KR100901080B1 - 스키드 조향형 차량 및 이의 조향 방법 - Google Patents

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허진욱
이상훈
강신천
강태하
지태영
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국방과학연구소
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Abstract

본 발명은 양측면에 복수의 암들이 회전 가능하게 연결된 본체와; 상기 암들에 각각 회전 가능하게 연결되는 복수의 바퀴들; 상기 본체의 일측면에 위치한 바퀴들과 타측면에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시켜 상기 본체를 조향하는 스키드 조향유닛; 및 상기 본체의 조향시 상기 본체의 수평 방향 자세가 유지되도록 상기 본체의 조향 전 또는 조향 중에 상기 암들을 회전 구동시키는 암구동 유닛을 포함하는 스키드 조향형 차량과 이의 조향 방법을 개시한다.

Description

스키드 조향형 차량 및 이의 조향 방법{SKID STEERING TYPE VEHICLES AND STEERING METHODE OF THE SAME}
본 발명은 스키드 조향형 차량 조향시 챠량의 수평 방향 자세를 유지할 수 있는 수단을 구비하는 스키드 조향형 차량 및 이의 조향 방법에 관한 것이다.
첨단 과학기술의 개발 및 발전으로 인해 다양한 기술들이 군사용 분야에 적용되고 있으며, 특히, 센서 및 컴퓨터 하드웨어의 발전은 전투체계의 무인화를 가능하게 만들고 있다.
선진국에서는 이미 군사용 로봇에 대한 개발에 큰 관심을 가지고 있으며, 특히 미국은 미래전투체계(Future Combat System)에 무인차량을 배치하기 위해서 국방분야의 무인화에 대한 연구를 진행하고 있다. 국내에서도 무인 차량에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며 국방분야에서도 다양한 무인체계에 대한 개발이 진행 중에 있다.
무인화 분야에서의 기술개발 방향을 살펴보면 감시정찰 및 타격, 지휘통제, 폭발물 탐지/제거 등의 임무 기능을 무인 차량이 수행하게 된다. 무인 차량에는 차량이 야지 및 험지를 이동할 때 주행 방향을 신속히 바꿀 수 있도록 스키드 조향 방식이 채택되고 있다.
일반적인 차량은 챠량의 주행 방향을 바꾸고자 할 때 차량의 앞쪽 바퀴의 진행 방향을 직접 바꾸는 조향방식을 채택하고 있으며, 조향시 앞쪽의 바퀴 혹은 뒤쪽의 바퀴를 통해 동력이 전달되기 때문에 조향시 지면을 통해 각 바퀴에 가해지는 외력의 크기 및 방향이 심하게 변하지 않는다.
그러나, 차량에 스키드 조향방식을 채택하는 경우 외력의 크기 및 방향이 심하게 변하므로 이러한 외력에 의하여 차체의 자세가 불안정하게 되는 문제점이 있다. 이에 따라 스키드 조향형 차량의 조향시 차체의 자세를 안정화시키기 위한 새로운 조향 방법 및 조향 구조가 요구되는 실정이다.
본 발명은 바퀴와 차체 사이에 회전 가능한 암이 연결된 구조의 스키드 조향형 차량에 있어서, 차량의 조향시 지면을 통해 바퀴에 가해지는 외력에 의한 영향을 최소화하여 조향시 차량의 수평 방향 자세를 유지시킬 수 있는 새로운 구조의 스키드 조향형 차량 및 이의 조향 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 양측면에 복수의 암들이 회전 가능하게 연결된 본체와; 상기 암들에 각각 회전 가능하게 연결되는 복수의 바퀴들; 상기 본체의 일측면에 위치한 바퀴들과 타측면에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시켜 상기 본체를 조향하는 스키드 조향유닛; 및 상기 본체의 조향시 상기 본체의 수평 방향 자세가 유지되도록 상기 본체의 조향 전 또는 조향 중에 상기 암들을 회전 구동시키는 암구동 유닛을 포함하는 스키드 조향형 차량을 개시한다.
상기 암구동 유닛은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들이 회전되는 방향의 반대 방향으로 상기 암들을 회전 구동시키킬 수 있다.
상기 암구동 유닛은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향으로 상기 암들을 회전 구동시킬 수 있다.
