KR101400095B1 - Bio-inspired protection shell for articulated robot protection - Google Patents

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KR101400095B1
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protective
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김수현
김홍진
이민구
이진이
박종원
김영국
윤병호
안정도
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a biomimetic protective shell for protection of an articulated robot, which comprises multiple unit bodies (100) hinged in serial; and protective shells (200) connected to one side of each unit body (100) to be able to be hinged. In the protection mode, the front end of the unit body (100a) arranged in the most front line among the unit bodies (100) and the rear end of the unit body (100c) arranged in the most rear line are met and rolled, and the protective shell (200) has a sphere shape. In the driving mode, the unit bodies (100) are aligned side by side, and the protective shell (200) forms a shape having a part overlapped. The biomimetic protective shell has a protective shell surrounding the unit body by biologically mimicking the shell of Armadillidiidae in order to protect small-sized patrol robots and articulated robots, which are used in disaster environments and for the patrol purpose, from strong impacts. The biomimetic protective shell protects inner robots from impacts, has a simple but efficient structure, and is manufactured to facilitate the posture return for operating the robot after the protective shell absorbs the impacts. The biomimetic protective shell pursues the miniature and the light weight, and has a structure to improve the impact resistance.

Description

다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체{Bio-inspired protection shell for articulated robot protection}[0001] The present invention relates to a bio-inspired protection shell for articulated robot protection,

본 발명은 공벌레의 껍질과 충격흡수 메커니즘을 생체모방하여, 투척 및 발사형 로봇이 받는낙하 충격으로부터 몸체를 보호하고, 다관절 로봇의 관절부를 포함한 전체 영역의 보호가 가능한 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체에 관한 것이다.The present invention relates to a method for protecting a body from falling impact of a throwing and launching robot by mimicking a shell and an impact absorbing mechanism of a calligrapher and for protecting a whole area including a joint of a multi- To an imitation type protective body.

전쟁 및 자연재해에는 인명피해가 동반되며 이를 최소화하기 위해 다양한 기술들이 발전을 거듭해왔다. 민간 분야에서는 체계화된 인력 및 장비운영 시스템들이 발전해 왔고, 군사 분야에서는 다양한 탐지장비를 개발하여 인명피해를 최소화하고자 노력해 왔다. 특히 인명을 보호하면서도 정보 및 첩보 획득이 가능하다는 장점과 인력의 접근이 어려운 하수관, 화재 현장 및 건물 잔해에서 인명구조에 기여할 수 있다는 장점으로 인해 소형 정찰 로봇의 영역이 확대되고 있다. War and natural disasters are accompanied by human casualties and various technologies have been developed to minimize them. In the civilian field, systematic manpower and equipment operation systems have been developed, and in the military field, various detection devices have been developed to minimize the casualties. Especially, the area of small reconnaissance robots is expanding due to the advantage of being able to acquire information and intelligence while protecting human lives, and the advantage of contributing to lifesaving from sewage pipes, fire sites, and building debris which are difficult to access manpower.

정찰을 위해 개발된 UGV(Unmanned Ground Vehicle) 로봇의 경우 상대방에게 식별되지 않고, 좁은 공간을 통과할 수 있도록 소형화되고 있다. 하지만 소형화로 인해 차륜(Wheel) 및 다리(Leg)의 크기가 작아짐에 따라 극복할 수 있는 최대 높이가 낮아지는 문제점이 있다. 또한 차륜 및 다리 크기의 축소에 따라 로봇 이동속도가 저하되는 문제점이 있다. UGV (Unmanned Ground Vehicle) robot developed for reconnaissance is not identified to the other party, but is miniaturized to pass through a narrow space. However, as the size of the wheel and the leg is reduced due to the miniaturization, the maximum height that can be overcome is lowered. In addition, there is a problem that the moving speed of the robot is lowered due to the reduction of the size of the wheel and the leg.

