WO2024005227A1 - 복합 구조로 형성된 장애물 극복용 바퀴유닛 - Google Patents

복합 구조로 형성된 장애물 극복용 바퀴유닛 Download PDF

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박찬훈
김병인
박종우
김휘수
박동일
이재영
서용신
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    • B60B9/26—Wheels of high resiliency, e.g. with conical interacting pressure-surfaces comprising resilient spokes
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    • B60C7/10—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency
    • B60C7/14—Non-inflatable or solid tyres characterised by means for increasing resiliency using springs

Definitions

  • the present invention relates to a wheel unit for overcoming obstacles. More specifically, the present invention relates to a wheel unit for overcoming obstacles, and more specifically, based on a composite structure in which the outer and inner wheels are designed differently, it is possible to drive stably on level ground and easily overcome obstacles such as stairs. It relates to a wheel unit formed in a structure to overcome obstacles.
  • variable stiffness structure that overcomes obstacles by changing the rigidity of the wheel or by changing the stiffness on its own
  • variable shape structure that overcomes obstacles by changing the structure of the wheel on its own when encountering an obstacle.
  • the variable shape structure and the variable stiffness structure may be designed in complex relation to each other.
  • variable shape structure as in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0083854, the shape of some structures constituting the wheel is deformed or compressed upon contact with an obstacle. Technologies are being developed to overcome obstacles.
  • the conventional wheel for overcoming obstacles with a variable shape structure has a problem in that the structure of the wheel for implementing the variable shape is designed very complexly, and it does not actually overcome various obstacles effectively, or the wheel structure is damaged in the process of overcoming them. There are various problems such as deformation and restoration taking a considerable amount of time.
  • the technical problem of the present invention was conceived from this point, and the purpose of the present invention is based on a composite structure in which the outer and inner wheel structures are designed differently, and in the case of driving on flat ground, the outer structure effectively supports the overall circular shape.
  • the outer structure is transformed and the inner structure is also easily transformed, so that it relates to a wheel unit for overcoming obstacles formed as a composite structure capable of effectively overcoming obstacles.
  • a wheel unit for overcoming obstacles includes a coupling portion, a circular frame portion, a plurality of frames, and an outer unit.
  • the coupling portion is coupled to the drive shaft.
  • the circular frame unit includes a plurality of circular frames forming concentric circles with different radii centered on the coupling unit.
  • the plurality of frames extend between adjacent circular frames in a direction intersecting the extension direction of the circular frames.
  • the outer unit is formed along an outer circular frame located at the outermost position among the circular frames, has an inner frame spaced a predetermined distance from the outer circular frame, and extends in a curved shape between the inner frame and the outer circular frame. Contains multiple outer frames.
  • the outer circular frame may extend continuously, and the inner frame may be segmented and extended at predetermined lengths.
  • each of the outer frames may have a curved shape and extend between the inner frame and the outer circular frame.
  • the outer frames, a pair of first and second outer frames, constitute one unit, and the one unit may be repeatedly arranged.
  • the inner frame may be segmented for each unit to form a segmented portion.
  • the first outer frame has one end fixed to the outer circular frame and the other end fixed to the inner frame, and has an 'S'-shaped cross-sectional shape on the outer circular frame and the inner frame. and extends, and the second outer frame may be formed and extended to be symmetrical to the first outer frame.
  • the outer unit maintains the shape of the outer circular frame while being in close contact with each other at the portion in contact with the ground on a flat surface, and when the inner frame is in contact with an obstacle, the inner frame is segmented and the outer frame is segmented. Deformation of the outer unit may occur, and deformation of the frames and the circular frames may be induced according to the deformation of the outer unit.
  • a composite unit that absorbs external force transmitted through the frames may be further included between the circular frame to which the ends of the frames are connected and the inside of the outer unit.
  • the composite unit includes a pair of first and second connection frames extending symmetrically in a diagonal direction from the circular frame toward the outer unit, and between the first and second connection frames. It may include a pair of first and second horizontal frames extending in the horizontal direction.
  • the first horizontal frame extends from the first connection frame
  • the second horizontal frame extends from the second connection frame
  • ends of the first and second horizontal frames are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the ends of the first and second horizontal frames face each other and may be compressed against each other when an external force is applied.
  • the composite unit includes a first extension portion extending from the circular frame toward the first connecting frame, and extending symmetrically with the first extension portion from the circular frame toward the second connecting frame. It may further include a second extension part.
  • the gap between the first extension and the second extension is greater than the gap between the ends of the frames, and as external force is transmitted from the frames, the first extension is connected to the first connection frame. and the second extension portion may be in close contact with the second connection frame.
  • the coupling portion, the circular frame portion, the frames, the outer unit, and the composite unit may be made of a flexible material.
  • each of the frames includes a pair of left and right frames extending in different directions, and the pair of left and right frames are arranged to be repeated between adjacent circular frames. You can.
  • the left and right frames extend symmetrically to each other, and each of the left and right frames may extend diagonally from the inner circular frame to the outer circular frame.
  • the circular frame unit includes first, second and third circular frames sequentially positioned from the inside to the outside of the wheel unit, the frames being between the coupling portion and the first circular frame. a first frame extending, a second frame extending between the first and second circular frames, and a third frame extending between the second and third circular frames, Each of the frames may include a pair of left and right frames.
  • the first left frame of the first frame extends diagonally from the first point (P1) of the coupling portion to the second point (P2) of the first circular frame, and the first left frame of the first frame
  • the first right frame extends symmetrically with the first left frame from the first point (P1) of the coupling portion to the third point (P3) of the first circular frame
  • the second left frame of the second frame extends diagonally from the second point (P2) to the fourth point (P4) of the second circular frame
  • the second right frame of the second frame is from the third point (P3) to the second point (P4).
  • the third left frame of the third frame extends from the fourth point (P4) to the sixth point of the third circular frame ( P6), and the third left frame of the third frame extends symmetrically with the third left frame from the fifth point P5 to the seventh point P7 of the third circular frame. It can be.
  • the gap between the second point (P2) and the third point (P3) is greater than the gap between the fourth point (P4) and the fifth point (P5), and the fourth point
  • the distance between (P4) and the fifth point (P5) may be smaller than the distance between the sixth point (P6) and the seventh point (P7).
  • the structure of the wheel constituting the wheel unit is designed to be effective not only in driving on flat ground but also in overcoming obstacles, so that in the case of driving on flat ground, the structure of the outer part effectively supports the overall circular shape, and in the case of overcoming obstacles, The outer structure is transformed and the inner structure is also easily transformed, making it possible to effectively overcome obstacles.
  • an outer unit is formed at the outermost part, and the outer unit has a pair of symmetrical outer frames repeatedly arranged, so that when driving on a flat surface, the outer frames are in close contact with each other to prevent excessive compression, and the wheel unit Stable driving is possible by maintaining an overall circular shape.
  • the inner frame is designed to be segmented for each pair of outer frames, so that when the outer unit is deformed by colliding with an obstacle, the inner frame of the wheel unit is deformed according to the segmentation of the segment portion. Since the structure can be easily transformed, overcoming obstacles through transformation can be effectively implemented.
  • the circular frames forming concentric circles and the frames extending between the circular frames can maintain a stable support force of the wheel unit when driving on flat ground.
  • a composite unit is interposed between the outer unit and the ends of the frames, and when driving on flat ground, the force applied through the frames is effectively absorbed by the composite unit, enabling stable driving on flat ground.
  • the composite unit also includes a plurality of segmented portions, so that when in contact with an obstacle, the composite unit can be sufficiently stretched and freely deformed according to the deformation of the outer unit, thereby enabling easy resistance to the obstacle. Overcoming becomes possible.
  • Figure 1 is a perspective view showing a wheel unit for overcoming obstacles according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front view showing the wheel unit of Figure 1.
  • Figure 3 is an enlarged view of a portion of the wheel unit of Figure 1
  • Figure 4 is an enlarged view of the outer unit of Figure 3.
  • Figure 5 is an enlarged view showing the contact state of the wheel unit of Figure 1 with the ground when traveling on flat ground.
  • Figure 6a is a schematic diagram showing the transmission state of force in a state of overcoming an obstacle through a wheel unit according to the prior art
  • Figure 6b is a diagram showing a state of force transmission in a state of overcoming an obstacle through the wheel unit of Figure 1. This is a schematic diagram.
  • Figure 7 is an enlarged view showing a state in which the wheel unit of Figure 1 is in contact with an obstacle.
  • FIG. 8A is an enlarged view showing a state in which the wheel unit begins to overcome an obstacle in FIG. 7, and FIG. 8b is an enlarged view showing a state in which the wheel unit overcomes an obstacle after the state in FIG. 8A.
  • FIG. 9A is an image illustrating a state in which the wheel unit of FIG. 1 connected to the driving unit actually passes through flat ground
  • FIG. 9b is an image illustrating a state in which the wheel unit in FIG. 1 connected to the driving unit passes through an obstacle.
  • coupling part 200 circular frame part
  • Figure 1 is a perspective view showing a wheel unit for overcoming obstacles according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front view showing the wheel unit of Figure 1.
  • Figure 3 is an enlarged view of a portion of the wheel unit of Figure 1
  • Figure 4 is an enlarged view of the outer unit of Figure 3.
  • the wheel unit 10 (hereinafter referred to as wheel unit) for overcoming obstacles according to this embodiment includes a coupling portion 100, a circular frame portion 200, a plurality of frames 300, 400, 500), a complex unit (600), and an outer unit (700).
  • the wheel unit 10 may be a wheel applied to a means of transportation such as a bicycle or a car, as well as a means of personal transportation or a mobility aid for the disabled such as a wheelchair, and the objects to which the wheel unit 10 is applied are limited. It doesn't work.
  • wheel unit 10 is shown in the drawing, but when applied to the mobile means, etc., a plurality of wheel units 10 may be connected and applied through a separate drive shaft or connecting shaft, etc., and the wheel unit 10 provided in the mobile means
  • the number of (10) is also not limited.
  • the coupling portion 100 is formed at the center of the wheel unit 10 and may have a circular frame structure such that a central opening 111 is formed at the center.
  • the wheel unit 10 in this embodiment may have a constant width (w) as shown in FIG. 1, and the wheel unit 10 will be described below as being formed with the same width as above.
  • the components of the wheel unit 10 also have the same width as described above. Accordingly, hereinafter, in the description of the components of the wheel unit 10, a separate description of the width of each component will be omitted.
  • the coupling unit 100 may be fixed to a drive transmission shaft that transmits driving force from a drive unit separately provided in various transport means on which the wheel unit 10 is mounted, and thus the coupling unit 100 ) provides rotational force to the wheel unit 10 by the driving force transmitted through the drive transmission shaft.
  • the circular frame portion 200 includes a plurality of circular frames 210, 220, 230, and 240, and each of the circular frames 210, 220, 230, and 240 has a central point of the coupling portion 100. Centered on (C), they are formed to form concentric circles.
  • each of the circular frames 210, 220, 230, and 240 may be a circular frame with different radii based on the center point C.
  • FIG. 2 it is illustrated that four circular frames are formed.
  • the number of the circular frames, and the spacing (i.e., the radius from the center point C) of each circular frame can be designed in various ways.
  • the first to third circular frames 210, 220, and 230 are formed so that the radius increases from the center point C, and the outer circular frame 240 extends to the outermost part of the wheel unit 10. While forming, a circular frame with the largest radius is formed.
  • the circular frames 210, 220, and 230 as well as the outer circular frame 240 each have a frame shape that is continuously connected without any interrupted or cut portions. .
  • each circular frame has a cylindrical shape and extends continuously without being cut into each other in the form of a concentric circle, thereby maintaining the structure of the internal frame of the wheel unit 10 and being connected to the frames described later. Through the structure, support is maintained against torque or external force applied to the wheel unit 10 in various directions.
  • the plurality of frames 300, 400, and 500 extend between the circular frames 210, 220, and 230 in a direction intersecting the extension direction of the circular frames 210, 220, and 230. As described, a certain level of support is maintained against torque or external force applied as the wheel unit 10 moves overall.
