KR102605814B1 - 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박의 수리를 위한 블라스팅 작업 시 분사되는 쇼트나 그리트 등의 연마재를 수거하는 스키드로더에 관한 것으로, 작업장의 바닥으로부터 전후이동과 좌우회전 및 선회 가능한 주행대차(10); 상기 주행대차(10)의 전방에 다관절로 연결 장착되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 담아서 운반하는 로더유닛(20); 상기 주행대차(10)의 내부에 장착되고, 상기 주행대차(10)와 로더유닛(20)의 구동력을 부가하는 동력유닛(30); 상기 주행대차(10)와 무선으로 연결되고, 상기 주행대차(10) 내지 동력유닛(30)을 원격으로 조종하는 원격조종기(40); 상기 주행대차(10)에 탑재되고, 상기 원격조종기(40)와 무선으로 연결되어 설정된 시퀀스에 따라 신호를 처리하는 제어유닛(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더{Operator-free skid loader with remote control}

본 발명은 선박의 수리를 위한 블라스팅 작업 시 분사되는 쇼트나 그리트 등의 연마재를 수거하는 스키드로더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업장 바닥에 낙하된 연마재를 담아서 수거장소로 운반하는 스키드로더를 원격으로 조종할 수 있게 구현함으로써, 블라스팅으로 인해 미세분진이 발생하는 극한 작업환경에서도 안전하고 편리한 작업이 가능함에 따라 작업자의 건강을 지킬 수 있을 뿐만 아니라 작업에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더에 관한 것이다.

통상, 금속에 도장처리를 위해서는 용접부위의 오염 및 녹 등을 미리 제거해야 한다.

즉, 피도장면에 적정한 표면 거칠기를 생성시켜 도막 결합력을 높일 목적으로 블라스팅 작업을 수행한다.

예컨대 선박수리 시 주요 작업으로는 앞에서 언급한 블라스팅으로 표면처리를 수행하고 있다.

이러한 블라스팅 작업은 작업자가 블라스팅건을 통해 볼형의 쇼트나 날카로운 그리트의 연마재를 고압의 공기로 분사해서 철판의 표면을 처리한다.

여기서 블라스팅 작업은 고압 공기가 분사되는 소음과 압력에 의한 진동과 함께 연마재가 철판과 부딪히며 발생되는 분진 등으로 인해 매우 열악한 환경에서 작업을 수행하게 된다.

그리고 블라스팅 작업 후 작업장 바닥에 낙하된 연마재를 수거하는 과정이 어렵고 힘들기 때문에 작업시간 증가와 작업원가를 가중시키게 되는 문제가 있다.

더불어 작업자들의 근골격계 질환 및 호흡계 질환 등의 안전보건적인 심각한 문제가 있다.

