KR101740349B1 - 핸들 토크 감응형 대차 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 손잡이를 잡아 끌거나 미는 동작을 통해 카트가 원하는 방향으로 동작하므로 사용이 간편하고 직관적이며, 구성이 간단하고 내구성이 뛰어나며, 사용자의 의지와 관계없는 동작을 차단하여 예기치 않은 사고를 예방할 수 있고, 카트의 전복 사고를 방지할 수 있는 핸들 토크 감응형 대차에 관한 것이다.

Description

핸들 토크 감응형 대차{Cart using steering torque sensing}
본 발명은, 핸들 토크 감응형 대차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 손잡이를 잡아 끌거나 미는 동작을 통해 카트가 원하는 방향으로 동작하므로 사용이 간편하고 직관적이며, 구성이 간단하고 내구성이 뛰어나며, 사용자의 의지와 관계없는 동작을 차단하여 예기치 않은 사고를 예방할 수 있고, 카트의 전복 사고를 방지할 수 있는 핸들 토크 감응형 대차에 관한 것이다.
공장, 마트, 식장 등 많은 짐을 한꺼번에 옮겨야 하는 곳에서는 효율을 위하여 상하층에 복수개의 물건을 실을 수 있는 대차를 구비하여 사용하는 것이 일반적이다.
이러한 대차는 사각 판 형태의 받침 하부에 바퀴가 구비되고, 받침 상부에 기둥을 결합하여, 기둥의 상부에 또다른 받침을 더 결합함으로써, 상하부 받침에 각각 물건을 적재하는 것이 일반적이다.
그러나, 이러한 대차는 물건을 모두 실었을 경우 중량이 매우 높아지게 되는데, 이러한 대차를 이동시키기에는, 비록 바퀴가 구비되어 있다 하더라도 육체적으로 매우 힘든 애로사항이 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 바퀴에 모터를 달고 손잡이에 모터의 구동을 제어할 수 있는 스위치를 달아 전진 또는 후진 등의 동작을 보조하는 장치가 개발되었으나, 손잡이 스위치의 내구성이 낮아 쉽게 파손되거나, 또는 손잡이에 타올 등을 걸어놓은 경우 타올이 스위치와 접촉하여 의도치 않게 대차가 주행하여 충돌 사고가 일어나는 등의 문제가 있었다. 또한, 다른 방법으로서, 자동차의 주행 제어와 같이 스티어링 휠을 장착하여 좌우 회전을 제어하고, 레버를 장착하여 전후 이동을 제어하는 장치가 개발되었으나, 좌우 회전과 전후 이동이 별도의 구성으로 이루어지고, 두 개의 축상에서 제어를 수행해야 하므로 조작이 불편하고, 조작을 위한 큰 몸동작이 필요하여 연로하거나 힘이 약한 사용자에게는 조작에 무리가 있는 문제가 있었다.
또한, 대차의 운행 도중 대차의 상단이 장애물에 걸리거나 또는 대차의 바퀴 중 어느 하나가 경사로에 잘못 들어선 경우 이를 사용자가 인지하지 못할 경우 대차가 기울어 전복되는 사고가 발생하는 등의 문제가 있었다.
따라서, 사용자의 대차를 운행하는 동작을 인지하여 신속히 바퀴에 동력을 제공하되, 사용자의 의지와 관계없는 입력을 차단하고, 사용자가 인지하지 못한 위험요소를 인지함으로써 예기치 못한 사고를 예방할 수 있는 대차의 개발이 필요로 하게 되었다.
KR10-1997-0070383(공개번호) 1997.11.07.
