보기(bogie) 방식과 로커 보기(rocker-bogie) 방식의 동력보조 카트 설계

현대의 다양한 지형에서 물건을 운반하는 카트는 단순한 구조로는 불규칙한 지형에서 안정성을 유지하기 어렵습니다. 특히, 울퉁불퉁한 노지나 경사진 지형에서는 카트의 안정성과 접지력을 높이기 위해 보다 복잡한 서스펜션 구조를 적용하는 것이 필요합니다. 이때 두 가지 서스펜션 구조인 보기(bogie) 방식과 로커 보기(rocker-bogie) 방식은 카트의 성능을 극대화할 수 있습니다. 이 글에서는 두 방식이 무엇이며, 이를 카트에 적용하는 방법에 대해 알아보겠습니다.

1. 보기(bogie) 방식이란?

보기 방식은 주로 전차나 무거운 하중을 운반하는 차량에 사용되는 서스펜션 시스템입니다. 두 개의 바퀴가 보기 암(bogie arm)으로 연결되어 독립적으로 상하로 움직일 수 있으며, 피벗 포인트를 중심으로 바퀴들이 서로 다른 움직임을 보여줍니다. 이를 통해 지형이 불균형해도 안정적으로 주행할 수 있습니다.

보기 방식의 장점:

• 접지력 유지: 바퀴가 독립적으로 움직이기 때문에 울퉁불퉁한 지형에서도 지면과의 접촉을 유지합니다.
• 간단한 구조: 보기 방식은 구조가 비교적 단순하여 설계와 유지 관리가 용이합니다.

보기 방식의 카트 적용 방법:

1. 바퀴 구성: 최소 4개의 바퀴를 양쪽에 2개씩 배치합니다.
2. 보기 암 설계: 양쪽 바퀴를 연결하는 보기 암을 설치하여 독립적인 상하 움직임을 지원합니다.
3. 피벗 포인트 설정: 보기 암의 중심에 피벗 포인트를 추가하여 바퀴가 기울기 변화에 따라 회전할 수 있게 만듭니다.
4. 모터 제어 시스템: PID 제어 알고리즘을 사용해 각 바퀴의 동력을 조절하고, 카트의 주행 안정성을 높입니다.

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2. 로커 보기(rocker-bogie) 방식이란?

로커 보기 방식은 NASA의 마스 로버에 적용된 서스펜션 방식으로, 보기 방식보다 더욱 복잡하지만 험난한 지형에서도 높은 안정성을 제공합니다. 로커 암과 보기 암이 결합된 구조로, 바퀴들이 독립적으로 움직이며 극단적인 경사면에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다.

로커 보기 방식의 장점:

• 지형 적응력: 각 바퀴가 지형에 맞춰 움직이기 때문에 울퉁불퉁한 지형에서도 안정적으로 주행할 수 있습니다.
• 균형 유지: 지형이 급격하게 변화해도 카트가 기울어지거나 전복되지 않고 균형을 유지합니다.

로커 보기 방식의 카트 적용 방법:

1. 로커 암 설계: 양쪽 바퀴를 연결하는 로커 암을 설치하여 앞뒤 바퀴가 독립적으로 움직일 수 있게 만듭니다.
2. 보기 암 추가: 앞쪽 바퀴에 보기 암을 설치하여 로커 보기 구조가 완성되도록 만듭니다.
3. 중앙 축 및 스태빌라이저 설치: 로커 암이 움직일 수 있도록 중앙 축을 설계하고, 안정성을 높이기 위해 스태빌라이저나 댐퍼를 추가합니다.
4. 모터 제어 시스템: 각 바퀴의 움직임을 조절할 수 있는 모터와 제어 시스템을 추가하여 험난한 지형에서도 부드럽게 동작하도록 합니다.

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3. 보기 및 로커 보기 방식 적용 시 주의 사항

• 바퀴 크기와 소재: 불규칙한 지형을 주행할 때 바퀴 크기와 소재를 신중하게 선택하여 장애물 통과 능력을 향상시켜야 합니다.
• 구조적 강도: 고하중을 처리할 수 있도록 프레임과 연결부의 강도를 충분히 확보해야 합니다.
• 모터 제어 및 배터리 관리: 각 바퀴의 속도와 출력을 효율적으로 관리할 수 있는 모터 제어 시스템과 충분한 배터리 용량이 필요합니다.

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결론

보기 방식과 로커 보기 방식은 지형 적응력이 뛰어나고 안정적인 카트 설계를 가능하게 합니다. 울퉁불퉁한 노지에서 운반 작업을 수행하거나 고하중을 다뤄야 하는 경우, 이 두 가지 서스펜션 방식을 적용하면 안정성과 효율성을 크게 높일 수 있습니다. 설계와 제어 시스템을 적절히 결합하여 동력보조 카트의 성능을 극대화해보세요.