KR101740921B1 - Omnidirectional Omni Drive Wheel and Omnidirectional Motion Generation Device Including the Same - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an omnidirectional omni-drive wheel and an omnidirectional motion generation device including the same, more specifically, including an omnidirectional omni-drive wheel provided with electric power and capable of controlling a rotation thereof in a direction of X and Y axes and generating an omnidirectional motion by the control of a speed of rotation.

Description

전방향 옴니 드라이브 휠 및 이를 포함하는 전방향 모션 생성 장치{Omnidirectional Omni Drive Wheel and Omnidirectional Motion Generation Device Including the Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an omnidirectional drive wheel and an omnidirectional motion generation device including the same,

본 발명은 전방향 옴니 드라이브 휠 및 이를 포함하는 전방향 모션 생성 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동력을 공급받아 X축 및 Y축 방향으로의 회전 제어가 가능한 전방향 옴니 드라이브 휠과 상기 전방향 옴니 드라이브 휠을 포함하되, 이의 회전 속도 제어를 통해 전방향으로의 모션 생성이 가능한 전방향 모션 생성 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an omnidirectional drive wheel and an omnidirectional motion generating device including the omnidirectional drive wheel. More particularly, the present invention relates to an omnidirectional drive wheel that is capable of controlling rotation in the X- and Y- An omnidirectional drive wheel, and an omnidirectional motion generating device capable of generating omnidirectional motion through its rotational speed control.

옴니 휠(omni wheel, omni-directional wheel)은 전(全)방향으로의 회전이 가능한 휠을 말하며, 일반적인 휠이 가지지 못하는 운송수단의 제자리 회전, 수평좌측이동 및 수평우축이동 등의 특수한 효과로 인하여 널리 사용되고 있다.An omni-wheel is an omni-directional wheel that can rotate in all directions, and due to special effects such as in-situ rotation, horizontal movement, and horizontal movement of a vehicle that a normal wheel does not have Widely used.

도 1은 일반적인 옴니 휠(1)을 나타낸 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 옴니 휠(1)은 X축 방향으로의 회전력(동력)을 공급받아 X축 방향으로 회전 가능한 몸체와, 상기 몸체 외주면에 다수 형성되어 Y축 방향으로의 회전이 가능한 롤러로 구성되며, 이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1259759호("옴니 휠 및 그 제조방법", 2013.04.25.)에 옴니 휠 및 그 제조 방법이 개시되었다.As shown in FIG. 1, the omni-wheel 1 is generally provided with a body rotatable in the X-axis direction by receiving a rotational force (power) in the X-axis direction, A plurality of rollers formed on the outer circumferential surface of the body and capable of rotating in the Y-axis direction, and related prior arts are disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1259759 ("Omni Wheel and its Manufacturing Method ", Apr. 25, 2013). ) Discloses an omni wheel and a manufacturing method thereof.

도 1에 도시된 일반적 옴니 휠(1)은 X축 방향으로의 몸체 회전은 회전구동 및 회전속도의 제어가 가능한 반면에, Y축 방향으로 회전되는 롤러의 경우 공전(idle)상태로 구비됨으로써, Y축 방향으로의 회전구동 및 회전속도 제어를 수행할 수 없는 문제점이 있다.The general omnidirectional wheel 1 shown in FIG. 1 can rotate and rotate at a body rotation in the X-axis direction, while the roller rotated in the Y-axis direction is provided in an idle state, There is a problem that rotational drive and rotational speed control in the Y-axis direction can not be performed.

그러므로 옴니 휠을 포함하여 전방향으로의 회전 제어가 가능한 장치 또는 운송수단을 형성할 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 3개 이상의 옴니 휠을 구비해야 하며, 옴니 휠의 속도 합 벡터에 의해 장치 또는 운송수단의 진행방향과 속도를 제어해야 한다.Therefore, when forming an apparatus or a vehicle capable of controlling rotation in all directions including an omni wheel, at least three omni wheels should be provided as shown in Fig. 2, The direction and speed of the device or vehicle must be controlled.

즉, 옴니 휠을 구비하여 전방향으로의 회전 제어가 가능한 장치 또는 운송수단을 형성할 경우, 이동하고자 하는 방향으로의 X축 및 Y축 방향으로의 회전을 위한 각각의 동력축이 구비되어야 하며, 이는 전체적인 장치의 크기를 크게 할 뿐만 아니라, 장치의 복잡성으로 인한 제조 시간 및 제조비용이 증가하는 문제점이 있다.That is, when forming an apparatus or a transportation means capable of controlling rotation in all directions with an omnidirection wheel, respective power shafts for rotation in the directions of X and Y axes to be moved should be provided, This not only increases the overall size of the apparatus, but also increases manufacturing time and manufacturing cost due to the complexity of the apparatus.

이와 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0886113호("6개의 옴니휠을 구비하는 3 자유도 이동로봇과 그 제어방법", 2009.02.23.)에 제시되었다.
Prior art documents related thereto are disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0886113 ("3-DOF mobile robot having six omni-wheels and its control method ", Feb. 23, 2009).

