KR20160095458A - 과수원용 고소작업차량의 제어장치 - Google Patents

Abstract

과수원용 고소작업차량의 제어장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치는 프레임 상에서 회전프레임을 회전시킬 수 있도록 설치되되 유압모터에 의해 구동되는 회전유닛; 회전프레임의 붐 지지대에서 승강 붐 및 신축 붐을 승강시키고 신축시키는 제1, 제2실린더; 회전유닛은 물론 제1 및 제2실린더에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각의 독립된 3개의 유압펌프와 1:1로 유압라인을 통해 연결되고 3개의 유압펌프들은 하나의 전기모터와 직결됨과 동시에 하나의 유압탱크가 구비된 유압파워 팩; 이 유압파워 팩의 유압펌프들과 회전유닛, 제1 및 제2실린더를 연결하는 각 쌍의 유압라인에 설치되는 제1 내지 제3밸브유닛; 각각의 제1 내지 제3밸브유닛들을 제어하여 회전유닛의 유압모터는 물론 제1 및 제2실린더의 제어가 가능하도록 제어선을 통해 연결된 하나의 조이스틱 컨트롤러를 포함한다.

Description

과수원용 고소작업차량의 제어장치{CONTROL DEVICE OF HIGH-PLACE WORKING FOR ORCHARD}

본 발명은 과수원용 고소작업차량의 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업대를 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원의 작업위치로 이동할 수 있고 3차원의 작업위치로 작업대를 이동시킬 때 부드럽고도 안전하게 균일한 속도로 이동하도록 제어할 수 있는 과수원용 고소작업차량의 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고소작업차량은 과수원이나 하우스 등지에서 작업자가 서있는 상태에서 손이 닿지 않아 작업이 곤란한 고소작업을 안전하게 수행하기 위해 사용되는 장치이다.

이러한 고소작업차량은 이동 및 정지수단을 갖는 차량이나 대차, 상기 차량이나 대차 상에 상하로 이동가능하게 설치되고, 작업자가 탑승하는 작업대 및 상기 작업대를 상승 및 하강 시키는 승강수단 등으로 이루어진다.

또한, 고소작업 장치는 작업대를 상승 및 하강시키는 방식에 따라, 하나 이상의 붐이 회전하면서 작업대를 승강시키는 붐 타입(boom type), X자형 링크의 승강작동에 의해 작업대를 승강시키는 리프트 타입(lift type) 등과 같은 다양한 타입으로 구분된다.

특히, 붐 타입 고소작업차량은 무한궤도를 가진 프레임, 이 프레임 상에 회전가능하게 설치되고 붐 지지대가 장착된 회전프레임, 이 회전프레임의 붐 지지대에 승강 내지 신축가능하게 연결되고 작업대가 연결되는 적어도 하나이상의 붐, 이 붐을 상하로 승강 내지 신축시키는 하나 이상의 실린더, 상기 회전프레임을 좌우로 회전시키는 회전유닛 등으로 이루어진다.

그런데 상기한 바와 같은 종래의 붐 타입 고소작업차량은 선행기술문헌의 특허문헌이 등록특허 제10-1070405호로 개시되어 있다. 특허문헌의 고소작업차량은 프레임에 엔진이 탑재되고 이 엔진에 의해 구동되는 유압펌프가 구비되며 상기 유압펌프에 의해 유압을 받는 제1 및 제2실린더가 마련되어 리프트지지대 및 리프트를 작동시키도록 구비된 것이다.

이러한 고소작업차량은, 리프트지지대와 리프트를 작동시키고자 하는 방향으로 작업대의 바닥에 설치된 조작부의 전방, 후방, 좌측, 우측을 발로 밟음으로써 제1 또는 제2실린더가 작동되고 상기 실린더들과 연결된 리프트지지대 또는 리프트가 선택적으로 작동되는 것이었다.

부연하면, 작업대를 우측상방위치로 이동시키고자 하는 경우에는 리프트지지대의 우측으로 회전시킨 다음 리프트를 상승시키거나 리프트를 상승시킨 다음 리프트지지대를 우회전시키는 2차원적인 움직임으로 이루어지는 것이었다.

