KR101061367B1 - 전방향 이동 로봇 베이스 - Google Patents

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KR101061367B1
KR101061367B1 KR1020110010755A KR20110010755A KR101061367B1 KR 101061367 B1 KR101061367 B1 KR 101061367B1 KR 1020110010755 A KR1020110010755 A KR 1020110010755A KR 20110010755 A KR20110010755 A KR 20110010755A KR 101061367 B1 KR101061367 B1 KR 101061367B1
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최무성
안병규
양광웅
김홍석
신은철
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한국생산기술연구원
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Abstract

본 발명은 전방향 이동 로봇 베이스에 관한 것으로, 그 목적은 전방향 이동 로봇 베이스의 주요 부위를 모듈화화여 다양한 크기로 손쉽게 제작할 수 있는 전방향 이동 로봇 베이스를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 전방향 이동 로봇 베이스는 외곽에 다수 개의 주행모듈 지지부가 구비된 베이스 모듈; 바퀴와, 상기 바퀴를 회전시키기 위한 주행모터와, 로봇본체로부터 제공되는 제어신호에 의하여 주행모터를 제어하는 주행모터 컨트롤러를 구비하며, 상기 주행모듈 지지부에 장착되는 다수 개의 주행모듈; 및 상기 로봇본체가 상단부에 탑재되는 터릿판과, 상기 터릿판을 회전시키기 위한 터릿모터와, 상기 로봇본체로부터 제공되는 신호에 의하여 터릿모터를 제어하는 터릿모터 컨트롤러를 구비하며, 상기 베이스 모듈에 장착되는 터릿모듈로 구성되어 있다.

Description

전방향 이동 로봇 베이스{Omnidirectional mobile robot base}
본 발명은 전방향 이동 로봇 베이스에 관한 것으로, 특히 로봇 베이스의 주요 부위를 모듈화하여 다양한 크기의 전방향 이동 로봇 베이스를 손쉽게 제공할 수 있으며, 슬립링을 이용하여 모듈간의 동력전달구조를 단순화시킨 전방향 이동 로봇 베이스에 관한 것이다.
로봇은 산업과 가정 등 다양한 분야에서 인력을 대체하기 위한 수단으로 활용이 가능하므로 생산성을 높이고 생활의 편의성을 높이기 위하여 사용이 증가하고 있는 실정이다. 즉 여러 산업현장에서는 생산성 향상을 도모하거나 또는 인력으로 작업이 곤란한 경우 작업여건에 맞는 로봇을 개발하여 사용하고 있으며, 또한 가정에서는 청소를 대행하거나 보안을 유지하거나 간단한 가사를 돕기 위한 로봇이 개발되어 사용되고 있다.
한편 로봇의 활용성을 높이고 다양한 분야에 손쉽게 적용되도록 하기 위해서는 다양한 형태로 응용이 가능해야 하고, 유지보수가 쉬워야 하며, 자유로운 이동이 가능해야 한다.
대부분의 이동 로봇에서 사용하는 차동 구동방식(differential drive)은 제자리 회전이 가능하고, 구조가 단순한 장점을 가지고 있으나, 옆으로 움직일 수 없는 등의 단점을 가지고 있다. 이에 따라 협소하고 복잡한 환경에서도 자유로운 이동이 가능한 전방향 이동 로봇의 사용이 증가하고 있다.
상기 전방향 이동 로봇의 메커니즘은 크게 조향 가능한 바퀴를 사용하는 메커니즘과 전방향 바퀴를 사용하는 메커니즘으로 구분할 수 있다.
한편 조향 가능한 바퀴를 사용하는 구조의 대표적인 방법은 동기식 이동방식(synchro-drive)으로, 상기 동기식 이동방식은 로봇의 모든 휠이 주행(drive)과 조향(steer)을 동시에 한다는 특징을 갖는다. 즉, 주행모터는 모든 바퀴를 회전시키고, 조향모터는 모든 휠 어셈블리의 방향을 전환시키게 된다. 이러한 구조의 장점은 모든 휠의 드라이빙 포스(driving force)가 균등하여 우수한 마찰과 오도메트리(odometry)성능을 보인다는 것이다. 또한 주행과 조향 간의 커플이 적어 헤딩 에러(heading error)의 최소화 및 제어가 쉽고, 회전반경이 없기 때문에 조작성이 좋으며, 바닥과의 디스트럭티브 포스(destructive force)가 적기 때문에 효율이 높아 전력소비가 적은 이점을 가지고 있다.
