KR20080069599A - 특히 대형 매니플레이터와 이동식 콘크리트 펌프용 작동 붐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임(11) 상에서 수직 축(13)에 대해 회전하는 회전식 헤드(21), 서로 평행한 수평 굽힘 축(A, B, C, D) 주위에서 구동 유닛(22 내지 25)에 의해 인접 붐 암 또는 회전식 헤드에 대하여 제한적으로 피벗 회전하는 3개 이상의 붐 암(1, 2, 3, 4), 개별 구동 유닛(22 내지 25)에 할당된 액추에이터의 도움으로 붐을 움직이기 위한 원격-제어식 제어 장치 및 경로 또는 각도 측정을 위한 다수의 센서를 포함하고, 상기 각각의 센서는 붐 암(1, 2, 3, 4), 굽힘 축(A, B, C, D), 수직 축(13) 및/또는 구동 유닛(22 내지 25)으로 할당되며, 제어 장치는 하나 이상의 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 안전 루틴을 가지며, 압력 또는 힘 센서(42, 44)는 유압식 실린더로 구성된 하나 이상의 구동 유닛의 지면-측면 및/또는 로드-측면 단부상에 위치되고, 안전 루틴은 압력 및 힘 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 평가 유닛(56)을 가지는 작동 붐에 관한 것이다. 안전 루틴은 하나 이상의 붐 암으로 할당된 경로 또는 각도 측정값(ε₁)에 의존하여 압력 또는 힘 한계 값(F_lim)의 분석적으로 사전-설정되거나 또는 원소 나열의 형태인 데이터 필드를 수신하기 위한 데이터 저장 장치를 포함하며, 평가 유닛(56)은 압력 또는 힘 센서(42, 44) 및 이와 연관된 경로 또는 각도 센서(54)의 아웃풋 데이터 또는 한계 값 데이터가 초과되거나 또는 부족할 때 신호(57)를 발생시키기 위하여 그리고 데이터 필드로부터 할당된 한계 값 데이터(F_lim)와 비교를 수행하기 위하여 이로부터 유발된 양을 수신하는 비교 측정기를 가진다.

Description

특히 대형 매니플레이터와 이동식 콘크리트 펌프용 작동 붐{WORKING BOOM, ESPECIALLY FOR LARGE MANIPULATORS AND MOBILE CONCRETE PUMPS}

본 발명은 청구항 제 1 항 및 제 2 항의 전단부에 기술된 특정 작동 붐(working boom)에 관한 것이다.

이러한 타입의 공지된 작동 붐(working boom)은 새시 프레임 상에서 수직 축에 대해 회전하는 회전식 헤드, 수평 굽힘 축 주위에서 구동 유닛에 의해 회전식 헤드에 대하여 제한적으로 피벗 회전하는 제 1 붐 암 및 수평 굽힘 축에 대해 피벗 회전하고 및/또는 구동 유닛에 의해 인접 붐 암에 대하여 스러스트 축을 따라 종방향으로 이동되는 하나 이상의 추가 붐 암으로 구성된다. 바람직하게 원격 제어 가능한 제어 장치는 붐의 이동을 위해 제공되며,각각의 구동 유닛에 할당된 액추에이터를 가진다. 추가적으로 경로 또는 각도 측정을 위한 하나 이상의 센서가 하나 이상의 붐 암, 스러스트 또는 굽힘 축, 수직 축 및/또는 구동 유닛에 할당되어 제공된다. 추가적으로 압력 또는 힘 센서는 유압식 실린더로 구성되는 하나 이상의 구동 유닛의 지면-측면(ground-side) 및/또는 로드-측면 단부(rod-side end) 상에 배 열된다. 압력 및 힘 센서와 경로 또는 각도 측정을 위한 하나 이상의 센서의 아웃풋 데이터는 붐이 이동함에 따라 안전 루틴(safety routine)의 평가 유닛 내에서 값이 구해진다(evaluate).

바람직하게 이러한 타입의 작동 붐은 대형 매니플레이터, 굽힘 및 텔레스코픽 붐을 포함하는 자동식 콘크리트 펌프 및 이동식 텔레스코픽 권취 장치(mobile telescopic hoisting device)에서 이용된다.

트럭-장착식 콘크리트 펌프는 원격 제어 장치에 의해 굽힘 붐의 선단에 위치된 단부 호수를 위치설정하고 펌프 컨트롤에 권한이 있는 작업자에 의해 구동된다.작업자는 구동 유닛에 의해 굽힘 붐의 다수의 회전 자유도를 구현하는 동시에 비-구조형 3차원 작업 공간 내에서 굽힘 붐을 이동시키고 작업장 제한 상황(worksite limit condition)을 주의한다. 이에 따라 조작을 용이하게 하기 위하여, 작동 장치가 이미 제안되어 져 왔으며(DE-A 43 06 127), 여기서 굽힘 붐의 여분의 굽힘 축이 원격 컨트롤러의 단일 제어 작용에 따라 회전 축과 독립적으로 붐의 모든 회전 위치에서 공동으로 제어된다. 굽힘 붐의 작동과 같은 기본적인 필수 조건은 개별 붐 암, 굽힘 암 및/또는 구동 유닛으로 할당된 경로 또는 각도 측정을 위한 센서 기술, 등등을 포함하는 위치 제어이다. 전기 및 유압식 부품 모두를 포함하는 상기 타입의 기술적 시스템 내에서 오작동은 완벽히 방지되지 못하며, 이에 따라 기능 순서(functional sequence)에서 보호를 위해 차단되고 작업자에게 알려주는 안전 모니터링(safety monitoring)이 요구된다. 이를 위해 센서는 오작동 및 손상의 바람직하지 못한 결과를 방지하기 위한 목적에 따라 오작동을 인지하는 센서를 가질 필요가 있다. 이러한 타입의 안전 장치는 예를 들어 호이스팅 밸브(hoisting valve)의 스위치-온 상태를 알려주기 위하여 굽힘 붐 내에서 위치 컨트롤과 함께 이미 이용되어 져 왔으며(DE-A 101 07 107), 움직임의 존재 또는 부존재는 리모트 컨트롤에 의해 사전 설정되고, 초과 컨트롤 에러가 존재함은 초과 각 속도뿐만 아니라 상기 컨트롤 에러의 증가된 비율 또는 경로 또는 각도와 연관된다.

