KR20120019092A - 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치에 관한 것으로, 본 발명은 통상적인 굴삭기에 마련된 유압공급시스템으로부터 고압의 작동유를 전달받아 동력을 발생시키는 구동모터(32), 이 구동모터(32)에 의해 회전하는 로터축(33), 이 로터축(33) 상에 설치된 다수의 회전도리깨부(34)가 외관을 형성하는 본체(31) 내에 유기적인 배치 관계를 통해 설치되는 구성을 갖는 지뢰 및 초목 제거수단(30)이 통상적인 굴삭기의 버켓 장착부위(13)에 착탈 가능하게 장착되어 작업자의 굴삭기 운용에 따라 구동될 수 있도록 구성됨으로써, 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)의 회전도리깨부(34)가 프레일(Flail, 도리깨) 타입으로 회전하면서 잡목 및 풀을 후려쳐 제거하거나 지면에 충격을 가하여 지뢰를 탐지 및 제거하는 작업을 수행할 수 있는 특징을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거장치는, 지뢰 매설이 예상되는 국내의 산악지형 및 수풀지형에서 사전 표면 조사용으로 적극 활용하여 초목의 뿌리를 훼손하지 않고 잡목 및 풀을 후려치는 방법으로 잡목 및 풀을 제거하면서 지뢰를 탐지하거나 제거하는 작업을 병행 수행할 수 있어 경제적이면서 안전하고 신속하게 지뢰를 탐지 및 제거할 수 있는 장비로 운용 가능하다.

Description

굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치{Flail type land mine and trees and plants removal apparatus using excavator}

본 발명은 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치를 통해서 지뢰 매설이 예상되는 국내의 산악지형 및 수풀지형에서 사전 표면 조사용으로 적극 활용하여 초목의 뿌리를 훼손하지 않고 잡목 및 풀을 후려치는 방법으로 잡목 및 풀을 제거하면서 지뢰를 탐지하거나 제거함으로써, 사람 접근 및 시야 확보가 어려운 수풀지형에서의 지뢰 탐지에 따른 인명사고를 미연에 방지함과 아울러 잡목이나 풀을 제거하는 과정에서 지뢰 매설 여부를 탐지하는 작업을 병행 수행할 수 있어 경제적이면서 안전하고 신속하게 지뢰를 탐지 및 제거할 수 있음은 물론, 산림 파괴를 최소화할 수 있도록 한 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 지뢰는 전쟁 무기의 일종으로 주로 적군이 특정한 지역에 접근하지 못하도록 하기 위해 만들어진 무기이다.

이러한 지뢰는 1차 세계대전 당시 주로 탱크와 같은 지상의 대형 무기를 제거하기 위해 대전차용으로 개발되었고, 이 대전차용 지뢰의 경우 크기가 크고 쉽게 제거할 수 있어 활용도가 미비하였다. 이로 인해 대전차용 지뢰를 제거하기 위해 접근하는 적군을 막기 위한 대인용 지뢰가 개발되었다.

일반적으로 대인지뢰는 3kg정도의 무게에 반응하기 때문에 남녀노소 누구나 모르고 밟을 경우 즉각 터지는 경우가 대부분이고, 사람의 발목을 절단하게 만드는 일명 '발목지뢰'에서부터 사망에 이르게 하는 지뢰까지 그 종류도 다양하다.

특히 대인지뢰의 경우 한번 매설이 되고 나면 제거되기 전까지는 끊임없는 인명사고를 가져온다고 할 수 있다. 즉, 상기 대인지뢰는 보통 지름 10cm 이하로 발견하기 힘들고, 색깔과 모양이 눈에 잘 띄지 않게 제작되어 있어 전쟁이 끝난 뒤에도 쉽게 제거할 수 없어 매설 지역의 경우 매년 여러 건의 인명사고가 보고되고 있는 것이다.

국내의 경우, 6.25 한국전쟁 이후 금속으로 된 M2A1, M3, M16A1 대인지뢰와 플라스틱 재질인 M14 대인지뢰가 비무장지대에 많이 매설되어 있다.

알려진 바에 의하면, 국내의 비무장지대(DMZ)에만 여의도 면적의 334배인 2억 9천만평의 지뢰 매설지역이 있으며, 그 중 미확인 지뢰 지대도 2,000여만평에 이르는 것으로 파악되고 있다.

상기 금속 지뢰는 몸통이 땅속에 10cm 이상 매설되기 때문에 비가 많이 내려도 땅이 유실되거나 산사태가 발생하지 않으면 유실되지 않지만, M14 대인지뢰의 경우 플라스틱 소재로 되어 있어 무게가 95g정도로 가벼워 폭발하지 않고 강과 농경지로 유입되어 민간인에게서 폭발하는 오폭 피해가 매년 발생하고 있다.

즉, 비무장지대(DMZ) 부근의 민간인 활동지역인 경기 연천, 파주, 강화, 강원 철원, 화천, 양구, 인제 등 휴전선 일대의 농민들과 행락객들이 홍수 등으로 유실되어 논과 강으로 흘러 들은 지뢰에 의한 오폭사고로 인해 인명 피해가 발생하고 있는 사례가 지속적으로 보고되고 있는 실정이다.

