KR20150091961A

KR20150091961A - 농업용 붐형 고소 작업 장치

Info

Publication number: KR20150091961A
Application number: KR1020140083696A
Authority: KR
Inventors: 남영석
Original assignee: 남영석
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2015-08-12

Abstract

고안은, 농업용 붐형 고소 작업 장치에 관한 것으로, 전원을 공급하는 전원공급부를 지지하고, 이동 가능하게 양측에 나란하게 마련된 궤도와 상기 궤도를 구동하는 궤도구동부가 결합되는 프레임과; 상기 프레임에 결합되어 사용자가 탑승하는 작업 버킷과; 상기 프레임과 상기 작업 버킷 사이에 결합되어 상기 프레임에 대하여 상기 작업 버킷을 승강 가능하게 하는 붐부와; 상기 붐부 및 상기 작업 버킷이 상시 프레임이 지지되는 지반에 대하여 경사진 경우 상기 작업 버킷의 수평을 유지하도록 상기 붐부를 지지하는 붐부베이스를 상기 프레임에 대하여 회전 운동 가능하게 마련된 밸런스부;를 포함하는 것을 특징으로 본한다.
이에, 본 고안에 따르면, 보다 효율적으로 안정감을 유지할 수 있고 전도 예방을 할 수 있으며, 작업 버킷에서 간단하고 편리하게 사용할 수 있다.

Description

농업용 붐형 고소 작업 장치 {Agricultural Boom type Lifting Device}

본 고안은 농업용 붐형 고소 작업 장치에 관한 것으로, 특히 보다 안정적인 작업을 할 수 있는 구조로 개선한 농업용 붐형 고소 작업 장치에 관한 것이다.

사과, 배 등을 재배하는 과수원 등에서는 가지치기, 과실 수확을 위하여 높은 위치에서 작업을 하여야 하며 이러한 높은 위치에서의 작업에 고소 작업 수단을 필요로 한다.

이러한 고소 작업 수단은 이동을 하지 않는 것도 있을 수 있지만, 이동을 할 수 있는 것이 보다 효율적이므로 이동하는 고소 작업 장치이 사용되고 있다. 이러한 예가 선행 문헌에 개시되어 있다.

여기서 농업용 고소 작업 장치는 사용자가 탑승하는 작업 버킷을 승강시키는 수단인 붐의 형태에 따라 리프트형( 내지 가위형 리프트), 크레인과 같은 붐형으로 구분되기도 한다. 본 고안은 이러한 분류 중에서도 붐형과 관련된다.

그리나, 이러한 선행기술에서는 붐의 형태가 링크 하나로 구비되어 있어 사람이 작업하는 발판이 되는 작업대를 수평으로 유지하여야 하는 별도의 작동 수단을 구비하여야 하는 문제점이 있다.

또한, 지면이 고르지 못한 경우에는 지면의 경사를 고려하여 작업대의 수평을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 작동을 하는 과정에서 보다 사용자 중심으로 과도한 배선작업 등을 필요로 하지 않는 것이 바람직하다.

<선행 문헌>

공개특허공보 10-2012-0060589호 (2012년 6월 12일)

본 고안의 목적은, 보다 효율적으로 안정감을 유지할 수 있고 전도 예방을 할 수 있는 농업용 붐형 고소 작업 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은, 작업 버킷에서 간단하고 편리하게 사용할 수 있는 농업용 붐형 고소 작업 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 목적은, 전원을 공급하는 전원공급부를 지지하고, 이동 가능하게 양측에 나란하게 마련된 궤도와 상기 궤도를 구동하는 궤도구동부가 결합되는 프레임과; 상기 프레임에 결합되어 사용자가 탑승하는 작업 버킷과; 상기 프레임과 상기 작업 버킷 사이에 결합되어 상기 프레임에 대하여 상기 작업 버킷을 승강 가능하게 하는 붐부와; 상기 붐부 및 상기 작업 버킷이 상시 프레임이 지지되는 지반에 대하여 경사진 경우 상기 작업 버킷의 수평을 유지하도록 상기 붐부를 지지하는 붐부베이스를 상기 프레임에 대하여 회전 운동 가능하게 마련된 밸런스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업 장치에 의하여 달성된다.