따라서 스키드로더를 이용하여 열악한 작업환경에서 무인으로 연마재를 수거할 수 있는 방안이 시급하게 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-2061260호(공고 2019.12.31.) 대한민국 등록특허공보 제10-0727020호(공고 2007.06.14.) 대한민국 등록특허공보 제10-2036850호(공고 2019.10.21.) 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0033519호(공개 2012.04.09.)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 작업장 바닥에 낙하된 연마재를 담아서 수거장소로 운반하는 스키드로더를 원격으로 조종할 수 있게 구현함으로써, 블라스팅으로 인해 미세분진이 발생하는 극한 작업환경에서도 안전하고 편리한 작업이 가능함에 따라 작업자의 건강을 지킬 수 있을 뿐만 아니라 작업에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더를 제공하려는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 연마재를 버킷의 내부로 쓸고 모아서 담아주는 브룸부재를 구성함으로써, 주행대차가 전진하지 않아도 연마재를 담을 수 있어 비교적 협소한 작업장에서도 수거가 가능할 뿐만 아니라 바닥에 잔류되는 연마재를 최소화할 수 있고, 버킷의 담겨진 연마재의 유출을 차단할 수 있는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명은 선박의 수리를 위한 블라스팅 작업 시 분사되는 쇼트나 그리트 등의 연마재를 수거하는 스키드로더에 관한 것으로, 작업장의 바닥으로부터 전후이동과 좌우회전 및 선회 가능한 주행대차; 상기 주행대차의 전방에 다관절로 연결 장착되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 담아서 운반하는 로더유닛; 상기 주행대차의 내부에 장착되고, 상기 주행대차와 로더유닛의 구동력을 부가하는 동력유닛; 상기 주행대차와 무선으로 연결되고, 상기 주행대차 내지 동력유닛을 원격으로 조종하는 원격조종기; 상기 주행대차에 탑재되고, 상기 원격조종기와 무선으로 연결되어 설정된 시퀀스에 따라 신호를 처리하는 제어유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 주행대차는, 상기 동력유닛을 수용하는 크기를 가진 대차본체; 상기 대차본체의 전방 양측에 장착되고, 상기 로더유닛이 구동 가능하게 연결을 유도하는 연결프레임; 상기 대차본체의 양측 하단에 주행이 가능하게 무한궤도로 연결되는 캐터필러; 상기 캐터필러의 전방 또는 후방에 연결되고, 상기 동력유닛으로부터 구동력을 전달받아 캐터필러를 회전시키는 유압모터;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 로더유닛은, 상기 주행대차의 전방 중앙에 상하로 스윙 가능하게 장착되는 붐; 상기 붐의 일단에 상하로 틸팅 가능하게 장착되는 버킷; 상기 붐의 중단에 전후로 회전 가능하게 장착되는 아암; 상기 버킷의 상단과 아암의 일단에 회전 가능하게 장착되는 로드; 상기 주행대차의 전방 하측과 붐의 중단 하측에 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛으로부터 구동력을 전달받아 버킷을 상하로 스윙시키는 승하강실린더; 상기 주행대차의 전방 상측과 아암의 중단에 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛으로부터 구동력을 전달받아 버킷을 상하로 틸팅시키는 틸팅실린더;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 로더유닛은, 상기 버킷의 상단에 상하로 스윙 및 신축 가능하게 장착되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 버킷의 내부로 쓸어 담아주는 브룸부재;가 더 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 브룸부재는, 상기 버킷의 상단에 상하로 스윙 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛으로부터 구동력을 전달받아 길이가 신축되는 자루실린더; 상기 자루실린더의 출력단부에 높낮이가 가변되게 장착되는 브룸살대; 상기 브룸살대의 하단에 개재되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 쓸어 담아주는 브러시; 상기 버킷의 내부 중단과 자루실린더의 중단에 회전 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛으로부터 구동력을 전달받아 자루실린더를 상하로 스윙시키는 브룸실린더;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 브룸살대는, 상기 버킷의 폭 방향으로 평행하게 가로지르는 막대형으로 형성되되, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 버킷의 안쪽으로 모아지게 쓸어주면서도 버킷에 담긴 연마재의 유출이 차단되도록 양단에 버킷의 안쪽을 향해 소정각도로 경사지게 연장된 보조살대;가 더 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 동력유닛은, 상기 주행대차의 후방에 장착되고, 전기에너지 또는 화석연료를 공급받아 일방향의 회전동력을 가변적으로 발생하는 구동엔진; 상기 구동엔진으로부터 발생하는 회전동력을 전달받고, 정/역방향의 유압을 토출하여 주행대차를 구동시키는 주행펌프; 상기 주행펌프와 연결 장착되어 회전동력을 전달받고, 일방향의 유압을 토출하여 로더유닛을 구동시키는 작업펌프; 상기 구동엔진과 주행펌프 사이에 동심선상으로 연결 장착되고, 상기 구동엔진으로부터 발생하는 동력을 주행펌프로 전달하는 동력전달부재;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 주행펌프는 사판의 회전각도에 따라 정/역방향으로 유압을 토출하는 정유압변속기(hydro static transmission)로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 주행펌프는, 상기 동력전달부재에 직결 장착되어 주행대차의 좌륜을 구동시키는 좌륜펌프; 상기 좌륜펌프와 직결 장착되어 주행대차의 우륜을 구동시키는 우륜펌프;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 원격조종기는, 적어도 사용자가 양손으로 파지하며 이동이 가능한 크기를 가진 조종기본체; 상기 조종기본체의 전면에 돌출되게 장착되고, 상기 동력유닛을 조종하는 복수의 버튼; 상기 조종기본체의 전면 양측에 돌출되게 장착되고, 상기 주행대차와 로더유닛을 조종하는 한 쌍의 스틱; 상기 조종기본체의 내부에 장착되고, 상기 제어유닛으로부터 수신되는 신호를 소리로 출력하는 스피커; 상기 조종기본체의 전면 중앙에 장착되고, 상기 제어유닛으로부터 신호를 입력받아 주행환경과 작동상태를 화상으로 표시하는 디스플레이;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 제어유닛은, 상기 주행대차의 상단 중앙에 장착되고, 상기 주행대차로부터 원거리의 주위환경을 검출하는 메인검출모듈; 상기 주행대차의 후방과 측방 및 로더유닛의 상단에 장착되고, 상기 주행대차와 로더유닛으로부터 근거리의 주위환경을 검출하는 보조검출모듈; 상기 메인검출모듈의 내부에 탑재되고, 상기 동력유닛과 메인검출모듈 및 보조검출모듈에 연결되어 신호를 주고받는 유선통신모듈; 상기 메인검출모듈의 내부에 탑재되고, 상기 원격조종기와 무선으로 연결되어 신호를 주고받는 무선통신모듈; 상기 메인검출모듈의 내부에 탑재되고, 상기 동력유닛, 메인검출모듈, 보조검출모듈, 무선통신모듈로부터 입출력되는 신호를 설정 기준정보와 비교하여 동력유닛의 구동을 자동으로 단속하는 안전모듈;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 메인검출모듈은, 상기 주행대차의 상단 중앙에 장착되는 지지체; 상기 지지체의 상단에 Z축을 기준으로 360°로 회전 가능하게 장착되는 회전체; 상기 회전체의 일측에 X축을 기준으로 360°로 회전 가능하게 장착되고, 상기 주행대차로부터 원거리 주위환경을 영상으로 촬영하는 메인카메라; 상기 회전체의 타측에 X축을 기준으로 360°로 회전 가능하게 장착되고, 상기 주행대차로부터 원거리에 위치하는 방해물을 검출하는 레이더센서;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 보조검출모듈은, 상기 주행대차와 로더유닛에 장착되는 고정체; 상기 고정체의 전면 상측에 노출되게 장착되고, 상기 주행대차와 로더유닛으로부터 근거리 주위환경을 영상으로 촬영하는 보조카메라; 상기 고정체의 전면 하측에 노출되게 장착되고, 상기 주행대차와 로더유닛으로부터 근거리에 위치하는 방해물을 검출하는 초음파센서;로 구성된 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명은 작업장 바닥에 낙하된 연마재를 담아서 수거장소로 운반하는 스키드로더를 원격으로 조종할 수 있게 구현함으로써, 블라스팅으로 인해 미세분진이 발생하는 극한 작업환경에서도 안전하고 편리한 작업이 가능함에 따라 작업자의 건강을 지킬 수 있을 뿐만 아니라 작업에 소요되는 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 연마재를 버킷의 내부로 쓸고 모아서 담아주는 브룸부재를 구성함으로써, 주행대차가 전진하지 않아도 연마재를 담을 수 있어 비교적 협소한 작업장에서도 수거가 가능할 뿐만 아니라 바닥에 잔류되는 연마재를 최소화할 수 있고, 버킷의 담겨진 연마재의 유출을 차단할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 본 발명은 구동엔진의 동력을 주행대차로 변환 출력하는 변속기를 경박 단소하면서도 출력속도를 무단으로 변속 가능한 정유압변속기로 구성함으로써, 주행대차간의 거리에 상관없이 배치할 수 있을 뿐만 아니라 유압라인의 간소화로 인해 제작의 편의성과 유지보수가 용이한 효과가 있다.

