KR20050060462A - The drain pipe laying device which relates with the excavator control method besides - Google Patents
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Abstract
본 발명은 굴삭기와 연계하여 소수의 작업자만으로 흄관의 운반, 연결, 정렬 등이 간편하게 이루어질 수 있게 한 흄관 시공방법 및 그 장치를 제공함에 있는 것으로,The present invention is to provide a method and apparatus for constructing a fume pipe that makes it easy to transport, connect, and align a fume pipe with only a few workers in connection with an excavator.
굴삭기에서 제공되는 동력을 공급받는 유압장치(10)와, 상기 유압장치(10)에 의해 6자유도를 구현하는 매니퓰레이터(20) 및 이들을 통제하고 작업수행결과를 모니터할 수 있는 디스플레이장치(60)와, 운전자에 의한 조작과 작업을 원격 제어하는 제어수단(70)을 포함하고, 상기 매니퓰레이터(20)는 6자유도 운동이 가능한 플랫폼(21)과, 상기 플랫폼(21)에 의해 슬라이딩되어지며 흄관을 삽입하는 슬라이딩부(22)와, 흄관을 결속 및 해지하는 집게가 구비되는 집게부(23)로 구성되는 것을 특징으로 한다.A hydraulic device 10 powered by an excavator, a manipulator 20 for implementing six degrees of freedom by the hydraulic device 10, and a display device 60 for controlling them and monitoring the performance of the work; And a control means 70 for remotely controlling the operation and the operation by the driver. The manipulator 20 includes a platform 21 capable of six degrees of freedom movement and a platform 21 which is slid by the platform 21 to provide a fume pipe. It is characterized by consisting of a sliding portion 22 to be inserted, and a tong portion 23 provided with forceps for binding and releasing the fume pipe.
Description
본 발명은 지표면으로부터 일정깊이의 터파기 작업 후 콘크리트 하수관(이하 "흄관"이라 함)과 같은 관을 매설하기 위한 관 매설장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굴삭기와 연계한 소수의 작업자에 의해 관을 운반하고, 연결 및 정렬하는 일련의 작업과정이 용이하게 이루어질 수 있도록 작업환경 개선으로 작업 효율 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 굴삭기와 연계한 흄관 매설장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a pipe embedding apparatus and a control method for embedding a pipe such as concrete sewer pipe (hereinafter referred to as "fume pipe") after the excavation of a certain depth from the ground surface, more specifically, a small number of workers in connection with the excavator It is to provide a fume pipe laying device and a control method associated with an excavator that can greatly improve the work efficiency and safety by improving the working environment so that a series of work processes for transporting, connecting and aligning pipes can be easily performed.
도 1에 나타낸 바와 같이 일반적으로 흄관 매설작업은 터파기, 흄관설치, 되메우기 공정외에 표준시방서상에서 규정하고 있는 사항 중 현장품질관리의 경우 감리자의 입회하에 경사검사, 수밀검사, 접합검사 등을 실시하도록 하고 있다.As shown in Fig. 1, in general, the fume pipe embedding work is to be inclined inspection, watertight inspection, joint inspection, etc. in the presence of the supervisor in the field quality control, among the matters prescribed in the standard specification, in addition to the trench, fume pipe installation, and backfilling process. Doing.
상기 터파기 공정은 흄관이 묻히게 될 깊이까지 흙을 파는 굴토작업, 굴토 후에 고르지 못한 지반의 바닥면을 흄관설치 작업을 위해 평탄화하는 바닥면고르기작업, 흄관의 자중을 지지할 수 있도록 흙의 지내력을 확보하는 바닥면다지기작업, 우수 및 오수의 원활한 흐름을 확보하기 위하여 흄관이 놓일 바닥면의 기울기를 조정하는 기울기점검작업을 수행한다.The excavation process is to excavate the soil to the depth where the fume pipe will be buried, the bottom surface of the uneven ground flattening for the installation of the fume pipe after the uneven soil leveling work, the soil strength of the soil to support the weight of the fume pipe In order to secure the floor compaction work and to ensure the smooth flow of rainwater and sewage, the slope check work is performed to adjust the inclination of the floor surface on which the fume pipe is to be placed.
흄관설치 공정은 로프를 이용하여 흄관을 장비에 매달아 이동하는 흄관매달기 및 운반작업, 운반된 흄관을 설치할 바닥면에 정치시키는 흄관위치 선정작업, 흄관을 끼워 맞추는 연결부위에 윤할제칠하기, 접속부분 고무링끼우기 등의 작업을 포함하는 흄관연결작업, 설치된 흄관을 정렬하고 기울기를 점검하는 흄관정렬/기울기점검작업을 수행한다.The fume pipe installation process uses the rope to hang and transport the fume pipe to the equipment, the location of the fume pipe to be fixed on the floor where the transported fume pipe is to be installed, the refining of the joint to fit the fume pipe, and the connection part. Perform the connection of the fume pipe including the work of rubber ring fitting, and the fume pipe alignment / tilt inspection to align the installed fume pipe and check the slope.
