KR20210154007A

KR20210154007A - 이동체

Info

Publication number: KR20210154007A
Application number: KR1020200071088A
Authority: KR
Inventors: 고훈건; 유근상; 천주영; 서은호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2021-12-20
Also published as: CN113799869A; US20210387499A1; US11840119B2

Abstract

이동체가 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 일 측은 몸체를 형성하는 몸체부와 연결되고, 타 측은 몸체부의 일 측에 구비되는 바퀴와 연결되는 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 상방 또는 하방에 위치할 수 있다.

Description

이동체{Movable Object}

본 발명은 이동체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래에 비해 이동 시의 안정성이 향상되고, 자유로운 회전이 가능한 이동체에 관한 것이다.

기존에 사람이 수행하던 업무를 로봇이 대체하는 무인화의 트렌드에 따라 실외 또는 실내에서 물건을 운반할 수 있는 주행 로봇에 대한 수요가 늘어나고 있다. 그에 따라, 그러한 기능을 수행할 수 있는 로봇의 개발에 대한 연구 역시 활발하게 진행되고 있다.

한편, 실외 또는 실내의 바닥이 불균일한 경우, 그러한 바닥을 주행하는 로봇이 주행 과정에서 전복되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 물건을 운반하는 로봇의 경우 주행 과정에서 전복되지 않기 위한 안정성을 확보하는 것이 중요하다. 그러나, 종래 기술에 따른 로봇의 경우, 주행 과정에서 그러한 안정성이 충분히 확보되지 못하였다는 문제점이 있었다. 특히, 종래 기술에 따르면, 로봇의 주행 방향에 대해 수직한 방향으로의 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편, 본 발명에 해결하고자 하는 과제는, 실외 또는 실내를 주행하는 로봇의 자세 안전성을 향상시키는 것이다. 특히, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 주행 로봇의 주행 방향에 대한 수직 방향으로의 자세 안정성을 향상시키는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체를 형성하는 몸체부; 상기 몸체부의 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 구비되는 하나 이상의 바퀴; 및 일 측은 상기 몸체부와 연결되고 상기 일 측의 반대편 타 측은 상기 바퀴와 연결되고, 상기 일 측으로부터 상기 타 측을 향하는 방향을 길이 방향으로 하여 연장되는 연결축을 포함하는 자세 제어 모터; 를 포함하고, 상기 자세 제어 모터는, 상기 연결축의 자전에 의해 상기 바퀴가 조향될 수 있도록 상기 연결축에 구동력을 제공하는 구동력 제공부; 를 더 포함하고, 상기 연결축과 상기 바퀴는 서로 고정 결합되고, 상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 상방 또는 하방에 위치하는 이동체가 제공된다.

상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 전방 또는 후방에 위치할 수 있다.

상기 바퀴는, 상기 몸체부의 전방 영역에 구비되는 전방 바퀴; 를 포함하고, 상기 전방 바퀴와 연결되는 상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 전방에 위치할 수 있다.

상기 바퀴는, 상기 몸체부의 후방 영역에 구비되는 후방 바퀴; 를 포함하고, 상기 후방 바퀴와 연결되는 상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 후방에 위치할 수 있다.

상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 상방에 위치할 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 상기 연결축을 자전시켜 상기 바퀴를 조향할 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 바퀴의 상부 영역이 상기 몸체부로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 상기 연결축을 자전시켜 상기 바퀴를 조향할 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 바퀴의 전방 영역 및 상부 영역이 상기 몸체부로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 상기 연결축을 자전시켜 상기 바퀴를 조향할 수 있다.

상기 바퀴는,

상기 바퀴가 자전할 수 있도록 상기 바퀴에 회전력을 제공하는 인휠 모터; 를 더 포함할 수 있다.

상기 바퀴는 복수로 구비되고, 상기 인휠 모터 및 상기 자세 제어 모터는 상기 복수의 바퀴에 일대일 대응이 되도록 각각 복수로 구비되고, 상기 복수의 인휠 모터 및 상기 복수의 자세 제어 모터는 각각 독립적으로 구동될 수 있다.

