KR20130131978A - 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치에 관한 것으로서, 굴삭기를 기반으로 하여 굴삭기의 작동압을 이용해 와이어 로프가 감진 드럼을 구동시켜 목재를 견인하여 집재하도록 함으로써 별도의 굴삭기가 투입되지 않아도 작업장의 준비 및 목재수확 후 운송을 위한 각종 집적 및 상, 하차 작업을 수행할 수 있도록 하고, 목재를 견인하는 과정에서 한 쌍의 메인 및 홀백 드럼을 서로 동조시켜 홈이진 지형에서 공중에 떠 순간적으로 큰 하중이 걸리는 상황에서도 항상 설정된 장력으로 일정하게 견인할 수 있도록 자동 조절함으로써 별도의 스카이라인을 설치할 필요가 없어 장비의 설치 해체가 빨라 생산성을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치{DEVICE OF AUTO TENSION CONTROLL TYPE LOG-YARDING BASED ON EXCAVATOR}
본 발명은 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 굴삭기의 작동압을 이용해 와이어 로프가 감진 드럼을 구동시켜 목재를 견인하여 집재하도록 함과 아울러 목재 견인 과정에서 와이어 로프에 걸리는 장력이 자동 조절하여 일정하게 유지할 수 있도록 하는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 산지에서 목재를 견인하여 수확하는 작업은 목재의 이용을 위해 반드시 필요한 작업으로 최근 목재 수확을 위한 대부분의 집재 장비는 트랙터를 기반으로 하는 집재 장치들이 현장에서 주로 사용되어 왔다.
상기한 종래 집재 장치는 대부분은 2개의 견인드럼을 가지고 서로 방향을 바꿔가며 목재를 견인하거나 다음 견인을 위한 반송을 한다. 이때, 드럼의 회전 속도를 같게 할 경우 끌어당겨 감는 드럼 쪽은 와이어 로프가 감기면서 직경이 증가하게 되어 선속도는 점점 더 빨라지게 되는 반면에, 풀려 나가는 드럼 쪽은 와이어 로프가 풀리면서 직경이 감소하게 되어 선속도는 점점 더 늦어지게 된다.
상기한 와이어 로프의 선속도의 차이로 인해 끌어 당겨 감기는 드럼 쪽에서는 팽팽하게 잡아 당겨지게 되고 풀려 나가는 드럼 쪽에서는 느러지며 처짐이 발생하게 되고, 견인되는 목재가 한쪽이 들린 상태로 땅에 끌려오다가 홈이진 지형에서는 공중으로 떠 순간적인 큰 장력이 걸리게 되는 경우 견인 드럼이 설치된 집재 장치의 안전성에 문제를 일으키게 된다.
상기한 집재 장치의 안정성에 대한 문제점을 해결하기 위해 대부분의 집재 장치들은 별도의 스카이라인을 설치하여 되돌림 줄의 장력이 유지되지 않더라도 목재가 견인될 수 있도록 하고 있다. 그러나 이 또한 별도의 스카이라인을 설치에 따른 추가적인 작업의 수반되어야 하는 문제점을 갖는다.
또한, 집재 장치의 메인 및 홀백 드럼 운전은 작업기에 장착되어 있는 핸들에 의해 조작수가 직접 경험에 의존하기 때문에 이로 인해 날씨와 조작수의 경험에 따라 목재 생산의 생산성이 좌우되는 단점을 갖는다.
