KR20100032244A - 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행로봇 시스템 - Google Patents

모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행로봇 시스템 Download PDF

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Abstract

이 발명은, 표면 자석형 동기전동기(SPMSM)를 이용하여 속도제어가 용이하도록 하며, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)을 이용하여 선회 안정성이 향상되도록 하는, 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템에 관한 것으로서,
기본 구조물인 프레임과, 상기한 프레임의 사방 4곳에 장착되어 있으며 로봇의 구동, 제동, 조향 역할 및 주행시 현가장치 역할을 담당하는 4개의 구동 모듈과, 상기한 프레임에 장착되어 있으며 시스템 전체에 전원을 공급하는 전원 모듈과, 구동 모터 및 조향 모터를 구동하기 위한 제어기 모듈과, 속도값과 조향각과 같은 주행정보를 생성하며 로봇의 전체시스템을 제어하는 컴퓨터 모듈을 포함하여 이루어지며,
상기한 구동모듈은, 속도 제어가 용이한 표면 자석형 동기전동기(SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)로 구성되어 주행을 위한 동력을 발생시키는 구동 모터와, 상기한 구동 모터의 토크를 증대시키기 위한 구동 감속기와, 상기한 구동 모터를 제동하기 위한 제동 장치와, 상기한 구동 모터로부터 회전동력을 전달받기 위한 타이어 및 휠 조립체와, 상기한 구동 모터에 설치되어 있는 구동 암과, 상기한 타이어 및 휠 조립체로부터 구동암을 통하여 전달되는 충격력을 완충시키기 위한 현가장치와, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타 이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)으로 설정되어, 상기한 구동암을 통하여 상기한 타이어 및 휠 조립체의 조향각을 제어함과 동시에, 현재의 조향각 신호와 조향각이 좌우 120도를 벗어나는 것을 감지하여 제어기 모듈 및 컴퓨터 모듈로 피드백 전송하는 조향장치를 포함하여 이루어진다.
타이어, 휠, 구동암, 애커만 조향각, 제동장치, 조향장치, 구동모터,

Description

모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템{Robot system for 4 wheel driving and 4 wheel steering using motor}
이 발명은 로봇 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 표면 자석형 동기전동기(SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)를 이용하여 속도제어가 용이하도록 하며, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)을 이용하여 선회 안정성이 향상되도록 하는, 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템에 관한 것이다.
전방향으로 주행이 가능한 전방향성 주행 로봇은, 4개의 바퀴가 각각의 독립된 모터에 의해 제어됨으로써 자동차와는 달리 전후주행, 측면주행, 사선주행, 제자리 회전 등이 가능하게 된다.
이와 같은 전방향성 주행 로봇 시스템에 관한 기술로서, 자율이동 주행장치에 장착되는 2축 액츄에이터를 주행용 모터인 직류 모터와 방향 전환용 모터인 서보 모터로 결합하여 상기 2축 액츄에이터에 의해 각각의 4개 바퀴가 자율적으로 구동되는 것으로, 방향 자율 주행으로 측면 주행 및 제자리 회전이 가능하게 되어 전 후좌우 기본주행 및 측면으로도 전후좌우 방향 전환이 가능하며, 360도 제자리 회전, 사선주행이 가능하고, 공간의 형태에 관계없이 이동장치의 대상이 움직일 수 있는 최소의 공간에서 자율이동 주행이 가능하도록 하는 기술이 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0849413호(공고일자 2008년 7월 31일)의 "자율이동 4륜차의 자유로운 주행이 가능한 주행 방향 이동장치"에서 개시된 바 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 전방향성 주행 로봇은, 주행용 모터(122)로서 일반적인 DC 모터를 적용함으로써 상대적으로 속도제어가 용이하지 못한 문제점이 있다.
또한, 상기한 종래의 전방향성 주행 로봇은, 2축 엑츄에이터(120) 내부의 주행용 모터(DC 모터)(122)에 연결된 스퍼기어(152a)와 구동모터축(104)에 연결된 스퍼기어(152b) 사이에서 주행용 모터의 감속이 발생하여 최종적으로 바퀴(102)가 구동하는 방식으로 이루어짐으로써 주행용 모터 및 이하 기구부가 타이어 외부로 드러나는 문제점이 있다.
