KR920002019B1 - 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

캐터필러 차량의 운동 결정 시스템

제1도는 본 발명의 한가지 실시예가 부착된 차량의 캐터필러 구동부의 사시도.

제2도는 제1도의 캐터필러 구동부의 부분 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5, 5' : 캐터필러 6 : 접지력 증대 차륜

7 : 레버 8 : 지점

15 : 광 펄스 발생기 16 : 감지 차륜

22 : 제어 시스템

본 발명은 캐터필러 차량, 특히 프로그램에 따라 이동하거나 원격 제어되는 로보트의 운동 위치를 결정하는 시스템에 관한 것이다.

캐터필러는 예를 들어 원자력 산업에 이용되는 것과 같은 군사용, 산업용 및 로보트 차량의 추진에 널리 이용되고 있다. 이러한 차량의 특징은 양호한 접지력과, 신뢰성 있고 견고하게 설계된다는 것이다. 그러나 사람이 운전하지 않는 차량, 특히 예정된 경로를 진행하는 로보트의 경우에는 결점이 있다.

따라서, 선회시에는 주로 2캐터필러 구동 차륜의 회전 속도 차이의 함수로 제어되고, 그 방향으로 제어될수도 있다. 캐터필러와 지면사이에 불규칙한 마찰이 있으므로 차량의 선회 중심을 정하는 것은 불가능하다. 차량의 위치 정밀도가 떨어지는 것은 허용될 수 없다.

뿐만 아니라, 직선적으로 이동하는 경우에도 접지가 부적절하면 캐터필러가 미끄러지고 엔진의 동력이 확실히 전달되지 않는다. 또 접지압이 충분한 경우에도 미소 회전 운동을 방지할 수 없어 캐터필러 엔진의 속도 조절로 보상해야 하지만 이에 따라 미끄러짐이 생긴다.

결과적으로, 구동 차륜 및 캐터필러는 지면에 대한 차량의 경로를 나타내지 못한다. 따라서 차량의 위치 및 속도를 결정하는 제어장치에 이용될 감지기를 선정할 때에는 이를 고려하여야 한다.

차량의 기동성, 특히 선회성은 프랑스 특허 FR-A 2302901호에 기재된 바와 같이 캐터필러의 전후부를 약간 상승시켜 개선할 수 있다. 캐터필러의 지면과 가까운 부분은 테플론 막대에 의하여 곡면을 유지하는데 이 테플론 막대는 캐터필러의 내면과 접촉하므로 아래쪽으로 볼록하게 되어 있다. 캐터필러 길이의 적어도 일부에 걸쳐 막대의 작용은 캐스터(caster)에 의하여 달성될 수 있다. 그러나 이러한 설계에 있어서는 차량의 선회축에 관한 정확한 정보를 얻을 수 없고, 지면에서의 견인력이 감소하게 되므로 선회시 상승되는 보조 캐터필러가 구비된 경우에만 허용될 수 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 장치의 결점을 해소시키기 위하여 차량의 선회축의 위치를 확보하는 수단 및 이 선회축과 같은 높이에 위치하여 지면에서의 차량 진행거리를 측정하는 2개의 속도 감지기가 결합된 캐터필러 차량의 운동 위치 결정 시스템을 제공하는 것이다.

차량의 진행을 독립적으로 측정하며 횡방향으로 간격을 둔 2개의 감지기를 조합시켜 그 출력 정보를 비교하면 차량의 전후 및 회전 운동을 측정할 수 있다.

회전축이 지면과 평행하고 미끄러짐이 없으며, 역전 가능하므로 차량의 후진을 정확하게 측정할 수 있으면서, 2가지 정보를 주는 감지 보울의 경우와 달리 쉽게 이용 가능한 정보를 준다는 2가지 장점이 있는 감지 차륜이 이 감지기로 적합하다.