본 발명은, 제어를 위한 별다른 동작 없이 손잡이를 잡아 끌거나 미는 동작만을 통해 카트가 원하는 방향으로 이동되므로 사용이 간편하고 직관적인 핸들 토크 감응형 대차를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 사용자의 의지와 관계없는 동작을 차단하여 예기치 않은 사고를 예방할 수 있으며, 카트의 전복 사고를 방지할 수 있는 핸들 토크 감응형 대차를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 적재물을 적재하는 받침이 구비된 카트; 상기 카트의 하단에 구비되는 복수의 모터; 상기 모터의 일측에 결합되어 상기 모터의 구동에 의해 회전되는 바퀴; 상기 카트의 일측에 결합되는 컨트롤 박스를 포함하되, 상기 컨트롤 박스는, 상기 카트의 일측면에 결합되는 베이스 판넬; 상기 베이스 판넬의 전면에 일단이 고정되는 수평봉; 상기 수평봉의 외주연 일측에 수직하게 결합되는 수직봉; 상기 수직봉의 단부에 하단부가 길이 방향으로 결합되는 T자 형태의 손잡이; 상기 수평봉의 외주연 일측에 상기 수평봉의 일단과 상기 수직봉이 결합된 외주연 사이에 구비되는 전후 토크센서; 상기 수직봉의 외주연 일측에 구비되는 좌우 토크센서; 상기 베이스 판넬의 일측에 구비되어 상기 카트의 기울기를 측정하는 자이로센서; 상기 전후 토크센서 또는 상기 좌우 토크센서로부터 측정값을 입력받아 상기 손잡이에 가해진 외력을 측정하고, 측정된 결과에 따라 상기 모터를 구동하는 제어부; 상기 제어부의 제어 명령을 상기 모터에 전송할 수 있도록 상기 베이스 판넬상에 구비되는 복수의 커넥터;를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 자이로센서의 측정값을 입력받아 상기 자이로센서의 측정값에 변화가 발생되면 상기 모터의 구동을 감쇄제어하며, 상기 전후 토크센서 또는 상기 좌우 토크센서의 측정값이 설정 시간 이상 동일한 수치가 유지되는 경우 상기 모터의 구동을 중지한다.
또한, 본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 상기 제어부는 상기 자이로센서의 측정값을 입력받아 상기 자이로센서의 측정값이 설정 범위를 벗어나면 상기 모터의 구동을 중지한다.
또한, 본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 상기 카트와 상기 모터 또는 상기 카트와 상기 바퀴 사이마다 구비되어 상기 카트의 복수의 지점마다의 무게를 측정하는 복수의 로드셀이 더 구비되며, 상기 제어부는 상기 로드셀의 측정값을 입력받아 상기 모터의 구동력을 진행 방향에 따라 차등 제어한다.
본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 손잡이(300)를 잡아 끌거나 미는 동작을 통해 카트(100)가 원하는 방향으로 동작하므로 사용이 간편하고 직관적인 효과가 있다.
또한, 본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 수직 결합된 수평봉(220) 및 수직봉(230)에 전후 토크센서(240) 및 좌우 토크센서(250)가 각각 구비되어 뒤틀림 정도를 측정하여 모터(110)의 구동을 제어하므로, 하나의 평면상에서 전후 토크와 좌우 토크를 동시에 측정할 수 있으며, 토크의 측정을 위해 별다른 큰 동작이 필요치 않은 효과가 있다.
또한, 본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 설정 시간 이상 동일한 수치의 토크센서 측정값이 측정된 경우 이를 무시하게 되므로, 사용자의 의지와 관계없는 동작을 차단하여 예기치 않은 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 자이로센서(270)가 구비되어 카트(100)의 전복 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 핸들 토크 감응형 대차는, 로드셀이 구비되어 카트(100)의 무게 배분에 따라 구동력이 감쇄 제어되므로 카트(100)의 전복 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 핸들 토크 감응형 대차의 사시도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 핸들 토크 감응형 대차의 컨트롤 박스의 내부 사시도.
도 3 은 본 발명의 실시에에 따른 핸들 토크 감응형 대차의 토크 센싱 예시도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 상부 받침과 하부 받침의 사이에 상부 받침을 하부 받침으로부터 지지하는 기둥이 구비된 카트(100)와, 카트(100)의 하단에 구비되는 복수의 모터(110)와, 모터(110)의 일측에 결합되어 모터(110)의 구동에 의해 회전되는 바퀴(120)와, 카트(100)의 일측에 결합되는 컨트롤 박스(200)를 포함하여 구성된다.
