KR20220143374A

KR20220143374A - 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치

Info

Publication number: KR20220143374A
Application number: KR1020210049798A
Authority: KR
Inventors: 채연식
Original assignee: 채연식
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2022-10-25

Abstract

본 발명은 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치에 관한 것으로서, 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 지면 평탄화 작업을 위한 장치에 있어서, 상기 굴삭기의 붐에 설치된 붐 가속센서; 상기 굴삭기의 암에 설치된 암 가속센서; 및 상기 굴삭기의 H-링크에 설치된 버킷 가속센서;로 이루어지되, 상기한 각각의 붐 가속센서와 암 가속센서 및 버킷 가속센서에 의해 Z축 방향으로 기울어진 각도를 측정하고, 이 기울어진 각도를 붐과 암 및 버킷의 각각의 높이를 합한 높이에 반영하여 기울어진 각도가 포함된 굴삭기 관절의 전체 높이를 설정하도록 한 것으로, 지면 평탄화 작업의 작업속도를 높이고 평탄도의 정확도를 높여 공사현장에서 지면 평탄화 작업이 아주 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.

Description

가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치{3-axis Leveling Equipment Excavator Using The Acceleration Sensor}

본 발명은 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치에 관한 것으로서, 상세히는 버킷이 연결되는 H-링크와 붐 및 암 각각에 설치된 가속도 센서를 이용하여 Z축 방향으로 기울어진 각도를 구해, 이 기울어진 각도를 굴삭기 관절의 붐과 암 및 버킷 각각의 높이를 합한 높이에 반영하는 것에 의해 기울기가 포함된 굴삭기 각 관절의 전체 높이를 구하도록 한 굴삭기의 3축 평탄화 장치에 관한 것이다.

토목공사 및 전축공사 현장에서는 굴삭기를 이용하여 지면을 평탄화하는 작업이 필수적으로 이루어지는데, 일반적으로 이와 같은 지면 평탄화 작업에는 광학 레벨기 또는 레이저 레벨기가 사용되고 있다. 이와 같은 레벨기를 사용하여 이루어지는 평탄화 작업에는 굴삭기 운전자 외에 지면의 높낮이를 측량하는 최소 2인의 보조 인원이 광학 레벨기 또는 레이저 레벨기지를 가지고 표면의 높이를 측정하여 굴삭기 운전자에게 전달하고, 이를 통해 지면을 절토하거나 복토하는 것으로 이루어진다. 하지만 이와 같은 방법의 지면 평탄화 작업은 시간과 비용면에서 효율적이지 못한 단점이 있다.

이러한 불편함을 해소하고자 종래에도 붐과 암 및 버킷에 센서를 설치하여 상기 센서를 통해 굴삭기의 자세에 따른 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw)를 측정하고, 이를 굴삭기 관절의 높이에 반영하여 지면의 평탄화 작업에 이용하였으나, 상기 롤과 피치 및 요를 통해 높이의 계산이 복잡할 뿐만 아니라, 불규칙하게 움직이는 버킷에 센서를 설치한 것에 의해 측정값이 정확하지 못한 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 굴삭기의 각 관절에 가속도센서를 장착하여 보조인원의 도움 없이 굴삭기 운전자는 평탄화 작업을 단독으로 빠르게 할 수 있는 도움을 주도록 하되, 구체적으로는 상기 굴삭기의 붐과 암 그리고 버킷에 연결된 H-링크에 가속도 센서를 각각 장착하고, 각각의 가속도 센서로 부터 얻어지는 3축 가속도 AccX, AccY, AccZ를 이용하여 굴삭기의 각 관절의 기울어진 각도를 계산하여, 이 각도를 굴삭기의 붐과 암 및 버킷의 높이에 반영하여 절토된 지표의 전체 높이를 알 수 있도록 한 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치는, 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 지면 평탄화 작업을 위한 장치에 있어서, 상기 굴삭기의 붐에 설치된 붐 가속센서; 상기 굴삭기의 암에 설치된 암 가속센서; 및 상기 굴삭기의 H-링크에 설치된 버킷 가속센서;로 이루어지되, 상기한 각각의 붐 가속센서와 암 가속센서 및 버킷 가속센서에 의해 Z축 방향으로 기울어진 각도를 측정하고, 이 기울어진 각도를 붐과 암 및 버킷의 각각의 높이를 합한 높이에 반영하여 기울어진 각도가 포함된 굴삭기 관절의 전체 높이를 설정하도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

또 상기 굴삭기 관절의 전체 높이는 붐의 관절 기점에서부터 암을 거쳐 버킷의 최단부까지인 것이다.

또 상기한 Z축 방향으로 기울어진 각도의 반영은 삼각함수의 반영이고, 붐과 암 및 버킷의 각각의 높이와 상기 기울어진 각도에 따른 삼각함수에 의해 기울기가 포함된 굴삭기 관절의 전체 높이가 설정되는 것이 바람직하다.

또 상기 Z축 방향으로 기울어진 각도(θ)는 다음과 같은 식에 의해 측정되는 것이 바람직하다.

(여기서, X₃는 굴삭기 관절의 X₃축 방향 벡터값, Y₃는 굴삭기 관절의 Y₃축 방향 벡터값, Z₃는 굴삭기 관절의 Z₃축 방향 벡터값)

또 상기 붐의 높이는 붐 가속센서에 의한 붐의 기울기ㅧ붐의 길이, 상기 암의 높이는 암 가속센서에 의한 암의 기울기ㅧ암의 높이, 버킷의 높이는 버킷 가속센서에 의한 H-링크의 기울기ㅧ버킷의 길이에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.

또 상기 버킷의 길이는 서로 다른 길이의 링크 암들로 이루어진 H-링크의 계속 변화되는 서로 다른 회전각을 통한 H-링크의 기울기와 함께 얻어지는 것이 바람직하다.

또 상기 H-링크의 서로 다른 회전각을 통한 H-링크의 기울기 계산은 한쪽의 링크 암의 회전과 다른 쪽의 링크 암의 회전에 따른 서로 다른 회전각의 기울기 각도 차이에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

또 지면 평탄화 작업을 위한 기준 높이는 버킷의 발톱 최단부를 최초에 지면에 대었을 때, 상기 최단부에서부터 붐의 관절 기점까지이다.

또 굴삭기의 운전석의 전면에 설치되어 상기 굴삭기 관절의 전체 높이를 표시해주는 평탄화 디스플레이 장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 붐 가속센서는 붐대에 설치되고, 상기 암 가속센서는 암대에 설치되며, 상기 버킷 가속센서는 H-링크의 서로 마주보는 링크 암 중 어느 한쪽의 링크 암에 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치에 의하면, 지면 평탄화 작업의 작업속도를 높이고 평탄도의 정확도를 높여 공사현장에서 지면 평탄화 작업이 아주 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.

또 운전석의 디스플레이를 통해 지면의 높이가 숫자로 표시되므로 작업자 아주 간단하고 편리하게 지면의 평탄화 작업을 수월하게 진행할 수 있는 효과가 있다.

또한 지면 평탄화 작업에 보조인력이 필요없고 평탄화 작업도 신속하게 이루어지므로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 3축 평탄화 장치가 설치된 굴삭기의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 3축 평탄화 장치를 이용하여 H-링크의 기울기를 구하는 도면
도 3은 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 3축 평탄화 장치에 이용되는 각각의 가속센서 모듈의 사진

이하, 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

1. 가속도 센서를 이용한 기울기 계산

가속도 센서로부터 얻어지는 X축으로의 가속도 AccX, Y축으로의 가속도 AccY 및 Z축으로의 가속도 AccZ를 이용하여 Roll, Pitch, Yaw를 계산할 수 있다. 이와 같은 원리를 응용하여 드론과 같은 비행체가 안정하게 비행하도록 제어하는 장치를 구성할 수 있다. 비행체 이외에도 가속도 센서를 응용한 제어장치들은 산업 전반에 걸쳐 사용되고 있다.

이에 이러한 가속도센서를 굴삭기에 장착하여 보조인원의 도움 없이 굴삭기 운전자는 평탄화 작업을 단독으로 빠르게 할 수 있도록 도움을 주도록 하는데, 도 1에 도시한 바와 같이 굴삭기의 각각의 관절에 해당하는 붐(1)의 붐대에는 붐 가속센서(4)를 설치하고, 암(2)의 암대에는 암 가속센서(5)를 설치하며, 버킷(3)에 연결된 H-링크(7)에는 버킷 가속센서(6)를 각각 설치하여, 각각의 가속센서(4)(5)(6)로 부터 얻어지는 3축 가속도 AccX, AccY, AccZ를 이용하여 굴삭기의 각 관절의 Z축 방향으로 기울어진 각도를 계산하여 절토된 지표의 높이를 알 수 있도록 한다. 여기서 상기 굴삭기의 각 관절의 전체 높이의 기준은 붐(1)의 관절 기점(A)에서부터 암(2)을 거쳐 버킷(3)의 발톱(3a) 끝의 최단부까지이다.

