KR20110134141A - 차량 전복 방지 장치 - Google Patents

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gimbal
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KR1020100053962A
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진재현
이희남
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순천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 이용한 차량 전복 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 이용하여 자세 제어 모멘트를 발생시켜 차량의 운행 과정에서 차량에 작용하는 관성 모멘트 등을 상쇄시켜 차량 전복을 방지하는 장치에 관한 것으로, 차량의 제동 장치 작동시 발생하는 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장하는 에너지 저장부와, 상기 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환시키는 자이로스코프와, 차량 또는 장치 본체의 각속도를 측정하는 각속도 측정부 및 상기 측정된 각속도가 기설정된 기준값을 초과하면, 상기 측정된 각속도에 따라 상기 차량의 회전 방향의 반대방향으로 모멘트가 발생하도록 상기 자이로스코프를 동작시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치를 제공한다.

Description

차량 전복 방지 장치{Apparatus for preventing vehicle rollover}
본 발명은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 이용한 차량 전복 방지 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 이용하여 자세 제어 모멘트를 발생시켜 차량의 운행 과정에서 차량에 작용하는 관성 모멘트 등을 상쇄시켜 차량 전복을 방지하는 장치에 관한 것이다.
제동 장치는 주행중인 차량의 속도를 줄이거나 정지시키기 위하여 사용되는 장치를 말한다. 일반적으로, 제동 장치로는 마찰력을 이용하여 차량의 운동 에너지를 열 에너지로 바꾸는 동작에 의해 제동 기능을 하는 마찰식 브레이크가 주로 사용된다.
제동 장치가 주행중인 차량을 정지시키거나 감속시킬 때 발생하는 제동 에너지는 브레이크에 의해 열 에너지로 바뀌어 대기중으로 방출된다. 이때, 차량 중에서도 도로를 주행하는 자동차는 도로의 상황에 따라 감속 및 가속을 반복하는 경우가 많기 때문에, 상당히 많은 제동 에너지가 낭비되고 있는 실정이다.
특히, 국내의 경우 자동차가 주행 중에 감속 및 가속을 반복하는 횟수가 많기 때문에, 상당히 많은 제동 에너지가 발생하나, 이러한 제동 에너지는 모두 대기중으로 방출되어 버리는 것이 대부분이다.
이러한 실정을 감안하여, 최근에는 에너지의 효율적인 사용을 위하여 사용되지 못하고 방출되는 제동 에너지를 활용하기 위한 방안들이 연구되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 주행중이던 차량의 제동 장치가 작동하면, 제동 장치의 작동시 발생하는 제동 에너지를 방출시키지 않고 저정해 두었다가 차량 내부에서 활용하기 위한 방안이 요구된다.
이러한 것으로 등록특허 제10-0837772호는 '응축기를 이용한 차량의 제동에너지 축적장치'에 관한 것으로 차량에서 발생하는 제동에너지를 저장했다가 보조에너지로 재활용할 수 있도록 하였고, 공개특허 제10-2005-0115071호는 '차량의 제동에너지 저장 및 활용장치'에 관한 것으로, 차량 제동시 차량의 운동에너지를 축적하였다가 차량 출발시 재활용할 수 있도록 하였으며, 등록특허 제10-0143153호는 '제동에너지 회수가능한 차량제동장치'에 관한 것으로 제동시 바퀴의 회전력으로부터 전기에너지를 발생시켜 에너지를 회수하도록 한 차량 제동장치를 제공하고 있다. 그리고, 등록특허 제1996-0011945호도 공지되어 있다.
이외에도 다양한 방식으로 제동 에너지를 저장했다가 재활용하는 것들이 공지되어 있다.
나아가, 제동 에너지뿐 아니라 차량에서 발생되는 다량의 잉여 에너지를 재활용하는 방안도 에너지의 절약 차원에서 연구가 필요하다.