대한민국 등록특허공보 제10-1259759호("옴니 휠 및 그 제조방법", 2013.04.25.)Korean Registered Patent No. 10-1259759 ("Omni Wheel and its Manufacturing Method ", issued March 25, 2013) 대한민국 등록특허공보 제10-0886113호("6개의 옴니휠을 구비하는 3 자유도 이동로봇과 그 제어방법", 2009.02.23.)Korean Patent Registration No. 10-0886113 ("Three-Degree-of-Freedom Mobile Robot Having Six Omni Wheels and Its Control Method ", 2009.02.23.)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 동일한 방향의 회전축을 가지는 2축 동력을 입력받되, X축 및 Y축 방향으로의 회전구동 및 회전속도 제어가 가능함으로써, 전방향으로의 모션 생성이 가능한 전방향 옴니 드라이브 휠을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling the rotational drive and rotation speed in X- and Y- Direction omnidirectional drive wheel capable of generating motions in all directions.

특히, 본 발명의 목적은 상기 전방향 옴니 드라이브 휠을 다수 포함하되, X축 및 Y축 방향으로의 회전구동 및 회전속도를 제어하여 전방향으로의 모션 생성이 가능함으로써, 전방향의 자율 이동성을 가지는 전방향 모션 생성 장치를 제공하는 것이다.Particularly, it is an object of the present invention to provide an omnidirectional drive wheel having a plurality of omnidirectional drive wheels, and capable of generating motions in all directions by controlling rotational driving and rotational speeds in the X-axis and Y- Direction motion generating device.

또한, 본 발명의 목적은 동일한 방향의 회전축을 가지는 2축 동력을 입력받아 X축 및 Y축 방향으로의 회전구동 및 회전속도 제어가 가능함으로써, 구성이 간단하여 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 회전구동과 회전속도의 제어가 수월한 전방향 옴니 드라이브 휠 및 이를 포함하는 전방향 모션 생성 장치를 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention to provide an electric power steering apparatus capable of receiving a two-axis power having a rotational axis in the same direction and performing rotational driving and rotational speed control in the X and Y axis directions, Directional omnidirectional drive wheel and an omni-directional motion generating device including the omnidirectional drive wheel.

본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠은 몸체; 상기 몸체 외주면에 Y축 방향으로 회전 가능하게 다수 형성되는 롤러몸체와, 상기 롤러몸체 외주면에 Y축 방향으로 이격되어 형성되는 톱니부를 포함하는 롤러; 상기 몸체 Y축 방향 양단에 형성되며, X축 방향으로의 회전력을 공급받아 상기 몸체를 X축 방향으로 회전시키는 몸체회전축을 포함하는 X축회전부; 상기 몸체회전축 내부에 상기 몸체를 관통하도록 형성되는 웜기어회전축과, 상기 몸체 내 상기 웜기어회전축 외주면에 상기 톱니부와 직교하여 맞물리도록 X축 방향으로 형성되는 나사산을 포함하며, 상기 웜기어회전축이 X축 방향으로의 회전력을 공급받아 상기 나사산의 회전에 따라 직교되는 상기 롤러를 Y축 방향으로 회전시키는 Y축회전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The omnidirectional drive wheel according to the present invention comprises a body; A roller body including a plurality of rollers formed on the outer circumferential surface of the body so as to be rotatable in the Y axis direction, and teeth formed on the outer circumferential surface of the roller body in a Y axis direction; An X-axis rotation part formed at both ends of the body in the Y-axis direction and including a body rotation axis for receiving the rotation force in the X-axis direction and rotating the body in the X-axis direction; A worm gear rotating shaft formed inside the body rotating shaft so as to penetrate the body and a thread formed in the X axis direction so as to be perpendicularly engaged with the teeth on the outer circumferential surface of the rotating shaft of the worm gear in the body, And a Y-axis rotation unit that is rotated in the Y-axis direction by the rotation of the roller, which is orthogonal to the rotation of the screw.

또한, 상기 몸체는 Y축 방향으로 적어도 둘 이상 이격되어 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the body is formed at least two or more in the Y-axis direction.

또한, 상기 몸체회전축과 웜기어회전축은 서로 독립적으로 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The body rotating shaft and the worm gear rotating shaft are rotatable independently of each other.

또한, 상기 롤러는 상기 몸체를 기준으로 서로 대향되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The rollers are formed to face each other with respect to the body.

또한, 상기 Y축회전부는 상기 롤러와 웜기어회전축 사이에 형성되며, 상기 톱니부 및 나사산과 맞물려 회전력을 전달하는 피니언기어를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The Y-axis rotation unit may further include a pinion gear which is formed between the roller and the worm gear rotation shaft, and transmits the rotational force in engagement with the teeth and the thread.

또한, 상기 롤러는 상기 피니언기어와 수직하게 형성되는 롤러축과, 상기 롤러축 상에 구비되어 상기 피니언기어와 맞물리도록 형성되는 톱니부와, 상기 롤러축 상의 상기 톱니부 양단에 형성되는 롤러몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.The roller includes a roller shaft formed perpendicularly to the pinion gear, a toothed portion provided on the roller shaft so as to be engaged with the pinion gear, and a roller body formed on both ends of the toothed portion on the roller shaft .

또한, 본 발명에 따른 모션 생성 장치는 모션몸체; 상기 몸체에 고정되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 트레드부; 및 상기 모션몸체 내부에 상기 제 1항 내지 제 6항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 전방향 옴니 드라이브 휠이 배열되어 형성되는 구동부;를 포함하되, 상기 구동부는 상기 트레드부와 접하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a motion generating apparatus including: a motion body; A tread portion fixed to the body and configured to be rotatable in the X-axis direction and the Y-axis direction; And a driving unit in which an omni-directional omni-directional drive wheel according to any one of claims 1 to 6 is arranged in the motion body, wherein the driving unit is formed to be in contact with the tread unit .

