KR101267800B1 - Legged mobile robot and swing structure - Google Patents
Legged mobile robot and swing structure Download PDFInfo
- Publication number
- KR101267800B1 KR101267800B1 KR1020110027528A KR20110027528A KR101267800B1 KR 101267800 B1 KR101267800 B1 KR 101267800B1 KR 1020110027528 A KR1020110027528 A KR 1020110027528A KR 20110027528 A KR20110027528 A KR 20110027528A KR 101267800 B1 KR101267800 B1 KR 101267800B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cover
- foot
- rod
- leg
- freedom
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
- B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H11/00—Self-movable toy figures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
- B25J13/085—Force or torque sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0084—Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
- B25J9/0087—Dual arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
- B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
- B62D57/032—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members with alternately or sequentially lifted supporting base and legs; with alternately or sequentially lifted feet or skid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/01—Mobile robot
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S901/00—Robots
- Y10S901/27—Arm part
- Y10S901/28—Joint
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
다리식 이동 로봇에 있어서, 로드와 간섭하지 않고 발목관절을 적절하게 가릴 수 있는 다리식 이동 로봇을 제공한다.
다리식 이동 로봇(1)은 하퇴부(52R, 52L)에 고정되고, 하퇴부(52R, 52L)를 덮는 하퇴 커버(52aR, 52aL)와, 로드(64)의 외측에 위치시키고 족부(53R, 53L)에 연결된 하부 커버(82)와, 족부(53R, 53L)와 함께 요동하는 요동 부재(43cR, 43cL)에 암(72)을 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 하퇴부(52R, 52L)에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드(71)를 따라, 하퇴 커버(52aR, 52aL)와 하부 커버(82) 사이를 이동하기 자유로운 상부 커버(81)를 구비한다. In the legged mobile robot, there is provided a legged mobile robot that can properly cover the ankle joint without interfering with the rod.
The legged mobile robot 1 is fixed to the lower thighs 52R and 52L, and the lower thigh covers 52aR and 52aL covering the lower thighs 52R and 52L, and located outside the rod 64, and the foot 53R and 53L. It is operatively connected to the lower cover 82 and the swinging members 43cR, 43cL swinging together with the foot portions 53R, 53L through the arm 72, and to the lower thighs 52R, 52L. The upper cover 81 which is free to move between the lower cover 52aR and 52aL and the lower cover 82 is provided along the guide 71 extended in the installed up-down direction.
Description
본 발명은 다리식 이동 로봇, 특히 발목관절 부분을 덮는 외장 구조, 및 요동 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a legged mobile robot, in particular an outer structure covering the ankle joint portion, and a rocking structure.
종래, 대퇴부의 하단에 무릎관절을 통하여 연결되는 하퇴부와, 하퇴부의 하단에 발목관절을 통하여 연결되는 족부와, 하단이 족부에 연결되고 하퇴부측으로 연장되는 로드를 진퇴시킴으로써 발목관절을 통하여 족부를 하퇴부에 대하여 요동시키는 요동 기구를 갖는 다리체를 구비하는 다리식 이동 로봇에 있어서, 다리체의 발목관절의 부분을 덮는 외장 구조로서 부분 구면 형상 커버를 구비하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). Conventionally, the lower leg is connected to the lower leg via the ankle joint, and the lower leg is connected to the lower leg via the ankle joint, and the lower end is connected to the foot and the rod extends toward the lower leg by retreating the foot to the lower leg. In a legged mobile robot having a leg having an oscillating mechanism for oscillating, it is known to provide a partial spherical cover as an exterior structure covering a part of the ankle joint of the leg (for example, refer to Patent Document 1). ).
특허문헌 1의 발목관절은, 족부를 하퇴부에 대하여 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 하는 발목 피칭 관절과, 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 하는 발목 롤링 관절로 구성된다. 하퇴부에는 전동 모터가 설치되어 있고, 이 전동 모터의 구동력이 벨트를 통하여 발목관절의 발목 피칭 관절 부분에 설치된 감속기에 전달됨으로써, 족부가 하퇴부에 대하여 피칭 방향으로 요동한다. The ankle joint of patent document 1 is comprised with the ankle pitching joint which enables a foot to operate with multiple freedoms in a pitching direction with respect to a lower leg, and the ankle rolling joint which can operate with multiple freedoms in a rolling direction. The lower leg is provided with an electric motor, and the driving force of the electric motor is transmitted to the reducer provided at the ankle pitching joint portion of the ankle joint through the belt, so that the foot swings in the pitching direction with respect to the lower leg.
하퇴부는, 그 내부구조를 덮어 가리는 하퇴 커버를 구비하고, 전동 모터, 감속기 및 발목 피칭 관절의 축 방향의 양단 부분은 하퇴 커버로 덮여 가려져 있다. 발목 피칭 관절의 축 방향 중앙 부분은 족부의 상측에 부착된 부분 구면 형상 커버로 덮여 있다. 이 커버 내에는 발목 롤링 관절이 배치되어 있다. The lower leg has a lower leg cover that covers its internal structure, and both ends of the electric motor, the reducer, and the axial direction of the ankle pitching joint are covered and covered by the lower leg cover. The axial center portion of the ankle pitching joint is covered with a partial spherical cover attached to the upper side of the foot. Ankle rolling joint is arranged in this cover.
이와 같이, 특허문헌 1의 것에서는 발목관절을 하퇴 커버 및 부분 구면 형상 커버로 덮음으로써, 발목관절의 내부구조를 노출시키지 않고, 발목관절 부분의 외관을 양호하게 유지하고 있다. As described above, in Patent Document 1, the ankle joint is covered with the lower leg cover and the partial spherical cover, thereby maintaining the appearance of the ankle joint part well without exposing the internal structure of the ankle joint.
여기에서, 특허문헌 1의 발목관절 구조에서는, 피칭 방향 요동축에 감속기를 부착하기 위하여, 다리체를 가동시킬 때, 접지측의 질량이 커, 다리체에 큰 관성력이 생긴다. 따라서, 다리체를 구동시키는 전동 모터는 용량이 큰 것을 사용할 필요가 있어, 소형화 및 전력소비량 삭감의 관점에서 문제가 있다. Here, in the ankle joint structure of patent document 1, when attaching a speed reducer to a pitching direction swing shaft, when the leg body is moved, the mass on the ground side is large, and a large inertia force is generated in the leg body. Therefore, the electric motor for driving the leg body needs to use a large capacity, and there is a problem in terms of miniaturization and reduction of power consumption.
이것을 해결하기 위하여, 감속기를 발목관절보다도 상방에 배치하고, 감속기와 족부를 로드로 연결해서, 감속기의 회전에 따라 로드를 상하로 진퇴시켜, 족부를 하퇴부에 대하여 피칭 방향으로 요동시키도록 구성한 것도 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2). 이것에 의하면, 다리체의 접지측의 질량을 작게 할 수 있어, 다리체를 구동시키는 전동 모터의 소형화 및 전력소비량의 삭감을 도모할 수 있다. In order to solve this problem, it is also known that the reducer is disposed above the ankle joint, the reducer and the foot are connected by a rod, the rod is moved up and down according to the rotation of the reducer, and the foot is swinged in the pitching direction with respect to the lower leg. There is (for example, patent document 2). According to this, the mass on the ground side of the leg can be made small, and the electric motor which drives the leg can be reduced in size, and the power consumption can be reduced.
그렇지만, 발목관절로 족부를 요동시키기 위하여, 상기 특허문헌 2에 개시되는 바와 같이, 로드의 진퇴에 의해 족부를 피칭 방향으로 요동시키는 기구를 사용한 경우, 족부에 연결된 로드가 족부로부터 하퇴부측으로 연장되게 된다. 이 때문에, 종래의 구면 형상 커버로 이루어지는 외장 구조에서는, 로드와 구면 형상의 외장이 간섭해 버린다. However, in order to rock the foot with the ankle joint, as disclosed in Patent Document 2, when a mechanism is used to swing the foot in the pitching direction by advancing the rod, the rod connected to the foot extends from the foot to the lower leg side. . For this reason, in the exterior structure which consists of a conventional spherical cover, a rod and a spherical exterior will interfere.
