차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치
SMART DRIVING DEVICE THAT HAS EXCELLENT DRIVING PERFORMANCE AND ABILITY TO OVERCOME DIFFICULT TERRAIN THROUGH CONVERGENCE OF WHEEL AND TRACK
특허 요약
본 발명은 차륜 구동장치의 험지에서 구동시 주행방향에 불규칙한 지형 및 단턱과 같은 장애물이 위치할 경우 넘어가지 못하고 걸리거나 바퀴가 헛도는 등 주행이 원활히 이루어지지 않는 문제점과, 궤도 구동장치의 좌・우의 회전속도 차이에 의한 조향방식을 사용하는데 좌・우 양쪽방향의 속도차이로 인해 고속 주행시 슬립이 발생하여 스핀의 원인이 되는 문제점을 개선하고자, 구동 차량 본체, 무선 통신 제어모듈로 구성됨으로써, 고속 주행이 가능함과 동시에 지면이 울퉁불퉁하며 고르지 못하거나 장애물이 형성된 험지에서 차체의 하단이 지면에 닿거나 전방 장애물이 형성되더라도 걸림없이 극복하여 주행이 가능하게 함으로써 차륜 방식과 궤도 방식의 단점을 상호보완하여 신속 이동 및 장애물 극복능력을 동시에 만족시키고, 주행중 수면이 나타나더라도 멈추지 않고 주행할 수 있고, 내열성을 띄며 카메라가 내장되어 사람이 접근하기 어렵거나 위험한 지역에 투입하여 실시간 영상정보를 통해 정찰 임무를 수행할 수 있고, 신속한 험지 극복능력으로 소비자의 구매욕구를 충족시켜 키덜트의 소장 및 제어용으로 사용할 수 있는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
청구항
번호청구항
1

무선통신으로 조종 무선통신 제어모듈의 제어신호를 수신받아 제어신호에 따라 구동되는 구동 차량 본체(10)와,RC 라디오 프리쿼시 채널 2.5GHz 주파수로 신호를 구동 차량 본체에 송신하여 제어하는 무선통신 제어모듈(20)로 이루어지고,상기 구동 차량 본체(10)는배터리부 일측에 위치되어, 무선통신 제어모듈과 무선 네트워크로 연결되어, 무선통신 제어모듈의 구동신호 및 조향신호를 수신받아 제어부에 전달시키는 무선 송수신모듈(100)과,무선 송수신 모듈과 연결되어 구동신호에 의해 회전의 속도, 방향을 입력받아 입력받은 구동신호에 따라 구동되며 구동 차량 본체의 전진, 후진, 회전, 좌・우방향 이동 중 어느 하나를 선택하여 구동동력을 전달하는 차량 구동부(200)와,구동 차량 본체의 정면 중앙에 결합되고 제어부와 연결되어 구동신호에 의해 상・하방향으로 회전되며 전방 주변의 실시간 영상 데이터를 무선수신기에 실시간 전송하는 카메라부(300)와,구동 차량 본체의 내측 중앙 일측에 위치되어 무선 송수신모듈, 전륜 구동부, 카메라부, 수냉식 냉각시스템에 전원을 공급하는 배터리부(400)와,구동 차량 본체의 내측 둘레를 따라 호스 형상으로 형성되고, 제어부와 연결되어 내부에 주입된 냉각수를 워터 펌프를 통해 강제 순환시켜 구동 차량 본체의 내・외부 열을 냉각시켜주는 수냉식 냉각시스템(500)과,무선 송수신모듈, 구동장치부, 카메라부, 배터리부, 수냉식 냉각시스템과 연결되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 무선통신 제어모듈의 구동 및 조향신호에 따라, 축연결구동, 동축반전구동, 자체회전구동, 좌(左)측방향 이동, 우(右)측방향 이동 중 어느 하나를 선택하여 구동제어시키는 제어부(600)와,구동 차량 본체의 내측 중앙 좌・우 측면에 대칭으로 내장된 직사각 박스 형상으로 좌・우방향으로 동일한 부력을 형성시키는 부력체(700)가 포함되는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치에 있어서,상기 차랑 구동장치부(200)는구동 차량 본체의 차체 중앙 내측 일측에 위치되고, 제어부와 연결되어 동작신호에 의해 회전동력을 생성시키고, 전방 출력축의 끝단에 기어가 형성되어 트랜스미션 내부의 기어와 맞물려 형성되고, 트랜스미션과 프로펠러 샤프트를 통해 전방 구동부, 궤도 구동부, 후륜 구동부에 회전력을 제공하는 메인 구동모터(210)와,메인 구동모터의 출력축 측면에 기어의 맞물림에 의해 결합된 기어 박스 형상으로, 제어부와 연결되어 주행상태에 따라 기어비를 변화시켜 구동 바퀴에 공급되는 회전력을 가변시키는 트랜스미션(220)과,구동 차량 본체의 좌・우방향을 기준으로 내측 중앙을 가로지르며 차체 내측 전방에서 후방까지 직선형태로 이루어지며 트랜스미션의 일측과 기어결합되어 회전력을 전달받아 회전 구동력을 전륜 구동부, 궤도 구동부, 후륜 구동부에 전달하는 프로펠러 샤프트(230)와,프로펠러 샤프트의 전방 끝단에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 전방 차륜에 회전 구동력을 전달하는 전륜 구동부(240)와,프로펠러 샤프트의 후방 일측에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 궤도 바퀴에 회전 구동력을 전달하는 궤도 구동부(250)와,프로펠러 샤프트의 후방 끝단에 디퍼런셜 기어박스를 통해 연결되어 회전 구동력을 전달받아 차량 구동부의 후방 차륜에 회전 구동력을 전달하는 후륜 구동부(260)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.