또한, 생산된 목재의 집적 및 운송 트럭에 상차하는 작업과 중간 이송 재목을 다시 하차하는 작업을 위해 별도의 굴삭기가 작업 현장에 별도로 투입되어야 하는 단점을 갖는다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 굴삭기를 기반으로 하여굴삭기의 작동압을 이용해 와이어 로프가 감진 드럼을 구동시켜 목재를 견인하여 집재하도록 함과 아울러 목재를 견인하는 과정에서 한 쌍의 메인 및 홀백 드럼을 서로 동조시켜 항상 설정된 장력으로 일정하게 유지하며 견인할 수 있도록 하는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치는, 굴삭기 본체 일측에 고정 설치되어 상기 굴삭기에서 발생된 작동압을 이용해 집재가 이루어질 수 있게 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프가 감긴 한 쌍의 메인 드럼 및 홀백 드럼을 구동 제어하는 집재기 본체; 상기 굴삭기의 봄에 설치되어 상기 메인 드럼 및 홀백 드럼들로부터 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프들이 각각 풀려 나가거나 감기는 방향을 가이드 하는 로프 가이드; 상기 메인 드림 및 홀백 드럼으로부터 풀려 나온 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프들을 회전 가능하게 도르레로 지주목에 걸어 기설정 높이로 공중에 매달리도록 고정하는 로프 지지구; 및 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프 상에 구비되어 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프를 따라 상기 목재를 걸어 이송시키는 반송기;를 포함하고, 상기 집재기 본체는 상기 굴삭기의 작동압을 이용해 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프가 감긴 상기 메임 드럼 및 홀백 드럼을 구동시키도록 유압 회로를 구성하는 유압 회로부; 및 상기 유압 회로부를 통해 목재의 집재시 상기 굴삭기에 장착된 조작반의 조작 신호에 따라 홀백 라인 및 메인 라인의 와이어 로프가 기설정된 장력을 일정하게 유지하도록 자동 제어하는 전기 제어부;를 포함하고, 상기 유압 회로부는 상기 굴삭기의 작동압을 수동 구동 관로 및 자동 구동 관로를 통해 상기 메인 드럼 및 홀백 드럼을 구동시키는 각각의 유압 모터들에 가변 공급하는 한 쌍의 전자석 유압전환 밸브; 상기 각 유압 모터를 연결하는 상기 수동 구동 관로들을 서로 연결하도록 설치되어, 상기 메인 드럼 및 상기 홀백 드럼으로부터 감기거나 풀려 나오는 상기 와이어 로프의 장력을 서로 동조시키는 비례제어 밸브; 및 상기 메인 드럼 및 상기 홀백 드럼을 연결하는 각각의 상기 수동 구동 관로 상에 설치되어, 상기 와이어 로프가 풀려 나가는 쪽의 상기 유압 모터에 배압을 걸어 목재의 집재시 상기 메인 라인 및 상기 홀백 라인의 와이어 로프가 일정한 장력을 유지하도록 하는 카운터 밸런스 밸브들;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 합니다.
여기서, 상기 집재기 본체는 상기 굴삭기의 운전실 옆쪽에 설치되는 측부 고정형, 상기 굴삭기의 운전실 뒤쪽에 설치되는 후부 고정형 또는 상기 굴삭기의 블레이드 앞쪽에 고정되는 블레이드 고정형 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프는 상기 반송기가 러닝 스카이라인(RUNNING SKYLINE), 슬랙라인(SLACK LINE) 및 하이 리드(HIGH LEAD) 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 상기 목재를 견인 이송하게 설치 고정될 수 있다.
또한, 상기 로프 가이드는 상기 굴삭기 붐의 굴절 마다 중심부에서 기설정 높이를 가지고 상측으로 연장되며 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프를 가이드 하기 가이드 롤로들이 고정 설치되도록 구성되거나, 상기 굴삭기 붐의 굴절 마다 최단부에 매달여 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프를 가이드하기 위한 가이드 롤러들이 설치되도록 구성될 수 있다.
상기한 본 발명의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치에 따르면, 굴삭기를 기반으로 하여 굴삭기의 작동압을 이용해 와이어 로프가 감진 드럼을 구동시켜 목재를 견인하여 집재하도록 함으로써 별도의 굴삭기가 투입되지 않아도 작업장의 준비 및 목재수확 후 운송을 위한 각종 집적 및 상, 하차 작업을 수행할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치에 따르면 목재를 견인하는 과정에서 한 쌍의 메인 및 홀백 드럼을 서로 동조시켜 홈이진 지형에서 공중에 떠 순간적으로 큰 하중이 걸리는 상황에서도 항상 설정된 장력으로 일정하게 견인할 수 있도록 자동 조절함으로써 별도의 스카이라인을 설치할 필요가 없어 장비의 설치 해체가 빨라 생산성을 높일 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 집재기 본체 및 로프 가이드가 설치된 상태를 도시한 굴삭기의 사시도이다.
