KR102627031B1 - 콘크리트 파일 두부 절단 장치 - Google Patents

콘크리트 파일 두부 절단 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 파일의 주위를 따라 절단부가 이동하며 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행할 때 절단 시작 위치와 절단 종료 위치를 감지할 수 있도록 하여 절단 작업 효율이 향상되도록 하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치를 제공하는 것으로서, 지중에 고정된 콘크리트 파일의 노출되어 있는 두부를 절단하는 장치로서, 이동 수단에 의해 절단 대상인 상기 콘크리트 파일로 이동하는 본체; 원호 형상으로 일단이 상기 본체의 양측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 콘크리트 파일을 클램핑하는 제1 및 제2 클램프암; 상기 콘크리트 파일로 전진 또는 후진하고, 상기 콘크리트 파일의 외주 둘레를 따라 이동하며 상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 절단부; 상기 절단부의 동작 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 동작 위치 측정부; 및 상기 제1 및 제2 클램프암의 동작을 단속하고, 상기 동작 위치 측정부의 출력 신호에 대응하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.

Description

콘크리트 파일 두부 절단 장치{CONCRETE PILE HEAD CUTTING APPARATUS}
본 발명은 콘크리트 파일 두부 절단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 절단 대상인 콘크리트 파일에 고정된 상태에서 콘크리트 파일의 둘레를 따라 이동하여 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행하되 콘크리트 파일 주위에서 시작 위치와 종료 위치 등을 측정하며 절단이 이루어지도록 하여 절단 작업 효율이 향상되도록 하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치에 관한 것이다.
콘크리트 파일 공사는 원심력을 활용하여 제작된 콘크리트파일을 매입식 또는 타입식 시공법을 통해 지반에 관입시킨 후 파일의 상부를 일정한 높이로 파쇄 및 두부정리함으로써 지반과 구조물의 지지력을 확보하는 공법이다.
상기와 같은 콘크리트파일의 작업공정은 매입식/타입식 공법을 활용한 파일의 지반관입, 콘크리트파일 상부의 두부정리, 지반과 상부 구조물의 연결을 통한 지지력 확보의 3가지로 구분할 수 있다. 여기서, 콘크리트파일 상부의 두부정리는 콘크리트파일의 지반 관입 이후 말뚝기초 시공에서 기초의 레벨을 맞추기 위해 콘크리트파일 상부를 절단하는 작업을 수행하게 된다.
상기와 같은 콘크리트파일의 상부를 절단할 때에는 건설장비(굴삭기 등)에 장착된 파쇄기를 이용하여 파쇄하거나, 작업자가 절단기로 직접 절단하게 된다.
여기서, 건설장비(굴삭기 등)에 장착된 파쇄기를 이용하여 절단할 경우에는 절단면이 매끄럽지 못한 문제점이 있으며, 작업자가 절단기로 직접 절단할 경우에는 안전사고(베임 등)발생, 콘크리트파일 기초면 지하수의 상승으로 인한 노무자 실족 및 감전사고 등의 안전사고 발생, 노무자 작업 숙련도에 따른 절단면의 수평상태 불량 등의 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 등록특허 10-0760869호 '콘크리트 파일용 두부절단장치'가 개시되었다.
상기한 기술의 경우, 고정원통에 의해 절단대상인 콘크리트 파일이 고정된 상태에서 원형 톱날 형태의 절단 수단이 콘크리트 파일 주위를 따라 이동하며 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행하도록 수행되어 있다.
원형 톱날에 의해 콘크리트 파일의 절단이 수행될 때, 사용자의 판단에 따라 절단이 시작되는 위치와 종료되는 위치가 설정된다.
그러나, 사용자는 절단 대상인 콘크리트 파일에서 일정 거리 떨어진 위치에서 작업을 수행하므로, 콘크리트 파일의 절단 시작 위치와 종료 위치를 잘못 판단하여 절단 종료 위치에 톱날이 도달하지 않은 상태에서 절단 완료로 판단하여 작업 종료를 선택할 수 있다. 이때, 절단 장치의 해체가 이루어진 후 절단 작업 미종료를 알게 되어 작업 시간과 작업 공수가 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 콘크리트 파일의 주위를 따라 절단부가 이동하며 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행할 때 절단 시작 위치와 절단 종료 위치를 감지할 수 있도록 하여 절단 작업 효율이 향상되도록 하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 지중에 고정된 콘크리트 파일의 노출되어 있는 두부를 절단하는 장치로서, 이동 수단에 의해 절단 대상인 상기 콘크리트 파일로 이동하는 본체; 원호 형상으로 일단이 상기 본체의 양측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 콘크리트 파일을 클램핑하는 제1 및 제2 클램프암; 상기 콘크리트 파일로 전진 또는 후진하고, 상기 콘크리트 파일의 외주 둘레를 따라 이동하며 상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 절단부; 상기 절단부의 동작 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 동작 위치 측정부; 및 상기 제1 및 제2 클램프암의 동작을 단속하고, 상기 동작 위치 측정부의 출력 신호에 대응하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치를 제공한다.
