KR101934392B1 - 분리형운반대차 - Google Patents

Abstract

분리형운반대차가 제공된다. 분리형운반대차는, 적재공간이 형성된 프레임, 프레임 하부에 배치된 복수 개의 지지바퀴, 및 프레임의 일 측에 형성된 제1커넥터를 포함하는 운반모듈, 및 제1커넥터에 착탈 가능하게 결합되는 제2커넥터, 제2커넥터가 일 측에 형성된 몸체, 및 몸체의 하부에 배치되며 구동장치에 의해 회전하는 구동바퀴를 포함하여 운반모듈과 착탈이 가능한 구동모듈을 포함하되, 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는 수평방향으로 면대면 접촉하여 구동모듈의 구동력을 운반모듈로 전달하는 판상의 제1접속부 및 제2접속부를 각각 포함하고, 제1커넥터 및 제2커넥터 중 어느 하나는 다른 하나를 향해 중력 반대방향으로 탄성력을 가하여 하중을 분산시키는 탄성지지부를 포함한다.

Description

분리형운반대차{Separable transporting cart}

본 발명은 하중이 큰 물품을 운반하는 운반대차에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분리 가능한 구조의 분리형운반대차에 관한 것이다.

선박과 같은 대형 구조물의 경우 이를 이루는 부분 부품들을 먼저 제작한 후 야드 등으로 옮겨 조립하는 방식으로 제조한다. 이를 통해 작업을 분업화하여 효율성을 증가시킬 수 있고, 자주 사용되는 부품들은 대량 제작하여 원활하게 공급할 수도 있다.

특히 내부에 화물창과 같은 복잡한 구조를 포함하고 있는 구조물인 경우 이를 여러 부품들로 나누어 조립할 수 있다. 이와 같이 부품들을 조립하여 구조물을 완성시키기 위해서는 조립장소로 또는 조립장소 내에서 부품들을 원활하게 운반할 수 있는 장치가 필수적이다.

종래 이러한 장치로서 운송용 대차 등이 사용되고 있다. 대차는 바퀴가 달린 구조물로 대부분 인력에 의해 수동으로 움직이도록 되어있다. 그러나 선박과 같은 대형 구조물의 경우 부분부품들이라 하더라도 하중이 대단히 크므로 이를 탑재한 대차를 인력만으로 움직이기 어려운 문제가 있다.

또한, 이러한 문제를 해결하기 위해 모터 등의 구동장치를 설치하여 대차를 구동하거나 자동으로 움직이는 이송차량 등을 사용할 수도 있겠으나, 그러한 경우 대차나 이송차량의 자체 하중이 너무 커 부품을 탑재한 상태로는 엘리베이터 등의 운송장치를 이용하기 어려운 다른 문제가 있었다. 따라서 이에 대한 해결책이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국공개특허공보 제10-2017-0045158호, (2017.04.26)

본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하중이 큰 물품도 용이하게 운반이 가능하며 필요에 따라 일부를 분리하여 하중을 줄일 수도 있는 분리형운반대차를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 분리형운반대차는, 적재공간이 형성된 프레임, 상기 프레임 하부에 배치된 복수 개의 지지바퀴, 및 상기 프레임의 일 측에 형성된 제1커넥터를 포함하는 운반모듈; 및 상기 제1커넥터에 착탈 가능하게 결합되는 제2커넥터, 상기 제2커넥터가 일 측에 형성된 몸체, 및 상기 몸체의 하부에 배치되며 구동장치에 의해 회전하는 구동바퀴를 포함하여 상기 운반모듈과 착탈이 가능한 구동모듈을 포함하되, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는 수평방향으로 면대면 접촉하여 상기 구동모듈의 구동력을 상기 운반모듈로 전달하는 판상의 제1접속부 및 제2접속부를 각각 포함하고, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터 중 어느 하나는 다른 하나를 향해 중력 반대방향으로 탄성력을 가하여 하중을 분산시키는 탄성지지부를 포함한다.

상기 탄성지지부는, 축에 결합되어 상하방향으로 회전하는 회전받침부, 및 일단부는 상기 회전받침부에 연결되고 타단부는 고정되어, 상기 회전받침부의 변위에 비례하는 토크를 생성하는 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 제1접속부 및 상기 제2접속부는, 어느 하나가 상기 회전받침부에 형성되어 함께 움직이며, 상기 회전받침부가 다른 하나에 접촉하여 움직임이 제한되면 서로 평행하게 배열될 수 있다.

상기 제1커넥터는 상기 프레임에서 수평방향으로 연장된 연장판과, 상기 연장판에 수직하게 고정된 상기 제1접속부를 포함하고, 상기 제2커넥터는 상기 몸체에 축결합된 베이스와, 상기 베이스의 일 측에 탄성 결합된 상기 탄성지지부와, 상기 탄성지지부의 상기 회전받침부에 형성된 상기 제2접속부, 및 상기 베이스의 타 측에 연결되어 축을 중심으로 상기 베이스와 상기 탄성지지부를 상하 방향으로 구동하는 액츄에이터를 포함할 수 있다.