또한, 상기한 종래의 전방향성 주행 로봇은, 방향전환용 모터(124)로서 서보모터를 적용하고, 방향 전환시 서보블럭(130)의 내부에 존재하는 마그네틱(136)에 신호를 보내어 중앙에 위치한 스프링(134)이 누르고 있는 브레이크 디스크(132)를 마그네틱(136) 측으로 당김으로써 브레이크가 해제된 상태에서, 2축 엑츄에이터(120) 내부의 방향전환용 모터(124)에 연결된 웜 기어(154)와 감속 기어인 스퍼기어(152c, 152d)를 통해 위치제어 회전축(162)을 회전시켜 개별 타이어의 방향 전환이 가능하게 하는 방식으로 이루어짐으로써 조향시 조향각을 좌우측 타이어를 기 준으로 동일각(도 7 및 도 8 참조)으로 설정하면, 바깥쪽 타이어와 안쪽 타이어의 회전 중심이 틀리게 되며, 이 상태에서 조향을 계속하게 되면, 두 개의 타이어가 그리는 궤적이 점점 좁아져 교차하게 되어 결국 바깥쪽 바퀴는 바깥으로, 안쪽 바퀴는 안쪽으로 각각 미끄러지면서 굴러가게 되어 선회 안정성이 낮아지게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기한 종래의 전방향성 주행 로봇은, 2축 엑츄에이터(120) 상단에 장착된 서보블럭(130)이 상대적으로 흔들림과 외부 충격을 효과적으로 방지하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 표면 자석형 동기전동기(SPMSM)를 이용하여 속도제어가 용이하도록 하는, 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)을 이용하여 선회 안정성이 향상되도록 하는, 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 기본 구조물인 프레임과, 상기한 프레임의 사방 4곳에 장착되어 있으며 로봇의 구동, 제동, 조향 역할 및 주행시 현가장치 역할을 담당하는 4개의 구동 모듈과, 상기한 프레임에 장착되어 있으며 시스템 전체에 전원을 공급하는 전원 모듈과, 구동 모터 및 조향 모터를 구동하기 위한 제어기 모듈과, 속도값과 조향각과 같은 주행정보를 생성하며 로봇의 전체시스템을 제어하는 컴퓨터 모듈을 포함하여 이루어지며,
상기한 구동모듈은, 속도 제어가 용이한 표면 자석형 동기전동기(SPMSM)로 구성되어 주행을 위한 동력을 발생시키는 구동 모터와, 상기한 구동 모터의 토크를 증대시키기 위한 구동 감속기와, 상기한 구동 모터를 제동하기 위한 제동 장치와, 상기한 구동 모터로부터 회전동력을 전달받기 위한 타이어 및 휠 조립체와, 상기한 구동 모터에 설치되어 있는 구동 암과, 상기한 타이어 및 휠 조립체로부터 구동암을 통하여 전달되는 충격력을 완충시키기 위한 현가장치와, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)으로 설정되어, 상기한 구동암을 통하여 상기한 타이어 및 휠 조립체의 조향각을 제어함과 동시에, 현재의 조향각 신호와 조향각이 좌우 120도를 벗어나는 것을 감지하여 제어기 모듈 및 컴퓨터 모듈로 피드백 전송하는 조향장치를 포함하여 이루어진다.
이 발명의 구성은, 상기한 구동 감속기는 유성감속기 타입으로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 제동장치는 전자식 브레이크로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 현가장치는 쇽업쇼바와 압축 코일 스프링으로 구성되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 조향 장치는, 조향을 위한 동력을 발생시키는 조향 모터와, 상기한 조향 모터의 토크를 1차적으로 증대시키기 위한 조향 감속기와, 상기한 조향 모터의 토크를 2차적으로 증대시키기 위한 피니언 기어 및 조향 기어와, 조향각에 대한 정보신호를 컴퓨터 모듈로 피드백하기 위한 조향 엔코더와, 조향각이 일정치 이상 벗어나는 것을 감지하여 전기적인 신호로서 제어기 모듈로 전송하기 위한 리미트 스위치를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 조향 모터는 브레이크가 장착된 엔코더 내장형 서보모터로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 조향 엔코더는 절대치 로터리 엔코더 타입으로 이루어지면 바람직하다.
