KR20100100076A - 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템 - Google Patents

토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템에 관한 것으로, 정해진 주행로를 따라 방향이 무인 조정되거나 탑승자가 임의로 원하는 방향으로 앞바퀴를 조정하는 조향장치의 핸들과 스티어링부가 장착된 핸들축 사이에 장착되는 토오크 센서와; 상기 토오크 센서의 신호를 메인 컨트롤장치에 전달하는 검출부와; 상기 검출부의 신호가 입력되면 컨트롤장치의 제어에 따라 신호 감지부의 감지신호를 차단하는 차단부; 및 상기 검출부의 감지 신호 또는 신호 감지부의 감지 신호에 따라 스티어링부가 각 신호에 따라 작동되도록 메인 컨트롤장치에 의해 접속위치를 변경하는 스위칭부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 무인 원격 조정에 의하여 자동으로 작동하다가 탑승자가 수동으로 핸들을 조작하면 적은 힘으로 핸들에 고정된 토오크 센서가 작동되고 토오크 센서로부터 발생하는 회전력 또는 회전각이 검출부를 통해 메인 컨트롤장치에 전달되고 자동으로 신호 감지부의 신호를 차단하면서 토오크 센서의 검출부 신호에 따라 스티어링부의 모터를 작동시킴으로써 적은 힘으로 용이하게 핸들을 수동 조작할 수 있는 효과를 제공하게 된다. 또한, 수동운전을 위하여 운전석에 착석하거나 핸들을 잡을 때 자동으로 수동 운전모드로 전환이 가능하여 더욱 편리한 운전이 이루어지는 효과가 있는 것이다.

Description

토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템{AGV(Automated Guided Vehicle) System Combined of manned/unmanned with Torque Sensor}
본 발명은 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이(AGV) 시스템에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 정해진 주행로를 따라 원격제어에 의해 자동주행하는 무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량을 운전자가 탑승하여 주행할 때 핸들 조작의 편리성을 제공하고 핸들 조작을 위한 수동 및 자동 전환이 용이하도록 한 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 정해진 주행로를 따라 무인 원격제어에 의하여 주행하는 무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량은 골프장 또는 사업 현장에서 골프용품 또는 물품만을 탑재하여 이송하거나 탑승부에 사람을 탑승시켜 원하는 위치까지 지면에 매설된 신호 발생체로부터 발생하는 신호를 감지하여 자동으로 이동시키게 된다.
종래의 무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량을 첨부된 도 4를 통하여 살펴보면 정해진 주행로를 따라 방향을 조정하거나 탑승자가 임의로 원하는 방향으로 이동시키기 위한 앞바퀴(4)의 진행방향을 조정하는 조향장치(1)와, 지면에 매설된 신호 발생체(21)의 신호를 감지하거나 미도시된 다수의 자성체의 신호를 감지하여 진행속도, 진행방향, 선행차량과 거리유지 및 정지 동작을 제어하기 위한 신호 측정 센서들이 장착되어 무인 이동 경로를 확보하기 위한 신호 감지부(2)와, 신호 감지부(2)로부터 수신된 신호에 따라 진행 방향을 제어하기 위한 모터를 갖는 스티어링부(3) 및 뒷바퀴(41)를 구동하기 위한 배터리(51)와 이송용 모터(5) 그리고 주행 속도를 제어하는 주행 컨트롤부(6)로 이루어진다. 또한, 전후방에는 충돌방지를 위한 근접센서(7)가 장착되며 조향장치(1)를 자동으로 무인 작동하다가 탑승자가 수동으로 핸들(11)을 조작할 수 있도록 연결상태를 전환시키는 수동 및 자동 전환스위치(8)를 마련하게 된다. 그리고 상기 신호 감지부(2), 조향장치(1)의 스티어링부(3), 이송용 모터(5), 주행 컨트롤부(6) 및 근접센서(7) 들의 입력 신호 및 출력 신호를 제어하기 위한 메인 컨트롤장치(100)가 마련되고, 상기 메인 컨트롤장치(100)를 무선으로 작동할 수 있도록 조작 버튼을 갖는 리모컨(200)을 더욱 구비하여 이루어진다.
