WO2016080577A1 - 주행 장치 - Google Patents

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WO2016080577A1
WO2016080577A1 PCT/KR2014/011812 KR2014011812W WO2016080577A1 WO 2016080577 A1 WO2016080577 A1 WO 2016080577A1 KR 2014011812 W KR2014011812 W KR 2014011812W WO 2016080577 A1 WO2016080577 A1 WO 2016080577A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
caterpillar
idler
driving
unit
traveling device
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/011812
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정창현
Original Assignee
한화테크윈 주식회사
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
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Publication of WO2016080577A1 publication Critical patent/WO2016080577A1/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D55/00—Endless track vehicles
    • B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
    • B62D55/075—Tracked vehicles for ascending or descending stairs, steep slopes or vertical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D55/00—Accessories for container closures not otherwise provided for
    • B65D55/02—Locking devices; Means for discouraging or indicating unauthorised opening or removal of closure
    • B65D55/14—Applications of locks, e.g. of permutation or key-controlled locks

Definitions

  • the present invention relates to a device, and more particularly to a traveling device.
  • a traveling device configured to move the ground using rotational power such as a motor or an engine can be largely divided into a method using an endless track (called track or caterpillar) and a method using a wheel. have.
  • the way of using the caterpillar is slower than the way of using wheels, but the area in contact with the ground is wider, so it is possible to run freely even on rough roads or muddy ground.
  • a traveling device using both a caterpillar and a wheel is specifically disclosed in Korean Patent No. 10-1145320 (name of the invention: a caterpillar tractor having a wheel for driving).
  • Embodiments of the present invention provide a traveling device with improved maneuverability.
  • the drive unit and the drive shaft receiving the driving force from the drive unit, a first drive unit having a roller inserted into the drive shaft, and the driving wheel portion connected to the drive shaft and installed on the outside of the roller and And a caterpillar unit having at least a portion of the caterpillar installed to contact the roller, a caterpillar unit disposed inside the caterpillar and having both ends in contact with the caterpillar, and a second driving unit connected to the idler to rotate the idler. It is possible to provide a traveling device.
  • Embodiments of the present invention can overcome the obstacles in the rough terrain by changing the height of the caterpillar, it is possible to improve the traveling speed by using the driving wheel in the flat. In addition, it is possible to easily switch between the caterpillar portion and the driving wheel portion, thereby improving the mobility of the traveling device.
  • the scope of the present invention is not limited by these effects.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a traveling device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a side view schematically showing a side at one position of the traveling device of FIG. 1.
  • FIG. 2A is a side view schematically showing a side at one position of the traveling device of FIG. 1.
  • FIG. 2B is a side view schematically showing a side at another position of the traveling device of FIG. 1;
  • 3A is a side view schematically showing a side at one position of a traveling device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a side view schematically showing the side at another position of the traveling device of FIG. 3A.
  • FIG. 4 is a plan view schematically illustrating a traveling device according to still another embodiment of the present invention.
  • 5A to 5E are conceptual views schematically illustrating a traveling method of the transport apparatus of FIG. 1.
  • the drive unit and the drive shaft receiving the driving force from the drive unit, a first drive unit having a roller inserted into the drive shaft, and the driving wheel portion connected to the drive shaft and installed on the outside of the roller and And a caterpillar unit having at least a portion of the caterpillar installed to contact the roller, a caterpillar unit disposed inside the caterpillar and having both ends in contact with the caterpillar, and a second driving unit connected to the idler to rotate the idler.
  • one of the driving wheel portion or the caterpillar may maintain contact with the ground, and when the idler rotates in the opposite direction, the other of the driving wheel portion or the caterpillar may maintain contact with the ground.
  • the second driving unit may include a first actuator and a first rotation shaft that receives the rotational force from the first actuator and linearly moves the idler in the longitudinal direction.
  • the idler may be installed at both ends of the first rotation shaft, and may linearly move in opposite directions according to the rotation of the first rotation shaft.
  • the second driving unit may include a second actuator and a linear moving unit linearly moving in the vertical direction by receiving a driving force from the second actuator.
  • the linear moving part may be inserted into a guide hole formed in the idler, and the idler may rotate when the linear moving part moves up and down.
  • the idler may further include a suspension disposed at an end of the idler adjacent to the ground.
  • the apparatus may further include a clutch disposed between the roller and the driving wheel part to selectively couple the driving wheel part to the driving shaft.
  • the caterpillar is disposed to face, and may further include a center of gravity moving unit to move in the longitudinal direction of the traveling device.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a traveling device 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2A is a side view schematically showing a side view at one position of the traveling device 100 of FIG. 1
  • FIG. 2B is a side view schematically showing a side at another position of the traveling device 100 of FIG. 1.
  • the driving device 100 may include a first driving unit 110, a driving wheel unit 120, a caterpillar unit 130, and a second driving unit.
  • the unit 140 and the center of gravity moving unit 150 may be included.
  • the first driving unit 110 may form a driving force to move the traveling device 100.
  • the first driving unit 110 may include a driving unit 111, a plurality of drive shafts 112, and a plurality of rollers 113.
  • the driving unit 111 may connect the driving shaft 112 to rotate the driving shaft 112.
  • the driving unit 111 may be manufactured as a motor, an engine used in a general vehicle, a conveying device.
  • driving unit 111 may be disposed on each of the four driving wheel units 120 to transmit driving force to each driving wheel unit 120, and the four driving wheel units 120 may be driven by one driving unit 111. It can transmit the driving force to.
