KR20180059966A - Wheel unit device for overcoming obstacles in vehicles - Google Patents

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KR20180059966A KR1020160158859A KR20160158859A KR20180059966A KR 20180059966 A KR20180059966 A KR 20180059966A KR 1020160158859 A KR1020160158859 A KR 1020160158859A KR 20160158859 A KR20160158859 A KR 20160158859A KR 20180059966 A KR20180059966 A KR 20180059966A
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Abstract

Provided is an automotive wheel unit apparatus for overcoming an obstacle, comprising: a rotary shaft mountable on a frame or a rail of an automobile; an actuator connected to the rotary shaft and rotating the rotary shaft; and a wheel unit connected to the rotary shaft and rotating with rotation of the rotary shaft, and having a radius larger than a radius of the front wheel of the automobile.

Description

차량용 장애물 극복용 바퀴유닛 장치{omitted}A wheel unit device for overcoming an obstacle in a vehicle

본 발명은 차량용 장애물 극복용 보조 유닛이 구비되어 장애물을 용이하게 극복할 수 있는 바퀴유닛 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wheel unit apparatus having an auxiliary unit for overcoming an obstacle in a vehicle.

최근 SUV 차량의 판매가 두드러지게 성장하였고, 이와 같이 OFF-ROAD 차량 관련 시장 또한 성장하였다. OFF-ROAD 차량은 길이 없는 곳을 운전하는 스포츠의 일종이다. 그런데 길이 없는 곳을 운전하고 다니면 크고 작은 장애물을 만나게 되는데, 이를 넘을 수 없다. 그리고 무리하게 진행하게 되면 차량의 손상과 운전자의 안전사고 문제가 발생한다.Recently, sales of SUVs have grown remarkably, and the market for OFF-ROAD vehicles has also grown. OFF-ROAD A vehicle is a type of sport where you drive without roads. However, if you drive a place without roads, you will meet big and small obstacles. And if it goes too far, damage to the vehicle and driver's safety problems will occur.

대한민국 등록특허 제10-1586703호에서는 바퀴 부에 결합 되는 치차유닛이 돌출유닛들을 포함하고, 상기 돌출유닛들이 장애물과의 맞물림을 통해 장애물을 극복할 수 있는 바퀴유닛이 개시되어 있으나, 바퀴유닛의 구조가 일반적인 바퀴 구조와 달라 별도로 바퀴를 제조하여야 하는 문제가 있고, 대한민국 등록실용신안 제20-0339103호에서는 고정바퀴 전, 후에는 한 쌍의 보조바퀴가 형성되어 장애물 또는 턱을 손쉽게 넘을 수 있도록 한 이중 바퀴구조를 갖는 손수레가 개시되어 있으나, 두 개의 보조바퀴를 별로도 부착하여야 하는 등 구조가 복잡한 문제가 있다.Korean Patent No. 10-1586703 discloses a wheel unit in which a gear unit coupled to a wheel unit includes protruding units and the protruding units can overcome an obstacle through engagement with an obstacle. The conventional wheel structure is different from the general wheel structure and there is a problem that the wheel must be manufactured separately. In the Korean Registered Utility Model No. 20-0339103, a pair of auxiliary wheels are formed before and after the fixed wheel, Although a hand wheel having a wheel structure is disclosed, there is a problem in that the structure is complicated such that two auxiliary wheels must be attached to each wheel.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 노면의 큰 둔 턱, 바위와 같은 장애물을 큰 충격 없이 용이하게 넘을 수 있는 탈착과 부착이 가능한 차량용 장애물 극복용 바퀴 유닛을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wheel unit for overcoming obstacles in a vehicle that can easily be mounted and dismounted without causing a large impact on an obstacle such as a large obstacle on a road surface or a rock.

차량용 장애물 극복 장치에 있어서, 상기 차량의 프레임 또는 레일에 장착 가능한 회전축; 상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축을 회전시키는 액츄에이터; 및 상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축의 회전에 따라 회전하고, 상기 차량의 전륜의 반경보다 큰 반경을 갖는 바퀴 유닛을 포함하는, 차량용 장애물 극복 장치를 제공된다.An obstacle avoidance device for a vehicle, comprising: a rotation shaft mountable to a frame or a rail of the vehicle; An actuator connected to the rotating shaft and rotating the rotating shaft; And a wheel unit connected to the rotation shaft and rotating in accordance with rotation of the rotation shaft, the wheel unit having a radius larger than a radius of the front wheel of the vehicle.

