KR102174498B1 - Variable stiffness wheel and drive control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 장애물 극복이 가능한 가변강성 바퀴 및 이의 구동제어방법을 제공한다. 여기서, 가변강성 바퀴는 동력전달부, 유연지지부, 강성가변부, 유연분리부, 제1유연타이어부, 조절부, 충격감지부 그리고 제어부를 포함한다. 유연지지부는 차축과 연결되어 회전하는 동력전달부와 일체로 회전하면서 동력을 전달한다. 강성가변부는 복수로 구비되어 유연지지부와 일체로 회전하고, 외력에 대응되게 변형되며, 독립적으로 강성이 조절된다. 유연분리부는 각각의 강성가변부를 섹션별로 구획한다. 제1유연타이어부는 강성가변부의 외주면에 결합되고 각각의 유연분리부와 연결된다. 조절부는 각각의 강성가변부에 연결되고 강성가변부 내부의 압력을 조절하여 섹션별로 강성가변부의 강성을 조절한다. 제어부는 충격감지부에 의해 감지되는 제1유연타이어부에 가해지는 충격의 크기를 기초로 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되는 강성가변부의 강성이 조절되도록 조절부의 작동을 제어한다.An embodiment of the present invention provides a variable stiffness wheel capable of overcoming an obstacle, and a driving control method thereof. Here, the variable rigidity wheel includes a power transmission unit, a flexible support unit, a rigid variable unit, a flexible separation unit, a first flexible tire unit, an adjustment unit, an impact detection unit, and a control unit. The flexible support unit transmits power while rotating integrally with the power transmission unit that rotates by being connected to the axle. The stiffness variable part is provided in plural, rotates integrally with the flexible support part, is deformed to correspond to an external force, and the stiffness is independently controlled. The flexible separating part divides each stiffness variable part by section. The first flexible tire portion is coupled to the outer peripheral surface of the stiffness variable portion and is connected to each flexible separation portion. The control unit is connected to each of the stiffness variable parts and adjusts the stiffness of the stiffness variable part for each section by adjusting the pressure inside the stiffness variable part. The control unit controls the operation of the adjustment unit to adjust the stiffness of the stiffness variable portion provided in the section to which the corresponding impact is applied based on the magnitude of the impact applied to the first flexible tire unit sensed by the impact sensing unit.

Description

가변강성 바퀴 및 이의 구동제어방법{VARIABLE STIFFNESS WHEEL AND DRIVE CONTROL METHOD THEREOF}Variable stiffness wheel and its drive control method {VARIABLE STIFFNESS WHEEL AND DRIVE CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 가변강성 바퀴 및 이의 구동제어방법 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장애물 극복이 가능한 가변강성 바퀴 및 이의 구동제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a variable stiffness wheel and a drive control method thereof, and more particularly, to a variable stiffness wheel capable of overcoming obstacles and a drive control method thereof.

로봇의 기계장치(mechanism)는 기능적 요소를 기준으로 했을 때 매니퓰레이션(manipulation)과 이동성(mobility)에 관한 것으로 크게 구분할 수 있다.The robot's mechanics can be broadly classified into those related to manipulation and mobility based on functional factors.

로봇의 적용 분야는 산업용뿐만 아니라 방재용, 수중작업용, 우주용, 원자력용과 같은 극한 작업용과 군사용에까지 이루어지고 있으므로, 이에 필요한 평행주행 장치, 무한궤도 이동체, 경량 저소음 이동체 기술 등 이동성에 대한 기계장치 기술의 개발이 요구되고 있다.Robots are applied not only for industrial use, but also for extreme work such as disaster prevention, underwater work, space, and nuclear power, and even military use.Therefore, mechanical device technology for mobility such as parallel running devices, caterpillar moving objects, and lightweight, low-noise moving objects technology. The development of is required.

산업 로봇의 경우 대부분 실내의 산업현장에서 구동하므로 장애물 극복보다는 정밀함을 요구하는 경량 저소음 이동체 기술을 요구한다. In the case of industrial robots, most of them are driven in indoor industrial sites, so they require a lightweight, low-noise moving body technology that requires precision rather than overcoming obstacles.

실외 현장에서 구동하는 산업 로봇의 경우 이동이 가능한 지역 내에서 사용자가 조종하는 거대한 바퀴 또는 무한궤도의 바퀴를 사용하는 것이 일반적이며 사용자가 근거리에서 조종하므로, 장애물을 넘기 위한 구성 요소는 필요성이 적다고 볼 수 있다.In the case of industrial robots driven at outdoor sites, it is common to use huge wheels or caterpillar wheels controlled by the user within the movable area, and because the user manipulates them at close range, there is little need for components for overcoming obstacles. can see.

그러나 탐사로봇이나 극한 작업용 또는 군사용의 경우 사용자가 직접 조종하기 힘든 영역이 있으며, 이동하는 구간이 평탄한 지역일 가능성이 낮으므로 장애물에 대해 스스로 극복할 수 있는 능력이 구비되어야 한다.However, in the case of exploration robots, extreme work, or military use, there are areas that are difficult for the user to control directly, and the moving section is unlikely to be a flat area, so the ability to overcome obstacles must be provided.

상기의 문제를 해결하기 위하여 다수의 원형 바퀴 또는 곤충 다리를 모방한 이동 수단을 구비하는 방법들이 있으나, 이는 복잡한 구동과 제어장치를 가져야 하며, 극한 환경에서 구동부 또는 제어장치의 결함이 발생할 경우 이동 자체가 어려운 문제가 야기될 수 있다.In order to solve the above problem, there are methods of having a moving means imitating a plurality of circular wheels or insect legs, but this must have a complex drive and control device, and if a defect of the drive unit or control device occurs in an extreme environment, the movement itself Can cause difficult problems.

