KR101511810B1 - 신장식 프레임 작업 차량 - Google Patents

Abstract

신장식 프레임 작업 차량은 개선된 다목적성, 안전성 및 효율성을 제공한다. 이러한 차량은 서로에 대해 신축가능한 전방 및 후방 부분들을 포함하는 조절식 프레임을 포함한다. 전방 부분은 제1 쌍의 휠에 의해 지지되며, 상기 후방 부분은 제2 쌍의 휠에 의해 지지된다. 각각의 휠은 독립적으로 구동되고, 스티어링된다. 또한 차량은 프레임의 후방 부분에 장착된 엔진을 포함한다. 전자-유압식 조립체는 상기 차량으로 일체구성되며, 상기 전자-유압식 조립체에 따라 조절식 프레임은 신축이 가능하다. 상기 조립체는 센서-반응식 마이크로프로세서 컨트롤러, 하나 이상의 유압식 펌프, 하나 이상의 유압식 구동 모터 및 하나 이상의 밸브 네트워크를 포함한다.

Description

신장식 프레임 작업 차량{EXTENDABLE FRAME WORK VEHICLE}

일반적으로, 본 발명은 신장식 프레임 차량에 관한 것으로, 보다 특히 다양한 건설, 조경, 주택, 농업 및 산업용 작업을 개선된 효율성에 따라 수행할 수 있는 신장식 프레임 작업 차량에 관한 것이다.

최근 수십 년간, 건설 설비의 기능은 다양한 작업 현장에서 작업을 하는 사람에 대해 유용한 특수 장치와 차량을 제공해야하기 때문에 매우 급격히 증가되져 왔다. 다양한 프로젝트를 수행하기 위하여, 다양한 특수화된 차량이 대형 트럭 또는 트레일러 상의 특정의 작업위치로 제공되어야 한다. 이러한 차량은 스키드 스티어 로더, 프론드 엔드 로더, 백홀, 험지용 포크리프트 또는 다수의 트럭 및 이와 유사한 장치를 포함할 수 있다. 이러한 다양한 설비들을 입수하고 운송하는 것은 용이치 않을 수 있으며, 비용이 많이 소요될 수 있다. 게다가, 이러한 다양한 차량에 대한 다수의 스티어링 및 컨트롤 시스템의 조종 작업은 힘든 일로써 알려졌다. 때때로, 예를 들어 특정 작업을 위해 필요한 장치의 개수를 감소시키는 것은 선호될 수 있다. 이는 특히 다양한 장치의 기능을 희생시키지 않고 이러한 감소가 수행될 수 있을 때이다. 몇몇의 이전의 차량의 선택된 유용한 특징들을 조합하고, 이러한 특징들을 보다 유용하며 다목적성으로 만드는 차량이 당업자에게 특히 선호된다. 스키드 스티어 차량과 같이 짧은 휠베이스를 포함한 고기동성 작업 차량은 넓음 범위의 농업, 건설 및 산업 프로젝트에 대해 상당히 유용한 것으로 입증되었으며, 가장 다목적성의 작업 차량들 중 하나인 것으로 여겨져 왔다. 일반적으로, 이러한 차량은 강성의 프레임, 일련의 독립 구동식 우측 및 좌측 휠, 운전석, 엔진, 유압식 시스템 및 다양한 부속품(예를 들어 버킷, 트렌처, 등등)들이 결합되는 리프트 암을 포함한다. 이러한 스키드 스티어 차량들의 우수성은 스티어링의 조작성 및 컨트롤, 스피드, 여러 환경에 대한 적응성, 부속품 교체 용이성 및 일반적으로 초기 설계에 있어서 폭 넓게 찾아볼 수 있다.

이러한 차량에 의해 제공된 다양한 장점에도 불구하고, 이러한 차량은 구조 또는 설계로 인한 단점을 가진다. 또한 이는 안전성에 문제가 있다. 예를 들어, 스키드 스티어 차량이 붐, 버킷 또는 그 외의 다른 부속품을 이용하여 물품들을 들어올릴 때, 안전하게 이동될 수 있는 적재물의 크기는 종래의 스키드 스티어 차량의 상대적으로 짧은 휠베이스로 인해 작아질 수 있다. 종종, 짧은 휠베이스는 전복 또는 원치 않은 움직임을 방지하기 위하여 충분히 안정적인 구조물 또는 평형추를 제공하지 못한다. 유사하게, 짧은 휠베이스를 포함한 차량 내에서 가파른 지형을 가로지를 때, 특히 적재물을 운반할 때 문제점이 야기될 수 있다. 상대적으로 큰 휠베이스를 포함한 다양한 트럭과 차량이 과거에는 다양한 작업을 위해 이용되어 왔을지라도, 일반적으로 이러한 차량은 상당히 감소된 기동성과 동작의 민첩성을 가진다. 트럭 및 건설 차량은 신장식 휠베이스 또는 바디 부재를 포함하는 것으로 의도되어 왔다. 그러나, 일반적으로 이러한 차량은 스키드 스티어에 비해 상대적으로 긴 스티어링 반경을 가지며, 기동성이 작다. 이는 이러한 장치의 유용성을 제한한다.

또한, 종래의 스키드 스티어 스티어링 시스템은 작업 현장에서의 마모 및 파열에 관한 단점을 가진다. 표준 작업에 따라 특히 지면이 무른 지반일 경우 차량 휠은 지면 내로 파고들어간다. 작동 환경의 다양성을 조절하고, 고려되며, 작동되는 표면에 적합한 스티어링 시스템과 형상이 선호된다.

작업 차량이 작동되어야 하는 다양한 잠재적 환경과 특정의 건설 환경 내에 고유의 위험성이 존재하기 때문에, 이러한 위험성을 극복하는 차량이 특히 선호된다. 예를 들어, 이러한 작업 차량의 운전자는 너무 가파른 경사를 지나가거나 이러한 환경에서 너무 무거운 적재물을 들어올리거나, 조작하기에 어려운 익숙지 않은 컨트롤을 가진 차량을 구동시키거나 또는 시야가 제한되거나 또는 불안전한 상황에 노출되는 영역에서 조작하려 한다. 적당하지 못하거나 또는 안전하지 못한 환경을 감지하고 방지하기 위한 능력이 작업 차량 운전자에게 중요하다. 일반적으로, 현존하는 형상들은 이러한 위험성을 대처하지 못할 수 있으며, 대부분의 작업 차량은 이러한 위험성을 대처하기에 어렵다. 예를 들어, 프론트 엔드 로더는 들어올려지는 적재물이 너무 무겁기 때문에 불안전한 상태로 되었을 때, 운전자는 차량이 전복되는 것을 방지하기 위하여 신속히 적재물이 투하시키는 반사작용에 의존된다.

따라서, 상당한 다목적성, 효율성 및 안전성을 제공하는 작업 차량을 제공하는 것이 선호된다. 개선된 작업 차량은 과거의 방법과 장치에서 경험하는 문제점과 한계점을 극복한다.

본 발명은 개선된 다목적성, 안전성 및 효율성을 제공하는 신장식 프레임 작업 차량을 제공한다.

이러한 차량은 조절식 휠베이스, 복수의 스티어링 모드 및 독립 구동식 휠을 포함한다. 또한, 작업 차량은 다양한 작업 설비 및 지형 조건에 의해 제공되는 다양한 높이와 각도에 대해 차량에 의해 들어올려 지는 다양한 중량들을 보상하기 위해 이용될 수 있는 가변 중량 분배 시스템을 가진다. 따라서, 센서-반응식 마이크로프로세서 컨트롤러, 복수의 센서, 하나 이상의 유압식 펌프, 하나 이상의 유압식 구동 모터 및 밸브 네트워크를 포함한 전자-유압식 시스템이 제공된다. 따라서, 전자-유압식 시스템에 따라 휠베이스의 가변식 신장(extension) 및 수축(retraction)이 가능하고, 다양한 모드로 휠이 구동되고 스티어링될 수 있으며, 다양한 후방 부속품을 이용할 수 있고, 안전성이 개선된다.

본 발명은 경사를 포함한 지형 조건과 그 외의 다른 바람직하지 못한 변형물에서 안전하게 작동되며, 상대적으로 큰 리프트 로드 용량을 안전하게 제공할 수 있는 다양한 작업 차량의 실시예 및 차량과 이의 부속물 설비 조합물에 대해 추가로 고려된다. 이러한 실시예는 조절식 붐 암이 장착되고, 작업 위치를 결정하고 모니터링하기 위한 부속품을 포함한 GPS 시스템이 장착된다.

본 발명의 중요한 특징은 부착된 설비 또는 보조 시스템을 가변시킴으로써 다양한 설비를 필요로 하는 다양한 업무들이 단일의 차량으로 수행될 수 있다. 추가적으로, 기술된 바와 같이, 본 발명은 다양한 작업에 관한 차량의 안전성을 증대시킨다.

도 1은 컴팩트하거나 또는 완벽히 수축된 형상으로 도시된 본 발명에 따르는 작업 차량의 투시도.
도 2는 도 1에서의 작업 차량의 측면도.
도 3은 제2 신장부가 펼쳐진 도 1의 작업 차량의 측면도.
도 4는 제1 신장부가 펼쳐진 도 1의 작업 차량의 측면도.
도 5는 펼쳐진 제1 및 제2 신장부를 도시하는 도 1의 작업 차량의 측면도.
도 6은 완전히 수축된 형상인 도 1의 작업 차량의 저면도.
도 7은 제2 신장부가 펼쳐진 도 1의 작업 차량의 저면도.
도 8은 제1 신장부가 펼쳐진 도 1의 작업 차량의 저면도.
도 9는 제1 및 제2 신장부가 펼쳐진 도 1의 작업 차량의 저면도.
도 10은 제1 및 제2 신장부가 펼쳐지고 신장된 다수의 섹션으로 구성된 붐 리프트 암을 포함하는 작업 차량의 투시도.
도 11은 신장된 붐 리프트 암을 포함한 작업 차량의 부분적인 섹션을 포함하는 도 10의 실시예의 측면도.
도 12는 리어 뷰 LCD 스크린과 GPS 스크린을 도시하는 도 1의 작업 차량의 운전적을 도시하는 부분적인 단면도.
도 13은 리어 뷰 카메라의 위치를 도시하는 도 1의 작업 차량의 투시도.
도 14는 신장된 형상의 맨리프트 컨트롤 박스 부속품을 포함하는 도 10에서와 같은 작업 차량의 투시도.
도 15는 포크리프트를 포함한 수축된 형상을 도시하는 작업 차량의 투시도.
도 16은 포크리프트를 포함한 수축된 위치인 도 15의 작업 차량 형상의 측면도.
도 17은 신장된 리프트 위치로 도시된 도 15의 작업 차량의 투시도.
도 18은 미끄럼가능한 포크리프트를 포함한 수축된 형상의 작업 차량의 섹션을 도시하는 측면도.
도 19는 상승된 위치에 있는 미끄럼가능한 포크리프트를 포함한 신장된 형상의 작업 차량의 투시도.
도 20은 하강된 신장식 포크리프트를 포함한 완전히 수축된 작업 차량의 투시도.
도 21은 신장되고 상승된 형상의 신장식 포크리프트를 포함한 신장된 위치에 있는 작업 차량의 투시도.
도 22 내지 도 26은 작업 차량의 다양한 대안의 설비 부속품을 도시하는 도면.
도 27은 수축된 위치에 있는 작업 차량의 스티어링 시스템 레이아웃의 한 방법을 도시하는 저면도.
도 28은 신장된 휠베이스와 전방 휠 스티어링을 도시하는 작업 차량의 스티어링 시스템 레이아웃의 한 방법의 저면도.
도 29는 신장된 휠베이스와 후방 휠 스티어링을 도시하는 작업 차량의 스티어링 시스템 레이아웃의 저면도.
도 30은 신장된 휠베이스와 크래브 스티어링을 도시하는 작업 차량의 스티어링 시스템 레이아웃의 저면도.
도 31은 신장된 휠베이스와 양방향 스티어링을 이용하는 작업 차량의 스티어링 시스템 레이아웃의 저면도.
도 32는 작업 차량에 대한 스티어링 시스템의 도식적인 제어도.
도 33은 작업 차량의 프레임 신장 시스템과 구동 시스템의 도식적인 제어도.
도 34는 작업 차량의 4개의 다양한 센서의 측면도.
도 35는 작업 차량의 리프트 메커니즘 시스템의 도식적인 제어도.
도 36은 작업 차량의 전자-유압식 레이아웃의 일부분을 도시하는 저면도.
도 37은 작업 차량의 전자-유압식 레이아웃의 부분들을 도시하는 투시도.
도 38은 작업 차량 로드 레벨링 장치의 단면을 도시하는 도면.
도 39는 작업 차량 로드 레벨링 장치의 일부분들을 도시하는 도 38의 원형 부분을 확대한 도면.
도 40은 로드 레벨링 장치를 도시하는 작업 차량의 배면도.
도 41은 로드 레벨링 장치를 도시하는 작업 차량의 저면도.
도 42는 작업 차량의 로드 레벨링 장치의 원형 부분을 도시하는 도 40과 유사한 배면도.
도 43은 도 42의 원형 부분을 확대하여 도시하는 도면.
도 44는 신장된 프레임을 도시하는 차량 상의 작업 차량 로드 레벨링 장치의 저면도.
도 45는 도 44에서 중요 부분을 확대한 도면.
도 46은 수축된 형태로 도시된 본 발명의 신장식 프레임 작업 차량상에 3-점 히치와 파워 테이크-오프(PTO)의 측면도.
도 47은 작업 차량의 3-점 히치와 파워 테이크-오프(PTO)를 도시하는 투시도.
도 48은 작업 차량에 대한 PTO 시스템의 도식적인 제어도.
도 49a는 작업 차량의 3-점 히치 및 PTO의 부분적으로 절단된 측면도.
도 49b는 작업 차량의 3-점 히치 및 PTO 조립체의 내부도.
도 50은 작업 차량의 3-점 히치 및 파워 테이트-오프(PTO)에 대한 리모트 컨트롤 장치의 투시도.
도 51은 펼쳐진 제1 신장부를 포함한 작업 차량상의 3-점 히치와 PTO를 도시하는 측면도.
도 52는 제1 및 제2 신장부들이 펼쳐지고, 부분적으로 신장되며 상승된 버킷을 포함한 작업 차량 상의 3-점 히치와 PTO를 도시하는 측면도.
도 53은 히치 및 PTO가 살포기 장치로 연결된 상태의 작업 차량 상의 3-점 히치와 PTO의 측면도.
도 54는 PTO와 히치가 살포기 장치로 연결된 상태의 작업 차량 상의 3-점 히치와 PTO의 투시도.
도 55는 PTO와 히치가 할리 레이크 타입의 부속품으로 연결된 상태의 작업 차량 상의 3-점 히치와 PTO의 측면도.
도 56은 PTO와 히치가 할리 레이크 타입의 부속품으로 연결된 도 55의 형상의 투시도.
도 57은 작업 차량의 3-점 히치 시스템의 도식적인 제어도.
도 58은 수축된 형상의 수직 아이들러 트랙 장치가 장착된 작업 차량의 실시예의 측면도.
도 59는 수직 아이들러 트랙 장치가 도 58에서 수축된 형상인 작업 차량의 투시도.
도 60은 수직 아이들러 트랙 장치가 신장된 형상으로 도시된 도 58의 작업 차량의 측면도.
도 61은 수직 아이들러 트랙 장치가 신장된 형상인 작업 차량의 투시도.
도 62는 토션 아이들러 암 트랙 장치가 수축된 형상인 작업 차량의 실시예의 측면도.
도 63은 도 62의 토션 아이들러 암 트랙 장치가 수축된 형상인 작업 차량의 투시도.
도 64는 도 62의 토션 아이들러 암 트랙 장치가 신장된 형상인 작업 차량의 측면도.
도 65는 도 62의 토션 아이들러 암 장치가 신장된 형상인 작업 차량의 투시도.
도 66은 더블 토션 아이들러 암 트랙 장치가 수축된 형상인 작업 차량의 실시예의 측면도.
도 67은 도 66의 더블 토션 아이들러 암 트랙 장치가 수축된 형상인 작업 차량의 투시도.
도 68은 도 66의 더블 토션 아이들러 암 트랙 장치가 신장된 형상인 작업 차량의 측면도.
도 69는 도 66의 더블 토션 아이들러 암 트랙 장치가 신장된 형상인 작업 차량의 투시도.
도 70은 개별 고무 트랙 휠 부재를 이용하는 작업 차량의 투시도.
도 71은 작업 차량 시스템의 전체적인 블록 제어도.