보다 상세히 설명하면 본 발명은 케터필러의 접지력을 한 지점에서 증대시키는 수단 및 차량과 일체로 된 속도 감지기가 캐터필러에 각각 설치되고, 상기 감지기는 캐터필러 접지력 증대 지점의 근처에서 지면에 대한 차량의 속도를 측정하며, 각 감지기에 의하여 입수된 정보를 비교하여 차량의 운동을 검출하는 수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템에 관한 것이다.

이 실시예에서 접지력 증대 수단은 그 축이 지면과 평행하고 캐터필러의 진행 방향과 직각이며, 캐터필러의 내면에서 회전하면서 기계적 가압 장치의 도움으로 캐터필러가 지면과 접촉하도록 하는 접지력 증대 차륜이다.

또, 감지기는 그 축이 지면과 평행하고 캐터필러의 진행 방향과 직각이며, 복귀 수단이 구비된 기계적 장치의 도움으로 미끄러지지 않으면서 지면과 접촉하여 전진하는 감지 차륜으로 이루어진다.

각 감지기의 감지 차륜이 축 및 상기 감지기의 대응되는 접지력 증대 차륜의 축은 차량 무게 중심 높이 근처에 위치하는 것이 유리하다.

이하 본 발명을, 어떤 제한을 가하는 것이 아닌 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도에는 도시되지 않은 차체가 그 상부에 위치하는 2캐터필러(5,5')가 나타나 있다. 이들은 각각 2단부 차륜(2,3 및 2',3')둘레에 설치된다. 차륜(3,3')은 구동륜으로서, 정착된 제어시스템(22)에 의하여 제어되는 기어 감속 모터(4,4')의 단부에 각각 연결된다. 제어 시스템(22)은 또한 차량의 운동에 관한 정보, 즉 그 속도 및 위치를 알려준다.

각 캐터필러(5,5')에는 대응하는 캐터필러의 접지력을 국부적으로 증대시키는 수단이 설치되어 있다. 이는 가압 장치의 도움을 받아 캐터필러(5) 내면의 일부와 접촉하는 접지력 증대 차륜(6)으로 구성되는데, 이 가압 장치로는 일단이 차체에 고정된 한 지점(8)에서 관절 연결되고 타단이 차체(30)와 결합된 가압 나사(24)의 단부에 유지되는 레버(7)를 들 수 있다. 따라서, 캐터필러(5)의 차륜(6)의 아래에 있는 부분은 좁은 구역(21)에서 높은 압력으로 지면(20)과 접촉한다. 지면(20)에 대한 차량의 마찰은 주로 캐터필러(5,5')의 좁은 구역(21,21')에서 일어나므로, 차량의 수직 선회측은 이들 구역(21,21')을 연결하는 축과 교차한다.

지면과 접촉하는 감지기로 차량의 이동을 측정하로자 할 때에는, 차량의 이동을 가장 정확하게 알 수 있도록 구역(21) 근처에 상기 감지기를 설치하는 것이 적절하다. 이는 림에 부착된 접지 차륜(17)에 의하여 지면(20)과 미끄러짐 없이 구르는 감지 차륜(16)으로 이루어진다. 감지 차륜(16)이 장착되는 장치는, 차체(30)에 연결된 압축 스프링(27,28)의 지지대(26)가 구비되고 그 단부에서 감지 차륜(16)이 회전하는 수직로드(25)와 같은 복귀 수단으로 이루어진다.

로드(25)에 연결되어 감지 차륜(16)을 마주보도록 위치한 광 펄스 발생기(15)는 차륜(16)의 회전속도에 관한 정보를 제어 시스템(22)으로 전송하고, 이는 기어 감속 모토(4)제어에 이용된다. 동일한 감지기가 다른 캐터필러(5')에도 설치된다.

따라서, 차량의 전 이동 거리는 구역(21,21') 근처에 위치한 감지차륜(16,16')의 회전의 함수로 표시된다. 이들 변위의 평균값은 차량 전체의 종방향 이동에 해당하고, 그 차이는 차량의 선회와 연관된다. 제어시스템(22)은 이들 정보를 계산하여 차량의 운동 특성, 즉, 종방향속도, 선회속도 및 이들의 시간에 따른 적분에 의하여 위치를 유도한다. 실제 이동 경로는 기어 감속 모터(4,4')의 속도를 수정하여 제어 시스템(22)에 기억된 예정 경로로 계속 조절된다.

