KR102762498B1 - Vehicle system capable of driving on stairs and rough roads - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4륜 독립 인휠모터에 각각 설치되는 굽은살이 각 인휠모터 구동 시 동력을 전달받아 차량을 들어올려 계단 및 험로 주행이 가능하도록 하는 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, and more specifically, to a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, in which each of the four independent in-wheel motors receives power when the in-wheel motors are driven to lift the vehicle, thereby enabling driving on stairs and rough roads.
4륜 주행장치는 4개의 바퀴를 가진 주행장치로서, 이러한 4륜 주행장치는 일반적으로 주행 중 계단과 같은 단차를 오르는 일이 불가하다.A four-wheel drive vehicle is a vehicle with four wheels, and such a four-wheel drive vehicle is generally unable to climb steps such as stairs while driving.
이러한 문제점을 해결하고자 종래에는 4륜 주행장치의 저면 즉, 좌우 양쪽에 장착된 바퀴의 내측 저면으로 무한궤도를 장착함으로써, 주행 중 계단 등의 단차를 만날 경우 다수개의 계단 모서리부에 상기 무한궤도를 닿게 한 다음, 무한궤도의 넓고 강력한 접촉력을 이용하여 계단을 타고 올라가도록 하고 있다.To solve this problem, conventionally, by installing caterpillar tracks on the bottom of a four-wheel drive device, that is, the inner bottom of the wheels mounted on both the left and right sides, when encountering steps such as stairs while driving, the caterpillar tracks are brought into contact with the edges of a number of stairs, and the wide and strong contact force of the caterpillar tracks is used to climb the stairs.
그러나 강판으로 만든 벨트를 둘레에 걸어 놓아 타원 형태로 만드는 무한궤도의 구조적 특성상 계단을 오르다가 중심을 잃고 좌우로 비틀어지게 되면, 계단을 타고 미끄러지는 위험한 상황이 초래됨으로써, 4륜 주행장치를 탑승형 주행장치로 사용하는 것에 한계가 있는 실정이다.However, due to the structural characteristics of the caterpillar track, which is made of an elliptical shape by hanging a belt made of steel plates around it, if it loses its center of gravity and twists left and right while climbing the stairs, it can lead to a dangerous situation where it slips down the stairs, which limits the use of the four-wheel drive device as a ride-on drive device.
또한, 이러한 4륜 주행장치는 계단이나 험로 등에서 주행안정성이 떨어지면 로봇장치로서도 활용도가 떨어지는 문제점이 있다.In addition, these four-wheel drive devices have the problem that their usability as robotic devices is limited if their driving stability is poor on stairs or rough roads.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 한국 등록특허 10-0546952에는 계단에 대한 등반 및 반등능력을 갖는 전동 휠체어가 게재되어 있는데, 회동모터에 의해 회동레버가 회동하여 휠체어를 들어올림으로써 계단의 등반이 가능하게 되는 것이다.To solve these problems, Korean Patent No. 10-0546952 discloses an electric wheelchair having the ability to climb and rebound on stairs, in which a rotation lever is rotated by a rotation motor to lift the wheelchair, thereby making it possible to climb stairs.
그러나, 상기 종래 특허는 휠체어를 들어올리기 위해 회동모터가 굉장히 큰 토크를 가져야 하므로 회동모터의 크기가 커지고 무게가 증가하여 전체적인 휠체어의 무게가 증가하며 제작 비용이 상승하는 등 문제점이 있어 이를 해소하기 위한 기술개발이 필요한 실정이다.However, the above conventional patent has problems such as the rotation motor must have a very large torque to lift the wheelchair, which increases the size and weight of the rotation motor, thus increasing the overall weight of the wheelchair and raising the manufacturing cost. Therefore, technological development is needed to solve these problems.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 4륜 독립 인휠모터에 각각 설치되는 굽은살이 각 인휠모터 구동 시 동력을 전달받아 차량을 들어올려 계단 및 험로 주행이 가능하도록 하는 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, in which each of the bent spokes installed on each of the four independent in-wheel motors receives power when each of the in-wheel motors is driven, thereby lifting the vehicle and enabling driving on stairs and rough roads.
또한, 본 발명의 목적은 굽은살과 인휠모터 간 동력전달이 선택적으로 이루어지고, 인휠모터로부터 굽은살로 동력전달이 해제된 경우 별도의 제어장치로 굽은살의 각도를 제어할 수 있도록 하여 굽은살을 휠휀더로 사용할 수 있도록 한 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, in which power transmission between a bent spoke and an in-wheel motor is selectively performed, and when power transmission from the in-wheel motor to the bent spoke is released, the angle of the bent spoke can be controlled by a separate control device, so that the bent spoke can be used as a wheel fender.