본 발명의 목적은 강도(strength) 및 안정성(stability)에 대한 하중 한계(load limit)의 모니터링(monitoring)으로 안전 모니터링(safety monitoring)을 확장시키는 데 있다(expand). 이는 예를 들어 굽힘 붐 내에서 굽힘 붐의 암이 오버헤드 롤-폴드 붐의 방식으로 서로 접혀진 상태에 있는 문제점이 야기된다. 오버헤드 롤-폴드 붐은 붐의 세트가 상대적으로 용이하고 신속하게 펼쳐질 수 있는 장점을 가진다. 그 외의 다른 폴딩 타입과 상반되게, 배치된 상태에서 새시 프레임 상에 배열된 제 1 암을 가지는 붐의 세트는 제 1 사분면에서 굽힘 축 A에 대해 상승될 수 있으며 이로부터 제 2 사분면을 따라 작업 영역으로 피벗 회전할 수 있다. 그러나 제 1 붐 암이 유압식 실린더에 의해 작동됨에 따라 주요하게 야기되는 언폴딩(unfolding) 문제점이 발생되며, 상기 실린더는 붐 암으로 연결되고, 피스톤 로드는 회전식 헤드의 제어 레버로 연결된다. 이는 제 1 붐이 상승될 때, 로드 측면 상의 유압식 실린더가 압축된 오일과 접촉하여 환형 표면으로 구성된 상대적으로 작은 피스톤 표면으로 인해 이에 대응하는 상대적으로 높은 압력이 요구되는데 필요한 힘이 발생되는 것을 의미한다. 이에 추가적으로 피스톤의 영역에서 피스톤 로드의 고정된 지점에 강도의 문제점이 야기될 수 있다. 붐 세트의 전체적인 나머지 부분이 제 1 붐 암 상에 배열되기 때문에 강도의 요인으로 인해 제 1 붐 암을 상승시키기 위해 언폴딩 방식(unfolding strategy)이 요구된다. 추가적으로 기하학적 형상의 요인으로 인해, 오버헤드 롤-폴드 붐(overhead roll-and-fold boom)의 암의 세트가 접혀진 위치에서 운전석 위로 돌출되는 것을 고려해야 한다. 따라서 리프팅 동안 우선적으로 암의 세트가 구속 해제되어야 하며(release), 이에 따라 운전석과 충돌이 야기되지 않는다. 이와 같은 요인으로 인해, 암의 세트는 예를 들어 20°의 특정 각도로 굽힘 축 B에 대해 피벗 회전되어야 한다. 그 뒤 제 1 붐 암은 대략 65°의 한계 각도로 A 조인트에 대해 상승될 수 있지만 암 세트의 나머지 부분은 여전히 접혀진 상태로 유지된다. 종래의 시스템에 리미트 스위치가 제공되며, 작동 상태에서 강도와 안정성의 요인으로 인해 제 1 붐 암의 65°의 한계 각도가 나머지 붐 암의 셋팅과 독립적으로 불충분하지 않을 수 있다. 동일한 요인으로 인해, 암 세트의 나머지 부분이 피벗 회전할 때, 붐 암(2)이 암(1)에 대해 대략 155°의 각도 설정에 해당하는 수직 방향으로 방향 설정될 수 있음을 고려해야 한다. 또한 리미트 스위치는 붐 암(2) 상에 제공되며, 이에 따라 붐 암(2)은 대부분의 극단적인 경우 수직한 상태로 배열되는 것이 보장된다. 수직 셋팅(vertical setting)은 예를 들어 머큐리 스위치(mercury switch)로 구성된 틸트 스위치에 의해 전환된다(switch). 대조적으로 상부 붐 암은 오직 구조적 제한 사항(structural limitation)에 의해 붐 암의 피벗 회전 범위로 한정된다. 따라서 180°의 피벗 회전 범위를 가지는 붐 암(3)은 암(2)이 수직하게 배열되는 경우 수직한 방향으로 방향 설정될 것이다. 프리셋 리미트 스위치를 이용하는 문제점으로는, 작동 상태에서 A-조인트가 특정 콘크리트 타설 작업을 방해하는 것으로 인식되는 65°의 각도로 펼쳐질 수 없는 데 있다. 수직 위치가 콘크리트 타설 공정을 위한 이상적인 위치를 항시 나타내지 못하고 있기 때문에 B 조인트에도 역시 동일하게 적용된다. 상기 프리-셋(pre-set)은 상당히 유연하지 못한(rigid) 것으로 입증되었다. 운동역학적으로 가능성이 완전히 없는 것은 아니더라 하더라도, 명백히 펼쳐지도록(laid out) 붐의 운동을 다소 제한하지만, 이것이 항상 실제적으로 적용되지는 않는다. 상기 기술 내용에 따라, 본 발명의 기본적인 목적은 구조적 원리(structural principle)를 제공하는 데 있으며, 이에 따라 작동 붐을 작동시키는 데 있어서 유연하지 못한 한계값(rigid limit)은 바람직하지 못하며, 붐의 암을 보다 유연하게 조절하고 전개시킬 수 있어야 하는, 구조적인 원리를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적을 구현하기 위하여 청구항 제 1 항에 기술된 특징들의 조합물이 제안된다. 본 발명의 선호되는 실시예와 추가 개선 사항은 종속항에 기술된다.

본 발명에 따르는 해결 방법은, 안전 장치가 시스템의 강도 및/또는 안정성에 대해 사전-설정된 한계값을 유지시키는 동시에 서로에 대해 정해진 특정값에 관한 안전 루틴뿐만 아니라 작동 붐 내에서 힘 측정값과 위치를 연속적으로 결정하기 위한 적합한 센서 기술을 가진다는, 사상에 기초한다. 추가적으로, 최대 달성 가능한 펌프 압력에 대한 펌프의 형상이 구성된다. 강도 및 안정성에 대한 한계값들이 순간적인 붐의 형상, 개별 붐 암의 순간적인 경로 및 각도 측정값으로부터 결정되기 때문에 분석적인 형태 또는 테이블과 같이 운동학적 관계를 평가하는 동안 안전 모니터링에 대해 필수적인 한계값은 사전-설정될 수 있다. 따라서 본 발명에 따르는 주요한 제안 사항에 따르면 안전 루틴은 하나 이상의 붐 암으로 할당된 경로 또는 각도 측정값에 의존하여 분석적이거나 또는 원소 나열의 형태인 압력 또는 힘 한계 값으로 구성된 데이터 필드를 가진 데이터 저장 장치를 포함하며, 평가 유닛은 압력 또는 힘 센서 및 이와 연관된 경로 또는 각도 센서로부터의 아웃풋 데이터 또는 한계 값 데이터가 초과되거나 또는 부족할 때 신호를 발생시키기 위하여 그리고 데이터 필드로부터 할당된 한계 값 데이터와 비교를 수행하기 위하여 이로부터 유발된 양(quantity)을 수신하는 비교 측정기(comparator)를 가진다.