상기 무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량은 지면에 매설된 신호 발생체(21)로부터 발생하는 신호를 신호 감지부(2)와 주행 컨트롤부(6)를 통해 감지한 후 메인 컨트롤장치(100)로 전송되고, 메인 컨트롤장치(100)로 입력된 신호는 증폭 및 변환되어 조향장치(1)의 스티어링부(3)의 모터를 작동시켜 앞바퀴(4)의 진행방향을 조정하거나 이송용 모터(5)를 작동시켜 진행 속도를 설정하면서 자동으로 무인 운행할 수 있는 것이다.
그러나 상기 무인으로 작동되는 골프카트 또는 운반용 차량을 운전자가 핸들(11)을 잡고 수동으로 작동시키기 위해서는 핸들축을 작동시키도록 연결된 스티 어링부(3)의 모터가 구속된 상태에서 함께 작동함으로써 회전을 위해서는 큰 힘이 요구되므로 잠시 운전을 하여도 운전자가 피로가 가중되는 문제점이 있고, 힘을 과하게 작용시키면 스티어링부(3)의 모터를 손상시키는 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 도 4에서와 같이 조향장치(1)의 핸들축에 스티어링부(3) 모터의 동력을 수동 또는 자동으로 연결 및 단락시키는 클러치부(300)를 부가하여 수동 조향시 스티어링부(3) 모터의 연결상태를 단락하여 운전자가 핸들(11)을 직접 조작할 수 있도록 구성하는 것으로서, 공개특허공보 공개번호 제10-2000-0040374호 "자동차의 자동조향 시스템의 수동 전환장치" 및 공개특허공보 공개번호 제10-2007-0104764호 "수동 및 자동 모드의 변환이 가능한 무인차량의 원격조향장치"가 개시되었다.
클러치부(300)를 장착한 상기 장치들은 단순히 스티어링부(3) 모터의 동력을 단락하는 구성으로 스티어링부(3) 모터를 동시에 작동시키지 않으므로 핸들(11) 조작을 위한 힘이 다소 줄어든 것은 사실이나 핸들(11)과 조향장치(1) 사이를 핸들축이 직결된 구성이므로 앞바퀴(4)의 방향을 조정할 때 앞바퀴(4)에 가해진 차량의 무게가 핸들(11)에 그대로 전달되므로 탑승자가 많거나 골프용품 또는 운송물품 등이 많을 경우 더욱 핸들(11)의 조작에 필요한 큰 힘이 요구되어 역시 운전자의 피로를 과중시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발 명의 목적은 정해진 주행로를 따라 원격제어에 의해 자동주행하는 무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량의 핸들축과 조향장치의 스티어링부 사이에 토오크 센서를 장착하여 운전자가 탑승하여 주행할 때 핸들 조작의 편리성을 제공하고 핸들 조작을 위한 수동 및 자동 모드로의 전환이 인위적 또는 자동으로 용이하게 이루어지도록 한 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템을 제공함에 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템은 정해진 주행로를 따라 방향이 무인 조정되거나 탑승자가 임의로 원하는 방향으로 앞바퀴를 조정하는 조향장치와, 지면에 매설된 신호 발생체의 신호를 감지하여 주행 방향 및 속도를 측정하기 위한 측정 센서들이 장착된 신호 감지부 및 주행 컨트롤부와, 앞바퀴의 진행 방향을 제어하기 위한 모터를 갖는 스티어링부와, 뒷바퀴를 구동하기 위한 배터리와 접속된 이송용 모터 그리고 전후방에는 충돌방지를 위한 근접센서가 장착되며, 탑승자가 수동으로 핸들을 조작할 수 있도록 수동 및 자동 모드 전환스위치가 마련되어 이루어지고, 상기 신호 감지부, 조향장치의 스티어링부, 이송용 모터, 주행 컨트롤부 및 근접센서 들의 입력 신호 및 출력 신호를 제어하는 메인 컨트롤장치 그리고 상기 메인 컨트롤장치를 무선으로 작동할 수 있도록 리모컨을 마련하여 이루어지는 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템에 있어서, 상기 핸들과 스티어링부가 장착된 핸들축 사이에 장착되는 토오크 센서와; 상기 토오크 센서의 신호를 메인 컨트롤장치에 전달하는 검출부와; 상기 검출부의 신호가 입력되면 컨트롤장치의 제어에 따라 신호 감지 부의 감지신호를 차단하는 차단부; 및 상기 검출부의 감지 신호 또는 신호 