KR100866987B1

KR100866987B1 - 자동위치변환장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100866987B1
Application number: KR1020080039108A
Authority: KR
Inventors: 이종찬
Original assignee: 주식회사 씨앤포이엔지
Priority date: 2007-10-11
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2008-11-05

Abstract

본 발명은 자동차의 주행시험을 위해 변속레버 등 피조작체의 위치를 자동위치변환장치에 입력시키는 경우 피조작체의 위치를 가변시키기 위한 모터를 자동위치변환장치로부터 분리할 필요가 없어 작업을 효율적으로 할 수 있는 자동위치변환장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명은, 자동차의 가속페달, 브레이크페달, 클러치페달 또는 변속레버 등의 피조작체 위치를 자동으로 가변시키기 위한 자동위치변환장치에 있어서, 상기 피조작체에 연결되는 그리퍼가 일측끝단에 형성된 아암; 상기 그리퍼의 3차원 위치를 가변시키기 위해 좌우방향의 회전력을 발생시키는 제1모터와 전후방향의 회전력을 발생시키는 제2모터; 상기 제1모터와 제2모터의 동력전달을 단속하기 위한 제1전자클러치와 제2전자클러치; 상기 제1모터와 제2모터의 동력을 상기 아암에 전달하기 위한 링크부; 상기 링크부의 전후방향 회전량과 좌우방향 회전량을 검지하기 위한 제1엔코더와 제2엔코더; 상기 제1,2엔코더에 의해 검지된 상기 피조작체의 위치 데이터가 저장되고, 기 설정된 자동차의 운전모드에 따라 상기 피조작체의 위치를 자동으로 가변시킬 수 있도록 상기 제1,2모터를 구동시키는 제어부;로 이루어진다.

자동차, 주행시험, 변속레버, 자동위치변환, 전자클러치

Description

자동위치변환장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CHANGING POSITION AUTOMATICALLY AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 자동위치변환장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 주행시험시 가속페달, 브레이크페달, 클러치페달, 변속레버의 위치를 자동으로 변환할 수 있는 자동위치변환장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 제조하는 회사가 새로운 차종을 개발하게 되면, 개발된 새로운 차량을 법규에 규정된 거리만큼 시험주행시킨 상태에서 엔진으로부터 배출되는 배기가스를 검사하여 유해배기가스의 성분 및 함량을 측정하여 측정된 배기가스가 허용기준에 만족되는지의 여부를 검사하도록 되어 있는 바, 종래에는 사람이 직접 개발된 새로운 차량을 정해진 주행모드대로 운행하도록 되어 있었다.

이 경우에 사람이 직접 시험주행거리만큼 차량을 주행하기 위해서는 많은 시간과 비용이 들게 되므로 이를 감안하여 기계가 자동으로 정해진 주행모드대로 변속레버를 조작하여 변속시키거나, 가속페달을 밟아 가속시키거나, 브레이크페달을 밟아 감속시키거나 하면서 차량을 일정주행거리만큼 운행시키도록 된 자동위치변환장치가 고안되었다.

상기와 같은 자동위치변환장치는 차량을 무인화시킨 상태에서 일정속도로 계속 운행시키는 것이 아니라, 차량이 정해진 주행모드대로 추종되게 하기 위해 기어를 변속시키는 구조가 필수적으로 채택되었다.

이와 같은 자동위치변환장치에 의해 움직이게 되는 변속레버는 대개 2축방향(즉, 전후방향과 좌우방향)으로 위치가 가변되는데, 이를 위해 자동위치변환장치는 상기 변속레버와 연결되는 그리퍼(Gripper), 상기 그리퍼의 위치를 전후방향과 좌우방향으로 이동시키기 위해 구동력을 발생시키는 모터, 상기 모터의 회전수를 감속시키기 위한 감속기어 등이 포함된 기어박스, 상기 모터의 동력을 전달받아 상기 그리퍼를 2축방향으로 이동시키기 위한 링크부로 이루어진다.

그러나 상기 변속레버는 차종별, 제조회사별로 1단/2단/3단 등의 위치가 상이하므로 자동위치변환장치에 의해 주행모드에 따라 자동으로 변속이 이루어지도록 하기 위해서는 각 기어단에 대한 변속레버의 위치가 미리 장치에 입력되어 있어야 한다.

이와 같이 자동위치변환장치에 변속레버의 위치를 미리 입력시키기 위해서는 먼저, 주행시험을 하고자 하는 특정 차량의 변속레버에 사람이 직접 상기 자동위치변환장치의 그리퍼를 연결한 후 각 기어단에 변속레버를 위치시킬 때마다 해당위치를 검지하는 수단에 의해 각 기어단에 해당하는 변속레버의 위치가 검지되어 장치에 입력된다(이하 이 단계를 '티칭(teaching)단계'라 칭한다).

이 경우 상기 모터 및 기어박스가 모두 연결된 상태에서 사람이 변속레버의 위치를 변경시키고자 하는 경우에는 상기 모터 및 기어박스의 기어가 서로 치합된 상태에 있으므로 변속레버의 조작이 어렵게 된다.

