KR20200083296A - Mobile robot - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주행 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a traveling robot.
로봇이 인간이 생활하는 공간에서 다양한 작업을 원활하게 수행하기 위해서는 인간의 생활환경 내에 존재하는 다양한 장애물을 극복할 수 있어야 한다. 예를 들어, 위치의 이동이 가능한 주행 로봇의 경우, 평지는 물론 계단과 같은 장애물을 극복할 필요가 있다. 이러한 장애물을 극복할 수 있는 주행 로봇에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 그러나 종래의 주행 로봇들은 그 구조가 복잡하거나 주행 시 흔들림이 커 주행 속도가 느리고, 전후 방향으로 미끄러져 주행 거리에 오차가 발생하는 등 여러 문제들을 가지고 있었다.In order for the robot to smoothly perform various tasks in the human living space, it is necessary to overcome various obstacles existing in the human living environment. For example, in the case of a traveling robot capable of moving a position, it is necessary to overcome obstacles such as stairs as well as flat ground. Various studies have been conducted on driving robots capable of overcoming these obstacles. However, the conventional driving robots have various problems, such as a complicated structure or a large shaking when driving, resulting in a slow driving speed and an error in the driving distance by sliding in the front-rear direction.
본 발명은 전술한 문제들 중 적어도 어느 하나를 해결하기 위한 것으로, 장애물을 신속하고 안정적으로 극복할 수 있는 주행 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve at least one of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a driving robot capable of quickly and stably overcoming obstacles.
일 예에서, 주행 로봇은, 전후 방향으로 연장된 본체; 본체의 전단에 마련되고 좌우 방향으로 연장된 전방 구동축과, 전방 구동축의 양단에 전방 구동축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 전륜을 구비하는 전방 구동부; 및 본체의 후단에 마련되고 좌우 방향으로 연장된 후방 구동축과, 후방 구동축에 후방 구동축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 구동 링크와, 구동 링크에 후방 구동축에 평행한 후방 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 복수 개의 후륜을 구비하는 후방 구동부를 포함하고, 전륜은, 전방 구동축이 결합되는 전륜의 중심으로부터 방사상 및 곡선 형상으로 연장되는 복수 개의 블레이드를 구비한다.In one example, the traveling robot includes a main body extending in the front-rear direction; A front drive unit provided at the front end of the main body and extending in the left and right directions, and a front drive unit having a pair of front wheels rotatably coupled around the front drive shaft at both ends of the front drive shaft; And a rear drive shaft provided at the rear end of the main body and extending in the left and right directions, a drive link rotatably coupled to the rear drive shaft around the rear drive shaft, and rotatably coupled to a rear rotation axis parallel to the rear drive shaft to the drive link. It includes a rear drive unit having a plurality of rear wheels, the front wheel is provided with a plurality of blades extending in a radial and curved shape from the center of the front wheel is coupled to the front drive shaft.
다른 예에서, 주행 시, 각각의 전륜이 회전함에 따라, 복수 개의 블레이드 중 적어도 어느 하나는 지면에 접하고 있고, 주행 시, 복수 개의 후륜 중 적어도 어느 하나는 지면에 접하고 있을 수 있다.In another example, when driving, as each front wheel rotates, at least one of the plurality of blades may contact the ground, and when driving, at least one of the plurality of rear wheels may contact the ground.
또 다른 예에서, 복수 개의 블레이드는, 전륜의 중심으로부터 동일한 거리에 있는 복수 개의 점들을 기점으로, 곡선 형상으로 연장된 형상을 가질 수 있다.In another example, the plurality of blades may have a shape extending in a curved shape, starting from a plurality of points at the same distance from the center of the front wheel.
또 다른 예에서, 전륜은, 복수 개의 블레이드 중 서로 인접하는 블레이드의 기점을 서로 연결하는 복수 개의 리브를 더 구비하고, 복수 개의 리브는, 전방 구동축으로부터 외측으로 돌출 형성된 돌출부를 가질 수 있다.In another example, the front wheel may further include a plurality of ribs connecting the origins of blades adjacent to each other among the plurality of blades, and the plurality of ribs may have protrusions protruding outward from the front drive shaft.
또 다른 예에서, 리브는, 주행 로봇이 평지보다 높게 형성된 단차 위로 올라갈 때, 블레이드보다 단차에 먼저 접지 가능할 수 있다.In another example, the rib may be groundable prior to the blade when the traveling robot rises above a step formed higher than a flat surface.
또 다른 예에서, 리브는, 주행 로봇이 단차 위로 올라갈 때, 단차에 걸려 블레이드가 단차의 선단부에 접지되도록 유도할 수 있다.In another example, the rib may engage the step when the traveling robot climbs over the step so that the blade is grounded at the tip of the step.
