KR100241140B1 - Moving system for robot having multi-leg - Google Patents

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KR100241140B1
KR100241140B1 KR1019970073913A KR19970073913A KR100241140B1 KR 100241140 B1 KR100241140 B1 KR 100241140B1 KR 1019970073913 A KR1019970073913 A KR 1019970073913A KR 19970073913 A KR19970073913 A KR 19970073913A KR 100241140 B1 KR100241140 B1 KR 100241140B1
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김병수
서용칠
김승호
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김성년
한국원자력연구소
이종훈
한국전력공사
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Abstract

본 발명은 다족형 로봇의 이동시스템에 관한 것으로, 그 목적은 이동로봇의 계단승우러시 원격제어가 용이하고, 이동로보트의 몸체를 안정하게 유지시켜 주며, 장애물과의 접촉자세가 안정된 다족형 로봇의 이동시스템을 제공하는 것이다.The present invention relates to a movement system of a multi-legged robot, the object of which is easy to remote control the stairs of the mobile robot, to keep the body of the mobile robot stable, stable contact posture with obstacles of the multi-legged robot It is to provide a mobile system.

본 발명은 평지에서의 회전성능이 우수하고, 계단 승월가능을 구비하는 이동로봇에 있어서; 상기 이동로봇의 하부에, 외경치수가 가장 작은 링크가 안쪽에 위치하도록 순차적으로 배치된 다수개의 링크와; 상기 외경치수가 가장 작은 링크의 안쪽에 베어링에 의해 지지되는 나선홈이 형성된 나선축과; 상기 나선축 상단부에 장착되어 모터의 구동력을 나선축에 전달하는 워엄기어로 구성된 다수개의 다리를 장착하여 이동로봇의 장애물 통과시, 다리 링크의 순차적인 상/하강하여 이동로봇의 몸체가 평형을 유지하며 장애물을 통과할 수 있는 다족형 로봇의 이동시스템을 제공함에 있다.The present invention provides a mobile robot having excellent rotational performance on a flat surface and having a step climbing capability; A plurality of links sequentially disposed at the lower portion of the mobile robot such that a link having the smallest outer diameter is located inside; A spiral shaft having a spiral groove supported by a bearing inside the link having the smallest outer diameter; Mounted on the upper end of the spiral shaft is equipped with a plurality of legs consisting of a worm gear to transfer the driving force of the motor to the spiral shaft when passing the obstacle of the mobile robot, the body of the mobile robot to maintain the equilibrium by the sequential up / down of the bridge link It is to provide a mobile system of multi-legged robot that can pass through obstacles.

Description

다족형 로봇의 이동시스템.Movement system of multi-legged robot.

본 발명은 다족형 로봇의 이동시스템에 관한 것으로, 계단이나 장애물 승월이 가능한 이동로보트의 구동장치를 외경치수가 서로다른 다수개의 링크와 상기 링크를 순차적으로 작동시키는 나선축 및 워엄기어와 모터로 구성하여 장애물 통과시 로봇의 몸체를 평형상태로 유지시켜주는 다족형 로봇의 이동시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a movement system of a multi-legged robot, comprising a plurality of links having different outer diameters and spiral shafts, worm gears, and motors that sequentially operate the links of a mobile robot capable of climbing stairs or obstacles. The present invention relates to a movement system of a multi-legged robot that keeps the body of the robot in an equilibrium state when passing through an obstacle.

일반적으로 계단이나 장애물 승월이 가능한 이동체의 구동방식으로는 크로라(crawler)식, 각식, 특수차륜식 등을 들 수 있다. 이중에서 각식은 인간처럼 걸어 다니는 구조로서 계단승월방법으로 가장 이상적인 방식이나 아직까지는 연구 초기 단계로서 실용화되지 않고 있으며, 크로라식은 실외에의 적용성이 우수한 방식이나 발전소 내부에 적용할 때에는 평지 주행성이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 반면에 평지 주행성이 우수한 차륜식과 장애물 승월이 가능한 각식의 장점을 도입한 특수 차륜식의 방식이 관심을 끌고 있다. 상기 특수 차륜식은 게(crab)형, 하이브리드(hybrid형, 유성차륜(planetary)형으로 나눌 수 있다.In general, a driving method of a moving object capable of climbing stairs or obstacles may include a crawler type, a corner type, a special wheel type, and the like. Of these, each type is a walking structure like a human being, which is the most ideal way to climb stairs, but has not been put into practical use as an early stage of research yet. It has a downside. On the other hand, a special wheel type method that introduces the advantages of the wheel type with excellent flat driving ability and the angle that can climb the obstacle is attracting attention. The special wheel type can be divided into crab type, hybrid type and planetary type.