하지만, 종래기술은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장했다가 차량의 전복을 방지하는 가변속 제어 모멘트 자이로스코프(Variable-speed Control Moment Gyroscope, VCMG)를회전시키는 것에 사용하는 경우는 없었다.
또한, 종래의 제어 모멘트 자이로스코프(CMG)는 휠의 회전속도를 일정하게 유지하면서 회전 방향을 바꿔주는 방식을 사용했으나, 본 발명에서는 휠의 회전속도에도 변화를 가할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 다양한 방식으로 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장했다가 차량 전복을 방지하는 가변속 제어 모멘트 자이로스코프에 재활용할 수 있도록 한다.
또한, 가변속 제어 모멘트 자이로스코프는 휠의 회전속도에 변화를 가할 수 있도록 하여 더욱 효율적으로 차량의 전복을 방지할 수 있도록 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량 전복 방지 장치는, 차량의 제동 장치 작동시 발생하는 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장하는 에너지 저장부(100);와, 상기 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환시키는 자이로스코프(200);와, 차량 또는 장치 본체의 각속도를 측정하는 각속도 측정부(300); 및 상기 측정된 각속도가 기설정된 기준값을 초과하면, 상기 측정된 각속도에 따라 상기 차량의 회전 방향의 반대방향으로 모멘트가 발생하도록 상기 자이로스코프(200)를 동작시키는 컨트롤러(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치를 제공한다.
여기서, 상기 자이로스코프(200)는, 가변속 제어 모멘트 자이로스코프(Variable-speed control moment gyroscope)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자이로스코프(200)는, 상기 차량에 고정 장착되는 외부 짐벌(210);과, 상기 외부 짐벌(210) 내부에 회전 가능하게 장착되는 내부 짐벌(220); 및 상기 내부 짐벌(220) 내부에 휠 회전축(242)이 상기 내부 짐벌(220)의 짐벌 회전축(222)과 수직이 되도록 장착되고, 상기 회전축(222)(242)을 기준으로 회전하여 상기 저장된 제동 에너지를 운동 에너지 형태로 변환하는 휠(240);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 컨트롤러(400)는, 상기 내부 짐벌(220)이 상기 차량의 회전 방향의 반대 방향으로 모멘트가 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자이로스코프(200)는, 상기 컨트롤러(400)의 제어에 의해, 상기 차량이 곡선 경로를 따라 주행할 때 발생하는 원심력에 의해 발생하는 전복 모멘트에 대응하는 상쇄 모멘트를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
나아가 본 발명은, 풍력 에너지 혹은 태양 에너지 등에서 발생하는 잉여 에너지를 저장하는 에너지 저장부;와, 상기 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환시키는 자이로스코프;와, 해상 부유 시스템의 기울기를 측정하는 기울기 측정부; 및 상기 측정된 기울기가 기설정된 기준값을 초과하면, 상기 측정된 기울기에 따라 상기 해상 부유 시스템이 기운 방향의 반대방향으로 모멘트가 발생하도록 상기 자이로스코프를 동작시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 부유 시스템 자세 안정화 장치도 제공한다.
본 발명을 활용하면,
첫째, 다양한 방식으로 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장했다가 차량 전복을 방지하는 가변속 제어 모멘트 자이로스코프에 재활용할 수 있다.
둘째, 가변속 제어 모멘트 자이로스코프는 휠의 회전속도에 변화를 가할 수 있도록 하여 더욱 효율적으로 차량의 전복을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전복 방지 장치의 블럭도이고,
도 2는 도 1에 도시한 자이로스코프의 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전복 방지 장치의 사용 상태를 예시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전복 방지 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전복 방지 장치의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전복 방지 장치(1000)는 에너지 저장부(100), 자이로스코프(200), 각속도 측정부(300) 및 컨트롤러(400)를 포함한다.