상기 회전받침부에 상기 제2접속부와 이격되어 돌출되며, 상기 제2접속부와의 사이에 상기 제1접속부를 수용하는 걸림돌기를 더 포함할 수 있다.

상기 걸림돌기에 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1접속부를 지지하는 이탈방지부재를 더 포함할 수 있다.

상기 몸체의 외측에 상기 제2커넥터와 인접하게 배치되어 상기 제1접속부와 구름 접촉하며 상기 제1접속부를 상기 제2접속부로 유도하는 유도롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 구동바퀴는 상기 몸체에 수직하게 결합된 조향축에 연결되며, 일단부는 상기 조향축에 고정되고 타단부는 상기 몸체 외측으로 연장되어 상기 구동바퀴를 상기 조향축을 중심으로 회전시키는 방향조정간을 더 포함할 수 있다.

상기 운반모듈은, 상기 프레임에 이동 가능하게 결합되어 상기 적재공간 상에서 움직이는 무빙프레임, 및 상기 무빙프레임에 연결된 그립퍼를 더 포함할 수 있다.

상기 몸체의 하부에 상기 구동바퀴와 이격되어 배치되며, 메인휠과, 상기 메인휠의 외주면을 따라 배열되며 상기 메인휠의 회전방향과 교차하는 방향으로 회전이 가능한 복수 개의 서브휠로 이루어진 복수 개의 보조바퀴를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 하중이 큰 물품도 대차의 구동력을 이용하여 용이하게 운반할 수 있으며, 필요에 따라 대차 일부를 분리하여 전체 하중을 줄일 수도 있다. 따라서, 인력으로 운반하기 어려운 고하중의 물품도 용이하게 운반이 가능할 뿐만 아니라, 대차의 하중을 줄여 물품을 탑재한 상태로 엘리베이터 등의 운반장치를 이용하여 이동시키는 것도 가능하다. 또한, 대차를 결합 및 분리하는 연결부에 하중을 분산시켜 지지점을 변경하고, 구동력도 용이하게 전달이 가능한 구조를 적용함으로써 대차를 보다 원활하게 이동하고 움직일 수 있는 매우 유용한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 분리형운반대차의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분리형운반대차의 측면도이다.
도 3은 도 1의 분리형운반대차의 구동모듈을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 구동모듈을 다른 방향으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3의 구동모듈의 측면도이다.
도 6은 구동모듈의 제2커넥터의 내부구조 및 작동과정을 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 구동모듈과 운반모듈의 결합과정을 도시한 작동도이다.
도 9는 도 2의 분리형운반대차가 결합된 예를 도시한 사용상태도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 기재가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 분리형운반대차에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 분리형운반대차의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리형운반대차의 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 분리형운반대차(1)는 운반모듈(10) 및 운반모듈(10)과 착탈이 가능한 구동모듈(20)을 포함한다. 구동모듈(20)은 운반모듈(10)과 결합되거나 분리될 수 있으며, 구동바퀴(22)의 구동력으로 운반모듈(10)과 함께 이동하거나 운반모듈(10)과 분리되어 독립적으로 이동할 수 있다. 또한, 운반모듈(10)의 제1커넥터(13)와 구동모듈(20)의 제2커넥터(23)는 제1접속부(131), 제2접속부(231), 및 탄성지지부(232)의 구조를 이용하여 하중을 분산시켜 지지점을 변경하고, 구동력도 매우 용이하게 전달할 수 있다. 따라서, 하중이 큰 물품도 매우 용이하게 운반할 수 있으며, 필요한 경우에는 구동모듈(20)을 분리하여 하중을 줄이고 물품이 적재된 운반모듈(10)을 엘리베이터 등에 태워 용이하게 이동시킬 수도 있다.

특히, 제1커넥터(13) 및 제2커넥터(23)로 이루어진 연결구조는 매우 간단하게 분리결합이 가능할 뿐만 아니라, 중력 반대방향으로 탄성을 가하여 하중을 분산시키는 탄성지지부(232)로 해당 위치의 하중은 해소하고, 지면에 지지된 다른 지지점으로(예를 들어, 지지바퀴로부터 구동바퀴 측으로) 하중을 이동시킬 수 있다. 이를 통해 구동바퀴(22)의 접지력을 향상시켜 구동모듈(20)로 대차 전체에 구동력을 효과적으로 전달할 수 있다. 또한 수평방향으로 면대면 접촉하는 제1접속부(131)와 제2접속부(231)의 접속구조로 구동모듈(20)의 구동력을 운반모듈(10)로 매우 용이하게 전달할 수 있다. 이러한 제1커넥터(13) 및 제2커넥터(23)의 연결구조를 활용하여 매우 효과적으로 대차를 분리 및 결합하고 결합된 상태로 구동력을 전달하여 대차를 원활하게 이동시킬 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 운반모듈(10)은 적재공간(11a)이 형성된 프레임(11), 프레임(11) 하부에 배치된 복수 개의 지지바퀴(12), 및 프레임(11)의 일 측에 형성된 제1커넥터(13)를 포함한다. 운반모듈(10)은 프레임(11) 상에 물품을 적재할 수 있는 구조로 프레임(11)은 수평방향 및 수직방향으로 연장되어 있을 수 있다. 운반모듈(10)은 적재공간(11a)을 확보하기 위해 구동모듈(20) 보다는 크기가 클 수 있으며, 프레임(11) 하부에 배치된 복수 개의 지지바퀴(12)에 의해 지지될 수 있다. 운반모듈(10)은 하나 또는 하나 이상으로 형성될 수도 있으며, 복수 개로 형성되는 경우 필요에 따라 구동모듈(20)과 선택적으로 결합하여 사용이 가능하다.

