KR101057469B1 - Rough terrain robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유연한 다관절 몸체 구조와 다리의 파도운동을 적용하여 장애물 지역에서 향상된 연속 고속주행을 가능케 하는 험지주행로봇에 관한 것으로, 구동유닛과 다수의 연결유닛으로 구성되며, 상기 연결유닛은, 전·후면을 관통하는 관통홀이 형성된 몸체, 상기 몸체의 전면 양측에서 연장되어 제1힌지홈이 형성된 제1연결편, 상기 제1연결편의 배열방향과 수직이 되도록 상기 몸체의 후면 양측에서 연장되어 제2힌지홈이 형성된 제2연결편을 포함하는 연결케이싱; 상기 관통홀과 동축이 되도록 상기 관통홀에 수용되어 회전가능한 웜, 상기 몸체에 내장되어 상기 웜과 치합되는 웜기어, 상기 웜기어의 양측으로 연장되어 상기 몸체를 관통하는 작동축, 상기 작동축의 양단에 구비된 다리를 포함하는 다리작동부; 및 상기 웜과 동축이 되도록 상기 관통홀을 통해 전방으로 연장된 플렉시블축, 상기 플렉시블축의 단부에 구비된 커플링, 상기 웜과 동축이 되도록 상기 관통홀을 통해 후방으로 연장된 웜축, 외주면에 등각으로 4개의 힌지돌기가 형성되어 상기 제1연결편의 제1힌지홈에 1축회전 가능하게 힌지결합됨과 동시에 상기 플렉시블축이 관통하는 연결링을 포함하는 연결부;를 포함하여 구성된다. The present invention relates to a rough terrain driving robot which enables a continuous continuous high speed driving in an obstacle area by applying a flexible articulated body structure and wave movement of a leg, and comprises a driving unit and a plurality of connecting units. A body having a through hole penetrating a rear surface thereof, a first connection piece extending from both front sides of the body and having a first hinge groove formed thereon, and extending from both rear sides of the body so as to be perpendicular to an arrangement direction of the first connection piece. A connecting casing including a second connecting piece having a hinge groove formed therein; A worm rotatable and accommodated in the through hole to be coaxial with the through hole, a worm gear embedded in the body and engaged with the worm, an operating shaft extending to both sides of the worm gear and penetrating the body, provided at both ends of the operating shaft A leg operating portion including a bridge; And a flexible shaft extending forward through the through hole to be coaxial with the worm, a coupling provided at an end of the flexible shaft, a worm shaft extending rearward through the through hole to be coaxial with the worm, and conformal to an outer circumferential surface. Four hinge protrusions are formed to be hinged to the first hinge groove of the first connecting piece so as to be axially rotatable and connected to each other including a connection ring through which the flexible shaft penetrates.
험지, 주행, 로봇, 구동유닛, 연결유닛 Rough terrain, driving, robot, driving unit, connecting unit
Description
본 발명은 험지주행로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 절지동물인 지네의 형태와 구동방식을 모방한 험지주행로봇으로서, 여러 험지 환경 적응에 유용한 지네의 유연한 다관절 몸체 구조 특성과 다리의 파도 운동을 로봇에 적용하여 장애물 지역에서 향상된 연속 고속주행을 가능케 하는 험지주행로봇에 관한 것이다. The present invention relates to a rough terrain robot, and more particularly, to a rough terrain robot that mimics the shape and driving method of an arthropod centipede, which is a flexible articulated body structure characteristic of centipedes useful for adapting to various rough environments, and waves of legs. The present invention relates to a rough terrain driving robot that enables improved continuous high speed driving in an obstacle area by applying motion to the robot.
주행로봇의 자율작동성능이 빠르게 발전함과 함께 로봇이 사용되는 환경이 실내 바닥과 같은 평평한 지형에서 장애물이 있는 험지 환경까지 광범위하게 넓어지고 있다. 그러므로 로봇이 임무를 수행하는 환경의 지형상황에 따라 요구되는 주행능력 또한 매우 다양하며, 대부분의 야외환경과 같이 장애물이 존재하는 험지에서는 로봇의 장애물 극복능력 및 지형 적응성이 중요하다. With the rapid development of autonomous performance of the driving robot, the environment in which the robot is used has been widely expanded from flat terrain such as indoor floors to obstacles in rough terrain. Therefore, the driving ability required according to the terrain of the environment in which the robot performs the task also varies widely, and the obstacle overcoming ability and the adaptability of the terrain are important in rough terrain where obstacles exist, such as most outdoor environments.
