KR20160022331A - 물류 및 교통 에너지 절감 방법 및 장치 - Google Patents

물류 및 교통 에너지 절감 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

차량을 구동하는 바퀴를 차량 측면 또는 상부에, 차량의 무게를 지지할 바퀴를 차량 하부에 장착하고, 차량 하부 표면에 자석을 장착하며, 상기 자석과 접하는 궤도 표면에 닫힌회로를 장착한 뒤, 구동바퀴에 의해 일정한 속도에 이른 차량이 지지바퀴를 차체 내부로 인입하여, 궤도 위를 자기 부상함으로써, 차량의 바퀴에 가해지는 수직항력 및 그로 인한 바퀴의 구름 저항을 현저히 줄일 수 있게 된다.

Description

물류 및 교통 에너지 절감 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO REDUCE ENERGY USED FOR LOGISTICS AND TRANSPORTATION}
물류, 교통, 자기부상, 친환경, 에너지 절감
어떤 물체들의 접촉면에서 작용하는 힘을 수직항력(normal force, 垂直抗力)이라 지칭할 때, 마찰력은 수직항력과 마찰 계수의 곱이다. 자동차 타이어의 경우, 타이어의 표면과 도로 표면 간의 마찰력은 차량을 구동하는 힘이며, 자동차의 무게에 의한 수직항력에 비례하지만, 타이어의 변형과 원형 회복이 반복되면서 에너지가 손실되는 비탄성 변형 외에도, 바퀴가 접촉면에서 미끄러지는 현상으로 에너지의 일부가 손실되는 등의 비효율이 있다. 차량의 바퀴와 도로면 간의 마찰력은 상기 차량의 주행을 가능하게 하는 필수 요소이지만, 필요 이상의 마찰력은 주행을 저해하므로, 주행에 필수적인 마찰력을 초과하는 구름저항을 제거한다면 차량의 주행과 관련된 에너지 효율을 높일 수 있지만, 상기 마찰력은 주요하게 차량의 무게에 기인하고, 주행 중인 차량의 무게를 인위적으로 늘이거나 줄일 방안이 없다. 이러한 바퀴 굴림 주행 방법의 근원적 단점을 보완하기 위해 고안된 장치들 중 하나는 자기부상열차이다.
미국특허 US 20030112105 A1 ‘Laminated track design for inductrack maglev systems’ 및 US 8578860 B2 ‘Inductrack III configuration?a maglev system for high loads’는 본 발명의 착상에 영감을 제공한 기술로써, 차량에 장착된 할박어레이 방식의 영구자석 또는 전자석이 궤도의 닫힌회로(closed circuit) 위를 이동하면서, 상기 닫힌회로에 유도된 전자기장과의 반발력으로 차량이 부상하는 점에서 그 이전의 자기부상 방법에 비해 혁신적인 면이 있으나, 상기 차량을 구동하는 매커니즘은 그 이전의 자기부상 열차에 적용된 방법과 동일하고, 여전히 고가의 장비와 장대한 시설을 필요하므로, 기존의 바퀴굴림 방식을 대체하는데는 분명한 한계가 있다.
대한민국 특허등록번호 10-1234704 ‘자기부상 이송장치’ 및 대한민국특허 등록번호 1010480560000 ‘자기부상 및 자기베어링을 이용한 직선이송장치’는 오직 물품 이송 용도로만 이용될 수 있으므로, 본 발명의 장치보다 범용성이 현격히 떨어지고, 대한민국 특허등록번호 10-1488135 ‘전자석 위치 가변구조를 갖는 자기부상 물류 이송장치’는 전자석의 위치를 조정하여 적재물의 하중을 분산시키는 방법으로 본 발명의 유압, 수압, 또는 기압에 의한 하중 분산 방법인 기술적으로 단순 명료한 방법이다.