이 발명은, 표면 자석형 동기전동기(SPMSM)를 이용하여 속도제어가 용이하도록 하며, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)을 이용하여 선회 안정성이 향상되도록 하는, 효과를 갖는다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직 한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 사시 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 구성은, 기본 구조물인 프레임(1)과, 상기한 프레임(1)의 사방 4곳에 장착되어 있으며 로봇의 구동, 제동, 조향 역할 및 주행시 현가장치 역할을 담당하는 4개의 구동 모듈(2)과, 상기한 프레임(1)에 장착되어 있으며 시스템 전체에 전원을 공급하는 전원 모듈(3)과, 구동 모터(21) 및 조향 모터(273)를 구동하기 위한 제어기 모듈(4)과, 속도값과 조향각과 같은 주행정보를 생성하며 로봇의 전체시스템을 제어하는 컴퓨터 모듈(5)을 포함하여 이루어진다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 구동모듈의 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 구동모듈(2)의 구성은, 주행을 위한 동력을 발생시키는 구동 모터(21)와, 상기한 구동 모터(21)의 토크를 증대시키기 위한 구동 감속기(22)와, 상기한 구동 모터(21)를 제동하기 위한 제동 장치(23)와, 상기한 구동 모터(21)로부터 회전동력을 전달받기 위한 타이어 및 휠 조립체(24)와, 상기한 구동 모터(21)에 설치되어 있는 구동 암(25)과, 상기한 타이어 및 휠 조립체(24)로부터 구동암(25)을 통하여 전달되는 충격력을 완충시키기 위한 현가장치(26)와, 상기한 구동암(25)을 통하여 상기한 타이어 및 휠 조립체(24)의 조향각을 제어하기 위한 조향장치(27)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구동 모터(21)로서는 속도 제어가 용이한 표면 자석형 동기전동기(SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)를 적용하며, 정격 1500rpm(revolutions per minute)까지 작동 가능하며, 또한 구동 모터(21)의 샤프트에는 위치 신호를 피드백 받을 수 있는 센서인 레졸버가 설치되어 있는 구조로 이루어진다. 상기한 표면 자석형 동기전동기(SPMSM)는 회전자 표면에 영구자석을 부착한 구조를 갖는 것으로서, 교류모터의 일종이다.
상기한 구동 감속기(22)는 유성감속기 타입으로 이루어지며, 구동 모터(21)의 토크 출력을 증대시키고, 속도는 감소시켜서 타이어 및 휠 조립체(24)가 구동되도록 하는 구조로 이루어진다.
상기한 제동장치(23)는 전자식 브레이크로 이루어지며, 상기한 구동 모터(21)의 샤프트에 직접 설치되어 주행 비상정지 상황 발생시에 구동 모터(21)를 곧바로 제동할 수 있도록 하는 구조로 이루어진다.
상기한 현가장치(26)는 쇽업쇼바와 압축 코일 스프링으로 구성되어 있다.
상기한 조향 장치(27)는, 조향을 위한 동력을 발생시키는 조향 모터(273)와, 상기한 조향 모터(273)의 토크를 1차적으로 증대시키기 위한 조향 감속기(274)와, 상기한 조향 모터(273)의 토크를 2차적으로 증대시키기 위한 피니언 기어(275) 및 조향 기어(276)와, 조향각에 대한 정보신호를 컴퓨터 모듈(4)로 피드백하기 위한 조향 엔코더(277)와, 조향각이 일정치 이상 벗어나는 것을 감지하여 전기적인 신호로서 제어기 모듈(4)로 전송하기 위한 리미트 스위치(288)를 포함하여 이루어진다.
상기한 조향 모터(273)는 브레이크가 장착된 엔코더 내장형 서보모터로 이루어진다.
상기한 조향 엔코더(277)는 절대치 로터리 엔코더 타입으로 이루어진다.
상기한 구동 모터(21) 및 이하 기구부가 타이어 내부에 장착되는 인 휠 타입의 구조로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 작용은 다음과 같다.
전원모듈(3)은 240V 및 24V 전원과 DC/DC 컨버터로 구성되어 있어 컴퓨터 모듈(5)과, 제어기 모듈(4) 그리고 기타 부가장치에는 24V 전원을 공급하고, 구동모듈(2)내의 구동 모터(21) 및 조향 모터(273)에는 240V 전원을 제공한다.
전원모듈(3)로부터 전원이 인가되어 컴퓨터 모듈(5)의 동작이 시작되면, 컴퓨터 모듈(5)은 주행정보(로봇의 중심기준으로 속도값과 조향각)를 생성하여 제어 기 모듈(4)로 보내고, 제어기 모듈(4)내의 구동 제어기와 조향 제어기가 구동 드라이버와 조향 드라이버를 제어하여 구동 모듈(2)내의 구동 모터(21) 및 조향 모터(273)를 독립적으로 회전시킴으로써 최종적으로 컴퓨터 모듈(5)이 지정한 경로로 로봇을 주행시키게 된다. 제어기 모듈(2)은 구동 모터(21)를 이용하여 로봇의 가속, 감속, 등속유지 등과 같은 주행 속도를 제어하며, 조향 모터(273)를 이용하여 위치제어를 하게 된다.
로봇의 주행은 정상주행모드 이외에도, 측면주행모드, 사선주행모드, 2륜조향모드, 4륜조향모드, 제자리조향모드 등으로 구동됨으로써 다양한 주행경로로 동작이 가능하다.
정상주행모드는, 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이 4륜을 동일각도로 정방향으로 정렬시킨다음 타이어 및 휠 조립체(24)를 정방향 또는 역방향으로 구동시키면 된다.
측면주행모드는, 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 4륜을 동일각도로 측방향으로 정렬시킨다음 타이어 및 휠 조립체(24)를 정방향 또는 역방향으로 구동시키면 된다.
사선주행모드는, 도 3c에 도시되어 있는 바와 같이 4륜을 동일 각도로 사선방향으로 정렬시킨다음 타이어 및 휠 조립체(24)를 정방향 또는 역방향으로 구동시키면 된다.
2륜 조향모드는, 도 3d에 도시되어 있는 바와 같이 구동중에 전륜을 애커만 각으로 조향시키면 일반 승용차와 동일한 조향이 가능하며, 후륜을 애커만 각으로 조향시키면 지게차와 동일한 조향이 가능하다.
4륜 조향모드는, 도 3e에 도시되어 있는 바와 같이 구동중에 전륜과 반대방향으로 후륜을 조향시킴으로써 2륜 조향모드일때보다 회전반경이 감소하도록 한다.
제자리 조향모드는, 도 3f에 도시되어 있는 바와 같이 4륜을 일정각도(57.3도)로 조향시킨 다음 구동시키면 로봇의 중심을 기준으로 회전하게 된다.
이와 같은 로봇의 주행시 구동은 4개의 구동 모터(21)에 의해 독립적으로 이루어지며, 이 때 구동 모터(21)의 출력은 유성감속기 타입인 구동 감속기(22)로 입력이 되어 구동 모터(21)의 토크는 증대되고, 속도는 감소되어진다. 컴퓨터 모듈(5)은 로봇의 주행속도 제어를 위하여 구동 모터(21)의 샤프트에 설치되어 있는 레졸버로부터 입력되는 속도 신호를 피드백 받도록 되어 있으며, 구동 모터(21)는 정격 1500rpm(revolutions per minute)까지 작동 가능하다.
또한, 로봇의 주행시 제동은 제동장치(23)에 의해 이루어지며, 상기한 제동장치(23)는 구동 모터(21)의 샤프트에 직접 연결되어 있어 주행로봇의 속도가 0이거나 주행 중 비상정지 상황 발생시 구동 모터(21)를 바로 제동할 수 있는 전자식 브레이크로 되어 있다. 로봇의 주행중 제동이 아닌 감속은 구동모터(21)를 통해 이루어진다.
또한, 로봇의 주행시 완충은 현가장치(26)에 의해 이루어지며, 현가장치(26)의 구성품인 쇽업소버와 압축 코일 스프링에 의해 주행시 노면에서 발생하는 충격력을 흡수하고 과속방지턱 통과시 완충력을 제공함으로써 로봇의 주행 안정성을 높이며, 조향시 로봇의 선회 안정성을 향상시킨다.
그리고, 로봇의 주행시 조향은 4개의 조향 장치(27)의 각각의 조향 모터(273)가 독립적으로 이루어지며, 이 때 조향 모터(273)의 출력은 하모닉 드라이브 타입인 조향 감속기(274)에서 1차 감속되고, 피니언 기어(275)와 조향 기어(276)의 조합에서 2차 감속되어 조향 모터(273)의 토크는 더욱 증대되고, 속도는 감소되어진다. 조향각 제어를 위하여 조향 모터(273)의 반대편에 절대치 로터리 엔코더 타입의 조향 엔코더(277)가 설치되어 조향각 신호를 피드백받게 되며 조향각은 좌우 90도까지 가능하다. 또한, 조향각이 좌우 120도를 벗어나는 것을 감지하기 위하여 좌우 120도 각도에 리미트 스위치(178)가 설치됨으로써 조향 모터(273)의 오동작을 방지한다.
또한, 로봇의 주행시 방향 전환은 조향 모터(273)의 내부에 존재하는 브레이크에 전원을 인가하여 브레이크가 해제된 상태에서, 조향 모터(273)의 출력축에 연결되어 있는 하모닉 드라이브 타입인 조향 감속기(274)에서 1차 감속되고, 피니언 기어(275)와 조향 기어(276)의 조합에서 2차 감속되어 조향 모터(13)의 토크가 증대되고 속도는 감소시킨 상태에서 증대된 토크를 이용하여 구동암(25)을 회전시켜 개별 타이어의 방향 전환이 이루어지도록 한다.
그리고, 로봇의 조향각은, 조향 모터(273)의 반대편에 설치되어 있는 절대치 로터리 엔코더 타입의 조향 엔코더(17)로부터 피드백되는 조향각 신호를 이용하여 조향각이 안정성을 유지하도록 제어하며, 리미트 스위치(18)로부터 입력되는 신호를 이용하여 조향각이 한번에 120도를 벗어나지 않도록 제어한다. 또한, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향 각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)으로 설정하여, 바깥쪽 타이어와 안쪽 타이어의 회전 중심이 동일한 상태에서 회전 중심을 기준으로 좌우측 타이어가 그리는 궤적이 평행하게 이루도록 하여 조향시킴으로써 선회 안정성이 향상되도록 한다. 그리고, 로봇의 조향시 모든 타이어가 그리는 궤적은 회전 중심으로 동심원이 이루어지며, 이 경우 각 타이어의 각속도가 같도록 구동 속도에도 차이를 주어 부드러운 선회가 이루어지도록 한다.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 사시 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 구동모듈의 구성도이다.
도 3a 내지 도 3f는 이 발명의 일실시예에 따른 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템의 주행 및 조향모드를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 프레임 2 : 구동모듈
3 : 전원모듈 4 : 제어기 모듈
5 : 컴퓨터 모듈

Claims (7)

  1. 기본 구조물인 프레임과, 상기한 프레임의 사방 4곳에 장착되어 있으며 로봇의 구동, 제동, 조향 역할 및 주행시 현가장치 역할을 담당하는 4개의 구동 모듈과, 상기한 프레임에 장착되어 있으며 시스템 전체에 전원을 공급하는 전원 모듈과, 구동 모터 및 조향 모터를 구동하기 위한 제어기 모듈과, 속도값과 조향각과 같은 주행정보를 생성하며 로봇의 전체시스템을 제어하는 컴퓨터 모듈을 포함하여 이루어지며,
    상기한 구동모듈은, 속도 제어가 용이한 표면 자석형 동기전동기(SPMSM: Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)로 구성되어 주행을 위한 동력을 발생시키는 구동 모터와, 상기한 구동 모터의 토크를 증대시키기 위한 구동 감속기와, 상기한 구동 모터를 제동하기 위한 제동 장치와, 상기한 구동 모터로부터 회전동력을 전달받기 위한 타이어 및 휠 조립체와, 상기한 구동 모터에 설치되어 있는 구동 암과, 상기한 타이어 및 휠 조립체로부터 구동암을 통하여 전달되는 충격력을 완충시키기 위한 현가장치와, 전륜 및 후륜 조향시 회전 중심을 기준으로 안쪽 타이어의 조향각을 바깥쪽 타이어의 조향각보다 크게 주는 애커만 조향각(Ackerman angle)으로 설정되어, 상기한 구동암을 통하여 상기한 타이어 및 휠 조립체의 조향각을 제어함과 동시에, 현재의 조향각 신호와 조향각이 좌우 120도를 벗어나는 것을 감지하여 제어기 모듈 및 컴퓨터 모듈로 피드백 전송하는 조향장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방 향성 주행 로봇 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 구동 감속기는 유성감속기 타입으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기한 제동장치는 전자식 브레이크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기한 현가장치는 쇽업쇼바와 압축 코일 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 조향 장치는, 조향을 위한 동력을 발생시키는 조향 모터와, 상기한 조향 모터의 토크를 1차적으로 증대시키기 위한 조향 감속기와, 상기한 조향 모터의 토크를 2차적으로 증대시키기 위한 피니언 기어 및 조향 기어와, 조향각에 대한 정보신호를 컴퓨터 모듈로 피드백하기 위한 조향 엔코더와, 조향각이 일정치 이상 벗어나는 것을 감지하여 전기적인 신호로서 제어기 모듈로 전송하기 위한 리미트 스위치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기한 조향 모터는 브레이크가 장착된 엔코더 내장형 서보모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기한 조향 엔코더는 절대치 로터리 엔코더 타입으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 모터를 이용한 4륜 구동 및 4륜 조향 방식의 전방향성 주행 로봇 시스템.
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