KR101835395B1 - 비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 구형 이동 장치는 내부 공간을 가지는 구체와, 구체 내부 공간에 배치되어 구체가 회전 운동하기 위한 구동력을 제공하며 구체의 안쪽면과 접촉되는 접촉 영역 및 안쪽면과 기 설정된 이격 거리로 접촉되지 않는 비접촉 영역이 존재하되, 접촉 영역은 회전 운동에 따라서 상기 안쪽면과 접촉되지 않을 수 있고 비접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉될 수 있는 구동체를 포함한다. 이때 구동체는 구체의 안쪽면에 접촉한 경우 구체를 회전시키는 구동력을 구체에 전달하는 제1 바퀴 및 제2 바퀴와, 제1 바퀴 및 제2 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 동력제공부 및 제2 동력제공부와, 제1 동력제공부 및 제2 동력제공부 각각의 회전속도, 회전방향 및 회전시간을 제어하고, 회전속도, 회전방향 및 회전시간 각각의 설정값을 1개 이상 조합하는 제어부를 포함한다.

Description

비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치{SPHERICAL MOBILE APPARATUS WITH ATYPICAL MOTION CHARACTERISTICS}

본 발명은 비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 구체와 구체 내부에서 구체에 구동력을 전달하는 구동체의 위치에 있어, 다양하면서 비정형적인 움직임을 나타낼 수 있는 구형 이동 장치에 관한 것이다.

구형 로봇이라고 불리기도 하는 구형 이동 장치는 외부의 거친 환경으로부터 밀봉 보호될 수 있게 설계할 수도 있고, 장애물에 부딪혀도 튀어 나올 수 있으며, 홀로노믹(holonomic)하게 작동할 수 있는 등 흥미롭고 독특한 특징들을 갖고 있다. 로봇 공학에서 홀로노믹 시스템이란 로봇이 움직이고자 하는 방향이 현재 로봇이 향하고 있는 방향에 영향을 받지 않는 로봇, 즉 어느 방향으로든지 즉시 움직일 수 있는 로봇을 말한다.

이러한 구형 로봇의 구동체는 구체의 내부 공간에 배치되어 있으며, 구체를 회전시키기 위해서 구동체는 구동력을 전달해야 한다. 구형 로봇의 내부 구동체는 삼차원적으로 구체와 독립적으로 움직일 수 있어야 하는 반면, 구체는 내부의 구동체와 어떤 방식으로든 연결되어 있어야 한다.

구형 로봇의 구동 원리는 크게 무게중심 이동(BCO, Barycenter Offset), 외피 변형(ST, Shell Transformation), 각운동량 보존(COAM, Conservation of Angular Momentum)의 세 가지 유형으로 구분된다.

이 중에서 구형 로봇에 가장 많이 채용되고 있는 무게중심 이동이란 구형 로봇에서 필요한 운동을 생산하기 위해 로봇의 무게 중심을 이동하는 동작을 가리킨다. 구체가 평형 상태에 놓여 있다고 할 때, 구체 내부의 구동체가 움직이면 구체의 질량 분포가 변화되고, 구체는 새로 평형위치를 찾아 굴러가게 된다. 이때, 적절한 제어 방법을 사용해 로봇을 이동시킬 수 있게 된다.

종래 기술에 따른 구형 이동 장치로서, 구체의 내부 공간에 원격 조종 자동차를 구동체로서 배치한 예가 있다. 이는 원격 조종 자동차의 바퀴를 제외하면 구체와 별도로 연결되지 않기 때문에 독립형(decoupling)이라고 지칭할 수 있다. 구동체가 움직일 때에 구체가 앞으로 나아가며, 구체의 움직임 방향을 바꾸려면 내부의 구동체가 방향을 바꾸어야 한다. 그런데, 이동 시에 진동이나 충돌로 인해 구동체가 공중에 떠있을 때에는 구동체와 구체가 비접촉 상태에 놓이기 때문에 구동체의 바퀴와 구체 사이의 정지마찰력이 사라져서 구형 이동 장치가 운동량을 잃게 되는 단점이 있었다.