그러나 상기 동기식 이동방식은 주행축(driving axis)과 조향축(steer axis)을 동기화하기 위해 그리고 주행축과 조향축을 상호 간섭됨 없이 효과적으로 구성하기 위해서는 복잡한 기계적 메커니즘이 요구되었다. 따라서 종래의 동기식 이동방식은 그 복잡성으로 인해 효율이 낮고 신뢰성도 낮은 문제점을 가지고 있다.
또한 주행축과 조향축의 구동을 위하여 마련된 메커니즘의 교체가 용이하지 못하여 유지보수가 어려운 것은 물론이고 로봇의 크기를 변경하고자 할 경우, 모든 부품을 새로 구성해야만 함에 따라 다양한 형태로 응용이 어려운 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 전방향 이동 로봇 베이스의 주요 부위를 모듈화화여 다양한 크기로 손쉽게 제작할 수 있는 전방향 이동 로봇 베이스를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 로봇의 이동을 위한 주행모듈에 모터와 컨트롤러를 내장하고, 로봇본체의 터릿구동을 위한 터릿모듈에 모터와 컨트롤러를 내장하여 크기가 다른 베이스 모듈에 주행모듈과 터릿모듈을 장착하는 것에 의해 다양한 크기로 제작될 수 있는 전방향 이동 로봇 베이스를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 주행모듈과 터릿모듈에 전원 및 제어신호의 전달을 위한 슬립링을 설치하여 동력전달구조를 단순화시킨 전방향 이동 로봇 베이스를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 전방향 이동 로봇 베이스는 외곽에 다수 개의 주행모듈 지지부가 구비된 베이스 모듈; 바퀴와, 상기 바퀴를 회전 가능하게 지지하는 주행 프레임과, 상기 주행 프레임에 설치되며 바퀴와 연결되어 바퀴를 회전시키는 주행모터와, 상기 주행 프레임에 설치되며 주행모터와 연결되어 로봇본체로부터 제공되는 제어신호에 의하여 주행모터를 제어하는 주행모터 컨트롤러와, 상기 주행모듈 지지부에 장착되고 입력측이 풀리 및 벨트를 매개로 조향모터와 연결되며 출력측이 주행 프레임과 결합되어 주행 프레임을 회전 가능하게 지지하는 하모닉 드라이브로 구성되며, 상기 주행모듈 지지부에 장착되는 다수 개의 주행모듈; 및 상기 로봇본체가 상단부에 탑재되는 터릿판과, 상기 터릿판을 회전시키기 위한 터릿모터와, 상기 로봇본체로부터 제공되는 신호에 의하여 터릿모터를 제어하는 터릿모터 컨트롤러를 구비하며, 상기 베이스 모듈에 장착되는 터릿모듈로 구성된 것을 특징으로 한다.
한편 상기 각각의 주행모듈에는 로봇본체와 주행모터 컨트롤러의 전기적인 연결을 위한 제1 슬립링이 구비된다.
한편 상기 터릿모듈에는 로봇본체와 터릿모터 컨트롤러의 전기적인 연결을 위한 제2 슬립링이 구비된다.
한편 상기 베이스 모듈에는 조향모터와, 상기 조향모터를 제어하는 조향모터 컨트롤러와, 상기 조향모터에 의해 회전하는 제1 조향풀리가 구비되고, 상기 각각의 주행모듈에는 제1 조향풀리와 벨트를 통해 연결되어 주행모듈을 회전시키는 제2 조향풀리가 구비되어 다수 개의 주행모듈을 동기화시키는 것이 바람직하다.
