KR20130118855A - 차량용 서스펜션 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 양측(위 그리고 아래) 상에서 구동될 수 있는 완전 자동 무인 차량들 또는 다기능 운동들을 실행할 수 있는 로봇들과 같은, 양방향 동작들에서 사용될 수 있는, 특히 모든 유형의 지상 차량들 및 추가로 로봇 응용들을 위한 서스펜션에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 양측(위 그리고 아래)에서 구동될 수 있는 완전 자동 무인 차량들 또는 다기능 운동들을 실행할 수 있는 로봇들과 같은, 양방향 동작들에서 사용될 수 있는, 특히 모든 유형의 지상 차량들 및 추가로 로봇 응용들을 위한 서스펜션에 관한 것이다.
종래 기술의 모든 유형의 지상 차량들은 일방향 차량들(one-sided vehicles)로서 고려되는데, 그 이유는 이들이 적절한 동작을 위해 특정 배향(즉, 차량의 위 그리고 아래)을 가지기 때문이다. 그러므로, 이들의 서스펜션들은 단지 일방향에서 수행하도록 적절히 설계된다.
그러나, 계속 성장하는 로봇 기술에 있어서, 모든 유형의 무인 차량들 및 다른 유형들의 로봇들은 현장 적용들(field applications) 및 일상적 사용에 개입하기 시작한다. 소위 로봇 및 차량 기술들에서의 진보들은 그것을 차량 배향(orientation)(업사이드 다운(upside down) 또는 업사이드 다운이 아님)과 무관하게 대칭 성능을 제공할 수 있는 신규의 서스펜션을 개발할 필요성이 있게 한다.
종래 기술의 현재의 서스펜션 디자인들에 있어서, 스프링/피스톤 커플(spring/piston couple)의 일단부는 차량 섀시에 연결되고 다른 단부는 고정 또는 외선 조인트(revolute joint)에 의해 휠 구조에 연결된다. 이러한 배열로 인해, 정상 서스펜션들은 일방향에서만 작동하는데 그 이유는 스프링들이 압축으로만 작동하기 때문이다.
종래 기술에서 알려진 서스펜션들의 이러한 제한된 동작 능력은 이들을 새로운 로봇 및 무인 차량 기술들에서 사용되는 것이 불가능하게 하고 여기서 차량은 업사이드 다운으로 또는 그렇지 않게 동작하는 것이고 딥 홀(deep hole) 문제의 영향을 받지 않는다.
이러한 기술적 결함들 외에, 종래 기술의 통상의 서스펜션들은 차량의 휠들이 딥 홀과 만날 때 적절히 기능할 수 없다. 이러한 상황에서, 이들의 제한된 기능적 성능 때문에, 서스펜션들은 이들의 확장된 상태에 머물고 딥 홀에 대항하여 이들의 기능들을 수행하는 것을 멈춘다.
종래 기술에 있어서, 이동 불가능한 단부들을 갖는 스프링들의 2개의 세트들을 이용하여 딥 홀 문제를 극복하려고 시도하는 몇몇 특허 문헌들이 있다. GB 359466 A, JP 2007161195 A, JP 2008174144 A, US 2008185807 Al는 이러한 응용의 예들로서 간주될 수 있다.
GB 359466 A에 따른 발명은 차량 섀시들에 대해 통상 서스펜션들의 알려진 배향으로 스테이잉 스틱(staying stick)을 갖는 이동 불가능한 단부들을 갖는 스프링들의 2개의 세트들을 이용하여 딥 홀 문제를 극복하고자 노력하고 있다.
JP 2007161195 A 및 JP 2008174144 A에 따른 발명은 시스템을 휠 림(wheel rim) 자체 내에 배치하여 이동 불가능한 단부들을 갖는 스프링들의 2개의 세트를 이용하여 딥 홀 문제를 극복하고자 노력하고 있다. 이 시스템은 또한 종래 기술에서 "인-휠 서스펜션 시스템(in-wheel suspension system)"으로서 알려져 있다.
US 2008185807 Al에 따른 다른 발명은 시스템을 휠 림 자체 내에 배치하여 연결된 아암들을 피봇시키기 위해 연결된 단부들을 갖는 스프링의 단일 세트를 이용하여 딥 홀 문제를 극복하고자 노력하고 있다. 이 시스템은 또한 "인-휠 서스펜션 시스템(in-wheel suspension system)"이다.
그러나, 이들 응용들은 유사한 기술적 문제를 가진다. 불균일 도로 표면들 상에서 또는 깊은 구멍 상황에 부딪힌 동안, 상기 시스템들의 스프링들은 서로에 대해 작동하려 하여 어떤 기술적 이익들을 및 문제에 대한 적절한 해결방법을 가져오는 대신에 재료의 과도한 사용 및 작업 손실 모두를 일으킨다.
