KR20200075987A - Smart driving device that has excellent driving performance and ability to overcome difficult terrain through convergence of wheel and track - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차륜과 궤도를 융합하여 고속 주행이 가능하고 험지에서도 주행이 용이하여 차륜 방식과 궤도 방식의 단점을 상호 보완하고, 내열성을 띄며 수면 위에서도 수상 중행이 가능하여 사람이 접근하기 어렵거나 위험한 지역에 신속하게 투입되어 실시간 영상정보를 통해 정찰 임무를 수행할 수 있는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is a high-speed driving by fusion of wheels and tracks, and it is easy to drive even in rough terrain, complementing the disadvantages of wheels and tracks, heat-resistant, and water-carrying even on the water surface, making it difficult for people to access or dangerous areas The purpose of the present invention is to provide a smart driving device having excellent driving performance and rough terrain overcoming ability through fusion of wheels and tracks that can be quickly input and perform reconnaissance missions through real-time video information.
기존의 차륜 구동장치의 경우 차륜과 차체와의 높이 차이보다 높은 요철이 형성된 지형 및 장애물이 전방에 위치할 경우 차륜이 장애물을 극복하지 못하거나 관성에 의해 전륜 바퀴가 넘어간다고 하더라도 차체의 하단이 장애물에 얹어진 상태가 되어 주행이 지속될 수 없고, 모래나 자갈밭과 같은 사할지에서 차륜이 장애물을 극복하지 못하고 제자리에서 회전되는 상황이 발생하면 차륜바퀴의 회전 구동력에 의해 접지된 지반을 파내어 차륜이 더 깊게 파묻히며 차체의 하단이 지면과 닿아 지면에 구동력을 전달할 수 없어 주행불가 상황이 발생하는 문제점이 있었다.In the case of the existing wheel drive system, if the terrain and obstacles having an unevenness higher than the height difference between the wheel and the body are located in the front, the lower end of the vehicle body is an obstacle even if the wheel cannot overcome the obstacle or the front wheel is overturned by inertia. If the driving cannot be continued due to being placed on the ground, and the wheel does not overcome the obstacles and rotates in place in the sandy land such as sand or gravel, the ground is grounded by the rotational driving force of the wheel, so that the wheel further There was a problem that the driving force cannot be transmitted to the ground because the bottom of the vehicle body is in contact with the ground while being buried deeply.
또한, 기존의 궤도 구동장치의 경우 높은 요철이 형성된 지형 및 장애물을 극복할 수 있는 주파능력을 갖지만 구동방식상 고속주행에 적합하지 않고, 선회 등 곡선의 주행 시 지면과 접지된 궤도의 전면에서 사이드 슬립이 발생하므로 마찰력이 극대화되어 높은 출력을 요하는 문제점이 있었다.In addition, the existing track driving device has a frequency capability to overcome the terrain and obstacles with high irregularities, but is not suitable for high-speed driving due to the driving method. Since slip occurs, frictional force is maximized, and there is a problem requiring high output.
이러한 문제점을 해결하기 위해 차륜 바퀴와 궤도 바퀴가 결합된 형태의 하프트랙 및 궤도 장치 외측 방향에 차륜을 덧붙인 형태가 개발되었지만, 하프트랙의 경우 일반 도로에서 고속주행에 적합하지 않고, 궤도 바퀴의 마찰력과 조향이 이루어지는 차륜 바퀴의 마찰력의 차이가 크게 작용하여 주행이 이루어지는 노면 상태에 따라 조향성능이 일정하지 않은 문제가 있었다.In order to solve this problem, a form in which a wheel and a track wheel are combined with a wheel and a wheel are added to the outer direction of the track device, but the half track is not suitable for high-speed driving on a general road, and the friction of the track wheel There is a problem in that the steering performance is not constant according to the road surface state in which driving is caused by a large difference in friction between the wheel wheels and the steering wheel.
또한, 궤도 장치의 외측 방향에 차륜을 덧붙인 형태의 경우 기동륜과 유동륜에 바퀴가 장착되어 현가장치를 적용할 수 없고, 조향을 할 수 없는 구조로 비교적 고른 노면에서 코너링시 차륜 바퀴에서 궤도 바퀴보다는 적은 면적이나 사이드 슬립에 의한 동력 손실이 발생하고, 코너에서 감속을 하지 않을 경우 차륜 바퀴가 측면으로 미끄러지는 사이드 슬립 현상이 발생하여 스핀의 위험이 높고, 사이드 슬립 현상에 따라 구동장치의 조향시 회전하고자 하는 회전각에 비해 회전 반경이 커져 코너링 중 차체가 바깥 방향으로 벗어나려고 하는 언더 스티어 현상이나, 회전하고자 하는 회전각에 비해 회전 반경이 작아져 코너링 중 차체가 내측 방향으로 벗어나려고 하는 오버 스티어 현상이 발생되고, 현가장치를 적용할 수 없는 구조로 타이어로만 완충작용이 이루어져 고속 주행 시 충격 완화기능이 현저히 떨어져 작은 요철에도 차량이 튀어오르는 문제점이 있었다.In addition, in the case where the wheels are added to the outer direction of the track device, the wheels are mounted on the starting wheel and the floating wheel, so that the suspension cannot be applied, and the steering cannot be steered. If there is a small area or power loss due to side slip, and there is no deceleration at the corner, a side slip phenomenon occurs in which wheel wheels slide to the side, which increases the risk of spin, and rotates when steering of the drive according to the side slip phenomenon The under-steer phenomenon that the vehicle body tends to deviate outward during cornering due to the larger turning radius compared to the desired rotational angle, or the over-steer phenomenon that the vehicle body attempts to deviate inward during cornering due to the smaller radius of rotation compared to the desired rotation angle. This occurs, and the suspension cannot be applied, and the shock absorbing function is significantly lowered when the vehicle is driven at high speed due to the shock absorbing effect only with the tire, so that the vehicle may jump even in small irregularities.
이와 같이, 차륜 구동장치의 험지에서 구동시 주행방향에 불규칙한 지형 및 단턱과 같은 장애물이 위치할 경우 넘어가지 못하고 걸리거나 바퀴가 헛도는 등 주행이 원활히 이루어지지 않는 문제점과, 궤도 구동장치의 좌·우의 회전속도 차이에 의한 조향방식을 사용하는데 좌·우 양쪽방향의 속도차이로 인해 고속 주행시 사이드 슬립이 발생하여 스핀의 원인이 되는 문제점을 개선하여, 사람이 접근하기 어려운 화재현장과 같은 재난현장에서 뛰어난 기동성으로 신속하게 이동하며, 지형 및 장애물이 위치한 험지를 걸림없이 극복하여 원하는 위치에 도달하여 인명의 위치를 파악하는 용도나, 군사작전시 위험지역에서의 정찰 임무수행하는 용도로 활용될 수 있고, 신속한 험지 극복능력으로 소비자의 구매욕구를 충족시켜 키덜트의 소장 및 제어용으로 사용할 수 있는 무선 조종 스마트 카의 필요성이 대두되고 있다.As described above, when driving in the rough terrain of the wheel driving device, if an obstacle such as an irregular terrain and a stepped position is located in the driving direction, the driving may not be smoothly carried out, such as being unable to pass or the wheel is idle, and the left side of the track driving device ·The steering method by the difference in the rotational speed of the right is used. Due to the speed difference in the left and right directions, side slip occurs during high-speed driving, thereby improving the problem that causes spin, and disaster sites such as fire sites that are difficult for humans to access. It can be used to quickly move with excellent maneuverability, to overcome the rough terrain and obstacles without difficulty, to reach the desired location, to grasp the location of human life, or to perform reconnaissance missions in hazardous areas during military operations. There is a need for a radio-controlled smart car that can be used for the collection and control of Kidult by satisfying consumers' purchase needs with the ability to quickly overcome the rough terrain.