도 3은 도 2의 집재기 본체 내부의 유압 회로도이다.
도 4는 도 2의 집재기 본체 내부의 전기 회로도이다.
도 5는 도 2의 집재기 본체의 제어 패널을 도시한 평면도이다.
도 6 및 도 7은 집재기 본체 체결 위치에 대한 변형예를 도시한 굴삭기의 사시도이다.
도 8은 로프 가이드의 변형예를 도시한 굴삭기의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치를 이용한 집재 방식의 도시한 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 집재기 본체 및 로프 가이드가 설치된 상태를 도시한 굴삭기의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치(100; 이하, "집재 장치"라 함)는 집재기 본체(110), 로프 가이드(120), 로프 지지구(140) 및 반송기(130)를 포함하여 구성된다.
집재기 본체(110)는 굴삭기 본체(10) 일측에 고정 설치되어 상기 굴삭기(1)의 작동압을 이용해 홀백 라인 및 메인 라인의 와이어 로프(151, 152)들이 일정한 장력을 유지할 수 있게 자동 장력 조절되며 집재가 이루어질 수 있게 이들이 감긴 한 쌍의 메인 드럼(111) 및 홀백 드럼(112)을 구동 제어하도록 구성된다.
본 실시예에서 집재기 본체(110)는 굴삭기 본체(10)의 운전실 옆쪽에 장착되는 측부 고정형 집재 장치(100)인 것을 예시한다. 그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 집재기 본체(210)가 굴삭기(10)의 운전실 뒤쪽에 고정 설치되는 후부 고정형 집재 장치(200)이거나 집재기 본체(310)가 굴삭기(1)의 블레이드(40) 앞쪽에 고정되는 블레이드 고정형 집재 장치(300)으로 이루어질 수 있다.
이때, 집재기 본체(110)가 굴삭기(1) 기반의 측부 고정형 및 후부 고정형 집재 장치(100, 200)의 경우는 굴삭기(1)를 집재 전용 장비로 활용시 주로 사용되며 특히, 후부 고정형(200)은 회전도 안전 대응형으로 이용된다. 그리고 집재기 본체(110)가 굴삭기 기반의 블레이드 고정형 집재 장치(300)의 경우는 탈 부착이 용이하여 집재 이외의 작업을 겸용으로 사용할 수 있다.
특히, 본 실시예의 집재기 본체(10) 내부에는 상기 굴삭기(1)의 작동압을 이용해 홀백 라인 및 메인 라인의 와이어 로프(151, 152)가 감긴 한 쌍의 메인 드럼(112) 및 홀백 드럼(112)을 구동 제어하도록 유압 회로부(160) 및 전기 제어부(170)를 포함하여 구성된다.
상기한 유압 회로부(160) 및 전기 제어부(170)에 대한 설명은 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 좀더 상세하게 하기로 한다.
로프 가이드(120; 포스트 암)는 상기 굴삭기 봄(20)에 설치되어 상기 메인 드럼(111) 및 홀백 드럼(112)으로부터 와이어 로프들(151, 152)이 각각 풀려 나가거나 감기는 방향을 가이드 롤러들(121, 122)을 통해 가이드 하도록 구성된다.
본 실시예에서 로프 가이드(120)는 상기 굴삭기 붐(20)의 굴절 마다 중심부에서 기설정 높이를 가지고 상측으로 연장되며 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프(151, 152)들을 가이드 하도록 설치되도록 구성되는 것을 예시한다.
