KR100589612B1 - 트랙터 부착 붐 모워 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 사람의 팔과 같은 메뉴퍼레이터(manipulator)를 트랙터에 부착하여 평지형 제초기가 작업할 수 없는 경사진 곳이나 도랑, 가파른 경사지, 울타리의 옆쪽, 수로 주위의 둑과 같은 도달하기 어렵고 작업이 어려운 지역에서 용이하게 제초작업을 수행할 수 있도록 된 트랙터 부착 붐 모워를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 트랙터의 전방에 설치되는 베이스와, 상기 베이스에 회전가능하게 장착되는 선회대와, 상기 선회대 끝단에 회동가능하게 설치되고 선회대에 설치된 유압실린더에 연결되어 회동되는 붐, 상기 붐 끝단에 링크결합되고 붐에 설치된 유압실린더에 연결되어 회동되는 제1아암, 상기 제1아암의 끝단에 링크결합되고 상기 붐에 설치된 유압실린더에 연결되어 회동되는 제2아암, 상기 제2아암의 끝단에 설치되는 모워, 상기 각 구성부를 구동시키기 위한 유압부 및 제어부를 포함하는 트랙터 부착 붐 모워를 제공한다.

선회대, 붐, 아암, 모워, 프레일

Description

트랙터 부착 붐 모워{BOOM MOWER ATTACHED TRACTOR}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랙터 부착 붐 모워가 트랙터에 장착된 상태를 도시한 측면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랙터 부착 붐 모워의 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모워의 작동 상태를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트랙터 부착 붐 모워의 유압 회로도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모워의 작동 구조를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 6 내지 도 12은 본 발명의 실시예에 따른 트랙터 부착 붐 모워의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 베이스 20 : 선회대

21 : 유압모터 22 : 웜

23 : 웜기어 24,25 : 스프로켓휠

26 : 체인 27 : 회전축

30 : 붐 31,41,51,52,72 : 유압실린더

40 : 제1아암 50 : 제2아암

60 : 프레일 모워 61 : 하우징

62 : 프레일날 63 : 유압모터

68 : 링크부재 69 : 지지롤러

70 : 지지바퀴 73 : 랙바

74 : 피니언기어 75 : 피동기어

80 : 펌프라인 81 : 탱크라인

82 : 오일콘트롤밸브 83 : 솔레노이드밸브

84 : 유량제어밸브 85 : 릴리프밸브

90 : 컨트롤박스 91 : 스위치

본 발명은 제초작업을 위한 모워에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 트랙터 등에 설치되어 사용될 수 있는 붐 모워에 관한 것이다.

예전부터 농사는 잡초와의 전쟁이라고 일컬어 왔으며, 지금도 해마다 잡초에 대한 새로운 문제가 끊임없이 제기되고 있는 실정이다. 제초작업을 위해 많은 인력과 비용이 소비되고 있으며 1980년대부터 보편화된 제초제는 환경오염까지 일으키고 있다. 이것은 논농사에만 국한된 것이 아니라 밭이나 과수원 등지에서의 실정도 마찬가지이다. 또한 경사지 또는 수로 및 작업기가 들어갈 수 없는 곳의 제초작업은 소요비용이나 인력 면에서 많은 손실을 가져오고 있으며, 제초작업을 포기하는 경우까지 생길 수도 있다.

이에 종래에는 아암 타입의 붐 모워가 개발되어 제초작업을 수행하고 있으나, 상기 아암 타입의 붐 모워는 유럽이나 미국 등에서 널리 사용되고 있는 기계로, 수도작이나 평지의 밭농사 기계를 중점으로 개발하고 있는 일본이나 한국 등 아시아 지역에서는 사용이 어려우며, 현재 과수원 등은 경사지로 옮겨지고 있는 것이 현실이며 제초작업이 불가능한 곳은 여전히 제초제를 사용하고 있는 실정이다.

특히, 우리나라는 65%가 임야로 산지가 많은 데, 산지 개발이 가능한 경사도 15% 이하의 임야 약 261,000ha와 15~30% 경사도의 임야 약 571,000ha가 있고, 15~30% 경사도의 임야 중 230,000 ha의 임야는 과수 재배가 가능한 것으로 보고되고 있다.

그럼에도 불구하고 현재 임야의 이용도는 아주 미약한데, 그 이유는 수입이 적다는 단점 이외에도 경사면에서 행해지는 제조 작업 등의 일련의 작업들이 어렵다는 것이 가장 큰 이유일 것이다.

