KR101928252B1 - 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기에 관한 것으로, 특히 제설판의 회전각이 제설차량의 속도와 연동하여 자동으로 조절되면서 제설차량 속도의 부하로 인한 제설기, 차량 및 노면의 파손을 방지하는 신개념의 기술에 관한 것이다.
종래에 개시된 제설기는 운전자가 수동으로 회전각을 임의로 조절하여 항상 일정한 각도로 제설차량을 저속 또는 고속으로 주행하면서 제설작업을 수행하고, 도로에 쌓인 눈의 양을 감안하지 않고 제설작업 함으로써 눈의 중량과 차량속도의 부하로 인해 제설기 파손, 차량 전면부 및 차체 프레임의 뒤틀림, 노면 파손 등의 다양한 문제점이 야기된다.
본 발명은 이러한 문제점을 일소하기 위한 방안으로 제설차량 내부에 장착되는 컨트롤러에 GPS를 적용함과 아울러 컨트롤 판넬에 자동모드 스위치를 적용하여, 자동모드로 제설작업시 제설차량의 속도를 GPS로 직접 인식하여 속도에 따른 제설판의 회전각을 자동으로 조절하면서 신속하게 제설작업을 수행하면서도 제설기 및 제설차량에 가해지는 부하를 최소화할 수 있도록 하는 기술을 강구함을 특징으로 한다.

Description

제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기{A smart type a snowplow whose rotation angle of a flanger is automatically adjusted according to the speed of a snow removing vehicle}

본 발명은 제설판의 회전각이 제설차량의 속도와 연동하여 자동으로 조절되면서 제설차량 속도의 부하로 인한 제설기, 차량 및 노면의 파손을 방지하는 신개념의 기술에 관한 것이다.

일반적으로 제설기는 밀어내기 방식의 제설작업으로 제설차량 전방에 부착된 제설기를 이용하여 차량이 전진하면서 도로에 쌓인 눈을 도로변 옆 가장자리로 밀어내며 제설작업을 수행한다. 이때 제설기는 제설판을 좌측 또는 우측으로 회전각을 변화시켜 기울어진 상태로 작업을 하게 된다.

상기 제설판을 기울이는 이유는, 제설판이 제설차량의 진행방향에 완전히 가로방향으로 배치되어 있으면 제설작업시 제설기의 진행에 대한 눈의 저항이 커지기 때문에, 제설기 및 제설차량에 걸리는 부하가 커지고, 제설작업이 힘들어지는 문제점을 감안하여 제설판을 제설차량의 전방에서 일정 각도로 기울어지도록 하여 부하를 경감하기 위함이다.

따라서 제설판이 일정 각도 기울어짐으로써 제설차량의 이동시 눈이 경사진 제설판에 의해 도로면 옆 가장자리로 밀리면서 제설작업이 원활하게 이루어지고, 이와 같이 제설판이 기울어지는 회전각은 적설량이나 도로상태 등 여러 작업 조건에 따라 적절히 변경할 필요가 있다.

이러한 제설판의 회전각도를 조절할 수 있는 제설기에 관련한 선행기술로는 「실용신안등록 제0404240호, 명칭/ 제설판의 각도 조절이 가능한 제설기」가 개시되고 있다.

상기 선행기술은 간편한 조작만으로도 사용자가 원하는 특정한 각도로 제설판의 회전 각도를 쉽게 변경할 수 있는 효과를 제공한다.

한편, 통상의 제설차량은 최고 60Km 이상으로 주행하면서 도심외각, 국도 등을 제설작업 하고, 도심에서는 노면 상황과 도로 여건에 따라서 30km 이상 또는 이하의 저속으로 주행하면서 대로 및 이면 도로 등의 제설작업을 하고 있다.

따라서 상기 제설판의 회전각은 적설량이나 도로상태 등의 작업 조건에 맞추어 적절히 조절할 필요성도 있지만, 무엇보다 동일한 적설량이라고 하더라도 제설차량의 속도에 따라 제설판에 걸리는 부하가 현저하게 다름을 고려한다면 특히 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각을 조절하는 것이 제설작업의 효율성은 물론 제설기의 파손을 방지하는 최선의 대안이라고 할 수 있다.