따라서 종래에는 각 기어단에 해당하는 변속레버의 위치를 장치에 입력시키기 위해서는 상기 모터를 장치에서 분리시킨 후 작업을 해야 하므로 작업이 번거로울 뿐만 아니라 많은 시간이 소요되므로 비효율적인 문제점이 있었다.

또한 2축방향의 회전을 위해 구동력을 발생시키는 모터가 연결되는 구조가 복잡하여 장치의 부피를 크게 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 자동차의 주행시험을 위해 가속페달, 브레이크페달, 클러치페달, 변속레버 등 피조작체의 위치를 자동위치변환장치에 입력시키는 경우 상기 피조작체의 위치를 가변시키기 위한 모터를 자동위치변환장치로부터 분리할 필요가 없어 작업을 효율적으로 할 수 있는 자동위치변환장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 피조작체를 2축방향으로 전환시키기 위한 동력을 공급하는 모터의 연결구조를 간단하게 구현할 수 있는 자동위치변환장치를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 모터의 동력을 피조작체에 전달하기 위한 링크부의 구조를 간단하게 할 수 있는 자동위치변환장치를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피조작체에 연결되는 그리퍼의 위치가 이동 가능한 자동위치변환장치를 제공하고자 함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 자동위치변환장치는, 자동차의 가속페달, 브레이크페달, 클러치페달 또는 변속레버 등의 피조작체 위치를 자동으로 가변시키기 위한 자동위치변환장치에 있어서, 상기 피조작체에 연결되는 그리퍼(112,212)가 일측끝단에 형성된 아암(111,211); 상기 그리퍼(112,212)의 3차원 위치를 가변시키기 위해 좌우방향의 회전력을 발생시키는 제1모터(121,221)와 전후방향의 회전력을 발생시키는 제2모터(131,231); 상기 제1모터(121,221)와 제2모터(131,231)의 동력전달을 단속하기 위한 제1전자클러치(123,223)와 제2전자클러치(133,233); 상기 제1모터(121,221)와 제2모터(131,231)의 동력을 상기 아암(111,211)에 전달하기 위한 링크부(150,160,250); 상기 링크부(150,160,250)의 좌우방향 회전량과 전후방향 회전량을 검지하기 위한 제1엔코더(141,241)와 제2엔코더(142,242); 상기 제1,2엔코더(141,142,241,242)에 의해 검지된 상기 피조작체의 위치 데이터가 저장되고, 기 설정된 자동차의 운전모드에 따라 상기 피조작체의 위치를 자동으로 가변시킬 수 있도록 상기 제1,2모터(121,131,221,231)를 구동시키는 제어부(190);를 구비한다.

또한 상기 제1모터(121)와 제1전자클러치(123) 사이에는 상기 제1모터(121)의 동력전달방향을 90도 전환시키기 위한 제1기어박스(122)가 설치되고, 상기 제2모터(131)와 제2전자클러치(133) 사이에는 상기 제2모터(131)의 동력전달방향을 90도 전환시키기 위한 제2기어박스(132)가 설치된 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 제1모터(121,221)는 베이스(181,281)에 고정되고, 상기 제2모터(131,231)는 상기 링크부(150,160,250)에 연결되어 상기 제1모터(121,221)의 구동에 의해 상기 링크부(150,160,250)와 함께 일체로 회동되는 것으로 구성될 수 있다.

또한 상기 링크부는, 상기 제1전자클러치(123)에 연결되는 제1축(151), 상기 제1축(151)과 일체로 연결되어 좌우방향으로 회전되는 제1수평링크부재(152), 상기 제1수평링크부재(152)의 상측으로 대향되도록 설치되는 제2수평링크부재(153), 상 기 제1수평링크부재(152)와 제2수평링크부재(153)의 전후단에 양측끝단이 각각 링크결합되어 좌우방향으로는 상기 제1수평링크부재(152) 및 제2수평링크부재(153)와 함께 회전되고 전후방향으로는 상기 제1수평링크부재(152) 및 제2수평링크부재(153)를 기준으로 회전가능한 제1수직링크부재(154)와 제2수직링크부재(155), 상기 제2수평링크부재(153)의 내부를 길이방향으로 관통삽입되는 제2축(156)으로 이루어진 제1링크부(150)와; 상기 아암(111)을 사이에 두고 상기 제2수평링크부재(153)와 제1수직링크부재(154) 및 제2수직링크부재(155)와 대향되는 위치에 대칭되도록 설치된 제4수평링크부재(163)와 제3수직링크부재(164) 및 제4수직링크부재(165)를 구비하되, 상기 제3수직링크부재(164)의 하단 일측에는 상기 제2엔코더(142)가 일체로 결합되고, 상기 제4수직링크부재(165)의 하단에는 상기 제2전자클러치(133) 및 제2기어박스(132)가 결합되고, 상기 제3수직링크부재(164)의 하단과 링크결합된 제3수평링크부재(162)와 상기 제2기어박스(132)와의 사이에 제2모터(131)가 일체로 결합된 제2링크부(160);로 구성될 수 있다.

