KR20190137324A - 계단 승월형 구동장치 및 승월 구동방법 - Google Patents

계단 승월형 구동장치 및 승월 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190137324A
KR20190137324A KR1020180063376A KR20180063376A KR20190137324A KR 20190137324 A KR20190137324 A KR 20190137324A KR 1020180063376 A KR1020180063376 A KR 1020180063376A KR 20180063376 A KR20180063376 A KR 20180063376A KR 20190137324 A KR20190137324 A KR 20190137324A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wheel
stairs
sensor
driving
motor
Prior art date
Application number
KR1020180063376A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102070575B1 (ko
Inventor
김준형
Original Assignee
주식회사 로보쓰리
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 로보쓰리 filed Critical 주식회사 로보쓰리
Priority to KR1020180063376A priority Critical patent/KR102070575B1/ko
Priority to US16/148,987 priority patent/US10752305B2/en
Priority to DE102018127613.3A priority patent/DE102018127613A1/de
Publication of KR20190137324A publication Critical patent/KR20190137324A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102070575B1 publication Critical patent/KR102070575B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/06—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps
    • A61G5/061—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs with obstacle mounting facilities, e.g. for climbing stairs, kerbs or steps for climbing stairs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/028—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members having wheels and mechanical legs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/04—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven
    • A61G5/041—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs motor-driven having a specific drive-type
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G5/00—Chairs or personal conveyances specially adapted for patients or disabled persons, e.g. wheelchairs
    • A61G5/10—Parts, details or accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/356—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having fluid or electric motor, for driving one or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00—Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/003—Cycles with four or more wheels, specially adapted for disabled riders, e.g. personal mobility type vehicles with four wheels
    • B62K5/007—Cycles with four or more wheels, specially adapted for disabled riders, e.g. personal mobility type vehicles with four wheels power-driven
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00—General characteristics of devices
    • A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0038—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor moving together with the wheel axle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K2007/0092—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor axle being coaxial to the wheel axle

Abstract

본 발명은 계단 승월형 구동장치 및 승월 구동방법이다. 계단 승월형 구동장치의 구체적인 구성은, 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)가 이격된 프레임(20)이 마련되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 사이에는 구동기어(42)가 장착된 전방승월모터(40)가 장착되는 전방모터설치대(23)가 설치되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 사이에는 구동기어(42)가 장착된 후방승월모터(41)가 장착되는 후방모터설치대(24)가 장착되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 전방바퀴(30)가 장착되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 후방바퀴(31)가 장착되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 사이에서 상기 전방모터설치대(23)의 직하방에는 전방승월지지대(50)가 장착되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 사이에서 상기 후방모터설치대(24)의 직하방에는 후방승월지지대(51)가 장착되고, 상기 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)는 연결대(52)를 기준으로 좌우 한쌍으로 장착되며, 상기 연결대(52)에는 상기 구동기어(42)와 치합되는 종동기어(53)가 장착되고, 상기 전방모터설치대(23)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 전방모터설치대(23)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 전방중공부(27)가 각각 형성되어 상기 전방승월지지대(50)가 간섭 없이 회전 운동이 가능하게 되며, 상기 후방모터설치대(24)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 후방모터설치대(24)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 후방중공부(28)가 각각 형성되어 상기 후방승월지지대(51)가 간섭 없이 회전 운동이 가능하게 되고, 상기 전방모터설치대(23)의 일개소에는 전방센서(25)가 장착되며, 상기 후방모터설치대(24)의 일개소에는 후방센서(26)가 장착되는 구성이다.

Description

계단 승월형 구동장치 및 승월 구동방법{The driving device to climb stairs and its driving method}
본 발명은 계단을 올라갈 수 있는 계단 승월형 구동장치 및 승월 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각각 다른 계단의 높이와 너비에 대응하여 안전하게 계단을 올라갈 수 있는 승월형 구동장치 및 승월 구동방법에 관한 것이다.