대한민국 공개특허공보 제2017-0083854호(2017. 07. 19. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2017-0083854 (published on July 19, 2017) 미국 등록특허 제9120230호(2015.09.01 등록)U.S. Patent No. 9120230 (registered on September 1, 2015)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 장애물 극복이 가능한 가변강성 바퀴 및 이의 구동제어방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a variable rigid wheel capable of overcoming obstacles and a driving control method thereof.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 차축과 연결되어 회전하는 동력전달부; 상기 동력전달부가 결합되어 상기 동력전달부와 일체로 회전하면서 동력을 전달하는 유연지지부; 상기 유연지지부의 외주면에 결합되어 상기 유연지지부와 일체로 회전하고, 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 구비되어 외력에 따라 변형되며, 독립적으로 강성이 조절되는 강성가변부; 복수의 상기 강성가변부의 사이에 반경방향으로 구비되어 각각의 상기 강성가변부를 섹션별로 구획하는 유연분리부; 상기 강성가변부의 외주면에 결합되고 각각의 상기 유연분리부와 연결되며 상기 강성가변부를 보호하는 제1유연타이어부; 각각의 상기 강성가변부에 연결되고 상기 강성가변부 내부의 압력을 조절하여 상기 섹션별로 상기 강성가변부의 강성을 조절하는 조절부; 상기 동력전달부에 구비되고, 상기 제1유연타이어부에 가해지는 충격을 감지하는 충격감지부; 그리고 상기 충격감지부가 감지하는 충격의 크기를 기초로 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되는 상기 강성가변부의 강성이 조절되도록 상기 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 가변강성 바퀴를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a power transmission unit connected to the axle to rotate; A flexible support unit coupled to the power transmission unit to transmit power while rotating integrally with the power transmission unit; A stiffness variable portion coupled to the outer circumferential surface of the flexible support unit and integrally rotated with the flexible support unit, provided at predetermined intervals along the circumferential direction, deformed according to an external force, and independently adjusted stiffness; A flexible separating unit provided in a radial direction between the plurality of stiffness variable portions to divide each of the stiffness variable portions by section; A first flexible tire part coupled to the outer circumferential surface of the stiffness variable part, connected to each of the flexible separation parts, and protecting the stiffness variable part; A control unit connected to each of the stiffness variable parts and adjusting the stiffness of the stiffness variable part for each section by adjusting the pressure inside the stiffness variable part; An impact sensing unit provided on the power transmission unit and sensing an impact applied to the first flexible tire unit; And it provides a variable stiffness wheel including a control unit for controlling the operation of the adjustment unit so that the stiffness of the stiffness variable portion provided in the section to which the corresponding impact is applied is adjusted based on the magnitude of the impact sensed by the impact sensing unit.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 충격감지부가 미리 설정된 임계크기 이상의 충격을 감지하면, 상기 섹션 중에 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되어 형상이 변형된 상기 강성가변부가 강성이 증가되어 형상이 고정되도록 상기 조절부를 제어하고, 상기 해당 섹션에 가해지는 충격이 상기 임계크기 이하로 감소하면, 상기 조절부를 제어하여 형상이 고정된 상기 강성가변부의 강성을 감소시켜 상기 강성가변부가 상기 유연지지부 및 상기 제1유연타이어부 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원되도록 할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, when the impact detection unit detects an impact of a predetermined threshold or more, the stiffness variable portion, which is provided in a section to which the impact is applied, has a shape deformed, and the shape is increased. When the adjustment unit is controlled to be fixed and the impact applied to the section decreases below the critical size, the adjustment unit is controlled to reduce the stiffness of the stiffness variable portion having a fixed shape, so that the stiffness variable portion is the flexible support unit and the The initial shape may be restored by the restoring force of at least one of the first flexible tire parts.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1유연타이어부의 제1지름보다 큰 제2지름을 가지고, 상기 제1유연타이어부의 외주면과 이격되도록 구비되는 제2유연타이어부; 그리고 상기 제1유연타이어부 및 상기 제2유연타이어부가 연결되도록 상기 제1유연타이어부 및 상기 제2유연타이어부의 사이에 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 구비되고, 반경방향으로 연장되어 상기 제2유연타이어부를 지지하는 유연지지프레임부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, a second flexible tire portion having a second diameter larger than the first diameter of the first flexible tire portion and provided to be spaced apart from the outer peripheral surface of the first flexible tire portion; And it is provided at a predetermined interval along the circumferential direction between the first flexible tire portion and the second flexible tire portion so that the first flexible tire portion and the second flexible tire portion are connected, and extending in a radial direction, the second It may further include a flexible support frame for supporting the flexible tire.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2유연타이어부는 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 마련되고, 제1강성을 가지는 복수의 유연 타이어편과, 각각의 상기 유연 타이어편의 사이에 상기 제2유연타이어부의 축방향과 평행한 방향으로 구비되어 인접하는 상기 유연 타이어편을 연결하고, 상기 제1강성보다 작은 제2강성을 가지는 복수의 유연 조인트를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second flexible tire portion is provided to be spaced apart at a predetermined interval along the circumferential direction, and between a plurality of flexible tire pieces having a first rigidity and each of the flexible tire pieces It is provided in a direction parallel to the axial direction of the flexible tire part to connect the adjacent flexible tire pieces, and may have a plurality of flexible joints having a second rigidity smaller than the first rigidity.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2유연타이어부는 상기 제2유연타이어부의 축방향과 평행한 방향으로만 변형될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second flexible tire part may be deformed only in a direction parallel to the axial direction of the second flexible tire part.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 강성가변부는 내측에 수용공간을 가지는 유연커버와, 상기 수용공간에 채워지고, 상기 유연커버에 가해지는 외력에 대응하여 변형되는 분말체를 가지고, 상기 조절부는 상기 유연커버에 연결되어 상기 수용공간의 유체를 흡입하여 상기 유연커버가 수축되도록 하며, 수축되는 상기 유연커버에 대응하여 변형된 상기 분말체가 압착되어 고정됨으로써 강성이 증가하도록 할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the stiffness variable part has a flexible cover having an accommodation space inside, and a powder body that is filled in the accommodation space and deformed in response to an external force applied to the flexible cover, and the control part It is connected to the flexible cover to suck the fluid in the receiving space so that the flexible cover is contracted, and the deformed powder body corresponding to the contracted flexible cover is compressed and fixed to increase rigidity.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 강성가변부는 상기 수용공간에 마련되어 내측에 상기 분말체를 수용하고, 상기 분말체의 크기보다 작은 크기의 통공을 가지는 유연포켓부를 더 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the stiffness variable portion may be provided in the receiving space to accommodate the powder body inside, and may further have a flexible pocket portion having a through hole having a size smaller than that of the powder body.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 가변강성 바퀴의 구동제어방법으로써, 상기 제어부가 사용자로부터 제1주행모드, 제2주행모드 및 제3주행모드 중 어느 하나를 입력받는 주행모드 입력단계; 그리고 상기 제어부가 상기 주행모드 입력단계에서 입력받은 주행모드를 수행하는 수행단계를 포함하는 가변강성 바퀴의 구동제어방법을 제공한다.Meanwhile, in order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention is a drive control method of a variable rigidity wheel, wherein the controller inputs any one of a first driving mode, a second driving mode, and a third driving mode from the user. Receiving driving mode input step; And it provides a driving control method of the variable stiffness wheel including the performing step of performing the driving mode input in the driving mode input step by the control unit.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1주행모드는 계단 등반모드이고, 상기 주행모드 입력단계에서 상기 제1주행모드가 입력되면, 상기 수행단계에서 상기 제어부는 상기 충격감지부로부터 제1섹션의 상기 제1유연타이어부가 첫 번째 계단에 부딪혀서 감지되는 충격력을 제공받는 제1충격감지단계와, 감지되는 상기 충격력이 미리 설정된 임계크기 이상인 경우, 상기 조절부를 제어하여 상기 제1섹션에 마련되고 초기 형태에서 강성이 증가되어 상기 초기 형태로 형상이 고정된 상기 강성가변부의 강성을 감소시키는 제1강성감소단계와, 강성이 감소된 상기 제1섹션의 상기 강성가변부가 상기 첫 번째 계단의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 상기 강성가변부의 강성을 증가시켜 상기 강성가변부의 형상을 고정시키는 제1형상고정단계와, 상기 제1섹션의 상기 강성가변부의 형상이 고정된 상태에서 상기 유연지지부가 회전하고, 이에 연동하여 상기 강성가변부 및 상기 제1유연타이어부가 회전하면서 상기 첫 번째 계단을 올라가도록 하는 제1등반단계를 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the first driving mode is a stair climbing mode, and when the first driving mode is input in the driving mode input step, the control unit of the first section from the shock sensing unit A first impact sensing step in which the first flexible tire part is provided with an impact force detected by colliding with the first step, and when the detected impact force is greater than or equal to a preset threshold size, the control part is provided in the first section and the initial shape A first stiffness reduction step of reducing the stiffness of the stiffness variable portion, whose stiffness is increased in the initial shape, and the stiffness variable portion of the first section with reduced stiffness corresponds to the shape of the first step. A first shape fixing step of fixing the shape of the stiffness variable part by increasing the stiffness of the stiffness variable part in a state in which the shape is deformed, and the flexible support part rotates while the shape of the stiffness variable part of the first section is fixed. In connection with this, a first climbing step of climbing the first staircase while rotating the stiffness variable portion and the first flexible tire portion may be performed.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수행단계에서 상기 제어부는 상기 충격감지부로부터 제2섹션의 상기 제1유연타이어부가 상기 두 번째 계단에 부딪혀서 감지되는 충격력을 제공받는 제2충격감지단계와, 감지되는 상기 충격력이 상기 임계크기 이상인 경우, 상기 조절부를 제어하여 상기 제2섹션에 마련되고 초기 형태에서 강성이 증가되어 상기 초기 형태로 형상이 고정된 상기 강성가변부의 강성을 감소시키는 제2강성감소단계와, 강성이 감소된 상기 제2섹션의 상기 강성가변부가 상기 두 번째 계단의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 상기 강성가변부의 강성을 증가시켜 상기 강성가변부의 형상을 고정시키는 제2형상고정단계와, 상기 제2섹션의 상기 강성가변부의 형상이 고정된 상태에서 상기 유연지지부가 회전하고, 이에 연동하여 상기 강성가변부 및 상기 제1유연타이어부가 회전하면서 상기 두 번째 계단을 올라가도록 하는 제2등반단계를 수행할 수 있다. In an embodiment of the present invention, in the performing step, the control unit includes a second impact detection step in which the first flexible tire part of the second section is provided with an impact force detected by colliding with the second step from the impact detection unit, and A second stiffness reduction step of reducing the stiffness of the stiffness variable part, which is provided in the second section by controlling the impact force to be equal to or greater than the critical size, and increases the stiffness in the initial form so that the stiffness variable part is fixed in the initial form Wow, in a state in which the stiffness variable portion of the second section with reduced stiffness is deformed so as to correspond to the shape of the second step, a second shape fixing to fix the shape of the stiffness variable portion by increasing the stiffness of the stiffness variable portion Step, wherein the flexible support part rotates while the shape of the stiffness variable part of the second section is fixed, and in connection therewith, the stiffness variable part and the first flexible tire part rotate to climb the second staircase. You can perform the second climbing stage.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1등반단계 이후에 상기 충격감지부로부터 제1섹션에서 감지되는 상기 충격력이 상기 임계크기 미만이 되면, 상기 제어부는 상기 조절부를 제어하여 형상이 고정된 상기 제1섹션의 상기 강성가변부의 강성을 감소시켜 상기 제1섹션의 상기 강성가변부가 상기 유연지지부 및 상기 제1유연타이어부 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원되도록 하고, 상기 조절부를 제어하여 상기 강성가변부의 강성을 증가시켜 상기 강성가변부가 초기 형태로 고정되도록 하는 제1복원단계를 수행할 수 있다.In an embodiment of the present invention, when the impact force detected in the first section from the impact detection unit after the first climbing step is less than the threshold size, the control unit controls the adjustment unit By reducing the stiffness of the stiffness variable part of the first section, the stiffness variable part of the first section is restored to its initial shape by the restoring force of at least one of the flexible support part and the first flexible tire part, and the adjustment part is controlled to A first restoration step of increasing the stiffness of the stiffness variable portion so that the stiffness variable portion is fixed in an initial shape may be performed.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제2주행모드는 포장도로 주행모드이고, 상기 제3주행모드는 비포장도로 주행모드이며, 상기 주행모드 입력단계에서 상기 제2주행모드가 입력되면, 상기 수행단계에서 상기 제어부는 모든 섹션의 상기 강성가변부가 제1주행강성을 가지도록 설정하고, 상기 주행모드 입력단계에서 상기 제3주행모드가 입력되면, 상기 수행단계에서 상기 제어부는 모든 섹션의 상기 강성가변부가 제1주행강성보다 큰 제2주행강성을 가지도록 설정할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second driving mode is a paved road driving mode, the third driving mode is a non-paved road driving mode, and when the second driving mode is input in the driving mode input step, the performing step In the operation step, the control unit sets the stiffness variable parts of all sections to have the first driving stiffness, and when the third driving mode is input in the driving mode input step, the control unit in the execution step comprises the stiffness variable parts of all sections. It can be set to have a second driving stiffness greater than the first driving stiffness.

본 발명의 실시예에 따르면, 가변강성 바퀴에 유연지지부와, 유연지지부를 감싸도록 구비되어 가압되는 접촉대상물의 형태에 대응하여 형상이 변형되며 강성이 가변되는 강성가변부가 마련됨으로써, 주행 시 장애물을 접하게 되더라도 충격을 흡수하거나, 장애물을 타고 넘거나, 장애물을 등반하는 등의 효과적인 극복이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, a flexible support part is provided on a variable stiffness wheel, and a stiffness variable part is provided so that the shape is changed and the stiffness is variable in response to the shape of the object to be pressed. Even if they come into contact with them, they can absorb shocks, climb over obstacles, and overcome them effectively.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and should be understood to include all effects that can be deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 강성가변부를 나타낸 단면예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 유연포켓부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 유연포켓부의 작동예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 작동예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 가변강성 바퀴를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 가변강성 바퀴의 변형예를 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 가변강성 바퀴의 변형예를 나타낸 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 구동제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 계단 등반 구동제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 계단 등반 구동제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 주행 구동제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.
1 is an exemplary view showing a variable rigidity wheel according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a variable stiffness part of a variable stiffness wheel according to the first embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a flexible pocket portion of a variable stiffness wheel according to the first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining an operation example of a flexible pocket portion of a variable rigidity wheel according to the first embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining an operation example of a variable rigidity wheel according to the first embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view showing a variable stiffness wheel according to a second embodiment of the present invention.
7 is a front view showing a modified example of a variable stiffness wheel according to a second embodiment of the present invention.
8 is a side view showing a modified example of a variable stiffness wheel according to a second embodiment of the present invention.
9 is a flowchart showing a method for controlling a drive of a variable rigid wheel according to the first embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a method for controlling a stair climbing drive of a variable rigidity wheel according to the first embodiment of the present invention.
11 is an exemplary view illustrating a method for controlling a stair climbing drive of a variable stiffness wheel according to a first embodiment of the present invention.
12 is an exemplary view for explaining a driving control method of a variable stiffness wheel according to the first embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, bonded)” to another part, it is not only “directly connected”, but also “indirectly connected” with another member in the middle. This includes cases where there is "". In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴를 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a variable rigidity wheel according to a first embodiment of the present invention.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 가변강성 바퀴는 동력전달부(100), 유연지지부(200), 강성가변부(300), 유연분리부(400), 제1유연타이어부(500), 조절부(600), 충격감지부(700) 그리고 제어부(800)를 포함할 수 있다.As shown in Fig. 1, the variable rigidity wheel according to this embodiment includes a power transmission unit 100, a flexible support unit 200, a stiffness variable unit 300, a flexible separation unit 400, and a first flexible tire unit 500. ), an adjustment unit 600, an impact detection unit 700, and a control unit 800.