이와 같이 기존의 고소작업차량은 작업대를 2차원적인 움직임으로 이루어질 수밖에 없고 이로 인하여 작업위치로 이동하는 데에 따른 이동시간이 길고 조작이 번거롭다는 문제점이 있었다.

특히, 요즘에는 친환경적인 작업환경을 추구하는 경향으로 인하여 엔진을 사용하지 않고 충전용 배터리의 전원을 동력원으로 채택하는 추세이다. 이러한 추세에 따라 배터리와 전기모터를 이용하여 유압펌프의 동력원으로 적용한 유압회로가 제시되어 있다.

이러한 유압회로를 도 1에 나타내었는데, 여기서는 회전프레임을 회전시키는 회전유닛(10)과 복수의 붐인 승강 붐 및 신축 붐을 작동시키는 제1 및 제2실린더(20, 30)이 하나의 파워 팩(40, power pack) (전기모터, 유압펌프 및 유압탱크가 하나의 유닛으로 이루어짐)으로 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 이때, 파워 팩(40)은 회전유닛(10), 제1 및 제2실린더(20, 30)들이 밸브유닛(50)을 통해 유압라인이 연결되고 조이스틱 컨트롤러(60)를 통해 밸브유닛(50)이 개폐됨과 동시에 유압파워 팩(40)이 구동되면서 유압이 공급됨으로써 작동되게 된다.

상기 조이스틱 컨트롤러(60)와 밸브유닛(50)은 배터리의 전원에 의해 단순히 온(on)/오프(off)되도록 전기적으로 연결되고 이로 인하여 밸브유닛(50)은 솔레노이드밸브를 채택할 수밖에 없다.

위와 같이 전동식이면서 하나의 유압파워 팩을 사용하는 고소작업차량은, 조이스틱 컨트롤러(60)를 통해 회전유닛(10)은 물론 제1 및 제2실린더(20, 30)가 동시에 작동되는 3차원의 작업위치로 작업대를 조작하는 경우, 비교적 작은 부하가 걸리는 회전유닛(10)에 유압파워 팩(40)의 유압이 집중적으로 공급되고, 이로 인하여 프레임 상의 회전프레임이 설정위치의 방향으로 급격하게 회전되고 난 이후에, 승강 붐 및 신축 붐의 제1, 제2유압실린더(20, 30)로 유압이 공급되기 때문에 제1 및 제2실린더(20, 30)가 연장 내지 단축되면서 작업대가 승강되게 된다.

위와 같이, 임의의 3차원 작업위치로 조작하는 경우에 부하가 작은 회전유닛(10)의 유압모터가 급속도로 회전됨으로써 작업대 또한 급격하게 회전되며, 이로 인하여 작업대에 탑승한 작업자가 넘어질 수 있고, 심지어는 작업대에서 떨어지는 등 안전사고의 발생 가능성이 높다는 문제점이 있었다.

위에서 언급하였듯이, 부하가 크고 작음에 적합한 유압을 얻을 수 있도록 각각 독립 내지 구분(분할)함이 요구되었으며, 이렇게 구분한대로 유압실린더를 동시에 작동시키는 각각의 유압파워 팩으로 연결하거나 필요에 따라서는 전기(전동)모터로 대체함이 절실히 요구되었다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

KR 10-1070405 B1 (2011.09.28.등록)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 연구개발한 것으로, 그 목적은 작업대를 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원의 작업위치로 이동시킬 수 있고 3차원의 작업위치로 작업대가 이동될 때 부드럽고도 균일한 속도로 이동시킴으로써 운전자나 작업자 또한 안전사고의 염려 없이 편안하고 안전하게 제어할 수 있도록 한 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치는, 프레임 상에서 회전프레임을 회전시킬 수 있도록 설치되되 유압모터에 의해 구동되는 회전유닛; 회전프레임의 붐 지지대에서 승강 붐 및 신축 붐을 승강시키고 신축시키는 제1, 제2실린더; 회전유닛은 물론 제1 및 제2실린더에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각의 독립된 3개의 유압펌프와 1:1로 유압라인을 통해 연결되고 3개의 유압펌프들은 하나의 전기모터와 직결됨과 동시에 하나의 유압탱크가 구비된 유압파워 팩; 유압파워 팩의 유압펌프들과 회전유닛, 제1 및 제2실린더를 연결하는 각 쌍의 유압라인에 설치되는 제1 내지 제3밸브유닛; 각각의 제1 내지 제3밸브유닛들을 제어하여 회전유닛의 유압모터는 물론 제1 및 제2실린더의 제어가 가능하도록 제어선을 통해 연결된 하나의 조이스틱 컨트롤러를 포함하며,