넷째, 본 발명은 주행대차의 좌륜과 우륜을 담당하는 한 쌍의 정유압변속기와 함께 로더유닛의 구동을 담당하는 작업펌프를 다단으로 직결하여 한조로 통합 구성함으로써, 단일의 엔진과 동력전달부재만으로 스키드로더에 필요한 모든 액추에이터들을 구동시킬 수 있어 전반적인 스키드로더를 콤팩트하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

다섯째, 본 발명은 주행대차로부터 원거리와 근거리의 주위환경을 파악하는 복수의 검출모듈과 함께 동력유닛의 구동을 자동으로 단속하는 안전모듈을 구성함으로써, 원격에서도 편리하고 안전한 조종이 가능할 뿐만 아니라 주위환경이 급격하게 변화되더라도 조종자의 개입 없이 자동으로 신속하게 조치해줌에 따라 각종 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 스키드로더를 다양한 각도에서 전체적으로 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 로더유닛의 구동을 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 브룸부재가 적용된 로더유닛을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 브룸부재의 구동을 나타내는 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 동력유닛을 독립적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 원격조종기를 독립적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 메인검출모듈과 보조검출모듈을 독립적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 스키드로더의 시스템을 전체적으로 나타내는 블록도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명은 선박의 수리를 위한 블라스팅 작업 시 분사되는 쇼트나 그리트 등의 연마재를 수거하는 스키드로더에 관한 것으로, 도 1 내지 도 3처럼 주행대차(10), 로더유닛(20), 동력유닛(30), 원격조종기(40), 제어유닛(50)을 주요 구성으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더이다.

먼저, 본 발명에 따른 주행대차(10)는 작업장의 바닥으로부터 전후이동과 좌우회전 및 선회하는 차체이다.

이러한 주행대차(10)는 도 1 내지 도 3처럼 대차본체(11)와 연결프레임(12) 및 캐터필러(13) 그리고 유압모터(14)로 구성된다.

대차본체(11)는 동력유닛(30)을 수용하는 크기를 가진 프레임으로 형성되고, 외부로부터 동력유닛(30)이 보호되게 덮개가 장착된 구조를 가진다.

연결프레임(12)은 대차본체(11)의 전방 양측에 장착되어 로더유닛(20)이 구동되게 연결한다.

즉, 연결프레임(12)에는 후술하는 로더유닛(20)의 승하강실린더(25)와 틸팅실린더(26)가 회전 가능하게 각각 힌지로 연결된다.

그리고 승하강실린더(25)와 틸팅실린더(26) 사이에는 붐(21)이 회전 가능하게 힌지로 연결된다.

캐터필러(13)는 대차본체(11)의 양측 하단에 주행이 가능하게 무한궤도로 각각 연결된다.

즉, 좌/우륜 캐터필러(13)가 각각 회전함으로써, 대차본체(11)는 전진과 후진 및 좌회전과 우회전 그리고 좌우측으로 선회할 수가 있다.

유압모터(14)는 캐터필러(13)의 전방 또는 후방에 연결되어 후술하는 동력유닛(30)의 주행펌프(32)로부터 유압을 공급받아 캐터필러(13)를 회전시킨다.

즉, 좌륜 캐터필러(13)의 유압모터(14)는 좌륜펌프(32a)와 유압호스로 연결되고, 우륜 캐터필러(13)의 유압모터(14)는 우륜펌프(32b)와 유압호스로 연결되어 유압을 각기 공급받아 구동한다.

