KR20140126127A - 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치 - Google Patents

배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치 Download PDF

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Abstract

배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치는, 지면에 형성된 기초 구조물에 고정되고 상단에 지지대가 형성된 기둥부재; 상기 지지대의 상부에 형성되어 지상에 형성되는 레일; 상기 레일에 결합되어 이동력을 발휘하는 구동장치에 전원을 공급하는 배터리 팩이 형성되며 사용자가 탑승하는 공간이 형성된 차량부; 상기 레일의 일측에 형성되어 상기 배터리 팩을 탈부착할 수 있고, 상기 배터리 팩에 대한 충전작업이 실행되는 충전소;를 포함하여 이루어진다.
이에 따르면, 프리캐스트로 제작된 기초구조물을 운반하여 현장에서 고정시켜 시공함으로써 굴토하거나 주변 제거작업을 하지 않아도 되므로 자연훼손을 최소화할 수 있고, 레일을 따라 이동되는 차량부가 배터리 팩의 전원에 의해 자체적으로 구동될 수 있어 배기가스나 및 소음 발생을 방지할 수 있으며, 배터리 팩은 정해진 장소의 충전소에서 교환할 수 있어 항시 전원공급이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치{Battery Charging Personal Mono Rail System }
본 발명은 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프리캐스트 기초구조물을 현장에 시공함으로써 자연훼손을 최소화할 수 있고 지상에 설치되는 레일을 타고 이동되는 차량부는 배터리 팩의 전원에 의해 개별적으로 구동될 수 있으며, 배터리 팩은 충전소에서 탈부착시킬 수 있어 전원공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모노레일(Monorail)은 단궤조(單軌條) 위를 달리는 교통기관을 일컫는데, 종래의 철도가 일정한 간격으로 된 2개의 강철레일 위를 강철제 바퀴를 가진 차량부이 주행하는 데 대하여 모노레일은 높은 기둥부재(支柱) 위에 콘크리트제(製) 빔(beam)을 설치하고, 이것을 주행로로 하여 세로 방향으로 복렬(複列)의 고무타이어 바퀴를 장비한 차량부이 주행하는 것이다.
또 빔 위에 다시 레일을 고정시키고 그 위를 강철제 바퀴가 굴러 주행하는 것도 있다.
이러한 모노레일의 종류로는 크게 차량부을 선로에 걸터앉히는 과좌식(跨座式)과 선로에 매다는 현수식(懸垂式)이 있다.
과좌식은 다시 알베그식과 로키드식으로, 현수식은 사페주식과 랑겐식으로 분류된다.
과좌식인 알베그식은 콘크리트 제I형 빔의 윗면을 주행로로 하며, 빔에 걸터앉은 차체(車體)가 고무타이어인 대차부로 주행하고, 빔의 양쪽 면에는 안내바퀴와 안정바퀴가 주행하는 형식이다.
로키드식은 콘크리트빔 면을 직접 주행로로 하지 않고, 빔의 윗면 및 양쪽 면에 강철레일을 부설하고, 그 레일 위를 강철제 대차부 및 안정바퀴가 주행하는 형식이다.
현수식인 사페주식은 궤도 빔이 강철로 된 상자형이며, 그 안쪽면을 주행로로 한다. 이 경우 대차부는 안벽의 밑면을, 안내바퀴는 안벽의 측면을 주행한다. 차체는 주행장치에 설치되어 있는 현수장치에 의해서 현수된다.
모노레일에 관련된 선행기술로는 국내공개특허 10-1994-7000768호가 개시된 바 있다.
상기 선행기술은 전원과; 상기 전원에 접속된 1차도전경로와; 상기 1차도전경로와 관련하여 사용하기 위한 1 또는 그 이상의 차량을 포함하는 것과 관련된다.