본 발명의 선호되는 실시예에 따라서, 경로 센서는 유압식 실린더로 구성된 붐 암의 해당 구동 유닛으로 제공된다. 이에 대안으로, 각도 센서가 붐 암의 굽힘 축의 영역에 배열된다.

굽힘 붐이 형성된 새시 프레임이 압축된 방식으로 한 측면 상에 고정될 때 특히 중요한, 안정성을 감시 시스템(oversight system)으로 추가적으로 일체 구성하기 위하여, 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 추가 경로 또는 각도 센서가 구동 유닛 상에 배열되거나 또는 회전식 헤드의 회전축 상에 배열되며, 안전 루틴의 데이터 저장 장치에 분석적이거나 또는 원소 나열의 형태로 저장된 압력 또는 힘 한계값을 포함하는 데이터 필드는 회전식 헤드로 할당된 경로 또는 각도 측정값과 추가적으로 상호 연관된다.

본 발명의 추가적으로 선호되는 실시예에 따라, 개별 붐 암으로 할당된 지면-고정된 각도 측정값을 결정하기 위한 측지 각도 센서가 붐 암 상에 배열된다. 추가적으로, 회전식 헤드 또는 새시 프레임으로 할당된 하나 이상의 지면-고정된 각도 측정값을 측정하기 위한 추가적인 측지 각도 센서가 회전식 헤드 및/또는 새시 프레임 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 소프트웨어 루틴은 지면-고정된 붐-암-관련 각도 측정값을 개별 붐 암에 대한 굽힘 각도로 재계산하기 위한 좌표 트랜스포머(coordinate transformer)를 가지는 것이 선호된다.

본 발명의 추가적으로 선호되는 실시예에 따라 하나 이상의 액추에이터가 제공되며, 상기 액추에이터는 한정 데이터가 초과될 때 안전 모션 또는 안전 스톱을 수행하는 동시에 안전 루틴에 의해 제공된 신호에 응답한다.

본 발명의 추가적으로 선호되는 실시예에 따라서, 제어 장치는 경로 또는 각도 측정값에 대해 응답하여 붐을 움직이기 위한 위치 컨트롤러를 가진다.

본 발명의 추가적으로 선호되는 실시예에 따라 제어 장치가 제공되며, 상기 제어 장치는 시간-의존 경로 또는 각도 측정값 및/또는 힘 측정값의 압력에 응답하는 배치 붐(placing boom)의 붐 암을 위한 진동 댐퍼를 포함한다.

상기에서, 본 발명은 오버헤드 롤-폴드 붐으로 구성된 콘크리트 타설 붐을 이용하여 주요하게 설명된다. 본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않지만 그 외의 다른 형상과 설비의 작동 붐과 함께 이용될 수 있다. 이러한 실시예의 실례는 하기를 따른다.

- 작동 붐 내에서 제 1 붐은 유압식 실린더로 구성된 구동 유닛의 도움으로 대략 90°의 각도로 회전식 헤드에 대해 피벗 회전 가능하다. 굽힘 및/또는 텔레스코픽 붐으로 구성된 콘크리트 타설 붐에 추가하여 이동식 펌핑 장치를 위한 텔레스코픽 펌핑 붐을 포함한다.

- 작동 붐 내의 제 1 붐 암의 단부에서 하나 이상의 추가 붐 암으로 구성된 붐 익스텐더는 수평 축에 대해 피벗 회전하도록 연결된다. 이의 특정 부분은 굽힘 붐으로 구성된 콘크리트 타설 붐이다.

- 작동 붐 내에서 제 1 붐 암은 서로에 대해 종방향으로 이동 가능한 다수의 텔레스코픽 붐 암으로 연결된다. 또한 특히 습기가 있고 건조한 재료를 위한 텔레스코픽 펌핑 장치를 포함한다.

- 작동 붐 내에서 서로에 대해 수평 축 주위에서 피벗 회전 가능한 다수의 붐 암으로 구성된 하나 이상의 붐 익스텐더(boom extender)는 종방향으로 이동 가능한 붐 암의 단부에 부착된다. 이는 붐 암들 중 한 붐 암이 텔레스코픽 방식으로 접혀질 수 있는 굽힘 붐을 포함한다.

- 작업 붐 내에서 가이드 롤러가 제 1 붐 암의 피벗 회전 축으로부터 이격된 위치에 하나 이상의 붐 암 상에 배열되며, 상기 롤러에 의해 이동 하중(mobile load)을 수용하기 위한 장치와 케이블이 안내되고, 압력 또는 힘 센서가 케이블 상에 배열되며, 상기 센서의 아웃풋은 안전 루틴의 평가 유닛으로 결합된다. 이 경우, 본 발명에 따라 케이블에 매달린 하중을 포함하는 작동 붐의 안전 모니터링이 구현될 수 있다.

하기에서 본 발명은 도면에 따라 보다 상세히 기술된다.

도 1은 접혀진 상태인 오버헤드 롤-폴드 붐의 형태로 구성된 작동 붐을 포함하는 트럭-장착식 콘크리트 펌프의 측면도.

도 2a 내지 도 2d는 종래의 안전 장치를 포함하는 오버헤드 롤-폴드 붐의 펼쳐지는 방법을 도시하는 도면.

도 3a는 외부의 순간적인 평형 상태를 결정하기 위한 치수적 세부 사항에 따른 오버헤드 롤-폴드 붐의 붐 암(1)의 단면도.

도 3b는 내부의 순간적인 평형 상태를 결정하기 위한 치수적 세부 사항에 따른 도 3a에 따르는 도면.

도 4는 실린더 힘을 계산하기 위한 치수적 세부 사항에 따른 붐 암(1)의 유압식 실린더를 절단한 단면도.

도 5는 굽힘 축 A 주위에서 붐 암(1)의 피벗 회전 각도에 의존하여 허용된 실린더 힘과 조인트 A에서의 한계 모멘트에 관한 2가지의 다이어그램.

도 6a는 종래의 안전 기준에 따르는 한계 위치에서 작동 상태에 있는 오버헤드 롤-폴드 붐을 도시하는 도면.

도 6b 및 도 6c는 본 발명의 특정 안전 기준에 따르는 허용 작동 위치에서 도 6a에 따른 오버헤드 롤-폴드 붐을 도시하는 도면.

도 7은 안전 루틴의 플로우 챠트.

도 8은 90°의 굽힘 축 A 주위에서 최대 굽힘 각도를 가진 표준 콘크리트 타 설 붐의 붐 암(1)을 도시한 단면도.

도 9는 텔레스코픽 방식으로 접혀질 수 있는 붐 암(1)을 포함하는 트럭-장착식 콘크리트 펌프의 붐을 도시하는 측면도.

