KR101493382B1

KR101493382B1 - 로봇

Info

Publication number: KR101493382B1
Application number: KR20090002919A
Authority: KR
Inventors: 김홍원; 한우섭; 김용재
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2015-02-13
Also published as: KR20100083503A; US20100175496A1; US20140366676A1; US9751216B2

Abstract

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 특히 제스처를 표현하는 것이 가능한 로봇에 관한 것이다.

본 발명의 사상에 따른 로봇은 복수의 링크부재를 감싸는 외피부재를 포함하는데, 외피부재는 복수의 링크부재의 형상이 가변됨에 따라 복수의 링크부재에 밀착된 상태로 형상이 가변되면서 곡선 형상을 나타내는 것을 이용하여 로봇이 제스처를 표현하도록 구현한 것이다.

Description

로봇{ROBOT}

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제스처를 표현하는 로봇에 관한 것이다.

로봇 공학의 발전에 따라 로봇이 인간과 의사소통을 하는 경우가 많아지고 있다. 이처럼 로봇과 인간간의 의사소통을 위해 비언어적 의사소통(non-verbal communication)에 대한 다양한 기술들이 개발되고 있다.

비언어적 의사소통의 한 예로서 제스처를 들 수 있다. 제스처는 말의 효과를 더하기 위하여 사용하는 몸짓 또는 손짓을 의미한다. 로봇은 제스처를 통하여 감정이나 의사를 표현하는 것이 가능하다.

그러나 로봇은 링크와 관절로 이루어지기 때문에 제스처를 표현하는데 취약하다. 즉 로봇이 곡선 형상을 가지는 경우 제스처를 표현하기 용이하지만, 통상 로봇은 링크와 관절만으로는 곡선 형상을 나타내기 어렵기 때문에 제스처를 표현하는데 어려운 점이 있다.

한편, 로봇은 곡선 형상을 구현하기 위해서 다수의 링크와 관절을 포함하는 경우가 있는데, 로봇의 링크와 관절이 늘어난 만큼 동작을 제어하기 어려운 점이 있다. 뿐만 아니라 다수의 링크와 관절이 나타내는 곡선 형상도 자연스럽지 못하여 로봇의 감정표현 또는 의사 표현도 자연스럽지 못한 측면이 있다.

본 발명의 일 측은 링크와 관절로 이루어지는 몸체에 외피부재를 추가함으로서 제스처를 표현하는 로봇을 개시한다.

본 발명의 사상에 따른 로봇은 복수의 링크부재;와 상기 복수의 링크부재를 감싸는 외피부재를 포함하고, 상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재의 형상이 가변됨에 따라 상기 복수의 링크부재에 밀착된 상태로 형상이 가변되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외피부재의 형상이 곡선 형상으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외피부재는 유연하고 탄성이 있는 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복수의 링크부재는 적어도 세 개 이상의 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재의 양 단부 측에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외피부재의 일단은 상기 복수의 링크부재의 일단에 나사에 의해서 고정되고, 상기 외피배주의 타단은 상기 복수의 링크부재의 타단에 나사에 의해 서 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사상에 따른 로봇은 복수의 링크부재;와 상기 복수의 링크부재를 감싸는 외피부재;를 포함하고, 상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재의 양 단부 측에 고정되고, 상기 복수의 링크부재의 형상이 가변되는 것에 대응하여 그 형상이 가변되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외피부재는 곡선 형상으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재에 밀착된 상태로 그 형상이 가변되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 사상에 따른 로봇은 복수의 링크부재와, 이를 감싸는 외피부재를 가지는 몸체를 포함하는 로봇에 있어서, 상기 복수의 링크부재의 형상 변화에 의해서 상기 외피부재가 곡선 형상으로 변화함에 따라 상기 몸체는 유선형의 곡선 형상을 나타내는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 몸체는 물결 모양으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 몸체는 비틀림 모양으로 가변되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇은 외피부재를 이용하여 링크와 관절로 이루어진 로봇이 자연스러운 곡선을 표현할 수 있도록 함으로서 비언어적 의사소통을 통 한 감정표현 또는 의사표현을 달성하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 로봇에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 제스처를 표현하지 않는 상태를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 제스처를 표현하고 있는 상태를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)은 제스처를 표현하는 것이 가능하다. 로봇(10)이 유선형의 곡선 형상을 갖는 경우 로봇(10)은 그 형상 자체로서 제스처를 표현할 수 있다. 여기서 유선형의 곡선 형상이란 로봇(10)과 인간간의 비언어적 의사소통(non-verbal communication) 과정에서 인간이 로봇(10)의 감정표현 또는 의사표현을 인식할 정도로 로봇(10)의 곡선 형상이 자연스럽게 나타나는 것을 말한다.