  • the rotating shaft of the front wheel and the rotating shaft of the rear wheel is interlocked so that one driving unit 111 can drive the front wheel and the rear wheel simultaneously.
  • the driving shaft 112 may be coupled to the driving unit 111 to transmit the rotational force of the driving unit 111 to the driving wheel unit 120 or the caterpillar unit 130.
  • the driving shaft 112 may be connected to each driving unit 111 to receive the driving force of the driving unit 111.
  • the driving wheel 120 may be formed to be connected.
  • the roller 113 may be inserted into and coupled to both ends of the drive shaft 112.
  • the roller 113 may be at least partially installed in contact with the caterpillar 131 to transmit the driving force of the driving unit 111 to the caterpillar 131.
  • the driving wheel part 120 is connected to the driving shaft 112 and may be installed outside the roller 113.
  • the driving wheel unit 120 may include a pair of wheels on the front wheel 121 and the rear wheel 122.
  • the driving device 100 is not limited thereto and may further include a plurality of driving wheel parts 120.
  • the driving wheel part 120 may have a diameter larger than that of the roller 113.
  • the driving wheel unit 120 may contact the ground when the traveling device 100 operates on a flat surface. Therefore, in flat, the diameter of the driving wheel 120 may be larger than the diameter of the roller 113 so that the caterpillar 131 does not contact the ground.
  • the clutch 115 may be disposed between the driving wheel 120 and the roller 113.
  • the clutch 115 may selectively couple the driving wheel unit 120 to the drive shaft 112.
  • the clutch 115 may connect the driving wheel part 120 and the driving shaft 112 to transmit driving force to the driving wheel part 120.
  • the clutch 115 may separate the driving wheel part 120 and the driving shaft 112 and transmit the driving force to the caterpillar part 130.
  • the caterpillar unit 130 may be disposed between the front wheel 121 and the rear wheel 122, that is, the side of the traveling device 100, and may include a caterpillar 131 and an idler 132.
  • the caterpillar 131 may be installed so that at least a part thereof contacts the roller 113.
  • the caterpillar 131 may contact the roller 113 of the front wheel 121 and the roller 113 of the rear wheel 122 to rotate the caterpillar 131 while the rollers 113 rotate.
  • the idler 132 may be disposed inside the caterpillar 131 to support the caterpillar 131. Both ends of the idler 132 may be in contact with the inside of the caterpillar 131 to maintain the shape of the caterpillar 131.
  • the idler 132 may include a support frame 133 and supporter rollers 134 installed at both ends of the support frame 133.
  • the support frame 133 may be installed to rotate on a frame (not shown) of the traveling device 100.
  • Supporter rollers 134 may be installed at both ends of the support frame 133.
  • the support frame 133 may have a suspension 136.
  • the suspension 136 may be provided to be adjacent to the supporter roller 134 adjacent to the ground.
  • Suspension 136 may minimize the impact between the ground and the idler 132.
  • Suspension 136 may apply a suspension that can be applied to a general transport device or a vehicle.
  • the support frame 133 may include a joint 135 connected to the first rotation shaft 142.
  • the joint 135 may linearly reciprocate along the first axis of rotation 142 in the longitudinal direction of the first axis of rotation 142.
  • the joint 135 is hinged to the support frame 133 to change the linear movement of the joint 135 to the rotational movement of the support frame 133.
  • the idler 132 may be installed adjacent to the front wheel 121 and the rear wheel 122, respectively.
  • a first idler 132a disposed adjacent to the front wheel 121 and a second idler 132b disposed adjacent to the rear wheel 122 may be provided.
  • the first idler 132a and the second idler 132b may rotate in different directions. Since the joint 135 of the first idler 132a and the joint 135 of the second idler 132b linearly move in opposite directions, the first idler 132a and the second idler 132b are opposite to each other. Direction can be rotated.
  • the second driving unit 140 may be connected to the idler 132 to rotate the idler 132.
  • the second driving unit 140 may include a first actuator 141 and a first rotation shaft 142 that is connected to the first actuator 141 and rotates.
  • the first rotation shaft 142 may be connected to the first actuator 141, the belt 143, and the pulley 144 to receive a rotation force from the first actuator 141.
  • the driving device 100 is not limited thereto and may use a component that transmits the rotational force generated by the first actuator 141 in the same direction, such as a gear coupling, a sprocket, a chain, and the like.
  • the first rotation shaft 142 may be formed in a different screw direction at both ends. As the first rotation shaft 142 rotates, the first idler 132a and the second idler 132b may interlock and rotate. In order to change the shape of the caterpillar 131, since the first idler 132a and the second idler 132b need to rotate in opposite directions, the screw directions of both ends of the first rotating shaft 142 may be different.
  • the idler 132 may be formed to protrude upward from the shape of the caterpillar 131 so that the caterpillar 131 does not contact the ground.
  • the caterpillar unit 130 of the traveling device 100 contacts the ground.
  • the idler 132 may be formed to protrude downward from the shape of the caterpillar 131 so that the caterpillar 131 contacts the ground.
  • the first rotating shaft 142 rotates so that the joint of the first idler 132a and the joint of the second idler 132b move linearly.
  • the first idler 132a rotates counterclockwise by an angle of ⁇ 1
  • the second idler 132b rotates clockwise by an angle of ⁇ 1 so that the caterpillar 131 protrudes downward.
  • the driving wheel unit 120 may be spaced apart from the ground by a distance d1. The conversion from the rough terrain mode to the flat mode may be done in reverse order.
