KR20070081104A - 지면에 부재를 삽입하는 장치 및 방법, 이러한 장치를 위한기구 및 이러한 장치를 이용하는 시스템 - Google Patents

Abstract

작업을 수행하기 위해 지면에 부재를 삽입하는 장치는 포지셔닝 기구를 포함하며, 상기 포지셔닝 기구는,

- 상기 삽입 장치의 수송을 위해 상기 차량의 섀시에 고정되는 상부 패널(56),

- 상기 삽입 암이 고정되는 가동 플레이트(54), 및

-상기 가동 플레이트를 상기 상부 패널에 대하여 6개의 자유도로 이동시킬 수 있도록 제어될 수 있으며, 각각은 일 측이 상기 상부 패널에 직접 고정되고 타 측은 회전에 관한 3개의 자유도를 가지는 연결부에 의해 상기 가동 플레이트에 직접 고정되는 6개 이상의 잭(jack)(58~63)

을 포함한다.

지면, 부재, 삽입, 선로, 기초판, 자유도, 잭, 상부 패널, 포지셔닝 기구

Description

지면에 부재를 삽입하는 장치 및 방법, 이러한 장치를 위한 기구 및 이러한 장치를 이용하는 시스템 {DEVICE AND METHOD FOR INSERTING ELEMENTS INTO THE GROUND, MECHANISM FOR THIS DEVICE AND SYSTEM USING THIS DEVICE}

도 1은 선로 구성용 기초판을 삽입하는 시스템의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1의 시스템을 이용하여 삽입될 수 있는 기초판의 개략도이다.

도 3은 도 1의 시스템에 사용되는 기초판을 삽입하는 장치의 개략적인 사시도이다.

도 4는 도 1의 시스템을 이용하여 기초판을 삽입하는 방법의 흐름도이다.

본 발명은 지면에 부재를 삽입하는 장치 및 방법, 이러한 장치를 위한 기구 및 이러한 장치를 이용하는 시스템에 관한 것이다.

종래의 지면에 부재를 삽입하는 장치는,

- 소정의 가압 방향에 따라 지면에 부재를 가압할 수 있는 삽입 암, 및

- 상기 삽입 암을 지면에 위치시키기 위해 상기 삽입 암을 6개의 자유도로 3차원 기준 시스템의 3개의 상호 직교하는 축(X, Y, Z)을 따라 그리고 둘레에서 지 면에 대하여 이동시킬 수 있는 기구

를 포함한다.

삽입 장치는 특히 작업을 수행하기 위한 부재를 지면에 삽입하기 위해 이용된다. 예를 들어, 이들 장치는 선로의 레일을 지지하기 위해 콘크리트 슬래브에 기초판(sole plate)을 삽입하는데 이용된다. 특히, 이것은 선로가 밸러스트(ballast)를 구비하지 않거나 가로-부재를 구비하지 않고 구성될 때 이용된다. 예를 들어, 이러한 유형의 삽입 장치는 유럽특허출원 EP 0 803 609 및 EP 1 178 153에 기재되어 있다.

삽입 암은 지면에 매우 정확하게 배치되어야 한다. 이를 위해, 기하학적 측량에 따른 암의 이동을 제어하는 것이 공지되어 있다(유럽특허출원 EP 1 178 153 참조).

이들 장치는 만족스러운 것이다. 그러나, 지면에 대한 암의 이동 정확도가 보다 개선될 필요가 있다.

본 발명은 암이 보다 높은 정확도로 이동될 수 있는 삽입 장치를 제공함으로써 상기와 같은 요구를 만족시키도록 하는 것이다.

따라서 본 발명은 지면에 부재를 삽입하는 장치에 관한 것으로, 포지셔닝 기구가,

- 상기 삽입 장치를 수송하는 차량의 섀시에 고정되는 상부 패널,

- 삽입 암이 고정되는 가동 플레이트, 및

- 상기 상부 패널에 대하여 6개의 자유도로 상기 가동 플레이트를 움직일 수 있도록 제어될 수 있는 6개 이상의 잭(jack)

을 포함하고,

상기 잭은 각각, 일 측이 상기 상부 패널에, 그리고 타 측은 회전과 관련한 3개의 자유도를 가지는 연결부에 의해 상기 가동 플레이트에 직접 고정된다.

상기 장치에서 각각의 잭은, 일 측이 상기 상부 패널에, 그리고 타 측은 상기 가동 플레이트에 직접 고정되기 때문에, 각각의 잭의 이동 에러가 누적되지 않아서, 지면에 대한 삽입 암의 포지셔닝이 보다 정확해진다.

이러한 장치의 실시예는 다음과 같은 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

- 6개의 잭은 상호 동일 선상이 아닌 연장 방향을 갖는다.

