KR200220820Y1 - 전복 주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전복되더라도 계속 주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차에 관한 것으로, 이는 바퀴 배열을 2열로 구성한 기존 자주차와는 달리 자주차 정면에서 후미방향으로 위치한 원통형 프레임(10)에 4열 이상 6열 이하의 날개축(20)을 방사형으로 배치하고, 프레임(10)의 내측과 날개축(20) 외측을 둘러싸는 벨트형 바퀴(27)를 구동모터(24)에 의한 회전력으로 구동하여 주행토록 하며, 상기 자주차에 카메라(11)와 원격 제어 장치(22) 및 나침반(28)과 수준계(23)를 장착함으로써 장애물 지역, 경사 지역, 숲속, 전투 현장의 적진과 같은 미지의 지형을 원격 조종으로 조사함에 있어 전복되거나 장애물에 의해 정지되지 않고 계속해서 목적한 방향으로 고속 주행이 가능토록 한 것이다.

Description

전복 주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차 {A radial wheel arrangement self travel car permitted overturn}

본 고안은 전복되더라도 계속 주행이 가능한 조사용 자주차에 관한 것으로, 작업자의 접근이 곤란한 매몰 지역 내부, 방사능 오염지역, 동굴 내부, 숲속 등과 같은 미지의 지형을 조사함에 있어 기존 2열의 바퀴 배열 구조를 갖는 유,무선 원격 조종에 의한 조사용 자주차(도8)는 경사지역 통과시 전복될 경우 정지되는 불편이 있었으며 나무나 숲 또는 돌 등의 장애물이 바퀴 부분 이외의 정면이나 측면 또는 바퀴 사이의 구조물과 만날 경우 구조물에 걸려 정지되는 불편이 있었다.

따라서, 본 고안이 이루고자하는 기술적 과제는 경사지역 주행중 전복되더라도 바닥에 닿아있는 다른 바퀴에 의해 계속 주행토록 하며, 장애물이 자주차의 정면 또는 측면을 만나더라도 측면 바퀴에 의해 전진 방향을 변경토록 하고, 나무나 숲 또는 돌 등의 장애물이 차체 구조물에 걸리지 않도록 하기 위해 차체 부속물을 바퀴 배열의 날개축 내측 공간에 배치하고 바퀴 배열을 방사형으로 구성해 차체 정면에서 보아 바퀴 요소 이외의 구조물을 최소화하여 장애물을 우회하거나 헤쳐가며 계속적인 주행이 가능토록 함으로써 정지상태 없이 고속 주행할 수 있는 자주차를 제공코자 하는 것으로서, 부가적으로 자주차 내부에 카메라와 차체의 방향을 판단할 수 있는 나침반 및 현재 바닥에 닿아 있는 바퀴를 판단할 수 있는 수준계를 장착하여 원격 조종에 의해 각 바퀴 배열을 전진 또는 후진하거나 정지시키는 방법으로 진로를 변경하며 목적하는 조사업무를 계속할 수 있는 자주차를 제공코자 하는 것이다

도 1은 전복 주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차의 실시 예로서 5열 바퀴 배열을 구현한 실시 예에 의한 사시도이다.

도 2는 원통 프레임에 방사형으로 배치한 날개축의 측면도이다.

도 3은 날개축을 4열의 방사형으로 배치한 예시의 정면도이다.

도 4는 날개축을 5열의 방사형으로 배치한 예시의 정면도이다.

도 5는 날개축을 6열의 방사형으로 배치한 예시의 정면도이다.

도 6은 바퀴형 벨트와 보조폴리의 단면도 이다.

도 7은 자주차의 날개축을 조립하는 과정의 사시도이다.