본 발명의 기술이 속하는 4륜 주행장치는 일반적으로 몸이 불편한 장애인의 이동수단으로 사용되거나, 일반인들이 4륜 주행장치의 체험수단으로 사용되고 있다. 종래 4륜 주행장치의 문제점은 주행중 계단과 같은 단차가 있는 장소를 만날 경우, 주변 사람의 도움을 받지 않는 이상 계단을 오르는 일이 매우 어렵고 번거롭다는 것이다.
이러한 문제점을 해결하고자 종래에는 4륜 주행장치의 저면 즉, 좌우 양쪽에 장착된 바퀴의 내측 저면으로 무한궤도를 장착함으로써, 주행중 계단을 만날 경우 다수개의 계단 모서리부에 상기 무한궤도를 닿게 한 다음, 무한궤도의 넓고 강력한 접촉력을 이용하여 계단을 타고 올라가도록 하고 있다.
그러나 강판으로 만든 벨트를 둘레에 걸어 놓아 타원 형태로 만드는 무한궤도의 구조적 특성상 계단을 오르다가 중심을 잃고 좌우로 비틀어지게 되면, 계단을 타고 미끄러지는 위험한 상황이 초래됨으로써, 4륜 주행장치의 상부에 좌석을 갖추고 이동 목적으로 사용하는 장애인의 주행용 장치로는 한계가 있는 실정이다.
또한, 4륜 주행장치의 상부에 소방용 로봇을 비롯한 산업용 로봇이 장착되더라도 계단에서 중심을 잃고 쓰러지는 문제점이 발생할 수 있음에 따라, 무한궤도 방식의 계단 승월 구동장치는 안전상의 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 몸이 불편하여 이동이 자유롭지 못한 장애인 또는 4륜 주행장치를 체험하는 일반인 또는 소방용 로봇을 비롯한 산업용 로봇이 계단을 오를 때에 장소에 따라 계단의 높이와 너비가 다르더라도 이에 대응하면서 안전하게 계단을 올라갈 수 있는 승월형 구동장치 및 승월 구동방법를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 구체적인 수단은, 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)가 이격된 프레임(20)이 마련되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 사이에는 구동기어(42)가 장착된 전방승월모터(40)가 장착되는 전방모터설치대(23)가 설치되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 사이에는 구동기어(42)가 장착된 후방승월모터(41)가 장착되는 후방모터설치대(24)가 장착되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 전방바퀴(30)가 장착되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 후방바퀴(31)가 장착되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 사이에서 상기 전방모터설치대(23)의 직하방에는 전방승월지지대(50)가 장착되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 사이에서 상기 후방모터설치대(24)의 직하방에는 후방승월지지대(51)가 장착되고, 상기 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)는 연결대(52)를 기준으로 좌우 한쌍으로 장착되며, 상기 연결대(52)에는 상기 구동기어(42)와 치합되는 종동기어(53)가 장착되고, 상기 전방모터설치대(23)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 전방모터설치대(23)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 전방중공부(27)가 각각 형성되어 상기 전방승월지지대(50)가 간섭 없이 회전 운동이 가능하게 되며, 상기 후방모터설치대(24)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 후방모터설치대(24)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 후방중공부(28)가 각각 형성되어 상기 후방승월지지대(51)가 간섭 없이 회전 운동이 가능하게 되고, 상기 전방모터설치대(23)의 일개소에는 전방센서(25)가 장착되며, 상기 후방모터설치대(24)의 일개소에는 후방센서(26)가 장착되는 구성이다.
본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치를 사용하게 되면, 장애인용 휠체어로 사용되는 승월장치(10) 또는 소방용 로봇을 비롯한 산업용 로봇이 장착된 승월장치(10)가 안정된 자세를 유지하면서 안전하게 계단을 오를 수 있게 된다. 특히 장애인에게는 보행범위를 확장시켜 주는 현저한 효과가 있는 것이다. 또한, 종래 무한궤도 형태의 승월 장비와 달리 계단을 사람처럼 밟고 올라갈 수 있음에 따라, 무한궤도의 문제점으로 지적된 미끄럼 현상이 원천적으로 해결된다.