이러한 비접촉에 따른 단점을 극복하기 위해 구체와 구동체 사이의 결합력을 향상시킨 구형 이동 장치가 제안되었다. 이는 스프링 부하 방식을 적용하여 구동체의 볼베어링 및 바퀴가 구체와 끊임없이 접촉하도록 압축하기에 종속형(coupling)이라고 지칭할 수 있다. 그런데, 고속에서는 방향 제어가 어렵고, 경사길 이동에 어려움이 따르는 단점이 있었다.

즉, 위와 같은 기존의 구형 이동 장치는 구체와 이를 움직이는 구동체가 내부적으로 결합되어 있어 구동체의 움직임에 따라 구체가 전진 또는 후진하는 움직임을 나타낼 수 있을 뿐, 다양하면서도 비정형적인 움직임을 나타내기에는 한계가 존재한다.

실시예에서 해결하고자 하는 과제는 구형 이동 장치가 직진 및 후진 운동뿐만 아니라, 다양하면서도 비정형적인 움직임을 나타낼 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

다만, 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 도출될 수 있다.

일 실시예에 따른 비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치는, 내부 공간을 가지는 구체와, 상기 구체 내부 공간에 배치되어 상기 구체가 회전 운동하기 위한 구동력을 제공하며, 상기 구체의 안쪽면과 접촉되는 접촉 영역 및 상기 안쪽면과 기 설정된 이격 거리로 접촉되지 않는 비접촉 영역이 존재하되, 상기 접촉 영역은 상기 회전 운동에 따라서 상기 안쪽면과 접촉되지 않을 수 있고 상기 비접촉 영역은 상기 회전 운동에 따라서 상기 안쪽면과 접촉될 수 있는 구동체를 포함하고, 상기 구동체는 상기 구체의 안쪽면에 접촉한 경우, 상기 구체를 회전시키는 구동력을 상기 구체에 전달하는 제1 바퀴 및 제2 바퀴와, 상기 제1 바퀴 및 상기 제2 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 동력제공부 및 제2 동력제공부와, 상기 제1 동력제공부 및 상기 제2 동력제공부 각각의 회전속도, 회전방향 및 회전시간을 제어하고, 상기 회전속도, 상기 회전방향 및 상기 회전시간 각각의 설정값을 1개 이상 조합하는 제어부를 포함한다.

이때 상기 구동체는, 상기 구동체의 프레임을 형성하는 프레임부와, 상기 프레임부로부터 연장 형성되어 상기 구체의 안쪽면과 소정의 간격을 두고 위치하는 복수의 성곽부를 더 포함하고, 상기 회전 운동 시에 상기 복수의 성곽부, 상기 제1 바퀴 및 상기 제2 바퀴 중 일부는 상기 구체의 안쪽면과 이격될 수 있다.

또한 상기 성곽부는, 상기 구체의 안쪽면으로 연장 형성된 면에 구비된 압축 가능한 재질의 완충부를 포함할 수 있다.

더불어 상기 기 설정된 이격 거리는, 0.5mm 이상 4mm 이하일 수 있다.

아울러 상기 제어부는, 상기 제1 동력제공부 및 상기 제2 동력제공부를 서로 반대의 회전방향으로 제1 시간 동안 구동시킨 후, 서로 같은 회전방향으로 제2 시간 동안 구동시키는 제어를 반복할 수 있다. 특히, 상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 길 수 있다.

또는 상기 제어부는, 상기 제1 동력제공부 및 상기 제2 동력제공부를 제1 회전방향으로 제1 시간 동안 제1 회전속도로 구동시킨 후, 제2 회전방향으로 제2 시간 동안 제2 회전속도로 구동시키는 제어를 반복하되, 상기 제1 회전방향과 제2 회전방향은 반대일 수 있다.