상기 전방 바퀴는, 상기 몸체부의 전방 영역의 우측에 구비되는 우측 전방 바퀴; 및 상기 몸체부의 전방 영역의 좌측에 구비되는 좌측 전방 바퀴; 를 포함하고, 상기 후방 바퀴는, 상기 몸체부의 후방 영역의 우측에 구비되는 우측 후방 바퀴; 및 상기 몸체부의 후방 영역의 좌측에 구비되는 좌측 후방 바퀴; 를 포함할 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 우측 전방 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시키고, 상기 우측 전방 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시킬 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 우측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴의 상부 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시킬 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 우측 전방 바퀴의 상부 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 우측 전방 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 좌측 전방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시킬 수 있다.

상기 자세 제어 모터는, 상기 우측 후방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 우측 후방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되고, 상기 좌측 후방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 좌측 후방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시킬 수 있다.

상기 인휠 모터는, 상기 우측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴가 전진하는 방향으로 자전하면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴는 후진하는 방향으로 자전하도록 구동이 가능할 수 있다.

상기 인휠 모터는, 상기 우측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴가 전진하는 방향으로 자전하면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴는 후진하는 방향으로 자전하도록 구동이 가능할 수 있다.

상기 인휠 모터는, 상기 우측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴가 후진하는 방향으로 자전하면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴는 전진하는 방향으로 자전하도록 구동이 가능할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실외 또는 실내를 주행하는 로봇의 자세 안전성을 향상시킬 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면, 주행 로봇의 주행 방향에 대한 수직 방향으로의 자세 안정성이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동체의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이동체의 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동체의 구조를 도시한 측면도이다.
도 4은 본 발명에 따른 이동체에서 바퀴, 자세 제어 모터 및 인휠 모터를 확대 도시한 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동체의 제1 구동예를 도시한 사시도이다.
도 6는 본 발명에 따른 이동체의 제2 구동예를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 이동체의 제3 구동예를 도시한 사시도이다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 이동체의 구조 및 구동 방식을 설명한다.

이동체

도 1은 본 발명에 따른 이동체의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이동체의 구조를 도시한 평면도이다. 그리고, 도 3은 본 발명에 따른 이동체의 구조를 도시한 측면도이고, 도 4은 본 발명에 따른 이동체에서 바퀴, 자세 제어 모터 및 인휠 모터를 확대 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 이동체(10)는 실외 또는 실내에서 물건을 운반하기 위한 구성일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 이동체(10)는 실외에서 물건을 배송하기 위한 구성일 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이동체(10)는 이동체(10)의 주요 몸체를 형성하는 몸체부(100), 몸체부(100)의 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 구비되는 하나 이상의 바퀴(200)를 포함할 수 있다. 바퀴(200)는 복수로 구비될 수 있다. 보다 바람직하게 바퀴(200)는 몸체부(100)의 좌측 및 우측에 모두 구비될 수 있다.

예를 들어, 바퀴(200)는 몸체부(100)의 전방 영역에 구비되는 전방 바퀴(210), 및 몸체부(100)의 후방 영역에 구비되는 후방 바퀴(220)를 포함할 수 있다.

계속해서 도 1 내지 도 4을 참고하면, 전방 바퀴(210)는, 몸체부(100)의 전방 영역의 우측에 구비되는 우측 전방 바퀴(212) 및 몸체부의 전방 영역의 좌측에 구비되는 좌측 전방 바퀴(214)를 포함할 수 있다. 또한, 후방 바퀴(220)는, 몸체부(100)의 후방 영역의 우측에 구비되는 우측 후방 바퀴(222) 및 몸체부의 후방 영역의 좌측에 구비되는 좌측 후방 바퀴(224)를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 3에는 본 발명의 일 예로서, 이동체(10)에 네 개의 바퀴가 구비된 경우가 도시되어 있으나, 본 발명에 따른 이동체(10) 내 바퀴의 개수는 도면에 도시된 내용에 의해 제한되지 않는다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 바퀴(200)는 바퀴(200)가 자전할 수 있도록 바퀴(200)에 회전력을 제공하는 인휠 모터(400)를 더 포함할 수 있다. 인휠 모터(400)는 바퀴(200)의 내부에 구비되어 있을 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이 바퀴(200)는 복수로 구비될 수 있으므로, 바퀴(200)의 내부에 구비되는 인휠 모터(400) 역시 복수로 구비될 수 있다.