구동모듈(20)은 운반모듈(10)의 제1커넥터(13)와 착탈 가능하게 결합되는 제2커넥터(23), 제2커넥터(23)가 일 측에 형성된 몸체(21), 및 몸체(21)의 하부에 배치되며 구동장치에 의해 회전하는 구동바퀴(22)를 포함한다. 구동모듈(20)은 제2커넥터(23)를 통해 운반모듈(10)과 착탈이 가능하다. 즉, 운반모듈(10)과 구동모듈(20)은 제1커넥터(13) 및 제2커넥터(23)로 이루어진 연결구조를 이용하여 편리하게 결합 및 분리가 가능하다. 구동모듈(20)은 운반모듈(10)과 결합되면 구동바퀴(22)의 구동력을 운반모듈(10)로 전달하여 운반모듈(10)과 함께 이동할 수 있다.

특히, 제1커넥터(13) 및 제2커넥터(23)는 수평방향으로 면대면 접촉하여 구동모듈(20)의 구동력을 운반모듈(10)로 전달하는 판상의 제1접속부(131) 및 제2접속부(231)를 각각 포함하고, 제1커넥터(13) 및 제2커넥터(23) 중 어느 하나는 다른 하나를 향해 중력 반대방향으로 탄성력을 가하여 하중을 분산시키는 탄성지지부(232)를 포함한다. 이러한 구조를 이용하여, 전술한 바와 같이 하중을 분산시켜 지지점을 변경하고, 구동력도 매우 용이하게 전달할 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 보다 상세히 설명한다.

탄성지지부(232)는 제2커넥터(23)에 형성될 수 있다. 제2커넥터(23)는 상하방향(즉, 지면을 향하는 방향과 그 반대방향)으로 움직이며 제1커넥터(13)와 중첩될 수 있으며, 제1커넥터(13)와 중첩되는 부분에 탄성지지부(232)를 포함할 수 있다. 제2커넥터(23)는 제1커넥터(13) 하부에 중첩되어 결합되며(도 7 내지 도 9참조), 제1커넥터(13)의 하부를 받쳐 지지하는 지점에서 탄성지지부(232)로 중력 반대방향의 탄성력을 가할 수 있다. 이와 같은 구조로 하중을 분산시켜 지지점을 적절하게 변경할 수 있다. 탄성지지부(232)의 구조와 작동과정에 대해서도 후술하여 보다 상세히 설명한다.

운반모듈(10)의 프레임(11)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 수평 및 수직방향으로 연장되며 그 사이에 적재공간(11a)이 형성될 수 있다. 적재공간(11a)에는 물품을 적재할 수 있으며, 프레임(11)에는 이동 가능하게 결합되어 적재공간(11a) 상에서 움직이는 무빙프레임(111)이 형성될 수 있다. 따라서, 무빙프레임(111)으로 적재위치를 바꾸거나 원하는 지점으로 물풀의 배치를 바꿀 수 있다. 무빙프레임(111)에는 그립퍼(112)가 연결되어 있어 물품을 안정적으로 파지하여 운반할 수 있다. 그립퍼(112)는 예를 들어, 선박의 화물창 등을 구성하는 판넬 등의 구조물을 파지하기 위한 것일 수 있다.