이때 상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 짧고, 상기 제1 속도는 상기 제2 속도의 절반일 수 있다. 또는 상기 제1 시간은 상기 제2 시간과 같고, 상기 제1 속도와 상기 제2 속도는 같을 수 있다.

실시예에 따르면, 구체에 구동력을 전달하는 구동체는 구체의 안쪽면과 접촉되는 접촉 영역과 안쪽면과 기 설정된 이격 거리로 접촉되지 않는 비접촉 영역이 존재하여, 접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉되지 않을 수 있고 비접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉될 수 있다. 이에 따라 구체는 다양하고 비정형적인 움직임을 나타낼 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 구형 이동 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 구형 이동 장치의 구성을 기능 블럭으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 구동체의 구성을 기능 블럭으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다.

본 명세서에서 개시되는 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되거나 이용되지 않아야 할 것이다. 이 분야의 통상의 기술자에게 본 명세서의 실시예를 포함한 설명은 다양한 응용을 갖는다는 것이 당연하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에 기재된 임의의 실시예들은 본 발명을 보다 잘 설명하기 위한 예시적인 것이며 본 발명의 범위가 실시예들로 한정되는 것을 의도하지 않는다.

도면에 표시되고 아래에 설명되는 기능 블록들은 가능한 구현의 예들일 뿐이다. 다른 구현들에서는 상세한 설명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 기능 블록들이 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 하나 이상의 기능 블록이 개별 블록들로 표시되지만, 본 발명의 기능 블록들 중 하나 이상은 동일 기능을 실행하는 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성들의 조합일 수 있다.

또한, 어떤 구성요소들을 포함한다는 표현은 개방형의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

나아가 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.

또한 '제1, 제2' 등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.

이하에서는 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 구형 이동 장치(10)를 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 구형 이동 장치(10)의 구성을 기능 블럭으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 구형 이동 장치(10)는 구체(100) 및 구동체(200)를 포함한다.

구체(100)는 내부 공간이 비어 있어, 내부에 구동체(200)가 위치할 수 있다. 구체(100)는 구동체(200)의 구동력을 전달받아 회전 운동을 한다. 이때 구체(100)는 완벽한 구형일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 타원형 및 계란형일 수 있으며, 또는 구체(100)의 표면에 홈을 만들거나 구체(100)의 일부가 절단된 형태를 사용하여 불규칙한 회전 운동을 하게 할 수 있다.

또한 구동체(200)는 구체(100)의 안쪽면과 접촉되는 접촉 영역이 있으나, 도 1에서 확대된 부분과 같이, 안쪽면과 기 설정된 이격 거리로 접촉되지 않는 비접촉 영역이 존재하여, 접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉되지 않을 수 있고 비접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉될 수 있다. 이에 따라 구체는 다양하고 비정형적인 움직임을 나타낼 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 구동체(200)의 구성을 기능 블럭으로 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 구동체(200)는 구체(100) 내부 공간에 배치되어, 구체(100)가 회전 운동하기 위한 구동력을 제공한다. 이를 위해 구동체(200)는 제1 바퀴(210), 제2 바퀴(220), 제1 동력제공부(230), 제2 동력제공부(240) 및 제어부(270)를 포함한다. 추가적으로 구동체(200)는 프레임부(250) 및 복수의 성곽부(260)를 더 포함할 수 있다.

제1 바퀴(210) 및 제2 바퀴(220)는 구체(100)의 안쪽면에 접촉한 경우, 구체(100)를 회전시키는 구동력을 구체(100)에 전달한다.

구동체(200)가 정지 상태에 있는 경우에는 중력에 의해 제1 바퀴(210) 및 제2 바퀴(220)가 모두 구체(100)의 안쪽면에 접촉한다. 또한 구동체(200)가 회전 운동 중에는 제1 바퀴(210) 또는 제2 바퀴(220) 중 일부가 구체(100)의 안쪽면과 이격될 수 있다. 즉, 회전 운동 시에 구체(100)와 구동체(200)에는 상호 접촉되는 접촉 영역과, 기 설정된 범위로 상호 이격되는 비접촉 영역이 공존한다.