그런데 종래의 모든 제설기는 운전자가 수동으로 회전각을 임의로 조절하여 항상 일정한 각도로 제설차량을 저속 또는 고속으로 주행하면서 제설작업을 수행하고, 도로에 쌓인 눈의 양을 감안하지 않고 제설작업 함으로써 눈의 중량과 차량속도의 부하로 인해 제설기 파손, 차량 전면부 및 차체 프레임의 뒤틀림, 노면 파손 등의 다양한 문제점이 야기된다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위한 수단으로 제설차량 내부에 장착되는 컨트롤러에 GPS를 적용함과 아울러 컨트롤 판넬에 자동모드 스위치를 적용하여, 자동모드로 제설작업시 제설차량의 속도를 GPS로 직접 인식하여 속도에 따른 제설판의 회전각을 자동으로 조절하면서 신속하게 제설작업을 수행하면서도 제설기 및 제설차량에 가해지는 부하를 최소화할 수 있도록 하는 기술을 강구한다.

본 발명에 따르면, 제설기와 제설차량에 가해지는 적설량과 차량 속도에 따른 압력과 하중 등의 피로와 부하를 최소화함으로써 제설기 파손과 차량 파손을 미연에 방지하면서 최적의 제설작업을 원활하게 수행할 수 있어 제설 성능을 극대화하고, 작업자는 자동모드의 선택만으로도 누구나 손쉽게 제설작업을 할 수 있는 편리성을 향상함은 물론 고임금의 숙련자를 불필요로 하며, 제설차량의 연료효율까지도 증대시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명이 제설기가 적용된 제설차량의 평면도
도 2는 본 발명 제설차량의 고속주행시 제설판의 회전각 조절상태 평면도
도 3은 본 발명 제설차량의 저속주행시 제설판의 회전각 조절상태 평면도
도 4는 본 발명의 회전각 포텐셔미터가 장착된 제설기의 후면 사시도
도 5는 본 발명의 회전각 포텐셔미터가 설치된 사이드 실린더의 측면도
도 6은 본 발명의 회전각 포텐셔미터의 작동상태 측면도
도 7은 본 발명의 실린더 바디, 베이스브라켓, 회전각 포텐셔미터의 분리상태 측단면도
도 8은 본 발명에 따른 제설판 회전각의 자동 조절상태를 나타낸 다이어그램
도 9는 본 발명 제설차량의 속도 및 제설판의 회전각이 비례함을 나타낸 그래프
도 10은 본 발명 컨트롤 판넬의 정면도
도 11은 본 발명 제설기의 후면 사시도
도 12는 본 발명의 파워팩 및 커넥터 보관함의 설치상태도
도 13은 본 발명의 커넥터 보관함에 파워팩의 커넥터를 수납하는 상태도
도 14는 본 발명의 회전각 지시침 및 회전각 눈금자의 설치상태 평면도

본 발명이 해결하고자 하는 과제의 해결수단을 보다 구체적으로 구현하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전체적인 구성을 첨부된 도면에 의거 개략적으로 살펴보면, 제설기(10), 컨트롤러(20), 회전각 포텐셔미터(30)의 구성요소로 대분 됨을 확인할 수 있다.

이하, 상기 개략적인 구성으로 이루어진 본 발명을 실시 용이하도록 좀더 상세하게 설명하기로 한다.

우선적으로 본 발명은 컨트롤러(20)에 내장된 GPS(21)가 측정한 제설차량(1)의 속도값과 제설기(10)에 설치된 회전각 포텐셔미터(30)가 비례하면서 기설정된 회전각을 변화시켜 컨트롤 판넬(40)의 자동모드 선택시 제설차량(1)의 속도에 따라 제설판(11)의 단계별 회전각을 가장 알맞은 최적의 제설각으로 구현할 수 있도록 함을 특징적인 요지로 하고, 이를 통해서 제설기(10)에 전달되는 제설압력에 의한 영향과 제설차량(1)에 가중되는 부하 등을 최적으로 흡수 및 자동 억제하는 특별한 효과를 제공한다.

이러한 본 발명의 제설기(10)는 제설판(11)의 후방에 상하 다수의 링크(11-1)를 매개로 연결된 사각체 메인프레임(11-2)의 후면 중앙에 지지프레임(12)이 결합되고, 상기 지지프레임(12)은 제설차량(1)의 범퍼에 장착되는 마운팅 프레임(13)의 상하에 연결된 리프트 암(14)의 선단에 회동축(15)으로 관통되어 수평으로 회전가능하게 설치되며, 상기 제설판(11)의 후면 양측 및 마운팅 프레임(13)의 중앙에 각각 상기 제설판(11)의 회전각을 조절하는 한 쌍의 사이드 실린더(16)가 연결 설치됨으로써 상기 사이드 실린더(16)의 신축에 따라 회동축(15)을 중심으로 제설기(10)는 좌우로 회전하면서 회전각을 자유롭게 조절할 수 있게 된다.