한편, 계속해서 도 1 내지 4를 참고하면, 이동체(10)는 일 측(이하, '상기 일 측')이 몸체부(100)와 연결되고 몸체부(100)의 상기 일 측의 반대편 타 측(이하, '상기 타 측')이 바퀴(200)와 연결되는 연결축(320)을 포함하는 자세 제어 모터(300)를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게, 연결축(320)은 몸체부(100)와 연결되는 상기 일 측으로부터 바퀴(200)와 연결되는 상기 타 측을 향하는 방향을 길이 방향으로 하여 연장된 형상을 가질 수 있다.

자세 제어 모터(300)는 바퀴(200)를 조향하기 위한 구성일 수 있다. 즉, 인휠 모터(400)는 바퀴(200)가 자전할 수 있도록 회전력을 제공함으로써, 이동체(10)가 이동할 수 있도록 하는 구성인 반면, 자세 제어 모터(300)는 연결축(320)을 자전시켜 바퀴(200)를 조향함으로써 이동체(10)가 특정 방향으로 이동 또는 회전할 수 있거나, 이동체(10)의 전체적인 안정성을 제어함으로써 이동체(10)가 전복되는 것을 방지하기 위한 구성일 수 있다. 이를 위해, 연결축(320)은 바퀴(200)에 고정 결합될 수 있다. 따라서, 인휠 모터(400)에 의해 바퀴(200)가 자전하지 않는 이상 바퀴(200)는 연결축(320)에 대해 상대적인 이동 및 회전을 하지 않게 된다. 예를 들어, 연결축(320)은 바퀴(200)의 내부에 구비된 인휠 모터(400)의 스테이터에 용접 결합될 수 있다. 이로 인해, 자세 제어 모터(300)의 연결축(320)이 자전하는 경우 연결축(320)의 자전에 따라 바퀴(200)가 조향될 수 있다. 연결축(320)의 회전에 따른 바퀴(200)의 조향에 대한 내용은 후술하도록 한다.

자세 제어 모터(300)는 바퀴(200)가 조향될 수 있도록 연결축(320)에 구동력을 제공하는 구동력 제공부(310)를 더 포함할 수 있다. 구동력 제공부(310)는 연결축(320)에 구동력을 제공할 수 있고, 이로 인한 연결축(320)의 자전에 의해 바퀴(200)가 조향될 수 있다. 보다 상세하게, 구동력 제공부(310)에서 제공된 구동력에 의해 연결축(320)은 연결축(320)의 길이 방향을 회전축으로 하여 자전하게 되고, 그러한 연결축(320)의 자전에 의해 바퀴(200)가 조향될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 바퀴(200)와 인휠 모터(400)는 각각 복수로 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 바퀴(200)를 각각 조향하기 위한 자세 제어 모터(300) 역시 복수로 구비될 수 있다. 이때, 복수의 인휠 모터(400)와 복수의 자세 제어 모터(300)는 각각 복수의 바퀴(200)에 일대일 대응이 될 수 있다. 예를 들어, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 바퀴(200)가 총 네 개가 구비되는 경우, 인휠 모터(400) 및 자세 제어 모터(300) 역시 네 개가 구비될 수 있고, 하나의 인휠 모터(400)는 하나의 바퀴(200)에 대응될 수 있고, 하나의 자세 제어 모터(300) 역시 하나의 바퀴(200)에 대응될 수 있다. 이때, 본 발명에 따르면, 복수의 인휠 모터(400) 및 복수의 자세 제어 모터(300)는 각각 독립적으로 구동될 수 있다.

