KR20100037292A - 이중 구동 트랙과 프리휠 아암을 이용한 가변형 주행 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이단 구동 트랙과 프리휠을 이용한 가변형 주행 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 동체 전/후단에 설치된 구동트랙부가 서로 대칭되는 각도로 변형동작되도록 하여, 장애물 승월 및 주행성을 향상시킨 가변형 주행 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 양측에 홈부를 구비하는 동체프레임과, 동체프레임의 양쪽 전단 및 후단에 평행하게 배치되어 각각 설치되는 두쌍의 전/후단 구동트랙부와, 동체프레임내에 설치되어 한쌍의 전/후단 구동트랙부를 동시에 구동시키는 주행모터부와, 동체프레임내에 설치되어 두쌍의 전/후단 구동트랙부를 동시에 회전시키되 전/후단 구동트랙부가 서로 대칭되도록 회전시키는 변형모터부와, 전단 구동트랙부와 후단 구동트랙부 사이에 위치하도록 동체프레임의 설치되는 프리휠부와, 동체프레임내에 설치되어 프리휠부를 회전시키는 회전모터부를 포함하도록 되어 있다.

이동로봇, 탱크로봇, 무한궤도, 군사로봇, 장애물, 가변형 트랙

Description

이중 구동 트랙과 프리휠 아암을 이용한 가변형 주행 시스템{Transformable Mobile System with Double Track and Free-wheel Arm Mechanism}

본 발명은 이단 구동 트랙과 프리휠을 이용한 가변형 주행 시스템에 관한 것으로, 주행시스템의 동체프레임 양측 전후단에 일정거리를 이격시켜 각도가 조절되는 무한궤도를 각각 설치하고, 이격된 무한궤도 사이에 암형태를 가지는 프리휠을 구비하여, 주행시스템의 장애물 승월성 및 주행성을 향상시킨 가변형 주행 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 모터나 엔진 등의 회전동력을 이용하여 지면을 이동하도록 이루어지는 주행장치는 크게 무한궤도(track)를 이용하는 방식과 바퀴(wheel)를 이용하는 방식으로 나눈다. 상기에서 무한궤도(일부에서는 캐터필러(Caterpiller)라고 함)를 이용하는 방식은 바퀴를 이용하는 방식에 비하여 주행속도는 느리지만, 지면에 접촉하는 면적이 넓어 요철이 심한 도로나 진흙바닥에서도 자유롭게 주행하는 것이 가능하며, 좌우의 회전속도를 조정하는 것에 의하여 자유롭게 주행방향을 변경하는 것이 가능한 이점이 있다. 따라서 탱크나 트랙터, 중장비 등의 주행상황이 좋지않은 상태에서 사용하는 차량에 주로 사용된다.

최근에는 화재현장의 상황파악, 건물 내부의 무인감시, 원자로나 위험물이 존재하는 위험지역의 탐사 및 자료수집 등의 민간용, 적지 탐사나 지뢰탐지 및 제거 등의 군사용으로 사용되는 원격제어가 가능한 무인로봇(또는 자주식 로봇)에 무한궤도가 많이 이용되고 있다.

상기와 같은 용도로 사용되는 무인로봇의 주행장치에 있어서는 계단의 등반능력이 필수적으로 요구된다. 그런데, 무인로봇의 주행장치를 바퀴로 구성하는 경우에는 계단등반시 안정성이 크게 부족하며, 무한궤도로 구성하는 경우에는 최초의 계단을 올라갈 수 있도록 구성하는 부분에서 어려움이 있다.

종래의 계단등반이 가능한 주행장치로 대한민국 특허 제177,545호 계단승강용 크로울러 운반장치, 제374,755호 계단승강장치, 공개특허 제2003-22172호 계단, 경사로, 험로 주행장치, 제2004-8373호 계단등반 가능한 6차륜 주행로봇의 4절 링크기구 주행시스템, 제2004-8374호 링크형 트랙 장치 등이 공개되어 있다.

