KR101712473B1

KR101712473B1 - 가정용 로봇 구동시스템

Info

Publication number: KR101712473B1
Application number: KR1020160078221A
Authority: KR
Inventors: 최훈; 오상진; 김미로
Original assignee: 주식회사코어벨
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2017-03-07
Also published as: KR20160078939A

Abstract

본 발명은 모터의 구동으로 회전되는 구동바퀴와 함께 피동바퀴도 회전될 수 있게 되면서 4륜 구동이 가능하게 되며 바닥의 돌출부위에 구애받지 않고 용이하게 이동할 수 있도록 하는 가정용 로봇 구동시스템에 관한 것으로, 로봇의 로봇 본체(100) 양측면 앞,뒤로 모터(110)의 구동으로 회전하는 구동바퀴(200)와 구동바퀴(200)의 회전에 따라 회전하는 피동바퀴(210)가 설치되는 로봇의 구동시스템에 있어서, 상기 모터(110)의 구동으로 회전하는 구동바퀴(200)를 내,외측에 내측 구동바퀴(200a)와 외측 구동바퀴(200b)가 서로 연결되게 복수로 배치하며, 상기 피동바퀴(210)를 내,외측에 내측 피동바퀴(210a)와 외측 피동바퀴(210b)가 서로 연결되게 복수로 배치하고, 상기 내,외측 구동바퀴(200a,200b)와 내,외측 피동바퀴(210a,210b) 사이에 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)를 상호 연동시켜 구동바퀴(200)의 회전으로 피동바퀴(210)가 구동바퀴(210)와 함께 회전될 수 있도록 연동벨트(300)가 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

가정용 로봇 구동시스템{HOUSEHOLD FOR ROBOTS DRIVE SYSTEM}

본 발명은 가정용 로봇 구동시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터의 구동으로 회전되는 구동바퀴와 함께 피동바퀴도 회전될 수 있게 되면서 4륜 구동이 가능하게 되며 바닥의 돌출부위에 구애받지 않고 용이하게 이동할 수 있도록 하는 가정용 로봇 구동시스템에 관한 것이다.

일반적으로 연구용, 의료용, 방범용 및 가정용으로 활용되는 이동로봇은 주위환경과 필요에 의하여 전방향(모든 방향)으로 이동이 가능해야 한다.

종래에 사용되고 있는 이동로봇의 전방향 바퀴는 바퀴와 지면이 점 접촉에 의해 전방향으로 이동되도록 되어 있어 바닥이 편편한 실내에서는 주행에 별 무리가 없으나, 바닥이 고르지 못한 실외에서는 사용할 수가 없었으며, 점 접촉에 의해 주행되므로, 주행시 바퀴의 미끄러짐 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해소하고자 출원된 미국특허 4,657,104는 일반적인 로울러를 설치하여 주행시 바퀴의 미끄러짐 현상을 방지하였으나, 이동로봇의 바퀴장치에 하나의 바퀴만 설치되어 있어, 이동로봇의 가속 및 감속시, 이동로봇의 균형에 문제가 발생되었다.

또한, 미국특허 5,609,216은 상기 미국특허 4,657,104의 단점을 보완한 것으로, 바퀴장치에 설치된 두 개의 회전축에 의해 두 개의 바퀴가 구동되도록 되어 있다.

즉, 상기 회전축은 2중축으로 구성되어 있으며, 두 개의 바퀴는 각각의 베벨기어에 의해 각각의 회전축에 연결되고, 하나의 바퀴 구동축에 의해 2중축으로 구성된 회전축이 서로 반대방향으로 회전하게 된다.

이와 같이 서로 반대방향으로 회전하는 회전축중 중심부에 위치한 제 1 회전축에 의해 일측 바퀴가 구동되고, 상기 제 1 회전축 바깥부에 위치한 제 2 회전축에 의해 또다른 바퀴가 구동되어 두 개의 바퀴가 서로 동일한 방향으로 구동하도록 되어 있다.