삭제
한편 상기 터릿모듈은, 하단부가 베이스 모듈에 고정되는 원통형 구조의 터릿 프레임; 로봇본체를 탑재한 채로 로봇본체와 함께 회전하는 터릿판; 상기 터릿판의 저면에 고정되게 설치된 터릿모터; 상기 터릿판의 저면에 고정되게 설치되며 터릿모터와 연결되어 터릿모터를 제어하는 터릿모터 컨트롤러; 상기 터릿 프레임에 출력측이 고정되고, 입력측이 벨트 및 풀리를 매개로 터릿모터와 연결된 제1 연결유닛과 결합되어 터릿모터의 동력을 전달받으며, 입력측과 출력측을 수용하는 하우징이 제2 연결유닛을 매개로 터릿판에 고정되어 입력측에 전달되는 터릿모터의 동력에 의해 하우징이 회전하면서 터릿판을 회전시키는 하모닉 드라이브로 구성될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 각기 제작된 주행모듈과 터릿모듈을 베이스 모듈에 장착하는 것에 의해 전방향 이동 로봇 베이스의 제작이 가능하며, 각 모듈의 크기를 변경함으로써 요구되는 크기의 전방향 이동 로봇 베이스를 손쉽게 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한 주행과 터릿 구동을 위한 모터 및 컨트롤러를 주행모듈과 터릿모듈에 각기 내장시켜 크기가 다른 베이스 모듈에 주행모듈과 터릿모듈을 장착하는 것에 의한 다양한 크기의 전방향 이동 로봇 베이스를 제공할 수 있게 되었다.
또한 전원 및 제어신호의 전달을 위하여 슬립링을 사용함으로써, 동력전달구조를 단순화시킬 수 있게 되었다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전방향 이동 로봇 베이스의 사시도,
도 2 는 본 발명에 따른 베이스 모듈의 사시도,
도 3 은 본 발명에 따른 주행모듈의 사시도,
도 4 는 본 발명에 따른 주행모듈의 구조를 나타낸 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 제1 조향풀리와 제2 조향풀리가 벨트에 의해 연결된 구조를 나타낸 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 터릿모듈의 사시도,
도 7 은 본 발명에 따른 터릿모듈의 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전방향 이동 로봇 베이스의 사시도를 도시하고 있다.
본 발명의 전방향 이동 로봇 베이스는 로봇본체(10)와 결합되어 하나의 완성된 로봇을 구성하며, 로봇을 이동시키고, 로봇본체(10)의 방향을 전환시키는 기능을 제공하는 것으로, 개별 제작된 주행모듈(200)과 터릿모듈(300) 및 베이스 모듈(100)의 결합에 의해 구성되며, 상기 주행모듈(200)과 터릿모듈(300)에는 주행동작과 터릿동작을 위한 모터 및 컨트롤러가 각기 내장되어 크기가 다른 베이스 모듈을 이용하는 것에 의해 다양한 크기의 전방향 이동 로봇 베이스를 손쉽게 제작할 수 있도록 한 특징을 갖는 것이다.
이하 각각의 구성요소에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 베이스 모듈의 사시도를 도시하고 있다.
상기 베이스 모듈(100)은 주행모듈(200) 및 터릿모듈(300)를 지지하기 위한 것으로, 중앙부에는 터릿모듈(300)의 설치를 위한 구조가 마련되고, 외곽에는 주행모듈(200)의 설치를 위한 다수 개의 주행모듈 지지부(110)가 마련된 것으로 구성되어 있다.
또한 상기 베이스 모듈(100)에는 주행모듈(200)을 회전시켜 로봇의 주행방향을 제어하기 위한 조향모터(121)와, 로봇본체로부터 제공되는 제어신호에 의하여 조향모터(121)를 제어하는 조향모터 컨트롤러(122) 및 상기 조향모터(121)에 의해 회전하는 제1 조향풀리(123)가 구비되며, 상기 제1 조향풀리(123)는 벨트를 매개로 주행모듈(200)들과 연결되어 주행모듈(200)을 회전시키게 된다. 이러한 조향모터(121)와 제1 조향풀리(123)에 의하여 주행모듈(200)이 회전하는 구조에 대한 설명은 주행모듈(200)에 대해 설명하는 과정에서 다시 설명하도록 한다.
한편 상기와 같이 구성되는 베이스 모듈(100)은 로봇의 주행이나 터릿구동을 위한 장치들을 갖고 있지 않으며, 일정한 규격으로 제작되는 주행모듈(200)과 터릿모듈(300)과의 결합에 의해 전방향 이동 로봇 베이스를 구성하게 되므로, 요구되는 로봇의 크기에 따라 적절한 크기의 베이스 모듈(100)을 선택한 후, 선택된 베이스 모듈(100)에 주행모듈(200) 및 터릿모듈(300)을 장착시킴으로써 다양한 크기의 전방향 이동 로봇 베이스를 손쉽게 제공할 수 있게 된다.