장애물 극복능력은 험지주행로봇의 주행효율성에 큰 영향력을 미치는 주행 성능지표 중 하나로서, 장애물 극복 능력은 로봇의 주행시스템의 종류와 크기에 의해 결정된다. 주행시스템의 종류는 크게 네 가지로 바퀴형, 트랙형, 복합형, 그리고 다리형이 있다. Obstacle overcoming ability is one of the driving performance indices that have a great influence on the driving efficiency of rough terrain robot. There are four types of driving systems: wheeled, tracked, combined and legged.
장애물 극복성의 측면에서 볼 때 바퀴형이 가장 낮은 성능을 보이고 트랙형과 복합형에 이어 다리형이 가장 높은 성능을 보인다. 하지만 에너지 효율성, 주행속도, 구조 및 제어의 간편성의 측면에서는 다리형이 가장 낮은 성능을 보이며 복합형과 트랙형에 이어 바퀴형이 가장 높은 성능을 나타낸다. In terms of obstacle overcoming, the wheel type shows the lowest performance and the leg type shows the highest performance after the track type and the compound type. However, in terms of energy efficiency, driving speed, structure and simplicity of control, the bridge shows the lowest performance, and the wheel type shows the highest performance after the hybrid and track type.
이와 같이 두 가지의 측면에서 균형 잡힌 성능을 발휘하는 트랙형이 기존의 험지주행로봇으로 가장 많이 사용되고 있다. As such, a track type that exhibits balanced performance in two aspects is most commonly used as a rough terrain robot.
주행시스템의 종류는 명백하게 분별되는 반면 주행시스템 크기는 상대적인 치수로서 차이범위가 매우 크며 차이간격도 천차만별이다. 치수의 상위급의 예로는 6톤급 군사용 무인차량의 구동부에 장착된 직경 125cm이 되는 바퀴가 있고, 하위급에는 1kg 미만의 소형험지주행용 로봇의 구동부로 사용된 길이 10cm 미만의 다리가 있다. The types of driving system are clearly distinguished, while the size of the driving system is a relative dimension, and the range of difference is very large, and the gap of difference is very different. An example of the upper class is a wheel with a diameter of 125 cm mounted on a drive unit of a 6 ton military unmanned vehicle, and a lower class leg less than 10 cm used as a driving unit of a small rough terrain robot of less than 1 kg.
주행로봇의 구동부의 크기가 축소될수록 상대적인 장애물험상은 증가하며 높은 장애물 극복능력을 요구하게 된다. 반대로 구동부의 크기가 확장될수록 장애물험상은 축소되며 높은 장애물 극복능력을 요구하지 않게 된다. As the size of the driving part of the traveling robot decreases, the relative obstacle experience increases and requires high obstacle overcoming capability. On the contrary, as the size of the driving unit expands, the obstacle experience decreases and does not require high obstacle overcoming capability.
결과적으로 험지주행로봇의 크기가 줄어듦에 따라 사용되는 구동부의 장애물 극복능력은 증가하는 성향이 있다. As a result, as the size of the rough terrain robot decreases, the obstacle overcoming capability of the driving part increases.
최근 들어 다리형 험지주행로봇에 바퀴벌레와 같은 곤충의 간단한 패시브 오픈루프(passive open-loop) 제어방식을 도입하여 기존 다리구동형 로봇의 에너지, 주행속도, 제어의 문제점들을 극복하며 탁월한 성능을 보여준 헥사포드(hexapod) 타입의 로봇이 있다. 이 제어방식은 다리 조인트의 액티브(active) 제어를 다리 재 질의 컴플라이언스로 대체하여 장애물과의 충돌에 스프링과 같이 반응하는 방식이다. In recent years, hex has demonstrated outstanding performance by introducing simple passive open-loop control of insects such as cockroaches in leg-shaped rough terrain robots, overcoming the problems of energy, speed and control of existing leg-driven robots. There is a hexapod type robot. This control method replaces the active control of the leg joint with the compliance of the leg material and reacts like a spring to the collision with obstacles.
하지만 종래의 휴대 가능한 다리구동형 생체모방 험지주행로봇의 몸체 디자인에는 주로 단일 강체 몸통구조 디자인이 주로 적용되었으며 구동시스템은 오직 다리 설계와 작동방식만으로 인해 결정되었다. 다시 말해 험지주행성 향상에 있어 몸체의 역학(dynamics)은 전혀 고려되지 않았다. However, the body design of the conventional portable leg-driven biomimetic driving robot is mainly applied to a single rigid body structure design, and the driving system is decided only by the leg design and the operation method. In other words, the dynamics of the body were not considered at all in the improvement of roughness.