종래에 사용되고 있는 유성차륜방식과 게형방식은 평지에서는 바퀴들의 회전에 의하여 이동하고, 계단이나 장애물에서는 삼각 암을 회전하여 승월하도록 되어 있다. 즉, 바퀴가 계단면에 도달하게 되면 접촉상태를 감지하여 바퀴의 전진운동과 삼각 암의 120°회전을 통하여 앞뒤의 유성차륨 어셈블리가 각각 독립적으로 계단을 승월하는 방식을 사용하는 것으로, 조작자가 원격지에서 원격제어할 경우, 이동 로보트 몸체의 최대 경사각도가 커지게 되고, 다양한 크기의 계단에 적용할 때에는 로봇의 자세가 불안정해지는 경우가 발생하였다.The planetary wheel system and the crab system used in the prior art are moved by the rotation of the wheels on a flat surface, the triangular arm is rotated and climbed on stairs or obstacles. That is, when the wheel reaches the step surface, the contact state is sensed, and the front and rear planetary carbureum assembly ascends the steps independently through the forward movement of the wheel and the 120 ° rotation of the triangular arm. In the case of remote control at, the maximum tilt angle of the mobile robot body is increased, and the robot's posture becomes unstable when it is applied to stairs of various sizes.

상기 하이브리드방식은 유성차륜방식과 게형을 고려하여 이루어진 것으로 이동로봇의 몸체 하부에 장착된 다수개의 다리가 각각 상/하 이동되도록 되어 있어 계단이나 장애물 통과시, 이동로보트의 몸체를 안정하게 유지시켜 주나, 다리의 상/하 운동으로 이동 로보트 몸체부의 공간이 제한되고, 다리와 몸체가 기계적으로 연결되어 있어 장/탈착이 어려운 점이 있는등 여러 가지 문제점이 있었다.The hybrid method is made in consideration of the planetary wheel method and the crab shape, and a plurality of legs mounted on the lower part of the body of the mobile robot are moved up and down, respectively, so that the body of the mobile robot can be stably maintained when passing through stairs or obstacles. The movement of the robot body by the up / down movement of the leg is limited, and the leg and the body are mechanically connected, which makes it difficult to enter / remove the body.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 이동 로봇의 계단승월시 원격제어가 용이하고, 이동로보트의 몸체를 안정하게 유지시켜주며, 장애물과의 접촉자세가 안정된 다족형 로봇의 이동시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and its object is to facilitate the remote control when climbing the stairs of the mobile robot, to keep the body of the mobile robot stable, and to have a stable contact posture with obstacles. It is to provide a mobile system.

본 발명의 이동로봇의 하부에 장착된 다리의 형태를 변형함으로써 달성되는 데 즉, 평지에서의 회전성능이 우수하고, 계단 승월기능을 구비하는 이동로봇에 있어서; 상기 이동로봇의 하부에, 외경치수가 가장 작은 링크가 안쪽에 위치하도록 순차적으로 배치된 다수개의 링크와; 상기 외경치수가 가장 작은 링크의 안쪽에 베어링에 의해 지지되는 나선홈이 형성된 나선축과; 상기 나선축 상단부에 장착되어 모터의 구동력을 나선축에 전달하는 워엄기어로 구성된 다수개의 다리를 장착하여 이동로봇의 장애물 통과시, 다리 링크의 순차적인 상/하강하여 이동로봇의 몸체가 평형을 유지하며 장애물을 통과할 수 있는 다족형 로봇의 이동시스템을 제공함에 있다.It is achieved by modifying the shape of the leg mounted on the lower part of the mobile robot of the present invention, that is, in the mobile robot having excellent rotational performance on the flat surface, and having a step climbing function; A plurality of links sequentially disposed at the lower portion of the mobile robot such that a link having the smallest outer diameter is located inside; A spiral shaft having a spiral groove supported by a bearing inside the link having the smallest outer diameter; Mounted on the upper end of the spiral shaft is equipped with a plurality of legs consisting of a worm gear to transfer the driving force of the motor to the spiral shaft when passing the obstacle of the mobile robot, the body of the mobile robot to maintain the equilibrium by the sequential up / down of the bridge link It is to provide a mobile system of multi-legged robot that can pass through obstacles.