상기 공개특허 제2003-22172호 및 제2004-8373호는 6개 또는 8개의 바퀴를 여러개의 링크로 연결하여 전후의 바퀴의 높이 및 상대적 위치가 변경되면서 순차적으로 계단을 등반할 수 있도록 구성된다. 그러나 이 경우에는 바퀴에 의하여 주행장치가 구성되므로 회전반경이 커지며, 6개 또는 8개의 바퀴를 연결하는 링크의 구조가 복잡하고 계단등반시 안정성이 부족하다는 문제가 있다. 상기에서 주행장치의 회전반경이 커지게 되면, 좁은 공간에서 90ㅀ이상의 방향변경이나 U턴을 할 수 없다는 문제가 있다.

또 상기 특허 제177,545호는 2분할된 전방활동부재와 후방활동부재로 이루어지는 벨트 지지장치와 잭을 이용하여 계단을 등반할 때에 상황에 따라 벨트의 형상을 변형시켜 지지하도록 구성된다. 그러나 이 경우에는 벨트 지지장치가 벨트의 내면과 접촉하므로 주행중에는 동력의 손실이 발생하며, 벨트의 위쪽에 잭을 설치하기 위한 공간을 필요로 하므로 높이가 낮은 장소에서 사용되는 경우에는 적용하는 것이 불가능하다는 문제가 있다.

상기 특허 제374,755호는 주행은 바퀴로 행하고 계단등반은 무한궤도를 이용하여 행하도록 구성된다. 그러나 이 경우에는 주행시에 무한궤도가 지면과 접하지 않도록 전륜과 후륜이 세워지고 계단등반시에 전륜과 후륜이 접혀지는 구조로 구성되므로 구조가 복잡하고 내구성에 문제가 있으며, 계단의 높이가 전륜과 무한궤도의 편심거리보다 큰 경우에는 최초 계단을 오르는 데 있어 종래 무한궤도만으로 구성된 경우와 마찬가지로 어려움이 있다.

상기 공개특허 제2004-8374호는 트랙부를 전후로 나누어 2부분으로 설치하고 링크부를 연결하여 전후 트랙부의 상대적인 위치를 링크부를 이용하여 변경시키는 것에 의하여 계단등반이 이루어지도록 구성된다. 그러나 이 경우에는 전후 트랙부의 상대적인 위치를 변경시키기 위한 링크부의 구성이 복잡하고, 트랙부의 위쪽에 링크부를 설치하기 위한 공간을 필요로 하므로 높이가 낮은 장소에서 사용되는 경우에는 적용하는 것이 불가능하다는 문제가 있다.

또한, 본원발명의 출원인이 출원하여 등록받은 특허등록 제 0596483 호의 경우, 상기와 같은 문제점을 어느 정도 해소가 가능하나, 이는 주행모터의 구동력을 벨트에 의해 롤러축이 전달받고, 상기 롤러축의 회전에 의해 변형블록 외측으로 돌출 설치된 로울러가 회전되어 무한궤도를 구동시키도록 되어 있어, 주행시스템의 폭(롤러축에서 롤러까지의 거리)이 넓게 설계되도록 되어 있다. 즉, 특허등록 제 0596483 호는 로울러에 무한궤도가 설치될 시, 동체(프레임)와 무한궤도 사이에 간격이 발생되어 장애물의 걸림현상이 발생될 수 있으며, 또한, 돌출된 로울러에 무한궤도가 설치되므로, 주행시스템의 전체 폭이 필요이상으로 넓어지게 되는 문제점이 있다.

또한, 특허등록 제 0596483 호는 다수의 로울러가 하나의 무한궤도에 의해 연결되고, 이와 같이 연결된 무한궤도의 구동에 의해 이동되도록 되어 있어, 동체(프레임)의 전단에 설치된 로울러와 후단에 설치된 로울러 사이에 장애물이 위치하게 될 경우, 트랙이 있다하더라도 동체(프레임)에 장애물이 접촉되어 주행에 방해를 주게 되는 경우가 발생될 수 있다.

