KR100920758B1 - 삼륜 주행장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자이로센서, 초음파센서, 적외선센서 등의 각종 센서의 감지신호를 감지하고 이를 바탕으로 컨트롤러로 두 개의 구동모터를 시시각각 제어하여 횡으로 연결된 두 개의 구동바퀴(2)로 주행장치의 균형을 제어하여, 사람이 탑승하고 전, 후 이동 및 회전 가능한 종래의 주행장치(1)의 문제점이었던 주행시 안정성을 높여 탑승자를 보호하기 위하여,

하측에 구성된 지지바퀴(10)가 지면에 닿고, 쇼크업소버(15)와 연결되도록 로드브래킷(13)을 부착한 바퀴로드(11)를 구성하고,

바퀴로드(11)의 상단을 축으로 조정대(3)에 부착되어 지지바퀴(10)의 위치가 움직이도록 바퀴로드(11)를 조정대(3)에 로드힌지(12)로 연결하고, 조정대(3)에 조정대브래킷(14)을 구성하고 로드브래킷(13)과 조정대브래킷(14) 사이를 쇼크업소버(15)로 연결하여 구성한 삼륜 주행장치를 구성한 것이다.

주행장치, 삼륜 주행장치, 쇼크업소버, 지지바퀴

Description

삼륜 주행장치 {Three-wheel driving divice}

본 발명은 자이로센서, 초음파센서, 적외선센서 등의 각종 센서의 감지신호를 감지하고 이를 바탕으로 컨트롤러로 두 개의 구동모터를 시시각각 제어하여 횡으로 연결된 두 개의 구동바퀴로 주행장치의 균형을 제어하여,

사람이 탑승하고 전, 후 이동 및 회전 가능한 종래의 주행장치의 문제점이었던 주행시 안정성을 높여 탑승자를 보호하는 것이 본 발명의 기술분야이다.

종래의 이륜의 주행장치(1)는 도 4에서와 같이 각종 센서, 구동모터, 프로세서, 컨트롤러, 배터리 및 전원장치가 내장된 본체(5)에 횡으로 마주보는 두 개의 구동바퀴(2)를 구성하고, 이 구동바퀴(2)에 구동력을 전달하는 두 개의 구동모터를 구성하며,

자이로센서, 초음파센서, 적외선센서 등의 각종 센서의 감지신호를 감지하고 이를 바탕으로 컨트롤러로 두 개의 구동모터를 시시각각 제어하여 두 개의 구동바퀴(2)로 주행장치(1)의 균형을 제어하여 전, 후 이동 및 회전 가능한 첨단 주행장치이다.

작동원리를 예를 들어 설명하면, 도 5에서와 같이 주행장치(1)에 올라타고 탑승자가 조정대(3)를 밀어 전방으로 5˚ 정도 기울면 컨트롤러가 각종 센서의 신호로 기울기를 판독하고, 이 기울기가 해소될 정도만큼 구동바퀴(2)를 주행장치(1)가 기울어진 방향으로 구동하면 주행장치(1)의 기울기가 해소되는 원리를 이용한 것이다.

따라서, 두 개의 구동바퀴(2)로도 균형을 잃지 않고 똑바로 서 있거나(直立) 탑승자가 주행장치(1)를 기울이면 주행장치(1)가 기울기를 판독하고 기울임을 해소하기 위하여 기울어진 방향으로 구동바퀴(2)를 계속 구동하여 주행하게 된다.

이러한 원리를 이용하여 탑승자가 주행장치(1)의 기울기 정도를 조정하면 주행장치(1)를 전후 방향으로 주행하거나 회전할 수 있다.

그러나 이러한 주행장치(1)는 탑승자가 전진 방향으로 주행장치를 기울여 주행중일 때 노면이 고르지 못하거나, 구동바퀴에 장애물이 걸릴 경우,

횡으로 마주보는 두 개의 구동바퀴(2)가 구성된 이륜 주행장치(1)의 특성상 급격한 기울임이 발생하게 되고 이로 인해 균형을 잃어 결국 주행장치(1)가 전복되는 문제가 있었다.

또한, 초보 탑승자의 경우 조작능력이 미숙하여 주행장치(1)의 기울임 정도를 제대로 조작할 수 없는 경우가 대부분이기 때문에,

주행장치(1)의 기울임 정도를 급격하게 조작할 경우 주행장치(1)가 급출발하여 주변 장애물에 부딪히거나 전복하는 등 안전에 큰 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 창안한 것으로, 주행장치(1)가 노면이 고르지 못하거나 장애물이 구동바퀴(2)에 걸리더라도 주행장치(1)가 전복되지 않고 안정적으로 주행할 수 있으며,

탑승자의 급격한 조작을 방지하여 안전 운행에 도움을 주도록 하는 것이 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제이다.

