KR101720252B1

KR101720252B1 - 먼지 비산을 방지하는 굴착기

Info

Publication number: KR101720252B1
Application number: KR1020150142899A
Authority: KR
Inventors: 유희종
Original assignee: 호원대학교산학협력단
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-03-27

Abstract

본 발명은 굴착기의 굴착 작업 상태에 따라 물 분사를 제어하여, 굴착 작업시 발생하는 비산 먼지를 효과적으로 제거하는 '먼지 비산을 방지하는 굴착기'에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 굴착기를 이동시키는 주행장치와, 주행장치에 회전가능하게 설치되는 굴착기본체와, 굴착기본체에 설치되는 붐과, 붐에 설치되는 암 및, 암에 설치되는 버킷을 갖춘 굴착기에 있어서, 상기 굴착기에 설치되며, 물을 분사하는 물분사장치와; 붐의 상하 이동을 감지하여, 붐의 상하 이동에 따른 신호를 출력하는 제1감지센서와; 물분사장치 및 제1감지센서를 작동제어하고, 제1감지센서로부터 붐이 기준 값 이상 상방으로 회전했다는 붐이동신호를 수신하면 물분사장치의 구동을 멈추는 제어장치; 제어장치의 구동을 위한 신호를 제어장치에 입력하는 입력장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 산업 현장에서 사용될 시 비산 먼지를 효율적으로 제거함으로써, 작업 현장의 환경을 보다 쾌적하면서 안전하게 만들 수 있으며, 비산 먼지의 발생으로 주변 주민의 피해를 최소화할 수 있고, 비산 먼지의 발생으로 인한 주변 주민의 민원 발생을 줄일 수 있어, 산업상 이용가능성이 매우 높으며, 매우 높은 경제적 가치를 창출할 수 있는 효과가 있다.

Description

먼지 비산을 방지하는 굴착기{EXCAVATOR PROVENTING THE SCATTERING OF DUST}

본 발명은 굴착기의 굴착 작업 상태에 따라 물 분사를 제어하여, 굴착 작업시 발생하는 비산 먼지를 효과적으로 제거하는 '먼지 비산을 방지하는 굴착기'에 관한 것이다.

건설 및 토목 현장에서는, 토사나 암반 등을 파거나 차에 싣는 등의 다양한 작업이 굴착기를 이용하여 이루어진다.

이와 같은 굴착기를 이용한 작업은 작업 특성상 주변에 많은 량의 비산 먼지를 발생시킨다.

이러한 비산 먼지는 작업장 환경을 오염시켜 작업자의 건강을 해할 우려가 많고, 인근 민가 등으로 확산함으로 인해서 민원 발생을 일으키기도 한다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 작업 현장에서 토사나 암반을 굴착할 시, 살수 작업자가 호스를 이용하여 물을 뿌림으로써 분진의 비산을 방지하고 있으나, 이러한 방법으로는 먼지 비산을 효율적으로 차단하기가 어렵고, 위험한 작업 현장에 살수 작업자가 노출됨으로 인해 안전 사고의 문제점이 있다.

이에 따라 굴착기에 분사장치를 구비하는 기술이 개발되었으나, 종래 기술은 굴착기의 굴착 작업 상황에 관계없이 물 분사가 이루어져, 효율적으로 비산 먼지를 제거하기 어려웠으며, 지나친 물 분사로 인해 작업 현장 토사가 진흙탕화 되어 작업 현장이 지저분해져 작업자가 굴착 작업을 하는 데 불편한 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 10-0776984

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 굴착기의 굴착 작업 상태에 따라 물 분사를 제어하여, 굴착 작업시 발생하는 비산 먼지를 효과적으로 제거하는 '먼지 비산을 방지하는 굴착기'를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은,

굴착기를 이동시키는 주행장치와, 주행장치에 회전가능하게 설치되는 굴착기본체와, 굴착기본체에 설치되는 붐과, 붐에 설치되는 암 및, 암에 설치되는 버킷을 갖춘 굴착기에 있어서,