또한, 본 발명의 목적은 차량 후방에 구비되는 인휠모터(후륜)를 차량의 전후방향으로 이동가능하게 구성하여 계단의 높이나 폭에 적합하도록 전륜과 후륜 간 휠베이스의 거리를 조절하여 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템을 제공함에 있다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads by configuring an in-wheel motor (rear wheel) provided at the rear of the vehicle to be movable in the forward and backward directions of the vehicle, thereby adjusting the distance of the wheelbase between the front and rear wheels to suit the height and width of the stairs, thereby enabling stable driving.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention to achieve the above purposes,
차량에 4륜 독립 인휠모터가 구비되되, 각 인휠모터의 구동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 굽은살부를 포함하여 계단이나 험로 주행 시 굽은살부가 구동하여 차량을 들어올리도록 할 수 있다.The vehicle is equipped with four independent in-wheel motors, and the driving power of each in-wheel motor is selectively transmitted to drive a bent part, so that the bent part can be driven to lift the vehicle when driving on stairs or rough roads.
또한, 상기 굽은살부는 상기 인휠모터의 구동축에 구비되는 구동기어와, 상기 구동기어에 선택적으로 치합되는 전달기어와, 상기 전달기어와 치합되는 종동기어와, 상기 종동기어의 종동축에 결합되는 굽은살을 포함할 수 있다.In addition, the bent rib may include a driving gear provided on a driving shaft of the in-wheel motor, a transmission gear selectively meshed with the driving gear, a driven gear meshed with the transmission gear, and a bent rib coupled to a driven shaft of the driven gear.
또한, 상기 굽은살의 각도를 조절하는 각도조절부가 더 구비할 수 있다.In addition, an angle adjustment part for adjusting the angle of the above-mentioned bent rib may be further provided.
또한, 상기 각도조절부는 상기 종동기어의 회전축에 결합되는 풀리와, 상기 풀리와 회전력전달수단에 의해 연결되어 구동력을 제공하는 각도제어모터를 포함할 수 있다.In addition, the angle adjustment unit may include a pulley coupled to the rotation axis of the driven gear, and an angle control motor connected to the pulley by a rotational force transmission means to provide driving force.
또한, 상기 전달기어의 회전축에 결합되어 전달기어와 구동기어의 치합 여부를 제어하는 액추에이터를 포함할 수 있다.Additionally, it may include an actuator coupled to the rotational axis of the transmission gear to control whether the transmission gear and the drive gear are engaged.
또한, 상기 차량의 전륜 인휠모터와 차량의 후륜 인휠모터 간의 휠베이스를 조절할 수 있도록 차량의 후륜 인휠모터를 전후로 이동시키는 휠베이스조절부가 구비될 수 있다.In addition, a wheelbase adjustment unit may be provided to move the rear in-wheel motor of the vehicle back and forth so as to adjust the wheelbase between the front in-wheel motor of the vehicle and the rear in-wheel motor of the vehicle.
또한, 상기 휠베이스조절부는 차량의 후방에 구비되는 인휠모터가 양측 하부에 구비되는 이동프레임과, 상기 이동프레임에 연결되는 리드스크류를 구동하는 이동모터를 포함할 수 있다.In addition, the wheelbase adjustment unit may include an in-wheel motor provided at the rear of the vehicle, a moving frame provided at the lower portions of both sides, and a moving motor driving a lead screw connected to the moving frame.
본 발명에 따르면, 4륜 독립 인휠모터에 각각 설치되는 굽은살이 각 인휠모터 구동 시 동력을 전달받아 차량을 들어올려 계단 및 험로 주행이 가능하도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, the bent spokes installed on each of the four independent in-wheel motors transmit power when each in-wheel motor is driven, thereby having an excellent effect of lifting the vehicle and enabling driving on stairs and rough roads.
또한, 본 발명은 굽은살과 인휠모터 간 동력전달이 선택적으로 이루어지고, 인휠모터로부터 굽은살로 동력전달이 해제된 경우 별도의 제어장치로 굽은살의 각도를 제어할 수 있도록 하여 굽은살을 휠휀더로 사용할 수 있도록 한 효과를 추가로 갖는다.In addition, the present invention has an additional effect of enabling power transmission between the bent spokes and the in-wheel motor to be selectively performed, and controlling the angle of the bent spokes with a separate control device when power transmission from the in-wheel motor to the bent spokes is released, thereby enabling the bent spokes to be used as a wheel fender.
또한, 본 발명은 차량 후방에 구비되는 인휠모터(후륜)를 차량의 전후방향으로 이동가능하게 구성하여 계단의 높이나 폭에 적합하도록 전륜과 후륜 간 휠베이스의 거리를 조절하여 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.In addition, the present invention has an additional effect of enabling stable driving by configuring an in-wheel motor (rear wheel) provided at the rear of the vehicle to be movable in the forward and backward directions of the vehicle, thereby adjusting the distance of the wheelbase between the front and rear wheels to suit the height or width of the steps.
도 1은 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템을 개념적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템 중 후방의 인휠모터를 전후방으로 이송시키는 휠베이스조절부를 개념적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템이 계단 또는 험로를 주행할 때의 작동상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템이 평지를 주행할 때의 작동상태를 도시한 도면.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템의 작동 예를 개념적으로 도시한 도면.FIG. 1 is a conceptual drawing illustrating a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention.
FIG. 2 is a conceptual drawing of a wheelbase adjustment unit that moves a rear in-wheel motor forward and backward in a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention.
FIG. 3 is a drawing illustrating the operating state of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention when driving on stairs or rough roads.
