KR20170046366A - 작업기계 - Google Patents

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KR20170046366A
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최백규
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현대중공업 주식회사
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Abstract

본 발명은 작업기계에 관한 것으로, 작업기계의 후단부에 설치되는 하부 구조물; 및 상기 하부 구조물에 탈착 가능하게 마련되며, 카운터 웨이트를 대체하여 상기 작업기계의 무게중심을 조절하는 배터리 모듈을 포함하되, 상기 배터리 모듈은, 내부에 수용되는 적어도 하나 이상의 배터리 팩; 및 하면에 마련되어 상기 하부 구조물에 탈착되는 상부 구조물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

작업기계{Working Machine}
본 발명은 탈장착 가능한 배터리 모듈을 갖는 작업기계에 관한 것이다.
건설 현장이나 토목 현장 등의 작업 현장에서는 다양한 작업기계가 사용된다. 작업기계는 도로, 하천, 항만, 철도, 플랜트 등과 같은 공사별로 각각 그 특성에 적합한 기계구조 및 성능을 보유하게 된다. 즉 작업기계는 산업 현장에서 이루어지는 작업의 다양성으로 인해, 굴삭장비, 적재장비, 운반장비, 하역장비, 다짐장비, 기초공사장비 등으로 구분될 수 있으며, 구체적으로는 굴삭기, 휠로더, 지게차, 불도저, 트럭, 롤러 등과 같이 상당히 많은 종류의 장비를 포함하는 개념이다.
산업 현장에서 가장 기본적으로 수행되는 작업은 굴삭이다. 산업 공사 시에는 지면을 일정 깊이로 굴착하여 각종 구조물을 설치하거나, 또는 지면에 파이프 등을 매설하는 작업이 주로 수행되는데, 이때 작업기계로 굴삭기가 가장 많이 활용된다.
굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 작업기계로서, 장비의 이동 역할을 하는 주행체와 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 선회체 및 작업장치로 구성되어 있다.
굴삭기는 주행체의 주행방식에 따라 무한궤도식 크롤라 굴삭기와 타이어식 휠 굴삭기로 구분되며, 가동방식에 따라 외부의 급속 충전이 가능한 배터리의 전원으로 가동되는 전기식과 디젤과 같은 화석연료를 사용하여 가동되는 엔진식으로 구분될 수 있다.
전기굴삭기는 엔진 대용으로 유압펌프를 구동하는 메인 전동기, 선회 구동 및 회생 제동을 위한 선회 전동기/발전기, 작업장치의 위치에너지를 유압 및 전기에너지로 변환, 회수할 에너지 회생용 발전기(붐 회생 발전기)를 구비하고 있으며, 전동기를 컨트롤하는 인버터, 장비 내 24V 전기장치 구동을 위해 전압 변환기인 컨버터 등의 주요 부품으로 구성되어 있다.
상기의 전기부품들은 배터리에 충전된 전기로 구동되나, 현재의 배터리 팩 충전 용량으로는 1일 작업가동에 필요한 용량이 부족하여 하루 작업시간에 충전 횟수 및 시간이 많이 소요되어 연속적인 작업이 어렵다.
즉, 기존 전기굴삭기는 외부의 전력공급원으로부터 배터리 팩에 전기를 충전하여 작업을 하고, 작업이 이루어지는 동안 선회 전동기/발전기 또는 붐 회생 발전기에서 생성되는 전기가 충전되도록 구성되어 있으나, 배터리 팩의 충전 용량이 한정되어 있어 2~3시간 정도 작업 한 후 외부 전력공급원으로부터 다시 충전해야 하기 때문에 오전, 오후 각각 4시간씩 작업이 이루어지는 동안 작업 도중에 충전을 할 수밖에 없고, 이로 인하여 충전에 소요되는 시간이 많아지고 작업 중단으로 인한 작업 효율이 저하되는 문제가 있다.