또한 상기 링크부(250)는, 상기 제1전자클러치(223)에 연결되어 동력을 전달하기 위해 제1모터(221)의 회전시 좌우방향으로 회전되는 제1수평링크부재(252), 상기 제1수평링크부재(252)의 상측으로 대향되도록 설치되는 제2수평링크부재(253), 상기 제1수평링크부재(252)와 제2수평링크부재(253)를 연결하는 제1수직링크부재(254), 상기 제1수직링크부재(254)의 후방에 일정 간격을 두고 설치되는 제2수직링크부재(255)로 이루어지고; 상기 제1모터(221)와 제1기어박스(222)와 제1전자클러치(223) 및 제1수평링크부재(252)가 전후방향으로 일렬로 배치되고, 상기 제1수평링크부재(252)의 후방 끝단에 좌우방향으로 제2모터(231)와 제2기어박스(232) 및 제2전자클러치(233)가 순차 배치되는 구조인 것으로 구성될 수 있다.

상기 아암(211)에는 상기 링크부(250)의 상측에 구비된 가이드레일(273)을 따라 전후 이동된 후 고정부재(214)에 의해 고정가능하도록 슬라이드부재(213)가 결합된 것으로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 자동위치변환방법은, 자동차의 가속페달, 브레이크페달 또는 변속레버 등의 피조작체에 그리퍼를 연결하는 단계; 상기 그리퍼와 그 위치를 가변시키기 위해 동력을 발생시키는 모터와의 사이에 설치된 전자클러치가 동력전달차단상태로 되는 단계; 상기 피조작체의 위치를 가변시키고 상기 가변되는 위치마다 상기 피조작체의 위치가 검지되어 제어부에 입력되는 단계; 상기 제어부에 미리 설정된 주행모드에 따라 상기 자동차의 주행이 이루어지고, 상기 주행모드에서 상기 피조작체의 위치 가변이 요청되는 경우 상기 전자클러치를 접속시킨 후 상기 모터를 동작시켜 상기 그리퍼의 위치를 상기 제어부에 기 입력된 피조작체의 위치로 변환시키는 단계;로 이루어진다.

본 발명의 자동위치변환장치 및 그 방법에 의하면, 전자클러치에 의해 모터와 피조작체 사이의 동력전달을 단속할 수 있어 상기 피조작체의 위치 입력시 모터를 장치로부터 분리할 필요가 없어 작업을 효율적으로 할 수 있는 장점이 있다.

또한 피조작체를 2축방향으로 가변시키기 위한 2개의 모터 중 하나의 모터는 베이스에 고정시키고 나머지 하나의 모터는 링크부와 함께 일체로 회동되도록 함으 로써 모터를 연결시키기 위한 구조를 간단하게 할 수 있는 장점이 있다.

또한 링크부의 구조가 간단하므로 장치의 부피를 감소시킬 수 있고 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한 아암의 위치를 가변시킬 수 있어 다양한 종류의 차량에 적용할 수 있는 장점이 있다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

<제1실시예>

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 자동위치변환장치를 보여주는 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 자동위치변환장치의 평면도, 도 3은 도 1에 도시된 자동위치변환장치의 측면도, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 자동위치변환장치의 구성을 보여주는 구성도이다.

본 발명의 자동위치변환장치는 가속페달, 브레이크페달, 클러치페달 또는 변속레버에 모두 적용가능하지만, 이하에서는 변속레버에 적용되는 구조에 대해 설명한다.

제1실시예의 자동위치변환장치(100)는, 변속레버에 연결되는 그리퍼(112)가 일측끝단에 형성된 아암(111), 상기 그리퍼(112)의 3차원 위치를 가변시키기 위해 좌우방향의 회전력을 발생시키는 제1모터(121)와 전후방향의 회전력을 발생시키는 제2모터(131), 상기 제1모터(121)의 축회전방향 전환 및 감속을 위한 제1기어박스(122)와 상기 제2모터(131)의 축회전방향 전환 및 감속을 위한 제2기어박스(132), 상기 제1모터(121)와 제2모터(131)의 동력전달을 단속하기 위한 제1전자클러치(123)와 제2전자클러치(133), 상기 제1모터(121)와 제2모터(131)의 동력을 상기 아암(111)에 전달하기 위한 링크부(150,160), 상기 링크부(150,160)의 전후방향 회전량과 좌우방향 회전량을 검지하기 위한 제1엔코더(141)와 제2엔코더(142), 상기 제1엔코더(141)와 제2엔코더(142)에 의해 검지된 상기 피조작체의 위치 데이터가 저장되고 기 설정된 자동차의 운전모드에 따라 상기 피조작체의 위치를 자동으로 가변시킬 수 있도록 상기 제1,2모터(121,131)를 구동시키는 제어부(190)로 이루어진다.

