KR20210045207A - 옴니 휠 및 이를 이용한 삼륜 주행장치 - Google Patents

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KR20210045207A KR1020190128679A KR20190128679A KR20210045207A KR 20210045207 A KR20210045207 A KR 20210045207A KR 1020190128679 A KR1020190128679 A KR 1020190128679A KR 20190128679 A KR20190128679 A KR 20190128679A KR 20210045207 A KR20210045207 A KR 20210045207A
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천주영
서은호
고훈건
박준환
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 옴니 휠은, 개방된 일부분인 개방 부분을 포함하여, 개방된 토러스 형상으로 형성되는 타이어; 상기 타이어에 연결되어, 상기 타이어가 형성하는 원형의 구멍인 내부 개구의 중심을 지나가는 주 회전축을 따라 상기 타이어를 회전시키는 주 회전부; 및 상기 개방 부분을 형성하는 상기 타이어의 양단을 연결하고, 상기 타이어가 상기 주 회전축과 나란한 방향을 따라 이동하도록, 상기 타이어의 원주 방향을 따라 형성된 원주 축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 원주 회전부를 포함한다.

Description

옴니 휠 및 이를 이용한 삼륜 주행장치 {OMNIDIRECTIONAL WHEEL AND THREE-WHEELED VEHICLE USING THE SAME}
본 발명은 옴니 휠과 이를 이용한 삼륜 주행장치에 관한 것이다.
소형 주행장치의 경우, 차도가 아닌 인도 등의 위치에서 사용될 가능성이 높으므로, 일반적인 차량 등에 비해서 보다 자유로운 진행방향의 전환이 필요하다.
진행방향의 전환을 용이하게 하기 위하여, 회전에 필요한 회전반경을 최소화 할 필요가 있다. 그러나 소형 주행장치에 일반적으로 주행장치를 위해 널리 사용되는 단순한 바퀴를 도입하는 경우, 소형 주행장치의 차체 길이 등에 의해서 형성하는 회전반경의 크기를 줄이는 데 한계가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 회전반경을 줄일 수 있는 옴니 휠과, 이를 이용한 삼륜 주행장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 옴니 휠은, 개방된 일부분인 개방 부분을 포함하여, 개방된 토러스 형상으로 형성되는 타이어; 상기 타이어에 연결되어, 상기 타이어가 형성하는 원형의 구멍인 내부 개구의 중심을 지나가는 주 회전축을 따라 상기 타이어를 회전시키는 주 회전부; 및 상기 개방 부분을 형성하는 상기 타이어의 양단을 연결하고, 상기 타이어가 상기 주 회전축과 나란한 방향을 따라 이동하도록, 상기 타이어의 원주 방향을 따라 형성된 원주 축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 원주 회전부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 삼륜 주행장치는, 차체; 상기 차체를 주 주행방향 또는 상기 주 주행방향에 수직한 부 주행방향을 따라 이동시키도록 상기 차체에 연결되는 옴니 휠; 및 연직 방향을 중심으로 회전함에 따라 상기 차체가 진행하는 상기 주 주행방향을 변경하고, 상기 변경된 주 주행방향에 따라 변경된 부 주행방향과 나란한 주 회전축을 중심으로 회전함에 따라 상기 차체를 상기 변경된 주 주행방향을 따라 이동시키도록, 상기 차체에 연결되는 2개의 전륜을 포함하고, 상기 옴니 휠은, 개방된 토러스 형상으로 형성되는 타이어와, 상기 주 회전축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 주 회전부와, 상기 타이어가 상기 부 주행방향을 따라 이동하도록, 상기 타이어의 원주 방향을 따라 형성된 원주 축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 원주 회전부를 포함한다.
이에 따라, 주행장치의 회전반경을 감소시킬 수 있다.
좁은 골목이나 인파가 많아 잦은 방향 변경이 필요한 구간에서, 삼륜 주행장치가 자유자재로 이동이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치의 다른 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치에 사용되는 옴니 휠의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 옴니 휠의 내부에 배치되는 코일 스프링을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치(100)의 개념도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치(100)의 다른 개념도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치(100)는, 차체(101), 옴니 휠(omnidirectional wheel, 1) 및 전륜(102)을 포함한다.