이상 기술된 감지기는 여러가지 장점을 갖는다. 이는 제작이 용이하고 원가가 저렴하며, 신뢰성이 높은 동시에 차량의 전후진 이동의 2경우 모두에도 이용될 수 있다. 그러나 다른 속도 감지기, 예를 들면 지면과 접촉하지 않도록 도플러 효과를 이용한 음향 또는 초음파 감지기 또는 광감지기를 이용하는 것도 생각할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

캐터필러(5')의 접지력 증대 장치 및 대응되는 속도 감지기는 캐터필러(5)에 대하여 기술한 것과 완전히 대칭인 것이 바람직하다. 이렇게 하면 캐터필러(5,5')의 운동이 동일하게 되어 차량의 안정성이 개선된다.

차량 선회축의 가로 위치는 거의 점과 같은 좁은 구역(21,21')을 연결하는 선상에 있다. 즉, 이 지점은 제어 수단(22)의 도움을 받아 기어 감속 모터(4,4')에 의하여 구동되는 2캐터필러(5,5')의 속도에 따라 달라진다. 따라서, 반대 방향으로 속력이 동일한 경우에는 선회축은 2캐터필러로부터 동일한 거리에 위치하여 차량의 무게 중심에 매우 인접하게 될 수 있으므로 차량의 안정성이 더욱 개선된다.

따라서 차량 무게 중심의 연직 투영이 2구역(21,21')을 연결하는 직선 근처를 지나는 것이 바람직하다. 또 이 연직 투영이 접지력 증대 차륜(6) 및 감지 차륜(16)의 회전축(X6,X16) 근처를 지나는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 캐터필러 차량의 운동을 정확히 검출 제어하는 것이 가능하다. 접지력 증대 장치는 마찰을 감소시켜 에너지 소비를 줄이면서 선회를 용이하게 한다. 이러한 2가지 주된 장점은 이 시스템이 공장이나 원자력 설비에 이용되도록 예정 경로를 가지는 로보트 또는 군사용으로 이용되는데 특히 적합하다.

Claims (5)

1. 캐터필러의 접지력을 한 지점에서 증대시키는 수단(6 내지 8,24) 및 차량과 일체로 된 속도 감지기(15,16)가 캐터필러(5,5')에 각각 설치되고 상기 감지기는 캐터필러 접지력 증대 지점의 근처에서 지면에 대한 차량의 속도를 측정하며, 각 감지기에 의하여 입수된 정보를 비교하여 차량의 운동을 검출하는 수단(22)이 포함되는 것을 특징으로 하는 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 접지력 증대 수단이 그 축이 지면과 평행하고 캐터필러(5,5')의 진행 방향과 직각이며, 캐터필러의 내면에서 회전하면서 기계적 가압 장치(7,24)의 도움으로 캐터필러가 지면과 접촉하도록 하는 접지력 증대 차륜(6)인 것을 특징으로 하는 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템.
3. 제2항에 있어서, 감지기가 그 축이 지면과 평행하고 캐터필러(5,5')의 진행 방향과 직각이며, 복귀 수단이 구비된 기계적 장치의 도움으로 미끄러지지 않으면서 지면과 접촉하여 전진하는 감지 차륜(16)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템.
4. 제3항에 있어서, 각 접지력 증대 차륜(6)의 회천축 및 대응하는 감지 차륜(16)의 회전축이 차량 무게 중심 높이 근처에 위치하는 것을 특징으로 하는 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템.
5. 제1항에 있어서, 캐터필러(5,5')에 접지력 증대 수단 및 감지기가 서로 대칭으로 설치된 것을 특징으로 하는 캐터필러 차량의 운동 결정 시스템.

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