한편, 주행대차(10)는 작업장의 환경이나 소비자의 요구에 따라 캐터필러(13) 대신 바퀴로도 구성할 수 있다.

이어서 본 발명에 따른 로더유닛(20)은 주행대차(10)의 전방에 다관절로 연결 장착되어 작업장에 낙하된 연마재를 담아서 운반한다.

이러한 로더유닛(20)은 도 1 내지 도 3처럼 붐(21), 버킷(22), 아암(23), 로드(24), 승하강실린더(25), 틸팅실린더(26)로 구성된다.

붐(21)은 평면에서 보았을 때 H형의 윤곽형상으로 형성되는 프레임으로, 주행대차(10)의 전방 중앙에 상하로 스윙 가능하게 장착된다.

즉, 붐(21)의 일단은 버킷(22)의 후방 하단에 힌지로 연결되고, 타단은 연결프레임(12)에 힌지로 연결된다.

버킷(22)은 측면에서 보았을 때 C형의 단면형상으로 형성되어 연마재를 담는 바가지로, 붐(21)의 일단에 힌지로 연결된다.

아암(23)은 소정 길이를 가진 막대로, 붐(21)의 상측에서 전후로 회전 가능하게 장착된다.

즉, 아암(23)의 일단은 붐(21)의 양측 중단에 힌지로 연결되고, 타단은 로드(24)의 일단과 힌지로 연결된다.

로드(24)는 소정 길이를 가진 막대로, 버킷(22)의 상단과 아암(23)의 일단에 회전 가능하게 장착되어 버킷(22)의 틸팅동작을 구현해준다.

즉, 로드(23)의 일단은 아암(23)의 타단에 힌지로 연결되고, 타단은 버킷(22)의 상단에 힌지로 연결된다.

승하강실린더(25)는 주행대차(10)의 전방 하측과 붐(21)의 중단 하측에 각각 회전 가능하게 장착된다.

즉, 승하강실린더(25)의 실린더는 연결프레임(12)의 하단에 힌지로 연결되고, 실린더로부터 출몰동작하는 피스톤은 붐(21)의 중단 하측에 힌지로 연결된다.

이러한 승하강실린더(25)는 도 4와 같이 동력유닛(30)의 작업펌프(33)로부터 유압을 공급받아 연결프레임(12)을 기점으로 버킷(22)을 상하로 스윙시켜준다.

틸팅실린더(26)는 주행대차(10)의 전방 상측과 아암(23)의 중단에 각각 회전 가능하게 장착된다.

즉, 틸팅실린더(23)의 실린더는 연결프레임(12)의 상단에 힌지로 연결되고, 실린더로부터 출몰동작하는 피스톤은 아암(23)의 중단에 힌지로 연결된다.

이러한 틸팅실린더(26)는 도 4와 같이 동력유닛(30)의 작업펌프(33)로부터 유압을 공급받아 아암(23)의 일단을 기점으로 버킷(22)을 상하로 틸팅시켜준다.

이때, 로더유닛(20)은 도 5처럼 버킷(22)의 입구에 상하로 스윙 및 신축 가능하게 장착되는 브룸부재(27)가 더 구성될 수 있다.

즉, 브룸부재(27)는 작업장에 낙하된 연마재를 버킷(22)의 내부로 쓸어 담아주면서 버킷(22)에 담아진 연마재의 유출을 차단하는 역할을 한다.

이러한 브룸부재(27)는 도 6에 도시된 바와 같이 자루실린더(27a), 브룸살대(27b), 브러시(27c), 브룸실린더(27d)로 구성된다.

자루실린더(27a)는 버킷(22)의 입구 측 상단에 상하로 스윙 가능하게 장착된다.

즉, 자루실린더(27a)의 실린더는 버킷(22)의 상단에 힌지로 연결되고, 실린더로부터 출몰동작하는 피스톤에는 브룸살대(27b)가 장착된다.

이러한 자루실린더(27a)는 동력유닛(30)의 작업펌프(33)로부터 유압을 공급받아 버킷(22)으로부터 브룸살대(27b)의 높낮이를 가변시켜준다.

브룸살대(27b)는 자루실린더(27a)의 피스톤에 장착되어 버킷(22)으로부터 상하로 높낮이가 가변된다.

이러한 브룸살대(27b)는 버킷(22)의 폭 방향으로 평행하게 가로지르는 막대형으로 형성된다.

여기서 브룸살대(27b)의 양단에는 버킷(22)의 안쪽을 향해 소정각도로 경사지게 연장된 보조살대(27b-1)가 형성된다.

이러한 보조살대(27b-1)는 작업장에 낙하된 연마재를 버킷(22)의 안쪽으로 모아지게 쓸어줌과 함께 버킷(22)에 담긴 연마재의 유출을 차단시켜준다.

브러시(27c)는 브룸살대(27b)와 보조살대(27b-1)의 하단에 교체 가능하게 개재되어 작업장에 낙하된 연마재를 직접적으로 쓸어 담아준다.