  • FIG. 3A is a side view schematically showing a side at one position of the traveling device 200 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a schematic side view at another position of the traveling device 200 of FIG. 3A. It is a side view shown.
  • the driving device 200 may include a first driving unit, a driving wheel unit, a caterpillar unit 230, and a second driving unit 240.
  • the first driving unit and the driving wheel part are the same as or similar to the first driving unit 110 and the driving wheel part 120 of the driving device 100 as described above, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the caterpillar unit 230 may include a caterpillar 231 and idlers 232a and 232b.
  • the caterpillar 231 may be installed so that at least part thereof contacts the roller 213.
  • the idlers 232a and 232b may be disposed inside the caterpillar 231 to support the caterpillar 231. Both ends of the idler 232a and 232b may be in contact with the inside of the caterpillar 231 to maintain the shape of the caterpillar 231.
  • the idlers 232a and 232b may include a support frame 233 and support rollers 234 installed at both ends of the support frame 233.
  • the support frame 233 may have a guide hole 233a into which the linear moving part 242 is inserted. Each end of the guide arm 242b is inserted into the guide hole 233a so that the support frame 233 may rotate when the guide arm 242b moves up and down.
  • the second driving unit 240 may include a linear moving part 242 linearly moving in the vertical direction by receiving the driving force from the second actuator 241 and the second actuator 241. Since the second actuator 241 is substantially the same as the first actuator 141 described above, a description thereof will be omitted.
  • the linear moving part 242 connects the guide arm 242b, the second rotation shaft 242a, and the guide arm 242b which are formed to be orthogonal to the second rotation shaft 242a and the second rotation shaft 242a in the form of a ball screw. Joint 242c may be provided.
  • the second rotation shaft 242a is installed in the height direction of the traveling device 200 and may move in the vertical direction by the driving force of the second actuator 241.
  • the second actuator 241 is connected to the second rotation shaft 242a by the belt 243 and the pulley 244, and a thread is formed in the inner diameter of the pulley 244. Therefore, when the second actuator 241 is driven, the second rotation shaft 242a may linearly move in the vertical direction while rotating along the thread of the pulley 244.
  • Suspensions 245 are provided at both ends of the guide arm 242b to minimize the impact between the linear moving part 242 and the idlers 232a and 232b.
  • the driving wheel part 220 of the traveling device 200 is in contact with the ground.
  • the idlers 232a and 232b may be formed to protrude upward from the shape of the caterpillar 231 so that the caterpillar 231 does not contact the ground.
  • the caterpillar unit 230 of the traveling device 200 contacts the ground.
  • the idlers 232a and 232b may be formed so that the shape of the caterpillar 231 protrudes downward so that the caterpillar 231 contacts the ground.
  • the first idler 232a and the second idler 232b may rotate.
  • the conversion from the flat driving mode of the traveling device 200 to the rough terrain driving mode may be performed as follows.
  • the method of protruding the caterpillar unit 230 is as follows.
  • the second rotation shaft 242a rotates, the second rotation shaft 242a moves downward due to the pulley 244.
  • the guide arm 242b also moves downward.
  • both ends of the guide arm 242b are inserted into the guide hole 233a, As the guide arm 242b moves downward, the support frame 233 may be rotated.
  • the first idler 232a rotates counterclockwise by an angle of ⁇ 2, and the second idler 232b rotates clockwise by an angle of ⁇ 2 so that the caterpillar 231 protrudes downward.
  • the driving wheel unit 220 may be spaced apart from the ground by a distance of d2.
  • the conversion from the rough terrain mode to the flat mode may be done in reverse order.
  • FIG. 4 is a plan view schematically showing a traveling device 300 according to another embodiment of the present invention.
  • the driving device 300 may include a first driving unit 310, a driving wheel part 320, a caterpillar part 330, a second driving unit 340, and the like.
  • the center of gravity moving unit 350 may be included.
  • the other portion of the traveling device 300 of another embodiment of the present invention is the same as the traveling device 100 of one embodiment, except that the components of the driving wheel 320 is characteristically different. Therefore, in the description of the present embodiment, the part without description thereof will use the above-described description of the traveling device 100 and the detailed description thereof will be omitted.
  • the driving wheel 320 may include a front wheel 321 and a rear wheel 322.
  • the rear wheel 322 is the same as the rear wheel 122 of the traveling device 100 according to an embodiment will be omitted below.
  • the front wheel 321 may be disposed between the caterpillar units 330.
  • the front wheel 321 may facilitate steering of the traveling device 300.
  • the front wheel 321 may be separated from the caterpillar unit 330 by the clutch 315, and the front wheel 321 may be separated from the caterpillar unit 330 by using the steering wheel (not shown). I can adjust it.
  • 5A to 5E are conceptual views schematically illustrating a driving method of the traveling device of FIG. 1.
  • the traveling device may operate in the rough land such that the caterpillar unit 130 contacts the ground.
  • the center of gravity moving unit 150 may be located in the center of the longitudinal direction of the traveling device to form the center of gravity of the traveling device (Fig. 5a).
  • the driving device When the driving device encounters the obstacle O, the driving device may climb the obstacle O.
  • the driving wheel unit 120 may climb up the obstacle O to allow the caterpillar 131 to contact the obstacle O (FIG. 5B).