또한, 상기 밸런스부는, 상기 붐부베이스를 상기 프레임에 대하여 회전 운동시키는 밸런스 실린더와, 상기 프레임에 대하여 상기 붐부베이스를 탄성 가압하는 밸런스 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸런스 실린더는 상기 궤도의 길이방향의 중심축선의 양측에 마련되고, 상기 밸런스 스프링은 상기 궤도의 길이방향의 중심축선의 양측에 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 붐부베이스가 회전 운동하는 범위를 제한하는 밸런스스토퍼를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 작업 버킷에는 사용자가 상기 궤도를 이동하거나 상기 작업 버킷의 승강 또는 경사 조절을 할 수 있는 조작반이 포함되고, 상기 조작반에서 상기 궤도를 이동 가능하게 조작하는 조작수단은 조이스틱을 포함하고, 상기 조이스틱의 이동량에 비례하여 상기 궤도의 이동 속도도 최저 속도에서 최고 속도 사이에서 비례적으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프레임에는 상기 전원공급부, 상기 궤도의 이동, 상기 작업 버킷의 승강을 가능하게 하는 붐부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 작업 버킷에는 사용자가 상기 궤도를 이동하거나 상기 작업 버킷의 승강 또는 경사 조절을 할 수 있는 조작반이 구비되어 상기 조작반과 상기 제어부는 CAN(Controller Area Network) 방식으로 연결된 것이 바람직하다.

본 고안에 따르면, 보다 효율적으로 안정감을 유지할 수 있고 전도 예방을 할 수 있으며, 작업 버킷에서 간단하고 편리하게 사용할 수 있는 농업용 붐형 고소 작업 장치를 제공할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 측면도, 정면도 및 평면도,
도 4a 및 도 4b는 선회 과정을 설명하기 위한 평면도,
도 5 및 도 6은 승강 과정을 설명하기 위한 측면도,
도 7은 밸런스 과정을 설명하기 위한 정면도이다.

이하에서 본 고안의 일실시예에 따른 농업용 붐형 고소 작업 장치(100, 이하에서 '고소 작업 장치'라고 함)에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 측면도, 정면도 및 평면도이고, 도 4a 및 도 4b는 선회 과정을 설명하기 위한 평면도이며, 도 5 및 도 6은 승강 과정을 설명하기 위한 측면도이고, 도 7은 밸런스 과정을 설명하기 위한 정면도이다.

이하에서 설명의 편의상 도 1에 도시된 바와 같이 궤도(115)의 길이방향인 지반 등에 지지되는 방향인 좌우 방향을 따라 'X' 방향, 상하 방향을 'Y' 방향, 'X-Y' 평면의 가로 방향인 전후 방향을 도 2에 도시된 바와 같이 'Z' 방향으로 한다.

고소 작업 장치(100)는, 전원을 공급하는 전원공급부(127)를 지지하고 이동 가능하게 양측에 나란하게 마련된 궤도(115)와 상기 궤도(115)를 구동하는 궤도구동부(123)가 결합되는 프레임(113)과; 상기 프레임(113)에 결합되어 사용자가 탑승하는 작업 버킷(117)과; 상기 프레임(113)과 상기 작업 버킷(117) 사이에 결합되어 상기 프레임(113)에 대하여 상기 작업 버킷(117)을 승강 가능하게 하는 붐부(160, 180)와; 상기 붐부(160, 180) 및 상기 작업 버킷(117)이 상기 프레임(113)이 지지되는 지반에 대하여 경사진 경우 상기 작업 버킷(117)의 수평을 유지하도록 상기 붐부(160, 180)를 지지하는 붐부베이스(197)를 상기 프레임(113)에 대하여 회전 운동 가능하게 마련된 밸런스부(190);를 구비한다.