미국특허 US 20030112105 A1 Laminated track design for inductrack maglev systems 미국 특허 US 8578860 B2 Inductrack III configuration?a maglev system for high loads 대한민국 특허 등록번호 10-1234704 자기부상 이송장치 대한민국 특허 등록번호 1010480560000 자기부상 및 자기베어링을 이용한 직선이송장치 대한민국 특허등록번호 10-1488135 ‘전자석 위치 가변구조를 갖는 자기부상 물류 이송장치
본 발명은 기존 바퀴굴림 방식의 에너지 비효율과 자기부상 열차의 고비용 문제를 해결하려는 것이다. 기존의 자동차처럼 바퀴와 궤도 표면 간의 마찰력으로 추진력을 획득하되, 바퀴의 비탄성 변형에 의한 에너지 손실을 방지할 수 있는 기술적 방안이다. 달리 표현하면, 바퀴에 가해지는 수직항력에 의한 비탄성 변형과 구름저항을 현격히 줄일 방법을 제시하는 것이다.
차체를 구동하는 구동바퀴와 무게를 지지하는 지지바퀴를 구분하여 별도의 장소에 장착한 이동장치, 상기 이동장치의 주행 경로를 결정할 궤도, 상기 궤도의 바닥 표면에 장착한 닫힌회로, 상기 바닥 표면에 마주하도록 이동장치의 하부 표면에 장착된 영구자석 또는 전자석, 상기 이동장치에 추진력을 제공하는 배터리와 인력을 포함하는 동력원, 및, 상기 구동바퀴의 마찰력을 제어하는 등의 기능을 수행하는 제어장치 중 일부 또는 전부를 포함하는 본 발명의 장치로 전술한 과제를 해결할 수 있다.
종래의 자기부상열차보다 현저히 저렴한 비용으로, 기존의 바퀴 굴림 차량의 비탄성 변형에 의한 에너지 손실 문제를 해결할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 개념이 적용된 일 실시 예의 장치의 구조를 설명하는 도이다.
도 2는 본 발명의 개념이 적용된 장치의 궤도의 위치 예시와 구동바퀴의 돌출 또는 인입 방향을 설명한 도이다.
도 3은 본 발명의 개념이 적용된 장치가 자기부상 기술을 포함하는 경우의 예시를 설명한 도이다.
도 4는 본 발명의 개념이 적용된 장치에서 궤도가 위치할 수 있는 장소를 예로써 설명한 도이다.
도 5는 본 발명의 개념이 두 대의 독립적이고, 상호 체결된 차량에 적용되는 방법을 설명한 도이다.
도 6은 본 발명의 개념이 적용된 두 대의 독립적인 차량 중 다른 차량에 부상 능력을 제공할 수 있는 차량의 종단면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 장치를 위에서 본 평면도이다.
도 8은 도 5의 측면도와 도 6의 종단면도로 설명한 차량에 자기부상 기술을 적용한 도이다.
도 9는 본 발명의 핵심 개념이 다양한 형태로 구현될 수 있음을 예시한 도이다.
종래의 자기부상열차와 달리 그 추진력을 자동차의 바퀴와 지면 간의 마찰력에서 조달하지만, 상기 바퀴를 차량의 무게를 지지하는 바퀴와 차량을 구동하는 바퀴로 분리하여 장착하고, 상기 구동하는 바퀴와 도로 표면 간의 접촉과 마찰 정도를 제어함으로써, 종래의 자동차에서 바퀴가 도로 표면에 가하는 수직항력에 의한 마찰 저항 중에서 주행에 불필요한 초과분을 제거하고, 배터리와 더불어 인력을 에너지원에 포함할 수 있게 함으로써, 자동차의 비탄성 변형 문제, 자기부상 열차의 고비용 문제, 전기자동차의 배터리 용량 문제, 그리고, 자전거의 이동 거리 제한 문제를 동시에 해결할 수 있다.
일 실시 예로써, 본 발명의 개념을 적용한 차량의 기본적인 주행 매커니즘을 설명한다.