제1 및 제2실린더는 물론 회전유닛이 유압파워 팩의 독립된 제1 내지 제3펌프로부터 유압을 1:1로 공급받음으로써 신축 붐의 끝단에 마련되는 작업대를 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원 작업위치로 부드럽고도 안전하게 균일한 속도로 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치에 있어서, 상기 유압파워 팩은 전기모터에 각각 하나의 유압펌프 및 유압탱크가 구비된 3개의 제1 내지 제3유압파워 팩으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치에 있어서, 상기 회전유닛은 유압모터를 전기(전동)모터로 대체하여 제1 및 제2실린더가 각각의 독립된 유압파워 팩이나 유압파워 팩의 유압펌프들로부터 유압을 공급받고 회전유닛의 전동모터가 별도의 배터리로부터 전원을 공급받도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치는 제1 및 제2실린더는 물론 회전유닛의 유압모터에 각각의 독립된 유압을 공급할 수 있도록 3개의 유압펌프를 갖는 유압파워 팩이나 3개의 유압파워 팩으로부터 유압을 공급받음으로써 신축 붐의 끝단에 마련되는 작업대를 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원 작업위치로 부드럽고도 안전하게 균일한 속도로 제어할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치는 제1 및 제2실린더에 각각의 독립된 유압을 공급할 수 있도록 2개의 유압펌프를 갖는 유압파워 팩이나 2개의 각각의 독립된 유압파워 팩으로부터 유압을 공급받고 회전유닛의 전동모터가 별도의 배터리로부터 전원을 공급받음으로써 신축 붐의 끝단에 마련되는 작업대를 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원 작업위치로 안전하게 부드럽고도 균일한 속도로 제어할 수 있는 효과를 갖는다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

도 1은 기존 과수원용 고소작업차량에 적용된 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제어장치가 적용된 과수원용 고소작업차량을 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 도 4의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 고소작업차량에서 회전프레임을 떼어내고 도 8의 제어장치가 적용된 프레임부분을 발췌하여 나타낸 사시도이다.

이하, 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 상세하게 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”은 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치이다.

여기서는, 유압모터(11)를 포함하는 회전유닛(10)과 제1실린더(20) 및 제2실린더(30)가 구비되고, 상기 제1, 제2실린더(20, 30) 및 회전유닛(10)은 각각 독립적으로 유압을 공급받을 수 있도록 하나의 유압파워 팩(400)과 연결된다. 상기 유압파워 팩(400)은 제1, 제2실린더(20, 30) 및 회전유닛(10)에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각의 독립된 3개의 유압펌프(401, 402, 403)와 1:1로 유압라인을 통해 연결되고, 3개의 유압펌프(401, 402, 403)들은 하나의 전기(전동)모터(404)와 직결됨과 동시에 하나의 유압탱크(405)가 구비된다.

또한, 제1 내지 제3밸브유닛(41a, 41b, 41c)들은 유압파워 팩(400)의 유압펌프(401, 402, 403)들과 회전유닛(10), 제1 및 제2실린더(20, 30)를 연결하는 각 쌍의 유압라인에 설치된다.