본 발명은 상기 기술된 도면, 하기의 상세한 설명 및 본 발명의 특정 실시예로부터 보다 용이하게 이해될 수 있다. 본 발명의 실시예는 실례로서 이해되며, 임의의 방식으로 본 발명의 범위를 제한하기 위함은 아니다.

도 1은 수축된 형상(retracted configuration)의 작업차량(work vehicle)의 기본적인 조립체를 도시한다. 일반적으로, 차량의 전체적인 외관은 수축된 상태에서 일반적인 스키드 스티어 형상(skid steer design)과 유사할 수 있다. 다양한 차량 특징부들이 이러한 수축된 형상에서 은폐될지라도, 몇몇의 작업차량의 기본적인 구조는 도 1의 투시도와 도 2의 측면도로부터 이해될 수 있다.

일반적으로, 작업 차량(10)은 전방 부분(14)과 후방 부분(16)을 가진 프레임(frame)을 포함한다. 상기 프레임의 전방 부분(14)은 리프트 메커니즘(21)(도 2), 운전석(22), 측면 하우징 부재(23) 및 이러한 차량의 전방 섹션의 물리적 구조물을 지지한다. 일련의 전방 휠(18, 20)(도 6)을 포함하는 일련의 휠은 프레임의 전방 부분을 지지한다. 전체 명세서에 이용된 바와 같이, "일련의 휠"은 예를 들어 하나 또는 이보다 많은 임의의 적합한 개수의 휠로 언급될 수 있다.

리프트 메커니즘(21)은 한 쌍의 리프트 암(24) 및 부착된 버킷(26)을 포함한다. 한 쌍의 리프트 암이 본 출원서의 실례로 도시된 주요 타입의 리프트 메커니즘일지라도, 붐, 크레인 또는 그 외의 다른 유사한 부재를 포함하는 그 외의 다른 공지된 리프트 부재가 이용될 수 있다. 게다가, 이용되는 리프트 메커니즘이 한 쌍의 리프트 암(24)을 포함할 때, 거대한 산업용 규격 설비(도시된 버킷(26) 이외에)들이 리프트 암(24)으로 부착될 수 있으며 차량과 함께 이용될 수 있다. 리프트 암(24)은 공지된 방식으로 이의 베이스에서 피벗회전하여 유압식 제2 액추에이터(28)와 같은 한 쌍의 액추에이터를 이용하여 설비들을 들어올린다. 이러한 실린더(28)는 작업차량의 우측과 좌측에 형성될 수 있다. 게다가, 버킷(26)과 같은 설비는 유압식 실린더(30)와 같은 그 외의 다른 액추에이터를 이용함으로써 리프트 암(24)의 단부에서 일정 각도로 회전할 수 있다. 이러한 타입의 각도 조절은 버킷(26)으로부터 재료를 하적하고(dumping) 또는 이의 용량을 조절하는데 유용하다. 몇몇의 형상에 있어서, 예를 들어 도 10에 도시된 바와 같이 텔레스코핑 방식(telescoping manner)으로 리프트 암(24)을 신장시킬 수 있다. 복수의 텔레스코핑 세그먼트를 포함한 신장식 리프트 암은 이러한 장치를 상대적으로 높은 위치에 도달하게 하는데 이용될 수 있다. 신장식 리프트 암은 하기에서 보다 상세히 언급될 것이다.

작업 차량(10)은 차량을 이용하는 개인의 안전성을 극대화시키도록 구성된 보강식 운전석(22)이 장착된다. 운전석(22)은 선루프 개구(sunroof opening, 36)용 신축가능한 커버(retractable cover, 35)를 포함한 지붕(34)과 우측 및 좌측 지지부를 포함한 전복 보호 케이지(rollover protection cage, 32)를 포함한다. 선루프 개구(36)는 상대적으로 큰 가시가능성을 제공하는 동시에 커버(35)는 운전자에게 파편(debris)이 떨어지는 것을 보호한다. 스크린이 안전상의 이유로 개구를 가로질러 제공될 수 있다. 큰 프런트 및 리어 윈도우(38)는 전진 및 후진 방향으로 우수한 가시가능성을 제공하며, 운전자가 잠재적 위험성을 알아내는데 도움이 된다. 이러한 윈도우(38)는 대부분의 조건에서 차량 부품에 의해 가로막지 않은 상태로 유지되도록 설계된다.

측면 하우징 부재(23)는 작업 차량의 우측과 좌측에 강성의 구조적 지지부를 제공한다. 이러한 부재는 운전석(22)의 후방에 위치되며, 리프트 암(24) 및 유압식 제2 액추에이터(28)의 피벗회전식 맞물림을 위한 지지 위치를 제공한다. 측면 하우징 부재(23)는 프레임의 전방 부분(14)에 고정되며, 이에 따라 신축 작업 동안(expansion/retraction operation) 전방 부분(14)에 대해 움직이지 못한다.

도 1 및 도 2에서 용이하게 가시되지 않은 내측 부품들과 하측 하우징 부재를 포함하는 그 외의 다른 부품들이 차량 프레임의 전방 부분(14) 상에 수용된다. 이는 그 외의 다른 도면에 따라 보다 상세히 하기에서 언급될 것이다.

프레임의 후방 부분(16)은 후방 휠(40, 42)(도 6)을 포함하는 일련의 휠에 의해 지지된다. 후방 부분(16)은 후방 다면 하우징(rear multifaced housing, 44), 작업 차량의 중앙 후방 구조물로 구성된 내측 조립체(46) 및 다수의 그 외의 다른 하우징과 작업 특징부들을 포함한다.

도면에 도시된 바와 같이, 후방 다면 하우징(44)은 작업 차량의 최후방 부분이다. 다면 하우징의 외측을 향하는 돌출부는 폭이 좁아지며, 작동을 방해할 수 있는 외측을 향하여 돌출된 부품이기보다는 상대적으로 큰 내측을 향하는 요홈형 부분을 가진 폭이 좁은 테일 섹션(condensed tail section)을 제공한다. 후방 다면 하우징(44)은 라디에이터의 적합한 통기를 위한 특정 량의 공기 흐름을 제공할 것이다. 하우징(44)의 후방 면 내에 형성된 컴파트먼트(compartment)와 요홈형 부분은 예를 들어 선택적으로 제공될 수 있는 도 26에 도시된 신규한 3-점 히치(three-point hitch)와 파워 테이크오프(power takeoff)를 수용하는 형태로 형성된다. 3-점 히치와 파워 테이크오프는 추후에 개조 또는 제조 시 추가될 수 있다. 3-점 히치와 파워 테이크오프와 일체구성하기 위하여 후방 다면 하우징(44)의 컴파트먼트 및 요홈형 부분을 이용하는 실시예는 본 명세서의 하기에서 기술된다.

후방 부분(16)의 내측 조립체(46)는 구동 시스템, 조향 시스템 및 그 외의 다른 전자-유압식 시스템을 작동시키는 다수의 내측 부분을 포함한다. 이러한 부분은 엔진(48)(도시되지 않음), 유압식 펌프 및 그 외의 다른 유압식 부품들을 포함할 수 있다. 후방 부분(16)에 형성된 내측 조립체(46)의 부품들의 중량은 차량의 리프트 암(24)에 의해 가해지는 하중에 대한 평형추(counterweight)로서 효과적으로 이용될 수 있다.

프레임의 전방 부분(14)과 후방 부분(16)은 이동 가능한 방식으로 서로 맞물린다. 보다 특히, 상기 두 부분은 제1 액추에이터(50)로 언급되는 중앙-장착식 유압 액추에이터에 의해 서로에 대해 움직인다.

본 발명은 다양한 형상으로 프레임을 신장시킬 수 있는 기능을 가진다. 기본적인 3가지의 신장된 형상들은 도 3 내지 도 5에 따라 보다 완벽히 이해될 수 있다. 종종, 작업 차량의 운전자는 경사면을 가로지르거나 또는 적재물을 들어올리기를 원하며, 이는 차량의 짧은 휠베이스가 수축된 상태에서 차량을 불안정적인 상태로 만들 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라서 운전자는 차량의 후방으로부터 평형추를 한 형상으로 배치시키거나 또는 신속히 신장시킬 수 있으며, 그 외의 다른 형상으로 휠베이스를 신장시키거나 또는 제3의 형상으로 이들을 결합시켜서 잠재적인 불안전성이 상쇄된다. 이러한 신장은 운전자 또는 자동식 컨트롤에 의해 수행될 수 있다.

도 3은 차량의 제2 신장 조립체(secondary extension assembly) 또는 제2 평형추(secondary counterweight, 52)가 후방을 향하는 방향으로 펼쳐지는 본 발명의 작업 차량을 공개한다. 제2 신장 조립체 또는 제2 평형추(52)는 몇몇의 실시예에서 프레임의 개별 부분으로 언급될 수 있다. 제2 평형추(52)는 후방 부분(16)의 후방 단부에 배열된 부분들을 포함한다. 가장 중요한 부분은 후방 다면 하우징(44) 및 상기 하우징(44)의 경계부에 수용된 하측 평형추 범퍼(54)이다. 범퍼(54)는 제2 평형추(52)의 실질적인 중량을 차지할 수 있다.

신장 시, 제2 평형추는 후방 내측 하우징 조립체(46)로부터 돌출된다. 내측 하우징 조립체(46)는 고정된 상태로 유지되며, 이러한 형상 또는 모드에서 제2 평형추(52)와 함께 움직이지 않는다. 제2 평형추(52)는 상측 신장식 액추에이터 및 상기 장치의 후방의 하측면에 위치된 한 쌍의 하측에 위치된 유압식으로 신장식 액추에이터 지지 부재(56)의 작동에 의해 이러한 움직임을 수행할 수 있다. 이는 예를 들어 도 53에 도시된다. 지지 부재(56)는 주름이 형성된 슈라우드 부재(corrugated shroud member, 58)에 의해 가려짐에 따라 차량의 외부로부터 용이하게 볼 수 없다. 상기 주름이 형성된 부재(58)는 내측 하우징(46)과 일치되는 높이 및 차량에 대한 베이스보다 다소 작은 폭을 가진다. 상기 주름이 형성된 부재 내에 일련의 신장식 액추에이터 지지 부재(56)가 수용된다(도 11 및 도 36에 도시됨). 일반적으로 2개의 액추에이터 부재가 본 명세서의 도면에 도시될지라도 이러한 쌍을 이루는 액추에이터 지지 부재(56)는 신장 작동을 수행하기 위해 필요한 임의의 개수의 하나 이상의 부재를 포함할 수 있다. 슈라우드 부재(58) 위에 상대적으로 좁은 중앙에 위치된 주름이 형성된 슈라우드 부재(60)는 작업 차량의 내측 조립체(46)와 후방의 다면 하우징(44) 사이의 신장부를 가로질러 연장된다. 양 슈라우드 부재(58, 60)는 신축가능하며, 덮여진 부품 주위에 상당한 기류(airflow)를 허용할 수 있는 복수의 홀(62)을 포함한다.

액추에이터 지지 부재(56)에 추가하여, 후방의 다면 하우징(44)은 쌍을 이루는 연결 실린더(64)에 의해 지지된다. 이러한 연결 실린더(64)는 다면 하우징(44)과 내측 조립체(46)의 측면 지지부(66) 사이에서 연장되는 각각의 복동 다단식 실린더(double-acting multistage cylinder)이다. 이러한 쌍은 하나 또는 이보다 많은 실린더를 포함할 수 있다. 본 명세서의 도면에서 도면부호 64로 도시된 한 쌍의 연결 실린더는 차량의 우측과 좌측에 한 쌍의 연결식 실린더를 포함한다. 이러한 추가 지지부(64)에 따라 제2 평형추(52)의 중량을 지탱하는데 도움이 된다. 또한, 연결 실린더(64)는 이의 단부에서 타원형의 스위블 엔드 커넥터(oval swivel end connector, 68)를 이용한다(도 4에 도시됨). 센서 시스템과 함께 이러한 커넥터(68)에 따라 상기 시스템이 리프트 암 상의 적재물 및/또는 장비가 너무 무겁거나 또는 과도한 상향 및 파괴력(collapsing force)이 커넥터로 가해지는 것을 감지할 때 커넥터는 제 위치에 고정될 수 있다. 필요 시, 후방 신장 평형추는 이의 위치를 유지시키거나 평형 상태를 극대화시키기 위해 제 위치에 고정된다.

일반적으로, 제2 평형추(52)는 주요하게 하측 범퍼 부재(54)로 인해 다소 무겁다. 신장 시, 제2 신장 조립체의 후방을 향하는 움직임으로 인해 차량의 정면에서 들어 올려지는 적재물에 대한 후방을 향하는 평형력(rearward counterbalancing force)이 증가된다. 따라서, 운전자에 의해 적재물이 차량의 후방에서 실질적으로 큰 힘을 요구하는 지형에서 들어 올려지거나 또는 이동되어 질 때, 운전자는 운전석(22) 내에서 제2 평형추(52)를 배치시키기 위하여 운전석 내의 액추에이터 부재(56)를 단순히 조작할 수 있다. 이러한 액추에이터 부재의 조작은 하기에서 언급될 신장 조절 시스템 및 센서에 기초하는 자동식 방식으로 수행될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 제1 신장 부재(70)(도 5)가 펼쳐질 때 본 발명의 작업 차량의 그 외의 다른 형상이 제공된다. 이러한 모드에서, 후방 휠(40, 42), 내측 하우징(46) 및 후방 다면 하우징(44)을 포함하는 전체적인 후방 부분(16)은 함께 후방을 향해 이동된다. 후방 부분(16)은 조립체의 바닥의 중앙에 배열된 제1 액추에이터(50)의 작동에 기초한 위치로 이동된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 액추에이터(50)는 하우징의 전방 부분(14)에 장착된 제1 유압식 부재 실린더 또는 배럴(barrel, 72)을 포함한다. 또한, 제1 액추에이터(50)는 후방 부분(16)으로 연결된 이동식 스테이지 부재(moveable stage member, 74)를 포함한다. 운전자가 조립체 내에 유압식 펌프와 밸브 네트워크를 포함하는 차량의 전자-유압식 조립체를 이용하여 부재(74)를 실린더(72)로부터 외측을 향하여 신장시킬 때 1차 신장 모드가 구현될 수 있다. 부재(74)가 완전히 펼쳐졌을 때, 전체적으로 상이한 구조와 특징을 가진 차량이 구현된다.

한 세트의 연결 실린더(76)의 도움으로 차량의 후방 부분(16)이 신장된다. 이러한 연결 실린더들 중 한 연결 실린더는 차량의 우측에 배열되며, 한 연결 실린더는 차량의 좌측에 배열된다. 연결 실린더(64)와 같이 이러한 연결 실린더는 각각의 차량이 신장 또는 수축됨에 따라 일반적으로 신축되는 복동 실린더이다. 연결 실린더(76)들은 내측 조립체(46)의 측면 지지부(66)와 측면 하우징 부재(23) 내의 위치로 부착된다. 연결 실린더(76)는 장치의 후방 단부가 대부분의 경우 자유롭게 플로팅할 수 있는(free floating) 제1 액추에이터(50)보다 긴 신장 길이를 가질 수 있다. 복동 연결 실린더(76)로 인해 조절이 가능하고, 이에 따라 프레임 부분은 적합하게 유지될 수 있다. 일반적으로, 적재물이 3-점 히치와 같이 차량의 후방에 제공될 때, 센서는 이러한 적재물을 감지하는데 이용되며, 이에 따라 연결 실린더(76)는 센서 데이터에 기초하여 신장되거나 수축될 수 있다. 이러한 방식으로 수행됨에 따라 연결 실린더는 특히 휠베이스가 신장될 때 차량의 구조적 일체성을 유지하는데 도움이 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 주름이 형성된 슈라우드 부재(78)가 제공된다. 이러한 주름이 형성된 슈라우드는 내측 조립체(46)의 측면 지지부(66)와 운전석(22) 사이의 신장부와 내측 부품들을 보이지 않게 한다. 슈라우드 부재(58, 60)와 같이 이러한 슈라우드는 신축가능하며, 다수의 홀(62)을 포함한다. 차량이 신장 시, 평형추의 재배치로 인한 상대적으로 큰 적재물 처리 능력과 상대적으로 긴 휠베이스로부터의 안전성의 조합에 따라 상당하고 증가된 효율성을 가진 차량 형상이 제공된다.