상기 이동 수단은 굴삭기를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 클램프암이 회전하도록 하는 제1 및 제2 유압실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 클램프암의 단부 내측에 배치되는 보조 클램프 조(jaw)를 더 포함할 수 있다.
상기 절단부는, 상하로 일정 거리 이격되어 배치되고 그 사이로는 공간을 제공하며, 전방으로는 파일 도입홈이 형성되는 제1 및 제2 절단부 커버와, 상기 제1 및 제2 절단부 커버의 가장자리를 따라 배치되는 측면 커버와, 상기 제1 및 제2 절단부 커버의 사이에 배치되고, 전방으로는 상기 콘크리트 파일이 도입되는 원형홈이 형성되는 가이드 프레임과, 상기 가이드 프레임을 상기 콘크리트 파일로 전진시키거나 상기 콘크리트 파일에서 후진시키는 제1 이동유닛과, 일측이 개방된 원형으로 이루어지고, 상기 가이드 프레임을 따라 상기 콘크리트 파일 주위를 이동 가능하게 배치되는 절단 프레임과, 상기 절단 프레임의 양단부에 각각 배치되는 절단휠과, 상기 절단 프레임이 상기 가이드 프레임 상에서 이동하도록 하는 제2 이동유닛을 포함할 수 있다.
상기 제1 이동유닛은, 상기 가이드 프레임의 후방으로 연결되는 가이드 유압 실린더와, 상기 제1 및 제2 절단부 커버 양측의 상기 측면 커버에 배치되어, 상기 가이드 프레임의 이동을 가이드하는 전후진 가이드 실린더를 포함할 수 있다.
상기 제2 이동유닛은, 구동력을 제공하는 구동모터와, 상기 절단 프레임의 외주측에 배치되고, 상기 구동모터의 구동력을 전달받는 기어를 포함할 수 있다.
상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 상기 절단휠로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 절단부는, 전방으로 이동한 상기 절단 프레임의 가장 자리가 삽입되는 절단 프레임 고정 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 절단 프레임 고정 유닛은, 양단이 상기 제1 및 제2 절단부 커버에 상하로 연결되는 연결 로드와, 상기 연결 로드 상에 배치되고, 상기 절단 프레임의 가장자리가 삽입되는 프레임 삽입홈이 형성되는 프레임 고정블록을 포함할 수 있다.
상기 절단휠에 배치되는 휠커버를 더 포함할 수 있다.
상기 동작 위치 측정부는, 상기 절단 프레임의 회전 시작 위치 배치 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 제1 센서와, 상기 제1 이동유닛에 의해 상기 가이드 프레임의 이동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 제2 센서와, 상기 가이드 프레임 상에서 상기 절단 프레임의 이동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 제3 센서와, 상기 가이드 프레임의 양단측에 각각 배치되어, 상기 절단 프레임이 회전 종료 위치에 도달하면 이를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 제4 및 제5 센서와, 상기 절단휠의 회전량을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 엔코더를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 사용자에 의해 조작되어, 상기 제1 및 제2 클램프암 및 상기 절단부의 동작을 제어하는 조작 패널과, 상기 파일 위치 확인부와 파일 접촉 확인부의 출력 신호를 입력받아 입력 신호에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어 유닛과, 상기 조작 패널의 조작 상황, 상기 제어 유닛에 입력되는 신호 및 상기 제어신호를 사용자에게 알려주는 모니터부를 포함할 수 있다.
상기 절단 프레임의 회전 종료 위치는, 상기 절단 프레임의 회전 시작 위치의 양측으로 각각 80°의 각거리를 갖는 위치에 설정될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, 콘크리트 파일의 주위를 따라 절단부가 이동하며 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행할 때 절단 시작 위치와 절단 종료 위치를 감지할 수 있도록 하여 사용자가 절단 시작 위치와 종료 위치를 측정하는 작업을 수행하지 않으므로, 전체적인 절단 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 제1 및 제2 클램프암의 구성의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 절단부가 포함하는 가이드 프레임, 절단 프레임과 동작 위치 측정부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에서 사용하는 절단부가 포함하는 제1 및 제2 절단부 커버와 제1 이동 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 절단 프레임 고정 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 절단 프레임 고정 유닛의 사용을 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명에서 사용하는 동작 위치 측정부 및 제어부의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
도 9 내지 도 13은 본 발명에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 구성을 나타내는 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치(100)는 본체(110), 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B), 절단부(130), 동작 위치 측정부(140) 및 제어부(170)를 포함한다.
본체(110)는 소정의 크기와 형상을 갖는다.
본체(110)의 후단부는 본 발명에 따른 절단 장치(100)를 절단 작업 장소로 이동시키는 소정의 이동 수단(미도시)에 연결될 수 있다. 여기서, 이동 수단(미도시)은 굴삭기를 포함할 수 있다.