  • the center of gravity moving unit 150 may move to the front wheel of the traveling device 100. Since the front wheel of the traveling device is in a higher position than the rear wheel, the caterpillar 131 can be easily moved by moving the center of gravity forward. At this time, the idler 132 rotates, and the caterpillar protrudes upward. In order to increase the friction force between the caterpillar 131 and the obstacle O, the caterpillar 131 is formed flat (FIG. 5C).
  • the caterpillar unit 130 may operate to allow the caterpillar 131 to climb on the obstacle O.
  • the center of gravity moving unit 150 is located on the front wheel to increase the friction force between the caterpillar 131 and the obstacle O so that the traveling device can easily cross the obstacle O (FIG. 5D).
  • the traveling device may position the obstacle O above (FIG. 5E).
  • the traveling device can overcome the obstacle in the rough terrain by changing the height of the caterpillar, it is possible to improve the traveling speed by using the driving wheel in the flat.
  • the traveling device can easily switch between the caterpillar part and the driving wheel part to improve the maneuverability of the traveling device.
  • the present invention can be applied not only to a transportation device such as a vehicle, a tractor, or a fork lane, but also to a moving device, a home security device, or a toy device of a robot.
  • the present invention it is possible to provide a traveling device with improved maneuverability and to apply the embodiments of the present invention to any military, industrial transport device or toy having a traveling device for industrial use.

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Abstract

본 발명은 주행 장치를 개시한다. 본 발명은, 구동부와 상기 구동부에서 구동력을 전달받는 구동축과, 상기 구동축에 삽입된 롤러를 구비하는 제1 구동유닛과, 상기 구동축과 연결되어 상기 롤러의 외측에 설치되는 주행바퀴부과, 적어도 일부가 상기 롤러에 접촉하도록 설치된 캐터필러와, 상기 캐터필러의 내부에 배치되어 양단이 상기 캐터필러에 접촉하는 아이들러를 구비한 캐터필러부 및 상기 아이들러에 연결되어 상기 아이들러를 회동시키는 제2 구동유닛을 포함한다.

Description

주행 장치
본 발명은 장치에 관한 것이고, 더 상세하게 주행 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모터나 엔진 등의 회전동력을 이용하여 지면을 이동하도록 이루어지는 주행 장치는 크게 무한궤도(track 또는 캐터필러(caterpillar)라고 함)를 이용하는 방식과 바퀴(휠, wheel)를 이용하는 방식으로 구분될 수 있다.
무한궤도를 이용하는 방식은 바퀴를 이용하는 방식에 비하여 주행속도는 느리지만, 지면에 접촉하는 면적이 넓어 요철이 심한 도로나 진흙바닥에서도 자유롭게 주행하는 것이 가능하며, 좌우의 회전속도를 조정하는 것에 의하여 자유롭게 주행방향을 변경하는 것이 가능한 이점이 있다. 따라서 탱크나 트랙터, 중장비 등의 주행상황이 좋지 않은 상태에서 사용하는 차량이나 로봇에 주로 사용된다.
무한궤도를 이용하는 주행장치에 있어서는 계단의 등반능력이 필수적으로 요구된다. 그런데, 주행장치를 바퀴로 구성하는 경우에는 계단등반시 안정성이 크게 부족하며, 무한궤도로 구성하는 경우에는 최초의 계단을 올라갈 수 있도록 구성하는 부분에서 어려움이 있다.
무한궤도와 바퀴를 병용할 수 있는 주행장치나 로봇에 대한 연구가 계속되고 있다. 최근에는 화재현장의 상황파악, 건물 내부의 무인감시, 원자로나 위험물이 존재하는 위험지역의 탐사 및 자료 수집 등의 민간용, 전지 탐사나 지뢰탐지 및 제거 등의 군사용으로 원격제어가 가능한 무인로봇에 이러한 주행방법을 적용하는 노력이 계속되고 있다.
또한, 험지에서 주로 이용하는 포크레인, 트렉터와 같은 장치에도 기동성을 향상시키기 위해서 적용되고 있다.
상기와 같이 무한 궤도와 바퀴를 병용하는 주행장치는 한국 등록 특허 제10-1145320호 (발명의 명칭: 주행용 바퀴를 구비한 무한궤도 트랙터)에 구체적으로 개시되어 있다.
본 발명의 실시예들은 기동성이 향상된 주행 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 구동부와 상기 구동부에서 구동력을 전달받는 구동축과, 상기 구동축에 삽입된 롤러를 구비하는 제1 구동유닛과, 상기 구동축과 연결되어 상기 롤러의 외측에 설치되는 주행바퀴부와, 적어도 일부가 상기 롤러에 접촉하도록 설치된 캐터필러와, 상기 캐터필러의 내부에 배치되어 양단이 상기 캐터필러에 접촉하는 아이들러를 구비한 캐터필러부 및 상기 아이들러에 연결되어 상기 아이들러를 회동시키는 제2 구동유닛을 포함하는, 주행 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 캐터필러의 높이를 변경하여 험지에서 장애물을 극복할 수 있고, 평지에서 주행 바퀴부를 이용하여 주행속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 캐터필러부와 주행바퀴부의 전환을 쉽게 하여 주행장치의 기동성을 향상시킬 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a는 도 1의 주행 장치의 일 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2b는 도 1의 주행 장치의 다른 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주행 장치의 일 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3b는 도 3a의 주행 장치의 다른 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5a 내지 도 5e는 도 1의 이송 장치의 주행 방법을 개략적으로 도시한 개념도들이다.
