KR101530091B1 - 고가 공중 장치 및 그것이 설치된 차량 - Google Patents

고가 공중 장치 및 그것이 설치된 차량 Download PDF

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Abstract

수평 처짐 보정이 요구되는 차량에 장착되는 고가 공중 장치는 길어지는 부재, 상세하게는 연장 가능한 사다리 또는 일 축을 따라 주로 연장되고 공중 케이지, 플랫폼 또는 임의 형식의 유사 지지 구조물이 설치될 수 있는 선택적으로 텔레스코픽 방식의 붐을 포함한다. 상기 부재는 부재(14)와 베이스(12) 사이에 개재되는 매개부(19)와 더불어 베이스(12) 상에 장착된다. 부재(14)는 부재(14)의 수평 처짐 보정을 위한 제2축에 대해서 상기 매개부(19) 상에 피봇 운동가능하게 장착되고, 매개부(19)는 베이스(12)와 관련하여 상기 부재(14)의 자유단(20)의 상승에 대처하는 제3축(A3)에 대해서 베이스(12) 상에 피봇 운동가능하게 장착된다. 부재를 상승 및 하강시키기 위한 두 개의 램(22A)(22B)은 베이스 상에 피봇 운동가능하게 장착되고 제어기(24)에 의해 각각 제어되며, 램의 적당한 제어를 통해서 부재를 상승시키는 동안, 수평 처짐 보정을 동시에 수행 가능하다.
수평 처짐 보정, 고가 공중 장치, 사다리, 피봇, 제어기

Description

고가 공중 장치 및 그것이 설치된 차량{HIGH-RISE AERIAL APPARATUS AND VEHICLE EQUIPPED THEREWITH}
본 발명은 고가 공중 장치 및 그것이 설치된 차량에 관한 것이다.
여기에서 사용되는 고가 공중 장치(또는 고가 공중 기구)는, 먼저 사다리를 포함하는 장치를 의미한다. 그러나, 이러한 표현은 가구 리프팅(lifting) 장치, 자재 리프팅 장치, 또는 리프팅 암(lifting arm) 타입 장치를 의미하는 것으로도 또한 사용된다.
고가 공중 장치는, 일반적으로 연장 가능한 사다리 또는 선택적으로 망원경 처럼 끼워 넣을 수 있는 텔레스코픽(telescopic)방식의 붐(boom) 일 수 있는 일 축을 따라 주로 연장되는 부재를 포함한다. 후자에는 공중 바스켓(basket), 다시 말해 케이지(cage), 플랫폼(platform), 또는 임의의 형식의 유사 지지 구조물이 설치 가능하다. 바스켓은 부재를 따라 선택적으로 이동 가능하거나 또는 대안적으로 상승되도록 설계되는 부재의 자유단에 견고하게 결합 가능하다.
공지된 방식의 고가 공중 장치들은 또한 베이스(base)를 포함한다. 다음으로, 부재는 베이스와 관련하여 피봇 운동가능하게 장착되어 부재의 자유단이 상승하게 된다. 부재는 지지대에 견고하게 결합하도록 더 적합화된다.
나아가, 베이스와 관련하여 이동 가능한 부재의 피봇팅을 제어하기 위한 장치가 제공되어 부재의 자유단을 상승시킨다.
리프팅 암의 경우에 있어서, 부재는, 예를 들어, 베이스와 관련하여 피봇 가능하게 장착되는 제1붐 영역에 의해 구성되어, 이러한 제1영역의 일단이 베이스와 관련하여 상승되도록 허용한다. 리프팅 암은 서로 간에 관련하여 피봇 가능하게 장착되는 하나 이상의 다른 영역들을 포함할 수도 있는데, 바스켓은 최종 영역의 자유단에 견고하게 결합된다.
따라서, 본 발명의 의미에서 고가 공중 장치는 사람 또는 물건이 지면 위로 상승된 위치, 또는 심지어 기구의 지지 평면 레벨의 아래에 놓인 위치에도 도달되도록 허용하는 장치를 포함한다.
그러나, 이러한 고가 공중 장치는, 그것의 베이스가 평평하지 않은 지지대에 안착되는 경우에 사용이 어렵거나 위험할 수도 있는데, 경사 또는 수평 처짐(off-level) 정도, 특히 그것의 상승 및/또는 연장되는 기능으로서 그 정도가 부재의 자유단에서 두드러질 수 있다.
사다리를 수평 처짐 보정하는 일 방편으로, 출원인의 프랑스 특허 2,631,377에 따르면, 인명 구조용 또는 산업상 용도의 장치는 주로 제1축을 따라 연장되는 상당한 길이의 이동 가능 개재 부재를 포함한다. 이러한 부재는 차량 섀시(chassis) 상에 장착을 위해 설계되는 지지대 상에 장착된다. 지지대는 부재를 상승시키기 위해 피봇되는 캐리지를 운반하는 회전 가능한 방향 조정 장치(rotatable orientation turret)를 포함한다. 그 끝단 중 하나에는, 이동 가능 개재 부재가 이동 가능 개재 부재의 축에 평행한 제2축에 대하여 피봇하는 캐리지 상에 회전하여 장착된다. 제2축은 방향 조정 장치의 회전 축을 포함하는 평면에 위치하고 캐리지의 상승 축에 직교한다. 나아가, 이동 가능한 개재 부재를 상승시키기 위한 램(rams)에 추가적으로, 제2축에 대해 이동 가능 개재 부재의 회전을 야기하기 위한 수단이 제공되어, 이동 가능 개재 부재, 바스켓, 및 이동 가능 개재 부재에 통합되는 임의의 다른 지지 부재의 스텝들의 수평 상태를 재확립, 다시 말해, 수평 처짐에 대한 보정을 수행한다.