로봇(10)은 헤드(20), 몸체(30), 팔(80), 받침대(70)를 포함하여 구성된다. 특히 로봇(10)은 몸체(30)를 유선형의 곡선 형상으로 변화시킴으로서 제스처를 표현할 수 있다.

몸체(30)는 복수의 링크부재(41~45)를 포함하여 구성된다. 복수의 링크부재(41~45)는 제1링크부재(41), 제2링크부재(42), 제3링크부재(43), 제4링크부재(44), 제5링크부재(45)를 포함한다. 통상 복수의 링크부재(41~45) 각각은 직선 형상을 가진다.

또한 몸체(30)는 복수의 링크부재(41~45) 사이에 설치되는 척추관절(51)을 포함한다. 척추관절(51)은 서로 직교하는 두 가지 방향으로 회동되는 것이 가능하다. 복수의 링크부재(41~45) 각각은 척추관절(51)에 의하여 X방향 또는 Y방향으로 회전 운동하는 것이 가능하다. 이로써 몸체(30)는 복수의 링크부재(41~45) 각각의 회전 운동에 의해서 그 형상이 가변될 수 있다. 다만 복수의 링크부재(41~45) 각각은 직선 형상을 가지고 있기 때문에 복수의 링크부재(41~45)의 형상이 가변되더라도 몸체(30)가 자연스러운 곡선 형상을 갖는데 어려움이 있다. 특히 복수의 링크부재(41~45) 각각이 소정 길이를 가지고 있고, 이들 사이에 설치되는 관절(51)의 개수도 제한되는 경우 몸체(30)가 자연스러운 곡선 형상을 갖기는 더욱 어려워진다.

이에 몸체(30)는 복수의 링크부재(41~45)를 감싸는 외피부재(61)를 포함한다. 외피부재(61)는 유연하고 탄성이 있는 재질로 형성된다. 외피부재(61)는 복수의 링크부재(41~45)의 형상이 가변되는 것에 대응하여 그 형상이 가변될 수 있다. 또한 외피부재(61)는 복수의 링크부재(41~45)에 밀착된 상태로 그 형상이 가변되기 때문에 외피부재(61)의 형상은 복수의 링크부재(41~45)의 형상과 실질적으로 동일하다. 뿐만 아니라 외피부재(61)는 재질 특성상 형상이 가변될 때 자연스러운 곡선 형상을 가지게 된다. 이로써 몸체(30)는 외피부재(61)에 의해서 자연스러운 곡선 형상을 나타낼 수 있게 되고, 로봇(10)은 몸체(30)를 이용하여 제스처를 표현할 수 있다.

받침대(70)는 몸체(30)를 지지하면서 이동 가능하게 마련된다. 받침대(70)는 몸체(30)와 하부관절(52)에 의해서 연결되는데, 보다 구체적으로는 복수의 링크부재(41~45) 중 제5링크부재(45)와 받침대(70)가 하부관절(52)에 의해서 서로 연결된다. 또한 받침대(70)는 바퀴(71) 및 이를 구동하는 구동장치(미도시)를 구비함으로서 로봇(10)이 이동할 수 있도록 한다.

