KR20220097953A - 위험 감지 수단을 갖춘 콘크리트 펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트를 수용하기 위한 호퍼(5), 콘크리트 펌프(1)를 안정화하기 위한 발들(13) 및 복수의 팔들(7)을 포함하는 관절형 붐(6)을 수반하는 터렛(10)이 구비된 제1 프레임(2a)을 포함하는 콘크리트 펌프(1)에 관한 것이다. 상기 상기 관절형 붐(6)은 상기 호퍼(5)와 콘크리트 전달 위치 사이에서 상기 콘크리트를 운반하기 위한 적어도 하나의 파이프(6a)를 수반한다. 상기 콘크리트 펌프(1)에는 지반의 공동을 감지하는 제1 장치, 수직축(A2)에 대한 하나 이상의 팔(7)의 기울기를 감지하는 제2 장치(22), 상기 발들의 전개를 감지하는 제3 장치(13), 상기 콘크리트 펌프(1)의 자세를 감지하는 제4 장치 및 상기 터렛(10)에 장착된 회전 센서 중 어느 하나가 장착된다.

Description

위험 감지 수단을 갖춘 콘크리트 펌프

본 발명은 위험 감지 수단을 구비한 콘크리트 펌프에 관한 것이다.

토목 공학 분야에서, 콘크리트 전달 위치에 콘크리트를 전달하기 위한 콘크리트 펌프가 알려져 있다. 콘크리트 펌프는 콘크리트 믹서에 의해 생산된 콘크리트를 수용하기 위한 호퍼와 상기 호퍼에서 상기 콘크리트 전달 위치로 콘크리트를 운반하도록 설계된 콘크리트 펌핑 기계가 장착된 가 섀시(false chassis)를 포함한다. 상기 펌핑 기계는 콘크리트가 내부에 흐르는 파이프와 호스가 구비된 채널과 펌프 및 호스 내부에서 콘크리트를 추진하기 위한 펌핑 수단을 포함한다.

콘크리트 전달 위치는 콘크리트 펌프의 가능한 안정화 위치에서 멀리 떨어져 있기 쉽다. 따라서, 콘크리트 펌프는 콘크리트 펌프와 콘크리트 전달 위치 사이에 전개될 수 있는 파이프와 호스를 운반하는 관절형 붐(articulated boom)을 포함한다. 전개 위치의 관절형 붐은 보통 수십 미터의 길이를 갖는다. 예를 들어, 전술한 유형의 콘크리트 펌프를 설명하는 문서 EP3556718을 참조할 수 있다.

이러한 콘크리트 펌프는 콘크리트 펌프가 위치한 환경에 존재하는 여러 위험 요소로 인해 정기적으로 사고를 겪는다.

첫 번째 위험은 콘크리트 펌프의 안정성 부족으로 인해 콘크리트 펌프가 넘어지기 쉬운 것이다. 콘크리트 펌프와 지반 사이에서 콘크리트 펌프의 길이방향 축의 양쪽에 위치될 수 있는 안정화 발들을 구비한 콘크리트 펌프가 알려져 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 발들은 위치가 잘못되기 쉽고 콘크리트 펌프가 위험하게 기울어지는 것을 방지하는 데 부적합하기 쉽다.

두 번째 위험은 콘크리트 펌프가 놓여 있는 지반의 특성에 있다. 이는 특히 콘크리트를 적재한 콘크리트 펌프를 상부에 놓을 때 지반의 붕괴를 유발할 수 있는 다수의 큰 공동이 지반에 포함되기 쉽기 때문이다. 이러한 지반의 붕괴는 또한 콘크리트 펌프가 위험하게 기울어지는 것을 유발할 수 있다.

세 번째 위험은 콘크리트 펌프의 관절형 붐에 큰 힘을 가하기 쉬운 바람의 존재에 있다. 이러한 힘은 특히 바람이 70 km/h 이상의 속도에 도달할 때 콘크리트 펌프가 위험하게 기울어지는 것을 유발할 수도 있다.

