KR101889209B1 - 차량을 들어올리기 위한 공구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량(10)이 상부에서 이동하는 기준 평면(21)에 대해 차량(10)을 들어올리기 위한 공구(20)에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 상기 공구는 주 축(24)을 따라 연장되고 주 축(24)에 수직으로 브랜치(23)의 섹션에서 브랜치(23)의 주 축(24) 주위에서 조작자에 의해 회전운동하고 기준 평면(21)과 차량(10) 사이에 배치되며 주 축(24)을 따라 연장된 브랜치(23)를 갖는 단일 부분으로 형성되고, 2개의 거리(D1, D2)는 서로 각을 이루오 오프셋 배열된다. 제1 거리(D1)는 제2 거리(D2)보다 짧고, 제1 거리(D1)는 기준 평면(21)으로부터 차량(10)을 분리하는 거리(D1)보다 짧고, 제2 거리(D2)는 거리(D)보다 길다.

Description

차량을 들어올리기 위한 공구{Tool intended for raising a vehicle}

본 발명은 차량이 상부에서 이동하는 기준 평면에 대해 차량을 들어올리기 위한 공구에 관한 것이다.

잭(jack)으로 불리는 많은 공구가 주요하게는 자동차 분야에 존재한다. 차량에 제공되는 잭은 예를 들어 펑크의 발생 시에 바퀴를 교체하기 위해 이용될 수 있다. 널리 사용되는 잭 모델은 서로에 대해 회전이동가능한 복수의 암을 포함한다. 상기 암은 편능형 형태로 배열되고 수평 방향으로 배열된 나사 시스템은 편능형 부분의 대각선들 중 하나의 길이를 변경할 수 있다. 다른 대각선의 길이는 역 방향으로 변경되고 지면에 대해 차량을 들어올릴 수 있다. 이 타입의 잭은 작동하는데 비교적 긴 시간이 소요된다.

대형 공구가 작업장 용도로 개발되었다. 예를 들어, 각 변속 시스템을 통하여 또는 직접적으로 차량을 들어올릴 수 있고 유압 또는 공압 액추에이터를 포함하는 공구가 있다. 이 타입의 공구는 상당히 부피가 크고, 내장형 잭보다 더 고가이다.

일반적으로, 공지된 공구는 공구의 중량을 증가시키고 복잡하게 만들며, 비용이 많이 소요되고 또한 고장의 원인이 되는 다수의 이동식 부분을 갖는다.

본 발명은 차량을 들어올리도록 구성된 상당히 단순화된 공구를 제안함으로써 전술된 문제점 모두 또는 일부를 해결하는 데 있다. 작동 시에, 본 발명에 따른 공구는 단일의 부분, 즉 이동식 부분을 갖지 않도록 형성된다.

이를 위해, 본 발명은 차량이 상부에서 이동하는 기준 평면에 대해 차량을 들어올리기 위한 공구에 관한 것으로, 상기 공구는 주 축을 따라 연장되고 주 축에 수직으로 브랜치의 섹션에서 브랜치의 주 축 주위에서 조작자에 의해 회전운동하고 기준 평면과 차량 사이에 배치되며 주 축을 따라 연장된 브랜치를 갖는 단일 부분으로 형성되고, 2개의 거리(D1, D2)는 서로 각을 이루오 오프셋 배열되고, 제1 거리(D1)는 제2 거리(D2)보다 짧고, 제1 거리(D1)는 기준 평면으로부터 차량을 분리하는 거리(D1)보다 짧고, 제2 거리(D2)는 거리(D)보다 길다. 선호되는 실시 형태에서, 공구는 장착 위치에서 이의 주 축을 따라 브랜치를 회전시킬 수 있고 브랜치로부터 분리될 수 있는 핸들을 포함한다. 핸들과 브랜치는 분리된 위치에서 핸들과 브랜치를 유지시키기 위하여 서로 협력하는 자성 요소를 포함한다.

본 발명은 더 잘 이해될 것이며, 예시로서 제시된 실시 형태의 상세한 설명을 읽음으로써 다른 이점이 자명해질 것이고, 기재는 첨부 도면에 의해 도시된다.

도 1은 본 발명에 따른 공구에 의해 들어올려질 수 있는 예시적인 로봇을 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 로봇의 기저에 대해 배열되고 본 발명에 다른 공구를 도시하는 도면.
도 3은 도 2a 및 도 2b의 공구의 단면도.
도 4는 공구 회전 각의 함수로서 공구의 섹션의 거리(d)의 트렌드의 외관을 도시하는 곡선의 도면.
도 5a 및 도 5b는 핸들이 장착된 공구의 도면.
도 6 및 도 7은 기능 위치와 접힌 위치의 공구를 도시하는 도면.