본체(110)의 상부와 하부에는 지지부(112)가 배치된다.
지지부(112)는 소정의 크기를 갖는 플레이트 형태로 이루어진다.
지지부(112)의 전방 양측은 콘크리트 파일(1)의 표면에 접하며 콘크리트 파일(1)을 지지하도록 소정의 높이로 돌출된다.
본체(110)의 상부와 하부에 각각 배치되는 지지부는 서로 동일한 크기와 형태로 이루어진다.
제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 서로 연동하며, 절단 작업 대상인 콘크리트 파일(1)의 외주를 양측에서 감싸며 콘크리트 파일(1)에 고정된다.
도 3은 본 발명에서 사용하는 제1 및 제2 클램프암의 구성의 일 예를 나타내는 평면도이다.
제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 소정의 곡률을 갖는 원호 형상으로 형성되어, 일단이 본체(110)의 양측에 회전 가능하게 연결된다.
제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 서로 동일한 형태와 크기로 이루어지고, 오목하게 형성된 부분이 서로 대향하도록 배치된다.
제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 프레임을 원호 형상으로 절곡하여 구성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 원호 형상의 프레임을 복수개로 포함할 수 있다.
제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 제1 및 제2 유압 실린더(122A, 122B)의 길이 변화에 따라 회전할 수 있다. 제1 및 제2 유압 실린더(122A, 122B)의 일단은 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B) 각각에 회전축으로 연결되고, 타단은 본체(100)의 양측에 회전축으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)은 서로 연동하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 유압 실린더(122A, 122B)의 길이가 변화되면, 이는 회전축(122A, 122B)을 통해 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)으로 전달되어, 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)이 회전하도록 한다.
한편, 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)의 내측 단부에는 보다 작은 크기의 콘크리트 파일을 클램핑할 수 있도록 하기 위해 보조 클램프 조(jaw)(124)가 추가로 배치될 수도 있다.
절단부(130)는 제1 및 제2 클램프암(120A, 120B)의 하부에 배치되어, 콘크리트 파일(1)의 절단 작업을 수행한다.
여기서, 절단부(130)는 콘크리트 파일(1)에 대하여 전진 또는 후진하고, 콘크리트 파일(1)의 외주 둘레를 따라 이동하며 콘크리트 파일의 절단을 수행할 수 있다.
절단부(130)는 가이드 프레임(131), 제1 이동유닛(132), 절단 프레임(134), 절단휠(136), 제2 이동유닛, 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B), 측면 커버(139)를 포함한다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 절단부가 포함하는 가이드 프레임, 절단 프레임과 동작 위치 측정부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 가이드 프레임(131)은 소정의 크기를 갖는 직사각형 형태로 이루어지고, 전방으로는 소정 직경을 갖는 원형 홈이 형성된다.
가이드 프레임(131)은 절단 대상인 콘크리트 파일의 주위에 배치된 후, 후술하는 절단 프레임(134)의 이동 경로를 제공한다.
가이드 프레임(131) 전방의 원형홈으로는 절단 대상인 콘크리트 파일(1)이 도입될 수 있다.
제1 이동유닛(132)은 가이드 프레임(131)을 직선상으로 이동시켜, 가이드 프레임(131)이 콘크리트 파일(1)로 전진하거나, 콘크리트 파일(1)에서 후진하도록 한다.
제1 이동유닛(132)은 일단이 가이드 프레임(131)의 후방으로 연결되어 가이드 프레임(131)이 전후로 이동하도록 하는 가이드 유압 실린더(132)와 가이드 프레임(131)가 전후로 직선 운동가능하게 하는 전후진 가이드 실린더(133)를 포함한다.
제1 내지 제5 센서(142, 143, 144, 145, 146)가 가이드 프레임(131)과 제1 이동 유닛(132)에 배치된다.
제1 내지 제5 센서(142, 143, 144, 145, 146)와 제1 이동 유닛(132)의 구성에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
절단 프레임(134)은 전방이 소정 폭으로 개방된 원형으로 이루어진다. 절단 프레임(134)의 개방된 부분으로는 절단 대상인 콘크리트 파일(1)이 도입될 수 있다.
절단 프레임(134)의 크기와 형상은 가이드 프레임(131)의 전방의 원형홈의 크기와 형상에 대응될 수 있다.
절단 프레임(134)은 후술하는 제2 이동유닛에 의해 가이드 프레임(131)을 따라 이동할 수 있다.
절단휠(136)은 절단 프레임(134)의 양단부에 각각 배치된다. 절단휠(136) 각각은 제2 모터(M2)의 구동력을 전달받아 소정의 회전수로 회전하며, 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행한다.
여기서, 다양한 콘크리트 파일(1)의 크기에 대응하여 절단 작업을 수행할 수 있도록 하기 위해, 절단휠(136)과 제2 모터(M2)의 위치가 변경가능하게 배치되는 것이 바람직하다.
