KR102080106B1 - The apparatus of controlling the magnetic attractive force of a pair of magnetic wheels using single permanent magnet - Google Patents

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노명규
권은상
박영우
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for controlling magnetic attachment force of a pair of magnetic wheels using a single permanent magnet, capable of increasing the degree of freedom in traveling of a mobile robot by adjusting the magnetic attachment force on the wheel of the mobile robot. According to the present invention, the apparatus for controlling magnetic attachment force of a pair of magnetic wheels using a single permanent magnet comprises: a left wheel shaft; a right wheel shaft; a bar-type permanent magnet; a permanent magnet fixing shaft; and a magnetic attachment force control means.

Description

단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치{The apparatus of controlling the magnetic attractive force of a pair of magnetic wheels using single permanent magnet}The apparatus of controlling the magnetic attractive force of a pair of magnetic wheels using single permanent magnet}

본 발명은 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자기력에 의해 강자성체로 제작된 구조물 위에 부착되어 이동되는 이동 로봇에 있어서, 상기 이동 로봇에 장착된 바퀴의 자력 세기를 조정할 수 있도록 하여 이동 로봇의 자기 부착력을 조정할 수 있는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for controlling a magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet, and more particularly, in a mobile robot that is attached and moved on a structure made of a ferromagnetic material by magnetic force, the movement The present invention relates to a device for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels by using a single permanent magnet that can adjust the magnetic force of the wheel mounted on the robot to adjust the magnetic attachment force of the mobile robot.

일반적으로, 공간 상의 제약이나 안전 문제로 사람이 접근하기 어려운 공간에서의 작업은 이동 로봇을 통해 이루어진다.In general, work in a space that is difficult for a person to access due to space limitations or safety problems is performed by a mobile robot.

예를 들어, 원자력 발전소의 파이프를 검사하거나 핵연료 사용후 폐핵연료를 저장하는 건식 저장고의 결함을 검사할 때 이동 로봇이 유일한 방법이다.For example, mobile robots are the only way to inspect pipes in nuclear power plants or defects in dry silos that store spent fuel.

이러한 경우 이동 로봇은 수직 벽이나 경사진 벽에 부착된 상태에서 이동해야 하는데, 상기 이동 로봇이 수직 벽이나 경사진 벽에 부착되는 방법으로는 자석의 힘이나 공기 흡입력을 이용한다.In this case, the mobile robot must move while attached to the vertical wall or the inclined wall. The mobile robot is attached to the vertical wall or the inclined wall by using magnet force or air suction force.

현재까지 부착면이 강자성체로 이루어지고, 부착면이 매끄럽지 못한 경우 자석 바퀴를 이용한 이동 로봇이 사용되었다.To date, when the attachment surface is made of ferromagnetic material and the attachment surface is not smooth, a mobile robot using magnetic wheels has been used.

하지만, 기존의 자석 바퀴를 이용한 이동 로봇은 자석 바퀴의 자력 세기가 항상 일정하기 때문에 이동 경로가 복잡하거나 부착면이 굴곡진 경우 주행에 대한 자유도가 떨어진다는 문제점이 있었다.However, the conventional mobile robot using a magnetic wheel has a problem in that the magnetic force of the magnetic wheel is always constant, so the freedom of driving is reduced when the moving path is complicated or the attachment surface is curved.

한편, 본 발명의 선행 기술로는 특허등록번호 "10-1916477"호의 "선체 외벽 자율 주행 장치"가 출원되어 등록되었는데, 상기 선체 외벽 자율 주행 장치는 한 쌍의 바퀴와 상기 한 쌍의 바퀴를 구동시키는 모터를 포함하는 몸체부와; 부착면에 대하여 이격되게 상기 몸체부에 설치되되 자력이 형성되는 제1 자력부재, 자력이 형성되며 상기 제1 자력부재와 동일한 극이 서로 마주하거나 어긋나게 대향하는 제2 자력부재, 상기 제1 자력부재에 대하여 상기 제2 자력부재의 보기 방향을 변경시키도록 상기 제2 자력부재에 연결되는 스위치부재를 포함하며, 상기 몸체부에 마련되는 스위치자석부를 더 포함하며, 상기 제1 자력부재와 상기 제2 자력부재는 상기 한 쌍의 바퀴 사이에 위치한다.On the other hand, the prior art of the present invention has been filed and registered a "vessel outer wall autonomous driving device" of the patent registration number "10-1916477", the hull outer wall autonomous driving device to drive a pair of wheels and a pair of wheels A body portion including a motor to make a; A first magnetic member installed on the body part spaced apart from an attachment surface, the first magnetic member having a magnetic force formed therein, and a second magnetic force member having magnetic poles facing and shifted opposite to the same pole as the first magnetic member, the first magnetic member And a switch member connected to the second magnetic force member to change the viewing direction of the second magnetic force member with respect to the second magnetic force member, and further comprising a switch magnet provided on the body portion, wherein the first magnetic force member and the second magnetic force member are provided. The magnetic member is located between the pair of wheels.

대한민국 특허등록번호 "10-0599402" (2006.07.10)Republic of Korea patent registration number "10-0599402" (2006.07.10) 대한민국 특허등록번호 "10-1243599" (2013.03.20)Republic of Korea patent registration number "10-1243599" (2013.03.20) 대한민국 특허등록번호 "10-1916477" (2018.11.07)Korea Patent Registration No. "10-1916477" (2018.11.07)