이는 다른 선진국에 비해 우리나라의 작업시간을 과다하게 만들고 비용대비 생산량 저하의 원인이 된다.

이에 따라 과수원뿐만 아니라 농로나 수로 주위의 도달하기 어렵고 작업이 어려운 가파른 경사지 또는 주행장치가 접근하기 어려운 나무 밑의 제초 또는 수로 등의 제초작업에 적합한 장치의 개발이 절실하게 요구되는 실정이다.

본 발명은 위에서 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 사람의 팔과 같은 메뉴퍼레이터(manipulator)를 트랙터에 부착하여 주행장치가 접근하기 어려운 곳의 제초작업을 원활하게 수행할 수 있도록 된 트랙터 부착 붐 모워를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 도리깨식 제초기와 동일한 작업이 가능하고, 평지형 제초기가 작업할 수 없는 경사진 곳이나 도랑, 가파른 경사지, 울타리의 옆쪽, 수로 주위의 둑과 같은 도달하기 어렵고 작업이 어려운 지역에서 용이하게 제초작업을 수행할 수 있도록 된 트랙터 부착 붐 모워를 제공함에 또다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 붐 모워는 트랙터 일측에 설치되는 베이스와 선회대, 이 선회대에 연결되는 붐, 이 붐에 연결되는 다수개의 아암, 이 아암 끝단에 설치되는 모워 및 상기 각 구성부를 구동시키기 위한 유압부를 포함한다.

이에 따라 상기 선회대와 붐 및 아암이 사람의 팔과 같은 메뉴퍼레이터역할을 수행하여 모워를 트랙터에 대해 전후 좌우로 이동시켜 원하는 위치에서 작업을 수행할 수 있게 된다.

상기 베이스는 트랙터의 일측에 부착되고 붐과 아암을 트랙터에 부착하는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 선회대는 상기 베이스에 회전가능하게 설치되는 부재로, 베이스와 붐 사이에 연결설치되어 붐과 아암을 축방향에 대해 회전시키는 역할을 한다.

여기서 상기 베이스와 선회대는 트랙터의 앞쪽에 부착함이 바람직하다.

또한, 상기 붐은 상기 베이스의 선회대 위에 설치되어 작업기의 수직위치와 수평위치를 결정하는 역할을 수행한다.

상기 붐의 높이는 트랙터가 주행하고 있는 수평위치로부터 작업기의 높이와 경사를 고려하여 설계함이 바람직하다.

또한, 상기 아암은 상기 붐 선단에 연결설치되며, 작업영역에 따라 한 개 또는 두 개 이상이 직렬로 연결 설치될 수 있다.

그리고 상기 모워는 상기 아암의 선단에 설치되며 프레일(flail, 도리깨)날을 구비하여 잡초와 나뭇가지 등을 절단하는 구조로 이루어진다.

한편, 상기 유압부는 상기 트랙터의 유압을 이용하여 각 구성부를 구동시킬 수 있도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 유압부를 제어작동시키기 위한 제어부는 각 구동부를 작동시키기 위한 스위치를 포함하여 상기 트랙터의 운전실 내에 설치됨이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랙터 부착 붐 모워가 트랙터에 장착된 상태를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 트랙터 부착 붐 모워의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모워의 작동 상태를 도시한 사시도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 발명의 트랙터 부착 붐 모워는 트랙터(100)의 전방에 설치되는 베이스(10)와, 상기 베이스(10)에 회전가능하게 장착되는 선회대(20)와, 상기 선회대(20)에 설치되는 붐(30), 상기 붐(30) 끝단에 링크결합되어 회동되는 제1아암(40), 상기 제1아암(40)의 끝단에 링크결합되어 회동되는 제2아암(50), 상기 제2아암(50)의 끝단에 설치되어 실질적인 잡초 등의 제거작업이 이루어지는 프레일 모워(60) 및, 상기 각 구성부에 연결설치되어 각 구성부를 구동시키기 위한 유압부와, 상기 트랙터(100)의 운전석 일측에 설치되어 상기 유압부를 제어작동시키기 위한 제어부를 포함한다.

이하 각 구성부의 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.

[베이스 및 선회대]

상기 베이스(10)는 트랙터(100)의 앞쪽에 설치되며, 붐(30)과 아암(40,50) 및 프레일 모워(60)를 트랙터(100)에 지지하는 역할을 수행하게 되므로 붐(30)과 아암(40,50) 및 프레일 모워(60)의 중량 토크, 모멘트 등을 고려하여 견고하게 설치함이 바람직하다.

