KR102597415B1 - 듀얼 스위블 휠 조립체 - Google Patents

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KR102597415B1 KR1020220000193A KR20220000193A KR102597415B1 KR 102597415 B1 KR102597415 B1 KR 102597415B1 KR 1020220000193 A KR1020220000193 A KR 1020220000193A KR 20220000193 A KR20220000193 A KR 20220000193A KR 102597415 B1 KR102597415 B1 KR 102597415B1
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주식회사 칼만텍
이순걸
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Abstract

플랫폼 등의 이동을 위해 사용될 수 있는 듀얼 스위블 휠 조립체가 개시된다. 본 발명에 따르면, 내주면이 원형 궤적을 그리며 연장 형성된 휠하우징; 휠하우징의 내측에 배치되어 횡방향으로 연장 형성되고, 길이방향의 일단 및 타단이 휠하우징의 내주면을 따라 이동 가능하게 체결되는 요잉샤프트; 요잉샤프트에 체결되어 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 회전 구동되는 제1구동휠; 및 제1구동휠과 대응되도록 요잉샤프트에 체결되어 요잉샤프트와 함께 상하"?향?* 축으로 조향되고, 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 제1구동휠과 독립적으로 회전 구동되는 제2구동휠;을 포함하는 듀얼 스위블 휠 조립체가 제공된다. 본 발명은 보다 저비용으로 제작될 수 있으면서도, 전 방향의 다양한 모션을 구현할 수 있다.

Description

듀얼 스위블 휠 조립체 {DUAL SWIVEL WHEEL ASSEMBLY}
본 발명은 플랫폼 등의 이동을 위해 사용될 수 있는 듀얼 스위블 휠 조립체에 관한 것이다.
무인운반차(AGV: Automated Guided Vehicle)의 발전에 따라 보다 다양한 모션을 구현할 수 있는 새로운 형태의 휠(wheel)이 활발하게 연구 개발되고 있다.
물류 설비나 자동화 시스템 등 제한된 공간 내에서 전 방향 모션을 구현할 수 있는 것으로 종래 옴니 휠(omni wheel)이나 매카넘 휠(mecanum wheel)이 알려져 있다.
옴니 휠은 횡방향의 회전축을 갖는 메인 휠과, 메인 휠의 회전축과 직교하는 회전축을 갖는 보조 휠로 이뤄지고, 메인 휠의 외주를 따라 복수의 보조 휠이 배치되어 구성될 수 있다. 일 예로 공개특허 제10-2021-0087717호의 "옴니 휠 진동 저감 장치"는 이러한 옴니 휠의 하나를 개시하고 있다.
매카넘 휠은 옴니 휠과 유사하게 횡방향의 회전축을 갖는 메인 휠과, 메인 휠의 외주를 따라 배치되는 복수의 보조 휠로 구성되되, 보조 휠의 회전축이 옴니 휠 대비 45도 틀어지게 배치되어 있다. 일반적으로 매카넘 휠은 옴니 휠 대비 운동 성능이 우수한 반면, 가격이 비싸다는 단점을 갖는다. 일 예로 등록특허 제10-2341430호의 "구조적인 안전성이 우수한 매카넘 휠"은 이러한 매카넘 휠의 하나를 개시하고 있다.
보다 최근에 등장한 형태로는 일명 "볼봇(ballbot)"이 알려져 있다. 볼봇은 옴니 휠 등을 매개로 구형의 볼을 회전시켜 이동을 구현하는 방식이다. 볼봇은 구형의 볼이 지면과 점(point) 접촉된 상태로 이동되기 때문에 접촉면적을 최소화하거나 보다 다양한 운동성능을 구현하는데 이점을 가질 수 있다. 일 예로 본 출원인이 기 출원한 등록특허 제10-2332149호의 "이동식 플랫폼"은 이러한 볼봇이 응용된 형태를 개시하고 있다.