이에 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이동 로봇의 바퀴에 대한 자기 부착력을 조정하여 이동 로봇의 주행 자유도를 증가시킬 수 있는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a device for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels by using a single permanent magnet that can increase the driving freedom of the mobile robot by adjusting the magnetic attachment force to the wheel of the mobile robot. It is an object of the present invention to provide.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이동 로봇의 바퀴 크기는 보다 작게 줄일 수 있으면서, 바퀴의 자력 세기는 강하거나 약하게 조정할 수 있도록 하여 이동 로봇의 크기를 줄일 수 있는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to use a pair of permanent magnets that can reduce the size of the mobile robot by reducing the wheel size of the mobile robot to be able to reduce the size of the mobile robot to be stronger or weaker It is to provide a device for controlling the magnetic adhesion of the magnet wheel.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 이동 로봇을 강자성체로 제작된 구조물에 부착시킬 때 이동 로봇의 과도한 부착력에 의해 바퀴와 맞닿는 구조물 표면이 손상됨을 방지할 수 있는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is a pair of magnets using a single permanent magnet to prevent damage to the structure surface contacting the wheel due to excessive attachment force of the mobile robot when attaching the mobile robot to the structure made of ferromagnetic material It is to provide a device for controlling the magnetic adhesion of the wheel.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치는 바퀴의 자기 부착력을 이용하여 강자성체로 제작된 구조물에 부착되어 이동하는 2쌍 이상의 좌·우측 바퀴를 갖춘 이동 로봇의 바퀴에 대한 자기 부착력을 제어하는 장치에 있어서, 상기 자기 부착력을 제어하는 장치는 강자성체로 가공된 입체 형상으로서 수평 방향으로 눕혀지고 좌측면에 강자성체로 제작된 좌측 바퀴가 결합된 상태에서 축 회전되는 좌측 바퀴축과; 상기 좌측 바퀴축과 일정 간격을 사이에 두고 상기 좌측 바퀴축과 일렬 배치되며 강자성체로 가공된 입체 형상으로서 수평 방향으로 눕혀지고 우측면에 강자성체로 제작된 우측 바퀴가 결합된 상태에서 축 회전되는 우측 바퀴축; 수평 방향으로 눕혀진 바(Bar) 형태의 영구 자석으로서 상기 좌측 바퀴축과 우측 바퀴축 사이의 빈 공간부에 끼워지고 양측 끝이 상기 좌·우측 바퀴축과 소정 공극을 사이에 두고 떨어진 바(Bar)형 영구 자석; 상기 바형 영구 자석의 중앙에 축 고정되어 상기 바형 영구 자석과 함께 축 회전되는 영구 자석 고정축; 및 상기 영구 자석 고정축을 회전시켜 상기 바형 영구 자석의 회전 각도를 조정함으로써 상기 이동 로봇에 장착된 좌·우측 바퀴에 대한 자기 부착력을 조정하는 자기 부착력 조정 수단으로 이루어져, 상기 자기 부착력 조정 수단에 의해 상기 바형 영구 자석이 상기 좌·우측 바퀴축과 일직선상에 놓이게 되면 좌·우측 바퀴에 대한 자기 부착력이 가장 강화되는 반면, 상기 자기 부착력 조정 수단에 의해 상기 바형 영구 자석이 상기 좌우측 바퀴축과 직교 방향으로 배치되면 좌·우측 바퀴에 대한 자기 부착력이 가장 약화된다.Device for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet according to the present invention for achieving the above object is two or more pairs of seats attached to the structure made of ferromagnetic material using the magnetic attachment force of the wheel In the apparatus for controlling the magnetic attachment force to the wheel of the mobile robot with the right wheel, the apparatus for controlling the magnetic attachment force is a three-dimensional shape machined with a ferromagnetic material, laid down in the horizontal direction, the left wheel made of a ferromagnetic material on the left side A left wheel shaft which is axially rotated in a coupled state; The left wheel shaft is arranged in line with the left wheel shaft with a predetermined distance therebetween and is a three-dimensional shape processed with a ferromagnetic material, laid down in the horizontal direction, and the right wheel shaft rotated in the state in which the right wheel made of ferromagnetic material is coupled to the right side. ; A bar-type permanent magnet lying in a horizontal direction and fitted into an empty space between the left wheel shaft and the right wheel shaft, and both ends of the bar separated from the left and right wheel shafts with a predetermined gap therebetween. ) Permanent magnet; A permanent magnet fixed shaft axially fixed to the center of the bar permanent magnet and axially rotated together with the bar permanent magnet; And magnetic attachment force adjusting means for adjusting the magnetic attachment force to the left and right wheels mounted on the mobile robot by rotating the permanent magnet fixed shaft to adjust the rotation angle of the bar-shaped permanent magnet. When the bar-type permanent magnet is placed in line with the left and right wheel shafts, the magnetic attachment force to the left and right wheels is most strengthened, while the bar-type permanent magnet is orthogonal to the left and right wheel shafts by the magnetic adhesion force adjusting means. When placed, the magnetic attachment force to the left and right wheels is weakest.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치는 이동 로봇의 바퀴에 대한 자기 부착력을 조정하여 이동 로봇의 주행 자유도를 증가시킬 수 있다.An apparatus for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet according to the present invention having such a structure can increase the freedom of movement of the mobile robot by adjusting the magnetic attachment force to the wheels of the mobile robot.

또한, 본 발명은 이동 로봇의 바퀴 크기는 보다 작게 줄일 수 있으면서, 바퀴의 자력 세기는 강하거나 약하게 조정할 수 있도록 하여 이동 로봇의 크기를 줄일 수 있다.In addition, the present invention can reduce the size of the mobile robot by being able to reduce the wheel size of the mobile robot to be smaller, and to adjust the strength of the magnetic force of the wheel strong or weak.

또, 본 발명은 이동 로봇을 강자성체로 제작된 구조물에 부착시켰을 때 이동 로봇의 과도한 부착력에 의해 바퀴와 맞닿는 구조물 표면이 손상됨을 방지할 수 있다.In addition, when the mobile robot is attached to a structure made of a ferromagnetic material, the present invention can prevent the structure surface contacting the wheels from being damaged by excessive attachment force of the mobile robot.

도면 1은 바형 영구 자석이 좌·우측 바퀴축과 일렬 배치된 상태를 도시한 도면,
도면 2는 바형 영구 자석이 좌·우측 바퀴축과 직교 방향으로 배치된 상태를 도시한 도면,
도면 3은 본 발명의 결합 사시도,
도면 4는 본 발명의 분해 사시도,
도면 5는 본 발명에 갖추어진 좌측 바퀴나 우측 바퀴의 자기력을 구하기 위한 참고 도면.1 is a view showing a state in which the bar-shaped permanent magnet is arranged in line with the left and right wheel shaft,
2 is a view showing a state in which the bar-shaped permanent magnet is arranged in a direction perpendicular to the left and right wheel shaft,
3 is a combined perspective view of the present invention,
4 is an exploded perspective view of the present invention,
5 is a reference drawing for obtaining the magnetic force of the left wheel or the right wheel provided in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

