KR20120114842A - 전기 굴삭기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 굴삭기 시스템에 관한 것으로, 전동발전기를 주행 동력 및 선회 동력으로 함과 아울러 컨트롤러의 제어하에 전동발전기를 통해 유압펌프가 구동되고, 유압펌프에 의해 작동유의 흐름이 제어되면서 붐의 구동, 아암의 구동, 버켓의 구동이 이루어져 굴삭기 작업이 가능한 전기 굴삭기 시스템에 있어서; 외부전원을 입력받아 충전전압으로 전환하고 다수의 제어용 버튼을 포함한 전원박스, 송전용 케이블을 감거나 풀도록 구비된 케이블드럼, 케이블드럼의 회전구동을 제어하는 드럼구동부, 굴삭기측 무선통신부와 무선통신하는 전력공급측 무선통신부와, 전력공급측 무선통신부를 통해 수신된 GPS좌표값을 계산하여 굴삭기의 위치를 확인하는 연산부와 연산부에서 계산된 굴삭기의 위치를 주기적으로 저장하는 메모리부를 가지며 굴삭기의 위치에 따라 드럼구동부를 통해 케이블드럼의 회전방향과 회전수를 제어하는 제어부, 전원박스에 연결되고 케이블드럼에 권취된 충전용 케이블이 엉키거나 꼬이지 않도록 선회되게 안내하는 케이블가이드로 구성된 전력공급부와; 상기 전원공급부의 케이블이 접속/분리될 수 있는 케이블커넥터와 전동발전기 및 컨트롤러를 포함하고; 공급된 전력 및 전동발전기의 회생제동을 통해 얻은 전기를 충전하는 축전지, 상기 축전지에 연결되고 컨트롤러의 제어하에 과충전을 방지하는 과충전방지부, 상기 축전지에 연결되고 축전지의 전위차를 검출하여 컨트롤러로 출력하는 충전량검출부, 축전지에 연결되고 컨트롤러의 제어하에 축전지의 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 전동발전기로 공급하는 인버터, 컨트롤러에 연결되어 축전지의 검출전위가 기준전위보다 낮을 때 알람을 송출하는 알람부, 컨트롤러에 연결되고 전력공급측 무선통신부와 교신하는 굴삭기측 무선통신부, 컨트롤러에 연결되고 굴삭기의 위치를 좌표값으로 주기적으로 수신하고 컨트롤러의 메모리부에 저장하는 GPS수신부로 구성된 전력수신부를 구비한 전기 굴삭기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 굴삭기 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, 전력공급부와 전력수신부를 분리 결합 가능하게 함으로써 작업 공간의 제약을 없애고, 작업효율을 향상시키며, 친환경적이고, 연료비를 절감하며, 굴삭기의 위치에 따라 케이블을 감고 푸는 제어를 자동으로 조절가능하여 케이블의 적절한 장력유지는 물론 케이블 파손을 원천적으로 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

전기 굴삭기 시스템{ELECTRIC EXCAVATOR SYSTEM}

본 발명은 전기 굴삭기 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력공급부와 전력수신부가 분리된 상태로 작업이 가능하여 공간적 제약없이 원거리 작업이 가능하고, 케이블이 연결된 상태에서 작업할 때에도 굴삭기의 위치에 따라 케이블의 감김과 풀림을 자동 조절토록 함으로써 케이블의 단선을 막도록 개선된 전기 굴삭기 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기는 건축 및 토목 공사시 땅을 파거나 메우는 굴삭작업, 경토ㆍ암반 파쇄 등의 브레이커 작업, 흙다짐과 같은 컴팩터 작업, 절단 등의 크라샤 작업과 같은 다양한 작업 기능을 가진 건설기계를 말한다.

이러한 굴삭기는 보통 주행 동력을 얻기 위해 디젤 엔진 등의 엔진을 탑재하고 있고, 이 엔진의 힘을 이용하여 유압 펌프를 구동하며, 유압 펌프에서 토출되는 작동유를 유압 모터나 유압 실린더 등의 유압 액추에이터로 공급함으로써 주행용 크롤러 또는 타이어의 회전이나 붐, 아암, 버켓 등의 각 작업 부위를 동작시키고 있다.