  • the frames include a first frame 300 provided between the coupling portion 100 and a first circular frame 210 having a first radius, the first circular frame 210, and the first circular frame 210.
  • a second frame 400 provided between the second circular frame 220 having a second radius larger than the radius, and a third circular frame 400 having a third radius larger than the second radius and the second circular frame 220. It includes a third frame 500 provided between the frames 230.
  • the first frame 300 includes a pair of first left and first right frames 310 and 320, and the pair of left and right frames 310 and 320 are repeatedly It is arranged along the circumference between the coupling portion 100 and the first circular frame 210.
  • the second frame 400 also includes a pair of second left and second right frames 410 and 420, and the pair of left and right frames 410 and 420 repeat the above It is arranged along the circumference between the first circular frame 210 and the second circular frame 220.
  • the third frame 500 also includes a pair of third left and third right frames 510 and 520, and the pair of left and right frames 510 and 520 repeat the above It is arranged along the circumference between the second circular frame 220 and the third circular frame 230.
  • the first to third frames 300, 400, and 500 differ from each other only in the arrangement structure of the pair of left and right frames, and if the pair of left and right frames are considered as one unit, Since the units are repeatedly arranged along the circumference in the same shape, hereinafter, only the arrangement structure of the pair of left and right frames will be described in detail.
  • first point (P1) and the second point (P2) are points that are not located simultaneously on a straight line extending from the center point (C) of the coupling portion 100, which results in the first left frame ( 310) extends in a diagonal direction from the coupling portion 100 to the first circular frame 210.
  • the first right frame 320 has one end extending from the first point P1 in the same manner as the first left frame 310, and the other end extends from the second point of the first circular frame 210. It is connected to a third point (P3) that is different from (P2).
  • the first point (P1) and the third point (P3) are also points that are not located simultaneously on a straight line extending from the center point (C) of the coupling portion 100, and the first right frame 320 ) also extends in a diagonal direction from the coupling portion 100 to the first circular frame 210.
  • the third point P3 is located a predetermined distance away from the second point P2, and the first right frame 320 extends symmetrically with the first left frame 310.
  • first left frame 310 and the first right frame 320 extend from the first point P1 in a direction away from each other, that is, in an outward direction.
  • the second point (P2) and the fourth point (P4) are points that are not located simultaneously on a straight line extending from the center point (C) of the coupling portion 100, which results in the second left frame ( 410) extends in a diagonal direction from the first circular frame 210 to the second circular frame 220.
  • the second left frame 410 continues and extends through the first left frame 310 and the second point P2.
  • the extension direction of the second left frame 410 may be opposite to the extension direction of the first left frame 310.
  • the second left frame 410 is the second right frame ( 420) may extend in a diagonal direction toward the inside.
  • the second right frame 420 has one end extending from the third point P3 of the first circular frame 210, and the other end extending from the fifth point P5 of the second circular frame 220. connected to
  • the third point (P3) and the fifth point (P5) are points that are not located simultaneously on a straight line extending from the center point (C) of the coupling portion 100, which results in the second right frame ( 420) also extends in a diagonal direction from the first circular frame 210 to the second circular frame 220.
  • the second right frame 420 continues and extends through the first right frame 320 and the third point P3.
  • the extension direction of the second right frame 420 may be opposite to the extension direction of the first right frame 320.
  • the second right frame 420 is the second left frame ( 410) may extend in a diagonal direction toward the inside.
  • the second left frame 410 and the second right frame 420 extend from the first circular frame 210 to the second circular frame 220 and approach each other in a direction, that is, inward. extends in the direction
  • the third left frame 510 has one end extending from the fourth point P4 of the second circular frame 220 and the other end extending from the third circular frame 220. It is connected to the sixth point (P6) of (230).
  • the fourth point (P4) and the sixth point (P6) are points that are not located simultaneously on a straight line extending from the center point (C) of the coupling portion 100, which results in the third left frame ( 510) extends in a diagonal direction from the second circular frame 220 to the third circular frame 230.
  • the third left frame 510 continues and extends through the second left frame 410 and the fourth point P4.
  • the extension direction of the third left frame 510 may be opposite to the extension direction of the second left frame 410.
  • the third left frame 510 is the third right frame ( 520) may extend in a diagonal direction outward.
  • one end of the third right frame 520 extends from the fifth point (P5) of the second circular frame 220, and the other end extends from the seventh point (P7) of the third circular frame 230. connected to
  • the fifth point (P5) and the seventh point (P7) are points that are not located simultaneously on a straight line extending from the center point (C) of the coupling portion 100, which results in the third right frame ( 520) also extends in a diagonal direction from the second circular frame 220 to the third circular frame 230.
  • the third right frame 520 continues and extends through the second right frame 420 and the fifth point P5.
  • the extension direction of the third right frame 520 may be opposite to the extension direction of the second right frame 420.
  • the third right frame 520 is the third left frame ( 510) may extend in a diagonal direction outward.
  • the third left frame 510 and the third right frame 520 extend from the second circular frame 220 to the third circular frame 230 and move away from each other, that is, in an outward direction. is extended to
  • the gap between the second point P2 and the third point P3 is the fourth point ( It may be formed to be larger than the gap between the fourth point (P4) and the fifth point (P5), and the gap between the fourth point (P4) and the fifth point (P5) is greater than the gap between the sixth point (P6) and the seventh point (P5). It can be formed to be larger than the gap between points P7.
  • the relative distance between the above points is maintained, and within the range where the frames extend in the diagonal direction, the distance between the second point P2 and the third point P3, as well as the The interval between the fourth point (P4) and the fifth point (P5) and the interval between the sixth point (P6) and the seventh point (P7) may also be changed in various ways, and accordingly, the It is obvious that the direction in which the first to third frames 300, 400, and 500 extend can also be changed in various ways.
  • the plurality of circular frames 210, 220, and 230 form concentric circles and each extends continuously, and as the frames extend diagonally at different intervals between each circular frame,
  • the wheel unit 10 passes through flat ground or various types of obstacles in addition to passing special types of obstacles such as stairs, it maintains support against external forces or torques applied in various directions. It is possible to maintain the overall external shape of the wheel unit 10.
  • the composite unit 600 is formed between the third circular frame 230 and the outermost unit 700, and absorbs external force transmitted through the frames 300, 400, and 500. As will be described later, when passing through obstacles such as stairs, it is possible to easily overcome the obstacle by freely deforming the shape.
  • the composite unit 600 includes a pair of first and second extension parts 610 and 620, a pair of first and second connection frames 630 and 640, and a pair of first and second extension parts 610 and 620. It includes second horizontal frames 650 and 660.
  • the first connection frame 630 extends diagonally from the third circular frame 230 to the inner frame 720 (see FIG. 4) of the outer unit 700. That is, the first connection frame 630 may extend in a diagonal direction extending outward from the third circular frame 230 toward the inner frame 720.
  • first connection frame 630 is connected to the third circular frame 230 and the eighth point P8, and extends diagonally from the eighth point P8 in an outward direction to the inner side. Connected to frame 720.
  • connection frame 640 extends in a direction symmetrical to the first connection frame 630 and in a diagonal direction from the third circular frame 230 to the inner frame 720 of the outer unit 700. It is extended.
  • the location where the second connection frame 640 is connected to the third circular frame 230 is inside the seventh point P7, that is, the sixth point P6 and the seventh point P7. ), it may be a position closer to the seventh point (P7).
  • One end of the first horizontal frame 650 is connected to the first connection frame 630, and as shown in FIG. 3, it extends in a straight direction horizontal to the ground 1.
  • the second horizontal frame 660 is connected at one end to the second connection frame 640, and similarly extends in a straight direction horizontal to the ground 1.
  • first and second horizontal frames 650 and 660 are merely described as horizontal frames extending horizontally to the ground 1, and in reality, the first and second horizontal frames The frames 650 and 660 do not extend horizontally to the ground 1 depending on their relative positions with the ground 1, but extend in a straight line with each other.
  • the first horizontal frame 650 and the second horizontal frame 660 extend along a line segment connecting the second connection point S2.
  • first horizontal frame 650 and the other end of the second horizontal frame 660 are not continuously connected to each other, but are arranged to face each other at a predetermined distance apart.
  • the first extension part 610 extends from the third circular frame 230 toward the first connection frame 630, that is, in a diagonal direction, and similarly, the second extension part 620 It also extends from the third circular frame 230 toward the second connection frame 640, that is, in a diagonal direction.
  • the position where the first extension 610 is connected to the third circular frame 230 may be outside the sixth point P6. That is, the first connection frame 630 is located inside the sixth point (P6), while the first extension part 610 is located outside the sixth point (P6).
  • the first extension portion 610 extends from the third circular frame 230 toward the first connection frame 630 in a direction opposite to the diagonal direction in which the first connection frame 630 extends.
  • the end of the first extension portion 610 that is, the portion facing the first connection frame 630, is directed toward the first connection point S1 of the first connection frame 630, and 1 It is located at a predetermined distance from the connection frame 630.
  • the second extension part 620 is also formed symmetrically with the first extension part 610, and the second extension part 620 is connected from the third circular frame 230 to the second connection frame 640. As described above, it extends in the direction toward, that is, in the diagonal direction.
  • the position where the second extension part 620 is connected to the third circular frame 230 may be outside the seventh point P7. That is, the second extension frame 640 is located inside the seventh point P7, while the second extension part 620 is located outside the seventh point P7.
  • the second extension portion 620 extends from the third circular frame 230 toward the second connection frame 640 in a direction opposite to the diagonal direction in which the second connection frame 640 extends.
  • the end of the second extension portion 620 that is, the portion facing the second connection frame 640, is directed toward the second connection point S2 of the second connection frame 640, and 2 It is located at a predetermined distance from the connection frame 640.
  • the complex unit 600 is formed to extend into a complex structure. Accordingly, when passing through a flat surface, it is possible to effectively absorb torque or external force to improve support and to overcome obstacles such as stairs. When passing, the tensile force can increase infinitely depending on the segment structure, allowing free deformation.
  • the external force transmitted to the first left frame 310 is transmitted to the first extension portion 610 through the second left frame 410 and the third left frame 510, and similarly, the The external force transmitted to the first right frame 320 is transmitted to the second extension portion 620 through the second right frame 420 and the third right frame 520.
  • the first extension part 610 comes into close contact with the first connection frame 630, ultimately connecting the first connection frame 630. External force is also transmitted to the first horizontal frame 650.
  • the second extension part 620 comes into close contact with the second connection frame 640, and eventually passes through the second connection frame 640. External force is also transmitted to the second horizontal frame 660.
  • the first and second horizontal frames 650 and 660 eventually come into close contact with each other and support the transmitted external force.
  • the external force transmitted from the coupling portion 100 is applied to the first and second connection frames of the composite unit 600 ( 630, 640) and the first and second horizontal frames 650, 660.
  • the first and second horizontal frames 650, 660 are in close contact with each other and effectively absorb the external force. .
  • the external force transmitted to the first and second connection frames 630 and 640 is also transmitted to the outer unit 700, which will be described later, and through the structural characteristics of the outer unit 700, the external force is effectively By being absorbed, the bearing capacity for the wheel unit 10 can be improved.
  • the outer unit 700 has an outer circular frame 710 that forms the outermost part of the wheel unit 10, and is located at a predetermined distance inside the outer circular frame 710. It includes an inner frame 720 that is spaced apart from each other, and a pair of first and second outer frames 740 and 750.
  • the first outer frame 740 extends from the inner frame 720 to the outer circular frame 710, and extends to form an overall ‘S’-shaped curved surface.
  • the second outer frame 750 also extends from the inner frame 720 to the outer circular frame 710 and forms an overall 'S'-shaped curved surface, and the second outer frame 750 It extends in a symmetrical shape so as to face the first outer frame 740.
  • first and second outer frames 740 and 750 are one unit
  • the units are located between the outer circular frame 710 and the inner frame 720. They are arranged continuously and form the outside of the wheel unit 10.
  • the inner frame 720 to which the pair of first and second outer frames 740 and 750 are connected, has a pair of adjacent first and second outer frames 740 and 750. It is segmented from the inner frame 720 to which it is connected, forming a segmented portion 730.