도 8은 참고도로서 기존의 2열 바퀴 배열 구조의 자주차의 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프레임 11 : 카메라

20 : 바퀴 배열을 장착한 날개축 21 : 건전지

22 : 원격제어장치 23 : 수준계

24 : 구동모터 25 : 구동폴리

26 : 보조폴리 27 : 벨트형 바퀴

28 : 나침반 29 : 다른 날개축의 구동모터 연결선

30 : 다른 날개축의 수준계 연결선 31 : 지면

따라서 본 고안은 미지의 지형을 조사하는 자주차가 전복이나 장애물에 의한 정지상태 없이 고속 주행이 가능토록 하는 것으로서, 자주차의 정면에서 후미방향으로 위치시킨 원통형 프레임과 프레임 둘레에 4열 이상 6열 이하의 방사형으로 배치한 날개축 및 날개축 외측과 프레임 내측을 감싸는 벨트형 바퀴로 구성하며, 날개축 내부 공간에 원격제어 장치 및 구동 모터와 구동전력용 건전지 및 수준계와 나침반을 배치하고 프레임 외부에 카메라를 장착한 형태로 이루어져 있다.

이하 본 고안의 구체적인 실시 예를 첨부 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다

제 1도는 원통형 프레임에 5열의 날개축(20)을 방사형으로 배치했을 경우의 예시의 사시도로서, 원통형 프레임(10)의 중심에서 외측으로 5열의 날개축(20)을 방사형으로 배치하고 날개축(20) 둘레에 구동폴리(25)와 보조폴리(26)를 배치하며 구동폴리(25), 보조폴리(26) 및 프레임(10)의 내측을 감싸는 벨트형 바퀴(27)와 벨트형 바퀴(27)를 구동하는 구동 모터(24), 프레임(10)의 주위에 배치한 카메라(11)로 구성한 자주차의 예이다.

이하에서는 상기한 본 고안의 실시예에 대한 구체적인 작용을 도 2이하를 참조하여 설명한다.

제 2도는 날개축(20)의 측면도로서 자주차의 장애물에 의한 걸림 현상을 최소화 하기 위해 카메라(11)를 제외한 모든 부속물을 날개축(20) 내부 공간에 장착한 모습인 바, 날개축(20)은 지면을 기준으로 역사다리꼴 모양으로 구성하며 날개축(20)의 내부에는 구동전력 및 제어장치 가동용 건전지(21)와 원격 제어장치(22), 수준계(23), 구동 모터(24), 나침반(28)을 장착하고 날개축(20) 둘레로 구동폴리(25)와 보조폴리(26)를 배치하였으며 보조폴리(26) 외부와 원통형 프레임(10)의 내측을 감싸는 형태로 벨트형 바퀴(27)를 장착하였다.

원격제어장치(22) 및 나침반(28)은 자주차의 모든 날개축마다 설치하지 않고 특정한 1개의 날개축에만 장착하였으며 건전지(21)와 수준계(23), 구동 모터(24)는 각 날개축마다 설치하였다.

원격제어장치(22)는 작업자가 원격으로 제어하거나 자체 프로그램에 의해 각 날개축(20)에 장착(30)된 수준계(23)를 읽어 각 날개축이 상부에 위치됐는지 하부에 위치됐는지 판단하며 각 날개축(20)마다 별도로 장착(29)된 구동모터(24)의 전원을 인가 또는 해제하고 나침반(28) 정보를 이용해 현재 차체의 진행 방향을 판단하며 카메라(11)의 화면정보와 수준계 (23)정보, 나침반(28) 정보를 원격 제어자에게 송신하는 기능을 한다.

카메라(11)는 원통형 프레임(10)의 둘레에 1개만을 장착함으로써 자주차의 주행시 수없이 반복되는 전복현상에 의해 기울게 되나 원격 작업자는 수신되는 수준계(23) 정보를 이용해 카메라의 기울임을 보상하여 실시간으로 정상화면을 시청할 수 있다.

제 3도는 날개축(20)을 4열의 방사형 구조로 배치했을 경우의 정면도이며 제 4도 는 날개축(20)을 5열의 방사형 구조로 배치했을 경우의 정면도이고 제 5도는 날개축(20)을 6열의 방사형 구조로 배치했을 경우의 정면도로서 도 3, 4, 5는 각각 예시의 도이다.

