KR20160000799A

KR20160000799A - 농업용 고소작업기

Info

Publication number: KR20160000799A
Application number: KR1020140078485A
Authority: KR
Inventors: 김남주
Original assignee: 김남주
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-01-05
Also published as: KR101674718B1

Abstract

농업용 고소작업기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 메인프레임에 연결되고 일측 가장자리로 갈수록 하방향으로 경사진 경사프레임과 경사프레임의 상측에 연결된 상측프레임과 메인프레임에 연결되고 상하방향으로 배치된 가이드레일을 갖는 지지구조체, 메인프레임에 설치된 복수의 주행바퀴 및 주행모터를 갖는 주행부, 일측이 경사프레임의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 연결된 작업대, 가이드레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 배터리하우징과 상측프레임에 설치된 배터리도르래와 일단부는 작업대에 결합되고 중간부분은 배터리도르래에 의해 지지되며 타단부는 배터리하우징에 결합된 배터리와이어를 갖는 승강부를 포함하는 농업용 고소작업기가 제공될 수 있다.

Description

농업용 고소작업기{LIFT FOR FARM WORK}

본 발명은 농업용 고소작업기에 관한 것으로, 키가 큰 과실수를 재배하는 과수원과 같이 고소에서 작업이 행해지는 데에 사용되는 농업용 고소작업기에 관한 것이다.

사과, 배, 복숭아 등 비교적 키가 큰 과실수에 대한 농작업에는 농업용 고소작업기가 사용되는 것이 일반적이다.

예를 들어, 현재 농업용 고소작업기로는 대한민국특허청 등록특허공보 제10-1200204호 및 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2014-0060388호에 개시된 바와 같은 것이 사용되고 있다.

그런데, 이러한 농업용 고소작업기는 작업자가 탑승한 작업대에 큰 하중이 가해지므로, 작업대의 승강에 많은 동력이 소요된다. 이에 따라 농작업을 행하던 중 농업용 고소작업기에 연료를 추가로 공급해야 하거나, 방전된 배터리를 교체 또는 재충전해야 하는 경우가 빈번하게 발생되어 농작업의 효율성이 저하되는 단점이 있다.

또한, 산지가 많고 상당수의 과수원의 지면에 경사가 형성되어 있는 우리나라 지형의 특성에 따라, 경사진 지면에서 농업용 고소작업대를 사용할 경우 작업대가 높이 상승될수록 작업대의 무게중심이 경사방향으로 편심되는 현상이 일어나 농작업의 안전성이 저하될 우려 또한 큰 실정이다.

따라서, 작업대의 승강에 소요되는 동력을 최소화할 수 있고, 경사진 지면에서도 안정적으로 사용될 수 있는 농업용 고소작업기의 제공이 절실한 실정이다.

대한민국특허청 등록특허공보 제10-1200204호(발명의 명칭: 과수 작업용 고소 작업대, 등록일: 2012년 11월 5일) 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2014-0060388호(발명의 명칭: 시저리프트가 구비된 과수작업용 차량, 공개일: 2014년 5월 20일)

본 발명의 실시예는 작업자의 승강작업에 소요되는 동력을 최소화하고자 한다.

그리고, 본 발명의 실시예는 경사진 지면에서도 작업자가 안정적으로 작업을 행할 수 있도록 하고자 한다.

또한, 본 발명의 실시예는 작업자가 고소작업을 행할 때에도 높은 안정성을 갖도록 하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 메인프레임과 상기 메인프레임에 연결되고 일측 가장자리로 갈수록 하방향으로 경사진 경사프레임과 상기 경사프레임의 상측에 연결된 상측프레임과 상기 메인프레임에 연결되고 상하방향으로 배치된 가이드레일을 갖는 지지구조체와, 상기 메인프레임에 설치된 복수의 주행바퀴 및 주행모터를 갖는 주행부와, 일측이 상기 경사프레임의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 연결된 작업대와, 상기 가이드레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 배터리하우징과 상기 상측프레임에 설치된 배터리도르래와 일단부는 상기 작업대에 결합되고 중간부분은 상기 배터리도르래에 의해 지지되며 타단부는 상기 배터리하우징에 결합된 배터리와이어를 갖는 승강부를 포함하는 농업용 고소작업기가 제공될 수 있다.

여기서, 상기 승강부는 상기 지지구조체에 회전 가능하게 설치된 전동샤프트와, 상기 전동샤프트에 설치된 승강풀리와, 상기 전동샤프트에 설치된 배터리풀리와, 상기 지지구조체에 설치되어 상기 전동샤프트를 회전시키는 승강모터와, 상기 상측프레임에 설치된 승강도르래와, 일단부는 상기 작업대에 결합되고 중간부분은 상기 승강도르래에 의해 지지되며 타측은 상기 승강풀리에 결합된 승강와이어를 포함할 수 있다.