그리고 되메우기공정은 흄관연결부분의 누수방지 몰탈바르기작업, 약 20Cm까지 흙을 덮고 다지는 흄관상부 되메우기 및 다지기작업, 다시 지표면까지 되메우기를 실행한 후 충분히 다져 공사이후 매설부분 지반침하 방지를 위해 지표면까지 되메우기 및 다지기작업으로 이루어진다. And the backfilling process is to prevent the leakage of mortar on the connection of the fume pipe, to fill and chop up the fume pipe on the soil cover up to about 20cm, and to back up to the ground. And compaction work.
이러한 흄관 매설작업을 위해서는 다수의 작업인원 즉, 굴삭기를 운용하기 위한 운전자와 흄관을 로프를 이용하여 굴삭기에 메달기 위한 작업자 그리고 터파기한 작업영역내에서 기존 흄관에 새로운 흄관을 연결하는 작업자 등을 필요로 하였으며, 길이가 길고 무거운 중량체로 구성되는 흄관은 굴삭기를 이용하여 들어올리고 작업위치로 이동하여 내려놓는 것을 제외한 나머지는 모두 작업자에 의존할 수밖에 없어 체력소모가 많고, 이러한 작업은 당일 매설할 흄관 횟수만큼 반복하게 되어 작업시간도 많이 소요되는 문제점을 안고 있다.In order to bury these fume pipes, a large number of workers, namely, operators to operate the excavator, workers to hang the fume pipes on the excavator using ropes, and workers who connect new fume pipes to the existing fume pipes in the excavated working areas, etc. The fume pipe, which is composed of long and heavy weights, has to be dependent on the workers except for lifting and moving down to the working position. As it is repeated, the work takes a lot of time.
더욱이 지표면으로부터 1∼5m 깊이만큼 굴착하는데 따른 터파기 사면의 붕괴 또는 작업위치로의 흄관 이동중 추락 및 충돌 사고 등 위험요소가 상존하고 있다. Furthermore, there are risk factors such as collapse of the trench slope or fall and collision accidents during the movement of the fume pipe to the working position due to excavation 1 to 5m deep from the ground surface.
한편, 흄관을 매설작업을 개선하는 종래기술인 건설신기술 제27호에서 기재되어 있는 콘크리트관 연결공법(CLS : Crane, Loose fitting, Sewer pipe connection, 이하 CLS공법)은 도 2에 도시된 바와 같이 터파기 주변에 레일을 설치한 후, 겐트리크레인을 이용하여 흄관을 매설하는 방식이나, 상기한 기술은 일단 터파기 양옆에 켄트 크레인을 위한 레일을 설치해야 하는데 이러한 작업은 지표면이 고르게 정지하지 않으면 설치하기 어려운 단점이 있고, 작업자가 터파기 내부에 들어가서 작업을 수행하여야 하므로 터파기 붕괴 등으로 인한 안전사고에 크게 노출되는 문제점이 있다.Meanwhile, the concrete pipe connection method (CLS: Crane, Loose fitting, Sewer pipe connection, CLS method) described in New Construction No. 27, which is a conventional technique for improving the embedding of a fume pipe, is shown in FIG. 2. After installing the rails around them, bury the fume pipes using gantry crane, but the above technique requires the installation of rails for the kent cranes on both sides of the trenches. There is a difficult disadvantage, and since the worker has to perform work inside the trench, there is a problem of greatly exposed to safety accidents due to collapse of the trench.
또 다른 예로는 일본의 (주)오촌조에서 개발된 입갱내 작업 자동화시스템은 흄관을 터파기내로 옮기는 반입장치와 터파기내로 반입된 흄관을 연결하는 고정장치로 구성되어 있으며 지상의 제어장치를 통하여 운전을 통제하는 방식으로 이루어진 것으로, 흄관 연결후 주행기중기의 설치 및 해체가 용이하지 않으며 이를 노무자가 직접 할 경우 터파기 내에서 안전사고의 위험이 있으며, 국내사례로 든 CLS공법과 마찬가지로 시공 현장의 지표면 상황에 따라 반입장치의 설치 등에 어려움이 있다. Another example is the intragall work automation system developed by Ochonjo Co., Ltd. in Japan, which consists of an import device for moving a fume pipe into a trench and a fixing device for connecting a fume pipe brought into the trench. It is made by controlling the operation, and it is not easy to install and dismantle the traveling crane after connecting the fume pipe, and if the laborer does it himself, there is a risk of safety accident in the trench. There is a difficulty in installing the import device depending on the surface situation.
