KR101940196B1

KR101940196B1 - 수동 및 자동 변속이 가능한 원격 무인 방제기 및 이를 위한 원격 조종 시스템

Info

Publication number: KR101940196B1
Application number: KR1020170088148A
Authority: KR
Inventors: 구칠효
Original assignee: 주식회사 바로텍시너지
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-01-18

Abstract

본 발명은 유인 운전하게 되어 있는 차량에 조종간의 기구적 변경 없이 탑재하여 유인 조종에 의한 수동 변속을 방해하지 아니하고, 무인 원격 조종에 의해 자동변속할 시에도 별도의 기구적 변경 없이 수행할 수 있어서, 유인/무인 겸용으로 쉽게 사용할 수 있는 수동 및 자동 변속이 가능한 원격 무인 방제기 및 이를 위한 원격 조종 시스템에 관한 것으로서, 유인 운전 시의 유동을 허용하도록 유격을 둔 가압부로 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12) 및 페달(30, 40, 50)을 유동시킨다.

Description

수동 및 자동 변속이 가능한 원격 무인 방제기 및 이를 위한 원격 조종 시스템{REMOTE UNMANNED SPEED SPRAYER FOR AUTOMATIC AND MANUAL TRANSMISSION, AND REMOTE CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC AND MANUAL TRANSMISSION}

본 발명은 유인 운전하게 되어 있는 차량에 조종간의 기구적 변경 없이 탑재하여 유인 조종에 의한 수동 변속을 방해하지 아니하고, 무인 원격 조종에 의해 자동변속할 시에도 별도의 기구적 변경 없이 수행할 수 있어서, 유인/무인 겸용으로 쉽게 사용할 수 있는 수동 및 자동 변속이 가능한 원격 무인 방제기 및 이를 위한 원격 조종 시스템에 관한 것이다.

현재 농가에는 유농약살포기(일명 SS기)로 불리는 방제기가 다수 보급되어 있으며, 이러한 방제기는 운전자가 직접 탑승하여 조종하게 되어 있다.

그런데, 방제기를 운전하는 데 애로가 많고, 과수원에서 운전할 시의 노지 사지 굴곡에 의한 전복사고 및 인명피해가 해마다 발생하고 있으며, 방제 작업 시에 5~10미터 정도 높이로 농약을 살포하는 데, 이 농약이 운전자에게 고스란히 떨어져 ‘농약비’를 맞으며 방제작업을 하고 있는 실정에 있다.

이러한 실정을 반영하여 운전석에 보호캡을 씌우기도 하지만, 농약비 문제만 해결할 수 있는 한계가 있어서, 최근에는 사고 및 인명피해 문제를 해소하기 위해 무인 전용으로 제작한 방제기 등이 개발되었다.

그런데, 방제기라 하더라도, 이동을 위해 농로뿐만 아니라 도로 주행도 하여야 하므로, 직접 탑승하여 운전하게 할 필요가 있다.

그래서, 유인/무인 겸용 방제기가 요구되고, 기존 방제기를 그대로 사용하는 것이 경제적인 측면에서도 유리하다.

그런데, 대부분 농가에서 사용하는 방제기는 수동변속기를 사용하고 있어서, 수동변속기에 맞게 구성되는 조종간에 적합한 무인화 장비가 요구된다.

또한, 무인화 장비라 하더라도 해체 없이 유인 운전할 수 있고, 재설치 없이 무인 운전할 수 있게 하는 것이 사용하기에 편리하다.

따라서, 수동변속기를 사용하는 기존 사용 중인 방제기에도 쉽게 설치하여서, 도로 또는 농로에서 주행할 때에는 수동으로 변속하며 유인 운전할 수 있게 하고, 과수원 등에서 방제 작업을 할 경우에는 탑승하지 않고 적절한 거리에서 전달하는 지령에 따라 사전 프로그램화한 제어 동작으로 자동 변속하며 조종하게 하되, 유인 운전과 무인 원격운전 사이의 전환을 기구적 변경, 또는 해체/재설치 없이 수행할 수 있는 방제기가 농가 입장에서 필요로 하는 방제기라 할 수 있다.

KR 10-2013-0011166 A 2013.01.30. KR 10-1460991 B1 2014.11.06. KR 10-1661707 B1 2016.09.26.