또는, 상기 승강부는 상기 경사프레임의 길이방향을 따라 형성된 래크와, 상기 작업대에 회전 가능하게 설치된 전동샤프트와, 상기 전동샤프트에 결합되고 상기 래크에 치합되는 피니언과, 상기 작업대에 설치되어 상기 전동샤프트를 회전시키는 승강모터를 포함할 수 있다.

상기 작업대는, 상기 경사프레임에 연결된 지지부와, 상기 지지부에 회동 가능하게 결합된 회동부와, 상기 지지부로부터 상방향으로 돌출 형성된 고정바와, 일단부는 상기 회동부에 결합되고 타측은 상기 고정바에 분리 가능하게 고정되어 상기 지지부에 대하여 상기 회동부의 회동된 상태가 유지되도록 하는 고정수단을 포함할 수 있다.

이때, 상기 작업대에는 상기 지지부 및 상기 회동부의 가장자리부분에 각각 설치된 안전펜스가 더 포함될 수 있다.

상기 주행부는 상기 메인프레임의 전방 또는 후방에 설치된 하나의 앞바퀴를 더 포함하고, 상기 주행바퀴는 상기 메인프레임의 일측 및 타측에 각각 하나씩 배치될 수 있다.

상술한 농업용 고소작업기는, 상단부는 상기 상측프레임에 연결되고 하단부는 상기 메인프레임에 연결된 사다리를 더 포함할 수 있다.

상술한 농업용 고소작업기는 상기 배터리하우징에 설치된 추고정수단과, 상기 추고정수단에 탈착 가능하게 결합되는 하나 이상의 무게조절추를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 작업대 또는 상기 경사프레임에는 상기 작업대에 가해지는 하중을 감지하는 무게감지수단이 더 설치될 수 있다.

그리고, 상술한 농업용 고소작업기에는 상기 주행모터 및 상기 승강모터의 작동여부 및 회전방향을 각각 조절하는 컨트롤패널이 더 포함될 수 있고, 상기 컨트롤패널은 상기 작업대에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 작업자가 탑승하는 작업대의 하중과 배터리가 안착된 배터리하우징의 하중이 상쇄되도록 연동하여 작업대의 승강에 소요되는 동력이 최소화되도록 함으로써, 한 번의 배터리 충전으로 농작업을 연속적으로 행할 수 있는 시간이 증가됨에 따라 농작업의 효율성이 향상될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 작업대의 일부가 지면에 경사에 따라 경사각을 조절할 수 있도록 함으로써 작업자가 안정적인 자세로 농작업을 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 작업자가 탑승한 작업대가 상승될수록 무게중심이 지지구조체의 중심부로 이동되도록 함으로써 고소작업을 행할 때에도 높은 안정성을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 고소작업기의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 정면도
도 3은 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 평면도
도 4는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 승강부를 설명하기 위한 계통도
도 5는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 작동을 설명하기 위한 도면
도 6 및 도 7은 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 작업대의 작동을 설명하기 위한 도면
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기의 사시도
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 농업용 고소작업기의 정면도
도 11은 도 8 및 도 9에 도시된 농업용 고소작업기의 평면도

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 고소작업기의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 정면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 평면도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 고소작업기의 구성을 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 고소작업기(100)에는 지지구조체, 주행부, 작업대(140) 및 승강부가 포함된다.

지지구조체에는 메인프레임(110), 지지프레임(111), 경사프레임(112), 상측프레임(113) 및 가이드레일(114)이 포함된다.

주행부에는 주행바퀴(120), 주행모터(121), 구동축(122), 체인(123) 및 앞바퀴(125)가 포함된다.

작업대(140)에는 지지부(141), 고정바(142), 지지롤러(143, 144), 체결부(145), 힌지(146), 회동부(147) 및 고정수단(148)이 포함된다.

승강부에는 승강도르래(115), 배터리도르래(116), 전동샤프트(130), 승강풀리(131), 배터리풀리(132), 승강모터(133), 스프로킷(134), 승강체인(135), 승강와이어(136), 배터리와이어(137), 배터리하우징(150)이 포함된다.

참고로, 도시되지는 않았으나, 배터리하우징(150) 내에는 주행모터(121) 및 승강모터(133)에 전력을 공급하는 배터리가 안착된다.

지지구조체는 농업용 고소작업기(100)에 가해지는 여러 방향의 힘을 견딜 수 있도록 견고하게 제조되어야 하므로, 상술한 지지구조체의 구성요소들 외에 여러 보강프레임이 추가될 수 있을 뿐만 아니라, 상술한 구성요소들의 형상 또한 변경될 수 있다.

메인프레임(110)은 도시된 바와 같이 농업용 고소작업기(100)의 하측을 구성하며, 메인프레임(110)에는 주행바퀴(120), 주행모터(121) 및 앞바퀴(125) 등이 설치된다.