  • the inner frame 720 has a segmented structure including segmented portions 730 that are segmented at regular intervals, and the portion where a pair of first and second outer frames 740 and 750 are connected is Although it extends continuously, it is segmented from the portion where the adjacent pair of first and second outer frames 740 and 750 are connected.
  • the outer unit 700 includes a pair of first and second outer frames 740 and 750, the continuously extending inner frame 720, and the outer circular frame 240 facing the inner frame 720.
  • a first space 760 formed to be sealed, and a second space opened in the inward direction (direction toward the coupling portion 100) by the segmented inner frame 720, that is, by the segment 730. It is divided into spaces 770.
  • first and second outer frames 740 and 750 have an 'S'-shaped cross-sectional structure that is symmetrical to each other. Accordingly, the first and second outer frames 740 and 750 are formed on the first space 760.
  • the frames 740 and 750 may be in close contact with each other in the first contact portion (A), and may also be in close contact with each other in the second contact portion (B) on the second space 770.
  • the first close contact portion (A) is located close to the outer circular frame 710, and the second close contact portion (B) is located close to the inner frame 720, so that the outer unit as a whole In 700, the first and second outer frames 740 and 750, respectively, have a structure in which the inner and outer frames are positioned to be in close contact with each other.
  • the wheel unit 10 When passing through the flat ground 1, when an external force is transmitted from the top to the outer unit 700 through the composite unit 600, the first and second outer frames 740 and 750 are compressed. As a result, the first and second close contact portions (A, B) come into close contact with each other.
  • first and second outer frames 740 and 750 when the first and second outer frames 740 and 750 are in close contact with each other at the first and second contact portions A and B, their support for each other is relatively improved. .
  • the wheel unit since the first and second outer frames 740 and 750 are formed along the entire outermost part of the wheel unit 10, the wheel unit is ultimately supported by the support force at the close contact parts A and B. This minimizes excessive distortion or significant deformation of the outer shape of the wheel unit (10) and maintains the overall round shape of the wheel unit (10).
  • Figure 5 is an enlarged view showing the contact state of the wheel unit of Figure 1 with the ground when traveling on flat ground.
  • the circular frame portion 200, the frame portions 300, 400, and 500, the composite unit 600, and the outer unit 700 that constitute the wheel unit 10 are all made of flexible material. Since it may include, the wheel unit 10 can be compressed as shown by the external force.
  • the applied external force is transmitted to the composite unit 600 and the outer unit 700 through the first to third frame parts 300, 400, and 500.
  • the first and second horizontal frames 650 and 660 are in close contact with each other and maintain support by absorbing the external force.
  • the pair of first and second outer frames 740 and 750 are compressed and come into close contact with each other at the first and second contact portions A and B, and The support against the external force is maintained through close contact between the first and second close contact parts (A, B).
  • the overall round shape of the wheel unit 10 can be maintained by the plurality of circular frames 210, 220, and 230 formed concentrically on the wheel unit 10.
  • Figure 6a is a schematic diagram showing the transmission state of force in a state of overcoming an obstacle through a wheel unit according to the prior art
  • Figure 6b is a diagram showing a state of force transmission in a state of overcoming an obstacle through the wheel unit of Figure 1. This is a schematic diagram.
  • the outer surface as well as the inner surface of the outer unit 701 were generally formed as a continuously extending curved structure without a separate segmental structure.
  • the outer surface as well as the inner surface is a curved structure that extends continuously without being segmented, the compressive force and the tensile force are maintained at similar levels, and thus the outer surface unit 701 In the image, a neutral surface is formed along the center of the outer unit 701.
  • the inner surface since it is a surface that extends continuously without being segmented, only a tension within a certain range can be maintained depending on the material of the inner surface, and the outer unit 701 ) cannot be absorbed.
  • the outer unit 700 when contacting an obstacle such as a staircase, the outer unit 700 can be freely deformed through segmentation, and since there is no limit to the tensile force, it is possible to easily overcome the obstacle.
  • Figure 7 is an enlarged view showing a state in which the wheel unit of Figure 1 is in contact with an obstacle.
  • tension occurs at a position facing the contact point T, but in the case of this embodiment, the inner frame 720 has a segmental portion 730. ), the tensile force can increase infinitely (Max. Tension).
  • the wheel unit 10 can rotate around the contact point T and easily overcome the steps 2 because its internal structure is freely deformed and a rotational torque is applied as a whole.
  • the circular frames 210, 220, 230, the first to third frames 300, 400, 500, and the composite unit 600 that constitute the wheel unit 10 can be freely moved. Although deformed, the shape of the wheel unit 10 is maintained by absorbing a certain amount of external force, making it possible to rotate around the contact point T.
  • FIG. 8A is an enlarged view showing a state in which the wheel unit begins to overcome an obstacle in FIG. 7, and FIG. 8b is an enlarged view showing a state in which the wheel unit overcomes an obstacle after the state in FIG. 8A.
  • the outer circular frame 710 of the outer unit 700 is compressed on the contact point T. Then, the inner frame 720 of the outer unit 700 is segmented by tensile force, and the gap between the segment parts 730 increases.
  • the wheel unit 10 begins to rotate around the contact point T, and as the wheel unit 10 rotates, the compressive force and tensile force applied from the contact point T increase.
  • the inner frame 720 is segmented and can be freely deformed, and further, the first to third circular frames 210, 220, and 230 further connected to the inside of the inner frame 720, Since the first to third frames 300, 400, 500, and the composite unit 600 can all be freely deformed according to external force, the wheel unit 10 can be freely deformed regardless of the applied tensile force. You can.
  • the wheel unit 10 has a structure in which the portion stretched by the tensile force can be maximized, so that obstacles such as the stairs 2 can be overcome very easily.
  • FIG. 9A is an image illustrating a state in which the wheel unit of FIG. 1 connected to the driving unit actually passes through flat ground
  • FIG. 9b is an image illustrating a state in which the wheel unit in FIG. 1 connected to the driving unit passes through an obstacle.
  • the portion in contact with the flat ground has the Although some of the shape may be compressed and deformed by the external force transmitted through the driving unit 20, the first and second outer frames 740 and 750 are in close contact, and the first and second horizontal frames ( 650 and 660) are also in close contact, and it can be confirmed that the wheel unit 10 can drive on level ground while maintaining its overall cylindrical shape due to the structure of the internal frames.
  • the internal structure of the wheel unit 10 is freely deformed locally in the area adjacent to the contact point T, but the external force applied from the contact point T is generally absorbed within the wheel unit 10. Therefore, the wheel unit 10 maintains an overall round shape and can easily overcome the stairs 2.
  • the structure of the wheel constituting the wheel unit is designed to be effective not only in driving on flat ground but also in overcoming obstacles, so that in the case of driving on flat ground, the structure of the outer part effectively supports the overall shape and overcomes obstacles.
  • the outer structure is transformed and the inner structure is also easily transformed, making it possible to effectively overcome obstacles.
  • an outer unit is formed at the outermost part, and the outer unit has a pair of symmetrical outer frames repeatedly arranged, so that when driving on a flat surface, the outer frames are in close contact with each other to prevent excessive compression, and the wheel unit Stable driving is possible by maintaining an overall circular shape.
  • the inner frame is designed to be segmented for each pair of outer frames, so that when the outer unit is deformed by colliding with an obstacle, the inner frame of the wheel unit is deformed according to the segmentation of the segment portion. Since the structure can be easily transformed, overcoming obstacles through transformation can be effectively implemented.
  • the circular frames forming concentric circles and the frames extending between the circular frames can maintain a stable support force of the wheel unit when driving on flat ground.
  • a composite unit is interposed between the outer unit and the ends of the frames, and when driving on flat ground, the force applied through the frames is effectively absorbed by the composite unit, enabling stable driving on flat ground.
  • the composite unit also includes a plurality of segmented portions, so that when in contact with an obstacle, the composite unit can be sufficiently stretched and freely deformed according to the deformation of the outer unit, thereby enabling easy resistance to the obstacle. Overcoming becomes possible.

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Abstract

복합 구조로 형성된 장애물 극복용 바퀴유닛은, 결합부, 원형 프레임부, 복수의 프레임들 및 외곽유닛을 포함한다. 상기 결합부는 구동축과 결합된다. 상기 원형 프레임부는 상기 결합부를 중심으로 서로 다른 반경을 가지는 동심원을 형성하는 복수의 원형 프레임들을 포함한다. 상기 복수의 프레임들은 서로 인접하는 원형 프레임들 사이에서 상기 원형 프레임들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 상기 외곽유닛은 상기 원형 프레임들 중 최외각에 위치하는 외곽 원형 프레임을 따라 형성되며, 상기 외곽 원형 프레임과 소정 거리 이격된 내측 프레임, 및 상기 내측 프레임과 상기 외곽 원형 프레임 사이에서 곡면 형상으로 연장되는 복수의 외곽 프레임들을 포함한다.

Description

복합 구조로 형성된 장애물 극복용 바퀴유닛
본 발명은 장애물 극복용 바퀴유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외곽부와 내측의 휠의 구조가 서로 다르게 설계된 복합 구조를 바탕으로 안정적인 평지 주행은 물론 계단 등의 장애물을 용이하게 극복할 수 있는 복합 구조로 형성된 장애물 극복용 바퀴유닛에 관한 것이다.
전통적인 자전거나 자동차와 같은 이동 수단의 발전과 함께, 최근에는 개인 이동 수단은 물론, 장애인 등의 이동을 보조하는 다양한 형태의 이동 수단들이 개발되고 있으며, 특히, 평지에서의 안정적인 구동과 함께 장애물이나 계단을 자유롭게 통과하며 구동될 수 있는 바퀴에 대한 필요성이 증가하고 있다.
이러한 장애물 극복형 바퀴의 경우, 바퀴가 갖는 강성을 변화시키거나 스스로 강성이 변화하여 장애물을 극복하는 가변 강성 구조, 장애물을 마주하는 경우 바퀴의 구조가 스스로 가변되면서 장애물을 극복하는 가변 형상 구조 등이 대표적이다. 물론, 상기 가변 형상 구조와 가변 강성 구조는 서로 복합적으로 연관되어 설계될 수 있다.
특히, 후자의 가변 형상 구조와 관련 하여는, 대한민국 공개특허 제10-2017-0083854호에서와 같이, 장애물과의 접촉시 바퀴를 구성하는 일부 구조의 형상이 변형되거나 또는 압축되는 등의 형태 변형을 통해 장애물을 극복하는 기술이 개발되고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2014-0125166호에서와 같이, 지면을 통과하는 경우 지면으로부터 받는 반력에 따라 일부분이 압축되는 형태 변형을 통해 지면을 통과하는 구조도 개발되고 있다.
그러나, 종래의 이러한 가변 형상 구조의 장애물 극복용 바퀴는, 가변 형상을 구현하기 위한 바퀴 의 구조가 매우 복잡하게 설계되는 문제가 있으며, 실제 다양한 장애물을 효과적으로 극복하지 못하거나, 극복과정에서 바퀴 구조의 변형 및 복귀에 상당한 시간이 소요되는 등의 다양한 문제가 있다.
나아가, 가변 형상 구조의 장애물 극복용 바퀴에서, 내부 휠의 구조를 다양하게 설계함으로써 장애물 극복을 수행하는 기술도 개발되고는 있으나, 이러한 휠 구조의 설계에 있어서는, 평지 통과는 물론 장애물 통과시에 발생하는 바퀴의 다양한 구조적 변형 상태 및 힘의 전달 상태 등을 복합적으로 고려하여야 하므로, 효과적인 설계 구조를 도출하는 것이 용이하지 않다.