헤드(20)는 몸체(30)에 지지된다. 헤드(20)는 몸체(30)와 상부관절(53)에 의해서 연결되는데, 보다 구체적으로는 복수의 링크부재(41~45) 중 제1링크부재(41)와 헤드(20)가 상부관절(53)에 의해서 서로 연결된다. 또한 헤드(20)는 정보를 표시할 수 있는 표시장치(21)를 포함하여 구성될 수 있는데, 사용자는 표시장치(21)를 통하여 로봇(10)이 나타내는 정보를 인식하는 것이 가능하다. 또한 헤드(20)는 몸체(30)와 함께 제스처를 표현하는 것이 가능하다.

팔(80)은 몸체(30)에 지지된다. 팔(80)은 몸체(30)와 어깨관절(미도시)에 의해서 연결되는데, 보다 구체적으로는 복수의 링크부재(41~45) 중 제1링크부재(41)와 팔(80)이 어깨관절(미도시)에 의해서 서로 연결된다. 또한 팔(80)은 몸체(30)와 함께 제스처를 표현하는 것이 가능하다.

한편, 받침대(70)는 제2외피부재(62)에 의해서 감싸지는 것이 가능하다. 받침대(70)를 감싸는 제2외피부재(62)는 복수의 링크부재(41~45)를 감싸는 외피부재(61)와 일체로 형성될 수 있고, 별도로 형성될 수 있다. 이와 더불어 헤드(20), 팔(80)도 별도의 외피부재에 의해서 감싸지는 것이 가능하다.

받침대(70)를 감싸는 제2외피부재(62)가 복수의 링크부재(41~45)를 감싸는 외피부재(61)와 일체로 형성되는 경우, 외피부재(61)의 하부는 받침대(70)를 감싸는 제2외피부재(62)에 의해서 받침대(70) 측에서 고정될 수 있고, 외피부재(61)의 상부는 제1링크부재(41)의 상측 단부에서 고정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 몸체를 나타낸 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 링크부재(41~45)를 감싸는 외피부재(61)가 복수의 링크부재(41~45) 이외의 다른 부분을 감싸는 제2외피부재(62)와 별도로 형성될 수 있다. 외피부재(61)의 상측은 일부 개방된 상태이고, 외피부재(61)의 하측은 전부 개방된 상태이기 때문에 복수의 링크부재(41~45)는 외피부재(61)의 하측으로 삽입될 수 있다. 이러한 경우 외피부재(61)의 하부는 제5링크부재(45)의 하측 단부에서 고정되고, 외피부재(61)의 상부는 제1링크부재(41)의 상측 단부에서 고정된다. 여기서 외피부재(61)를 제5링크부재(45)의 하측 단부에 고정하는 방식은 나사결합을 이용하는 등 여러 가지 방식이 이용될 수 있다.

이처럼 외피부재(61)를 고정함에 있어서 복수의 링크부재(41~45)의 양측 단부에 고정하는 것은 외피부재(61)가 보다 자연스러운 곡선 형상을 가지도록 하여 몸체(30)도 자연스러운 곡선 형상을 가지도록 하기 위한 것이다. 즉 외피부재(61)가 복수의 링크부재(41~45) 중 제2링크부재(42), 제3링크부재(43), 제4링크부재(44) 상에 고정되는 경우 그 고정된 부분에 의해서 외피부재(61)의 자연스러운 곡선 형상에 변형이 발생할 우려가 있기 때문이다.

이하에서는 본 발명에 실시예에 따른 로봇이 제스처를 표현하는 동작에 대해서 자세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 제스처를 표현하는 것을 나타낸 것이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(10)은 다양한 제스처를 표현하는 것이 가능하다.

도 4는 몸체(30)가 물결 모양을 나타내고 있는데, 복수의 링크부재(41~45) 각각이 X1방향 또는 X2방향으로 회동함으로서, 몸체(30)의 상측이 X1방향으로 굽혀지고, 몸체(30)의 하측이 X2방향으로 굽혀진 것이다. 이처럼 복수의 링크부재(41~45) 각각이 X방향으로 회동함에 따라 복수의 링크부재(41~45) 전체의 형상이 가변되고, 복수의 링크부재(41~45)를 감싸는 외피부재(61)의 형상도 가변된다. 이때 외피부재(61)는 자연스러운 곡선 형상으로 가변되기 때문에 몸체(30)는 물결모양을 나타낼 수 있다. 결국 로봇(10)은 웨이브와 같은 제스처를 표현함으로써 인간과 비언어적 의사소통을 하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 팔(80), 헤드(20) 등을 이용하여 추가적인 제스처를 표현하는 것도 가능하다.

