KR101015565B1 - 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템 - Google Patents

서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서빙용 로봇에 있어서,
서빙용 로봇의 좌우측에 위치하여 양팔을 구성하는 관절부와, 상기 서빙용 로봇의 관절부를 구동하는 구동부와, 상기 관절부에 연결되어 동시 구동시키는 연결부 및 물체을 집을 수 있는 그리퍼를 포함하여 구성되며, 상기 관절부는 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 움직이게 되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템에 관한 것이다.
서빙용 로봇, 동시 구동, 로봇 팔, 풀리

Description

서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템{The serving robot system that simultaneously driving both his arms}
본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 더 자세하게는 로봇의 양팔을 제어하는 장치와 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 로봇이 물체을 운반하는 경우 물체을 잡고 있는 팔이 움직여도 물체이 지면과 기 설정된 각도를 유지하게 하며, 로봇의 좌측 팔과 우측 팔을 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동하도록 제어하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템에 관한 것이다.
근래에 로봇은 고도의 지능을 구축하고, 로봇이 이용되는 분야에 최적화되도록 로봇을 구성하는 각 구성부를 설계하며, 로봇의 구성을 로봇이 용도에 최적화할 수 있도록 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
또한, 로봇은 여러 용도로써 일상생활에 많이 이용되고 있는 추세이다.
종래의 로봇은 물체을 집고 내려놓을 수 있는 기능을 구비하였지만, 로봇의 좌측 팔과 우측 팔이 독립적으로 구동하여 운반수단과 같은 도구를 사용하여 물체을 운반하는 경우에는 로봇의 양측 팔의 구성부를 동일한 움직임을 수행하도록 제어해야 하는 알고리즘을 필요로 하였다.
더 자세하게는, 로봇의 양팔을 구동함에 있어서 좌측 팔과 우측 팔의 동일한 움직임과 동일한 각도를 제어하여야 하는 알고리즘을 필요로 하였다.
한편, 로봇의 양측 팔의 움직임이 상이할 경우 로봇이 운반하는 물체 및 음식물을 지면에 떨어뜨리는 결과를 초래할 수 있다.
또한, 로봇의 좌측 팔과 우측 팔에 물체을 놓을 수 있도록 하는 운반수단을 결합시킨 경우, 로봇의 용도가 한정되어 버리는 결과를 초래하며 로봇이 운반할 수 있는 물체의 종류 또한 한정되어 버린다.
더 자세하게 로봇의 양측 팔에 결합된 운반수단의 크기와 형태에 적합한 물체만을 운반할 수 있게 된다.
또한, 로봇 팔의 상하 움직임에 따라서 로봇의 팔의 각도가 변화하게 된다.
또한, 로봇이 운반하고 있는 물체와 지면과의 각도 또한 변화하게 되며 때에 따라서는 로봇이 물체 및 음식물을 운반하는 경우 물체 및 음식물과 같은 운반물을 지면에 떨어뜨리는 결과를 초래할 수 있다.
따라서, 로봇이 물체 및 음식물을 운반하는 경우, 로봇 팔의 각도가 변화하여도 로봇이 운반하는 물체 및 음식물이 지면과 동일한 각도를 유지하도록 하고, 로봇의 양측 팔을 동시 구동구조로써 설계하여 간단한 알고리즘으로 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동할 수 있는 시스템이 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 로봇이 물체 및 음식물을 운반하는 경우, 로봇의 양측 팔을 동시 구동구조로써 설계하여 간단한 알고리즘으로 동시 구동할 수 있도록 하며, 로봇의 팔을 상하로 움직이면서 로봇 팔의 각도가 변화하여도 로봇이 운반하는 물체 및 음식물이 지면과 동일한 각도를 유지하도록 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템을 제공하는 것이다.