관련 선행기술 문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2017-0083854호 및 대한민국 공개특허 제10-2014-0125166호가 있다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 외곽부와 내측의 휠의 구조가 서로 다르게 설계된 복합 구조를 바탕으로, 평지 주행의 경우 외곽부의 구조가 전체적인 원형을 효과적으로 지지하고, 장애물 극복의 경우, 외곽부의 구조가 변형되며 내측의 구조도 용이하게 변형됨으로써 효과적인 장애물 극복이 가능한 복합 구조로 형성된 장애물 극복용 바퀴유닛에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 장애물 극복용 바퀴유닛은, 결합부, 원형 프레임부, 복수의 프레임들 및 외곽유닛을 포함한다. 상기 결합부는 구동축과 결합된다. 상기 원형 프레임부는 상기 결합부를 중심으로 서로 다른 반경을 가지는 동심원을 형성하는 복수의 원형 프레임들을 포함한다. 상기 복수의 프레임들은 서로 인접하는 원형 프레임들 사이에서 상기 원형 프레임들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장된다. 상기 외곽유닛은 상기 원형 프레임들 중 최외각에 위치하는 외곽 원형 프레임을 따라 형성되며, 상기 외곽 원형 프레임과 소정 거리 이격된 내측 프레임, 및 상기 내측 프레임과 상기 외곽 원형 프레임 사이에서 곡면 형상으로 연장되는 복수의 외곽 프레임들을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 외곽 원형 프레임은 연속적으로 연장되며, 상기 내측 프레임은 소정 길이마다 분절되며 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 외곽 프레임들 각각은, 상기 내측 프레임과 상기 외곽 원형 프레임의 사이에서 곡면 형상을 가지며 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 외곽 프레임들은, 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들이 하나의 유닛을 구성하며, 상기 하나의 유닛이 반복 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 내측 프레임은, 상기 하나의 유닛마다 분절되어 분절부를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 외곽 프레임은, 일 끝단은 상기 외곽 원형 프레임에 고정되고, 타 끝단은 상기 내측 프레임에 고정되며, 상기 외곽 원형 프레임과 상기 내측 프레임 상에서 ‘S’자 형의 단면 형상을 가지며 연장되고, 상기 제2 외곽 프레임은, 상기 제1 외곽 프레임과 대칭되도록 형성되며 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 외곽유닛은, 평지에서는, 지면과 접촉하는 부분에서의 상기 외곽 프레임들이 서로 밀착되며 상기 외곽 원형 프레임의 형상을 유지하고, 장애물과 접촉하는 경우, 상기 내측 프레임이 분절되면서 상기 외곽유닛의 변형이 발생하고, 상기 외곽 유닛의 변형에 따라 상기 프레임들 및 상기 원형 프레임들의 변형이 유도될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임들의 끝단이 연결되는 원형 프레임과 상기 외곽유닛의 내측 사이에서, 상기 프레임들을 통해 전달되는 외력을 흡수하는 복합유닛을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복합유닛은, 상기 원형 프레임으로부터 상기 외곽유닛을 향하여 사선 방향으로 대칭으로 연장되는 한 쌍의 제1 및 제2 연결프레임들, 및 상기 제1 및 제2 연결프레임들 사이에서 수평 방향으로 연장되는 한 쌍의 제1 및 제2 수평 프레임들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 수평 프레임은 상기 제1 연결프레임으로부터 연장되고, 상기 제2 수평 프레임은 상기 제2 연결프레임으로부터 연장되며, 상기 제1 및 제2 수평 프레임들의 끝단은 소정 간격 이격되며 서로 마주하고, 외력의 인가에 따라 상기 제1 및 제2 수평 프레임들의 끝단이 서로 압착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복합유닛은, 상기 원형 프레임으로부터 상기 제1 연결 프레임을 향하여 연장되는 제1 연장부, 및 상기 원형 프레임으로부터 상기 제2 연결 프레임을 향하여, 상기 제1 연장부와 대칭으로 연장되는 제2 연장부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부의 간격은, 상기 프레임들의 끝단들의 간격보다 크게 형성되며, 상기 프레임들로부터 외력이 전달됨에 따라, 상기 제1 연장부는 상기 제1 연결 프레임과 밀착되고, 상기 제2 연장부는 상기 제2 연결 프레임과 밀착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 결합부, 상기 원형 프레임부, 상기 프레임들, 상기 외곽유닛 및 상기 복합유닛은, 유연성(flexible) 소재일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임들 각각은, 서로 다른 방향으로 연장되는 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들을 포함하고, 상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들은, 서로 인접하는 원형 프레임들 사이에서 반복되며 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 좌측 및 우측 프레임들은 서로 대칭으로 연장되며, 상기 좌측 및 우측 프레임들 각각은, 내측 원형 프레임으로부터 외측 원형 프레임으로 사선 방향으로 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 원형 프레임부는, 상기 바퀴유닛의 내측으로부터 외측으로 차례로 위치하는 제1, 제2 및 제3 원형 프레임들을 포함하고, 상기 프레임들은, 상기 결합부 및 상기 제1 원형 프레임 사이에서 연장되는 제1 프레임, 상기 제1 및 제2 원형 프레임들 사이에서 연장되는 제2 프레임, 및 상기 제2 및 제3 원형 프레임들 사이에서 연장되는 제3 프레임을 포함하고, 상기 제1 내지 제3 프레임들 각각은, 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 프레임의 제1 좌측 프레임은, 상기 결합부의 제1 지점(P1)으로부터 상기 제1 원형 프레임의 제2 지점(P2)으로 사선 방향으로 연장되고, 상기 제1 프레임의 제1 우측 프레임은, 상기 결합부의 제1 지점(P1)으로부터 상기 제1 원형 프레임의 제3 지점(P3)으로 상기 제1 좌측 프레임과 대칭으로 연장되고, 상기 제2 프레임의 제2 좌측 프레임은, 상기 제2 지점(P2)으로부터 상기 제2 원형 프레임의 제4 지점(P4)으로 사선 방향으로 연장되고, 상기 제2 프레임의 제2 우측 프레임은, 상기 제3 지점(P3)으로부터 상기 제2 원형 프레임의 제5 지점(P5)으로 상기 제2 좌측 프레임과 대칭으로 연장되고, 상기 제3 프레임의 제3 좌측 프레임은, 상기 제4 지점(P4)으로부터 상기 제3 원형 프레임의 제6 지점(P6)으로 사선 방향으로 연장되고, 상기 제3 프레임의 제3 좌측 프레임은, 상기 제5 지점(P5)으로부터 상기 제3 원형 프레임의 제7 지점(P7)으로 상기 제3 좌측 프레임과 대칭으로 연장될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 지점(P2)과 상기 제3 지점(P3) 사이의 간격은, 상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격보다 크고, 상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격은, 상기 제6 지점(P6)과 상기 제7 지점(P7) 사이의 간격보다 작을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 바퀴유닛을 구성하는 휠의 구조를 평지 주행은 물론 장애물 극복에 효과적이도록 설계함으로써, 평지 주행의 경우 외곽부의 구조가 전체적인 원형을 효과적으로 지지하고, 장애물 극복의 경우, 외곽부의 구조가 변형되며 내측의 구조도 용이하게 변형됨으로써 효과적인 장애물 극복이 가능할 수 있다.
구체적으로, 최 외곽부에 외곽유닛을 형성하고, 상기 외곽유닛은 대칭되는 한 쌍의 외곽 프레임들이 반복 배열됨으로써, 평지를 주행하는 경우, 외곽 프레임들이 서로 밀착됨으로써 지나친 압축을 방지하여, 상기 바퀴유닛의 외형을 전체적으로 원형 형상으로 유지하여 안정적인 주행이 가능하다.
한편, 상기 외곽유닛의 경우, 한 쌍의 외곽 프레임마다 내측 프레임이 분절되도록 설계됨으로써, 장애물에 충돌하여 상기 외곽유닛이 변형되는 경우, 상기 분절부의 분절에 따라 외곽유닛의 변형에 이어 바퀴유닛의 내부 구조도 용이하게 변형될 수 있으므로, 변형을 통한 장애물의 극복이 효과적으로 구현될 수 있다.
즉, 장애물과의 접촉점에서는 압축이 제한되지만, 상기 분절에 의해, 장애물과의 접촉점으로부터 이격된 내측에서는 인장력이 무한이 증가하여 충분한 인장이 가능하게 되며, 이에 따라 장애물과의 접촉점을 중심으로 용이한 회전이 가능하여, 장애물의 용이한 극복이 구현될 수 있다.
이 경우, 상기 바퀴유닛의 내부 구조에서도, 동심원을 형성하는 원형 프레임들과 상기 원형 프레임들 사이에서 연장되는 프레임들에 의해, 평지 주행시에는 상기 바퀴유닛의 안정적인 지지력을 유지할 수 있다.
특히, 복합유닛이 상기 외곽유닛과 상기 프레임들의 끝단 사이에 개재되며, 평지 주행시 상기 프레임들을 통해 인가되는 힘이 상기 복합유닛에 의해 효과적으로 흡수되어 안정적인 평지 주행이 가능하다.
또한, 상기 복합유닛도 복수의 분절부들을 포함함으로써, 장애물과의 접촉시에, 상기 외곽유닛의 변형에 따라 상기 복합유닛도 충분한 인장이 가능하여 자유로운 변형이 가능하고, 이를 통해 장애물에 대한 용이한 극복이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 장애물 극복용 바퀴유닛을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 바퀴유닛을 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 바퀴유닛의 일부를 확대하여 도시한 확대도이며, 도 4는 도 3의 외곽유닛을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5는 도 1의 바퀴유닛이 평지를 주행하는 경우의 지면과의 접촉상태를 도시한 확대도이다.
도 6a는 종래기술에 의한 바퀴유닛을 통해 장애물을 극복하는 상태에서의 힘의 전달 상태를 도시한 모식도이며, 도 6b는 도 1의 바퀴유닛을 통해 장애물을 극복하는 상태에서의 힘의 전달 상태를 도시한 모식도이다.
도 7은 도 1의 바퀴유닛이 장애물에 접촉하는 상태를 도시한 확대도이다.
도 8a는 도 7에서 상기 바퀴유닛이 장애물을 극복하기 시작하는 상태를 도시한 확대도이고, 도 8b는 도 8a의 상태를 지나 상기 바퀴유닛이 장애물을 극복하는 상태를 도시한 확대도이다.
도 9a는 구동부와 연결된 도 1의 바퀴유닛이 실제 평지를 통과하는 상태를 예시한 이미지이고, 도 9b는 장애물을 통과하는 상태를 예시한 이미지이다.
<부호의 설명>
10 : 바퀴유닛 20 : 구동부
100 : 결합부 200 : 원형 프레임부
300 : 제1 프레임 400 : 제2 프레임
500 : 제3 프레임 600 : 복합유닛
610, 620 : 연장부 630, 640 : 연결 프레임
650, 660 : 수평 프레임 700 : 외곽유닛
720 : 내측 프레임 730 : 분절부
740, 750 : 외곽 프레임
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 장애물 극복용 바퀴유닛을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 바퀴유닛을 도시한 정면도이다. 도 3은 도 1의 바퀴유닛의 일부를 확대하여 도시한 확대도이며, 도 4는 도 3의 외곽유닛을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 장애물 극복용 바퀴유닛(10, 이하 바퀴유닛이라 함)은 결합부(100), 원형 프레임부(200), 복수의 프레임들(300, 400, 500), 복합유닛(600) 및 외곽유닛(700)을 포함한다.
상기 바퀴유닛(10)은, 자전거나 자동차와 같은 이동 수단은 물론, 개인 이동 수단이나, 휠체어 등과 같은 장애인 이동 보조 수단 등에 적용되는 바퀴일 수 있으며, 상기 바퀴유닛(10)이 적용되는 대상은 제한되지는 않는다.
또한, 상기 바퀴유닛(10)을 도면에서는 하나만을 도시하였으나, 상기 이동 수단 등에 적용되는 경우, 복수개가 별도의 구동축 또는 연결축 등을 통해 연결되어 적용될 수도 있으며, 상기 이동 수단에 구비되는 상기 바퀴유닛(10)의 개수 역시 제한되지 않는다.
즉, 상기 결합부(100)는 상기 바퀴유닛(10)의 중앙에 형성되며, 중앙에 중앙 개구부(111)가 형성되도록 원형의 프레임 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 실시예에서의 상기 바퀴유닛(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 일정한 너비(w)를 가질 수 있으며, 상기 바퀴유닛(10)을 상기와 같이 동일한 너비로 형성되는 것으로 이하에서 설명하는 상기 바퀴유닛(10)의 구성요소들 역시 상기와 같은 동일한 너비를 갖는다. 이에 따라, 이하에서는 상기 바퀴유닛(10)의 구성요소들에 대한 설명에 있어 각 구성요소들이 가지는 너비에 대한 별도의 설명은 생략한다.
