KR101110748B1

KR101110748B1 - 구동절환부가 구비된 모바일 로봇

Info

Publication number: KR101110748B1
Application number: KR1020090080379A
Authority: KR
Inventors: 이석태; 이동현; 이경수; 최강민; 조경식; 김명경; 남창우
Original assignee: 퍼스텍주식회사
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2012-02-24
Also published as: KR20110022885A

Abstract

본 발명은 구동절환부가 구비된 모바일 로봇에 관한 것으로, 보다 상세히는 몸체의 전후방 양측에 각각 장착되어 정, 역회전에 의한 구동력으로써 회전하는 벨트로 상기 몸체를 전, 후진하는 트랙과, 상기 트랙의 일단부를 기준으로 정, 역회전에 의한 구동력으로써 회전시켜 장애물을 극복하며 상기 몸체를 이동시키는 플리퍼를 구비한 모바일 로봇에 적용하기 위하여, 상기 플리퍼를 회전시키는 플리퍼 암 일단부에 관통 결합되어 정, 역회전하는 트랙 구동축 단부의 트랙구동 웜휠과, 상기 트랙구동 웜휠과 기어 결합하며 상기 트랙 구동축과 직교 방향으로 장착되는 트랙구동 웜기어와, 상기 트랙구동 웜기어의 일단에 구비되는 트랙구동전달 평기어로 이루어져 상기 트랙을 구동시키는 트랙 구동부; 상기 플리퍼 암과 일체로 장착되고 상기 트랙 구동축의 외주면을 따라 상기 트랙 구동축과 근접하게 장착되는 플리퍼구동 웜휠과, 상기 플리퍼구동 웜휠과 기어 결합하며 상기 트랙 구동축과 직교 방향으로 장착되는 플리퍼구동 웜기어와, 상기 플리퍼구동 웜기어의 일단에 구비되는 플리퍼구동전달 평기어로 이루어져 상기 플리퍼를 구동시키는 플리퍼 구동부; 및 상기 몸체의 전후방 양측에 각각 내장된 구동모터에 결합되고, 상기 트랙 구동부와 플리퍼 구동부 사이에 배치되며, 상기 트랙구동전달 평기어에 연결되어 상기 트랙 구동부를 구동하거나 상기 플리퍼구동전달 평기어에 연결되어 상기 플리퍼 구동부를 구동할 수 있는 구동절환부;를 포함하는 것을 기술적 요지로 하여 구동전달에 필요한 에너지와 부품을 최소화하여 경량화 구현이 가능함은 물론 전,후진과 플리핑을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇에 관한 것이다.

구동절환부, 모바일 로봇, 트랙, 플리퍼, 벨트, 트랙 구동부, 플리퍼 구동부

Description

구동절환부가 구비된 모바일 로봇{MOBILE ROBOT WITH DRIVE CONVERSION PART}

본 발명은 구동절환부가 구비된 모바일 로봇에 관한 것으로, 몸체에 구비되어 트랙을 구동시키는 트랙 구동부와, 플리퍼를 구동시키는 플리퍼 구동부를 구동절환부에 의하여 선택적으로 결합할 수 있도록 한 구조를 채택하여 구동전달에 필요한 에너지와 부품을 최소화하여 경량화 구현이 가능함은 물론 전,후진과 플리핑의 효율적인 제어가 가능한 구동절환부가 구비된 모바일 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 모바일 로봇은 재난 지역이나 군사작전 지역 등과 같이 계단과 불규칙한 장애물이 노면에 산재한 험난한 지형을 이동할 때 사용되는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같은 대한민국 등록특허 제10-0811860호의 '장애물 지대 극복 로봇'(이하 '극복로봇')과, 도 5에 도시된 바와 같은 등록특허 제10-0861325호의 '휠과 플리퍼의 탈부착이 가능한 이동로봇'(이하 '이동로봇')과 같은 것을 들 수 있다.

상기 극복로봇은 도시된 바와 같이 전방에 센서(11) 및 거울(15)을 구비하고, 후방에 카메라(14)가 장착된 본체(10)의 전방 양측에 구비된 제1구동부(12)로 이동하는 제1구동수단(20)과, 상기 본체(10) 후방 양측에 구비된 제2구동부(13)로 이동하는 제2구동수단(30)을 구비한 것이다.