명확함을 위해 동일한 요소는 상이한 도면에서 동일한 도면부호를 갖는다.

본 발명에 따른 공구는 지면과 같은 기준 평면에 대해 이동하는 임의이 차량에 대해 이용될 수 있다. 차량은 바퀴 또는 관절 레그(articulated leg)를 이용하여 이동할 수 있다. 차량은 기준 평면에 대해 평행한 하부 평면형 표면을 포함하고, 공구는 기준 평면 상에 지지됨으로써 이 표면을 들어올릴 수 있다.

특히, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 휴머노이드 특성의 로봇(10)을 들어올리기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 공구는 물론 다른 타입의 차량에 대해 사용될 수 있다.

로봇(10)은 머리(1), 몸통(2), 2개의 팔(3), 2개의 손(4) 및 우수한 안정성을 구현하고 로봇의 무게 중심을 더 낮출 수 있는 스커트(7)를 포함한다.

로봇(10)은 인간의 모폴로지(human morphology) 및 이의 움직임을 재현하기 위하여 로봇(10)의 다양한 사지의 상대 움직임을 허용하는 다수의 관절부를 포함한다. 로봇(10)은 예를 들어 각각의 팔(3)과 몸통(2) 사이에 관절부(11)를 포함한다. 관절부(11)는 인간의 어깨에 의한 가능한 움직임이 허용되는 방식으로 몸통(2)에 대해 팔(3)을 움직일 수 있는 2개의 회전 축 주위에서 전동화된다(motorize).

스커트(7)는 다리(7a)와 대퇴부(7b) 사이의 무릎에 속한 제1 관절부(12)를 포함한다. 둔부에 속한 제2 관절부(13)는 몸통(2)과 대퇴부(7b) 사이에 장착된다. 이들 2개의 관절부(12, 13)는 회전 축 주위에서 전동화된 피벗 링크이다. 관절부(13)의 회전 축(Xb)과 관절부(12)의 회전 축(Xa)은 로봇의 전방 또는 후방으로 기울일 수 잇는 로봇의 2개의 숄더를 링크고정하는 축에 대해 실질적으로 평행하다. 스커트(7)는 이의 기저에 로봇(10)을 이동시킬 수 있는 트라이포드(14)를 포함한다. 트라이포드(14)는 트라이포드에 대해 관절연결된 3개의 바퀴(15, 16, 17)를 포함한다. 이용될 수 있는 바퀴의 예시가 제FR 2 989 935호로 공고된 특허 출원에 기재되고 출원인의 명칭으로 출원되었다. 바퀴(15, 16, 17)는 전동화되고 기준 평면의 모든 방향으로 로봇(10)의 움직임을 보장한다.

도 2a 및 도 2b는 수평 기준 평면(21)에 대해 로봇을 들어올릴 수 있는 공구(20) 및 트라이포드(14)의 수직 단면도이다. 트라이포드(14)는 기준 평면(21)에 대해 평행한 하부 수평 표면(22)을 갖는다. 공구(20)는 표면(22), 및 전체적으로 로봇(10)을 들어올리기 위하여 기준 평면(21) 상에 지지된다. 공구(20)는 기준 평면(21)에 대해 바퀴들 중 하나의 바퀴를 들어올릴 수 있다. 공구(20)는 바퀴들 중 하나의 바퀴, 예를 들어 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 바퀴(15)의 주변 표면(22)과 기준 평면(21) 사이에서 조작자에 의해 트라이포드(14) 하에서 슬라이딩한다. 공구(20)는 도 2a 및 도 2b의 평면에 대해 수직으로 주 축(24)을 따라 실질적으로 연장되는 브랜치(branch, 23)를 갖는 단일의 부분에 의해 형성된다. 공구(20)는 브랜치(23)의 주 축(24) 주위에서 조작자에 의해 실질적으로 회전운동된다.

도 2a에서, 바퀴(15, 16, 17)는 기준 평면(21)과 모두가 접촉하고 도 2b에서 바퀴(15)는 들어올려진다. 두 도면들 간에, 브랜치(23)는 대략 90°로 주 축(24) 주위에서 회전한다.

