KR102002871B1 - 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공장 자동화 등에서 사용되는 자동 주행 차량이 고르지 아니한 바닥에도 불구하고 수평 유지 및 구동축의 접지가 항시 이루어지며, 상하 탄성을 가지지 아니하는 서스펜션 구조와 관련되며 실시예로, 자율주행 차량 하부의 새시와, 드라이브 휠 어셈블리를 연결하는 서스펜션 구조에 있어서, 한 쌍의 상기 드라이브 휠 어셈블리가 상기 새시에 대하 수직으로 이동 가능하게 지지하는 수직가이드부재, 상기 새시에 회전 가능하게 축이 고정되는 회전축 및 상기 회전축에 편심되게 결합되어 상기 회전축과 함께 회전되며, 각 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상단면에 외주면이 접촉하는 제1 캠부재와 제2 캠부재를 포함하고, 상기 제1 캠부재가 상기 회전축의 중심으로부터 편심된 방향과, 상기 제2 캠부재가 상기 회전축의 중심으로부터 편심된 방향은 서로 반대 방향인 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조를 제시한다.

Description

자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조{Non-elasticity suspension structure for automated guided vehicle}

본 발명은 공장 자동화 등에서 사용되는 자동 주행 차량이 고르지 아니한 바닥에도 불구하고 수평 유지 및 구동축의 접지가 항시 이루어지며, 상하 탄성을 가지지 아니하는 서스펜션 구조와 관련된다.

자동 주행 차량은 공장 자동화 시스템이나 창고 자동화 시스템 등에서, 시스템의 제어부로부터 입력 신호를 받아 비교적 원거리로 적재물을 무인 이송하는 데에 사용된다.

자동 주행 차량의 운영에 있어서 차량의 위치 및 주행의 추적은 매우 중요하다. 이를 위해 복수의 센서로부터 차량 정보를 수신 받아 피드백 제어를 수행하도록 제어 구조가 설계되어 있다.

그럼에도 불구하고 자동 주행 차량의 운영을 어렵게 만드는 다양한 외부 요인이 있는데, 그 중 하나는 고르지 아니한 바닥이다. 이 문제는 기존의 일반 공장을 무인 자동화 공장으로 개조하는 경우에서 특히 쉽게 발생 가능하다. 또한 처음에 수평하게 맞춰진 공장에서도 여러 번의 설비 변경이나 바닥 노후화를 거치면서 바닥의 평탄성이 저해되어 발생 가능하다.

자동 주행 차량이 평탄하지 아니한 바닥을 주행하는 경우에 바퀴 중 일부가 들뜨는 문제가 있고, 들뜬 바퀴가 구동축에 연결된 경우라면 주행 방향이 틀어져 버리는 문제가 있다. 빠른 속도를 최대한 활용하면서 다른 장애물과 최소 거리로 가깝게 스쳐가도록 운영되는 상황에 비추어, 이러한 문제는 구조물이나 다른 차량과의 충돌 우려를 크게 하는 것이다.

한편 자동 주행 차량은 자동화 로봇에 의해 상하차가 이루어지는 것으로, 항상 일정한 높이를 유지하기 위하여 일반 승용 차량과 달리 탄성을 가진 서스펜션을 사용하지 않는 것이 바람직하다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0041940호 (2013.04.25) 미국 등록특허 제5,344,276호 (1994.09.06)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평탄하지 아니한 바닥을 지나면서도 구동축과 연결된 바퀴의 바닥 접지가 가능하면서도, 상하 탄성이나 진동이 없는 자동 주행 차량의 서스펜션을 제공하고자 한다.

그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실시예로, 자율주행 차량 하부의 새시와, 드라이브 휠 어셈블리를 연결하는 서스펜션 구조에 있어서, 한 쌍의 상기 드라이브 휠 어셈블리가 상기 새시에 대하 수직으로 이동 가능하게 지지하는 수직가이드부재, 상기 새시에 회전 가능하게 축이 고정되는 회전축 및 상기 회전축에 편심되게 결합되어 상기 회전축과 함께 회전되며, 각 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상단면에 외주면이 접촉하는 제1 캠부재와 제2 캠부재를 포함하고, 상기 제1 캠부재가 상기 회전축의 중심으로부터 편심된 방향과, 상기 제2 캠부재가 상기 회전축의 중심으로부터 편심된 방향은 서로 반대 방향인 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조를 제시한다.

