KR102101189B1

KR102101189B1 - 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치

Info

Publication number: KR102101189B1
Application number: KR1020180128162A
Authority: KR
Inventors: 장진만; 장영윤; 장세윤
Original assignee: 장진만
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2020-04-16
Anticipated expiration: 2038-10-25

Abstract

본 발명은 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치에 관한 것으로서, 차체 프레임의 전륜과 후륜에 각각 연결되게 구비되어 전륜과 후륜을 개별 구동시키는 주행모터와, 차체 프레임의 전,후부에 구비되어 전륜과 후륜을 각각 선회시키는 액슬바디를 포함하는 농업용 운반차량의 조향장치로서, 차체 프레임에 고정되게 구비되는 전,후방 실린더; 각 실린더의 양측으로 출입되게 구비되는 한편 그 양단부가 각각 양 전륜과 양 후륜에 연결되는 실린더로드; 전방 또는 후방 실린더로드에 고정되어 실린더로드와 같이 이동되는 체인브라켓; 체인브라켓에 그 양단부가 고정되게 구비되는 체인; 차체 프레임에 회전가능하게 구비되고 그 외주면에는 체인이 걸림되어 구비되는 구동휠; 차체 프레임에 구비되어 구동휠의 회전 방향과 회전량을 감지하는 엔코더; 엔코더에서 감지되어 검출된 값을 판독하여 각 실린더로드를 역작동시켜 전륜 및 후륜을 직진 상태로 자동 정렬시키는 ECU;를 포함하는 농업용 운반차량의 조향장치를 제공한다.

Description

자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치{Steering system of transform vehicles for agriculture}

본 발명은 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 농업용 운반차량의 조향 후에는 선회된 바퀴를 직진 상태로 자동 정렬시킬 수 있는 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치에 관한 것이다.

일반적으로, 농업에 사용되는 농기계는 작업자가 보행하면서 농기계를 조작하는 보행형 농기계와, 작업자가 탑승한 상태에서 농기계를 직접 조작하는 승용 농기계로 구분되며, 이러한 농기계 중 최근에는 농기계에 유선 또는 무선으로 연결된 리모컨을 통해 작업자가 농기계에 직접 탑승하지 않고 리모컨 조작만으로 농기계를 구동시킬 수 있는 리모트 컨트롤용 농기계도 개발되어 있다.

이러한 농기계의 후부에는 용도에 맞는 작업기가 부착되어 필요한 작업을 수행하게 되며, 농기계에 장착되어 사용되는 작업기로는 약제살포를 수행하는 방제기, 비료살포기, 비닐 피복기, 두둑 성형기, 로터리, 쟁기, 이양기 등과 같이 다양한 종류가 있다.

이와 같이 농기계에 필요한 작업기를 장착(연결)하여 작업지로 이동한 후 작업기를 작동시켜 작업을 수행하게 되는데, 이와 같이 사용되는 대부분의 농기계는 운전석에 구비되는 조향모드 버튼을 선택함으로써, 해당 작업에 맞게 2륜 조향(전륜조향 또는 후륜조향), 4륜 조향을 선택하여 보다 편리하게 작업을 수행할 수 있게 된다.

이러한 농기계는 엔진에서 발생된 동력을 동력전달장치를 통해 바퀴에 전달하여 주행이 이루어지도록 하고 있으며, 농기계의 2륜 또는 4륜 조향 방식은 주로 유압에 의해 전환 사용될 수 있으며, 전지나 답지에서 모내기 또는 방제작업 등을 수행할 때 작업 여건이나 환경, 지형 등을 고려하여 적절히 선택 사용될 수 있게 된다.

이와 같은 농기계의 2륜 또는 4륜 유압식 조향 시스템은 국내 등록특허 제10-1315024호(이하 '선행기술문헌'이라 한다)에서 제안된 바 있다.

이러한 선행기술문헌에는, 프레임의 상부에 엔진이 설치되고 이용자가 착석하여 조작하기 위한 운전석과 작업기를 연결할 수 있도록 구비하는 연결수단과; 상기 프레임의 전,후방 양측에는 구동과 조향을 위하여 전륜과 후륜을 장착하고; 상기 전,후륜은 운전석에 설치되는 조향모드선택버턴과 스티어링휠의 조작에 의하여 콘트롤러가 전륜콘트롤밸브와 후륜콘트롤밸브를 통하여 전륜에 설치되는 전륜조향유압실린더와 후륜에 설치되는 후륜조향유압실린더를 움직여 전륜조향, 후륜조향, 4륜조향을 선택할 수 있게 구성되는 승용 농기계용 조향장치에 있어서; 전륜조향을 선택한 상태일 때 후륜이 자체유격 또는 작업지의 외압에 의하여 정상정렬상태를 유지하지 못할 경우 바로 정상정렬상태로 보정 하도록 함과 아울러, 코너조향을 선택할 경우에는 후륜이 전륜과 동일한 방향으로 조향을 이루어 작업지의 코너진입을 용이하게 할 수 있도록 하는 보정콘트롤밸브를 더 설치하고; 상기 보정콘트롤밸브는, 조향모드선택버턴 중 전륜조향을 선택하면, 후륜조향축에 설치되는 감지센서의 감지정보를 인가받은 콘트롤러가 보정콘트롤밸브를 제어하여 후륜조향유압실린더를 움직여 후륜이 정상정렬상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 승용 농기계용 조향장치가 개시되어 있다.