Figure 4 is a drawing showing the operating state of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention when driving on flat ground.
FIGS. 5A to 5E are conceptual drawings illustrating an example of operation of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention.
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.The embodiments of the present disclosure are provided for the purpose of explaining the technical idea of the present disclosure. The scope of rights according to the present disclosure is not limited to the embodiments presented below or the specific description of these embodiments.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.All technical and scientific terms used in this disclosure, unless otherwise defined, have the meaning commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. All terms used in this disclosure have been selected for the purpose of more clearly describing this disclosure and are not selected to limit the scope of rights under this disclosure.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.The expressions “including,” “comprising,” “having,” and the like, used in this disclosure, should be understood as open-ended terms implying the possibility of including other embodiments, unless otherwise stated in the phrase or sentence in which the expression is included.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.The singular forms described in this disclosure may include plural meanings unless otherwise stated, and the same applies to the singular forms recited in the claims.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템 중 후방의 인휠모터를 전후방으로 이송시키는 휠베이스조절부를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템이 계단 또는 험로를 주행할 때의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템이 평지를 주행할 때의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템의 작동 예를 개념적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a drawing conceptually illustrating a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention, FIG. 2 is a drawing conceptually illustrating a wheelbase adjustment unit for moving a rear in-wheel motor forward and backward in the vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention, FIG. 3 is a drawing illustrating an operating state of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention when driving on stairs or rough roads, FIG. 4 is a drawing illustrating an operating state of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention when driving on flat ground, and FIGS. 5A to 5E are drawings conceptually illustrating examples of operation of a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention.
본 발명은 4륜 독립 인휠모터에 각각 설치되는 굽은살이 각 인휠모터 구동 시 동력을 전달받아 차량을 들어올려 계단 및 험로 주행이 가능하도록 하는 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템(50)에 관한 것으로, 그 구성은 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 차량에 구비되는 각 인휠모터(10)의 구동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 굽은살부(100)를 포함하여 계단이나 험로 주행 시 굽은살부(100)가 구동하여 계단이나 단턱 등에 지지되어 차량을 들어올리게 됨으로써 계단 등반이나 험로 주행이 가능하게 되는 것이다.The present invention relates to a vehicle system (50) capable of driving on stairs and rough roads, in which each of the bent spokes installed on each of the four independent in-wheel motors receives power when the in-wheel motors are driven, thereby lifting the vehicle and enabling driving on stairs and rough roads. As shown in FIGS. 1 to 4, the system includes a bent spoke (100) that is selectively driven by receiving the driving power of each of the in-wheel motors (10) provided on the vehicle, and when driving on stairs or rough roads, the bent spoke (100) is driven and supported by stairs or a step, thereby lifting the vehicle, thereby enabling climbing stairs or driving on rough roads.
보다 상세히 설명하면, 상기 인휠모터(10, In Wheel Motor)는 휠의 내부에 구동모터(미도시)가 구비되는 차륜으로 이러한 구성은 공지의 기술이며 본 발명에서 청구하는 바가 아니므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.To explain in more detail, the in-wheel motor (10) is a wheel having a driving motor (not shown) installed inside the wheel. This configuration is a known technology and is not claimed in the present invention, so a detailed description will be omitted.
한편, 상기 굽은살부(100)는 인휠모터(10)의 구동력에 의해 구동되는 것으로, 상기 인휠모터(10)의 구동축(12)에 구동기어(110)가 구비된다.Meanwhile, the above-mentioned bent shaft (100) is driven by the driving force of the in-wheel motor (10), and a driving gear (110) is provided on the driving shaft (12) of the in-wheel motor (10).
또한, 상기 구동기어(110)에 선택적으로 치합되는 전달기어(120)가 구비된다.Additionally, a transmission gear (120) that is optionally engaged with the driving gear (110) is provided.
그리고, 상기 전달기어(120)와 치합되는 종동기어(130)와, 상기 종동기어(130)의 종동축(132)에 결합되는 굽은살(140)을 포함한다.And, it includes a driven gear (130) that meshes with the transmission gear (120) and a bent rib (140) that is coupled to a driven shaft (132) of the driven gear (130).
이때, 상기 굽은살(140)은 회전 방향으로 호 형상 또는 곡률을 갖는 형상으로 형성되어 회전 시 계단 등의 단턱에 접촉하여 인휠모터(10)를 대신하여 주행할 수 있게 되는 것이다.At this time, the above-mentioned bent rib (140) is formed in an arc shape or a shape having a curvature in the direction of rotation so that it can drive in place of the in-wheel motor (10) by contacting a step such as a staircase when rotating.
그래서, 인휠모터(10)의 구동력에 의해 인휠모터(10)와 함께 회전하는 구동기어(110)의 회전력이 전달기어(120)에 의해 종동기어(130)로 전달되며, 종동기어(130)의 종동축(132)에 결합된 굽은살(140)이 회전하게 되며, 굽은살(140)이 회전하며 계단 등 단턱에 지지되면 굽은살(140)에 의해 차량이 들어올려지고, 굽은살(140)이 계속 회전을 하게 되면 계단 등 단턱으로 차량이 진입할 수 있게 되는 것이다.Therefore, the rotational power of the driving gear (110) that rotates together with the in-wheel motor (10) by the driving power of the in-wheel motor (10) is transmitted to the driven gear (130) by the transmission gear (120), and the bent rib (140) coupled to the driven shaft (132) of the driven gear (130) rotates. When the bent rib (140) rotates and is supported on a step such as a staircase, the vehicle is lifted by the bent rib (140), and when the bent rib (140) continues to rotate, the vehicle can enter a step such as a staircase.