이러한 브러시(27c)는 미세가닥의 솔로 형성될 수도 있고, 연질 또는 경질의 수지재로도 형성될 수 있다.

브룸실린더(27d)는 버킷(22)의 내부 중단과 자루실린더(27a)의 중단에 회전 가능하게 장착된다.

즉, 브룸실린더(27d)의 실린더는 버킷(22)의 중단에 힌지로 연결되고, 실린더로부터 출몰동작하는 피스톤에는 자루실린더(27a)의 중단에 힌지로 연결된다.

이러한 브룸실린더(27d)는 동력유닛(30)의 작업펌프(33)로부터 유압을 공급받아 자루실린더(27a)를 버킷(22)의 상단을 기점으로 상하로 스윙시켜준다.

이와 같은 브룸살대(27b)의 높낮이가변과 스윙구동을 통해 마치 빗자루로 바닥을 쓸어 담는 동작을 구현할 수가 있다.

따라서 주행대차(10)가 전진하지 않고 정지된 상태에서도 연마재를 담을 수 있어 비교적 협소한 작업장에서도 수거가 가능할 뿐만 아니라 바닥에 잔류되는 연마재를 최소화할 수가 있다.

이어서 본 발명에 따른 동력유닛(30)은 도 1 내지 도 3처럼 주행대차(10)의 내부에 은폐되게 장착되어 주행대차(10)와 로더유닛(20)의 구동력을 부가한다.

이러한 동력유닛(30)은 도 7에 도시된 바와 같이 구동엔진(31)과 주행펌프(32) 및 작업펌프(33) 그리고 동력전달부재(34)로 구성된다.

구동엔진(31)은 전기에너지 또는 화석연료를 공급받아 일방향의 회전동력을 가변적으로 발생하는 동력원으로, 주행대차(10)의 후방 내부에 장착된다.

즉, 구동엔진(31)은 배터리의 전기에너지를 회전동력으로 변환하는 모터나 휘발유나 경유를 연료로 하는 내연기관으로 구성할 수 있고, 모터와 내연기관이 복합된 하이브리드로도 구성할 수가 있다.

여기서 구동엔진(31)은 부하에 따라 회전속도나 토크를 자동으로 보정하는 전자제어유닛(ECU)을 탑재시키는 것이 바람직하다.

주행펌프(32)는 구동엔진(31)으로부터 발생하는 회전동력을 동력전달부재(34)로부터 전달받아 정/역방향의 유압을 토출하여 주행대차(10)를 구동시킨다.

이러한 주행펌프(32)는 사판의 회전각도에 따라 정/역방향으로 유압을 토출하는 정유압변속기(hydro static transmission, HTS)로 구성된다.

즉, 정유압변속기는 콤팩트한 크기를 가지면서도 출력속도를 무단으로 변속이 가능하다.

따라서 주행대차(10)와의 거리에 상관없이 주행펌프(32)의 위치를 자유롭게 배치할 수 있을 뿐만 아니라 유압라인의 간소화로 인해 제작의 편의성과 유지보수가 용이한 이점을 제공한다.

여기서 주행펌프(32)는 좌륜 캐터필러(13)의 유압모터(14)를 구동시키는 좌륜펌프(32a)와, 우륜 캐터필러(13)의 유압모터(14)를 구동시키는 우륜펌프(32b)가 1조로 통합 구성된다.

작업펌프(33)는 주행펌프(32)와 직결 장착되어 회전동력을 전달받고, 일방향의 유압을 토출하여 로더유닛(20)을 구동시킨다.

여기서 작업펌프(33)는 주행펌프(32)와 달리 기어, 베인, 피스톤 중 어느 하나의 방식으로 구성해도 무방하다.

즉, 좌륜펌프(32a)는 동력전달부재(34)에 직결 장착되고, 우륜펌프(32b)는 좌륜펌프(32a)에 직결 장착되며, 작업펌프(33)는 우륜펌프(32b)에 직결 장착된다.

따라서 단일의 구동엔진(31)과 동력전달부재(34)만으로도 스키드로더에 필요한 모든 액추에이터들을 구동시킬 수 있어 스키드로더를 콤팩트하게 구현할 수가 있다.

여기서 주행펌프(32)는 제어유닛(50)으로부터 신호를 입력받아 사판의 회전각도를 가변시키는 전자서보가 통합 구성된다.

즉, 전자서보는 기존의 기계식이나 유압식 제어와는 달리 오작동이나 고장을 최소화할 수가 있다.

물론, 작업펌프(33)도 제어유닛(50)으로부터 신호를 입력받아 로더유닛(20)의 실린더들을 구동시키는 전자밸브가 통합 구성된다.

동력전달부재(34)는 구동엔진(31)과 주행펌프(33) 사이에 동심선상으로 직결 장착되어 구동엔진(31)으로부터 발생하는 동력을 주행펌프(32)로 전달한다.

이어서 본 발명에 따른 원격조종기(40)는 도 1 내지 도 3처럼 주행대차(10)와 무선으로 연결되어 주행대차(10) 내지 동력유닛(30)을 원격으로 조종한다.