본 발명은, 로드를 진퇴시킴으로써 족부를 요동시키는 요동 기구를 사용해도, 로드와의 간섭을 방지함과 아울러, 발목관절을 그 가동범위를 제한하지 않고 적절하게 덮을 수 있는 외장 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an exterior structure capable of appropriately covering ankle joints without limiting its movable range while preventing interference with the rods even when using a swinging mechanism that swings the foot by advancing the rods. It is done.
또한 본 발명은, 발목관절 이외의 관절에 있어서, 로드를 진퇴시킴으로써 제 1 부재에 대하여 제 2 부재를 요동시키는 요동 기구를 사용해도, 로드와의 간섭을 방지함과 아울러, 관절을 그 가동범위를 제한하지 않고 적절하게 덮을 수 있는 외장 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention, even in the joints other than the ankle joint, even if a rocking mechanism for swinging the second member relative to the first member by retracting the rod, while preventing the interference with the rod, the joint range of the movable range It is an object to provide an exterior structure which can be appropriately covered without limitation.
[1] 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 대퇴부의 하단에 무릎관절을 통하여 연결되는 하퇴부와, 이 하퇴부의 하단에 발목관절을 통하여 연결되는 족부와, 하단이 상기 족부에 연결되고 상기 하퇴부측으로 연장되는 로드를 진퇴시킴으로써 발목관절을 통하여 상기 족부를 상기 하퇴부에 대하여 요동시키는 요동 기구를 갖는 다리체를 구비하는 다리식 이동 로봇으로서, 상기 하퇴부에 고정되고, 이 하퇴부를 덮는 하퇴 커버와, 상기 로드의 외측에 위치시켜 상기 족부에 연결한 하부 커버와, 상기 족부와 함께 상기 발목관절의 요동하는 요동 부재에 암을 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 상기 하퇴부에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드를 따라, 상기 하퇴 커버와 상기 하부 커버 사이를 이동하기 자유로운 상부 커버를 구비하는 것을 특징으로 한다. [1] In order to achieve the above object, the present invention, the lower leg is connected to the lower end of the femur through the knee joint, the lower leg is connected via the ankle joint, the lower end is connected to the foot and the lower leg A leg type mobile robot having a leg having a rocking mechanism for swinging the foot against the lower leg through the ankle joint by advancing and extending the side, the lower leg being fixed to the lower leg and covering the lower leg; A lower cover positioned outside the rod and connected to the foot, and operatively connected to the swinging member of the ankle joint together with the foot through the arm in a multiple degree of freedom, and extending upward and downward in the lower leg. Along the guide, having an upper cover free to move between the lower cover and the lower cover. .
이러한 구성에 의하면, 상부 커버는, 족부와 함께 요동하는 요동 부재에 연결됨과 아울러, 하퇴부에 설치된 가이드에 의해 이동이 규제되면서, 하퇴 커버와 하부 커버 사이를 이동한다. 그 때문에 하퇴부에 대하여 족부가 요동해도, 하퇴부에 고정된 하퇴 커버와 족부에 연결된 하부 커버 사이의 간극을 상부 커버에 의해 덮어 가리는 것이 가능하게 된다. 따라서, 로드가 커버에 간섭하지 않아, 발목관절을 적절하게 덮어 가릴 수 있어, 발목관절 부분의 외관을 양호하게 유지할 수 있다. According to this configuration, the upper cover moves between the lower cover and the lower cover while being connected to the rocking member that swings together with the foot and restricted in movement by the guide provided in the lower leg. Therefore, even if the foot swings with respect to the lower leg, the upper cover can cover the gap between the lower cover fixed to the lower leg and the lower cover connected to the foot. Therefore, the rod does not interfere with the cover, so that the ankle joint can be appropriately covered, and the appearance of the ankle joint portion can be maintained well.
[2] 본 발명에 있어서, 상기 하부 커버는 상기 족부에 다자유도로 동작 가능하게 연결됨과 아울러, 가압 수단에 의해 외측으로 가압되고, 상기 암은 상기 요동 부재에 고정되고, 상기 상부 커버는 상기 암에 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한, 상기 하부 커버의 상단부는 상기 상부 커버의 하단부 내면을 따라 슬라이딩 자유롭게 구성되는 것이 바람직하다. [2] In the present invention, the lower cover is operatively connected to the foot in a multiple degree of freedom, is pressed outward by the pressing means, the arm is fixed to the rocking member, the upper cover is the arm It is preferable that the upper end of the lower cover is configured to be freely slidable along the inner surface of the lower cover of the upper cover.
이 경우, 본 발명은, 대퇴부의 하단에 무릎관절을 통하여 연결되는 하퇴부와, 하퇴부의 하단에 발목관절을 통하여 연결되는 족부와, 하단이 족부에 연결되고 하퇴부측으로 연장되는 로드를 진퇴시킴으로써 발목관절을 통하여 족부를 하퇴부에 대하여 요동시키는 요동 기구를 갖는 다리체를 구비하는 다리식 이동 로봇에 있어서, 다리체의 발목관절 부분을 덮는 외장 구조이며, 로드의 외측에 위치시키고 족부에 다자유도로 동작 가능하게 연결된 하부 커버와, 하부 커버를 외측으로 가압하는 가압 수단과, 발목관절의 피칭 방향으로 요동하는 요동 부재에 고정된 암과, 이 암에 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 하퇴부에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드를 따라 상하 방향으로 이동할 수 있는 상부 커버를 구비하고, 하부 커버의 상단부는 상부 커버의 하단부 내면을 따라 슬라이딩 자유롭게 구성되는 것을 특징으로 한다. In this case, the present invention, the lower leg is connected to the lower leg via the knee joint, the lower leg is connected to the foot through the ankle joint, and the lower end is connected to the foot by extending the rod extending to the lower thigh side A legged mobile robot having a leg having a rocking mechanism for swinging the foot to the lower leg through the leg, wherein the leg is an exterior structure covering the ankle joint of the leg, and positioned outside the rod and operable with multiple degrees of freedom in the foot. A lower cover connected to the lower cover, an urging means for urging the lower cover to the outside, an arm fixed to a rocking member that swings in the pitching direction of the ankle joint, and an upper and lower direction operatively connected to the arm at multiple degrees of freedom It has a top cover that can move in the vertical direction along the guide extending to the upper portion of the lower cover Characterized in that the sliding freely configured along the inner surface of the lower end of the upper cover.
이러한 구성에 의하면, 상부 커버는 족부의 요동을 따라 암으로 밀고 당겨져서 가이드를 따라 상하 방향으로 이동한다. 또한, 하부 커버는, 가압 수단에 의해 외측으로 가압되어, 그 상단부가 상부 커버의 하단부 내면으로 밀어 붙여져 있기 때문에, 족부의 요동에 관계없이, 하퇴부에 대한 각도의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 하퇴부에 대하여 족부가 요동해도, 발목관절의 가동범위를 제한하지 않고, 발목관절을 적절하게 덮어 가릴 수 있고, 발목관절 부분의 외관을 양호하게 유지할 수 있다. According to this configuration, the upper cover is pushed and pulled by the arm along the rocking of the foot to move up and down along the guide. In addition, since the lower cover is pressed outward by the pressing means and the upper end portion is pushed to the inner surface of the lower end of the upper cover, the change in the angle with respect to the lower thigh can be suppressed regardless of the swing of the foot. Therefore, even if the foot swings with respect to the lower leg, the ankle joint can be appropriately covered without restricting the movable range of the ankle joint, and the appearance of the ankle joint portion can be maintained satisfactorily.
[3] 본 발명에 있어서, 상기 하부 커버는 상기 족부에 고정되고, 상기 암은 상기 요동 부재에 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 상기 상부 커버는 상기 암에 연결되는 것이 바람직하다. [3] In the present invention, it is preferable that the lower cover is fixed to the foot, the arm is operatively connected to the swinging member in multiple degrees, and the upper cover is connected to the arm.