도면 중 미설명부호 124는 제1 조향풀리(123)와 주행모듈(200)을 연결하는 벨트를 지지하기 위한 텐션롤러이다.
도 3은 본 발명에 따른 주행모듈의 사시도를, 도 4는 본 발명에 따른 주행모듈의 구조를 나타낸 단면도를, 도 5는 본 발명에 따른 제1 조향풀리와 제2 조향풀리가 벨트에 의해 연결된 구조를 나타낸 사시도를 도시하고 있다.
상기 주행모듈(200)은 베이스 모듈(100)의 주행모듈 지지부(110)에 장착되어 로봇의 주행이 이루어지도록 하는 것이다. 이러한 주행모듈(200)은 베이스 모듈(100)에 마련된 다수 개의 주행모듈 지지부(110)에 각기 장착될 수 있도록 다수 개로 구성된다.
한편 각각의 주행모듈(200)은 바퀴(210)와, 상기 바퀴(210)를 회전 가능하게 지지하는 주행 프레임(220)과, 상기 주행 프레임(220)에 설치되며 바퀴(210)와 연결되어 바퀴(210)를 회전시키는 주행모터(230)와, 상기 주행 프레임(220)에 설치되며 주행모터(230)와 연결되어 로봇본체로부터 제공되는 제어신호에 의하여 주행모터(230)를 제어하는 주행모터 컨트롤러(240)와, 상기 주행모듈 지지부(110)에 장착되고 입력측(251)이 풀리 및 벨트를 매개로 조향모터(121)와 연결되며 출력측(252)이 주행 프레임(220)과 결합되어 주행 프레임(220)을 회전 가능하게 지지하는 하모닉 드라이브(250)로 구성된다. 이때 상기 주행모터(230)에는 감속기가 포함된다.
상기와 같이 구성되는 주행모듈(200)의 상단부에는 조향모터(121)에서 발생되는 회전을 제1 조향풀리(123)로부터 전달받아 회전하면서 주행 프레임(220)을 회전시키기 위한 제2 조향풀리(260)가 구비되며, 상기 제2 조향풀리(260)는 벨트(125)를 매개로 제1 조향풀리(123)와 연결된다.
한편 상기 제2 조향풀리(260)는 하모닉 드라이브(250)의 입력측(251)에 결합되고, 하모닉 드라이브(250)의 출력측(252)은 주행 프레임(220)에 결합되어 주행 프레임(220)을 회전시키게 되며, 하모닉 드라이브(250)의 하우징(253)은 주행모듈 지지부(110)에 고정되게 설치된다. 한편 상기 하모닉 드라이브의 구성이나 감속원리는 공지된 기술이므로 생략하며, 도 4에는 하모닉 드라이브와 주변부품의 연결구조를 나타내기 위하여 하모닉 드라이브의 주요 부위를 블록화하여 도시하였다.
한편 벨트(125)를 매개로 제1 조향풀리(123)와 제2 조향풀리(260)를 연결함에 있어서, 각각의 주행모듈(200)에 설치되는 제2 조향풀리(260)들이 동기화되어 회전할 수 있도록 제2 조향풀리(260)들은 하나의 벨트(125)에 의해 제1 조향풀리(123)와 연결된다.
이와 같이 구성되는 주행모듈(200)은 주행 및 제어를 위한 모터와 컨트롤러를 자체적으로 구비함에 주행모듈(200)과 베이스 모듈(100)의 사이에는 전원이나 신호를 전달받기 위한 선 외에는 별도의 동력전달구조가 요구되지 않아 모듈간의 결합구조를 단순화시킬 수 있는 이점이 있다.
한편 상기 주행 프레임(220)은 로봇의 이동방향을 제어하기 위하여 360도 전방향으로 회전하게 되며, 주행 프레임(220)에 설치된 주행모터(230) 및 주행모터 컨트롤러(240)는 로봇본체로부터 전원 및 신호를 받아 구동하게 된다. 따라서 로봇본체로부터 연장되는 전원선이나 신호선을 그대로 주행모터 컨트롤러(240)에 연결할 경우, 조향을 위하여 주행 프레임(220) 회전을 반복함에 따라 전원선이나 신호선의 꼬임에 의하여 쉽게 끊어지게 된다.