본 발명의 일 측면은, 구동부와 상기 구동부에서 구동력을 전달받는 구동축과, 상기 구동축에 삽입된 롤러를 구비하는 제1 구동유닛과, 상기 구동축과 연결되어 상기 롤러의 외측에 설치되는 주행바퀴부와, 적어도 일부가 상기 롤러에 접촉하도록 설치된 캐터필러와, 상기 캐터필러의 내부에 배치되어 양단이 상기 캐터필러에 접촉하는 아이들러를 구비한 캐터필러부 및 상기 아이들러에 연결되어 상기 아이들러를 회동시키는 제2 구동유닛을 포함하는, 주행 장치를 제공한다.
또한, 상기 아이들러가 회동하면 상기 주행바퀴부 또는 상기 캐터필러 중 하나가 지면과 접촉을 유지하고, 상기 아이들러가 반대방향으로 회동하면 상기 주행바퀴부 또는 상기 캐터필러 중 다른 하나가 상기 지면과 접촉을 유지할 수 있다.
또한, 상기 제2 구동유닛은 제1 엑튜에이터와, 상기 제1 엑튜에이터에서 회전력을 전달받아, 상기 아이들러가 길이방향으로 선형운동하는 제1 회전축을 구비할 수있다.
또한, 상기 아이들러는 상기 제1 회전축의 양단에 각각 설치되고, 상기 제1 회전축의 회전에 따라 서로 반대방향으로 선형운동할 수 있다.
또한, 상기 제2 구동유닛은 제2 엑튜에이터와, 상기 제2 엑튜에이터에서 구동력을 전달받아 상하방향으로 선형운동하는 선형이동부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 선형이동부는 상기 아이들러에 형성된 가이드 홀에 삽입되어, 상기 선형 이동부가 상하 운동시에 상기 아이들러가 회동할 수 있다.
또한, 상기 아이들러는 지면과 인접한 상기 아이들러의 단부에 배치된 서스펜션을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 롤러와 상기 주행바퀴부의 사이에 배치되어 상기 주행바퀴부를 상기 구동축에 선택적으로 결합시키는 클러치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 캐터필러를 마주보도록 배치되며, 상기 주행 장치의 길이방향으로 이동하는 무게중심 이동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 장치(100)를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2a는 도 1의 주행 장치(100)의 일 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이며, 도 2b는 도 1의 주행 장치(100)의 다른 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 장치(100)는 제1 구동유닛(110), 주행바퀴부(120), 캐터필러부(130), 제2 구동유닛(140) 및 무게중심 이동부(150)를 포함할 수 있다.
제1 구동유닛(110)은 주행 장치(100)가 이동할 수 있도록 구동력을 형성할 수 있다. 제1 구동유닛(110)은 구동부(111), 복수개의 구동축(112) 및 복수개의 롤러(113)를 포함할 수 있다.
구동부(111)는 구동축(112)을 연결하여 구동축(112)을 회전시킬 수 있다. 구동부(111)는 일반적인 차량, 운반 장치에 사용되는 모터, 엔진으로 제작될 수 있다.
도 1 에서는 후륜(122)에 2개의 구동부(111)가 장착된 것으로 도시 되었으나, 구동부(111)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동부(111)는 4개의 주행바퀴부(120)에 각각 배치되어 각 구동바퀴부(120)에 구동력을 전달할 수 있으며, 하나의 구동부(111)로 4개의 주행바퀴부(120)에 구동력을 전달할 수 있다. 또한, 전륜의 회전축과 후륜의 회전축이 연동되어 하나의 구동부(111)가 전륜과 후륜을 동시에 구동할 수 있다.
구동축(112)은 구동부(111)와 결합하여, 구동부(111)의 회전력을 주행바퀴부(120) 또는 캐터필러부(130)로 전달 할 수 있다. 구동축(112)은 각 구동부(111)와 연결되어 구동부(111)의 구동력을 전달받을 수 있다. 또한, 주행바퀴부(120)를 연결하도록 형성할 수 있다.
롤러(113)는 구동축(112)의 양단에 삽입되어 결합할 수 있다. 롤러(113)는 적어도 일부가 캐터필러(131)와 접촉하도록 설치되어 구동부(111)의 구동력을 캐터필러(131)로 전달할 수 있다.
주행바퀴부(120)는 구동축(112)과 연결되며, 롤러(113)의 외측에 설치될 수 있다. 주행바퀴부(120)는 전륜(121)과 후륜(122)에 한쌍의 바퀴를 구비할 수 있다. 다만, 주행 장치(100)는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 주행바퀴부(120)를 더 구비할 수 있다.
주행바퀴부(120)의 직경은 롤러(113)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 주행바퀴부(120)는 주행 장치(100)가 평지에서 작동할 때 지면과 접촉할 수 있다. 따라서, 평지에서는 캐터필러(131)가 지면과 접촉하지 않게 하도록 주행바퀴부(120)의 직경이 롤러(113)의 직경보다 크게 형성 할 수 있다.
주행바퀴부(120)와 롤러(113)의 사이에는 클러치(115)가 배치될 수 있다. 클러치(115)는 주행바퀴부(120)를 구동축(112)에 선택적으로 결합시킬 수 있다. 주행 장치(100)가 평지에서 작동시에는 클러치(115)가 주행바퀴부(120)와 구동축(112)을 연결하여 구동력이 주행바퀴부(120)에 전달할 수 있다. 주행 장치(100)가 험지에서 작동시에는 클러치(115)가 주행바퀴부(120)와 구동축(112)을 분리하여 구동력이 캐터필러부(130)에만 전달할 수 있다.
