KR101936492B1 - The variable wheel - Google Patents

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KR101936492B1
KR101936492B1 KR1020170014548A KR20170014548A KR101936492B1 KR 101936492 B1 KR101936492 B1 KR 101936492B1 KR 1020170014548 A KR1020170014548 A KR 1020170014548A KR 20170014548 A KR20170014548 A KR 20170014548A KR 101936492 B1 KR101936492 B1 KR 101936492B1
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

외부 구동 수단과 연결되는 구동축 부재와, 상기 구동축 부재와 결합되어 회전하는 회전 부재와, 상기 회전 부재에 링크 결합되어 외측방향으로 가변하는 가변 부재와, 접지력 향상을 위해 상기 가변 부재의 외측에 구비되는 접지 부재와, 상기 구동축 부재와 결합되어 상기 가변 부재의 측면을 보호하는 보호 부재를 포함하며, 상기 회전 부재는, 상기 구동축 부재가 관통 결합되는 회전몸체, 제 1 회전플레이트 및 제 2 회전플레이트를 포함하되, 상기 회전몸체 및 제 1 회전플레이트 사이에 제 2 회전플레이트가 배치되고, 상기 가변 부재는, 상기 제 2 회전플레이트에 일단이 연결된 링크와, 상기 링크의 타단에 결합되는 가변날개를 포함하되, 상기 가변날개는 날개회전축을 축으로 하여 일정 각도만큼 외측으로 펼쳐지며, 상기 가변 부재 및 접지 부재에 전달되는 가변력과 바퀴의 회전에 따른 수직항력의 크기 차이에 따라 가변회전하거나 바퀴회전하는 가변형 바퀴를 제공한다.A driving shaft member connected to the external driving means, a rotating member rotating in association with the driving shaft member, a deformable member linked to the rotating member and deforming in an outward direction, And a protective member coupled to the driving shaft member to protect the side surface of the deformable member, wherein the rotating member includes a rotating body through which the driving shaft member is coupled, a first rotating plate, and a second rotating plate A second rotating plate is disposed between the rotating body and the first rotating plate, and the variable member includes a link having one end connected to the second rotating plate and a variable wing coupled to the other end of the link, Wherein the variable vane extends outward at a predetermined angle about a wing rotation axis, A variable wheel or a variable wheel that rotates according to a magnitude of a transmitted force and a vertical drag due to rotation of the wheel is provided.

Description

가변형 바퀴{The variable wheel}The variable wheel

본 발명은 가변형 바퀴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동되는 외부 환경에 따라 구조가 변형되는 가변형 바퀴에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a variable wheel, and more particularly to a variable wheel whose structure is deformed according to an external environment to be driven.

로봇의 기계장치(mechanism)는 기능적 요소로부터 매니퓰레이션(manipulation)과 이동성(mobility)에 관한 것으로 크게 구분할 수 있다. The mechanism of a robot can be roughly divided into functional matters and manipulation and mobility.

로봇의 적용 분야는 산업용뿐만 아니라 방재용, 수중작업용, 우주용, 원자력용과 같은 극한 작업용과 군사용에서까지 이루어지고 있으므로, 이에 필요한 평행주행 장치, 무한궤도 이동체, 경량 저소음 이동체 기술 등 이동성에 대한 기계장치 기술의 개발이 요구되고 있다.Since the application fields of robots are not only for industrial use but also for extreme work such as disaster prevention, underwater work, space use and nuclear power, and also for military use, it is necessary to provide a mechanism for mobility such as a parallel traveling device, a trackless moving vehicle, Development of technology is required.

산업 로봇의 경우 대부분 실내의 산업현장에서 구동하므로 장애물 극복보다는 정밀함을 요구하는 경량 저소음 이동체 기술을 요구한다. 실외 현장에서 구동하는 산업 로봇의 경우 이동이 가능한 지역 내에서 사용자가 조종하는 거대한 바퀴 또는 무한궤도의 바퀴를 사용하는 것이 일반적이며 사용자가 근거리에서 조종하므로, 장애물을 넘기 위한 구성 요소는 필요성이 적다고 볼 수 있다.Most of the industrial robots are driven in indoor industrial fields, requiring lightweight and low noise mobile technology that requires precision rather than overcoming obstacles. In the case of industrial robots running in the outdoor field, it is common to use large wheels or infinite-orbit wheels that are controlled by the user in a movable area. Since the user controls the robot in close proximity, components required to pass obstacles are not needed can see.