도 1을 참조하여, 구동바퀴(3)는 차량(1) 내부의 배터리(미도시)나 인력으로부터 동력을 인출하여 궤도(2)의 특정 표면(8)과 바퀴 간의 마찰력으로 차량(1)을 추진한다. 본 실시 예의 장치에서, 차량의 무게를 지지하는 지지바퀴(10A, 10B)는 스테인레스 재질이다. 일반적인 차량의 고무 타이어가 감당하는 차량의 지지 기능과 구동 기능을 본 실시 예에서는 구동바퀴(3)와 지지바퀴(10A, 10B)로 분리하여 감당하게 한 것이다.
차량(1)의 무게나 상태에 따라 구동바퀴(3)와 궤도 표면(8) 간의 요구되는 접촉 강도가 달라질 수 있다. 가령, 차량이 정지상태에서 출발하거나 가속할 때는 주행상태에 비해 상대적으로 강한 힘으로 구동바퀴를 접촉면에 밀착해야 하는 등의 제어가 필요할 수 있다. 본 발명이 제시하는 방법은 차량(1) 내부나 여타 장소에 설치된 제어장치(미도시)가 바퀴의 둘레, 회전수와 차량의 이동거리를 주기적으로 비교하여, 궤도 표면(8)과 구동바퀴(3) 간의 밀착 강도를 조절하는 것이다. 가령, 둘레가 1m인 구동바퀴가 1초에 10회 회전하였을 때, 이동 거리가 9m라면, 전술한 제어장치는 상기 구동바퀴를 도로 또는 궤도 표면에 1mm 더 밀착하는 방향으로 이동시킬 수 있고, 그러한 결정을 매 초 단위로 실행하여, 오직 차량 주행에 필수적인 수준의 마찰력을 구동바퀴에 강제하므로, 필요 이상의 비탄성 변형을 제거할 수 있게 된다. 상기 제어장치가 차량(1) 바퀴의 회전수와 주행 거리를 측정하는 구체적 방법은 다양할 수 있으며, 본 발명의 권리 범위에 속하지 않는다.
도 2를 참조하여, 궤도(2)는 지면 및 차량의 진행 방향(21)과 직각인 원(23A)의 접선(23B)과 같이 둘레에 접하는 어떤 접선에도 설치될 수 있으며, 지지바퀴 및 구동바퀴는 돌출 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 진행 방향(21)과 직각인 화살표(22A, 22B, 22C, 22D) 방향에 각기 궤도 표면이 위치한 경우, 네 개의 바퀴를 화살표 방향으로 내밀거나, 반대 방향으로 끌어 당겨, 바퀴와 궤도 표면 간의 마찰력을 조절할 수 있다.
또한, 내리막 구간에서, 구동바퀴(10A, 10B)로 차량의 위치에너지를 인출하여, 스프링(미도시)과 에어탱크, 배터리를 포함하는 에너지 저장장치에 저장하고, 상기 저장된 에너지를 필요 장소와 시점에 인출하여 이용할 수 있다. 내리막 길 등에서 바퀴를 제동하는 동작에서 차량의 운동에너지를 전기에너지로 전환하여 인출하는 방법은 전기자동차 분야 등에 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
종래의 자기부상 기술을 응용하여, 차량에 장착된 지지바퀴(10A, 10B)에 부가되는 구름저항을 제거할 수 있다. 이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 장치에 적용될 수 있는 자기부상 기술과 더불어, 구동바퀴가 지지바퀴의 다양한 설치 지점과 방향과 관련된 예시를 제시한다.