카트(100)는, 물건을 적재할 수 있도록 복수개의 받침이 구비되며, 각 받침을 상호 평행하게 지지하는 기둥을 포함하여 구성되어서, 각 받침이 층을 이루도록 구성된다. 이러한 카트(100)의 측후면부는 개방되어 있고, 전면부는 컨트롤 박스(200)가 장착될 수 있도록 장착면이 형성되는 것이 바람직하다.
카트(100)의 하단에는 카트(100)가 이동될 수 있도록 카트(100) 하단의 네 모서리에 복수의 바퀴(120)가 구비되며, 이러한 바퀴(120)를 구동할 수 있도록 모터(110)가 구비된다. 이러한 바퀴(120)와 모터(110)의 구성은 바퀴(120)가 직접 카트(100)의 하단에 결합되어 구성될 수 있고 또는 모터(110)가 카트(100)의 하단에 결합된 후 모터(110)에 바퀴(120)가 결합되어 구성될 수도 있으며, 카트(100)가 바퀴(120)의 구름에 의해 이동되고, 이러한 바퀴(120)를 모터(110)가 회전시킬 수 있는 구성이면 어느 것이든 가능하다.
또한, 카트(100)의 일면에는 컨트롤 박스(200)가 부착되어 모터(110)의 구동을 제어하며, 컨트롤 박스(200)로부터 손잡이(300)가 연장 형성되어 손잡이(300)를 밀거나 잡아당기고, 비트는 동작을 통해 컨트롤 박스(200)가 각 모터(110)를 제어할 수 있도록 구성된다.
모터(110)는, 카트(100)의 하단에 복수 개 구비되어 바퀴(120)를 회전시키는 역할을 한다. 이러한 모터(110)는 컨트롤 박스(200)의 제어부(260)로부터 제어 신호를 입력받아 구동된다. 또한, 모터(110)는 각 바퀴(120)마다 구비되어 각 바퀴(120)의 회전이 독립적으로 이루어질 수 있도록 구성하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
바퀴(120)는, 카트(100)의 하단에 직접 결합되거나 또는 모터(110)를 통해 카트(100)의 하단에 결합되어 카트(100)가 이동될 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 바퀴(120)는 우레탄 재질의 외주를 갖는 원형의 바퀴(120)인 것이 바람직하나 무한궤도 형태로 구성하는 것도 가능하며, 그 형상 및 재질을 한정하는 것은 아니다.
컨트롤 박스(200)는, 카트(100)의 일면, 바람직하게는 카트(100)의 전면에 부착되어 손잡이(300)의 틀어진 정도를 측정하고, 측정된 결과에 따라 모터(110)의 구동력을 제어하는 역할을 하며, 카트(100)의 일측에 결합되는 베이스 판넬(210)과, 베이스 판넬(210)의 전면에 일단이 고정되는 수평봉(220)과, 수평봉(220)의 외주연 일측에 수직하게 결합되는 수직봉(230)과, 수직봉(230)의 단부에 결합되는 손잡이(300)와, 수평봉(220)의 외주연 일측에 구비되는 전후 토크센서(240)와, 수직봉(230)의 외주연 일측에 구비되는 좌우 토크센서(250)와, 전후 토크센서(240) 또는 좌우 토크센서(250)로부터 측정값을 입력받아 손잡이(300)에 가해진 외력을 측정하고, 측정된 결과에 따라 모터(110)의 구동을 제어하는 제어부(260)를 포함하여 구성된다.
베이스 판넬(210)은, 카트(100)의 일면에 부착되어 수평봉(220)을 고정 지지하고, 전원부, 자이로센서(270), 제어부(260)의 인쇄회로기판 등이 장착될 수 있도록 장착 공간을 제공하는 역할을 하며, 각 구성들에 외부의 이물질이 침투하지 못하도록 별도의 커버(211)가 더 구비될 수 있다.
또한, 베이스 판넬(210)은 제어부(260)의 제어 명령을 모터(110)에 전송할 수 있도록 커넥터가 커버(211)외측으로 노출되도록 구비된다.