따라서 이러한 흄관 매설공사의 위험요소를 인식하고 자동화장비의 개발을 통한 안전성, 생산성 향상 및 경제성 확보를 위해 다양한 연구노력이 요구되고 있는 실정이다. Therefore, various research efforts are required to recognize the risk factors of the fume pipe laying work and to improve safety, productivity and economic feasibility through the development of automated equipment.
이에 본 발명에서는 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 터파기에 이용되는 굴삭기와 연계하여 흄관의 파지 및 이동, 해지는 물론 흄관의 연결작업이 용이하게 이루어질 수 있는 자동화장비를 제공하여 기존처럼 로프를 이용하는데 따른 번거러움이나 불편함이 없도록 작업의 편의성과 시간을 획기적으로 단축시키는데 있는 것이다.In the present invention to solve the problems as described above, an object of the present invention is to provide an automated equipment that can be easily connected to the fume pipe gripping and moving, down the hume pipe in connection with the excavator used in the trench. It is to drastically shorten the convenience and time of work so that there is no hassle or inconvenience in using the rope as before.
또한, 본 발명의 흄관을 매설하는 장비는 원격조정도 가능하게 하여 작업자가 안전한 위치에서 흄관의 결속과 해지, 흄관 연결을 위한 미세한 위치조정, 연결 및 정렬이 가능하게 하여 작업자의 안전을 도모하는데 있는 것이다.In addition, the equipment for embedding the fume pipe of the present invention enables remote control so that the operator can bind and release the fume pipe in a safe position, and fine position adjustment, connection and alignment for the connection of the fume pipe can be made for the safety of the operator. will be.
또한 본 발명은 일련의 작업을 수행할 수 있도록 장비가 흄관을 적절히 취급하기 위한 다양한 기술요소 즉, 중량의 흄관을 취급할 수 있을 만큼 견고하고, 흄관과 장비를 신속하게 결속시킬 수 있는 충분한 동력과 흄관이 결속된 상태로 자유로운 운동을 수행할 수 있게 하고, 흄관의 연결 및 기울기 조정, 흄관 정렬 등의 작업시에 안정성을 제공하는데 있다.In addition, the present invention is robust enough to handle a variety of technical elements, that is, heavy fume pipes to properly handle the fume pipes to perform a series of operations, and sufficient power to quickly bind the fume pipes and equipment and It is to provide a free movement in the state in which the fume pipe is bound, and to provide stability in the operation of the connection and inclination of the fume pipe and the alignment of the fume pipe.
또한, 본 발명은 흄관 매달기 및 운반, 흄관위치선정, 흄관 연결, 흄관정렬 및 기울기 조정 등의 일련의 작업 공정이 작업자의 수작업에 의존하지 아니하더라도 원격조종으로 이루어질 수 있도록 하는데 있다.In addition, the present invention is to enable the remote control even if a series of work processes such as hanging and transporting the fume pipe, positioning the fume pipe, connecting the fume pipe, and aligning and tilting the fume pipe without depending on the manual operation of the operator.
본 발명의 굴삭기와 연계한 흄관 매설장치는 굴삭기에서 발생되는 동력을 제공하는 유압장치와, 상기 유압장치에 의해 6자유도를 구현하는 매니퓰레이터(manipulator) 및 이들을 통제하고 작업수행결과를 모니터할 수 있는 디스플레이장치와, 운전자에 의한 조작과 작업을 원격 제어하는 제어수단을 포함한다.The fume pipe embedding device in connection with the excavator of the present invention is a hydraulic device that provides power generated by the excavator, a manipulator that implements six degrees of freedom by the hydraulic device, and a display device that can control them and monitor the work performance results. And control means for remotely controlling the operation and the operation by the driver.
상기 매니퓰레이터는 6축액츄에이터로 구성되는 플랫폼과, 상기 플랫폼에 의해 슬라이딩되어지며 흄관을 삽입하는 슬라이딩부와, 흄관을 결속 및 해지하는 집게가 구비되는 집게부로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.The manipulator is characterized in that it comprises a platform consisting of a six-axis actuator, a sliding part which is slid by the platform and inserts a fume pipe, and a tongs provided with forceps for binding and releasing the fume pipe.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 등을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the present invention in more detail.
도 3은 본 발명의 전체적인 구성을 나타내는 블럭도이고, 도 4는 본 발명의 매니퓰레이터를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 매니퓰레이터의 작동관계를 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명의 매니퓰레이터의 유압흐름도를 나타내고 있으며, 도 7은 굴삭기장비에 의해 흄관을 매설하는 원격조정장치의 제어방법을 나타내는 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention, Figure 4 is a perspective view showing the manipulator of the present invention, Figure 5 is a front view showing the operating relationship of the manipulator of the present invention, Figure 6 is a hydraulic pressure of the manipulator of the present invention 7 is a block diagram showing a control method of a remote control device for embedding a fume pipe by an excavator equipment.