가속도센서를 이용해 3차원 좌표계의 X, Y, Z축으로 기울어진 각도를 계산하는 방법은 벡터를 이용하여 계산한다. 기울어진 각도를 계산하기 위해 Z축 방향으로 기울어진 각도 θ를 다음 식으로 얻을 수 있다.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

Y축을 각도 Φ만큼 기울어진 각도는 다음과 같은 식으로 유도 할 수 있다.

(7)

(8)

여기에 식 (8)에 식 (3)을 대입하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

(9)

(10)

(11)

(12)

여기에 식 (12)에 식 (3)을 대입하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

(13)

이므로

(14)

식 (14)을 정리하면 다음과 같은 식 (15)의 기울어진 각도 θ를 구할 수 있다.

(15)

2. Z축 방향으로 기울어진 각도에 따른 굴삭기의 각 관절의 전체 높이

붐(1)과 암(2) 및 버킷(3)으로 구성되는 굴삭기의 각 관절 3개에 각각 장착된 가속센서로부터, 즉 붐(1)에 설치되는 붐 가속센서(4)와 암(2)에 설치되는 암 가속센서(5) 및 버킷(3)에 연결된 H-링크(7)에 설치된 버킷 가속센서(6)로부터 기울기 정보를 I2C 직렬통신으로 ATmega328에 전달하고, 이 기울기 정보를 삼각함수를 이용해 각 관절의 높이를 계산한다. 굴삭기의 붐(1) 관절에 장착된 붐 가속센서(4)는 붐(1)의 회전 반경에 따라 높이 계산을 하고, 굴삭기의 암(2) 관절은 굴삭기의 구조적 특성으로 인하여 붐(1)과 평행을 이루고 있는 형태가 아니다. 그러므로 초기 굴삭기 붐(1)과 암(2)의 각도를 측정하여 암(2) 관절의 회전 반경에 따라 높이를 계산한다. 또한 굴삭기의 버킷(3) 관절은 굴삭기의 작업 상황에 따라 버킷(3)을 변경해야하기 때문에 굴삭기의 암(2) 관절에 직접 연결되어 있는 구조가 아니고, H-링크(7)라는 버킷 결합구조를 이루고 있으므로 유압실린더의 길이 변화에 따라서 기울어지는 각도가 일정하지 않다.

이와 같은 구조적 특징 때문에 붐(2)과 버킷(3) 사이에 연결된 H-링크(7)의 기울기 각도는 회전하는 두 원의 교점을 계산하여 버킷의 회전각도를 계산하는데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 3축 평탄화 장치를 이용하여 H-링크의 기울기를 구하는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 서로 연결되어 사각의 형태를 이루는 H-링크(7)의 각각의 링크 암(7a)(7b)(7c)(7d)의 길이는 서로 다르기 때문에, 서로 마주보는 2개의 링크 암(7a)(7b)들의 어느 한 부분의 연결지점인 회전축(B)을 기준으로 하여 같은 방향으로 기울어질 때, 한쪽의 링크 암(7a)의 기울기 각도의 차이와 다른 쪽의 링크(7b)의 기울기 각도의 차이는 다르다. 즉 한쪽의 링크 암(7a)의 회전과 다른 쪽의 링크 암(7b)의 회전에 따른 형성되는 두 원의 교점을 통해 기울기 각도를 측정하였을 때, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 한쪽의 링크 암(7a)의 기울기가 69.70도이고, 다른 쪽의 링크 암(7b)의 기울기가 80.83도인 상태에서, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 한쪽의 링크 암(7a)의 회전에 따라 기울기가 67.70도로 변화되고, 다른 쪽의 링크 암(7b)의 기울기가 78.48도로 변화된다. 이러한 기울기 각도의 변화 상태를 보면 한쪽의 링크 암(7a)의 기울기 각도의 변화 차이는 2도이지만, 다른 쪽의 링크 암(7b)의 기울기 각도의 변화 차이는 2.35도이다.

이러한 원리에 따라서 계산된 H-링크의 기울어진 각도는 한쪽의 링크 암(7a)의 기울기 각도를 반영하지 않고, 다른 쪽의 링크 암(7b)의 기울기 각도 변화에 따른 회전링크 반경 높이를 통해 버킷(3)의 기울기 각도를 계산한 후 굴삭기 관절 전체의 높이를 삼각함수로 계산한다.

붐의 높이 = 붐 가속센서에 의한 붐의 기울기ㅧ붐의 길이

암의 높이 = 암 가속센서에 의한 암의 기울기ㅧ암의 길이

버킷 높이 = H-링크에 설치된 버킷 가속센서에 의한 버킷의 기울기ㅧ버킷의 길이

이렇게 Z축 방향으로 기울어진 각도(θ)가 반영되어 구해진 붐과 암 및 버킷의 굴삭기 각 관절의 3개의 높이를 합한 굴삭기 각 관절의 전체 높이를 7-세그먼트 FND에 센티미터 단위로 3자리 숫자를 운전석(8)에 설치된 디스플레이에 표시하여 굴삭기 운전자에게 높이를 실시간으로 알려주는 구조로 한다.

따라서 상기한 바와 같이 굴삭기 각 관절의 3개의 높이를 실시간으로 알 수 있으면, 지면의 평탄화 작업을 할 때 상기 지면의 어느 한 지점에 버킷(3)의 최단부 발톱(3a) 끝을 대고 높이를 구하고, 지면의 다른 한 지점으로 버킷(3)을 옮겨서 상기 버킷(3)의 최단부 발톱(3a) 끝을 대고 높이를 구한 후, 양쪽의 높이 차이만큼 지면을 깎거나 복토하여 평탄화 작업을 하게 된다.

3. 가속도 센서 모듈 및 디스플레이 장치

붐(1)과 암(2)의 2개의 굴삭기 각 관절에 붐 가속센서(4)와 암 가속센서(5)를 각각 설치하고, 다른 하나의 굴삭기 관절의 버킷(3)에 연결된 H-링크(7)에 버킷 가속센서(6)를 설치하기 위해 가속도 센서모듈을 제작한다. WitMotion 사의 WT901센서는 칼만 필터를 적용한 TTL단의 I2C출력과 9축 센서로 Accelerometer, Gyroscope, Angle, Magnetic Field 측정용 MPU9250이다.

각각의 가속도 센서로부터 얻어지는 Z축 방향의 기울기 각도(θ)를 각 관절의 높이에 반영하기 위해 ATmega328과 I2C 직렬통신을 사용하였으며, 붐(1)과 암(2) 및 버킷(3)의 어드레스는 0x50, 0x51, 0x52를 사용한다.

붐 가속센서(4)와 암 가속센서(5) 및 버킷 가속센서(6)로 구성되어 제작된 가속도센서 모듈은 내구성 및 방수를 위해 6T의 철재로 제작되고, 내부는 실리콘으로 밀봉하여 열악한 환경에서도 내구성 및 진동에 견딜 수 있도록 한다. 도 3의 사진에서 보이는 것처럼 왼쪽에서부터 버킷 가속센서 모듈, 암 가속센서 모듈, 붐 가속센서 모듈이고, 이것들은 굴삭기의 각 관절, 즉 붐(1)의 붐대와 암(2)의 암대 및 버킷(3)에 연결된 H-링크(7)에 각각 설치될 것이다. 각각의 가속센서 모듈이 굴삭기 작업시 장애물에 파손되지 않도록 두께 25㎜, 가로 40㎜, 세로 50㎜로 최소화 한다. 각각의 가속센서로부터 전송되는 정보를 처리하는 디스플레이 장치는 ATmega328을 사용하며 기준레벨을 세팅할 수 있는 스위치를 장착한다.

다음과 같이 고속 통신을 사용하여 측정값 사이의 20㎳의 지연으로 안정된 측정데이터를 확보하고, 2㎐의 주기 측정값 표시동안 소프트웨어적인 노이즈 감소를 유지하며, 풀업 저항값은 낮춰서 I2C버스의 전류를 앞당기는 방법으로 노이즈에 대한 내성을 향상하여 건설현장 특성상 발생하는 불특정 노이즈 발생환경에서 측정값을 신뢰할 수 있게 한다.

void setup(){Serial.begin(115200);}

void loop(){JY901.StartIIC(0x50); JY901.GetAngle();

float Boom_Ang=(float)JY901.stcAngle.Angle[1]/32768*180; delay(20);

if(current_time - prev_time > 500) {display.showNumberDec(k,false);

prev_time = current_time;}}

이상과 같이 굴삭기를 이용하여 토목공사 및 건축공사를 실시할 경우 지면의 평탄화 작업에 유용하게 사용될 평탄화 장치를 개발하였고, 직접 공사 현장에서 적용한 결과 굴삭기의 회전 반경 내 모든 위치에서 오차범위 2㎝ 이내로 평탄화 작업이 가능했으며, 작업 속도가 향상되고 보조 인력을 필요로 하지 않고도 평탄화 작업을 효율적으로 수행할 수 있었다.

이상과 같이 본 발명에 따른 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

1 : 붐 2 : 암
3 : 버킷 3a : 버킷의 발톱
4 : 붐 가속센서 5 : 암 가속센서
6 : 버킷 가속센서 7 : H-링크
7a,7b,7c,7d : 서로 길이가 다른 H-링크의 링크 암
8 : 굴삭기의 운전석 A : 붐의 관절 기점
B : H-링크의 회전축

Claims

가속도 센서를 이용한 굴삭기의 지면 평탄화 작업을 위한 장치에 있어서,
상기 굴삭기의 붐에 설치된 붐 가속센서;
상기 굴삭기의 암에 설치된 암 가속센서; 및
상기 굴삭기의 H-링크에 설치된 버킷 가속센서;
로 이루어지되,
상기한 각각의 붐 가속센서와 암 가속센서 및 버킷 가속센서에 의해 Z축 방향으로 기울어진 각도를 측정하고, 이 기울어진 각도를 붐과 암 및 버킷의 각각의 높이를 합한 높이에 반영하여 기울어진 각도가 포함된 굴삭기 관절의 전체 높이를 설정하도록 한 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제1항에 있어서,
상기 굴삭기 관절의 전체 높이는 붐의 관절 기점에서부터 암을 거쳐 버킷의 최단부까지인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제1항에 있어서,
상기한 Z축 방향으로 기울어진 각도의 반영은 삼각함수의 반영이고, 붐과 암 및 버킷의 각각의 높이와 상기 기울어진 각도에 따른 삼각함수에 의해 기울기가 포함된 굴삭기 관절의 전체 높이가 설정되는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제1항에 있어서,
상기 Z축 방향으로 기울어진 각도(θ)는 다음과 같은 식에 의해 측정되는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.

(여기서, X₃는 굴삭기 관절의 X₃축 방향 벡터값, Y₃는 굴삭기 관절의 Y₃축 방향 벡터값, Z₃는 굴삭기 관절의 Z₃축 방향 벡터값)
제1항에 있어서,
상기 붐의 높이는 붐 가속센서에 의한 붐의 기울기ㅧ붐의 길이, 상기 암의 높이는 암 가속센서에 의한 암의 기울기ㅧ암의 높이, 버킷의 높이는 버킷 가속센서에 의한 H-링크의 기울기ㅧ버킷의 길이에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제5항에 있어서,
상기 버킷의 길이는 서로 다른 길이의 링크 암들로 이루어진 H-링크의 계속 변화되는 서로 다른 회전각을 통한 H-링크의 기울기와 함께 얻어지는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제6항에 있어서,
상기 H-링크의 서로 다른 회전각을 통한 H-링크의 기울기 계산은 한쪽의 링크 암의 회전과 다른 쪽의 링크 암의 회전에 따른 서로 다른 회전각의 기울기 각도 차이에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
지면 평탄화 작업을 위한 기준 높이는 버킷 발톱의 최단부를 최초에 지면에 대었을 때, 상기 최단부에서 붐의 관절 기점까지인 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
굴삭기의 운전석의 전면에 설치되어 상기 굴삭기 관절의 전체 높이를 표시해주는 평탄화 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 붐 가속센서는 붐대에 설치되고, 상기 암 가속센서는 암대에 설치되며, 상기 버킷 가속센서는 H-링크의 서로 마주보는 링크 암 중 어느 한쪽의 링크 암에 설치되는 것을 특징으로 하는 가속도 센서를 이용한 굴삭기의 3축 평탄화 장치.