KR101074451B1 - 로봇의 유선조종장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유선으로 로봇를 조정하는 장치에 있어서 자유로운 로봇의 활동을 보장하고 로봇의 활동영역을 최대한 확장시키도록 하는 로봇의 유선조종장치에 관한 것으로서, 로봇의 활동공간의 위쪽에 설치되는 레일과, 상기 레일상을 이동하는 이동브래킷과, 상기 이동브래킷에 고정되고 상기 로봇으로 전원 또는 제어신호를 전달하기 위해 회로기판에 연결되는 상부유닛과 상기 상부유닛의 아래에 상기 상부유닛에 대하여 회전이 가능하게 연결되어 상기 상부유닛으로부터 상기 전원 또는 제어신호를 전달받으며 단자접속부가 형성된 하부유닛을 포함하는 회전유닛 및 로봇과 회전유닛을 연결하는 신축성케이블을 포함하여 구성된다.

보행로봇, 유선, 꼬임, 슬립링

Description

로봇의 유선조종장치{wire control device for mapipulating robot}

본 발명은 로봇의 유선선조종장치에 관한 것으로서, 유선으로 로봇를 조정하는 장치에 있어서 자유로운 로봇의 활동을 보장하고 로봇의 활동영역을 최대한 확장시키도록 하는 로봇의 유선조종장치에 관한 것이다.

종래 로봇의 유선조종장치는 로봇에 전원 또는 제어신호를 전달하는 케이블이 지면에 놓여지는 형태의 것이 있는데, 이러한 형태의 유선조종장치에서는 지면에 놓여진 케이블에 로봇의 다리가 걸리는 등 로봇의 자유로운 활동을 방해하는 경우가 많다.

또한 보행로봇의 경우 활동경로를 특정시키지 않고 자유롭게 임의의 경로를 이동하는 로봇의 경우 로봇이 회전하기 되면 로봇에 연결된 케이블이 비틀리거나 꼬이게 되어 케이블을 손상시키거나 로봇의 활동이 방해가 되는 경우가 많다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유선으로 로봇를 조정하는 장치에 있어서 자유로운 로봇의 활동을 보장하고 로봇의 활동영역을 최대한 확장시키도록 하는 로봇의 유선조종장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 과제는 로봇의 활동공간의 위쪽에 설치되는 레일과, 상기 레일상을 이동하는 이동브래킷과, 상기 이동브래킷에 고정되고 상기 로봇으로 전원 또는 제어신호를 전달하기 위해 회로기판에 연결되는 상부유닛과 상기 상부유닛의 아래에 상기 상부유닛에 대하여 회전이 가능하게 연결되어 상기 상부유닛으로부터 상기 전원 또는 제어신호를 전달받으며 단자접속부가 형성된 하부유닛을 포함하는 회전유닛 및 나선으로 감겨져서 신축이 가능한 케이블과 상기 케이블의 상단과 하단에 각각 형성된 상부단자와 하부단자를 포함하며, 상기 하부단자가 상기 로봇에 형성되는 단자접속부에 연결되고 상기 상부단자가 상기 로봇의 위쪽에 위치한 상기 회전유닛의 상기 하부유닛의 상기 단자접속부에 연결되는 것인 신축성케이블을 포함하여 구성되는 로봇의 유선조종장치에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 로봇은 보행로봇인 것이 바람직하다.

또한 상기 하부유닛의 상기 단자접속부는 상기 하부유닛의 저면에 형성되고, 상기 보행로봇의 상기 단자접속부는 상기 보행로봇의 등부분에 형성되는 것이 바람 직하다.

또한 상기 하부유닛의 상기 단자접속부와 상기 보행로봇의 상기 단자접속부와 상기 신축성케이블의 상기 단자들의 결합은 상기 단자들을 상기 단자접속부들로 밀어넣으면 상기 단자들이 단자접속부에 걸리면서 빠지지 않게 체결되는 구조인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 로봇의 유선선조종장치에 의하면 레일과 회전유닛 및 신축성케이블에 의해 로봇의 자유로운 움직임이 가능하며 로봇의 활동영역을 확장시켜주는 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치가 장착된 보행로봇을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부분을 확대하여 도시한 부분사시도이다.