주행바퀴(120)는 메인프레임(110)의 일측 및 타측에는 각각 배치되고, 주행바퀴(120)는 주행모터(121)의 구동축(122)에 결합된 스프로킷과 체인(123)에 의해 연결되어 주행모터(121)의 작동에 따라 주행바퀴(120)가 일방향이나 타방향으로 회전되거나 정지된다.

참고로, 도시되지는 않았으나, 주행바퀴(120)에는 필요에 따라 주행바퀴(120)의 회전을 정지시키는 브레이크가 설치될 수도 있다. 이는 경사진 지면에서 주행바퀴(120)가 임의로 회전되어 농업용 고소작업기(100)가 이동되는 것을 방지하기 위한 것이다.

앞바퀴(125)는 도시된 바와 같이 메인프레임(110)의 전방에 설치되거나, 도시되지는 않았으나 후방에 설치될 수도 있다.

주행바퀴(120) 및 앞바퀴(125)의 수는 필요에 따라 가감될 수 있다.

그런데, 농업용 고소작업기(100)가 사용되는 과수원의 지면에는 요철이 형성되거나 돌 등이 배치되어 그 표면이 평탄하지 않을 수 있다. 따라서, 농업용 고소작업기(100)에는 한 쌍의 주행바퀴(120) 및 앞바퀴(125)가 설치되도록 하여 고르지 못한 지형에서도 3점 지지가 되도록 함으로써 농업용 고소작업기(100)의 안정성이 향상되도록 할 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이 각각의 주행바퀴(120)마다 주행모터(121)가 설치되어 복수의 주행바퀴(120)가 각각 구동되도록 할 수도 있고, 도시되지는 않았으나 필요에 따라서는 한 쌍의 주행바퀴(120)를 축으로 연결하고 이 축을 주행모터(121)가 구동시키도록 하여 한 쌍의 주행바퀴(120)가 동시에 구동되도록 할 수도 있다.

여기서, 주행바퀴(120) 및 앞바퀴(125)의 배치는 농업용 고소작업기(100)를 농작업에 사용할 경우의 무게중심을 고려하여 최대한 안정성이 높아지도록 한다. 예를 들어, 농업용 고소작업기(100)의 무게중심이 한 쌍의 주행바퀴(120) 및 앞바퀴(125)를 잇는 가상의 삼각형의 무게중심에 일치하거나 최대한 근접하도록 배치할 수 있다.

한편, 경사프레임(112)의 하단부는 메인프레임(110)에 연결되며 도시된 바와 같이 농업용 고소작업기(100)의 일측으로 갈수록 하방향으로 경사지도록 설치된다. 경사프레임(112)의 수는 도시된 바와 같이 한 쌍이 설치될 수 있으며, 필요에 따라 가감될 수 있다.

경사프레임(112)의 상측에는 상측프레임(113)이 연결된다. 상측프레임(113)에는 지지프레임(111)이 설치되는데, 지지프레임(111)의 하단부는 메인프레임(110)에 연결되고, 상단부는 경사프레임(112) 및 상측프레임(113)에 연결될 수 있다.

즉, 메임프레임(110)의 일부와 지지프레임(111) 및 경사프레임(112)이 도시된 바와 같이 삼각형의 트러스구조를 형성하도록 함으로써, 지지구조체의 견고성이 향상되도록 할 수 있다.

가이드레일(114)은 상하방향으로 배치되는데, 도시된 바와 같이 가이드레일(114)의 하단부는 메인프레임(110)에 연결되고 상단부는 상측프레임(113)에 연결될 수 있다.

가이드레일(114)의 수는 도시된 바와 같이 한 쌍이 설치될 수 있으며, 필요에 따라 그 수가 가감될 수 있다.

작업대(140)는 그 일측에 설치된 지지롤러(143, 144)에 의해 경사프레임(112)에 지지되며, 이러한 구성에 의해 작업대(140)는 경사프레임(112)에 대하여 일정한 각도를 유지한 상태로 경사프레임(112)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하게 연결된다.

참고로, 작업대(140) 및 경사프레임(112) 사이의 슬라이딩 이동 가능한 연결은 직선운동 가이드(linear motion guide), 칼라(collar) 등과 같이 작업대(140)에 설치되어 그 상대적인 각도를 유지하면서 경사프레임(122)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동되는 것으로 치환될 수도 있다.

도시되지는 않았으나, 작업대(140) 또는 경사프레임(122) 등에는 리미트스위치와 같은 작업대(140)의 위치를 감지하는 수단이 설치되어 작업대(140)가 경사프레임(122)의 길이 범위를 벗어나지 않도록 할 수 있다.