따라서 종래의 험지주행로봇은 주행 성능에 치명적 문제를 일으키는데, 예컨대, 장애물로 인해 다리로 전해지는 충격과 변위가 각각의 다리에서 완충되지 않아 그 충격이 몸체를 통해 다른 다리에도 전달되어 다양한 험지 환경의 적응력을 감소시키는 문제가 있다. Therefore, the conventional rough terrain robot causes a fatal problem in driving performance. For example, the impact and displacement transmitted to the legs due to the obstacles are not buffered at each leg, and the shock is transmitted to the other legs through the body, so that the There is a problem of reducing adaptability.
또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 험지주행로봇은 장애물 극복시 지면과 안정된 접촉을 유지하지 못하며 연속적 추진력 또한 상실하게 되고, 이외에도, 장애물과의 충돌로 인한 불안정한 자세유도, 다리와 지면과의 접촉상실, 비연속적 주행초래, 장애물 극복능력 감소를 통해 장애물 극복에 문제를 일으키는 단점이 있다. In addition, as shown in Figures 1 and 2, the conventional rough terrain robot is unable to maintain a stable contact with the ground when overcome obstacles, and also lose the continuous propulsion, in addition, unstable posture, legs due to collision with obstacles There are drawbacks to the problem of overcoming obstacles through loss of contact with the ground, the discontinuous driving, and the ability to overcome obstacles.
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 절지동물인 지네의 형태와 구동방식을 모방한 험지주행로봇으로서, 여러 험지 환경 적응에 유용한 지네의 유연한 다관절 몸체 구조 특성과 다리의 파도 운동을 로봇에 적용하여 장애물 지역에서 향상된 연속 고속주행을 가능케 하는 험지주행로봇을 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, as a rough terrain driving robot that mimics the shape and driving method of arthropod centipede, flexible articulated body structure characteristics of the centipede useful for adapting to various rough environments It is to provide a rough terrain robot that can improve the continuous high speed driving in obstacle area by applying wave motion to the robot.
다시말하면, 다수의 구동부 (다리) 를 지닌 로봇은 기존에 각각의 다리마다 모터를 사용하는 방법을 사용해왔다. 하지만 지네로봇과 같이 다리의 수가 20개 이상 될 경우 이러한 방법을 비효율적이며 구현상 어려움이 있다. 그러므로 다수의 구동부를 소수의 동력방생부로 작동시킬 수 있는 방법에 관한 제안을 한다.In other words, robots with multiple drives (legs) have conventionally used a motor for each leg. However, if there are more than 20 bridges, such as centipede robots, this method is inefficient and difficult to implement. Therefore, a proposal is made on how to operate a plurality of driving units with a few power generating units.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 험지주행로봇은, 구동유닛과 상기 구동유닛에 직렬연결되는 다수의 연결유닛을 포함하는 험지 주행로봇에 있어서, 회전구동력을 제공하는 구동유닛; 상기 구동유닛의 회전구동력이 직렬적으로 전달됨에 따라 주행구동가능한 다리작동부가 구비되어 상기 구동유닛에 플렉시블하게 직렬연결되는 다수의 연결유닛;을 포함하여 구성된다. In the rough terrain driving robot of the present invention for solving the technical problem, a driving unit and a driving unit including a plurality of connection units connected in series with the drive unit, a driving unit for providing a rotational driving force; And a plurality of connection units provided with a leg driving part capable of driving and driving in series with the driving unit as the rotation driving force of the driving unit is transmitted in series.
여기서, 상기 구동유닛은, 구동케이싱; 상기 구동케이싱에 내장된 구동모터; Here, the drive unit, the drive casing; A drive motor embedded in the drive casing;
상기 구동모터의 구동력을 전달받아 연동구동하도록 상기 구동케이싱에 내장되는 회전축; 상기 회전축의 후단에 구비되어 상기 연결유닛으로 회전구동력을 전 달하기 위한 구동웜축;을 포함하여 구성된다. A rotating shaft embedded in the drive casing to receive the driving force of the drive motor and to drive the drive motor; It is provided at the rear end of the rotating shaft drive worm shaft for transmitting a rotation driving force to the connection unit; is configured to include.
여기서, 상기 회전축의 양측에 동축결합되는 한 쌍의 구동웜, 상기 한 쌍의 구동웜과 각각 치합되는 한 쌍의 구동웜기어, 상기 각 구동웜기어와 동축결합되어 상기 구동케이싱의 외부로 돌출관통하는 구동축, 상기 구동축의 양단에 구비된 구동다리를 포함한다. Here, a pair of drive worm coaxially coupled to both sides of the rotary shaft, a pair of drive worm gear meshed with the pair of drive worm, respectively, a drive shaft coaxially coupled with each of the drive worm gear and protrudes through the outside of the drive casing And drive legs provided at both ends of the drive shaft.