그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 굴삭기 붐(20)의 굴절 마다 최단부에 매달려 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프들(151, 152)을 가이드 하기 위한 가이드 롤러들(221, 222)이 설치되도록 변형되어 구성될 수도 있다.
로프 지지구(140)는 상기 메인 드럼(111) 및 홀백 드럼(112)으로부터 풀려 나온 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프(151, 152)들을 회전 가능하게 도르레(141)로 지주목(150)에 걸어 기설정 높이로 공중에 매달리도록 고정하도록 구성된다.
이때, 지주목(150)은 말뚝(142)을 밖아 당겨지는 와이어 로프에 조임 금구(143)들을 연결하여 목재를 견인하여 집재시 필요한 지지력을 확보할 수 있도록 한다.
그리고 반송기(130)는 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프(151, 152)들 상에 구비되어 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프(151, 152)를 따라 상기 목재를 걸어 이송시키도록 구성된다.
도 3은 도 2의 집재기 본체 내부의 유압 회로도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 유압 제어부(160)는 메인 자동 및 수동 구동 관로(163, 164), 홀백 자동 및 수동 구동 관로(165, 166), 메인 및 홀백 전자석 유압 전환 밸브(161(a), 161(b)), 셔틀 밸브들(162(a), 162(b)), 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116), 비례 제어 밸브(167), 카운터 밸런스 밸브들(168(a)~168(d)), 체크 밸브들(171~174), 감압 밸브(169(a)) 및 전자석 밸브들(169(b)~169(d))을 포함하여 구성된다.
여기서, 메인 전자석 유압 전환 밸브(161(a)) 및 홀백 전자석 유압 전환 밸브(161(b))는 상기 굴삭기(1)의 작동압을 한 쌍의 메인 및 홀백 수동 구동 관로(163, 165) 또는 메인 및 홀백 자동 구동 관로(164, 166)를 통해 상기 메인 드럼(111) 및 상기 홀백 드럼(112)을 가동시키는 각각의 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)에 가변 공급하도록 한다.
따라서, 메인 드럼(115)은 메인 전자석 유압 전환 밸브(161(a))를 통해 굴삭기(1)의 작동압이 공급되는 메인 유압 모터(115)에 의해 구동되고, 홀백 드럼(116)은 홀백 전자석 유압 전환 밸브(161(b))에 의해 작동압을 공급되는 홀백 유압 모터(116)에 의해 구동된다.
여기서, 상기한 메인 수동 구동 관로(163) 및 홀백 수동 구동 관로(165)가 사용되는 수동 모드는 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프들(151, 152)을 설치하거나, 설치한 후 반송기(130)가 설치된 상태에서 목재를 견인하여 집재선까지 끌어올 때 사용된다.
그리고, 메인 자동 구동 관로(164) 및 홀백 자동 구동 관로(166)가 사용되는 자동 모드는 집재선까지 견인된 목재를 굴삭기(1)가 있는 곳까지 견인하는데 사용된다.
수동 모드에서는 각각 굴삭기(1)의 작동유를 메인 및 홀백 전자석 유압전환밸브(161(a), 161(b))으로부터 각각의 셔틀밸브(162(a), 162(b))를 경유하여 메인 수동 구동 관로(163) 및 홀백 수동 구동 관로(165)를 통해 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)로 공급하여 메인 및 홀백 드럼(111, 112)을 개별적으로 구동시킨다.
이때, 방향 전환은 작동유가 P포트에서 A포트로 정방향으로 공급하고, B포트에서 T포트로 방출유를 배출하도록 하여 역방향으로 전환할 수 있다.
한편, 자동모드는 수동모드와 다르게 메인 자동 구동 관로(164) 및 홀백 자동 구동 관로(166)을 통해 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)가 연속적으로 구동된다.
비례 제어 밸브(167)는 메인 및 홀백 수동 구동 관로들(163, 165)을 서로 연결하도록 관로 상에 설치되어, 상기 메인 드럼(115) 및 상기 홀백 드럼(116)으로부터 감기거나 풀려 나오는 상기 와이어 로프(151, 152)의 선속도를 서로 동조시키도록 한다.