제1도는 본 발명에 따른 나선홈을 응용한 승하강 구동장치의 전체구성도.1 is an overall configuration diagram of the elevating drive device applying the spiral groove according to the present invention.

제2도는 본 발명의 승하강 구동장치의 전체구성도.2 is an overall configuration diagram of the elevating drive device of the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 구성을 보인 나선축.3 is a spiral shaft showing a configuration according to the present invention.

제4a도는 링크 집합체가 나선축의 상단부에 위치한 예시도.4A is an exemplary view in which the link assembly is located at the upper end of the spiral shaft.

b도는 나선축 상단 경사부에 의한 래크기어, 피니언기어, 원형래크기어의 작동상태도.b is the operation state of rack gear, pinion gear and circular rack gear by the inclined upper end of spiral shaft.

제5도는 본 발명에 따른 구성을 보인 승하강 구동장치의 작동상태도.5 is an operating state of the elevating drive device showing a configuration according to the present invention.

제6도는 본 발명의 따른 다족형 로봇의 장애물 통과 예시도.Figure 6 is an illustration of obstacle passing of the multi-legged robot according to the present invention.

제7도는 본 발명의 따른 다족형 로봇의 홈 통과 예시도.7 is a diagram illustrating a groove passage of a multi-legged robot according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 나선축 2 : 베어링1: Spiral shaft 2: Bearing

3 : 워엄기어 4 : 모터3: worm gear 4: motor

5, 5' : 이동핀 6, 6' : 집합체5, 5 ': moving pin 6, 6': assembly

7 : 집합체 홀더 8' : 앤드캡7: assembly holder 8 ': end cap

9 : 커플링 11 : 나선홈9 coupling 11 spiral groove

12 : 나사산 13 : 상단경사부12: thread 13: upper inclined portion

14 : 하단 경사부 61 : 사각래크기어14: lower slope 61: square rack gear

62 : 피니언기어 63 : 원형래크기어62: pinion gear 63: round rack gear

64 : 스프링 81' : 고정홈64: spring 81 ': fixing groove

100 : 링크 200 : 바퀴100: link 200: wheels

300 : 다리300: leg

제1도는 본 발명에 따른 나선홈을 응용한 승하강 구동장치의 전체 구성도를, 제2도는 본 발명의 승하강 구동장치의 내부 구성도를 도시한 것으로, 외경치수가 서로 다른 다수개의 링크(100)를 외경치수가 가장 작은 링크가 안쪽에 위치하도록 배치하고, 외경치수가 가장 작은 링크 안쪽에 나선홈(11)이 형성된 나선축(1)을 배치하여 베어링(2)으로 지지하며, 상기 나선축(1) 상단부에 위엄기어(3)를 장착함과 동시에 모터(4)의 구동력에 의해 워엄기어(3)를 회전시켜 주도록 되어 있다.1 is an overall configuration diagram of the elevating drive device applying the spiral groove according to the present invention, and FIG. 2 is an internal configuration diagram of the elevating drive device according to the present invention. 100) is arranged so that the link having the smallest outer dimension is located inward, and the spiral shaft 1 having the spiral groove 11 is formed inside the link having the smallest outer dimension to support the bearing 2, and the spiral The dignity gear 3 is attached to the upper end of the shaft 1 and the worm gear 3 is rotated by the driving force of the motor 4.

상기 링크(100)는 외경치수가 작은 링크가 외경치수가 큰 링크 내로 순차적으로 삽입되어 있다. 즉, 외경치수가 가장 작은 제1링크(101)는 외경치수가 제1링크(101) 보다 약간 큰 제2링크(102)내로 삽입되어 있으며, 상기 제2링크(102)는 외경치수가 약간 큰 제3링크(103)내로 삽입됨과 동시에 제3링크(103)는 제4링크(104)내로, 제4링크(104)는 제5링크(105)내로, 제5링크(105)는 ……, 순차적으로 삽입장착되어 있다.In the link 100, a link having a small outer diameter is sequentially inserted into a link having a large outer diameter. That is, the first link 101 having the smallest outer diameter is inserted into the second link 102 which is slightly larger than the first link 101, and the second link 102 has a slightly larger outer diameter. The third link 103 is inserted into the third link 103, the fourth link 104 is inserted into the third link 103, the fourth link 104 is inserted into the fifth link 105, and the fifth link 105 is. … It is inserted and mounted sequentially.