상기 바퀴 유닛은 상기 회전축을 중심으로 부채꼴 형태로 이루어지는, 차량용 장애물 극복 장치이다.And the wheel unit is formed in a sector shape around the rotation shaft.

또한, 상기 회전축은 상기 차량의 전륜의 구동축보다 전방에 배치되는, 차량용 장애물 극복 장치이다.Further, the rotation axis is disposed ahead of the drive shaft of the front wheel of the vehicle.

상기 바퀴 유닛은 상기 회전축의 회전에 따라 상기 차량의 외부에 노출되거나 상기 차량의 내부에 삽입되는, 차량용 장애물 극복 장치이다.And the wheel unit is exposed to the outside of the vehicle or inserted into the interior of the vehicle in accordance with rotation of the rotary shaft.

차량에 있어서, 프레임; 상기 프레임과 연결되는 레일; 상기 차량의 전방에 위치된 물체를 감지하는 센서; 상기 프레임 또는 상기 레일에 장착 가능하고, 상기 차량의 전륜 구동축보다 전방에 상기 차량의 전륜 구동축과 평행하게 배치되는 회전축; 상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축의 회전에 따라 회전하고, 상기 차량의 전륜의 반경보다 큰 반경을 갖는 바퀴 유닛; 상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축을 회전시키는 액츄에이터; 및 상기 센서에 의해 감지된 데이터에 기초하여 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 차량이다.A vehicle comprising: a frame; A rail connected to the frame; A sensor for sensing an object located in front of the vehicle; A rotation shaft mounted on the frame or the rail and disposed in parallel with the front wheel drive shaft of the vehicle in front of the front wheel drive shaft of the vehicle; A wheel unit connected to the rotary shaft and rotated in accordance with rotation of the rotary shaft and having a radius larger than a radius of the front wheel of the vehicle; An actuator connected to the rotating shaft and rotating the rotating shaft; And a controller for controlling the operation of the actuator based on the data sensed by the sensor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 노면의 큰 둔 턱, 바위와 같은 장애물을 큰 충격 없이 용이하게 넘을 수 있는 차량용 장애물 극복용 바퀴 유닛을 제공할 수 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a wheel unit for overcoming an obstacle in a vehicle, which can easily pass obstacles such as rocks and rocks on the road without a large impact.

도 1은 본 차량용 장애물 극복 장치를 장착한 자동차의 정면도이다.
도 2는 차량용 장애물 극복 장치가 장착된 자동차 외부에 장애물 극복 장치가 노출된 모습을 나타내는 측면도이다.
도 3은 장애물을 감지하기 전과 장애물을 감지한 후의 모습을 나타낸 측면도이다.
도 4는 차량용 장애물 극복 장치로 장애물을 통과하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 차량용 장애물 극복용 장치가 외부로 노출되는 상태를 나타내는 도면이다.1 is a front view of a vehicle equipped with an obstacle avoiding apparatus for a vehicle.
2 is a side view showing an obstacle overcoming device exposed to the outside of a vehicle equipped with an obstacle overcoming device for a vehicle.
3 is a side view showing a state before the obstacle is sensed and after the obstacle is sensed.
4 is a view showing a state in which an obstacle is passed through an obstacle overcoming device for a vehicle.
5 is a view showing a state in which a vehicle obstacle overcoming device is exposed to the outside.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상를 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. to be.

도 1은 본 차량용 장애물 극복 장치를 장착한 자동차의 정면도이고, 도 2는 차량용 장애물 극복 장치가 장찬된 자동차 외부에 장애물 극복 장치가 노출된 모습을 나타내는 측면도이며, 도 3은 장애물을 감지하기 전과 장애물을 감지한 후의 모습을 나타낸 측면도이고, 도 4는 차량용 장애물 극복 장치로 장애물을 통과하는 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a front view of a vehicle equipped with an obstacle overcoming device for a vehicle, FIG. 2 is a side view showing an obstacle overcoming device exposed to the outside of the vehicle, FIG. 4 is a view showing a state of passing through an obstacle by an obstacle overcoming device for a vehicle. FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에서 따른 차량용 장애물 극복용 바퀴유닛(3)은, 차량의 프레임이나 레일에 고정되는 고정 프레임(1)과, 고정 프레임(1)에 연결되는 회전축(2) 그리고 보조바퀴(3)를 포함한다.Referring to these drawings, a vehicle wheel unit 3 for overcoming obstacles according to an embodiment of the present invention includes a fixed frame 1 fixed to a frame or a rail of a vehicle, a rotary shaft (not shown) 2) and the auxiliary wheel (3).