그러나, 이러한 장치는 복잡하다. 더욱이, 이동 가능한 부재와 다양한 용도의 캐리지 사이에 임의의 작동 정도가 존재하는데, 이는 장치에 의해 사용자가 임의의 부상을 당할 위험성을 가진다는 것을 의미하고, 특히, 이동 가능 개재 부재와 캐리지 사이에 갇히게 되는 결과를 낳게 된다. 임의의 부상 위험성을 피하기 위해, 보호 수단들이 캐리지와 이러한 장치의 이동 가능 개재 부재 사이에 통상적으로 배열된다. 보호 수단들은 일반적으로 캐리지와 이동 가능 개재 부재 사이에 배열되는 주름진 플라스틱 벨로우(bellow) 모양의 부재들을 가진 형식을 취하게 되어 사람이나 물건이 캐리지와 이동 가능 개재 부재 사이에 뜻하지 않게 갇히는 것을 방지하게 된다.
또한, 독일 특허 출원 DE 196 53 376는 베이스 및 캐리지에 견고하게 고정되는 사다리를 포함하는 사다리 장치를 개시한다. 캐리지는 상승 축 상에 베이스와 관련하여 피봇 가능하게 장착되어 베이스와 관련하여 사다리의 자유단을 상승시킨 다. 베이스는 또한 상승 축에 직교하는 수평 축 상의 지지대 상에 피봇 가능하게 장착된다. 따라서, DE 196 53 376의 장치에서, 사다리 수평 처짐을 위한 보정은 지지대와 관련한 상기 베이스의 수평 처짐을 보정함으로써 이루어진다. 이를 위하여, 사다리 각 측에 하나씩 두 개의 램들이 제공되고, 각각은 지지대 및 캐리지에 통합되고, 램들의 연장은 독립적으로 제어 가능하다.
이러한 장치의 경우에 있어서, 막대한 에너지 소비를 결과적으로 요구하는, 수평 처짐을 보정하기 위해 이동되어야 하는 무게는 상당하다. 사용되는 램들이 유압식인 경우, 이러한 장치 내에서 수평 처짐 보정을 위해 필요한 상당한 양의 에너지가, 상당한 부피의 유압 유체 사용에 있어서, 또는 유압 유체 압력을 끌어 올리기 위한 수단들의 사용에 의해 반영된다. 두 경우 모두, 장치는 올바른 작동을 위해 복잡하고 큰 부피의 여러 배치들을 필요로 하게 된다.
또한, 이러한 장치는, 특히 좁은 공간에서의 사용이 어려울 수 있다. 실제적으로, 수평 처짐에 대한 보상은 상당한 양의 사다리 이동, 특히 그 끝단의 이동을 초래한다.
결과적으로, 본 발명의 목적은, 특히 기존 장치의 단점들을 제거한 향상된 고가 공중 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명의 고가 공중 장치는:
베이스(base)와;
제1축을 따라 주로 연장되고 그 자유단이 상승되도록 구성된 부재와;
상기 부재와 상기 베이스 사이에 개재되는 매개부와;
상기 베이스 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 상기 부재를 위한 두 개의 상승 장치와;
상기 부재를 위한 상기 상승 장치 각각을 제어하기 위한 제어 장치;
를 포함하고,
상기 부재는 상기 부재의 수평 처짐 보정용 제2축을 중심으로 상기 매개부 상에 피봇 운동가능하게 장착되고, 상기 매개부는 상기 베이스에 대해 상기 부재의 자유단의 상승을 제공하는 제3축을 중심으로 상기 베이스 상에 피봇 운동가능하게 장착되고;
상기 상승 장치는 상기 제1축의 각 측에서 상기 부재와 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치이다.
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따라서, 본 발명에 있어서, 부재 자체의 축에 근접한 피봇 축에 대해 부재를 이동시키는 것만으로 부재의 수평 처짐 보정이 이루어진다. 주어진 수평 처짐 보정에 대해서 부재가 이동하는 정도는, 부재의 피봇 운동이 장치의 지지대와 관련하여 베이스가 피봇 운동하는 축에 대하여 이루어지는 공지된 장치와 비교하여 현저하게 감소한다. 결과적으로, 본 발명의 장치는 보다 조종이 용이하다. 또한, 움직이는 부품들의 수가 감소함에 따라, 이동하는 무게 또한 감소된다. 이렇게 해서, 본 발명의 장치는 상기 논의된 장치보다 주어진 수평 처짐 보정에 대해 더 적은 에너지를 소비하게 된다.
또한, 두 개의 상승 장치 각각에 대한 제어 장치의 수행으로 상승 장치들의 적절한 제어를 통해서 수평 처짐 보정을 위해서뿐만 아니라 부재를 상승시키기 위해 상승 장치들을 동시에 사용하는 것이 가능해 진다.