그리고 카운터 밸런스 밸브(168)는 상기 메인 유압 모터(115) 및 상기 홀백 유압 모터(116)을 연결하는 메인 및 홀백 수동 구동 관로(163, 165) 상에 각각 설치되는 제1 및 제2 카운터 밸런스 밸브(168a, 168c)와, 상기 메인 유압 모터(115) 및 상기 홀백 유압 모터(116)을 연결하는 메인 및 홀백 자동 구동 관로(164, 166) 상에 각각 설치되는 제3 및 제4 카운터 밸런스 밸브(168b, 168d)로 이루어진다.
특히, 상기한 제1 내지 제4 카운터 밸런스 밸브들(168(a), 168(b), 168(c), 168(d))은 상기한 자동 및 수동 모드에서 상기 메인 또는 홀백 드럼(111, 112)으로부터 상기 와이어 로프(151, 152)가 풀려 나가는 쪽에 배압을 걸어 집재시 메인 또는 홀백 라인의 와이어 로프(151, 152)에 일정한 장력을 유지하도록 한다.
일례로, 목재를 견인하며 집재하는 경우 홀백 수동 구동 관로(165) 상에 설치되는 제3 카운터 밸런스 밸브(168(c))를 통해 배압이 걸린 상태로 홀백 드럼(112)에 감겨 있는 홀백 라인의 와이어 로프(152)를 풀어줌과 아울러 메인 드럼(111)을 같은 방법으로 반대로 메인 라인의 와이어 로프를 감아 올리는 방향으로 회전시켜 와이어 로프(151, 152)가 팽팽해지면서 일정하게 장력이 유지되도록 한다.
홀백 라인의 와이어 로프(15)에 일정한 장력을 유지 및 고정 시킨 후, 메인 드럼(111)에 감겨 있는 와이어 로프(151)를 풀거나 감는 방향으로 회전시켜 목재의 집재 및 분리가 이루어지게 된다.
이때, 목재의 큰 중량으로 홀백 라인에 부하가 발생 시 장력을 유지 못하고 느슨해지는 것을 방지하기 위해 굴삭기(1)의 작동압을 제1 및 제2 카운터 밸런스 밸브(168(a), 168(c))와 비례 제어 밸브(168)를 통해 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)로 공급함으로써 이를 방지할 수 있게 된다.
그리고, 목재를 집재한 후 이송할 때에는 굴삭기(1)의 작동압를 메인 유압 모터(15)에 공급하여 감는 방향으로 회전 시켜 구동하고, 반대쪽인 홀백 유압 모터에(116)는 작동압을 공급하지 않은 상태에서 메인 드럼(111)의 토크에 의해 풀려 일정한 장력이 유지된 상태로 목재를 이송할 수 있도록 한다.
한편, 메인 및 홀백 유압 모터들(115, 116)에 속력을 올려 작동 시킬 때, 작업 중 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)를 사용하지 않을 때 브레이크 등은 작동유가 감압 밸브(169(a)) 및 전자석 밸브(169(b)~169(d))을 통하여 메인 브레이크, 홀백 브레이크, 고속 견인 등의 유압 모터에 내장되어 있는 것을 기계적으로 설정 및 해지 할 수 있도록 한다.
도 4는 도 2의 집재기 본체 내부의 제어 회로도이고, 도 5는 도 2의 집재기 본체의 제어반을 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 전기 제어부(170) 구성하는 전기 회로에서 집재기 본체(110)로의 공급 전압이 12V이고, 제어 장치인 피엘시(PLC)는 구동 전압이 24V이므로 컨버터(Converter)를 사용하여 24V로 각각의 전원을 공급하도록 구성된다.
피엘시(PLC)의 구성은 XBM-DR16S CPU 모듈, XBF-AD04A 아날로그 입력 4채널, XBF-DV04A 디지털 입력 4채널 모듈 (LS산전, KOREA) 등으로 구성되며, 이를 제어할 수 있는 PLC 프로그램(XG5000)를 통해 제어가 이루어지는 것을 예시한다.