캐터필러부(130)는 전륜(121)과 후륜(122) 사이, 즉 주행 장치(100)의 측면에 배치되고, 캐터필러(131)와 아이들러(132)를 구비할 수 있다.
캐터필러(131)는 적어도 일부가 롤러(113)에 접촉하도록 설치될 수 있다. 캐터필러(131)는 전륜(121)의 롤러(113)와 후륜(122)의 롤러(113)가 접촉하여, 각 롤러(113)가 회전하면서 캐터필러(131)를 회전시킬 수 있다.
아이들러(idler, 132)는 캐터필러(131)의 내부에 배치되어 캐터필러(131)를 지지할 수 있다. 아이들러(132)는 양단이 캐터필러(131)의 내측에 접촉하여 캐터필러(131)의 형상을 유지할 수 있다.
아이들러(132)는 지지프레임(133)과 지지프레임(133)의 양단에 설치된 서포터 롤러(134)를 구비할 수 있다.
지지프레임(133)은 주행 장치(100)의 프레임(미도시)에 회전할 수 있도록 설치될 수 있다. 지지프레임(133)의 양단은 서포터 롤러(134)가 설치될 수 있다.
지지프레임(133)은 서스펜션(136)을 구비할 수 있다. 특히, 지면과 인접한 서포터 롤러(134)와 인접하도록 서스펜션(136)을 구비할 수 있다. 서스펜션(136)은 지면과 아이들러(132) 사이의 충격을 최소화 할 수 있다. 서스펜션(136)은 일반적인 운반 장치 또는 차량에 적용할 수 있는 서스펜션을 적용할 수 있다.
지지프레임(133)은 제1 회전축(142)과 연결되는 조인트(135)를 구비할 수 있다. 조인트(135)는 제1 회전축(142)을 따라 제1 회전축(142)의 길이 방향으로 선형 왕복 운동할 수 있다. 조인트(135)는 지지프레임(133)에 힌지 결합하여 조인트(135)의 선형이동을 지지프레임(133)의 회전운동으로 변경할 수 있다.
아이들러(132)는 전륜(121)과 후륜(122)에 각각 인접하게 설치될 수 있다. 전륜(121)과 인접하게 배치되는 제1 아이들러(132a)와 후륜(122)에 인접하게 배치되는 제2 아이들러(132b)를 구비할 수 있다. 제1 아이들러(132a)와 제2 아이들러(132b)는 서로 다른 방향으로 회전할 수 있다. 제1 아이들러(132a)의 조인트(135)와 제2 아이들러(132b)의 조인트(135)는 서로 반대 방향으로 선형이동을 하기 때문에, 제1 아이들러(132a)와 제2 아이들러(132b)는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.
제2 구동유닛(140)은 아이들러(132)에 연결되어 아이들러(132)를 회동시킬 수 있다. 제2 구동유닛(140)은 제1 엑튜에이터(141), 제1 엑튜에이터(141)에 연결되어 회전하는 제1 회전축(142)을 구비할 수 있다.
제1 회전축(142)은 제1 엑튜에이터(141)와 벨트(143)와 풀리(144)로 연결되어 제1 엑튜에이터(141)에서 회전력을 전달 받을 수 있다. 다만, 주행 장치(100)는 이에 한정되지 않으며, 기어결합, 스포라켓, 체인 등과 같이 제1 엑튜에이터(141)에서 생성된 회전력을 동일한 방향으로 전달하는 부품을 사용할 수 있다.
제1 회전축(142)은 양단의 나사방향이 다르게 형성될 수 있다. 제1 회전축(142)의 회전으로 제1 아이들러(132a) 및 제2 아이들러(132b)는 연동되어 회전할 수 할 수 있다. 캐터필러(131)의 형태를 변경하기 위해서는 제1 아이들러(132a)와 제2 아이들러(132b)는 서로 반대방향으로 회전해야 하므로, 제1 회전축(142)의 양단의 나사 방향이 다르게 형성될 수 있다.
도 2a와 도 2b를 비교하면, 주행 장치(100)가 평지와 험지에서 캐터필러부(130)의 위치를 변경하는 방법을 설명할 수 있다.
평지에서는 주행 장치(100)의 주행바퀴부(120)가 지면과 접촉한다. 아이들러(132)는 캐터필러(131)가 지면과 닿지 않도록 캐터필러(131)의 형상을 상측으로 돌출되도록 형성할 수 있다.
험지에서는 주행 장치(100)의 캐터필러부(130)가 지면과 접촉한다. 아이들러(132)는 캐터필러(131)가 지면과 닿도록 캐터필러(131)의 형상을 하측으로 돌출되도록 형성할 수 있다.
상세히 평지 주행 모드에서 험지 주행 모드로 변환시에, 제1 회전축(142)가 회전하여 제1 아이들러(132a)의 조인트와 제2 아이들러(132b)의 조인트는 서로 근접하도록 선형운동 한다. 이때, 제1 아이들러(132a)는 반시계방향으로 θ1의 각도만큼 회동하고, 제2 아이들러(132b)는 시계방향으로 θ1의 각도만큼 회동하여 캐터필러(131)가 하측으로 돌출된다. 동시에, 주행바퀴부(120)는 지면으로부터 d1의 거리만큼 이격될 수 있다. 험지 주행 모드에서 평지 주행 모드로 변환은 역순으로 행해질 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주행 장치(200)의 일 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 3b는 도 3a의 주행 장치(200)의 다른 위치에서의 측면을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3a 및 도 3b를 검토하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 주행 장치(200)는 제1 구동유닛, 주행바퀴부, 캐터필러부(230), 제2 구동유닛(240)을 포함할 수 있다. 제1 구동유닛, 주행바퀴부는 상기 서술한 주행 장치(100)의 제1 구동유닛(110)과 주행바퀴부(120)와 동일 또는 유사한바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
캐터필러부(230)는 캐터필러(231)와 아이들러(232a, 232b)를 구비할 수 있다. 캐터필러(231)는 적어도 일부가 롤러(213)에 접촉하도록 설치될 수 있다.