이와 같이 주지된 굴삭기는 디젤 엔진과 같은 엔진을 탑재하고 있기 때문에 작업장소에 제한을 받지 않고 자유롭게 작업할 수 있는 장점을 가진다.

하지만, 화석연료인 경유는 갈수록 고갈되어 가고 있어 대체 에너지의 필요성이 심각하게 대두되고 있을 뿐만 아니라, 연료값이 비싸고, 중장비라는 특수성 때문에 특히 연료 소모량이 많아 운전비용이 증대되는 단점이 있어 왔다.

이를 해소하기 위한 일환으로, 전기에너지를 이용한 전기 굴삭기의 케이블 보호장치가 개시된 바 있다.

개시된 전기 굴삭기는 예컨대, 도 1의 예시와 같이, 굴삭기의 유압펌프 구동을 위한 전동기로 대체하고, 전동기 구동용 전원을 케이블(10)을 통해 외부전원으로부터 공급함으로써 연료비를 70% 이상 줄일 수 있도록 한 것을 들 수 있는데, 이를 위해 외부에서 전원을 공급할 수 있도록 외부전원박스(20)와, 케이블(10)을 감을 수 있는 케이블드럼(22)과, 케이블(10)을 선회 분배시키는 케이블가이드(24)와, 케이블가이드(24)를 통해 인출 안내된 케이블(10)을 안전하게 굴삭기로 선회 유도하도록 굴삭기에 설치된 유도가이드(30)를 구비하고 있다.

그리하여, 굴삭기의 주행 및 작업 기능을 위한 유압 펌프 구동은 굴삭기에 탑재된 엔진 대용 전동기를 이용하여 유압 펌프의 구동을 전동기로 제어함으로써 기존 엔진형 굴삭기의 기능을 그대로 수행하였다.

그런데, 이러한 전기 굴삭기는 케이블(10)을 이용하여 전원을 공급받는 구조이기 때문에 굴삭기가 가동될 수 있는 범위가 제한되는 한계를 가진다.

즉, 케이블(10)이 미치는 범위 내에서만 작업을 할 수 있기 때문에 작업반경이 매우 제한적이고, 원거리 작업이 불가하여 작업상 많은 불편함이 있었다.

한편, 종래 전기 굴삭기의 경우 운전석 내부의 주행페달에 전진스위치 및 후진스위치와 무선발신기를 설치하고, 고정설비인 외부전원박스(20) 측에는 상기 무선발신기에서 발신된 신호를 감지할 수 있도록 무선수신기를 설치하여, 전기 굴삭기의 전진 및 후진시 모터가 정회전 또는 역회전하면서 굴삭기의 원,근에 따라 케이블(10)을 감았다 풀었다를 반복함으로써 적정 장력을 유지함은 물론 케이블(10)의 파손을 방지하였다.