다양한 실시예들에 따르면, 본 발명의 고가 공중 장치는 하나 이상의 다음 특징들을 단독으로 또는 조합하여 포함 가능하다:
- 상기 제2축과 상기 제3축 사이의 거리는 60 ㎝ 미만이고 바람직하게는 제로와 같으며, 상기 거리는 제4축를 따라 측정되고, 상기 제4축은 고가 공중 장치의 중심면 내에 포함되고, 상기 수평 처짐 보정 축에 직교하고, 상기 상승 축과 교차하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 제1축과 상기 제2축 사이의 거리는 50 ㎝ 미만이고, 바람직하게는 30 ㎝ 미만이며, 더욱 바람직하게는 20 ㎝ 미만이며, 보다 더욱 바람직하게는 제로와 같으며, 상기 거리는 제4축을 따라 측정되고, 상기 제4축은 상기 고가 공중 장치의 중심면 내에 포함되고, 상기 수평 처짐 보정 축에 직교하고, 상기 상승 축과 교차하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 매개부는 캐리지에 의해 형성되고, 상기 부재는 상기 캐리지 상에 상기 제2축에 대해 피봇 운동가능하게 장착되고, 상기 캐리지는 상기 베이스 상에 상기 제3축에 대해 피봇 운동가능하게 장착되고, 상기 두 개의 상승 장치 각각은 상기 부재 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 부재는 캐리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 두 개의 상승 장치 각각은 상기 부재 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 두 개의 상승 장치 각각은 상기 캐리지 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 부재의 상기 상승 장치 각각은 한 개의 몸체 램(ram) 또는 두 개의 몸체 램인 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 부재는 사다리 또는 붐(boom)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 부재는 바스켓(basket)을 지지하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 바스켓은 상기 부재에 대해 병진 운동으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 부재에서 또는 상기 캐리지에서 상기 상승 장치의 축들 사이의 거리는 상기 베이스에 있는 상기 상승 장치의 축들 사이의 거리와는 다른 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 베이스는 지지대 상에, 상기 지지대에 직교하는 제5축을 중심으로 피봇 운동가능하게 장착되는 방향 조정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 상승 장치는 램이고, 상기 제어 장치는 상기 베이스의 수평성 및 상기 베이스에 대한 상기 부재의 상승에 관련된 정보를 수신하고, 그 결과에 따라서 상기 부재의 수평 처짐을 보정하기 위하여 상기 두 개의 램 각각을 서로 다르게 연장하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 상승 장치는 유압 램이고, 상기 제어 장치는 상기 부재의 수평 처짐에 관한 정보를 수신하고, 그 결과에 따라서 상기 부재의 수평 처짐을 보정하기 위하여 일측 램으로부터 타측 램으로 유압 유체의 전달을 제어하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
- 상기 제2축은 상기 제1축에 평행한 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
본 발명은 또한 그 모든 조합으로 앞서 설명한 고가 공중 장치가 장착된 차량을 제공한다.
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본 발명은 기존의 장치와 비교해 고가 공중 장치를 위한 공급 가격 및 조립 가격이 감소되는 효과를 가진다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 고가 공중 장치(10)는 베이스(base)(12) 및 주로 제1축(A1)을 따라 연장되는 부재(14)를 포함한다. 본 논의에 있어서, 부재(14)는 사다리(15) 및 캐리지(carriage)(18)를 포함하는데, 사다리(15)는 그 단부(16)의 영역에서 캐리지(18)에 견고하게 결합된다. 상세하게는, 제1축(A1)(이하 "사다리(15)의 축(A1)"이라 칭한다)은, 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사다리(15)의 기본도면의 중심축이다.
여기서 캐리지(18)는 부재(14), 더욱 상세하게는 캐리지(18)와 베이스(12) 사이에 개재되는 매개부(19)에 피봇 운동 가능하게 장착된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 캐리지(18) (및 따라서 부재(14))는 상기 매개부(19)의 단부(18a) 중 하나에 장착되는데, 매개부(19)는 수평 처짐 보정용 제2축(A2)에 대해서 피봇 운동 가능하여, 부재(14)의 수평이 처지는 것을 보정하게 된다.
상세하게는, 수평 처짐 보정용 제2축(A2)은 사다리(15)의 제1축(A1)과 평행하다. 그러나, 해당 기술 분야의 당업자들은 수평 처짐 보정용 제2축(A2)이 사다리 축(A1)에 반드시 평행해야하는 것은 아니라는 것을 알 것이다(특히, 도 3b 참조). 특히, 이러한 두 개의 축은 도 2의 평면, 다시 말하면 고가 공중 장치(10)의 중심면에서 예각을 형성할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 주어진 수평 처짐 보정에 대해서, 수평 처짐 보정용 제2축(A2)이 사다리(15)의 축(A1)과 평행하게 구성되면, 두 개의 축들이 예각을 형성하는 경우와 비교하여 수평 처짐 보정으로 인한 사다리의 자유단 이동이 한정될 수 있다.
매개부(19)는 베이스(12) 상에 추가적으로 제3축(A3)(이하 "상승 축(A3)"이라 칭한다)에 대해 피봇 운동 가능하게 장착되어, 부재의 상승에 대처하고, 따라서 베이스(12)와 관련된 사다리(15)의 자유단(20)의 상승에 대처한다.
도 3a 및 도 3b는, 상기 장치의 중심 면에 있는, 도 1 및 도 2의 고가 공중 장치의 사다리 축(A1), 수평 처짐 보정용 제2축(A2), 및 상승용 제3축(A3)의 배열을 위한 두 개의 대안들을 개략적으로 도시한다. 도 3a에서 사다리 축(A1) 및 수평 처짐 보정용 제2축(A2)은 평행하다. 반대로, 도 3b에서, 사다리 축(A1) 및 수평 처짐 보정용 제2축(A2)은 고가 공중 장치의 중심 면에서 예각을 이룬다. 그러나, 두 경우 다, 상승용 제3축(A3)은 고가 공중 장치의 중심 면에 직교하고, 상승용 제3축(A3)은 사다리 제1축(A1)에 직교하고 수평 처짐 보정용 제2축(A2)에 직교한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여, 제1거리(d1)를 수평 처짐 보정용 제2축(A2)과 상승용 제3축(A3) 사이의 거리로서 정의하는데, 상기 거리(d1)는, 수평 처짐 보정용 제2축(A2)에 직교하고 상승용 제3축(A3)과 교차하는, 고가 공중 장치(10)의 중심 면에 포함되는 제4축을 따라 측정된다.
계속해서 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 제2거리(d2)를 사다리 제1축(A1)과 수평 처짐 보정용 제2축(A2) 사이의 거리로서 정의하는데, 상기 제2거리(d2)는 위에서 정의한 제4축을 따라 측정된다.
고가 공중 장치(10)에 있어서, 수평 처짐 보정용 제2축(A2)과 상승용 제3축(A3) 사이의 거리(d1)는, 바람직하게는 60 ㎝ 미만이고, 더 바람직하게는, 제로이다. 수평 처짐 보정용 제2축(A2)과 상승용 제3축(A3) 사이의 이러한 감소된 거리의 결과로, 부재(14)의 무게 중심은 이러한 조립체가 종래의 장치 내에 있는 경우보다 위치 이동 차량 내에 있을 때 더 낮다. 무게 중심이 낮아지면, 안정성, 특히 회전에 있어서 실제적인 향상을 통해, 장치가 장착된 차량을 더 안전하게 운전하게 된다.
나아가, 고가 공중 장치(10)에 있어서, 사다리 축(A1)과 수평 처짐 보정용 제2축(A2) 사이의 거리(d2)는, 바람직하게는 50 ㎝ 보다 작고, 더욱 바람직하게는 30 ㎝ 보다 작으며, 보다 더욱 바람직하게는, 20 ㎝ 보다 작으며, 더욱 보다 더 바람직하게는 제로와 동일하다. 실제적으로, 이러한 거리(d2), 수평 처짐 보정을 위해 필요한 사다리의 변위는 한정된다. 결과적으로, 고가 공중 장치(10)는 매우 조종하기 쉽고, 사용하기가 더 용이하면서 더 안전하다. 나아가, 낮은 거리(d2) 값으로 램의 길이를 감소시키고 그것들의 행정거리를 감소시키는 것이 또한 가능하여, 무게에 있어서 이득을 얻게 되고 공급되는 유압 유체의 양을 감소시키게 된다.
사다리(15)를 상승시키기 위하여, 본 발명의 고가 공중 장치(10)는 두 개의 상승 장치들을 포함하는데, 이 두 개의 상승장치들은 캐리지(18)의 각 측에 하나 씩 배열되는 두 개의 램(22A)(22B)을 포함한다. 램(22A)(22B)은 캐리지(18)와 베이스(12)에 각각 통합된다. 상세하게는, 램(22A)(22B)은 단일 유압 램이다. 더욱 상세하게는, 램(22A)(22B)은 여기서 캐리지(18)의 단부 영역(18b), 즉 캐리지(18)의 단부(18b)를 상승시키기 위한 단부(18a)의 반대 단부에 장착된다. 이러한 램(22A)(22B)은 부재(14) 상에, 도 2의 평면에 실질적으로 직교한 축에 대해서 피봇 운동가능하게 장착된다.
또한, 고가 공중 장치(10)는, 서로 독립적인 각각의 램(22A)(22B)을 위한 제어 장치를 포함한다. 본 제어 장치(24)의 제1실시예가 도 4에 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제어 장치(24)는 램(22A)(22B)에 급유하는 유압 회로(27) 및 전자 제어 유닛(29)을 포함한다. 제어 장치(24)에는 유압 회로(27) 내에 유압 유체를 순환시키기 위한 펌프(32)를 이용하여 탱크(30)로부터 유압 유체, 즉 종래의 오일이 공급된다. 유압 회로(27)는 두 개의 동일한 가지 모양의 브랜치(branch)(26a, 26b)를 가지는 데, 이들 각각은 두 개의 램(22A)(22B) 중 하나와 관련된다. 이들 두 개의 브랜치(26a, 26b)는 펌프(32)의 하류에 평행하게 배열된다. 전자 제어 유닛(29)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(34A, 34B)는 브랜치(26a, 26b)의 각각에 마련된다. 본 논의에 있어서, 솔레노이드 밸브(34A, 34B)는 네 개의 포트(port) 및 세 개의 작동 위치를 가진다.
솔레노이드 밸브(34A, 34B)의 제1위치(34A-1, 34B-1)에서, 램(22A)(22B)의 상승 챔버(chamber)(36A)(36B)에는 펌프(32)에 의해 유압 유체가 공급되는데, 그 동안 램(22A)(22B)의 하강 챔버(38A)(38B)는 탱크(30)와 유체 연통한다.
솔레노이드 밸브(34A, 34B)의 제2위치(34A-2, 34B-2)에서, 램(22A)(22B)의 하강 챔버(38A)(38B)에는 펌프(32)에 의해 유압 유체가 공급되는데, 그동안 램(22A)(22B)의 하강 챔버(36A)(36B)는 탱크(30)와 유체 연통한다.
최종적으로, 솔레노이드 밸브(34A, 34B)의 제3위치(34A-3, 34B-3)에서, 처음에는 탱크(30)와 상승 챔버(36A)(36B) 사이에서, 두 번째에는 탱크(30)와 하강 챔버들(38A)(38B) 사이에서의 유체 연통이 끊어진다.
두 개의 솔레노이드 밸브(34A, 34B)의 위치는 서로 간에 독립적으로 제어 가능하다. 특히, 하나의 램의 상승(램들 중 하나의 상승 챔버에 유압 유체를 공급하는 것에 대응하는)을 제어하는 것이 가능하고, 그동안 다른 램의 하강(다른 램의 하강 챔버에 유압 유체를 공급하는 것에 대응하는)을 제어한다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 논의에 있어서 고가 공중 장치(10)의 베이스는 지지대(26) 상에, 지지대(26)에 직교하는 제5축(A5)(이하, 방향 조정 축)에 대해서 회전되게 장착하기에 적합한 방향 조정 장치를 포함한다. 이것은 지지대(26)가 통합되는 방향 조정 좌대(28)에 방향 조정 장치가 장착됨으로써 이루어진다. 이 경우, 방향 조정 장치의 지지대(26)는 차량 상에 장착된다.
여기서, 차량(10)은 트럭 형식의 자동차이지만, 명백하게는, 이러한 차량은 다용도 자동차 또는 무동력 자동차, 예를 들어 트레일러(trailer)와 같은 임의의 다른 형식이 가능하다.
본 발명에 따른 고가 공중 장치(10)의 작동은 방금 논의된 구조적 설명으로부터 추론된다.
따라서, 고가 공중 장치(10)는 사다리(15)의 자유단(20)이 사다리(15)의 길 이보다 작은 고가 공중 장치(10)로부터 이격되어 위치되는 공간 내의 임의의 점에 도달하도록 허용하는 세 개의 자유도를 가진다. 이러한 세 개의 자유도는 아래와 같다.
- 방향 조정용 제5축(A5)에 대한 방향 조정 장치의 회전 운동;
- 상승용 제3축(A3)에 대한 회전에 의한 사다리(15)의 상승 운동; 및
- 사다리(15)의 축(A1)에 평행한 이동 가능한 사다리(15)의 자유단(20)의 병진 운동; 본 논의의 경우에 있어서 이러한 운동은 결과적으로 사다리(15)가 망원경 처럼 끼워 넣을 수 있는 텔레스코픽(telescopic)방식의 것이라는 것이다.
고가 공중 장치(10)는, 캐리지(18)가 수평 처짐 보정용 제2축(A2)에 대해서 경사질 수 있기 때문에 추가적인 제4자유도를 가진다.
결과적으로, 임의의 주어진 지점에 도달하기 위해서, 운전자는 방향 조정용 제5축(A5)에 대해서 방향 조정 장치의 회전을, 그리고 상승용 제3축(A3)에 대해 사다리(15)를 피봇시킴으로써 사다리(15)의 상승을, 그리고 사다리(15)의 연장을 제어하거나 조절한다. 이러한 세 개의 운동은 동시에, 연속적으로, 또는, 다시 또, 연속 순차적으로 수행 가능하다.
그러나, 방향 조정 좌대(28)가 장착되는 지지대(26)는 수평이 아니고 그 반대로 수평 처짐 정도를 나타내며, 이러한 수평 처짐은 사다리(15)에서 두드러지게 나타날 가능성이 있다. 이러한 경우, 사다리(15)는 사용하기가 위험할 수도 있거나 심지어 사용이 불가할 수도 있다.
사다리(15)의 위치 조절과 동시에 수평 처짐을 보정하기 위해, 제어 장치(24)는 서로 간에 독립적인 램들에 유압 유체를 공급하고, 이로써 사다리(15)의 수평 처짐을 보정하기 위해, 사다리(15)를 상승용 제3축(A3)에 대해 그리고 수평 처짐 보정용 제2축(A2)에 대해 동시에 기울이는 것이 가능해진다.
도 4에 도시된 제어 장치(24)의 실시예에 있어서, 이것은 적절한 센서들로부터 다음의 정보를 입력 받는 전자 제어 유닛(29)에 의해 이루어진다.
- 고가 공중 장치(10)의 지지대의 좌우 평면에서 측정된, 수평면(PH)에 대한 베이스(12)의 수평 처짐의 각도(b);
- 사다리(15)에서의 수평 처짐의 각도(d), 즉 수평면(PH)에 대해서 측정된 수평 처짐;
- 캐리지(18) 또는 사다리(15)와 차량에 장착된 방향 조정 장치 사이에서 측정된 사다리(15)의 상승 각도(c);
- 베이스(12)가 장착되는 차량이 놓이는 평면(PS)과 수평면(PH) 사이에서 고가 공중 장치의 길이 방향 평면에서 측정된 경사에 대한 각도(a);
- 램 외부로 연장되는 각각의 램(22A)(22B)의 로드(rod)(44A, 44B)의 길이(LA, LB), 이들 길이들은 위치 센서들(46A, 46B)에 의해 측정된다.
이러한 다양한 각도들이 해당 기술 분야의 당업자들에게 잘 알려진 각도 센서들에 의해 측정된다.
또한, 전자 제어 유닛(29)은 신호(IC)를 수신하여, 운전자의 명령에 의해 상승 또는 하강 및/또는 좌측 또는 우측 회전을 제어하게 된다.
이러한 정보를 이용하여, 그리고 보다 상세하게는 사다리(15)의 상승 각도(c) 및 그것을 상승 또는 하강시키기 위한 운전자 명령(IC)을 이용하여, 전자 제어 유닛(29)은 배치되는 램(22A)(22B)의 피스톤 로드들(44A, 44B)에 대한 길이(LR)를 위한 기준 설정 포인트를 수립한다.
그러나 이러한 설정 포인트는, 부재(15)의 수평 처짐을 보정하기 위해 각각의 램에 대해 조정되어져, 임의의 주어진 시점에서 다음의 관계를 가진다.
LR = (LA+LB)/2
d=0.
바람직한 일 실시예에서, 설정 포인트 조정은 전자 제어 유닛 내에서 각도들(a, b, c) 및 기준 길이(LR)의 함수로서 맵핑(mapping)된다.
유효한 지시를 따르기 위해, 전자 제어 유닛(29)은 솔레노이드 밸브들(34A, 34B)을 교대로 또는 동시에 제어하여, 다른 램(22B)(22A)에 독립적인 램(22A)(22B)의 상승 챔버들(36A)(36B) 및/또는 하강 챔버들(38A)(38B)로의 공급을 제어한다.
사다리(15)의 길이를 조절하기 위해서는, 사다리(15)의 텔레스코픽 방식 부품들의 배치를 제어하는 것만으로도 충분하다.
그러나, 고가 공중 장치(10)의 경우에는, 캐리지(18) 및 사다리(15)만 이동되어 수평 처짐을 보정한다. 실제적으로, 수평 처짐을 보정하기 위해 사다리(15)를 기울이는 데 중심이 되는 수평 처짐 보정용 제2축(A2)은 사다리(15)의 축(A1)에 근접한다. 이 때문에, 수평 처짐을 보정할 때, 사다리(15)의 각도 변위는 감소한다. 주어진 수평 처짐은, 결과적으로, 사다리(15)가 그 자신의 축으로부터 더 멀리 떨어져 위치한 축에 대해서 기울어져야만 하는 경우보다 덜 큰 변위로 반영된다. 수평 처짐을 보정하기 위해 필요한 에너지의 양은 결과적으로 베이스도 이동하는 공지의 수평 처짐 공중 장치의 경우보다 더 작다. 나아가, 이러한 보정은 수평 처짐 보정을 위해 필요한 변위 폭이 더 작다는 관점에서 덜 위험하다.
또한, 사다리(15)가 캐리지(18)에 대해서 회전함으로써 이동할 수 있을 때, 사다리의 이동은 위험할 수 있다. 이 경우, 주름진 벨로우(bellow) 모양의 보호구들과 같은 보호 조치들이 사다리(15)와 캐리지(18) 사이에 추가적으로 제공될 필요가 있다.
그러나, 고가 공중 장치(10)에 있어서, 사다리(15)는 캐리지(18)에 통합적인 방식으로 견고하게 결합된다. 결과적으로, 보호 부재들이 사다리(15)와 캐리지(18) 사이에 끼워질 필요가 없다. 결과적으로, 고가 공중 장치(10)는 더 안전하며 생산비가 적게 든다.
캐리지(18)에 통합적으로 견고하게 결합되는 사다리(15)는 비틀림에 대한 더 큰 강성(剛性)을 나타낸다.
또한, 사다리(15)를 상승시키기 위해, 그리고 수평 처짐 보정을 위해 동일한 통합형 램을 사용한다는 사실로 램(22A)(22B)을 제어하기 위한 유압 회로는 단순해질 수 있다. 따라서, 회로는 기존의 장치들에 있는 네 개의 레벨 대신에 유압 스풀 밸브(spool valve)의 세 개의 레벨을 포함 가능하다. 또한 최신식 장치에 요구되는 많은 유압 라인들 및 유연한 파이프들이 더 이상 요구되지 않는다. 이러한 결과로, 기존의 장치와 비교해 고가 공중 장치를 위한 공급 가격 및 조립 가격이 감소된다. 무게 또한 감소하게 되는데, 그렇지 않을 경우 무게를 줄이기 위해서는 램 수를 줄여야만 한다.
본 발명이 예제를 이용하여 방금 설명한 실시예에 한정되지 않는다는 것은 분명하고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형들이 가능하다.
따라서, 다양한 운동들이 연속적으로나(다시 말해 일련의 운동을 포함하는) 임의의 순서의 어떤 형태로든 수행 가능하거나, 또는 동시에(다시 말해 조합된 운동) 수행 가능하거나, 또는 일련의 연속적인 조합 운동들의 조합으로서 수행 가능하다.
나아가, 램의 각각에 대한 제어 장치(124)의 대안적인 일 실시예가 도 5에 도시된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제어 장치(124)는 램(22A)(22B)을 구동하기 위한 유압 회로(126) 및 전자 제어 유닛(128)을 포함한다. 제어 장치(124)에는, 탱크(130)로부터 유압 회로(126)를 통하여 유압 유체를 구동하기 위한 펌프(132)를 경유하여 유압 유체가 공급된다. 펌프(132)의 하류에서, 유압 회로(126)는 전자 제어 회로(128)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(134)를 포함한다. 본 논의되는 경우에 있어서, 솔레노이드 밸브(134)는 네 개의 포트 및 세 개의 작동 위치를 가진다.
솔레노이드 밸브(134)의 제1위치(131-1)에서, 램(22A)(22B)의 상승 챔버들(36A)(36B)에는 펌프(132)에 의해 유압 유체가 공급되고, 그동안 램(22A)(22B)의 하강 챔버들(38A)(38B)은 탱크(130)와 유체 연통한다.
솔레노이드 밸브(134)의 제2위치(134-2)에서, 램(22A)(22B)의 하강 챔버들(38A)(38B)에는 펌프(132)로부터 유압 유체가 공급되고, 그동안 램(22A)(22B)의 상승 챔버들(36A)(36B)은 탱크(130)와 유체 연통한다.
마지막으로, 솔레노이드 밸브(134)의 제3위치(134-3)에서, 하강 챔버들(38A)(38B)이 탱크(130)와 유체 연통하는 동안 탱크(130)와 상승 챔버들(36A)(36B) 사이에서의 유체 연통은 끊어지게 된다.
솔레노이드 밸브(134)의 하류 및 상승 챔버들(36A)(36B)의 상류에서, 유체 분배기(136)가 유압 회로(126) 내에 마련된다. 이러한 유체 분배기(136)는 유압 유체를 상승 챔버들(36A)(36B)에 동일하게 공급하도록 한다. 따라서, 유체 분배기(136)에서 나온, 램(22A)(22B) 각각에 공급되는 유압 유체의 양은 임의의 주어진 시점에서 동일하다.
나아가, 불환 밸브(nonreturn valve)(138A)(138B)는 각각의 상승 챔버들(36A)(36B)과 유체 분배기(136) 사이 유압 회로(126) 내에 삽입된다. 제어 장치의 도시된 실시예에서, 이러한 불환 밸브(138A)(138B)는 선택적으로 제어되어 상승 챔버들(36A)(36B)의 배수(drainage)를 보증하는데, 특히 램(22A)(22B)이 하강하는 과정에 있을 때 배수를 보증한다.
이러한 제2실시예에서, 제어 장치(124)는 두 개의 상승 챔버들(36A)(36B) 중 하나로부터 다른 상승 챔버(36B)(36A)로 유압 유체량을 선택적으로 전달하기 위한 유체 전달 장치(140)를 더 포함한다. 따라서, 이러한 유체 전달 장치(140)는 상승 챔버들(36A)(36B)로부터 유압 유체량을 흡입하여 이 유압 유체량을 다른 상승 챔 버(36B)(36A)로 전달하는 펌프의 원리로 작동한다. 이러한 유체 전달 장치(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 전자 제어 유닛(128)에 의해 제어되는 전기 모터(142)에 의해 작동된다.
도시되지 않은 다른 실시예에서, 유체 전달 장치는 탱크로부터 펌프를 경유하여 유압 유체가 공급되는 유압 모터에 의해 작동 가능하다. 다음으로, 유압 모터로 가는 유압 유체의 공급은 전자 제어 유닛에 의해 솔레노이드 밸브를 경유하여 제어 가능하다.
이러한 제어 장치(124)의 대안적인 실시예로, 전자 제어 유닛(128)은 예를 들어 사다리(15) 스텝 상에서 수평 처짐(d)의 각도가 측정되기만을 요구한다. 이러한 수평 처짐 각도(d)의 값 및 신호에 따라서, 전자 제어 유닛(128)은 유체 전달 장치(140)를 이용하여 상승 챔버들(36A)(36B) 중 하나로부터 다른 상승 챔버(36B)(36A)로 유압 유체의 전달을 제어하여 수평 처짐을 보정, 다시 말해 d=0인 지점(또는, 임의의 경우에 있어서, d와 같은 지점이 소정의 한계 값보다 적을 때 까지)까지 보정된다. 이러한 보정은 사다리의 배치 및 위치 잡기 이후에 수행 가능하거나, 또는, 바람직하게는 이러한 동작들과 동시에 수행 가능하다.
나아가, 고가 공중 장치의 도시되지 않은 실시예에 따라서, 램은 두 개 몸체의 램이다. 이 경우, 제1몸체는, 예를 들어 사다리의 상승을 위해 수행 가능하고, 제1몸체보다 크기가 작게 되는 제2몸체는 수평 처짐 보정을 위해 단독적으로 수행 가능하다. 이 경우, 램의 두 개의 몸체는 별도의 유압 회로들에 의해 공급 가능하다.
나아가, 도 2에 평행하게 도시된 램(22A)(22B)은 대안적으로 서로 간에 경사질 수 있다. 다시 말해, 캐리지(18) 또는 사다리(15)에서 램(22A)(22B) 사이의 중심들 사이의 거리(램이 어느 것에 견고하게 결합하느냐에 따라서)는 베이스(12)에 있는 램(22A)(22B)의 중심들 사이의 거리와 다르고, 상세하게는 그 거리보다 작다. 이러한 배열은 고가 공중 장치(10), 보다 상세하게는, 사다리(15)에 보다 나은 안정성을 제공한다. 실제적으로, 이러한 경우에 있어서는, 베이스에 평행한 힘 성분이 나타나는데, 이러한 힘 성분은 특히, 사다리(15)의 좌우 편차를 방지한다.
나아가, 대안적인 실시예에 있어서, 사다리는 캐리지와 관련하여 수평 처짐 축에 대해 피봇 가능하다. 이 경우에 있어서, 상승 장치들은 사다리에 견고하게 결합된다. 이러한 경우에 있어서도, 먼저, 사다리 축과 수평 처짐 보정 축, 두 번째로 수평 처짐 보정 축과 상승 축 사이의 거리(d1)(d2)는 바람직하게는 앞서 주어진 범위 사이에 포함되어 다양한 축들의 근접을 보증한다.
사다리가 캐리지에 통합적으로 견고하게 결합되고, 캐리지가 부재와 베이스 사이에 끼워지는 매개부 상에서 상승 축에 대해 피봇 운동가능하게 장착되는 또 다른 대안적인 실시예에서, 매개부는 수평 처짐 축에 대해서 피봇 운동가능하게 베이스 상에 장착된다. 이러한 실시예에서, 매개부는 또한 수평 처짐 보정을 위해 이동된다. 따라서, 이러한 실시예는 도 1 및 도 2를 참조하여 논의되었던 것보다는 다소 덜 유리하다. 그럼에도 불구하고, 이러한 실시예에서도 역시, 부재를 위한 상승 장치들이 이러한 부재의 수평 처짐을 보정하기 위해 이용되고, 수평 처짐 보정 축과 사다리 축(더욱 일반적으로는, 부재의 축) 사이의 거리는 또한 한정되는데, 먼저, 이러한 수평 처짐 보정을 이루기 위해 이동하는데 필요한 무게를 한정하기 위해, 두 번째로는 수평 처짐 보정을 위해 요구되는 사다리의 이동 정도를 한정하기 위해서이다. 따라서, 이러한 실시예에 있어서도, 먼저 사다리 축과 수평 처짐 보정 축 사이, 그리고, 두 번째로 상기 주어진 범위들 사이에 포함되는 상승 축과 수평 처짐 보정 축 사이의 거리(d1)(d2)를 유지하여 다양한 축들의 근접을 보증하는 것은 유용하다.
나아가, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 부재(15)는 사다리이다. 그러나, 고가 공중 장치(10)의 대안적인 실시예들에 따르면, 이러한 부재는 또한 케이지(cage)또는 플랫폼(platform)과 같은 바스켓(basket)을 운반하기에 적합한 암(arm)이나 붐(boom)에 구성 가능하고 바스켓은 추가적으로 붐과 관련하여 병진 운동 가능하다. 따라서, 본 발명은 가구 제거 시 리프팅(lifting)을 하거나 자래를 리프팅하는 것 등의 장치, 즉 "체리 픽커(cherry picker)" 등으로 알려진 장치에 있어서 응용 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명은 상기 설명한 바와 같은 리프팅 암(lifting arm)에 응용 가능하다. 실제적으로, 이러한 리프팅 암의 최종 영역에 의해, 바스켓과 이러한 최종 영역 사이의 연결부에서 지지되는 바스켓의 수평 처짐을 보정하는 것은 공지된 사실이다. 그러나, 본 발명은 두 개의 직교하는 축 들에 대해서 피봇 가능한 중심부를 경유하여, 베이스 상에 장착되는 암의 시작 영역의 기우는 현상을 보정함으로써, 바스켓이 기우는 현상을 보정하는 것이 가능하여, 먼저 암의 제1영역이 상승되 도록 하고, 두 번째로 상기 시작 영역의 수평 처짐에 대한 보정이 수행되도록 한다.
본 발명의 여러 다른 특징들 및 장점들은, 단지 예제를 통해서 그리고 첨부된 도면과 관련해서 제공되는 본 발명의 일 실시예를 따르는 설명에 의해 더 명확해진다.
도 1은 장치의 바람직한 실시예를 도시하는 후면도이다.
도 2는 도 1의 장치를 도시하는 측면도이다.
도 3a 및 도 3b는 먼저 부재의 축과 수평 처짐 보정 축 사이의 거리, 두 번째로 수평 처짐 보정 축과 부재의 상승 축 사이의 거리를 측정하는데 이용된 원리를 개략적으로 도시한다.
도 4는 도 1 및 도 2의 고가 공중 장치 내에서 작동하는 램(ram) 연장을 제어하기 위한 장치의 제1실시예를 도시하는 개략도이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 고가 공중 장치 내에서 작동하는 램 연장 제어 장치의 제2실시예를 개략적으로 도시한다.

Claims (17)

  1. 고가 공중 장치(10)로서:
    베이스(base)(12)와;
    제1축(A1)을 따라 연장되고 그 자유단(20)이 상승되도록 구성된 부재(14)와;
    상기 부재(14)와 상기 베이스(12) 사이에 개재되는 매개부(19)와;
    상기 베이스(12) 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 상기 부재(14)를 위한 두 개의 상승 장치(22A)(22B)와;
    상기 부재(14)를 위한 상기 상승 장치(22A)(22B) 각각을 제어하기 위한 제어 장치(24)(124);
    를 포함하고,
    상기 부재(14)는 상기 매개부(19)상에 피봇 운동가능하게 장착되고, 연장된 상기 부재(14)는 상기 제1축(A1)에 평행한 제2축(A2)을 중심하고 회전하고, 상기 연장된 부재의 회전은 상기 부재(14)의 수평 처짐 보정을 제공하고,
    상기 매개부(19)는 상기 베이스(12)에 대해 상기 부재(14)의 자유단(20)의 상승을 제공하는 제3축(A3)을 중심으로 상기 베이스(12) 상에 피봇 운동가능하게 장착되고;
    상기 상승 장치(22A)(22B)는 상기 제1축(A1)의 각 측에서 상기 부재(14)와 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2축(A2)과 상기 제3축(A3) 사이의 거리(d1)는 60 ㎝ 미만이고, 상기 거리(d1)는 제4축(A4)를 따라 측정되고, 상기 제4축(A4)은 고가 공중 장치(10)의 중심면 내에 포함되고, 상기 제2축(A2)에 직교하고, 상기 제3축(A3)과 교차하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1축(A1)과 상기 제2축(A2) 사이의 거리(d2)는 50 ㎝ 미만이고, 상기 거리(d2)는 제4축(A4)를 따라 측정되고, 상기 제4축(A4)은 상기 고가 공중 장치(10)의 중심면 내에 포함되고, 상기 제2축(A2)에 직교하고, 상기 제3축(A3)과 교차하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 매개부는 캐리지(18)에 의해 형성되고, 상기 부재(14)는 상기 캐리지(18) 상에 상기 제2축(A2)에 대해 피봇 운동가능하게 장착되고, 상기 캐리지(18)는 상기 베이스(12) 상에 상기 제3축(A3)에 대해 피봇 운동가능하게 장착되고, 상기 두 개의 상승 장치(22A)(22B) 각각은 상기 부재(14) 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부재(14)는 캐리지(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 두 개의 상승 장치(22A)(22B) 각각은 상기 부재(14) 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 두 개의 상승 장치(22A)(22B) 각각은 상기 캐리지(18) 상에 피봇 운동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부재(14)의 상기 상승 장치(22A)(22B) 각각은 한 개의 몸체 램(ram) 또는 두 개의 몸체 램인 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부재(14)는 사다리(15) 또는 붐(boom)을 포함하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 부재(14)는 바스켓(basket)을 지지하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 바스켓은 상기 부재(14)에 대해 병진 운동으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 부재(14)에서 또는 상기 캐리지(18)에서 상기 상승 장치(22A)(22B)의 축들 사이의 거리는 상기 베이스(12)에 있는 상기 상승 장치(22A)(22B)의 축들 사이의 거리와는 다른 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스(12)는 지지대(26) 상에, 상기 지지대(26)에 직교하는 제5축(A5)을 중심으로 피봇 운동가능하게 장착되는 방향 조정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상승 장치는 램(22A)(22B)이고, 상기 제어 장치(24)는 상기 베이스(12)의 수평성 및 상기 베이스에 대한 상기 부재(14)의 상승에 관련된 정보(a)(b)(c)를 수신하고, 그 결과에 따라서 상기 부재(14)의 수평 처짐을 보정하기 위하여 상기 두 개의 램(22A)(22B) 각각을 서로 다르게 연장하는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  15. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 상승 장치는 유압 램이고, 상기 제어 장치(124)는 상기 부재(14)의 수평 처짐에 관한 정보를 수신하고, 그 결과에 따라서 상기 부재(14)의 수평 처짐을 보정하기 위하여 일측 램(22A)(22B)으로부터 타측 램(22B)(22A)으로 유압 유체의 전달을 제어하는 것을 특징으로 하는 고가 공중 장치.
  16. 삭제
  17. 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 고가 공중 장치(10)가 차량 상에 장착된 것을 특징으로 하는 차량.
KR1020080125474A 2007-12-11 2008-12-10 고가 공중 장치 및 그것이 설치된 차량 KR101530091B1 (ko)

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