그러나 탐사로봇이나 극한 작업용 또는 군사용의 경우 사용자가 직접 조종하기 힘든 영역이 있으며, 이동하는 구간이 평탄한 지역일 가능성이 낮으므로 장애물에 대해 스스로 극복할 수 있는 능력이 구비되어야 한다.However, in the case of an exploration robot, an extreme work or a military use, there is an area where the user can not directly manipulate the robot, and the possibility that the robot is moving in a flat area is low, so that the obstacle must be able to overcome itself.

상기의 문제를 해결하기 위하여 다수의 원형 바퀴 또는 곤충 다리를 모방한 이동 수단을 구비하는 방법들이 있으나, 이는 복잡한 구동과 제어장치를 가져야 하며, 극한 환경에서 구동부 또는 제어장치의 결함이 발생할 경우 이동 자체가 어려운 문제가 야기될 수 있다.In order to solve the above-mentioned problems, there are methods of providing a moving means which imitates a plurality of circular wheels or insect legs. However, it is necessary to have a complicated driving and controlling device. In case of a defect of the driving part or the control device in an extreme environment, Can cause difficult problems.

한국 공개특허 제 10-2016-0041117호(공개일 : 2016. 04. 18.)Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0041117 (Publication date: 2014. 04. 18.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 원형의 형태로 에너지 효율성을 극대화하고, 장애물 극복 시 일시적으로 변형되는 구조를 가지는 가변형 바퀴를 제공하는 것에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a variable wheel having a circular shape and maximizing energy efficiency and being temporarily deformed when an obstacle is overcome.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 외부 구동 수단과 연결되는 구동축 부재와, 상기 구동축 부재와 결합되어 회전하는 회전 부재와, 상기 회전 부재에 링크 결합되어 외측방향으로 가변하는 가변 부재와, 접지력 향상을 위해 상기 가변 부재의 외측에 구비되는 접지 부재와, 상기 구동축 부재와 결합되어 상기 가변 부재의 측면을 보호하는 보호 부재를 포함하며, 상기 회전 부재는, 상기 구동축 부재가 관통 결합되는 회전몸체, 제 1 회전플레이트 및 제 2 회전플레이트를 포함하되, 상기 회전몸체 및 제 1 회전플레이트 사이에 제 2 회전플레이트가 배치되고, 상기 가변 부재는, 상기 제 2 회전플레이트에 일단이 연결된 링크와, 상기 링크의 타단에 결합되는 가변날개를 포함하되, 상기 가변날개는 날개회전축을 축으로 하여 일정 각도만큼 외측으로 펼쳐지며, 상기 가변 부재 및 접지 부재에 전달되는 가변력과 바퀴의 회전에 따른 수직항력의 크기 차이에 따라 가변회전하거나 바퀴회전하는 가변형 바퀴를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus including a driving shaft member connected to an external driving unit, a rotating member rotating in association with the driving shaft member, a deformable member linked to the rotating member, And a protection member coupled to the driving shaft member to protect the side surface of the deformable member, wherein the rotating member includes: a rotating body through which the driving shaft member is inserted and coupled; A first rotating plate and a second rotating plate, wherein a second rotating plate is disposed between the rotating body and the first rotating plate, the variable member includes a link having one end connected to the second rotating plate, And the variable vane is connected to the other end of the variable vane by a predetermined angle Pyeolchyeojimyeo side, there is provided a variable wheel varying rotation or rotate the wheel depending on the size difference between the normal force according to the rotation of the variable force and the wheel is transmitted to said deformable member and the ground member.

상기 링크는, 상기 제 2 회전 플레이트와 원주상 등각도 간격으로 일단이 연결된다.One end of the link is connected to the second rotating plate at an equiangular interval.

