KR20020000128A - 터널굴착을 위한 천공기 - Google Patents

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KR20020000128A
KR20020000128A KR1020010035355A KR20010035355A KR20020000128A KR 20020000128 A KR20020000128 A KR 20020000128A KR 1020010035355 A KR1020010035355 A KR 1020010035355A KR 20010035355 A KR20010035355 A KR 20010035355A KR 20020000128 A KR20020000128 A KR 20020000128A
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마우로 카사그란데
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카사그란데 마우로
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Abstract

천공기는 내부에 결합되는 처리수단을 삽입하고 다수의 구멍을 만듬으로써 터널을 굴착하기 위한 것이다. 상기 기계는 천공되어지는 구멍을 만들 수 있는 하나이상의 천공조립체와 구멍내에 상기 처리장치를 삽입할 수 있는 하나이상의 도입 조립체를 포함하고 하나 이상의 제 2 도입조립체를 더 포함한다.
상기 도입조립체(30a,30b)는 독립적인 운동수단이 형성되고 각 도입조립체(30a,30b)가 천공되어지는 영역의 한정된 부분에서 작동할수 있도록 상기 천공조립체(20)에 대해 반대측면에 배치된다.

Description

터널굴착을 위한 천공기{DRILLING MACHINE TO PREPARE EXCAVATIONS FOR TUNNELS}
본 발명은 터널을 만들기 위해 천공하는데 사용되는 천공기에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 기계는 특히 마이크로 파일, 정착, 주입, 제트-그라우팅등과 같은 것을 사용하는 것을 포함하는 다른 기술에 의해 터널을 굴착하는 압밀작업을 위해 사용된다.
종래기술은 터널을 위해 굴착을 준비하기 위해 사용되고 상기 홀의 압밀작업시 요소 또는 기질인 수단을 도입하고 굴착하는 벽내에 실질적으로 수평의 구멍을 만들 수 있고 터널을 위한 천장을 하는데 사용되는 천공기를 포함한다.
상기 천공기는 각각의 마스트를 포함하는 하나 또는 두 천공 조립체 또는 세로로 슬라이드되도록 장착되는 하나 또는 그 이상의 로터리 헤드를 가진 가이드 빔이 형성된다.;
상기 헤드수단에 의해 일반적으로 로드요소로 구성된 천공도구는 지면으로 관통하도록 회전하게 이루어진다.
각 마스트는 또한 축상에 드릴기구를 유지하기 위해 적절한 가이드 요소와 상기 기구가 조립되어지고 해체되어지도록 할 수 있는 바이스 수단이 형성된다.
상기 마스트는 회전하는 플레이트에 붙여지는 망원칼럼 위에 상기 목적을 위해 제공되는 분절된 조인트로 장착되며 따라서 구멍이 만들어져야 하는 위치에 따른 다른 연장과 다른 경사를 가질 수 있다.
상기 보강로드는 천공기가 형성되고 천공 도구의 회전하는 헤드를 지지하는 마스트와 일반적으로 관련되는 도입 조립체에 의해 즉시 준비되는 구멍으로 삽입된다.
상기 마스트는 그러므로 상당히 무겁고，운동 및 기능성에 관해 상당히 문제점이 있게된다.
또한, 기계가 작동하고 있을 때, 보강 로드가 픽업되어, 바른 위치에 가고，삽입되면, 구멍을 내고 보강 로드를 삽입하기 위해 마스트를 동시에 사용하는 것이 불가능하기 때문에 구멍의 천공은 중단되어야 한다.
이것은 작업사이클의 완료에 더 긴 시간이 필요하게 되고 천공기의 생산성이 감소된다.
보강 로드를 도입하는 조립체가 지지대에 스스로의 마스트를 포함하고 천공조립체에 대해 자율적으로 움직이는 천공기가 제안된바 있다.
그러나 상기 실시예에서는 특히 작업조립체가 가까운 위치에서 동작할 때 작업조립체를 지지하고 작동하는 수단과 마스트 사이의 간섭문제가 있다.