한편, 종래 기술에 따른 모노레일은, 대차부에 구동력을 제공하는 모터에 전기를 공급하기 위해 배터리를 장착하게 되는 바, 배터리의 착탈 구조가 복잡하고 어려워서 배터리 팩의 교환 작업에 많은 시간과 인력이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 프리캐스트 기초구조물을 현장에 시공함으로써 자연훼손을 최소화할 수 있고 지상에 설치되는 레일과, 상기 레일을 타고 이동되는 차량부를 포함하여 구성되며, 특히 상기 차량부는 배터리 팩의 전원에 의해 구동될 수 있으며, 배터리 팩은 충전소에서 탈부착시킬 수 있어 전원공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 한 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 배터리 팩 장착부에 복수개의 롤러를 형성함으로써 중량이 무거운 배터리 팩을 분리하거나 결합시키는 탈부착 작업이 용이하게 이루어질 수 있고, 또한 배터리 팩 장착부에 가이드부를 더 형성함으로써, 배터리 팩의 장착위치를 항상 일정하게 유지할 수 있는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 지면에 형성된 기초 구조물에 고정되고 상단에 지지대가 형성된 기둥부재; 상기 지지대의 상부에 형성되어 지상에 형성되는 레일; 상기 레일에 결합되어 이동력을 발휘하는 구동장치에 전원을 공급하는 배터리 팩이 형성되며 사용자가 탑승하는 공간이 형성된 차량부; 상기 레일의 일측에 형성되어 상기 배터리 팩을 탈부착할 수 있고, 상기 배터리 팩에 대한 충전작업이 실행되는 충전소;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 차량부는, 전방과 후방에 범퍼부가 결합된 메인 프레임부; 상기 메인 프레임부에 형성되며, 하부에 복수개의 롤러가 구비되어 배터리 팩이 슬라이딩되며 장착되는 배터리 팩 장착부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 프레임부는, 제1프레임부; 상기 제1프레임부와 소정 간격 이격되며 서로 나란하게 배치되는 제2프레임부; 상기 제1프레임부와 제2프레임부의 일단을 연결하며 결합되는 제3프레임부; 및 상기 제1프레임부와 제2프레임부의 타단을 연결하며 결합되는 제4프레임부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 팩 장착부는, 상기 제1프레임부의 일측이 하방향으로 절곡되어 형성된 제1지지부; 상기 제1지지부와 나란하도록 상기 제2프레임부의 일측이 하방향으로 절곡되어 형성된 제2지지부; 상기 제1지지부와 제2지지부 각각의 하부 일측을 연결하는 제3지지부; 및 상기 제1지지부와 제2지지부 각각의 하부 타측을 연결하는 제4지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 롤러는, 일단과 타단이 각각 상기 제3지지부와 제4지지부에 결합되어 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 배터리 팩 장착부는, 상기 제1지지부와 제2지지부의 양측을 연결하며, 슬라이딩되며 장착되는 상기 배터리 팩의 위치를 가이드하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동장치는, 상기 차량부의 메인 프레임부의 하부에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 대차부에 구동력을 제공하는 제1구동수단과 제2구동수단을 포함하는 구동부; 상기 제1구동수단과 제2구동수단의 회전속도를 감속시켜 제동력을 발휘하는 제동부; 상기 제1구동수단과 제2구동수단 및 제동부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1구동수단과 제2구동수단 각각은, 전류에 의해 구동되며 상기 메인 프레임의 일측판에 결합된 모터; 상기 모터에 결합된 모터축에 결합되며 외주연에 치홈이 형성되어 상기 랙기어에 치차 결합되는 스프로켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제동부는 메인 프레임에 장착된 케이스; 상기 케이스에 결합된 샤프트; 상기 케이스의 내부에 형성되며 상기 샤프트를 감속 또는 제동시키는 제동부재; 상기 샤프트에 결합된 이중기어; 상기 이중기어와 상기 제1구동수단과 제2구동수단의 모터축의 후단에 형성된 기어를 연결하는 체인;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 충전소는 레일에 연결되도록 플랫폼에 형성되어 방전된 배터리 팩을 이송하는 제1이송부; 상기 제1이송부에서 이송된 방전된 배터리 팩이 안착되는 충전포트와, 상기 충전포트에 연결된 콘트롤패널로 구성되어 방전된 배터리 팩을 충전시키는 충전대; 상기 충전대에서 충전된 배터리 팩을 레일로 이동시키는 제2이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 프리캐스트로 제작된 기초구조물을 운반하여 현장에서 고정시켜 시공함으로써 굴토하거나 주변 제거작업을 하지 않아도 되므로 자연훼손을 최소화할 수 있고, 레일을 따라 이동되는 차량부가 배터리 팩의 전원에 의해 자체적으로 구동될 수 있어 배기가스나 및 소음 발생을 방지할 수 있으며, 배터리 팩은 정해진 장소의 충전소에서 교환할 수 있어 항시 전원공급이 원활하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한 차량부에 마련된 메인 프레임부에 복수개의 롤러를 장착함으로써, 배터리 팩의 교환시 배터리 팩의 탈부착이 용이해지는 효과가 있다.
