KR102514762B1 - 무인 운반차의 바퀴 주행 장치 - Google Patents

Abstract

무인 운반차의 바퀴 주행 장치가 개시된다.
이 무인 운반차의 바퀴 주행장치는 조향 및 구동 시스템을 탑재하고 동력을 전달하는 하부 구동프레임(1); 운반물을 적재하고 하부 구동프레임(1)의 상방에서 결합되는 상부 대차프레임(2); 상부 대차프레임(2) 하측에 일체로 설치되는 보조바퀴(21); 하부 구동프레임(1)의 내측에 설치되어 동력을 전달받아 조향,구동하는 구동바퀴(11); 상부 대차프레임(2)의 보조바퀴(21)를 바닥과 접촉하도록 승강되도록,
상판부(224),하판부(223),측벽부(227),지지벽부(225)를 형성한 승강프레임(221)과, 지지브라켓(226)을 형성한 승강블럭(22); 회동축(231)승강브라켓(232),승강판부(233)을 형성한 회동유닛(23); 및 상판부(253)를 구비한 안내프레임(251)과, 안내축(252)을 병설한 안내블럭(25);을 포함하는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치를 제공한다.

Description

무인 운반차의 바퀴 주행 장치{WHEEL DRIVE APPARATUS OF AUTOMATED GUIDED VEHICLE}

본 발명은 조향(操向) 및 구동(驅動) 바퀴(이하 구동바퀴라 함)와 다수의 보조 바퀴(이하 보조바퀴라 함)를 갖는 무인 운반차(무인 운반 대차, 이하 무인 운반차라 함)가 주행 중에 바닥이 함몰(이하, 함몰부라 함), 돌출(이하 돌출부라 함), 혹은 경사진 곳(이하 경사면이라 함)을 주행하더라도 주행이 정지되지 않고, 모든 방향의 주행이 가능한 무인 운반차의 바퀴 주행 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 조립라인이나 부품 가공라인과 같은 산업현장에는 소재나 반가공품 또는 부품 등을 운반하기 위한 다양한 대차들이 사용되고 있다. 최근에는 물류센터와 같이 대단위의 제품들을 취급하는 장소에 무인 자동 운반 대차(Automatic guided Vehicle;AGV, 무인 운반차)가 채용되어 사용되고 있는데, 무인 운반차란, 대차가 지면 바닥에 설치된 가이드라인 또는 레이저 스캐너 센서로 경로를 인식하여 이동하게 되는 것으로, 작업자가 직접 운전하지 않고서도 제품이나 부품과 같은 화물을 다른 장소까지 이동시키는 장치이다.

한편, 이러한 무인 운반차는 화물등을 싣고 주행하는 도중에 바닥면이 함몰되었거나(함몰부), 돌출되었거나(돌출부), 또는 경사진 바닥면에서 주행이 정지되는 경우가 발생하기도 한다. 즉, 바닥의 노면상태에 따라 무인 운반차의 주행중 전방 보조바퀴 혹은 후방 보조바퀴 사이에서 무인 운반차의 구동바퀴가 바닥면의 여러 상황에서 떠있게 되면 주행이 정지되어 하적 위치에 도달하지 못하는 경우가 발생하는 일이 있다. 그것은 전, 후방 보조바퀴는 바닥면에 각각 닿지만 하부 구동프레임의 가운데에 설치된 구동바퀴가 지면에서 뜨게 되는 경우가 발생함에 따라 무인 운반차는 주행할 수 없는 정지상태로 되는 것이며, 위 설명한 바와 같은 자동화한 설비의 부품 공급 차질을 빚게 된다.

일반적인 삼륜 구동(Tricycle Drive) 방식 및 차동 구동(Differential Drive)방식의 무인 운반차는 진행 방향의 좌,우로 즉각적인 이동이 불가능하고 큰 회전 반경의 경로를 통해서 이동이 가능하므로 이동 통로가 협소하고 여러 장비가 복잡하게 설치된 장소에서는 다양한 방향으로 자유롭게 방향의 전환 주행이 불가능할 정도의 것이었다.

전 방향 이동방식(全 方向, Omni rectional)의 운반차는 회전 반경을 넓게 형성함이 없이 즉시 전, 후 좌·우 모든 방향으로 이동할 수 있도록 하고 있다. 즉, 구동바퀴에 장치를 추가하여 구동바퀴의 회전 방향과 조향 각도의 조합으로 전 방향 이동이 가능하도록 하고 있으나 추가 구성이 복잡하고 구동바퀴가 바닥면이 함몰부, 돌출부 및 경사면 등에서는 바닥면에서 떠있게 되어 무인 운반차가 정지하거나 원하지 않는 방향으로 이동하게 되어 경로를 이탈하게 된다. 따라서 무인 운반차의 주행 안정이 떨어지고 주행 방향의 정확도가 떨어져 대차의 주행에 나쁜 영향을 주게 되고 가동 효율이 떨어지게 된다.