상기한 문제를 해결하기 위하여 배터리 팩의 충전 용량을 늘리는 방안이 있으나, 현재의 기술로는 배터리 셀이 용량 대비 고가의 부품이고, 이러한 고가의 배터리 셀로 용량 및 사이즈를 증대하는데 한계가 있어, 배터리 팩의 충전 용량을 늘리지 않으면서 연속적인 작업이 이루어지도록 하는 다양한 연구 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 배터리 탈장착 장치를 이용하여 적어도 하나 이상의 배터리 팩이 수용되는 배터리 모듈을 작업기계의 후방에 장착하여 작업 시 장비의 무게중심을 유지하면서 교체 접근성을 용이하게 하여 빠른 배터리 교체를 통한 연속적인 작업을 수행할 수 있도록 하는 작업기계를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 작업기계는, 작업기계의 후단부에 설치되는 하부 구조물; 및 상기 하부 구조물에 탈착 가능하게 마련되며, 카운터 웨이트를 대체하여 상기 작업기계의 무게중심을 조절하는 배터리 모듈을 포함하되, 상기 배터리 모듈은, 내부에 수용되는 적어도 하나 이상의 배터리 팩; 및 하면에 마련되어 상기 하부 구조물에 탈착되는 상부 구조물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 배터리 팩은, 상기 하부 구조물과 상기 상부 구조물의 결합을 통해 상기 작업기계에 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 배터리 모듈은, 상기 배터리 팩에 무게를 가중하여 상기 작업기계의 무게중심을 조절하는 웨이트를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 작업기계에 마련되어 동력 계통에 전기를 공급하도록 상기 작업기계의 전기부품들과 전기적으로 연결되는 메인 배터리 팩을 더 포함하고, 상기 배터리 모듈의 상기 배터리 팩은, 보조 배터리 팩일 수 있다.
구체적으로, 상기 보조 배터리 팩은, 상기 메인 배터리 팩의 용량에 따라, 상기 작업기계와 전기적 연결이 제어될 수 있다.
구체적으로, 상기 메인 배터리 팩은, 상기 작업기계에 고정된 상태로 외부의 전력공급원과 연결되어 충전하고, 상기 보조 배터리 팩은, 상기 하부 구조물로부터 분리한 후 외부의 전력공급원과 연결되어 충전하거나, 상기 하부 구조물에 고정된 상태로 외부의 전력공급원과 연결되어 충전할 수 있다.
구체적으로, 상기 상부 구조물은, 탑 플레이트; 상기 탑 플레이트 상부면에 구비되며, 상기 배터리 모듈의 하면을 안착시키면서 상기 배터리 팩이 상기 작업기계와 전기적으로 연결되게 하는 파워 팩 어셈블리; 및 상기 탑 플레이트의 하부면에 구비되며, 상기 하부 구조물을 탈장착하는 고정장치를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 고정장치는, 상기 탑 플레이트의 하부면에 복수 개 구비되며, 상기 하부 구조물을 탈장착하는 고정부재; 상기 고정부재를 상기 탑 플레이트에 고정 지지하는 지지부재; 및 상기 탑 플레이트의 하부면에 복수 개가 구비되며, 상기 상부 구조물과 상기 하부 구조물을 정렬시키는 가이드 핀을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 고정부재는, 압유가 입출력되는 실린더; 및 상기 실린더에 입출력되는 압유에 의해 왕복 직선 운동을 하는 샤프트로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 상기 지지부재는, 상기 탑 플레이트의 하부면에 결합되어 상기 실린더를 고정 지지하는 실린더 브라켓; 및 상기 탑 플레이트의 하부면에 결합되어 상기 샤프트가 자유롭게 왕복 운동하도록 하면서 고정 지지하는 샤프트 하우징을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 하부 구조물은, 상기 작업기계의 후단부에 설치되는 베이스 플레이트; 상기 샤프트에 대응하여 상기 베이스 플레이트의 측면에 형성되며, 상기 샤프트를 삽입하는 삽입공; 및 상기 가이드 핀에 대응하여 상기 베이스 플레이트의 상면에 형성되며, 상기 가이드 핀을 수용하는 가이드 홀을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 파워 팩 어셈블리는, 상기 실린더를 작동하기 위한 펌프 및 모터가 내장될 수 있다.
본 발명에 따른 작업기계는, 적어도 하나 이상의 배터리 팩이 수용되는 배터리 모듈을 배터리 탈장착 장치를 이용하여 후방에 장착할 수 있도록 구성함으로써, 교체 접근성을 용이하게 하여 빠른 배터리 교체를 통한 연속적인 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 작업기계는, 배터리 모듈이 카운터 웨이터를 대체하여 작업기계의 무게중심을 조절함으로써, 카운터 웨이터를 별도로 마련하거나 설치하지 않아도 되어 카운터 웨이터의 제작 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 조립도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 분해도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 저면 투시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 상하부 구조물의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 조립도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 저면 투시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업기계에 배터리 모듈을 장착하기 위한 배터리 탈장착 장치의 상하부 구조물의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 작업기계(1)는 작업장치(110), 주행체(120), 선회체(130), 배터리 모듈(140), 배터리 탈장착 장치(200)를 포함한다.