따라서, 본 발명은 기존 방제기에 쉽게 설치할 수 있고, 유인 운전 시에 방해하지 아니하며, 기구적 결합을 변경하지 아니하더라도 무인 원격운전으로 전환하여 사용하게 한 수동 및 자동 변속이 가능한 원격 무인 방제기 및 이를 위한 원격 조종 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 탑승한 운전자에 의해 유인 운전하게 되어 있는 차량에 탑재되어 변속, 조향, 조속 및 주행 정지시켜 무인 원격운전할 수 있게 하는 차량 탑재 장치(100); 및 차량 탑재 장치(100)를 원격 제어하는 원격 조종기(200)를 포함하는 수동 및 자동 변속을 위한 원격 조종 시스템에 있어서, 상기 차량 탑재 장치(100)는 조향축(20)을 회동시켜 조향하되, 유인 운전 시에 조향축(20)의 회전을 허용하는 조향 모터(130); 유인 운전 시의 유동 방향 및 유동 범위가 정해져 있는 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12) 및 페달(30, 40, 50)을 가동 대상으로 하여 개별적으로 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)로 가압하여 유동 방향으로 움직임으로써 변속, 조속 또는 주행 정지시키되, 유인 운전 시 유동 범위 내의 움직임을 허용하도록 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)와 가동 대상의 가압 부위 사이에 유격을 둔 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160); 및 조향 모터(130) 및 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)를 원격 조종기(200)와의 무선통신으로 받는 지령에 따라 제어하는 컨트롤러(101);를 포함하여 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 유동 범위가 소정의 회전 범위로 한정되어 있는 셀렉트 레버(12)를 유동시키기 위한 셀렉트 액추에이터(120)는 정회전 시에 걸림에 의해 셀렉트 레버(12)를 정회전시키는 가압부(125a)와 역회전 시에 걸림에 의해 셀렉트 레버(12)를 역회전시키는 가압부(125a)를 구비한 회전블록(125)을 셀렉트 레버(12)와 마주하며 회전할 수 있게 하여, 회전블록(125)의 회동으로 셀렉트 레버(12)를 회전시키게 하되, 양측 가압부(125a)와 셀렉트 레버(12) 사이에 유격을 두어서, 유인 운전 시 셀렉트 레버(12)의 회동을 허용한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 시프트 레버(11)를 유동시키기 위한 시프트 액추에이터(110)는 시프트 레버(11)의 변속력을 전방의 변속기에 전달하는 시프트 작동 로드(11c)를 후방으로 연장시킨 형태로 설치한 시프트 링키지(117), 유인 운전 시 시프트 레버(11)의 유동 범위 및 유동 방향에 대응되는 시프트 링키지(117) 단부의 유동 범위 및 유동 방향으로 조성한 장공(116)을 구비하여서 유인 운전 시에 시프트 링키지(117) 단부가 장공(116) 내에서 유동하게 하는 가동블록(115)을 포함하여서, 장공(116) 내면의 양측 끝단을 가압부(116a)로 한 가동블록(115)의 유동으로 시프트 레버(11)를 움직이게 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 장공(116)은 원호형으로 조성하고, 장공(116)의 원호 중심을 회전축(113)으로 하여 가동블록(115)을 회전시킴으로써, 시프트 레버(11)를 움직이게 하고, 상기 시프트 링키지(117)는 중간을 유니버셜 조인트(117b)로 연결한 것으로 한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 페달(30, 40, 50)을 유동시키기 위한 페달 액추에이터(140, 150, 160)는 전후로 직선 운동시키는 로드를 가압부(141a, 151a, 161a)로 하여서, 페달(30, 40, 50)을 차량 전방을 향해 가압부(141a, 151a, 161a)로 밀어낼 수 있게 하고, 유인 운전 시에 페달(30, 40, 50)의 유동 범위에서 벗어나도록 가압부(141a, 151a, 161a)를 후방으로 후퇴시켜 놓는다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수동 및 자동 변속이 가능한 원격 무인 방제기에 있어서, 상기한 원격 조종 시스템의 차량 탑재 장치(100)를 설치하되, 방제장치(3)를 원격 조종기(200)의 지령에 따라 컨트롤러(101)에서 동작 제어하게 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 기존 조종간에 결합하되, 조종간의 유동 범위 내 유동을 허용하여 유인 운전이 가능하고, 무인 원격운전 시에는 가압부로 유동시키므로, 무인화를 위한 장치를 해체, 재설치 등의 변동 없이 사용할 수 있고, 기존 조종간의 구조 변경 없이 쉽게 설치할 수도 있다.

또한, 본 발명은 변속스틱을 유동시키는 것이 아니라 시프트 레버 및 셀렉트 레버를 유동시키게 구성되어서, 설치가 용이할 뿐만 아니라, 유동을 정확하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원격 조종 시스템을 적용한 원격 무인 방제기(1)의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원격 조종 시스템의 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원격 조종 시스템을 설치하기 이전 운전석(2)의 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원격 조종 시스템을 설치한 이후 운전석(2)의 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 조향 모터(130)의 설치 상태도.
도 6은 클러치 페달 액추에이터(140), 브레이크 페달 액추에이터(150) 및 조속 페달 액추에이터(160)의 설치 상태도.
도 7는 도 6의 상태를 다른 각도(정면 사시 각도)에서 본 도면.
도 8은 시프트 액추에이터(110) 및 셀렉트 액추에이터(120)를 변속레버 어셈블리(10)에 설치한 상태도.
도 9는 도 8의 부분 확대도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대해서는 본 발명의 구성요소가 결합되는 부분에 대해서만 간략하게 설명하는 것으로 한다.

도 1의 원격 무인 방제기 사시도 및 도 2의 블록 구성도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원격 조종 시스템은 운전자가 운전석(2)에 탑승하여 변속, 조향, 조속 및 주행 정지하며 운전하게 되어 있고 방제장치(3)도 장착되어 있는 방제기(1)에 탑재하는 차량 탑재 장치(100)와, 변속, 조향, 조속 및 주행 정지를 위한 지령 또는 방제장치(3)의 동작 제어를 위한 지령을 무선 통신으로 차량 탑재 장치(100)에 전송하여 해당 지령을 수행하게 하는 원격 조종기(200)를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 원격 무인 방제기는 차량 탑재 장치(100)를 기존 방제기에 탑재하여서, 원격 조종기(200)에 의해 조종할 수 있게 한다.