또한, 계단승월능력을 향상시키기 위하여, 주 무한궤도에 보조 무한궤도를 추가 장착하여 받음각(Attack Angle)을 크기한 특허등록 제 0686982 호도 있으나, 이는 하나의 주 무한궤도내에 또다른 보조 무한궤도를 설치해야 하므로, 동체 외측의 구성이 복잡하고, 보조 무한궤도의 구동 및 보조 무한궤도의 자체 회전을 위한 별도의 구동장치가 각각 동체내에 설치되어야 동체 내측의 구성 역시 매우 복잡하여 유지보수 및 설계가 곤란한 문제점이 있었다. 또한, 받음각을 크게 하기 위하여 보조 무한궤도 자체를 회전시키도록 되어 있으나, 동체 및 주무한궤도와의 간섭으로 인하여 보조 무한궤도의 회전범위에 제한을 구비하게 되는 등 여러가지 문제점 이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 동체 전/후단에 무한궤도의 구동트랙부를 각각 설치하고, 설치된 구동트랙부가 서로 대칭되는 각도로 변형동작되도록 하여, 장애물 승월 및 주행성을 향상시킨 가변형 주행 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 주행모터의 구동력을 기어결합에 의해 전달받도록 하여 구동트랙부의 폭을 최소화하고, 주행시스템의 동체와 무한궤도 사이의 이격거리를 최소화하여 주행을 원활하게 할 수 있는 가변형 주행 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 주행시스템 동체의 전단 및 후단에 설치된 구동트랙부 사이에 암형태를 가지는 프리휠을 설치하여, 장애물이 구동트랙부 사이로 삽입되어 동체에 접촉되는 것을 방지하고, 이를 통해 주행시스템의 원활한 주행을 가능하게 하는 가변형 주행 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 암형태를 가지는 프리휠이 구동트랙부 사이에서 무한회전이 가능하도록 하여, 주행시스템의 위치 및 상태에 무관하게 구동트랙과 바닥면의 접촉력을 높여 주행을 가능하게 할 수 있는 가변형 주행 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 주행을 위한 주행시스템 동체내의 구성을 단순화하여, 동체내 공간을 용이하게 확보하고 이를 통해 별도의 필요기자재를 더 설치할 수 있는 가변형 주행 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 무한궤도를 지지하는 롤러의 상대적 위치를 변경시키는 것에 의하여 계단과 접하는 앞쪽의 무한궤도를 경사면으로 형성하여 최초 계단의 등반성능이 우수한 가변형 주행시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 계단의 등반능력을 향상시키기 위하여 무한궤도의 위쪽으로 별도 기구나 링크 등을 설치하기 위한 공간을 필요로 하지 않으므로 최소한의 높이로 시스템을 구성하는 것이 가능하고, 무한궤도의 상하 형상을 대칭적으로 변형시키는 것이 가능하므로 전복시에도 동일한 주행성능을 발휘할 수 있는 가변 형 주행시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 양측에 홈부를 구비하는 동체프레임과, 동체프레임의 양쪽 전단 및 후단에 평행하게 배치되어 각각 설치되는 두쌍의 전/후단 구동트랙부와, 동체프레임내에 설치되어 한쌍의 전/후단 구동트랙부를 동시에 구동시키는 주행모터부와, 동체프레임내에 설치되어 두쌍의 전/후단 구동트랙부를 동시에 회전시키되 전/후단 구동트랙부가 서로 대칭되도록 회전시키는 변형모터부와, 전단 구동트랙부와 후단 구동트랙부 사이에 위치하도록 동체프레임의 설치되는 프리휠부와, 동체프레임내에 설치되어 프리휠부를 회전시키는 회전모터부를 포함하여 구성되어 있다.

이와 같이 본 발명은 주행시스템의 동체프레임 전/후단에 무한궤도형 구동트랙부가 각각 설치되도록 되어 있어, 하나의 무한궤도를 구비한 주행시스템에 비해 장애물 통과시 주행안정성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명은 주행시스템의 동체 전/후단에 위치하는 무한궤도형 구동트랙부가 서로 대칭되는 형상으로 회전되도록 되어 있어, 구동트랙부의 각도 변형에 따른 동체프레임의 업다운을 통해 계단승월능력을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 한쌍의 전/후단 구동트랙부가 동일모터의 구동력에 의해 작동되고, 두쌍의 전/후단 구동트랙부가 하나의 모터에 의해 회전되도록 되어 있어, 주행시스템 동체내의 구성을 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명은 전/후단 구동트랙부 사이에 회전각도가 조절되는 프리휠부가 설치되어 있어, 계단이나 험지를 극복 할 때, 전/후단 구동트랙부 사이의 공간으로 인해 동체에 불특정 장애물이 접촉되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 프리휠부가 360ㅀ 회전되도록 되어 있어, 동체의 상태 또는 구동트랙부의 상태에 관계없이 일측 구동트랙부와 바닥면과의 접촉을 가능하게 하므로, 주행시스템의 주행능력을 향상시킬 수 있으며, 일측 구동트랙부를 들어올려 주행시스템의 고속주행을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 구동 트랙부의 회전과 프리휠부의 회전이 독립적으로 구동이 가능하므로 다양하고 복잡한 지형 및 험지, 계단 혹은 불특정한 장애물의 경우에도 다양한 형태의 변형을 통해서 장애물의 극복을 가능하게 한다.

