KR100877985B1 - Control methode for movements of walking robot - Google Patents

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박태욱
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엘지전자 주식회사
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls

Abstract

본 발명은 보행로봇의 동작제어방법에 관한 것으로서, 보행로봇의 전원이 오프 되어 있는 상태의 임의의 자세에서 전원을 켰을 시, 각각의 관절들의 위치정보값을 검출하는 제 1단계와, 상기 검출된 위치정보값을 비교하여 각각의 관절에 장착된 모터의 구동순서 및 구동방향을 결정하는 제 2단계와, 상기 결정된 구동순서 및 구동방향에 따라 각각의 관절의 궤적을 생성하는 제 3단계와, 각각의 관절을 보행로봇 내부에 이미 설정되어 있는 초기자세로 천이하는 제 4단계를 포함하여 진행됨으로써, 각각의 다리에 간섭 및 충돌이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a motion control method of a walking robot, comprising: a first step of detecting position information of respective joints when the power is turned on in an arbitrary posture state in which the power of the walking robot is turned off; A second step of determining a driving order and a driving direction of the motor mounted to each joint by comparing the position information values, and a third step of generating a trajectory of each joint according to the determined driving order and the driving direction, respectively; Including the fourth step of transitioning the joints to the initial posture already set inside the walking robot, it is to prevent the interference and collision to each leg.

Description

보행로봇의 동작제어방법{CONTROL METHODE FOR MOVEMENTS OF WALKING ROBOT}Motion Control Method for Walking Robots {CONTROL METHODE FOR MOVEMENTS OF WALKING ROBOT}

도 1은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇의 외관을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing the appearance of a walking robot which is an embodiment of the present invention.

도 2는 보행로봇의 내부구조를 개략적으로 도시한 블록 다이어그램,2 is a block diagram schematically showing the internal structure of the walking robot,

도 3은 상기 보행로봇의 동장제어방법 과정을 도시한 흐름도,3 is a flowchart illustrating a process of controlling the dynamics of the walking robot;

도 4는 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 전면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 전면도,Figure 4 is a front view briefly showing a state viewed from the front of the walking robot according to an embodiment of the present invention,

도 5는 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 배면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 배면도,Figure 5 is a rear view briefly showing a state viewed from the back of the walking robot according to an embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 좌측면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 좌측면도,Figure 6 is a left side view showing a simplified view of the walking robot as an embodiment of the present invention from the left side,

도 7은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 우측면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 우측면도,7 is a right side view briefly showing a state of a walking robot viewed from the right side of an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇이 초기자세를 취한 상태를 도시한 상태도.8 is a state diagram showing a state in which the walking robot is an initial posture of an embodiment of the present invention.

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

1 : 머리부 2 : 몸통부 1: head 2: body

11, 12, 13, 14 : 넓적다리부 21, 22, 23, 24 : 정강이부 11, 12, 13, 14: thigh part 21, 22, 23, 24: shin part                 

31, 32, 33, 34 : 어깨관절 제1모터 31a, 32a, 33a, 34a : 어깨관절 제1센서 31, 32, 33, 34: shoulder joint first motor 31a, 32a, 33a, 34a: shoulder joint first sensor

41, 42, 43, 44 : 어깨관절 제2모터 41a, 42a, 43a, 4a : 어깨관절 제2센서 41, 42, 43, 44: second shoulder joint motor 41a, 42a, 43a, 4a: second shoulder joint sensor

51, 52, 53, 54 : 무릎관절모터 51a, 52a, 53a, 54a : 무릎관절 센서 51, 52, 53, 54: knee joint motor 51a, 52a, 53a, 54a: knee joint sensor

본 발명은 보행로봇의 동작제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세히 설명하면 보행로봇이 임의의 자세를 취하고 있는 상태에서 전원을 켰을 시, 구성부품간의 간섭 및 충돌에 의해 손상이 발생되는 것을 방지하는 보행로봇의 동작제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motion control method of a walking robot, which will be described in more detail. When the power is turned on while the walking robot takes an arbitrary posture, the walking robot prevents damage from being caused by interference and collision between components. It relates to an operation control method of.