또 다른 예에서, 서로 인접하는 블레이드 중, 전륜이 전진하기 위해 회전하는 방향을 기준으로 먼저 지면에 접하는 블레이드를 제1 블레이드라고 하고, 후에 지면에 접하는 블레이드를 제2 블레이드라고 할 때, 돌출부는 제1 블레이드의 기점보다 제2 블레이드의 기점에 가깝게 형성되어 있을 수 있다.In another example, among blades adjacent to each other, a blade first contacting the ground based on a direction in which the front wheel rotates to advance, is referred to as a first blade, and later a blade contacting the ground is referred to as a second blade. It may be formed closer to the origin of the second blade than the origin of the one blade.
또 다른 예에서, 서로 인접하는 블레이드 중, 전륜이 전진하기 위해 회전하는 방향을 기준으로 먼저 지면에 접하는 블레이드를 제1 블레이드라고 하고, 후에 지면에 접하는 블레이드를 제2 블레이드라고 할 때, 리브는, 제1 블레이드의 기점으로부터 제2 블레이드의 기점을 향해 전방 구동축에서 멀어지는 방향으로 연장되는 제1 연장부와, 제1 연장부의 말단으로부터 제2 블레이드의 기점을 향해 전방 구동축에 가까워지는 방향으로 연장되는 제2 연장부를 가지고, 제1 연장부와 제2 연장부에 의해 돌출부가 형성될 수 있다.In another example, among blades adjacent to each other, a blade first contacting the ground based on a direction in which the front wheel rotates to advance, is referred to as a first blade, and later a blade contacting the ground is referred to as a second blade. A first extension extending in a direction away from the front drive shaft from the origin of the first blade toward the origin of the second blade, and a first extension extending from the end of the first extension toward the origin of the second blade toward the origin of the second blade With two extensions, a protrusion may be formed by the first extension and the second extension.
또 다른 예에서, 리브는, 제1 연장부가 제2 연장부보다 길게 형성될 수 있다.In another example, the rib may have a first extension formed longer than the second extension.
또 다른 예에서, 구동 링크는, 후방 구동축으로부터 방사상으로 연장된 복수 개의 링크부를 갖고, 후륜은 링크부의 말단에 후방 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.In another example, the drive link has a plurality of link portions extending radially from the rear drive shaft, and the rear wheel can be rotatably coupled about the rear rotation axis to the end of the link portion.
또 다른 예에서, 주행 로봇이 평지보다 높게 형성된 단차 위로 올라갈 때, 구동 링크가 후방 구동축을 중심으로 회전되는 것에 의해, 복수 개의 후륜 중 적어도 어느 하나는 지면과 접하고 있을 수 있다.In another example, when the driving robot climbs on a step formed higher than the flat surface, at least one of the plurality of rear wheels may be in contact with the ground by rotating the driving link about the rear driving shaft.
본 발명에 따른 주행 로봇은, 전방에는 곡선 형상의 블레이드를 갖는 한 쌍의 전륜이 마련되고, 후방에는 구동 링크에 자유 회전 가능하게 결합된 복수 개의 후륜이 마련되어, 3점 이상의 지지점을 확보함으로써 신속하고 안정적으로 장애물을 극복할 수 있다.The driving robot according to the present invention is provided with a pair of front wheels having curved blades in the front, and a plurality of rear wheels freely rotatably coupled to the drive link at the rear, thereby ensuring quick and secure support points of three or more points. Stability can be overcome.
또한, 본 발명에 따른 주행 로봇은, 전륜에 리브가 마련됨으로써 주행 로봇이 전방으로 미끄러지는 현상을 방지하고, 정적 안정성 및 이동 위치의 정확성을 확보할 수 있다.In addition, the traveling robot according to the present invention is provided with a rib on the front wheel, thereby preventing the traveling robot from sliding forward and securing static stability and accuracy of the moving position.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 전륜을 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 전륜을 모식적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 전륜에서, 리브의 유무에 따른 차이를 설명하기 위한 비교 도면이다.1 is a perspective view showing a traveling robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side view showing the front wheel of the driving robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram schematically showing the front wheel of a traveling robot according to an embodiment of the present invention.