또한 외경치수가 가장 작은 제1링크(101)는 끝단부에 바퀴(200)가 장착되어 있으며, 상단 내부 일측에 장착된 이동핀(5)이 나선축(1)의 나선홈(11)내로 삽입되어 있다.In addition, the first link 101 having the smallest outer diameter is equipped with a wheel 200 at the end, and a moving pin 5 mounted at one side of the upper end is inserted into the spiral groove 11 of the spiral shaft 1. It is.

제3도는 본 발명에 따른 구성을 보인 나선축를, 제4a도는 링크 집합체가 나선축의 하단부에 위치한 예시도를, 제4b도를 는 나선축 하단 경사부에 의한 래크기어, 피니언기어, 원형래크기어의 작동상태도를 도시한 것으로, 상기 외경치수가 서로 다른 각각의 링크 상부에는 집합체(6)와 집합체 홀더(7)가 장착되고, 하부에는 다수개의 고정홈(81')이 형성된 앤드캡(8')이 볼트에 의해 장착되어 있다.Figure 3 is a spiral shaft showing the configuration according to the invention, Figure 4a is an illustration of the link assembly is located in the lower end of the spiral shaft, Figure 4b is a rack gear, pinion gear, circular rack size Figure showing the operating state of the fish, the outer diameter of the end of each of the link 6 and the aggregate holder 7 is mounted on the upper link, the end cap 8 is formed with a plurality of fixing grooves 81 ' ') Is mounted by bolts.

상기 집합체(6)내에는 사각래크기어(61)와 피니언기어(62) 및 원형래크기어(63)가 장착되어 있다. 상기 제1링크(101)의 이동핀(5)이 나선홈(11)을 따라 하강함에 따라 나선축(1)의 나사산(12)에 접촉되어 하강되는 사각래크기어(61)가 나선축(1) 하단 경사부(113)로 진입하면, 사각 래크기어(61)는 스프링(64)의 탄력에 의해 나선축(1) 하단 경사부(14)를 따라 미끄러져 튀어나와 직선운동을 하게 되고, 상기 사각래크기어(61)의 직선운동에 의해 피니언기어(62)는 회전운동하며, 상기 피니언기어(62)의 회전력에 의해 원형래크기어(63)는 사각래크기어(61)의 직선운동방향과 반대의 방향으로 작동하여 제2링크(102)의 하단부에 장착된 앤드캡(8')의 고정홈(81')내로 삽입된다.In the assembly 6, a square rack gear 61, a pinion gear 62, and a circular rack gear 63 are mounted. As the movable pin 5 of the first link 101 descends along the spiral groove 11, the square rack gear 61 which comes into contact with the screw thread 12 of the spiral shaft 1 and descends is formed on the spiral shaft ( 1) When entering the lower inclined portion 113, the rectangular rack gear 61 slides along the lower inclined portion 14 of the spiral shaft (1) by the elasticity of the spring 64 to make a linear motion. The pinion gear 62 rotates by the linear motion of the square rack gear 61, and the circular rack gear 63 of the square rack gear 61 is rotated by the rotational force of the pinion gear 62. It operates in the direction opposite to the linear movement direction and is inserted into the fixing groove 81 'of the end cap 8' mounted on the lower end of the second link 102.

이와 같이 제1링크(101)의 원형래크기어(63)가 제2링크(102)의 랭드캡고정홈(81')내로 삽입되어 제1링크(101)와 제2링크(102)는 고정·결합된다.As such, the circular rack gear 63 of the first link 101 is inserted into the land cap fixing groove 81 ′ of the second link 102 so that the first link 101 and the second link 102 are fixed. Are combined.

상기와 같은 작동으로 제2링크(102)와 제3링크(103), 제3링크(103)와 제4링크(104), 제4링크 (104)와 제5링크(105), 제5링크(105)와 …가 순차적으로 고정·결합되어 작동된다.By the above operation, the second link 102 and the third link 103, the third link 103 and the fourth link 104, the fourth link 104 and the fifth link 105, the fifth link. 105 and... Are fixed and combined in sequence.