다만 전 방향 모션을 구현하는 옴니 휠, 매카넘 휠, 볼봇 등의 수단들은 여전히 다양한 개선과제를 가지고 있다.
공개특허 제10-2021-0087717호(2021년 7월 13일 공개) 등록특허 제10-2341430호(2021년 12월 15일 등록) 등록특허 제10-2332149호(2021년 11월 24일 등록)
본 발명의 실시예들은 보다 저비용으로 제작될 수 있으면서도, 전 방향의 다양한 모션을 구현할 수 있는 듀얼 스위블 휠 조립체를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예들은 하나의 모듈화된 부품으로 구현되어 보다 다양한 기기나 설비에서 쉽게 활용될 수 있는 듀얼 스위블 휠 조립체를 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 실시예들은 보다 컴팩트한 구조로 이뤄져 소형화가 가능한 듀얼 스위블 휠 조립체를 제공하고자 한다.
다만 본 발명의 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제들은 반드시 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내주면이 원형 궤적을 그리며 연장 형성된 휠하우징; 상기 휠하우징의 내측에 배치되어 횡방향으로 연장 형성되고, 길이방향의 일단 및 타단이 상기 휠하우징의 내주면을 따라 이동 가능하게 체결되는 요잉샤프트; 상기 요잉샤프트에 체결되어 상기 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 상기 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 회전 구동되는 제1구동휠; 및 상기 제1구동휠과 대응되도록 상기 요잉샤프트에 체결되어 상기 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 상기 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 상기 제1구동휠과 독립적으로 회전 구동되는 제2구동휠;을 포함하는 듀얼 스위블 휠 조립체가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하나 이상의 상기에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체; 및 상기 듀얼 스위블 휠 조립체에 의해 지지 및 이동되는 플랫폼;을 포함하는 이동식 플랫폼이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체는 2개의 제1, 2구동휠과, 요잉샤프트를 매개로 제1, 2구동휠을 지지하는 하나의 휠하우징을 통해 구현되어, 전 방향의 다양한 이동이나 회전 모션을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체는 기존의 옴니 휠, 매커넘 휠 등 고가의 휠 부품을 사용하지 않고도 일반적인 휠 형태로 구현된 제1, 2구동휠을 통해 상기와 같은 다양한 이동 등을 구현할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체는 비교적 저가로 쉽게 구현될 수 있으면서도 우수한 운동 성능을 가져 물류, 각종 산업분야 등에서 폭 넓게 활용될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체는 휠하우징을 매개로 요잉샤프트, 제1, 2구동휠 등의 주요 구성부품이 하나의 유닛 형태로 모듈화될 수 있다. 따라서 다양한 기기나 설비에서 쉽게 설치되어 활용될 수 있고, 부품의 대량생산을 통한 원가절감 또한 모색될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체는 휠하우징의 내측 공간에 제1, 2구동휠이 인접하게 배치된 구조를 가져 상당히 컴팩트한 구조로 설계 및 제작될 수 있다. 이에 따라 소형화가 용이하고 보다 다양한 용도나 기능으로의 활용이 좀 더 쉽게 이뤄질 수 있다.
다만 본 발명의 실시예들을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과들은 반드시 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 효과들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 A1-A1선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1의 A2-A2선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 듀얼 스위블 휠 조립체의 작동상태도이다.
이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조해 설명한다. 이하의 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공될 수 있다. 다만 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이고 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 기술적 요지를 불분명하게 하거나 공지된 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1의 A1-A1선을 따라 취한 개략적인 단면도이다. 도 3은 도 1의 A2-A2선을 따라 취한 개략적인 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 실시예의 듀열 스위블 휠 조립체(이하, "조립체(100)"로 지칭)는 휠하우징(110)을 포함할 수 있다.
휠하우징(110)은 조립체(100)의 전체적인 외형을 형성하고 지지구조를 제공할 수 있다. 후술할 제1, 2구동휠(130, 140) 등은 휠하우징(110)을 매개로 장착 설치될 수 있다.