2

삭제

3

제1항에 있어서 구동 차량 본체는고강도, 고인성 및 고경량의 알루미늄 프레임과,탄소섬유펠트와,PEEK(Poly Ether Ether Ketone) 소재가 접합되어 구성된 3중 구조로 이루어지는 것으로서,상기 알루미늄 프레임은 알루미늄(Al) 91.35 ~ 92.50 wt%와, 구리(Cu) 0.2 ~ 0.4 wt%와, 망간(Mn) 0.2 ~ 0.4 wt%와, 마그네슘(Mg) 1.8 ~ 2.2 wt%와, 크롬(Cr) 0.02 ~ 0.04 wt%와, 아연(Zn) 5.0 ~ 5.4 wt%와, 티타늄(Ti) 0.02 ~ 0.04 wt%와, 지르코늄(Zr) 0.09 ~ 0.13 wt%와, 스칸듐(Sc) 0.02 ~ 0.04 wt%의 성분으로 구성된 알루미늄 빌렛을 445 ~ 455 도에서 18 ~ 22 시간 동안 유지하여 균질화처리하고, 균질화처리한 상기 알루미늄 빌렛을 압출 성형하여 구성된 것이고,상기 탄소섬유펠트는 탄소섬유를 MEK(Methylethylketone)에 20 ~ 30 시간 동안 침지시킨 후 세척하고 90 ~ 110 ℃에서 건조하여 잔여 MEK를 제거하고, 건조과정을 마친 탄소섬유를 1 mol ~ 4 mol 농도의 수산화칼륨 수용액에 20 ~ 30 시간 동안 침적시킨 후, 상온에서 5 ~ 10 시간 동안 건조하고, 건조한 탄소섬유를 10℃/min 승온속도로 700 ~ 1,000 ℃에서 열처리하여 표면처리 탄소섬유를 제조하고,상기 표면처리 탄소섬유를 경화제를 포함하는 에폭시수지에 함침 후 핫 프레스(Hot press)를 이용하여 80 ~ 85 ℃에서 20 ~ 40 분 동안 1Mpa에서 압축성형하여 제조한 것임을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.