한편, 무인 운반차의 주행 환경중 바닥의 상황을 살펴 보면 건축 시공상 전체 바닥을 완벽하게 평탄한 바닥면을 만들 수가 없다. 실제 무인 운반차가 주행하는 바닥 환경은 바닥면에 완만한 돌출부, 함몰부 및 경사면 등이 복합적으로 다양하게 발생하고 있고, 이로 인하여 바닥면의 상태에 따라 무인 운반차의 구동바퀴가 지면에서 뜨게 되는 일이 있다. 구동바퀴가 떠 있게 되면 무인 운반차의 주행은 정지하게 되고 한쪽 구동바퀴만 움직이므로 무인 운반차가 원하지 않는 방향으로 주행할 수 있다.

또한, 본 발명자가 선출원하여 알려진 특허 제10-2140480호의 경우 대차프레임과 구동프레임을 구성하고 여기에 대차프레임과 구동프레임의 축점에 피봇 결합하는 회동축부와, 대차프레임의 대향측면들의 외측에 구동프레임을 위치시킨 상태에서 대차프레임에는 베어링과 부싱을 장착한 관공을 형성한 제1연결암을 형성하고, 구동프레임은 제2연결암을 형성하되, 이 제2연결암도 베어링과 부싱을 장착한 관공을 형성하여 이 제1,제2연결암들이 간격(a)을 두고 관공에 상,하동 하도록 슬립로드가 수직 설치된 연결부로 이루어진 무인 운반차의 바퀴 주행 장치를 개시하고 있다. 이 무인 운반차는 전 방향 주행이 불가능 하다는 단점이 있었다. 따라서 보다 간단한 구조와 조립으로 주행 반경을 좁힐 수 있고 사행방향으로 즉시 주행 가능한 무인 운반차의 주행 구조 방식이 필요한 것이다. 따라서 보다 간단한 구조와 조립으로 회전 반경의 범위를 좁힐 수 있고, 경사방향으로 즉시 주행 가능한 무인 운반차의 주행구조방식이 필요하였다.

또한, 알려진 무인 운반차의 모든 바퀴가 바닥면에 닿게 하는 것이 이상적이지만 실제로는 바닥면의 상태에 따라 바퀴들이 번 갈아 가면서 바닥면에 닿거나 뜬다.

보조바퀴들을 갖는 대차프레임(이하, 상부 대차프레임이라 함)의 역할은 운반 화물과 운반차의 하중을 바닥면으로 전달하면서 조향 및 구동바퀴를 갖는 구동프레임(이하, 하부 구동프레임이라 함)의 주행 방향에 따라 이동 방향을 정하여 움직이는 것이다. 이러한 상부 대차프레임에 설치된 보조바퀴들의 역할은 운반 화물과 운반차의 하중을 바닥면으로 전달하면서 하부 구동프레임에 설치된 구동바퀴의 주행 방향에 따라 방향을 일치하면서 수동적으로 움직이는 것이다. 이때 보조바퀴들의 일부는 바닥면에서 일시적으로 떠있다 하더라도 주행에 큰 영향을 미치지 않는다. 조향 및 구동 기능을 갖는 구동바퀴는 원하는 방향과 구동력을 바닥면에 전달하여 무인 운반차를 움직이기 때문이다.

또한 전,후 방향 이동뿐만 아니라 좌,우 방향 이동 및 사행(전,후,좌,우의 직각 범위가 아닌 전,후,좌,우 각 방향의 직각범위 사이로 이동을 하는 경우, 이하 사행이라 함) 이동 등에 대해서도 구동바퀴들이 바닥면에 완벽하게 접촉하여야 구동바퀴의 정확한 주행이 가능하다.

따라서 이동중인 무인 운반차가 바닥면의 함몰부, 돌출부 및 경사면을 만나더라도 구동바퀴들이 바닥면에서 뜨지 않도록 함이 요구되는 것이다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-0849413호(2008.07.24 공고 2. 대한민국 등록특허공보 제10-2140480 (2020.08.03 공고

1.JP 2014-218183 A(2014. 11. 20 공개 2. 대한민국 공개특허공보 제10-2020- 0025102( 2020. 03. 10 공개

상기의 단점과 문제점을 개선하기 위한 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치는 적어도 하나 이상의 구동바퀴와 보조바퀴로 이루어진 무인 운반차가 주행 중에 바닥의 함몰부, 돌출부 또는 경사면등을 주행하더라도 주행이 정지되지 않고 전 방향 주행이 가능하도록 하는 데에 그 목적을 둔다.

본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치는 이동중인 무인 운반차에서 조향 및 구동 기능을 갖는 구동바퀴가 이동중에 바닥면의 돌발상황 즉, 함몰부, 돌출부 및 경사면을 만나더라도 구동바퀴가 바닥면에서 뜨지 않도록 하는 데에도 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치에 있어서 구동바퀴가 바닥면에 밀착되도록 보조바퀴들을 이용한 안정적 착지구조를 달성하는 데에도 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치는.