또 배터리 팩 장착부에 가이드부를 더 형성함으로써, 배터리 팩의 장착위치를 항상 일정하게 유지할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치를 나타낸 사시도,
도 2는 상기 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '충전소'를 확대한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '차량부'를 나타낸 분해사시도,
도 4는 상기 도 3에 도시된 '차량부'에서 '배터리 팩 장착부'를 나타낸 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '구동장치'를 저면에서 바라본 저면 사시도,
도 6은 상기 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '기초 구조물'을 나타낸 분해사시도,
도 7은 상기 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '기초 구조물'의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치를 나타낸 사시도, 도 2는 상기 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '충전소'를 확대한 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '차량부'를 나타낸 분해사시도, 도 4는 상기 도 3에 도시된 '차량부'에서 '배터리 팩 장착부'를 나타낸 정면도, 도 5는 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '구동장치'를 저면에서 바라본 저면 사시도, 도 6은 상기 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '기초 구조물'을 나타낸 분해사시도, 도 7은 상기 도 1에 도시된 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치에서 '기초 구조물'의 다른 실시예를 나타낸 분해사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치는, 지면에 형성된 기초 구조물(A1,A2)에 고정되고 상단에 지지대(500)가 형성된 기둥부재(400); 상기 지지대(500)의 상부에 형성되어 지상에 형성되는 레일(R); 상기 레일(R)에 결합되어 이동력을 발휘하는 구동장치(X)에 전원을 공급하는 배터리 팩(310)이 형성되며 사용자가 탑승하는 공간이 형성된 차량부(110); 상기 레일(R)의 일측에 형성되어 상기 배터리 팩(310)을 탈부착할 수 있고, 상기 배터리 팩(310)에 대한 충전작업이 실행되는 충전소(P);를 포함하여 구성된다.
퍼스널 모노레일 카(PMC:Personal Mono Rail Car)는 소형 자동 운행궤도차량을 의미한다.
상기 차량부(110)는, 전방과 후방에 범퍼부(131,133)가 결합된 메인 프레임부(130); 상기 메인 프레임부(130)에 형성되며, 하부에 복수개의 롤러(292)가 구비되어 배터리 팩(310)이 슬라이딩되며 장착되는 배터리 팩 장착부(290);를 포함하여 구성된다.
차량부(110)는 운전자 또는 승객 등의 사용자가 탑승하는 공간을 형성하는데, 차량부(110)는 전,후,좌,우와 상부를 둘러싸는 커버부(111)와, 바닥면에 결합되어 고정되는 의자(113)를 포함하여 구성된다.
한편, 커버부(111)의 좌측에는 도어(111a)가 형성되어 있으며, 의자(113)는 복수개로 구비될 수 있다.
메인 프레임부(130)는 차량부(110)의 하부에 결합되는데, 메인 프레임부(130)의 전방과 후방에는 각각 범퍼부(131,133)가 결합된다.