날개축(20)의 배치 개수는 조사지역의 예상되는 지형 형태나 자주차의 용도에 따라 달리 구성할 수 있는 바, 제 도6은 벨트형 바퀴(27)가 지면에 접촉했을 경우의 단면도로서 4열인 경우에는 보조폴리(26)와 접지면(31)의 각도(32)가 45도, 5열인 경우는 54도, 6열인 경우는 60도로서 날개축(20)의 개수가 많을수록 접지면(31)과의 각도(32)가 수직에 가까워 회전력 전달이 양호한 구조가 되나 3열인 경우는 30도의 불안정한 구조로서 회전력 전달의 실용성이 부족하고 7열 이상인 경우는 전복 현상이 자주 발생하며 비경제적인 구조가 되기 때문에 본 고안에서는 조사 지형의 예상 형태에 따라 4열 또는 5열 또는 6열의 날개축(20)을 구성하는 것으로 구현하였으며 5열의 날개축(20)으로 조립한 예는 도 1로 예시하였고 4열 및 6열의 날개축(20)으로 조립하였을 경우의 사시도는 생략하였다.

벨트형 바퀴(27)는 전복시의 충격에 의해 벗겨지지 않도록 도 6과 같이 보조폴리(26)와의 접촉면을 사다리꼴 모양으로 하고 접지부분은 마찰력 효과를 감안해 돌기형으로 하며 전복에 의한 회전시에도 지면(31)과 접촉되도록 반원 형태로 하였다.

제 도 7은 본 고안에 의한 자주차의 날개축(20)의 개수를 수시로 감축하거나 추가할 수 있는 모습을 보인 조립과정의 사시도로서, 본 고안에 의한 자주차의 날개축(20)을 조립함에 있어서는 날개축(20) 둘레에 장착된 벨트형 바퀴(27)를 원통형 프레임(10)에 교차로 통과하여 부착해야 하므로 원통형 프레임(10)을 절개 또는 조립토록 함으로써 필요에 의해 수시로 간편히 날개축(20)의 개수를 변경할 수 있도록 하였다.

상기에서 언급한 바와 같이 본 고안에 의한 자주차는 정면이나 후미에서 보아 뾰족한 형태이고 외곽에서 보아 주행요소인 바퀴가 바깥 둘레에 위치토록 함으로써 모든 장애물이 자주차에 접근시 우선적으로 바퀴에 접촉되도록 하는 형태로 구성하였다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 효과를 설명하면 다음과 같다.

작업자의 접근이 곤란하거나 원거리에 위치한 미지의 지형 즉, 매몰 현장의 내부, 방사능 오염지역, 협소한 동굴 내부, 숲속, 전투 현장의 적진 내부 등을 조사함에 있어 상기 고안에 의한 자주차를 투입함으로써 일시적인 전복이나 정지현상 없이 신속한 조사작업을 할 수 있으며, 원격에 위치한 조작자가 유, 무선으로 자주차로부터 수신되는 화면을 보고 자주차의 진로를 변경해 가며 조사활동을 할 수 있다.