휠하우징(110)은 소정의 플랫폼에 설치되어 지지될 수 있다. 이에 따라 본 실시예의 조립체(100)는 플랫폼의 이동을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 다만 볼 실시예에 있어서 플랫폼의 종류나 용도 등은 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 실시예의 조립체(100)는 지면에서 이동되며 적절한 방향 전환이나 조향이 요구되는 다양한 형태의 플랫폼에서 활용될 수 있다. 일 예로 본 실시예의 조립체(100)는 물류나 산업분야에서 활용되는 무인운반차(AGV: Automated Guided Vehicle), 자율주행로봇 등을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로 본 실시예의 조립체(100)는 사람이 탑승 가능한 형태의 이동차량, 휠체어 등으로 응용될 수 있다.
휠하우징(110)을 보다 상세히 보면, 휠하우징(110)은 대략 원형고리 형태로 연장 형성될 수 있다. 또는 휠하우징(110)은 적어도 내부에 제1, 2구동휠(130, 140)이 배치될 수 있는 소정의 공간을 형성하며, 제1, 2구동휠(130, 140)의 외곽 부위를 따라 소정 형상으로 연장될 수 있다. 본 실시예에서는 소정의 상하 높이 및 반경방향의 폭을 갖고, 대략 원형고리 형태로 연장된 휠하우징(110)을 예시하고 있다. 이와 같은 휠하우징(110)의 형상은 대체로 후술할 샤프트가이드홈(111)의 형상에 따른 것이다.
휠하우징(110)은 샤프트가이드홈(111)을 구비할 수 있다. 샤프트가이드홈(111)은 휠하우징(110)의 내주면을 따라 연장 형성될 수 있다. 휠하우징(110)의 내주면은 제1, 2구동휠(130, 140)이 배치된 공간을 에워싸는 휠하우징(110)의 일면을 지칭한다. 샤프트가이드홈(111)은 휠하우징(110)의 내주면을 따라 원형의 궤적을 그리며 연장 형성될 수 있다. 즉, 샤프트가이드홈(111)은 평면상 원형의 궤적을 형성할 수 있다. 이는 후술할 요잉샤프트(120)가 샤프트가이드홈(111)을 따라 360도 회전 안내될 수 있도록 하기 위함이다.
샤프트가이드홈(111)은 휠하우징(110)의 내주면의 소정의 형상으로 오목하게 인입되어 형성될 수 있다. 즉, 샤프트가이드홈(111)은 소정의 횡단면 형상을 갖고 연장 형성할 수 있다. 본 실시예의 경우 샤프트가이드홈(111)은 대략 사각 홈의 형태를 갖고 휠하우징(110)의 내주면에 오목하게 인입되어 있다. 다만 샤프트가이드홈(111)의 형상은 후술할 요잉샤프트(120)와 관련해 제1, 2노출단부(121, 122)를 적절히 구속 내지 지지할 수 있는 것이면 무방하고, 반드시 예시된 사각 홈의 형태에 한정되지는 않는다. 다만 요잉샤프트(120)는 샤프트가이드홈(111)을 따라 적절히 이동될 수 있어야 하므로 샤프트가이드홈(111)은 일정한 횡단면을 갖고 휠하우징(110)의 내주면을 따라 연장 형성됨이 바람직하다.
한편 휠하우징(110)은 일체형서스펜션(112)을 구비할 수 있다. 일체형서스펜션(112)은 휠하우징(110)에 구비되어, 휠하우징(110)에 의해 지지되는 플랫폼과 휠하우징(110) 간에 완충기능을 제공할 수 있다. 일체형서스펜션(112)의 상측에는 지지면(113)이 구비될 수 있고, 지지면(113)에는 플랫폼이 직간접적으로 설치되어 지지될 수 있다. 또한 지지면(113)은 일체형서스펜션(112)에 의해 상하방향으로 탄성 지지될 수 있다. 이에 의해 플랫폼의 상하방향 서스펜션이 구현될 수 있다.