제5도는 본 발명에 따른 구성을 보인 승하강 구동장치의 작동 상태도를 도시한 것으로, 외경치수가 가장 작은 링크 즉, 제1링크(101) 안쪽에 나선축(10을 베어링(2)으로 지지하고, 상기 나선축(1)의 나선홈(11)내로 제1링크(101)의 상단에 장착된 이동핀(5)을 삽입시키며, 상기 나선축(1) 상단부에 워엄기어(3)를 조립함과 동시에, 상기 워엄기어(3)를 커플링(9)에 의해 모터(4)와 연결한다.5 is a view showing the operation state of the elevating drive device showing a configuration according to the present invention, the outer diameter of the link, that is, the first link 101, the spiral shaft 10 inside the bearing (2) And inserting a moving pin 5 mounted on the upper end of the first link 101 into the spiral groove 11 of the spiral shaft 1, and assembling the worm gear 3 on the upper end of the spiral shaft 1. At the same time, the worm gear 3 is connected to the motor 4 by a coupling 9.

즉, 모터(4)의 구동력에 의해 워엄기어(3)가 회전하고, 상기 워엄기어(3)의 회전에 의해 나선축(1)이 회전하며, 상기 나선축(1)의 회전에 의해 나선축(1)의 나선홈(11)내로 삽입된 제1링크(101)의 이동핀(5)의 하강하여 제1링크(101)가 하강하게 된다.That is, the worm gear 3 rotates by the driving force of the motor 4, the spiral shaft 1 rotates by the rotation of the worm gear 3, and the spiral shaft 1 rotates by the rotation of the spiral shaft 1. The first link 101 is lowered by lowering the moving pin 5 of the first link 101 inserted into the spiral groove 11 of (1).

이때, 각각의 링크 상단에 조립되어 있는 집합체들의 위치는 제1링크(101)의 집합체(6)만 나선축(1)의 상단부에 진입되어 있는 초기상태가 되고 다른 나머지 링크들의 집합체는 나선축(1)에 벗어나 있는 상태가 된다.At this time, the position of the aggregates assembled on the upper end of each link is the initial state in which only the aggregate 6 of the first link 101 enters the upper end of the spiral shaft 1, and the other aggregates of the links are the spiral shafts ( It becomes a state out of 1).

상기와 같이 제1링크(101)가 나선축(1)의 하부로 이동됨에 따라 제1링크(101)의 집합체(6)내에 장착된 사각래크기어(61) 역시 나선축(1)의 나사산(12)과 접촉하며 나선축(1)의 하부 즉, 하단 경사부(14)로 이동한다.As the first link 101 is moved to the lower portion of the spiral shaft 1 as described above, the square rack gear 61 mounted in the assembly 6 of the first link 101 also has a thread of the spiral shaft 1. In contact with (12) and moves to the lower portion of the spiral shaft (1), that is, the lower inclined portion (14).

이와 같이 제1링크(101)의 집합체(6)내에 장착된 사각래크기어(61)가 나선축(1)의 하단 경사부(14)에 도달하면 스프링(64)의 탄력에 의해 가각래크기어(61)는 직선운동을 하고, 사각래크기어(61)에 치합된 피니언기어(62)는 사각래크기어(61)의 운동량을 전달받아 회전운동을 하며, 상기 피니언기어(62)의 회전운동에 의해 피니언기어(62)와 일측이 치합된 원형태크기어(64)가 사각래크기어(61)와 반대 방향으로 직선운동하여 제2링크(101)의 앤드캡(8')에 형성된 고정홈(81')내로 삽입되어 제1링크(101)와 제2링크(102)를 고정·결합한다.As such, when the rectangular rack gear 61 mounted in the assembly 6 of the first link 101 reaches the lower slope 14 of the spiral shaft 1, the angle rack size is caused by the elasticity of the spring 64. The gear 61 performs a linear motion, and the pinion gear 62 meshed with the square rack gear 61 performs a rotational movement by receiving the momentum of the square rack gear 61, and the pinion gear 62 The circular gear 64 in which one side is engaged with the pinion gear 62 by the rotational movement is linearly formed in the opposite direction to the square rack gear 61 so as to be formed at the end cap 8 ′ of the second link 101. It is inserted into the fixing groove 81 ′ to fix and couple the first link 101 and the second link 102.

상기 사각래크기어(61)와 원형래크기어(63)는 피니언기어(63)를 사이에 두고 서로 평행하게 장착되어 있으며, 서로 반대방향으로 작동된다.The square rack gear 61 and the circular rack gear 63 are mounted in parallel with each other with the pinion gear 63 interposed therebetween, and operate in opposite directions.