하지만, 이와 같은 종래의 선행기술문헌에 개시된 농기계에 적용되는 바퀴는 조향 후엔 조향 방향으로 회전된 상태를 그대로 유지하게 됨으로써 작업자가 농기계의 바퀴를 정렬상태를 확인하지 않고 농기계를 주행시키면 조향되어 있던 방향으로 농기계가 계속 선회하게 됨으로써 주위의 농작물을 훼손시키게 되는 단점이 있다.

국내 등록특허 제10-1315024호

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 농업용 운반차량의 조향 후 일정 시간이 경과되면 선회된 바퀴를 자동으로 직진 상태로 정렬시킬 수 있도록 한 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적으로는, 농업용 운반차량의 조향시는 전륜과 후륜을 항상 동시에 동일한 각도의 반대 방향으로 조향시켜 후륜이 전륜의 궤적을 따라 주행하면서 선회할 수 있도록 한 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치는, 차체 프레임의 전륜과 후륜에 각각 연결되게 구비되어 전륜과 후륜을 개별 구동시키는 주행모터와, 차체 프레임의 전,후부에 구비되어 전륜과 후륜을 각각 선회시키는 액슬바디를 포함하는 농업용 운반차량의 조향장치로서, 차체 프레임에 고정되게 구비되는 전,후방 실린더; 각 실린더의 양측으로 출입되게 구비되는 한편 그 양단부가 각각 양 전륜과 양 후륜에 연결되는 실린더로드; 전방 또는 후방 실린더로드에 고정되어 실린더로드와 같이 이동되는 체인브라켓; 체인브라켓에 그 양단부가 고정되게 구비되는 체인; 차체 프레임에 회전가능하게 구비되고 그 외주면에는 체인이 걸림되어 구비되는 구동휠; 차체 프레임에 구비되어 구동휠의 회전 방향과 회전량을 감지하는 엔코더; 엔코더에서 감지되어 검출된 값을 판독하여 각 실린더로드를 역작동시켜 전륜 및 후륜을 직진 상태로 자동 정렬시키는 ECU;를 포함할 수 있다.

그리고, 차체 프레임에는 체인에 결합되어 체인을 구동휠 측으로 밀어 지지하는 아이들링휠이 회전가능하게 구비될 수 있으며, 차체 프레임에는 체인브라켓 측으로 돌출되는 가이드핀이 구비되고, 체인브라켓에는 가이드핀이 관통되게 결합되는 가이드홀이 구비되어, 체인브라켓의 직선 이동을 가이드하도록 구성할 수도 있다.

또한, 차체 프레임에는 전,후방 실린더에 유압을 공급하는 파워백이 구비되되, 파워백은, 전,후방의 실린더에 각각 연결되게 구비되는 샌드위치블록; 샌드위치블록에 구비되어 샌드위치블록의 유로를 변경하는 디렉셔날밸브; 샌드위치블록을 통해 전방 실린더 또는 후방 실린더에 유압을 공급하는 유압펌프;를 포함하여, 전륜과 후륜을 동일한 각도의 반대 방향으로 조향시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

게다가, 전방 실린더와 후방 실린더에는 각각 제 1,2 포트가 구비되고, 샌드위치블록에는 전방 실린더의 제 1,2 포트 중 어느 하나의 포트와 연결되는 제 1 포트와, 후방 실린더의 제 1,2 포트 중 어느 하나의 포트와 연결되는 제 2 포트가 구비될 수도 있다.

이와 더불어, 샌드위치블록의 제 1,2 포트는 서로 다른 위치로 구비되는 전,후방 실린더의 포트에 연결되게 구비되고, 전,후방 실린더의 나머지 포트는 서로 연결되게 구비되어, 유압이 순환할 수 있도록 구성할 수도 있다.