여기서, 상기 구동축의 양단은 서로 반대 방향으로 절곡되어 그 단부에 다리결합부싱이 구비되고, 상기 다리는 상기 다리결합부싱에 동축방향으로 끼워져 결합된다. Here, both ends of the drive shaft are bent in opposite directions to each other and a leg coupling bushing is provided at an end thereof, and the leg is coupled to the leg coupling bushing in a coaxial direction.
여기서, 상기 다리는 마찰력이 높은 재질로 구성된다. Here, the leg is made of a material of high friction.
여기서, 상기 연결유닛은, 전·후면을 관통하는 관통홀이 형성된 몸체, 상기 몸체의 전면 양측에서 연장되어 제1힌지홈이 구비된 제1연결편, 상기 제1연결편의 배열방향과 수직이 되도록 상기 몸체의 후면 양측에서 연장되어 제2힌지홈이 구비된 제2연결편을 포함하여 직렬연결을 위한 연결케이싱; 상기 관통홀과 동축상으로 회전 가능하게 수용된 웜, 상기 웜과 치합되도록 상기 몸체에 내장되는 웜기어, 상기 웜기어와 동축결합되어 상기 몸체의 외부로 관통돌출되는 작동축, 상기 작동축의 양단에 구비된 다리를 포함하여 주행을 위한 다리작동부; 및 상기 웜과 동축결합되어 상기 관통홀을 통해 전방으로 연장된 플렉시블축, 상기 플렉시블축의 단부에 구비된 커플링, 상기 웜과 동축결합되어 상기 관통홀을 통해 후방으로 연장된 웜축, 외주면에 등각으로 4개의 힌지돌기가 형성되어 상기 제1연결편의 제1힌지홈에 1축회전 가능하게 힌지결합됨과 동시에 상기 플렉시블축이 관통하는 연결링을 포함하여 플렉시블한 연결을 위한 연결부;를 포함하여 구성된다. Here, the connecting unit is a body having a through hole penetrating the front and rear, the first connecting piece having a first hinge groove extending from both sides of the front surface of the body, the first connection piece so as to be perpendicular to the arrangement direction of the first connecting piece A connection casing for serial connection including a second connection piece extending from both rear sides of the body and having a second hinge groove; A worm rotatably received coaxially with the through hole, a worm gear embedded in the body to be engaged with the worm, an operating shaft coaxially coupled with the worm gear and protruding through the outside of the body, and legs provided at both ends of the operating shaft. Leg operating portion for driving including; And a flexible shaft coaxially coupled with the worm and extending forward through the through hole, a coupling provided at an end of the flexible shaft, a worm shaft coaxially coupled with the worm and extending rearward through the through hole and conformally to an outer circumferential surface thereof. Four hinge protrusions are formed to be hinged to the first hinge groove of the first connecting piece so as to rotate axially and at the same time, the connection portion for a flexible connection including a connection ring through which the flexible shaft penetrates.
여기서, 상기 다수의 연결유닛 중 어느 하나인 연결모듈의 웜축은 이웃하여 직렬연결된 연결유닛의 플렉시블축과 서로 결합된다. Here, the worm shaft of the connection module, which is one of the plurality of connection units, is coupled to each other with the flexible shaft of the connection unit connected in series.
여기서, 상기 연결유닛의 몸체 전면 양측에서 연장된 제1연결편의 배열방향과 수직이 되도록 상기 몸체의 전면 양측에서 연장된 각도제한스토퍼가 형성된다. Here, an angle limiting stopper extending from both sides of the front surface of the body is formed so as to be perpendicular to the arrangement direction of the first connecting piece extending from both sides of the front body of the connection unit.
여기서, 상기 작동축의 양단은 서로 반대 방향으로 절곡되어 그 단부에 다리결합부싱이 구비되고, 상기 다리는 상기 다리결합부싱에 동축방향으로 끼워져 결합된다. Here, both ends of the working shaft are bent in opposite directions to each other, and a leg coupling bushing is provided at an end thereof, and the leg is coaxially fitted to the leg coupling bushing.
여기서, 상기 다리는 마찰력이 높은 재질로 구성된다. Here, the leg is made of a material of high friction.
여기서, 상기 다수의 연결유닛의 사이에는 탄성스프링이 개재되어 고정됨에 따라 직렬연결상태를 탄성적으로 유지한다. Here, the elastic spring is interposed between the plurality of connection units to maintain the series connection state elastically.