상기 나선축(1)의 나선홈(11)을 따라 이동하는 제1링크(101)의 이동핀(5)이 나선축(1)의 나선홈(11)을 따라 하강하여 나선축(1)하단부에 도달하면, 원형래크기어(63)에 의해 제1링크(101)와 고정되게 결합된 제2링크(102)의 이동핀(5')이 나선축(1)의 나선홈(11)내로 삽입되어 나선홈(11)을 따라 하강하게 된다.The moving pin 5 of the first link 101 moving along the helix groove 11 of the helix shaft 1 descends along the helix groove 11 of the helix shaft 1, and thus the lower end of the helix shaft 1. When it reaches, the moving pin 5 ′ of the second link 102 fixedly coupled to the first link 101 by the circular rack gear 63 is inserted into the spiral groove 11 of the spiral shaft 1. It is inserted and lowered along the spiral groove 11.

즉, 상기 나선축(1)의 나선부 길이는 하나의 링크 행정길이 보다 더 길게 형성되어 있어 제1링크(101)의 이동핀(5)이 나선축(1)의 나선홈(11)을 벗어나기 전에 제1링크(101)와 고정되게 결합된 제2링크(102)가 제1링크(101)의 이동핀(5)에 의해 하강하여 나선축(1)의 나선홈(11)내로 제2랭크(102)의 이동핀(5')이 삽입되도록 되어 있다.That is, the length of the spiral portion of the spiral shaft 1 is longer than the length of one link stroke so that the moving pin 5 of the first link 101 is out of the spiral groove 11 of the spiral shaft 1. The second link 102, which is previously fixedly coupled to the first link 101, is lowered by the moving pin 5 of the first link 101 to be second-ranked into the spiral groove 11 of the spiral shaft 1. The moving pin 5 'of 102 is inserted.

다시 말하면, 원형래크기러(63)는 집합체(6)에 장착된 이동핀(5) 하부에 위치하도록 집합체(6)내에 장착되어 있다. 제1링크(101)의 이동핀(5)이 나선홈(11)을 벗어나기 전에 제1링크(101)와 제2링크(102)가 고정·결합되므로, 나선홈(11)을 따라 이동되는 제1링크(101)의 이동핀(5)에 의하여 제2링크(102)의 이동핀(5')이 나선축(1)의 상부 나선홈(11)내로 진입하도록 되어 있다.In other words, the circular rack chuck 63 is mounted in the assembly 6 so as to be located under the moving pin 5 attached to the assembly 6. Since the first link 101 and the second link 102 are fixed and coupled before the moving pin 5 of the first link 101 leaves the spiral groove 11, the first moving member 5 moves along the spiral groove 11. The moving pin 5 'of the second link 102 enters the upper spiral groove 11 of the spiral shaft 1 by the moving pin 5 of the first link 101.

결국, 나선축(1)의 나선홈(11)에 두 개의 집함체(6,6')가 같이 진입된 상태로 링크가 하강하게 된다.As a result, the link descends in a state in which two collecting bodies 6 and 6 'enter the spiral groove 11 of the spiral shaft 1 together.

상기와 같이 제1링크(101) 및 제2링크(102)가 나선축(1)에 삽입된 다음, 모터(4)의 구동력에 의해 워엄기어(3)를 계속하여 회전하면, 제1링크(101)의 이동핀(5)은 나선홈(11)에서 완전히 벗어나게 되고, 제2링크(101)의 이동핀(5')이 나선홈(11)을 따라 하강하게 된다.As described above, when the first link 101 and the second link 102 are inserted into the spiral shaft 1 and then continue to rotate the worm gear 3 by the driving force of the motor 4, the first link ( The moving pin 5 of 101 is completely out of the spiral groove 11, and the moving pin 5 ′ of the second link 101 descends along the spiral groove 11.

상승하는 작동순서는 하강하는 링크 순서의 반대 순서로 된다.The ascending order of operation is the reverse of the descending link order.

