KR101223496B1 - walking pattern of a biped robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이족보행 로봇 발에 관한 것으로, 그 구성은 이족보행 로봇 발에 있어서, 로봇 발의 몸체; 및 상기 몸체 외부면을 감싼 상태로 로봇 발의 위치에 따라 전단 또는 후단으로 슬라이딩 이동하며 지지하는 지지부재;를 포함하여 이루어진다. 또한 본 발명은 하부지지편과 상기 하부지지편 양측으로부터 수직하게 형성되는 수직편과 상기 수직편 상부로부터 서로 마주보게 연장된 상부지지편이 형성된 몸체; 및 상기 몸체에 내설되어 로봇 발의 위치에 따라 전단 또는 후단으로 슬라이딩 이동하며 로봇 발을 지지하게 하는 지지부재;를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a biped walking robot foot, the configuration of the biped walking robot foot, the body of the robot foot; And a support member slidingly supporting the front end or the rear end according to the position of the robot foot while covering the outer surface of the body. In another aspect, the present invention is the vertical support body formed vertically from both sides of the lower support piece and the lower support piece and the body formed with an upper support piece extending to face each other from the upper vertical piece; And a support member installed in the body to slide forward or rearward according to the position of the robot foot to support the robot foot.
Description
본 발명은 이족보행 로봇 발에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수평면만이 아닌 경사진 면에서도 효율적으로 보행할 수 있는 이족보행 로봇 발에 관한 것이다.
The present invention relates to a biped walking robot foot, and more particularly, to a biped walking robot foot that can efficiently walk on an inclined surface as well as a horizontal plane.
일반적으로 보행 로봇 분야는 외국의 보행 로봇은 기계적으로 일본의 로봇이 가장 앞서 있고, 그에 따라 다양한 보행로봇이 개발되고 있다. Honda의 ASIMO와 SONY의 QRIO가 대표적이며, 보행속도는 시속 3km 정도에 계단 오르기, 달리기가 가능하다. 특히, QRIO는 사람이 추는 것과 같은 부채춤을 출 수 있을 정도의 부드러운 제어가 가능하다는 것이 장점이다. 일본의 로봇 기술은 Honda와 SONY 같은 몇몇 대기업에서 만들어낸 시스템들로 대변되어 왔지만 휴머노이드 로봇분야에서는 많은 기업들, 특히 기술력이 있는 중소기업 중심으로 소형 휴머노이드(신장 100cm 이하) 로봇이 개발되고 있다고 한다. 이러한 소형 휴머노이드 로봇 개발 열풍은 각 기업들이 로봇 하드웨어 연구개발 및 제작비용과 동작 제어에 있어서의 기술적 부담을 덜고, 여기에 IT기반 기술을 탑재하여보다 더 인상적인 시연을 수행하고 이를 무기로 시장을 공략하기 위한 전략이라는 평가가 나오고 있다.In general, in the field of walking robots, foreign walking robots are mechanically preceded by Japanese robots, and various walking robots are being developed accordingly. Honda's ASIMO and SONY's QRIO are typical, and the walking speed is about 3 km / h. In particular, the QRIO has the advantage of being able to control smoothly enough to perform a fan dance. Japanese robot technology has been represented by systems made by several large companies such as Honda and SONY, but in the field of humanoid robots, small humanoid robots (under 100cm tall) are being developed by many companies, especially small and medium-sized companies. This small humanoid robot development craze is to reduce the technical burden of robot hardware R & D and production cost and motion control, and to equip the market with weapons to perform more impressive demonstrations with IT-based technology. It is evaluated that the strategy for
그리고 국내의 경우 대학 위주로 기술개발이 이루어지고 있는데, 국내 보행로봇의 선두주자는 KAIST의 Hubo이다. Hubo는 키 125 cm에 무게 55kg이며, 41개의 관절을 가지고 있고 안정적 보행을 위해 힘/모멘트 센서, 관성센서, 비젼(vision)등을 장착하고 있다. Hubo는 동보행이 가능하여 시속 1.25km로 걸을 수 있고, 옆걸음, 뒷걸음도 가능하다. 하지만 아직 경사면 오르기와 달리기는 구현되지 않았다.