프레임(113)은 견고한 구조를 가질 수 있도록 절곡된 판재나, 파이프, 형강 등의 다양한 소재를 이용하여 형성하여 이하의 각 구성을 견고하게 지지하고 고소 작업 과정에서 고소 작업 장치(100)가 전도되지 않도록 하는 구조를 갖는다.

궤도(115)는 양 궤도(115)의 길이방향을 따른 중심축선(도 3의 'Xc' 참조)을 중심으로 대향되도록 프레임(113)의 양측에 결합되어 있다. 약 궤도(115)를 구동하는 궤도구동부(123)는 각각 마련되어 고소 작업 장치(100)가 이동하는 과정에서 방향을 자유자재로 결정할 수 있다. 궤도구동부(123)는 유압에 의하여 작동되는 유압모터와 유압모터의 회전을 감속시키는 감속기를 포함한다. 궤도(115)는 일정한 폭과 길이방향 전체가 지상에 접촉되어 고소 작업 장치(100)를 보다 안정적으로 지지할 수 있고 지형 조건이 열악하더라도 이동할 수 있는 장점을 갖는다.

구동부(120)는, 궤도구동부(123), 각 붐부(160, 180)의 각 실린더(165, 185), 붐부(160, 180)와 작업 버킷(117)을 프레임(113)에 대하여 회전키시는 선회부(150) 등을 작동시키도록 유압을 형성시키는 유압모터와 유압 작동유의 흐름을 제어하는 각종 솔레노이드 밸브(미도시), 압력을 제어하고 감지하는 압력 센서(미도시) 등을 포함한다.

구동부(120)는 이러한 각종 모터, 센서 등에 전원을 공급할 수 있는 배터리를 포함하는 전원공급부(127)를 구비한다.

제어부(130)는 구동부(120)의 구동과 솔레노이드 밸브나 센서의 제어, 조작반(140)과의 통신, 고소 작업 장치(100)의 이동, 승강, 선회 및 밸런스 등과 관련된 과정을 제어하며 이러한 제어부(130)는 프레임(113)에 지지되는 것이 바람직하다.

조작반(140)은 작업 버킷(117)에서 탑승한 사용자가 고소 작업 장치(100)를 이동, 선회, 밸런스, 승강 작업을 각각 또는 동시에 제어할 수 있도록 구비되어 있다. 여기서, 조작반(140)에는 조이스틱과 같은 형태의 조작 수단을 구비하여 예를 들면, 이동하는 과정에서 최소 속도와 최고 속도 사이를 조이스틱의 조작 정도에 따라 비례적으로 조절할 수 있다.

즉, 최소 속도, 중간 속도 및 최고 속도로만 고소 작업 장치(100)가 이동되는 것이 아니라 최소 속도와 최고 속도 사이에서 조이스틱을 조작하는 정도에 따라 비례적으로 가속이 될 수 있다. 이동 과정을 포함하는 조절 과정이 선택된 상태에서 조이스틱을 20% 조작하면 최소 속도에서 20%가 가속된 속도로 이동하고 조이스틱을 60% 조작하면 최소 속도에서 70%가 가속된 속도로 이동하며 조이스틱을 100% 조작하면 최대 속도로 이동하게 된다. 이러한 제어 방식을 사용하여 평편한 땅에서는 고속으로 이동하고 경사지거나 평탄하지 않은 곳에서는 저속으로 이동하는 등 사용자의 선택 범위가 넓어져 사용이 편리한 이점을 갖는다.

또한, 조작반(140)과 제어부(130)는 CAN(Controller Area Network) 방식을 통해 통신이 이루어진다. 즉, 별도의 호스트 컴퓨터 없이 마이크로 콘트롤러나 장치들이 서로 통신할 수 있다는 장점을 갖는다. 이러한 방식을 선택하면 제어를 위한 배선 작업을 최소화할 수 있으며 통신 방식에 따른 위험도나 오동작을 예방할 수 있다.