나아가 상기 제1 캠부재와 상기 제2 캠부재는 원형 단면을 가진 디스크 형상이고, 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상단부와 접촉하는 외주면부는 베어링에 의해 지지될 수 있다.

한편 상기 제1 캠부재와 상기 제2 캠부재는 타원형 단면을 가진 디스크 형상일 수 있다.

한편 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상부에는 지지블록이 돌출되어 있고, 상기 새시에는 상기 지지블록이 통과하는 통과홀이 형성되어 있으며, 상기 회전축, 제1 캠부재 및 상기 제2 캠부재는 상기 새시의 상부에 설치되어, 상기 새시의 상면 위로 돌출되는 상기 지지블록의 상단면을 지지할 수 있다.

나아가 상기 수직가이드부재는 하우징은 상기 새시에 고정되고, 상기 하우징에서 자유롭게 신장하는 로드가 상기 드라이브 휠 어셈블리에 고정되는 복수의 엘엠 가이드일 수 있다.

또 다른 실시예로 자율주행 차량 하부의 새시와, 드라이브 휠 어셈블리를 연결하는 서스펜션 구조에 있어서, 한 쌍의 상기 드라이브 휠 어셈블리가 상기 새시에 대하 수직으로 이동 가능하게 지지하는 수직가이드부재, 상기 새시에 회전 가능하게 축이 고정되는 회전축, 상기 회전축의 양단부에 결합되어 있으며, 상기 회전축과 일체로 회전 가능한 피니언 및 각 상기 드라이브 휠 어셈블리에 결합되어 상기 드라이브 휠 어셈블리와 일체로 승강하면서, 상기 피니언에 기어 결합하는 래크부재를 포함하고, 각 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상기 래크부재와 각 상기 피니언의 결합 방향은 상기 회전축의 축 중심을 기준으로 대칭을 이룸에 따라 양 상기 드라이브 휠 어셈블리의 승강 작동은 대향적으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조를 제시한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 바닥이 평탄하지 아니하더라도 자동 주행 차량의 구동 바퀴가 온전히 바닥에 접촉함으로써 자동 주행 차량의 의도한 주행이 가능하다. 나아가 차량은 수평을 유지함으로써 기울어짐을 최소화할 수 있어 적재물의 이탈을 방지할 수 있다. 또한 차량을 받치는 드라이브 휠 어셈블리는 비탄성적으로 작동함으로써 적재물 상하차시에 차량의 높낮이 변화가 없고, 그에 따라 상하차 로봇의 효율적인 운영이 가능해진다.

그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조를 분리하여 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에 따른 서스펜션 구조의 배면도.
도 3은 도 2에 도시된 실시예를 간략화하여 나타낸 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 실시예의 (a) 좌측 부분과 (b) 우측 부분을 나타낸 측면도.
도 5는 도 2에 도시된 실시예의 사용 상태를 나타낸 도면.
도 6은 도 2에 도시된 실시예의 다른 사용 상태를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 채용된 캠부재를 나타낸 측면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조를 간략히 나타낸 평면도.
도 9는 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 실시예의 (a) 좌측 부분과 (b) 우측 부분을 나타낸 측면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들과 실시예들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

또한 이하의 설명에서 '제1', '제2' 등의 용어는 기술적 의미가 동일성 범위에 있는 구성요소를 편의상 구별하기 위하여 사용된다. 즉, 어떠한 하나의 구성은 임의적으로 '제1구성' 또는 '제2구성'으로 명명될 수 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 발명의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 발명을 한정하지 아니한다.

또한 일부의 도면은 이해를 돕기 위하여 일부 구성요소를 생략하거나 간략화 하였으며, 일부 도면에서는 변형 정도 등을 과장하여 표현한 것임을 밝혀둔다.

또한 도면 중 로마자 Ⅰ, Ⅱ는 각기 차량의 좌륜과 우륜을 의미하여, 방향의 이해를 돕기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 서스펜션 구조를 채택한 자율 주행 차량(이하, '차량'이라 함)을 분리하여 도시한 것이다.

