KR101677329B1 - 착용형 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물체를 이송하는 경우 하중부재를 이용하여 로봇몸체의 균형을 유지하는 착용형 로봇에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 착용형 로봇은 사용자가 착용하는 로봇몸체, 상기 로봇몸체에 배치되고 상기 로봇몸체의 무게중심의 이동에 대응하여 하중부재를 이동시켜 균형을 유지하는 균형수단을 포함한다. 이러한 구성으로 하중부재를 이용하여 무게중심이 이동하는 경우 능동적으로 대응하여 보다 안정적으로 착용형 로봇을 운용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

착용형 로봇{WEARABLE ROBOT}

본 발명은 착용형 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 물체를 이송하는 경우 하중부재를 이용하여 로봇몸체의 균형을 유지하는 착용형 로봇에 관한 것이다.

최근 들어 사용자가 착용하여 이용할 수 있는 착용형 로봇이 개발되고 있다. 착용형 로봇이라 함은 근력 지원 로봇이나 의료용 재활로봇 등이 그 좋은 예가 된다.

도 1은 종래 근력 지원 로봇을 개략적으로 도시해 보인 도면이다.

도 1을 참조하면, 착용형 로봇(1)은 사용자(p)가 착용할 수 있는 몸체와 사용자(p)의 움직임에 대응하여 움직일 수 있도록 복수 개의 관절부(j)가 마련되어 있다. 그리고, 하중이 인가되는 영역에는 액츄에이터를 설치하여 사용자의 조작만으로 고 하중의 물체를 이송할 수 있도록 제작되었다.

이러한 착용형 로봇의 경우 사람의 모션이나 로봇의 모션에 따라 무게 중심이 급격하게 변하는 경우가 다수 발생한다. 특히 근력 지원 로봇의 경우 중량물을 다루는 작업을 그 대상으로 하는 경우가 많기 때문에 무게 중심의 변화가 전체 시스템의 안정성에 큰 영향을 미치는 문제점이 있다.

현재 개발된 착용형 로봇의 경우 전체적인 균형을 제어하기 위해서 기본적인 기구 프레임 설계를 균형 제어에 적합하게 설계하거나, 각종 센서 데이터를 통해 균형 유지를 위한 알고리즘으로 로봇 모션 혹은 각종 액츄에이터를 제어하는 방법 등을 사용한다. 하지만 이것은 일정한 한계 범위 내에서 제어하는 것으로 기본적인 프레임 설계는 당연히 전체 로봇의 균형 제어에 적합하도록 설계되어야 하는 것이고, 센서를 이용한 균형 제어 알고리즘의 경우 소프트웨어 수준에서 제어할 수 있는 범위가 넘어가는 불균형 상태에서는 효과를 기대하기 어려운 문제점이 있다.

또는, 균형 제어를 위해 사람의 등 부분에 중량을 차지하는 부품을 위치하거나 중량물을 들었을 때 무게 중심이 로봇 중심에 최대한 가까지 오도록 프레임을 설계하는 등 수동적인 균형 제어 방법을 적용하고 있어 그 활용도가 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 로봇몸체의 무게중심이 이동하는 것을 감지하여, 이러한 무게중심의 이동량에 대응하여 하중부재를 이동하여 전체적인 로봇몸체의 균형을 유지할 수 있는 착용형 로봇을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 착용형 로봇은, 사용자가 착용하는 로봇몸체; 상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 로봇몸체의 무게중심의 이동에 대응하여 하중부재를 이동시켜 균형을 유지하는 균형수단;을 포함한다.

상기 균형수단은 상기 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트; 일측단에 상기 하중부재가 체결되고, 타측단이 상기 베이스 플레이트에 회동되게 체결되는 링크부; 및 상기 베이스 플레이트와 상기 링크부 사이에 설치되어, 상기 링크부를 회동시키는 구동부;를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 구동부는 직진 운동하는 로드가 구비된 액츄에이터로 마련되고, 상기 액츄에이터는 상기 베이스 플레이트에 회동되게 설치되고, 상기 액츄에이터의 로드는 상기 링크부에 회동되게 설치될 수도 있다.