선회부(150)는 프레임(113)에 대하여 붐부(160, 180), 중간링크부(170) 및 작업 버킷(117)이 상하 방향 회전 축선(도 2의 'Yc' 참조)을 중심으로 회전 운동할 수 있도록 마련되어 있다. 선회부(150)는 미도시된 웜과 웜휠과 같은 구조로 이루어져 선회구동모터의 회전이 웜에 전달되어 웜휠이 회전할 수 있는 구조를 갖는다. 여기서, 선회부(150)에서 회전하는 회전력을 제공하는 유압모터 또는 유압모터와 일체로 결합된 감속기와 결합된 웜이 상측의 제1 및 제2 붐부(160, 180)와 함께 회전하고 웜과 웜보다 상대적으로 크기가 크게 마련되어 웜과 결합되는 웜휠은 프레임(113)에 결합되어 회전을 하지 않는 구조로 마련되어 있어 비교적 구조를 간단하고 부품수를 감소시킬 수 있다. 이는 상대적으로 큰 웜휠이 회전하는 구조인 경우에는 웜휠이 상측의 제1 및 제2 붐부(160, 180)의 하중을 전부 견디면서도 회전하는 구조를 가져야 하므로 전체적으로 구조가 복잡하고 베어링 등과 같은 부품이 더 필요하거나 비교적 고하중에 견디는 베어링이 필요하기 때문이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 선회부(150)가 작동하면 붐부(160, 180), 중간링크부(170) 및 작업 버킷(117)이 궤도(115)의 중심축선('Zc' 참조)에 대하여 회전(도 4a의 'θ1' 참조)하여, 계속 선회부(150)가 작동하면 도 4b에 도시된 바와 같이 회전(도 4b의 'θ2' 참조)할 수 있다.

붐부(160, 180)는 프레임(113)과 인접하여 결합되는 제1 붐부(160)와, 작업 버킷(117)과 결합되는 제2 붐부(180)와, 제1 붐부(160)와 제2 붐부(180) 사이를 결합하는 중간링크부(170)를 포함한다.

각 붐부(160, 180)는 사절(四節)링크 구조로 구비되어 있다. 즉, 제1 붐링크(161) 및 제2 붐링크(181)와 각 붐링크(161, 181)와 나란하게 각각 결합되는 제1 보조링크(163) 및 제2 보조링크(183)를 구비하고 각 링크(161, 163, 181, 183)들은 각각의 핀(제1 붐부의 161a, 161b, 163a, 163b 그리고, 제2 붐부의 181a, 181b, 183a, 183b, 도 1 참조)에 결합되는 구조를 갖는다.

그리고, 각 붐부(160, 180)는 각 붐링크(161, 181)를 승강시키는 제1 실린더(165)와 제2 실린더(185)를 포함한다.

이러한 링크 구조에 의해 작업 버킷(117)을 궤도(115)측이 경사진 상태가 아니면 항상 지반에 대하여 평행한 상태를 유지할 수 있다.

중간링크부(170)는 제1 붐부(160)와 제2 붐부(180) 사이에 마련되어 작업 버킷(117)이 가장 하강한 상태(도 5의 'h1' 내지 'Y1' 위치 참조)인 사용자가 지상에서 작업 버킷(117)에 탑승하는 위치에 용이하게 탑승할 수 있도록 각 핀을 결합하는 구조를 갖는 것이 바람직하다.