- 상기 기구는 그 연장 방향이 동일 선상이 아닌 단지 6개의 잭을 포함한다.

- 상기 삽입 암은 상기 부재가 지면에 가압될 수 있도록 하기 위해 단지 1개의 자유도를 갖는다.

- 상기 삽입 암은 선로 기초판을 지면에 가압할 수 있다.

상기 장치의 실시예는 다음과 같은 장점을 더 갖는다.

- 연장 방향이 동일 선상이 아닌 6개의 잭을 사용함으로써, 지면에 대한 삽입 암의 원하는 포지션이 잭의 경로의 단일 조합과 대응되기 때문에 포지셔닝 기구의 강성이 증대될 수 있다.

- 단지 6개의 잭을 사용하기 때문에, 포지셔닝 기구의 중량 및 필요 공간이 감소될 수 있다.

본 발명은 또한 선로의 건설을 위해 기초판을 삽입하는 시스템에 관한 것이다. 이 시스템은,

- 지면에 기초판을 삽입하는 상부 삽입 장치, 및

- 기하학적 측량에 따라 상기 삽입 장치의 잭의 경로를 제어하는 유닛

을 포함한다.

상기 삽입 시스템의 실시예는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

- 상기 삽입 장치를 수송하는 차량에는 상기 삽입 장치가 자유도 없이 고정된다.

본 발명은 또한 상기 삽입 장치에 사용될 수 있는 포지셔닝 기구에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은 또한 상기 삽입 장치를 이용하여 작업을 수행하기 위해 지면에 부재를 삽입하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은,

- 상기 삽입 암을 지면에 대하여 소정의 기준 포지션까지 이동시키기 위해 상기 포지셔닝 기구의 잭을 제어하는 단계, 및

상기 암이 상기 기준 포지션에 위치된 경우에 작업을 수행하기 위해 상기 부재를 지면에 삽입하는 단계

를 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조한 비한정적인 실시예를 통해 본 발명이 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1은 콘크리트 슬래브(6)에 기초판(4)을 삽입하는 시스템을 나타낸다.

본 설명 이외의 특징 및 기능은 당업자들에게 공지된 것이므로 상세히 설명하지 않는다.

시스템(2)은 기초판(4)을 삽입하는 제어식 장치(12)를 수송하는 차량(10)을 포함한다.

차량(10)은 액슬(axle) 당 4개의 조향 및/또는 구동 휠 또는 트랙에 장착되어, 차량이 소정 방향으로 독립적으로 이동할 수 있도록 한다. 차량(10)은 장치(12)가 자유도 없이 고정되는 배면을 포함한다.

장치(12)는 기초판을 삽입하는 암(14) 및 암(14)을 콘크리트 슬래브(6)의 상부면에 위치시키는 제어식 기구(16)를 포함한다.

차량(10)은 또한 기하학적 측량에 따라 장치(12)를 제어할 수 있도록 수신기(22)를 통해 수용되는 제어 유닛(20)을 포함한다. 기하학적 측량은 지형 측정 포스트에 대한 암(14) 및/또는 차량(10)의 포지션 측정에 따라 얻어진다.

유닛(20)은 또한 차량(10)의 이동을 제어할 수 있다.

암(14)은, 설치될 선로의 에지에 설치되는 측량 스테이션(32)과 상호 작용할 수 있는 리플렉터(reflector)(30)를 배면에 포함한다. 예를 들어 암(14)에는 3개의 리플렉터(30)가 고정된다.

리플렉터(34)는 또한 차량(10)의 섀시에 고정된다. 예를 들어, 이 리플렉터(34)는 차량(10)의 지붕에 장착된다.

스테이션(32)은 지형 측량 포스트(36)에 대하여 직각인 삼각대 위에 설치된 다. 지면과 연관되는 기준의 프레임에서의 포스트(36)의 기하학적 포지션은 알고 있는 것이다.

스테이션(32)은, 스테이션을 암(14) 및 차량(10)에 의해 각각 지지되는 리플렉터(30, 34)의 어셈블리로부터 구획하는 거리 및 각도가 매우 높은 정확도로 측정될 수 있도록 하는 광학 송신 유닛 및 광학 수신 유닛이 구비되는 레이저형 거리 측량 장치를 포함한다.

스테이션(32)에는 또한, 장치(32)에 의해 항상 지지되며 측정 결과를 차량(10)에 의해 지지되는 수신기(22)의 방향으로 보내는 무선 송신기(38)가 제공된다.

암(14)이 기초판이 삽입되어야 하는 기준 위치로 이동될 수 있도록 하는 부재에 관한 보다 상세한 설명은 유럽특허출원 EP 1 178 153에 개시되어 있다.

