KR20170080949A - 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법 - Google Patents

4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170080949A
KR20170080949A KR1020150190991A KR20150190991A KR20170080949A KR 20170080949 A KR20170080949 A KR 20170080949A KR 1020150190991 A KR1020150190991 A KR 1020150190991A KR 20150190991 A KR20150190991 A KR 20150190991A KR 20170080949 A KR20170080949 A KR 20170080949A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
suspension
link
unit
angle
bar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020150190991A
Other languages
English (en)
Inventor
김자영
이지홍
전봉수
Original Assignee
충남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020150190991A priority Critical patent/KR20170080949A/ko
Publication of KR20170080949A publication Critical patent/KR20170080949A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/015—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements
    • B60G17/018—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method
    • B60G17/0182—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load the regulating means comprising electric or electronic elements characterised by the use of a specific signal treatment or control method involving parameter estimation, e.g. observer, Kalman filter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/10—Mounting of suspension elements
    • B60G2204/20—Mounting of accessories, e.g. pump, compressor
    • B60G2204/202—Mounting of accessories, e.g. pump, compressor of cables
    • B60G2204/2022—Mounting of accessories, e.g. pump, compressor of cables using a suspension element (e.g. link, damper or spring) as part of the electrical circuitry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/422—Links for mounting suspension elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05—Attitude
    • B60G2400/051—Angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2600/00—Indexing codes relating to particular elements, systems or processes used on suspension systems or suspension control systems
    • B60G2600/18—Automatic control means
    • B60G2600/187—Digital Controller Details and Signal Treatment
    • B60G2600/1875—Other parameter or state estimation methods not involving the mathematical modelling of the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70—Estimating or calculating vehicle parameters or state variables

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

본 발명은 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법이 개시된다.
본 발명에 따르면, 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정을 위해 필요한 초기 측정치를 입력하는 단계, 본체를 구동하여 서스펜션에 힘을 가하는 단계, 링크가 움직이는 각도를 측정하는 단계, 상기 초기 측정치 및 링크가 움직이는 각도를 저장하는 단계, 저장된 초기 측정치와 링크가 움직이는 각도를 토대로 서스펜션에 가해진 힘을 연산하는 단계 및 연산된 결과를 출력하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 복잡한 과정의 동역학적인 분석을 할 필요가 없고, 고가의 센서들을 사용하지 않고도 쉽게 차량(로봇)의 서스펜션에 가해지는 힘을 추정함으로써 수직항력을 계산할 수 있게 하는 효과가 있다.