바람직하게 일체형서스펜션(112)은 휠하우징(110)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 일체형서스펜션(112)을 소정의 형상 및 구조를 갖고 휠하우징에 일체로 형성될 수 있고, 휠하우징(110) 내지 일체형서스펜션(112)은 하나의 탄성소재로 이뤄질 수 있다. 이는 별도의 서스펜션 수단을 부가하지 않고도 본 실시예의 조립체(100) 자체가 서스펜션 기능을 가질 수 있도록 해 조립이나 설치 편의성을 개선할 수 있다. 본 실시예의 경우 일체형서스펜션(112)은 샤프트가이드홈(111)의 상측에서 휠하우징(110)에 일체로 형성되어 있다. 일체형서스펜션(112)은 대체로 휠하우징(110)과 유사한 궤적을 갖고 원형고리 형태로 연장될 수 있다.
일체형서스펜션(112)은 휠하우징(110)으로부터 연장되는 복수의 탄성리브(112a)를 통해 형성될 수 있다. 탄성리브(112a)는 소정의 두께와, 휠하우징(110)의 반경방향 폭에 대응되는 소정의 폭을 갖고, 휠하우징(110)으로부터 경사지지 연장 형성될 수 있다. 또한 탄성리브(112a)는 복수개가 휠하우징(110)의 원주방향을 따라 배치될 수 있고, 정방향 및 역방향의 탄성리브(112a)가 대략 그물망의 형태로 교차되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 일체형서스펜션(112)에는 탄성리브(112a)의 형상으로 인해 복수의 완충홀(112b)이 형성될 수 있다. 완충홀(112b)은 일체형서스펜션(112)을 반경방향으로 관통하도록 형성될 수 있다. 이러한 일체형서스펜션(112)은 지지면(113)으로부터 가해지는 하중에 따라 적절히 탄성 변형되어 서스펜션 기능을 구현할 수 있다.
한편 본 실시예의 조립체(100)는 요잉샤프트(120)를 포함할 수 있다.
요잉샤프트(120)는 휠하우징(110)에 체결될 수 있다. 요잉샤프트(120)는 휠하우징(110)에 대해 상하방향을 축으로 회전되어, 조립체(100)의 조향 기능을 구현할 수 있다. 또한 요잉샤프트(120)의 중앙에는 후술할 제1, 2구동휠(130, 140)이 체결될 수 있다. 요잉샤프트(120)는 제1, 2구동휠(130, 140)의 구동력을 휠하우징(110)에 전달해 이동을 구현하고, 이와 함께 제1, 2구동휠(130, 140)의 회전속도나 방향에 따라 조향을 가능하게 한다. 이는 제1, 2구동휠(130, 140)과 관련해 부연하기로 한다.
요잉샤프트(120)는 휠하우징(110)의 내측에서 횡방향으로 연장 형성될 수 있다. 요잉샤프트(120)의 일단에는 제1노출단부(121)가 구비될 수 있고, 제1노출단부(121)는 샤프트가이드홈(111)의 일측에 체결될 수 있다. 이와 유사하게 요잉샤프트(120)의 반대측 단부에는 제2노출단부(122)가 구비될 수 있고, 제2노출단부(122)는 샤프트가이드홈(111)의 반대측 부위에 체결될 수 있다. 참고로 본 명세서에서 제1, 2노출단부(121, 122)로 명명함은 제1, 2노출단부(121, 122)가 제1, 2구동휠(130, 140)의 외측으로 노출되어 샤프트가이드홈(111)에 체결되는 부위인 점을 고려한 것이고, 반드시 제1, 2노출단부(121, 122)가 외부로 "노출"된 영역을 지칭하거나, "노출" 배치되어야 함을 의미하는 것은 아니다.