도 10은 크레인 기능을 가진 작동 붐의 측면도.

도 11a 및 도 11b는 텔레스코픽 방식으로 접혀질 수 있는 작동 붐과 회전식 헤드를 포함하는 습식 또는 건식 재료를 위한 펌프 장치의 측면도.

본 발명은, 도 1, 2a 내지 2d 및 도 6a 내지 도 6c에 도시된, 오버헤드 롤-폴드 붐(overhead roll-and-fold boom)을 포함하는 트럭-장착식 콘크리트 펌프의 실례를 이용하여 기술된다.

도 1, 2a 내지 2d 및 도 6a 내지 도 6c에 도시된 트럭-장착식 콘크리트 펌프(10)는 운전석(15)을 포함하는 다-축 새시 프레임(multiple-axle chassis frame, 11), 농후-물질 펌프(thick-matter pump, 12) 및 도시되지 않은 콘크리트 펌핑 라인을 위한 캐리어(carrier)로서 차량-고정식 수직 축(13) 주위에서 회전 가능한 작동 붐(working boom, 14)을 포함한다. 콘크리트 펌핑 라인에 의해 콘크리트 타설 공정(concreting process) 동안 공급 용기(feeding container, 17)로 연속적으로 공급되는 액체 콘크리트가 차량(11)의 위치로부터 떨어진 콘크리트 타설 위치(concreting location)로 퍼 올려진다.

작동 붐(14)은 수직 축(13) 주위에서 회전 가능한 회전식 헤드(21)와 피벗 회전 가능한 굽힘 붐(bending boom, 20)으로 구성되며, 콘크리트 타설 위치와 새시 프레임(11) 사이의 가변 범위 및 높이 차이를 연속적으로 조절할 수 있다. 도시된 실시예에서, 굽힘 붐은, 회전식 헤드(21)의 수직 축(13)에 대해 수직 각도로 형성되고 서로에 대해 평행한 굽힘 축(A 내지 D) 주위에서 피벗 회전 가능하며, 서로에 대한 조인트 연결부를 가진 4개의 붐 암(1 내지 4)으로 구성된다. 굽힘 축(A 내지 D)에 의해 형성된 굽힘 조인트의 굽힘 각 ε₁ 내지 ε₄(도 2d)와 서로에 대한 배열은 다수의 폴딩(folding)에 해당하는 도 1에 도시된 공간-절약식 이송 형상을 가진 작동 붐(14)이 새시 프레임(11) 상에 배열될 수 있도록 서로에 대해 조절될 수 있다. 도면에 도시된 실시예에서, 굽힘 붐(20)은 오버헤드 롤-폴드 붐을 형성하며, 여기서 서로 접혀진 상태인 붐 암(1)은 직접적으로 새시 프레임(11) 상에 배열되며, 그 외의 다른 붐 암(2 내지 4)은 구불구불한 방식(worm fashion)으로 감겨지고, 감겨진 상태에서 운전석(15) 위로 전방을 향하여 돌출된다. 굽힘 축(A 내지 D)으로 각각 제공되는 이중-구동형 유압식 실린더(hydraulic cylinder, 22 내지 25)로서 도 3, 4 및 도 6a 내지 도 6c)에 도시된 실시예로 구성된 구동 유닛을 작동시킴으로써 굽힘 붐(20)은 이의 서로 접혀진 이송 셋팅으로부터 이의 접혀지지 않은 작동 셋팅으로 펼쳐질 수 있다(도 2a 내지 도 2d). 새시 프레임(11)이 기저부 상의 2개의 전방 및 2개의 후방 신장 레그(26, 28)에 의해 지면(30) 상에 지지될 때만 굽힘 붐(20)이 펼쳐질 수 있다(unfold). 압축된 가설 위치에서(constricted construction site) 횡방향의 좁은 지지부는 굽힘 붐(20)이 접혀질 때 티 핑(tipping)의 위험성을 방지하기 위하여 추가적인 안전 수단을 필요로 하는 신장 레그(26, 28)를 포함할 수 있다.

오버헤드 롤-폴드 붐으로 구성된 다양한 실시예에 도시된 굽힘 붐(20)은 붐의 세트가 상대적으로 단순하고 신속하게 펼쳐질 수 있는 장점을 가진다. 그 외의 다른 타입의 폴딩과는 대조적으로, 상기 세트는 축 A에 대해 상승될 수 있으며, 제 2 사분면(quadrant)에서 작동 영역으로 제 1 사분면으로부터 피벗 회전할 수 있다. 붐의 나머지 세트는 붐 암(1) 상에 배열되기 때문에, 도 2a 내지 도 2d에 도시되고 공지된 언폴딩 방식(unfolding strategy)은 붐 암(1)을 상승시키기 위해 필요하다. 이는 주요하게 운전석(15) 위에서 돌출된 암의 나머지 세트로부터 기인된다. 따라서 제 1 상승 동안, 도 2a 및 도 2b에 따라 암의 세트는 대략 ε₂= 10°내지 30°정도로 굽힘 축 B 에 대해 상승되어야 하고, 그 뒤 암(1)이 대응 각도 ε₁로 상승되어야 하기 때문에 추가 피벗 회전에 따라 상기 영역에서 충돌이 발생되지 않는다. 과적(overloading)을 방지하기 위하여, 암(1)은 ε₁=65°의 각도로 도 2c에 따라서 굽힘 축(1)에 대해 상승되어야 하며, 동시에 암(2)은 도 2c 및 도 2d에 따라 추가 붐 암들이 접혀지기 전에 각도>90°로 상승되어야 한다. 종래의 형상에 따라서, 작동 상태에서 붐 암(1)은 리미트 스위치에 의해 각도 ε₁=65°의 각도로 고정되고, 대부분의 극한 경우 붐 암(2)은 이의 수직 위치(도 2d)로 보내질 수 있다. 수직 위치는 틸트 스위치(tilt switch)에 의해 고정된다. 도시된 실시예에서, 붐 암(3)은 오직 ε₃= 180°로 피벗 회전될 수 있다. 따라서, 암(2)이 수직하게 배열되는 경우, 붐 암(3)은 상부를 향하여 수직한 방향으로 향한다. 주요하게 도 2d에 도시된 피벗 회전 각도 ε₁과 ε₂의 종래의 한계점은 특정 콘크리트 타설 작업 시 장애물(hindrance)로 인식된다. 한편, 상기 각도들은 운동학적 가능성(kinematic possibility)을 완전히 이용하지 못하지만 항시 실질적이지는 않지만 명확한 위치에서 피벗 회전 각도를 제한한다.