본 발명의 자동 정렬기능을 갖는 농업용 운반차량의 조향장치에 따르면, 농업용 운반차량의 조향 후 일정 시간이 경과되면 자동 정렬수단인 감지모듈과 ECU에 의해 선회되어 있던 전륜 및 후륜의 바퀴를 자동으로 직진 상태로 정렬시켜 줌으로써 농업용 운반차량이 무한 선회되는 오작동을 사전에 방지할 수 있고, 이에 따라 훼손되는 농작물의 피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또, 본 발명에 따르면, 농업용 운반차량의 전륜과 후륜을 동시에 동일한 각도의 반대 방향으로 조향시켜 후륜이 전륜의 궤적을 따라 선회됨으로써 후륜의 선회 동작에 의한 농작물의 훼손을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 전면 상부의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 전면 하부의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 후면 상부의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 후면 하부의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 농업용 운반차량에 구성되는 바퀴의 자동정렬수단을 도시한 평면 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 우회전시 조향 원리를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 좌회전시 조향 원리를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략하고, 종래기술과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하며, 중복되는 설명은 생략한다.

첨부도면 도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 농업용 운반차량 및 이에 구성되는 조향장치를 도시한 도면들이다.

본 발명에 따른 농업용 운반차량(100)은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 그 중심부에 전,후로 길게 형성된 차체 프레임(110)이 나란히 구비되고, 차체 프레임(110)의 상부에는 농업용 운반차량(100)에 전원을 제공하기 위한 배터리팩(120)과, ECU(500) 및 다수의 기판 등이 내장되게 설치되는 배전함(130)이 각각 구비된다.

그리고, 차체 프레임(110)의 전,후 양 외측부에는 각각 전륜(140)과 후륜(150)이 구비되고, 전,후륜(140)(150)의 양 바퀴는 후술될 구동모듈(200)의 전,후 액슬바디(230)(240)에 회전가능하게 구비되어, 지면을 구르게 된다.

한편, 차체 프레임(110)의 하부에는 전륜(140)과 후륜(150)을 구동시키기 위한 구동모듈(200)이 구비된다.

이러한 구동모듈(200)은 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 차체 프레임(110)의 전,후 하부에 각각 고정되게 구비되는 액슬바디(230)(240)와, 각 액슬바디(230)(240)에 구동축(211)(221)으로 각각 연결되는 정.역회전 구동되는 주행모터(210)(220)를 포함한다.

전륜(140)과 후륜(150)을 각각 구동시키는 각 주행모터(210)(220)는 차체 프레임(110)의 하부에 각각 고정되게 구비되고, 배터리팩(120)의 전원을 공급받아 구동됨으로써 화석 연료를 사용하지 않으므로 화석 연료의 연소 과정에서 발생되는 연소가스에 의한 환경오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이러한 주행모터(210)(220)에는 각각 구동축(211)(221)이 연결되어 전원 공급시 구동축(211)(221)이 정회전 또는 역회전할 수 있게 된다.

그리고, 액슬바디(230)(240)는 그 양측 단부의 차축이 차체 프레임(110) 외측으로 돌출되게 구비되고, 액슬바디(230)(240)의 양 차축에는 전,후륜(140)(150)의 각 바퀴가 결합 고정되어 회전되게 구비된다.

이러한 전,후 액슬바디(230)(240)에는 서로 마주하도록 회전축(231)(241)이 돌출되게 구비되고, 액슬바디(230)(240)의 회전축(231)(241)에는 각 주행모터(210)(220)에 구비된 구동축(211)(221)이 유니버셜 조인트(212)(222)로 연결되어 구비된다.

이로써, 각 주행모터(210)(220)가 구동됨에 따라 구동축(211)(221)이 회전되면, 구동축(211)(221)과 유니버셜 조인트(212)(222)로 연결된 액슬바디(230)(240)의 회전축(231)(241)이 회전되고, 회전축(231)(241)에 연결된 액슬바디(230)(240)의 양 차축이 회전되어 이에 결합 고정된 각 바퀴를 회전시키게 된다.

이와 같은 액슬바디(230)(240)의 내부에는 도면으로 도시되지는 않았지만, 액슬바디(230)(240)의 회전축(231)(241)과 차축을 연결하는 차동기어가 구비되어, 선회시 전륜(140) 및 후륜(150)의 양 바퀴를 서로 다른 회전속도로 회전시켜 미끄러짐을 방지할 수 있다.

한편, 차체 프레임(110)의 전단부와 후단부에는 각각의 실린더(250)(260)가 구비되고, 각 실린더(250)(260)에는 그 내부로 유압을 공급 또는 배출시키기 위한 제 1,2 포트(251)(252)(261)(262)가 각각 굽된다.