즉, 굽은살(140)의 단부가 계단 등 단턱에 지지되어 차량을 들어올리게 되고, 굽은살(140)이 마저 회전하면서 인휠모터(10)를 대신하여 단턱을 주행하며 차량이 단턱으로 진입하게 되고, 굽은살(140)이 계속 회전하여 단턱과의 접촉이 중단되면 차량의 인휠모터(10)가 단턱에 접촉하여 주행하게 되는 것이며, 계단이 반복되는 경우에는 이러한 과정을 반복하여 수행하며 차량이 계단을 등반할 수 있게 되는 것이다.That is, the end of the bent rib (140) is supported on a step such as a staircase to lift the vehicle, and as the bent rib (140) rotates further, it drives the step in place of the in-wheel motor (10) and the vehicle enters the step, and when the bent rib (140) continues to rotate and contact with the step is interrupted, the in-wheel motor (10) of the vehicle contacts the step and drives, and when the stairs are repeated, this process is repeated to enable the vehicle to climb the stairs.
상기와 같은 구성에 의해, 차량을 주행시키는 인휠모터(10)의 구동력으로 굽은살(140)을 구동할 수 있어 계단이나 험로 주행 시 굽은살(140)을 구동하기 위한 차량을 들어올리기에 충분히 큰 토크를 갖는 별도의 동력이 필요하지 않게 되어 구성이 단순하고, 제작이 용이하며, 차량 중량이 크게 증가하지 않는 효과가 있다.With the above configuration, the driving force of the in-wheel motor (10) that drives the vehicle can drive the bent spokes (140), so that a separate power source with a torque sufficiently large to lift the vehicle to drive the bent spokes (140) when driving on stairs or rough roads is not required, resulting in a simple configuration, ease of manufacture, and an effect that does not significantly increase the weight of the vehicle.
한편, 상기 전달기어(120)는 구동기어(110) 및 종동기어(130)의 사이에 선택적으로 치합되어 계단이나 험로 주행인 경우에만 굽은살(140)의 구동이 이루어지도록 구성될 수 있다.Meanwhile, the transmission gear (120) may be configured to selectively engage between the driving gear (110) and the driven gear (130) so that the bent spokes (140) are driven only when driving on stairs or rough roads.
즉, 상기 전달기어(120)의 회전축(122)에 결합되어 전달기어(120)를 전후진시켜 구동기어(110) 및 종동기어(130)의 사이에 선택적으로 치합되도록 하는 액추에이터(124)가 더 구비될 수 있는데, 상기 액추에이터(124)는 공압 또는 유입실린더나 리드스크류를 포함하는 구동모터로 구성될 수 있다.That is, an actuator (124) may be further provided that is coupled to the rotation shaft (122) of the transmission gear (120) to move the transmission gear (120) forward and backward and selectively engage between the driving gear (110) and the driven gear (130). The actuator (124) may be composed of a driving motor including a pneumatic or inlet cylinder or a lead screw.
상기와 같은 구성에 의해, 계단이나 험로 주행 전에 도 3에 도시한 바와 같이 액추에이터(124)를 작동시켜 전달기어(120)를 전진 또는 후진시킴으로써 전달기어(120)가 구동기어(110) 및 종동기어(130)의 사이에 치합되도록 하여 굽은살(140)이 회전할 수 있도록 하여 계단이나 험로 주행이 가능하도록 하며, 평지 등을 주행하는 경우에는 도 4에 도시한 바와 같이 액추에이터(124)를 작동시켜 전달기어(120)를 후진 또는 전진시킴으로써 전달기어(120)가 구동기어(110) 및 종동기어(130)의 사이에 치합된 상태를 해제하여 굽은살(140)이 구동되지 않도록 하여 평지 이동 시에는 굽은살(140)에 의한 주행 방해를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.With the above configuration, as shown in FIG. 3, by operating the actuator (124) before driving on stairs or rough roads, the transmission gear (120) is moved forward or backward, thereby causing the transmission gear (120) to mesh between the drive gear (110) and the driven gear (130), thereby allowing the spokes (140) to rotate, thereby enabling driving on stairs or rough roads. In addition, when driving on flat ground, etc., the actuator (124) is operated as shown in FIG. 4 to move the transmission gear (120) backward or forward, thereby releasing the mesh between the drive gear (110) and the driven gear (130) of the transmission gear (120), thereby preventing the spokes (140) from being driven, thereby preventing driving interference caused by the spokes (140) when driving on flat ground.