굽힘 붐이 작동될 때 운동학적 가능성을 완벽히 이용하기 위하여, 최대 허용 펌핑 압력에 대한 유압식 펌프의 레이아웃(layout)에 따라 주요하게 유압식 실린더의 하중-전달 위치에서의 강도와 지면(30)에 고정된 시스템의 안정성이 고려되어야 한다. 강도와 안정성에 대한 한계 기준(limit criteria)을 유지시키기 위하여, 적합한 센서 기술이 펼쳐진 굽힘 붐(20)에 의해 시스템에 가해진 토크와 유압식 실린더(22)의 영역에 가해진 힘을 모니터링하기 위해 필요하다.

무엇보다도 강도 기준(strength criterion)은 굽힘 축A으로 할당된 유압식 실린더(22)에 관한 것이며, 유입 실린더(32)는 붐 암(1) 상에서 축(34)의 영역에 결합되는 반면 축(38)의 영역에서 피스톤 로드(36)는 회전식 헤드(21)의 쉬프팅 레버(50) 상으로 결합된다. 이는 붐 암(1)의 실린더(32)가 상승 시 로드 측면 상에서 접촉하는 압축된 오일을 가지는 것을 의미한다. 좁은 피스톤 표면으로 인해 이에 대응하게 상대적으로 높은 압력이 상승을 위해 필요한 실린더 힘 F_cyl을 발생시키기 위해 요구된다. 한편, 예를 들어 허용 가능한 380 바의 한계 압력으로 인해 유압식 시스템은 오직 허용 가능한 특정의 상승력(lifting force)만을 형성할 수 있다. 피스톤(37)의 영역에서 피스톤 로드(36)의 고정 지점에 추가적으로 강도 문제가 야기될 수 있다. 이러한 문제점은 도 2a 내지 도 2d에 따르는 언폴딩 방식에 의해 상기 언급된 펼쳐지는 공정 시 고려된다. 본 발명에 따라서, 작동 상태에서 이러한 한계점(limit)을 완전히 이용하기 위하여, 유압식 실린더(22)의 로드-측면과 지면-측면 단부에서 압력 P_S, P_B는 순간적인 실린더 힘을 결정하기 위한 평가 서킷(evaluation circuit) 내에서 값이 구해지고, 압력 센서(42, 44)에 의해 모니터된다.

여기서, F_B와 F_S는 지면 측면과 로드 측면 상의 힘이며, P_B와 P_S는 지면 측면 상의 압력이고, L_B는 실린더의 직경이며, L_S는 피스톤 로드의 직경이다.

강도로 인해, 실린더 힘 F_cyl은 피스톤의 영역에서 용접된 접합부(welded seam)를 고려하여 최대값 F_max을 초과하지 못할 수 있으며, 실린더와 피스톤 내의 굽힘 력은 최대 로딩(maximum loading)으로 제공된다. 사전-설정 한계값과 공식(1)에 따라 계산되고 측정된 실린더 힘 F_cyl을 비교함으로써, 평가 서킷(56)에 의해 한계값의 오버슈트(overshoot)가 모니터링될 수 있으며, 대응 신호(57)가 발생될 수 있다. 예를 들어 신호(57)에 따라 굽힘 붐의 작동이 차단될 수 있다. 그 외의 다른 한계값은 안정성에 대한 효과를 가질 수 있는 전체 시스템상의 굽힘 붐에 의해 가 해진 토크 M에 의해 나타난다. 오버헤드 롤-폴드 붐에서, 이는 붐 암(1)의 갠트리 위치에서 주요하게 작동 모드이며, 여기서 65°의 안전 각도가 충분하지 못하며(도 6a에서 화살표 70) 및/또는 붐 암은 이의 수직 위치로부터 갠트리 위치로 피벗 회전한다(도 6a에서 화살표 72). 이러한 문제점은 굽힘 붐(20)이 수직 축(13)에 의해 트럭의 종방향 축에 대한 횡방향 작업 위치로 보내지는 압축된 한-측면 지지부(one-side support)가 제공될 때 주요하게 발생된다. 순간 평형상태(instantaneous equilibrium)를 결정하기 위해 필요한 운동학적 요소(kinematic element)는 요소들, 즉 회전식 헤드(21), 암 & 일련의 암(1) 및 푸시 로드(52)를 포함한 외측 부분 시스템(1)과 요소들, 즉 쉬프트 레버(50), 푸시 로드(52) 및 유압식 실린더(22)를 포함한 내측 부분 실린더(2)에 대해 도 3a에 도시된다.

부분 시스템(1)에서 붐 암(1)의 굽힘 축 A에 대한 외부의 순간적인 평형상태는 하기에 따라 계산된다.

여기서 F_DS는 푸시 로드(52)로 가해진 힘을 의미하고, G_arm은 초점 위치(46)에 가해진 일련의 암의 평형 력(equilibrium force)을 의미한다. 거리 (a, b)는 토크를 형성하는 굽힘 축 A로부터의 거리를 정의한다.

공식(2)으로부터 도출된 관계는

쉬프팅 레버(50), 푸시 로드(52) 및 유압식 실린더(22)로 구성된 부분 시스템(2)을 위한 내부 순간적인 평형 상태는 하기의 식에 따라 쉬프팅 레버(50)의 회전축(48)에 대해 도 3b로부터 도출된다.

여기서 F_DS는 푸시 로드에 가해진 힘이며, F_cyl은 실린더의 힘이고, c와 d는 회전축(48)으로부터의 거리이다.

2개의 부분 시스템(1, 2)에 대한 공식 (4)와 (3)으로부터, 거리(a 내지 d)와 일련의 암의 평형 력 G_arm에 종속되는 실린더 힘 F_cyl의 관계가 도출될 수 있다.

붐 암(1)의 굽힘 각 ε₁에 대한 거리 변수(a 내지 d)의 종속이 허용되고, 추가적으로 강도의 요인에 대해 허용된 최대 실린더 힘 F_max가 허용된다면, 한계 곡선(limit curve)은 암의 회전 각도(굽힘 각)ε₁에 종속하여 도 5에 도시된 바와 같이 도면의 곡선(1)에 해당하는 실린더 힘 F_lim(ε₁) kN에 대해 얻어진다. 곡선(2)은 허용 가능한 로딩 모멘트 M_lim(ε₁) kNm에 대한 한계 곡선을 도시한다. 허용 실린더 힘 범위는 허용 로딩 모멘트 범위 M과 F에 의해 도면에 도시된다. 이를 위해 암의 회전 각도 ε₁= 0°는 수평 붐 암(1)에 대응하고, 암의 회전 각도 ε₁=90°는 수직 붐 암(1)에 대응한다.

상대적으로 작은 암의 회전 각도 범위 0° 내지 10°에서, 쉬프트 레버 힘에 대한 한계값에 도달됨으로써 야기된, 최대 힘 F_max에 대해 한정된 한계값 범위 F_lim가 도출된다. 10°와 50° 사이의 플래튜(plateau)는 이론적인 최대 허용 실린더 힘 F_max에 의해 결정된다. 대응하여, 플래튜 내에 M_max에 대해 한정된 허용 로딩 모멘트 범위 M_lim가 제공된다. 50°보다 높은 암의 회전 각도에서, 실린더 힘 M_max는 이론적인 허용 로딩 모멘트 M_max에 의해 한정된다.

공식(1)을 고려하고, 굽힘 축(A)에 할당되는 각, 또는 경로 센서를 이용하여 결정된 특정 각 측정값(ε₁)에 종속하여, 곡선(1)이 실린더 힘 F_lim의 한계 값에 대한 데이터 필드로서 원소 나열의 형태(tabular form)로 미리 설정되었고, 소프트웨어 루틴을 사용하여, 압력 센서(42, 44)에 의해 추출된 측정값(F_cyl)과 비교되었다.

이 동안, 각도 측정값은 굽힘 축A에 위치된 각도 센서(angular sensor, 54)에 의해 정해질 수 있다. 기본적으로 이를 위해, 유압식 실린더(22)의 실린더(32)와 피스톤 로드(36)와 결합된 경로 센서가 경로 데이터를 각 데이터로 적절히 변환시키기 위해 이용될 수 있다. 제 3의 방법은 붐 암(1)과 결합된 측지 각도 센서(geodetic angle sensor)를 이용하는 것으로 구성되며, 이의 측정값은 굽힘 축A에 대해 각도 측정값으로 변환될 수 있다.

본 발명의 특정 안전 장치를 이용함에 따라, 도 5에 따르는 한계값 F_lim(ε₁) 과 비교함으로써 도출된 지각상 측정값 PS, PB, ε₁ 및 실린더 힘 F_cyl으로부터 이전보다 우수한 운동학적 가능성(kinematic possibility)을 이용하는 허용된 암 형상들을 산출할 수 있다.

F_cyl ≤ F_lim(ε₁) (6)

상기 언급된 한계값 모니터링은 안전 루틴(safety routine)의 흐름도인 도 7을 이용하여 도시된다.

이에 따른 추가적인 개선점은 추가 붐 암, 특히 붐 암(2)과 대응 센서에 대한 적합한 한계값 테이블이 안전 장치로 일체 구성됨으로써 구현된다.

주요하게 압축된 한-측면 지지부의 한계 범위 내에서 수직 축(13)에 대해 추가적으로 가변 가능한 굽힘 붐(20)의 회전 위치가 추가될 수 있기 때문에 굽힘 붐의 작동 범위를 보다 우수하게 이용할 수 있다.

도 6a 내지 도 6c에서, 화살표(70, 72)(도 6a)의 방향으로 붐 암(1, 2)의 피벗 회전 범위 내에서 구현되는 확장(broadening)은 단순한 실시예로서 도시되며, 이는 상기 언급된 한계값 모니터링이 허용될 때 도 6b 및 도 6c에서 점선으로 도시된 관습상 한계 각도(customary limit angle)에 대해 획득될 수 있다. 본 발명의 특정 압력과 각도 값의 측정을 위해 제공되는 센서는 굽힘 붐의 진동 감쇠 시(DE 100 46 546 A1호에 기술됨) 그리고 오직 원격-제어식 제어 레버(DE 101 07 107 A호에 기술됨)의 도움으로 다수의 암 구조의 굽힘 붐(multiple-armed bending boom, 20)의 컴퓨터-제어식 작동 시 이용된다. 따라서 시스템에 장착된 센서 기술은 시스 템 컨트롤 및 모니터링의 다양한 영역에서 다양한 용도를 가진다.

본 발명은 제 1 실시예로서 오버헤드 롤-폴드 붐을 이용하여 포괄적으로 설명된다. 본 발명에 따르는 컨셉은 다수의 추가 설비의 경우 적용될 수 있다. 하기에서는 도 8 내지 도 11에 따라 기술된다.

도 8은 규격 콘크리트 분배기 붐의 섹션을 도시하며, 붐 암(1)의 굽힘 축 A에 대한 상기 분배기 붐의 회전 각도 ε₁은 90 °이다. 순간적 평형 상태를 결정하기 위해 필요한 운동학적 요소는 제공된 도면 부호와 도 3a에 종속하여 도 8에 도시된다. 이에 따른 순간적인 평형 상태에 대해 하기 식이 얻어진다.

거리 변수 a와 b가 붐 암(1)의 굽힘 각도 ε₁에 종속되는 것을 고려하고, 오버헤드 롤-폴드 붐에 대해 상기 포괄적으로 기술된 실시예의 경우와 유사하게 강도 요인에 대해 허용 가능한 최대 실린더 힘 F_max을 추가적으로 고려한다면, 회전 각도(굽힘 각도) ε₁에 종속하여 실린더 힘 F_lim (ε₁)에 대한 한계 곡선을 얻는다. 추가적으로 한계 곡선은 허용 로딩 모멘트 M_lim(ε₁)에 대해 도시된다. 이러한 곡선에 따라 상기 언급된 바와 같이 붐 이동에 따른 안정성이 모니터링될 수 있다.

도 9에 도시된 실시예는 콘크리트 분배기 붐(concrete distributor boom)을 가진 트럭-장착식 콘크리트 펌프(10)이며, 이의 붐 암(1)은 회전식 헤드(21)의 굽 힘 각 A에 대해 피벗 회전 각도 ε₁으로 피벗 회전할 수 있다. 붐 암(1)은 서로 텔레스코픽 방식으로 끼워질 수 있는 다수의 붐 세그먼트(1a 내지 1f)로 구성되며, 상기 붐 암의 단부에 다수의 추가 붐 암(2, 3, 4, 5)과 굽힘 붐 익스텐더(bending boom extender)가 부착된다.

안정성 모니터링에 관련되는 붐 암(1)의 굽힘 축 A에 대한 순간적인 평형 상태는 공식(7)로 유도된다. 나머지 붐 암의 위치와 붐(1)의 굽힘 각도 ε₁으로부터의 거리 변부(a, b)의 종속성을 고려하고 추가적으로 강도 요인에 대해 허용 가능한 최대 실린더 힘 F_max을 고려한다면, 암의 회전 각도 ε₁에 종속하여 실린더 힘 F_cyl에 대해 도 5와 유사한 한계 곡선을 얻는다.