감지부의 감지 신호에 따라 스티어링부가 각 신호에 따라 작동되도록 메인 컨트롤장치에 의해 접속위치를 변경하는 스위칭부를 포함하여 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로서, 핸들을 수동으로 작동하고 있음을 컨트롤장치에 자동으로 전달하는 압력 또는 열 감지용 기능센서를 운전석 또는 핸들 주위에 장착하여 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템은 무인 원격 조정에 의하여 자동으로 작동하다가 탑승자가 수동으로 핸들을 조작하면 적은 힘으로 핸들에 고정된 토오크 센서가 작동되고 토오크 센서로부터 발생하는 회전력 또는 회전각이 검출부를 통해 메인 컨트롤장치에 전달되고 자동으로 신호 감지부의 신호를 차단하면서 토오크 센서의 검출부 신호에 따라 스티어링부의 모터를 작동시킴으로써 적은 힘으로 용이하게 핸들을 수동 조작할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
또한, 수동운전을 위하여 운전석에 착석하거나 핸들을 잡을 때 자동으로 수동 운전모드로 전환이 가능하여 더욱 편리한 운전이 이루어지는 효과가 있는 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 종래의 기술을 설명하기 위하여 부여한 부 호와 동일한 구성은 동일 부호를 부여하면서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템를 나타낸 개략 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템의 구성도를 나타낸다.
무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량의 기본 구성을 살펴보면, 리모컨(200)의 조작 및 원격제어에 의해 정해진 주행로를 따라 자동주행하는 무인 조정과 탑승자가 임의로 원하는 방향으로 핸들(11)을 조작하여 앞바퀴(4)를 조정하는 조향장치(1)가 장착된다. 또한, 지면에 매설된 고주파 등의 신호 발생체(21)로부터 발생되는 신호를 감지하여 주행 방향 및 속도를 측정하기 위한 측정 센서들이 장착된 신호 감지부(2) 및 주행 컨트롤부(6)가 장착된다. 상기 신호 감지부(2)의 감지 신호에 따라 앞바퀴(4)의 진행 방향을 제어하기 위한 모터를 갖는 스티어링부(3)와, 뒷바퀴(41)를 구동하기 위한 배터리(51)가 접속된 이송용 모터(31) 그리고 충돌방지를 위한 근접센서(7)가 전후방에 장착되며, 탑승자가 수동으로 핸들(11)을 조작할 수 있도록 수동 및 자동 모드 전환스위치(8)가 마련되어 이루어진다.
또한, 상기 신호 감지부(2), 조향장치(1)의 스티어링부(3), 이송용 모터(5), 주행 컨트롤부(6) 및 근접센서(7) 들의 입력 신호 및 출력 신호를 제어하는 메인 컨트롤장치(100)가 구비되고 상기 메인 컨트롤장치(100)를 무선으로 작동할 수 있도록 리모컨(200)이 더욱 마련된다.
한편, 상기와 같이 구성된 무인 전동 골프카트 또는 운반용 차량에 수동 및 자동 조향이 가능하면서 편리하게 핸들(11)을 조작할 수 있도록 상기 핸들(11)과 스티어링부(3)가 장착된 핸들축 사이에 토오크 센서(9)를 장착하게 된다.
상기 토오크 센서(9)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 핸들(11)에 일단이 고정되고 스티어링부(3)가 장착된 핸들축에 타단이 고정되며, 상기 핸들(11)을 작동시켜 회전할 때 발생하는 회전력 및 회전각을 감지하는 검출부(91)를 포함하여 이루어진다.
상기 검출부(91)는 핸들(1)이 회전할 때 발생하는 토오크 센서(9)의 회전력 또는 회전각을 측정한 후 신호로 변화하여 검출 값을 메인 컨트롤장치(100)에 송출하게 된다.
상기 검출부(91)의 신호가 메인 컨트롤장치(100)에 입력되면 메인 컨트롤장치(100)의 제어를 통해 신호 감지부(2)의 감지신호를 차단하여 수동모드로 전환시키면서 스티어링부(3)를 작동시키는 차단부(92)를 마련하게 된다. 상기 차단부(92)는 무인 자동모드로 작동될 때에는 반대로 원상태로 복귀되어 신호 감지부(2)의 감지 신호에 따라 스티어링부(3)의 모터를 작동시키도록 이루어진다.