첨부 도면에서와 같이 본 발명은 굴삭기에서 제공되는 동력을 공급받는 유압장치(10)와, 상기 유압장치(10)에 의해 6자유도를 구현하는 매니퓰레이터(manipulator)(20) 및 이들을 통제하고 작업수행결과를 모니터할 수 있는 디스플레이장치(60)와, 운전자에 의한 조작과 작업을 원격 제어하는 제어수단(70)을 포함한다.As shown in the accompanying drawings, the present invention provides a hydraulic power supply 10 provided by an excavator, a manipulator 20 that implements six degrees of freedom by the hydraulic device 10, and controls them and performs the work. It includes a display device 60 capable of monitoring the control unit 70, and the control means 70 for remotely controlling the operation and work by the driver.
상기 구성에 있어서, 유압장치(10)는 굴삭기를 구동 제어하는 유압펌프와 연결되어 장비 제어에 필요한 유압원을 공급받도록 구성된다.In the above configuration, the hydraulic device 10 is connected to the hydraulic pump for driving control of the excavator is configured to receive a hydraulic source required for equipment control.
상기 매니퓰레이터(20)는 다수의 링크들이 서로 상대적인 운동을 할 수 있게 한 것으로, 6자유도운동(3개의 회전 운동과 3개의 직선운동)은 공간상에서 임의의 물체의 위치를 표현하는 것에는 통상 3개의 좌표(x,y,z)가 있으면 가능하다.The manipulator 20 allows a plurality of links to move relative to each other. Six degrees of freedom motion (three rotational motions and three linear motions) are generally three to express the position of an object in space. This is possible if there are coordinates (x, y, z).
이는 정해진 하나의 원점에서 각 x,y,z좌표축에 대한 좌표값을 알면 그 물체의 위치를 알 수 있다. 이렇게 해서 위치를 안 물체의 자세는 그 물체가 x,y,z축 각각을 주축으로 하여 회전한 값을 알면 알 수 있다. 즉 이와 같이 3개의 직선운동과 3개의 회전운동의 값을 알면 정해진 원점에서 임의의 위치까지 떨어진 물체의 위치와 자세를 알 수 있게 된다.It is possible to know the position of the object by knowing the coordinate values for each x, y, z coordinate axis at a single origin. In this way, the position of an object that is located can be known by knowing the value of the object rotated around the x, y, and z axes. In other words, knowing the values of three linear motions and three rotational motions, it is possible to know the position and posture of an object that is separated from a predetermined origin to an arbitrary position.
그리고 매니퓰레이터(20)는 6자유도 운동이 가능한 플랫폼(21)과, 상기 플랫폼(21)에 의해 슬라이딩되어지며 6자유도에서의 수평이동(삽입) 거리를 보완하며 흄관을 삽입하는 슬라이딩부(22)와, 고정관절과 2개의 회전 관절을 가진 회전관절로 구성되어 흄관을 결속 및 해지하는 집게가 구비되는 집게부(23)로 구성된다.And the manipulator 20 is a platform 21 capable of six degrees of freedom movement, and the sliding portion 22 which is slid by the platform 21 and supplements the horizontal movement (insertion) distance at six degrees of freedom and inserts the fume pipe And, it consists of a clamping part 23 is composed of a fixed joint and a rotary joint having two rotary joints is provided with a forceps for binding and releasing the fume pipe.
플랫폼(21)은 기저판(24)과, 상기 기저판(24)과 마주하도록 대향 설치되는 이동판(25)과, 상기 기저판(24)과 이동판(25)을 연결하는 6축액츄에이터(26)로 구성된다.The platform 21 is a base plate 24, a moving plate 25 which is installed to face the base plate 24 and a six-axis actuator 26 connecting the base plate 24 and the moving plate 25. It is composed.
기저판(24)의 상면에는 굴삭기의 아암클램프(40)의 선단으로 탈,장착되는 연결부(241)가 형성되고 그 반대쪽 저면에는 유니버설죠인트(243)가 취부되는 상부링크(242)가 고정되어 상기 유니버설죠인트(243)에는 6축액츄에이터(26)의 일측단이 고정 결합된다.The upper surface of the base plate 24 is formed with a connecting portion 241 which is detached and mounted to the tip of the arm clamp 40 of the excavator, and the upper link 242 to which the universal joint 243 is mounted is fixed to the opposite bottom thereof. One end of the six-axis actuator 26 is fixedly coupled to the joint 243.
이동판(25)은 상면에 유니버설죠인트(253)가 취부되는 하부링크(251)가 고정되어 상기 유니버설죠인트(253)에 6축액츄에이터(26)의 타측단이 고정 결합되어 이동판(25)의 위치와 방향은 6축액츄에이터를 변화시킴으로써 조절된다.The movable plate 25 has a lower link 251 to which the universal joint 253 is mounted on the upper surface thereof, and the other end of the six-axis actuator 26 is fixedly coupled to the universal joint 253 so that the movable plate 25 of the movable plate 25 is fixed. Position and direction are adjusted by varying the six-axis actuator.
6축액츄에이터(26)는 6개의 실린더가 각각 병렬로 고정 배치되고, 각각의 액츄에이터(26)에는 길이측정센서(27)가 설치되어 위치 신호를 검출하도록 구성되어 있다.In the six-axis actuator 26, six cylinders are fixedly arranged in parallel, and each actuator 26 is provided with a length measuring sensor 27 to detect a position signal.
이러한 길이측정센서(27)인 포텐셔미터(potentiometer)는 실린더의 늘어난 길이를 측정하는 것으로 0에서 250mm 늘어나는 동안 0-10V의 아날로그 전압이 변화되도록 되어 있다.The potentiometer, which is a length measuring sensor 27, measures an extended length of a cylinder so that an analog voltage of 0-10V is changed while extending from 0 to 250mm.
상기 액츄에이터(26)와 함께 부설되어 이를 제어하는 서보밸브(263)는 컴퓨터에서 오는 신호(command)에 의해 실린더의 길이가 늘어나거나 줄어드는 작동 방향 및 속도를 조절하고, 상기 서보밸브(263)는 전류의 크기와 방향에 의해 작동 방향과 크기가 결정된다. The servovalve 263, which is installed together with the actuator 26 and controls the same, controls an operation direction and a speed at which the length of the cylinder is increased or decreased by a command from a computer, and the servovalve 263 is a current. The direction and size of operation is determined by the size and direction of the.
상기 연결부(241)는 작업 현장에서의 활용도가 높은 버킷과 교체가 용이하도록 굴삭기의 아암클램프(40)와 결속하기 위해 기저판(24)의 상면에 입형으로 세워지는 양쪽 브라켓트(241a) 사이에 2개의 스틸바(steel bar)(241b,241c)가 소정의 간격으로 고정 결합된다.The connection portion 241 is provided between two brackets 241a vertically mounted on the upper surface of the base plate 24 to engage the high-clamp bucket at the work site and the arm clamp 40 of the excavator for easy replacement. Steel bars 241b and 241c are fixedly coupled at predetermined intervals.
상기 슬라이딩부(22)는 6자유도에서의 수평이동(삽입) 거리를 보완하는 장치로서 보다 원활한 흄관의 결합과, 관로의 밀착력을 높이는 기능을 수행하도록 되고, 슬라이딩 운동은 "ㄷ" 자의 찬넬(221)을 따라 트랙롤러(track roller)로 구성된 바퀴(223)가 회전 운동하면서 집게를 한쪽방향으로 이송하도록 되어 있다.The sliding part 22 is a device to compensate for the horizontal movement (insertion) distance in 6 degrees of freedom to perform the function of more smooth coupling of the fume pipe, and to increase the adhesion of the pipeline, the sliding movement is the channel of the "c" letter 221 The wheel 223, consisting of a track roller, is rotated along the lateral direction to convey the tongs in one direction.
이처럼 바퀴(223)를 사용한 구동방식은 열악한 작업환경에서도 원활한 작동을 할 수 있다는 장점이 있으며 이송은 중앙에 실린더(225)에 의해 이루어지도록 한다.As such, the driving method using the wheel 223 has an advantage that it can operate smoothly even in a harsh working environment and the transfer is made by the cylinder 225 in the center.
집게부(23)는 고정관절(231)과 상기 고정관절(231)에 핀축(232)으로 조립되어 관절운동하는 2개의 회전관절(233)과 상기 고정관절(231)과 회전관절(233)에 결합되는 액츄에이터(235)로 구성되어 상기 액츄에이터(235)에 의해 회전관절(233)이 소정의 각도만큼 회동되어지며 벌어졌다 오므러들며 흄관(A)을 고정되게 파지 및 해지하도록 되어 있다.The tongs unit 23 is assembled to the fixed joint 231 and the fixed joint 231 by the pin shaft 232 to the two rotary joints 233 and the joint joint 231 and the rotary joint 233 The actuator 235 is coupled to the rotary joint 233 is rotated by a predetermined angle by the actuator 235 is opened and retracted so as to hold and release the fume pipe (A) to be fixed.
상기 집게부(23)는 고정관절(231)과 회전관절(233)로 분할되는 분할형으로 형성되어 있어 적은 실린더의 스트로크로도 큰 회전각을 얻을 수 있고, 핀축(232)로 조립되는 회전관절(233)은 착탈이 가능하여 1000mm이상의 흄관(A) 또는 600mm이하의 작은흄관(A)을 잡을 경우에 회전관절(233)의 교체 사용도 가능하다.The tongs 23 is divided into a fixed joint 231 and a rotary joint 233, so that a large rotation angle can be obtained even with a small cylinder stroke, and a rotary joint assembled by the pin shaft 232. 233 is detachable and can be used to replace the rotation joint 233 when catching a fume pipe (A) of 1000mm or more or a small fume pipe (A) of 600mm or less.