또한, 상기 트레드부는 유닛몸체와, 상기 유닛몸체를 Y축 방향으로 감싸도록 형성되어 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 트레드를 포함하며, 상기 유닛몸체가 X축 방향으로 나란하게 양단이 결합되도록 형성되어 X축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The tread portion includes a unit body and a tread formed to surround the unit body in the Y axis direction and circulatable in the Y axis direction. The unit body is formed so as to be coupled to both ends of the unit body in the X- And is formed so as to be circulable in the X-axis direction.

또한, 상기 전방향 모션 생성 장치는 상기 구동부에 동력을 공급하는 동력공급부를를 더 포함하되, 상기 동력공급부는 상기 몸체회전축에 동력을 공급하는 X축동력공급부와, 상기 웜기어회전축에 동력을 공급하는 Y축동력공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the forward motion generating device may further include a power supply unit for supplying power to the driving unit, wherein the power supply unit includes an X-axis power supply unit for supplying power to the body rotating shaft, a Y-axis power supply unit for supplying power to the rotational shaft of the worm gear, And a supply unit.

또한, 상기 전방향 모션 생성 장치는 상기 X축동력공급부와 Y축동력공급부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Further, the forward motion generating apparatus may further include a controller for controlling the X-axis power supply and the Y-axis power supply.

본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠 및 이를 포함하는 전방향 모션 생성 장치는 동일한 방향의 회전축을 가지는 2축 동력을 입력받되, X축 및 Y축 방향으로의 회전구동 및 회전속도 제어가 가능함으로써, 전방향으로의 모션 생성이 가능하여 전방향의 자율 이동성을 가지는 장점이 있다.The omnidirectional drive wheel according to the present invention and the forward motion generating device including the omnidirectional drive wheel according to the present invention are capable of receiving rotational driving force and rotational speed control in the X and Y axis directions, It is possible to generate a motion in all directions, which is advantageous in that it has autonomous mobility in all directions.

특히, 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠 및 이를 포함하는 전방향 모션 생성 장치는 동일한 방향의 회전축을 가지는 2축 동력을 입력받아 X축 및 Y축 방향으로의 회전구동 및 회전속도 제어가 가능함으로써, 구성이 간단하여 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 회전구동과 회전속도의 제어가 수월한 장점이 있다.
Particularly, the omnidirectional drive wheel according to the present invention and the forward motion generating device including the omnidirectional drive wheel according to the present invention are capable of receiving rotation of two axes having rotation axes in the same direction and controlling rotational driving and rotation speed in the X- and Y- , The structure is simple and the size can be reduced, and the rotation driving and the rotation speed can be easily controlled.

도 1은 종래의 옴니 휠을 나타낸 도면.
도 2는 종래의 옴니 휠을 이용한 모션 생성 장치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠을 사시도로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠을 사시도로 나타낸 또 다른 도면.
도 5는 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠을 단면도로 나타낸 도면.
도 6은 제 1실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠을 단면도로 나타낸 도면.
도 7은 제 2실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이 휠을 단면도로 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 전방향 모션 생성 장치를 사시도로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명에 따른 전방향 모션 생성 장치의 트레드부를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 다른 전방향 모션 생성 장치의 구동부를 나타낸 도면.1 is a view showing a conventional omni-wheel.
2 is a diagram showing a conventional motion generating device using an omni-wheel.
Figure 3 is a perspective view of an omnidirectional drive wheel according to the present invention.
4 is another perspective view of an omnidirectional drive wheel according to the present invention.
5 is a cross-sectional view of an omnidirectional drive wheel according to the present invention;
6 is a sectional view of an omnidirectional drive wheel according to the first embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional view of an omnidirectional dry wheel according to a second embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of an omni-directional motion generating device according to the present invention.
9 is a view showing a tread portion of an omnidirectional motion generating device according to the present invention.
10 is a view illustrating a driving unit of an omnidirectional motion generating apparatus according to the present invention.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠 및 이를 포함하는 전방향 모션 생성 장치를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, an omnidirectional drive wheel and an omnidirectional motion generating device having the above-described features according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional or dictionary sense, and the inventor should appropriately define the concept of the term to describe its invention in the best possible way The present invention should be construed in accordance with the spirit and concept of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are described. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)은 크게 몸체(110), 상기 몸체(110) 외주면에 다수 형성되는 롤러(120), 상기 몸체(110) 양단에 형성되어 상기 몸체(110)를 X축 방향으로 회전시킬 수 있도록 형성되는 X축회전부(130) 및 상기 X축회전부(130) 내부에 상기 몸체(110)를 관통하도록 형성되어 상기 롤러(120)를 Y축 방향으로 회전시킬 수 있도록 형성되는 Y축회전부(140)를 포함한다.3 to 5, the omnidirectional drive wheel 100 according to the present invention includes a body 110, a plurality of rollers 120 formed on an outer circumferential surface of the body 110, a body 110, An X axis rotation unit 130 formed at both ends of the body 110 to rotate the body 110 in the X axis direction and an X axis rotation unit 130 formed in the X axis rotation unit 130 to penetrate the body 110, And a Y-axis rotation unit 140 configured to rotate the Y-axis in the Y-axis direction.