조향 및 구동 시스템을 탑재하고 동력을 전달하는 하부 구동프레임;

운반물을 적재하고 상기 하부 구동프레임의 상방에서 결합되는 상부 대차프레임;

상기 상부 대차프레임 하측에 일체로 설치되는 보조바퀴;

상기 하부 구동프레임의 내측에 설치되어 동력을 전달받아 조향,구동하는 구동바퀴; 및

상기 상부 대차프레임의 보조바퀴를 바닥과 접촉하도록 승강되는 승강유닛;

을 포함하고,

상기 승강유닛은,

상기 상부 대차프레임에 결합되는 상판부와, 지지브라켓을 형성한 하판부와, 상판부와 하판부를 연결하는 측벽부와, 이 측벽부 사이에 축공을 형성한 지지벽부로 이루어진 승강프레임을 형성하고, 이 승강프레임의 하판부에 보조바퀴를 회동 가능하게 지지하는 지지브라켓을 형성한 승강블럭;

상기 승강블럭의 축공에 회동 가능하게 축설되는 회동축과, 이 회동축이 고정되는 승강판부와, 이 승강판부의 타측면에 설치되는 승강브라켓으로 이루어지는 회동유닛; 및

상기 하부 구동프레임에 고정되는 상판부를 형성하는 네변의 안내프레임을 형성하고, 이 안내프레임의 내측에서 상기 승강브라켓들의 승강공에 각각 슬립가능하게 끼워지되는 안내축을 병설한 안내블럭;을 포함하는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 상기 회동유닛은,

상기 승강블럭의 축공에 회동축을 회동 가능하게 설치함과 아울러 고정너트로 고정하고, 회동축의 타단은 반대측의 승강판부에 축마감너트로 고정하여, 승강블럭의 회동이 가능하게 하는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 상기 승강브라켓들은 상기 안내축이 승하강되는 승강공 각각의 내부에 슬립부재로서 슬립되도록 함이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 상기 승강유닛은 전후 방향으로 두쌍으로 이루어지며, 이중 어느 한쌍의 회동축들은 승강블럭과 안내블럭 사이에서 편심되는 특징을 갖도록 함이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 상기 슬립부재들은 부싱인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행장치는 적어도 하나 이상의 구동바퀴와 보조바퀴로 이루어진 무인 운반차가 주행 중에 바닥의 함몰부, 돌출부 또는 경사면등을 주행하더라도 주행이 정지되지 않고 전 방향 주행이 이루어지는 효과를 얻는다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행장치는이동중인 무인 운반차에서 조향 및 구동 기능을 갖는 구동바퀴가 이동중에 바닥면의 돌발상황 즉, 함몰부, 돌출부 및 경사면을 만나더라도 구동바퀴 중 어느 하나도 바닥에서 뜨지 않고 바닥면에 밀착되는 효과를 얻는다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행장치는종래 구동바퀴가 이동중에 바닥면의 돌발상황 즉, 함몰부, 돌출부 및 경사면을 만나면 주행 중 정지하거나 한쪽 구동바퀴만 움직이게 되어 원하지 않는 방향으로 주행하는 일이 개선된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행장치는구동바퀴가 바닥면에 밀착되도록 조향 및 구동 시스템을 탑재하고 동력을 전달하는 하부 구동프레임과, 운반물을 적재하고 상기 하부 구동프레임의 상방에서 결합되는 상부 대차프레임과, 상기 상부 대차프레임 하측에 일체로 설치되는 보조바퀴와, 상기 하부 구동프레임의 내측에 설치되어 동력을 전달받아 조향,구동하는 구동바퀴에 더하여 상기 상부 대차프레임의 보조바퀴를 바닥과 접촉하도록 설치된 승강유닛을 통하여 안정적 착지구조를 제공하게 된다.

도 1a,1b는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 실시 예에 따르는 측면개략도와,정면개략도이고,
도 2는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 실시 예에 따르는 일부 생략의 하부 구동프레임의 개략사시도이고,
도 3a는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 상부 대차프레임을 발췌한 정면개략도이고, 도 3b는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 하부 구동프레임의 일부를 생략한 정면개략도이고,
도 4는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛을 확대한 분해사시도이고,
도 5는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛을 확대한 결합사시도이고,
도 6의 (a),(b),(c)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛과 안내유닛의 바닥 상황별 작동상태를 설명하는 개략도면이고,
도 7의 (a)(b)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛의 좌,우 회동작용을 설명하는 측면도이고,
도 8의 (a)(b)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛의 회전축을 편심한 경우 확장 회동을 설명하는 측면도이고,
도 9의 (a) 내지 (h)은 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 전,후진 이동시의 바닥 상황별 작동 상태를 설명하는 작용 설명도이고,
도 10의 (a) 내지 (f)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 사면 이동시의 바닥상황별 구동바퀴와 보조바퀴의 작용을 설명하는 작용설명도이고,
도 11의 (a) 내지 (d)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 정면 이동상황별 구동바퀴와 보조바퀴의 작동을 설명하는 정면 예시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 통한 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 구체적인 구성을 첨부된 도면들을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면들중 도 1a,1b는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 실시 예에 따르는 측면개략도와, 정면개략도이고, 도 2는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 실시 예에 따르는 일부 생략의 하부 구동프레임의 개략사시도이고, 도 3a는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 상부 대차프레임을 발췌한 정면개략도이고, 도 3b는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 하부 구동프레임의 일부를 생략한 정면개략도이고, 도 4는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛을 확대한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛을 확대한 결합사시도이다.