작업대(140)의 추가적인 구성 및 작동에 대해서는 아래에서 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

상술한 승강부는 아래와 같은 구성을 갖는다.

배터리하우징(150)은 가이드레일(114)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되어, 가이드레일(114)의 길이방향을 따라 상하방향으로 이동될 수 있다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 배터리하우징(150) 및 가이드레일(114) 사이의 슬라이딩 이동 가능한 결합에는 앞에서 언급한 롤러, 직선운동 가이드, 칼라 등 다양한 수단이 적용될 수 있다.

참고로, 본 명세서에서 언급되는 수평, 수직, 상하방향 및 나란함은 수학적이거나 기하학적인 수평, 수직, 상하방향 및 나란함을 의미하는 것이 아니라, 가공오차나 이송오차 등을 감안한 수평방향, 수직방향, 상하방향 및 나란함을 의미함을 밝힌다.

승강도르래(115) 및 배터리도르래(116)는 상측프레임(113)에 각각 설치된다.

승강도르래(115)는 도시된 바와 같이 한 쌍이 상측프레임(113)의 가장자리 부분에 설치될 수 있는데, 필요에 따라서는 아래에서 설명할 승강풀리(131)의 수에 따라 가감되거나 위치가 변경될 수 있다.

배터리도르래(116) 또한 도시된 바와 같이 복수가 설치될 수 있으며, 배터리하우징(150)의 위치에 따라 그 수 및 위치가 변경될 수 있다.

즉, 현재 배터리도르래(116)는 아래에서 설명할 배터리와이어(137)와 배터리하우징(150) 사이에 간섭이 발생되지 않도록 하기 위하여 그 수 및 위치가 예시된 것으로, 배터리풀리(132)의 위치에 따라 배터리도르래(116)의 수 및 위치가 변경될 수 있다.

전동샤프트(130)는 지지구조체에 설치되는데, 도시된 바와 같이 메인프레임(110)에 설치될 수 있고, 필요에 따라서는 지지프레임(111)이나 상술한 보강프레임에 설치될 수도 있다. 자세하게 도시되지는 않았으나, 전동샤프트(130)는 지지구조체에 결합된 한 쌍 이상의 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 잇다.

승강모터(133) 또한 메인프레임(110) 등의 지지구조체에 설치되고, 승강모터(133)의 축 및 전동샤프트(130) 사이에는 스프로킷(134) 및 체인(135) 등과 같은 전동수단이 설치되어 승강모터(133)에 의해 전동샤프트(130)가 회전되도록 구성된다.

전동샤프트(130)에는 승강풀리(131) 및 배터리풀리(132)가 설치된다. 이때, 앞에서 설명한 바와 같이, 승강풀리(131) 및 승강도르래(115)는 상응하는 위치 및 수가 설치되고, 배터리풀리(132) 및 배터리도르래(116)도 상응하는 위치에 설치될 수 있다.

승강와이어(136)는 도시된 바와 같이 일단부가 작업대(140)에 결합되고, 중간부분은 승강도르래(115)에 의해 지지되며, 타측은 승강풀리(131)의 회전에 따라 승강풀리(131)에 풀리거나 감길 수 있도록 결합된다.

배터리와이어(137)는 도시된 바와 같이 일단부가 작업대(140)에 결합되고, 중간부분은 배터리도르래(116)에 의해 지지되며, 타단부는 배터리하우징(150)에 결합된다.

참고로, 승강와이어(136) 및 배터리와이어(137)는 도면에 일부가 예시된 바와 같이 작업대(140)에 구비된 체결부(145)에 견고하게 고정 결합된다.

한편, 도시되지는 않았으나, 농업용 고소작업기(100)에는 주행모터(121), 승강모터(133). 앞에서 언급한 리미트스위치와 같은 감지수단 및 배터리하우징(150) 내에 안착된 배터리와 전기적으로 연결된 제어회로가 더 포함될 수 있으며, 작업자가 원하는 대로 주행모터(121) 및 승강모터(133)의 작동여부 및 회전방향을 조종할 수 있는 컨트롤패널이 더 포함될 수 있다.

이때, 도시되지는 않았으나, 제어회로는 지지구조체 또는 작업대(140)에 별도로 구비된 컨트롤박스 내에 설치되거나 배터리하우징 내에 설치될 수 있다.

참고로, 배터리하우징, 컨트롤박스 및 컨트롤패널 및 이들을 전기적으로 연결하는 케이블 등은 우천 시 우수가 내부로 유입되지 않도록 적당한 정도의 방수성능을 갖도록 할 수 있다.

도 5에는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 작동을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 5를 참조하여 이상 설명한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 고소작업기(100)는 아래와 같이 작동된다.