한편, 도 4를 참고하면, 자세 제어 모터(300)는 연결축(320)의 표면을 감싸도록 구비되는 하우징(330)을 더 포함할 수 있다. 하우징(330)은 외부로부터 연결축(320)을 보호하기 위한 구성일 수 있다. 예를 들어, 하우징(330)은 연결축(320)에 고정된 구조를 가질 수 있다.

한편, 도 3을 참고하면, 본 발명에 따르면 이동체(10)의 연결축(320)은 연결축(320)의 길이 방향을 따라 지면에 대해 소정의 각을 갖는 기울어진 상태로 몸체부(100) 및 바퀴(200)에 결합되어 있을 수 있다. 이는, 연결축(320) 중에서 바퀴(200)에 결합된 연결축(320)의 상기 타 측이, 연결축(320) 중에서 몸체부(100)에 결합된 연결축(320)의 상기 일 측보다 상방 또는 하방에 위치하는 것으로 이해될 수 있다. 보다 바람직하게, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 연결축(320)의 상기 타 측이 연결축(320)의 상기 일 측보다 상방에 위치할 수 있다.

종래 기술에 따른, 바퀴에 의해 주행되는 로봇은 주행이 이루어지는 지 표면이 고르지 못한 경우, 주행 과정에서 안정성이 충분히 확보되지 못하였다는 문제점이 있었다. 특히, 종래 기술에 따르면, 로봇의 주행 방향에 대해 수직한 좌우 방향으로의 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다. 이 경우, 주행 과정에서 로봇이 좌우 방향으로 넘어져 전복되는 문제가 빈번하게 발생하였다.

주행 로봇의 좌우 방향의 안정성을 향상시키기 위해 주행 로봇의 좌우 방향의 폭을 늘리는 방안도 있으나, 이 경우, 주행 로봇의 크기가 필요 이상으로 커져 주행 로봇이 주행할 수 있는 영역이 제한되는 문제가 있었다.

본 발명은 종래 기술의 상기 문제점을 해결하기 위한 것일 수 있다. 전술한 바와 같이, 연결축(320)은 연결축(320)의 길이 방향을 따라 지면에 대해 기울어진 상태로 바퀴(200)에 결합될 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 연결축(320)이 자전을 하면, 연결축(320)에 대해 소정의 각도로 기울어져 있는 바퀴(200)가 연결축(320)에 고정된 상태로 회전하게 되므로, 바퀴(200)가 지면과 이루는 각이 시간에 따라 변하게 되어 바퀴(200)가 조향된다. 특히, 바퀴(200)가 자전하면서 연결축(320)도 자전하는 경우 바퀴(200)는, 바퀴(200)는 바퀴(200)의 자전축이 시간에 따라 변하는 일종의 세차 운동을 하는 것으로 이해될 수도 있다.

따라서, 전술한 내용 및 도 1 내지 도 4를 참고하면, 자세 제어 모터(300)는 연결축(320)을 자전시킴으로써 바퀴(200)의 상부 영역이 몸체부(100)로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 연결축(320)에 구동력을 제공함으로써 바퀴(200)를 조향할 수 있다. 이는, 자세 제어 모터(300)가 바퀴(200)의 하부 영역이 몸체부(100)로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 연결축(320)에 구동력을 제공하는 것으로 이해될 수도 있다.

본 발명의 상기 특징에 따르면, 이동체(10)가 주행하는 지면이 고름으로써 이동체(10)가 좌우 방향으로 전복될 우려가 적은 경우, 자세 제어 모터(300)의 연결축(320)을 자전하여 바퀴(200)가 지면에 대해 다시 수직하도록 바퀴를 제어할 수 있다. 따라서, 연결축(320)의 상기 타 측이 상기 일 측보다 상방에 위치하는, 본 발명의 특징에도 불구하고 고른 지면에서 이동체(10)의 주행 성능은 종래 기술에 비해 저하되지 않을 수 있다.