동력전달부(100)는 차축과 연결되어 회전할 수 있다.The power transmission unit 100 may rotate while being connected to an axle.

유연지지부(200)는 동력전달부(100)와 결합될 수 있으며, 동력전달부(100)와 일체로 회전하면서 동력을 전달할 수 있다.The flexible support 200 may be coupled to the power transmission unit 100 and may transmit power while rotating integrally with the power transmission unit 100.

강성가변부(300)는 유연지지부(200)의 외주면에 결합될 수 있으며, 유연지지부(200)와 일체로 회전할 수 있다. The stiffness variable part 300 may be coupled to the outer circumferential surface of the flexible support part 200 and may rotate integrally with the flexible support part 200.

강성가변부(300)는 외력에 따라 변형될 수 있으며, 구체적으로는 접촉대상물의 형상에 대응되게 변형될 수 있다. 여기서, 접촉대상물은 본 발명에 따른 가변강성 바퀴가 주행하면서 접촉되는 대상물로서, 가변강성 바퀴가 도로를 주행하는 경우 접촉대상물은 지면이 될 수 있고, 가변강성 바퀴가 계단을 오르는 경우 접촉대상물은 계단이 될 수 있다.The stiffness variable part 300 may be deformed according to an external force, and specifically, may be deformed to correspond to the shape of the object to be contacted. Here, the contact object is an object that is in contact with the variable rigidity wheel according to the present invention while traveling. When the variable rigidity wheel travels on the road, the contact object may be the ground, and when the variable rigidity wheel climbs the stairs, the contact object is a staircase. Can be

그리고, 강성가변부(300)는 복수개가 미리 정해진 간격으로 구비될 수 있으며, 각각의 강성가변부(300)는 독립적으로 강성이 조절될 수 있다.Further, a plurality of stiffness variable parts 300 may be provided at predetermined intervals, and each stiffness variable part 300 may be independently adjusted in stiffness.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 강성가변부를 나타낸 단면예시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 유연포켓부를 중심으로 나타낸 예시도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a stiffness variable part of a variable stiffness wheel according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exemplary view showing a flexible pocket part of a variable stiffness wheel according to the first embodiment of the present invention. .

도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 강성가변부(300)는 유연커버(310), 분말체(320) 및 유연포켓부(330)를 가질 수 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the stiffness variable part 300 may have a flexible cover 310, a powder body 320, and a flexible pocket part 330.

유연커버(310)는 일측면이 유연지지부(200)에 밀착될 수 있으며, 내측에는 수용공간(311)을 가질 수 있다.One side of the flexible cover 310 may be in close contact with the flexible support part 200, and may have a receiving space 311 inside.

유연커버(310)는 유연성을 가지는 얇은 막의 형태로 이루어질 수 있으며, 공기가 통하지 않는 소재로 이루어질 수 있다.The flexible cover 310 may be formed in the form of a thin film having flexibility, and may be made of a material through which air does not pass.

분말체(320)는 분말 형태를 이룰 수 있다. 유연포켓부(330)는 수용공간(311)에 마련될 수 있으며, 통공(331)을 가질 수 있다. 통공(331)은 복수개가 형성될 수 있다. 또한, 분말체(320)는 유연포켓부(330)의 내측에 수용될 수 있다. 통공(331)은 분말체(320)의 크기보다 작은 크기로 형성될 수 있으며, 이에 따라 유연포켓부(330)에 수용되는 분말체(320)는 통공(331)을 통해 누출되지 않을 수 있다. 유연포켓부(330)는 메시(Mesh)를 가지는 망의 형태로 이루어질 수 있다. 유연포켓부(330)는 유연소재로 형성될 수 있으며, 예를 들면 직물로 이루어질 수 있다. 그리고, 유연포켓부(330)는 구획부(333)를 가질 수 있다. 구획부(333)는 복수로 마련될 수 있으며, 구획부(333)는 예를 들면, 재봉선(334)에 의해 구획될 수 있다. 분말체(320)는 각각의 구획부(333)에 수용될 수 있으며, 이에 따라 분말체(320)는 유연포켓부(330) 전체에 균일하게 분포될 수 있다.The powder body 320 may have a powder form. The flexible pocket part 330 may be provided in the accommodation space 311 and may have a through hole 331. A plurality of through holes 331 may be formed. In addition, the powder body 320 may be accommodated inside the flexible pocket portion 330. The through hole 331 may be formed to have a size smaller than the size of the powder body 320, and accordingly, the powder body 320 accommodated in the flexible pocket part 330 may not leak through the through hole 331. The flexible pocket portion 330 may be formed in the form of a mesh having a mesh. Flexible pocket portion 330 may be formed of a flexible material, for example, may be made of a fabric. In addition, the flexible pocket portion 330 may have a partition portion 333. The partition portion 333 may be provided in plurality, and the partition portion 333 may be partitioned by, for example, a sewing line 334. The powder body 320 may be accommodated in each of the partition portions 333, and accordingly, the powder body 320 can be uniformly distributed throughout the flexible pocket portion 330.

접촉대상물에 의해 유연커버(310)가 가압되면 분말체(320)는 가압되는 접촉대상물의 형상에 대응하여 변형될 수 있다. 여기서, 분말체(320)가 변형된다는 말은 가압되는 접촉대상물에 의해 분말체들이 밀려나면서 분말체가 뭉쳐지는 형상이 변형되는 것을 의미한다.When the flexible cover 310 is pressed by the contact object, the powder body 320 may be deformed corresponding to the shape of the contact object to be pressed. Here, the word that the powder body 320 is deformed means that the shape in which the powder body is aggregated is deformed as the powder bodies are pushed by the pressed contact object.

조절부(600, 도 1 참조)는 강성가변부(300)에 연결될 수 있다. 조절부(600)는 흡입관(340)을 가질 수 있으며, 흡입관(340)은 수용공간(311)의 내측으로 연장될 수 있다. 그리고, 강성가변부(300)의 내측으로 유입된 흡입관(340)의 일단부는 유연포켓부(330)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 조절부(600)에서 발생되는 흡입력은 흡입관(340)을 통해 유연포켓부(330)로 직접 제공될 수 있다. 조절부(600)는 흡입관(340)을 통해 수용공간(311)의 유체를 흡입하거나, 수용공간(311)에 유체를 공급하여 강성가변부(300) 내부의 압력을 조절할 수 있으며, 이를 통해 강성가변부(300)의 강성을 조절할 수 있다.The adjusting part 600 (see FIG. 1) may be connected to the stiffness variable part 300. The adjusting unit 600 may have a suction pipe 340, and the suction pipe 340 may extend into the receiving space 311. In addition, one end of the suction pipe 340 introduced into the stiffness variable portion 300 may be connected to the flexible pocket portion 330. Accordingly, the suction force generated by the adjustment unit 600 may be directly provided to the flexible pocket unit 330 through the suction pipe 340. The control unit 600 may suck the fluid in the receiving space 311 through the suction pipe 340 or supply the fluid to the receiving space 311 to adjust the pressure inside the stiffness variable unit 300, through which rigidity The rigidity of the variable part 300 can be adjusted.

조절부(600)에 의해 수용공간(311)으로 채워지거나, 수용공간(311)으로부터 흡입되는 유체는 기체 또는 액체를 포함할 수 있으며, 이하에서는 편의상 공기를 예로 하여 설명한다.The fluid filled into the accommodation space 311 by the control unit 600 or sucked from the accommodation space 311 may include gas or liquid, and for convenience, air will be described below.

조절부(600)에서 발생되는 흡입력이 유연포켓부(330)에 제공되면 수용공간(311)의 공기는 통공(331)을 통해 유연포켓부(330)로 유입되어 흡입관(340)으로 흡입될 수 있다. 수용공간(311) 내부의 공기가 흡입관(340)을 통해 빠져나가게 됨에 따라 분말체(320)는 압착되어 견고하게 고정될 수 있다. 후술하겠지만, 접촉대상물체에 의해 유연커버(310)가 가압되어 형상이 변형된 상태에서 조절부(600)가 수용공간(311)의 공기를 흡입하면, 유연커버(310)가 수축함에 따라 분말체(320)는 서로 압착되고, 분말체(320)와 유연커버(310)는 딱딱하게 굳어지게 된다. 즉, 접촉대상물체에 의해 가압됨에 따라 변형된 분말체(320)는 변형된 상태로 굳어지게 되고, 결과적으로 강성가변부(300)의 강성은 증가될 수 있다. 한편, 분말체(320)는 구획부(333)에 의해 구획되어 수용되기 때문에, 분말체(320)가 압착되는 과정에서 분말체(320)가 부분적으로 뭉쳐지는 것이 방지될 수 있고, 강성가변부(300)는 전체에 걸쳐 균일하게 수축될 수 있다.When the suction force generated from the adjustment part 600 is provided to the flexible pocket part 330, the air in the accommodation space 311 is introduced into the flexible pocket part 330 through the through hole 331 and can be sucked into the suction pipe 340. have. As the air inside the accommodation space 311 escapes through the suction pipe 340, the powder body 320 may be compressed and firmly fixed. As will be described later, when the flexible cover 310 is pressed by the object to be contacted and the shape is deformed, when the controller 600 inhales the air in the receiving space 311, the flexible cover 310 contracts (320) is pressed to each other, the powder body 320 and the flexible cover 310 is hardened hard. That is, the deformed powder body 320 is hardened in a deformed state as it is pressed by the object to be contacted, and as a result, the rigidity of the stiffness variable portion 300 may be increased. On the other hand, since the powder body 320 is partitioned and accommodated by the partition portion 333, the powder body 320 can be prevented from being partially agglomerated in the process of compressing the powder body 320, and the rigidity variable portion 300 can be uniformly contracted throughout.