이러한 원격조종기(40)는 도 8에 도시된 바와 같이 조종기본체(41), 복수의 버튼(42), 한 쌍의 스틱(43), 스피커(44), 디스플레이(45)로 구성된다.

조종기본체(41)는 적어도 사용자가 양손으로 파지하며 이동이 가능한 크기로 형성된다.

버튼(42)은 조종기본체(41)의 전면에 돌출되게 장착되어 구동엔진(31)의 온/오프와 회전수를 조종한다.

스틱(43)은 상하좌우로 틸팅되는 것으로, 조종기본체(41)의 전면 양측에 돌출되게 장착되어 주행대차(10)와 로더유닛(20)을 조종한다.

즉, 왼쪽 스틱(43)은 주행펌프(32)의 전자서보를 제어하여 주행대차(10)의 주행을 담당한다.

그리고 오른쪽 스틱(43)은 작업펌프(33)의 전자밸브를 제어하여 로더유닛(20)의 구동을 담당한다.

스피커(44)는 조종기본체(41)의 내부에 장착되어 제어유닛(50)으로부터 수신되는 신호를 소리로 출력한다.

즉, 스피커(44)는 작업장의 소음이나 주행대차(10) 내지 동력유닛(30)의 작동음 및 위험상황을 알리는 경고음 등을 출력한다.

디스플레이(45)는 조종기본체(41)의 전면 중앙에 장착되어 제어유닛(50)으로부터 신호를 입력받아 주행환경과 작동상태를 화상으로 표시한다.

즉, 디스플레이(45)의 좌측에는 제어유닛(50)의 메인카메라(51c)와 보조카메라(52b)가 촬영하는 영상정보를 나타내고, 우측에는 통심감도, 주행속도, 주행거리, 배터리나 연료량 등의 계측정보와 경고문자를 나타낸다.

한편, 원격조종기(40)는 도면으로 도시하지 않았지만, 조종기본체(41)의 내부에 충/방전이 가능한 배터리와, 제어유닛(50)과 무선으로 정보를 주고받는 통신모듈이 탑재된다.

마지막으로 본 발명에 따른 제어유닛(50)은 도 1 내지 도 3처럼 원격조종기(40)와 무선으로 연결되어 설정된 시퀀스에 따라 신호를 처리한다.

이러한 제어유닛(50)은 메인검출모듈(51), 보조검출모듈(52), 유선통신모듈(53), 무선통신모듈(54), 안전모듈(55)로 구성된다.

메인검출모듈(51)은 주행대차(10)의 상단 중앙에 장착되어 주행대차(10)로부터 원거리의 주위환경을 검출한다.

이러한 메인검출모듈(51)은 도 9a와 같이 지지체(51a)와 회전체(51b) 및 메인카메라(51c) 그리고 레이더센서(51d)로 구성된다.

지지체(51a)는 대차본체(11)의 상단 중앙에 장착되는 프레임으로, 회전체(51b)를 회전 가능하게 지지한다.

여기서 지지체(51a)의 내부에는 모터가 탑재되고, 중앙에는 모터와 연결되는 회전축이 Z축 방향으로 수직하게 장착된다.

회전체(51b)는 지지체(51a)의 상단에 회전축과 연결 장착되어 Z축을 기준으로 360°로 회전한다.

이러한 회전체(51c)의 내부 양측에는 모터가 각각 탑재되고, 중앙에는 모터와 연결되는 회전축이 X축 방향으로 수평하게 장착된다.

메인카메라(51c)는 회전체(51b)의 일측에 회전축과 연결되어 X축을 기준으로 360°로 회전한다.

이러한 메인카메라(51c)는 주행대차(10)로부터 원거리의 주위환경을 소리와 함께 영상으로 촬영한다.

레이더센서(51d)는 회전체(51b)의 타측에 회전축과 연결되어 X축을 기준으로 360°로 회전한다.

이러한 레이더센서(51d)는 주행대차(10)로부터 전자파를 원거리로 발수신하여 작업장의 환경과 방해물을 검출한다.

보조검출모듈(52)은 주행대차(10)의 후방과 측방 및 버킷(22)의 상단에 장착되어 주행대차(10)와 로더유닛(20)으로부터 근거리의 주위환경을 검출한다.

이러한 보조검출모듈(52)은 도 9b에 도시된 바와 같이 고정체(52a)와 보조카메라(52b) 및 초음파센서(52c)로 구성된다.

고정체(52a)는 대차본체(11)의 후방과 측방 및 버킷(22)의 상단에 장착되는 케이스로, 후면에는 탈/장착을 유도하는 연결부재가 구성된다.

보조카메라(52b)는 고정체(52a)의 전면 상측에 노출되게 장착되어 주행대차(10)와 로더유닛(20)으로부터 근거리 주위환경을 영상으로 촬영한다.

즉, 보조카메라(52b)는 주행대차(10)와 로더유닛(20)으로부터 바닥을 향하는 각도에서 약 1미터반경의 주위환경을 영상으로 촬영한다.

초음파센서(52c)는 고정체(52a)의 전면 하측에 노출되게 장착되어 주행대차(10)와 로더유닛(20)으로부터 근거리에 위치하는 방해물을 검출한다.