상기 굴착기에 설치되며, 물을 분사하는 물분사장치와;

붐의 상하 이동을 감지하여, 붐의 상하 이동에 따른 신호를 출력하는 제1감지센서와;

물분사장치 및 제1감지센서를 작동제어하고, 제1감지센서로부터 붐이 기준 값 이상 상방으로 회전했다는 붐이동신호를 수신하면 물분사장치의 구동을 멈추는 제어장치;

제어장치의 구동을 위한 신호를 제어장치에 입력하는 입력장치;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서,

상기 물분사장치의 노즐은 굴착기의 붐에 설치되어 버킷 주변을 향하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서,

상기 입력장치는, 제어장치가 물분사장치 및 제1감지센서와의 연동을 통해 물 분사가 자동으로 제어하도록 하는 자동 모드와, 제어장치가 입력장치로부터의 입력신호에 따라 물 분사를 수동으로 제어하도록 하는 수동 모드를 갖추는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서,

굴착기본체의 좌우 회전을 감지하여, 굴착기본체의 회전에 따른 신호를 출력하는 제2감지센서를 더 갖추며,

제어장치는 제2감지센서로부터 굴착기본체가 기준 값 이상 좌방 또는 우방으로 회전했다는 굴착기본체이동신호를 수신하면, 물분사장치의 구동을 멈추는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 산업 현장에서 사용될 시 비산 먼지를 효율적으로 제거함으로써, 작업 현장의 환경을 보다 쾌적하면서 안전하게 만들 수 있으며, 비산 먼지의 발생으로 주변 주민의 피해를 최소화할 수 있고, 비산 먼지의 발생으로 인한 주변 주민의 민원 발생을 줄일 수 있어, 산업상 이용가능성이 매우 높으며, 매우 높은 경제적 가치를 창출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 굴착기를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 도 1의 일부 구성을 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 제1감지센서의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 굴착기의 전기 구성 요소간의 연결관계를 설명하기 위한 도면이고,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 굴착기의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 굴착기를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 일부 구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 제1감지센서의 다른 실시예를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 굴착기의 전기 구성 요소간의 연결관계를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 굴착기의 구조적 특징을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 굴착기는 주행장치(10)와, 주행장치(10)에 좌우방(시계방향 또는 반시계방향)으로 회전가능하게 설치되는 굴착기본체(20)와, 굴착기본체(20)에 상하 회전가능하게 설치되는 붐(30) 및, 붐(30)의 상하 이동을 위한 붐실린더기구(40)와, 붐(30)에 상하 회전가능하게 설치되는 암(50)과, 암(50)의 상하 이동을 위한 암실린더기구(60) 및, 암(50)에 상하 회전가능하게 설치되는 버킷(70)을 갖춘다. 상기 구성은 일반적으로 굴착기에 적용되는 구성으로서, 본 발명에 따른 굴착기는 상기 구성 이외에도 일반적인 굴착기 구성을 포함한다.

그리고 본 발명에 따른 굴착기는 물분사장치(80)와, 제1감지센서(90)와, 제2감지센서(100)와, 제어장치(110) 및, 입력장치(120)를 더 갖춘다.

물분사장치(80)는 물저장탱크(81)와, 펌프(82) 및, 노즐(83)를 갖추고서, 굴착기에 설치되며, 제어장치(110)의 제어에 따라 물을 분사한다.

물저장탱크(81)는 굴착기본체(20)에 설치된다. 본 실시예에서 물저장탱크(81)는 엔진룸의 상부에 구비된다.

펌프(82)는 굴착기본체(20)에 설치되며, 물저장탱크(81)에 저장된 물을 펌핑한다. 본 실시예에서 물저장탱크(81)는 엔진룸의 상부에 구비되며, 물저장탱크(81)에 이웃되게 배치되어 연결된다.

노즐(83)는 붐(30)의 하부에 설치되어 하방을 향하며, 펌프(82)로부터의 물을 분사한다. 이때 노즐(83)은 굴착기의 버킷(70)이 지면이 닿을 시 버킷(70)의 주변으로 물이 분사되도록 전방을 향해 경사지게 구비된다.

제1감지센서(90)는 굴착기에 설치되며, 붐(30)의 상하 이동을 감지하여, 붐의 상하 이동에 따라 신호를 출력한다. 본 실시예에서 제1감지센서(90)는 붐실린더기구(40)의 실린더(41)에 설치되며 적외선을 발진하는 송신기(91) 및, 붐실린더기구(40)의 피스톤(42)에 설치되며 송신기(91)로부터의 적외선을 수신하는 수신기(42)를 갖추고서, 붐실린더기구(40)의 실린더(41) 및 피스톤(42) 간의 거리 측정에 따른 신호를 출력한다. 이때 제1감지센서(90)의 송신기(91)는 붐실린더기구(40)의 실린더(41)에 측방으로 돌출되게 설치되는 제1지지대(93)에 설치되고, 제1감지센서(90)의 수신기(92)는 붐실린더기구(40)의 피스톤(42)에 측방으로 돌출되게 설치되는 제2지지대(94)에 설치된다. 여기서 본 실시예에서 제1감지센서(90)는 적외선 센서를 이용하였지만, 초음파 센서로 할 수도 있다. 이때 초음파 센서인 제1감지센서(90)는 제1지지대(93)에 설치되고, 상기 제2지지대(94)는 반사판 기능을 하여, 붐실린더기구(40)의 실린더(41) 및 피스톤(42) 간의 거리 측정에 따른 신호를 출력한다.

또한 본 실시예에서 제1감지센서(90)는 굴착기본체(20)와 붐(30)의 연결부분에 설치되어, 붐(30)의 회전량을 통해 붐(30)의 상하 이동을 감지할 수 있다. 이때 제1감지센서(90)는 엔코더를 이용한 기술이 적용된다.

뿐만 아니라 본 실시예에서 제1감지센서(90)는 초음파 센서로 이루어지고, 도 3에 도시된 바와 같이 붐(30) 보다 하방에 위치하도록 굴착기본체(20)에 설치되어, 붐(30)의 상하 이동을 감지할 수 있다.

나아가 본 실시예에서는 붐실린더기구(40)에 설치되어 피스톤(42)의 이동을 감지하는 리미티드 센서(또는 스위치) 기술이 적용될 수도 있다.

제2감지센서(100)는 굴착기본체(20)에 설치되며, 굴착기본체(20)의 좌우 회전을 감지하여, 굴착기본체(20)의 좌우 회전에 따른 신호를 출력한다. 본 실시예에서 제2감지센서(100)는 엔코더를 이용한 기술이 적용될 수 있다.

제어장치(110)는 제1감지센서(90)로부터의 신호 및 제2감지센서(100)로부터의 신호에 따라 물분사장치(80)를 작동제어한다. 이때 제어장치(110)는 제1감지센서(90)로부터 붐(30)이 기준 값 이상(일정 각도 이상) 상방으로 회전했다는 붐이동신호를 수신하거나, 제2감지센서(100)로부터 굴착기본체(20)가 기준 값 이상(일정각도 이상) 좌방 또는 우방으로 회전했다는 굴착기본체이동신호를 수신하면, 물분사장치(80)의 구동을 멈춘다. 한편 본 실시예에서는 제어장치(110)가 별도로 구비된 것으로 설명하였지만, 제어장치(110)는 굴착기의 전기 구성요소를 제어하는 기존의 제어장치가 될 수도 있다.

입력장치(120)는, 제어장치(110)가 물분사장치(80) 및 제1감지센서(90)와의 연동을 통해 물 분사가 자동으로 제어하도록 하는 자동 모드와, 제어장치(110)가 입력장치(120)로부터의 입력신호에 따라 물 분사를 수동으로 제어하도록 하는 수동모드를 갖춘다.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 굴착기의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 굴착기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 굴착기가 굴착 작업을 할 시, 입력장치(120)를 통해 자동 모드가 설정되면, 제어장치(110)는 제1감지센서(90) 및 제2감지센서(100)로부터의 신호에 따라 물분사장치(80)의 펌프(82)를 작동제어한다.

이때 제어장치(110)는 붐(30)이 미리 설정된 기준 값보다 하방에 위치한다는 신호를 제1감지센서(90)로부터 수신하면, 물분사장치(80)의 펌프(82)를 구동하여 노즐(83)로 물이 분사되도록 한다. 이때 물분사장치(80)는 도 5와 같이 굴착하는 버킷(70)의 주변으로 물을 분사한다. 따라서 굴착기가 굴착을 하거나, 흙을 고르는 등의 작업을 할 시 발생하는 먼지는 상기와 같이 분사되는 물에 의해 비산하지 않는다.

이때 제어장치(110)는 제1감지센서(90)로부터 신호를 수신하고, 붐(30)의 높이가 기준 값 이상 상방으로 회전했다는 붐이동신호를 수신하면, 물분사장치(80)의 펌프(82)의 구동을 멈춘다. 따라서 굴착기의 붐(30)이 도 6과 같이 상방으로 회전하여, 작업자가 굴착기의 버킷(70)을 통해 굴착을 하거나 흙을 고는 등의 작업을 하지 않을 때에는, 물이 분사되지 않는다. 이에 따라 굴착기의 붐(30)이 상방으로 이동하면서 물분사장치(80)의 노즐(83)의 분사 각이 도 6에 도시된 바와 같이 굴착 지점 보다 전방을 향하여, 굴착하고 있는 지점이 아닌 다른 지점에 물이 분사되는 것이 방지된다.

또한 제어장치(110)는 제2감지센서(100)로부터 굴착기본체(20)가 기준 값 이상 좌우방으로 회전했다는 굴착기본체이동신호를 수신하면, 물분사장치(80)의 구동을 멈춘다. 따라서 굴착기의 붐(30)이 기준 값 이상 상방으로 이동하지 않은 상태에서, 암석 등을 옮기기 위해 굴착기본체(20)가 기준 값 이상 회전할 때에는, 물이 분사되지 않는다.

한편 본 발명에 따른 굴착기가 굴착 작업을 할 시, 입력장치(120)를 통해 수동 모드가 설정되면, 제어장치(110)는 입력장치(120)로부터의 입력신호에 따라 물분사장치(80)이 펌프(82)를 제어한다.

따라서 작업자는 입력장치(120)의 모드를 수동 모드로 설정한 후, 물 분사를 하고 싶을 때만 물 분사가 이루어지도록 할 수 있다. 즉 작업자는 수동 모드 상태에서 입력장치(120)에 물 분사 ON 또는 OFF 신호를 입력하여, 굴착 작업 중 물 분사를 하고 싶을 때만 선택적으로 물 분사를 할 수 있다.

특히 도 6과 같이 굴착기의 붐(30)이 일정 각도 이상 상방으로 회전하면 입력장치(120)의 자동 모드에서는 물이 분사되지 않지만, 이때 수동 모드를 설정하면 물 분사를 할 수 있어, 굴착기 주변의 넓은 면적에 대해 비산 먼지를 제거하고 싶을 시, 수동 모드 상태에서 굴착기본체(20)를 회전하면서 물 분사를 하여 비산 먼지를 제거할 수 있다. 이때 입력장치(120)의 수동 모드에서 물을 분사할 시, 제어장치(110)는 제1감지센서(90)로부터의 신호에 따라 물분사장치(80)의 분사 압력을 조절하도록 입력장치(120)에 의해 설정될 수 있다. 즉 제어장치(110)는 수동 모드에서 붐(30)의 높이가 높을수록 물 분사 압력을 높게 하여 물이 멀리 분사되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 굴착기는 굴착기의 붐(30)이 일정 각도 이상 상방으로 이동하여 붐(30)에 설치된 노즐(83)이 굴착 지점 주변이 아닌 다른 방향을 향할 때에는 물 분사를 멈춤으로써, 비산 먼지가 발생하는 지점에 대해서만 효과적으로 비산 먼지를 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 굴착기는 굴착기의 붐(30)이 기준 값 이상 상방으로 이동하거나 기준 값 이상 좌우방으로 회전하여, 굴착기를 통한 굴착 또는 흙을 고르는 작업이 이루어지지 않을 때에는, 물 분사를 멈춤으로써, 물 낭비를 방지하고, 지나친 물 분사로 인해 작업 현장이 지저분해 지는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명에 따른 굴착기는 물 분사 모드를 자동 모드 또는 수동 모드를 선택할 수 있어, 작업 환경에 따라 작업자가 물 분사 방식을 선택함으로써, 효율적인 물 분사를 통한 비산 먼지 제거가 가능한 장점이 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 굴착기는 상기와 같은 장점을 갖추고 있어, 산업 현장에서 사용될 시 비산 먼지를 효율적으로 제거함으로써, 작업 현장의 환경을 보다 쾌적하면서 안전하게 만들 수 있으며, 비산 먼지의 발생으로 주변 주민의 피해를 최소화할 수 있고, 비산 먼지의 발생으로 인한 주변 주민의 민원 발생을 줄일 수 있어, 산업상 이용가능성이 매우 높으며, 매우 높은 경제적 가치를 창출할 수 있다.

한편 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술적 사상 범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10; 주행장치 20; 굴착기본체
30; 붐 40; 붐실린더기구
50; 암 60; 암실린더기구
70; 버킷 80; 물분사장치
90; 제1감지센서 100; 제2감지센서
110; 제어장치 120; 입력장치

Claims

굴착기를 이동시키는 주행장치와, 주행장치에 회전가능하게 설치되는 굴착기본체와, 굴착기본체에 설치되는 붐과, 붐에 설치되는 암 및, 암에 설치되는 버킷을 갖춘 굴착기에 있어서,
상기 굴착기에 설치되며, 물을 분사하는 물분사장치와;
붐의 상하 이동을 감지하여, 붐의 상하 이동에 따른 신호를 출력하는 제1감지센서와;
물분사장치 및 제1감지센서를 작동제어하고, 제1감지센서로부터 붐이 기준 값 이상 상방으로 회전했다는 붐이동신호를 수신하면 물분사장치의 구동을 멈추는 제어장치;
제어장치의 구동을 위한 신호를 제어장치에 입력하는 입력장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지 비산을 방지하는 굴착기.
제1항에 있어서,
상기 물분사장치의 노즐은 굴착기의 붐에 설치되어 버킷 주변을 향하는 것을 특징으로 하는 먼지 비산을 방지하는 굴착기.
제1항에 있어서,
상기 입력장치는, 제어장치가 물분사장치 및 제1감지센서와의 연동을 통해 물 분사가 자동으로 제어하도록 하는 자동 모드와, 제어장치가 입력장치로부터의 입력신호에 따라 물 분사를 수동으로 제어하도록 하는 수동모드를 갖추는 것을 특징으로 하는 먼지 비산을 방지하는 굴착기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
굴착기본체의 좌우 회전을 감지하여, 굴착기본체의 회전에 따른 신호를 출력하는 제2감지센서를 더 갖추며,
제어장치는 제2감지센서로부터 굴착기본체가 기준 값 이상 좌방 또는 우방으로 회전했다는 굴착기본체이동신호를 수신하면, 물분사장치의 구동을 멈추는 것을 특징으로 하는 먼지 비산을 방지하는 굴착기.