이로 인하여, 제1 바퀴(210) 및 제2 바퀴(220)의 구체(100)의 안쪽면에 접촉 여부 및 제1 바퀴(210) 및 제2 바퀴(220)가 지면에 대해 위치하는 각도에 따라 구형 이동 장치(10)는 다양하고 비정형적인 회전 운동을 할 수 있다.

예를 들면, 구동체(200) 내부의 바퀴가 동일한 속도로 동일한 방향으로 회전하게 될 경우, 구체(100)는 바퀴의 앞으로 전진하게 하면서 구동체(200)는 구체(100)에 완전하게 밀착되는 구조가 아니므로 구체(100) 내부에서 흔들리기 때문에, 구체(100)가 뒤뚱거리며 전진하는 움직임을 나타낼 수 있다.

제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)는 각각 제1 바퀴(210) 및 제2 바퀴(220)와 연결되며, 제1 바퀴(210) 및 상기 제2 바퀴(220)에 구동력을 제공하며, 예를 들어 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)는 모터일 수 있다. 이때 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)는 각각 순방향 또는 역방향으로 회전할 수 있으며, 회전속도를 각기 달리할 수 있다.

프레임부(250)는 구동체(200)의 구성 요소를 구비하는 프레임을 형성한다. 프레임은 플라스틱 및 금속 등으로 제작될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

복수의 성곽부(260)는 프레임부(250)로부터 연장 형성되어 구체(100)의 안쪽면과 소정의 간격을 두고 위치한다. 성곽부(260)는 구동체(200)의 중심을 잡는 역할을 하나, 성곽부(260)와 구체(100)의 안쪽면 사이 소정의 간격 때문에, 구체(100)의 회전 운동 시에 복수의 성곽부(260), 제1 바퀴(210) 및 제2 바퀴(220) 중 일부는 구체(100)의 안쪽면과 이격될 수 있다.

이로 인하여, 구동체(200)는 정지 상태에서 구체(100) 내부에서 지면과 수직하게 위치할 수 있지만, 구체(100)의 회전 운동에 따라 구체(100) 내부에서 구동체(200)는 지면과의 각도가 정지 상태인 경우와 달리하며 움직일 수 있다.

이때, 성곽부(260)와 구체(100) 안쪽면 사이 기 설정된 이격 거리는 0.5mm이상 4mm이하인 경우, 구동체(200)가 구체(100) 내부에서 지면과의 각도가 변하여 구체(100)의 다양하고 비정형적인 움직임을 가능하게 할 수 있다.

해당 간격이 0.5mm 보다 작은 경우에는 성곽부(260)와 구체(100) 안쪽면 사이의 간격이 좁아, 구동체(200)가 구체(100)의 안쪽면과 밀착되어 구체(100)의 회전 운동은 직진 또는 후진 운동만 가능하게 된다.

또한 해당 간격이 4mm보다 큰 경우에는 구동체(200) 성곽부(260)와 구체(100) 안쪽면 사이의 간격이 넓어, 구동체(200)가 구체(100) 내부에서 움직임이는 범위가 불규칙하여 구체(100)의 회전 운동을 일정하게 제어할 수 없게 된다.

한편, 성곽부(260)는 구체(100)의 안쪽면으로 연장 형성된 면에 압축 가능한 재질의 완충부(265)를 더 구비할 수 있다. 성곽부(260)가 구체(100)의 안쪽면과 마주보는 면을 압축 가능한 재질의 완충부(265)를 구비하면 완충부(265)와 구체(100)의 안쪽면이 접촉하는 경우, 마찰이 줄어들어 구체(100)의 회전 운동을 부드럽게 할 수 있게 한다. 이때 완충부(265)는 부직포를 포함하며, 이에 한정되지 않고 구동체(200)의 무게만으로 압축 가능한 다양한 재질을 사용할 수 있다.