차량의 외형을 이루는 구조물(10)의 하부에 새시(sash, 20)가 결합되며, 이 새시(20)에는 4개의 드라이브 휠 어셈블리(drive wheel assembly)가 결합된다. 도시한 실시예에서 후방의 2개 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)에 본 발명이 의도하는 서스펜션 구조가 적용되며, 전방의 2개 드라이브 휠 어셈블리(30)는 새시(20)에 바로 고정되는 구조를 채택하고 있다. 다른 실시예에서 전방의 2 드라이브 휠 어셈블리를 대체하여 자유 회전 가능한 일반 바퀴가 설치될 수 있다.

도 2를 참고하면, 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)는 바퀴(331)를 구비하며, 바퀴(331)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동모터부(332), 바퀴를 수직축을 기준으로 회전시키는 조향모터부(321)를 포함한다.

베이스플레이트(31)의 하면에 회전 가능하게 조향플레이트(32)를 결합하고 있으며, 조향플레이트(32)는 조향모터부(321)의 작동에 의해 베이스플레이트(31)에 대하여 수평면상에서 회전 가능하다. 베이스플레이트(31)에 대하여 조향플레이트(32)가 회전하도록 연결되는 구성과, 조향플레이트(32)를 회전시키기 위한 구성은 이미 공지된 구성을 채택할 수 있다.

조향플레이트(32)의 하부에는 바퀴(331)와 구동모터부(332)가 결합된 거치브래킷(33)이 고정되어 있다.

그에 따라 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)는 바퀴(331)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킬 수 있으며, 바퀴(331)의 진행 방향을 제어할 수 있다. 이러한 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)는 이미 상용 중인 다양한 제품 중 하나를 채택할 수 있다.

새시(20) 후방의 좌우에 위치하는 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)는, 수직가이드부재(40)를 통하여 새시(20)에 결합된다.

도시한 실시예에서 수직가이드부재(40)는 복수의 엘엠 가이드(LM guide)이다. 구체적으로 엘엠 가이드의 하우징(41)은 새시(20)에 고정되고, 이 하우징(41)에서 자유롭게 신장하는 로드(42)는 드라이브 휠 어셈블리의 베이스플레이트(31)에 고정된다.

하나의 드라이브 휠 어셈블리에 복수의 엘엠 가이드를 나란히 설치함으로써 드라이브 휠 어셈블리를 안정적으로 새시에 장착할 수 있다. 또한 드라이브 휠 어셈블리의 상하 이동만 가능하도록 확실히 구속할 수 있다.

도시하지 아니하였으나, 수직가이드부재는 자유로운 직선 이동을 보장하는 다양한 기구나 장비로 변경 가능하다. 나아가 새시나 그 위에 안치되는 구조물의 하중보다 작은 탄성을 가지는 쇽 업소버(shock absorber) 등을 직선 이동 기구 등과 함께 사용할 수도 있다.

새시(20)에는 자유롭게 회전 가능하게 축이 고정되는 회전축(50)이 결합되고, 회전축(50)의 양단부에는 제1 캠부재(60A)와 제2 캠부재(60B)가 회전축(50)의 축 중심과 편심되게 고정되어 있다. 제1 캠부재(60A)와 제2 캠부재(60B)는 회전축(50)과 일체를 이루어 회전축(50)과 함께 회전된다.

여기서 제1 캠부재(60A)와 제2 캠부재(60B)는 동일한 단면 형상이며, 회전축(50)의 축 중심에 대하여 편심된 방향이 서로 반대 방향이다.

여기서 편심 방향은, 원형인 캠부재(60A, 60B)의 중심으로부터 회전축(50)의 단면 중심을 향하는 방향 벡터를 의미한다. 구체적으로 도 2를 참고하면, 제1 캠부재(60A)가 회전축(50)의 중심으로부터 편심된 방향(화살표 p1 참고)과, 제2 캠부재(60B)가 회전축(50)의 중심으로부터 편심된 방향(화살표 p2 참고)로 표시되어 있으며, 이들은 서로 반대 방향이다.

회전축(50)은 새시(20)에 설치되는 축홀더(52)에 의해 구속되어 위치가 고정되며, 제1 캠부재(60A)와 제2 캠부재(60B)는 각기 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)의 상단면에 접촉하고 있다.