4 is a comparative diagram for explaining a difference according to the presence or absence of a rib in the front wheel of a traveling robot according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in describing embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with understanding of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇을 나타내는 사시도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇에 대하여 설명한다.1 is a perspective view showing a traveling robot according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a driving robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇은, 본체(100), 전방 구동부(200) 및 후방 구동부(300)를 포함한다.The traveling robot according to an embodiment of the present invention includes a
본체(100)는 전후 방향으로 연장된 기둥 형상을 갖는다. 여기서 전방이란 주행 로봇이 전진하는 방향을 말하고, 후방이란 전방의 반대 방향을 말한다. 본체(100)에는 주행 로봇의 동작을 제어하기 위한 제어 장치(150)가 설치된다. 본체(100)의 형상은 주행 로봇이 사용되는 환경에 따라 적절히 변경될 수 있다.The
전방 구동부(200)는 전방 구동축(210), 전륜(250), 전방 구동모터(215) 및 전방 제어부(217)를 구비한다.The
전방 구동축(210)은 본체(100)의 전단부에 마련되고, 좌우 방향으로 연장된다. 여기서 좌우 방향이란 전후 방향 및 연직 방향과 실질적으로 직교하는 방향을 말한다. 전방 구동축(210)의 양단에는 전륜(250)이 전방 구동축(210)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다.The
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 전륜을 나타내는 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 전륜을 모식적으로 나타낸 모식도이다.Figure 2 is a side view showing the front wheel of the driving robot according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic diagram schematically showing the front wheel of a traveling robot according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 전륜(250)은 블레이드(251), 바디(255) 및 리브(257)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the
먼저, 바디(255)는 그 중심이 전방 구동축(210)에 회전 가능하게 결합된다. 복수 개의 블레이드(251)는 바디(255)의 중심으로부터 방사상 및 곡선 형상으로 연장된 형상을 갖는다. 한편, 본 실시예에서는, 도 2의 전륜(250)이 시계 방향으로 회전할 때 주행 로봇이 전진하는 경우를 예로 들어 설명하고 있다. 이에 따라, 전륜(250)이 회전할 때 복수 개의 블레이드(251)가 평지보다 높게 형성된 단차 등을 타고 넘어 장애물을 용이하게 극복할 수 있다. 또한, 주행 로봇의 주행 시, 복수 개의 블레이드(251) 중 적어도 어느 하나는 지면에 접하고 있다. 즉, 전방에서는 좌우 양측의 전륜(250)에서 적어도 2개의 지지점을 확보할 수 있다.First, the center of the
도 3을 참조하면, 복수 개의 블레이드(251)는 전륜(250)의 중심으로부터 실질적으로 동일한 거리에 있는 복수 개의 점들을 기점(s)으로, 곡선 형상으로 연장된 형상을 갖는다. 보다 구체적으로, 각 기점(s)들은 전방 구동축(210)을 중심으로 제1 반경(r1)을 갖는 가상의 원주 내에서 등간격으로 이격된 점들이고, 복수 개의 블레이드(251)는 각각의 기점(s)에서 제2 반경(r2)을 갖는 원호 형상으로 연장될 수 있다. 보다 구체적으로, 각각의 블레이드(251)는, 각 기점(s)으로부터, 주행 로봇이 전진하기 위해 전륜(250)이 회전하는 방향(도 3에서는 시계 방향)의 반대 방향을 따라 원호 형상으로 연장된 형상을 갖는다.Referring to FIG. 3, the plurality of
각각의 원호의 중심은 각 기점(s)에서 제1 반경(r1)에 수직한 연장선 상에 위치하고, 각각의 원호는 제2 반경(r2)을 갖는다. 이때, 제1 반경(r1) 및 제2 반경(r2)의 길이, 상기 연장선과 원호의 접선 사이의 각도(θ1) 및 각각의 원호의 각도(θ2)는 주행 환경에 따라 적절하게 설정될 수 있다.The center of each arc is located on an extension line perpendicular to the first radius r1 at each origin s, and each arc has a second radius r2. At this time, the lengths of the first radius r1 and the second radius r2, the angle θ1 between the extension line and the tangent of the arc, and the angle θ2 of each arc can be appropriately set according to the driving environment. .
한편, 리브(257)는 복수 개의 블레이드(251) 중 서로 인접하는 블레이드(251)의 기점(s)을 서로 연결하도록 형성된다. 리브(257)는 제1 연장부(257a)와 제2 연장부(257b)를 가지며, 제1 연장부(257a)와 제2 연장부(257b)는 리브(257)가 전방 구동축(210)으로부터 외측으로 돌출 형성된 돌출부(257c)를 형성한다. 이에 따라, 주행 로봇의 주행 시, 적어도 하나의 블레이드(251) 또는 리브(257)가 지면에 접한 상태를 유지할 수 있다.Meanwhile, the
이하에서는 설명의 편의를 위해, 서로 인접하는 블레이드(251) 중 전륜(250)이 전진하기 위해 회전하는 방향(도 2에서 시계 방향)을 기준으로 지면에 먼저 접하는 블레이드(251)를 제1 블레이드(251)라고 하고, 지면에 제1 블레이드(251)보다 나중에 접하는 블레이드(251)를 제2 블레이드(251')라고 한다. 즉, 도 2에서 가장 아래에 위치하는 블레이드(251)가 제1 블레이드(251)라면, 제1 블레이드(251)에 대해 시계 반대 방향에 위치하는 블레이드(251)가 제2 블레이드(251')가 된다.Hereinafter, for convenience of explanation, the
이때, 제1 연장부(257a)는 제1 블레이드(251)의 기점(s)으로부터 제2 블레이드(251')의 기점(s)을 향해, 전방 구동축(210)에서 멀어지는 방향으로 연장된다. 그리고 제2 연장부(257b)는 제1 연장부(257a)의 말단으로부터 제2 블레이드(251')의 기점(s)을 향해 전방 구동축(210)에 가까워지는 방향으로 연장된다. 즉, 제1 연장부(257a)와 제2 연장부(257b)에 의해 돌출부(257c)가 형성된다. 그리고 제1 연장부(257a)가 제2 연장부(257b)보다 길게 형성됨에 따라, 돌출부(257c)는 제1 블레이드(251)의 기점(s)보다 제2 블레이드(251')의 기점(s)에 가깝게 형성된다. At this time, the
이에 따라, 전륜(250)이 장애물을 타고 넘을 때 리브(257)가 블레이드(251)보다 먼저 지면에 접할 수 있으므로, 주행 로봇이 전후 방향으로 미끄러져 이동하는 현상, 즉 슬립 현상이 방지될 수 있다.Accordingly, when the
또는, 주행 로봇이 주행하던 노면보다 높이가 높은 단차 위로 올라갈 때, 리브(257)가 단차에 걸려 블레이드(251)가 단차의 선단부에 접지되도록 유도할 수 있다. 즉, 주행 로봇이 계단과 같은 복수 개의 단차를 연속적으로 올라가는 과정에서, 외측으로 돌출 형성된 리브(257)가 단차에 걸림으로써 블레이드(251)는 단차의 선단부에 접지되고, 이에 따라 주행 로봇이 전방으로 미끄러지는 것이 방지되어 주행 거리에 오차가 발생하지 않도록 할 수 있다. 이하에서 보다 자세히 설명한다.Alternatively, when the traveling robot climbs on a step having a height higher than a road surface on which the driving robot has traveled, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 전륜(250)에서, 리브(257)의 유무에 따른 차이를 설명하기 위한 비교 도면이다. 도 4의 (a)는 리브(257)를 구비하지 않은 전륜(250)이 장애물을 넘는 상황을 설명하기 위한 도면이고, 도 4의 (b)는 리브(257)를 구비하는 본 실시예에 따른 전륜(250)이 장애물을 넘는 상황을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 실선은 높이가 상대적으로 높은 장애물을 나타내고, 점선은 높이가 상대적으로 낮은 장애물을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 인간의 생활 공간에는 다양한 크기의 장애물이 존재하며, 주행 로봇은 서로 다른 높이를 갖는 장애물들을 극복할 수 있어야 한다.4 is a comparative diagram for explaining a difference according to the presence or absence of a
먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 리브(257)를 갖지 않는 전륜(250)이 장애물(o) 위로 올라가는 경우, 전륜(250)의 회전에 따른 운동에너지 및 주행 로봇의 관성에 의해 주행 로봇 전체가 전방으로 힘을 받게 되고, 이에 따라 장애물(o)의 높이에 관계없이 블레이드(251)가 전방으로 미끄러지는 현상(슬립 현상)이 발생할 수 있다. 이에 따라 계단과 같이 장애물(o)을 연속적으로 극복하는 과정에서, 슬립 현상에 따른 거리 오차가 누적되어 정상적으로 장애물(o)을 극복하지 못하는 경우까지 발생할 우려가 있다. 특히, 블레이드(251)가 곡선 형상으로 형성되어 있으므로, 슬립 현상이 더 발생하기 쉽고, 상대적으로 낮은 높이의 장애물(점선 참조)에 올라갈 때 슬립 현상이 심하게 나타날 수 있다.First, referring to (a) of FIG. 4, when the
반면, 도 4의 (b)를 참조하면, 리브(257)를 갖는 전륜(250)은 높이가 상대적으로 높은 장애물(실선 참조)을 타고 넘을 때, 리브(257)가 장애물(o)에 걸려 블레이드(251)가 장애물(o)의 선단부에 접지되도록 유도될 수 있다. 예를 들어, 주행 로봇이 계단을 올라갈 때, 도 4의 (b)의 실선으로 도시한 것처럼 블레이드(251)는 모든 계단(장애물)에 대해서 선단부에 접지될 수 있다. 따라서 계단을 올라갈 때 슬립 현상이 발생하지 않아 주행 거리의 오차가 누적되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, referring to (b) of FIG. 4, when the
또한, 전륜(250)이 높이가 상대적으로 낮은 장애물(점선 참조)을 타고 넘을 때에도, 전술한 것처럼 리브(257)가 장애물(o)에 걸려 블레이드(251)가 장애물(o)의 선단부에 접지되도록 유도할 수 있고, 또는 도 4의 (b)의 점선으로 도시한 것처럼 블레이드(251)보다 리브(257)가 장애물에 먼저 접하여, 리브(257)와 지면 사이의 마찰력으로 인해 주행 로봇이 전방으로 미끄러지는 것이 방지될 수도 있다. 이에 따라, 계단과 같이 장애물을 연속적으로 극복하더라도 슬립 현상에 따른 거리 오차가 누적되지 않고, 안정적으로 장애물을 극복할 수 있다.In addition, even when the
한편, 전륜(250)은 전방 구동축(210)에 설치된 전방 구동모터(215)에 의해 회전하도록 구동된다. 전방 구동모터(215)는 각각의 전륜(250)에 대하여 한 개씩 마련되어 한 쌍의 전륜(250)이 각각 독립적으로 회전하도록 구동될 수도 있고, 하나의 전방 구동모터(215)만 마련되어 한 쌍의 전륜(250)이 서로 연동하여 회전하도록 구동될 수도 있다. 전방 제어부(217)는 제어 장치(150)를 통해 입력 받은 신호를 기초로 전방 구동모터(215)가 회전 또는 정지하도록 제어한다.Meanwhile, the
다시 도 1을 참조하면, 후방 구동부(300)는 후방 구동축(310), 구동 링크(320), 후륜(350) 및 후방 구동모터(315)를 구비한다.Referring back to FIG. 1, the
후방 구동축(310)은 본체(100)의 후단부에 마련되고 좌우 방향으로 연장된 형상을 갖는다. 후방 구동축(310)에는 구동 링크(320)가 후방 구동축(310)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 후방 구동축(310)은 전방 구동축(210)에 비해 그 길이가 짧게 형성되고, 구동 링크(320)는 본체(100)의 후단부에 근접하게 위치한다. 본 실시예에서는 구동 링크(320)는 후방 구동축(310)의 양단 중 어느 한쪽에 결합되고, 다른 한쪽에는 후방 구동모터(315)가 설치된 것으로 도시되어 있으나, 후방 구동축(310)의 양단 모두에 구동 링크(320)가 결합될 수도 있다. 구동 링크(320)는 후방 구동모터(315)에 의해 회전하도록 구동된다.The
구동 링크(320)는 후방 구동축(310)으로부터 방사상으로 연장된 복수 개의 링크부(321)를 갖는다. 복수 개의 링크부(321)는, 후방 구동축(310)을 중심으로 등각도 간격으로 마련될 수 있다. 본 실시예에 따른 구동 링크(320)는 3개의 링크부(321)를 갖는 삼각 링크로 도시되어 있으나, 링크부(321)의 개수는 특별히 한정되지 않는다.The
후륜(350)은 링크부(321)의 말단에 후방 구동축(310)에 실질적으로 평행한 후방 회전축(351)을 중심으로 회전 가능하게 결합된다. 주행 로봇이 단차와 같은 장애물 위로 올라갈 때, 구동 링크(320)가 후방 구동축(310)을 중심으로 회전되는 것에 의해, 복수 개의 후륜(350) 중 적어도 어느 하나는 지면에 접한 상태를 유지할 수 있다.The
이에 따라, 주행 로봇의 주행 시, 한 쌍의 블레이드(251) 또는 한 쌍의 리브(257)와, 적어도 하나의 후륜(350)이 지면에 접한 상태를 유지하게 된다. 전후방 모두 곡선 형상의 블레이드가 장착되는 경우 바퀴의 회전 속도와 선속도의 관계가 비선형적, 불연속적이기 때문에, 필연적으로 슬립이 발생하게 되는데, 본 실시예에 따른 주행 로봇은 후단부에 장착된 원형의 후륜(350)이 안정적인 지지점을 형성함으로써, 주행 로봇이 흔들리지 않도록 정적 안정성을 확보할 수 있게 한다.Accordingly, when driving the traveling robot, the pair of
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 주행 상태를 나타내는 모식도이다. 도 5의 (a)는 주행 로봇이 평지를 주행하는 상태를 나타내고, 도 5의 (b) 내지 (d)는 주행 로봇이 계단을 올라가는 상태를 나타내고 있다. 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 로봇의 주행 과정에 대하여 설명한다.5 is a schematic view showing a traveling state of a traveling robot according to an embodiment of the present invention. 5(a) shows a state in which the traveling robot travels on a flat surface, and FIGS. 5(b) to 5(d) show a state in which the traveling robot climbs the stairs. Hereinafter, a driving process of the driving robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
먼저, 도 5의 (a)를 참조하면, 주행 로봇이 평지에 있을 때, 사용자에 의해 제어 장치(150)에 전진 신호가 입력되면 제어 장치(150)는 전진 구동축이 회전하도록 전방 제어부(217)에 회전 신호를 출력한다. 전방 제어부(217)에 회전 신호가 입력되면, 전방 제어부(217)는 전방 구동모터(215)를 제어하여 전방 구동축(210)이 회전하도록 제어한다. 이때, 후방 구동축(310)은 회전하지 않는다.First, referring to (a) of FIG. 5, when a driving robot is on a flat surface, and when a forward signal is input to the
이에 따라, 전륜(250)이 도 5를 기준으로 시계 방향으로 회전하면서 복수 개의 블레이드(251)가 순차적으로 지면에 접하게 되고, 이에 따른 마찰력으로 인해 주행 로봇이 전진 이동하게 된다. 이때, 후륜(350)은 구동 링크(320)에 자유 회전 가능하게 결합되어 있으므로, 1개 이상의 후륜(350)이 지면에 접한 상태에서 회전하게 된다.Accordingly, as the
한편, 주행 로봇의 주행 중 계단과 같은 장애물을 만나면, 주행 로봇을 장애물을 신속하게 그리고 안정적으로 극복할 필요가 있다. 이하에서는 도 5의 (b) 내지 (d)를 참조하여 주행 로봇이 계단을 올라가는 상태에 대하여 설명한다.On the other hand, if an obstacle such as a staircase is encountered while driving the traveling robot, it is necessary to quickly and stably overcome the obstacle. Hereinafter, a state in which the traveling robot climbs the stairs will be described with reference to FIGS. 5B to 5D.
먼저 도 5의 (b)를 참조하면, 주행 로봇은 전방에 마련된 복수 개의 블레이드(251)가 전방 구동축(210)을 중심으로 회전하는 것만으로 계단을 타고 올라갈 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이, 도 5에서는 도시되어 있지 않은 리브(257)가 슬립 현상을 방지함으로써 주행 로봇이 복수 개의 계단을 타고 올라가더라도 주행 오차가 발생하지 않으며, 전륜(250)과 후륜(350)이 3점 이상의 지지점을 형성함으로써 안정성을 유지할 수 있다.First, referring to FIG. 5( b), the traveling robot can climb the stairs by simply rotating a plurality of
한편, 도 5의 (c)를 참조하면, 주행 로봇이 계단을 올라가면서 후방 구동축(310)도 시계 방향으로 회전하도록 구동된다. 즉, 도 5의 (b)에서 최상측에 위치하고 있는 후륜(350)이 도 5의 (c)에서 2번째 계단에 접하고 있는 후륜(350)이 된다. 이에 따라, 주행 로봇이 계단과 같은 장애물을 넘어가는 도중에도 후방에서 적어도 1개의 지지점을 확보할 수 있어 정적 안정성을 가질 수 있다. 또한, 후륜(350)은 곡선 형상이 아니라 원형의 자유 회전 가능한 바퀴로 이루어져 있으므로, 슬립 현상이 발생하는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있다. 이에 따라, 도 5의 (d)에 도시된 것과 같이, 주행 로봇이 전술한 과정과 같이 이동하면서 계단을 신속하게, 그리고 안정적으로 올라갈 수 있다.On the other hand, referring to (c) of FIG. 5, the driving robot is driven to rotate in the clockwise direction while the
한편, 본 실시예에서는 전륜(250)이 곡선 형상의 블레이드(251)를 구비하고 있지만, 전륜(250)은 변형이 가능한 바퀴로 이루어져 평지를 주행할 때에는 원형의 바퀴 형태로 변형되었다가, 장애물을 극복할 때에만 곡선 형상의 바퀴로 변형되는 형태로 구성될 수도 있다.On the other hand, in the present embodiment, the
또한, 본 실시예에서는 후륜(350)이 구동 링크(320)에 자유 회전 가능하게 결합되어 있지만, 각각의 후륜(350)에 대해서도 구동모터가 마련되어 후륜(350)의 회전까지도 제어 가능한 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우, 주행 로봇이 평지에서 주행할 때, 후륜(350)이 회전하도록 제어함으로써 후방 구동부(300)에서도 동력을 제공할 수 있다.In addition, although the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
100: 본체
150: 제어 장치
200: 전방 구동부
210: 전방 구동축
215: 전방 구동모터
217: 전방 제어부
250: 전륜
251: 블레이드
255: 바디
257: 리브
300: 후방 구동부
310: 후방 구동축
315: 후방 구동모터
320: 구동 링크
321: 링크부
350: 후륜
351: 후방 회전축100: main body
150: control device
200: front drive
210: front drive shaft
215: front drive motor
217: front control
250: front wheel
251 blade
255: body
257: rib
300: rear drive
310: rear drive shaft
315: rear drive motor
320: drive link
321: link section
350: rear wheel
351: rear axis of rotation
Claims (11)
상기 본체의 전단에 마련되고 좌우 방향으로 연장된 전방 구동축과, 상기 전방 구동축의 양단에 상기 전방 구동축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 전륜을 구비하는 전방 구동부; 및
상기 본체의 후단에 마련되고 좌우 방향으로 연장된 후방 구동축과, 상기 후방 구동축에 상기 후방 구동축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 구동 링크와, 상기 구동 링크에 상기 후방 구동축에 평행한 후방 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합된 복수 개의 후륜을 구비하는 후방 구동부를 포함하고,
상기 전륜은, 상기 전방 구동축이 결합되는 상기 전륜의 중심으로부터 방사상 및 곡선 형상으로 연장되는 복수 개의 블레이드를 구비하는, 주행 로봇.
A body extending in the front-rear direction;
A front drive unit provided at a front end of the main body and extending in a left and right direction, and a front drive unit having a pair of front wheels rotatably coupled to the front drive shaft at both ends of the front drive shaft; And
A rear drive shaft provided at the rear end of the main body and extending in the left and right directions, a drive link rotatably coupled to the rear drive shaft around the rear drive shaft, and a rear rotation shaft parallel to the rear drive shaft to the drive link It includes a rear drive having a plurality of rear wheels rotatably coupled,
The front wheel is provided with a plurality of blades extending in a radial and curved shape from the center of the front wheel to which the front drive shaft is coupled, the traveling robot.
주행 시, 각각의 상기 전륜이 회전함에 따라, 상기 복수 개의 블레이드 중 적어도 어느 하나는 지면에 접하고 있고,
주행 시, 상기 복수 개의 후륜 중 적어도 어느 하나는 지면에 접하고 있는, 주행 로봇.
According to claim 1,
When driving, as each of the front wheels rotates, at least one of the plurality of blades is in contact with the ground,
When driving, at least one of the plurality of rear wheels is in contact with the ground, the traveling robot.
상기 복수 개의 블레이드는, 상기 전륜의 중심으로부터 동일한 거리에 있는 복수 개의 점들을 기점으로, 곡선 형상으로 연장된 형상을 갖는, 주행 로봇.
According to claim 1,
The plurality of blades, a traveling robot having a shape extending in a curved shape, starting from a plurality of points at the same distance from the center of the front wheel.
상기 전륜은, 상기 복수 개의 블레이드 중 서로 인접하는 블레이드의 상기 기점을 서로 연결하는 복수 개의 리브를 더 구비하고,
상기 복수 개의 리브는, 상기 전방 구동축으로부터 외측으로 돌출 형성된 돌출부를 갖는, 주행 로봇.
According to claim 3,
The front wheel further includes a plurality of ribs connecting the starting points of the blades adjacent to each other among the plurality of blades,
The plurality of ribs, the traveling robot having a projection formed to protrude outward from the front drive shaft.
상기 리브는, 상기 주행 로봇이 평지보다 높게 형성된 단차 위로 올라갈 때, 상기 블레이드보다 상기 단차에 먼저 접지 가능한, 주행 로봇.
According to claim 4,
The rib is a traveling robot capable of being grounded to the step before the blade, when the traveling robot rises above a step formed higher than a flat surface.
상기 리브는, 상기 주행 로봇이 단차 위로 올라갈 때, 상기 단차에 걸려 상기 블레이드가 상기 단차의 선단부에 접지되도록 유도하는, 주행 로봇.
According to claim 4,
The rib, when the traveling robot climbs above the step, is caught in the step and induces the blade to be grounded at the tip of the step, the traveling robot.
상기 서로 인접하는 블레이드 중, 상기 전륜이 전진하기 위해 회전하는 방향을 기준으로 먼저 지면에 접하는 블레이드를 제1 블레이드라고 하고, 후에 지면에 접하는 블레이드를 제2 블레이드라고 할 때,
상기 돌출부는 상기 제1 블레이드의 상기 기점보다 상기 제2 블레이드의 상기 기점에 가깝게 형성되어 있는, 주행 로봇.
According to claim 4,
Among the blades adjacent to each other, when a blade contacting the ground is referred to as a first blade based on a direction in which the front wheel rotates to advance, a blade contacting the ground is referred to as a second blade,
The protrusion is formed closer to the origin of the second blade than the origin of the first blade, the traveling robot.
상기 서로 인접하는 블레이드 중, 상기 전륜이 전진하기 위해 회전하는 방향을 기준으로 먼저 지면에 접하는 블레이드를 제1 블레이드라고 하고, 후에 지면에 접하는 블레이드를 제2 블레이드라고 할 때,
상기 리브는, 상기 제1 블레이드의 상기 기점으로부터 상기 제2 블레이드의 상기 기점을 향해 상기 전방 구동축에서 멀어지는 방향으로 연장되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부의 말단으로부터 상기 제2 블레이드의 기점을 향해 상기 전방 구동축에 가까워지는 방향으로 연장되는 제2 연장부를 가지고,
상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부에 의해 상기 돌출부가 형성되는, 주행 로봇.
According to claim 4,
Among the blades adjacent to each other, when a blade contacting the ground is referred to as a first blade based on a direction in which the front wheel rotates to advance, a blade contacting the ground is referred to as a second blade,
The rib may include a first extension extending from a starting point of the first blade toward the starting point of the second blade in a direction away from the front drive shaft, and a starting point of the second blade from an end of the first extension. A second extension extending toward the front driving shaft toward the direction,
A traveling robot in which the protrusion is formed by the first extension and the second extension.
상기 리브는, 상기 제1 연장부가 상기 제2 연장부보다 길게 형성되어 있는, 주행 로봇.
The method of claim 8,
The rib is a traveling robot, wherein the first extension is formed longer than the second extension.
상기 구동 링크는, 상기 후방 구동축으로부터 방사상으로 연장된 복수 개의 링크부를 갖고,
상기 후륜은 상기 링크부의 말단에 상기 후방 회전축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는, 주행 로봇.
According to claim 1,
The drive link has a plurality of link portions extending radially from the rear drive shaft,
The rear wheel is rotatably coupled to the end of the link portion rotatably around the rear rotation axis.
상기 주행 로봇이 평지보다 높게 형성된 단차 위로 올라갈 때, 상기 구동 링크가 상기 후방 구동축을 중심으로 회전되는 것에 의해, 상기 복수 개의 후륜 중 적어도 어느 하나는 지면과 접하고 있는, 주행 로봇.The method of claim 10,
When the driving robot climbs on a step formed higher than a flat surface, the driving link is rotated around the rear driving shaft, whereby at least one of the plurality of rear wheels is in contact with the ground.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111845998A (en) * | 2020-07-15 | 2020-10-30 | 中原动力智能机器人有限公司 | Robot moving platform |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61100806A (en) * | 1984-09-28 | 1986-05-19 | Kikai Syst Shinko Kyokai | Maintenance robot |
KR19990075284A (en) * | 1998-03-19 | 1999-10-15 | 서원영 | Wheel structure for stairway ascent |
KR200307551Y1 (en) * | 2002-12-16 | 2003-03-20 | 주식회사 한진엔지니어링 | Multi shaft wheel |
KR101304642B1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-09-05 | 주식회사 포스코 | Driving device |
JP2016074274A (en) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 学校法人日本大学 | Robot and load-carrying platform |
KR20160105212A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-06 | 동양미래대학교 산학협력단 | Wheel assembly for robot with nonslip function of off-road |
JP2017094822A (en) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 公立大学法人大阪市立大学 | robot |
-
2019
- 2019-12-26 KR KR1020190175314A patent/KR102318157B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61100806A (en) * | 1984-09-28 | 1986-05-19 | Kikai Syst Shinko Kyokai | Maintenance robot |
KR19990075284A (en) * | 1998-03-19 | 1999-10-15 | 서원영 | Wheel structure for stairway ascent |
KR200307551Y1 (en) * | 2002-12-16 | 2003-03-20 | 주식회사 한진엔지니어링 | Multi shaft wheel |
KR101304642B1 (en) * | 2012-04-05 | 2013-09-05 | 주식회사 포스코 | Driving device |
JP2016074274A (en) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 学校法人日本大学 | Robot and load-carrying platform |
KR20160105212A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-06 | 동양미래대학교 산학협력단 | Wheel assembly for robot with nonslip function of off-road |
JP2017094822A (en) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 公立大学法人大阪市立大学 | robot |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111845998A (en) * | 2020-07-15 | 2020-10-30 | 中原动力智能机器人有限公司 | Robot moving platform |
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