본 발명에 따른 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치는 도면 1에 도시한 바와 같이, 바퀴의 자기 부착력을 이용하여 강자성체로 제작된 구조물에 부착되어 이동하는 2쌍 이상의 좌·우측 바퀴(2,3)를 갖춘 이동 로봇(1)의 바퀴에 대한 자기 부착력을 제어하는 장치에 있어서, 상기 자기 부착력을 제어하는 장치는 강자성체로 가공된 입체 형상으로서 수평 방향으로 눕혀지고 좌측면에 강자성체로 제작된 좌측 바퀴(2)가 결합된 상태에서 축 회전되는 좌측 바퀴축(4)과; 상기 좌측 바퀴축(4)과 일정 간격을 사이에 두고 상기 좌측 바퀴축(4)과 일렬 배치되며 강자성체로 가공된 입체 형상으로서 수평 방향으로 눕혀지고 우측면에 강자성체로 제작된 우측 바퀴(3)가 결합된 상태에서 축 회전되는 우측 바퀴축(5); 수평 방향으로 눕혀진 바(Bar) 형태의 영구 자석으로서 상기 좌측 바퀴축(4)과 우측 바퀴축(5) 사이의 빈 공간부에 끼워지고 양측 끝이 상기 좌·우측 바퀴축(4,5)과 소정 공극을 사이에 두고 떨어진 바(Bar)형 영구 자석(6); 상기 바형 영구 자석(6)의 중앙에 축 고정되어 상기 바형 영구 자석(6)과 함께 축 회전되는 영구 자석 고정축(7); 및 상기 영구 자석 고정축(7)을 회전시켜 상기 바형 영구 자석(6)의 회전 각도를 조정함으로써 상기 이동 로봇(1)에 장착된 좌·우측 바퀴(2,3)에 대한 자기 부착력을 조정하는 자기 부착력 조정 수단(8)으로 이루어져, 상기 자기 부착력 조정 수단(8)에 의해 상기 바형 영구 자석(6)이 상기 좌·우측 바퀴축(4,5)과 일직선상에 놓이게 되면 좌·우측 바퀴(2,3)에 대한 자기 부착력이 가장 강화되는 반면, 상기 자기 부착력 조정 수단(8)에 의해 상기 바형 영구 자석(6)이 상기 좌·우측 바퀴축(4,5)과 직교 방향으로 배치되면 좌·우측 바퀴(2,3)에 대한 자기 부착력이 가장 약화된다.The apparatus for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet according to the present invention, as shown in Figure 1, using a magnetic attachment force of the wheel two pairs attached to the structure made of ferromagnetic material In the apparatus for controlling the magnetic attachment force to the wheels of the mobile robot 1 having the above left and right wheels 2 and 3, the apparatus for controlling the magnetic attachment force is a three-dimensional shape processed with a ferromagnetic material and laid down in the horizontal direction. A left wheel shaft 4 which is axially rotated in a state in which the left wheel 2 made of ferromagnetic material is coupled to the left side; Arranged in line with the left wheel axle 4 with a predetermined distance between the left wheel axle 4 and a three-dimensional shape processed with a ferromagnetic material is laid down in the horizontal direction and the right wheel (3) made of a ferromagnetic material coupled to the right side A right wheel shaft 5 which is rotated in the axial state; A bar-type permanent magnet lying in a horizontal direction and fitted into an empty space between the left wheel axle 4 and the right wheel axle 5, and both ends of the left and right wheel axles 4, 5. A bar-shaped permanent magnet 6 spaced apart from each other with a predetermined gap therebetween; A permanent magnet fixed shaft (7) axially fixed to the center of the bar permanent magnet (6) and axially rotated together with the bar permanent magnet (6); And by adjusting the rotational angle of the bar-shaped permanent magnet 6 by rotating the permanent magnet fixed shaft 7 to adjust the magnetic attachment force to the left and right wheels 2 and 3 mounted on the mobile robot 1. When the bar-shaped permanent magnet 6 is in line with the left and right wheel shafts 4 and 5 by means of the magnetic adhesion force adjusting means 8, the left and right wheels ( While the magnetic attachment force with respect to 2,3 is most strengthened, when the bar-shaped permanent magnet 6 is disposed perpendicular to the left and right wheel axles 4 and 5 by the magnetic adhesion force adjusting means 8, The magnetic adhesion to the right wheels 2 and 3 is weakest.

상기 좌측 바퀴축(4)은 도면 1 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 종단면이 'ㅡ' 형상이거나 'ㅏ' 형상이고, 상기 우측 바퀴축(5)은 도면 1 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 종단면이 'ㅡ' 형상이거나 'ㅓ' 형상으로 가공된다.As shown in Figures 1 to 4, the left wheel axle 4 has a longitudinal section '-' or 'ㅏ' shape, the right wheel axle 5 is shown in Figures 1 to 4 , The longitudinal section is machined into 'ㅡ' shape or 'ㅓ' shape.

상기 바형 영구 자석(6)을 마주보는 상기 좌측 바퀴축(4)과 우측 바퀴축(5)의 일측면은 오목하게 가공되고, 상기 좌측 바퀴축(4)과 우측 바퀴축(5)을 마주보는 상기 바형 영구 자석(6)의 양측면은 볼록하게 가공된다.One side of the left wheel axle 4 and the right wheel axle 5 facing the bar-shaped permanent magnet 6 is concavely processed and facing the left wheel axle 4 and the right wheel axle 5. Both sides of the bar-shaped permanent magnet 6 are processed convexly.

또한, 본 발명은 도면 3 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 일자형 판 형태로서 상기 좌·우측 바퀴축(4,5) 하부에 장착되고 바형 영구 자석(6)을 마주보는 윗면에 하부 영구 자석 끼움홈(91)이 가공된 하부 베이스판(9)과, 일자형 판 형태로서 상기 좌·우측 바퀴축(4,5) 상부에 장착되고 바형 영구 자석(6)을 마주보는 밑면에 상부 영구 자석 끼움홈(101)이 가공되며 상기 상부 영구 자석 끼움홈(101)의 중앙에 영구 자석 고정축(7)이 통과되는 제1 고정축 통과홀(102)이 관통된 상부 덮개(10)를 더 포함한다.In addition, the present invention, as shown in Figures 3 to 4, in the form of a straight plate mounted on the lower left and right wheel axle (4, 5) and the lower permanent magnet fitting on the upper surface facing the bar-shaped permanent magnet (6) An upper permanent magnet fitting groove on a lower base plate 9 having a groove 91 formed thereon, and a lower plate mounted on the left and right wheel shafts 4 and 5 in the form of a straight plate and facing a bar permanent magnet 6. The cover 101 further includes an upper cover 10 through which the first fixed shaft passage hole 102 through which the permanent magnet fixing shaft 7 passes, is processed in the center of the upper permanent magnet fitting groove 101.

상기 제1 고정축 통과홀(102)에는 상기 영구 자석 고정축(7)을 상기 제1 고정축 통과홀(102)에 붙들어 고정하고 상기 영구 자석 고정축(7)이 상기 제1 고정축 통과홀(102) 안에서 편심되지 아니하고 축 회전되도록 하는 베어링이 부가 장착될 수 있다.The permanent magnet fixing shaft 7 is fixed to the first fixed shaft passage hole 102 by the first fixed shaft passage hole 102, and the permanent magnet fixing shaft 7 is the first fixed shaft passage hole. Bearings 102 can be additionally mounted to allow axial rotation without eccentricity.

또한, 본 발명은 상기 이동 로봇(1)의 좌·우측 바퀴(2,3)를 구동시키기 위한 구동력을 발생하는 바퀴 구동 모터(11)와; 상기 바퀴 구동 모터(11)로부터 발생된 회전력을 상기 이동 로봇(1)의 좌측 바퀴(2)와 우측 바퀴(3)에 전달하는 동력 전달 수단(12)을 더 포함한다.In addition, the present invention is a wheel drive motor 11 for generating a driving force for driving the left and right wheels (2, 3) of the mobile robot (1); It further comprises a power transmission means 12 for transmitting the rotational force generated from the wheel drive motor 11 to the left wheel 2 and the right wheel (3) of the mobile robot (1).