절단휠(136)에 의한 절단 작업 시, 절단휠(136) 각각에 소정의 휠커버(137)를 배치하여 절단 작업 시, 콘크리트 파일(1)에서 발생된 파편이 여러 방향으로 튀는 것을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.
제2 이동유닛은 절단 프레임(134)이 가이드 프레임(131)의 하부에서 콘크리트 파일(1) 둘레를 따라 이동할 수 있도록 소정의 구동력을 제공한다.
제2 이동유닛은 제1 모터(M1)와 동력 전달 수단(135)을 포함한다.
제1 모터(M1)는 외부의 전원을 공급받아 소정의 구동력을 발생시킨다. 여기서, 제1 모터(M1)는 가이드 프레임(131)의 일측으로 배치되지만, 구동력을 발생시킨 후, 절단 프레임(134)으로 전달할 수 있다면 다양한 위치에 배치될 수 있다.
기어(미도시)는 제1 모터(M1)의 구동력을 절단 프레임(134)으로 전달하여, 절단 프레임(134)이 가이드 프레임(131)을 따라 이동할 수 있도록 한다.
본 실시예에서, 기어는 가이드 프레임(131)의 외주측을 따라 배치되어 제1 모터(M1)의 구동축의 구동력을 전달받을 수 있다. 제1 모터(M1)의 구동력을 절단 프레임(134)으로 전달할 수 있다면, 체인 또는 롤러 등 다양한 수단이 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명에서 사용하는 절단부가 포함하는 제1 및 제2 절단부 커버와 제1 이동 유닛의 구성을 나타내는 도면이다.
제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)는 소정의 크기를 갖는 직사각형 형태로 이루어지고, 전방으로는 콘크리트 파일(1)이 도입되는 파일 도입홈(1381)이 형성된다. 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)는 서로 동일한 크기와 형태로 이루어진다.
제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B) 각각은 소정의 이격 거리를 갖고 상부와 하부로 배치된다. 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B) 사이의 이격 공간 상에는 상기한 가이드 프레임(131), 제1 이동유닛(132), 절단 프레임(134), 절단휠(136), 제2 이동유닛 등이 배치될 수 있다.
제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)는 커버의 장변이 전후 방향으로 배치될 수 있다.
측면 커버(139)는 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)의 양측에 각각 배치된다. 측면 커버(139)는 소정의 크기를 갖는 직사각형 형태로, 상단과 하단이 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)의 양측에 연결된다.
제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)와 측면 커버(139)는 절단휠(136)에 의한 절단 작업 시, 콘크리트 파일(1)에서 발생된 파편이 여러 방향으로 튀는 것을 방지할 수 있다.
한편, 가이드 프레임(131) 전방의 원형홈 측에도 소정의 커버를 배치하여, 절단 작업 시, 콘크리트 파일(1)에서 발생된 파편이 튀는 것을 방지할 수 있다.
가이드 유압 실린더(132)의 일단은 가이드 프레임(131)의 후방으로 연결되고, 타단은 본체(110)의 하부에 연결될 수 있다.
전후진 가이드 실린더(133)는 후술하는 측면 커버(139)를 따라 본체(110)의 전후 방향으로 배치된다. 가이드 유압 실린더(132)에 의해 가이드 프레임(131)이 이동할 때, 전후진 가이드 실린더(133)는 가이드 프레임(131)이 전후로 직선 이동하도록 한다.
한편, 본 발명에서 사용하는 절단부(130)는 절단 프레임 고정 유닛(1350)을 더 포함한다.
절단 프레임 고정 유닛(135)은 절단 작업을 위해 콘크리트 파일(1) 측으로 이동한 절단 프레임(134)의 가장자리가 삽입된 후 고정되도록 하여, 절단 작업 중, 절단휠(136)의 진동을 방지한다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 절단 프레임 고정 유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 6을 참조하면, 절단 프레임 고정 유닛(135)은 연결 로드(1352)와 프레임 고정블록(1354)을 포함한다.
연결 로드(1352)는 소정의 길이와 직경을 갖는 원형 로드 형태로 이루어진다. 사용자의 필요에 따라 사각 로드 형태로 이루어질 수도 있다.
연결 로드(1352)의 양단은 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)에 각각 연결된다. 연결 로드(1352)는 상하로 배치된다.
프레임 고정블록(1354)은 소정의 크기를 갖는 직육면체 형상으로 이루어진다. 프레임 고정블록(1354)은 연결 로드(1352) 상에서 소정의 높이로 배치된다.
프레임 고정블록(1354)은 일측으로는 절단 프레임(134)의 가장 자리가 삽입되는 프레임 삽입홈(1355)이 형성된다.
프레임 삽입홈(1355)의 폭은 절단 프레임(134)의 두께에 대응한다.