상기 제설차량(1)의 내부에는 컨트롤러(20)가 장착되고, 컨트롤러(20)는 제설차량(1)의 속도 및 현재 위치를 받아오는 GPS(21)가 내장됨으로써 GPS(21)로부터 제설차량(1)의 속도 정보를 받아 이 제설차량(1)의 속도에 비례하여 제설판(11)의 회전각을 자동으로 조절하도록 제어할 수 있게 된다.

본 발명은 이러한 제설차량(1)의 속도에 따른 제설판(11)의 움직임, 즉 회전각을 실시간으로 측정하여 사이드 실린더(16)의 구동을 자동으로 제어하기 위한 회전각 포텐셔미터(30)가 적용된다.

상기 회전각 포텐셔미터(30)는 당김 와이어(31)가 당겨지면 내장된 센서가 당겨지는 길이에 비례하여 전압을 생성하게 되고, 당김 와이어(31)에 당겨지는 힘이 없어지면 다시 내부로 들어가도록 구성됨으로써 물체의 움직임을 정확하게 측정할 수 있는 것으로, 본 발명에서는 상기 제설판(11)의 회전각을 조절하는 사이드 실린더(16)의 움직임을 측정함으로써 정확한 회전각 정보를 쉽게 파악할 수 있게 된다.

이를 위한 회전각 포텐셔미터(30)의 구체적인 기술구성으로도 4 내지 도 6과 같이 상기 사이드 실린더(16)의 실린더 바디(16-1) 상부에는 회전각 포텐셔미터(30)가 일체로 고정되고, 상기 회전각 포텐셔미터(30)의 내부에 권취된 상태로 외부로 노출된 당김 와이어(31)는 피스톤로드(16-2)의 선단 상부에 설치된 와이어 고정구(32)에 일체로 연결된다.

따라서 사이드 실린더(16)의 움직임을 정확하게 측정하여 컨트롤러(20)에 제공함으로써 컨트롤러(20)는 설정된 단계별 회전각에 맞추어 제설판(11)의 회전작동을 제어할 수 있게 된다.

여기에서 상기 회전각 포텐셔미터(30)는 바닥면이 평면상으로 이루어져 원통형의 실린더 바디(16-1)에 직접 설치가 불가함을 고려하여 실린더 바디(16-1)의 상부 외주면에는 저면에 실린더 바디(16-1)의 외경과 동일한 원주형의 밀착면(33)이 형성된 베이스브라켓(34)이 실린더 바디(16-1)에 밀착된 상태로 일체화 용착되고, 이 베이스브라켓(34)의 상단에 안착되는 회전각 포텐셔미터(30) 및 베이스브라켓(34)을 다수의 체결구(35)로 관통하여 일체로 견고하게 고정할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 자동모드를 선택하여 제설작업을 시행할 때 컨트롤러(20)는 GPS(21)로부터 제설차량(1)의 속도 정보를 받아 도 9와 같이 이 제설차량(1)의 속도에 비례하여 기설정된 단계별 회전각에 맞추어 사이드 실린더(16)를 구동함으로써 제설판(11)의 회전각을 자동으로 조절한다.

이때 상기 컨트롤러(20)는 사이드 실린더(16)의 움직임을 측정하는 회전각 포텐셔미터(30)로부터 제설판(11)의 회전각 정보를 받아 기설정된 단계별 회전각에 도달할 때까지 상기 사이드 실린더(16)를 구동하여 제설판(11)의 회전각을 최적으로 조절하며, 설정된 단계별 회전각에 도달하면 비로소 사이드 실린더(16)의 구동을 멈춰 제설판(11)의 회전각 조절을 정지한다.

따라서 고속주행일 경우 도 2와 같이 회전각을 크게 조절하여 제설판(11)에 가해지는 부하를 경감하고, 저속주행을 경우에는 도 3과 같이 회전각을 작게 조절하여 한 번에 넓은 도로폭을 제설할 수 있으며, 이러한 회전각은 단계별로 설정을 하여 제설판(11)을 제설차량(1)의 속도와 연동하여 단계별로 자동 조절할 수 있으며, 단계별 회전각은 10°∼ 32°범위 내에서 이루어질 수 있도록 한다.

