KR102659334B1 - 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 장비의 도움없이 트레일러와 이송차가 수직 및 수평 방향으로 자가 정렬이 가능하며 편리하게 도킹할 수 있는 것을 특징으로 하는 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템에 관한 것이다.
본 발명은 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되는 기어와, 상기 기어의 일면에 일단이 결합되어 상기 기어의 회전에 따라 왕복이동하는 캠로드와, 상기 캠로드의 타단에 결합되어 직선운동하는 잠금키와, 일단은 하우징에 고정되고 타단은 상기 기어의 타면에 고정되는 스프링을 포함하되, 상기 스프링에 의하여 상기 잠금키가 돌출되어 잠금 상태가 되도록 상기 스프링이 상기 기어의 제1 접선방향으로 배치되는 제1 안정위치, 또는 상기 잠금키가 함몰되어 개방 상태가 되도록 상기 스프링이 상기 기어의 제2 접선 방향으로 배치되는 제2 안정위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 기구를 제공한다.

Description

쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템{Bistable mechanism and docking system allowing self-alignment in vertical and horizontal direction using the same}

본 발명은 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 장비의 도움없이 트레일러와 이송차가 수직 및 수평 방향으로 자가 정렬이 가능하며 편리하게 도킹할 수 있는 것을 특징으로 하는 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템에 관한 것이다.

최근 코로나 등 전염성 감영병이 유행함에 따라 온라인 쇼핑 및 배송 서비스의 이용률이 증가하여 물류이송의 영역이 확대되고 있다.

이에 따라서, 자율주행 트럭을 이용한 무인 배송과 관련된 산업이 발전하고 있으며, 무인배송 프로그램 및 시스템에 관련된 제품이 개발되고 있다.

상술한 대량의 물류이송을 위해, 대부분 한쌍 이상의 바퀴가 장착되어 있는 트레일러에 트럭이 도킹하여 견인하거나 바퀴없는 트레일러를 외부 기기를 이용하여 카고 트럭에 싣고 운반한다.

종래의 기술은 트럭 차량이 트레일러에 도킹을 시도할 때, 상하 방향 또는 측부 방향 중 어느 한 방향으로만 도킹이 가능한 단점이 있었고, 피치 자유도가 없어 차량이 트레일러와 연결되어 언덕을 오르거나 물류가 앞뒤로 흔들리는 경우에 도킹부재가 매우 취약한 문제가 있었다.

US 2021-0061034 A1 (발명의 명칭 : Automatic Tractor Trailer Coupling, 공개일:2021.03.04)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부기기의 도움없이 정렬오차가 있어도 스스로 정렬을 맞추어 도킹가능한 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 구동모터와, 상기 구동모터와 연결되는 기어와, 상기 기어의 일면에 일단이 결합되어 상기 기어의 회전에 따라 왕복이동하는 캠로드와, 상기 캠로드의 타단에 결합되어 직선운동하는 잠금키와, 일단은 하우징에 고정되고 타단은 상기 기어의 타면에 고정되는 스프링을 포함하되, 상기 스프링에 의하여 상기 잠금키가 돌출되어 잠금 상태가 되도록 상기 스프링이 상기 기어의 제1 접선방향으로 배치되는 제1 안정위치, 또는 상기 잠금키가 함몰되어 개방 상태가 되도록 상기 스프링이 상기 기어의 제2 접선 방향으로 배치되는 제2 안정위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 기구를 제공한다.

또한, 본 발명은 쌍안정 기구와, 트레일러 저면에 구비되는 고정부와, 상기 트레일러를 이송하는 이송차의 상면에 구비되어 상기 고정부와 체결되는 히치부를 포함하되, 상기 히치부가 개폐되어 상기 고정부의 적어도 일부분을 걸어 잠금으로써(쇄문함으로써) 상기 히치부와 상기 고정부가 결합되며, 상기 쌍안정 기구가 상기 히치부에 삽입 또는 상기 히치부를 지지함으로써 상기 히치부와 상기 고정부의 결합이 유지되는 것을 특징으로 하는 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템을 제공한다.