4

삭제

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제1항에 있어서 트랜스미션(220)은전방 구동부, 후륜 구동부의 속도를 시속 5km/s로 줄이는 대신 회전력을 제3단 기어모드에 비해 4:1의 비율로 상승시켜 전방에 요철 및 장애물, 계단이 형성되어 있는 지형에서 사용되는 제1단 기어모드와,전방 구동부, 후륜 구동부의 속도를 시속 15km/s로 줄이는 대신 회전력을 제2단 기어모드에 비해 2:1의 비율로 상승시켜 전방에 지면이 울퉁불퉁하고 고르지 못한 지형에서 사용되는 제2단 기어모드와,전방 구동부, 후륜 구동부의 속도를 시속 40~50km/s로 상승시키는 대신 회전력을 감소시켜 전방에 지면이 고르고, 도로 포장이 잘되어 있는 평평한 지형에서 사용되는 제3단 기어모드와,전방 구동부, 후륜 구동부 및 궤도 구동부의 회전방향을 역방향으로 전환하여 전방이 막다른 도로거나 더이상 주행할 수 없는 상황시 사용되는 후진 기어모드 중 선택적으로 하나의 기어모드로 구동되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.

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제1항에 있어서 궤도 구동부(250)는프로펠러 샤프트의 후방 일측에 위치하고 기어의 맞물림에 의해 연결되어 회전 방향을 수직 좌・우방향으로 전환시켜주고, 좌측 궤도 바퀴와 우측 궤도 바퀴의 회전속도를 가변시키는 제2 디퍼런셜 기어부(251)와,내측방향이 제2 디퍼런셜 기어부의 좌측과 우측에 대칭으로 결합되고, 외측방향이 궤도 후방 휠과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 제2 디퍼런셜 기어부의 회전 구동력을 전달받아 회전되며 궤도 바퀴부에 구동력을 전달하는 궤도 드라이브 샤프트(252)와,내측 둘레를 따라 일정한 간격의 돌기 삽입 홈(253a)이 형성된 원통 스프로킷 형상으로, 돌기 삽입 홈에 궤도 바퀴부의 내측 후방 기어 벨트 돌기가 결합되며 궤도 드라이브 샤프트의 회전력을 전달받아 회전되는 궤도 후방 휠(253)과,구동 차량 본체의 전・후방 좌측과 우측 둘레를 따라 대칭으로 형성된 기어 벨트 구조로, 벨트 구조의 내측면에 길이방향의 일정한 간격으로 기어 벨트 돌기(254b)가 형성되어 궤도 전방 휠의 전방 둘레와 궤도 후방 휠의 후방 둘레에 형성된 돌기 삽입 홈에 삽입되어 감겨지고, 상단면과 하단면이 수평으로 궤도 휠의 축간 거리와 일치하도록 이루어지며 궤도 후방 휠을 구동력을 전달받아 회전되는 궤도 바퀴부(254)와, 내측 둘레를 따라 일정한 간격의 돌기 삽입 홈(255a)이 형성된 원통 스프로킷 형상으로, 돌기 삽입 홈에 궤도 바퀴부의 내측 후방 기어 벨트 돌기가 결합되며 궤도 바퀴부의 회전력을 전달받아 회전되는 궤도 전방 휠(255)과,내측방향이 회전 지지 프레임과 대칭으로 결합되고, 외측방향이 궤도 전방 휠과 결합된 원형 봉 형상의 회전축으로, 궤도 바퀴부의 회전력을 전달받아 회전되며 궤도 바퀴부가 안정적인 회전이 이루어지도록 하는 궤도 전방 샤프트(256)가 포함되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.

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제6항에 있어서 궤도 바퀴부(254)는좌・우 대칭의 기어 벨트 형상 외측 둘레를 따라 길이방향으로 일정한 간격으로 돌출되고, 하단측이 구동 차량 본체의 최저 지상고보다 낮게 형성되며 지면과 이격되고, 전방 일측이 구동 차량 본체에서 돌출되도록 이루어진 궤도 추진 돌기(254a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차륜 및 궤도의 융합을 통한 주행성능과 험지 극복능력이 우수한 스마트 주행장치.