KR101755885B1 - Ａｔｖ 제어기구장치 - Google Patents

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KR101755885B1
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박종원
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한국원자력연구원
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles

Abstract

본 발명은 ATV의 추가적인 개조 없이, ATV의 형태, 종류와 무관하게 운전자가 ATV를 조작하는 것과 같은 방식으로 제어할 수 있도록 하는 ATV 제어기구장치에 관한 것으로, 안장 상부 일측에 체결부재에 의해 결합 고정되어, 지지대 기능을 수행하는 안장 결합부(100); 상기 안장 결합부(100) 상부 일측에 고정되어, 외부로부터 가해지는 물리적인 힘에 의해 좌우상하로 회전하는 회전 마운트(200); 상기 회전 마운트(200)를 통해 상기 안장 결합부(100)에 결합되며, 핸들 바(10)를 조향하는 선형 구동기(300): 상기 선형 구동기(300)와 상기 핸들 바(10) 사이에 마련되며, 축방향, 상하,좌우로 상대 회전 운동을 발생하는 체결부(400); 브레이크 구동기(510)와, 상기 브레이크 구동기(510)의 회전수만큼 회전하는 브레이크 풀리(520)와, 상기 브레이크 풀리(520)에 회전에 따라 감겨지는 브레이크 케이블(530)로 이루어지며, 상기 브레이크 레버(20)가 당겨지도록 하는 브레이크 레버 구동부를 포함하고, 상기 브레이크 케이블(530)이 감겨지면 상기 브레이크 레버(20)가 당겨지는 것을 특징으로 하고, 스로틀 구동기(610)와, 상기 스로틀 구동기(610)의 회전수만큼 회전하는 스로틀 풀리(620)와, 상기 스로틀 풀리(620)에 회전에 따라 감겨지는 스로틀 케이블(630)로 이루어지며, 상기 스로틀 레버(30)가 당겨지도록 하는 스로틀 레버 구동부를 포함하고, 상기 스로틀 케이블(630)이 감겨지면 상기 스로틀 레버(30)가 당겨지는 것을 특징으로 하며, 상기 브레이크 레버(20) 작동시 상기 브레이크 레버(20)와 상기 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시키는 브레이크 케이블(530); 상기 스로틀 레버(30) 작동시 상기 스로틀 레버(30)와 상기 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시키는 스로틀 케이블(630); 및 중앙에 홀(910)이 형성되어 있으며, 상기 홀(910)에 상기 핸들 바(10)가 고정되고, 상기 선형 구동기(300), 상기 브레이크 레버 구동부, 스로틀 레버 구동부가 위치하는 하우징(900);를 포함한다.