또한, 차량에 구비되는 휠이 독립 구동되는 인휠모터(10)로 이루어지고, 각 인휠모터(10)에 굽은살부(100)가 구비됨으로써 험로 주행 시 필요한 위치의 굽은살부(100)만 작동하도록 함으로서 보다 안정적인 주행이 가능하게 되는 효과가 있다.In addition, since the wheels equipped on the vehicle are independently driven in-wheel motors (10), and each in-wheel motor (10) is equipped with a bent spoke (100), only the bent spoke (100) in the necessary location is operated when driving on a rough road, thereby enabling more stable driving.
한편, 계단이나 험로 주행이 아닌 경우에도 상기 굽은살(140)의 각도를 조절할 수 있도록 각도조절부(150)가 더 구비된다.Meanwhile, an angle adjustment part (150) is additionally provided so that the angle of the bent spoke (140) can be adjusted even when driving on a non-stairs or rough road.
이때, 상기 각도조절부(150)는 상기 종동기어(130)의 종동축(132)에 결합되는 풀리(152)와, 상기 풀리(152)와 벨트 등의 회전력전달수단(154)에 의해 연결되어 구동력을 제공하는 각도제어모터(156)를 포함한다.At this time, the angle adjustment unit (150) includes a pulley (152) coupled to the driven shaft (132) of the driven gear (130), and an angle control motor (156) that provides driving force by being connected to the pulley (152) and a rotational power transmission means (154) such as a belt.
그래서, 평지와 같은 일반 도로를 주행할 때는, 액추에이터(124)에 의해 전달기어(120)의 치합이 해제된 상태에서 각도제어모터(156)에 전원이 공급되며, 각도제어모터(156)에 의해 상기 굽은살(140)을 회전시켜 각도를 제어함으로써 상기 굽은살(140)에 의해 주행이 방해되지 않도록 할 수 있는 것이다.Therefore, when driving on a normal road such as a flat road, power is supplied to the angle control motor (156) while the engagement of the transmission gear (120) is disengaged by the actuator (124), and the angle control motor (156) rotates the spoke (140) to control the angle, thereby preventing driving from being hindered by the spoke (140).
특히, 상기 굽은살(140)의 각도를 적절히 제어하면 휠휀더로서도 사용할 수있는 효과가 있다.In particular, if the angle of the above-mentioned bent rib (140) is appropriately controlled, there is an effect that it can be used as a wheel fender.
한편, 상기 액추에이터(124)의 구동 시 액추에이터(124)가 유동하지 않도록 가이드하기 위한 프레임(160)이 더 구비될 수 있다.Meanwhile, a frame (160) may be further provided to guide the actuator (124) so that it does not move when the actuator (124) is driven.
일예로, 상기 액추에이터(124)가 공압 또는 유압 실린더의 경우 실린더 로드가 상기 프레임(160)을 관통하도록 설치되어 프레임(160)에 의해 실린더 로드의 외주면이 지지됨으로써 상기 액추에이터(124)의 작동에 따라 실린더 로드가 인출 및 복귀 시 상기 프레임(160)에 의해 지지되어 유동하지 않게 됨으로써 보다 안정적으로 전달기어(120)의 전진 또는 후진이 가능하게 되는 것이다.For example, if the actuator (124) is a pneumatic or hydraulic cylinder, the cylinder rod is installed so that it penetrates the frame (160), and the outer surface of the cylinder rod is supported by the frame (160), so that the cylinder rod is supported by the frame (160) when it is withdrawn and returned according to the operation of the actuator (124) and does not flow, thereby enabling the transmission gear (120) to move forward or backward more stably.
한편, 계단 등의 단턱 높이나 간격에 따라 상기 차량의 전륜 인휠모터(10)와 차량의 후륜 인휠모터(10) 간의 휠베이스를 조절할 수 있도록 차량의 후륜 인휠모터(10)를 전후로 이동시키는 휠베이스조절부(170)가 구비될 수 있다.Meanwhile, a wheelbase adjustment unit (170) that moves the rear in-wheel motor (10) of the vehicle back and forth may be provided so as to adjust the wheelbase between the front in-wheel motor (10) of the vehicle and the rear in-wheel motor (10) of the vehicle according to the height or spacing of steps such as stairs.
이때, 상기 휠베이스조절부(170)는 차량의 후륜 인휠모터(10)가 양측 하부에 구비되는 이동프레임(172)과, 상기 이동프레임(172)에 연결되는 리드스크류(174)를 구동하는 이동모터(176)를 포함할 수 있다.At this time, the wheelbase adjustment unit (170) may include a moving frame (172) in which the rear wheel in-wheel motor (10) of the vehicle is provided on both lower sides, and a moving motor (176) that drives a lead screw (174) connected to the moving frame (172).
그래서, 차량의 전륜 인휠모터(10)가 계단 등의 단턱에 진입한 경우, 상기 이동모터(176)를 구동하여 이동프레임(172)을 전진 또는 후진시켜 차량의 후륜 인휠모터(10)가 계단 등의 단턱 높이나 간격에 대응되도록 이동시켜 휠베이스를 조정함으로써 안정적인 계단 등반이 이루어지게 되는 것이다.Therefore, when the front wheel in-wheel motor (10) of the vehicle enters a step such as a staircase, the moving motor (176) is driven to move the moving frame (172) forward or backward, thereby moving the rear wheel in-wheel motor (10) of the vehicle to correspond to the height or spacing of the step such as a staircase, thereby adjusting the wheelbase, thereby achieving stable staircase climbing.
또한, 상기 이동프레임(172)은 상단에 가이드구(173)가 돌출 형성되고, 상기 차량의 차체에는 상기 가이드구(173)가 안내되는 가이드레일(20)이 구비되어 이동프레임(172)이 전진 또는 후진 시 유동하지 않고 안정적으로 이동할 수 있게 되는 것이다.In addition, the moving frame (172) has a guide hole (173) protrudingly formed at the top, and the body of the vehicle is provided with a guide rail (20) along which the guide hole (173) is guided, so that the moving frame (172) can move stably without floating when moving forward or backward.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템(50)의 작동 예를 도 5a 내지 도 5e를 참고하여 설명하면 다음과 같다.An operation example of a vehicle system (50) capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 5a to 5e as follows.
다만, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 작동 예를 개념적으로 도시한 도면으로 일부 구성만 간략하게 도시하였다.However, FIGS. 5a to 5e are conceptual drawings illustrating an example of operation of the present invention, and only some of the components are briefly illustrated.
또한, 도시된 구성에 대해서만 도면 부호를 구분하여 부여하였으며, 도시되지 않은 구성에 대해서는 해당 인휠모터에 구비된 굽은살부에 포함되는 구성임을 설명으로부터 명확하게 이해될 수 있으므로 구분하지 않고 동일하게 도면부호를 기재하였다.In addition, drawing symbols are given separately only for the illustrated configurations, and for configurations not illustrated, since it can be clearly understood from the description that they are components included in the bent ribs provided in the corresponding in-wheel motor, the same drawing symbols are given without distinction.
먼저, 일반적인 주행시에는 전달기어(124)가 도 4와 같이 치합 해제된 상태가 되고, 각도조절부(150)에 의해 도 5a에 도시한 바와 같이 전륜 인휠모터(10A) 및 후륜 인휠모터(10B)의 각 굽은살(140A,140B)이 휠휀더로의 위치로 고정된다.First, during normal driving, the transmission gear (124) is disengaged as shown in Fig. 4, and each of the bent spokes (140A, 140B) of the front in-wheel motor (10A) and the rear in-wheel motor (10B) is fixed to a position relative to the wheel fender by the angle adjusting unit (150) as shown in Fig. 5a.
다음, 계단에 접근하게 되면 센서(미도시) 등에 의해 전륜 인휠모터(10A)의 굽은살부(100B)는 각도조절부(150)에 전원공급이 차단되고, 액추에이터(124)가 작동하여 전달기어(120)가 구동기어(110) 및 종동기어(130A)의 사이에 치합된 상태, 즉 도 3에 도시한 상태가 되어 굽은살(140A)은 인휠모터(10A)와 같은 방향으로 회동하게 된다.Next, when approaching the stairs, the bent rib (100B) of the front wheel in-wheel motor (10A) is cut off from power supply to the angle adjustment unit (150) by a sensor (not shown), and the actuator (124) operates so that the transmission gear (120) is engaged between the driving gear (110) and the driven gear (130A), i.e., the state shown in FIG. 3, and the bent rib (140A) rotates in the same direction as the in-wheel motor (10A).
이때, 전륜 인휠모터(10A)의 굽은살부(100A)는 도 3에 도시한 상태가 되고, 후륜 인휠모터(10B)의 굽은살부(100B)는 도 4에 도시한 상태가 유지되어 휠휀더로서 사용된다.At this time, the bent spoke (100A) of the front wheel in-wheel motor (10A) is in the state shown in Fig. 3, and the bent spoke (100B) of the rear wheel in-wheel motor (10B) is maintained in the state shown in Fig. 4 and used as a wheel fender.
그래서, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 전륜 인휠모터(10A)의 굽은살(140A)이 계단에 접촉하며 구름 구동을 하면서 차량의 전방을 들어올리게 되고, 도 5c에 도시한 바와 같이 전륜 인휠모터(10A)가 계단에 안착되게 된다.Thus, as shown in Fig. 5b, the bent spoke (140A) of the front wheel in-wheel motor (10A) comes into contact with the steps and lifts the front of the vehicle while driving the rolling, and as shown in Fig. 5c, the front wheel in-wheel motor (10A) is settled on the steps.
다음, 전륜 인휠모터(10A)가 계단을 등반함에 따라 후륜 인휠모터(10B)가 계단에 접근하게 되면 센서(미도시) 등에 의해 후륜 인휠모터(10B)의 굽은살부(100B)는 각도조절부(150)에 전원공급이 차단되고, 액추에이터(124)가 작동하여 전달기어(120)가 구동기어(110) 및 종동기어(130B)의 사이에 치합된 상태, 즉 도 3에 도시한 상태가 되어 굽은살(140B)은 인휠모터(10B)와 같은 방향으로 회동하게 된다.Next, when the front wheel in-wheel motor (10A) climbs the stairs and the rear wheel in-wheel motor (10B) approaches the stairs, the bent spoke (100B) of the rear wheel in-wheel motor (10B) is cut off from power supply to the angle adjustment part (150) by a sensor (not shown), and the actuator (124) operates so that the transmission gear (120) is engaged between the driving gear (110) and the driven gear (130B), i.e., in the state shown in FIG. 3, and the bent spoke (140B) rotates in the same direction as the in-wheel motor (10B).