한편, 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 이동체(10)에서 연결축(320)은 연직 방향뿐만 아니라 수평 방향으로도 기울어진 상태로 몸체부(100) 및 바퀴(200)에 결합될 수 있다. 이는, 연결축(320) 중 바퀴(200)와 연결된 상기 타 측이, 연결축(320) 중 몸체부(100)와 연결된 상기 일 측보다 전방 또는 후방에 위치하는 것으로 이해될 수 있다. 보다 바람직하게, 전방 바퀴(210)와 연결되는 연결축(320)과 후방 바퀴(220)와 연결되는 연결축(320)은 서로 다른 방향으로 기울어져 있을 수 있다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결축(320) 중 전방 바퀴(210)와 연결되는 연결축(320)의 상기 타 측은 상기 일 측보다 전방에 위치할 수 있다. 반대로, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결축(320) 중 후방 바퀴(220)와 연결되는 연결축(320)의 상기 타 측은 상기 일 측보다 후방에 위치할 수 있다.

이는, 후술할 바와 같이, 이동체(10)가 제자리에서 회전하거나, 이동체(10)가 좌우 방향으로 직진 이동하기 위해서는 전방 바퀴(210)의 전방 영역은 몸체부(100)에 보다 가까워질 필요가 있고, 후방 바퀴(220)의 후방 영역은 몸체부(100)에 보다 가까워지도록 제어되기 위한 것일 수 있다. 본 발명에 따른 이동체(10)의 다양한 이동 방식에 대해서는 후술하도록 한다.

계속해서 도 1 내지 도 4를 참고하면, 자세 제어 모터(300)는 바퀴(200)의 전방 영역이 몸체부(100)로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 연결축(320)을 자전시킴으로써 바퀴(200)를 조향할 수 있다. 이는, 자세 제어 모터(300)가 바퀴(200)의 후방 영역이 몸체부(100)로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 연결축(320)을 자전시키는 것으로 이해될 수도 있다.

보다 바람직하게, 자세 제어 모터(300)는 바퀴(200)의 전방 영역 및 상부 영역이 각각 몸체부(100)로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 연결축(320)을 자전시켜 바퀴(200)를 조향할 수 있다. 즉, 자세 제어 모터(300)는 연결축(320)을 자전시킴으로써, (i) 바퀴의 전방 영역이 몸체부에 가까워지면서, 그와 동시에 바퀴의 상부 영역이 몸체부에 가까워지도록 연결축에 구동력을 제공할 수 있고, (ii) 바퀴의 전방 영역은 몸체부에 가까워지면서, 그와 동시에 바퀴의 상부 영역이 몸체부로부터 멀어지도록 연결축에 구동력을 제공할 수 있고, (iii) 바퀴의 전방 영역은 몸체부로부터 멀어지면서, 그와 동시에 바퀴의 상부 영역이 몸체부에 가까워지도록 연결축에 구동력을 제공할 수 있고, (iv) 바퀴의 전방 영역은 몸체부로부터 멀어지면서, 그와 동시에 바퀴의 상부 영역이 몸체부로부터 멀어지도록 연결축에 구동력을 제공할 수 있다. 이는, 전술한 바와 같이, 인휠 모터(400)에 의해 바퀴(200)가 자전하는 상태에서, 바퀴(200)의 자전축이 변하는 세차 운동을 할 수 있도록, 자세 제어 모터(300)가 연결축(320)을 자전시키는 것으로 이해될 수 있다.

다만, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 연결축(320)은 기울어진 상태로 몸체부(100) 및 바퀴(200)에 결합될 수 있으므로, 연결축(320)의 회전에 의해 조향 가능한 바퀴(200)의 조향각은 수평 방향 및 연직 방향으로 서로 비대칭적일 수 있다.