제1, 2노출단부(121, 122)는 각각 샤프트가이드홈(111) 내에서 슬라이딩 이동될 수 있다. 즉, 제1, 2노출단부(121, 122)는 각각 샤프트가이드홈(111)을 따라 원주방향으로 이동될 수 있다. 다시 말하면, 제1, 2노출단부(121, 122)는 요잉샤프트(120)가 상하방향의 축을 중심으로 회전됨에 따라, 샤프트가이드홈(111) 내에서 원주방향으로 이동될 수 있다.
필요에 따라 상기와 같은 제1, 2노출단부(121, 122)의 이동을 안내하기 위해 베어링이 사용될 수 있다. 일 예로 제1, 2노출단부(121, 122)에는 요잉샤프트(120)의 길이방향을 회전축으로 하는 소정의 베어링 수단이 체결되어, 요잉샤프트(120)의 회전에 따른 제1, 2노출단부(121, 122)의 이동을 안내하도록 구현될 수 있다. 유사한 취지로 제1, 2노출단부(121, 122)는 요잉샤프트(120)의 길이방향을 축으로 하는 원기둥 형태의 외형을 가질 수 있다. 이는 제1, 2노출단부(121, 122)가 휠하우징(110)을 통해 전달되는 하중을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 한편, 샤프트가이드홈(111)의 내면과 제1, 2노출단부(121, 122)의 접촉면적을 줄여 적절한 슬라이딩 이동이 이뤄질 수 있도록 한다.
도시되지 않았으나 필요에 따라 휠하우징(110)에는 샤프트가이드홈(111)으로 윤활유를 제공하기 위한 하나 이상의 오일공급로가 형성될 수 있다. 일 예로 휠하우징(110)에는 휠하우징(110)의 외측 측면에서 샤프트가이드홈(111)을 향해 휠하우징(110)의 두께방향으로 연장된 오일공급로가 형성될 수 있고, 이와 같은 오일공급로는 휠하우징(110)을 따라 원주방향으로 이격되어 복수개가 구비될 수 있다.
한편 요잉샤프트(120)에는 제1, 2구동휠(130, 140)의 이탈을 지지하기 위한 제1, 2스토퍼(123, 124)가 구비될 수 있다. 제1스토퍼(123)는 제1노출단부(121)와 제1구동휠(130)의 사이에서 요잉샤프트(120)의 일측에 구비되어, 제1구동휠(130)의 측부를 지지할 수 있다. 또한 제2스토퍼(124)는 제2노출단부(122)와 제2구동휠(140) 사이에 대응되는 요잉샤프트(120)의 반대측에 구비되어, 제2구동휠(140)의 측부를 지지할 수 있다. 제1, 2구동휠(130, 140)은 이와 같은 제1, 2스토퍼(123, 124)를 통해 요잉샤프트(120)에 장착 지지될 수 있다.
한편 본 실시예의 조립체(100)는 제1, 2구동휠(130, 140)을 포함할 수 있다.
제1, 2구동휠(130, 140)은 요잉샤프트(120)에 장착 지지될 수 있다. 제1구동휠(130)은 요잉샤프트(120)의 중앙에서 제1노출단부(121) 측으로 배치될 수 있고, 제2구동휠(140)은 요잉샤프트(120)의 중앙에서 제2노출단부(122) 측으로 배치될 수 있다. 제1, 2구동휠(130, 140) 사이는 요잉샤프트(120)의 길이방향(좌우방향)을 따라 소정 간격 이격될 수 있다.
제1, 2구동휠(130, 140)은 요잉샤프트(120)에 따른 좌우방향을 축으로 각각 회전 구동될 수 있다. 여기서 제1, 2구동휠(130, 140)은 상호 독립적으로 회전 구동될 수 있다. 즉, 제1구동휠(130)은 소정의 회전방향(정방향 또는 역방향)을 갖고 소정의 회전속도로 회전 구동될 수 있고, 제2구동휠(140)은 제1구동휠(130)과 별개로 소정의 회전방향 및 소정의 회전속도로 회전 구동될 수 있다. 본 실시예의 조립체(100)는 이와 같은 제1, 2구동휠(130, 140)의 각 회전방향 및 회전속도에 따라 이동속도나 방향이 제어될 수 있다.