네 번째 위험은 콘크리트 펌프 근처에 있는 전선의 존재이다. 이러한 전선은 주변 환경에 자기장을 형성하며, 이 자기장은 관절형 붐이 이 환경에 들어갈 경우 관절형 붐으로 전기 아크를 생성할 수 있다. 발생된 전기 아크는 콘크리트 펌프를 손상시키거나 심지어 콘크리트 펌프 사용자 및/또는 주변에 있는 사람의 화상 또는 감전사를 일으킬 수 있다.

본 발명의 목적은 이러한 모든 위험으로부터 보호될 수 있는 콘크리트 펌프를 제안하는 것이다.

본 발명의 콘크리트 펌프는 콘크리트를 수용하기 위한 호퍼(hopper)가 구비된 제1 섀시(chassis), 상기 콘크리트 펌프를 안정화시키기 위한 발들, 및 다수의 팔들을 포함하는 관절형 붐을 수반하는 터렛(turret)을 포함하는 콘크리트 펌프이다. 상기 관절형 붐은 상기 호퍼와 콘크리트 전달 위치 사이에서 상기 콘크리트를 운반하기 위한 하나 이상의 파이프를 수반한다. 상기 제1 섀시는 일반적으로 가 섀시(false chassis)라고 한다.

본 발명에 따르면, 상기 콘크리트 펌프는 지반의 공동을 감지하는 제1 장치, 수직축에 대한 적어도 하나의 팔의 기울기를 감지하는 제2 장치, 상기 발들의 전개를 감지하는 제3 장치, 상기 콘크리트 펌프의 트림(trim)을 감지하는 제4 장치 및 상기 터렛에 장착된 회전 센서 중 적어도 하나를 장착한다.

상기 콘크리트 펌프는 다음과 같은 기술적 특징들 중 하나 이상을 단독으로 또는 조합하여 유리하게 포함한다:

- 상기 콘크리트 펌프는, 상기 콘크리트 펌프의 무게 중심을 결정하기 위해 그리고 상기 콘크리트 펌프의 무게 중심이 미리 결정된 부피 내에 포함되는지 확인하기 위해, 상기 제1 감지 장치, 상기 제2 감지 장치, 상기 제3 감지 장치, 상기 제4 감지 장치 및 상기 회전 센서에 의해 공급된 정보로부터 연산하기 위한 수단을 포함하고,

- 상기 연산 수단은 상기 콘크리트 펌프의 무게 중심이 상기 발들의 각 단부에 의해 둘러싸는 영역 내에 포함되는지 여부를 결정하도록 구성되며,

- 상기 콘크리트 펌프에는 파이프 내부의 콘크리트 덩어리를 감지하기 위한 제5 장치가 장착되고,

- 상기 콘크리트 펌프에는 전선을 감지하는 제6 장치가 장착되어 있으며,

- 상기 콘크리트 펌프에는 풍속계가 장착되어 있고,

- 상기 연산 수단은 상기 콘크리트 펌프의 사용자에게 경보 정보를 전달할 수 있고/있거나 상기 콘크리트 펌프의 작동을 차단할 수 있는 경보 수단과 연결되고,

- 상기 콘크리트 펌프에는 바퀴가 장착되어 있으며,

- 상기 콘크리트 펌프에는 트랙이 장착되어 있으며,

- 상기 콘크리트 펌프는 고정에 의해 상기 제1 섀시를 수용할 수 있는 제2 섀시를 포함하는 차량에 의해 견인되도록 의도된 트레일러이다.

도 1은 접힌 상태의 붐을 포함하는 본 발명의 콘크리트 펌프의 제1 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 붐이 사용 상태에 배치된 도 1에 예시된 콘크리트 펌프의 제2 측면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 콘크리트 펌프의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 앞의 도면들에 도시된 콘크리트 펌프에 포함된 연산 수단을 개략적으로 도시한다.

본 발명은 첨부 도면과 관련하여 작성된 다음의 비제한적인 설명을 읽으면 더 잘 이해될 수 있다.