이 때, X축 방향 및 Y축 방향은 본 발명을 설명하기 위한 임의의 방향이며, X축 방향과 Y축 방향은 서로 수직한 방향이다.In this case, the X-axis direction and the Y-axis direction are arbitrary directions for explaining the present invention, and the X-axis direction and the Y-axis direction are directions perpendicular to each other.

좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 몸체(110)는 X축 방향으로 회전 가능하게 형성되며, 몸체(110)는 X축 방향으로의 회전을 위해 회전에 방해를 받지 않는 원형의 단면을 가지는 것이 바람직하나, 원형의 단면에 한정하지 않고 다각형 형상 등 다양한 실시예가 가능하다.In more detail, the body 110 is rotatable in the X-axis direction, and the body 110 preferably has a circular cross-section that is not disturbed by rotation for rotation in the X-axis direction , But the present invention is not limited to a circular cross section, but may have various shapes such as a polygonal shape.

상기 롤러(200)는 상기 몸체(110) 외주면에 Y축 방향으로 회전 가능하게 다수 형성되는 롤러몸체(121)를 포함하며, 상기 롤러몸체(121) 외주면에는 Y축 방향으로 이격되어 요철형상으로 형성되는 톱니부(122)를 포함한다.The roller 200 includes a roller body 121 formed on the outer circumferential surface of the body 110 so as to be rotatable in the Y axis direction. The roller body 121 is formed on the outer circumferential surface of the roller body 121 in a Y- (Not shown).

즉, 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)은 상기 몸체(110)가 X축 방향으로 회전 가능하게 형성되며, 상기 롤러(120)의 롤러몸체(121)가 Y축 방향으로 회전 가능하게 형성됨으로써, X축 방향 및 Y축 방향으로의 회전이 가능할 뿐만 아니라, 상기 몸체(110)의 X축 방향으로의 회전속도와 롤러(120)의 Y축 방향으로의 회전속도를 각각 제어함으로써, 전방향(omnidirectional)으로의 모션 생성을 구현할 수 있는 장점이 있다.That is, the omnidirectional drive wheel 100 according to the present invention is formed such that the body 110 is rotatable in the X-axis direction, and the roller body 121 of the roller 120 is rotatable in the Y- Not only the rotation in the X axis direction and the Y axis direction but also the rotation speed in the X axis direction of the body 110 and the rotation speed in the Y axis direction of the roller 120 are respectively controlled, There is an advantage that motion generation to the omnidirectional can be implemented.

상기 X축회전부(130)는 상기 몸체(110) Y축 방향 양단에 형성되며, X축 방향으로의 회전력을 외부로부터 공급받아 상기 몸체(110)를 X축 방향으로 회전시키는 몸체회전축(131)을 포함함으로써, 상기 몸체(110)를 X축 방향으로 회전시킬 수 있다.The X-axis rotation unit 130 is provided at both ends of the body 110 in the Y-axis direction and includes a body rotation axis 131 for receiving rotation force in the X-axis direction from the outside and rotating the body 110 in the X- So that the body 110 can be rotated in the X-axis direction.

즉, 상기 X축회전부(130)의 몸체회전축(131)은 외부로부터 동력(회전력)을 공급받아, X축 방향으로 회전하고, 이와 연결되어 형성되는 상기 몸체(110)를 X축 방향으로 회전시킨다.That is, the body rotation axis 131 of the X-axis rotation unit 130 receives power (rotational force) from the outside, rotates in the X-axis direction, and rotates the body 110 connected thereto in the X-axis direction .

상기 Y축회전부(140)는 상기 X축회전부(130)의 몸체회전축(131) 내부에 몸체(110)를 관통하도록 형성되는 웜기어회전축(141)을 포함하며, 상기 웜기어회전축(141)은 상기 몸체(110) 내 상기 웜기어회전축(141) 외주면에 상기 롤러몸체(121)의 톱니부(122)와 직교하여 맞물리도록 형성되는 나사산(142)을 포함한다.The Y-axis rotation unit 140 includes a worm gear rotation axis 141 formed in the body rotation axis 131 of the X-axis rotation unit 130 so as to pass through the body 110, And a thread 142 formed on an outer circumferential surface of the worm gear rotating shaft 141 in the shaft 110 so as to be perpendicular to the teeth 122 of the roller body 121.

즉, 상기 Y축회전부(140)는 웜기어(warm gear) 형태 및 원리에 따른 것으로, 상기 웜기어회전축(141)이 X축 방향으로의 회전력을 공급받아 X축 방향으로 회전하며, 상기 나사산(142)의 회전에 따라 서로 직교하여 맞물리는 롤러몸체(121)를 Y축 방향으로 회전시킴으로써, 상기 롤러(120)를 Y축 방향으로 회전 가능하게 제어할 수 있다.The worm gear rotating shaft 141 is rotated in the X axis direction by receiving the rotational force in the X axis direction and the screw 142 is rotated in the X axis direction. The roller 120 rotatable in the Y-axis direction can be controlled by rotating the roller body 121, which is perpendicular to and engaged with the rotation of the roller body 121 in the Y-axis direction.