상기 동력 전달 수단(12)은 도면 3 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 우측 바퀴(3)의 좌측면에 장착되고 상기 우측 바퀴(3)와 동심을 이루는 우측 휠 기어(121)와; 상기 좌측 바퀴(2)의 우측면에 장착되고 상기 좌측 바퀴(2)와 동심을 이루는 좌측 휠 기어(122); 상기 바퀴 구동 모터(11)의 모터축에 장착되어 모터축을 따라 회전되고 상기 우측 휠 기어(121)와 맞물리는 능동 기어(123); 및 상기 우측 휠 기어(121)의 회전력을 상기 좌측 휠 기어(122)로 전달하는 동력 전달 기어부(124)를 포함하여, 상기 바퀴 구동 모터(11)에 의해 능동 기어(123)가 회전되면 상기 능동 기어(123)와 맞물린 우측 휠 기어(121)가 회전되고 상기 동력 전달 기어부(124)는 상기 우측 휠 기어(121)의 회전력을 좌측 휠 기어(122)로 전달하여 상기 좌·우측 바퀴(2,3)를 회전시킨다.The power transmission means 12 includes a right wheel gear 121 mounted on the left side of the right wheel 3 and concentric with the right wheel 3, as shown in FIGS. A left wheel gear 122 mounted to the right side of the left wheel 2 and concentric with the left wheel 2; An active gear 123 mounted to the motor shaft of the wheel driving motor 11 and rotating along the motor shaft and engaged with the right wheel gear 121; And a power transmission gear unit 124 which transmits the rotational force of the right wheel gear 121 to the left wheel gear 122, when the active gear 123 is rotated by the wheel driving motor 11. The right wheel gear 121 engaged with the active gear 123 is rotated, and the power transmission gear unit 124 transmits the rotational force of the right wheel gear 121 to the left wheel gear 122 so that the left and right wheels ( Rotate 2,3).

상기 동력 전달 기어부(124)는 도면 3 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 우측 휠 기어(121)가 능동 기어(123)에 의해 회전될 때 상기 우측 휠 기어(121)와 맞물려 회전되는 우측 종동 기어(1241)와; 우측단이 상기 우측 종동 기어(1241)에 장착되어 상기 우측 종동 기어(1241)와 함께 회전되는 동력 전달축(1242); 및 상기 좌측 휠 기어(122)와 맞물리고 상기 동력 전달축(1242)의 좌측단에 장착되어 상기 동력 전달축(1242)을 따라 회전되면서 상기 좌측 휠 기어(122)를 회전시키는 좌측 종동 기어(1243)로 이루어져, 상기 바퀴 구동 모터(11)가 구동되어 상기 모터축이 회전되면, 상기 모터축을 따라 능동 기어(123)가 회전되면서, 상기 우측 휠 기어(121)가 회전되고, 상기 우측 휠 기어(121)는 상기 우측 종동 기어(1241)를 회전시킨다.As shown in FIGS. 3 to 4, the power transmission gear unit 124 is a right side that is engaged with the right wheel gear 121 when the right wheel gear 121 is rotated by the active gear 123. Driven gear 1241; A power transmission shaft 1242 having a right end mounted on the right driven gear 1241 and rotating together with the right driven gear 1241; And a left driven gear 1243 which is engaged with the left wheel gear 122 and is mounted to the left end of the power transmission shaft 1242 and rotates along the power transmission shaft 1242 to rotate the left wheel gear 122. When the wheel drive motor 11 is driven to rotate the motor shaft, while the active gear 123 is rotated along the motor shaft, the right wheel gear 121 is rotated, and the right wheel gear ( 121 rotates the right driven gear 1241.

또한, 상기 동력 전달축(1242)과 좌측 종동 기어(1243)는 상기 우측 종동 기어(1241)를 따라 회전되고 상기 좌측 종동 기어(1243)는 좌측 휠 기어(122)를 회전시켜 좌·우측 바퀴(2,3)가 동시에 회전된다.In addition, the power transmission shaft 1242 and the left driven gear 1243 are rotated along the right driven gear 1241, and the left driven gear 1243 rotates the left wheel gear 122 to rotate left and right wheels ( 2,3 are rotated at the same time.

상기 이동 로봇(1)에는 도면 3 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 수직 방향으로 세워진 판재로서 상기 좌측 휠 기어(122)의 우측에 상기 좌측 휠 기어(122)와 소정 간격을 사이에 두고 설치된 좌측 바디(13)와, 수직 방향으로 세워진 판재로서 상기 우측 휠 기어(121)의 좌측에 상기 우측 휠 기어(121)와 소정 간격을 사이에 두고 설치된 우측 바디(14)을 더 포함하고, 상기 우측 바디(14)에는 상기 바퀴 구동 모터(11)의 모터축이 통과되는 모터축 통과홀(141)이 관통되고, 상기 좌·우측 바디(13,14)에는 상기 동력 전달축(1242)의 좌측단이나 우측단이 통과되는 동력 전달축 통과홀(142)이 관통된다.As shown in FIGS. 3 to 4, the mobile robot 1 has a left side installed in a vertical direction and installed on the right side of the left wheel gear 122 with the left wheel gear 122 at a predetermined distance therebetween. The body 13 further includes a right body 14 installed on the left side of the right wheel gear 121 as a plate erected in a vertical direction with a right distance therebetween with the right wheel gear 121 interposed therebetween. A motor shaft passage hole 141 through which the motor shaft of the wheel drive motor 11 passes is passed through 14, and left and right ends 13 and 14 of the left and right bodies 13 and 14 are formed at left ends of the power transmission shaft 1242. The power transmission shaft passage hole 142 through which the right end passes therethrough.

