KR20180052880A - 자기부상 장치 - Google Patents

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KR20180052880A
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이인숙
위선옥
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이인숙
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Abstract

도체판 위에서 자기부상하는 자기부상 장치로서, 상기 도체판 상부에 위치하고, 자기부상 장치의 하부를 이루는 프레임; 상기 프레임에 구비되어 회전동력을 발생시키는 모터; 상기 모터로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 회전하는 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번하여 배열된 복수개의 영구자석을 각각 구비하여, 회전에 의한 상기 도체판과 상기 복수개의 영구자석과의 상호작용에 의해 상측으로의 부상력과 회전에 의해 굴러가려는 방향으로의 견인력을 각각 발생시키는 복수의 바퀴; 상기 모터의 회전동력을 상기 복수의 바퀴에 전달하여 상기 복수의 바퀴가 회전하도록 하는 동력전달부; 상기 복수 개의 바퀴의 방향을 각각 조종하여 각각의 바퀴가 회전에 의해 발생시키는 견인력이 작용하는 방향을 바꾸는 복수의 조향장치; 및 자기부상 자동차가 상기 도체판 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능하도록 상기 모터 및 상기 복수 개의 조향장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 자기부상 장치를 제공하여, 상기 복수개의 바퀴의 회전중심축의 방향을 각각 조향하여 상기 바퀴에서 각각 발생하는 견인력의 방향을 제어함으로써, 도체판(E) 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능하다.

Description

자기부상 장치{Magnetic Levitation Device}
본 발명은 자기부상 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 N극과 S극이 원주방향을 따라 교번적으로 배치되는 복수개의 바퀴를 회전시켜, 도체판 상부에서 자기부상할 수 있으며, 각 바퀴에서 발생되는 견인력의 상쇄정도를 조절하여 자기부상한 상태에서 전후좌우 이동 및 회전이 가능한 자기부상장치에 관한 것이다.
일반적으로 자기부상기술은 자기 흡인식과 자기반발식으로 나누어진다.
이중 자기 반발식 자기부상기술은 영구자석이 회전하면서 발생하는 자속의 변화에 따라 2차측인 전도체에 발생하는 와전류에 의한 자속변화와 영구자석의 자속변화 사이에 발생하는 반발력을 이용하여 물체를 부상시키는 기술이다.
한편, 이러한 자기 반발식 자기부상기술은 축방향으로 영구자석을 배열하는 방식과 원주방향으로 영구자석을 배열하는 방식으로 나눌 수 있다.
도 1은 원주방향으로 영구자석을 배열하는 방식의 자기부상기술의 개념도이다.
도 1을 참조하면 영구자석(M)이 배열된 바퀴(WH)를 구리나 알루미늄과 같은 도체판(E) 위에서 회전시키면 부상력(L)과 견인력(P)이 동시에 발생하게 되는데, 두 힘 모두 바퀴의 회전축과 수직인 방향으로 작용한다.
이때에, 부상력(L)은 바퀴(WH)를 도체판(E) 상측으로 부상시키려는 힘이고 견인력(P)은 바퀴(WH)가 굴러가는 방향으로 이끄는 힘이다.