이와 같은 전원선이나 신호선의 꼬임을 방지하기 위하여 주행 프레임(220) 내에는 제1 슬립링(270)이 구비되며, 상기 제1 슬립링(270)은 로봇본체로부터 연장되는 전원선 및 신호선과 연결되는 고정부재(271)와, 상기 고정부재(271)와 전기적인 접속상태를 유지한 채로 주행 프레임(220)과 함께 회전하며 주행모터 컨트롤러(240)와 전원선 및 신호선에 의해 연결된 회전부재(272)로 구성된다. 이러한 슬립링은 주지 관용된 기술이므로, 슬립링에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 터릿모듈의 사시도를, 도 7은 본 발명에 따른 터릿모듈의 단면도를 도시하고 있다.
상기 터릿모듈(300)은 베이스 모듈(100)의 중앙에 설치되며, 로봇본체가 탑재되는 터릿판(330)을 회전시켜 로봇본체의 방향을 전환시키는 것이다.
이러한 터릿모듈(300)은 하단부가 베이스 모듈(100)에 고정되는 원통형 구조의 터릿 프레임(310)과, 로봇본체를 탑재한 채로 로봇본체와 함께 회전하는 터릿판(330)과, 상기 터릿판(330)의 저면에 고정되게 설치된 터릿모터(340)와, 상기 터릿판(330)의 저면에 고정되게 설치되며 터릿모터(340)와 연결되어 터릿모터(340)를 제어하는 터릿모터 컨트롤러(350)와, 상기 터릿 프레임(310)에 출력측(322)이 고정되고 입력측(321)이 밸트(343) 및 풀리(341,342)를 매개로 터릿모터(340)와 연결된 제1 연결유닛(361)과 결합되어 터릿모터(340)의 동력을 전달받으며 입력측(321)과 출력측(322)을 수용하는 하우징(323)이 제2 연결유닛(362)을 매개로 터릿판(330)에 고정되어 입력측(321)에 전달되는 터릿모터(340)의 동력에 의해 하우징(323)이 회전하면서 터릿판(330)을 회전시키는 하모닉 드라이브(320)로 구성되어 있다.
이때 상기 제1 연결유닛(361)은 하모닉 드라이브(320)의 입력측(321)과 연결되며 풀리(341,342) 및 벨트(343)에 의해 터릿모터(340)와 연결되어 터릿모터(340)의 동력을 하모닉 드라이브(320)의 입력측(321)에 전달하게 되고, 상기 제2 연결유닛(362)은 하우징(323)의 회전에 의해 터릿판(330)이 회전하도록 하모닉 드라이브(320)의 하우징(323)과 터릿판(330)을 연결하게 된다.
한편 상기 터릿 프레임(310)에는 로봇본체로부터 연장되는 전원선 및 신호선을 터릿모터 컨트롤러(350)와 연결하고, 또 로봇본체와 주행모듈(200)의 연결을 위한 전원선 및 신호선을 인출하기 위한 제2 슬립링(370)이 설치되며, 로봇본체로부터 연장되는 전원선 및 신호선은 제1,2 연결유닛(361,362)의 중심부를 통해 제2 슬립링(370)으로 연결된다. 이때 주행모듈(200)과의 연결을 위하여 제2 슬립링(370)으로부터 인출되는 전원선 및 신호선은 제2 조향풀리(260)와 하모닉 드라이브(250)의 중심을 관통하여 제1 슬립링(270)에 연결된다.
상기 터릿모듈(300)에 구비되는 하모닉 드라이브(320)와 제2 슬립링(370)은 주행모듈(200)의 하모닉 드라이브(250)나 제2 슬립링(270)과 마찬가지로 주지 관용된 기술이므로, 도면상에는 주변 부품과의 연결구조가 명확히 드러나도록 블록화하여 도시하였다.
상기와 같이 구성된 전방향 이동 로봇 베이스는 터릿모듈(300)의 상단부에 구비된 터릿판(330)에 로봇본체가 탑재됨으로써, 하나의 완성된 로봇이 구성되며, 주행모듈(200)과 터릿모듈(300)의 구동을 위하여 로봇본체로부터 연장되는 전원선과 신호선은 로봇본체의 탑재 시 제2 슬립링(370)과 제1 슬립링(270)를 통하여 주행모듈(200)과 터릿모듈(300)에 연결된다.
이하에서는 완성된 로봇의 주행과 조향 및 터릿 작동과정에 대하여 설명하도록 한다.