상기 도면중 도 1a, 1b에서 도시하는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치는 하부 구동프레임(1)과 상부 대차프레임(2)으로 구분된다.

무인 운반차는 적재화물을 싣는 상부 대차프레임(2)과, 조향 및 구동시스템등을 탑재하여 구동바퀴로서 구동력을 갖는 하부 구동프레임(1)으로 이루어지고, 하부 구동프레임(1)의 조향 및 구동시스템으로 부터 주행 및 조향 동력을 받아 이동하도록 하부 구동프레임(1)의 바닥측의 앞 뒤에 각각 구동바퀴(11)를 구비하며, 하부 구동프레임(1)과 상부 대차프레임(2)사이에는 승강유닛(20)으로 연결된다.

이렇게 연결된 상부 대차프레임(2)에는 승강유닛(20)에 회전 가능하게 설치된 보조바퀴(21)들이 좌,우 방향 두개씩 전,후에 각각 설치된다. 이러한 보조바퀴(21)는 하부 구동프레임(1)에 의한 구동바퀴(11)의 주행시에 적재 하중을 감당함과 아울러 바닥면에 안정적으로 착지되어 구동바퀴(11)의 주행을 보조하는 기능을 수행한다.

또한, 하부 구동프레임(1)에는 능동형 웨이트 밸런스(weight balance), 제어 컴퓨터 등을 통해서 모든 방향으로 이동이 가능하고, 상,하 방향으로 리프팅이 가능하며, 주위 환경을 감지하는 센서장치와 연동하여 이동 및 상,하차 과정중에서 발생하는 안전문제 등을 능동적으로 대처가능한 구성 및 기능들이 포함될 수 있다. 즉, 제어 컴퓨터와 센서부를 통하여 전방 흑은 바닥 상황을 검출하여 전기적 신호로서 계속주행,주행정지,직진주행,좌,우회전,경사방향 이동등의 조향등 컨트롤이 가능한 제어수단들을 수반하며, 배터리를 포함한 전원 공급수단등이 포함될 수 있다. 이러한 조향 및 구동 시스템을 위한 각종 센싱수단,신호수단등의 구체적인 설명은 생략한다.

상기 도면중 도 2는 상부 대차프레임(2)과 하부 구동프레임(1)을 결합한 상태를 나타내며, 상부 적재공간은 생략하였다. 도 3a의 도면에서 도시하는 바는 상부 대차프레임(2)에 설치된 승강블럭(22)과 이에 연결된 보조바퀴(21)을 나타내고, 도 3b는 하부 구동프레임(1)에 연결된 안내블럭(25)와 구동바퀴(11)를 나타낸다.

이러한 전,후 승강블럭(22)들과 안내블럭(25)들을 결합하여 도 2와 같이 설치할 수 있으며, 이 경우 승강블럭(22)과 안내블럭(25)사이에 회동유닛(23)이 회동축(231)을 축으로 회전 가능하게 연결됨과 동시에 회동유닛(23)의 승강브라켓(232)에 안내블럭(25)의 안내축(252)이 승하강 가능하게 수직방향 조립 설치된다.

이렇게 승강유닛(20)을 통하여 결합되는 하부 구동프레임(1)은 조향 및 구동 시스템을 탑재하고 구동바퀴(11)에 동력을 전달한다. 하부 구동프레임(1)의 내측에는 구동바퀴(11)를 조향,구동하도록 설치할 수 있고, 상부 대차프레임(2)은 운반물을 적재하고 하부 구동프레임(1)의 상방에서 승강유닛(20)의 승강블럭(22)에 연결되며, 보조바퀴(21)는 상부 대차프레임(2) 하측에서 승강블럭(22)의 하부에 일체로 설치된다. 따라서 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)와 상부 대차프레임(2)의 보조바퀴(21)가 후술하는 바와 같이 바닥의 상횡에 따라 간격을 갖고 서로 완충작동 할 수 있다.

첨부 도면중 도 4와 도 5에서 도시하는 바에 따르는 승강유닛(20)은 크게 승강블럭(22)과 회동유닛(23)과, 안내블럭(25)으로 구분할 수 있다.

승강블럭(22)는 상부 대차프레임(2)와 결합하는 상판부(224)를 형성하고, 하판부(223)에 보조바퀴(21) 지지용 지지브라켓(226)을 형성하는 승강프레임(221)을 형성할 수 있다. 이 승강프레임(221)의 일측은 개구부를 형성하고, 타측은 지지벽부(225)를 형성하여 차단된다.