In the case of Korea, technology development is being carried out mainly in universities, and the leader of domestic walking robot is Hubo of KAIST. The Hubo is 125 cm tall, weighs 55 kg, has 41 joints and is equipped with force / moment sensors, inertial sensors and vision for stable walking. Hubo is able to walk, so you can walk at 1.25 km / h, and you can walk sideways and back. However, climbing and running have not yet been implemented.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수평면만이 아닌 경사진 면에서도 효율적으로 보행할 수 있는 이족보행 로봇 발을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a biped walking robot foot that can efficiently walk in the inclined plane as well as the horizontal plane.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.The present invention has the following structure in order to achieve the above object.
본 발명의 이족보행 로봇 발에 있어서, 로봇 발의 몸체; 및 상기 몸체 외부면을 감싼 상태로 로봇 발의 위치에 따라 전단 또는 후단으로 슬라이딩 이동하며 지지하는 지지부재;를 포함하여 이루어진다.In the biped walking robot foot of the present invention, the body of the robot foot; And a support member slidingly supporting the front end or the rear end according to the position of the robot foot while covering the outer surface of the body.
그리고 상기 지지부재는 몸체 길이 방향 양측에 형성된 단턱을 따라 슬라이딩되는 것이 바람직하다.The support member is preferably slid along the stepped portions formed on both sides of the body length direction.
그리고 상기 지지부재는 단턱 측면에 위치되는 한쌍의 수직편과 상기 단턱 하부에 위치되는 하부편과 상기 하부편을 연결하는 연결편으로 이루어져 몸체로부터 전단 또는 후단 방향으로 슬라이딩되는 것이 바람직하다.The support member preferably comprises a pair of vertical pieces positioned on the side of the step, and a connecting piece connecting the lower piece and the lower piece positioned on the lower part of the step, to be slid in the front or rear end direction from the body.
그리고 상기 슬라이더는 단턱 높이 이내에서 구비되도록 하는 것이 바람직하다.The slider is preferably provided within the step height.
그리고 몸체 및 지지부재에는, 상호 슬라이딩을 쉽게 하기 위한 별도의 안내부재를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the body and the support member, it is preferable to provide a separate guide member for easy sliding with each other.
그리고 상기 안내부재는 부싱 또는 윤활재 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.And the guide member is preferably any one selected from a bushing or lubricant.
한편 본 발명은 이족보행 로봇 발에 있어서, 하부지지편과 상기 하부지지편 양측으로부터 수직하게 형성되는 수직편과 상기 수직편 상부로부터 서로 마주보게 연장된 상부지지편이 형성된 몸체; 및 상기 몸체에 내설되어 로봇 발의 위치에 따라 전단 또는 후단으로 슬라이딩 이동하며 로봇 발을 지지하게 하는 지지부재;를 포함하여 이루어진다.On the other hand the present invention is a biped walking robot foot, the lower support piece and a vertical piece formed vertically from both sides of the lower support piece and the upper support piece extending facing each other from the top of the vertical piece is formed; And a support member installed in the body to slide forward or rearward according to the position of the robot foot to support the robot foot.
그리고 상기 지지부재는 수직편과 밀착된 수직 슬라이더와 상기 수직 슬라이더를 연결하는 수평편으로 이루어지게 하는 것이 바람직하다.The support member is preferably made of a vertical slider in close contact with the vertical piece and a horizontal piece connecting the vertical slider.
그리고 상기 수평편은 상기 수직 슬라이더 상단 또는 하단 중 선택된 어느 한 곳에서 연장되는 것이 바람직하다.The horizontal piece is preferably extended from any one selected from the top or bottom of the vertical slider.
그리고 몸체 및 지지부재에는, 상호 슬라이딩을 쉽게 하기 위한 별도의 안내부재를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the body and the support member, it is preferable to provide a separate guide member for easy sliding with each other.
그리고 상기 안내부재는 부싱 또는 윤활재 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
And the guide member is preferably any one selected from a bushing or lubricant.
본 발명에 따르면, 수평면만이 아닌 경사진 면에서도 효율적으로 보행할 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention, there is an effect that can walk efficiently on the inclined surface as well as the horizontal surface.
도 1은 본 발명의 이족 보행 로봇 발에 따른 제1 실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 로봇 발을 나타내는 저면 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 로봇 발을 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예를 나타내는 측면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 로봇 발의 동작 상태를 나타내는 작동도.1 is a perspective view showing a first embodiment according to the biped walking robot foot of the present invention.
2 is a bottom perspective view showing the robot foot shown in FIG.
3 is a side view showing the robot foot shown in FIG.
4 is a perspective view showing a second embodiment according to the present invention;
5 is a side view showing a third embodiment according to the present invention.
6 and 7 is an operation diagram showing an operating state of the robot foot according to the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments are provided to explain the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Accordingly, the shape of each element shown in the drawings may be exaggerated to emphasize a clearer description.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예로서 이를 참조하면, 본 제1 실시예의 로봇 발(10)은 몸체(110)와 상기 몸체(110)를 따라 슬라이딩되며 몸체를 지지하게 하는 지지부재(120)로 이루어진다. 1 to 3 illustrate a first embodiment according to the present invention, the
상기 몸체(110)는 길이 방향 전단과 후단으로 각각 돌출 형성된 네개의 안내편(111)과 상기 안내편(111) 각각의 하부 길이 방향에 단턱(112)이 형성되어 있다. 상기 단턱(112)은 안내편의 외측 부분에 형성되는 것이 바람직하다.The
상기 지지부재(120)는 슬라이더(121), 수직편(122), 연장편(123)으로 이루어지며, 한쌍의 슬라이더(121)가 일정 간격 이격된 상태로 슬라이더의 측면에서 수직 방향으로 수직편(122)이 연장 형성되며, 상기 연장편(123)이 수직편 단부 길이 방향 양측을 서로 연결하도록 구성되어 있다.The
한편 상기 몸체와 지지부재에는 도면상에 도시하고 있지는 않지만 안내부재를 더 구비하는 것이 바람직하며, 상기 안내부재로는 몸체의 단턱측과 지지부재의 수직편 및 슬라이더 측에 마찰력을 최소화할 수 있는 부싱을 구비시키거나 또는 윤활재를 삽입하는 것이 바람직하다. 이는 지지부재가 몸체로부터 슬라이딩될 때 몸체 측과의 마찰을 감소시켜 몸체의 전단 또는 후단 방향으로의 슬라이딩을 수월하게 하기 위함이다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the body and the support member may further include a guide member, and the guide member may include a bushing which minimizes frictional force on the stepped side of the body, the vertical piece of the support member, and the slider side. It is preferable to provide or to insert a lubricant. This is to reduce the friction with the body side when the support member is sliding from the body to facilitate sliding in the front or rear end of the body.
제1 실시예의 결합관계를 보면, 몸체(110) 전단과 후단으로 돌출 형성된 안내편(111) 측에 수직편(122)과 슬라이더(121)가 삽입되게 한다. 이때 슬라이더(121)는 단턱(112) 내에 위치되며, 수직편은 안내편의 측면에 위치되어 서로 밀착되고, 연장편은 안내편 상부면에 위치된다. 즉, 슬라이더, 수직편, 연장편 각각이 안내편과 단턱을 감싸는 형태로 배치되어 연장편은 안내편 상면에서 슬라이딩되고, 수직편은 안내편 측면과 슬라이딩되며 슬라이더는 단턱에서 슬라이딩된다.In the coupling relationship of the first embodiment, the
여기서 상기 슬라이더는 단턱의 높이(H) 이내에 위치되는 것이 바람직하다. 이는 몸체가 지면과 밀착되었을 경우 슬라이더가 지면에 닿는 것을 방지하기 위함이다.The slider is preferably located within the height (H) of the step. This is to prevent the slider from touching the ground when the body is in close contact with the ground.
본 실시예의 도면에는 슬라이더가 단턱 전체면에 대해 위치되는 것을 도시되어 있지만 경우에 따라 슬라이더 전체 길이 방향 중 일부를 절개하여 절개면이 슬라이더 전단과 후단에만 형성되거나 전체 길이에 대해 등간격 형성되게 하는 것도 가능하다.In the drawings of this embodiment, the slider is positioned relative to the entire step, but in some cases, a part of the entire length direction of the slider is cut so that the cut surface is formed only at the front and rear ends of the slider or at equal intervals with respect to the entire length. It is possible.