상기 그리퍼(112)는 일례로, 내측이 상하로 개방된 원통형상이고, 아암(111)과 일체로 움직일 수 있도록 상기 아암(111)의 선단부에 고정결합되어 있다. 상기 그리퍼(112)는 변속레버의 형상에 따라 끼움결합될 수 있도록 다양한 형상으로 구성될 수 있다.

상기 아암(111)은 중간부와 후단이 제1,2수평연결부재(171,172)에 결합되고 전단에 상기 그리퍼(112)가 결합된다.

상기 제1모터(121)는 상기 그리퍼(112)의 위치를 좌우방향으로 가변시키기 위한 것이고, 제2모터(131)는 상기 그리퍼(112)의 위치를 전후방향으로 가변시키기 위한 것이다. 따라서 상기 제1모터(121) 및 제2모터(131)를 교대로 회전시키게 되면 상기 그리퍼(112)의 3차원 위치가 가변될 수 있다.

상기 제1기어박스(122)는 상기 제1모터(121)의 회전수를 감속시킴과 아울러 동력전달 방향을 90도 전환시키고, 상기 제2기어박스(132)는 상기 제2모터(131)의 회전수를 감속시킴과 아울러 동력전달 방향을 90도 전환시킨다. 이러한 구조에 의해 제1모터(121)와 제2모터(131)를 베이스(181) 경계 테두리 내에서 효율적으로 위치시킬 수 있어 장치의 부피를 줄일 수 있다.

상기 제1전자클러치(123)와 제2전자클러치(133)에 의해 티칭단계에서 모터(121,131)와 링크부(150,160) 사이의 동력접속을 차단하여 모터(121,131)를 분리하지 않고도 자동위치변환장치에 변속레버의 위치를 미리 입력시키는 것이 가능해진다.

상기 링크부는 제1링크부(150)와 제2링크부(160)로 구성된다.

상기 제1링크부(150)는, 상기 제1전자클러치(123)에 연결되어 동력을 전달하기 위한 제1축(151), 상기 제1축(151)의 외측에 일체로 연결되어 상기 제1모터(121)의 회전시 좌우방향으로 회전되며 양단에 십자형상이 형성된 제1수평링크부재(152), 상기 제1수평링크부재(152)와 동일한 형상으로서 그 상측으로 대향되도록 설치되는 제2수평링크부재(153), 상기 제1수평링크부재(152)와 제2수평링크부재(153)의 전후단 십자형상의 좌우끝단에 'U'자 형상의 양단이 각각 링크결합된 제1수직링크부재(154)와 제2수직링크부재(155), 상기 제2수평링크부재(153)의 내부를 길이방향으로 관통삽입되어 수평연결부재(171,172)에 양끝단이 삽입결합된 제2축(156)으로 구성된다.

상기 제1수직링크부재(154)와 제2수직링크부재(155)는, 좌우방향으로는 상기 제1모터(121)의 회전에 의해 상기 제1수평링크부재(152) 및 제2수평링크부재(153)와 함께 회전되고, 전후방향으로는 상기 제2모터(131)의 회전에 의해 상기 제1수평링크부재(152) 및 제2수평링크부재(153) 기준으로 전후방향 회전이 이루어진다.

상기 제1축(151)은 지지브라켓(182)에 삽입지지되어 베이스(181)의 상측으로 이격되도록 설치된다.

이하 상기 제2링크부(160)의 구성에 대해 설명한다. 상기 제2링크부(160)는, 상기 아암(111)을 사이에 두고 상기 제2수평링크부재(153), 제1수직링크부재(154) 및 제2수직링크부재(155)와 대향되는 위치에 대칭되도록 설치된 제4수평링크부재(163)와 제3수직링크부재(164) 및 제4수직링크부재(165)를 구비한다. 상기 제3수직링크부재(164)의 하단 일측에는 상기 제2엔코더(142)가 일체로 결합된다. 또한 상기 제4수직링크부재(165)의 하단 'U'자형상부 일측에는 상기 제2전자클러치(133)가 일체로 결합되고, 상기 'U'자형상부의 내측에는 상기 제4수직링크부재(165)가 전후방향 회전가능하도록 제2기어박스(132)가 결합되며, 상기 제2기어박스(132)의 동력전달축(도면에 미도시)은 상기 제2전자클러치(133)에 연결되어 있다. 상기 제3수직링크부재(164)의 하단 'U'자형상부 내측에는 십자형으로 형성된 제3수평링크부재(162)가 양 측단이 링크결합되어 있고, 상기 제2기어박스(132)와 제3수평링크부재(162) 사이에는 제2모터가 일체로 결합되어 있다.

상기 제3수평링크부재(162)는 지지브라켓(183)에 삽입결합된 제3축(161)에 대하여 회전가능하게 연결되며, 상기 지지브라켓(342)의 타측면에는 좌우방향 회전량을 측정하기 위한 제1엔코더(141)가 고정결합되어 있다.