로봇의 주행은 주행모터(230)의 구동에 의해 바퀴(210)가 회전함으로써 이루어지게 된다. 이러한 주행모터(230)의 구동 및 제어는 주행모터 컨트롤러(240)에 의해 이루어지게 되며, 주행모터 컨트롤러(240)는 로봇본체로부터 제2 슬립링(370)과 제1 슬립링(270)을 통해 전달되는 전류와 제어신호에 의해 작동하게 된다.
보다 구체적으로, 로봇의 주행을 위한 전류와 제어신호는 로봇본체로부터 제공되며, 로봇본체로부터 제공되는 전류와 제어신호는 제2 슬립링(370)으로 연결되는 전원선과 신호에 의해 제2 슬립링(370)으로 전달되고, 제2 슬립링(370)으로 전달된 전류와 제어신호는 제2 슬립링(370)으로부터 제1 슬립링(270)으로 연결되는 전원선과 신호에서 의해 제1 슬립링(270)으로 전달되며, 제1 슬립링(270)으로 전달된 전류와 제어신호가 주행모터 컨트롤러(240)에 전달됨으로써, 주행모터(230)의 구동 및 제어가 이루어지게 된다.
로봇의 조향은 베이스 모듈(100)에 설치된 조향모터(121)의 구동에 의해 이루어지게 된다. 한편 조향모터(121)의 구동은 로봇본체로부터 제공되는 전류 및 제어신호가 조향모터 컨트롤러(122)에 전달됨으로써 이루어지게 되며, 조향모터(121)의 구동에 의해 제1 조향풀리(123)가 회전하게 되며, 제1 조향풀리(123)의 회전은 벨트(125)에 의해 각각의 주행모듈(200)에 구비된 제2 조향풀리(260)로 전달되어 제2 조향풀리(260)를 회전시키게 된다. 이와 같은 제2 조향풀리(260)의 회전에 의해 각각의 주행모듈(200)들이 동일한 방향과 동일한 각도로 회전함으로써 로봇의 주행방향을 제어하게 된다.
로봇본체의 방향전환을 위한 터릿 구동은 터릿모듈(300)에 구비된 터릿모터(340)의 구동에 의해 터릿판(330)이 회전함으로써 이루어지게 된다. 한편 터릿모터(340)의 구동은 로봇본체로부터 제공되는 전류 및 제어신호가 터릿모터 컨트롤러(350)에 전달됨으로써 이루어지게 된다.
보다 구체적으로, 로봇본체로부터 제공되는 전류와 제어신호는 제2 슬립링(370)을 통해 터릿모터 컨트롤러(350)로 전달되어 터릿모터(340)를 구동하게 되며, 이때 터릿모터(340)와 풀리(341,342) 및 벨트(343)에 의해 연결된 제1 연결유닛(361)이 회전하게 된다. 한편 제1 연결유닛(361)은 하모닉 드라이브(320)의 입력측(321)에 연결되어 있으므로 제1 연결유닛(361)의 회전은 하모닉 드라이브(320)로 전달되어 하모닉 드라이브(320)가 갖는 감속비로 감속된 후 출력측(322)으로 전달된다.