또한, 회전관절(233)의 안쪽에는 4개의 막대형 보(236)를 설치하여 하수관의 외경을 감싸 잡을 수 있게 하여 관의 외경이 변하여도 항상 4개의 포인트(막대형 보)에 선접촉하면서 흄관(A)을 지지하며 흄관(A)이 평행하도록 보정해 주는 기능을 한다.In addition, four rod-shaped beams 236 are installed inside the rotary joint 233 so that the outer diameter of the sewage pipe can be wrapped so that the fume pipe is always in line contact with four points (rod-shaped beams) even when the outer diameter of the pipe changes. It supports (A) and corrects the fume pipe (A) to be parallel.
상기 액츄에이터(235)에는 흄관(A)을 들어주는 집게부(23)의 유량을 조절하는 압력유량조절밸브가 설치되어 상기 밸브로 유량이 많이 흐르면 집게의 작동속도가 빨라지고 적게 흐르면 천천히 작동할 수 있게 한다. 또한 집게부(23)에 작용하는 유량은 매시간 변화하는 것은 아니지만 장비를 생산할 때 셋팅해 준후 정기적인 유지관리를 할 필요가 있다.The actuator 235 is provided with a pressure flow control valve for adjusting the flow rate of the forceps section 23 for lifting the fume pipe (A), so that if the flow rate flows to the valve a lot, the operation speed of the forceps is increased, and if the flow rate is small, the operation speed of the forceps is slow. do. In addition, the flow rate acting on the forceps 23 does not change every hour, but it is necessary to perform regular maintenance after setting when producing the equipment.
그리고 디스플레이장치(60)는 CCD카메라(61)와 상기 CCD카메라(61)와 연결된 모니터(62)로 구성되어 깊이가 깊은 터파기에 흄관을 매설할 때 운전자가 트렌치내로 들어가지 않고도 기 설치된 흄관의 위치를 파악할 수 있도록 보조하면서 정밀한 조작과 정렬작업도 가능한 것이다.In addition, the display device 60 includes a CCD camera 61 and a monitor 62 connected to the CCD camera 61. When the fume pipe is embedded in a deep trench, the position of the installed fume pipe without the driver entering the trench is provided. Precise manipulation and alignment are possible while assisting the identification.
상기 카메라(61)는 기설치된 흄관(A)의 모습을 관찰하기 용이하도록 플랫폼에 설치되며 모니터는 개발장비의 운전자가 화면을 보면서 개발장비를 컨트롤해야 하기 때문에 컨트롤러(산업용컴퓨터+레버)와 함께 구성된다.The camera 61 is installed on the platform to easily observe the state of the installed hume pipe (A) and the monitor is configured with a controller (industrial computer + lever) because the driver of the development equipment must control the development equipment while watching the screen. do.
한편, 본 발명은 흄관을 매설작업을 완료 후에는 기성도면을 효율적으로 작성하고 관리하기 위하여 GPS를 이용하여 데이터저장장치에 저장 보관할 수 있도록 GPS정보감시모듈로부터 GPS정보 변화를 통보 받으면 GPS정보분석모듈에서는 새롭게 입력된 GPS정보를 분석하고, 새롭게 입력된 GPS정보와 GPS정보가 변화된 시점까지 입력된 과거의 좌표들을 분석하여 추가적으로 입력된 좌표를 도면상의 정보로 변환시켜 흄관의 유지 보수작업이 보다 간편하게 이루어질 수 있도록 한다.On the other hand, the present invention after the completion of the buoy pipe laying work to efficiently prepare and manage the ready-made drawings to receive the GPS information change module from the GPS information monitoring module to be stored and stored in the data storage device using the GPS GPS information analysis module Analyze the newly input GPS information, analyze the newly input GPS information and the previous coordinates inputted until the time when the GPS information is changed, and convert the additional input coordinates into the information on the drawing to make the maintenance of the fume pipe easier. To help.
도 7에 나타낸 바와 같이 플랫폼을 구성하기 위한 제어알고리즘으로 합성자기동조기(hybrid self-tuning algorithm)는 시스템의 변화에 강인한 제어성능을 갖는 것으로 흄관 매설용 원격조종장비와 같이 흄관의 무게가 변하여 시스템이 변하는 경우에 적당하다. 상기 합성자기동조기는 합성제어기와 회귀최소제곱법에 의한 시스템 매개변수 추정알고리즘으로 구성된다. As shown in FIG. 7, the hybrid self-tuning algorithm is a control algorithm for constructing a platform. The hybrid self-tuning algorithm has a control performance that is robust to changes in the system, such that the weight of the fume pipe is changed, such as a remote control device for embedding a fume pipe. It is suitable if it changes. The synthesizer self-synchronizer is composed of a synthesis controller and a system parameter estimation algorithm by the regression least square method.