여기서, 상기 고정부는 상기 트레일러의 저면과 평행하게 구성되는 걸림편과, 상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 일단부를 지지하는 제1-1 지지부와, 상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 타단부를 지지하는 제1-2 지지부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 트레일러의 저면과 평행하게 구성되는 걸림편과, 상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 일단부를 지지하는 제2-1 지지부와, 상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 타단부를 지지하는 제2-2 지지부를 포함하며, 상기 제2-1 지지부와 제2-2 지지부 사이의 거리는 상기 트레일러 저면 방향으로 향할수록 좁아질 수 있다.

또한, 상기 고정부는 상기 트레일러의 저면에 수직하게 부착되는 걸림편과, 상기 걸림편 하단부로부터 돌출형성되되, 단면의 폭이 상기 걸림편의 단면의 폭보다 넓게 형성된 디스크부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 쌍안정 기구와, 이를 이용한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 외부 장비의 도움없이 트레일러와 이송차가 수직 및 수평 방향으로 자가 정렬이 가능하며 편리하게 도킹할 수 있다.

둘째, 쌍안정 기구의 적용으로 개방 또는 잠금 상태를 유지하여 도킹 체결의 효율을 높일 수 있다.

셋째, 쌍안정 기구를 이용해 모터의 구동 시간을 단축함으로써 운용비용을 절감할 수 있다.

넷째, 트레일러와 이송차의 결합시 피치(pitch) 또는 요(yaw) 자유도를 형성함으로써 운행 유연성이 높고, 고정부와 히치부의 수명이 연장된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 쌍안정 기구의 주요구성의 결합관계를 나타낸 도면이며, (a)는 잠금상태, (b)는 개방상태를 나타낸 도면이다.
도 2의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템을 포함하는 트레일러와 이송차의 전체 개략도를 도시한 도면이며, (b)는 트레일러의 우측면도, (c)는 트레일러의 정면도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 트레일러에 포함된 고정부의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 트레일러에 포함된 고정부의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 트레일러에 포함된 고정부의 제3 실시예를 도시한 도면이다.
도 6의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 이송차에 포함된 히치부의 제1 실시예의 잠금상태를 도시한 도면이며, (b)는 개방상태를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 이송차에 포함된 히치부의 제2 실시예의 잠금상태를 도시한 도면이며, (b)는 개방상태를 도시한 도면이다.
도 8의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 이송차에 포함된 히치부의 제3 실시예의 잠금상태를 도시한 도면이며, (b)는 개방상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 명세서에 첨부된 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의성을 위하여 과장되게 도시될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기술의 기능 및 구성에 관한 상세한 설명은 생략될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 또는 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 상단, 하단, 상면, 하면 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성 요소들에 있어서 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다. 예를 들어, 편의 상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 각 구성요소가 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭한 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한 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 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템을 설명하기 위하여 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 쌍안정 기구의 주요구성의 결합관계를 나타낸 도면이며, (a)는 잠금상태, (b)는 개방상태를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 쌍안정 기구는 구동모터(1100), 기어(1200), 캠로드(1300), 잠금키(1400) 및 스프링(1500)을 포함한다.

상기 구동모터(1100)는 상기 기어(1200)의 회전운동을 가능하게 하는 동력을 제공하며, 후술하는 상기 잠금키(1400)의 잠금 상태와 개방 상태의 변경을 위하여 상기 기어(1200)를 일부만 회전시킴으로써 압축되어 안정된 상태인 상기 스프링(1500)이 복원력에 의하여 원래 길이로 돌아갈 수 있도록 한다.

상기 기어(1200)는 상기 구동모터(1100)와 연결되어 상기 구동모터(1100)의 구동에 따라 회전하며, 동시에 상기 스프링(1500)에 결합되어 기어(1200)의 회전에 따라 상기 스프링(1500)의 타단 위치와 길이가 변경된다. 상기 스프링(1500)의 길이변화에 따라 스프링의 복원력이 결정되며 상세한 내용은 후술하도록 한다.

상기 캠로드(1300)는 상기 기어(1200)의 일면에 일단이 결합되며, 상기 기어(1200)가 회전함에따라 상기 캠로드(1300)는 왕복이동하게 된다. 즉, 상기 기어(1200)의 회전운동이 상기 캠로드(1300)의 직선운동으로 변경된다.

상기 잠금키(1400)는 상기 캠로드(1300)의 타단에 결합되어, 상기 캠로드(1300)의 이동방향과 동일하게 이동함으로써 직선운동한다.

