KR102642971B1 - A Two Wheeled Robot Device - Google Patents
A Two Wheeled Robot Device Download PDFInfo
- Publication number
- KR102642971B1 KR102642971B1 KR1020230109453A KR20230109453A KR102642971B1 KR 102642971 B1 KR102642971 B1 KR 102642971B1 KR 1020230109453 A KR1020230109453 A KR 1020230109453A KR 20230109453 A KR20230109453 A KR 20230109453A KR 102642971 B1 KR102642971 B1 KR 102642971B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- main body
- weight
- center
- gravity
- inclination
- Prior art date
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
- B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0008—Balancing devices
- B25J19/002—Balancing devices using counterweights
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
Abstract
본 발명은 이륜 이동 로봇 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체의 무게중심을 제어하여 관성에 의한 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있으며, 본체를 임의의 각도로 조절할 수 있는 이륜 이동 로봇 장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 이륜 이동 로봇 장치는 구동축과, 한 쌍의 바퀴와, 본체와, 무게중심전환수단과, 센서부와, 제어수단을 포함한다. 상기 한 쌍의 바퀴는 상기 구동축의 양단에 결합된다. 상기 본체는 하부에 무게추가 결합된다. 상기 무게중심전환수단은 일단에 상기 무게추가 결합되어 상기 구동축에 회동가능하게 장착된 회동부와, 상기 본체의 무게중심을 이동시킬 수 있도록 상기 구동축을 중심으로 상기 무게추를 회동시키기 위한 회전구동부를 구비한다. 상기 센서부는 상기 본체의 기울기를 측정할 수 있게 상기 본체에 장착된다. 상기 제어수단은 상기 기울기가 원하는 값이 되도록 상기 회전구동부를 구동시켜 상기 무게추의 회동각도를 제어한다.
본 발명에 의하면, 센서부에서 본체의 기울기값이 측정되면, 제어수단이 무게중심전환수단을 구동시켜 구동축을 중심으로 본체의 하부에 결합된 무게추를 회동시켜 본체의 무게중심을 이동시킨다. 그래서 본체가 기울어지면서 관성에 의해 흔들리더라도 무게중심을 제어하여 본체의 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 제어수단은 본체의 기울기가 원하는 값이 되도록 회전구동부를 구동시켜 무게추의 회동각도를 제어하므로, 본체를 임의의 기울기로 기울일 수 있다. 이 경우, 사용자에게 의사를 전달하고 소통할 수 있게 본체의 기울기를 사용자에게 맞출 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 무게추를 구비함으로써, 동작시 본체의 자세 밸런싱을 유지하기 위한 자세 제어를 하지 않더라도 본체의 자세 밸런싱을 유지할 수 있다. 그래서 전원이 차단되더라도 본체가 기울어지지 않고 수직상태를 유지할 수 있다. The present invention relates to a two-wheeled mobile robot device, and more specifically, to a two-wheeled mobile robot device that can control the center of gravity of the main body to prevent shaking due to inertia, maintain a stable posture, and adjust the main body to an arbitrary angle. It is about.
The two-wheeled mobile robot device according to the present invention includes a drive shaft, a pair of wheels, a main body, a center of gravity switching means, a sensor unit, and a control means. The pair of wheels are coupled to both ends of the drive shaft. The main body has a weight coupled to the lower part. The center of gravity switching means includes a rotating part coupled to one end of the weight and rotatably mounted on the driving shaft, and a rotation driving part for rotating the weight around the driving shaft so as to move the center of gravity of the main body. Equipped with The sensor unit is mounted on the main body to measure the inclination of the main body. The control means controls the rotation angle of the weight by driving the rotation drive unit so that the inclination becomes a desired value.
According to the present invention, when the inclination value of the main body is measured by the sensor unit, the control means drives the center of gravity switching means to rotate the weight coupled to the lower part of the main body around the drive shaft to move the center of gravity of the main body. Therefore, even if the main body tilts and shakes due to inertia, the center of gravity can be controlled to prevent the main body from shaking and maintain a stable posture.
In addition, according to the present invention, the control means controls the rotation angle of the weight by driving the rotation drive unit so that the inclination of the main body is a desired value, so that the main body can be tilted at an arbitrary inclination. In this case, the tilt of the main body can be adjusted to the user to communicate and communicate with the user.
In addition, according to the present invention, by providing a weight, the posture balance of the main body can be maintained even without posture control to maintain the posture balance of the main body during operation. Therefore, even if the power is turned off, the main body can remain vertical without tilting.
Description
본 발명은 이륜 이동 로봇 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 본체의 무게중심을 제어하여 관성에 의한 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있으며, 본체를 임의의 각도로 조절할 수 있는 이륜 이동 로봇 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a two-wheeled mobile robot device, and more specifically, to a two-wheeled mobile robot device that can control the center of gravity of the main body to prevent shaking due to inertia, maintain a stable posture, and adjust the main body to an arbitrary angle. It is about.