또한, 상기 구동부는 상기 베이스 플레이트에 배치되는 지지부재; 상기 지지부재에 회전되게 설치되는 풀리부재; 상기 지지부재에 배치되어 상기 풀리부재를 회전시키는 구동모터; 및 일측이 상기 풀리부재에 감겨있고, 타측이 상기 링크부에 체결되어, 상기 풀리부재의 회전에 대응하여 상기 링크부를 회동시키는 케이블;을 구비할 수 있다.

상기 균형수단은 상기 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 배치되는 복수 개의 구동모터; 및 일측단에 상기 하중부재가 체결되고, 타측단이 상기 구동모터에 연결되어, 상기 베이스 플레이트의 설치면에 대하여 수직한 방향으로 회동하는 복수 개의 회동부;를 구비할 수도 있다.

그리고, 상기 구동모터는 상기 베이스 플레이트에 지면에 대하여 수직한 방향으로 복수 개로 배치되고, 복수 개의 상기 구동모터 각각에 회동부가 연결되고, 복수 개의 상기 회동부는 서로 다른 길이로 마련될 수도 있다.

상기 균형수단은 상기 로봇몸체의 움직임에 대응하여 상기 하중부재를 개별적으로 이동할 수 있도록, 상기 구동모터를 제어하는 제어부;를 더 구비할 수도 있다.

그리고, 상기 하중부재는 다양한 무게로 마련되고, 착탈되도록 설치될 수도 있다.

나아가, 상기 로봇몸체의 움직임을 파악하여 무게중심의 이동량을 검출하는 센서부;를 더 구비하고, 상기 균형수단은 상기 센서부의 검출 값에 대응하여 상기 하중부재를 이동시켜 상기 로봇몸체의 균형을 유지할 수도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 착용형 로봇은, 사람이 착용하는 로봇몸체; 상기 로봇몸체에 배치되고, 물체를 체결하여 승강하는 호이스트; 및 상기 로봇몸체와 호이스트 사이에 설치되고, 상기 호이스트의 작동에 대응하여 상기 호이스트를 이동시켜 상기 로봇몸체의 균형을 유지하는 균형수단;을 포함할 수 있다.

상기 호이스트는 상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 로봇몸체의 상측에 위치되도록 절곡 형성된 프레임; 상기 프레임에 배치되는 케이블; 상기 케이블의 끝단에 설치되어 물체가 체결되는 체결부재; 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 케이블을 감아 물체를 승강하는 구동모터;를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 균형수단은 상기 프레임과 상기 로봇몸체 사이에 설치되는 액츄에이터;로 구비되고, 상기 액츄에이터는 상기 호이스트가 물체를 들어올리면, 물체가 상기 로봇몸체 방향으로 이동하도록 상기 프레임을 이동시킬 수도 있다.

또한, 상기 프레임은 상기 로봇몸체에 회동되게 체결되고, 상기 액츄에이터는 직진 운동하는 로드를 구비하며, 상기 로봇몸체에 회동되게 설치되고, 상기 로드는 상기 프레임에 회동되게 설치될 수도 있다.

나아가, 상기 호이스트의 작동에 의하여 상기 로봇몸체의 무게중심의 이동량을 검출하는 센서부;를 더 구비하고, 상기 균형수단은 상기 센서부의 검출 값에 대응하여 상기 호이스트를 이동시켜 상기 로봇몸체의 균형을 유지할 수도 있다.