제어부(270)는 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240) 각각의 회전속도, 회전방향 및 회전시간을 제어한다. 특히, 제어부(270)는 회전속도, 회전방향 및 회전시간 각각의 설정값을 1개 이상 조합하여 다양한 움직임을 만들어낼 수 있고, 이러한 움직임을 1번 이상 반복하여 움직임을 연속하여 나타낼 수 있다.

예를 들어 제어부(270)는, 제1 동작으로서 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)를 서로 반대의 회전방향으로 제1 시간 동안 구동시킨 후, 제2 동작으로서 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)를 서로 같은 회전방향으로 제2 시간 동안 구동시키는 제어를 반복할 수 있다.

보다 상세하게, 제1 동작으로 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)를 서로 반대의 회전방향으로 구동시키면 구체(100)의 경도선을 기준으로 일쪽과 타쪽은 서로 다른 회전방향을 갖게되어 구체(100)가 기울어지는 움직임을 갖는다. 이에 따라 구동체(200)는 구체(100)의 안쪽면과 이격되는 영역이 있으므로 지면과의 각도를 정지 상태인 경우와 달리하며 움직일 수 있다. 제2 동작으로 구동체(200)와 지면과의 각도가 수직이 아닌 상태에서 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)를 서로 같은 회전방향으로 구동시키면 구체(100)는 내부의 구동체(200)가 기울어진채로 회전 운동을 하므로 대각선의 방향을 그리며 회전운동을 한다. 이러한 제1 동작 및 제2 동작을 반복하면 구체(100)는 일정 범위 안에서 팽이와 같이 회전하는 움직임을 나타낼 수 있다. 특히, 제1 시간을 0.4초, 제2 시간을 0.05초로 설정하고 제1 동작 및 제2 동작을 반복하는 경우 구체(100)는 매우 빠른 속도로 팽이와 같이 회전하게 된다.

다른 예로 제어부(270)는, 제1 동작으로서 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)를 제1 회전방향으로 제1 시간 동안 제1 회전속도로 구동시킨 후, 제2 동작으로서 제1 동력제공부(230) 및 제2 동력제공부(240)를 제2 회전방향으로 제2 시간 동안 제2 회전속도로 구동시키는 제어를 반복할 수 있으며, 이 경우 제1 회전방향과 제2 회전방향을 반대로 제어할 수 있다.

이때 제1 시간은 제2 시간보다 짧고, 제1 속도는 제2 속도보다 느리게 제어할 수 있다. 이러한 경우, 제1 동작 시에 구동체(200)는 구체(100) 내부에서 일 방향으로 움직이다가, 제2 동작 시 제1 속도보다 빠른 제2 속도로 일 방향의 반대 방향으로 움직이므로, 구동체(200)는 구체(100)의 내부에서 한바퀴를 돌게되며 구체(100)는 제자리에서 회전을 하는 움직임을 나타낼 수 있다. 특히, 제1 시간을 0.2초, 제2 시간을 0.5초로 설정하고, 제1 속도를 제2 속도의 50%로 설정하여 제1 동작 및 제2 동작을 반복하는 경우, 구체(100)는 소정의 범위 안에서 제자리 회전하는 동작을 반복할 수 있다.

또한 제1 시간은 제2 시간과 같고, 제1 속도와 제2 속도는 같게 제어할 수 있다. 이러한 경우, 구체(100)가 일 방향으로의 움직임과 일 방향의 반대 방향으로 움직임을 번갈아 가며 반복한다. 특히 제1 속도 및 제2 속도를 0.2초로 설정하면 구체(100)가 앞뒤로 흔들듯이 움직이는 효과를 나타낼 수 있고, 제1 속도 및 제2 속도를 0.02~0.06초로 설정하면 구체(100)가 진동하는 효과를 나타낼 수 있다.

이렇게 상술한 실시예는 구체(100)와 구동체(200) 상호간 접촉되는 접촉 영역과, 기 설정된 이격 거리로 접촉되지 않는 비접촉 영역이 공존하여, 접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉되지 않을 수 있고 비접촉 영역은 회전 운동에 따라서 안쪽면과 접촉될 수 있어, 상술한 바와 같이 구체(100)의 다양하고 비정형적인 움직임을 나타낼 수 있다.

한편 상술한 실시예가 포함하는 제어부(270)는 이들의 기능을 수행하도록 프로그램된 명령어를 포함하는 메모리, 및 이들 명령어를 수행하는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다.

특히 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

또한 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 구형 이동 장치
100: 구체
200: 구동체
210: 제1 바퀴
220: 제2 바퀴
230: 제1 동력제공부
240: 제2 동력제공부
250: 프레임부
260: 성곽부
265: 완충부
270: 제어부

Claims (9)

1. 내부 공간을 가지는 구체와,
   상기 구체 내부 공간에 배치되어 상기 구체가 회전 운동하기 위한 구동력을 제공하며, 상기 구체의 안쪽면과 접촉되는 접촉 영역 및 상기 안쪽면과 기 설정된 이격 거리로 접촉되지 않는 비접촉 영역이 존재하되, 상기 접촉 영역은 상기 회전 운동에 따라서 상기 안쪽면과 접촉되지 않을 수 있고 상기 비접촉 영역은 상기 회전 운동에 따라서 상기 안쪽면과 접촉될 수 있는 구동체를 포함하고,
   상기 구동체는,
   상기 구체의 안쪽면에 어느 일부가 접촉한 상태에서 상기 구체를 회전시키는 구동력을 상기 구체에 전달하여 상기 접촉 영역으로서 역할을 하는 제1 바퀴 및 제2 바퀴와,
   상기 제1 바퀴 및 상기 제2 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 동력제공부 및 제2 동력제공부와,
   상기 제1 동력제공부 및 상기 제2 동력제공부 각각의 회전속도, 회전방향 및 회전시간을 제어하고, 상기 회전속도, 상기 회전방향 및 상기 회전시간 각각의 설정값을 1개 이상 조합하는 제어부와,
   상기 구동체의 프레임을 형성하는 프레임부와,
   상기 프레임부로부터 연장 형성되어 상기 구체의 안쪽면과 소정의 간격을 두고 위치하여 상기 비접촉 영역으로서 역할을 하는 복수의 성곽부를 포함하고,
   상기 구체의 회전 운동 시에 상기 복수의 성곽부, 상기 제1 바퀴 및 상기 제2 바퀴 중 일부는 상기 구체의 안쪽면과 이격되는,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 성곽부는,
   상기 구체의 안쪽면으로 연장 형성된 면에 구비된 압축 가능한 재질의 완충부를 포함하는,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 기 설정된 이격 거리의 범위는,
   0.5mm 이상 4mm 이하인,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 동력제공부 및 상기 제2 동력제공부를 서로 반대의 회전방향으로 제1 시간 동안 구동시킨 후, 서로 같은 회전방향으로 제2 시간 동안 구동시키는 제어를 반복하는,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 긴,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 동력제공부 및 상기 제2 동력제공부를 제1 회전방향으로 제1 시간 동안 제1 회전속도로 구동시킨 후, 제2 회전방향으로 제2 시간 동안 제2 회전속도로 구동시키는 제어를 반복하되,
   상기 제1 회전방향과 제2 회전방향은 반대인,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 시간은 상기 제2 시간보다 짧고,
   상기 제1 회전속도는 상기 제2 회전속도의 절반인,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 시간은 상기 제2 시간과 같고,
   상기 제1 회전속도와 상기 제2 회전속도는 같은,
   비정형적인 움직임 특성을 갖는 구형 이동 장치.

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