메인 프레임부(130)를 좀 더 구체적으로 설명하면, 메인 프레임부(130)는 제1프레임부(210); 제1프레임부(210)와 소정 간격 이격되며 서로 나란하게 배치되는 제2프레임부(230); 제1프레임부(210)와 제2프레임부(230)의 일단을 연결하며 결합되는 제3프레임부(250); 및 제1프레임부(210)와 제2프레임부(230)의 타단을 연결하며 결합되는 제4프레임부(270);를 포함하여 구성된다.
제1프레임부(210)는 빔을 가공하여 형성되는데, 제1프레임부(210)의 일측에는 제1지지부(213)가 하방향으로 절곡되어 형성된다. 즉, 제1프레임부(210)는 가운데 부분의 미들부(211)와, 미들부(211)의 일측에서 하방향으로 벤딩된 후 수평 방향으로 다시 벤딩되고, 이어서 수직 방향으로 다시 벤딩되어 형성된 제1지지부(213)를 포함하여 이뤄진다. 한편, 제1프레임부(210)의 타측은 제1지지부(213)와 유사한 구조로 형성될 수 있다.
제2프레임부(230) 역시 빔을 가공하여 형성되는데, 제2프레임부(230)의 일측에는 제2지지부(233)가 하방향으로 절곡되어 형성된다. 제2프레임부(230)는 제1프레임부(210)와 소정 간격 이격되며 서로 나란하게 배치되며, 제1프레임부(210)와 유사한 구조 및 형상으로 이뤄진다.
즉, 제2프레임부(230)는 가운데 부분의 미들부(231)와, 미들부(231)의 일측에서 하방향으로 벤딩된 후 수평 방향으로 다시 벤딩되고, 이어서 수직 방향으로 다시 벤딩되어 형성된 제2지지부(233)를 포함하여 이뤄진다.
한편, 제3프레임부(250)는 제1프레임부(210)와 제2프레임부(230)의 일단을 연결하며 결합되는데, 제3프레임부(250)에는 범퍼부(133)가 연결축(220)을 매개로 결합되게 된다.
그리고 제 4프레임부(270)는 제1프레임부(210)와 제2프레임부(230)의 타단을 연결하며 결합되는데, 제4프레임부(270)에는 범퍼부(131)가 연결축(240)을 매개로 결합되게 된다.
또한, 제1프레임부(210)의 미들부(211)와, 제2프레임부(230)의 미들부(231)는 보조 프레임부(221,223)로 연결된 구조로 이뤄진다.
배터리 팩 장착부(290)는 메인 프레임부(130)에 형성되며, 하부에 복수개의 롤러(292)가 구비되어 배터리 팩(310)이 슬라이딩되며 장착되게 되는데, 배터리 팩 장착부(290)는 전술한 제1지지부(213)와 제2지지부(233); 제1지지부(213)와 제2지지부(233) 각각의 하부 일측을 연결하는 제3지지부(215); 및 제1지지부(213)와 제2지지부(233) 각각의 하부 타측을 연결하는 제4지지부(235)를 포함하여 이뤄진다.
한편, 제3지지부(215)와 제4지지부(235)에는 복수개의 롤러(292)의 일단과 타단이 각각 결합되어 지지되는데, 롤러(292)는 긴 원통 형상으로 이뤄진다.
이와 같이 메인 프레임부(130)에 복수개의 롤러(292)를 장착함으로써, 배터리 팩(310)의 교환시 배터리 팩(310)의 탈부착이 용이해진다.
또한, 배터리 팩 장착부(290)는 제1지지부(213)와 제2지지부(233)의 양측을 연결하며, 슬라이딩되며 장착되는 배터리 팩(310)의 위치를 가이드하는 가이드부(미도시)를 더 포함하는데, 가이드부는 일면이 개방된 구조로 이뤄진다.