유연지지부(200)는 강성가변부(300)가 변형되면 함께 변형될 수 있다. 유연지지부(200)는 강성가변부(300)의 형상 변형 시에도 가변강성 바퀴의 전체적인 형상이 붕괴되지 않도록 가변강성 바퀴의 구조를 지탱해주는 역할을 할 수 있다. The flexible support part 200 may be deformed together when the stiffness variable part 300 is deformed. The flexible support 200 may serve to support the structure of the variable rigid wheel so that the overall shape of the variable rigid wheel is not collapsed even when the shape of the rigid variable portion 300 is deformed.

유연지지부(200)는 강성이 상대적으로 약해 대변형이 효과적으로 구현될 수 있는 소재 및 형태를 가질 수 있다. 또한, 강성가변부(300)의 형상이 변형된 상태에서 강성이 약해지게 되면 강성가변부(300)가 초기 형태로 되돌아갈 수 있을 정도의 복원력을 발생할 수 있으며, 이러한 것이 가능하다면 특정한 소재, 형태로 한정되지는 않는다. The flexible support part 200 may have a material and shape capable of effectively implementing a large deformation due to relatively weak rigidity. In addition, when the stiffness of the stiffness variable part 300 is deformed while the shape of the stiffness variable part 300 is deformed, the stiffness variable part 300 may generate a restoring force sufficient to return to its initial shape. Is not limited to.

접촉대상물에 의한 가압이 해제되고, 조절부(600)가 수용공간(311)으로 공기를 공급하면, 유연커버(310)는 팽창하게 되고, 강성가변부(300)의 강성은 감소될 수 있다. 그러면, 유연지지부(200)의 복원력에 의해 강성가변부(300)는 초기 형태로 돌아올 수 있으며, 이 상태에서, 조절부(600)가 수용공간(311)의 공기를 흡입하면 다시 분말체(320)가 서로 압착되어 굳어지면서 강성가변부(300)의 강성은 증가되고, 강성가변부(300)는 초기 형태를 유지할 수 있게 된다.When the pressurization by the object to be contacted is released and the control unit 600 supplies air to the receiving space 311, the flexible cover 310 expands, and the rigidity of the stiffness variable unit 300 may be reduced. Then, the stiffness variable part 300 may return to its initial shape by the restoring force of the flexible support part 200, and in this state, when the control part 600 inhales the air in the accommodation space 311, the powder body 320 As) are pressed together and hardened, the stiffness of the stiffness variable portion 300 increases, and the stiffness variable portion 300 can maintain its initial shape.

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도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 유연포켓부의 작동예를 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary view for explaining an operation example of a flexible pocket portion of a wheel of variable rigidity according to the first embodiment of the present invention.

도 4를 더 포함하여 보는 바와 같이, 접촉대상물(M)이 강성가변부(300)를 가압하면, 이때의 가압력(F)에 의해 가압되는 유연커버(310) 및 분말체(320)는 접촉대상물(M)에 대응되어 형상이 변형되게 되고, 유연지지부(200)도 형상이 변형될 수 있다. As shown further including Figure 4, when the contact object (M) presses the stiffness variable portion 300, the flexible cover 310 and the powder body 320 pressed by the pressing force (F) at this time are the contact object The shape is deformed in response to (M), and the shape of the flexible support part 200 may also be deformed.

이때, 접촉대상물(M)에 의해 가해지는 가압력(F)은 접촉대상물(M)에 의해 가압되는 부분에 국한되게 되며, 분말체(320) 및 유연커버(310)에서 해당 부분은 접촉대상물(M)에 대응되도록 변형될 수 있다. 마찬가지로, 강성가변부(300)의 형상이 변형되면, 유연지지부(200)에서는 강성가변부(300)의 형상이 변형되는 해당 부분에 인접되는 부분의 형상이 연동하여 변형하게 된다. At this time, the pressing force (F) applied by the contact object (M) is limited to the portion pressed by the contact object (M), and in the powder body 320 and the flexible cover 310, the corresponding portion is the contact object (M ) Can be modified to correspond. Likewise, when the shape of the stiffness variable part 300 is deformed, the shape of the part adjacent to the corresponding part where the shape of the stiffness variable part 300 is deformed is interlocked and deformed in the flexible support part 200.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 작동예를 설명하기 위한 예시도인데, 이하에서는 도 5를 더 포함하여 설명한다.FIG. 5 is an exemplary view for explaining an operation example of a variable stiffness wheel according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, FIG. 5 will be further included.

유연분리부(400)는 복수의 강성가변부(300)의 사이에 반경방향으로 구비될 수 있으며, 각각의 강성가변부(300)를 섹션별로 구획할 수 있다.The flexible separation unit 400 may be provided in a radial direction between the plurality of stiffness variable parts 300, and each stiffness variable part 300 may be divided for each section.

본 실시예에서와 같이, 4개의 유연분리부(400)가 구비되는 경우, 강성가변부(300)는 4개의 섹션으로 분리될 수 있다.As in the present embodiment, when four flexible separating units 400 are provided, the stiffness variable portion 300 may be divided into four sections.

제1유연타이어부(500)는 강성가변부(300)의 외주면에 결합될 수 있으며, 제1유연타이어부(500)는 각각의 유연분리부(400)와 연결될 수 있다. 제1유연타이어부(500)는 강성가변부(300)를 보호하고 접촉대상물과 접촉할 수 있으며, 가변강성 바퀴의 마모 및 가변강성 바퀴에 가해지는 충격을 1차적으로 막아주는 역할을 수행할 수 있다.The first flexible tire part 500 may be coupled to the outer circumferential surface of the stiffness variable part 300, and the first flexible tire part 500 may be connected to each of the flexible separation parts 400. The first flexible tire part 500 protects the stiffness variable part 300 and may contact the object to be contacted, and may play a role of primarily preventing the wear of the variable stiffness wheel and the impact applied to the variable stiffness wheel. have.

조절부(600)는 각각의 강성가변부(300)에 연결되고, 섹션별로 강성가변부(300)의 강성을 조절할 수 있다.The adjusting unit 600 is connected to each of the stiffness variable parts 300 and may adjust the stiffness of the stiffness variable part 300 for each section.

즉, 도 5에서 보는 바와 같이, 조절부(600)는 개별적인 흡입관(340a~340d)을 통해 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a), 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b), 제3섹션(S3) 의 강성가변부(300c) 및 제4섹션(S4) 의 강성가변부(300d)와 연결될 수 있으며, 각각의 흡입관(340a~340d)을 통해 공기를 흡입하거나 공급하여 각 섹션(S1~S4)의 강성가변부(300a~300d)의 강성을 개별적으로 조절할 수 있다.That is, as shown in FIG. 5, the adjustment unit 600 is the stiffness variable part 300a of the first section S1 and the stiffness variable part 300b of the second section S2 through individual suction pipes 340a to 340d. ), the stiffness variable portion 300c of the third section (S3) and the stiffness variable portion 300d of the fourth section (S4) can be connected, and by inhaling or supplying air through each of the suction pipes (340a to 340d) The stiffness of the stiffness variable portions 300a to 300d of each section S1 to S4 can be individually adjusted.

충격감지부(700)는 동력전달부(100)에 구비될 수 있으며, 제1유연타이어부(500)에 가해지는 충격을 감지할 수 있다. 충격감지부(700)는 각 섹션(S1~S4)에 대응되도록 복수개로 구성되거나, 또는 하나로 통합 구성될 수 있다.The impact sensing unit 700 may be provided in the power transmission unit 100 and may sense an impact applied to the first flexible tire unit 500. The impact sensing unit 700 may be configured in plural to correspond to each of the sections S1 to S4, or may be integrated into one.

제어부(800)는 충격감지부(700)가 감지하는 충격의 크기를 기초로 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되는 강성가변부(300)의 강성이 조절되도록 조절부의 작동을 제어할 수 있으며, 이를 통해, 각각의 강성가변부(300)의 형상도 제어할 수 있다.The control unit 800 may control the operation of the adjustment unit to adjust the stiffness of the stiffness variable unit 300 provided in the section to which the corresponding impact is applied based on the magnitude of the impact detected by the impact detection unit 700, and this Through this, the shape of each stiffness variable part 300 can also be controlled.

제어부(800)는 충격감지부(700)가 미리 설정된 임계크기 이상의 충격을 감지하면, 각각의 섹션(S1~S4) 중에 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되어 형상이 변형된 강성가변부가 강성이 증가되어 형상이 고정되도록 조절부를 제어할 수 있다.When the impact detection unit 700 detects an impact of a predetermined threshold or more, the control unit 800 is provided in a section to which the corresponding impact is applied among each of the sections S1 to S4, and the stiffness variable portion of which the shape is deformed is increased. The adjustment unit can be controlled so that the shape is fixed.

그리고, 제어부(800)는 강성이 증가되어 형상이 고정된 강성가변부를 가지는 해당 섹션에 가해지는 충격이 미리 설정된 임계크기 이하로 감소하면, 조절부(600)를 제어하여 형상이 고정된 강성가변부의 강성을 감소시킬 수 있다. 그러면, 강성이 감소된 해당 강성가변부는 유연지지부(200) 및 제1유연타이어부(500) 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원될 수 있다. 제어부(800)는 초기 형태로 복원된 강성가변부의 강성을 다시 증가시켜, 강성가변부가 초기 형태를 유지하도록 할 수 있다.In addition, when the stiffness increases and the impact applied to the section having the fixed stiffness variable portion decreases to a predetermined threshold size or less, the control unit 800 controls the stiffness variable portion with a fixed shape. It can reduce stiffness. Then, the stiffness variable part having reduced stiffness may be restored to its initial shape by the restoring force of at least one of the flexible support part 200 and the first flexible tire part 500. The controller 800 may increase the stiffness of the stiffness variable portion restored to the initial shape again, so that the stiffness variable portion maintains the initial shape.

도 5에서 보는 바와 같이, 각각의 강성가변부(300a~300d)가 초기 형태에서 강성이 증가되어 각각의 강성가변부(300a~300d)가 원형의 바퀴 형태인 상태에서 주행하던 중에, 지면(G) 상의 물체(M)에 의해 제1섹션(S1)이 가압되고 이때 충격감지부(700)가 감지하는 충격력이 미리 설정된 임계크기 이상이 되면, 제어부(800)는 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성이 감소되도록 조절부(600)를 작동 제어할 수 있다.As shown in FIG. 5, the stiffness of each of the stiffness variable parts 300a to 300d is increased from its initial shape, so that the stiffness variable parts 300a to 300d are in a circular wheel shape while driving while the ground (G ) When the first section (S1) is pressed by the object (M) on the top and the impact force sensed by the impact sensing unit 700 is greater than or equal to a preset threshold, the controller 800 determines the rigidity of the first section (S1). The adjustment unit 600 may be operated and controlled so that the stiffness of the variable unit 300a is reduced.