한편 하모닉 드라이브(320)의 출력측(322)은 터릿 프레임(310)에 고정되어 회전이 억제된 상태이므로, 상대적으로 회전이 자유로운 (320)의 하우징(323)이 출력측(322)을 대신하여 회전하게 되며, 이러한 하모닉 드라이브(320) 하우징(323)의 회전에 의하여 터릿판(330)이 회전하면서 로봇본체의 방향을 전환시키게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전방향 이동 로봇 베이스는 주행모듈(200)과 터릿모듈(300)에 모터와 컨트롤러 그리고 로봇본체로부터 제공되는 전류 및 제어신호를 전달받기 위한 슬립링이 구비된 것으로 구성되어 모듈간의 동력전달구조를 간소화할 수 있고, 또 일정 크기로 제작된 주행모듈(200)과 터릿모듈(300) 그리고 요구되는 크기로 자유롭게 제작되는 베이스 모듈(100)을 상호 결합시켜 요구되는 크기의 전방향 이동 로봇 베이스를 손쉽게 제작할 수 있으므로 활용성이나 확장성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(100) : 베이스 모듈 (110) : 주행모듈 지지부
(121) : 조향모터 (122) : 조향모터 컨트롤러
(123) : 제1 조향풀리 (125) : 벨트
(200) : 주행모듈 (210) : 바퀴
(220) : 주행 프레임 (230) : 주행모터
(240) : 주행모터 컨트롤러 (250) : 하모닉 드라이브
(260) : 제2 조향풀리 (270) : 제1 슬립링
(300) : 터릿모듈 (310) : 터릿 프레임
(320) : 하모닉 드라이브 (330) : 터릿판
(340) : 터릿모터 (350) : 터릿모터 컨트롤러
(361) : 제1 연결유닛 (362) : 제2 연결유닛
(370) : 제2 슬립링

Claims (6)

  1. 외곽에 다수 개의 주행모듈 지지부(110)가 구비된 베이스 모듈(100);
    바퀴(210)와, 상기 바퀴(210)를 회전 가능하게 지지하는 주행 프레임(220)과, 상기 주행 프레임(220)에 설치되며 바퀴(210)와 연결되어 바퀴(210)를 회전시키는 주행모터(230)와, 상기 주행 프레임(220)에 설치되며 주행모터(230)와 연결되어 로봇본체로부터 제공되는 제어신호에 의하여 주행모터(230)를 제어하는 주행모터 컨트롤러(240)와, 상기 주행모듈 지지부(110)에 장착되고 입력측(251)이 풀리 및 벨트를 매개로 조향모터(121)와 연결되며 출력측(252)이 주행 프레임(220)과 결합되어 주행 프레임(220)을 회전 가능하게 지지하는 하모닉 드라이브(250)로 구성되며, 상기 주행모듈 지지부(110)에 장착되는 다수 개의 주행모듈(200); 및
    상기 로봇본체가 상단부에 탑재되는 터릿판(330)과, 상기 터릿판(330)을 회전시키기 위한 터릿모터(340)와, 상기 로봇본체로부터 제공되는 신호에 의하여 터릿모터(340)를 제어하는 터릿모터 컨트롤러(350)를 구비하며, 상기 베이스 모듈(100)에 장착되는 터릿모듈(300)로 구성된 것을 특징으로 하는 전방향 이동 로봇 베이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각각의 주행모듈(200)에는 로봇본체와 주행모터 컨트롤러(240)의 전기적인 연결을 위한 제1 슬립링(270)이 구비된 것을 특징으로 하는 전방향 이동 로봇 베이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터릿모듈(300)에는 로봇본체와 터릿모터 컨트롤러(350)의 전기적인 연결을 위한 제2 슬립링(370)이 구비된 것을 특징으로 하는 전방향 이동 로봇 베이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 모듈(100)에는 조향모터(121)와, 상기 조향모터(121)를 제어하는 조향모터 컨트롤러(122)와, 상기 조향모터(121)에 의해 회전하는 제1 조향풀리(123)가 구비되고,
    상기 각각의 주행모듈(200)에는 제1 조향풀리(123)와 벨트(125)를 통해 연결되어 주행모듈(200)을 회전시키는 제2 조향풀리(260)가 구비되어 다수 개의 주행모듈(200)이 동기화된 것을 특징으로 하는 전방향 이동 로봇 베이스.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 터릿모듈(300)은,
    하단부가 베이스 모듈(100)에 고정되는 원통형 구조의 터릿 프레임(310);
    로봇본체를 탑재한 채로 로봇본체와 함께 회전하는 터릿판(330);
    상기 터릿판(330)의 저면에 고정되게 설치된 터릿모터(340);
    상기 터릿판(330)의 저면에 고정되게 설치되며 터릿모터(340)와 연결되어 터릿모터(340)를 제어하는 터릿모터 컨트롤러(350);
    상기 터릿 프레임(310)에 출력측(322)이 고정되고, 입력측(321)이 벨트(343) 및 풀리(341,342)를 매개로 터릿모터(340)와 연결된 제1 연결유닛(361)과 결합되어 터릿모터(340)의 동력을 전달받으며, 입력측(321)과 출력측(322)을 수용하는 하우징(323)이 제2 연결유닛(362)을 매개로 터릿판(330)에 고정되어 입력측(321)에 전달되는 터릿모터(340)의 동력에 의해 하우징(323)이 회전하면서 터릿판(330)을 회전시키는 하모닉 드라이브(320)로 구성된 것을 특징으로 하는 전방향 이동 로봇 베이스.
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