에너지 저장부(100)는 차량의 제동 장치 작동시 발생하는 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장한다. 이를 위해, 에너지 저장부(100)는 차량의 제동 장치(즉, 브레이크) 또는 에너지가 발생되는 다양한 부분(엔진, 휠 등)에 연결된다. 제동 에너지 및 잉여 에너지를 저장하는 기술은 이미 공지된 사항에 해당하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.
자이로스코프(200)는 에너지 저장부(200)에 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환한다. 자이로스코프(200)는 가변속 제어 모멘트 자이로스코프(Variable-speed control moment gyroscope)일 수 있다. 자이로스코프(200)의 구체적인 구성에 대하여는 후술하는 도 2에서 보다 상세히 설명한다.
각속도 측정부(300)는 차량 혹은 장치 본체의 각속도를 측정한다. 각속도는 원운동처럼 물체의 운동을 하나의 기준점에서 관측할 때 기준점에 대하여 물체가 회전하는 속도를 측정한 물리량으로, 각속도 측정부(300)에서 차량 혹은 장치 본체의 각속도를 측정함으로써, 차량의 회전 방향 및 회전 속도를 알 수 있다. 각속도의 측정 기술에는 각속도 센서(기계식 자이로, 유체식 자이로, 진동 자이로 등)를 이용하는 방식 등이 있으며, 이들은 이미 공지된 사항에 해당하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.
컨트롤러(400)는 차량 전복 방지 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 컨트롤러(400)는 각속도 측정부(300)에 의해 측정된 각속도가 기설정된 기준값을 초과하면, 측정된 각속도에 따라 차량의 회전 방향의 반대 방향으로 모멘트가 발생하도록 자이로스코프(200)를 동작시킨다.
도 2는 도 1에 도시한 자이로스코프의 사시도이다.
상기 자이로스코프(200)는 외부 짐벌(210), 내부 짐벌(220) 및 휠(240)을 포함하여 구성되고, 상기 내부 짐벌(220)의 회전동력을 제공하는 짐벌 회전모터(230)와 상기 휠(240)에 회전동력을 제공하는 휠 회전모터(250)를 구비하게 된다.
상기 외부 짐벌(210)은 상기 자이로스코프(200)가 차량에 고정 장착되도록 하고, 내부에 기타 구성요소를 구비하게 된다. 상기 외부 짐벌(210)은 이하 설명하겠지만, 내부에 내부 짐벌(220), 휠(240), 회전모터(230)(240) 등이 장착되는 프레임의 역할을 하면서도 상기 내부 짐벌(220)이 회전될 수 있도록 하는 지지틀의 역할도 하게 된다. 그러므로 상기 외부 짐벌(210)은 도시된 바와 같이 'ㄷ' 형 프레임이 가능하다. 나아가, 원형, 다각형 등 내부에서 내부 짐벌(220)이 회전될 수 있는 공간이 구비되는 것이면 모두 가능하다.
상기 내부 짐벌(220) 상기 외부 짐벌(210) 내부에 회전 가능하게 장착되는 것으로, 짐벌 회전모터(230)와 연결되어 상기 외부 짐벌(210)의 내부에서 짐벌 회전축(222)을 중심으로 회전하게 된다.
상기 휠(240)은 상기 내부 짐벌(220) 내부에 휠 회전축(242)이 상기 내부 짐벌(220)의 짐벌 회전축(222)과 수직이 되도록 장착되고, 상기 회전축(222)(242)을 기준으로 회전하여 상기 저장된 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 운동 에너지 형태로 변환하는 장치에 해당한다.
이하, 상기 내부 짐벌(220) 및 휠(240)의 회전에 의해 차량의 전복이 방지되는 원리를 설명한다.