조이스틱 컨트롤러(60)는 제1 내지 제3밸브유닛(41a, 41b, 41c)들과 제어선을 통해 연결된다. 조이스틱 컨트롤러(60)는 그 레버와, 레버상단의 전방버튼 및 후방버튼을 조작함에 따라 각각의 제1 내지 제3밸브유닛(20, 30)들을 온/오프시킴으로써 회전유닛(10)의 유압모터(11)는 물론 제1 및 제2실린더(20, 30)를 동시 또는 선택적으로 제어할 수 있다. 상기 조이스틱 컨트롤러(60)의 레버상단에 구비되는 전방버튼 및 후방버튼은 제2실린더(30)를 동작시키는 것으로, 전방버튼을 누르면 제2실린더(30)의 작동로드가 돌출되고 후방버튼을 누르면 제2실린더(30)의 작동로드가 삽입되는 것이어서 승강 붐(92) 내부로 신축 붐(93)이 삽입되게 된다.

또한, 상기 회전유닛(10)은 유압모터(11) 대신에 전기(전동)모터(11a)로 대체하고 하나의 유압파워 팩(400)을 사용할 수도 있다. 이러한 경우에는, 도 3과 같이, 유압파워 팩(400)을 구성하는 전기모터(404)에 2개의 유압펌프(402, 403)를 마련하고 유압파워 팩(400)의 유압펌프(402, 403)가 제1 및 제2실린더(20, 30)에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각 독립하여 1:1로 유압라인을 통해 연결되며, 상기 회전유닛(10)의 전동모터(11a)는 별도의 배터리로부터 전원을 공급받도록 구비되면 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치가 적용된 고소작업차량을 나타낸 도 4 내지 도 6을 참고하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 과수원용 고소작업차량은 대차인 프레임(70), 이 프레임(70) 상에서 회전가능하게 설치된 회전프레임(75), 이 회전프레임(75)을 상대적으로 회전시키기 위한 회전유닛(10), 상기 회전프레임(75)에 설치되어 작업대(80)를 승강시키기 위한 승강유닛(90)을 포함한다. 상기 승강유닛(90)에는 제1 및 제2실린더(20, 30)가 설치되고 상기 작업대(80)에는 적어도 하나이상의 조이스틱 컨트롤러(60)가 설치된다.

상기 프레임(70)은 연결프레임(71)의 양쪽에 2개의 궤도프레임(72)이 폭 방향으로 이격 설치되고 각각의 궤도프레임(72)는 파워트레인(73)에 의해 무한궤도(74)가 구동가능하게 설치된다.

상기 회전프레임(75)에는 장치 전반에 걸쳐 필요한 전원을 공급하는 수개의 배터리(76)가 탑재되되, 상기 붐 지지대(91)를 기준으로 그 좌우측 및 상기 작업대(80)의 반대편 위치의 회전프레임(75) 상에 설치되며 고소작업차량의 전체적인 무게밸런스를 유지시키는 역할을 한다.

상기 배터리(76)는 항시 작업대(80)의 반대편에 위치해 있으므로 수개의 배터리(76)가 가지는 자체중량(dead load)에 따라 무게추 역할을 수행하여 고소작업차량의 전체적인 무게 밸런스가 유지될 수 있다.

즉, 상기 배터리(76)는 자체중량(dead load)을 통해, 상기 작업대(80)에 탑승하는 작업자 몸무게 및 거치대(83)에 거치되는 작업물의 중량에 따라 전제적인 무게중심이 작업대(80) 측으로 이동(쏠림)되는 것을 방지하여 무게밸런스를 유지시킨다.

특히, 이러한 무게밸런스는 상기 작업대(80)가 회전유닛(10)을 통해 회전시켜 도 4의 좌우화살표방향인 고소작업차량의 무한궤도(74)측으로 이동되더라도 중량물인 배터리(67)가 상기 승강유닛(90) 및 작업대(80)와 함께 회전되고 이로 인하여 항상 작업대(80)의 반대편위치에 배터리(76)가 위치되기 때문이다.

상기 파워트레인(73: power train)은 상기 프레임(70)의 전방에 설치되어 상기 배터리(76)로부터 전원을 공급받아 무한궤도(74)를 구동시키는 구동모터, 기어박스, 구동축 및 차동장치 등으로 이루어진다. 이러한 파워트레인(73)은 당업계에서 일반적으로 널리 사용되는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 회전프레임(75)은 상기 프레임(70)의 중심부 상부에서 좌우로 회전가능하게 설치되고, 상기 회전프레임(75)에 승강유닛(90)이 설치된다.