더 자세하게, 본 발명은 로봇의 양팔을 구성하는 구조를 간단하게 설계하여 다른 구성을 추가하기 용이하도록 하며, 로봇을 제조하는 제조원가를 단축할 수 있도록 하는 구성을 제공하도록 하며, 로봇의 구조를 단순화함으로써 로봇을 개발하는 시간을 단축하고, 로봇의 대량생산을 용이하도록 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 양팔을 구비한 서빙용 로봇에 서빙용 로봇의 좌우측에 위치하여 양팔을 구성하는 관절부와, 상기 서빙용 로봇의 관절부를 구동하는 구동부와, 상기 관절부를 연결하여 동시 구동하도록 하는 연결부 및 물체을 집을 수 있는 그리퍼를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위한 본 발명의 서빙용 로봇의 어깨를 구성하는 부분의 좌우측에 관절부를 구비하여 양팔을 구성하도록 하였으며, 각 관절부의 구성은 1축관절, 2축관절, 3축관절로 구성된다.
한편, 본 발명의 관절부를 구성하는 1축관절은 상기 관절부의 상부에 구성되고 상기 1축 구동모터에 의해 구동되어 상하운동하며, 2축관절을 구동하는 2축 구동풀리 및 2축풀리 연결벨트를 포함하고, 3축관절을 구동하는 3축 연결벨트를 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 관절부를 구성하는 2축관절은 상기 1축관절의 하단부에 구성되고 상기 2축 구동모터에 의해 구동되어 상하운동하며, 상기 3축관절을 구동하는 3축 연결벨트를 포함하여 구성된다.
한편, 본 발명의 3축관절은 상기 2축관절의 하단부에 구성되며, 상기 1축관절 또는 상기 2축관절의 운동방향과 반대방향으로 구동하여 지면과 일정한 각도를 유지하고 기 설정된 각도로 유지하도록 하는 기능을 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명은 각 관절을 구동하도록 하는 구동모터를 구비하며, 구동모터를 제어하는 구동모터 제어수단을 포함하여 구성된다.
또한 본 발명은 상기 관절부를 동시 구동하기 위하여 연결부를 구비하여 좌우측의 관절부의 동작을 동일하게 제어할 수 있도록 하였다.
한편, 상기 연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절을 연결하여 상기 좌우측 1축관절의 움직임을 동일하게 제어하는 제1연결부 및 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절을 연결하여 상기 좌우측 2축관절의 움직임을 동일하게 제어하는 제 2연결부를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 제1연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절을 동시 구동하도록 연결하는 1축 연결샤프트 및 상기 1축 연결샤프트에 구성되는 1축 동기 구동기어를 포함하여 구성되어 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절을 동시에 동일한 각도로 움직일 수 있도록 제어한다.
한편, 상기 제2연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절을 동시 구동하도록 연결하는 2축 연결샤프트와, 상기 2축 연결샤프트에 구성되는 2축 동기 구동기어와, 상기 2축 연결샤프트에 구성되어 상기 서빙용 로봇의 좌측 2축관절과 우측 2축관절을 연결하여 동시 구동하도록 하고 상기 2축 연결샤프트의 평행오차, 각도오차 및 축유동오차를 제어하는 2축 연결용 커플링을 포함하여 구성되어 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절을 동일한 각도로 움직일 수 있도록 제어한다.
또한, 본 발명은 그리퍼를 구성하여 물체 또는 음식물을 집고 운반할 수 있도록 하였으며, 상기 그리퍼를 이용하여 물체 및 음식물을 집게 되는 경우 한쪽의 그리퍼만 물체을 집는 경우 오작동을 인식하는 기능을 구비하여 구성되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 효과는 서빙용 로봇이 물체 및 음식물을 운반할 수 있는 트레이를 집고 물체 및 음식물을 운반함에 있어서, 서빙용 로봇의 양팔을 동일한 방향과 동일한 각도로 움직일 수 있도록 제어하여 물체 및 음식물을 떨어지지 않도록 하며, 로봇의 양측 팔의 구성부를 동시 구동구조로써 설계하여 간 단한 메카니즘으로 동시 구동할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 서빙용 로봇의 양팔은 서빙용 로봇의 몸체 내측에 구동모터를 설계하고 양팔에는 풀리 및 연결벨트를 설계하여 비교적 용이하게 제조 가능한 장점이 있으며, 이에 따라 간단한 제작 과정과 제조원가를 단축할 수 있는 장점이 있다.