제1구동휠(130)은 제1구동부(131)를 가질 수 있고, 제2구동휠(140)은 제1구동부(131)와 구별되는 제2구동부(141)를 가질 수 있다. 제1구동휠(130)은 제1구동부(131)에 의해 구동될 수 있고, 제2구동휠(140)은 제2구동부(141)에 의해 제1구동휠(130)과 독립적으로 구동될 수 있다. 제1, 2구동부(131, 141)는 다양한 형태의 구동수단으로 구현될 수 있다. 일 예로 제1, 2구동부(131, 141)는 각각의 제1, 2구동휠(130, 140)에 내설된 인휠모터로 구현될 수 있다. 이와 같은 경우 제1구동부(131)는 키(key) 또는 키홈을 갖고 요잉샤프트(120)에 설치되어 외주에 배치된 제1구동휠(130)을 회전 구동하도록 이뤄질 수 있고, 제2구동부(141)는 또한 키 또는 키홈을 갖고 요잉샤프트(120)에 설치되어 외주에 배치된 제2구동휠(140)을 제1구동휠(130)과 독립적으로 회전 구동하도록 이뤄질 수 있다.
이상과 같은 본 실시예의 조립체(100)는 제1, 2구동휠(130, 140)의 독립적인 구동을 통해 정방향 또는 역방향의 주행이나, 조향, 상하방향을 축으로 한 회전 등이 구현될 수 있다. 즉, 본 실시예의 조립체(100)는 실질적으로 전 방향의 이동을 구현하면서 종래의 옴니 휠(omni wheel)이나 매카넘 휠(mecanum wheel), 볼봇(ballbot) 등의 고가형 이동수단을 대체할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 듀얼 스위블 휠 조립체의 작동상태도이다.
도 4의 (a)는 제1구동휠(130)과 제2구동휠(140)가 동일한 회전방향 및 회전속도로 구동되는 경우를 도시한다. 이와 같은 경우 조립체(100)는 평면상에서 소정의 속도로 전진 이동될 수 있다.
도 4의 (b)는 제1구동휠(130)과 제2구동휠(140)이 (a)와 반대로 회전되는 경우를 도시한다. 이와 같은 경우 조립체(100)는 (a)와 반대로 후진 이동될 수 있다. 또한 전진 또는 후진 이동 시 각각의 제1, 2구동휠(130, 140)에 대한 회전속도를 조절함으로써 조립체(100)의 전후진 이동속도가 제어될 수 있다.
도 4의 (c)는 조립체(100)가 우측으로 선회 이동되는 경우를 도시한다. 구체적으로 제1구동휠(130)은 정방향으로 제1회전속도를 갖고 회전 구동되고, 제2구동휠(140)이 정방향으로 제2회전속도를 갖고 회전 구동된다. 여기서 제1회전속도가 제2회전속도보다 크면, 제1, 2구동휠(130, 140)의 속도차에 의해 조립체(100)는 제2구동휠(140) 측을 향해 선회하며 이동될 수 있다.
또한 제1, 2구동휠(130, 140)은 요잉샤프트(120)에 체결되어 있으므로 상기와 같은 회전속도의 차이에 의해 결국 요잉샤프트(120)가 샤프트가이드홈(111)을 따라 회전(시계방향)될 수 있다. 이에 따라 제1, 2구동휠(130, 140)의 배치방향이 상하방향의 축을 중심으로 소정 정도 회전되어 이동방향이 적절히 가변될 수 있다.