일반적으로 로봇 장치는 소정의 자유도를 가지는 액추에이터 및 소정의 물리량을 검출하는 센서 등이 각각 소정 위치에 배치된 기구계를 구비하고, 마이크로컴퓨터를 사용한 제어부에 의해, 각종 센서의 출력 및 제어 프로그램에 따라 각종 액추에이터를 개별로 구동 제어함으로써 자주하고, 또 소정의 동작을 행할 수 있도록 되어 있다. 또, 이 종류의 로봇 장치는, 예를 들면 몸통부, 다리부 및 머리부 등의 각 구성 유닛이 각각 미리 정해진 상관 관계를 가지는 상태로 결합됨으로써 소정의 형상으로 조립되어 있다. In general, a robot apparatus includes a mechanical system in which an actuator having a predetermined degree of freedom, a sensor for detecting a predetermined physical quantity, and the like are arranged at predetermined positions, respectively, and by a controller using a microcomputer, according to the output and control program of various sensors It is possible to perform frequent and predetermined operations by driving control of various actuators individually. Moreover, this kind of robot apparatus is assembled to a predetermined shape by combining each structural unit, such as a trunk part, a leg part, and a head part, respectively in the state which has predetermined correlation.

2개 또는 그 이상의 복수개의 다리를 가지는 다족(多足) 보행 로봇에는 고양이나 개와 같은 동물 형태를 하고있는 것이 있다. 이와 같은 형태의 다족 보행 로봇은 4개의 다리를 가지고 있으며, 각 다리는 소정 수의 관절부를 구비하고 있다. 이 종류의 로봇의 다리 관절에 대하여 제어하는 방법으로서는, 위치 정보나 속도 정보를 교시(敎示)에 의해 기록하여 재현하는 방법이나, 위치 정보나 속도 정보를 운동 모델을 사용하여 연산에 의해 생성 실행하는 방법이 있다. Multi-legged walking robots that have two or more legs are in the form of animals such as cats and dogs. The multipedal walking robot of this type has four legs, and each leg has a predetermined number of joints. As a method for controlling the leg joints of this type of robot, a method of recording and reproducing positional information and velocity information by teaching, or generating and executing positional information and velocity information by using a motion model There is a way.                         

최근에 실제 애완동물을 대체하는 애완용 보행로봇의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 보행로봇은 전원이 오프 되어 있는 상태에서 임의의 자세를 취하고 있다가 사용자에 의해서 전원이 온 되면 보행로봇 내부에 설정되어 있는 초기자세로 천이동작을 실행하게 된다.Recently, the development of a pet walking robot to replace the actual pet has been actively progressed. The walking robot takes a random posture while the power is off, and when the power is turned on by the user, the walking robot executes a transition operation with an initial posture set inside the walking robot.

종래의 애완용 보행로봇의 경우에는 전원이 켜진 상태에서는 여러 자세들 간의 천이 동작이 움직이는 다리들 간에 서로 간섭이 없고, 각각의 다리를 움직이는 모터에 과도한 토오크(Torque)를 발생시키지 않는 상태로 동작하도록 프로그램되어 있다.In the case of the conventional pet walking robot, the transition operation between the various postures when the power is turned on does not interfere with each other between the moving legs, and programs the motor to operate without generating excessive torque (Torque) to the motor moving each leg. It is.