아울러, 상기 X축회전부(130)의 몸체회전축(131)과 상기 Y축회전부(140)의 웜기어회전축(141)은 동일한 방향으로 형성되어 X축 방향으로 회전하되, 서로 독립적으로 회전 가능하게 형성되는 것이 바람직하다.The body rotation axis 131 of the X-axis rotation unit 130 and the worm gear rotation axis 141 of the Y-axis rotation unit 140 are formed in the same direction and rotate in the X-axis direction, .

즉, 몸체(110)를 X축 방향으로 회전시키는 몸체회전축(131)과 상기 롤러(120)를 Y축 방향으로 회전시키는 웜기어회전축(141)을 서로 독립적으로 회전 가능하게 형성함으로써, 상기 몸체회전축(131)과 웜기어회전축(141)의 회전속도를 각각 제어 가능하여 전방향으로의 모션 생성이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.That is, the body rotating shaft 131 for rotating the body 110 in the X axis direction and the worm gear rotating shaft 141 for rotating the roller 120 in the Y axis direction are independently rotatable, 131 and the rotational speed of the worm gear rotating shaft 141 can be controlled so as to be able to generate motions in all directions.

이 때, 웜기어회전축(141)은 몸체회전축(131) 내부에 형성되므로, 베어링 장치 등을 구비하여 베어링 체결함으로써, 몸체회전축(131)과 웜기어회전축(141)이 서로 독립적으로 회전 가능하도록 하는 것이 바람직하며, 상기에 기재된 베어링 장치 외에 몸체회전축(131)과 웜기어회전축(141)의 독립적인 회전을 돕는 다양한 장치 또는 방법의 실시예가 가능함은 물론이다.Since the worm gear rotating shaft 141 is formed inside the body rotating shaft 131, it is preferable that the body rotating shaft 131 and the worm gear rotating shaft 141 are independently rotatable by bearing with a bearing device or the like And it is needless to say that various apparatuses or methods of supporting the independent rotation of the body rotating shaft 131 and the worm gear rotating shaft 141 in addition to the bearing apparatus described above are also possible.

상기에 기재된 바와 같이, 상기 몸체회전축(131)과 웜기어회전축(141)은 서로 동일한 방향의 축으로 형성되어 상기 몸체회전축(131)과 웜기어회전축(141)을 회전시키기 위한 동력공급원의 제어 위치가 수월하게 형성 가능함으로써, 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)을 포함하는 장치의 구성이 간단하여 그 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 몸체회전축(131)과 웜기어회전축(141)의 독립적인 제어가 가능하여 전반향 모션 생성 구현이 수월한 장점이 있다. The body rotation axis 131 and the worm gear rotation axis 141 are formed in the same direction as each other so that the control position of the power supply source for rotating the body rotation axis 131 and the worm gear rotation axis 141 is easy It is possible to reduce the size of the apparatus including the omnidirectional drive wheel 100 according to the present invention and to reduce the size of the omnidirectional drive wheel 100 independently of the body rotation axis 131 and the worm gear rotation axis 141 Control is possible, and it is easy to implement a full-wave motion generation.

아울러, 상기 롤러(120)는 상기 몸체(110)를 기준으로 한 쌍이 서로 대향되도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the rollers 120 are preferably formed such that a pair of the rollers 120 are opposed to each other with respect to the body 110.

즉, 상기 롤러(120)를 한 쌍이 서로 대향되도록 형성하여 상기 몸체(110) 내 구비되는 웜기어회전축(141)과 상기 롤러몸체(121)의 톱니부(122)가 한 쌍으로 맞물리게 함으로써, 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)에서 생성되는 동력을 지면 또는 다른 장치로 일정하게 전달할 수 있다.
That is, the pair of rollers 120 are formed so as to be opposed to each other so that the worm gear rotation shaft 141 provided in the body 110 and the teeth 122 of the roller body 121 are engaged with each other, Directional omnidirectional drive wheel 100 according to the present invention can be constantly transmitted to the ground or another device.

<제 1실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠>&Lt; omni-directional omnidirectional wheel according to the present invention according to the first embodiment &

도 6에 도시된 바와 같이, 제 1실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)의 Y축회전부(140)는 상기 롤러(120)와 웜기어회전축(141) 사이에 형성되며, 상기 롤러몸체(121)의 톱니부(122) 및 상기 웜기어회전축(141)의 나사산(142)과 맞물려 회전력을 전달하는 피니언기어(pinion gear)(1443)를 더 포함하여 구성된다.6, the Y-axis rotation unit 140 of the omnidirectional drive wheel 100 according to the first embodiment of the present invention is formed between the roller 120 and the worm gear rotation axis 141, And a pinion gear 1443 which meshes with the teeth 122 of the roller body 121 and the threads 142 of the worm gear rotating shaft 141 to transmit rotational force.

즉, 상기 Y축회전부(140)는 상기 롤러(120)와 웜기어회전축(141) 사이에 피니언기어(143)를 형성함으로써, 상기 웜기어회전축(141)의 회전력을 상기 롤러(120)로 수월하게 전달할 수 있다.That is, the Y-axis rotation unit 140 can smoothly transfer the rotational force of the worm gear rotational shaft 141 to the roller 120 by forming the pinion gear 143 between the roller 120 and the worm gear rotational shaft 141 .

