WO2021066230A1 - 소형 다용도 건설 장비 - Google Patents

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WO2021066230A1
WO2021066230A1 PCT/KR2019/012978 KR2019012978W WO2021066230A1 WO 2021066230 A1 WO2021066230 A1 WO 2021066230A1 KR 2019012978 W KR2019012978 W KR 2019012978W WO 2021066230 A1 WO2021066230 A1 WO 2021066230A1
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WO
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track
construction equipment
work
hinges
traveling
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/012978
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English (en)
French (fr)
Inventor
강종민
Original Assignee
주식회사 이스쿠스
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
    • B62D55/065—Multi-track vehicles, i.e. more than two tracks
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/18—Counterweights
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives

Definitions

  • the present invention relates to a small multi-purpose construction equipment, and more particularly, according to the type of work equipment, conventional off-road track excavators, forklifts, lifts for high place work, and power supply devices of various tools can be integrated into one construction equipment. Yet, the width of the left and right is within 800mm, so that narrow paths or doors can easily pass through, as in an indoor space, and it is related to a compact multi-purpose construction equipment with improved stability during stop work.
  • the term'small multi-purpose construction equipment' used herein refers to a tool carrier that can be used by simply exchanging and attaching various power tools, as well as the compact multi-purpose construction equipment described above, and omni-directional movement and rotation in place. It means to include all types of mobile devices such as a traveling body including possible track traveling devices.
  • the track-type traveling device of the above type is composed of two track devices installed in parallel on both left and right sides, or consists of four wheels or track devices installed in parallel on both left and right sides of the front and rear, and the drive motors on both sides of the left and right
  • the track driving system can travel in a desired direction. Therefore, in order to change direction, it is always necessary to slide relative to the ground, and accordingly, a problem that causes noise is inevitably generated.
  • the indoor lift mainly drives with four wheels, there is a problem in moving a stepped plane or off-road, which will be a problem common to various working devices of a wheel driving method.
  • Patent Document 1 proposes a track traveling device for rough terrain capable of adjusting direction and rotating in place.
  • the track traveling device is connected to a main body 1, three hinges 2 installed through the main body 1, and one end of the three hinges 2, respectively. It comprises as main components the three track devices 3 which are made up.
  • the main body (1) is in the form of a square-circular disk, and three track devices (3) are connected to each lower end of each of the three hinges (2) installed through the main body (1), and the upper end is A reduction gear set 6 driven by a steering motor 7 is provided to pivot each hinge 2 and each track device 3 connected thereto.
  • the left side represents the front side of the track traveling device and the right side represents the rear side.
  • Each of the three track devices 3 is the main body 11 of the track device coupled to the lower end of the hinge 2, the travel motor 12, and the travel motor, as shown in FIG. 1(b). It is composed of a pair of idlers 14 located at the left and right lower portions of the 12, a pair of idlers 14 located at the center of the roller 15, a rubber track 13, etc., of the traveling motor 12
  • the rubber track 13 surrounds the drive shaft and the outer circumferential surface of the pair of idlers 14 and is a substantially triangular track device, all of which have the same configuration.
  • Each of these triangular track devices 3 has a compact structure compared to the conventional caterpillar track device, but includes a pair of left and right idlers, a lower roller between them, and the like. There is still a need for a track device with a more compact and stable structure, such as a higher center of gravity, as it is composed of a two-stage parallel structure such as a traveling motor sprocket and an idler roller set at the bottom.
  • Patent Document 2 proposes a multi-purpose construction equipment to which the track traveling device disclosed in Patent Document 1 is applied, and this includes a conventional off-road track excavator, depending on the type of work device.
  • a structure capable of integrating a forklift, a lift for aerial work, and power supplies of various tools into a single construction equipment is disclosed.
  • the three hinges connected to each of the track devices 10 are of the main body 11. It is installed at equal intervals on the same circumference centered on the center, and the three track devices 10 are respectively installed at the left and right sides of the front and rear centers in the driving direction.
  • Patent Document 1 Korean Patent Registration No. 10-1822155
  • Patent Document 2 Korean Patent Registration No. 10-1876477 Publication
  • the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, it can immediately move in any direction in a narrow space, easily passes through a narrow path or door like an indoor space, and uses a separate turning system even in a given place. It is possible to move omni-directional and rotate in place using only the track travel device, while maintaining the stability of the track driving system equipment even when using a variety of work machines or working at high altitudes. Its purpose is to provide a track traveling device for rough terrain and a compact multipurpose construction equipment applying the same.
  • the present invention provides a rough terrain track driving device capable of adjusting direction and rotating in place, in which operation modes including straight driving, curved driving, rotating in place, and stopping operation can be easily switched and selected, and a compact multipurpose construction equipment applying the same. To provide for a different purpose.
  • the present invention is a track traveling device for rough terrain capable of tilting each track device so as not to concentrate excessive load on each track device when passing through a path, stairs, or obstacles, and capable of adjusting direction and rotating in place. Another object is to provide a compact multipurpose construction equipment applying this.
  • the present invention can easily attach and detach various work tools using a quick coupler and a standard interface during indoor construction work or outdoor work, and in case high place work is required, a high place equipped with a standard interface of various work tools. Its purpose is to provide a versatile tool carrier that can be used as a work lift.
  • the present invention provides electric, pneumatic and hydraulic power as a power source for various work tools and the role of a work tool carrier that allows various work tools used for various construction works to be easily installed and moved to a desired location.
  • Another object is to provide a versatile construction equipment that can be controlled by a user.
  • Another object is to provide a versatile construction equipment capable of performing desired tasks with remote control by easily accessing a space, place, or environment that is difficult for workers to directly access.
  • the main body Three hinges mounted to the main body to be steerable by each of the steering motors; And three track devices that are connected to each of the three hinges and are steered according to the rotation of the hinges and each independently control a driving direction; and a track driving device including, wherein each of the three track devices, It is connected through the side frame of each of the track devices to each hinge located at a position eccentric by a predetermined interval along the center line in the width direction of the track device in the center of the track device, and each of the three track devices, It is a track device of the same type including a sprocket receiving power from a motor, a loader that simultaneously performs functions of an idler and a roller, and a track surrounding the outer circumferential surface of the sprocket and the rodler.
  • the rodler is integrally formed with a ring-shaped idler portion fitted into the center groove of the track and a pair of roller portions formed in a rim shape on the left and right sides in the width direction of the idler portion. .
  • a working device having 2 to 4 (2 to 4) degrees of freedom that is detachably installed in front of the track traveling device;
  • a counter weight installed at the rear of the track traveling device;
  • a power source built-in box installed on the top of the track traveling device.
  • the three track devices are installed on both left and right sides in the front of the driving direction, and one on the rear center, respectively, and a pair of sides respectively installed on the rear left and right sides of the power source built-in box. It may further include a support bar.
  • one of the three track devices is installed at the front center in the driving direction and two at the left and right sides of the rear, respectively, and a pair of sides respectively installed at the front left and right sides of the power source built-in box. It may further include a support bar.
  • a suspension device capable of vertical rotation is installed at a portion connecting the track device and the hinge based on the direction in which the equipment travels, but the suspension device is installed on all three track devices, or the working device It can be installed only on the rear track device, not on the front track device, which is the part where the is installed.