상기 가변날개는, 상기 날개 회전축이 위치하는 날개부와, 상기 날개부와 연결되는 지주부로 구성된 복수의 날개판의 결합으로 이루어지되, 상기 접지 부재의 폭에 대응하도록 복수의 날개판이 결합된다.The variable vane is composed of a plurality of vane plates coupled to each other, the vane plate having a wing portion on which the wing rotating shaft is located and a strut portion connected to the wing portion, wherein a plurality of vane plates are coupled to correspond to the width of the grounding member.

상기 지주부의 끝단 길이를 서로 다르게 구성하여 가변회전 시 상기 가변날개는, 지면과 접촉하는 영역이 톱니구조로 형성된다.And the length of the end portions of the support portions are different from each other, so that the variable vane has a saw tooth structure in a region where the variable vane is in contact with the ground during variable rotation.

상기 접지 부재는, 고무 또는 합성수지의 에어리스 구조로 이루어진다.The grounding member is made of an airless structure of rubber or synthetic resin.

상기 접지 부재는, 측면에 기하학적 무늬의 관통구조를 가진다.The grounding member has a geometrical through-hole structure on its side surface.

본 발명에 따른 가변형 바퀴는 험지 이동이나 탐사작업에는 일시적으로 가변형 회전을 수행하는 바퀴의 구조를 가짐으로써 이동성이 높고 구동 에너지 효율을 조절할 수 있는 장점이 있다.The variable wheel according to the present invention has a structure of a wheel that temporarily performs variable rotation in the rough movement or the exploration work, thereby having high mobility and controlling the driving energy efficiency.

도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 보호 부재를 제거한 가변형 바퀴의 결합상태를 나타낸 사시도,
도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 보호 부재를 제거한 가변형 바퀴의 가변상태를 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 분해 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 도 1b의 X를 나타낸 확대도,
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 도 2의 Y를 나타낸 확대도,
도 5a는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 결합상태를 나타낸 도면,
도 5b는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 가변상태를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1A is a perspective view showing a coupled state of a variable-type wheel with a protective member removed according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 1B is a perspective view illustrating a variable state of a variable-type wheel in which a protection member according to a first embodiment of the present invention is removed, FIG.
2 is an exploded perspective view of a variable-type wheel according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an enlarged view showing X in FIG. 1B according to Embodiment 2 of the present invention,
4 is an enlarged view showing Y in Fig. 2 according to the second embodiment of the present invention, Fig.
FIG. 5A is a view showing a coupled state of the variable-type wheels according to the first embodiment of the present invention, FIG.
5B is a view showing a variable state of the variable wheel according to the first embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the length and thickness of layers and regions may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1a는 본 발명의 실시예 1에 따른 보호 부재를 제거한 가변형 바퀴의 결합상태를 나타낸 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 실시예 1에 따른 보호 부재를 제거한 가변형 바퀴의 가변상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 도 1b의 X를 나타낸 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 도 2의 Y를 나타낸 확대도이다.FIG. 1B is a perspective view illustrating a variable state of a variable wheel with a protective member removed according to a first embodiment of the present invention. FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of a variable wheel according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view showing X in FIG. 1B according to a second embodiment of the present invention, 2 is an enlarged view showing Y in Fig.