즉, 조절부(600)는 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)와 연결되는 흡입관(340a)을 통해 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)에 공기를 공급하여 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성이 감소되도록 할 수 있다. 그러면, 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)는 가압되는 물체(M)의 형상에 대응되도록 형상이 변형될 수 있다. 그리고, 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)가 가압되는 물체(M)의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 조절부(600)는 흡입관(340a)을 통해 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 공기를 흡입하여 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성이 증가되도록 할 수 있다. 강성이 증가된 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)는 가압되는 물체(M)의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태로 형상이 고정될 수 있으며, 주행중인 가변강성 바퀴는 덜컹거림이 없이 물체(M)를 밟고 넘어갈 수 있다.That is, the control unit 600 supplies air to the stiffness variable portion 300a of the first section S1 through the suction pipe 340a connected to the stiffness variable portion 300a of the first section S1 The rigidity of the stiffness variable portion 300a of the section S1 may be reduced. Then, the stiffness variable portion 300a of the first section S1 may be deformed in shape to correspond to the shape of the object M to be pressed. And, in a state in which the shape is deformed so that the stiffness variable portion 300a of the first section S1 corresponds to the shape of the object M to be pressed, the adjustment unit 600 is configured to be in the first section S1 through the suction pipe 340a. By inhaling air of the stiffness variable part 300a of ), the stiffness of the stiffness variable part 300a of the first section S1 may be increased. The stiffness variable part 300a of the first section S1 with increased stiffness may be fixed in shape with its shape deformed to correspond to the shape of the object M being pressed, and the variable stiffness wheel while running is rattled. Without this, you can step on the object (M) and cross over.

이후, 가변강성 바퀴가 회전하여 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)가 지면(G)에 밀착되고, 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)에 가해지는 충격이 미리 설정된 임계크기 이하로 감소되면, 조절부(600)는 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)에 공기를 공급하여 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성을 감소시킬 수 있다. 그러면, 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)는 제1섹션(S1)의 유연지지부(200a) 및 제1섹션(S1)의 제1유연타이어부(500a) 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원될 수 있다. 그러면, 조절부(600)는 초기 형태로 복원된 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 공기를 다시 흡입하여 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성을 증가시킴으로써 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)가 초기 형태로 복원된 상태로 형상이 고정되도록 할 수 있다.Thereafter, the variable stiffness wheel rotates so that the stiffness variable portion 300b of the second section S2 is in close contact with the ground G, and the impact applied to the stiffness variable portion 300a of the first section S1 is preset. When it is reduced to less than the critical size, the adjusting unit 600 can reduce the stiffness of the stiffness variable portion 300a of the first section S1 by supplying air to the stiffness variable portion 300a of the first section S1. have. Then, the stiffness variable portion (300a) of the first section (S1) is the restoring force of at least one of the flexible support portion (200a) of the first section (S1) and the first flexible tire portion (500a) of the first section (S1) It can be restored to its initial form by Then, the adjustment unit 600 re-inhales the air of the stiffness variable portion 300a of the first section S1 restored to its initial shape, thereby increasing the stiffness of the stiffness variable portion 300a of the first section S1. The shape of the stiffness variable part 300a of the first section S1 may be fixed in a state in which it has been restored to its initial shape.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 가변강성 바퀴를 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 가변강성 바퀴의 변형예를 나타낸 정면도이다. 본 실시예에서는 제1유연타이어부(500)의 외주면에 마련되는 구성을 더 포함할 수 있으며 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 동일 부분에 대해서는 동일 번호를 부여하여 반복되는 내용은 가급적 생략한다.6 is an exemplary view showing a variable stiffness wheel according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a front view showing a modified example of a variable stiffness wheel according to the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, a configuration provided on the outer circumferential surface of the first flexible tire part 500 may be further included, and other configurations are the same as in the above-described first embodiment, so that the same part is assigned the same number and repeated contents are Omit it if possible.

도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 가변강성 바퀴는 제2유연타이어부(900) 및 유연지지프레임부(950)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 6 and 7, the variable rigidity wheel according to the present embodiment may further include a second flexible tire part 900 and a flexible support frame part 950.

제2유연타이어부(900)는 제1유연타이어부(500)의 제1지름보다 큰 제2지름을 가질 수 있으며, 제1유연타이어부(500)의 외주면과 이격되도록 구비될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 제2유연타이어부(900)가 접촉대상물과 직접 접촉될 수 있으며, 가변강성 바퀴의 마모 및 가변강성 바퀴에 가해지는 충격을 1차적으로 막아주는 역할을 수행할 수 있다.The second flexible tire portion 900 may have a second diameter larger than the first diameter of the first flexible tire portion 500 and may be provided to be spaced apart from the outer peripheral surface of the first flexible tire portion 500. Accordingly, in the present embodiment, the second flexible tire part 900 may directly contact the object to be contacted, and may primarily prevent abrasion of the variable stiffness wheel and the impact applied to the variable stiffness wheel.

제2유연타이어부(900)는 유연 타이어편(910)과 유연 조인트(920)를 가질 수 있다.The second flexible tire part 900 may have a flexible tire piece 910 and a flexible joint 920.

유연 타이어편(910)은 복수로 마련될 수 있으며, 각각의 유연 타이어편(910)은 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 마련될 수 있다. 유연 타이어편(910)은 제1강성을 가질 수 있다.The flexible tire pieces 910 may be provided in plural, and each flexible tire piece 910 may be provided to be spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction. The flexible tire piece 910 may have a first rigidity.

유연 조인트(920)는 각각의 유연 타이어편(910)의 사이에 구비될 수 있으며, 인접하는 유연 타이어편(910)을 연결할 수 있다. The flexible joint 920 may be provided between each of the flexible tire pieces 910, and may connect adjacent flexible tire pieces 910.

그리고, 유연 조인트(920)는 제2유연타이어부(900)의 축방향과 평행한 방향으로 구비될 수 있으며, 유연 타이어편(910)의 제1강성보다 작은 제2강성을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2유연타이어부(900)가 접촉대상물과 접촉할 때 접촉대상물의 형상에 대응하여 제2유연타이어부(900)는 효과적으로 형상이 변형될 수 있다.Further, the flexible joint 920 may be provided in a direction parallel to the axial direction of the second flexible tire part 900, and may have a second rigidity that is smaller than the first rigidity of the flexible tire piece 910. Accordingly, when the second flexible tire part 900 contacts the contact object, the second flexible tire part 900 may be effectively deformed in shape corresponding to the shape of the contact object.

유연지지프레임부(950)는 제1유연타이어부(500) 및 제2유연타이어부(900)가 연결되도록 제1유연타이어부(500) 및 제2유연타이어부(900)의 사이에 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 구비될 수 있으며, 반경방향으로 연장되어 제2유연타이어부(900)를 지지할 수 있다. The flexible support frame portion 950 is in a circumferential direction between the first flexible tire portion 500 and the second flexible tire portion 900 so that the first flexible tire portion 500 and the second flexible tire portion 900 are connected. It may be provided at predetermined intervals along the line, and may extend in a radial direction to support the second flexible tire part 900.

유연지지프레임부(950)는 급격한 동적 충격으로부터 유연지지프레임부(950) 내측의 구성을 보호할 수 있다.The flexible support frame part 950 may protect the inner configuration of the flexible support frame part 950 from a sudden dynamic impact.

도 7에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 가변강성 바퀴의 각각의 강성가변부가 초기 형태에서 강성이 증가되어 원형의 바퀴 형태인 상태에서 주행하던 중에, 지면(G) 상의 물체(M)에 의해 제1섹션(S1)이 가압되고 이때 충격감지부가 감지하는 충격력이 미리 설정된 임계크기 이상이 되면, 제어부는 조절부를 작동 제어하여 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성이 감소되도록 할 수 있다. 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 형상이 변형될 때, 제1섹션(S1)의 유연지지프레임부(950a) 및 제1섹션(S1)의 제2유연타이어부(900a)도 함께 형상이 변형될 수 있으며, 이를 통해, 주행 중 외부에서 가변강성 바퀴에 가해지는 충격이 효과적으로 감소되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 7, while driving in a state in which the stiffness variable part of the variable stiffness wheel according to the present embodiment has a circular wheel shape due to increased stiffness in its initial shape, the object M on the ground G When the first section (S1) is pressurized and the impact force sensed by the impact sensing unit at this time is greater than or equal to a preset threshold, the control unit operates the control unit so that the rigidity of the stiffness variable portion (300a) of the first section (S1) is reduced. can do. When the shape of the stiffness variable portion 300a of the first section S1 is deformed, the flexible support frame portion 950a of the first section S1 and the second flexible tire portion 900a of the first section S1 Also, the shape may be deformed, and through this, the impact applied to the variable stiffness wheel from the outside during driving may be effectively reduced.

또는, 주행 중에, 지면(G) 상의 물체(M)에 의해 제1섹션(S1)에 충격이 가해지더라도 이때 충격감지부가 감지하는 충격력이 미리 설정된 임계크기 이하인 경우에는, 제어부는 조절부를 작동 제어하지 않을 수 있다. 이 경우에는, 물체(M)에 의해 가압되는 제1섹션(S1)의 유연지지프레임부(950a) 및 제2유연타이어부(900a)의 형상이 변형되면서 충격을 흡수할 수 있으며, 이를 통해, 강성가변부에 충격이 전달되지 않도록 하여 파손이 방지되도록 할 수 있다.Alternatively, even if an impact is applied to the first section (S1) by an object (M) on the ground (G) during driving, if the impact force detected by the impact detection unit at this time is less than a preset threshold size, the control unit does not operate the control unit. May not. In this case, the shape of the flexible support frame portion 950a and the second flexible tire portion 900a of the first section S1 pressed by the object M may be deformed to absorb the impact, through which, Damage can be prevented by preventing impact from being transmitted to the stiffness variable part.