  • the pair of side support bars be installed in a foldable manner so as to be rotatable in and out of the power source built-in box in order to maintain the width of the equipment under the door width of 800 mm when moving.
  • it may further include a quick coupler including a standard interface terminal of a power supply device for various work tools installed at the end of the work device.
  • the working device or the track traveling device can be controlled by a remote control device connected wirelessly.
  • a work mode switching switch may be further included to select a work mode including straight running, curved running, rotating in place, and stopping work.
  • each of the traveling motors of the three track devices is driven and controlled by a hydraulic control valve, and a swivel joint is installed in a hydraulic pipe providing hydraulic pressure to the traveling motor.
  • the three hinges are installed at 120 degree intervals on the same circumference so that rotation in place is smooth.
  • each track device can be tilted so that excessive load is not concentrated on each compact track device when passing through a stepped path, stairs, obstacles, etc. It is in a state of adjustment, or stable driving is always possible.
  • the necessary work tools can be selectively attached and moved to a desired location, and can be directly controlled by remote control with or without riding on small multipurpose construction equipment, so that various types of work can be performed with one or two personnel. By performing it effectively, it can reduce labor costs and increase productivity and work efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement state of main components of a track traveling apparatus according to the prior art, (a) is a plan view, (b) is a side view,
  • Figure 2 is a front view schematically showing the arrangement state of the main components of the multi-purpose construction equipment according to the prior art
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a track driving apparatus that can be used in small multipurpose construction equipment according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an explanatory view of the track device shown in FIG. 3, (a) is a partial cross-sectional view schematically showing a structure in which a sprocket is coupled to a track shoe center, and (b) a structure in which a rodler supports the left and right of the track shoe.
  • FIG. 5 is a photograph showing an example of a side support bar 200S fixedly mounted on both rear and left sides of a track driving device;
  • FIG. 6 is an explanatory view showing an installation state of side support bars 300S rotatably mounted on both rear left and right sides of the track traveling device;
  • FIG. 7A to 7C are explanatory diagrams showing a rotational operation or a fixed state of the side support bar 300S shown in FIG. 6;
  • FIG. 8 is a photograph showing an example of a swivel joint installed in a pipe supplying hydraulic pressure to a traveling motor of a track traveling device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement state of major components of a track traveling apparatus according to the prior art
  • (a) is a plan view
  • (b) is a side view
  • FIG. 2 is an arrangement of major components of a multipurpose construction equipment according to the prior art It is a front view schematically showing the state.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a track driving apparatus that can be used in small multipurpose construction equipment according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the track apparatus shown in FIG. 3
  • (a) is a sprocket track
  • (b) is a partial cross-sectional view schematically showing a structure in which the rodler supports the left and right of the track shoe.
  • the main body Three hinges mounted to the main body to be steerable by each of the steering motors; And three track devices that are connected to each of the three hinges and are steered according to the rotation of the hinges so that the driving direction can be independently controlled. Therefore, such a track driving device will be described first.
  • the track traveling device as shown in FIG. 3, of the main body 1 of the track traveling device, three hinges 2 installed through the main body 1, and the three hinges 2 It includes, as a main component, three track devices 100S each connected to one end.
  • the main body (1) is in the form of a square-circular disk, and three track devices (100S) are connected to each lower end of each of the three hinges (2) installed through the main body (1), and the upper end is A reduction gear set 6 driven by a steering motor 7 is installed to rotate each hinge 2 and each track device 100S connected thereto.
  • the left side represents the front side of the track traveling device and the right side represents the rear side.
  • each track device 100S does not require a large driving force, and when a hydraulic motor is used, the piping for supplying hydraulic pressure to each hydraulic motor becomes complicated, so the steering motor 7 applies an electric motor. It is desirable to do it. In this case, it is desirable for a compact configuration to not use an encoder, install only the origin sensor, reset the origin every time the origin sensor passes, and always control the start and end to face the origin.
  • Each of the three track devices 100S includes a sprocket 110 that receives power from a traveling motor, a rodler 120 that simultaneously functions as an idler and a roller in a conventional track device, and the sprocket ( 110) and a track shoe 130 that surrounds the rodler 120 and receives rotational force by being coupled to the sprocket 110, and a rubber track 140 surrounding the track shoe 130, 3 All dogs are made of the same configuration.
  • the rodler 120 is a component that simultaneously performs the functions of an idler used in a conventional track device and an upper or lower roller, and to be applied when the tumbler distance is very short as in the present invention. It is a new component that has been newly implemented.
  • the rodler 120 includes an idler portion formed in a ring shape at a central portion, and a pair of roller portions integrally formed in a rim shape on the left and right sides of the idler portion in the width direction.
  • the central idler portion of the rodler 120 is a component inserted into the center groove of the track shoe 130 and is configured to transmit rotational motion while maintaining the tension of the track device. It is a configuration for securing a contact area with the ground by supporting the track shoe 130 and the rubber track 140 on the outer side thereof, and these are manufactured as an integral type, so that the installation space can be drastically reduced.
  • the rodler 120 is a form that supports both ends of the shaft installed through the center so as to be movable in the left and right directions in the state shown in FIG. 4 with a'C' shaped support tool and a yoke. It is installed inside the furnace track device. The tension of the track device may be adjusted by adjusting the pressure (from the outside) applied to the'U' shaped support tool.
  • a hydraulic track device in particular a rubber track, and a hydraulic travel motor including a speed reducer to drive it.
  • a hydraulic control valve for controlling a traveling speed by providing the same flow rate in order to provide driving force to the traveling motors of the three track devices 100S on the upper part of the main body 1, and a hydraulic pressure for the hydraulic control valve
  • Conventional driving means for driving the track device such as a hydraulic pump for supplying the oil, a hydraulic oil tank and a cooling system, an electric motor or an engine for driving the hydraulic pump, are installed.
  • a driving force providing means such as an electric motor may be used.
  • plug-in type electrical equipment that draws electricity from the outside
  • a power supply and battery are installed, and in the case of engine driven, an engine peripheral device and a cooling system are additionally installed.
  • the steering motor 7 is controlled around the hinge 2 to control the traveling direction of each track device 100S by a desired angle, so that the traveling direction and the traveling path of the track traveling device can be adjusted,
  • the driving speed controls the flow rate supplied to the travel motor with a hydraulic control valve. It is preferable to implement a hydraulic circuit so that the same flow rate is supplied to the three hydraulic driving motors regardless of the difference in the traction force due to the load, that is, the ground of the track.
  • the three hinges 2 connected to each of the track devices 100S are centered on the center of the track driving device. It is installed on the same circumference at the same 120 degree intervals, and the three track devices 100S are respectively installed at the left and right sides and the rear center in the front of the driving direction.
  • side support bars 200S for adding support force to the rear left and right sides of the track traveling apparatus are fixedly mounted, and the lower ends of each support bar 200S are fixed to move. Small wheels can be rotatably attached so as not to get in the way.
  • the side support bar 300S is installed so as to be rotatable in the vertical direction on the rear left and right sides of the track traveling device. It is recommended to fold and store the side support bar (300S) inside the track driving device or the construction equipment body (such as the power source built-in box 300, which will be described later) on the track running device, and take it out if necessary so that it can be fixed to the road surface. desirable.