수평봉(220)은, 베이스 판넬(210)과 평행하게 베이스 판넬(210)에 일단이 고정되어 구성되며, 일측 외주연에 전후 토크센서(240)가 부착 구비된다. 이러한 수평봉(220)의 외주연 일측에는 수직봉(230)이 수직하게 결합되며, 수직봉(230)에 결합된 손잡이(300)를 전후 방향으로 당기거나 미는 동작에 의해 뒤틀림이 발생되고, 이러한 뒤틀림을 전후 토크센서(240)가 측정하게 된다.
이때, 수직봉(230)이 수평봉(220)의 일단과 너무 가깝게 고정되는 경우 수직봉(230)에 의한 수평봉(220)의 뒤틀림 발생이 용이하지 않으므로 수직봉(230)의 결합 위치는 수평봉(220)의 타단 방향이 되도록 하는 것이 바람직하다.
이러한 수평봉(220)은 일단이 수평봉 고정구(223)에 의해 고정되며, 수평봉 고정구(223)는 베이스 판넬(210)의 전면에 고정됨으로서, 수평봉(220)이 베이스 판넬(210)로부터 이격되어 고정될 수 있도록 구성된다. 또한, 수평봉(220)의 타단은 수평봉 회전 지지구(224)에 의해 회동 가능한 형태로 베이스 판넬(210)에 지지되어야 하는데, 핸들을 좌우 방향으로 회전시키는 외력이 발생된 경우 수평봉(220)이 수직봉(230)을 따라 외측 또는 내측으로 회동되지 않도록 하기 위함이다. 이러한 수평봉 회전 지지구(224)는 베이스 판넬(210)에 고정되되 내측에 홀이 형성되어 수평봉(220)이 삽입되어 회전 가능하게 지지될 수 있도록 구성된다.
또한, 수평봉(220)은 전후 토크센서(240)가 장착되는 외주연 부위가 함몰되어 평평한 형상의 전후 토크센서 장착부(221)가 형성되며, 이러한 전후 토크센서 장착부(221)는 뒤틀림을 정확히 측정하기 위하여 상호 대칭되는 위치에 쌍으로 형성되고, 전후 토크센서(240) 역시 쌍으로 형성된 전후 토크센서 장착부(221)에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
수직봉(230)은, 일단이 수평봉(220)의 외주연 일측에 수직하게 결합되며, 일측 외주연에 좌우 토크센서(250)가 부착 구비된다. 이러한 수직봉(230)의 타단에는 T자 형상의 손잡이(300)가 길이방향으로 결합되며, 손잡이(300)를 좌우 방향으로 회전시키는 동작에 의해 뒤틀림이 발생되고, 이러한 뒤틀림을 좌우 토크센서(250)가 측정하게 된다.
이러한 수직봉(230)은 일단이 봉 결합구(222)에 의해 수평봉(220)에 결합되며, 봉 결합구(222)는 수평봉(220)의 외주연 일측이 평평하게 함몰 형성된 형태로서, 수직봉(230)의 단부가 밀착될 수 있도록 형성되고, 봉 결합구(222)에 수직봉(230)의 단부가 밀착된 후 봉 결합구(222)의 수직봉(230)이 맞닿은 반대편으로부터 볼트가 삽입되어 수직봉(230)을 고정할 수 있도록 구성된다. 그러나, 이에 한정하지 아니하고 수직봉(230)과 수평봉(220)을 견고히 고정할 수 있으면 어느 방법이든 가능함은 물론이다.