도 5를 참조하면, 농업용 고소작업기(100)가 과실수(10)에 근접하게 배치되어 있다. 과실수(10)에 대한 가지치기, 과실(11)에 봉지 씌우기, 과실(11)의 수확 등 다양한 농작업을 행하고자 할 때 과실수(10)가 작업자의 키보다 높을 경우 농업용 고소작업기(100)가 사용될 수 있다.

우선 작업자는 작업대(140)에 탑승한 후 상술한 바와 같은 컨트롤패널(도시되지 않음)을 이용하여 주행모터(121)를 구동시킴으로써, 농업용 고소작업기(100)가 농작업을 행하고자 하는 과실수(10)에 대하여 적절한 위치로 이동되도록 한다. 다음으로, 컨트롤패널을 조작하여 주행모터(121)를 정지시켜 농업용 고소작업기(100)가 과실수(10)에 대하여 농작업을 행하기 적절한 위치에 정지하도록 한다.

농업용 고소작업기(100)의 위치를 선택한 후에는 컨트롤패널을 조작하여 작업대(140)가 상승되도록 함으로써 작업자가 과실수(10)의 하측으로부터 상측까지 농작업을 행할 수 있다. 작업대(140)의 승강은 도 2에 실선 및 점선으로 나타낸 바와 같이 구현될 수 있다.

이때, 도시되지 않은 컨트롤패널 중 작업대(140)를 승강시키는 스위치는 작업대(140)의 바닥면에 설치될 수 있으며, 발로 밟아서 조작할 수 있는 풋 스위치가 사용될 수 있다.

이는 과실수(10)에 대한 농작업 중 작업자가 손에 쥐고 있는 전지가위나 봉지와 같은 작업도구를 내려놓지 않고도 작업대(140)를 적절한 높이로 승강시킬 수 있도록 하기 위한 것으로, 작업대(140)의 승강을 위하여 농작업이 중단되는 시간을 최소화함으로써 농작업의 효율이 증가되는 효과를 얻도록 하기 위한 것이다.

참고로, 도시되지는 않았으나, 작업대(140)에는 작업자가 지면(1)으로 추락하는 것을 방지하기 위한 안전펜스가 설치될 수 있다. 이 안전펜스는 아래에서 설명할 작업대(140)의 지지부(141) 및 회동부(147)의 가장자리부분에 각각 설치될 수 있다.

또한, 농업용 고소작업기(100)로 농작업을 행하던 중 컨트롤패널, 제어회로, 승강모터(133) 등에 기능고장이 발생되거나 배터리가 방전되는 등의 상황이 발생되면 상승된 상태의 작업대(140)가 하강되지 않을 수 있다.

이때 작업대(140)에 탑승하고 있던 작업자가 안전하게 지면(1)으로 내려올 수 있도록 탈출용구(도시되지 않음)가 더 구비될 수 있다. 이러한 탈출용구로는 작업대(140)에 구비된 상자 등에 보관된 줄사다리 또는 상단부가 상측프레임(113)에 연결되고 하단부가 메인프레임(110)에 연결된 사다리 등이 사용될 수 있다.

이와 같이 농업용 고소작업기(100)를 이용하여 농작업을 행하는 과정에서 작업대(140)가 승강될 때 승강와이어(136)에 의해 작업대(140)에 연결된 배터리하우징(150) 또한 승강된다.

이에 대해서는 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 승강부를 설명하기 위한 계통도가 도시되어 있다. 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저 도 2를 참조하면, 작업대(140) 및 배터리하우징(150)은 서로 반대 방향으로 승강된다. 즉, 도면에 실선으로 나타낸 바와 같이 작업대(140)가 하강될 경우 배터리하우징(150)은 상승되고, 점선으로 나타낸 바와 같이 작업대(140)가 상승될 경우 배터리하우징(150)은 하강된다.

이는 앞에서 설명한 바와 같이 작업대(140) 및 배터리하우징(150)이 연결되어 있기 때문인데, 이러한 연결관계가 도 4에 도시되어 있으며, 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이 작업대(140)가 상승될수록 작업대(140)의 수평방향 위치가 지지구조체의 중간부분으로 이동된다. 따라서, 작업대(140)가 상승될수록 작업대(140)에 가해지는 편심이 작아지게 되므로 농업용 고소작업기(100)의 안정성이 향상된다.

도 4를 참조하면, 경사프레임(112)에 슬라이딩 이동 가능하게 연결된 작업대(140) 및 승강풀리(131)는 승강와이어(136)에 의해 연결되고, 승강풀리(131)는 전동샤프트(130)에 의해 배터리풀리(132)에 연결된다. 그리고, 배터리플리(132) 및 배터리하우징(150)은 배터리와이어(137)에 의해 연결된다.