Description

ＡＴＶ 제어기구장치{ATV control mechanism apparatus}
본 발명은 ATV(all terrain vehicle) 제어기구장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ATV의 추가적인 개조 없이, ATV의 형태, 종류와 무관하게 운전자가 ATV를 조작하는 것과 같은 방식으로 제어할 수 있도록 하는 ATV 제어기구장치에 관한 것이다.
ATV(all terrain vehicle)는 다양한 노면에서의 높은 기동성, 작은 차체, 저렴한 가격, 적은 유지 보수비용 등의 장점으로 인하여 모바일 로봇 플랫폼으로 널리 활용되고 있다.
일반적으로 ATV를 제어하기 위해서는 스로틀 레버(전진),브레이크 레버(브레이크), 핸들 바 제어(조향) 기구부가 필요하며, ATV의 스로틀 레버와 브레이크 레버는 탑승자가 조작 할 수 있도록 핸들 바에 장착되어 있으나, 실제 브레이크와 스로틀은 엔진 측면 및 브레이크 장치에 위치한다.
기존의 ATV 제어 기구 장치는 스로틀 ‘레버’/브레이크 ‘레버’를 조작하지 않고, 실제 스로틀/브레이크 장치를 직접 제어하는 방식이었으며, 이러한 직 구동 방식은 다음의 문제점을 가진다.
첫째, 브레이크 레버와 브레이크, 스로틀 레버와 스로틀 사이의 케이블을 제거해야 한다. 둘째, 브레이크 및 스로틀을 직접 구동하기 위한 구동기/기어장치의 개발이 필요하다. 셋째, 브레이크 및 스로틀 직접 구동장치를 부착하기 위한 해당 부위의 개조가 필요하다. 넷째, 스로틀, 브레이크, 핸들 바 구동기의 위치가 서로 떨어져 있음에 따라, 전기 배선, 센서 데이터 송수신, 통신을 위한 장치가 복잡해 진다. 다섯번째, 특정 ATV가 아닌, 다른 ATV모델과의 호환이 되지 않는다.
[특허문헌] 대한민국 등록특허 제 0986799 호
이와 같은 문제점을 해소시키기 위해 본 발명은 ATV의 추가적인 개조 없이, ATV의 형태, 종류와 무관하게 운전자가 ATV를 조작하는 것과 같은 방식으로 제어할 수 있도록 하는 ATV 제어기구장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 실제 사람이 탑승하여 조작하듯이, 사람이 조향하는 브레이크 레버, 스로틀 레버, 핸들 바 조향이 가능하도록 하는 ATV 제어기구장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 레버, 스로틀 레버, 핸들 바 조향장치가 하나의 세트(set)로 구성된 간단한 구조로써, 전기 배선, 센서 데이터 송수신, 통신을 위한 장치를 단순화시킨 ATV 제어기구장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장탈착이 용이하여 단시간에 ATV 자동 제어 장치로의 무인화가 가능하도록 하는 ATV 제어기구장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 ATV 제어기구장치는 안장 상부 일측에 체결부재에 의해 결합 고정되어, 지지대 기능을 수행하는 안장 결합부(100); 상기 안장 결합부(100) 상부 일측에 고정되어, 외부로부터 가해지는 물리적인 힘에 의해 좌우상하로 회전하는 회전 마운트(200); 상기 회전 마운트(200)를 통해 상기 안장 결합부(100)에 결합되며, 핸들 바(10)를 조향하는 선형 구동기(300): 상기 선형 구동기(300)와 상기 핸들 바(10) 사이에 마련되며, 축방향, 상하,좌우로 상대 회전 운동을 발생하는 체결부(400); 브레이크 구동기(510)와, 상기 브레이크 구동기(510)의 회전수만큼 회전하는 브레이크 풀리(520)와, 상기 브레이크 풀리(520)에 회전에 따라 감겨지는 브레이크 케이블(530)로 이루어지며, 상기 브레이크 레버(20)가 당겨지도록 하는 브레이크 레버 구동부를 포함하고, 상기 브레이크 케이블(530)이 감겨지면 상기 브레이크 레버(20)가 당겨지는 것을 특징으로 하고, 스로틀 구동기(610)와, 상기 스로틀 구동기(610)의 회전수만큼 회전하는 스로틀 풀리(620)와, 상기 스로틀 풀리(620)에 회전에 따라 감겨지는 스로틀 케이블(630)로 이루어지며, 상기 스로틀 레버(30)가 당겨지도록 하는 스로틀 레버 구동부를 포함하고, 상기 스로틀 케이블(630)이 감겨지면 상기 스로틀 레버(30)가 당겨지는 것을 특징으로 하며, 상기 브레이크 레버(20) 작동시 상기 브레이크 레버(20)와 상기 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시키는 브레이크 케이블(530); 상기 스로틀 레버(30) 작동시 상기 스로틀 레버(30)와 상기 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시키는 스로틀 케이블(630); 및 중앙에 홀(910)이 형성되어 있으며, 상기 홀(910)에 상기 핸들 바(10)가 고정되고, 상기 선형 구동기(300), 상기 브레이크 레버 구동부, 스로틀 레버 구동부가 위치하는 하우징(900);를 포함한다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 선형 구동기(300)가, 슬라이딩 방식으로 길이 조정이 가능하며, 상기 길이 조정에 따라 조향 각이 변경될 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 체결부(400)가, 볼조인트일 수 있다.
본 발명과 관련된 실시예로서, 회전 마운트(200)가, 핸들 바(10)를 조향하는 선형 구동기와 안장 결합부(100)를 연결시킬 수 있다.
본 발명은 추가적 개조 없이, ATV의 형태 및 종류에 무관하게 무인화가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실제 사람의 조작 방식과 동일한 제어 장치로써 ATV제어가 직관적이라는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 장치부 장탈착이 용이하고, 하나의 세트(set) 구조로써 필요시 단기간 내에 간단한 방식으로 ATV 무인화가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기 배선, 센서 데이터 송수신, 통신 등이 단순한 구조로 이룰 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 ATV 제어기구장치가 탑재된 ATV를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 하우징을 중심으로 확대한 도면이다.