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 고속 주행이 가능함과 동시에 지면이 울퉁불퉁하며 고르지 못하거나 장애물이 형성된 험지에서 차체의 하단이 지면에 닿거나 전방 장애물이 형성되더라도 걸림없이 극복하여 주행이 가능하게 함으로써 차륜 방식과 궤도 방식의 단점을 상호보완하여 신속 이동 및 장애물 극복능력을 동시에 만족시키고, 주행중 수면이 나타나더라도 멈추지 않고 주행할 수 있고, 내열성을 띄며 카메라가 내장되어 사람이 접근하기 어렵거나 위험한 지역에 투입하여 실시간 영상정보를 통해 정찰 임무를 수행할 수 있고, 신속한 험지 극복능력으로 소비자의 구매욕구를 충족시켜 키덜트의 소장 및 제어용으로 사용할 수 있는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, in the present invention, high-speed driving is possible, and at the same time, even if the bottom of the vehicle body hits the ground or the front obstacle is formed in a rough or uneven terrain where the ground is uneven or obstructed, it is possible to overcome the obstacle and enable driving. Complementing the shortcomings of the wheel type and the track type, it satisfies the ability to quickly move and overcome obstacles at the same time, and you can drive without stopping even when the surface of the water appears while driving. It is possible to perform reconnaissance missions through real-time video information by inputting it, and it can meet the consumer's purchasing needs with the ability to quickly overcome the rough terrain, driving performance and the ability to overcome the rough terrain through the fusion of wheels and tracks that can be used for collecting and controlling children. The purpose is to provide an excellent smart driving device.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 궤도 및 차륜 융합 주행장치는In order to achieve the above object, the track and wheel fusion driving device according to the present invention
무선통신으로 조종 무선통신 제어모듈의 제어신호를 수신받아 제어신호에 따라 구동되는 구동 차량 본체와,A driving vehicle body that receives a control signal of a control radio communication control module through wireless communication and is driven according to the control signal,
RC 라디오 프리쿼시 채널 2.5GHz 주파수로 신호를 구동 차량 본체에 송신하여 제어하는 무선통신 제어모듈이 구성됨으로써 달성된다.This is achieved by configuring a radio communication control module that transmits and controls a signal at a frequency of 2.5 GHz with a radio frequency channel of RC radio.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 고속 주행이 가능함과 동시에 지면이 울퉁불퉁하며 고르지 못한 지형 및 장애물이 형성된 험지에서 차체의 하단이 지면에 닿거나 전방 장애물이 형성되더라도 걸림없이 극복하여 주행이 가능하게 함으로써 차륜 방식과 궤도 방식의 단점을 상호보완하여 신속 이동 및 장애물 극복능력을 동시에 만족시켜 육지의 활동범위를 극대화하고, 주행중 수면이 나타나더라도 부력을 통해 수면 위에 뜨며 수면에서 추진력을 발생시킬 수 있어 수상 주행이 가능하고, 내열성을 띄며 카메라가 내장되어 사람이 접근하기 어려운 화재현장, 수상 안전사고현장과 같은 재난현장에 투입되어 신속하게 이동하여 인명의 위치를 파악할 수 있고, 군사작전시 위험지역에서의 정찰 임무를 수행하거나, 신속한 험지 극복능력으로 소비자의 구매욕구를 충족시켜 키덜트의 소장 및 제어용으로 사용할 수 있는 좋은 효과가 있다.As described above, in the present invention, the high-speed driving is possible, and at the same time, in the rough terrain where the ground is uneven and uneven terrain and obstacles are formed, the lower end of the vehicle body makes contact with the ground or overcomes obstacles without obstacles. By complementing the shortcomings of the wheel type and the track type, it simultaneously satisfies the ability to quickly move and overcome obstacles, maximizing the range of land activity, and floating on the surface through buoyancy even when water surface appears while driving, generating propulsion at the water surface. It is possible, heat-resistant, and has a built-in camera. It is put into disaster sites such as fire sites and water safety accident sites that are difficult for humans to access. There is a good effect that can be used for collecting and controlling Kidult by fulfilling the task or satisfying the consumer's purchasing needs with the ability to quickly overcome the rough terrain.
도 1은 본 발명에 따른 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치의 구성요소를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 전체적인 형상을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 구성요소를 도시한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 무선 송수신 모듈의 구성요소를 도시한 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 차량 구동부의 궤도 바퀴부가 탈거된 상태의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 차량 구동부의 궤도 바퀴부가 탈거된 상태의 구성요소를 세분화하여 도시한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 차량 구동부의 전체적인 구성요소를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 궤도 구동부의 전체적인 구성요소를 분해하여 도시하고, 부분적인 구성요소를 확대하여 도시한 확대 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 구동 차량 본체가 지면에 위치하여 전륜 구동부와 후륜 구동부의 하단이 맞닿아 추진력을 형성하고, 전륜 구동부, 궤도 바퀴부, 후륜 구동부가 회전되는 방향을 화살표로 나타낸 실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 구동 차량 본체가 수면에 위치하여 궤도 바퀴부가 추진력을 형성하고, 전륜 구동부, 궤도 바퀴부, 후륜 구동부가 회전되는 방향을 화살표로 나타낸 실시예도,
도 11a는 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 전·후방 차륜이 회전 구동력에 의해 모래로 이루어진 지면이 패여지며 전·후방 차륜의 하단이 매몰된 상태를 도시한 실시예도,
도 11b는 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 전·후방 차륜이 모래로 이루어진 지면의 패임에 따라 지상고가 낮아진 상황에서 궤도 바퀴부가 지면에 맞닿아 접지되며 추진력을 얻어 매몰된 상황에서 전·후방 차륜이 지면에서 이탈되어 극복한 후의 상태를 도시한 실시예도,
도 12a는 본 발명에 따른 구동 차량 본체가 계단을 극복하기 전의 상태를 도시한 실시예도,
도 12b는 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 전방이 계단의 수직면을 극복하여 상단에 걸쳐진 상태를 도시한 실시예도,
도 12c는 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 차체 하단 일측이 계단의 수직면을 끝단에 걸쳐진 상태를 도시한 실시예도,
도 12d는 본 발명에 따른 구동 차량 본체의 차체가 계단의 수직면을 극복하여 통과하는 상태를 도시한 실시예도.Figure 1 is a block diagram showing the components of a smart driving device with excellent driving performance and rough terrain overcoming ability through fusion of wheels and tracks according to the present invention,
Figure 2 is a perspective view showing the overall shape of the driving vehicle body according to the present invention,
3 is a block diagram showing the components of a driving vehicle body according to the present invention,
4 is a block diagram showing the components of a wireless transmission/reception module according to the present invention;
5 is a perspective view showing components in a state in which a track wheel portion of a vehicle driving unit according to the present invention is removed,
Figure 6 is a perspective view showing a subdivided component of a state in which the track wheel portion of the vehicle driving unit according to the present invention is removed,
7 is a perspective view showing the overall components of the vehicle driving unit according to the present invention,
Figure 8 is an exploded view showing the overall components of the track drive unit according to the present invention, and an enlarged perspective view showing the enlarged partial components,
Figure 9 is an embodiment showing the driving vehicle body according to the present invention is located on the ground, the lower end of the front wheel drive unit and the rear wheel drive unit form a driving force, and the direction in which the front wheel drive unit, the track wheel unit, and the rear wheel drive unit rotates,
10 is an embodiment diagram showing a direction in which the driving vehicle body according to the present invention is positioned on the water surface to form a driving force, and the direction in which the front wheel driving part, the track wheel part and the rear wheel driving part are rotated,
11A is an exemplary view showing a state in which the front and rear wheels of a driving vehicle body according to the present invention are made of sand by the rotational driving force, and the bottom of the front and rear wheels is buried;
Figure 11b is the front and rear wheels of the driving vehicle body according to the present invention, the track wheel portion is in contact with the ground in a situation where the ground clearance is lowered due to the depression of the ground made of sand, and the front and rear wheels are buried in a situation where the driving force is acquired and buried. An embodiment showing a state after being overcome from being separated from the ground,
12A is an exemplary view showing a state before a driving vehicle body according to the present invention overcomes a staircase;
12B is an exemplary view showing a state in which the front of the driving vehicle body according to the present invention overcomes the vertical surface of the staircase and spans the top;
Figure 12c is an embodiment showing a state in which the lower side of the vehicle body of the driving vehicle body according to the present invention across the vertical surface of the stairs,
12D is an exemplary view showing a state in which a vehicle body of a driving vehicle body according to the present invention passes through a vertical surface of a staircase.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치(1)의 구성요소를 도시한 블록도에 관한 것으로, 이는 구동 차량 본체(10), 무선통신 제어모듈(20)로 구성된다.Figure 1 relates to a block diagram showing the components of a smart driving device (1) excellent in driving performance and rough terrain overcoming ability through the fusion of the wheels and tracks according to the present invention, which is a driving vehicle body (10), wireless communication It consists of a
먼저, 본 발명에 따른 구동 차량 본체(10)에 관해 설명한다.First, the
상기 구동 차량 본체(10)는 무선통신으로 조종 무선통신 제어모듈의 제어신호를 수신받아 제어신호에 따라 구동되는 역할을 한다.The
본 발명에 따른 구동 차량 본체(10)는 외측 표면에 위치하여 구동 차량 본체의 외관을 형성하는 알루미늄 프레임의 내측 둘레를 따라 탄소섬유펠트, PEEK(Poly Ether Ether Ketone) 소재가 순차적으로 접합되어 3중 구조로 이루어진 본체 프레임(11)이 구성되어 이루어진다.The
구체적으로 본체 프레임(11)은 Specifically, the
고강도, 고인성 및 고경량의 알루미늄 프레임(11a)과,High-strength, high-toughness and lightweight aluminum frame (11a),
탄소섬유펠트(11b)와,Carbon fiber felt (11b),
PEEK(Poly Ether Ether Ketone) 소재(11c)가 접합되어 구성된 3중 구조로 이루어지는 것으로서,PEEK (Poly Ether Ether Ketone) material (11c) consisting of a triple structure composed of bonded,
상기 알루미늄 프레임(11a))은 알루미늄(Al) 91.35 ~ 92.50 wt%와, 구리(Cu) 0.2 ~ 0.4 wt%와, 망간(Mn) 0.2 ~ 0.4 wt%와, 마그네슘(Mg) 1.8 ~ 2.2 wt%와, 크롬(Cr) 0.02 ~ 0.04 wt%와, 아연(Zn) 5.0 ~ 5.4 wt%와, 티타늄(Ti) 0.02 ~ 0.04 wt%와, 지르코늄(Zr) 0.09 ~ 0.13 wt%와, 스칸듐(Sc) 0.02 ~ 0.04 wt%의 성분으로 구성된 알루미늄 빌렛을 445 ~ 455 도에서 18 ~ 22 시간 동안 유지하여 균질화처리하고, 균질화처리한 상기 알루미늄 빌렛을 압출 성형하여 구성된 것이고,The aluminum frame (11a)) is aluminum (Al) 91.35 ~ 92.50 wt%, copper (Cu) 0.2 ~ 0.4 wt%, manganese (Mn) 0.2 ~ 0.4 wt%, magnesium (Mg) 1.8 ~ 2.2 wt% Wah, 0.02 to 0.04 wt% of chromium (Cr), 5.0 to 5.4 wt% of zinc (Zn), 0.02 to 0.04 wt% of titanium (Ti), 0.09 to 0.13 wt% of zirconium (Zr), and scandium (Sc) The aluminum billet consisting of 0.02 to 0.04 wt% of components was homogenized by maintaining for 18 to 22 hours at 445 to 455 degrees, and extruded from the homogenized aluminum billet,
상기 탄소섬유펠트(11b)는 탄소섬유를 MEK(Methylethylketone)에 20 ~ 30 시간 동안 침지시킨 후 세척하고 90 ~ 110 ℃에서 건조하여 잔여 MEK를 제거하고, 건조과정을 마친 탄소섬유를 1 mol ~ 4 mol 농도의 수산화칼륨 수용액에 20 ~ 30 시간 동안 침적시킨 후, 상온에서 5 ~ 10 시간 동안 건조하고, 건조한 탄소섬유를 10℃/min 승온속도로 700 ~ 1,000 ℃에서 열처리하여 표면처리 탄소섬유를 제조하고,The carbon fiber felt 11b is immersed in MEK (Methylethylketone) for 20 to 30 hours, washed and dried at 90 to 110°C to remove residual MEK, and the carbon fiber after drying is 1 mol to 4 After immersing in a potassium hydroxide aqueous solution having a mol concentration for 20 to 30 hours, drying at room temperature for 5 to 10 hours, and heating the dried carbon fibers at a heating rate of 10°C/min at 700 to 1,000°C to prepare surface-treated carbon fibers. and,
상기 표면처리 탄소섬유를 경화제를 포함하는 에폭시수지에 함침 후 핫 프레스(Hot press)를 이용하여 80 ~ 85 ℃에서 20 ~ 40 분 동안 1Mpa에서 압축성형하여 제조한 것임을 특징으로 한다.The surface-treated carbon fiber is impregnated into an epoxy resin containing a curing agent, and is produced by compression molding at 1 Mpa for 20 to 40 minutes at 80 to 85°C using a hot press.
상기 알루미늄 프레임(11a)은 스칸듐(Sc)이 첨가된 알루미늄 합금으로 이루어진 것으로서, 강도, 용접성, 고온안정성에 의한 재결정 온도 상승, 부식 저항성 향상, 고강도 특성을 갖는다. The
더욱 구체적으로는 Al-Sc Alloy는 주조 및 용접시 열적안정성이 매우 높고, Al-Sc 석출상에 의해 기계적 특성이 향상되고, 재결정온도가 약 600 ℃로 매우 높으며, 초소성 특성을 나타낸다.More specifically, Al-Sc Alloy has very high thermal stability during casting and welding, mechanical properties are improved by the Al-Sc precipitation phase, recrystallization temperature is very high at about 600°C, and it exhibits superplastic properties.
일반적으로 강도가 우수한 알루미늄은 용접성이 떨어지고, 성형성이 나쁘며, 내식성 및 부식 환경에 약하다는 단점을 가지나, 본 발명에 따른 알루미늄 프레임은 스칸듐(Sc)를 포함함으로써 높은 기계적 특성을 가지면서도 용접성, 성형성 등이 뛰어난 장점을 갖는다.In general, aluminum having excellent strength has a disadvantage of poor weldability, poor moldability, and weak corrosion resistance and corrosion, but the aluminum frame according to the present invention has high mechanical properties by including scandium (Sc), but also has weldability and molding. The castle has excellent advantages.
상기 탄소섬유펠트(11b)는 물리적 충격방지 쿠션역할을 하는 것으로서, 열 충격 방지와 내열특성을 갖는다.The carbon fiber felt 11b serves as a physical shock-prevention cushion, and has thermal shock resistance and heat resistance.
상기 탄소섬유펠트(11b)는 탄소섬유를 표면처리함으로써, 상기 탄소섬유가 기지재와의 접합성이 향상되어 견고한 에폭시 수지와의 고착성이 매우 뛰어나 탄소섬유와 에폭시 수지간의 견고한 결합을 이루도록 한다.The carbon fiber felt 11b is surface treated with carbon fiber, so that the carbon fiber has improved adhesion to a base material, and thus has excellent adhesion to a solid epoxy resin, thereby forming a firm bond between the carbon fiber and the epoxy resin.
본 발명에 따른 본체 프레임(11)은 상기 제조 과정을 거친 알루미늄 프레임(11a), 탄소섬유펠트(11b), PEEK(Poly Ether Ether Ketone)(11c) 소재가 접합된 3중 구조로 이루어져, 표면 강도가 상승되어 외부 충격에 의한 프레임의 손상을 최소화하고, 고온안정성을 띄어 화재 현장에 투입시 표면의 내열성이 우수하여 구동 차량 본체 내부기기의 열에 의한 손상을 최소화하고, 부식 저항성을 띄어 수상 재난현장에 투입시 구동 차량 본체의 부식을 최소화한다.The
본 발명에 따른 구동 차량 본체(10)는 무선 송수신모듈(100), 차량 구동부(200), 카메라부(300), 배터리부(400), 수냉식 냉각시스템(500), 제어부(600), 부력체(700)가 포함되어 구성된다.The driving
상기 무선 송수신모듈(100)은 배터리부 일측에 위치되어, 무선통신 제어모듈과 무선 네트워크로 연결되어, 무선통신 제어모듈의 구동신호 및 조향신호를 수신받아 제어부에 전달시키는 역할을 한다.The wireless transmission/
이는 도 4에 도시된 바와 같이, 블루투스 통신부(110), 지그비통신부(120), WiFi통신모듈(130) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.As shown in FIG. 4, any one of the
상기 블루투스 통신부(110)는 10미터 이내의 초단거리에서 저전력무선연결하여, 정보를 교환시키는 역할을 한다.The
이는 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용한다. 이 중 위아래 주파수를 쓰는 다른 시스템들의 간섭을 막기 위해 2400MHz 이후 2MHz, 2483.5MHz 이전 3.5MHz까지의 범위를 제외한 2402~2480MHz, 총 79개 채널을 쓴다.It uses the Industrial Scientific and Medical (ISM) frequency band of 2400 to 2483.5 MHz. Among them, a total of 79 channels are used in order to prevent interference from other systems using the upper and lower frequencies, except for the range from 2400MHz to 2MHz and 2483.5MHz to 3.5MHz.
그리고, 시스템간 전파 간섭을 해소하기 위해, 주파수 호핑(Frequency Hopping) 방식으로 구성된다.And, in order to eliminate the interference between the systems, it is configured in a frequency hopping (Frequency Hopping) method.
주파수 호핑은 많은 수의 채널을 특정 패턴에 따라 빠르게 이동하며 패킷(데이터)을 조금씩 전송하는 기법으로, 본 발명에 서는 79개 채널을 1초당 1600번 호핑하도록 구성된다.Frequency hopping is a technique of rapidly moving a large number of channels according to a specific pattern and transmitting packets (data) little by little. In the present invention, 79 channels are configured to hop at 1600 times per second.
상기 지그비통신부(120)는 2.4GHz의 주파수 대역을 이용하여 근거리(10m~75m)에 위치한 기어록모듈쪽으로 250kbps의 데이터 전송률을 제공하는 역할을 한다.The
상기 WiFi통신모듈(130)은 무선기술을 접목한 것으로, 고성능 무선통신을 가능하게 하는 무선랜 기술로 구성된다.The
상기 무선랜은 네트워크 구축시 유선을 사용하지 않고 전파나 빛 등을 이용하여 네트워크를 구축하는 방식으로서, 2.4GHz의 주파수 대역을 사용한다.The wireless LAN is a method of constructing a network using radio waves or light without using a wired wire when constructing a network, and uses a frequency band of 2.4 GHz.
상기 차량 구동부(200)는 무선 송수신 모듈과 연결되어 구동신호에 의해 회전의 속도, 방향을 입력받아 입력받은 구동신호에 따라 구동되며 구동 차량 본체의 전진, 후진, 회전, 좌·우방향 이동 중 어느 하나를 선택하여 구동동력을 전달하는 역할을 한다.The
상기 차량 구동부(200)는 도 5에 도시한 바와 같이, 메인 구동모터(210), 트랜스미션(220), 프로펠러 샤프트(230), 전륜 구동부(240), 궤도 구동부(250), 후륜 구동부(260)로 구성된다.5, the
첫째, 본 발명에 따른 메인 구동모터(210)는 구동 차량 본체의 차체 중앙 내측 일측에 위치되고, 제어부와 연결되어 동작신호에 의해 회전동력을 생성시키고, 전방 출력축의 끝단에 기어가 형성되어 트랜스미션 내부의 기어와 맞물려 형성되고, 트랜스미션(220)과 프로펠러 샤프트(230)를 통해 전방 구동부(240), 궤도 구동부(250), 후륜 구동부(260)에 회전력을 제공하는 역할을 한다.First, the
둘째, 본 발명에 따른 트랜스미션(220)은 메인 구동모터의 출력축 측면에 기어의 맞물림에 의해 결합된 기어 박스 형상으로, 제어부와 연결되어 주행상태에 따라 기어비를 변화시켜 구동 바퀴에 공급되는 회전력을 가변시키는 역할을 한다.Second, the
이는 제1단 기어모드, 제2단 기어모드, 제3단 기어모드, 후진 기어모드로 이루어진다.It consists of a first gear mode, a second gear mode, a third gear mode, and a reverse gear mode.
여기서, 제1단 기어모드는 전방 구동부(240), 후륜 구동부(260)의 속도를 시속 5km/s로 줄이는 대신 회전력을 제3단 기어모드에 비해 4:1의 비율로 상승시켜 전방에 요철 및 장애물, 계단(2c)이 형성되어 있는 지형에서 사용된다.Here, instead of reducing the speed of the
이때, 궤도 구동부(250)의 회전속도는 2.5km/s로 줄어든 대신 회전력이 제3단 기어모드에 비해 4:1의 비율로 상승되어 전방 장애물의 극복을 용이하게 한다.At this time, the rotational speed of the
여기서, 제2단 기어모드는 전방 구동부(240), 후륜 구동부(260)의 속도를 시속 15km/s로 줄이는 대신 회전력을 제2단 기어모드에 비해 2:1의 비율로 상승시켜 전방에 지면이 울퉁불퉁하고 고르지 못한 지형(2b)에서 사용된다.Here, instead of reducing the speed of the
이때, 궤도 구동부(250)의 회전속도는 7.5km/s로 줄어든 대신 회전력이 제3단 기어모드에 비해 2:1의 비율로 상승되어 고르지 못한 지형 주행시 극복을 용이하게 한다.At this time, the rotational speed of the
여기서, 제3단 기어모드는 전방 구동부(240), 후륜 구동부(260)의 속도를 시속 40~50km/s로 상승시키는 대신 회전력을 감소시켜 전방에 지면이 고르고, 도로 포장이 잘되어 있는 평평한 지형(2a)에서 사용된다.Here, in the third gear mode, instead of raising the speed of the
이때, 궤도 구동부(250)의 회전속도는 20~25km/s로 상승된 대신 회전력이 감소되어 구동 차량 본체의 신속한 이동을 용이하게 한다.At this time, the rotational speed of the
여기서, 후진 기어모드는 전방 구동부(240), 후륜 구동부(260) 및 궤도 구동부(250)의 회전방향을 역방향으로 전환하여 전방이 막다른 도로거나 더이상 주행할 수 없는 상황시 사용된다.Here, the reverse gear mode is used in a situation in which the front is dead road or can no longer be driven by switching the rotation directions of the
이와 같이, 트랜스미션(200)은 제1단 기어모드, 제2단 기어모드, 제3단 기어모드, 후진 기어모드로 구성되어 구동 차량 본체를 구동하는 메인 구동모터의 회전력을 기어모드를 변경함으로써 가변하여 차량 구동부의 부하를 최소화하며 효율적인 주행이 이루어지도록 한다.As described above, the
셋째, 본 발명에 따른 프로펠러 샤프트(230)는 구동 차량 본체의 좌·우방향을 기준으로 내측 중앙을 가로지르며 차체 내측 전방에서 후방까지 직선형태로 이루어지며 트랜스미션의 일측과 기어결합되어 회전력을 전달받아 회전 구동력을 전륜 구동부, 궤도 구동부, 후륜 구동부에 전달하는 역할을 한다.Third, the
넷째, 본 발명에 따른 전륜 구동부(240)는 프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 전방 차륜에 회전 구동력을 전달하는 역할을 한다.Fourth, the front
이는 제1 디퍼런셜 기어부(241), 전륜 드라이브 샤프트(242), 전방 차륜(243)이 포함되어 구성된다.This includes a first
상기 제1 디퍼런셜 기어부(241)는 프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 기어의 맞물림에 의해 연결되어 회전 방향을 수직 좌·우방향으로 전환시켜주고, 좌측 전륜과 우측 전륜의 회전속도를 가변시키는 역할을 한다.The first
이를 통해 좌측 전륜과 우측 전륜의 회전속도 차이를 발생시켜 구동 차량 본체의 좌회전 및 우회전을 가능하게 한다.Through this, a difference in rotational speed between the left front wheel and the right front wheel is generated, thereby enabling left and right turns of the driving vehicle body.
상기 전륜 드라이브 샤프트(242)는 내측방향이 제1 디퍼런셜 기어부(241)의 좌측과 우측에 대칭으로 결합되고, 외측방향이 전방 차륜과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 제1 디퍼런셜 기어부의 회전 구동력을 전달받아 회전되며 전방 차륜에 구동력을 전달하는 역할을 한다.The front
상기 전방 차륜(243)은 전륜 드라이브 샤프트(242)의 외측방향에 결합된 차륜 형상으로 지면과 맞닿아 회전되며 구동 차량 본체의 전방 구동력을 발생시킨다.The
다섯째, 본 발명에 따른 궤도 구동부(250)는 프로펠러 샤프트의 후방 일측에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 궤도 바퀴에 회전 구동력을 전달하는 역할을 한다.Fifth, the
이는 제2 디퍼런셜 기어부(251), 궤도 드라이브 샤프트(252), 궤도 후방 휠(253), 궤도 바퀴부(254), 궤도 전방 휠(255), 궤도 전방 샤프트(256)가 포함되어 구성된다.It comprises a second
상기 제2 디퍼런셜 기어부(251)는 프로펠러 샤프트의 후방 일측에 위치하고 기어의 맞물림에 의해 연결되어 회전 방향을 수직 좌·우방향으로 전환시켜주고, 좌측 궤도 바퀴와 우측 궤도 바퀴의 회전속도를 가변시키는 역할을 한다.The second
이를 통해 좌측 궤도 바퀴와 우측 궤도 바퀴의 회전속도 차이를 발생시켜 전방에 불규칙적으로 형성된 지형 및 구조물을 비스듬히 넘어서며 극복할 수 있도록 한다.Through this, a difference in rotational speed between the left and right track wheels is generated to overcome the irregularly formed terrain and structures at an angle and overcome.
또한, 구동 차량 본체가 수면 위를 주행시 좌·우 궤도 바퀴의 회전속도 차이에 의한 수면 위 방향전환을 가능하게 한다. In addition, when the driving vehicle body is driving on the water surface, it is possible to change the direction on the water surface due to the difference in rotational speed of the left and right track wheels.
이때 좌측 궤도 바퀴의 회전이 상대적으로 느려지고 우측 궤도 바퀴의 회전이 상대적으로 빨리지면 수상에서 좌회전이 이루어지고, 반대로 우측 궤도 바퀴의 회전이 상대적으로 느려지고 좌측 궤도 바퀴의 회전이 상대적으로 빨라지면 수상에서 우회전이 이루어진다.At this time, when the rotation of the left orbit wheel is relatively slow and the rotation of the right orbit wheel is relatively fast, a left turn is made at the water surface. On the contrary, when the rotation of the right orbit wheel is relatively slow and the rotation of the left orbit wheel is relatively fast, it is turned right at the water surface. This is done.
여기서 좌측 궤도 바퀴와 우측 궤도 바퀴의 회전 비율에 따라 회전 반경에 차이가 생기며 제자리 회전, 급회전, 천천히 회전을 가능하게 하여 무선통신 제어모듈을 통해 수상에서 원하는 목적지에 용이하게 도달할 수 있도록 한다.Here, according to the rotation ratio of the left track wheel and the right track wheel, a difference in rotation radius occurs, and it is possible to rotate in place, rapidly rotate, and slowly rotate to easily reach a desired destination in the water through a wireless communication control module.
상기 궤도 드라이브 샤프트(252)는 내측방향이 제2 디퍼런셜 기어부(251)의 좌측과 우측에 대칭으로 결합되고, 외측방향이 궤도 후방 휠과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 제2 디퍼런셜 기어부의 회전 구동력을 전달받아 회전되며 궤도 바퀴부에 구동력을 전달하는 역할을 한다.The
상기 궤도 후방 휠(253)은 내측 둘레를 따라 일정한 간격의 돌기 삽입 홈(253a)이 형성된 원통 스프로킷 형상으로, 돌기 삽입 홈에 궤도 바퀴부의 내측 후방 기어 벨트 돌기가 결합되며 궤도 드라이브 샤프트의 회전력을 전달받아 회전되는 역할을 한다.The track
상기 궤도 바퀴부(254)는 구동 차량 본체의 전·후방 좌측과 우측 둘레를 따라 대칭으로 형성된 기어 벨트 구조로, 벨트 구조의 내측면에 길이방향의 일정한 간격으로 기어 벨트 돌기(254b)가 형성되어 궤도 전방 휠의 전방 둘레와 궤도 후방 휠의 후방 둘레에 형성된 돌기 삽입 홈에 삽입되어 감겨지고, 상단면과 하단면이 수평으로 궤도 휠의 축간 거리와 일치하도록 이루어지며 궤도 후방 휠을 구동력을 전달받아 회전된다.The
본 발명에 따른 궤도 바퀴부(254)는 좌·우 대칭의 기어 벨트 형상 외측 둘레를 따라 길이방향으로 일정한 간격으로 돌출되고, 하단측이 구동 차량 본체의 최저 지상고보다 낮게 형성되며 지면과 이격되고, 전방 일측이 구동 차량 본체에서 돌출되도록 이루어진 궤도 추진 돌기(254a)가 형성되어 이루어진다.The
여기서, 궤도 추진 돌기(254a)는 하단측이 구동 차량 본체의 최저 지상고보다 낮게 형성되도록 이루어져 불규칙한 지형 및 장애물에 의해 구동 차량 본체의 하단부가 지면에 닿으며 전방 차륜과 후방 차륜이 지면에서 이격되거나, 지면 일측에 빠져 추진력을 상실했을 시 지면에 접촉되며 추진력을 발생시키며 극복할 수 있는 구동력을 제공하는 역할을 한다.Here, the
또한, 궤도 추진 돌기(254a)는 전방 일측이 구동 차량 본체에서 돌출되도록 이루어져 구동 차량 본체의 전방에 주행을 방해하는 지형 및 장애물이 위치해 있을 시 일정한 간격으로 형성된 궤도 추진 돌기가 반복적으로 주행방향으로 회전되며 구동 차량 본체의 전방을 상승시키며 극복할 수 있는 구동력을 제공하는 역할을 한다.In addition, the
또한, 궤도 추진 돌기(254a)는 구동 차량 본체의 부력체(700)에 의해 수면에 떠 있는 상태에서 수면에서 회전되며 물갈퀴 역할을 하며 추진력을 제공하는 역할을 한다.In addition, the
상기 궤도 전방 휠(255)은 내측 둘레를 따라 일정한 간격의 돌기 삽입 홈(255a)이 형성된 원통 스프로킷 형상으로, 돌기 삽입 홈에 궤도 바퀴부의 내측 후방 기어 벨트 돌기가 결합되며 궤도 바퀴부의 회전력을 전달받아 회전되는 역할을 한다.The
상기 궤도 전방 샤프트(256)는 내측방향이 회전 지지 프레임과 대칭으로 결합되고, 외측방향이 궤도 전방 휠과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 궤도 바퀴부의 회전력을 전달받아 회전되며 궤도 바퀴부가 안정적인 회전이 이루어지도록 한다.The orbital
여섯째, 본 발명에 따른 후륜 구동부(260)는 프로펠러 샤프트의 후방 끝단에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 후방 차륜에 회전 구동력을 전달하는 역할을 한다.Sixth, the rear
이는 제3 디퍼런셜 기어부(261), 후륜 드라이브 샤프트(262), 후방 차륜(263)이 포함되어 구성된다.This includes a third
상기 제3 디퍼런셜 기어부(261)는 프로펠러 샤프트의 후방 끝단에 기어의 맞물림에 의해 연결되어 회전 방향을 수직 좌·우방향으로 전환시켜주고, 좌측 후륜과 우측 후륜의 회전속도를 가변시키는 역할을 한다.The third
이를 통해 좌측 후륜과 우측 후륜의 회전속도 차이를 발생시켜 구동 차량 본체의 후진 좌회전 및 후진 우회전을 가능하게 한다.Through this, a difference in rotational speed between the left rear wheel and the right rear wheel is generated, so that a reverse left turn and a reverse right turn of the driving vehicle body are possible.
상기 후륜 드라이브 샤프트(262)는 내측방향이 제3 디퍼런셜 기어부(261)의 좌측과 우측에 대칭으로 결합되고, 외측방향이 후방 차륜과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 제3 디퍼런셜 기어부의 회전 구동력을 전달받아 회전되며 후방 차륜에 구동력을 전달하는 역할을 한다.The rear
상기 후방 차륜(263)은 후륜 드라이브 샤프트(262)의 외측방향에 결합된 차륜 형상으로 지면과 맞닿아 회전되며 구동 차량 본체의 후방 구동력을 발생시킨다.The
상기 카메라부(300)는 구동 차량 본체의 정면 중앙에 결합되고 제어부와 연결되어 구동신호에 의해 상·하방향으로 회전되며 전방 주변의 실시간 영상 데이터를 무선수신기에 실시간 전송하는 역할을 한다.The
본 발명에 따른 카메라부(300)는 제어부를 통해 네트워크 연결된 무선수신기에 영상 데이터를 전송하여 실시간 영상정보를 제공한다.The
이를 통해 실시간으로 구동 차량 본체의 전방 상황을 무선수신기의 디스플레이부를 통해 확인할 수 있어 사람이 접근하기 어려운 화재현장과 같은 재난현장에 투입하여 인명의 위치를 파악하거나 군사작적 위험지역에서의 정찰 임무를 수행할 수 있다.Through this, it is possible to check the front situation of the main body of the driving vehicle in real time through the display section of the wireless receiver so that it can be put into a disaster site, such as a fire site that is difficult for humans to access, to determine the location of a person's life or to perform reconnaissance missions in dangerous areas of military operations. can do.
상기 배터리부(400)는 구동 차량 본체의 내측 중앙 일측에 위치되어 무선 송수신모듈, 전륜 구동부, 카메라부, 수냉식 냉각시스템에 전원을 공급하는 역할을 한다.The
이는 리튬이온폴리머배터리로 구성된다.It consists of a lithium ion polymer battery.
상기 수냉식 냉각시스템(500)은 구동 차량 본체의 내측 둘레를 따라 호스 형상으로 형성되고, 제어부와 연결되어 내부에 주입된 냉각수를 워터 펌프를 통해 강제 순환시켜 구동 차량 본체의 내·외부 열을 냉각시켜주는 역할을 한다.The water-cooled
본 발명에 따른 수냉식 냉각시스템(500)은 내부에 온도 센서가 내장되어 구동 차량 본체의 내부 온도가 설정온도 이상 상승할 경우 자동으로 동작되고, 설정온도 이하를 유지할 경우 자동으로 정지된다.The water-cooled
또한, 화재현장이나 고열의 외부환경을 띄는 장소에 투입시에는 상시 동작되도록 제어할 수 있다.In addition, it can be controlled so that it is always operated when it is put into a fire site or a place with a high external environment.
이를 통해 구동 차량 본체 내부의 자체 발열이나 외부환경에 따른 고열에 노출되더라도 구동 차량 본체가 열에 의해 손상되는 것을 최소화할 수 있다.Through this, even if the driving vehicle body is exposed to high heat due to self-heating or external environment, the driving vehicle body can be minimized from being damaged by heat.
상기 제어부(600)는 무선 송수신모듈, 구동장치부, 카메라부, 배터리부, 수냉식 냉각시스템과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 무선통신 제어모듈의 구동 및 조향신호에 따라, 축연결구동, 동축반전구동, 자체회전구동, 좌(左)측방향 이동, 우(右)측방향 이동 중 어느 하나를 선택하여 구동제어시키는 역할을 한다.The
상기 부력체(700)는 구동 차량 본체의 내측 중앙 좌·우 측면에 대칭으로 내장된 직사각 박스 형상으로 좌·우방향으로 동일한 부력을 형성시키는 역할을 한다.The
여기서, 구동 차량 본체가 수면에 뜬 상태에서는 궤도 바퀴부의 외측에 일정한 간격으로 형성된 돌출턱이 추친체가 되어 회전에 의해 동력을 발생시킨다.Here, when the main body of the driving vehicle floats on the water surface, the protruding jaws formed at regular intervals on the outside of the track wheel portion become chunky bodies and generate power by rotation.
이를 통해, 구동 차량 본체가 지면에서 주행되다가 수면이 나타나더라도 주행을 멈추지 않고 수면에 뜬 상태로 주행을 가능하게 하여 수륙양용으로 사용할 수 있고, 수상 재난현장에 투입되어 인명 정찰 용도로 사용할 수 있다.Through this, even if the main body of the driving vehicle is driven from the ground and the water surface appears, it can be used for amphibious by allowing the vehicle to travel while floating on the surface without stopping, and can be used for life reconnaissance by being put into a water disaster site.
다음으로, 본 발명에 따른 무선통신 제어모듈(20)에 관해 설명한다.Next, the wireless
상기 무선통신 제어모듈(20)은 RC 라디오 프리쿼시 채널 2.5GHz 주파수로 신호를 구동 차량 본체에 송신하여 제어하는 역할을 한다.The wireless
본 발명에 따른 무선통신 제어모듈(20)은 구동 차량 본체의 주행 방향, 주행 속도 등을 네트워크를 통해 실시간으로 구동력 및 제동력을 제어하여 구동시키고, 카메라부의 상·하 회전을 제어하며 실시간 영상 데이터를 디스플레이할 수 있고, 잔류 배터리의 양을 체크할 수 있으며, 수냉식 냉각시스템의 작동 및 정지 제어할 수 있다.The wireless
이를 통해 구동 차량 본체와 제어거리가 멀어지더라도 송수신이 가능하여 사람이 접근하기 어려운 화재현장, 수상 안전사고현장과 같은 재난현장에 투입되어 신속하게 이동하여 인명의 위치를 파악할 수 있고, 군사작전시 위험지역에서의 정찰 임무를 수행할 수 있다.Through this, it is possible to transmit and receive even if the control distance from the main body of the driving vehicle is farther away, so it can be moved to a disaster site such as a fire site or water safety accident site, which is difficult for humans to access, so that it can quickly move to locate the human life. You can perform reconnaissance missions in hazardous areas.
이하, 본 발명에 따른 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.Hereinafter, a specific operation process of a smart driving device having excellent driving performance and roughness overcoming ability through fusion of wheels and tracks according to the present invention will be described.
먼저, 구동 차량 본체에 충전된 메인 구동모터를 결합시킨다.First, the main drive motor charged in the main body of the driving vehicle is coupled.
다음으로, 구동 차량 본체와 네트워크 연결된 무선통신 제어모듈의 제어신호에 따라 구동 차량 본체의 주행을 제어한다.Next, the driving of the driving vehicle body is controlled according to a control signal of a wireless communication control module network-connected with the driving vehicle body.
이때, 구동 차량 본체의 전방에 위치한 카메라부를 통해 실시간 영상 정보를 전달받아 주행하는 지형에 따라 전방에 요철 및 장애물, 계단이 형성되어 있는 지형에서는 제1단 기어모드를, 전방에 지면이 울퉁불퉁하고 고르지 못한 지형에서는 제2단 기어모드를, 도로 포장이 잘 되어 있는 평평한 지형에서는 제3단 기어모드를 사용하여 주행하고, 전방으로 전진할 수 없는 상황시 후진 기어모드를 선택적으로 사용하여 구동 및 제동 신호를 전달하여 주행을 제어한다.At this time, receiving the real-time image information through the camera unit located in front of the main body of the driving vehicle, the first gear mode is uneven and the ground is uneven and uneven in the terrain in which irregularities, obstacles, and stairs are formed in front of the driving vehicle. Driving and braking signals by using the second gear mode in poor terrain and the third gear mode in flat terrain with well paved roads, and optionally using the reverse gear mode in situations where it cannot move forward. To control the driving.
이를 통해 주행의 효율을 높히고 원활한 주행이 이루어지도록 한다.Through this, the efficiency of driving is increased and smooth driving is achieved.
다음으로, 구동 차량 본체를 화재현장이나 고열의 외부환경을 띄는 장소에 투입시 수냉식 냉각시스템을 상시 동작되도록 제어하여 구동 차량 본체 내부의 자체 발열이나 외부환경에 따른 고열에 노출되더라도 구동 차량 본체가 열에 의해 손상되는 것을 최소화할 수 있다.Next, by controlling the water-cooled cooling system to be operated at all times when the driving vehicle body is put in a place where there is a fire or a high-temperature external environment, even if the driving vehicle body is exposed to heat even if it is exposed to self-heat inside the vehicle body or high heat due to the external environment. It can minimize the damage caused by.
다음으로, 구동 차량 본체를 수상 재난현상에 투입시 부력체를 통해 구동 차량 본체가 수면에 떠 있을 수 있으며, 궤도 바퀴부의 궤도 추진 돌기의 회전에 의해 수상에서 제어되어 인명 정찰 용도로 사용할 수 있다.Next, when the main body of the driving vehicle is put into a water disaster, the main body of the driving vehicle may float on the surface of the water through a buoyant body, and can be used for life reconnaissance by being controlled in the water by rotation of the track propulsion protrusion of the track wheel.
10 : 구동 차량 본체 20 : 무선통신 제어모듈
100 : 무선 송수신모듈 200 : 차량 구동부
210 : 메인 구동모터 220 : 트랜스미션
230 : 프로펠러 샤프트 240 : 전륜 구동부
250 : 궤도 구동부 260 : 후륜 구동부
300 : 카메라부 400 : 배터리부
500 : 수냉식 냉각시스템 600 : 제어부
700 : 부력체10: driving vehicle body 20: wireless communication control module
100: wireless transmitting and receiving module 200: vehicle driving unit
210: main drive motor 220: transmission
230: propeller shaft 240: front wheel drive
250: track drive unit 260: rear wheel drive unit
300: camera unit 400: battery unit
500: water cooling system 600: control unit
700: buoyancy body
Claims (7)
RC 라디오 프리쿼시 채널 2.5GHz 주파수로 신호를 구동 차량 본체에 송신하여 제어하는 무선통신 제어모듈(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
A driving vehicle body 10 that receives a control signal of a control radio communication control module by wireless communication and is driven according to the control signal,
It is composed of a wireless communication control module (20) that transmits and controls signals to a driving vehicle body with a frequency of 2.5 GHz on the radio frequency of RC radio. Smart driving with excellent driving performance and ability to overcome rough terrain through fusion of wheels and tracks Device.
배터리부 일측에 위치되어, 무선통신 제어모듈과 무선 네트워크로 연결되어, 무선통신 제어모듈의 구동신호 및 조향신호를 수신받아 제어부에 전달시키는 무선 송수신모듈(100)과,
무선 송수신 모듈과 연결되어 구동신호에 의해 회전의 속도, 방향을 입력받아 입력받은 구동신호에 따라 구동되며 구동 차량 본체의 전진, 후진, 회전, 좌·우방향 이동 중 어느 하나를 선택하여 구동동력을 전달하는 차량 구동부(200)와,
구동 차량 본체의 정면 중앙에 결합되고 제어부와 연결되어 구동신호에 의해 상·하방향으로 회전되며 전방 주변의 실시간 영상 데이터를 무선수신기에 실시간 전송하는 카메라부(300)와,
구동 차량 본체의 내측 중앙 일측에 위치되어 무선 송수신모듈, 전륜 구동부, 카메라부, 수냉식 냉각시스템에 전원을 공급하는 배터리부(400)와,
구동 차량 본체의 내측 둘레를 따라 호스 형상으로 형성되고, 제어부와 연결되어 내부에 주입된 냉각수를 워터 펌프를 통해 강제 순환시켜 구동 차량 본체의 내·외부 열을 냉각시켜주는 수냉식 냉각시스템(500)과,
무선 송수신모듈, 구동장치부, 카메라부, 배터리부, 수냉식 냉각시스템과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 무선통신 제어모듈의 구동 및 조향신호에 따라, 축연결구동, 동축반전구동, 자체회전구동, 좌(左)측방향 이동, 우(右)측방향 이동 중 어느 하나를 선택하여 구동제어시키는 제어부(600)와,
구동 차량 본체의 내측 중앙 좌·우 측면에 대칭으로 내장된 직사각 박스 형상으로 좌·우방향으로 동일한 부력을 형성시키는 부력체(700)가 포함되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
The driving vehicle body 10 according to claim 1,
Located on one side of the battery unit, and connected to the wireless communication control module and a wireless network, the wireless transmission and reception module 100 for receiving the driving signal and steering signal of the wireless communication control module and transmits it to the control unit,
It is connected to the wireless transmission/reception module and receives the speed and direction of rotation by the driving signal, and is driven according to the received driving signal, and selects any one of the forward, reverse, rotation, and left/right movement of the driving vehicle body. Vehicle driving unit 200 to transmit,
A camera unit 300 coupled to the front center of the main body of the driving vehicle, connected to the control unit, rotated in the up and down direction by a driving signal, and transmitting real-time image data around the front to the wireless receiver in real time;
A battery unit 400 which is located on one side of the center of the inside of the driving vehicle body and supplies power to the wireless transmission/reception module, the front wheel driving unit, the camera unit, and the water cooling system.
It is formed in the shape of a hose along the inner circumference of the main body of the driving vehicle, and is connected to the control unit to forcibly circulate cooling water injected therein through a water pump to cool the internal and external heat of the main body of the driving vehicle. ,
It is connected to the wireless transmission/reception module, drive unit, camera unit, battery unit, and water-cooled cooling system, while controlling the overall operation of each device, depending on the driving and steering signals of the wireless communication control module, shaft connection driving, coaxial reversing driving, A control unit 600 for controlling driving by selecting any one of self-rotation driving, left-side movement, and right-side movement;
Driving performance through fusion of wheels and tracks, characterized in that a buoyant body 700 is formed to form the same buoyancy in the left and right directions in a rectangular box shape symmetrically embedded in the inner center left and right sides of the driving vehicle body. Smart driving device with excellent ability to overcome the rough terrain.
고강도, 고인성 및 고경량의 알루미늄 프레임과,
탄소섬유펠트와,
PEEK(Poly Ether Ether Ketone) 소재가 접합되어 구성된 3중 구조로 이루어지는 것으로서,
상기 알루미늄 프레임은 알루미늄(Al) 91.35 ~ 92.50 wt%와, 구리(Cu) 0.2 ~ 0.4 wt%와, 망간(Mn) 0.2 ~ 0.4 wt%와, 마그네슘(Mg) 1.8 ~ 2.2 wt%와, 크롬(Cr) 0.02 ~ 0.04 wt%와, 아연(Zn) 5.0 ~ 5.4 wt%와, 티타늄(Ti) 0.02 ~ 0.04 wt%와, 지르코늄(Zr) 0.09 ~ 0.13 wt%와, 스칸듐(Sc) 0.02 ~ 0.04 wt%의 성분으로 구성된 알루미늄 빌렛을 445 ~ 455 도에서 18 ~ 22 시간 동안 유지하여 균질화처리하고, 균질화처리한 상기 알루미늄 빌렛을 압출 성형하여 구성된 것이고,
상기 탄소섬유펠트는 탄소섬유를 MEK(Methylethylketone)에 20 ~ 30 시간 동안 침지시킨 후 세척하고 90 ~ 110 ℃에서 건조하여 잔여 MEK를 제거하고, 건조과정을 마친 탄소섬유를 1 mol ~ 4 mol 농도의 수산화칼륨 수용액에 20 ~ 30 시간 동안 침적시킨 후, 상온에서 5 ~ 10 시간 동안 건조하고, 건조한 탄소섬유를 10℃/min 승온속도로 700 ~ 1,000 ℃에서 열처리하여 표면처리 탄소섬유를 제조하고,
상기 표면처리 탄소섬유를 경화제를 포함하는 에폭시수지에 함침 후 핫 프레스(Hot press)를 이용하여 80 ~ 85 ℃에서 20 ~ 40 분 동안 1Mpa에서 압축성형하여 제조한 것임을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
The driving vehicle body according to claim 2,
High-strength, high-toughness and light-weight aluminum frame,
Carbon fiber felt,
PEEK (Poly Ether Ether Ketone) material consisting of a triple structure composed of bonded,
The aluminum frame is aluminum (Al) 91.35 ~ 92.50 wt%, copper (Cu) 0.2 ~ 0.4 wt%, manganese (Mn) 0.2 ~ 0.4 wt%, magnesium (Mg) 1.8 ~ 2.2 wt%, chromium ( Cr) 0.02 to 0.04 wt%, zinc (Zn) 5.0 to 5.4 wt%, titanium (Ti) 0.02 to 0.04 wt%, zirconium (Zr) 0.09 to 0.13 wt%, scandium (Sc) 0.02 to 0.04 wt% The aluminum billet consisting of% component is maintained by homogenizing treatment at 445 to 455 degrees for 18 to 22 hours, and is formed by extruding the homogenized aluminum billet,
The carbon fiber felt is immersed in MEK (Methylethylketone) for 20 to 30 hours, washed, and then dried at 90 to 110°C to remove residual MEK, and the carbon fiber after the drying process has a concentration of 1 mol to 4 mol. After immersing in an aqueous potassium hydroxide solution for 20 to 30 hours, drying at room temperature for 5 to 10 hours, and heating the dried carbon fiber at a heating rate of 10°C/min at 700 to 1,000°C to prepare a surface-treated carbon fiber,
Fusion of wheels and tracks, characterized in that the surface-treated carbon fiber is manufactured by compression molding at 1 Mpa at 80 to 85° C. for 20 to 40 minutes using a hot press after impregnation with an epoxy resin containing a curing agent. Smart driving device with excellent driving performance and ability to overcome rough terrain.
구동 차량 본체의 차체 중앙 내측 일측에 위치되고, 제어부와 연결되어 동작신호에 의해 회전동력을 생성시키고, 전방 출력축의 끝단에 기어가 형성되어 트랜스미션 내부의 기어와 맞물려 형성되고, 트랜스미션과 프로펠러 샤프트를 통해 전방 구동부, 궤도 구동부, 후륜 구동부에 회전력을 제공하는 메인 구동모터(210)와,
메인 구동모터의 출력축 측면에 기어의 맞물림에 의해 결합된 기어 박스 형상으로, 제어부와 연결되어 주행상태에 따라 기어비를 변화시켜 구동 바퀴에 공급되는 회전력을 가변시키는 트랜스미션(220)과,
구동 차량 본체의 좌·우방향을 기준으로 내측 중앙을 가로지르며 차체 내측 전방에서 후방까지 직선형태로 이루어지며 트랜스미션의 일측과 기어결합되어 회전력을 전달받아 회전 구동력을 전륜 구동부, 궤도 구동부, 후륜 구동부에 전달하는 프로펠러 샤프트(230)와,
프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 전방 차륜에 회전 구동력을 전달하는 전륜 구동부(240)와,
프로펠러 샤프트의 후방 일측에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 궤도 바퀴에 회전 구동력을 전달하는 궤도 구동부(250)와,
프로펠러 샤프트의 후방 끝단에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 후방 차륜에 회전 구동력을 전달하는 후륜 구동부(260)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
The vehicle driving device 200 according to claim 2,
It is located on one side inside the center of the body of the driving vehicle body, is connected to the control unit to generate rotational power by an operation signal, and a gear is formed at the end of the front output shaft to be formed in engagement with the gear inside the transmission, through the transmission and propeller shaft A main drive motor 210 that provides rotational force to the front drive section, the track drive section, and the rear wheel drive section;
A gear box shape coupled to the side of the output shaft of the main drive motor by meshing, a transmission 220 that is connected to the control unit to change the gear ratio according to the driving state to vary the rotational force supplied to the drive wheels,
The vehicle crosses the inner center based on the left and right directions of the vehicle body, and is formed in a straight line form from the front to the rear of the vehicle body. It is geared with one side of the transmission to receive the rotational force and transmit the rotational driving force to the front wheel drive, track drive, and rear wheel drive. Propeller shaft 230 to transmit,
A front wheel driving unit 240 connected to the front end of the propeller shaft through a differential gearbox to receive rotational driving force and transmit rotational driving force to the front wheels of the vehicle driving unit;
A track drive unit 250 connected to a rear side of the propeller shaft through a differential gearbox to receive the rotation driving force and transmit the rotation driving force to the track wheels of the vehicle driving unit;
It is connected to the rear end of the propeller shaft through a differential gearbox and receives rotational driving force, and is composed of a rear wheel driving unit (260) that transmits rotational driving force to the rear wheel of the vehicle driving unit. Smart driving device with excellent ability to overcome the rough terrain.