상기 결합부(100)는, 도시하지는 않았으나, 상기 바퀴유닛(10)이 장착되는 다양한 이송 수단에 별도로 구비되는 구동부로부터 구동력을 전달하는 구동 전달축이 고정될 수 있으며, 이에 따라 상기 결합부(100)는 상기 구동 전달축을 통해 전달되는 구동력에 의해 회전력을 상기 바퀴유닛(10)으로 제공하게 된다.
상기 원형 프레임부(200)는 복수의 원형 프레임들(210, 220, 230, 240)을 포함하며, 상기 원형 프레임들(210, 220, 230, 240) 각각은, 상기 결합부(100)의 중심점(C)을 중심으로, 서로 동심원들을 형성하도록 형성된다.
이 경우, 상기 원형 프레임들(210, 220, 230, 240) 각각은 상기 중심점(C)을 기준으로 서로 다른 반경을 가지는 원형 프레임일 수 있으며, 도 2에서는 4개의 원형 프레임들이 형성되는 것을 예시하였으나, 상기 원형 프레임들의 개수, 및 각각의 원형 프레임들의 이격 간격(즉 중심점(C)으로부터의 반경)은 다양하게 설계될 수 있음은 자명하다.
다만, 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 원형 프레임부(200)가, 제1 내지 제3 원형 프레임들(210, 220, 230), 및 외곽 원형 프레임(240)을 포함하는 것을 예시하여 설명한다.
즉, 상기 제1 내지 제3 원형 프레임들(210, 220, 230)은 상기 중심점(C)으로부터 반경이 증가하도록 형성되며, 상기 외곽 원형 프레임(240)은 상기 바퀴유닛(10)의 최 외곽을 형성하면서 가장 반경이 큰 원형 프레임을 형성한다.
또한, 본 실시예에서, 상기 원형 프레임들(210, 220, 230)은 물론 상기 외곽 원형 프레임(240)은, 각각이 중간에 끊기거나 절단된 부분을 포함하지 않고 연속적으로 연결되는 프레임 형상을 가진다.
즉, 각각의 원형 프레임들이 원주 형상을 가지면서 동심원의 형태로, 서로 절단되지 않고 연속되도록 연장됨으로써, 상기 바퀴유닛(10)의 내부 프레임의 구조를 유지하면서, 후술되는 상기 프레임들과의 연결되는 구조를 통해, 다양한 방향으로 상기 바퀴유닛(10)으로 인가되는 토크나 외력 등에 대하여 지지력을 유지하게 된다.
상기 바퀴유닛(10)의 경우, 평지는 물론 다양한 장애물이 존재하는 지면상에서 이동되어야 하므로, 이러한 이동 과정에서 다양한 토크나 외력이 전달되게 된다. 이에, 특정 장애물을 극복하기 위해, 후술되는 분절 구조를 통한 형상 변형이 필요할 수 있으나, 전체적으로 상기 인가되는 토크나 외력에 대한 일정 수준의 지지력을 유지하여야 한다.
따라서, 상기와 같이, 원형 프레임들이 동심원의 형태를 유지하며 상기 프레임들과 연결되는 구조를 형성함으로써, 상기와 같은 일정 수준의 지지력을 효과적으로 유지할 수 있게 된다.
상기 복수의 프레임들(300, 400, 500)은 상기 원형 프레임들(210, 220, 230)의 사이에서 상기 원형 프레임들(210, 220, 230)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되며, 앞서 설명한 바와 같이, 전체적으로 상기 바퀴유닛(10)의 이동에 따라 인가되는 토크나 외력에 대한 일정 수준의 지지력을 유지하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 프레임들은, 상기 결합부(100)와 제1 반경을 갖는 제1 원형 프레임(210) 사이에 구비되는 제1 프레임(300), 상기 제1 원형 프레임(210)과 상기 제1 반경보다 큰 제2 반경을 갖는 제2 원형 프레임(220) 사이에 구비되는 제2 프레임(400), 및 상기 제2 원형 프레임(220)과 상기 제2 반경보다 큰 제3 반경을 갖는 제3 원형 프레임(230) 사이에 구비되는 제3 프레임(500)을 포함한다.
이 경우, 상기 제1 프레임(300)은, 한 쌍의 제1 좌측 및 제1 우측 프레임들(310, 320)을 포함하며, 상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들(310, 320)은 반복해서 상기 결합부(100)와 상기 제1 원형 프레임(210) 사이에서 원주를 따라 배열된다.
마찬가지로, 상기 제2 프레임(400)도, 한 쌍의 제2 좌측 및 제2 우측 프레임들(410, 420)을 포함하며, 상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들(410, 420)은 반복해서 상기 제1 원형 프레임(210)과 상기 제2 원형 프레임(220) 사이에서 원주를 따라 배열된다.
또한, 상기 제3 프레임(500)도, 한 쌍의 제3 좌측 및 제3 우측 프레임들(510, 520)을 포함하며, 상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들(510, 520)은 반복해서 상기 제2 원형 프레임(220)과 상기 제3 원형 프레임(230) 사이에서 원주를 따라 배열된다.
이와 같이, 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500)은, 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들의 배열 구조만 서로 상이하며, 상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들을 하나의 유닛으로 간주하면, 상기 하나의 유닛들이 동일한 형상으로 반복해서 원주를 따라 배열되는 것이므로, 이하에서는 상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들의 배열 구조에 대하여만 구체적으로 설명한다.
상기 제1 프레임(300)의 경우, 상기 제1 좌측 프레임(310)은, 일단은 상기 결합부(100)의 제1 지점(P1)으로부터 연장되며, 타단은 상기 제1 원형 프레임(210)의 제2 지점(P2)에 연결된다.
이 경우, 상기 제1 지점(P1)과 상기 제2 지점(P2)은 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 연장되는 직선 상에 동시에 위치하지 않는 점들로서, 결국 상기 제1 좌측 프레임(310)은 상기 결합부(100)로부터 상기 제1 원형 프레임(210)까지 사선 방향으로 연장된다.
한편, 상기 제1 우측 프레임(320)은, 일단은 상기 제1 좌측 프레임(310)과 동일하게 상기 제1 지점(P1)으로부터 연장되며, 타단은 상기 제1 원형 프레임(210)의 제2 지점(P2)과 다른 제3 지점(P3)에 연결된다.
이 경우, 상기 제1 지점(P1)과 상기 제3 지점(P3) 역시 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 연장되는 직선 상에 동시에 위치하지 않는 점들로서, 상기 제1 우측 프레임(320)도 상기 결합부(100)로부터 상기 제1 원형 프레임(210)까지 사선 방향으로 연장된다. 또한, 상기 제3 지점(P3)은 상기 제2 지점(P2)과 소정 거리 이격되어 위치하는 것으로, 상기 제1 우측 프레임(320)은 상기 제1 좌측 프레임(310)과 서로 대칭되도록 연장된다.
즉, 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 제1 지점(P1)을 통과하며 연장되는 직선에 대하여, 상기 제1 좌측 프레임(310)과 상기 제1 우측 프레임(320)은 서로 대칭으로 형성된다.
또한, 상기 제1 좌측 프레임(310)과 상기 제1 우측 프레임(320)은, 상기 제1 지점(P1)으로부터, 서로 멀어지는 방향, 즉 외측 방향으로 연장된다.
또한, 상기 제2 프레임(400)의 경우, 상기 제2 좌측 프레임(410)은, 일단은 상기 제1 원형 프레임(210)의 제2 지점(P2)으로부터 연장되며, 타단은 상기 제2 원형 프레임(220)의 제4 지점(P4)에 연결된다.
이 경우, 상기 제2 지점(P2)과 상기 제4 지점(P4)은 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 연장되는 직선 상에 동시에 위치하지 않는 점들로서, 결국 상기 제2 좌측 프레임(410)은 상기 제1 원형 프레임(210)로부터 상기 제2 원형 프레임(220)까지 사선 방향으로 연장된다.
나아가, 상기 제2 좌측 프레임(410)은 상기 제1 좌측 프레임(310)과 상기 제2 지점(P2)을 통해 연속되며 연장된다. 다만, 상기 제2 좌측 프레임(410)의 연장 방향은 상기 제1 좌측 프레임(310)의 연장 방향과는 반대 방향일 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 제1 좌측 프레임(310)이 상기 제1 우측 프레임(320)에 대하여 외측을 향하는 사선 방향으로 연장된다면, 상기 제2 좌측 프레임(410)은 상기 제2 우측 프레임(420)에 대하여 내측을 향하는 사선 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 상기 제2 우측 프레임(420)은, 일단은 상기 제1 원형 프레임(210)의 제3 지점(P3)으로부터 연장되며, 타단은 상기 제2 원형 프레임(220)의 제5 지점(P5)에 연결된다.
이 경우, 상기 제3 지점(P3)과 상기 제5 지점(P5)은 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 연장되는 직선 상에 동시에 위치하지 않는 점들로서, 결국 상기 제2 우측 프레임(420) 역시 상기 제1 원형 프레임(210)로부터 상기 제2 원형 프레임(220)까지 사선 방향으로 연장된다.
나아가, 상기 제2 우측 프레임(420)은 상기 제1 우측 프레임(320)과 상기 제3 지점(P3)을 통해 연속되며 연장된다. 다만, 상기 제2 우측 프레임(420)의 연장 방향은 상기 제1 우측 프레임(320)의 연장 방향과는 반대 방향일 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 제1 우측 프레임(320)이 상기 제1 좌측 프레임(310)에 대하여 외측을 향하는 사선 방향으로 연장된다면, 상기 제2 우측 프레임(420)은 상기 제2 좌측 프레임(410)에 대하여 내측을 향하는 사선 방향으로 연장될 수 있다.
이상과 같이, 상기 제2 좌측 프레임(410)과 상기 제2 우측 프레임(420)은, 상기 제1 원형 프레임(210)으로부터 상기 제2 원형 프레임(220)으로 연장되면서 서로 근접하는 방향, 즉 내측 방향으로 연장된다.
나아가, 상기 제3 프레임(500)의 경우, 상기 제3 좌측 프레임(510)은, 일단은 상기 제2 원형 프레임(220)의 제4 지점(P4)으로부터 연장되며, 타단은 상기 제3 원형 프레임(230)의 제6 지점(P6)에 연결된다.
이 경우, 상기 제4 지점(P4)과 상기 제6 지점(P6)은 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 연장되는 직선 상에 동시에 위치하지 않는 점들로서, 결국 상기 제3 좌측 프레임(510)은 상기 제2 원형 프레임(220)로부터 상기 제3 원형 프레임(230)까지 사선 방향으로 연장된다.
나아가, 상기 제3 좌측 프레임(510)은 상기 제2 좌측 프레임(410)과 상기 제4 지점(P4)을 통해 연속되며 연장된다. 다만, 상기 제3 좌측 프레임(510)의 연장 방향은 상기 제2 좌측 프레임(410)의 연장 방향과는 반대 방향일 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 제2 좌측 프레임(410)이 상기 제2 우측 프레임(420)에 대하여 내측을 향하는 사선 방향으로 연장된다면, 상기 제3 좌측 프레임(510)은 상기 제3 우측 프레임(520)에 대하여 외측을 향하는 사선 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 상기 제3 우측 프레임(520)은, 일단은 상기 제2 원형 프레임(220)의 제5 지점(P5)으로부터 연장되며, 타단은 상기 제3 원형 프레임(230)의 제7 지점(P7)에 연결된다.
이 경우, 상기 제5 지점(P5)과 상기 제7 지점(P7)은 상기 결합부(100)의 중심점(C)으로부터 연장되는 직선 상에 동시에 위치하지 않는 점들로서, 결국 상기 제3 우측 프레임(520) 역시 상기 제2 원형 프레임(220)로부터 상기 제3 원형 프레임(230)까지 사선 방향으로 연장된다.