본 발명에 따른 로봇의 유선조종장치(이하 '유선조종장치'라고 함)가 설치되는 로봇은 이동이 가능한 다양한 형태의 로봇에 될 수 있으며 예를 들면 보행로봇(100)에 설치될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보행로봇(100)은 2개 이상의 다리가 형성되며 각각의 다리는 복수의 관절을 구비하고 각각의 관절들을 복수개의 구동모터들 이 구동하여 다리에 의해 보행하는 로봇이다. 특히 도면에 도시된 보행로봇(100)은 2개의 다리를 가지고 직립보행하는 휴머노이드 보행로봇(100)으로서, 허리를 굽혀서 상체를 아래로 숙일 수도 있으며 팔을 움직여서 물체를 집을 수도 있다.

본 발명에 따른 유선조종장치는 레일(1)과 레일(1)상을 미끄럼 이동하는 이동브래킷(10)과 이동브래킷(10)에 설치되는 회전유닛(20) 및 회전유닛(20)과 로봇의 사이를 연결하는 신축성케이블(30)을 포함하여 구성된다.

레일(1)은 로봇의 활동공간의 상부를 가로질러 설치된다.

레일(1)에는 레일(1)상에서 미끄럼 가능하게 이동브래킷(10)이 설치된다. 이동브래킷(10)에는 후술할 회전유닛(20)이 설치되고 회전유닛(20)의 옆으로 회전유닛(20)으로 전원이나 제어신호를 전달하기 위한 회로기판(2)이 설치된다. 회로기판(2)은 로봇의 활동공간의 일측에 설치된 수신기로부터 전원 또는 제어신호를 전달받기 위해 수신기(3)와 유선(4)으로 연결된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치를 구성하는 회전유닛을 도시한 정면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이동브래킷(10)에는 회전유닛(20)이 설치된다. 회전유닛(20)은 상부유닛(21)과 상부유닛(21)의 아래에 회전이 가능하게 연결되는 하부유닛(22)으로 구성된다. 회전유닛(20)의 상부유닛(21)은 이동브래킷(10)에 고정되어 있으며 로봇으로 전원 또는 제어신호를 전달하기 위해 회로기판(2)에 연결된다. 회전유닛(20)의 하부유닛(22)은 상부유닛(21)의 하부에 상부유닛(21)에 대하여 회전이 가능하게 연결되어 상부유닛(21)으로부터 전원 또는 제어신호를 전달받으며, 하부유닛(22)의 저면에는 단자접속부(23)가 형성된 다. 이러한 회전유닛(20)을 통상 전기분야에서는 슬립링(slip ring)이라 한다. 즉 회전유닛(20)의 하부유닛(22)이 회전하더라도 하부유닛(22)은 상부유닛(21)으로부터 전원 및 제어신호를 전달받을 수 있다. 하부유닛(22)의 단자접속부(23)에 상부유닛(21)으로부터 전달받은 전원 또는 제어신호를 로봇으로 전달하기 위한 후술할 신축성케이블(30)의 단자(31)가 연결된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치를 구성하는 신축성케이블 및 신축성케이블의 결합상태를 도시한 분해사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 신축성케이블(30)은 나선상으로 감겨진 형태의 케이블로서 길이가 늘어났다가 원래길이로 복귀하는 것이며 나선상 감겨진 케이블의 간격이 넓어지면서 늘어날 수 있고 케이블이 다시 나선상으로 감겨지면서 원래길이로 복귀한다. 신축성케이블(30)의 양단에는 단자(31, 32)가 형성된다. 신축성케이블(30)의 위쪽의 단자(31)는 회전유닛(20)의 단자접속부(23)에 연결되고 아래쪽의 단자(32)는 로봇(100)에 형성된 단자접속부(110)에 연결된다. 이러한 신축성케이블(30)을 스프링케이블이라고도 한다.

이하에서는 상기한 구성을 갖는 로봇의 유선조종장치의 작용효과에 대하여 설명한다.

로봇이 레일(1)이 형성된 방향을 따라 이동하면 신축성케이블(30)이 회전유닛(20)을 당기고 회전유닛(20)이 고정된 이동브래킷(10)이 레일(1)을 타고 로봇의 이동방향으로 로봇과 함께 이동한다. 이 때 신축성케이블(30)의 길이는 별로 늘어나지 않는다. 즉 이동브래킷(10)의 이동성이 로봇의 활동영역을 확장시키며 로봇의 자유로운 움직임에 도움이 된다.

로봇이 레일(1)이 형성된 방향과 수직한 방향으로 이동하는 경우에는 신축성케이블(30)에 연결된 회전유닛(20)과 이동브래킷(10)이 레일(1)을 벗어날 수 없으므로, 로봇의 이동에 따라 신축성케이블(30)이 늘어나서 로봇의 이동을 허용한다. 즉 신축성케이블(30)의 전후좌우 유연성이 로봇의 자유로운 활동을 보장한다.