그리고, 제2유연타이어부(900)는 제2유연타이어부(900)의 축방향과 평행한 방향으로만 변형될 수 있다. In addition, the second flexible tire portion 900 may be deformed only in a direction parallel to the axial direction of the second flexible tire portion 900.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 가변강성 바퀴의 변형예를 나타낸 측면도인데, 가변강성 바퀴가 주행 중에 지면(G)의 접촉대상물체(M)를 밟은 경우, 도 8의 (a)에서 보는 바와 같이, 접촉대상물체(M)를 밟은 가변강성 바퀴는 그 축방향(A1) 형상이 변형되지 않을 수 있다. Figure 8 is a side view showing a modified example of the variable rigidity wheel according to the second embodiment of the present invention, when the variable rigidity wheel stepped on the contact object M of the ground G while driving, FIG. 8A As shown in, the variable rigidity wheel stepped on the object M may not be deformed in its axial direction (A1).

즉, 가변강성 바퀴는 도 8의 (b)에서와 같이 주행 중에 지면(G)의 접촉대상물체(M)를 밟더라도, 양측의 지름방향(A2) 높이가 서로 달라지도록 변형되지 않을 수 있다. 이를 통해, 가변강성 바퀴는 주행 방향을 기준으로 좌우 흔들림이 없이 고정될 수 있다.That is, the variable stiffness wheel may not be deformed so that the heights of the two sides in the radial direction A2 are different from each other, even if they step on the contact object M of the ground G while driving as shown in FIG. 8B. Through this, the variable stiffness wheel can be fixed without shaking left or right based on the driving direction.

이하에서는 가변강성 바퀴의 구동제어방법에 대해서 설명한다.Hereinafter, a method for controlling a drive of a variable rigid wheel will be described.

도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 구동제어방법을 나타낸 흐름도이다.9 is a flowchart showing a method for controlling a drive of a variable rigid wheel according to the first embodiment of the present invention.

도 9에서 보는 바와 같이, 가변강성 바퀴의 구동제어방법은 주행모드 입력단계(S1100) 그리고 수행단계(S1200)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 9, the driving control method of the variable stiffness wheel may include a driving mode input step (S1100) and an execution step (S1200).

주행모드 입력단계(S1100)는 제어부가 사용자로부터 제1주행모드, 제2주행모드 및 제3주행모드 중 어느 하나를 입력받는 단계일 수 있다.The driving mode input step S1100 may be a step in which the controller receives one of a first driving mode, a second driving mode, and a third driving mode from the user.

여기서, 제1주행모드는 계단 등반모드이고, 제2주행모드는 포장도로 주행모드이고, 제3주행모드는 비포장도로 주행모드일 수 있다.Here, the first driving mode may be a stair climbing mode, the second driving mode may be a paved road driving mode, and the third driving mode may be a non-paved road driving mode.

주행모드 입력단계(S1100)에서 주행모드의 입력은 전술한 바와 같이 사용자에 의해 입력되는 경우로 한정되는 것은 아니며, 별도의 센싱장치가 가변강성 바퀴가 장착된 이동장치의 주행 경로의 전방 정보를 감지하고, 이렇게 감지되는 정보가 바로 입력될 수도 있다.The input of the driving mode in the driving mode input step (S1100) is not limited to the case input by the user as described above, and a separate sensing device detects front information of the driving path of the mobile device equipped with variable stiffness wheels. And, the information detected in this way may be directly input.

수행단계(S1200)는 제어부가 주행모드 입력단계에서 입력받은 주행모드를 수행하는 단계일 수 있다. 수행단계(S1200)에서 제어부는 계단 등반모드, 포장도로 주행모드 또는 비포장도로 주행모드에 따라 적절한 구동을 제어할 수 있다.The performing step S1200 may be a step in which the controller performs the driving mode input in the driving mode input step. In the performing step (S1200), the controller may control appropriate driving according to a stair climbing mode, a paved road driving mode, or an unpaved road driving mode.

도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 계단 등반 구동제어방법을 나타낸 흐름도이고, 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 계단 등반 구동제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.10 is a flowchart illustrating a method for controlling a stair climbing drive of a variable rigid wheel according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a flowchart illustrating a method for controlling a stair climbing drive of a variable rigid wheel according to a first embodiment of the present invention. It is an exemplary diagram for.

도 10 및 도 11에서 보는 바와 같이, 주행모드 입력단계(S1100)에서 제1주행모드가 입력되면, 수행단계(S1200)에서 제어부는 제1충격감지단계(S1210), 제1강성감소단계(S1220), 제1형상고정단계(S1230), 제1등반단계(S1240)를 수행할 수 있다. As shown in FIGS. 10 and 11, when the first driving mode is input in the driving mode input step S1100, in the performing step S1200, the control unit performs a first shock detection step S1210 and a first stiffness reduction step S1220. ), the first shape fixing step (S1230), and the first climbing step (S1240) may be performed.

제1충격감지단계(S1210)는 제어부가 충격감지부(700)로부터 제1섹션(S1)의 제1유연타이어부(500)가 첫 번째 계단(ST1)에 부딪혀서 감지되는 충격력을 제공받는 단계일 수 있다. The first shock sensing step (S1210) is a step in which the control unit receives the shock force sensed by the first flexible tire part 500 of the first section (S1) from the shock sensing unit 700 colliding with the first step (ST1). I can.

제1강성감소단계(S1220)는 제어부가 감지되는 충격력이 미리 설정된 임계크기 이상인 경우, 조절부를 제어하여 제1섹션(S1)에 마련되고 초기 형태에서 강성이 증가되어 초기 형태로 형상이 고정된 강성가변부(300a)의 강성을 감소시키는 단계일 수 있다. 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성이 감소되면 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)는 첫 번째 계단(ST1)의 형상에 대응되도록 형상이 변형될 수 있다.In the first stiffness reduction step (S1220), when the impact force detected by the control unit is greater than or equal to a preset threshold size, the control unit is provided in the first section (S1), and the stiffness is increased in the initial form, and the shape is fixed to the initial form. It may be a step of reducing the stiffness of the variable part 300a. When the stiffness of the stiffness variable portion 300a of the first section S1 is reduced, the stiffness variable portion 300a of the first section S1 may be deformed in shape to correspond to the shape of the first step ST1.

가변강성 바퀴가 제2유연타이어부(900) 및 유연지지프레임부(950)를 더 포함하는 경우, 제1강성감소단계(S1220)에서 제1섹션(S1)의 제2유연타이어부(900a) 및 유연지지프레임부(950a)도 첫 번째 계단(ST1)의 형상에 대응되도록 형상이 변형될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2유연타이어부(900)는 복수의 유연 타이어편과 복수의 유연 조인트를 가지고, 유연지지프레임부는 반경방향으로 연장 형성되기 때문에, 가압하는 계단의 형상에 대응되게 효과적으로 형상 변형될 수 있다.When the variable rigidity wheel further includes a second flexible tire portion 900 and a flexible support frame portion 950, the second flexible tire portion 900a of the first section (S1) in the first rigidity reduction step (S1220) And the flexible support frame portion 950a may also be modified in shape to correspond to the shape of the first step ST1. As described above, since the second flexible tire part 900 has a plurality of flexible tire pieces and a plurality of flexible joints, and the flexible support frame part is formed extending in the radial direction, it is effectively transformed in shape corresponding to the shape of the step to be pressed. Can be.

제1형상고정단계(S1230)는 제어부가 강성이 감소된 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)가 첫 번째 계단(ST1)의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성을 증가시켜 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 형상을 고정시키는 단계일 수 있다.In the first shape fixing step (S1230), the control unit is in a state in which the shape of the stiffness variable part 300a of the first section S1 with reduced rigidity is deformed to correspond to the shape of the first step ST1, and the first section ( It may be a step of fixing the shape of the stiffness variable part 300a of the first section S1 by increasing the stiffness of the stiffness variable part 300a of S1).

제1등반단계(S1240)는 제어부가 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 형상이 고정된 상태에서 유연지지부(200)가 회전하고, 이에 연동하여 전체 강성가변부 및 전체 제1유연타이어부가 회전하면서 가변강성 바퀴가 첫 번째 계단(ST1)을 올라가도록 하는 단계일 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)는 첫 번째 계단(ST1)의 형상에 대응되도록 변형되어 굳어진 상태이기 때문에, 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 형상이 유지된 상태에서 회전하면서 첫 번째 계단(ST1)을 올라갈 수 있다.In the first climbing step (S1240), the flexible support part 200 rotates in a state in which the shape of the stiffness variable part 300a of the first section S1 is fixed, and in conjunction with this, the entire stiffness variable part and the entire first It may be a step of allowing the variable rigidity wheel to climb the first step ST1 while the flexible tire unit rotates. As described above, since the stiffness variable portion 300a of the first section S1 is deformed and hardened to correspond to the shape of the first step ST1, the stiffness variable portion 300a of the first section S1 It is possible to climb the first staircase ST1 while rotating while maintaining the shape of.

여기서, 수행단계(S1200)는 제1복원단계(S1245)를 수행할 수 있으며, 제1복원단계(S1245)는 제1등반단계(S1240) 이후에 충격감지부(700)로부터 제1섹션(S1)에서 감지되는 충격력이 미리 설정된 임계크기 미만이 되면 수행될 수 있다. 제1복원단계(S1245)에서, 제어부는 조절부를 제어하여 형상이 고정된 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성을 감소시켜 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)가 유연지지부(200) 및 제1유연타이어부 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원되도록 하고, 다시 조절부를 제어하여 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)의 강성을 증가시켜 제1섹션(S1)의 강성가변부(300a)가 초기 형태로 고정되도록 하는 단계일 수 있다. 이에 따라, 계단을 딛고 올라간 후 제1섹션(S1)의 강성가변부는 초기의 형태로 되돌아올 수 있다. Here, the performing step (S1200) may perform the first restoration step (S1245), and the first restoration step (S1245) is from the shock sensing unit 700 after the first climbing step (S1240) to the first section (S1). ) Can be performed when the impact force sensed is less than a preset threshold size. In the first restoration step (S1245), the control unit controls the adjustment unit to reduce the stiffness of the stiffness variable portion 300a of the first section (S1) having a fixed shape, so that the stiffness variable portion 300a of the first section (S1) Is restored to its initial shape by the restoring force of at least one of the flexible support part 200 and the first flexible tire part, and by controlling the adjustment part again, the stiffness of the stiffness variable part 300a of the first section S1 is increased. This may be a step of fixing the stiffness variable portion 300a of the first section S1 to an initial shape. Accordingly, the stiffness variable portion of the first section S1 may return to its initial shape after climbing the stairs.

그런 다음, 수행단계(S1200)에서 제어부는 제2충격감지단계(S1250), 제2강성감소단계(S1260), 제2형상고정단계(S1270) 및 제2등반단계(S1280)를 수행할 수 있다.Then, in the performing step (S1200), the control unit may perform a second impact detection step (S1250), a second stiffness reduction step (S1260), a second shape fixing step (S1270), and a second climbing step (S1280). .