이와 같이 영구자석이 배열된 바퀴(WH)의 회전에 의해 발생하는 부상력(L)과 견인력(P)을 적절히 조절하여, 도체판(E) 위에서 자기부상하며 다양한 움직임이 가능한 자기부상장치가 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1230045호(2013.02.05 공고)
본 발명은 상술한 요구사항을 만족시키기 위한 것으로, 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배열된 복수개의 영구자석을 구비하는 복수의 바퀴의 회전에 의해 도체판 위에서 자기부상이 가능하며, 복수의 바퀴를 조향하여 각 바퀴의 회전에 의해 발생하는 견인력의 상쇄정도를 조절하여 전후좌우 이동 및 회전이 가능한 자기부상장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 자기부상 장치는, 도체판 위에서 자기부상하는 자기부상 장치로서, 상기 도체판 상부에 위치하고, 자기부상 장치의 하부를 이루는 프레임; 상기 프레임에 구비되어 회전동력을 발생시키는 모터; 상기 모터로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 회전하는 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번하여 배열된 복수개의 영구자석을 각각 구비하여, 회전하는 상기 복수개의 영구자석과 상기 도체판의 상호작용에 의해 상측으로의 부상력과 회전에 의해 굴러가려는 방향으로의 견인력을 각각 발생시키는 복수의 바퀴; 상기 모터의 회전동력을 상기 복수의 바퀴에 전달하여 상기 복수의 바퀴가 회전하도록 하는 동력전달부; 상기 복수 개의 바퀴의 방향을 각각 조종하여 각각의 바퀴가 회전에 의해 발생시키는 견인력이 작용하는 방향을 바꾸는 복수의 조향장치; 및 상기 자기부상 장치가 상기 도체판 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능하도록 상기 모터 및 상기 복수 개의 조향장치를 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상 장치에서, 상기 동력전달부는, 상기 모터에 의해 발생된 회전동력을 상기 복수의 바퀴에 각각 전달하도록 동수(同數)로 각각 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상 장치에서, 상기 동력전달부는, 상기 모터의 회전축과 기어결합되어 회전하는 드라이빙 회전축 및 상기 드라이빙 회전축과 등속 조인트 방식에 의해 결합되어 상기 드라이빙샤프트와 등속으로 회전하는 바퀴 회전축을 각각 구비하고, 상기 복수의 바퀴는 상기 바퀴 회전축에 연결되어 상기 바퀴 회전축과 함께 회전할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상 장치에서, 상기 바퀴, 상기 동력전달부, 및 상기 조향장치는 각각 4개씩 구비되고, 어느 하나의 상기 드라이빙 회전축과 이에 인접하는 다른 하나의 드라이빙 회전축은 상호 90도의 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상 장치에서, 상기 조향장치는 상기 드라이빙 회전축과 상기 바퀴 회전축의 연결각도를 시계방향 및 반시계방향으로 45도 이상 각각 회전시킬 수 있도록 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상 장치에서, 상기 조향장치는, 내측에서 상기 드라이빙 회전축이 회전 가능하도록 지지하는 드라이빙 회전축 지지부; 상기 드라이빙 회전축 지지부의 일단에 상기 도체판에 수직한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 구비되며, 내측에서 상기 바퀴 회전축이 회전가능하도록 지지하고, 일측에 돌출되어 형성된 제1링크연결부재를 구비하는 바퀴 회전축 지지부; 상기 프레임에 구비되며, 일측으로 돌출되어 상기 도체판에 수직한 회전축을 중심으로 회전하는 제2링크연결부재를 구비하는 조향모터; 및 일단은 상기 제2링크연결부재에 회전가능하도록 연결되고, 타단은 상기 제1링크연결부재에 회전가능하도록 연결되는 조향링크;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상 장치에서, 상기 바퀴는, 상기 바퀴 회전축에 연결되어 회전하는 휠, 상기 휠의 외주면에 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번하여 배열된 복수개의 영구자석, 및 상기 영구자석을 덮도록 형성된 고무재질의 타이어를 구비할 수 있다.
본 발명에 의한 자기부상장치에 의하면, 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배열되는 복수 개의 영구자석을 각각 구비하는 복수의 바퀴를 구비하고, 상기 복수 개의 바퀴의 회전중심축의 방향을 각각 조향하여 상기 바퀴에서 각각 발생하는 견인력의 방향을 제어함으로써, 도체판 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능한 자기부상 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 원주방향으로 영구자석을 배열하는 방식의 자기부상기술의 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치의 측면도.
도 4는 도 2의 A-A'에 따른 단면도.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치의 일부를 확대한 사시도.
도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치의 일부를 확대한 평면도.
도 6의 (a) 및 (b)는 도 5의 (a) 및 (b)에서 시계방향으로 바퀴의 방향이 바뀐 것을 도시한 것.