즉, 상기 잠금키(1400)는 직선방향으로 위치를 이동함에 따라 개방상태 또는 돌출된 잠금상태로 설정되며, 이에 대한 설명은 상기 스프링(1500)의 설명에서 후술하도록 한다.

상기 스프링(1500)의 일단은 하우징에 고정되고 타단은 상기 기어(1200)의 일면에 결합된다.

먼저, 상기 잠금키(1400)가 대기상태인 경우, 상기 스프링(1500)은 상기 기어(1200)의 법선방향에 위치하여 최대 압축된 상태인 압축위치에 배치된다.

상기 스프링(1500)은 후술하는 제1 안정위치 또는 제2 안정위치에 배치하게 되며, 상기 압축위치를 기준으로 상기 제1 안정위치 및 상기 제2 안정위치가 결정된다.

상기 구동모터(1100)가 상기 기어(1200)에 동력을 전달하여 회전하게 되는 경우, 상기 기어(1200)의 회전 방향에 따라 상기 스프링(1500)은 제1 안정위치 또는 제2 안정위치에 배치된다.

도 1의 (a)에 따르면, 상기 기어(1200)가 반시계 방향으로 회전하게 되는 경우, 상기 스프링(1500)은 탄성력에 의하여 원래 길이로 돌아가려는 복원력에 의하여 압축이 해제되고, 이때, 상기 스프링(1500)은 상기 기어(1200)의 제1 접선방향에 배치됨으로써 스프링력이 '0'이 되는 상기 제1 안정위치에 배치됨에 따라 안정적인 상태를 유지한다.

이때, 상기 제1 접선 방향은 상기 스프링(1500)의 하우징 고정위치와 상기 기어(1200)의 하면에 형성되는 접선 방향으로 정의된다.

상기 스프링(1500)이 상기 제1 접선 방향에 배치됨에 따라, 상기 캠로드(1300)는 상기 기어(1200)의 중심부를 기준으로 상부로 상승하게 되고, 상기 캠로드(1300)가 상승함에 따라 상기 캠로드(1300)의 단부에 결합된 상기 잠금키(1400) 또한 직선이동하여 상승하게 됨에 따라, 돌출되어 잠금 상태가 된다.

또한, 상기 기어(1200)가 시계 방향으로 회전하게 되는 경우, 상기 스프링(1500)은 탄성력에 의하여 원래 길이로 돌아가려는 복원력에 의하여 압축이 해제되고, 이때, 상기 스프링(1500)은 상기 기어(1200)의 제2 접선방향에 배치됨으로써 스프링력이 '0'이 되는 상기 제2 안정위치에 배치됨에 따라 안정적인 상태를 유지한다.

이때, 상기 제2 접선 방향은 상기 스프링(1500)의 하우징 고정위치와 상기 기어(1200)의 상면에 형성되는 접선 방향으로 정의된다.

상기 스프링(1500)이 상기 제2 접선 방향에 배치됨에 따라, 상기 캠로드(1300)는 상기 기어(1200)의 중심부를 기준으로 하부로 하강하게 되고, 상기 캠로드(1300)가 하강함에 따라 상기 캠로드(1300)의 단부에 결합된 상기 잠금키(1400) 또한 직선이동하여 하강하게 됨에 따라, 함몰되어 개방 상태가 된다.

상술한 본 발명에 따른 쌍안정 기구는 후술하는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템에 포함되어, 고정부와 히치부의 도킹(결합)시 결합 동선에 방해가 되지 않도록 개방 상태를 유지하다가, 상기 고정부와 히치부의 도킹이 완료되는 경우, 쌍안정 기구는 잠금 상태로 변환되어 상기 고정부와 히치부의 도킹을 견고하게 유지할 수 있도록 한다.

도 2의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템을 포함하는 트레일러와 이송차의 전체 개략도를 도시한 도면이며, (b)는 트레일러의 우측면도, (c)는 트레일러의 정면도를 나타낸 도면로, 도 2에 따르면 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템은 상술한 상기 쌍안정 기구, 고정부 및 히치부를 포함한다.

상기 쌍안정 기구는 도 1을 참조하여 상술하였으며, 이와 대응되므로, 구체적인 설명은 생략한다.

상기 고정부는 상기 트레일러 저면에 구비되어 상기 히치부와 결합되며, 상기 고정부의 여러가지 실시예는 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.