즉, 예를 들어, 전술한 바와 같이, 우측 전방 바퀴(212)와 연결되는 연결축(320)의 상기 타 측은 몸체부(100)와 연결되는 상기 일 측보다 전방 및 상방에 위치하므로, 우측 전방 바퀴(212)의 상방 영역이 몸체부(100)에 최대한 가까워졌을 때의 조향각은 우측 전방 바퀴(212)의 상방 영역이 몸체부(100)로부터 최대한 멀어졌을 때의 조향각보다 클 수 있고, 우측 전방 바퀴(212)의 전방 영역이 몸체부(100)에 최대한 가까워졌을 때의 조향각은 우측 전방 바퀴(212)의 전방 영역이 몸체부(100)로부터 최대한 멀어졌을 때의 조향각보다 클 수 있다. 이는 좌측 전방 바퀴(214)의 경우에도 마찬가지이다.

반면, 예를 들어, 전술한 바와 같이, 우측 후방 바퀴(222)와 연결되는 연결축(320)의 상기 타 측은 몸체부(100)와 연결되는 상기 일 측보다 후방 및 사방에 위치하므로, 우측 후방 바퀴(222)의 상방 영역이 몸체부(100)에 최대한 가까워졌을 때의 조향각은 우측 후방 바퀴(222)의 상방 영역이 몸체부(100)로부터 최대한 멀어졌을 때의 조향각보다 클 수 있고, 우측 후방 바퀴(222)의 후방 영역이 몸체부(100)에 최대한 가까워졌을 때의 조향각은 우측 후방 바퀴(222)의 후방 영역이 몸체부(100)로부터 최대한 멀어졌을 때의 조향각보다 클 수 있다. 이는 좌측 후방 바퀴(224)의 경우에도 마찬가지이다.

도 5는 본 발명에 따른 이동체의 제1 구동예를 도시한 사시도이고, 도 6는 본 발명에 따른 이동체의 제2 구동예를 도시한 사시도이다. 그리고, 도 7은 본 발명에 따른 이동체의 제3 구동예를 도시한 사시도이다.

도 5에 도시된 제1 구동예는 이동체(10)가 전방으로 이동하면서 좌측 방향으로 조향되는 경우의 구동 방식을 나타낸 것일 수 있다. 즉, 바퀴(200)들이 모두 전진하는 방향으로 자전하면서, 연결축을 자전시킴으로써 도 5에 도시된 바와 같이, 우측 전방 바퀴(212)의 전방 영역이 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면, 좌측 전방 바퀴(214)의 전방 영역은 각각 몸체부(100)와 멀어지도록 조향될 수 있고, 이 경우, 이동체(10)는 좌측 방향(도 5의 화살표 참조)으로 조향될 수 있다. 이때, 이동체(10)가 보다 안정적으로 좌측 방향으로 조향될 수 있도록, 우측 전방 바퀴(212)의 상부 영역은 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되거나, 좌측 전방 바퀴(214)의 상부 영역은 몸체부(100)와 멀어지도록 조향될 수 있도록 연결축이 자전할 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 달리, 이동체(10)가 우측 방향으로 조향될 수 있도록 하기 위해서는, 바퀴(200)들이 모두 전진하는 방향으로 자전하면서, 연결축을 자전시킴으로써, 우측 전방 바퀴(212)의 전방 영역이 몸체부(100)로부터 멀어지도록 조향되면, 좌측 전방 바퀴(214)의 전방 영역은 몸체부(100)와 가까워지도록 조향될 수 있다. 이때, 이동체(10)가 보다 안정적으로 우측 방향으로 조향될 수 있도록, 우측 전방 바퀴(212)의 상부 영역은 몸체부(100)와 멀어지게 조향되거나, 좌측 전방 바퀴(214)의 상부 영역은 몸체부(100)와 가까워지게 조향되도록 연결축이 자전될 수 있다.

한편, 도 6에 도시된 제2 구동예는 이동체(10)가 전방 또는 후방으로 이동하는 과정에서 지면이 고르지 못하여 이동체(10)가 좌우 방향으로 전복될 가능성이 있는 경우, 그러한 전복을 방지하기 위한 구동 방식을 나타낸 것일 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 우측 전방 바퀴(212)의 상부 영역과 좌측 전방 바퀴(214)의 상부 영역이 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면, 우측 후방 바퀴(222)의 상부 영역과 좌측 후방 영역(224)의 상부 영역은 각각 몸체부(100)에 가까워지게 조향되도록 연결축이 자전될 수 있다. 이 경우, 우측 바퀴(212, 222)가 지면과 접촉하는 영역과 좌측 바퀴(214, 224)가 지면과 접촉하는 영역 간의 거리가 커지게 되므로, 이동체(10)의 좌우 방향 안정성이 향상된 상태로 이동체(10)가 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다. 따라서, 지면이 고르지 못한 경우에도 이동체(10)의 좌우 방향 전복을 방지할 수 있다.

