KR101127013B1 - 유압그래브가 장착된 굴착기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업장치를 수직축을 중심으로 회전시킴으로써 유압그래브를 회전시키고, 유압그래브의 회전을 통하여 코너부의 굴착이 가능할 뿐만 아니라 유압모터에 작용하는 하중 부하에 따라 유압호스의 권취 또는 이완의 피드백 제어가 가능한 굴착기에 대한 것이다.

본 발명에 따른 굴착기는 본체와, 가이드와, 서포트 스트럭쳐와, 유압실린더와, 회동수단과, 유압그래브와, 윈치수단과, 유압수단을 포함한다. 상기 가이드는 다단으로 신축이 가능한 텔레스코프 형태이다. 상기 서포트 스트럭쳐는 상기 가이드를 지지한다. 상기 유압실린더는 상기 서포트 스트럭쳐를 눕히거나 세울 수 있도록 상기 본체에 장착되고 신축가능하다. 상기 회동수단은 상기 가이드가 상기 서포트 스트럭쳐에 대하여 회동할 수 있도록 상기 가이드와 상기 서포트 스트럭쳐에 연결된다. 상기 유압그래브는 상기 가이드의 하부에 착탈이 가능하게 핀으로 연결된다. 상기 윈치수단은 상기 유압그래브를 상하로 이동시키기 위하여 상기 가이드와 상기 유압그래브에 연결된 와이어와, 상기 와이어를 권치시키는 윈치를 구비한다. 상기 유압수단은 유압모터와, 유압호스와, 로드셀을 구비한다. 상기 유압호스는 상기 유압모터에서 발생하는 유압으로 상기 유압그래브에 유압을 작동시킨다. 상기 로드셀은 상기 유압모터의 하부에 설치된다. 그리고 상기 유압수단은 상기 로드셀에 작용하는 하중으로 상기 유압호스를 권취시키거나 이완시킨다.

굴착기, 유압그래브

Description

유압그래브가 장착된 굴착기{Excavator having hydraulic grab}

본 발명은 굴착기에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 유압그래브의 회전을 통하여 코너부의 굴착이 가능할 뿐만 아니라 유압모터에 작용하는 하중 부하에 따라 유압호스의 권취 또는 이완의 피드백 제어가 가능한 굴착기에 대한 것이다.

종래의 유압그래브 운전의 경우, 유압그래브에 유압을 공급하는 유압호스에 작용하는 하중을 감지하여 유압호스를 권취시키거나 이완시키는 스피드를 조절하였다. 이 경우 유압그래브를 굴착구 내로 빠르게 내릴 때 유압호스를 권취시키기나 이완시키는 스피드를 조절할 수 없었다. 그래서 토양의 구성이 너무 복잡하여 세계에서 굴착이 가장 어렵다고 하는 한국 내 토양에서는 그동안 유압그래브를 사용하는 굴착기가 환영받지 못하였으며, 또한 활성화되지 않은 관계로 기술개발에도 소극적이었다.

또한 유압그래브 장비를 장착하기 위해서 복잡한 제어체계를 구성하여야 하기 때문에 이를 사용한 굴착기는 비교적 고가로 여겨져 대형기계 중심으로 수대 정도가 현재 국내에서 이용되고 있는 형편이다.

유압그래브를 사용하는 종래의 굴착기는 유압호스의 권취 또는 이완을 제어하는 것이 복잡하고, 정밀하지 않다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 굴착기는 코너부를 굴착시 유압그래브를 회전시키기 위하여 스위벨을 사용하였다. 이 경우 스위벨의 회전을 제어하는 가이드가 설치되어야 하며, 가이드가 없는 경우 유압그래브를 회전시킬 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 굴착기는 와이어를 사용하여 일반그래브를 하강시 와이어의 꼬임으로 인하여 일반그래브가 회전하여 굴착을 정확하게 하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 유압호스에 작용하는 장력의 감지 및 피드백 방법을 획기적으로 개선하기 위하여 통상적으로 사용하는 유압호스의 장력에 따른 제어가 아닌 로드셀에 작용하는 하중을 감지하여 이에 따른 피드백 제어를 하여 유압그래브를 하강시킬 수 있는 굴착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 유압그래브의 회전을 통하여 코너부의 굴착이 가능하도록 하는 방법을 개선하여 스위벨을 사용하지 않고도 유압그래브 전체를 회전시킴으로써 용이하게 코너부를 작업할 수 있는 굴착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 유압그래브의 하강시 와이어의 꼬임으로 인하여 유압그래브가 회전하는 것을 방지할 수 있는 굴착기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 굴착기는 본체와, 가이드와, 서포트 스트럭쳐와, 유압실린더와, 회동수단과, 유압그래브와, 윈치수단과, 유압수단을 포함한다. 상기 가이드는 다단으로 신축이 가능한 텔레스코프 형태이다. 상기 서포트 스트럭쳐는 상기 가이드를 지지한다. 상기 유압실린더는 상기 서포트 스트럭쳐를 눕히거나 세울 수 있도록 상기 본체에 장착되고 신축가능하다. 상기 회동수단은 상기 가이드가 상기 서포트 스트럭쳐에 대하여 회동할 수 있도록 상기 가이드와 상기 서포트 스트럭쳐에 연결된다. 상기 유압그래브는 상기 가이드의 하부에 착탈이 가능하게 핀으로 연결된다. 상기 윈치수단은 상기 유압그래브를 상하로 이동시키기 위하여 상기 가이드와 상기 유압그래브에 연결된 와이어와, 상기 와이어를 권치시키는 윈치를 구비한다. 상기 유압수단은 유압모터와, 유압호스와, 로드셀을 구비한다. 상기 유압모터는 상기 본체에 장착된다. 상기 유압호스는 상기 유압모터에서 발생하는 유압으로 상기 유압그래브에 유압을 작동시킨다. 상기 로드셀은 상기 유압모터의 하부에 설치된다. 그리고 상기 유압수단은 상기 로드셀에 작용하는 하중으로 상기 유압호스를 권취시키거나 이완시킨다.

또한, 상기의 굴착기에 있어서, 상기 회동수단은 핀열결부와, 가이드실린더를 구비하는 것이 더 바람직하다. 상기 핀연결부는 상기 가이드가 회동할 수 있게 상기 가이드를 상기 서포트 스트럭쳐에 연결시킨다. 상기 가이드실린더는 유압으로 상기 가이드를 회동시키기 위하여 일단은 상기 가이드에 연결되고 타단은 상기 서포트 스트럭쳐에 연결된다.

또한, 상기의 굴착기에 있어서, 상기 가이드는 신축시 상기 와이어에 의하여 회전하지 않도록 다단의 단면이 사각형인 것이 더 바람직하다.

본 발명에 의하면, 유압모터의 하부에 설치된 로드셀에 작용하는 하중으로 유압호스를 권취하거나 이완할 수 있는 굴착기를 제공함으로써 유압그래브의 하강이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면, 유압그래브를 서포트 스트럭쳐에 대하여 회동시킬 수 있는 회동수단을 구비한 굴착기를 제공함으로써 유압그래브의 회전을 통하여 코너부의 굴착이 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면 단면이 사각형으로 된 다단으로 신축이 가능한 가이드를 구비한 굴착기를 제공함으로써 유압그래브가 하강을 하더라도 가이드가 되기 때문에 와이어의 꼬임으로 인하여 유압그래브가 회전하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 굴착기의 일 실시예의 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시예의 가이드를 신장시킨 개념도이다. 그리고 도 3은 도 1에 도시된 실시예의 회동수단의 개념도이고, 도 4는 도 1에 도시된 실시예의 로드셀의 개념도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 굴착기의 일 실시예를 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 굴착기는 본체(11)와, 가이드(13)와, 서포트 스트럭쳐(15)와, 유압실린더(17)와, 회동수단(19)과, 유압그래브(23)와, 윈치수단(25)과, 유압수단(27)을 포함한다.

본체(11)에는 전체시스템을 제어할 수 있도록 구성된 유압회로, 그리고 각종 센서와 모니터들로 구성된 오퍼레이팅 시스템 등이 있다.