도 7의 (a) 및 (b)는 도 5의 (a) 및 (b)에서 반시계방향으로 바퀴의 방향이 바뀐 것을 도시한 것.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치가 전후진 이동할 때의 각각의 바퀴의 방향을 도시한 것.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치가 좌우이동할 때의 각각의 바퀴의 방향을 도시한 것.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치가 회전이동할 때의 각각의 바퀴의 방향을 도시한 것.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치의 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치(100)는 프레임(110), 모터(120), 바퀴(130), 동력전달부(140), 조향장치(150), 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
프레임(110)은 도체판(E)의 상부에 위치할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치(100)의 하부를 이룰 수 있다.
이때에, 상기 도체판(E)은 구리(Cu), 알미늄(Al), 또는 이들 중 어느 하나를 포함하는 합금재질로 구비될 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)은 대략 직사각형 형태로 구비될 수 있으며, 전후방으로의 길이가 좌우방향으로의 폭보다 큰 직사각형 형태일 수 있다.
이때에, 상기 프레임(110)은 사람이 탑승할 수 있는 적어도 하나의 좌석(111)을 구비할 수 있다.
모터(120)는 상기 프레임에 복수 개가 구비되어 회전동력을 발생시킬 수 있다.
여기에서 상기 모터(120)는 도 2에서 도시하는 바와 같이, 상기 프레임(110)의 모서리 부근에 각각 하나씩 4개가 구비될 수 있다.
바퀴(130)는 복수개가 구비될 수 있으며, 상기 각각의 모터(120)로부터 회전동력을 받아 회전할 수 있다.
즉, 상기 바퀴(130)는 상기 4개의 모터(120)로부터 각각 회전동력을 전달받아 회전하도록 4개가 구비될 수 있으며, 상기 프레임(110)의 모서리 부분에 각각 하나씩 구비될 수 있다.
도 4는 도 2의 A-A'에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 바퀴(130)는 후술하는 바퀴회전축(142)에 결합하여 회전하는 휠(131), 상기 휠의 외주면에 N극과 S극이 교번적으로 배열되도록 구비되는 복수 개의 영구자석(132), 및 상기 복수 개의 영구자석(132)를 덮도록 형성된 타이어(133)를 구비할 수 있다.
이때에, 상기 타이어(133)는 고무재질일 수 있으며, 합성고무 또는 천연고무 재질일 수 있다.
동력전달부(140)는, 상기 모터(120)에 의해 발생된 회전동력을 상기 복수의 바퀴(130)에 각각 전달하여 상기 복수의 바퀴(130)가 각각 회전하도록 할 수 있다.
이를 위해서, 상기 동력전달부(140)는 상기 복수의 바퀴(130)와 동수(同數)로 구비될 수 있다.
즉, 상기 동력전달부(140)는 4개가 구비될 수 있으며, 상기 프레임(110)의 모서리 부분에 각각 구비될 수 있다.
도 5의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치(100)의 일부를 확대한 사시도이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기부상 장치(100)의 일부를 확대한 평면도이다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 동력전달부(140)는 상기 모터(120)의 회전축(121)과 기어 결합되어 회전하는 드라이빙 회전축(141) 및 상기 드라이빙 회전축(141)과 결합되어 회전하는 바퀴 회전축(142)를 포함할 수 있다.
이때에, 상기 바퀴 회전축(142)의 일단에는 상기 바퀴(130)가 연결되어 상기 바퀴 회전축(142)과 함께 회전할 수 있다.
또한, 상기 드라이빙 회전축(141)과 상기 바퀴 회전축(142)은 등속 조인트 방식에 의해 결합될 수 있다.
이를 통해서, 상기 바퀴 회전축(142)은 후술하는 조향장치(150)에 의해 상기 드라이빙 회전축(141)과의 연결각도가 변경되어도 상기 드라이빙 회전축(141)과 동일한 회전속도로 회전할 수 있다.
한편, 어느 하나의 상기 드라이빙 회전축(141)은 인접하는 다른 하나의 드라이빙 회전축(141)과 90도의 각도를 이루도록 배치될 수 있다.