그러나, 임의의 자세를 취하고 있는 전원이 꺼진 상태에서 사용자가 전원을 켜면 보행로봇 내부에 설정되어 있는 초기자세로 천이동작을 하면서, 다리들 간의 간섭을 일으키거나 지면의 방해로 무리하게 각각의 관절을 구동하는 모터에 토오크를 증가시키는 경우가 발생되어 내부 배터리의 소모가 많아져 작동시간이 단축되거나, 다리들간의 간섭이나 지면과의 충돌 등으로 인해 기구부에 손상을 초래하는 문제점이 발생된다.However, when the user turns on the power while the power is in an arbitrary position, the user moves on with the initial posture set inside the walking robot, causing interference between the legs or obstructing each joint by force. When the torque is increased in the driving motor, the consumption of the internal battery increases, thereby reducing the operating time, or causing damage to the mechanical part due to interference between the legs and the ground.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 구성 부품간의 간섭 및 충돌을 방지하여 제품을 손상이 발생되지 않도록 하는 보행로봇의 동작제어방법을 제공함에 있다.An object of the present invention devised in view of the above point is to provide an operation control method of a walking robot to prevent damage to the product by preventing interference and collision between components.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 보행로봇의 동작제어방법은 보행로봇의 전원이 오프 되어 있는 상태의 임의의 자세에서 전원을 켰을 시, 각각의 관절들의 위치정보값을 검출하는 제 1단계와, 상기 검출된 위치정보값을 비교하여 각각의 관절에 장착된 모터의 구동순서 및 구동방향을 결정하는 제 2단계와, 상기 결정된 구동순서 및 구동방향에 따라 각각의 관절의 궤적을 생성하는 제 3단계와, 각각의 관절을 보행로봇 내부에 이미 설정되어 있는 초기자세로 천이하는 제 4단계를 포함하여 진행된다.A motion control method of a walking robot for achieving the object of the present invention as described above is a first step of detecting the position information of each joint when the power is turned on in any posture in the state that the power of the walking robot is off And a second step of determining a driving order and a driving direction of the motor mounted to each joint by comparing the detected position information values, and generating a trajectory of each joint according to the determined driving order and driving direction. It includes a third step and a fourth step of transitioning each joint to the initial posture already set inside the walking robot.

이하 본 발명의 일 실시예인 보행로봇의 동작제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the motion control method of the walking robot according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 보행로봇의 내부구조를 개략적으로 도시한 블록 다이어그램으로써, 도시한 바와 같이 상기 보행로봇은 몸통부(2)의 전후 좌우의 각 모서리부에 각각 넓적다리부(11 내지 14) 및 정강이부(21 내지 24)가 다양한 자유도를 갖도록 연결되고, 상기 몸통부(2)의 전면 중앙부에 머리부(1)가 연결되어 있다.1 is a perspective view showing the appearance of a walking robot which is an embodiment of the present invention, Figure 2 is a block diagram schematically showing the internal structure of the walking robot, as shown in the walking robot is a body portion (2) The thighs 11 to 14 and the shin portions 21 to 24 are connected to each corner portion at the front and rear left and right, respectively, to have various degrees of freedom, and the head portion 1 is connected to the front center portion of the trunk portion 2. have.

상기 몸통부(2)의 내부에 형성되는 중앙처리부는 도 2에 도시한 바와 같이 로봇 전체의 동작 제어를 담당하는 마이크로프로세서(3)와, 운영체계와 응용프로그램을 저장하기 위한 메모리인 램(RAM: Random Access Memory)(4) 및 롬(ROM: Read Only Memory)(5)과, 상기 중앙처리부와 구동장치를 연결하는 유무선통신수단(I/O bus, USB, RS232C, Wireless Link)(6) 등이 구비되어 구성된다.As shown in FIG. 2, a central processing unit formed inside the body portion 2 includes a microprocessor 3 that controls the operation of the entire robot, and a RAM that stores an operating system and an application program. : Random Access Memory (4) and ROM (Read Only Memory) (5), and wired / wireless communication means (I / O bus, USB, RS232C, Wireless Link) connecting the central processing unit and the drive unit (6) Etc. are provided.