상기 히치부는 상기 트레일러를 이송하는 이송차의 상면에 구비되어 상기 고정부와 체결된다.

상기 트레일러는 상기 이송차(2)에 의해 보관장소에서 이송장소로 이송되며, 상기 이송차(2)와 결합을 위한 고정부(2000)는 상기 트레일러(1) 저면에 구비된다. 상기 트레일러(1)는 내부에 화물이 적재될 수 있으며 다른 실시예로 이동식 하우스일 수 있다.

상기 이송차(2)는 바퀴와 차축으로 이루어져 상기 트레일러(1)와 도킹하여 상기 트레일러(1)를 운반하고 이송장소에 도착한 후 도킹을 해제한다.

상기 히치부(3000)는 상기 이송차(2)의 상면에 부착되어 상기 고정부(2000)와 도킹 및 도킹해제를 위해 개폐식으로 구성되고, 상기 히치부(3000)는 상기 쌍안정 기구에 의하여 잠금 상태를 안정적으로 유지할 수 있으며, 상기 히치부의 여러가지 실시예는 도 6 내지 도 8을 참조하여 후술하도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 트레일러에 포함된 고정부의 제1 실시예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상기 고정부의 제1 실시예는 상기 트레일러 저면에 결합되어 형성되되, 걸림편(2100), 제1-1 지지부(2200), 제1-2 지지부(2300)를 포함한다.

상기 걸림편(2100)은 상기 트레일러(1)의 저면 하부에 배치되되, 상기 트레일러(1)와 일정간격 이격되어 배치되고, 상기 걸림편(2100)의 길이방향과 상기 트레일러(1) 저면은 평행하게 구성되며, 단면이 원형 또는 다각형인 관형으로 형성될 수도 있고 기둥 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1-1 지지부(2200)는 일단은 상기 트레일러(1)의 저면에 부착되고, 타단은 상기 걸림편(2100)의 일단과 결합되어 상기 트레일러(1) 저면과 상기 걸림편(2100)의 일단을 결합시킨다.

상기 제1-2 지지부(2300)는 일단은 상기 트레일러(1)의 저면에 부착되고, 타단은 상기 걸림편(2100)의 타단과 결합되어 상기 트레일러(1) 저면과 상기 걸림편(2100)의 타단을 결합시킨다.

즉, 상기 제1-1 지지부(2200)와 상기 제1-2 지지부(2300)는 서로 이격되어 상기 걸림편(2100)의 양단을 상기 트레일러(1) 저면과 연결하여, 상기 걸림편(2100)이 상기 트레일러(1) 저면에 대하여 이격되어 배치되되, 수평한 방향으로 평행하게 배치되도록 하며, 수평방향의 상기 걸림편(2100)은 수직으로 개폐되는 후술하는 히치부와 수직방향으로 도킹되며 피치(Pitch) 자유도가 보장된다.

또한, 상기 제1-1 지지부(2200)와 상기 제1-2 지지부(2300)가 상기 걸림편(2100)의 양단에 결합됨에 따라, 상기 걸림편(2100)이 상기 히치부에 결합된 상태일 때, 상기 히치부가 상기 걸림편(2100)의 길이방향으로 이동하여 결합이 해제되는 것을 방지한다.

도 4는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 트레일러에 포함된 고정부의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 고정부(2000)의 제2 실시예는 걸림편(2110), 제2-1 지지부(2210) 및 제2-2 지지부(2310)를 포함한다.

상기 걸림편(2110)은 상술한 상기 고정부의 제1 실시예에 포함되는 걸림편(2110)과 대응되므로 이에 대한 설명은 생략한다.

상기 제2-1 지지부(2210)의 일단은 상기 트레일러(1)의 저면에 부착되고, 타단은 상기 걸림편(2110)의 일단과 결합되어 상기 트레일러(1) 저면과 상기 걸림편(2110)의 일단을 결합시킨다.

상기 제2-2 지지부(2310)의 일단은 상기 트레일러(1)의 저면에 부착되고, 타단은 상기 걸림편(2110)의 타단과 결합되어 상기 트레일러(1) 저면과 상기 걸림편(2110)의 타단을 결합시킨다.