이로써, 좌우의 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)는 탄성 없이 새시(20)와 구조물의 하중을 받치게 된다. 전방의 드라이브 휠 어셈블리는 새시의 하부에 직접 고정되므로, 결국 새시와 구조물은 탄성 없이 드라이브 휠 어셈블리에 의해 지지된다.

다시 도 1과 도 2를 참고하면, 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)의 상부에는 지지블록(311)이 돌출되어 있고, 새시(20)에는 지지블록(311)이 통과하는 통과홀(21)이 형성되어 있다.

또한 회전축(50), 제1 캠부재(60A) 및 제2 캠부재(60B)는 새시(20)의 상부에 설치되어 있다. 제1 캠부재(60A) 및 제2 캠부재(60B)는 각 통과홀(21)을 통하여 노출되는 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)의 지지블록(311)의 상단면을 접촉하게 설치된다.

이러한 구성요소들의 배치 구조는 차량의 지상고를 낮게 하는 것으로, 차량의 무게 중심을 가능한 낮출 수 있게 하여 차량의 제반 성능을 향상시키면서, 적재 공간을 크게 확보할 수 있게 하는 효과가 있다.

한편 도 1 내지 도 5에 도시한 실시예에서 제1 캠부재(60A)와 제2 캠부재(60B)는 원형 단면을 가진 디스크 형상이다.

각 캠부재와 드라이브 휠 어셈블리의 상단면(지지블록의 상단면)은 접촉에 의한 마모 우려가 있어, 각 캠부재(60A, 60B)에는 베어링(61)이 장착되어 외주면부(62)가 자유회전 가능하게 구성된다.

그에 따라 이후 설명하는 작동 과정 중에 캠부재의 회전이 보다 원활하게 이루어져 작동 신뢰성이 향상되며, 지지블록과의 마찰에 따른 마모의 우려를 덜 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 서스펜션 구조의 사용 상태와 관련된다.

도 5의 (a)와 (b) 그리고 도 6의 (b)에서 도면 가운데는 서스펜션 구조를 후면에서 바라본 것이고, 그 좌측과 우측은 각기 좌우의 드라이브 휠 어셈블리를 좌측면에서 바라본 것이다.

드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)와 캠부재들(60A, 60B)의 개략적으로 도시한 도 4와 도 5를 참고하면, 차량이 평탄하지 않은 공장 바닥을 지나가면서 발생하는 좌우 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)의 높이 편차에 따라, 회전축(50)과 캠부재들(60A, 60B)이 회전하는 것임을 나타내고 있다.

어느 한 쪽 드라이브 휠 어셈블리의 상승 또는 하강은 다른 드라이브 휠 어셈블리의 하강 또는 상승과 연동되는데, 이러한 좌우 드라이브 휠 어셈블리의 교호 승강 작동은 일체로 정방향 또는 역방향으로 회전하는 회전축과 각 캠부재에 의해 이루어진다.

그 결과, 두 드라이브 휠 어셈블리는 차량의 하중을 고르게 지지하면서, 높이 차이가 나는 지면에 온전히 접지하게 된다. 이때 차량은 수평을 유지하게 된다.

도 4의 (a), (b)와 도 5의 (a)는 좌우의 드라이브 휠 어셈블리가 평탄한 바닥에 놓여 사실상 수평한 상태이다.

도 4의 (a), (b)에서 드라이브 휠 어셈블리에 구비된 바퀴(331)의 축 중심을 통과하는 수직선(V) 상에 회전축(50)의 중심(51)이 놓인다. 한편 각 캠부재(60A, 60B)의 중심(63)은 수직선(V)에서 수평 거리 d 만큼 이격되어 있다. 다만, 도 4의 (a)에 도시한 좌측의 드라이브 휠 어셈블리(30L)에서 제1 캠부재(60A)는 도면의 오른쪽으로 치우쳐지게 되고, 도 4의 (b)에 도시한 우측의 드라이브 휠 어셈블리(30R)에서는 제2 캠부재(60B)가 도면의 왼쪽으로 치우쳐지게 되어, 좌우 드라이브 휠 어셈블리에서 편심된 수평거리는 d로 동일하나 편심된 방향이 서로 반대이다.

도 5의 (b)와 도 6의 (a)는 평탄하지 아니한 바닥에 진입하는 순간에 발생하는 서스펜션 구조의 작동을 개념적으로 나타낸다. 우측 드라이브 휠 어셈블리(30R)가 함몰된 바닥으로 진입하면, 우측 드라이브 휠 어셈블리(30R)는 자체 무게에 낮아진 바닥을 타고 이동하게 된다. 이를 새시의 관점에서 보면 우측 드라이브 휠 어셈블리(30R)는 원래의 수평한 높이에서 하강한 상태가 된다.

이때 차량의 하중은 왼쪽 드라이브 휠 어셈블리(30L)에 집중되며, 이를 블록 화살표로 도면에 표시하였다. 제1 캠부재(60A)가 회전축(50)에 편심되게 고정되어 있기 때문에, 제1 캠부재(60A)에서 반시계 방향으로의 회전이 발생된다(도 6의 (a) 참고).

그 결과, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 캠부재(60A)가 각도 A 만큼 반시계방향으로 회전하여 새로운 지점에서 좌측 드라이브 휠 어셈블리(30L)의 지지블록이 지지되고, 제2 캠부재(60B)도 각도 A 만큼 반시계방향으로 회전하여 우측 드라이브 휠 어셈블리(30R)의 지지블록이 지지된다.

이 과정 중에 좌측의 바닥면으로부터의 차량 지상고는 좌우 바닥 높이차의 1/2 만큼 낮아지게 된다. 관점을 달리하여 새시를 기준으로 하면, 좌측의 드라이브 휠 어셈블리(30L)는 상승하고 우측의 드라이브 휠 어셈블리(30R)는 하강한 결과가 된다.

결국, 좌우측의 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R) 모두는 높낮이가 다른 바닥에 온전히 접촉하고, 차량의 하중은 각 캠부재(60A, 60B)를 통해 좌우 드라이브 휠 어셈블리에 균등히 지지된다. 또한 회전축(50)을 비롯한 차량은, 바닥의 편차에도 불구하고, 수평하게 유지하게 된다.

한편 본 발명에 따른 서스펜션 구조의 작동 관계를 이해하기 쉽도록 하고자 도 5의 (b)를 도시하였으나, 실제 작동 중에 캠부재와 작동블록은 떨어지지 아니하고 연속적으로 작동되는 것임을 밝혀둔다.

이러한 회전축과 캠부재들의 작동은, 서스펜션 구조가 적용된 두 드라이브 휠 어셈블리의 높이차가 발생하는 경우에 발생되는 것으로, 어느 한 쪽 드라이브 휠 어셈블리가 다른 쪽보다 높게 상승하는 경우에도 적용된다.

도 7은 다른 실시예들에 따른 서스펜션 구조에 채택된 타원형 캠부재(60C, 60D)를 나타내고 있다. 도시를 생략한 다른 구성은 전술한 실시예의 구성요소와 동일한 것이다.

도 7의 (a)에서는 캠부재(60C)의 단축 부분이 드라이브 휠 어셈블리의 지지블록(311)에 접촉하는 것이고, 도 7의 (b)는 또 다른 실시예로 캠부재(60D)의 장축 부분이 드라이브 휠 어셈블리의 지지블록(311)에 접촉하는 것이다.

타원형 캠부재(60C, 60D)를 채택함으로써 어느 한 쪽 드라이브 휠 어셈블리가 승강하는 때에 회전축이 보다 민감하게 반응하거나 둔감하게 반응하도록 할 수 있다.

구체적으로 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 타원형 캠부재(60C)의 장축 부분이 드라이브 휠 어셈블리를 지지하도록 구성한 경우에는 곡률이 큰 부분에서 지지 위치가 변경됨에 따라 양 드라이브 휠 어셈블리의 높이 차에 보다 민감하게 반응할 수 있다.

한편 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 타원형 캠부재(60D)의 단축 부분이 드라이브 휠 어셈블리에 지지하도록 설치하는 경우에는 원형인 캠부재에 비하여 민감도를 낮게 할 수 있다.

한편 도 8은 서스펜션 구조가 적용되는 다른 예를 나타낸다. 도 8에서 상단부의 화살표는 전방 진행 방향을 나타낸다.

서스펜션 구조가 적용되는 드라이브 휠 어셈블리(301)는 전후로 나란하게 배치되어, 전륜과 후륜에 걸쳐 서스펜션 구조가 적용될 수 있다(도 8의 (a), (b) 참고).

또는 서스펜션 구조는 전방의 좌우 드라이브 휠 어셈블리(301)에 적용될 수 있는데, 전륜 좌우 또는 후륜 좌우에 선택적으로 적용할 수도 있다(도 8의 (c), (d) 참고).

도 9 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조와 관련된다.

도시된 실시예의 서스펜션 구조는 새시(20)와 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)를 포함하며, 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)를 수직 방향으로만 이동 가능하게 구속하는 수직가이드부재(40), 새시(20)에 장착되는 회전축(50)을 포함한다. 나아가 회전축(50) 양단에 구비되는 피니언(80)과, 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)에 결합되어 있으며 피니언(80)에 연결되는 래크부재(34)를 포함한다. 이들 구성요소들은 이하에서 설명하는 내용과 저촉하지 아니한 범위 내에서 전술한 실시예의 기술적 특징을 그대로 포함한다.

새시(20)의 상부에 회전 가능하게 장착되는 회전축(50)은 자유로운 회전이 가능하다. 이 회전축(50)의 양단부에는 피니언(80)이 결합되어 있으며, 피니언(80)은 회전축(50)과 일체를 이루면서 회전된다.

래크부재(34)는 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)의 상부에 수직되게 세워지는 구조물이며, 구조물의 일면에는 피니언과 기어 결합되는 래크가 구비된다.

회전축 좌우의 각 피니언(80)에 연결되는 래크부재의 결합 방향은, 좌우 피니언(80)에서 서로 반대방향이다. 다시 말해 각 래크부재(34)와 각 피니언(80)의 결합 방향은 회전축(50)의 축 중심을 기준으로 대칭을 이루고 있다.

구체적으로 좌측의 드라이브 휠 어셈블리(30L)에서 래크부재(34)는 좌측 피니언(80)의 전방측에서 연결되어 있으며, 우측의 드라이브 휠 어셈블리(30R)에서 래크부재(34)는 우측 피니언(80)의 후방측에서 연결되어 있다.

이와 같이 좌우 피니언(80)에서 래크부재(34)의 연결 방향이 서로 반대 방향이기 때문에 어느 한 드라이브 휠 어셈블리(30L)가 상승하여 피니언들과 회전축이 회전하게 되면, 나머지 드라이브 휠 어셈블리(30R)는 피니언(80)의 회전에 의해 래크부재(34)와 함께 하강하게 된다.

즉, 전술한 실시예와 마찬가지로 회전축(50)과 양 피니언(80)에 의해 연결된 한 쌍의 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)는, 어느 한 드라이브 휠 어셈블리가 상승하면 다른 드라이브 휠 어셈블리가 하강하도록 동조된다.

이러한 좌우 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)의 동조된 상하 이동은 전술한 실시예의 서스펜션 구조와 동일한 것으로 평탄하지 아니한 바닥에 두 드라이브 휠 어셈블리가 진입하였을 때에 도 5 내지 도 6에 도시한 바와 같은 작동을 구현하게 된다.

또 피니언(80)과 래크부재(34)의 연결을 통해 새시를 포함한 하중을 드라이브 휠 어셈블리(30L, 30R)가 지탱함에 있어서 탄성적 요소가 배제되어 있다. 즉 무탄성인 서스펜션 구조가 된다.

피니언(80)과 래크부재(34)의 기어 결합은 어느 한 드라이브 휠 어셈블리의 상승 또는 하강에 따른 피니언의 회전과, 피니언의 회전에 따른 다른 드라이브 휠 어셈블리의 하강 또는 상승이 미끄러짐 없이 이루어지게 하는 것이다. 그에 따라 서스펜션의 작동이 매우 정확하게 이루어지는 장점이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 서스펜션 구조는, 차량이 평탄치 않은 바닥을 지나가는 동안 드라이브 휠 어셈블리의 바퀴가 온전히 바닥에 접촉할 수 있게 하는 것이다. 또한 드라이브 휠 어셈블리의 높낮이가 변경되며 평탄하지 아니한 바닥에 접촉하는 과정 중에도 차량의 수평이 유지된다. 이러한 드라이브 휠 어셈블리는 탄성적으로 상하 이동하는 것이 아니라 캠부재에 의한 비탄성 구조를 가지는 것으로, 차량에 상하차 하는 과정 중에 차량의 높낮이를 전혀 변화시키는 것이 아니다. 이로써 상하차 과정 중 차량의 높낮이 변화에 따른 위치 관계 추적 및 수정을 위한 복잡한 제어 요소의 개입을 저감시킬 수 있어 자동화 시스템의 제어 효율을 크게 향상시킨다.