모든 이들 현재의 기술적 문제들에 더하여, 가까운 미래는 더 많은 종류의 무인 차량들 및 다른 유형의 로봇들을 개발할 수 있게 하는 항상 성장하는 로봇 기술에 관해 종래 기술에서 알려진 서스펜션들에 대해 새로운 기술적 문제를 낳을 가능성이 있다. 이들 새로 개발된 무인 차량들의 일부 및 다른 유형들의 로봇들은 이들의 배향(전도 또는 전도되지 않음)과 무관하게 대칭으로 동작할 필요가 있을 것이다. 그러므로, 이들 새로운 동작 조건들과 관련하여, 지면(전도 또는 그 역)에 대해 차량 또는 로봇의 배향에 관계 없이 대칭 성능을 제공할 수 있는 신규의 서스펜션 시스템이 개발되어야 한다.
본 발명의 주 원리는 휠 운동(즉, 상향 또는 하향)과 무관하게, 항상 차량의 휠 및 보디(섀시) 사이의 피스톤/스프링 커플을 압축하는 것이다. 이러한 동작 능력을 달성하기 위해, 스프링/피스톤 커플의 양단은 휠 축선에 수직인 이들의 축선을 따라 이동할 수 있다. 스프링/피스톤 커플의 길이는 차체와 타이어 구조 서스펜션 접속 단부 평면들 사이의 거리에 의존한다. 이러한 동작 능력에 의해, 피스톤/스프링 커플은 타이어가 차체에 대해 상향 또는 하향으로 이동하든 안하든 압축될 수 있다.
이 발명의 개발에 의해 달성되는 기술적 이점들은 이 양방향 작동 서스펜션을 거꾸로(upside down) 이동할 수 있고 극한의 오프-로드 성능들을 가져야 하는 완전 자동 무인 차량 및 다기능 이동들을 실행할 수 있는 모든 유형의 로봇들에 완전히 적합하게 한다.
본 발명을 더 상세히 설명하기 위해, 다음의 도면들이 준비되고 설명에 첨부되었다. 도면들의 목록 및 정의가 이하에 주어진다.
도 1은 양방향 작동 서스펜션 조립체의 사시도.
도 2는 양방향 작동 서스펜션 조립체의 상면도.
도 3은 양방향 작동 서스펜션의 단면도.
도 4는 양방향 작동 서스펜션의 전개도.
도 1은 양방향 작동 서스펜션 조립체의 사시도.
도 2는 양방향 작동 서스펜션 조립체의 상면도.
도 3은 양방향 작동 서스펜션의 단면도.
도 4는 양방향 작동 서스펜션의 전개도.
본 발명에 기술되는 양방향 작동 서스펜션(1)은 8개의 주요 부분들로 구성된다;
· 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2)
· 서스펜션 차체 커넥터(3)
· 슬라이더 베드들(4)
· 슬라이더 스토퍼들(5)
· 상단 슬라이더(6)
· 하단 슬라이더(7)
· 피스톤(8)
· 스프링(9)
양방향 작동 서스펜션(1)은 서스펜션 차체 커넥터(3) 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2)에 의해 차체 및 타이어 구조(10)에 조립된다. 서스펜션 차체 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터들(2, 3)은 또한 양방향 작동 서스펜션(1)의 다른 구성요소들(4, 5, 6, 7, 8, 9)의 케이싱으로서 기능한다.
서스펜션 차체 커넥터(3) 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2)에 의해 형성된 케이싱 내부에서, 슬라이더 베드들(4)은 슬라이더 스토퍼들(5)에 의해 서스펜션 차체 커넥터(3) 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2)에 고정된다. 상단 슬라이더(6) 및 하단 슬라이더(7)는 양측으로부터 피스톤(8)에 연결되고 스프링(9)은 상단 슬라이더(6)와 하단 슬라이더(7) 사이에 위치된다. 상단 슬라이더(6) 및 하단 슬라이더(7)는 이들이 양방향 작동 서스펜션에 의해 서로에 대해 상대적으로 대향 수직 방향들에서 타이어 구조(10) 및 차체에 의해 생성된 수직력들(vertical forces)을 감쇠하기 위해 피스톤(8) 및 스프링(9)를 압축 및 압축해제(decompress)하기 위해 슬라이더 베드들(4)의 축선 방향에서 슬라이더 베드들(4) 위에서 자유롭게 슬라이드할 수 있도록 조립된다.