아울러, Y축회전부(140)는 상기 피니언기어(143)를 더 포함함으로써, 상기 웜기어회전축(141)의 반경을 줄이더라도, 동일한 회전력을 상기 롤러(120)로 전달할 수 있으며, 이는 몸체(110)의 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.The Y axis rotation unit 140 further includes the pinion gear 143 so that the same rotational force can be transmitted to the roller 120 even if the radius of the worm gear rotation axis 141 is reduced. And the size of the light source can be reduced.

특히, 상기 롤러(120)의 형상이 타원형일 경우, 웜기와회전축(141)의 나사산(142)과 접촉면적이 줄어들어 톱니부(122)에 국부 집중 하중을 많이 받을 수 있으므로, 상기 피니언기어(143)를 구비함으로써, 접촉면적이 늘어나는 효과가 발생하여 이에 따른 동력 전달 효율이 상승하는 장점이 있다.Particularly, when the shape of the roller 120 is elliptical, the contact area between the worm gear and the thread 142 of the rotating shaft 141 is reduced, so that the toothed portion 122 can receive a large local local load, So that the effect of increasing the contact area is generated and the power transmission efficiency is increased accordingly.

이 때, 상기 몸체(110)는 상기 피니언기어(143)를 몸체(110)에 고정시키는 고정부(미도시)를 더 형성하여 상기 피니언기어(143)가 상기 롤러(120)의 톱니부(122) 또는 상기 웜기어회전축(141)의 나사산(142)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
In this case, the body 110 further includes a fixing portion (not shown) for fixing the pinion gear 143 to the body 110 so that the pinion gear 143 rotates to the tooth 122 of the roller 120 ) Or the thread 142 of the worm gear rotating shaft 141 can be prevented.

<제 2실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠>&Lt; omnidirectional drive wheel according to the present invention according to the second embodiment &

도 7에 도시된 바와 같이, 제 2실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)의 롤러(120)는 상기 피니언기어(143)와 수직하게 형성되는 롤러축(123)과 상기 롤러축(123) 상에 구비되어 상기 피니언기어(143)와 맞물리도록 형성되는 톱니부(122)를 포함하며, 상기 톱니부(122) 양단의 롤러축(123) 상에 형성되는 롤러몸체(121)를 포함하여 형성될 수 있다.7, the roller 120 of the omnidirectional drive wheel 100 according to the second embodiment of the present invention includes a roller shaft 123 formed to be perpendicular to the pinion gear 143, And a toothed portion 122 provided on the roller shaft 123 and adapted to engage with the pinion gear 143. The roller body 123 formed on the roller shaft 123 at both ends of the toothed portion 122 ) May be formed.

제 2실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)은 톱니부(122)를 롤러몸체(121)와 분리하여 따로 형성함으로써, 롤러몸체(121)에 톱니부(122)가 형성되지 않고 롤러축(123) 상에 형성되어 피니언기어(143) 및 톱니부(122)의 크기를 줄일 수 있다.The omnidirectional drive wheel 100 according to the second embodiment of the present invention is formed by separately forming the toothed portion 122 from the roller body 121 so that the toothed portion 122 is formed on the roller body 121 And can be formed on the roller shaft 123 to reduce the size of the pinion gear 143 and the toothed portion 122.

특히, 제 2실시예에 의한 본 발명에 따른 전방향 옴니 드라이브 휠(100)을 이용하여 모션 생성 장치를 형성할 경우, 상기 톱니부(122)의 톱니 형상으로 인해 이질감의 발생을 방지하며, 상기 톱니부(122)의 톱니 사이에 이물질이 흡착되는 것이 감소하는 장점이 있다.
Particularly, when the motion generating device is formed by using the omnidirectional drive wheel 100 according to the second embodiment of the present invention, it is possible to prevent occurrence of a sense of heterogeneity due to the tooth shape of the tooth portion 122, There is an advantage that the foreign matter adsorbed between the teeth of the tooth portion 122 is reduced.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전방향 모션 생성 장치(2000)는 모션몸체, 트레드부(200) 및 구동부(1000)를 포함하여 형성된다.8-10, an omnidirectional motion generating apparatus 2000 according to the present invention includes a motion body, a tread unit 200, and a driving unit 1000. As shown in FIG.

상기 트레드부(200)는 상기 모션몸체에 고정되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성된다.The tread portion 200 is fixed to the motion body and is formed so as to be circulable in the X-axis direction and the Y-axis direction.

상기 트레드부(200)는 유닛몸체(210)와, 상기 유닛몸체(210)를 Y축 방향으로 감싸도록 형성되어 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 트레드(220)를 포함하며, 상기 유닛몸체(210)가 X축 방향으로 나란하게 양단이 결합되도록 형성되어 X축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 것을 특징으로 한다.The tread part 200 includes a unit body 210 and a tread 220 formed to surround the unit body 210 in the Y axis direction and to be circulatable in the Y axis direction, 210 are formed so as to be coupled to each other in parallel in the X-axis direction, and are formed so as to be circulable in the X-axis direction.

즉, 상기 트레드부(200)는 트레드(220)가 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성되며, 유닛몸체(210)가 X축 방향으로 순환 가능하게 형성되어, 상기 트레드(220)와 유닛몸체(210)간의 속도 제어에 따라 전방향으로의 모션을 생성할 수 있다.That is, the tread part 200 is formed so that the tread 220 can circulate in the Y axis direction, and the unit body 210 is formed to be circulable in the X axis direction, and the tread 220 and the unit body 210 The motion in the forward direction can be generated according to the speed control between the forward direction and the backward direction.