여기에서 상기 사이드 실린더(16)의 설정된 단계별 회전각을 10°∼ 32°범위로 수치 한정한 이유는 10°미만의 경우 제설작업시 상기 제설판(11)에 걸리는 부하가 심해 파손의 우려가 있고, 32°초과의 경우 제설폭이 협소하여 제설효과가 저하되는 문제점이 있음을 적극 고려하여 단계별 회전각을 10°∼ 32°범위의 최적으로 한정함으로써 부하 방지 및 제설효과를 극대화하는 특별한 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제설차량(1)의 운전석에 도 10과 같은 컨트롤 판넬(40)이 장착되고, 컨트롤 판넬(40)에는 자동모드 스위치(41) 및 조이스틱(42)이 구비됨으로써 상기 제설차량(1)의 속도 가변이 필요없는 구간을 제설할 때에는 자동모드 스위치(41)를 OFF 시킨 후 조이스틱(42)을 이용하여 수동으로 제설판(11)의 회전각을 원하는 각도로 조절하도록 하여 도로현장 여건에 따라 능동적으로 제설작업을 수행할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 제설판(11)을 상하로 이동하거나 좌우로 회전하면서 노면의 상태에 따라 제설작업을 최적의 조건에서 더욱 효율적으로 실시하는 것으로, 상기 사이드 실린더(16)를 포함한 유압엑츄에이터를 가동하기 위한 동력원으로 별도의 파워팩(17)을 사용하고, 상기 파워팩(17)은 마운팅 프레임(13)의 상단에 고정 설치된 파워팩 거치대(17a)에 안정적으로 거치된다.

이와 같은 파워팩(17)에 연결된 케이블(17b)의 선단에 결합된 커넥터(17c)는 제설차량(1)에 제설기를 장착하여 사용할 때에는 차량에 설치된 커넥터와 연결하고, 제설기(10)를 제설차량(1)에서 분리하여 사용하지 않을 때에는 상기 커넥터(17c)가 외부로 노출됨에 따라 녹이나 부식이 발생함은 물론 파손되는 일이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 방안으로 도 11 내지 도 13과 같이 상기 메인프레임(11-2)의 일측에는 전면판(51)의 상부가 개방된 커넥터 보관함(50)이 설치되고, 상기 커넥터 보관함(50)에는 파워팩(17)에 연결된 케이블(17b)의 커넥터(17c)를 수납하여 보관함으로써 녹발생 및 파손을 방지하는 효과를 제공한다.

더욱이 상기 전면판(51)의 상단 양측에 함몰 형성된 케이블 거치홈(52)에는 케이블(17b)을 거치하여 보관의 용이성을 제공함은 물론 케이블(17b)의 훼손을 방지하고, 상기 커넥터 보관함(50)의 바닥판에 다수의 배수홀(53)이 형성됨으로써 빗물이나 눈이 커넥터 보관함(50)에 고임을 효과적으로 방지한다.

또한, 본 발명은 제설기(10)의 회전각도 조절이 정확하게 이루어지는 지의 여부를 검수할 때 검수자가 회전각을 쉽게 확인할 수 없음을 해소하기 위한 방안으로 도 14와 같이 상기 리프트 암(14)의 상단 전방에는 회전각 지시침(60)이 설치되고, 상기 회전각 지시침(60)은 지지프레임(12)의 상단에 부착된 회전각 눈금자(61)를 가리키도록 위치함으로써 사이드 실린더(16)를 가동하여 제설판(11)의 회전각도를 조절한 후 회전각도 조절이 정확하게 이루어졌는지의 여부를 검수할 때 육안으로 회전각을 쉽게 확인할 수 있어 검수작업의 편리성 및 정확성을 개선할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제설판(11) 양 측면 하부에는 강봉으로 이루어진 제설판 보호구(70)가 도로의 경계석과 일치하는 높이를 유지하도록 부착됨으로써 제설작업시 제설판 보호구(70)가 제설판(11)보다 우선하여 도로의 경계석에 부딪힘으로써 제설판(11)이 직접 충돌함으로 인한 파손을 방지하고, 특히 환형의 강봉으로 이루어져 강성이 우수할 뿐만 아니라 경계석에 접촉되는 접촉면이 작아 제설기를 계속 주행하더라도 경계석과의 마찰저항이 적어 제설기(10)의 주행에 지장을 초래하지 않는 효과를 제공한다.