도 3을 참조하여, 일 실시 예로써, 궤도(2) 위를 주행하는 차량(1)에 있어, 요철 형태의 궤도(2)의 좌우 수직벽 측면(9A, 9B)에 접하도록 바퀴(3A, 3B)를 장착하고, 본체의 바닥면에 영구자석 또는 전자석(4)을 장착하며, 궤도 표면(8)에 닫힌회로(5)를 연속적으로 배열하고, 차량(1)의 무게를 지지하는 스테인레스 바퀴(10A, 10B)를 차량 하부에 장착한 뒤, 차량(1)에 장착된 배터리(6) 또는 인력으로 구동바퀴(3A, 3B)를 회전하여, 상기 바퀴와 궤도 측면(9A, 9B) 간의 마찰력으로 차량(1)이 진행할 수 있다. 차량(1)의 주행 속도가 일정한 수준에 이른 뒤, 차체를 지지하는 바퀴(10A, 10B)를 차량 내부, 달리, 화살표 방향으로 끌어 올리면, 자석(4)과 닫힌회로(8)가 근접하지만, 자석(4)에 의해 닫힌회로(5)에 유도된 자기력선과 자석(4)의 자기력선 간의 척력에 의해, 차량(1)이 궤도 표면(8)에서 일정 거리를 이격하여 공중에 부상하게 된다. 따라서, 차량(1)은 지지바퀴(10A, 10B)의 구름저항을 완전히 제거된 상태로 주행할 수 있으며, 이는 자기부상열차의 핵심 장점을 온전히 본 발명의 장치에 구현한 것이다. 바람직하게는, 자석(4)을 일반에 널리 알려진 할박어레이 형식으로 배열하여, 자기력선의 세기와 방향이 궤도 표면(8)을 향하게 해야 한다.
닫힌회로에 유도되는 전류 및 자기력선의 세기는 자석의 접근 또는 이탈하는 속도와 이격 거리에 의해 결정되므로, 차체가 공중에 부상하기 위해서는 차량의 속도가 일정 수준에 이르러야 하며, 일정 수준 이하의 속도에서는 지지바퀴가 차량의 무게를 지지해야 한다. 자석의 움직임이 닫힌회로에 자기력선을 유도하는 원리와 유도된 자기력선의 세기를 구하는 공식은 일반에 널리 알려져 있으므로 별도의 설명은 생략한다.
한 편, 닫힌회로(5)에 유도된 전류는 별도의 전력선(7)을 통해 여타 장소로 인출되고, 배터리 등에 저장되어, 여타 필요 장소와 시점에 이용될 수 있다.
지지바퀴가 차체 내부로 인입하고, 오직 자기부상 만으로 차체를 지지할 때의 문제점 하나는 차체에 적재된 물품 또는 인원이 차체 내부의 어느 일측으로 쏠려 무게 부하가 특정 지점에 편중될 때, 상기 특정 지점 하부의 자석(4)과 궤도의 닫힌회로(5)가 물리적으로 접촉하는 마찰을 일으키거나, 주행 안정성이 크게 훼손될 수 있는 점이다. 본 발명의 방법은 차체와 자석(4)을 분리하고, 중간에 수압, 유압, 또는 공기압 매개층을 인입하여, 차량 전체의 하중을 자석(4) 면적 전체에 골고루 분산하는 것으로, 유체공학 및 기계공학적 전문 지식을 갖춘 자라면 누구라도 어렵지 않게 구현할 수 있으므로, 별도의 설명은 생략한다.
전술하였듯이, 궤도(2)는 차량 진행 방향에 직각인 원의 원주에 접하는 어떤 지점에도 설치될 수 있고, 그 갯수도 제한이 없다. 이하는, 구동바퀴가 지지바퀴의 설치 방향에서 180도 방향으로, 차량 상부에 장착된 실시 예이다.
도 4를 참조하여, 차량(1)의 상부에 장착된 구동바퀴(11)와 공중에 장착된 궤도(12)의 하부 표면 간의 마찰력에 의해 차량(1)은 전진하며, 차량의 속도가 일정한 수준에 이른 뒤, 지지바퀴(10A, 10B)를 차량 내부로 끌어올리면, 자석(4)과 닫힌회로(8) 간의 척력으로 차량(1)은 부상하게 된다. 구동바퀴와 그가 접하는 궤도 표면 간의 마찰력의 세기, 달리, 구동바퀴(11)과 궤도 표면(12) 간의 거리는 제어장치(미도시)에 의해 조절될 수 있으므로, 차체가 중력방향으로 이동하더라도, 구동바퀴에 의한 구동력의 손상은 없다.