이와 같이 형성된 제1 실시예의 로봇 발은 경사면을 오를 때는 후단 측으로 지지부재가 슬라이딩되고 경사면을 내려갈 때는 전단으로 지지부재가 슬라이딩되어 결과적으로 로봇이 경사면 보행을 지지하며 넘어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
The robot foot of the first embodiment formed as described above is capable of sliding the support member toward the rear end when climbing the inclined surface and sliding of the support member in the front when descending the inclined surface, thereby preventing the robot from falling down while supporting the walking on the inclined surface.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예로써 이를 참조하면, 본 제2 실시예의 로봇 발(20)은 몸체(210)와 지지부재(220)로 이루어지며, 4 is referred to as a second embodiment according to the present invention, the robot foot 20 of the second embodiment consists of a
상기 몸체(210)는 지면과 맞닿는 하부지지편(211)과 상기 하부지지편(211) 양단에 수직하게 형성되는 수직편(212)과 상기 수직편(212) 상부에서 수평 방향 연장되는 상부지지편(213)으로 이루어지고, 상기 지지부재(220)는 수평편(221)과 상기 수평편(221) 양단에서 수직방향 연장되는 수직편(222)으로 이루어져 수평편과 하부지지편이 서로 맞닿고, 수직편(212,222)가 서로 맞닿는 형태로 구비되어 상호 슬라이딩된다.The
즉, 상기 지지부재(220)는 몸체(210) 내에 구비되어 몸체 내에서 전단 또는 후단 방향으로 슬라이딩 동작하게 된다.
That is, the
도 5는 본 발명에 따른 제3 실시예로써 이를 참조하면, 본 제3 실시예의 로봇 발(30)은 몸체(310)와 지지부재(320)로 이루어지며, 하부지지편(311), 수직편(312) 및 수평편(313)으로 이루어진 몸체 내부에 수평편(321)과 수직편(322)로 이루어진 지지부재(320)가 슬라이딩되는 구조를 하고 있다. 본 실시예에서는 앞서 설명한 제2 실시예와 달리 지지부재(320)의 수평편(321)이 몸체의 하부지지편과 이격된 상태로 지지부재의 수직편(322)과 몸체 측의 수직편(312) 및 상부지지편(213) 사이에서 슬라이딩되는 구조이다. 예컨대 제2 실시예에 비해 상대적으로 몸체와 지지부재가 서로 마찰되는 면적이 작게 형성하여 효율적인 슬라이딩이 가능하게 하는 구조인 것이다.5 is referred to as a third embodiment according to the present invention, the
여기서 상기 몸체 내측면과 지지부재 외측면에는 상호 마찰력을 감소시키기 위한 안내부재가 더 구비되는 것이 바람직하며, 안내부재로는 부싱 또는 윤활재 중 어느 하나를 선택적으로 이용하는 것이 바람직하다. 상기 부싱 및 윤활재는 상호 마찰력을 감소할 수 있는 것이면 어떠한 것도 가능하다.
Here, the body inner surface and the support member outer surface is preferably provided with a guide member for reducing the mutual frictional force, it is preferable to use any one of the bushing or lubricant as the guide member. The bushing and the lubricant may be anything as long as they can reduce the mutual frictional force.
도 6 및 도 7을 보면, 먼저 이족보행 로봇 발을 개략적으로 도시한 것으로 로봇의 형태를 생략하였다. 로봇이 평지를 진행할 경우에는 통상적인 로봇 보행 방식으로 진행하게 된다. 이때 동작 중, 도 6과 같이 경사진 언덕(S)을 만났을 경우 로봇은 언덕으로 진행하게 되고, 진행하는 과정에 로봇 발이 경사면에 올라가면 로봇 발의 후단 측으로 지지부재(120,220,320)가 인출되며 지지부재 단부가 지면과 맞다으며 로봇이 뒤로 넘어지는 것을 간접적으로 지지하게 된다. 즉 기본적으로 로봇의 경사면 보행시 자체 제어 시스템에 의해 로봇의 무게 중심을 조절할 수 있으나 보다 안정적인 보행을 위해 로봇 뒤 측으로 형성되는 무게 중심을 지지부재를 이용해 지지하도록 하는 것이다.6 and 7, first, the biped walking robot foot is schematically illustrated, and the shape of the robot is omitted. When the robot advances on flat land, it proceeds with a normal robot walking method. At this time, during operation, when the robot meets the inclined hill S as shown in FIG. 6, the robot proceeds to the hill. When the robot foot climbs on the inclined surface, the
반대로 로봇이 언덕의 경사면을 내려갈 경우에는 로봇 발 전단으로 인출되는 지지부재(120,220,320) 단부가 지면에 지지되 로봇 보행시 로봇이 전방으로 쏠리면 넘어지는 것을 방지토록 하는 것이다.On the contrary, when the robot descends the slope of the hill, the ends of the supporting
본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The present invention is not limited by the embodiments described above, and various changes and modifications can be made by those skilled in the art, which are included in the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.
Claims (11)
로봇 발의 몸체; 및
상기 몸체 외부면을 감싼 상태로 로봇 발의 위치에 따라 전단 또는 후단으로 슬라이딩 이동하며 지지하는 지지부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
In the biped robot foot,
The body of the robot foot; And
Biped walking robot foot comprising a; support member for sliding and supporting the front or rear end in accordance with the position of the robot foot in the state wrapped around the outer surface of the body.
상기 지지부재는 몸체 길이 방향 양측에 형성된 단턱을 따라 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The method of claim 1,
The biped walking robot foot, characterized in that the support member is slid along the step formed on both sides of the body longitudinal direction.
상기 지지부재는 일정 간격 이격되는 한 쌍의 슬라이더(121)와 상기 슬라이더의 측면에서 수직 방향으로 연장 형성되는 수직편(122)과 상기 수직편 단부 길이 방향 양측을 서로 연결하는 연장편(123)으로 이루어져 상기 몸체로부터 전단 또는 후단 방향으로 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The method of claim 2,
The support member may include a pair of sliders 121 spaced apart from each other, a vertical piece 122 extending in a vertical direction from a side of the slider, and an extension piece 123 connecting both sides of the vertical piece end length direction. Biped walking robot foot, characterized in that sliding in the front or rear end direction made from the body.
상기 슬라이더는 단턱 높이 이내에서 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The method of claim 3, wherein
The slider is a biped robot, characterized in that provided in the step height.
상호 슬라이딩을 쉽게 하기 위한 별도의 안내부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The body and the support member of any one of claims 1 to 4,
Biped robot foot, characterized in that provided with a separate guide member for easy sliding mutually.
상기 안내부재는 부싱 또는 윤활재 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The method of claim 5, wherein
The guide member is a biped walking robot foot, characterized in that any one selected from the bushing or lubricant.
하부지지편(211)과 상기 하부지지편 양측으로부터 수직하게 형성되는 수직편(212)과 상기 수직편 상부로부터 서로 마주보게 연장된 상부지지편(213)이 형성된 몸체; 및
상기 몸체에 내설되어 로봇 발의 위치에 따라 전단 또는 후단으로 슬라이딩 이동하며 로봇 발을 지지하게 하는 지지부재;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
In the biped robot foot,
A body having a lower support piece 211 and a vertical piece 212 formed vertically from both sides of the lower support piece and an upper support piece 213 extending to face each other from an upper portion of the vertical piece; And
Biped walking robot foot, characterized in that it comprises a; support member for sliding the front or rear end in accordance with the position of the robot foot to support the robot foot.
상기 지지부재는 수직편과 밀착된 수직 슬라이더와 상기 수직 슬라이더를 연결하는 수평편으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The method of claim 7, wherein
The supporting member is a biped robot foot, characterized in that consisting of a vertical slider in close contact with the vertical piece and a horizontal piece connecting the vertical slider.
상기 수평편은 상기 수직 슬라이더 상단 또는 하단 중 선택된 어느 한 곳에서 연장되는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The method of claim 8,
The horizontal leg is a biped robot, characterized in that extending from any one selected from the top or bottom of the vertical slider.
상호 슬라이딩을 쉽게 하기 위한 별도의 안내부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.
The body and the support member of any one of claims 7 to 9,
Biped robot foot, characterized in that provided with a separate guide member for easy sliding mutually.
상기 안내부재는 부싱 또는 윤활재 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이족보행 로봇 발.11. The method of claim 10,
The guide member is a biped walking robot foot, characterized in that any one selected from the bushing or lubricant.
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Patent Citations (4)
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