도면들은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프(1)를 도시한다. 상기 콘크리트 펌프(1)는 제1 섀시(2a)를 포함하고, 예시된 예에서, 상기 제1 섀시(2a)는 차량의 제2 섀시(2b)에 의해 운반된다. 상기 콘크리트 펌프(1)의 상기 제1 섀시(2a)는 통상적으로 가(false) 섀시라고 하며, 차량의 제2 섀시(2b)에 부착될 수 있다. 차량에는 운전실(4) 및 차량이 이동할 수 있도록 하는 구동 수단이 제공된다.

상기 콘크리트 펌프(1)에는 이의 운행을 가능하게 하는 바퀴들(3)이 장착되어 있다. 다른 변형 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 펌프(1)에는 더 혼란스러운 지면에서 상기 콘크리트 펌프의 이동을 허용하는 트랙이 제공된다.

상기 제1 섀시(2a)에는 예를 들어 콘크리트 믹서로부터 나오는 콘크리트를 수용하기 위한 호퍼(5)가 장착된다. 상기 호퍼(5)는 특히 상기 제1 섀시(2a)의 후방에 고정된다.

상기 제1 섀시(2a)에는 도 2에 개략적으로 도시된 파이프(6a)를 운반하는 붐(6)도 장착되어 있다. 상기 파이프(6a)는 특히 튜브의 집합체로, 이의 내부에서 콘크리트는 호퍼(5)로부터 건설 현장에 위치한 콘크리트-배달 위치까지 가능한 멀리 흐를 수 있다. 콘크리트를 배달 위치로 운반하는 것을 용이하게 하기 위해, 파이프(6a)의 일단에는 호스(hose, 6b)가 장착된다. 상기 붐(6)은 바람직하게는 관절로 연결되고(articulated) 이를 위해 각각의 단부에 의해 쌍으로 연결된 복수의 팔들(7)을 포함한다. 따라서 상기 붐(6)은 도 1에 도시된 바와 같은 붐(6)이 접힌 보관 상태와 도 2에 도시된 바와 같이 붐(6)이 전개되는 사용 상태 사이에서 움직일 수 있다. 이를 위해, 팔들(7)에는 두 개의 팔들(7)을 쌍으로 관절연결하기 위한 수단(8)이 제공된다. 예시된 예에 따르면, 상기 붐(6)이 갖는 팔들(7)의 수는 3개 이지만 이 수는 임의의 하나일 수 있다. 상기 붐(6)은 터렛(10)에 연결된 가까운 단부(9)를 포함한다. 터렛(10)은 콘크리트 펌프가 놓이는 지반(11)의 표면에 실질적으로 직교하는 회전축(A1)을 중심으로 제1 섀시(2a) 상에서 스스로 회전할 수 있다. 이러한 배열은 붐(6)이 전개될 때 가까운 단부(9)에 대향하는 붐(6)의 먼 단부(12)가 비교적 먼 콘크리트 전달 위치에 도달할 수 있도록 한다.

상기 제1 섀시(2)는 또한 도 1 및 2에 도시된 접힌 상태와 도 3에 도시된 전개 상태 사이에서 움직일 수 있는 복수의 발들(13)을 갖추고 있다. 접힌 상태에서, 각 발(13)의 제1 단부(14)는 섀시(1)에 연결되고 동일한 발(13)의 제2 단부(15)는 자유롭다. 전개된 상태에서, 각 발(13)의 제1 단부(14)는 섀시(2)에 연결되고 동일한 발(13)의 제2 단부(15)는 지반(11)의 표면에 놓인다. 상기 발들(13)은 전개 상태와 접힌 상태 사이 및 그 반대의 경우로 쉽게 바뀔 수 있도록 늘였다 줄였다 할 수 있는(telescopic) 것이 바람직하다.

제1 섀시(2a)에는 또한 호퍼(5)로부터 콘크리트 전달 위치로 콘크리트를 운반하기 위해 제공된 콘크리트를 펌핑하기 위한 수단(16)이 장착되어 있다.