차체(101)는 사물 또는 사람을 안착시켜 운반하기 위한 구성요소이다. 본 발명의 일 실시예의 개념도에서는, 차체(101)는 판형으로 형성되어 사물 또는 사람이 안착되기 용이한 형태로 제시되었으나, 그 밖에 사물 또는 사람의 이탈을 막기 위한 구성을 더 포함하거나, 안착되기 용이한 구조로 형성될 수 있다.
전륜(102)은 차체(101)의 전방에 위치하는 바퀴이다. 주 주행방향(D1)을 따라 차체(101)의 전방에 전륜(102)이 위치하되, 2개로 구성될 수 있다. 이러한 전륜(102)이 차체(101)에 회전 가능하게 연결되어, 차체(101)를 주 주행방향(D1)을 따라 이동시킨다.
전륜(102)은 차체(101)와 전륜 연결부(103)를 통해서 연결될 수 있다. 전륜(102)은 그 내측에 배치되는 인휠 구동부(미도시)를 이용해 구동력을 발생시켜, 부 주행방향(D2)과 나란한 주 회전축(A1)을 중심으로 회전해 주행하도록 할 수 있다. 인휠 구동부는 모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.전륜(102)은 주 회전축(A1)을 중심으로 회전하여 차체(101)를 주 주행방향(D1)을 따라 이동하도록 할 수 있다. 또한 전륜(102)은 연직 방향을 중심으로 더 회전함에 따라, 차체(101)가 진행하는 주 주행방향(D1)과 부 주행방향(D2)을 변경할 수 있다. 도 3을 참조하면, 연직 방향을 중심으로 전륜(102)이 회전하면, 차체(101)와의 관계에서 도 3과 같이 바라본 상황에서 전륜(102)이 형성하는 각도가 변경된다. 따라서 주 주행방향(D1)과 부 주행방향(D2)이 변경될 수 있다. 변경된 부 주행방향(D2)과 나란한 주 회전축(A1)을 중심으로 전륜(102)이 회전하여, 변경된 주 주행방향(D1)을 따라 차체(101)를 이동시킬 수 있다.
전륜(102)이 연직 방향을 중심으로 회전하도록, 차체(101)에는 조향장치(미도시)가 더 연결될 수 있다. 조향장치를 조작함에 따라, 전륜(102)의 전륜 조향부(104)가 작동하도록, 조향장치가 전륜 조향부(104)와 전륜 연결부(103)를 통해 연결될 수 있다. 조향장치는 사용자가 파지하여 회전시킬 수 있는 스티어링 휠로 구성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 전륜 조향부(104)의 작용에 의해, 전륜(102)이 연직 방향과 나란한 축을 중심으로 회전하여, 전륜의 배열된 방향이 변화해, 조향이 이루어질 수 있다. 전륜 조향부(104)는 모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
옴니 휠(1)은 차체(101)를 주 주행방향(D1) 또는 주 주행방향(D1)에 수직한 부 주행방향(D2)을 따라 이동시키도록, 차체(101)에 연결되는 바퀴이다. 옴니 휠(1)은 휠 연결부(105)를 통해, 차체(101)의 후측에서 차체(101)에 연결될 수 있다. 휠 연결부(105)엔 옴니 휠(1)의 주 회전부(20)를 구동시키기 위한 휠 구동부(106)가 배치될 수 있다. 휠 구동부(106)는 구동력을 발생시켜, 이를 휠에 제공해 옴니 휠(1)이 주 회전축(A1)을 중심으로 회전하게 할 수 있다. 휠 구동부(106)는 모터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼륜 주행장치(100)에 사용되는 옴니 휠(1)의 구조를 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 옴니 휠(1)은, 타이어(10), 주 회전부(20) 및 원주 회전부(30)를 포함한다. 이러한 구조를 옴니 휠(1)이 가져, 옴니 휠(1)은 주 주행방향(D1)과 부 주행방향(D2)으로 주행할 수 있다.