여기서, 상기 제1구동수단(20)은 상기 제1구동부(12) 단부의 제1프레임(21)에 장착된 제1구동바퀴(22)와 제1종동바퀴(23)에 감긴 제1구동벨트(24)로 이동하는 것이다.

도면에서 미설명 부호로 25는 범퍼를 나타낸다.

그리고, 상기 이동로봇은 도시된 바와 같이 본체(100)에 내장된 서브샤프트(120)와 연결된 메인샤프트(110) 단부에 각각 장착되는, 즉 상기 본체(100) 전, 후방 양측에 장착된 플리퍼(400)가 전체적으로 트랙부(200)를 구성하게 되며, 상기 플리퍼(400)와 결합한 상기 메인샤프트(110) 단부에 휠(이하 미도시)을 장착하여 신속하게 이동할 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 극복로봇을 포함한 일반적인 모바일 로봇은 도 6과 같이 몸체에 내장된 제1 구동모터(55)의 정, 역회전에 연동하는 구동휠(52)에 장착된 벨트(51)로 이루어진 트랙(50)으로써 평지에서 전, 후진하면서 이동하게 된다.

그리고, 모바일 로봇은 계단이나 여러가지 장애물 등 지면이 고르지 못한 험난한 지형을 이동할 경우 제2 구동모터(65)와 결합되어 상기 트랙(50)의 길이 방향을 따라 형성된 플리퍼 암(60)의 정, 역회전으로 노면 상황을 극복하면서 이동하는 것이다.

그러나, 상기 극복로봇을 포함한 일반적인 모바일 로봇은 상술한 바와 같이 플리퍼와 트랙을 구동하기 위하여 상기 플리퍼 및 트랙 각각에 구동모터가 장착되 어야 하며 이에 따른 부품수는 필연적으로 증가하며 제작비 증가와 제품의 하중이 늘어나게 되는 문제점은 피할 수 없으며, 이는 곧 신속한 이동 속도를 구현하지 못하는 문제점과 속도 증가를 위한 추가적인 에너지 소모가 필요함을 의미한다.

그리고, 상기 이동로봇의 경우 군사작전 지역과 같이 위급한 상황에서 빠른 이동속도를 위하여 추가적으로 별도 구비된 휠을 장착하는 번거로움과 장착 수공(手工)이 필요함은 물론, 휠과 같은 부품의 망실 우려와 함께 이동시 충격에 따른 장착 부위의 파손 등 여러가지 치명적인 문제점에 직면할 수 밖에 없었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구동전달에 필요한 에너지와 부품을 최소화하여 경량화 구현이 가능함은 물론 전,후진과 플리핑을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 몸체의 전후방 양측에 각각 장착되어 정, 역회전에 의한 구동력으로써 회전하는 벨트로 상기 몸체를 전, 후진하는 트랙과, 상기 트랙의 일단부를 기준으로 정, 역회전에 의한 구동력으로써 회전시켜 장애물을 극복하며 상기 몸체를 이동시키는 플리퍼를 구비한 모바일 로봇에 있어서, 상기 플리퍼를 회전시키는 플리퍼 암 일단부에 관통 결합되어 정, 역회전하는 트랙 구동축 단부의 트랙구동 웜휠과, 상기 트랙구동 웜휠과 기어 결합하며 상기 트랙 구동축과 직교 방향으로 장착되는 트랙구동 웜기어와, 상기 트랙구동 웜기어의 일단에 구비되는 트랙구동전달 평기어로 이루어져 상기 트랙을 구동시키는 트랙 구동부; 상기 플리퍼 암과 일체로 장착되고 상기 트랙 구동축의 외주면을 따라 상기 트랙 구동축과 근접하게 장착되는 플리퍼구동 웜휠과, 상기 플리퍼구동 웜휠과 기어 결합하며 상기 트랙 구동축과 직교 방향으로 장착되는 플리퍼구동 웜기어와, 상기 플리퍼구동 웜기어의 일단에 구비되는 플리퍼구동전달 평기어로 이루어져 상기 플리퍼를 구동시키는 플리퍼 구동부; 및 상기 몸체의 전후방 양측에 각각 내장된 구동모터에 결합되고, 상기 트랙 구동부와 플리퍼 구동부 사이에 배치되며, 상기 트랙구동전달 평기어에 연결되어 상기 트랙 구동부를 구동하거나 상기 플리퍼구동전달 평기어에 연결되어 상기 플리퍼 구동부를 구동할 수 있는 구동절환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