조작반의 전원 스위치(171)를 조작해 전원 공급이 되면 집재 장치(100)는 작동 대기 상태가 되며, 자동/수동 스위치(174)를 조작하여 전술한 수동(Manual) 모드 또는 자동(Auto) 모드로 작동하게 된다.
수동 모드에서는 견인(Haul) 또는 반송(HaulBack)을 위한 조이스틱(176)을 조작하여 견인(Haul) 또는 반송(HaulBack)을 위한 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)를 개별적으로 작동시킨다. 이때, 제어 신호는 아날로그 3~9V이고, 작동되지 않을 때에는 6V로 중립 상태를 유지한다.
한편, 수동 모드에서는 작동 시 메인 또는 홀백 유압 모터(115, 116)의 방향 및 속도 제어는 3∼6V, 6∼9V범위 내에서 이루어지나, 자동 모드에서의 작동은 수동 모드에서의 작동과는 달리 한 축의 조이스틱(176)을 사용하여 메인 및 홀백 유압 모터(115, 116)를 연동시키도록 한다.
수동 및 자동 모드의 작동에서 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프(151, 152)의 장력 조절은 장력 조절 노브(177)을 통해 입력값(0~10V)의 설정하여 비례 제어 밸브(167)를 가동 제어하고 아울러 카운터 밸런스 밸브(168)를 통해 풀려 가나가는 쪽에 배압을 걸러 장력이 자동 조절되며 일정하게 유지되게 된다.
조이스틱(176; 3~9V)을 이용하여 전진(Forward), 후진(Backward)으로 목재를 견인시키는 과정에서, 스피드 업 버튼(175)을 조작하며 목재의 견인 속도를 배가 시킬 수 있게 된다.
스카이라인 파킹(Skyline Parking) 스위치(172)를 조작하며 홀백 라인을 고정 시키고, 메인 라인을 동작시켜 목재를 집재 및 분리 할 수 있다.
떠힌, 홀 솔레노이드(Haul Solenoid; 12V) 및 홀백 솔레이이드(HaulBack Solenoid; 12V)는 비례 제어 밸브에 신호를 입력하여 유압 포트들을 제어하고, 견인 압력 센서(Haul Pressure Sensor) 및 이송 압력 센서(HaulBack Pressure Sensor)를 통한 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프에 걸리는 장력의 크기를 측정하여 비례 제블 밸브를 가동 제어하도록 한다.
그리고, 비상(Emergency) 버튼(178)은 비상 상황에 전원 공급을 끊어 주어 작동을 멈추게 하는 신호로 사용된다.
이하, 도 9를 참조하여 본 실시예의 굴식기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치를 이용한 목재의 집재 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치를 이용한 집재 방식의 도시한 개략도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치(100)를 이용한 목재의 집재를 위해서는 기본적으로 차량 설치 과정 및 가선 설치 과정이 선행되어야 한다.
차량 설치 과정에서 굴삭기(1)는 작업로 또는 임도변의 공간이 넓고 평탄한 지역에 정차한다. 그리고 지반이 견고한 장소에 설치하나 연약한 경우 전복이 우려되므로 블레이드(40) 아래에 통나무를 받쳐 사용하도록 한다. 그리고 크롤러(30)는 반드시 선주를 향하게 하며 도로폭이 좁은 경우 경사면을 파내어 본체의 설치장소 확보하도록 한다.
가선 설치 과정에서는 가선을 이루는 와이어 로프(151, 152)는 원칙적으로 경사면의 경사방향으로 설치되어야 하고, 집재 길이는 가능한 한 짧게 하며 지주목(150) 높이는 높게 한다.