지지벽부(225)에는 축공(222)을 형성하여 후술하는 회동축(231)이 회전 가능하게 설치되고 고정너트(24)로서 체결된다.

승강프레임(221)의 하판부(223)에는 지지브라켓(226)을 설치하여 보조바퀴(21)가 설치된다.

회동유닛(23)은 승강블럭(22)의 축공(222)에 축설되는 회동축(231)과, 이 회동축(231)이 설치되는 승강판부(233)와, 승강판부(233)의 일측면에 설치되는 적어도 하나 이상의 승강브라켓(232)로 이루어지고 승강블럭(22)의 축공(222)에 회동축(231)이 설치되어 좌,우 회동이 가능해진다.

안내블럭(25)은 하부 구동프레임(1)에 고정되는 상판부(253)를 형성하는 네변의 안내프레임(251)을 형성하고, 이 안내프레임(251)의 내측에서 수직방향으로 승강브라켓(232)에서 슬립되도록 축방향 삽입시켜 승하강되는 안내축(252)을 나란하게 병설할 수 있다.

상기 회동유닛(23)은 승강블럭(22)의 축공(222)에 회동축(231)이 회동 가능하게 설치되며, 아울러 고정너트(24)로 그 일단을 고정하고, 타단은 회동유닛(23)의 승강판부(233)의 타측에 축마감너트(234)로 고정하여, 승강블럭(22)의 회동이 가능하게 설치할 수 있다. 첨부 도면중 도 5는 조립후 결합상태를 나타낸다.

또한, 상기 회동유닛(23)의 회동축(231)의 타단은 반대측의 회동유닛(23)에 고정되도록 관통하여 축마감너트(234)로 고정할 수 있다.

한편, 회동축(231)은 편심축으로 그 축심의 중심에서 차이를 둘 수 있다. 이러한 편심된 회동축(231)은 두쌍으로 이루어진 승강유닛(20)중 어느 하나의 회동축(231)들에 설치된 안내블럭(25) 사이에서 편심 회전되는 회동축(231)을 구현할 수 있다.

이러한 편심을 갖는 회동축(231)의 회동 범위는 도 8의 (a)(b)에서 도시하는 바와 같이 회동유닛(23) 일체의 승강블럭(22)의 회동범위를 예를들면, 21.2°로, 혹은 10,6 °으로 구현할 수 있다. 즉, 앞쪽 승강유닛(20)의 회전축(231)을 하부 구동프레임(1)과 상부 대차프레임(2)을 고정하는 기준 축으로 하고, 뒤쪽 승강유닛(20)의 회전축(231)을 편심 회전축(231)으로 형성하여 바닥면의 상태에 따라 승강블럭(22)의 중심 회전축(231)과 안내블럭(25)의 중심 회전축(231) 사이에 미세한 편차를 갖고 승강작동하므로 안내축(252)의 승강공(235)내 슬립부재로서 흡수하도록 하여 승강브라켓(232)에서 안내축(252)이 원활하게 슬립되어 회동축(231)이 편심 작동할 수 있는 것이다.

또한, 승강브라켓(232)은 안내축(252)이 수직 방향 축설되는 승강공(235)에 슬립부재(236)를 내설하여 슬립되도록 할 수 있다. 슬립부재(236)는 부싱이 적용 될 수 있다. 따라서 안내축(252)은 승강공(235)내에서 신축적인 승하강으로 작용할 수 있다. 따라서 보조바퀴(21)가 바닥에서 뜨려는 순간 하강하여 바닥에 접촉할 수 있는 것이며, 이로 인하여 하부 구동프레임(1)에 일체로 설치된 구동바퀴(11)의 접촉가 영향을 받아 뜨지 않도록 할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치는 모든 바퀴를 바닥면에 닿게 하는 것이 가장 이상적이지만. 실제로 바닥면의 상태에 따라 바퀴들이 번 갈아 가면서 닿거나 뜨게 되고, 보조바퀴들도 운반 화물과 운반차의 하중을 바닥면으로 전달하면서 구동바퀴의 주행 방향에 따라 바퀴 방향을 일치하면서 수동적으로 움직이는 것이므로 보조바퀴들의 일부는 바닥면에서 일시적으로 떠있다 하더라도 주행에 큰 영향을 미치지 않는다. 이에 비해 구동바퀴들은 조향 기능을 수행하면서 동력을 받아 주행하여야 하므로 바닥면에 완벽하게 접촉하여야 원하는 방향으로 조향되고, 주행되는 것이다. 이러한 주행작동은 도 9 및 도 10에 도시한 도면들이 상세하게 설명하고 있다. 또한 좌,우측면의 이동 혹은 정면과 측면의 직각범위의 내에서 이루어지는 사행 이동 방향에 대해서도 도 9에서 도시하는 바에 의하여 설명이 되고, 이러한 주행상황 마다 구동바퀴(11)는 바닥면에 완벽하게 접촉하여야 가능하며, 이를 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행장치가 기능하게 한 것이다.