도 5에 도시된 차량 형상은 차량으로부터 펼쳐진 제1 신장부(70)와 제2 평형추(52)를 공개한다. 차량 및 양 신장부를 포함한 차량의 휠베이스를 신장시킴에 따라 심지어 상대적으로 큰 적재물이 차량의 전방에서 버킷(26)과 리프트 암(24)에 의해 처리될지라도 차량의 안전성이 추가적으로 최대화된다. 이러한 각각의 신장부의 펼쳐짐은 운전자에 의해 작업 차량의 운전석(22) 내에서 일괄적으로 조절될 수 있다. 이러한 하나 또는 이보다 많은 신장부의 자동식 펼쳐짐도 가능할 수 있다.

도 6 내지 9는 형상의 4가지의 모드로 작업 차량의 저면도를 도시한다. 이러한 모드는 차량의 수축 모드, 제2 신장 모드, 제1 신장 모드 및 조합된 제1 및 제2 신장 모드를 각각 포함한다. 이러한 도면에 따라 차량 프레임의 조작이 용이하게 이해될 수 있다.

도 6의 투시도에서, 작업 차량의 전방 하측 바디 부재(80)와 후방 하측 바디 부재(82)는 서로 직접적으로 접하게 위치된다. 일련의 전방 휠(18, 20)은 전방 바디 부재(80)의 마주보는 측면으로부터 연장되며, 후방 휠(40, 42)은 후방 바디 부재(82)의 마주보는 측면으로부터 연장된다. 버킷(26)는 작업 차량의 전방에 위치되며, 다면 하우징(44)은 차량의 후방에 위치된다. 본 도면에 도시된 수축 모드의 짧은 휠베이스로 인해 고기동성의 차량이 스키드 스티어 모드(skid steer mode)에서 작동될 수 있다.

도 7의 저면도에서 제2 신장 조립체 또는 제2 평형추(52)가 펼쳐진 상태로 도시된다. 상기 언급된 바와 같이, 주름이 형성된 슈라우드(58)의 하부에서 하측 유압식으로 신장식 지지 부재(56)(도시되지 않음)는 차량의 후방 바디로부터 이격되도록 후방 범퍼(54)와 다면 하우징(44)을 이동시키기 위해 신장된다. 작업 차량의 휠베이스는 이러한 모드에서 신장되지 않으며, 바디 부재(80, 82)들은 서로에 대해 인접한 상태로 유지된다.

도 8에서, 제1 신장부(70)가 펼쳐진다. 전방 바디 부재(80)는 텔레스코픽 액추에이터(50)에 의해 후방 바디 부분(82)으로부터 이격된다. 제1 신장부는 자동 또는 수동으로 펼쳐질 수 있다.

도 9는 제1 신장부(70)와 제2 평형추(52)가 완전히 신장된 상태의 저면도를 단순히 도시한다. 신장된 휠베이스와 신장된 카운터밸런싱 로드(counterbalancing load)가 제공된다. 이러한 모드는 작업 차량의 전방에서 장치에 의해 들어올려 지는 적재물에 대한 최대의 안전성 및 후방 카운터밸런싱 력을 제공한다.

도 10 및 도 11은 차량으로부터 상대적으로 이격된 거리에 대상물을 보내고 상대적으로 높은 높이에 대상물을 보내기 위해 리프트 암(84)을 이용하는 방법을 공개한다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 차량은 신장부가 완전히 펼쳐진 상태로 작동된다. 이러한 리프트 암(84)의 텔레스코핑 형상에 따라 상당한 높이에 도달될 수 있으며, 수축 모드에서 단지 최소한의 공간만이 점유된다. 한 쌍의 트리플 세그먼트 또는 스테이지 암이 본 도면에 도시될지라도 일련의 싱글 스테이지 또는 더블 스테이지 리프트 암이 고려된다. 각각의 경우, 이러한 붐 형상은 풀/푸시 굴착 작업(push/pull digging operation)을 위해 충분히 강성을 가져야 하며, 유압식 움직임과 동조되어야 한다.

한 쌍의 리프트 암(24)과 같이 리프트 암(84)은 유압식 제2 액추에이터(28)를 이용하여 피벗회전방식으로 상승되고 하강될 수 있다. 또한, 암의 뻗어진 단부에 장착된 장치는 유압식 액추에이터(30)에 의해 조절되는 기울기를 가진다. 액추에이터(30)에 따라 버킷 또는 장치는 셀프-레벨링(self-leveling)과 같이 작동될 수 있다. 이러한 액추에이터의 유압식 펄싱(hydraulic pulsing)으로 인해 버킷 쉐이킹 기능(bucket shaking function)이 제공된다.

리프트 암(84)은 텔레스코핑 방식으로 신장될 수 있다. 이러한 신장식 암은 직사각형 횡단면을 가지며, 상당한 적재물(load)을 지탱할 수 있다. 유압식 라인(86)은 동력을 유압식 액추에이터(30)로 제공하기 위해 하나 이상의 작업 차량의 리프트 암을 따라 고정된다. 유압식 라인(86)이 제공되고, 리프트 암(84)이 신축됨에 따라 이러한 유압식 라인도 신축될 수 있다. 이러한 작업은 측면 하우징 부재(23)들 중 한 하우징 부재 내에 제공된 메커니즘(88)에 의해 보조된다. 상기 메커니즘(88)은 필요 시 요홈형 드럼 부재로부터 유압식 라인(86)을 감거나 푼다. 상기 메커니즘은 도 37에 도시된 도면에서 보다 상세히 볼 수 있다.

도 11은 트리플 리프트 암(84)의 부분 단면도를 도시한다. 보다 상세히, 상기 부분 단면도는 작업 차량의 하측 후방 단부의 부분 횡단면도뿐만 아니라 리프트 암(84)을 도시한다. 이러한 3 부분의 텔레스코핑 부재는 상대적으로 큰 리프트 암(84) 내에 제3 액추에이터(90, 92, 94)를 포함한다. 상기 유압식 실린더에 따라 리프트 암(84)에 의해 정밀하고 원활하며 세부적인 움직임 및 작업이 가능하다.

또한, 도 11은 제1 및 제2 신장부가 신장되는 작업 차량의 하측 후방 단부의 부분적인 단면도를 도시한다. 액추에이터 지지 부재(56) 및 평형추 범퍼(54)들 중 하나가 또한 도시된다. 본 실시예의 제2 액추에이터 지지 부재(56)는 도시되지 않지만 지지 부재는 도시된 부재(56)와 동일하고 이러한 부재에 대해 평행하게 배열된다.

도 12 및 도 13은 본 발명에서 후방 감시 카메라와 GPS 시스템의 이용을 공개한다. 도 12에서, 운전석과 차량의 횡단면도는 운전석(22)의 상부 좌측 코너에 후방 감시 LCD 스크린(96)을 도시한다. 이러한 스크린은 차량의 바로 뒤의 영역을 작업 차량의 운전자가 용이하게 관찰할 수 있게 한다. LCD 스크린(96)에 표시된 이미지는 도 13에 도시된 바와 같이 작업 차량의 후방에 장착된 카메라(98)에 의해 제공된다. 이러한 스크린(96)은 운전자 후방의 시야가 제한되거나 또는 작업 차량을 후진시킬 때 운전자에게 특히 유용하다.

또한, GPS(global positioning satellite) 스크린(100)이 도 12에 도시된다. 이러한 스크린(100)은 운전석(22)의 상부 우측 코너 내에서 운전자가 용이하게 볼 수 있는 위치에 배열될 수 있다. GPS 스크린(100) 및 이 내에 표시된 정보에 따라 운전자는 차량의 위치를 정밀하게 나타낼 수 있다(pinpoint). 공지된 바와 같이, 이는, 위치(장소) 정보를 브로드캐스팅하는 복수 개의 위성에 의해 전송된 시그널을 수신하는, 차량에 장착된 수신기를 사용함으로써, 이뤄진다. 물론, GPS 정보는 폭 넓은 적용 분야에서 유용하다. 예를 들어, 위치결정 정보는 운전자가 비료와 같은 특정의 농업용 제품이 이러한 위치에 사용될 필요가 있거나 사용되어 졌는지를 알기를 원하는 농업 또는 잔디 분야에 유용할 것이다.

GPS 시스템의 그 외의 다른 적용 분야는 지형 및 지세 정보에 따른 위치 정보를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 이는 지면 내에 케이블을 매설하는 작업 차량이 일정한 깊이로 작업할 수 있는 것을 보장해줄 수 있다. 이러한 작업은 깊이 정보를 중계하는 제2 트랜스듀서(secondary transducer)를 이용함으로써 구현될 수 있다. 또한 이러한 및 유사한 적용 분야는 부속건물, 사유지 라인 및 그 밖의 다른 지리적 데이터를 매핑하기 위한 GIS(Geographic Information System)를 이용할 수 있다. 이러한 시스템을 이용함으로써, 운전자는 차량의 운전석에서 벗어나지 않거나 또는 적합한 위치에서 작업이 수행되는 것을 보장하기 위해 작업을 지연시키지 않고 건설 업무를 수행할 때 확실한 위치 정보를 얻을 수 있다.

도 12에 기초하여, GPS 시스템을 이용함에 따라 분실된 차량, 도난 차량 또는 고장 차량을 위한 위치 메커니즘과 같이 기능을 하는 것을 포함하는 다수의 그 외의 다른 적용 분야가 제공된다. 보다 일반적인 적용 분야에서, GPS 장치에 의해 수신된 정보는 조향 시스템, 구동 시스템 및 리프트 암 시스템을 포함하는 차량의 움직임을 통제하는 차량 센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤러로 제공될 것이다. 컨트롤러에서 구동되는 소프트웨어로 의해 차량은 지리학적 정보를 이용하여 작동을 "스마트(smart)"하게 할 수 있다.

도 14는 리프트 암(84)으로 부착된 맨리프트 제어 박스(102)를 가진 작업 차량을 도시한다. 이러한 맨리프트(102)는 넓은 범위의 건설, 보수, 산업용 또는 일반적인 작업을 수행하기 위해 작업자를 들어올리는데 이용될 수 있다. 맨리프트(102)에 장착된 컨트롤에 따라 차량은 운전석(22)이 아니라 맨리프트(102) 내에서 조작될 수 있다. 일반적으로 맨리프트(102)는 제1 신장부가 신장되었을 때만 이용된다. 이러한 형상은 신장된 휠베이스가 차량의 전복되는 다소의 위험성에 대해 운전자에게 충분한 안전성을 제공하기 때문에 선호된다.

이러한 사상은 포크리프트 부재(forklift member, 104)가 차량 리프트 암(84)의 단부에서 설비 부속품(103)의 일부로서 장착되는 규격의 포크리프트 형상에 따라 이용될 수 있다. 이러한 형상은 도 15 내지 도 17에서 측면도 및 투시도로 도시된다. 일반적으로, 설비 부속품(103)은 수직 설비 패널(vertical implement panel, 105)로부터 외측을 향해 돌출된 2개의 규격 포크리프트 부재(104)로 구성된다. 이러한 설비 부속품은 제품 및 재료의 패키지와 팔레트를 들어올리기 위한 잘 공지된 산업용 분야에서 유용하다. 특히, 도면에 도시된 장치는 텔레스코핑 리프트 암(84)을 가진 차량으로 부착된다.

도 18 및 도 19는 규격 포크리프트 형상에 대한 대안의 형상에 기초한다. 여기서, 적응형 포크리프트 부재(adaptable fork lift member, 106)는 요홈 구조의 설비 부속품(grooved implement attachment, 108) 상에서 좌우로 미끄럼 가능하다. 이러한 횡방향 움직임은 차량이 예를 들어 팔레트 내의 홀과 차량의 포크를 일직선으로 맞추는데 상당한 도움이 된다. 일반적으로, 통상의 작업 차량은 포크와 팔레트의 구멍을 재정렬하기 위해 작업 차량의 전체 바디를 움직일 필요가 있다. 그러나, 부속품(108)이 이용될 때, 운전자는 전기 또는 유압식 모터 스위치를 이용하여 횡방향으로 설비를 움직이기만 하면 된다. 이러한 설비 부속품은 이러한 장치에 대한 증가된 다목적성(versatility)을 제공한다. 따라서, 운전자는 적재물을 용이하게 그리고 신속하게 좌우로 이동시킬 수 있으며, 이러한 들어올려 진 적재물을 정밀하고 정교하게 배치시킬 수 있다. 또한, 도 18은 수축된 텔레스코핑 실린더를 도시하는 리프트 암(84)의 부분적인 횡단면도를 보다 상세하게 도시한다. 이러한 텔레스코핑 형상은 이러한 특징이 구비되지 않은 차량에 비해 실질적으로 공간이 절약된다.

도 20 및 도 21은 신장식 포크리프트 조립체(110)의 형태인 그 외의 다른 부속품 메커니즘에 기초한다. 이러한 장치는 포크 부재(116)와 포크리프트 설비 부속 플레이트(114)를 신축시키기 위하여 설비 부속품의 우측과 좌측에 십자 무늬의 신장식 지지 부재(112)를 이용한다. 이러한 지지 부재(112)는 부재(112)의 각각의 링크의 단부와 중앙에서 교차된 링크 부재를 피벗회전시킴으로써 이의 도달 거리가 길어질 수 있다. 따라서, 신장식 신축이 가능하다. 조절 가능하고 조종가능한 포크 부재가 제공됨에 따라 도달되기 어려운 영역에 대상물들을 배치시킬 때 들어올려 진 대상물의 추가 신장이 가능하고 뿐만 아니라 이의 정렬의 용이성이 증가된다.

도 22 내지 도 26은 다양한 작업 차량의 설비 부속 장치를 도시한다. 도 22는 그래플 버킷(grapple bucket, 118)을 도시한다. 그래플 버킷(118)에 따라 사용자는 시키드 스티어 타입 버킷을 레벨링하고(leveling) 로딩(loading)할 수 있는 장점을 가지는 동시에 복수의 유압식 그래플들이 그래빙 재료(grabbing material) 내에서 어시스트할 수 있다. 모든 크기와 타입의 스크랩(scrap), 쓰레기(trash), 대상물 및 부스러기(debris)의 수집 및 취급이 가능하다.

도 23은 석발기(rock picker, 120)를 도시한다. 이러한 석발기(120)는 다양한 상업용, 산업용, 농업용 및 조경용 작업에 폭 넓게 이용된다. 특히 이는 바위, 벽돌, 부스러기, 통나무 및 이와 유사한 재료를 픽업하도록 설계된다. 게다가, 석발기(120)에 따라 트럭 또는 요구되는 영역으로 직접적으로 재료의 신속하고 안전한 하적이 가능하다.

도 24는 베일 핸들러(bale handler, 122)를 도시한다. 도 24의 베일 핸들러는 작업 차량의 전방 단부에 장착된다. 이러한 부속품은 건조한 베일, 둥근 베일, 포장된 정방형 또는 둥근 베일을 주의 깊게 들어 올리기 위해 이용된다. 이러한 설비는 하나 또는 이보다 많은 유압식 실린더에 의해 작동된다.

도 25는 스텀 그라인더(stump grinder, 124)을 도시한다. 스텀 그라인더(124)는 나무 그루터기 및 이와 유사한 것을 신속하고 효과적으로 제거시킨다. 신장된 휠베이스 형상 및 리프트 암(84)은 심지어 그루터기에 접근하기가 어려운 경우 배치시키고, 도달시키며 및 제거하기 위해 이러한 부속 장치를 이용하는데 있어서 특히 유용하다. 리프트 암의 신장식 배치로 인해 설비의 절단 표면과 운전자 사이에 상당한 거리가 제공된다. 이러한 배열에 따라 종래의 형상에 비해 운전자의 안전성이 추가적으로 증가된다.

도 26은 트렌처(trencher attachment, 125)를 도시한다. 상기 트렌처(125)는 도랑을 파는 작업을 위한 개선된 공구를 제공한다. 이러한 트렌처는 특히 신장된 휠베이스가 이용될 때 건물, 연석(curb) 또는 그 외의 다른 대상물에 인접하게 위치된 도랑에 대한 상당한 조절 및 안전성을 제공한다. 여기서, 트렌처 장치는 사용자에게 추가 안전성을 제공하는데, 이는 운전자의 위치가 설비의 잠재적으로 위험한 도랑을 파는 위치로부터 더욱 떨어져 있기 때문이다.