도 4의 (d)는 조립체(100)가 좌측으로 선회 이동되는 경우를 도시한다. 이를 참조하면, 반대로 제1구동휠(130)의 제1회전속도보다 제2구동휠(140)의 제2회전속도가 크면, 제1, 2구동휠(130, 140)의 속도차에 의해 조립체(100)는 제1구동휠(130) 측을 향해 선회하며 이동될 수 있다. 또한 회전속도의 차이에 의해 요잉샤프트(120)가 샤프트가이드홈(111)을 따라 회전(반시계방향)되어 이동방향이 적절히 가변될 수 있다.
상기에서 조립체(100)가 선회하는 궤적이나 이동방향의 변경 속도 등은 제1, 2구동휠(130, 140)의 각 회전속도 및 회전방향을 적절히 제어해 다양하게 가변시킬 수 있다. 일 예로 제1구동휠(130)과 제2구동휠(140)의 회전속도 차이를 줄여 보다 완만하고 느린 형태로 방향전환을 구현하거나, 제1구동휠(130)과 제2구동휠(140)의 회전방향을 반대로 해 보다 급격하고 빠른 형태로 방향전환을 구현할 수 있다. 이 외에도 매우 다양한 형태의 조합을 통해 방향, 속도 등의 제어가 이뤄질 수 있다.
도 4의 (e)는 제2구동휠(140)만이 정방향 구동되고, 제1구동휠(130)은 정지되어 있는 상태를 도시한다. 이와 같은 경우 조립체(100)는 제2구동휠(140)에 의해 제1, 2구동휠(130, 140)이 반시계방향으로 회전되면서 보다 신속한 방향 전환이 이뤄질 수 있다.
도 4의 (f)는 제1구동휠(130)과 제2구동휠(140)이 서로 반대방향으로 구동되는 경우를 도시한다. 이와 같은 경우 제1, 2구동휠(130, 140)은 제자리에서 회전되며 방향 전환이 이뤄질 수 있다. 즉, 제1, 2구동휠(130, 140)이 서로 반대로 구동되면, 요잉샤프트(120)는 상하방향을 축으로 제자리에서 회전되며 샤프트가이드홈(111)을 따라 이동될 수 있고, 제자리에서의 방향전환이 구현되게 된다.
이상에서 설명한 바, 본 발명의 실시예들에 따른 조립체(100)는 2개의 제1, 2구동휠(130, 140)과, 요잉샤프트(120)를 매개로 제1, 2구동휠(130, 140)을 지지하는 하나의 휠하우징(110)을 통해 구현되어, 전 방향의 다양한 이동이나 회전 모션을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 조립체(100)는 기존의 옴니 휠, 매커넘 휠 등 고가의 휠 부품을 사용하지 않고도 일반적인 휠 형태로 구현된 제1, 2구동휠(130, 140)을 통해 상기와 같은 다양한 이동 등을 구현할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 조립체(100)는 비교적 저가로 쉽게 구현될 수 있으면서도 우수한 운동 성능을 가져 물류, 각종 산업분야 등에서 폭 넓게 활용될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 조립체(100)는 휠하우징(110)을 매개로 요잉샤프트(120), 제1, 2구동휠(130, 140) 등의 주요 구성부품이 하나의 유닛 형태로 모듈화될 수 있다. 따라서 다양한 기기나 설비에서 쉽게 설치되어 활용될 수 있고, 부품의 대량생산을 통한 원가절감 또한 모색될 수 있다.
나아가 본 발명의 실시예들에 따른 조립체(100)는 휠하우징(110)의 내측 공간에 제1, 2구동휠(130, 140)이 인접하게 배치된 구조를 가져 상당히 컴팩트한 구조로 설계 및 제작될 수 있다. 이에 따라 소형화가 용이하고 보다 다양한 용도나 기능으로의 활용이 좀 더 쉽게 이뤄질 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들에 대해 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.