10 : 구조물
20 : 새시 21 : 통과홀
30, 30L, 30R. 301 : 드라이브 휠 어셈블리
31 : 베이스플레이트 311 : 지지블록
32 : 조향플레이트 321 : 조향모터부
33 : 거치브래킷 331 : 바퀴 332 : 구돔모터부
34 : 래크부재
40 : 수직가이드부재 41 : 하우징 42 : 로드
50 : 회전축 51 : 중심 52 : 축홀더
60A : 제1 캠부재 60B : 제2 캠부재 60C, 60D : 캠부재
61 : 베어링 62 : 외주면부 63 : 중심
80 : 피니언
p1, p2 : 화살표 V : 수직선

Claims (6)

1. 자율주행 차량 하부의 새시와, 드라이브 휠 어셈블리를 연결하는 서스펜션 구조에 있어서,
   한 쌍의 상기 드라이브 휠 어셈블리가 상기 새시에 대하 수직으로 이동 가능하게 지지하는 수직가이드부재,
   상기 새시에 회전 가능하게 축이 고정되는 회전축 및
   상기 회전축에 편심되게 결합되어 상기 회전축과 함께 회전되며, 각 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상단면에 외주면이 접촉하는 제1 캠부재와 제2 캠부재를 포함하고,
   상기 제1 캠부재가 상기 회전축의 중심으로부터 편심된 방향과, 상기 제2 캠부재가 상기 회전축의 중심으로부터 편심된 방향은 서로 반대 방향인
   자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조.
2. 제1항에서,
   상기 제1 캠부재와 상기 제2 캠부재는 원형 단면을 가진 디스크 형상이고,
   상기 드라이브 휠 어셈블리의 상단부와 접촉하는 외주면부는 베어링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는
   자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조.
3. 제1항에서,
   상기 제1 캠부재와 상기 제2 캠부재는 타원형 단면을 가진 디스크 형상인 것을 특징으로 하는
   자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조.
4. 제1항에서,
   상기 드라이브 휠 어셈블리의 상부에는 지지블록이 돌출되어 있고,
   상기 새시에는 상기 지지블록이 통과하는 통과홀이 형성되어 있으며,
   상기 회전축, 제1 캠부재 및 상기 제2 캠부재는 상기 새시의 상부에 설치되어, 상기 새시의 상면 위로 돌출되는 상기 지지블록의 상단면을 지지하는 것을 특징으로 하는
   자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조.
5. 제1항에서,
   상기 수직가이드부재는
   하우징은 상기 새시에 고정되고, 상기 하우징에서 자유롭게 신장하는 로드가 상기 드라이브 휠 어셈블리에 고정되는 복수의 엘엠 가이드인 것을 특징으로 하는
   자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조.
   
6. 자율주행 차량 하부의 새시와, 드라이브 휠 어셈블리를 연결하는 서스펜션 구조에 있어서,
   한 쌍의 상기 드라이브 휠 어셈블리가 상기 새시에 대하 수직으로 이동 가능하게 지지하는 수직가이드부재,
   상기 새시에 회전 가능하게 축이 고정되는 회전축,
   상기 회전축의 양단부에 결합되어 있으며, 상기 회전축과 일체로 회전 가능한 피니언 및
   각 상기 드라이브 휠 어셈블리에 결합되어 상기 드라이브 휠 어셈블리와 일체로 승강하면서, 상기 피니언에 기어 결합하는 래크부재를 포함하고,
   각 상기 드라이브 휠 어셈블리의 상기 래크부재와 각 상기 피니언의 결합 방향은 상기 회전축의 축 중심을 기준으로 대칭을 이룸에 따라 양 상기 드라이브 휠 어셈블리의 승강 작동은 대향적으로 이루어짐을 특징으로 하는
   자동 주행 차량의 무탄성 서스펜션 구조.
   

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