상기 차량 탑재 장치(100)는 운전석(2)의 조종간을 유동시키게 되어 있되, 운전석(2)에 탑승한 운전자에 의한 유인 운전 시에 운전자에 의한 유동을 허용함으로써, 탑승한 운전자에 의한 유인 운전과 원격 조종기(200)를 이용한 무인 원격운전 사이의 전환을 기구적 연결 방식의 변환 없이 가능하게 한다.

여기서, 운전석(2)의 조종간은 변속스틱(11a), 조향 핸들(22) 및 각종 페달(30, 40, 50)을 포함하지만, 본 발명에 따르면, 변속스틱(11a)에 의한 변속에 대해서는 변속스틱(11a)에 의해 유동하는 시프트 레버(11)와 셀렉트 레버(12)를 가동 대상으로 하고, 조향 핸들(22)에 의한 조향에 대해서는 조향축(20)과 연결되어 조향 방향으로 회전하는 조향축(20)을 가동 대상으로 하고, 각종 페달(30, 40, 50)에 의한 클러치, 조속 및 주행 정지에 대해서는 그 페달(30, 40, 50)을 가동 대상으로 하여서 가동 대상을 지령에 따라 개별적으로 유동시킨다.

본 발명의 실시 예에서는 각종 페달(30, 40, 50)이 클러지 페달(30), 2개의 브레이트 페달(40) 및 조속 페달(50)로 구성된다.

이를 위한 상기 차량 탑재 장치(100)는 조향 모터(130)와, 조향 모터(130)를 제외한 나머지 조종간마다 하나씩 설치되는 각종 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)와, 조향 모터(130), 각종 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160) 및 방제장치(3)를 개별적으로 구동시키기 위해 각종 드라이버 또는 스위치로 구성되는 릴레이부(103)와, 원격 조종기(200)와 무선 통신하기 위한 무선 통신모듈(102)과, 방제기(1) 내의 배터리로부터 전력을 공급받아 컨트롤러(101), 릴레이부(103) 등의 차량 탑재 장치(100) 구성요소에 제공하는 전원부(104)와, 원격 조종기(200)와의 무선 통신을 통해 전달받는 지령에 따라 릴레이부(103)를 제어하여 조향 모터(20), 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160) 및 방제장치(3)를 구동시키는 컨트롤러(101)를 포함하여 구성된다.

가동 대상 중에 조향축(20)은 360°이상의 회전각을 유동 범위로 하므로, 유동 범위를 한정하기에 곤란하다.

이에, 상기 조향 모터(130)는 조향축(20)을 회동시켜 조향하되, 유인 운전 시에는 조향축(20)의 회전을 허용함으로써, 유인 운전 및 무인 원격운전 모두를 가능하게 한다.

조향축(20)을 제외한 나머지 가동 대상인 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12) 및 각종 페달(30, 40, 50)은 유인 운전 시의 유동 방향 및 유동 범위가 한정되어 있다.

이에, 상기 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)는 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12) 및 각종 페달(30, 40, 50)로 이루어지는 가동 대상에 각각 하나씩 기구적으로 결합시켜 가동 대상을 개별적으로 유동시키고 운전에 따라 복수의 가동 대상을 상호 연계하여 유동시키기 위한 구성요소로서, 유동 방향을 향해 가동 대상을 가압하여 유동시킴으로써 변속, 조속 또는 주행 정지시키는 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)를 구비하되, 유인 운전 시 유동 범위 내의 움직임을 허용하도록 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)와 가동 대상의 가압 부위 사이에 유격이 있도록 가동 대상에 기구적으로 결합된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 방제기(1) 운전석(2)의 페달(30, 40, 50)은 클러치 페달(30), 브레이크 페달(40) 및 조속 페달(50)로 이루어지므로, 상기 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)는 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12), 클러치 페달(30), 브레이크 페달(40) 및 조속 페달(50)과 일대일로 매칭되게 설치하는 시프트 액추에이터(110), 셀렉트 액추에이터(120), 클러치 페달 액추에이터(140), 브레이크 페달 액추에이터(150) 및 조속 페달 액추에이터(160)로 이루어진다.

그리고, 상기 조향 모터(130) 및 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)는 각각 가동 대상의 유동 위치를 감지하는 센서를 구비하여서, 센서로 감지한 유동 위치에 따라 유동을 정밀 제어할 수 있게 한다.

상기 조향 모터(130) 및 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)의 구체적인 기구적 설치에 대해서는 하기에서 도면을 참조하며 상세하게 설명한다.

상기 릴레이부(103)는 조향 모터(130) 및 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)의 가동 및 유동량(유동 거리 또는 유동 회전각)을 조절하는 통상적인 드라이버와, 방제장치(3)의 동작 제어를 위한 스위치(또는 릴레이)를 포함한다.

여기서, 방제장치(3)는 유농약 살포기(speed sprayer)일 수 있으며, 상기 릴레이부(103)에 의해서 방제 ON/OFF, 방제량 조절, 방제방향 조절 등을 할 수 있다.

이러한 방제장치(3)는 본 발명이 속한 기술분야에서 공지된 기술이므로, 상세 설명을 생략한다.