도 5는 몸체(30)가 비틀리는 모양을 나태내고 있는데, 복수의 링크부재(41~45) 각각은 서로 다른 각도를 가지고 Y1방향으로 회동함으로서 몸체(30)가 Y1방향으로 비틀려지고, 이와 더불어 복수의 링크부재(41~45) 각각이 X1방향 또는 X2방향으로 회동함으로서 몸체(30)가 X1방향으로 굽혀진다. 이처럼 복수의 링크부재(41~45) 각각이 X방향, Y방향으로 회동함에 따라서 복수의 링크부재(41~45) 전체의 형상이 가변되고, 복수의 링크부재(41~45)를 감싸는 외피부재(61)의 형상도 가변된다. 이때 외피부재(61)는 자연스러운 곡선 형상으로 가변되기 때문에 몸체(30) 는 비틀리는 모양을 매우 자연스럽게 나타낼 수 있다. 결국 로봇(10)은 비틀림과 같은 제스처를 표현함으로서 인간과 비언어적 의사소통을 하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 팔(80), 헤드(20) 등을 이용하여 추가적인 제스처를 표현하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 제스처를 표현하지 않는 상태를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 제스처를 표현하고 있는 상태를 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 몸체를 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 로봇 30: 몸체

41: 제1링크부재 42: 제2링크부재

43: 제3링크부재 44: 제4링크부재

45: 제5링크부재 60: 외피부재

Claims

복수의 링크부재;와

상기 복수의 링크부재를 감싸는 외피부재를 포함하고,

상기 복수의 링크부재의 비틀림 동작이 가능하도록, 각각의 링크부재는, 서로 수직하게 연장된 두 개의 회전축을 중심으로 피봇가능하게 구비되고,

상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재의 형상이 가변됨에 따라 상기 복수의 링크부재에 밀착된 상태로 형상이 가변되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,

상기 외피부재의 형상이 곡선 형상으로 가변되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,

상기 외피부재는 유연하고 탄성이 있는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,

상기 복수의 링크부재는 적어도 세 개 이상의 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
제1항에 있어서,

상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재의 양 단부 측에 고정되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제5항에 있어서,

상기 외피부재는 그 일 측이 개방되어, 상기 외피부재의 내부로 상기 복수의 링크부재를 수용하는 것을 특징으로 하는 로봇.
복수의 링크부재;와

상기 복수의 링크부재를 감싸는 외피부재;를 포함하고,

상기 복수의 링크부재의 비틀림 동작이 가능하도록, 각각의 링크부재는, 서로 수직하게 연장된 두 개의 회전축을 중심으로 피봇가능하게 구비되고,

상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재의 양 단부 측에 고정되고, 상기 복수의 링크부재의 형상이 가변되는 것에 대응하여 그 형상이 가변되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제7항에 있어서,

상기 외피부재는 곡선 형상으로 가변되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제7항에 있어서,

상기 외피부재는 유연하고 탄성이 있는 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇.
제7항에 있어서,

상기 외피부재는 상기 복수의 링크부재에 밀착된 상태로 그 형상이 가변되는 것을 특징으로 하는 로봇.
복수의 링크부재와, 이를 감싸는 외피부재를 가지는 몸체를 포함하는 로봇에 있어서,

상기 몸체의 비틀림 동작이 가능하도록, 각각의 링크부재는, 서로 수직하게 연장된 두 개의 회전축을 중심으로 피봇가능하게 구비되고,

상기 복수의 링크부재의 형상 변화에 의해서 상기 외피부재가 곡선 형상으로 변화함에 따라 상기 몸체는 유선형의 곡선 형상을 나타내는 것을 특징으로 하는 로봇.
제11항에 있어서,

상기 몸체는 물결 모양으로 가변되는 것을 특징으로 하는 로봇.
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