나아가, 상기 제3 우측 프레임(520)은 상기 제2 우측 프레임(420)과 상기 제5 지점(P5)을 통해 연속되며 연장된다. 다만, 상기 제3 우측 프레임(520)의 연장 방향은 상기 제2 우측 프레임(420)의 연장 방향과는 반대 방향일 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이, 상기 제2 우측 프레임(420)이 상기 제2 좌측 프레임(410)에 대하여 내측을 향하는 사선 방향으로 연장된다면, 상기 제3 우측 프레임(520)은 상기 제3 좌측 프레임(510)에 대하여 외측을 향하는 사선 방향으로 연장될 수 있다.
이상과 같이, 상기 제3 좌측 프레임(510)과 상기 제3 우측 프레임(520)은, 상기 제2 원형 프레임(220)으로부터 상기 제3 원형 프레임(230)으로 연장되면서 서로 멀어지는 방향, 즉 외측 방향으로 연장된다.
또한, 상기와 같은 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500)의 연장 구조에 따라, 상기 제2 지점(P2)과 상기 제3 지점(P3) 사이의 간격은 상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격보다 크게 형성될 수 있으며, 상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격은 상기 제6 지점(P6)과 상기 제7 지점(P7) 사이의 간격보다 크게 형성될 수 있다.
이 경우, 상기와 같은 지점들 사이의 상대적인 간격을 유지하고, 상기 프레임들이 사선 방향으로 연장되는 범위 내에서, 상기 제2 지점(P2)과 상기 제3 지점(P3) 사이의 간격은 물론, 상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격, 및 상기 제6 지점(P6)과 상기 제7 지점(P7) 사이의 간격 역시, 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500)의 연장되는 방향도 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.
이와 같이, 상기 복수의 원형 프레임들(210, 220, 230)이 동심원을 형성하며 각각이 연속적으로 연장되며, 각각의 원형 프레임들 사이에서 프레임들이 사선 방향으로 서로 다른 간격을 유지하며 연장됨에 따라, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 바퀴유닛(10)이, 계단 등과 같은 특수한 형태의 장애물을 통과하는 경우 외에, 평지 또는 다양한 형태의 장애물을 통과하는 경우, 다양한 방향으로 인가되는 외력이나 토크에 대하여 지지력을 유지할 수 있으며, 전체적인 상기 바퀴유닛(10)의 외형의 형상을 유지할 수 있다.
상기 복합유닛(600)은 상기 제3 원형 프레임(230)과 상기 최 외곽에 형성되는 외곽유닛(700)의 사이에 형성되며, 상기 프레임들(300, 400, 500)을 통해 전달되는 외력을 흡수하는 역할과, 후술되는 바와 같이, 계단 등의 장애물을 통과하는 경우, 자유로운 형상변형으로 장애물의 용이한 극복이 가능하도록 한다.
구체적으로, 상기 복합유닛(600)은 한 쌍의 제1 및 제2 연장부들(610, 620), 한 쌍의 제1 및 제2 연결 프레임들(630, 640), 및 한 쌍의 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)을 포함한다.
상기 제1 연결 프레임(630)은 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 외곽유닛(700)의 내측 프레임(720, 도 4 참조)까지 사선 방향으로 연장된다. 즉, 상기 제1 연결 프레임(630)은 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 내측 프레임(720)을 향하여 외측으로 연장되는 사선 방향으로 연장될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 연결 프레임(630)이 상기 제3 원형 프레임(230)과 연결되는 위치는 상기 제6 지점(P6)의 내측, 즉 상기 제6 지점(P6)과 상기 제7 지점(P7)의 사이 중, 상기 제6 지점(P6)에 보다 근접한 위치일 수 있다.
즉, 상기 제1 연결 프레임(630)은 상기 제3 원형 프레임(230)과 제8 지점(P8)에 연결되며, 상기 제8 지점(P8)으로부터 외측을 향하는 방향으로 사선 방향으로 연장되어 상기 내측 프레임(720)에 연결된다.
한편, 상기 제2 연결 프레임(640)은 상기 제1 연결 프레임(630)과 대칭인 방향으로, 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 외곽유닛(700)의 내측 프레임(720)까지 사선 방향으로 연장된다.
이 경우, 상기 제2 연결 프레임(640)이 상기 제3 원형 프레임(230)과 연결되는 위치는 상기 제7 지점(P7)의 내측, 즉 상기 제6 지점(P6)과 상기 제7 지점(P7)의 사이 중, 상기 제7 지점(P7)에 보다 근접한 위치일 수 있다.
즉, 상기 제2 연결 프레임(640)은 상기 제3 원형 프레임(230)과 제9 지점(P9)에 연결되며, 상기 제9 지점(P9)으로부터 외측을 향하는 방향으로 사선방향으로 연장되어 상기 내측 프레임(720)에 연결된다.
상기 제1 수평 프레임(650)은 일단은 상기 제1 연결 프레임(630)에 연결되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 지면(1)에 수평인 일직선 방향으로 연장된다.
또한, 상기 제2 수평 프레임(660)은 일단은 상기 제2 연결 프레임(640)에 연결되며, 마찬가지로 지면(1)에 수평인 일직선 방향으로 연장된다.
다만, 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)은, 설명의 편의상, 상기 지면(1)에 수평으로 연장되는 수평 프레임들에 대하여 설명한 것일 뿐, 실질적으로 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)은 지면(1)과의 상대적 위치에 따라 지면(1)에 수평으로 연장되는 것이 아니며, 서로 일직선으로 연장된다.
즉, 상기 제1 수평 프레임(650)이 상기 제1 연결 프레임(630)에 연결되는 제1 연결지점(S1)과, 상기 제2 수평 프레임(660)이 상기 제2 연결 프레임(640)에 연결되는 제2 연결지점(S2)을 연결한 선분을 따라, 상기 제1 수평 프레임(650) 및 상기 제2 수평 프레임(660)이 연장된다.
다만, 상기 제1 수평 프레임(650)이 타단과 상기 제2 수평 프레임(660)의 타단은 서로 연속적으로 연결되지 않으며, 소정 간격 이격되며 서로 마주하도록 배치된다.
한편, 상기 제1 연장부(610)는 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 제1 연결 프레임(630)을 향하는 방향으로, 즉, 사선 방향으로 연장되며, 마찬가지로 상기 제2 연장부(620)도 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 제2 연결 프레임(640)을 향하는 방향으로, 즉, 사선 방향으로 연장된다.
이 경우, 상기 제1 연장부(610)가 상기 제3 원형 프레임(230)에 연결되는 위치는, 상기 제6 지점(P6)보다 외측일 수 있다. 즉, 상기 제1 연결 프레임(630)은 상기 제6 지점(P6)보다 내측에 위치하는 반면, 상기 제1 연장부(610)는 상기 제6 지점(P6)보다 외측에 위치하게 된다.
그리하여, 상기 제1 연장부(610)는 상기 제1 연결 프레임(630)이 연장되는 사선 방향과 반대 방향으로 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 제1 연결 프레임(630)을 향하여 연장된다.
또한, 상기 제1 연장부(610)의 끝단, 즉 상기 제1 연결 프레임(630)을 향하는 부분은, 상기 제1 연결 프레임(630)의 상기 제1 연결지점(S1)을 향하게 되며, 상기 제1 연결 프레임(630)과 소정 간격 이격되도록 위치한다.
상기 제2 연장부(620) 역시, 상기 제1 연장부(610)와 대칭으로 형성되는데, 상기 제2 연장부(620)는 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 제2 연결 프레임(640)을 향하는 방향으로, 즉, 사선 방향으로 연장됨은 앞서 설명한 바와 같다.
이 경우, 상기 제2 연장부(620)가 상기 제3 원형 프레임(230)에 연결되는 위치는, 상기 제7 지점(P7)보다 외측일 수 있다. 즉, 상기 제2 연장 프레임(640)은 상기 제7 지점(P7)보다 내측에 위치하는 반면, 상기 제2 연장부(620)는 상기 제7 지점(P7)보다 외측에 위치하게 된다.
그리하여, 상기 제2 연장부(620)는 상기 제2 연결 프레임(640)이 연장되는 사선 방향과 반대 방향으로 상기 제3 원형 프레임(230)으로부터 상기 제2 연결 프레임(640)을 향하여 연장된다.
또한, 상기 제2 연장부(620)의 끝단, 즉 상기 제2 연결 프레임(640)을 향하는 부분은, 상기 제2 연결 프레임(640)의 상기 제2 연결지점(S2)을 향하게 되며, 상기 제2 연결 프레임(640)과 소정 간격 이격되도록 위치한다.
이상과 같이, 상기 복합 유닛(600)은 복합적인 구조로 연장되도록 형성되며, 이에 따라, 평지의 지면을 통과하는 경우에는 토크나 외력을 효과적으로 흡수하여 지지력을 향상시킬 수 있으며, 계단과 같은 장애물을 통과하는 경우 분절 구조에 따라 인장력이 무한이 증가할 수 있어 자유로운 변형이 가능하게 하게 된다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바퀴유닛(10)이 평지인 지면(1)을 통과하는 경우, 상기 결합부(100)에 연결되는 구동축 등에 의해 상기 바퀴유닛(10)으로 전달되는 외력은, 화살표로 도시된 바와 같이, 제1 프레임부(300)로부터, 제2 프레임부(400) 및 제3 프레임부(500)를 통해 제1 및 제2 연장부들(610, 620)로 전달된다.
즉, 상기 제1 좌측 프레임(310)으로 전달되는 외력은, 상기 제2 좌측 프레임(410), 상기 제3 좌측 프레임(510)을 거쳐 상기 제1 연장부(610)로 전달되고, 마찬가지로, 상기 제1 우측 프레임(320)으로 전달되는 외력은, 상기 제2 우측 프레임(420), 상기 제3 우측 프레임(520)을 거쳐 상기 제2 연장부(620)로 전달된다.
이와 같이, 상기 제1 연장부(610)로 외력이 전달됨에 따라, 상기 제1 연장부(610)는 상기 제1 연결 프레임(630)에 밀착하게 되며, 결국 상기 제1 연결 프레임(630)을 통해 상기 제1 수평 프레임(650)으로도 외력이 전달된다.
마찬가지로, 상기 제2 연장부(620)로 외력이 전달됨에 따라, 상기 제2 연장부(620)는 상기 제2 연결 프레임(640)에 밀착하게 되며, 결국 상기 제2 연결 프레임(640)을 통해 상기 제2 수평 프레임(660)으로도 외력이 전달된다.
나아가, 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)로 외력이 전달되는 경우, 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)은 결국 서로 밀착되며 전달되는 외력을 지지하게 된다.
이상과 같이, 상기 바퀴유닛(10)이 평지의 지면(1)을 통과하는 경우, 상기 결합부(100)로부터 전달되는 외력은, 상기 복합 유닛(600)의 제1 및 제2 연결 프레임들(630, 640) 및 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)로 전달되며, 특히, 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)이 서로 밀착하며 상기 외력을 효과적으로 흡수하게 된다.
나아가, 상기 제1 및 제2 연결 프레임들(630, 640)로 전달되는 외력은 후술되는 상기 외곽유닛(700)으로도 전달되며, 상기 외곽유닛(700)의 구조적 특성을 통해, 상기 외력이 효과적으로 흡수되어, 상기 바퀴유닛(10)에 대한 지지력이 향상될 수 있다.
구체적으로, 상기 외곽유닛(700)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 바퀴유닛(10)의 최 외곽을 형성하는 외곽 원형프레임(710), 상기 외곽 원형프레임(710)의 내측에 소정 거리 이격되며 형성되는 내측 프레임(720), 및 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)을 포함한다.
상기 제1 외곽 프레임(740)은 상기 내측 프레임(720)으로부터 상기 외곽 원형프레임(710)까지 연장되며, 전체적으로 ‘S’자 형상의 곡면을 형성하며 연장된다.
마찬가지로, 상기 제2 외곽 프레임(750)도 상기 내측 레임(720)으로부터 상기 외곽 원형프레임(710)까지 연장되며, 전체적으로 ‘S’자 형상의 곡면을 형성하되, 상기 제2 외곽 프레임(750)은 상기 제1 외곽 프레임(740)과 서로 마주하도록 대칭인 형상으로 연장된다.