도 1은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 주행순서 사시도
도 2, 3은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 분리 사시도
도 4는 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 결합 사시도
도 5는 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도
도 6은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 주행순서를 나타낸 측면도
도 7은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 구동방법을 나타낸 순서도
이하, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 구체적이고 바람직한 실시예의 기술구성을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 특징적인 요소는 승월장치(10)의 전방과 후방에 장착된 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)가 계단의 수평면을 딛고 승월장치(10)를 계단 상부로 올리는 구성이고, 상기 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)의 회전운동은 전방센서(25) 또는 후방센서(26)의 감지 신호에 따라 전방바퀴(30) 또는 후방바퀴(31)가 계단의 수직면에 근접한 상태에서 작동한다는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 주행순서 사시도이다. 도 1에서와 같이 평평한 노면을 주행하고 있던 승월장치(10)가 계단을 만나더라도 전혀 게의치 않고 마치 사람이 발로 계단을 밟고 올라가듯 승월장치(10)의 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)가 서로 교차 또는 동시에 작동되면서 계단을 딛고 올라가게 된다.
일상에서 흔히 볼 수 있는 4륜 주행장치는 4륜 주행장치의 상부에 좌석을 접목시킨 장애인용 전동 휠체어이다. 지하철이나 빌딩에서 위층과 아래층으로 이동할 때에는 엘리베이터 또는 계단용 리프트장치에 전동 휠체어를 싣고 이동하게 된다.
그러나 주택 단지를 비롯하여 인도 또는 공원 등 생활주변에 설치된 계단을 오르고 내리기 위해서는 반드시 다른 사람의 도움을 받아야 하는 불편함이 있었다.
도 1에서와 같이 본 발명에 따른 승월장치(10)는 상부에 탑승좌석을 장착하고, 작동에 필요한 일반적인 메커니즘을 장착하게 되면, 다른 사람의 도움없이도 용이하게 계단을 오를 수 있게 되므로, 주행의 편의성이 더욱 확장된다.
참고로, 본 발명의 상부에 장착될 수 있는 휠체어 장비 또는 4륜 주행장치의 탑승좌석 및 그에 따른 작동 메커니즘은 공지의 구성 및 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 요지와 부합되지 않는 부연 설명이므로, 그에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2, 3은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 분리 사시도이다. 도 2, 3에서 보듯이 승월장치(10)의 프레임(20)이 마련되되, 상기 프레임(20)은 전방과 후방이 구분되도록 장방형으로 구성된다.
도면상 프레임(20)의 왼쪽 일측방에는 길쭉한 제1바퀴설치대(21)가 위치되고, 도면상 프레임(20)의 오른쪽 일측방에는 제2바퀴설치대(22)가 위치되며, 상기 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)의 사이 전방에는 전방승월모터(40)를 장착하기 위한 전방모터설치대(23)가 위치되고, 상기 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)의 사이 후방에는 후방승월모터(41)를 장착하기 위한 후방모터설치대(24)가 위치되어 각각의 설치대들이 서로 연결되는 구성이다.
상기 제1바퀴설치대(21)의 전방 측면에는 인휠모터(32)가 바퀴의 내측에 내장된 전방바퀴(30)가 장착되고, 상기 제1바퀴설치대(21)의 후방 측면에는 인휠모터(32)가 바퀴의 내측에 내장된 후방바퀴(31)가 장착된다.
또한, 계단의 수평면을 딛고 승월장치(10)를 상부로 올려주는 전방승월지지대(50)는 제1바퀴프레임(20)과 제2바퀴프레임(20)의 전방 사이에서 상기 전방모터설치대(23)의 직하방에 장착되되, 도 2에서와 같이 전방승월지지대(50)는 연결대(52)를 기준으로 좌우 한쌍으로 대칭되도록 배치되고, 연결대(52)에는 종동기어(53)가 장착되며, 상기 종동기어(53)는 도 3에서와 같이 전방승월모터(40)에 장착된 구동기어(42)와 치합되는 것이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)의 전방 사이 중앙에는 전방모터설치대(23)가 장착되고, 상기 전방모터설치대(23)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 전방모터설치대(23)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 전방중공부(27)가 형성됨으로써, 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)의 전방에 장착되는 전방승월지지대(50)가 전방승월모터(40)의 작동에 따라 회전 운동할 때에 간섭이 발생되지 않고 원활하게 작동되도록 한다.