  • FIG. 6 is a partial perspective view showing a state in which the side support bar 300S is fixed using a ratchet mechanism and installed on the road surface at a slight distance toward the road surface.
  • the side support bar (300S) is shown to be installed on the rear left and right sides of the equipment in which one track device (100S) is installed, but one track device (100S) is installed in the front of the equipment rather than the rear. If this is the case, the side support bars 300S should be installed on the front left and right sides of the equipment. This is because three track devices 100S can be provided with two in the front and one in the rear, or one in the front and two in the rear, if necessary. If it is a multi-purpose construction equipment mainly for driving, it is preferable to install one track device in the front center and one track device on both sides of the rear left and right.
  • FIG. 7A is a view showing a state in which side support bars 300S rotatably installed on the left and right sides of the track traveling device so as to be rotatably installed in a hinged manner, that is, the state shown in FIG. 6, in the side bar 310
  • the ratchet 320 is caught in the formed groove so that the side bar 310 is in a fixed state that cannot be rotated upward.
  • the ratchet 320 When moving after the work is finished, the ratchet 320 is rotated upward and the side bar 310 is lifted to change the end of the side bar 310 to the construction equipment body (power source built-in box 300, etc., to be described later, see FIG. 2). After being inserted into the groove formed in ), it is fixedly stored using a side bar locking device 350 that slides left and right (see Fig. 7c). That is, when moving the side bar 310 upward, it is always pushed with a compression spring, so if the closed side bar locking device 350 is flipped to the left and the side bar 310 is inserted and released, the side bar 310 is closed to the right again and the side bar 310 Is fixed without coming out. When the side support bar 300S is removed from the fixed position to be used again, the side bar locking device 350 is opened to the left and the side bar 310 is lowered.
  • each of the track devices 100S is connected to the hinges 2 so as to be tiltable with respect to the road surface so as to appropriately respond to road conditions or obstacles existing on the road surface.
  • each of the three track devices 100S is eccentric by a predetermined interval along a center line in the width direction of the track device at the center of each track device. It is possible to adopt a tilting structure that is connected to each hinge positioned at a position through a side frame of each of the track devices.
  • a torsion spring in each of the track devices 100S as the vertical suspension means in the traveling direction of the track traveling device.
  • a work mode changeover switch so that work modes including straight running, curved running, rotating in place, and stopping work are selectable. It is possible to control the traveling direction and the traveling speed of the traveling device according to the direction and the control angle of the traveling lever in each selected working mode using the working mode switching switch.
  • a specific driving method for each work mode a method disclosed in Patent Nos. 10-1822155 and 10-1876477, which are prior patents of the present applicant, may be used, and thus detailed descriptions thereof will be omitted herein.
  • a counter weight 18 is installed at the rear to maintain stability during operation of the working devices installed in the front, and a power source built-in box 300 is installed at the top. And, if necessary, the driver space 217 above it may be installed. It is preferable that the working device and the counter weight 18 are installed so as to rotate within the turning radius of the multipurpose construction equipment so as to avoid interference with a narrow space.
  • FIG. 2 shows an example in which an excavator-type work device is detachably installed as the work device, but a robot manipulator-type work device or a forklift-type work device may be selectively used.
  • a quick coupler 17 capable of adjusting direction so that various work tools used in the work site can be easily exchanged and used.
  • the quick coupler 17 includes a standard interface terminal 20 of a power supply device for various work tools. It is preferable that the standard interface terminal 20 is installed not only at the end of the working device, but also inside or outside the driver's space 217 so that it can be used during high place work as described below.
  • working tools as long as they are easily detachable from the quick coupler 17, working tools that can be used for various tasks driven by various power sources may be used.
  • a detachable wirelessly connected remote control device so that the working device and/or the working tool can be adjusted while sitting in the driver's space 217 or outside the multipurpose construction equipment.
  • a lift 13 having an X-shaped link structure required for high place work driven by a hydraulic cylinder may be additionally installed.
  • the present invention can immediately move in any direction in a confined space, passes through narrow paths or doors easily like an indoor space, and uses omni-directional (omni-) only a track driving device without using a separate turning system even in a given place.
  • omni-directional omni-directional
  • a track driving device for rough terrain that can be moved and rotated in place, and that the stability of the track driving system equipment can be maintained even when using various working machines or working at high altitude, and a compact multi-purpose construction applying the same It is available in the field of equipment.
  • the present invention can easily attach and detach various work tools using a quick coupler and a standard interface during indoor construction work or outdoor work, and in case high place work is required, a high place equipped with a standard interface of various work tools. It is also available in the field of versatile tool carriers that can be used as work lifts.
  • any work tool can be easily installed if it meets the standard interface, so it can be used for new construction, remodeling of existing buildings, and maintenance of buildings. It can also be used in the field of versatile construction equipment that allows workers to easily access spaces, places, and environments that are difficult to access directly and perform desired tasks with remote control.

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Abstract

주 몸체; 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지; 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치;를 포함하는 트랙 주행 장치를 포함하고, 상기 3개의 트랙 장치 각각은, 상기 각각의 트랙 장치의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 일정 간격만큼 편심된 위치에 위치하는 각각의 힌지에 상기 각각의 트랙 장치의 측면 프레임을 통하여 연결되고, 상기 3개의 트랙 장치 각각은, 주행 모터로부터 동력을 전달받는 스프라켓과, 아이들러와 롤러의 기능을 동시에 수행하는 로들러와, 상기 스프라켓과 상기 로들러의 외주면을 둘러싸는 트랙을 포함하는 동일한 형태의 트랙 장치인, 소형 다용도 건설 장비가 개시된다.

Description

소형 다용도 건설 장비
본 발명은 소형 다용도 건설 장비에 관한 것으로, 보다 자세하게는, 작업 장치의 종류에 따라 기존의 오프로드용 트랙 굴삭기, 지게차, 고소 작업용 리프트, 그리고 각종 도구들의 동력 공급 장치들을 하나의 건설 장비로 통합 가능하면서도 좌우 폭이 800mm 이내로서 실내 공간처럼 좁은 폭의 경로나 문도 쉽게 통과할 수 있고 정지 작업시의 안정성이 향상된 소형 다용도 건설 장비에 관한 것이다.
본 명세서에서 사용하는 '소형 다용도 건설 장비'란 용어는 위에서 설명한 소형 다용도 건설 장비는 물론, 다양한 동력 공구를 간단히 교환 부착하여 사용할 수 있는 툴 캐리어, 및 전방향(omni-directional) 이동 및 제자리 회전이 가능한 트랙 주행 장치를 포함하는 주행체 등의 각종 이동형 장치 등을 모두 포함하는 것을 의미한다.
기존의 트랙 굴삭기는 야외에서의 사용을 염두에 둔 것으로 매연으로 인하여 실내 건설 현장에서 사용할 수 없을 뿐 아니라, 두 개의 트랙 장치를 사용하므로 실내 작업 시 방향을 전환할 때 지면과 미끄러짐으로 인하여 소음이 발생하고, 바닥이 상하므로 방향 전환이 용이하지 못하고, 또한 두 개의 트랙 장치의 상대 운동으로 회전하기 때문에 급격한 방향 전환이 어려운 문제가 있다. 또한, 휠 구동 방식의 기존의 지게차 등의 작업 차량은 주행시 회전 반경이 커서 좁은 장소에서 방향 전환이 쉽지 않다.