최근 들어 소형 정찰로봇의 임무수행에서 발생하는 각종 장애물을 극복하고 임무수행지로 도달하여 임무를 수행하기 위해, 손으로 투척 가능한 로봇 형태, 발사 장치를 이용한 발사형 로봇, 그리고 다관절 구조를 이용한 로봇의 개발이 진행되어오고 있다.Recently, in order to overcome various obstacles caused by the performance of the small reconnaissance robot and to reach the task site and perform the mission, a robot type that can be thrown by hand, a launching robot using the launch device, and a robot using a multi- Development is ongoing.

종래의 정찰 로봇이 대한민국 등록특허 제1153125호(2012.5.29)에 제시되어 있다.A conventional reconnaissance robot is disclosed in Korean Patent Registration No. 1153125 (2012.5.29).

그러나 종래의 로봇형태는 로봇의 몸체 또는 구동 관절부(joint)를 로봇 낙하 및 외부의 충격으로부터 보호하는데 취약점이 존재한다. However, the conventional robot type has a weak point in protecting the robot body or the joint from the falling of the robot and the external impact.

낙하 및 외부의 충격으로부터 로봇 몸체 또는 관절부를 보호하기 위해서는 로봇 자체의 내 충격성이 필요하지만, 소형 정찰 로봇 또는 다관절 로봇은 부품 소형화에 따른 공간 부족으로 인해 이를 충족시킬 수 없다. The impact resistance of the robot itself is required to protect the robot body or joints from falling and external impacts, but a small reconnaissance robot or a jointed-arm robot can not satisfy the requirement due to a space shortage due to miniaturization of parts.

따라서 소형 및 다관절 로봇에 적용 가능한 보호체 개발은 군사 및 민간 분야의 첨단 로봇 기술 경쟁력 확보에서 매우 큰 의미를 가질 수 있어, 그 개발이 요구되어오고 있다.Therefore, the development of a protector applicable to small and multi-joint robots has a great significance in securing the competitiveness of advanced robot technology in military and private fields, and development thereof has been required.

대한민국 등록특허 제1153125호(2012.5.29, '정찰용 보행 로봇')Korean Patent No. 1153125 (2012.5.29, 'Reconnaissance Walking Robot')

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 내부 로봇을 충격으로부터 보호하고, 단순하면서도 효율적인 구조를 가지며, 보호체가 충격을 흡수한 후 로봇이 운용되기 위해 자세복귀가 쉽도록 제작되고, 소형 및 경량화를 추구할 수 있는 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a robot that is simple and efficient in structure, protects an internal robot, And it is an object of the present invention to provide a biomimetic protector for protection of a jointed-arm robot that can pursue weight reduction.

본 발명은, 힌지 결합에 의하여 서로 직렬 연결되어 있는 다수개의 단위 몸체(100); 각각의 상기 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되어 있는 보호체(200);를 포함하여, 보호 모드시에는, 상기 단위 몸체(100) 중 최전방에 배치된 단위 몸체(100a)의 전단과, 최후방에 배치된 단위 몸체(100c)의 후단이 만나 말린 형태를 취하고, 상기 보호체(200)는 구의 형태를 형성하며, 주행 모드시에는, 상기 단위 몸체(100)가 나란하게 배치되는 형태를 취하고, 상기 보호체(200)는 일부분이 겹쳐진 형태를 형성하며, 상기 보호체(200)는, 일단부는 상기 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되고, 타단부는 상기 단위 몸체(100)의 타측에 배치되는 제1보호체(210)와, 상기 제1보호체(210)의 내측에 배치되어, 일단이 상기 단위 몸체(100)의 일측에 연결된 연결바(230)와, 일단부는 상기 연결바(230)의 타단에 힌지 가능하게 연결되고, 타단부는 전방에 배치된 단위 몸체(100)에 연결된 상기 제1보호체(210)와 일부분이 겹쳐지도록 마련되는 제2보호체(220)를 포함하여, 상기 제2보호체(220)의 일부분이 상기 제1보호체(210)의 내측에 배치되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to: a plurality of unit bodies (100) connected in series by hinge coupling; And a protector 200 hingably connected to one side of each of the unit bodies 100. In the protection mode, the front side of the unit body 100a disposed at the frontmost one of the unit bodies 100 And the rear end of the unit body 100c disposed at the rear end of the unit body 100c are in contact with each other, and the protective body 200 forms a sphere. In the running mode, the unit bodies 100 are arranged in parallel One end of which is hingedly connected to one side of the unit body 100 and the other end of which is hingably connected to the unit body 100, A connecting bar 230 disposed at one side of the first protecting member 210 and having one end connected to one side of the unit body 100, One end is hingably connected to the other end of the connecting bar 230, and the other end is hinged And a second protective member 220 provided so as to overlap a part of the first protective member 210 connected to the body 100. The second protective member 220 may include a portion of the second protective member 220, 210). ≪ / RTI >

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본 발명에 있어서, 상기 단위 몸체(100)는 세 개(100a,100b,100c)로 구성되어, 보호 모드시에 삼각형 형태로 말려 외부 충격에 강한 구조가 되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the unit body 100 includes three units 100a, 100b, and 100c, and is configured to have a structure resistant to an external impact by being formed in a triangular shape in a protection mode.

본 발명에 있어서, 상기 보호체(200)는 보호 모드시에 타원구의 형태를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the protector (200) forms an elliptical shape in a protection mode.

본 발명의 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the biometric-mimetic protector for protection of a jointed-arm robot of the present invention, the following effects can be obtained.

재난 환경 및 정찰 목적으로 사용되는 소형 정찰 로봇과 다관절 로봇을 강한 충격으로부터 보호하기 위해 공벌레의 껍질을 생체모방하여 단위 몸체를 둘러싸는 보호체로 구성됨으로써, 내부 로봇을 충격으로부터 보호하고, 단순하면서도 효율적인 구조를 가지며, 보호체가 충격을 흡수한 후 로봇이 운용되기 위해 자세복귀가 쉽도록 제작되고, 소형 및 경량화를 추구할 수 있으며, 내충격성을 높일 수 있는 구조이다.In order to protect the miniature reconnaissance robot and the articulated robot used for disaster environment and reconnaissance purposes from strong impact, it is constituted by a protector that surrounds the unit body by mimicking the peel of the snatchbearer so as to protect the internal robot from impact, Structure, and the protector is constructed so that it can be easily returned to the posture so that the robot can be operated after the shock is absorbed, it can be pursued to be small and lightweight, and can increase the impact resistance.

따라서, 향후 전장 감시용 로봇 및 재난현장 정찰, 또는 탐사용 로봇에 두루 적용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, it is anticipated that it will be applicable to robot for electric field surveillance, disaster scene reconnaissance, or robot for tomorrow.

종래의 보호체들은 재질의 특성만을 이용하여 충격을 흡수였지만, 이에 반해 본 발명은 재질의 특성 뿐 아니라 보호체가 여섯 개의 껍질 형태로 나뉘어져 있어 충격이 보호체 껍질을 타고 분산되어 전달되는 충격분산 메커니즘 구조를 이용하여 종래의 보호체 성능보다 뛰어난 효과를 기대할 수 있다.Conventional protective members absorb impact by using only the characteristics of materials. However, the present invention is not limited to the structure of the shock absorbing structure in which the protective body is divided into six shells, It is possible to expect an effect superior to that of the conventional protective body.

생체모방형 보호체는 감시 정찰, 재난환경 또는 탐사용 로봇을 보호하기 위해 사용될 수 있으므로, 군사 및 민간 분야에서 활용도가 높을 것으로 기대되며 소형 경량화 제작이 가능하여 종래 보호체보다 휴대성이 뛰어나다.Biomimetic protector can be used to protect surveillance and reconnaissance environment, disaster environment, or robot for navigation, so it is expected to be highly utilized in military and civilian fields and can be made smaller and lighter.

보호 모드 및 주행 모드를 수동적으로 조절할 수 있고, 종래 사용되던 로봇들에 적용이 가능하므로 정찰로봇 산업에서 부가가치를 창출할 수 있다. It is possible to manually adjust the protection mode and the traveling mode, and it is possible to apply to the conventional robots, thereby adding value to the scout robot industry.

보호체의 보호 기능으로 인해 더 멀리 투척 및 발사할 수 있으므로 정찰 로봇 운용 개념을 확장할 수 있게 되며, 군, 경찰과 같은 공공 임무 수행분야에 적용 및 활용이 가능하다. The protective function of the protector enables to extend the concept of the robot maneuverability by throwing and firing farther, and it can be applied and utilized in the field of public mission such as military and police.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체를 도시한 개념도.
도 2는 투척 및 발사를 위한 보호 모드일 때의 외관을 도시한 도면.
도 3은 주행을 위한 주행 모드일 때의 외관을 도시한 도면.
도 4는 보호체의 충격력 검증을 위한 시험의 두 가지 모델 형태를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 두 가지 모델에 따른 충격력 시험 결과를 도시한 그래프.
도 6은 자유낙하하는 로봇의 구조에 따른 충격 감소 효과를 시험한 시뮬레이션.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram showing a biomimetic protector for protection of a jointed-arm robot according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a view showing the appearance when the vehicle is in the protection mode for throwing and firing. Fig.
3 is a view showing an appearance when the vehicle is in a traveling mode for traveling;
Figure 4 shows two model forms of the test for the impact force verification of the protective body.
5 is a graph showing the impact test results according to the two models of Fig.
Fig. 6 is a simulation test of impact reduction effect according to the structure of a free-falling robot. Fig.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1 및 도 2는 본 발명의 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체가 보호 모드일 때를 도시한 도면이고, 도 3은 주행 모드일 때를 도시한 도면이다.FIG. 1 and FIG. 2 are views showing a case where the biomechanical protector for protection of a jointed-arm robot of the present invention is in a protection mode, and FIG.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체는 단위 몸체(100)와 보호체(200)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, a biomimetic protector for protection of a jointed-arm robot according to a preferred embodiment of the present invention includes a unit body 100 and a protector 200.

단위 몸체(100)에는 휠, 레그와 같은 이동수단이 구비될 수 있으며, 다수개로 구성되어, 힌지 결합부(A)에 의하여 서로 연결되어 있고, 도 1에 도시한 보호 모드일 때는 다수개의 단위 몸체(100)가 말린 형태이며, 도 3에 도시한 주행 모드일 때는 다수개의 단위 몸체(100)가 직렬로 연결된 형태이다.The unit body 100 may be provided with a moving means such as a wheel or a leg. The unit body 100 is composed of a plurality of units and is connected to each other by a hinge coupling portion A. In the protection mode shown in FIG. 1, And the unit body 100 is connected in series when the vehicle 100 is in the traveling mode shown in FIG.

즉, 보호 모드시에는 단위 몸체(100) 중 최전방에 배치된 단위 몸체(100a)의 전단과, 최후방에 배치된 단위 몸체(100c)의 후단이 만나 말린 형태를 취하고, 주행 모드시에는 다수의 단위 몸체(100a,100b,100c)가 나란하게 배치되는 형태를 취한다.That is, in the protection mode, the front end of the unit body 100a disposed at the foreground and the rear end of the unit body 100c disposed at the rear end of the unit body 100 meet and dry, And the unit bodies 100a, 100b, and 100c are arranged in parallel.

이때, 최전방에 배치된 단위 몸체(100a)의 전단과, 최후방에 배치된 단위 몸체(100c)의 후단이 연결되는 조인트부(B)는 보호 모드시에 연결되어 있다가 주행 모드시에는 연결이 해제되도록 마련되어 있다.At this time, the joint part B to which the front end of the unit body 100a disposed at the foreground and the rear end of the unit body 100c disposed at the rear end are connected is connected in the protection mode, To be released.

본 실시예에서 단위 몸체(100)는 세 개의 단위 몸체(100a,100b,100c)로 구성되어, 보호 모드시에 삼각형 형태로 말리며, 이는 구조적으로 가장 안정적이라는 측면에서 바람직하다.
In this embodiment, the unit body 100 is composed of three unit bodies 100a, 100b, and 100c, and is formed in a triangular shape in the protection mode, which is preferable in terms of the most stable structure.

보호체(200)는 각각의 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되어 있고, 경량화 소재인 것이 바람직하다.The protector 200 is hingably connected to one side of each unit body 100 and is preferably a lightweight material.

이러한 보호체(200)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 보호 모드시에 구의 형태를 형성하며, 일부분이 겹쳐진 형태이다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이 주행 모드시에는 일렬로 전개된 형태이며, 보호 모드시보다 더 많은 부분이 겹쳐지는 형태를 취한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the protective member 200 forms a spherical shape in a protective mode, and a part thereof is superimposed. In addition, as shown in FIG. 3, when the vehicle is in the traveling mode, the vehicle is deployed in a line and more parts are overlapped than in the protection mode.

보호체(200)는 제1보호체(210)와 제2보호체(220)를 포함하는 것이 바람직하다.The protector 200 preferably includes a first protector 210 and a second protector 220.

제1보호체(210)는 일단부가 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되어 있고, 타단부가 단위 몸체(100)의 타측에 배치된다.One end of the first protector 210 is hingably connected to one side of the unit body 100 and the other end is disposed on the other side of the unit body 100.

제2보호체(220)는 일부분이 제1보호체(210)의 내측에 배치되며, 일단부가 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되고, 타단부는 전방에 배치된 단위 몸체(100)에 연결된 제1보호체(210)와 일부분이 겹쳐지도록 마련되어 있다.The second protective member 220 is partially disposed inside the first protective member 210, one end of the second protective member 220 is hingably connected to one side of the unit body 100, and the other end is connected to the unit body 100 The first protective member 210 is partially overlapped with the first protective member 210 connected thereto.

이때, 제2보호체(220)와 단위 몸체(100)를 연결하는 연결바(230)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 연결바(230)는 제1보호체(210)의 내측에 배치되어, 일단이 단위 몸체(100)의 일측에 연결되고, 타단은 제2보호체(220)의 일단부와 힌지 가능하게 연결되어 있다.The connecting bar 230 may be disposed on the inner side of the first protector 210 so that the second protector 220 is connected to the unit body 100. [ One end thereof is connected to one side of the unit body 100, and the other end is hingably connected to one end of the second protecting member 220.

상기와 같이 구성되는 보호체(200)는 보호 모드시에 타원구의 형태를 형성하는 것이 바람직하다.The protective member 200 configured as described above preferably forms an elliptical shape in the protection mode.

상기와 같이 보호체(200)가 세 개의 단위 몸체(100)에 제1보호체(210)와 제2보호체(220)로 각각 구성됨에 따라 총 여섯 개의 보호체(210,220)가 껍질 형태를 이룬다.As described above, the protective body 200 is composed of the first protective body 210 and the second protective body 220 on the three unit bodies 100, so that a total of six protective bodies 210 and 220 form a shell .

이렇게, 보호체가 여섯 개의 껍질 형태로 나뉘어져 있어 외부 및 낙하 충격 등의 충격이 보호체(200) 껍질을 타고 분산되어 전달되는 충격분산 메커니즘으로 되어 있고, 보호체(200)는 서로 겹쳐진 구조로 되어 있어 외부 및 낙하 충격으로부터 내부 몸체를 효과적으로 보호할 수 있다.
In this way, the protective body is divided into six shells, and the impact is dispersed and transmitted through the shell of the protective body 200, It is possible to effectively protect the inner body from external impact and drop impact.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the biometric-mimetic protector for protecting the articulated robot according to the preferred embodiment of the present invention will be described.

도 2와 같이, 투척 및 발사 시 보호 모드일 때에는 보호체(200)에 의해 타원구의 형태를 이루며, 단위 몸체(100)가 삼각형 형태로 말려 외부 충격에 강한 구조로 되어 있으며, 보호체(200)에 의해 둘러싸여 있다.As shown in FIG. 2, when the protector 200 is in the protection mode during throwing and firing, the unit body 100 is shaped like an ellipse by the protector 200, .

도 3과 같이, 로봇의 주행 시 주행 모드일 때에는 보호체(200)는 180도로 완전히 전개되어 로봇 주행에 방해되지 않는 구조를 가진다. 이때, 단위 몸체(100)도 일렬로 나란하게 배치되며, 별도의 액추에이터가 필요없이 세 개의 단위 몸체(100)가 접혔다 펼쳐질 때 링크(linkage) 구조에 의해 수동적으로 전환된다.
As shown in FIG. 3, when the robot is in a running mode, the protector 200 is fully extended at 180 degrees so as not to be disturbed by the running of the robot. At this time, the unit bodies 100 are also arranged in a line, and when the three unit bodies 100 are folded and unfolded without a separate actuator, they are manually switched by a linkage structure.

한편, 보호체(200)의 충격력 검증을 위한 시험의 두 가지 모델 형태를 도 4에 도시하였으며, 충격력 시험 결과를 도 5의 그래프에 도시하였다.Meanwhile, FIG. 4 shows two model types of the test for the impact force test of the protective body 200, and FIG. 5 shows the impact force test results.

도 4에 도시한 바와 같이, 모델1은 여섯 개의 보호체(200) 껍질이 각각의 연결축에 토션스프링(torsional spring)을 내장하였으며, 모델2는 보호체(200)의 형상은 모델1과 동일하지만 연결축에 대한 상대운동 없이 각 껍질이 고정되어 있어 전체적으로 일반 강체의 형태로 설계하였다.As shown in FIG. 4, in the model 1, the torsion springs are built in the connecting shafts of the six protective members 200, and the shape of the protective member 200 is the same as that of the model 1 However, each shell is fixed without relative motion to the connection axis, so that it is designed as a general rigid body as a whole.

두 모델의 최초 낙하 위치는 지면으로부터 0.2m로 하고, 보호체(200)의 무게는 0.46kg으로 하였다.The initial fall position of the two models was 0.2 m from the ground, and the weight of the protector 200 was 0.46 kg.

동역학 시물레이션을 통하여 나타난 시간당 높이 그래프는 도 5와 같다. 즉, 모델1은 지면과 충격 후 첫 되튐 시 변위 최대점이 모델2에 비하여 높고, 두 번째 되튐까지의 시간도 느리다는 것을 확인할 수 있다.The graph of the height per hour shown through the dynamic simulation is shown in FIG. That is, Model 1 shows that the maximum displacement point at the first deceleration after the impact on the ground is higher than that of the model 2, and the time until the second deceleration is slow.

또한, 모델1과 모델2의 높이 방향 가속도 크기는 모델1이 모델2에 비해 첫 되튐에서 13.9% 수준의 가속도만 받는다는 것을 확인할 수 있다.Also, the magnitude of acceleration in the height direction of Model 1 and Model 2 shows that model 1 receives only 13.9% acceleration at the first reversion compared to Model 2.

상기와 같은 시험 결과를 정리하면, 모델1이 되튐 시 높이 방향 변위가 더 크지만 가속도 최대치는 낮아짐에 따라 보호 성능이 더 우수하다는 것을 알 수 있다.
The results of the above test are summarized as follows. It can be seen that the protection performance is better because the height direction displacement is larger but the maximum acceleration value is lower when the model 1 is restored.

한편, 자유낙하하는 로봇의 구조에 따른 충격 감소 효과를 시험한 시뮬레이션을 도 6에 도시하였다.Meanwhile, FIG. 6 shows a simulation of a shock reduction effect according to the structure of a free-falling robot.

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 단위 몸체(100)만으로 이루어진 로봇을 30m의 높이에서 자유낙하 하였을 때 받는 충격은 10.8MPa과 같았고, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같은 보호체(200)에 의해 둘러 싸인 단위 몸체(100)를 갖는 로봇을 0m의 높이에서 자유낙하 하였을때 받는 충격은 3.3MPa과 같았다.As shown in Fig. 6 (a), the impact received when the robot made only of the unit body 100 fell freely at a height of 30 m was equal to 10.8 MPa, and as shown in Fig. 6 (b) The impact received when the robot having the unit body 100 surrounded by the free fall at a height of 0 m was equal to 3.3 MPa.

따라서, 단위 몸체(100) 만으로 이루어진 로봇 보다 보호체(200)에 둘러 싸인 단위 몸체(100)를 가지는 로봇은 69.4%의 충격 감소 효과가 있었다.
Therefore, the robot having the unit body 100 surrounded by the protective body 200 had a 69.4% impact reduction effect, compared to the robot including only the unit body 100.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체에 따르면, 재난 환경 및 정찰 목적으로 사용되는 소형 정찰 로봇과 다관절 로봇을 강한 충격으로부터 보호하기 위해 공벌레의 껍질을 생체모방하여 단위 몸체를 둘러싸는 보호체로 구성됨으로써, 내부 로봇을 충격으로부터 보호하고, 단순하면서도 효율적인 구조를 가지며, 보호체가 충격을 흡수한 후 로봇이 운용되기 위해 자세복귀가 쉽도록 제작되고, 소형 및 경량화를 추구할 수 있으며, 내충격성을 높일 수 있는 구조이다.According to the biomimetic protection body for protection of the articulated robot of the present invention constructed as described above, in order to protect the small reconnaissance robot and the articulated robot used for the disaster environment and the reconnaissance purpose from strong impact, The robot is designed to protect the internal robot from impact, has a simple and efficient structure, and is constructed so that the protector absorbs the impact and returns to the posture for operation of the robot. It is made compact and lightweight And it is a structure that can increase the impact resistance.

따라서, 향후 전장 감시용 로봇 및 재난현장 정찰, 또는 탐사용 로봇에 두루 적용될 수 있을 것으로 기대된다.Therefore, it is anticipated that it will be applicable to robot for electric field surveillance, disaster scene reconnaissance, or robot for tomorrow.

종래의 보호체들은 재질의 특성만을 이용하여 충격을 흡수였지만, 이에 반해 본 발명은 재질의 특성 뿐 아니라 보호체가 여섯 개의 껍질 형태로 나뉘어져 있어 충격이 보호체 껍질을 타고 분산되어 전달되는 충격분산 메커니즘 구조를 이용하여 종래의 보호체 성능보다 뛰어난 효과를 기대할 수 있다.Conventional protective members absorb impact by using only the characteristics of materials. However, the present invention is not limited to the structure of the shock absorbing structure in which the protective body is divided into six shells, It is possible to expect an effect superior to that of the conventional protective body.

생체모방형 보호체는 감시 정찰, 재난환경 또는 탐사용 로봇을 보호하기 위해 사용될 수 있으므로, 군사 및 민간 분야에서 활용도가 높을 것으로 기대되며 소형 경량화 제작이 가능하여 종래 보호체보다 휴대성이 뛰어나다.Biomimetic protector can be used to protect surveillance and reconnaissance environment, disaster environment, or robot for navigation, so it is expected to be highly utilized in military and civilian fields and can be made smaller and lighter.

보호 모드 및 주행 모드를 수동적으로 조절할 수 있고, 종래 사용되던 로봇들에 적용이 가능하므로 정찰로봇 산업에서 부가가치를 창출할 수 있다. It is possible to manually adjust the protection mode and the traveling mode, and it is possible to apply to the conventional robots, thereby adding value to the scout robot industry.

보호체의 보호 기능으로 인해 더 멀리 투척 및 발사할 수 있으므로 정찰 로봇 운용 개념을 확장할 수 있게 되며, 군, 경찰과 같은 공공 임무 수행분야에 적용 및 활용이 가능하다.
The protective function of the protector enables to extend the concept of the robot maneuverability by throwing and firing farther, and it can be applied and utilized in the field of public mission such as military and police.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

100,100a,100b,100c : 단위 몸체 200 : 보호체
210 : 제1보호체 220 : 제2보호체
230 : 연결바100, 100a, 100b, 100c: a unit body 200:
210: first protecting member 220: second protecting member
230: Connection bar

Claims (5)

힌지 결합에 의하여 서로 직렬 연결되어 있는 다수개의 단위 몸체(100);
각각의 상기 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되어 있는 보호체(200);를 포함하여,
보호 모드시에는, 상기 단위 몸체(100) 중 최전방에 배치된 단위 몸체(100a)의 전단과, 최후방에 배치된 단위 몸체(100c)의 후단이 만나 말린 형태를 취하고, 상기 보호체(200)는 구의 형태를 형성하며,
주행 모드시에는, 상기 단위 몸체(100)가 나란하게 배치되는 형태를 취하고, 상기 보호체(200)는 일부분이 겹쳐진 형태를 형성하며,
상기 보호체(200)는,
일단부는 상기 단위 몸체(100)의 일측에 힌지 가능하게 연결되고, 타단부는 상기 단위 몸체(100)의 타측에 배치되는 제1보호체(210)와,
상기 제1보호체(210)의 내측에 배치되어, 일단이 상기 단위 몸체(100)의 일측에 연결된 연결바(230)와,
일단부는 상기 연결바(230)의 타단에 힌지 가능하게 연결되고, 타단부는 전방에 배치된 단위 몸체(100)에 연결된 상기 제1보호체(210)와 일부분이 겹쳐지도록 마련되는 제2보호체(220)를 포함하여,
상기 제2보호체(220)의 일부분이 상기 제1보호체(210)의 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체.
A plurality of unit bodies (100) connected in series to each other by hinge coupling;
And a protective body (200) hingably connected to one side of each of the unit bodies (100)
In the protection mode, the front end of the unit body 100a disposed at the foremost side of the unit body 100 and the rear end of the unit body 100c disposed at the rear end meet, and the protective body 200, Form a sphere,
In the running mode, the unit bodies 100 are arranged side by side, and the protective body 200 forms a partly overlapped shape,
The protector (200)
A first protector 210 hingably connected to one side of the unit body 100 at one end and disposed at the other side of the unit body 100 at the other end,
A connection bar 230 disposed at the inner side of the first protector 210 and having one end connected to one side of the unit body 100,
The other end of the second protector 210 is hingably connected to the other end of the connecting bar 230 at one end, and the second protector 210, which is partially overlapped with the first protector 210 connected to the unit body 100 disposed at the front, (220)
Wherein a portion of the second protector (220) is disposed inside the first protector (210).
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단위 몸체(100)는 세 개(100a,100b,100c)로 구성되어, 보호 모드시에 삼각형 형태로 말려 외부 충격에 강한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체.
The method according to claim 1,
The unit body (100) is composed of three pieces (100a, 100b, 100c), and is formed in a triangular shape in a protective mode to be resistant to an external impact. The biomimetic protection sieve.
제1항에 있어서,
상기 보호체(200)는 보호 모드시에 타원구의 형태를 형성하는 것을 특징으로 하는 다관절 로봇 보호를 위한 생체모방형 보호체.The method according to claim 1,
Wherein the protector body (200) forms an elliptical shape in a protection mode. ≪ RTI ID = 0.0 > 21. < / RTI >
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