밸런스부(190)는 이동하거나 작업을 하기 위한 지반이 경사진 경우 작업 버킷(117)을 수평으로 유지하며, 붐부베이스(197)를 프레임(113)에 대하여 밸런스 핀(191a)을 중심으로 양측에 마련(도 2의 좌우 방향)되어 회전 운동시키는 밸런스 실린더(191)와, 밸런스 실린더(191)에 대응하여 양쪽으로 마련되어 붐부베이스(197)를 탄성 가압하는 밸런스 스프링(미도시)과, 붐부베이스(197)가 일정한 각도 이상으로 기울어 지지 않도록 붐부베이스(197)와 소정 간격 이격되어 프레임(113)에 지지된 밸런스 스토퍼(195)를 포함한다. 이러한 밸런스 스프링은 상측에 상당한 하중을 밸런스 실린더(191)에 의하여서 지지하는 것을 보완하고 필요에 따라 카운터 밸런스로의 기능도 할 수 있다. 여기서, 밸런스 스프링은 밸런스 실린더(191)와 대향된 위치뿐만 아니라 밸런스 실린더(191)가 위치한 부분에도 배치될 수 있어 양측의 밸런스 스프링의 탄성 가압력을 보충할 수도 있음을 물론이다. 이러한 밸런스 스프링은 밸런스 스토퍼(195)에 결합될 수도 있다. 여기서, 밸런스 스프링은 도 2의 측면에서 보아 밸런스 실린더(191)가 중앙에 배치되고, 밸런스 실린더(191)의 좌우측으로 각각 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 밸런스 실린더(191)는 도 2의 좌우측으로 각각 1개씩 총 2개, 밸런스 스프링은 좌측 2개, 우측 2개로 총 4개로 마련되어 붐부베이스(197)를 탄성가압하는 것이 바람직하다.

그리고, 밸런스 스토퍼(195)는 프레임(113)에 결합되어 붐부베이스(197)와 이격되었다가 붐부베이스(197)가 회전하여 점점 밸런스 스토퍼(195)와 가까워지고 어느 정도 이상의 회전 범위에서 붐부베이스(197)와 접촉되고 접촉된 상태에서 더 이상 붐부베이스(197)가 경사지도록 회전할 수 없도록 회전을 제한하고 이러한 밸런스 스토퍼(195)는 도 7에서 보아 좌우측에 각각 마련되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 밸런스 스프링과 밸런스 실린더(191)의 구조에 의하여 보다 효율적으로 밸런스를 유지할 수 있으며, 밸런스 스토퍼(195)가 마련되어 필요 이상으로 기울어지거나 밸런스 실린더(191) 등의 파손 등으로 발생될 수 있는 위험을 예방할 수 있다.

즉, 밸런스부(190)는 도 7에서와 같이 붐부(160, 180)와 중간링크부(170)를 정면에서 보아 'Y' 축선 방향으로 유도한다. 즉, 비록 궤도(115)의 저면은 정상적인 수평 상태(도 7의 'Z' 참조)와 비교하여 경사져 있더라도(도 7의 'Z1' 참조) 우측의 밸런스 실린더(191)는 스트로크가 증가하고 좌측의 밸런스 실린더(191)는 스트로크가 감소하여 붐부베이스(197)를 밸런스 핀(191a)을 중심으로 회전시켜 작업 버킷(117)의 수평 상태를 유지할 수 있고 이 과정에서 미도시된 우측의 밸런스 스프링은 길이가 늘어나고, 좌측의 미도시된 밸런스 스프링은 길이가 줄어들게 된다.

이러한 구성을 구비한 본 고안에 따른 고소 작업 장치(100)에 대한 승강 과정을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하며 다음과 같다.

먼저, 사용자는 도 5에 도시된 바와 같이 작업 버킷(117)이 'Y1' 상태의 지상에서 높이 'h1'만큼 이격된 상태에서 작업 버킷(117)에 탑승한다.

다음, 작업 버킷(117)의 조작반(140)에서 미도시된 조작수단을 작동하여 제2 붐부(180)의 제2 실린더(185)가 작동하여 작업 버킷(117)을 'Y2' 및 'Y3' 상태로 상승시켜 작업 버킷(117)이 지상에서 각각 'h2' 및 'h3' 위치로 상승시킬 수 있다.

이러한 'h2' 및 'h3'의 위치가 통상적인 작업 위치이고, 필요에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 더 상승시킬 수 있다.