일반적으로 이륜 이동 로봇은 구동축의 양단에 한 쌍의 바퀴가 장착되고, 몸체는 구동축에 장착된다. 이때, 몸체는 구동축이 회전할 수 있게 장착된다. 그래서 구동축이 회전하여 이륜 이동 로봇이 주행한다. Generally, a two-wheeled mobile robot has a pair of wheels mounted on both ends of a drive shaft, and the body is mounted on the drive shaft. At this time, the body is mounted so that the drive shaft can rotate. So the drive shaft rotates and the two-wheeled mobile robot moves.
이륜 이동 로봇이 주행할 때, 몸체가 수직으로 세워지도록 일반적으로 몸체의 하부에는 무게추가 장착된다. 이륜 이동 로봇의 하부에 무게추가 장착되므로 몸체는 수직으로 세워질 수 있지만, 이륜 이동 로봇이 가속 또는 감속을 할 경우, 관성에 의해 흔들리는 문제가 있었다. When a two-wheeled mobile robot travels, a weight is generally mounted on the lower part of the body so that the body stands vertically. Since weights are mounted on the lower part of the two-wheeled mobile robot, the body can be erected vertically, but there is a problem of shaking due to inertia when the two-wheeled mobile robot accelerates or decelerates.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 본체의 무게중심을 제어하여 관성에 의한 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있는 이륜 이동 로봇 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is intended to solve the above problems. The purpose of the present invention is to provide a two-wheeled mobile robot device that can control the center of gravity of the main body to prevent shaking due to inertia and maintain a stable posture.
또한, 본 발명은 사용자에게 의사를 전달하고 사용자와 소통하기 위하여 본체의 자세를 제어할 수 있는 이륜 이동 로봇 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Additionally, the purpose of the present invention is to provide a two-wheeled mobile robot device that can control the posture of the main body in order to communicate with the user and communicate with the user.
본 발명에 따른 이륜 이동 로봇 장치는 구동축과, 한 쌍의 바퀴와, 본체와, 무게중심전환수단과, 센서부와, 제어수단을 포함한다. 상기 한 쌍의 바퀴는 상기 구동축의 양단에 결합된다. 상기 본체는 하부에 무게추가 결합된다. 상기 무게중심전환수단은 일단에 상기 무게추가 결합되어 상기 구동축에 회동가능하게 장착된 회동부와, 상기 본체의 무게중심을 이동시킬 수 있도록 상기 구동축을 중심으로 상기 무게추를 회동시키기 위한 회전구동부를 구비한다. 상기 센서부는 상기 본체의 기울기를 측정할 수 있게 상기 본체에 장착된다. 상기 제어수단은 상기 기울기가 원하는 값이 되도록 상기 회전구동부를 구동시켜 상기 무게추의 회동각도를 제어한다. The two-wheeled mobile robot device according to the present invention includes a drive shaft, a pair of wheels, a main body, a center of gravity switching means, a sensor unit, and a control means. The pair of wheels are coupled to both ends of the drive shaft. The main body has a weight coupled to the lower part. The center of gravity switching means includes a rotating part coupled to one end of the weight and rotatably mounted on the driving shaft, and a rotation driving part for rotating the weight around the driving shaft so as to move the center of gravity of the main body. Equipped with The sensor unit is mounted on the main body to measure the inclination of the main body. The control means controls the rotation angle of the weight by driving the rotation drive unit so that the inclination becomes a desired value.
또한, 상기의 이륜 이동 로봇 장치에 있어서, 상기 회전구동부는 상기 무게추가 상기 구동축을 중심으로 회동할 수 있도록 상기 본체에 장착되어 상기 구동축을 중심으로 상기 회동부를 회동시키는 것이 바람직하다. In addition, in the above two-wheeled mobile robot device, the rotation drive unit is preferably mounted on the main body so that the weight can rotate around the drive shaft to rotate the rotation unit around the drive shaft.
또한, 상기의 이륜 이동 로봇 장치에 있어서, 상기 회전구동부는 이동블럭과 슬라이딩이송부를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 이동블럭은 반경방향을 따라 상기 회동부에 슬라이딩할 수 있게 장착된다. 상기 슬라이딩이송부는 상기 회동부를 상기 구동축을 중심으로 회전시키기 위하여 상기 이동블럭을 일방향으로 전후진 시킬 수 있도록 상기 본체에 장착된다. Additionally, in the above two-wheeled mobile robot device, it is preferable that the rotation drive unit includes a moving block and a sliding transfer unit. The moving block is mounted to slide on the rotating part along the radial direction. The sliding transfer unit is mounted on the main body to move the moving block forward and backward in one direction in order to rotate the rotating unit around the drive shaft.