그런데, 기존의 국외에서 개발된 지뢰제거 장비는 평활한 개활지에서 전시에 주로 사용하는 것으로 우리나라와 같은 산악지형에서는 작업이 적합하지 않아 예상보다 활용도가 높지 않다. 기존 장비를 국내와 같은 산악지형 및 수풀 지역에 사용하기 위해서는 지뢰가 매설되어 있을 것으로 예상되는 지역에 사전 지뢰 탐지 작업 및 수목 제거작업이 우선적으로 진행이 되어야 하기 때문에 많은 인력, 시간, 비용 등이 낭비될 것이고 특히 우리나라의 산림자원이 손실되는 우려가 있는 것이다.

특히, 현재 국내 전투 공병부대의 지뢰제거 활동의 경우, 군 장병의 안전이 보장되지 않는다는 이유로 산림지역에 매설된 지뢰를 제거하기 위해 자연환경 보존가치가 높은 수목지대를 100% 제거하고 땅을 1m 깊이로 굴착하여 선별 후, 굴착한 흙을 다른 지역으로 이동하여 임야를 개간하는 방식으로 수행하고 있다.

따라서, 비무장지대(DMZ)와 같이 50년 이상 사람이 들어가지 않아 자연생태계가 잘 보존되어 있는 보존 가치가 높은 지역이 심하게 훼손되고 있는 실정이다. 이렇게 훼손되는 산림자원의 경제적 가치는 천문학적이라 할 수 있으며 미래에 국가의 경쟁력에 지대한 영향을 미칠 기후변화 협약 및 탄소 배출권 부분에서도 불리한 위치를 점하게 될 수 있다.

더구나, 종래 지뢰를 탐지 제거하는 방식은 지뢰 매설지역에 사람이 직접 들어가서 탐지기를 사용하거나 탐침봉을 땅속에 꽂아 가면서 땅속에 매설된 지뢰를 찾아내서 발굴 또는 폭파시키는 원시적인 방식을 주로 사용하고 있다.

그런데, 이러한 종래의 방식은 지뢰 매설지역에 사람이 직접 들어가므로 지뢰 폭발사고 등으로 인명 피해가 발생할 우려가 매우 높다는 문제점이 있고, 지뢰 제거작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

특히, 초목이 우거진 지역에서는 시야 확보가 어려워 작업자가 직접 진입하기 어렵다는 문제점이 있었고, 시야 확보가 어렵다는 문제점이 있음에도 불구하고 어쩔 수 없이 초목이 우거진 지역에서 작업자가 직접 진입하여 지뢰 탐지 작업을 수행하는 경우에는 플라스틱제의 대인지뢰 등은 탐지기에 탐지되지 않기 때문에 찾아내기가 매우 어려울 뿐만 아니라 안전사고가 발생할 우려가 매우 높다는 문제점이 있었다.

또한, 최근에 고속으로 회전이 가능한 회전체의 표면에 복수개의 와이어 또는 체인을 부착한 지뢰 제거장비를 불도저 또는 전차(탱크)의 전면에 장착하여 상기 회전체를 회전시키면서 지뢰가 매설된 지역을 통과함으로써, 상기 와이어와 체인이 회전되는 회전체의 원심력으로 지뢰가 매설된 지면을 지속적으로 세차게 후려치게 되므로, 그 후려치는 충격으로 지뢰 등을 폭파시켜서 제거하는 장비가 제안된 바 있다.

그러나, 수목이 우거진 지뢰 매설지역에서는 회전되는 체인과 와이어가 수목에 걸리게 되므로, 와이어 또는 체인이 지면을 세차게 후려칠 수 없게 되어서, 효과적인 지뢰제거가 이루어지지 않는다는 단점이 있고, 체인과 와이어의 후려치는 충격이 약하므로 땅속에 매설된 대전차(탱크)지뢰 등을 폭파시킬 수 없는 경우가 있으므로 완전한 지뢰제거가 될 수 없는 문제점이 있다.

특히, 상기 회전체가 불도저나 전차(혹은 탱크)의 전면에 장착되어 있는 관계로, 불도저 및 전차의 활동 양태 및 활동 반경을 고려할 때, 수목지역에서는 부득이하게 산림 파괴가 일어날 수밖에 없고, 활동지역의 제약에 따른 작업성 및 경제성이 떨어진다는 단점이 있었다.

따라서, 상기와 같이 초목이 우거진 지역에서의 지뢰 제거작업을 수행하는 데 있어서, 가장 경제적이면서 안전하고 신속하게 지뢰를 제거할 수 있는 장비의 개발 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 초목이 우거진 지역에서의 지뢰 제거작업을 수행하는 데 있어서, 가장 경제적이면서 안전하고 신속하게 지뢰를 제거할 수 있는 장비의 개발 필요성이 대두됨에 따라 우리나라와 같은 비무장지대에 산재되어 있는 산악지형 및 수풀지형에서의 지뢰 제거작업에 알맞는 지뢰 제거장치를 제공하고자 연구 개발된 것이다.