본 발명의 차량용 장애물 극복용 바퀴 유닛(3)은 탈착과 부착이 가능하여 모든 차량에 적용 될 수 있다.The wheel unit (3) for overcoming obstacles for vehicles of the present invention can be applied to all vehicles by being removable and attachable.

차량의 프레임이나 레일에 고정되는 고정 프레임(1)은 바퀴를 연결하기 위한 회전축이 연결되는 형태이면 그 형태에 제한되지 않는다.The shape of the stationary frame 1 fixed to the frame or rail of the vehicle is not limited to that of a form in which the rotating shaft for connecting the wheels is connected.

보조바퀴(3)는 차량 전륜(4)의 안쪽의 양측으로 동일 형태의 제1 보조바퀴(3a)와 제2 보조바퀴(3b)가 제1 고정 프레임(1a)과 제2 고정 프레임(1b)에 의해 연결된 형태로 마련될 수 있다.The first and second auxiliary wheels 3a and 3b of the same shape are fixed to the first fixed frame 1a and the second fixed frame 1b on both sides of the inside of the vehicle front wheel 4, As shown in FIG.

보조바퀴(3)는 차량의 전륜 구동축보다 전방에 배치되어 회전축(2)에 의해 연결된다. 회전축(2)은 차량의 전륜 구동축보다 상부에 위치하고 전륜의 진행방향인 전방 쪽에 연결된다. 즉 보조바퀴(3)의 회전축 중심은 차량의 전륜(4)의 회전축 중심보다 전방 상부에 위치한다.The auxiliary wheels (3) are arranged forward of the front wheel drive shaft of the vehicle and are connected by the rotary shaft (2). The rotary shaft 2 is located above the front wheel drive shaft of the vehicle and is connected to the forward side of the front wheel. That is, the center of the rotation axis of the auxiliary wheel 3 is positioned at the upper front than the center of the rotation axis of the front wheel 4 of the vehicle.

보조바퀴(3)는 차량 주행 시 장애물과 만났을 때 장애물과 먼저 접촉하는 부분으로 차량의 전륜(4)의 반경보다 큰 반경을 갖는 바퀴이다. 아울러 평지 주행 시에는 지면에 접촉하지 않아야 하므로 보조바퀴(3)의 하단은 차량의 전륜(4)의 하단보다 상부에 위치하는 크기로 마련된다.The auxiliary wheel (3) is a wheel which comes into contact with an obstacle when encountering an obstacle when the vehicle is running, and is a wheel having a radius larger than the radius of the front wheel (4) of the vehicle. The lower end of the auxiliary wheel 3 is provided so as to be positioned above the lower end of the front wheel 4 of the vehicle.

보조바퀴(3)는 초음파 센서의 데이터 값에 의해 액츄에이터를 작동한다. 보조바퀴(3)는 초음파 센서에 의해 전방에 장애물의 거리를 인식하여, 데이터 값을 액추에이터에 전달한다. 액추에이터는 전달된 데이터에 의해 보조 바퀴를 차량 내측에서 외측으로 회전축(2)을 이용해 회전시켜 차량(6)의 전방으로 노출되게 한다. 장애물을 통과한 후에는 초음파 센서의 데이터 값을 이용해 액추에이터가 작동하여 내부로 삽입되거나, 다시 전방으로 돌출되게 마련된다.The auxiliary wheel 3 operates the actuator by the data value of the ultrasonic sensor. The auxiliary wheel 3 recognizes the distance of the obstacle ahead by the ultrasonic sensor and transmits the data value to the actuator. The actuator causes the auxiliary wheels to be turned outward from the inside of the vehicle by using the rotary shaft 2 to be exposed forward of the vehicle 6 by the transmitted data. After passing through the obstacle, the actuator is operated using the data value of the ultrasonic sensor and inserted into the interior or protruded forward.

보조바퀴(3)는 장애물을 통과하면 그 역할이 끝나는 바퀴이므로 원형의 바퀴일 필요는 없다. 본 실시 예에서 보조바퀴(3)는 회전축(2)을 중심으로 소정의 중심각을 갖는 부채꼴 형태로 마련된다. 중심각은 보조바퀴(3)와 차량(6)의 무게, 적용되는 차량 내부의 공간, 극복하고자 하는 장애물의 예상 높이 등을 고려하여 정하여 질 수 있다.The auxiliary wheel (3) does not need to be a circular wheel because it is a wheel that ends its role when it passes through an obstacle. In the present embodiment, the auxiliary wheels 3 are provided in a sector shape having a predetermined central angle around the rotating shaft 2. [ The center angle can be determined in consideration of the weight of the auxiliary wheel 3 and the vehicle 6, the space inside the vehicle to be applied, the expected height of the obstacle to be overcome, and the like.

차량의 전륜(4)은 본 발명의 적용대상이 되는 차량에서 일반적으로 사용되는 형태이므로 자세한 설명은 생략한다.Since the front wheel 4 of the vehicle is a type generally used in a vehicle to which the present invention is applied, a detailed description will be omitted.

이와 같이 구성되는 차량용 장애물 극복용 바퀴유닛(5)의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the wheel unit 5 for overcoming the obstacles of the vehicle will now be described.

장애물이 없는 평지에서 지면에서는 차량의 주 바퀴만이 접촉하여 회전하게 된다. 도 3에서 도시된 바와 같이 장애물을 만났을 때를 가정하면, 초음파 센서의 의해 차량의 내측에 있던 보조바퀴(3)가 외부로 노출이 된다. 외부로 노출이 된 보조바퀴(3)가 먼저 장애물에 접촉한다. 보조바퀴(3)는 장애물의 높이에 비하면 훨씬 큰 반경을 가지고 있어, 장애물을 큰 충격 없이 넘을 수 있다.On the ground, where there is no obstacle, only the main wheels of the vehicle come into contact and rotate. Assuming that an obstacle is encountered as shown in FIG. 3, the auxiliary wheel 3 inside the vehicle is exposed to the outside by the ultrasonic sensor. The auxiliary wheel 3 exposed to the outside first comes into contact with the obstacle. The auxiliary wheel (3) has a much larger radius than the height of the obstacle, so that the obstacle can be overcome without a large impact.

보조바퀴(3)가 장애물을 넘는 과정에서 고정 프레임(1)이 들어 올려지므로 차량의 전륜(4)도 같이 들어 올려지며 진행된다. 이어서 보조바퀴(3)가 완전히 장애물 위에 올라서 통과함과 동시에 차량의 전륜(4) 하부에 장애물이 접촉하게 되고, 차량의 전륜(4)도 큰 충격 없이 장애물을 넘게 된다.The fixed frame 1 is lifted in the process of the auxiliary wheel 3 passing over the obstacle, so that the front wheel 4 of the vehicle is also lifted and advanced. Subsequently, the auxiliary wheel 3 passes completely over the obstacle and the obstacle comes into contact with the lower portion of the front wheel 4 of the vehicle, and the front wheel 4 of the vehicle also passes over the obstacle without a large impact.

이하에서는, 본 발명의 차량용 장애물 극복용 바퀴유닛(5)을 차량에 적용한 실시 예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment in which the wheel unit 5 for overcoming obstacles for vehicles of the present invention is applied to a vehicle will be described.

도 5를 참조하면, 본 실시 예의 차량(6)의 범퍼 안쪽의 프레임 또는 레일에 바퀴유닛(5)이 회전축(2)과 고정 프레임(1)에 의해 설치된다.Referring to Fig. 5, a wheel unit 5 is mounted on a frame or a rail inside the bumper of the vehicle 6 of the present embodiment by a rotary shaft 2 and a fixed frame 1. Fig.