따라서, 절단 작업을 위해 절단 프레임(134)이 콘크리트 파일(1)로 전진하며, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 절단 프레임(134)의 가장자리가 프레임 삽입홈(1355)에 삽입된다. 절단 프레임(134)의 가장자리가 프레임 삽입홈(1355)에 삽입되면, 콘크리트 파일(1)의 절단 작업이 진행되는 동안 절단 프레임(134)의 상하 진동이 방지되며, 절단휠이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도면에서는 절단 프레임 고정 유닛(1350)이 제1 및 제2 절단부 커버(138A, 138B)의 선단 양측으로 배치되는 것으로 도시하고 있으나, 절단 작업 중 절단 프레임(134)의 진동을 방지할 수 있다면 다양한 위치에 다양한 개수로 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명에서 사용하는 동작 위치 측정부 및 제어부의 연결 관계를 나타내는 블록도이다.
동작 위치 측정부(140)는 가이드 프레임(131)을 따라 이동하는 절단 프레임(134)의 동작 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력한다.
동작 위치 측정부(140)는 제1 내지 제5 센서(142, 143, 144, 145, 146), 엔코더(148)를 포함한다.
제1 센서(142)는 절단 프레임(134)이 가이드 프레임(131)의 원점 상의 위치 즉 회전 시작 위치 배치 여부를 측정하여 해당하는 신호를 출력한다. 제1 센서(142)는 가이드 프레임(131)의 원형 홈의 내측 중앙으로 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 사용자의 필요에 따라 다양한 위치에 배치될 수 있다.
제1 센서(142)는 가이드 프레임(131) 상의 소정 위치에 배치된 후, 도 9에 도시된 바와 같이 절단 프레임(134)이 가이드 프레임(131) 상에서 회전 시작 위치에 배치되어 있는 지 측정하고, 이에 대응하는 신호를 출력한다.
절단 프레임(134) 상에서의 회전 시작 위치의 배치 여부를 판단할 수 있다면, 제1 센서(142)는 접촉식 또는 비접촉식 등의 제한없이 다양하게 구성될 수 있다.
제2 센서(143)는 제1 이동유닛(132)에 의해 가이드 프레임(131)의 이동량 즉, 콘크리트 파일(1)을 향하여 전진 또는 후진하는 가이드 프레임(131)의 이동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력한다.
제3 센서(144)는 절단 프레임(134)이 가이드 프레임(131)을 따라 이동할 때, 절단 프레임(134)의 이동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력한다.
도면에서 제3 센서(144)는 가이드 프레임(131) 전방의 원형 홈의 내주 측에 배치되는 것으로 도시되어 있지만, 절단 프레임(134)의 이동량을 측정할 수 있다면, 다양한 위치에 배치될 수 있다.
제4 센서(145)와 제5 센서(146)는 가이드 프레임(131)을 따라 콘크리트 파일 주위를 따라 이동하는 절단 프레임(134)이 소정 위치에 도달하였을 때, 이를 감지하여 해당하는 신호를 출력한다.
제4 센서(145)와 제5 센서(146)는 가이드 프레임(131)의 원형 홈의 내측에서 서로 대향하여 배치된다.
여기서, 제4 센서(145)와 제5 센서(146)는 절단 프레임(134)이 회전 시작 위치에서 시계 방향(CW) 또는 반시계 방향(CCW) 방향으로 80°의 각거리만큼 이동하였을 때 80°의 각거리만큼 이동한 위치를 회전 종료 위치로 판단하여, 해당하는 신호를 출력한다. 절단 프레임(134)의 회전 종료 위치를 판단할 수 있다면, 제4 센서(145)와 제5 센서(146)의 위치는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
또한, 절단 프레임(134)의 회전을 감지할 수 있다면, 제4 센서(145)와 제5 센서(146)는 접촉식과 비접촉식 등 다양한 방법으로 측정을 수행할 수 있다.
여기서, 제4 센서(145)와 제5 센서(146)가 감지하는 절단 프레임(134)의 회전 종료 위치와 회전 시작 위치의 각거리는 사용자의 필요에 따라 변경될 수 있다.
엔코더(148)는 절단휠(136)의 회전 속도를 측정하고, 해당하는 신호를 출력하여 제어부(170)로 입력한다. 절단 작업 중, 절단휠(136)의 파손, 제2 모터(M2)의 고장 등에 의해 절단휠(136)이 회전하지 않는 경우, 엔코더(148)에서 출력되는 신호에 의해 후술하는 제어부(170)는 절단휠(136)의 동작에 이상이 있음을 판단하여 이에 해당하는 제어신호를 출력할 수 있다.
제어부(170)는 제1 및 제2 클램프암(120A, 120)의 동작을 단속하고, 동작 위치 측정부(140)에서 출력되는 신호를 입력받은 후, 입력된 신호에 대응하여 절단부(130)의 동작을 제어한다.