이러한 구성에 의하면, 간이한 구성으로 발목관절을 적절하게 덮어 가릴 수 있어, 발목관절 부분의 외관을 양호하게 유지할 수 있다. According to such a structure, an ankle joint can be appropriately covered by a simple structure, and the appearance of an ankle joint part can be kept favorable.
[4] 본 발명에 있어서, 로드를, 족부의 발목관절과 연결되는 부분보다도 피칭 방향 전방측에서 연결하는 것이 바람직하다. 로드를, 족부의 후방측에서 연결하는 것도 생각할 수 있지만, 다리체를 무릎관절에서 굴곡시킨 경우에, 로드의 상단부가 대퇴부에 접촉하여 무릎관절의 가동범위가 제한될 우려가 있다. [4] In the present invention, it is preferable to connect the rod from the front side in the pitching direction rather than the portion connected to the ankle joint of the foot. It is also conceivable to connect the rod from the rear side of the foot, but in the case where the leg is bent at the knee joint, the upper end of the rod may come in contact with the thigh and the movable range of the knee joint may be limited.
본 발명과 같이, 로드를 족부의 전방측에서 연결하면, 로드와 대퇴부가 접촉하지 않아, 무릎관절의 가동범위가 제한되는 것을 방지할 수 있다. As in the present invention, when the rod is connected from the front side of the foot, the rod and the thigh do not come in contact, and thus the movement range of the knee joint can be prevented from being limited.
[5] 본 발명에 있어서, 상기 족부의 상기 로드가 접속되는 측과 반대측의 부분에 고정되는 반구 형상의 제 1 커버와, 상기 제 1 커버의 외측 또는 내측에 배치되고, 또한, 상기 하퇴부의 하단부에 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되는 반구 형상의 제 2 커버와, 상기 제 1 커버와 상기 제 2 커버 사이에 배치됨과 아울러, 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 되도록 제 1 커버에 설치되는 반구 형상의 중간 커버를 구비하고, 이 중간 커버의 상단부에는, 상기 제 2 커버의 하단부에 걸어지는 걸림부가 설치되는 것도 바람직하다. [5] In the present invention, the hemispherical first cover is fixed to a portion opposite to the side to which the rod is connected to the foot, and is disposed outside or inside the first cover, and further includes a lower end of the lower thigh. A second cover having a hemispherical shape that is operatively installed in the rolling direction in the rolling direction, and disposed between the first cover and the second cover, and installed in the first cover so as to be able to operate in the freedom direction in the pitching direction. It is also preferable to provide a hemispherical intermediate cover, and an engaging portion to be hooked to the lower end of the second cover is provided at the upper end of the intermediate cover.
이러한 구성에 의하면, 제 1 커버와 제 2 커버와 중간 커버가 벨로스 형상으로 슬라이드 함으로써, 로드가 배치되는 측과 반대측의 발목관절의 부분을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. According to such a structure, the 1st cover, the 2nd cover, and the intermediate cover slide in a bellows shape, and it can cover appropriately the part of the ankle joint on the opposite side to the side where a rod is arrange | positioned.
[6] 또한 본 발명은, 관절을 통하여 제 1 부재의 하단에 제 2 부재가 연결되고, 하단이 상기 제 2 부재에 연결되고 상기 제 1 부재측으로 연장되는 로드를 진퇴 시킴으로써 관절을 통하여 상기 제 1 부재를 상기 제 2 부재에 대하여 요동시키는 요동 기구를 갖는 요동 구조이며, 상기 제 1 부재에 고정되고, 이 제 1 부재를 덮는 제 1 부재 커버와, 상기 로드의 외측에 위치시켜 상기 제 2 부재에 연결한 하부 커버와, 상기 제 2 부재와 함께 요동하는 요동 부재에 암을 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 상기 제 1 부재에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드를 따라, 상기 제 1 부재와 상기 하부 커버 사이를 이동하기 자유로운 상부 커버를 구비하는 것을 특징으로 한다. [6] The present invention also relates to a first member through a joint by retracting a rod that is connected to a lower end of the first member through a joint, the lower end of which is connected to the second member and extends toward the first member. A swinging structure having a swinging mechanism for swinging the member relative to the second member, the first member cover being fixed to the first member and covering the first member, and positioned outside the rod, to the second member. The first member and the lower cover connected to each other and operatively connected to the rocking member that swings together with the second member through an arm, and along a guide extending in an up and down direction provided in the first member. And an upper cover free to move between the lower covers.
이러한 구성에 의하면, 상부 커버는, 제 2 부재와 함께 요동하는 요동 부재에 연결됨과 아울러, 제 1 부재에 설치된 가이드에 의해 이동이 규제되면서, 제 1 부재 커버와 하부 커버 사이를 이동한다. 그 때문에 제 1 부재에 대하여 제 2 부재가 요동해도, 제 1 부재에 고정된 제 1 부재 커버와 제 2 부재에 연결된 하부 커버 사이의 간극을 상부 커버에 의해 덮어 가리는 것이 가능하게 된다. 따라서, 로드가 커버에 간섭하지 않고, 관절을 적절하게 덮어 가릴 수 있어, 관절 부분의 외관을 양호하게 유지할 수 있다. According to this configuration, the upper cover moves between the first member cover and the lower cover while being connected to the rocking member that swings together with the second member and restricted by the guide provided on the first member. Therefore, even if the second member swings relative to the first member, the gap between the first member cover fixed to the first member and the lower cover connected to the second member can be covered by the upper cover. Therefore, the rod can appropriately cover the joint without interfering with the cover, so that the appearance of the joint portion can be maintained well.
또한, 본 발명의 요동 구조는, 상기한 바와 같이, 다리식 이동 로봇의 발목관절에 적용한 것에 한정되지 않고, 손목관절 등 로봇의 관절, 나아가서는, 로봇 이외의 것에 구비되는 관절에도 적용할 수 있다. In addition, the rocking structure of the present invention is not limited to that applied to the ankle joint of the legged mobile robot as described above, but can also be applied to joints of robots such as wrist joints, and also joints provided in other than the robot. .
도 1은 본 발명의 실시형태의 발목관절의 외장 구조를 사용한 다리식 이동 로봇의 개략적인 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 실시형태의 다리식 이동 로봇의 다리체의 내부기구를 모식적으로 도시하는 정면도.
도 3은 실시형태의 다리식 이동 로봇의 다리체의 내부구조를 모식적으로 도시하는 측면도.
도 4는 실시형태의 외장 구조를 도시하는 단면도.
도 5는 실시형태의 족부를 피칭방향 전방으로 요동시킨 상태를 도시하는 단면도.
도 6은 실시형태의 족부를 피칭방향 후방으로 요동시킨 상태를 도시하는 단면도.
도 7은 실시형태의 족부를 롤링 방향으로 요동시킨 상태를 도시하는 정면도.
도 8은 별 실시형태의 외장 구조를 도시하는 단면도.
도 9는 다른 실시형태의 족부를 피칭 방향 전방으로 요동시킨 상태를 도시하는 단면도.
도 10은 다른 실시형태의 족부를 피칭 방향 후방으로 요동시킨 상태를 도시하는 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which shows schematic structure of the leg type mobile robot using the ankle joint exterior structure of embodiment of this invention.
It is a front view which shows typically the internal mechanism of the leg of the legged mobile robot of embodiment.
It is a side view which shows typically the internal structure of the leg of the legged mobile robot of embodiment.
4 is a sectional view showing an exterior structure of the embodiment;
5 is a cross-sectional view showing a state in which the foot portion of the embodiment is swung forward in the pitching direction.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the foot portion of the embodiment is swung backward in the pitching direction. FIG.
The front view which shows the state which rocked the foot part of embodiment in the rolling direction.
8 is a cross-sectional view illustrating an exterior structure of another embodiment.
9 is a cross-sectional view showing a state in which the foot portion of another embodiment is swung forward in the pitching direction.