즉, 초음파센서(52c)는 보조카메라(52b)와 같이 주행대차(10)와 로더유닛(20)으로부터 바닥을 향하는 각도에서 약 1미터반경의 초음파를 발수신하여 방해물을 검출한다.

유선통신모듈(53)과 무선통신모듈(54) 및 안전모듈(55)은 마이크로 콘트롤러에 통합 실장된 기판으로, 도 9b처럼 회전체(51b)의 내부에 탑재된다.

유선통신모듈(53)은 시리얼, 패럴러 규격의 입출력포트로, 메인검출모듈(51)과 보조검출모듈(52) 및 동력유닛(30)과 전선으로 연결되어 신호를 주고받는다.

무선통신모듈(54)은 LTE, WIFI 등으로 된 모뎀으로, 원격조종기(40)와 무선으로 연결되어 신호를 주고받는다.

안전모듈(55)은 입출력되는 정보를 비교 분석하는 인공지능 어플리케이션으로, 도 10처럼 동력유닛(30), 메인검출모듈(51), 보조검출모듈(52), 무선통신모듈(54)로부터 입출력되는 신호를 설정 기준정보와 비교하여 동력유닛(30)의 구동을 자동으로 단속한다.

예컨대, 구동엔진(31)의 ECU로부터 입력되는 정보가 기준정보로부터 벗어나는 즉시 원격조종기(40)로 경고신호를 출력한다.

여기서 ECU로부터 입력되는 정보가 기준정보로부터 설정 시간동안 지속적으로 벗어난 경우에는 구동엔진(31)을 즉시 정지시킨다.

그리고 레이더센서(51d)와 초음파센서(52c)에 의해 방해물과의 충돌이 예상되면 원격조종기(40)로 경고신호를 출력한다.

경고신호를 출력했음에도 원격조종기(40)로부터 보정신호가 입력되지 않으면, 주행펌프(32) 또는 작업펌프(33)를 즉시 정지시킨다.

이와 같은 안전모듈(55)의 탑재로 인해 원격에서도 편리하고 안전한 조종이 가능할 뿐만 아니라 주위환경이 급격하게 변화되더라도 조종자의 개입 없이 자동으로 신속하게 조치해줌에 따라 각종 안전사고를 예방할 수가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 주행대차
11: 대차본체
12: 연결프레임
13: 캐터필러
14: 유압모터
20: 로더유닛
21: 붐
22: 버킷
23: 아암
24: 로드
25: 승하강실린더
26: 틸팅실린더
27: 브룸부재
27a: 자루실린더
27b: 브룸살대
27b-1: 보조살대
27c: 브러시
27d: 브룸실린더
30: 동력유닛
31: 구동엔진
32: 주행펌프
32a: 좌륜펌프
32b: 우륜펌프
33: 작업펌프
34: 동력전달부재32
40: 원격조종기
41: 조종기본체
42: 버튼
43: 스틱
44: 스피커
45: 디스플레이
50: 제어유닛
51: 메인검출모듈
51a: 지지체
51b: 회전체
51c: 메인카메라
51d: 레이더센서
52: 보조검출모듈
52a: 지지체
52b: 보조카메라
52c: 초음파센서
53: 유선통신모듈
54: 무선통신모듈
55: 안전모듈

Claims (8)