이 때, 상기 유닛몸체(210)의 Y축 방향 양단에는 상기 트레드(220)의 Y축 방향으로의 순환을 돕는 유닛몸체회전부(230)를 더 포함할 수 있다.At this time, the unit body 210 may further include a unit body rotating part 230 for facilitating the circulation of the tread 220 in the Y-axis direction.

상기 구동부(1000)는 상기 모션몸체 내부에 상술된 전방향 옴니 드라이브 휠(100)이 배열되어 형성되는 것을 특징으로 하되, 상기 트레드부(200)와 접하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.The driving unit 1000 is formed by arranging the omnidirectional drive wheels 100 described above inside the motion body, and is formed to contact with the tread unit 200.

즉, 상기 구동부(1000)는 전방향 옴니 드라이브 휠(100)이 다수 배열되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 회전하고, 이의 회전력을 접하도록 형성되는 상기 트레드부(200)로 전달할 수 있어 상기 트레드부(200)의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 순환을 수행시킬 수 있다.That is, the driving unit 1000 can transmit a plurality of omni-directional omni-directional driving wheels 100 to the tread unit 200 that is rotated in the X-axis direction and the Y-axis direction and contacts the rotational force thereof, It is possible to perform the circulation in the X axis direction and the Y axis direction of the unit 200.

아울러, 본 발명에 따른 전방향 모션 생성 장치(2000)는 상기 구동부(1000)에 동력을 공급하는 동력공급부(1100)를 포함하며, 상기 동력공급부(1100)는 상기 X축회전부(130)의 몸체회전축(131)에 동력을 공급하는 X축동력공급부(1101)와, 상기 Y축회전부(140)의 웜기어회전축(!41)에 동력을 공급하는 Y축동력공급부(1102)를 포함하여 구성될 수 있다.The omnidirectional motion generating apparatus 2000 according to the present invention includes a power supply unit 1100 for supplying power to the driving unit 1000. The power supply unit 1100 is connected to the body of the X- An X-axis power supply unit 1101 for supplying power to the rotation shaft 131 and a Y-axis power supply unit 1102 for supplying power to the worm gear rotation axis 41 of the Y-axis rotation unit 140.

또한, 본 발명에 따른 전방향 모션 생성 장치(2000)는 상기 동력공급부(1100) X축동력공급부(1101)와 Y축동력공급부(1102)를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The forward motion generating apparatus 2000 according to the present invention may further include a controller for controlling the X-axis power supply 1101 and the Y-axis power supply 1102 of the power supply unit 1100.

즉, 본 발명에 따른 전방향 모션 생성 장치(2000)는 상기 제어부를 통해 동력공급부(1100)를 제어함으로써, X축 방향으로의 회전 및 Y축 방향으로의 회전 속도 제어를 통해 전 방향으로의 모션 생성이 가능한 장점이 있다.In other words, the forward motion generating apparatus 2000 according to the present invention controls the power supply unit 1100 through the control unit so that the forward motion generating unit 2000 generates the forward motion in the X-axis direction and the Y- There is an advantage that it can be generated.

또한, 상기 트레드(220) 및 유닛몸체(210)를 X축 및 Y축 방향으로의 회전시키기 위한 별도의 동력 장치 없이, 전방향 옴니 드라이브 휠(100)을 이용한 구동부(1000)를 통해 전 방향으로의 모션을 생성함으로써, 무게의 감소 및 소형화가 수월한 장점이 있다.
The omnidirectional drive wheel 100 is driven in the forward direction through the driving unit 1000 without a separate power unit for rotating the tread 220 and the unit body 210 in the X and Y axis directions There is an advantage that weight reduction and miniaturization are facilitated.

100 : 전방향 옴니 드라이브 휠
110 : 몸체
120 : 롤러
121 : 롤러몸체 122 : 톱니부
123 : 롤러축
130 : X축회전부 131 : 몸체회전축
140 : Y축회전부 141 : 웜기어회전축
142 : 나사산 143 : 피니언기어
200 : 트레드부 210 : 유닛몸체
220 : 트레드 230 : 유닛몸체회전부
1000 : 구동부
1100 : 동력공급부
1101 : X축동력공급부 1102 : Y축동력공급부
2000 : 전방향 모션 생성 장치100: Omni Omni Drive Wheel
110: Body
120: roller
121: roller body 122:
123: Roller shaft
130: X-axis rotation part 131: body rotation axis
140: Y-axis rotation part 141: Worm gear rotating shaft
142: thread 143: pinion gear
200: tread portion 210: unit body
220: Tread 230: Unit body rotating part
1000:
1100: Power supply
1101: X-axis power supply part 1102: Y-axis power supply part
2000: Forward motion generation device

Claims (10)