가이드(13)는 신축이 가능한 텔레스코프 형태로서 3단으로 구성된다. 가이드(13)의 각 단의 단면이 사각형으로 되어 가이드(13)가 신축할 때 하술하는 와이어(24)의 꼬임 등으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.

서포트 스트럭쳐(15)는 가이드(13)를 지지하는 역할을 한다. 서포트 스트럭쳐(15)는 가이드(13)와 회동수단(19)으로 연결되어 가이드(13)를 지지한다.

유압실린더(17)는 본체(11)에 장착되어 유압에 의하여 신축가능하며 서포트 스트럭쳐(15)를 눕히거나 세우는 역할을 한다.

회동수단(19)은 가이드(13)를 서포트 스트럭쳐(15)에 연결시켜 가이드(13)를 회동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 회동수단(19)은 핀연결부(20)와 가이드실린더(22)를 구비한다. 핀연결부(20)는 가이드(13)가 서포트 스트럭쳐(15)에 대하여 회동할 수 있기 핀으로 가이드(13)와 서포트 스트럭쳐(15)를 연결시킨다. 가이드실린더(22)는 유압으로 가이드(13)를 회동시키기 위하여 일단은 가이드(13)에 연결되고 타단은 서포트 스트럭쳐(15)에 연결된다. 즉 가이드실린더(22)에 유압이 작용하여 가이드실린더(22)가 신축하면 가이드(13)는 서포트 스트럭쳐(15)에 대하여 회동한다.

유압그래브(23)는 가이드(13)의 하부에 착탈이 가능하게 핀으로 연결된다. 유압그래브(23)는 지면에 닿아서 굴착하는 역할을 한다.

윈치수단(25)은 유압그래브(23)를 상하로 이동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 윈치수단(25)은 와이어(24)와, 윈치(26)를 구비한다. 와이어(24)는 윈치(26) 에 권치되어 가이드(13)와 유압그래브(23)에 연결된다. 윈치(26)는 와이어(24)를 권치하거나 이완시킨다. 윈치(26)가 와이어(24)를 이완시키면 가이드(13)는 신장되고 유압그래브(23)는 하강한다. 종래의 경우 유압그래브(23)가 하강시 와이어의 꼬임 등으로 인하여 유압그래브(23)가 회전하는 현상이 발생하였다. 이 경우 유압그래브(23)가 회전하므로 유압그래브(23)의 버켓이 회전하여 정확한 지점을 굴착하지 못하는 문제점이 발생하였다. 본 실시예의 경우 사각형 단면으로 된 가이드(13)가 신장하므로 와이어의 꼬임이 발생하더라도 가이드(13)가 회전하는 현상을 방지한다. 그래서 가이드(13)의 하부에 결합한 유압그래브(23)가 회전하지 않고 하강을 할 수 있다. 윈치(26)가 와이어(24)를 권치시키면 가이드(13)는 수축되어 유압그래브(23)가 상승한다.

유압수단(27)은 유압모터(32)와, 유압호스(28)와 로드셀(34)을 구비한다. 유압모터(32)는 유압을 발생시킨다. 유압호스(28)는 유압모터(32)에서 발생한 유압을 유압그래브(23)에 작용시킬 수 있도록 연결된다. 로드셀(34)은 유압모터(32)의 하부에 장착된다. 유압그래브(23)가 하강할 경우 유압호스(28)는 이완되어야 하고 유압그래브(23)가 상승할 경우 유압호스(28)는 권취되어야 한다. 종래에는 유압호스(28)에 작용하는 장력으로 이러한 유압호스(28)가 이완되고 권취되는 것을 제어하였다. 이 경우 유압호스(28)가 권취된 정도에 따라서 유압호스(28)에 작용하는 장력이 변하여서 정확하게 피드백 제어를 하는 것이 상당히 까다로웠다. 그래서 본 실시예의 경우 유압모터(32)의 하부에 로드셀(34)을 장착하여 로드셀(34)에 작용하는 하중으로 유압호스(28)가 이완되고 권치되는 것을 제어한다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴착기의 동작에 대하여 설명한다.