이때 본 고안에 의한 자주차는 4열 또는 5열 또는 6열로 배치된 날개축(20)의 구동모터(24)를 작동시켜 구동폴리(25)를 거쳐 보조폴리(26)의 주위에 감겨진 벨트형 바퀴(27)에 회전력을 전달함으로써 전진하게 되는데, 고속 주행 및 신속한 조사작업이 필요할 경우 모든 날개축(20)의 구동모터(24)를 전진 방향으로 구동하여 장애물에 의한 걸림이 있을 경우 측면에 위치한 벨트형 바퀴(27)에 의해 신속히 진로를 변경토록 하고 전복시는 바닥에 접지(31)된 다른 바퀴(27)에 의해 계속 주행토록 함으로써 일시적인 정지현상이 없는 조사활동을 할 수 있으며, 정밀한 조사를 위한 저속 주행이 필요할 경우는 현재 접지(31)돼 있는 2개의 날개축(20)의 구동모터(24)만을 작동시키고, 전복현상이 발생했을 경우 새로이 접지(31)된 2개의 날개축(20)에 대해 수동으로 전원을 인가하므로써 전원의 소모를 절약하는 조사작업을 계속할 수 있으며, 제어장치(22)에는 현재 바닥에 접지(31)된 날개축(20)의 구동모터(24)에만 전원을 인가하는 프로그램을 삽입해 전원의 낭비를 절약할 수도 있고 전복되거나 장애물에 의해 진행방향이 변경되더라도 작업자가 미리 지정한 방향으로 자동으로 진로를 변경토록 하는 자동주행 프로그램을 삽입할 수 있다.

작업자는 자주차가 보내오는 화면정보를 이용해 목적하는 조사업무를 수행하게 되는데, 자주차의 카메라(11)가 기울거나 거꾸로 위치해 있더라도 자주차가 보내오는 수준계(23) 정보를 이용해 현재 바닥에 접지(31)된 날개축(20)을 판단할 수 있으므로 작업자의 원격제어기가 수준계(23) 정보를 이용해 화면을 수평으로 회전시켜 정상적인 화면을 시청할 수 있고, 또한 수동으로 자주차의 진행방향 전환이 필요하거나 역주행이 필요한 경우는 접지(31)된 2개의 날개축(20)의 구동모터(24)를 전진 또는 후진하여 방향을 전환시킬수 있으며, 자주차가 보내오는 나침반(28) 정보를 이용해 자주차의 진로를 판단할 수 있다.

본 고안에 의한 자주차는 날개축(20)의 길이 및 벨트형 바퀴(27)의 두께에 따라 날개축(20) 내부에 공간이 형성되므로 전복되더라도 작동에 지장이 없는 다른 목적의 장비를 장애물에 의해 걸리지 않도록 날개축(20) 내부에 장착할 수 있으며 자주차의 모양이 정면이나 후미에서 보아 뾰족한 형태이고 외곽에서 장애물이 접근 시 우선적으로 주행요소인 바퀴(27)를 만나게 됨으로써 모든 장애물을 헤쳐나가는 주행이 가능한 장점이 있다.

Claims (4)

1. 프레임,

   상기 프레임의 외면에 길이방향으로 방사상 부착된 다수의 날개축,

   상기 날개축별로 설치되어 회전하는 보조폴리 및 구동폴리,

   상기 각 날개축별로 설치된 보조폴리와 구동폴리에 감겨 회전하는 벨트형 바퀴,

   상기 각 날개축별로 설치되어 상기 벨트형 바퀴를 구동하는 구동모터,

   상기 각 날개축별로 상기 구동모터에 개별적으로 전원을 인가하는 전원장치로 구성되어,

   프레임이 전복되더라도, 상기 각 날개축별로 장착된 벨트형 바퀴들 중 지면에 접지되는 바퀴에 의해 계속 주행할 수 있는 것을 특징으로 하는 전복 주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차.
2. 청구항 1에서,

   각 날개축에 장착되어 해당 날개축의 기울기를 감지하는 수준계,

   수준계의 출력신호로부터 현재 지면에 접지된 바퀴가 어느 것인지 파악하여 해당 바퀴를 구동하는 구동모터에만 전원을 인가하는 원격제어장치가 추가로 포함되는 전복주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차.
3. 청구항 2에서,

   카메라가 추가로 설치되고,

   상기 수준계는 카메라의 기울기를 감지하며,

   상기 원격제어장치는 상기 수준계의 기울기 정보와 상기 카메라의 화상 정보를 원격제어자에게 전송하는 것을 특징으로 하는 전복주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차.
4. 청구항 2 또는 3에서,

   자주차의 진로방향을 감지하는 나침반이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 전복주행이 가능한 방사형 바퀴 배열 자주차.