도 27 내지 도 31은 5가지의 상이한 스티어링 모드로 작업 차량에 대한 스티어링 부품의 방법을 저면도로 도시한다. 폐쇄 하우징 특징부와 그 외의 다른 부품들은 명확함을 위해 생략된다. 도 27에서, 작업 차량은 스티어링의 스티드 스티어 모드가 일반적으로 가장 적합한 수축 형상으로 도시된다. 이러한 스티어링 모드는 규격 스키드 스티어 차량이 작동되는 것과 동일한 방식으로 이용될 수 있다. 여기서, 휠은 자체적으로 회전하지 않지만 차량은 각각의 특정의 휠과 연결된 구동 부재로 가해지는 동력의 크기를 가변시킴으로써 조종될 수 있다. 이에 따라, 차량의 우측과 좌측에서의 휠들은 마주보는 휠보다 신속하거나 느리게 회전할 수 있다. 따라서, 도 27에 도시된 유압식 액추에이터(126)는 제 위치에 고정되고, 이에 따라 휠들은 자체적으로 피벗회전할 수 없다. 이러한 스키드 스티어 모드와 형상을 이용함으로써 다양한 장점이 제공된다.

특히, 몇몇 적용 분야에서 이러한 모드는 개선된 속도, 제어 및 조종성이 요구될 때 특히 유용하다. 좁은 휠베이스 및 이러한 타입의 스티어링을 이용하여 자체 트랙에서 회전하는 능력에 따라 작업 구역에서 차량은 신속히 조종될 수 있다.

몇몇의 경우, 심지어 차량이 수축된 형상일지라도 스키드 스티어 이외에 스티어링 모드를 이용하는 것이 선호될 수 있다. 수축 모드 시 하기 기술 내용이 추가 스티어링 모드를 이용하여 특히 언급되지 않을지라도 스티어링의 그 외의 다른 모드의 지시사항은 몇몇의 경우뿐만 아니라 수축 형상에 적용될 수 있다.

일반적으로, 제1 신장부를 펼치기 위하여, 스키드 스티어 컨트롤이외에 추가 스티어링이 요구되며, 이에 따라 요구된 조종안전성이 구현된다. 도 28 내지 도 31은 제1 신장부가 신장된 휠베이스에 따라 펼쳐질 때 작업 차량에 대한 대안의 스티어링 모드를 도시한다. 일반적인 스키드 스티어 스티어링 모드이외에 스티어링 모드가 선호되며, 이는 차량이 신장 시 상대적으로 긴 휠베이스로 인해 휠이 제 위치에 고정된다면 타이트 턴(tight turn)이 허용되지 않기 때문이다.

도 28에서, 전방 스티어링 모드가 공개된다. 전방 휠 스티어링 시, 후방 휠(40, 42)은 회전하지 않고, 전방 휠(18, 20)만이 회전되어 차량을 요구된데로 안내한다. 스티어링 부품은 4개의 유압식 액추에이터(126)를 포함한다. 각각의 유압식 액추에이터(126)는 4개의 휠(18, 20, 40, 42)들 중 한 휠과 대응된다. 이러한 액추에이터의 움직임은 각각의 액추에이터로 제공되는 유압을 조절하는 밸브 네트워크 및 마이크로프로세서 컨트롤러(142)에 의해 통제된다. 전방 휠 스티어링 시, 유압식 액추에이터(126)는 스티어링 암(128)에 피벗회전하도록 결합된다. 각각의 스티어링 암(128)은 린치 핀(linch pin, 130) 상에서 피벗회전하며, 각각의 휠에 대한 휠 액슬(wheel axle, 132)의 회전을 제어한다. 따라서, 각각의 유압식 액추에이터(126)가 독립적으로 제어됨에 따라 각각의 휠은 기술된 스티어링 링키지와 독립적으로 제어될 수 있다. 도 28에 도시된 전방 스티어링 링키지 내에서, 휠(18, 20)의 움직임을 통제하는 유압식 액추에이터(126)는 스티어링을 위해 유압식 동력이 공급되며, 후방 휠(40, 42)은 해당 유압식 액추에이터(126)에 의해 제 위치에 고정된다.

전방 휠 스티어링 모드는 운전자에 의해 운전석(22) 내의 컨트롤 패널 상에서 선택될 수 있다. 이러한 모드에서, 전방 휠 액슬은 운전석(22) 내의 조이스틱으로부터의 커맨드에 응답하여 회전될 수 있다. 전방 휠 스티어링 모드에서, 후방 액슬의 위치는 지속적으로 모니터되며, 미세한 조정은 시스템에 의해 수행되고 이에 따라 휠들은 일직선으로 유지된다. 운전자는 현장에서 항시 이러한 위치로 바꿀 수 있으며, 휠의 후방 세트는 휠의 전방 세트의 위치를 고려하지 않고 자동적으로 일직선이 될 것이다.

전방 휠 구동 스티어링은 다양한 작업 관련 일에 대해 다양한 장점을 가진다. 일반적으로, 이러한 스티어링 모드는 차량이 트레일러를 수송하기 위해 이용될 때 또는 조경 관련 사업을 하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 레이크(rake)를 차량의 전방으로 연결할 수 있으며, 차량의 후방으로 파종기(seeder)를 연결할 수 있고, 이에 따라 차량이 이동할 때 레이크는 파종(seeding)을 위해 토양을 준비하고, 파종기는 씨를 심는다.

도 29에서, 작업 차량은 후방 차량 스티어 모드(rear vehicle steer mode)로 도시된다. 후방 휠 스티어링 시, 전방 휠(18, 20)은 회전하지 않지만 후방 휠(40, 42)은 회전하여 차량이 조종된다. 이러한 경우, 후방 휠(40, 42)에 대응하는 유압식 액추에이터(126)가 이용된다. 오퍼레이터 또는 센서 컨트롤은 휠 액추에이터의 요구된 움직임을 위해 공급되어 지는 유압식 유체를 안내하기 위해 시스템 컨트롤러와 대응 밸브를 이용한다. 또한, 이러한 컨트롤은 휠(18, 20)에 대응하는 액추에이터(126)의 움직임을 방지한다. 후방 휠 스티어링 모드에서, 후방 휠(40, 42)은 전방 휠과는 독립적으로 수동으로 조종될 수 있다. 차량이 이러한 모드에 있을 때, 매뉴얼 스티어링 컨트롤은 후방 휠을 조종하기 위해 이용될 수 있다. 이는 타이트 코너에서 조종을 위해 유용하며, 또한 작업 차량이 아래로 미끄러지는 것을 방지하기 위해 가파른 사이드 뱅크(steep side bank)에서 작업을 할 때 후방 휠들을 다소 오프셋 설정하는데 유용할 수 있다. 일반적으로 이용될 수 있는 후방 휠 스티어링은 차량이 트럭 또는 트레일러로부터 팔레트를 적재하거나 또는 하적하기 위해 이용되는 위치에서 이용된다.

도 30은 크래브 휠 스티어링(crab wheel steering)을 도시하는 작업 차량의 저면도이다. 모든 휠들이 동일한 방향으로 회전하여 차량이 조종될 수 있다. 이러한 조종은 모두 4개의 휠을 통제하는 모두 4개의 유압식 액추에이터(126)의 작동을 조절함으로써 수행된다. 또한, 종종 방향성 스티어링(directional steering)은 차량을 옆으로 이동시킬 수 있는 사이들 스티어링(sidle steering) 또는 크래브 스티어링(crab steering)으로 언급된다. 이러한 타입의 스티어링은 종종 현장에서의 타이트 코너 또는 빌딩에서 조종을 하는데 유용할 수 있다. 후방 휠(40, 42)은 전방 휠(18, 20)과 동조되도록 배치되고 전자적으로 모니터된다. 또한, 이러한 스티어링은 차량이 비탈 마감(finished grade) 및 잔디 또는 새로이 타설된 콘크리트 또는 아스팔트에서 이동될 때 유용할 수 있으며, 이에 따라 차량은 차량이 이동되는 표면에 손상을 가하지 않는다.

도 31은 제5의 스티어링 모드, 양방향 스티어링 모드 상태인 작업 차량을 도시한다. 이러한 모드에서, 전방 휠은 한 방향으로 회전하는 반면 후방 휠은 그 외의 다른 방향으로 회전한다. 크래브 스티어링 시 휠은 4개의 휠의 움직임을 통제하는 모두 4개의 액추에이터의 작동을 조정함으로써 회전한다. 양방향 스티어링 모드에서(모든 휠 스티어링 모드에 관해 언급됨), 후방 휠은 전방 휠을 따르며, 이에 따라 가능한 가장 급한 회전 원(turning circle)이 제공된다. 스티어링 모드들 간에 용이한 푸시 버튼 조절 및 컨크롤러/센서 인식 방법에 따라 휠들은 이의 현재의 위치를 고려하지 않고 자동적으로 자체적으로 정렬될 수 있다. 4개의 조종가능한 액슬(132)의 원활한 회전으로 인해 잔디 또는 그 외의 다른 표면에 대한 손상이 최소화되며, 루즈한 재료(loose material)의 누출이 감소되고, 타이어 마모가 감소된다. 이러한 장점들은 도로의 수리를 감소시키거나 심지어 방지하는 동시에 타이어의 수명을 연장시킨다.

양방향 스티어링 모드를 위한 컨트롤은 후방 휠(40, 42)의 액슬(132)과 전방 휠(18, 20)의 액슬(132)을 동시에 움직이며(synchronize), 이에 따라 양방향 스티어링 모드 시 동일한 스티어링 각도가 구현된다. 추가로, 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 휠 액슬들을 중앙 위치로 조정하고, 이러한 모드로 변환될 때 상기 휠 액슬들을 제 위치에 고정한다. 각각의 휠에서 유압식 액추에이터(126)에 의해 동기화된 스티어링을 구현하기 위하여, 전자식 위치 피드백이 각각의 휠 또는 액추에이터에 제공된다. 종종, 양방향 스티어링은 무거운 적재물이 운송되고 차량이 타이트한 위치에서 조정되어 져야 하는 위치에서 유용하다.

일반적으로, 본 발명의 작업 차량의 작동은 유압식-전기식 조립체에 의해 통제된다. 유압식-전기식 조립체는 센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤러, 복수의 센서, 하나 또는 이보다 많은 유압식 펌프, 하나 또는 이보다 많은 유압식 구동 모터 및 복수의 유압식 호수, 밸브 및 밸브와 펌프 센서로 구성된 밸브 네트워크를 포함한다. 유압식-전기식 조립체는 스티어링 컨트롤 시스템, 구동 컨트롤 시스템, 리프트 메커니즘 시스템, 그 외의 다른 시스템 및 상당히 조화를 이루며, 센서-응답식이며, 소프트웨어 구동 능력을 가진 차량을 제공하기 위한 부품들을 포함한다.

스티어링 컨트롤 시스템(133)의 개략은 도 32에 도시된 스티어링 제어도로부터 이해될 수 있다. 일반적으로, 이러한 시스템에 따라 전자-유압식 컨트롤 밸브에 의해 제어되는 액추에이터에 기초하여 각각의 휠의 독립적인 스티어링이 구현될 수 있다. 도 32에서, 휠(18, 20, 40, 42)은 4개의 이격된 위치로 도시된다. 각각의 휠은 각각의 액추에이터가 개별 휠들의 스티어링을 통제하기 위해 배열되는 위치에서 유압식 액추에이터(126)와 구동 조립체(134)로 연결된다. 스티어링 앵글 센서(136)는 각각의 휠의 위치를 탐지하기 위하여 각각의 휠에 인접하게 배열될 수 있다.

따라서, 운전석 내의 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138), 스티어링 앵글 센서(136) 및 GPS 시스템(140)으로부터의 시그널 인풋이 센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤러(142)로 전송될 때 휠들의 스티어링이 수행된다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142) 내에 탑재된 소프트웨어는 인풋에 기초하여 선호되는 스티어링 움직임을 조정하기 위해 필요한 유압을 결정할 수 있다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 펌프(146)의 작동을 통제하는 펌프 압력 컨트롤러(144)로 연결된다. 또한, 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 CAN (Control Area Network) 트윈-스풀 밸브 조립체(148)로 연결된다. CAN 트윈-스풀 밸브 조립체(148)는 차량의 전체 밸브 네트워크의 일부분이며, 2개의 스풀 밸브(151)를 수용하는 복수의 밸브 섹션(150)으로 구성된다. 각각의 밸브 섹션(150)은 각각의 작업 포트에서 압력 트랜스듀서(152)를 갖고, 공통 P/T 트랜스듀서(154)를 갖는다. LVDT 트랜스듀서(156)는 각각의 스풀에 대한 위치 피드백(position feedback)을 제공한다. 이러한 스풀은 파일럿 조작되며, 복동된다. 파일럿 밸브는 40 HZ 보이스 코일, 저 동력, 3-위치, 4-웨이 비례 밸브이다. 장착된 고속 프로세서(158)가 각각의 밸브 섹션(150)에 대해 제공된다. 스풀 위치는 프로세서(158)가 스풀을 가로질러 압력차이와 스풀 위치를 인식하기 때문에 폐쇄된-루프 알고리즘 내에서 흐름 또는 압력을 유지시키기 위해 조절될 수 있다.

따라서, 도 32에 도시된 바와 같이 CAN 트윈-스풀을 이용하는 스티어링 시스템 설계도에 따라 사용자는 각각의 4개의 작업 차량 휠(18, 20, 40, 42)을 독립적으로 그리고 지능적으로 조종할 수 있다. 언급된 고조종성 작업 차량 구조물과 조합 시 이러한 설계도에 의해 제공된 기술에 따라 상당한 잠재성 및 다목적성을 가진 작업 차량은 건설 및 산업용 작업을 수행할 수 있다.

작업 차량용의 적합한 모터 구동 시스템(160)이 도 33에 도시된다. 이러한 시스템은 통합 센서, 전자식 컨트롤러 및 어드밴스드 소프트웨어를 포함한 기계식 밸브 장치에 의존된다. 이에 따라 형성된 설계도는 차량 구동을 조절하기 위한 완벽한 소프트웨어 구동식 전자-유압식 시스템이다.

독립 4-휠 구동 설계도는 대응하는 각각의 휠을 제어하는 4개의 구동 조립체(134)를 포함한다. 예를 들어, 예를 들어, 모터는 12-15 cu.in./rev 변위 크기 범위를 가질 수 있으며, 외부 조작자 커맨드를 통해 모터가 더 낮은 변위로 전환될 수 있게 해주는 2-속도 모터 옵션을 가질 수 있다. 1.5:1 또는 2:1의 비율이 일반적이다. 2-속도 설계도에 따라 장치는 이의 작동 모드 동안 높은 토크를 가지며, 특정 구동 모드에서 높은 속도를 가질 수 있다. 구동 조립체(134)는 타이어 허브 또는 구동 허브가 모터의 테이퍼진 샤프트로 직접적으로 장착되는 휠 모터이다. 도 33에 도식적으로 도시된 바와 같이, 이러한 구동 모터는 트윈 스풀 밸브 구동 시스템에 의해 유압식으로 동력이 공급된다.

센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤(142)로 차량의 데이터를 전송하기 위해 다양한 입력 장치가 이러한 시스템 내에 제공된다. 모터 속도 센서(motor speed sensor, 164)는 각각의 휠의 속도를 측정하기 위해 각각의 구동 조립체(134)에 인접하게 배열된다. 휠의 위치를 탐지하기 위한 스티어링 앵글 센서(136)가 각각의 휠에 인접하게 배열된다. 운전석(22)에 장착된 GPS 시스템(140)은 전체적인 차량 위치를 모니터한다. 운전석(22) 내에 형성된 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138)은 구동 모터의 속도 및 방향과 요구되는 스티어링 모드를 지시한다. 추가적으로, 프레임 근접 센서(frame proximity sensor, 161, 162, 163)는 프레임 신장 부재의 위치를 식별하는 데이터를 전송한다.

따라서, 구동 시스템은 운전석(22) 내의 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138), 차량상의 GPS 시스템, 각각의 구동 조립체(134)에 인접하게 장착된 모터 속도 모션 센서(164), 프레임 신장 실린더 상에 장착된 프레임 근접 센서(161, 162, 163) 및 각각의 휠에 인접하게 장착된 스티어링 위치 앵글 센서(136)로부터 인풋 시그널이 구동 시스템 마이크로프로세서 컨트롤(142)로 전송될 때 구동 조립체(134)를 작동시킨다. 이에 따라, 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 속도, 스티어링 앵글 및 각각의 휠에 따른 그 외의 다른 팩터를 모니터한다. 운전자가 스티어링 모드(스키드-스티어, 양방향 구동, 크래브 스티어, 전방 휠 및 후방 휠)와 구동 모드(모든 휠 드라이브, 전방 휠 드라이브, 후방 휠 드라이브)를 선택할 때, 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 요구되는 기능을 수행하기 위해 적합한 소프트웨어 알고리즘을 탑재할 것이다.