이때, 상기 제2-1 지지부(2210)와 제2-2 지지부(2310) 사이의 거리는 상기 트레일러(1) 저면 방향으로 향할수록 좁아지게 형성된다. 즉, 상기 제2-1 지지부(2210)와 제2-2 지지부(2310)는 상기 걸림편(2110)과 비스듬하게 결합하여 상기 히치부(3000)와 도킹시 입구부가 넓고 트레일러(1) 저면으로 향할수록 좁아지는 형상으로 구성될 수 있다.

이에 따라, 상기 제2-1 지지부(2210)와 상기 제2-2 지지부(2310)는 상기 히치부와의 결합이 시작되는 입구부가 넓게 비스듬히 구성됨에 따라 상기 히치부(3000)와 도킹시 정렬오차가 있더라도 상기 히치부(3000)는 비스듬한 면을 따라 상기 걸림편(2110)으로 이동하여 스스로 도킹위치로 정렬될 수 있다.

즉, 상기 제2-1 지지부(2210)와 상기 제2-2 지지부(2310)는 서로 이격되어 걸림편(2110)의 양단을 상기 트레일러(1) 저면과 연결하여, 상기 걸림편(2110)이 상기 트레일러(1) 저면에 대하여 이격되어 배치되되, 수평한 방향으로 평행하게 배치되도록 하며, 수평방향의 상기 걸림편(2110)은 수직으로 개폐되는 후술하는 히치부와 수직방향으로 도킹되며 피치(Pitch) 자유도가 보장된다.

상기 제2-1 지지부(2210)와 상기 제2-2 지지부(2310)는 상기 걸림편(2110)의 양단에 결합됨에 따라, 상기 걸림편(2110)이 상기 히치부에 결합된 상태일 때, 상기 히치부가 상기 걸림편(2110)의 길이방향으로 이동하여 결합이 해제되는 것을 방지한다.

도 5는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 트레일러에 포함된 고정부의 제3 실시예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 고정부의 제3 실시예는 걸림편편(2400) 및 디스크부(2500)를 포함한다.

상기 걸림편(2400)은 상기 트레일러(1)의 저면에 수직하게 부착되어 수평으로 개폐되는 상기 히치부와 수평방향 도킹될 수 있으며, 도킹 체결시 요(Yaw)자유도가 보장된다.

상기 디스크부(2500)는 상기 걸림편(2400) 하단부로부터 돌출형성되되, 단면의 폭이 상기 걸림편(2400)의 단면의 폭보다 넓게 형성되어, 상기 히치부가 상기 걸림편(2400)에 도킹 후 트레일러(1)나 이송차(2)의 상하 움직임으로 상기 걸림편으로부터 상기 히치부가 결합해제되는 것을 방지한다.

도 6의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 이송차에 포함된 히치부의 제1 실시예의 잠금상태를 도시한 도면이며, (b)는 개방상태를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 히치부의 제1 실시예는 상술한 제1 내지 제3 실시예에 따른 고정부와 도킹되어 트레일러를 이송시킬 수 있으며, 구체적으로 상기 히치부의 제1 실시예는 U형 끼움편(3100), 고리형 날개(3200)를 포함한다.

상기 U형 끼움편(3100)은 U자 형상으로 형성되되, 중심 영역에 상기 걸림편이 삽입되는 안착홈이 형성된다.

구체적으로 상기 U형 끼움편(3100)은 상기 안착홈를 기준으로 일측 단부인 제1 단부와 타측 단부인 제2 단부를 포함할 수 있고, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이의 거리는 상기 안착홈으로부터 단부 방향으로 갈수록 멀어지도록 상기 제1 단부와 상기 제2 단부가 서로 마주보는 면은 곡선는 형상으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 걸림편이 상기 U형 끼움편(3100)의 정중앙에 대응되는 위치에 배치되어 있지 않더라도 상기 제1 단부 또는 상기 제2 단부의 측면을 따라 이동하며 상기 안착홈의 중앙에 정렬될 수 있게 되어 별도의 정렬 구성 및 단계 없이 상기 히치부와 상기 고정부의 도킹이 보다 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

상기 고리형 날개(3200)는 상기 U형 끼움편(3100)의 일측에 힌지로 고정되되, 회전방향에 따라 상기 안착홈을 개폐하며, 구체적으로 상기 고리형 날개(3200)는 제1 날개부(3230), 제2 날개부(3240), 힌지홀(3210), 날개홈(3220) 포함한다.