상기 회전유닛(10)은 상기 프레임(70)과 회전프레임(75) 사이의 프레임(70)상에 탑재되되 이는 웜(12), 웜휠(13) 및 유압모터(11)로 구성된다. 상기 회전유닛(10)의 유압모터(11)는 유압파워 팩(400)의 유압펌프(401)으로부터 제1밸브유닛(50a)을 통해 유압을 공급받는다.

상기 회전유닛(10)은 웜휠(13)의 외측주면에 웜(12)이 맞물린 상태로 설치되고 상기 웜(12)에 유압모터(11)가 연결되어 있으므로 유압모터(11)가 구동됨에 따라 웜(12)이 구동되고 이 웜(12)과 맞물려있는 웜휠(13)이 연동됨으로써 회전프레임(75)을 회전시키도록 설치된다.

상기 승강유닛(90)은 회전프레임(75) 상에 상부를 향하여 수직으로 연장된 붐 지지대(91)가 장착되며, 이 붐 지지대(91)의 상측 선단부에 승강 붐(92)이 설치되고 이 승강 붐(92)에 신축 붐(93)이 슬라이딩되어 신축되게 설치됨으로써 상하로 회전되면서 승강되고 그 길이가 가변된다.

상기 승강 붐(92)은 제1실린더(20)를 통해 붐 지지대(91)의 상측 선단부에서 상하로 회전가능하게 설치된다. 상기 제1실린더(20)는 유압파워 팩(400)의 유압펌프(402)으로부터 제2밸브유닛(50b)을 통해 유압을 공급받도록 연결된다.

상기 제1실린더(20)는 붐 지지대(91)에 형성되는 승강 붐(92)의 회전 점(91a)을 사이에 두고 연결되되 한쪽끝단은 붐 지지대(91)와 연결되고 다른 한쪽끝단인 신장로드의 선단은 승강 붐(92)의 하측면에 구비되는 제1브래킷(92a)과 연결된다.

이에 따라서, 상기 승강 붐(92)은 제1실린더(20)의 작동로드가 전진(돌출연장)하면서 상측으로 회전되고, 이와는 반대로, 상기 제1실린더(20)의 작동로드가 후퇴되어 들어가면 하측으로 회전된다.

이와 같이 승강 붐(92)이 상하로 회전될 때 작업대(80)는 항시 수평으로 유지된다. 상기 작업대(80)는 상기 승강 붐(92)이 상측으로 회전되는 만큼 제1균형실린더(94)의 작동로드는 수축되고 상기 제1균형실린더(94)와 직렬로 연결된 제2균형실린더(95)의 작동로드는 신장됨으로써 작업대(80)를 수평으로 유지시키며, 이와 반대로 승강 붐(92)이 하측으로 회전되는 만큼 제1균형실린더(94)의 작동로드는 신장되고 상기 제1균형실린더(94)와 직렬로 연결된 제2균형실린더(95)의 작동로드는 수축됨으로써 작업대(80)를 수평으로 유지시키게 된다.

상기 제1 및 제2균형실린더(94, 95)는 고소작업차량을 사용할 때 유압펌프나 유압파워 팩으로부터 유압을 공급받는 것이 아니고, 고소작업차량을 조립한 후 초기에 세팅할 때 작업대(80)가 수평이 유지되도록 한번만 유체를 공급하여 채워 넣으면 된다.

상기 신축 붐(93)은 승강 붐(92)의 내부에 설치되어 승강 붐(92)의 내측 또는 외측으로 슬라이드 되면서 승강유닛(90)의 전체길이, 즉 승강 붐(92) 및 신축 붐(93)을 가변시킨다. 이때, 상기 신축 붐(93)은 유압파워 팩(400)의 유압펌프(403)로부터 유압을 공급받는 제2실린더(30)를 통해 승강 붐(92)에서 슬라이딩되어 신축되게 된다.

상기 제2실린더(30)는 승강 붐(92)의 외측에 설치되되 한쪽끝단은 승강 붐(92)의 후단측에 구비되는 브래킷(92b)과 연결되고 다른 한쪽끝단인 작동로드의 선단은 신축 붐(93) 선단에 구비되는 제2브래킷(93a)을 통해 연결된다.