따라서, 승강모터(133)의 회전에 의해 작업대(140)가 경사프레임(112)을 따라서 승강되면, 배터리하우징(150)이 가이드레일(114)을 따라서 승강된다. 이때, 작업대(140)에 가해지는 하중(WC)은 승강와이어(136)에 작용하는 장력(T)의 형태로, 샤프트(130), 배터리와이어(137) 등에 의해 배터리하우징(150)으로 전달된다. 반대로, 배터리하우징(150)의 하중(WB) 또한 작업대(140)로 전달된다.

따라서, 작업대(140)의 하중(WC) 및 배터리하우징(150)의 하중(WB)이 일부분 이상 상쇄되는데, 상쇄되는 정도에 따라 전동샤프트(130)를 회전시키기 위하여 승강모터(133)가 소요하는 동력이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.

참고로, 배터리하우징(WB)의 하중은 배터리하우징(150) 내에 배터리가 안착되었을 때의 하중을 의미하고, 작업대(140)의 하중(WC)은 작업대(140) 자체의 무게에 작업자나 각종 도구의 무게 등을 합했을 때의 하중을 의미한다.

한편, 하중(WC)에 의해 승강와이어(136) 및 작업대(140)가 연결된 부분에서 승강와이어(136)에 의해 가해지는 장력(T)을 수직분력(TV) 및 수평분력(TH)으로 분리하면, 작업대(140)에 가해지는 하중(WC)은 수직분력(TV)과 같다.

그리고, 승강와이어(136) 및 작업대(140)가 연결된 부분에서 승강와이어(136)가 가상의 수평면과 이루는 각도를 θ1이라 하면, 수직분력(TV)은 장력(T)에 sin(θ1)을 곱한 값과 같게 된다.

작업대(140) 및 배터리하우징(150)의 관성, 각종 구성요소들 사이에서 발생되는 마찰력 등을 무시할 경우, 장력(T) 및 배터리하우징(WB)의 하중이 평형을 이룰 때 작업대(140)를 승강시키기 위하여 승강모터(133)가 전동샤프트(130)를 회전시키는 데에 필요한 동력이 최소화될 수 있다.

이들 힘이 평형을 이룬다고 가정하면, 작업대(140)에 가해지는 하중(WC)은 배터리하우징(WB)의 하중에 sin(θ1)을 곱한 값과 평형을 이루는 상관관계를 가지는데, θ1은 앞에서 설명한 바와 같이 작업대(140)가 상승될수록 농업용 고소작업기(100)의 안정성이 향상되도록 하기 위하여 0도보다는 크고 90도보다는 작은 값을 가지며, 실험 결과 40 내지 60도의 범위를 가질 때 농작업에 가장 효율적인 것으로 파악된다.

따라서, 작업대(140)의 하중(WC) 및 배터리하우징(WB)의 하중 사이에는 비례관계가 성립된다.

그런데, 작업대(140)의 하중(WC)은 탑승하는 작업자의 수나 체중에 따라 변화된다. 따라서, 승강모터(133)가 소모하는 동력이 최소화되도록 하기 위해서는 작업대(140)의 하중(WC)에 따라 배터리하우징(150)의 하중(WB)을 변화시킬 수 있어야 한다.

이를 위하여 배터리하우징(150)에는 추고정수단(151)이 추가로 설치될 수 있고, 추고정수단(151)에는 하나 이상의 무게조절추(152)가 탈착 가능하게 결합되도록 할 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 핀 형상의 추고정수단(151)을 설치하고, 여기에 통공(153)이 형성된 무게조절추(152)를 결합시켜 배터리하우징(150)의 하중(WB)이 조절되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 승강모터(133)가 소모하는 동력이 최소화되도록 하면, 배터리의 소모가 최소화되므로 한 번 충전으로 주행모터(121)를 작동시킬 수 있는 시간이 증가된다. 따라서, 농작업 중 농업용 고소작업기(100)를 더 오래 가동시킬 수 있고 배터리의 충전을 위하여 작업이 중단되는 시간이 절약되므로 농작업의 효율이 증가될 수 있다.

참고로, 본 발명의 실시예들은 주행모터(121) 및 승강모터(133)가 배터리의 전력을 사용하는 것으로 상정하였으나, 이들을 연료를 사용하는 엔진 등으로 교체하더라도 상술한 바와 같은 구성에 의해 에너지가 절감되고 농작업의 효율이 증가되는 효과는 동일하게 얻을 수 있다.

한편, 도시되지는 않았으나, 작업대(140)에 가해지는 하중(WC)을 감지하는 무게감지수단을 작업대(140) 또는 경사프레임(112) 등에 설치하여 상술한 바와 같은 이유로 변화되는 하중(WC)을 감지하여 작업자가 이를 용이하게 인식하도록 하면, 무게조절추(152)를 이용하여 배터리하우징(150)의 하중(WB)을 더욱 용이하게 조절할 수 있다.