이상 설명된 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 조립 구성에 따른 주행 작용을 첨부 도면들을 통하여 설명하면 다음과 같다.

첨부 도면중 도 6의 (a),(b),(c)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛과 안내유닛의 바닥 상황별 작동상태를 설명하는 개략도면이고, 도 7의 (a)(b)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛의 좌,우 회동작용을 설명하는 측면도이고, 도 8의 (a)(b)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛의 회전축을 편심한 경우 확장 회동을 설명하는 측면도이다. 도 6과 도 7에서 도시하는 바와 같이 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치는 회동유닛(23)의 승강브라켓(232) 각각에 슬라이드 가능하게 설치된 안내축(252)을 따라 승강브라켓(232) 일체의 회동유닛(23)과 승강블럭(22) 전체가 바닥의 높낮이에 따라 승하강된다.

즉, 도 6의 (a)에서는 보조바퀴(21)가 돌출부위에 위치하여 승강블럭(22)상승한 것이고. 도 6의 (b)는 보조바퀴(21)가 구동바퀴(11)와 같은 바닥 지면에 위치한 상태이고, 도 6의 (c)는 보조바퀴(21)가 웅덩이에 위치하여 승강블럭(22)이 하강한 것이다.

또한, 도 7의 (a)는 승강블럭(22)과 안내블럭(25)사이에 회동축(231)이 연결되어 있고 화살표방향(왼쪽방향)으로 상부 대차프레임(2)이 경사진 상태로서 보조바퀴(21)가 화살표방향으로 낮아지는 경사면에 위치한 상태를 나타낸다.

도 7의 (b)는 승강블럭(22)과 안내블럭(25)사이에 회동축(231)이 연결되어 있고 화살표방향(오른쪽방향)으로 상부 대차프레임(2)이 경사진 상태로서 보조바퀴(21)가 화살표방향으로 낮아지는 경사면에 위치한 상태를 나타낸다.

즉, 도 7의 (a),(b)는 도 9, 도 10에서는 도시를 생략하였으나, 전,후 각각의 승강유닛(20)이 서로 다른 위치에 있을 때에 회전축(231)이 회전한 모습을 나타낸것이므로 위에서 설명한 바와 같이 도 7의 (a)는 전,후 승강유닛(20)중 어느 하나의 승강유닛(20)이 승강작동을 한 경우로서 하부 구동프레임(1)에 연결된 구동바퀴(11)는 수평이고, 보조바퀴(21)는 화살표방향으로 보조바퀴(21) 일체의 승강블럭(22)이 하향 경사를 이루고 있지만, 상부 대차프레임(2)이나,하부 구동프레임(1)은 아무런 높이의 차이를 형성함이 없이 승강유닛(20)의 안내축(252)이 회동블럭(23)의 승강브라켓(232)에서 승하강 작동을 수행함으로써 그 높이의 차이없이 경사진 바닥면을 주행할 수 있는 것이다.

반대로 도 7의 (b)는 전,후 승강유닛(20)중 다른 하나의 승강유닛(20)이 승강작동을 한 경우로서 하부 구동프레임(1)에 연결된 구동바퀴(11)는 수평이고, 보조바퀴(21)는 화살표방향으로 보조바퀴(21) 일체의 승강블럭(22)이 하향 경사를 이루고 있지만, 상부 대차프레임(2)이나,하부 구동프레임(1)은 아무런 높이의 차이를 형성함이 없이 승강유닛(20)의 안내축(252)이 회동블럭(23)의 승강브라켓(232)에서 승하강 작동을 수행함으로써 그 높이의 차이없이 경사진 바닥면을 주행할 수 있는 것이다.

즉, 상,하로 슬립, 승강되는 안내축(252)은 모든 보조바퀴(21) 승강 높이와 모든 구동바퀴 접촉 높이가 바닥면에 일정하게 수평방향 일치할 때에는 문제가 없으나 바닥면이 상 하로 기울어져 있으면 각도가 있는 접촉 높이를 형성하게 된다. 상,하로 서로 대응하여 승하강되는 승강블럭(22)을 상부 대차프레임(2)과 안내블럭(25)를 갖는 하부 구동프레임(1)은 전,후 두 지점에서 회전할 수 있도록 상,하 슬라이딩되는 승강플레이트(221) 중앙에 회전축(231)을 형성하였고, 전,후 승강유닛(20)이 서로 다른 경사각을 이루더라도 회전축(231)을 통해 회전함으로써 상부 대차프레임(2),하부 구동프레임(1)으로 결합된 무인 운반차는 특별한 바닥면 경사각에 의한 영향없이 주행이 안정적으로 이루어질 수 있는 것이다.

도 8의 (a)(b)에서 도시하는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 승강유닛의 회전축을 편심한 경우 확장 회동을 설명한다.