한편, 상기 제2바퀴설치대(22)의 전방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 전방바퀴(30)가 장착되고, 상기 제2바퀴설치대(22)의 후방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 후방바퀴(31)가 장착되며, 계단의 수평면을 딛고 승월장치(10)를 상부로 올려주는 후방승월지지대(51)는 제1바퀴프레임(20)과 제2바퀴프레임(20)의 후방 사이에서 상기 후방모터설치대(24)의 직하방에 장착되되, 도 2에서와 같이 후방승월지지대(51)는 연결대(52)를 기준으로 좌우 한쌍으로 대칭되도록 배치되고, 연결대(52)에는 종동기어(53)가 장착되어 후방승월모터(41)에 장착된 구동기어(42)와 치합되는 것이다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)의 후방 사이 중앙에는 후방모터설치대(24)가 장착되고, 상기 후방모터설치대(24)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 후방모터설치대(24)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 후방중공부(28)가 형성됨으로써, 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)의 후방에 장착되는 후방승월지지대(51)가 후방승월모터(41)의 작동에 따라 회전 운동할 때에 간섭이 발생되지 않고 원활하게 작동되도록 한다.
한편, 도 2, 3에서와 같이 프레임(20)에서 전방모터설치대(23)의 일개소에는 전방센서(25)가 장착된다. 상기 전방센서(25)는 계단의 수직면을 감지하는 것으로서, 기 입력된 설정값에 따라 계단의 수직면과 전방바퀴(30)의 간격을 조정함으로써, 전방바퀴(30)가 계단의 수직면에 근접한 상태까지 주행한 다음 정지되도록 한다.
또한, 도 2, 3에서와 같이 프레임(20)에서 후방모터설치대(24)의 일개소에는 후방센서(26)가 장착된다. 상기 후방센서(26)는 계단의 수직면을 감지하는 것으로서, 기 입력된 설정값에 따라 계단의 수직면과 후방바퀴(31)의 간격을 조정함으로써, 후방바퀴(31)가 계단의 수직면에 근접한 상태까지 주행한 다음 정지되도록 한다.
상기 전방센서(25)와 후방센서(26)의 기능은 계단의 수직면과 전방바퀴(30)와 후방바퀴(31)와의 근접 거리를 감지한 다음, 바퀴들을 정지시키고 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)를 회전시키는 신호를 송출하여 승월장치(10)가 안전하게 계단을 딛고 오르도록 한 것이다.
예를 들어, 설치된 장소에 따라 계단의 높이와 너비가 다른데도 불구하고, 승월장치(10)의 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)가 일률적인 회전 운동을 통해 계단의 수평면을 딛게 된다면, 지지점이 불안한 상태에 놓이게 됨으로써, 안정적인 승월과정이 어렵게 된다.
따라서, 본 발명에서는 각각 다른 계단의 높이와 너비에 대응하여 안전하게 계단을 올라갈 수 있도록 전방센서(25)와 후방센서(26)의 기능을 통해 전방바퀴(30)와 후방바퀴(31)가 계단에 근접한 상태에서 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)의 회전 운동이 진행되도록 한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 결합 사시도이다. 도 4의 (a)에서와 같이 승월장치(10)가 평지를 주행할 때에는 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)가 전방중공부(27)와 후방중공부(28)에서 돌출되지 않고 내장된 상태로 안전하게 주행하게 되고, 주행중 계단을 만났을 때에는 도 4의 (b)에서와 같이 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)가 전방중공부(27)와 후방중공부(28)에서 돌출된 상태로 회전 운동을 하면서 계단을 딛고 오르게 되는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 구동방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 평지를 주행하는 승월장치(10)가 계단을 만나게 되면, 탑승자는 공지된 제어 시스템을 작동시켜 주행모드에서 승월모드로 전환시킨다.