도 6 및 도 7에는 도 1에 도시된 농업용 고소작업기의 작업대의 작동을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

우선 도 6을 참조하면, 농업용 고소작업기(100)가 타측으로 θ2만큼 경사진 지면(2) 상에 위치하는 모습이 도시되어 있다. 이와 같이 경사진지면(2)에서 농작업을 행하는 경우, 작업대(140)의 바닥면 또한 경사가 형성되므로, 농작업 효율이 저하되거나 작업자가 작업대(140)로부터 추락할 위험성이 증가될 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 작업대(140)는 경사프레임(112)에 연결된 지지부(141) 및 회동부(147) 사이를 힌지(146)로 연결하여, 회동부(147)가 도시된 바와 같이 지지부(141)에 대하여 회동될 수 있도록 할 수 있다.

이때, 회동부(147)가 지지부(141)에 대하여 경사진 지면(2)의 경사각(θ2)과 동일한 각만큼 회동되도록 하면, 작업대(140)에 탑승한 작업자는 회동부(147) 상에서 용이하게 농작업을 행할 수 있다.

회동부(147)가 지지부(141)에 대하여 각도를 형성한 상태가 견고하게 유지되도록 하기 위하여, 지지부(141)에는 고정바(142)가 돌출 형성되도록 하고, 회동부(147)의 단부에 결합된 고정수단(148)이 고정바(142)에 분리 가능하게 결합되도록 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 농업용 고소작업기(100)가 일측으로 θ3만큼 경사진 지면(3) 상에 위치하는 모습이 도시되어 있다.

이럴 경우, 회동부(147)의 단부 및 고정바(142) 사이에 결합된 고정수단(148)의 길이가 도 6에 도시된 경우보다 단축되도록 한 후 고정수단(148)을 다시 고정바(142)에 고정시켜서 회동부(147)가 지지부(141)에 대하여 경사진 지면(3)의 경사각(θ3)과 동일한 각만큼 회동되도록 하면, 작업대(140)에 탑승한 작업자는 회동부(147) 상에서 용이하게 농작업을 행할 수 있다.

도 8 및 도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기의 사시도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 8 및 도 9에 도시된 농업용 고소작업기의 정면도가 도시되어 있으며, 도 11에는 도 8 및 도 9에 도시된 농업용 고소작업기의 평면도가 도시되어 있다.

도 8 내지 도 11을 함께 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기의 구성을 설명한다.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기(200)에는 지지구조체, 주행부, 작업대(240) 및 승강부가 포함된다.

지지구조체에는 메인프레임(210), 지지프레임(211), 경사프레임(212), 상측프레임(213) 및 가이드레일(214)이 포함된다. 경사프레임(212)에는 도시된 바와 같이 길이방향을 따라 래크(rack, 217)가 형성된다.

주행부에는 주행바퀴(220), 주행모터(221) 및 앞바퀴(225)가 포함되는데, 주행부는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 고소작업기(100)의 주행부와 동일하므로, 주행부에 대한 설명은 앞의 설명으로 갈음한다.

작업대(240)에는 지지부(241), 고정바(242), 지지롤러(243, 244), 힌지(246), 회동부(247) 및 고정수단(248)이 포함된다.

승강부에는 배터리도르래(216), 전동샤프트(230), 피니언(231), 승강모터(233), 배터리와이어(237), 배터리하우징(260)이 포함된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기(200)에서, 승강부는 전동샤프트(230)가 작업대(240)에 회전 가능하게 설치되고, 전동샤프트(230)의 양단부에는 피니언(231)이 결합되며, 피니언(231)은 래크(217)에 치합된다.

따라서, 승강모터(233)의 작동에 의해 전동샤프트(230)가 회전되면 피니언(231)이 래크(217)를 따라 이동되므로, 전동샤프트(230)가 결합된 작업대(240)가 도 10에 도시한 바와 같이 경사프레임(212)을 따라 승강된다.

이때 배터리하우징(260)은, 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예에서와 같이, 배터리와이어(237)에 의해 연결되어, 작업대(240)의 하중 및 배터리하우징(260)의 하우징이 상쇄되는 효과를 얻을 수 있다.

단, 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기(200)는 본 발명의 일 실시예(100)와 달리, 작업대(240)의 승강을 위한 동력 전달에 승강도르래(115) 및 승강와이어(136)를 사용하지 않고, 승강모터(233)의 동력이 전동샤프트(230) 및 피니언(231) 경유하여 직접 경사프레임(212)에 작용되도록 구성된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기(200)는 작업대(240)가 승강되는 과정에서 승강도르래(115) 및 승강와이어(136) 사이의 마찰력 및 전동샤프트(130)와 베어링 사이의 마찰력 등에 의한 동력 전달과정의 손실이 발생되지 않으므로, 승강모터(233)에 의해 소요되는 동력이 더욱 절감되는 효과를 얻을 수 있다.

이 외에, 본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 고소작업기(200)의 구성은 본 발명의 일 실시예(100)와 같거나 유사하므로, 중복되는 설명은 생략한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 따른 농업용 고소작업기에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 지면 2, 3 : 경사진 지면
10: 과실수 11: 과실
100, 200: 농업용 고소작업기 110, 210: 메인프레임
112, 212: 경사프레임 113, 213: 상측프레임
114, 214: 가이드레일 115: 승강도르래
116, 216: 배터리도르래 120, 220: 주행바퀴
121, 221: 주행모터 125, 225: 앞바퀴
130, 230: 전동샤프트 131: 승강풀리
132, 232: 배터리풀리 133: 승강모터
136: 승강와이어 137, 237: 배터리와이어
140, 240: 작업대 141, 241: 지지부
142, 242: 고정바 143, 144, 243: 지지롤러
145: 체결부 146, 246: 힌지
147, 247: 회동부 148, 248: 고정수단
150, 260: 배터리하우징 151: 추고정수단
152: 무게조절추 217: 래크
231: 피니언

Claims

메인프레임과, 상기 메인프레임에 연결되고 일측 가장자리로 갈수록 하방향으로 경사진 경사프레임과, 상기 경사프레임의 상측에 연결된 상측프레임과, 상기 메인프레임에 연결되고 상하방향으로 배치된 가이드레일을 갖는 지지구조체;
상기 메인프레임에 설치된 복수의 주행바퀴 및 주행모터를 갖는 주행부;
일측이 상기 경사프레임의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동 가능하도록 연결된 작업대; 및
상기 가이드레일에 슬라이딩 이동 가능하게 결합된 배터리하우징과, 상기 상측프레임에 설치된 배터리도르래와, 일단부는 상기 작업대에 결합되고 중간부분은 상기 배터리도르래에 의해 지지되며 타단부는 상기 배터리하우징에 결합된 배터리와이어를 갖는 승강부;를 포함하는
농업용 고소작업기.
제1항에 있어서,
상기 승강부는,
상기 지지구조체에 회전 가능하게 설치된 전동샤프트;
상기 전동샤프트에 설치된 승강풀리;
상기 전동샤프트에 설치된 배터리풀리;
상기 지지구조체에 설치되어 상기 전동샤프트를 회전시키는 승강모터;
상기 상측프레임에 설치된 승강도르래; 및
일단부는 상기 작업대에 결합되고 중간부분은 상기 승강도르래에 의해 지지되며 타측은 상기 승강풀리에 결합된 승강와이어;를 포함하는
농업용 고소작업기.
제1항에 있어서,
상기 승강부는,
상기 경사프레임의 길이방향을 따라 형성된 래크;
상기 작업대에 회전 가능하게 설치된 전동샤프트;
상기 전동샤프트에 결합되고, 상기 래크에 치합되는 피니언; 및
상기 작업대에 설치되어 상기 전동샤프트를 회전시키는 승강모터;를 포함하는
농업용 고소작업기.
제1항에 있어서,
상기 작업대는,
상기 경사프레임에 연결된 지지부;
상기 지지부에 회동 가능하게 결합된 회동부;
상기 지지부로부터 상방향으로 돌출 형성된 고정바; 및
일단부는 상기 회동부에 결합되고 타측은 상기 고정바에 분리 가능하게 고정되어, 상기 지지부에 대하여 상기 회동부의 회동된 상태가 유지되도록 하는 고정수단;을 포함하는
농업용 고소작업기.
제4항에 있어서,
상기 지지부 및 상기 회동부의 가장자리부분에 각각 설치된 안전펜스를 더 포함하는
농업용 고소작업기.
제1항에 있어서,
상기 주행부는,
상기 메인프레임의 전방 또는 후방에 설치된 하나의 앞바퀴를 더 포함하고,
상기 주행바퀴는 상기 메인프레임의 일측 및 타측에 각각 하나씩 배치된
농업용 고소작업기.
제1항에 있어서,
상단부는 상기 상측프레임에 연결되고, 하단부는 상기 메인프레임에 연결된 사다리를 더 포함하는
농업용 고소작업기.
제1항에 있어서,
상기 배터리하우징에 설치된 추고정수단; 및
상기 추고정수단에 탈착 가능하게 결합되는 하나 이상의 무게조절추;를 더 포함하는
농업용 고소작업기.
제8항에 있어서,
상기 작업대 또는 상기 경사프레임에 설치되어 상기 작업대에 가해지는 하중을 감지하는 무게감지수단을 더 포함하는
농업용 고소작업기.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 주행모터 및 상기 승강모터의 작동여부 및 회전방향을 각각 조절하는 컨트롤패널을 더 포함하고,
상기 컨트롤패널은 상기 작업대에 배치된
농업용 고소작업기.