상기 선회대(20)는 하단에 설치된 회전축(27)이 상기 베이스(10) 상에 수직방향으로 축결합되어 회전가능하게 설치되는 수직 구조물로 구동수단인 유압모터(21)와 웜(22) 및 웜기어(23)를 매개로 작동하게 되며 본 실시예에서는 트랙터(100)의 전방을 중심으로 좌우로 각각 90°의 선회가 가능한 구조로 되어 있다.

상기 구동수단을 좀더 상세하게 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 베이스(10) 일측에는 유압모터(21)와 이 유압모터(21)에 연결되어 회전되는 웜(22)이 설치되고, 상기 선회대(20)의 회전축(27) 상에는 상기 웜(22)과 치합되는 웜기어(23)가 고정설치된 구조로 되어 있다.

이때, 상기 유압모터(21)와 웜(22)의 연결은 유압모터(21)의 회전축과 상기 웜(22)의 회전축에 각각 설치되는 스프로켓휠(24,25)과 이 스프로켓휠(24,25) 간에 연결된 체인(26)을 통해 이루어진다.

이에 따라 유압모터(21)가 구동하게 되면 스프로켓휠(24,25)과 체인(26)을 통해 동력이 전달되어 웜(22)을 회전시키게 되고, 이 웜(22)에 치합되어 있는 웜기어(23)가 움직이면서 웜기어(23)가 설치된 선회대(20)가 베이스(10)에 대해 축방향으로 움직이게 되는 것이다.

여기서 상기 베이스(10)와 선회대(20)는 일체형으로 제작되어 설치됨이 바람직하다.

이에 따라 상기 선회대(20)에 설치되는 붐(30)을 상기 유압모터(21)를 통해 회전시켜 작업기인 프레일 모워(60)의 작업방향과 위치를 결정할 수 있게 된다.

[붐]

상기 붐(30)은 베이스(10)의 선회대(20) 상단에 회동축을 매개로 링크결합되고 볼트를 매개로 탈 부착이 가능하도록 설치되는 부재로 작업기의 수직위치와 수평위치를 결정하는 역할을 한다.

또한, 상기 붐(30)은 선회대(20) 상단에 축결합되고 상기 선회대(20) 측면과 상기 붐(30)의 측면 사이에는 유압실린더(31)가 연결설치되어 상기 붐(30)을 선회대(20)에 대해 회동시키는 구조로 되어 있다.

이에 따라 상기 유압실린더(31)를 신축작동시키게 되면 선회대(20)에 대해 붐(30)이 상하로 회동되게 된다.

본 실시예에서 상기 붐(30)의 길이 및 자중은 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 트랙터(100)가 주행하고 있는 수평위치로부터 작업영역을 고려하여 설계한다.

즉, 상기 붐(30)은 트랙터(100)의 경사정도에 관계없이 자체적으로 선회대(20)에서 회동되어 작업기의 수직 위치와 수평위치를 결정하게 되므로 붐(30)의 길이 및 그 무게는 트랙터(100)의 자중을 고려하여 트랙터(100)가 전복되지 않는 범위 내에서 모워의 작업이 용이한 범위 내에서 결정되도록 한다.

[아암]

본 실시예에서는 두 개의 아암(40,50)이 구비되어 짧은 거리 및 먼 거리, 수로 및 경사지 밑까지 트랙터(100)의 이동을 최대한 줄이면서 제초 작업을 진행할 수 있도록 되어 있다.

상기 제1아암(40)은 상기 붐(30)의 선단에 회동축을 매개로 축결합되고 상기 제1아암(40)의 측면과 상기 붐(30)의 측면 사이에 복동유압실린더(41)가 연결설치되어 상기 회동축을 중심으로 붐(30)에 대해 회동되는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 제2아암(50)은 상기 제1아암(40)의 선단에 회동축을 매개로 축결합되고 상기 제2아암(50)과 제1아암(40)의 측면에 연결설치되는 복동유압실린더(51)를 매개로 상기 회동축을 중심으로 붐(30)에 대해 회동되는 구조로 되어 있다.

상기 제1아암(40)과 제2아암(50)의 길이와 자중에 대해서는 특별히 한정되지 않으며, 상기 붐(30)과 마찬가지로 트랙터(100)의 자중을 고려하여 트랙터(100)가 전복되지 않는 범위 내에서 모워의 작업이 용이한 범위 내에서 결정되도록 한다.