그래서, 상기 후륜 인휠모터(10B)의 굽은살(140B)이 계단에 접촉하며 구름 구동을 하면서 차량의 후방을 들어올리게 되고, 도 5d에 도시한 바와 같이 후륜 인휠모터(10B)도 계단에 등반하여 안착되게 된다.Therefore, the bent spoke (140B) of the rear wheel in-wheel motor (10B) comes into contact with the steps and lifts the rear of the vehicle while driving the clouds, and as shown in Fig. 5d, the rear wheel in-wheel motor (10B) also climbs the steps and settles.
이때, 전륜 인휠모터(10A)가 다음 계단을 등반하려할 때 후륜 인휠모터(10B)가 계단으로부터 이격되어 전륜 인휠모터(10A)의 계단 등반에 방해가 되는 경우, 전술한 바와 같이, 이동모터(176)를 구동하여 이동프레임(172)을 전진 또는 후진시킴으로써 후륜 인휠모터(10B)가 계단의 단턱 높이나 간격에 대응되도록 휠베이스(전륜 인휠모터와 후륜 인휠모터 간 간격)를 조정함으로써 도 5e에 도시한 바와 같이 전륜 인휠모터(10A)와 후륜 인휠모터(10B)가 동시에 계단을 등반할 수 있도록 하여 안정적인 계단 등반이 이루어지게 되는 것이다.At this time, when the front in-wheel motor (10A) tries to climb the next staircase, if the rear in-wheel motor (10B) is separated from the staircase and interferes with the front in-wheel motor (10A) climbing the staircase, as described above, by driving the moving motor (176) to move the moving frame (172) forward or backward, the wheelbase (the distance between the front and rear in-wheel motors) is adjusted so that the rear in-wheel motor (10B) corresponds to the step height or distance of the staircase, thereby allowing the front and rear in-wheel motors (10A) and the rear in-wheel motors (10B) to climb the staircase at the same time, as illustrated in FIG. 5e, thereby achieving stable staircase climbing.
상기한 과정을 반복하여 수행함으로써 차량이 계단을 등반할 수 있게 되는 것이다.By repeating the above process, the vehicle can climb stairs.
한편, 도시하지는 않았지만, 주행로의 일부에 단턱이 형성된 무정형의 험로를 주행하는 경우에는 센서 등에 의해 단턱에 대응되지 않는 인휠모터(10)의 굽은살부(100)는 도 4에 도시한 상태가 되어 굽은살(140)이 휠휀더로서 고정된 상태가 되며, 단턱에 대응되는 인휠모터(10)의 굽은살부(100)는 도 3에 도시한 상태가 되어 굽은살(140)에 의해 단턱을 안정적으로 주행할 수 있도록 하며, 단턱이 종료된 이후에는 해당 굽은살부(100)가 다시 도 4에 도시한 상태가 되어 굽은살(140)이 휠휀더로서 고정되어 대응되는 인휠모터(10)의 구동에 방해가 되지 않도록 한다.Meanwhile, when driving on an amorphous rough road with a step formed on a part of the road, although not in the city, the bent spoke (100) of the in-wheel motor (10) that does not correspond to the step is in the state illustrated in FIG. 4 so that the bent spoke (140) is fixed as a wheel fender, and the bent spoke (100) of the in-wheel motor (10) that corresponds to the step is in the state illustrated in FIG. 3 so that the step can be driven stably by the bent spoke (140), and after the step is finished, the corresponding bent spoke (100) is in the state illustrated in FIG. 4 again so that the bent spoke (140) is fixed as a wheel fender so that the driving of the corresponding in-wheel motor (10) is not hindered.
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템에 의하면, 4륜 독립 인휠모터에 각각 설치되는 굽은살이 각 인휠모터 구동 시 동력을 전달받아 차량을 들어올려 계단 및 험로 주행이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 굽은살과 인휠모터 간 동력전달이 선택적으로 이루어지고, 인휠모터로부터 굽은살로 동력전달이 해제된 경우 별도의 제어장치로 굽은살의 각도를 제어할 수 있도록 하여 굽은살을 휠휀더로 사용할 수 있으며, 차량 후방에 구비되는 인휠모터(후륜)를 차량의 전후방향으로 이동가능하게 구성하여 계단의 높이나 폭에 적합하도록 전륜과 후륜 간 휠베이스의 거리를 조절하여 안정적으로 주행할 수 있도록 하는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.Therefore, according to the vehicle system capable of driving on stairs and rough roads according to the present invention as described above, not only does the spokes installed on each of the four independent in-wheel motors receive power when each in-wheel motor is driven to lift the vehicle to enable driving on stairs and rough roads, but also power transmission between the spokes and the in-wheel motor is selectively performed, and when power transmission from the in-wheel motor to the spokes is released, the angle of the spokes can be controlled by a separate control device so that the spokes can be used as a wheel fender, and the in-wheel motor (rear wheel) provided at the rear of the vehicle is configured to be movable in the forward-backward direction of the vehicle so that the distance of the wheelbase between the front and rear wheels can be adjusted to suit the height or width of the stairs, thereby enabling stable driving, etc., it has various advantages.