이에 의해서, 상기 신축 붐(93)은 유압파워 팩(400)의 유압펌프(403)로부터 공급받는 유압에 의해 제2실린더(30)의 작동로드가 돌출 신장되거나 후퇴되어 들어가며, 이로 인하여 상기 승강 붐(92)을 따라 그 길이방향으로 슬라이딩되므로 승강유닛(90의 전체적인 길이가 가변되게 된다.

한편, 상기 작업대(80)는 상기 승강유닛(90)의 신축 붐(93) 선단에 설치된다.

상기 작업대(80)는 작업자가 탑승하는 탑승부(81)의 4변에 안전가드(82)가 마련되고 안전가드(82)의 양쪽에 2개의 조이스틱 컨트롤러(60, 60a)가 마련되며, 상기 탑승부(81)의 전방에 작업물품이나 과수로부터 수확한 과실 등을 올려놓을 수 있는 거치대(83)가 구비되어 있다. 또한, 상기 탑승부(81)의 한쪽에는 작업에 필요한 공구 등의 장비가 수납되는 장비박스를 마련할 수도 있다.

상기 2개의 조이스틱 컨트롤러 중 운전자가 고소작업차량의 전방을 보고 작업대(80)에 탑승하였을 때 우측의 조이스틱 컨트롤러(60a)는 파워트레인(73)을 제어하는 것이고, 좌측의 조이스틱 컨트롤러(60)는 도 2에 도시된 것으로, 작업대(80)의 높낮이 및 회전을 제어하기 위한 것이다. 다시 말해서, 좌측의 조이스틱 컨트롤러(60)는 제1 및 제2실린더(20, 30)는 물론 회전유닛(10)을 제어하는 컨트롤러이다.

컨트롤박스(77)는 프레임(70)에 탑재되며, 프레임(70)의 양쪽에 구비되는 파워트레인(73), 회전유닛(10), 승강유닛(90), 및 작업대(80) 등의 전반적인 작동을 컨트롤하도록 상기 장치들과 전기적으로 연결되는 것이다. 이러한 컨트롤박스(77)는 당업계에서 일반적으로 널리 사용되는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일실시 예에 따른 고소작업차량의 작업대(80)를 3차원 위치로 조작하는 방법에 대하여 간략하게 설명한다.

운전자가 작업대(80)의 탑승부(81)에 탑승하여 안전가드(82)의 양쪽에 마련된 조이스틱 컨트롤러(60, 60a)의 레버를 살며시 잡은 상태에서 조작한다. 이때, 우측의 조이스틱 컨트롤러(60a)를 임의의 방향으로 회전되게 밀어 조작하면, 파워트레인(73)이 구동되면서 양쪽의 무한궤도(74)를 동시에 전방 혹은 후방으로 회전시키거나 한쪽의 무한궤도(74)를 회전시킨다. 이에 따라, 본 발명의 고소작업차량은 전진되고 후진됨은 물론 좌측이나 우측으로 방향전환이 된다.

이와 같이 조작하여 고소작업을 하고자 하는 과수들 사이의 위치까지 이동한 후, 좌측의 조이스틱 컨트롤러(60)의 레버를 임의의 방향으로 회전되게 밀음과 아울러 레버상단의 전방버튼 혹은 후방버튼 중 어느 하나의 버튼을 누르면서 조작하면, 조이스틱 컨트롤러(60)의 레버위치에 따라 적어도 하나 이상의 제1 내지 제3밸브유닛(50a, 50b, 50c)이 선택적으로나 일괄적으로 개방되게 된다.

이와 동시에 제1 내지 제3밸브유닛(50a, 50b, 50c)과 연결된 유압파워 팩(400)의 유압펌프(401, 402, 403)이 선택적 혹은 일괄적으로 개폐됨으로써 유압파워 팩(400)의 유압펌프(401, 402, 403)로부터 제1 및 제2실린더(20, 30)는 물론 회전유닛(10)의 유압모터(11)로 유압이 공급되게 되며, 이로 인하여 제1실린더(20)에 의해서 작업대(80)가 상승 혹은 하강되면서 제2실린더(30)에 의해서 전진 혹은 후진됨과 동시에 회전유닛(10)에 의해서 회전프레임(75)과 함께 좌측이나 우측으로 회전되게 된다.

부연하면, 좌측의 조이스틱 컨트롤러(60)의 레버를 우측 45도 방향의 전방으로 밀어 회전시킴과 동시에 레버상단의 전방버튼을 눌렀다고 가정하면, 제1실린더(20)의 작동로드가 돌출 연장됨에 의해서 작업대(80)가 상승되면서 제2실린더(30)의 작동로드 또한 돌출 연장됨에 의해서 전진됨과 동시에 회전유닛(10)의 유압모터(11)가 구동되면서 웜(12) 및 웜휠(13)이 연동 회전됨에 의해서 회전프레임(75)이 우측으로 회전되게 된다. 결론적으로, 작업대(80)의 위치를 우측상부인 사선방향으로 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원 작업위치로 이동할 수 있음은 물론 이송속도 또한 균일하여 안전하게 부드럽고도 제어할 수 있는 것이다.

또한, 조이스틱 컨트롤러(60,60a)는 그 레버의 젖힘 정도, 즉 수직선에 대하여 수평선측으로 기울어지는 경사도가 커질수록 유압모터(11, 404) 및 파워트레인(73)의 제어를 위한 저항값이 커지고 결과적으로 유압모터(11, 404)의 회전수가 증가되게 되며, 이로 인하여 작동속도를 운전자가 원하는 바대로 제어할 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 과수원용 고소작업차량의 제어장치를 나타낸 도면이다.

여기서는, 유압파워 팩이 유압모터에 각각 하나의 유압펌프와 유압탱크를 구비하는 3개의 제1 내지 제3유압파워 팩(40a, 40b, 40c)으로 마련되고 상기 제1 내지 제3유압파워 팩(40a, 40b, 40c)의 유압펌프들은 각각의 회전유닛(10)과 제1실린더(20) 및 제2실린더(30)에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 1:1로 유압라인을 통해 연결된 것을 제외하고는 일실시예의 구성과 동일하다.

상기와 같이 구성된 다른 실시예의 제어장치에 의하면, 각각의 제1, 제2실린더(20, 30) 및 회전유닛(10)에 적합한 유압을 공급하도록 제1 내지 제3유압파워 팩(40a, 40b 40c)과 독립적으로 연결되어 있으므로, 작업대(80)의 위치를 이동시키기 위하여 작동되는 제1, 제2실린더(20, 30) 및 회전유닛(10)이 운전자가 조이스틱 컨트롤러(60)의 레버를 조작하는 바대로 부드럽게 제어된다.

다시 말해서, 운전자가 원하는 바대로의 3차원 위치로 움직이고자 할 때 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원의 작업위치로 이동할 수 있고, 이송속도 또한 균일하여 안전하게 제어할 수 있는 것이다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 고소작업차량의 제어장치를 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다. 여기서는, 상기 제1 및 제2실린더(20, 30)가 도 7과 같이 각각의 독립된 제2 및 제3유압파워 팩(40b, 40c)으로부터 유압을 공급받도록 구비되고, 상기 회전유닛(10)이 유압모터 대신에 전기(전동)모터(11a)로 마련되어 회전유닛(10)의 전동모터(11a)가 별도의 배터리로부터 전원을 공급받도록 연결되는 것을 제외하고는 다른 실시예의 구성과 동일하다.

상기 회전유닛(10)에 비해 비교적 부하가 크게 걸리는 제1 및 제2실린더(20, 30)에만 제각기 제1 내지 제2유압파워 팩(40b, 40c)으로 독립되어 있어 제1 및 제2실린더(20, 30) 각각에 적합한 유압을 제1 내지 제2밸브유닛(50b, 50c)을 통해 각각의 제2 및 제3유압파워 팩(40b, 40c)으로부터 공급받을 수 있다.