따라서 각 복동유압실린더(41,51)의 신축작동에 따라 제1아암(40)과 제2아암(50)이 붐(30)과 제2아암(50)에 대해 상하로 이동되어 작업반경을 확보할 수 있게 된다.

[프레일 모워]

본 실시예에 따른 상기 프레일 모워(60)는 로터리 모워와 달리 프레일(flail, 도리깨)날이 고속으로 회전하여 잡초와 나뭇가지 등을 절단할 수 있도록 되어 있다.

상기 프레일 모워(60)는 외형을 이루는 하우징(61)과, 이 하우징(61) 내측 하단에 회전가능하게 설치되어 잡초나 나뭇가지 등을 절단하기 위한 프레일날(62), 상기 하우징(61) 일측에 설치되고 상기 프레일날(62)에 연결되어 프레일날(62)을 회전 구동시키기 위한 유압모터(63)를 포함한다.

여기서 상기 유압모터(63)와 상기 프레일날(62) 사이에는 증속수단이 구비되어 프레일날(62)의 회전수를 높일 수 있도록 되어 있으며, 상기 증속수단은 유압모터(63)의 회전축에 설치되는 원동기어(64)와, 상기 하우징(61) 일측에 설치되고 상기 원동기어(64)에 맞물리는 피동기어(도시되지 않음), 이 피동기어의 축에 설치되는 원동풀리(65), 상기 프레일날(62)의 회전축에 설치되는 피동풀리(66) 및 각 풀리(65,66)를 연결하는 밸트(67)를 포함하여 유압모터의 구동력을 증속시켜 프레일날(62)로 전달할 수 있도록 되어 있다.

상기 원동풀리(65)와 피동풀리의(66) 회전비는 적절히 조절될 수 있는 데 이에 대해서는 뒤에 다시 설명하도록 한다.

또한, 상기 프레일 모워(60)용 유압모터는 올 오픈 블록 방식을 사용하여 프레일날(62)을 회전하고 정지할 때의 멈춤 기능을 배제하고 서서히 동작을 멈추도록 한다.

상기한 구조의 프레일 모워(60)는 상기 제2아암(50)의 끝단에 회동가능하게 축결합되는 링크부재(68)를 매개로 설치되며, 상기 링크부재(68)와 상기 제2아암(50) 사이에는 복동유압실린더(52)가 연결설치되어 제2아암(50)에 대해 상기 링크부재(68)를 회동시키는 구조로 되어 있다. 이에 따라 링크부재(68)에 설치된 프레일 모워(60)가 제2아암(50)에 대해 회동되게 된다.

그리고 상기 하우징(61)의 하단 뒤쪽에는 상기 프레일날(62)과 지면과의 충돌을 완화시키기 위한 지지롤러(69)가 폭방향으로 장착되고, 앞쪽에는 브라켓(71)을 매개로 지지바퀴(71)가 일정 높이로 설치된다.

또한, 상기 프레일 모워(60)는 상기 하우징(61)이 상기 링크부재(68) 선단에 회동가능하게 결합되며 링크부재와(68) 상기 하우징(61) 사이에 하우징(61)을 링크부재에 대해 회동시키기 위한 회동수단이 더욱 설치된다.

상기 회동수단은 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 하우징(61) 상부에 길이방향으로 설치되는 양로드 유압실린더(72)와, 이 양로드 유압실린더(72)의 피스톤로드 선단에 설치되어 유압실린더의 길이방향으로 놓여지고 표면에는 랙이 형성된 랙바(73), 상기 하우징(61)에 설치되어 상기 랙바(73)의 랙에 치합되어 회전되는 피니언기어(74), 상기 하우징(61)과 결합되는 링크부재(68)의 축(76)에 고정설치되고 상기 피니언기어(74)에 맞물리는 피동기어(75)를 포함한다.

따라서 상기 양로드 유압실린더(72)를 신축작동시키게 되면 랙바(73)의 랙에 치합된 피니언기어(74)가 회전된다. 이때 상기 피니언기어(74)가 맞물려 있는 피동기어(75)는 축(76)에 고정된 상태로 상기와 같이 피니언기어(74)가 회전하게 되면 상기 피니언기어(74)가 고정기어(75)를 따라 이동하게 되어 피니언기어(74)가 설치된 하우징(61)이 링크부재(68)의 축(76)을 중심으로 회동할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 4는 본 실시예에 따른 붐 모워의 유압회로도로서 이 도면을 참조하여 상기 유압부를 설명하면 다음과 같다.