또한, 수직봉(230)은 좌우 토크센서(250)가 장착되는 외주연 부위가 함몰되어 평평한 형상의 좌우 토크센서 장착부(231)가 형성되며, 이러한 좌우 토크센서 장착부(231)는 뒤틀림을 정확히 측정하기 위하여 상호 대칭되는 위치에 쌍으로 형성되고, 좌우 토크센서(250) 역시 쌍으로 형성된 좌우 토크센서 장착부(231)에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 수직봉(230)과 수평봉(220)은 손잡이(300)에 가해지는 외력만 측정할 뿐 그 뒤틀림 정도가 심하지 않으므로, 필요 이상의 외력이 가해져 수직봉(230) 또는 수평봉(220)이 파손되는 것을 방지하기 위하여 베이스 판넬(210)로부터 수직봉(230)을 지지하는 수직봉 고정구(290)가 더 구비될 수 있다. 수직봉 고정구(290)는 판형으로 형성되어 일측이 베이스 판넬(210)에 고정되고, 홀이 천공되어 있어서, 홀에 수직봉(230)이 관통 삽입된다. 따라서, 수직봉(230)에 필요 이상의 외력이 가해진 경우 수직봉(230)이 수직봉 고정구(290)의 홀에 의해 더이상 변형되지 않게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 손잡이(300)에 가해지는 외력을 측정하기 위해서, 전후 토크센서(240)가 구비된 수평봉(220)과, 이러한 수평봉(220)에 좌우 토크센서(250)가 구비된 수직봉(230)이 수직하게 결합되어 구성된다. 그리고, 이러한 수직 결합과 토크센서를 이용한 구성에 의하여, 토크를 측정할 뿐 실제 손잡이(300)가 움직이는 정도는 극히 미미하므로, 하나의 평면상에서 전후 토크와 좌우 토크를 동시에 측정할 수 있는 이점이 있으며, 따라서, 사용자가 카트(100)를 움직이게 하기 위해서 별다른 큰 동작을 하지 않아도 되는 효과를 갖게 된다.
한편, 본 발명의 수평봉(220), 수직봉(230)은 원기둥 형태로서, 이러한 원기둥 형태의 부품을 면에 수직하게 결합하는 것은 많은 기술적 어려움이 있다. 따라서, 이러한 원기둥 형태의 부품을 면에 결합하기 위해서는 별도의 봉 결합부재(280)가 요구되며, 본 발명에서는 판 형상의 밑판 내측으로 홀이 형성되고, 홀의 내주로부터 원통형의 파이프가 수직하게 연장 형성된 형태의 봉 결합부재(280)가 활용된다. 이러한 봉 결합부재(280)의 형상은 꺽쇠 형태이어도 가능하며, 봉과 면을 결합하는 공지의 수단이 활용될 수 있다.
이러한 봉 결합부재(280)는 우선 수평봉(220) 또는 수직봉(230)을 내측의 원통형 파이프에 삽입시킨 후 원통형 파이프와 수평봉(220) 또는 수직봉(230)을 볼트 결합 등으로 견고히 고정한다. 이후 밑판과 고정시킬 면을 정렬한 후 볼트 결합 등으로 견고히 고정하면, 고정시킬 면에 대하여 수평봉(220) 또는 수직봉(230)이 수직하게 결합될 수 있게 된다. 이러한 봉 결합부재(280)에 의하여 수평봉(220)을 수평봉 고정구(223)에 결합하거나, 수직봉(230)을 봉 결합구(222)에 고정할 수 있게 된다.
손잡이(300)는, T자 형태로 형성되어 하단부가 수직봉(230)에 길이방향으로 결합되며, 당기거나 미는 동작을 통해 수평봉(220)에 뒤틀림 외력을 제공하고, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키는 동작을 통해 수직봉(230)에 뒤틀림 외력을 제공한다.
즉, 손잡이(300)는 사용자가 카트(100)를 끌거나 밀 때 사용자가 나아가고자 하는 방향을 수평봉(220) 또는 수직봉(230)을 뒤트는 형태로 전환시켜주며, 예를 들어 도 3 과 같이 사용자가 손잡이(300)의 우측(사용자 시각에서는 손잡이의 좌측)을 잡고 끌 때에는 손잡이(300)가 전면 반시계 방향으로 회동된다. 이때, 수평봉(220)에는 전면 방향의 뒤틀림이 제공되고, 수직봉(230)에는 반시계 방향의 뒤틀림이 제공되며, 이러한 뒤틀림을 전후 토크센서(240) 및 좌우 토크센서(250)가 측정하게 되면, 제어부(260)에 의해 모터(110)가 회동되고, 카트(100)가 전면 좌측 방향의 구동을 하게 되는 것이다.