즉, 편심을 갖는 회동축(231)의 회동 범위는 도 8의 (a)(b)에서 도시하는 바와 같이 회동유닛(23) 일체의 승강블럭(22)의 회동범위를 예를들면, 21.2°으로 혹은 10,6 °으로 확장할 수 있다. 즉, 앞쪽 승강유닛(20)의 회전축(231)을 하부 구동프레임(1)과 상부 대차프레임(2)을 고정하는 기준 축으로 하고, 뒤쪽 승강유닛(20)의 회전축(231)을 편심 회전축(231)으로 형성하여 바닥면의 상태에 따라 승강블럭(22)의 중심 회전축(231)과 안내블럭(25)의 중심 회전축(231) 사이에 미세한 편차를 갖고 승강작동하므로 안내축(252)의 승강공(235)내 슬립부재로서 흡수하도록 하여 승강브라켓(232)에서 안내축(252)이 원활하게 슬립되어 회동축(231)이 편심 작동할 수 있는 것이다.

도 6에서 도시하는 구체적인 상황별 작동예는 이하 도면들의 설명에 따른다.

첨부 도면중 도 9의 (a) 내지 (h)은 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 전,후진 이동시의 측면 상황을 설명하는 작용 설명도이다.

도 9의 (a)는 상부 대차프레임(2)의 전,후 보조바퀴(21)들과 구동바퀴(11)들이 전,후방향으로 동시에 상향 경사면에 위치하되 가운데는 움푹패인 굴곡면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (b)는 상부 대차프레임(2)의 전,후 보조바퀴(21)들과 구동바퀴(11)들이 가운데는 돌출부면을 이루고, 전,후방향으로 하향 경사면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (c)는 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)가 돌출부면을 접촉하되 전,후 보조바퀴(21)들이 평탄면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (d)는 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)가 움푹 패인 웅덩이에 위치하되 전,후 보조바퀴(21)들이 평탄면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (e)는 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)가 평탄면에 위치하되 전,후 보조바퀴(21)들이 돌출부면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (f)는 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)가 평탄면에 위치하되 전,후 보조바퀴(21)들이 돌출부면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (g)는 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)가 경사면에 위치함과 동시에 보조바퀴(21)중 어느 하나가 돌출부면에 위치한 상태를 나타내고,

도 9의 (h)는 하부 구동프레임(1)의 구동바퀴(11)중 하나가 돌출부면을 접촉하되 전,후 보조바퀴(21)들이 평탄면에 위치한 상태를 나타낸다.

도 10의 (a) 내지 도 10의 (f)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 측방향 이동시의 바닥상황별 구동바퀴와 보조바퀴의 작용을 설명하는 작용설명도이고,

도 10의 (a)는 도면상 왼쪽으로 경사진 상태에서 구동바퀴(11)와 보조바퀴(21)의 측면 주행상태를 나타내고,

도 10의 (b)는 보조바퀴(21)가 돌출부면을 넘어감과 동시에 구동바퀴(11)가 평탄면에 위치한 상태의 보조바퀴(21)의 주행 상태를 나타내고,

도 10의 (c)는 도면상 왼쪽으로 경사진 상태에서 구동바퀴(11)와 보조바퀴(21)의 측면 주행 상태를 나타내고,

도 10의 (d)는 구동바퀴(11)가 돌출부면을 넘어감과 동시에 보조바퀴(21)가 평탄면에 위치한 상태에서 측면 주행 상태를 나타내고,

도 10의 (e)는 보조바퀴(21)중 하나가 웅덩이를 넘어감과 동시에 다른 보조바쿠(21)와 구동바퀴(11)가 평탄면에 위치한 상태의 주행 상태를 나타내고,

도 10의 (f)는 보조바퀴(21)중 하나가 돌출부면을 넘어감과 동시에 다른 보조바쿠(21)와 구동바퀴(11)가 평탄면에 위치한 상태의 주행 상태를 나타낸다.

도 11의 (a) 내지 (d)는 본 발명 무인 운반차의 바퀴 주행 장치의 정면 이동상황별 구동바퀴와 보조바퀴의 작동을 설명하는 정면 예시도이다.

도 11의 (a)는 구동바퀴(11)가 돌출부면을 넘어감과 동시에 보조바퀴(21)들이평탄면에 위치한 상태에서 주행 상태를 나타내고,

도 10의 (b)는 구동바퀴(11)가 움푹패인 웅덩이와 같은 곳에 위치한 상태에서 보조바퀴(21)들이 평탄면에 위치한 상태에서 주행 상태를 나타내고,

도 11의 (c)는 보조바퀴(21)가 돌출부면을 넘어가는 상태에서 보조바퀴(21)들이 평탄면에 위치한 상태에서 주행 상태를 나타내고,

도 11의 (d)는 보조바퀴(21)들이 움푹패인 웅덩이와 같은 곳에 위치한 상태에서 구동바퀴(11)가 평탄면에 위치한 상태에서 주행 상태를 나타낸다.