몸체;
상기 몸체 외주면에 Y축 방향으로 회전 가능하게 다수 형성되는 롤러몸체와, 상기 롤러몸체 외주면에 Y축 방향으로 이격되어 형성되는 톱니부를 포함하는 롤러;
상기 몸체 Y축 방향 양단에 형성되며, X축 방향으로의 회전력을 공급받아 상기 몸체를 X축 방향으로 회전시키는 몸체회전축을 포함하는 X축회전부;
상기 몸체회전축 내부에 상기 몸체를 관통하도록 형성되는 웜기어회전축과, 상기 몸체 내 상기 웜기어회전축 외주면에 상기 톱니부와 직교하여 맞물리도록 X축 방향으로 형성되는 나사산을 포함하며, 상기 웜기어회전축이 X축 방향으로의 회전력을 공급받아 상기 나사산의 회전에 따라 직교되는 상기 롤러를 Y축 방향으로 회전시키는 Y축회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 옴니 드라이브 휠.
Body;
A roller body including a plurality of rollers formed on the outer circumferential surface of the body so as to be rotatable in the Y axis direction, and teeth formed on the outer circumferential surface of the roller body in a Y axis direction;
An X-axis rotation part formed at both ends of the body in the Y-axis direction and including a body rotation axis for receiving the rotation force in the X-axis direction and rotating the body in the X-axis direction;
A worm gear rotating shaft formed inside the body rotating shaft so as to penetrate the body and a thread formed in the X axis direction so as to be perpendicularly engaged with the teeth on the outer circumferential surface of the rotating shaft of the worm gear in the body, And a Y-axis rotation unit that is rotated in the Y-axis direction by the rotation of the roller, which is orthogonal to the rotation of the thread, to receive the rotational force to the omni-directional drive wheel.
제 1항에 있어서,
상기 몸체는 Y축 방향으로 적어도 둘 이상 이격되어 형성 가능한 것을 특징으로 하는 전방향 옴니 드라이브 휠.
The method according to claim 1,
Wherein the body is formed to be separated from the body in at least two directions in the Y-axis direction.
제 1항에 있어서,
상기 몸체회전축과 웜기어회전축은
서로 독립적으로 회전 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전방향 옴니 드라이브 휠.
The method according to claim 1,
The body rotating shaft and the worm gear rotating shaft
And wherein the omnidirectional drive wheel is formed to be rotatable independently of each other.
제 1항에 있어서,
상기 롤러는
상기 몸체를 기준으로 서로 대향되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전방향 옴니 드라이브 휠.
The method according to claim 1,
The roller
And wherein the front omnidirectional drive wheel is formed to face each other with respect to the body.
제 1항에 있어서,
상기 Y축회전부는
상기 롤러와 웜기어회전축 사이에 형성되며, 상기 톱니부 및 나사산과 맞물려 회전력을 전달하는 피니언기어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 옴니 드라이브 휠.
The method according to claim 1,
The Y-
Further comprising a pinion gear formed between the roller and the rotary shaft of the worm gear for transmitting rotational force in engagement with the toothed portion and the threaded portion.
제 5항에 있어서,
상기 롤러는
상기 피니언기어와 수직하게 형성되는 롤러축과,
상기 롤러축 상에 구비되어 상기 피니언기어와 맞물리도록 형성되는 톱니부와,
상기 롤러축 상의 상기 톱니부 양단에 형성되는 롤러몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 옴니 드라이브 휠.
6. The method of claim 5,
The roller
A roller shaft formed perpendicular to the pinion gear,
A tooth portion provided on the roller shaft to be engaged with the pinion gear,
And a roller body formed on both ends of the teeth on the roller shaft.
모션몸체;
상기 몸체에 고정되어 X축 방향 및 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 트레드부; 및
상기 모션몸체 내부에 상기 제 1항 내지 제 6항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 전방향 옴니 드라이브 휠이 배열되어 형성되는 구동부;를 포함하되,
상기 구동부는 상기 트레드부와 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 전방향 모션 생성 장치.
Motion body;
A tread portion fixed to the body and configured to be rotatable in the X-axis direction and the Y-axis direction; And
And a driving unit in which the omnidirectional drive wheels according to any one of claims 1 to 6 are arranged in the motion body,
Wherein the driving unit is formed to be in contact with the tread unit.
제 7항에 있어서,
상기 트레드부는
유닛몸체와, 상기 유닛몸체를 Y축 방향으로 감싸도록 형성되어 Y축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 트레드를 포함하며, 상기 유닛몸체가 X축 방향으로 나란하게 양단이 결합되도록 형성되어 X축 방향으로 순환 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 전방향 모션 생성 장치.
8. The method of claim 7,
The tread portion
And a tread formed to surround the unit body in the Y-axis direction and to be circulatable in the Y-axis direction. The unit body is formed so that both ends of the unit body are parallel to each other in the X- Wherein the first and second motors are formed so as to be rotatable.
제 7항에 있어서,
상기 전방향 모션 생성 장치는
상기 구동부에 동력을 공급하는 동력공급부를 포함하되,
상기 동력공급부는
상기 몸체회전축에 동력을 공급하는 X축동력공급부와, 상기 웜기어회전축에 동력을 공급하는 Y축동력공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 모션 생성 장치.
8. The method of claim 7,
The forward motion generation device
And a power supply unit for supplying power to the driving unit,
The power supply
An X-axis power supply unit for supplying power to the body rotation shaft, and a Y-axis power supply unit for supplying power to the worm gear rotation axis.
제 9항에 있어서,
상기 전방향 모션 생성 장치는
상기 X축동력공급부와 Y축동력공급부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전방향 모션 생성 장치.10. The method of claim 9,
The forward motion generation device
Further comprising a controller for controlling the X-axis power supply and the Y-axis power supply.

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