타이어(10)
타이어(10)는 개방된 일부분인 개방 부분을 포함하여, 개방된 토러스(torus) 형상으로 형성되는 옴니 휠(1)의 구성요소이다. 여기서 개방된 토러스 형상이라는 의미는, 원주 방향(D3)을 따라 가면서 개방된 개방 부분을 포함하여, 부 주행방향(D2)에 수직한 평면으로 자른 타이어(10)의 형상이 개방된 형상을 가진다는 것을 의미한다.
타이어(10)가 부 주행방향(D2)에 수직한 평면에서 바라본 옴니 휠(1)의 가장 외측의 가장자리를 가지도록 형성되어, 옴니 휠(1)의 회전시 타이어(10)가 회전하면서 지면에 접촉하여 차체(101)를 주 주행방향(D1)으로 진행하도록 한다.
타이어(10)는 주 회전축(A1)을 중심으로 회전할 수도 있지만, 타이어(10)의 원주 방향(D3)을 중심으로 회전할 수도 있다. 타이어(10)가 원주 방향(D3)을 따라 형성된 원주 축을 중심으로 회전함에 따라, 타이어(10)의 반경 방향 외측에 위치하던 부분(12)이 반경 방향 내측으로 이동하고, 반대로 반경 방향 내측에 위치하던 부분(13)은 반경 방향 외측으로 이동할 수 있다. 이러한 타이어(10)의 회전에 의해, 옴니 휠(1)이 전체적으로 부 주행방향(D2)을 따라 이동할 수 있다. 이러한 타이어(10)의 원주 축을 중심으로 한 회전은, 후술할 원주 회전부(30)에 의해서 수행될 수 있다.
이러한 동작을 수행하기 위해, 타이어(10)는 고무와 같이 탄성을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 타이어(10)의 내경과 외경의 크기는 서로 다를 것이므로, 타이어(10)가 원주 축을 중심으로 회전할 때, 타이어(10)의 각 부분의 압축과 인장이 일어날 것이기 때문이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 옴니 휠(1)의 내부에 배치되는 코일 스프링(40)을 도시한 도면이다. 도 4를 더 참조해서 설명하면, 옴니 휠(1)은, 타이어(10)의 내부에 배치되는 코일 스프링(40)을 더 포함할 수 있다. 코일 스프링(40)은 타이어(10)의 프로파일을 따라 개방된 토러스 형상으로 타이어(10)의 내부에 배치될 수 있다. 따라서 타이어(10)가 개방된 토러스 형상을 유지하도록, 타이어(10)에 강성이 더 부여될 수 있다.
주 회전부(20)
주 회전부(20)는 타이어(10)를 주 회전축(A1)을 중심으로 회전시키도록 마련되는 구성요소이다. 주 회전부(20)는 타이어(10)에 연결되어, 타이어(10)가 형성하는 원형의 구멍인 내부 개구(14)의 중심을 지나가는 주 회전축(A1)을 중심으로 타이어(10)를 회전시킨다. 주 회전축(A1)을 중심으로 주 회전부(20)가 회전하는 방향을, 도 3에서 R1으로 지칭된 화살표로 나타내었다.
주 회전부(20)는, 주 회전부재(21, 22)와 주 축부재(23)를 포함할 수 있다. 주 축부재(23)가 휠구동부로부터 구동력을 전달받고, 이를 타이어(10)에 연결된 주 회전부재(21, 22)에 전달하여 타이어(10)를 주 회전축(A1)을 중심으로 회전시키는 방식으로 작동이 이루어진다. 주 축부재(23)는 스프로켓이나 벨트 등의 기계요소 등에 의해 매개되어 휠 구동부(106)로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다.
주 축부재(23)는 부 주행방향(D2)을 따라 연장되고, 주 회전축(A1)을 중심으로 회전하는 축부재이다. 주 축부재(23)는 휠 구동부(106)와 직접적 또는 간접적으로 연결되어, 휠 구동부(106)가 발생시킨 구동력을 전달받아 주 회전축(A1)을 중심으로 회전할 수 있다. 주 축부재(23)는 휠 연결부(105)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
주 회전부재(21, 22)는 2개로 구성되어, 타이어(10)가 샌드위치되어 지지되도록, 내부 개구(14)를 양측으로부터 덮으며 타이어(10)에 접촉할 수 있다. 따라서 2개의 주 회전부재(21, 22)의 사이에 타이어(10)가 위치하여 고정된 상태에서, 주 축부재(23)에 의해 전달된 구동력이 주 회전부재(21, 22)를 주 회전축(A1)을 중심으로 회전케 하고, 타이어(10) 역시 주 회전축(A1)을 중심으로 회전하게 된다. 도 3에서는 제1 주 회전부재(21)가 타이어(10)를 기준으로 도면에서 나오는 방향측에, 제2 주 회전부재(22)가 타이어(10)를 기준으로 도면으로 들어가는 방향측에 배치되는 것으로 도시되었다.
주 회전부재(21, 22)는 주 축부재(23)에 연결되고 주 축부재(23)의 회전에 연동하여 회전할 수 있다. 주 축부재(23)는 후술할 원주 회전부(30)의 원주 구동부(31)를 관통하거나, 원주 구동부(31)를 중심으로 양측에 배치되어 원주 구동부(31)를 매개로 2개의 주 회전부재(21, 22)를 서로 연결할 수 있다. 즉, 2개의 주 회전부재(21, 22)가 서로 연동하여 회전하도록, 원주 회전부(30)를 통해 주 회전부재(21, 22)들이 연결될 수 있다.
주 회전부재(21, 22)들은 내부 개구(14)로부터 바깥을 바라보는 방향으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상을 가져, 주 회전부재(21, 22)는 가장자리에서는 타이어(10)와 인접한 인접부(212, 222)들을 가지고, 가운데 부분에서는 원주 회전부(30)를 내장할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.
구체적으로, 주 회전부재(21, 22)는 주 회전판(211, 221)과 구름부재(213, 223)를 포함할 수 있다. 주 회전판(211, 221)은 타이어(10)의 외측면과 인접한 부분인 인접부(212, 222)들을 가지고, 원주 회전부(30)와 연결될 수 있다. 주 회전판(211, 221)은, 각 모서리가 내측으로 함몰된 삼각형의 형태를 가져, 서로 동일한 각도를 가지고 이격된 3개의 인접부(212, 222)를 각 꼭지점에 가질 수 있으나, 그 형상은 사각형일 수도 있고, 이에 제한되지 않는다.
구름부재(213, 223)는 타이어(10)의 원주 축을 중심으로 한 회전을 지지하도록, 인접부(212, 222)에 회전 가능하게 연결되는 구성요소이다. 구름부재(213, 223)는 타이어(10)의 표면에 접촉하여 타이어(10)의 회전을 지지하면서도, 타이어(10)를 가압하여 주 회전부재(21, 22)의 주 회전축(A1)을 중심으로 한 회전시 이에 연동하여 타이어(10)가 회전할 수 있도록 구성된다. 따라서 구름부재(213, 223)는 롤러나 캐스터와 같은 기계요소로 구성될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
구름부재(213, 223)는 원주 축을 중심으로 회전 가능하게 인접부(212, 222)에 결합되되, 주 회전판(211, 221)이 상술한 것과 같이 삼각형의 형태를 가질 경우, 꼭지점이 3개 형성될 것이므로, 3개로 구성될 수 있다.
원주 회전부(30)
원주 회전부(30)는 인휠(in-wheel) 방식으로 타이어(10)를 그 원주 축을 중심으로 회전시키는 구성요소이다. 따라서 원주 회전부(30)는 주 회전부(20)의 작용에 의해 주 회전축(A1)을 중심으로 타이어(10)와 같이 회전하면서, 타이어(10)를 원주 축을 중심으로 회전시키기 위한 구동력을 제공한다. 원주 방향(D3) 중 일 방향을 중심으로 원주 회전부(20)의 구성요소들이 회전하는 방향을, 도 3에서 R2로 지칭된 화살표로 나타내었고, 원주 구동부(31)의 회전축을 A2로 지칭된 이점 쇄선으로 나타내었다.
원주 회전부(30)는 개방 부분을 형성하는 타이어(10)의 양단(11)을 연결하고, 타이어(10)가 부 주행방향(D2)을 따라 이동하도록, 타이어(10)의 원주 축을 중심으로 타이어(10)를 회전시킬 수 있다. 구체적으로, 원주 회전부(30)는, 원주 연결부재(33), 원주 구동부(31) 및 동력 전달부(32)를 포함할 수 있다.
원주 연결부재(33)는 개방 부분에 배치되어 타이어(10)의 양단(11)을 연결한다. 따라서 부 주행방향(D2)을 따라 바라봤을 때, 타이어(10)와 원주 연결부재(33)가 완성된 환형의 형상을 형성할 수 있다. 원주 연결부재(33)는 원기둥형으로 형성될 수 있다. 원주 연결부재(33)가 원주 방향(D3) 중 개방 부분에서 형성될 수 있는 접선 방향을 따라 연장되고, 이 연장된 방향을 중심으로 회전함에 따라, 타이어(10)도 원주 축을 중심으로 회전할 수 있다.
원주 구동부(31)는 내부 개구(14)에 배치되고, 구동력을 발생시키는 구성요소이다. 원주 구동부(31)는 구동력을 생산하는 모터를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
동력 전달부(32)는, 원주 구동부(31)가 발생시킨 구동력을 원주 연결부재(33)에 전달하여, 원주 연결부재(33)가 원주 축을 중심으로 회전하도록 하는 구성요소이다. 동력 전달부(32)는, 이러한 작용이 가능하도록 구동벨트(321)를 포함할 수 있고, 벨트 연결축(322)을 더 포함할 수 있다.
구동벨트(321)는, 회전할 수 있는 벨트의 형상을 가져, 원주 구동부(31)로부터 원주 연결부재(33)로 구동력을 전달할 수 있다. 구동벨트(321)는 구동력의 전달을 위해 회전하는 원주 구동부(31)의 출력부재(311)에 연결되는 제1 구동벨트(3211)와, 원주 연결부재(33)에 연결되는 제2 구동벨트(3212)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 구동벨트(3211)와 제2 구동벨트(3212)를, 벨트 연결축(322)을 통해 연결하여, 원주 구동부(31)가 발생시킨 구동력을 원주 연결부재(33)로 전달할 수 있다.
벨트 연결축(322)은, 제1 구동벨트(3211)로부터 구동력을 전달받아 제2 구동벨트(3212)로 전달하기 위해, 제1 구동벨트(3211)와 제2 구동벨트(3212)에 연결될 수 있다. 따라서 벨트 연결축(322)은 원주 연결부재(33)와 원주 구동부(31)의 사이에 배치될 수 있고, 원주 연결부재(33)와 나란하게 배열되어, 원주 연결부재(33)가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 이들을 연결하는 구동벨트(321) 역시, 원주 연결부재(33)가 회전하는 방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
벨트 연결축(322)은 원기둥형으로 형성될 수 있고, 그 직경은, 제1 구동벨트(3211)에 연결되어 상기 제1 구동벨트(3211)를 회전시키는 원주 구동부(31)의 출력부재(311)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 또한, 벨트 연결축(322)의 양단의 직경은, 벨트 연결축(322)의 중심 부분의 직경보다 크게 형성되어, 벨트 연결축(322)의 중심 부분에 연결되는 구동벨트(321)가 벨트 연결축(322)으로부터 외측으로 이탈되지 않도록 하는 단턱이 될 수 있다.
한편, 동력 전달부(32)는 벨트 연결축(322) 없이, 하나의 구동벨트(321)를 포함하여 원주 구동부(31)와 원주 연결부재(33)를 직접 연결할 수도 있으며, 동력 전달부(32)를 구성하는 방법은 이 외에도 다양할 수 있다.
원주 회전부(30)는, 원주 구동부(31)로부터 원주 연결부재(33)를 향해 연장되되, 상기 원주 연결부재(33)가 회전 가능하게 연결되는 원주 암(34)을 더 포함할 수 있다. 타이어(10)의 반경 방향을 기준으로, 원주 암(34)의 내측 일단은 원주 구동부(31)에 연결되고, 원주 암(34)의 외측 일단은 원주 연결부재(33)가 삽입되고 회전 가능하게 연결될 수 있도록 개구를 형성할 수 있다. 원주 연결부재(33)와 원주 구동부(31)를 원주 암(34)이 연결하여, 원주 회전부(30)의 구성요소들의 서로에 대한 상대적인 위치가 고정되도록 할 수 있다.
원주 회전부(30)는 원주 추(35)를 더 포함할 수 있다 원주 추(35)는, 원주 구동부(31)로부터 원주 암(34)이 연장된 방향의 반대방향으로 연장되되 타이어(10)에 접촉하지 않는 위치까지만 연장될 수 있다. 원주 추(35)는 동력 전달부(32)와 원주 암(34)이 배치됨에 따라 발생하는 옴니 휠(1)의 무게 불균형을 완화하기 위해 배치된다. 다만 타이어(10)의 회전을 방해하지 않아야 하므로, 도시된 것과 같이 타이어(10)에 접촉하지 않도록 형성된다.
원주 회전부(30)의 원주 구동부(31)와 동력 전달부(32)는 내부 개구(14)에 배치되되, 2개의 주 회전부재(21, 22)의 사이에 배치되어, 외부 요인으로부터 보호받을 수 있다.
삼륜 주행장치(100)가 차체(101), 전륜(102) 및 상술한 구조의 서로 직교하는 두 방향을 중심으로 주행 가능한 옴니 휠(1)을 가져, 일반적인 삼륜 주행장치(100)가 가질 수 있는 회전반경 뿐만 아니라, 더 작은 회전반경을 가지고 회전할 수 있다. 따라서 이러한 삼륜 주행장치(100)를 이용할 경우, 좁은 골목이나 인파가 많아 잦은 방향 변경이 필요한 구간에서 자유자재로 이동이 가능하다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 옴니 휠
10 : 타이어
11 : 타이어의 양단
12 : 타이어의 반경 방향 외측에 위치하는 부분
13 : 타이어의 반경 방향 내측에 위치하는 부분
14 : 내부 개구
20 : 주 회전부
21 : 제1 주 회전부재
22 : 제2 주 회전부재
23 : 주 축부재
30 : 원주 회전부
31 : 원주 구동부
32 : 동력 전달부
33 : 원주 연결부재
34 : 원주 암
35 : 원주 추
40 : 코일 스프링
100 : 삼륜 주행장치
101 : 차체
102 : 전륜
103 : 전륜 연결부
104 : 전륜 조향부
105 : 휠 연결부
106 : 휠 구동부
211, 221 : 주 회전판
212, 222 : 인접부
213, 223 : 구름부재
311 : 출력부재
321 : 구동벨트
322 : 벨트 연결축
3211 : 제1 구동벨트
3212 : 제2 구동벨트
D1 : 주 주행방향
D2 : 부 주행방향
D3 : 원주 방향

Claims (15)

  1. 개방된 일부분인 개방 부분을 포함하여, 개방된 토러스 형상으로 형성되는 타이어;
    상기 타이어에 연결되어, 상기 타이어가 형성하는 원형의 구멍인 내부 개구의 중심을 지나가는 주 회전축을 따라 상기 타이어를 회전시키는 주 회전부; 및
    상기 개방 부분을 형성하는 상기 타이어의 양단을 연결하고, 상기 타이어가 상기 주 회전축과 나란한 방향을 따라 이동하도록, 상기 타이어의 원주 방향을 따라 형성된 원주 축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 원주 회전부를 포함하는, 옴니 휠.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원주 회전부는,
    상기 타이어의 양단을 연결하는 원주 연결부재;
    상기 내부 개구에 배치되고, 구동력을 발생시키는 원주 구동부; 및
    상기 원주 연결부재를, 상기 타이어의 원주 축을 중심으로 회전시키도록, 상기 원주 구동부가 발생시킨 구동력을 상기 원주 연결부재에 전달하는, 동력 전달부를 포함하는, 옴니 휠.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동력 전달부는, 회전할 수 있는 벨트의 형상을 가져, 상기 원주 구동부로부터 상기 원주 연결부재로 구동력을 전달하는 구동벨트를 포함하는, 옴니 휠.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동벨트는, 상기 원주 구동부에 연결되는 제1 구동벨트 및 상기 원주 연결부재에 연결되는 제2 구동벨트를 포함하고,
    상기 동력 전달부는, 상기 제1 구동벨트로부터 구동력을 전달받아 상기 제2 구동벨트로 전달하기 위해, 상기 제1 구동벨트와 상기 제2 구동벨트에 연결되는 벨트 연결축을 더 포함하는, 옴니 휠.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 벨트 연결축의 직경은, 상기 제1 구동벨트에 연결되어 상기 제1 구동벨트를 회전시키는 상기 원주 구동부의 출력부재의 직경보다 작은, 옴니 휠.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 구동벨트는, 상기 원주 연결부재가 연장된 방향과 나란한, 상기 원주 연결부재의 중심을 지나가는 축을 중심으로 회전하는, 옴니 휠.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 원주 회전부는, 상기 원주 구동부로부터 상기 원주 연결부재를 향해 연장되되, 상기 원주 연결부재가 회전 가능하게 연결되는 원주 암을 더 포함하는, 옴니 휠.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원주 회전부는, 상기 원주 구동부로부터 상기 원주 암이 연장된 방향의 반대방향으로 연장되되 상기 타이어에 접촉하지 않도록 형성되는 원주 추를 더 포함하는, 옴니 휠.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주 회전부는,
    상기 주 회전축과 나란한 부 주행방향을 따라 연장되고, 상기 주 회전축을 중심으로 회전하는 주 축부재; 및
    상기 타이어가 샌드위치되어 지지되도록, 상기 부 주행방향을 기준으로 상기 내부 개구를 양측으로부터 덮으며 상기 타이어에 접촉하는 2개의 주 회전부재를 포함하고,
    상기 2개의 주 회전부재는, 상기 주 축부재의 회전에 연동하여 상기 주 회전축을 중심으로 회전하도록, 상기 주 축부재에 연결되는, 옴니 휠.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 원주 회전부는, 상기 주 축부재와 연결되어, 상기 2개의 주 회전부재의 연결을 매개하는, 옴니 휠.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주 회전부재는, 상기 타이어의 외측면과 인접한 부분인 인접부들을 가지고 상기 원주 회전부와 연결되는 주 회전판과, 상기 타이어의 원주 방향 회전을 지지하도록, 상기 인접부에 회전 가능하게 연결되는 구름부재를 포함하는, 옴니 휠.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 주 회전판은, 각 모서리가 내측으로 함몰된 삼각형의 형태를 가져, 서로 동일한 각도를 가지고 이격된 3개의 인접부를 각 꼭지점에 가지는, 옴니 휠.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 타이어에 강성을 더 부여하기 위해, 상기 타이어의 내부에 배치되는 코일 스프링을 더 포함하는, 옴니 휠.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 타이어는, 탄성을 가지는 소재로 형성되는, 옴니 휠.
  15. 차체;
    상기 차체를 주 주행방향 또는 상기 주 주행방향에 수직한 부 주행방향을 따라 이동시키도록 상기 차체에 연결되는 옴니 휠; 및
    연직 방향을 중심으로 회전함에 따라 상기 차체가 진행하는 상기 주 주행방향을 변경하고, 상기 변경된 주 주행방향에 따라 변경된 부 주행방향과 나란한 주 회전축을 중심으로 회전함에 따라 상기 차체를 상기 변경된 주 주행방향을 따라 이동시키도록, 상기 차체에 연결되는 2개의 전륜을 포함하고,
    상기 옴니 휠은, 개방된 토러스 형상으로 형성되는 타이어와, 상기 주 회전축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 주 회전부와, 상기 타이어가 상기 부 주행방향을 따라 이동하도록, 상기 타이어의 원주 방향을 따라 형성된 원주 축을 중심으로 상기 타이어를 회전시키는 원주 회전부를 포함하는, 삼륜 주행장치.

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