즉, 모터(4)를 역회전시키면 외경치수가 가장 큰 링크의 이동핀이 나선축(1)의 나선홈(11)내로 삽입되어 나선홈(11)을 따라 상승하게 되고, 상기 외결치수가 가장 큰 링크와 결합된 링크의 이동핀이 나선축(1)의 하단 경사부(14)를 경유하여 나선홈(11)내로 삽입되며, 상기 링크의 이동핀 하부에 위치한 사각래크기어가 나선축(1)의 하단 경사부(14)에 의해 스프링을 압축하여 직선운동함과 동시에, 피니언 기어를 회전시켜 외경치수가 가장 큰 링크의 앤드캡에 형성된 고정홈으로부터 원형 래크 기어를 이탈시킴으로써 링크의 체결을 해제시킨다.That is, when the motor 4 is rotated in reverse, the moving pin of the link having the largest outer diameter is inserted into the spiral groove 11 of the spiral shaft 1 to rise along the spiral groove 11, and the external dimension The moving pin of the link coupled with the large link is inserted into the spiral groove 11 via the lower inclined portion 14 of the spiral shaft 1, and the square rack gear located below the moving pin of the link is the spiral shaft (1). The spring is compressed by the lower inclined portion 14 of the bottom straight line, and the pinion gear is rotated to release the circular rack gear from the fixed groove formed in the end cap of the link having the largest outer diameter. Let's do it.

즉, 각 링크의 하단에 장착된 집합체가 나선축 하단의 경사부에 도달하면 집합체에 장착된 이동핀이 먼저 나선홈에 진입되어 나선홈을 따라 상승하고, 상기 이동핀 하부에 장착된 사각래크기어가 경사부에 의해 스프링을 압축하며 직선이동하며, 상기 사각래크기어의 직선운동에 의해 피니언기어가 회전하여 앤드캡의 고정홈 내로 삽입된 원형기어를 원위치 시킨다.That is, when the aggregates mounted at the bottom of each link reach the inclined portion of the lower end of the spiral shaft, the movable pins mounted on the aggregates first enter the spiral grooves and rise along the spiral grooves, and the square rack size is mounted at the lower portion of the movable pins. The gear compresses the spring by the inclined portion and moves linearly. The pinion gear rotates by the linear motion of the square rack gear to return the circular gear inserted into the fixing groove of the end cap.

상기와 같은 작동에 의하여 링크와 링크를 고정시키는 잠금장치는 해제되며, 나선축의 나선홈내로 삽입된 이동핀에 의하여 …, 제5, 제4, 제3, 제2, 제1 링크가 순차적으로 접히게 된다.By the above operation, the locking device for fixing the link and the link is released, and by the moving pin inserted into the spiral groove of the spiral shaft. , The fifth, fourth, third, second, and first links are sequentially folded.

이와 같이 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 …링크가 하강 또는 상승하여 이동로봇의 자애물 통과시, 몸체를 안정되게 유지한다.Thus, the first, second, third, fourth, fifth ... As the link descends or ascends and passes through the robot's object, the body remains stable.

제6도는 본 발명에 따른 다족형 로봇의 돌출 장애물 통과 예시도를, 제7도는 본 발명에 따른 다족형 로봇의 홈 통과 예시도를 도시한 것으로, 제6a도는 이동로봇의 돌출 장애물로의 이동 즉, 평지에서의 이동 로봇 이동을 도시한 것으로, 외경 치수가 가장 작은 제1링크(101)의 하단부에 회전이 가증하도록 장착된 바퀴(200)의 회전에 의해 이동된다.6 is a diagram illustrating the passage of the protruding obstacle of the multi-legged robot according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram illustrating the groove passing of the multi-legged robot according to the present invention. , Which illustrates the movement of the mobile robot on a flat surface, is moved by the rotation of the wheel 200 mounted so as to increase rotation at the lower end of the first link 101 having the smallest outer diameter dimension.

제6b도와 제6c도는 이동로봇의 돌출 장애물의 통과 예시도를 도시한 것으로, 이동 로봇의 돌출 장애물에 도달하면, 장애물에 가장 근접된 다리의 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, …링크가 모터에 의해 순차적으로 상승한다. 이때 이동 로봇의 다리는 제1링크(101)에 장착된 바퀴(200)가 장애물 상부면에 접촉될때까지 상승하며, 장애물 상부면에 접촉된 바퀴와 평지에 접촉된 바퀴에 의해 이동 로봇은 계속 이동된다.6b and 6c illustrate an example of passage of the protruding obstacle of the mobile robot. When reaching the protruding obstacle of the mobile robot, the first, second, third, fourth, and fifth of the legs closest to the obstacle are shown. ,… The links are sequentially raised by the motor. At this time, the leg of the mobile robot is raised until the wheel 200 mounted on the first link 101 contacts the obstacle upper surface, and the mobile robot continues to move by the wheel contacting the flat surface and the wheel contacting the flat surface. do.