그리고, 각 실린더(250)(260)의 양측 단부에는 실린더로드(270)(280)가 출입가능하게 구비되고, 이러한 실린더로드(270)(280)는 하나의 로드가 실린더(250)(260)의 양측으로 돌출되게 구비될 수 있거나 또는 복수의 로드가 실린더(250)(260)의 양측으로 각각 돌출되게 구비될 수도 있다.

또한, 실린더(250)(260)의 외측으로 돌출된 실린더로드(270)(280)의 각 단부에는 각 실린더로드(270)(280)를 전륜(140) 및 후륜(150)의 각 바퀴와 연결하는 커넥팅로드(271)(281)가 각각 구비된다.

이 커넥팅로드(271)(281)는 그 일단부가 실린더로드(270)(280)에 회전가능하게 결합되어 구비되고, 타단부는 액슬바디(230)(240)의 양측 단부에서 선회되는 선회부에 회전가능하게 결합되어 구비된다. 이러한 선회부는 액슬바디(230)(240)의 양측 단부에서 차축을 감싼 상태로 선회가능하게 힌지 결합되고, 각 바퀴에는 상대 회전되지 않도록 연결된 케이스로 구비될 수 있다.

따라서, 실린더(250)(260)에서 실린더로드(270)(280)가 일방향으로 인출됨에 따라 양 바퀴가 액슬바디(230)(240)에서 일방향으로 동일한 각도로 회전하게 된다.

특히, 전방 커넥팅로드(271)는 전륜(140)과 액슬바디(230)의 연결부(회전부)를 기준으로 전륜(140)의 전방에 연결되고, 후방 커넥팅로드(281)는 후륜(150)과 액슬바디(240)의 연결부를 기준으로 후륜(150)의 후방에 연결되어 구비됨으로써 조향시 전륜(140)과 후륜(150)이 동일한 각도로 서로 반대 방향으로 회전되게 구비된다.

게다가, 상기와 같은 전,후륜(140)(150)의 바퀴는 액슬바디(230)(240)에 의해 지면에 3점 지지 또는 4점 지지되게 구비된다.

즉, 농업용 운반차량(100)이 이동되는 지면이 평탄한 경우에는 운반차량(100)의 네 바퀴가 모두 지면에 접하여 4점 지지된 상태를 유지하지만, 지면이 고르지 못한 경우에는 지면에 네 바퀴 중 최소 세 바퀴가 접하는 3점 지지 상태를 유지하여야만 운반차량(100)의 주행과 조향이 가능하게 된다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 점을 만족시키기 위해, 운반차량(100)의 후방에 작업기가 연결되는 점을 감안하여, 후방의 액슬바디(240)는 도 4 및 도 5에서와 같이 차체 프레임(110) 하면에 고정되게 구비되고, 전방의 액슬바디(230)는 도 3에서와 같이 차체 프레임(110)의 하면에서 좌우로 스윙될 수 있도록 피봇핀(160)으로 힌지 결합되게 구비된다.

이로써, 운반차량(100)의 후륜(150)은 항상 지면에 접하여 구름되고, 전륜(140)은 지면의 상태에 따라 양 바퀴가 모두 접하는 4점 지지 형태를 유지하거나 또는 양 바퀴 중 일측 바퀴만 지면에 접하는 3점 지지 형태를 유지하게 된다.

따라서, 지면 상태에 관계없이 지면에 항상 접하여 구름되는 후륜(150)에는 후술될 조향각도 감지모듈(400)이 구성된다.

한편, 차체 프레임(110)의 상부에는 상기와 같이 구성되는 전륜(140) 및 후륜(150)을 동시에 동일한 각도의 반대 방향으로 조향시켜 농업용 운반차량(100)을 선회시킬 수 있도록 한 파워팩(300)이 구비된다.

이러한 파워팩(300)은 유압 공급수단으로서 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 차체 프레임(110)의 상면에 세워진 상태로 고정되게 구비된 센터블록(340)과, 센터블록(340)의 일측면에 결합 고정되고 그 내부에 유압이 저장되어 있는 유압탱크(310)와, 유압탱크(310) 내부에 구비되어 유압을 센터블록(340)으로 공급하는 유압펌프(330)와, 센터블록(340)의 타측면에 결합 고정되어 유압펌프(330)를 구동시키는 유압모터(320)를 포함한다.

게다가, 센터블록(340)의 상면에 센터블록(340)과 연통되게 구비되는 샌드위치블록(350)과, 샌드위치블록(350)에 구비되어 샌드위치블록(350)의 유로를 변경하는 디렉셔날밸브(directional valve)(360)를 더 포함한다.

