카트형 디봇 보수 장치 및 이를 이용한 디봇 보수 방법

카트형 디봇 보수 장치 및 이를 이용한 디봇 보수 방법{Divot Mark Repairing Machine of Cart Type and Method for Repairing Divot Mark Using the Same}

본 발명은 천연잔디의 디봇(divot)을 보수하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 골프장 등의 천연잔디의 디봇 위치에서 손상된 잔디를 절단하여 취출하거나, 디봇 위치에 식재될 육성 잔디를 절단하여 취출하는 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 된 카트형 디봇 보수 장치 및 이를 이용한 디봇 보수 방법에 관한 것이다.

일반적으로 골프장의 티 그라운드(teeing ground), 페어웨이(fairway), 퍼팅그린(putting green)에는 골퍼가 잔디 위에 올려놓은 골프공을 칠 때 골프채의 헤드에 맞아 잔디와 토양이 패인 자국들이 많이 형성되는데, 이와 같이 잔디가 패인 자국을 디봇 자국(divot mark)이라 한다.

이러한 디봇 자국은 게임 중에 게임결과 및 골퍼의 불만족을 초래하는 원인이 되기 때문에 가능한 빠르게 보수 작업을 완료해야 한다. 실제로, 디봇 자국이 많은 페어웨이에서는 골퍼의 드라이버 샷이 디봇 자국에 들어가는 일이 다반사로 발생하여 골퍼의 기분을 상하게 하고, 이런 이유는 골프장의 이용객을 감소시키는 주된 요인이 된다.

이러한 디봇 자국의 보수와 관련된 기술이 국내 등록특허 제0936991호에 제안된 바 있다. 상기 등록특허의 디봇 자국 보수 장치는 외부 유압공급장치에서 공급되는 유압에 의해 승강 제어되는 유압실린더의 푸시 로드(push rod)가 하강하면서 발생하는 추력에 의해 절삭 칼날이 회전하면서 오므려지고, 오므려진 상태에서 상기 푸시 로드가 상승하면서 발생하는 인력에 의해 절삭 칼날이 회전하면서 펼쳐져 디봇 자국을 일정한 크기로 짧은 시간 내에 파낼 수 있도록 구성되어 있다.

그러나 상기 등록특허의 디봇 자국 보수 장치는 작업자가 직접 손으로 잡고 이동시키면서 디봇 보수 작업을 수행해야 하며, 디봇 보수 작업 자체가 수작업으로 진행되므로 넓은 면적의 골프장에서 단시간 내에 디봇 보수 작업을 수행하는데 많은 노력과 시간이 소요되는 문제가 있다.

결국, 골프장 품질 향상을 위해 디봇의 보수가 필수적인 점을 감안하였을 때, 수작업으로 잔디를 파내고 새로 이식하는 기존 방식은 작업자의 피로도가 증가하고, 작업 시간이 길어 디봇의 보수가 늦어지는 문제점이 존재하므로 이의 해결책이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 카트형으로 이루어져 디봇 보수 장비를 작업 위치로 용이하게 이동시킬 수 있으며, 디봇 보수 작업 위치에서 디봇 작동기를 자동으로 동작시켜 잔디 절단 및 취출 작업을 자동으로 편리하게 수행할 수 있는 카트형 디봇 보수 장치 및 이를 이용한 디봇 보수 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 카트형 디봇 보수 장치는, 지면(地面)을 따라 구름 이동하는 복수개의 바퀴와 사람이 손으로 잡고 움직일 수 있도록 손잡이를 구비한 카트프레임과; 상기 카트프레임에 상하로 이동 가능하게 설치되는 커터마운트부재와; 상기 커터마운트부재에 설치되며, 하단부가 개방된 통형상으로 되어 디봇(divot) 위치 또는 육성 잔디 상에서 잔디를 절단하여 취출하는 커터와; 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 커터마운트부재를 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전시키는 커터회전부와; 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 커터마운트부재 및 커터회전부를 상하방향으로 이동시키는 커터승강부와; 상기 커터회전부와 커터승강부에 전원을 공급하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 카트형 디봇 보수 장치를 디봇 보수 방법은, 카트프레임을 이동하여 커터를 보수 작업을 수행할 디봇 또는 육성 잔디 상의 잔디 취출 위치 바로 상측에 정렬하는 단계와; 커터승강부에 전원을 인가하여 커터를 하강시킴과 더불어 커터회전부에 전원을 인가하여 커터를 회전시키는 단계와; 상기 커터가 정해진 위치까지 하강할 때까지 커터를 회전시켜 디봇 상의 잔디를 일정 크기로 절단하는 단계와; 상기 커터승강부에 전원을 인가하여 커터를 상승시키는 단계와; 상기 커터승강부에 의해 커터가 일정 위치까지 상승하게 되면 커터 내측에 취출되어 있는 잔디를 커터 외부로 사출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 디봇작동기를 바퀴가 장착된 프레임으로 디봇 작업 위치까지 자동으로 이동시키고, 디봇 위치 또는 육성 잔디 상에서 디봇 작동기의 커터를 자동으로 하강 및 회전시키면서 잔디를 절단하여 취출할 수 있다.

따라서 디봇 위치 또는 육성 잔디 상에서 잔디의 절단 및 취출 작업이 매우 용이하고 신속하게 이루어질 수 있으며, 디봇 작업에 요구되는 작업량이 감소되어 작업자의 피로도를 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디봇 보수 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 디봇 보수 장치의 커터의 일 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 커터가 디봇 보수 장치의 커터마운트부재에 결합된 상태의 일 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 4는 도 1의 디봇 보수 장치에 구성된 디봇 작동기의 단면도이다.
도 5는 도 4의 디봇 작동기의 일부 구성을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 4의 디봇 작동기의 일부 구성을 나타낸 평면도이다.
도 7은 도 4의 디봇 작동기의 일부분을 절개하여 나타낸 사시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 디봇 작동기의 사출 동작을 순차적으로 나타낸 요부 단면도이다.
도 9는 도 1은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디봇 보수 장치를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 디봇 보수 장치를 이용한 디봇 보수 방법을 설명하는 순서도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 카트형 디봇 보수 장치 및 이를 이용한 디봇 보수 방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카트형 디봇 보수 장치는 카트프레임(10)과, 상기 카트프레임(10)에 상하로 이동 가능하게 설치되는 커터마운트부재(20)와, 상기 커터마운트부재(20)에 설치되어 디봇(divot) 위치에서 잔디를 절단하여 취출하는 커터(30)와, 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 커터마운트부재(20)를 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전시키는 커터회전부와, 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 커터마운트부재 및 커터회전부를 상하방향으로 이동시키는 커터승강부와, 상기 커터회전부와 커터승강부에 전원을 공급하는 제어부(60)와, 상기 커터마운트부재(20)에 커터(30)에 대해 상하로 상대 이동 가능하게 설치되어 커터(30) 내측에 취출된 잔디를 외부로 배출하는 사출유닛을 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 카트프레임(10)은 지면(地面)을 따라 구름 이동하는 복수개의 바퀴(11)와, 사람이 손으로 잡고 움직일 수 있도록 손잡이(12)를 구비한다. 그리고, 상기 카트프레임(10)에는 상기 커터회전부 및 커터승강부를 구성하는 모터에 전원을 공급하기 위한 배터리(61)가 설치된다. 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 바퀴(11)는 공지의 휠(wheel) 구동 모터-동력전달 시스템 또는 인휠모터(in-wheel motor) 시스템의 카트 구동용 모터(예를 들어 인휠모터)의 동력을 전달받아 자동으로 회동하도록 구성될 수 있다.

상기 손잡이(12)와 근접한 카트프레임(10)의 상부에는 사용자가 상기 커터회전부 및 커터승강부의 작동을 통해 잔디 취출 또는 식재 작업을 조정하고, 상기 카트 구동용 모터(미도시)를 통한 바퀴(11)의 구동을 제어할 수 있도록 조작부(13)가 설치된다.

상기 커터마운트부재(20)는 원형의 디스크 형태를 가지며, 중심부와 상기 커터회전부의 회전축(53) 하단부에 연결되어 커터회전부에 의해 회전 운동한다.