제2충격감지단계(S1250)는 제어부가 충격감지부(700)로부터 제2섹션(S2)의 제1유연타이어부(500)가 두 번째 계단(ST2)에 부딪혀서 감지되는 충격력을 제공받는 단계일 수 있다.The second shock sensing step (S1250) is a step in which the control unit receives the shock force sensed by the shock sensing unit 700 from the first flexible tire part 500 of the second section S2 colliding with the second staircase ST2. I can.

제2강성감소단계(S1260)는 제어부가 감지되는 충격력이 미리 설정된 임계크기 이상인 경우, 조절부를 제어하여 제2섹션(S2)에 마련되고 초기 형태에서 강성이 증가되어 초기 형태로 형상이 고정된 강성가변부(300b)의 강성을 감소시키는 단계일 수 있다.In the second stiffness reduction step (S1260), when the impact force sensed by the control unit is greater than or equal to a preset threshold size, the control unit is provided in the second section (S2), and the stiffness is increased from the initial form to fix the shape in the initial form. It may be a step of reducing the stiffness of the variable part 300b.

제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)의 강성이 감소되면 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)는 두 번째 계단(ST2)의 형상에 대응되도록 형상이 변형될 수 있다.When the stiffness of the stiffness variable portion 300b of the second section S2 is reduced, the stiffness variable portion 300b of the second section S2 may be deformed to correspond to the shape of the second step ST2.

그리고, 가변강성 바퀴가 제2유연타이어부(900) 및 유연지지프레임부(950)를 더 포함하는 경우, 제2강성감소단계(S1260)에서 제2섹션(S2)의 제2유연타이어부(900b) 및 유연지지프레임부(950b)도 두 번째 계단(ST2)의 형상에 대응되도록 형상이 변형될 수 있다.And, when the variable rigidity wheel further includes a second flexible tire portion 900 and a flexible support frame portion 950, the second flexible tire portion of the second section (S2) in the second rigidity reduction step (S1260) ( 900b) and the flexible support frame portion 950b may also be modified in shape to correspond to the shape of the second staircase ST2.

제2형상고정단계(S1270)는 제어부가 강성이 감소된 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)가 두 번째 계단(ST2)의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)의 강성을 증가시켜 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)의 형상을 고정시키는 단계일 수 있다.In the second shape fixing step (S1270), the control unit is in a state in which the stiffness variable portion 300b of the second section S2 with reduced stiffness is deformed to correspond to the shape of the second step ST2, and the second section ( It may be a step of fixing the shape of the stiffness variable part 300b of the second section S2 by increasing the stiffness of the stiffness variable part 300b of S2).

제2등반단계(S1280)는 제2섹션(S2)의 강성가변부(300b)의 형상이 고정된 상태에서 유연지지부(200)가 회전하고, 이에 연동하여 전체 강성가변부 및 전체 제1유연타이어부가 회전하면서 두 번째 계단(ST2)을 올라가도록 하는 단계일 수 있다.In the second climbing step (S1280), the flexible support part 200 rotates while the shape of the stiffness variable part 300b of the second section S2 is fixed, and the entire stiffness variable part and the entire first flexible tire are interlocked therewith. It may be a step of climbing the second staircase ST2 while the additional rotation is made.

제어부는 전술한 단계를 제3섹션, 제4섹션, 다시 제1섹션 등의 순서로 반복함으로써, 가변강성 바퀴가 계단을 계속해서 올라가도록 할 수 있다. 그리고 이때, 계단을 딛고 올라간 해당 섹션의 강성가변부가 초기의 형태로 되돌아오도록 하는 단계도 반복하여 수행될 수 있음은 물론이다.By repeating the above-described steps in the order of the third section, the fourth section, the first section, and the like, the variable rigidity wheel can continuously climb the stairs. In this case, it is of course possible to repeatedly perform the step of causing the stiffness variable part of the corresponding section to be returned to its initial shape after stepping on the stairs.

한편, 주행모드 입력단계(S1100)에서 제2주행모드 또는 제3주행모드가 입력되는 경우에 대해서는 도 12를 참조하여 설명한다.On the other hand, the case where the second driving mode or the third driving mode is input in the driving mode input step S1100 will be described with reference to FIG. 12.

도 12는 본 발명의 제1실시예에 따른 가변강성 바퀴의 주행 구동제어방법을 설명하기 위한 예시도이다.12 is an exemplary view for explaining a driving control method of a variable stiffness wheel according to the first embodiment of the present invention.

도 12의 (a)에서 보는 바와 같이, 주행모드 입력단계(S1100)에서 포장도로 주행모드인 제2주행모드가 입력되면, 수행단계(S1200)에서 제어부는 모든 섹션의 강성가변부가 제1주행강성을 가지도록 설정할 수 있다. As shown in (a) of FIG. 12, when the second driving mode, which is the driving mode on the pavement, is input in the driving mode input step (S1100), in the performing step (S1200), the control unit controls the stiffness variable portions of all sections to be the first driving stiffness. Can be set to have.

여기서, 제1주행강성은 상대적으로 강한 강성일 수 있으며, 이를 통해, 상대적으로 높은 서스펜션 강성이 제공될 수 있어 포장도로(RS1)를 고속 주행할 수 있다.Here, the first driving stiffness may be relatively strong stiffness, and through this, a relatively high suspension stiffness may be provided, so that the paved road RS1 can be driven at high speed.

그리고, 주행모드 입력단계(S1100)에서 비포장도로 주행모드인 제3주행모드가 입력되면, 수행단계(S1200)에서 제어부는 모든 섹션의 강성가변부가 제2주행강성을 가지도록 설정할 수 있다. In the driving mode input step S1100, when the third driving mode, which is the unpaved road driving mode, is input, in the performing step S1200, the control unit may set the stiffness variable portions of all sections to have the second driving stiffness.

여기서, 제2주행강성은 제1주행강성보다 큰 강성일 수 있으며, 이를 통해, 상대적으로 낮은 서스펜션 강성이 제공될 수 있어 비포장도로(RS2)를 안정적으로 주행할 수 있다.Here, the second driving stiffness may be greater than the first driving stiffness, and through this, a relatively low suspension stiffness can be provided, so that the unpaved road RS2 can be stably driven.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and the concept of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 동력전달부 200: 유연지지부
300: 강성가변부 310: 유연커버
320: 분말체 330: 유연포켓부
340: 흡입관 400: 유연분리부
500: 제1유연타이어부 600: 조절부
700: 충격감지부 800: 제어부
900: 제2유연타이어부 910: 유연 타이어편
920: 유연 조인트 950: 유연지지프레임부
100: power transmission unit 200: flexible support unit
300: rigid variable part 310: flexible cover
320: powder body 330: flexible pocket portion
340: suction pipe 400: flexible separation unit
500: first flexible tire part 600: adjusting part
700: impact detection unit 800: control unit
900: second flexible tire part 910: flexible tire piece
920: flexible joint 950: flexible support frame part

Claims (12)