상기 무선 통신모듈(102)은 방제기의 다양한 사용 환경에서 본 발명을 사용할 수 있도록 적어도 100m 이상의 무선 통신이 가능한 모듈로 구성하는 것이 좋다.

상기 컨트롤러(101)는 무선 통신모듈(102)을 통해 원격 조종기(200)와 통신 연결되어, 원격 조종기(200)의 지령에 따라 릴레이부(103)를 제어함으로써, 변속, 조향, 조속 및 주행 정지를 포함하는 조종과, 방제장치(3)의 가동을 원격으로 수행할 수 있게 한다.

여기서, 상기 컨트롤러(101)는 원격 조종기(200)의 지령에 따라 무인 원격운전을 종료하는 순간에, 상기 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)를 각각 중립 위치에 놓이도록 제어하여서, 이후의 유인 운전을 허용하게 하는 것이 바람직하다.

이때의 중립 위치는 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)를 가동 대상의 유동 범위에서 벗어난 위치에 놓이게 하여서, 유인 운전에 의해 가동 대상의 유동을 방해하지 아니하게 하는 것이다.

또한, 상기 컨트롤러(101)는 지령에 따라 제어 동작을 수행할 시에 사전에 프로그램화한 플로우차트에 따라 제어 동작을 수행하게 하는 것이 좋다. 예를 들어, 엔진 꺼짐 현상을 방지하기 위해서 브레이크 페달 액추에이터(150)와 클러치 페달 액추에이터(140) 사이의 제어 동작 시간 간격을 적절하게 두는 것이다.

도면에는 도시하지 아니하였지만, 상기 컨트롤러(101) 및 릴레이부(103)는 차량의 엔진 시동 및 엔진 정지를 할 수 있게 하는 것이 좋다.

상기 원격 조종기(200)는 방제기(1)를 무인 원격제어하는 종래 기술처럼 조향 및 변속 조종하기 위한 조이스틱, 시동 및 정지를 위한 버튼, 방제장치(3)의 제어를 위한 버튼, 등으로 이루어지는 조작부를 구비하여 조작부의 조작에 따라 지령을 차량 탑재 장치(100)에 송신한다.

한편, 도면에는 도시하지 아니하였지만, 차량 탑재 장치(100)는 적어도 차량 전방을 촬영하는 카메라를 구비하여서, 무인 원격운전할 시에 카메라 영상을 원격 조종기(200)에 실시간 전송하고, 원격 조종기(200)는 모니터를 통해 그 영상을 보여주게 하는 것이 좋다.

<운전석 조종간>

조향 장치(130)와 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)의 차량 내 탑재 위치 및 탑재 방법에 대해 설명하기에 앞서서 본 발명의 실시 예에 따라 적용한 방제기(1)의 운전석(2) 조종간에 대해서 도 3을 참조하며 간략하게 설명한다.

조향 핸들(22)은 조향축(20)에 고정되어 있어서, 조향 핸들(22)을 회전시키면 회전력이 조향축(20)에 의해 전달되며, 이때의 조향축(20)은 조향 컬럼(21)를 관통하게 되어 있다.

이러한 조향축(20)은 정역 회전 방향을 유동 방향으로 하고, 그 유동 범위는 일반적으로 360°보다 크게 되어 있다.

운전석의 바닥에는 클러치 페달(30), 브레이크 페달(40) 및 조속 페달(50)이 있다. 방제기의 경우는 도시한 바에서 알 수 있듯이 좌측 바퀴와 우측 바퀴를 개별적으로 정지시키도록 2개의 브레이크 페달(40)을 사용한다.

여기서, 클러치 페달(30) 및 2개의 브레이크 페달(40)은 각각 회전 가능하게 지지되는 하단과 발로 밟는 패드가 준비된 상단에 비해 중간 부위가 전방으로 돌출되도록 완만한 곡선을 그린다.

조속 페달(50)은 2개의 브레이크 페달(40)이 있는 위치에서 벗어나 있게 하기 위해서, 이단 꺾인 봉의 형태로 되어 있다.

이러한, 클러치 페달(30), 브레이크 페달(40) 및 조속 페달(50)은 상단의 패드를 전방을 향해 발로 눌러 하단 회전축을 기준으로 전방으로 기울이는 방향을 유동 방향으로 하고, 발을 떼면 원 위치로 돌아오므로, 유동 범위는 원 위치에서 최대로 기울인 위치까지이다.

변속레버 어셈블리(10)는 상단의 노브(11d)를 손으로 잡고 전후로의 시프트 조작 및 좌우로의 셀렉트 조작을 하게 되어 있는 변속스틱(11a)의 유동을 수동변속기에 전달하여 변속하는 장치이다.

구체적으로서, 변속스틱(11a)의 하단은 구형 힌지(11e)에 지지되어 시프트 조작 및 셀렉트 조작을 가능하게 하며, 셀렉트 조작 방향으로 돌출된 회전축(11b)이 시프트 조작의 회전축이 되면서, 셀렉트 조작 시에 셀렉트 레버(12)를 회동시키게 한다.

그리고, 변속스틱(11a)의 회전축(11b) 아래로 연장된 시프트 레버(11)가 구비되고, 시프트 조작에 의해 회전축(11b)을 축으로 유동하는 시프르 레버(11)가 변속기(미도시)에 연결된 시프트 작동 로드(11c)를 당기거나 밀어내어서, 시프트 조작에 따른 변속력을 변속기에 전달한다.

여기서, 시프트 레버(11)는 회동하긴 하지만 전후로의 이동을 유동 방향이라 할 수 있고, 유동 범위는 시프트 조작에 의한 회동 범위에 대응되는 범위로 제한된다.

셀렉트 레버(12)는 변속스틱(11a)의 회전축(11b)과 평행하게 구비된 회전축(12a)을 축으로 회전하게 되어 있되, 변속스틱(11a)의 회전축(11b) 단부가 여유있게 끼워져서 셀렉트 조작에 따라 회전축(11b) 단부가 상하로 유동할 시에 끼워진 상태를 유지하게 한 힌지 파이프(12b)를 회전축(12a)과 이격된 전방 위치에 마련되어 있다. 아울러 셀렉트 레버(12)에는 변속기에 연결된 셀렉트 작동 로드(12c)가 회전축(12a)과 이격된 하측 위치에 연결되어 있다.

이에, 셀렉트 조작에 의해 변속스틱(11a)의 회전축(11b) 단부가 상하로 움직임에 따라 셀렉트 레버(12)는 회동하고, 이때의 회동으로 셀렉트 작동 로드(12c)를 밀거나 당겨서, 셀렉트 조작에 따른 변속력을 변속기에 전달한다. 그리고, 셀렉트 레버(12)의 회동 방식 유동에 대해 중립 위치로 복원시키는 힘을 가하는 리턴 스프링(12d)이 장착되어 있다.

이러한 셀렉트 레버(12)는 회전축(12a)을 중심으로 한 정역 회전 방향을 유동 방향으로 하고, 유동 범위는 변속스틱(11a)의 회전축(11b) 단부의 상하 이동 범위에 대응되는 만큼 제한된다.

그리고, 셀렉트 레버(12)는 도시한 바와 같이 회전축(12a)이 조성된 중심부, 힌지 파이프(12b)가 조성된 전방 및 셀렉트 작동 로드(12c)를 연결한 하측 부위를 갖도록 거의 'ㄱ'자 형태로 구성한다. 이러한 형상에 의해서, 후술하는 바와 같이 'ㄱ'자의 상측 변 및 후방측 변을 가압부로 가압하며 유동 방향을 따라 회전시켜 유동시킬 수 있다.

한편, 구형 힌지(11e)를 회동 가능하게 지지하고, 셀렉트 레버(12)의 회전축(12a)을 지지하고, 변속스틱(11a)을 가이드하는 하우징 등 변속레버 어셈블리(10)의 나머지 구성요소는 도면에 도시하지 아니하였으며, 이는 공지의 구성요소이기도 하고, 본 발명에서 가동 대상으로 삼은 시프트 레버(11) 및 셀렉트 레버(12)를 보다 자세히 설명하기 위함임을 유의하며 도면을 참조하여야 한다.

<기구적 결합>

이하, 차량 탑재 장치(100) 중에 운전석(2) 조종간에 설치하는 구성요소를 설명한다.

도 4를 참조하면, 상기와 같이 운전석(1)에 설치되어는 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12), 조향축(20), 클러치 페달(30), 브레이크 페달(40) 및 조속 페달(50)을 유동을 가하기 위한 가동 대상으로 삼되, 가동 대상의 유동 특성에 맞게 유인 운전 시의 유동 범위 내 유동을 보장하게 하며, 이를 위해서, 시프트 레버(11)에는 시프트 액추에이터(110)를, 셀렉트 레버(12)에는 셀렉트 액추에이터(120)를, 조향축(20)에는 조향 모터(130)를, 클러치 페달(30)에는 클러치 페달 액추에이터(140)를, 브레이트 페달(40)에는 브레이크 페달 액추에이터(150)를, 조속 페달(50)에는 조속 페달 액추에이터(160)를 설치한다.

도 5를 참조하면, 조향 모터(130)는 조향축(20)을 관통시키며 회전 가능하게 지지하는 조향 컬럼(21)의 외주면에 브라켓(134)을 이용하여 고정하되, 회전축이 조향축(20)과 평행하게 하고, 조향축(20) 중에 조향 핸들(22)이 고정되는 상단 노출 부위를 회전축의 단부와 마주하게 한다. 그리고, 조향 모터(130)의 회전축 단부에 가동 풀리(131)를 고정하고, 조향축(20)의 상단 노출 부위을 감싸며 고정되는 종동 풀리(133)를 설치하여서, 조향 모터(130)에 의해 회전하는 가동 풀리(131)의 회전력을 벨트(132)로 종동 풀리(133)에 전달하여 조향축(123)을 회전시킨다.

이때의 조향 모터(130)는 BLDC 모터로 구성할 수 있으며, 이 경우에 BLDC 모터에 구비된 회전자 위치 검출 센서를 활용하여 조향 각 조절에 이용할 수 있고, 아니면, 조향 모터(130) 회전축의 위치 검출을 위한 센서(예를 들면 포텐셔미터)를 추가하여도 좋다.

이러한 조향 모터(130)는 유인 운전 시에는 가동하지 아니하여, 조향축(20)의 회전을 허용하며, 이에, 유인 운전 시에 방해되지 아니한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 가압 대상인 클러치 페달(30), 브레이크 페달(40) 및 조속 페달(50)을 각각 독립적으로 유동시키기 위한 클러치 페달 액추에이터(140), 브레이크 페달 액추에이터(150) 및 조속 페달 액추에이터(160)는 모터(142, 152, 162)의 회전력을 실린더(141, 151, 161)의 직선 운동으로 변환시켜 로드를 전후진 시키는 리니어 액추에이터로 구성되며, 이때의 로드를 가압부(141a, 151a, 161a)로 하여 가압 대상을 차량 전방을 향해 밀어낼 수 있게 하고, 유인 운전 시에는 유동 범위에서 벗어나도록 후방으로 후퇴시켜 놓게 되어 있다.

이러한 가압부(141a, 151a, 161a)는 단부에 롤러(141b, 151b, 161b)를 장착하여서, 전진시킬 시에 닿는 곡면을 따라 굴러가게 하며, 이에, 마찰 및 마모를 줄일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예를 적용한 방제기(1)는 조속 페달(50)이 이단으로 꺾인 봉 형태로 되어 있으므로, 클러치 페달(30) 또는 브레이크 페달(40)처럼 전방으로 만곡된 원호형 로드(164)를 구비한 파지 블록(163)을 조속 페달(50)에 장착하여서, 원호형 로드(164)를 가압부(161a)로 밀어내게 한다.

또한, 브레이크 페달 액추에이터(151)는 가압부(151a)에 2개의 롤러(151b)를 설치하여서, 2개 브레이크 페달(40)을 한번에 동시 유동시키게 되어 있으나, 2개 브레이크 페달(40)을 개별적으로 유동시키도록 2개를 설치하여도 좋다.

리니어 액추에이터의 경우에, 로드의 전후진 위치를 감지하게 되어 있으므로, 이때 감지되는 위치에 따라 컨트롤러(101)에서 제어하게 하고, 만약, 전후진 위치 감지 센서가 없는 것이라면 별도로 설치하여야 한다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 유인 운전할 시에 운전자가 수동 변속하게 하면서, 무인 원격운전할 시에 지령에 따라 프로그램화한 제어 동작을 수행하여 자동 변속하게 하는 시프트 액추레이터(110) 및 셀렉트 액추에이터(120)에 대해 설명한다.

셀렉트 액추에이터(120)는 감속기(122)로 감속한 정역 모터(121)의 회전력으로 회전블록(125)을 회전시켜서, 셀렉트 레버(12)를 유동시키게 되어 있다.

구체적으로는, 회전블록(125)은 회전축(12a, 123)이 동일 선상에 놓이도록 셀렉트 레버(12)와 간격을 두고 마주하게 장착하고, 회전블록(125)에는 정회전 시에 셀렉트 레버(12)의 어느 한 변에 걸려 셀렉트 레버(12)를 정회전시키는 가압부(125a)와 역회전 시에 셀렉트 레버(12)의 다른 한 변에 걸려 셀렉트 레버(12)를 역회전시키는 가압부(125a)를 조성하여서, 셀렉트 레버(12)를 가압부(125a)를 이용하여 유동시킬 수 있게 한다. 앞서 살펴본 바와 같이, 셀렉트 레버(12)는 상변과 후방측 측변을 갖는 'ㄱ'자 형상이므로, 상변 및 측변과 개별적으로 마주하는 2개의 가압부(125a)를 유격을 두며 상변 및 측변을 감싸도록 회전블록(125)에 돌출 성형하면 된다.

여기서, 셀렉트 레버(12)는 유인 운전 시에 한정된 소정의 유동 범위(회전 범위) 내에서 회동하게 되어 있으므로, 회전블록(125)의 양측 가압부(125a)는 유동 범위에서 벗어나 있도록 각각 셀렉트 레버(12)와의 사이에 유격을 두어서, 유인 운전 시 회동하는 셀렉트 레버(12)와 닿지 아니하게 한다. 이에, 유인 운전 시에 셀렉트 레버(12)의 회동을 방해하지 아니하고 허용한다.

또한, 회전블록(125)의 회전 위치를 검출하는 포센셔미터(124)를 장착하였다.

이에 따라, 컨트롤러(101)는 무인 원격운전 시에 셀렉트 조작 관련 지령에 따라 모터(121)를 가동하여 회전블록(125)을 정회전 아니면 역회전시키되, 회전블록(125)의 회전 위치에 따라 회전블록(125)의 회전각을 조절하여서, 셀렉트 레버(12)의 유동시켜 셀렉트 조작을 할 수 있다. 물론, 무인 원격운전을 종료할 시에는 중립 위치, 즉, 상기한 바와 같이 유인 운전 시 셀렉트 레버(12)의 유동을 허용하는 위치로 회전블록(125)의 회전 위치를 조절한다.

컨트롤러(101)에 의해 셀렉트 조작할 시에는, 정회전이든 역회전이든 회전블록(125)을 회전시켜 가압부(125a)를 셀렉트 레버(12)에 닿게 하고, 이후, 셀렉트 조작에 필요한 만큼의 각도로 더 회전시키는 방식으로 이루어진다.