이와 같은 구성에 의해 원형의 핸들을 돌려 방향을 틀거나, 또는 전후 조정 레버를 별도로 구비해서 전진 또는 후진을 하지 않고, 모터가 없는 카트를 조종하듯이 단순히 손잡이를 잡고 밀거나 끄는 동작만을 취해도 카트(100)가 원하는 방향으로 이동되므로 매우 직관적인 컨트롤이 가능하며, 또한, 손잡이(300)의 실제 이동량을 측정하지 않고, 손잡이(300)에 가해지는 외력만을 측정하므로 손잡이(300)를 거의 고정시킨 채 카트(100)를 컨트롤할 수 있어 힘이 약한 사람도 능히 카트(100)의 컨트롤이 가능한 효과를 갖게 된다.
이러한 손잡이(300)는 전후좌우의 외력을 효율적으로 전달할 수 있도록 T자 형태인 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
전후 토크센서(240)는, 수평봉(220)의 외주연 일측, 바람직하게는 수평봉(220)의 외주연 일측에 상호 대칭되게 함몰된 전후 토크센서 장착부(221)에 각각 부착 구비되며, 수평봉(220)의 뒤틀림 정도를 측정하여 제어부(260)에 제공하는 역할을 한다. 이러한 전후 토크센서(240)는 변형 게이지식 토크센서인 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
좌우 토크센서(250)는, 수직봉(230)의 외주연 일측, 바람직하게는 수직봉(230)의 외주연 일측에 상호 대칭되게 함몰된 좌우 토크센서 장착부(231)에 각각 부착 구비되며, 수직봉(230)의 뒤틀림 정도를 측정하여 제어부(260)에 제공하는 역할을 한다. 이러한 좌우 토크센서(250)는 변형 게이지식 토크센서인 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
제어부(260)는, 전후 토크센서(240) 또는 좌우 토크센서(250)로부터 측정값을 입력받아 손잡이(300)에 가해진 외력을 측정하고, 측정된 결과에 따라 모터(110)를 제어하는 역할을 한다.
제어부(260)의 동작예를 살펴보면, 사용자가 손잡이(300)를 잡고 카트(100)를 끌어당기는 동작을 취할 때 수평봉(220)이 뒤틀리면, 전후 토크센서(240)가 이를 측정하여 제어부(260)에 전송한다. 제어부(260)는 전후 토크센서(240)의 측정값을 입력받아 모터(110)를 구동하여 카트(100)를 사용자 방향으로 이동시키게 된다. 한편, 사용자가 손잡이(300)의 좌측 또는 우측을 잡고 끌어당기는 동작을 취하면, 수평봉(220)과 수직봉(230)이 동시에 뒤틀리게 되고, 전후 토크센서(240)와 좌우 토크센서(250)의 측정값이 제어부(260)에 입력되어서 카트(100)의 좌우측 모터(110)가 각기 차등적인 구동을 하게 되고, 이에 따라 카트(100)가 사용자 방향으로 좌회전 또는 우회전을 하게 된다. 이러한 제어부(260)의 동작은 사용자가 손잡이(300)를 잡고 미는 동작을 취할때에도 카트(100)를 사용자로부터 멀어지도록 하는 동작으로 작동하게 된다.
한편, 사용자는 사람이므로 카트(100)를 밀거나 당기며 이동할 때 손잡이(300)에 가해지는 외력에 항상성이 떨어지게 된다. 즉, 손잡이(300)에 동일한 외력이 계속적으로 작용되는 경우는 손잡이(300)에 타올 등이 걸려있는 경우, 손잡이(300)가 벽에 기대어져 있는 경우, 카트(100)가 전복되어 손잡이(300)가 카트(100)에 눌린 경우 등 사용자의 의지와 관계없는 상황으로서, 모터(110)의 구동을 중단시킬 필요가 있다. 이러한 경우에 대비하기 위하여 제어부(260)는 전후 토크센서(240) 또는 좌우 토크센서(250)의 측정값이 설정시간, 예를 들어 3초 이상 동일한 수치가 유지되는 경우 모터(110)의 구동을 중지시킨다.