위와 같은 형태의 트랙형 주행 장치는 좌우 양측에 평행하게 설치된 두 개의 트랙 장치로 구성되거나, 전후방의 좌우 양측에 평행하게 설치된 4개의 바퀴나 트랙 장치로 구성되어 있고, 좌우 양측의 각각의 구동 모터의 회전수나 회전 방향의 차이로 진행 방향을 제어함으로써 트랙 주행 시스템이 원하는 방향으로 주행 가능하게 된다. 따라서 방향 전환을 하기 위해서는 항상 지면과 상대적인 미끄러짐이 필요하고 이에 따라 소음을 유발하는 문제가 발생될 수밖에 없다.
또한, 제자리에 고정된 상태에서 트랙 주행 시스템의 회전은 불가능하며, 협소한 공간 내에서 어떠한 방향으로든 즉시 이동하거나 좁은 폭의 경로를 따라서 주행하는 것은 곤란하다는 문제점이 있다.
또한, 실내용 리프트는 주로 4개의 휠로 주행하므로 단 (step)이진 평면이나 험지 (off-road)를 이동하는데 문제가 있으며, 이는 휠 구동 방식의 다양한 작업 장치에 공통되는 문제점이라 할 것이다.
이와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하고자, 특허문헌 1에는 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치가 제시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 트랙 주행 장치는 주 몸체(1), 상기 주 몸체(1)를 관통하여 설치되는 3개의 힌지(2), 상기 3개의 힌지(2)의 일 단부에 각각 연결되는 3개의 트랙 장치(3)를 주 구성요소로 포함한다.
상기 주 몸체(1)는 사각-원형 디스크 형태로서, 상기 주 몸체(1)를 관통하여 설치되는 3개의 힌지(2)의 각각의 하단부에는 3개의 트랙 장치(3)가 각각 연결되고, 상단부에는 각각의 힌지(2) 및 그에 연결된 각각의 트랙 장치(3)를 선회시키기 위하여 조향 모터(7)에 의하여 구동되는 감속기어 세트(6)가 각각 설치된다. 도시된 상태에서 좌측이 트랙 주행 장치의 전방을, 우측이 후방을 나타낸다.
상기 3개의 트랙 장치(3) 각각은, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 힌지(2)의 하단부에 결합되는 트랙 장치의 주 몸체(11), 주행 모터(12), 이 주행 모터(12)의 좌우 하부에 위치하는 한 쌍의 아이들러(14), 한 쌍의 아이들러(14) 중앙에 위치하는 롤러(15), 고무 트랙(13) 등으로 구성되며, 상기 주행 모터(12)의 구동축, 및 한 쌍의 아이들러(14)의 외주면을 상기 고무 트랙(13)이 둘러싸는 형태의 대략 삼각형 형상의 트랙 장치로서, 모두 동일한 구성으로 이루어진다.
이러한 삼각형 형상의 각각의 트랙 장치(3)는 종래의 무한궤도형 트랙 장치에 비해서는 컴팩트한 구조를 갖고 있지만, 한 쌍의 좌, 우 아이들러, 그 사이의 하부 롤러 등을 포함하고 있고, 상부의 주행 모터 스프라켓 및 하부의 아이들러 롤러 세트 등 상하 2단 병렬 구조로 이루어져 있으므로 무게 중심이 높아지는 등, 여전히 보다 컴팩트하면서 안정적인 구조의 트랙 장치에 대한 니즈가 존재한다.
또한, 특허문헌 2에는 도 2에 도시한 바와 같이, 위 특허문헌 1에 개시된 트랙 주행 장치 등을 적용한 다용도 건설장비가 제시되어 있고, 이에는 작업 장치의 종류에 따라 기존의 오프로드용 트랙 굴삭기, 지게차, 고소 작업용 리프트, 그리고 각종 도구들의 동력 공급 장치들을 하나의 건설 장비로 통합할 수 있는 구조가 개시되어 있다.
이러한 다용도 건설장비에서는 정지 작업시 등의 장비 본체의 안정성을 달성하기 위해서, 또한 간단한 주행 방향 제어를 위하여, 상기 각각의 트랙 장치(10)와 연결되는 상기 3개의 힌지는 상기 주 몸체(11)의 중심을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 간격으로 설치하고, 상기 3개의 트랙 장치(10)는 주행 방향 전방의 좌우 양측 및 후방 중앙에 각각 설치된다.
이러한 배치 구조의 다용도 건설장비에서, 정지 작업시 장비의 전방부가 들리는 경우에는 오로지 후방 중앙부의 하나의 트랙 장치(10)에 의하여 장비 전체가 지지되는 구조이므로 좌우 어느 하나의 방향으로 장비가 전복될 위험이 항시 존재하므로 이에 대한 해결 방안이 요구된다.
(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1822155호 공보
(특허문헌 2) 한국등록특허 제10-1876477호 공보
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 협소한 공간에서 어떤 방향으로든지 즉시 이동할 수 있고, 실내 공간처럼 좁은 폭의 경로나 문도 쉽게 통과하며, 주어진 제자리에서도 별도의 선회 시스템을 사용하지 않고 트랙 주행 장치만을 사용하여 전방향(omni-directional) 이동 및 제자리 회전이 가능하면서, 다양한 작업 기계를 사용하거나 고소 작업을 하더라도 트랙 주행 시스템 장비의 안정성을 유지할 수 있는, 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치 및 이를 적용한 소형 다용도 건설장비를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 정지 작업을 포함하는 작동 모드가 간단하게 전환 선택될 수 있는, 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치 및 이를 적용한 소형 다용도 건설장비를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 단이 진 경로나 계단, 장애물 등을 통과할 경우 각각의 트랙 장치에 과도한 부하가 집중하지 않도록 각각의 트랙 장치가 틸팅 가능한, 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치 및 이를 적용한 소형 다용도 건설장비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 실내 건설 작업이나 야외 작업 시 각종 작업 공구를 퀵 커플러와 표준 인터페이스를 사용하여 쉽게 탈 부착하여 다양한 작업을 할 수 있으며, 고소 작업이 필요한 경우에는 각종 작업 공구의 표준 인터페이스를 갖춘 고소 작업용 리프트로 사용 가능한 다용도 공구 이동 장비(tools carrier)를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각종 건설 공사에 사용하는 다양한 작업 공구들을 쉽게 장착하고 이동함으로써 원하는 위치에 원하는 작업을 하게 해주는 작업 공구 캐리어의 역할 및 각종 작업 공구들의 소요 동력원으로 전기, 공압 및 유압을 제공하고 원격으로 제어할 수 있도록 하는 다용도 건설 장비를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 다양한 작업에 필요한 유압, 공압, 전기 등의 파워 플렛폼의 역할을 하여 어느 작업 공구든 표준 인터페이스만 맞으면 쉽게 장착할 수 있어서 신축 건설 공사, 기존 건물 리모델링, 건축물 유지 보수 공사 등에 사용할 수 있고, 나아가서 작업자가 직접 접근하기 힘든 공간이나 장소, 환경에 간편하게 접근하여 원격 제어로 원하는 작업을 수행할 수 있는 다용도 건설 장비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 다용도 건설 장비는, 주 몸체; 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지; 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치;를 포함하는 트랙 주행 장치를 포함하고, 상기 3개의 트랙 장치 각각은, 상기 각각의 트랙 장치의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 일정 간격만큼 편심된 위치에 위치하는 각각의 힌지에 상기 각각의 트랙 장치의 측면 프레임을 통하여 연결되고, 상기 3개의 트랙 장치 각각은, 주행 모터로부터 동력을 전달받는 스프라켓과, 아이들러와 롤러의 기능을 동시에 수행하는 로들러와, 상기 스프라켓과 상기 로들러의 외주면을 둘러싸는 트랙을 포함하는 동일한 형태의 트랙 장치이다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 