도 2는 선로를 수용하고 선로 상을 이동하는 궤도 차량에 의해 가해진 힘을 슬래브(6)에 전달하도록 의도된 기초판(2)의 예시를 나타낸다.

기초판(4)은, 강성 소재의 플레이트(40), 및 선로가 너트에 의해 기초판(4)에 고정될 수 있도록 각각 나사가 형성된 로드를 가지는 2개의 앵커(42)를 포함한다. 기초판은 또한, 일반적으로 원통형 형태이며 슬래브(6)가 경화된 후에 이 슬래브에 확실하게 유지되는 2개의 고정 로드(44)를 포함한다.

도 3은 삽입 장치(12)를 더욱 상세히 나타낸다. 이 도면에서, 도 1을 참조하여 전술한 부재들은 동일한 참조부호로 표시되었다.

암(14)은 슬래브(6)가 아직 경화되지 않았을 때 2개의 기초판(4)을 동시에 슬래브(6)에 삽입하는 것이 가능하다. 이를 위해, 암(14)은 유럽특허출원 EP 0 803 609에 기재된 것으로서 기초판을 삽입하는 동안에 아직 경화되지 않은 슬래브(6)를 진동시키는 단계를 포함하는 삽입 방법의 적용이 가능하다.

예를 들어, 암(14)은 일반적으로 전도된 U자 형태이며 그 하부에 2개의 잭(50)이 지지되며 그 단부에는 2개의 기초판(4)이 고정되어 새로이 주입된 슬래브(6)에 삽입되도록 한다. 암(14)은, 설치될 선로의 간격에 해당하는 거리로 서로 이격하여 기초판(4)을 유지할 수 있다. 암(14)은, 기초판(4)이 Z축을 따라 배치되도록 고정될 수 있도록 하는 1개의 자유도만을 포함한다. 이 경우, Z축은 슬래브(6)의 상부면에 대하여 직각으로 정의된다. X축은 차량(10)의 이동 방향과 평행하고, Y축은 X축 및 Z축에 대하여 직각이며, 도 3에 도시된 바와 같다. 이들 X, Y, Z축은 직교하는 3차원 공간 기준 시스템을 형성한다.

암(14)은 예를 들어 유럽특허출원 EP 0 803 609에 보다 상세히 기재되어 있다.

기구(16)는 6개의 자유도, 즉 X, Y, Z축을 중심으로 하는 회전에 관한 3개의 자유도 및 X, Y, Z축을 따르는 병진에 관한 3개의 자유도로 암(14)을 이동시킬 수 있다.

이를 위해, 기구(16)는,

- 가동 플레이트(54),

- 상부 패널(56), 및

- 일 측이 상부 패널(56)에, 그리고 타 측이 가동 플레이트(54)에 직접 고정 되는 6개의 잭(58~63)

을 구비한다.

암(14)은 가동 플레이트(54)의 하부면에 자유도 없이 고정된다.

상부 패널(56)은 차량(10)의 섀시에 역시 자유도 없이 고정된다.

각각의 잭(58~63)은 각 측이 회전에 관한 3개의 자유도를 가지는 연결부에 의해 가동 플레이트(54) 및 상부 패널(56)에 고정된다. 이 경우, X, Y, Z축을 중심으로 하는 회전에 관한 3개의 자유도는, 예를 들어 피벗 조인트(66)에 의해 형성된다. 각각의 잭(58~63)은 연장 방향을 따라 신축되도록 제어 유닛(20)에 의해 제어될 수 있다. 이 경우, 6개의 잭(58~63)은 각각 6개의 자유도로 암(14)을 이동시킬 수 있도록 다른 잭과 동일 선상이 아닌 연장 방향을 갖는다.

잭(58~63)은 예를 들어 공압식, 유압식, 또는 전기식 잭이다. 잭(58~63)을 형성하기 위해 임의의 형태의 잭 기술이 이용될 수 있다.

도 4의 방법을 참조하여 시스템(2) 및 장치(12)의 작동(2)을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 단계 80에서, 스테이션(32)을 이용하여 암(14) 및 차량(10)의 기하학적 포지션이 측량된다. 이들 기하학적 측량치는 송신기(38) 및 수신기(22)를 통해 제어 유닛(20)에 전송된다.

단계 82에서는, 기하학적 측량치에 따라, 그리고 기초판(4)이 삽입되어야 할 지점의 사전 기록된 좌표에 따라, 암(14)을 1㎝의 정확도로 기준 포지션에 위치시키기 위해, 제어 유닛(20)이 차량(10)의 이동을 제어한다.