조향장치(150)는 상기 드라이빙 회전축(141)과 상기 바퀴 회전축(142)의 연결각도를 시계방향 및 반시계방향으로 45도 이상 각각 회전시킬 수 있다.
이를 통해서, 상기 조향장치(150)는 상기 바퀴(130)의 회전에 의해 상기 도체판(E)과의 사이에 발생하는 견인력(P)의 작용방향을 조절할 수 있다.
이를 위해서, 상기 조향장치(150)는 드라이빙 회전축 지지부(151), 바퀴 회전축 지지부(152), 조향모터(153), 및 조향링크(154)를 포함할 수 있다.
드라이빙 회전축 지지부(151)는, 상기 프레임(110)에 구비될 수 있으며, 상기 드라이빙 회전축(141)을 회전가능하도록 지지할 수 있다.
바퀴 회전축 지지부(152)는 상기 드라이빙 회전축 지지부(151)의 일단에 상기 도체판에 수직한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 바퀴 회전축 지지부(152)는 상기 바퀴 회전축(142)이 회전가능하도록 지지할 수 있다.
아울러, 상기 바퀴 회전축 지지부(152)는 일측으로 돌출되어 형성된 제1링크연결부재(152a)를 구비할 수 있다.
조향모터(153)는 상기 프레임(110)에 구비될 수 있으며, 일측으로 돌출되어 상기 도체판(E)에 수직한 회전축을 중심으로 회전하는 제2링크연결부재(153a)를 구비할 수 있다.
이때에, 상기 조향모터(153)는 구동에 의해 상기 제2링크연결부재(153a)를 시계방향 및 시계반대방향으로 회전시킬 수 있다.
조향링크(154)는 일단은 상기 제2링크연결부재(153a)에 회전가능하도록 연결되고, 타단은 상기 제1링크연결부재(152a)에 회전가능하도록 연결될 수 있다.
즉, 상기 조향장치는(150), 드라이빙 회전축 지지부(151), 바퀴 회전축 지지부(152), 조향링크(154) 및 제2링크연결부재(153a)가 4-바 링크(4-bar lankage) 형태로 결합되어, 상기 조향모터(153)에 의한 상기 제2링크연결부재(153a)의 회전에 의해 상기 바퀴 회전축 지지부(152)를 회전하도록 함으로써, 상기 바퀴(130)의 방향을 바꿀 수 있다.
도 6 및 도 7은, 상기 조향장치(150)의 작동에 의해 상기 바퀴(130)의 방향이 바뀌는 것을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 도 5의 (a) 및 (b)에서 시계방향으로 상기 바퀴(130)의 방향이 바뀐 것을 도시한 것이고, 도 7의 (a) 및 (b)는 도 5의 (a) 및 (b)에서 반시계방향으로 상기 바퀴(130)의 방향이 바뀐 것을 도시한 것이다.
도 6의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 조향모터(153)의 구동에 의해 상기 제2링크연결부재(153a)가 시계방향으로 회전하면, 상기 조향링크(154)에 연결된 상기 바퀴 회전축 지지부(152)가 시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 바퀴(130)의 방향이 시계방향으로 회전하는 것을 알 수 있다.
또한, 도 7의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상기 조향모터(153)의 구동에 의해 상기 제2링크연결부재(153a)가 반시계방향으로 회전하면, 상기 조향링크(154)에 연결된 상기 바퀴 회전축 지지부(152)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 상기 바퀴(130)의 방향이 반시계방향으로 회전하는 것을 알 수 있다.
제어부(미도시)는 상기 모터(120) 및 상기 조향장치(150)를 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(미도시)는 상기 모터(120)의 회전속도 및 회전방향을 조절하여 상기 바퀴(130)의 회전속도 및 회전방향을 조절할 수 있으며, 상기 조향장치(150)를 제어하여 상기 바퀴(130)의 회전중심축의 방향을 조절할 수 있다.