Description

4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법{Easy estimation system and method of wheel lift and suspension force for a vehicle and mobile robot}
본 발명은 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량(로봇)의 주행 안정성 및 차체의 기울어짐을 판단하는데 있어서 중요한 요소인 수직항력을 측정하기 위하여 차량(로봇)의 서스펜션 힘을 추정할 수 있게 하는 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 운동특성을 정확히 예측한다는 것은 대단히 어려운 일이며, 이러한 운동특성은 운전자에 대해 피로도의 가감, 운전하는 재미의 감소, 운전자의 생명에도 영향을 미칠 수 있는 주행 안정성 등과 관련하여 그 영향도를 결정할 수 있는 대단히 중요한 인자이다.
이에 따라 차량을 개발할 때에는 반드시 이러한 운동특성에 대하여 설계 목표치를 정해 놓고 설계의 수준이 설계 목표치에 만족할 수 있는지 여부를 확인하면서 설계 및 개발을 해나가게 된다.
그리고, 주행 안정성은 온로드를 주행하는 상용 차량이나 오프로드를 주행하는 SUV 등의 차량뿐만 아니라, 모바일 로봇, 군사용 로봇, 탐사로봇 및 재난 구조 로봇 등의 로봇에 있어서도 가장 중요하게 요구되는 사항이다.
또한, 주행 안정성을 판단하는데 있어서는 차체의 기울어짐이 가장 기초가 되는데, 이러한 차체의 기울어짐을 판단하기 위해서는 여러 센서를 사용하거나 또는 동역학적인 분석을 통하여 정확한 안정성을 판단한다.
이에 대해서 국내 등록특허 제0231200호(차향하중측정용 감지소자의 부착구조체)외에 다수의 선행특허가 개시되어 있다.
상기의 선행특허에는 여러 센서들을 부착하여 차량의 하중을 측정하는 방법등이 개시되어 있다.
그러나, 이러한 동역학적인 분석을 위해서는 복잡한 과정을 필요로 하게 되는 문제점이 있다.
그리고, 하중을 측정하기 위해서는 고가의 여러 센서들이 사용되어 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제0231200호(1998.03.30 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 복잡한 과정의 동역학적인 분석이 필요없이 쉽게 차량(로봇)의 서스펜션 힘을 추정할 수 있게 하는데 그 목적이 있다.
그리고, 고가의 비용을 필요로 하는 센서들을 사용하지 않고 차량(로봇)의 서스펜션 힘을 추정할 수 있게 함으로써 비용을 절감 하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법은,
제어부가 차량(로봇)에 설치되는 링크와 서스펜션에 대하여 측정이 가능한 초기 측정치들을 입력부에 입력하는 단계를 포함한다.
그리고 제어부가 본체를 구동하여 휠을 구동시킴으로써 서스펜션에 힘을 가하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제어부가 각도추출부를 제어하여 휠의 구동에 의해 링크가 움직이는 각도를 측정하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 입력부로부터 입력받은 초기 측정치들과 상기 각도추출부에서 측정된 링크가 움직이는 각도를 저장하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제어부가 상기 초기 측정치 및 링크가 움직이는 각도를 입력받아 서스펜션에 가해진 힘을 연산하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 제어부가 연산된 결과를 출력부를 통해 출력하는 단계를 포함한다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템은, 휠의 구동에 따라 구동되는 링크 및 서스펜션을 포함하는 구동부와, 상기 구동부의 링크 및 서스펜션에 대하여 측정이 되는 초기 측정치가 입력되는 입력부를 포함한다.
그리고, 상기 구동부의 동작에 의해 링크가 움직인 각도를 측정하는 각도추출부를 포함한다.
또한, 상기 입력부에서 입력되는 초기 측정치 및 상기 각도추출부에서 측정되는 링크가 움직인 각도를 저장하는 저장부를 포함한다.
그리고, 상기 구동부와 입력부, 각도추출부, 저장부 및 출력부에 연결되어 동작을 제어하고, 상기 초기 측정치 및 링크가 움직인 각도를 저장부로부터 입력받아 서스펜션에 가해진 힘을 연산하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부에서 연산된 결과를 출력하는 출력부를 포함한다.
상기와 같은 본발명에 따르면, 복잡한 과정의 동역학적인 분석이 필요없이 쉽게 차량(로봇)의 서스펜션 힘을 추정함으로써 수직항력을 계산할 수 있게 하는 효과가 있다.
그리고, 고가의 센서들을 사용하지 않고도 수직항력을 구할 수 있게 되어 비용절감이 되는 효과가 있다.
도 1은 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템에 대한 블럭도이다.
도 2는 서스펜션 힘 추정 시스템이 장착된 차량(로봇)을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 서스펜션 힘 추정 시스템을 확대한 도면이다.
도 4는 도 3에 대하여 2차원 평면에 도시한 도면이다.
도 5는 서스펜션의 구동에 대하여 2차원 평면에 도시한 도면이다.
도 6은 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법의 일 실시예를 순차적으로 도시한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템에 대한 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서스펜션의 힘 추정을 위한 시스템이 장착된 차량(로봇)을 도시한 예시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템은 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 하부에 휠(11)이 구비되는 차량(로봇)의 일측에 설치된다.
즉, 서스펜션의 힘 추정을 위한 시스템은 구동부(100), 입력부(200), 각도추출부(300), 저장부(400), 제어부(500) 및 출력부(600)를 포함한다.
그리고, 상기 구동부(100)는 도 3에서 보는 바와 같이 차체와 휠(11)의 사이에 설치되어 휠(11)의 구동에 따라 동작되는 링크(110) 및 서스펜션(120)을 포함한다.
또한, 입력부(200)에서는 상기 구동부(100)의 링크(110) 및 서스펜션(120)에 대하여 측정이 가능한 초기 측정치가 입력된다.
상기 초기 측정치는 구동부(100)의 설치과정에서 확인이 가능한 링크(110) 및 서스펜션(120)에 대한 길이, 위치좌표, 스프링상수와 댐핑계수등이 포함된다.
그리고, 상기 각도추출부(300)는 상기 구동부(100)의 동작시 링크(110)가 움직인 각도를 측정한다.
또한, 상기 저장부(400)는 상기 입력부(200)에서 입력되는 초기 측정치와 상기 각도추출부(300)에서 측정되는 링크가 움직인 각도 및 제어부(500)에서 연산된 연산결과를 저장한다.
그리고, 상기 제어부(500)는 상기 구동부(100)와 입력부(200), 각도추출부(300), 저장부(400) 및 출력부(600)에 연결되어 동작을 제어하고, 상기 저장부(400)로부터 초기 측정치 및 링크가 움직인 각도를 입력받아 서스펜션(120)에 가해진 힘을 연산한다.
또한, 상기 출력부(600)는 상기 제어부(500)에서 연산된 결과를 출력한다.
상기 구동부(100)에 대하여 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 상기 도 2에서 서스펜션 힘 추정 시스템의 구동부(100)를 확대한 도면이다.
상기 구동부(100)는 링크(110)와 서스펜션(120)을 포함하는데, 상기 링크(110)는 본체(10)의 일측에 연결되어 4 바 링크 구조로 동작되고, 상기 서스펜션(120)은 본체(10)의 일측 및 링크(110)의 일측에 양단부가 각각 연결된다.
즉, 상기 링크(110)는 차량(로봇)의 일측에서 각 단부가 회전가능하게 각각 연결되는 A바(111) 및 C바(113)와 상기 A바(111) 및 C바(113)의 타측 양단에 링크연결되는 B바(112)가 4바 링크 구조를 이룬다.
보다 상세하게는, A바(111)의 일측단부는 본체(10)의 일측에 회전가능하게 연결되고, A바(111)의 타측단부는 B바(112)의 일측단부에 링크연결된다.
그리고 상기 B바(112)의 타측단부는 C바(113)의 일측단부에 링크연결되고, 상기 B바(113)의 일측에는 차량(로봇)의 휠(11)이 장착된다.
또한, 상기 C바(113)의 타측단부는 본체(10)의 다른 일측에 회전가능하게 연결된다.
그래서, A바(111)와, B바(112), C바(113) 및 A바(111)의 단부와 C바(113)의 단부 사이에 있는 본체(10)가 4바 링크 구조를 형성하게 된다.
여기에서, 필요에 따라서는 본체(10)의 일측에 연결되는 A바(111)와 C바(113)의 각 단부 사이에 D바(114)를 링크연결하여 4 바 링크 구조를 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 서스펜션(120)은 일단이 본체(10)의 다른 일측에 회전가능하게 연결되고 타측단부는 A바(111)의 일측에 회전가능하게 연결된다.
또한, 상기 각도추출부(300)는 링크(110)가 움직인 각도를 측정하기 위한 방법으로 선형적 특성을 지닌 가변저항을 사용하여 링크가 움직인 각도를 추출하는 방법과 엔코더를 장착하여 링크가 움직인 각도를 측정하는 방법을 사용하는 것이 가능하다.
그러면 이러한 구성을 가진 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법은 링크(110)가 움직인 각도를 토대로 서스펜션(120)의 힘을 연산할 수 있도록 하기 위해 구성된다.
여기에서, 연산 및 설명을 용이하게 하기 위해 도 3에 대하여 대응되게 2차원 평면에 도시한 도면인 도 4 및 도 5를 이용한다.
상기 도 4의 2차원 평면도에서, 기준좌표는 A바(111)의 일측단부가 본체(10)의 일측에 회전가능하게 연결되는 위치로서, 상기 연결되는 위치를 상대적인 원점좌표로서 사용한다.
상기 구동부(100)에서 차량(로봇)의 수직항력에 의해 도 4의 기준좌표를 대비하여 상대적으로 휠(11)이 상측으로 구동되면, 휠(11)에 연결되어 있는 B바(112)를 비롯한 링크(110)가 구동된다.
그리고, A바(111)의 일측에 연결되어 있는 서스펜션(120)의 단부가 함께 상측으로 구동되고, 서스펜션(120)의 상대적인 고정좌표 Pf(Xf, Yf)를 기준으로 서스펜션(120)의 길이가 압축된다.
여기에서, 서스펜션(120) 단부의 좌표 Pf(Xf, Yf)는 본체(10)의 일측에 연결되어 있어, 마찬가지로 본체(10)의 일측에 연결되어 있는 기준좌표 대비 상대적인 고정좌표이다.
이때, 구동부(100)의 제작과정 및 도 4의 구성을 통하여 쉽게 측정이 가능한 초기 측정치들이 제공된다.
상술한 바와 같이 링크(110)에서 A바(111)의 일측단부가 본체(10)의 일측에 연결되는 위치는 상대적인 기준좌표로서 가정된다.
그리고, 서스펜션(120)의 일단이 본체(10)의 일측에 회전가능하게 연결되는 위치 좌표 Pf(Xf, Yf)도 구동부(100)의 제작과정에서 측정이 되는 고정 좌표로 제공된다.
상기 위치 좌표 Pf(Xf, Yf)는 기준좌표에서 Pf(Xf, Yf)까지의 길이를 측정하면 간단히 구할 수 있다.
또한, 링크(110)에서 A바(111), B바(112), C바(113)의 길이 역시 제작 과정에서 측정이 되는 초기 측정치이다.
그리고, A바(111)의 단부 Pl(Xl, Yl)에서 서스펜션(120)이 A바(111)의 일측에 연결되는 좌표 Ps(Xs, Ys) 사이의 길이(c) 역시 측정이 가능한 초기 측정치이다.
그래서, 휠(11)이 상측으로 구동되면서 함께 좌표 이동이 된 A바(111)의 타측단부에 대한 새로운 좌표 Pl(Xl, Yl)은 삼각함수 공식에 의해 아래의 [수학식 1]에 따라 구해진다.
[수학식 1]
Pl(Xl, Yl) = (Llcosθ, Llsinθ)
(Ll은 A바(111)의 길이, θ는 A바(111)가 움직인 각도)
마찬가지로, 상기 Pl(Xl, Yl)과 Ps(Xs, Ys) 사이의 주어진 길이(c)와 A바(111)의 각도 θ를 이용하여 a, b의 길이를 구하는 것이 가능하다.
a = c(cosθ), b = c(sinθ)
(c는 Pl(Xl, Yl)과 Ps(Xs, Ys) 사이의 길이)
이를 이용하여 서스펜션의 압축된 단부의 새로운 좌표를 구하면,
Ps(Xs, Ys) = Ps(Xl-a, Yl-b)
로 정의되고, 서스펜션(120)의 압축된 새로운 길이(Lsp)는 아래의 [수학식 2]에 의해 구해진다.
[수학식 2]
Lsp = sqrt((Xf - Xs')^2 + (Yf - Ys')^2)
= sqrt((Xf - Xl - a)^2 + (Yf - Yl - b)^2)
그리고, 서스펜션(120)의 길이 변화량은 아래의 [수학식 3]에 의해 구해진다.
[구학식 3]
x = Lsi - Lsp
(여기에서, x는 서스펜션의 길이 변화량, Lsi는 서스펜션(120)의 압축되지 않은 초기 전체 길이, Lsp는 서스펜션의 압축된 전체 길이)
또한, 상기 서스펜션(120)의 길이 변화량을 이용한 서스펜션(120)의 힘은 아래의 [수학식 4]에 따라서 구할 수 있다.
[수학식 4]
F = Kx + Cx'
(F는 서스펜션(120)의 힘, K는 스프링 상수, C은 댐핑계수)
여기에서, x' = x/(sampling time)
로 정의된다.
그리고, 상기 스프링 상수(K)와 댐핌계수(C)는 구동부(100)의 제작과정에서 장착되는 서스펜션(120)의 제원을 통하여 확인이 가능하다.
이러한 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법을 정리하면 다음과 같다.
도 6에서 보는 바와 같이 서스펜션의 힘 추정을 위한 방법은, 입력단계(S100)와, 구동단계(S200), 각도추출단계(S300), 저장단계(S400), 연산단계(S500), 출력단계(S600)로 이루어진다.
입력단계(S100)는 상기 서스펜션(120) 힘 추정 시스템의 제작과정에서 측정 및 확인이 가능한 링크(110)와 서스펜션(120)에 대한 초기 측정치를 입력부(200)에 입력한다.
그리고, 구동단계(S200)는 본체(10) 및 구동부(100)를 구동하여 휠(11)을 구동시키게 된다.
이에, 구동부(100)의 링크(110) 및 서스펜션(120)이 구동이 된다.
또한, 각도추출단계(S300)는 상기 각도추출부(300)에서 휠(11)의 구동에 의해 링크(110)가 움직인 각도를 측정한다.
그리고, 저장단계(S400)는 상기 입력부(100)에서 입력된 초기 측정치와 상기 각도추출부(300)에서 측정된 링크(110)가 움직인 각도를 저장한다.
또한, 연산단계(S500)는 상기 제어부(500)가 저장부(400)에 저장된 초기 측정치 및 링크(110)가 움직이는 각도를 토대로 하여 상술한 수학식들에 따라서 서스펜션(120)의 힘을 연산한다.
그리고, 출력단계(S600)는 상기 연산단계(S500)에서 연산된 결과를 출력부(600)를 통해 출력한다.
이로 인하여 복잡한 동역학적인 분석이나 고가의 센서를 사용하지 않고도 차량(로봇)의 서스펜션(120)에 가해지는 힘을 측정할 수 있다.
그리고, 상기 차량(로봇)의 서스펜션(120)에 가해지는 힘을 토대로 차량(로봇)의 수직항력을 계산할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10 : 본체 11 : 휠
100 : 구동부 110 : 링크
111 : A바 112 : B바
113 : C바 114 : D바
120 : 서스펜션 200 : 입력부
300 : 각도추출부 400 : 저장부
500 : 제어부 600 : 출력부

Claims (8)

  1. 하부에 휠이 구비되는 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템에 있어서,
    차체와 휠의 사이에 배치되고 상기 휠의 구동에 따라 동작되는 링크 및 서스펜션을 포함하는 구동부;
    상기 구동부의 링크 및 서스펜션에 대한 초기 측정치를 입력하는 입력부;
    상기 구동부의 링크가 움직인 각도를 측정하는 각도추출부;
    상기 입력부에서 입력되는 초기 측정치 및 상기 각도추출부에서 측정되는 링크가 움직인 각도를 저장하는 저장부;
    상기 구동부와 입력부, 각도추출부, 저장부 및 출력부에 연결되어 동작을 제어하고, 상기 입력부에서 입력되는 초기 측정치 및 링크가 움직인 각도를 입력받아 서스펜션에 가해진 힘을 연산하는 제어부;
    상기 제어부에서 연산된 결과를 출력하는 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동부는 A바, B바 및 C바로 이루어지는 링크와 서스펜션을 포함하고,
    A바의 일측단부는 본체의 일측에 회전가능하게 연결되며,
    A바의 타측단부는 B바의 일측단부에 링크연결되고 상기 B바의 일측에는 휠이 장착되며,
    상기 B바의 타측단부는 C바의 일측단부에 링크연결되고,
    상기 C바의 타측단부는 본체의 다른 일측에 회전가능하게 연결되며,
    상기 서스펜션은 일단이 본체의 다른 일측에 회전가능하게 연결되고 타측단부는 A바의 일측에 회전가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 입력부에 입력되는 초기 측정치는 링크의 길이와 링크가 고정되어 있는 위치, 압축되기 전 서스펜션의 길이, 서스펜션의 상단 고정부 좌표, 서스펜션의 하단 고정부 좌표, A바의 단부에서 서스펜션의 단부까지의 거리, 서스펜션의 스프링상수와 서스펜션의 댐핑계수가 포함되는 것을 특징으로 하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 각도추출부는 선형적 특성을 지닌 가변저항을 사용하여 링크가 움직인 각도를 추출하거나 엔코더를 장착하여 링크가 움직인 각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템.
  5. 하부에 휠이 구비되는 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법에 있어서,
    상기 입력부에 링크와 서스펜션에 대한 초기 측정치를 입력하는 단계(S100);
    상기 제어부가 본체를 구동하여 휠을 구동시키는 단계(S200);
    상기 제어부가 각도추출부를 제어하여 휠의 구동에 의해 링크가 움직이는 각도를 측정하는 단계(S300);
    상기 제어부가 상기 입력부에서 입력된 초기 측정치 및 상기 각도추출부에서 측정된 링크가 움직이는 각도를 저장부에 저장하는 단계(S400);
    상기 제어부가 저장부로부터 상기 초기 측정치 및 링크가 움직이는 각도를 입력받아 서스펜션의 힘을 연산하는 단계(S500);
    상기 제어부가 연산된 결과를 출력부를 통해 출력하는 단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는 아래의 [수학식 3]에 따라 서스펜션의 길이 변화량을 연산하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법.
    [수학식 3]
    x = Lsi - Lsp
    (여기서, x는 서스펜션의 길이 변화량, Lsi는 서스펜션의 압축되지 않은 전체 길이, Lsp는 서스펜션의 압축된 전체 길이)
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는 아래의 [수학식 2]에 따라 서스펜션의 압축된 전체 길이를 연산하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법.
    [수학식 2]
    Lsp = sqrt((Xf - Xs')^2 + (Yf - Ys')^2)
    (여기서, Xf 및 Yf는 본체의 일측에 연결된 서스펜션 단부의 고정좌표, Xs 및 Ys는 서스펜션의 압축된 타측단부의 새로운 좌표)
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는 아래의 [수학식 4]에 따라 서스펜션의 힘을 연산하는 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 방법.
    [수학식 4]
    F = Kx + Cx'
    (여기서, F는 서스펜션의 힘, K는 스프링 상수, C는 댐핑계수, x'은 x/(sampling time))
KR1020150190991A 2015-12-31 2015-12-31 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법 Ceased KR20170080949A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190991A KR20170080949A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150190991A KR20170080949A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170080949A true KR20170080949A (ko) 2017-07-11

Family

ID=59355018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150190991A Ceased KR20170080949A (ko) 2015-12-31 2015-12-31 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170080949A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230056955A (ko) * 2021-10-21 2023-04-28 한국기술교육대학교 산학협력단 유해 동물 퇴치 로봇 시스템 및 이의 구동 방법
WO2023113065A1 (ko) * 2021-12-13 2023-06-22 엘지전자 주식회사 로봇

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230056955A (ko) * 2021-10-21 2023-04-28 한국기술교육대학교 산학협력단 유해 동물 퇴치 로봇 시스템 및 이의 구동 방법
WO2023113065A1 (ko) * 2021-12-13 2023-06-22 엘지전자 주식회사 로봇

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7493647B2 (ja) 摩耗量推定装置および摩耗量推定方法
CN110887978B (zh) 使用有效载荷系统校准加速度传感器的系统和方法
US12039812B2 (en) Tire force estimation system and tire force estimation method
JP7146814B2 (ja) 軌道検測車および鉛直方向の軌道位置を検出する方法
KR101478760B1 (ko) 차량의 가동축 하중 측정장치 및 하중 측정방법
TW201700977A (zh) 用於操作一慣性感應器及車輛的方法及車輛
EP2511111B1 (en) Vehicle control device
WO2017175840A1 (ja) 姿勢推定装置及び輸送機器
KR20170080949A (ko) 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법
CN118219743B (zh) 车辆悬架的控制方法、系统、设备、介质和车辆
JP2008537521A (ja) 自動車用のホイールサスペンション
JP5591185B2 (ja) 車両の位置姿勢測定装置
JP7469868B2 (ja) 制動距離予測システムおよび制動距離予測方法
KR101459683B1 (ko) 자동차 및 그 제어방법
JP2021088227A (ja) 回避走行支援システムおよび回避走行支援方法
US20150151599A1 (en) High accuracy load detection for air suspension systems
CN115135519B (zh) 通过分布式布置的传感器确定车辆的动力学量
JP6372738B2 (ja) 車両の重量推定装置
CN102991297A (zh) 用于可调节的底盘系统的控制器
JP2019027874A (ja) 鉄道車両の異常診断システム
CN115127653A (zh) 用于牵引车拖车的负载传感
JP4593351B2 (ja) 車体傾斜角検出装置
KR20120026690A (ko) 자동차용 벡터 속도 계산 방법
CN120552843B (zh) 一种纯电动污泥运输车行驶反馈优化调控方法及系统
KR100558518B1 (ko) 반능동 현가장치의 수직 가속도 및 속도 측정 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

T11-X000 Administrative time limit extension requested

St.27 status event code: U-3-3-T10-T11-oth-X000

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

St.27 status event code: N-2-6-B10-B15-exm-PE0601

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R11 Change to the name of applicant or owner or transfer of ownership requested

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-3-3-R10-R11-ASN-PN2301 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

R13 Change to the name of applicant or owner recorded

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-3-3-R10-R13-ASN-PN2301 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)