상기 커터(30)는 상단부와 하단부가 개방된 원통형으로 이루어져, 잔디의 절단 및 취출 작업을 수행하고, 절단 후 취출한 잔디를 일시적으로 저장하는 저장 용기의 작용을 한다. 상기 커터(30)는 디봇의 사이즈나 커터(30)의 손상 등의 요인에 따라 교체가 가능하도록 착탈수단(미도시)에 의해 상기 커터마운트부재(20)에 분리 가능하게 결합된다. 상기 커터(30)는 단순한 원통체로 이루어질 수도 있으나, 도 2 및 도 3에 도시한 것과 같이 통기 기능 또는 수분의 흡수를 돕는 기능과 함께 잔디가 커터(30) 내에서 적절한 마찰력을 갖도록 하여 잔디의 슬립을 방지하기 위해 복수개의 홀(32) 및, 길이방향에 대해 일정한 각도로 기울어진 복수개의 요철부(33)가 형성된 구조를 갖는 것이 바람직하다.

또한 상기 커터(30)가 회전 및 하강 운동하면서 잔디를 절단할 때 잔디의 절단 작업이 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 커터(30)의 하단부 테두리는 톱니 형상의 칼날(31)로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 커터(30)를 커터마운트부재(20)에 결합하는 방식으로는 핀(pin) 결합 방식, 척킹(chucking) 방식, 전자석을 이용한 고정 방식, 클램프 결합 방식, 슬라이딩 방식 등 다양한 결합 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시한 것과 같이, 커터마운트부재(20)의 하단부에 커터(30)의 상단부가 삽입되는 슬롯(21)을 하측으로 절개되게 형성하고, 상기 슬롯(21)의 외측에 슬롯(21)의 내외측으로 이동하는 복수개의 핀(22)과, 상기 핀(22)을 탄력적으로 지탱하는 압축스프링(23)을 설치하며, 커터(30)의 상단부에 상기 핀(22)이 탄력적으로 삽입되면서 결합되는 결합공(34)을 형성하여, 상기 커터(30)의 상단부가 커터마운트부재(20)의 슬롯(21)에 삽입되고, 상기 핀(22)이 커터(30) 상단의 결합공(34) 내에 탄력적으로 삽입되도록 함으로써 커터(30)를 커터마운트부재(20)에 착탈이 가능하게 결합시킬 수 있다. 미설명부호 24은 상기 핀(22) 및 압축스프링(23)이 설치되는 핀수용홈(26)에 결합되어 압축스프링(23)을 지탱하는 마개이다. 상기 핀(22)은 볼(ball)로 대체될 수 있다.

도 4 내지 도 7는 상기 커터(30)의 회전 운동 및 승강 운동을 일으키기 위한 커터회전부 및 커터승강부의 구성의 일례를 나타낸 것으로, 이 실시예에서 상기 커터승강부는, 상기 카트프레임(10)에 고정되게 설치되며 상하의 연직방향으로 래크기어(42)가 구비되어 있는 고정축부재(41)와, 상기 고정축부재(41)를 따라 상하로 승강 운동하며 일측에 상기 커터회전부 및 커터마운트부재(20)가 설치되어 있는 승강블록(43)과, 상기 승강블록(43)에 설치되어 승강블록(43)과 함께 승강 운동하며 상기 제어부(60)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는 승강용 모터(44)와, 상기 승강용 모터(44)로부터 동력을 전달받아 회전하며 상기 고정축부재(41)의 래크기어(42)와 치합하여 래크기어(42)를 따라 이동하는 피니언기어(45) 및, 상기 승강용 모터(44)의 동력을 감속시켜 피니언기어(45)로 전달하는 감속기(46)를 포함한 구성으로 이루어진다.

따라서, 상기 제어부(60)를 통해 상기 승강용 모터(44)에 전원이 인가되어 승강용 모터(44)가 작동하게 되면, 승강용 모터(44)의 동력이 감속기(46)를 통해 감속되면서 피니언기어(45)에 전달되어 피니언기어(45)를 회전시키게 되고, 상기 피니언기어(45)와 래크기어(42) 간의 작용에 의해 피니언기어(45)가 회전운동하면서 래크기어(42)를 따라 이동하게 되어 승강블록(43)이 고정축부재(41)에 대해 상하로 이동하게 된다.

상기 승강블록(43)이 상하로 이동할 때 승강블록(43)이 안정적으로 이동할 수 있도록 상기 승강블록(43)의 내측면에 상기 고정축부재(41)를 따라 구름 운동하면서 고정축부재(41)에 대한 승강블록(43)의 상하 방향 이동을 안내하는 복수개의 가이드롤러(49)가 회전이 자유롭게 설치된다.

그리고, 상기 승강블록(43)의 일측면에 승강블록(43)의 상하 방향 이동 위치를 감지하기 위한 센서(47)가 설치되고, 상기 고정축부재(41)에 상기 센서(47)에 의해 감지되는 복수개의 피감지부재(48a, 48b)가 상하로 일정 거리 이격되게 설치된다. 상기 센서(47)는 잔디 취출 깊이를 제어할 수 있도록 상하방향으로 긴 장공형의 센서마운트슬롯(43a)에 높이 조정이 가능하게 장착된다. 상기 센서(47)는 접촉식 센서와 비접촉식 센서 모두가 가능하다. 상기 피감지부재(48a, 48b) 중 하측에 배치된 피감지부재(48b)는 커터(30)의 하강 위치를 제한하여 커터(30)에 의한 잔디의 취출 깊이를 결정하고, 피감지부재(48a, 48b) 중 상측에 배치된 피감지부재(48a)는 커터(30)의 디봇 작업 초기 위치를 결정하는데 이용된다.

상기 커터회전부는 상기 커터승강부의 승강블록(43)에 설치되어 승강블록(43)과 함께 상하로 이동한다. 이 실시예에서 상기 커터회전부는 상기 승강블록(43)의 일측면에 연결된 모터설치판(43b) 상에 설치되며 상기 제어부(60)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는 회동용 모터(51)와, 상기 회동용 모터(51)와 축결합되어 회동용 모터(51)의 회전 속도를 감속하는 감속기(52)와, 상기 감속기(52)와 연결되어 회전하며 하단부에 상기 커터마운트부재(20)가 연결된 회전축(53)을 포함한다.

따라서 상기 회동용 모터(51)에 전원이 인가되어 회동용 모터(51)가 작동되면, 회동용 모터(51)의 동력이 감속기(52)를 통해서 감속되면서 회전축(53)에 전달되어 회전축(53)을 회전시키고, 상기 회전축(53)과 함께 커터마운트부재(20) 및 이에 결합된 커터(30)가 지면(地面)에 대해 수직한 축을 중심으로 회전하게 된다.

한편, 상기 사출유닛은 상기 커터마운트부재(20)에 대해 상하로 승강 운동하는 사출부재(70)와, 상기 카트프레임(10)에 고정되게 설치되어 사출부재(70)의 상부와 접촉하면서 사출부재(70)를 동작시키는 사출용 스톱퍼(75)를 포함한다.

여기서, 상기 사출부재(70)는 상기 커터마운트부재(20)를 관통하여 커터마운트부재(20)에 대해 상하로 슬라이딩 가능하게 설치된 복수개의 가이드샤프트(71)와, 상기 가이드샤프트(71)의 하단부에 설치되어 상기 커터(30) 내측에서 상하로 상대 이동하도록 된 사출판(72)과, 상기 가이드샤프트(71)의 상단부에 설치되어 상기 사출용 스톱퍼(75)와 접촉하게 되는 사출작동판(73)으로 구성된다.

상기 사출용 스톱퍼(75)는 상기 사출작동판(73)의 상측부 양측에 연직방향으로 설치되어, 상기 커터마운트부재(20)가 상승할 때 상기 사출부재(70)의 사출작동판(73)과 접촉하면서 사출부재(70)의 상승을 제한하여 커터(30)와 사출부재(70) 간의 상대 이동을 발생시키게 된다.

도 8a 내지 도 8c 및 도 10을 참조하여 본 발명의 카트형 디봇 보수 장치를 이용하여 디봇을 보수하는 방법의 일 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

작업자가 손잡이(12) 부근에 구성된 조작부(13)를 조작하여 카트프레임(10)의 바퀴(11)를 구동시켜 카트프레임(10)을 원하는 장소로 이동한 다음, 도 8a에 도시한 것과 같이 커터(30)를 보수 작업을 수행할 디봇의 바로 상측에 정렬한다(단계 S1).

그리고, 상기 조작부(13)를 조작하여 디봇 작업을 개시하면, 제어부(60)를 통해 커터승강부의 승강용 모터(44)에 전원이 인가되어 승강용 모터(44)가 동작하여 피니언기어(45)를 회전시키고, 이에 따라 승강블록(43)이 고정축부재(41)를 따라 하측으로 하강하게 된다. 이 때, 커터회전부의 회동용 모터(51)에 전원이 인가되어 회전축(53)과 이에 결합된 커터마운트부재(20) 및 커터(30)가 함께 회전 운동하게 된다. 즉, 상기 커터(30)는 커터승강부 및 커터회전부에 의해 회전 운동하면서 하강 운동하게 된다(단계 S2).

이러한 커터(30)의 회전 및 하강 운동은 상기 승강블록(43)의 센서(47)가 고정축부재(41) 하측에 설치된 피감지부재(48b)를 감지할 때까지 진행되면서 커터(30)에 의한 잔디 절단 및 취출 작업이 이루어지게 된다(단계 S3). 이 때, 도 8b에 도시한 것과 같이 잔디층(G)이 커터(30) 내측으로 인입됨에 따라 사출부재(70)의 사출판(72)이 상측으로 밀리게 되어 사출부재(70)가 커터마운트부재(20)에 대해 소정의 높이로 상승하게 된다.

상기 승강블록(43)의 센서(47)가 고정축부재(41) 하측에 설치된 피감지부재(48b)를 감지하게 되면, 이 위치에서 커터승강부 및 커터회전부의 작동이 중단된다.

그리고, 다시 커터승강부의 승강용 모터(44)에 전원이 인가되어 승강용 모터(44)가 이전과는 반대 방향으로 동작하여 승강블록(43)의 상승 운동이 발생하게 된다(단계 S4). 이러한 상기 승강블록(43)의 상승에 의해 커터(30) 내측에 소정의 두께로 잔디층(G)이 딸려져 나오게 된다.

상기 커터(30) 내측에 잔디층(G)이 취출되면, 작업자가 카트프레임(10)을 밀거나 바퀴(11)를 구동시켜 카트프레임(10)을 원하는 장소로 이동시킨다.

이어서, 상기 커터승강부를 계속 동작시켜 상기 승강블록(43)을 더욱 상승시키게 되면, 도 8c에 도시한 것과 같이 커터(30) 내의 잔디층(G)에 의해 상승되어 있던 사출부재(70)의 사출작동판(73)이 사출용 스톱퍼(75)의 하단부와 접촉하게 된다. 이에 따라 사출부재(70)가 사출용 스톱퍼(75)에 의해 정지된 상태에서 계속 커터마운트부재(20) 및 커터(30)만 상승하게 되므로, 커터(30) 내측에서 사출판(72)과 커터(30) 간의 상대 이동이 발생하여 커터(30) 내의 잔디층(G)이 사출판(72)에 의해 밀려서 커터(30) 외부로 취출된다(단계 S5).

상기 승강블록(43)의 상승 운동은 센서(47)가 고정축부재(41) 상측의 피감지부재(48a)를 감지할 때까지 진행된다.

한편, 본 발명에서 상기 커터마운트부재(20)와, 커터(30)와, 커터회전부와, 커터승강부는 일련의 잔디 취출 작업을 수행하는 디봇 작동기를 구성한다. 이 실시예에서 상기 디봇 작동기는 단 하나만 구성되어 있지만, 도 9에 도시한 것과 같이, 상기 디봇 작동기를 카트프레임(10)에 복수개(이 실시예에서 3개)를 일렬로 배열하여 구성할 수 있다. 이와 같이 디봇 작동기를 복수개를 병렬로 배열하면, 육성 잔디를 절단하여 취출하는 작업을 수행할 때 한 번에 복수개씩 동시에 잔디 절단 및 취출 작업을 수행할 수 있으므로 작업 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 디봇 작동기를 카트프레임(10)에 장착하여 자동 또는 수동으로 이동하면서 잔디 절단 작업을 수행할 수 있으며, 디봇 작업 위치 또는 육성 잔디 상에서 디봇 작동기의 커터(30)를 회전 및 하강 운동시켜 잔디 절단 및 취출 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 잔디 절단 및 취출 작업이 매우 편리하고 신속하게 수행될 수 있다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 카트프레임 11 : 바퀴
12 : 손잡이 13 : 조작부
20 : 커터마운트부재 30 : 커터
31 : 칼날 32 : 홀
33 : 요철부 41 : 고정축부재
42 : 래크기어 43 : 승강블록
44 : 승강용 모터 45 : 피니언기어
46 : 감속기 47 : 센서
48a, 48b : 피감지부재 49 : 가이드롤러
51 : 회동용 모터 52 : 감속기
53 : 회전축 60 : 제어부
70 : 사출부재 71 : 가이드샤프트
72 : 사출판 73 : 사출작동판
75 : 사출용 스톱퍼