또한, 토오크 센서(9)의 작동으로 검출부(91)에 감지 신호가 발생하면 메인 컨트롤장치(100)에 의해 차단부(92)가 작동하여 신호 감지부(2)의 감지 신호에 따라 작동하고 있던 스티어링부(3)의 작동을 자동으로 차단함과 동시에 검출부(91)에 감지 신호에 따라 스티어링부(3)가 작동될 수 있도록 접속위치를 변경하는 스위칭부(93)를 더욱 마련하게 된다.
본 발명의 다른 실시 예로서, 도 3에서와 같이 핸들(11)을 수동으로 작동하 고 있음을 메인 컨트롤장치(100)에 자동으로 신호를 전달할 수 있도록 압력 또는 열 감지용 기능센서(96)를 운전석 또는 핸들(11) 주위에 장착하게 된다. 운전자가 수동으로 운행을 하기 위하여 운전석에 착석하고 핸들(11)을 잡으면 곧 상기 기능센서(96)의 작동으로 신호가 메인 컨트롤장치(100)에 전달되고 메인 컨트롤장치(100)의 제어를 통해 차단부(92)와 스위칭부(93)의 작동으로 이어져 전동 골프카트 또는 운반용 차량이 유인으로 작동되는 수동 모드로 자동 변환하도록 구성된다.
다음에는, 이와 같은 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템의 동작 관계를 상세하게 설명한다.
전동 골프카트 또는 운반용 차량이 무인으로 작동할 때에는 지면에 매설된 신호 발생체(21)로부터 발생하는 신호를 신호 감지부(2) 및 주행 컨트롤부(6)를 통해 수신된 신호를 메인 컨트롤장치(100)로 전송되고, 메인 컨트롤장치(100)로 입력된 신호는 증폭 및 변환되어 조향장치(1)의 스티어링부(3) 모터를 작동시켜 앞바퀴(4)의 진행방향을 조정하거나 주행 컨트롤러(6)를 통해 이송용 모터(5)를 작동시켜 설정된 진행 속도로 자동으로 무인 운행할 수 있게 된다.
한편, 전동 골프카트 또는 운반용 차량을 유인으로 작동하기 위해서는 수동 및 자동 모드 전환스위치(8)를 수동 모드로 전환 한 후 운전자가 운전석에 착석한 후 핸들(11)을 조작하면 토오크 센서(9)가 작동하게 된다.
상기 핸들(11)의 회전력은 고정되어 있는 토오크 센서(9)에서 회전력 및 회전각으로 변환된 후 검출부(91)를 통해 메인 컨트롤장치(100)로 전송되고 메인 컨트롤장치(100)의 제어를 통해 신호 감지부(2)의 입력 신호를 차단함과 동시에 신호 감지부(2)의 입력 신호에 따라 작동되었던 스티어링부(3)의 모터의 구동을 토오크 센서(9)로부터 전달되는 검출부(91)의 신호에 따라 스티어링부(3)의 모터가 작동될 수 있도록 스위칭부(93)를 전환시키게 된다.
상기 과정에서 핸들(11)을 조작하는 작은 힘이 토오크 센서(9)를 작동시키고 토오크 센서(9)의 토오크를 검출부(91)와 메인 컨트롤장치(100)를 통해 조향장치(1)의 스티어링부(3) 모터의 구동으로 이어지는 것이므로 운전자의 피로함을 최소화할 수 있는 것이다.
한편, 상기 과정에서 전동 골프카트 또는 운반용 차량을 유인으로 작동하기 위해서는 수동 및 자동 모드 전환스위치(8)를 수동 모드로 전환하는 과정을 설명하였으나 본 발명은 운전자가 운전석에 착석한 후 핸들(11)을 조작하여 토오크 센서(9)를 작동시킬 때 발생한 회전력 및 회전각의 입력 신호를 검출부(91)를 통해 메인 컨트롤장치(100)에 전달하면 제어를 통해 신호 감지부(2)의 입력 신호를 차단함과 동시에 신호 감지부(2)의 입력 신호에 따라 작동되었던 스티어링부(3)의 모터의 구동을 토오크 센서(9)로부터 전달되는 검출부(91)의 신호 값에 따라 스티어링부(3)의 모터가 작동될 수 있도록 스위칭부(93)를 자동으로 전환시킬 수 있으므로 꼭 수동 및 자동 모드 전환스위치(8)를 사용할 필요가 없는 편리함을 제공하게 된다.
