KR20110090889A - 지지 브래킷을 갖는 이동식 작업 장치 - Google Patents

지지 브래킷을 갖는 이동식 작업 장치 Download PDF

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울프-미쉘 페촐트
마틴 메이어
디르크 호베메이어
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푸츠마이스터 엔지니어링 게엠베하
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Abstract

본 발명은 2개의 전방 및 2개의 후방 지지 붐(20, 22)을 가지며, 새시(10)를 갖는 이동식 작업 장치에 관한 것이다. 지지 붐은 지지 붐과 새시 사이의 기본각(α)을 피벗회전식으로 가변시키고 및/또는 이의 자유 단부와 베어링-측 단부 사이에서 지지 붐의 길이를 텔레스코픽 방식으로 가변시킴으로써 새시에 인접한 이동 위치로부터 새시로부터 이격된 지지 위치로 이동될 수 있다. 새시(10)에 대해 지지 레그 위치(Xc/Yc)의 자동 측정이 허용되도록, 3개의 지지 붐 연관 전송 및 수신 유닛(S1/E1, S2/E2, S3/E3)이 작동 시간 신호 또는 거리 신호를 전송하고 수신하기 위해 각각 제공된다. 게다가, 서로 쌍을 이루어 할당된 전송 및 수신 유닛의 전송 신호와 수신 신호에 응답하는 마이크로프로세서-보조 평가 유닛이 제공되며, 이러한 유닛은 새시-고정 좌표계(x/y)에서 지지 레그의 위치를 측정하기 위한 소프트웨어 루틴을 갖는다.

Description

지지 브래킷을 갖는 이동식 작업 장치{MOBILE WORK MACHINE HAVING SUPPORT BRACKETS}
본 발명은 새시와 2개의 전방 및 후방 지지 붐을 갖는 이동식 작업 장치에 관한 것으로, 지지 붐은 새시 상의 제 위치에 고정된 스위블 조인트 또는 슬라이더 조인트 상에서 베어링-측 단부와 장착되고 이의 자유 단부에서 지면에 지지될 수 있는 텔레스코핑 지지 레그가 제공되며, 지지 붐과 새시 사이의 기본각을 피벗회전식으로 가변시키고 및/또는 이의 자유 단부와 베어링-측 단부 사이에서 지지 붐의 길이를 텔레스코픽 방식으로 가변시킴으로써 새시에 인접한 이동 위치로부터 새시로부터 이격된 지지 위치로 이동될 수 있다.
이러한 타입의 이동식 작업 장치는 예를 들어 공급 라인용 캐리어로서 제공되는 콘크리트 분배기를 가지며, 이러한 분배기는 회전 드라이브를 제어함으로써 새시의 수직 축 주위에서 회전할 수 있는 회전식 헤드 상에서 제 1 마스트 암과 관절연결되며, 상기 분배기의 마스트 암은 각각의 경우 해당 벤딩 드라이브를 제어함으로써 인접한 마스트 암에 대해 그리고 회전식 헤드에 대해 수평 벤딩 축 주위에서 피벗회전할 수 있다. 이동식 크레인 또는 이동식 신장 래더가 그 외의 다른 가능한 응용예이다.
지지 레그를 이용하여 지면에 지지되는 지지 붐은 새시가 들어올려 질 때 인접한 코너들 사이에서 연장된 4개의 티핑 변부(tipping edge)를 갖는 지지 직사각형(support rectangle)을 획정하고, 이를 초과하여 시스템의 무게 중심이 외측을 향하여 이동되지 않는다. 이동식 콘크리트 펌프의 경우, 지지 붐이 완전히 임의의 티핑의 위험성 완전히 신장되고 지지될 때 완전히 신장되고 지지된 콘크리트 분배기 마스트는 회전 헤드가 360˚회전한다. 게다가 또한 공지된 바와 같이 좁은 건설 현장의 경우 지지 붐은 단지 새시의 한 측면에서만 신장되고 지지되는 반면 그 외의 다른 측면에서는 피벗회전 위치에서 지면에 지지된다. 이 경우, 콘크리트 분배기 마스트는 신장된 지지 붐에 의해 지지된 측면을 향하여 작업 범위가 제한된다.
게다가, DE-10 2006 031 257 A1호에 공개된 바와 같이 이동식 콘크리트 펌프의 경우, 각각의 지지 붐은 새시로부터 이격된 하나 이상의 지지 위치와 새시에 인접한 지지 위치를 가지며, 이러한 위치는 정해진 지지 형상을 형성하는 4개의 지지 붐에 대해 자유롭게 선택될 수 있다. 각각의 지지 형상이 경우, 부정확한 작동의 위험성 없이 지지 직사각형, 즉 티핑 변부 내에서 장치의 무게 중심이 이동하는 단지 이러한 마스트 운동만이 허용된다. 가변식 지지 레그 신장의 경우, 지지 레그 위치를 아는 것이 중요하다. 이러한 방식으로는 단지 지지의 안정성만이 예견될 수 있다. 공지된 지지 장치의 경우, 지지 레그는 안전의 이유로 단지 특정의 개별적인 위치에만 위치될 수 있다. 이러한 위치들은 작업 위치에서 공간 조건에 의존하여 이동식 콘크리트 펌프 운전자에 의해 선택된다. 이는 공간의 관점에서 작업 위치에서 가능할 수 있는 지지 장치의 중간 위치가 허용되지 않는다는 점에서 바람직하지 못하다.
이로부터, 본 발명은 지지 레그 위치의 자동 탐지에 효과적이고, 이에 따라 허용 하중 모멘트가 가능하여 설치 중 안정성이 임의로 저하되지 않고 지지 레그를 위치시키는데 상당한 가변성이 제공되는, 상기 언급된 타입의 공지된 작업 장치를 개선하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 구현하기 위해, 청구항 제 1 항에 기술된 특징들이 제안된다. 본 발명의 선호되는 실시예와 추가 개선점은 종속항으로부터 명백해진다.
주요하게, 본 발명에 따르는 해결 방법은 측정 기술에 대해 지지 레그 위치의 자동 측정이 가능한 사상으로부터 기인되며, 이에 따라 작업 붐이 이동되는 동안 움직이지 않는 시스템의 무게 중심의 측면 변부 위에서 지지 직사각형(support rectangle)이 모든 지지 형상에 대해 측정될 수 있다. 이를 구현하기 위해, 본 발명에 따라서 3개의 지지-붐 연관 전송 및 수신 유닛이 제안되며, 상기 유닛은
각각 작동 시간 신호(running time signal) 또는 거리 신호(distance signal)를 전송하고 수신하기 위해 제공되며, 제 1 전송 및 수신 유닛은 새시 상의 제 위치에 고정된 스위블 조인트 또는 슬라이더 조인트의 바로 근접한 위치에서 새시 상의 제 위치에 고정된 베어링 측 상의 기준 지점에 배열되며, 제 2 전송 및 수신 유닛은 베어링-측 기준 지점으로부터 정해진 거리에 배열된, 새시 상의 제 위치에 고정된 기준 지점에 배열되고, 제 3 전송 및 수신 유닛은 각각의 경우 전송 신호가 직선으로 인접한 전송 및 수신 유닛의 수신기에 대안으로 전송될 수 있도록 붐 상의 제 위치에 고정된 자유 지지 붐 단부의 주변에서 기준 지점에 배열되고, 이에 따라 서로 쌍을 이루어 할당된 전송 및 수신 유닛의 전송 신호와 수신 신호에 응답하는 마이크로프로세서-보조 평가 유닛이 제공되며, 이러한 유닛은 새시-고정 좌표계에서 지지 레그)의 위치 또는 붐-고정 지지 지점을 측정하기 위한 소프트웨어 루틴을 갖는다. 본 발명에 따르는 3개의 기준 지점은 특정의 설치 시 선택된 지지 레그 위치를 측정하는 삼각 측량법(triangulation method)에 따라 배열된 전송 및 수신 유닛에 의해 측정될 수 있는 삼각형으로 벌려진다. 기준 지점으로써 형성된 이러한 삼각형 모서리는 서로에 대해 마주보게 자유롭도록 위치되어야 하며, 이에 따라 방해-없는 측정이 가능하다.
본 발명의 선호되는 실시예에 따라 전송 및 수신 유닛이 제공되는데, 이러한 전송 및 수신 유닛은 각각의 경우 양 방향으로 예비값인 기준 지점들 사이에서 양 방향으로 쌍으로 이용될 수 있고, 거리 측정 시스템을 형성하는 초음파 전송기 및 초음파 수신기를 갖는다. 이에 따라, 거리는 각각의 경우 작동 시간 측정(running time measurement)에 의해 측정된다. 제 1 새시-고정 기준 지점과 제 2 새시-고정 기준 지점 사이의 알려진 거리는 붐-고정 기준 지점으로부터 2개의 가변 거리를 측정하기 위한 기준으로서 이용될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 음향 속도의 온도-의존성을 고려하여 온도 보상이 동시에 가능하다. 방해가 없는 측정은 전송 및 수신 유닛의 유효 범위가 중첩되는 경우 구현될 수 있다. 각각의 지지 붐의 3개의 상이한 전송 및 수신 유닛의 전송 및 수신 신호를 서로에 대해 정확히 할당할 수 있도록, 전송 신호는 각각의 경우 수신기에서 식별될 수 있는 코딩(coding)을 갖는 것이 선호된다.
기본적으로, 전송 및 수신 유닛은 광 전송기 또는 광 수신기가 설치될 수 있으며, 이에 따라 광 전송기는 레이저로 구성될 수 있다. 또한, 전송 및 수신 유닛 내에 라디오 전송기(radio transmitter)와 라디오 수신기(radio receiver)가 이용될 수 있다.
특히 바람직하게, 본 발명은 이동식 콘크리트 펌프 내에서 이용될 수 있다. 이를 위해, 바람직하게, 이동식 작업 장치는 공급 라인을 위한 캐리어로서 제공되는 벤딩 마스트(bending mast)를 가지며, 새시 상의 제 위치에 고정된 하위구조물 상에 배열되고, 3개 이상의 마스트 암을 가지며, 상기 마스트 암들 중 제 1 마스트 암은 회전 드라이브(rotary drive)를 제어함으로써 새시의 수직 축 주위에서 회전할 수 있는 회전 헤드 상으로 자유 단부와 관절연결되고, 이에 따라 마스트 암은 각각의 경우 연관 벤딩 드라이브(bending drive)를 제어함으로써 인접한 마스트 암에 대해 및/또는 회전식 헤드에 대해 수평 벤딩 축 주위에서 피벗회전할 수 있다.
하기에서, 본 발명은 도면에 도식적으로 도시된 예시적인 실시예를 이용하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 지지 붐이 이동 위치에 있을 때 이동식 콘크리트 펌프를 도시하는 측면도.
도 1b는 지지 붐이 다양한 지지 위치에 있을 때 도 1에 따르는 이동식 콘크리트 펌프의 상면도.
도 2는 위치 측정 시스템을 포함하는 전방 지지 붐의 도면.
도 3은 전송/수신 유닛의 유효 범위의 도면.
도 4는 삼각 측량법에 의해 지지 레그의 위치(대상물)를 측정하기 위하여 도 2에 따르는 예시적인 실시예의 도면.
필수적으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 이동식 콘크리트 펌프는 2개의 전방 축(front axle, 11)과 3개의 후방 축(rear axle, 12)을 가진 다-축 새시(multi-axle chassis, 10), 운전석(13), 수직 축 주위에서 회전하고 전방 축에 인접한 회전 메커니즘(rotary mechanism, 14) 상에 장착된 콘크리트 분배기 마스트(concrete distributor mast, 15), 회전 메커니즘(14)으로부터 이격되어 새시(10) 상에 장착된 펌프 장치(16), 뿐만 아니라 새시(10)용 지지 구조물(18)로 구성된다. 지지 구조물(18)은 새시 상의 제 위치에 고정된 지지 프레임(support frame, 19)을 가지며, 이동 위치에서 종방향 차량 축(24)에 대해 평행하게 방향설정되고 인입되며, 지지 위치에서 각각 전방과 후방을 향하여 기울어진 상태로 새시(10)를 넘어 돌출되는 2개의 전방 지지 붐(20)과 2개의 후방 지지 붐(22)을 포함한다.
전방 지지 붐(20)은 이의 수직 피벗회전 축(32) 주위에서 피벗회전가능하고, 후방 지지 붐(22)은 각각의 경우 신장 실린더(36)의 작용 하에서 지지 위치와 이동 위치 사이의 수직 피벗회전 축(34) 주위에서 피벗회전가능하다. 게다가, 모든 지지 붐(20, 22)은 이의 자유 단부에 텔레스코픽 지지 레그(telescoping support leg, 26, 28)를 가지며, 상기 레그에 의해 상기 지지 붐이 지면(30)에 지지될 수 있으며, 새시(10)를 들어올린다.
전방 지지 붐(20)은 텔레스코프 붐(telescope boom)과 같이 구성된다. 각각의 경우, 전방 지지 붐은 수직 피벗회전 축(32) 주위에서 새시에 대해 피벗회전가능한 신장 박스(extension box, 38)와 3개의 텔레스코프 세그먼트(telescope segment, 40', 40", 40"')로 구성된 텔레스코프 부분(40)을 포함한다. 수차례 포개어 단축될 수 있고 도면에 도시되지 않은 유압 실린더(hydrocylinder)가 텔레스코프 부분(40)과 신장 박스(38)를 통해 신장된다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 선택적으로 지지 붐은 건설 현장에서의 공간 요구사항에 의존하여 지지 레그를 이용하여 지면에 지지될 수 있으며, 이때 지지 붐은 내측 지지 위치, 새시에 인접한 지지 위치, 또는 새시로부터 떨어진 외측 지지 위치에서 다양한 신장 형태로 형성된다. 본 발명의 특정의 특징에 따르면, 내측 지지 위치와 외측 지지 위치 사이의 중간 위치도 또한 가능하다. 이러한 후자의 위치는 측정 장치가 제공되는 경우에 가능하며, 새시-고정 좌표계에서 지지 레그(26)의 위치는 자동적으로 결정될 수 있다.
측정 시스템은 각각의 경우 각각의 지지 붐 상에 3개의 송신 및 수신 유닛(S1/E1, S2/E2, S3/E3)을 가지며, 상기 유닛은 작동 시간 신호(running time signal)와 거리 신호를 전송하고 수신하도록 설계된다. 바람직하게, 초음파 송신기 및 수신기가 이러한 용도로 이용된다. 그러나, 기본적으로 광 또는 라디오 송신기와 수신기가 이용될 수 있다. 이에 따라, 제 1 송신 및 수신 유닛(S1/E1)은 새시-고정식 스위블 조인트(chassis-fixed swivel joint, 32)의 바로 주위에서 베어링-측 기준 지점(A)에서 새시 상의 제 위치에 고정되도록 배열된다. 제 2 송신 및 수신 유닛(S2/E2)은 베어링-측 기준 지점(a)으로부터 정해진 거리(L12 /21)에 위치된 새시-고정 기준 지점(B)에 배열되는 반면, 제 3 송신 및 수신 유닛(S3/E3)은 지지 붐(40)의 자유 단부 주위에서 붐-고정 기준 지점(C)에 배열된다. 송신 및 수신 유닛이 위치되는 기준 지점(A, B, C)은 이러한 유닛의 유효 범위(W1, W2, W3)가 중첩되어 송신 신호가 직선으로 에코-프리 방식으로(echo-free manner) 그 외의 다른 기준 지점의 수신기로 상호간에 전송될 수 있도록 도 3에 따라 배열된다. 도 2, 3 및 4에 따라서, 기준 지점(A, B, C)은 삼각형으로 벌려지며, 이러한 삼각형의 측면 길이는 양방향으로 초음파 신호를 전송하고 수신함으로써 전송 및 수신 유닛을 이용하여 측정될 수 있다. 길이 값은 이의 측정 방향에 의존하여 L12 및 L21, L23 및 L32, 뿐만 아니라 L13 및 L31으로 언급된다. 측정은 예비값(redundancy)을 획득하기 위해 양 방향으로 수행되며, 이에 따라 측정 치의 신뢰도가 비교적 증가된다. 상이한 지지 레그 내의 측정 장치의 목적은 지지 레그 위치를 즉 새시-고정 좌표계(x/y)에서 대상 지점(Xc/Yc)을 측정하기 위함이다. 도 4의 기하학적 배열을 고려하여, 대상 지점(C)에서 좌표(Xc/Yc)가 하기와 같이 계산된다:
삼각형 측면(a, b, c)의 길이는 도 2에 따르는 경로 측정치로 공지된다. x/y 좌표계에서 좌표(Xc/Yc)가 얻어진다.
코사인 법칙에 따라서, 다음과 같이 적용된다.
Figure pct00001
이로부터 대상 지점의 좌표가 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00002
삼각형 측면의 길이 측정치는 추가 계산을 위해 비율조정된다(scale). 또한, 신호 스케일링 시, 2 방향의 길이 측정의 예비값도 또한 고려되고, 평가된다. 이에 따라, 차량의 정해진 거리(L12/L21)는 2개의 그 외의 다른 길이 측정치에 대한 보정 인자를 측정하고, 온도 보상을 위한 기준 거리로서 이용된다. 그 뒤, 지지 레그 위치의 계산이 상기 등식을 이용하여 수행된다.
요약하면, 하기와 같이 언급된다:
본 발명은 2개의 전방 및 후방 지지 붐(20, 22)을 가지며, 새시(10)를 가진 이동식 작업 장치에 관한 것이다. 지지 붐은 피벗회전에 의해, 지지 붐과 새시 사이의 기본각(α)을 가변시킴으로써 및/또는 베어링-측 단부 및 자유 단부 사이의 길이를 텔레스코픽 방식으로 가변시킴으로써 새시에 인접한 이동 위치로부터 새시로부터 이격된 지지 위치로 이동될 수 있다. 새시(10)에 대한 지지 레그 위치(Xc/Yc)의 자동 측정을 허용하기 위해, 3개의 지지-붐-연관 전송 및 수신 유닛(S1/E1 내지 S3/E3 )이 각각 작동 시간 신호 또는 거리 신호를 전송하고 수신하기 위해 제공된다. 게다가, 서로 쌍을 이루어 할당된 전송 및 수신 유닛의 전송 신호와 수신 신호에 응답하는 마이크로프로세서-보조 평가 유닛이 제공되며, 이러한 유닛은 새시-고정 좌표계(x/y)에서 지지 레그 위치를 측정하기 위한 소프트웨어 루틴을 갖는다.

Claims (8)

  1. 새시(10)와 지지 붐(20, 22)을 가지며, 지지 붐(20, 22)은 새시 상의 제 위치에 고정된 스위블 조인트 또는 슬라이더 조인트(32, 34) 상에서 베어링-측 단부와 장착되고 이의 자유 단부에서 지면에 지지될 수 있는 텔레스코핑 지지 레그(32)가 제공되며, 지지 붐(20, 22)과 새시(10) 사이의 기본각(α)을 피벗회전식으로 가변시키고 및/또는 이의 자유 단부와 베어링-측 단부 사이에서 지지 붐(20)의 길이를 텔레스코픽 방식으로 가변시킴으로써 새시에 인접한 이동 위치로부터 새시로부터 이격된 지지 위치로 이동될 수 있는, 이동식 작업 장치로서,
    3개의 지지-붐-연관 전송 및 수신 유닛이 각각 작동 시간 신호 또는 거리 신호를 전송하고 수신하며, 제 1 전송 및 수신 유닛(S1/E1)은 새시 상의 제 위치에 고정된 스위블 조인트 또는 슬라이더 조인트(32)의 바로 근접한 위치에서 새시 상의 제 위치에 고정된 베어링 측 상의 기준 지점(A)에 배열되며, 제 2 전송 및 수신 유닛(S2/E2)은 베어링-측 기준 지점(A)으로부터 정해진 거리(L12, L21)에 배열된, 새시 상의 제 위치에 고정된 기준 지점(B)에 배열되고, 제 3 전송 및 수신 유닛(S3/E3)은 각각의 경우 전송 신호가 인접한 전송 및 수신 유닛의 수신기에 대안으로 전송될 수 있도록 붐 상의 제 위치에 고정된 자유 지지 붐 단부의 주변에서 기준 지점(C)에 배열되고, 이에 따라 서로 쌍을 이루어 할당된 전송 및 수신 유닛의 전송 신호와 수신 신호에 응답하는 마이크로프로세서-보조 평가 유닛이 제공되며, 이러한 유닛은 새시-고정 좌표계(x/y)에서 지지 레그(26, 28)의 위치 또는 붐-고정 지지 지점(C)의 좌표(Xc/Yc)를 측정하기 위한 소프트웨어 루틴을 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 전송 및 수신 유닛은 초음파 송신기 및 초음파 수신기를 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 전송 및 수신 유닛은 광 송신기 및 광 수신기를 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 광 송신기를 레이저를 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 인접한 전송 및 수신 유닛은 중첩되는 유효 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 전송 및 수신 유닛의 전송 신호는 전송 및 수신 유닛의 수신기에 의해 식별될 수 있는 코딩(coding)을 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 새시-고정 기준 지점(B)과 제 1 베어링-측 새시-고정 기준 지점(A) 사이의 정해진 거리(L12/L21)는 그 외의 다른 수신 측정치에 대한 기준 거리를 형성하는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 벤딩 마스트는 새시 상의 제 위치에 고정된 하위구조물에 배열된 공급 라인을 위한 캐리어로서 제공되고, 새시(10)의 수직 축 주위에서 회전가능한 회전식 헤드(14) 상에서 한 단부와 관절연결된 3개 이상의 마스트 암을 갖는 것을 특징으로 하는 이동식 작업 장치.
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