상기 고리형 날개(3200)는 ㄱ자 형상으로 형성되되, 상기 제1 날개부는 중심부를 기준으로 일방향으로 연장형성되며, 상기 제2 날개부는 타방향으로 연장형성되어 일정 각도로 배치된다.

상기 힌지 홀은 상기 제1 날개부와 상기 제2 날개부가 연결되는 중심영역에 형성되며, 상기 U형 끼움편의 일측에 힌지로 고정된다.

상기 날개홈은 상기 제1 날개부와 상기 제2 날개부가 연결되는 중심영역 중 서로 마주보는 내측 영역에 배치되며, 상기 고정부가 배치된다.

즉, 상기 U형 끼움편에 상기 고정부가 고정되지 않은 개방상태인 경우, 상기 고리형 날개는 상기 제2 날개부가 상기 안착홈과 대응되는 영역에 배치되며, 상기 제1 날개부는 상기 제1 단부영역에 배치된다.

이후, 상기 U형 끼움편에 상기 고정부가 도킹되기 시작하면서, 상기 고정부의 걸림편은 상기 제1 날개부를 눌러 상기 고리형 날개를 회전시키며, 상기 걸림편이 상기 안착부와 상기 날개홈에 동시에 끼워지게 된다.

동시에 상기 고리형 날개(3200)가 회전함에 따라 상기 제1 날개부는 상기 U형 끼움편(3100)의 제1 단부와 제2 단부 사이의 영역에 배치되어 상기 안착부에 위치하는 상기 걸림편이 상기 U형 끼움편(3100)으로부터 이탈하지 않도록 함으로써 잠금상태를 구형한다.

상기 쌍안정 기구(3300)는 상기 U형 끼움편(3100)의 타측, 즉 제2 단부 영역에 구비되며, 상기 잠금키(3310)가 상기 제1 날개부의 상면과 맞닿게 형성된다. 상기 고리형 날개(3200)의 잠금상태를 견고하게 지지하여 상기 트레일러나 이송차의 이동에 의한 의도치 않은 도킹해제를 방지할 수 있다.

구체적으로 상기 히치부와 상기 고정부의 도킹 체결후 상기 모터(3350)가 구동하여 기어 개방상태의 제2 안정위치에서 상기 잠금키(3310)가 돌출되는 잠금상태의 제1 안정위치로 이동한다.

상기 모터(3350)는 상기 스프링(3320)의 복원력이 최대가 되는 분기점까지 동력을 제공하며, 나머지 거리는 스프링의 복원력으로 제1 안정위치까지 이동될 수 있다.

이외, 본 실시예에 따른 쌍안정 기구의 구동은 도 1에서 상술한 쌍안정 기구의 내용과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

추가적으로, 상기 잠금키(3310)의 직선이동을 가이드하기 상기 U형 끼움편(3100)의 제2 단부 영역에 형성되는 제1 가이드부(G1)와 제2 가이드부(G2)를 더 포함할 수 있으며, 개방상태 시 상기 제2 날개부의 개방홈은 제2 가이드부에 맞물려 고정될 수 있다.

도 7의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 이송차에 포함된 히치부의 제2 실시예의 잠금상태를 도시한 도면이며, (b)는 개방상태를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 히치부의 제2 실시예는 상술한 제1 내지 제3 실시예에 따른 고정부와 도킹되어 트레일러를 이송시킬 수 있으며, 구체적으로 상기 히치부의 제2 실시예는 제1 칼라형 날개(4100) 및 제2 칼라형 날개(4200)를 포함한다.

상기 제1 칼라형 날개(4100)는 반원판 형상으로 형성되며, 상기 걸림편이 수직으로 삽입되어 안착되는 제2-1 안착홈이 형성되고, 상기 제2 칼라형 날개(4200)는 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 동일한 형상으로 형성되되, 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 축대칭 형상으로 형성되며, 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 마주보도록 배치되고, 상기 걸림편이 수직으로 삽입되어 안착되는 제2-2 안착홈이 형성된다.

이때, 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 제2 칼라형 날개(4200)는 각각 힌지로 고정되어 개폐된다.

상기 제1 칼라형 날개(4100)와 상기 제2 칼라형 날개(4200)가 개방상태인 경우, 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 상기 제2 칼라형 날개(4200) 사이에 상기 걸림편이 이동한다.