작업기계(1)는, 전기굴삭기 등일 수 있다. 물론 작업기계(1)는 굴삭기가 아닌 휠로더, 지게차, 불도저, 트럭, 롤러 등과 같은 다양한 장비일 수 있지만, 이하에서는 작업기계(1)가 전기굴삭기인 것으로 한정하여 설명하도록 한다. 다만, 이는 본 발명을 한정하는 것이 아니라 하나의 예시에 불과한 것임을 밝힌다.
작업장치(110)는, 작업기계(1)의 일측에 구비되고, 붐(111), 암(113), 버켓(115)으로 구성되어 있으며, 붐(111)이 2개의 붐 실린더(112)에 의해 작동되고 암(113)이 암 실린더(114)에 의해 작동됨으로써 버켓(115)의 위치가 조절될 수 있다. 버켓(115)은 버켓 실린더(116)에 의해 세부적인 작업을 수행할 수 있다.
주행체(120)는 작업기계(1)의 이동을 구현한다. 주행체(120)는 바퀴로 마련될 수 있고, 또는 무한궤도(121)로 마련될 수 있다. 도면에서는 주행체(120)가 무한궤도(121)로 마련된 것을 도시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
주행체(120)가 무한궤도(121)일 경우, 무한궤도(121)는 좌측과 우측에 각각 마련될 수 있다. 이때 운전자는, 운전실(123)에 마련된 레버를 이용하여 좌측의 무한궤도(121)와 우측의 무한궤도(121)를 개별적으로 제어할 수 있으며, 이를 통해 전진, 후진, 회전 등의 주행이 가능할 수 있다.
선회체(130)는, 앞부분에 작업장치(110)가 연결되며, 주행체(120)에 탑재되어 360도 회전할 수 있으며, 골조구조를 이루는 선회 프레임(131)과, 선회 프레임(131) 상에 배설되는 운전실(133), 엔진룸(135), 메인 배터리 팩(137)과, 선회 프레임(131)의 후단부에 탈장착 되는 후술할 배터리 탈장착 장치(200)의 하부 구조물(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
운전실(133)에는, 작업장치 조작부(도시하지 않음), 선회체 조작부(도시하지 않음), 주행 조작부(도시하지 않음) 등 작업자가 작업기계(1)를 운전할 수 있는 각종 조작 장치가 구비되어 있다.
엔진룸(135)은, 구체적으로 도시하지 않았지만, 엔진 대용으로 유압펌프를 구동하는 메인 전동기, 선회 구동 및 회생 제동을 위한 선회 전동기/발전기, 작업장치(110)의 위치에너지를 유압 및 전기에너지로 변환, 회수할 에너지 회생용 발전기(붐 회생 발전기)를 구비하고 있으며, 전동기를 컨트롤하는 인버터, 장비 내 24V 전기장치 구동을 위해 전압 변환기인 컨버터 등의 주요 부품으로 구성되어 있다. 이러한 전기부품들은 후술할 메인 배터리 팩(137) 또는 후술할 배터리 모듈(140)의 배터리 팩(140a, 140b, 140c)에 충전된 전기로 구동될 수 있다.
메인 배터리 팩(137)은, 작업기계(1)의 전력수신부(도시하지 않음)에 마련될 수 있으며, 다수의 배터리가 직렬로 연결되고 각 배터리가 배터리 스위치로 직렬로 연결 구성되어 외부에 설치되는 전력공급원으로부터 전기에너지를 공급받아 충전할 수 있다.
메인 배터리 팩(137)은 충전된 전기에너지로 작업기계(1)의 작업장치(110), 선회체(130), 주행체(120)를 구동할 수 있는 주동력원 역할을 하는데, 엔진 대용으로 작업기계(1)에 마련되어 동력 계통에 전기를 공급할 수 있도록 전기부품들과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 메인 배터리 팩(137)은 작업기계(1)가 작업하고 있는 동안에 선회 전동기/발전기, 붐 회생 발전기 등 작업기계(1) 자체로부터 생산되는 전기에너지를 충전할 수 있도록 구성되어 있으나, 배터리 팩의 충전 용량이 한정되어 있어 2~3시간 정도 작업 한 후 외부 전력공급원으로부터 다시 충전해야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 충전 시간 또한 많이 소요되어 연속적으로 작업을 수행할 수 없다. 이에 따라 본 실시예는 교체 접근성을 용이하게 할 수 있도록 후술할 배터리 탈장착 장치(200)를 이용하여 후술할 배터리 모듈(140)을 작업기계(1)에 탈장착할 수 있도록 한다.
한편, 상기한 메인 배터리 팩(137)은 작업기계()에 마련되지 않을 수 있는데, 이때 후술할 배터리 모듈(140)의 배터리 팩(140a, 140b, 140c)이 작업기계(1)의 동력 계통 전기 공급원의 기능을 수행하게 된다.
배터리 모듈(140)은, 후술할 배터리 탈장착 장치(200)의 하부 구조물(400)에 탈착 가능하게 마련되어, 카운터 웨이트를 대체하여 작업기계(1)의 무게중심을 조절할 수 있으며, 내부에 수용되는 적어도 하나 이상의 배터리 팩(140a, 140b, 140c)과, 하면에 마련되어 후술할 배터리 탈장착 장치(200)의 하부 구조물(400)에 탈착되는 후술할 배터리 탈장착 장치(200)의 상부 구조물(300)을 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 배터리 모듈(140)은, 적어도 하나 이상의 배터리 팩(140a, 140b, 140c)이 후술할 하부 구조물(400)과 후술할 상부 구조물(300)의 결합을 통해 작업기계(1)에 전기적으로 연결될 수 있다.
적어도 하나 이상의 배터리 팩(140a, 140b, 140c)은, 메인 배터리 팩(137)의 용량에 따라, 작업기계(1)와 전기적 연결이 제어될 수 있다. 즉, 메인 배터리 팩(137)의 용량이 많이 남았을 때에는 전기적 연결이 차단될 수 있고, 메인 배터리 팩(137)의 용량이 얼마 남지 않았을 때에는 전기적으로 연결될 수 있게 제어될 수 있다.
또한, 배터리 모듈(140)은, 적어도 하나 이상의 배터리 팩(140a, 140b, 140c)에 무게를 가중하여 작업기계(1)의 무게중심을 조절하는 웨이트(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
상기에서, 메인 배터리 팩(137)이, 작업기계(1)에 고정된 상태로 외부의 전력공급원과 연결되어 충전한다면, 배터리 팩(140a, 140b, 140c)은, 하부 구조물(400)로부터 분리한 후 외부의 전력공급원과 연결되어 충전하거나, 하부 구조물(400)에 고정된 상태로 외부의 전력공급원과 연결되어 충전할 수 있다.
상기와 같이, 메인 배터리 팩(137)이 작업기계(1)에 마련될 경우에는, 배터리 팩(140a, 140b, 140c)이 메인 배터리 팩(137)에 대한 보조 배터리 팩으로서 기능을 수행할 수 있다.
한편, 메인 배터리 팩(137)이 작업기계(1)에 마련되지 않을 경우에는, 배터리 팩(140a, 140b, 140c)이 메인 배터리 팩(137)의 기능 즉, 작업기계(1)의 동력 계통 전기 공급원의 기능을 수행하게 된다.
배터리 탈장착 장치(200)는, 배터리 모듈(140)을 작업기계(1)에 장착시킬 수 있도록 상부 구조물(300), 하부 구조물(400)로 구성될 수 있다.
상부 구조물(300)은, 배터리 모듈(140)의 하면에 마련되어 후술할 하부 구조물(400)에 탈착될 수 있도록, 탑 플레이트(310), 파워 팩 어셈블리(320), 고정장치(330)를 포함하여 구성될 수 있다.
탑 플레이트(310)는, 상부에 후술할 파워 팩 어셈블리(320)가 구비되어 배터리 모듈(140)의 하면을 안착시킬 수 있으며, 하부에 후술할 고정장치(330)가 구비되어 후술할 하부 구조물(400)에 탈장착할 수 있도록 구성될 수 있다.
파워 팩 어셈블리(320)는, 탑 플레이트(310)의 상부면에 구비될 수 있으며, 배터리 모듈(140)의 하면을 안착시키면서 배터리 팩(140a, 140b, 140c)이 작업기계(1)와 전기적으로 연결될 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 파워 팩 어셈블리(320)는 후술할 고정장치(330)의 실린더(331a)를 작동하기 위한 펌프 및 모터(도시하지 않음)가 내장될 수 있도록 구성될 수 있다.
고정장치(330)는, 탑 플레이트(310)의 하부면에 구비될 수 있으며, 후술할 하부 구조물(400)을 탈장착할 수 있도록, 고정부재(331), 지지부재(332), 가이드 핀(333)으로 구성될 수 있다.
고정부재(331)는, 탑 플레이트(310)의 하부면에 복수 개 예를 들어, 4개가 구비될 수 있으며, 복수 개 고정부재(331) 각각은 압유가 입출력되는 실린더(331a)와, 실린더(331a)에 입출력되는 압유에 의해 왕복 직선 운동을 하는 샤프트(331b)로 이루어질 수 있다. 여기서, 실린더(331a)는 파워 팩 어셈블리(320)에 내장되는 펌프 및 모터에 의해 작동되거나, 작업기계(1)에 마련되는 유압시스템(도시하지 않음)에 의해 작동될 수 있다.
이러한 고정부재(331)는, 후술할 지지부재(332)에 의해 탑 플레이트(310)에 고정 지지될 수 있고, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 후술할 가이드 핀(333)에 의해 상부 구조물(300)이 후술할 하부 구조물(400) 상에 정렬된 상태에서, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 실린더(331a)에 압유가 공급되어 샤프트(331b)가 전진 운동하여 하부 구조물(400)의 삽입공(420)에 삽입되어 상부 구조물(300)이 하부 구조물(400)에 조립 고정될 수 있도록 한다.
실린더(331a)로부터 압유를 배출시켜 샤프트(331b)가 후진 운동함에 의해 상부 구조물(300)을 하부 구조물(400)로부터 분해할 수 있다.
지지부재(332)는, 고정부재(331)를 탑 플레이트(310)에 고정 지지할 수 있도록, 실린더 브라켓(332a), 샤프트 하우징(332b)을 포함하여 구성될 수 있다.
실린더 브라켓(332a)은, 탑 플레이트(310)의 하부면에 결합되어 실린더(331a)를 고정 지지할 수 있다.
샤프트 하우징(332b)은, 탑 플레이트(310)의 하부면에 결합되어 샤프트(331b)가 자유롭게 왕복 운동할 수 있도록 하면서 고정 지지할 수 있다.
가이드 핀(333)은, 탑 플레이트(310)의 하부면에 복수 개가 구비될 수 있으며, 후술할 가이드 홀(430)에 삽입될 수 있다. 가이드 핀(333)은, 후술할 가이드 홀(430)과 함께 상부 구조물(300)을 후술할 하부 구조물(400)에 조립 고정할 때 정렬하는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로, 가이드 핀(333)은, 고정부재(331)의 샤프트(331b)가 하부 구조물(400)의 삽입공(420)과 일직선 상에 정렬될 수 있도록 하는데. 이를 위해 고정부재(331)의 샤프트(331b)가 위치되는 부분에 구비되는 것이 바람직할 수 있다.
하부 구조물(400)은, 작업기계(1)의 후단부, 구체적으로는 선회체(130)의 후단부에 설치될 수 있으며, 상부 구조물(300)을 조립 고정시킬 수 있도록 베이스 플레이트(410), 삽입공(420), 가이드 홀(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 플레이트(410)는, 선회체(130)의 후단부에 설치되어 상부 구조물(300)의 탑 플레이트(310)를 안착시킬 수 있는 형상으로 이루어질 수 있다.
삽입공(420)은, 탑 플레이트(310)가 베이스 플레이트(410)에 안착된 상태에서 고정부재(331)의 샤프트(331b)를 삽입할 수 있도록, 복수 개의 고정부재(331)에 대응되어 베이스 플레이트(410)의 측면에 형성될 수 있다.
