KR101494959B1

KR101494959B1 - 이동형 교통수신호 로봇

Info

Publication number: KR101494959B1
Application number: KR20130052360A
Authority: KR
Inventors: 윤소영
Original assignee: 윤소영
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2015-02-23
Also published as: KR20140132962A

Abstract

본 발명은 이동 가능한 구조를 기반으로 하고 교통수신호를 생성하는 로봇에 있어서: 베이스(11)와 상부대(12)를 힌지(14)로 연결하고, 상부대(12) 상에 회동 가능한 팔(18)을 구비하는 프레임(10); 상기 프레임(10) 상에 엔진(22)을 구비하고, 엔진(22)에 원웨이 베어링(45)을 개재하여 연결되는 모터(24)를 구비하는 구동부(20); 및 상기 구동부(20)와 팔(18) 사이에 개재된 플렉시블 샤프트(40)로부터 동력을 전달하여 회동시키되, 구동부(20)에 연결된 캠판(31)과 팔(18)에 연결된 회동링크(32) 사이에 로드엔드(35)를 개재하여 동력을 전달하는 링크부(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 독립적인 구동원을 구비하여 전원이 없는 장소에 설치가 가능하고 설치 장소의 변동시 간편하고 신속하게 크기를 줄일 수 있어 편리성이 향상되는 효과가 있다.

Description

이동형 교통수신호 로봇{Traffic guide robot ready to move}

본 발명은 이동형 교통수신호 로봇에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 독립적인 구동원을 구비하여 전원이 없는 장소에 설치가 가능하고 설치 장소의 변동시 간편하고 신속하게 크기를 줄일 수 있어 편리성이 향상되는 이동형 교통수신호 로봇에 관한 것이다.

일반 가정이나 사회의 각 분야에서 힘들고 단순하고 위험한 작업을 수행하기 위한 로봇의 활용도가 증가되는 가운데 교통 분야에서 도로의 개보수와 같은 상황을 알리는 로봇의 필요성도 커지고 있다. 다만, 교통 분야의 로봇은 도로라고 하는 열악한 환경에 노출되므로 작동 신뢰성은 물론 수시로 이동함에 따른 기동성과 설치용이성도 요구된다.

이와 관련되는 선행특허의 일예로서, 한국 등록특허공보 제0709322호는 교통 안내작업을 수행하는 마네킹의 팔부위에 수기 또는 방향 안내등의 설치후, 상기 팔부위의 방향을 좌우 및 수평방향으로 자유롭게 조정할 수 있게 되며, 이에 따라 각종 교통안내 수신호 작업을 수행할 수 있도록 함은 물론, 우천시 등과 같은 악천우에도 상기 교통안내 마네킹을 통하여 교통 안내작업을 수행할 수 있으면서, 특히 상기 교통 안내 마네킹의 다리부와, 머리부 및 팔부위를 절첩식으로 접어서 가방 내부에 보관 및 이송이 용이하게 하는 효과를 기대한다.

그러나, 이에 의하면 이동시 머리, 팔, 다리 등의 여러 부분으로 분해해야 하므로 관리와 설치 작업의 불편함이 초래될뿐더러 모터를 기반으로 하므로 전원이 없는 지역에는 투입할 수 없는 단점을 보인다.

다른 예로서, 한국 등록특허공보 제0956176호는 마네킹과, 마네킹의 팔을 상하로 스윙할 수 있도록 된 스윙 구동부와, 스윙 구동부에 전력을 공급하는 전력공급부를 구비하고, 전력공급부는 태양전지가 다수어레이 된 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈에서 출력되는 전력을 충전하여 스윙 구동부의 구동전원으로 공급하는 충전부를 구비한 다. 이에 따라, 자체적으로 전력생성이 가능하여 설치 장소에 대한 제약 및 전력공급에 대한 제약을 완화시킬 수 있는 효과를 기대한다.

그러나, 이에 의하면 별도의 전원이 없는 곳에도 활용성이 기대되기는 하지만 도로라고 하는 환경적 특성을 고려한다면 이동의 편리성을 확보하기 위한 구성적 보완이 필요한 실정이다.

1. 한국 등록특허공보 제0709322호 “교통안내 마네킹 로봇장치”(공개일자 : 2006. 11. 30.) 2. 한국 등록특허공보 제0956176호 “교통통제용 로봇장치”(공개일자 : 2009. 4. 14.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 독립적인 구동원을 구비하여 전원이 없는 장소에 설치가 가능하고 설치 장소의 변동시 간편하고 신속하게 크기를 줄일 수 있어 편리성이 향상되는 이동형 교통수신호 로봇을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이동 가능한 구조를 기반으로 하고 교통수신호를 생성하는 로봇에 있어서: 베이스와 상부대를 힌지로 연결하고, 상부대 상에 회동 가능한 팔을 구비하는 프레임; 상기 프레임 상에 엔진을 구비하고, 엔진에 원웨이 베어링을 개재하여 연결되는 모터를 구비하는 구동부; 및 상기 구동부와 팔 사이에 개재된 플렉시블 샤프트로부터 동력을 전달하여 회동시키되, 구동부에 연결된 캠판과 팔에 연결된 회동링크 사이에 로드엔드를 개재하여 동력을 전달하는 링크부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 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. 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.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 독립적인 구동원을 구비하여 전원이 없는 장소에 설치가 가능하고 설치 장소의 변동시 간편하고 신속하게 크기를 줄일 수 있어 편리성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇을 정면과 측면에서 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 주요부를 확대하여 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 로봇의 주요부를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 로봇의 작동 상태를 순차적으로 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 로봇의 이동을 위하여 접은 상태로 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 이동 가능한 구조를 기반으로 하고 교통수신호를 생성하는 로봇에 관련된다. 교통과 관련하여 도로에 설치되는 로봇은 대부분 상황이 종료되면 이동함을 전제로 한다. 이러한 로봇의 주임무는 전방의 도로 상황이 비정상 상태임을 운전자에게 미리 경보함에 있다. 로봇은 적어도 수신호를 동작하기 위한 팔(18)을 포함하며, 이외에 머리(16), 다리 등의 신체요소를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 프레임(10)은 베이스(11)와 상부대(12)를 힌지(14)로 연결하고, 상부대(12) 상에 회동 가능한 팔(18)을 구비하는 구조이다. 베이스(11)는 도로 상태가 양호한 경우에는 지상에 안착되는 형태로 충분하지만 경사면이나 요철이 심한 장소인 경우를 감안하면 매립형도 가능하도록 형성되는 것이 좋다. 상부대(12)는 베이스(11)의 상단에 힌지(14)를 개재하여 접어지도록 결합된다. 물론 임의로 접어짐을 방지하도록 힌지(14) 외에 매미고리(도시 생략)와 같은 로크/언로크 수단을 더 부가한다. 로봇의 팔(18)은 경보용 깃발이나 경광등을 파지하고 수신호를 보내기 용이한 구조로 형성된다.

또, 본 발명에 따르면 구동부(20)가 상기 프레임(10) 상에 엔진(22)을 구비하는 구조이다. 엔진(22)은 휘발유, 경유 등의 기름을 연료로 하는 내연기관을 사용하는 것으로, 오지의 도로나 천재지변을 겪는 도로에서 전원이 없는 경우에도 본연의 임무수행이 가능하다. 엔진(22)은 가장 중량이 많은 부분이므로 프레임(10)의 베이스(11) 상에 탑재한다. 이러한, 엔진(22)은 이동성을 감안하여 예초기 엔진과 같이 소형, 경량형이 가장 적합하게 사용할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 링크부(30)가 상기 구동부(20)의 동력을 팔(18)로 공급하여 회동시키는 구조이다. 교통수신호를 표현하기 위해 팔(18)은 상하방향의 회동운동이 필수적으로 요구되지만 이에 더하여 타방향의 운동을 부가한 복합운동을 구현할 수도 있다.

본 발명의 세부구성에 의하면 상기 링크부(30)는 구동부(20)와 팔(18) 사이에 플렉시블 샤프트(40)를 개재하여 동력을 전달한다. 평상시 프레임(10)을 펼친 상태에는 엔진(22)의 구동축에서 팔(18)까지 거의 일직선으로 배치되지만, 이동시 프레임(10)을 접는 경우를 감안하면 플렉시블 샤프트(40)의 사용이 필요하다. 플렉시블 샤프트(40)는 철편의 코일을 감아 형성되는 것으로서 교통수신호와 같이 저속 경부하 운전에 적합하다.

이때, 상기 링크부(30)는 구동부(20)에 연결된 캠판(31)과 팔(18)에 연결된 회동링크(32) 사이에 로드엔드(35)를 개재하여 동력을 전달하는 것이 좋다. 도 2에서 플렉시블 샤프트 심선(43)은 플렉시블샤프트 감속기 연결축에 결합되어 감속기(26)에 동력을 전달하는 바, 이러한 플렉시블 샤프트(40)의 단부는 각형편(42)으로 이루어지고 감속기(26)과 결합된다. 이어서 동력 전달 방향으로 가면서 감속기(26)의 출력축에는 캠판(31)이 고정되고, 캠판(31)에는 로드엔드(35)가 결합되고, 로드엔드(35)의 단부에는 회동링크(32)가 결합되고, 회동링크(32)는 팔(18)과 연동하도록 일체로 결합된다. 회동링크(32)는 상부대(12) 상에 회동축(33)을 개재하여 상하운동 가능하게 설치된다. 이에 따라, 구동부(20)에서 플렉시블 샤프트(40), 캠판(31), 로드엔드(35), 회동링크(32), 팔(18)로 동력이 전달된다.

한편, 상기 로드엔드(35)는 양단에서 볼조인트와 같은 구성을 채용하여 회전운동도 가능하므로 캠판(31)과 회동링크(32) 간의 자세 변화에 따른 결합상태 안정성을 유지하는데 유리하다. 도 4에서 캠판(31)의 회전에 따라 회동링크(32)의 자세가 변화되면 로드엔드(35)는 반드시 수평 상태에 있지 않고 경사운동도 유발할 수 있다. 이와 같이 로드엔드(35)의 볼조인트 구조를 적용하면 로봇에 따라 캠판(31)과 회동링크(32)의 설계가 달라도 작동이 원활하다.

본 발명의 변형예로서, 상기 구동부(20)는 엔진(22)에 원웨이 베어링(45)을 개재하여 연결되는 모터(24)를 더 구비할 수도 있다. 엔진(22)에 이상이 발생하거나 연료가 소진된 경우 비상용도로 모터(24)를 활용하기 위함이다.

도 3에서 플렉시블 샤프트(40)의 심선(43)은 플렉시블 샤프트 모터 연결축(44)과 결합되어 원웨이 베어링(45)을 개재하여 모터(24) 구동축에 연결된 상태를 나타낸다. 감속기(26)의 하류측으로 팔(18)에 이르는 경로는 전술한 바와 동일하다. 평상시 플렉시블 샤프트(40)의 동력은 원웨이 베어링(45)에서 모터(24)의 구동축(24a)을 구속시켜 감속기(26)로 전달된다. 반면 비상시 모터(24)가 작동(용어수정)되어 발생되는 동력은 플렉시블 샤프트(40)와 반대 방향의 회전을 구현하여 플렉시블 샤프트(40)를 배제하고 감속기(26)로 전달한다. 즉, 엔진(22)과 모터(24)는 정역회전 중 에서 달리 설정되는 방향으로 회전되어 상호 충돌하지 않는다.

도 5에서, 본 발명의 로봇을 이동하는 경우 베이스(11)와 상부대(12)의 로크를 해제하고, 상부대(12)를 일방향으로 밀면 힌지(14)를 중심으로 회전하여 머리(16)가 지면을 향하고, 이 과정에서 플렉시블 샤프트(40)가 유연하게 변형되므로 전체 크기를 축소할 수 있다. 장소 이동후 재설치에 있어서 상기의 역순으로 진행하면 플렉시블 샤프트(40)가 원래 상태로 복귀하므로 작동 신뢰성이 유지된다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 프레임 11: 베이스
12: 상부대 14: 힌지
18: 팔 20: 구동부
22: 엔진 24: 모터
26: 감속기 28: 전원기
30: 링크부 31: 캠판
32: 회동링크 33: 회동축
35: 로드엔드 40: 플렉시블 샤프트
42: 각형편 45: 원웨이 베어링

Claims

이동 가능한 구조를 기반으로 하고 교통수신호를 생성하는 로봇에 있어서:
베이스(11)와 상부대(12)를 힌지(14)로 연결하고, 상부대(12) 상에 회동 가능한 팔(18)을 구비하는 프레임(10);
상기 프레임(10) 상에 엔진(22)을 구비하고, 엔진(22)에 원웨이 베어링(45)을 개재하여 연결되는 모터(24)를 구비하는 구동부(20); 및
상기 구동부(20)와 팔(18) 사이에 개재된 플렉시블 샤프트(40)로부터 동력을 전달하여 회동시키되, 구동부(20)에 연결된 캠판(31)과 팔(18)에 연결된 회동링크(32) 사이에 로드엔드(35)를 개재하여 동력을 전달하는 링크부(30);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동형 교통수신호 로봇.
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