10 is a cross-sectional view showing a state in which the foot portion of another embodiment is swung backward in the pitching direction.
도 1에 개략적인 구성을 도시하는 다리식 이동 로봇(1)(이하, 단지 로봇(1)이라고 함)을 사용하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 로봇(1)은 상체(2)와, 이 상체(2)로부터 하방으로 연장하여 설치되는 좌우 한 쌍의 다리체(3R, 3L)를 구비한다. 상체(2)는 바닥에 접촉하는 다리체(3R, 3L)에 의해 바닥면의 상방에 지지된다. Embodiment of this invention is demonstrated using the legged mobile robot 1 (henceforth only the robot 1 hereafter) which shows schematic structure in FIG. The robot 1 is provided with an upper body 2 and a pair of left and
다리체(3R, 3L)는 상체(2)에 고관절(41R, 41L)을 통하여 상단부가 연결되는 대퇴부(51R, 51L)과, 대퇴부(51R, 51L)의 하단부에 무릎관절(42R, 42L)을 통하여 상단부가 연결되는 하퇴부(52R, 52L)와, 하퇴부(52R, 52L)의 하단부에 발목관절(43R, 43L)을 통하여 연결되는 족부(53R, 53L)를 구비한다.
고관절(41R, 41L)은 요잉 관절(41aR, 41aL)과, 가랑이 롤링 관절(41bR, 41bL)과, 가랑이 피칭 관절(41cR, 41cL)로 구성되고, 3 자유도를 갖는다. 요잉 관절(41aR, 41aL)은 가랑이 롤링 관절(41bR, 41bL)을 상체(2)에 대하여 요잉 방향(선회 방향, Z축을 중심으로 회전하는 방향)으로 회동 자유롭게 연결되어 있다. The
가랑이 롤링 관절(41bR, 41bL)은 가랑이 피칭 관절(41cR, 41cL)을 요잉 관절(41aR, 41aL)에 대하여 롤링 방향(좌우 방향, X축을 중심으로 회전하는 방향)으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 가랑이 피칭 관절(41cR, 41cL)은 대퇴부(51R, 51L)를 가랑이 롤링 관절(41bR, 41bL)에 대하여 피칭 방향(전후 방향, Y축을 중심으로 회전하는 방향)으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. The crotch rolling joints 41bR and 41bL are operably connected to the crotch pitching joints 41cR and 41cL in a rolling direction (left and right directions, directions rotating around the X axis) with respect to the yawing joints 41aR and 41aL. have. The crotch pitching joints 41cR and 41cL are operatively connected to the
무릎관절(42R, 42L)은 1 자유도를 갖는 것으로, 하퇴부(52R, 52L)를 대퇴부(51R, 51L)에 대하여 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. The knee joints 42R and 42L have one degree of freedom, and the
발목관절(43R, 43L)은 발목 피칭 관절(43aR, 43aL)과, 발목 롤링 관절(43bR, 43bL)로 구성되고, 2 자유도를 갖는다. 발목 피칭 관절(43aR, 43aL)은 발목 롤링 관절(43bR, 43bL)을 하퇴부(52R, 52L)에 대하여 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 발목 롤링 관절(43bR, 43bL)은 족부(53R, 53L)를 발목 피칭 관절(43aR, 43aL)에 대하여 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다.
또한, 본 실시형태의 설명에서는, 부호 R, L은 각각 우측 다리체, 좌측 다리체에 대응하는 것을 의미한다. 또한, X축, Y축, Z축은 지지다리 좌표계의 3개의 좌표축을 의미한다. 이 지지다리 좌표계의 X축 방향, Y축 방향은, 수평면상에서 서로 직교하는 2축 방향이며, X축 방향은 로봇(1)의 전후 방향(롤링축 방향), Y축 방향은 로봇(1)의 좌우 방향(피칭축 방향)에 상당한다. 또한, Z축 방향은 연직 방향(중력 방향)이며, 로봇(1)의 상하 방향(요잉축 방향)에 상당한다. In addition, in description of this embodiment, the code | symbol R and L mean that it respond | corresponds to a right leg body and a left leg body, respectively. In addition, X-axis, Y-axis, and Z-axis mean three coordinate axes of a support leg coordinate system. The X-axis direction and the Y-axis direction of this support leg coordinate system are two-axis directions orthogonal to each other on a horizontal plane, the X-axis direction is the front-rear direction of the robot 1 (rolling axis direction), and the Y-axis direction is the robot 1's direction. It corresponds to a left-right direction (pitching axis direction). In addition, the Z-axis direction is a vertical direction (gravity direction), and corresponds to the up-down direction (yaw-axis direction) of the robot 1.
각 관절(41R∼43R, 41L∼43L)은 액추에이터(전동 모터)에 의해 회전구동된다. 그리고, 로봇(1)은 각 관절(41R∼43R, 41L∼43L)을 적당하게 구동시켜, 다리체(3R, 3L)에 원하는 운동을 시킴으로써, 보행동작이나 주행동작 등, 3차원 공간을 이동할 수 있다. Each joint 41R-43R, 41L-43L is rotationally driven by an actuator (electric motor). The robot 1 drives the
상체(2)의 내부에는 로봇(1)의 동작 제어를 행하는 제어 유닛(21)이 격납되어 있다. 도 1에서는, 편의상, 제어 유닛(21)을 상체(2)의 외부에 기재하고 있다. The
다리체(3R, 3L)에는 발목관절(43R, 43L)과 족부(53R, 53L) 사이에 위치시켜 6축력 센서(31R, 31L)가 끼워 설치되어 있다. 이 6축력 센서(31R, 31L)는 바닥으로부터 족부(53R, 53L)에 전달되는 상반력의 X축, Y축, Z축의 3축 방향의 힘 성분 및 3축 주위의 모멘트 성분을 검출하고, 검출신호를 제어 유닛(21)에 출력한다. 6-
또한, 상체(2)에는, 연직 방향(중력 방향)에 대한 상체(2)의 경사각(롤링 방향 및 피칭 방향의 경사각)과 그 변화속도(각속도)를 계측하기 위한 경사 센서(22)가 탑재되어 있다. 이 경사 센서(22)는, 보다 상세하게는, 가속도 센서와 자이로 센서 등의 레이트 센서(각속도 센서)로 구성되고, 이들 센서의 검출신호를 제어 유닛(21)에 출력한다. The upper body 2 is also equipped with an
또한, 각 관절(41R∼43R, 41L∼43L)을 회전구동하는 전동 모터에는, 각 관절의 회전각을 검출하기 위한 인코더(로터리 인코더)가 부설되고, 이 인코더의 검출신호가 제어 유닛(21)에 출력된다. 제어 유닛(21)은, 입력된 검출신호에 기초하여 각 관절(41R∼43R, 41L∼43L)을 구동하는 전동 모터를 제어한다. In addition, an encoder (rotary encoder) for detecting the rotation angle of each joint is provided in the electric motor for rotating the
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 각 대퇴부(51R, 51L)에는 발목관절(43R, 43L)용의 좌우 한 쌍의 전동 모터(61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb)가 각각 설치되어 있다. 전동 모터(61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb)의 출력축에는, 구동 풀리(62a)가 설치되고, 구동 풀리(62a)의 구동력은 벨트(62b)를 통하여 무릎관절(42R, 42L)과 동축 위에 설치된 종동(이동) 풀리(62c)에 전달된다. As shown in FIG.2 and FIG.3, each left and right pair of electric motors 61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb for ankle joint 43R, 43L are provided in each
종동(이동) 풀리(62c)에는, 전방을 향하여 연장되는 크랭크 암(63)이 연결되어 있다. 크랭크 암(63)의 선단에는, 로드(64)의 일단이 볼 조인트(64a)를 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 로드(64)의 타단은 족부(53R, 53L)의 발목관절(43R, 43L)이 연결된 부분보다도 전방의 부분에 2 자유도를 갖는 조인트(64b)를 통하여 피칭 방향 및 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. A