또한, 작동 조립체는 서로 가로지를 수 없으며， 따라서， 천공 조립체는 도입 조립체의 한 측면에 항상 있어야 하며, 그 반대도 마찬가지이다..
한편 그것이 조작상 유용하지 않은 위치를 맡아야 할 때, 이것은 작업자에게 2개의 조립체 중의 한 작업사이클을 중단하도록 할 수 있으며, 다른 한편으로, 그것은 회전의 각도와 양쪽 조립체의 작업 영역을 제한한다.
본 출원은 상기 단점을 극복하고，다른 유리한 점을 달성하도록 고안되고 실시된다.
본 발명은 주 청구범위내에서 이루어지는 배열을 가지며 종속항은 다른 배열을 서술한다.
본 발명의 목적은 작업시간을 최적화하고 실제적이고 효율적인 터널을 위한 굴착용 굴착기를 달성하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전 천공 영역 위에 동시에 구멍을 만들고 처리하며 연속적으로 가동할수 있는 높은 생산성의 천공기를 달성하는 것이다.
본 발명에 따른 천공기는 천공되는 전 영역 위에 구멍을 만들 수 있는 천공 조립체와 홀을 만들 때 처리수단을 삽입하고 픽업할 수 잇는 천공조립체의 측면에 역전된 위치에 배치된 두 독립적인 도입 조립체를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 상기 도입조립체는 천공되어지는 절반이상의 영역에서 작동할 수 있는 각각의 천공기의 세로 중간평면에 대해 대칭으로 배치된다.
변형예에 따르면, 도입 조립체의 각각은 절반의 천공 영역보다 큰 영역에서 작동할 수 있다.
천공 조립체는 수평의 축에 대해 회전할 수 있는 망원 칼럼 요소쌍에 의해 지지되고，천공 도구를 위한 가이드 빔 또는 마스트를 포함한다.
두 도입 조립체는 변화가능하게 연장되어 관련 샤프트 지지대에 장착된다; 이들은 또한 실질적으로 수평의 축에 대해 회전할 수 있으며, 지면에 근접한 제 1 위치와 천공기의 세로 중간평면위에 있는 제 2 위치 사이에 선택적으로 배열될 수 있다.
샤프트-형태의 지지대는 방해하지 않기 위해， 천공 조립체의 두 칼럼 요소 사이에서 한정되는 공간에 배열된다.
바람직한 실시예에서, 처리 수단을 위해， 각 도입 조립체는 관련 가이드 빔 요소 또는 마스트를 포함한다.
한 실시예에서, 도입 조립체의 마스트는 접는 형태이고 최소 연장상태에서, 그들의 크기는 천공 조립체의 칼럼 요소 사이에서 한정되는 공간에 포함된다.
도 1은 제 1 실시예에서 본 발명에 따른 천공기의 측면도이다
도 2는 도 1의 천공기의 정면도이다.
도 3은 제 1 작업위치에서 도 1의 천공기의 가로섹션의 개략도이다.
도 4는 제 2 작업 위치에서 도 3의 기계를 도시한다.
도 5는 제 2 실시예의 본 발명에 따른 천공기의 측면도이다
도 6은 도 5의 천공기의 정면도이다.
도 7은 도 5의 천공기의 가로섹션의 개략도이다.
변형예에 따르면, 도입 조립체의 마스트는 망원형태이다.
따라서, 천공 조립체와 도입 조립체는 독립적인 지지대 및 동작 수단이 형성되고，그러므로 서로 간섭없이 천공영역내에 자동적으로 치환되고 동작할 수 있다.
상기 방법으로 작업시간이 상당히 감소되어 동시에 연속적으로 구멍이 만들어지고 천공을 수행하며 따라서, 천공기의 생산성이 증가한다.
본 발명의 상기 및 다른 특징은 첨부된 도면에 따라 비한정적인 예로 주어지는 실시예의 두 우선의 형태에 따라 명백하다.
