KR101059990B1

KR101059990B1 - 칩하베스터

Info

Publication number: KR101059990B1
Application number: KR1020110061525A
Authority: KR
Inventors: 박상준; 오경춘
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2011-08-29

Abstract

미이용 산림부산물에 대한 수집, 파쇄 및 운반이 동시에 구현하는 칩하베스터가 소개된다. 이 칩하베스터는 전방차체 및 후방차체가 회동 가능하게 연결되는 차체부와, 전방차체의 양측에 설치되는 복수의 전방바퀴와, 후방차체의 양측에 설치되는 복수의 후방바퀴와, 전방바퀴와 후방바퀴를 구동하기 위한 복수의 회전모터로 구성되는 주행부와, 자재의 클램핑이 가능하도록 접힘 및 펼침이 가능한 암과 집게로 구성되어 후방차체에 설치되는 크레인부와, 크레인부를 통해 수집된 자재를 파쇄하기 위한 파쇄디스크가 구비되어 후방차체에 설치되는 파쇄부와, 후방자체의 측단에 힌지 연결되고 파쇄부에서 파쇄된 자재(칩, chip)를 수집하기 위한 적재공간을 가지는 적재함과, 적재함을 측방향으로 승하강 회전시키기 위한 덤프 실린더로 구성된 적재부와, 회전모터를 회전구동하는 메인펌프와, 크레인부, 덤프 실린더를 작동시키고 전방바퀴를 조향시키기 위한 구동력을 제공하는 보조펌프를 구비한 동력부를 포함하여 구성된다.

Description

칩하베스터{CHIP HARVESTER}

본 발명은 칩하베스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미이용 산림부산물에 대한 수집, 파쇄 및 운반이 동시에 구현하는 칩하베스터에 관한 것이다.

요즈음 국제유가 및 온실가스 배출량 감축 문제, 탄소배출권, 지구온난화 대책 등을 해결하기 위해, 기존의 화석연료를 대체할 신재생에너지로 산림바이오매스에너지인 목재칩과 목재펠릿 등의 목재바이오에너지가 급속도로 대두되고 있으며, 산지 등에 방치되고 있는 미이용 산림부산물을 효율적으로 이용할 필요성이 크게 증가되고 있다.

미이용 산림부산물을 이용하기 위해, 우리나라에서 일반적으로 많이 사용하고 있는 목재생산방법은 작업자가 체인톱을 이용하여 벌도작업을 실시한 후, 임내에서 가지자르기 및 원목 절동작업의 조재작업을 실시한다. 벌도 및 조재작업 후, 굴삭기에 부착한 우드그랩을 사용하여 벌목, 조재된 단목을 임내작업차(영운기)나 집재용 트럭이 주행할 수 있는 작업도까지 집어던져 내리는 하산 집재방식을 실시한다. 여기서, 하산 집재방식은 굴삭기 우드그랩이 임지의 상부로 올라가면서 지엽을 한쪽으로 모아쌓고, 또 한쪽으로는 단목을 모아쌓은 후 다시 임지의 상부에서 하부로 내려오면서 지엽을 한쪽으로 쌓고 단목은 올라가면서 쌓아놓은 쪽으로 모으면서 전체 단목을 집어던져 내려와 모으는 방식이다. 이후, 굴삭기 우드그랩에 의해 개설된 작업도를 임내작업차(영운기) 또는 집재용 트럭에 의해 임외 집하장 또는 토장까지 소운재하는 소운재작업을 실시하고, 임외 집하장 또는 토장에 소운재된 원목을 다시 굴삭기 우드그랩에 의해 집적작업하여 원목을 쌓아 놓는 작업을 실시한다. 쌓아 놓은 원목은 최종 소비지인 제재소 등으로 트럭에 의해 반출 운송되고, 이때, 운재를 위한 트럭 상차작업도 병행한다.

그러나, 벌도, 가지치기 및 조재작업 등 목재생산작업에서 발생되는 미이용 산림 부산물은, 노동력의 고령화와 수집, 운반용 임업기계의 부족 등에 따른 임업기계화 미비와 더불어 수집, 운반비용이 매우 크기 때문에 대부분의 산림 부산물들이 산지내에 방치되고 있는 실정이다.

또한, 목재페자재나 대도시 가로수 전정목은 쓰레기 운반차 등에 의해 대도시의 복잡한 도로에서 비효율적으로 수집 운반되고 있으며, 폐자재로 취급되어 미이용되고 있는 현실이다.

따라서, 임업소득 증대, 산림바이오매스 자원의 효율적인 활용, 임업기계화의 촉진 및 국산 임업기계 연구 개발의 기술력 확보 등을 위한 방안으로서, 산지내 미이용 산림부산물뿐만 아니라, 목재폐자재, 대도시 가로수 등의 자재를 효율적으로 수집, 파쇄 및 운반하여 미이용 산림부산물의 활용도 및 효용가치를 높이고 환경친화적인 에너지자원을 확보할 수 있는 칩하베스터(Chip-harvester)의 개발이 요구되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 산지내 미이용 산림부산물 및 목재폐자제, 가로수 전정목 등을 효율적으로 수집, 파쇄 및 운반할 수 있는 칩하베스터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터는, 차체부, 주행부, 크레인부, 파쇄부, 적재부 및 동력부를 포함하고, 상기 차체부는 전방차체 및 후방차체가 회동 가능하게 연결되고, 주행부는 상기 전방차체의 양측에 설치되는 복수의 전방바퀴와, 상기 후방차체의 양측에 설치되는 복수의 후방바퀴와, 상기 전방바퀴와 후방바퀴를 구동하기 위한 복수의 회전모터로 구성되고, 크레인부는 자재의 클램핑이 가능하도록 접힘 및 펼침이 가능한 암과 집게로 구성되어 상기 후방차체에 설치되고, 파쇄부는 상기 크레인부를 통해 수집된 자재를 파쇄하기 위한 파쇄디스크가 구비되어 상기 후방차체에 설치되고, 적재부는 상기 후방차체의 측단에 힌지 연결되고 상기 파쇄부에서 파쇄된 자재(칩, chip)를 수집하기 위한 적재공간을 가지는 적재함과, 상기 적재함을 측방향으로 승하강 회전시키기 위한 덤프 실린더로 구성되고, 동력부는 상기 회전모터를 회전구동하는 메인펌프와, 상기 크레인부, 덤프 실린더를 작동시키고 상기 전방차체 및 후방차체를 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)으로 조향시키기 위한 회동실린더에 구동력을 제공하는 보조펌프를 구비한다.

바람직하게, 상기 파쇄부는 상기 크레인부와 적재부 사이에 배치되는 케이스와, 복수의 파쇄날이 장착된 파쇄디스크의 회전력에 의해 자재를 파쇄하는 파쇄기를 포함하고, 상기 케이스에는 상기 크레인부로부터 자재의 투입이 이루어지는 투입구와 파쇄된 자재(칩, chip)가 적재함을 향해 배출이 이루어지는 배출구가 구비된다.

바람직하게, 상기 후방차체의 하부에는 양단에 유동프레임의 중앙부가 힌지 연결되는 지지프레임이 폭방향으로 배치되고, 상기 유동프레임의 전, 후단부에는 회전모터를 매개로 한 쌍의 후방바퀴가 각각 마련된다.

바람직하게, 상기 전방차체의 후단과 후방차체의 전단은 상, 하로 배치된 한 쌍의 힌지편과, 상기 한 쌍의 힌지편 사이 공간에 배치된 회동 실린더를 매개로 회동 가능하게 연결하는 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)을 채택한다.

바람직하게, 상기 덤프 실린더는 상기 후방차체의 일측에 설치되는 실린더 몸체와, 일단이 상기 적재함의 하부에 힌지 연결되고 타단이 상기 실린더 몸체의 선단에 입출가능하게 연결되는 작동 로드로 구성되어, 상기 적재함을 측방으로 경사시켜 상기 적재함에 적재된 자재(칩, chip)를 하차시킨다.

바람직하게, 상기 메인펌프는 상기 후방바퀴의 회전모터에 병렬로 연결되어 구동력을 제공하는 제1 메인펌프와, 상기 전방바퀴의 회전모터와 전후진 전기 조작스위치에 연결되어 구동력을 제공하는 제2 메인펌프로 구성되고, 상기 보조펌프는 상기 크레인부, 덤프 실린더를 작동시키기 위한 유압력을 제공하는 제1 보조펌프와, 상기 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)에 사용되는 2개의 회동실린더에 유압력을 제공하는 제2 보조펌프로 구성된다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 칩하베스터는, 차체부, 주행부, 크레인부, 파쇄부, 적재부 및 동력부를 포함하고, 주행부는 차체부의 전방 양측에 설치되는 복수의 전방바퀴와, 차체부의 후방 양측에 설치되는 무한 궤도형으로 회전하는 복수의 후방 크롤러와, 상기 전방바퀴와 후방 크롤러를 구동하기 위한 복수의 회전모터로 구성되고, 크레인부는 자재의 클램핑이 가능하도록 접힘 및 펼침이 가능한 암과 집게로 구성되어 상기 차체부의 후방에 설치되고, 파쇄부는 상기 크레인부를 통해 수집된 자재를 파쇄하기 위한 파쇄디스크가 구비되어 상기 차체부의 후방에 설치되고, 적재부는 상기 차체부의 후방 측단에 힌지 연결되고 상기 파쇄부에서 파쇄된 자재(칩, chip)가 수집하기 위한 적재공간을 가지는 적재함과, 상기 적재함을 측방향으로 승하강 회전시키기 위한 덤프 실린더로 구성되고, 동력부는 상기 회전모터를 회전구동하는 메인펌프와, 상기 크레인부, 덤프 실린더를 작동시키고 상기 전방바퀴를 조향시키기 위한 구동력을 제공하는 보조펌프를 구비한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 칩하베스터는, 트럭 형태의 차체부에 주행부, 크레인부, 파쇄부, 적재부 및 동력부가 장착되는 구조로, 차체부는 통상의 트럭 형태인 하나의 차체로 구성되고, 주행부는 차체의 양측에 각각 1개 전방바퀴가 조향가능하게 설치되고, 후방차체의 양측에 각각 1개의 후방바퀴가 설치된다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 자재의 수집을 위한 크레인부와, 수집된 자재를 파쇄하기 위한 파쇄부와, 이동을 위한 주행부를 모두 구비함으로써, 산지내 미이용 산림부산물 및 목재폐자제, 가로수 전정목 등과 같은 산림바이오매스자원을 효율적으로 수집, 파쇄 및 운반할 수 있고, 이를 통해, 환경미화의 효과, 인건비 등의 절감 및 목재바이오에너지자원으로의 활용을 구현할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 차체의 전후부인 전방차체와 후방차체가 회동가능하게 관절식으로 분리되어 항상 6륜이 지면에 접촉할 수 있는 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)을 채택하여 연결됨으로써, 칩하베스터의 주행시 회전반경 단축, 요철형 지면에서의 견인력 향상, 차체의 안정성 확보 등으로 원활하고 안정적으로 코너링할 수 있다는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 한 쌍의 후방바퀴가 유동프레임을 통해 유동가능하게 구성됨으로써, 칩하베스터가 장애물을 타고 넘는 경우 장애물로 인한 충격을 완충하여 원활한 주행과 안정성을 유지할 수 있다는 이점이 있다.

넷째, 본 발명은 저탄소 녹색성장 정책에 발맞추고, 산주의 소득 증대, 산림바이오매스 수집 운반비용 절감으로 인한 목재 칩, 펠릿 등의 가격 경쟁력 증대에 기여할 수 있다는 이점이 있다.

다섯째, 본 발명은 임업기계에 대한 기술개발로 기술력을 확보함으로써, 수입한 임업기계에 비하여 부속품들의 소모와 사용에 따른 여러 가지 문제를 해소하고, 신속하고 편리한 A/S 체제 및 지원으로 사용상의 다양한 편리성을 확보할 수 있으며, 임업의 발전과 숲가꾸기사업의 산물이용 확대, 임업기계의 수요에 맞는 임업기계보급과 임업기계화의 활성화에 기여하며, 산주의 소득증대에도 기여할 수 있다는 이점이 있다.