도 7에 도시된 제3 구동예는 이동체(10)가 제자리에서 회전하거나, 이동체(10)가 좌우 방향으로 직진 이동을 하는 경우의 구동 방식을 나타낸 것일 수 있다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 우측 전방 바퀴(212)의 상부 영역이 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면서 우측 전방 바퀴(212)의 전방 영역이 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면, 좌측 전방 바퀴(214)의 상부 영역은 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면서 좌측 전방 바퀴(214)의 전방 영역은 몸체부(100)와 가까워지도록 조향될 수 있다. 또한, 우측 후방 바퀴(222)의 상부 영역이 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면서 우측 후방 바퀴(222)의 전방 영역은 몸체부(100)와 멀어지도록 조향될 수 있고, 좌측 후방 바퀴(224)의 상부 영역이 몸체부(100)와 가까워지도록 조향되면서 좌측 후방 바퀴(224)의 전방 영역은 몸체부(100)와 멀어지도록 조향될 수 있다.

이 상태에서, 우측 전방 바퀴(212) 및 우측 후방 바퀴(222)가 전진하는 방향으로 자전하고, 좌측 전방 바퀴(214) 및 좌측 후방 바퀴(224)는 후진하는 방향으로 자전하는 경우, 이동체(10)는 도 7을 기준으로 반시계 방향으로 제자리 회전을 할 수 있게 된다. 반대로, 우측 전방 바퀴(212) 및 우측 후방 바퀴(222)가 후진하는 방향으로 자전하고, 좌측 전방 바퀴(214) 및 좌측 후방 바퀴(224)는 전진하는 방향으로 자전하는 경우, 이동체(10)는 도 7을 기준으로 시계 방향으로 제자리 회전을 할 수 있게 된다.

반면, 바퀴(200)들의 상부 영역 및 전방 영역이 도 7에 도시된 바와 같이 조향된 상태에서, 우측 전방 바퀴(212) 및 좌측 후방 바퀴(224)가 전진하는 방향으로 자전하고, 좌측 전방 바퀴(214) 및 우측 후방 바퀴(222)는 후진하는 방향으로 자전하는 경우, 이동체(10)는 도 7을 기준으로 좌측 방향으로 직선 운동을 하게 된다. 반대로, 우측 전방 바퀴(212) 및 좌측 후방 바퀴(224)가 후진하는 방향으로 자전하고, 좌측 전방 바퀴(214) 및 우측 후방 바퀴(222)는 전진하는 방향으로 자전하는 경우, 이동체(10)는 도 7을 기준으로 우측 방향으로 직선 운동을 하게 된다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

10 : 이동체
100 : 몸체부
200 : 바퀴
210 : 전방 바퀴
212 : 우측 전방 바퀴
214 : 좌측 전방 바퀴
220 : 후방 바퀴
222 : 우측 후방 바퀴
224 : 좌측 후방 바퀴
300 : 자세 제어 모터
310 : 구동력 제공부
320 : 연결축
330 : 하우징
400 : 인휠 모터