이때에, 상기 제어부(미도시)는 상기 각각의 바퀴(130)의 회전속도를 동일하게 하여 상기 각각의 바퀴(130)에서 발생하는 부상력(L) 및 견인력(P)의 크기를 동일하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 각각의 바퀴(130)의 회전중심축의 방향을 조절하여, 상기 각각의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력(P)의 방향을 조절할 수 있다.
이를 통하여, 상기 제어부(미도시)는 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치(100)가 도체판(E) 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능하도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치(100)가 전후진 이동할 때의 상기 각각의 바퀴(130)의 방향을 도시한 것이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치(100)가 좌우이동할 때의 상기 각각의 바퀴(130)의 방향을 도시한 것이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치(100)가 회전이동할 때의 상기 각각의 바퀴(130)의 방향을 도시한 것이다.
도 8의 (a)를 참조하면, 상기 복수의 바퀴(130) 중 전방 양측에 위치하는 두개의 상기 바퀴(130)는 전방을 향하여 나란히 굴러가는 방향으로 회전하며, 후방 좌측에 위치하는 상기 바퀴(130)는 후방 우측을 향하여 굴러가는 방향으로 회전하고, 후방 우측에 위치하는 상기 바퀴(130)는 후방 좌측을 향하여 굴러가는 방향으로 회전할 수 있다.
이와 같은 상태에서는, 후방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 견인력의 좌우를 향하는 성분은 서로 상쇄되고, 전방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 견인력의 좌우성분은 0이 되므로, 좌우방향으로의 이동은 발생하지 않는다.
그러나, 전방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 전방을 향한 견인력의 크기가, 후방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 후방을 향한 견인력의 크기보다 크므로, 상기 자기부상 장치(100)는 전방을 향하여 이동하게 된다.
도 8의 (b)를 참조하면, 상기 복수의 바퀴(130) 중 후방 양측에 위치하는 두개의 상기 바퀴(130)는 후방을 향하여 나란히 굴러가는 방향으로 회전하며, 전방 좌측에 위치하는 상기 바퀴(130)는 전방 우측을 향하여 굴러가는 방향으로 회전하고, 전방 우측에 위치하는 상기 바퀴(130)는 전방 좌측을 향하여 굴러가는 방향으로 회전할 수 있다.
이와 같은 상태에서는, 전방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 견인력의 좌우를 향하는 성분은 서로 상쇄되고, 후방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 견인력의 좌우성분은 0이 되므로, 좌우방향으로의 이동은 발생하지 않는다.
그러나, 후방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 후방을 향한 견인력의 크기가, 전방 양측에 위치하는 상기 바퀴(130)에서 작용하는 전방을 향한 견인력의 크기보다 크므로, 상기 자기부상 장치(100)는 후방을 향하여 이동하게 된다.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 상술한 도 8의 (a) 및 (b)의 경우와 마찬가지 방법에 의해 상기 자기부상 장치(100)가 좌우로 이동할 수 있음을 알 수 있다.
도 10의 (a)를 참조하면, 전방 좌측의 바퀴(130)는 전방을 향해 굴러가는 방향, 전방 우측의 바퀴(130)는 좌측을 향해 굴러가는 방향, 후방 좌측의 바퀴(130)는 우측을 향해 굴러가는 방향, 후방 우측의 바퀴(130)는 후방을 향해 굴러가는 방향으로 회전할 수 있다.
이때에, 전방 좌측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 전방을 향하는 성분과 후방 우측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 후방을 향하는 성분은 서로 상쇄된다.
또한, 전방 우측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 좌측을 향하는 성분과 후방 좌측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 우측을 향하는 성분은 서로 상쇄된다.
그러나, 전방 좌측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력과 후방 우측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력은 동일선상에서 작용하지 않으므로, 커플링에 의해 시계방향으로의 토크가 발생하게 된다.
마찬가지로, 전방 우측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력과 후방 좌측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력 또한 동일선상에서 작용하지 않으므로, 커플링에 의해 반시계방향으로의 토크가 발생하게 된다.
이때에, 전방 좌측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 벡터와 후방 우측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 벡터 사이의 거리가, 전방 우측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 벡터와 후방 좌측의 바퀴(130)에서 발생하는 견인력의 벡터 사이의 거리보다 좁기 때문에, 반시계방향으로의 토크가 더 크게 된다.
따라서, 이와 같은 상태에서는 상기 자기부상 장치(100)는 반시계방향으로 회전하게 된다.
마찬가지로, 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치(100)는, 도 10의 (b)에서 도시하는 바와 같이 상기 바퀴(130)가 각각 제어되는 경우에는 시계방향으로 회전하도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치(100)는, 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번적으로 배열되는 복수개의 영구자석을 구비하는 복수의 바퀴(130)를 구비하고, 상기 복수개의 바퀴(130)의 회전중심축의 방향을 각각 조향하여 상기 바퀴(130)에서 각각 발생하는 견인력의 방향을 제어함으로써, 도체판(E) 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능하다.
이상에서, 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 본 발명의 일 실시예에 의한 자기부상 장치
110: 프레임 111: 좌석
120: 모터 130: 바퀴
131: 휠 132: 영구자석
133: 타이어 140: 동력전달부
141: 드라이빙 회전축 142: 바퀴 회전축
150: 조향장치 151: 드라이빙 회전축 지지부
152: 바퀴 회전축 지지부 152a: 제1링크연결부재
153: 조향모터 153a: 제2링크연결부재
154: 조향링크
E: 도체판 L:부상력
P: 견인력

Claims (7)

  1. 도체판 위에서 자기부상하는 자기부상 장치에 있어서,
    상기 도체판 상부에 위치하고, 자기부상 장치의 하부를 이루는 프레임;
    상기 프레임에 구비되어 회전동력을 발생시키는 모터;
    상기 모터로부터 회전동력을 전달받아 회전하고, 회전하는 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번하여 배열된 복수개의 영구자석을 각각 구비하여, 회전하는 상기 복수개의 영구자석과 상기 도체판의 상호작용에 의해 상측으로의 부상력과 회전에 의해 굴러가려는 방향으로의 견인력을 각각 발생시키는 복수의 바퀴;
    상기 모터의 회전동력을 상기 복수의 바퀴에 전달하여 상기 복수의 바퀴가 회전하도록 하는 동력전달부;
    상기 복수 개의 바퀴의 방향을 각각 조종하여 각각의 바퀴가 회전에 의해 발생시키는 견인력이 작용하는 방향을 바꾸는 복수의 조향장치; 및
    자기부상 자동차가 상기 도체판 위에서 자기부상하여 전후좌우 이동 및 회전이동이 가능하도록 상기 모터 및 상기 복수 개의 조향장치를 제어하는 제어부;를 포함하는 자기부상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 동력전달부는, 상기 모터에 의해 발생된 회전동력을 상기 복수의 바퀴에 각각 전달하도록 동수(同數)로 각각 구비되는 자기부상 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력전달부는, 상기 모터와 기어결합되어 회전하는 드라이빙 회전축 및 상기 드라이빙 회전축과 등속 조인트 방식에 의해 결합되어 상기 드라이빙샤프트와 등속으로 회전하는 바퀴 회전축을 각각 구비하고,
    상기 복수의 바퀴는 상기 바퀴 회전축에 연결되어 상기 바퀴 회전축과 함께 회전하는 자기부상 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조향장치는,
    내측에서 상기 드라이빙 회전축이 회전 가능하도록 지지하는 드라이빙 회전축 지지부;
    상기 드라이빙 회전축 지지부의 일단에 상기 도체판에 수직한 회전축을 중심으로 회전가능하도록 구비되며, 내측에서 상기 바퀴 회전축이 회전가능하도록 지지하고, 일측에 돌출되어 형성된 제1링크연결부재를 구비하는 바퀴 회전축 지지부;
    상기 프레임에 구비되며, 일측으로 돌출되어 상기 도체판에 수직한 회전축을 중심으로 회전하는 제2링크연결부재를 구비하는 조향모터; 및
    일단은 상기 제2링크연결부재에 회전가능하도록 연결되고, 타단은 상기 제1링크연결부재에 회전가능하도록 연결되는 조향링크;를 포함하는 자기부상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바퀴, 상기 동력전달부, 및 상기 조향장치는 각각 4개씩 구비되고,
    어느 하나의 상기 드라이빙 회전축과 이에 인접하는 다른 하나의 드라이빙 회전축은 상호 90도의 각도를 이루도록 배치되는 자기부상 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조향장치는 각각 상기 바퀴를 시계방향 및 반시계방향으로 45도 이상 회전시킬 수 있도록 구비되는 자기부상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바퀴는,
    상기 바퀴회전축에 연결되어 회전하는 휠, 상기 휠의 외주면에 원주방향을 따라 N극과 S극이 교번하여 배열된 복수개의 영구자석, 및 상기 영구자석을 덮도록 형성된 고무재질의 타이어를 구비하는 자기부상 장치.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109228883A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 西南交通大学 一种全悬浮的电动磁悬浮汽车
WO2020112489A1 (en) * 2018-11-28 2020-06-04 Newton Dean Autonomous vehicle having independent steering
WO2021232119A1 (pt) * 2020-05-18 2021-11-25 Neto Manoel Conjunto de rodagem com sistema de levitação por supercondutores e indução eletromagnética
CN113825664A (zh) * 2019-05-15 2021-12-21 埃萨姆·阿卜杜勒拉赫曼·阿马尔 用于球形组件的设备和方法
US11358660B2 (en) 2018-11-28 2022-06-14 Cargotec Patenter Ab Autonomous vehicle having rotatable fifth wheel

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07264720A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Fujitsu Ltd 磁気浮上搬送装置
KR20100045720A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 한국전력공사 영구자석 회전형 자기부상장치
KR101032375B1 (ko) * 2009-11-18 2011-05-03 주승돈 자동차용 에너지 저감 장치
KR20140062355A (ko) * 2012-11-14 2014-05-23 현대자동차주식회사 인휠모터 전기자동차의 제어장치 및 방법
JP2015142501A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 有限会社アーミック 磁気浮上移動装置
KR20160051125A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 현대모비스 주식회사 자동차의 조향장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07264720A (ja) * 1994-03-18 1995-10-13 Fujitsu Ltd 磁気浮上搬送装置
KR20100045720A (ko) * 2008-10-24 2010-05-04 한국전력공사 영구자석 회전형 자기부상장치
KR101032375B1 (ko) * 2009-11-18 2011-05-03 주승돈 자동차용 에너지 저감 장치
KR20140062355A (ko) * 2012-11-14 2014-05-23 현대자동차주식회사 인휠모터 전기자동차의 제어장치 및 방법
JP2015142501A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 有限会社アーミック 磁気浮上移動装置
KR20160051125A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 현대모비스 주식회사 자동차의 조향장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109228883A (zh) * 2018-09-30 2019-01-18 西南交通大学 一种全悬浮的电动磁悬浮汽车
WO2020112489A1 (en) * 2018-11-28 2020-06-04 Newton Dean Autonomous vehicle having independent steering
US11358660B2 (en) 2018-11-28 2022-06-14 Cargotec Patenter Ab Autonomous vehicle having rotatable fifth wheel
US11396326B2 (en) 2018-11-28 2022-07-26 Cargotec Patenter Ab Autonomous vehicle having independent steering
US11801906B2 (en) 2018-11-28 2023-10-31 Cargotec Patenter Ab Autonomous vehicle having rotatable fifth wheel
CN113825664A (zh) * 2019-05-15 2021-12-21 埃萨姆·阿卜杜勒拉赫曼·阿马尔 用于球形组件的设备和方法
CN113825664B (zh) * 2019-05-15 2024-04-12 埃萨姆·阿卜杜勒拉赫曼·阿马尔 用于球形组件的设备和方法
WO2021232119A1 (pt) * 2020-05-18 2021-11-25 Neto Manoel Conjunto de rodagem com sistema de levitação por supercondutores e indução eletromagnética

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