상기 자기 부착력 조정 수단(8)은 도면 3 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 상기 영구 자석 고정축(7)과 나란하게 세워진 풀리 회전축(81)과; 상기 이동 로봇 내부에 장착되어 상기 바형 영구 자석(6)을 회전시키기 위한 회전 동력을 발생하는 각도 조정용 모터(16); 상기 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축의 회전 방향을 전환한 다음 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축의 회전 동력을 상기 풀리 회전축(81)에 전달하는 방향 전환용 기어 뭉치(82); 상기 풀리 회전축(81)에 장착되어 상기 풀리 회전축(81)을 따라 회전되는 능동 풀리(83)(Pulley); 상기 영구 자석 고정축(7)에 고정 설치된 종동 풀리(84)(Pulley); 및 상기 능동 풀리(83)와 종동 풀리(84)에 연결되어 상기 능동 풀리(83)의 회전력을 상기 종동 풀리(84)에 전달하는 동력 전달 벨트(85)를 포함하여, 상기 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축이 회전되면 상기 방향 전환용 기어 뭉치(82)가 상기 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축의 회전력을 상기 풀리 회전축(81)과 능동 풀리(83)로 전달하고, 상기 능동 풀리(83)는 동력 전달 벨트(85)를 통해 능동 풀리(83)의 회전력을 종동 풀리(84)로 전달하며, 상기 종동 풀리(84)는 상기 영구 자석 고정축(7)의 회전 각도를 변경하여 좌·우측 바퀴(2,3)의 자기 부착력을 조정한다.The magnetic attachment force adjusting means (8) comprises a pulley rotating shaft (81) which stands in parallel with the permanent magnet fixing shaft (7), as shown in Figs. An angle adjustment motor (16) mounted inside the mobile robot to generate rotational power for rotating the bar-shaped permanent magnet (6); A gear-shifting gear bundle 82 for changing the rotational direction of the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16 and then transmitting the rotational power of the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16 to the pulley rotation shaft 81; An active pulley 83 mounted on the pulley rotation shaft 81 and rotated along the pulley rotation shaft 81; A driven pulley 84 fixed to the permanent magnet fixed shaft 7; And a power transmission belt 85 connected to the active pulley 83 and the driven pulley 84 to transmit the rotational force of the active pulley 83 to the driven pulley 84. When the motor shaft provided in the rotation of the rotating shaft gear 82 is transmitted to the pulley rotation shaft 81 and the active pulley 83, the rotational force of the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16, The active pulley 83 transmits the rotational force of the active pulley 83 to the driven pulley 84 through the power transmission belt 85, and the driven pulley 84 measures the rotation angle of the permanent magnet fixed shaft 7. Change to adjust the self-adhesive force of the left and right wheels (2, 3).

또한, 본 발명은 도면 3 내지 도면 4에 도시한 바와 같이, 판 형태로서 좌측단과 우측단이 각각 상기 좌측 바디(13)와 우측 바디(14) 위에 얹혀지고 몸체에 상기 풀리 회전축(81)이 통과되는 풀리 회전축 통과홀(151)과 영구 자석 고정축(7)이 통과되는 제2 고정축 통과홀(152)이 관통되는 상부 바디(15)를 더 포함한다.In addition, in the present invention, as shown in Figures 3 to 4, in the form of a plate, the left end and the right end are mounted on the left body 13 and the right body 14, respectively, and the pulley rotation shaft 81 passes through the body. It further comprises an upper body 15 through which the pulley rotary shaft passage hole 151 and the second fixed shaft passage hole 152 through which the permanent magnet fixed shaft 7 passes.

상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 자기력 설계는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)와, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면 사이의 자기 저항을 추정함으로부터 출발한다. The magnetic force design of the left and right wheels 2 and 3 starts from estimating the magnetic resistance between the left and right wheels 2 and 3 and the attachment surface to which the left and right wheels 2 and 3 are attached. do.

상기 좌·우측 바퀴(2,3)와, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면이 강자성체로 이루어지고, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 소정 두께의 타이어가 장착되었을 때 좌측 바퀴(2) 또는 우측 바퀴(3)로부터 상기 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면까지의 자력선은 도면 5에 도시한 바와 같이, 원호 형상으로 가정할 수 있다.The left and right wheels 2 and 3 and the attachment surface to which the left and right wheels 2 and 3 are attached are made of ferromagnetic material, and tires having a predetermined thickness are mounted on the left and right wheels 2 and 3. The magnetic force line from the left wheel 2 or the right wheel 3 to the attachment surface to which the left and right wheels 2 and 3 are attached can be assumed to have an arc shape, as shown in FIG.

도면 5에 도시한 원호의 길이로부터 자기 퍼미언스(Magnetic Permeance)를 구하면 아래식과 같다.The magnetic permeability (Magnetic Permeance) is obtained from the length of the circular arc shown in FIG.

Figure 112019014996979-pat00001
Figure 112019014996979-pat00001

여기서,here,

상기

Figure 112019014996979-pat00002
은 적분 범위이고,remind
Figure 112019014996979-pat00002
Is the integral range,

상기

Figure 112019014996979-pat00003
은 자유공간 투자율,remind
Figure 112019014996979-pat00003
Is the free space permeability,

상기

Figure 112019014996979-pat00004
는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면에 원호 형상의 자력선이 발생되었을 때, 최외곽에 배치된 상기 원호 형상의 자력선과 좌·우측 바퀴(2,3) 사이의 교차점과 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 센터점이 연결되는 직선과, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 센터점을 지나는 수직선 사이의 사잇각,remind
Figure 112019014996979-pat00004
Is an intersection point between the arc-shaped magnetic lines and the left and right wheels 2 and 3 disposed at the outermost side when an arc-shaped magnetic force line is generated on the attachment surface to which the left and right wheels 2 and 3 are attached. The angle between a straight line connecting the center points of the left and right wheels 2 and 3 and a vertical line passing through the center point of the left and right wheels 2 and 3,

상기

Figure 112019014996979-pat00005
는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 장착된 타이어로 인해 발생된 좌·우측 바퀴(2,3)와, 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면 사이의 이격 거리, 및 상기 R은 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 반지름이다.remind
Figure 112019014996979-pat00005
Is the separation distance between the left and right wheels (2,3) generated by the tires mounted on the left and right wheels (2,3) and the attachment surface to which the left and right wheels (2,3) are attached, and R is the radius of the left and right wheels 2 and 3.

한편, 상기 바형 영구 자석(6)으로부터 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 작용하는 자기 기전력(Magnetomotive Force, MMF)은 Meanwhile, the magnetomotive force (MMF) acting on the left and right wheels 2 and 3 from the bar-shaped permanent magnet 6 is

Figure 112019014996979-pat00006
이다.
Figure 112019014996979-pat00006
to be.

여기서, here,

상기

Figure 112019014996979-pat00007
은 상기 영구 자석의 자기 저항, remind
Figure 112019014996979-pat00007
Is the magnetoresistance of the permanent magnet,

상기

Figure 112019014996979-pat00008
는 좌측 바퀴축(4)과 바형 영구 자석(6) 사이의 공극에 대한 자기 저항, 또는 우측 바퀴축(5)과 바형 영구 자석(6) 사이의 공극에 대한 자기 저항, remind
Figure 112019014996979-pat00008
Is the magnetic resistance to the gap between the left wheel axle 4 and the bar permanent magnet 6, or the magnetic resistance to the gap between the right wheel axle 5 and the bar permanent magnet 6,

상기

Figure 112019014996979-pat00009
는 좌·우측 바퀴(2,3)와 부착면 사이의 에어 갭(Air gap)에 대한 자기 저항, remind
Figure 112019014996979-pat00009
Is the magnetoresistance to the air gap between the left and right wheels (2,3) and the attachment surface,

상기

Figure 112019014996979-pat00010
는 상기 바형 영구 자석(6)의 보자력, remind
Figure 112019014996979-pat00010
Is the coercive force of the bar-shaped permanent magnet 6,

상기

Figure 112019014996979-pat00011
은 상기 바형 영구 자석(6)의 길이다. remind
Figure 112019014996979-pat00011
Is the length of the bar-shaped permanent magnet 6.