그리고, 메인 라인의 와이어 로프(151; 견인줄)과 홀백 라인의 와이어 로프(152; 반송줄)을 풀고 집재 대상지의 견고한 지주목(입목; 150)에 로프 지지구(140)의 도르래(141)를 설치하여 두 개의 와이어 로프(151, 152) 선에 반송기(130)에 연결하고 지주목(150) 주변에 말뚝을 박아 조임 금구(143)가 설치된 와이어 로프로 지지하도록 설치한다.
이때, 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프(151, 152)의 연결에 따른 가선 설치 방법은 전술한 러닝 스카이라인(RUNNING SKYLINE) 방식뿐만 아니라 슬랙라인(SLACK LINE) 또는 하이리드(HIGH LEAD) 방식의 이용이 가능하다.
도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 러닝 스카이라인 방식(RUNNING SKYLINE)은 가선의 설치 및 철거가 용이하고, 원목을 들어 올리는 작업이 용이하며, 측방 집재가 편리하며, 상, 하향 집재 모두 가능하다. 그러나, 되돌림을 위한 반송줄 즉, 홀백 라인의 와이어 로프는 설치 거리 2배가 필요하다.
도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 슬랙라인(SLACK LINE) 방식은은 가선의 설치 및 철거가 용이하고, 원목을 들어 올리는 작업이 용이하며, 측방 집재가 편리하고, 상ㆍ하향 집재 모두 가능하다. 그러나, 상기한 러닝 스카이라인 방식과 마찬가지로 되돌림을 위한 반송줄은 설치 거리의 2배가 필요하다.
도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 하이리드(HIGH LEAD) 방식은 경사 10° 이상의 상향 집재 전용으로 주로 사용되며, 견인력을 최대한 활용할 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 조작이 다른 방법에 비해 간단하고, 원목을 들어 올리는 작업이 용이하며, 가선의 설치 및 철거가 용이하다.
이처럼, 본 실시예의 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치(100)는 굴삭기(1)를 기반으로 하여 굴삭기(1)의 작동압을 이용해 와이어 로프(151, 152)가 감진 메인 및 홀백 드럼(111, 112)을 구동시켜 목재를 견인하여 집재하도록 함으로써 별도의 굴삭기(1)가 투입되지 않아도 작업장의 준비 및 목재 수확 후 운송을 위한 각종 집적 및 상, 하차 작업을 수행할 수 있게 된다.
또한, 목재를 견인하는 과정에서 한 쌍의 메인 및 홀백 드럼(111, 112)을 서로 동조시켜 홈이진 지형에서 공중에 떠 순간적으로 큰 하중이 걸리는 상황에서도 항상 설정된 장력으로 일정하게 견인할 수 있도록 자동 조절함으로써 별도의 스카이라인을 설치할 필요가 없이 장치의 설치 및 해체가 단순한 러닝 스카이라인 방식뿐만 아니라 슬랙라인, 하이리드 방식을 적용할 수 있어 생산성을 높일 수 있게 된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1: 굴삭기 10: 굴삭기 본체
20: 붐 30: 크롤러
40: 블레이드 100: 집재 장치
110: 집재기 본체 111: 메인 드럼
112: 홀백 드럼 115: 메인 유압 모터
116: 홀백 유압 모터 120: 로프 가이드
121, 122: 로프 가이드 롤 130: 반송기
140: 로프 지지구 150: 지주목
151: 메인 라인의 와이어 루프 152: 홀백 라인의 와이어 루프
156, 157, 158, 159: 체크 밸브 160: 유압 회로부
161: 전자석 유압 전환 밸브 161a: 메인 전자석 유압 전환 밸브
161b: 홀백 전자석 유압 전환 밸브 162(a), 162(b): 셔틀 밸브
163: 메인 수동 구동 관로 164: 메인 자동 구동 관로
165: 홀백 수동 구동 관로 166: 홀백 자동 구동 관로
167: 비례 제어 밸브 168: 카운터 밸런스 밸브
168(a): 메인 수동 카운터 밸런스 밸브
168(b): 메인 자동 카운터 밸런스 밸브
168(c): 홀백 수동 카운터 밸런스 밸브
168(d): 홀백 자동 카운터 밸런스 밸브