더 자세하게, 본 발명에 따른 서빙용 로봇의 팔을 구동하는 알고리즘은 간단하고 단순하게 설계되어 로봇의 제어 알고리즘을 단순화하는 장점이 있으며, 로봇의 제어 알고리즘을 단순화 시킴으로써, 다른 기능을 추가 및 설계하기 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 서빙용 로봇의 구조는 상기 서빙용 로봇의 팔을 구동하는 풀리와 벨트 및 풀리와 벨트를 지지하는 일정한 크기의 바스켓을 구비하여 설계가 가능하므로 비교적 간단한 구조를 가지고 있으므로, 상기 서빙용 로봇을 개발하는 개발시간을 단축할 수 있으며, 상기 서빙용 로봇의 로봇팔에 사용자의 필요에 따른 다른 구성을 설계하기 용이하도록 구성되어 있다.
또한, 서빙용 로봇 팔의 간단한 구조는 서빙용 로봇을 제조하고 생산함에 있어서 대량생산에 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명은 서빙용 로봇의 손목부위에 해당하는 3축관절을 기 설정된 각도를 유지할 수 있도록 구성하여 물체 및 음식물을 이동 및 운반함에 있어서 용이하게 운반할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예에 의하여 보다 자세하게 설명하지만, 본 발명이 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 구성된 서빙용 로봇의 실례를 보여주는 예시도이다.
본 발명은 이동이 가능하며, 표시부를 구비하고, 이동수단을 구비한 서빙용 로봇을 실시예로 하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서빙용 로봇(101)은 좌우측에 구비된 관절부(102a,102b)가 양팔을 구성하며, 이동이 가능한 이동수단(103)을 구비하고, 물체 및 음식물의 운반을 용이하도록 하는 음식물 운반수단(104)을 구비하며, 정보의 표시가 가능한 표시수단(105)을 구비하여 구성된다.
한편, 상기 관절부(102a, 102b)는 상기 서빙용 로봇(101)의 좌측과 우측에 구성되며, 굽히거나 펴는 동작이 가능하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 상기 서빙용 로봇의 좌우측 관절부(102a, 102b)는 동시에 동일한 움직임과 동일한 방향을 나타내도록 구성된다.
한편, 상기 이동수단(103)은 이족 보행이 가능하도록 구성되거나, 바퀴로 구성된 이동수단이라도 무관하나 보다 안정적으로 음식물 및 물체를 운반하는 수단으로 바퀴를 구성된 이동수단으로 도시하였다.
한편, 상기 표시수단(104)은 상기 서빙용 로봇이 서비스를 제공하여야 하는 대상이 되는 사용자 및 손님과의 의사소통을 원활히 할 수 있도록 LCD 또는 OLED 디스플레이 장치로 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예로 상기 표시수단을 도시하였으나 여기에 한정되지 아니하며, 구성되지 아니하여도 무관하다.
한편, 상기 서빙용 로봇(101)은 양팔의 동시 구동이 가능하도록 상기 좌우측 관절부를 연결하는 연결부와 상기 관절부를 구동하는 구동부를 구비하였으며 상기 내용은 도 2에서 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템을 자세하게 보여주는 세부도이며, 더 자세하게는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 관절부와 상기 관절부를 연결하며 동시 구동시키는 연결부 및 상기 관절부를 구동하는 구동부를 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템은 상기 서빙용 로봇 관절부의 상부에 구성되어 상하운동을 하는 1축관절(201)과 상기 1축관절의 하단에 구성되며 1축관절과 연결되어 상하 운동을 하는 2축관절(202) 및 기 설정된 각도를 유지하도록 구성된 3축관절(203)을 포함하여 구성되는 관절부와, 상기 서빙용 로봇의 좌우측 관절부를 연결하여 상기 좌우측 관절부를 동시에 동일한 각도 및 동일한 방향으로 움직이도록 하는 연결부를 포함하여 구성되고, 상기 서빙용 로봇의 관절부를 구동하는 구동부를 구비하고 더 자세하게는 상기 서빙용 로봇의 1축관절을 구동하는 1축 구동모터(204)와 상기 서빙용 로봇의 2축관절을 구동하는 2축 구동모터(205)를 포함하여 구성되며, 물체 및 음식물을 집을 수 있는 그리퍼(206a, 206b)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 서빙용 로봇의 구동부는 상기 서빙용 로봇의 1축관절을 구동하는 1축 구동모터(204)와 상기 서빙용 로봇의 2축관절을 구동하는 2축 구동모터(205)로 구성되며, 상기 1축 구동모터(204)와 상기 2축 구동모터(205)를 제어하는 구동모터 제어수단(미도시)을 포함하여 구성된다.