또한, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)로부터 부착면에 작용하는 자기력(

Figure 112019014996979-pat00012
)은 In addition, the magnetic force acting on the attachment surface from the left and right wheels 2, 3
Figure 112019014996979-pat00012
)silver

Figure 112019014996979-pat00013
Figure 112019014996979-pat00013

여기서, here,

상기

Figure 112019014996979-pat00014
는 자유공간 투자율이고, remind
Figure 112019014996979-pat00014
Is the free space permeability,

상기 R은 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 반지름,R is the radius of the left and right wheels (2, 3),

상기

Figure 112019014996979-pat00015
은 적분 범위,remind
Figure 112019014996979-pat00015
Is the integral range,

상기

Figure 112019014996979-pat00016
는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면에 원호 형상의 자력선이 발생되었을 때, 최외곽에 배치된 상기 원호 형상의 자력선과 좌·우측 바퀴(2,3) 사이의 교차점과 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 센터점이 연결되는 직선과, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 센터점을 지나는 수직선 사이의 사잇각,remind
Figure 112019014996979-pat00016
Is an intersection point between the arc-shaped magnetic lines and the left and right wheels 2 and 3 disposed at the outermost side when an arc-shaped magnetic force line is generated on the attachment surface to which the left and right wheels 2 and 3 are attached. The angle between a straight line connecting the center points of the left and right wheels 2 and 3 and a vertical line passing through the center point of the left and right wheels 2 and 3,

상기

Figure 112019014996979-pat00017
는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 장착된 타이어로 인해 발생된 좌·우측 바퀴(2,3)와, 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면 사이의 이격 거리,remind
Figure 112019014996979-pat00017
Is the separation distance between the left and right wheels (2,3) generated by the tires mounted on the left and right wheels (2,3) and the attachment surface to which the left and right wheels (2,3) are attached,

상기

Figure 112019014996979-pat00018
은 상기 바형 영구 자석(6)으로부터 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 작용하는 자기 기전력(MMF)이다.remind
Figure 112019014996979-pat00018
Is the magnetic electromotive force (MMF) acting on the left and right wheels 2 and 3 from the bar-shaped permanent magnet 6.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치는 이동 로봇(1)의 바퀴에 대한 자기 부착력을 조정하여 이동 로봇(1)의 주행 자유도를 증가시킬 수 있다.The apparatus for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet according to the present invention having such a structure adjusts the magnetic attachment force to the wheels of the mobile robot 1 to improve the freedom of travel of the mobile robot 1. Can be increased.

또한, 본 발명은 이동 로봇(1)의 바퀴 크기는 보다 작게 줄일 수 있으면서, 바퀴의 자력 세기는 강하거나 약하게 조정할 수 있도록 하여 이동 로봇(1)의 크기를 줄일 수 있다.In addition, the present invention can reduce the wheel size of the mobile robot 1 to be smaller, while the strength of the magnetic force of the wheel can be adjusted stronger or weaker to reduce the size of the mobile robot (1).

또, 본 발명은 이동 로봇(1)을 강자성체로 제작된 구조물에 부착시켰을 때 이동 로봇(1)의 과도한 부착력에 의해 바퀴와 맞닿는 구조물 표면이 손상됨을 방지할 수 있다.In addition, when the mobile robot 1 is attached to a structure made of ferromagnetic material, the present invention can prevent the structure surface contacting the wheel from being damaged by excessive attachment force of the mobile robot 1.

1. 이동 로봇 2. 좌측 바퀴
3. 우측 바퀴 4. 좌측 바퀴축
5. 우측 바퀴축 6. 바형 영구 자석
7. 영구 자석 고정축 8. 자기 부착력 조정 수단
81. 풀리 회전축 82. 방향 전환용 기어 뭉치
83. 능동 풀리 84. 종동 풀리
85. 동력 전달 벨트 9. 하부 베이스판
91. 하부 영구 자석 끼움홈 10. 상부 덮개
101. 상부 영구 자석 끼움홈 102. 제1 고정축 통과홀
11. 바퀴 구동 모터 12. 동력 전달 수단
121. 우측 휠 기어 122. 좌측 휠 기어
123. 능동 기어 124. 동력 전달 기어부
1241. 우측 종동 기어 1242. 동력 전달축
1243. 좌측 종동 기어 13. 좌측 바디
14. 우측 바디 141. 모터축 통과홀
142. 동력 전달축 통과홀 15. 상부 바디
151. 풀리 회전축 통과홀 152. 제2 고정축 통과홀
16. 각도 조정용 모터1. Mobile robot 2. Left wheel
3. Right wheel 4. Left wheel axle
5. Right wheel axle 6. Bar type permanent magnet
7. Permanent magnet fixed shaft 8. Magnetic attachment force adjusting means
81. Pulley axis of rotation 82. Gear bundle for turning
83. Active Pulley 84. Follower Pulley
85. Power transmission belt 9. Lower base plate
91. Lower permanent magnet insert 10. Upper cover
101. Upper permanent magnet fitting groove 102. First fixed shaft through hole
11. Wheel drive motor 12. Power transmission means
121. Right wheel gear 122. Left wheel gear
123. Active gear 124. Power transmission gear
1241. Right driven gear 1242. Power transmission shaft
1243. Left driven gear 13. Left body
14. Right Body 141.Motor Shaft Through Hole
142. Power transmission shaft through hole 15. Upper body
151. Pulley rotary shaft through hole 152. Second fixed shaft through hole
16. Motor for adjusting angle

Claims (8)

바퀴의 자기 부착력을 이용하여 강자성체로 제작된 구조물에 부착되어 이동 하는 2쌍 이상의 좌·우측 바퀴(2,3)를 갖춘 이동 로봇(1)의 바퀴에 대한 자기 부착력을 제어하는 장치에 있어서,
상기 자기 부착력을 제어하는 장치는,
강자성체로 가공된 입체 형상으로서 수평 방향으로 눕혀지고 좌측면에 강자성체로 제작된 좌측 바퀴(2)가 결합된 상태에서 축 회전되는 좌측 바퀴축(4)과;
상기 좌측 바퀴축(4)과 일정 간격을 사이에 두고 상기 좌측 바퀴축(4)과 일렬 배치되며 강자성체로 가공된 입체 형상으로서 수평 방향으로 눕혀지고 우측면에 강자성체로 제작된 우측 바퀴(3)가 결합된 상태에서 축 회전되는 우측 바퀴축(5);
수평 방향으로 눕혀진 바(Bar) 형태의 영구 자석으로서 상기 좌측 바퀴축(4)과 우측 바퀴축(5) 사이의 빈 공간부에 끼워지고 양측 끝이 상기 좌·우측 바퀴축(4,5)과 소정 공극을 사이에 두고 떨어진 바(Bar)형 영구 자석(6);
상기 바형 영구 자석(6)의 중앙에 축 고정되어 상기 바형 영구 자석(6)과 함께 축 회전되는 영구 자석 고정축(7);
및 상기 영구 자석 고정축(7)을 회전시켜 상기 바형 영구 자석(6)의 회전 각도를 조정함으로써 상기 이동 로봇(1)에 장착된 좌·우측 바퀴(2,3)에 대한 자기 부착력을 조정하는 자기 부착력 조정 수단(8)으로 이루어져,
상기 자기 부착력 조정 수단(8)에 의해 상기 바형 영구 자석(6)이 상기 좌·우측 바퀴축(4,5)과 일직선상에 놓이게 되면 좌·우측 바퀴(2,3)에 대한 자기 부착력이 가장 강화되는 반면, 상기 자기 부착력 조정 수단(8)에 의해 상기 바형 영구 자석(6)이 상기 좌·우측 바퀴축(4,5)과 직교 방향으로 배치되면 좌·우측 바퀴(2,3)에 대한 자기 부착력이 가장 약화되고,
상기 바형 영구 자석(6)으로부터 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 작용하는 자기 기전력(Magnetomotive Force, MMF)은
Figure 112020013535452-pat00037
인 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.