도 8에 나타낸바와 같이 본 발명의 굴삭기와 연계한 흄관 매설장치를 이용하여 흄관을 시공하고자 하는 경우에는 먼저, 흄관 매설장치의 매니풀레이터를 비롯한 유압장치를 굴삭기에 조립 장착한 후 굴삭기를 흄관적재 위치까지 이동하는 단계(S10)와, 굴삭기에 장착된 흄관 부설장치를 이용하여 흄관의 외주면을 고정되게 결속하는 단계(S20)와, 결속된 흄관을 굴삭기를 이용하여 흄관연결위치까지 운반하는 단계(S30)와, 흄관위치를 선정하는 단계(S40)와, 연결하고자 하는 흄관의 수평 및 수직각도 및 거리를 조절하면서 기 흄관과 그 중심을 일치시킨 후 흄간을 축방향으로 밀면서 결합하는 흄관1차연결단계(S50)와, 6자유도에 의해 축방향으로 회전운동하는 흄관정렬 및 기울기 등을 조정하는 흄관 2차연결단계(S60)와, 흄관매설장치에 파지된 흄관을 해지하는 마무리단계를 포함한다.As shown in FIG. 8, when a fume pipe is to be constructed using a fume pipe buried device in conjunction with an excavator of the present invention, first, a hydraulic device including a manipulator of a fume pipe buried device is assembled to an excavator, and an excavator is placed in a fume pipe stacked position. Moving to step (S10), and using the fume pipe laying device mounted on the excavator to bind the outer peripheral surface of the fume pipe fixed (S20), and the step of transporting the bound fume pipe using the excavator to the fume pipe connection position (S30 ), And the step of selecting the location of the fume pipe (S40), and the first connection step of the fume pipe to match the center of the fume pipe while adjusting the horizontal and vertical angle and distance of the fume pipe to be connected, and then push the fumes in the axial direction and combine (S50), and the second connection step (S60) for adjusting the fume pipe alignment and inclination in the axial direction by the six degrees of freedom (S60), and the fume pipe held in the fume pipe embedding device is released. It includes a finishing step.
이와 같이 구성되는 본 고안의 동작을 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.
우선 굴삭기를 이용하여 흄관을 매설하기 위한 터파기를 실시한 다음 장비를 굴삭기와 연결한다. 이때 장비에 공급되는 모든 전원과 유압은 굴삭기로부터 공급을 받을 수 있도록 굴삭기의 유압공급장치와 연결하며, 유압은 필터 및 감압밸브를 거쳐 플랫폼와 집게부 그리고 슬라이딩부로 각각 유입되어 각부를 제어할 수 있도록 한다. 이때 감압밸브는 굴삭기로부터 공급된 유압의 압력을 조절하는 역할을 하며, 체크밸브는 유압의 흐름 및 방향을 조절하게 된다.First, use an excavator to dig a fume pipe and then connect the equipment to the excavator. At this time, all the power and hydraulic pressure supplied to the equipment are connected to the hydraulic supply device of the excavator to receive the supply from the excavator, and the hydraulic pressure is introduced into the platform, tongs and sliding parts through the filter and the pressure reducing valve to control each part. . At this time, the pressure reducing valve serves to adjust the pressure of the hydraulic pressure supplied from the excavator, the check valve is to control the flow and direction of the hydraulic pressure.
이처럼 장비와 굴삭기의 연결이 완료되면 흄관이 야적되어 있는 곳으로 이동하여 흄관을 파지하여 이를 일정한 높이만큼 들어올린 후 작업위치 즉, 지표면으로부터 1∼5m 깊이의 터파기 내부로 운반한다.When the connection between the equipment and the excavator is completed as described above, the fume pipe is moved to the dead area, the fume pipe is grasped and lifted up to a certain height, and then transported into the trench, which is 1 to 5m deep from the ground.
그런 다음 굴삭기에서 발생되는 유압을 공급하는 유압장치(10)의 유압에 의한 서보 구동하도록 굴삭기 아암클러치(40) 하단부에 착탈되는 기저판(24)에 부설되는 각각의 6축액츄에이터(26)를 작동시킨다.Then, each of the six-axis actuators 26 installed on the base plate 24 detachably attached to the lower end of the excavator arm clutch 40 is operated to servo-drive by the hydraulic pressure of the hydraulic device 10 for supplying the hydraulic pressure generated from the excavator. .
한 쌍의 액츄에이터가 결합하는 집게부(23)를 통하여 흄관의 위치 선정과, 흄관을 수평각도조절 및 거리조절과 수직각도조절 및 거리조절을 하여 중심축을 일치시켜 운전자에 의한 조작과 작업을 원격유선으로 제어하는 제어수단(70)을 통해 운전자에 의해 작업을 조정하는 작동레버장치, 작업상태를 확인하는 CCD카메라를 갖는 디스플레이장치(60)를 통하여 흄관을 축방향으로 밀면서 흄관정렬 및 기울기조정하여 흄관을 연결하게 된다.Selecting the position of the fume pipe through the forceps 23 coupled to a pair of actuators, and adjusting the fume pipe horizontally, adjusting the distance, and adjusting the vertical angle and the distance to match the central axis to remotely operate and work by the driver. Hume pipe alignment and inclination while pushing the fume pipe in the axial direction through the display device 60 having an operating lever device for adjusting the work by the driver through the control means 70 to control the operation, the CCD camera for checking the working status of the fume pipe Will be connected.