또한, 상기 구동모터 제어수단은 상기 1축 구동모터와 상기 2축 구동모터를 제어하는 기능을 하며, 상기 1축관절을 구동하는 1축 구동모터와 상기 2축관절을 구동하는 2축 구동모터의 회전을 제어하여 일정한 회전만큼 동작하도록 하거나 일정한 회전을 한 후에 정지하도록 제어하도록 구성되어 진다.
한편, 상기 서빙용 로봇의 관절부는 도 2에서 보는 바와 같이 1축관절(201), 2축관절(202), 3축관절(203)로 이루어진다.
한편, 상기 1축관절(201)은 상기 서빙용 로봇의 어깨부분에 위치하며, 상기 관절부의 상부에 구성되고 구동모터에 의해 구동되어 상하운동을 한다.
또한, 상기 1축관절(201)은 2축관절(202) 및 3축관절(203)을 연결하는 벨트를 포함하여 구성된다.
더 자세하게는 상기 1축관절(201)은 상기 구동부의 1축 구동모터(204)에 의해 구동되며 상기 1축 구동모터와 1축 구동기어(미도시)로 연결되어 구동된다.
또한, 상기 1축관절(201)의 내측에는 상기 2축관절(202)을 구동하는 2축 구동풀리(207a, 207b)가 구성되며, 상기 2축 구동풀리는 상기 1축관절(201)의 상부와 하단부에 각각 구성된다.
또한, 상기 2축 구동풀리(207a, 207b)는 2축풀리 연결벨트(209a, 209b)로 연결되어 상기 1축관절(201)에 구성된다.
또한, 상기 3축 연결벨트(208a, 208b)가 상기 2축 구동풀리에 추가적으로 구성되어 상기 3축관절과 연결되도록 상기 1축관절에 구성된다.
한편, 상기 1축관절(201)의 하단부에는 상기 2축관절(202)이 구성된다.
상기 2축관절(202)은 상기 1축관절의 2축 구동풀리(207a, 207b)와 연결되어 구성되며, 3축관절(203)이 구동하도록 연결하는 3축 연결벨트(211)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 2축관절(202)은 상기 1축관절의 하단부에 구성되며, 상기 1축관절의 하단에 구성된 2축 구동풀리를 기점으로 하여 상하 운동을 하도록 구성된다.
한편, 상기 2축관절(202)의 구동은 다음과 같은 과정을 통해 이루어진다.
상기 2축관절(202)은 상기 2축 구동모터(205)에 의해 구동되며, 상기 2축 구동모터(205)는 동력을 2축 구동용 샤프트(210a, 210b)를 통하여 상기 1축관절 상부에 구성된 2축 구동풀리(207a, 207b)로 전달하고 상기 2축 구동풀리는 전달된 동력을 상기 2축풀리 연결벨트(209a, 209b)를 통하여 상기 1축관절의 하단부에 구성된 2축 구동풀리에 전달한다.
상기 1축관절의 하단부에 구성된 2축 구동풀리에는 2축관절이 연결되어 구성되어 상기 2축 구동풀리에 전달된 동력만큼 상기 2축관절(202)은 상하로 움직이는 동작을 수행하게 되는 것이다.
또한, 상기 2축 구동풀리에 추가적으로 구성된 3축 연결벨트는 3축관절을 구동한다.
한편, 상기 2축관절(202)의 하단부에는 3축관절(203)이 구성된다.
더 자세하게, 상기 3축관절(203)은 상기 2축관절(202)의 내측에 형성되며, 상기 2축관절(202)의 하단부에 구성된다.
또한, 상기 3축관절(203)은 상기 3축 연결벨트를 통하여 상기 1축관절 및 상기 2축관절과 연결되어 구동되며 별도의 구동모터를 구비하지 않고 동작하도록 구성된다.
한편, 상기 3축관절을 구성하는 3축 연결벨트는 상기 1축관절(201)과 상기 2축관절에 추가적으로 구성되어 진다.