본 발명에 의한 착용형 로봇에 따르면, 하중부재를 이용하여 무게중심이 이동하는 경우 능동적으로 대응하여 보다 안정적으로 로봇을 운용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 착용형 로봇의 균형을 유지하여 안정적으로 운용할 수 있어 사용자의 안전을 보장할 수 있어 작업능률을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 하중부재를 다양한 무게로 마련하고 착탈되도록 설치할 수 있어, 저 하중에서 고 하중까지 다양한 분야에 적용할 수 있어 그 활용범위가 넓어지는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 제1 상태도,
도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 제2 상태도,
도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 제1 상태도,
도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 제2 상태도,
도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 사시도,
도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단의 다른 실시예를 도시해 보인 측면도,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도,
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 정면도,
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 정면도이다.

본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 착용형 로봇에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 착용형 로봇을 도시해 보인 사시도이고, 도 3a는 제1 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 제1 상태도, 그리고, 도 3b는 상기 균형수단의 제2 상태도를 도시해 보인 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 착용형 로봇(100)은 사용자가 착용하는 로봇몸체(120)와, 상기 로봇몸체(120)에 배치되는 균형수단(110)을 포함한다.

상기 로봇몸체(120)는 사용자가 착용할 수 있도록 마련된다. 도 2에는 로봇몸체(120)를 개략적으로 도시하였지만, 도 1에 도시된 바와 같이 사용자가 착용할 수 있도록 마련된다. 또한, 이하에서 설명되는 도면에 도시되어 있는 로봇몸체는 사용자가 착용할 수 있는 형태로 마련되나, 본 발명의 주요특징이 잘 개시될 수 있도록 간략히 도시하였다.

상기 균형수단(110)은 상기 로봇몸체(120)에 배치되고, 상기 로봇몸체(120)의 균형을 유지할 수 있도록 동작한다. 이를 위하여, 상기 로봇몸체(120)의 전면은 사용자가 로봇몸체(120)를 착용하는 위치이고, 상기 로봇몸체(120)의 후면에 상기 균형수단(110)이 배치된다. 상기 로봇몸체(120)의 전면에 위치한 물체를 들어 올리는 동작을 하는 경우 무게중심이 앞쪽으로 이동하게 되므로, 상기 로봇몸체(120)의 후면에 배치된 균형수단(110)을 동작하여 균형을 유지한다.

그리고, 상기 균형수단(110)의 정밀한 제어를 위하여, 상기 로봇몸체(120)의 움직임을 파악하여 무게중심의 이동량을 검출하는 센서부(미도시)를 더 구비할 수 있다.

상기 센서부는 로봇몸체의 관절부 또는 하중이 인가되는 위치에 복수 개로 설치되어 각 영역에 인가되는 하중을 측정하게 되어, 이러한 측정값을 이용하여 로봇몸체 전체의 무게중심을 파악할 수 있다. 이러한 센서부는 관절 엔코더, IMU(Inertial Measurement Unit), AHRS(Attitude and Heading Reference System) 등을 이용할 수 있다.

상기 하중부재(m)는 착탈되도록 마련된다. 그리고, 상기 하중부재(m)의 형상, 무게를 다양하게 마련하여 작업환경에 대응하여 교체할 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 제1 실시예에 의한 상기 균형수단(110)은 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트(111)와, 하중부재(m)가 체결되는 링크부(112)와, 상기 링크부(112)를 회동시키는 구동부(113)로 구비된다.

상기 베이스 플레이트(111)는 일측면이 로봇몸체에 체결되고, 타측면에는 상기 링크부(112)와 구동부(113)가 회동할 수 있게 체결된다. 물론, 상기 베이스 플레이트(111)는 필수적인 구성은 아니고, 로봇몸체에 상기 링크부(112)와 구동부(113)가 회동할 수 있게 체결될 수 있는 공간이 마련되어 있으면 생략될 수도 있는 구성이다.

상기 링크부(112)는 일측단(112a)에 상기 하중부재(m)가 체결되고, 타측단(112b)이 상기 베이스 플레이트(111)에 회동되게 체결된다. 따라서, 상기 하중부재(m)가 상기 링크부(112)의 타측단(112b)을 중심으로 회동할 수 있도록 구성된다.