도 3은 주 축(24)에 대해 수직인 평면 내에서 브랜치(23)의 단면을 도시한다. 트라이포드(14)를 들어올리기 위하여 브랜치(23)는 특정 형상을 갖는다. 더욱 구체적으로, 주 축(24)에 수직인 브랜치(23)의 섹션 내에서, 2개의 전체 거리(D1, D2)가 서로 각을 이루어 오프셋 배열된다. 제1 거리(D1)는 제2 거리(D2)보다 짧다ㅏ. 거리(D2, D2)는 3개의 바퀴가 기준 평면(21) 상에 배열될 때 표면(22)으로부터 기준 평면(21)을 분리하는 거리(D)의 함수로서 형성된다.

거리(D)는 로봇(10)의 기상 간격(ground clearance)을 나타낸다. 거리(D)는 기준 평면(21)에 대해 수직이다. 제1 거리(D1)는 거리(D)보다 짧고 제2 거리(D2)는 거리(D)보다 짧다. 따라서, 조작자는 기준 평면(21)에 대해 실질적으로 수직으로 제1 거리(D1)를 유지시킴으로써 표면(22) 아래로 브랜치(23)를 삽입할 수 있다. 두 거리(D1, D)들 간의 차이에 따라 로봇(10) 아래에서 브랜치(23)의 자유 슬라이딩이 허용된다. 주 축(24) 주위에서 브랜치(23)의 회전을 적용함으로써 조작자는 기준 평면(21)에 대해 수직으로 제1 거리(D1)를 형성한다. 제2 거리(D2)가 지상 간격보다 더 크기 때문에, 로봇(10)은 표면(22)과 브랜치(23) 사이의 접촉 지점에서 들어올려진다. 거리(D1, D2)가 있는 브랜치(23)의 섹션은 로봇(10)을 들어올리기 위하여 충분한 거리에 걸쳐 주 축(24)을 따라 연장된다.

두 거리(D1, D2)들 간의 각 오프셋은 임의의 것일 수 있지만 180° 미만으로 유지된다. 도시된 예시에서, 거리(D1, D2)는 실질적으로 서로에 대해 수직이다. 바람직하게는, 로봇(10)이 들어올려졌을 때, 조작자가 로봇(10)을 들어올릴 때, 브랜치(23)의 회전 중에 로봇(10)의 안정성을 향상시키기 위하여, 로봇(10)이 자체적으로 바퀴 상에서 넘어지는 것을 방지하기 위하여 로봇(10)은 높은 지점을 통과하고 그 뒤에 이 높은 지점을 넘어 약간 재하강된다. 이를 위해, 거리(D1, D2)가 정해지는 브랜치의 섹션에서, 제2 거리(D2) 미만의 제1 거리(D1)로부터 각을 이루어 오프셋 배열되는 제3 전체 거리(Dmax)가 정해진다. 거리(Dmax)는 제2 거리(D2)보다 크다. 거리들 간의 오프셋 각이 도 3에 도시된다. 각(αm)은 거리(D1 및 Dmax)의 축을 분리하고 각(α2)은 거리(D1, D2)의 축을 분리한다. 로봇(10)의 안정성은 들어올려진 위치에서도 여전히 개선될 수 있다. 이를 위해, 브랜치(23)의 섹션은 제2 거리(D2)에 의해 분리된 2개의 평면형 표면(27, 28)을 갖는다. 평면형 표면(28)은 기준 평면(21)과 접촉하고, 평면형 표면(27)은 로봇(10)의 표면(22)과 접촉한다.

도 4는 브랜치(23)의 회전 각(d)의 함수로서 현재의 거리(D)의 트렌드의 외관을 나타내는 곡선을 도시한다. 0의 각도(zero angle)의 경우, 제1 거리(D1)는 거리(D)보다 짧다. 거리(D)는 0의 각(α)과 각(αm) 사이에서 증가한다. 거리(D)는 각(αm)과 각(α2) 사이에서 감소한다. 최종적으로, 거리(D)는 각(α2)을 넘어 증가한다. 이 새로운 증가는 2개의 평면형 표면(27, 28)의 존재로 인함이다. 들어올려진 위치에서 로봇의 안정성은 거리(D)가 최소한으로 도달될 때, 이 경우에 각(α2)에 대해 구현된 거리(D2)일 때 달성된다. 브랜치(23)는 이의 주 축(24) 주위에서 이의 회전 구동을 허용하는 형태로 이의 단부들 중 하나의 단부에서 말단을 이룰 수 있다. 이는 조작자가 구동 키를 배치할 수 있는 정사각형 또는 6각형 섹션일 수 있다. 대안으로, 공구(20)는 작동 위치에서 브랜치(23)를 이의 주 축(24) 주위에서 회전시킬 수 있는 핸들(30)을 포함한다. 바람직하게는, 핸들(30)은 브랜치(23)에 대해 실질적으로 수직으로 연장된다. 핸들(30)은 조작자가 브랜치(23)를 이의 주 축(24) 주위에서 회전시킬 수 있다.

브랜치(23) 및 핸들(30)을 포함하는 공구(20)가 도 5a 및 도 5b에 도시된다. 도 5a에서, 브랜치(23)는 로봇(10)의 표면(22) 아래에서 자유롭게 슬라이딩할 수 있다. 제1 거리(D1)는 기준 평면(21)에 대해 수직이다. 공구(20)는 도 2a의 위치에 있다. 도 5b에서, 공구(20)는 도 2b의 위치에 있다. 제2 거리(D2)는 기준 평면(21)에 대해 수직이다. 도 5a 및 도 5b의 공구(20)의 위치들 사이에서, 조작자는 핸들(30)을 조작함으로써 각(α2)만큼 브랜치를 회전시킨다.

바람직하게는, 도 5b의 위치에서, 핸들(30)은 기준 평면(21) 상에 배열된다. 이는 평면형 표면(27, 28) 없이도 가능할 수 있다. 도 4에 도시된 곡선은 각(αm)을 초과하여 감소될 수 있고 이 감소는 각(α2)를 초과하여 지속될 수 있다. 공구(20)의 안전 위치는 그 뒤에 핸들(30)이 기준 평면(21) 상에 배열될 때 보장된다. 현 거리(D)의 감소는 핸들(30)이 기준 평면(21)과 접촉할 때 중단된다.

사용 중에, 공구(20)는 기준 평면(21) 및 평면형 표면(22)과 접촉한다. 브랜치(23)가 이의 주 축(24) 주위에서 회전하는 상태에서, 접선 하중이 접촉부의 높이에서 발생된다. 이들 하중은 기준 평면(21)에 대해 평행한 로봇(10)의 이동 또는 접촉부들 중 하나의 접촉부의 높이에서 미끄러짐(slipping)에 의해 반영될 수 있다. 기준 평면(21)에 대한 로봇(10)의 이동은 바람직하지 못하다. 이동의 위험성을 제한하고 미끄러지는 경향의 접촉부를 선택하기 위하여 공구(20)를 형성할 수 있다.

이를 위해, 주 축(24)을 포함하는 평면(32)에 대해, 평면(32)의 일 측면 상에 배열된 브랜치(23)의 외부 표면(33, 34)은 상이한 마찰 계수를 갖는다. 미끄러짐이 요구되는 표면에 대해 더 작은 마찰 계수가 선택된다. 기준 평면(21)은 다양한 종류일 수 있다. 이는 지면이고 조작자는 다양한 타입의 지면 상에서 로봇(10)을 들어올리는 것을 결정할 수 있다. 역으로, 브랜치(23)에 대한 표면(34)과 로봇(10)에 대한 표면(22)이 더 우수하게 제어된다. 로봇(10)과 접촉하는 더 높은 마찰 계수를 갖는 표면, 이 경우에 표면(34) 및 기준 평면과 접촉하는 더 작은 마찰 계수를 갖는 표면, 이 경우에 표면(33)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 고무 패드 또는 실리콘-계 재료로 표면(34)을 덮을 수 있다. 표면(33)은 예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 우수한 슬립 특성을 갖는 재료로 패드를 덮을 수 있다.

바람직하게는, 핸들(30)은 공구(20)의 더 용이한 보관을 허용하기 위하여 브랜치(23)로부터 분리될 수 있다. 도 6 및 도 7은 공구(20)를 도시한다. 도 6은 로봇(10)을 들어올릴 수 있는 소위 장착 위치로 불리는 상대 작동 위치에서 브랜치(23)와 조립된 핸들(30)을 나타내고, 도 7은 브랜치(23)에 대해 소위 분리 위치로 분리는 접힌 위치(folded-down position)의 핸들(30)을 도시한다. 도 7의 위치에서, 핸들(30)은 브랜치(23)의 주 축(24)에 대해 평행하게 연장된다. 공구(20)는 바람직하게는 접힌 위치에서 공구에 대해 핸들을 유지시키기 위한 수단을 포함한다. 벌크를 제한하기 위하여 이들 유지 수단은 핸들(30) 내에 배열된 하나 이상의 영구 자석(40, 42)에 의해 형성될 수 있다. 브랜치(23)는 그 뒤에 접힌 위치에서 브랜치(23)와 핸들(30)의 상호 인력을 형성하도록 배열된 영구 자석에 의해 또는 강자성 재료에 의해 각각 형성된 하나 이상의 자성 요소(41, 43)를 제공을 포함한다. 더욱 일반적으로, 핸들(30)과 브랜치(23)는 접힌 위치에서 브랜치(23)와 핸들(30)을 유지시키기 위해 서로 협력하는 자성 요소(40, 43)를 포함한다.

로봇(10) 내에는, 접힌 조립체를 슬라이딩할 수 있는 시스(sheath)가 제공될 수 있다.

핸들(20)에 의해 브랜치(23)를 구동할 수 있는 형태의 예시가 도 7에 도시될 수 있다. 브랜치(23)는 수형 사각형(36)을 포함할 수 있고, 핸들(30)은 브랜치(23)의 회전 구동을 위해 수형 사각형(36)과 협력하도록 구성된 암형 사각형(37)을 포함할 수 있다. 수형 사각형(36)은 주 축(24)을 따라 연장되고 수형 사각형(37) 내로 수형 사각형(36)의 삽입에 따라 주 축(24)을 따라 병진운동이 수행된다. 2개의 사각형은 브랜치(23)에 대해 핸들(30)의 상대 기능 위치에서 분극화(polarization)를 허용하기 위한 대응 절단 면을 각각 포함할 수 있다. 브랜치(23)에 대한 기능 위치에서 핸들(30)의 위치 유지는 사각형(36, 37) 내에 배열된 자성 요소(강자성 요소 또는 영구 자석)에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는, 자성 요소들 중 하나의 자성 요소에 따라 기능 위치와 접힌 위치에 핸들(30)과 브랜치(23)를 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 핸들(30) 내에 배열된 자성 요소(40)는 기능 위치에서 사각형(36) 내에 배열된 자성 요소(44)와 협력할 수 있다. 자성 요소(40)는 그 뒤에 기능 위치에서 자성 요소(44)와 또는 접힌 위치에서 자성 요소(41)와 협력함으로써 이중 기능을 수행한다.

Claims (8)

1. 차량(10)이 상부에서 이동하는 기준 평면(21)에 대해 차량(10)을 들어올리기 위한 공구(20)로서, 상기 공구는 주 축(24)을 따라 연장되고 주 축(24)에 수직으로 브랜치(23)의 섹션에서 브랜치(23)의 주 축(24) 주위에서 조작자에 의해 회전운동하고 기준 평면(21)과 차량(10) 사이에 배치되며 주 축(24)을 따라 연장된 브랜치(23)를 갖는 단일 부분으로 형성되고, 2개의 거리(D1, D2)는 서로 각을 이루오 오프셋 배열되고, 제1 거리(D1)는 제2 거리(D2)보다 짧고, 제1 거리(D1)는 기준 평면(21)으로부터 차량(10)을 분리하는 거리(D)보다 짧고, 제2 거리(D2)는 거리(D)보다 길고, 공구는 장착 위치에서 이의 주 축(24)을 따라 브랜치(23)를 회전시킬 수 있고 브랜치(23)로부터 분리될 수 있는 핸들(30)을 포함하고, 핸들(30)과 브랜치(23)는 분리된 위치에서 핸들(30)과 브랜치(23)를 유지시키기 위하여 서로 협력하는 자성 요소(40, 41, 42, 43)를 포함하는 공구(20).
2. 제1항에 있어서, 2개의 전체 거리(D1, D2)는 서로 수직인 공구(20).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 브랜치(23)의 섹션에서 제2 거리(D2)보다 짧은 제1 거리(D1)로부터 각을 이루어 오프셋 배열된 제3 거리(Dmax)가 형성되고, 상기 제3 거리(Dmax)는 제2 거리(D2)보다 긴 공구(20).
4. 제3항에 있어서, 브랜치(23)의 섹션은 제2 거리(D2)에 의해 분리된 2개이 평면형 표면(27, 28)을 갖는 공구(20).
5. 제4항에 있어서, 주 축(24)을 포함하는 평면(32)에 대해 평면(32)의 일 측면에 배열된 브랜치(23)의 외부 표면(33, 34)은 상이한 마찰 계수를 갖는 공구(20).
6. 제5항에 있어서, 상기 마찰 계수들 중 더 큰 마찰 계수를 갖는 표면(34)이 차량(10)과 접촉하고, 상기 마찰 계수들 중 더 작은 마찰 계수를 갖는 표면(33)이 기준 평면(21)과 접촉하는 공구(20).
7. 제6항에 있어서, 핸들(30)은 장착 위치에서 브랜치(23)에 대해 수직으로 연장되는 공구(20).
8. 제7항에 있어서, 자성 요소(40)는 핸들(30)과 브랜치(23)를 분리 위치와 장착 위치에 유지시킬 수 있는 공구(20).

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