도 10에 도시된 실시예에서, 예를 들어 콘크리트 펌프의 실시예에 대한 작동 붐(14)이 선택적으로 도시되며 짐을 들어올리기 위한 크레인으로서 기능을 한다. 이를 위해 붐 암(1)의 굽힘 축 A로부터 거리 b에 가이드 롤러(guide roller, 80)가 배열되며, 상기 롤러에 의해 이동 하중(moving load)을 위한 권취 장치(take-up device, 84)를 가진 케이블(82)이 안내된다. 추가적으로, 힘 센서(force sensor)는 중량(G_load)의 힘을 정하기 위해 케이블(82)에 배열되며, 상기 힘 센서의 아웃풋은 안전 루틴의 평가 부품으로 연결된다. 이러한 시스템에 의해, 붐 암(1)의 굽힘 축 A에 대한 순간적인 평형 상태가 하기에 따라 계산된다.

붐 암(1)의 각도 ε₁와 그 외의 붐 암의 위치에 대해 거리 변수(a, b)의 종속성이 허용되고 추가적으로 강도 요인(strength reasons)에 대해 허용 가능한 최대 실린더 힘 F_max이 허용된다면, 안정성의 감시(oversight)를 허용하는 실린더 힘 F_lin(ε₁)에 대해 한계 곡선이 얻어진다.

도 11a 및 도 11b에 도시된 실시예에서 이동식 컨베이어 벨트(90), 회전식 헤드(21)에 부착된 작동 붐(14) 및 서로 텔레스코픽 방식으로 끼워질 수 있는 붐 암(1a 내지 1d)이 도시된다. 작동 붐(14)은 유압식 실린더(22)로서 구성된 구동 유닛의 도움으로 각도 ε₁로 굽힘 축 A에 대해 피벗 회전할 수 있다.

순간적인 평형 상태를 결정하기 위하여, 도 11b에 도시된 치수와 힘이 허용되어야 한다. 여기서 평형 상태는 공식(7)에 따라 계산된다. 차례로 붐 암(1a 내지 1d)의 위치와 붐(14)의 굽힘 각도 ε₁에 대해 거리 변수(a, b)의 종속성을 허용하고, 강도 요인(strength reasons)에 대해 허용 가능한 최대 실린더 힘 F_max를 추가적으로 허용한다면, 그 뒤 도 5의 곡선(1)에 대응하는 실린더 힘 F_lin(ε₁)에 대한 한계 곡선이 얻어진다. 이러한 곡선은 실린더 힘의 한계 값에 대한 데이터 필드로 서 원소 나열의 형태로 사전 설정되고 측정된 값 F_cyl과 도 7에 도시된 소프트웨어 루틴에 의해 비교된다.

따라서 모든 실시예에 대해 작동 붐(14)의 허용 암 형상이 결정될 수 있으며 등식(6)에 따라 안전 기준에 부합된다.

요약하면, 본 발명은 특히 대형 매니플레이터(large manipulator)와 콘크리트 펌프용 작동 붐에 관한 것이다. 작동 붐(14)은 새시 프레임(11) 상에서 수직 축(13)에 대해 회전할 수 있는 회전식 헤드(21), 구동 유닛(22)에 의해 회전식 헤드(21)에 대해 수평 굽힘 축 A 주위에서 제한된 피벗 회전을 수행하는 제 1 붐 암(1) 및 수평 굽힘 축(B, C, D) 주위에서 피벗 회전하고 및/또는 해당 구동 유닛(23 내지 25)에 의해 인접 붐에 대해 종방향으로 이동 가능한 하나 이상의 추가적인 붐 암(2, 3, 4)을 가진다. 추가적으로, 바람직하게 원격 제어 가능한 제어 장치가 개별 구동 유닛으로 할당된 액추에이터의 도움으로 붐을 이동시키기 위해 제공된다. 주요하게 제어 밸브는 액추에이터로 여겨지며, 제어 밸브에 의해 유압식 실린더로 구성된 구동 유닛(22 내지 25)이 조절된다. 하나 이상의 붐 암, 스러스트(thrust) 및/또는 굽힘 축, 수직 축(13) 및/또는 구동 유닛(22 내지 25) 상에 센서(54)가 경로 또는 각도 측정을 위해 배열된다. 제어 장치는 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 안전 루틴을 가진다. 추가적으로, 유압식 실린더(22)로 구성된 하나 이상의 구동 유닛의 지면-측면 및 로드-측면 단부 상에 압력 또는 힘 센서(42, 44)가 배열되며, 안전 루틴은 압력 또는 힘 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 평가 부 품(evaluation component, 56)을 포함한다. 굽힘 붐이 움직이는 동안 운동학(kinematics)을 보다 잘 이용하기 위하여, 안전 루틴은 붐 암으로 할당된 하나 이상의 경로 또는 각 측정값에 의존하여 압력 또는 힘의 한계값으로부터 테이블의 형태로 또는 분석적으로 사전-설정된 데이터 필드를 수용하기 위한 데이터 저장 장치를 포함한다. 평가 유닛(56)은 압력 또는 힘 센서(42, 44) 또는 이와 연관된 경로 또는 각도 센서(54)로부터의 아웃풋 데이터 또는 한계 값 데이터가 초과하거나 또는 부족할 때 신호를 발생시키고 데이터 필드로부터의 할당된 한계 값 데이터와 비교하기 위하여 이로부터 야기된 측정값을 수신하는 비교 측정기(comparator)를 가진다.

Claims (18)

1. 프레임(11) 상에서 수직 축(13)에 대해 회전하는 회전식 헤드(21), 서로 평행한 수평 굽힘 축(A, B, C, D) 주위에서 구동 유닛(22 내지 25)에 의해 인접 붐 암 또는 회전식 헤드에 대하여 제한적으로 피벗 회전하는 3개 이상의 붐 암(1, 2, 3, 4), 개별 구동 유닛(22 내지 25)에 할당된 액추에이터의 도움으로 붐을 움직이기 위한 원격-제어식 제어 장치 및 경로 또는 각도 측정을 위한 다수의 센서를 포함하고, 상기 각각의 센서는 붐 암(1, 2, 3, 4), 굽힘 축(A, B, C, D), 수직 축(13) 및/또는 구동 유닛(22 내지 25)으로 할당되며, 제어 장치는 하나 이상의 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 안전 루틴을 가지며, 압력 또는 힘 센서(42, 44)는 유압식 실린더로 구성된 하나 이상의 구동 유닛의 지면-측면 및/또는 로드-측면 단부상에 위치되고, 안전 루틴은 압력 및 힘 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 평가 유닛(56)을 가지는 작동 붐에 있어서,