이것에 의해, 전동 모터(61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb)를 구동시킴으로써, 로드(64)를 상승시켜 족부(53R, 53L)를 발목관절(43R, 43L)을 지지점으로 하퇴부(52R, 52L)에 대하여 요동시킬 수 있다. Thereby, by driving the electric motors 61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb, the
또한, 로드(64)의 하단부가 족부(53R, 53L)의 발목관절(43R, 43L)과 연결된 부분보다도 전방측에 연결되고, 로드(64)의 상단부가 전방을 향하여 뻗는 크랭크 암(63)의 선단에 연결되어 있다. 이 때문에, 무릎관절(42R, 42L)에서 하퇴부(52R, 52L)가 대퇴부(51R, 51L)에 대하여 피칭 방향 후방측으로 요동할 때, 로드(64)와 대퇴부(51R, 51L)가 접촉하지 않아, 무릎관절(42R, 42L)의 가동범위가 제한되는 것을 방지할 수 있다. In addition, the lower end portion of the
도 4에 도시하는 바와 같이, 하퇴부(52R, 52L)의 전방측에는 상하 방향으로 연장되는 가이드(71)가 설치되어 있다. 가이드(71)에는, 롤러(81a)를 통하여 상부 커버(81)가 다자유도로 동작 가능하고 또한 가이드(71)를 따라 상하 방향으로 이동 자유(승강 자유)롭게 설치되어 있다. As shown in FIG. 4, the
발목관절(43R, 43L)의 발목 피칭 관절(43aR, 43aL)에서, 하퇴부(52R, 52L)에 대하여 피칭 방향으로 요동하는 대략 +자 형상의 요동 부재(43cR, 43cL)에는, 전방을 향하여 연장되는 상부 커버(81)용의 암(72)이 설치되어 있다. 암(72)의 선단에는 상부 커버(81)용의 고정 부재(81b)이 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. The ankle pitching joints 43aR and 43aL of the
이 고정 부재(81b)는 대략 Y자 형상으로 형성되고, 상방좌우 양측으로 연장되는 상단부(81c)에서 상부 커버(81)의 내측에 나사(73)로 고정되어 있다. 실시형태의 상부 커버(81)는 고정 부재(81b)를 통하여 암(72)에 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 상부 커버(81)의 하단부에는, 전방을 향하여 튀어나오도록 만곡하는 만곡부(81d)가 형성되어 있다. 또한, 하퇴부(52R, 52L)에는 하퇴 커버(52aR(52aL))이 고정되어 있고, 하퇴 커버(52aR(52aL))는 로드(64)의 전방측을 덮고 있다. This fixing
족부(53R, 53L)에는, 로드(64)의 전방에 위치되어, 대략 반구체 형상의 하부 커버(82)가 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 하부 커버(82)는 비틀림 스프링(74)(가압 수단)에 의해 족부(53R, 53L)에 대하여 피칭 방향 외측으로 가압되어 있다. 하부 커버(82)의 상단은 상부 커버(81)의 만곡부(81d)의 내면에 맞닿고 만곡부(81d)의 내면을 슬라이딩 자유롭게 되어 있다. The
이것에 의해, 로드(64) 및 발목관절(43R, 43L)의 전방측은, 하퇴 커버(52aR(52aL)), 하부 커버(82), 및 하퇴 커버(52aR(52aL))와 하부 커버(82) 사이에 배치되는 상부 커버(81)에 의해 덮어진다. Thereby, the front side of the
족부(53R, 53L)에는, 로드(64)가 접속되는 측(전방)과 반대측(후방)의 부분에, 반구 형상의 제 1 커버(91)가 형성되어 있다. 또한, 하퇴부(52R, 52L)의 하단부에는, 제 1 커버(91)의 내측에 배치되는 반구 형상의 제 2 커버(92)가 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되어 있다. 또한, 제 1 커버(91)에는, 제 2 커버(92)와의 사이에 위치되고, 반구 형상의 중간 커버(93)가 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되어 있다. The hemispherical 1st cover 91 is formed in
중간 커버(93)의 상단부에는 내측으로 돌출하는 걸림부(93a)가 설치되어 있다. 이 걸림부(93a)는, 제 2 커버(92)의 하단부에 설치된, 외측으로 돌출하는 돌기부(92a)에 걸림이 자유롭게 되어 있다. A locking
이것에 의해, 발목관절(43R, 43L)의 후방측은 제 1 커버(91), 제 2 커버(92), 및 제 1 커버(91)와 제 2 커버(92) 사이에 배치되는 중간 커버(93)에 의해 덮어진다. As a result, the rear sides of the
실시형태의 다리식 이동 로봇(1)은, 전동 모터(61Ra, 61Rb(61La, 61Lb))를 구동시켜, 한 쌍의 로드(64)를 상방으로 끌어당김으로써, 도 5에 도시하는 바와 같이, 족부(53R(53L))를 하퇴부(52R(52L))에 대하여 피칭 방향 전방으로 요동시킬 수 있다. The leg type mobile robot 1 of embodiment drives electric motor 61Ra, 61Rb (61La, 61Lb), and pulls a pair of
이 때, 상부 커버(81)는 족부(53R(53L))와 함께 피칭 방향 전방으로 요동하는 암(72)에 고정 부재(81b)를 통하여 상방으로 눌리고, 가이드(71)를 따르도록 하여 상방으로 이동되고, 그 상단 부분이 하퇴부(52R(52L))의 하퇴 커버(52aR(52aL)) 내에 수용된다. At this time, the
하부 커버(82)는, 족부(53R(53L))의 요동에 따라 상방으로 밀리고, 상부 커버(81)의 만곡부(81d)의 내면을 상방을 향하여 슬라이딩하면서, 상방으로 이동한다. 이 때, 하부 커버(82)는 비틀림 스프링(74)(가압 수단)에 의해, 피칭 방향 전방측으로 가압되고, 그 상단부가 상부 커버(81)의 만곡부(81d)의 내면에 맞닿은 상태가 유지된다. The
이 때문에, 하부 커버(82)는 족부(53R(53L))의 피칭 방향의 요동에 관계없이, 하퇴부(52R(52L))에 대한 피칭 방향의 각도가 거의 변화되지 않는다. For this reason, the angle of the pitching direction with respect to the
이 때, 중간 커버(93)는 자중에 의해 제 1 커버(91)와 함께 하방으로 요동하는데, 걸림부(93a)가 돌기부(92a)에 걸어진 지점에서 중간 커버(93)의 하방으로의 요동이 저지되어, 제 1 커버(91)와 제 2 커버(92)의 간극을 덮어 가린다. 또한, 중간 커버(93)가 자중에 의해 하방으로 적절하게 요동할 수 없는 경우에는, 중간 커버(93)를 하방으로의 가압하는 비틀림 스프링 등의 가압 수단을 사용하거나, 또는, 중간 커버(93)의 하단부에 제 1 커버(91)의 상단부와 걸어지는 걸림부를 설치하면 된다. At this time, the
반대로, 한 쌍의 로드(64)를 하방으로 누르면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 족부(53R(53L))는 하퇴부(52R(52L))에 대하여 피칭 방향 후방으로 요동시킬 수 있다. 이 때, 상부 커버(81)는, 족부(53R(53L))와 함께 피칭 방향 후방으로 요동하는 암(72)에 끌어 당겨지고, 가이드(71)를 따르도록 하여 하방으로 이동한다. 하부 커버(82)는 족부(53R(53L))에 끌어 당겨져, 하방으로 이동한다. 이 경우에도, 하부 커버(82)의 하퇴부(52R(52L))에 대한 피칭 방향의 각도는 거의 변화되지 않는다. On the contrary, when the pair of
이 때, 중간 커버(93)는, 그 하단이 족부(53R(53L))와 접촉하고, 족부(53R(53L))의 요동에 따라, 제 2 커버(92)의 외면을 슬라이딩하도록 밀어 올려진다. At this time, the
또한, 한 쌍의 로드(64) 중, 일방을 상방으로 끌어당기고, 타방을 하방으로 누르면, 족부(53R, 53L)를 롤링 방향으로 요동시킬 수 있다. 도 2 및 도 7을 참조하여, 우측의 다리체(3R)를 예로 이것을 상세히 설명하면, 내측(좌측)의 전동 모터(61Ra)를 구동시켜 내측의 로드(64)를 하방으로 누르고, 외측(우측)의 전동 모터(61Rb)를 구동시켜 외측의 로드(64)를 상방으로 끌어당기면, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 도 7(b)의 상태로부터 족부(53R)가 롤링 방향 외측으로 외전(外轉)한다. Moreover, in one pair of
반대로, 내측의 로드(64)를 상방으로 끌어당기고 외측의 로드(64)를 하방으로 누르면, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 도 7(b)의 상태로부터 족부(53R)가 롤링 방향 내측으로 내전(內轉)한다. On the contrary, when the
실시형태에서는, 전동 모터(61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb), 구동 풀리(62a), 벨트(62b), 종동(이동) 풀리(62c), 크랭크 암(63) 및 로드(64)에 의해, 본 발명의 요동 기구가 구성된다. In the embodiment, the electric motor 61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb, the driving
본 실시형태에 의하면, 상부 커버(81) 및 하부 커버(82)는, 상하 방향으로 이동하지만, 족부(53R, 53L)의 피칭 방향으로의 요동에 관계없이, 하퇴부(52R, 52L)에 대한 피칭 방향의 각도를 거의 바꾸지 않고 유지시킬 수 있다. According to this embodiment, although the