Claims

몸체를 형성하는 몸체부;
상기 몸체부의 좌측 및 우측 중 적어도 하나에 구비되는 하나 이상의 바퀴; 및
일 측은 상기 몸체부와 연결되고 상기 일 측의 반대편 타 측은 상기 바퀴와 연결되고, 상기 일 측으로부터 상기 타 측을 향하는 방향을 길이 방향으로 하여 연장되는 연결축을 포함하는 자세 제어 모터; 를 포함하고,
상기 자세 제어 모터는,
상기 연결축의 자전에 의해 상기 바퀴가 조향될 수 있도록 상기 연결축에 구동력을 제공하는 구동력 제공부; 를 더 포함하고,
상기 연결축과 상기 바퀴는 서로 고정 결합되고,
상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 상방 또는 하방에 위치하는 이동체.
청구항 1에서,
상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 전방 또는 후방에 위치하는 이동체.
청구항 2에서,
상기 바퀴는,
상기 몸체부의 전방 영역에 구비되는 전방 바퀴; 를 포함하고,
상기 전방 바퀴와 연결되는 상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 전방에 위치하는 이동체.
청구항 3에서,
상기 바퀴는,
상기 몸체부의 후방 영역에 구비되는 후방 바퀴; 를 포함하고,
상기 후방 바퀴와 연결되는 상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 후방에 위치하는 이동체.
청구항 1에서,
상기 연결축의 상기 타 측은 상기 일 측보다 상방에 위치하는 이동체.
청구항 2에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 상기 연결축을 자전시켜 상기 바퀴를 조향하는 이동체.
청구항 1에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 바퀴의 상부 영역이 상기 몸체부로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 상기 연결축을 자전시켜 상기 바퀴를 조향하는 이동체.
청구항 2에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 바퀴의 전방 영역 및 상부 영역이 상기 몸체부로부터 멀어지거나 가까워질 수 있도록 상기 연결축을 자전시켜 상기 바퀴를 조향하는 이동체.
청구항 4에서,
상기 바퀴는,
상기 바퀴가 자전할 수 있도록 상기 바퀴에 회전력을 제공하는 인휠 모터; 를 더 포함하는 이동체.
청구항 9에서,
상기 바퀴는 복수로 구비되고,
상기 인휠 모터 및 상기 자세 제어 모터는 상기 복수의 바퀴에 일대일 대응이 되도록 각각 복수로 구비되고,
상기 복수의 인휠 모터 및 상기 복수의 자세 제어 모터는 각각 독립적으로 구동되는 이동체.
청구항 9에서,
상기 전방 바퀴는,
상기 몸체부의 전방 영역의 우측에 구비되는 우측 전방 바퀴; 및
상기 몸체부의 전방 영역의 좌측에 구비되는 좌측 전방 바퀴; 를 포함하고,
상기 후방 바퀴는,
상기 몸체부의 후방 영역의 우측에 구비되는 우측 후방 바퀴; 및
상기 몸체부의 후방 영역의 좌측에 구비되는 좌측 후방 바퀴; 를 포함하는 이동체.
청구항 11에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 우측 전방 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시키고,
상기 우측 전방 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시키는 이동체.
청구항 11에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 우측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴의 상부 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시키는 이동체.
청구항 11에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 우측 전방 바퀴의 상부 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 우측 전방 바퀴의 전방 영역이 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면, 상기 좌측 전방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 좌측 전방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시키는 이동체.
청구항 14에서,
상기 자세 제어 모터는,
상기 우측 후방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 우측 후방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되고, 상기 좌측 후방 바퀴의 상부 영역은 상기 몸체부와 가까워지도록 조향되면서 상기 좌측 후방 바퀴의 전방 영역은 상기 몸체부와 멀어지도록 조향되게 상기 연결축을 자전시키는 이동체.
청구항 15에서,
상기 인휠 모터는,
상기 우측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴가 전진하는 방향으로 자전하면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴는 후진하는 방향으로 자전하도록 구동이 가능한 이동체.
청구항 15에서,
상기 인휠 모터는,
상기 우측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴가 전진하는 방향으로 자전하면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴는 후진하는 방향으로 자전하도록 구동이 가능한 이동체.
청구항 15에서,
상기 인휠 모터는,
상기 우측 전방 바퀴 및 상기 좌측 후방 바퀴가 후진하는 방향으로 자전하면, 상기 좌측 전방 바퀴 및 상기 우측 후방 바퀴는 전진하는 방향으로 자전하도록 구동이 가능한 이동체.