그 뒤, 컨트롤러는 구동 시스템의 CAN 트윈 스풀 밸브 조립체(174)의 각각의 밸브 섹션(172) 상에 수용된 프로세서(170)와 펌프(168)의 기능을 통제하는 펌프 압력 컨트롤러(166)에 시그널을 전송한다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142) 및 이의 소프트웨어는 제1 및 제2 신장 실린더(175)의 움직임을 통제한다. 신장 실린더(175)는 CAN 트윈 스풀 밸브 조립체(174)의 자체 밸브 섹션(172)을 가진다. 바람직하게, 펌프(168)는 스티어링 시스템의 차량 펌프(146)에 대한 동일한 펌프일 수 있다.

스티어링 구동 시스템(133) 내에서 CAN 트윈 스풀 밸브 조립체(174)는 스풀 밸브(177), 각각의 작동 포트에 압력 트랜스듀서(178) 및 공통 P/T 트랜스듀서(180)를 포함하는 CAN 트윈 스풀 밸브 조립체(174)로 제조된다. 일반적으로 CAN 트윈 스풀 밸브 조립체(174)는 작업 차량용 상대적으로 큰 밸브 네트워크의 일부분이다. LVDT 트랜스듀서(182)는 밸브 조립체의 각각의 파일럿 조작식 및 복동 스풀에 대한 위치 피드백을 제공한다. 스풀 위치는 프로세서(170)가 스풀을 가로질러 스풀의 위치와 압력 차이를 식별할 수 있기 때문에 폐쇄된 루프 알고리즘 내에서 흐름 또는 압력을 유지시키기 위해 조정될 수 있다. 따라서, 구동 시스템 설계도(160)는 작업 차량의 4개의 휠에 대해 지능적인 드라이브를 제공하기 위하여 CAN 트윈 스풀 밸브 조립체(174)를 이용한다.

구동 시스템(160)에 의해 제어되는 각각의 휠은 독립적으로 구동되며, 유압식 흐름은 정밀하게 조절된다. 차량은 원 호(arc)를 통해 조종되도록 프로그램될 수 있으며, 외측 휠은 회전 반경에 비례하여 내측 휠보다 빠르게 구동된다. 각각의 휠들이 서로에 대해 평행하게 일렬로 배열될지라도, 폐쇄된 루프 컨트롤은 우수한 트랙션 컨트롤을 제공하고, 하나의 휠을 회전시키지 않고 그 외의 다른 휠로부터 동력을 빼앗지 않는다. 모든 휠 구동 모드에서, 양의 트랙션이 항시 유지된다. 휠이 지면과 접촉하지 않는다면, 상기 시스템은 이러한 상태를 감지할 수 있으며, 이는 구동 조립체(134)에 대한 차압이 0에 도달하기 때문이다. 트윈 스풀 밸브가 일정하게 폐쇄된 루프 흐름이 유지될 수 있기 때문에, 모터는 그 외의 다른 모터와 동일한 속도로 회전할 것이다.

프레임 신장 특징은 본 발명의 작업 차량 설계에 있어서 중요한 특징이다. 도시된 바와 같이, 제1 신장 부재(70) 및/또는 제2 신장 부재 또는 제2 평형추(52)를 펼침으로써 휠베이스가 신장됨에 따라 운전자는 추가적인 장치의 안전성을 구현하고 리프팅 능력(lifting capacity)을 구현할 수 있다. 이러한 프레임은 정지된 상태로 유지되거나 전진하거나 또는 후진할 때 신장될 수 있다. 중요하게, 프레임 신장 특성을 통제하는 소프트웨어는 프레임 신장을 실행하는 것이 바람직하지 않거나 또는 안전하지 않은 상태를 인식하도록 쓰여지는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 안전성과 장치의 일체성이 프레임의 신축 작업 시 유지된다.

제1 프레임 신장이 선택되고 차량이 정지되었을 때, 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 흐름(flow)을 후방 휠 구동 모터로 보내고, 후방 휠 구동 속도는 실린더 피동식 프레임 신장 속도와 일치된다. 프레임이 신장되는 동안 차량이 전진 이동할 때, 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 실린더 피동식 프레임 신장 속도와 일치되도록 후방 휠 구동 속도를 감소시킬 것이다. 차량이 후진 이동 시, 컨트롤러는 실린더 피동식 프레임 신장 속도와 일치되도록 전방 휠 구동 속도를 감소시킬 것이다.

이러한 작동은 실린더의 위치 정보를 마이크로프로세서 컨트롤러(142)로 전송하는 실린더 위치 센서(161, 162, 163)에 의해 보조된다. 센서(161)는 프레임의 완벽히 수축된 위치를 감지하며, 센서(162)는 제2 평형추(52)의 위치를 감지하며, 센서(163)는 제1 신장부(70)의 위치를 감지한다.

몇몇 실시예에서, 제1 액추에이터(50)는 밸브 구동 시스템과 함께 제거될 수 있다. 이러한 실시예에서, 유압식으로 구동되는 프레임 고정 메커니즘은 프레임을 요구되는 수축 또는 신장 위치에 유지시키기 위하여 이용될 수 있다. 신장 또는 수축이 요구될 때, 고정은 해제될 수 있으며, 구동 휠은 상기 언급된 바와 같이 구동된다.

또한, 신장식 프레임 작업 차량의 리프트 암(24)은 전자-유압식 밸브 기술과 센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤러(142)를 이용한다. 일반적으로, 비례 타입의 이동식 방향성 컨트롤 밸브(proportional type mobile directional control valve)와 로우-에포트 전자식 조이스틱(low-effort electronic joystick)은 리프트 암과 설비의 기능들을 제어하기 위해 이용된다. 전자-유압식 시스템은 당해 분야에서 통상적인 셀프 레벨 밸브(self level valve)를 이용하는 버킷 레벨링 장치(bucket leveling device)와 같이 레벨링 특징부를 제어한다. 이러한 시스템에 의해 통제되는 그 외의 다른 특징부들은 싱글 스테이지 신장식 붐 또는 다단 신장식 붐을 포함하는 신장식 리프트 암을 포함한다(도 11에 도시됨).

신장식 붐 장치를 포함하는 실시예는 리프트 암(84)의 우측과 좌측에 장착된 하나 이상의 복동 실린더를 포함한다. 밸브 시스템은 가변가능하고, 뿐만 아니라 동조화된 움직임을 위해 흐름이 동일한 각각의 실린더로 흐름을 제공한다. 운전자로부터의 조이스틱 인풋 명령 시, 각각의 밸브 섹션은 폐쇄된 루프 흐름 제어 모드에서 비례 흐름을 조이스틱 위치로 제공한다. 밸브 성능이 실린더 이동의 리드/래그(lead/lag)를 결정짓는다.

그 외의 다른 실시예는 텔레스코핑 붐 형상을 이용한다. 이러한 형상에서 이용되는 텔레스코픽 실린더는 서로에 대해 포개지는 연속된 상대적으로 작은 직경을 가진 스틸 튜빙의 연속되는 섹션들로 구성된다. 가장 큰 직경의 섹션은 메인 또는 배럴(barrel)이며, 움직이는 상대적으로 작은 직경의 섹션들은 스테이지로 불린다. 도 11에 도시된 텔레스코핑 형상에 있어서, 일부는 배럴이며, 일부는 연속된 스테이지들이다.

일반적으로, 텔레스코픽 실린더는 가장 큰 스테이지로부터 가장 작은 스테이지로 신장된다. 내부에 포개진 상대적으로 작은 스테이지를 가진 가장 큰 스테이지가 우선적으로 이동하고, 그 다음의 스테이지가 이동하기 전 이의 스트로크가 완료된다. 이러한 과정은 가장 작은 직경의 스테이지가 완전히 신장될 때까지 반복된다. 역으로, 가장 작은 직경의 스테이지는 다음의 스테이지가 이동을 시작하기 바로 전 완전히 수축된다(retract). 이는 모든 스테이지가 메인 스테이지로 포개질 때까지 지속된다.

이러한 형상에서 이용된 텔레스코핑 실린더는 단동 실린더 또는 복동 실린더일 수 있다. 단동 실린더는 유압 하에서 신장되고, 수축을 위한 몇몇의 외부의 기계적인 힘과 중력에 의존된다. 복동 텔레스코픽 실린더는 양 방향으로 동력을 제공한다.

통상적으로, 복동 텔레스코핑 실린더의 신장은 단동 타입과 동일하게 구현된다. 복동 텔레스코픽 실린더의 수축은 내측 오일-이송 홀을 각각의 이동식 스테이지에 형성하고, 각각의 이동식 스테이지의 피스톤 영역의 외측 직경과 다음의 상대적으로 큰 스테이지의 내측 직경을 밀봉함으로써 구현된다. 통상적으로, 이러한 수축 포트는 가장 작은 스테이지의 상측에 배열된다. 대안으로, 복동 텔레스코픽 실린더 형상은 양 유체 포트를 가장 작은 스테이지 또는 플런저 내에 위치시킬 수 있다.

피스톤은 복동 텔레스코픽 실린더를 밀봉하고, 상기 실린더는 오일 이송 홀과 이들이 통과하는 포트 사이에 마모를 제한하기 위하여 캐스트 아이언(cast iron), 덕타일 아이언(ductile iron) 또는 섬유 보강식 나일론과 같은 강성의 물질로 제조된다. 뿐만 아니라 일정-추력/일정-속도 실린더와 같이 이러한 공지된 타입의 텔레스코핑 실린더가 이용될 수 있다. 일반적으로, 복동 실린더는 제1 스테이지가 완전히 신장되고 그 뒤 제2 스테이지가 신장되듯이 연속적으로 신장된다. 그러나, 저압(낮은 하중) 시 텔레스코픽 실린더는 연속적인 방식으로 신장되지 않을 수 있다.

안전 및 오토메이션 특징은 작업 차량 설계에 대한 중요한 특성이다. 상당한 운전자의 안전성과 차량의 안전성은 프레임 신장 및 감지 기능에 의해 구현된다. 이러한 차량은 작동 상태와 적재 상태 대한 다양한 피드백 아이템들을 센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤러(142)로 지속적으로 전송한다. 인풋은 버킷 하중, 포크 리프트 하중, 부속품 중량, 붐 각도, 붐 신장, 버킷/포크 각도, 차량 각도(후방에 대한 전방), 차량 각도(측면에 대한 측면) 및 부속품 마력 소모를 포함한다. 따라서, 오토 버킷 쉐이크, 하중 모멘트 지시 및 이동 제한, 포크 리프트 수평 움직임 및 라인 팔로잉(line following)과 같은 특성들을 자동으로 제어할 수 있다.

차량은 압력 하에서 영역에 기초한 넷 포스(net force)를 계산하고, 실린더의 로드 부분과 블라이드 또는 배럴 단부 포트 상의 압력을 측정함으로써 붐 내에서의 페이로드를 감지할 수 있다. 이러한 작업 차량 내에서 이용되는 트윈-스풀 비례 밸브는 각각의 포트 내에 형성된 압력 트랜스듀서를 가진다. 트랜스듀서는 실린더가 작동되는 동안 이용될 수 있다. 카운터밸런싱 기능은 안전 로드 홀딩 밸브 및/또는 속력 퓨즈(velocity fuse)가 긴급 시 요구될지라도 밸브의 프로그래밍이 내재된다. 이러한 밸브는 통상의 실린더 작동과 간섭되지 않으며, 붐 리프팅 압력은 밸브의 통합 압력 트랜스듀서에 의해 감지된다.

도 34에 기초하여, 다양한 센서들이 리프트 암 작동과 관련된 위치, 측정 각도 및 기울기를 측정하기 위해 이용될 수 있다. 이러한 센서에 대한 위치는 손상 또는 고장을 방지하기 위해 선택된다. 도 34는 버킷 실린더 위치 트랜스듀서(202)와 리프트 암(24)으로 장착된 1-축 붐 경사계(204)를 도시한다. 프레임 신장 위치 센서(206)는 차량의 신장 가능한 부분에 표시되고, 2-축 경사계(208)는 운전석(22)에 인접한 것으로 도시된다.

리프트 암 시스템(200)의 전체적인 작동은 도 35의 도식적인 제어도로부터 이해될 수 있다. 리프트 암 시스템은 차량의 상대적으로 큰 전체 전자-유압식 조립체의 일부분이다. 이러한 시스템에서, 장치의 기울기를 조절하는 액추에이터(30)는 제1 밸브 섹션(210)으로 연결된다. 리프트 암(24)을 상승시키기 위한 유압식 제2 액추에이터(28)는 제2 밸브 섹션(212)으로 연결된다. 양 밸브 섹션(210, 212)은 한 쌍의 스풀 밸브(213)를 가진다. 이러한 도면에 도시된 나머지 2개의 액추에이터 실린더, 좌측 붐 실린더(214) 및 우측 붐 실린더(216)는 신장식 붐 부재의 신장을 조절한다. 이러한 실린더는 제3 밸브 부분(215)으로 연결되며, 우측 및 좌측 실린더에 대한 일치된 흐름에 따른 폐쇄된 루프 흐름 컨트롤의 일부분이다.

따라서, 리프트 암 시스템(200)은 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138), 버킷 실린더 위치 트랜스듀서(202), 1-축 경사계 붐 마운트(204), 2-축 경사계(208), 프레임 신장 위치 센서(206) 및 GPS 시스템(140)으로부터의 인풋이 센서-응답식 마이크로프로세서 컨트롤러(142)로 전송될 때 작동된다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 트윈 스풀 밸브 조립체(218)와 차량의 밸브 네트워크의 나머지 부분으로 요구된 아웃풋 시그널을 전송하는 소프트웨어 알고리즘을 실행한다. 보다 특히, 시그널은 밸브 부분(210, 212, 215)의 기능을 제어하는 밸브 컨트롤러(224)와 펌프(222)를 제어하는 펌프 압력 컨트롤러(220)로 전송된다. 상기 구동 및 스티어링 시스템에서와 같이, 펌프(222)는 펌프(146, 168)와 동일한 펌프 또는 이에 대한 추가 펌프를 선택적으로 나타낸다.

각각의 밸브는 각각의 작업 포트에 압력 트랜스듀서(226)와 공통 P/T 압력 트랜스듀서(228)를 가진다. LVDT 선형 트랜스듀서(230)는 각각의 파일럿 조작식 및 복동 스풀에 대한 위치 피드백을 제공한다. 스풀 위치는 밸브 컨트롤러(224)가 스풀 위치와 스풀을 가로질러 압력을 인식하기 때문에 폐쇄된 루프 알고리즘 내에서 흐름 또는 압력을 유지시키기 위해 제어될 수 있다. 독립적인 미터-인(meter-in) 및 미터-아웃(meter-out) 기능이 일체 구성된 압력 및 스풀 위치 센서와 온-보드 일렉트로닉스에 영향을 미친다. 온-보드 프로세싱 및 확정 제어 펌웨어는 고속 폐쇄된 루프 제어를 돕는다. 폐쇄된 루프 흐름 미터-인 또는 미터-아웃, 폐쇄 루프 압력 및 압력과 오버라이드 컨트롤(override control)의 조합이 이용될 수 있다. 소프트웨어 구동식 유압 기능들은 전자식 로드 센싱, 전자식 카운터밸런싱, 흐름 쉐어링, 전자 HP 제한 및 전자식 펄싱(즉, 버킷 쉐이킹 등)을 포함할 수 있다.

본 명세서에 언급된 다양한 스티어링 모드로 네트워크 차량을 작동시키기 위하여, 우측 및 좌측 조이스틱이 제공된다. 운전석(22) 내의 운전자의 컨트롤 패널은 인터페이스 스크린상에 "소프트 스위치" 또는 스위치가 장착된다. 이러한 소프트 스위치에 따라 요구되는 스티어링 모드의 선택이 가능하고, 우측 및 좌측 조이스틱 및 푸시버튼에 대한 맞춤형 컨트롤 모드가 허용된다.