170: 전기 제어부 171: 전원 스위치
172: 스카이라인 파킹 스위치 173: 전원 램프
174: 자동/수동 스위치 175: 스피드 업 버튼
176: 조이스틱 177: 장력 조절 노브

Claims (5)

  1. 굴삭기 본체 일측에 고정 설치되어 상기 굴삭기에서 발생된 작동압을 이용해 집재가 이루어질 수 있게 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프가 감긴 한 쌍의 메인 드럼 및 홀백 드럼을 구동 제어하는 집재기 본체;
    상기 굴삭기의 봄에 설치되어 상기 메인 드럼 및 홀백 드럼들로부터 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프들이 각각 풀려 나가거나 감기는 방향을 가이드 하는 로프 가이드;
    상기 메인 드림 및 홀백 드럼으로부터 풀려 나온 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프들을 회전 가능하게 도르레로 지주목에 걸어 기설정 높이로 공중에 매달리도록 고정하는 로프 지지구; 및
    상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프 상에 구비되어 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프를 따라 상기 목재를 걸어 이송시키는 반송기;를 포함하고,

    상기 집재기 본체는,
    상기 굴삭기의 작동압을 이용해 상기 메인 라인 및 홀백 라인의 와이어 로프가 감긴 상기 메임 드럼 및 홀백 드럼을 구동시키도록 유압 회로를 구성하는 유압 회로부; 및
    상기 유압 회로부를 통해 목재의 집재시 상기 굴삭기에 장착된 조작반의 조작 신호에 따라 홀백 라인 및 메인 라인의 와이어 로프가 기설정된 장력을 일정하게 유지하도록 자동 제어하는 전기 제어부;를 포함하고,

    상기 유압 회로부는,
    상기 굴삭기의 작동압을 수동 구동 관로 및 자동 구동 관로를 통해 상기 메인 드럼 및 홀백 드럼을 구동시키 각각의 유압 모터들에 가변 공급하는 한 쌍의 전자석 유압 전환 밸브;
    상기 각 유압 모터를 연결하는 상기 수동 구동 관로들을 서로 연결하도록 설치되어, 상기 메인 드럼 및 상기 홀백 드럼으로부터 감기거나 풀려 나오는 상기 와이어 로프의 선속도를 서로 동조시키는 비례 제어 밸브; 및
    상기 메인 드럼 및 상기 홀백 드럼을 연결하는 각각의 상기 수동 및 자동 구동 관로 상에 각각 설치되어, 상기 와이어 로프가 풀려 나가는 쪽의 유압 모터에 배압을 걸어 목재의 집재시 상기 메인 라인 및 상기 홀백 라인의 와이어 로프가 일정한 장력을 유지하도록 하는 카운터 밸런스 밸브들;을 포함하는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 집재기 본체는,
    상기 굴삭기의 운전실 옆쪽에 설치되는 측부 고정형, 상기 굴삭기의 운전실 뒤쪽에 설치되는 후부 고정형 또는 상기 굴삭기의 블레이드 앞쪽에 고정되는 블레이드 고정형 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프는,
    상기 반송기가 러닝 스카이라인(RUNNING SKYLINE), 슬랙라인(SLACK LINE) 및 하이 리드(HIGH LEAD) 중에서 선택된 어느 하나의 방식으로 상기 목재를 견인 이송하게 설치 고정되는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 로프 가이드는,
    상기 굴삭기 붐의 굴절 마다 중심부에서 기설정 높이를 가지고 상측으로 연장되며 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프를 가이드 하기 가이드 롤로들이 구정 설치되는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 로프 가이드는,
    상기 굴삭기 붐의 굴절 마다 단부에서 상기 홀백 라인 및 상기 메인 라인의 와이어 로프를 가이드하기 위한 가이드 롤러들이 설치되는 굴삭기 기반의 자동 장력 조절형 집재 장치.
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