상기와 같이 구성된 또 다른 실시예의 제어장치에 의하면, 상대적으로 큰 부하가 걸리는 제1 및 제2실린더(20, 30)는 각각의 독립된 제2 및 제3유압파워 팩(40b, 40c)으로부터 유압을 공급받고, 상대적으로 작은 부하가 걸리는 회전유닛(20)의 전동모터(11a)는 별도의 배터리로부터 전원을 공급받음으로써 도 8의 제어장치와 비교할 때 하나의 유압파워 팩(40a)을 절감할 수 있다.

특히, 신축 붐(93)의 끝단에 마련되는 작업대(80)의 위치를 작업위치로 이동할 때 2차원적인 이동을 탈피하여 3차원의 사선방향으로 이동시킬 수 있고, 이로 인하여 작업위치로의 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원 작업위치로 이동할 수 있음은 물론 이송속도 또한 균일하여 안전하게 부드럽고도 제어할 수 있는 것이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 회전유닛 11,404: 유압모터 11a: 전동모터
20: 제1실린더 30: 제3실린더 40a: 제1유압파워 팩
40b: 제2유압파워 팩 40c: 제3유압파워 팩 50a: 제1밸브유닛
50b: 제2밸브유닛 50c: 제3밸브유닛 60: 조이스틱 컨트롤러
70: 프레임 73: 파워트레인 74: 무한궤도
75: 회전프레임 80: 작업대 90: 승강유닛
91: 붐 지지대 92: 승강 붐 93: 신축 붐
400: 유압파워 팩 401,402,403: 유압펌프 404: 전기모터
405: 유압탱크

Claims (4)

1. 프레임 상에서 회전프레임을 회전시킬 수 있도록 설치되되 유압모터에 의해 구동되는 회전유닛; 회전프레임의 붐 지지대에서 승강 붐 및 신축 붐을 승강시키고 신축시키는 제1, 제2실린더; 회전유닛은 물론 제1 및 제2실린더에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각의 독립된 3개의 유압펌프와 1:1로 유압라인을 통해 연결되고 3개의 유압펌프들은 하나의 전기모터와 직결됨과 동시에 하나의 유압탱크가 구비된 유압파워 팩; 유압파워 팩의 유압펌프들과 회전유닛, 제1 및 제2실린더를 연결하는 각 쌍의 유압라인에 설치되는 제1 내지 제3밸브유닛; 각각의 제1 내지 제3밸브유닛들을 제어하여 회전유닛의 유압모터는 물론 제1 및 제2실린더의 제어가 가능하도록 제어선을 통해 연결된 하나의 조이스틱 컨트롤러를 포함하며,
   제1 및 제2실린더는 물론 회전유닛이 유압파워 팩의 독립된 유압3펌프들로부터 유압을 1:1로 공급받음으로써 신축 붐의 끝단에 마련되는 작업대를 이동거리 및 이동시간을 최소화하면서 3차원 작업위치로 부드럽고도 안전하게 균일한 속도로 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 과수원용 고소작업차량의 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   회전유닛의 유압모터를 전기(전동)모터로 마련하고 유압파워 팩은 2개의 유압펌프가 구비된 유압파워 팩으로 채택하며,
   유압파워 팩의 유압펌프들은 제1 및 제2실린더에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각 독립하여 1:1로 유압라인을 통해 연결되고, 상기 회전유닛의 전기모터는 별도의 배터리로부터 전원을 공급받도록 연결되는 것을 특징으로 하는 과수원용 고소작업차량의 제어장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   유압파워 팩은 전기모터에 각각 하나의 유압펌프 및 유압탱크가 구비된 3개의 제1 내지 제3유압파워 팩으로 구비되는 것을 특징으로 하는 과수원용 고소작업차량의 제어장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   회전유닛의 유압모터를 전기(전동)모터로 마련하고 유압파워 팩들 중 제2 및 제3유압파워 팩을 채택하며,
   제2 및 제3유압파워 팩의 유압펌프는 제1 및 제2실린더에 적합한 유량을 공급할 수 있도록 각각 독립하여 1:1로 유압라인을 통해 연결되고, 상기 회전유닛의 전동모터는 별도의 배터리로부터 전원을 공급받도록 연결되는 것을 특징으로 하는 과수원용 고소작업차량의 제어장치.

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