즉, 가이드부는 제1지지부(213)와 제2지지부(233)의 일측을 연결하는 제1가이드프레임(261); 제1지지부(213)와 제2지지부(233)의 타측을 연결하는 제2가이드프레임(263); 및 제1가이드프레임(261)과 제2가이드프레임(263) 각각의 일단을 연결하는 제3가이드프레임(265);을 포함하여 이뤄진다.
제1가이드프레임(261)과 제2가이드프레임(263)은 동일한 높이에서 서로 나란하게 위치하며, 제3가이드프레임(265)과 제1가이드프레임(261)의 연결부위 및 제3가이드프레임(265)과 제2가이드프레임(263)의 연결부위는 대략 수직으로 결합된다.
이와 같은 구조의 가이드부는 제3가이드프레임(265)이 형성된 반대편이 개방된 구조로 이뤄져서, 배터리 팩(310)이 개방된 부분을 따라 가이드부 내로 인입되게 되어 있다.
한편, 이처럼 배터리 팩 장착부(290)에 가이드부를 더 형성함으로써, 배터리 팩(310)의 장착위치를 항상 일정하게 유지할 수 있게 된다.
한편, 기초 구조물(A1,A2)은 지면에 안착되며 프리캐스트 공법에 의해 사전에 제작된 콘크리트 구조물로 된 베이스부재(100)와, 상기 베이스부재(100)의 상면에 부착되는 플레이트(200)와, 상기 베이스부재(100)에 결합되어 지반에 박혀 고정되는 고정구(300)와, 하단부가 상기 베이스부재(100)에 결합되어 수직되게 장착되는 기둥부재(400)를 포함하는 것으로, 기둥부재(400)의 상단부에는 지지대(500)가 형성되고, 지지대(500)의 상부에 레일(800)이 설치된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기둥부재(400)는, 상기 플레이트(200)의 중앙 고정홀에 통하며 상부로 돌출되어 결합되는 외부관체(420); 상기 외부관체(420)에 결합되어 상기 중앙 고정홀 및 삽입홀(120)을 관통하여 결합되는 봉체(440); 상기 외부관체(420)와 봉체(440)의 결합되는 높이를 조절하는 높이조절수단;을 포함한다.
상기 높이조절수단은, 상기 외부관체(420)의 외주에 방사상으로 형성된 제1체결공(421)과, 상기 봉체(440)의 외주에 방사상으로 형성된 제2체결공(442)과, 상기 제1 및 제2체결공(421,442)에 결합되는 고정핀(430)으로 구성된다.
즉, 봉체(440)의 높이를 조절하면서 제2체결공(442)과 제1체결공(421)이 서로 일치되도록 한 후 고정핀(430)을 꽂아 결합시킴으로써 고정 상태가 될 수 있다.
또는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기둥부재(400)는, 상기 플레이트(200)의 중앙 고정홀에 통하며 상부로 돌출되어 결합되는 외부관체(420); 상기 외부관체(420)에 결합되어 상기 중앙 고정홀 및 삽입홀(120)을 관통하여 결합되는 봉체(440); 상기 외부관체(420)와 봉체(440)의 결합되는 각도를 조절하는 각도조절수단;을 포함하여 구성된다.
외부관체(420)는 플레이트(200)의 중앙 고정홀과 통하도록 플레이트(200)의 상면에 용접에 의해 고정되고 상,하가 개구되고 중공의 파이프로 이루어지며, 외주면에 다수의 리브(424)가 용접되어 플레이트(200)의 상면에 지지되도록 설치된다.
봉체(440)는 하부가 외부관체(420)의 상부에 결합되고, 상부에는 레일(800)을 지지하는 지지대(500)가 형성된 것으로, 실질적으로 레일(800)의 하중을 견딜 수 있으면서 회전 가능하도록 내부에 심재(442)가 결합되고, 외부관체(420)와 회전이 원활해질 수 있도록 베어링(444)이 결합된다.
상기 각도조절수단은, 상기 외부관체(420)의 외측에 방사상으로 결합되어 등간격으로 배열된 복수의 지지브라켓(427,427'); 상기 봉체(440)의 외주연에 형성되며 상기 복수의 지지브라켓(427,427') 중 어느 하나와 선택적으로 중첩되는 고정브라켓(490); 상기 고정브라켓(490)과 지지브라켓(427,427')에 관통 결합되는 고정핀(494);을 포함하여 구성된다.
복수의 지지브라켓(427,427')은 대략 'ㄱ'자 형상으로 이루어진 것으로, 수평부가 외부관체(420)에 용접되고, 수직부의 하단이 플레이트(200)에 용접되어 고정되며, 수평부에 통공(4270)이 형성된다.
복수의 지지브라켓(427,427')은 90°간격으로 배열되며, 본 실시예에서는 2개로 형성된 것을 예시하였으나 반드시 이에 한정될 필요는 없고 갯수의 증감은 자유롭게 설정될 수 있다.
고정브라켓(490)에는 고정핀(494)이 나사결합되며, 고정핀(494)의 상부에는 핸들이 형성되어 손으로 잡고 조작하기 용이하다.
상기 레일(R)은, 기둥부재(400)의 상단에 형성된 U자 형상의 지지대(500)의 양단부에 각기 결합된 단면이 사각형인 2개의 레일부재(R-1,R-2)가 한쌍을 이루도록 배치되는 것이며, 일측 레일부재(R-1)의 저면에 길이방향을 따라 랙기어(R-3)가 형성된다.
레일(R)에는 후술될 대차부(W)가 지지되어 이동이 가능해질 수 있다.
상기 구동장치(X)는, 상기 차량부(110)의 메인 프레임부(130)의 하부에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 대차부(W)에 구동력을 제공하는 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450)을 포함하는 구동부(P); 상기 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450)의 회전속도를 감속시켜 제동력을 발휘하는 제동부(600); 상기 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450) 및 제동부(600)의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
차량부(110)는 운전자 또는 승객 등 모노레일의 사용자가 탑승하는 공간을 형성하는데, 차량부(110)는 전,후,좌,우와 상부를 둘러싸는 커버부(111)와, 바닥면에 결합되어 고정되는 의자(113)를 포함하여 구성된다.
한편, 커버부(111)의 좌측에는 도어(111a)가 형성되어 있으며, 의자(113)는 복수개로 구비될 수 있다.
상기 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450) 각각은, 전류에 의해 구동되며 상기 메인 프레임부(130)의 일측판에 결합된 모터; 상기 모터에 결합된 모터축에 결합되며 외주연에 치홈이 형성되어 상기 레일부재(R-1)의 랙기어(R-3)에 치차 결합되는 주동기어(470);을 포함하여 구성된다.
상기 대차부(W)는, 메인 프레임부(130)에 결합되는 프레임(W-0)에 회전 가능하게 결합되며, 상기 레일(R)의 상부와 하부에 각각 접촉되어 회전되는 상부바퀴(W-1)와 하부바퀴(W-2)로 이루어진다.
이렇게 상부바퀴(W-1)와 하부바퀴(W-2)가 한쌍으로 구성된 대차부(W)는 메인 프레임부(130)의 일측면의 양측에 이격되어 형성되며, 각 대차부(W)에 대응되도록 타측 레일(R)의 랙기어(R-3)와 결합되는 주동기어(470)이 메인 프레임부(130)의 타측면의 양측에 이격되어 형성된다.
또한 메인 프레임부(130)에는 속도감지센서(미도시)가 형성되며, 속도감지센서는 상부바퀴(W-1) 또는 하부바퀴(W-2)의 회전수를 감지하는 엔코더가 바람직하다.
따라서 정해진 속도 보다 가속되거나 감속되는 경우 이를 속도감지센서에서 감지하여 제어부에 송신하고, 제어부는 적정한 속도인 7~8km/h의 속도를 유지할 수 있도록 제1구동수단(430) 및 제2구동수단(450)의 작동을 제어한다.
상기 제동부(600)는 메인 프레임부(130)의 하부 중앙에 형성되며, 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450)에 연결되고, 이들 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450)의 회전속도를 감속하거나 정지시켜 제동력을 발휘하게 된다.
제동부(600)는, 메인 프레임부(130)에 장착된 케이스(610); 상기 케이스(610)에 결합된 샤프트; 상기 케이스(610)의 내부에 형성되며 상기 샤프트를 감속 또는 제동시키는 제동부재; 상기 샤프트에 결합된 이중기어(640); 상기 이중기어(640)와 상기 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450)의 모터축의 후단에 형성된 기어를 연결하는 체인(660,660');을 포함하여 구성된다.
제동부(600)는 전자신호가 주어지면 샤프트에 협지되어 제동시키는 것으로, 가바나 타입으로 이루어진다.
한편 상기 제어부는, 제1구동수단(430)와 제2구동수단(450)의 작동을 제어하는데, 제어부는 대차부(W)를 구동하기 위해 필요한 전류량이 증가하는 경우에는 제1구동수단(430)와 제2구동수단(450) 모두를 작동시킨다.
일 예로, 제어부는, 저속 고토크 구간 및 고속 증속 구간에서는 제1구동수단(430)와 제2구동수단(450)가 동시에 작동되도록 제어할 수 있으며, 저속 및 정속 구간에서는 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450) 중 어느 하나만이 작동되도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부는 대차부(W)를 구동하기 위해 필요한 전류량이 감소하는 경우에는, 제1구동수단(430)와 제2구동수단(450) 중 어느 하나를 발전기로 전환시키며, 발전기로 전환된 제1구동수단(430)와 제2구동수단(450) 중 어느 하나가 생산하는 전기는 다시 전원부(310)에 충전되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 의하면, 제1구동수단(430)과 제2구동수단(450)이 운행 상황에 따라 동시에 또는 개별적으로 대차부(W)에 구동력을 제공하게 되어, 차량부(110)가 오르막길을 올라가는 경우와 같은 저속 고토크 구간에서 안정적으로 차량부(110)를 운행할 수 있게 될 뿐만 아니라, 차량부(110)가 내리막길을 내려가는 경우와 같은 저토크 구간에서는 전원부를 재충전할 수 있어 차량부(110)의 운행 효율을 높일 수 있는 효과가 있게 된다.
한편 레일(R)이 배치되어 일정 구간으로 된 코스를 주행한 후 배터리 팩(310)의 전원이 소진되기 전에 차량부(110)가 도착하면 배터리 팩(310)을 충전된 것으로 교환하고, 방전된 배터리 팩(310)은 충전작업을 수행하기 위해 충전소(P)가 마련된다.
상기 충전소(P)는, 레일(R)에 연결되도록 플랫폼에 형성되어 방전된 배터리 팩(310)을 이송하는 제1이송부(M1); 상기 제1이송부(M1)에서 이송된 방전된 배터리 팩(310)이 안착되는 충전포트와, 상기 충전포트에 연결된 콘트롤패널로 구성되어 방전된 배터리 팩(310)을 충전시키는 충전대(p-2); 상기 충전대(p-2)에서 충전된 배터리 팩(310)을 레일(R)로 이동시키는 제2이송부(M2);를 포함하여 구성된다.
상기 제1이송부(M1) 및 제2이송부(M2)는 콘베어벨트로 이루어진다. 즉 일정 구간에 형성된 콘베어벨트와 이를 구동시키는 구동모터로 구성됨으로써 일정 구간을 다수의 배터릭 팩을 이동시킬 수 있다.
제1이송부(M1)는 레일(R)의 일측에 연장되어 형성되며, 방전된 배터리 팩(310)을 차량부(110)로부터 분리한 후 제1이송부(M1)에 올려놓고 이동시킨다.