여기서, 상기 몸체의 내부에는 상기 웜기어가 수용되도록 상기 관통홀과 연통되는 장착홈이 형성되고, 상기 웜기어의 양측에는 상기 웜기어가 상기 장착홈에 접촉되는 것을 방지하는 베어링이 구비된다. Here, a mounting groove communicating with the through hole is formed in the body to accommodate the worm gear, and both sides of the worm gear are provided with a bearing to prevent the worm gear from contacting the mounting groove.
여기서, 상기 몸체는 상기 제1연결편이 형성된 제1몸체와, 상기 제2연결편이 형성된 제2몸체로 분할되어 구성된다. Here, the body is divided into a first body formed with the first connecting piece and a second body formed with the second connecting piece.
상술한 바와 같은 본 발명은, 절지동물인 지네의 형태와 구동방식을 모방한 험지주행로봇으로서, 여러 험지 환경 적응에 유용한 지네의 유연한 다관절 몸체 구조 특성과 다리의 파도 운동을 로봇에 적용하여 장애물 지역에서 향상된 연속 고속 주행이 가능한 이점이 있다. As described above, the present invention is a rough terrain driving robot that mimics the shape and driving method of arthropod centipedes. The advantage is improved continuous high speed travel in the area.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다. The invention will become more apparent through the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through embodiments of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇은, 도 3에 도시된 바와 같이, 크게, 구동유닛(200)과 상기 구동유닛(200)에 직렬연결되는 다수의 연결유닛(100)을 포함하여 구성된다. Rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, largely comprises a
먼저, 상기 연결유닛(100)에 대하여 설명하도록 한다. First, the
연결유닛(100)은 크게, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 연결케이싱(110), 다리작동부(120), 연결부(130)를 포함하여 구성된다. The
상기 연결케이싱(110)은 몸체(112), 제1연결편(114), 제2연결편(116)을 포함하여 구성된다. The
상기 몸체(112)는 전·후면을 관통하는 관통홀(112h)이 형성되어 있으며, 상기 관통홀(112h)의 외측은 부싱형태로 돌출되어 형성된다. The
한편, 상기 몸체(112)의 전면 양측에는 전면을 향해 연장형성된 제1연결편(114)이 구비되고, 상기 제1연결편(114)에는 제1힌지홈(114h)이 각각 형성된다. 또한, 상기 몸체(112)의 후면 양측에는 상기 제1연결편(114)의 배열방향과 수직이 되도록 연장형성된 제2연결편(116)이 구비되고, 상기 제2연결편(116)에는 제2힌지홈(116h)이 각각 형성된다. On the other hand, both front sides of the
상술한 제1연결편(114), 제2연결편(116) 및 제1힌지홈(114h), 제2힌지홈(116h)은 다수의 연결유닛(100)이 직렬로 연결될 수 있도록 하는 구성으로서, 연결부(130)에 대한 설명 시 상세하게 하도록 한다. The
한편, 상기 몸체(112)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1연결편(114)이 형성된 제1몸체(110-1)와, 상기 제2연결편(116)이 형성된 제2몸체(110-2)로 분할되어 구성될 수 있으며, 이와 같이, 제1몸체(110-1), 제2몸체(110-2)로 분할 구성됨에 따라 상기 다리작동부(120)를 용이하게 내장한 후 조립하여 결합할 수 있게 된다. Meanwhile, as shown in FIG. 5, the
여기서, 상기 몸체(112)의 내부에는 상기 다리작동부(120)의 웜기어(124)가 수용되도록 상기 관통홀(112h)과 연통되는 장착홈(124h)이 형성되고, 상기 웜기어(124)의 양측에는 상기 웜기어(124)가 상기 장착홈(124h)에 접촉되는 것을 방지하는 베어링(124r)이 구비된다. Here,