또한, 이와 같이, 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)을 하나의 유닛으로 가정할 때, 상기 유닛들은 상기 외곽 원형프레임(710)과 상기 내측 프레임(720)의 사이에서 연속적으로 배열되며, 상기 바퀴유닛(10)의 외측을 형성한다.
이 경우, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 연결되는 상기 내측 프레임(720)은, 인접하는 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 연결되는 상기 내측 프레임(720)과 서로 분절되며, 분절부(730)를 형성한다.
즉, 상기 내측 프레임(720)은, 일정 간격마다 분절되는 분절부(730)를 포함하는 분절 구조를 가지는 것으로, 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 연결되는 부분은 연속적으로 연장되지만, 인접한 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 연결되는 부분과는 서로 분절된다.
이에 따라, 상기 외곽유닛(700)은, 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750), 상기 연속적으로 연장되는 내측 프레임(720) 및 이에 마주하는 상기 외곽 원형프레임(240)으로 밀폐되도록 형성되는 제1 공간(760)과, 상기 분절되는 내측 프레임(720)에 의해, 즉 상기 분절부(730)에 의해 내측 방향(상기 결합부(100)를 향하는 방향)으로 개방되는 제2 공간(770)으로 구획된다.
한편, 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)은 서로 대칭되는 ‘S’자 형상의 단면 구조를 가지는 것으로, 이에 따라, 상기 제1 공간(760) 상에서 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)은 제1 밀착부(A)에서 서로 밀착될 수 있으며, 상기 제2 공간(770)상에서도 제2 밀착부(B)에서 서로 밀착될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 밀착부(A)는 상기 외곽 원형프레임(710)에 근접하게 위치하며, 상기 제2 밀착부(B)는 상기 내측 프레임(720)에 근접하게 위치하므로, 전체적으로 상기 외곽 유닛(700)에서는, 내측 및 외측에서 각각 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 서로 밀착 가능하도록 위치하는 구조를 갖게 된다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 밀착부들(A, B)에서 각각 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 서로 밀착 가능하도록 형성됨에 따라, 특히, 상기 바퀴유닛(10)이 평지의 지면(1)을 통과하는 경우, 상부로부터 상기 복합유닛(600)을 통해 상기 외곽유닛(700)에 외력이 전달되는 경우, 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 압축되면서 상기 제1 및 제2 밀착부들(A, B)에서 서로 밀착되게 된다.
즉, 이상과 같이, 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 상기 제1 및 제2 밀착부들(A, B)에서 서로 밀착되는 경우, 상대적으로 서로에 대한 지지력이 향상되게 된다. 또한, 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)은 상기 바퀴유닛(10)의 최외곽부 전체를 따라 형성되므로, 결국 상기 밀착부들(A, B)에서의 지지력에 의해 상기 바퀴유닛(10)의 외형이 지나치게 찌그러지거나 크게 변형되는 것을 최소화하며, 상기 바퀴유닛(10)의 전체적인 라운드된 형상을 유지할 수 있도록 한다.
한편, 이하에서는, 본 실시예에 의한 상기 바퀴유닛(10)이 평지나 계단 등과 같은 장애물을 극복하는 경우에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 도 1의 바퀴유닛이 평지를 주행하는 경우의 지면과의 접촉상태를 도시한 확대도이다.
도 5를 참조하면, 상기 바퀴유닛(10)이 평지인 지면(1)을 주행하는 경우, 상기 바퀴유닛(10)의 결합부(100)에 결합되는 구동축(미도시)을 통해 외력이 전달되며, 이러한 외력에 의해, 상기 지면(1)에 접촉하는 부분은 압축된다.
특히, 상기 바퀴유닛(10)을 구성하는 상기 원형 프레임부(200), 상기 프레임부들(300, 400, 500), 상기 복합유닛(600) 및 상기 외곽유닛(700)은 모두 유연성(flexible) 재질을 포함할 수 있으므로, 상기 바퀴유닛(10)은 상기 외력에 의해 도시된 바와 같이 압축될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 인가되는 외력은, 상기 제1 내지 제3 프레임부들(300, 400, 500)을 통해, 상기 복합 유닛(600) 및 상기 외곽유닛(700)으로 전달된다.
이 경우, 상기 복합 유닛(600)에서는, 상기 제1 및 제2 수평프레임들(650, 660)이 서로 밀착되며 상기 외력을 흡수하여 지지력을 유지한다. 또한, 상기 외곽유닛(700)에서는, 상기 한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 압축되면서 상기 제1 및 제2 밀착부들(A, B)에서 서로 밀착되고, 상기 제1 및 제2 밀착부들(A, B)에서의 밀착에 의해 상기 외력에 대한 지지력을 유지하게 된다.
나아가, 상기 바퀴유닛(10)에 동심원으로 형성되는 복수의 원형 프레임들(210, 220, 230)에 의해 상기 바퀴유닛(10)의 전체적인 라운드된 형상을 유지할 수 있게 된다.
그리하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바퀴유닛(10)이 평지인 지면(1)을 통과하는 경우, 상부로부터 전달되는 외력에 의해 상기 바퀴유닛(10)의 형상이 지나치게 찌그러지거나 지나치게 변형되는 것이 방지되며, 전체적으로 상기 바퀴유닛(10)의 라운드된 형상을 유지하여, 안정적인 평지의 주행이 가능하게 된다.
도 6a는 종래기술에 의한 바퀴유닛을 통해 장애물을 극복하는 상태에서의 힘의 전달 상태를 도시한 모식도이며, 도 6b는 도 1의 바퀴유닛을 통해 장애물을 극복하는 상태에서의 힘의 전달 상태를 도시한 모식도이다.
본 실시예에 의한 상기 바퀴유닛(10)이 계단 등의 장애물을 극복하는 경우에 대하여 설명하기에 앞서, 상기 바퀴유닛(10)이 계단을 극복하는 경우의 힘 전달 상태에 대하여 설명한다.
우선, 도 6a에서와 같이, 종래기술에서의 바퀴유닛에서는, 외곽유닛(701)의 외측면은 물론 내측면도 별도의 분절 구조가 형성되지 않고 연속적으로 연장되는 곡면 구조로 형성되는 것이 일반적이었다.
이상과 같은 구조의 바퀴유닛이 계단과 접촉하며 계단을 극복하는 과정에서는, 상기 계단으로부터 외력(External Force)이 상기 외곽유닛(701)의 외측면으로 인가되면, 상기 외측면 중 상기 계단과 접촉되는 부분에서는 압축력(Compression)이 발생하며, 이에 따라 상기 외측면에 마주하는 내측면에서는 인장력(Tension)이 발생하게 된다.
그런데, 상기 외곽유닛(701)의 경우, 상기 외측면은 물론 내측면도 분절되지 않은 연속으로 연장되는 곡면구조이기 때문에, 상기 압축력과 상기 인장력은 서로 유사한 수준으로 유지되며 이에 따라 상기 외곽유닛(701) 상에서 중립면(neutral surface)은 상기 외곽유닛(701)의 중앙을 따라 형성된다.
나아가, 상기 내측면의 경우 분절되지 않고 연속적으로 연장되는 면이므로, 상기 내측면의 재질 등에 따라 일정 범위 이내의 인장력(Tension)만 유지될 수 있으며, 상기 범위를 벗어나는 인장력에 대하여는 상기 외곽유닛(701)이 흡수할 수 없게 된다.
따라서, 도 6a에서와 같은 종래기술에서의 바퀴유닛을 통해서는, 상기 계단 등과 같은 장애물을 통과하는 경우, 상기 인장력의 범위를 벗어나는 경우라면 상기 바퀴유닛은 상기 계단에 부딪혀 튕겨져 나오는 것과 같이 상기 계단을 극복하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
반면, 도 6b에서와 같이, 본 실시예에 의한 상기 바퀴유닛(10)에서와 같이, 상기 내측면이 서로 분절이 가능한 분절 구조를 포함하게 되면, 상기 계단으로부터 외력(External Force)이 인가되는 경우, 상기 내측면은 분절에 의해 인장력이 제한되지 않으므로, 즉, 상기 인장력이 무한이 증가(Max. Tension 가능)될 수 있다.
이와 같이, 상기 내측면에 인가되는 인장력이 특정 범위로 제한되지 않으므로, 상기 외곽유닛(700) 상에서 중립면(neutral surface)은 상기 외측면에 근접하도록 형성되며, 이에 따라, 상기 바퀴유닛(10)은 상기 계단을 매우 용이하게 극복할 수 있다.
즉, 상기 바퀴유닛(10)이 상기 계단에 접촉되는 경우, 상기 계단에 접촉되는 상기 외측면을 중심으로, 상기 외곽유닛(700)은 상기 내측면을 포함하여 자유롭게 변형될 수 있으므로, 상기 바퀴유닛(10)의 회전 구동력에 의해, 상기 바퀴유닛(10)은 상기 계단에 접촉되는 상기 외측면을 중심으로 회전되며 상기 계단을 용이하게 극복할 수 있다.
이상과 같이, 계단 등과 같은 장애물에 접촉되는 경우, 상기 외곽유닛(700)은 분절을 통해 자유로운 변형이 가능하게 되며, 인장력에 대한 제한이 발생하지 않으므로 용이한 장애물 극복이 가능하게 된다.
도 7은 도 1의 바퀴유닛이 장애물에 접촉하는 상태를 도시한 확대도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서의 상기 바퀴유닛(10)의 경우, 상기 외곽 원형프레임(240)이 계단(2) 등과 같은 장애물에 접촉하는 경우, 상기 외곽 원형프레임(240)과 상기 계단(2)과의 접촉점(T)에서는 압축력(Compression)이 발생한다.
또한, 상기 바퀴유닛(10)의 상기 내측 프레임(720)에서는 상기 접촉점(T)과 마주하는 위치에서 인장력(Tension)이 발생하지만, 본 실시예의 경우, 상기 내측 프레임(720)은 분절부(730)를 포함하는 분절구조로 형성되므로, 상기 인장력은 무한(Max. Tension)하게 증가할 수 있다.
또한, 상기 바퀴유닛(10)의 내부에 형성되는 상기 원형 프레임들(210, 220, 230)은 물론, 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500)과 상기 복합유닛(600) 모두 유연성 재질을 포함하므로, 상기 내측 프레임(720)이 분절되어 자유롭게 변형됨과 동시에 자유롭게 변형된다.
따라서, 상기 바퀴유닛(10)은 내부 구조는 자유롭게 변형되면서, 전체적으로 회전하는 토크가 인가되므로, 상기 접촉점(T)을 중심으로 회전하며 상기 계단(2)을 용이하게 극복할 수 있다.
물론, 이 경우, 상기 바퀴유닛(10)을 구성하는 상기 원형 프레임들(210, 220, 230), 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500) 및 상기 복합유닛(600)이 자유롭게 변형되지만, 일정 부분 외력을 흡수하여 상기 바퀴유닛(10)의 형상을 유지하게 되므로, 상기 접촉점(T)을 중심으로 회전하는 것이 가능하게 된다.
도 8a는 도 7에서 상기 바퀴유닛이 장애물을 극복하기 시작하는 상태를 도시한 확대도이고, 도 8b는 도 8a의 상태를 지나 상기 바퀴유닛이 장애물을 극복하는 상태를 도시한 확대도이다.
도 8a를 참조하면, 상기 바퀴유닛(10)이 상기 계단(2)과 상기 접촉점(T)에서 접촉하게 되면, 상기 외곽유닛(700)의 외곽 원형프레임(710)은 상기 접촉점(T) 상에서 압축되고, 상기 외곽유닛(700)의 내측 프레임(720)은 인장력에 의해 분절되며 상기 분절부(730)의 간격이 증가하게 된다.
그리하여, 상기 바퀴유닛(10)은 상기 접촉점(T)을 중심으로 회전하기 시작하며, 상기 바퀴유닛(10)의 회전에 따라 상기 접촉점(T)으로부터 인가되는 압축력 및 인장력은 증가하게 된다.
즉, 도 8b를 참조하면, 상기 바퀴유닛(10)이 상기 접촉점(T)을 중심으로 추가로 회전하여 상기 계단을 극복하는 상태에서, 상기 외곽 원형프레임(710)에 인가되는 압축력이 증가함에 따라, 상기 내측 프레임(720)에 인가되는 인장력도 증가하게 된다.