로들러는 상기 트랙의 센터 홈에 끼워지는 링 형상의 아이들러부와 상기 아이들러부의 폭 방향 좌우에 림 형상으로 형성되는 한 쌍의 롤러부가 일체로 형성된 구성인 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 트랙 주행 장치의 전방에 탈착 가능하게 설치되는 2 내지 4 (2~4) 자유도를 갖는 작업 장치; 상기 트랙 주행 장치의 후방에 설치되는 카운터 웨이트; 및 상기 트랙 주행 장치의 상부에 설치되는 파워 소스 내장 박스;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 3개의 트랙 장치는 주행 방향 전방의 좌우 양측에 2개, 및 후방 중앙에 1개 각각 설치되고, 상기 파워 소스 내장 박스의 후방 좌우 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 사이드 지지 바를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 3개의 트랙 장치는 주행 방향 전방 중앙에 1개, 및 후방의 좌우 양측에 2개가 각각 설치되고, 상기 파워 소스 내장 박스의 전방 좌우 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 사이드 지지 바를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 트랙 장치와 상기 힌지를 연결하는 부위에 장비 진행 방향 기준으로 상하 회전이 가능한 서스펜션 장치를 설치하되, 상기 서스펜션 장치를 3개의 트랙 장치에 모두 설치하거나, 또는 상기 작업장치를 설치하는 부위인 전방 트랙 장치에는 설치하지 않고, 후방 트랙 장치에만 설치할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 이동시 장비 폭을 문 폭 800mm 이하로 유지하기 위해서 상기 한 쌍의 사이드 지지 바는 상기 파워 소스 내장 박스의 내외로 회전 가능하게 접이식으로 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 작업 장치의 단부에 설치되는 다양한 작업 공구에 대한 파워 공급 장치의 표준 인터페이스 단자를 포함하는 퀵 커플러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 작업 장치 또는 상기 트랙 주행 장치는 무선으로 연결된 원격 제어장치에 의하여 제어 가능하다.
또한, 상기 실시예에서, 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업을 포함하는 작업 모드가 선택 가능하도록 작업 모드 전환 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 상기 3개의 트랙 장치의 각각의 주행 모터는 유압 제어 밸브에 의하여 구동 제어되고, 상기 주행 모터로 유압을 제공하는 유압 배관에는 스위블 조인트가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서, 제자리 회전이 원활하도록 상기 3개의 힌지는 동일 원주 상에 120도 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.
위와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 다용도 건설 장비를 사용하면, 좁은 공간이나 폭이 좁은 경로를 따라 주행함에 있어서 어떤 방향으로든 직선 및 곡선 주행은 물론 제자리 회전도 트랙 주행 장치의 제어만으로 가능하고, 정지 작업시 항상 안정성을 확보한 상태에서 다양한 작업이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 단이 진 경로나 계단, 장애물 등을 통과할 경우 컴팩트한 각각의 트랙 장치에 과도한 부하가 집중하지 않도록 각각의 트랙 장치가 틸팅 가능하므로 운전자가 직접 탑승한 상태이거나, 원격 조정하는 상태이거나 항상 안정적인 주행이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 필요한 작업 공구를 선택적으로 부착하고 원하는 곳으로 이동하여, 직접 소형 다용도 건설 장비에 타든지 또는 타지 않고 원격 제어로 제어할 수 있으므로 1 ~ 2명의 인력으로 여러 종류의 작업을 효과적으로 수행하여 인건비를 줄이고 생산성과 작업 효율을 높일 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 트랙 주행 장치의 주요 구성요소의 배치 상태를 나타낸 개략도로서 (a)는 평면도, (b)는 측면도,
도 2는 종래기술에 따른 다용도 건설 장비의 주요 구성요소의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 다용도 건설 장비에 사용될 수 있는 트랙 주행 장치의 개략적인 설명도,
도 4는 도 3에 도시한 트랙 장치의 설명도로서, (a)는 스프라켓이 트랙 슈 센터에 결합되는 구조를 개략적으로 나타내는 부분 단면도, (b)는 로들러가 트랙 슈의 좌우를 지탱하는 구조를 개략적으로 나타내는 부분 단면도,
도 5는 트랙 주행 장치의 후방 좌우 양측에 고정 장착되는 사이드 지지 바(200S)의 일 예를 보여주는 사진,
도 6은 트랙 주행 장치의 후방 좌우 양측에 회전 가능하게 장착되는 사이드 지지 바(300S)의 설치 상태를 보여주는 설명도,
도 7a 내지 도 7c는 도 6에 도시된 사이드 지지 바(300S)의 회전 작동 또는 고정 상태를 보여주는 설명도,
도 8은 트랙 주행 장치의 주행 모터에 유압을 공급하는 배관에 설치되는 스위블 조인트의 일 예를 보여주는 사진이다.
이하에서 첨부된 도면을 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 한편, 본 발명의 실시예의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 종래기술에 따른 트랙 주행 장치의 주요 구성요소의 배치 상태를 나타낸 개략도로서 (a)는 평면도, (b)는 측면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 다용도 건설 장비의 주요 구성요소의 배치 상태를 개략적으로 나타낸 정면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 본 출원인에 의해 출원된 선행특허들은 본 발명에도 거의 그대로 적용될 수 있으므로, 이들에 도시된 기술 사상과 기술 구성상 차이가 있는 부분을 중심으로 이하에서 설명하고, 특별히 언급되지 않는 부분은 상기 선행특허들에 개시된 기술 사상을 적절히 채용할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소형 다용도 건설 장비에 사용될 수 있는 트랙 주행 장치의 개략적인 설명도, 도 4는 도 3에 도시한 트랙 장치의 설명도로서, (a)는 스프라켓이 트랙 슈 센터에 결합되는 구조를 개략적으로 나타내는 부분 단면도, (b)는 로들러가 트랙 슈의 좌우를 지탱하는 구조를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소형 다용도 건설 장비는, 주 몸체; 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지; 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치;를 포함하는 트랙 주행 장치를 포함하므로, 우선 이러한 트랙 주행 장치에 대하여 설명한다.
상기 트랙 주행 장치는, 도 3에 도시한 바와 같이, 트랙 주행 장치의 주 몸체(1), 상기 주 몸체(1)를 관통하여 설치되는 3개의 힌지(2), 상기 3개의 힌지(2)의 일 단부에 각각 연결되는 3개의 트랙 장치(100S)를 주 구성요소로 포함한다.
상기 주 몸체(1)는 사각-원형 디스크 형태로서, 상기 주 몸체(1)를 관통하여 설치되는 3개의 힌지(2)의 각각의 하단부에는 3개의 트랙 장치(100S)가 각각 연결되고, 상단부에는 각각의 힌지(2) 및 그에 연결된 각각의 트랙 장치(100S)를 선회시키기 위하여 조향 모터(7)에 의하여 구동되는 감속기어 세트(6)가 각각 설치된다. 도시된 상태에서 좌측이 트랙 주행 장치의 전방을, 우측이 후방을 나타낸다.