또한, 상기의 이륜 이동 로봇 장치에 있어서, 상기 회동부는 상기 반경방향을 따라 상기 이동블럭의 슬라이딩을 안내할 수 있게 상기 이동블럭이 삽입되도록 관통홀이 형성되는 것이 바람직하고, 상기 슬라이딩이송부는 상기 이동블럭이 상기 일방향으로 전후진할 수 있게 슬라이딩하도록 나사결합되어 모터에 의해 회전하는 스크류바를 구비하는 것이 바람직하다. In addition, in the above two-wheeled mobile robot device, it is preferable that the rotation part has a through hole formed into which the moving block is inserted so as to guide the sliding of the moving block along the radial direction, and the sliding transfer part It is preferable to include a screw bar that is screwed together and rotated by a motor so that the moving block can slide forward and backward in the one direction.
본 발명에 의하면, 센서부에서 본체의 기울기값이 측정되면, 제어수단이 무게중심전환수단을 구동시켜 구동축을 중심으로 본체의 하부에 결합된 무게추를 회동시켜 본체의 무게중심을 이동시킨다. 그래서 본체가 기울어지면서 관성에 의해 흔들리더라도 무게중심을 제어하여 본체의 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있다. According to the present invention, when the inclination value of the main body is measured by the sensor unit, the control means drives the center of gravity switching means to rotate the weight coupled to the lower part of the main body around the drive shaft to move the center of gravity of the main body. Therefore, even if the main body tilts and shakes due to inertia, the center of gravity can be controlled to prevent the main body from shaking and maintain a stable posture.
또한, 본 발명에 의하면, 제어수단은 본체의 기울기가 원하는 값이 되도록 회전구동부를 구동시켜 무게추의 회동각도를 제어하므로, 본체를 임의의 기울기로 기울일 수 있다. 이 경우, 사용자에게 의사를 전달하고 소통할 수 있게 본체의 기울기를 사용자에게 맞출 수 있다. In addition, according to the present invention, the control means controls the rotation angle of the weight by driving the rotation drive unit so that the inclination of the main body is a desired value, so that the main body can be tilted at an arbitrary inclination. In this case, the tilt of the main body can be adjusted to the user to communicate and communicate with the user.
또한, 본 발명에 의하면, 무게추를 구비함으로써, 동작시 본체의 자세 밸런싱을 유지하기 위한 자세 제어를 하지 않더라도 본체의 자세 밸런싱을 유지할 수 있다. 그래서 전원이 차단되더라도 본체가 기울어지지 않고 수직상태를 유지할 수 있다. In addition, according to the present invention, by providing a weight, the posture balance of the main body can be maintained even without posture control to maintain the posture balance of the main body during operation. Therefore, even if the power is turned off, the main body can remain vertical without tilting.
도 1은 본 발명에 따른 이륜 이동 로봇 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 정면도이고,
도 3은 도 1에 도시된 실시예의 측면도이고,
도 4는 도 1에 도시된 실시예가 수직상태를 유지할 때의 측단면도이고,
도 5는 도 1에 도시된 실시예가 전방으로 기울어졌을 때의 측단면도이고,
도 6은 도 1에 도시된 실시예가 후방으로 기울어졌을 때의 측단면도이다. 1 is a perspective view of a two-wheeled mobile robot device according to the present invention,
Figure 2 is a front view of the embodiment shown in Figure 1;
Figure 3 is a side view of the embodiment shown in Figure 1;
Figure 4 is a side cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 1 when it is maintained in a vertical state;
Figure 5 is a side cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 1 when it is tilted forward;
Figure 6 is a side cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 1 when it is tilted rearward.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 이륜 이동 로봇 장치의 일 실시예를 설명한다. An embodiment of a two-wheeled mobile robot device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
본 발명에 따른 이륜 이동 로봇 장치(1)는 구동축(10)과, 한 쌍의 바퀴(20)와, 본체(30)와, 무게중심전환수단(40)과, 센서부(미도시)와, 제어수단(미도시)과, 구동수단(미도시)과, 장애물감지수단(50)을 포함한다. The two-wheeled mobile robot device (1) according to the present invention includes a drive shaft (10), a pair of wheels (20), a main body (30), a center of gravity switching means (40), a sensor unit (not shown), It includes a control means (not shown), a driving means (not shown), and an obstacle detection means (50).
바퀴(20)는 한 쌍이 구비되어 구동축(10)의 양단에 결합되며, 이륜 이동 로봇 장치(1)를 목적지 방향으로 이동시키는 역할을 한다. A pair of wheels 20 is provided and coupled to both ends of the drive shaft 10, and serves to move the two-wheeled mobile robot device 1 toward the destination.
본체(30)는 한 쌍의 바퀴(20) 사이에 위치하며, 하부에 무게추(31)가 결합된다. 여기서, 본체(30)는 무게추(31)에 의해 수직상태를 유지할 수 있다. 그래서 본체(30)의 자세 밸런싱을 유지하기 위한 자세 제어를 하지 않더라도 본체(30)의 자세 밸런싱을 유지할 수 있으므로 전원이 차단되더라도 본체(30)가 기울어지지 않고 수직상태를 유지할 수 있다. The main body 30 is located between a pair of wheels 20, and a weight 31 is coupled to the lower part. Here, the main body 30 can be maintained in a vertical state by the weight 31. Therefore, even if posture control to maintain the posture balancing of the main body 30 is not performed, the posture balancing of the main body 30 can be maintained, so even if the power is cut off, the main body 30 can be maintained in a vertical state without tilting.
무게중심전환수단(40)은 본체(30)의 무게중심을 이동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 무게중심전환수단(40)은 회동부(41)와, 회전구동부(43)를 구비한다. The center of gravity switching means 40 serves to shift the center of gravity of the main body 30. For this purpose, the center of gravity switching means (40) is provided with a rotating part (41) and a rotation driving part (43).
회동부(41)는 일단에 무게추(31)가 결합되어 구동축(10)에 회동가능하게 장착된다. 그리고 회동부(41)는 타단에 관통홀(42)이 바퀴(20)의 반경방향으로 길게 형성된다. The rotating portion 41 has a weight 31 coupled to one end and is rotatably mounted on the drive shaft 10. And the rotating part 41 has a through hole 42 formed at the other end long in the radial direction of the wheel 20.
회전구동부(43)는 본체(30)의 무게중심을 이동시킬 수 있도록 구동축(10)을 중심으로 무게추(31)가 회동하도록 회동부(41)를 회동시키는 역할을 한다. 이를 위하여 회전구동부(43)는 이동블럭(44)과 슬라이딩이송부를 구비하여 본체(30)에 장착된다. The rotation drive unit 43 serves to rotate the rotation unit 41 so that the weight 31 rotates around the drive shaft 10 so that the center of gravity of the main body 30 can be moved. For this purpose, the rotation drive unit 43 is equipped with a moving block 44 and a sliding transfer unit and is mounted on the main body 30.
이동블럭(44)은 회동부(41)의 관통홀(42)에 삽입되어 상기 반경방향을 따라 회동부(41)에 슬라이딩할 수 있게 장착된다. 그래서 이동블럭(44)은 관통홀(42)에 의해 안내되어 상기 반경방향을 따라 슬라이딩할 수 있다. The moving block 44 is inserted into the through hole 42 of the rotating part 41 and is mounted to slide on the rotating part 41 along the radial direction. Therefore, the moving block 44 is guided by the through hole 42 and can slide along the radial direction.
슬라이딩이송부는 회동부(41)를 구동축(10)을 중심으로 회전시키기 위하여 이동블럭(44)을 일방향으로 전후진 시키는 역할을 한다. 이를 위하여 슬라이딩이송부는 스크류바(46)를 구비한다. The sliding transfer unit serves to move the moving block 44 forward and backward in one direction in order to rotate the rotating unit 41 around the drive shaft 10. For this purpose, the sliding transport unit is provided with a screw bar (46).
스크류바(46)는 본체(30)에 회전할 수 있게 장착되며, 이동블럭(44)이 스크류바(46)를 따라 전후로 슬라이딩할 수 있게 나사결합된다. 그래서 스크류바(46)가 모터에 의해 회전하면, 이동블럭(44)은 회동부(41)의 관통홀(42)을 따라 상기 반경방향으로 슬라이딩되면서 스크류바(46)를 따라 전후로 슬라이딩된다. 이동블럭(44)이 회동부(41)의 관통홀(42)을 따라 상기 반경방향으로 슬라이딩되면서 스크류바(46)를 따라 전후로 슬라이딩되면, 회동부(41)의 타단이 구동축(10)을 중심으로 회동하여 회동부(41)의 일단에 결합된 무게추(31)를 회동시킨다. 본 실시예에서 슬라이딩이송부는 모터에 의해 회전하는 스크류바(46)를 구비하지만, 슬라이딩이송부는 직선왕복운동을 하는 실린더로 구비될 수도 있다. The screw bar 46 is rotatably mounted on the main body 30, and the moving block 44 is screwed so that it can slide back and forth along the screw bar 46. Therefore, when the screw bar 46 rotates by the motor, the moving block 44 slides in the radial direction along the through hole 42 of the rotating portion 41 and slides back and forth along the screw bar 46. When the moving block 44 slides in the radial direction along the through hole 42 of the rotating part 41 and slides back and forth along the screw bar 46, the other end of the rotating part 41 centers around the driving shaft 10. and rotates the weight 31 coupled to one end of the rotating portion 41. In this embodiment, the sliding transfer unit is provided with a screw bar 46 that rotates by a motor, but the sliding transfer unit may be provided as a cylinder that performs a linear reciprocating motion.
센서부(미도시)는 본체(30)의 기울기를 측정하는 역할을 하며, 이를 위하여 센서부는 본체(30)에 장착된다. The sensor unit (not shown) serves to measure the inclination of the main body 30, and for this purpose, the sensor unit is mounted on the main body 30.