한 편, 본 발명의 개념은 둘 이상의 차량이 결속한 상태에서도 적용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 개념이 온전히 적용된 차량A를 일반적인 차량B와 체결하여, 두 차량 모두 또는 차량B의 구름저항을 줄일 수 있다. 이하의 실시 예에서, 차량B가 자전거인 일 실시 예의 장치를 통해 그 효용을 상세히 설명한다.
도5와 도 6을 참조하여, 본 실시 예의 장치는 지면의 도로(13), 자전거(14), 상기 도로를 따라 공중에 장착된 궤도(16), 상기 궤도 위를 주행하는 차량A(17), 차량A(17)의 무게를 지지하기 위해 차량A(17) 하부에 장착되는 스테인레스 바퀴(미도시), 차량A(17)와 자전거(14)를 연결하여, 상기 자전거가 지면에서 부상한 정도를 조절할 수 있게 하는 체결선(15A, 15B), 및, 전술한 장치들의 동작을 제어하는 차량A의 제어장치(미도시)와 자전거에 장착되어 자전거의 바퀴 회전수와 이동 거리를 측정하는 별도의 제어장치(미도시)를 포함하며, 지면(13)과 궤도(16) 간의 간격은 일정하다.
먼저, 자전거가 차량A를 견인하는 경우의 작동 매커니즘을 설명하고, 이어서, 차량A가 자전거를 견인하는 매커니즘을 설명한다.
탑승자가 자전거(14)의 패달을 밟으면, 상기 자전거는 체결선(15A, 15B)으로 차량A(17)를 앞으로 견인하며,상기 자전거의 제어장치(미도시)가 자전거의 구름 저항을 조절하는 방법은 전술한 매커니즘과 유사하다. 가령, 상기 제어장치는 매 초마다 자전거 바퀴의 회전수를 획득하여, 상기 회전수와 바퀴 둘레를 곱한 길이를 실제 자전거의 이동 거리와 비교하여, 전자가 후자보다 클 경우, 체결선의 길이, 즉, 체결선(15A, 15B)이 차량A(17)와 자전거(14)와 접하는 두 접점 사이의 길이를 1mm씩 늘이는 과정을 반복하여, 상기 두 값이 일치하는 지점에 이르고, 재차 줄이고 늘이는 과정을 반복하는 방법으로, 마찰력의 균형 상태를 유지함으로써, 자전거의 주행에 필요한 마찰력 이상의 비탄성 변형을 방지할 수 있게 된다. 자전거 바퀴는 여전히 지면에 접촉한 상태이지만, 상기 체결선의 길이를 조절함으로써, 탑승자와 차체의 무게에 의해 바퀴에 가해지는 부하(load)의 크기, 달리, 자전거(14) 바퀴의 구름저항은 최적 상태를 유지한다. 자전거의 바퀴 회전수와 이동 거리를 측정하는 구체적인 방법은 스마트폰 앱 등으로 다양하게 구현할 수 있다.
차량A가 차량B, 달리, 상기 예시에서 자전거(14)를 견인하는 경우에도, 본 발명의 장치로 견인 에너지를 절감할 수 있다.
도 6을 참조하여, 차량A(17)는 배터리(미도시) 등을 동력원으로하여, 궤도(16)와 측면에 장착된 두 구동바퀴(18A, 18B)의 마찰력으로 주행하고, 체결선(15)의 길이를 조절하는 방법으로 자전거(14)를 최적 효율로 견인할 수 있다. 구체적으로, 제어장치(미도시)가 차량A의 구동바퀴의 회전수와 원주를 곱한 값과 차량A의 실제 이동거리를 계산하여, 만약, 전자가 후자보다 크다면, 일부 헛바퀴를 도는 것이므로, 상기 구동바퀴와 그에 접하는 궤도 표면 간의 간격을 좁혀 상기 두 값이 일치하는 상태를 찾을 수 있고, 재차 상기 간격을 넓히거나 줄이는 과정을 반복하여, 마찰력과 주행능력의 균형 상태를 유지함으로써, 구동저항의 잉여를 제거할 수 있다.