이러한 도 9 내지 도 11의 도면의 상황별 작동을 통하여 본 발명은 전 방향 이동 무인 운반차가 바닥면의 함몰부, 돌출부 및 상,하 경사면을 만나더라도 2개의 구동바퀴 중 어느 하나라도 바닥에서 뜨지 않도록 구조를 제공하게 되는 것이고,주행 중 바닥의 함몰부, 돌출부 또는 경사면등을 주행하더라도 주행이 정지되지 않고 전 방향 주행이 이루어지게 되는 것이고, 이동중인 무인 운반차에서 조향 및 구동 기능을 갖는 구동바퀴가 이동중에 바닥면의 돌발상황 즉, 함몰부, 돌출부 및 경사면을 만나더라도 구동바퀴 중 어느 하나도 바닥에서 뜨지 않게 되는 것이고, 한쪽 구동바퀴만 움직여 원하지 않는 방향으로 주행하는 일이 개선되는 것이고, 무인 운반차의 주행중 구동바퀴가 바닥면에 밀착되는 것이다.

특히, 본 발명의 무인 운반차의 바퀴 주행장치는 구동바퀴가 바닥면에 밀착되도록 조향 및 구동 시스템을 탑재하고 동력을 전달하는 하부 구동프레임과, 운반물을 적재하고 상기 하부 구동프레임의 상방에서 결합되는 상부 대차프레임과, 상기 상부 대차프레임 하측에 일체로 설치되는 보조바퀴와, 상기 하부 구동프레임의 내측에 설치되어 동력을 전달받아 조향,구동하는 구동바퀴들에 더하여 상부 대차프레임(2)의 보조바퀴(21)를 바닥과 접촉하도록 구성한 승강유닛(20)을 통하여 안정적 착지구조를 제공하게 되는 것이다.

아울러 뒤쪽 회전축은 편심으로 이루어져 있으며 상하 프레임의 뒤쪽 위치 편차를 편심 각도를 통해 보상을 하도록 하였다. 즉 하부 프레임의 구동 바퀴의 전 후 좌 우 방향 구동력을 회전 축을 통해 상부 프레임에 전달한다. 이와 같은 수단을 통해서 전 방향 무인 운반차는 다양한 형태의 바닥면에서 구동 바퀴가 뜨는 일이 없이 안정적인 주행을 할 수 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

1: 하부 구동프레임, 2: 상부 대차프레임, 11: 구동바퀴, 21: 보조바퀴,
20: 승강유닛, 22:승강블럭, 221:승강프레임, 222:축공, 223:하판부,
224:상판부, 225:지지벽부, 226:지지브라켓, 23: 회동유닛, 231:회동축,
232:승강브라켓, 233: 승강판부, 234:축마감너트, 235: 승강공,
236:슬립부재, 24:고정너트, 25: 안내블럭, 251:안내프레임, 252:안내축,

Claims (5)

1. 무인 운반차에 있어서,
   조향 및 구동 시스템을 탑재하고 동력을 전달하는 하부 구동프레임;
   운반물을 적재하고 상기 하부 구동프레임의 상방에서 결합되는 상부 대차프레임;
   상기 상부 대차프레임 하측에 일체로 설치되는 보조바퀴;
   상기 하부 구동프레임의 내측에 설치되어 동력을 전달받아 조향,구동하는 구동바퀴; 및
   상기 상부 대차프레임의 보조바퀴를 바닥과 접촉하도록 승강되는 승강유닛;
   을 포함하고,
   상기 승강유닛은,
   상기 상부 대차프레임에 결합되는 상판부와, 지지브라켓을 형성한 하판부와, 상판부와 하판부를 연결하는 측벽부와, 이 측벽부 사이에 축공을 형성한 지지벽부로 이루어진 승강프레임을 형성하고, 이 승강프레임의 하판부에 보조바퀴를 회동 가능하게 지지하는 지지브라켓을 형성한 승강블럭;
   상기 승강블럭의 축공에 회동 가능하게 축설되는 회동축과, 이 회동축이 고정되는 승강판부와, 이 승강판부의 타측면에 설치되는 승강브라켓으로 이루어지는 회동유닛; 및
   상기 하부 구동프레임에 고정되는 상판부를 형성하는 네변의 안내프레임을 형성하고, 이 안내프레임의 내측에서 상기 승강브라켓들의 승강공에 각각 슬립가능하게 끼워지되는 안내축을 병설한 안내블럭;
   을 포함하여,
   상기 승강블럭의 축공에 회동축을 회동 가능하게 설치함과 아울러 회동축의 타단은 상기 안내블럭의 승강판부에 축마감너트로 고정하여, 승강블럭의 회동이 가능하게 하고,
   상기 승강브라켓들은 상기 안내축이 승하강되도록 승강공 각각의 내부에 슬립부재로서 슬립되도록 하고,
   상기 승강유닛은 전후 방향으로 두 쌍으로 이루어지며, 이 승강유닛의 회동축들은 승강블럭과 안내블럭 사이에서 편심되는 것을 특징으로 하는 무인 운반차의 바퀴 주행 장치.
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