양방향 작동 서스펜션의 동작 중, 타이어 구조(10) 및 차체가 슬라이더 베드들(4) 축선 방향을 따라 서로에 대해 상대적으로 대향 수직 방향들로 이동하면, 서스펜션 차체 커넥터(3) 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2)의 대향단들에 있는 슬라이더 스토퍼들(5)은 서로 더 가까이 이동한다. 이러한 작용은 또한 상단 슬라이더(6)가 피스톤(8) 및 스프링(9)을 압축하여 하단 슬라이더(7)로 수렴하게 한다. 이러한 프로세스에서, 이러한 수렴 운동에 의해 생성된 수직력들은 양방향 작동 서스펜션에 의해 감쇠될 피스톤(8)/스프링(9) 커플로 전달된다.
본 발명은 설명을 위해 상기 실시예들로 상세히 기재되었지만, 이 기술분야에서 숙련된 사람들은 본 발명이 다음의 청구항들의 범위 및 사상 내에서 변형들로 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명을 더 양호하게 설명하기 위해 준비되는 도면들에 포함되는 특징들/구성요소들/부분들의 정의가 별개로 부호가 붙여져 이하에 주어진다.
1. 양방향 작동 서스펜션
2. 서스펜션 타이어 구조 커넥터
3. 서스펜션 차체 커넥터
4. 슬라이더 베드들(Slider beds)
5. 슬라이더 스토퍼들(Slider stoppers )
6. 상단 슬라이더(Upper end slider)
7. 하단 슬라이더(Lower end slider)
8. 피스톤
9. 스프링
10. 타이어 구조
1. 양방향 작동 서스펜션
2. 서스펜션 타이어 구조 커넥터
3. 서스펜션 차체 커넥터
4. 슬라이더 베드들(Slider beds)
5. 슬라이더 스토퍼들(Slider stoppers )
6. 상단 슬라이더(Upper end slider)
7. 하단 슬라이더(Lower end slider)
8. 피스톤
9. 스프링
10. 타이어 구조
Claims (7)
- 서로에 대해 상대적으로 대향 수직 방향들에서 타이어 구조(10) 및 차체의 운동들에 의해 생성된 수직력들을 감쇠(damping)시키기 위한 양방향 작동 서스펜션(1)으로서,
서스펜션 타이어 구조 커넥터(2),
서스펜션 차체 커넥터(3),
슬라이더 베드들(4),
슬라이더 스토퍼들(5),
상단 슬라이더(6),
하단 슬라이더(7),
피스톤(8), 및
스프링(9)
을 포함하는, 양방향 작동 서스펜션(1). - 제 1 항에 있어서,
상기 양방향 작동 서스펜션을 상기 차체 및 상기 타이어 구조(10)에 조립하기 위해 상기 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2) 및 상기 서스펜션 차체 커넥터(3)를 갖는 것을 특징으로 하는, 양방향 작동 서스펜션(1). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 서스펜션 차체 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터들(2, 3)은 또한 상기 양방향 작동 서스펜션(1)의 상기 다른 구성요소들(4, 5, 6, 7, 8, 9)에 대한 케이싱을 형성하는 것을 특징으로 하는, 양방향 작동 서스펜션(1). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
슬라이더 베드들(4) 자신의 축선 방향에서 상기 상단 슬라이더(6) 및 상기 하단 슬라이더(7)의 자유 슬라이드(free slide)를 제공하기 위해 슬라이더 베드들(4)을 갖는 것을 특징으로 하는, 양방향 작동 서스펜션(1). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬라이더 베드들(4)을 상기 서스펜션 차체 커넥터(3) 및 서스펜션 타이어 구조 커넥터(2)에 고정하기 위해 슬라이더 스토퍼들(5)을 갖는 특징으로 하는, 양방향 작동 서스펜션(1). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링(9) 및 상기 피스톤(8)을 압축 및 압축해제(decompress)하기 위해 상기 슬라이더 베드들(4)의 상기 축선 방향에서 상기 슬라이더 베드들(4) 위에서 자유롭게 슬라이드하고, 상단 및 하단 슬라이더들(6, 7) 사이에 상기 스프링(9)이 있고 양측으로부터 상기 피스톤(8)에 연결된 상단 및 하단 슬라이더들(6, 7)을 갖는 것을 특징으로 하는, 양방향 작동 서스펜션(1). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
서로에 대해 상대적으로 상기 대향 수직 방향들에서 상기 타이어 구조(10) 및 상기 차체의 운동들과 관련된 상기 상단 및 상기 하단 슬라이더들(6, 7)의 상기 수렴 운동(converging movement)에 의해 생성된 상기 수직력들을 감쇠시키기 위해 상기 피스톤(8) 및 상기 스프링(9)을 갖는 것을 특징으로 하는, 양방향 작동 서스펜션(1).
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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