따라서, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 피칭 방향 전방측으로 약 60도, 피칭 방향 후방측으로 약 15도의 합계 75도의 넓은 가동범위에서 족부(53R, 53L)를 요동시킬 수 있는 다리식 이동 로봇(1)에 있어서, 상부 커버(81) 및 하부 커버(82)와 로드(64)가 간섭함으로써 발목관절의 가동범위가 제한되는 것을 방지할 수 있어, 상부 커버(81)와 하부 커버(82)의 2개의 커버로 한 쌍의 로드(64) 및 발목관절(43R, 43L)의 전방을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. Thus, as shown in Figs. 5 and 6, a legged mobile robot capable of swinging the
또한, 발목관절(43R, 43L)의 부분을 전방측에서 본 경우, 상부 커버(81)와 하부 커버(82) 2개밖에 보이지 않기 때문에, 외관을 깔끔하게 할 수 있어, 의장성을 향상시켜, 친화성을 높일 수 있다. In addition, when the portions of the
또한, 하부 커버(82)가 대략 반구체형 형상으로 형성되어 있기 때문에, 도 7 에 도시한 바와 같이, 족부(53R, 53L)가 롤링 방향으로 요동할 때에도, 2개의 커버(81, 82)로 한 쌍의 로드(64) 및 발목관절(43R, 43L)의 전방을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. In addition, since the
또한, 로드(64)가 배치되어 있지 않은 측인 후방측에서는, 제 1 커버(91), 제 2 커버(92) 및 중간 커버(93) 3개의 커버가 벨로스 형상으로 슬라이드 함으로써 발목관절(43R, 43L)의 후방을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. On the rear side where the
또한, 본 실시형태에 있어서는, 로드(64)를 족부(53R, 53L)의 전방에 연결시키고 있지만, 로드(64)를 족부(53R, 53L)의 후방에 연결한 것이어도, 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 상부 커버(81) 및 하부 커버(82)를 발목관절(43R, 43L)의 후방측에 배치하고, 제 1 커버(91), 제 2 커버(92) 및 중간 커버(93)를 발목관절(43R, 43L)의 전방측에 배치하면 된다. In addition, in this embodiment, although the
다음에 본 발명의 다른 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에 있어서는, 로드(65)를 족부(53R, 53L)의 후방에 연결하고 있다. Next, another embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the
도 8에 도시하는 바와 같이, 하퇴부(52R, 52L)의 후방측에는, 개략 상하 방향으로 연장되는 가이드(75)가 설치되어 있다. 가이드(75)에는, 롤러(85a)를 통하여 상부 커버(85)가 다자유도로 동작 가능하게 또한 가이드(75)를 따라 개략 상하 방향으로 이동 자유롭게(승강 자유롭게) 설치되어 있다. As shown in FIG. 8, the
발목관절(43R, 43L)의 발목 피칭 관절(43aR, 43aL)에서, 하퇴부(52R, 52L)에 대하여 피칭 방향으로 요동하는 대략 +자 형상의 요동 부재(43cR, 43cL)의 후단부에는, 상방을 향하여 연장되는 상부 커버(85)용의 대략 L자 형상의 암(76)의 하단이 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 그리고, 암(76)의 선단에는, 상부 커버(85)의 상하 방향 대략 중간부의 후방측에 형성된 연결부(85b)가 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. 이와 같이, 상부 커버(85)는, 요동 부재(43cR, 43cL)에 대하여, 암(76)을 통하여 피칭 방향 및 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 연결되어 있다. In the ankle pitching joints 43aR and 43aL of the
족부(53R, 53L)에는, 로드(65)의 후방에 위치되고, 대략 반구체 형상의 하부 커버(86)가 형성되어 있다. 또한, 하퇴부(52R, 52L)에는 하퇴 커버(52aR(52aL))가 고정되어 있고, 하퇴 커버(52aR(52aL))는 로드(65)의 후방측을 덮고 있다. The
이것에 의해, 로드(65) 및 발목관절(43R, 43L)의 후방측은 하퇴 커버(52aR(52aL)), 하부 커버(86), 및 하퇴 커버(52aR(52aL))와 하부 커버(86) 사이에 배치되는 상부 커버(85)에 의해 덮어진다. As a result, the rear side of the
족부(53R, 53L)에는, 로드(65)가 접속되는 측(후방)과 반대측(전방)의 부분에, 반구 형상의 제 1 커버(95)가 형성되어 있다. 또한, 하퇴부(52R, 52L)의 하단부에는, 제 1 커버(95)의 내측에 배치되는 반구 형상의 제 2 커버(96)가 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되어 있다. 또한, 제 1 커버(95)에는, 제 2 커버(96)와의 사이에 위치되고, 반구 형상의 중간 커버(97)가 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되어 있다. The hemispherical 1st cover 95 is formed in
중간 커버(97)의 상단부에는 내측으로 돌출하는 걸림부(97a)가 설치되어 있다. 이 걸림부(97a)는, 제 2 커버(96)의 하단부에 설치된, 외측으로 돌출하는 돌기부(96a)에 걸림이 자유롭게 되어 있다. The upper end part of the
이것에 의해, 발목관절(43R, 43L)의 전방측은 제 1 커버(95), 제 2 커버(96), 및 제 1 커버(95)와 제 2 커버(96) 사이에 배치되는 중간 커버(97)에 의해 덮어진다. Thereby, the front side of the ankle joint 43R, 43L is the
실시형태의 다리식 이동 로봇(1)은, 전동 모터(61Ra, 61Rb(61La, 61Lb))를 구동시켜, 한 쌍의 로드(65)를 하방으로 누름으로써, 도 9에 도시하는 바와 같이, 족부(53R(53L))를 하퇴부(52R(52L))에 대하여 피칭 방향 전방으로 요동시킬 수 있다. The leg type mobile robot 1 of embodiment drives electric motor 61Ra, 61Rb (61La, 61Lb), and presses a pair of
이 때, 하부 커버(86)는, 족부(53R(53L))의 요동에 따라 하방으로 요동하여, 하퇴 커버(52aR(52aL))와의 사이에 간극이 발생한다. 그러나, 상부 커버(85)가, 족부(53R(53L))와 함께 피칭 방향 하방으로 요동하는 요동 부재(43cR, 43cL)에 암(76)을 통하여 눌려지고, 가이드(75)를 따르도록 하여 하방으로 이동한다. 이것에 의해, 상부 커버(85)는 하부 커버(86)와 하퇴 커버(52aR(52aL)) 사이에 발생한 간극을 덮어 가린다. At this time, the
이 때, 중간 커버(97)는, 그 하단이 족부(53R(53L))와 접촉하고, 족부(53R(53L))의 요동에 따라, 제 2 커버(96)의 외면을 슬라이딩하도록 밀어 올려진다. At this time, the
반대로, 한 쌍의 로드(65)를 상방으로 끌어당기면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 족부(53R(53L))는 하퇴부(52R(52L))에 대하여 피칭 방향 후방으로 요동시킬 수 있다. On the contrary, when the pair of
이 때, 하부 커버(86)는 족부(53R(53L))의 요동에 따라 상방으로 요동하고, 하퇴 커버(52aR(52aL))와의 사이에 간극은 발생하지 않는다. 그리고, 상부 커버(85)는, 족부(53R(53L))와 함께 피칭 방향 상방으로 요동하는 암(76)을 통하여 상방으로 눌려지고, 가이드(75)를 따르도록 하여 상방으로 이동한다. 이것에 의해, 상부 커버(85)는 하부 커버(86)와 하퇴 커버(52aR(52aL)) 사이에 수용된다. At this time, the
이 때, 중간 커버(97)는, 자중에 의해 제 1 커버(95)와 함께 하방으로 요동하는데, 걸림부(97a)가 돌기부(96a)에 걸어진 지점에서 중간 커버(97)의 하방으로의 요동이 저지되고, 제 1 커버(95)와 제 2 커버(96)와의 간극을 덮어 가린다. At this time, the
본 실시형태에 의하면, 상부 커버(85)는, 상하 방향으로 이동하지만, 족부(53R, 53L)의 피칭 방향으로의 요동에 관계없이, 하퇴부(52R, 52L)에 대한 피칭 방향의 각도를 거의 바꾸지 않고 유지시킬 수 있다. According to this embodiment, although the
따라서, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 넓은 가동범위에서 족부(53R, 53L)를 요동시킬 수 있는 다리식 이동 로봇(1)에 있어서, 상부 커버(85) 및 하부 커버(86)와 로드(65)가 간섭함으로써 발목관절의 가동범위가 제한되는 것을 방지할 수 있어, 상부 커버(85)와 하부 커버(86)의 2개의 커버로 한 쌍의 로드(65) 및 발목관절(43R, 43L)의 후방을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. Accordingly, as shown in FIGS. 9 and 10, in the legged mobile robot 1 capable of swinging the
또한, 발목관절(43R, 43L)의 부분을 후방측에서 본 경우, 상부 커버(85)와 하부 커버(86)의 2개밖에 보이지 않기 때문에, 외관을 깔끔하게 할 수 있어, 의장성을 향상시켜, 친화성을 높일 수 있다. In addition, when the portions of the