상기 구동장치는 상기 몸통부(2)에 상기 넓적다리부(11 내지 14)가 연결되는 어깨관절부에 장착되어 각각의 상기 넓적다리부(11 내지 14)가 상기 몸통부(2)의 길이방향에 대해 수직한 방향으로 회전가능 하도록 구동하는 어깨관절 제1모터(31 내지 34)와, 상기 몸통부(2)에 상기 넓적다리부(11 내지 14)가 연결되는 어깨관절부에 장착되어 상기 넓적다리부(11 내지 14)가 상기 몸통부(2)의 길이방향과 평행하게 회전 가능하도록 구동하는 어깨관절 제2모터(41 내지 44)와, 상기 넓적다리부(11 내지 14)에 상기 정강이부(21 내지 24)가 연결되는 무릎관절부에 장착되어 상기 정강이부(21 내지 24)가 상기 넓적다리부(11 내지 14)의 길이방향에 대해 수직한 방향으로 회전가능 하도록 구동하는 무릎관절 모터(51 내지 54)가 구비되어 구성되고, 각각의 다리 관절의 위치를 검출하기 위해 상기 어깨관절 제1모터(31 내지 34)의 구동상태를 검출하는 어깨관절 제1센서(31a 내지 34a)와, 상기 어깨관절 제2모터(41 내지 44)의 구동상태를 검출하는 어깨관절 제2센서(41a 내지 44a)와, 상기 무릎관절 모터(51 내지 54)의 구동상태를 검출하는 무릎관절 센서(51a 내지 54a)가 구비되어 구성된다.The driving device is mounted to the shoulder joint portion to which the thighs 11 to 14 are connected to the torso 2 so that each thigh 11 to 14 is in the longitudinal direction of the torso 2. The shoulder joint first motors 31 to 34 driven to rotate in a direction perpendicular to the shoulder, and the thigh portion attached to the trunk portion 2 to which the thighs 11 to 14 are connected to the trunk portion 2. Shoulders second motors 41 to 44 driven so as to be rotatable in parallel with the longitudinal direction of the trunk portion 2 and the shin portions 21 to the thighs 11 to 14. To knee joint motors 51 to 54 which are mounted to the knee joints to which the shanks 21 to 24 are rotatable in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the thighs 11 to 14. ) Is configured to detect the position of each leg joint In order to detect the driving state of the shoulder joint first motor (31 to 34), the shoulder joint first sensor (31a to 34a), and the shoulder joint agent for detecting the driving state of the shoulder second motor (41 to 44) Two sensors 41a to 44a and knee joint sensors 51a to 54a for detecting a driving state of the knee joint motors 51 to 54 are provided.

상기와 같이 구성된 보행로봇의 구동 및 동작제어방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the driving and operation control method of the walking robot configured as described above in more detail.

상기 보행로봇은 보행로봇의 동작을 구현할 수 있는 미리 정의된 모션정보를 가지고 있다. 여기서 미리 정의된 모션정보라 함은 보행로봇이 굴곡이 심한 지면이나, 환경변화를 감지해서 실시간으로 모션정보를 생성해서 동작을 구현하는 것이 아니라, 미리 정의된 모션정보를 단순히 실행하는 것을 의미한다.The walking robot has a predefined motion information that can implement the operation of the walking robot. Here, the predefined motion information means that the walking robot does not implement motion by generating motion information in real time by sensing a curved ground or environment, and simply executes the predefined motion information.

도 3은 상기 보행로봇의 동작제어방법 과정을 도시한 흐름도로써, 도시된 바와 같이 보행로봇의 전원이 오프 되어 있는 상태의 임의의 자세에서 전원을 켰을 시, 각각의 관절들의 위치정보값을 검출하는 제 1단계는 보행로봇의 각각의 어깨관절 및 무릎관절부에 장착된 위치센서인 어깨관절 제1센서(31a 내지 34a)와, 어깨관절 제2센서(41a 내지 44a)와, 무릎관절 센서(51a 내지 54a)에서 검출된 검출신호를 디지털 신호처리기에 의해서 위치정보값으로 변환시키는 단계이다.3 is a flowchart illustrating a process of a motion control method of the walking robot, which detects the position information of each joint when the power is turned on in any posture in which the power of the walking robot is turned off as shown in FIG. The first step is a shoulder joint first sensors 31a to 34a, shoulder joint second sensors 41a to 44a, and knee joint sensors 51a to, which are position sensors mounted on the shoulder joints and knee joints of the walking robot, respectively. In step 54a, the detection signal detected by the digital signal processor is converted into a position information value.