도 7은 도 6의 차량A(17)를 위에서 바라본 평면도이다.
차량A가 여타 차량을 견인하거나, 그 반대의 경우 모두 자기부상의 방법을 적용할 수도 있다.
도 8은 도 5와 도 6에 자기부상 기술을 부가하여 하나의 도면으로 나타낸 것이다.
도 8을 참조하여, 궤도(16) 바닥면에 닫힌회로(20)를 배열하고, 차량A(17) 바닥에 영구자석 또는 전자석(미도시)을 장착한 뒤, 자전거의 주행 속도가 일정 수준에 이르면, 차량A(17) 하부의 자석(19)과 닫힌회로(20)간에 형성되는 척력에 의해 차량A가 궤도(16) 위를 부상하면서, 체결선(15A, 15B)으로 연결된 자전거(14)를 공중으로 일정 정도 부상시켜, 차량A(17)의 지지바퀴에 의한 구름저항을 원천적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 개념은 다양한 형태의 궤도와 차량으로 구현될 수 있으나, 본 발명의 핵심 개념인 구동바퀴와 지지바퀴의 분리, 구동바퀴의 구름저항 조절, 체결된 두 차량의 각각의 구름저항 조절, 및 자기부상에 의한 구름저항의 추가적인 감소 매커니즘은 동일하게 적용된다. 가령, 도 1의 궤도와 차량이 결합하는 요철 형태(凹凸)를 거꾸로 적용할 수도 있다.
도 9를 참조하여, 차량(1) 하부의 오목한 바닥면에 자석(4)을 장착하고, 궤도(2)의 볼록한 상부에 닫힌회로(5)로 장착하며, 차체를 구동할 구동바퀴(3)를 차량 안쪽에 장착하고, 차량 지지바퀴(10)를 도시한 바와 같이 장착한 상태에서도, 구름저항을 최적 상태로 유지하는 본 발명의 매커니즘은 동일하게 적용되며, 그 효과도 같다.
궤도(2)의 내리막 구간에서, 차량A의 구동바퀴에 부가되는 운동에너지를 인출하여 스프링, 에어탱크, 배터리와 같은 차체 내의 에너지 저장장치에 저장할 수 있고, 자기부상의 방법이 적용된 경우, 부가적으로, 차량(1)에 장착된 전자석(4)의 전원을 차단하여 닫힌회로를 구성하고, 궤도(2)의 내리막 구간에 전자석 또는 영구자석을 배열하여, 상기 자석으로 차량(1)의 닫힌회로에 전류를 유도하고, 그를 배터리(6)에 저장할 수 있다.
본 발명의 개념이 적용된 장치가 자기부상의 방법을 포함하는 경우, 일반에 널리 알려진 전자기학적 법칙에 의해, 궤도(2)의 닫힌회로(5)에 자기력선을 유도하는 과정은 차량(1)의 진행을 저해할 수 있다. 따라서, 지지바퀴(10A, 10B)의 구름저항을 제거한 이점의 일부 또는 전부가 상기 전자기적 저해 요소에 의해 상쇄될 수 있으나, 유도된 전류를 수집하여, 궤도(2) 내리막 구간의 전자석 등을 운용하는데 이용할 수 있는 장점이 있다.
1 실시 예의 차량
2 실시 예의 차량의 무게를 지지하거나, 구동바퀴에 마찰력을 제공하는 궤도.
3, 3A, 3B 실시 예의 차량에 장착된 구동바퀴
4 실시 예의 차량에 장착된 영구자석 또는 전자석
5 실시 예의 궤도궤도 표면에 장착된 닫힌회로
6 실시 예의 차량 내부의 에너지원
7 실시 예의 궤도에 장착된 닫힌회로에 유도된 전기를 인출하기 위한 전력선
8 실시 예의 궤도 수평면 표면
9 실시 예의 궤도 수직면 표면
10, 10A, 10B 실시 예의 차량의 무게를 지지하는 비탄성 재질의 바퀴
11 실시 예의 차량 상부에 장착된 구동바퀴
12 실시 예의 차량의 구동바퀴와의 마찰력을 제공하기 위해 궤도 상부에 설치된 궤도
13 실시 예의 차량B가 주행하는 도로의 표면
14 실시 예의 차량A를 견인하거나, 차량A에 의해 견인되는 이동장치
15, 15A, 15B 실시 예의 차량A와 차량B를 체결하는 체결선
16 실시 예의 차량A가 주행하는 궤도
17 실시 예의 차량A
18, 18A, 18B 실시 예의 차량A의 측면에 장착된 구동바퀴
19 실시 예의 차량A 바닥면에 장착된 닫힌회로
20 실시 예의 차량A가 주행하는 궤도 표면에 장착된 닫힌회로
21 차량 진행 방향
22A, 22B, 22C, 22D 차량 진행 방향과 직각인 방향의 예시
23A 차량 진행 방향과 직각인 원의 예시
23B 차량 진행 방향과 직각인 원에 접하는 궤도의 위치 예시

Claims (1)

  1. 지면 또는 공중에 장착된 하나 이상의 궤도, 상기 궤도 중 어느 한 궤도의 표면과 접하는 지지바퀴, 상기 어느 한 궤도 또는 여타 위치에 설치된 여타 궤도의 표면과 접하는 구동바퀴, 상기 구동바퀴의 구동과 모든 바퀴의 인입과 인출을 제어하는 장치를 포함하는 차량A에 있어서, 상기 구동바퀴는 궤도 표면과의 마찰력에 의해 추진력을 회득하고, 상기 지지바퀴는 차체를 궤도 표면에서 이격하며, 상기 제어장치는 구동바퀴의 미끄러짐을 감지하거나, 바퀴의 원주 길이와 일정 기간 동안의 회전수를 곱한 값과 상기 기간 동안의 실제 주행 거리를 비교하여, 상기 바퀴와 궤도 표면 간의 밀착 정도와 마찰력의 크기를 제어하여, 주행에 필수적인 마찰력을 초과하는 구름저항을 제거할 수 있고,;

    차량A의 지지바퀴가 장착된 표면에 영구자석 또는 전자석을 할박어레이 배열로 장착하고, 상기 표면과 마주하는 궤도 표면에 닫힌회로를 배열한 뒤, 차량A의 이동 속도가 일정한 수준에 이르면, 상기 지지바퀴를 차량A 내부로 인입하고, 상기 자석의 자기력선과 상기 닫힌회로에 유도된 자기력선 간의 척력에 의해 차량A가 상기 마주하는 궤도 표면에서 부상하여 주행할 수 있으며, 상기 닫힌회로에 유도된 전류를 인출하여 별도의 장소에 저장할 수 있고;

    본 발명의 개념이 적용된 차량이 자기부상의 방법으로 주행할 때, 차체의 무게 중심이 궤도 표면의 닫힌 회로 상에서 어느 일측 또는 일 지점으로 쏠리는 것을 방지하기 위해, 차체와 자석을 분리하고, 그 사이에 기체압, 유압, 또는 수압의 완충 장치를 둠으로써, 차체 중량이 차체에 부착된 자석 표면적 및 궤도 상에 배열된 닫힌 회로 표면적 전반에 골고루 분산되게 할 수 있으며,;

    본 발명의 차량A가 여타 차량B를 체결하여 견인하는 경우, 차량A의 바퀴가 미끄러지거나, 바퀴 원주와 일정 기간 동안의 바퀴 회전수를 곱한 값이 상기 기간 동안 차량A의 주행 거리보다 큰 경우, 차량A의 제어장치는 차량A의 구동 바퀴에 부가되는 마찰력 또는 구름저항을 늘리고, 재차 줄이는 과정을 반복하는 방법으로 차량A의 주행에 필수적인 구동바퀴의 마찰력을 초과하는 잉여 마찰력 또는 구름저항을 제거하며,;

    반대로, 어느 한 차량B가 본 발명의 개념이 적용된 차량A를 체결하여 견인하는 경우, 차량B의 제어장치는 차량B의 바퀴가 미끄러지거나, 바퀴 원주와 일정 기간 동안의 바퀴 회전수를 곱한 값이 상기 기간 동안 주행한 거리보다 큰 경우, A와 B 간의 체결선 간격을 늘려 B의 구동 바퀴에 부가되는 마찰력 또는 구름저항을 늘리는 방법으로 차량B의 주행에 필수적인 구동바퀴의 마찰력을 초과하는 잉여 마찰력 또는 구름저항을 제거하고,;