그러나, 상기 미국특허 5,609,216 은 한 개의 동력축과 2개의 베벨기어를 사용하여 각기 다른 바퀴에 동력이 전달되도록 바퀴 어셈블리 내부가 모두 2중축 구조를 구비하므로, 그 구조가 매우 복잡하고, 제품 단가가 높으며, 로봇무게가 크게 증가하여 배터리 소모량이 많아지는 문제점이 있었다.

또한, 바퀴 어셈블리의 구조가 모듈화되어 있지 않고 일체형으로 구성되어 있어 조립이 용이하지 못하며, 조립 후 고장 가능성이 높았다.

또한, 상기 동력전달축과 연결되는 2개의 베벨기어는 바퀴의 회전방향이 서로 반대방향이 되도록 동력전달 축의 상/하부에 치합되어 있으므로, 동력전달축에 의해 동력전달시 두 개의 바퀴는 동일한 속도로 회전하게 된다.

즉, 상기 이동로봇의 회전(방향전환)시에는 스티어링 모터 및 드라이브 모터를 같이 구동시켜주어야만 이동로봇이 원활하게 회전하는 불편함이 있는 등 여러가지 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 모터의 구동으로 회전하는 구동바퀴와 피동바퀴를 연동벨트로 연결함으로써 구동바퀴가 회전되어질 때 피동바퀴도 함께 회전되면서 4륜 구동이 가능하게 되어 로봇의 구동효율을 최대화할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 구동바퀴와 피동바퀴를 연결하는 연동벨트에 복수의 롤러가 맞물려짐으로써 바닥의 돌출부로 인해 구동바퀴나 피동바퀴가 들려 지더라도 롤러에 의해 연동벨트가 원활하게 회전되면서 돌출부를 통과할 수 있고, 구동바퀴와 함께 피동바퀴가 회전될 수 있어 제품의 성능을 최대화할 수 있도록 한 가정용 로봇 구동시스템을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로봇의 로봇 본체에 앞뒤 관계없이 좌우에 각각 설치되는 모터의 구동으로 회전하는 구동바퀴와 로봇 본체의 다른 한쪽 편의 양쪽에 구동바퀴의 회전으로 회전하는 피동바퀴가 설치되는 로봇의 구동시스템에 있어서, 상기 로봇 본체의 전방 또는 후방 중의 어느 한쪽 편의 양쪽면에 형성되면서 상기 모터의 구동으로 회전하며, 내측으로 공간이 형성되어 있는 구동바퀴; 상기 로봇 본체의 다른 한쪽 편의 양쪽면에 형성되면서 내측으로 공간이 형성되어 있는 피동바퀴; 상기 구동바퀴와 피동바퀴 사이의 공간으로 연결되면서 구동바퀴와 피동바퀴를 상호 연동시켜 구동바퀴의 회전으로 피동바퀴가 구동바퀴와 함께 회전될 수 있도록 하는 연동벨트; 및 상기 로봇 본체가 이동시 바닥면의 돌출부가 상기 구동바퀴와 상기 피동바퀴 사이로 위치되면서 상기 로봇 본체가 상기 돌출부에 걸려도 상기 연동벨트를 회전시켜 상기 로봇 본체가 상기 돌출부를 통과할 수 있도록 하고, 상기 구동바퀴 및 상기 피동바퀴가 상기 돌출부에 걸리지 않고 회전되어 상기 로봇 본체를 이동시킬 수 있도록 하기 위해서, 상기 로봇 본체의 측면에 설치되는 롤러;를 포함하고, 상기 롤러는 상기 로봇 본체의 측면에 복수 개 설치되고, 상기 복수 개의 롤러는 삼각 형상으로 배치되는 세 개의 삼각배치 롤러를 포함하며, 상기 세 개의 삼각배치 롤러는 상기 구동바퀴와 상기 피동바퀴 각각의 외측 바퀴에 형성되고 일측과 타측에서 상기 연동벨트와 각각 맞물려 접촉하는 양 접촉부 각각의 양 상단부를 직선 연결하는 제1 연결선과 상기 양 접촉부 각각의 양 하단부를 직선 연결하는 제2 연결선 사이에 배치되되, 상기 세 개의 삼각배치 롤러 중에서, 상부에 배치된 삼각배치 롤러는, 그 회전축이 상기 제1 연결선을 벗어나지 않도록 배치되고, 하부에 배치된 삼각배치 롤러는, 그 회전축이 상기 제2 연결선을 벗어나지 않으며 그 최하단부의 높이는 상기 로봇 본체의 배면의 높이보다 낮고 상기 구동바퀴와 상기 피동바퀴의 최저높이보다 높도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 구동바퀴는, 내,외측에 내측 구동바퀴와 외측 구동바퀴가 연결되되, 상기 내측 구동바퀴는 중앙에 내측 구동바퀴 사이에 끼움홈이 형성되면서 바퀴 구동샤프트와 연결되는 장착대가 장착되며 상기 장착대의 외측 내부에는 내측 구동바퀴와 외측 구동바퀴가 연결되도록 체결부재가 체결되는 체결홈이 형성되고, 상기 외측 구동바퀴는 측면에 끼움홈으로 장입되면서 외측 구동바퀴가 내측 구동바퀴와 연결되도록 연결축이 구성되며, 상기 연결축의 내면에 끼움홈으로 연결축이 결합되면서 장착대가 장입될 수 있도록 결합부가 형성되고 상기 연결축의 외곽 둘레에는 연동벨트가 맞물려지면서 구동바퀴의 회전으로 연동벨트가 회전될 수 있도록 요철이 형성된다.