전방 구동부, 후륜 구동부의 속도를 시속 5km/s로 줄이는 대신 회전력을 제3단 기어모드에 비해 4:1의 비율로 상승시켜 전방에 요철 및 장애물, 계단이 형성되어 있는 지형에서 사용되는 제1단 기어모드와,
전방 구동부, 후륜 구동부의 속도를 시속 15km/s로 줄이는 대신 회전력을 제2단 기어모드에 비해 2:1의 비율로 상승시켜 전방에 지면이 울퉁불퉁하고 고르지 못한 지형에서 사용되는 제2단 기어모드와,
전방 구동부, 후륜 구동부의 속도를 시속 40~50km/s로 상승시키는 대신 회전력을 감소시켜 전방에 지면이 고르고, 도로 포장이 잘되어 있는 평평한 지형에서 사용되는 제3단 기어모드와,
전방 구동부, 후륜 구동부 및 궤도 구동부의 회전방향을 역방향으로 전환하여 전방이 막다른 도로거나 더이상 주행할 수 없는 상황시 사용되는 후진 기어모드 중 선택적으로 하나의 기어모드로 구동되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
According to claim 4, the transmission 220 is
Instead of reducing the speed of the front drive and rear wheel drives to 5 km/s per hour, the first step used in the terrain where unevenness, obstacles, and stairs are formed by increasing the torque at a ratio of 4:1 compared to the third gear mode. Gear mode,
Instead of reducing the speed of the front drive and rear wheel drive to 15 km/s per hour, the torque is increased by a ratio of 2:1 compared to the second gear mode, and the second gear mode is used in uneven terrain with uneven terrain. ,
Instead of raising the speed of the front drive and rear wheel drive to 40-50 km/s per hour, the third gear mode is used in flat terrain with even ground and well-paved roads by reducing the torque.
Wheels characterized by being selectively driven in one gear mode among reverse gear modes used in situations where the front is dead end road or no longer can be driven by switching the rotation directions of the front driving part, rear wheel driving part, and track driving part in the reverse direction. Smart driving device with excellent driving performance and rough terrain overcoming the track.
프로펠러 샤프트의 후방 일측에 위치하고 기어의 맞물림에 의해 연결되어 회전 방향을 수직 좌·우방향으로 전환시켜주고, 좌측 궤도 바퀴와 우측 궤도 바퀴의 회전속도를 가변시키는 제2 디퍼런셜 기어부(251)와,
내측방향이 제2 디퍼런셜 기어부의 좌측과 우측에 대칭으로 결합되고, 외측방향이 궤도 후방 휠과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 제2 디퍼런셜 기어부의 회전 구동력을 전달받아 회전되며 궤도 바퀴부에 구동력을 전달하는 궤도 드라이브 샤프트(252)와,
내측 둘레를 따라 일정한 간격의 돌기 삽입 홈(253a)이 형성된 원통 스프로킷 형상으로, 돌기 삽입 홈에 궤도 바퀴부의 내측 후방 기어 벨트 돌기가 결합되며 궤도 드라이브 샤프트의 회전력을 전달받아 회전되는 궤도 후방 휠(253)과,
구동 차량 본체의 전·후방 좌측과 우측 둘레를 따라 대칭으로 형성된 기어 벨트 구조로, 벨트 구조의 내측면에 길이방향의 일정한 간격으로 기어 벨트 돌기(254b)가 형성되어 궤도 전방 휠의 전방 둘레와 궤도 후방 휠의 후방 둘레에 형성된 돌기 삽입 홈에 삽입되어 감겨지고, 상단면과 하단면이 수평으로 궤도 휠의 축간 거리와 일치하도록 이루어지며 궤도 후방 휠을 구동력을 전달받아 회전되는 궤도 바퀴부(254)와,
내측 둘레를 따라 일정한 간격의 돌기 삽입 홈(255a)이 형성된 원통 스프로킷 형상으로, 돌기 삽입 홈에 궤도 바퀴부의 내측 후방 기어 벨트 돌기가 결합되며 궤도 바퀴부의 회전력을 전달받아 회전되는 궤도 전방 휠(255)과,
내측방향이 회전 지지 프레임과 대칭으로 결합되고, 외측방향이 궤도 전방 휠과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 궤도 바퀴부의 회전력을 전달받아 회전되며 궤도 바퀴부가 안정적인 회전이 이루어지도록 하는 궤도 전방 샤프트(256)가 포함되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
The track driving unit 250 according to claim 4,
A second differential gear part 251 which is located on one side of the rear of the propeller shaft and is connected by engagement of the gear to change the rotation direction to the vertical left and right directions, and to change the rotational speed of the left and right track wheels;
The inner direction is symmetrically coupled to the left and right sides of the second differential gear part, and the outer direction is a rotating shaft in the shape of a circular rod coupled to the rear wheel of the track, rotated by receiving the rotation driving force of the second differential gear part and rotating it. Orbital drive shaft 252 for transmitting the,
A cylindrical sprocket shape having a protrusion insertion groove 253a at regular intervals along the inner circumference, and the inner rear gear belt protrusion of the track wheel portion coupled to the protrusion insertion groove is rotated by receiving the rotational force of the track drive shaft (253) )and,
A gear belt structure formed symmetrically along the front and rear left and right circumferences of the main body of the driving vehicle, and the gear belt projections 254b are formed at regular intervals in the longitudinal direction on the inner surface of the belt structure to form the front circumference and track of the front wheel of the track. The track wheel part 254 which is inserted into the projection insertion groove formed around the rear circumference of the rear wheel and wound, the top surface and the bottom surface are made to coincide with the distance between the track wheels horizontally, and is rotated by receiving the driving force of the track rear wheel. Wow,
A cylindrical sprocket shape in which a protrusion insertion groove 255a at regular intervals is formed along the inner circumference, and the inside rear gear belt protrusion of the track wheel portion is coupled to the protrusion insertion groove, and the track front wheel 255 rotated by receiving the rotational force of the track wheel portion and,
The inner shaft is symmetrically coupled to the rotating support frame, and the outer shaft is a rotating shaft of a circular rod shape combined with the track front wheel. 256) is a smart driving device that is excellent in driving performance and roughness overcoming ability through the fusion of wheels and tracks, characterized in that it is included.
좌·우 대칭의 기어 벨트 형상 외측 둘레를 따라 길이방향으로 일정한 간격으로 돌출되고, 하단측이 구동 차량 본체의 최저 지상고보다 낮게 형성되며 지면과 이격되고, 전방 일측이 구동 차량 본체에서 돌출되도록 이루어진 궤도 추진 돌기(254a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.
The track wheel portion 254 according to claim 6,
A track made of a left and right symmetrical gear belt shape protruding at regular intervals along the outer periphery, the lower side being formed lower than the lowest ground clearance of the driving vehicle body, spaced apart from the ground, and the front side protruding from the driving vehicle body Smart driving device with excellent driving performance and rough terrain overcoming ability through fusion of wheels and tracks, characterized in that the protruding projections 254a are formed.
Priority Applications (1)
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KR1020180164318A KR102133709B1 (en) | 2018-12-18 | 2018-12-18 | Smart driving device that has excellent driving performance and ability to overcome difficult terrain through convergence of wheel and track |
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-
2018
- 2018-12-18 KR KR1020180164318A patent/KR102133709B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040011574A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Borgwarth Dennis W. | Wheeled-tracked vehicle hybrid |
KR20120130791A (en) * | 2010-04-06 | 2012-12-03 | 로보텍스 인코포레이티드 | Robotic system and methods of use |
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