아이들러(232a, 232b)는 캐터필러(231)의 내부에 배치되어 캐터필러(231)를 지지할 수 있다. 아이들러(232a, 232b)는 양단이 캐터필러(231)의 내측에 접촉하여 캐터필러(231)의 형상을 유지할 수 있다.
아이들러(232a, 232b)는 지지프레임(233)과 지지프레임(233)의 양단에 설치된 서포터 롤러(234)를 구비할 수 있다.
지지프레임(233)은 선형이동부(242)가 삽입되는 가이드 홀(233a)을 구비할 수 있다. 가이드암(242b)의 각 단부는 가이드 홀(233a)에 삽입되어 가이드암(242b)이 상하 운동시에 지지프레임(233)은 회전할 수 있다.
제2 구동유닛(240)은 제2 엑튜에이터(241)와 제2 엑튜에이터(241)에서 구동력을 전달받아 상하 방향으로 선형운동하는 선형이동부(242)를 구비할 수 있다. 제2 엑튜에이터(241)는 상기 서술한 제1 엑튜에이터(141)와 실질적으로 동일한바 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
선형이동부(242)는 볼 나사의 형태의 제2 회전축(242a)과 제2 회전축(242a)에 직교하도록 형성된 가이드암(242b), 제2 회전축(242a)과 가이드암(242b)을 연결하는 조인트(242c)를 구비할 수 있다.
제2 회전축(242a)은 주행 장치(200)의 높이방향으로 설치되어, 제2 엑튜에이터(241)의 구동력에 의해서 상하 방향으로 이동할 수 있다. 제2 엑튜에이터(241)는 벨트(243)와 풀리(244)로 제2 회전축(242a)에 연결되고, 풀리(244)의 내경에는 나사산이 형성된다. 따라서, 제2 엑튜에이터(241)가 구동하면, 제2 회전축(242a)은 풀리(244)의 나사산을 따라 회전하면서 상하 방향으로 선형운동을 할 수 있다.
가이드암(242b)의 양단에는 서스펜션(245)을 구비하여 선형이동부(242)와 아이들러(232a, 232b)의 충격을 최소화 할 수 있다.
도 3a 와 도 3b를 비교하면, 주행 장치(200)가 평지와 험지에서 캐터필러부(230)의 위치를 변경하는 방법을 설명할 수 있다.
평지에서는 주행 장치(200)의 주행바퀴부(220)가 지면과 접촉한다. 아이들러(232a, 232b)는 캐터필러(231)가 지면과 닿지 않도록 캐터필러(231)의 형상을 상측으로 돌출되도록 형성할 수 있다.
험지에서는 주행 장치(200)의 캐터필러부(230)가 지면과 접촉한다. 아이들러(232a, 232b)는 캐터필러(231)가 지면과 닿도록 캐터필러(231)의 형상을 하측으로 돌출되도록 형성할 수 있다.
제2 회전축(242a)이 회전 운동 및 상하 운동을 하면 제1 아이들러(232a)와 제2 아이들러(232b)는 회전할 수 있다.
주행 장치(200)의 평지 주행 모드에서 험지 주행 모드로 변환은 다음과 같이 동작으로 행해질 수 있다. 캐터필러부(230)를 돌출시키는 방법은 다음과 같다. 제2 회전축(242a)이 회전하면 제2 회전축(242a)은 풀리(244)로 인해서 아래방향으로 이동한다. 이때, 제2 회전축(242a)과 가이드암(242b)은 연결되어 있으므로 가이드암(242b)도 아래방향으로 이동한다, 이때, 가이드암(242b)의 양단은 가이드 홀(233a)에 삽입되어 있으므로, 가이드암(242b)이 아래방향으로 이동하면서 지지프레임(233)을 회동시킬 수 있다.
제1 아이들러(232a)는 반시계방향으로 θ2의 각도만큼 회동하고, 제2 아이들러(232b)는 시계방향으로 θ2의 각도만큼 회동하여 캐터필러(231)가 하측으로 돌출된다. 동시에, 주행바퀴부(220)는 지면으로부터 d2의 거리만큼 이격될 수 있다.
험지 주행 모드에서 평지 주행 모드로 변환은 역순으로 행해질 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 장치(300)를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주행 장치(300)는 제1 구동유닛(310), 주행바퀴부(320), 캐터필러부(330), 제2 구동유닛(340) 및 무게중심 이동부(350)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 또 다른 실시예의 주행 장치(300)는 다른 부분은 일 실시예의 주행 장치(100)와 동일하고, 다만 주행바퀴부(320)의 구성요소가 특징적으로 달라진다. 그러므로, 본 실시예의 설명에 있어서 그 설명이 없는 부분은 상기 서술한 주행 장치(100) 설명을 원용하도록 하고 자세한 설명은 생략하도록 한다.