즉, 본 발명의 목적은 굴삭기에 마련된 기존의 유압공급시스템으로부터 유압을 공급받아 구동되는 지뢰 및 초목 제거장치를 굴삭기의 버켓 장착부위에 별도로 장착하여 구비함으로써, 지뢰 매설이 예상되는 국내의 산악지형 및 수풀 지형에서 초목의 뿌리를 완전히 제거하지 않고 지뢰 제거작업이 가능하도록 함에 따라 지뢰 탐지 과정에서의 인명사고를 미연에 방지함과 아울러 지뢰 제거시간 및 비용을 절약할 수 있고, 산림 파괴를 최소화할 수 있도록 한 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다관절링크를 갖춘 통상의 굴삭기에 장착되고, 상기 다관절링크 선단의 버켓 장착부위에 장착될 수 있게 링크연결부를 갖춘 지뢰 및 초목 제거수단을 포함하는 굴삭기를 이용한 지뢰 및 초목 제거장치에 있어서, 상기 지뢰 및 초목 제거수단은, 상기 링크연결부가 상단 중앙에 연결 결합되면서 외관을 형성하는 본체와, 상기 본체 일측에 마련된 구동모터로부터 구동력을 받아 회전 가능하게 본체 상에 양단이 지지되어 수평 설치된 로터축과, 상기 로터축 상에 일정간격을 두고 설치되고, 상기 로터축의 회전에 따라 일정한 회전직경을 갖고 회전하면서 끝단에 체인을 매개로 연결된 쇠뭉치를 갖는 다수의 회전도리깨부를 포함하는 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치를 제공함에 그 특징을 갖는다.

여기서, 상기 구동모터는 상기 굴삭기에 마련된 유압공급시스템으로부터 유압공급라인을 통해서 고압의 작동유를 전달받아 동력을 발생시키는 유압모터이고, 상기 로터축은 상기 구동모터의 구동축과 벨트를 매개로 연결되어 구동모터의 동력을 전달받아 회전하게 되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 본체의 하단 저면에는 높낮이 조절 가능하게 체결 조립되는 슬라이드판이 장착되는 것이 바람직하다.

특히, 본 발명에 따른 상기 회전도리깨부는 상기 로터축 상에 일정간격을 두고 배치된 다수개의 연결보스부에 일대일 대응되는 구조로 체결되고, 상기 연결보스부는 상기 로터축 상에 일정한 회전곡률을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 연결보스부가 상기 로터축 상에 일정한 회전곡률을 따라 일정간격을 두고 다수개 배치됨으로써, 상기 로터축 내에 대응되는 지면, 잡목 및 풀을 빠짐없이 고르게 타격할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 굴삭기에 장착되는 지뢰 및 초목 제거수단을 통해서 지뢰 매설 예상지역의 작업 조건에 따라 다양한 운용 방식으로 작업을 진행할 수 있기 때문에, 지뢰 매설 여부를 사전에 판단해 볼 수 있는 표면 조사용 장비로 운용 가능함은 물론, 사람 접근이 어려운 수풀이 우거진 지형에서 잡목 및 풀을 제거하는 장비로 유용하게 운용할 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명에 의하면, 우리나라와 같이 지뢰 매설 예상지역이 산악이나 수풀지형에 산재되어 있어 사람이 직접 지뢰 탐지기를 들고 들어가 지뢰탐지 작업을 하는 데 어려움이 있는 지형에서도 지형지물에 관계없이 활동성이 우수한 굴삭기를 이용하여 지면에 충격을 주어 지뢰를 탐지하는 작업을 수행할 수 있기 때문에 지뢰 매설 여부를 사전에 판단할 수 있는 탐지 장비로 사용 가능하게 됨은 물론, 상기와 같은 지뢰 탐지 장비로써 지뢰 매설 여부를 조사하는 과정에서 매설된 지뢰가 폭발하는 경우에도 인명사고 없이 작업을 수행할 수 있다는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 의하면, 사람이 접근하기 쉽지 않은 우거진 수풀지형에서 잡목이나 풀을 보다 편리하게 제거할 수 있기 때문에, 기존의 지뢰탐지 제거를 위한 각종 상용제품이 지뢰 탐지 및 지뢰 제거과정에서 산림 파괴가 필수적으로 일어날 수밖에 없었던 문제를 최소화할 수 있고, 이는 국가의 현행 과제인 저탄소 녹색성장과 맞물려서 국내의 산림을 보호하는 긍정적 효과를 가져 올 수 있다.

특히, 본 발명은 상용의 굴삭기를 이용하여 지뢰 및 초목 제거장치를 작동시킬 수 있기 때문에, 종래 불도저나 전차(혹은 탱크)에 회전체를 장착하여 지뢰 제거작업을 수행하는 것에 비해서 상대적으로 굴삭기의 작업 활동 반경 및 작업 형태가 우수함과 아울러 우리나라와 같은 산악지형과 수목지역에서 산림의 파괴를 최소화하면서도 작업성이 뛰어나 작업시간의 효율화를 가져 올 수 있고, 불필요한 인력 낭비를 막으면서 지뢰를 효율적으로 제거할 수 있는 장점을 갖는다.