상기 승월장치(10)가 승월모드로 전환되면, 바퀴가 등속도를 유지하면서 저속으로 주행하게 되고, 센서를 통해 계단의 수직면이 감지되면 설정값에 따라 바퀴와 계단의 수직면과의 근접 거리를 파악하여 해당 바퀴를 정지시킨다.
물론, 바퀴와 계단의 수직면과의 근접 거리가 이미 설정된 센서값에 해당되지 않아 계단의 수직면이 감지되지 않은 상태로 인식되면, 바퀴는 등속도를 유지하면서 계속해서 저속으로 주행하게 되는 것이다.
한편, 센서의 신호에 따라 해당 바퀴가 계단의 수직면과 근접한 상태에서 정지하게 되면, 해당하는 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)가 회전 운동을 하면서 윗 계단의 수평면을 딛고 승월장치(10) 자체를 한계단 위로 올려주게 되는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 주행순서를 나타낸 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치의 구동방법을 나타낸 순서도로서, 도 6, 7을 통해 승월장치(10)의 구동방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6의 (a)에서 보듯이 평지를 주행하던 승월장치(10)가 계단을 만나게 되면, 탑승자는 버튼을 누르거나 조작 레버의 방향을 바꾸는 등 공지된 제어 시스템을 작동시켜 주행모드에서 승월모드로 전환한다(S10, 승월모드 변환단계).
이처럼 승월장치(10)가 승월모드로 변환되면, 도 6의 (a)에 점선 화살표로 표시한 것처럼 전방센서(25)와 후방센서(26)가 작동되고, 전방바퀴(30)와 후방바퀴(31)는 안전을 위해 후방 주행에는 제동이 걸리고, 전방을 행해서는 ①번 화살표 방향으로 등속도를 유지하면서 저속으로 주행을 하게 된다(S20, 바퀴 등속도 저속 주행단계).
승월장치(10)가 전방을 향해 등속도를 유지하면서 저속으로 주행하다가 전방센서(25) 또는 후방센서(26)를 통해 계단의 수직면을 감지하고, 감지된 센서값이 기 설정값에 해당하는지 파악하게 된다(S30, 센서를 통한 계단 수직면 유무 감지단계).
센서를 통해 계단의 유무를 감지하면서 저속으로 주행하는 승월장치(10)는 도 6의 (b)에서와 같이 후방바퀴(31)와 계단의 수직면과의 근접 거리가 설정값으로 파악되는 시점에 후방바퀴(31)를 정지시켜 승월을 준비하게 된다(S40, 계단 수직면 근접후 바퀴 정지단계).
이때 후방바퀴(31)의 상태는 경사진 계단을 오르는 과정에서 승월장치(10)가 뒤로 밀리지 않도록 후방 주행에는 제동이 걸리고, 전방 주행에는 동력 없이도 움직일 수 있는 주행 가능한 상태로 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 도 6의 (b)에서와 같이 전방바퀴(30)는 전방센서(25)에 의하여 계단의 수직면이 미감지된 상태이므로, 전방바퀴(30)와 계단의 수직면과의 근접 거리가 전방센서(25)에 의하여 설정값으로 파악된 후, 전방바퀴(30)가 정지되기까지 ②번 화살표 방향으로 회전되면서 전방으로 주행하게 된다(S50, 계단 수직면 미감지후 바퀴 등속도 저속주행 계속단계).
따라서, 도 6의 (b)에서와 같이 후방바퀴(31)가 계단의 수직면에 근접한 상태에서 정지되면, 정지된 후방바퀴(31)에 장착된 한쌍의 후방승월지지대(51)가 1회 회전되면서 상부에 있는 계단의 수평면을 딛고, 도 6의 (c)에서와 같이 승월장치(10)를 상부로 올리게 된다(S60, 정지된 바퀴에 장착된 승월지지대 회전단계)
한편, 도 6의 (c)에서와 같이 후방승월지지대(51)의 1회 회전 운동으로 인해 승월장치(10)가 상부로 들려 올려지는 순간에도, 전방바퀴(30)는 전방센서(25)에 의하여 계단의 수직면이 근접 거리로 파악되지 않음에 따라, ③번 화살표 방향으로 회전되면서 계단의 수평면을 따라 저속으로 주행하게 됨으로써, 상기 후방승월지지대(51)의 회전 운동과 더불어 승월과정이 용이하게 진행되도록 한다.