즉, 상기 웜기어(124)와 상기 베어링(124r)은 동일축 상에서 회전가능하게 구성되되, 상기 웜기어(124)와 상기 베어링(124r)이 서로 고정되지 않은 상태로 구성하여 상기 베어링(124r)은 상기 장착홈(124h)에 접촉되어 고정되고, 상기 웜기어(124)는 상기 장착홈(124h)에 접촉되지 않은 상태로 회전가능하게 구성되는 것이다. That is, the
상기 다리작동부(120)는, 웜(122), 웜기어(124), 작동축(126), 다리(128)를 포함하여 구성된다. The leg actuating
상기 웜(122)은 상기 관통홀(112h)과 동축이 되도록 상기 관통홀(112h)에 수 용되어 회전가능하게 지지된다. 이때, 상기 웜(122)은 상기 연결케이싱(110)에서 상기 웜기어(124)가 상기 장착홈(124h)에 접촉되지 않은 상태로 회전가능하게 구성되는 것과 같이, 양측에 베어링(124r)을 구비하여 상기 관통홀(112h)과 접촉되지 않은 상태로 회전가능하게 구성된다. The
상기 웜기어(124)는 상기 웜(122)의 축방향과 서로 직교가 되도록 상기 웜(122)의 상측에 치합되어 상기 몸체(112)에 내장된다. 즉, 상기 웜기어(124)는 상기 웜(122)의 동력전달방향에 대해 직교되는 양측 방향으로 동력이 전달될 수 있도록 한다. The
한편, 상기 웜기어(124)의 양측으로 연장되어 상기 몸체(112)를 관통하는 작동축(126)이 구비된다. 상기 작동축(126)은 상기 웜기어(124) 및 상기 웜기어(124)의 양측에 구비된 베어링(124r)을 모두 관통하도록 구성되고, 상기 작동축(126)과 상기 웜기어(124)는 고정결합되고, 상기 작동축(126)과 상기 베어링(124r)은 서로 회전 가능하도록 구성된다. 따라서, 상기 베어링(124r)은 상기 장착홈(124h)에 장착되어 고정되고, 상기 웜기어(124)는 상기 웜(122)의 회전력을 전달받아 회전되는 작동축(126)의 회전에 따라 회전되는 것이다. On the other hand, the operating
상기 작동축(126)의 양단에는 각각 다리(128)가 구비되는데, 이때, 상기 작동축(126)의 양단은 서로 반대 방향으로 절곡되어 그 단부에 다리결합부싱(127)이 구비되고, 상기 다리(128)는 상기 다리결합부싱(127)에 동축방향으로 끼워져 결합된다. 또한, 상기 다리(128)는 마찰력이 높은 재질로 구성되어, 바닥면과의 마찰력이 크도록 한다.
상기 연결부(130)는 플렉시블축(132), 커플링(134), 웜축(136), 연결링(134)을 포함하여 구성된다. The
상기 플렉시블축(132)은 상기 웜(122)과 동축이 되도록 전방으로 연장형성된다. 이때, 상기 플렉시블축(132)과 상기 웜(122)의 사이에 커플링(131)을 개재하여 상대적으로 고정될 수 있게 된다. 즉, 상기 플렉시블축(132)이 회전함에 따라 상기 웜(122)이 회전되도록 하는 것이다. 상기 플렉시블축(132)은 휨성을 주어서 축의 방향을 자유롭게 변경할 수 있는 축을 의미하며, 플렉시블축(132)에 휨이 발생한 경우에도 동력을 전달할 수 있게 된다. The
상기 커플링(134)은 상기 플렉시블축(132)의 단부에 구비되며, 전방에 이웃하여 연결되는 연결유닛(100)의 웜축(136)과 연결하기 위한 부분이고, 상기 웜축(136)은 상기 웜(122)과 동축이 되도록 후방으로 연장형성되어 후방에 이웃하여 연결되는 연결유닛(100)의 플렉시블축(132)과 연결하기 위한 부분이다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 도면의 좌측에 위치된 플렉시블축(132)의 우측단부에 구비된 웜축(136)과 도면의 우측에 위치된 플렉시블축(132)의 좌측단에 구비된 커플링(134)이 서로 결합되는 것이다. The
상기 연결링(138)은, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 외주면에 등각으로 4개의 힌지돌기(138a)가 형성되어 상기 제1연결편(114)의 제1힌지홈(114h)에 1축회전 가능하게 힌지결합됨과 동시에 상기 플렉시블축(132)이 관통하는 부분이다. 즉, 이웃하는 연결유닛(100) 간의 연결수단으로서, 도 6의 좌측에 위치된 연결케이싱(110)의 제2힌지홈(116h)과 도 6의 우측에 위치된 연결케이싱(110)의 제1힌지 홈(114h)에 각각 끼워져 유니버셜조인트 방식으로 2개의 연결케이싱(110)이 서로 연결되도록 한다. As shown in FIGS. 4 and 6, the connecting
이때, 연결케이싱(110)이 서로 연결됨에 있어서, 직렬연결되는 다수의 연결유닛(100)의 사이에는 탄성스프링(140)이 개재되어, 직렬연결상태를 탄성적으로 유지하게 되고, 상기 연결유닛(100)의 몸체(112) 전면 양측에서 연장된 제1연결편(114)의 배열방향과 수직이 되도록 상기 몸체(112)의 전면 양측에서 연장된 각도제한스토퍼(115)가 형성되어, 연결케이싱(110)의 회동각도가 소정범위를 유지하도록 한다. At this time, the
즉, 상기 몸체(112)의 관통홀(112h) 외측에 부싱형태로 돌출되어 형성된 부분을 통해서 상기 탄성스프링(140)이 끼워져 개재되고, 이에 따라 서로 직렬연결된 연결유닛(100)은 상기 탄성스프링(140)에 의해 직렬연결된 상태가 탄성적으로 유지될 수 있게 되며, 상기 각도제한제한스토퍼에 의해 서로 간의 회동각도가 과도하게 커지는 것을 방지하여 장애물로 인해 전해지는 충격과 변위가 하나의 연결부분에서 무리하게 완충되는 것이 아니라 여러 연결부분에 걸쳐 자연스럽게 완충될 수 있도록 한다. That is, the
다음으로, 상기 구동유닛(200)에 대하여 설명하도록 한다. Next, the driving
상기 구동유닛(200)은, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 크게, 구동케이싱(210), 구동모터(220), 회전축(230), 구동웜축(240)을 포함하여 구성된다. 7 to 9, the
상기 구동케이싱(210)은 구동유닛(200)의 외형을 이루는 부분으로서, 전술한 연결유닛(100)의 제1몸체(110-1) 및 제2몸체(110-2)과 동일하게 형성된 제1구동몸체(210-1), 제2구동몸체(210-2)의 사이에 장방형의 제3구동몸체(210-3)가 추가된 구조이다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1구동몸체(210-1), 제2구동몸체(210-2)의 사이에 장방형의 제3몸체(210-3)가 개재된 구조이다. The
한편, 상기 구동모터(220)는 상기 구동케이싱(210)의 내부에 내장되도록 구성되고, 사기 구동케이싱(210)의 내부에는 상기 구동모터(220)의 구동력을 전달받아 연동구동하는 회전축(230)이 내장된다. On the other hand, the
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(220)의 구동축에 제1기어(G1)가 결합되고, 상기 제1기어(G1)과 치합되는 제2기어(G2)가 구비되며, 상기 제2기어(G2)와 축결합되는 회전축(230)이 구성되는 것이다. That is, as shown in Figure 8, the first gear (G1) is coupled to the drive shaft of the
한편, 상기 회전축(230)의 후단에는 상기 연결유닛(100)의 연결부(130)에 구비된 커플링(134)과 동축결합되는 구동웜축(240)이 구비되고, 이에 따라, 상기 구동모터(220)의 회전구동력이 제1기어(G1), 제2기어(G2), 회전축(230), 구동웜축(240)의 순서로 전달되며, 구동웜축(240)의 회전구동력이 상기 연결유닛(100)의 커플링(134)에 전달되어 연결유닛(100)의 플렉시블축(132)이 회전구동될 수 있게 된다. On the other hand, the rear end of the
한편, 상기 회전축(230)의 양측에는 한 쌍의 구동웜(232)이 구비되고, 상기 한 쌍의 구동웜(232)과 각각 치합되는 한 쌍의 구동웜기어(234)가 구비되며, 상기 구동웜기어(234)의 양측으로 연장되어 상기 구동케이싱(210)을 관통하는 구동축(236)이 구비되고, 상기 구동축(236)의 양단에 구동다리(238)가 구비된다. On the other hand, a pair of
상술한 한 쌍의 구동웜(232), 한 쌍의 구동웜기어(234), 구동축(236), 구동다리(238)는 각각 연결유닛(100)의 웜(122), 웜기어(124), 작동축(126), 다리(128)에 대응하는 구성요소로서, 상호동작관계는 연결유닛(100)과 동일하므로 설명을 생략하도록 한다. The pair of driving
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many other obvious modifications can be made therein without departing from the scope of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the appended claims to cover many such variations.
도 1은 종래의 험지주행로봇에 있어서 장애물 극복 시 접촉상실을 보여주는 사진. 1 is a photograph showing a loss of contact when overcoming obstacles in a conventional rough terrain robot.