작업 차량 시스템에 대한 다양한 조이스틱 컨트롤이 가능하다. 예를 들어, "H" 패턴 모드에서, 좌측 조이스틱은 좌측 구동 기능과 리프트 기능을 제어하고, 우측 조이스틱은 우측 구동 기능과 틸트 기능을 제어한다. 운전자가 좌측 조이스틱으로 전방을 향해 밀 때, 4개의 모든 휠이 스핀회전하기 시작한다. 조이스틱이 지속적으로 전방으로 밀어진 상태로 유지되고 좌측으로 이동되어질 때, 작업 차량은 좌측으로 회전한다. 차량은 2개의 좌측 휠을 감속시키거나 또는 정지시킴으로써 이러한 작동이 수행된다. 운전자가 조이스틱을 좌측으로 멀리 밀 때, 좌측 휠이 느리게 이동한다. 이와 상반되게 밀 때, 역으로 수행된다. 운전자가 스틱을 제자리로 잡아당길 때, 작업 차량은 후진하지만 운전자가 그 뒤 조이스틱을 좌측으로 이동시키면 우측 휠 또는 우측 트랙의 속도가 감속되며, 이에 따라 작업 차량은 우회전한다. 운전자가 조이스틱을 중앙에 위치시키고, 그 뒤 조이스틱을 좌측으로 이동시킨다면 좌측 휠은 후진하고, 우측 휠 또는 우측 트랙은 전진한다. 이에 따라 작업 차량은 가능한 작은 영역에서 주위를 돈다. 우측 조이스틱은 로더 암과 버킷을 제어한다. 조이스틱을 뒤로 잡아당김에 따라 암이 상승되고, 조이스틱을 전방으로 밀면 암이 하강된다. 조이스틱을 좌측으로 이동시키면 버킷은 틸트 업되고(tilt up), 조이스틱을 우측으로 이동시키면 버킷은 하적 작업을 수행한다(dump). 보조 기능들이 일반적으로 우측 조이스틱에 배열된 조이스틱 스위치에 의해 조작될 수 있다.

임의의 조이스틱 "S" 패턴이 선택될 수 있다. 스키드 스티어 모드 시, 운전자는 좌측 조이스틱을 전방으로 밀 때 작업 차량은 전진한다. 운전자가 조이스틱을 후방으로 잡아당길 때, 작업 차량은 후진한다. 전진하는 동안 좌회전시키기 위하여 운전자는 조이스틱을 전방으로 그리고 좌측으로 민다. 우회전시키기 위하여, 조이스틱을 전방으로 그리고 우측으로 민다. 후진하는 동안 좌회전시키기 위하여 조이스틱을 후방 및 좌측으로 잡아당긴다. 후진 시 우회전하기 위해 조이스틱을 후방 및 우측으로 잡아당긴다.

도 36 및 도 37은 작업 차량의 가능한 유압식 레이아웃을 나타내는 작업 차량의 제4의 부분도면을 도시한다. 유압식 펌프(231)는 차량의 후방 부분(16) 내에, 일반적으로 후방 휠(40, 42)들 사이의 중앙에 위치된 것으로 도시된다. 유압식 펌프(231)는 도면부호(146, 168, 222, 532, 590)로 도시된 펌프를 포함하는 차량의 다양한 시스템 내에서 이용되는 모든 유압식 펌프를 나타낸다. 본 명세서에 언급된 이러한 그리고 그 외의 다른 유압식 펌프는 시스템이 요구 시 단일의 시스템 펌프 또는 복수의 펌프를 포함할 수 있다. 호수(232)의 네트워크는 이러한 펌프들을 전방 밸브 뱅크(forward valve bank, 234) 또는 후방 밸브 뱅크(rear valve bank, 236)로 연결시킨다. 또한, 일련의 호수(232)는 이러한 밸브 뱅크들을 차량에 대한 다양한 유압 구동식 부품으로 연결한다. 이러한 몇몇의 호수들은 프레임, 리프트 암, 등등의 제1 및 제2 신장을 수행하기 위해 다수의 추가 길이로 특히 루프를 구성한다(loop). 유압식 리저버(hydraulic reservoir, 238)는 차량의 전방 부분에 배열되며, 유체를 시스템 전체에 대해 이동시키기 위해 제공된다.

도 36에 도시된 몇몇의 부품들은 유압식 라인(86)을 3배 길이의 리프트 암(84)과 같은 신장식 리프트 암으로 제공하기 위한 드럼 형태의 메커니즘(88)을 포함한다. 또한, 하측의 유압식으로 신장식 지지 부재가 부분적으로 도시된다. 신장을 가능하게 하는 연결 실린더(64, 76)가 차량의 양 측면상에서 도시된다.

도 38 내지 도 45는 본 발명의 작업 차량의 해당 기능과 레벨링 장치(400)에 따른 실시예를 공개한다. 종종, 본 명세서에 기술된 작업 차량은 거친 지형이 제공되거나 또는 굴착 및 건설 설비가 상당한 기복을 가진 지표면에 제공되는 환경에서 작동될 필요가 있을 것이다. 일반적인 차량 내에서, 이러한 지형은 실질적으로 차량의 안전성과 조종성을 저하시키며, 차량의 휠이 평탄하지 못한 지면을 통과할 때 차량의 무게 중심이 상당히 이동되기 때문이다. 차량에 장착된 설비(26) 및 리프트 암(24)과 연관된 작업들은 다수의 경우 불가능할 수도 있다. 게다가, 차량 운전자는 평탄하지 못한 지면을 가로지를 때 똑바로 안락하게 착석하지 못할 수 있다.

본 발명은 레벨링 장치(leveling arrangement, 400)를 선택적으로 제공함으로써 평탄하지 못한 지면에 관한 문제점을 극복한다. 이러한 레벨링 장치 내에서, 작업 차량은 기술된 작업 차량과 동일한 조절식 프레임 조립체를 이용한다. 따라서, 이러한 조립체는 서로에 대해 신축되는 후방 부분(16)과 같은 제2 부분 및 전방 부분(14)과 같은 제1 부분을 일반적으로 포함하는 것으로 기술될 수 있다. 각각의 제1 부분(14)과 제2 부분(16)은 레벨링 장치 내에 마운팅 장치를 포함한다.

각각의 전방 및 후방 부분은 복수의 지지 조립체(404, 406)와 연결된다. 각각의 지지 조립체(404)는 가로 부재(transverse member, 408)의 대략적인 중앙에서 각각의 부분의 마운팅 부재(402)에 피벗회전하게 결합된 가로 부재(408)를 포함한다. 도 38 내지 도 45에서, 가로 부재(408)는 차량의 베이스의 폭을 가로질러 연장된 것으로 도시될 수 있다. 게다가, 하나 이상의 휠은 가로 부재(408)의 각각의 단부에 작동가능하게 결합된다. 일반적으로, 이러한 작동 결합은 가로 부재(408)와 각각의 휠과 연결된 개별 액슬(410) 간의 피벗회전식 연결이다.

프레임의 제2 부분(16)과 제1 부분(14)을 신축시키는 제1 액추에이터(50)와 같은 유압식 액추에이터에 추가적으로, 추가 액추에이터가 각각의 지지 조립체(404, 406)와 연결된다. 하나 이상의 유압식 액추에이터(412)는 제1 부분과 연결된 지지 조립체(404)에 대해 제1 부분을 피벗회전시킨다. 또한, 하나 이상의 액추에이터는 후방 부분과 연결된 지지 부분(406)에 대해 제2 부분을 피벗회전시킨다.

따라서, 각각의 가로 부재(408)는 작업 차량으로 피벗회전가능하게 장착되며, 이에 따라 가로 부재(408)의 단부와 대응 휠들은 유압식 액추에이터(412)를 이용하는 이의 높이가 가변될 수 있다. 따라서, 운전자는 지면의 기울기를 고려하지 않고 프레임 및 운전석의 높이를 균일화하기 위해 가로 부재(408)의 높이를 조절할 수 있다. 이에 따라, 운전석(22)과 메인 바디 섹션은 전체 작업 동안 수준과 수직의 상태로 유지될 수 있다. 이러한 시스템에 따라 하나 또는 이보다 많은 유압식 액추에이터(412) 및 2-축 프레임 장착식 경사계(414)(도시되지 않음)에 따른 레벨링 기능이 수행된다. 보다 특히, 센서-반응식 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 액추에이터의 폐쇄된 루프 위치를 제공하도록 프로그래밍되고, 이에 따라 장치는 경사계 피드백을 이용하여 레벨링된다.

도 38은 레벨링 장치를 둘러싸는 후방 휠(416, 418)이 도시되는 차량을 절단한 횡단면도를 도시한다. 차량의 좌측 후방 휠(416)은 우측 후방 휠(418)의 높이보다 상당히 낮다. 경사진 가로 부재(408)는 2개의 휠들 사이에서 도시된다. 가로 부재(408)는 상대적으로 낮은 중앙 위치에서 마운팅 부재(402)의 중앙 피벗회전 지점 주위에서 피벗회전한다. 단일의 유압식 액추에이터(412)가 수직 방향으로 차량의 측면으로 장착된 것으로 도시된다. 유압식 액추에이터(412)는 차량의 측면 상의 고정된 피벗 위치(420)로부터 내측 휠(416)과 차량 하우징 사이의 가로 부재(408)의 측면 상의 위치까지 연장된다. 오직 하나의 유압식 액추에이터가 가로 부재(408) 상에 도시되기 때문에, 본 발명의 로드 레벨링 특징부는 차량의 단지 내측 휠(418)의 마주보는 측면상에 장착된 제2 유압식 액추에이터를 포함할 수 있는 것이 고려된다. 다수의 유압식 액추에이터(412)의 경우, 이러한 액추에이터는 휠의 원활한 움직임과 차량의 안전성을 최대화하기 위하여 일원화된 방식으로 작동될 수 있다.

도 39는 휠(416)을 둘러싸는 로드 레벨링 장치의 상세도를 도시한다. 또한, 유압식 액추에이터(412)는 차량의 마운팅 부재(402)의 중앙 피벗회전 지점 주위에서 가로 부재(408)를 피벗회전시키는 신장된 형상이다. 휠(416)은 가로 부재(408)로 고정되게 장착되지 않으며, 휠 액슬(410)이 피벗(422)에서 가로 부재(408)로 피벗회전하게 연결된다. 이러한 피벗회전 연결에 따라 상기 언급된 바와 같이 스티어링을 위해 휠이 조정될 수 있을 뿐만 아니라 휠의 캠버각의 조절이 가능하다. 차량 휠(416)의 캠버각은 캠버 링크(camber link, 424) 및 해당 링키지의 나머지 부분에 의해 조절된다. 캠버 링크(424)는 가로 부재(408) 하부에 배열되며, 캠버각 조절은 차량 운전자에 의해 수행될 수 있다. 유사한 장치가 각각의 4개의 전방 휠(416, 418, 426, 428)에 형성될 수 있다.

도 40은 차량이 차량의 로드 레벨링 특징부를 이용하는 작업 차량의 후면도를 공개한다. 유압식 액추에이터(412)는 본 도면에서 상당히 가려진다. 도 41은 로드 레벨링 형상을 가진 작업 차량의 저면도를 도시한다. 일반적인 레이아웃, 가로 부재(408), 마운팅 부재(402), 스티어링 링크(430) 및 캠버 링크(424)가 공개된다.

도 42 내지 도 45는 제1 신장부가 신장되고 휠이 회전하는 작업 차량의 4가지의 도면을 도시한다. 도 42는 작업 차량의 후면도이다. 휠(416)을 둘러싸는 특징부들의 확대도가 도 43에 도시되고, 저면도가 도 44에 도시된다. 휠(418)의 래칫 장치의 하측 확대도가 도 45에 도시된다.

도 46 내지 도 57은 3-점 히치 및 파워 테이크-오프(PTO) 조립체(500)를 특징으로 하는 실시예를 공개한다. PTO 샤프트(512)와 3-점 히치(514)를 제공함으로써, 이러한 장치는 신장식 프레임 작업 차량에 대한 추가 유용성과 다목적성을 제공한다.

일반적으로, 트랙터 및 그외의 다른 건설 설비와 같은 다수의 차량이 PTO 또는 3-점 히치를 이용할 수 있다. 사실상, 3-점 히치는 농장 및 파워 설비 내에서 유압식으로 구동되는 기계적 링키지들을 연결하기 위한 가장 통상적인 메커니즘일 수 있다. 게다가, 이러한 PTO로부터 동력을 인출하고 및/또는 이러한 타입의 히치에 적합하도록 설계된 다양한 부속품들이 제공된다.

일반적으로, PTO는 부속품, 제2 엔진 또는 그 외의 다른 보조 설비로 동력을 제공하며, 차량의 엔진으로부터 동력을 인출하기 위해 리지(또는 스플라인)를 포함한 구동샤프트를 이용하는 기계적인 장치이다. PTO는 메인 또는 보조 트랜스미션상에 장착될 수 있다. 또한, PTO는 트랜스미션 장착식이거나 또는 엔진 장착식일 수 있다. 트랜스미션 장착식 PTO에 대해, PTO는 트랜스미션의 측면, 바닥 또는 후방에 배열된다. 매뉴얼 트랜스미션에 대하여 PTO는 카운터샤프트 기어 또는 리버스 아이들러 기어로부터 구동된다. 오토매틱 트랜스미션에 대해 PTO는 토크 컨버터 앞에서 구동되며, 토크 컨버터 슬립에 대해 제공된다. 엔진 장착식 PTO는 엔진의 후방에 배열되며, 타이밍 기어 또는 특정 기어 트레인으로부터 구동될 수 있다. 유압식 구동 PTO는 본 발명에서 선호된다. 본 발명은 3-점 히치 및/또는 PTO의 효과적인 이용을 위해 다수의 제안방법을 제공한다. 이는 일반적으로 PTO 및 3-점 히치 특징부가 배열될 수 있는 차량의 후방에서 다면 하우징(518)을 포함하는 차량의 제2 신장부(516)가 움직이기 때문에 주요하다.

신장식 프레임 차량이 PTO 및 히치 장치와 함께 이용된다면, 도면부호(516)에서와 같이 제2 신장부가 3-점 히치에 의해 요구된 중량을 지탱할 수 있어야 하며, 이러한 장치는 PTO 샤프트를 이동시키고 이에 접근할 수 있는 기능과 간섭되어서는 안 된다. 게다가, 이러한 장치의 다수의 외측을 향하여 돌출된 특징부들은 차량 작동을 방해하지 않을 수 있어야 한다. 따라서, 차량 주위에서 운전자에 대한 상대적으로 큰 안전성, 다목적성 및 효율성을 제공하는 신장식 프레임 차량과 함께 이용될 수 있는 3-점 히치 및 PTO 장치를 제공하는 부속 장치를 가지는 것이 선호된다. 본 발명은 도 46 내지 도 57에 따라 보다 용이하게 이해될 수 있다. 일반적으로 부속 장치(500)는 PTO 샤프트(512)와 3-점 히치(514)를 포함한다. 이러한 양 특징부들은 신장식 작업 차량(518)의 후방 다면 하우징(518)으로 일체구성된다.

우선, PTO 샤프트(512)에 대해 다수의 중요한 설계 특징부들이 제공된다. PTO 샤프트(512)는 작업 차량(520)의 하우징 아래에 위치된 구동샤프트의 단부에 배열된다. PTO 샤프트(512)의 일부분은 차량으로부터 다소 돌출된 것으로 도시될 수 있다. PTO 샤프트(512)는 차량의 하측, 중앙 또는 후방으로부터 돌출된 스플라인 샤프트(splined shaft)이다. PTO 샤프트(512)는 샤프트를 보호하기 위하여 외측을 향해 돌출된 직사각형 형태의 쉴드(524)에 의해 둘러싸여 진다. 상기 쉴드(524)는 샤프트를 손상으로부터 보호하는데 중요하다.

본 발명의 듀얼 프레임 신장으로 인해, 엔진(522)에 의해 작동되는 PTO 샤프트는 적합하지 않을 수 있다. 따라서, 유압식 모터(526)가 PTO를 구동시키기 위해 이용될 수 있다. 이러한 PTO 시스템 장치(528)는 도 48에 도시될 수 있다. 이러한 형상은 펌프/모터 조합물을 이용하여 구현된다. 피기 백 고정식 변위 펌프(piggy back fixed displacement pump, 530)는 메인 펌프(532)로부터 구동된다. 이러한 펌프는 쿨러(534), 필터(536)의 루프 및 임의의 유압식 드라이브 PTO(538)에 대해 적합하다. 임의의 유압식 드라이브 PTO(538)가 이용된다면, 솔레노이드 구동식 다이버터 밸브(solenoid operated diverter valve, 540)가 전압이 가해졌을 때 PTO 모터를 구동시키는 서킷으로 추가될 수 있다.

일반적으로, 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138)이 무브먼트 인풋 데이터를 컨트롤러(142)로 전송하도록 조작될 때 PTO 작업이 수행될 수 있다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142) 내에 프로그래밍된 알고리즘이 구동된 후, 아웃풋 커맨드는 메인 펌프(532)의 작동을 수행하는 펌프 압력 컨트롤러(542)와 솔레노이드 구동식 다이버터 밸브(540)로 전송된다. 따라서, 도 48에 도시된 시스템은 차량에 부착된 설비에 대해 PTO 샤프트 회전과 동력을 용이하게 생성하도록 작동될 수 있다. 이는 차량이 사용 중 제2 신장 부재를 가지는 경우도 마찬가지이다.