여섯째, 본 발명은 부족하고 고령화된 농산촌의 인구에 따른 임업노동력을 대체하고 효율적인 숲가꾸기사업을 추진하며, 향후 증가할 산림바이오매스자원의 수요충족과 산불 및 산사태 등에 의한 자연재해 등을 방지하고, 우리나라 저탄소 녹색성장의 정책에 부응하여 임업의 발전과 산림바이오매스 자원의 효율적인 활용, 임업기계화의 촉진, 국산 임업기계 연구 개발의 기술력 확보 등을 구현할 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터를 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터를 도시한 평면도.
도 3a 내지 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 유동프레임을 도시한 측면도 및 평면도.
도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 파쇄부를 도시한 구성도.
도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 파쇄기를 도시한 측단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터를 도시한 후면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 동력부를 도시한 구성도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩하베스터를 도시한 측단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩하베스터를 도시한 후면도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 칩하베스터를 도시한 측단면도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 측단면을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 평면을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의한 칩하베스터는, 차체부(100)와, 차체부(100)를 이동시키기 위한 주행부(200)와, 자재를 클램핑하는 크레인부(300)와, 클램핑된 자재를 파쇄하는 파쇄부(400)와, 파쇄된 자재를 적재하기 위한 적재부(500)와, 상기의 구성에 구동력을 제공하는 동력부(600)를 포함한다.

특히, 본 발명에 따른 차체부(100)는, 전방차체(110) 및 후방차체(120)가 회동 가능하게 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)으로 연결되어 칩하베스터의 방향 전환시 원활한 코너링을 구현한다. 주행부(200)는 한 쌍의 전방바퀴(210)와 두 쌍의 후방바퀴(220)가 회전모터(230)에 의해 구동되는 구성으로, 등판능력과 작업안정성을 확보하는 6륜 구동시스템이 적용된다. 크레인부(300)는 실린더와 연결링크 방식을 이용한 접힘 및 펼침작용으로 자재의 용이한 클램핑을 구현한다. 파쇄부(400)는 크레인부(300)에 의해 수집된 자재를 파쇄하기 위해, 원판의 회전력을 이용한 파쇄디스크(411)를 통해 별도의 분출기 없이 파쇄된 자재(칩, chip)를 적재부(500)로 불어 올려져 이동시킨다. 적재부(500)는 적재함(510)을 측방향으로 승하강 회전이 가능하게 설계하여 적재함(510)에 수집된 적재물을 측방으로 하차시킨다. 동력부(600)는 브레이크가 내장된 회전모터(230)를 사용한 유압식 제동방식을 채택한다.

상술한 구성을 보다 명확히 설명하기 위하여 해당 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 2를 다시 참조하면, 차체부(100)는 엔진(160), 운전석(150) 및 전방바퀴(210) 등이 구비되는 전방차체(110)와, 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 후방바퀴(220) 등이 구비되는 후방차체(120)로 구성되는데, 이들 전방차체(110) 및 후방차체(120)가 힌지편(140) 및 회동 실린더(130)를 매개로 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)으로 회동 가능하게 연결된다.

여기서, 힌지편(140)은 전방차체(110)의 후단과 후방차체(120)의 전단에 각각 상, 하로 배치되는 한 쌍으로 구성되고, 이들 한 쌍의 힌지편(140) 사이 공간에는 회동 실린더(130)가 마련된다. 회동 실린더(130)는 전방차체(110)의 후단에 설치되는 회동몸체(130a)와, 일단이 후방차체(120)의 전단에 힌지 연결되고 타단이 회동몸체(130a)의 선단에 입출가능하게 연결되는 회동로드(130b)로 구성되어, 차체부(100)의 양측에 2개 배치됨으로써, 칩하베스터의 회전 이동시 급격환 방향전환을 방지하는 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)을 채택하여 원활한 코너링이 구현될 수 있도록 한다.

주행부(200)는 전방차체(110)의 양측에 설치되는 한 쌍의 전방바퀴(210)와, 후방차체(120)의 양측에 설치되는 두 쌍의 후방바퀴(220)를 포함하고, 이들 전방바퀴(210) 및 후방바퀴(220)에는 유압을 이용하여 구동력을 전달하는 회전모터(230)가 각각 마련된다. 이에 따라, 주행부(200)는 회전모터(230)를 정,역방향으로 회전시켜 차체부(100)를 전진시키거나 후진시킬 수 있다.

이 주행부(200)의 전방바퀴(210) 및 후방바퀴(220)는 회전모터(230)의 주위에 고무타이어가 배치되므로, 차량의 이동중에 작업로를 보호하고, 소음이 적으며, 노면의 충격을 완화시킬 수 있으며, 이들 전방바퀴(210) 및 후방바퀴(220)에는 각각 전후륜 독립 현가방식이 적용되고, 제동 브레이커는 브레이크 내장 유압모터에 의한 유압 브레이크 방식이 적용된다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 유동프레임 측면 및 평면을 나타낸 도면이다.