첨부된 도면을 참조로 도 1-4, 5-7d서 각각 두 다른 실시예로 도시된 본 발명에 따른 천공기(10）는 터널을 만들기위한 굴착에 사용될 수 있다.
이는 천공기(10)가 작동할 때 트럭(12)이 움직이는 것을 막도롤 지면에 남겨질 수 있는 네 유압으로 구동되는 안정기로드(13)가 형성되고 트랙을 가지는 트랙(12)에 장착된 프레임을 포함한다.
정면 및 후방측면에서 프레임(11)은 각각 관련 지지대(15)가 형성된 두 연장부(14)에서 넓어진다.
두 지지대에서，각각의 회전플레이트(16)는 천공기(10)의 세로 중간 평면“Z”에 있고 실질적으로 정렬되는 회전“x”의 수평축에 장착된다.
망원형태이고 독립적으로 구동하는 두 관련 칼럼(17)은 두 회전플레이트(16)와 결합된다. 이들은 천공되어지는 전체영역을 커버하도록 어떤 경우에도 세로 중간평면 "z"에 대해 약 120°의 두 회전방향에서 각도 왕복을 수행할 수 있다.
칼럼(17)은 기구 또는 천공로드(33)가 회전하도록 할 수 있고 트롤리(21)상에 슬라이드하도록 회전헤드(19)가 장착됨에 따라 중심 마스트 또는 가이드 빔을 포함하는 천공 조립체(20)를 지지한다.
상기 중심 마스트(18)는 비수평구멍을 달성하기 위해 경사질 수 있도록 하는 분절된 조인트(22)에 의해 관련 칼럼(17)과 연결된다.
두 분절된 조인트(22)에서 중심마스트(18)가 그와 결합되고 두 실린더(42)를 조절함으로써 축상으로 슬라이드될 수 있는 각각 전방(40) 및 후방(41)의 결합하는 가이드 요소가 장착된다.
더 정확하게, 다른형태의 제 1 실린더(42)는 전방 가이드 요소(40)의 한 단부와 중심 마스트(18)의 타측단부에서 결합된다.
일정의 영역 형태의 제 2 실린더(43)는 후방가이드 요소(41)의 한 단부 및 중심 마스트(18)의 다른 단부에서 결합된다.
중심 마스트(18)는 예를들어 제 1 실린더(42)를 동작함으로써 천공면으로부터 근처에 또는 이격되어 천공조립체(20)를 움직이는데 필요한 경우, 통하함으로서 즉, 제 2 실린더(43)을 배제함으로써 축방향으로 치환된다. 상기 방법으로 제 1 실린더(42)가 중심 마스트 (18) 상에서 푸시-풀형태로 축상으로 움직이며 동작하는 동안， 제 2 실린더(43)는 대조 및 밸런싱기능을 가지고 중심 마스트(18)의 운동을 따른다.
그러므로 두 실린더(42, 43)와 가이드 요소(40, 41)에 의해 정의되는 시스템은 두 칼럼(17)상의 천공조립체(20)의 응력을 균일하게 분배하도록 한다; 상기 조건이 천공조립체(20)에 손상 및 파손을 가져오지 않고 구멍을 만드는데 필요할 때,칼럼(17)사이의 각의 증가 및 중심 마스트(18)의 경사를 하양하게 하는 천공조립체(20)의 크기를 보상하도록 한다.
중심의 마스트(18)의 경사 및 칼럼(17)의 다양한 폭 때문에， 제 2 실린더(43)는 바이패스된다.
천공 로드(33)를 적절히 유지할 수 있는 센터링 트롤리(23)는 또한 중심 마스트(18)에 장착되고 또한， 작업사이클동안 천공로드(33)를 장착 및 제거하도록 하는 두 바이스(24)가 장착된다.
도 1-4에 도시된 실시예에서, 각 연장부(14)상의 수직 가이드 기둥(25)의 쌍이 또한 설치되고, 칼럼(17)의 내부 위치에 배열되며， 천공기(10)의 세로중간 평면 “Z”에 대해 대칭이다.