제어수단(미도시)은 본체(30)의 기울기가 원하는 값이 되도록 회전구동부(43)를 구동시켜 무게추(31)의 회동각도를 제어하는 역할을 한다. 그래서 본체(30)가 수직상태를 유지해야 하는 경우, 제어수단은 본체(30)의 기울기가 본체(30)의 수직상태의 기울기값(0°)이 되도록 이동블럭(44)이 전후진하게 스크류바(46)를 회전시킨다. 그리고 본체(30)가 전방 또는 후방을 향해 임의의 기울기로 기울어져야 하는 경우, 제어수단은 본체(30)의 기울기가 상기 임의의 기울기값이 되도록 이동블럭(44)이 전후진하게 스크류바(46)를 회전시킨다. The control means (not shown) serves to control the rotation angle of the weight 31 by driving the rotation drive unit 43 so that the inclination of the main body 30 is a desired value. Therefore, when the main body 30 must be maintained in a vertical state, the control means moves the moving block 44 forward and backward so that the inclination of the main body 30 becomes the inclination value (0°) of the vertical state of the main body 30. Rotate (46). And when the main body 30 is to be tilted forward or backward at a certain inclination, the control means moves the screw bar 46 so that the moving block 44 moves forward and backward so that the inclination of the main body 30 becomes the arbitrary inclination value. Rotate .
구동수단(미도시)는 본체(30)에 장착되어 바퀴(20)가 회전하도록 구동축(10)에 회전력을 전달하는 역할을 한다. The driving means (not shown) is mounted on the main body 30 and serves to transmit rotational force to the drive shaft 10 so that the wheel 20 rotates.
장애물감지수단(50)은 주행 방향 또는 이륜 이동 로봇 장치(1) 주변에 위치한 장애물과 주변 환경을 감지하는 역할을 한다. 이를 위하여 장애물감지수단(50)은 카메라(51)와, 감지센서(53)를 구비한다. The obstacle detection means 50 serves to detect obstacles and surrounding environments located in the driving direction or around the two-wheeled mobile robot device 1. For this purpose, the obstacle detection means 50 includes a camera 51 and a detection sensor 53.
카메라(51)는 본체(30)에 장착되어 주행 방향 또는 이륜 이동 로봇 장치(1) 주변 환경을 촬영한다. The camera 51 is mounted on the main body 30 and photographs the driving direction or the surrounding environment of the two-wheeled mobile robot device 1.
감지센서(53)는 본체(30)의 전방과, 후방 및 측면 등에 장착되어 주행 방향 또는 이륜 이동 로봇 장치(1)의 주변에 위치한 장애물을 감지한다. 여기서 감지센서(53)는 적외선센서 또는 초음파센서로 구성된다. The detection sensor 53 is mounted on the front, rear, and sides of the main body 30 and detects obstacles located in the driving direction or around the two-wheeled mobile robot device 1. Here, the detection sensor 53 consists of an infrared sensor or an ultrasonic sensor.
본 실시예의 경우, 본체(30)가 수직상태를 유지해야 하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 본체(30)가 전방으로 기울어지면, 센서부에서 본체(30)의 기울기값을 측정하여 제어수단으로 전송한다. 센서부에서 제어수단으로 본체(30)의 기울기값이 전송되면, 제어수단은 센서부에서 측정된 기울기값이 본체(30)의 수직상태의 기울기값(0°)이 되게 이동블럭(44)이 후방으로 슬라이딩하도록 스크류바(46)를 일방향으로 회전시킨다. 그러면 이동블럭(44)은 회동부(41)의 관통홀(42)을 따라 상기 반경방향으로 슬라이딩되면서 스크류바(46)를 따라 후방으로 슬라이딩된다. 이동블럭(44)이 스크류바(46)를 따라 후방으로 슬라이딩되면, 회동부(41)의 타단이 구동축(10)을 중심으로 회전하여 회동부(41)의 일단에 결합된 무게추(31)를 회동시킨다. 무게추(31)가 구동축(10)을 중심으로 회전하면, 본체(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 무게추(31)에 의해 무게중심이 이동되어 수직상태을 유지하게 된다. 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 본체(30)가 후방으로 기울어지면, 센서부에서 제어수단으로 본체(30)의 기울기값이 전송되고, 제어수단은 이동블럭(44)이 전방으로 슬라이딩하도록 스크류바(46)를 타방향으로 회전시킨다. 그러면 이동블럭(44)은 회동부(41)의 관통홀(42)을 따라 상기 반경방향으로 슬라이딩되면서 스크류바(46)를 따라 전방으로 슬라이딩된다. 이동블럭(44)이 스크류바(46)를 따라 전방으로 슬라이딩되면, 회동부(41)의 타단이 구동축(10)을 중심으로 회전하여 회동부(41)의 일단에 결합된 무게추(31)를 회동시킨다. 무게추(31)가 구동축(10)을 중심으로 회전하면, 본체(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 무게추(31)에 의해 무게중심이 이동되어 수직상태를 유지하게 된다. 그래서 본 실시예의 이륜 이동 로봇 장치(1)가 가속 또는 감속을 하여 본체(30)가 관성에 의해 흔들리더라도 무게중심을 제어하여 본체(30)의 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있다. In the case of this embodiment, when the main body 30 is to be maintained in a vertical state, and the main body 30 is tilted forward as shown in FIG. 5, the sensor unit measures the tilt value of the main body 30 and controls the control unit. send to When the inclination value of the main body 30 is transmitted from the sensor unit to the control means, the control unit moves the moving block 44 so that the inclination value measured by the sensor unit