또한, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 주행부(200)의 후방바퀴(220)는 유동프레임(122)을 통해, 상하 유동이 가능한 구조를 구현함으로써, 후방바퀴(220)가 장애물을 타고 넘는 경우 후방바퀴(220)에 전달되는 충격을 완충시킨다. 이를 위해, 후방차체(120)의 하부에는 지지프레임(121)이 폭방향으로 배치되고, 이 지지프레임(121)의 양단에는 유동프레임(122)의 중앙부가 힌지 연결되며, 유동프레임(122)의 전,후단에는 회전모터(230)를 매개로 후방바퀴(220)가 장착된다. 이로써, 후방바퀴(220)가 장애물을 타고 넘게 되면, 유동프레임(122)의 전,후단에 마련된 후방바퀴(220)가 순차적으로 상,하향으로 이동되지만, 칩하베스트의 이동 높이는 일정하게 유지되므로, 칩하베스터의 원활한 주행이 유지될 수 있다.

크레인부(300)는 자재를 집어서 적재하거나 상하차할 수 있도록 접힘 및 펼침이 가능한 굴절식 크레인으로 구성되는데, 본 실시예에서 크레인부(300)는 자재를 클램핑하는 집게(320), 2단 관절식의 암(310)과, 및 암(310)을 접거나 펼치도록 구동시키기 위한 구동실린더(530)로 구성된다. 크레인부(300)는 자재의 적재 및 상하차를 위해 운전석(150)과 적재부(500) 사이에 장착되고, 차체부(100)의 좌우 및 뒤쪽의 자재를 클램핑하여 파쇄부(400)에 투입하거나, 적재부(500)에 적재된 자재(칩, chip)를 외부로 하차할 수 있다.

도 4a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 파쇄부를 나타낸 도면이고, 도 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 파쇄기의 측단면을 나타낸 도면이다.

도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 파쇄부(400)는 크레인부(300)와 적재부(500) 사이공간인 후방차체(120)에 배치되어, 크레인부(300)를 통해 수집된 큰 사이즈의 자재를 작은 사이즈의 칩(Chip)으로 파쇄한다. 특히, 본 실시예에 따른 파쇄부(400)는 원판회전식으로 적재를 파쇄함으로써, 별도의 분출기 없이 파쇄된 자재를 적재부(500)로 이동시킬 수 있다.

예컨대, 파쇄부(400)는 투입구(421) 및 배출구(422)를 갖는 케이스(420)와, 파쇄디스크(411)의 회전속도를 일정 속도 이하로 줄이기 위한 감속기(430)와, 복수의 파쇄날이 장착된 파쇄디스크(411)의 회전력에 의해 자재를 파쇄하는 파쇄기(410)로 구성된다. 여기서, 복수의 파쇄날은 초경양면날로 구성되며, 파쇄날의 양측면 일부를 2도 각도로 경사지게 형성함으로써, 파쇄시 날부가 파쇄홈 사이에 까여지는 현상을 방지하고, 파쇄날의 마모를 최소화할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 후면을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 적재부(500)는 박스 형태의 철제 구조물로 후방차체(120)의 측단에 힌지 연결되는 적재함(510)과, 이 적재함(510)을 측방향으로 회동시키기 위한 덤프 실린더(520)로 이루어진다. 덤프 실린더(520)는 후방차체(120)의 일측에 설치된 실린더 몸체(520a)에 의해 지지되고, 작동로드(520b)를 통해 적재함(510)을 측방으로 경사시켜 적재함(510)에 적재된 자재(칩, chip)가 하차되도록 한다. 여기서, 작동로드(520b)는 일단이 적재함(510)의 하부에 힌지 연결되고 타단이 실린더 몸체(520a)의 선단에 입출가능하게 연결된다. 따라서, 밸브조작을 통해서 덤프 실린더(520)를 들어올리면 적재함(510)의 측방이 상승되면서 내부에 담긴 자재(칩, chip)가 후방차체(120)의 측방으로 하차(dumping)될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩하베스터의 동력부를 나타낸 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 동력부(600)는 디젤과 같은 화석연료를 연소시켜 동력을 발생시키는 엔진(160)을 구비하며, 이 엔진(160)에는 제1 메인펌프(610a), 제2 메인펌프(610b), 제1 보조펌프(620a) 및 제2 보조펌프(620b)가 연결된다. 이 중에서 제1 메인펌프(610a)는 후방바퀴(220)의 회전모터(230)와 배관(630)을 통해 병렬로 연결되어 구동력을 제공하고, 제2 메인펌프(610b)는 전방바퀴(210)의 회전모터(230) 및 전후진 조작 전기스위치와 배관(630)을 통해 연결되어 구동력을 제공하고, 제1 보조펌프(620a)는 크레인부(300), 덤프 실린더(520)를 작동시키기 위한 유압력을 제공하며, 제2 보조펌프(620b)는 차체굴절식 조향방식(Articulated frame steering)에 사용되는 2개의 회동실린더에 유압력을 제공한다.