적재공간(11a)은 프레임(11) 상에 형성된 열린 공간으로 프레임(11) 사이의 한정된 공간으로 이해할 필요는 없다. 프레임(11) 상부 또는 전방의 확장된 공간 전체가 적재공간(11a)이 될 수 있다. 무빙프레임(111)은 이러한 적재공간(11a) 상에서 프레임(11)에 대해 상대적으로 움직이며 그립퍼(112)에 파지된 물품을 이동시킬 수 있다. 무빙프레임(111)은 예를 들어, 수직 및 수평이동이 가능한 구조로 이루어질 수 있으며, 하나 또는 하나 이상의 서브프레임들로 구성될 수 있다. 무빙프레임(111)은 그 일부가 수직 또는 수평 방향으로 연장되거나, 상승되거나, 평행이동이 가능한 구조로 다양하게 형성될 수 있다. 무빙프레임(111)은 리니어 가이드와 같은 구조로 형성되는 것도 가능하다. 무빙프레임(111)은 와이어를 이용한 견인구조, 기어를 이용한 회전구조, 실린더를 이용한 승강구조 등을 다양하게 활용하여 구현될 수 있다. 그립퍼(112) 역시 구동장치로 구동하여 물품을 파지하도록 형성할 수 있으며 원하는 방향으로 입체적인 회전이 가능하도록 관절 등을 형성할 수 있다. 따라서 도시된 구조는 하나의 예일 뿐 여러 가지 다양한 형태로 프레임(11), 무빙프레임(111), 그립퍼(112) 등의 구조를 변형할 수 있다.

제1커넥터(13)는 프레임(11)에서 수평방향으로 연장된 연장판(132)과 연장판(132)에 수직하게 고정된 제1접속부(131)를 포함할 수 있다. 즉, 제1커넥터(13)에 형성된 판상의 제1접속부(131)는 연장판(132)에 수직하게 결합되어 고정상태를 유지할 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이러한 제1접속부(131)를 프레임(11)의 양 측에 쌍으로 형성할 수 있다. 제1접속부(131)는 일부가 연장판(132) 외측으로 돌출되어 돌기 등에 걸릴 수 있는 구조로 형성된다.

지지바퀴(12)는 프레임(11) 하부에 복수 개가 배치되며 도시된 바와 같이 프레임(11)의 단부 측에 쌍을 이루어 배치될 수 있다. 지지바퀴(12)는 예를 들어, 프레임(11)의 전단(도 9의 화살표 방향 말단)에 한 쌍이 배치되고, 프레임(11)의 후단(상기 전단의 반대편 말단)에 한 쌍이 배치될 수 있다. 특히, 프레임(11) 후단의 지지바퀴(12)는 제1커넥터(13)와 인접하거나 제1커넥터(13)에 직접 연결된 형태로 형성될 수 있다. 따라서 제2커넥터(23)의 탄성지지부(232)로부터 중력 반대방향의 탄성력이 제1커넥터(13)에 가해지면 제1커넥터(13)에 연결된 지지바퀴(12)의 하중이 용이하게 해소될 수 있다. 이로 인해 하중은 다른 지지점 즉, 지면과 접하는 구동모듈(20)의 구동바퀴(22) 측에 가해져 구동바퀴(22)의 접지력을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 구동모듈 및 제2커넥터에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 3은 도 1의 분리형운반대차의 구동모듈을 확대하여 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 구동모듈을 다른 방향으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 3의 구동모듈의 측면도이며, 도 6은 구동모듈의 제2커넥터의 내부구조 및 작동과정을 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 구동모듈(20)은 몸체(21) 일 측에 제2커넥터(23)가 형성되어 있고, 이러한 몸체(21) 하부에 구동바퀴(22)가 배치된다. 구동바퀴(22)는 전술한 바와 같이 구동장치에 의해 회전하며 구동력을 발생시킨다. 구동바퀴(22)의 구동장치(모터일 수 있다)는 구동바퀴(22) 일 측에 배치되거나 구동바퀴(22)와 일체로 형성되는 것도 가능하다. 구동바퀴(22)는 몸체(21) 중앙선을 따라 전방에 배치될 수 있다. 구동바퀴(22)는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(21)에 수직하게 결합된 조향축(211)에 연결되며, 조향축(211)과 연결된 방향조정간(212)에 의해 조향될 수 있다. 방향조정간(212)은 일단부는 조향축(211)에 고정되고 타단부는 몸체(21) 외측으로 연장되어 구동바퀴(22)를 조향축(211)을 중심으로 회전시킬 수 있다(도 2의 화살표 참조).

몸체(21)는 박스와 같은 형태로 컴팩트하게 형성될 수 있으며 제2커넥터(23)나, 구동바퀴(22), 조향축(211), 보조바퀴(24) 등을 고정하고 결합하기 위한 앵글과 같은 구조물을 포함할 수 있다. 방향조정간(212)은 이러한 몸체(21)에 결합되며 조향축(211)과 연결되어 구동바퀴(22)를 조정할 수 있다. 방향조정간(212)의 타단부에는 핸들(212a)이 형성되어 사용자가 파지하고 조정할 수 있다. 핸들(212a) 상에는 조작부가 형성되어 있어 구동모듈(20)의 속도 등을 가감하거나, 제2커넥터(23)의 움직임을 조정하는 등의 여러 가지 조작을 할 수 있다.

몸체(21) 외측에는 도 5에 도시된 바와 같이 제2커넥터(23)와 인접하게 배치된 유도롤러(213)가 형성될 수 있다. 유도롤러(213)는 하나 또는 하나 이상이 동일 축에 쌍으로 배열될 수 있으며 몸체(21)로부터 제2커넥터(23) 측으로 돌출될 수 있다. 따라서 몸체(21)와 제2커넥터(23) 사이로 진입하는 제1접속부(131)의 단부와 접촉하며 제2접속부(231) 측으로 유도할 수 있다. 즉, 유도롤러(213)는 제2커넥터(23)가 결합할 때 제1커넥터(13)의 제1접속부(131)와 구름 접촉하며 제1접속부(131)를 제2접속부(231)로 유도할 수 있다. 이를 통해 제1커넥터(13)와 제2커넥터(23)가 보다 원활하게 결합할 수 있고, 결합 후에도 안정된 상태로 지지될 수 있다. 유도롤러(213)의 표면에는 완충작용을 하는 탄성물질 등이 코팅되어 있을 수 있다.

몸체(21) 하부에는 구동바퀴(22)와 이격된 복수 개의 보조바퀴(24)가 배치된다. 도 4에 도시된 바와 같이 몸체(21)의 하부에 구동바퀴(22)와 이격되어 몸체(21)를 지지하는 복수 개의 보조바퀴(24)를 형성할 수 있다. 특히 보조바퀴(24)는 메인휠(241)과, 메인휠(241)의 외주면을 따라 배열되며 메인휠(241)의 회전방향과 교차하는 방향으로 회전이 가능한 복수 개의 서브휠(242)로 이루어질 수 있다. 보조바퀴(24)는 구동바퀴(22)의 주행방향에 따라 메인휠(241) 전체가 회전하거나, 서브휠(242)이 회전하거나, 메인휠(241)과 서브휠(242)이 함께 회전하며 다양한 방향으로 용이하게 이동할 수 있다. 보조바퀴(24)는 메인휠(241)이 축에 고정되어 있더라도 외주부의 서브휠(242) 들이 지면과 접촉하며 메인휠(241)의 회전방향과 교차하는 방향으로 회전할 수 있어 특정방향에 구애되지 않고 다양한 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 보조바퀴(24)를 이용하여 구동모듈(20)의 포지션을 매우 용이하게 변경할 수 있다.

이하, 제2커넥터(23)에 대해 보다 상세히 설명한다.

제2커넥터(23)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 몸체(21)에 축결합된 베이스(233)와, 베이스(233)의 일 측에 탄성 결합된 탄성지지부(232)와, 탄성지지부(232)의 회전받침부(232a)에 형성된 제2접속부(231), 및 베이스(233)의 타 측에 연결되어 축을 중심으로 베이스(233)와 탄성지지부(232)를 상하 방향으로 구동하는 액츄에이터(234)를 포함한다. 탄성지지부(232)는 전술한 바와 같이 제2커넥터(23)에 형성되며, 상하 방향으로 탄성적으로 움직이며 탄성력을 가할 수 있도록 형성된다. 또한, 제2커넥터(23) 전체가 액츄에이터(234)의 구동에 따라 상하 방향으로 움직이며 위치를 조정 수 있도록 형성된다.

베이스(233)는 제2커넥터(23)를 지지하는 부분으로 몸체(21)에 축으로 결합되어 회전이 가능하다. 베이스(233)의 일 측에는 탄성지지부(232)가 탄성적으로 결합되어 있으며, 반대편 타 측에는 액츄에이터(234)가 연결되어 축을 중심으로 베이스(233)를 회전시킬 수 있다. 액츄에이터(234)는 도시된 바와 같이 신축 가능한 실린더로 형성될 수 있으며 몸체(21)와 힌지 결합되어 신축에 따른 위치 변경이 용이하게 형성될 수 있다. 탄성지지부(232)는 회전받침부(232a)와 이를 탄성적으로 고정하는 탄성부재(232b)로 이루어질 수 있다. 탄성부재(232b)는 일단부가 회전받침부(232a)에 연결되고 타단부는 베이스(233)에 고정될 수 있다(도 6 참조). 회전받침부(232a)에는 판상의 제2접속부(231)가 일체로 형성되어 탄성지지부(232)와 함께 움직이도록 형성되며, 회전받침부(232a) 일 측에는 제2접속부(231)와 이격되어 돌출된 걸림돌기(235)가 형성될 수 있다.

이러한 구조로 인해, 도 6의 (a)에 도시된 것처럼 액츄에이터(234)를 작동시켜 베이스(233)와 탄성지지부(232)를 포함하는 제2커넥터(23) 전체를 상하 방향으로 구동할 수 있다. 이때 탄성지지부(232)는 탄성부재(232b)에 의해 베이스(233)에 탄성적으로 결합되어 있어 베이스(233)에 대한 위치는 변하지 않고 유지 가능하다. 도시된 바와 같이, 액츄에이터(234)를 수축하여 제2커넥터(23)의 제2접속부(231)와 걸림돌기(235)가 위치한 단부를 하강시킬 수 있고 이러한 상태로 운반모듈에 접근하여 액츄에이터(234)를 신장시키면 제1커넥터(13)의 하부에 제2커넥터(23)를 용이하게 중첩시켜 결합할 수 있다.

특히, 탄성지지부(232)는 축에 결합되어 상하방향으로 회전하는 회전받침부(232a), 및 일단부는 회전받침부(232a)에 연결되고 타단부는 고정되어, 회전받침부(232a)의 변위에 비례하는 토크를 생성하는 탄성부재(232b)를 포함하는 구조로 이루어진다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 회전받침부(232a)는 몸체(21)와 연결된 축을 중심으로 회전할 수 있으며 베이스(233)와 축을 공유할 수 있다. 탄성부재(232b)는 회전받침부(232a)가 회전하여 변위(a: 각으로 측정된 회전변위일 수 있다)가 발생하면 축적되는 탄성에너지를 이용하여 변위에 비례하는 토크를 생성할 수 있다. 특히, 도 6에 도시된 바와 같이 회전받침부(232a)가 평형위치(즉, 외력이 가해지지 않은 상태의 초기위치)를 벗어나 하방으로 회전하게 되면 그 반대방향으로 탄성에너지에 의한 토크가 생성되고 이러한 토크가 중력 반대방향으로 작용한다. 따라서, 탄성지지부(232)로 중력 반대방향으로 탄성력을 가하여 하중을 용이하게 분산시킬 수 있다. 회전받침부(232a)에는 평형위치에서 베이스(233)에 걸려 회전을 제한하는 고정돌기(도 5의 232c 참조)가 형성될 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 운반모듈 및 구동모듈의 결합과정과, 이를 통해 결합된 분리형운반대차의 사용례를 좀더 상세히 설명한다.

도 7 및 도 8은 구동모듈과 운반모듈의 결합과정을 도시한 작동도이고, 도 9는 도 2의 분리형운반대차가 결합된 예를 도시한 사용상태도이다.

구동모듈(20)은 도 7의 (a)와 같은 상태로 제2커넥터(23)를 이동시켜 결합을 준비할 수 있다. 전술한 바와 같이, 액츄에이터(234)가 수축하여 반대편에 위치한 제2커넥터(23)의 단부를 하방으로 회전시킬 수 있다. 즉, 베이스(233)에 연결된 액츄에이터(234)를 수축시켜, 액츄에이터(234) 반대편에 결합된 탄성지지부(232)와, 탄성지지부(232)의 회전받침부(232a)에 일체로 형성된 제2접속부(231)와, 회전받침부(232a)에 제2접속부(231)와 이격되어 돌출된 걸림돌기(235)를 하방으로 회전시킬 수 있다.

이러한 상태로 구동모듈(20)의 구동바퀴(22)를 구동하여 도 7의 (b)와 같이 운반모듈(10)로 접근시킬 수 있다. 이때 운반모듈(10)의 단부에 형성된 제1커넥터(13)의 하부에 제2커넥터(23)의 단부가 위치함으로써 제1커넥터(13)와 제2커넥터(23)가 중첩이 용이한 상태로 전환된다. 전술한 바와 같이 몸체(21) 외측의 유도롤러(213)는 제1커넥터(13)의 제1접속부(131)와 구름 접촉하며 제2접속부(231) 측으로 유도하며 이로 인해 제1접속부(131)와 제2접속부(231)가 인접하게 위치할 수 있다. 걸림돌기(235)는 제1접속부(131)와 제2접속부(231) 사이의 접촉을 방해하지 않도록 상대적으로 짧게 형성될 수 있다.

이후 도 8의 (a)와 같이 액츄에이터(234)를 신장시키면 그 반대편에 위치한 제2커넥터(23)의 단부를 다시 상방으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라 제1커넥터(13)의 하부에 제2커넥터(23)가 중첩되며 제1커넥터(13)와 제2커넥터(23)가 서로 용이하게 결합된다. 이때 탄성지지부(232)의 회전받침부(232a)에 형성된 걸림돌기(235)는 제2접속부(231)와 이격되어 제2접속부(231)와의 사이에 제1접속부(131)를 수용하며, 회전받침부(232a)가 제1접속부(131)와 접촉하여 움직임이 제한됨으로써 제1접속부(131)와 제2접속부(231)는 도시된 바와 같이 서로 평행하게 배열된다. 이와 같이 제1커넥터(13)와 제2커넥터(23)를 매우 편리하고 효율적으로 결합할 수 있다.

특히 제1접속부(131)와 제2접속부(231)는, 어느 하나가 회전받침부(232a)에 형성되어 함께 움직이게 되어 있어 회전받침부(232a)가 다른 하나에 접촉하여 움직임이 제한되면 서로 평행하게 자동으로 배열된다. 따라서, 도시된 바와 같이 평행한 상태로 수평 방향으로 면대면 접촉하며 구동모듈(20)의 구동력을 운반모듈(10)로 매우 효과적으로 전달할 수 있다.

이와 같이 결합된 후, 다시 도 8의 (b)와 같이 액츄에이터(234)를 추가적으로 신장시킬 수 있다. 이를 통해 제2커넥터(23)를 추가적으로 회전시켜 탄성지지부(232)가 평형위치에서 벗어나며 탄성에너지를 축적하도록 할 수 있다. 이에 따라, 베이스(233)와 탄성지지부(232)의 상대적인 위치가 도시된 바와 같이 변경되고, 탄성지지부(232)의 회전받침부(232a)는 베이스(233)에 대해 상대적으로 회전한다. 따라서 회전받침부(232a)에 전술한 회전변위(하방)가 발생하고, 이에 대응하여 탄성부재(232b)가 신장되며 토크가 생성된다. 생성된 토크는 회전변위가 발생한 반대방향(상방)으로 형성되므로 회전받침부(232a)와 제1접속부(131)의 접촉지점에서 중력 반대방향으로 작용한다. 따라서 탄성지지부(232)는 중력 반대방향으로 탄성력을 가하여 하중을 용이하게 분산시킬 수 있다.

특히, 이러한 작용에 의해 운반모듈(10) 및 구동모듈(20) 전체에 하중이 작용하는 작용점의 분포를 구동력 전달이 용이하도록 적절히 변경할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 제1커넥터(13)와 인접하거나, 제1커넥터(13)에 연결된 프레임(11) 후단의 지지바퀴(12)에 가해진 하중을 제2커넥터(23)의 탄성지지부(232)가 가하는 탄성력으로 적절히 해소할 수 있고, 이에 따라 지면과 접하는 구동바퀴(22) 측으로 하중이 자연스럽게 이동하여 작용할 수 있다. 따라서 구동바퀴(22)의 접지를 증가시켜 대차 전체에 구동력을 보다 용이하게 전달할 수 있다. 예를 들어, 운반모듈(10)과 구동모듈(20)이 단순히 수평방향으로 체결되고 연결지점에서 중력 반대방향의 탄성력 등을 가할 수 없는 구조인 경우, 하중을 분산시키거나 하중의 작용점을 바꾸기 어려워 서로 결합되더라도 물품이 탑재된 운반모듈(10)의 지지바퀴(12)에만 과도한 하중이 걸릴 수 있다. 따라서 이를 이동시키기 위해 구동모듈(20)의 구동력이 불필요하게 증가되는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 구조를 이용하여 이러한 문제를 매우 원만하게 해결할 수 있다.

분리형운반대차(1)는 이러한 과정을 통해 도 9에 도시된 바와 같은 상태로 결합되어 원활히 주행할 수 있다. 주행방향은 다양한 방향으로 변경이 가능하다. 도시된 바와 같은 방향 외에도, 지면 상에서 이와 교차하는 다른 방향으로도 대차의 주행방향을 편리하게 바꿀 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 방향조정간(212)을 조정하여 구동바퀴(22)를 원하는 방향으로 마음대로 조향할 수 있는바 예를 들어, 지면을 따라 일 방향으로 주행하던 구동바퀴(22)의 진행방향을 조향축(211)을 중심으로 90도 각도로 회전시켜 직각으로 주행시킬 수 있다. 이러한 경우, 운반모듈(10)의 지지바퀴(12) 역시 구동바퀴(22)의 주행방향으로 바로 정렬되며 보조바퀴(24)는 그 전체가 해당 방향으로 정렬되지 않더라도 서브휠(도 4의 242참조)의 회전으로 구동바퀴(22)의 주행방향으로 원활하게 주행할 수 있다. 따라서 대차가 우회로 등을 선택하여 주행하는 경우에도 회전반경을 최소화하여 매우 효율적인 이동이 가능하다.

또한, 필요에 따라 걸림돌기(235)에 착탈 가능하게 결합되는 이탈방지부재(236)를 이용하여 제1접속부(131)를 지지하도록 할 수 있고 이를 통해 걸림돌기(235)와 제1접속부(131)의 결합상태를 보다 공고히 할 수 있다. 구동바퀴(22)는 구동력을 증가시키기 위해 지지바퀴(12)나 보조바퀴(24) 보다는 직경이 상대적으로 큰 것을 사용할 수 있으며, 지지바퀴(12)로부터 구동바퀴(22) 측으로의 하중 이동이 보다 용이하도록, 지지바퀴(12)와 구동바퀴(22)의 수평 위치를 탄성지지부(232)와 인접하게 적절히 조정하여 배치할 수 있다. 이와 같이 운반모듈(10)과 구동모듈(20)을 결합하여 하중이 큰 물품도 매우 용이하게 이동시킬 수 있다. 또한, 엘리베이터와 같이 한계하중이 있는 이동장치를 이용하는 경우, 전술한 결합과정을 반대로 진행하여 구동모듈(20)을 손쉽게 분리하고 하중을 줄일 수 있다. 따라서 물품이 적재된 운반모듈(10)을 엘리베이터 등에 탑재하여 용이하게 이동시킬 수 있다. 이와 같이 고하중의 물품이나 조립부품 등도 원하는 지점까지 매우 용이하게 운반할 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 분리형운반대차 10: 운반모듈
11: 프레임 11a: 적재공간
12: 지지바퀴 13: 제1커넥터
20: 구동모듈 21: 몸체
22: 구동바퀴 23: 제2커넥터
24: 보조바퀴 111: 무빙프레임
112: 그립퍼 131: 제1접속부
132: 연장판 211: 조향축
212: 방향조정간 212a: 핸들
213: 유도롤러 231: 제2접속부
232: 탄성지지부 232a: 회전받침부
232b: 탄성부재 232c: 고정돌기
233: 베이스 234: 액츄에이터
235: 걸림돌기 236: 이탈방지부재
241: 메인휠 242: 서브휠

Claims (10)

1. 적재공간이 형성된 프레임, 상기 프레임 하부에 배치된 복수 개의 지지바퀴, 및 상기 프레임의 일 측에 형성된 제1커넥터를 포함하는 운반모듈; 및
   상기 제1커넥터에 착탈 가능하게 결합되는 제2커넥터, 상기 제2커넥터가 일 측에 형성된 몸체, 및 상기 몸체의 하부에 배치되며 구동장치에 의해 회전하는 구동바퀴를 포함하여 상기 운반모듈과 착탈이 가능한 구동모듈을 포함하되,
   상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터는 수평방향으로 면대면 접촉하여 상기 구동모듈의 구동력을 상기 운반모듈로 전달하는 판상의 제1접속부 및 제2접속부를 각각 포함하고, 상기 제1커넥터 및 상기 제2커넥터 중 어느 하나는 다른 하나를 향해 중력 반대방향으로 탄성력을 가하여 하중을 분산시키는 탄성지지부를 포함하고,
   상기 탄성지지부는,
   축에 결합되어 상하방향으로 회전하는 회전받침부, 및
   일단부는 상기 회전받침부에 연결되고 타단부는 고정되어, 상기 회전받침부의 변위에 비례하는 토크를 생성하는 탄성부재를 포함하는 분리형운반대차.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제1접속부 및 상기 제2접속부는, 어느 하나가 상기 회전받침부에 형성되어 함께 움직이며, 상기 회전받침부가 다른 하나에 접촉하여 움직임이 제한되면 서로 평행하게 배열되는 분리형운반대차.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1커넥터는 상기 프레임에서 수평방향으로 연장된 연장판과, 상기 연장판에 수직하게 고정된 상기 제1접속부를 포함하고,
   상기 제2커넥터는 상기 몸체에 축결합된 베이스와, 상기 베이스의 일 측에 탄성 결합된 상기 탄성지지부와, 상기 탄성지지부의 상기 회전받침부에 형성된 상기 제2접속부, 및 상기 베이스의 타 측에 연결되어 축을 중심으로 상기 베이스와 상기 탄성지지부를 상하 방향으로 구동하는 액츄에이터를 포함하는 분리형운반대차.
5. 제4항에 있어서, 상기 회전받침부에 상기 제2접속부와 이격되어 돌출되며, 상기 제2접속부와의 사이에 상기 제1접속부를 수용하는 걸림돌기를 더 포함하는 분리형운반대차.
6. 제5항에 있어서, 상기 걸림돌기에 착탈 가능하게 결합되어 상기 제1접속부를 지지하는 이탈방지부재를 더 포함하는 분리형운반대차.
7. 제1항에 있어서, 상기 몸체의 외측에 상기 제2커넥터와 인접하게 배치되어 상기 제1접속부와 구름 접촉하며 상기 제1접속부를 상기 제2접속부로 유도하는 유도롤러를 더 포함하는 분리형운반대차.
8. 제1항에 있어서, 상기 구동바퀴는 상기 몸체에 수직하게 결합된 조향축에 연결되며,
   일단부는 상기 조향축에 고정되고 타단부는 상기 몸체 외측으로 연장되어 상기 구동바퀴를 상기 조향축을 중심으로 회전시키는 방향조정간을 더 포함하는 분리형운반대차.
9. 제1항에 있어서, 상기 운반모듈은,
   상기 프레임에 이동 가능하게 결합되어 상기 적재공간 상에서 움직이는 무빙프레임, 및 상기 무빙프레임에 연결된 그립퍼를 더 포함하는 분리형운반대차.
10. 제1항에 있어서, 상기 몸체의 하부에 상기 구동바퀴와 이격되어 배치되며,
    메인휠과, 상기 메인휠의 외주면을 따라 배열되며 상기 메인휠의 회전방향과 교차하는 방향으로 회전이 가능한 복수 개의 서브휠로 이루어진 복수 개의 보조바퀴를 더 포함하는 분리형운반대차.

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