차축과 연결되어 회전하는 동력전달부;
상기 동력전달부가 결합되어 상기 동력전달부와 일체로 회전하면서 동력을 전달하는 유연지지부;
상기 유연지지부의 외주면에 결합되어 상기 유연지지부와 일체로 회전하고, 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 구비되어 외력에 따라 변형되며, 독립적으로 강성이 조절되는 강성가변부;
복수의 상기 강성가변부의 사이에 반경방향으로 구비되어 각각의 상기 강성가변부를 섹션별로 구획하는 유연분리부;
상기 강성가변부의 외주면에 결합되고 각각의 상기 유연분리부와 연결되며 상기 강성가변부를 보호하는 제1유연타이어부;
각각의 상기 강성가변부에 연결되고 상기 강성가변부 내부의 압력을 조절하여 상기 섹션별로 상기 강성가변부의 강성을 조절하는 조절부;
상기 동력전달부에 구비되고, 상기 제1유연타이어부에 가해지는 충격을 감지하는 충격감지부; 그리고
상기 충격감지부가 감지하는 충격의 크기를 기초로 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되는 상기 강성가변부의 강성이 조절되도록 상기 조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 가변강성 바퀴.
A power transmission unit connected to the axle and rotating;
A flexible support unit coupled to the power transmission unit to transmit power while rotating integrally with the power transmission unit;
A stiffness variable portion coupled to the outer circumferential surface of the flexible support unit and integrally rotated with the flexible support unit, provided at predetermined intervals along the circumferential direction, deformed according to an external force, and independently adjusted stiffness;
A flexible separating unit provided in a radial direction between the plurality of stiffness variable portions to partition each of the stiffness variable portions for each section;
A first flexible tire part coupled to the outer circumferential surface of the stiffness variable part, connected to each of the flexible separation parts, and protecting the stiffness variable part;
A control unit connected to each of the stiffness variable parts and adjusting the stiffness of the stiffness variable part for each section by adjusting the pressure inside the stiffness variable part;
An impact sensing unit provided on the power transmission unit and sensing an impact applied to the first flexible tire unit; And
A variable stiffness wheel comprising a control unit for controlling the operation of the adjustment unit so that the stiffness of the stiffness variable portion provided in the section to which the corresponding impact is applied is adjusted based on the magnitude of the impact detected by the impact sensing unit.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 충격감지부가 미리 설정된 임계크기 이상의 충격을 감지하면, 상기 섹션 중에 해당 충격이 가해지는 섹션에 마련되어 형상이 변형된 상기 강성가변부가 강성이 증가되어 형상이 고정되도록 상기 조절부를 제어하고,
상기 해당 섹션에 가해지는 충격이 상기 임계크기 이하로 감소하면, 상기 조절부를 제어하여 형상이 고정된 상기 강성가변부의 강성을 감소시켜 상기 강성가변부가 상기 유연지지부 및 상기 제1유연타이어부 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원되도록 하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴.
The method of claim 1,
The control unit
When the impact detection unit detects an impact equal to or greater than a preset threshold, the stiffness variable portion, which is provided in a section to which the impact is applied among the sections, has a deformed shape, and controls the adjustment unit so that the rigidity is increased and the shape is fixed,
When the impact applied to the corresponding section is reduced to less than the critical size, by controlling the control unit to reduce the rigidity of the stiffness variable portion having a fixed shape, the stiffness variable portion is at least one of the flexible support portion and the first flexible tire portion. Variable stiffness wheel, characterized in that to restore the initial shape by one restoring force.
제1항에 있어서,
상기 제1유연타이어부의 제1지름보다 큰 제2지름을 가지고, 상기 제1유연타이어부의 외주면과 이격되도록 구비되는 제2유연타이어부; 그리고
상기 제1유연타이어부 및 상기 제2유연타이어부가 연결되도록 상기 제1유연타이어부 및 상기 제2유연타이어부의 사이에 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 구비되고, 반경방향으로 연장되어 상기 제2유연타이어부를 지지하는 유연지지프레임부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴.
The method of claim 1,
A second flexible tire portion having a second diameter larger than the first diameter of the first flexible tire portion and provided to be spaced apart from the outer peripheral surface of the first flexible tire portion; And
It is provided at a predetermined interval along the circumferential direction between the first flexible tire part and the second flexible tire part so that the first flexible tire part and the second flexible tire part are connected, and extends in a radial direction to the second flexible tire part. Variable rigidity wheel, characterized in that it further comprises a flexible support frame portion for supporting the tire portion.
제3항에 있어서,
상기 제2유연타이어부는
원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 마련되고, 제1강성을 가지는 복수의 유연 타이어편과,
각각의 상기 유연 타이어편의 사이에 상기 제2유연타이어부의 축방향과 평행한 방향으로 구비되어 인접하는 상기 유연 타이어편을 연결하고, 상기 제1강성보다 작은 제2강성을 가지는 복수의 유연 조인트를 가지는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴.
The method of claim 3,
The second flexible tire part
A plurality of flexible tire pieces provided spaced apart at predetermined intervals along the circumferential direction and having first rigidity,
It has a plurality of flexible joints provided between each of the flexible tire pieces in a direction parallel to the axial direction of the second flexible tire part to connect the adjacent flexible tire pieces, and having a second rigidity smaller than the first rigidity. Variable stiffness wheel, characterized in that.
제3항에 있어서,
상기 제2유연타이어부는 상기 제2유연타이어부의 축방향과 평행한 방향으로만 변형되는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴.
The method of claim 3,
The variable rigidity wheel, characterized in that the second flexible tire part is deformed only in a direction parallel to the axial direction of the second flexible tire part.
제1항에 있어서,
상기 강성가변부는
내측에 수용공간을 가지는 유연커버와,
상기 수용공간에 채워지고, 상기 유연커버에 가해지는 외력에 대응하여 변형되는 분말체와,
상기 수용공간에 마련되어 내측에 상기 분말체를 수용하고, 상기 분말체의 크기보다 작은 크기의 통공을 가지는 유연포켓부를 가지고,
상기 조절부는 상기 유연포켓부에 연결되어 상기 수용공간의 유체를 흡입하여 상기 유연커버가 수축되도록 하며, 수축되는 상기 유연커버에 대응하여 변형된 상기 분말체가 압착되어 고정됨으로써 강성이 증가하도록 하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴.
The method of claim 1,
The stiffness variable part
A flexible cover with a receiving space inside,
A powder body filled in the receiving space and deformed in response to an external force applied to the flexible cover,
It is provided in the receiving space to accommodate the powder body inside, and has a flexible pocket portion having a through hole of a size smaller than the size of the powder body,
The control unit is connected to the flexible pocket and sucks the fluid in the receiving space so that the flexible cover contracts, and the deformed powder body corresponding to the contracted flexible cover is compressed and fixed to increase rigidity. Variable stiffness wheel made by
삭제delete 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 기재된 가변강성 바퀴의 구동제어방법으로써,
상기 제어부가 사용자로부터 제1주행모드, 제2주행모드 및 제3주행모드 중 어느 하나를 입력받는 주행모드 입력단계; 그리고
상기 제어부가 상기 주행모드 입력단계에서 입력받은 주행모드를 수행하는 수행단계를 포함하는 가변강성 바퀴의 구동제어방법.
A method for controlling the drive of a variable rigid wheel according to any one of claims 1 to 6,
A driving mode input step in which the control unit receives one of a first driving mode, a second driving mode, and a third driving mode from a user; And
The driving control method of a variable stiffness wheel comprising a performing step of performing, by the control unit, the driving mode input in the driving mode input step.
제8항에 있어서,
상기 제1주행모드는 계단 등반모드이고, 상기 주행모드 입력단계에서 상기 제1주행모드가 입력되면,
상기 수행단계에서 상기 제어부는
상기 충격감지부로부터 제1섹션의 상기 제1유연타이어부가 첫 번째 계단에 부딪혀서 감지되는 충격력을 제공받는 제1충격감지단계와,
감지되는 상기 충격력이 미리 설정된 임계크기 이상인 경우, 상기 조절부를 제어하여 상기 제1섹션에 마련되고 초기 형태에서 강성이 증가되어 상기 초기 형태로 형상이 고정된 상기 강성가변부의 강성을 감소시키는 제1강성감소단계와,
강성이 감소된 상기 제1섹션의 상기 강성가변부가 상기 첫 번째 계단의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 상기 강성가변부의 강성을 증가시켜 상기 강성가변부의 형상을 고정시키는 제1형상고정단계와,
상기 제1섹션의 상기 강성가변부의 형상이 고정된 상태에서 상기 유연지지부가 회전하고, 이에 연동하여 상기 강성가변부 및 상기 제1유연타이어부가 회전하면서 상기 첫 번째 계단을 올라가도록 하는 제1등반단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴의 구동제어방법.
The method of claim 8,
The first driving mode is a stair climbing mode, and when the first driving mode is input in the driving mode input step,
In the performing step, the control unit
A first shock sensing step in which the first flexible tire part of the first section is provided with an shock force detected by colliding with the first step from the shock sensing part;
When the detected impact force is greater than or equal to a preset threshold, the first stiffness is provided in the first section by controlling the adjustment unit, and the stiffness of the stiffness variable part is fixed in the initial form by increasing the stiffness in the initial form. The reduction phase,
A first shape fixing step of fixing the shape of the stiffness variable part by increasing the stiffness of the stiffness variable part in a state in which the stiffness variable part of the first section with reduced stiffness is deformed to correspond to the shape of the first step; and ,
The first climbing step in which the flexible support part rotates while the shape of the stiffness variable part of the first section is fixed, and the stiffness variable part and the first flexible tire part rotate in connection therewith to climb the first staircase. A drive control method for a variable rigid wheel, characterized in that performing.
제9항에 있어서,
상기 수행단계에서 상기 제어부는
상기 충격감지부로부터 제2섹션의 상기 제1유연타이어부가 두 번째 계단에 부딪혀서 감지되는 충격력을 제공받는 제2충격감지단계와,
감지되는 상기 충격력이 상기 임계크기 이상인 경우, 상기 조절부를 제어하여 상기 제2섹션에 마련되고 초기 형태에서 강성이 증가되어 상기 초기 형태로 형상이 고정된 상기 강성가변부의 강성을 감소시키는 제2강성감소단계와,
강성이 감소된 상기 제2섹션의 상기 강성가변부가 상기 두 번째 계단의 형상에 대응되도록 형상이 변형된 상태에서 상기 강성가변부의 강성을 증가시켜 상기 강성가변부의 형상을 고정시키는 제2형상고정단계와,
상기 제2섹션의 상기 강성가변부의 형상이 고정된 상태에서 상기 유연지지부가 회전하고, 이에 연동하여 상기 강성가변부 및 상기 제1유연타이어부가 회전하면서 상기 두 번째 계단을 올라가도록 하는 제2등반단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴의 구동제어방법.
The method of claim 9,
In the performing step, the control unit
A second shock sensing step in which the first flexible tire part of the second section hits a second step from the shock sensing part and is provided with an shock force detected;
When the detected impact force is greater than or equal to the critical size, the second stiffness decreases to reduce the stiffness of the stiffness variable part, which is provided in the second section by controlling the control unit and increases the stiffness in the initial form, and the shape is fixed in the initial form. Step and,
A second shape fixing step of fixing the shape of the stiffness variable part by increasing the stiffness of the stiffness variable part in a state in which the stiffness variable part of the second section with reduced stiffness is deformed to correspond to the shape of the second step; and ,
The second climbing step in which the flexible support part rotates while the shape of the stiffness variable part of the second section is fixed, and the stiffness variable part and the first flexible tire part rotate in connection therewith to climb the second staircase. A drive control method of a variable rigid wheel, characterized in that performing.
제9항에 있어서,
상기 제1등반단계 이후에 상기 충격감지부로부터 제1섹션에서 감지되는 상기 충격력이 상기 임계크기 미만이 되면,
상기 제어부는 상기 조절부를 제어하여 형상이 고정된 상기 제1섹션의 상기 강성가변부의 강성을 감소시켜 상기 제1섹션의 상기 강성가변부가 상기 유연지지부 및 상기 제1유연타이어부 중 적어도 어느 하나의 복원력에 의해 초기 형태로 복원되도록 하고, 상기 조절부를 제어하여 상기 강성가변부의 강성을 증가시켜 상기 강성가변부가 초기 형태로 고정되도록 하는 제1복원단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴의 구동제어방법.
The method of claim 9,
When the impact force detected in the first section by the impact sensing unit after the first climbing step is less than the threshold size,
The control unit controls the adjustment unit to reduce the stiffness of the stiffness variable portion of the first section with a fixed shape, so that the stiffness variable portion of the first section has a restoring force of at least one of the flexible support unit and the first flexible tire unit. And performing a first restoration step of increasing the stiffness of the stiffness variable portion by controlling the adjustment unit and fixing the stiffness variable portion to the initial shape by controlling the adjustment unit. .
제9항에 있어서,
상기 제2주행모드는 포장도로 주행모드이고, 상기 제3주행모드는 비포장도로 주행모드이며,
상기 주행모드 입력단계에서 상기 제2주행모드가 입력되면, 상기 수행단계에서 상기 제어부는 모든 섹션의 상기 강성가변부가 제1주행강성을 가지도록 설정하고,
상기 주행모드 입력단계에서 상기 제3주행모드가 입력되면, 상기 수행단계에서 상기 제어부는 모든 섹션의 상기 강성가변부가 제1주행강성보다 큰 제2주행강성을 가지도록 설정하는 것을 특징으로 하는 가변강성 바퀴의 구동제어방법.
The method of claim 9,
The second driving mode is a paved road driving mode, the third driving mode is an unpaved road driving mode,
When the second driving mode is input in the driving mode input step, in the performing step, the control unit sets the stiffness variable parts of all sections to have the first driving stiffness,
Variable stiffness, characterized in that when the third driving mode is input in the driving mode input step, in the performing step, the control unit sets the stiffness variable parts of all sections to have a second driving stiffness greater than the first driving stiffness. Wheel drive control method.
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