콘크리트 펌프(1)가 넘어지는 것을 방지하기 위해, 콘크리트 펌프(1)에는 소나(sonar) 등과 같은 지반의 공동을 감지하기 위한 제1 장치(21)가 장착되어 있다. 상기 제1 감지 장치(21)는 특히 5 미터 깊이까지 지반을 조사하여 하나 이상의 공동을 식별할 수 있고, 지반이 콘크리트 펌프(1)에 의해 가해지는 압력과 펌핑 수단(16)에 의해 야기되는 요동침을 견딜 수 있는지 여부를 결정할 수 있다. 제1 감지 장치(21)는 바람직하게는 각각의 발들(13), 보다 구체적으로 각각의 발들(13)의 제2 단부(15)가 가능한 한 지반(11)의 표면에 가깝게 배치되도록 장비하는 소나 센서 등(210)을 바람직하게는 포함한다. 상기 제 1 감지 장치(21)는 지반에 공동의 존재에 관한 제 1 정보 항목(X1)을 제공할 수 있다.

또한, 콘크리트 펌프(1)에는 지구 중력과 평행하고 회전축(A1)에 평행한 수직축(A2)에 대한 붐(6)의 기울기를 감지하기 위한 제2 장치(22)가 장착되어 있다. 상기 제2 감지 장치(22)는 팔들(7) 각각에 장착된 복수의 수직-경사 센서들(220)을 포함한다. 상기 수직-경사 센서들(220)은 예를 들어 각각의 팔들(7)의 중앙에 배치된다. 상기 수직-경사 센서들(220)은 수직축(A2)에 대한 각 팔(7)의 기울기를 측정할 수 있는 예시적인 센서들이다. 상기 제2 감지 장치(22)는 붐(6)의 팔들(7)의 수직 경사에 관한 제2 정보 항목(X2)을 제공할 수 있다.

또한, 상기 콘크리트 펌프(1)에는 발들(13)의 전개를 감지하기 위한 제3 장치(23)가 장착되어 있다. 상기 제3 감지 장치(23)는 예를 들어 상기 발들(13)의 제1 단부(14)에 근접하여, 제1 섀시(2a)에 장착된 복수의 위치 센서들(230)을 포함한다. 상기 위치 센서들(230)은 예를 들어 광 센서, 특히 레이저 등이며, 이는 발들(13)의 제2 단부(15)와 제1 섀시(2a) 사이의 거리, 또는 심지어 각 발(13)과 제1 섀시(2a) 사이에 형성된 각도를 측정한다. 상기 제3 감지 장치(23)는 발들(13)의 전개와 관련된 제3 정보 항목(X3)을 제공할 수 있다.

또한, 콘크리트 펌프(1)에는 지상 중력 방향 및 수직축(A2)에 직교하는 수평면(P1)에 대한 콘크리트 펌프(1)의 트림(trim)을 감지하기 위한 제4 장치(24)가 장착된다. 상기 제4 감지 장치(24)는 콘크리트 펌프(1)의 수평면(P1)과 일반적인 연장면(P2) 사이에 형성된 경사각(α)을 측정할 수 있는 적어도 하나의 수직-경사 센서(240)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 경사각(α)은 0이고, 콘크리트 펌프(1)의 수평면(P1)과 일반적인 연장면(P2)은 일치한다. 상기 제4 감지 장치(24)는 콘크리트 펌프(1)의 트림에 관한 제4 정보 항목(X4)을 제공할 수 있다.

또한, 상기 터릿(turret, 10)에는 콘크리트 펌프(1)의 길이방향 평면(P1)에 대해 터릿이 운반하는 팔(6) 및/또는 터릿(10)의 회전 각도(β)를 결정할 수 있는 회전 센서(40)가 장착되어 있다.

콘크리트 펌프(1)에는 콘크리트 펌프(1)의 무게 중심(C) 위치를 결정하고 콘크리트 펌프(1)의 무게 중심(C)이 소정의 체적(V) 내에 위치하는지 여부를 확인할 수 있는 연산 수단(computing means, 31)을 포함하는 중앙 유닛(30)이 장착되어 있다. 상기 체적(V)는 발들(13)의 제2 단부(15)를 연결함으로써 정의되는 둘레(P)에 의해 적어도 경계가 정해진다. 상기 중앙 유닛(30)은 상기 제1 감지 장치(21), 상기 제2 감지 장치(22), 상기 제3 감지 장치(23), 상기 제4 감지 장치(24) 및 상기 회전 센서(40)와 관계가 있다. 상기 연산 수단(31)은 콘크리트 펌프(1)의 무게 중심(C) 위치를 동적으로 관리할 수 있는 수단이다. 상기 연산 수단(31)은 바람직하게는 이전 연산으로부터 학습된 절차의 이점을 얻기 위해 인공 지능 기술에 의존한다. 콘크리트 펌프(1)의 무게 중심(C)이 체적(V) 내에, 보다 구체적으로 둘레(P) 내에 포함되는 경우, 콘크리트 펌프(1)는 작동하게 된다. 반대로, 콘크리트 펌프(1)는 특히 붐(6)의 전개 가능성 및/또는 펌핑 수단(16)에 대한 작용으로 인해 작동하지 않거나 제한된다. 이러한 체재(arrangements)는 콘크리트 펌프(1)가 기울어지는 것(tipping)을 방지하는 것을 목표로 한다.

또한, 콘크리트 펌프(1)에는 파이프(6a) 내의 콘크리트 덩어리를 감지하기 위한 제5 장치(25)가 장착되어 있다. 변형 실시예에 따르면, 상기 제5 감지 장치(25)는 펌핑 수단(16)의 입구에 배치된 제1 유압 센서(251) 및 펌핑 수단(16)의 출구에 배치된 제2 유압 센서(252)를 포함한다. 상기 제5 감지 장치(25)는 제1 유압 센서(251)에 의해 측정된 제1 압력과 제2 유압 센서(252)에 의해 측정된 제2 압력 사이의 결정된 압력 차이(X5)가 파이프(6a) 내에 콘크리트 덩어리가 있음을 나타내는지를 결정할 수 있는 연산 수단(31)에 관계된다. 그러한 경우, 콘크리트 펌프(1)는 작동하지 않거나 중앙 유닛(30)에 의해 관리되는 펌핑 수단(16)의 이어지는 압력 수정에 의해 덩어리를 방출하는 절차를 수행할 수 있다.

또한, 콘크리트 펌프(1)에는 전선에 의해 생성된 전기 아크가 콘크리트 펌프(1)를 손상시키기 쉬운 구역 내부에 붐(6)이 존재하는 것을 피하기 위해 근접 반경내의 전선을 감지하는 제6 감지 장치(26)가 장착된다. 상기 제6 감지 장치(26)는 특히 전선의 존재를 감지하는 복수의 센서(260)를 포함한다. 상기 제6 감지 장치(26)는 붐(6)과 전선 사이의 거리(X6)가 고전압 전선에 대해 대략 6 미터 그리고 저전압 전선에 대해 대략 3미터의 안전 거리에 도달하는지 여부를 결정할 수 있는 연산 수단(31)과 관련되어 있다.

더욱이, 콘크리트 펌프(1)에는 콘크리트 펌프(1)에 부딪치는 바람의 속도(X7)를 측정할 수 있는 풍속계(50)가 장착되어 있다. 풍속계(50)는 예를 들어 차량의 운전실(4)에 장착되지만 콘크리트 펌프(1)의 임의의 지점에 위치할 수도 있다. 풍속계(50)는 또한 연산 수단(31)과 관련되어 있으며, 연산 수단(31)은 풍속계(50)에 의해 측정된 풍속에 따라 붐(6)이 전개되거나 전개되지 않을지를 결정할 수 있다.