becomes the vertical inclination value (0°) of the main body 30. Rotate the screw bar 46 in one direction to slide backwards. Then, the moving block 44 slides in the radial direction along the through hole 42 of the rotating portion 41 and slides backward along the screw bar 46. When the moving block 44 slides rearward along the screw bar 46, the other end of the rotating part 41 rotates around the drive shaft 10 and the weight 31 coupled to one end of the rotating part 41 Bring to a meeting. When the weight 31 rotates around the drive shaft 10, the center of gravity of the main body 30 is moved by the weight 31, as shown in FIG. 4, and the main body 30 maintains a vertical state. And as shown in FIG. 6, when the main body 30 is tilted backward, the tilt value of the main body 30 is transmitted from the sensor unit to the control means, and the control means moves the screw so that the moving block 44 slides forward. Rotate the bar 46 in the other direction. Then, the moving block 44 slides in the radial direction along the through hole 42 of the rotating portion 41 and slides forward along the screw bar 46. When the moving block 44 slides forward along the screw bar 46, the other end of the rotating part 41 rotates around the drive shaft 10 and the weight 31 coupled to one end of the rotating part 41 Bring to a meeting. When the weight 31 rotates around the drive shaft 10, the center of gravity of the main body 30 is moved by the weight 31, as shown in FIG. 4, and the main body 30 maintains a vertical state. Therefore, even if the two-wheeled mobile robot device 1 of this embodiment accelerates or decelerates and the main body 30 shakes due to inertia, the center of gravity can be controlled to prevent the main body 30 from shaking and maintain a stable posture.
한편, 본 실시예의 경우, 본체(30)가 전방 또는 후방으로 임의의 기울기로 기울어져야 하는 경우, 제어수단은 본체(30)의 기울기가 원하는 임의의 기울기값이 되도록 이동블럭(44)이 전방 또는 후방으로 슬라이딩하도록 스크류바(46)를 타방향 또는 일방향으로 회전시킨다. 그러면 이동블럭(44)은 회동부(41)의 관통홀(42)을 따라 상기 반경방향으로 슬라이딩되면서 스크류바(46)를 따라 전방 또는 후방으로 슬라이딩한다. 이동블럭(44)이 스크류바(46)를 따라 전방 또는 후방으로 슬라이딩되면, 회동부(41)의 타단이 구동축(10)을 중심으로 회전하여 회동부(41)의 일단에 결합된 무게추(31)를 회동시킨다. 그러면 본체(30)는 무게추(31)에 의해 무게중심이 이동되어 원하는 전방 또는 후방의 기울기로 기울어지게 된다. 그래서, 본 실시예의 이륜 이동 로봇 장치(1)에 장착된 카메라(51)를 통해 영상통화나 화상회의를 할 경우, 카메라(51)가 사용자의 얼굴을 향하도록 조정하거나, 본체의 동작으로 긍정적 또는 부정적인 표현을 나타낼 수 있도록 본체(30)를 사용자에 맞게 원하는 기울기로 조절할 수 있다. Meanwhile, in the case of this embodiment, when the main body 30 is to be tilted forward or backward at a certain inclination, the control means moves the moving block 44 forward or backward so that the inclination of the main body 30 is a desired inclination value. Rotate the screw bar 46 in the other direction or in one direction to slide backwards. Then, the moving block 44 slides forward or backward along the screw bar 46 while sliding in the radial direction along the through hole 42 of the rotating portion 41. When the moving block 44 slides forward or backward along the screw bar 46, the other end of the rotating part 41 rotates around the drive shaft 10 and the weight coupled to one end of the rotating part 41 ( 31) is brought to a meeting. Then, the center of gravity of the main body 30 is moved by the weight 31 and the main body 30 is tilted to a desired forward or backward inclination. Therefore, when making a video call or video conference through the camera 51 mounted on the two-wheeled mobile robot device 1 of this embodiment, the camera 51 is adjusted to face the user's face, or the camera 51 is adjusted to point at the user's face, or the camera 51 is adjusted to point at the user's face, or the camera 51 is adjusted to point at the user's face, or the camera 51 is adjusted to point at the user's face, or the camera 51 is adjusted to point at the user's face. The main body 30 can be adjusted to a desired inclination to suit the user so that a negative expression can be displayed.