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above-described embodiments have described the most preferred examples of the present invention, it is not limited to the above-described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications are possible within a scope that does not depart from the technical spirit of the present invention.
본 발명은 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4륜 독립 인휠모터에 각각 설치되는 굽은살이 각 인휠모터 구동 시 동력을 전달받아 차량을 들어올려 계단 및 험로 주행이 가능하도록 하는 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, and more specifically, to a vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, in which each of the four independent in-wheel motors receives power when the in-wheel motors are driven to lift the vehicle, thereby enabling driving on stairs and rough roads.
10,10A,10B: 인휠모터 12: 구동축
20: 가이드레일
50: 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템
100,100A,100B: 굽은살부 110: 구동기어
120: 전달기어 122; 회전축
124: 액추에이터 130,130A,130B: 종동기어
132: 종동축 140,140A,140B: 굽은살
150: 각도조절부 152: 풀리
154: 회전력전달수단 156: 각도제어모터
160: 프레임 170: 휠베이스조절부
172: 이동프레임 173: 가이드구
174: 리드스크류 176: 이동모터10,10A,10B: In-wheel motor 12: Drive shaft
20: Guide rail
50: Vehicle system capable of driving on stairs and rough roads
100,100A,100B: Bent shaft 110: Drive gear
120: Transmission gear 122; Rotating shaft
124: Actuator 130,130A,130B: Driven Gear
132: Drive shaft 140,140A,140B: Bent spoke
150: Angle adjustment part 152: Pulley
154: Rotational power transmission means 156: Angle control motor
160: Frame 170: Wheelbase adjustment part
172: Moving frame 173: Guide ball
174: Lead screw 176: Travel motor
Claims (7)
각 인휠모터의 구동력을 선택적으로 전달받아 구동되는 굽은살부를 포함하여 계단이나 험로 주행 시 굽은살부가 구동하여 차량을 들어올리도록 하고,
상기 차량의 전륜 인휠모터와 차량의 후륜 인휠모터 간의 휠베이스를 조절할 수 있도록 차량의 후륜 인휠모터를 전후로 이동시키는 휠베이스조절부가 구비되는, 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템.The vehicle is equipped with a 4-wheel independent in-wheel motor,
The driving force of each in-wheel motor is selectively transmitted to drive the bent parts, and the bent parts are driven to lift the vehicle when driving on stairs or rough roads.
A vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, comprising a wheelbase adjustment unit that moves the rear in-wheel motor of the vehicle forward and backward so as to adjust the wheelbase between the front in-wheel motor of the vehicle and the rear in-wheel motor of the vehicle.
상기 굽은살부는 상기 인휠모터의 구동축에 구비되는 구동기어와,
상기 구동기어에 선택적으로 치합되는 전달기어와,
상기 전달기어와 치합되는 종동기어와,
상기 종동기어의 종동축에 결합되는 굽은살을 포함하는, 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템.
In paragraph 1,
The above-mentioned bent part is a driving gear provided on the driving shaft of the above-mentioned in-wheel motor,
A transmission gear that is optionally meshed with the above driving gear,
A driven gear meshed with the above transmission gear,
A vehicle system capable of running on stairs and rough roads, comprising a bent spoke coupled to a driven shaft of the above-mentioned driven gear.
상기 굽은살의 각도를 조절하는 각도조절부가 더 구비하는, 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템.
In the second paragraph,
A vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, further comprising an angle adjusting section for adjusting the angle of the above-mentioned bent spokes.
상기 각도조절부는 상기 종동기어의 회전축에 결합되는 풀리와,
상기 풀리와 회전력전달수단에 의해 연결되어 구동력을 제공하는 각도제어모터를 포함하는, 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템.
In the third paragraph,
The above angle adjustment part is a pulley coupled to the rotation axis of the driven gear,
A vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, comprising an angle control motor connected to the above pulley and a rotational power transmission means to provide driving force.
상기 전달기어의 회전축에 결합되어 전달기어와 구동기어의 치합 여부를 제어하는 액추에이터를 포함하는, 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템.
In the second paragraph,
A vehicle system capable of driving on stairs and rough roads, comprising an actuator coupled to the rotation shaft of the transmission gear and controlling whether the transmission gear and the drive gear are engaged.
상기 휠베이스조절부는 차량의 후륜 인휠모터가 양측 하부에 구비되는 이동프레임과,
상기 이동프레임에 연결되는 리드스크류를 구동하는 이동모터를 포함하는, 계단 및 험로 주행이 가능한 차량 시스템.In paragraph 1,
The above wheelbase adjustment part is a movable frame in which the rear wheel in-wheel motors of the vehicle are installed on the lower sides on both sides,
A vehicle system capable of running on stairs and rough roads, comprising a moving motor driving a lead screw connected to the moving frame.
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Legal Events
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20230721 |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20230721 Comment text: Patent Application |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20241230 Patent event code: PE09021S01D |
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20250123 |
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Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20250124 Patent event code: PR07011E01D |
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| PG1601 | Publication of registration |