상기 제1모터(121)는 베이스(181)에 고정되어 있는 반면, 상기 제2모터(131)는 베이스(181)의 상면으로부터 이격된 채 상기 제2링크부(160)의 제3수평링크부재(162)에 연결되어 상기 제1모터(121)의 구동에 의해 상기 제3수평링크부재(162)와 함께 일체로 좌우 회동된다. 상기 제2모터(131)와 제2기어박스(132) 및 제2전자클러치(133)는 전후방향 회전 및 좌우방향 회전이 교차하는 부분이므로, 만약 상기 제1모터(121)와 함께 제2모터(131)를 베이스(181)에 고정시킬 경우에는 제2모터(131)와 제2기어박스(132) 및 제2전자클러치(133)의 연결구조가 대단히 복잡해진다. 따라서 상기와 같이 인해 제2모터(131)를 베이스(181)의 상면으로부터 이격된 채 제3수평링크부재(162)와 함께 일체로 좌우 회동되도록 함으로써 구조를 간단히 하고 장치의 부피를 최소화할 수 있게 된다.

도 5(a)는 제1모터(121)와 제2모터(131)를 각각 소정량 회전시켜 그리퍼(112)가 전방 우측방향으로 위치 변경된 상태를 보여주고 있다. 이 경우 제1모터(121)에 의해 제1,2,3,4수직링크부재(154,155,164,165)가 우측방향으로 회전되어 그리퍼(112)는 우측방향으로 위치이동됨과 동시에, 제2모터(131)에 의해 제1,2,3,4수직링크부재(154,155,164,165)가 전방으로 회전되어 그리퍼(112)는 전방으로 위치이동되어 있다. 이 경우 제1엔코더(141)와 제2엔코더(142)에서 회전량이 검지된다. 도 5(b)는 도 5(a)에 도시된 자동위치변환장치를 측면에서 본 상태를 나타내고 있다.

도 6(a)는 제1모터(121)와 제2모터(131)를 각각 소정량 회전시켜 그리퍼(112)가 전방 좌측방향으로 위치 변경된 상태를 보여주고 있다. 이 경우 제1모 터(121)에 의해 제1,2,3,4수직링크부재(154,155,164,165)가 좌측방향으로 회전되어 그리퍼(112)는 좌측방향으로 위치이동됨과 동시에, 제2모터(131)에 의해 제1,2,3,4수직링크부재(154,155,164,165)가 전방으로 회전되어 그리퍼(112)는 전방으로 위치이동되어 있다. 이 경우 제1엔코더(141)와 제2엔코더(142)에서 회전량이 검지된다. 도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 자동위치변환장치를 측면에서 본 상태를 나타내고 있다.

이하 상기 구성에 의한 본 발명의 제어방법에 대해 설명한다.

먼저, 자동차의 가속페달, 브레이크페달 또는 변속레버 등의 피조작체에 그리퍼(112)를 연결한다.

상기 그리퍼(112)의 위치를 가변시키기 위해 제1전자클러치(123) 및 제2전자클러치(133)는 동력전달차단상태가 된다.

그 후 상기 피조작체의 위치를 가변시키면, 제1엔코더(141)와 제2엔코더(142)에서 좌우방향 회전량 및 전후방향 회전량이 검지되고, 그 회전량의 검지에 의해 상기 피조작체의 위치가 제어부(190)에 입력된다.

이와 같이 피조작체의 위치를 다양한 위치로 변경시키면서 그 위치가 제어부(190)에 입력되면, 미리 설정된 주행모드에 따라 자동차의 주행이 이루어진다.

상기 주행모드에서 상기 피조작체의 위치 가변이 요청되는 경우 상기 제1,2전자클러치(123,133)를 접속시킨 후 상기 제1,2모터(121,131)를 동작시켜 그리퍼(112)의 위치를 상기 제어부(190)에 기 입력된 피조작체의 위치로 변환시킴으로써 원하는 주행시험이 자동으로 이루어지게 된다.

<제2실시예>

도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 자동위치변환장치를 보여주는 사시도, 도 8은 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 평면도, 도 9는 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 측면도, 도 10은 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 정면도이다.

제2실시예의 자동위치변환장치(200)는, 변속레버에 연결되는 그리퍼(212)가 일측끝단에 결합된 아암(211), 상기 그리퍼(212)의 3차원 위치를 가변시키기 위해 좌우방향의 회전력을 발생시키는 제1모터(221)와 전후방향의 회전력을 발생시키는 제2모터(231), 상기 제1모터(221)의 회전수 감속을 위한 제1기어박스(222)와 상기 제2모터(231)의 회전수 감속을 위한 제2기어박스(232), 상기 제1모터(221)와 제2모터(231)의 동력전달을 단속하기 위한 제1전자클러치(223)와 제2전자클러치(233), 상기 제1모터(221)와 제2모터(231)의 동력을 상기 아암(211)에 전달하기 위한 링크부(250), 상기 링크부(250)의 전후방향 회전량과 좌우방향 회전량을 각각 검지하기 위한 제1엔코더(241)와 제2엔코더(242), 상기 제1엔코더(241)와 제2엔코더(242)에 의해 검지된 상기 피조작체의 위치 데이터가 저장되고 기 설정된 자동차의 운전모드에 따라 상기 피조작체의 위치를 자동으로 가변시킬 수 있도록 상기 제1,2모터(221,231)를 구동시키는 제어부(도면에 미도시)로 이루어진다.