도 1a 내지 도 4를 참조하면, 상기 가변형 바퀴는 외부 구동 수단과 연결되는 구동축 부재(10)와, 상기 구동축 부재(10)와 결합되어 회전하는 회전 부재(20)와, 상기 회전 부재(20)에 링크 결합되어 외측방향으로 가변하는 가변 부재(30)와, 접지력 향상을 위해 상기 가변 부재(30)의 외측에 구비되는 접지 부재(40)와, 상기 구동축 부재(10)와 결합되어 상기 가변 부재(30)의 측면을 보호하는 보호 부재(50)를 포함하며, 상기 회전 부재(20)는, 상기 구동축 부재(10)가 관통 결합되는 회전몸체(21), 제 1 회전플레이트(25) 및 제 2 회전플레이트(23)를 포함하되, 상기 회전몸체(21) 및 제 1 회전플레이트(25) 사이에 제 2 회전플레이트(23)가 배치되고, 상기 가변 부재(30)는, 상기 제 2 회전플레이트(23)에 일단이 연결된 링크(31)와, 상기 링크(31)의 타단에 결합되는 가변날개(33)를 포함하되, 상기 가변날개(33)는 날개회전축(35)을 축으로 하여 일정 각도만큼 외측으로 펼쳐지며, 상기 가변 부재(30) 및 접지 부재(40)에 전달되는 가변력과 바퀴의 회전에 따른 수직항력의 크기 차이에 따라 가변회전하거나 바퀴회전을 한다.1A through 4, the variable wheel includes a driving shaft member 10 connected to external driving means, a rotating member 20 rotated by being coupled with the driving shaft member 10, A grounding member 40 provided outside the variable member 30 for improving the grounding force and a grounding member 40 connected to the drive shaft member 10 to be connected to the variable member 30, The rotary member 20 includes a rotary body 21 through which the drive shaft member 10 is coupled to the first rotary plate 25 and a protective member 50 for protecting the side surface of the first rotary plate 25, And a second rotating plate 23 is disposed between the rotating body 21 and the first rotating plate 25 and the variable member 30 includes a second rotating plate 23, A link 31 connected at one end to the link 23 and a variable blade 33 coupled at the other end of the link 31 The variable vane 33 is extended outward by a predetermined angle about a wing rotating shaft 35 and is provided with a variable force transmitted to the variable member 30 and the ground member 40 and a vertical force The variable rotation or the wheel rotation is carried out according to the size difference of the wheel.

즉, 상기 가변형 바퀴는 상기 구동축 부재(10), 회전 부재(20), 가변 부재(30), 접지 부재(40), 및 보호 부재(50)로 구성되고, 상기 가변 부재(30) 및 접지 부재(40)는 가변구성단위(A, B, C)를 이루게 되는데, 3개의 가변구성단위(A, B, C)는 상기 회전 몸체(21)를 둘러싸는 구조로 회전 부재(20)과 밀착되어 바퀴의 형상을 구비하며, 상기 가변구성단위(A, B, C)에 전달되는 가변력과 상기 바퀴의 회전으로 인한 수직항력의 크기 차이에 따라 가변회전 또는 바퀴회전을 할 수 있다.That is, the variable wheel is constituted by the driving shaft member 10, the rotary member 20, the variable member 30, the ground member 40, and the protection member 50, and the variable member 30 and the ground member The three variable constituent units A, B and C are in close contact with the rotary member 20 in a structure surrounding the rotary body 21, And a variable rotation or a wheel rotation can be performed according to a magnitude difference between a variable force transmitted to the variable units A, B, and C and a vertical drag due to the rotation of the wheel.

상기 구동축 부재(10)는 외부 구동 수단과 연결이 되어, 상기 회전 부재(20) 및 상기 보호 부재(50)를 관통결합됨으로써, 구동력을 제공할 수 있다.The driving shaft member 10 is connected to the external driving means and is coupled to the rotary member 20 and the protection member 50 to provide a driving force.

상기 구동축 부재(10)와 결합되어 회전하는 회전 부재(20)는 상기 회전몸체(21), 제 1 회전 플레이트(25), 및 제 2 회전 플레이트(23)로 구성된다. The rotating member 20 rotating in conjunction with the driving shaft member 10 is composed of the rotating body 21, the first rotating plate 25, and the second rotating plate 23.

상기 회전몸체(21)는 상기 가변형 바퀴의 폭에 따라 다수 개의 회전 몸체 구성요소가 결합되어 이루어진다. 상기 제 1 회전 플레이트(25)는 상기 회전몸체(21)와 결합하고 상기 구동축 부재(50)이 중심에 관통되어 외측에 위치하고, 상기 회전몸체(21)와 상기 제 1 회전 플레이트(25) 사이에는 제 2 회전 플레이트(23)가 위치한다. 상기 제 1 회전 플레이트(25) 또는 상기 제 2 회전 플레이트(23)는 상기 회전 몸체(21)의 회전력을 지지하고, 상기 가변 부재(30)과 상기 구동축 부재(10)를 연결하는 역할을 수행한다. The rotating body 21 is formed by combining a plurality of rotating body components according to the width of the variable wheel. The first rotating plate 25 is coupled to the rotating body 21 and is positioned on the outer side through the center of the driving shaft member 50. Between the rotating body 21 and the first rotating plate 25, And the second rotating plate 23 is located. The first rotating plate 25 or the second rotating plate 23 supports the rotational force of the rotating body 21 and connects the variable shaft 30 and the driving shaft member 10 .

상기 회전 부재(20)에 링크 결합되어 외측방향으로 가변하는 가변 부재(30)는 링크(31), 가변날개(33), 날개회전축(35)으로 구성된다. The variable member 30 linked to the rotary member 20 and varying in the outward direction is composed of a link 31, a variable blade 33, and a blade rotary shaft 35.

상기 링크(31)는 상기 제 2 회전플레이트(23)에 일단이 연결되되, 상기 제 2 회전 플레이트(23)와 원주상 등각도 간격으로 링크축(31a)을 중심으로 상기 제 2 회전 플레이트(23)와 연결된다. One end of the link 31 is connected to the second rotating plate 23 and the second rotating plate 23 is rotated around the link shaft 31a at a circumferentially equi-angular interval from the second rotating plate 23 ).

상기 링크(31)의 타단에는 가변날개(33)가 연결되되, 상기 링크(31)와 상기 가변 날개(33)는 날개 회전축(35)으로 연결된다. 상기 가변날개(33)는 날개회전축(35)을 축으로 하여 일정 각도만큼 외측으로 펼쳐지며, 이로 인해 가변회전 또는 바퀴회전을 수행할 수 있게 된다. 즉, 상기 링크(31)와 상기 제 2 회전 플레이트(23)를 통해 상기 가변 날개(33)와 상기 회전 부재(20)가 연결되어 회전을 할 수 있게 된다.A variable blade 33 is connected to the other end of the link 31. The link 31 and the variable blade 33 are connected to each other by a blade rotation shaft 35. [ The variable vane 33 is expanded outward by a certain angle about the vane rotation axis 35, thereby enabling variable rotation or wheel rotation. That is, the variable blade 33 and the rotary member 20 are connected through the link 31 and the second rotary plate 23 to rotate.

상기 가변날개(33)는, 상기 날개 회전축(35)이 위치하는 날개부(33a)와 상기 날개부(33a)와 연결되는 지주부(33b)로 구성된 날개판(33p)의 결합으로 이루어지되, 상기 접지 부재(40)의 폭에 대응하도록 다수의 날개판(33p)이 결합된다. 상기 날개판(33p)의 결합은 날개판 결합구(37)를 통해 결합될 수 있다. 상기 날개판 결합구(37)의 단면은 필요에 따라 다각형의 형태를 가질 수 있으며, 잦은 가변에도 상기 날개판(33p)의 결속력을 유지하기 위해 원형의 단면보다는 다각형의 형태를 가지는 것이 바람직하다.The variable vane 33 is formed by coupling a vane plate 33p formed of a vane portion 33a where the vane rotation axis 35 is located and a vane portion 33b connected to the vane portion 33a, And a plurality of blade plates 33p are coupled to correspond to the width of the grounding member 40. [ The coupling of the wing plate 33p can be coupled through the wing plate coupling hole 37. The cross-section of the blade coupling member 37 may have a polygonal shape if necessary, and it may have a polygonal shape rather than a circular cross-sectional shape in order to maintain the binding force of the blade plate 33p.

상기 지주부(33b)는 상기 지주부(33b)의 끝단 길이를 서로 다르게 구성함(33b-1, 33b-2)으로써 가변회전 시 상기 가변 날개(33)의 지면과 접촉하는 영역이 톱니구조로 형성될 수도 있다. 따라서 외부 장애물로 인한 가변회전 시 지면과 접촉하는 영역이 톱니구조로 이루어지므로, 지면과의 지지력이 향상되어 가변회전에 도움을 줄 수 있다.The support portion 33b is formed with different lengths 33b-1 and 33b-2 at the ends of the support portion 33b. The region of the support portion 33b contacting the ground surface of the variable vane 33 during variable rotation is a saw- . Therefore, since the region contacting with the ground during the variable rotation due to the external obstacle is formed of the sawtooth structure, the supporting force with the ground can be improved, thereby helping the variable rotation.

접지력 향상을 위해 상기 가변 부재의 외측에 구비되는 접지 부재(40)는 탈착부(41), 접지부(43) 및 측면부(45)로 구성된다. 상기 측면부(45)는 기하학적 무늬의 관통구조(45a)를 가지며, 상기 접지부(43)는 탄성력을 구비한다. 상기 접지 부재(40)은 고무 또는 합성수지의 에어리스 구조로 이루어진다. 상기 측면부(45)의 관통구조(45a)는 사선무늬 이외에 다각형의 구조를 가질 수 있으며, 이는 접지부(43)가 요구하는 탄성력의 크기에 따라 다양한 구조를 가질 수 있다. The grounding member 40 provided on the outside of the deformable member for improving the grounding force is composed of the attaching / detaching unit 41, the grounding unit 43 and the side surface unit 45. The side surface portion 45 has a through-hole structure 45a having a geometric pattern, and the ground portion 43 has an elastic force. The grounding member 40 is made of an airless structure of rubber or synthetic resin. The through structure 45a of the side portion 45 may have a polygonal structure other than a slant pattern and may have various structures depending on the magnitude of the elastic force required by the ground portion 43. [

상기 가변형 바퀴가 작동하는 환경에 따라 상기 가변형 바퀴는 접지되는 표면의 형태, 즉 상기 접지부(43) 표면의 형태가 다른 접지 부재를 교체한다. 따라서 작동 환경에 대한 변수를 최소화함으로써 상기 가변형 바퀴의 수행 능력을 향상시킬 수 있다. According to the environment in which the variable wheel is operated, the variable wheel changes the shape of the surface to be grounded, that is, the grounding member whose shape of the surface of the grounding unit 43 is different. Therefore, the performance of the variable wheel can be improved by minimizing the variable for the operating environment.

상기 구동축 부재(10)와 결합되어 상기 가변 부재(30)의 측면을 보호하는 보호 부재(50)는 상기 제 1 플레이트(25) 또는 상기 제 2 플레이트(23)와 결합되고 상기 구동축 부재(10)는 그 중심을 관통한다. 상기 보호 부재(50)의 형태는 장착되는 로봇 또는 이동기구의 장착 위치에 따라 도면과 같이 내측과 외측이 서로 다른 형태로 구비될 수 있다. 상기 보호 부재(50)는 가변회전 또는 바퀴회전 시 외부의 위험물 또는 자갈이나 모래와 같은 외부 환경으로부터 상기 가변형 바퀴를 보호하는 역할을 수행한다.The protection member 50 coupled to the driving shaft member 10 and protecting the side surface of the deformable member 30 is coupled to the first plate 25 or the second plate 23, Passes through its center. The shape of the protective member 50 may be different from the inside and the outside depending on the mounting position of the robot or the moving mechanism to be mounted. The protective member 50 protects the variable wheel from an external environment such as a dangerous object or gravel or sand when the variable rotation or the wheel is rotated.

도 5a는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 결합상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 가변상태를 나타낸 도면이다.FIG. 5A is a view showing a combined state of the variable wheels according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a view showing a variable state of the variable wheels according to the first embodiment of the present invention.

도 2, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 가변형 바퀴의 동작과정을 설명하면, 상기 가변형 바퀴는 상기 가변구성단위(A, B, C)에 전달되는 가변력과 상기 바퀴의 회전으로 인한 수직항력의 크기 차이에 따라 가변회전 또는 바퀴회전을 수행한다.Referring to FIGS. 2, 5A and 5B, the operation of the variable wheel according to the first embodiment of the present invention will be described. The variable wheel is divided into a variable power transmitted to the variable units A, B, And performs variable rotation or wheel rotation according to the magnitude of the vertical drag due to the rotation of the wheel.

즉, 상기 회전몸체(21)가 회전하면 상기 가변구성단위(A, B, C)의 링크(31)는 상기 링크축(31a)을 통해 상기 회전몸체(21) 회전력에 의한 가변력을 받게 되고, 상기 가변구성단위(A, B, C)의 링크(31)와 각각 연결된 상기 가변날개(33)는 끌어 당겨지게 된다. 장애물이 없는 경우에는 지표면의 중력과 상기 중력을 떠받치는 지표면간의 수직항력의 저항 때문에 상기 가변형 바퀴의 가변은 일어나지 않고 원형의 바퀴형태로 동작한다. That is, when the rotary body 21 rotates, the link 31 of the variable structural units A, B, and C receives a variable force by the rotational force of the rotary body 21 through the link shaft 31a , The variable vane 33 connected to the link 31 of the variable constituent units A, B and C is pulled. In the absence of an obstacle, the variable wheel is operated in the form of a circular wheel because of the resistance of the vertical drag between the gravity of the ground and the ground surface supporting the gravity.

그러나 상기 가변형 바퀴들이 굴곡이 심한 지표면 또는 돌이나 계단과 같은 장애물의 저항을 받는 경우 상기 가변형 바퀴의 회전은 순간 멈추게 되고, 상기 회전몸체(21)에 가해지는 외부 구동 수단의 토크는 증가하게 된다. 상기 외부 구동장치에서 시작해서 상기 회전몸체(21)를 거쳐 상기 가변구성단위(A, B, C)의 링크(31)를 통해 가해지는 상기 토크로 인한 가변력이 상기 수직항력을 초과하게 되면서, 상기 가변구성단위(A, B, C)가 외부로 펼쳐지게 된다. 상기 가변구성단위(A, B, C)가 펼쳐지게 되면 그순간 정지해 있던 상기 가변형 바퀴는 펼쳐진 상기 가변구성단위(A, B, C)에 의해 일정 높이로 상승하게 되고, 상기 가변구성단위(A, B, C)와 상기 장애물들 간의 접촉면적이 줄어들면서 저항력이 낮아지게 된다. 또한 상기 가변날개의 지주부(33b)의 끝단은 장애물을 누르는 힘을 가짐으로써 장애물을 넘어설 수 있다. However, when the variable wheels are subjected to a resistance of an obstacle such as a ground surface or a stone or a stair with a high degree of bending, the rotation of the variable wheel is stopped instantaneously, and the torque of the external driving means applied to the rotating body 21 increases. The variable force due to the torque applied through the link 31 of the variable structural units A, B, C through the rotating body 21 starting from the external drive unit exceeds the vertical drag, The variable constituent units A, B, and C are unfolded to the outside. When the variable units A, B, and C are unfolded, the variable wheels that have stopped at that moment are lifted to a certain height by the unfolded variable units A, B, and C, and the variable units A , B, C) and the obstacles is reduced and resistance is lowered. Also, the end of the support portion 33b of the variable vane may have a pressing force on the obstacle to overcome the obstacle.

상기 가변형 바퀴는 축소된 접촉면적에 따라 줄어든 저항력 및 상기 가변구성단위(A, B, C)의 넓어진 회전 반경으로 인해 가변회전하며 전진하게 된다. 상기 장애물을 극복하게 되면 상기 가변형 바퀴는 상기 외부 구동 수단과 상기 회전몸체(21)에 의한 가변력보다 수직항력의 힘이 커지게 되고, 상기 가변구성단위(A, B, C)는 상기 수직항력에 의해 상기 회전몸체(21)의 외측에 밀착하면서 다시 원형의 바퀴 형태를 이루게 된다. 따라서 상기 가변형 바퀴는 주위 환경에 따라 가변회전과 바퀴회전을 자율적으로 변경함으로써 이동성이 높고, 구동 에너지 효율 조절이 가능한 효과가 있다. The variable wheel is caused to rotate by variable rotation due to reduced resistance according to the reduced contact area and an enlarged turning radius of the variable structural units A, B, When the obstacle is overcome, the force of the vertical drag is larger than the variable force by the external driving means and the rotating body 21, and the variable constituent units A, B, So as to be in the form of a circular wheel again. Therefore, the variable wheel can change the variable rotation and the wheel rotation autonomously according to the surrounding environment, so that the movable wheel is highly movable and the driving energy efficiency can be controlled.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

10; 구동축 부재, 20; 회전 부재,
21; 회전 몸체, 30; 가변 부재,
31; 링크, 33; 가변 날개,
35; 회전축, 40; 접지 부재,
50; 보호 부재, A, B, C; 가변구성단위10; A drive shaft member, 20; The rotating member,
21; Rotating body, 30; The variable member,
31; Link, 33; Variable wings,
35; Rotating shaft, 40; Grounding member,
50; Protective member, A, B, C; Variable unit

Claims (6)

외부 구동 수단과 연결되는 구동축 부재와,
상기 구동축 부재와 결합되어 회전하는 회전 부재와,
상기 회전 부재에 링크 결합되어 외측방향으로 가변하는 가변 부재와,
접지력 향상을 위해 상기 가변 부재의 외측에 구비되는 접지 부재와,
상기 구동축 부재와 결합되어 상기 가변 부재의 측면을 보호하는 보호 부재를 포함하며,
상기 회전 부재는, 상기 구동축 부재가 관통 결합되는 회전몸체, 제 1 회전플레이트 및 제 2 회전플레이트를 포함하되, 상기 회전몸체 및 제 1 회전플레이트 사이에 제 2 회전플레이트가 배치되고,
상기 가변 부재는, 상기 제 2 회전플레이트에 일단이 연결된 링크와, 상기 링크의 타단에 결합되는 가변날개를 포함하되,
상기 가변날개는, 날개회전축을 축으로 하여 일정 각도만큼 외측으로 펼쳐지며, 상기 날개 회전축이 위치하는 날개부와, 상기 날개부와 연결되는 지주부로 구성된 복수의 날개판의 결합으로 이루어지되, 상기 접지 부재의 폭에 대응하도록 복수의 날개판이 결합되고 상기 지주부의 끝단 길이를 서로 다르게 구성하여 가변회전 시 상기 가변날개는 지면과 접촉하는 영역이 톱니구조로 형성되고,
상기 가변 부재 및 접지 부재에 전달되는 가변력과 바퀴의 회전에 따른 수직항력의 크기 차이에 따라 가변회전하거나 바퀴회전하는 가변형 바퀴.A driving shaft member connected to the external driving means,
A rotating member coupled to the driving shaft member and rotating,
A variable member that is linked to the rotating member and that changes in an outward direction,
A ground member provided outside the deformable member for improving the grounding force,
And a protective member coupled to the drive shaft member to protect the side surface of the deformable member,
Wherein the rotating member includes a rotating body through which the driving shaft member is inserted, a first rotating plate, and a second rotating plate, a second rotating plate is disposed between the rotating body and the first rotating plate,
Wherein the variable member includes a link having one end connected to the second rotating plate and a variable wing coupled to the other end of the link,
Wherein the variable vane is formed by coupling a plurality of vane plates, each vane plate having a wing portion on which the vane rotation axis is located and a support portion connected to the vane portion, A plurality of vane plates are coupled to each other to correspond to a width of the variable vane and a length of an end of each of the variable vane units is different from each other,
And a variable force transmitted to the variable member and the ground member, and a vertical drag force caused by the rotation of the wheel. 제 1 항에 있어서,
상기 링크는, 상기 제 2 회전 플레이트와 원주상 등각도 간격으로 일단이 연결되는 가변형 바퀴.The method according to claim 1,
And the link is connected at one end to the second rotating plate at an equiangular interval. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 접지 부재는, 고무 또는 합성수지의 에어리스 구조로 이루어진 가변형 바퀴. The method according to claim 1,
Wherein the grounding member comprises an airless structure of rubber or synthetic resin. 제 5 항에 있어서,
상기 접지 부재는, 측면에 기하학적 무늬의 관통구조를 가지는 가변형 바퀴.6. The method of claim 5,
Wherein the grounding member has a geometrical through-hole structure on a side surface thereof.
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