시프트 액추에이터(110)는 시프트 레버(11)의 시프트 변속력을 전방의 변속기(미도시)에 전달하는 시프트 작동 로드(11c)를 후방으로 연장시킨 형태로 설치한 시프트 링키지(117), 유인 운전 시 시프트 레버(11)의 유동 범위 및 유동 방향에 대응되는 시프트 링키지(117) 단부의 유동 범위 및 유동 방향으로 조성한 장공(116)을 구비하여서 유인 운전 시에 시프트 링키지(117) 단부가 장공(116) 내에서 유동하게 하는 가동블록(115), 및 가동블록(115)을 시프트 레버(11)의 유동 방향에 대응되는 방향으로 유동시킴으로써 장공(116) 내면의 양 끝단을 가압부(116a)로 하여 시프트 조작하게 하는 가동 수단을 포함한다.

시프트 링키지(117) 단부에는 시프트 링키지(117)에 수직인 방향으로 핀(117a)을 체결하여 핀(117a)이 장공(116) 내에서 유동하게 하였다.

그리고, 시프트 링키지(117)는 시프트 조작뿐만 아니라 셀렉트 조작에 의해서도 유동하게 되므로, 전후로 분리된 링키지 사이를 유니버셜 조인트(117b)로 연결한 것으로 하였다.

여기서, 장공(116)은 전후로 길게 조성하고, 가동블록(115)을 가동 수단으로 전후 이동시키게 하여도 좋으나, 이 경우에 가동 수단의 부피가 커진다.

이에, 본 발명의 실시 예에서는 장공(116)을 원호형으로 조성하고, 장공(116)의 원호 중심에 회전축(113)을 형성한 가동블록(115)을 사용함으로써, 가동블록(115)을 가동 수단으로 회전시키게 하였다.

그리고, 가동 수단은 감속기(112)로 감속한 정역 모터(111)의 회전력으로 가동블록(115)의 회전축(113)을 회전시키게 하여서, 가압부(116a)의 가압에 의한 시프트 링키지(117)의 움직임으로 시프트 레버(11)를 유동시켜 시프트 조작하게 하였다.

또한, 회전축(113)의 회전 위치를 포텐셔미터(114)로 감지하게 하여서, 컨트롤러(101)에서 포텐셔미터(114)의 신호에 따라 모터(111)의 정역 회전각을 조절하게 하였다.

유인 운전 시의 중립 위치는 시프트 링키지(117)의 핀(11)이 장공(116) 내에서 자유롭게 움직이게 하는 위치, 즉, 시프트 레버(11)의 유동 범위 내 유동을 보장하는 위치이고, 모터(111)를 이용하여 무인 원격운전할 시에는 장공(116)의 끝단에 핀(117a)이 걸릴 때까지 가동블록(115)을 회전시킨 이후 시프트 조작량에 대응하는 회전각만큼 더 회전시키는 방식으로 한다.

상기한 바와 같이 운전석(2)의 조종간에 시프트 액추에이터(110), 셀렉트 액추에이터(120), 조향 모터(130), 클러치 페달 액추에이터(140), 브레이크 페달 액추에이터(150) 및 조속 페달 액추에이터(160)를 설치하고, 컨트롤러(101)에 의해 제어되게 함은 물론이고, 방제장치(3)도 컨트롤러(101)에 의해 제어되게 함으로써, 컨트롤러(101)는 원격 조종기(200)의 지령에 따라 무인 원격운전을 위한 제어 동작을 수행할 수 있다.

무인 원격운전을 위한 제어 동작은 시동, 변속, 조향, 조속, 주행 정지(또는 정차), 방제, 엔진 정지 등의 조종을 위한 것이다.

본 발명은 변속, 조향, 조속 및 주행 정지의 조종을 위해서 운전자가 직접 탑승하여 운전할 때와 실질적으로 동일하게 조종간을 유동시키게 구성되므로, 통상적인 운전자 운전 방식을 따르도록 제어 동작을 위한 프로그램을 작성하여 컨트롤러에서 실행되게 할 수 있다.

다만, 본 발명에 따르면, 차량 탑재 장치(100)의 각종 액추에이터(110)가 유인 운전을 허용하는 중립 위치로 제어되는 점, 무인 원격운전 시에는 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)를 가압 대상의 유동 방향 연장선을 따라 유동 범위 이상으로 유동시키는 점, 유인 운전에서 무인 원격운전으로 전환할 때와 무인 원격운전에서 유인 운전으로 전환할 때에 기구적 결합을 변경할 필요 없다는 점, 및 기존 방제기(1)의 운전석(2) 조종간을 구조 변경 없이 설치할 수 있다는 점에서 차이가 있다.