도 3은 도 2의 하우징 내부를 도시한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 ATV 제어기구장치가 탑재된 ATV를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 하우징을 중심으로 확대한 도면이다. 도 3은 도 2의 하우징 내부를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, ATV 제어기구장치는 안장 결합부(100), 회전 마운트(200), 선형 구동기(300), 체결부(400), 브레이크 레버 구동부, 스로틀 레버 구동부, 브레이크 케이블(700), 스로틀 케이블(800), 하우징(900)으로 이루어진다.
안장 결합부(100)는 안장 상부 일측에 체결부재에 의해 결합 고정되어, 지지대 기능을 수행한다. 이때 체결부재는 스트랩 등이 적절하며, 일반 ATV 안장에 튼튼하게 결합가능하여 한다.
회전 마운트(200)는 안장 결합부(100) 상부 일측에 고정되어, 회전 마운트(200)가 핸들 바(10)를 조향하는 선형 구동기(300)와 안장 결합부(100)를 연결시키며, 외부로부터 가해지는 물리적인 힘에 의해 좌우상하로 회전한다. 즉 회전 마운트(200)는 이러한 2자유도 회전운동을 생성시키는 구성요소이다..
선형 구동기(300)는 회전 마운트(200)를 통해 안장 결합부(100)에 결합되며, 핸들 바(10)를 조향한다. 선형 구동기(300)가, 슬라이딩 방식으로 길이 조정이 가능하며, 길이 조정에 따라 핸들 바(10)의 조향 각이 변경된다.
체결부(400)는 볼조인트로서, 선형 구동기(300)와 핸들 바(10) 사이에 마련되며, 축방향, 상하좌우로 상대 회전 운동을 발생시킨다. 즉 체결부(400)는 3가지 상대 회전 운동을 발생시킨다. 체결부(400)는 이러한 3축 회전 운동을 발생시키되, 2개의 부품으로 구성되어, 단순하면서 병진방향 유격을 최소화한다.
브레이크 레버 구동부는 브레이크 레버(20) 작동에 따라 회전하는 브레이크 구동기(510)와, 브레이크 구동기(510)의 회전수만큼 회전하는 브레이크 풀리(520)와, 브레이크 풀리(520)에 회전에 따라 감겨지는 브레이크 케이블(530)로 이루어지며, 브레이크 레버(20)가 당겨지도록 한다.
스로틀 레버 구동부는 스로틀 레버(30) 작동에 따라 회전하는 스로틀 구동기(610)와, 스로틀 구동기(610)의 회전수만큼 회전하는 스로틀 풀리(620)와, 스로틀 풀리(620)에 회전에 따라 감겨지는 스로틀 케이블(630)로 이루어지며, 스로틀 레버(30)가 당겨지도록 한다.
브레이크 레버 구동부 및 스로틀 레버 구동부는 실제 사람이 손가락을 이용하여 레버를 작동시키는 방식과 동일한 기구적 움직임을 구현할 수 있도록 한다.
브레이크 케이블(700)은 브레이크 레버(20) 작동시 브레이크 레버(20)와 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시킨다.
스로틀 케이블(800)은 스로틀 레버(30) 작동시 스로틀 레버(30)와 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시킨다.
브레이크 케이블(700) 및 스로틀 케이블(800)은 기존의 지렛대식 레버 방식에 비하여, 핸들 바(10) 및 브레이크 레버(20), 스로틀 레버(30)의 지지점을 확보할 수 있으며, 회전 및 병진 운동에도 수동적 적응이 가능하도록 하는 장점이 있다.
하우징(900)은 중앙에 홀(910)이 형성되어 있으며, 홀(910)에 핸들 바(10)가 고정되고, 선형 구동기(300), 브레이크 레버 구동부, 스로틀 레버 구동부가 모두 위치한다.
상기와 같이 구성된 ATV 제어기구장치의 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다.
ATV 운전자가 원하는 조향각으로 핸들 바(10)를 조향할 수 있도록 선형 구동기(300)의 길이를 조정한 후 ATV의 시동을 켠 상태에서 선형 구동기(300)를 좌우상하로 움직이게 되면 회전 마운트(200)에 의해 선형 구동기(300)가 하우징(900) 내에서 좌우상하로 움직이게 된다.
이러한 선형 구동기(300)의 움직임은 하우징(900) 내에 있는 핸들 바(10) 또는 브레이크 레버 구동부의 브레이크 구동기(510) 또는 스로틀 레버 구동부의 스로틀 구동기(610)의 구동에 영향을 주게 된다. 즉 선형 구동기(300)의 움직임에 따라 핸들 바(10)의 조향각이 결정되어 ATV의 진행방향이 결정되거나, 또는 브레이크 구동기(510)가 회전되도록 하고 브레이크 구동기(510)의 회전수만큼 브레이크 풀리(520)가 회전하게 되고, 브레이크 풀리(520)의 회전에 따라 브레이크 케이블(530)이 브레이크 풀리(520)에 감겨져 브레이크 레버(20)가 당겨지게 되어, 진행하던 ATV가 멈추도록 한다.
한편, 선형 구동기(300)의 움직임에 따라 스로틀 레버 구동부의 스로틀 구동기(610)가 영향을 받아 회전하게 되면, 스로틀 풀리(620)가 스로틀 구동기(610)의 회전수만큼 회전하게 되고, 스로틀 풀리(620)의 회전에 따라 스로틀 케이블(6300이 스로틀 풀리(620)에 감겨져 스로틀 레버(30)가 당겨지게 되어, ATV의 진행속도가 달라지게 된다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 핸들 바 20 : 브레이크 레버
30 : 스로틀 레버 100 : 안장 결합부
200 : 회전 마운트 300 : 선형 구동기
400 : 체결부
510 : 브레이크 구동기 520 : 브레이크 풀리
530 : 브레이크 케이블
610 : 스로틀 구동기 620 : 스로틀 풀리
630 : 스로틀 케이블 700 : 브레이크 케이블
800 : 스로틀 케이블 900 : 하우징
910 : 홀