   안전 루틴은 하나 이상의 붐 암으로 할당된 경로 또는 각도 측정값(ε₁)에 의존하여 압력 또는 힘 한계 값(F_lim)의 분석적으로 사전-설정되거나 또는 원소 나열의 형태인 데이터 필드를 수신하기 위한 데이터 저장 장치를 포함하며, 평가 유닛(56)은 압력 또는 힘 센서(42, 44) 및 이와 연관된 경로 또는 각도 센서(54)의 아웃풋 데이터 또는 한계 값 데이터가 초과되거나 또는 부족할 때 신호(57)를 발생시키기 위하여 그리고 데이터 필드로부터 할당된 한계 값 데이터(F_lim)와 비교를 수 행하기 위하여 이로부터 유발된 양(quantity)을 수신하는 비교 측정기를 가지는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
2. 프레임(11) 상에서 수직 축(13)에 대해 피벗 회전 가능한 회전식 헤드(21), 수평 굽힘 축(A) 주위에서 구동 유닛에 의해 회전식 헤드(21)에 대하여 제한적인 피벗 회전을 하는 제 1 붐 암(1), 수평 굽힘 축(B, C, D)에 대해 피벗 회전하고 및/또는 구동 유닛에 의해 인접 붐 암에 대해 스러스트 축을 따라 종방향으로 이동하는 하나 이상의 추가적인 붐 암(2, 3, 4), 개별 구동 유닛에 의해 할당된 액추에이터의 도움으로 붐을 움직이기 위한 원격-제어식 제어 장치, 하나 이상의 붐 암, 스러스트 및/또는 굽힘 축, 수직 축(13) 및/또는 구동 유닛으로 할당된 경로 또는 각도 측정을 위한 하나 이상의 센서를 포함하고, 제어 장치는 하나 이상의 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 안전 루틴을 가지며, 압력 또는 힘 센서는 유압식 실린더로 구성되는 하나 이상의 구동 유닛의 지면-측면 및/또는 로드-측면 단부 상에 배열되며, 안전 루틴은 압력 및 힘 센서의 아웃풋 데이터에 응답하는 평가 유닛(56)을 포함하는 작동 붐에 있어서,

   안전 루틴은 하나 이상의 붐 암으로 할당된 경로 또는 각도 측정값(ε₁)에 의존하여 압력 또는 힘 한계 값(F_lim)의 분석적으로 사전-설정되거나 또는 원소 나열의 형태인 데이터 필드를 수신하기 위한 데이터 저장 장치를 포함하며, 평가 유닛(56)은 압력 또는 힘 센서(42, 44) 및 이와 연관된 경로 또는 각도 센서(54)의 아웃풋 데이터 또는 한계 값 데이터가 초과되거나 또는 부족할 때 신호(57)를 발생시키기 위하여 그리고 데이터 필드로부터 할당된 한계 값 데이터(F_lim)와 비교를 수행하기 위하여 이로부터 유발된 양(quantity)을 수신하는 비교 측정기를 가지는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
3. 제 2 항에 있어서, 제 1 붐 암(1)은 유압식 실린더로 구성된 구동 유닛(22)의 도움으로 회전식 헤드(21)에 대해 대략 90°로 피벗 회전하는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 1 붐 암(1)의 단부에서 하나 이상의 추가 붐 암(2, 3, 4)으로 구성된 붐 신장부(boom extension)는 수평 굽힘 축(B, C, D) 주위에서 피벗 회전하도록 부착되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
5. 제 2 항에 있어서, 제 1 붐 암(1)은 텔레스코픽 방식으로 서로에 대해 종방향으로 이동될 수 있는 다수의 붐 암(1a 내지 1f)과 결합되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
6. 제 5 항에 있어서, 수평 굽힘 축(B 내지 E) 주위에서 서로에 대해 피벗 회전하는 다수의 붐 암(2 내지 5)으로 구성된 하나 이상의 붐 신장부는 마지막의 종방 향으로 이동 가능한 붐 암(1f)의 단부에 연결되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 가이드 롤러(80)는 하나 이상의 붐 암 상에서 제 1 붐 암(1)의 굽힘 축(A)으로부터 이격된 위치에 배열되며, 상기 가이드 롤러에 의해 이동 하중을 위한 서스펜딩 장치(suspending device, 84)를 포함하는 케이블(82)이 안내되고, 압력 또는 힘 센서(86)는 케이블(82)상에 배열되며, 상기 센서의 아웃풋은 안전 루틴의 평가 유닛(56)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 각도 센서(54)가 붐 암(1)의 굽힘 축(A)에 배열되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 경로 센서는 붐 암(1 내지 4)의 구동 유닛 상에 배열되며, 상기 구동 유닛은 유압식 실린더(22 내지 25)로 구성되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 경로 또는 각도 센서는 회전식 헤드(21)의 수직 축(13)의 영역에 또는 구동 유닛 상에 배열되며, 안전 루틴의 데이터 저장 장치 내에 분석적이거나 또는 원소 나열의 형태로 저장된 압력 또는 힘 한계 값(F_lim)의 데이터 필드는 회전식 헤드로 할당된 경로 또는 각도 측정값과 추가적으로 상호 연관되는(correlate) 것을 특징으로 하는 작동 붐.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 액추에이터는 한계 데이터가 초과될 때 안전 스톱(safety stop) 또는 안전 이동(safety movement)을 수행함으로써 안전 루틴에 의해 발생된 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치는 경로 또는 각도 측정 데이터에 응답하는 붐 움직임을 위한 위치 컨트롤러(position controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 측지 각도 센서는 붐-암-연관된 경로 또는 각도 측정을 수행하기 위하여 하나 이상의 붐 암 위에 배열되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
14. 제 13 항에 있어서, 회전식 헤드(21) 상에 추가적으로 배열된 측지 각도 센서는 회전식 헤드에 할당된 지면-고정된 각도 측정값을 측정하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 프레임(11) 상에 추가적으로 배열된 하나 이상의 측지 각도 센서는 프레임으로 할당된 하나 이상의 지면-고정된 각도 측정값을 측정하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 측지 각도 센서는 지구의 중력에 응답하는 틸트 각도 센서(tilt angle sensor)로 구성되는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치는 지면에 고정되고 붐-암-연관된 각도 측정값을 굽힘 각도(ε₁)로 변환하기 위한 소프트웨어 루틴을 가지는 것을 특징으로 하는 작동 붐.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치는 분배기 붐의 붐 암을 위한 진동 댐퍼를 포함하고, 상기 댐퍼는 압력 또는 힘 측정값에 응답하고 및/또는 시간-의존 경로 또는 각도 측정값에 응답하는 것을 특징으로 하는 작동 붐.

Images