주행바퀴부(320)는 전륜(321)과 후륜(322) 구비할 수 있다. 후륜(322)은 일 실시예에 따른 주행 장치(100)의 후륜(122)과 동일 한바 이하 생략하기로 한다.
전륜(321)은 캐터필러부(330)의 사이에 배치될 수 있다. 전륜(321)은 주행 장치(300)의 조향을 쉽게 할 수 있다. 전륜(321)은 클러치(315)에 의해서 캐터필러부(330)와 분리될 수 있으며, 전륜(321)은 캐터필러부(330)와 분리된 후에 전륜(321)을 조향 장치(미도시)를 이용하여 조정할 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 도 1의 주행 장치의 주행 방법을 개략적으로 도시한 개념도들이다.
도 5a 내지 도 5e를 참조하면 주행 장치가 험지에서 장애물(O)을 극복하는 방법을 설명할 수 있다.
주행 장치는 캐터필러부(130)가 지면에 닿도록 험지에서 작동할 수 있다. 이때, 무게중심 이동부(150)는 주행 장치의 무게 중심을 가운데 형성하기 위해서 주행 장치의 길이방향 중앙에 위치할 수 있다.(도 5a)
주행 장치가 장애물(O)을 만나면 장애물(O)을 타고 올라갈 수 있다. 주행바퀴부(120)는 장애물(O)을 타고 올라가서 캐터필러(131)가 장애물(O)과 접촉할 수 있도록 할 수 있다.(도 5b)
이후 무게중심 이동부(150)는 주행 장치(100)의 전륜으로 이동할수 있다. 주행 장치의 전륜이 후륜보다 높은 위치에 있으므로 무게 중심을 앞쪽으로 옮겨 캐터필러(131)가 쉽게 이동할 수 있다. 이때 아이들러(132)가 회동하여 캐터필러가 위쪽으로 돌출된다. 캐터필러(131)와 장애물(O) 간의 마찰력을 증대하기 위해서 캐터필러(131)을 플랫하게 형성한다.(도 5c)
캐터필러부(130)가 작동하여 캐터필러(131)가 장애물(O)을 타고 올라갈 수 있다. 무게중심 이동부(150)는 전륜에 위치하게 되어 캐터필러(131)와 장애물(O)의 마찰력을 크게 하여 주행 장치가 쉽게 장애물(O)을 넘을 수 있다.(도 5d)
계속해서 캐터필러부(130)가 구동되면, 주행장치는 장애물(O)을 위에 위치할 수 있다.(도 5e)
본 발명의 일실시예 또는 다른 실시예들에 따른 주행 장치는 캐터필러의 높이를 변경하여 험지에서 장애물을 극복할 수 있고, 평지에서 주행 바퀴부를 이용하여 주행속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예 또는 다른 실시예들에 따른 주행 장치는 캐터필러부와 주행바퀴부의 전환을 쉽게 하여 주행장치의 기동성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 차량, 트랙터, 포크레인과 같은 운반장치뿐 만 아니라 로봇의 이동장치나 홈 씨큐리티 장치 또는 완구장치 등에도 적용 가능하다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기동력이 향상된 주행 장치를 제공하며, 산업상 이용하는 주행 장치을 구비하는 모든 군사용, 산업용 이송장치 또는 장난감 등에 본 발명의 실시예들을 적용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 구동부와 상기 구동부에서 구동력을 전달받는 구동축과, 상기 구동축에 삽입된 롤러를 구비하는 제1 구동유닛;
    상기 구동축과 연결되어 상기 롤러의 외측에 설치되는 주행바퀴부;
    적어도 일부가 상기 롤러에 접촉하도록 설치된 캐터필러와, 상기 캐터필러의 내부에 배치되어 양단이 상기 캐터필러에 접촉하는 아이들러를 구비한 캐터필러부; 및
    상기 아이들러에 연결되어 상기 아이들러를 회동시키는 제2 구동유닛;을 포함하는, 주행 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 아이들러가 회동하면 상기 주행바퀴부 또는 상기 캐터필러 중 하나가 지면과 접촉을 유지하고, 상기 아이들러가 반대방향으로 회동하면 상기 주행바퀴부 또는 상기 캐터필러 중 다른 하나가 상기 지면과 접촉을 유지하는, 주행 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 구동유닛은,
    제1 엑튜에이터와,
    상기 제1 엑튜에이터에서 회전력을 전달받아 상기 아이들러가 길이방향으로 선형운동하는 제1 회전축을 구비하는, 주행 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 아이들러는 상기 제1 회전축의 양단에 각각 설치되고, 상기 제1 회전축의 회전에 따라 서로 반대방향으로 선형운동 또는 회전운동하는, 주행 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 구동유닛은,
    제2 엑튜에이터와,
    상기 제2 엑튜에이터에서 구동력을 전달받아 상하방향으로 선형운동하는 선형이동부;를 구비하는, 주행 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 선형이동부는 상기 아이들러에 형성된 가이드 홀에 삽입되어, 상기 선형이동부가 상하 운동 시에 상기 아이들러가 회동하는, 주행 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 아이들러는 지면과 인접한 상기 아이들러의 단부에 배치된 서스펜션;을 더 포함하는, 주행 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 롤러와 상기 주행바퀴부의 사이에 배치되어 상기 주행바퀴부를 상기 구동축에 선택적으로 결합시키는 클러치;를 더 포함하는, 주행 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 캐터필러를 마주보도록 배치되며, 상기 주행 장치의 길이방향으로 이동하는 무게중심 이동부;를 더 포함하는, 주행 장치.
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