1: 제설차량 10: 제설기
11: 제설판 11-1: 링크
11-2: 메인프레임 12: 지지프레임
13: 마운팅 프레임 14: 리프트 암
16: 사이드 실린더 16-1: 실린더 바디
16-2: 피스톤로드 17: 파워팩
17a: 파워팩 거치대 17b: 케이블
17c: 커넥터 20: 컨트롤러
21: GPS 30: 회전각 포텐셔미터
31: 당김 와이어 32: 와이어 고정구
33: 밀착면 34: 베이스브라켓
40: 컨트롤 판넬 41: 자동모드 스위치
42: 조이스틱 50: 커넥터 보관함
51: 전면판 52: 케이블 거치홈
53: 배수홀 60: 회전각 지시침
61: 회전각 눈금자 70: 제설판 보호구

Claims (4)

1. 제설판(11)의 후방에 상하 다수의 링크(11-1)를 매개로 연결된 메인프레임(11-2)의 후면 중앙에 결합된 지지프레임(12)이 제설차량(1)의 범퍼에 장착되는 마운팅 프레임(13)의 상하에 연결된 리프트 암(14)의 선단에 수평으로 회전가능하게 설치되며, 상기 제설판(11)의 후면 양측 및 마운팅 프레임(13)의 중앙에 각각 상기 제설판(11)의 회전각을 조절하는 한 쌍의 사이드 실린더(16)가 연결 설치된 제설기(10)와;
   상기 제설차량(1)의 내부에 장착되고, 제설차량(1)의 속도를 감지하는 GPS(21)가 내장된 컨트롤러(20)와;
   상기 사이드 실린더(16)의 실린더 바디(16-1) 상부에 일체로 고정 설치되고, 외부로 인출된 당김 와이어(31)는 피스톤로드(16-2)의 선단 상부에 설치된 와이어 고정구(32)에 일체로 연결되어 상기 사이드 실린더(16)의 움직임에 따른 제설판(11)의 회전각을 측정하는 회전각 포텐셔미터(30)로 이루어지는 한편;
   상기 컨트롤러(20)는 GPS(21)로부터 제설차량(1)의 속도 정보를 받아 이 제설차량(1)의 속도에 비례하여 설정된 단계별 회전각에 맞추어 제설판(11)의 회전각을 자동으로 조절하되, 상기 회전각 포텐셔미터(30)로부터 제설판(11)의 회전각 정보를 받아 설정된 단계별 회전각에 도달할 때까지 상기 사이드 실린더(16)를 구동하여 제설판(11)의 회전각을 조절하고, 설정된 단계별 회전각에 도달하면 사이드 실린더(16)의 구동을 멈춰 제설판(11)의 회전각 조절을 정지하며;
   상기 회전각 포텐셔미터(30)는 실린더 바디(16-1)의 상부 외주면에 일체로 용착된 베이스브라켓(34)의 상단에 안착된 상태로 다수의 체결구(35)가 회전각 포텐셔미터(30) 및 베이스브라켓(34)을 관통하여 일체로 고정하고;
   상기 메인프레임(11-2)의 일측에는 전면판(51)의 상부가 개방된 커넥터 보관함(50)이 설치되고, 상기 커넥터 보관함(50)에는 마운팅 프레임(13)의 상단에 설치된 파워팩(17)에 연결된 케이블(17b)의 커넥터(17c)를 수납하여 녹발생 및 파손을 방지하며, 상기 전면판(51)의 상단 양측에는 케이블 거치홈(52)이 함몰 형성되고, 커넥터 보관함(50)의 바닥판에 다수의 배수홀(53)이 형성된 것을 특징으로 하는 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제설차량(1)의 운전석에는 컨트롤 판넬(40)이 장착되고, 상기 제설차량(1)의 속도 가변이 필요없는 구간의 제설작업시 상기 컨트롤 판넬(40)에 구비된 자동모드 스위치(41)를 OFF 시킨 후 조이스틱(42)을 이용하여 수동으로 제설판(11)의 회전각을 원하는 각도로 조절하는 것을 특징으로 하는 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 리프트 암(14)의 상단 전방에는 회전각 지시침(60)이 설치되고, 상기 회전각 지시침(60)은 지지프레임(12)의 상단에 부착된 회전각 눈금자(61)를 가리키면서 제설판(11)의 회전각도 조절이 정확한지를 검수할 때 육안으로 회전각을 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 제설판(11)의 양 측면 하부에는 강봉으로 이루어진 제설판 보호구(70)가 일체로 부착되고, 상기 제설판 보호구(70)는 도로의 경계석에 제설판(11)이 직접 충돌함으로 인한 파손을 방지하는 것을 특징으로 하는 제설차량의 속도에 따라 제설판의 회전각이 자동으로 조절되는 스마트형 제설기.

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