이후, 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 상기 제2 칼라형 날개(4200)가 회전함으로써 잠금상태에 도달한 경우, 제1 칼라형 날개(4100)의 제2-1 안착홈(4100H)과 제2 칼라형 날개(4200)의 제2-2 안착홈(4200H)에 상기 걸림편이 삽입되어 고정된다.

또한 제1 칼라형 날개(4100)와 제2 칼라형 날개(4200)의 원호방향 양단부의 Z방향 두께에 단차를 구성하여 낮은 두께를 형성한다. 제1 칼라형 날개(4200)와 제2 칼라형 날개(4200)가 잠금상태일 때, 상기 단차를 구성한 양 날개의 낮은 두께 단부는 중첩 부분을 형성하여 도킹 결합을 견고히 할 수 있다. 날개의 중앙부에 구성하는 상기 제1 힌지홀(4110) 및 제2 힌지홀(4210)을 중심으로 제1 칼라형 날개(4100) 및 제2 칼라형 날개(4200)가 회전하여 개방상태 또는 잠금상태로 전환될 수 있다.

상기 쌍안정 기구는 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 상기 제2 칼라형 날개(4200)의 결합시 상기 제1 칼라형 날개(4100)와 상기 제2 칼라형 날개(4200)의 단부영역 사이에 형성되는 잠금홈(H')에 삽입된다.

잠금키와 함께 구성되는 쌍안정 기구(4300)는 상술한 U형 끼움편(3100)에 구비되는 쌍안정 기구(3300)와 구성이 동일하므로 설명은 갈음한다.

도 8의 (a)는 본 발명에 따른 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템의 이송차에 포함된 히치부의 제3 실시예의 잠금상태를 도시한 도면이며, (b)는 개방상태를 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 상기 히치부의 제3 실시예는 상술한 제1 내지 제3 실시예에 따른 고정부와 도킹되어 트레일러를 이송시킬 수 있으며, 구체적으로 상기 히치부의 제3 실시예는 안착부(5500), 제1 이탈방지 날개(5100) 및 제2 이탈방지 날개(5200)를 포함한다.

상기 안착부(5500)는 상기 이송차의 상면에 구비되되, 상면에 상기 걸림편이 삽입되는 걸림편 지지홈(5500H)이 형성된다.

상기 제1 이탈방지 날개(5100)는 상기 안착부의 일측에 회전 가능하게 결합되되, 상기 지지홈과 마주보는 면에 제1 이탈방지홈(5100H)이 형성되며, 상기 제2 이탈방지 날개(5200)는 상기 안착부의 타측에 회전 가능하게 결합되되, 상기 지지홈과 마주보는 면에 제2 이탈방지홈(5200H)이 형성된다.

구체적으로 상기 제1 이탈방지 날개(5100)와 제2 이탈방지 날개(5200)는 상부면이 곡면으로 형성되어, 제1 이탈방지 날개(5100)와 제2 이탈방지 날개(5200)가 잠금상태일 때에도 상기 고정부의 걸림편이 상부곡면을 따라 중심부로 유도되어 자가정렬이 가능하다.

제1 이탈방지 날개(5100)와 제2 이탈방지 날개(5200)가 잠금상태일 때 상기 제1 이탈방지홈(5100H) 및 상기 제2 이탈방지홈(5200H)과 상기 걸림편 지지홈(5500H)에는 상기 걸림편이 삽입됨으로써 상기 히치부와 상기 고정부가 도킹된다.

상기 안착부(5500)의 양측면에 상부 곡면을 형성하는 지지핸들(5400)을 각각 구비하며, 상기 지지핸들(5400)은 반달형상의 잠금판(5410)과 H형상의 지지바(5420)로 구성될 수 있다. 상기 지지바(5420)의 일단은 상기 안착부(5500)에 힌지로 고정되며, 타단은 상기 잠금판(5410)와 결합되며, 중심부는 상기 쌍안정 기구(5300)와 연결되어 상기 쌍안정 기구(5300)으로부터 동력을 전달받아 상기 쌍안정 기구(5300)의 직선 운동을 회전운동으로 변경하여 상기 제1 이탈방지 날개(5100)와 제2 이탈방지 날개(5200)의 잠금상태 및 개방상태를 전환할 수 있다.