상기 피동바퀴는, 내,외측에 내측 피동바퀴와 외측 피동바퀴가 결합되되, 상기 내측 피동바퀴는 중앙에 내측 피동바퀴 사이에 끼움홈이 형성되면서 바퀴 구동샤프트와 연결되는 장착대가 장착되며 상기 장착대의 외측 내부에는 내측 피동바퀴와 외측 피동바퀴가 연결되도록 체결부재가 체결되는 체결홈이 형성되고, 상기 외측 피동바퀴는 측면에 끼움홈으로 장입되면서 외측 피동바퀴가 내측 피동바퀴와 결합되도록 연결축이 구성되며, 상기 연결축의 내면에 끼움홈으로 연결축이 결합되면서 장착대가 장입될 수 있도록 결합부가 형성되고 상기 연결축의 외곽 둘레에는 연동벨트가 맞물려지면서 구동바퀴의 회전으로 연동벨트가 회전되어 피동바퀴를 회전시킬 수 있도록 요철이 형성된다.

상기 연동벨트는 구동바퀴와 피동바퀴 사이를 가로질러 연결되되 구동바퀴와 피동바퀴 각각의 연결축에 형성되는 요철에 맞물려 구동바퀴의 회전에 따라 회전되면서 피동바퀴를 회전시킬 수 있도록 요철이 형성된다.

또한, 상기 연동벨트는 평벨트, 타이밍벨트, V-벨트, O-링형 벨트 중 어느 하나로 형성될 수 있으며,

상기 연동벨트는 구동바퀴가 회전되어질 때 피동바퀴를 원활하게 회전시킬 수 있도록 고탄력의 합성수지제일 수 있다.

아울러, 상기 롤러는, 상기 연동벨트와 맞물려 상기 연동벨트의 회전으로 회전하도록 설치되되, 연동벨트의 장력을 유지시킬 수 있도록 스프링이 장착된 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서 상기 롤러의 외곽 둘레에는 연동벨트의 요철에 맞물려 연동벨트의 회전으로 롤러가 회전될 수 있도록 요철이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 가정용 로봇 구동시스템의 효과를 살펴보면 아래와 같다.

첫째, 로봇의 구동바퀴와 피동바퀴를 연결축으로 결합되게 복수로 배치하고 구동바퀴와 피동바퀴의 연결축에 연동벨트를 연결하여 구동바퀴와 피동바퀴를 서로 연동시킴으로써 구동바퀴의 회전으로 연동벨트가 회전되면서 피동바퀴도 함께 회전할 수 있게 되어 간단한 구조로 로봇의 4륜 구동이 가능하여 작업의 편리성 및 로봇의 작동 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 구동바퀴와 피동바퀴를 연동시키는 연동벨트에 복수의 롤러를 맞물려 구비함으로써 로봇이 이동되면서 바닥의 돌출부에 걸리지 않고 바퀴가 돌출부를 넘게 되면서 로봇이 원활하게 이동할 수 있어 제품성을 향상시키고, 사용자에게 만족감을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가정용 로봇을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 가정용 로봇을 도시한 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 구동부 내부 구성을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 가정용 로봇의 측면예시도.
도 5는 도 4의 "A-A"선 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 구동바퀴의 내부 구성을 도시한 결합전 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 피동바퀴의 내부 구성을 도시한 결합전 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 작동예시도.
도 9는 본 발명에 따른 가정용 로봇의 바퀴에 연동벨트가 연결되는 일 예를 도시한 개략적인 평면예시도.
도 10은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 바퀴에 연결되는 연동벨트의 장력을 유지하기 위한 스프링의 장착상태도.
도 11은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 연동벨트의 장력을 유지하기 위한 롤러에 스프링이 장착된 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 가정용 로봇을 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 가정용 로봇을 도시한 분해사시도, 도 3은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 구동부 내부 구성을 도시한 예시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가정용 로봇의 측면예시도, 도 5는 도 4의 "A-A"선 단면도를 도시한 것이며, 도 6은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 구동바퀴의 내부 구성을 도시한 결합전 단면도, 도 7은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 피동바퀴의 내부 구성을 도시한 결합전 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 작동예시도를 도시한 것이며, 도 9는 본 발명에 따른 가정용 로봇의 바퀴에 연동벨트가 연결되는 일 예를 도시한 개략적인 평면예시도이고,

도 10은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 바퀴에 연결되는 연동벨트의 장력을 유지하기 위한 스프링의 장착상태도.

도 11은 본 발명에 따른 가정용 로봇의 연동벨트의 장력을 유지하기 위한 롤러에 스프링이 장착된 상태도.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 가정용 로봇 구동시스템으로서, 상기 로봇 구동시스템은 로봇 본체(100)에 연결 설치되는 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210), 연동벨트(300) 및 롤러(400)를 포함하여 구성되어진다.

상기 구동바퀴(200)는 로봇 본체(100)의 양쪽면에 설치되되 양쪽의 구동바퀴(200)는 로봇 본체의 앞뒤 관계없이 좌우에 각각 설치되는 모터(110)의 구동으로 구동바퀴(200)가 회전될 수 있도록 바퀴 구동샤프트(130)로 연결되어진다.

또한, 상기 구동바퀴(200)는 내,외측에 내측 구동바퀴(200a)와 외측 구동바퀴(200b)가 결합되어진다.

이때, 상기 내측 구동바퀴(200a)와 외측 구동바퀴(200b)는 연동벨트(300)가 연결될 수 있는 간격을 두고 연결되어진다.

도 2 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 내측 구동바퀴(200a)의 중앙에는 바퀴 구동샤프트(130)가 연결되는 장착대(201)가 장착되되 상기 장착대(201)는 내측 구동바퀴(200a) 사이에 끼움홈(202)이 형성되도록 하여 장착되어진다.

또한, 상기 장착대(201)의 외측 내부에는 내측 구동바퀴(200a)와 외측 구동바퀴(200b)가 결합될 수 있도록 체결부재(220)가 체결되는 체결홈(201a)이 형성되어진다.

상기 외측 구동바퀴(200b)는 측면에 끼움홈(202)으로 장입되면서 내측 구동바퀴(200a)와 결합되도록 연결축(203)이 구성되어진다.

이때, 상기 연결축(203)의 내면에는 끼움홈(202)으로 연결축(203)이 결합되면서 장착대(201)가 장입될 수 있도록 결합부(203b)가 형성되어진다.

그리고, 상기 연결축(203)의 외곽 둘레에는 연동벨트(300)가 맞물려지면서 구동바퀴(200)의 회전으로 연동벨트(300)가 회전될 수 있도록 요철(203a)이 형성되어진다.

한편, 상기와 같은 내측 구동바퀴(200a)와 외측 구동바퀴(200b)의 결합방식은 도시하지는 않았지만 내측 구동바퀴와 외측 구동바퀴의 구성요소를 서로 바꾸어서 구성할 수 있으며, 이때에도 내측 구동바퀴와 외측 구동바퀴의 결합에는 전혀 지장을 받지 않게 된다.

상기 피동바퀴(210)는 로봇 본체(100)의 양쪽면 즉 상기 구동바퀴(200)와 대향되게 설치되며, 상기 양쪽의 피동바퀴(210)는 바퀴 구동샤프트(130)로 연결되어진다.

또한, 상기 피동바퀴(210)는 내,외측에 내측 피동바퀴(201a)와 외측 피동바퀴(210b)가 결합되어진다.

이때, 상기 내측 피동바퀴(210a)와 외측 피동바퀴(210b)는 연동벨트(300)가 연결될 수 있는 간격을 두고 연결되어진다.

도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 내측 피동바퀴(210a)의 중앙에는 바퀴 구동샤프트(130)가 연결되는 장착대(211)가 장착되되 상기 장착대(211)는 내측 피동바퀴(210a) 사이에 끼움홈(212)이 형성되도록 하여 장착되어진다.

또한, 상기 장착대(211)의 외측부에는 내측 피동바퀴(210a)와 외측 피동바퀴(210b)가 결합될 수 있도록 체결부재(220)가 체결되는 체결홈(211a)이 형성되어진다.

상기 외측 피동바퀴(210b)는 측면에 끼움홈(212)으로 장입되면서 내측 피동바퀴(210a)와 결합되도록 연결축(213)이 구성되어진다.

이때, 상기 연결축(213)의 내면에는 끼움홈(212)으로 연결축(213)이 결합되면서 장착대(211)가 장입될 수 있도록 결합부(213b)가 형성되어진다.

그리고, 상기 연결축(213)의 외곽 둘레에는 연동벨트(300)가 맞물려지면서 연동벨트(300)의 회전으로 피동바퀴(210)가 회전될 수 있도록 요철(213a)이 형성되어진다.

한편, 상기와 같은 내측 피동바퀴(210a)와 외측 피동바퀴(210b)의 결합방식은 도시하지는 않았지만 내측 피동바퀴와 외측 피동바퀴의 구성요소를 서로 바꾸어서 구성할 수 있으며, 이때에도 내측 피동바퀴와 외측 피동바퀴의 결합에는 전혀 지장을 받지 않게 된다.

본 발명의 일실시 예인 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)는 표면을 요철 형태로 구성하여 로봇이 미끄러지지 않고 용이하게 이동할 수 있는 것이다.

상기 연동벨트(300)는 내,외측 구동바퀴(200a,200b)와 내,외측 피동바퀴(210a,210b) 사이를 가로질러 외측 구동바퀴(200b)의 연결축(203)과 외측 피동바퀴(210b)의 연결축(213)에 연결되되 연결축(203,213)의 요철(203a,213a)에 맞물려 구동바퀴(200)의 회전에 따라 회전되면서 피동바퀴(210)를 회전시킬 수 있도록 요철(300a)이 형성되어진다.

이때, 상기 연동벨트(300)에 형성되는 요철(300a)은 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)에 앞,뒤 구분없이 연결할 수 있도록 내,외측으로 형성되어짐이 바람직한 것이다.

한편, 상기 연동벨트(300)는 구동바퀴(200)가 회전되어질 때 피동바퀴(210)를 원활하게 회전시킬 수 있도록 고탄력의 합성수지제로 이루어진 것이다.

또한, 상기 연동벨트(300)는 평벨트, 타이밍벨트, V-벨트, O-링형 벨트 중 어느 하나로 형성되어진 것이다.

그리고, 상기 연동벨트(300)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)의 바깥쪽에 연결될 수 있으며, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)의 안쪽에 연결될 수 있다.

상기 롤러(400)는 로봇 본체(100)의 측면에 설치되면서 연동벨트(300)와 맞물려지게 된다.

즉, 도 6에서와 같이 상기 롤러(400)는 로봇이 이동시 바닥면의 돌출부(500)가 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210) 사이로 위치되면서 로봇이 돌출부(500)에 걸려도 연동벨트(300)를 원활하게 회전시켜 돌출부(500)를 통과할 수 있고 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)가 돌출부(500)에 걸리지 않고 회전되어 로봇을 이동시킬 수 있게 된다.

이에 상기 롤러(400)의 외곽 둘레에는 연동벨트(300)의 요철(300a)에 맞물려 연동벨트(300)의 회전으로 롤러(400)가 회전될 수 있도록 요철(400a)이 형성되어진다.

또한, 상기 롤러(400)는 로봇 본체(100)의 측면에 연동벨트(300)와 맞물려 복수로 설치되어진다.

한편, 본 발명은 도 10에 도시된 바와 같이 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)에 연결되는 연동벨트(300)의 장력을 유지할 수 있도록 스프링(S)이 장착되어진다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이 롤러(400)에 연동벨트(300)의 장력을 유지할 수 있도록 스프링(S)이 장착되어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 작동상태를 살펴보면 아래와 같다.

상기 모터(110)의 구동으로 바퀴 구동샤프트(130)가 회전되며 상기 바퀴 구동샤프트(130)의 회전에 따라 구동바퀴(200)가 회전되어지게 된다.

그리고, 상기 구동바퀴(200)가 회전되어질 때 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)에 연결되는 연동벨트(300)에 의해 구동바퀴(200)의 회전에 따라 피동바퀴(210)도 회전하게 된다.

이때, 상기 내,외측 구동바퀴(200a,200b)와 내,외측 피동바퀴(210a,210b) 사이를 가로질러서 외측 구동바퀴(200b)의 연결축(203)과 외측 피동바퀴(210b)의 연결축(213)에 연동벨트(300)가 연결되되 상기 연동벨트(300)에 형성되는 요철(300a)과 연결축(203,213)에 형성되는 요철(203a,213a)이 서로 맞물리면서 상기 구동바퀴(200)의 회전과 함께 연동벨트(300)가 회전되고 상기 연동벨트(300)의 회전으로 피동바퀴(210)가 회전하게 된다.

이와 같이, 상기 구동바퀴(200)가 모터(110)의 구동으로 회전되나 상기 피동바퀴(210)는 구동바퀴(200)와 연동벨트(300)로 연결되어 모터(110)의 구동이 아닌 구동바퀴(200)의 회전으로 연동벨트(300)에 의해 구동바퀴(200)만 회전되어도 회전될 수 있게 된다.

이에 본 발명에 따른 로봇은 구동바퀴(200)에 설치되는 모터(110)를 사용하여 상기 구동바퀴(200)는 물론 피동바퀴(210)도 함께 회전될 수 있는 4륜으로 구동이 가능하게 되어 로봇의 작동능률을 높일 수 있게 된다.

또한, 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)를 연동시키는 연동벨트(300)가 내,외측 구동바퀴(200a,200b)와 내,외측 피동바퀴(210a,210b) 사이에 위치되면서 각 연결축(203,213)에 연결됨으로써 상기 구동바퀴(200)의 회전으로 연동벨트(300)가 회전되어질 때 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)로부터 빠지지 않고 원활하게 회전하는 것이다.

그리고, 상기 연동벨트(300)가 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)에 연결되어질 때 상기 연동벨트(300)에 형성되는 요철(300a)과 각 연결축(203,213)에 형성된 요철(203a,213a)이 서로 맞물려지게 되어 상기 연동벨트(300)가 피동바퀴(210)를 오동작 없이 안정적으로 회전시킬 수 있게 된다.

이와 함께, 본 발명은 상기 구동바퀴(200)가 회전되고 연동벨트(300)가 회전되면서 피동바퀴(210)가 회전되어 로봇이 구동되어질 때 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210) 사이에 바닥면의 돌출부(500)가 위치하게 되어도 상기 연동벨트(300)에 롤러(400)가 밀착되면서 맞물려 있어 상기 롤러(400)에 의해 연동벨트(300)가 정지하지 않고 구동바퀴(200)의 회전과 함께 계속해서 회전되면서 피동바퀴(210)를 회전시킬 수 있어 로봇이 바닥면의 돌출부(500)를 용이하게 넘어서 이동할 수 있게 된다.

한편, 상기 연동벨트(300)에 요철(300a)이 내,외측으로 형성됨으로써 상기 연동벨트(300) 내측의 요철(300a)은 외측 구동바퀴(200b)와 내측 피동바퀴(210b)에 설치되는 각 연결축(203,213)의 요철(203a,213a)에 맞물려 연동벨트(300)를 회전시킬 수 있으며 연동벨트(300) 외측의 요철(300a)은 바닥면의 돌출부(500)에 연동벨트(300)가 닿을 때 돌출부(500)에서 연동벨트(300)가 미끄러지지 않도록 하여 연동벨트(300)가 원활하게 회전될 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)에 연동벨트(300)를 연결하여 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)를 연동시켜 상기 모터(110)가 구동되면서 구동바퀴(200)를 회전시키게 되면 상기 연동벨트(300)가 회전되고 연동벨트(300)의 회전으로 피동바퀴(210)가 회전됨으로써 구동바퀴(200)에 설치되는 모터(110)를 사용하여 구동바퀴(200)는 물론 피동바퀴(210)를 동시에 회전시킬 수 있어 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)를 연동시키는 연동벨트(300)에 의해 로봇의 4륜 구동이 가능하게 된다.

또한, 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)를 연동하는 연동벨트(300) 안쪽에 복수의 롤러(400)가 연동벨트(300)와 맞물려 설치되어짐으로써 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210) 사이에 바닥면의 돌출부(500)가 위치되어 로봇이 돌출부(500)에 걸려도 상기 롤러(400)가 연동벨트(300)를 원활하게 회전시킬 수 있도록 하여 상기 구동바퀴(200)와 피동바퀴(210)가 돌출부(500)를 용이하게 넘어갈 수 있어 로봇이 정지하지 않고 계속해서 작동할 수 있으며 그로 인해 모터(110)에 과부하가 발생되지 않게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100 : 로봇 본체 110 : 모터
130 : 바퀴 구동샤프트 200 : 구동바퀴
200a : 내측 구동바퀴 200b : 외측 구동바퀴
201, 211 : 장착대 201a, 211a : 체결홈
202, 212 : 끼움홈 203, 213 : 연결축
203a, 213a, 300a, 400a : 요철 203b, 213b : 결합부
210 : 피동바퀴 210a : 내측 피동바퀴
210b : 외측 피동바퀴 220 : 체결부재
300 : 연동벨트 400 : 롤러
500 : 돌출부 S : 스프링

Claims

로봇의 로봇 본체에 앞뒤 관계없이 좌우에 각각 설치되는 모터의 구동으로 회전하는 구동바퀴와 로봇 본체의 다른 한쪽 편의 양쪽에 구동바퀴의 회전으로 회전하는 피동바퀴가 설치되는 로봇의 구동시스템에 있어서,
상기 로봇 본체의 전방 또는 후방 중의 어느 한쪽 편의 양쪽면에 형성되면서 상기 모터의 구동으로 회전하며, 내측으로 공간이 형성되어 있는 구동바퀴;
상기 로봇 본체의 다른 한쪽 편의 양쪽면에 형성되면서 내측으로 공간이 형성되어 있는 피동바퀴;
상기 구동바퀴와 피동바퀴 사이의 공간으로 연결되면서 구동바퀴와 피동바퀴를 상호 연동시켜 구동바퀴의 회전으로 피동바퀴가 구동바퀴와 함께 회전될 수 있도록 하는 연동벨트; 및
상기 로봇 본체가 이동시 바닥면의 돌출부가 상기 구동바퀴와 상기 피동바퀴 사이로 위치되면서 상기 로봇 본체가 상기 돌출부에 걸려도 상기 연동벨트를 회전시켜 상기 로봇 본체가 상기 돌출부를 통과할 수 있도록 하고, 상기 구동바퀴 및 상기 피동바퀴가 상기 돌출부에 걸리지 않고 회전되어 상기 로봇 본체를 이동시킬 수 있도록 하기 위해서, 상기 로봇 본체의 측면에 설치되는 롤러;
를 포함하고,
상기 롤러는 상기 로봇 본체의 측면에 복수 개 설치되고, 상기 복수 개의 롤러는 삼각 형상으로 배치되는 세 개의 삼각배치 롤러를 포함하며,
상기 세 개의 삼각배치 롤러는 상기 구동바퀴와 상기 피동바퀴 각각의 외측 바퀴에 형성되고 일측과 타측에서 상기 연동벨트와 각각 맞물려 접촉하는 양 접촉부 각각의 양 상단부를 직선 연결하는 제1 연결선과 상기 양 접촉부 각각의 양 하단부를 직선 연결하는 제2 연결선 사이에 배치되되,
상기 세 개의 삼각배치 롤러 중에서,
상부에 배치된 삼각배치 롤러는, 그 회전축이 상기 제1 연결선을 벗어나지 않도록 배치되고,
하부에 배치된 삼각배치 롤러는, 그 회전축이 상기 제2 연결선을 벗어나지 않으며 그 최하단부의 높이는 상기 로봇 본체의 배면의 높이보다 낮고 상기 구동바퀴와 상기 피동바퀴의 최저높이보다 높도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 구동바퀴는,
내,외측에 내측 구동바퀴와 외측 구동바퀴가 연결되되,
상기 내측 구동바퀴는 중앙에 내측 구동바퀴 사이에 끼움홈이 형성되면서 바퀴 구동샤프트와 연결되는 장착대가 장착되며 상기 장착대의 외측 내부에는 내측 구동바퀴와 외측 구동바퀴가 연결되도록 체결부재가 체결되는 체결홈이 형성되고,
상기 외측 구동바퀴는 측면에 끼움홈으로 장입되면서 외측 구동바퀴가 내측 구동바퀴와 연결되도록 연결축이 구성되며, 상기 연결축의 내면에 끼움홈으로 연결축이 결합되면서 장착대가 장입될 수 있도록 결합부가 형성되고 상기 연결축의 외곽 둘레에는 연동벨트가 맞물려지면서 구동바퀴의 회전으로 연동벨트가 회전될 수 있도록 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 피동바퀴는,
내,외측에 내측 피동바퀴와 외측 피동바퀴가 연결되되,
상기 내측 피동바퀴는 중앙에 내측 피동바퀴 사이에 끼움홈이 형성되면서 바퀴 구동샤프트와 연결되는 장착대가 장착되며 상기 장착대의 외측 내부에는 내측 피동바퀴와 외측 피동바퀴가 연결되도록 체결부재가 체결되는 체결홈이 형성되고,
상기 외측 피동바퀴는 측면에 끼움홈으로 장입되면서 외측 피동바퀴가 내측 피동바퀴와 연결되도록 연결축이 구성되며, 상기 연결축의 내면에 끼움홈으로 연결축이 결합되면서 장착대가 장입될 수 있도록 결합부가 형성되고 상기 연결축의 외곽 둘레에는 연동벨트가 맞물려지면서 구동바퀴의 회전으로 연동벨트가 회전되어 피동바퀴를 회전시킬 수 있도록 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 연동벨트는 구동바퀴와 피동바퀴 사이를 가로질러 연결되되 구동바퀴와 피동바퀴 각각의 연결축에 형성되는 요철에 맞물려 구동바퀴의 회전에 따라 회전되면서 피동바퀴를 회전시킬 수 있도록 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 연동벨트는 평벨트, 타이밍벨트, V-벨트, O-링형 벨트 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 연동벨트는 구동바퀴가 회전되어질 때 피동바퀴를 원활하게 회전시킬 수 있도록 고탄력의 합성수지제인 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 롤러는, 상기 연동벨트와 맞물려 상기 연동벨트의 회전으로 회전하도록 설치되되, 연동벨트의 장력을 유지시킬 수 있도록 스프링이 장착된 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 롤러의 외곽 둘레에는 연동벨트의 요철에 맞물려 연동벨트의 회전으로 롤러가 회전될 수 있도록 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 가정용 로봇 구동시스템.