또한, 상기 3축 연결벨트(211)의 동작은 상기 1축 관절을 구동하는 구동기어 및 상기 2축관절을 구동하는 구동풀리의 반대 방향으로 움직임을 기본으로 한다.
더 자세하게는, 상기 3축관절(203)의 움직임은 상기 1축관절(201)과 상기 2축관절(202)의 움직임과 동일한 각도로 움직이지만 정반대의 방향성을 가지고 구동하도록 구성되어 있다.
한편, 상기 3축관절(203)의 동작은 기 설정된 각도를 유지하는 기능을 하게 된다.
또한, 상기 3축관절의 기 설정된 각도는 지면과 평행하도록 설정하는 것이 유리하나 상기 기 설정된 각도는 사용자의 요구에 적합하도록 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 3축관절(203)이 고정된 상태에서 상기 1축관절(201) 내지 상기 2축관절(202)이 움직이는 상황을 가정하자.
상기 1축관절(201)이 움직이게 되면, 상기 1축관절(201)의 하단부에 구성된 상기 2축관절(202) 및 상기 3축관절(203)의 위치 또한 변하게 되며, 이는 상기 3축관절(203)이 지면과 평행하던 각도에서 일정한 움직임만큼의 각도 변화를 가져오게 된다.
또한, 상기 2축관절(202)을 구동하면 상기 2축관절에 구성된 3축관절(203)의 위치 또한 변화하며, 상기 3축관절(203)은 지면과 평행하던 각도에서 일정량 벗어난 각도를 가지게 되는 것이다.
한편, 상기 3축관절(203)이 고정되어 일정의 각도변화를 가져오면, 상기 서빙용 로봇이 물체 및 음식물을 이동 및 운반함에 있어서 용이하지 못하므로 상기 3축관절(203)을 기 설정된 각도를 유지하도록 구성함이 유리하다.
한편, 상기 3축관절(203)의 내측에는 물체 및 운반수단을 집을 수 있는 그리퍼(206a, 206b)가 구성된다.
상기 그리퍼(206a, 206b)는 일정한 거리만큼 이격된 두개의 돌기 형태로 구성되어, 물체 및 운반수단을 집을 경우 상기 이격된 돌기중 하단부에 구성된 돌기 가 상부에 구성된 돌기쪽으로 근접하게 이동하도록 구성된다.
또한, 상기 그리퍼(206a, 206b)는 오작동을 감지하는 오작동 인식수단을 포함하여 구성된다.
상기 오작동 인식수단은 그리퍼 내측에 구성되어 상기 서빙용 로봇의 좌측의 그리퍼(206a)와 상기 서빙용 로봇의 우측의 그리퍼(206b)가 동시에 일정한 형태와 크기의 운반수단을 집어야 하는 경우 동시에 물체 및 운반수단을 집지 못하는 오작동 상황을 인식하여 안정적으로 물체 및 음식물을 집을 수 있도록 한다.
더 자세하게는, 상기 오작동 상황은 상기 서빙용 로봇의 좌측의 그리퍼(206a)와 상기 서빙용 로봇의 우측의 그리퍼(206b)가 동시에 일정한 형태와 크기의 물체 및 운반수단을 집어야 하는 경우 상기 서빙용 로봇의 좌측 내지는 우측의 그리퍼 중 어느 하나의 그리퍼가 상기 물체 및 운반수단과 접촉하지 못하여 집어 들지 못하는 상황을 인식하는 것이다.
또한, 상기 서빙용 로봇의 어느 하나의 그리퍼만으로 물체 및 운반수단을 집어 드는 경우보다 상기 서빙용 로봇의 좌우측의 그리퍼를 이용하여 동시에 물체 및 운반수단을 집어 드는 것이 보다 안정적이다.
한편, 상기 서빙용 로봇의 좌측 관절부와 상기 서빙용 로봇의 우측 관절부는 각각 해당하는 축에 관련한 연결부를 통하여 연결되어 구성된다.
더 자세하게는, 상기 서빙용 로봇의 1축관절(201)은 제1연결부를 통하여 연결되여 동시 구동하며, 상기 서빙용 로봇의 2축관절(202)은 제2연결부를 통하여 연 결되어 동시 구동하도록 구성된다.