단계 84에서는, 제어 유닛(20)이 암(14)을 기초판(4)이 삽입되어야 할 기준 포지션에 정확하게 위치시킨다. 이 단계에서는, 조작(86) 단계에서 제어 유닛(20)이 1㎜ 미만의 정확도로 암(4)을 기준 포지션에 배치하도록 잭(58~63)을 제어한다. 이를 위해, 잭의 경로는 스테이션(32)에 의해 전송되는 기하학적 측정치, 및 기초판(4)이 삽입되어야 할 지점의 사전 기록된 좌표에 따라 계산된다.

일단 암(14)이 기준 포지션에 정확하게 위치되면, 단계 88에서, 암(14)은 기초판을 경화되지 않은 콘크리트 슬래브(6)에 삽입한다.

단계 88 후에, 이 방법은 2개의 후속 기초판을 콘크리트 슬래브(6)에 삽입하기 위해 단계 80으로 복귀한다.

전술한 것 외에 다수의 다른 실시예가 가능하다. 예를 들면, 선로를 지지하기 위해 기초판을 삽입하는 특정 경우에 대하여 전술한 삽입 장치는, 작업을 수행하는데 필요한 임의의 부재를 삽입하도록 최적화될 수 있다.

본 발명에 따라, 암이 보다 높은 정확도로 이동될 수 있는 삽입 장치가 제공된다.

Claims (9)

1. 수송 차량에 고정될 수 있으며 작업을 수행하기 위해 지면에 부재를 삽입하는 장치로서,

   - 소정의 가압 방향에 따라 상기 지면에 상기 부재를 가압할 수 있는 삽입 암(14), 및

   - 3차원 기준 시스템의 상호 직교하는 3개의 축(X, Y, Z)을 따라 그리고 상기 3개의 축(X, Y, Z)을 중심으로 하여 상기 삽입 암을 지면에 대하여 6개 이상의 자유도를 가지고 이동시킬 수 있으며, 상기 지면에 대한 상기 삽입 암의 포지셔닝을 위한 기구(16)

   를 포함하는 장치에 있어서,

   상기 포지셔닝 기구는,

   - 상기 삽입 장치의 수송을 위해 상기 차량의 섀시에 고정되는 상부 패널(56),

   - 상기 삽입 암이 고정되는 가동 플레이트(54), 및

   - 상기 가동 플레이트를 상기 상부 패널에 대하여 6개의 자유도로 이동시킬 수 있도록 제어될 수 있으며, 각각은 일 측이 상기 상부 패널에 직접 고정되고 타 측은 회전에 관한 3개의 자유도를 가지는 연결부에 의해 상기 가동 플레이트에 직접 고정되는 6개 이상의 잭(jack)(58~63)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 6개의 잭은 상호 동일 선상이 아닌 연장 방향을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 기구는 그 연장 방향이 동일 선상이 아닌 단지 6개의 잭을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 삽입 암은, 상기 부재가 상기 지면에 가압될 수 있도록 하기 위해 단지 1개의 자유도를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 삽입 암은 선로 기초판(sole plate)을 상기 지면에 가압할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 선로의 건설을 위해 기초판을 삽입하는 시스템에 있어서,

   - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른, 지면에 기초판을 삽입하는 장치(12), 및

   - 기하학적 측량에 따라 상기 삽입 장치의 잭의 경로를 제어하는 유닛(20)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 시스템은 상기 삽입 장치를 수송하는 차량(10)을 포함하고, 상기 차량에는 상기 삽입 장치가 자유도 없이 고정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 장치가 이용될 수 있는 삽입 암의 포지셔닝 기구에 있어서,

   - 상기 삽입 장치의 수송을 위해 상기 차량의 섀시에 고정되는 상부 패널(56),

   - 상기 삽입 암이 고정되는 가동 플레이트(54), 및

   - 상기 가동 플레이트를 상기 상부 패널에 대하여 6개의 자유도로 이동시킬 수 있도록 제어될 수 있으며, 각각은 일 측이 상기 상부 패널에 직접 고정되고 타 측은 회전에 관한 3개의 자유도를 가지는 연결부에 의해 상기 가동 플레이트에 직접 고정되는 6개 이상의 잭(jack)(58~63)

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 기구.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 삽입 장치를 이용하여 작업을 수행하기 위해 지면에 부재를 삽입하는 방법에 있어서,

   - 상기 삽입 암을 지면에 대하여 소정의 기준 위치까지 이동시키기 위해 상기 포지셔닝 기구의 잭을 제어하는 단계(86), 및

   상기 암이 기준 위치에 위치되었을 때 작업을 수행하기 위해 지면에 상기 부재를 삽입하는 단계(88)

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Images