제어부(170)는 구성 요소의 동작을 수행하는 조작 패널(172)과, 동작 위치 측정부(140)에서 출력되는 신호를 입력받은 후, 입력된 신호에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어 유닛(173)과, 조작 패널(172)의 조작 상황, 제어 유닛에 입력되는 신호와 제어 유닛에서 출력되는 제어신호를 사용자에게 알려주는 모니터(174)를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(170)로는 소정의 태블릿 PC를 사용할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작에 대해 살펴보기로 한다.
도 9 내지 도 13은 본 발명에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
도면의 복잡함을 피하고, 본 발명에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치의 동작을 용이하게 이해하기 위해, 도면에는 콘크리트 파일(1), 절단 프레임(134), 절단휠(136)만을 도시하기로 한다.
사용자는 이동 수단(미도시)을 조작하여, 본체(110)가 절단 대상인 콘크리트 파일(1)에 접근하도록 한다.
여기서, 콘크리트 파일(1)의 절단 위치 표시는 소정의 표시 수단을 이용하여 수행하거나, 별도의 레이저 기기를 이용하여 표시하는 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
여기서, 가이드 프레임(131)은 본체(110) 보다 후방으로 위치되도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 본체(110)에 배치된 지지부(112)의 선단이 콘크리트 파일(1)에 접하게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 사용자는 제어부(170)를 조작하여 제1 및 제2 클램프암(120A, 120)이 콘크리트 파일(1)을 클램핑하도록 한다.
이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(170)를 조작하여 제1 이동 유닛(132)에 의해 가이드 프레임(131)이 콘크리트 파일(1)로 전진하도록 한다.
여기서, 가이드 프레임(131) 상에서 절단 프레임(134)이 회전 시작 위치에 배치되어 있는 상태인지 점검되지 않았다면, 제1 센서(142)에서 신호 출력이 이루어지도록 절단 프레임(134)의 위치를 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, 제어부(170) 상에는 절단 대상인 콘크리트 파일(1)의 직경과 본원발명에 따른 콘크리트 파일 두부 절단 장치(100)가 포함하는 구성요소들의 가이드 프레임(131)의 크기에 관한 사항이 기저장되어 있으므로, 가이드 프레임(131)의 선단이 콘크리트 파일(1)의 외주에 도달하기 위한 제1 이동 유닛(132)에 의한 이동 거리 환산이 가능하다. 따라서, 제1 이동 유닛(132)이 소정 거리만큼 이동한 후 절단휠(136)이 콘크리트 파일(1)의 절단 작업이 가능한 위치에 도달한 것으로 판단되면, 제1 이동 유닛(132)의 동작이 정지되도록 할 수 있다.
제2 센서(143)에 의해 제1 이동 유닛(132)의 이동거리를 측정하여, 절단휠(136)이 콘크리트 파일(1)에 접한 것으로 판단되면, 제1 이동 유닛(132)의 동작이 정지되도록 한다.
또한, 가이드 프레임(131)의 선단이 콘크리트 파일(1)에 접하면, 제1 이동 유닛(132)의 동작이 정지되면서 제1 이동 유닛(132)으로 인가되는 압력이 일정 이상으로 증가하게 되고, 이를 감지하여 제1 이동 유닛(132)의 동작이 정지되도록 제어할 수도 있다.
제어부(170)가 절단 프레임(134)이 절단 위치에 도달한 것으로 판단하면, 다음과 같은 제어 신호를 출력할 수 있다.
먼저, 제어부(170)는 절단 프레임(134)이 시계 방향으로 이동하며 절단 작업을 진행하도록 제어 신호를 출력한다.
여기서, 제3 센서(144)는 절단 프레임(134)의 이동량을 측정하여, 해당하는 신호를 제어부(170)로 출력하고, 제어부(170)는 제3 센서(144)의 출력 신호에 따라 절단 프레임(134)이 소정 방향으로 시간당 이동량을 판단할 수 있고, 이에 따라 절단 프레임(134)이 정상적으로 동작하고 있음을 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 가이드 프레임(131) 상에서의 절단 프레임(134)의 위치를 판단할 수 있다.
제어부(170)에서 출력된 제어 신호에 따라 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 절단 프레임(134)이 시계 방향으로 이동하고, 절단휠(136)이 회전하며 콘크리트 파일(1)에 대한 절단 작업을 수행한다.
절단휠(136)의 회전이 개시되어, 콘크리트 파일(1)의 절단 작업이 진행되면, 소정의 냉각수 공급 노즐(미도시)을 통해 절단휠로 냉각수를 공급하여 절단휠(136)의 과열과 먼지 확산을 방지하는 것이 바람직하다.
절단 프레임(134)의 이동 중, 절단 프레임(134)이 기준점에서 80°의 각거리만큼 이동하면, 제4 센서(145)에서는 이를 감지하여 해당하는 신호를 제어부(170)로 출력한다.
제4 센서(145)의 신호가 제어부(170)로 입력되면, 제어부(170)는 시계 방향으로의 절단 프레임(134)의 이동을 정지시킨 후, 원위치로 복귀하도록 한다.