이러한 샌드위치블록(350)의 전,후 양면에는 각각 전,후 실린더(250)(260)의 포트(251)(252)(261)(262)에 연결되는 제 1,2 포트(351)(352)가 구비된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 샌드위치블록(350)의 전면에 구비된 제 1 포트(351)는 도 6 내지 도 8을 기준으로 전방 실린더(250)의 좌측에 구비된 제 1 포트(251)에 제 1 유압호스(370)로서 연결되고, 샌드위치블록(350)의 후면에 구비된 제 2 포트(352)는 후방 실린더(260)의 우측에 구비된 제 2 포트(262)에 제 2 유압호스(371)로서 연결되며, 전,후방 실린더(250)(260)의 나머지 포트 즉, 전방 실린더(250)의 제 2 포트(252)와 후방 실린더(260)의 제 1 포트(261)는 제 3 유압호스(372)로서 연결되게 구비된다.

이로써, 농업용 운반차량(100)의 조향시는 전방 또는 후방 실린더(250)(260)로 유압이 공급됨에 따라 이 실린더(250)(260)에서 배출되는 유압이 다시 반대편 측의 나머지 후방 또는 전방 실린더(250)(260)로 공급되어 양 실린더(250)(260)가 동시에 동일한 각도로 서로 반대 방향으로 조향될 수 있고, 나머지 실린더(250)(260) 측에서 배출되는 유압은 다시 샌드위치블록(350)의 제 1 또는 제 2 포트(351)(352)를 통해 유압탱크(310)로 공급되어 저장되는 순환구조를 가질 수 있게 되므로 유압의 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 디렉셔날밸브(360)는 그 내부에 스풀(spool)(미도시)이 구비되고, 이 스풀은 디렉셔날밸브(360)의 양단부에 구비된 전자석부(361)(362)에 전류가 흐름에 따라 전방 또는 후방으로 이동되면서 샌드위치블록(350)의 제 1 포트(351) 또는 제 2 포트(352)를 유압의 공급로로 형성하고 나머지 포트를 유압의 회수로로 형성하게 된다.

한편, 상기와 같은 전륜(140) 및 후륜(150)의 조향각도는 감지모듈(400)에 의해 감지되어 검출되고, 이 감지모듈(400)은 지면 상태에 관계없이 항상 지면에 접하여 구름되는 후륜(150)의 조향각도를 감지하는 것이 바람직하다.

이러한 감지모듈은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 차체 프레임(110)의 후단부에 외측으로 돌출되게 고정된 베이스플레이트(410)와, 베이스플레이트(410)의 상면에 회전가능하게 구비되는 구동휠(420)과, 베이스플레이트(410)의 하면에 구비되어 정.역회전되는 구동휠(420)의 회전 방향과 회전량을 감지하여 그 값을 ECU(500)로 출력하는 엔코더(430)와, 후방 실린더(260)의 양측으로 돌출된 양측 후방 실린더로드(280)에 결합 고정되는 체인브라켓(450)과, 체인브라켓(450)의 양단부를 가로지른 상태로 구동휠(420)에 치합되게 구비되는 체인(460)을 포함한다.

여기서, 구동휠(420)은 체인(460)과의 견고한 결합을 위한 스프로킷휠로 구비되는 것이 바람직하고, 이와 같은 구동휠(420)과 체인(460)은 풀리와 벨트보다 응답성이 신속하고 정확하므로 바퀴의 조향각도를 정확히 검출할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 체인브라켓(450)은 후방 실린더로드(280)의 양측에 결합 고정되어 있으므로 후방 실린더로드(280)와 같이 이동되고, 체인(460)은 체인브라켓(450)과 이동되면서 이에 결합된 구동휠(420)을 정회전 또는 역회전시키게 된다.

엔코더(430)는 후륜(150)이 직진 상태로 나란히 정렬된 상태를 "0"으로 셋팅한 상태에서 후륜(150)이 도 7에서와 같이 우회전을 위해 좌측으로 회전되어 구동휠(420)이 반시계방향으로 회전되면 "-" 값으로, 도 8에서와 같이 좌회전을 위해 우측으로 회전되어 구동휠(420)이 시계방향으로 회전되면 "+" 값으로 검출된 값을 농업용 운반차량(100)의 ECU(500)로 출력하고, 이에 ECU(500)는 농업용 운반차량(100)이 정지한 후 디렉셔날밸브(360)를 역작동시킨 상태에서 유압펌프(330)를 재가동시켜 유압을 역으로 공급하여 회전된 전륜(140) 및 후륜(150)을 역회전시켜 직진 상태로 자동 정렬시키게 된다.

한편, 체인(460)을 기준으로 구동휠(420)의 반대편 측의 베이스플레이트(410)에는 아이들링휠(440)이 회전가능하게 구비되고, 아이들링휠(440) 역시도 스프로킷휠로서 체인(460)이 걸림되게 구비된다.

이러한 아이들링휠(440)은 체인(460)을 구동휠(420) 측으로 밀어 지지함으로써 체인(460)이 구동휠(420)에 장력을 유지한 채로 견고히 결합될 수 있도록 한 것인데, 이를 위해 아이들링휠(440)은 구동휠(420) 측으로 치우지게 설치되어 텐셔너와 같은 기능을 갖도록 구비된다.

게다가, 후방 실린더로드(280)와 같이 이동되는 체인브라켓(450)은 베이스플레이트(410) 상에서 정확히 직선 이동되도록 가이드되는 바, 체인브라켓(450)에는 직선 이동방향으로 형성된 가이드홀(451)이 구비되고, 베이스플레이트(410)에는 가이드홀(451)을 관통하여 구속되는 가이드핀(411)이 구비된다.

따라서, 이와 같이 구비되는 가이드핀(411)과 가이드홀(451)에 의해 체인브라켓(450)이 베이스플레이트(410) 상에서 유동없이 정확히 좌우로 직선 이동되게 구비됨으로써 체인브라켓(450)과 같이 이동되는 체인(460)의 정확한 직선 이동을 유도할 수 있어, 체인(460)의 이동량에 대비한 회전량을 갖는 구동휠(420)을 통해 조향각도를 정확히 검출할 수 있게 된다.

한편, 일방향으로 조향된 농업용 운반차량(100)의 바퀴를 직진 상태로 나란히 자동 정렬하는 방법은, 후륜(150)의 조향 방향과 각도에 따라 체인(460)에 의해 회전된 구동휠(420)의 회전 방향과 회전량을 엔코더(430)가 감지하여 검출하는 단계와, 엔코더(430)에서 검출된 출력값을 ECU(500)가 판단하여 농업용 운반차량(100)이 정지한 후 디렉셔날밸브(360)를 역작동시킨 상태에서 유압펌프(330)를 재가동시켜 유압을 역으로 공급하여 회전된 전륜(140) 및 후륜(150)을 역회전시켜 직진 상태로 자동 정렬시키는 단계를 포함한다.

여기서, 후륜(150)의 조향 방향과 각도는 체인브라켓(450)과 같이 이동되는 체인(460)의 이동 방향과 이동거리로 산출할 수 있고, 이는 다시 체인(460)과 결합된 구동휠(420)의 회전 방향과 회전량으로 산출할 수 있으므로 이를 통해 ECU(500)에서는 후륜(150)의 조향 방향과 각도를 판단할 수 있게 된다.

게다가, 상기와 같은 자동 정렬과정에서 ECU(500)는 일방향으로 조향된 농업용 운반차량(100)이 일정 시간동안 정지한 후 디렉셔날밸브(360)를 역작동시키되, 일정 시간은 1∼3분 내외로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 농업용 운반차량(100)의 자동 정렬은 작업자가 농업용 운반차량을 유선 또는 무선의 리모컨으로 조정하는 리모컨 모드에서 이루어짐이 바람직하고, 리모컨에는 농업용 운반차량(100)의 전후 주행 및 좌우 조향을 조정할 수 있는 조이스틱이 구비됨이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 농업용 운반차량의 주행 및 조향과정을 설명한다.

먼저, 농업용 운반차량(100)은 도 6에서와 같이 전륜(140)과 후륜(150)의 양 바퀴가 직진 상태로 나란히 놓인 상태에서 차체 프레임(110) 하부에 구비된 주행모터(210)(220)가 작동되면, 전륜(140)과 후륜(150)이 각각 구동되어 농업용 운반차량(100)의 주행이 이루어지게 된다.

즉, 각 주행모터(210)(220)의 동력은 구동축(211)(221)을 통해 출력되고, 구동축(211)(221)에 유니버셜 조인트(212)(222)로 연결된 액슬바디(230)(240)의 회전축(231)(241)이 구동축(211)(221)과 같이 회전되며, 회전축(231)(241)의 회전에 의해 액슬바디(230)(240)의 양 차축이 회전되어 이에 결합된 전,후륜(140)(150)의 양 바퀴를 각각 회전시켜 직진 또는 후진 주행하게 된다.

그리고, 리모컨의 조이스틱을 조작하여 운반차량(100)을 도 7에서와 같이 우회전시키고자 하면, 우회전 신호에 따라 ECU(500)가 작동되어 파워팩(300)의 유압모터(320)가 유압펌프(330)를 작동시킴과 동시에 디렉셔날밸브(360)의 제 2 전자석부(362)가 작동되어 샌드위치블록(350)의 제 1 포트(351)를 유압펌프(330)와 연결시키게 된다.

그러면, 유압펌프(330)에 의해 유압탱크(310)에서 압송된 유압이 센터블록(340)을 통해 샌드위치블록(350)으로 유입되고, 샌드위치블록(350)의 제 1 포트(351)와 제 1 유압호스(370)를 통해 전방 실린더(250)의 제 1 포트(251)로 공급된다.

이로써, 전방 실린더(250)의 제 1 포트(251)로 공급된 유압에 의해 전방 실린더로드(270)가 우측으로 이동되어 전륜(140)을 우측 방향으로 회전시키게 되고, 이 과정에서 전방 실린더(250)에 저장되어 있던 유압은 제 2 포트(252)와 제 3 유압호스(372)를 통해 배출되어 후방 실린더(260)의 제 1 포트(261)로 공급된다.

그러면, 후방 실린더(260)의 제 1 포트(261)로 공급된 유압에 의해 후방 실린더로드(280) 역시도 후방 실린더(260)에서 우측으로 이동되어 후륜(150)을 좌측 방향으로 회전시키게 되며, 이 과정에서 후방 실린더(260)에 저장되어 있던 유압은 제 2 포트(262)와 제 2 유압호스(371)를 통해 배출되어 샌드위치블록(350)의 제 2 포트(352)로 공급된다.

따라서, 샌드위치블록(350)의 제 2 포트(352)로 공급된 유압은 다시 센터블록(340)을 거쳐 유압탱크(310)로 유입되어 저장된다.

이후, 차량의 정지 후 일정 시간이 경과되면, 차량의 ECU(500)가 조향된 전륜(140) 및 후륜(150)을 자동으로 원위치시켜 직진 상태로 정렬시키게 된다.

즉, 후방 실린더(260)에서 우측으로 인출된 후방 실린더로드(280)에 의해 좌측 방향으로 회전된 후륜(150)의 조향 방향과 각도에 따라 체인브라켓(450)이 베이스플레이트(410) 상에서 가이드핀(411)과 가이드홀(451)에 의해 좌측으로 직선 이동되고, 이러한 체인브라켓(450)에 구비된 체인(460)이 체인브라켓(450)과 같이 좌측으로 직선 이동되면서 이에 걸림된 구동휠(420)을 반시계방향으로 회전시키게 된다.

이러한 구동휠(420)의 회전 방향과 회전량은 구동휠(420)에 구비된 엔코더(430)에 의해 감지되어 검출되고, 엔코더(430)의 검출값은 다시 ECU(500)로 출력되어 ECU(500)에서 판독되어 ECU(500)가 디렉셔날밸브(360)를 역작동시킨 후 유압펌프(330)를 재가동시켜 유압을 역으로 공급함으로써 회전된 후륜(150) 및 전륜(140)을 역회전시켜 직진 상태로 자동 정렬시키게 된다.

물론, 이와 같이 자동 정렬되는 작동은 엔코더(430)의 감지값이 "0"이 되면, ECU(500)에 의해 자동 정지된다.

그리고, 도 8에서와 같은 좌회전시는 유압의 흐름의 전술한 반대 방향으로 흐르게 된다.

즉, 좌회전 신호에 따라 ECU(500)가 디렉셔날밸브(360)의 제 1 전자석부(361)를 작동시켜 샌드위치블록(350)의 제 2 포트(352)를 유압펌프(330)와 연결시킨 상태에서 유압펌프(330)에 의한 유압이 샌드위치블록(350)의 제 2 포트(352)를 통해 후방 실린더(260)의 제 2 포트(262)로 공급된다.

그러면, 후방 실린더로드(280)가 후방 실린더(260)에서 좌측으로 이동되어 후륜(150)을 우측 방향으로 회전시키게 되고, 이때 후방 실린더(260)에 저장되어 있던 유압은 제 1 포트(261)를 통해 전방 실린더(250)의 제 2 포트(252)로 배출되어 공급된다.

이와 같이 전방 실린더(250)의 제 2 포트(252)로 공급된 유압에 의해 전방 실린더로드(270)는 전방 실린더(250)에서 좌측으로 이동되어 전륜(140)을 좌측 방향으로 회전시키게 되며, 이때 전방 실린더(250)에 저장되어 있던 유압은 제 1 포트(251)를 통해 샌드위치블록(350)의 제 1 포트(351)로 배출되어 공급된다.

이와 같이 샌드위치블록(350)의 제 1 포트(351)로 공급된 유압은 센터블록(340)을 거쳐 유압탱크(310)로 유입되어 저장된다.

이후, 차량의 정지 후 일정 시간이 경과되면, ECU(500)가 전술한 바와 같은 동일한 방법으로 조향된 전륜(140) 및 후륜(150)을 자동으로 원위치시켜 직진 상태로 정렬시키게 된다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

100 : 농업용 운반차량 110 : 차체 프레임
120 : 배터리팩 130 : 배전함
140,150 : 전,후륜 160 : 피봇핀
200 : 구동모듈 210,220 : 주행모터
211,221 : 구동축 212,222 : 유니버셜 조인트
230,240 : 액슬바디 231,241 : 회전축
250,260 : 실린더 251,252,261,262 : 포트
270,280 : 실린더로드 271,281 : 커넥팅로드
300 : 파워팩 310 : 유압탱크
320 : 유압모터 330 : 유압펌프
340 : 센터블록 350 : 샌드위치블록
351,352 : 포트 360 : 디렉셔날밸브
361,362 : 전자석부 370,371,372 : 유압호스
400 : 감지모듈 410 : 베이스플레이트
411 : 가이드핀 420 : 구동휠
430 : 엔코더 440 : 아이들링휠
450 : 체인브라켓 451 : 가이드홀
460 : 체인 500 : ECU

Claims

차체 프레임의 전륜과 후륜에 각각 연결되게 구비되어 전륜과 후륜을 개별 구동시키는 주행모터와, 차체 프레임의 전,후부에 구비되어 전륜과 후륜을 각각 선회시키는 액슬바디를 포함하는 농업용 운반차량의 조향장치로서,
차체 프레임에 고정되게 구비되는 전,후방 실린더;
각 실린더의 양측으로 출입되게 구비되는 한편 그 양단부가 각각 양 전륜과 양 후륜에 연결되는 실린더로드;
전방 또는 후방 실린더로드에 고정되어 실린더로드와 같이 이동되는 체인브라켓;
체인브라켓에 그 양단부가 고정되게 구비되는 체인;
차체 프레임에 회전가능하게 구비되고 그 외주면에는 체인이 걸림되게 구비되어 이동되는 체인에 의해 정.역회전되는 구동휠;
구동휠의 회전 상태에 따라 각 실린더로드를 역작동시켜 전륜 및 후륜을 직진 상태로 자동 정렬시키는 ECU;를 포함하되,
차체 프레임에는 구동휠의 회전 방향과 회전량을 감지하여 검출하는 엔코더가 구비되고, 엔코더에서 감지된 검출값이 ECU로 입력되도록 구비되고,
ECU는 엔코더로부터 출력된 검출값을 판독하여 각 실린더로드를 엔코더가 "0"이 될 때까지 역작동시켜 전륜 및 후륜을 직진 상태로 자동 정렬시키는 한편,
차체 프레임에는 체인브라켓 측으로 돌출되는 가이드핀이 구비되고, 체인브라켓에는 가이드핀이 관통되게 결합되는 가이드홀이 구비되어, 체인브라켓의 직선 이동을 가이드하고,
차체 프레임에는 전,후방 실린더에 유압을 공급하는 파워백이 구비되되,
파워백은, 전,후방의 실린더에 각각 연결되게 구비되는 샌드위치블록;
샌드위치블록에 구비되어 샌드위치블록의 유로를 변경하는 디렉셔날밸브;
샌드위치블록을 통해 전방 실린더 또는 후방 실린더에 유압을 공급하는 유압펌프;를 포함하여,
전륜과 후륜을 동일한 각도의 반대 방향으로 조향시킬 수 있도록 한 농업용 운반차량의 조향장치.
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청구항 1에 있어서,
차체 프레임에는 체인에 결합되어 체인을 구동휠 측으로 밀어 지지하는 아이들링휠이 회전가능하게 구비되는 농업용 운반차량의 조향장치.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
전방 실린더와 후방 실린더에는 각각 제 1,2 포트가 구비되고,
샌드위치블록에는 전방 실린더의 제 1,2 포트 중 어느 하나의 포트와 연결되는 제 1 포트와, 후방 실린더의 제 1,2 포트 중 어느 하나의 포트와 연결되는 제 2 포트가 구비되는 농업용 운반차량의 조향장치.
청구항 7에 있어서,
샌드위치블록의 제 1,2 포트는 서로 다른 위치로 구비되는 전,후방 실린더의 포트에 연결되게 구비되고, 전,후방 실린더의 나머지 포트는 서로 연결되게 구비되어, 유압이 순환할 수 있도록 한 농업용 운반차량의 조향장치.