여기서,
상기
Figure 112020013535452-pat00038
은 상기 영구 자석의 자기 저항,
상기
Figure 112020013535452-pat00039
는 좌측 바퀴축(4)과 바형 영구 자석(6) 사이의 공극에 대한 자기 저항, 또는 우측 바퀴축(5)과 바형 영구 자석(6) 사이의 공극에 대한 자기 저항,
상기
Figure 112020013535452-pat00040
는 좌·우측 바퀴(2,3)와 부착면 사이의 에어 갭(Air gap)에 대한 자기 저항,
상기
Figure 112020013535452-pat00041
는 상기 바형 영구 자석(6)의 보자력,
상기
Figure 112020013535452-pat00042
은 상기 바형 영구 자석(6)의 길이다.
In the device for controlling the magnetic attachment force to the wheel of the mobile robot (1) having two or more pairs of left and right wheels (2, 3) attached to the structure made of ferromagnetic material by using the magnetic attachment force of the wheel,
The apparatus for controlling the magnetic adhesive force,
A left wheel shaft 4 which is laid down in the horizontal direction as a three-dimensional shape processed by a ferromagnetic material and rotated in a state in which a left wheel 2 made of a ferromagnetic material is coupled to the left side;
Arranged in line with the left wheel axle 4 with a predetermined distance between the left wheel axle 4 and a three-dimensional shape processed into a ferromagnetic material, laid down in the horizontal direction and the right wheel 3 made of a ferromagnetic material on the right side is coupled A right wheel shaft 5 which is rotated in the axial state;
A bar-shaped permanent magnet lying in a horizontal direction and fitted into an empty space between the left wheel axle 4 and the right wheel axle 5, and both ends of the left and right wheel axles 4, 5. A bar-shaped permanent magnet 6 spaced apart from each other with a predetermined gap therebetween;
A permanent magnet fixed shaft (7) axially fixed to the center of the bar-shaped permanent magnet (6) and axially rotated together with the bar-shaped permanent magnet (6);
And by adjusting the rotational angle of the bar-shaped permanent magnet 6 by rotating the permanent magnet fixed shaft 7 to adjust the magnetic attachment force to the left and right wheels 2 and 3 mounted on the mobile robot 1. Self adhesive force adjusting means (8),
When the bar-shaped permanent magnet 6 is placed in line with the left and right wheel shafts 4 and 5 by the magnetic adhesion force adjusting means 8, the magnetic adhesion force to the left and right wheels 2 and 3 is the most. On the other hand, when the bar-shaped permanent magnet 6 is disposed in a direction orthogonal to the left and right wheel axles 4 and 5 by the magnetic attachment force adjusting means 8, the left and right wheels 2 and 3 Self-adhesion is the weakest,
The magnetomotive force (MMF) acting on the left and right wheels 2 and 3 from the bar-shaped permanent magnet 6 is
Figure 112020013535452-pat00037
A device for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet.