이후, 제어부(170)는 절단 프레임(134)이 반시계 방향으로 이동하며 절단 작업을 진행하도록 제어 신호를 출력한다.
제어부(170)에서 출력된 제어 신호에 따라 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 절단 프레임(134)이 반시계 방향으로 이동하고, 절단휠(136)이 회전하며 콘크리트 파일(1)에 대한 절단 작업을 수행한다.
절단 프레임(134)의 이동 중, 절단 프레임(134)이 기준점에서 80°의 각거리만큼 이동하면, 제5 센서(146)에서는 이를 감지하여 해당하는 신호를 제어부(170)로 출력한다.
제어부(170)는 제5 센서(146)의 출력 신호를 입력받으면, 절단 작업이 완료된 것으로 판단하고, 도 13에 도시되어 있는 바와 같이, 절단 프레임(134)이 최초의 위치로 복귀되도록 한다.
이후, 제1 이동 유닛(132)을 제어하여 가이드 프레임(131)이 원래의 위치로 복귀되도록 한 후, 콘크리트 파일(1)의 절단된 부분을 들어올려 처리하도록 한다.
본 발명은, 콘크리트 파일의 주위를 따라 절단부가 이동하며 콘크리트 파일에 대한 절단 작업을 수행할 때 절단 시작 위치와 절단 종료 위치를 감지할 수 있도록 하여 사용자가 절단 시작 위치와 종료 위치를 측정하는 작업을 수행하지 않으므로, 전체적인 절단 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 콘크리트 파일 두부 절단 장치
110: 본체 112: 지지부
120A, 120B: 제1 및 제2 클램프암
130: 절단부 131: 가이드 프레임
132: 제1 이동유닛 134: 절단 프레임
135: 동력 전달 수단 136: 절단휠
M1: 제1 모터 M2: 제2 모터
140: 동작 위치 측정부
142, 143, 144, 145, 146 : 제1 내지 제5 센서
146: 엔코더
170: 제어부
172: 조작 패널 173: 제어 유닛
174: 모니터

Claims (14)

  1. 지중에 고정된 콘크리트 파일의 노출되어 있는 두부를 절단하는 장치로서,
    이동 수단에 의해 절단 대상인 상기 콘크리트 파일로 이동하는 본체;
    원호 형상으로 일단이 상기 본체의 양측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 콘크리트 파일을 클램핑하는 제1 및 제2 클램프암;
    상기 콘크리트 파일로 전진 또는 후진하고, 상기 콘크리트 파일의 외주 둘레를 따라 이동하며 상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 절단부;
    상기 절단부의 동작 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 동작 위치 측정부; 및
    상기 제1 및 제2 클램프암의 동작을 단속하고, 상기 동작 위치 측정부의 출력 신호에 대응하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 절단부는,
    상하로 일정 거리 이격되어 배치되고 그 사이로는 공간을 제공하며, 전방으로는 파일 도입홈이 형성되는 제1 및 제2 절단부 커버와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버의 가장자리를 따라 배치되는 측면 커버와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버의 사이에 배치되고, 전방으로는 상기 콘크리트 파일이 도입되는 원형홈이 형성되는 가이드 프레임과,
    상기 가이드 프레임을 상기 콘크리트 파일로 전진시키거나 상기 콘크리트 파일에서 후진시키는 제1 이동유닛과,
    일측이 개방된 원형으로 이루어지고, 상기 가이드 프레임을 따라 상기 콘크리트 파일 주위를 이동 가능하게 배치되는 절단 프레임과,
    상기 절단 프레임의 양단부에 각각 배치되는 절단휠과,
    상기 절단 프레임이 상기 가이드 프레임 상에서 이동하도록 하는 제2 이동유닛을 포함하며,
    상기 제1 이동유닛은,
    상기 가이드 프레임의 후방으로 연결되는 가이드 유압 실린더와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버 양측의 상기 측면 커버에 배치되어, 상기 가이드 프레임의 이동을 가이드하는 전후진 가이드 실린더를 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 수단은 굴삭기를 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 클램프암이 회전하도록 하는 제1 및 제2 유압실린더를 더 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 클램프암의 단부 내측에 배치되는 보조 클램프 조(jaw)를 더 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이동유닛은,
    구동력을 제공하는 구동모터와,
    상기 절단 프레임의 외주측에 배치되고, 상기 구동모터의 구동력을 전달받는 기어를 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 상기 절단휠로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 노즐을 더 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  9. 지중에 고정된 콘크리트 파일의 노출되어 있는 두부를 절단하는 장치로서,
    이동 수단에 의해 절단 대상인 상기 콘크리트 파일로 이동하는 본체;
    원호 형상으로 일단이 상기 본체의 양측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 콘크리트 파일을 클램핑하는 제1 및 제2 클램프암;
    상기 콘크리트 파일로 전진 또는 후진하고, 상기 콘크리트 파일의 외주 둘레를 따라 이동하며 상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 절단부;