상기 그리퍼(212)는, 아암(211)의 일측 끝단에 고정결합되어 피조작체를 수용하기 위해 내부공간을 갖는 박스형상의 수납부(212a)와, 상기 수납부(212a)의 내부공간에 피조작체가 수용된 상태에서 수납부(212a)의 내부공간에 삽입하여 피조작 체를 고정하기 위한 삽입고정부(212b)로 이루어진다.

상기 아암(211)은 타측 끝단에는 슬라이드부재(213)가 결합되어 있고, 상기 슬라이드부재(213)는 양측단이 제1수평연결부재(271)와 제2수평연결부재(272)에 각각 결합된 가이드레일(273)에 전후방향으로 슬라이드 이동가능하게 결합되어 있다.

상기 가이드레일(273)에는 길이방향을 따라 일정 간격으로 복수의 삽입홈(273a)이 형성되어 있어, 상기 슬라이드부재(213)를 원하는 위치에 정지시킨 상태에서 상기 슬라이드부재(213)에 형성된 관통홈(도면에 미도시)을 특정한 하나의 삽입홈(273a)에 일치시킨 뒤, 고정부재(214)를 삽입홈(273a)과 관통홈에 삽입시키면 상기 아암(211)과 그리퍼(212)는 고정된다.

상기와 같은 슬라이드부재(213)와 가이드레일(273)에 의해, 그리퍼(212)의 위치를 가변시킬 수 있어 다양한 차종에 호환성 있게 사용할 수 있다.

상기 제1모터(221)는 상기 그리퍼(212)의 위치를 좌우방향으로 가변시키기 위한 것이고, 제2모터(231)는 상기 그리퍼(212)의 위치를 전후방향으로 가변시키기 위한 것이다. 따라서 상기 제1모터(221) 및 제2모터(231)를 교대로 회전시키게 되면 상기 그리퍼(212)의 3차원 위치가 가변될 수 있다.

상기 제1기어박스(222)와 제2기어박스(232)는 제1모터(221)와 제2모터(231)의 회전수를 감속시키기 위한 것이다.

상기 제1전자클러치(223)와 제2전자클러치(233)에 의해 티칭단계에서 모터(221,231)와 링크부(250) 사이의 동력접속을 차단하여 모터(221,231)를 분리하지 않고도 자동위치변환장치에 변속레버의 위치를 미리 입력시키는 것이 가능해진다.

상기 링크부(250)는, 상기 제1전자클러치(223)에 연결되어 동력을 전달하기 위해 제1모터(221)의 회전시 좌우방향으로 회전되는 제1수평링크부재(252), 상기 제1수평링크부재(252)의 상측으로 대향되도록 설치되는 제2수평링크부재(253), 상기 제1수평링크부재(252)와 제2수평링크부재(253)를 연결하는 제1수직링크부재(254), 상기 제1수직링크부재(254)의 후방에 일정 간격을 두고 설치되는 제2수직링크부재(255)로 이루어진다.

상기 제1수직링크부재(254)는, 제2수평링크부재(253)의 중간위치에 링크결합되고 말굽형상으로 이루어진 상측결합부(254a)와, 제1수평링크부재(252)에 링크결합되고 상측결합부(254a)와 대략 대칭형상으로 이루어진 하측결합부(254c), 및 상기 상측결합부(254a)와 하측결합부(254c)를 연결하는 연결부(254b)로 이루어진다.

상기 제2수직링크부재(255)는, 제2수평링크부재(253)의 후단에 링크결합되고 말굽형상으로 이루어진 상측결합부(255a)와, 하측결합부(255c)와 연결되는 연결부(255b), 및 하측결합부(255c)로 이루어진다.

상기 하측결합부(255c)는, 제1수직링크부재(255)의 하측결합부(254c)에 비하여 좌우방향으로 폭이 넓은 '∩' 형상으로서, 제2모터(231)와 제2기어박스(232) 및 제2전자클러치(233)가 좌우방향으로 일렬로 결합된 상태에서, 제2모터(231)의 일측면과 제2전자클러치(233)의 일측면에 양단이 각각 링크결합되어 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시예의 경우 제1모터(221)에서부터 제1기어박스(222), 제1전자클러치(223), 제1수평링크부재(252)가 일렬로 배치되어 있고, 상기 제1수평링크부재(252)의 후방 끝단에 좌우방향으로 제2모터(231)와 제2기어박 스(232) 및 제2전자클러치(233)가 순차 배치되는 구조이므로, 제1실시예에 비해 수직링크부재 및 수평링크부재의 개수가 적어 구조가 더 간단해진다.

제1모터(221)와 제1기어박스(222) 및 제1전자클러치(223)는 베이스(281)의 전단 상부에 결합된 지지브라켓(282)에 고정결합된다.

제2모터(231)와 제2기어박스(232) 및 제2전자클러치(233)는, 베이스(281)의 후단 상부에 결합된 지지브라켓(283)에 회전가능하게 결합된 제1수평링크부재(252)를 매개로 베이스(281)의 상면으로부터 소정 거리만큼 이격설치된다.

상기 지지브라켓(283)에는 제1수평링크부재(252)의 좌우방향 회전량을 측정하기 위한 제1엔코더(241)가 고정결합되어 있다.

상기 제1모터(221)는 지지브라켓(282)에 고정되어 있는 반면, 상기 제2모터(231)는 베이스(281)의 상면으로부터 이격된 채 제1수평링크부재(252) 및 제2수직링크부재(255)에 연결되어 있어 상기 제1모터(221)의 구동에 의해 상기 제1수평링크부재(252)와 함께 일체로 좌우 회동된다.

이러한 구조로 인해 제2모터(231)와 제2기어박스(232) 및 제2전자클러치(233)는 설치구조가 간단해지고 장치의 부피를 최소화할 수 있게 된다.

도 11은 제1모터(221)와 제2모터(231)를 각각 소정량 회전시켜 그리퍼(212)가 전방 우측방향으로 위치 변경된 상태를 보여주고 있는 것으로서, (a)는 평면도, (b)는 측면도, (c)는 배면도, (d)는 사시도이다.

도 11을 참조하면, 제1모터(221)의 구동에 의해 제1,2수직링크부재(254,255) 가 우측방향으로 회전되어 그리퍼(212)는 우측방향으로 위치이동되는 한편, 제2모터(231)의 구동에 의해 제1,2수직링크부재(254,255)가 전방으로 회전되어 그리퍼(212)는 전방으로 위치이동되어 있다.

이 경우 제1엔코더(241)와 제2엔코더(242)에서 회전량이 검지된다.

이상, 본 발명의 실시 예를 사용하여 설명하였으나 이들 실시예는 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상에서 벗어나지 않으면서 다양한 수정과 변경을 가할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 자동위치변환장치를 보여주는 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 자동위치변환장치의 평면도,

도 3은 도 1에 도시된 자동위치변환장치의 측면도,

도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 자동위치변환장치의 구성을 보여주는 구성도,

도 5a는 도 1에 도시된 자동위치변환장치의 링크부가 전후방향 및 좌우방향으로 선회된 상태를 보여주는 평면도,

도 5b는 도 5a의 측면도,

도 6a는 도 5a와 반대방향으로 링크부가 선회된 상태를 보여주는 평면도,

도 6b는 도 6a의 측면도,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 자동위치변환장치를 보여주는 사시도,

도 8은 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 평면도,

도 9는 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 측면도,

도 10은 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 정면도,

도 11a는 도 7에 도시된 자동위치변환장치의 링크부가 전후방향 및 좌우방향으로 선회된 상태를 보여주는 평면도,

도 11b는 도 11a의 측면도,

도 11c는 도 11a의 배면도,

도 11d는 도 11a의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

111,211 : 아암 112,212 : 그리퍼

121,221 : 제1모터 131,231 : 제2모터

122,222 : 제1기어박스 132,232 : 제2기어박스

123,223 : 제1전자클러치 133,233 : 제2전자클러치

141,241 : 제1엔코더 142,242 : 제2엔코더

150,160,250 : 링크부 151 : 제1축

152,252 : 제1수평링크부재 153,253 : 제2수평링크부재

154,254 : 제1수직링크부재 155,255 : 제2수직링크부재

156 : 제2축 161 : 제3축

162 : 제3수평링크부재 163 : 제4수평링크부재

164 : 제3수직링크부재 165 : 제4수직링크부재

171,271 : 제1수평연결부재 172,272 : 제2수평연결부재

181,281 : 베이스 182,183,282,283 : 지지브라켓

190 : 제어부 213 : 슬라이드부재

273 : 가이드레일

Claims

자동차의 가속페달, 브레이크페달, 클러치페달 또는 변속레버 등의 피조작체 위치를 자동으로 가변시키기 위한 자동위치변환장치에 있어서,

상기 피조작체에 연결되는 그리퍼(112,212)가 일측끝단에 형성된 아암(111,211);

상기 그리퍼(112,212)의 3차원 위치를 가변시키기 위해 좌우방향의 회전력을 발생시키는 제1모터(121,221)와 전후방향의 회전력을 발생시키는 제2모터(131,231);

상기 제1모터(121,221)와 제2모터(131,231)의 동력전달을 단속하기 위한 제1전자클러치(123,223)와 제2전자클러치(133,233);

상기 제1모터(121,221)와 제2모터(131,231)의 동력을 상기 아암(111,211)에 전달하기 위한 링크부(150,160,250);

상기 링크부(150,160,250)의 좌우방향 회전량과 전후방향 회전량을 검지하기 위한 제1엔코더(141,241)와 제2엔코더(142,242);

