용 리프트는 주로 4개의 휠로 주행하므로 단 (step)이진 평면이나 험지 (off-road)를 이동하는데 문제가 있으며, 이는 휠 구동 방식의 다양한 작업 장치에 공통되는 문제점이라 할 것이다.

또한, 작업 현장에서 필요로 하는 다양한 작업 공구들마다 필요한 유압, 공압, 전기 등 별도의 동력 공급장치가 별도로 필요하고, 모든 작업 도구들을 별도로 운반하거나 설치 사용에 어려움이 따른다.

특허문헌 1 : 등록특허 제10-1684262호 공보

본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명은 좁은 장소에서 어느 방향으로든지 직선 및 곡선 주행은 물론 제자리에서의 회전이 가능한 트랙 주행 장치를 활용함으로써, 실내 건설 작업이나 야외 작업 시 각종 작업 공구를 퀵 커플러와 표준 인터페이스를 사용하여 쉽게 탈 부착하여 다양한 작업을 할 수 있으며, 고소 작업이 필요한 경우에는 각종 작업 공구의 표준 인터페이스를 갖춘 고소 작업용 리프트로 사용 가능한 다용도 공구 이동 장비(tools carrier)를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다용도 건설 장비는 각종 건설 공사에 사용하는 다양한 작업 공구들을 쉽게 장착하고 이동함으로써 원하는 위치에 원하는 작업을 하게 해주는 작업 공구 캐리어의 역할 및 각종 작업 공구들의 소요 동력원으로 전기, 공압 및 유압을 제공하고 원격으로 제어할 수 있도록 하는 다용도 건설 장비를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 다양한 작업에 필요한 유압, 공압, 전기 등의 파워 플렛폼의 역할을 하여 어느 작업 공구든 표준 인터페이스만 맞으면 쉽게 장착할 수 있어서 신축 건설 공사, 기존 건물 리모델링, 건축물 유지 보수 공사 등에 사용할 수 있고, 나아가서 작업자가 직접 접근하기 힘든 공간이나 장소, 환경에 간편하게 접근하여 원격 제어로 원하는 작업을 수행할 수 있는 다용도 건설 장비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비는, 주 몸체와, 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지, 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치를 포함하는 트랙 주행 장치; 상기 트랙 주행 장치의 전방에 탈착 가능하게 설치되는 2 내지 4 (2~4) 자유도를 갖는 작업 장치; 상기 트랙 주행 장치의 후방에 설치되는 카운터 웨이트; 상기 트랙 주행 장치의 상부에 설치되는 파워 소스 내장 박스; 및 상기 파워 소스 내장 박스 상부에 설치되는 운전자 공간; 을 포함하여 구성되고, 상기 3개의 트랙 장치 각각은, 상기 각각의 트랙 장치의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 일정 간격만큼 편심된 위치에 위치하는 각각의 힌지에 상기 각각의 트랙 장치의 측면 프레임을 통하여 연결된다.

또한, 상기 파워 소스 내장 박스와 상기 운전자 공간 사이에 설치되는 X자 링크 구조의 리프트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작업 장치의 단부 또는 상기 운전자 공간 외측에 설치되는, 다양한 작업 공구에 대한 파워 공급 장치의 표준 인터페이스 단자를 포함하는 퀵 커플러를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작업 공구는 사용의 편의성을 위해서 무선으로 연결된 원격 제어장치에 의하여 제어 가능한 것이 바람직하다.

또한, 상기 작업 장치는 굴삭기 형식의 작업 장치, 로봇 매니퓰레이터 형식의 작업 장치 또는 지게차 형식의 작업 장치 중에서 선택되는 어느 하나의 작업 장치이고, 상기 작업 장치는 무선으로 연결된 원격 제어장치에 의하여 제어 가능한 것이 바람직하다.

또한, 상기 작업 장치 및 상기 카운터 웨이트는 상기 트랙 주행 장치의 회전 반경 내에 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 파워 소스 내장 박스는 유지 보수의 접근성을 위해서 힌지 구조에 의하여 개폐되도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 트랙 주행 장치의 3개의 힌지는 동일 원주 상에 120도 간격으로 설치되고, 상기 트랙 주행 장치는 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업을 포함하는 작업 모드가 선택 가능하도록 제어기에 작업 모드 전환 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

위와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비는 요철이 심한 바닥을 가진 협소한 공간에서 어떤 방향으로든지 즉시 이동할 수 있고, 실내 공간처럼 좁은 폭의 경로나 단이 진 문도 쉽게 통과할 수 있는 굴삭기 형식의 작업 장치와 리프트를 결합하고 각종 작업 공구를 원하는 위치에서 쉽게 탈 부착하여 원격 제어로 사용할 수 있는 동력 공급 및 작업 공구 캐리어로서의 기능을 구현할 수 있다.

또한, 작업 장치로서 지게차 형식의 작업 장치를 부착하면 좁은 공간에서 수평 이동을 포함하여 어떤 방향이든지 방향 전환이 용이한 운송 장비를 구현할 수 있다.

또한, 필요한 작업 공구를 부착하고 원하는 곳으로 이동하여, 직접 다용도 건설 장비에 타든지 또는 타지 않고 원격 제어로 제어할 수 있으므로 1 ~ 2명의 인력으로 여러 종류의 작업을 효과적으로 수행하여 인건비를 줄이고 생산성과 작업 효율을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비의 주요 구성요소의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비에 사용되는 3개의 트랙 장치의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 저면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비의 리프트 작동 상태를 개략적으로 나타낸 것으로, 도 3은 작동 전의 상태를, 도 4는 작동 후의 상태를 나타낸 후방에서 바라본 작동 상태도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다용도 건설 장비에 지게차 형식의 작업 장치를 적용할 경우의 개략적 개념도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비에 사용되는 트랙 주행 장치의 작동 모드 별 작동 상태 설명도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비에 사용되는 트랙 주행 장치의 작동 모드 별 제어 알고리즘 플로우 차트이다.

이하에서 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명의 실시예의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비의 주요 구성요소의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 정면도 및 저면도이다. 도 3 및 도 4는 리프트의 작동 전 및 작동 후를 후방에서 바라본 상태의 작동 상태도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비는 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 트랙 주행 장치를 사용한다. 이러한 트랙 주행 장치는, 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 트랙 주행 장치 주 몸체(11), 상기 주 몸체(11)를 관통하여 설치되는 3개의 힌지, 상기 3개의 힌지의 일 단부에 각각 연결되는 3개의 트랙 장치(10)를 주 구성요소로 포함한다.

상기 트랙 주행 장치 주 몸체(11)는 사각-원형 디스크 형태로서, 상기 주 몸체(11)를 관통하여 설치되는 3개의 힌지의 각각의 하단부에는 3개의 동일한 트랙 장치(10)가 각각 연결되고, 상단부에는 각각의 힌지 및 그에 연결된 각각의 트랙 장치(10)를 조향시키기 위한 조향 구동 수단이 연결 설치된다. 도시된 상태에서 좌측이 트랙 주행 장치의 전방을, 우측이 후방을 나타낸다. 상기 3개의 트랙 장치(10) 각각은, 힌지의 하단부에 결합되는 트랙 장치의 주 몸체, 주행 모터, 이 주행 모터의 좌우 하부에 위치하는 한 쌍의 아이들러, 한 쌍의 아이들러 중앙에 위치하는 롤러, 고무 트랙 등으로 구성되며, 상기 주행 모터의 구동축, 및 한 쌍의 아이들러의 외주면을 상기 고무 트랙이 둘러싸는 형태의 대략 삼각형 형상의 트랙 장치로서, 이러한 트랙 장치는 힌지의 조향에 따라 조향되어 독립적으로 주행 방향이 제어 가능하다면, 본 기술분야에 공지되어 있는 다양한 형태의 트랙 장치가 사용될 수 있다.

본 실시예에서는 상기 트랙 주행 장치로서, 본 출원인에 의하여 선출원된 특허출원 제10-2016-0159174호에 상세하게 개시된 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 특허출원 명세서에 기재 및 도시된 내용을 본 명세서에서도 참조로 하며, 상세한 구성이나 변형예 등에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 이하에서는 특징적인 구성과 주행 제어 방식에 대해서만 간략히 설명한다.

트랙 주행 장치의 안정성을 달성하기 위해서, 또한 간단한 주행 방향 제어를 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 각각의 트랙 장치(10)와 연결되는 상기 3개의 힌지는 상기 주 몸체(11)의 중심을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 설치하고, 상기 3개의 트랙 장치(10)는 주행 방향 전방의 좌우 양측 및 후방 중앙에 각각 설치된다. 또한, 상기 각각의 트랙 장치(10)는 노면에 대하여 틸팅 가능하도록 상기 각각의 힌지에 연결함으로써 노면 상태 또는 노면에 존재하는 장애물 등에 적절하게 대응할 수 있도록 변형하는 것이 바람직하다.

또한, 트랙 주행 장치의 간단한 주행 및 작업 제어가 가능하기 위해서는, 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업을 포함하는 작업 모드가 선택 가능하도록 작업 모드 전환 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 주행 장치에서는 위의 4가지 작업 모드를 선정할 수 있는 작업 모드 전환 스위치를 제공하며, 주어진 작업 모드에서 주행 레버의 방향과 제어 각도에 따라 주행 장치의 진행 방향과 주행 속도를 제어할 수 있게 된다. 각 작업 모드 별로 구체적인 주행 방법은 다음과 같으며 각 작업 모드 별 3개의 트랙 장치의 상세한 방향은 도 6에, 이와 같은 주행 및 정지 동작 자세 제어를 위한 각 작업 모드 별 제어 플로우 차트의 일 실시예를 도 7에 각각 나타낸다.

(1) 직선 주행 : 트랙 주행 장치 전방을 기준 (0도, 반시계 방향이 +) 으로 하여 3개의 트랙 장치의 조향 각도가 모두 동일하고 주행 레버의 방향과 각도에 따라 주행 방향과 속도가 정해진다. 트랙 장치의 조향 각도를 0도로 하면 전방 직진하며, 모두 90도로 하면 90도 각도로 꺾이는 횡방향 직진 주행도 가능하다. 트랙 장치의 주행 모터의 회전 방향을 바꾸면 후진이 되기 때문에 최고 조향 각도는 +/- 90도이다.

(2) 곡선 주행 : 전방 양측의 2개의 트랙 장치의 조향 각도는 동일하며, 후방 트랙 장치의 방향은 전방 트랙 장치의 조향 각도와 반대방향의 동일 조향 각도로 제어하여 회전 반경을 제어한다. 즉 작은 각도로 제어하면 회전 반경이 커져 완만한 곡선 주행을 하고, 최대 회전각도가 90도에 근접하면 곡선 주행보다는 앞뒤 트랙 장치가 미끄러지면서 회전하는 동작이 나오게 된다. 곡선 경로를 따라 주행시 사용한다.

(3) 제자리 회전 : 전방 오른쪽 트랙 장치(FR), 전방 왼쪽 트랙 장치(FL), 후방 트랙 장치(RC)의 조향 각도를 각각, 30도, 150도, 270도 각도로 제어하면 반시계 방향의 회전을, 이 상태에서 각 트랙 장치의 주행 모터를 후진으로 하면 시계방향의 회전을 할 수 있다.

(4) 고 안정도 정지 작업 : 가장 안정성이 높은 자세는 각 트랙 장치가 트랙 주행 장치의 몸체 중심과 각 힌지가 일직선이 되는 조향 각도를 취한 경우로, 전방에 작업 장치를 사용하거나 사다리를 사용할 경우에 필요한 자세이다. 전방 오른쪽 트랙 장치(FR)는 -60도, 전방 왼쪽 트랙 장치(FL)는 60도, 후방 트랙 장치(RC)는 180도로 제어하면 트랙 주행 장치의 설치 반경이 최대가 되어 가장 안정성이 높은 자세를 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 건설 장비에서는, 위와 같은 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치에, 도 1 등에 도시된 바와 같이, 상기 트랙 주행 장치의 전방에는 필요에 따라 교체 사용할 수 있도록 2 내지 4 (2~4) 자유도를 갖는 다양한 작업 장치가 탈착 가능하게 설치되고, 후방에는 전방에 설치된 작업 장치의 작업시 안정을 유지하기 위한 카운터 웨이트(18)가 설치되고, 상부 중앙에는 파워 소스 내장 박스(300) 및 그 상부의 운전자 공간(217)이 기본적으로 설치된다.

상기 작업 장치 및 카운터 웨이트(18)는 다용도 건설 장비의 회전 반경 내에서 회전할 수 있도록 설치하여 좁은 공간과 간섭을 회피하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 운전자 공간(217)에 앉아서 또는 다용도 건설 장비의 외측에서 상기 작업 장치를 조정할 수 있도록 탈 부착이 가능한 무선으로 연결된 원격 제어 장치를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1에서는 상기 작업 장치로서 굴삭기 형식의 작업 장치가 탈착 가능하게 설치된 예가 도시되어 있으며, 이 굴삭기 형식의 작업 장치는 유압 실린더(12)로 구동되는 굴삭기에 사용하는 붐(14), 상기 붐(14)의 스윙 작동을 위한 붐 스윙(15)과, 암(16) 등으로 구성된다.

상기 작업 장치의 단부, 즉 상기 암(16)의 말단에는 작업 현장에서 사용되는 다양한 작업 공구들을 쉽게 교환해 가면서 부착 사용할 수 있도록 방향 조정이 가능한 퀵 커플러(quick coupler; 17)가 설치되고, 상기 퀵 커플러(17)는 다양한 작업 공구에 대한 파워 공급 장치의 표준 인터페이스 단자(20)를 포함한다.

상기 표준 인터페이스 단자(20)는 상기 작업 장치의 말단 뿐 아니라, 상기 운전자 공간(217)의 내부 또는 그 외측에 설치되어 아래에서 설명하는 고소 작업 시 등에 활용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 퀵 커플러(17)에 부착되는 유압, 공압, 또는 전기로 작동되는 각종 작업 공구들에는 표준 인터페이스 단자(20)를 통하여 구동력이 전달되어 구동되며, 이 작업 공구들도 무선으로 연결된 원격 제어 장치를 통해 조정할 수 있다.

상기 작업 공구들로서는 상기 퀵 커플러(17)에 용이하게 탈착 가능한 형태라면 다양한 동력원에 의해 구동되는 다음과 같은 다양한 작업에 활용될 수 있는 작업 공구들을 예로 들 수 있다.

(1) 유압 공구(Hydraulic tools) : 디깅 및 덤핑(digging and dumping), 리프팅(lifting), 풀링(pulling), 브레이킹(breaking), 해머링(hammering), 로딩 및 언로딩(loading and unloading), 커팅(cutting) 등

(2) 전기 공구(Electric tools) : 드릴링(drilling), 스크루잉(screwing), 페인팅(painting), 브러싱(brushing), 믹싱(mixing), 쏘잉(sawing), 웰딩(welding), 메저링(measuring), 라이팅(lighting) 등

(3) 공압 공구(Pneumatic tools) : 블로잉(blowing), 썩킹(sucking) 등

상기 파워 소스 내장 박스(300)와 상기 운전자 공간(217) 사이에는 유압 실린더로 구동되는 고소 작업에 필요한 X자 링크 구조의 리프트(scissor lift, 13)가 설치될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명에서 사용될 수 있는 리프트 작업 장치의 일 실시예의 작동 전 및 작동 후의 상태를 보여주는데, 1번 고정 링크(210)와 3번 이동 링크(211)를 연결하여 작동하는 유압 실린더(212)로 구동하는 3단 X자 링크 구조 (213)가 도시되어 있다. 상기 유압 실린더(212)를 밀면 다용도 건설 장비의 폭 방향으로 한쪽 이동 힌지(214)가 이동 힌지 가이드 슬롯(215)을 따라서 최대 폭 방향 중앙부까지 안쪽으로 이동하며, 다른 한쪽은 리프트 작업장치를 고정하는 고정 힌지(216)를 중심으로 고정 링크(210)가 회전하면서 상승한다. 다용도 건설 장비의 폭을 750mm로 할 경우 (일반적으로 실내에 설치되는 작은 문의 폭이 최대 800mm), 링크 1개의 길이를 700mm로 가정하면 이동 힌지(214)가 폭 방향 중앙부에 왔을 때 상승 높이는 700 * sqrt(3)/2 = 606mm이다. 총 3단의 X자 링크를 사용하면 상승 높이는 약 1820mm가 가능하며, 다용도 건설 장비의 상기 운전자 공간(217)에 설치되는 운전석 높이를 1m, 운전자 어깨 높이를 1.5m로 가정하면 운전자 어깨의 최대 높이는 4.32m까지 상승이 가능하다. 상승 높이는 무선으로 연결되는 원격 제어 장치를 통해 리프트 상부에 설치되는 운전자 공간(217)에 타고 있는 작업자에 의해서, 또는 다용도 건설 장비 외부에 위치하는 작업자에 의해서 원격 조정 가능하다.

상기 운전자 공간(217)은 전방에 설치된 작업 장치를 조정할 때 운전자가 앉아서 조정할 수 있도록, 2개의 전방부 쪽문이 개폐가 가능하고, 접이식 의자(219)를 설치하여 리프트 작업 시 쉽게 접을 수 있는 구조로 되어 있으며, 본 기술분야에 알려져 있는 다양한 운전자를 위한 탑승 공간의 구조가 적용될 수 있다.

상기 트랙 주행 장치와 상기 리프트(13) 사이에는 파워 소스 내장 박스(300)가 설치되는데, 상부 엔진룸(engine room) 구조를 만드는데 필요한 후방 카울 프레임(cowl frame, 301)과 양 측면의 사이드 도어(side door) 및 전방 카울 프레임(401)으로 구성되며, 다용도 건설 장비의 폭이 대략 750mm 내외라는 점을 고려하여 모든 구동 수단 및 구동력 전달 수단 등이 컴팩트하게 설치될 수 있도록 구성된다.

상기 파워 소스 내장 박스(300) 내에는 우선 다용도 건설 장비를 구동하기 위한 파워 소스, 즉, 디젤 엔진이나 충전용 배터리를 설치한다. 만약 엔진을 사용하면 소형 굴삭기처럼 펌프는 엔진에 직접 연결되며, 엔진 및 유압 냉각장치가 엔진 전면부에 설치된다. 유압을 공급하고 제어하는 전유제어용 (Electro-hydraulic controlled) 메인 콘트롤 밸브, 전기 및 공압을 공급하는 작업 장치 파워 공급 장치, 각 트랙 장치(10)용의 조향 모터 및 감속기(315), 붐 스윙 힌지(316)에 연결된 붐 스윙 실린더(317), 연료 탱크와 작동유 탱크, 각종 작업 공구의 구동 수단 등, 각종 파워 소스와 관련된 구성 요소 및 이들의 제어 수단이 상기 파워 소스 내장 박스(300) 내에 설치되는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 도 1 등에 도시된 바와 같은 3 내지 4자유도 작업장치 (평면상 위치 및 방향 제어)와 붐 스윙, 그리고 상하로 이동하는 X자 링크 형식의 리프트 작업 장치에 유압을 동력원으로 사용할 경우에는 EH 제어(Electro-hydraulic controlled) 유압 밸브 5개(작업 장치용 4개, 보조 밸브 1개, 리프트 용은 보조 밸브와 겸용으로 사용)가 필요하며, 공기를 압축하거나 진공압을 만들기 위한 압축기 및 진공 펌프, 12/24/220 Volt 전원 공급 장치 등이 포함된다.

또한, 3개의 독립된 트랙 장치로 구성되는 트랙 주행 장치의 구동을 위해서는, 각 트랙 장치의 트랙 주행 모터용 EH제어 (Electro-hydraulic controlled) 밸브 3개와 트랙 장치 조향 모터와 제어기 3개가 필요하다. 장비 동력은 실내용인 경우에는 플러그인(plug-in) 타입의 전원 공급장치를 설치하며, 야외용인 경우에는 디젤 엔진을 사용한다.

따라서 굴삭기 형식의 작업 장치와 트랙 주행 장치의 주행에 모두 유압을 사용할 경우에는 전자유압 제어시스템은 최대 8개의 전자 유압 밸브 제어기가 필요하며, 주행 방향 제어용 3개의 조향 모터 제어기가 필요하다. 여기에 추가로 각종, 공압 및 전기를 사용하는 공구용 제어기가 필요하다.

또한, 상기 작업 장치의 좌우에는 거치대를 세우고 이를 연결하여 여기에 휴대용 제어 장치나 주변을 볼 수 있는 카메라와 연결된 모니터를 설치하여, 장애물이 장비 주변에 있는 경우에는 볼 수 있게 하고 경고음 및 자동으로 멈추는 기능을 구현하는 것이 바람직하다. 도 1 및 도 3 등에는 운전자를 위한 후방 카메라(323)의 영상을 보여주는 장비 상태 모니터(324)와 거울 등을 붐 힌지(316) 양쪽이나 이를 연결한 원격 제어 장치 거치대(325)를 설치할 수 있는 구조물을 트랙 주행 장치의 상부 전방에 설치한 실시예가 도시되어 있다.

상기 파워 소스 내장 박스(300) 내에 설치되어 있는 엔진이나 유압 동력부 등의 유지 및 보수를 용이하게 하기 위해서 상기 파워 소스 내장 박스(300) 상부에 설치되는 리프트 지지용 하단 플레이트(402) 및 상기 전방 카울 프레임(401)을 좌우 두 개의 카울 프레임 힌지(403)를 사용하여 상기 후방 카울 프레임(301)에 연결하여, 작업 장치나 리프트를 사용할 경우에는 상기 전방 카울 프레임(401) 앞쪽을 카울 프레임 락킹 장치(404)로 상기 트랙 주행 장치의 상단에 고정한 상태에서 사용하되, 도 1에서 일점쇄선으로 도시한 바와 같이, 상기 파워 소스 내장 박스(300) 내부의 파워 소스들을 유지 보수할 때는 이 카울 프레임 락킹 장치(404)를 풀고, 좌우 두 개의 카울 프레임 힌지(403)를 중심으로 하여 상기 파워 소스 내장 박스(300) 상부의 모든 구조물들을 후방을 향하여 열어 젖힐 수 있도록 구성한다.

지금까지 설명한 도 1에 도시된 굴삭기 형식의 작업 장치는 주로 유압을 사용하는 고부하의 작업 공구를 부착하기 위해 사용하며, 이 외에도 다른 형식의 다양한 형식의 각종 작업 공구를 부착하는 작업 장치를 적용할 수 있다. 주로 전기나 공압을 사용한 경부하를 받는 도구를 사용하는 로봇 암 각 관절에 4개의 감속장치와 전기 모터를 설치하여 직접 구동하는 로봇 메니퓰레이터(manipulator) 형식의 작업 장치를 사용할 수 있고, 지게차와 같이 운반 목적만을 위한 지게차 형식의 작업 장치를 사용할 수도 있다.

지게차 형식의 작업 장치를 부착하여 사용할 경우에는 운전석 리프트 장치는 적용하지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이, 지게차 포크의 승하강 기능(201)과 지게차 형식의 작업 장치의 전후 방향의 틸트 기능(202), 그리고 지게차 포크의 폭을 조정하는 보조 기능(203)이 있는 3자유도 지게차 형식의 작업 장치를 부착할 수 있다. 이와 같이 지게차 형식의 작업 장치를 부착하면 주어진 위치에서 협소한 공간에서 어느 방향으로든지 이동 가능한 운송 수단을 제공할 수 있다.

위와 같이 지게차 형식의 작업 장치를 사용할 경우, EH 제어(Electro-hydraulic controlled) 유압 밸브는, 리프트, 틸트, 보조 작업용의 3개가 필요하며, 이들 역시 상기 파워 소스 내장 박스(300)에 설치된다.

10 : 트랙 장치 11 : 주 몸체
13 : 리프트 17 : 퀵 커플러
18 : 카운터 웨이트 20 : 표준 인터페이스 단자
213 : 3단 X자 링크 리프트 217 : 운전자 공간
300 : 파워 소스 내장 박스 301, 401 : 카울 프레임
323 : 후방 카메라 324 : 모니터
325 : 원격 제어기 거치대 402 : 리프트 지지용 하단 플레이트
403 : 카울 프레임 힌지
404 : 카울 프레임 락킹 장치

Claims

주 몸체와, 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지, 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치를 포함하는 트랙 주행 장치;
상기 트랙 주행 장치의 전방에 탈착 가능하게 설치되는 2 내지 4 (2~4) 자유도를 갖는 작업 장치;
상기 트랙 주행 장치의 후방에 설치되는 카운터 웨이트;
상기 트랙 주행 장치의 상부에 설치되는 파워 소스 내장 박스; 및
상기 파워 소스 내장 박스 상부에 설치되는 운전자 공간; 을 포함하고,
상기 3개의 트랙 장치 각각은, 상기 각각의 트랙 장치의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 일정 간격만큼 편심된 위치에 위치하는 각각의 힌지에 상기 각각의 트랙 장치의 측면 프레임을 통하여 연결되는, 다용도 건설 장비.
청구항 1에 있어서,
상기 파워 소스 내장 박스와 상기 운전자 공간 사이에 설치되는 X자 링크 구조의 리프트를 더 포함하는, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 작업 장치의 단부 또는 상기 운전자 공간 외측에 설치되는, 다양한 작업 공구에 대한 파워 공급 장치의 표준 인터페이스 단자를 포함하는 퀵 커플러를 더 포함하는, 다용도 건설 장비.
청구항 3에 있어서,
상기 작업 공구는 무선으로 연결된 원격 제어장치에 의하여 제어 가능한, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 작업 장치는 굴삭기 형식의 작업 장치, 로봇 매니퓰레이터 형식의 작업 장치 또는 지게차 형식의 작업 장치 중에서 선택되는 어느 하나의 작업 장치인, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 작업 장치는 무선으로 연결된 원격 제어장치에 의하여 제어 가능한, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 작업 장치 및 상기 카운터 웨이트는 상기 트랙 주행 장치의 회전 반경 내에 설치되는, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 파워 소스 내장 박스는 힌지 구조에 의하여 개폐되도록 구성되는, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 트랙 주행 장치의 3개의 힌지는 동일 원주 상에 120도 간격으로 설치되는, 다용도 건설 장비.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 트랙 주행 장치는 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업을 포함하는 작업 모드가 선택 가능하도록 작업 모드 전환 스위치를 더 포함하는, 다용도 건설 장비.