본체(11)의 운전실에서 유압그래브(23)를 하강시키는 명령을 주게 되면 윈치(26)가 와이어(24)를 풀게 되고, 이 경우 자중에 의해서 유압그래브(23)가 하강하게 된다. 이때 유압그래브(23)의 하강에 맞추어 유압호스(28)는 풀리도록 유압회로와 관련센서에 의해 제어된다. 가이드(13)가 신장되면서 유압그래브(23)는 회전하지 않고 그대로 내려온다. 유압그래브(23)가 어느 정도의 길이에 다다른 후 토사 조건에 따라서는 유압그래브(23)를 하강시킬 필요가 있다. 이때 본체(11)의 운전실에서 하강신호를 주게 되면 윈치(26)가 프리폴 기능으로 전환되어 유압회로가 무한루프회로를 형성하여 유압모터(32)를 회전시킴으로써 유압그래브(23)가 하강 된다. 일단 유압그래브(23)가 토사에 닿게 되면 윈치(26)의 동작을 멈춘 후 유압그래브(23)의 버켓을 닫는 신호를 주게 되며, 이 신호를 따라 굴착기의 본체(11)에서부터 유압호스(28)를 통하여 유압그래브(23)에 유압을 작동시켜 버켓을 닫게 된다. 그러면 토사가 버켓에 담기게 된다. 상기 동작이 완료되면 윈치(26)를 감아서 유압그래브(23)를 지상으로 인양한 후 굴착기 본체(11)의 상부를 회전시켜서 일정지역에 두고 유압그래브(23)의 버켓을 열어주면 버켓 내의 토사가 방출된다. 굴착기 본체(11)의 접근이 곤란한 구석부분의 굴착은 회동수단(19)의 가이더실린더(22)를 사용하여 유압그래브(23)를 회동시킴으로써 사각지역에서의 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 굴착기의 일 실시예의 개념도,

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 가이드를 신장시킨 개념도,

도 3은 도 1에 도시된 실시예의 회동수단의 개념도,

도 4는 도 1에 도시된 실시예의 로드셀의 개념도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

11 : 본체 13 : 가이드

15 : 서포트 스트럭쳐 17 : 유압실린더

19 : 회동수단 20 : 핀연결부

22 : 가이드실린더 23 : 유압그래브

25 : 윈치수단 24 : 와이어

26 : 윈치 27 : 유압수단

28 : 유압호스 32 : 유압모터

34 : 로드셀

Claims (3)

1. 본체와,

   다단으로 신축이 가능한 텔레스코프 형태의 가이드와,

   상기 가이드에 접촉하여 상기 가이드를 지지하기 위한 서포트 스트럭쳐와,

   상기 서포트 스트럭쳐를 눕히거나 세울 수 있도록 상기 본체에 장착된 신축가능한 유압실린더와,

   상기 가이드가 상기 서포트 스트럭쳐에 대하여 회동할 수 있도록 상기 가이드와 상기 서포트 스트럭쳐에 연결된 회동수단과,

   상기 가이드의 하부에 착탈이 가능하게 핀으로 연결된 유압그래브와,

   상기 유압그래브를 상하로 이동시키기 위하여 상기 가이드와 상기 유압그래브에 연결된 와이어와, 상기 와이어를 권치시키는 윈치를 구비한 윈치수단과,

   상기 본체에 장착된 유압모터와, 상기 유압모터에서 발생하는 유압으로 상기 유압그래브에 유압을 작동시키는 유압호스와, 상기 유압모터의 하부에 설치된 로드셀을 구비하여, 상기 로드셀에 작용하는 하중으로 상기 유압호스를 권치시키거나 이완시키는 유압수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴착기.
2. 제1항에 있어서, 상기 회동수단은

   상기 가이드가 회동할 수 있게 상기 가이드를 상기 서포트 스트럭쳐에 연결시키는 핀연결부와,

   유압으로 상기 가이드를 회동시키기 위하여 일단은 상기 가이드에 연결되고 타단은 상기 서포트 스트럭쳐에 연결된 가이드실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 굴착기.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가이드는 신축시 상기 와이어에 의하여 회전하지 않도록 다단의 단면이 사각형인 것을 특징으로 하는 굴착기.

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