아울러, 도 6의 (d)에서와 같이 전방승월지지대(50)의 1회 회전 운동으로 인해 승월장치(10)가 상부로 들려 올려지는 순간에도, 후방바퀴(31)는 후방센서(26)에 의하여 계단의 수직면이 근접 거리로 파악되지 않음에 따라, ④번 화살표 방향으로 회전되면서 계단의 수평면을 따라 저속으로 주행하게 됨으로써, 상기 전방승월지지대(50)의 회전 운동과 더불어 승월과정이 용이하게 진행됨에 따라, 도 6의 (e)에서와 같이 승월장치(10)가 계단의 마지막까지 안전하게 도달되는 것이다.
참고로, 정지된 바퀴에 장착된 승월지지대가 1회 회전 운동을 하는 단계(S60)에서, 상기 전방승월지지대(50)와 후방승월지지대(51)가 동시에 작동할 수도 있고, 서로 교차되면서 작동할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 계단 승월형 구동장치를 사용하게 되면, 장애인용 휠체어로 사용되는 승월장치(10) 또는 소방용 로봇을 비롯한 산업용 로봇이 장착된 승월장치(10)가 안정된 자세를 유지하면서 안전하게 계단을 오를 수 있게 된다. 특히 장애인에게는 보행범위를 확장시켜 주는 현저한 효과가 있는 것이다. 또한, 종래 무한궤도 형태의 승월 장비와 달리 계단을 사람처럼 밟고 올라갈 수 있음에 따라, 무한궤도의 문제점으로 지적된 미끄럼 현상이 원천적으로 해결된다.
10 : 승월장치
20 : 프레임
21 : 제1바퀴설치대
22 : 제2바퀴설치대
23 : 전방모터설치대
24 : 후방모터설치대
25 : 전방센서
26 : 후방센서
27 : 전방중공부
28 : 후방중공부
30 : 전방바퀴
31 : 후방바퀴
32 : 인휠모터
40 : 전방승월모터
41 : 후방승월모터
42 : 구동기어
50 : 전방승월지지대
51 : 후방승월지지대
52 : 연결대
53 : 종동기어
S10 : 승월모드 변환단계
S20 : 바퀴 등속도 저속 주행단계
S30 : 센서를 통한 계단 수직면 유무 감지단계
S40 : 계단 수직면 근접후 바퀴 정지단계
S50 : 계단 수직면 미감지후 바퀴 등속도 저속주행 계속단계
S60 : 정지된 바퀴에 장착된 승월지지대 회전단계

Claims (2)

  1. 제1바퀴설치대(21)와 제2바퀴설치대(22)가 이격된 프레임(20)이 마련되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 사이에는 구동기어(42)가 장착된 전방승월모터(40)가 장착되는 전방모터설치대(23)가 설치되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 사이에는 구동기어(42)가 장착된 후방승월모터(41)가 장착되는 후방모터설치대(24)가 장착되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 전방바퀴(30)가 장착되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 측면에는 인휠모터(32)가 내장된 후방바퀴(31)가 장착되고, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 전방 사이에서 상기 전방모터설치대(23)의 직하방에는 전방승월지지대(50)가 장착되며, 상기 제1,2바퀴설치대(21, 22)의 후방 사이에서 상기 후방모터설치대(24)의 직하방에는 후방승월지지대(51)가 장착되고, 상기 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)는 연결대(52)를 기준으로 좌우 한쌍으로 장착되며, 상기 연결대(52)에는 상기 구동기어(42)와 치합되는 종동기어(53)가 장착되고, 상기 전방모터설치대(23)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 전방모터설치대(23)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 전방중공부(27)가 각각 형성되어 상기 전방승월지지대(50)가 간섭 없이 회전 운동이 가능하게 되며, 상기 후방모터설치대(24)와 제1바퀴설치대(21)의 사이 및 후방모터설치대(24)와 제2바퀴설치대(22)의 사이에는 후방중공부(28)가 각각 형성되어 상기 후방승월지지대(51)가 간섭 없이 회전 운동이 가능하게 되고, 상기 전방모터설치대(23)의 일개소에는 전방센서(25)가 장착되며, 상기 후방모터설치대(24)의 일개소에는 후방센서(26)가 장착되는 것을 특징으로 하는 계단 승월형 구동장치.
  2. 평지를 주행하던 승월장치(10)가 계단을 만나게 되면, 탑승자의 조작에 의하여 주행모드에서 승월모드로 전환하는 승월모드 변환단계(S10)와;
    승월모드 변환단계(S10) 이후, 전방센서(25)와 후방센서(26)가 작동되고, 전방바퀴(30)와 후방바퀴(31)는 안전상 후방 주행에는 제동이 걸리고, 전방 주행에는 등속도를 유지하면서 저속으로 주행하는 바퀴 등속도 저속 주행단계(S20)와;
    바퀴 등속도 저속 주행단계(S20) 이후, 전방센서(25) 또는 후방센서(26)를 통해 계단의 수직면을 감지하고, 감지된 센서값이 기 설정값에 해당하는지 파악하는 센서를 통한 계단 수직면 유무 감지단계(S30)와;
    센서를 통한 계단 수직면 유무 감지단계(S30)를 진행하면서, 전방바퀴(30) 또는 후방바퀴(31)와 계단의 수직면과의 근접 거리가 센서 설정값으로 인식되면, 해당 바퀴를 정지시키되, 안전상 후방 주행에는 제동이 걸리고, 전방 주행에는 동력 없이도 움직일 수 있도록 하는 계단 수직면 근접후 바퀴 정지단계(S40)와;
    센서를 통한 계단 수직면 유무 감지단계(S30)를 진행하면서, 전방바퀴(30) 또는 후방바퀴(31)와 계단의 수직면과의 근접 거리가 센서 설정값으로 인식되지 않으면, 센서 설정값으로 인식될때까지 해당 바퀴를 등속도를 유지하면서 저속으로 계속 주행시키는 계단 수직면 미감지후 바퀴 등속도 저속주행 계속단계(S50)와;
    계단 수직면 근접후 바퀴 정지단계(S40) 이후, 정지된 바퀴에 장착된 전방승월지지대(50) 또는 후방승월지지대(51)가 상부에 있는 계단의 수평면을 딛고 1회 회전 운동하는 정지된 바퀴에 장착된 승월지지대 회전단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 계단 승월형 구동장치의 승월 구동방법.
KR1020180063376A 2018-06-01 2018-06-01 계단 승월형 구동장치의 승월 구동방법 KR102070575B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180063376A KR102070575B1 (ko) 2018-06-01 2018-06-01 계단 승월형 구동장치의 승월 구동방법
US16/148,987 US10752305B2 (en) 2018-06-01 2018-10-01 Stair-climbing type driving device and climbing driving method
DE102018127613.3A DE102018127613A1 (de) 2018-06-01 2018-11-06 Stufenkletternde Fahrvorrichtung und Verfahren zum kletternden Fahren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180063376A KR102070575B1 (ko) 2018-06-01 2018-06-01 계단 승월형 구동장치의 승월 구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190137324A true KR20190137324A (ko) 2019-12-11
KR102070575B1 KR102070575B1 (ko) 2020-01-29

Family

ID=68576186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180063376A KR102070575B1 (ko) 2018-06-01 2018-06-01 계단 승월형 구동장치의 승월 구동방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10752305B2 (ko)
KR (1) KR102070575B1 (ko)
DE (1) DE102018127613A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7405575B2 (ja) * 2019-11-19 2023-12-26 ファナック株式会社 ロボットの制御装置、ロボットの制御方法、および協働作業ユニット
CN111232084B (zh) * 2020-03-02 2021-08-31 广东博智林机器人有限公司 多足行走机器人
CN112172956A (zh) * 2020-10-13 2021-01-05 中原动力智能机器人有限公司 一种四轮四足机器人底盘
CN112693536B (zh) * 2021-01-25 2022-04-05 河南大学 一种铁塔检修攀爬用四轮驱动机器人及其操作方法
CN114802519B (zh) * 2022-05-25 2023-07-11 西南科技大学 一种轮腿结构的机器人及其控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050088573A (ko) * 2004-03-02 2005-09-07 김종청 전동 휠체어
KR20090103357A (ko) * 2008-03-28 2009-10-01 이병규 계단 주행이 가능한 휠체어 및 그 바퀴
KR101123860B1 (ko) * 2011-09-15 2012-03-16 인천대학교 산학협력단 휠체어의 보조이동장치
KR101191139B1 (ko) * 2010-02-11 2012-10-15 김한주 다기능 전동체어

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8370990B2 (en) * 2010-09-16 2013-02-12 National Kaohsiung First University Of Science Structural improvement for robotic cleaner
US8469131B2 (en) * 2010-12-28 2013-06-25 Agency For Defense Development Wheel drive vehicle and wheel contact sensing method of the same
EP2879009A1 (en) * 2012-06-29 2015-06-03 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Moving body and moving body system
FR3018047A1 (fr) * 2014-02-28 2015-09-04 Inst Francais De Mecanique Avancee Unite robotique de transport de charges longues

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050088573A (ko) * 2004-03-02 2005-09-07 김종청 전동 휠체어
KR20090103357A (ko) * 2008-03-28 2009-10-01 이병규 계단 주행이 가능한 휠체어 및 그 바퀴
KR101191139B1 (ko) * 2010-02-11 2012-10-15 김한주 다기능 전동체어
KR101123860B1 (ko) * 2011-09-15 2012-03-16 인천대학교 산학협력단 휠체어의 보조이동장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102070575B1 (ko) 2020-01-29
DE102018127613A1 (de) 2019-12-05
US10752305B2 (en) 2020-08-25
US20190367112A1 (en) 2019-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102070575B1 (ko) 계단 승월형 구동장치의 승월 구동방법
US8418787B2 (en) Stair climbing apparatus
CN109094673B (zh) 一种平台式履带爬楼车及自动调平方法
CN105434121B (zh) 一种电动爬楼轮椅
KR20100043395A (ko) 휠체어
CN110279528B (zh) 一种张开轮式电动爬楼车及其运行方法
KR20030088947A (ko) 계단 주행 로보트 및 그 주행방법
KR102366931B1 (ko) 평지 진입 구간의 감지가 가능한 전동 어시스트 모듈
KR102382528B1 (ko) 휠체어용 계단 승강 보조 장치를 이용한 계단 승강방법
WO2014157863A1 (ko) 계단 승월이 가능한 주행장치
CN111870441A (zh) 一种前悬式履带爬楼助力车
KR101491926B1 (ko) 환자나 장애인 또는 유아를 위한 안전 계단 리프트장치
KR102381643B1 (ko) 휠체어용 계단 승강 보조 장치
CN211049920U (zh) 一种张开轮式电动爬楼车
CN211271755U (zh) 电动仿生移动装置
CN107792207B (zh) 一种可爬楼梯的婴儿车
KR101383044B1 (ko) 전동휠체어
KR20210062873A (ko) 계단 및 단차 지형의 휠체어 주행을 위한 전동 어시스트 모듈
JPH07206324A (ja) 階段昇降装置
JP2984237B2 (ja) 階段用昇降装置
WO2020252759A1 (zh) 一种能爬楼梯的电动轮椅及其上下台阶的使用方法
CN212730189U (zh) 一种前悬式履带爬楼助力车
KR102563245B1 (ko) 무선신호를 이용한 계단 겸용의 리프트 장치
KR102548162B1 (ko) 이동용 계단 겸용 수직 승강형 리프트 장치
KR102393474B1 (ko) 전동보장구

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant