KR101845325B1 - 6 dof ball-driven robot with a 3 dof parallel kinematic manipulator - Google Patents

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KR101845325B1 KR1020160144141A KR20160144141A KR101845325B1 KR 101845325 B1 KR101845325 B1 KR 101845325B1 KR 1020160144141 A KR1020160144141 A KR 1020160144141A KR 20160144141 A KR20160144141 A KR 20160144141A KR 101845325 B1 KR101845325 B1 KR 101845325B1
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Abstract

3 자유도의 병렬기구가 구비된 볼 구동 로봇이 개시된다. 개시된 3 자유도의 병렬기구가 구비된 볼 구동 로봇은 로봇 몸체를 이루는 구(球); 상기 구의 중심 보다 낮은 높이에서 상기 구를 둘러싸며, 상기 구와 이격되어 설치되는 제1 테이블; 상기 제1 테이블 상에 설치되어 옴니휠에 회전력을 제공하는 제1 모터부; 상기 제1 모터부의 축에 결합되며, 상기 제1 테이블 보다 아래에 배치되는 옴니휠; 상기 구의 상부에 배치되는 제2 테이블; 일단은 상기 제1 테이블에 결합되며, 타단은 상기 제2 테이블에 결합되는 제1 지지대; 상기 제1 모터부를 제어하는 제어부; 상기 제1 모터부와 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리; 상기 제2 테이블의 상부에 배치되는 제3 테이블; 일단은 상기 제2 테이블에 결합되며, 타단은 상기 제3 테이블에 결합되는 제2 지지대; 상기 제2 테이블 또는 상기 제3 테이블에 형성되는 병렬기구;를 포함한다.A ball drive robot provided with a parallel mechanism of three degrees of freedom is disclosed. A ball driving robot having a three-degree-of-freedom parallel mechanism includes a ball constituting a robot body; A first table surrounding the sphere at a height lower than the center of the sphere and spaced apart from the sphere; A first motor provided on the first table and providing rotational force to the omni wheel; An omni wheel coupled to a shaft of the first motor unit and disposed below the first table; A second table disposed on the sphere; A first support coupled to the first table at one end and coupled to the second table at the other end; A control unit for controlling the first motor unit; A battery for supplying power to the first motor unit and the control unit; A third table disposed above the second table; A second support coupled to the second table at one end and coupled to the third table at the other end; And a parallel mechanism formed on the second table or the third table.

Description

3자유도 병렬기구를 구비한 6자유도 볼 구동 로봇{6 DOF BALL-DRIVEN ROBOT WITH A 3 DOF PARALLEL KINEMATIC MANIPULATOR} (6 DOF BALL-DRIVEN ROBOT WITH A 3 DOF PARALLEL KINEMATIC MANIPULATOR WITH 3 DOF PARALLEL DEVICE}

본 발명은 3 RRS 또는 3 RPS 병렬기구가 구비된 볼 구동 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구를 지지할 볼 어레스터를 사용하지 않고, 옴니휠을 구의 하부에 배치하여 로봇의 밸런싱 안정성을 향상시키고, 또한 3 RRS 또는 3 RPS 병렬기구를 구의 상부에 탑재하여 6 자유도를 구현한 3 자유도 병렬기구가 구비된 볼 구동 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a ball driving robot provided with a 3 RRS or 3 RPS parallel mechanism, and more particularly to a ball driving robot in which a ball arrestor for supporting a ball is not used and an omni wheel is disposed at a lower portion of the ball so as to improve the balancing stability of the robot And a three-degree-of-freedom parallel mechanism that implements 6 degrees of freedom by mounting a 3 RRS or 3 RPS parallel mechanism on the ball.

생산 자동화 및 무인화의 바람을 타고 산업용 로봇의 사용이 증가되고 있다. 산업용 로봇은 사람을 대신하여 위험하고 반복적인 작업을 정확하고 일관성 있게 수행하여 생산성을 높인다. The use of industrial robots is increasing on the wind of production automation and unmanned operation. Industrial robots increase productivity by performing dangerous and repetitive tasks accurately and consistently on behalf of people.

특히 산업 현장에서는 물자운반뿐만 아니라 청소용 로봇, 서비스 로봇 등 다양한 분야에서 로봇의 이동성이 크게 요구되고 있어, 이동형 로봇의 활용도가 점점 증가되고 있는 추세이다.Especially, in the industrial field, the mobility of robots is required in various fields such as cleaning robots and service robots as well as transportation of goods, and the utilization of mobile robots is increasing.

도 1은 종래 기술에 따른 볼 구동 로봇의 사시도이다.1 is a perspective view of a conventional ball driving robot.

도 1을 참조하여 설명하면, 이동형 로봇 중 하나인 볼 구동 로봇은 볼을 구동시키기 위해 전방향 회전이 가능한 옴니휠(omniwheel)이 장착된 이동형 로봇이다. 이러한 옴니휠을 구비한 볼 구동 방식은 보통 4개 휠로 구성된 종래의 바퀴 구동 방식에 비해 훨씬 소형구조이면서도 이동 없이 제자리 회전을 할 수 있는 등의 큰 방향성과 이동성을 가질 수 있다. 지면과 점접촉 또는 선접촉을 이루고 있어 마찰력이 작으며, 전체 외관이 부드러운 곡면으로 되어 있어 장애물에 잘 충돌하지 않는다. 또한 로봇이 이동하기 힘든 좁은 공간에서의 제자리 방향 전환이 용이하여, 볼 구동 로봇에 대한 산업체의 관심이 높아지고 있다.1, the ball driving robot, which is one of the mobile robots, is a mobile robot equipped with an omniwheel capable of rotating in all directions to drive the ball. The ball drive system having the omni wheel can have a much smaller structure than the conventional wheel drive system composed of four wheels, and can have large directionality and mobility such as being able to rotate in place without movement. It has small frictional force due to point contact or line contact with the ground, and has a smooth curved surface. In addition, since it is easy to switch the robot in a narrow space where the robot is difficult to move, the industry is paying attention to the ball driving robot.

그러나 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 볼 구동 로봇은 세 개의 볼 어레스터(Ball Arrester, 10)로 구(球)를 감싸서 지지하고, 옴니휠이 구의 상부에 설치되어 무게중심이 높게 형성되어 있다. 볼 어레스터는 탄성력으로 볼을 압착하는 구조로, 볼 상부에 얹혀진 옴니휠과 액추에이터부를 항상 볼과 접촉시키기 위한 역할을 한다. 따라서 종래의 볼 구동 로봇은 제작해야 할 부품 수가 많고, 지면으로부터의 높이가 상대적으로 높아 로봇의 밸런싱 안정성이 낮은 문제가 있었다. 또한 볼 어레스터의 탄성력에 대한 내구성이 로봇 수명을 결정짓는 요소가 되어 신뢰성에 취약한 면을 가지고 있다.However, as shown in FIG. 1, the conventional ball-driven robot has three spherical ball arresters 10 that surround spheres, and the omni-wheel is installed at the upper part of the sphere to have a high center of gravity have. The ball arrester is a structure that squeezes the ball with elasticity, and serves to always contact the ball with the omni wheel and the actuator portion placed on the top of the ball. Therefore, the conventional ball driving robot has a problem that the number of components to be manufactured is large and the height from the ground is relatively high, so that the balancing stability of the robot is low. In addition, the durability of the ball arrester's elasticity is a factor that determines the life of the robot and has a weakness in reliability.

한편, 산업현장에서는 정밀한 작업을 위해 6 자유도가 요구되는 경우가 많다. 그런데 종래의 볼 구동 로봇은 평면상에서 두 방향의 직선운동, 그리고 평면에 수직한 축을 기준으로 한 회전운동이 가능한 3 자유도의 로봇이므로, 6 자유도가 요구되는 다양한 작업에 적절히 대응할 수 없는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.On the other hand, in the industrial field, 6 degrees of freedom are often required for precise work. However, since the conventional ball driving robot is a three-degree-of-freedom robot capable of performing two-directional linear motion on the plane and rotational motion based on the axis perpendicular to the plane, it can not adequately cope with various operations requiring six degrees of freedom Has come.

따라서 부품 수를 줄이면서도 로봇의 높이를 보다 낮게 하고, 로봇의 밸런싱 안정성을 향상시킬 수 있고, 6 자유도를 구현하는 볼 구동 로봇의 설계가 절실히 요구되는 실정이다.Therefore, it is necessary to design a ball driving robot that can reduce the number of parts and reduce the height of the robot, improve the balancing stability of the robot, and realize 6 degrees of freedom.

한국등록특허공보 10-0886113호Korean Patent Registration No. 10-0886113

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로서, 볼 어레스터를 제공하지 않으면서도 구를 안정적으로 지지하는 볼 구동 로봇의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a structure of a ball driving robot for stably supporting a ball without providing a ball arrestor.

또한 본 발명은 볼 구동 로봇의 밸런싱 안정성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to improve balancing stability of a ball driving robot.

또한 본 발명은 6 자유도를 가진 볼 구동 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a ball drive robot having six degrees of freedom.

또한 본 발명은 노면충격에 대한 강인성을 증가시키는 옴니휠의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a structure of an omni-wheel which increases the toughness against a road surface impact.

본 발명은 로봇 몸체를 이루는 구(球); 상기 구를 둘러싸며, 상기 구와 이격되어 수평방향으로 설치되는 제1 테이블; 상기 제1 테이블 상에 설치되어 옴니휠에 회전력을 제공하는 제1 모터부; 수직 방향으로 형성된 성기 제1 모터부의 축에 결합되어 수평방향으로 상기 구에 접촉하면서 회전하도록 설치되는 옴니휠; 상기 구의 상부에 배치되는 제2 테이블; 일단은 상기 제1 테이블에 결합되며, 타단은 상기 제2 테이블에 결합되는 제1 지지대; 상기 제1 모터부를 제어하는 제어부; 상기 제1 모터부와 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리; 상기 제2 테이블의 상부에 배치되는 제3 테이블; 일단은 상기 제2 테이블에 결합되며, 타단은 상기 제3 테이블에 결합되는 제2 지지대; 상기 제2 테이블 또는 상기 제3 테이블에 형성되는 병렬기구;를 포함하며, 상기 옴니휠과 상기 구 사이의 접촉점과 상기 구의 중심점을 연결할 직선이 상기 옴니휠의 회전축에 수직한 평면돠 0도 보다 큰 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 볼 구동 로봇을 제공한다. The present invention relates to a spherical body constituting a robot body; A first table surrounding the sphere and spaced apart from the sphere and installed in a horizontal direction; A first motor provided on the first table and providing rotational force to the omni wheel; An omni wheel coupled to a shaft of a first motor unit formed in a vertical direction and installed to rotate while being in contact with the sphere in a horizontal direction; A second table disposed on the sphere; A first support coupled to the first table at one end and coupled to the second table at the other end; A control unit for controlling the first motor unit; A battery for supplying power to the first motor unit and the control unit; A third table disposed above the second table; A second support coupled to the second table at one end and coupled to the third table at the other end; Wherein a straight line connecting a contact point between the omni wheel and the sphere and a center point of the sphere is perpendicular to the rotation axis of the omni wheel and is greater than 0 degrees, And the angle of the ball is set to be an angle.

또한 본 발명은, 상기 병렬기구에 회전력을 제공하는 제2 모터부;를 더 포함하며, 상기 병렬기구는, 두 개의 회전 조인트(revolute joint) 및 하나의 구형 조인트(spherical joint)로 한 조를 이루며, 상기 제3 테이블 상에는 세 조의 병렬기구가 형성된 것을 특징으로 한다.Further, the present invention may further comprise a second motor part for providing a rotational force to the parallel mechanism, wherein the parallel mechanism comprises a pair of revolute joints and a spherical joint, , And three sets of parallel mechanisms are formed on the third table.

또한 본 발명의 병렬기구는, 상기 제2 모터부의 축에 결합되며, 상기 제2 모터부의 축을 중심으로 회전운동하는 제1 회전 조인트; 상기 제1 회전 조인트에 결합되며, 상기 제1 회전 조인트와 결합되는 지점을 중심으로 회전운동하는 제2 회전 조인트; 상기 제2 회전 조인트에 결합된 구형 조인트; 및 상기 구형 조인트에 결합되어 운동하는 플랫폼;을 포함할 수 있다.The parallel mechanism of the present invention may further include: a first rotary joint coupled to a shaft of the second motor unit and rotating about an axis of the second motor unit; A second rotary joint coupled to the first rotary joint and rotating about a point where the first rotary joint is engaged with the first rotary joint; A spherical joint coupled to the second rotating joint; And a platform coupled to and moving with the spherical joint.

또한 본 발명은, 상기 병렬기구에 회전력을 제공하는 제3 모터부;를 더 포함하며, 상기 병렬기구는, 한 개의 회전 조인트와 하나의 직선 조인트(Prismatic joint) 및 하나의 구형 조인트로 한 조를 이루며, 상기 제3 테이블 상에는 세 조의 병렬기구가 형성된 것을 특징으로 할 수도 있다. Further, the present invention may further include a third motor part for providing a rotational force to the parallel mechanism, wherein the parallel mechanism includes a rotary joint, a prismatic joint, and a pair of spherical joints And three sets of parallel mechanisms are formed on the third table.

또한 본 발명의 병렬기구는, 상기 회전 조인트는 상기 제2 테이블 또는 제3 테이블에 일단이 고정되며, 중공부가 형성된 힌지축이며, 상기 직선 조인트는 상기 힌지축의 내부를 힌지축의 길이방향으로 슬라이딩하는 리니어 액츄에이터이고, 상기 제3 모터부는 상기 힌지축의 내부에 고정되어, 상기 리니어 액츄에이터가 직선운동하도록 동력을 제공하며, 상기 구형 조인트는 상기 리니어 액츄에이터의 일단에 결합되며, 상기 구형 조인트에 결합되어 운동하는 플랫폼;을 더 포함한다.In the parallel mechanism of the present invention, the rotary joint is a hinge shaft having one end fixed to the second table or the third table and having a hollow portion, and the linear joint includes a linear portion sliding in the longitudinal direction of the hinge shaft, Wherein the third motor unit is fixed within the hinge shaft to provide power for linear motion of the linear actuator, the spherical joint being coupled to one end of the linear actuator, ; ≪ / RTI >

본 발명에 따른 볼 구동 로봇은 볼 어레스터를 사용하지 않으면서도 구를 안정적으로 지지하는 효과가 있다.The ball driving robot according to the present invention has an effect of stably supporting the ball without using the ball arrestor.

또한 본 발명에 따른 볼 구동 로봇은 밸런싱 안정성을 향상시키는 효과가 있다.Further, the ball driving robot according to the present invention has an effect of improving balancing stability.

또한 본 발명에 따른 볼 구동 로봇은 6 자유도를 제공하는 효과가 있다.Further, the ball driving robot according to the present invention has an effect of providing 6 degrees of freedom.

또한 본 발명에 따른 볼 구동 로봇은 지면으로부터 전달되는 수직 충격력이 구동력 전달수단인 옴니휠에 직접적으로 가해지지 않도록 차단함으로써 노면충격에 대한 강인성을 증가시키는 효과가 있다.In addition, the ball driving robot according to the present invention has an effect of increasing the robustness against the road surface impact by blocking vertical impact force transmitted from the ground surface from being applied directly to the omnis wheel which is the driving force transmitting means.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

도 1은 종래 기술에 따른 볼 구동 로봇의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 볼 구동 로봇의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 볼 구동 로봇의 하부 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 구의 자유도를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 옴니휠의 사시도이다.
도 6은 도 5의 AA를 기준으로 절단한 본 발명에 따른 옴니휠의 단면도이다.
도 7은 종래 기술에 따른 옴니휠이 구와 접촉된 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 옴니휠이 구와 접촉된 상태의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼 구동 로봇의 상부 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬기구의 자유도를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 볼 구동 로봇의 상부 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 병렬기구의 자유도를 설명하는 도면이다.
1 is a perspective view of a conventional ball driving robot.
2 is a perspective view of a ball drive robot according to the present invention.
3 is a view showing a bottom structure of a ball driving robot according to the present invention.
4 is a view for explaining the degree of freedom of a sphere according to the present invention.
5 is a perspective view of an omni wheel according to the present invention.
6 is a cross-sectional view of an omni-wheel according to the present invention cut on the basis of AA in Fig.
7 is a view showing a state in which the omni-wheel according to the related art is in contact with the sphere.
8 is a sectional view of the omni wheel according to the present invention in contact with the sphere.
9 is a view showing an upper structure of a ball driving robot according to an embodiment of the present invention.
10 is a view for explaining degrees of freedom of a parallel mechanism according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing an upper structure of a ball driving robot according to another embodiment of the present invention.
12 is a view for explaining the degree of freedom of the parallel mechanism according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the techniques described herein are not intended to be limited to any particular embodiment, but rather include various modifications, equivalents, and / or alternatives of the embodiments of this document. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for similar components.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.Also, the terms "first," "second," and the like used in the present document can be used to denote various components in any order and / or importance, and to distinguish one component from another But is not limited to those components. For example, 'first part' and 'second part' may represent different parts, regardless of order or importance. For example, without departing from the scope of the rights described in this document, the first component can be named as the second component, and similarly the second component can also be named as the first component.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.It is also to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the scope of the other embodiments. The singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. The general predefined terms used in this document may be interpreted in the same or similar sense as the contextual meanings of the related art and, unless expressly defined in this document, include ideally or excessively formal meanings . In some cases, even the terms defined in this document can not be construed as excluding the embodiments of this document.

도 2는 본 발명에 따른 볼 구동 로봇(1000)의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 볼 구동 로봇(1000)의 하부 구조를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a perspective view of a ball driving robot 1000 according to the present invention, and FIG. 3 is a view showing a bottom structure of a ball driving robot 1000 according to the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.Will be described with reference to Figs. 2 and 3. Fig.

볼 구동 로봇(1000)은 하부에 휠 역할을 하는 구(100)(球)가 배치된다. 구(100)는 로봇의 몸체를 이루는 부분으로서, 볼 구동 로봇(1000)의 하중을 지탱하면서도 주행성능을 충족시키기 위해 경량이면서도 충분한 강성을 가진 재질로 형성된다. 구(100)의 경량화를 위해 구(100)는 내부에 중공부가 형성된다.A ball driving robot 1000 is provided with a ball 100 serving as a wheel at a lower portion thereof. The ball 100 is formed of a material that is lightweight and has sufficient rigidity to meet the running performance while supporting the load of the ball driving robot 1000 as a body of the robot. In order to reduce the weight of the sphere 100, the sphere 100 has a hollow portion formed therein.

또한 구름 동작시 발생하는 마찰과 진동에 대한 댐핑 특성을 만족시키기 위해 구(100)의 표면은 폴리우레탄 재질로 형성되는 것이 바람직하다.Also, in order to satisfy damping characteristics against friction and vibration generated in the rolling operation, the surface of the sphere 100 is preferably formed of a polyurethane material.

구(100)의 중심 보다 낮은 높이에 제1 테이블(200)이 형성된다. 제1 테이블(200)은 구(100)의 이동 시 간섭이 발생되지 않도록, 구(100)를 수평방향으로 둘러싸면서 구(100)와 이격되어 설치된다.The first table 200 is formed at a lower height than the center of the sphere 100. The first table 200 is installed so as to be spaced apart from the sphere 100 while horizontally surrounding the sphere 100 so that interference does not occur when the sphere 100 moves.

제1 모터부(210)는 구(100)에 동력을 전달한다. 제1 모터부(210)는 제1 테이블(200)의 상부에 설치되며, 옴니휠(220)을 통해 구(100)에 회전력을 전달한다.The first motor unit 210 transmits power to the ball 100. The first motor unit 210 is installed at an upper portion of the first table 200 and transmits rotational force to the ball 100 through the omni wheel 220.

옴니휠(220)은 제1 모터부(210)로부터 전달받은 회전력을 구(100)에 전달하여, 볼 구동 로봇(1000)을 이동시킨다.The omni wheel 220 transmits the rotational force transmitted from the first motor unit 210 to the ball 100 to move the ball driving robot 1000.

옴니휠(220)은 제1 모터부(210)의 축에 결합된다. 제1 모터부(210)는 구(100)의 중심 보다 낮은 높이에 형성된 제1 테이블(200)의 상부에 장착된다. 따라서 옴니휠(220)과 결합되는 제1 모터부의 축의 길이는 도 1에 도시된 바와 같이, 구의 상부에 옴니휠(220)이 배치된 종래의 볼 구동 로봇의 경우에 비하여 상대적으로 짧아진다. 결국 제1 모터부의 축의 길이가 짧아짐에 따라 제1 모터부(210)의 동력을 옴니휠(220)에 안정적으로 전달할 수 있으며, 모터부의 축의 길이가 길어짐에 따른 진동문제 등의 발생을 방지할 수 있다.The omni wheel 220 is coupled to the shaft of the first motor unit 210. The first motor unit 210 is mounted on an upper portion of the first table 200 formed at a lower height than the center of the sphere 100. Accordingly, the length of the axis of the first motor coupled with the omni wheel 220 is relatively short as compared with the conventional ball-driven robot having the omni wheel 220 disposed on the sphere as shown in Fig. As a result, the power of the first motor unit 210 can be stably transmitted to the omni wheel 220 as the shaft length of the first motor unit becomes shorter, and the vibration problem or the like caused by the increase of the shaft length of the motor unit can be prevented have.

볼 구동 로봇(1000)은 지면에 대해 하나의 구(100)에 의해 지지되므로, 로봇의 운동성능 측면에서 밸런싱 안정성이 중요하다.Since the ball driving robot 1000 is supported by one sphere 100 with respect to the ground, balancing stability is important in terms of the motion performance of the robot.

본 발명에 따른 볼 구동 로봇(1000)은 제1 모터부(210), 제1 테이블(200) 그리고 옴니휠(220)이 구(100)의 아래 부분에 배치되어 로봇의 무게중심을 낮출 수 있다. 이를 통해 로봇의 밸런싱 안정성을 크게 향상시킬 수 있어, 로봇의 운동성능을 개선할 수 있다.The ball drive robot 1000 according to the present invention may have a first motor unit 210, a first table 200 and an omni wheel 220 disposed at a lower portion of the ball 100 to lower the center of gravity of the robot . Thus, the balancing stability of the robot can be greatly improved, and the motion performance of the robot can be improved.

구(100)의 상부에는 제2 테이블(300)이 배치된다. 제2 테이블(300)은 구(100)와 이격되어 설치된다.The second table 300 is disposed above the sphere 100. The second table 300 is installed apart from the ball 100.

제2 테이블(300)을 지지하기 위해 제1 지지대(310)가 구비된다. 제1 지지대(310)의 일단은 제1 테이블(200)에 결합되며, 타단은 상기 제2 테이블(300)의 하부에 결합된다. 제1 지지대(310)는 복수개가 형성될 수 있다. 각각의 제1 지지대(310)는 서로 동일한 간격으로 이격되어 형성된다. 바람직하게는 제1 지지대(310)는 120도 각도로 이격되어 세 개가 배치될 수 있다.A first support 310 is provided to support the second table 300. One end of the first support table 310 is coupled to the first table 200 and the other end is coupled to the lower portion of the second table 300. A plurality of first support rods 310 may be formed. The first supports 310 are spaced apart from each other at equal intervals. Preferably, the first supports 310 are spaced at a 120 degree angle and three may be disposed.

제2 테이블(300)의 하부에는 볼 캐스터(320)가 결합된다. 볼 캐스터(320)는 구(100)를 아래 방향으로 지지하는 역할을 한다. 볼 캐스터(320)가 구(100)를 지지하는 수직 하방향의 지지력은 구(100)의 하부에 배치된 옴니휠이 구(100)에 작용하는 수평방향 지지력과 함께 구(100)를 안정적으로 지지한다.A ball caster 320 is coupled to a lower portion of the second table 300. The ball caster 320 serves to support the ball 100 in a downward direction. The downward support force of the ball caster 320 supporting the ball 100 is such that the omni wheel disposed at the lower portion of the ball 100 stably supports the ball 100 together with the horizontal supporting force acting on the ball 100 .

구(100)가 지면을 이동하면서 돌출물에 의해 수직 방향 충격을 받는 경우, 볼 캐스터(320)가 수직 방향 충격력을 지지한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 볼 구동 로봇의 경우 옴니휠이 경사각을 가지고 구에 접촉되어 있어, 지면으로부터 전달되는 수직 충격력을 옴니휠이 직접적으로 받게 된다. 그러나 본 발명에 따른 볼 구동 로봇(1000)은 지면으로부터 전달되는 수직 충격력이 구동력 전달수단인 옴니휠(220)에 직접적으로 전달되지 않도록 차단함으로써 노면충격에 대한 강인성을 증가시켰다.When the ball 100 is subjected to a vertical impact by the protrusion while moving on the ground, the ball caster 320 supports the vertical impact force. As shown in FIG. 1, in the conventional ball driving robot, the omni wheel is in contact with the sphere at an inclination angle, and the omnidirectional wheel is directly received by the vertical impact force transmitted from the ground. However, the ball driving robot 1000 according to the present invention increases the robustness against the road surface impact by preventing the vertical impact force transmitted from the ground from being transmitted directly to the omni wheel 220 as the driving force transmitting means.

도 4는 본 발명에 따른 구(100)의 자유도를 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining the degrees of freedom of the ball 100 according to the present invention.

도 4를 참조하여 설명하면, 구(100)는 상부에서 볼 캐스터(320)에 의해 지지된 상태로 수평방향으로 구(100)의 둘레에 배치된 세 개의 옴니휠(220)에 의해 회전력을 전달받아 이동하게 된다.4, the ball 100 is rotated by three omni wheels 220 disposed on the periphery of the ball 100 in a horizontal direction while being supported by a ball caster 320 at an upper portion thereof. .

옴니휠(220)에 의해 회전력을 전달받는 구(100)는 평면 상에서 두 방향의 평행이동과, 평면에 수직한 방향을 회전축으로 한 회전운동이 가능하다. 결과적으로 구(100)에는 3 자유도가 부여된다.The sphere 100 to which rotational force is transmitted by the omnidirectional wheel 220 is capable of parallel movement in two directions on a plane and rotational motion in a direction perpendicular to the plane. As a result, the sphere 100 is given three degrees of freedom.

도 5는 본 발명에 따른 옴니휠(220)의 사시도이고, 도 6은 도 5의 AA를 기준으로 절단한 본 발명에 따른 옴니휠(220)의 단면도이고, 도 7은 종래 기술에 따른 옴니휠이 구(100)와 접촉된 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명에 따른 옴니휠(220)이 구(100)와 접촉된 상태의 단면도이다.FIG. 5 is a perspective view of the omni wheel 220 according to the present invention, FIG. 6 is a sectional view of the omni wheel 220 according to the present invention cut on the basis of AA in FIG. 5, 8 is a sectional view of the omni wheel 220 according to the present invention in contact with the sphere 100. As shown in Fig.

도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 옴니휠(220)은 옴니휠 본체(221), 제1 롤러(223), 제2 롤러(225)를 포함한다.5 to 8, the omni wheel 220 according to the present invention includes an omni-wheel body 221, a first roller 223, and a second roller 225. [

옴니휠 본체(221)는 옴니휠(220)의 중앙에 배치되며, 제1 모터부(210)의 축이 결합되는 중공의 샤프트가 형성되어 있다.The omni-wheel body 221 is disposed at the center of the omni-wheel 220, and a hollow shaft to which the shaft of the first motor unit 210 is coupled is formed.

제1 롤러(223)는 옴니휠 본체(221)의 원주 방향을 따라 복수개가 소정 간격으로 결합되며, 제1 모터부(210)의 축의 회전방향에 수직한 방향으로 회전한다.A plurality of first rollers 223 are coupled at predetermined intervals along the circumferential direction of the omni-wheel body 221 and rotate in a direction perpendicular to the rotation direction of the shaft of the first motor unit 210.

제2 롤러(225)는 옴니휠 본체(221)의 원주 방향을 따라 이웃하는 두 개의 제1 롤러(223) 사이에 결합되며, 제1 모터부(210)의 축의 회전방향에 수직한 방향으로 회전한다. 제2 롤러(225)는 제1 롤러(223) 보다 작은 직경으로 형성된다.The second roller 225 is coupled between two adjacent first rollers 223 along the circumferential direction of the omni wheel body 221 and rotates in a direction perpendicular to the rotational direction of the axis of the first motor part 210. [ do. The second roller 225 is formed to have a smaller diameter than the first roller 223.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 구조로 형성된 옴니휠(220)은 구(100)의 하부에 수평방향으로 배치된다. 복수의 옴니휠(220)은 소정 간격으로 이격되어 배치된다.As shown in FIG. 8, the omni-wheel 220 having the above-described structure is horizontally disposed at a lower portion of the sphere 100. The plurality of omni wheels 220 are spaced apart from each other by a predetermined distance.

제1 롤러(223) 또는 제2 롤러(225)가 구(100)에 접촉되는 접촉점(B)은 제1 롤러(223) 또는 제2 롤러(225)의 길이방향에 수직인 원형 단면의 중심보다 상부에 위치한다.The contact point B at which the first roller 223 or the second roller 225 contacts the ball 100 is smaller than the center of the circular cross section perpendicular to the longitudinal direction of the first roller 223 or the second roller 225 .

옴니휠의 접촉점(B)과 구의 중심점(C)을 연결한 직선이 옴니휠 회전축에 대한 수직평면(Y)과 이루는 각도는 대략 30도 정도를 이룬다.The angle formed by the straight line connecting the contact point B of the omni wheel and the center point C of the sphere to the vertical plane Y relative to the omni wheel rotational axis is approximately 30 degrees.

도 5에는 상기 접촉점을 이은 접촉경로(P)가 도시된다.5, a contact path P connecting the contact points is shown.

도 7에 도시된 바와 같이, 옴니휠(220)이 구(100)의 상부에 경사진 방향으로 배치된 종전의 볼 구동 로봇의 경우, 옴니휠(220)이 회전하면 구(100)에 구름이동과 지면에 수직한 방향의 회전을 동시에 전달한다.7, when the omnidirectional wheel 220 is rotated in an oblique direction with respect to the upper part of the sphere 100, And transmits the rotation in the direction perpendicular to the paper surface simultaneously.

그러나 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 옴니휠(220)의 경우, 옴니휠(220)이 수평 방향으로 배치되어 옴니휠(220)의 회전은 지면에 수직한 방향의 회전만을 전달하므로, 구(100)가 이동할 때 종전의 볼 구동 로봇에 비해 제1 롤러(223)와 제2 롤러(225)의 회전이 더 많은 역할을 하게 된다.However, as shown in FIG. 8, in the case of the omni wheel 220 according to the present invention, since the omni wheel 220 is disposed in the horizontal direction and the rotation of the omni wheel 220 transmits only the rotation in the direction perpendicular to the ground The rotation of the first roller 223 and the second roller 225 plays a greater role than the conventional ball driving robot when the ball 100 moves.

결국 본 발명의 옴니휠(220)은 종전의 옴니휠(220)에 비해 제1 롤러(223) 및 제 2 롤러(225)의 회전이 보다 많은 빈도로 회전하게 되어, 휠이 균일하게 마모되도록 한다. 즉 제1 및 제2 롤러(225)의 길이 방향의 마모와, 그에 수직한 방향의 마모가 균일하게 이뤄져 향상된 마모 특성을 보여준다.As a result, the omni wheel 220 of the present invention rotates the first roller 223 and the second roller 225 more frequently than the previous omni wheel 220, thereby causing the wheel to wear uniformly . That is, the abrasion in the longitudinal direction of the first and second rollers 225 and the abrasion in a direction perpendicular to the abrasion are uniformly performed, thereby exhibiting improved wear characteristics.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼 구동 로봇의 상부 구조를 도시한 도면이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 볼 구동 로봇의 상부 구조를 도시한 도면이다.FIG. 9 is a view illustrating an upper structure of a ball driving robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a diagram illustrating an upper structure of a ball driving robot according to another embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 볼 구동 로봇(1000)에는 제1 모터부(210) 및 후술하게 될 제2 모터부(620)를 제어하는 제어부(400)가 제공된다.Referring to FIG. 9, the ball driving robot 1000 according to the present invention is provided with a control unit 400 for controlling the first motor unit 210 and a second motor unit 620 to be described later.

제어부(400)는 구(100)가 3 자유도의 운동을 구현할 수 있도록 세 개의 제1 모터부(210)에 대한 최적의 회전 속도를 산출하고, 이를 제1 모터부(210)에 제공한다.The control unit 400 calculates the optimum rotational speed of the three first motor units 210 and provides them to the first motor unit 210 so that the ball 100 can realize three degrees of freedom motion.

이동로봇의 특성상 전원 공급을 위한 배터리(500)가 제공된다.Because of the characteristics of the mobile robot, a battery 500 for power supply is provided.

제어부(400)와 배터리(500)는 제2 테이블(300) 상에 설치된다. 이는 후술하게 될 병렬기구(630)가 탑재되는 제3 테이블(600)과, 제1 모터부(210)가 설치되는 제1 테이블(200)에 하중이 집중되지 않도록 분산 배치하기 위함이다. 이를 통해 각 테이블에 국부적으로 과도한 하중이 부가되는 것을 방지하고, 각 테이블의 강도설계 부담을 줄여준다.The controller 400 and the battery 500 are installed on the second table 300. This is for dispersing and disposing loads on the third table 600 on which the parallel mechanism 630 to be described later is mounted and the first table 200 on which the first motor unit 210 is installed. This prevents locally excessive loads from being added to each table and reduces the design burden on each table.

제2 테이블(300)의 상부에는 제3 테이블(600)이 배치된다. 제3 테이블(600)의 면적은 제2 테이블(300)의 면적 보다 작도록 형성하여 밸런싱 안정성을 향상시키는 것이 바람직하다.A third table 600 is disposed above the second table 300. It is preferable that the area of the third table 600 is smaller than the area of the second table 300 to improve balancing stability.

제3 테이블(600)을 지지하기 위해 제2 지지대(610)가 구비된다. 제2 지지대(610)의 일단은 제2 테이블(300)에 결합되며, 타단은 제3 테이블(600)의 하부에 결합된다. 제2 지지대(610)는 제1 지지대(310)와 동일하게 개수와 배치가 형성될 수 있다.A second support table 610 is provided to support the third table 600. One end of the second support table 610 is coupled to the second table 300 and the other end is coupled to the lower portion of the third table 600. The second supports 610 may be formed in the same number and arrangement as the first supports 310.

본 발명에 따른 볼 구동 로봇(1000)에서는 6 자유도를 구현하기 위해 제3 테이블(600)의 상부에 형성된 병렬기구(630) 및 병렬기구(630)에 회전력을 제공하는 제2 모터부(620) 또는 제3 모터부(도면 미도시)가 제공된다.The ball driving robot 1000 according to the present invention includes a parallel mechanism 630 formed on an upper portion of a third table 600 and a second motor portion 620 providing rotational force to the parallel mechanism 630 in order to realize six degrees of freedom, Or a third motor unit (not shown) is provided.

그러나 상황에 따라서는 병렬기구(630)와 제2 모터부(620) 및 제3 모터부가 제2 테이블(300)의 상부에 형성될 수도 있다.However, depending on the circumstances, the parallel mechanism 630, the second motor unit 620, and the third motor unit may be formed on the upper portion of the second table 300.

병렬기구(630)는, 두 개의 회전 조인트(631)(revolute joint)와 하나의 구형 조인트(637)(spherical joint)로 한 조를 이루거나, 또는 한 개의 회전 조인트(634)와 하나의 직선 조인트(636)(Prismatic joint) 및 하나의 구형 조인트(637)로 한 조를 이루며, 제2 테이블(300) 또는 제3 테이블(600) 상에는 세 조의 병렬기구(630)를 형성하는 것이 바람직하다.The parallel mechanism 630 may be formed as a set of two revolute joints 631 and one spherical joint 634 or one rotating joint 634 and one linear joint 634, A pair of prismatic joints 636 and a single spherical joint 637 and three pairs of parallel mechanisms 630 are preferably formed on the second table 300 or the third table 600.

도 9를 참조하여, 병렬기구(630)가, 두 개의 회전 조인트(631)(revolute joint)와 하나의 구형 조인트(637)(spherical joint)로 한 조를 이루는 경우의 결합관계에 대해 설명한다.Referring to Fig. 9, the coupling relationship in the case where the parallel mechanism 630 forms a pair of two rotary joints 631 (revolute joint) and one spherical joint 637 (spherical joint) will be described.

제1 회전 조인트(633)는 제2 모터부(620)의 축에 결합되며, 제2 모터부(620)의 축을 중심으로 회전운동한다.The first rotary joint 633 is coupled to the shaft of the second motor unit 620 and rotates about the axis of the second motor unit 620.

제2 회전 조인트(635)는 제1 회전 조인트(633)에 결합되며, 제1 회전 조인트(633)와 결합되는 지점을 중심으로 회전운동한다.The second rotary joint 635 is coupled to the first rotary joint 633 and rotates around a point where it is engaged with the first rotary joint 633.

그리고 제2 회전 조인트(635)에 결합되어 전방향 회전이 가능한 구형 조인트(637)가 제공되며, 복수의 구형 조인트(637)에는 플랫폼(640)이 결합된다.And a platform 640 is coupled to the plurality of spherical joints 637. The spherical joint 637 is coupled to the second rotary joint 635 to rotate in the forward direction.

도 11을 참조하여, 병렬기구(630)가, 한 개의 회전 조인트(634)와 하나의 직선 조인트(636)(Prismatic joint) 및 하나의 구형 조인트(637)로 한 조를 이루 경우의 결합관계에 대해 설명한다.11, when the parallel mechanism 630 forms a set of one rotating joint 634 and one linear joint 636 (Prismatic joint) and one spherical joint 637, .

회전 조인트(634)는 제2 테이블 또는 제3 테이블에 일단이 고정되어 회전운동하는 중공부가 형성된 힌지축이다.The rotary joint 634 is a hinge shaft having a hollow portion with one end fixed to the second table or the third table and rotating.

직선 조인트(636)는 힌지축의 내부를 힌지축의 길이방향으로 슬라이딩하는 리니어 액츄에이터이다.The linear joint 636 is a linear actuator that slides the inside of the hinge shaft in the longitudinal direction of the hinge shaft.

제3 모터부(도면 미도시)는 힌지축의 내부에 고정되어, 리니어 액츄에이터가 직선운동하도록 동력을 제공하며, 구형 조인트(637)는 리니어 액츄에이터의 일단에 결합된다.The third motor part (not shown) is fixed inside the hinge shaft to provide power for linear motion of the linear actuator, and the spherical joint 637 is coupled to one end of the linear actuator.

복수의 구형 조인트(637)에는 플랫폼(640)이 결합된다.The platform 640 is coupled to the plurality of spherical joints 637.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 병렬기구(630)의 자유도를 설명하는 도면이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 병렬기구의 자유도를 설명하는 도면이다.FIG. 10 is a view for explaining the degree of freedom of the parallel mechanism 630 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a view for explaining degrees of freedom of the parallel mechanism according to another embodiment of the present invention.

도 10및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 병렬기구(630)를 통해 두 방향의 회전운동과 제3 테이블(600)에 수직한 방향으로의 직선운동을 플랫폼(640)에 제공한다. 결국 플랫폼(640)은 3 자유도로 운동하게 된다.10 and 12, the platform 640 is provided with a rotational motion in two directions and a linear motion in a direction perpendicular to the third table 600 through the parallel mechanism 630 according to the present invention . Eventually, the platform 640 moves with three degrees of freedom.

제3 테이블(600)은 3자유도로 운동하는 제1 테이블(200)과 결합되어 있으며, 플랫폼(640)은 병렬기구(630)에 의해 제3 테이블(600)에 대해 3 자유도로 운동하므로, 결과적으로 플랫폼(640)은 6 자유도로 운동이 가능하다.The third table 600 is coupled to a first table 200 that moves in three degrees of freedom and the platform 640 is moved in three degrees of freedom with respect to the third table 600 by the parallel mechanism 630, So that the platform 640 can move in six degrees of freedom.

제어부(400)는 플랫폼(640)을 원하는 운동모드로 작동시키기 위해 세 개의 제2 모터부(620) 또는 제3 모터부에 대한 최적의 회전속도를 산출하여, 이를 각각의 제2 모터부(620) 또는 제3 모터부에 제공한다.The control unit 400 calculates an optimum rotational speed for the three second motor units 620 or the third motor unit to operate the platform 640 in a desired motion mode and outputs it to each of the second motor units 620 ) Or the third motor section.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

볼 어레스터 10
볼 구동 로봇 1000
구 100
제1 테이블 200
제1 모터부 210
옴니휠 220
옴니휠 본체 221
제1 롤러 223
제2 롤러 225
제2 테이블 300
제1 지지대 310
볼 캐스터 320
제어부 400
배터리 500
제3 테이블 600
제2 지지대 610
제2 모터부 620
병렬기구 630
회전 조인트 631, 634
제1 회전 조인트 633
제2 회전 조인트 635
직선 조인트 636
구형 조인트 637
플랫폼 640
접촉점 B
구의 중심점 C
접촉경로 P
옴니휠의 회전축 X
옴니휠의 회전축에 대한 수직평면 Y
Bore Leicester 10
Ball drive robot 1000
District 100
The first table 200
The first motor unit 210
Omni Wheel 220
Omni Wheel Body 221
The first roller 223
The second roller 225
The second table 300
The first support block 310
Ballcaster 320
The control unit 400
Battery 500
The third table 600
The second support 610
The second motor section 620
Parallel mechanism 630
Rotary joints 631, 634
The first rotary joint 633
The second rotary joint 635
Straight Joint 636
Spherical Joints 637
Platform 640
Contact point B
Center point of the sphere C
Contact path P
The axis of rotation of the omni wheel X
Vertical plane Y against the axis of rotation of the omni wheel

Claims (5)

로봇 몸체를 이루는 구(球);
상기 구를 둘러싸며, 상기 구와 이격되어 수평방향으로 설치되는 제1 테이블;
상기 제1 테이블 상에 설치되어 옴니휠에 회전력을 제공하는 제1 모터부;
수직 방향으로 형성된 상기 제1 모터부의 축에 결합되어 수평방향으로 상기 구에 접촉하면서 회전하도록 설치되는 옴니휠;
상기 구의 상부에 배치되는 제2 테이블;
일단은 상기 제1 테이블에 결합되며, 타단은 상기 제2 테이블에 결합되는 제1 지지대;
상기 제1 모터부를 제어하는 제어부;
상기 제1 모터부와 상기 제어부에 전원을 공급하는 배터리;
상기 제2 테이블의 상부에 배치되는 제3 테이블;
일단은 상기 제2 테이블에 결합되며, 타단은 상기 제3 테이블에 결합되는 제2 지지대;
상기 제2 테이블 또는 상기 제3 테이블에 형성되는 병렬기구;를 포함하며,
상기 옴니휠과 상기 구 사이의 접촉점과 상기 구의 중심점을 연결한 직선이 상기 옴니휠의 회전축에 수직한 평면과 0도 보다 큰 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 볼 구동 로봇
Spheres constituting the robot body;
A first table surrounding the sphere and spaced apart from the sphere and installed in a horizontal direction;
A first motor provided on the first table and providing rotational force to the omni wheel;
An omni wheel coupled to a shaft of the first motor unit formed in a vertical direction and installed to rotate while contacting the sphere in a horizontal direction;
A second table disposed on the sphere;
A first support coupled to the first table at one end and coupled to the second table at the other end;
A control unit for controlling the first motor unit;
A battery for supplying power to the first motor unit and the control unit;
A third table disposed above the second table;
A second support coupled to the second table at one end and coupled to the third table at the other end;
And a parallel mechanism formed on the second table or the third table,
And a straight line connecting a contact point between the omni wheel and the sphere and a center point of the sphere forms an angle larger than zero degrees with a plane perpendicular to the rotation axis of the omni wheel.
제1항에 있어서,
상기 병렬기구에 회전력을 제공하는 제2 모터부;를 더 포함하며,
상기 병렬기구는, 두 개의 회전 조인트(revolute joint) 및 하나의 구형 조인트(spherical joint)로 한 조를 이루고,
상기 제2 테이블 또는 상기 제3 테이블 상에는 세 조의 병렬기구가 형성된 것을 특징으로 하는 볼 구동 로봇
The method according to claim 1,
And a second motor portion for providing rotational force to the parallel mechanism,
The parallel mechanism forms a set of two revolute joints and one spherical joint,
And a third set of parallel mechanisms are formed on the second table or the third table,
제2항에 있어서,
상기 병렬기구는,
상기 제2 모터부의 축에 결합되며, 상기 제2 모터부 축을 중심으로 회전운동하는 제1 회전 조인트;
상기 제1 회전 조인트에 결합되며, 상기 제1 회전 조인트와 결합되는 지점을 중심으로 회전운동하는 제2 회전 조인트;
상기 제2 회전 조인트에 결합된 구형 조인트; 및
상기 구형 조인트에 결합되어 운동하는 플랫폼;을 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 구동 로봇
3. The method of claim 2,
The parallel mechanism includes:
A first rotary joint coupled to a shaft of the second motor unit and rotating about the second motor sub-shaft;
A second rotary joint coupled to the first rotary joint and rotating about a point where the first rotary joint is engaged with the first rotary joint;
A spherical joint coupled to the second rotating joint; And
And a platform coupled to the spherical joint for movement.
제1항에 있어서,
상기 병렬기구에 동력을 제공하는 제3 모터부;를 더 포함하며,
상기 병렬기구는, 한 개의 회전 조인트와 하나의 직선 조인트(Prismatic joint) 및 하나의 구형 조인트로 한 조를 이루며,
상기 제2 테이블 또는 상기 제3 테이블 상에는 세 조의 병렬기구가 형성된 것을 특징으로 하는 볼 구동 로봇
The method according to claim 1,
And a third motor portion for providing power to the parallel mechanism,
The parallel mechanism forms a set of one rotating joint, one prismatic joint and one spherical joint,
And a third set of parallel mechanisms are formed on the second table or the third table,
제4항에 있어서,
상기 회전 조인트는 상기 제2 테이블 또는 제3 테이블에 일단이 고정되며, 중공부가 형성된 힌지축이며,
상기 직선 조인트는 상기 힌지축의 내부를 힌지축의 길이방향으로 슬라이딩 하는 리니어 액츄에이터이고,
상기 제3 모터부는 상기 힌지축의 내부에 고정되어, 상기 리니어 액츄에이터가 직선운동하도록 동력을 제공하며,
상기 구형 조인트는 상기 리니어 액츄에이터의 일단에 결합되며,
상기 구형 조인트에 결합되어 운동하는 플랫폼;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 구동 로봇
5. The method of claim 4,
Wherein the rotary joint is a hinge shaft having one end fixed to the second table or the third table and having a hollow portion,
Wherein the linear joint is a linear actuator that slides the inside of the hinge shaft in the longitudinal direction of the hinge shaft,
The third motor part is fixed inside the hinge shaft to provide power for the linear actuator to linearly move,
Wherein the spherical joint is coupled to one end of the linear actuator,
And a platform coupled to the spherical joint for movement.
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