한편, 상기 구동절환부는 상기 구동모터의 구동축 단부에 구비된 구동기어와, 상기 구동기어와 기어 결합하면서 상기 트랙구동전달 평기어 또는 플리퍼구동전달 평기어 중 어느 하나와 기어 결합함으로써 구동력을 전달하는 구동절환기어와, 상기 구동모터에 장착되고 일측이 상기 구동절환기어에 결합되어 상기 구동절환기어를 상기 트랙구동 웜기어 또는 플리퍼구동 웜기어의 길이 방향을 따라 왕복 이동시키는 절환 액츄에이터로 이루어지되, 상기 트랙구동 웜기어 및 플리퍼구동 웜기어는 상호 길이가 다르게 형성됨으로써 상기 구동절환기어의 이동 정도에 따라 상기 트랙구동전달 평기어 또는 플리퍼구동전달 평기어 중 어느 하나와 기어 결합할 수 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 구동절환기어는 상기 구동기어와 상시 기어 결합하여 연동 회전하는 상접기어와, 상기 상접기어를 관통하는 상기 절환 액츄에이터의 단부에 결합되어 왕복 이동하면서 상기 트랙구동전달 평기어 또는 플리퍼구동전달 평기어 중 어느 하나와 기어 결합함으로써 구동력을 전달하는 절환기어로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 절환 액츄에이터는 상기 구동모터의 일측에 결합되고 회전 구동하는 감속 절환몸체와, 상기 감속 절환몸체의 회전축 단부에 결합된 절환캠 플레이트와, 일단이 상기 절환캠 플레이트의 일측에 장착되고 타단이 상기 상접기어를 관통하면서 상기 절환기어의 중심부와 상호 연결되는 절환바로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 몸체에 구비되어 트랙을 구동시키는 트랙 구동부와, 플리퍼를 구동시키는 플리퍼 구동부를 구동절환부에 의하여 선택적으로 결합하여 구동력을 별개로 전달하는 구조를 채택함으로써, 구동모터 등의 구동에 필수적인 부품의 개수를 선행기술에 비하여 대폭 줄일 수 있게 되므로, 장치의 경량화 및 컴팩트화가 가능하게 된다.

그리고, 본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여 구동력의 전달에 필요한 에너지를 최소화할 수 있으며, 트랙에 의한 전, 후진과 플리퍼에 의한 플리핑 동작을 효율적으로 제어할 수 있게 되는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동절환부가 구비된 모바일 로봇의 주요부인 트랙 구동부와 플리퍼 구동부 및 구동절환부의 구체적인 결합 관계를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 A 시점에서 바라본 평면 개념도이며, 도 3은 도 1의 B 시점에서 바라본 구동절환부에 의한 트랙 구동부 및 플리퍼 구동부로의 구동 전 달에 관한 작동 실시예를 나타낸 저면 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 크게 트랙 구동부(100), 플리퍼(flipper) 구동부(200) 및 구동절환부(300)를 포함하는 구성임을 파악할 수 있다.

도 1에서 미설명부호로 410 및 420은 본 발명의 주요부인 트랙 구동부(100), 플리퍼 구동부(200) 및 구동절환부(300)를 지지하는 받침 플레이트를 각각 나타낸다.

참고로, 몸체(400)에는 전후방 양측에 장착된 구동휠(520)과 결합하여 정, 역회전하는 벨트(510)로 상기 몸체(400)를 전, 후진시키는 트랙(500)과, 상기 트랙(500)의 일단부를 기준으로 정, 역회전에 의한 구동력으로 장애물을 극복하며 상기 몸체(400)를 이동시키는 플리퍼 암(610)을 포함한 플리퍼(600)를 각각 구비한다.