100: 듀얼 스위블 휠 조립체 110: 휠하우징
111: 샤프트가이드홈 112: 일체형서스펜션
112a: 탄성리브 112b: 완충홀
113: 지지면 120: 요잉샤프트
121: 제1노출단부 122: 제2노출단부
123: 제1스토퍼 124: 제2스토퍼
130: 제1구동휠 131: 제1구동부
140: 제2구동휠 141: 제2구동부

Claims (8)

  1. 내주면이 원형 궤적을 그리며 연장 형성된 휠하우징;
    상기 휠하우징의 내측에 배치되어 횡방향으로 연장 형성되고, 길이방향의 일단 및 타단이 상기 휠하우징의 내주면을 따라 이동 가능하게 체결되는 요잉샤프트;
    상기 요잉샤프트에 체결되어 상기 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 상기 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 회전 구동되는 제1구동휠; 및
    상기 제1구동휠과 대응되도록 상기 요잉샤프트에 체결되어 상기 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 상기 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 상기 제1구동휠과 독립적으로 회전 구동되는 제2구동휠;을 포함하고,
    상기 휠하우징은,
    상기 휠하우징의 내주면을 따라 연장 형성되어, 상기 요잉샤프트의 일단 및 타단이 원주방향으로 이동 가능하게 체결되는 샤프트가이드홈; 및
    상기 휠하우징 상단의 지지면을 탄성 지지해 서스펜션 기능을 구현하되, 상기 휠하우징에 일체로 형성된 일체형서스펜션;을 포함하는 듀얼 스위블 휠 조립체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 일체형서스펜션은,
    상기 휠하우징을 반경방향으로 관통하는 복수의 완충홀을 사이에 형성하며 그물망의 형태로 연장 형성된 복수의 탄성리브를 포함하는 듀얼 스위블 휠 조립체.
  5. 내주면이 원형 궤적을 그리며 연장 형성된 휠하우징;
    상기 휠하우징의 내측에 배치되어 횡방향으로 연장 형성되고, 길이방향의 일단 및 타단이 상기 휠하우징의 내주면을 따라 이동 가능하게 체결되는 요잉샤프트;
    상기 요잉샤프트에 체결되어 상기 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 상기 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 회전 구동되는 제1구동휠; 및
    상기 제1구동휠과 대응되도록 상기 요잉샤프트에 체결되어 상기 요잉샤프트와 함께 상하방향을 축으로 조향되고, 상기 요잉샤프트에 따른 횡방향을 축으로 소정의 회전방향 및 회전속도를 갖고 상기 제1구동휠과 독립적으로 회전 구동되는 제2구동휠;을 포함하고,
    상기 요잉샤프트는,
    상기 요잉샤프트의 길이방향 일단에 구비되어, 베어링을 매개로 상기 휠하우징의 내주면에 이동 가능하게 체결되는 제1노출단부; 및
    상기 제1노출단부와 대응되도록 상기 요잉샤프트의 길이방향 타단에 구비되어, 베어링을 매개로 상기 휠하우징의 내주면에 이동 가능하게 체결되는 제2노출단부;를 포함하는 듀얼 스위블 휠 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1, 2구동휠은,
    서로 상이한 회전속도 또는 회전방향으로 구동되어, 상기 요잉샤프트를 상기 휠하우징에 대해 회전시키도록 형성되는 듀얼 스위블 휠 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1구동휠은,
    상기 제1구동휠에 내설되어 상기 제1구동휠에 회전 구동력을 제공하는 제1구동부를 포함하고,
    상기 제2구동휠은,
    상기 제2구동휠에 내설되어 상기 제1구동부와 독립적으로 상기 제2구동휠에 회전 구동력을 제공하는 제2구동부를 포함하는 듀얼 스위블 휠 조립체.
  8. 하나 이상의 청구항 1 또는 5에 따른 듀얼 스위블 휠 조립체; 및
    상기 듀얼 스위블 휠 조립체에 의해 지지 및 이동되는 플랫폼;을 포함하는 이동식 플랫폼.
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