PTO는 본 발명의 설계의 그 외의 다른 중요한 특징부인 3-점 히치(514)를 둘러싼다. 상기 3-점 히치(514)에 따라 설비의 중량과 스트레스가 차량의 후방 휠로 이동되는데 도움이 된다. 일반적으로 상기 3-점 히치는 3개의 이동식 암으로 구성된다. 상기 3-점 히치는 4-바 링키지를 포함하는 2개의 개별 리프트 암 조립체(546)와 상측 링크(544)로 불리는 유압식 실린더 암을 포함한다. 각각의 암은 상기 설비들을 3-점 히치(514)로 연결하기 위한 자체적인 부착 지점을 가진다.

본 발명의 형상의 선호되는 특징은 3개의 암들이 보관될 수 있는 방법에 있다. 사용하지 않을 때, 상기 암들은 수축되거나 또는 분리될 수 있으며, 다면 하우징(518) 내에 삽입된 부품 내에 보관될 수 있다. 이러한 보관 특징부는 상측 링크(544)가 분리되고 배치될 수 있는 하우징(518)의 상측 변부를 따라 배열된 상측 컴파트먼트(upper compartment, 547)이다. 또한, 2개의 수직 컴파트먼트(549)는 리프트 암 조립체(546)의 길이를 신장시키며, 이에 따라 리프트 암 조립체(546)의 수축과 보관이 허용될 수 있다.

조절식 상측 링크(544)(종종 "센터 링크" 또는 "상측 암"으로 언급됨)는 브래킷(548)에 대해 피벗회전 연결 상태로 신장식 프레임 부분에 한 단부가 결합된 유압식 실린더이다. 부착 지점(550)은 상측 링크(536)의 그 외의 다른 외측을 향해 연장된 단부에 인접하게 배열되며, 상기 부착 지점은 설비로 부착하기 위한 홀을 포함한다. 일반적으로, 설비는 부착 지점(550)을 통해 끼워맞춤되는 포스트를 가진다. 이러한 설비는 일반적으로 포스트의 단부에 핀을 배치시킴으로써 고정된다. 상측 링크(544)는 링키지의 피벗회전 지점이며, 일반적으로 설비 조절부를 만드는 중요 부분이다. 상측 링크(544)는 작업 차량의 유압식 시스템에 의해 선택적으로 동력이 제공된다.

또한, 2개의 리프트 암 조립체(546)는 3-점 히치의 중요한 부품들이다. 이러한 리프트 암 조립체는 액추에이터에 결합된 4-바 링키지를 각각 포함하며, 부착 지점(558)을 포함한다. 보다 특히, 4-바 링키지의 바들 중 3개는 용이한 부착을 위해 피벗회전하도록 결합된 3개의 링크 부재를 포함한다. 4-바 링키지의 링크 부재는 상측 수평 링크(552), 하측 수평 링크(554) 및 수직 링크(556)를 포함한다. 링크(552, 554)는 차량의 후방 다면 하우징(518)으로 피벗회전 부착 지점으로부터 일반적으로 수평 방향으로 후방을 향해 돌출된다. 각각의 링크(552, 554)의 외측을 향해 신장된 단부들은 설비 부착을 위한 부착 지점으로 제공되는 홀을 가진다. 수직 링크(556)는 추가 지지부를 제공하기 위해 수평 링크(552, 554)들을 피벗회전하게 결합시킨다. 상기 언급된 바와 같이, 하측 링크(552)는 후방 다면 하우징(518)으로 피벗회전하게 부착된다. 그러나, 이러한 피벗회전 부착은 하측 링크(552)의 단부에서 제공되지 않고 이의 길이를 따라 제공된다. 하측 링크(554)의 단부들은 우측 및 좌측 유압식 액추에이터(560, 561)로 피벗회전하게 장착되는 다면 하우징(518) 내에 형성된다. 액추에이터(560, 561)는 차량 운전자에 의해 지시된 바에 따라 유압식으로 상승되고 하강되며, 3-점 히치 조립체를 알맞게 수직 조절한다. 이러한 장치를 이용함에 따라 리프트 암 조립체(546)는 설비의 용이한 정렬과 부착을 위해 여유롭게 스윙운동하는 유연성이 제공된다.

일반적으로, 상측 링크(544)가 다수의 3-점 히치 내에서 단순한 턴버클(turnbuckle)일지라도 본 발명은 상측 링크와 같이 유압식 실린더(545)의 이용을 고려한다. 이는 턴버클이 종종 하중 하에서 회전하기에 어렵고 암 또는 쓰레드(thread)가 녹슬거나 오염되거나 또는 구부러졌을 때 움직이기가 보다 더욱 어려울 때 유용하다. 유압식 실린더(545)는 짧고 작은 직경의 호수를 이용하여 트랙터 유압부로 연결되고, 이에 따라 운전자는 컨트롤 캡으로부터 노력 없이 히치의 각도를 변경시킬 수 있다. 히치 각도를 변경시킴에 따라 용이하게 설비를 고정하거나 분리시킬 수 있으며, 심지어 사용하기에 용이한 퀵 히치(quick hitch)가 구현된다. 또한, 이는 현장에서 설비의 각도를 조절하는데 유용하다. 설비의 각도가 다양한 적용 분야에서 매우 중요하기 때문에, 종종 운전자는 상측 링크를 조절하기 위해 트랙터를 떼어내는 것을 원치 않는다. 본 발명의 유압식 실린더(545)에 따라 조절은 버튼을 누름으로써 간단히 수행되고, 이러한 조절은 보다 적합하게 수행되며, 이는 조절을 위한 노력이 적기 때문이다.

도 50은 본 발명의 3-점 히치 및 파워 테이크-오프(PTO)를 위한 리모트 컨트롤 장치(562)의 도면이다. 차량 운전자가 운전석 밖에 있을 때, 이러한 리모트 컨트롤 장치(562)가 특히 유용하다. 몇몇의 경우, 이는 운전자가 PTO 작업을 수행하고 후방 설비를 부착시키기 위한 선호되는 위치일 것이다. 또한, 리모트 컨트롤을 이용하여 PTO를 작동시킴에 따라 운전자는 사용 중 움직이는 부분으로부터 안전한 거리에 서있고, PTO를 연결하거나 분리하기 위하여 운전석의 외부에 있을 필요가 있다. 리모트 컨트롤 장치(562)는 3-점 히치 조립체 부재들을 각각 상승시키고 하강시키기 위한 버튼(564, 566)을 가진다. 버튼(568)은 PTO를 작동시키기 위해 제공된다. PTO와 3-점 히치를 작동시키기 위해 제공되는 리모트 컨트롤은 추가 버튼 또는 컨트롤을 포함할 수 있다. 게다가, 이러한 리모트 컨트롤은 프레임의 자체적인 신축 작업을 수행하게 위해 이용될 수 있다. 또한, 맨리프트(102)는 예를 들어 이러한 리모트 컨트롤을 이용할 수 있다.

도 51은 제1 신장부가 펼쳐지는 신장식 프레임 작업 차량 상에 있는 3-점 히치 및 PTO 부속 장치의 측면도이다. 도 52는 제1 신장부와 제2 신장부가 펼쳐진 부속 장치의 측면도이다. 이러한 장치에 따라 제1 또는 제2 신장부가 펼쳐졌을 때 PTO 및 3-점 히치 특징부의 한정된 이용이 허용된다. 이러한 기능에 따라 다양한 설비 부속 장치의 상기 언급된 이용불가능한 형상들이 구현될 수 있다.

도 53 내지 도 56은 3-점 히치 및 PTO 조립체(500)를 이용한 가능한 부속품 형상을 공개한다. 특히, 도 53 내지 54는 잔디 깎기(lawn mower, 570)의 전방 부속품에 추가하여 PTO 및 히치가 비료 살포기 장치(fertilizer spreader attachment, 572)에 의해 이용되는 부속 장치의 측면도와 투시도이다. 도 55 및 도 56은 석발기(rock picker, 574)에 추가하여 PTO 및 히치가 할리 레이크 타입 부속품(harley rake type attachment, 576)에 의해 이용되는 부속 장치의 측면도와 투시도를 도시한다. 이러한 도면들은 3-점 히치 및 PTO 조립체(500)에 의해 이용될 수 있는 넓은 범위의 부속품 형상에 따른 작은 샘플링을 구성한다.

3-점 히치 컨트롤 시스템(578)의 작동은 도 57에 따라 보다 완벽히 이해될 것이다. 3-점 히치에 의해 이용되는 4개의 실린더가 도시된다. 이러한 실린더는 캡 틸트 실린더(cab tilt cylinder, 580), 상측 링크 실린더(top link cylinder, 545), 우측 액추에이터(right actuator, 560) 및 좌측 액추에이터(left actuator, 561)를 포함한다.

각각의 실린더는 트윈 스풀 밸브(584)의 자체 밸브 섹션(582)으로 개별적으로 연결된다. 또한, 통합 선형 위치 센서(586)는 상측 링크 유압식 실린더(545), 우측 액추에이터(560) 및 좌측 액추에이터(561)로 개별적으로 연결된다.

따라서, 3-점 히치 컨트롤 시스템(578)은 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138)(오퍼레이터 인터페이스 스크린 또는 조이스틱 상의 푸시버튼을 포함), 2-축 경사계(208), 프레임 신장 위치 센서(206) 및 GPS 시스템(140)으로부터의 마이크로프로세서 컨트롤러(142)로 전송될 때 작동된다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 요구된 아웃풋 시그널을 CAN 트윈 스풀 밸브(584)로 제공하는 소프트웨어 알고리즘을 실행한다. 보다 특히, 이러한 시그널들은 밸브 섹션(582)의 기능을 제어하는 밸브 컨트롤러(592)와 펌프(590)를 제어하는 펌프 압력 컨트롤러(588)로 전송된다.

각각의 밸브는 공통 P/T 압력 트랜스듀서(596) 및 각각의 작업 포트에 박막 압력 트랜스듀서(thin film pressure transducer, 594)를 가진다. LVDT 선형 트랜스듀서(LVDT linear transducer, 598)는 각각의 파일럿 조작식 및 복동 스풀에 대해 위치 피드백을 제공한다.

따라서, 3-점 히치의 자동화가 가능하다. 박막 압력 트랜스듀서(594)는 3-점 히치 로드 포트 및 캡 포트 내의 압력을 모니터링한다. 이러한 데이터는 로드 및 리프팅 력을 구현하기 위해 계산될 수 있다. 운전자는 사전정해진 로드로 3-점 히치를 "플로트(float)"할 수 있다. 3-점 히치를 제어하는 CAN 트윈 스풀 밸브(584)에 대해 로드 포트 압력 제어를 명령함으로써, 실린더는 신축될 수 있는 동시에 차량 아래의 지면으로 전달되는 로드가 일정하게 유지된다.

따라서, 실린더는 마이크로프로세서 컨트롤러(142)로부터 CAN 버스를 통해 수신된 커맨드에 따라 전자 컨트롤 밸브에 의해 제어된다. 이에 따라 운전석(22)으로부터 편리하게 안내되고, 조절되며 및 고정된 모든 부착된 설비들이 신속하고 정밀하게 제어될 수 있다.

상측 링크 유압식 실린더를 제어함으로써, 운전자는 복합 작동 타입의 선택권을 가진다. 운전자는 위치 컨트롤을 선택할 수 있으며, 리프트 높이의 함수로써 길이를 가변시킬 수 있거나 또는 상승, 하강 또는 플로트를 위한 다양한 특징들을 이용할 수 있다. 이에 따라 설비의 자동식의 가파르고 평행한 리프팅이 허용될 수 있다. 따라서, 컨트롤 리프팅 실린더는 설비로부터 직접적으로 컨트롤 커맨드를 수신할지라도 정확한 설비의 위치를 제공할 수 있으며, 리프트는 카운터밸런스 또는 플로트 위치를 추정할 수 있다.

도 58 내지 70은 트랙 장치(track arrangement, 600)의 형태인 차륜 차량에 대한 대체물을 이용하는 본 발명의 실시예에 관한 것이다. 작업 차량은 서로에 대해 신축가능한 전방 부분과 후방 부분을 가진 조절식 프레임, 차량의 마주보는 측면에 위치된 제1 및 제2 트랙을 포함한 가변식 베이스 길이 트랙 조립체 및 프레임의 신축에 기초하여 트랙의 경로를 변형시키기 위하여 각각의 제1 및 제2 조절식 길이 트랙 내에 위치된 아이들러를 움직이는 조절식 암을 포함한다. 또한, 작업 차량은 각각의 제1 및 제2 트랙 내에 배열된 일련의 하측 트랙 휠, 프레임의 후방 부분에 장착된 엔진 및 조절식 프레임을 연신시킴으로써 차량 데이터 및 응답을 수신하는 컨트롤러를 포함한다.

특히, 도 58 내지 도 61은 수직 아이들러 암 형상(600)을 도시한다. 도 58 내지 도 59에서, 작업 차량은 수축된 형상이다. 본 발명의 기본적인 작업 차량 구조물을 유지시킴에 따라, 일반적으로 작업 차량(602)은 제2 후방 부분(606)에 대해 신축가능한 제1 전방 부분(604)을 포함한다. 작업 차량은 작업 차량 바디의 우측과 좌측에 제1 및 제2 트랙 부재(612, 614)를 포함하는 가변식 베이스 길이 트랙 조립체(variable base length track assembly, 610)를 가진다. 각각의 트랙 부재(612, 614)는 트랙(616), 전방 구동 휠(618) 및 후방 구동 휠(620)을 포함한다. 구동 휠(618, 620)은 차량의 각각의 내측 액슬에 형성된 유압식 구동 모터(도시되지 않음)에 의해 구동된다. 이러한 구동 모터들은 원활한 회전을 제공하기 위하여 서로에 대해 일정한 속도와 방향으로 구동된다. 트랙(616)의 속도는 구동 휠의 속도에 의해 통제된다. 개별 구동 휠과 구동 모터는 제2 트랙 부재(614) 내에 형성된다. 따라서, 2개의 트랙 부재(612, 614)의 회전 방향과 속도의 조절에 따라 차량은 요구된데로 회전하고 조종될 수 있다.

복수의 하측 트랙 휠(622)은 이러한 휠(618, 620)들 사이에서 이격된다. 하측 트랙 휠(622)은 짧은 금속 링크(625)로 구성되는 신장식 조립체(623) 상에 장착되고, 상기 링크들은 이의 단부와 중앙에서 피벗회전된다. 이와 같은 방식으로 하측 트랙 휠(622)을 링크고정시킴으로써, 휠들은 균일하게 이격된 방식으로 트랙 부재(616)의 베이스를 따라 수축되거나 또는 트랙을 신장시킬 수 있다.

아이들러(626)를 움직이는 조절식 암은 트랙 부재의 경로를 조절하기 위해 각각의 트랙 부재(612) 내에 배열된다. 도 58 내지 도 61에서, 조절식 암은 수직 아이들러 암 조립체(624)의 일부분이다. 수직 아이들러 암 조립체(624)는 하측 트랙 휠(622) 위에서 중앙에 위치된다. 수직 아이들러 암 조립체(624)는 상측 트랙 텐션 휠 또는 아이들러(626) 및 조절식 수직 아이들러 암(628)을 포함한다. 수직 아이들러 암(628)은 미끄럼 방식으로 베이스(630)의 외부로 그리고 내부로 이동될 수 있다. 베이스(630)는 트랙 부재(612) 내에서 중앙에 위치된 지지 프레임(631)으로 부착된다. 이에 따라, 트랙 부재(616)는 피동 휠(618, 620), 하측 트랙 휠(622) 및 상측 트랙 텐션 휠을 둘러싼다.