또한, 하부 커버(86)가 대략 반구체 형상으로 형성되어 있기 때문에, 족부(53R, 53L)가 롤링 방향으로 요동할 때에도, 2개의 커버(85, 86)로 한 쌍의 로드(65) 및 발목관절(43R, 43L)의 후방을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. In addition, since the
또한, 로드(65)가 배치되어 있지 않은 측인 전방측에서는, 제 1 커버(95), 제 2 커버(96) 및 중간 커버(97) 3개의 커버가 벨로스 형상으로 슬라이드 함으로써 발목관절(43R, 43L)의 후방을 적절하게 덮어 가릴 수 있다. On the front side where the
또한, 본 실시형태에 있어서는, 로드(65)를 족부(53R, 53L)의 후방에 연결시키고 있지만, 로드(65)를 족부(53R, 53L)의 전방에 연결한 것이어도, 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 상부 커버(85) 및 하부 커버(86)를 발목관절(43R, 43L)의 후방측에 배치하고, 제 1 커버(95), 제 2 커버(96) 및 중간 커버(97)를 발목관절(43R, 43L)의 후방측에 배치하면 된다. In addition, in this embodiment, although the
또한, 각 관절의 구성이나 관절의 배치는 각 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 발목관절(43R(43L))은 족부(53R, 53L)를 롤링 방향으로 요동시키지 않는 것이어도 된다. In addition, the structure of each joint and arrangement | positioning of a joint are not limited to each embodiment. For example, the ankle joint 43R (43L) may not rock the
또한 본 발명은, 관절을 통하여 제 1 부재의 하단에 제 2 부재가 연결되고, 하단이 제 2 부재에 연결되어 제 1 부재측으로 연장되는 로드를 진퇴시킴으로써 관절을 통하여 제 1 부재를 제 2 부재에 대하여 요동시키는 요동 기구를 갖는 요동 구조이며, 제 1 부재에 고정되고, 이 제 1 부재를 덮는 제 1 부재 커버와, 로드의 외측에 위치시키고 제 2 부재에 연결된 하부 커버와, 제 2 부재와 함께 요동하는 요동 부재에 암을 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 제 1 부재에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드를 따라, 제 1 부재와 상기 하부 커버 사이를 이동하기 자유로운 상부 커버를 구비하는 것이면 된다. In addition, the present invention, the second member is connected to the lower end of the first member through the joint, the lower end is connected to the second member to retract the rod extending to the first member side through the joint to the first member to the second member A rocking structure having a rocking mechanism for rocking relative to the rocker, the first member cover being fixed to the first member and covering the first member, the lower cover positioned outside the rod and connected to the second member, and the second member. A top cover operatively connected to the swinging swinging member through an arm in a multiple degree of freedom and along a guide extending in the vertical direction provided in the first member, the upper cover free to move between the first member and the lower cover; do.
또한, 본 발명의 요동 구조는, 상기한 바와 같이, 다리식 이동 로봇의 발목관절에 적용한 것에 한정되지 않고, 손목관절 등 로봇의 관절, 나아가서는 로봇 이외의 것에 구비되는 관절에도 적용할 수 있다. In addition, the swinging structure of the present invention is not limited to that applied to the ankle joint of the legged mobile robot as described above, but can also be applied to joints of robots such as wrist joints, and joints provided by other than the robot.
1 다리식 이동 로봇(요동 구조)
2 상체
21 제어 유닛
22 경사 센서
3R, 3L 다리체
31R, 31L 6축력 센서
41R, 41L 고관절
42R, 42L 무릎관절
43R, 43L 발목관절(관절)
43aR, 43aL 발목 피칭 관절
43bR, 43bL 발목 롤링 관절
43cR, 43cL 요동 부재
51R, 51L 대퇴부
52R, 52L 하퇴부(제 1 부재)
52aR, 52aL 하퇴 커버(제 1 부재 커버)
53R, 53L 족부(제 2 부재)
61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb 전동 모터
62a 구동 풀리
62b 벨트
62c 종동(이동) 풀리
63 크랭크 암
64, 65 로드
64a, 65a 볼 조인트
64b, 65b 조인트
71, 75 가이드
72, 76 암
73 나사
74 비틀림 스프링(가압 수단)
81, 85 상부 커버
81a, 85a 롤러
81b 고정 부재
81c 상단부
81d 만곡부
82, 86 하부 커버
91, 95 제 1 커버
92, 96 제 2 커버
92a, 96a 돌기부
93, 97 중간 커버
93a, 97a 걸림부1 legged mobile robot (swing structure)
2 upper body
21 control unit
22 tilt sensor
3R, 3L leg
31R, 31L 6-axis force sensors
41R, 41L Hip Joint
42R, 42L Knee Joint
43R, 43L Ankle Joint (Joint)
43aR, 43aL Ankle Pitching Joints
43bR, 43bL Ankle Rolling Joints
43cR, 43cL rocking members
51R, 51L Thigh
52R, 52L lower leg (first member)
52aR, 52aL Lower Cover (First Member Cover)
53R, 53L foot (second member)
61Ra, 61Rb, 61La, 61Lb Electric Motor
62a driven pulley
62b belt
62c driven pulley
63 crank arm
64, 65 load
64a, 65a ball joint
64b, 65b joint
71, 75 guide
72, 76 cancer
73 screws
74 torsion springs (pressurizing means)
81, 85 top cover
81a, 85a roller
81b fixing member
81c top
81d bend
82, 86 lower cover
91, 95 first cover
92, 96 second cover
92a, 96a protrusions
93, 97 middle cover
93a, 97a locking parts
Claims (7)
상기 하퇴부에 고정되고, 이 하퇴부를 덮는 하퇴 커버와,
상기 로드의 외측에 위치시켜 상기 족부에 연결한 하부 커버와,
상기 족부와 함께 요동하는 요동 부재에 암을 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 상기 하퇴부에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드를 따라, 상기 하퇴 커버와 상기 하부 커버 사이를 이동하기 자유로운 상부 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 다리식 이동 로봇.The lower leg is connected to the lower part of the thigh through the knee joint, the lower leg is connected to the lower leg via the ankle joint, and the lower end is connected to the foot by extending the rod extending to the lower thigh side. A leg type mobile robot having a leg having a rocking mechanism that swings with respect to the lower leg,
A lower cover fixed to the lower part and covering the lower part;
A lower cover positioned outside the rod and connected to the foot;
An upper cover freely movable between the lower cover and the lower cover along a guide operatively connected to the rocking member that swings together with the foot through an arm in a multiple degree of freedom and extending in a vertical direction provided in the lower leg; A legged mobile robot, characterized in that provided.
상기 제 1 커버의 외측 또는 내측에 배치되고, 또한, 상기 하퇴부의 하단부에 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되는 반구 형상의 제 2 커버와,
상기 제 1 커버와 상기 제 2 커버 사이에 배치됨과 아울러, 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 되도록 제 1 커버에 설치되는 반구 형상의 중간 커버를 구비하고,
이 중간 커버의 상단부에는, 상기 제 2 커버의 하단부에 걸어지는 걸림부가 설치되는 것을 특징으로 하는 다리식 이동 로봇.The hemispherical first cover according to any one of claims 1 to 3, which is fixed to a portion opposite to the side to which the rod of the foot portion is connected;
A hemispherical second cover disposed outside or inward of the first cover and installed at a lower end of the lower thigh so as to be operable with multiple degrees of freedom in a rolling direction;
It is disposed between the first cover and the second cover, and provided with a hemispherical intermediate cover is installed on the first cover to be operable in the degree of freedom in the pitching direction,
The upper end part of this intermediate cover is provided with the engaging part which hangs on the lower end part of the said 2nd cover, The leg type mobile robot characterized by the above-mentioned.
상기 제 1 커버의 외측 또는 내측에 배치되고, 또한, 상기 하퇴부의 하단부에 롤링 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 설치되는 반구 형상의 제 2 커버와,
상기 제 1 커버와 상기 제 2 커버 사이에 배치됨과 아울러, 피칭 방향으로 다자유도로 동작 가능하게 되도록 제 1 커버에 설치되는 반구 형상의 중간 커버를 구비하고,
이 중간 커버의 상단부에는, 상기 제 2 커버의 하단부에 걸어지는 걸림부가 설치되는 것을 특징으로 하는 다리식 이동 로봇.The hemispherical first cover of claim 4, which is fixed to a portion opposite to the side to which the rod of the foot is connected;
A hemispherical second cover disposed outside or inward of the first cover and installed at a lower end of the lower thigh so as to be operable with multiple degrees of freedom in a rolling direction;
It is disposed between the first cover and the second cover, and provided with a hemispherical intermediate cover is installed on the first cover to be operable in the degree of freedom in the pitching direction,
The upper end part of this intermediate cover is provided with the engaging part which hangs on the lower end part of the said 2nd cover, The leg type mobile robot characterized by the above-mentioned.
상기 제 1 부재에 고정되고, 이 제 1 부재를 덮는 제 1 부재 커버와,
상기 로드의 외측에 위치시켜 상기 제 2 부재에 연결한 하부 커버와,
상기 제 2 부재와 함께 요동하는 요동 부재에 암을 통하여 다자유도로 동작 가능하게 연결되고, 또한 상기 제 1 부재에 설치된 상하 방향으로 연장되는 가이드를 따라, 상기 제 1 부재와 상기 하부 커버 사이를 이동하기 자유로운 상부 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 요동 구조.The second member is connected to the lower end of the first member via a joint, and the first member is connected to the second member through the joint by retracting a rod connected to the second member and extending to the first member. As a rocking structure having a rocking mechanism for rocking,
A first member cover fixed to the first member and covering the first member;
A lower cover positioned outside the rod and connected to the second member;
Move between the first member and the lower cover along a guide that is operatively connected to the rocking member swinging together with the second member through an arm in a multiple degree of freedom, and extends in an up and down direction provided in the first member. A rocking structure comprising the following free top cover.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2010-075794 | 2010-03-29 | ||
JP2010075794 | 2010-03-29 | ||
JP2011040522A JP5602057B2 (en) | 2010-03-29 | 2011-02-25 | Legged mobile robot and swing structure |
JPJP-P-2011-040522 | 2011-02-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110109936A KR20110109936A (en) | 2011-10-06 |
KR101267800B1 true KR101267800B1 (en) | 2013-05-24 |
Family
ID=45026894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110027528A KR101267800B1 (en) | 2010-03-29 | 2011-03-28 | Legged mobile robot and swing structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101267800B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5755108B2 (en) * | 2011-11-04 | 2015-07-29 | 本田技研工業株式会社 | Legged mobile robot |
CN111891254B (en) * | 2020-09-02 | 2023-12-15 | 上海微电机研究所(中国电子科技集团公司第二十一研究所) | Four-legged robot and foot structure of foot robot |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002210682A (en) | 2000-11-17 | 2002-07-30 | Honda Motor Co Ltd | Leg structure of leg-type moving robot |
JP4236900B2 (en) | 2002-10-22 | 2009-03-11 | 本田技研工業株式会社 | Robot joint structure |
-
2011
- 2011-03-28 KR KR1020110027528A patent/KR101267800B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002210682A (en) | 2000-11-17 | 2002-07-30 | Honda Motor Co Ltd | Leg structure of leg-type moving robot |
JP4236900B2 (en) | 2002-10-22 | 2009-03-11 | 本田技研工業株式会社 | Robot joint structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110109936A (en) | 2011-10-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8387726B2 (en) | Legged mobile robot | |
JP5602057B2 (en) | Legged mobile robot and swing structure | |
JP5468973B2 (en) | Legged mobile robot | |
KR100687461B1 (en) | Robot And Knuckle Apparatus For Robot | |
JP4797775B2 (en) | Biped type moving mechanism | |
JP5427231B2 (en) | Biped walking movement device | |
JP3603279B2 (en) | Biped walking humanoid robot | |
US7946364B2 (en) | Legged robot | |
US7904200B2 (en) | Leg type mobile robot | |
JP4523244B2 (en) | Power-assisted mobile trolley | |
JP6228097B2 (en) | Mobile robot | |
CN101797938A (en) | Legged mobile robot | |
JP2008200813A (en) | Bipedal walking robot | |
WO2020217794A1 (en) | Mobile-body manipulation device and manipulation system | |
KR101267800B1 (en) | Legged mobile robot and swing structure | |
JP2021142589A (en) | Operation system for moving body | |
JP3673869B2 (en) | Biped walking humanoid robot and its hand storage mechanism | |
JP5528916B2 (en) | Robot and external force detection mechanism of robot | |
JP2005186650A (en) | Riding robot | |
JP2004299035A (en) | Feet of leg-type bipedal walking robot and leg-type bipedal walking robot | |
JPH09135871A (en) | Auxiliary device for walking, bending and stretching motions | |
JP2008030155A (en) | Leg type mobile body | |
JP5306959B2 (en) | Control device for legged mobile robot | |
JP2006068884A (en) | Robot device and its control method, and passive wheel device | |
JP5261222B2 (en) | Legged mobile robot |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160418 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170421 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180418 Year of fee payment: 6 |