[메카넘 구동 시스템(1)] 메카넘 구동형 전-방향 시스템 개요
[메카넘 구동 시스템(1)] 메카넘 휠의 역사
메카넘 휠의 역사
전-방향 구동이 가능한 휠은 1919년 미국의 J. Grabo-wiecki에 의해 처음으로 만들어졌다. 휠 둘레를 따라 자유롭게 회전시킬 수 있는 작은 롤러들을 배열한 형태의 휠이다. 그림 6에 표시된 바와 같이 휠 축과 롤러의 축이 수직이 되도록 배열한 것이 특징이다.
그림 6. J. Grabowiecki의 전-방향 구동바퀴
좌측과 우측 휠의 회전 방향을 다르게 하면 조향장치 없이도 좌/우 이동이 가능하다. 하지만 Grabowiecki의 휠은 차량진행 방향 및 수직 방향의 두 축에 대해서만 이동 가능하며, 하나의 바퀴 내에 부착되어야 하는 바퀴의 수가 많아야 한다는 단점이 있다.
1973년 스웨덴의 Mecanum AB사의 Bengt Erland Ilon이 항공기 정비용 캐리어에 적용할 목적으로 메카넘 휠을 제작했다. 이 메카넘 휠은 그림 7에 표시된 바와 같이 Grabo-wiecki의 전-방향 구동바퀴와 달리, 작은 롤러를 45° 대각으로 배열한 것이 특징이다.
그림 7. Bengt Erland Ilon의 메카넘 휠
이러한 특징으로 인해 메카넘 휠을 장착한 차량은 대각주행을 비롯한 전-방향 구동이 가능하다. 마찰력이 증대되어 손실이 줄어들 뿐만 아니라 일정 크기의 장애물도 넘을 수 있게 되었다.
1980년대 미 해군은 Bengt Erland Ilon으로부터 메카넘 휠에 대한 특허권을 사들였다. 그리고 이를 이용한 물자수송 시스템 연구 개발을 본격적으로 착수했다. 이후 1997년 미 해군은 메카넘 휠 및 모터, 제어기를 비롯한 설계 기술을 Airtrax 등 몇몇 기업에 판매했다.
그 이후로 공항, 항공을 포함한 자동화 물류 공정과 관련된 수많은 기업에서 메카넘 휠의 효율성을 충분히 살릴 수 있는 다양한 제품들을 연구/개발했다. 그 결과 지게차나 AGV(그림 8), 공항용 팰럿 로더(그림 9) 등 여러 형태의 물류 산업용 기기와 메카넘 휠을 결합하여 다양한 산업 현장에 적용했고 새로운 시장을 창출했다.
그림 8. 메카넘 휠이 부착된 지게차 (Airtrax社)와 AGV(Kuka社)
그림 9. 메카넘 휠이 부착된 휠체어(좌)와 공항의 메카넘 팰럿 로더
또한, 기업뿐만 아니라 연구소, 대학교 등 여러 지식층에 폭넓은 관심을 받게 되었고 물류 산업뿐만 아니라 휠체어(그림 9)와 같은 일반 제품에도 메카넘 휠이 결합되는 등 앞으로의 발전 가능성은 무궁무진하다.
이번 글에서는 메카넘 구동형 전-방향 시스템과 메카넘휠의 역사에 대해 간략하게 알아보았다. 다음 호에서는 현재 메카넘 구동 시스템이 물류 산업 분야에서 가장 많이 적용되고 있는 이유와 함께 발전 과정과 기술 동향을 알아보고자 한다.
김종식 교수_부산대 기계공학부