그런데, 알려진 바와 같이 전기 굴삭기는 몸체와 궤도로 구분되어 있고, 몸체가 궤도에 대하여 360°회전 가능하기 때문에 몸체의 방향에 따라 전진과 후진이 바뀔 수 있고, 이에 따라 주행페달을 밟았을 때 주행페달의 전,후진을 정확히 구분할 수 없기 때문에 주행페달과 연계한 케이블드럼(22)의 감고 푸는 제어는 사실상 불가능하고, 이를 통해 제어할 경우 케이블(10)이 단선되는 문제를 야기시킨다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 전기 굴삭기의 가동범위를 케이블보다 먼 거리까지 넓힘으로써 작업이 가능한 적용범위를 확대시켜 작업효율을 극대화시킬 수 있으면서, 케이블이 연결된 상태로 이루어지는 근거리 작업시 굴삭기의 위치에 따라 전력공급부와 전력수신부 간의 이격거리를 산출하고 그에 맞게 정확히 케이블을 감거나 풀도록 함으로써 적절한 장력유지는 물론 케이블의 파손을 막을 수 있도록 한 전기 굴삭기 시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 전동발전기를 주행 동력 및 선회 동력으로 함과 아울러 컨트롤러의 제어하에 전동발전기를 통해 유압펌프가 구동되고, 유압펌프에 의해 작동유의 흐름이 제어되면서 붐의 구동, 아암의 구동, 버켓의 구동이 이루어져 굴삭기 작업이 가능한 전기 굴삭기 시스템에 있어서; 외부전원을 입력받아 충전전압으로 전환하고 다수의 제어용 버튼을 포함한 전원박스, 송전용 케이블을 감거나 풀도록 구비된 케이블드럼, 케이블드럼의 회전구동을 제어하는 드럼 구동부, 굴삭기측 무선통신부와 무선통신하는 전력공급측 무선통신부, 전력공급측 무선통신부를 통해 수신된 GPS좌표값을 계산하여 굴삭기의 위치를 확인하는 연산부, 연산부에서 계산된 굴삭기의 위치를 주기적으로 저장하는 메모리부, 굴삭기의 위치에 따라 드럼 구동부를 통해 케이블드럼의 회전방향과 회전수를 제어하는 제어부, 전원박스에 연결되고 케이블드럼에 권취된 충전용 케이블이 엉키거나 꼬이지 않도록 선회되게 안내하는 케이블가이드로 구성된 전력공급부와; 상기 전력공급부의 케이블이 접속/분리될 수 있는 케이블커넥터, 컨트롤러, 공급된 전력 및 전동발전기의 회생제동을 통해 얻은 전기를 충전하는 축전지, 상기 축전지에 연결되고 컨트롤러의 제어하에 과충전을 방지하는 과충전방지부, 상기 축전지에 연결되고 축전지의 전위차를 검출하여 컨트롤러로 출력하는 충전량검출부, 축전지에 연결되고 컨트롤러의 제어하에 축전지의 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 전동발전기로 공급하는 인버터, 컨트롤러에 연결되어 축전지의 검출전위가 기준전위보다 낮을 때 알람을 송출하는 알람부, 컨트롤러에 연결되고 전력공급측 무선통신부와 교신하는 굴삭기측 무선통신부, 컨트롤러에 연결되고 굴삭기의 위치를 좌표값으로 주기적으로 수신하고 컨트롤러의 메모리부에 저장하는 GPS수신부로 구성된 전력수신부를 구비한 전기 굴삭기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 굴삭기 시스템을 제공한다.

이때, 상기 GPS수신부로부터 수신된 굴삭기의 좌표는 상기 제어부가 연산부에서 주기적으로 계산된 제1, 2위치 값을 메모리부에 저장한 다음, 제1, 2위치 값의 차이를 통해 굴삭기가 전력공급부 쪽으로 접근했는지 아니면 멀어졌는지를 검출하도록 하되, 이 과정은 상기 굴삭기의 전력수신부가 상기 전력공급부와 케이블로 연결된 상태로 작업할 때만 적용되는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 연산부는 일정 시간 주기 마다 계산하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 전력공급부와 전력수신부를 분리 결합 가능하게 함으로써 작업 공간의 제약을 없애고, 작업효율을 향상시키며, 친환경적이고, 연료비를 절감하며, 굴삭기의 위치에 따라 케이블을 감고 푸는 제어를 자동으로 조절 가능하여 케이블의 적절한 장력유지는 물론 케이블 파손을 원천적으로 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 케이블식 전기 굴삭기의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기 굴삭기 시스템의 구성을 보인 블럭도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전기 굴삭기 시스템은 앞서 설명한 종래 케이블식 전기 굴삭기의 개념을 가지면서 충전 개념을 포함하여 필요시 전력을 공급받아 충전하고, 작업시에는 충전된 전력을 사용하며, 작업에 필요한 전압을 확보하고 있는지를 검출하여 필요시 충전할 수 있도록 구성된다.

이와 관련하여, 본 발명에 따른 전기 굴삭기 시스템의 구성 블럭도를 보여 주는 도 2를 참조한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 굴삭기 시스템은 전력공급부(100)와 전력수신부(200)가 분리 구성된다.

이때, 전력공급부(100)는 기존처럼 외부에서 전원을 공급하는 장소에 설치되고, 전력수신부(200)는 굴삭기 본체에 설치된다.

그리고, 상기 전력수신부(200)에는 상기 전력공급부(100)와 접속할 수 있도록 케이블커넥터(플러그와 소켓을 의미함)가 구비된다.

보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력공급부(100)는 전원박스(110)와, 케이블드럼(120), 케이블드럼(120)을 회전제어하는 드럼구동부(122), 드럼구동부(122)를 제어하며 연산부를 구비한 제어부(124) 및 케이블가이드(130), 그리고 상기 제어부(124)의 제어신호에 따라 일정주기별로 통신하는 전력공급측 무선통신부(140)를 포함한다.

이때, 상기 전원박스(110)는 다수의 컨트롤스위치를 구비하고 있으며, 외부전원이 연결되어 상기 전력수신부(200)와 접속시 외부전원으로부터 공급된 필요한 전력을 상기 전력수신부(200)로 공급할 수 있도록 설계된다.

또한, 상기 전력공급부(100)는 필요에 따라 복수로 설치될 수 있는데, 작업반경이 큰 경우 적정간격을 두고 다수 설치됨으로써 상기 전력수신부(200)를 통한 접속의 용이성을 제공하여 작업성을 더욱 높일 수 있다.

그리고, 상기 케이블드럼(120)은 전원박스(110)를 통해 컨트롤된 전력을 송전하는 케이블(Cable)을 감거나 풀어 주면서 근거리는 물론 원거리까지 케이블 관리를 원활하게 하여 준다.

이 경우, 상기 케이블드럼(120)은 동력원에 의해 구동될 수 있는데, 동력원으로는 구동모터를 들 수 있고, 또한 드럼구동부(122)에 의해 구동될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 드럼구동부(122)는 제어부(124)에 의해 제어되며, 상기 제어부(124)에는 연산부 및 메모리부가 포함된다.

상기 연산부는 굴삭기측 무선통신부(234)로부터 수신된 무선신호를 송신 받아 무선신호에 포함된 GPS좌표값을 토대로 굴삭기의 위치를 계산하고, 계산값을 메모리부에 저장한다.

이때, 상기 연산부는 제어부(124)의 제어신호에 따라 일정주기, 이를 테면 5초 혹은 10초 단위로 굴삭기의 제1위치값을 계산하여 메모리부에 저장하고, 이후 해당 주기에 굴삭기의 제2위치값을 계산하여 메모리부에 저장한 후 제1위치값과 제2위치값을 비교하여 굴삭기가 전력공급부(100) 쪽으로 접근했는지 혹은 멀어졌는지를 산출하게 된다.

그리고, 산출된 결과값에 따라 상기 제어부(124)는 드럼구동부(122)의 구동을 제어하게 되는데, 근접했다고 판단되면 케이블드럼(120)을 일정속도로 감아 케이블이 쳐지지 않도록 하고, 멀어졌다고 판단되면 그만큼 케이블드럼(120)을 역회전시켜 케이블을 풀도록 함으로서 케이블이 단선되지 않고 일정 장력을 유지한 채 굴삭기의 전원공급부(200) 측으로 전력을 안전하고 안정적으로 공급할 수 있도록 하여 준다.

아울러, 상기 케이블가이드(130)는 전력이 공급되는 케이블이 엉키거나 꼬이지 않도록 안내하도록 된 구조물로 도 1에 예시된 기존 케이블가이드 형태를 그대로 가질 수 있다.

이 경우, 상기 케이블가이드(130)는 케이블이 권취된 케이블드럼(120)으로부터 인출된 케이블을 일정길이 범위까지 원활하게 인출될 수 있도록 안내한다.

나아가, 전력공급측 무선통신부(140)는 앞서 설명한 바와 같이, 굴삭기측 무선통신부(234)와 무선통신을 수행하는 무선통신모듈이 장착된다.

한편, 전력수신부(200)는 주행 구동원인 엔진으로 전동발전기(230)를 포함하며, 상기 전동발전기(230)는 인버터(220)를 통해 직류 전원을 교류 전원으로 전환된 상태에서 교류 전원 형태로 전력을 공급받게 된다.

이때, 상기 인버터(220)는 컨트롤러(240)에 의해 제어된다.

또한, 상기 전동발전기(230)에는 컨트롤러(240)를 통해 제어될 수 있도록 유압펌프(260)가 연결된다.

아울러, 붐(Boom)을 탑재한 굴삭기 바디를 본체에 대해 360°회전시킬 수 있는 선회 전동발전기(232)도 더 포함한다.

그리고, 이들은 회생제동을 통해 전기에너지를 얻을 수 있도록 전동기 겸 발전기 형태를 취하고 있는데, 회생제동을 통해 얻어진 회생전기는 축전지(210)로 회수되어 축전된다.

이와 같이, 회생제동을 통해 회생된 전기를 축전지(210)에 축전하여 사용할 수 있으므로 구동에 따른 열 발생을 줄이고, 에너지의 재활용이 가능한 장점을 가진다.

물론, 상기 선회 전동발전기(232)도 상기 컨트롤러(240)에 의해 제어된다.

나아가, 상기 컨트롤러(240)는 소정의 메모리를 포함할 수 있다.

또한, 상기 컨트롤러(240)에는 굴삭기측 무선통신부(234)가 연결되며, 상기 무선통신부(234)는 앞서 설명한 전력공급측 무선통신부(140)와 무선통신을 수행하는데, 이는 상기 컨트롤러(240)의 제어하에 이루어진다.

뿐만 아니라, 상기 컨트롤러(240)에는 GPS수신부(236)가 더 연결된다.

상기 GPS수신부(236)는 본 발명 굴삭기의 위치를 검출하기 위한 수단으로, 잘 알려져 있는 GPS를 이용한다.

그리고, 수신된 GPS좌표값은 컨트롤러(240)에 포함된 메모리부에 저장되며, 상기 컨트롤러(240)의 제어하에 상기 굴삭기측 무선통신부(234)가 전력공급측 무선통신부(140)와 통신할 때 송신신호에 포함되어 함께 반송되며, 이때 무선신호는 상기 컨트롤러(240)의 제어값에 따라 주기적으로 송신될 수 있는데, 바람직하기로는 5초 또는 10초 단위로 이루어질 수 있다.

덧붙여, 상기 컨트롤러(240)는 후술되는 알람부(250)를 제어할 수 있는데, 이를 테면 상기 제어부(124)에서 검출된 거리 값이 설정치 이하, 즉 전력공급부(100)와 전력수신부(200)가 일정거리 이내로 가까워질 경우 알람을 출력하여 위험상황을 고지하도록 제어할 수 있다.

여기에서, 상술한 GPS좌표값을 이용한 거리측정의 개념은 본 발명에 따른 전기 굴삭기가 케이블을 연결한 상태로 전력공급부(100)로부터 근거리 작업시 적용되는 개념이다.

그리고, 상기 유압펌프(260)에는 유압제어밸브(270)가 접속되며, 유압펌프(260)에 의해 토출된 작동유는 상기 유압제어밸브(270)의 제어순서에 따라 붐 실린더(274), 아암 실린더(276), 버켓 실린더(278)를 구동하게 된다.

즉, 유압펌프(260)의 구동까지만 전기적 결합으로 이루어져 있기 때문에 전동발전기(230)의 구동력을 선택적으로 전달받도록 컨트롤러(240)에 의해 제어되지만, 이후 유압펌프(260)의 구동으로 발생된 작동유의 공급과 관련된 유압회로는 유압제어밸브(270)의 개폐제어를 통해 기존처럼 이루어지는 것이다.

그리고, 상기 주행 전동발전기(230)에 전력을 공급하는 축전지(210)가 구비되는데, 상기 축전지(210)는 직류형이기 때문에 앞서 설명하였듯이, 인버터(220)를 통해 전동발전기(230)로 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 공급하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 축전지(210)는 케이블가이드(130)를 통해 인출된 케이블과 케이블커넥터를 통해 접속되어 충전가능하게 구성된다.

다시 말해, 적정량의 전원이 충전되어 있는 상태에서는 전력공급부(100)로부터 분리되어 전동발전기(230)를 구동할 수 있으므로 굴삭기의 작업범위를 자유롭게 할 수 있고 확장할 수 있다.

다만, 충전된 전력이 일정 이하로 떨어지게 되면 굴삭기의 작업을 수행하기 어려우므로 미리 확인한 후 굴삭기를 전력공급부(100) 지근거리로 주행한 후 재접속하여 충전함으로써 이를 해결할 수 있다.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 축전지(210)에 축전량검출부(214)를 더 설치하고, 동시에 과충전에 의한 축전지(210) 손상을 방지할 수 있도록 과충전방지부(212)도 더 포함하여 설치된다.

이때, 상기 과충전방지부(212) 및 축전량검출부(214)는 모두 컨트롤러(240)와 연결되어 컨트롤러(240)에 의해 제어되도록 구성되는데, 이들 과충전방지부(212)와 축전량검출부는 과충전방지회로, 축전량검출회로 등과 같이 일종의 회로 형태를 갖는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 축전량검출부(214)는 축전지(210)의 잔존용량(SOC:State Of Charge) 및 온도에 따라 변화되는 내부저항을 검출하여 전위를 추정하는 방법 등 여러가지 방식으로 축전지(210)에 축전된 전기량, 즉 전위를 검출할 수 있는데 가장 간단한 방식인 축전지(210)의 양단 전압을 검출하고, 이를 컨트롤러(240)에 송신하며, 컨트롤러(240)는 수신된 검출전위를 구동에 필요한 기준전위와 비교하여 충전 여부를 확인하고 제어하도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 컨트롤러(240)에는 알람부(250)가 연결된다.

상기 알람부(250)는 굴삭기 운전자가 시청각적으로 확인할 수 있도록 경보음을 발하면서 경광등을 점멸시킬 수 있도록 구성된다.

이러한 알람부(250)는 앞서 설명한 축전량검출부(214)의 축전지(210) 검출 전위가 기준전위에 미치지 못할 경우 컨트롤러(240)의 제어하에 동작되는 것으로, 이를 통해 운전자가 굴삭기를 전력공급부(100) 쪽으로 주행시켜 전력공급부(100)에 마련된 케이블을 전력수신부(200)에 접속함으로써 충전작업을 수행하도록 하기 위한 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 작업반경이 전력공급부(100)로부터 멀지 않아 케이블의 길이 내에 있을 경우에는 굳이 전력공급부(100)와 전력수신부(200)를 분리할 필요 없이 케이블커넥터를 통해 전력공급부(100)와 전력수신부(200)를 접속한 상태를 유지하면서 전기 굴삭기의 케이블 보호장치를 통해 할 수 있는 작업, 예컨대 굴삭작업, 브레이커작업, 크라샤작업 등 원하는 작업을 수행하게 된다.

이 경우에는 전력공급부(100)를 통해 전력이 지속적으로 공급되고 있는 상태이므로 동력(유압펌프 구동용)이 충분한 상태에서 큰 무리 없이 작업이 가능하게 된다.

반면, 작업반경이 케이블 길이를 벗어나는 경우라면 전력공급부(100)로부터 충분한 전력을 공급받아 전력수신부(200)에 구비된 축전지(210)에 필요한 전력을 충분히 충전시킨다.

그리하여, 충전이 완료되면 케이블커넥터의 접속을 해제하여 전력공급부(100)와 전력수신부(200)가 분리되도록 한다.

이후, 굴삭기는 축전지(210)에 축전된 전력을 이용하여 주행 구동되며, 작업 장소로 이동 후 컨트롤러(240)의 제어하에 유압펌프(260)를 구동시켜 필요로 하는 작업을 하게 된다.

아울러, 작업중 알람부(250)를 통해 알람이 발생되면 운전자는 다시 굴삭기를 전력공급부(100) 쪽으로 주행하여 케이블커넥터를 접속함으로써 전력공급부(100)로부터 전력을 공급받아 축전지(210)에 충전하고, 충분한 축전이 이루어지면 다시 케이블을 분리한 다음 작업장소로 이동하여 작업하게 된다.

이때, 상기 전력공급부(100)를 작업반경에 맞춰 복수로 설치해 두면 충전을 위해 굴삭기가 이동하는 시간이 줄어들고, 그에 따라 충전시간도 줄어들게 되어 작업효율이 향상되는 장점을 갖게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 전기 굴삭기의 케이블 보호장치는 축전지(210)를 활용하여 엔진을 대체한 전동발전기(230)를 구동시킴으로써 주행은 물론 유압펌프(260)를 구동시켜 굴삭기가 수행할 수 있는 여러 가지 작업을 할 수 있으므로 작업효율이 향상되고, 에너지를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.

물론, 급속충전의 문제가 있으나, 이는 본 발명에서 다룰 범위에 속하지 않으며, 충전방법이나 축전지 구조 등에서 취급할 문제이므로 이에 대한 언급은 생략하였다.

특히, 굴삭기가 전력공급부(100)로부터 근거리 작업시에는 케이블을 연결한 상태로 작업하는 것이 효율적인데, 이 경우 굴삭기의 위치를 굴삭기에 장착된 GPS수신부(236)를 통해 주기적으로 확인하고, 그 좌표값을 전력공급부(100)의 제어부(124)가 전력공급측 무선통신부(140)를 통해 수신한 후 산술하여 확인하며, 이를 관리하면서 일정거리 이내로 더 근접되었을 때에는 경보를 발하고, 굴삭기의 위치에 따라 케이블드럼(120)을 정회전시키거나 역회전시키면서 케이블의 장력을 조절함으로써 케이블이 파손되지 않고 원활한 작업을 가능하게 하여 준다.

100 : 전력공급부 110 : 전원박스
120 : 케이블드럼 130 : 케이블가이드
140 : 전력공급측 무선통신부 200 : 전력수신부
210 : 축전지 220 : 인버터
230 : 전동발전기 232 : 선회 전동발전기
234 : 굴삭기측 무선통신부 236 : GPS수신부
240 : 컨트롤러 250 : 알람부
260 : 유압펌프 270 : 유압제어밸브

Claims (3)

1. 전력공급부와 전력수신부를 포함한 전기 굴삭기 시스템에 있어서;
   외부전원을 입력받아 충전전압으로 전환하고 다수의 제어용 버튼을 포함한 전원박스, 송전용 케이블을 감거나 풀도록 구비된 케이블드럼, 상기 케이블드럼의 회전구동을 제어하는 드럼구동부, 굴삭기측 무선통신부와 무선통신하는 전력공급측 무선통신부, 전력공급측 무선통신부를 통해 수신된 GPS좌표값을 계산하여 굴삭기의 위치를 확인하는 연산부, 상기 연산부에서 계산된 굴삭기의 위치를 주기적으로 저장하는 메모리부, 굴삭기의 위치에 따라 드럼구동부를 통해 케이블드럼의 회전방향과 회전수를 제어하는 제어부, 전원박스에 연결되고 케이블드럼에 권취된 충전용 케이블이 엉키거나 꼬이지 않도록 선회되게 안내하는 케이블가이드로 구성된 전력공급부와;
   상기 전원공급부의 케이블이 접속/분리될 수 있는 케이블커넥터, 컨트롤러, 공급된 전력 및 전동발전기의 회생제동을 통해 얻은 전기를 충전하는 축전지, 상기 축전지에 연결되고 컨트롤러의 제어하에 과충전을 방지하는 과충전방지부, 상기 축전지에 연결되고 축전지의 전위차를 검출하여 컨트롤러로 출력하는 충전량검출부, 상기 축전지에 연결되고 상기 컨트롤러의 제어하에 축전지의 직류 전원을 교류 전원으로 바꾸어 전동발전기로 공급하는 인버터, 컨트롤러에 연결되어 축전지의 검출전위가 기준전위보다 낮을 때 알람을 송출하는 알람부, 컨트롤러에 연결되고 전력공급측 무선통신부와 교신하는 굴삭기측 무선통신부, 컨트롤러에 연결되고 굴삭기의 위치를 좌표값으로 주기적으로 수신하고 컨트롤러의 메모리부에 저장하는 GPS수신부로 구성된 전력수신부를 구비한 전기 굴삭기;로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 굴삭기 시스템.
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 GPS수신부로부터 수신된 굴삭기의 좌표는 상기 제어부가 연산부에서 주기적으로 계산된 제1, 2 위치값을 메모리부에 저장한 다음, 제1, 2 위치값의 차이를 통해 굴삭기가 전력공급부 쪽으로 접근했는지 아니면 멀어졌는지를 검출하도록 하되, 상기 굴삭기의 전력수신부가 상기 전력공급부와 케이블로 연결된 상태로 작업할 때만 적용되는 것을 특징으로 하는 전기 굴삭기 시스템.
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 연산부는 일정 주기를 가지고 계산하는 것을 특징으로 하는 전기 굴삭기 시스템.
   

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