이처럼, 본 발명은 소형 굴삭기에 적합한 시스템 제작을 통해 산악지형과 수목지역에서 산림의 파괴를 최소화하며, 지뢰를 효율적으로 제거할 수 있는 장비를 개발하여 제공함으로써, 지뢰 제거작업에서 지뢰탐지 작업을 진행할 필요성이 감소하여 지뢰 제거자가 직접 위험에 노출될 가능성이 현저히 감소되는 장점을 갖는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 굴삭기의 버켓 장착부위에 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거수단이 장착된 상태를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 도 1에 도시된 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거수단의 내부 구성을 구체적으로 보여주기 위한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 도 2에 도시된 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거수단의 구성 중 로터축과 회전도리깨부의 배치 결합관계를 보여주는 요부사시도.
도 4는 본 발명에 따른 도 2에 도시된 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거수단의 구성에 대해 작동 과정을 통해서 예시적으로 보여주기 위한 개략적인 측단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 생략될 수 있으며, 도면에 병기된 도면부호에 따라 부여되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 현재 사용되고 있는 통상의 굴삭기를 지뢰제거용 차량으로 활용하고 있다.

즉, 통상적인 굴삭기(일명, 포크레인)는 운전실(11)이 마련된 굴삭기본체부(10)와, 굴삭기본체부(10)의 하부에 마련되는 바퀴(12)와, 굴삭기본체부(10)의 일측에 결합되는 다관절링크(20)를 갖추고 있다.

여기서, 상기 다관절링크(20)는 통상 2부분으로 구성되어 각기 서로 다른 위치에 실린더(21)가 결합되어 다관절링크(20)를 유연하게 동작시킬 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 실린더(21)는 주로, 유압 실린더가 사용되나, 공압 실린더나 혹은 유공압 복합 실린더가 채용될 수도 있으며, 상기 실린더(21)는 다관절링크(20)에 대해서 동력을 제공하여 후술하는 지뢰 및 초목 제거수단(30)를 상하로 동작시키는 역할을 하게 된다.

참고로, 도면을 보면 통상의 굴삭기 바퀴(12)가 탱크식 레일구조로 되어 있으나, 이는 실시예에 불과하며, 통상의 원형 바퀴로 적용될 수도 있는 것이다.

그리고, 상기 굴삭기본체부(10)의 일측에는 굴삭기의 실린더(21) 구동에 필요한 유압을 제공하기 위한 도시되지 않은 유압펌프를 포함하는 유압공급시스템을 통상적으로 갖추고 있다.

본 발명은 상기와 같은 다관절링크(20), 실린더(21) 및 유압공급시스템과 같은 통상의 구성을 갖는 굴삭기에 있어서, 상기 다관절링크(20)의 선단에 마련된 버켓 장착부위(13)에 별도로 착탈 가능하게 장착되어 상기 굴삭기에 통상적으로 구비되는 유압공급시스템(도시되지 않음)의 유압펌프(도시되지 않음)로부터 고압의 작동유를 전달받아 회전 동력을 발생하는 구동모터(32)인 유압모터를 통해서 회전 구동됨으로써, 잡목 및 풀을 후려치는 방법으로 제거하거나 지면에 충격을 가하여 지뢰를 제거할 수 있는 지뢰 및 초목 제거수단(30)을 제공하는 것에 그 특징을 두고 있다.

즉, 본 발명에 따른 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)은 구동모터(32)의 동력을 전달받아 회전하는 로터축(33) 상에 프레일(flail) 타입으로 구비된 다수의 회전도리깨부(34)를 포함함으로써, 사람 접근이 어려운 우거진 수풀지형에서 상기 회전도리깨부(34)가 회전하면서 잡목 및 풀을 후려치는 방식으로 타격하여 제거하게 됨은 물론, 지면에 직접 충격을 가하여 지뢰를 폭발시켜 제거하거나 필요에 따라서는 지면으로부터 일정간격을 두고 회전하면서 지면으로부터 돌출된 지뢰의 뇌관을 측면 타격하여 지뢰를 무력화시켜 제거할 수 있도록 함으로써, 지뢰 매설 예상 지역에서 사전 표면 조사용으로 적극적으로 활용할 수 있도록 구성된 것이다.

이하 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거수단(30)의 구체적인 실시예에 대해서 참조도면을 의거하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거수단(30)은 상기 링크연결부(35)가 상단 중앙에 연결 결합되면서 외관을 형성하는 본체(31)와, 상기 본체(31) 내에 마련된 구동모터(32)로부터 구동력을 받아 회전 가능하게 설치된 로터축(33)과, 상기 로터축(33) 상에 일정간격을 두고 설치되고, 상기 로터축(33)의 회전에 따라 일정한 회전직경을 갖고 회전하면서 끝단에 쇠뭉치(37)를 갖는 다수의 회전도리깨부(34)를 포함하는 구성을 갖는다.

여기서, 상기 본체(31)는 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)의 외관을 형성하는 구성요소로써, 상기 굴삭기의 다관절링크(20) 선단에 마련된 상기 버켓 장착부위(13)에 착탈 가능하도록 상기 버켓 장착부위(13)에 연결되는 링크연결부(35)를 통해서 체결 조립되게 되는 것이다.

이때, 상기 본체(31)는 수평몸체부(31a)와, 이 수평몸체부(31a)의 좌우 측에 상호 대응되게 수직 형성되어 상기 로터축(33)의 양단을 지지 고정하는 역할을 하는 수직몸체부(31b)로 구성되어 있다. 즉, 상기 본체(31)는 외형적으로 디귿자형 구조를 가지고 있다.