또한, 사용의 편리성을 더욱 향상시키기 위하여 압력 또는 열 감지용 기능센서(96)를 운전석 또는 핸들(11) 주의에 장착하게 되면 전동 골프카트 또는 운반용 차량을 유인으로 작동하기 위한 수동 및 자동 모드 전환스위치(8)의 조작이 불필요 하게 된다. 즉, 운전자가 수동으로 운행을 하기 위하여 운전석에 착석하고 핸들(11)을 잡으면 곧 기능센서(96)의 작동으로 신호가 메인 컨트롤장치(100)에 전달되고 메인 컨트롤장치(100)의 제어를 통해 차단부(92)와 스위칭부(93)의 작동으로 이어져 전동 골프카트 또는 운반용 차량이 유인으로 작동되는 수동 모드로 자동 변환되는 편리성이 이루어지는 것이다.
이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 상기 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에 한정하는 것은 아니다. 따라서 상기 실시 예를 적절히 변형 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있으므로 적절한 변경 및 수정과 균등물들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템를 나타낸 개략 사시도.
도 2는 도 1의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템의 다른 실시 예를 나타낸 구성도.
도 4는 종래의 유무인 겸용 에이지브이 시스템의 구성도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 : 조향장치 2 : 신호 감지부
3 : 스티어링부 4 : 앞바퀴
5 : 이송용 모터 6 : 주행 컨트롤러
7: 근접센서 8 : 전환스위치
9 : 토오크 센서 11 : 핸들
21 : 신호 발생체 41 : 뒷바퀴
91 : 검출부 92 : 차단부
93 : 스위칭부 96 : 기능센서
100 : 메인 컨트롤장치 200 : 리모컨
300 : 클러치부 911 : 피니언기어

Claims (2)

  1. 정해진 주행로를 따라 방향이 무인 조정되거나 탑승자가 임의로 원하는 방향으로 앞바퀴(4)를 조정하는 조향장치(1)와, 지면에 매설된 신호 발생체(21)의 신호를 감지하여 주행 방향 및 속도를 측정하기 위한 측정 센서들이 장착된 신호 감지부(2) 및 주행 컨트롤부(6)와, 앞바퀴(4)의 진행 방향을 제어하기 위한 모터를 갖는 스티어링부(3)와, 뒷바퀴(41)를 구동하기 위한 배터리(51)와 접속된 이송용 모터(31) 그리고 전후방에는 충돌방지를 위한 근접센서(7)가 장착되며, 탑승자가 수동으로 핸들(11)을 조작할 수 있도록 수동 및 자동 모드 전환스위치(8)가 마련되어 이루어지고, 상기 신호 감지부(2), 조향장치(1)의 스티어링부(3), 이송용 모터(5), 주행 컨트롤부(6) 및 근접센서(7) 들의 입력 신호 및 출력 신호를 제어하는 메인 컨트롤장치(100) 그리고 상기 메인 컨트롤장치(100)를 무선으로 작동할 수 있도록 리모컨(200)을 마련하여 이루어지는 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템에 있어서,
    상기 핸들(11)과 스티어링부(3)가 장착된 핸들축 사이에 장착되는 토오크 센서(9)와;
    상기 토오크 센서(9)의 회전력 또는 회전각의 신호를 메인 컨트롤장치(100)에 전달하는 검출부(91)와;
    상기 검출부(91)의 신호가 입력되면 메인 컨트롤장치(100)의 제어에 따라 신호 감지부(2)의 감지신호를 차단하는 차단부(92); 및
    상기 검출부(91)의 감지 신호의 발생시 메인 컨트롤장치(100)에 의해 신호 감지부(2)의 감지 신호를 차단하면서 검출부(91)의 신호 값에 따라 스티어링부(3)의 모터가 작동되도록 접속위치를 변경하는 스위칭부(93)를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 핸들(11)을 수동으로 작동하고 있음을 메인 컨트롤장치(100)에 자동으로 신호가 전달되도록 압력 또는 열 감지용 기능센서(96)가 운전석 또는 핸들(11) 주위에 장착되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 토오크 센서를 장착한 유무인 겸용 에이지브이 시스템.
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