또한, 카트(100)는 해당 방향으로의 이동시 어느 한쪽 바퀴(120)만 경사로에 걸쳐진 경우, 장애물을 밟은 경우, 카트(100) 상단이 장애물에 걸린 경우 등 다양한 경우에 정상적인 주행을 하지 못하고 해당 장애물을 기준으로 기울어지는 경우가 발생될 수 있다. 예를 들어, 카트(100)의 상단이 장애물에 걸린 경우 이를 인지하지 못하고 계속 진행할 경우 카트(100)의 하단은 모터(110)에 의해 진행하고 카트(100)의 상단은 장애물에 걸려 진행하지 못하게 되면 카트(100)가 전복될 우려가 있다.
따라서, 이러한 사고를 예방하기 위하여 컨트롤 박스(200)의 내부에 자이로센서(270)가 더 구비된다. 자이로센서(270)는 베이스 판넬(210)의 전면 일측에 구비되어 카트(100)의 기울기를 측정하여 제어부(260)에 제공하며, 제어부(260)는 자이로센서(270)의 측정값을 입력받아 자이로센서(270)의 측정값이 설정 범위를 벗어나면 모터(110)의 구동을 중지함으로써 카트(100)의 전복을 방지한다.
이때, 카트(100)가 경사로를 내려가는 경우에도 자이로센서(270)에 측정값 변화가 발생되는데, 이 경우 제어부(260)는 무리하게 카트(100)가 가속되어 사고가 발생되지 않도록 모터(110)의 구동을 감쇄 제어하게 된다. 한편, 역으로 경사로를 올라가는 경우에는 모터(110)의 구동력의 변화가 없거나 또는 오히려 감쇄 제어하게 되는데, 이는 경사로에서 무리한 모터(110)의 구동은 카트(100)의 전복 사고로 이어질 수 있기 때문이다.
한편, 카트(100)는 대차의 특성상 적재물을 여러 층으로 수납하여 운송한 후 차례로 전달하게 되는 경우가 많은데, 이때, 수납 공간이 복수의 열로 구분된 경우 수납 공간의 한쪽 열의 적재물을 모두 불출하면 적재물의 무게가 한쪽 방향으로 쏠리는 경우가 발생할 수 있다.
이렇듯 적재물의 무게가 한쪽 방향으로 쏠린 상태에서 반대쪽 방향으로 갑자기 빠른 속도의 이동이 이루어질 경우 무게중심이 흔들려 카트(100)가 전복될 가능성이 존재한다. 따라서 이러한 사고를 예방하기 위하여 카트(100)의 하단과 모터(110) 또는 카트(100)의 하단과 바퀴(120) 사이마다 로드셀이 더 구비된다.
로드셀은 카트(100)가 지면으로부터 지지되는 바퀴(120) 또는 바퀴(120)에 결합된 모터(110)의 지점마다 무게를 측정하여 제어부(260)에 제공하며, 제어부(260)는 로드셀로부터 입력된 측정값을 통해 해당 방향의 반대 방향으로의 이동시에 모터(110)의 구동력을 감쇄 제어한다. 예를 들어, 카트(100)의 전면 방향의 무게가 후면 방향의 무게보다 더 무거울 경우, 카트(100)의 후면 방향으로의 이동시에는 모터(110)가 더 천천히 구동되도록 하는 것이다.
또한, 이와 같은 원리로 제어부(260)는 상술한 자이로센서(270)의 측정값을 통해 모터(110)의 구동을 중지할 때, 로드셀의 측정값을 통해 자이로센서(270)의 설정 범위를 변경할 수 있으며, 예를 들어 무게 배분이 전후 동일할 때 카트(100)의 각도가 20도 이상 기울어진 경우 모터(110)의 구동이 중지되도록 세팅되었다면, 전면 방향의 무게가 후면 방향의 무게보다 무거운 경우에는 카트(100)의 각도가 전면 방향으로 15도 이상 기울어지면 모터(110)의 구동이 중지되도록 세팅값이 조정되는 것이다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 손잡이(300)를 잡아 끌거나 미는 동작을 통해 카트(100)가 원하는 방향으로 동작하므로 사용이 간편하고 직관적인 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수직 결합된 수평봉(220) 및 수직봉(230)에 전후 토크센서(240) 및 좌우 토크센서(250)가 각각 구비되어 뒤틀림 정도를 측정하여 모터(110)의 구동을 제어하므로, 하나의 평면상에서 전후 토크와 좌우 토크를 동시에 측정할 수 있으며, 토크의 측정을 위해 별다른 큰 동작이 필요치 않은 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 설정 시간 이상 동일한 수치의 토크센서 측정값이 측정된 경우 이를 무시하게 되므로, 사용자의 의지와 관계없는 동작을 차단하여 예기치 않은 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 자이로센서(270)가 구비되어 카트(100)의 전복 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 로드셀이 구비되어 카트(100)의 무게 배분에 따라 구동력이 감쇄 제어되므로 카트(100)의 전복 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.
100 : 카트 110 : 모터
120 : 바퀴 200 : 컨트롤 박스
210 : 베이스 판넬 220 : 수평봉
230 : 수직봉 240 : 전후 토크센서
250 : 좌우 토크센서 260 : 제어부

Claims (4)

  1. 적재물을 적재하는 받침이 구비된 카트;
    상기 카트의 하단에 구비되는 복수의 모터;
    상기 모터의 일측에 결합되어 상기 모터의 구동에 의해 회전되는 바퀴;
    상기 카트의 일측에 결합되는 컨트롤 박스를 포함하되,
    상기 컨트롤 박스는,
    상기 카트의 일측면에 결합되는 베이스 판넬;
    상기 베이스 판넬의 전면에 일단이 고정되는 수평봉;
    상기 수평봉의 외주연 일측에 수직하게 결합되는 수직봉;
    상기 수직봉의 단부에 하단부가 길이 방향으로 결합되는 T자 형태의 손잡이;
    상기 수평봉의 외주연 일측에 상기 수평봉의 일단과 상기 수직봉이 결합된 외주연 사이에 구비되는 전후 토크센서;
    상기 수직봉의 외주연 일측에 구비되는 좌우 토크센서;
    상기 베이스 판넬의 일측에 구비되어 상기 카트의 기울기를 측정하는 자이로센서;
    상기 전후 토크센서 또는 상기 좌우 토크센서로부터 측정값을 입력받아 상기 손잡이에 가해진 외력을 측정하고, 측정된 결과에 따라 상기 모터를 구동하되, 상기 자이로센서의 측정값을 입력받아 상기 자이로센서의 측정값에 변화가 발생되면 상기 모터의 구동을 감쇄제어하고, 상기 자이로센서의 측정값이 설정 범위를 벗어나면 상기 모터의 구동을 중지하며, 상기 전후 토크센서 또는 상기 좌우 토크센서의 측정값이 설정 시간 이상 동일한 수치가 유지되는 경우 상기 모터의 구동을 중지하는 제어부;
    상기 제어부의 제어 명령을 상기 모터에 전송할 수 있도록 상기 베이스 판넬상에 구비되는 복수의 커넥터;
    를 포함하되,
    상기 카트와 상기 모터 또는 상기 카트와 상기 바퀴 사이마다 구비되어 상기 카트의 복수의 지점마다의 무게를 측정하는 복수의 로드셀이 더 구비되며,
    상기 제어부는 상기 로드셀의 측정값을 입력받아 상기 모터의 구동력을 진행 방향에 따라 차등 제어하는 핸들 토크 감응형 대차.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020209394A1 (ko) * 2019-04-08 2020-10-15 엘지전자 주식회사 인공지능을 이용하여 주행면 변경에 적응적으로 카트로봇의 이동을 제어하는 방법 및 카트로봇

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015047943A (ja) 2013-08-30 2015-03-16 船井電機株式会社 手動推進車両

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015047943A (ja) 2013-08-30 2015-03-16 船井電機株式会社 手動推進車両

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020209394A1 (ko) * 2019-04-08 2020-10-15 엘지전자 주식회사 인공지능을 이용하여 주행면 변경에 적응적으로 카트로봇의 이동을 제어하는 방법 및 카트로봇
US11865717B2 (en) 2019-04-08 2024-01-09 Lg Electronics Inc. Method of controlling movement of cart robot in response to change in travel surface using artificial intelligence and cart robot implementing the same

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