각 트랙 장치(100S)의 선회 자체에는 큰 구동력을 필요로 하지 않고, 유압 모터를 사용할 경우 각각의 유압 모터에 유압을 공급하기 위한 배관이 복잡하게 되기 때문에 상기 조향 모터(7)는 전기 모터를 적용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 엔코더를 사용하지 않고, 원점센서만 설치하고, 원점센서를 지날 때마다 원점을 리셋하고, 항상 시작과 끝은 원점을 향하도록 제어하는 것이 컴팩트한 구성을 위해 바람직하다.
상기 3개의 트랙 장치(100S) 각각은, 주행 모터로부터의 동력을 전달받는 스프라켓(110)과, 통상적인 트랙 장치에서의 아이들러와 롤러의 기능을 동시에 수행하는 로들러(120)와, 상기 스프라켓(110) 및 상기 로들러(120)를 둘러싸며 상기 스프라켓(110)과 결합되어 회전력을 전달받는 트랙 슈(130)와, 상기 트랙 슈(130)를 둘러싸는 고무 트랙(140)을 포함하고, 3개 모두 동일한 구성으로 이루어진다.
상기 로들러(120)는 통상적인 트랙 장치에서 사용되는 아이들러, 및 상부 또는 하부 롤러의 기능을 동시에 수행하는 구성요소로서, 본 발명에서와 같이 텀블러 디스턴스(Tumbler Distance)가 매우 짧은 경우에 적용하기 위하여 새롭게 구현한 신규한 구성요소이다.
상세히 살펴보면, 상기 로들러(120)는 중앙부의 링 형상으로 이루어지는 아이들러부 및 상기 아이들러부의 폭방향 좌우에 각각 림 형상으로 일체형으로 이루어지는 한 쌍의 롤러부를 포함한다. 상기 로들러(120)의 중앙부 아이들러부는 상기 트랙 슈(130)의 센터 홈에 삽입되는 구성요소로서 트랙 장치의 텐션을 유지하면서 회전 운동을 전달하기 위한 구성이고, 좌우 한 쌍의 림 형상 롤러부는 상기 트랙 슈(130) 및 그 외곽의 상기 고무 트랙(140)을 지지하여 지면과의 접촉 면적을 확보하기 위한 구성으로, 이들은 일체형으로 제작되어 설치 공간을 대폭적으로 줄일 수 있게 된다.
이러한 상기 로들러(120)는 중심부를 관통하여 설치되는 샤프트의 양 단부를 'ㄷ'자 형상의 지지구, 요크(yoke)가 도 4에 도시된 상태에서의 좌우 방향으로 이동 가능하게 지지하는 형태로 트랙 장치의 내부에 설치된다. 상기 'ㄷ'자 형상의 지지구에 가해지는 (외부로부터의) 압력을 조정하여 상기 트랙 장치의 텐션을 조정할 수 있다.
험지에서 강력한 주행력을 얻기 위해서는 유압 트랙 장치, 특히 고무 트랙, 및 이를 구동하기 위하여 감속기를 포함하는 유압 주행 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 주 몸체(1)의 상부에는 상기 3개의 트랙 장치(100S)의 주행 모터에 구동력을 제공하기 위하여, 동일한 유량을 제공하여 주행 속도를 제어하는 유압 제어 밸브와, 상기 유압 제어 밸브에 유압을 공급하기 위한 유압 펌프, 작동유 탱크와 냉각시스템, 상기 유압 펌프를 구동하기 위한 전기 모터 또는 엔진 등과 같은, 트랙 장치를 구동하기 위한 통상적인 구동 수단이 설치된다. 이는 각각의 트랙 장치(100S)에 구동력을 제공하기 위한 하나의 예시에 불과하며, 전기 모터 등의 다른 구동력 제공 수단을 사용하는 것도 가능하다. 외부에서 전기를 가져오는 플러그 인 타입의 전기 장비의 경우에는 전원 공급장치와 배터리를 설치하고, 엔진 구동인 경우에는 엔진 주변장치와 냉각 시스템을 추가로 설치한다.
한편, 상기 트랙 장치(100S)의 주행을 위하여 유압 모터에 유압을 공급하는 배관들이 상기 트랙 장치(100S)의 조향/선회에 따라 꼬이는 것을 방지하기 위하여 상기 트랙 장치(100S) 내로 연결되는 유압 배관들에는 도 8에 도시한 바와 같이 스위블 조인트(400S)를 적용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성함으로써, 힌지(2)를 중심으로 조향 모터(7)를 제어하여 원하는 각도만큼 각각의 트랙 장치(100S)의 주행 방향을 제어하여 트랙 주행 장치의 주행 방향과 주행 경로를 조정할 수 있고, 주행 속도는 주행 모터에 공급되는 유량을 유압 제어 밸브로 제어하는데 3개의 유압 주행 모터에 부하, 즉 트랙의 접지로 인한 견인력의 차이에 관계없이 동일 유량이 공급되도록 유압회로를 구현하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 트랙 주행 장치의 안정성을 달성하기 위해서, 또한 간단한 주행 방향 제어를 위하여, 상기 각각의 트랙 장치(100S)와 연결되는 상기 3개의 힌지(2)는 상기 트랙 주행 장치의 중심을 중심으로 하는 동일 원주 상에 동일한 120도 간격으로 설치하고, 상기 3개의 트랙 장치(100S)는 주행 방향 전방의 좌우 양측 및 후방 중앙에 각각 설치된다.
또한, 상기 각 힌지(2)의 선회 축이 상기 트랙 장치(100S)의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 상기 트랙 주행 장치의 중심을 향하여 일정 간격만큼 편심된 위치에서 각 트랙 장치(100S)에 연결되는 것이 정지 작업 시에 안정성과 주행시 장비 텀블러 디스턴스(tumbler distance)를 키워주는 효과를 확보하기 위하여 바람직하다.
한편, 이와 같이 3개의 트랙 장치(100S)가 배치되는 트랙 주행 장치가 소형 다용도 건설장비에 채택되어 사용될 경우, 정지 상태에서의 굴삭 작업 (digging) 시에 만일 장비의 전방부가 들리는 경우에는 오로지 후방 중앙부의 하나의 트랙 장치(100S)에 의하여 장비 전체가 지지되는 구조이므로 좌우 어느 하나의 방향으로 장비가 전복될 위험이 존재한다.
이러한 위험을 방지하기 위하여, 다양한 사이드 지지 수단이 고려될 수 있다. 일 실시예로서, 도 5에 도시한 바와 같이, 트랙 주행장치의 후방 좌우 양측에 지지력을 추가하기 위한 사이드 지지 바(200S)를 고정 장착하고, 그 각각의 지지 바(200S)의 하단부에는 이동에 방해가 되지 않도록 소형 바퀴가 회전 가능하게 부착될 수 있다.
한편, 이러한 고정 장착 방식의 사이드 지지 바(200S)가 비 사용시에 장애가 되는 문제가 있을 수 있으므로, 트랙 주행 장치의 후방 좌우 양측에 상하방향으로 각각 회전 가능하게 사이드 지지 바(300S)를 설치하여 주행 시 등에는 트랙 주행 장치 또는 그 상부의 건설 장비 본체(후술하는 파워 소스 내장 박스(300) 등) 내부에 사이드 지지 바(300S)를 접어서 보관하고, 필요한 경우에는 꺼내서 노면에 고정 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 6은 사이드 지지 바(300S)를 래칫기구(lachet mechanism)를 사용하여 고정하여 노면쪽으로 약간의 간격을 두고 노면에 설치된 상태를 나타내는 부분 사시도이다. 도 6에서는 상기 사이드 지지 바(300S)는 하나의 트랙 장치(100S)가 설치되는 장비의 후방 좌우 양측에 설치되는 것으로 도시되었지만, 하나의 트랙 장치(100S)가 장비의 후방이 아니라 전방에 설치되는 경우라면, 장비의 전방 좌우에 상기 사이드 지지 바(300S)가 설치되어야 한다. 3개의 트랙 장치(100S)를 필요에 따라 전방에 2개, 후방에 1개 설치하거나, 전방에 1개, 후방에 2개의 트랙 장치를 설치할 수 있기 때문이다. 주로 주행을 위주로 하는 다용도 건설장비라면 전방 중앙에 하나의 트랙 장치를 설치하고, 후방 좌우 양측에 각각 하나씩의 트랙 장치를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 사이드 지지 바(300S)의 작동 상태를 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명한다. 도 7a는 트랙 주행 장치의 좌우 하부에 각각 힌지 방식으로 회전 가능하게 설치되는 사이드 지지 바(300S)가 지면에 고정 설치된 상태, 즉 도 6에 도시된 상태를 나타내는 도면으로, 사이드 바(310)에 형성된 홈에 래칫(320)이 걸려 사이드 바(310)가 상부 방향으로 회전 불가능한 고정 상태에 있게 된다. 이 상태에서 작업을 진행할 경우 좌우 한 쌍의 상기 사이드 지지 바(300S)에 의하여 추가적인 지지력이 부여되므로 전복의 위험 없이 안정적인 작업 수행이 가능해 진다.
이 상태에서 작업이 종료되어 이동하기 위하여 상기 사이드 지지 바(300S)를 접어서 보관하고자 하는 경우에는, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 래칫(320)을 관통하여 삽입된 래칫 샤프트(330)와 연결되어 있는 래칫 레버(340)를 연결된 레버를 사용하여 돌리면 된다. 상기 래칫 레버(340)를 반시계 방향으로 돌리면 상기 래칫(320)이 상기 사이드 바(310)에 형성된 홈에서 빠져 나오기 때문에 상기 사이드 바(310)를 그 힌지축을 중심으로 상부로 들어 올릴 수 있게 된다. 이처럼 작업시 사이드 바를 내리고 있는 경우 래칫(320)이 사이드 바(310)를 항상 누르고 있도록 토션 스프링을 이용하여 누르는 힘을 가한다. 작업이 끝나고 이동할 경우에는 래칫(320)을 위로 회전시키고 상기 사이드 바(310)를 들어 올려서 상기 사이드 바(310)의 단부를 건설 장비 본체(후술하는 파워 소스 내장 박스(300) 등, 도 2 참조)에 형성된 홈에 끼운 후, 좌우로 슬라이딩하는 사이드 바 잠금장치(350)를 이용하여 고정 보관하게 된다(도 7c 참조). 즉, 이동시 사이드 바(310)를 위로 올릴 때에는 항상 압축 스프링으로 밀고 있어 닫혀 있는 사이드 바 잠금장치(350)를 좌측으로 젖히고 사이드 바(310)를 끼운 후에 놓으면, 다시 우측으로 닫혀서 사이드 바(310)가 빠져나오지 않고 고정된다. 다시 상기 사이드 지지 바(300S)를 고정 위치에서 빼서 사용하고자 할 경우에는 사이드 바 잠금장치(350)를 좌측으로 열고 사이드 바(310)를 내리면 된다.
또한, 상기 각각의 트랙 장치(100S)는 노면에 대하여 틸팅 가능하도록 상기 각각의 힌지(2)에 연결함으로써 노면 상태 또는 노면에 존재하는 장애물 등에 적절하게 대응할 수 있도록 변형하는 것이 바람직하다. 일 예로서, 도 3, 도 4 등에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 3개의 트랙 장치(100S) 각각은, 상기 각각의 트랙 장치의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 일정 간격만큼 편심된 위치에 위치하는 각각의 힌지에 상기 각각의 트랙 장치의 측면 프레임을 통하여 연결되도록 하는 틸팅 구조를 채택할 수 있다. 한편, 상기 트랙 주행 장치의 진행방향 상하 서스펜션 수단으로서 각각의 트랙 장치(100S)에 토션 스프링을 설치하는 것이 바람직하다. 그러나, 전방에 굴삭 작업장치나 리프트 작업장치 위주로 사용할 경우에는 트랙을 단단하게 지지하는 것이 요구되므로 전방 트랙에는 토션 스프링을 적용하지 않고 슬로프나 계단 이동시의 부하를 감소하기 위해서는 후방의 트랙 장치에만 토션 스프링을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 트랙 주행 장치의 간단한 주행 및 작업 제어가 가능하기 위해서는, 직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업을 포함하는 작업 모드가 선택 가능하도록 작업 모드 전환 스위치를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 작업 모드 전환 스위치를 이용하여 선택된 각 작업 모드에서 주행 레버의 방향과 제어 각도에 따라 주행 장치의 진행 방향과 주행 속도를 제어할 수 있게 된다. 각 작업 모드 별로 구체적인 주행 방법은 본 출원인의 선행특허인 등록특허 제10-1822155호 및 제10-1876477호 공보 등에 개시된 방법 등을 사용할 수 있으므로, 본 명세서에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소형 다용도 건설 장비에서는, 위에서 상세히 설명한 바와 같은 트랙 주행 장치에, 도 2 등에 도시된 바와 같이, 상기 트랙 주행 장치의 전방에는 필요에 따라 교체 사용할 수 있도록 2 내지 4 (2~4) 자유도를 갖는 다양한 작업 장치가 탈착 가능하게 설치되고, 후방에는 전방에 설치된 작업 장치의 작업시 안정을 유지하기 위한 카운터 웨이트(18)가 설치되고, 상부에는 파워 소스 내장 박스(300), 그리고 필요에 따라 그 상부의 운전자 공간(217)이 설치될 수 있다. 상기 작업 장치 및 카운터 웨이트(18)는 다용도 건설 장비의 회전 반경 내에서 회전할 수 있도록 설치하여 좁은 공간과 간섭을 회피하도록 하는 것이 바람직하다.
도 2에서는 상기 작업 장치로서 굴삭기 형식의 작업 장치가 탈착 가능하게 설치된 예가 도시되어 있으나, 로봇 매니퓰레이터 형식의 작업 장치 또는 지게차 형식의 작업 장치 등이 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 작업 장치의 단부, 예를 들어 도 2에 도시된 암(16)의 말단에는 작업 현장에서 사용되는 다양한 작업 공구들을 쉽게 교환해 가면서 부착 사용할 수 있도록 방향 조정이 가능한 퀵 커플러(quick coupler; 17)가 설치되고, 상기 퀵 커플러(17)는 다양한 작업 공구에 대한 파워 공급 장치의 표준 인터페이스 단자(20)를 포함한다. 상기 표준 인터페이스 단자(20)는 상기 작업 장치의 말단 뿐 아니라, 상기 운전자 공간(217)의 내부 또는 그 외측에 설치되어 아래에서 설명하는 고소 작업 시 등에 활용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 작업 공구들로서는 상기 퀵 커플러(17)에 용이하게 탈착 가능한 형태라면 다양한 동력원에 의해 구동되는 다양한 작업에 활용될 수 있는 작업 공구들이 사용될 수 있다.
또한, 상기 운전자 공간(217)에 앉아서 또는 다용도 건설 장비의 외측에서 상기 작업 장치 및/또는 상기 작업 공구를 조정할 수 있도록 탈 부착이 가능한 무선으로 연결된 원격 제어 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 파워 소스 내장 박스(300)와 상기 운전자 공간(217) 사이에는 유압 실린더로 구동되는 고소 작업에 필요한 X자 링크 구조의 리프트(scissor lift, 13)가 추가로 설치될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 소형 다용도 건설 장비에 채용될 수 있는, 위에서 설명한 각종 작업 장치, 카운터 웨이트, 파워 소스 내장 박스, 운전자 공간, X자 링크 구조의 리프트, 작업 공구, 퀵 거플러 등의 구성요소들은 본 출원인의 선행특허인 등록특허 제10-1876477호 공보 등에 상세히 개시되 있으므로, 본 명세서에서는 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 협소한 공간에서 어떤 방향으로든지 즉시 이동할 수 있고, 실내 공간처럼 좁은 폭의 경로나 문도 쉽게 통과하며, 주어진 제자리에서도 별도의 선회 시스템을 사용하지 않고 트랙 주행 장치만을 사용하여 전방향(omni-directional) 이동 및 제자리 회전이 가능하면서, 다양한 작업 기계를 사용하거나 고소 작업을 하더라도 트랙 주행 시스템 장비의 안정성을 유지할 수 있는, 방향 조정과 제자리 회전이 가능한 험지용 트랙 주행 장치, 및 이를 적용한 소형 다용도 건설장비 분야에 이용 가능하다.
또한, 본 발명은 실내 건설 작업이나 야외 작업 시 각종 작업 공구를 퀵 커플러와 표준 인터페이스를 사용하여 쉽게 탈 부착하여 다양한 작업을 할 수 있으며, 고소 작업이 필요한 경우에는 각종 작업 공구의 표준 인터페이스를 갖춘 고소 작업용 리프트로 사용 가능한 다용도 공구 이동 장비(tools carrier) 분야에서도 이용 가능하다.
또한, 다양한 작업에 필요한 유압, 공압, 전기 등의 파워 플렛폼의 역할을 하여 어느 작업 공구든 표준 인터페이스만 맞으면 쉽게 장착할 수 있어서 신축 건설 공사, 기존 건물 리모델링, 건축물 유지 보수 공사 등에 사용할 수 있고, 나아가서 작업자가 직접 접근하기 힘든 공간이나 장소, 환경에 간편하게 접근하여 원격 제어로 원하는 작업을 수행할 수 있는 다용도 건설 장비 분야에도 이용 가능하다.

Claims (12)

  1. 주 몸체; 각각의 조향 모터에 의하여 상기 주 몸체에 조향 가능하게 설치되는 3개의 힌지; 및 상기 3개의 힌지 각각에 연결되어 상기 힌지의 회전에 따라 조향되어 각각 독립적으로 주행 방향이 제어 가능한 3개의 트랙 장치;를 포함하는 트랙 주행 장치를 포함하고,
    상기 3개의 트랙 장치 각각은, 상기 각각의 트랙 장치의 중심에서 상기 트랙 장치의 폭 방향 중심선을 따라 일정 간격만큼 편심된 위치에 위치하는 각각의 힌지에 상기 각각의 트랙 장치의 측면 프레임을 통하여 연결되고,
    상기 3개의 트랙 장치 각각은, 주행 모터로부터 동력을 전달받는 스프라켓과, 아이들러와 롤러의 기능을 동시에 수행하는 로들러와, 상기 스프라켓과 상기 로들러의 외주면을 둘러싸는 트랙을 포함하는 동일한 형태의 트랙 장치인, 소형 다용도 건설 장비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로들러는 상기 트랙의 센터 홈에 끼워지는 링 형상의 아이들러부와 상기 아이들러부의 폭 방향 좌우에 림 형상으로 형성되는 한 쌍의 롤러부가 일체로 형성된 구성인, 소형 다용도 건설 장비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 트랙 주행 장치의 전방에 탈착 가능하게 설치되는 2 내지 4 (2~4) 자유도를 갖는 작업 장치;
    상기 트랙 주행 장치의 후방에 설치되는 카운터 웨이트; 및
    상기 트랙 주행 장치의 상부에 설치되는 파워 소스 내장 박스; 를 더 포함하는, 소형 다용도 건설 장비.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 3개의 트랙 장치는 주행 방향 전방의 좌우 양측에 2개, 및 후방 중앙에 1개 각각 설치되고,
    상기 파워 소스 내장 박스의 후방 좌우 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 사이드 지지 바를 더 포함하는, 소형 다용도 건설 장비.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 3개의 트랙 장치는 주행 방향 전방 중앙에 1개, 및 후방의 좌우 양측에 2개가 각각 설치되고,
    상기 파워 소스 내장 박스의 전방 좌우 양측에 각각 설치되는 한 쌍의 사이드 지지 바를 더 포함하는, 소형 다용도 건설 장비.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 트랙 장치와 상기 힌지를 연결하는 부위에 장비 진행 방향 기준으로 상하 회전이 가능한 서스펜션 장치를 설치하되,
    상기 서스팬션 장치를 3개의 트랙 장치에 모두 설치하거나, 또는 상기 작업장치를 설치하는 부위인 전방 트랙 장치에는 설치하지 않고, 후방 트랙 장치에만 설치하는, 소형 다용도 건설 장비.
  7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 한 쌍의 사이드 지지 바는 상기 파워 소스 내장 박스의 내외로 회전 가능하게 설치되는, 소형 다용도 건설 장비.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 작업 장치의 단부에 설치되는 다양한 작업 공구에 대한 파워 공급 장치의 표준 인터페이스 단자를 포함하는 퀵 커플러를 더 포함하는, 소형 다용도 건설 장비.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 작업 장치 또는 상기 트랙 주행 장치는 무선으로 연결된 원격 제어장치에 의하여 제어 가능한, 소형 다용도 건설 장비.
  10. 청구항 1에 있어서,
    직선 주행, 곡선 주행, 제자리 회전, 및 정지 작업을 포함하는 작업 모드가 선택 가능하도록 작업 모드 전환 스위치를 더 포함하는, 소형 다용도 건설 장비.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 3개의 트랙 장치의 각각의 주행 모터는 유압 제어 밸브에 의하여 구동 제어되고, 상기 주행 모터로 유압을 제공하는 유압 배관에는 스위블 조인트가 설치되는, 소형 다용도 건설 장비.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 3개의 힌지는 동일 원주 상에 120도 간격으로 설치되는, 소형 다용도 건설 장비.
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