상기와 같은 작동에 의하여 돌출 장애물로 접근되는 이동로봇의 다리(300)는 순차적으로 상승하며, 상기 돌출 장애물을 벗어나는 이동로봇의 다리는 각각의 다리 내부에 장착된 모터(4)의 역회전으로 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, …링크가 하강하여 제1링크 하부 끝단에 장착된 바퀴가 평지에 도달하도록 되어 있다.The legs 300 of the mobile robot approaching the protruding obstacles are sequentially raised by the above operation, and the legs of the mobile robot escaping the protruding obstacles are controlled by the reverse rotation of the motor 4 mounted inside each leg. 1, 2, 3, 4, 5,... The link is lowered so that the wheels mounted on the lower end of the first link reach the flat surface.

제6a도는 이동로봇의 홈 접근 예시도를, 제6b도와 제6c도는 이동 로봇의 홈통과 예시도를 도시한 것으로, 이동로봇의 홈 장애물 통과는 상기 이동 로봇의 돌출 장애물 통과 방법 즉, 이동로봇의 하부에 장착된 다리 링크의 상/하 이동으로 홈 장애물을 통과 한다.FIG. 6a illustrates an example of approaching a groove of a mobile robot, and FIGS. 6b and 6c illustrate an example of a passage through a groove of a mobile robot. The passage of a groove obstacle of a mobile robot is a method of passing a protruding obstacle of the mobile robot. It moves up and down the groove obstacle by moving up and down the bridge link mounted on the lower part.

이와 같이 이동 로봇은 장애물을 통과할 시, 다수개의 링크로 구성된 이동로봇의 다리가 순차적으로 상승 또는 하강하여 요철 등의 장애물을 통과하도록 되어 있다.As such, when the mobile robot passes an obstacle, the legs of the mobile robot composed of a plurality of links are sequentially raised or lowered to pass obstacles such as irregularities.

이와 같이 본 발명은 외경치수가 서로다른 링크로 구성된 다수개의 다리를 이동로봇의 하부에 장착하고, 상기 이동로봇의 다리 링크가 순차적으로 상승 또는 하강하도록하여 장애물의 통과시 이동로봇의 몸체를 평형상태로 유지하며, 바퀴와 계단면 즉, 장애물과의 접촉을 안정되게함과 동시에 계단승월시 원격제어가 용이한 점이 있는등 많은 효과가 있다.As described above, the present invention mounts a plurality of legs composed of links having different outer diameters to the lower part of the mobile robot, and allows the leg links of the mobile robot to sequentially rise or descend to equilibrate the body of the mobile robot when an obstacle passes. It has a lot of effects, such as the stable contact with the wheels and stairs, that is, obstacles, and at the same time it is easy to remote control when climbing stairs.

Claims (1)

평지에서의 회전성능이 우수하고, 계단 승월기능을 구비하는 이동로봇에 있어서; 상기 이동로봇의 하부에, 회경치수가 가장 작은 링크가 안쪽에 위치하도록 순차적으로 배치된 다수개의 링크와; 상기 외경치수가 가장 작은 링크의 안쪽에 베어링에 의해 지지되는 나선홈이 형성된 나선축과; 상기 나선축 상단부에 장착되어 모터의 구동력을 나선축에 전달하는 워엄기어로 구성된 다수개의 다리를 장착하여 이동로봇의 장애물 통과시, 다리 링크의 순차적인 상/하강으로 이동로봇의 몸체가 평형을 유지하며 장애물을 통과할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 다족형 로봇의 이동시스템.A mobile robot having excellent rotational performance on a flat surface and having a stair climbing function; A plurality of links sequentially disposed at the lower portion of the mobile robot such that a link having a smallest radial dimension is located inside; A spiral shaft having a spiral groove supported by a bearing inside the link having the smallest outer diameter; Mounted on the upper end of the spiral shaft is equipped with a plurality of legs consisting of a worm gear to transfer the driving force of the motor to the spiral shaft when passing the obstacle of the mobile robot, the body of the mobile robot to maintain the equilibrium by the sequential up / down of the bridge link And moving system of a multi-legged robot, characterized in that to pass through the obstacle.
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