따라서, 상기 수평몸체부(31a)의 저면과 상기 수직몸체부(31b)에 지지 설치되는 로터축(33) 사이의 간격은 상기 로터축(33) 상에 조립 체결되는 회전도리깨부(34)의 회전반경 보다 상대적으로 더 긴 간격을 유지할 수 있어야 한다. 즉, 상기 회전도리깨부(34)가 회전할 때 상기 수평몸체부(31a)와의 간섭이 일어나지 않아야 함은 당연하기 때문이다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 수직몸체부(31b)의 좌우 최외곽선을 기준으로 할 때, 좌우 수직몸체부(31b)의 좌우 폭은 대략 1m 정도의 폭을 갖고 있다.

물론, 상기와 같은 바람직한 실시예로써 보여주는 수직몸체부(31b)의 좌우 폭의 길이가 1m정도를 갖는 것으로 규격화되어 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 얼마든지 본체(31)의 규격을 변경 설계할 수 있음은 당연하다.

또한, 상기 본체(31)의 외형은 디귿자형 구조로 한정되는 것은 아니며, 상기 구동모터(32), 로터축(33) 및 회전도리깨부(34) 등이 상호 유기적으로 배치 결합된 상태에서 상기 회전도리깨부(34)의 회전직경이 확보될 수 있는 공간구조를 가질 수만 있다면, 상기 본체(31)의 외형은 다양한 형태로 단순설계 변형이 가능하게 됨은 물론이다.

그리고, 상기 링크연결부(35)는 상기 본체(31)의 상단 중앙 부위에 일체로 배치되어 상기 다관절링크(20)의 선단에 링크(35a)를 매개로 연결됨으로써, 통상의 굴삭기에서 버켓을 구동하는 방식으로 구동되도록 되어 있다.

이때, 상기 링크연결부(35)는 상기 본체(31)의 상단 중앙 부위에 플랜지조립부(35b)를 매개로 착탈 가능하게 조립 체결되게 된다.

이와 같은 링크연결부(35)를 통해서 상기 본체(31)가 굴삭기의 버켓 장착부위(13)에 장착되게 되면, 상기 다관절링크(20), 실린더(21)와 링크(35a) 등의 구성요소들 간의 상호 유기적인 메커니즘에 의해서 동작됨으로써, 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거수단(30)이 지뢰 매설 예상지역에서 잡목이나 풀을 제거하는 장비로 운용되거나 필요에 따라서는 지뢰의 매설 여부를 조사하는 사전 표면조사 장비로 운용 가능하게 되는 것이다.

한편, 상기 본체(31) 일측에 마련되어 동력을 제공하는 수단인 구동모터(32)는 상기 굴삭기에 통상적으로 마련된 도시되지 않은 유압공급시스템으로부터 고압의 작동유를 전달받아 동력을 발생시키는 유압모터인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 구동모터(32)로는 전동모터를 이용할 수도 있으나, 이 경우에는 전동모터를 구동시키기 위한 별도의 전원공급수단을 갖추어야하는 불편함이 있다.

예를 들어, 굴삭기의 밧데리를 전원으로 이용할 경우, 굴삭기에 장착되는 밧데리는 통상 12V ~ 24V 수준이기 때문에 전동모터 구동에 필요로 하는 전원을 확보하는 데 어려움이 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 굴삭기의 유압공급시스템으로부터 고압의 작동유를 전달받아 구동될 수 있는 유압모터를 채용하는 것이 현실적으로 경제성 및 실효성에서 우수하다 할 수 있다.

즉, 상기 유압모터는 유압(혹은 작동유)에 의해 동력을 발생시켜 회전에너지를 제공하는 역할을 하는 것으로써, 유압전동장치 분야에서 이미 주지 관용되고 있는 보편화된 구성 및 기술이다. 따라서, 상기 유압모터의 구체적인 형상 및 작동 관계 등에 대해서는 그 구체적인 설명을 생략한다.

다만, 본 발명의 경우에는 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)의 동력원으로써 유압모터를 구동모터(32)로 장착하고, 이 구동모터(32)는 통상적인 굴삭기에 마련된 유압공급시스템에 유압공급라인(22)을 통해 연결시켜 구동될 수 있도록 유기적으로 배치 결합시키는 데 그 특징을 갖는다.

다시 말해, 도 1에 도시된 바와 같은 상기 유압공급라인(22)은 굴삭기의 유압공급시스템(도시되지 않음)의 유압펌프에 연결됨으로써, 도시되지 않은 유압펌프의 작동유를 고압으로 유압모터인 구동모터(32)에 제공하는 역할을 하게 된다.

이때, 바람직한 실시예로써, 본 발명에 따른 구동모터(32)에 의해 상기 로터축(33)의 회전속도는 300rpm ~ 1000rpm 정도를 유지하도록 설계되어 있다.

특히, 본 발명에서는 상기 구동모터(32)인 유압모터에 구동축(32a)이 연결 구비되고, 이 구동축(32a)의 일단에 구동풀리(42)가 마련되며, 이 구동풀리(42)와 상기 로터축(33)의 일단에 마련된 종동풀리(43) 사이를 벨트(44)로 연결함으로써, 상기 구동모터(32)의 회전 동력이 로터축(33)으로 원활하게 전달되도록 설계되어 있다.

여기서, 상기 구동모터(32)와 로터축(33)을 연결하여 구동하는 데 있어서, 상기 구동모터(32)의 구동축(32a)과 로터축(33)을 직결 방식으로 연결하는 것을 생각할 수 있으나, 이 경우에는 지뢰 및 초목 제거수단(30)으로 잡목 또는 풀을 제거하는 과정에서 로터축(33)에 걸리는 부하가 그대로 구동모터(32)로 지속적으로 전달되어 과부하에 의한 구동모터(32)의 파손이 우려된다.

따라서, 상기와 같이 벨트(44) 방식으로 체결함으로써 로터축(33)과 구동모터(32) 사이에 과부하가 발생하는 경우에는 상기 벨트(44)에서 과부하를 완충시킴과 더불어, 만약에 벨트(44)가 과부하로 인해 끊어지는 고장이 발생하더라도 소모품인 벨트(44)를 간단하게 교체 가능하기 때문에 벨트(44) 방식의 동력전달이 바람직하다.

물론, 상기 벨트(44) 대신에 내구성이 우수한 체인을 사용할 수도 있으나, 체인은 벨트에 비해 구동과정에서 풀리들과 접촉면에서 소음이 발생할 우려가 높다는 단점이 있다.

이때, 상기 구동축(32a) 및 로터축(33)의 회전에 따른 마찰력을 감소하기 위해 조립 부위에 베어링을 매개하는 기술은 이미 주지 관용되는 보편화된 기술임으로, 그 구체적인 결합관계 및 작동관계에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.

상기 로터축(33)은 전술한 바와 같이 디귿자형 본체(31)의 좌우 양측에 수직하게 대응 배치된 수직몸체부(31b) 사이에서 로터축(33)의 양단이 회전 가능하게 지지 고정된 상태에서 상기 구동모터(32)의 동력(회전에너지)을 벨트(44)를 매개로 전달받아 회전하는 요소로써, 상기 로터축(33)의 양단 지지 부위가 원활한 회전을 위해서 베어링에 의해 지지 고정되어 있는 것이다.

특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 로터축(33)은 대략 750㎜ 정도로써, 여기에 10개의 회전도리깨부(34)가 일정간격을 두고 체결 조립되어 있다.

상기 회전도리깨부(34)는 상기 로터축(33)의 회전에 따라 프레일(flail, 일명 도리깨) 형태로 회전하면서 지면을 후려치거나 잡목 또는 풀을 후려쳐 제거하는 역할을 하게 된다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전도리깨부(34)는 상기 로터축(33) 상에 마련된 각각의 연결보스부(38)에 연결고리(39)를 매개로 체결되는 체인(36)과, 상기 체인(36)의 자유단에 착탈 가능하게 체결되는 쇠뭉치(37)로 구성되어 있다.

즉, 상기 회전도리깨부(34)의 연결고리(39)가 상기 연결보스부(38)에 조립볼트(40)로 조립 고정됨으로써, 상기 로터축(33) 상에 회전도리깨부(34)가 프레일(flail, 도리깨) 타입으로 매달려 조립되게 되고, 상기 로터축(33)이 회전하게 됨에 따라 체인(36)의 끝단인 자유단에 체결 조립된 쇠뭉치(37)의 하중으로 인해 원심력을 받아 회전하면서 회전도리깨부(34)가 도리깨 형태로 로터축(33) 내에 위치한 지면, 잡목 및 풀을 후려치게 되는 것이다.

이때, 상기 쇠뭉치(37)의 형상 및 중량 등은 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있으나, 지면을 후려쳐 충격을 가하기 용이할 뿐만 아니라, 잡목 또는 풀을 후려쳤을 때 잡목 또는 풀을 용이하게 제거할 수 있는 형상으로 제작되는 것이 바람직하다 할 것이다.

특히, 상기 쇠뭉치(37)는 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)을 운용하는 방식에 따라 다양하게 설계 변경하여 상기 체인(36)에 교체 조립할 수 있다.

예를 들어, 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거수단(30)은 굴삭기의 선단 버켓 장착부위(13)에 장착된 상태에서 굴삭기의 다관절링크(20)의 절곡 상태를 조절하여 지면과의 작업 간격을 용이하게 조절할 수 있는 관계로, 상기 회전도리깨부(34)가 지면을 후려치지 않고, 지면으로부터 일정 높이 떨어져 잡목 및 풀을 제거하는 수단으로만 사용될 수 있기 때문에 이 경우에는 잡목이나 풀을 보다 용이하게 제거할 수 있는 형태의 쇠뭉치(37) 형상을 구현하는 것이 바람직하다.

만약, 상기 회전도리깨부(34)를 주로 지면을 후려쳐 땅속에 매설된 지뢰에 충격을 가하여 지뢰 폭발을 통한 지뢰의 매설 여부를 감지하는 사전 표면 조사용으로 사용하거나, 직접적인 지뢰 폭발을 통한 지뢰 제거용으로 사용하고자 할 경우에는 좀 더 지면에 충격을 가할 수 있는 형상의 쇠뭉치(37)를 준비하는 것이 바람직하다 할 것이다.

이처럼, 상기 쇠뭉치(37)의 형상은 도면에 도시된 형상 구조로 한정되는 것은 아니며, 작업 용도에 따라 다양하게 변형될 수 있고, 상기 체인(36)에 자유롭게 교체 가능하게 됨은 당연하다.

그리고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결보스부(38)는 상기 로터축(33) 상에 일정한 회전곡률을 따라 일정간격을 두고 다수개 배치되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

즉, 상기 회전곡률이란 각각의 연결보스부(38) 중심이 로터축(33) 상에서 일직선상에 위치하는 것이 아니고, 로터축(33) 상에 임의로 설정된 나선형(혹은 스크류형)곡선을 따라 배치되는 것을 의미하는 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 로터축이 1회전 했을 때, 10개의 연결보스부(38)가 로터축(33)의 전체에 대해서 4개의 나선형 곡선을 형성하는 형태로 배치되어 있다. 이때, 이러한 회전곡률의 의미는 바람직한 실시예로 도시된 도 3에 나타난 인접한 연결보스부(38)가 서로 지그재그 형태로 배치 형태를 통해서 좀 더 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

이와 같이 회전곡률을 따라 연결보스부(38)를 배치하는 이유는, 상기 로터축(33) 내에 대응되는 지면, 잡목 및 풀을 빠짐없이 타격하는 과정에서 인접한 회전도리깨부(34) 사이에서 상호 간섭없이 고르게 타격할 수 있도록 하기 위함으로, 도 4에 도시된 바와 같이 측면에서 바라볼 때, 상기 로터축(33)이 1회전 하는 동안 5개의 회전도리깨부(34)가 상호 간섭없이 360°를 일정하게 분할하면서 회전하도록 되어 있다.

물론, 상기 로터축(33)의 길이 변화(즉, 제작자에 의한 규격 변화)에 따른 로터축(33) 상에 설치되는 회전도리깨부(34)의 갯수가 달라지게 되고, 이에 따라 상기 로터축(33)이 1회전 하는 동안 상기 회전도리깨부(34)가 상호 간섭없이 360°를 분할하여 회전하게 되는 갯수가 달라질 수 있음은 당연하다.

이처럼, 상기 회전도리깨부(34)의 형상, 설치 갯수 및 설치 간격 등은 첨부도면에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 회전도리깨부(34)의 형상, 설치 갯수 및 설치 간격과 같은 다양한 조건은 로터축(33)의 길이 등에 달라질 수 있음은 물론, 전체적인 지뢰 및 초목 제거수단(30)의 규격에 따라 제작자에 의한 최적의 설계 사양에 의해 선택적으로 설계되게 되는 것이다.

한편, 상기 본체(31)를 구성하는 상기 수직몸체부(31b)의 하단 저면에는 각각 지면에 대해 수평하면서 수직몸체부(31b) 저면을 감싸는 구조로 돌출 형성되는 판상 형태의 슬라이드판(41)이 장착되어 있다.

상기 슬라이드판(41)은 높낮이 조절이 가능하게 볼트 체결되어 있는 바, 상기 슬라이드판(41)은 지면과의 간격 조절을 위한 높낮이 조절 기능을 수행하게 된다.

즉, 상기 수직몸체부(31b)에 슬라이드판(41)을 볼트 체결할 수 있는 볼트공이 일정 간격을 두고 높낮이 조절 가능하게 구비되어 있기 때문에, 상기 슬라이드판(41)을 볼트 체결하는 과정에서 선택적으로 슬라이드판(41)의 체결 높이를 조절할 수 있게 되는 것이다.

예를 들어, 상기 슬라이드판(41)은 지면에 직접 접촉하지는 않지만, 작업자가 굴삭기의 다관절링크(20)를 조절하여 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)과 지면과의 작업 간격을 조절할 때, 상기 슬라이드판(41)이 지면과의 간격을 조절하는 기준선이 되는 것이다.

즉, 상기 회전도리깨부(34)는 상기 수직몸체부(31b)의 끝단 저면에 비해 상대적으로 더 길게 밑으로 내려온 상태로 회전하게 되는 바, 작업자가 초보자 일 때, 상기 회전도리깨부(34)의 끝단 쇠뭉치(37)와 지면과의 상대적 높이를 가늠하는데 어려움이 있어 지면과의 작업 높이를 조절하는 데 어려움이 있을 수 있다.

따라서, 높낮이 조절이 가능한 상기 슬라이드판(41)을 기준선으로 하여 지면과의 작업 간격을 조절함으로써, 좀 더 편안하고 쉽게 지면과의 작업 높이를 가늠하여 작업 간격을 조절할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 통상의 굴삭기에 상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)을 장착하여 잡목이나 풀을 제거하거나 지뢰 제거작업을 수행하는 과정에서 굴삭기의 운전실(11)이 지뢰 폭발 등에 대한 안전성이 떨어질 수 있기 때문에, 이를 보완하기 위하여 상기 굴삭기의 운전실(11)을 이미 주지 관용되고 있는 방탄 캐빈(Cabin)으로 개조할 수 있음은 물론이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거수단(30)은 지뢰 매설 예상지역에서 사람이 직접 접근하기 어려운 지형에서 보다 안전하고 편리하게 지뢰의 매설 여부를 판단하는 표면 조사 장비로 운용 가능할 뿐만 아니라 수풀이 우거진 지형에서 잡목 및 풀을 제거하는 장비로 유용하게 운용될 수 있다.

특히, 통상적인 지뢰 중에서 금속탐지기로 잘 탐지되지 않아 지뢰 제거작업에 어려움이 있는 플라스틱 재질의 M14(일명, 발목지뢰)와 같은 지뢰의 경우에는 매설된 지면에 강한 충격을 가하여 폭발시켜 지뢰 매설 여부를 탐지하는 것이 바람직하다 할 수 있는 바, 본 발명의 지뢰 및 초목 제거수단(30)은 지뢰 매설 예상 지역에서 상기 회전도리깨부(34)의 작업 형태를 지면을 강하게 후려치는 형태로 선택함으로써, 플라스틱 재질의 M14와 같은 지뢰가 매설되어 있는지 사전에 판단해 볼 수 있는 표면조사 장비로 유용하게 이용 가능하게 되는 것이다.

또한, 뇌관이 지면에서 삼각뿔 형태로 돌출된 대인지뢰의 경우에는 뇌관을 누르는 압력에 의해 폭발하게 되는 바, 이러한 대인지뢰는 뇌관을 측면에서 타격할 경우에 폭발하지 않고 뇌관만 제거되어 지뢰를 무력화시킬 수도 있다.

따라서, 이러한 경우에는 본 발명의 지뢰 및 초목 제거수단(30)을 잡목 및 풀을 후려쳐 제거하는 과정에서 뇌관이 지면에서 삼각뿔 형태로 돌출된 대인지뢰의 뇌관을 제거하여 지뢰를 무력화시키는 용도로도 사용 가능한 것이다

이처럼, 본 발명에 따른 지뢰 및 초목 제거수단(30)은 지뢰 매설 예상 지역의 작업 조건에 따라 다양한 운용 방식으로 작업을 진행할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 굴삭기본체부 11 : 운전실
12 : 바퀴 13 : 버켓 장착부위
20 : 다관절링크 21 : 실린더
22 : 유압공급라인 30 : 지뢰 및 초목 제거수단
31 : 본체 31a : 수평몸체부
31b : 수직몸체부 32 : 구동모터
32a : 구동축 33 : 로터축
34 : 회전도리깨부 35 : 링크연결부
35a : 링크 35b : 플랜지조립부
36 : 체인 37 : 쇠뭉치
38 : 연결보스부 39 : 연결고리
40 : 조립볼트 41 : 슬라이드판
42 : 구동풀리 43 : 종동풀리
44 : 벨트

Claims (6)

1. 다관절링크(20)를 갖춘 통상의 굴삭기에 장착되고, 상기 다관절링크(20) 선단의 버켓 장착부위(13)에 장착될 수 있게 링크연결부(35)를 갖춘 지뢰 및 초목 제거수단(30)을 포함하는 굴삭기를 이용한 지뢰 및 초목 제거장치에 있어서,
   상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)은,
   상기 링크연결부(35)가 상단 중앙에 연결 결합되면서 외관을 형성하는 본체(31)와,
   상기 본체(31) 일측에 마련된 구동모터(32)로부터 구동력을 받아 회전 가능하게 본체(31) 상에 양단이 지지되어 수평 설치된 로터축(33)과,
   상기 로터축(33) 상에 일정간격을 두고 설치되고, 상기 로터축(33)의 회전에 따라 일정한 회전직경을 갖고 회전하면서 끝단에 체인(36)을 매개로 연결된 쇠뭉치(37)를 갖는 다수의 회전도리깨부(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동모터(32)는 상기 굴삭기에 마련된 유압공급시스템으로부터 유압공급라인(22)을 통해서 고압의 작동유를 전달받아 동력을 발생시키는 유압모터이고,
   상기 로터축(33)은 상기 구동모터(32)의 구동축(32a)과 벨트(44)를 매개로 연결되어 구동모터(32)의 동력을 전달받아 회전하게 되는 것을 특징으로 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 본체(31)의 하단 저면에는 높낮이 조절 가능하게 체결 조립되는 슬라이드판(41)이 장착되는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치.
4. 다관절링크(20)를 갖춘 통상의 굴삭기에 장착되고, 상기 다관절링크(20) 선단의 버켓 장착부위(13)에 장착될 수 있게 링크연결부(35)를 갖춘 지뢰 및 초목 제거수단(30)을 포함하는 굴삭기를 이용한 지뢰 및 초목 제거장치에 있어서,
   상기 지뢰 및 초목 제거수단(30)의 구동은, 본체(31) 일측에 장착된 구동모터(32)의 구동축(32a)과, 본체(31)의 일측에 회전 가능하게 지지 설치된 다수의 회전도리깨부(34)를 포함하는 로터축(33)이 벨트(44)를 매개로 연결되어 상기 로터축(33)이 구동모터(32)의 동력을 전달받아 회전하게 되는 것을 특징으로 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 구동모터(32)은 유압모터이고, 상기 유압모터는 굴삭기에 마련된 유압공급시스템으로부터 유압공급라인(22)을 통해서 고압의 작동유를 전달받아 동력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회전도리깨부(34)는 상기 로터축(33) 상에 일정간격을 두고 배치된 다수개의 연결보스부(38)에 일대일 대응되는 구조로 체결되고, 상기 연결보스부(38)는 상기 로터축(33) 상에 일정한 회전곡률을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기를 이용한 프레일 타입의 지뢰 및 초목 제거장치.

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