한편, 상기 제1연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌측 1축관절과 상기 서빙용 로봇의 우측 1축관절을 연결하며 상기 구동부와 연결되어 동력을 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절에 전달하고 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절이 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동하도록 구성되어 진다.
더 자세하게는, 상기 제1연결부는 일정한 길이의 샤프트로 형성되며, 상기 서빙용 로봇의 좌측 1축관절과 상기 서빙용 로봇의 우측 1축관절을 연결하여 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동하도록 하는 1축 연결샤프트(212)와, 상기 1축 연결샤프트의 좌우 끝단에 형성된 기어로써 상기 1축 연결샤프트와 동일한 방향으로 회전하여 동력을 전달하는 1축 동기 구동기어(213a, 213b)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 1축 동기 구동기어(213a, 213b)는 상기 1축관절을 구동하는 1축 구동기어의 일부분과 맞물려 구성되어 상기 서빙용 로봇의 좌측 1축관절의 동작과 상기 서빙용 로봇의 우측 1축관절의 동작을 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동하도록 한다.
바람직하게, 상기 제1연결부에 의한 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절의 동시 구동은 다음과 같이 이루어 진다.
상기 1축 구동모터가 구동하여 상기 1축관절을 구동하는 1축 구동기어(213a, 213b)로 동력을 전달하며, 상기 1축 동기 구동기어는 각각 상기 서빙용 로봇의 좌 우측 1축 구동기어와 맞물려 동일한 각도와 동일한 방향으로 동작하도록 제어한다.
또한 상기 1축 구동기어와 결합된 상기 1축관절은 상기 1축 구동모터(204)에서 전달받은 동력만큼의 움직임을 나타내는 것이다.
한편, 상기 제2연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌측 2축관절과 상기 서빙용 로봇의 우측 2축관절을 연결하며 상기 구동부와 연결되어 동력을 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절에 전달하고 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절이 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동하도록 구성되어 진다.
더 자세하게는, 상기 제2연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌측 2축관절과 상기 서빙용 로봇의 우측 2축관절을 연결하여 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동하도록 하는 2축 연결샤프트(210a, 210b)와, 상기 2축 연결샤프트의 내측에 위치하여 오차를 제어하는 2축 연결용 커플링(214)으로 구성된다.
또한, 상기 오차는 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)의 평행오차, 각도오차 및 축유동오차를 포함한다.
한편, 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)는 일정한 길이의 두 개의 샤프트로 구성되며 동일한 직선상에 구성되고 각각의 끝단이 상기 1축관절의 내측에 형성된 2축 구동풀리(207a, 207b)와 결합되어 상기 2축 구동풀리로 동력을 전달한다.
또한, 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)는 상기 2축 구동모터(205)와 맞물린 구동기어를 포함하여 구성되어 상기 2축 구동모터(205)의 동력을 전달하는 기능을 포함한다.
한편, 상기 2축 연결용 커플링(214)은 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)의 내측에 위치하며, 상기 2축 연결샤프트를 연결하는 기능을 하고 상기 2축 연결샤프트의 오차를 제어하는 기능과 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절을 동시에 구동하도록 하는 기능을 한다.
더 자세하게는, 상기 2축 연결용 커플링(214)은 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)를 연결하여 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 구동할 수 있도록 동일한 회전을 유지하는 기능을 하며, 상기 2축 연결샤프트의 평행오차와 각도오차 및 축유동오차를 제어하는 기능을 하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 제2연결부에 의한 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절의 동시 구동은 다음과 같이 이루어 진다.
상기 2축 구동모터(205)가 구동하여 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)에 구성된 구동기어에 동력을 전달하며, 상기 동력은 상기 서빙용 로봇의 1축관절 내측에 구성된 2축 구동풀리(207a, 207b)로 전달된다.
또한, 상기 2축 구동풀리는 상기 2축풀리 연결벨트(209a, 209b)로 동력을 전달하여 상기 2축관절이 구동되는 것이다.
또한, 상기 2축 연결샤프트(210a, 210b)는 상기 2축 연결용 커플링(214)으로 연결되어 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절의 구동은 동시에 이루어지며, 동일한 회전을 가지도록 제어되어 동일한 각도와 동일한 방향으로 이루어지게 되는 것이다.