도 4는 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 전면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 전면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 배면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 배면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 좌측면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 좌측면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇을 우측면에서 바라본 상태를 간략하게 도시한 우측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예인 보행로봇이 초기자세를 취한 상태를 도시한 상태도이다.4 is a front view briefly showing a state of a walking robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a rear view briefly showing a state of a walking robot according to an embodiment of the present invention, 6 is a left side view briefly showing a state of a walking robot as an embodiment of the present invention from the left side, and FIG. 7 is a right side view briefly showing a state of a walking robot as an embodiment of the present invention as seen from the right side thereof. 8 is a state diagram illustrating a state in which a walking robot, which is an embodiment of the present invention, takes an initial posture.

도 4내지 도 7에 도시된 바와 같이 상기 보행로봇이 직립자세를 취한 상태를 기준상태인 0도상태(영자세)로 정의하고, 상기의 0도상태를 기준으로 각각의 화살표 방향으로 넓적다리부(11 내지 14) 및 정강이부(21 내지 24)가 위치하면 "+" 위치정보값이라하고, 화살표 반대방향으로 위치하면 "-" 위치정보값이라고 한다.As shown in FIGS. 4 to 7, the walking robot takes an upright position as a 0 degree state (zero posture), which is a reference state, and the thigh part in the direction of each arrow based on the 0 degree state. 11 to 14 and the shin portions 21 to 24 are referred to as " + " position information values, and in the opposite direction to the arrow, "-"

상기의 검출된 위치정보값을 비교하여 각각의 관절에 장착된 모터의 구동순서 및 구동방향을 결정하는 제 2단계는 상기 중앙처리부에 의해서 계산된 위치정보값을 비교하여 상기 보행로봇의 넓적다리부(11 내지 14) 및 정강이부(21 내지 24)가 서로 간섭 및 충돌을 일으키거나, 과도한 부하가 발생되지 않도록 구동순서 및 방향을 결정하는 단계이다.The second step of determining the driving order and the driving direction of the motor mounted on each joint by comparing the detected position information values is to compare the position information values calculated by the central processing unit and the thigh part of the walking robot. Steps 11 to 14 and the shanks 21 to 24 determine the driving order and direction so that they do not interfere with each other and collide with each other, or excessive load is generated.

상기 구동순서는 보행로봇의 직립자세 상태를 기준상태인 0도 상태라 하고, 각각의 다리에 형성된 어깨관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 몸통에 대해 수직한 방향으로 90도 각도만큼 다리를 벌리는 단계와, 각각의 다리에 형성된 무릎관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 다리가 일직선 형태가 되도록 하는 단계와, 각각의 다리에 형성된 어깨관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 몸통에 대해 수직한 상태가 되도록 하는 단계를 포함하여 진행되고, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The driving sequence is called the upright position of the walking robot as a reference state of 0 degrees, step of opening the leg 90 degrees in a direction perpendicular to the body by driving the drive device mounted on the shoulder joint formed on each leg And driving the drive device mounted on the knee joint formed in each leg to form a straight line, and driving the drive device mounted on the shoulder joint formed in each leg so as to be perpendicular to the torso. It proceeds including the steps, which will be described in more detail as follows.

각각의 다리에 형성된 어깨관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 몸통에 대해 수직한 방향으로 90도 각도만큼 다리를 벌리는 단계는 상기 어깨관절 제1모터(31 내지 34)를 구동하여 상기 몸통부(2)의 길이방향에 대해 수직한 방향으로 90도 각도만큼 다리를 벌리는 과정으로써, 이는 각각의 넓적다리부(11내지 14) 및 정강이부(21내지 24)의 간섭이나 무리한 동작이 발생되지 않도록 하는데 아주 중요한 역할을 수행하는 과정이다.The step of opening a leg by a 90 degree angle in a direction perpendicular to the torso by driving the drive unit mounted on the shoulder joint formed on each leg drives the shoulder joint first motors 31 to 34 to the torso part 2 The process of spreading the legs by 90 degrees in the direction perpendicular to the longitudinal direction of), which prevents interference or excessive motion of the thighs 11 to 14 and the shins 21 to 24. It is a process that plays an important role.

도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 상기 몸통부(2)의 전면부 좌측방향의 넓적다리부(11) 및 정강이부(21)가 0도상태일 때와 각31 만큼 벌려져 있고, 상기 몸통부(2)의 후면부 좌측방향의 넓적다리부(13) 및 정강이부(23)가 0도상태일 때와 각 33 만큼 벌려져 있을 시, 상기 각31과 각33을 비교하여 만약 각31이 크면 상기 몸통부(2)의 전면부 좌측방향에 장착된 상기 어깨관절 제1모터(31)의 구동을 먼저 실시하고, 만약 각33이 크면 상기 몸통부(2)의 후면부 좌측방향에 장착된 상기 어깨관절 제1모터(33)의 구동을 먼저 실시한다.As shown in Figs. 4 and 5, the thigh portion 11 and the shin portion 21 in the left direction of the front portion of the torso portion 2 are opened at an angle of 0 degrees and 31 degrees, respectively, and the torso portion (2) when the thigh 13 and the shin 23 in the left direction of the rear part are opened at an angle of 0 degrees and 33 degrees apart, the angles 31 and 33 are compared. First, the shoulder joint first motor 31 mounted on the front left side of the front part 2 is first driven, and if the angle 33 is large, the shoulder joint mounted on the left side of the rear part of the trunk 2 1 The motor 33 is driven first.

마찬가지로 상기 몸통부(2)의 전면부 우측방향의 어깨관절 제1모터(32) 및 상기 몸통부(2)의 후면부 우측방향의 어깨관절 제1모터(34)도 각32와, 각34를 비교하여 큰쪽을 먼저 구동하며, 상기 몸통부(2)의 좌측방향 및 우측방향은 서로 짝을 이루어 구동이 실시되며, 상기 몸통부(2)의 좌측방향 및 우측방향의 구동순서는 임의로 실시해도 된다.Similarly, the shoulder joint first motor 32 in the right direction of the front part of the trunk part 2 and the shoulder joint first motor 34 in the right direction of the rear part of the trunk part 2 also compare each 32 with each 34. The larger side is driven first, and the left and right directions of the trunk portion 2 are paired with each other, and the driving is performed, and the driving order of the left and right directions of the trunk portion 2 may be performed arbitrarily.

다음 각각의 다리에 형성된 무릎관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 다리가 일직선 형태가 되도록 하는 단계는 상기 넓적다리부(11 내지 14)와 상기 정강이부(21 내지 24)를 연결하여 구동시키는 상기 무릎관절 모터(51내지 54)를 구동하여 상기 넓적다리부(11 내지 14)의 길이방향에 대해 상기 정강이부(21 내지 24)가 일직선을 이루는 상태가 되도록 구동시키는 과정이다, 다시 말해 상기 정강이부(21 내지 24)의 길이방향 축이 상기 넓적다리부(11내지 14)의 길이방향 축과 이루는 각51, 각52, 각53, 및 각54가 0도상태가 되도록 상기 무릎관절 모터(51 내지 54)를 구동시키는 것이다.Next, the step of driving the drive device mounted on the knee joint formed in each leg to form a straight line is the knee to drive by connecting the thighs (11 to 14) and the shin portion (21 to 24) It drives the articulation motor 51 to 54 to drive the shank portions 21 to 24 in a straight line with respect to the longitudinal direction of the thighs 11 to 14. In other words, the shin portions ( 21 to 24 of the knee joint motors 51 to 54 such that the angles 51, 52, 53, and 54 of the longitudinal axis of the thighs 11 to 14 are in the 0 degree state. To drive.

다음 각각의 다리에 형성된 어깨관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 몸통에 대해 수직한 상태가 되도록 하는 단계는 상기 어깨관절 제2모터(41 내지 44)를 구동하여 상기 몸통부(2)의 길이방향에 대해 상기 넓적다리부(11 내지 14)와 정강이부(21 내지 24)가 수직한 상태가 되도록 하는 과정이다.Next, driving the drive device mounted on the shoulder joint formed in each leg to be in a vertical state with respect to the torso drives the second shoulder motors 41 to 44 of the shoulder joint in the longitudinal direction of the torso 2. With respect to the thigh portion (11 to 14) and the shank portion (21 to 24) is a process to be in a vertical state.

결정된 구동순서 및 구동방향에 따라 각각의 관절의 궤적을 생성하는 제 3단계는 초기 임의의 자세에서 상기 계산된 위치정보값과 이미 보행로봇 내부에 설정되어 있는 초기자세의 위치정보값을 비교하여 가능한 관절궤적을 생성하는 단계이다.The third step of generating the trajectory of each joint according to the determined driving order and the driving direction is possible by comparing the calculated position information value in the initial arbitrary posture with the position information value of the initial posture already set inside the walking robot. In this step, the joint trajectory is generated.

각각의 관절을 보행로봇 내부에 이미 설정되어 있는 초기자세로 천이하는 제 4단계는 상기 결정된 구동순서와 방향에 따라 각각의 어깨관절에 형성된 어깨관절 제1모터(31 내지 34)와 어깨관절 제2모터(41 내지 44) 및 무릎관절에 형성된 무릎관절 모터(51 내지 54)를 구동하여 도 8에 도시한 바와 같은 초기자세로 천이하는 과정이다.The fourth step of transitioning each joint to the initial posture already set inside the walking robot is the shoulder joint first motors 31 to 34 and the shoulder joint second formed on each shoulder joint according to the determined driving order and direction. It is a process of transitioning to the initial posture as shown in FIG. 8 by driving the motors 41 to 44 and the knee joint motors 51 to 54 formed on the knee joints.

이와 같이 본 발명에 의한 보행로봇의 동작제어방법은 보행로봇의 전원이 오프 되어 있는 상태의 임의의 자세에서 전원을 켰을 시, 각각의 관절들의 위치정보값을 검출하는 제 1단계와, 상기 검출된 위치정보값을 비교하여 각각의 관절에 장착된 모터의 구동순서 및 구동방향을 결정하는 제 2단계와, 상기 결정된 구동순서 및 구동방향에 따라 각각의 관절의 궤적을 생성하는 제 3단계와, 각각의 관절을 보행로봇 내부에 이미 설정되어 있는 초기자세로 천이하는 제 4단계를 포함하여 진행됨으로써, 각 다리간의 간섭 및 충돌을 방지할 수 있게되는 것이다.As described above, the motion control method of the walking robot according to the present invention includes a first step of detecting the position information of each joint when the power is turned on in any posture in which the power of the walking robot is turned off. A second step of determining a driving order and a driving direction of the motor mounted to each joint by comparing the position information values, and a third step of generating a trajectory of each joint according to the determined driving order and the driving direction, respectively; Including the fourth step of transitioning the joints of the joints to the initial posture already set inside the walking robot, it is possible to prevent the interference and collision between each leg.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 보행로봇의 전원이 꺼진 상태의 임의의 자세에서 사용자가 전원을 켰을 시, 이미 보행로봇 내부에 설정되어 있는 초기자세로 천이동작을 진행하는 과정에서 각각의 위치센서에서 검출된 신호에 의해 산출된 위치정보값을 이용하여 각 관절부에 장착된 구동장치의 구동순서 및 구동방향을 설정함으로써, 임의의 자세에 따라 각각의 다리부들 간의 간섭이 발생하지 않도록 하고, 또한, 지면과 몸통부의 충격의 최소화하고, 일부 관절부가 지면을 과도하게 밀어 생기는 무리한 토오크가 발생되는 것을 억제하여 보행로봇 기구부의 손상을 방지하고 내부에 장착된 배터리의 사용시간을 증가하는 효과가 있다.As described above, when the user turns on the power in an arbitrary posture state in which the walking robot according to the present invention is turned off, each position sensor is in the process of performing a transition operation with an initial posture already set inside the walking robot. By setting the driving order and the driving direction of the driving apparatus mounted on each joint part using the position information value calculated by the signal detected by, the interference between the respective legs is not generated according to the arbitrary posture. Minimizes the impact of the ground and the trunk, and suppresses excessive torque generated by excessively pushing some joints to the ground to prevent damage to the walking robot mechanism and increase the use time of the battery mounted therein.

Claims (4)

보행로봇의 전원이 오프 되어 있는 상태의 임의의 자세에서 전원을 켰을 시, 각각의 관절들의 위치정보값을 검출하는 제 1단계와, A first step of detecting the position information of each joint when the power is turned on in an arbitrary posture with the power of the walking robot turned off; 상기 검출된 위치정보값을 비교하여 각각의 관절에 장착된 모터의 구동순서 및 구동방향을 결정하는 제 2단계와, A second step of determining the driving order and driving direction of the motors mounted on the respective joints by comparing the detected position information values; 상기 결정된 구동순서 및 구동방향에 따라 각각의 관절의 궤적을 생성하는 제 3단계와, Generating a trajectory of each joint according to the determined driving order and driving direction; 각각의 관절을 보행로봇 내부에 이미 설정되어 있는 초기자세로 천이하는 제 4단계를 포함하여 진행되는 것을 특징으로 하는 보행로봇의 동작제어방법.And a fourth step of transitioning each joint to an initial posture already set inside the walking robot. 제 1항에 있어서, 상기 제 1단계는 상기 보행로봇의 다리 관절의 위치를 검출하는 위치센서에 의해 검출되어 구동장치를 구동하는 중앙처리부에 전달되는 것을 특징으로 하는 보행로봇의 동작제어방법.The method of claim 1, wherein the first step is detected by a position sensor for detecting a position of a leg joint of the walking robot and transmitted to a central processing unit for driving a driving device. 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계 및 제 3단계는,The method of claim 1, wherein the second step and the third step, 중앙처리부에서 결정된 구동순서 및 구동방향을 유무선통신수단을 통해 각각의 관절에 장착된 구동장치에 전달되는 것을 특징으로 하는 보행로봇의 동작제어방법.And a driving order and a driving direction determined by the central processing unit are transmitted to the driving devices mounted on the respective joints through wired and wireless communication means. 제 1항에 있어서, 상기 구동순서는,The method of claim 1, wherein the driving sequence, 보행로봇의 직립자세 상태를 기준상태인 0도 상태라 하고, 각각의 다리에 형성된 어깨관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 몸통에 대해 수직한 방향으로 90도 각도만큼 다리를 벌리는 과정과,The standing posture of the walking robot is referred to as a reference state of 0 degree, and the process of spreading the legs by 90 degrees in a direction perpendicular to the torso by driving a drive unit mounted on the shoulder joints formed on each leg, 각각의 다리에 형성된 무릎관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 다리가 일직선 형태가 되도록 하는 과정과,Driving the drive device mounted on the knee joint formed on each leg so that the legs form a straight line, 상기 각각의 다리에 형성된 어깨관절부에 장착된 구동장치를 구동하여 몸통에 대해 수직한 상태가 되도록 하는 과정을 포함하여 진행되는 것을 특징으로 하는 보행로봇의 동작제어방법.And a step of driving the driving device mounted to the shoulder joints formed on each leg to be in a vertical state with respect to the torso.
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