Claims (4)

  1. 안장 상부 일측에 체결부재에 의해 결합 고정되어, 지지대 기능을 수행하는 안장 결합부(100);
    상기 안장 결합부(100) 상부 일측에 고정되어, 외부로부터 가해지는 물리적인 힘에 의해 좌우상하로 회전하는 회전 마운트(200);
    상기 회전 마운트(200)를 통해 상기 안장 결합부(100)에 결합되며, 핸들 바(10)를 조향하는 선형 구동기(300):
    상기 선형 구동기(300)와 상기 핸들 바(10) 사이에 마련되며, 축방향, 상하,좌우로 상대 회전 운동을 발생하는 체결부(400);
    브레이크 구동기(510)와, 상기 브레이크 구동기(510)의 회전수만큼 회전하는 브레이크 풀리(520)와, 상기 브레이크 풀리(520)에 회전에 따라 감겨지는 브레이크 케이블(530)로 이루어지며, 브레이크 레버(20)가 당겨지도록 하는 브레이크 레버 구동부를 포함하고, 상기 브레이크 케이블(530)이 감겨지면 상기 브레이크 레버(20)가 당겨지는 것을 특징으로 하고,
    스로틀 구동기(610)와, 상기 스로틀 구동기(610)의 회전수만큼 회전하는 스로틀 풀리(620)와, 상기 스로틀 풀리(620)에 회전에 따라 감겨지는 스로틀 케이블(630)로 이루어지며, 스로틀 레버(30)가 당겨지도록 하는 스로틀 레버 구동부를 포함하고, 상기 스로틀 케이블(630)이 감겨지면 상기 스로틀 레버(30)가 당겨지는 것을 특징으로 하며,
    상기 브레이크 레버(20) 작동시 상기 브레이크 레버(20)와 상기 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시키는 브레이크 케이블(530);
    상기 스로틀 레버(30) 작동시 상기 스로틀 레버(30)와 상기 핸들 바(10) 사이에 회전 및 병진 운동을 발생시키는 스로틀 케이블(630); 및
    중앙에 홀(910)이 형성되어 있으며, 상기 홀(910)에 상기 핸들 바(10)가 고정되고, 상기 선형 구동기(300), 상기 브레이크 레버 구동부, 스로틀 레버 구동부가 위치하는 하우징(900);를 포함하는 ATV 제어기구장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선형 구동기(300)가, 슬라이딩 방식으로 길이 조정이 가능하며, 상기 길이 조정에 따라 조향 각이 변경되는 것을 특징으로 하는 ATV 제어기구장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결부(400)가, 볼조인트인 것을 특징으로 하는 ATV 제어기구장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 마운트(200)가, 상기 핸들 바(10)를 조향하는 선형 구동기와 상기 안장 결합부(100)를 연결시키는 것을 특징으로 하는 ATV 제어기구장치.
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