종래의 경우, 이륜 이동 로봇은 구동축의 양단에 한 쌍의 바퀴가 장착되고, 몸체는 구동축에 장착된다. 이때, 몸체는 구동축이 회전할 수 있게 장착된다. 그래서 구동축이 회전하여 이륜 이동 로봇이 주행한다. 이륜 이동 로봇이 주행할 때, 몸체가 수직으로 세워지도록 일반적으로 몸체의 하부에는 무게추가 장착된다. 이륜 이동 로봇의 하부에 무게추가 장착되므로 몸체는 수직으로 세워질 수 있지만, 이륜 이동 로봇이 가속 또는 감속을 할 경우, 관성에 의해 흔들리는 문제가 있었다. 반면, 본 실시예에 의하면, 센서부에서 본체(30)의 기울기값이 측정되면, 제어수단이 무게중심전환수단(40)을 구동시켜 구동축(10)을 중심으로 본체(30)의 하부에 결합된 무게추(31)를 회동시켜 본체(30)의 무게중심을 이동시킨다. 그래서, 본체(30)가 기울어지면서 관성에 의해 흔들리더라도 무게중심을 제어하여 본체(30)의 흔들림을 방지하고 안정적인 자세를 유지할 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면, 제어수단은 본체(30)의 기울기가 원하는 값이 되도록 회전구동부(43)를 구동시켜 무게추(31)의 회동각도를 제어하므로, 본체(30)를 임의의 기울기로 기울일 수 있다. 이 경우, 사용자에게 의사를 전달하고 소통할 수 있게 본체(30)의 기울기를 사용자에게 맞출 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면, 무게추(31)를 구비함으로써, 동작시 본체(30)의 자세 밸런싱을 유지하기 위한 자세 제어를 하지 않더라도 본체(30)의 자세 밸런싱을 유지할 수 있다. 그래서 전원이 차단되더라도 본체(30)가 기울어지지 않고 수직상태를 유지할 수 있다. In the conventional case, a two-wheeled mobile robot has a pair of wheels mounted on both ends of a drive shaft, and the body is mounted on the drive shaft. At this time, the body is mounted so that the drive shaft can rotate. So the drive shaft rotates and the two-wheeled mobile robot moves. When a two-wheeled mobile robot travels, a weight is generally mounted on the lower part of the body so that the body stands vertically. Since weights are mounted on the lower part of the two-wheeled mobile robot, the body can be erected vertically, but there is a problem of shaking due to inertia when the two-wheeled mobile robot accelerates or decelerates. On the other hand, according to this embodiment, when the inclination value of the main body 30 is measured by the sensor unit, the control means drives the center of gravity switching means 40 and couples it to the lower part of the main body 30 around the drive shaft 10. The center of gravity of the main body 30 is moved by rotating the weight 31. Therefore, even if the main body 30 is tilted and shakes due to inertia, the center of gravity can be controlled to prevent the main body 30 from shaking and maintain a stable posture. In addition, according to this embodiment, the control means controls the rotation angle of the weight 31 by driving the rotation drive unit 43 so that the inclination of the main body 30 is a desired value, so that the main body 30 can be tilted at any desired value. It can be tilted to . In this case, the inclination of the main body 30 can be adjusted to the user to communicate and communicate with the user. In addition, according to this embodiment, by providing the weight 31, it is possible to maintain the posture balance of the main body 30 even without performing posture control to maintain the posture balance of the main body 30 during operation. Therefore, even if the power is cut off, the main body 30 can maintain a vertical state without tilting.
10 : 구동축 20 : 바퀴
30 : 본체 31 : 무게추
40 : 무게중심전환수단 41 : 회동부
42 : 관통홀 43 : 회전구동부
44 : 이동블럭 46 : 스크류바
50 : 장애물감지수단 51 : 카메라
53 : 감지센서10: drive shaft 20: wheel
30: Body 31: Weight
40: Center of gravity conversion means 41: Rotating unit
42: Through hole 43: Rotation drive unit
44: moving block 46: screw bar
50: obstacle detection means 51: camera
53: detection sensor
Claims (4)
상기 구동축의 양단에 결합된 한 쌍의 바퀴와,
하부에 무게추가 고정 결합된 본체와,
일단에 상기 무게추가 결합되어 상기 구동축에 회동가능하게 장착된 회동부와, 상기 본체의 무게중심을 이동시킬 수 있게 상기 무게추가 상기 구동축을 중심으로 회동할 수 있도록 반경방향을 따라 상기 회동부에 슬라이딩할 수 있게 장착된 이동블럭과 상기 회동부를 상기 구동축을 중심으로 회전시키기 위하여 상기 이동블럭을 일방향으로 전후진 시킬 수 있도록 상기 본체에 장착된 슬라이딩이송부를 구비한 회전구동부를 구비한 무게중심전환수단과,
상기 본체의 기울기를 측정할 수 있게 상기 본체에 장착된 센서부와,
상기 기울기가 원하는 값이 되도록 상기 회전구동부를 구동시켜 상기 무게추의 회동각도를 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이륜 이동 로봇 장치. drive shaft,
A pair of wheels coupled to both ends of the drive shaft,
A main body with a weight fixed to the lower part,
A rotating part with the weight coupled to one end and rotatably mounted on the driving shaft, and sliding on the rotating part along a radial direction so that the weight can rotate around the driving shaft to move the center of gravity of the main body. A center of gravity conversion with a moving block mounted on the main body and a rotation drive unit with a sliding transfer unit mounted on the main body so as to move the moving block forward and backward in one direction in order to rotate the rotating part around the drive shaft. means,
A sensor unit mounted on the main body to measure the inclination of the main body,
A two-wheeled mobile robot device comprising control means for controlling the rotation angle of the weight by driving the rotation drive unit so that the inclination becomes a desired value.
상기 회동부는 상기 반경방향을 따라 상기 이동블럭의 슬라이딩을 안내할 수 있게 상기 이동블럭이 삽입되도록 관통홀이 형성되고,
상기 슬라이딩이송부는 상기 이동블럭이 상기 일방향으로 전후진할 수 있게 슬라이딩하도록 나사결합되어 모터에 의해 회전하는 스크류바를 구비하는 것을 특징으로 하는 이륜 이동 로봇 장치. According to paragraph 1,
The rotating portion is formed with a through hole for inserting the moving block so as to guide sliding of the moving block along the radial direction,
The sliding transport unit is a two-wheeled mobile robot device characterized in that it has a screw bar that is screwed and rotated by a motor to slide the moving block so that it can move forward and backward in the one direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230109453A KR102642971B1 (en) | 2023-08-22 | 2023-08-22 | A Two Wheeled Robot Device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230109453A KR102642971B1 (en) | 2023-08-22 | 2023-08-22 | A Two Wheeled Robot Device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102642971B1 true KR102642971B1 (en) | 2024-03-04 |
Family
ID=90297643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230109453A KR102642971B1 (en) | 2023-08-22 | 2023-08-22 | A Two Wheeled Robot Device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102642971B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100358512B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-10-30 | 삼성전자 주식회사 | Wafer cassette supporting apparatus for transporter |
| KR20060049149A (en) | 2004-11-11 | 2006-05-18 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Moving robot |
| KR101065808B1 (en) | 2009-01-30 | 2011-09-19 | 충남대학교산학협력단 | Mobile Two-wheeled Inverted Pendulum System Having Multiple Sensors |
| KR20110108858A (en) | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 호야로봇 (주) | An two wheel-drive robot for dangerous spot search to have high-efficiency transportation |
| KR20120003451U (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | 주식회사 라우텍 | Motor Base that is possible to adjust angle |
| KR20210151326A (en) * | 2020-06-05 | 2021-12-14 | 삼성전자주식회사 | Moving robot |
-
2023
- 2023-08-22 KR KR1020230109453A patent/KR102642971B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100358512B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-10-30 | 삼성전자 주식회사 | Wafer cassette supporting apparatus for transporter |
| KR20060049149A (en) | 2004-11-11 | 2006-05-18 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | Moving robot |
| KR101065808B1 (en) | 2009-01-30 | 2011-09-19 | 충남대학교산학협력단 | Mobile Two-wheeled Inverted Pendulum System Having Multiple Sensors |
| KR20110108858A (en) | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 호야로봇 (주) | An two wheel-drive robot for dangerous spot search to have high-efficiency transportation |
| KR20120003451U (en) * | 2010-11-10 | 2012-05-18 | 주식회사 라우텍 | Motor Base that is possible to adjust angle |
| KR20210151326A (en) * | 2020-06-05 | 2021-12-14 | 삼성전자주식회사 | Moving robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10144451B2 (en) | All-attitude human-machine interaction vehicle | |
| JP4734666B2 (en) | 3-wheeled passenger car | |
| JP5300039B2 (en) | Vehicle stabilizer having pivotable support | |
| US7643051B2 (en) | Mobile video teleconferencing system and control method | |
| JP3981733B2 (en) | Parallel two-wheel passenger cart | |
| EP1632428A1 (en) | Coaxial motorcycle | |
| JP4576825B2 (en) | Electric scooter drive control device and electric scooter including the same | |
| JP2005022631A5 (en) | ||
| KR20210065656A (en) | Variable wheeled vehicle | |
| JP2003271243A (en) | Communication robot | |
| KR102642971B1 (en) | A Two Wheeled Robot Device | |
| US11046344B2 (en) | Apparatus for gyroscopically-responsive power assisted vehicle | |
| US10870359B2 (en) | Auto-balancing vehicle with independent wheel control | |
| KR20210151326A (en) | Moving robot | |
| WO2020157465A1 (en) | Vehicle | |
| JP2004001705A (en) | Movable carriage | |
| KR102642974B1 (en) | A Two Wheeled Robot Device | |
| US20210155227A1 (en) | Transportation device having multiple axes of rotation and auto-balance based drive control | |
| US9724261B2 (en) | Handcart | |
| CN111301601B (en) | Electric bicycle | |
| CN212096375U (en) | Single-wheel robot | |
| CN111867696B (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
| KR20130108779A (en) | Attitude control based electric vehicle with parallelled wheel self-controlling the distance of them according to the speed | |
| CN111452061A (en) | Single-wheel robot | |
| JP2020131377A (en) | Self-propelled robot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |