KR0129345Y1 - 고소작업시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 특히 소형차량에 설치되어 운용되기에 적합한 고소작업시스템을 개시한다.

유압식 데릭붐은 긴 실린더가 필요하며 고가 및 고중량이며 대용량 유압설비가 요구되며, 윈치식 데릭붐은 연신과 축퇴가 동시에 이뤄지기 곤란하여 기구구성이 복잡하고 케이블이 다수 노출되므로 각각 소형의 고소작업시스템을 구성하기에 곤란하다.

본 고안에서는 데릭붐을 리니어모터 방식으로 신축시키도록 함으로써 소형경량이며 정확한 제어가 가능한 시스템을 구성하여 소형차량에도 설치운영할 수 있도록 하였다.

Description

고소작업시스템

제1도는 종래의 유압식 데릭붐을 보이는 단면도.

제2도는 종래의 원치식 데릭붐을 보이는 단면도.

제3도는 본 고안에 의한 리니어모터방식의 데릭붐의 구성을 보이는 단면도.

제4도는 제3도의 데릭붐을 이용한 본 고안 고소작업 시스템을 소형차량에 적용한 구성을 보이는 측면도.

제5도는 제3도의 고소작업차량을 후방에서 본 외관 사시도.

제6도는 제4도의 VI-VI선을 따라 취한 단면도.

제7도는 제1붐의 선단에 위치한 어댑터에 대한 확대측면도.

제8도는 제2붐선단의 지지축의 구성을 보이는 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 데릭붐(derrick boom) 11,12 : 제1 및 제2붐

13 : 볼스크류(ball screw) 14 : 볼너트(ball nut)

20 : 플랫폼(platform) 21 : 캐리지 (carriage)

30 : 지지훅 31 : 요크(yoke)부

32 : 훅 (hook)부 70 : 어댑터(adapter)

71,72 :(latch) CTR : 컨트롤 박스(control box)

본 고안은 고소(高所)작업 시스템에 관한 것으로, 특히 소형차량에 설치하여 사용되기에 적합한 고소작업시스템에 대한 것이다.

고소작업시스템은 연신가능한 데릭 붐(derrick boom)에 대해 작업용의 플랫폼(platform)을 승강시키도록 구성된 시스템으로, 대형시스템으로는 소방작업용의 고가사다리차나 건설용의 기중기에 부착사용되는 고가작업대 등을 들 수 있고, 소형시스템으로는 이삿짐 승강장치나, 소형차량에 설치되어 가로수나 신호등, 신호표지 등의 보수나 전선이나 통신케이블 등의 유지보수에 사용되는 작업차 등을 예시할 수 있다.

이러한 고소작업시스템에 사용되는 데릭붐은 그 표면에서 플랫폼이 승강주행해야 하므로 일반기중기의 데릭붐과는 달리 그 표면에 돌출된 구성부가 존재해서는 안된다.

이에 따라 제1도에 도시된 유압식 데릭붐에는, 제1붐(111)의 내부로 제2붐(112)이 출입하며 연신(延伸) 및 축퇴되도록 되어 있는데, 제2붐(112)을 신축시키는 실린더(110)는 제1붐(111)과 제2붐(112)의 내부에 구비된다. 나머지 부호150은 데릭붐의 경사각도를 조절하는 실린더이며, 플랫폼(120)은 별도의 윈치(winch)에 의해 제1 및 제2붐(111,112)상을 주행하도록 되어있다.

그런데 이러한 유압식 데릭붐에서는 제2붐(112)의 연실길이가 그 연신실린더(110)의 스트로크(stroke)에 제한되므로 매우 긴 길이의 연신실린더(110)를 구비하지 않으면 안된다. 뿐만아니라 데릭붐의 길이가 이 연신실린더(110)의 길이에 의해 제어되는 바, 연신실린더(110) 길이의 제어를 위해서는 고용량이고 복잡한 유압설비가 구비되지 않으면 안되다. 이에따라 장비원가가 매우 고가가 될뿐아니라 데릭붐의 중량이 커지므로, 유압식 데릭붐은 소형의 고소작업시스템에는 그다지 적합치 못한 문제가 있다.

한편 제2도에는 원치식 데릭붐이 도디시되어 있는 바, 이것은 제1붐(211)의 전단양측과 제2붐(212)의 후단에 각각 풀리(pully; 213, 214)를 구비하여, 이들 풀리(213,214) 사이로 케이블(215)을 W자형으로 연장시킨 구성이다.

이러한 구성에서 케이블(215)을 도면의 좌측방향으로 견인시키면 제2붐(212)은 제1붐(211)으로부터 연신된다. 그런데 이러한 구성에 있어서 이 케이블(215)을 도면의 우측방향으로 견인시킨다고 하더라도 제2붐(212)이 축퇴되지는 않게 되므로, 그 축퇴를 위한 별도의 구동기구가 구비되지 않으면 안된다.

따라서 원치식 데릭붐은 그 연신과 축퇴에 별도의 원치를 사용하여야 하므로 데릭붐의 적절한 조절이 어려우며, 한 윈치로 연신과 축퇴를 조절하기 위해서는 매우 복잡한 구성이 필요하게 되어 역시 소형의 고소작업시스템을 구현하기에는 곤란하다.

더구나 원치식 데릭붐에 있어서는 제1붐(211)의 표면과 제1붐(211)과 제2붐(212)사이의 공간에 케이블(215)이 연장되므로 플랫폼(120)의 주행에 간섭되지 않도록 하기 위해서는 그 설계에 많은 제약조건이 따르게 된다.

이와같은 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 특히 소형이고 컴팩트(compact)한 구성을 가지며 제어가 용이한 고소작업 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 고소작업시스템은 제1붐과 제2붐의 내부에 볼 스크류(ball screw)를 연장하여 제2붐이 볼스크류에 볼너트(ball nut)로 나사결합되고 제1붐에 고정된 구동모터가 이 볼스크류를 회전시키는 리니어 모터(linear motor) 방식으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성에 의하면 구동모터의 회전에 다라 제2붐이 제1붐에 대해 연신 및 축퇴되므로 그 구성이 매우 간단하면서도 구동모터의 회전량에 따른 데릭붐길이이의 정확한 제어가 가능하게 된다. 또한 데릭붐의 중량도 경량이고 그 표면에의 돌출부가 없는 매우 컴팩트한 구성이 얻어지게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 이와 같은 데릭붐의 구성과 이를 구비하여 특히 소형차량에 적용한 고소작업 시스템의 구체적 구성과 특징, 그리고 그 이점들을 상세히 살펴보기로 한다.

제3도에서, 본 고안 고소작업시스템에 사용될 리니어 모터 방식의 데릭붐(10)은 제1붐(11)과 제2붐(12)의 내부로 볼스크류(13)가 연장되고, 이 볼스크류(13)는 제1붐(11)의 단부에 설치된 구동모터(15)의 구동축(15a)에 결합되어 회전구동된다.

한편 제2붐(12)의 단부에는 이 볼스크류(13)와 나사결합되는 볼너트(14)가 구비되고, 볼스크류의 선단은 베어링(16)에 의해 축방향으로 이동가능하게 회전지지된다. 이를 위해 베어링(16)은 베어링재로 된 볼록 등의 리니어베어링에 볼베어링 등의 회전베어링이 결합된 구성을 가지는 것이 바람직하다.

이러한 데릭붐은 구동모터(15)에 의해 볼스크류(13)가 회전되면 이에 나사결합된 볼너트(14)가 상대운동함으로써 제2붐(12)이 신축된다. 이때 구동모터(15)는 저속 고(高) 토오크(torque)인 것이 필요하므로 바람직하기로 유압모터로 구성된다.

제4도 및 제5도에는 이와 같은 데릭붐을 사용한 고소작업시스템을 특히 소형차량에 적용한 예를 도시하였다.

바람직하기로 차량(C) 바닥의 프레임 등에 결합되는 프레임(42)상에는 포스트(post:40)가 회전(swivel) 가능하게 결합되고, 포스트(40) 상부의 브라켓(41)에 제3도와 같은 구성의 데릭붐(10)의 일단이 힌지결합된다.

데릭붐(10)은 포스트(40)에 일단이 지지된 실린더(50)의 신축에 의해 그 경사각이 조절되고, 포스트(40)는 그 외주에 구비된 기어열(gear race:45)이 선회모터(43)의 웜(worm:44)과 맞물려 선회된다. 이 선호모터(43) 역시 유압모터로 구성되는 것이 바람직하다.

데릭붐(10)의 외주에는 작업용의 플랫폼(20)이 승가주행 가능하도록 지지되어 있고, 이 플랫폼(20)을 케이블(K)에 의해 승강시키는 윈치(60)가 데릭부(10)의 후단에 설치된다. 데릭붐(10)을 연신시키는 제3도의 구동모터(15)는 이윈치 (60)에 가려 보이지 않으나 윈치(60) 내측의 데릭부(10)의 제1부(11) 단부에 설치된다.

플랫폼(20)은 데릭붐(10)을 따라 주행하고 캐리지(carriage:21)와 작업자가 올라설수 있는 발판(22), 그리고 발판(22)을 둘러싸는 안전레일(23) 등을 구비하며, 바람직하기로 필요에 따라 절첩가능하도록 구성된다.

데릭붐(10)은 제3도에 도시된 바와 같은 제1붐(11)과 제2붐(12)으로 구성되고 제1붐(11)의 선단에는 후술하는 어댑터(adapter:70)가 제2붐(12)에 대해 미끄럼이동 가능하게 설치되어 있다. 부호 71은 후술할 래치(latch)이다.

한편 제2붐(12)의 선단에는 데릭붐(10)을 전신주나 케이블 등에 걸어 전체 시스템을 지지할 지지축(30)이 구비된다.

플랫폼(20)을 승강시키는 케이블(K)은 플랫폼(20)의 캐리지(21) 전후에 결합되고 지지훅(30)상의 풀리(33)를 지나 윈치(60)로 복귀된다.

그런데 데릭붐(10)에서 제2붐(12)의 연신길이에 무관하게 플랫폼(20)을 승강구동시키기 위해서는 이 케이블(K은 제2붐(12)의 후단가지 W자의 루우프(loop)를 그리며 연장되는 방, 이러한 구성은 일반적인 기술구성이므로 그 상세는 생략한다.

한편 나머지 부호 81은 차량(C) 상부에 탑재되는 작업용의 데크(deck), 82는 그 안전레일이며, 부호 CTR은 컨트롤 박스(control box), 83는 사다리, 84는 리미트 센서(limit sensor) 등의 센서나 제어기 등으로의 케이블이 데릭붐(10)의 신축에 따라 전개 또는 회수될 수 있도록 하는 케이블 드럼이다. 또한 부호 90은 고속작업에 앞서 차량(C)을 고정하여 본 고안 시스템을 안전시키기 위한 아웃리거(outrigger)로서, 유압실린더에 푸트(foot)가 결합된 구성을 가진다.

이하 각 구성부중 주요부분의 구성을 상세히 살펴보기고 한다.

먼저 제6도는 제4도의 VI-VI선 단면도로서 데릭붐(10)과 그 외주로 주행하는 플랫폼(20)의 캐리지(21)간의 결합관계를 나타낸다. 볼스크류(13)에 의해 상대이동하는 제1붐(11)과 제2붐(12)은 그 모서리에 배열된 베어링재(B1)에 의해 안내되고, 제1붐(11) 외주의 캐리지(21) 역시 베어링재(B2)로 미끄럼운동이 안내된다.

바람직하기로 캐리지(21)의 내측에는 데릭붐(10)의 제1붐(11)을 양측에서 둘러싸는 'ㄷ'자형의 홀더(holder:21a)를 구비하며 홀더(21a)와 캐리지(21)는 브라켓(21b)에 의해 결합되어 있다.

제7도는 플랫폼(20)이 제1붐(11)의 단부까지 전진한 상태를 도시하여 어댑터(70)의 구성과 플랫폼(20)의 좀더 상세한 구성을 나타내었다.

제8도에서, 플랫폼(20)의 발판(22)을 캐리지(21)에 그 일단이 힌지(hinge) 결합되어 데릭붐(10)의 경사각에 무관하게 발판(22)을 수평으로 조절할 수 있도록 되어 있다. 부호 24는 이 수평조절을 위한 키이홀(key hole)들인바, 발판(21)에 구비된 키이(25)를 이 키이홀(24)중의 어느 하나에 결합시킴으로써 발판(22)을 조절하게 된다.

윈치(60)에 연결되는 케이블(K)는 캐리지(21)에 고정되어 윈치(60)의 승강에 따라 플랫폼(20)이 승강하게 된다.

한편 제1붐(11)의 선단에는 어댑터(70)가 구비되는 바, 이 어댑커(70)는 제1붐(11)과 동일한 단면을 가져 제2부(12)의 외주를 다라 미끄럼 이동가능하도록 구성되는 플랫폼(20)이동의 연속성을 주도록 한 것이다.

즉 제2붐(12)은 제1붐(11)보다 직경이 작으므로 제1붐(11)을 따라 상당한 플랫폼(20)이 제2붐(12)을 따라 이동하기 위해서는 그 직경차이를 보상해줄 필요가 있다. 이에 따라 제1붐(11)의 일부를 어댑터(70)로 구성하여 플랫폼(20)의 캐리지(21)가 이 어댑터(70)을 타고 제2붐(12)상을 주행하도록 한 것이다.

여기서 어댑터(70)와 캐리지(21)의 각 래치(71,72)는 캐리지(21)가 어댑터(70)상에 위치할 때 서로 맞물려 어댑터(70)와 캐리지(21)가 함께 이동하도록 하고, 플랫폼(20)이 하강하여 캐리지(21)가 제1붐(11)상으로 진입하면 분리되는 구성으로, 도시된 단순한 혹(hook) 기구외에도 여러 가지 다양한 구성이 가능하게 된다.

한편 제8도에는 제2붐(12) 선단의 지지훅(30)이 상세히 도시되어 있다.

이 지지훅(30)은 전신주나 가로수 또는 대구경 케이블 등의 전선에 걸쳐져 본 고안 고소작업시스템을 전도(轉倒)되지 않도록 지지하게 된다

이에 따라 지지훅(30)은 큰 인입부(V)을 가지는 대략 U자형의 요크(yoke)부(31)와, 이 요크부(31)의 양단에서 후방으로 변곡(變曲)되어 연장되는 두 훅(hook)부(32)를 가진다.

요크부(31)는 전신주나 가로수 또는 가로등 등에 진입하여 이에 고정지지되기 위한 것이며, 훅부(32)는 대구경 케이블 등의 전선에 걸쳐지기 위한 것이다. 이를 위해 훅부(32)의 외주에는 절연피복(32a)이 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 고안 고소작업시스템의 전체적인 작업과정을 살펴보기로 한다.

먼저 차량(C)을 주행하여 전신주나 대구경 케이블 등의 작업장소에 도달하면 차량(c)을 적절한 거리 및 방향에 정차시켜 주차 브레이크를 건다. 다음 아웃리거(90)를 연장시켜 차량(C)을 지면에 고정시킨다. 이러한 아웃리거(90)는 경사지거나 기복된 지면에서도 차량(C)을 안정되게 고정시키게 된다.

다음 컨트롤박스(CTR)를 조작하여 실린더(50)를 구동함으로써 데릭붐(10)을 적절한 각도로 조절한 뒤, 선회모터(43)를 구동하여 데릭붐(10)이 작업장소를 지향하도록 한다. 그 다음 구동모터(15)를 구동시켜 데릭붐(10)을 연신시킴으로써 제2붐(12) 선단의 지지훅(30)을 전신주나 케이블 등에 걸어 준다.

이러한 상태은 차량(C)과 본 고안 고속작업시스템이 완전히 고정지지 상태를 이루게 된 것이다.

그러면 작업자는 사다리(83)를 타고 데크(81)로 올라간 후 절첩되어 있던 플랫폼(20)을 펴고 발판(22)의 키이(25)를 캐리지(21)의 적절한 키이홈(24)에 결합함으로써 발판(22)이 수평이 되도록 조절한다.

다음 플랫폼(20)을 데릭붐(10)에 대해 상승시켜야 하는데, 이러한 승강제어장치를 차량(C) 하부의컨트롤박스(CTR)에 함꼐 설치하면 작업자가 플랫폼(20)상에서 작업하는 동안 다은 작업자가 상시 대기해야 하며 행인 등의 장난에 의해 작업자에게 위험을 초래할 염려가 있다.

이에 따라 플랫폼(20)의 승강제어장치는 작업자가 조작할 수 있도록 플랫폼(20)상에 설치하는 것이 바람직하다. 한편 플랫폼(20)상의 작업자가 감전 등의 사고로 조작이 불가능할 경우르 ㅎㅐ비하여, 비상조작 장치를 차량(C)의 내무등에 함께 설치하는 것이 바람직하다.

또한 마찬가지 이유로 플랫폼(20)이 데릭붐(10)을 따라 상승한 경우에는 데릭붐(10)의 경사나 선회 또는 신축 등의 조작이 불가능하도록 컨트롤박스(CTR)가 로킹(locking)되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 과정에서 플랫폼(20)이 상승하여 고소작업이 완료되면 이와 역순으로 데릭붐(10)이 차량(C)상으로 복귀되어 한 사이클의 동작이 완료된다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 데릭붐의 구성이 캠팩트하고 경량이며 정확한 제어가 가능하여, 특히 소형 차량에 구성이 가능한 소형의 고소작업 시스템이 제공될 수 있다. 또한 그 제어도 오조작이 불가능하도록 로킹시켜 순차적인 제어를 수행하도록 함으로써 1인의 작업자만으로 가능하여, 전선이나 통신선로의 유지보수 인력의 절감에도 기여할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 제1붐과 제2붐이 신축되는 데릭붐상에 플랫폼이 승강하는 고속작업 시스템에 있어서, 상기 제1붐(11)고, 제2붐(12)의 내부에 상기 제1붐(11)에 고정된 구동모터(15)에 의해 회전하는 볼스크류(13)를 설치하고, 상기 제2붐(12)에 상기 볼스크류(13)에 나사결합되는 볼너트(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고소작업시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1붐(11)의 선단에 상기 제2붐(12)의 외주를 따라 이동가능한 어댑터(70)를 구비하여, 상기 플랫폼(20)이 상기 제2붐(12)상을 승강할 때 상기 어댑터(70) 상에서 이동되는 것을 특징으로하는 고소작업시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 어댑터(70)와 상기 플랫폼(20)의 캐리지(21)에 서로 맞물리는 래치(71,72)가 각각 구비되어 상기 래치(71,72)가 상기 플랫폼(20)이 상기 제2붐(12)상을 이동할대 맞물리고, 상기 제1붐(11)상을 이동할대 해제되는 것을 특징으로 하는 고소작업시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2붐(12)의 선단에, 인입부(V)가 형성된 U자형의 요크부(31)와, 상기 요크부(31) 양단에서 변곡연장되는 두 훅부(32)를 가지는 지지훅(30)이 구비되는 것을 특징으로하는 고소작업시스템.
5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 차량(C)에 고정된 프레임(42)에 대해 선회가능한 포스트(40)상에 설치되는 것을 특징으로 하는 고소작업시스템.