로봇이 제자리에서 또는 이동하면서 회전하는 경우에는 신축성케이블(30)이 연결된 회전유닛(20)의 하부유닛(22)이 로봇과 함께 회전한다. 신축성케이블(30)이 연결된 회전유닛(20)의 하부유닛(22)이 로봇과 함께 회전함에 따라 신축성케이블(30)은 꼬이거나 비틀리지 않는다. 따라서 로봇이 아무런 제한을 받지 않고 회전할 수 있으므로 로봇의 이동과 활동이 자유롭다.

로봇이 허리를 숙여서 지면의 물건을 집을 때에도 신축성케이블(30)이 늘어나서 로봇이 허리를 숙여서 물건을 집는 것을 방해하지 않는다. 즉 신축성케이블(30)의 상하방향 유연성이 로봇의 자유로운 활동을 보장한다.

이러한 본 발명에 따른 로봇의 유선조종장치에서 하부유닛(22)의 단자접속부(23)는 하부유닛(22)의 저면에 형성되고 보행로봇(100)의 단자접속부(110)는 보행로봇(100)의 등부분에 형성되며, 신축성케이블(30)은 감겨진 케이블의 복원력에 의해 로봇의 등부분의 접속단자로부터 위로 세워져서 배치되기 때문에 로봇의 팔이나 다리에 걸리지 않게 된다. 따라서 로봇의 자유로움 움직임이 방해되지 않는다. 만약 신축성케이블(30)이 아니라면 로봇의 위치에 따라 케이블이 아래로 늘어지거나 처져서 로봇의 팔이나 다리에 걸릴 수 있으며 로봇의 자유로운 이동이나 활동에 방해가 된다.

본 발명에 따른 로봇의 유선조종장치에서 신축성케이블(30)의 단자는 하부유닛(22)이나 보행로봇(100)의 단자접속부(23)에 밀어넣으면 체결되어 빠지지 않게 되는 원터치식 커넥터를 사용하였기 때문에 유선조종장치나 로봇에 이상이 발생하였을 때에 빠르게 로봇이나 신축성케이블(30)을 분리하여 수리할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치가 장착된 보행로봇을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 일부분을 확대하여 도시한 부분사시도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치를 구성하는 회전유닛을 도시한 정면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로봇의 유선조종장치를 구성하는 신축성케이블 및 신축성케이블의 결합상태를 도시한 분해사시도이다.

Claims (4)

1. 전원을 공급받아서 다리를 움직여서 보행하는 로봇(100)의 활동공간의 위쪽에 설치되는 레일(1);

   상기 레일(1)에 미끄럼 이동이 가능하게 설치되는 이동브래킷(10);

   상기 이동브래킷(10)에 고정되고 상기 로봇(100)으로 전원 또는 제어신호를 전달하기 위해 회로기판(2)에 연결되는 상부유닛(21)과 상기 상부유닛(21)의 아래에 상기 상부유닛(21)에 대하여 회전이 가능하게 연결되어 상기 상부유닛(21)으로부터 상기 전원 또는 제어신호를 전달받으며 단자접속부(23)가 형성된 하부유닛(22)을 포함하는 회전유닛(20); 및

   나선으로 감겨져서 신축이 가능한 케이블과 상기 케이블의 상단과 하단에 각각 형성된 단자(31, 32)를 포함하며, 상기 하단에 형성된 단자(32)가 상기 로봇(100)의 등부분에 형성되는 단자접속부(110)에 연결되고 상기 상단에 형성된 단자(31)가 상기 로봇(100)의 위쪽에 위치한 상기 하부유닛(22)의 상기 단자접속부(23)에 연결되는 것인 신축성케이블(30)을 포함하고,

   상기 로봇(100)이 이동하여 상기 신축성케이블(30)이 당겨지면 상기 이동브래킷(10)이 상기 레일(1)을 타고 이동하며,

   상기 신축성케이블(30)은 나선으로 감겨진 구조에 의한 복원력에 의해 상기 로봇(100)의 상기 단자접속부(110)의 위쪽으로 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇의 유선조종장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 하부유닛(22)의 상기 단자접속부(23)와 상기 로봇(100)의 상기 단자접속부(110)와 상기 신축성케이블(30)의 상기 단자들(31, 32)의 결합은 상기 단자들(31, 32)을 상기 단자접속부들(23, 110)로 밀어넣으면 상기 단자들(31, 32)이 상기 단자접속부들(23, 110)에 걸리면서 빠지지 않게 체결되는 구조인 것을 특징으로 하는 로봇의 유선조종장치.

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