상기 암들은 상기 본체의 양측면과 제1 및 제2회전점에 의해 각각 연결되며, 상기 제1 및 제2회전점보다 전방에 제1 및 제2바퀴를 각각 구비하는 제1 및 제2암과; 상기 제1 및 제2회전점으로부터 상기 본체의 후진 방향으로 일정 간격 이격된 제3 및 제4회전점에 각각 연결되며, 상기 제3 및 제4회전점보다 후방에 제3 및 제4바퀴를 갖는 제3 및 제4암을 포함할 수 있다.
상기 스키드 조향형 차량은 제1 및 제2회전점과 상기 제3 및 제4회전점 사이에 위치한 제5 및 제6회전점에 각각 연결되며, 제5 및 제5회전점보다 후방에 제5 및 제6바퀴를 갖는 제5 및 제6암을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은 양측면에 복수의 암들이 회전 가능하게 연결된 본체와; 상기 암들에 각각 회전 가능하게 연결되는 복수의 바퀴들과; 상기 본체의 일측면에 위치한 바퀴들과 타측면에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시켜 상기 본체를 조향하는 스키드 조향유닛; 및 상기 본체의 조향에 따른 지면 외력의 영향을 감소시키도록 상기 본체의 조향 전에 상기 암들의 제1회전구동을 수행하고, 상기 본체의 조향 중에 상기 바퀴들의 접지력을 유지시키도록 상기 암들의 제2회전구동을 수행하는 암구동 유닛을 포함하는 스키드 조향형 차량을 개시한다.
상기 제1회전구동은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향을 가지며, 상기 제2회전구동은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들이 회전되는 방향의 반대 방향을 가질 수 있다.
한편, 본 발명은 바퀴를 구비한 암들이 양측면에 회전 가능하게 연결된 스키드 조향형 차량의 조향 방법에 있어서, 조향 명령에 따라 스키드 조향형 차량의 진 행 방향을 기준으로 일측과 타측에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시키는 단계; 및 상기 바퀴의 구동시 상기 스키드 조향형 차량의 수평 방향 자세가 유지되도록 상기 바퀴의 구동 전 또는 구동 중에 상기 암들을 회전 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법을 개시한다.
또한, 본 발명은 바퀴를 구비한 암들이 양측면에 회전 가능하게 연결된 스키드 조향형 차량의 조향 방법에 있어서, 조향 명령에 따라 스키드 조향형 차량의 진행 방향을 기준으로 일측과 타측에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시키는 단계와; 상기 바퀴의 구동 전에 상기 바퀴의 구동에 따른 지면 외력의 영향을 감소시키도록 상기 암들의 제1회전구동을 수행하는 단계; 및 상기 바퀴의 구동 중에 상기 바퀴들의 접지력을 유지시키도록 상기 암들의 제2회전구동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법을 개시한다.
본 발명은 차량 조향시 차량의 수평 방향 자세가 유지되도록 본체의 조향 또는 조향 중에 암들을 회전 구동시켜 차체 또는 바퀴 들림을 감소시킴으로써 차량의 조향 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 지면 외력에 의해 암들이 회전되는 방향의 반대 방향으로 암들을 회전 구동시키는 방법과, 지면 외력에 의해 암들에 작용하는 크기가 감소하도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향으로 암들을 회전 구동시키는 방법을 별개로 사용하거나 적절히 혼용하여 사용함으로써, 차량의 조향 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명과 관련된 스키드 조향형 차량 및 이의 조향 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 스키드 조향형 차량의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스키드 조향형 차량의 평면도이다.
본 발명의 일실시예와 관련된 스키드 조향형 차량은 암들(121 내지 124)을 구비하는 본체(110)와, 암들(121 내지 124)에 회전 가능하게 연결된 바퀴들(131 내지 134)과, 본체(110)의 주행 방향을 바꾸기 위한 스키드 조향유닛을 포함한다.
본체(110)의 양측면에는 회전 가능한 암들(121 내지 124)이 복수로 연결되며, 암들(121 내지 124)에는 바퀴들(131 내지 134)이 각각 회전 가능하게 연결된다. 즉, 암들(121 내지 124)의 일단은 본체(110)에 회전 가능하게 연결되며, 암들(121 내지 124)의 타단은 바퀴들(131 내지 134)에 회전 가능하게 연결된다.