상기 트랙 구동부(100) 및 플리퍼 구동부(200)는 상기 몸체(400)의 전후방 양측에 각각 내장되어 상기 트랙(500) 및 플리퍼(600) 각각을 구동시키는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 구동절환부(300)는 상기 몸체(400)의 전후방 양측에 각각 내장된 구동모터(700)와 결합되고, 상기 트랙 구동부(100)와 플리퍼 구동부(200) 사이에 배치되어 상기 트랙 구동부(100) 또는 플리퍼 구동부(200) 중 어느 하나와 연결되면서 상기 트랙 구동부(100) 또는 플리퍼 구동부(200)에 선택적으로 구동력을 전달하는 역할을 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 몸체(400) 전후방 양측에 각각 내장된 구동모 터(700)를 정, 역회전하되 연동 결합한 상기 구동절환부(300)가 상기 트랙 구동부(100)와 결합하면, 상기 트랙(500)을 연동 회전시켜 상기 몸체(400)를 전, 후진시키면서 평지 주행을 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 구동모터(700)를 정, 역회전하되 연동 결합한 상기 구동절환부(300)가 상기 플리퍼 구동부(200)와 결합하면, 상기 플리퍼(600)를 연동 회전시켜 상기 몸체(400)가 계단이나 다양한 노면상의 장애물을 극복하면서 이동할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 적용 실시가 가능함은 물론이며, 보다 구체적인 실시예의 적용을 위하여 첨부된 도면을 참고로 상세한 기술을 아래와 같이 하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 트랙 구동부(100)는 전술한 바와 같이 상기 트랙(500)을 구동시키는 역할을 수행하는 것으로, 크게 트랙구동 웜휠(110)과, 트랙구동 웜기어(120) 및 트랙구동전달 평기어(130)로 구성된다.

상기 트랙구동 웜휠(110)은 상기 플리퍼 구동부(200)의 플리퍼(600)를 회전시키는 플리퍼 암(610) 일단부에 관통 결합되어 정, 역회전하는 트랙 구동축(101) 단부에 장착되는 것으로, 도 1에 도시된 구동휠(520)에 직접적으로 구동력을 전달하는 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 트랙구동 웜기어(120)는 도 2와 같이 상기 트랙구동 웜휠(110)과 기어 결합하는 것으로, 상기 트랙 구동축(101)과 직교 방향으로 장착되어 상기 몸체(400)에 내장된 구동모터(700)로부터 구동력을 상기 트랙구동 웜휠(110)에 전 달하는 역할을 하게 된다.

또한, 트랙구동전달 평기어(130)는 상기 트랙구동 웜기어(120)의 일단에 구비되어 후술할 구동절환부(300)와 선택적으로 결합하게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 플리퍼 구동부(200)는 전술한 바와 같이 상기 플리퍼(600)를 구동시키는 역할을 수행하는 것으로, 크게 플리퍼구동 웜휠(210)과, 플리퍼구동 웜기어(220)와, 플리퍼구동전달 평기어(230)로 구성된다.

상기 플리퍼구동 웜휠(210)은 상기 플리퍼 암(610)과 일체로 장착되고, 상기 트랙 구동축(101)의 외주면을 따라 상기 트랙 구동축(101)과 근접하게 장착되어 도 1에 도시된 플리퍼 암(610)에 직접적으로 구동력을 전달하는 역할을 하는 것이다.

그리고, 플리퍼구동 웜기어(220)는 도 2와 같이 상기 플리퍼구동 웜휠(210)과 기어 결합하는 것으로, 상기 트랙 구동축(101)과 직교 방향으로 장착되어 상기 몸체(400)에 내장된 구동모터(700)로부터 구동력을 상기 플리퍼구동 웜휠(210)에 전달하는 역할을 하게 된다.

또한, 플리퍼구동전달 평기어(230)는 상기 상기 플리퍼구동 웜기어(220)의 일단에 구비되어 후술할 구동절환부(300)와 선택적으로 결합하게 된다.

따라서, 상기 플리퍼구동 웜기어(220)는 상기 트랙구동 웜기어(120)와 평행하게 배치되며, 이러한 배치 형태는 상기 각 웜기어(110, 120) 단부의 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(230) 중 어느 하나가 후술할 구동절환부(300)와 선택적으로 결합하기 위한 최적의 배치 구조를 구현하는 기술적 수단이라 할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동절환부(300)는 전술한 바와 같이 상기 트랙 구동부(100) 또는 플리퍼 구동부(200) 중 어느 하나에 연결되어 구동력을 선택적으로 전달하기 위한 것으로, 크게 구동기어(310)와, 구동절환기어(320)와, 절환 액츄에이터(330)로 구성된다.