도 2는 종래의 험지주행로봇에 있어서 장애물 극복 단계중 발생하는 지면과의 접촉점상실을 보여주는 개략도. Figure 2 is a schematic diagram showing the loss of contact point with the ground occurs during the obstacle overcoming step in the conventional rough terrain robot.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇을 보여주는 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇의 연결유닛을 보여주는 사시도. Figure 4 is a perspective view showing a connecting unit of the rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇의 연결유닛을 보여주는 부분 분해사시도. 5 is a partially exploded perspective view showing a connection unit of a rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇의 연결유닛의 연결상태를 보여주는 사시도. Figure 6 is a perspective view showing a connection state of the connection unit of the rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇의 구동유닛을 보여주는 사시도. 7 is a perspective view showing a driving unit of the rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 험지주행로봇의 구동유닛을 보여주는 부분 분해사시도. 8 and 9 are partially exploded perspective view showing a driving unit of a rough terrain driving robot according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100:연결유닛 110:연결케이싱100: connection unit 110: connection casing
110-1:제1몸체 110-2:제2몸체110-1: The first body 110-2: The second body
112:몸체 112h:관통홀112:
114:제1연결편 114h:제1힌지홈114: first connecting
115:각도제한스토퍼 116:제2연결편115: angle limit stopper 116: second connection
116h:제2힌지홈 120:다리작동부116h: 2nd hinge groove 120: leg operation part
122:웜 124:웜기어122: worm 124: worm gear
124h:장착홈 124r:베어링124h: Mounting groove 124r: Bearing
126:작동축 127:다리결합부싱126: working shaft 127: leg coupling bushing
128:다리 130:연결부128: leg 130: connecting portion
132:플렉시블축 134:커플링132: flexible shaft 134: coupling
136:웜축 138:연결링136: worm shaft 138: connecting ring
138a:힌지돌기 140:탄성스프링138a: hinge protrusion 140: elastic spring
200:구동유닛 210:구동케이싱200: drive unit 210: drive casing
220:구동모터 230:회전축220: drive motor 230: rotary shaft
232:구동웜 234:구동웜기어232: drive worm 234: drive worm gear
236:구동축 238:구동다리236: drive shaft 238: drive bridge
240:구동웜축240: drive worm shaft
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12049272B2 (en) | 2020-04-23 | 2024-07-30 | Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) | Robot |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102699915B (en) * | 2012-05-29 | 2014-10-08 | 淮海工学院 | Multi-sectional robot |
KR101361491B1 (en) * | 2012-11-14 | 2014-02-13 | 한국과학기술원 | Robot inspired from centipede |
CN107618587A (en) * | 2017-11-17 | 2018-01-23 | 吉林大学 | The eight bionical spider robots of foot |
CN108527326A (en) * | 2018-04-18 | 2018-09-14 | 佛山伊贝尔科技有限公司 | A kind of silica gel soft robot |
CN109018065B (en) * | 2018-09-13 | 2024-05-31 | 青岛中科慧聚文化创意有限公司 | Full-mimicry profiling propelling mechanism |
CN110142737B (en) * | 2019-06-28 | 2024-06-18 | 北京史河科技有限公司 | robot |
CN110386203A (en) * | 2019-07-04 | 2019-10-29 | 广西广播电视大学 | A kind of multi-foot robot based on Arduino bluetooth wireless downloading |
KR102337275B1 (en) | 2020-03-19 | 2021-12-08 | 엘아이지넥스원(주) | Directional Locomotion Robot |
CN114620161B (en) * | 2022-03-31 | 2023-09-01 | 北京工业大学 | Centipede-like robot with multi-terrain adaptability and few-freedom-degree leg structure |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003079961A (en) | 2001-08-24 | 2003-03-18 | Xerox Corp | Robot toy modular system |
US20050072260A1 (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-07 | Anani Ananiev | Method for driving multiple-module mechanisms by a single motor and redundant modular robots produced therefrom |
JP2005514213A (en) | 2001-10-17 | 2005-05-19 | ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ | Autonomous robot crawler for in-pipe inspection |
US20060261771A1 (en) * | 2003-06-17 | 2006-11-23 | Science Applications International Corporation | Toroidal propulsion and steering system |
-
2008
- 2008-12-26 KR KR1020080134645A patent/KR101057469B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003079961A (en) | 2001-08-24 | 2003-03-18 | Xerox Corp | Robot toy modular system |
JP2005514213A (en) | 2001-10-17 | 2005-05-19 | ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ | Autonomous robot crawler for in-pipe inspection |
US20060261771A1 (en) * | 2003-06-17 | 2006-11-23 | Science Applications International Corporation | Toroidal propulsion and steering system |
US20050072260A1 (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-07 | Anani Ananiev | Method for driving multiple-module mechanisms by a single motor and redundant modular robots produced therefrom |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US12049272B2 (en) | 2020-04-23 | 2024-07-30 | Iucf-Hyu (Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University) | Robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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