KR20210132409A - 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 원격 조종 매니퓰레이터는, 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능하고, 원활한 페달 동작을 위한 기존 풋 페달의 대체용 풋 페달, 및 링크가 장착이 된 위치 제어가 가능한 모터 시스템을 포함할 수 있다.

Description

굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터{Remotely operated manipulator with foot valve type hydraulic valve operation for driving excavator attachment}

본 발명은 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원격 조작으로 하여 무개조 기반 굴삭기의 어태치먼트 구동 작업 운행 시스템에 관한 것이다.

건설 장비중에서 굴삭기는 많은 현장에서 다목적으로 다양한 어태치먼트와 함께 사용 가능하기에 매우 실용적인 건설 장비이다. 또한 현장 종류를 불문하고 어느 곳에서나 가장 흔히 목격할수 있는 건설장비가 굴삭기이다. 하지만 굴삭기의 굴삭작업의 효율성 증대와 더불어 인력 감소 현상에 따른 작업자 부족을 해결하기 위해 초보자도 운용 가능한 작업 인터페이스 및 시스템은 지속적으로 개발되어 발전해 오고 있다.

일반적으로 굴삭기의 작업 구동 장치는 주행 장치와 굴삭기의 붐(Boom)과 버킷(Bucket)링크를 구동하는 레버와 굴삭기의 스윙과 암(Arm)링크를 구동하는 레버로 나뉜다. 기존 기술은 굴삭기 붐, 암, 버킷, 스윙용 레버와 주행 레버 또는 페달에 매니퓰레이터를 장착하여 원격으로 조종할수 있도록 하는 무개조 기반의 원격 무인화 매니퓰레이터를 개발하였다.

굴삭기는 수많은 어태치먼트 장착이 가능하다. 유압 브레이커, 회전식 그리퍼, 시저, 크러셔등을 굴삭기 끝단의 유압 호스 라인을 하나 더 장착하여 다양한 기능의 조작이 가능하다. 일반적으로 굴삭기 기사는 굴삭기에 탑승하여 스위치 또는 풋 페달을 조절하여 다양한 어태치먼트 구동을 지시한다. 하지만 기존 개발 장비는 붐, 암, 버킷, 스윙, 주행 만 가능한 장치로서 원격으로 어태치먼트 유압 밸브라인을 조작할 수 없다. 한마디로 또 다른 조작 장치가 필요하다는 뜻이다.

기존 발명품 등록번호, 조작수단 원격조종 시스템 (등록번호: 1012436200000)과 기기 작동용 조작 레버의 무인 조종 시스템 (등록번호: 1011797520000)은 주행과 붐, 암, 버킷, 스윙의 원격 조종이 가능하다. 이는 굴삭기의 기계적 개조 없이 무개조 기반으로 장착이 가능하며 무인화 하는 시간을 매우 크게 단축 하였다.

기존 발명품 등록번호, 조작수단 원격조종 시스템 (등록번호: 1012436200000)과 기기 작동용 조작 레버의 무인 조종 시스템 (등록번호: 1011797520000)은 주행과 붐, 암, 버킷, 스윙 만 원격 조종이 가능하다. 하지만 본 특허는 굴삭기의 유압라인이 필요한, 유압브레이커, 크러셔, 그리퍼와 같은 어태치먼트 구동 제어가 가능하다.

한국등록특허 제10-124362호 "조작수단 원격조종 시스템" 한국등록특허 제10-1179752호 "기기 작동용 조작 레버의 무인 조종 시스템"

본 발명은 인명 피해 발생 확률이 높은 원전, 재난 재해 현장이나 지뢰 제거와 같은 군사 지역에서와 같이 위험한 곳에 투입하여 어태치먼트의 조종을 필요로 하는 분야에 큰 강점을 갖는다. 무엇보다도 주변에 가장 흔히 즐비하는 굴삭기를 사용하기 때문에 효율적인 적용 및 투입을 목적으로 한다.

본 발명은 기존 굴삭기의 부품을 일부 변경하고 구동기 추가하여 원격으로 어태치먼트 구동을 할수 있도록 하는 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터를 제안한다. 특히, 본 발명은 모터에 링크를 결합하여 사용하여 신호값을 통해 풋 페달을 회전힘으로 누를수 있도록 하여 밸브를 열고 닫도록 한다. 풋 페달이 조작되는 정도, 즉 유압 밸브의 조절 정도에 따라 굴삭기 어태치먼트의 유압라인에 유량 조절이 가능하게 되며 이를 통해 어태치먼트 구동 조절이 가능하게 된다.

일실시예에 따른 원격 조종 매니퓰레이터는, 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능하고, 원활한 페달 동작을 위한 기존 풋 페달의 대체용 풋 페달, 및 링크가 장착이 된 위치 제어가 가능한 모터 시스템을 포함할 수 있다.