각종 센서, 구동모터, 프로세서, 컨트롤러, 배터리 및 전원장치가 내장된 본체(5)에 횡 방향으로 마주보는 구동바퀴(2)에 의해서 균형이 유지되고 탑승자가 주행장치를 기울이면 이 기울기를 판독하여 주행하는 주행장치(1)에 있어서,

하측에 구성된 지지바퀴(10)가 지면에 닿고, 쇼크업소버(15)와 연결되도록 로드브래킷(13)을 부착한 바퀴로드(11)를 구성하고,

바퀴로드(11)의 상단을 축으로 조정대(3)에 부착되어 지지바퀴(10)의 위치가 움직이도록 바퀴로드(11)를 조정대(3)에 로드힌지(12)로 연결하고,

조정대(3)에 조정대브래킷(14)을 구성하고 로드브래킷(13)과 조정대브래킷(14) 사이를 쇼크업소버(15)로 연결하여 구성한 삼륜 주행장치를 특징으로 한다.

본 발명 삼륜 주행장치는 노면이 고르지 못하거나 구동바퀴(2)에 장애물이 걸려 이륜 주행상태에서의 균형이 흐트러지는 순간 쇼크업소버(15)의 감쇠력(減衰力)으로 지지되는 지지바퀴(10)에 의해 균형이 유지되어 주행장치(1)가 전복되지 않고 안정적으로 주행할 수 있으며,

탑승자가 조정대(3)를 전진방향으로 급격하게 힘을 가하더라도 쇼크업소버(15)의 감쇠력(減衰力)으로 지지되는 지지바퀴(10)에 의해 갑자기 기울어 지지 않아 조작 미숙으로 인한 안전사고를 방지하는 효과가 있다.

또한, 종래의 주행장치(1)는 전원을 차단할 경우 균형을 유지하는 기능이 정지하여 쓰러지기 때문에 사용하지 않더라도 전원을 계속 공급하여야 하나,

본 발명은 전원을 차단하여도 지지바퀴(10)에 인하여 균형이 유지되므로 전력을 절약할 수 있는 부가적인 효과가 있다.

본 발명의 주행장치(1)는 각종 센서, 구동모터, 프로세서, 컨트롤러, 배터리 및 전원장치가 내장된 본체(5)에 횡 방향으로 마주보는 구동바퀴(2)에 의해서 균형이 유지되고,

탑승자가 주행장치(1)를 기울이면 이 기울기를 판독하여 기울임이 해소될 때 까지 구동바퀴(2)를 구동시켜 운행하는 주행장치(1)의 주행 안정성을 증대하기 위하여,

하측에 구성된 지지바퀴(10)가 지면에 닿아 회전하고, 쇼크업소버(15)가 연 결되도록 로드브래킷(13)이 부착된 바퀴로드(11)를 구성하고,

바퀴로드(11)가 조정대(3)에 부착되어 상단을 축으로 지지바퀴(10)가 상하로 움직이도록 바퀴로드(11)와 조정대(3)를 로드힌지(12)로 연결한다.

그리고 조정대(3)에 조정대브래킷(14)을 구성하고 조정대브래킷(14)과 로드브래킷(13) 사이를 쇼크업소버(15)로 연결하여 구성한다.

이상과 같은 본 발명의 작동 예를 설명하면 다음과 같다.

도 2의 (a)는 본 발명의 정지상태를 나타낸 것으로 주행장치(1)를 기울이지 않으면 컨트롤러가 각종 센서의 신호로 기울기를 판독하고, 중심을 잃지 않는 정지상태가 유지되며,

지지바퀴(10)와 바퀴로드(11)의 무게로 인하여, 쇽크업소버(15)가 인장되면서 로드힌지(12)를 축으로 바퀴로드(11)가 하측으로 회전하여 지지바퀴(10)가 지면에 맞닿는다.

이때 주행장치(1)의 대부분의 무게는 횡 방향으로 마주보는 두개의 구동바퀴(2)에 전달되며, 지지바퀴(10)는 주행장치(1)의 균형 유지 역할을 하지 않는 아이들(idle) 상태가 된다.

도 2의 (b)는 본 발명의 주행상태를 나타낸 것으로 주행장치(1)를 기울이면 컨트롤러가 각종 센서의 신호로 기울기를 판독하고, 기울임을 해소하고자 기울어진 방향으로 구동바퀴(2)를 구동하여 주행상태가 된다.

이때 주행장치(1)를 기울이는 그 순간에는 지지바퀴(10)에 주행장치(1)의 무게가 일부 실리게 되며,

이로 인하여 쇽크업소버(15)의 감쇠력(減衰力)으로 인하여 쇽크업소버(15)가 천천히 수축하기 때문에 로드힌지(12)를 축으로 쇽크업소버(15)에 연결된 바퀴로드(11)가 천천히 벌어지면서 주행장치(1)가 천천히 기울어져 서서히 주행장치(1)가 주행하게 된다. (이때의 주행장치(1)는 구동바퀴(2) 및 지지바퀴(10) 모두에 무게가 실려 3개의 바퀴로 주행장치(1)의 중심을 유지하는 상태가 된다.)

따라서 탑승자가 주행장치(1)를 급격하게 기울일 수 없도록 하여 급출발로 인한 안전사고를 방지할 수 있다.