상기 제1,2엔코더(141,142,241,242)에 의해 검지된 상기 피조작체의 위치 데이터가 저장되고, 기 설정된 자동차의 운전모드에 따라 상기 피조작체의 위치를 자동으로 가변시킬 수 있도록 상기 제1,2모터(121,131,221,231)를 구동시키는 제어부(190);

를 구비한 것을 특징으로 하는 자동위치변환장치.
제1항에 있어서,

상기 제1모터(121)와 제1전자클러치(123) 사이에는 상기 제1모터(121)의 동력전달방향을 90도 전환시키기 위한 제1기어박스(122)가 설치되고, 상기 제2모터(131)와 제2전자클러치(133) 사이에는 상기 제2모터(131)의 동력전달방향을 90도 전환시키기 위한 제2기어박스(132)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동위치변환장치.
제1항에 있어서, 상기 제1모터(121,221)는 베이스(181,281)에 고정되고, 상기 제2모터(131,231)는 상기 링크부(150,160,250)에 연결되어 상기 제1모터(121,221)의 구동에 의해 상기 링크부(150,160,250)와 함께 일체로 회동되는 것을 특징으로 하는 자동위치변환장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 링크부는,

상기 제1전자클러치(123)에 연결되는 제1축(151), 상기 제1축(151)과 일체로 연결되어 좌우방향으로 회전되는 제1수평링크부재(152), 상기 제1수평링크부재(152)의 상측으로 대향되도록 설치되는 제2수평링크부재(153), 상기 제1수평링크 부재(152)와 제2수평링크부재(153)의 전후단에 양측끝단이 각각 링크결합되어 좌우방향으로는 상기 제1수평링크부재(152) 및 제2수평링크부재(153)와 함께 회전되고 전후방향으로는 상기 제1수평링크부재(152) 및 제2수평링크부재(153)를 기준으로 회전가능한 제1수직링크부재(154)와 제2수직링크부재(155), 상기 제2수평링크부재(153)의 내부를 길이방향으로 관통삽입되는 제2축(156)으로 이루어진 제1링크부(150)와;

상기 아암(111)을 사이에 두고 상기 제2수평링크부재(153)와 제1수직링크부재(154) 및 제2수직링크부재(155)와 대향되는 위치에 대칭되도록 설치된 제4수평링크부재(163)와 제3수직링크부재(164) 및 제4수직링크부재(165)를 구비하되, 상기 제3수직링크부재(164)의 하단 일측에는 상기 제2엔코더(142)가 일체로 결합되고, 상기 제4수직링크부재(165)의 하단에는 상기 제2전자클러치(133) 및 제2기어박스(132)가 결합되고, 상기 제3수직링크부재(164)의 하단과 링크결합된 제3수평링크부재(162)와 상기 제2기어박스(132)와의 사이에 제2모터(131)가 일체로 결합된 제2링크부(160);로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동위치변환장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 링크부(250)는, 상기 제1전자클러치(223)에 연결되어 동력을 전달하기 위해 제1모터(221)의 회전시 좌우방향으로 회전되는 제1수평링크부재(252), 상기 제1수평링크부재(252)의 상측으로 대향되도록 설치되는 제2수평링크부재(253), 상기 제1수평링크부재(252)와 제2수평링크부재(253)를 연결하는 제1수직링크부재(254), 상기 제1수직링크부재(254)의 후방에 일정 간격을 두고 설치되는 제2수직링크부재(255)로 이루어지고;

상기 제1모터(221)와 제1기어박스(222)와 제1전자클러치(223) 및 제1수평링크부재(252)가 전후방향으로 일렬로 배치되고, 상기 제1수평링크부재(252)의 후방 끝단에 좌우방향으로 제2모터(231)와 제2기어박스(232) 및 제2전자클러치(233)가 순차 배치되는 구조인 것을 특징으로 하는 자동위치변환장치.
제1항에 있어서,

상기 아암(211)에는 상기 링크부(250)의 상측에 구비된 가이드레일(273)을 따라 전후 이동된 후 고정부재(214)에 의해 고정가능하도록 슬라이드부재(213)가 결합된 것을 특징으로 하는 자동위치변환장치.
자동차의 가속페달, 브레이크페달 또는 변속레버 등의 피조작체에 그리퍼를 연결하는 단계;

상기 그리퍼와 그 위치를 가변시키기 위해 동력을 발생시키는 모터와의 사이에 설치된 전자클러치가 동력전달차단상태로 되는 단계;

상기 피조작체의 위치를 가변시키고 상기 가변되는 위치마다 상기 피조작체 의 위치가 검지되어 제어부에 입력되는 단계;

상기 제어부에 미리 설정된 주행모드에 따라 상기 자동차의 주행이 이루어지고, 상기 주행모드에서 상기 피조작체의 위치 가변이 요청되는 경우 상기 전자클러치를 접속시킨 후 상기 모터를 동작시켜 상기 그리퍼의 위치를 상기 제어부에 기 입력된 피조작체의 위치로 변환시키는 단계;

를 포함하는 자동위치변환방법.