    상기 절단부의 동작 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 동작 위치 측정부; 및
    상기 제1 및 제2 클램프암의 동작을 단속하고, 상기 동작 위치 측정부의 출력 신호에 대응하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 절단부는,
    상하로 일정 거리 이격되어 배치되고 그 사이로는 공간을 제공하며, 전방으로는 파일 도입홈이 형성되는 제1 및 제2 절단부 커버와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버의 가장자리를 따라 배치되는 측면 커버와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버의 사이에 배치되고, 전방으로는 상기 콘크리트 파일이 도입되는 원형홈이 형성되는 가이드 프레임과,
    상기 가이드 프레임을 상기 콘크리트 파일로 전진시키거나 상기 콘크리트 파일에서 후진시키는 제1 이동유닛과,
    일측이 개방된 원형으로 이루어지고, 상기 가이드 프레임을 따라 상기 콘크리트 파일 주위를 이동 가능하게 배치되는 절단 프레임과,
    상기 절단 프레임의 양단부에 각각 배치되는 절단휠과,
    상기 절단 프레임이 상기 가이드 프레임 상에서 이동하도록 하는 제2 이동유닛과,
    전방으로 이동한 상기 절단 프레임의 가장 자리가 삽입되는 절단 프레임 고정 유닛을 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 절단 프레임 고정 유닛은,
    양단이 상기 제1 및 제2 절단부 커버에 상하로 연결되는 연결 로드와,
    상기 연결 로드 상에 배치되고, 상기 절단 프레임의 가장자리가 삽입되는 프레임 삽입홈이 형성되는 프레임 고정블록을 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 절단휠에 배치되는 휠커버를 더 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  12. 지중에 고정된 콘크리트 파일의 노출되어 있는 두부를 절단하는 장치로서,
    이동 수단에 의해 절단 대상인 상기 콘크리트 파일로 이동하는 본체;
    원호 형상으로 일단이 상기 본체의 양측에 회전 가능하게 연결되고, 상기 콘크리트 파일을 클램핑하는 제1 및 제2 클램프암;
    상기 콘크리트 파일로 전진 또는 후진하고, 상기 콘크리트 파일의 외주 둘레를 따라 이동하며 상기 콘크리트 파일의 절단을 수행하는 절단부;
    상기 절단부의 동작 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 동작 위치 측정부; 및
    상기 제1 및 제2 클램프암의 동작을 단속하고, 상기 동작 위치 측정부의 출력 신호에 대응하여 상기 절단부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 절단부는,
    상하로 일정 거리 이격되어 배치되고 그 사이로는 공간을 제공하며, 전방으로는 파일 도입홈이 형성되는 제1 및 제2 절단부 커버와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버의 가장자리를 따라 배치되는 측면 커버와,
    상기 제1 및 제2 절단부 커버의 사이에 배치되고, 전방으로는 상기 콘크리트 파일이 도입되는 원형홈이 형성되는 가이드 프레임과,
    상기 가이드 프레임을 상기 콘크리트 파일로 전진시키거나 상기 콘크리트 파일에서 후진시키는 제1 이동유닛과,
    일측이 개방된 원형으로 이루어지고, 상기 가이드 프레임을 따라 상기 콘크리트 파일 주위를 이동 가능하게 배치되는 절단 프레임과,
    상기 절단 프레임의 양단부에 각각 배치되는 절단휠과,
    상기 절단 프레임이 상기 가이드 프레임 상에서 이동하도록 하는 제2 이동유닛을 포함하며,
    상기 동작 위치 측정부는,
    상기 절단 프레임의 회전 시작 위치 배치 상태를 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 제1 센서와,
    상기 제1 이동유닛에 의해 상기 가이드 프레임의 이동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 제2 센서와,
    상기 가이드 프레임 상에서 상기 절단 프레임의 이동량을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 제3 센서와,
    상기 가이드 프레임의 양단측에 각각 배치되어, 상기 절단 프레임이 회전 종료 위치에 도달하면 이를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 제4 및 제5 센서와,
    상기 절단휠의 회전량을 측정하여 해당하는 신호를 출력하는 엔코더를 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    사용자에 의해 조작되어, 상기 제1 및 제2 클램프암 및 상기 절단부의 동작을 제어하는 조작 패널과,
    상기 동작 위치 측정부의 출력 신호를 입력받아 입력 신호에 대응하는 제어신호를 출력하는 제어 유닛과,
    상기 조작 패널의 조작 상황, 상기 제어 유닛에 입력되는 신호 및 상기 제어신호를 사용자에게 알려주는 모니터부를 포함하는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 절단 프레임의 회전 종료 위치는,
    상기 절단 프레임의 회전 시작 위치의 양측으로 각각 80°의 각거리를 갖는 위치에 설정되는 콘크리트 파일 두부 절단 장치.
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KR20130062208A (ko) * 2011-12-03 2013-06-12 이상구 파일변위 감지장치
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