일단 주행장치(1)의 주행상태가 유지되면 종래의 이륜 주행장치(1)와 같이 대부분의 무게는 구동바퀴(2)에 전달되며, 지지바퀴(1)는 더 이상 주행장치(1)의 균형 유지 역할을 하지 않는 아이들(idle) 상태가 된다. (이때의 주행장치(1)는 두 개의 구동바퀴(2) 만으로 균형을 유지하면서 주행상태가 된다.)

이러한 본 발명은 주행 중 노면상태가 고르지 못하거나 장애물 걸렸을 경우 주행장치(1)가 급격하게 앞쪽으로 기울어지게 된다.

이때, 본 발명은 도 3에서와 같이 지지바퀴(10)로 무게중심이 순간 이동하기 때문게 되면서 로드힌지(12)를 축으로 쇽크업소버(15)에 연결된 바퀴로드(11)가 순간 벌어지면서 쇽크업소버(15)가 수축되어 충격을 흡수하여 주행장치(1)가 균형을 잃지 않게 되어 전복을 방지한다. (이 순간의 주행장치(1)는 구동바퀴(2) 및 지지바퀴(10) 모두에 무게가 실려 3개의 바퀴로 주행장치(1)의 중심을 유지하는 상태가 된다.)

이후, 탑승자가 주행장치(1)의 기울기를 조정하여, 도 2의 b에서와 같은 주 행상태를 유지할 수 있기 때문에 노면상태가 고르지 못하거나 장애물에 걸리더라도 안전하게 주행장치(1)를 운행할 수 있다.

이러한 본 발명은 주행바퀴(2)를 서로 역방향으로 구동하면 제자리에서 회전이 가능하다. 도 2의 (a)에서와 같은 상태에서도 지지바퀴(10)는 주행장치(10)의 무게가 실리지 않기 때문에 마찰력이 거의 없어 주행장치(1)가 제자리에서 회전하는데 문제는 없으나, 다음과 같은 장치를 부가하여 주행장치(10)가 정지상태일 경우 지지바퀴(10)를 지면에 닿지 않도록 할 수 있다.

도 6의 (a)에서와 같이 주행장치(1)가 기울어 지지 않는 정지상태에서 지지바퀴가 들릴 정도의 길이와 탄성을 가진 스프링(16)을 로드브래킷(13)과 쇽크업소버(15)의 몸체 사이에 연결하여 구성한다.

이상과 같은 본 발명은 주행장치(1)가 기울어 지지 않는 정지상태는 스프링의 탄성에 의해 바퀴로드(11)가 일정 범위 이상 하측으로 회전하지 못하도록 하여 지지바퀴(10)가 지면에 닿지 못하도록 한다.

이러한 상태의 주행장치(1)는 지지바퀴(10)가 지면에 닿지 않기 때문에 더욱 원활하게 제자리에서 회전할 수 있다.

그리고 탑승자가 주행하고자 주행장치(10)를 기울이면 도 6의(b)에서와 같이 스프링(16)이 살짝 수축하면서 지지바퀴(16)가 지면에 닿는 상태가 유지된다.

도 1은 본 발명을 예시한 사시도

도 2는 본 발명의 사용 및 작동 예를 나타낸 측면도

도 3은 본 발명의 작동 예를 나타낸 측면도

도 4는 종래의 주행장치를 예시한 사시도

도 5는 종래의 주행장치의 사용 예 및 문제점을 나타낸 측면도

도 6은 본 발명의 또 다른 구성 및 작동 예를 나타낸 측면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

1: 주행장치

2: 구동바퀴

3: 조정대

5: 본체

10: 지지바퀴

11: 바퀴로드

12: 로드힌지

13: 로드브래킷

14: 조정대브래킷

15: 쇼크업소버

16: 스프링

Claims (2)

1. 각종 센서, 구동모터, 프로세서, 컨트롤러, 배터리 및 전원장치가 내장된 본체(5)에 횡 방향으로 마주보는 구동바퀴(2)에 의해서 균형이 유지되고 탑승자가 주행장치를 기울이면 이 기울기를 판독하여 주행하는 주행장치(1)에 있어서,

   지지바퀴(10)가 지면에 닿아 회전하고, 쇼크업소버(15)가 연결되도록 로드브래킷(13)을 구성한 바퀴로드(11)를 구성하고,

   바퀴로드(11)의 상단을 축으로 조정대(3)에 부착되어 지지바퀴(10)의 위치가 움직이도록 바퀴로드(11)를 조정대(3)에 로드힌지(12)로 연결하고,

   조정대(3)에 조정대브래킷(14)을 구성하고 로드브래킷(13)과 조정대브래킷(14) 사이를 쇼크업소버(15)로 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 삼륜 주행장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   주행장치(1)가 기울어 지지 않는 정지상태에서 지지바퀴(10)가 살짝 들릴 정도의 길이와 탄성을 가진 스프링(16)을 로드브래킷(13)과 쇽크업소버(15)의 몸체 사이에 연결하여 구성한 것을 특징으로 하는 삼륜 주행장치

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