또한, 본 발명은 구동트랙부의 폭을 최소화하여 주행시스템 전체 폭을 줄이 고, 구동트랙부와 주행시스템 동체와의 간격을 최소화하여 이물질 및 장애물의 삽입을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 동체내 구성이 단순하므로, 유지보수를 용이하게 할 수 있을 뿐 만 아니라, 동체내의 공간확보가 용이하여 별도의 필요기자재를 더 설치할 수 있다.

또한, 본 발명은 상하 대칭되는 구조를 구비하고 있어, 주행중 주행시스템의 전복현상이 발생되더라도 계속적인 주행이 가능하다.

또한, 본 발명은 구동트랙의 일부가 주행 중 파손된다 하더라도 나머지 주행 부에 동력이 공급되고 프리휠의 변형이 가능하면 동체의 변형을 통한 주행이 가능하다.

또한, 본 발명은 무한궤도가 조립식으로 이루어져 있어, 부분파손시 부분교체가 가능하고, 구동트랙부의 크기에 따라 변형하여 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 최초 계단을 등반한 다음부터는 전/후단 구동트랙부를 수평 길이방향으로 최대한 길게 변형시키는 것이 가능하므로, 지속적인 계단의 등반이 가능하며, 우수한 등반성능을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 각각의 구동트랙부를 무한궤도형으로 형성하도록 되어 있어, 짧은 간격으로 인해 장력을 동일하게 유지하는 것이 가능하고, 별도의 장력조절장치를 필요로 하지 않으며, 무한궤도의 길이변화를 초래하지 않는다.

또한, 본 발명은 최초 계단의 등반능력을 향상시키기 위하여 무한궤도의 위쪽으로 별도기구나 링크 등을 설치하기 위한 공간을 필요로 하지 않으므로, 최소한 의 높이로 시스템을 구성하는 것이 가능하다. 따라서, 무한궤도의 높이에 맞추어 제어장치나 카메라, 센서 등을 설치하는 것에 의하여 전복시에도 동일한 성능을 발휘하는 것이 가능하며, 험지나 주행조건이 나쁜 상황에서도 충분하게 목적 달성이 가능하다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 구동트랙부의 내부구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 구동트랙부의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 구동트랙부외 프리휠부의 구동을 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 휠리휠부의 작동을 보인 또다른 예시도를, 도 6 은 본 발명에 따른 무한궤도의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 양측에 홈부(11)를 구비하는 동체프레임(10)과, 동체프레임(10)의 양쪽 전단 및 후단에 평행하게 배치되어 각각 설치되는 두쌍의 전/후단 구동트랙부(20,30)와, 동체프레임(10)내에 설치되어 한쌍의 전/후단 구동트랙부(20,30)를 동시에 구동시키는 주행모터부(40)와, 동체프레임내(10)에 설치되어 두쌍의 전/후단 구동트랙부(20,30)를 동시에 회전시키되 전/후단 구동트랙부(20,30)가 서로 대칭되도록 회전시키는 변형모터부(50)와, 전단 구동트랙부(20)와 후단 구동트랙부(30) 사이에 위치하도록 동체프레임(10)에 설치되는 프리휠부(60)와, 동체프레임(10)내에 설치되어 프리휠부(60)를 회전시키는 회전모터부(70)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 동체프레임(10)은 주행시스템의 몸체를 이루는 부분으로, 내부에 주행모터 및 구동모터가 설치되는 공간(12)을 구비하며, 양측 중간부분에 프리휠부(60)가 설치되는 홈부(11)가 내측방향으로 오목하게 형성되어 있다.