가이드 홀(430)은, 상부 구조물(300)을 하부 구조물(400)에 조립 고정할 때, 고정부재(331)의 샤프트(331b)가 하부 구조물(400)의 삽입공(420)과 일직선 상에 정렬될 수 있도록, 가이드 핀(333)을 수용하며, 가이드 핀(333)에 대응되어 베이스 플레이트(410)의 상면에 형성될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는, 본 발명에 따른 작업기계는, 적어도 하나 이상의 배터리 팩이 수용되는 배터리 모듈을 배터리 탈장착 장치를 이용하여 후방에 장착할 수 있도록 구성함으로써, 교체 접근성을 용이하게 하여 빠른 배터리 교체를 통한 연속적인 작업을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 작업기계는, 배터리 모듈이 카운터 웨이터를 대체하여 작업기계의 무게중심을 조절함으로써, 카운터 웨이터를 별도로 마련하거나 설치하지 않아도 되어 카운터 웨이터의 제작 비용을 절감할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출 가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 작업기계 110: 작업장치
111: 붐 112: 붐 실린더
113: 암 114: 암 실린더
115: 버켓 116: 버켓 실린더
120: 주행체 121: 무한궤도
130: 선회체 131: 선회 프레임
133: 운전실 135: 엔진룸
137: 메인 배터리 팩 140: 배터리 모듈
140a. 140b, 140c: 배터리 팩
200: 배터리 탈장착 장치 300: 상부 구조물
310: 탑 플레이트 320: 파워 팩 어셈블리
330: 고정장치 331: 고정부재
331a: 실린더 331b: 샤프트
332: 지지부재 332a: 실린더 브라켓
332b: 샤프트 하우징 333: 가이드 핀
400: 하부 구조물 410: 베이스 플레이트
420: 삽입공 430: 가이드 홀

Claims (12)

  1. 작업기계의 후단부에 설치되는 하부 구조물; 및
    상기 하부 구조물에 탈착 가능하게 마련되며, 카운터 웨이트를 대체하여 상기 작업기계의 무게중심을 조절하는 배터리 모듈을 포함하되,
    상기 배터리 모듈은,
    내부에 수용되는 적어도 하나 이상의 배터리 팩; 및
    하면에 마련되어 상기 하부 구조물에 탈착되는 상부 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 팩은,
    상기 하부 구조물과 상기 상부 구조물의 결합을 통해 상기 작업기계에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 배터리 모듈은,
    상기 배터리 팩에 무게를 가중하여 상기 작업기계의 무게중심을 조절하는 웨이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업기계에 마련되어 동력 계통에 전기를 공급하도록 상기 작업기계의 전기부품들과 전기적으로 연결되는 메인 배터리 팩을 더 포함하고,
    상기 배터리 모듈의 상기 배터리 팩은, 보조 배터리 팩인 것을 특징으로 하는 작업기계.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 보조 배터리 팩은,
    상기 메인 배터리 팩의 용량에 따라, 상기 작업기계와 전기적 연결이 제어되는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 메인 배터리 팩은, 상기 작업기계에 고정된 상태로 외부의 전력공급원과 연결되어 충전하고,
    상기 보조 배터리 팩은, 상기 하부 구조물로부터 분리한 후 외부의 전력공급원과 연결되어 충전하거나, 상기 하부 구조물에 고정된 상태로 외부의 전력공급원과 연결되어 충전하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 구조물은,
    탑 플레이트;
    상기 탑 플레이트 상부면에 구비되며, 상기 배터리 모듈의 하면을 안착시키면서 상기 배터리 팩이 상기 작업기계와 전기적으로 연결되게 하는 파워 팩 어셈블리; 및
    상기 탑 플레이트의 하부면에 구비되며, 상기 하부 구조물을 탈장착하는 고정장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고정장치는,
    상기 탑 플레이트의 하부면에 복수 개 구비되며, 상기 하부 구조물을 탈장착하는 고정부재;
    상기 고정부재를 상기 탑 플레이트에 고정 지지하는 지지부재; 및
    상기 탑 플레이트의 하부면에 복수 개가 구비되며, 상기 상부 구조물과 상기 하부 구조물을 정렬시키는 가이드 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 고정부재는,
    압유가 입출력되는 실린더; 및
    상기 실린더에 입출력되는 압유에 의해 왕복 직선 운동을 하는 샤프트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 지지부재는,
    상기 탑 플레이트의 하부면에 결합되어 상기 실린더를 고정 지지하는 실린더 브라켓; 및
    상기 탑 플레이트의 하부면에 결합되어 상기 샤프트가 자유롭게 왕복 운동하도록 하면서 고정 지지하는 샤프트 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 하부 구조물은,
    상기 작업기계의 후단부에 설치되는 베이스 플레이트;
    상기 샤프트에 대응하여 상기 베이스 플레이트의 측면에 형성되며, 상기 샤프트를 삽입하는 삽입공; 및
    상기 가이드 핀에 대응하여 상기 베이스 플레이트의 상면에 형성되며, 상기 가이드 핀을 수용하는 가이드 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 작업기계.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 파워 팩 어셈블리는,
    상기 실린더를 작동하기 위한 펌프 및 모터가 내장되는 것을 특징으로 하는 작업기계.
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