한편, 상기 3축관절(203)은 별도의 연결부를 구비하지 않았으나 상기 3축관절은 상기 1축관절(201) 및 2축관절(202)의 구동의 반대 방향으로 구동하도록 구성되어 있어 상기 1축관절 내지 2축관절이 구동하면 상기 1축관절 내지 2축관절의 구동 방향과 반대 방향으로 구동하게 된다.
또한, 상기 서빙용 로봇의 좌측 3축관절의 구동 방향과 구동 각도는 상기 서빙용 로봇의 우측 3축관절의 구동 방향과 구동 각도와 동일한 각도를 가지며 동일한 방향으로 구동되어 지는 것이다.
바람직하게, 상기 서빙용 로봇의 좌우측 관절부는 동시에 동일한 각도로 움직일 수 있으며, 동시에 동일한 방향성을 가질 수 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 구성된 서빙용 로봇의 실례를 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템을 자세하게 보여주는 세부도.

Claims (10)

  1. 서빙용 로봇에 있어서,
    서빙용 로봇의 좌우측에 위치하여 양팔을 구성하는 관절부와;
    상기 서빙용 로봇의 관절부를 구동하는 구동부와;
    상기 관절부에 연결되어 동시 구동시키는 연결부 및;
    물체을 집을 수 있는 그리퍼를 포함하여 구성되며,
    상기 관절부는 동시에 동일한 각도와 동일한 방향으로 움직이게 이루어지되,
    상기 관절부는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 어깨에 위치하는 1축관절과;
    상기 1축관절의 단부에 위치하는 2축관절 및;
    상기 2축관절의 단부에 위치하여 기 설정된 각도를 유지하게 되는 3축관절을;포함하여 구성되되, 상기 3축관절은 상기 2축관절의 하단부에 구성되며 상기 1축관절 또는 상기 2축관절의 운동방향과 반대방향으로 구동되어 기 설정된 각도로 유지하도록 하는 기능을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서
    상기 구동부는 상기 1축관절을 구동하는 1축 구동모터와,
    상기 2축관절을 구동하는 2축 구동모터와;
    구동모터를 제어하는 구동모터 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  3. 제 2항에 있어서
    상기 1축관절은 상기 서빙용 로봇의 관절부의 상부에 구성되고 상기 1축 구동모터에 의해 구동되어 상하운동하며;
    상기 1축관절 내측에 상기 2축관절을 구동하는 2축 구동풀리와;
    상기 2축 구동풀리를 연결하는 2축풀리 연결벨트와;
    상기 3축관절을 구동하도록 연결하는 3축 연결벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  4. 제 2항에 있어서
    상기 2축관절은 상기 1축관절의 하단부에 구성되고 상기 2축 구동모터에 의해 구동되어 상하운동하며,
    상기 2축관절 내측에 상기 3축관절을 구동하는 3축 연결벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  5. 제 2항에 있어서
    상기 연결부는 상기 서빙용 로봇의 관절부를 동시 구동할 수 있도록 하며;
    상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절을 연결하여 상기 좌우측 1축관절의 움직임을 동일하게 제어하는 제1연결부 및;
    상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절을 연결하여 상기 좌우측 2축관절의 움직임을 동일하게 제어하는 제2연결부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  6. 제 5항에 있어서
    상기 제1연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 1축관절을 동시 구동하도록 연결하는 1축 연결샤프트 및;
    상기 1축 연결샤프트의 양 끝단에 결합되는 1축 동기 구동기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  7. 제 5항에 있어서
    상기 제2연결부는 상기 서빙용 로봇의 좌우측 2축관절을 동시 구동하도록 연결하는 2축 연결샤프트와;
    상기 2축 연결샤프트에 결합되어,
    상기 서빙용 로봇의 좌측 2축관절과 우측 2축관절을 연결하여 동시 구동하도록 하고 상기 2축 연결샤프트의 평행오차, 각도오차 및 축유동오차를 제어하는 2축 연결용 커플링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
  8. 제 2항에 있어서
    상기 그리퍼는 상기 3축관절의 내측에 위치하며,
    상기 서빙용 로봇이 물체 및 음식물을 집는 경우 오작동 상황을 인식하는 오작동 인식수단을 특징으로 하는 서빙용 로봇의 양팔을 동시 구동하는 시스템.
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