상기 각 구성부의 유압실린더(31,41,51,52,72) 및 유압모터(21,63)를 구동시키기 위한 유압부는 상기 트랙터(100)에서 나오는 유압을 이용하는 구조로 되어 있으며, 압유를 공급 또는 드레인시키기 위한 펌프라인(80)과 탱크라인(81)은 상기 선회대(20)와 붐(30) 및 각 아암(40,50)의 측단을 따라 연장되어 프레일 모워(60)의 유압모터(63)를 포함한 각 구성부의 유압실린더(31,41,51,52,72)와 유압모터(21)에 연결되고, 상기 펌프라인(80) 상에는 오일 콘트롤 밸브(Priority valve)(82)가 설치되어 각 구성부로 유압을 배분하여 동시작업이 가능한 구조로 되어 있다.

또한, 상기 각 유압실린더(31,41,51,52,72)나 유압모터(21,63)로 연결되는 펌프라인(80)과 탱크라인(81) 일측에는 기계식 밸브 혹은 레버가 아닌 전기적인 신호에 의해 솔레노이드 밸브(83)가 설치되어 압유의 공급을 제어하게 되며 전체적인 유압회로는 미터 아웃 회로를 기본으로 구성된다.

여기서 상기 미터 아웃 회로는 액추에이터 출구 측에 유량제어밸브(84)를 직렬로 설치하여 유량을 제어하는 회로로서, 피스톤 로드의 움직임에 대해서 동일 방향의 부하가 걸리는 경우에 적합하다. 또한 상기 회로는 실린더의 선주를 방지하고 급격한 부하변동에 대해서도 정속제어를 할 수 있다. 상기 미터 아웃 회로는 부하변동이 심한 기계에 주로 사용되어지는 것으로 이미 많은 기술이 개시되어 있으므로 이하 설명을 생략하도록 한다.

이에 따라 본 장치는 각 유압실린더(31,41,51,52,72)와 유압모터(21,63)로 연결되는 펌프라인(80)과 탱크라인(81) 상에 체크밸브가 연결된 유량제어밸브(84)가 설치되어 솔레노이드밸브(83)의 작동을 안정적으로 제어하고 압력보상에 의해 붐(30) 및 아암(40,50)의 작업을 최적화할 수 있게 된다.

즉, 본 유압부는 트랙터(100)로부터 발생된 압유를 오일 콘트롤 밸브(82)에 연결된 펌프라인(80)과 탱크라인(81)을 통해 각 유압실린더(31,41,51,52,72) 및 유압모터(21,63)로 공급/드레인시키게 되고, 상기 유압실린더와 유압모터로 연결되는 라인 상에 설치된 솔레노이드밸브(83)와 상기 유압실린더 및 유압펌프의 출측에 설치되는 유량제어밸브(84)의 제어작동을 통해 상기 각 유압실린더와 유압모터로 인가되는 유압을 제어하여 구성부를 작동시키게 되는 것이다.

이와 같은 유압부의 구성은 수동식 구성에 비해 유압라인이 훨씬 간단하게 구성될 수 있는 장점을 제공한다. 즉, 일반적인 포크레인과 같은 수동식 유압라인은 유압모터마다 각각의 펌프라인과 탱크라인이 연결되어야 하고, 이는 유압라인을 복잡하게 만들고 유압라인들 때문에 기기의 구성이 복잡하게 되는 문제가 있다, 그러나 솔레노이드 밸브를 유압라인에 설치함으로 인해 유압제어를 솔레노이드밸브를 통해 전기적으로 하게 됨으로써 각각의 유압모터에 연결된 탱크라인과 펌프라인이 굳이 조작부에서부터 연결될 필요가 없게 되므로 보다 간결하고, 효과적인 유압라인을 구성할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예에 따르면 상기 유압부는 언급한 바와 같이 트랙터(100)에서 나오는 펌프라인(80)에 오일 콘트롤 밸브(priority valve)(82)가 설치됨과 더불어 상기 트랙터(100)로 압유를 드레인시키기 위한 탱크라인(81) 상에는 릴리프 밸브(85)가 더욱 설치된다. 따라서 제초작업과 기타작업으로 분류되어 한정된 유압을 분배하여 안정적인 작업이 가능하며, 작은 유압동력을 최대로 할 수 있어 이용효율을 상당히 높일 수 있게 된다.

여기서 미설명된 도면 부호 (86)은 상기 탱크라인(81) 상에 설치되는 언로딩밸브이다.

한편, 상기 제어부는 상기 유압부의 각 밸브를 제어작동시키기 위한 것으로 도 1에 도시된 바와 같이 상기 트랙터(100)의 운전석에 설치되는 컨트롤박스(90)와, 이 컨트롤박스(90) 전면에 설치되어 트랙터(100)의 배터리 전원을 상기 각 밸브로 인가하기 위한 스위치(91)를 포함한다.

상기 컨트롤박스는 운전석 내부에 착석한 작업자가 용이하게 조작할 수 있는 위치에 설치하여 작업자의 편의를 최대한 고려함이 바람직하며, 각 밸브로 연결되는 전원선은 붐(30) 및 아암 내부로 삽입하고 커넥터를 통해 연결함으로서 탈/부착이 용이하도록 한다.

[시험예]

본 시험에서는 트랙터(100)의 엔진 회전수와 붐(30) 및 아암(40,50)의 동작에 따른 프레일 모워(60)의 회전수를 측정하기 위한 휴대용 타코메터로 Prova instrument사의 Digital photo tachometer RM-1500을 이용하였다.

상기 타코메터는 간편하게 휴대하여 모터의 축 또는 밸트 등에 접촉하여 측정이 가능하고, 또한 비접촉식으로도 이용이 가능하다.

비접촉식의 경우 10~99,999rpm까지 측정이 가능하며, 접촉식의 경우는 10~29,999rpm까지 측정이 가능하다. 0.04% ± 2 dgts의 정도를 가지고 있으며 최대, 최소, 평균 회전수를 저장하여 백업도 가능하다. rpm뿐만 아니라 r/s, m/min, ft/min 등 여러 가지의 단위로 변환 가능하여 편리하게 회전수를 측정할 수 있다.

또한, 본 시험은 경남 거창의 과수원에서 실시하였으며 붐 모워가 장착될 트랙터(100)로 아세아 Massey-Ferguson 85마력의 트랙터(100)가 사용되었으며 엔진 회전수는 2,000rpm을 기준으로 하였다.

상기 시험을 통해 붐(30)과 아암(40,50) 등이 프레일 모워(60)를 장착하고 제초작업을 할 부분까지 이동할 때 무리 없이 이동할 수 있는지 등의 여부를 확인하였으며, 작업반경과 높이 등의 자료를 산출하고, 계산되어진 회전수를 토대로 프레일 모워(60)의 회전수를 측정하였다.

이때 트랙터(100)에서 나오는 유량은 18ℓ/min 로 압력은 175kgf/㎠으로 계산하였으며, 이를 토대로 전체 가용 동력을 계산하면 다음과 같다.

또한, 오일 콘트롤 밸브(priority valve)(82)에서 프레일 모워(60)의 유압모터(63)로 15ℓ/min, 기타 유압실린더(31,41,51,52,72) 및 선회대(20) 회전용 유압모터(21)로는 3ℓ/min의 유량을 배분하여 사용하였으며 프레일 모워용 유압모터(63)의 회전수와 토크를 계산하면 다음과 같다.

Q : 제초모터용 분배유량 (ℓ/min)

q : 제초모터 용량 (cc/rev)

위 결과를 토대로 프레일날(62)의 적절한 제초 회전수를 산출하기 위하여 프레일날(62)의 증속을 위해 유압모터와 프레일날(62) 축에 설치된 기어와 풀리의 크기를 달리하여 시험하였으며, 본 시험에서는 유압모터(63) 축에 설치된 원동풀리(65)의 크기를 변경시킴으로서 적절한 회전수를 내도록 하였다.

NA : 유압모터 축의 회전수 (rpm)

NB : 증속 회전수 (rpm)

DA : 유압모터측 원동기어의 피치원 지름 (mm)

DB : 피동기어의 피치원 지름 (mm)

NC : 원동풀리의 회전수 (rpm)

ND : 피동풀리의 회전수 (rpm)

DC : 원동풀리의 지름 (mm)

DD : 피동풀리의 지름 (mm)

제초용 유압모터(63)가 최대 유랑일 때의 회전수를 산출하여 피동풀리(66)의 크기를 결정함으로서 제초용 유압모터(63)에 필요한 회전수를 얻어낼 수 있었으며 이 때의 토크는 회전수가 1 : 4.8 으로 증속되었으므로 그에 반비례하여 2.27 kg/m 가 된다.

이 결과를 토대로 회전수를 측정한 결과 무부하에서 프레일 모워(60)의 프레일날(62) 회전수를 1800rpm으로 조정하였으며, 붐(30) 및 아암(40,50)의 이동시 회전수는 1750rpm으로 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었으며, 돌이나 나무뿌리 등의 장애물이 있을 때 유동성이 좋은 프레일 모워(60)의 특성상 제초작업 시에도 회전수는 1700rpm 이상을 유지할 수 있어 계산되어진 결과와 비교했을 때 만족스러운 효과를 볼 수 있었다.

이하, 본 장치의 작용에 대해 도 7 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이하 설명에서 각 도면에서 미도시된 도면부호는 앞에서 설명된 도면 부호를 참조한다.

도 7는 장애물을 피해 먼 거리에 있는 잔가지를 제거하는 모습을 잘 예시하고 있는 데, 최대 3.7m 거리의 잡초 및 잔가지 등을 효과적으로 작업할 수 있다.

도 8은 측면 상단의 잔가지를 제초할 때의 모습을 나타낸다. 제1아암(40)과 제2아암(50)에 설치된 복동 유압실린더(41,51)의 동작에 의하여 베이스(10)를 중심으로 최대 3.7m의 높이까지 작업도 가능하게 된다. 상기 도면을 통해 양로드 유압실린더(72)에 의하여 프레일 모워(60)가 회동된 모습을 확인할 수 있는 데 이와 같이 프레일 모워(60)가 회동됨에 따라 트랙터(100)의 이동을 줄이며 최대한의 작업효율을 얻을 수 있게 된다.

상기 양로드 유압실린더(72)의 행정은 120mm이며 이는 축 내의 랙과 피니언기어의 작동으로 상기 프레일 모워(60)는 최대 180。까지 회동이 가능하다.

도 9은 제1아암(40) 및 제2아암(50)을 가까이 당겨 베이스(10)를 중심으로 약 1.1m까지의 최소거리 제초작업을 수행하는 모습을 나타낸다. 아암이 2개로 구성됨으로서 최소 및 최대 작업 반경을 크게 할 수 있으며, 이 때 선회대(20)와 붐(30) 사이의 복동 유압실린더(31)는 최소거리 조절에 큰 역할을 수행하게 된다.

이에 따라 작업효율 면에서 상당히 큰 효과를 거둘 수 있으며 선회대(20)의 높이를 줄이고 유압실린더(31)의 행정을 조절하면 더 큰 효과를 거둘 수 있게 된다.

도 10은 측면 경사지의 제초작업을 수행하고 있는 모습을 나타낸 것이다. 제2아암(50) 선단의 유압실린더(52)를 이용함으로써 프레일 모워(60)로 경사지의 작업이 가능하게 된다. 이는 프레일 모워(60)의 제초작업 깊이를 조절하는 역할도 수행하게 된다.

또한 상기 프레일 모워(60)는 좌우 180°, 지평면을 중심으로 상 40°, 하 40°의 범위(붐(30) 및 아암(40,50)의 위치에 따라 변동) 내에서 조절이 가능하며, 다른 동작 없이 프레일 모워(60)의 상하이동에 의해서 80°의 경사 범위 내에서 작업이 가능하다.

또한 프레일 모워(60)는 좌우 180°의 회전이 가능하여 잡초의 형태에 따라 다양한 형태의 제초 작업이 가능하여 작업효율을 극대화시킬 수 있을 것으로 판단된다. 트랙터 부착형 붐 모워의 작업 가능범위는 도 11을 통해 확인할 수 있다.

한편, 도 12와 도 13은 제초작업 전과 후를 비교하기 위한 도면으로, 상기 도면에서와 같이 경사지뿐만 아니라 나뭇가지 제거 등에서 확실한 제초작업이 가능하다.

여기서 상기 프레일 모워(60)의 전면 하단에는 원통형의 지지롤러(69)와 지지바퀴(70)가 부착되어 지면에 접함으로써 작업깊이 조절을 도와 주며, 완전하고 안정적인 제초작업을 가능하게 한다.

이와같이 본 장치는 사람의 팔과 같은 메뉴퍼레이터를 통해 프레일 모워(60)를 이동시킴으로써 도랑, 가파른 경사지, 울타리의 옆쪽, 수로 주위의 둑과 같은 도달하기 어렵고 작업이 어려운 지역 또는 경작지에 작업이 가능함을 알 수 있다.

또한, 트랙터(100)의 전면에 프레일 모워(60)가 부착됨으로써 작업자의 시야에서 편리하게 작업할 수 있으며 작업 중에도 이동이 용이함을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 작업성이 탁월한 붐 모워를 제공함을 알 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 트랙터(100) 부착 붐 모워에 의하면, 사람의 팔과 같은 메뉴퍼레이터를 통해 프레일 모워(60)를 이동시킴으로써 도랑, 가파른 경사지, 울타리의 옆쪽, 수로 주위의 둑과 같은 도달하기 어렵고 작업이 어려운 지역 또는 경작지의 제초작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

또한, 트랙터(100)의 전면에 프레일 모워(60)가 부착됨으로써 작업자의 시야에서 편리하게 작업할 수 있으며 작업 중에도 이동이 용이한 잇점이 있다.

또한, 각종 유압장치를 전기적으로 조작함으로써 작업의 편리성과 안전성을 확보할 수 있다.

또한, 다양한 형태의 제조작업이 가능하다.

또한, 제초를 위한 일정한 회전수를 얻을 수 있게되어 안정적이고 안전한 제초작업이 가능해진다.

Claims (9)

1. 트랙터의 전방에 설치되는 베이스와, 상기 베이스에 회전가능하게 장착되는 선회대와, 상기 선회대 끝단에 회동가능하게 설치되고 선회대에 설치된 유압실린더에 연결되어 회동되는 붐, 상기 붐 끝단에 링크결합되고 붐에 설치된 유압실린더에 연결되어 회동되는 제1아암, 상기 제1아암의 끝단에 링크결합되고 상기 붐에 설치된 유압실린더에 연결되어 회동되는 제2아암, 상기 제2아암의 끝단에 설치되는 모워, 상기 각 구성부를 구동시키기 위한 유압부 및 제어부를 포함하는 트랙터 부착 붐 모워.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 선회대는 하단에 설치된 회전축이 상기 베이스 상에 수직방향으로 축결합되고, 상기 베이스 일측에는 유압모터와 이 유압모터에 연결되어 회전되는 웜이 설치되며, 상기 선회대의 회전축 상에는 상기 웜과 치합되는 웜기어가 고정설치된 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 모워는 외형을 이루는 하우징과, 이 하우징 내측 하단에 회전가능하게 설치되어 잡초나 나뭇가지 등을 절단하기 위한 프레일날, 상기 하우징 일측에 설치되고 상기 프레일날에 연결되어 프레일날을 회전 구동시키기 위한 유압모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 유압모터의 회전축에 설치되는 원동기어와, 상기 하우징 일측에 설치되고 상기 원동기어에 맞물리는 피동기어, 이 피동기어의 축에 설치되는 원동풀리, 상기 프레일날의 회전축에 설치되는 피동풀리 및 각 풀리를 연결하는 밸트를 포함하여 유압모터의 구동력을 증속시키도록 된 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 모워는 상기 제2아암의 끝단에 회동가능하게 축결합되는 링크부재를 매개로 설치되며, 상기 링크부재와 상기 하우징 사이에는 모워를 링크부재에 대해 회동시키기 위한 회동수단이 더욱 설치되고, 상기 회동수단은 상기 하우징 상부에 길이방향으로 설치되는 양로드 유압실린더와, 이 양로드 유압실린더의 피스톤로드 선단에 설치되어 유압실린더의 길이방향으로 놓여지고 표면에는 랙이 형성된 랙바, 상기 하우징에 설치되어 상기 랙바의 랙에 치합되어 회전되는 피니언기어, 상기 하우징과 결합되는 링크부재의 축에 고정설치되고 상기 피니언기어에 맞물리는 피동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 하우징의 하단 뒤쪽에는 지지롤러가 폭방향으로 장착되고, 앞쪽에는 브라켓을 매개로 지지바퀴가 설치된 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 유압부는 각 구성부의 유압실린더와 유압모터로 유압을 공급/드레인시키기 위한 펌프라인과 탱크라인, 상기 펌프라인 상에 설치되어 각 구성부로 유압을 배분하는 오일 콘트롤 밸브, 상기 각 유압실린더와 유압모터로 인가되는 유압을 제어하는 솔레노이드밸브, 상기 각 유압실린더와 유압모터의 출측에 설치되는 유량제어밸브를 포함하는 트랙터 부착 붐 모워.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 탱크라인 상에 설치되는 릴리프 밸브를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 유압부는 상기 각 밸브를 제어작동시키도록 트랙터의 운전석에 설치되는 컨트롤박스와, 이 컨트롤박스 전면에 설치되어 트랙터의 배터리 전원을 상기 각 밸브로 인가하기 위한 스위치를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙터 부착 붐 모워.

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