here,
remind
Figure 112020013535452-pat00038
Is the magnetoresistance of the permanent magnet,
remind
Figure 112020013535452-pat00039
Is the magnetic resistance to the gap between the left wheel axle 4 and the bar permanent magnet 6, or the magnetic resistance to the gap between the right wheel axle 5 and the bar permanent magnet 6,
remind
Figure 112020013535452-pat00040
Is the magnetoresistance to the air gap between the left and right wheels (2,3) and the attachment surface,
remind
Figure 112020013535452-pat00041
Is the coercive force of the bar-shaped permanent magnet 6,
remind
Figure 112020013535452-pat00042
Is the length of the bar-shaped permanent magnet 6.
제1 항에 있어서,
상기 좌측 바퀴축(4)은 종단면이 'ㅡ' 형상이거나 'ㅏ' 형상이고,
상기 우측 바퀴축(5)은 종단면이 'ㅡ' 형상이거나 'ㅓ' 형상으로 가공되는 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.
According to claim 1,
The left wheel shaft 4 has a longitudinal section of '-' or 'ㅏ' shape,
The right wheel shaft (5) is a device for controlling the magnetic attachment force of the pair of magnet wheels using a single permanent magnet, characterized in that the longitudinal section is processed into a '-' shape or 'ㅓ' shape.
제1 항에 있어서,
상기 바형 영구 자석(6)을 마주보는 상기 좌측 바퀴축(4)과 우측 바퀴축(5)의 일측면은 오목하게 가공되고,
상기 좌측 바퀴축(4)과 우측 바퀴축(5)을 마주보는 상기 바형 영구 자석(6)의 양측면은 볼록하게 가공되는 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.
According to claim 1,
One side of the left wheel shaft 4 and the right wheel shaft 5 facing the bar-shaped permanent magnet 6 is processed concave,
Both sides of the bar-shaped permanent magnet 6 facing the left wheel axle 4 and the right wheel axle 5 are convex, so that the magnetic attachment force of the pair of magnet wheels is fixed using a single permanent magnet. Controlling device.
제1 항에 있어서,
일자형 판 형태로서 상기 좌·우측 바퀴축(4,5) 하부에 장착되고 바형 영구 자석(6)을 마주보는 윗면에 하부 영구 자석 끼움홈(91)이 가공된 하부 베이스판(9)과;
일자형 판 형태로서 상기 좌·우측 바퀴축(4,5) 상부에 장착되고 바형 영구 자석(6)을 마주보는 밑면에 상부 영구 자석 끼움홈(101)이 가공되며 상기 상부 영구 자석 끼움홈(101)의 중앙에 영구 자석 고정축(7)이 통과되는 제1 고정축 통과홀(102)이 관통된 상부 덮개(10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.
According to claim 1,
A lower base plate (9) mounted on the lower left and right wheel shafts (4,5) in the form of a straight plate and having a lower permanent magnet fitting groove (91) formed on an upper surface facing the bar-shaped permanent magnet (6);
The upper permanent magnet fitting groove 101 is machined on the bottom of the left and right wheel shafts 4 and 5 in the form of a straight plate and faces the bar permanent magnet 6, and the upper permanent magnet fitting groove 101 is processed. A pair of magnet wheels using a single permanent magnet further comprises an upper cover 10 through which the first fixed shaft passage hole 102 through which the permanent magnet fixed shaft 7 passes. Device for controlling magnetic adhesion.
제1 항에 있어서,
상기 이동 로봇(1)의 좌·우측 바퀴(2,3)를 구동시키기 위한 구동력을 발생하는 바퀴 구동 모터(11)와;
상기 바퀴 구동 모터(11)로부터 발생된 회전력을 상기 이동 로봇(1)의 좌측 바퀴(2)와 우측 바퀴(3)에 전달하는 동력 전달 수단(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.
According to claim 1,
A wheel drive motor 11 generating a driving force for driving the left and right wheels 2 and 3 of the mobile robot 1;
Single permanent magnet further comprises a power transmission means for transmitting the rotational force generated from the wheel drive motor 11 to the left wheel (2) and the right wheel (3) of the mobile robot (1) Device for controlling the magnetic adhesion of a pair of magnet wheels.
제1 항에 있어서,
상기 자기 부착력 조정 수단(8)은 상기 영구 자석 고정축(7)과 나란하게 세워진 풀리 회전축(81)과;
상기 이동 로봇 내부에 장착되어 상기 바형 영구 자석(6)을 회전시키기 위한 회전 동력을 발생하는 각도 조정용 모터(16);
상기 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축의 회전 방향을 전환한 다음 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축의 회전 동력을 상기 풀리 회전축(81)에 전달하는 방향 전환용 기어 뭉치(82);
상기 풀리 회전축(81)에 장착되어 상기 풀리 회전축(81)을 따라 회전되는 능동 풀리(83)(Pulley);
상기 영구 자석 고정축(7)에 고정 설치된 종동 풀리(84)(Pulley);
및 상기 능동 풀리(83)와 종동 풀리(84)에 연결되어 상기 능동 풀리(83)의 회전력을 상기 종동 풀리(84)에 전달하는 동력 전달 벨트(85)를 포함하여,
상기 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축이 회전되면 상기 방향 전환용 기어 뭉치(82)가 상기 각도 조정용 모터(16)에 갖추어진 모터축의 회전력을 상기 풀리 회전축(81)과 능동 풀리(83)로 전달하고, 상기 능동 풀리(83)는 동력 전달 벨트(85)를 통해 능동 풀리(83)의 회전력을 종동 풀리(84)로 전달하며, 상기 종동 풀리(84)는 상기 영구 자석 고정축(7)의 회전 각도를 변경하여 좌·우측 바퀴(2,3)의 자기 부착력을 조정하는 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.
According to claim 1,
The magnetic attachment force adjusting means (8) comprises a pulley rotating shaft (81) which stands in parallel with the permanent magnet fixed shaft (7);
An angle adjustment motor (16) mounted inside the mobile robot to generate rotational power for rotating the bar-shaped permanent magnet (6);
A gear-shifting gear bundle 82 for changing the rotational direction of the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16 and then transmitting the rotational power of the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16 to the pulley rotation shaft 81;
An active pulley 83 mounted on the pulley rotation shaft 81 and rotated along the pulley rotation shaft 81;
A driven pulley 84 fixed to the permanent magnet fixed shaft 7;
And a power transmission belt 85 connected to the active pulley 83 and the driven pulley 84 to transmit the rotational force of the active pulley 83 to the driven pulley 84.
When the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16 is rotated, the direction change gear bundle 82 may convert the rotational force of the motor shaft provided in the angle adjusting motor 16 into the pulley rotating shaft 81 and the active pulley 83. ), The active pulley 83 transmits the rotational force of the active pulley 83 to the driven pulley 84 through the power transmission belt 85, the driven pulley 84 is the permanent magnet fixed shaft ( 7) A device for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels by using a single permanent magnet, characterized in that to adjust the magnetic attachment force of the left and right wheels (2,3) by changing the rotation angle of.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 좌·우측 바퀴(2,3)로부터 부착면에 작용하는 자기력(
Figure 112019014996979-pat00025
)은
Figure 112019014996979-pat00026
인 것을 특징으로 하는 단일 영구 자석을 사용하여 한 쌍의 자석 바퀴의 자기 부착력을 제어하는 장치.
여기서,
상기
Figure 112019014996979-pat00027
는 자유공간 투자율이고,
상기 R은 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 반지름,
상기
Figure 112019014996979-pat00028
은 적분 범위,
상기
Figure 112019014996979-pat00029
는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면에 원호 형상의 자력선이 발생되었을 때, 최외곽에 배치된 상기 원호 형상의 자력선과 좌·우측 바퀴(2,3) 사이의 교차점과 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 센터점이 연결되는 직선과, 상기 좌·우측 바퀴(2,3)의 센터점을 지나는 수직선 사이의 사잇각,
상기
Figure 112019014996979-pat00030
는 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 장착된 타이어로 인해 발생된 좌·우측 바퀴(2,3)와, 좌·우측 바퀴(2,3)가 부착되는 부착면 사이의 이격 거리,
상기
Figure 112019014996979-pat00031
은 상기 바형 영구 자석(6)으로부터 상기 좌·우측 바퀴(2,3)에 작용하는 자기 기전력(MMF)이다.According to claim 1,
Magnetic force acting on the attachment surface from the left and right wheels 2 and 3
Figure 112019014996979-pat00025
)silver
Figure 112019014996979-pat00026
A device for controlling the magnetic attachment force of a pair of magnet wheels using a single permanent magnet.
here,
remind
Figure 112019014996979-pat00027
Is the free space permeability,
R is the radius of the left and right wheels (2, 3),
remind
Figure 112019014996979-pat00028
Is the integral range,
remind
Figure 112019014996979-pat00029
Is an intersection point between the arc-shaped magnetic lines and the left and right wheels 2 and 3 disposed at the outermost side when an arc-shaped magnetic force line is generated on the attachment surface to which the left and right wheels 2 and 3 are attached. The angle between a straight line connecting the center points of the left and right wheels 2 and 3 and a vertical line passing through the center point of the left and right wheels 2 and 3,
remind
Figure 112019014996979-pat00030
Is the separation distance between the left and right wheels (2,3) generated by the tires mounted on the left and right wheels (2,3) and the attachment surface to which the left and right wheels (2,3) are attached,
remind
Figure 112019014996979-pat00031
Is the magnetic electromotive force (MMF) acting on the left and right wheels 2 and 3 from the bar-shaped permanent magnet 6.
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