그러나, 상기 내측 프레임(720)은 분절되며 자유롭게 변형될 수 있고, 나아가, 상기 내측 프레임(720)의 내측에 추가로 연결되는 상기 제1 내지 제3 원형 프레임들(210, 220, 230), 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500), 및 상기 복합유닛(600) 모두 외력에 따라 자유로운 변형이 가능하므로, 상기 인가되는 인장력과 무관하게, 상기 바퀴유닛(10)은 자유롭게 변형될 수 있다.
다만, 상기 제1 내지 제3 원형 프레임들(210, 220, 230), 상기 제1 내지 제3 프레임들(300, 400, 500), 및 상기 복합유닛(600)은 자유롭게 변형되더라도 일정 부분 외력을 지지하게 되므로, 상기 바퀴유닛(10)은 상기 접촉점(T)을 중심으로 회전되어, 상기 계단(2)을 극복할 수 있게 된다.
이상과 같이, 상기 바퀴유닛(10)은 인장력에 의해 인장되는 부분이 극대화될 수 있는 구조를 가지므로, 상기 계단(2)과 같은 장애물을 매우 용이하게 극복하게 된다.
도 9a는 구동부와 연결된 도 1의 바퀴유닛이 실제 평지를 통과하는 상태를 예시한 이미지이고, 도 9b는 장애물을 통과하는 상태를 예시한 이미지이다.
도 9a를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 바퀴유닛(10)이 구동부(20)에 의해 구동되어 평지인 지면(1)을 통과하는 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 평지와 접촉하는 부분에서는 상기 구동부(20)를 통해 전달되는 외력에 의해 일부 형상이 압축되며 변형될 수는 있으나, 상기 제1 및 제2 외곽 프레임들(740, 750)이 밀착되고, 상기 제1 및 제2 수평 프레임들(650, 660)도 밀착되며, 상기 바퀴유닛(10)의 내부의 프레임들의 구조에 의해 전체적으로 원주 형상을 유지하며 평지를 주행할 수 있음을 확인할 수 있다.
또한, 도 9b를 참조하면, 본 실시예에 의한 상기 바퀴유닛(10)이 구동부(20)에 의해 구동되어 계단(2) 등의 장애물을 통과하는 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 내측 프레임(720)이 분절됨과 동시에 내부의 프레임들이 자유롭게 변형됨으로써, 상기 바퀴유닛(10)은 상기 계단(2)과의 접촉점(T)을 중심으로 회전하여, 상기 계단(2)을 극복하게 된다.
이 경우, 상기 접촉점(T)과 인접한 부분에서는 국부적으로 상기 바퀴유닛(10)의 내부 구조는 자유롭게 변형되지만, 전체적으로 상기 접촉점(T)으로부터 인가되는 외력을 상기 바퀴유닛(10)의 내부에서 흡수하게 되므로, 상기 바퀴유닛(10)은 전체적으로 라운드된 형상을 유지하며 상기 계단(2)을 용이하게 극복할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 바퀴유닛을 구성하는 휠의 구조를 평지 주행은 물론 장애물 극복에 효과적이도록 설계함으로써, 평지 주행의 경우 외곽부의 구조가 전체적인 원형을 효과적으로 지지하고, 장애물 극복의 경우, 외곽부의 구조가 변형되며 내측의 구조도 용이하게 변형됨으로써 효과적인 장애물 극복이 가능할 수 있다.
구체적으로, 최 외곽부에 외곽유닛을 형성하고, 상기 외곽유닛은 대칭되는 한 쌍의 외곽 프레임들이 반복 배열됨으로써, 평지를 주행하는 경우, 외곽 프레임들이 서로 밀착됨으로써 지나친 압축을 방지하여, 상기 바퀴유닛의 외형을 전체적으로 원형 형상으로 유지하여 안정적인 주행이 가능하다.
한편, 상기 외곽유닛의 경우, 한 쌍의 외곽 프레임마다 내측 프레임이 분절되도록 설계됨으로써, 장애물에 충돌하여 상기 외곽유닛이 변형되는 경우, 상기 분절부의 분절에 따라 외곽유닛의 변형에 이어 바퀴유닛의 내부 구조도 용이하게 변형될 수 있으므로, 변형을 통한 장애물의 극복이 효과적으로 구현될 수 있다.
즉, 장애물과의 접촉점에서는 압축이 제한되지만, 상기 분절에 의해, 장애물과의 접촉점으로부터 이격된 내측에서는 인장력이 무한이 증가하여 충분한 인장이 가능하게 되며, 이에 따라 장애물과의 접촉점을 중심으로 용이한 회전이 가능하여, 장애물의 용이한 극복이 구현될 수 있다.
이 경우, 상기 바퀴유닛의 내부 구조에서도, 동심원을 형성하는 원형 프레임들과 상기 원형 프레임들 사이에서 연장되는 프레임들에 의해, 평지 주행시에는 상기 바퀴유닛의 안정적인 지지력을 유지할 수 있다.
특히, 복합유닛이 상기 외곽유닛과 상기 프레임들의 끝단 사이에 개재되며, 평지 주행시 상기 프레임들을 통해 인가되는 힘이 상기 복합유닛에 의해 효과적으로 흡수되어 안정적인 평지 주행이 가능하다.
또한, 상기 복합유닛도 복수의 분절부들을 포함함으로써, 장애물과의 접촉시에, 상기 외곽유닛의 변형에 따라 상기 복합유닛도 충분한 인장이 가능하여 자유로운 변형이 가능하고, 이를 통해 장애물에 대한 용이한 극복이 가능하게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 구동축과 결합되는 결합부;
    상기 결합부를 중심으로 서로 다른 반경을 가지는 동심원을 형성하는 복수의 원형 프레임들을 포함하는 원형 프레임부;
    서로 인접하는 원형 프레임들 사이에서 상기 원형 프레임들의 연장 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 복수의 프레임들; 및
    상기 원형 프레임들 중 최외각에 위치하는 외곽 원형 프레임을 따라 형성되며, 상기 외곽 원형 프레임과 소정 거리 이격된 내측 프레임, 및 상기 내측 프레임과 상기 외곽 원형 프레임 사이에서 연장되는 복수의 외곽 프레임들을 포함하는 외곽유닛을 포함하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외곽 원형 프레임은 연속적으로 연장되며,
    상기 내측 프레임은 소정 길이마다 분절되며 연장되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  3. 제2항에 있어서, 상기 외곽 프레임들 각각은,
    상기 내측 프레임과 상기 외곽 원형 프레임의 사이에서 곡면 형상을 가지며 연장되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 외곽 프레임들은,
    한 쌍의 제1 및 제2 외곽 프레임들이 하나의 유닛을 구성하며, 상기 하나의 유닛이 반복 배열되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  5. 제4항에 있어서, 상기 내측 프레임은,
    상기 하나의 유닛마다 분절되어 분절부를 형성하는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 외곽 프레임은, 일 끝단은 상기 외곽 원형 프레임에 고정되고, 타 끝단은 상기 내측 프레임에 고정되며, 상기 외곽 원형 프레임과 상기 내측 프레임 상에서 ‘S’자 형의 단면 형상을 가지며 연장되고,
    상기 제2 외곽 프레임은, 상기 제1 외곽 프레임과 대칭되도록 형성되며 연장되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  7. 제3항에 있어서, 상기 외곽유닛은,
    평지에서는, 지면과 접촉하는 부분에서의 상기 외곽 프레임들이 서로 밀착되며 상기 외곽 원형 프레임의 형상을 유지하고,
    장애물과 접촉하는 경우, 상기 내측 프레임이 분절되면서 상기 외곽유닛의 변형이 발생하고, 상기 외곽 유닛의 변형에 따라 상기 프레임들 및 상기 원형 프레임들의 변형이 유도되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프레임들의 끝단이 연결되는 원형 프레임과 상기 외곽유닛의 내측 사이에서, 상기 프레임들을 통해 전달되는 외력을 흡수하는 복합유닛을 더 포함하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복합유닛은,
    상기 원형 프레임으로부터 상기 외곽유닛을 향하여 사선 방향으로 대칭으로 연장되는 한 쌍의 제1 및 제2 연결프레임들; 및
    상기 제1 및 제2 연결프레임들 사이에서 수평 방향으로 연장되는 한 쌍의 제1 및 제2 수평 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 수평 프레임은 상기 제1 연결프레임으로부터 연장되고, 상기 제2 수평 프레임은 상기 제2 연결프레임으로부터 연장되며,
    상기 제1 및 제2 수평 프레임들의 끝단은 소정 간격 이격되며 서로 마주하고, 외력의 인가에 따라 상기 제1 및 제2 수평 프레임들의 끝단이 서로 압착되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  11. 제9항에 있어서, 상기 복합유닛은,
    상기 원형 프레임으로부터 상기 제1 연결 프레임을 향하여 연장되는 제1 연장부; 및
    상기 원형 프레임으로부터 상기 제2 연결 프레임을 향하여, 상기 제1 연장부와 대칭으로 연장되는 제2 연장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부의 간격은, 상기 프레임들의 끝단들의 간격보다 크게 형성되며,
    상기 프레임들로부터 외력이 전달됨에 따라, 상기 제1 연장부는 상기 제1 연결 프레임과 밀착되고, 상기 제2 연장부는 상기 제2 연결 프레임과 밀착되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 결합부, 상기 원형 프레임부, 상기 프레임들, 상기 외곽유닛 및 상기 복합유닛은, 유연성(flexible) 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  14. 제1항에 있어서, 상기 프레임들 각각은,
    서로 다른 방향으로 연장되는 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들을 포함하고,
    상기 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들은, 서로 인접하는 원형 프레임들 사이에서 반복되며 배열되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 좌측 및 우측 프레임들은 서로 대칭으로 연장되며,
    상기 좌측 및 우측 프레임들 각각은, 내측 원형 프레임으로부터 외측 원형 프레임으로 사선 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 원형 프레임부는, 상기 바퀴유닛의 내측으로부터 외측으로 차례로 위치하는 제1, 제2 및 제3 원형 프레임들을 포함하고,
    상기 프레임들은, 상기 결합부 및 상기 제1 원형 프레임 사이에서 연장되는 제1 프레임, 상기 제1 및 제2 원형 프레임들 사이에서 연장되는 제2 프레임, 및 상기 제2 및 제3 원형 프레임들 사이에서 연장되는 제3 프레임을 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 프레임들 각각은, 한 쌍의 좌측 및 우측 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 프레임의 제1 좌측 프레임은, 상기 결합부의 제1 지점(P1)으로부터 상기 제1 원형 프레임의 제2 지점(P2)으로 사선 방향으로 연장되고,
    상기 제1 프레임의 제1 우측 프레임은, 상기 결합부의 제1 지점(P1)으로부터 상기 제1 원형 프레임의 제3 지점(P3)으로 상기 제1 좌측 프레임과 대칭으로 연장되고,
    상기 제2 프레임의 제2 좌측 프레임은, 상기 제2 지점(P2)으로부터 상기 제2 원형 프레임의 제4 지점(P4)으로 사선 방향으로 연장되고,
    상기 제2 프레임의 제2 우측 프레임은, 상기 제3 지점(P3)으로부터 상기 제2 원형 프레임의 제5 지점(P5)으로 상기 제2 좌측 프레임과 대칭으로 연장되고,
    상기 제3 프레임의 제3 좌측 프레임은, 상기 제4 지점(P4)으로부터 상기 제3 원형 프레임의 제6 지점(P6)으로 사선 방향으로 연장되고,
    상기 제3 프레임의 제3 좌측 프레임은, 상기 제5 지점(P5)으로부터 상기 제3 원형 프레임의 제7 지점(P7)으로 상기 제3 좌측 프레임과 대칭으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 지점(P2)과 상기 제3 지점(P3) 사이의 간격은, 상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격보다 크고,
    상기 제4 지점(P4)과 상기 제5 지점(P5) 사이의 간격은, 상기 제6 지점(P6)과 상기 제7 지점(P7) 사이의 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 장애물 극복용 바퀴유닛.
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