상기 구동기어(310)는 몸체(400) 전후방 양측에 각각 내장된 구동모터(700)의 구동축 단부에 구비되어 상기 구동모터(700)의 정, 역회전에 연동하면서 상기 트랙 구동부(100) 또는 플리퍼 구동부(200)에 구동력을 선택적으로 전달하는 역할을 하는 것이며, 상기 구동모터(700)의 구동축은 바람직하게는 상기 트랙구동 웜기어(120)와 플리퍼구동 웜기어(220) 각각과 평행하게 장착되도록 한다.

그리고, 상기 구동절환기어(320)는 상기 구동기어(310)와 기어 결합함으로써 상기 구동모터(700)와 연동하고 상기 트랙구동 웜기어(120) 및 플리퍼구동 웜기어(220)의 길이 방향을 따라 왕복 이동하면서 상기 트랙구동 웜기어(120) 또는 플리퍼구동 웜기어(220)의 단부, 즉 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(130) 중 어느 하나와 선택적으로 기어 결합하게 된다.

상기 구동절환기어(320)는 상기 각 평기어(130, 230)와 선택적으로 기어 결합하기 위하여 상접(常接)기어(322)와, 절환기어(324)로 구성되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 상접기어(322)는 상기 구동기어(310)와 상시 기어 결합하여 연동 회전하게 되고, 상기 절환기어(324)는 상기 상접기어(322) 상에서 후술할 절환 액츄에이터(330)에 연동하여 왕복 이동하면서 상기 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(230) 중 어느 하나와 선택적으로 기어 결합하게 되는 것이다.

또한, 상기 절환 액츄에이터(330)는 상기 구동모터(700)의 일측에 장착되고 상기 트랙구동 웜기어(120) 또는 플리퍼구동 웜기어(220)의 길이 방향을 따라 상기 구동절환기어(320)를 왕복 이동시키는 역할을 수행하는 것으로, 크게 감속 절환몸체(332)와, 절환캠 플레이트(334)와, 절환바(336)로 구성된다.

상기 감속 절환몸체(332)는 상기 구동모터(700)의 일측에 결합하여 정, 역회전하는 구동력을 제공하는 것이며, 상기 절환캠 플레이트(334)는 상기 감속 절환몸체(332)의 회전축 단부에 결합되어 일정 각도의 범위 내에서 상기 감속 절환몸체(332)와 연동하여 정, 역회전하게 된다.

그리고, 상기 절환바(336)는 일단이 상기 절환캠 플레이트(334)의 일측에 장착되고 타단이 상기 상접기어(322)를 관통하여 상기 절환기어(324)의 중심부와 상호 연결되는 것으로, 상기 절환캠 플레이트(334)가 일정 각도 범위 내에서 정, 역회전하는 동작에 연동하여 상기 절환바(336)의 단부가 왕복 직선 운동하게 되어 상기 절환바(336) 단부가 상기 트랙구동전달 평기어(130)측 또는 플리퍼구동전달 평기어(230)측과 선택적으로 결합하도록 보조하는 역할을 수행하게 된다.

따라서, 상기 트랙구동 웜기어(120) 및 플리퍼구동 웜기어(220)는 상기와 같이 절환바(336) 단부의 절환기어(324)에 의한 선택적인 구동전달을 위하여 각각의 길이가 상호 다르게 형성되도록 하는 것이 바람직하며, 이러한 상기 각 평기어(130, 230)측으로의 선택적인 구동 전달에 대하여 도 3을 참고로 보다 상세하게 살펴 보기로 한다.

참고로, 도 3은 도 1의 B 시점, 즉 저면 위치에서 바라본 도면으로, 도면 상의 각 기어에 표시된 원문자, 즉 ①, ②, 그리고 ③은 저면에서 보았을 때 ①은 받침 플레이트(420)를 가장 낮은 지점으로 가정하여 가장 높은 위치, ②는 상기 ①보다 낮은 위치, 그리고 ③은 ②보다 낮은, 즉 가장 낮은 위치를 나타낸다.

그리고, 상기 받침 플레이트(420) 상에 배치된 각 기어는 상기 원문자 ①, ②, ③에 근거하여 각각의 명확한 높낮이별 위치 관계 표시를 위하여 ②와 ③ 높이의 기어가 상호 겹쳐졌을 때, ③ 높이 기어의 겹쳐진 가장자리 부분은 일점 쇄선으로, ①과 ② 높이의 기어가 상호 겹쳐졌을 때, ② 높이 기어의 겹쳐진 가장자리 부분은 점선으로 각각 표시하였으며, 도 3에 미표기된 도면의 부호는 도 1 및 도 2를 참고로 하면 될 것이다.

또한, 도 3(a) 및 도 3(b) 각각의 좌측에는 상호 결합하는 기어에는 각각 빗금친 표시로 하여 구동전달의 방향을 식별할 수 있도록 하였으며, 도면 해독의 편의를 위하여 트랙구동전달 평기어(130) 및 상기 트랙구동전달 평기어(130)와 결합 회전하는 기어(900, 910, 920)의 도시는 생략하였다.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동절환부(300), 더욱 상세히는 구동절환기어(320)의 절환기어(324)는 직접 상기 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(230)와 선택 결합되도록 할 수도 있음은 물론, 정확한 가속 및 감속비의 구현을 위하여 도 3과 같은 제1 구동매개기어(800) 및 제2 구동매개기어(900)를 이용할 수도 있을 것이다.

상기 제1 구동매개기어(800)는 ② 높이에서 회전하는 바닥 평기어(810)와, 상기 바닥 평기어(810) 상, 즉 ① 높이에서 일체 연동하는 상부 피니언(820)으로 구성된다.

그리고, 상기 제2 구동매개기어(900)는 상기 상부 피니언(820)과 상시 결합하여 연동 회전하는 ① 높이의 상부 평기어(920)와, 상기 상부 평기어(920) 하부측, 즉 ② 높이에서 상기 상부 평기어(920)와 일체 연동하며, 상기 트랙구동전달 평기어(130)와 상시 결합하여 연동 회전하는 하부 피니언(910)으로 구성된다.

여기서, ② 높이의 상기 바닥 평기어(810)는 ① 높이의 플리퍼구동전달 평기어(230)와는 맞물리지 않고 상기 플리퍼구동전달 평기어(230) 하부측에 배치되며, 상기 구동기어(310) 및 구동절환기어(320)의 상접기어(322)는 공히 ③ 높이에서 상호 결합하여 회전하게 되는 것이다.

따라서, 사용자는 구동절환부(300)의 절환 액츄에이터(300)를 조작하여, 즉 감속 절환몸체(332)와 연동하는 절환캠 플레이트(334)의 정, 역회전에 따라 왕복 이동하는 절환바(336)의 조작하여, ③ 높이의 상기 상접기어(322) 상의 절환기어(324)를 ② 높이 또는 ① 높이에 배치되도록 함으로써 상기 절환기어(324)가 ② 높이일 때는 도 3(a)와 같이 트랙(500)을, 상기 절환기어(324)가 ① 높이일 때는 도 3(b)와 같이 플리퍼(600)를 구동시킬 수 있게 된다.

더욱 상세히는, 상기 절환기어(324)가 ② 높이일 때는 상기 절환기어(324)와 바닥 평기어(810)가 상호 결합하므로, 상기 바닥 평기어(810)와 일체 결합한 제2 구동매개기어(900)를 통하여 상기 트랙구동전달 평기어(130)로 구동력이 전달됨에 따라 상기 트랙(500)의 구동에 따른 몸체(400)의 전, 후진이 가능하게 된다.

그리고, 상기 절환기어(324)가 ① 높이일 때는 상기 절환기어(324)와 바닥 평기어(810) 상호간의 결합이 해제되고, 상기 절환기어(324)는 ① 높이의 상기 플리퍼구동전달 평기어(230)와 상호 결합하게 됨으로써 구동력이 플리퍼(600)측으로 전달되어 상기 플리퍼(600)의 정, 역회전에 따른 몸체(400)의 장애물 극복 이동이 가능하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 구동전달에 필요한 에너지와 부품을 최소화하여 경량화 구현이 가능함은 물론 전,후진과 플리핑을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론일 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구동절환부가 구비된 모바일 로봇의 주요부인 트랙 구동부와 플리퍼 구동부 및 구동절환부의 구체적인 결합 관계를 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 A 시점에서 바라본 평면 개념도

도 3은 도 1의 B 시점에서 바라본 구동절환부에 의한 트랙 구동부 및 플리퍼 구동부로의 구동 전달에 관한 작동 실시예를 나타낸 저면 개념도

도 4 내지 도 6은 종래 기술을 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...트랙 구동부 200...플리퍼 구동부

300...구동절환부 400...몸체

500...트랙 510...벨트

600...플리퍼

Claims

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몸체(400)의 전후방 양측에 각각 장착되어 정, 역회전에 의한 구동력으로써 회전하는 벨트(510)로 상기 몸체(400)를 전, 후진시키는 트랙(500)과, 상기 트랙(500)의 일단부를 기준으로 정, 역회전에 의한 구동력으로써 회전시켜 장애물을 극복하며 상기 몸체(400)를 이동시키는 플리퍼(600)를 구비한 모바일 로봇에 있어서,

상기 플리퍼(600)를 회전시키는 플리퍼 암(610) 일단부에 관통 결합되어 정, 역회전하는 트랙 구동축(101) 단부의 트랙구동 웜휠(110)과, 상기 트랙구동 웜휠(110)과 기어 결합하며 상기 트랙 구동축(101)과 직교 방향으로 장착되는 트랙구동 웜기어(120)와, 상기 트랙구동 웜기어(120)의 일단에 구비되는 트랙구동전달 평기어(130)로 이루어져 상기 트랙(500)을 구동시키는 트랙 구동부(100);

상기 플리퍼 암(610)과 일체로 장착되고 상기 트랙 구동축(101)의 외주면을 따라 상기 트랙 구동축(101)과 근접하게 장착되는 플리퍼구동 웜휠(210)과, 상기 플리퍼구동 웜휠(210)과 기어 결합하며 상기 트랙 구동축(101)과 직교 방향으로 장착되는 플리퍼구동 웜기어(220)와, 상기 플리퍼구동 웜기어(220)의 일단에 구비되는 플리퍼구동전달 평기어(230)로 이루어져 상기 플리퍼(600)를 구동시키는 플리퍼 구동부(200); 및

상기 몸체(400)의 전후방 양측에 각각 내장된 구동모터(700)에 결합되고, 상기 트랙 구동부(100)와 플리퍼 구동부(200) 사이에 배치되며, 상기 트랙구동전달 평기어(130)에 연결되어 상기 트랙 구동부(100)를 구동하거나 상기 플리퍼구동전달 평기어(230)에 연결되어 상기 플리퍼 구동부(200)를 구동할 수 있는 구동절환부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇.
제 3 항에 있어서,

상기 구동절환부(300)는,

상기 구동모터(700)의 구동축 단부에 구비된 구동기어(310)와,

상기 구동기어(310)와 기어 결합하면서 상기 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(230) 중 어느 하나와 기어 결합함으로써 구동력을 전달하는 구동절환기어(320)와,

상기 구동모터(700)에 장착되고 일측이 상기 구동절환기어(320)에 결합되어 상기 구동절환기어(320)를 상기 트랙구동 웜기어(120) 또는 플리퍼구동 웜기어(220)의 길이 방향을 따라 왕복 이동시키는 절환 액츄에이터(330)로 이루어지되,

상기 트랙구동 웜기어(120) 및 플리퍼구동 웜기어(220)는 상호 길이가 다르게 형성됨으로써 상기 구동절환기어(320)의 이동 정도에 따라 상기 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(230) 중 어느 하나와 기어 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇.
제 4 항에 있어서,

상기 구동절환기어(320)는,

상기 구동기어(310)와 상시 기어 결합하여 연동 회전하는 상접기어(322)와,

상기 상접기어(322)를 관통하는 상기 절환 액츄에이터(330)의 단부에 결합되어 왕복 이동하면서 상기 트랙구동전달 평기어(130) 또는 플리퍼구동전달 평기어(230) 중 어느 하나와 기어 결합함으로써 구동력을 전달하는 절환기어(324)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇.
제 5 항에 있어서,

상기 절환 액츄에이터(330)는,

상기 구동모터(700)의 일측에 결합되고 회전 구동하는 감속 절환몸체(332)와,

상기 감속 절환몸체(332)의 회전축 단부에 결합된 절환캠 플레이트(334)와,

일단이 상기 절환캠 플레이트(334)의 일측에 장착되고 타단이 상기 상접기어(322)를 관통하면서 상기 절환기어(324)의 중심부와 상호 연결되는 절환바(336)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동절환부가 구비된 모바일 로봇.