스키드 조향유닛은 본체(110)의 일측면에 위치한 바퀴들(131,133)과 타측면에 위치한 바퀴들(132,134)을 서로 다른 속도로 구동시켜 본체(110)의 주행 방향을 바꾸기 위한 것이다. 예를 들어, 본체(110)를 주행 방향에서 좌측 방향으로 조향시키는 경우, 본체(110)의 전진 방향(X축 방향)을 기준으로 본체(110)의 우측면에 위치한 바퀴들(132,134)을 좌측면에 위치한 바퀴들(131,133)보다 빠른 속도로 주행시켜 본체(110)의 주행 방향을 좌측으로 바꾼다. 스키드 조향유닛은 본체(110)의 내부 또는 외부에 배치되며, 바퀴들(131 내지 134)과 전기적으로 연결된다.
암들(121 내지 124)은 본체의 양측면과 제1 및 제2회전점(141,142)에 의해 각각 연결되는 제1 및 제2암(121,122)과, 제3 및 제4회전점(143,144)에 의해 각각 연결되는 제3 및 제4암(123,124)를 포함한다.
제1 및 제2암(121,122)은 제1 및 제2회전점(141,142)보다 전방에 제1 및 제2바퀴(131,132)를 구비한다. 이와 같이, 바퀴가 암과 본체를 연결하는 회전점보다 전방(차량의 전진방향)에 위치한 구조를 리딩 타입(Leading Type)이라 한다.
제3 및 제4암(123,124)의 제3 및 제4회전점(143,144)은 제1 및 제2회전점(141,142)으로부터 본체(110)의 후진 방향, 즉 후방으로 일정 간격 이격되게 위치한다. 예를 들어 제1 및 제2회전점(141,142)는 본체(110)의 전단에 위치할 수 있고, 제3 및 제4회전점(143,144)은 본체(110)의 후단에 위치할 수 있다.
제3 및 제4암(123,124)는 제3 및 제4회전점(143,144)보다 후방에 제3 및 제4바퀴(133,134)를 구비한다. 이와 같이, 바퀴가 암과 본체를 연결하는 회전점보다 후방(차량의 후진방향)에 위치한 구조를 트레일링 타입(Trailing Type)이라 한다.
본체(110)에는 차량 주행시 본체가 보다 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 제5 및 제6암(125,126)이 추가적으로 구비될 수 있다. 제5 및 제6암(125,126)은 제5 및 제6회전점(145,146)에 의해 본체(110)에 회전 가능하게 연결되며, 제5 및 제6회전점(145,146)은 제1 및 제2회전점(141,142)과 제3 및 제4회전점(143,144)의 사이에 위치할 수 있다.
제5 및 제6암(125,126)에는 제5 및 제6바퀴(135,136)가 각각 회전 가능하게 연결되며, 제5 및 제5바퀴(135,136)는 제5 및 제6회전점(145,146)의 후방에 위치할 수 있다. 즉, 제5 및 제6암(125,126)과 제5 및 제6바퀴(135,136)는 트레일링 타 입(Trailing Type)의 구조를 갖는다.
본 실시예에서는 본체(110)가 제5 및 제6암(125,126)을 구비하고 있는 경우를 기초로 설명하나, 본 발명은 제5 및 제6암(125,126)이 본체(110)에 장착되지 않는 경우에도 적용 가능하다 할 것이다.
도 2는 스키드 조향유닛의 작동에 의하여 차량이 조향되는 경우, 바퀴들에 작용하는 외력의 방향을 나타낸다. 도 2는 차량이 주행 방향에 대해 좌측으로 조향되는 경우를 나타내며, 화살표는 바퀴에 작용하는 외력의 방향을 나타낸다.
도 2와 같이, 본체(110)를 좌측으로 조향시키면, 본체(110)의 우측 바퀴들{제2, 제4, 및 제6바퀴(132,134,136)}은 본체(110)의 속도보다 빠르게 회전되어 지면으로부터 전진 방향의 외력을 받게 된다.
그리고, 본체(110)의 좌측 바퀴들{제1, 제3, 및 제5바퀴(131,133,135)}은 본체(110)의 속도보다 느리게 회전하게 되어 지면으로부터 후진 방향의 외력을 받게 된다.
도 3은 지면으로부터의 외력에 의한 암들의 회전 방향을 나타내는 스키드 조향형 차량의 사시도이다.
본체(110)의 우측 바퀴들{제2, 제4, 및 제6바퀴(132,134,136)}은 지면으로부터의 전진 방향의 외력을 받게 되며, 이러한 외력은 도 3과 같이 본체(110)의 우측 암들{제2, 제4, 및 제6암(122,124,126)}을 시계 방향으로 회전시키려고 한다.
본체(110)의 좌측 바퀴들{제1, 제3, 및 제5바퀴(131,133,135)}은 지면으로부터 후진 방향의 외력을 받게 되며, 이러한 외력은 도 3과 같이 본체(110)의 좌측 암들{제1, 제3, 및 제5암(121,123,125)}을 반시계 방향으로 회전시키려고 한다.
이러한 지면으로부터의 외력에 의하여, 제1, 제4, 및 제6바퀴(131,134,136)는 본체(110)을 들어 올리려 하며, 제2, 제3, 및 제5바퀴(132,133,135)는 지면으로부터 들려지려 하게 된다.
이러한 현상으로 인해 제2바퀴(132)와 같이 지면에서 완전히 들려져 접지압이 없어지거나 외관상 지면에 접촉되어 있더라도 접지압이 작아지게 되는 경우가 발생하며, 이러한 현상은 조향 성능 자체를 저하시킬 뿐만 아니라 본체(110)에 롤 방향(X축 방향을 중심으로 하는 회전 방향)으로의 기울어짐을 발생시켜 조향 성능을 더욱 저하시키게 된다.
이와 반대로, 차량을 우측으로 조향하게 되면, 제2, 제3, 및 제5바퀴(132,133,135)는 외력에 의해 차체를 들어 올리려 하며, 제1, 제4, 및 제6바퀴(131,134,136)는 외력에 의해 지면으로부터 들려지려 하게 된다.
이와 같은 현상을 방지하기 위하여 본 발명과 관련한 스키드 조향형 차량은 본체(110)의 수평 방향 자세가 유지되도록 본체의 조향 전 또는 조향 중에 암들(121 내지 126)을 회전 구동시키는 암구동 유닛을 구비한다. 이러한 암구동 유닛의 작동 방식에 대해서는 이하 설명되는 실시예에서 상세히 설명하기로 한다.
한편, 모든 바퀴들을 트레일링 타입(Trailing Type)으로 구현시키고 차량을 좌측으로 조향시키면, 오른쪽 바퀴들은 지면 외력에 의해 모두 차체를 들어올리려 하고 왼쪽 바퀴들은 모두 지면에서 들려지려 하게 되나, 차체 중량에 의해 실제로 차체가 들려지지는 않게 되고 조향성 측면에서도 크게 문제되지 않는다. 그러나, 이러한 구조는 차량의 고속 주행시 급제동을 하는 경우, 또는 경사진 노면에서 주행하는 경우 또 다른 문제를 발생시킬 수 있다.
그러나, 본 발명과 같이 전방의 바퀴들(131,132)을 리딩 타입(Leading type)으로 구현하고 후방의 바퀴들(133,134)을 트레일링 타입(Trailing Type)으로 구현하는 구조는 급제동이나 경사진 노면에서 유리하다. 아울러 본 발명과 관련된 스키드 조향형 차량은 이하에서 설명되는 암구동 유닛의 작동에 의해 우수한 조향 성능을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시예와 관련된 암구동 유닛의 작동 상태를 나타내는 사시도이다.
본 실시예와 관련된 암구동 유닛은 차량의 조향시 지면 외력에 의해 암들(121 내지 126)이 회전되는 방향의 반대 방향으로 암들(121 내지 126)을 구동시키도록 구성된다. 이러한 암구동 유닛의 작동은 차량의 조향시 바퀴들(131 내지 136)의 접지력을 유지시키기 위한 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 챠량을 좌측으로 조향시키면 도 3과 같이 제1, 제3, 및 제5암(121,123,125)은 반시계 방향으로 회전하려 하며, 제2, 제4, 및 제6암(122,124,126)으로 회전하려 한다.
이에 따라, 제1, 제4, 및 제6바퀴(131,134,136)는 본체(110)를 들어 올리려 하며, 제2, 제3, 및 제5바퀴(132,133,135)는 지면으로부터 들려지려 하게 된다.
암구동 유닛은 이러한 현상을 방지하기 위하여 차량의 조향 전 또는 조향 중에 제1, 제3, 및 제5암(121,123,125)을 시계 방향으로 회전 구동시키고, 제2, 제4, 및 제6암(122,124,126)을 반시계 방향으로 회전 구동시킨다.
이와 반대로 챠량이 우측으로 조향되는 경우, 암구동 유닛은 제1, 제3, 및 제5암(121,123,125)을 반시계 방향으로 회전 구동시키고, 제2, 제4, 및 제6암(122,124,126)을 시계 방향으로 회전 구동시킨다.
이와 같이, 암구동 유닛은 지면 외력에 의해 암들(121 내지 126)이 회전되는 방향의 반대 방향으로 암들(121 내지 126)을 구동시켜 차체 및 바퀴의 들림 현상을 감소시킴으로써 차량의 조향 성능을 향상시킨다.
도 5는 본 발명의 제2실시예와 관련된 암구동 유닛의 작동 상태를 나타내는 사시도이다.
본 실시예와 관련된 암구동 유닛은 지면 외력에 의해 암들(121 내지 126)에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향으로 암들(121 내지 126)을 회전 구동시키도록 구성된다.
차량의 조향시 지면 외력에 의해 암들을 회전시키려는 모멘트의 크기는 지면 외력의 크기와 모멘트 암의 길이(Lv: Lacosθ)의 곱으로 나타내어진다.
암구동 유닛은 모멘트 암의 길이(Lv)가 작아지는 방향으로 조향 전 또는 조향 중에 모든 암들(121 내지 126)을 회전 구동시켜 지면 외력에 의한 영향을 감소시킨다. 이에 따라, 차체 및 바퀴의 들림이 감소되어 차량의 조향 성능이 향상될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 챠량이 좌측 또는 우측 중 어느 쪽으로 조향되든지 암 구동 유닛은 동일한 방식으로 작동한다. 암구동 유닛은 제1 및 제2암(121, 122)을 시계 방향으로 회전 구동시키고, 제3 내지 제6암(123 내지 126)을 반시계 방향으로 회전 구동시킨다.
이에 따라 본체(110)는 지면을 향하는 방향으로 자세가 낮추어 지게 되며, 이에 따라 차량의 조향시 지면 외력에 의해 발생하는 모멘트의 크기가 감소될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 제1 및 제2실시예에 의한 암구동 유닛의 조향 방법은 각각 별개로 적용되거나 함께 적용될 수 있다.
특히, 제1실시예에 의한 조향방법의 경우에는 조향 중에 적용함으로써 접지력을 향상시킬 수 있고, 제2실시예에 의한 조향방법의 경우 조향 전에 적용함으로써 외력에 의한 모멘트 자체의 크기를 감소시킬 수 있다.
아울러, 제자리 조향과 같이 외력에 의한 영향 및 높은 토크를 요구하는 조향일 경우, 제1 및 제2실시예에 의한 조향 방법이 모두 적용되어 조향성을 더욱 향상시킬 수 있다.
즉, 암구동 유닛은 본체(100)의 조향에 따른 지면 외력의 영향을 감소시키도록 본체(100)의 조향 전에 암들(121 내지 126)의 제1회전구동을 수행하고, 본체(110)의 바퀴들(131 내지 136)의 접지력을 유지시키도록 본체(110)의 조향 중에 암들(121 내지 126)의 제2회전구동을 수행하도록 작동할 수 있다.
여기서, 제1회전구동은 앞서 설명된 바와 같이 지면 외력에 의해 암들(121 내지 126)에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이(Lv)가 감소하는 방향을 가지며, 제2회전구동은 본체(110)의 조향시 지면 외력에 의해 암들(121 내지 126)이 회전되는 방향의 반대 방향을 갖는다.
즉, 암구동 유닛은 차량의 조향 전에 제1 및 제2암(121, 122)을 시계 방향으로 회전 구동시키고, 제3 내지 제6암(123 내지 126)을 반시계 방향으로 회전 구동시켜 암들(121 내지 126)에 작용하는 모멘트의 크기를 감소시키며, 차량이 좌측으로 조향되는 경우 차량의 조향 중에 제1, 제3, 및 제5암(121,123,125)을 시계 방향으로, 제2, 제4, 및 제6암(122,124,126)을 반시계 방향으로 회전 구동시켜 바퀴들(131 내지 136)의 접지력을 유지시킨다.
상기와 같은 조향 방식이 적용되었을 때 차량의 조향성이 향상되는지를 확인하기 위해 모의 실험을 수행하였다. 모의 실험은 동역학 해석 프로그램(ADAMS)를 이용하여 수행되었으며, 좌측 및 우측 바퀴들이 각각 10KPH와 -10KPH로 회전하였을 때를 비교 분석하였다.
도 6은 암의 각도(θ)를 변경함에 따른 본체의 롤 방향 기울어짐을 비교한 그래프이다.
도 6은 앞서 설명된 제2실시예에 의한 조향 방법으로서 모멘트 암의 길이를 줄이기 위해 암들(121 내지 126)의 각도(θ)를 43도에서 58도로 변경하였을 때 발생하는 롤 방향 기울어짐을 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이 조향 성능의 저하는 바퀴의 접지력 저하 및 차체의 롤 방향 기울어짐에 의해 발생하므로, 조향 성능의 향상은 롤 방향 기울어짐이 얼마나 적게 나타났는지를 비교함으로써 알 수 있다 할 것이다.
도 6의 그래프를 참조하면, 모멘트 암의 길이(Lv)를 줄였을 때 롤 방향 기울어짐이 적게 나타났음을 알 수 있고, 이에 따라 본 발명에 의한 조향 방법을 적용하였을 때 조향성이 개선되었음을 알 수 있다.
도 7 및 8은 본 발명과 관련된 조향 방법의 적용 전과 후에 바퀴들에 발생하는 토크 값을 나타내는 그래프들이다. 도 7과 8에 나타낸 1st wheel 내지 6th wheel은 도 1의 제1바퀴(131), 제5바퀴(135), 제3바퀴(133), 제2바퀴(132), 제6바퀴(136), 및 제4바퀴(134)를 각각 나타낸다.
본 실험에서는 암들(121 내지 126)의 각도를 63도로 변경시켜 모멘트 암의 길이(Lv)를 줄인 상태에서 차량을 제자리 회전시킬 때 바퀴에 발생하는 토크값을 측정하였다.
도 8은 도 7의 측정치{모멘트 암의 길이(Lv)를 줄이기 전}에 비해 각 바퀴들이 최대 토크인 500Nm까지 충분한 토크를 발생시켰음을 보여주고 있다. 각 바퀴들이 토크를 발생시키기 위해서는 바퀴와 지면 사이의 접지압이 충분해야 한다.
도 7의 경우 제3바퀴(3rd wheel)와 제4바퀴(6th wheel)처럼 접지압이 충분치 못해 바퀴에 충분한 토크가 발생하지 않지만, 도 8의 경우 대부분의 바퀴들에 충분한 토크가 발생하고 있으며, 이에 따라 차량의 조향 성능이 개선된다는 것을 알 수 있다.
이상에서는 본 발명과 관련된 스키드 조향형 차량 및 이의 조향 방법을 첨부한 도면들을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예와 관련된 스키드 조향형 차량의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 스키드 조향형 차량의 평면도.
도 3은 지면으로부터의 외력에 의한 암들의 회전 방향을 나타내는 스키드 조향형 차량의 사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시예와 관련된 암구동 유닛의 작동 상태를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 제2실시예와 관련된 암구동 유닛의 작동 상태를 나타내는 사시도.
도 6은 암의 각도(θ)를 변경함에 따른 본체의 롤 방향 기울어짐을 비교한 그래프.
도 7 및 8은 본 발명과 관련된 조향 방법의 적용 전과 후에 바퀴들에 발생하는 토크 값을 나타내는 그래프들.