도 60 및 도 61은 차량의 다면 하우징 신장부(632)가 후방을 향해 펼쳐지는 수직 아이들러 암 형상(600)을 공개한다. 이러한 신장부를 펼치는 것은 상기 언급된 제2 신장 부재 또는 평형추(52)의 펼쳐지는 방식과 다수 유사하다. 이와 같은 방식으로 하우징 부재(632)를 이동시킴에 따라 차량의 전방에서 버킷 또는 설비(634)에 의해 들어올려 지는 적재물과의 평형을 유지시키기 위하여(counterbalance) 보다 많은 중량이 작업 차량의 후방으로 이동될 수 있다. 추가적으로, 이러한 신장은 차량이 위치되는 트랙 베이스의 신장을 포함한다. 피동 휠(620)은 하우징 부재(632)와 함께 후방으로 이동되고, 상대적으로 긴 트랙 베이스가 야기된다. 하측 트랙 휠(622)들은 신장식 조립체(623)의 도움으로 이격된다. 수직 아이들러 암 조립체(624)의 수직 아이들러 암(628)은 베이스(630)로 하강된다. 이에 따라 트랙 부재(616) 내에 필요한 슬랙(slack)을 제공하기 위해 트랙 경로가 변형되고, 후방 구동 휠(620)의 후진 운동이 조절된다. 수직 아이들러 암과 같은 조절식 암은 아이들러를 움직이고, 각각의 세트의 트랙 내에 배열된다. 아이들러 암은 몇몇의 다양한 수단을 이용하여 조절되는 위치를 가질 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 조절식 암은 스프링에 의해 편향될 수 있으며, 이에 따라 프레임의 전방 및 후방 부분의 신축은 아이들러와 조절식 암을 하측으로 가압하기 위해 트랙을 이용한다. 대안으로, 조절식 암은 유압식으로 작동되고, 프레임의 신축 동작에 따라 조절될 수 있다. 어떠한 메커니즘이 이용될지라도, 차량은 신장된 트랙 베이스를 가지며 이러한 트랙 베이스에 따라 상대적으로 큰 적재물이 보다 안정적인 차량의 전방에서 들어올려질 수 있다.

도 62 내지 도 65는 토션 아이들러 암 조립체(torsion idler arm assembly, 636)가 수직 아이들러 암 조립체(624) 내의 제 위치에서 이용되는 본 발명의 다양한 도면을 공개한다. 이러한 토션 아이들러 암 조립체(624)는 토션 아이들러 암(640)으로 언급된 조절식 암에 결합된 트랙 텐션 휠(638)을 포함한다. 토션 아이들러 암(640)은 아이들러 암(636)이 도 62 및 도 63에 도시된 수직 위치로부터 도 64 및 도 65에 도시된 수평 위치로 트랙 텐션 휠(638)과 피벗회전할 수 있도록 지지 프레임(631)으로 피벗회전하게 고정된다. 기술된 바와 같이, 이는 바이어스 스프링에 대해 트랙 압력 하에서 수행될 수 있거나 또는 유압식 작동에 의존하여 수행될 수 있다. 이러한 작업은 다면 하우징(632)이 후방을 향해 이동될 때 수행된다. 따라서, 트랙 길이는 신장되며, 차량이 보다 안정적인 상태로 유지된다. 하측 트랙 휠(622)에 따라 구동 휠(618, 620)들 사이에서 트랙(616)을 지지하는데 도움이 된다. 하측 트랙 휠(622)은 요홈 구조의 부재(642)를 따라 평행하게 이격된 상태로 유지된다.

도 66 내지 도 69는 한 쌍의 더블 토션 아이들러 암(double torsion idler arm, 644, 646)를 이용하는 본 발명의 작업 차량의 다수의 측면도와 투시도를 도시한다. 도 66 및 도 67은 토션 아이들러 암의 수직 위치를 도시하며, 도 68 및 도 69는 토션 아이들러 암의 수평 위치를 도시하고, 트랙(616)은 최대로 신장된다. 토션 아이들러 암은 도 62 내지 도 65에서 토션 아이들러 암(640)의 움직임과 유사한 피벗 움직임에 따라 작동된다. 2개의 아이들러 암을 이용함으로써, 상당한 트랙이 이용될 수 있다. 이에 따라 차량이 신장된 형상일 때 상대적으로 긴 트랙 베이스가 구현될 수 있다.

도 70은 고무 트랙 부재(675)를 이용하는 본 발명의 작업 차량의 도면을 도시한다. 이러한 트랙 휠 부재는 상표 MATTRACKS^®으로 National Transmission의 Track Division에 의해 제조된 타입 또는 그 외의 다른 제조자의 유사한 제품으로 제조된 타입일 수 있다. 이러한 트랙 휠은 현존하는 작업 차량 휠 마운팅 부품들과 맞물리기에 적합할 수 있다. 이때, 트랙 휠은 본 명세서에 도시된 타입의 피동 휠을 대신할 수 있다. 이러한 고무 트랙 부재(675)를 이용함에 따라 본 발명의 작업 차량은 다양한 작업장 표면에 대해 조종할 수 있는 추가 기능을 가진다. 이러한 개별적인 트랙 휠 부재를 이용함에 따라 작업 차량은 몇몇의 트랙 부재의 표면 접합 장점을 가지는 동시에 개별 휠들의 선호되는 조종성이 구현된다.

작업 차량의 전체적인 작동 및 기능성은 도 71의 도면으로부터 이해될 수 있다. 작업 차량 시스템(700)의 기본적인 도면이 도시된다. 도면에 도시된 바와 같이 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 작업 차량의 전체적인 작업을 통제한다. 이러한 컨트롤러는 차량 내에 고정된 제어 회로도를 포함한 센서-반응식 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 다양한 오퍼레이터 인풋(operator input, 702)과 센서 인풋(sensor input, 704)의 형태로 데이터를 수신함으로써 차량을 작동시킬 수 있다. 인풋들 중 일부는 컨트롤러로 지향적으로 릴레이되고, 일부는 무선 리시버(706)를 통해 릴레이된다. 마이크로프로세서 컨트롤러(142)는 확장되고 고급의 소프트웨어가 탑재되며, 이에 따라 컨트롤러(142)는 하나 또는 이보다 많은 유압식 펌프(708)와 연결된 밸브 네트워크(707)를 구동시킨다. 밸브 네트워크는 밸브, 호수, 서브-컨트롤러, 센서 및 그 외의 다른 전자-유압식 부품의 조립체로 구성된다. 다양한 실시예의 밸브는 가변 용량 펌프(variable displacement pump)로부터 형성된 다양한 트윈 스풀 밸브를 포함할 것이다.

펌프(708)는 하나 또는 이보다 많은 펌프를 나타낼 수 있다. 대부분의 실시예에서, 본 특허 출원에서 도면부호(146, 168, 222, 532, 590)로 지시된 모든 유압식 펌프는 하나 또는 2개의 메인 펌프 내에 구성된다. 이러한 도면부호로 도시된 펌프들은 각각의 시스템에 대해 펌프 기능들을 수행하기 위해 필요한 하나의 단일 펌프 또는 다수의 추가 펌프를 나타낼 수 있다. 작업 차량에 대해 작동되는 제1 시스템은 스티어링 시스템(710), 구동 조립체(712), 프레임 신장 시스템(714), 리프트 메커니즘(716), 로드 레벨링 시스템(718), 후방 부착 시스템(720) 및 트랙 시스템(722)을 포함한다.

종래 기술의 당업자는 본 발명의 작업 차량이 다양한 건설 프로젝트, 등등을 포함하는 다양한 업무 및 다양한 크기를 구현하기 위한 다양한 형태와 크기로 제조될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 부품들은 다수의 적합한 재료로 구성된다. 또한, 본 발명의 형상은 이의 적용 분야를 단지 건설, 산업용 또는 주택용 분야에 한정하도록 제한되지 않아야 한다.

본 발명의 임의의 유압식 시스템, 특히 연결되거나 또는 분리되거나 또는 변형될 수 있는 부품들은 특수화되고, 용이하게 연결가능하거나 또는 신속 연결식 어댑터, 피팅 및 호수가 장착될 수 있다. 이러한 부품들에 따라 다양한 유압식 연결들이 원 터치 연결에 따라 신속하고 용이하게 구현될 수 있다. 보조 시스템을 유압부로 부착시키거나 또는 가변시킬 때 또는 작은 공간 내에 수용된 다수의 유압식 부품들을 가질 수 있는 것은 본 발명의 차량의 다양한 실시예에 대해 특히 유용하다. 이러한 제품의 실례는 미네소타주의 Eden Prairie에 위치한 Eaton Corporation로부터 입수가능한 Aeroquip STC(스냅 연결) 유압식 호수 및 피팅 연결 시스템이다. 따라서, 작업 차량에 대한 유압식 부품 및 호수들은 특정 형태의 암과 수의 연결 부품들을 이용하는 특정 피팅을 이용하여 연결될 수 있다.

본 발명은 종래 기술의 당업자들에게 필요 시 특수한 부품들을 이용하고 구성하며, 신규한 사상을 적용하기 위해 필요한 정보를 제공하며, 특허 요건에 부합되도록 보다 상세히 본 명세서에서 기술된다. 그러나, 본 발명은 특히 상이한 설비 및 장치에 의해 구현될 수 있으며, 설비 및 작동 절차에 관한 다양한 변형물들이 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 구현될 수 있다.

Claims (24)

1. 작업 차량(10)으로서, 상기 작업 차량은
   (a) 전방 부분(14), 후방 부분(16) 및 서로에 대해 종향향으로 전방 부분(14)과 후방 부분(16)을 이동시키기 위한 제1 액추에이터(50)를 포함한 조절식 프레임,
   (b) 상기 프레임에 대해 리프트 메커니즘을 회전시키기 위한 유압식 제2 액추에이터(28) 및 리프트 메커니즘의 길이를 조절하기 위한 제3 액추에이터(90, 92, 94)를 포함하는, 조절식 프레임에 회전가능하게 결합된 리프트 메커니즘(716),
   (c) 구동 조립체(134, 712),
   (d) 유압식 액추에이터(126), 스티어링 암(128), 스티어링 시스템(710), 및
   (e) 각각의 제1, 제2 및 제3 액추에이터, 구동 조립체, 유압식 액추에이터(126), 스티어링 암(128), 및 스티어링 시스템(710)에 결합된 밸브 네트워크(707), 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138), 작동 상태를 감지하기 위한 복수의 센서(136, 161, 162, 163, 164, 206, 208) 및 조이스틱/매뉴얼 컨트롤(138)과 복수의 센서로부터 인풋을 수신하고 상기 인풋을 기초로 리프트 메커니즘, 구동 조립체, 유압식 액추에이터, 스티어링 암, 스티어링 시스템, 및 조절식 프레임의 전방 부분과 후방 부분 사이의 거리를 제어하기 위하여 상기 밸브 네트워크의 작동을 통제하는 커맨드를 생성하는 컨트롤러를 포함한 전자-유압식 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
2. 제1항에 있어서,
   (i) 제1 가로 부재의 중앙에서 프레임의 전방 부분에 피벗회전하도록 결합된 제1 가로 부재, 상기 제1 가로 부재의 각각의 단부에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 전방 휠(426, 428) 및 가로 부재에 대해 상기 프레임의 전방 부분을 피벗회전시키기 위하여 상기 밸브 네트워크에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 전방 액추에이터를 포함하고,
   (ii) 제2 가로 부재의 중앙에서 프레임의 후방 부분에 피벗회전하도록 결합된 제2 가로 부재, 상기 제2 가로 부재의 각각의 단부에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 후방 휠(416, 418) 및 제2 가로 부재에 대해 상기 프레임의 후방 부분을 피벗회전시키기 위해 상기 밸브 네트워크에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 후방 액추에이터를 포함하고, 상기 전방 및 후방 액추에이터는 상기 조절식 프레임 조립체의 레벨을 유지시키기 위해 협력하여 작동되는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
3. 제2항에 있어서, 프레임의 레벨 상태를 나타내는, 상기 컨트롤러에 시그널을 전송하는 하나 이상의 경사계(204)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
4. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러는 후방 액추에이터 및 전방 액추에이터를 제어하기 위해 상기 밸브 네트워크의 작동을 통제하는 커맨드를 생성하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
5. 제1항에 있어서, 프레임의 전방 부분 또는 후방 부분들 중 하나의 부분과 이동 가능하고 상기 하나의 부분 상에 위치된 파워 테이크-오프(PTO) 샤프트(512)를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
6. 제1항에 있어서, 프레임의 후방 부분과 이동 가능하고 이 위치에 위치된 3-점 히치(514)를 추가로 포함하며, 상기 3-점 히치(514)는 제1 부착 지점(558)을 포함한 제1의 4-바 링키지, 제2 부착 지점을 포함하는 제2의 4-바 링키지, 상기 제1 및 제2 부착 지점을 조절하기 위하여 하나 이상의 상기 4-바 링키지에 작동가능하게 결합된 제1 히치 액추에이터 및 상기 제3 부착 지점의 위치를 조절하기 위한 제2 히치 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
7. 제1항에 있어서, 상기 구동 조립체는 작업 차량의 마주보는 측면 상에 배열된 가변식 베이스 길이 트랙 조립체(610)를 포함하고, 각각의 상기 가변식 베이스 길이 트랙 조립체는 트랙 부재(612, 614), 아이들러(626)를 이동시키는 하나 이상의 이동식 암 및 이동식 암을 이동시키기 위한 암 액추에이터를 포함하고, 프레임의 전방 및 후방 부분이 서로에 대해 종방향으로 이동함에 따라 암 액추에이터는 이동식 암을 이동시켜 트랙의 경로를 변형시키고 트랙에 텐션이 선택적으로 가해져서 트랙이 지시 상태(taught condition)로 유지되는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
8. 제7항에 있어서, 상기 이동식 암은 회전식 토션 암 및 수직 아이들러 암으로부터 선택되고, 아이들러는 트랙 텐션 휠인 것을 특징으로 하는 작업 차량.
9. 제1항에 있어서, 상기 구동 조립체는 작업 차량의 마주보는 측면상에 배열된 가변식 베이스 길이 트랙 조립체(610)를 포함하고, 각각의 가변식 베이스 길이 트랙 조립체는 제1 구동 부재, 제1 구동 부재와 제2 구동 부재에 의해 구동되는 트랙, 아이들러 암과 토션 암들로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 이동식 암을 포함하며, 프레임의 전방 부분 또는 후방 부분이 서로에 대해 종방향으로 이동됨에 따라 이동식 암은 트랙의 경로를 변경시키고 트랙에 텐션을 선택적으로 가해서 트랙이 제1 구동 부재와 접촉된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
10. 제1항에 있어서, 상기 구동 조립체는 4개의 트랙 조립체를 포함하고, 상기 4개의 트랙 조립체들 중 2개의 트랙 조립체는 프레임의 전방 부분에 결합되며 그 외의 2개의 트랙 조립체는 프레임의 후방 부분에 결합되고, 각각의 상기 트랙 조립체는 트랙, 트랙을 회전시키는 구동 부재 및 목표 형태로 트랙을 지지하는 일련의 아이들러를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
11. 제1항에 있어서,
    (i) 프레임의 후방 부분과 함께 이동가능하고 이 위에 배치된 파워 테이크-오프(PTO) 샤프트(512), 및
    (ii) 프레임의 후방 부분과 함께 이동가능하고 이 위에 배치된 3-점 히치(514)를 추가로 포함하고, 상기 3-점 히치(514)는 제1 부착 지점을 포함한 제1의 4-바 링키지, 제2 부착 지점을 포함하는 제2의 4-바 링키지, 상기 제1 및 제2 부착 지점의 위치를 조절하기 위하여 4-바 링키지에 결합된 하나 이상의 액추에이터, 및 제3 부착 지점과 상기 프레임의 제2 위치 사이에 결합된 유입식 실린더를 포함하고, 상기 제1, 제2 및 제3 부착 지점은 장치를 차량에 부착시키기 위한 3개의 지점을 제공하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
12. 제11항에 있어서, 작업 차량의 후방 부분은 하나 이상의 보관 컴파트먼트를 추가로 포함하고, 제1 및 제2의 4-바 링키지, 4-바 링키지에 결합된 액추에이터 및 유압식 실린더는 상기 3-점 히치가 사용되지 않을 때 상기 하나 이상의 보관 컴파트먼트 내로 수축될 수 있는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
13. 제1항에 있어서,
    (i) 가로 부재의 중앙에서 전방 또는 후방 부분들 중 하나의 부분에 피벗회전하게 결합된 가로 부재 및 각각의 가로 부재의 각각의 단부에 작동가능하게 결합된 하나 이상의 휠을 포함하는 복수의 지지 조립체(404, 406), 및
    (ii) 상기 복수의 지지 조립체(404, 406)에 대해 제1 또는 제2 부분을 피벗회전시키기 위한 유압식 액추에이터를 포함하는 것을 특징을 하는 작업 차량.
14. 제1항에 있어서, 상기 리프트 메커니즘은 한 쌍의 리프트 암(24) 및 복수의 작업 설비들 중 하나를 작업 차량에 부착시키기 위한 부착 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 작업 설비들 중 하나의 설비는 버킷(26), 메인 바스켓, 포크리프트, 그래플 버킷(118), 석발기(120), 베일 핸들러(122), 스텀 그라인더(124), 트렌처(125), 및 잔디 깎기로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
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