따라서 본 발명은 흄관을 매설할 경우 노무인력을 대체하는 자동화시공에 의해 균일한 품질을 확보할 수 있고, 흄관 매설 자동화장비의 활용을 통해 무리한 관이음에 의한 접합부의 파손 및 불균등한 힘이 가해짐으로써 발생 가능한 접합상태 불량 등의 품질 저해요소를 제거할 수 있으므로 자동화 방식은 종래 방식에 비해 품질 향상 효과 등이 기대된다. Therefore, the present invention can ensure a uniform quality by the automation construction to replace the labor manpower when embedding the fume pipe, the breakage and uneven force of the joint due to excessive pipe joint is applied through the utilization of the fume pipe buried automation equipment. As it can remove the quality deterioration factors such as defects that can occur by the automation method is expected to improve the quality compared to the conventional method.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 6축액츄에이터의 센서에 의해 감지되는 신호를 제어하는 서보밸브를 포함하는 매니퓰레이터, 집게부를 결합한 굴삭기장비에 의해 흄관을 매설하는 원격조정장치를 통하여 흄관 등을 원격조종으로 매설 할 수 있음은 물론, 굴삭기의 운전원이 본 장비를 운전할 경우 작업자의 외부 노출을 최대한 억제할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, the remote control of the fume pipe through a remote control device for embedding the fume pipe by a manipulator including a servo valve for controlling the signal sensed by the sensor of the six-axis actuator, the excavator equipment coupled to the forceps In addition, it can be buried as well as, when the operator of the excavator operates this equipment it is possible to suppress the external exposure of the operator as much as possible.
또한 운전자의 간단한 레버조작만으로 작업이 가능하게 되어 작업의 효율면에 있어서도 동일한 시간동안 종래의 방법보다 2배이상의 관을 매설할 수 있게되어 작업시간을 획기적으로 감소시킬 뿐만 아니라, 터파기 사면의 붕괴 등으로부터 작업자의 안전을 확보할 수 있다는 효과가 있다.In addition, it is possible to work by simply operating the lever of the driver, and in terms of work efficiency, it is possible to embed more than twice as many pipes as the conventional method for the same time, which not only drastically reduces the working time but also collapses the trench slope. There is an effect that it is possible to ensure the safety of the operator from the back.
도 1은 흄관 매설 공사의 일반적인 표준 단면도,1 is a general standard cross-sectional view of a fume pipe buried construction,
도2는 종래 기술로서 흄관을 설치작업 공정을 나타낸 참고도,2 is a reference diagram showing a process of installing a fume pipe as a prior art,
도3은 본 발명의 전체적인 구성을 나타내는 블록도이고,3 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention;
도4는 본 발명의 매니퓰레이터를 나타내는 사시도이고,4 is a perspective view showing a manipulator of the present invention;
도5는 본 발명의 매니퓰레이터의 작동관계를 나타낸 정면도이고,5 is a front view showing the operating relationship of the manipulator of the present invention,
도6은 본 발명의 매니퓰레이터의 유압흐름도이고,6 is a hydraulic flow chart of the manipulator of the present invention,
도7은 플랫폼을 구성하는 합성 자기 동조기제어기의 블럭도,7 is a block diagram of a synthetic self-tuning controller constituting a platform;
도8은 굴삭기장비에 의해 흄관을 매설하기 위한 제어방법을 나타내는 블럭도.8 is a block diagram showing a control method for embedding a fume pipe by an excavator equipment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 유압장치 20: 매니퓰레이터(manipulator)10: hydraulic system 20: manipulator
21: 플랫폼 22: 슬라이딩부21: platform 22: sliding part
23: 집게부 24: 기저판23: clip part 24: base plate
25: 이동판 26: 6축액츄에이터25: moving plate 26: 6-axis actuator
27: 길이측정센서 40: 아암클램프27: length measuring sensor 40: arm clamp
60: 디스플레이장치 70: 제어수단60: display device 70: control means
231: 고정관절 232: 핀축231: fixed joint 232: pin shaft
233: 회전관절 235: 액츄에이터233: rotational joint 235: actuator
236: 막대형 보 241: 연결부236: bar beam 241: connection
242: 상부링크 243,253: 유니버설죠인트242: upper link 243,253: universal joint
251: 하부링크 263: 서보밸브251: lower link 263: servo valve
A: 흄관A: fume pipe
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