일실시예에 따르면, 본 발명은 인명 피해 발생 확률이 높은 원전, 재난 재해 현장이나 지뢰 제거와 같은 군사 지역에서와 같이 위험한 곳에 투입하여 어태치먼트의 조종을 필요로 하는 분야에 큰 강점을 갖는다. 무엇보다도 주변에 가장 흔히 즐비하는 굴삭기를 사용하기 때문에 효율적인 적용 및 투입이 가능하다.

일실시예에 따르면, 기존 굴삭기의 부품을 일부 변경하고 구동기 추가하여 원격으로 어태치먼트 구동을 할수 있도록 하는 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명은 모터에 링크를 결합하여 사용하여 신호값을 통해 풋 페달을 회전힘으로 누를수 있도록 하여 밸브를 열고 닫도록 한다. 풋 페달이 조작되는 정도, 즉 유압 밸브의 조절 정도에 따라 굴삭기 어태치먼트의 유압라인에 유량 조절이 가능하게 되며 이를 통해 어태치먼트 구동 조절이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페달 밸브 조작 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 새롭게 제작되어 교체된 풋 페달식 밸브 조절 장치의 실시예이다.
도 3은 풋페달의 조작 예시를 설명하는 도면이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 페달 밸브 조작 장치를 설명하는 도면이다.

본 발명은 원격 조작으로 하여 무개조 기반 굴삭기의 어태치먼트 구동 작업 운행 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로, 본 발명은 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터를 포함한다. 또한, 원격 조종 매니퓰레이터는 원활한 페달 동작을 위한 기존 풋 페달의 대체용 풋 페달, 및 링크가 장착이 된 위치 제어가 가능한 모터 시스템을 포함할 수 있다.

구동 명령 신호만 전송할수 있다면 운동 조종이 가능하다. 특히 인명 피해 발생 확률이 높은 원전, 재난 재해 현장이나 지뢰 제거와 같은 군사 지역에서와 같이 상시 인원을 투입하여 빠른 조종을 필요로 하는 분야에 큰 강점을 갖는다. 무엇보다도 주변에 가장 흔히 즐비하는 굴삭기를 사용하기 때문에 효율적인 적용 및 투입이 가능하다.

본 발명품은 크게 두가지로 구성된다. 원활한 페달 동작을 위한 기존 풋 페달의 대체용 풋 페달과 이를 조작하기 위한 축에 링크가 장착이 된 위치 제어가 가능한 모터 시스템이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 모터 축에는 링크가 부착된다. 페달 밸브 조작 장치는 모터의 회전힘으로 누룰수 있도록 아래 그림의 전면도 또는 상면도와 같이 만들어 교체한다. 날개가 길고 기울어짐이 클수록 잘 회전된다. 가운데 동그라미는 볼트 체결을 위한 홀을 의미한다.

본 발명은 부착형 무인 굴삭 로봇 매니퓰레이터의 부착이 가능한 타입의 레버를 갖는 굴삭기와 동시에 어태치먼트 구동용 밸브가 풋페달형식인 경우 모두 적용할 수 있다.

도 2는 새롭게 제작되어 교체된 풋 페달식 밸브 조절 장치의 실시예이다.

그림은 새롭게 제작되어 교체된 풋 페달식 밸브 조절 장치이다. 템에서 메인제어기로 전송한다.

모터 축에는 링크가 부착된다. 페달 밸브 조작 장치는 모터의 회전힘으로 누룰수 있도록 아래 그림의 전면도 또는 상면도와 같이 만들어 교체한다. 날개가 길고 기울어짐이 클수록 잘 회전된다. 가운데 동그라미는 볼트 체결을 위한 홀을 의미한다.

도 3은 풋페달의 조작 예시를 설명하는 도면으로서, 도 3과 같이 같이 링크가 모터 축에 결합되어 회전하면서 풋페달을 양쪽에서 눌러주어 조작할 수 있다.

이러한 본 발명의 특징으로 인해, 본 발명은 장비 크기에 관계없이 무인 굴삭 로봇 매니퓰레이터의 부착이 가능한 타입의 레버를 갖는 다양한 건설 장비 (굴삭기, 도저, 스키드로더, 지게차 등)에서 풋 페달형, 풋 레스트형을 장착하고 있는 경우 모두 적용 및 사용 가능할 것으로 예상된다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (1)

1. 굴삭기 어태치먼트 구동용 풋 페달형의 유압 밸브 조작이 가능한 원격 조종 매니퓰레이터로서,
   원활한 페달 동작을 위한 기존 풋 페달의 대체용 풋 페달; 및
   링크가 장착이 된 위치 제어가 가능한 모터 시스템
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 매니퓰레이터.

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