Claims (17)

  1. 양측면에 복수의 암들이 회전 가능하게 연결된 본체;
    상기 암들에 각각 회전 가능하게 연결되는 복수의 바퀴들;
    상기 본체의 일측면에 위치한 바퀴들과 타측면에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시켜 상기 본체를 조향하는 스키드 조향유닛; 및
    상기 본체의 조향시 상기 본체의 수평 방향 자세가 유지되도록 상기 본체의 조향 전 또는 조향 중에 상기 암들을 회전 구동시키는 암구동 유닛을 포함하는 스키드 조향형 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 암구동 유닛은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들이 회전되는 방향의 반대 방향으로 상기 암들을 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 암구동 유닛은 상기 본체의 조향 중에 상기 암들을 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 암구동 유닛은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향으로 상기 암들을 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 암구동 유닛은 상기 본체의 조향 전에 상기 암들을 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 암들은,
    상기 본체의 양측면과 제1 및 제2회전점에 의해 각각 연결되며, 상기 제1 및 제2회전점보다 전방에 제1 및 제2바퀴를 각각 구비하는 제1 및 제2암; 및
    상기 제1 및 제2회전점으로부터 상기 본체의 후진 방향으로 일정 간격 이격된 제3 및 제4회전점에 각각 연결되며, 상기 제3 및 제4회전점보다 후방에 제3 및 제4바퀴를 갖는 제3 및 제4암을 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2암은 상기 본체의 전단에 배치되며, 상기 제3 및 제4암은 상기 본체의 후단에 배치되는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  8. 제6항에 있어서, 상기 암들은,
    상기 제1 및 제2회전점과 상기 제3 및 제4회전점 사이에 위치한 제5 및 제6회전점에 각각 연결되며, 제5 및 제5회전점보다 후방에 제5 및 제6바퀴를 갖는 제5 및 제6암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  9. 양측면에 복수의 암들이 회전 가능하게 연결된 본체;
    상기 암들에 각각 회전 가능하게 연결되는 복수의 바퀴들;
    상기 본체의 일측면에 위치한 바퀴들과 타측면에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시켜 상기 본체를 조향하는 스키드 조향유닛; 및
    상기 본체의 조향에 따른 지면 외력의 영향을 감소시키도록 상기 본체의 조향 전에 상기 암들의 제1회전구동을 수행하고, 상기 본체의 조향 중에 상기 바퀴들의 접지력을 유지시키도록 상기 암들의 제2회전구동을 수행하는 암구동 유닛을 포함하는 스키드 조향형 차량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1회전구동은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향을 가지며,
    상기 제2회전구동은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들이 회전되는 방향의 반대 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  11. 제10항에 있어서, 상기 암들은,
    상기 본체의 양측면과 제1 및 제2회전점에 의해 각각 연결되며, 상기 제1 및 제2회전점보다 전방에 제1 및 제2바퀴를 각각 구비하는 제1 및 제2암; 및
    상기 제1 및 제2회전점으로부터 상기 본체의 후진 방향으로 일정 간격 이격된 제3 및 제4회전점에 각각 연결되며, 상기 제3 및 제4회전점보다 후방에 제3 및 제4바퀴를 갖는 제3 및 제4암을 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  12. 제11항에 있어서, 상기 암들은,
    상기 제1 및 제2회전점과 상기 제3 및 제4회전점 사이에 위치한 제5 및 제6회전점에 각각 연결되며, 제5 및 제6회전점보다 후방에 제5 및 제6바퀴를 갖는 제5 및 제6암을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량.
  13. 바퀴를 구비한 암들이 양측면에 회전 가능하게 연결된 스키드 조향형 차량의 조향 방법에 있어서,
    조향 명령에 따라 스키드 조향형 차량의 진행 방향을 기준으로 일측과 타측에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시키는 단계; 및
    상기 바퀴의 구동시 상기 스키드 조향형 차량의 수평 방향 자세가 유지되도록 상기 바퀴의 구동 전 또는 구동 중에 상기 암들을 회전 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 암들은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들이 회전되는 방향의 반대 방향으로 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 암들은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향으로 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법.
  16. 바퀴를 구비한 암들이 양측면에 회전 가능하게 연결된 스키드 조향형 차량의 조향 방법에 있어서,
    조향 명령에 따라 스키드 조향형 차량의 진행 방향을 기준으로 일측과 타측에 위치한 바퀴들을 서로 다른 속도로 구동시키는 단계;
    상기 바퀴의 구동 전에 상기 바퀴의 구동에 따른 지면 외력의 영향을 감소시키도록 상기 암들의 제1회전구동을 수행하는 단계; 및
    상기 바퀴의 구동 중에 상기 바퀴들의 접지력을 유지시키도록 상기 암들의 제2회전구동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1회전구동은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들에 작용하는 모멘트의 크기가 감소되도록 모멘트 암의 길이가 감소하는 방향을 가지며,
    상기 제2회전구동은 상기 본체의 조향시 지면 외력에 의해 상기 암들이 회전되는 방향의 반대 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 스키드 조향형 차량의 조향 방법.
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