1. 선박의 수리를 위한 블라스팅 작업 시 분사되는 쇼트나 그리트 등의 연마재를 수거하는 스키드로더에 있어서,
   작업장의 바닥으로부터 전후이동과 좌우회전 및 선회 가능한 주행대차(10);
   상기 주행대차(10)의 전방에 다관절로 연결 장착되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 담아서 운반하는 로더유닛(20);
   상기 주행대차(10)의 내부에 장착되고, 상기 주행대차(10)와 로더유닛(20)의 구동력을 부가하는 동력유닛(30);
   상기 주행대차(10)와 무선으로 연결되고, 상기 주행대차(10) 내지 동력유닛(30)을 원격으로 조종하는 원격조종기(40);
   상기 주행대차(10)에 탑재되고, 상기 원격조종기(40)와 무선으로 연결되어 설정된 시퀀스에 따라 신호를 처리하는 제어유닛(50);을 포함하고,
   상기 로더유닛(20)은, 버킷(22)의 상단에 상하로 스윙 및 신축 가능하게 장착되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 버킷(22)의 내부로 쓸어 담아주는 브룸부재(27);를 포함하고,
   상기 브룸부재(27)는, 상기 버킷(22)의 상단에 상하로 스윙 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛(30)으로부터 구동력을 전달받아 길이가 신축되는 자루실린더(27a);
   상기 자루실린더(27a)의 출력단부에 높낮이가 가변되게 장착되는 브룸살대(27b);
   상기 브룸살대(27b)의 하단에 개재되고, 상기 작업장에 낙하된 연마재를 쓸어 담아주는 브러시(27c);
   상기 버킷(22)의 내부 중단과 자루실린더(27a)의 중단에 회전 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛(30)으로부터 구동력을 전달받아 자루실린더(27a)를 상하로 스윙시키는 브룸실린더(27d);로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 주행대차(10)는,
   상기 동력유닛(30)을 수용하는 크기를 가진 대차본체(11);
   상기 대차본체(11)의 전방 양측에 장착되고, 상기 로더유닛(20)이 구동 가능하게 연결을 유도하는 연결프레임(12);
   상기 대차본체(11)의 양측 하단에 주행이 가능하게 무한궤도로 연결되는 캐터필러(13);
   상기 캐터필러(13)의 전방 또는 후방에 연결되고, 상기 동력유닛(30)으로부터 구동력을 전달받아 캐터필러(13)를 회전시키는 유압모터(14);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 로더유닛(20)은,
   상기 주행대차(10)의 전방 중앙에 상하로 스윙 가능하게 장착되는 붐(21);
   상기 붐(21)의 일단에 상하로 틸팅 가능하게 장착되는 버킷(22);
   상기 붐(21)의 중단에 전후로 회전 가능하게 장착되는 아암(23);
   상기 버킷(22)의 상단과 아암(23)의 일단에 회전 가능하게 장착되는 로드(24);
   상기 주행대차(10)의 전방 하측과 붐(21)의 중단 하측에 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛(30)으로부터 구동력을 전달받아 버킷(22)을 상하로 스윙시키는 승하강실린더(25);
   상기 주행대차(10)의 전방 상측과 아암(23)의 중단에 각각 회전 가능하게 장착되고, 상기 동력유닛(30)으로부터 구동력을 전달받아 버킷(22)을 상하로 틸팅시키는 틸팅실린더(26);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력유닛(30)은,
   상기 주행대차(10)의 후방에 장착되고, 전기에너지 또는 화석연료를 공급받아 일방향의 회전동력을 가변적으로 발생하는 구동엔진(31);
   상기 구동엔진(31)으로부터 발생하는 회전동력을 전달받고, 정/역방향의 유압을 토출하여 주행대차(10)를 구동시키는 주행펌프(32);
   상기 주행펌프(32)와 연결 장착되어 회전동력을 전달받고, 일방향의 유압을 토출하여 로더유닛(20)을 구동시키는 작업펌프(33);
   상기 구동엔진(31)과 주행펌프(33) 사이에 동심선상으로 연결 장착되고, 상기 구동엔진(31)으로부터 발생하는 동력을 주행펌프(32)로 전달하는 동력전달부재(34);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 원격조종기(40)는,
   적어도 사용자가 양손으로 파지하며 이동이 가능한 크기를 가진 조종기본체(41);
   상기 조종기본체(41)의 전면에 돌출되게 장착되고, 상기 동력유닛(30)을 조종하는 복수의 버튼(42);
   상기 조종기본체(41)의 전면 양측에 돌출되게 장착되고, 상기 주행대차(10)와 로더유닛(20)을 조종하는 한 쌍의 스틱(43);
   상기 조종기본체(41)의 내부에 장착되고, 상기 제어유닛(50)으로부터 수신되는 신호를 소리로 출력하는 스피커(44);
   상기 조종기본체(41)의 전면 중앙에 장착되고, 상기 제어유닛(50)으로부터 신호를 입력받아 주행환경과 작동상태를 화상으로 표시하는 디스플레이(45);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어유닛(50)은,
   상기 주행대차(10)의 상단 중앙에 장착되고, 상기 주행대차(10)로부터 원거리의 주위환경을 검출하는 메인검출모듈(51);
   상기 주행대차(10)의 후방과 측방 및 로더유닛(20)의 상단에 장착되고, 상기 주행대차(10)와 로더유닛(20)으로부터 근거리의 주위환경을 검출하는 보조검출모듈(52);
   상기 메인검출모듈(51)의 내부에 탑재되고, 상기 동력유닛(30)과 메인검출모듈(51) 및 보조검출모듈(52)에 연결되어 신호를 주고받는 유선통신모듈(53);
   상기 메인검출모듈(51)의 내부에 탑재되고, 상기 원격조종기(40)와 무선으로 연결되어 신호를 주고받는 무선통신모듈(54);
   상기 메인검출모듈(51)의 내부에 탑재되고, 상기 동력유닛(30), 메인검출모듈(51), 보조검출모듈(52), 무선통신모듈(54)로부터 입출력되는 신호를 설정 기준정보와 비교하여 동력유닛(30)의 구동을 자동으로 단속하는 안전모듈(55);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 메인검출모듈(51)은,
   상기 주행대차(10)의 상단 중앙에 장착되는 지지체(51a);
   상기 지지체(51a)의 상단에 Z축을 기준으로 360°로 회전 가능하게 장착되는 회전체(51b);
   상기 회전체(51b)의 일측에 X축을 기준으로 360°로 회전 가능하게 장착되고, 상기 주행대차(10)로부터 원거리 주위환경을 영상으로 촬영하는 메인카메라(51c);
   상기 회전체(51b)의 타측에 X축을 기준으로 360°로 회전 가능하게 장착되고, 상기 주행대차(10)로부터 원거리에 위치하는 방해물을 검출하는 레이더센서(51d);
   로 구성된 것을 특징으로 하는 원격조종이 가능한 운전원 비탑승식 스키드로더.

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