제1이송부(M1)의 타측에는 충전대가 형성되고, 상기 방전된 배터리 팩(310)이 충전대(p-2)에 위치된 후 충전작업이 수행된다.
충전이 완료된 배터리 팩(310)은 제2이송부(M2)를 통해 이송된 후 레일(R) 옆에 대기하게 된다.
이후 차량부(110)의 배터리 팩 장착부(290)에 충전된 배터릭 팩(310)을 장착한 후 차량부(110)가 구동장치(X)의 구동에 의해 이동된다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
110 : 차량부 130 : 메인 프레임부
131,133 ; 범퍼부 210 : 제1프레임부
230 : 제2프레임부 250 : 제3프레임부
270 : 제4프레임부 310 : 배터리팩
400 : 기둥부재 430 : 제1구동수단
450 : 제2구동수단 600 ; 제동부
R : 레일

Claims (11)

  1. 지면에 형성된 기초 구조물에 고정되고 상단에 지지대가 형성된 기둥부재;
    상기 지지대의 상부에 형성되어 지상에 형성되는 레일;
    상기 레일에 결합되어 이동력을 발휘하는 구동장치에 전원을 공급하는 배터리 팩이 형성되며 사용자가 탑승하는 공간이 형성된 차량부;
    상기 레일의 일측에 형성되어 상기 배터리 팩을 탈부착할 수 있고, 상기 배터리 팩에 대한 충전작업이 실행되는 충전소;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량부는,
    전방과 후방에 범퍼부가 결합된 메인 프레임부;
    상기 메인 프레임부에 형성되며, 하부에 복수개의 롤러가 구비되어 배터리 팩이 슬라이딩되며 장착되는 배터리 팩 장착부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.

  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 팩 장착부는,
    상기 제1프레임부의 일측이 하방향으로 절곡되어 형성된 제1지지부;
    상기 제1지지부와 나란하도록 상기 제2프레임부의 일측이 하방향으로 절곡되어 형성된 제2지지부;
    상기 제1지지부와 제2지지부 각각의 하부 일측을 연결하는 제3지지부;
    상기 제1지지부와 제2지지부 각각의 하부 타측을 연결하는 제4지지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 배터리 팩 장착부는,
    상기 제1지지부와 제2지지부의 양측을 연결하며, 슬라이딩되며 장착되는 상기 배터리 팩의 위치를 가이드하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구동장치는
    상기 차량부의 메인 프레임부의 하부에 결합되며, 전원부로부터 전류를 공급받아 대차부에 구동력을 제공하는 제1구동수단과 제2구동수단을 포함하는 구동부;
    상기 제1구동수단과 제2구동수단의 회전속도를 감속시켜 제동력을 발휘하는 제동부;
    상기 제1구동수단과 제2구동수단 및 제동부의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1구동수단과 제2구동수단 각각은,
    전류에 의해 구동되며 상기 메인 프레임의 일측판에 결합된 모터;
    상기 모터에 결합되고 레일의 랙기어에 치차 결합되는 스프로켓;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 대차부는
    메인 프레임부에 결합되는 프레임에 회전 가능하게 결합되며, 레일에 접촉되는 상부바퀴와 하부바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 메인 프레임부에는 속도감지센서가 형성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 제동부는
    메인 프레임부에 형성되며, 제1구동수단과 제2구동수단에 연결되고, 상기 제1구동수단과 제2구동수단의 회전속도를 감속하거나 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 충전소는
    레일에 연결되도록 플랫폼에 형성되어 방전된 배터리 팩을 이송하는 제1이송부;
    상기 제1이송부에서 이송된 방전된 배터리 팩이 안착되는 충전포트와, 상기 충전포트에 연결된 콘트롤패널로 구성되어 방전된 배터리 팩을 충전시키는 충전대;
    상기 충전대에서 충전된 배터리 팩을 레일로 이동시키는 제2이송부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1이송부 및 제2이송부는 콘베어벨트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 충전이 가능한 퍼스널 모노레일 운용 장치.

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