상기 구동부(113)는 직진 운동하는 로드(115)가 구비된 액츄에이터(114)로 마련된다. 상기 액츄에이터(114)는 상기 베이스 플레이트(111)에 회동되게 설치되고, 상기 액츄에이터(114)의 로드(115)는 상기 링크부(112)에 회동되게 설치된다.

이러한 구성으로, 로드(115)가 액츄에이터(114)로부터 돌출되어 나오면 도 3b와 같이 링크부(112)가 상기 베이스 플레이트(111)로부터 멀어지는 방향으로 회동하여, 로봇몸체로부터 상기 하중부재(m)가 멀어지게 된다. 그리고, 로드(115)가 액츄에이터(114)로 삽입되면 도 3a와 같이 하중부재(m)가 상기 베이스 플레이트(111) 방향으로 밀착되어 로봇몸체의 무게중심이 최초의 위치로 이동하여 균형을 유지하도록 한다.

예를 들어, 로봇몸체의 일반적인 동작에서는 상기 하중부재(m)가 상기 베이스 플레이트(111)에 밀착되도록 위치한다. 로봇몸체가 물체를 들어 올리는 경우에는 물체의 하중에 의하여 무게중심이 로봇몸체의 전방으로 이동하게 되므로, 상기 액츄에이터(114)의 로드(115)를 돌출시켜 상기 하중부재(m)를 후방으로 위치시켜 이동된 무게중심을 최초의 위치로 이동시켜 로봇몸체의 전체적인 균형을 유지할 수 있다.

도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 제1 상태이고, 도 4b는 상기 균형수단의 제2 상태도를 도시해 보인 도면이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 균형수단(210)은 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트(211)와, 하중부재(m)가 체결되는 링크부(212)와, 상기 링크부(212)를 회동시키는 구동부(213)로 구비된다.

상기 베이스 플레이트(211)는 일측면이 로봇몸체에 체결되고, 타측면의 상부에는 구동부(213)가 체결되고 하부에는 상기 링크부(212)가 회동할 수 있게 체결된다. 물론, 상기 베이스 플레이트(211)는 필수적인 구성은 아니고, 로봇몸체에 상기 링크부(212)와 구동부(113)가 체결될 수 있는 공간이 마련되어 있으면 생략될 수도 있는 구성이다.

상기 링크부(212)는 일측단(212a)에 상기 하중부재(m)가 체결되고, 타측단(212b)이 상기 베이스 플레이트(211)에 회동되게 체결된다. 따라서, 상기 하중부재(m)가 상기 링크부(212)의 타측단(212b)을 중심으로 회동할 수 있도록 구성된다.

상기 구동부(213)는 상기 베이스 플레이트(211)에 배치되는 지지부재(214)와, 상기 지지부재(214)에 회전되게 설치되는 풀리부재(215)와, 상기 지지부재(214)에 배치되어 상기 풀리부재(215)를 회전시키는 구동모터(216), 그리고 일측이 상기 풀리부재(215)에 감겨있고 타측이 상기 링크부(212)에 체결되어 상기 풀리부재(215)의 회전에 대응하여 상기 링크부(212)를 회동시키는 케이블(217)로 구비된다.

이러한 구성으로, 예를 들어 물체를 들어올려 로봇몸체의 무게중심이 앞쪽으로 이동하게 되면 구동모터(216)를 구동하여 풀리부재(215)를 반시계 방향으로 회전시켜 케이블(217)을 풀어주어 도 4b와 같이 링크부(212)가 상기 베이스 플레이트(211)로부터 멀어지는 방향으로 회동하여, 로봇몸체로부터 상기 하중부재(m)가 멀어지게 위치시켜 무게중심을 다시 로봇몸체 측으로 이동시킨다. 그리고, 물체를 내려놓게 되면 구동모터(216)를 구동하여 풀리부재(215)를 시계 방향으로 회전시켜 케이블(217)을 감아 도 4a와 같이 하중부재(m)가 상기 베이스 플레이트(211) 방향으로 밀착되게 하여 로봇몸체의 무게중심이 최초의 위치로 오도록 한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제3 실시예에 의한 착용형 로봇의 균형수단을 도시해 보인 도면이다.

도 5a를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 균형수단(310)은 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트(311)와, 상기 베이스 플레이트(311)에 배치되는 복수 개의 구동모터(313), 그리고 일측단에 상기 하중부재(m)가 체결되고 타측단이 상기 구동모터(313)에 연결되어 상기 베이스 플레이트(311)의 설치면에 대하여 수직한 방향으로 회동하는 복수 개의 회동부(312)로 구비된다.

그리고, 제3 실시예에 의한 상기 균형수단(310)은 로봇몸체의 움직임에 대응하여 상기 하중부재(m)를 개별적으로 이동할 수 있도록 상기 구동모터(313)를 제어하는 제어부(미도시)를 더 구비할 수 있다.

이러한 구성으로, 로봇몸체의 균형을 유지하기 위하여 로봇몸체의 후방에 필요한 하중을 다양하게 마련할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이 3열로 하중부재(m)가 마련되는 경우 각 열의 하중부재(m)를 각각 제어하여 예를 들어 저 하중이 필요한 경우는 하나의 열의 하중부재(m)를 회동시켜 후방에 위치시키고, 고 하중이 필요한 경우 세 개의 열의 하중부재(m) 모두를 회동시켜 후방에 위치시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 실시예에 의한 균형수단(310)은 회동부(312)를 다양한 길이로 마련할 수도 있다. 도 5b를 참조하면, 제1 회동부(312a), 제2 회동부(312b), 제3 회동부(313c)는 서로 다른 길이로 마련하여 하중 영역을 보다 넓게 형성할 수 있다. 베이스 플레이트(311)로부터 하중부재(m) 간의 수직 위치가 멀어질 수록 모멘트 하중이 크게 작용한다. 따라서, 회동부(312)의 길이를 다양하게 마련하면 이동하는 하중부재(m)의 거리가 서로 다르므로 하중 영역을 보다 넓게 형성할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 착용형 로봇(400)은 사람이 착용하는 로봇몸체(420)와, 상기 로봇몸체(420)에 배치되고 물체를 체결하여 승강하는 호이스트(430), 그리고 상기 로봇몸체(420)에 배치되는 균형수단(410)을 포함한다.

상기 호이스트(430)는 상기 로봇몸체(420)에 배치되고 상기 로봇몸체(420)의 상측에 위치되도록 절곡 형성된 프레임(431)과, 상기 프레임(431)에 배치되는 케이블(432)과, 상기 케이블(432)의 끝단에 설치되어 물체가 체결되는 체결부재(433), 그리고 상기 프레임(431)에 설치되고 상기 케이블(432)을 감아 물체를 승강하는 구동모터(434)로 구비된다.

상기 균형수단(410)은 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 실시예에서 설명한 균형수단이 적용될 수 있고, 상기 제2 및 제3 실시예에서 설명한 균형수단이 적용될 수도 있다.

이러한 구성으로, 상기 호이스트(430)의 체결부재(433)에 물체가 체결되어 구동모터(434)가 상기 케이블(432)을 감아서 물체를 상승시키게 되면 물체의 하중에 의하여 로봇몸체(420)의 전방으로 무게중심이 이동하게 되므로, 상기 균형수단(410)을 동작시켜 이동한 무게중심을 원위치 시켜 로봇몸체(420)의 균형을 유지할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제5 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 의한 착용형 로봇(500)은 사람이 착용하는 로봇몸체(520)와, 상기 로봇몸체(520)에 배치되고 물체를 체결하여 승강하는 호이스트(530), 그리고 상기 로봇몸체(520)와 호이스트(530) 사이에 설치되고 상기 호이스트(530)의 작동에 대응하여 상기 호이스트(530)를 이동시켜 상기 로봇몸체(520)의 균형을 유지하는 균형수단(510)을 포함한다.

상기 호이스트(530)는 일측단(531a)이 상기 로봇몸체(520)에 회동되도록 설치되고 상기 로봇몸체(520)의 상측에 위치하도록 절곡 형성된 프레임(531)과, 상기 프레임(531)에 배치되는 케이블(532)과, 상기 케이블(532)의 끝단에 설치되어 물체가 체결되는 체결부재(533), 그리고 상기 프레임(531)에 설치되고 상기 케이블(532)을 감아 물체를 승강하는 구동모터(534)로 구비된다.

상기 균형수단(510)은 수직 이동하는 로드가 구비된 액츄에이터로 마련되고, 액츄에이터는 로봇몸체(520)에 회동되게 체결되고, 로드는 상기 프레임(531)에 회동되게 체결되어, 액츄에이터의 로드가 돌출되면 상기 프레임(531)을 로봇몸체(520)의 후방으로 밀어내어 상기 프레임(531)은 로봇몸체(520)와 체결되는 일측단(531a)을 중심으로 회동하게 된다.

이러한 구성으로, 상기 호이스트(530)의 체결부재(533)에 물체가 체결되어 구동모터(534)가 상기 케이블(532)을 감아서 물체를 상승시키면, 상기 균형수단(510)을 동작시켜 프레임(531)을 로봇몸체(520)의 후방으로 회동시켜 상승된 물체를 로봇몸체(520)측으로 밀착시키게 된다. 결과적으로 전방으로 이동한 무게중심을 다시 후방으로 이동시키게 되어 로봇몸체(520)의 전체적인 균형을 유지할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제6 실시예에 의한 착용형 로봇을 개략적으로 도시해 보인 사시도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 의한 착용형 로봇(600)은 사람이 착용하는 로봇몸체(620)와, 상기 로봇몸체(620)에 배치되고 물체를 체결하여 승강하는 호이스트(630), 그리고 상기 로봇몸체(620)와 호이스트(630) 사이에 설치되고 상기 호이스트(630)의 작동에 대응하여 상기 호이스트(630)를 이동시켜 상기 로봇몸체(620)의 균형을 유지하는 균형수단(610)을 포함한다.

상기 호이스트(630)는 상기 로봇몸체(620)에 설치되고 상기 로봇몸체(620)의 상측에 위치하도록 절곡 형성된 프레임(631)과, 상기 프레임(631)에 배치되는 케이블(632)과, 상기 케이블(632)의 끝단에 설치되어 물체가 체결되는 체결부재(633), 그리고 상기 프레임(631)에 설치되고 상기 케이블(632)을 감아 물체를 승강하는 구동모터(634)로 구비된다.

상기 균형수단(610)은 수직 이동하는 로드가 구비된 액츄에이터로 마련되고, 액츄에이터는 로봇몸체(620)에 설치되고 로드는 상기 프레임(631)과 체결되어 액츄에이터의 로드가 돌출되면 상기 프레임(531)을 로봇몸체(520)의 후방으로 밀어내도록 구성된다.

이러한 구성으로, 상기 호이스트(630)의 체결부재(633)에 물체가 체결되어 구동모터(634)가 상기 케이블(632)을 감아서 물체를 상승시키면, 상기 균형수단(610)을 동작시켜 프레임(631)을 로봇몸체(620)의 후방으로 밀어내어 상승된 물체를 로봇몸체(620)측으로 밀착시키게 된다. 결과적으로 전방으로 이동한 무게중심을 다시 후방으로 이동시키게 되어 로봇몸체(620)의 전체적인 균형을 유지할 수 있다.

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 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

m : 하중부재 100, 400 : 착용형 로봇
110, 210, 410 : 균형수단 120, 420 : 로봇몸체
111, 211 : 베이스 플레이트 112, 212 : 링크부
113, 213 : 구동부 114 : 액츄에이터
115 : 로드 214 : 지지부재
215 : 풀리부재 216 : 구동모터
217 : 케이블 430 : 호이스트

Claims (14)

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3. 사용자가 착용하는 로봇몸체; 및
   상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 로봇몸체의 무게중심의 이동에 대응하여 하중부재를 이동시켜 균형을 유지하는 균형수단;을 포함하고,
   상기 균형수단은 상기 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트와, 일측단에 상기 하중부재가 체결되고 타측단이 상기 베이스 플레이트에 회동되게 체결되는 링크부, 그리고 상기 베이스 플레이트와 상기 링크부 사이에 설치되어 상기 링크부를 회동시키는 구동부를 포함하며,
   상기 구동부는 직진 운동하는 로드가 구비된 액츄에이터로 마련되고, 상기 액츄에이터는 상기 베이스 플레이트에 회동되게 설치되고, 상기 액츄에이터의 로드는 상기 링크부에 회동되게 설치되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
4. 사용자가 착용하는 로봇몸체; 및
   상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 로봇몸체의 무게중심의 이동에 대응하여 하중부재를 이동시켜 균형을 유지하는 균형수단;을 포함하고,
   상기 균형수단은 상기 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트와, 일측단에 상기 하중부재가 체결되고 타측단이 상기 베이스 플레이트에 회동되게 체결되는 링크부, 그리고 상기 베이스 플레이트와 상기 링크부 사이에 설치되어 상기 링크부를 회동시키는 구동부를 포함하며,
   상기 구동부는 상기 베이스 플레이트에 배치되는 지지부재와, 상기 지지부재에 회전되게 설치되는 풀리부재와, 상기 지지부재에 배치되어 상기 풀리부재를 회전시키는 구동모터, 그리고 일측이 상기 풀리부재에 감겨있고 타측이 상기 링크부에 체결되어 상기 풀리부재의 회전에 대응하여 상기 링크부를 회동시키는 케이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
5. 사용자가 착용하는 로봇몸체; 및
   상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 로봇몸체의 무게중심의 이동에 대응하여 하중부재를 이동시켜 균형을 유지하는 균형수단;을 포함하고,
   상기 균형수단은,
   상기 로봇몸체에 설치되는 베이스 플레이트;
   상기 베이스 플레이트에 배치되는 복수 개의 구동모터; 및
   일측단에 상기 하중부재가 체결되고, 타측단이 상기 구동모터에 연결되어 회동하는 복수 개의 회동부;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 구동모터는 상기 베이스 플레이트에 지면과 수직한 방향으로 복수 개로 배치되고, 복수 개의 상기 구동모터 각각에 회동부가 연결되고, 복수 개의 상기 회동부는 서로 다른 길이로 마련되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 균형수단은,
   상기 로봇몸체의 움직임에 대응하여 상기 하중부재를 개별적으로 이동할 수 있도록, 상기 구동모터를 제어하는 제어부;
   를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
8. 제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 하중부재는 다양한 무게로 마련되고, 착탈되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
9. 제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 로봇몸체의 움직임을 파악하여 무게중심의 이동량을 검출하는 센서부;를 더 구비하고,
   상기 균형수단은 상기 센서부의 검출 값에 대응하여 상기 하중부재를 이동시켜 상기 로봇몸체의 균형을 유지하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
   
10. 제3항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 로봇몸체에 배치되고, 물체를 체결하여 승강하는 호이스트;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 호이스트는,
    상기 로봇몸체에 배치되고, 상기 로봇몸체의 상측에 위치되도록 절곡 형성된 프레임;
    상기 프레임에 배치되는 케이블;
    상기 케이블의 끝단에 설치되어 물체가 체결되는 체결부재; 및
    상기 프레임에 설치되고, 상기 케이블을 감아 물체를 승강하는 구동모터;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
    
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