이 동력부(600)의 제1 및 제2 메인펌프(610a),(610b)는 서로 동일한 유압을 좌,우측 전방바퀴(210)의 회전모터(230)와, 좌,우측 후방바퀴(220)의 회전모터(230)에 제공하여 좌,우측 동일 회전속도의 4륜 구동이 이루어지도록 한다. 그리고 동력부(600)의 전후진 동작은 유압펌프내의 유압의 흐름방향을 바꾸는 전후진 조작 전기스위치를 통해 이루어지는데, 이 전후진 조작 전기스위치는 운전석(150)에 장착되어 전진모드, 중립모드, 후진모드 조절시 유압의 방향을 바꾸어 작업차의 방향을 전후진으로 주행되도록 한다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩하베스터의 측단면을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩하베스터의 후면을 나타낸 도면이다.

한편, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩하베스터는, 반궤도식의 차체부(100)에 주행부(200), 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 동력부(600)가 장착되는 구성이다. 여기서, 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 동력부(600)는 제1 실시예에서 설명한 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 동력부(600) 구성과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 차체부(100)는 하나의 차체로 이루어지는 반궤도식으로 구성되고, 주행부(200)는 차체 전방 양측에 설치되는 복수의 전방바퀴(210)와, 차체 후방의 양측에 설치되는 복수의 후방 크롤러(250)와, 전방바퀴(210)와 후방 크롤러(250)를 구동하기 위한 복수의 회전모터(230)로 구성된다.

특히, 후방 크롤러(250)는 무한 궤도형으로, 회전모터(230)에 의해서 구동 스프로켓(251)이 회전되고, 다수의 종동 스프로켓(252)이 배치되며, 구동 스프로켓(251)과 종동 스프로켓(252)에는, 고무궤도(253)가 무한 궤도형으로 감긴다. 즉, 후방 크롤러(250)는 회전모터(230)의 작동으로 구동 스프로켓(251)이 회전하면, 구동 스프로켓(251)과 종동 스프로켓(252)의 둘레에서 고무궤도(253)가 회전하여 차체부(100)가 전후진된다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 칩하베스터의 측단면을 나타낸 도면이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 칩하베스터는, 트럭 형태의 차체부(100)에 주행부(200), 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 동력부(600)가 장착되는 구조이다. 여기서, 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 동력부(600)는 제1 실시예에서 설명한 크레인부(300), 파쇄부(400), 적재부(500) 및 동력부(600) 구성과 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 차체부(100)는 통상의 트럭 형태인 하나의 차체로 구성되고, 주행부(200)는 차체의 양측에 각각 1개 전방바퀴(210)가 조향가능하게 설치되고, 후방차체(120)의 양측에 각각 1개의 후방바퀴(220)가 설치된다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시동 키를 이용하여 동력부(600)의 엔진(160)을 작동시키면, 동력부(600)의 제1 메인펌프(610a), 제2 메인펌프(610b), 제1 보조펌프(620a) 및 제2 작업펌프(620b)가 작동하여 작동 대기상태가 되고, 전후진 조작 전기스위치를 브레이크 상태의 중립모드에서 전진 또는 후진모드로 전환시키면, 전방바퀴(210)와 후방바퀴(220)의 회전모터(230)에 유압이 공급되므로, 칩하베스터는 작업 현장으로 이동될 수 있다. 이때, 후방바퀴(220)는 유동프레임(122)의 회동작동에 의해 상하 유동이 가능한 구조이므로, 후방바퀴(220)가 장애물을 타고 넘더라도, 칩하베스터의 이동 높이는 일정하게 유지되어 안정적인 주행이 유지될 수 있다.

칩하베스터가 작업 현장에 도달하게 되면, 크레인부(300)를 작동시켜 큰 사이즈의 자재를 파쇄부(400)에 투입하고, 작은 사이즈의 자재를 적재함(510)에 상차한다. 이때, 파쇄부(400)에서는 큰 사이즈의 자재를 작은 사이즈로 파쇄하여 적재부(500)의 적재함(510)으로 이동시킨다.

자재의 파쇄가 완료되면, 자재(칩, chip)를 작업현장으로부터 집합장소로 이송시키게 되는데, 이 이동과정에서 칩하베스터의 전진 이동은 제1 및 제2 메인펌프(610a),(610b)를 통해 이루어지며, 전방바퀴(210)의 조향은 제2 보조펌프(620b)에 연결된 회동실린더를 통하여 차체굴절식 조향장치에 의해 제어한다. 이때, 전방차체(110)와 후방차체(120)는 회동 가능하게 연결되어 있으므로, 칩하베스터는 급격한 방향전환이 발생되더라도 원활한 코너링을 구현할 수 있다.

칩(Chip) 집합장소에 도달하게 되면 자재(칩, chip)의 하차작업을 실시한다. 즉, 덤프 실린더(520)를 작동시키면, 적재함(510)은 후방차체(120)의 측단에 설치된 힌지를 통해 후방차체(120)의 측방으로 회전하면서 적재함(510)의 측방이 상부로 들려지게 되는데, 이 상태에서 적재함(510)에 적재된 자재(칩, chip)는 후방차체(120)의 측방으로 미끄러지면서 정해진 위치의 집합장소에 하차된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 미이용 산림부산물을 효율적으로 수집, 파쇄 및 운반할 수 있으므로, 환경미화의 효과와 인건비 등의 절감, 목재바이오에너지자원으로의 활용이 가능하고, 전방차체와 후방차체가 회동가능하게 연결됨으로써, 칩하베스터의 방향 전환시 원활한 코너링을 구현할 수 있으며, 한 쌍의 후방바퀴가 유동프레임을 통해 유동가능하게 구성되어, 칩하베스터가 장애물을 타고 넘더라도 안정적인 주행이 유지할 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :차체부 110 :전방차체
120 :후방차체 121 :지지프레임
122 :유동프레임 130 :회동실린더
130a :회동몸체 130b :회동로드
140 :힌지편 150 :운전석
160 :엔진 200 :주행부
210 :전방바퀴 220 :후방바퀴
230 :회전모터 300 :크레인부
310 :암 320 :집게
400 :파쇄부 410 :파쇄기
411 :파쇄디스크 420 :케이스
421 :투입구 422 :배출구
430 :감속기 500 :적재부
510 :적재함 520 :덤프실린더
520a :실린더 몸체 520b :작동로드
600 :동력부 610 :메인펌프
610a :제1 메인펌프 610b :제2 메인펌프
620 :보조펌프 620a :제1 보조펌프
620b :제2 보조펌프 630 :배관

Claims

전방차체(110) 및 후방차체(120)가 회동 가능하게 연결되는 차체부(100);
상기 전방차체(110)의 양측에 조향가능하게 설치되는 복수의 전방바퀴(210)와, 상기 후방차체(120)의 양측에 설치되는 복수의 후방바퀴(220)와, 상기 전방바퀴(210)와 후방바퀴(220)를 구동하기 위한 복수의 회전모터(230)로 구성되는 주행부(200);
자재의 클램핑이 가능하도록 접힘 및 펼침이 가능한 암(310)과 집게(320)로 구성되어 상기 후방차체(120)에 설치되는 크레인부(300);
상기 크레인부(300)를 통해 수집된 자재를 파쇄하기 위한 파쇄디스크(411)가 구비되어 상기 후방차체(120)에 설치되는 파쇄부(400);
상기 후방자체의 측단에 힌지 연결되고 상기 파쇄부(400)에서 파쇄된 자재를 수집하기 위한 적재공간을 가지는 적재함(510)과, 상기 적재함(510)을 측방향으로 승하강 회전시키기 위한 덤프 실린더(520)로 구성된 적재부(500); 및
상기 회전모터(230)를 회전구동하는 메인펌프(610)와, 상기 크레인부(300), 덤프 실린더(520)를 작동시키고 상기 전방차체(110) 및 후방차체(120)를 조향시키기 위한 구동력을 제공하는 보조펌프(620)를 구비한 동력부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
청구항 1에 있어서,
상기 파쇄부(400)는 상기 크레인부(300)와 적재부(500) 사이에 배치되는 케이스(420)와, 복수의 파쇄날이 장착된 파쇄디스크(411)의 회전력에 의해 자재를 파쇄하는 파쇄기(410)를 포함하고, 상기 케이스(420)에는 상기 크레인부(300)로부터 자재의 투입이 이루어지는 투입구(421)와 파쇄된 자재(칩, chip)가 적재함(510)을 향해 배출이 이루어지는 배출구(422)가 구비되는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
청구항 1에 있어서,
상기 후방차체(120)의 하부에는 양단에 유동프레임(122)의 중앙부가 힌지 연결되는 지지프레임(121)이 폭방향으로 배치되고, 상기 유동프레임(122)의 전,후단부에는 회전모터(230)를 매개로 한 쌍의 후방바퀴(220)가 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
청구항 1에 있어서,
상기 전방차체(110)의 후단과 후방차체(120)의 전단은 상,하로 배치된 한 쌍의 힌지편(140)과, 상기 한 쌍의 힌지편(140) 사이 공간에 배치된 회동 실린더(130)를 매개로 회동 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
청구항 1에 있어서,
상기 덤프 실린더(520)는 상기 후방차체(120)의 일측에 설치되는 실린더 몸체(520a)와, 일단이 상기 적재함(510)의 하부에 힌지 연결되고 타단이 상기 실린더 몸체(520a)의 선단에 입출가능하게 연결되는 작동로드(520b)로 구성되어, 상기 적재함(510)을 측방으로 경사시켜 상기 적재함(510)에 적재된 자재(칩, chip)를 하차시키는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
청구항 1에 있어서,
상기 메인펌프(610)는 상기 후방바퀴(220)의 회전모터(230)에 병렬로 연결되어 구동력을 제공하는 제1 메인펌프(610a)와, 상기 전방바퀴(210)의 회전모터(230)와 전후진 전기 조작스위치에 연결되어 구동력을 제공하는 제2 메인펌프(610b)로 구성되고, 상기 보조펌프(620)는 상기 크레인부(300), 덤프 실린더(520)를 작동시키기 위한 유압력을 제공하는 제1 보조펌프(620a)와, 상기 전방차체(110) 및 후방차체(120)를 조향시키기 위한 구동력을 제공하는 제2 보조펌프(620a)로 구성되는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
차체부(100)의 전방 양측에 조향가능하게 설치되는 복수의 전방바퀴(210)와, 차체부(100)의 후방 양측에 설치되는 무한 궤도형으로 회전하는 복수의 후방 크롤러와, 상기 전방바퀴(210)와 후방 크롤러(250)를 구동하기 위한 복수의 회전모터(230)로 구성되는 주행부(200);
자재의 클램핑이 가능하도록 접힘 및 펼침이 가능한 암(310)과 집게(320)로 구성되어 상기 차체부(100)의 후방에 설치되는 크레인부(300);
상기 크레인부(300)를 통해 수집된 자재를 파쇄하기 위한 파쇄디스크(411)가 구비되어 상기 차체부(100)의 후방에 설치되는 파쇄부(400);
상기 차체부(100)의 후방의 측단에 힌지 연결되고 상기 파쇄부(400)에서 파쇄된 자재(칩, chip)가 수집하기 위한 적재공간을 가지는 적재함(510)과, 상기 적재함(510)을 측방향으로 승하강 회전시키기 위한 덤프 실린더(520)로 구성된 적재부(500); 및
상기 회전모터(230)를 회전구동하는 메인펌프(610)와, 상기 크레인부(300), 덤프 실린더(520)를 작동시키고 상기 전방바퀴(210)를 조향시키기 위한 구동력을 제공하는 보조펌프(620)를 구비한 동력부(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.
청구항 7에 있어서,
상기 파쇄부(400)는 상기 크레인부(300)와 적재부(500) 사이에 배치되는 케이스(420)와, 복수의 파쇄날이 장착된 파쇄디스크(411)의 회전력에 의해 자재를 파쇄하는 파쇄기(410)를 포함하고, 상기 케이스(420)에는 상기 크레인부(300)로부터 자재의 투입이 이루어지는 투입구(421)와 파쇄된 자재(칩, chip)가 적재함(510)을 향해 배출이 이루어지는 배출구(422)가 구비되는 것을 특징으로 하는 칩하베스터.