상기 쌍안정 기구(5300)는 상기 제1 이탈방지 날개(5100)와 제2 이탈방지 날개(5200)가 상기 안착부(5500)에 접촉된 상태를 유지하도록 상기 지지핸들(5400)와 결합되어 상기 제1 이탈방지 날개(5100)와 제2 이탈방지 날개(5200)의 단부를 지지함으로써 2중 잠금될 수 있도록 한다.

이하, 상기 지지핸들(5400)과 함께 구성되는 쌍안정 기구(5400)는 상술한 U형 끼움편(3100)에 구비되는 쌍안정 기구(3300)와 동일하므로 자세한 설명은 갈음한다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

1 : 트레일러
2 : 이송차
1000 : 쌍안정 기구
1100 : 모터
1200 : 기어
1300 : 캠로드
1400 : 잠금키
1500 : 스프링
2000 : 고정부
2100, 2110 : 걸림편
2200, 2210 : 제1 지지부
2300, 2310 : 제2 지지부
2400 : 걸림편
2500 : 디스크부
3000 : 히치부
3100 : “U”형 시트
3200 : 고리형 날개
3210 : 힌지홀
3220 : 날개홈
3230 : 제1 날개부
3240 : 제2 날개부
3300, 4300, 5300 : 쌍안정 기구
3310, 4310, 5310 : 잠금키
3320, 4320, 5320 : 스프링
3330, 4330, 5330 : 캠로드
3340, 4340, 5340 : 기어
3350, 4350, 5350 : 모터
5400 : 지지핸들
5410: 잠금판
5420: 지지바
4000 : 칼라형 히치부
4100 : 제1 칼라형 날개
4110 : 제1 힌지홀
4200 : 제2 칼라형 날개
4210 : 제2 힌지홀
5000 : 집게형 히치부
5100 : 제1 집게형 날개
5200 : 제2 집게형 날개
5500 : 안착부

Claims (5)

1. 구동모터;
   상기 구동모터와 연결되는 기어;
   상기 기어의 일면에 일단이 결합되어 상기 기어의 회전에 따라 왕복이동하는 캠로드;
   상기 캠로드의 타단에 결합되어 직선운동하는 잠금키; 및
   일단은 하우징에 고정되고 타단은 상기 기어의 타면에 고정되는 스프링을 포함하되,
   상기 스프링에 의하여 상기 잠금키가 돌출되어 잠금 상태가 되도록 상기 스프링이 상기 기어의 제1 접선방향으로 배치되는 제1 안정위치, 또는
   상기 잠금키가 함몰되어 개방 상태가 되도록 상기 스프링이 상기 기어의 제2 접선 방향으로 배치되는 제2 안정위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 쌍안정 기구.
2. 제1항에 따른 쌍안정 기구;
   트레일러 저면에 구비되는 고정부; 및
   상기 트레일러를 이송하는 이송차의 상면에 구비되어 상기 고정부와 체결되는 히치부를 포함하되,
   상기 히치부가 개폐되어 상기 고정부의 적어도 일부분을 걸어 잠금으로써(쇄문함으로써) 상기 히치부와 상기 고정부가 결합되며,
   상기 쌍안정 기구가 상기 히치부에 삽입 또는 상기 히치부를 지지함으로써 상기 히치부와 상기 고정부의 결합이 유지되는 것을 특징으로 하는 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는
   상기 트레일러의 저면과 평행하게 구성되는 걸림편;
   상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 일단부를 지지하는 제1-1 지지부; 및
   상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 타단부를 지지하는 제1-2 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템.
4. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는,
   상기 트레일러의 저면과 평행하게 구성되는 걸림편;
   상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 일단부를 지지하는 제2-1 지지부; 및
   상기 트레일러의 저면에 부착되어 상기 걸림편의 타단부를 지지하는 제2-2 지지부를 포함하며,
   상기 제2-1 지지부와 제2-2 지지부 사이의 거리는 상기 트레일러 저면 방향으로 향할수록 좁아지는 것을 특징으로 하는 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템.
5. 제2항에 있어서,
   상기 고정부는,
   상기 트레일러의 저면에 수직하게 부착되는 걸림편; 및
   상기 걸림편 하단부로부터 돌출형성되되, 단면의 폭이 상기 걸림편의 단면의 폭보다 넓게 형성된 디스크부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 및 수평 방향 자가정렬 도킹시스템.

Images