    궤도의 내리막 구간에서 차량A 및/또는 차량B의 위치에너지를 차량A 및/또는 차량B의 구동바퀴에 부가되는 운동에너지로 인출하여, 상기 차량의 스프링, 에어탱크, 및 배터리를 포함하는 에너지 저장장치에 저장하고, 추후에 그를 인출하여 상기 차량들의 추진력에 부가할 수 있으며, 부가적으로, 본 발명의 자기부상 방법이 적용된 차량의 경우, 내리막 구간의 궤도 표면에 전자석 또는 영구자석을 장착하고, 차량A의 전자석을 닫힌회로로 전환하여, 상기 닫힌회로에 유도된 전류를 차량A의 배터리에 저장 및 이용할 수 있는 것을 특징으로 하는 타이어의 비탄성 변형과 구름저항을 줄이는 방법 및 상기 방법의 일부 또는 전부를 적용한 이동, 교통, 물류장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107842567A (zh) * 2017-09-18 2018-03-27 河南理工大学 直线电机制动装置
CN112722742A (zh) * 2021-01-25 2021-04-30 焦作大学 一种农业用单轨道吊挂物流装置
CN114013212A (zh) * 2021-10-25 2022-02-08 西南科技大学 一种磁力约束的滑板副

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030112105A1 (en) 2001-06-29 2003-06-19 The Regents Of The University Of California Laminated track design for inductrack maglev systems
KR101048056B1 (ko) 2009-11-06 2011-07-11 한국전기연구원 자기부상 및 자기베어링을 이용한 직선이송장치
KR101234704B1 (ko) 2012-06-14 2013-02-19 한경대학교 산학협력단 자기부상 운송장치
US8578860B2 (en) 2008-09-18 2013-11-12 Lawrence Livermore National Security, Llc Inductrack III configuration—a maglev system for high loads
KR101488135B1 (ko) 2014-06-10 2015-01-30 한경대학교 산학협력단 전자석 위치 가변구조를 갖는 자기부상 물류 이송장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030112105A1 (en) 2001-06-29 2003-06-19 The Regents Of The University Of California Laminated track design for inductrack maglev systems
US8578860B2 (en) 2008-09-18 2013-11-12 Lawrence Livermore National Security, Llc Inductrack III configuration—a maglev system for high loads
KR101048056B1 (ko) 2009-11-06 2011-07-11 한국전기연구원 자기부상 및 자기베어링을 이용한 직선이송장치
KR101234704B1 (ko) 2012-06-14 2013-02-19 한경대학교 산학협력단 자기부상 운송장치
KR101488135B1 (ko) 2014-06-10 2015-01-30 한경대학교 산학협력단 전자석 위치 가변구조를 갖는 자기부상 물류 이송장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107842567A (zh) * 2017-09-18 2018-03-27 河南理工大学 直线电机制动装置
CN112722742A (zh) * 2021-01-25 2021-04-30 焦作大学 一种农业用单轨道吊挂物流装置
CN112722742B (zh) * 2021-01-25 2022-04-12 焦作大学 一种农业用单轨道吊挂物流装置
CN114013212A (zh) * 2021-10-25 2022-02-08 西南科技大学 一种磁力约束的滑板副
CN114013212B (zh) * 2021-10-25 2023-11-10 西南科技大学 一种磁力约束的滑板副

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