작업자는 제1 붐부(160)의 제1 실린더(165)가 작동할 수 있도록 조작수단을 작동시켜 작업 버킷(117)을 지상에서 'h4' 위치까지 상승시킬 수 있다.

여기서, 사용자는 제1 붐부(160)를 필요만큼 이동시키고 제2 붐부(180)를 이동시킬 수 도 있으며 제1 붐부(160)와 제2 붐부(180)를 동시에 이동시킬 수도 있다.

이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 보다 효율적으로 안정감을 유지할 수 있고 전도 예방을 할 수 있으며, 작업 버킷에서 간단하고 편리하게 사용할 수 있는 농업용 붐형 고소 작업 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 본 고안의 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 고안이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 고안의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 고안의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

100 : 고소 작업 장치 113 : 프레임
115 : 궤도 117 : 작업 버킷
120 : 구동부
123 : 궤도 구동부 127 : 전원공급부
130 : 제어부 140 : 조작반
150 : 선회부 160 : 제1 붐부
161 : 제1 붐링크 163 : 제1 보조링크
165 : 제1 실린더 170 : 중간 링크부
180 : 제2 붐부 181 : 제2 붐링크
183 : 제2 보조링크 185 : 제2 실린더
190 : 밸런스부 191 : 밸런스 실린더
191a : 밸런스핀
195 : 밸런스 스토퍼 197 : 붐부베이스

Claims

전원을 공급하는 전원공급부를 지지하고, 이동 가능하게 양측에 나란하게 마련된 궤도와 상기 궤도를 구동하는 궤도구동부가 결합되는 프레임과;
상기 프레임에 결합되어 사용자가 탑승하는 작업 버킷과;
상기 프레임과 상기 작업 버킷 사이에 결합되어 상기 프레임에 대하여 상기 작업 버킷을 승강 가능하게 하는 붐부와;
상기 붐부 및 상기 작업 버킷이 상시 프레임이 지지되는 지반에 대하여 경사진 경우 상기 작업 버킷의 수평을 유지하도록 상기 붐부를 지지하는 붐부베이스를 상기 프레임에 대하여 회전 운동 가능하게 마련된 밸런스부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업 장치.
제1항에 있어서,
상기 밸런스부는, 상기 붐부베이스를 상기 프레임에 대하여 회전 운동시키는 밸런스 실린더와, 상기 밸런스 실린더에 대응하여 상기 붐부베이스를 탄성 가압하는 밸런스 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업 장치.
제2항에 있어서,
상기 밸런스 실린더는 상기 궤도의 길이방향의 중심축선의 양측에 마련되고,
상기 밸런스 스프링은 상기 궤도의 길이방향의 중심축선의 양측에 마련되는 것을 특징으로 하는 고소 작업 장치.
제2항에 있어서,
상기 붐부베이스가 회전 운동하는 범위를 제한하는 밸런스스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 고소 작업 장치.
제1항에 있어서,
상기 작업 버킷에는 사용자가 상기 궤도를 이동하거나 상기 작업 버킷의 승강 또는 경사 조절을 할 수 있는 조작반이 포함되고,
상기 조작반에서 상기 궤도를 이동 가능하게 조작하는 조작수단은 조이스틱을 포함하고, 상기 조이스틱의 이동량에 비례하여 상기 궤도의 이동 속도도 최저 속도에서 최고 속도 사이에서 비례적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고소 작업 장치.
제1항에 있어서,
상기 프레임에는 상기 전원공급부, 상기 궤도의 이동, 상기 작업 버킷의 승강을 가능하게 하는 붐부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 작업 버킷에는 사용자가 상기 궤도를 이동하거나 상기 작업 버킷의 승강 또는 경사 조절을 할 수 있는 조작반이 구비되어
상기 조작반과 상기 제어부는 CAN(Controller Area Network) 방식으로 연결된 것을 특징으로 고소 작업 장치.