상기 전단 구동트랙부(20)는 동체프레임(10)의 양측 전단에 각각 설치되고, 후단 구동트랙부(30)는 동체프레임의 양측 후단에 각각 설치되는 것으로, 전단 구동트랙부(20)와 후단 구동트랙부(30)는 동일한 구성으로 이루어져 있으므로, 전단 구동트랙부를 도시한 도 2 에 의해 후단 구동트랙부의 별도 설명없이 전/후단 구동트랙부를 설명한다.

상기 전단 구동트랙부(20)는 동체프레임(10)에 일측이 베어링 지지되고, 동체프레임(10) 외측에 위치하도록 타측단에 동력전달기어(22)를 구비하는 주축(21)과, 동체프레임(10)내에 위치하도록 주축(21)에 일체로 형성되는 동력전달휠(23)과, 동체프레임(10) 외측으로 돌출된 주축(21)의 끝단을 베어링 지지하는 변형프레임(24)과, 주축의 동력전달기어(22) 양측에 위치하도록 또한 변형프레임(24)에 회전가능하도록 설치되어 주축의 동력전달기어(22)에 일측이 치합되는 연결기어(25)와, 연결기어(25)에 일측이 치합되도록 변형프레임(24)에 회전가능하게 설치되는 구동기어(26)와, 구동기어(26)와 동일축을 구비하고 변형프레임(24) 양측에 위치하도록 설치되는 구동바퀴(27)와, 구동바퀴(27)에 설치되는 무한궤도(28)를 포함하도록 되어 있다.

이때, 상기 동력전달기어(22), 연결기어(25), 구동기어(26)는 동일선상에 중 심축이 위치하도록 서로 기어결합되어 있으며, 연결기어(25) 및 구동기어(26)는 변형프레임(24)에 회전가능하도록 베어링 지지되어 있다.

또한, 상기 주축(21)은 중공구조를 구비하며, 상기 동력전달휠(23)은 스프라켓 또는 로울러 또는 풀리로 이루어져 있다.

상기 무한궤도(28)는 도 6 에 도시된 바와 같이, 일체형이 아닌 다수의 부품이 서로 연결되어 전체 트랙을 형성하는 조립식으로 이루어져 있다. 즉, 본 발명에 따른 무한궤도(28)는 트랙베이스(281)와, 트랙베이스 상부면에 트레드 연결조인트(282)에 의해 연결설치되는 트레드(283)와, 일측 트랙베이스와 이에 인접하는 또다른 트랙베이스 사이에 설치되는 트랙연결대(284)와, 트랙베이스(281)와 트랙연결대(284)를 연결하는 트랙연결조인트(285)로 이루어져 있다.

또한, 상기 구동바퀴(27)는 상기의 무한궤도(28)가 설치될 수 있는 구조로 이루어져 있으며, 이러한 구동바퀴의 구조는 무한궤도의 설치시 사용되는 공지기술에 해당되므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 동체프레임(10)의 일측 전/후단에 각각 위치하는 전단 구동트랙부(20)와 후단 구동트랙부(30)는 동력전달벨트 또는 체인(80)에 의해 서로 연결되어 있다. 즉, 전단 구동트랙부의 동력전달휠(23)과 후단 구동트랙부의 동력전달휠(33)은 동력전달벨트 또는 체인(80)에 의해 연결되어 있다.

상기 주행모터부(40)는 동체프레임(10)의 일측에 위치하는 한쌍의 전/후단 구동트랙부(20,30)를 동시에 구동시키는 것으로, 동체프레임(10)내에 고정되는 주행모터(41)와, 주행모터의 축에 일체로 설치되는 모터기어(42)와, 모터기어와 일측이 치합되고 동체프레임 내측에 위치하도록 전단 구동트랙부의 주축(21)에 일체로 설치되는 동력전달감속기어(43)를 포함하도록 되어 있다. 즉, 상기 주행모터부(40)는 동체프레임(10)내에 두쌍이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 주행모터부(40)의 작동시, 주행모터(41)의 구동력이 동력전달 감속기어(43), 주축(21), 동력전달기어(22), 연결기어(25), 구동기어(26)에 전달되어 전단 구동트랙부(20)의 무한궤도(28)를 회전시키고, 동력전달휠(23)을 통해 후단 구동트랙부의 주축(31)에 전달되어 후단 구동트랙부의 무한궤도(38)를 회전시킨다.

상기 변형모터부(50)는 전단 구동트랙부(20)와 후단 구동트랙부(30)를 서로 대항하는 방향으로 회전시켜 전/후단 구동트랙부(20,30)의 각도를 대략 사다리꼴 형상으로 변형시키는 것으로, 계단 승월, 장애물 통과, 고속주행시 사용된다.

이와 같은 변형모터부(50)는 양측단이 동체프레임(10)의 양측에 위치하는 전단 구동트랙부의 주축(21)을 관통하여 변형프레임(24)에 고정되고, 주축(21)에 베어링 지지되는 전단 변형축(51)과, 양측단이 동체프레임(10)의 양측에 위치하는 후단 구동트랙부의 주축(31)을 관통하여 변형프레임(34)에 고정되고, 주축에 베어링 지지되는 후단 변형축(52)과, 전단 변형축(51)에 일체로 설치되는 전단구동휠(53) 과, 후단 변형축(52)에 일체로 설치되는 후단구동기어(54)와, 주행시스템(100)의 동체프레임(10)내에 설치되는 변형모터(55)와, 변형모터(55)의 축에 일체로 설치되어 후단구동기어(54)에 일측이 치합되는 모터기어(56)와, 변형모터(55)의 축에 일체로 설치되고 전단구동휠(53)과 벨트 또는 체인(58)에 의해 연결되는 후단구동휠(57)을 포함하도록 되어 있다.

상기 전단구동휠(53) 및 후단구동휠(57)은 풀리, 로울러, 스프라켓 등등 연결방식에 따라 적절한 것을 사용한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 변형모터부(50)는 변형모터(55)의 작동시, 변형모터(55)의 구동력이 모터기어(56), 후단구동기어(54), 후단구동휠(57), 후단 변형축(52)을 통해 후단 구동트랙부(30)의 변형프레임(34)에 전달됨과 동시에, 연결구동휠(57), 벨트 또는 체인(58), 전단구동휠(53), 전단 변형축(51)을 통해 전단 구동트랙부(20)의 변형프레임(24)에 전달된다. 이와 같은 변형모터(55)의 구동력에 의해 전단 구동트랙부의 변형프레임(24)과 후단 구동트랙부의 변형프레임(34)은 서로 대칭되는 방향으로 회전되게 된다. 즉, 전/후단 구동트랙부(20,30)는 소정각도로 회전되어 도 4 에 도시된 바와 같이, 전체적으로 사다리꼴 형상을 구비하게 된다.

상기 프리휠부(60)는 장애물의 동체프레임 접촉방지 및 주행시스템의 고속주 행을 위한 것으로, 동체프레임 양측을 관통하도록 설치되는 회전축(61)과, 상기 회전축에 일체로 설치되는 구동기어(62)와, 동체프레임의 홈부내에 위치하도록 회전축의 양끝단에 각각 설치되는 아암(63)과, 상기 아암에 회전가능하도록 설치되는 프리휠(64)을 포함하도록 되어 있다.

상기 회전모터부(70)는 동체프레임(10)내에 설치되는 회전모터(71)와, 상기 회전모터의 축에 일체로 설치되어 프리휠부의 구동기어(62)에 치합되는 모터기어(72)를 포함하도록 되어 있다.

즉, 본 발명은 회전모터(71)의 구동력이 모터기어(72), 구동기어(62)를 통해 회전축(61)에 전달되고, 회전축(61)의 회전에 의해 아암(63)이 회전되어 프리휠(64)의 위치를 변경시키게 되며, 상기 프리휠(64)은 회전모터(71)의 구동력에 의해 동체프레임의 홈부(11)에서 360ㅀ 회전된다.

또한, 본 발명의 동체프레임(10)에는 도시되지는 않았으나, 탐사 및 정찰을 위한 카메라, 센서부, 제어신호와 데이터를 송수신하기 위한 안테나, 상기 안테나를 통하여 수신되는 제어신호를 처리하여 주행모터와 변형모터 등을 제어하는 제어장치 등을 더 설치할 수 있다.

또한, 본 발명의 동체프레임(10)에는 도면에 나타내지 않았지만, 작업을 행하기 위한 로봇팔, 집게, 포크레인, 크레인 등을 설치하는 것도 가능하며, 이외에도 다양한 장비와 장치를 설치하는 것도 가능하다.

도 4 는 본 발명에 따른 구동트랙부와 프리휠부의 구동을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 변형모터부에 의해 전/후단 구동트랙부의 각도를 다양하게 변화시켜 사다리꼴 형상으로 변형할 수 있으며, 전/후단 구동트랙부의 변형으로 인한 전단 구동트랙부와 후단 구동트랙부 사이의 공간으로 장애물이 삽입되어 동체프레임에 접촉되지 않도록 프리휠부를 작동시켜 전/후단 구동트랙부와 바닥면과의 접지력을 향상시키고, 장애물의 동체프레임 접촉을 방지하게 된다.

또한, 도 5 는 본 발명에 따른 휠리휠부의 작동을 보인 또다른 예시도를 도시한 것으로, 도 5 는 장애물로 인하여 일측 구동트랙부가 허공에 위하게 될 경우, 회전모터부에 의해 프리휠부를 작동시켜 프리휠이 바닥면 또는 장애물에 접촉되게 하여, 일측 구동트랙부의 접촉력을 강화시킴으로써, 주행이 가능하게 된다.

또한, 본 발명은 프리휠부의 바닥면 접촉지지에 의해 전단 또는 후단 구동트랙부를 선택적으로 들어올리어, 고속주행을 가능하게 할 수 있다.

도 7 은 본 발명에 따른 계단승월을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 도 4 및 도 5 에 도시된 동작들 즉, 전/후단 구동트랙부의 변형 및 구동, 프리휠부의 작동을 이용하여 계단형태의 장애물 승월, 요홈 형태의 장애물 통과를 용이하게 할 수 있다. 일예로써, 도 7 과 같이 전/후단 구동트랙부를 사다리꼴 형상으로 하여 주행하는 주행시스템이 계단과 같은 단차진 장애물을 만나게 되면, 전단 구동트랙부의 무한궤도가 계단에 접촉되고, 변형모터부에 의해 전단/후단 구동트랙 부가 작동되어 전단/후단 구동트랙부를 일직선상 또는 역사다리꼴 형상으로 변경시킨 후, 주행모터부에 의해 무한궤도를 작동시켜 단차를 승월하게 된다. 이와 같은 장애물의 통과방법은 상기에 기재된 본 발명의 작동을 통해 이루어지는 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도

도 2 는 본 발명에 따른 전단 구동트랙부의 내부구성을 보인 예시도

도 3 은 본 발명에 따른 구동트랙부의 구성을 보인 예시도

도 4 는 본 발명에 따른 구동트랙부와 프리휠부의 구동을 보인 예시도

도 5 는 본 발명에 따른 프리휠부의 작동을 보인 또다른 예시도

도 6 은 본 발명에 따른 무한궤도의 구성을 보인 예시도

도 7 은 본 발명에 따른 계단승월을 보인 예시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(10) : 동체프레임 (11) : 홈부

(12) : 공간 (20) : 전단 구동트랙부

(21) : 주축 (22) : 동력전달기어

(23) : 동력전달휠 (24) : 변형프레임

(25) : 연결기어 (26) : 구동기어

(27) : 구동바퀴 (28) : 무한궤도

(30) : 후단 구동트랙부 (31) : 주축

(33) : 동력전달휠 (34) : 변형프레임

(38) : 무한궤도 (40) : 주행모터부

(41) : 주행모터 (42) : 모터기어

(43) : 동력전달감속기어 (50) : 변형모터부

(51) : 전단변형축 (52) : 후단변형축

(53) : 전단구동휠 (54) : 후단구동기어

(55) : 변형모터 (56) : 모터기어

(57) : 후단구동휠 (58) : 벨트 또는 체인

(60) : 프리휠부 (61) : 회전축

(62) : 구동기어 (63) : 아암

(64) : 프리휠 (65) : 프리휠 회전반경

(70) : 회전모터부 (71) : 회전모터

(72) : 모터기어 (100) : 주행시스템

(200) : 바닥면 (281) : 트랙베이스

(282) : 트레드 연결조인트 (283) : 트레드

(284) : 트랙연결대 (285) : 트랙연결조인트

Claims (10)

1. 양측에 홈부를 구비하는 동체프레임과,

   동체프레임의 양쪽 전단 및 후단에 평행하게 배치되어 각각 설치되는 두쌍의 전/후단 구동트랙부와,

   동체프레임내에 설치되어 한쌍의 전/후단 구동트랙부를 동시에 구동시키는 주행모터부와,

   동체프레임내에 설치되어 두쌍의 전/후단 구동트랙부를 동시에 회전시키되 전/후단 구동트랙부가 서로 대칭되도록 회전시키는 변형모터부와,

   전단 구동트랙부와 후단 구동트랙부 사이에 위치하도록 동체프레임에 설치되는 프리휠부와,

   동체프레임내에 설치되어 프리휠부를 회전시키는 회전모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
2. 청구항 1 에 있어서;

   전단 구동트랙부 및 후단 구동트랙부는

   동체프레임에 일측이 베어링 지지되고, 동체프레임 외측에 위치하도록 타측단에 동력전달기어를 구비하는 주축과,

   동체프레임내에 위치하도록 주축에 일체로 형성되는 동력전달휠과,

   동체프레임 외측으로 돌출된 주축의 끝단을 베어링 지지하는 변형프레임과,

   주축의 동력전달기어 양측에 위치하도록 또한 변형프레임에 회전가능하도록 설치되어 주축의 동력전달기어에 일측이 치합되는 연결기어와,

   연결기어에 일측이 치합되도록 변형프레임에 회전가능하게 설치되는 구동기어와,

   구동기어와 동일축을 구비하고 변형프레임 양측에 위치하도록 설치되는 구동바퀴와,

   구동바퀴에 설치되는 무한궤도를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
3. 청구항 2 에 있어서;

   상기 동력전달기어, 연결기어, 구동기어는 동일선상에 중심축이 위치하도록 서로 기어결합되어 있으며, 연결기어 및 구동기어는 변형프레임에 회전가능하도록 베어링 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
4. 청구항 2 에 있어서;

   상기 무한궤도는 트랙베이스와,

   트랙베이스 상부면에 트레드 연결조인트에 의해 연결설치되는 트레드와,

   일측 트랙베이스와 이에 인접하는 또다른 트랙베이스 사이에 설치되는 트랙연결대와,

   트랙베이스와 트랙연결대를 연결하는 트랙연결조인트로 이루어진 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
5. 청구항 1 에 있어서;

   상기 동체프레임의 일측 전/후단에 각각 위치하는 전단 구동트랙부와 후단 구동트랙부는 동력전달벨트 또는 체인에 의해 서로 연결되어 일체로 구동되는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
6. 청구항 1 에 있어서;

   상기 주행모터부는 동체프레임내에 고정되는 주행모터와,

   주행모터의 축에 일체로 설치되는 모터기어와,

   모터기어와 일측이 치합되고 전단 구동트랙부의 동체프레임 내측에 위치하도록 주축에 일체로 설치되는 동력전달감속기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
7. 청구항 1 에 있어서;

   상기 변형모터부는 양측단이 동체프레임의 양측에 위치하는 전단 구동트랙부의 주축을 관통하여 변형프레임에 고정되고, 주축에 베어링 지지되는 전단 변형축과,

   양측단이 동체프레임의 양측에 위치하는 후단 구동트랙부의 주축을 관통하여 변형프레임에 고정되고, 주축에 베어링 지지되는 후단 변형축과,

   전단 변형축에 일체로 설치되는 전단구동휠과,

   후단 변형축에 일체로 설치되는 후단구동기어와,

   주행시스템의 동체프레임내에 설치되는 변형모터와,

   변형모터의 축에 일체로 설치되어 후단구동기어에 일측이 치합되는 모터기어와,

   변형모터의 축에 일체로 설치되고 전단구동휠과 벨트 또는 체인에 의해 연결되는 연결구동휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
8. 청구항 1 에 있어서;

   상기 프리휠부는 동체프레임 양측을 관통하도록 설치되는 회전축과,

   회전축에 일체로 설치되는 구동기어와,

   동체프레임의 홈부내에 위치하도록 회전축의 양끝단에 각각 설치되는 아암과,

   아암에 회전가능하도록 설치되는 프리휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
9. 청구항 8 에 있어서;

   상기 프리휠은 회전축을 중심으로 360ㅀ회전되는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.
10. 청구항 1 에 있어서;

    상기 회전모터부는 동체프레임내에 설치되는 회전모터와,

    회전모터의 축에 일체로 설치되어 프리휠부의 구동기어에 치합되는 모터기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변형 주행 시스템.

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