관련 슬라이더(34)는 작동기(35)에 의해 구동되고 수직으로 슬라이드 될수 있으며 모든 가이드 기둥(25)과 연결된다.
각 슬라이더(34)는 축“x”와 평행한 회전“y”의 수평의 축으로 관련 동력화된 회전 플레이트(26)를 지지한다.
각 회전 플레이트(26)에서 망원샤프트(27)는 천공기(10)의 세로 중간 평면“Z”에 대해 대칭으로 배치된 샤프트(27a,27b)의 두쌍이 있도록 장착된다.
각각의 회전하는 플레이트(26)의 회전에 따라, 샤프트(27a, 27b)의 각 쌍은 약 150°진폭의 경우에서 천공되어지는 절반의 영역이상을 커버하도록 각도 왕복(b)을 이룰 수 있다.(도 3).
샤프트(27a, 27b)의 두 쌍은 각각의 도입 조립체(30a, 30b)를 지지하며， 천공 조립체(20)에 의해 준비되는 구멍으로 처리수단을 삽입하기 위해 사용된다.
두 도입 조립체(30a, 30b)는 이와같이，지면근처의 제 1 위치와 이들이 관련 회전하는 플레이트(26)의 회전“y”의 축에 대해 상기 세로 중간 평면“Z”를 위에 있는 제 2 위치 사이에서， 서로 선택적으로 그리고 독립하여 배열될 수 있다.
특정의 필요성에 따라, 이것은 세로 중간의 평면“Z”에 대해 또는 천공기(10)의 동일한 측면에 배치된 도입조립체에 대해 반대쪽 측면에 배치된 두 도입조립체(30a, 30b)중 어느하나를 작동하도록 한다.
도 5-7에 도시된 천공기(10)는 샤프트(27a, 27b)쌍과 여기서는 관련 도입 조립체(30a,30b)를 움직이는 다른 시스템을 가진다.
상기 실시예에서, 각 연장부(14)에서는, 각각의 베이스 프로필(37)이 축“x”에 평행하고 세로 중간 평면“Z”에 대해 대칭인 회전“w”의 축에 고정되는 지지대(36)의 쌍이 있다.
기초 프로필 37의 각각은 관련 샤프트(27)를 지지하고，샤프트가 축“w”의 주위를 회전하게 하게 되도록 하는 작동기(38)와 결합된다.
더 정확하기 위해, 작동기(38)의 후퇴상태에서, 기초 프로필(37)은 하부에 면하여 배열되고，도 7에 점선으로 나타난 바와 같이 지면근처의 관련 도입 조립체와 샤프트(27a, 27b)쌍을 가진다.
작동기(38)의 최대 연장상태에서, 기초 프로필(37)과 샤프트(27a)의 각각의 쌍은 상방으로 면하고 수직위로 약간 경사지며, 도입 조립체(30a, 30b)는 어떤 경우에도 세로 중간 평면“Z”를 위로 배치된다.
이 경우, 샤프트(27a, 27b)의 각 쌍의 각도 왕복(b)은 도 1-4에서 도시된 실시예보다 적다(약 110°). 그러나, 어떤경우에도 도입조립체(30a)가 천공되어지는 절반의 영역이상을 커버하도록 한다.
각 도입 조립체(30a, 30b)는 최소한 연장상태에서 두 칼럼(17) 사이에서 한정되는 공간내에 배치되는 접는형태의 측면 마스트(28)를 포함한다.
경사지도록 하는 분절된 조인트에 의해 측면 마스트(28)는 샤프트(27)에 연결된다.; 구멍으로 삽입을 용이하게 보강로드를 회전하도록 할 수 있는 맨드렐(32)과 보강로드(39)로 구성되는 경우 축상의 처리수단을 유지할 수 있는 센터링 요소(31)가 형성된다.
본 발명에 따른 천공기(10)의 작업 사이클은 천공 조립체(20)가 먼저 로드(33)를 가지고 모두 적재되고 그후 전체 천공 영역을 포함하는 모든 구멍을 만들기 위해 회전하도록 형성된다.
동시에, 도입 조립체(30a, 30b)는 차례로 준비된 보강로드(39)를 삽입하는 내부의 홀을 만드는 상응하는 동작의 영역내부의 하나와 각각 치환된다.
상기 방법으로 기능이 더 빠르고 특수할 뿐만 아니라 독립적으로 작동하는 두 도입조립체(30a, 30b)에 수행되기 때문에, 상기 천공 조립체(20)는 처리수단을 삽입하기 위해 중단할 필요없이 연속적으로 작업할수 있다.
이것은 작업시간의 단축과 천공기(10)의 생산성이 증가하도록 한다.
작업 사이클동안, 칼럼(17)과 샤프트(27)는 구멍의 위치에 따른 길이로 조절되고，중심의 마스트(18)가 측면 마스트(28)를 결코 방해하지 않는 방법으로 회전하게 된다.
천공 조립체 20에게 지면과의 상응에서 극단적인 위치에 가져가게 될 있는 경우, 한측면에 배치된 도입 조립체(30a, 30b)의 측면 마스트(28)는 일시적으로 칼럼(17)을 완전하게 회전하여 통과하기 위해 접힌다.
그 다음 측면 마스트(28)는 도입 조립체(30a, 30b)가 계속 작동하도록 즉시 연장될 수 있다.
지금까지 기술한 바에 따라 수정 또는 추가가 천공기(10)에 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 그러나 이것들은 본 발명의 영역과 범위내에 있다.
예를 들면, 프레임(11)은 트럭(12)과 결합되는 것 대신 레일형태 또는 이와유사한 고정된 가이드 상에서 슬라이드되도록 장착될 수 있다.
또는 도입 조립체(30a, 30b)의 동작 영역은 여기에서 도시된 것 보다 넓을 수 있다.
또한, 도입 조립체(30a, 30b)의 측면 마스트(28)는 어떤경우에도 최소 연장상태에서 이들은 두 칼럼(17) 사이에서 정의되는 공간에 배열될 수 있도록 접는형태대신 망원 또는 직사각형일 수 있다.
비록 당업자가 천공기의 많은 균등한 형태를 달성할 수 있지만 이 모든 것은 본 발명의 범위내에 있다는 것은 명백하다.

Claims (27)

  1. 내부에 결합되는 처리수단을 삽입하고 다수의 구멍을 만듬으로써 터널을 굴착하기위한 천공기에 있어서, 상기 기계가 천공되어지는 구멍을 만들 수 있는 하나이상의 천공조립체와 구멍내에 상기 처리장치를 삽입할 수 있는 하나이상의 도입 조립체를 포함하고,
    하나이상의 제 2 도입조립체를 더 포함하며, 상기 도입조립체(30a,30b)는 독립적인 운동수단이 형성되고 각 도입조립체(30a,30b)가 천공되어지는 영역의 한정된 부분에서 작동할수 있도록 상기 천공조립체(20)에 대해 반대측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도입 조립체(30b，30a)가 상기 천공기(10)의 세로 중간 평면("Z")에 대해 대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각각의 도입 조립체(30b，30a)가 천공되어지는 절반의 영역과 같은 표면상에서 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 각각의 도입 조립체(30b，30a)가 천공되어지는 영역의 절반보다 더 넓은 표면에서 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  5. 전항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도입 조립체(30b，30a)가 수평 축("y”“w"）에 대해 회전할 수 있는 다양한 연장부를 가진 관련 샤프트-형태의 지지대(27)에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  6. 제 5항에 있어서 상기 샤프트-형태의 지지대(27)가 망원형태인 것을 특징으로 하는 천공기.
  7. 제 5항 또는 6항에 있어서, 각각의 도입조립체(30b，30a)의 샤프트-형태 지지대(27b，27a)가 상기 천공기(10)의 세로 중간 평면("Z")에 대칭인 회전("y”,“w”)축을 가지는 것을 특징으로 하는 천공기.
  8. 제 5항 내지 7항에 있어서, 상기 도입 조립체(30b，30a)가 지면근처의 제 1 극단 위치와 제 2 극단위치 사이에서 선택적으로 배열되고 이들이 관련 샤프트 요소(27)의 회전("y”,“w”)의 축에 대해 상기 세로 중간 평면("Z")위에 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  9. 제 5항 내지 8항에 있어서, 상기 샤프트 요소(27)가 110°이상의 각도 왕복을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  10. 제 5항 내지 9항에 있어서, 상기 그 상기 샤프트 요소(27)가 축(y)에 대해회전할 수 있는 각각의 동력화된 회전플레이트(26)에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 각각의 회전 플레이트(26)가 결합되는 수직인 가이드 기둥(25)에 슬라이드될수 있는 관련 슬라이더 요소(34)에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  12. 제 5항 내지 9항에 있어서, 상기 샤프트 요소(27)가 상기 축(w)에 대해 회전시킬 수 있는 작동기 수단(38)과 연결되는 각각의 기초 프로필(37)에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  13. 전항중 어느 한 항에 있어서, 각각의 도입 조립체(30b，30a)가 상기 구멍으로 삽입되어지는 관련 측면 가이드빔 또는 마스트(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 천공기.
  14. 제 13항에 있어서, 센터링 수단(31)이 상기 처리수단(39)을 적절히 유지하도록 상기 측면 마스트(28)에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  15. 제 13항 또는 14항에 있어서 맨드렐 수단(32)이 상기 처리수단(39)을 회전시키도록 측면 마스트(28)에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  16. 제 13 내지 15항에 있어서, 상기 측면 마스트(28)가 상기 샤프트 요소(27)의 연장에 따라 변화하는 경사에 의해 배열되어지도록 할 수 있는 분절된 조인트(29)에 의해 개별적으로 작동될 수 있는 샤프트 요소(27)와 연결되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  17. 제 13항 내지 16항에 있어서， 상기 측면 마스트(28)가 변화하는 형태로 세로로 연장될 수 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 측면 마스트(28)가 접는 형태인 것을 특징으로 하는 천공기.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 측면 마스트(28)가 망원형태인 것을 특징으로 하는 천공기.
  20. 제 5항 내지 19항에 있어서, 상기 천공 조립체가 망원형태의 둘이상의 칼럼요소(17)로 지지되고, 상기 샤프트 요소(27)가 상기 두 칼럼 요소(17) 사이에서 공간에 배열되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  21. 제 17항 및 20항에 있어서, 상기 측면 마스트(28)가 최소연장상태에서 상기두 칼럼 요소(17) 사이에서 공간에 배열되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  22. 제 20항 또는 21항에 있어서, 상기 칼럼 요소(17)가 120°이상의 각도 왕복으로 양 회전방향에서 수행되는 수평축("x")에 대해 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  23. 제 20항 내지 22항에 있어서, 상기 칼럼 요소(17)가 천공기(33)를 위해 중심 가이드 빔 요소 또는 마스트를 지지하는 것을 특징으로 하는 천공기.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 중심 마스트(18)가 작동기(42, 43)의 동작시 축상으로 슬라이드될 수 있도록 가이드 요소(40, 41)상에 장착되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 작동기(42, 43)가 상기 중심 마스트(18)의 한단부 및 가이드 요소(40, 41) 의 다른 단부중 하나에 연결되는 것을 특징으로 하는 천공기.
  26. 제 24항 또는 25항에 있어서, 상기 가이드 요소(40, 41)가 상기 칼럼(17)에 장착된 분절된 조인트(22)와 연결되고， 상기 중심 마스트(18)의 경사와 각의 진폭사이에서 각의 진폭을 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 천공기.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 작동기(42, 43)와 가이드 요소(40, 41)가 상기 칼럼(17)상에서 천공 조립체(20)의 응력을 균일하게 분배하고， 상기 칼럼(17) 사이에서 각도 진폭 및 상기 중심 마스트(18)의 경사를 변화시키기 위해 상기 천공 조립체(20)의 크기를 보상하는 것을 한정하는 것을 특징으로 하는 천공기.
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