본 발명은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장하였다가 자이로스코프를 회전시키는 운동 에너지로 변환하여 차량의 전복을 방지시키는 장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장함과 동시에 필요에 따라 자세제어 모멘트를 발생하는 장치에 관한 것이다. 가변속 제어 모멘트 자이로 (Variable-speed Control Moment Gyroscope, VCMG)를 이용하여 차량(Vehicle)의 운행 중에 발생하는 잉여전력을 고속회전이 가능한 휠에 운동에너지 형태로 변환하여, 고속으로 회전하는 휠 짐벌의 방향을 조종하여 자세제어 모멘트를 발생시키고 이를 차량의 고속선회 안정성 향상 및 전복방지 등에 활용할 수 있도록 한다.
자세제어용 모멘트 발생장치인 CMG는 자이로스코픽 모멘트의 원리로 동작하는 장치이다. [참고도 1]에서 보듯이, 고속 회전이 가능한 휠(wheel)을 짐벌(gimbal)에 장착 및 지지시켜 휠 회전축 Cx를 중심으로 고속으로 회전시킨다. 휠의 축 관성 모멘트를 'Jw'라고 가정한다. 이때, 짐벌 자체(휠 포함)를 축 Cz를 중심으로 회전시키면, 각운동량(angular momentum)의 변화를 가져오게 되며, 이에 대한 반작용으로 휠의 회전속도(Ω)와 짐벌의 회전속도(
Figure pat00001
)에 비례하여 반작용 토크(
Figure pat00002
) 혹은 제어모멘트가 발생한다. 이때, 반작용 토크는 휠과 짐벌의 회전방향에 따라서 ± Cy 축 방향으로 나타난다.
[참고도 1]
Figure pat00003
상기 [참고도 1]에 도시된 원리를 이용하여 구성된 장치가 도 2에 도시된 CMG장치에 해당한다.
종래의 CMG는 휠의 회전속도를 일정하게 유지하는 것이 보통인데, 가변속 CMG(VCMG)는 속도를 변화시킬 수 있도록 한다. 이러한 특징을 이용하여 가변속 CMG를 전력저장 및 자세 제어에 활용하고 있다. 또한, 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 운동 에너지로 변환하여 이를 회전하는 플라이 휠에 사용하고 있다. 차량의 제동 에너지를 회수하기 위한 수단으로 소형 휠로 구성하기도 한다. 그러나 종래기술에서는 단순히 전력을 저장하는 수단으로만 사용하고 있으며, 모멘트를 능동적으로 발생시켜 자세제어에 이용하지는 않았으나, 본 발명은 이를 자세제어에 이용하는 것이다.
차량이 곡선경로를 따라서 우회전한다고 가정하면, 차량을 뒤에서 보았을 때 관성력(원심력)은 좌측 방향으로 작용하게 된다. 관성력에 의해 모멘트라 발생하고, 이 모멘트는 차량을 기울게 하며, 이것이 심해지면 차량이 전복하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 전복 방지 장치의 사용 상태를 예시한 도면으로, 차량에 VCMG가 창착된 모습을 보여주는 것이다. 여기서 외부 짐벌(210)은 차량에 고정되게 된다.
[참고도 2]
Figure pat00004
[참고도 2]에서 보듯이, 휠(240)이 상기 휠에 도시된 화살표 방향으로 각속도 'Ω'로 회전하고 있으며, 휠(240)의 관성모멘트가 'Jw'라고 가정한다면, 휠(240)에 의한 각운동량(Angular momentum)은
Figure pat00005
이고, 방향은 Cx방향으로 [참고도 2]에 도시된 바와 같다. 이때, 내부 짐벌(220)을 [참고도 2]의 (a)에서 (b)의 방향으로 회전시킨다. 내부 짐벌(220)의 회전은 짐벌 회전모터를 이용하면 된다.
상기와 같은 회전에 의해 각 운동량 벡터를 살펴보면 크기는 동일하지만 방향에 변화가 생기게 된다(짧은 순간이므로 속도가 일정하다고 할 수 있다).
[참고도 3]
Figure pat00006
[참고도 3]에서 보듯이, 각 운동량의 변화는 다음의 식과 같다.
Figure pat00007
나아가, 각운동량의 변화는 Newton의 운동 법칙에 의해 모멘트와 관련이 있다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure pat00008
즉, 각운동량의 변화와 같은 방향으로 모멘트가 가해진 것과 동일한 효과가 나타나게 되는 것이다. 여기서, 내부짐벌(220)의 회전각속도를
Figure pat00009
라고 하면, 모멘트는 다음의 식과 같이 계산된다.
Figure pat00010
모멘트가 내부짐벌(220)에 가해지면 뉴턴의 작용반작용의 법칙에 의해 반작용 토크가 외부짐벌(210) 또는 차량에 크기는 같고 방향은 반대로 가해진다(
Figure pat00011
).
이를 차량의 앞부분에서 본다면 도 4에 도시된 바와 같이 관성력(A)에 의한 모멘트를 상쇄하려는 방향으로 모멘트(B)가 작용하게 된다. 즉, 차량의 회전 방향에 따라 내부짐벌(220)의 회전방향을 달리하여 관성력에 의한 전복 모멘트를 상쇄시켜서 차량의 선회안정성을 높이는 것이다. 여기서, 기울어진 내부짐벌(220)은 내부짐벌(220)의 회전각속도
Figure pat00012
를 작게하여 천천히 원위치시키면 된다.
본 발명은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지의 저장과 전복방지(혹은 자세제어)의 기능을 동시에 수행하는 것이다. 이 장치를 이용한다면 에너지를 효과적으로 이용함과 동시에 차량의 안정성을 높일 수 있다. 즉, 차량의 고속 선회시 발생하는 관성력으로 인하여 전복사고의 발생률을 줄일 수 있다. 반대로 고속철도 등에서는 속력을 과도하게 줄이지 않고도 커브구간을 통과할 수 있기 때문에 운행시간을 단축할 수 있다. 또한 곡선구간 운행시 안정성을 높이기 위한 열차 틸팅(tilting)기술과 결합하면 곡선구간에서의 속력을 더욱 높일 수 있다.
본 발명은 제동 에너지 혹은 잉여 에너지와 가변속 CMG를 결합하는 것으로 다음과 같은 응용이 가능하다.
먼저, 차량(일반차량, 전기자동차, 하이브리드 자동차, 철도 차량 등)의 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 휠의 운동에너지로 변환하면서 회전하는 휠을 차량의 전복방지 및 자세안정을 위해 사용하는 것이 가능하다. 경우에 따라서는 휠의 운동에너지를 다시 전기에너지로 사용할 수 있다.
또한, 해상 부유식 시스템에서 태양에너지, 파력에너지, 혹은 풍력에너지를 이용하여 휠의 운동에너지로 변환하면서 회전하는 휠을 해상 부유식 시스템의 전복방지 및 자세안정을 위해 사용할 수 있다. 경우에 따라서는 휠의 운동에너지를 다시 전기에너지로 사용할 수 있으며, 해상 풍력발전 시스템 등에 적용할 수 있다.
즉, 풍력 에너지 혹은 태양 에너지 등에서 발생하는 잉여 에너지를 저장하는 에너지 저장부;와, 상기 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환시키는 자이로스코프;와, 해상 부유 시스템의 기울기를 측정하는 기울기 측정부; 및 상기 측정된 기울기가 기설정된 기준값을 초과하면, 상기 측정된 기울기에 따라 상기 해상 부유 시스템이 기운 방향의 반대방향으로 모멘트가 발생하도록 상기 자이로스코프를 동작시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 부유 시스템 자세 안정화 장치 방식으로 활용이 가능하다.