1 : 방제기 2 : 운전석 3 : 방제장치
10 : 변속레버 어셈블리
11 : 시프트 레버 11a : 변속스틱 11b : 회전축
11c : 시프트 작동 로드 11d : 노브 11e : 구형 힌지
12 : 셀렉트 레버 12a : 회전축 12b : 힌지 파이프
12c : 셀렉트 작동 로드 12d : 리턴 스프링
20 : 조향축 21 : 조향 컬럼 22 : 조향 핸들
30 : 클러치 페달 40 : 브레이크 페달 50 : 조속 페달
100 : 차량 탑재 장치
101 : 컨트롤러 102 : 무선통신모듈 103 : 릴레이부
104 : 전원부
110 : 시프트 액추에이터 111 : 모터 112 : 감속기
113 : 회전축 114 : 포텐셔미터 115 : 가동블록
116 : 장공 116a : 가압부 117 : 시프트 링키지
117a : 핀 117b : 유니버셜 조인트
120 : 셀렉트 액추에이터 121 : 모터 122 : 감속기
123 : 회전축 124 : 포텐셔미터 125 : 회전블록
125a : 가압부
130 : 조향 모터 131 : 구동 풀리 132 : 벨트
133 : 종동 플리 134 : 브라켓
140 : 클러치 페달 액추에이터 141 : 실린더 141a : 가압부
141b : 롤러 142 : 모터
150 : 브레이크 페달 액추에이터 151 : 실린더 151a : 가압부
151b : 롤러 152 : 모터
160 : 조속 페달 액추에이터 161 : 실린더 161a : 가압부
161b : 롤러 162 : 모터
163 : 파지 블록 164 : 원호형 로드
200 : 원격 조종기

Claims

탑승한 운전자에 의해 유인 운전하게 되어 있는 차량에 탑재되어 변속, 조향, 조속 및 주행 정지시켜 무인 원격운전할 수 있게 하는 차량 탑재 장치(100); 및 차량 탑재 장치(100)를 원격 제어하는 원격 조종기(200)를 포함하는 수동 및 자동 변속을 위한 원격 조종 시스템에 있어서,
상기 차량 탑재 장치(100)는
조향축(20)을 회동시켜 조향하되, 유인 운전 시에 조향축(20)의 회전을 허용하는 조향 모터(130);
유인 운전 시의 유동 방향 및 유동 범위가 정해져 있는 시프트 레버(11), 셀렉트 레버(12) 및 페달(30, 40, 50)을 가동 대상으로 하여 개별적으로 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)로 가압하여 유동 방향으로 움직임으로써 변속, 조속 또는 주행 정지시키되, 유인 운전 시 유동 범위 내의 움직임을 허용하도록 가압부(116a, 125a, 141a, 151a, 161a)와 가동 대상의 가압 부위 사이에 유격을 둔 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160); 및
조향 모터(130) 및 액추에이터(110, 120, 140, 150, 160)를 원격 조종기(200)와의 무선통신으로 받는 지령에 따라 제어하는 컨트롤러(101);
를 포함하여 구성되되,
시프트 레버(11)를 유동시키기 위한 시프트 액추에이터(110)는
시프트 레버(11)의 변속력을 전방의 변속기에 전달하는 시프트 작동 로드(11c)를 후방으로 연장시킨 형태로 설치한 시프트 링키지(117), 유인 운전 시 시프트 레버(11)의 유동 범위 및 유동 방향에 대응되는 시프트 링키지(117) 단부의 유동 범위 및 유동 방향으로 조성한 장공(116)을 구비하여서 유인 운전 시에 시프트 링키지(117) 단부가 장공(116) 내에서 유동하게 하는 가동블록(115)을 포함하여서, 장공(116) 내면의 양측 끝단을 가압부(116a)로 한 가동블록(115)의 유동으로 시프트 레버(11)를 움직이게 한
수동 및 자동 변속을 위한 원격 조종 시스템.
제 1항에 있어서,
유동 범위가 소정의 회전 범위로 한정되어 있는 셀렉트 레버(12)를 유동시키기 위한 셀렉트 액추에이터(120)는
정회전 시에 걸림에 의해 셀렉트 레버(12)를 정회전시키는 가압부(125a)와 역회전 시에 걸림에 의해 셀렉트 레버(12)를 역회전시키는 가압부(125a)를 구비한 회전블록(125)을 셀렉트 레버(12)와 마주하며 회전할 수 있게 하여, 회전블록(125)의 회동으로 셀렉트 레버(12)를 회전시키게 하되, 양측 가압부(125a)와 셀렉트 레버(12) 사이에 유격을 두어서, 유인 운전 시 셀렉트 레버(12)의 회동을 허용하는
수동 및 자동 변속을 위한 원격 조종 시스템.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 장공(116)은 원호형으로 조성하고, 장공(116)의 원호 중심을 회전축(113)으로 하여 가동블록(115)을 회전시킴으로써, 시프트 레버(11)를 움직이게 하고,
상기 시프트 링키지(117)는 중간을 유니버셜 조인트(117b)로 연결한 것으로 하는
수동 및 자동 변속을 위한 원격 조종 시스템.
제 1항에 있어서,
페달(30, 40, 50)을 유동시키기 위한 페달 액추에이터(140, 150, 160)는
전후로 직선 운동시키는 로드를 가압부(141a, 151a, 161a)로 하여서, 페달(30, 40, 50)을 차량 전방을 향해 가압부(141a, 151a, 161a)로 밀어낼 수 있게 하고, 유인 운전 시에 페달(30, 40, 50)의 유동 범위에서 벗어나도록 가압부(141a, 151a, 161a)를 후방으로 후퇴시켜 놓는
수동 및 자동 변속을 위한 원격 조종 시스템.
제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중에 어느 하나의 항에 기재된 원격 조종 시스템의 차량 탑재 장치(100)를 설치하되, 방제장치(3)를 원격 조종기(200)의 지령에 따라 컨트롤러(101)에서 동작 제어하게 한 원격 무인 방제기.