KR20190005501A

KR20190005501A - Biped walking robot without using degree of freedom of roll direction and its biped walking method

Info

Publication number: KR20190005501A
Application number: KR1020170086242A
Authority: KR
Inventors: 장홍민; 오현수; 이용권
Original assignee: 오현수
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2019-01-16

Abstract

The present invention relates to a bipedal walking robot capable of performing a stable bipedal walking without using degrees of freedom of a roll direction during the bipedal walking of a robot having degrees of freedom of multi-joint, and a bipedal walking method thereof. According to one embodiment of the present invention, the bipedal walking robot comprises: at least left and right pitch joint units forming left and right legs of the robot with left/right symmetricity, and having degrees of freedom of a pitch direction; left and right foot housings connected to the lowermost pitch joint unit among the pitch joint units in the left and right legs of the robot, and coming in contact with the ground; left and right roll joint replacing members installed in the left and right foot housings, respectively, and protruding to the inside of the left and right foot housings by a control signal; and a control unit to control operation of the left and right pitch joint units, and the left and right roll joint replacing member for bipedal walking of the robot. During the bipedal walking of the robot, the control unit controls the operation of the pitch joint unit of the left and right legs of the robot, and at the same time, controls the operation of the right and left roll joint replacing member corresponding to the operation of the pitch joint unit.

Description

롤 방향 자유도를 사용하지 않는 이족보행 로봇 및 그 이족보행 방법{Biped walking robot without using degree of freedom of roll direction and its biped walking method}Technical Field [0001] The present invention relates to a biped walking robot and a biped walking robot,

본 발명은 이족보행 로봇 및 그 이족보행 방법에 관한 것으로서, 특히 다관절 자유도를 갖는 로봇의 이족보행 시 롤(roll) 방향 자유도를 사용하지 않고도 안정적인 이족보행이 가능한 이족보행 로봇 및 그의 이족보행 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bipedal walking robot and a biped walking method therefor. More particularly, the present invention relates to a bipedal walking robot capable of stable bipedal walking without using a degree of freedom in the direction of roll in bipedal walking, .

4차 산업혁명의 한 분야로 로봇의 연구개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히 최근에는 인간과 같이 동작하는 이족보행 로봇에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 이족보행 로봇은 안정적인 움직임을 위해 각 관절부의 미세한 구동 및 제어가 중요하다.Research and development of robots is actively being carried out as a field of the 4th industrial revolution. In particular, interest in bipedal walking robots, which operate like humans, is increasing recently. For bipedal walking robots, fine movement and control of each joint is important for stable movement.

도 1은 종래의 일반적인 이족보행 로봇의 예시도이고, 도 2는 이러한 종래의 로봇의 두 다리의 관절부에 대한 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view of a conventional bipedal walking robot, and FIG. 2 is an exemplary view of a joint of two legs of the conventional robot.

도 1을 참조하면, 이족보행 로봇(10)은 크게 상체(11)와 하체(12)로 구분된다. 일반적으로 상체(11)는 머리(13), 몸통(14), 2개의 팔(15L,15R)과 손(16L,16R)으로 이루어지고 하체(12)는 2개의 다리(17L,17R)와 발(18L,18R)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the biped walking robot 10 is roughly divided into an upper body 11 and a lower body 12. In general, the upper body 11 is composed of a head 13, a body 14, two arms 15L and 15R and hands 16L and 16R, and the lower body 12 comprises two legs 17L and 17R, (18L, 18R).

도면부호에서 L과 R은 각각 왼쪽(left)과 오른쪽(right)을 나타내며, 이하에서는 각각 좌측과 우측으로 기재될 수도 있다.In the reference numerals, L and R indicate left and right, respectively, and may be described as left and right respectively.

도 2는 도 1에 나타낸 로봇(10)의 하체(12)를 구성하는 주요 관절부의 구조를 예시적으로 도시한다. 로봇(10)의 다리(17L,17R)마다 골반 부위에 요(yaw, Z축 회전) 방향 자유도를 갖는 요 관절부(21L,21R)와, 롤(roll, X축 회전) 방향 자유도를 갖는 복수의 롤 관절부(22L,22R,26L,26R)와, 피치(pitch, Y축 회전) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 피치 관절부(23L,24L,25L,23R,24R,25R)가 위치한다. 이로써 골반 부위의 관절부는 요, 롤 및 피치 방향의 3 자유도를 가진다. 그리고, 최하단의 롤 관절부(26L,26R)에는 발(27L,27R)이 연결된다.Fig. 2 exemplarily shows the structure of the main joints constituting the lower body 12 of the robot 10 shown in Fig. Each of the legs 17L and 17R of the robot 10 has a shoulder 21L and a shoulder 21R having a degree of freedom in the yaw and Z axis rotation direction on the pelvis region and a plurality of At least one pitch joint portion 23L, 24L, 25L, 23R, 24R, 25R having roll joint portions 22L, 22R, 26L, 26R and a degree of freedom in pitch (Y axis rotation) As a result, the joints of the pelvic region have three degrees of freedom in the yaw, roll, and pitch directions. The feet 27L and 27R are connected to the roll joints 26L and 26R at the lowermost end.

발목 부위에는 피치 관절부(25L,25R)와 롤 관절부(26L,26R)가 형성되어 2 자유도를 가지고 골반과 발목 사이의 무릎 부위에는 피치 방향의 자유도를 갖는 피치 관절부(24L,24R)가 형성되어 1 자유도를 가진다.The pitch joints 25L and 25R and the roll joints 26L and 26R are formed at the ankle region so that pitch joints 24L and 24R having two degrees of freedom and having degrees of freedom in the pitch direction are formed at the knee region between the pelvis and ankle 1 Have degrees of freedom.

이러한 각각의 관절부는 일반적으로 공지의 액츄에이터로 구성될 수 있으며, 이들 각각의 관절부는 제어부(미도시)에 의해 그 동작이 제어됨으로써 이족보행, 회전 등 로봇(10)의 다양한 동작을 구현할 수 있다.Each of these joints can be generally constituted by a known actuator, and the operation of each of these joints is controlled by a control unit (not shown), thereby realizing various operations of the robot 10 such as bipedal walking and turning.

이와 같이 이족보행 로봇(10)은 통상적으로 전진, 후진, 좌회전, 우회전 등의 이족보행을 위해서는 도 2에서와 같이 각 다리(17L,17R)별로 각각 6 자유도로서 전체 12 자유도를 가진다.As shown in FIG. 2, the biped walking robot 10 generally has six degrees of freedom and twelve degrees of freedom for each of the legs 17L and 17R for bipedal walking such as forward, backward, leftward, and rightward.

그런데, 종래에 다른 실시 예로서 좌회전과 우회전을 조금 부자연스럽게 하는 방식으로서 좌측의 요 관절부(21L)와 우측의 요 관절부(21R)를 제외한 10 자유도로 구성하기도 한다. 나아가, 종래에 또 다른 실시 예로서 각 다리(17L,17R)별로 복수의 피치 관절부(23L,23R)를 링크구조로 구현하여 2 자유도로 구성함으로써 전체 8 자유도로 구현되기도 한다.However, as another embodiment of the prior art, there are 10 degrees of freedom except for the left side articular portion 21L and the right side articulation portion 21R as a way to make the left turn and right turn slightly unnatural. Further, as another embodiment of the related art, a plurality of pitch joints 23L and 23R for each of the legs 17L and 17R may be implemented as a link structure to form two freedom degrees, thereby achieving a total of eight degrees of freedom.

이와 같이 자유도를 줄이더라도 롤 관절부(22L,22R,26L,26R)는 통상 그대로 유지하도록 한다. 그 이유는 로봇의 이족보행 시 다리를 전후방향으로 이동시키는 움직임과 다리를 수직으로 들어올리는 움직임을 피치 관절부가 담당하고, 다리를 측면방향으로 움직여서 몸통을 옆으로 이동하는 움직임은 4개의 롤 관절부가 담당하기 때문이다. 이를 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.Thus, even if the degree of freedom is reduced, the roll joints 22L, 22R, 26L, and 26R are kept as they are. The reason for this is that the pitch joint is responsible for the movement of the legs in the anteroposterior direction and the vertical movement of the legs during the bipedal walking of the robot, I am in charge. This will be described in detail with reference to FIG.

도 3 및 도 4는 종래의 이족보행 로봇의 보행시 관절부의 동작을 보인 로봇 관절부의 측면도 및 정면도이다.FIG. 3 and FIG. 4 are a side view and a front view of a robot joint showing movement of a bipedal joint in a conventional bipedal walking robot.

도 3의 (a)는 다리를 지면에 디딘 상태의 측면도이고 (b)는 다리를 지면으로부터 들어올린 상태의 측면도이다. 로봇(10)이 전진보행을 하기 위해 두 다리 중에서 예컨대 제1 다리(17L)를 지면에 디딘 상태에서 반대편 다리(17R)를 들어올리게 된다. 이를 위해 우측 다리(17R)의 피치 관절부(23R,24R,25R)는 도 3의 (b)와 같이 피치 방향으로 동작한다. 이러한 피치 방향의 동작을 통해 우측 다리(17R)를 들어올려 전진 또는 후진을 위해 다른 지점으로 내딛도록 한다.Fig. 3 (a) is a side view of the leg in a state in which the leg is in a ground state, and Fig. 3 (b) is a side view in a state in which the leg is lifted from the ground. The robot 10 lifts the other leg 17R in a state in which the first leg 17L is set on the ground, for example, among the two legs for forward walking. To this end, the pitch joints 23R, 24R, 25R of the right leg 17R operate in the pitch direction as shown in Fig. 3B. Through the operation in the pitch direction, the right leg 17R is lifted up to another point for forward or backward movement.

이때, 상기와 같이 우측 다리(18R)를 들어올리게 되면 도 4와 같이 로봇(10)의 무게중심(COG: Center of Gravity)이 중앙(P1)에서 좌측(P2)으로 이동하게 되며 그대로 두게 되면 중심이 무너져 우측방향으로 넘어지게 된다. 이와 같이 이족보행 로봇(10)이 이족보행시 중심잡기가 어려운 이유는 도 4와 같이 보행을 하기 위해서는 한쪽 다리를 들어 올려야 하는데, 이때 ZMP 이론에 의해 땅을 지지하는 발바닥 밖으로 무게중심(COG)이 이동하기 때문이다. 이에 다리를 들어올릴 때 들어올린 방향으로 쓰러지게 되는 것이다.At this time, if the right leg 18R is lifted as described above, the center of gravity (COG) of the robot 10 moves from the center P1 to the left P2 as shown in FIG. 4, Collapses and falls to the right. The reason why the bipedal walking robot 10 is difficult to center in bipedal walking is as shown in Fig. 4. In order to walk, one leg should be lifted. At this time, the center of gravity (COG) Because it moves. When you raise your legs, you will fall in the direction of lifting.

그래서, 이와 같이 중심이 무너지는 것을 막기 위해서 ZMP 등 다양한 보행방법들이 제시되고 있다. ZMP 방식은 도 5에 도시된 바와 같이 보행시 다리를 들어올릴 때 항상 무게중심이 땅을 딛고 있는 발의 안에 있도록 제어를 하는 방식이다.Therefore, various walking methods such as ZMP are suggested in order to prevent the center from collapsing like this. As shown in FIG. 5, the ZMP method is a method in which the center of gravity is controlled so that the center of gravity always lies in the foot that is on the ground when the leg is lifted.

이러한 방식으로 로봇(10)의 이족보행을 구현하기 위해서는 도 5와 같이 롤 관절부(22L,22R,26L,26R)의 동작이 반드시 필요할 수밖에 없다. 즉, 도면에서와 좌측 다리(17L)를 들어올리기 위해서는 좌측 및 우측 다리(17L,17R)의 모든 롤 관절부(22L,22R,26L,26R)가 동작하여 무게중심(COG)이 무너지는 것을 방지해야 한다.In order to realize biped walking of the robot 10 in this manner, the roll joints 22L, 22R, 26L, and 26R must necessarily operate as shown in FIG. That is, in the drawing, to lift the left leg 17L, all the roll joints 22L, 22R, 26L, 26R of the left and right legs 17L, 17R are operated to prevent the center of gravity COG from collapsing do.

구체적으로 설명하면, 도 5의 (a)는 로봇(10)의 기본자세이며 이족보행시 좌측 다리(18L)를 들어올리기 위해서는 (b)와 같이 롤 관절부(22L,22R,26L,26R)가 동작하여 로봇(10)의 하체(12)는 우측방향으로 기울어진다. 이는 로봇(10)이 좌측 다리(17L)를 들 때 무너지는 것을 방지하기 위해 무게중심(COG)을 우측 다리(17R)로 이동시키기 위한 것이다. 즉, 이후에 (c)와 같이 좌측 다리(17L)를 들어올릴 때 로봇(10)이 우측으로 넘어지는 것을 방지하기 위한 것이다. (c)에서 좌측 다리(17L)를 들어올릴 후 이족보행을 위해 다른 지점으로 옮겨서 내딛도록 한다. 그리고 (d)와 같이 좌측 다리(17L)는 다른 지점에 다시 내려놓는다. 계속해서 이동하기 위해서는 반대로 우측 다리(17R)를 들어올려 위의 동작을 반복한다. 이때, 보행을 위해서는 좌측 다리(18L)와 우측 다리(18R)를 번갈아 가며 들어올려서 이동하게 되는데 좌측 다리(18L)를 들어올릴 때는 우측방향으로 기울어지고, 우측 다리(18R)를 들어올릴 때는 좌측방향으로 기울어진다. 이 경우 연속적인 동작에서는 좌측과 우측으로 교대로 기울어지면서 전체적으로 로봇(10)이 좌우로 흔들리는 형태가 된다.5 (a) is a basic posture of the robot 10, and in order to lift the left leg 18L when bipedal walking, the roll joints 22L, 22R, 26L, and 26R are moved And the lower body 12 of the robot 10 is tilted to the right. This is for moving the center of gravity COG to the right leg 17R to prevent the robot 10 from collapsing when lifting the left leg 17L. That is, to prevent the robot 10 from falling to the right when lifting the left leg 17L as shown in (c) hereinafter. (c), lift the left leg (17L) and move it to another position for bipedal walking. Then, the left leg 17L is put back at another point as shown in (d). To move continuously, lift the right leg 17R and repeat the above operation. At this time, in order to walk, the left leg 18L and the right leg 18R are alternately lifted and moved. When the left leg 18L is lifted, it is inclined to the right. When the right leg 18R is lifted, . In this case, in the continuous operation, the robot 10 is shaken to the left and right as a whole while alternately tilting to the left and right.

이와 같이 이러한 종래의 로봇에서는 이족보행을 위해 롤 관절부가 반드시 구비되어야 하는데, 이 경우 높은 자유도를 가질 수 있지만 장치의 구조가 복잡해지고 롤 관절부를 구비함으로 인한 가격문제, 백래쉬에 의한 내구성 문제, 안정성 문제 등이 발생한다.In such a conventional robot, a roll joint part must be provided for bipedal walking. In this case, although the robot can have a high degree of freedom, the structure of the device is complicated and the price problem due to the roll joint part, durability due to backlash, .

또한, 이족보행시 로봇(10)의 몸통이 좌우측으로 움직여야 하므로 탑승형 로봇의 경우 탑승자의 몸도 좌우측으로 흔들리게 되어 승차감 문제가 발생하고 무거운 짐을 운반하는 경우 짐의 무게에 따른 관성만큼 좌우의 관성력을 제어해야 하는 기술적 문제가 발생한다.In addition, since the body of the bipedal walking robot 10 must be moved to the left and right, the body of the occupant is shaken to the left and right in the case of the bipedal robot, so that a problem of riding comfort occurs. In the case of carrying heavy loads, There is a technical problem that needs to be controlled.

나아가, 종래에 이러한 높은 자유도를 위해서는 많은 액츄에이터를 구성해야 하므로 저에너지 구동에 방해가 된다. 특히, 골반의 롤 관절부와 발목의 롤 관절부는 피치 관절부와 겹쳐서 축일치 구조를 갖는데, 이를 경우 좁은 공간에 2개 이상의 액츄에이터를 구성해야 하므로 외관의 크기가 커지게 되어 휴머노이드 로봇의 외관이 나빠지고 커진 크기로 더 큰 각도의 움직임을 방해한다는 문제점이 존재한다.Furthermore, in order to achieve such a high degree of freedom, a large number of actuators have to be constructed, which hinders low-energy driving. In particular, since the roll joints of the pelvis and the roll joints of the ankle overlap with the pitch joints and have an axis-matching structure, the size of the external appearance of the robot must be larger than two or more actuators in a narrow space, There is a problem that the movement of a larger angle is obstructed by the size.

대한민국 등록특허공보 제1687631호Korean Patent Publication No. 1687631 대한민국 등록특허공보 제0927572호Korean Patent Registration No. 0927572 대한민국 등록특허공보 제0709556호Korean Patent Registration No. 0709556 대한민국 공개특허공보 제2013-0095973호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0095973 대한민국 공개특허공보 제2015-0082468호Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0082468

인터넷 영상자료 https://www.youtube.com/watch?v=BLMkel1XT0cInternet video material https://www.youtube.com/watch?v=BLMkel1XT0c

이에, 본 발명은 롤 관절부 없이 이족보행이 가능한 이족보행 휴머노이드 로봇 및 그의 이족보행 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a bipedal walking humanoid robot capable of bipedal walking without roll joints and a biped walking method therefor.

또한, 본 발명은 롤 방향 자유도를 사용하지 않고 축 방향 자유도만을 사용하여 이족보행이 가능하도록 하는 휴머노이드 로봇 및 그의 이족보행 방법을 제공하도록 한다.In addition, the present invention provides a humanoid robot and biped walking method for bipedal walking capable of bipedal walking using only an axial direction degree of freedom without using a degree of freedom in a roll direction.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이족보행 로봇은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부; 상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 피치 관절부 중 최하단의 피치 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌측 및 우측 발하우징; 상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 좌/우측 롤관절대체부재; 상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 좌/우측 피치 관절부 및 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 로봇의 이족보행 시 상기 로봇의 좌/우측 다리의 피치 관절부의 동작을 제어하고 상기 피치 관절부의 동작에 대응하여 상기 우/좌측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어한다.The bipedal walking robot according to an embodiment of the present invention includes at least one left and right pitch joints each having left and right legs symmetrically and having pitch degrees of freedom; Left and right foot housings connected to the lowermost pitch joints of the pitch joints in the left and right legs of the robot and abutting on the ground, respectively; Left and right roll joint replacement members provided respectively in the left and right foot housings and protruding inward of the left and right foot housings by a control signal; And a control unit for controlling operations of the left and right pitch joint parts and the left and right roll joint replacement parts for bipedal walking of the robot, Controls the operation of the pitch joint part and simultaneously controls the operation of the right / left roll joint replacement part in response to the operation of the pitch joint part.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 롤 관절부 및 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 피치 관절부를 각각 포함하는 복수의 관절부; 상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 복수의 관절부 중 각각의 최하단의 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌/우측 발하우징; 상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되도록 설계된 좌/우측 롤관절대체부재; 상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 복수의 관절부 및 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 로봇의 이족보행 시 상기 복수의 관절부 중 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 적어도 하나의 피치 관절부만 동작하도록 제어하고 상기 피치 관절부의 동작에 대응하여 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어한다.The bipedal walking robot according to another embodiment of the present invention includes a plurality of roll joints each having left and right legs symmetrically and having left and right legs in a roll direction and at least one roll joints having a degree of freedom in a pitch direction A plurality of joints each including a pitch joint; A left / right foot housing connected to a bottom joint of each of the plurality of joints at the left and right legs of the robot and abutting on the ground, respectively; Left and right roll joint replacement members respectively provided in the left and right foot housings and designed to protrude inward of the left and right foot housings by a control signal; And a controller for controlling operations of the plurality of joint parts and the left and right roll joint replacement parts to biped the robot, wherein the controller controls the roll joint parts of the plurality of joint parts when the robot is bodily walking And controls the operation of the left and right roll joint replacement members simultaneously in response to the operation of the pitch joint.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 복수의 관절부; 상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 피치 관절부 중 최하단의 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌/우측 발하우징; 상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 좌/우측 롤관절대체부재; 상기 로봇의 회전보행 시 상기 좌/우측 피치 관절부, 좌/우측 요 관절부 및 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 로봇의 회전보행 시 상기 좌/우측 피치 관절부 및 요 관절부의 동작을 제어하고 상기 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 대응하여 상기 우/좌측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어한다.A biped walking robot according to another embodiment of the present invention includes at least one left / right pitch joint part and a yaw direction freedom part having left and right legs symmetrically and each having a left / A plurality of articulating parts including at least one left / A left and right foot housing connected to the joints at the lower end of the pitch joints at the left and right legs of the robot, Left and right roll joint replacement members provided respectively in the left and right foot housings and protruding inward of the left and right foot housings by a control signal; And a controller for controlling operations of the left and right pitch joints, left and right shoulder joints, and left and right roll joint replacement members, respectively, when the robot is walking on a rotation of the robot, And controls the operation of the pitch joint part and the shoulder joint part and simultaneously controls the operation of the right / left roll joint replacement part in response to the operation of the pitch joint part and the shoulder joint part.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 롤 관절부, 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 복수의 관절부; 상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 피치 관절부 중 최하단의 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌/우측 발하우징; 상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 좌/우측 롤관절대체부재; 상기 로봇의 회전보행 시 상기 좌/우측 피치 관절부, 좌/우측 요 관절부 및 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 로봇의 회전보행 시 상기 복수의 관절부 중 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 좌/우측 피치 관절부 및 요 관절부만 동작하도록 제어하고 상기 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 대응하여 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어한다.The biped walking robot according to another embodiment of the present invention includes a plurality of left and right roll joints constituting the left and right legs of the robot in bilateral symmetry and having degrees of freedom in the roll direction, A plurality of joints including at least one left / right side pitch joint having at least one left / right pitch joint and at least one left / right side joint having a yaw direction degree of freedom; A left and right foot housing connected to the joints at the lower end of the pitch joints at the left and right legs of the robot, Left and right roll joint replacement members provided respectively in the left and right foot housings and protruding inward of the left and right foot housings by a control signal; And a controller for controlling operations of the left and right pitch joints, left and right shoulder joints, and left and right roll joint replacement members, respectively, when the robot is walking on the revolution, and the control unit controls the plurality of joints The middle roll joint part controls only the left / right pitch joint and the shoulder joint part in a fixed state, and simultaneously controls the operation of the left / right roll joint replacement part in response to the operation of the pitch joint part and the shoulder joint part.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 이족보행 방법은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행 방법에 있어서, 상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부가 동작하는 동작단계; 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계; 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 이족보행에 따라 다른 지점의 지면에 닿도록 이동하는 이동단계; 및 상기 제1 다리의 발하우징이 상기 다른 지점의 지면에 닿은 후 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함한다.Also, the biped walking method of the biped walking robot according to an embodiment of the present invention includes left and right legs of the robot in left and right symmetry, and includes at least one left / right pitch joint having pitch degrees of freedom A bipedal walking method of a biped walking robot, the method comprising: operating a pitch joint part of a first leg of left and right legs of the robot for bipedal walking of the robot; The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is moved inward toward the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint of the first leg, ; The foot joint member of the second leg is kept protruded while the foot joint of the first leg is moved away from the ground by the motion of the pitch joint of the first leg, A moving step of moving; And a returning step in which the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 이족보행 방법은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 롤 관절부 및 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행방법에 있어서, 상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 피치 관절부가 동작하는 동작단계; 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계; 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 이족보행에 따라 다른 지점의 지면에 닿도록 이동하는 이동단계; 상기 제1 다리의 발하우징이 상기 다른 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함한다.A biped walking method of a biped walking robot according to another embodiment of the present invention includes a plurality of left and right roll joints and pitches each having left and right legs of a robot in left and right symmetry, A biped walking method of a biped walking robot including at least one left / right pitch joint having a directional degree of freedom, the bipedal walking method of the bipedal walking robot comprising: An operation step in which the pitch joint is operated; The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is moved inward toward the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint of the first leg, ; The foot joint member of the second leg is kept protruded while the foot joint of the first leg is moved away from the ground by the motion of the pitch joint of the first leg, A moving step of moving; The roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 이족보행 방법은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행 방법에 있어서, 상기 로봇의 회전보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부가 동작하는 동작단계; 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계; 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 회전보행에 따라 타 지점의 지면에 닿도록 회전하는 회전단계; 및 상기 제1 다리의 발하우징이 상기 타 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a biped walking method for a biped walking robot, the method comprising the steps of: providing at least one left / right pitch joint having a left / right leg symmetry, The method according to claim 1, wherein the bipedal walking robot includes a plurality of left / right needlelike joints having a yaw directional freedom degree, the bipedal walking method comprising the steps of: An operation step in which an operation is performed; The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is separated from the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint and the ankle joint of the first leg, A protruding step projecting inwardly of the base plate; The foot joint of the first leg is separated from the ground by the operation of the pitch joint part and the ankle joint part of the first leg while maintaining the state where the second joint part of the roll joint is projected, A rotating step of rotating the rotor so as to contact the rotor; And a returning step in which the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 이족보행 방법은, 좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 롤 관절부, 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행방법에 있어서, 상기 로봇의 회전보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 피치 관절부 및 요 관절부가 동작하는 동작단계; 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계; 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 회전보행에 따라 타 지점의 지면에 닿도록 회전하는 회전단계; 및 상기 제1 다리의 발하우징이 상기 타 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함한다.A biped walking method of a biped walking robot according to another embodiment of the present invention includes a plurality of left and right roll joints constituting left and right legs of a robot in left and right symmetry and having degrees of freedom in a roll direction, A method for bipedal walking of a biped walking robot including at least one left / right pitch joint having a degree of freedom in a direction and a plurality of left / right needles having a yaw directional freedom, An operation step in which the pitch joint part and the urine joint part operate in a state where the roll joint part of the first leg of the robot's left and right legs is fixed; The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is separated from the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint and the ankle joint of the first leg, A protruding step projecting inwardly of the base plate; The foot joint of the first leg is separated from the ground by the operation of the pitch joint part and the ankle joint part of the first leg while maintaining the state where the second joint part of the roll joint is projected, A rotating step of rotating the rotor so as to contact the rotor; And a returning step in which the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

본 발명에 따른 이족보행 로봇 및 그의 이족보행 방법에서는 다음과 같은 효과를 갖는다.The bipedal walking robot and biped walking method according to the present invention have the following effects.

본 발명에 의하면 롤 관절부를 구비하지 않으므로 로봇의 크기 및 부피가 작아지고 가격경쟁력을 갖출 수 있다.According to the present invention, since the roll joint part is not provided, the size and volume of the robot can be reduced and the robot can be made cost competitive.

또한, 이족보행 시 로봇의 몸통을 좌우로 움직일 필요가 없고 탑승형 로봇의 경우 탑승자의 몸이 좌우로 흔들리지 않기 때문에 승차감이 좋고, 무거운 짐을 운반하는 경우 짐의 무게에 따른 좌우측 관성력을 제어할 필요가 없기 때문에 제어에 필요한 제어비용이 절감된다. In addition, it is not necessary to move the body of the robot in the left and right direction when walking on biped, and the ride-on feeling is good because the body of the occupant does not move to the left and right in the case of the boarding type robot. In case of carrying heavy loads, The control cost required for the control is reduced.

또한, 본 발명에 의하면 롤 관절부를 사용하지 않아도 안정적인 이족보행이 가능하게 된다.Further, according to the present invention, stable bipedal walking is possible without using a roll joint.

또한, 본 발명에 의하면 롤 방향 자유도를 사용하지 않으므로 액츄에이터 구동이 간편해지고 에너지 효율이 향상되며 동작속도가 빨라진다.In addition, according to the present invention, since the degree of freedom in the roll direction is not used, driving of the actuator is simplified, energy efficiency is improved, and the operation speed is increased.

도 1은 종래의 일반적인 이족보행 로봇의 예시도,
도 2는 종래의 이족보행 로봇의 두 다리의 관절부에 대한 예시도,
도 3은 종래의 이족보행 로봇의 보행시 관절부의 동작을 보인 로봇 관절부의 측면도,
도 4는 종래의 이족보행 로봇의 보행시 관절부의 동작을 보인 로봇 관절부의 정면도,
도 5는 종래의 이족보행 로봇의 보행에 따른 관절부의 동작을 보인 로봇 관절부의 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 이족보행 로봇의 구성블럭도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시 예들에 따른 롤관절대체부재의 구성 예시도,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시 예에 따른 롤 방향 자유도를 사용하지 않는 이족보행로봇의 관절 예시도,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 이족보행시 관절부의 동작에 대한 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 전진보행에 따른 발하우징의 위치 예시도,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 회전보행에 따른 발하우징의 위치 예시도,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 전/후진 보행을 위한 이족보행 방법을 보이는 흐름도,
도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 회전 보행을 위한 이족보행 방법을 보이는 흐름도.1 is an exemplary view of a conventional bipedal walking robot,
FIG. 2 is an exemplary view showing joints of two legs of a conventional bipedal walking robot,
FIG. 3 is a side view of a robot joint showing an operation of a bipedal joint in a conventional bipedal walking robot,
FIG. 4 is a front view of a robot joint showing a motion of a bipedal joint in a conventional bipedal walking robot,
FIG. 5 is a front view of a robot joint showing movement of a joint according to walking of a conventional bipedal walking robot;
FIG. 6 is a block diagram of a biped walking robot according to the present invention,
FIGS. 7A to 7C are views illustrating a configuration of a roll joint replacement member according to an embodiment of the present invention;
FIGS. 8A to 8D are views showing joints of a biped walking robot that does not use a roll directional freedom according to an embodiment of the present invention;
9 is a view illustrating an operation of a bipedal walking robot according to an embodiment of the present invention when bipedal walking is performed.
FIG. 10 is a view illustrating a position of a foot housing according to a forward walking of a biped walking robot according to an embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 11 is a view illustrating a position of a foot housing according to another embodiment of the present invention,
FIG. 12 is a flowchart illustrating a biped walking method for bipedal walking of a biped walking robot according to an embodiment of the present invention;
13 is a flowchart illustrating a biped walking method for a bipedal walking robot according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 구성블럭도이다.6 is a block diagram of a biped walking robot according to an embodiment of the present invention.

도 6에는 이족보행 로봇(100)의 하체에 대한 구성을 도시하고 있으며, 이러한 이족보행 로봇(100)은 좌측 및 우측의 두 다리를 구성하는 복수의 관절부(110), 두 다리에 각각 연결된 좌측 및 우측의 발하우징(120), 좌/우측 발하우징(120)에 각각 설치된 롤관절대체부재(130) 및 복수의 관절부(110)와 롤관절대체부재(130)의 동작을 제어하는 제어부(140)를 포함하여 구성된다.6 shows a configuration of a lower body of the biped walking robot 100. The biped walking robot 100 includes a plurality of joints 110 constituting left and right legs, A roll joint replacement member 130 provided on the right foot housing 120 and the left and right foot housings 120 and a control unit 140 for controlling the operation of the plurality of joint parts 110 and the roll joint replacement member 130, .

관절부(110)는 인간의 관절부위에 설치되어 로봇(100)의 움직임을 구현하기 위한 것으로서, 예컨대 골반, 무릎, 발목 부위에 각각 설치될 수 있다. 이러한 관절부(110)는 적어도 하나의 자유도를 갖는다. 기본적으로 본 발명에서는 로봇(100)의 전후방향으로 움직임을 구현하기 위해 피치(pitch) 방향의 자유도를 갖는 적어도 하나의 피치 관절부(111)를 포함한다. 여기서 피치 방향은 로봇(100)의 다리를 앞뒤로 움직이는 방향을 의미한다. 따라서 피치 관절부(111)는 다리, 발, 무릎을 앞뒤로 움직일 때 사용된다.The joint part 110 is provided at a joint part of a human to implement the motion of the robot 100, and may be installed, for example, on the pelvis, knee, or ankle part. These joints 110 have at least one degree of freedom. Basically, the present invention includes at least one pitch joint 111 having a degree of freedom in the pitch direction in order to realize movement in the longitudinal direction of the robot 100. Here, the pitch direction means a direction in which the legs of the robot 100 are moved back and forth. Therefore, the pitch joint 111 is used to move the legs, feet, and knees back and forth.

본 발명의 다른 실시 예에서 이러한 관절부(110)는 선택적으로 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 롤 관절부(112) 또는 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 복수의 요 관절부(113) 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수도 있다. 여기서 롤 방향은 로봇(100)의 다리를 옆으로 움직이는 방향을 의미하며 요 방향은 로봇(100)의 다리를 좌우로 회전하는 방향을 의미한다. 따라서 롤 관절부(112)와 요 관절부(113)는 각각 다리와 발을 측면방향과 회전방향으로 움직일 때 사용된다.In another embodiment of the present invention, the joint 110 may include at least one of a plurality of roll joints 112 having a degree of freedom in the roll direction or a plurality of shoulder joints 113 having a degree of freedom in the yaw direction As shown in FIG. Here, the roll direction refers to a direction in which the legs of the robot 100 move sideways, and the yaw direction refers to a direction in which the legs of the robot 100 rotate left and right. Thus, the roll joint 112 and the ankle joint 113 are used to move the legs and feet, respectively, in the lateral and rotational directions.

이때, 복수의 관절부(110)는 좌우대칭으로 로봇(100)의 좌/우측 다리를 각각 구성하도록 함이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.At this time, it is preferable that the plurality of joint parts 110 constitute left and right legs of the robot 100 symmetrically. However, the present invention is not limited thereto.

발하우징(120)은 좌측 및 우측 다리에서 복수의 관절부(110) 중 최하단의 관절부에 연결되며 지면과 각각 맞닿아 다리를 지탱하는 역할을 한다. 이는 인간의 발과 같은 역할을 한다. 로봇(100)의 안정적인 직립 및 보행을 위해 발하우징(120)은 일정한 면적 및 두께를 갖는 것이 바람직하다.The foot housing 120 is connected to the joints at the lower end of the plurality of joint parts 110 at the left and right legs and supports the legs by abutting against the ground. It acts like a human foot. The foot housing 120 preferably has a constant area and thickness for stable upright and walking of the robot 100. [

롤관절대체부재(130)는 로봇(100)의 좌/우측 다리마다 각각 좌측 및 우측 발하우징(120)에 구비되며 후술하는 제어부(140)의 제어신호에 의해 좌/우측 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 구성된다.The roll joint replacement member 130 is provided on the left and right foot housings 120 for the left and right legs of the robot 100 and is connected to the left and right foot housings 120 by a control signal of a control unit 140, And protrudes inward.

제어부(140)는 복수의 관절부(110) 및 롤관절대체부재(130)의 동작을 제어한다. 이러한 제어부(140)는 로봇(100)의 보행 및 회전을 위해 관절부(110) 및 롤관절대체부재(130)를 제어함으로써 안정적인 보행 및 회전이 가능하도록 한다.The control unit 140 controls the operation of the plurality of joint parts 110 and the roll joint replacement member 130. The control unit 140 controls the joint part 110 and the roll joint replacement member 130 to allow the robot 100 to walk and rotate in a stable manner.

이때, 본 발명의 실시 예에서 핵심적인 특징은 제어부(140)가 보행을 위해서는 복수의 관절부(110) 중 피치 관절부(111)만 동작을 제어하도록 하는 것이 중요하며, 이러한 피치 관절부(111)의 동작에 대응하여 롤관절대체부재(130)의 동작을 동시에 제어하는 것이 중요하다.The key feature of the embodiment of the present invention is that it is important for the control unit 140 to control the operation of the pitch joint 111 only among the plurality of joints 110 for walking. It is important to control the operation of the roll joint replacement member 130 at the same time.

이러한 제어부(140)에 의한 피치 관절부(111) 및 롤관절대체부재(130)의 동작제어는 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111)만으로 구성되어 로봇(100)의 다리를 구현하는 제1 실시 예와, 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111)와 롤 관절부(112)만으로 구성되어 로봇(100)의 다리를 구현하는 제2 실시 예와, 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)만으로 구성되어 로봇(100)의 다리를 구현하는 제3 실시 예와, 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111), 롤 관절부(112) 및 요 관절부(113)로 구성되어 로봇(100)의 다리를 구현하는 제4 실시 예에 모두 적용된다.The controller 140 controls the operation of the pitch joint 111 and the roll joint substitute 130 such that the plurality of joints 110 are formed only of the pitch joint 111, A second embodiment in which a plurality of joint parts 110 are constituted only of the pitch joint part 111 and the roll joint part 112 to realize the legs of the robot 100 and the second embodiment in which a plurality of joint parts 110 are formed in the pitch joint part 111 and the shoulder joints 113 to realize the legs of the robot 100 and the third embodiment in which a plurality of joints 110 are formed on the pitch joint 111, roll joint 112 and shoulder joint 113, To implement the legs of the robot 100. As shown in Fig.

즉, 본 발명의 특징은 상기 제1 내지 제4 실시 예에 모두 제어부(140)가 전진 및 후진 보행을 위해 피치 관절부(111)와 롤관절대체부재(130)만을 동작시킴으로써 로봇(100)이 이들 구성요소(111,130)의 동작만으로 안정적인 전/후진 보행이 가능하도록 하는 것이다. 이에 대해서는 하기에서 상세하게 설명한다.That is, in the first to fourth embodiments of the present invention, the controller 140 operates only the pitch joint 111 and the roll joint substitute 130 to move forward and backward, It is possible to stably perform the forward / backward walking by only the operation of the elements 111 and 130. This will be described in detail below.

뿐만아니라, 본 발명의 다른 실시 예에서 핵심적인 특징은 제어부(140)가 보행을 위해서는 복수의 관절부(110) 중 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)만 동작을 제어하도록 하는 것이 중요하며, 이러한 피치 관절부(111) 및 요 관절부(113)의 동작에 대응하여 롤관절대체부재(130)의 동작을 동시에 제어하는 것이 중요하다.In addition, it is important for the control unit 140 to control the operation of only the pitch joint 111 and the shoulder joint 113 among the plurality of joints 110 for walking, It is important to simultaneously control the operation of the roll joint replacement member 130 in response to the operation of the pitch joint 111 and the shoulder joint 113.

이러한 제어부(140)에 의한 피치 관절부(111), 요 관절부(113) 및 롤관절대체부재(130)의 동작제어는 상기한 제3 및 제4 실시 예에 모두 적용된다. 즉, 본 발명의 특징은 상기 제3 및 제4 실시 예에서 제어부(114)가 회전 보행을 위해 피치 관절부(111) 및 요 관절부(113), 그리고 롤관절대체부재(130)만을 동작시킴으로써 로봇(100)이 이들 구성요소(111,113,130)의 동작만으로 안정적인 회전 보행이 가능하도록 하는 것이다. 이에 대해서도 하기에서 상세하게 설명한다.The operation control of the pitch joint 111, the shoulder joint 113 and the roll joint replacement member 130 by the control unit 140 is applied to both the third and fourth embodiments described above. That is, in the third and fourth embodiments, the controller 114 operates the pitch joint 111, the shoulder joint 113, and the roll joint substitute 130 only for the robot walking 100) can stably rotate by only the operation of these components (111, 113, 130). This will be described in detail below.

이와 같이 본 발명에서는 이동 보행 및 회전 보행 시 롤 관절부(112)는 전혀 사용하지 않는 것이 중요하다. 롤 관절부(112)에 의한 롤 방향 자유도를 전혀 사용하지 않고도 안정적인 이족보행(전후이동 및 회전이동)이 가능하도록 하는 것이 본 발명의 핵심이다.As described above, in the present invention, it is important that the roll joint 112 is not used at all during the walking and turning. It is the core of the present invention to enable a stable bipedal walking (back and forth movement and rotational movement) without using the roll joint direction 112 at all in the roll direction.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 실시 예들에 따른 롤관절대체부재의 동작 예시도이다.7A to 7C are views illustrating operation of a roll joint replacement member according to an embodiment of the present invention.

도 7a와 같이 본 발명의 일례에 따른 롤관절대체부재(130)는 발하우징(120) 내부에 위치하고 롤관절대체부재(130)의 일단에는 리니어액츄에이터(131)가 연결된다. 이러한 리니어액츄에이터(131)는 제어부(140)의 제어에 의해 구동되며 직선운동을 통해 롤관절대체부재(130)를 발하우징(120)의 외부로 돌출시키거나 초기위치로 다시 복귀시키도록 한다. 롤관절대체부재(130)가 외부로 돌출된 경우에는 롤관절대체부재(130)의 하면이 지면에 닿도록 구성된다.7A, the roll joint replacement member 130 according to an exemplary embodiment of the present invention is positioned inside the foot housing 120, and the linear actuator 131 is connected to one end of the roll joint substitute member 130. The linear actuator 131 is driven under the control of the control unit 140 and causes the roll joint replacement member 130 to protrude to the outside of the foot housing 120 or to return to the initial position through linear motion. When the roll joint replacement member 130 protrudes to the outside, the lower surface of the roll joint substitute member 130 contacts the ground surface.

도 7b를 참조하면 본 발명의 다른 일례에 따른 롤관절대체부재(130)는 발하우징(120) 내부에 위치하고 롤관절대체부재(130)의 일부분에 제1회전축(132)이 형성된다. 이러한 제1회전축(132)은 롤관절대체부재(130)의 어느 한 가장자리 부근에 형성됨이 바람직하다. 롤관절대체부재(130)에 회전액츄에이터(133)가 연결된다. 이러한 회전액츄에이터(133)는 제어부(140)의 제어에 의해 구동되며 회전운동을 통해 롤관절대체부재(130)를 발하우징(120)의 외부로 돌출시키고 초기위치로 다시 복귀시키도록 한다. 이와 같이 롤관절대체부재(130)가 외부로 돌출된 경우에는 롤관절대체부재(130)의 하면이 지면에 닿도록 구성된다.Referring to FIG. 7B, the roll joint replacement member 130 according to another exemplary embodiment of the present invention is located inside the foot housing 120 and a first rotation shaft 132 is formed at a portion of the roll joint substitute member 130. It is preferable that the first rotation axis 132 is formed in the vicinity of one edge of the roll joint replacement member 130. The rotary actuator 133 is connected to the roll joint replacement member 130. The rotary actuator 133 is driven under the control of the controller 140 and causes the roll joint replacement member 130 to protrude to the outside of the foot housing 120 through the rotational motion and return to the initial position. When the roll joint replacement member 130 protrudes to the outside as described above, the lower surface of the roll joint substitute member 130 is configured to touch the ground surface.

도 7c를 참조하면 본 발명의 또 다른 일례에 따른 롤관절대체부재(130)는 발하우징(120)의 안쪽 외면에 설치되고 롤관절대체부재(130)의 일부분에 제2회전축(134)이 형성된다. 이러한 제2회전축(134)은 롤관절대체부재(130)의 끝단부 부근에 폭방향으로 형성됨이 바람직하다. 롤관절대체부재(130)에 회전액츄에이터(135)가 연결된다. 이러한 회전액츄에이터(135)는 제어부(140)의 제어에 의해 구동되며 회전운동을 통해 롤관절대체부재(130)를 발하우징(120)의 돌출되도록 하거나 초기위치로 다시 복귀시키도록 한다. 롤관절대체부재(130)가 외부로 돌출된 경우에는 롤관절대체부재(130)의 하면이 지면에 닿도록 구성된다.Referring to FIG. 7C, the roll joint replacement member 130 according to another exemplary embodiment of the present invention is installed on the inner surface of the foot housing 120, and a second rotation shaft 134 is formed on a part of the roll joint substitute member 130 do. It is preferable that the second rotation shaft 134 is formed in the width direction near the end of the roll joint replacement member 130. A rotary actuator 135 is connected to the roll joint replacement member 130. The rotary actuator 135 is driven under the control of the control unit 140 and causes the roll joint replacement member 130 to protrude or return to the initial position through the rotary motion. When the roll joint replacement member 130 protrudes to the outside, the lower surface of the roll joint substitute member 130 contacts the ground surface.

도 7c의 경우에는 롤관절대체부재(130)가 초기에 발하우징(120)의 안쪽에 실질적으로 수직방향으로 형성되어 있으며, 제어부(140)로부터의 제어에 의해 회전액츄에이터(135)가 구동함으로써 제2회전축(134)가 회전함에 의해 수직방향에서 발하우징(120)의 안쪽방향으로 수평으로 펼쳐지게 된다. 이로써, 롤관절대체부재(130)가 펼쳐지면 롤관절대체부재(130)의 하면이 지면에 닿도록 한다.7C, the roll joint replacement member 130 is initially formed in a substantially vertical direction inside the foot housing 120, and the rotary actuator 135 is driven under the control of the control unit 140, The two rotation shafts 134 are horizontally unfolded in the inward direction of the foot housing 120 in the vertical direction. Thus, when the roll joint replacement member 130 is unfolded, the lower surface of the roll joint alternative member 130 is brought into contact with the ground surface.

도 7a 내지 도 7c의 일례에서와 같이 롤관절대체부재(130)는 제어부(140)의 제어에 의해 각각 돌출되며, 이때 발하우징(120)의 하부면과 롤관절대체부재(130)의 하부면이 지면에 각각 닿게 되어 지면에 닿는 면적이 넓어지게 되는 효과가 있는 것이다. 이때, 몸체가 지면에 닿은 이후에는 일정한 힘으로 로봇(100)의 다리를 안정적으로 지탱할 수 있도록 설계됨이 바람직하다.7A to 7C, the roll joint replacement member 130 is respectively protruded under the control of the control unit 140. At this time, the lower surface of the foot housing 120 and the lower surface of the roll joint replacement member 130 So that the area contacted to the ground surface is widened. At this time, it is preferable that the robot 100 is designed to stably support the leg of the robot 100 with a certain force after the body hits the ground.

이때, 본 발명의 바람직한 실시 예에서 도면에는 도시하지 않았으나 롤관절대체부재(130)가 발하우징(120)으로부터 돌출될 때 지면과의 마찰을 줄이기 위한 롤링부재(미도시)가 롤관절대체부재(130)의 하면에 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우 관절대체부재(130)가 발하우징(120)으로부터 돌출될 때 지면과의 마찰을 줄이기 위해 롤링부재(미도시)가 지면에 닿으면서 회전하도록 동작한다.In the preferred embodiment of the present invention, when the roll joint replacement member 130 protrudes from the foot housing 120, a rolling member (not shown) for reducing the friction with the ground surface is provided on the roll joint replacement member 130). In this case, when the joint replacement member 130 protrudes from the foot housing 120, a rolling member (not shown) is operated to rotate while touching the ground to reduce friction with the ground.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 제1 내지 제4 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 다리의 관절부의 구성 예시도이다.8A to 8D are views illustrating the configuration of the joints of the legs of the biped walking robot according to the first to fourth embodiments of the present invention.

도 8a는 제1 실시 예로서 로봇(100)의 다리를 구성하는 복수의 관절부(110)가 적어도 하나 이상의 피치 관절부(111)로만 구성된 예시도이다. 이러한 피치 관절부(111)는 예컨대 로봇(100)의 좌/우측 다리에서 각각 골반, 무릎, 발목 부위에 각각 설치될 수 있다. 이들 각각의 피치 관절부(111)는 피치 방향, 즉 로봇(100)의 전후 방향의 1 자유도를 가진다.FIG. 8A is a diagram illustrating an example in which a plurality of joint parts 110 constituting the legs of the robot 100 are constituted by at least one pitch joint part 111 as a first embodiment. The pitch joints 111 may be provided on the pelvis, the knees, and the ankles, respectively, for example, on the left and right legs of the robot 100. Each of these pitch joints 111 has one degree of freedom in the pitch direction, i.e., the front-rear direction of the robot 100.

여기서, 이러한 제1 실시 예의 경우 로봇(100)이 전진 또는 후진 보행을 위해서는 좌측 또는 우측 다리 중 제1 다리의 골반, 무릎, 발목 중 적어도 하나 이상의 부위의 피치 관절부(111)가 동작하게 되고, 이러한 피치 관절부(111)의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재(130)가 제2 다리의 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 동작하게 된다. Here, in the case of the first embodiment, in order for the robot 100 to move forward or backward, the pitch joint portion 111 of at least one of the pelvis, knee, and ankle of the first leg of the left or right leg is operated, The roll joint replacement member 130 of the second leg is opposed to the foot joint 120 of the second leg so as to protrude inward of the foot leg 120 of the second leg.

이때, 제1 다리의 피치 관절부와 제2 다리의 롤관절대체부재의 동작은 실질적으로 동시에 구현될 수도 있고, 바람직하게는 제1 다리의 피치 관절부가 동작하기 전에 제2 다리의 롤관절대체부재가 동작하도록 할 수도 있다. 이는 제1 다리의 피치 관절부에 의해 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출되도록 동작하는 것이 보다 바람직하다.At this time, the action of the pitch joint part of the first leg and the roll joint replacement member of the second leg may be implemented substantially simultaneously, and preferably, before the pitch joint part of the first leg is operated, It may be operated. It is more preferable that the roll joint replacement member of the second leg protrudes immediately before the foot housing of the first leg is separated from the ground by the pitch joint of the first leg.

도 8b는 제2 실시 예로서 로봇(100)의 다리를 구성하는 복수의 관절부(110)가 적어도 하나 이상의 피치 관절부(111)와 복수의 롤 관절부(112)로 구성된 예시도이다. 이러한 피치 관절부(111)는 예컨대 로봇(100)의 좌/우측 다리에서 각각 골반, 무릎, 발목 부위에 설치될 수 있고 롤 관절부(112)는 예컨대 골반과 발목 부위에 설치될 수 있다. 이들 각각의 피치 관절부(111)와 롤 관절부(112)는 각각 로봇(100)의 전후 방향인 피치 방향과 로봇(100)의 측면 방향인 롤 방향의 1 자유도를 각각 가진다. 이에 골반과 발목 부위에서는 피치 관절부(111)와 롤 관절부(112)에 의해 2 자유도를 가진다. 이때, 2 자유도를 동시에 구현하기 위해서는 각각에 해당하는 관절부를 결합할 수도 있다. FIG. 8B is a diagram illustrating an example in which a plurality of joint parts 110 constituting the legs of the robot 100 are constituted by at least one pitch joint part 111 and a plurality of roll joint parts 112 as a second embodiment. The pitch joint 111 may be installed on the pelvis, knee or ankle, for example, on the left and right legs of the robot 100, and the roll joint 112 may be installed on the pelvis and ankle, for example. Each of the pitch joint 111 and the roll joint 112 has one degree of freedom in the pitch direction in the front and rear direction of the robot 100 and the roll direction in the lateral direction of the robot 100, respectively. In the pelvis and ankle region, the pitch joint 111 and the roll joint 112 have two degrees of freedom. At this time, in order to implement two degrees of freedom simultaneously, corresponding joints may be combined.

이러한 제2 실시 예의 경우 로봇(100)이 전진 또는 후진 보행을 위해서는 롤 관절부(112)는 동작시키지 않고 피치 관절부(111)만 동작하도록 하는 것이 중요하다. 즉, 좌측 또는 우측 다리의 롤 관절부(112)는 그대로 고정된 상태에서 좌측 또는 우측 다리 중 제1 다리의 골반, 무릎, 발목 중 적어도 하나 이상의 부위의 피치 관절부(111)만 동작하게 되고, 이러한 피치 관절부(111)의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재(130)가 제2 다리의 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 동작하게 된다. In the second embodiment, it is important for the robot 100 to move forward or backward by only operating the pitch joint 111 without operating the roll joint 112. That is, only the pitch joint part 111 of at least one of the pelvis, knee, and ankle of the first leg of the left or right leg is operated while the roll joint part 112 of the left or right leg is fixed as it is, The roll joint replacement member 130 of the second leg is opposed to the foot leg 120 of the second leg in response to the operation of the joint part 111.

도 8c는 제3 실시 예로서 로봇(100)의 다리를 구성하는 복수의 관절부(110)가 적어도 하나 이상의 피치 관절부(111)와 복수의 요 관절부(113)로 구성된 예시도이다. 이러한 피치 관절부(111)는 예컨대 로봇(100)의 좌/우측 다리에서 각각 골반, 무릎, 발목 부위에 설치될 수 있고, 요 관절부(113)는 예컨대 골반과 발목 부위에 설치될 수 있다. 이들 각각의 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)는 각각 로봇(100)의 전후 방향인 피치 방향과 로봇(100)의 회전 방향인 요 방향의 1 자유도를 가진다. 이에 골반과 발목 부위에서는 피치 관절부(111)와 롤 관절부(112)에 의해 2 자유도를 가진다. 이때, 2 자유도를 동시에 구현하기 위해서는 각각에 해당하는 관절부(111,113)를 결합할 수도 있다. 8C is a diagram illustrating an example in which a plurality of joint parts 110 constituting the legs of the robot 100 are constituted by at least one pitch joint part 111 and a plurality of urge joint parts 113 as a third embodiment. The pitch joint 111 may be provided on the pelvis, the knee, or ankle, for example, on the left and right legs of the robot 100, and the ankle joint 113 may be provided on the pelvis and ankle, for example. Each of the pitch joint 111 and the shoulder joint 113 has one degree of freedom in the pitch direction which is the forward and backward direction of the robot 100 and the yaw direction which is the rotation direction of the robot 100. In the pelvis and ankle region, the pitch joint 111 and the roll joint 112 have two degrees of freedom. At this time, the joints 111 and 113 corresponding to the two degrees of freedom may be combined.

이러한 제3 실시 예의 경우는 로봇(100)의 전후진 보행과 회전 보행이 가능하다. 먼저 로봇(100)의 전진 또는 후진 보행을 위해 요 관절부(113)는 동작시키지 않고 피치 관절부(111)만 동작하도록 하는 것이 중요하다. 즉, 좌측 또는 우측 다리의 롤 관절부(112)는 그대로 고정된 상태에서 좌측 또는 우측 다리 중 제1 다리의 골반, 무릎, 발목 중 적어도 하나의 부위의 피치 관절부(111)만 동작하게 되고, 이러한 피치 관절부(111)의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재(130)가 제2 다리의 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 동작하게 된다. In the case of the third embodiment, the robot 100 can be walked back and forth and rotated. It is important that only the pitch joint 111 is operated without operating the shoulder joint 113 for the forward or backward walking of the robot 100. That is, only the pitch joint 111 of the pelvis, the knee, and the ankle of the first leg of the left or right leg is operated while the roll joint 112 of the left or right leg is fixed as it is, The roll joint replacement member 130 of the second leg is opposed to the foot leg 120 of the second leg in response to the operation of the joint part 111.

만약, 로봇(100)의 좌우 회전 보행을 위해서는 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)를 함께 동작시킨다. 즉, 회전 보행을 위해 좌측 또는 우측 다리의 중 제1 다리의 골반, 무릎, 발목 중 적어도 하나의 부위의 피치 관절부(111)와 골반, 발목 중 적어도 하나의 부위의 요 관절부(113)를 동작시키고, 이러한 피치 관절부(111) 및 요 관절부(113)의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재(130)가 제2 다리의 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 동작하게 된다. 이에 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)의 동작에 의해 발하우징(130)은 측면 방향으로 일정한 거리만큼 이동하도록 할 수 있는 것이다.The pitch joint 111 and the shoulder joint 113 are operated together to allow the robot 100 to pivot left and right. That is, for the rotational gait, the pelvis, the knee, and the ankle joint 113 of at least one of the pelvis and the ankle of the pitch joint 111 of at least one part of the first leg of the left or right leg are operated The roll joint replacement member 130 of the second leg is operated to protrude inward of the foot housing 120 of the second leg in correspondence with the operation of the pitch joint 111 and the shoulder joint 113. Accordingly, the foot housing 130 can be moved by a predetermined distance in the lateral direction by the operation of the pitch joint 111 and the ankle joint 113.

도 8d는 제4 실시 예로서 로봇(100)의 다리를 구성하는 복수의 관절부(110)가 적어도 하나 이상의 피치 관절부(111), 복수의 롤 관절부(112) 및 복수의 요 관절부(113)로 구성된 예시도이다. 이러한 피치 관절부(111)는 예컨대 로봇(100)의 좌/우측 다리에서 각각 골반, 무릎, 발목 부위에 설치될 수 있고, 롤 관절부(112)는 예컨대 골반과 발목 부위에 설치될 수 있으며, 요 관절부(113)도 예컨대 골반과 발목 부위에 설치될 수 있다. 이들 각각의 피치 관절부(111), 요 관절부(112), 그리고 요 관절부(113)는 각각 로봇(100)의 전후 방향인 피치 방향, 측면 방향인 롤 방향, 그리고 회전방향인 요 방향의 1 자유도를 각각 가진다. 이에 골반과 발목 부위에서는 피치 관절부(111), 롤 관절부(112) 및 요 관절부(113)에 의해 3 자유도를 가진다. 이때, 이와 같이 3 자유도를 동시에 구현하기 위해서는 각각에 해당하는 관절부(111,112,113)를 결합할 수도 있다.8D shows a fourth embodiment in which a plurality of joint parts 110 constituting the legs of the robot 100 are constituted by at least one pitch joint part 111, a plurality of roll joint parts 112 and a plurality of shoulder joint parts 113 Fig. The pitch joints 111 may be provided on the pelvis, the knees, and the ankles of the left and right legs of the robot 100, respectively. The roll joints 112 may be installed on the pelvis and ankle, For example, the pelvis and the ankle region. The pitch joint 111, the ankle joint 112 and the ankle joint 113 respectively have one degree of freedom in the yaw direction, which is the pitch direction in the front and rear direction of the robot 100, the roll direction in the lateral direction, Respectively. The pelvis and ankle region have three degrees of freedom by the pitch joint 111, roll joint 112 and shoulder joint 113. In this case, in order to simultaneously implement the three degrees of freedom, the corresponding joints 111, 112, and 113 may be combined.

이러한 제4 실시 예의 경우도 로봇(100)의 전후진 보행과 회전 보행이 가능하다. 먼저 로봇(100)의 전/후진 보행을 위해 롤 관절부(112) 및 요 관절부(113)는 동작시키지 않고 피치 관절부(111)만 동작하도록 하는 것이 중요하다. 즉, 좌측 또는 우측 다리의 롤 관절부(112)와 요 관절부(113)는 그대로 고정된 상태에서 좌측 또는 우측 다리 중 제1 다리의 골반, 무릎, 발목 중 적어도 하나의 부위의 피치 관절부(111)만 동작하게 되고, 이러한 피치 관절부(111)의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재(130)가 제2 다리의 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 동작하게 된다. In the case of the fourth embodiment as well, the robot 100 can be moved forward and backward and can walk in the rotational direction. It is important that only the pitch joint 111 is operated without moving the roll joint 112 and the shoulder joint 113 for the forward / backward walking of the robot 100. That is, in the state where the roll joint 112 and the ankle joint 113 of the left or right leg are fixed as they are, only the pitch joint 111 of at least one of the pelvis, knee, and ankle of the first leg of the left or right leg And in response to the motion of the pitch joint 111, the roll joint replacement member 130 of the second leg on the opposite side is operated to protrude inward of the foot housing 120 of the second leg.

만약, 로봇(100)의 좌우 회전 보행을 위해서는 롤 관절부(112)는 동작시키지 않고 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)만 동작시킨다. 즉, 회전 보행을 위해 좌측/우측 다리의 롤 관절부(112)는 고정된 상태에서 좌/우측 다리 중 제1 다리의 골반, 무릎, 발목 중 적어도 하나의 부위의 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)만을 동작시키고, 이러한 피치 관절부(111) 및 요 관절부(113)의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재(130)가 제2 다리의 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되도록 동작하게 된다. 이에 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)의 동작에 의해 발하우징(130)은 측면 방향으로 일정한 거리만큼 이동하도록 할 수 있다.If the robot 100 moves in the left and right directions, only the pitch joint 111 and the shoulder joint 113 are operated without operating the roll joint 112. That is, the roll joint part 112 of the left / right leg is fixed to the pitch joint part 111 and the shoulder joint part 111 of at least one of the pelvis, knee, and ankle of the first leg of the left / 113 of the foot leg 120 of the second leg are operated so that the opposite roll joint replacement member 130 of the second leg protrudes inward of the foot housing 120 of the second leg in response to the operation of the pitch joint 111 and the shoulder joint 113 . The foot housing 130 can be moved by a predetermined distance in the lateral direction by the action of the pitch joint 111 and the ankle joint 113.

여기서, 제1 다리의 피치 관절부와 제2 다리의 롤관절대체부재의 동작은 실질적으로 동시에 구현될 수도 있고, 바람직하게는 제1 다리의 피치 관절부가 동작하기 전에 제2 다리의 롤관절대체부재가 동작하도록 할 수도 있다. 이는 제1 다리의 피치 관절부에 의해 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출되도록 동작하는 것이 보다 바람직하다.Here, the operation of the pitch joint part of the first leg and the roll joint replacement member of the second leg may be implemented substantially simultaneously, and preferably, before the pitch joint part of the first leg is operated, It may be operated. It is more preferable that the roll joint replacement member of the second leg protrudes immediately before the foot housing of the first leg is separated from the ground by the pitch joint of the first leg.

상기한 제1 내지 제4 실시 예에서 각각의 관절부(111,112,113)의 개수는 변경이 가능하다. 무릎 부위의 피치 관절부의 개수를 증가시킬 수도 있고, 골반 또는 발목 부위의 피치 관절부의 개수를 증가 또는 감소시킬 수도 있다. 또한, 골반과 발목 부위의 롤 관절부와 요 관절부도 증가 또는 감소가 가능하다. 이러한 관절부의 개수는 로봇(100)의 전체적인 동작에 따라 설계될 수 있다. 관절부의 개수가 많으면 자유도가 증가하여 많은 동작이 자연스럽게 이루어지는 장점이 있으나 비용이 증가하고 크기가 커지는 문제가 있고, 반대의 경우에는 비용, 크기의 문제는 줄일 수 있으나 동작이 자연스럽지 못하고 제어가 어려워진다. 따라서, 관절부의 개수는 원하는 동작과 비용 등을 고려하여 적절히 설정하는 것이 중요하다.In the first to fourth embodiments, the number of joints 111, 112 and 113 can be changed. The number of pitch joints of the knee region may be increased or the number of pitch joints of the pelvis or ankle region may be increased or decreased. It is also possible to increase or decrease the roll and ankle joints of the pelvis and ankle. The number of joints can be designed according to the overall operation of the robot 100. If the number of joints is large, the degree of freedom increases and many operations are performed naturally. However, the cost increases and the size increases. On the other hand, the cost and size problems can be reduced, but the operation becomes unnatural and difficult to control . Therefore, it is important to set the number of joints appropriately in consideration of desired operation and cost.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 이족보행시 관절부의 동작에 대한 예시도이다.9 is a view illustrating an operation of a bipedal walking robot according to an embodiment of the present invention when bipedal walking is performed.

도 9에서는 일례로 도 8에서 설명한 제4 실시 예에 따른 로봇(100)의 관절부에 대하여 동작을 설명하고 있지만, 관절부의 동작은 제1 내지 제4 실시 예 모두에게 적용된다. In the example shown in Fig. 9, the operation of the joint part of the robot 100 according to the fourth embodiment described in Fig. 8 is described, but the operation of the joint part is applied to all of the first to fourth embodiments.

먼저, 도 9의 (a)는 로봇(100)의 기본자세로서 좌/우측 발하우징(120L,120R)이 지면에 닿은 상태를 유지한다. 9A shows a state in which the left and right foot housings 120L and 120R are in contact with the ground as a basic posture of the robot 100. [

도 9의 (b)는 좌측 발하우징(120L)을 지면으로부터 들어올리기 직전에 우측 발하우징(120R)의 롤관절대체부재(130R)이 우측 발하우징(120R)의 안쪽방향으로 돌출된다. 9B, the roll joint replacement member 130R of the right foot housing 120R protrudes inward of the right foot housing 120R immediately before lifting the left foot housing 120L from the ground.

이후, 도 9의 (c)와 같이 우측 롤관절대체부재(130R)가 돌출되어 지면에 닿은 상태를 유지하면서 좌측 발하우징(120L)이 지면으로부터 떨어지고, 계속해서 이동을 위해 다른 지점의 지면으로 움직이게 된다. 이때, 도 9의 (c)에서 좌측 발하우징(120)이 지면으로부터 떨어져 들어올려질 때 복수의 관절부 중에서 피치 관절부(111L)만 동작한다. 즉, 롤 관절부(112L)와 요 관절부(113L)는 전혀 동작하지 않으며, 우측의 롤 관절부(112R)와 요 관절부(113R)도 역시 전혀 동작하지 않는다는 것이다. 이러한 동작은 도 8의 제1 내지 제3 실시 예에서도 동일하게 적용된다. 즉, 롤 관절부(112) 및/또는 요 관절부(113)는 동작하지 않고 고정된 상태에서 피치 관절부(111)만 동작한다는 것이다.Thereafter, as shown in FIG. 9C, the right roll joint replacement member 130R is protruded and the left foot housing 120L is separated from the ground while maintaining contact with the ground, and then moved to the ground at another point do. At this time, when the left foot housing 120 is lifted away from the ground in Fig. 9C, only the pitch joint 111L operates among a plurality of joints. That is, the roll joint 112L and the urge joint 113L do not operate at all, and the right roll joint 112R and the shoulder joint 113R also do not operate at all. This operation is also applied to the first to third embodiments of FIG. That is, the roll joint 112 and / or the shoulder joint 113 do not operate but operate only in the fixed state of the pitch joint 111.

계속해서, 도 9의 (d)와 같이 좌측 발하우징(120L)이 다른 지점의 지면에 닿게 되고 안정적으로 내디딘 상태가 될 때까지 우측 발하우징(130R)은 계속 돌출된 상태를 유지한다.Next, as shown in FIG. 9D, the right foot housing 130R is kept in a protruding state until the left foot housing 120L touches the ground of the other point and becomes stable.

이후에는 다시 도 9의 (a)와 같이 우측 발하우징(130R)은 초기위치로 복귀하게 되어 다시 기본자세가 되는 것이다. 다만, 도 9의 (d)에서 도 9의 (a)로 진행하는 경우에는 좌측 발하우징(120L)은 초기의 (a)와는 달리 앞으로(또는 뒤로) 한걸음 내디딘 상태가 된다. 이는 도 9에서는 관절부의 정면도를 도시함으로써 한걸음 내디딘 상태가 도시되지 않지만, 실제로는 좌측 발하우징(120L)이 우측 발하우징(120R)보다 한걸음 앞으로(또는 뒤로) 이동한 상태가 된다.9 (a), the right foot housing 130R returns to its initial position and becomes the basic posture again. 9 (d) to FIG. 9 (a), the left foot housing 120L is in a forward (or backward) stepped state unlike the initial (a). Although this is not illustrated in FIG. 9 by showing the front view of the joint, in reality, the left foot housing 120L moves forward (or backward) one step further than the right foot housing 120R.

계속해서 이동을 이어가는 경우 우측 발하우징(120R)에 대해서도 위와 동일한 과정으로 한걸음 내딛게 된다. 이 경우 내딛는 발하우징(120)의 반대편 다리의 롤관절대체부재(130)가 동작하도록 하여 안정적인 이족보행이 가능하게 한다. If the movement continues, the right foot housing 120R is stepped through the same process as above. In this case, the roll joint replacement member 130 on the opposite leg of the foot housing 120 is operated to enable stable bipedal walking.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 전진보행에 따른 발하우징의 위치 예시도이다.10 is a view illustrating the position of the foot housing according to the forward walking of the biped walking robot according to the embodiment of the present invention.

앞서 상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서 로봇(100)의 다리를 구성하는 관절부(110)는 기본적으로 피치 관절부(111)를 포함하며, 다른 실시 예에서는 부가적으로 롤 관절부(112) 또는 요 관절부(113) 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수도 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the joint part 110 constituting the leg of the robot 100 basically includes the pitch joint part 111, and in other embodiments, the joint part 110 of the robot 100 may additionally include the roll joint part 112 And joints 113. [0031] As shown in FIG.

도 10에서는 설명의 편의상 로봇(100)의 두 다리가 피치 관절부(111)와 롤 관절부(112)로 구성된 예에 대하여 설명하기로 한다. 하지만, 로봇(100)의 두 다리가 피치 관절부(111)만으로 구성된 예에도 이족보행에 따른 동작의 동일한 원리가 적용된다.In FIG. 10, an example in which the legs of the robot 100 are composed of the pitch joint part 111 and the roll joint part 112 will be described for convenience of explanation. However, the same principle of operation according to bipedal walking also applies to the example in which the two legs of the robot 100 are composed of the pitch joint 111 alone.

도 10의 (a)는 이족보행 로봇(100)의 기본자세로서 발에 해당하는 두 발하우징(120L,120R)은 지면에 닿아 있고 각 관절부(110)는 직립하기 위한 제어가 이루어진다.10 (a) is a basic posture of the biped walking robot 100, and the two foot housings 120L and 120R corresponding to the foot are in contact with the ground, and the respective joints 110 are controlled to stand upright.

도 10의 (b)는 두 발하우징(120L,120R)이 지면에 닿은 상태에서 좌측 발하우징(120L)을 들어올리기 적전의 상태이다. 좌측 발하우징(120L)을 들어올리기 직전에 우측 발하우징(120R)의 롤관절대체부재(130R)가 동작하여 우측 발하우징(120R)의 안쪽방향으로 돌출된다.10B shows a state in which the left foot housing 120L is lifted up while the two-legged housings 120L and 120R are in contact with the ground. The roll joint replacement member 130R of the right foot housing 120R is operated just before lifting the left foot housing 120L to protrude inward of the right foot housing 120R.

도 10의 (c)는 우측 발하우징(120R)이 안쪽방향으로 돌출된 상태에서 좌측 발하우징(120L)을 들어올린 상태이다. 이때 중요한 것은 좌측 발하우징(120R)을 들어올리기 위해 두 다리의 롤 관절부(112L,112R)는 전혀 동작하지 않고 좌측 다리의 피치 관절부(111L)만 동작한다는 즉, 롤 관절부(112L,112R)에 의한 롤 방향 자유도를 전혀 사용하지 않는다. 이는 상기 제1 실시 예와 같이 롤 관절부(112L,112R)가 없는 경우에도 동일하게 적용된다. 이와 같이 좌측 다리의 피치 관절부(111L)의 동작에 따라 좌측 발하우징(120L)이 지면으로부터 떨어지게 된다.10C shows the left foot housing 120L lifted in a state in which the right foot housing 120R protrudes inward. It is important to note that the roll joints 112L and 112R of the two legs do not operate at all but only the pitch joint 111L of the left leg to raise the left foot housing 120R. No roll direction freedom is used at all. The same applies to the case where there are no roll joint portions 112L and 112R as in the first embodiment. Thus, the left foot housing 120L is separated from the ground according to the operation of the pitch joint part 111L of the left leg.

이때, 도 10의 (c)에서는 롤 관절부(112)를 동작하지 않고 좌측 다리를 지면으로부터 들었기 때문에 종래기술에서는 로봇(100)은 무게중심(COG)이 무너져 좌측방향으로 넘어지게 되지만, 본 발명에서는 롤관절대체부재(130)가 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되기 때문에 로봇(100)의 무게중심(COG)이 롤관절대체부재(130)에 위치하게 되어 로봇(100)은 넘어지지 않고 안정적인 보행이 가능한 것이다.10C, since the left leg is lifted from the ground without operating the roll joint 112, the center of gravity COG of the robot 100 collapses in the conventional art, The center of gravity COG of the robot 100 is positioned on the roll joint substitute member 130 because the roll joint substitute member 130 protrudes inward of the foot housing 120 so that the robot 100 falls It is possible to walk stable.

이와 같이 본 발명에서는 종래기술과는 달리 휴머노이드 로봇이 롤 방향 자유도를 사용하지 않고도 안정적인 보행이 가능한 것이다.As described above, unlike the prior art, the humanoid robot can stably walk without using the degree of freedom in the roll direction.

도 10의 (d)는 좌측 발하우징(120L)이 이동보행을 위해 다른 지점의 지면으로 내딛는 상태를 도시한다. 즉, 우측 발하우징(120R)이 안쪽방향으로 돌출된 상태에서 좌측 다리의 피치 관절부(111L)가 동작하여 발하우징(120L)이 들어올린 후, 이동을 위해 피치 관절부(111L)의 추가적인 동작에 따라 다른 지점의 지면으로 발하우징(120L)을 이동시켜 그 지면에 내딛도록 한다.10 (d) shows a state in which the left foot housing 120L is moved to the ground of another point for the moving walk. That is, in a state in which the right foot housing 120R protrudes inward, the left foot foot joint 111L is operated to lift the foot housing 120L, and then, according to the additional operation of the pitch joint 111L, The foot housing 120L is moved to the ground of the other point so as to fall on the ground.

도 10의 (e)는 좌측 발하우징(120L)이 다른 지점의 지면에 닿은 이후에 우측 롤관절대체부재(130R)는 다시 초기위치로 복귀된다. 도 10의 (e)에서는 실제로는 좌측 발하우징(120L)이 앞으로 내디딘 상태임을 알 수 있다. 이는 로봇(100)이 앞으로 전진보행하기 위해 좌측 다리를 앞으로 이동시킨 것을 의미한다.10E, after the left foot housing 120L touches the ground of another point, the right roll joint replacement member 130R returns to the initial position again. In FIG. 10E, it can be seen that the left foot housing 120L is in a state of being put forward. This means that the robot 100 moves the left leg forward to move forward.

이후에, 계속 전진을 하기 위해서는 반대편인 우측 다리를 다시 앞으로 내딛게 되는데 이를 위해서는 반대 다리에 대하여 도 10의 (b) 내지 (e)와 같은 원리로 피치 관절부와 롤관절대체부재가 동작하게 된다. 다만, 이동하고자 하는 다리의 피치 관절부와 그 반대편 다리의 롤관절대체부재가 서로 대응하여 동작되어야 한다.The pitch joint and the roll joint replacement member operate on the opposite legs according to the same principle as shown in FIGS. 10 (b) to 10 (e). However, the pitch joint portion of the leg to be moved and the roll joint replacement member of the opposite leg must be operated in correspondence with each other.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 회전보행에 따른 발하우징의 위치 예시도이다.11 is a view illustrating a position of a foot housing according to another embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예에서 로봇(100)의 다리를 구성하는 관절부(110)는 기본적으로 피치 관절부(111)를 포함하지만 부가적으로 롤 관절부(112) 또는 요 관절부(113) 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수도 있다.The joint part 110 constituting the leg of the robot 100 basically includes the pitch joint part 111 but additionally the joint part of the roll joint 112 or the shoulder joint part 113 And may further include at least one or more.

도 11에서는 설명의 편의상 로봇(100)의 두 다리가 피치 관절부(111), 롤 관절부(112) 및 요 관절부(113)로 구성된 예에 대하여 설명하기로 한다. 하지만, 이러한 설명은 로봇(100)의 두 다리가 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)만으로 구성된 예에도 동일한 동작의 원리가 적용된다.11, an explanation will be given of an example in which the legs of the robot 100 are composed of the pitch joint 111, roll joint 112 and shoulder joint 113 for convenience of explanation. However, this explanation applies to the same principle of operation even in the example in which the two legs of the robot 100 are composed of only the pitch joint 111 and the shoulder 113.

도 11의 (a)는 이족보행 로봇(100)의 기본자세로서 발에 해당하는 두 발하우징(120L,120R)은 지면에 닿아 있고 각 관절부(110)는 직립하기 위한 제어가 이루어진다.11 (a) is a basic posture of the biped walking robot 100, and the two foot housings 120L and 120R corresponding to the feet touch the ground, and control is performed so that the respective joints 110 stand upright.

도 11의 (b)는 두 발하우징(120L,120R)은 지면에 닿은 상태를 유지한 채 좌측 발하우징(120L)을 들어올리기 직전의 상태이다. 좌측 발하우징(120L)을 들어올리기 직전에 우측 발하우징(120R)의 롤관절대체부재(130R)가 동작하여 우측 발하우징(120R)의 안쪽방향으로 돌출된다.11B is a state immediately before the left foot housing 120L is lifted while the two-legged housings 120L and 120R are kept in contact with the ground. The roll joint replacement member 130R of the right foot housing 120R is operated just before lifting the left foot housing 120L to protrude inward of the right foot housing 120R.

도 11의 (c)는 우측 발하우징(120R)이 안쪽방향으로 돌출된 상태에서 좌측 발하우징(120L)을 들어올린 상태이다. 여기서, 중요한 특징은 이러한 동작시 두 다리의 롤 관절부(112L,112R)는 전혀 동작하지 않고 좌측 다리의 피치 관절부(111L) 및 요 관절부(113L)만 동작하게 된다는 것이다. 즉, 롤 방향 자유도를 전혀 사용하지 않는다는 것이다.11 (c) shows a state in which the left foot housing 120L is lifted in a state in which the right foot housing 120R protrudes inward. The important feature is that the roll joints 112L and 112R of the two legs do not operate at all and only the pitch joint 111L and the shoulder joint 113L of the left leg operate during this operation. That is, no roll direction freedom is used at all.

이는 상기한 제3 실시 예와 같이 두 다리에 롤 관절부(112L,112R)가 없는 경우에도 동일하게 적용된다. 이와 같이 좌측 다리의 피치 관절부(111L)의 동작에 따라 좌측 발하우징(120L)이 지면으로부터 떨어지게 된다.This is also applicable to the case where the roll joints 112L and 112R are not provided on the two legs as in the third embodiment. Thus, the left foot housing 120L is separated from the ground according to the operation of the pitch joint part 111L of the left leg.

이때, 앞서 도 10의 (c)에서도 설명한 바와 같이 도 11의 (c)에서도 롤 관절부(112)를 동작하지 않고 좌측 다리를 지면으로부터 들었기 때문에 종래기술에서는 로봇(100)은 무게중심(COG)이 무너져 좌측방향으로 넘어지게 되지만, 본 발명에서는 롤관절대체부재(130)가 발하우징(120)의 안쪽방향으로 돌출되어 지면에 닿으므로 로봇(100)의 무게중심(COG)이 롤관절대체부재(130)에 위치하여 로봇(100)은 넘어지지 않고 안정적인 회전보행이 가능한 것이다.11 (c), since the left leg is lifted from the ground without operating the roll joint 112, the robot 100 has the center of gravity COG in the prior art, Since the roll joint replacement member 130 protrudes inward of the foot housing 120 and touches the ground surface, the center of gravity COG of the robot 100 is moved to the left side of the roll joint substitute member 120, The robot 100 can be stably rotated without being tilted.

이와 같이 본 발명에서는 종래기술과는 달리 휴머노이드 로봇이 롤 방향 자유도를 사용하지 않고도 안정적인 회전이 가능한 것이다.As described above, in the present invention, unlike the conventional art, the humanoid robot can stably rotate without using the degree of freedom in the roll direction.

도 11의 (d)는 좌측 발하우징(120L)이 회전보행을 위해 다른 지점의 지면으로 내딛는 상태를 도시한다. 즉, 우측 발하우징(120R)이 안쪽방향으로 돌출된 상태에서 좌측 다리의 피치 관절부(111L) 및 요 관절부(113L)가 동작하여 좌측 발하우징(120L)을 들어올린 후 좌측으로 회전이동을 위해 피치 관절부(111L) 및 요 관절부(113L)의 추가적인 동작에 따라 다른 지점의 지면으로 좌측 발하우징(120L)을 이동시켜 그 지면에 내딛도록 한다. 다시 말하면, 좌측 다리를 왼쪽방향으로 일정한 거리만큼 이동한 것으로서 로봇(100)이 좌측방향으로 회전한 효과를 갖도록 하는 것이다.Fig. 11 (d) shows a state in which the left foot housing 120L is moved to the ground of another point for turning. That is, in a state where the right foot housing 120R protrudes inward, the pitch joint portion 111L and the shoulder joint portion 113L of the left leg are operated to lift the left foot housing 120L, The left foot housing 120L is moved to the ground surface of the other point according to the additional operation of the joint part 111L and the ankle joint part 113L. In other words, the left leg is moved in the left direction by a predetermined distance, so that the robot 100 has the effect of rotating in the left direction.

도 11의 (e)는 좌측 다리의 발하우징(120L)이 다른 지점의 지면에 닿은 이후에 우측 다리의 롤관절대체부재(130R)는 다시 초기위치로 복귀된다. 11E, after the foot housing 120L of the left leg contacts the ground of another point, the roll joint replacement member 130R of the right leg returns to the initial position again.

도 11의 (f)는 좌측 발하우징(120L)이 좌측방향으로 회전이동한 상태이므로 우측 발하우징(120R)이 좌측 발하우징(120L) 방향으로 따라가기 위해 동작하는 상태로서 두 발하우징(120L,120R)이 지면에 닿은 상태에서 우측 발하우징(120R)을 들어올리기 직전의 상태이다. 우측 발하우징(120R)을 들어올리기 직전에 좌측 발하우징(120L)의 롤관절대체부재(130L)가 동작하여 좌측 발하우징(120L)의 안쪽방향으로 돌출된다.11F is a state in which the left foot housing 120L is rotated to the left so that the right foot housing 120R operates to follow the left foot housing 120L and the two foot housings 120L, 120R are in contact with the ground immediately before lifting the right foot housing 120R. The roll joint replacement member 130L of the left foot housing 120L operates just before lifting the right foot housing 120R to project inward of the left foot housing 120L.

이후에는 도 11의 (g)는 우측 발하우징(120R)이 좌측 발하우징(120L)과 나란히 되도록 회전이동하기 위해 우측 발하우징(120R)을 들어올린 상태이다. 이 경우도 역시 이러한 동작시 두 다리의 롤 관절부(112L,112R)는 전혀 동작하지 않고 우측 다리의 피치 관절부(111R) 및 요 관절부(113R)만 동작하게 된다는 것이다. 즉, 롤 방향 자유도를 전혀 사용하지 않는다는 것이다.11 (g) is a state in which the right foot housing 120R is lifted so as to rotate so that the right foot housing 120R is aligned with the left foot housing 120L. Also in this case, the roll joints 112L and 112R of the two legs do not operate at all and only the pitch joint 111R and the shoulder joint 113R of the right leg are operated. That is, no roll direction freedom is used at all.

계속해서 도 11의 (h) 및 (i)에서와 같이 우측 발하우징(120R)이 다른 지점으로 이동하여 지면에 닿은 후 좌측 롤관절대체부재(130L)가 초기위치로 복귀한다.The left roll joint replacement member 130L returns to the initial position after the right foot housing 120R moves to another point and touches the ground as shown in FIGS. 11 (h) and 11 (i).

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 전진 또는 후진 보행을 위한 이족보행 방법을 보이는 흐름도이다.FIG. 12 is a flowchart illustrating a biped walking method for advancing or backward walking of a bipedal walking robot according to an embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 로봇(100)의 전진 또는 후진을 위한 이족보행을 시작하기 위해 좌/우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부가 동작한다(S101). 이러한 피치 관절부의 동작은 전진 또는 후진을 위해 제1 다리를 들어올리기 위한 동작이다.Referring to FIG. 12, the pitch joint part of the first leg of the left and right legs is operated to start bipedal walking for advancing or reversing the robot 100 (S101). The action of this pitch joint is to raise the first leg for forward or backward movement.

이후에 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출된다(S103).Immediately before the foot housing of the first leg is separated from the ground by the action of the pitch joint of the first leg, the roll joint replacement member provided on the foot housing of the opposite leg is moved inwardly of the foot housing of the second leg (S103).

이어, 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지고(S105), 이후에 전진 또는 후진 보행을 위해 다른 지점의 지면에 닿도록 이동한다(S107).Next, the foot joint of the first leg is released from the ground by the action of the pitch joint of the first leg (S105) while maintaining the state where the second leg's roll joint replacement member is protruded (S105) So as to reach the ground surface of the point (S107).

계속해서, 제1 다리의 발하우징이 다른 지점의 지면에 닿은 후에 제2 다리의 롤관절대체부재는 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀한다(S109).Subsequently, after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point, the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg (S109).

상기한 도 11의 이족보행 방법은 기본적으로 로봇(100)의 두 다리를 구성하는 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111)만으로 구성된 예에 적용되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111)뿐만 아니라 선택적으로 롤 관절부(112) 및/또는 요 관절부(113)를 더 포함하는 예에도 적용된다.The biped walking method of FIG. 11 basically applies to an example in which a plurality of joint portions 110 constituting the two legs of the robot 100 are constituted by only the pitch joint portion 111, but the present invention is not limited thereto and a plurality of joint portions 110 also apply to the example including the pitch joint 111 as well as the roll joint 112 and / or the shoulder 113. [

후자와 같이 롤 관절부(112) 및/또는 요 관절부(113)를 더 포함하는 경우 로봇(100)의 전진 또는 후진 보행시에는 롤 관절부(112) 및/또는 요 관절부(113)는 동작하지 않고 고정된 상태에서 피치 관절부(111)만 동작시키도록 한다. 이는 롤 방향 및/또는 요 방향 자유도는 사용하지 않고 오로지 피치 방향 자유도만을 사용하여 로봇(100)의 전/후진 이동보행을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.When the robot 100 further includes the roll joint 112 and / or the shoulder joint 113 as in the latter case, the roll joint 112 and / or the shoulder joint 113 do not operate and are fixed Only the pitch joint 111 is operated. This makes it possible to stably perform the forward / backward movement of the robot 100 by using only the degrees of freedom in the pitch direction without using the roll direction and / or the yaw direction freedom degrees.

도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이족보행 로봇의 회전 보행을 위한 이족보행 방법을 보이는 흐름도이다.FIG. 13 is a flowchart illustrating a biped walking method for bipedal walking of a biped walking robot according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 로봇(100)의 좌측 또는 우측 방향의 회전보행을 위해 좌/우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부와 요 관절부가 동작한다(S201). 이러한 피치 관절부 및 요 관절부의 동작은 회전보행을 위해 제1 다리를 들어올리고 회전하기 위한 동작이다.Referring to FIG. 13, the pitch joint and the ankle joint of the first leg of the left and right legs are operated (S201) for the left or right turning of the robot 100. The motion of the pitch joint and the ankle joint is an operation for lifting and rotating the first leg for a rotational gait.

이후에 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출된다(S203).Immediately after the foot housing of the first leg is separated from the ground by the action of the pitch joint portion and the ankle joint portion of the first leg, the roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg is inserted into the foot housing of the second leg (S203).

이어, 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어져 회전하고(S205), 회전보행을 위해 타 지점의 지면에 닿도록 이동한다(S207).Next, the foot joint of the first leg is rotated away from the ground by the operation of the pitch joint part and the ankle joint part of the first leg (S205) while maintaining the second joint part of the rolled joint member protruding (S205) And moves to reach the ground of the other point (S207).

여기서, S205 단계는 제1 다리의 발하우징은 지면으로부터 떨어지는 동작과 회전하는 동작은 동시에 구현되거나 일정한 시간차를 두고 어느 하나가 먼저 구현될 수도 있다.Here, in step S205, the operation of rotating the foot housing of the first leg from the ground and the rotating operation may be implemented simultaneously, or one of them may be implemented first with a predetermined time difference.

계속해서, 제1 다리의 발하우징이 타 지점의 지면에 닿은 후에 제2 다리의 롤관절대체부재는 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀한다(S209).Subsequently, after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point, the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg (S209).

상기한 도 13의 회전보행 방법은 기본적으로 로봇(100)의 두 다리를 구성하는 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111)와 요 관절부(113)만으로 구성된 예에 적용되지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 관절부(110)가 피치 관절부(111) 및 요 관절부(113)뿐만 아니라 선택적으로 롤 관절부(112)를 더 포함하는 예에도 적용된다.13 is basically applied to an example in which a plurality of joint portions 110 constituting the two legs of the robot 100 are composed of only the pitch joint portion 111 and the shoulder joint portion 113. However, The present invention is not limited to this and is also applied to an example in which a plurality of joint portions 110 further include the pitch joint portion 111 and the shoulder joint portion 113 as well as the roll joint portion 112 selectively.

후자에서와 같이 롤 관절부(112)를 더 포함하는 경우 로봇(100)의 좌측 또는 우측 회전보행시에는 롤 관절부(112)는 동작하지 않고 고정된 상태에서 피치 관절부(111) 및 요 관절부(113)만 동작시키도록 한다. 이는 롤 방향 자유도는 사용하지 않고 피치 방향 및 요 방향 자유도만을 사용하여 로봇(100)의 좌/우측 회전보행을 안정적으로 수행할 수 있도록 하는 것이다.When the robot 100 further includes the roll joint part 112 as in the latter case, the roll joint part 112 does not operate during the left or right turning of the robot 100 and the pitch joint part 111 and the ankle joint part 113 are fixed, . This makes it possible to stably perform the left / right rotation of the robot 100 by using only the pitch direction and the yaw direction freedom degree without using the roll direction freedom degree.

도 12 및 도 13에서 로봇(100)의 전후진 보행 및 회전 보행시 발하우징의 안쪽방향으로 롤관절대체부재가 돌출될 때 그 돌출된 롤관절대체부재에 로봇의 무게중심이 위치하는 것이 바람직하다. 이는 롤 방향 자유도를 사용하지 않음으로써 무게중심의 이동에 따라 넘어지는 것을 방지하기 위해 무게중심을 그대로 유지하기 위한 것이다.12 and 13, it is preferable that the center of gravity of the robot is positioned on the protruded roll joint replacement member when the roll joint replacement member protrudes inward of the foot housing when the robot 100 is moved back and forth . This is to keep the center of gravity intact to prevent it from falling down due to the movement of the center of gravity by not using the roll directional degrees of freedom.

또한, 도 12 및 도 13에서 S103 단계 및 S203 단계는 제어부의 제어신호에 의해 리니어액츄에이터가 동작하여 제2 다리의 발하우징으로부터 롤관절대체부재를 직선운동으로 밀어내거나, 제어신호에 의해 회전액츄에이터가 동작하여 제2 다리의 발하우징으로부터 롤관절대체부재를 회전운동으로 밀어내거나, 또는 제어신호에 의해 회전액츄에이터가 동작하여 제2 다리의 발하우징의 측면에서 롤관절대체부재를 회전시켜 지면에 닿도록 할 수 있다.12 and 13, in steps S103 and S203, the linear actuator is operated by the control signal of the control unit to push the roll joint replacement member from the foot housing of the second leg into the linear motion, or the rotary actuator Or the rotary actuator is operated by the control signal to rotate the roll joint replacement member on the side of the foot housing of the second leg so as to touch the ground surface by operating the roll joint alternative member from the foot housing of the second leg, can do.

이상에서 설명한 본 발명은 바람직한 실시 예들을 통하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 실시 예들의 내용에 한정되는 것이 아님을 밝혀둔다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 비록 실시 예에 제시되지 않았지만 첨부된 청구항의 기재 범위 내에서 다양한 본 발명에 대한 모조나 개량이 가능하며, 이들 모두 본 발명의 기술적 범위에 속함은 너무나 자명하다 할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope of the appended claims, The genius will be so self-evident. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 이족보행 로봇 110 : 관절부
111 : 피치 관절부 112 : 롤 관절부
113 : 요 관절부 120 : 발하우징
130 : 롤관절대체부재 140 : 제어부100: Bipedal walking robot 110: Joint part
111: pitch joint 112: roll joint
113: articulation part 120: foot housing
130: roll joint replacement member 140:

Claims

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부;
상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 피치 관절부 중 최하단의 피치 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌측 및 우측 발하우징;
상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 좌/우측 롤관절대체부재;
상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 좌/우측 피치 관절부 및 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 로봇의 이족보행 시 상기 로봇의 좌/우측 다리의 피치 관절부의 동작을 제어하고 상기 피치 관절부의 동작에 대응하여 상기 우/좌측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어하는 이족보행 로봇.At least one left / right pitch joint having left and right legs symmetrical to each other and having pitch degrees of freedom;
Left and right foot housings connected to the lowermost pitch joints of the pitch joints in the left and right legs of the robot and abutting on the ground, respectively;
Left and right roll joint replacement members provided respectively in the left and right foot housings and protruding inward of the left and right foot housings by a control signal;
And a controller for controlling operations of the left and right pitch joint parts and the left and right roll joint replacement parts for bipedal walking of the robot,
Wherein the control unit controls the operation of the pitch joints of the left and right legs of the robot when biped walking of the robot and simultaneously controls the operation of the right and left roll joint replacement members in response to the motion of the pitch joints.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 롤 관절부 및 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 피치 관절부를 각각 포함하는 복수의 관절부;
상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 복수의 관절부 중 각각의 최하단의 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌/우측 발하우징;
상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되도록 설계된 좌/우측 롤관절대체부재;
상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 복수의 관절부 및 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 로봇의 이족보행 시 상기 복수의 관절부 중 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 적어도 하나의 피치 관절부만 동작하도록 제어하고 상기 피치 관절부의 동작에 대응하여 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어하는 이족보행 로봇.A plurality of joints each of which comprises left and right legs of the robot in left and right symmetry, each of the joints including a plurality of roll joints each having a roll directional freedom and at least one pitch joint having a pitch directional freedom;
A left / right foot housing connected to a bottom joint of each of the plurality of joints at the left and right legs of the robot and abutting on the ground, respectively;
Left and right roll joint replacement members respectively provided in the left and right foot housings and designed to protrude inward of the left and right foot housings by a control signal;
And a controller for controlling operations of the plurality of joint parts and the left and right roll joint replacement parts for bipedal walking of the robot,
Wherein the controller controls the at least one pitch joint part to operate in a fixed state of the roll joint parts of the plurality of joint parts during biped walking of the robot and controls the operation of the left and right roll joint replacement parts in response to the operation of the pitch joint part A biped robot that controls the robot simultaneously.

제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로봇의 이족보행 시 상기 로봇의 좌측 또는 우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재가 동작하도록 제어하는 이족보행 로봇.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the controller controls the roll joint replacement member of the second leg to operate in response to the motion of the pitch joint of the first leg of the left or right leg of the robot when bodily walking the robot.

제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면에서부터 떨어지기 직전에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되도록 제어하는 이족보행 로봇.The method of claim 3,
Wherein the controller controls the pitch joint part of the first leg so that the roll joint replacement member of the second leg protrudes inward of the foot housing of the second leg immediately before the foot housing of the first leg falls from the ground A biped robot that controls as much as possible.

제4항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 다리의 발하우징이 지면에서부터 떨어진 동안에는 상기 제2 다리의 롤관절대체부가 돌출된 상태를 유지하도록 제어하고 상기 제1 다리의 발하우징이 이동하여 다른 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 초기위치로 복귀하도록 제어하는 이족보행 로봇.5. The method of claim 4,
The controller controls the roll joint replacement portion of the second leg to remain in a protruded state while the foot housing of the first leg is separated from the ground, and after the foot housing of the first leg contacts the ground of another point, And the roll joint replacement member of the second leg is returned to the initial position.

제2항에 있어서,
상기 복수의 관절부 중 상기 롤 관절부는 상기 로봇의 좌/우측 다리의 골반 및 발복 부위에 각각 설치되고 상기 복수의 관절부 중 상기 적어도 하나의 피치 관절부는 상기 골반 및 발목 부위 사이에 설치되는 이족보행 로봇.3. The method of claim 2,
Wherein the roll joints of the plurality of joint parts are respectively provided at the pelvis and the forward part of the left and right legs of the robot and the at least one pitch joint part of the plurality of joint parts is installed between the pelvis and the ankle part.

제6항에 있어서,
상기 골반 및 발목 부위의 관절부는 상기 롤 관절부와 피치 관절부가 일체형으로 구현되어 롤 방향 및 피치 방향의 2 자유도를 갖는 이족보행 로봇.The method according to claim 6,
Wherein the joint part of the pelvis and the ankle part is integrally formed with the roll joint part and the pitch joint part and has two degrees of freedom in the roll direction and the pitch direction.

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇의 이족보행시 상기 발하우징의 안쪽방향으로 롤관절대체부재가 돌출될 때 상기 돌출된 롤관절대체부재에 상기 로봇의 무게중심이 위치하는 이족보행 로봇.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the center of gravity of the robot is positioned on the protruded roll joint replacement member when the roll joint replacement member protrudes inward of the foot housing when the robot is bodily walking.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 복수의 관절부;
상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 피치 관절부 중 최하단의 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌/우측 발하우징;
상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 좌/우측 롤관절대체부재;
상기 로봇의 회전보행 시 상기 좌/우측 피치 관절부, 좌/우측 요 관절부 및 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 로봇의 회전보행 시 상기 좌/우측 피치 관절부 및 요 관절부의 동작을 제어하고 상기 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 대응하여 상기 우/좌측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어하는 이족보행 로봇.A plurality of left and right leg joints each having at least one left / right pitch joint having a degree of freedom in pitch direction and at least one left / right ankle joint having a degree of freedom in yaw direction, Joints of;
A left and right foot housing connected to the joints at the lower end of the pitch joints at the left and right legs of the robot,
Left and right roll joint replacement members provided respectively in the left and right foot housings and protruding inward of the left and right foot housings by a control signal;
And a controller for controlling operations of the left and right pitch joints, the left and right shoulder joints, and the left and right roll joint replacement members when the robot is walking on the rotation,
The control unit controls the operation of the left and right pitch joints and the shoulder joints when the robot is walking on the rotation, and controls the operation of the right and left roll joint replacement members simultaneously in response to the motion of the pitch joint and the shoulder joints. robot.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 롤 관절부, 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 복수의 관절부;
상기 로봇의 좌/우측 다리에서 각각 상기 피치 관절부 중 최하단의 관절부에 연결되고 지면과 각각 맞닿는 좌/우측 발하우징;
상기 좌측 및 우측 발하우징에 각각 구비되며 제어신호에 의해 상기 좌/우측 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 좌/우측 롤관절대체부재;
상기 로봇의 회전보행 시 상기 좌/우측 피치 관절부, 좌/우측 요 관절부 및 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 각각 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 로봇의 회전보행 시 상기 복수의 관절부 중 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 좌/우측 피치 관절부 및 요 관절부만 동작하도록 제어하고 상기 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 대응하여 상기 좌/우측 롤관절대체부재의 동작을 동시에 제어하는 이족보행 로봇.A plurality of left and right roll joints each having left and right legs symmetrically arranged on the left and right sides of the robot and having degrees of freedom in a roll direction, at least one left and right pitch joints having pitch degrees of freedom, A plurality of joints including at least one left / right needles having directional degrees of freedom;
A left and right foot housing connected to the joints at the lower end of the pitch joints at the left and right legs of the robot,
Left and right roll joint replacement members provided respectively in the left and right foot housings and protruding inward of the left and right foot housings by a control signal;
And a controller for controlling operations of the left and right pitch joints, the left and right shoulder joints, and the left and right roll joint replacement members when the robot is walking on the rotation,
Wherein the control unit controls the left and right pitch joints and the shoulder joints to operate only when the roll joints of the plurality of joints are in a fixed state when the robot is walking on the rotation of the robot, A biped walking robot that simultaneously controls the motion of a roll joint replacement member.

제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로봇의 회전보행 시 상기 로봇의 좌측 또는 우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 대응하여 반대편 제2 다리의 롤관절대체부재가 동작하도록 제어하는 이족보행 로봇.11. The method according to claim 9 or 10,
Wherein the controller controls the roll joint replacement member of the second leg to operate in response to the motion of the pitch joint and the shoulder joint of the first leg of the left or right leg of the robot when the robot is walking.

제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로봇의 회전보행 시 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면에서부터 떨어지기 직전에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되도록 제어하는 이족보행 로봇.12. The method of claim 11,
Wherein the control unit controls the pitch joint member and the shoulder joint member of the first leg so that when the foot housing of the first leg falls from the ground, The bipedal walking robot controls the foot to protrude toward the inside of the foot housing.

제12항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제1 다리의 발하우징이 지면에서부터 떨어진 동안에는 상기 제2 다리의 롤관절대체부가 돌출된 상태를 유지하도록 제어하고 상기 제1 다리의 발하우징이 이동하여 다른 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 초기 위치로 복귀하도록 제어하는 이족보행 로봇.13. The method of claim 12,
The controller controls the roll joint replacement portion of the second leg to remain in a protruded state while the foot housing of the first leg is separated from the ground, and after the foot housing of the first leg contacts the ground of another point, And the roll joint replacement member of the second leg is returned to the initial position.

제10항에 있어서,
상기 복수의 관절부 중 상기 롤 관절부는 상기 로봇의 좌측 및 우측 다리의 골반 및 발복 부위에 각각 설치되고 상기 복수의 관절부 중 상기 적어도 하나의 피치 관절부는 상기 골반 및 발목 부위 사이에 설치되는 이족보행 로봇.11. The method of claim 10,
Wherein the roll joint part of the plurality of joint parts is respectively installed at the pelvis and the supporting part of the left and right legs of the robot and the at least one pitch joint part of the plurality of joint parts is installed between the pelvis and the ankle part.

제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇의 이족보행시 상기 발하우징의 안쪽방향으로 롤관절대체부재가 돌출될 때 상기 돌출된 롤관절대체부재에 상기 로봇의 무게중심이 위치하는 이족보행 로봇.16. The method according to any one of claims 9 to 15,
Wherein the center of gravity of the robot is positioned on the protruded roll joint replacement member when the roll joint replacement member protrudes inward of the foot housing when the robot is bodily walking.

제1항, 제2항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤관절대체부재는 상기 발하우징의 내부에 위치하고 상기 골관절대체부재에 리니어액츄에이터부가 연결되어 상기 리니어액츄에이터부의 직선운동을 통해 상기 롤관절대체부재를 상기 발하우징의 외부로 돌출 및 초기위치로 복귀시키고 상기 리니어액츄에이터부는 상기 제어부에 의해 구동되는 이족보행 로봇.11. A method according to any one of claims 1, 2, 9, or 10,
The roll joint replacement member is located inside the foot housing and the linear actuator is connected to the osteointegraph substituting member to return the roll joint replacement member to the outside of the foot housing and return to the initial position through the linear movement of the linear actuator unit And the linear actuator unit is driven by the control unit.

제1항, 제2항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤관절대체부재는 상기 발하우징의 내부에 위치하고 상기 롤관절대체부재에 제1회전축이 형성되며 상기 제1회전축을 회전시켜 상기 롤관절대체부재를 상기 발하우징의 외부로 돌출 및 초기위치로 복귀시키고 상기 회전액츄에이터부는 상기 제어부에 의해 구동되는 이족보행 로봇.11. A method according to any one of claims 1, 2, 9, or 10,
Wherein the roll joint replacement member is located inside the foot housing and has a first rotation shaft formed on the roll joint replacement member and rotates the first rotation shaft to project the roll joint replacement member to the outside of the foot housing and return to the initial position, And the rotary actuator unit is driven by the control unit.

제1항, 제2항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤관절대체부재는 상기 발하우징의 안쪽 외면에 설치되고 상기 롤관절대체부재에 제2회전축이 형성되며 상기 제2회전축을 회전시켜 상기 롤관절대체부재를 상기 발하우징으로부터 돌출 및 초기위치로 복귀시키고 상기 회전액츄에이터부는 상기 제어부에 의해 구동되는 이족보행 로봇.11. A method according to any one of claims 1, 2, 9, or 10,
The roll joint replacement member is provided on the inner surface of the foot housing and a second rotation shaft is formed on the roll joint substitute member and the second rotary shaft is rotated so that the roll joint replacement member protrudes from the foot housing and returns to the initial position. And the rotary actuator unit is driven by the control unit.

제1항, 제2항, 제9항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤관절대체부재는 상기 발하우징으로부터 돌출될 때 지면과의 마찰을 줄이기 위한 롤링부재가 상기 롤관절대체부재의 하면에 설치되는 이족보행 로봇.11. A method according to any one of claims 1, 2, 9, or 10,
Wherein the roll joint replacement member is provided on a lower surface of the roll joint replacement member, and a rolling member for reducing friction with the ground when the roll joint replacement member is projected from the foot chassis.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행 방법에 있어서,
상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부가 동작하는 동작단계;
상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계;
상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 이족보행에 따라 다른 지점의 지면에 닿도록 이동하는 이동단계; 및
상기 제1 다리의 발하우징이 상기 다른 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.A biped walking method of a biped walking robot comprising at least one left / right pitch joint having left and right legs symmetrically and each having a pitch direction freedom,
An operation step in which the pitch joint of the first leg of the left and right legs of the robot is operated for bipedal walking of the robot;
The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is moved inward toward the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint of the first leg, ;
The foot joint member of the second leg is kept protruded while the foot joint of the first leg is moved away from the ground by the motion of the pitch joint of the first leg, A moving step of moving; And
Wherein the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 롤 관절부 및 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행방법에 있어서,
상기 로봇의 이족보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 피치 관절부가 동작하는 동작단계;
상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계;
상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 이족보행에 따라 다른 지점의 지면에 닿도록 이동하는 이동단계;
상기 제1 다리의 발하우징이 상기 다른 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.A bipedal walk comprising a plurality of left / right roll joints each having left / right legs symmetrically symmetrically and having degrees of freedom in a roll direction and at least one left / right pitch joint having pitch degrees of freedom In a bipedal walking method of a robot,
An operation step of operating the pitch joint part in a state where the roll joint part of the first leg of the robot is bored for bipedal walking of the robot;
The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is moved inward toward the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint of the first leg, ;
The foot joint member of the second leg is kept protruded while the foot joint of the first leg is moved away from the ground by the motion of the pitch joint of the first leg, A moving step of moving;
Wherein the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행 방법에 있어서,
상기 로봇의 회전보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부가 동작하는 동작단계;
상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계;
상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 회전보행에 따라 타 지점의 지면에 닿도록 회전하는 회전단계; 및
상기 제1 다리의 발하우징이 상기 타 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.A bipedal walk comprising at least one left / right pitch joint having pitch degrees of freedom and a plurality of left / right needles having yaw direction degrees of freedom, each of which constitutes left / right legs of the robot in bilateral symmetry; In a bipedal walking method of a robot,
An operation step in which a pitch joint part and a shoulder joint part of a first leg of left and right legs of the robot are operated for a revolution of the robot;
The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is separated from the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint and the ankle joint of the first leg, A protruding step projecting inwardly of the base plate;
The foot joint of the first leg is separated from the ground by the operation of the pitch joint part and the ankle joint part of the first leg while maintaining the state where the second joint part of the roll joint is projected, A rotating step of rotating the rotor so as to contact the rotor; And
Wherein the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

좌우대칭으로 로봇의 좌/우측 다리를 각각 구성하며 롤(roll) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 롤 관절부, 피치(pitch) 방향 자유도를 갖는 적어도 하나의 좌/우측 피치 관절부 및 요(yaw) 방향 자유도를 갖는 복수의 좌/우측 요 관절부를 포함하는 이족보행 로봇의 이족보행방법에 있어서,
상기 로봇의 회전보행을 위해 상기 로봇의 좌/우측 다리 중 제1 다리의 롤 관절부는 고정된 상태에서 상기 피치 관절부 및 요 관절부가 동작하는 동작단계;
상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어지기 직전에 반대편 제2 다리의 발하우징에 구비된 롤관절대체부재가 상기 제2 다리의 발하우징의 안쪽방향으로 돌출되는 돌출단계;
상기 제2 다리의 롤관절대체부재가 돌출된 상태를 유지하면서 상기 제1 다리의 피치 관절부 및 요 관절부의 동작에 의해 상기 제1 다리의 발하우징이 지면으로부터 떨어진 후 회전보행에 따라 타 지점의 지면에 닿도록 회전하는 회전단계; 및
상기 제1 다리의 발하우징이 상기 타 지점의 지면에 닿은 후에 상기 제2 다리의 롤관절대체부재는 상기 제2 다리의 발하우징에 초기위치로 복귀하는 복귀단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.A plurality of left and right roll joints each having left and right legs symmetrically arranged on the left and right sides of the robot and having degrees of freedom in a roll direction, at least one left and right pitch joints having pitch degrees of freedom, A biped walking method of a biped walking robot including a plurality of left / right needles having directional degrees of freedom,
An operation step in which the pitch joint part and the ankle joint part are operated in a state in which the roll joint part of the first leg of the left and right legs of the robot is fixed for the revolution of the robot;
The roll joint replacement member provided on the foot housing of the second leg on the opposite side of the foot housing of the first leg is separated from the foot housing of the second leg by the action of the pitch joint and the ankle joint of the first leg, A protruding step projecting inwardly of the base plate;
The foot joint of the first leg is separated from the ground by the operation of the pitch joint part and the ankle joint part of the first leg while maintaining the state where the second joint part of the roll joint is projected, A rotating step of rotating the rotor so as to contact the rotor; And
Wherein the roll joint replacement member of the second leg returns to the initial position in the foot housing of the second leg after the foot housing of the first leg contacts the ground of the other point.

제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 로봇의 보행시 상기 발하우징의 안쪽방향으로 상기 롤관절대체부재가 돌출될 때 상기 돌출된 롤관절대체부재에 상기 로봇의 무게중심이 위치하는 로봇의 이족보행방법.24. The method according to any one of claims 20 to 23,
Wherein the center of gravity of the robot is positioned on the protruded roll joint replacement member when the roll joint replacement member protrudes inward of the foot housing when the robot is walking.

제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출단계는, 제어신호에 의해 리니어액츄에이터가 동작하여 상기 제2 다리의 발하우징으로부터 상기 롤관절대체부재를 직선운동으로 밀어내는 단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.24. The method according to any one of claims 20 to 23,
Wherein the protruding step includes the step of actuating the linear actuator by a control signal to push the roll joint replacement member from the foot housing of the second leg into a linear motion.

제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출단계는, 제어신호에 의해 회전액츄에이터가 동작하여 상기 제2 다리의 발하우징으로부터 상기 롤관절대체부재를 회전운동으로 밀어내는 단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.24. The method according to any one of claims 20 to 23,
Wherein the protruding step includes the step of actuating the rotary actuator by a control signal to push the roll joint replacement member from the foot housing of the second leg into the rotary motion.

제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출단계는, 제어신호에 의해 회전액츄에이터가 동작하여 상기 제2 다리의 발하우징의 측면에서 상기 롤관절대체부재를 회전시켜 지면에 닿도록 하는 단계를 포함하는 로봇의 이족보행방법.24. The method according to any one of claims 20 to 23,
Wherein the protruding step includes the step of causing the rotary actuator to operate by a control signal to rotate the roll joint replacement member on the side of the foot housing of the second leg so as to touch the ground surface.

제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌출단계는, 상기 롤관절대체부재가 상기 발하우징으로부터 돌출될 때 지면과의 마찰을 줄이기 위해 상기 롤관절대체부재의 하면에 설치된 롤링부재가 지면에 닿아 회전하도록 동작하는 이족보행 로봇.24. The method according to any one of claims 20 to 23,
Wherein the protruding step is operated such that the rolling member provided on the lower surface of the roll joint replacement member rotates to contact the ground when the roll joint replacement member protrudes from the foot housing to reduce friction with the ground.