해상 부유 시스템에서는, 잉여 에너지로 풍력 에너지 혹은 태양 에너지 등을 사용하는 점과, 부유 시스템은 차량과는 달리 파도나 바람에 의해 기울어지게 되므로 각속도의 측정은 불필요하며 대신에 해상 부유 시스템의 기울기를 측정하는 센서가 기울기 측정부에 장착된다는 점에 차이가 있다. 기울기 측정 센서는 해상 부유 시스템의 기울기를 측정할 수 있는 다양한 방식의 공지된 센서를 사용할 수 있다. 이외에는 상술한 차량의 전복 방지와 원리 및 활용이 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
또한, 선박(일반 선박, 하이브리드 선박, 잠수함 등)에서 엔진에서 발생하는 에너지의 일부 혹은 다른 에너지 원(파력에너지, 풍력에너지 등)을 이용하여 휠의 운동에너지로 변환하면서 회전하는 휠을 선박의 전복방지 및 자세안정을 위해 사용할 수 있다. 경우에 따라서는 휠의 운동에너지를 다시 전기에너지로 사용할 수 있으며, 해상 풍력발전 시스템 등에 적용할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 에너지 저장부
200 : 자이로스코프
210 : 외부 짐벌
220 : 내부 짐벌
222 : 짐벌 회전축
230 : 짐벌 회전모터
240 : 휠
242 : 휠 회전축
250 : 휠 회전모터
300 : 각속도 측정부
400 : 컨트롤러
1000 : 차량 전복 방지 장치

Claims (6)

  1. 차량의 제동 장치 작동시 발생하는 제동 에너지 혹은 잉여 에너지를 저장하는 에너지 저장부(100);
    상기 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환시키는 자이로스코프(200);
    차량 또는 장치 본체의 각속도를 측정하는 각속도 측정부(300); 및
    상기 측정된 각속도가 기설정된 기준값을 초과하면, 상기 측정된 각속도에 따라 상기 차량의 회전 방향의 반대방향으로 모멘트가 발생하도록 상기 자이로스코프(200)를 동작시키는 컨트롤러(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자이로스코프(200)는, 가변속 제어 모멘트 자이로스코프(Variable-speed control moment gyroscope)인 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자이로스코프(200)는,
    상기 차량에 고정 장착되는 외부 짐벌(210);
    상기 외부 짐벌(210) 내부에 회전 가능하게 장착되는 내부 짐벌(220); 및
    상기 내부 짐벌(220) 내부에 휠 회전축(242)이 상기 내부 짐벌(220)의 짐벌 회전축(222)과 수직이 되도록 장착되고, 상기 회전축(222)(242)을 기준으로 회전하여 상기 저장된 제동 에너지를 운동 에너지 형태로 변환하는 휠(240);을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨트롤러(400)는, 상기 내부 짐벌(220)이 상기 차량의 회전 방향의 반대 방향으로 모멘트가 발생하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 자이로스코프(200)는, 상기 컨트롤러(400)의 제어에 의해, 상기 차량이 곡선 경로를 따라 주행할 때 발생하는 원심력에 의해 발생하는 전복 모멘트에 대응하는 상쇄 모멘트를 발생시키는 것을 특징으로 하는 차량 전복 방지 장치.
  6. 풍력 에너지 혹은 태양 에너지 등에서 발생하는 잉여 에너지를 저장하는 에너지 저장부;
    상기 저장된 에너지를 운동 에너지 형태로 변환시키는 자이로스코프;
    해상 부유 시스템의 기울기를 측정하는 기울기 측정부; 및
    상기 측정된 기울기가 기설정된 기준값을 초과하면, 상기 측정된 기울기에 따라 상기 해상 부유 시스템이 기운 방향의 반대방향으로 모멘트가 발생하도록 상기 자이로스코프를 동작시키는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 해상 부유 시스템 자세 안정화 장치.
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WO2014102770A1 (en) * 2012-12-26 2014-07-03 Israel Aerospace Industries Ltd Device, system and method for attitude control
US10202208B1 (en) 2014-01-24 2019-02-12 Arrowhead Center, Inc. High control authority variable speed control moment gyroscopes

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