상기 연산 수단(31)은 콘크리트 펌프(1)의 사용자에게 경보 정보를 전달할 수 있고/있거나 콘크리트 펌프(1)의 작동을 차단 및/또는 제한할 수 있는 경보 수단(60)과 관련되어 있다.

도 4를 참조하면, 연산 수단(31)은 제1 감지 장치(21), 제2 감지 장치(22), 제3 감지 장치(23), 제4 감지 장치(24) 및 회전 센서(40)에 의해 각각 수집된 정보 X1, X2, X3, X4, β로부터 콘크리트 펌프(1)의 전복 위험을 사용자에게 알리도록 구성된다.

또한, 연산 수단(31)은 식별된 압력차(X5)로부터 파이프(6a)가 막힐 위험을 사용자에게 알리도록 구성된다.

또한 더욱이, 연산 수단(31)은 붐(6)과 전선 사이의 거리(X6)에 의한 전자기적 위험을 사용자에게 알리도록 구성된다.

마지막으로, 연산 수단(31)은 콘크리트 펌프(1)에 부딪치는 바람의 속도(X7)로부터 콘크리트 펌프(1)가 넘어질 위험을 사용자에게 알리도록 구성된다.

Claims (10)

1. 콘크리트를 수용하기 위한 호퍼(5), 콘크리트 펌프(1)를 안정화하기 위한 발들(13), 및 다수의 팔들(7)을 구비하는 관절형 붐(6)을 수반하는 터렛(turret, 10)이 장착된 제1 섀시(2a)를 포함하고, 상기 관절형 붐(6)은 상기 호퍼(5)와 콘크리트 전달 위치 사이에서 상기 콘크리트를 운반하기 위한 적어도 하나의 파이프(6a)를 수반하고,
   지반의 공동을 감지하기 위한 제1 장치(21), 수직 축(A2)에 대한 적어도 하나의 팔(7)의 기울기를 감지하기 위한 제2 장치(22), 상기 발들(13)의 전개를 감지하기 위한 제3 장치(23), 상기 콘크리트 펌프(1)의 트림(trim)을 감지하기 위한 제4 장치(24) 및 상기 터렛(10)에 장착된 회전 센서(40) 중 적어도 하나가 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 콘크리트 펌프(1)의 무게 중심(C)을 결정하고 상기 콘크리트 펌프(1)의 상기 무게 중심(C)이 미리 결정된 부피 (V) 내에 포함됨을 확인하기 위해 상기 제1 감지 장치(21), 상기 제2 감지 장치(22), 상기 제3 감지 장치(23), 상기 제4 감지 장치(24) 및 상기 회전 센서(40)에 의해 제공된 정보(X1, X2, X3, X4, β)로부터 연산하기 위한 수단(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 연산 수단(31)은 상기 콘크리트 펌프(1)의 상기 무게 중심(C)이 상기 발들(13)의 각각의 단부들(15)로 둘러싸인 영역(P) 내에 포함되는지 여부를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
4. 청구항들 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콘크리트 펌프(1)에는 상기 파이프(6a) 내부의 콘크리트 덩어리를 감지하기 위한 제5 장치(25)가 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
5. 청구항들 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콘크리트 펌프(1)에는 전선을 감지하기 위한 제6 장치(26)가 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
6. 청구항들 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콘크리트 펌프(1)에는 풍속계(50)가 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
7. 청구항들 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연산 수단(31)은 상기 콘크리트 펌프(1)의 사용자에게 경보 정보를 전달할 수 있고/있거나 상기 콘크리트 펌프(1)의 작동을 차단할 수 있는 경보 수단(60)과 연결되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
8. 청구항들 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콘크리트 펌프(1)에는 바퀴들(3)이 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
9. 청구항들 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 콘크리트 펌프(1)에는 트랙이 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).
10. 청구항들 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콘크리트 펌프(1)는 고정에 의해 상기 제1 섀시(2a)를 수용할 수 있는 제2 섀시(2b)를 포함하는 자동차에 의해 견인되도록 의도된 트레일러인 것을 특징으로 하는 콘크리트 펌프(1).

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