본 실시 예는 설명의 단순화를 위해 기본적인 차량의 형태만을 예시하였으나, 전기차량, 무인자동차량, 3륜 차량 등 명칭에 구애되지 않고 모든 차량형태에 적용될 수 있다.Although the present embodiment has exemplified only the basic vehicle form for the sake of simplicity of explanation, it can be applied to all types of vehicles regardless of the name, such as an electric vehicle, an unmanned automatic vehicle, a three-wheeled vehicle and the like.

이와 같이 차량용 장애물 극복용 바퀴유닛(5)이 구비됨으로써 차량 주행 시 노면의 장애물을 만났을 때 상대적으로 큰 보조바퀴(3)에 의해 용이하게 장애물을 통과할 수 있고, 장애물과의 충격 시 차량의 탑승자에게 전달되는 충격량을 줄일 수 있어 안전하게 운행을 즐길 수 있다.The provision of the wheel unit 5 for overcoming obstacles in the vehicle enables the obstacle to pass easily through the relatively large auxiliary wheel 3 when the obstacle on the road surface is encountered while driving the vehicle, So that the user can safely enjoy the operation.

이 외에도 재난 현장에서 사람을 구조하는 로봇과 별 탐사 로봇의 전륜 구동부에 적용하면 움직임에 제약이 없어, 작업이 용이할 것이다.In addition, it can be applied to the front-wheel drive part of the robot for rescuing people at a disaster site and the star exploration robot.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

Claims (5)

차량용 장애물 극복 장치에 있어서,
상기 차량의 프레임 또는 레일에 장착 가능한 회전축; 상기 회전축과 연결되 고, 상기 회전축을 회전시키는 액츄에이터; 및 상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축의 회전에 따라 회전하고, 상기 차량의 전륜의 반경보다 큰 반경을 갖는 바퀴 유닛을 포함하는, 차량용 장애물 극복 장치.In an obstacle overcoming device for a vehicle,
A rotatable shaft mountable to a frame or a rail of the vehicle; An actuator connected to the rotating shaft and rotating the rotating shaft; And a wheel unit connected to the rotation shaft and rotating in accordance with rotation of the rotation shaft, the wheel unit having a radius larger than a radius of the front wheel of the vehicle. 제 1 항에 있어서,
상기 바퀴 유닛을 상기 회전축을 중심으로 부채꼴 형태로 이루어지는, 차량용 장애물 극복 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wheel unit is formed in a sector shape around the rotation shaft. 제 1 항에 있어서,
상기 회전축은 상기 차량의 전륜 구동축보다 전방에 배치되는, 차량용 장애물 극복 장치.The method according to claim 1,
Wherein the rotation axis is disposed forward of the front wheel drive shaft of the vehicle. 제 1 항에 있어서,
상기 바퀴 유닛은 상기 회전축의 회전에 따라 상기 차량의 외부에 노출되거나 상기 차량의 내부에 삽입되는, 차량용 장애물 극복 장치.The method according to claim 1,
Wherein the wheel unit is exposed to the outside of the vehicle or inserted into the inside of the vehicle in accordance with rotation of the rotation shaft. 차량에 있어서,
프레임;
상기 프레임과 연결되는 레일;
상기 차량의 전방에 위치된 물체를 감지하는 센서;
상기 프레임 또는 상기 레일에 장착 가능하고, 상기 차량의 전륜 구동축보다 전방에 상기 차량의 전륜 구동축과 평행하게 배치되는 회전축;
상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축의 회전에 따라 회전하고, 상기 차량의 전륜의 반경보다 큰 반경을 갖는 바퀴 유닛;
상기 회전축과 연결되고, 상기 회전축을 회전시키는 액추에이터; 및
상기 센서에 의해 감지된 데이터에 기초하여 상기 액츄에이터의 동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하는, 차량.In a vehicle,
frame;
A rail connected to the frame;
A sensor for sensing an object located in front of the vehicle;
A rotation shaft mounted on the frame or the rail and disposed in parallel with the front wheel drive shaft of the vehicle in front of the front wheel drive shaft of the vehicle;
A wheel unit connected to the rotary shaft and rotated in accordance with rotation of the rotary shaft and having a radius larger than a radius of the front wheel of the vehicle;
An actuator connected to the rotating shaft and rotating the rotating shaft; And
And a controller for controlling the operation of the actuator based on the data sensed by the sensor.
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