KR101950654B1

KR101950654B1 - Soft block unit comprising expanding block and bending block

Info

Publication number: KR101950654B1
Application number: KR1020180167641A
Authority: KR
Inventors: 조규진; 이준영; 엄재민
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-02-20
Also published as: JP6620257B1; JP2020099665A

Abstract

According to the present invention, disclosed is a soft driving block unit configured to enable a user to manufacture a soft robot with a combination of basic elements. According to the present invention, the soft driving block unit can comprise an expanding block, a bending block, and a connection pin. The expanding block has a hydraulic and pneumatic chamber and includes a body expanded when being provided with hydraulic and pneumatic pressure. The bending block is connected to the expanding block, and can be connected to the other bending block through a connection groove formed on a side surface. The connection pin has a shape corresponding to a pin hole formed on a floor surface of a connection unit of the expanding block and another pin hole formed on an upper surface at the upper end of the bending block, wherein apertures are formed on an upper surface and a lower surface of the connection pin to form a hydraulic and pneumatic flow path.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a soft drive block unit including an expansion block and a bending block,

본 발명은 소프트 구동 블럭 유닛에 관한 것이며, 보다 상세하게는 기본 요소들의 조합으로 사용자가 소프트 로봇을 제작할 수 있게 하는 소프트 구동 블럭 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a soft drive block unit, and more particularly to a soft drive block unit that allows a user to create a soft robot in combination with basic elements.

소프트 로봇은 기존의 로봇에 사용되는 금속과 같은 단단한 재료 대신 폴리머, 고무와 같은 유연하고 부드러운 재료를 이용해 제작된 로봇을 이야기한다. 소프트 로봇은 주로 유압이나 공압을 로봇의 구조에 인가하여 구조가 마치 풍선처럼 부풀어 오르는 현상을 이용해 움직임을 생성한다. 로봇을 원하는 방향과 형상으로 부풀려 의도한 움직임을 발생시키기 위해서 소프트 로봇은 주로 소재의 특성차이를 이용한다.Soft robots are robots made of flexible and soft materials such as polymers and rubber instead of hard materials like metal used in conventional robots. The soft robot applies the hydraulic pressure or the pneumatic pressure to the structure of the robot to generate the motion using the phenomenon that the structure swells like a balloon. In order to generate the intended motion by inflating the robot in the desired direction and shape, the soft robot mainly uses the difference in the characteristics of the material.

도 12은 종래의 소프트 로봇의 일 예인 소프트 굽힘 구동기의 제작과정을 도시하는 개념도이고, 도 13는 도 12의 방법으로 제작된 소프트 굽힘 구동기의 동작을 도시하는 개념도이다.FIG. 12 is a conceptual diagram showing a manufacturing process of a soft bending actuator, which is an example of a conventional soft robot, and FIG. 13 is a conceptual diagram showing an operation of a soft bending actuator manufactured by the method of FIG.

도 12을 참조하면, 기본적인 소프트 굽힘(bending) 구동기(5)의 제조 과정이 도시되는데, (a)에는 굽힘 구동기(5)의 위와 아래부분(1a, 1b)을 몰드(2a, 2b)를 이용하여 제작하고, (b)에는, 위 부분(1a)을 몰드(2a)에서 떼어내는 과정, (c) 및 (d)에는, 아래 부분(1b)에 접착제(3)를 도포하여 위 부분(1a)에 아래 부분(1b)을 살며시 올려놓는 과정이 도시된다. 또한 (e)에는 굳히는 과정, (f)에는 몰드(2b)를 떼어내는 과정을 도시한다. 12 shows a process of manufacturing a basic soft bending actuator 5 in which the upper and lower portions 1a and 1b of the bending actuator 5 are molded using molds 2a and 2b (B), the upper part 1a is removed from the mold 2a, (c) and (d), the adhesive 3 is applied to the lower part 1b to form the upper part 1a ) Of the lower portion 1b. (E) shows a process of solidifying, and (f) shows a process of removing the mold 2b.

일반적으로, 도 12의 제작 과정에 의한 소프트 굽힘 구동기(5)는 도 13를 참조하면, 로봇의 몸체(A), 구속조건을 인가하는 부분(B) 및 유공압이 인가되어 실질적으로 부풀어 오르게 되는 챔버(C)로 구성된다. 12, the soft bending actuator 5 according to the manufacturing process of FIG. 12 includes a body A of a robot, a portion B for applying a constraining condition, and a chamber B, (C).

현재 대다수의 소프트 로봇은 도 12의 예에서와 같이, 용도와 형상에 맞춰 미리 제작된 주형(mold)에 실리콘이나 우레탄 등의 고분자 화합물을 굳히고, 제작된 가구조체들을 서로 접합하여 최종의 소프트 로봇 또는 소프트 구조체를 제작한다. Most of the soft robots currently have a soft robot such as silicone or urethane which is formed by preliminarily molding a polymer compound such as silicone or urethane in a preformed mold adapted to the purpose and shape, Create a soft structure.

종래의 소프트 로봇 구조체는 소프트 구조체의 일부가 찢어지거나 터지는 등 문제가 발생하였을 때 해당 부분만 교체하기 힘들기에 수리하기가 어렵다는 단점이 있었다. 또한, 한번 제작된 이후에는 형상을 변형시키거나 분해하여 재조립하기 어려워서 로봇 전체 형상을 새롭게 다시 제작해야 하는 문제점이 있었다.The conventional soft robot structure is disadvantageous in that it is difficult to repair only a part of the soft structure when the soft structure is torn or popped. In addition, since the shape is deformed or disassembled and reassembled after being fabricated once, it is difficult to re-assemble the entire shape of the robot.

한편, 소프트 로봇의 개발 과정에서 시제품을 제작할 때, 주형의 제작 및 고분자 화합물을 굳히는 제작 과정에 있어서, 매번 새로운 주형을 제작하여야 하는 문제점이 있었다.On the other hand, when a prototype is manufactured in the process of developing a soft robot, there has been a problem in that a new mold must be manufactured each time in the process of producing the mold and hardening the polymer compound.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0036697호Korean Patent Publication No. 10-2015-0036697

본 명세서는 기본 요소들의 조합으로 사용자가 소프트 로봇을 제작할 수 있게 하는 소프트 구동 블럭 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present disclosure to provide a soft drive block unit that allows a user to produce a soft robot in a combination of basic elements.

본 명세서는 상기 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present specification is not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 따른 소프트 구동 블럭 유닛은 팽창 블럭, 굽힘 블럭 및 연결 핀을 포함할 수 있다. 상기 팽창 블럭은, 내부에 유공압 챔버를 구비하고 내부에 유공압이 제공될 때 팽창되는 바디; 및 상기 바디에 일체로 형성되고, 상기 바디 보다 낮은 신장률을 가지는 소재로 형성되고, 상부면은 다수의 결합 스터드로 구성되고, 바닥면은 다른 조립 요소에 마찰 결합하여 다른 조립요소의 결합 스터드를 수용하기 위해 상응하는 공극으로 구성되고, 상기 바닥면의 중앙에는 상기 연결 핀이 결합되는 핀홀이 형성된 연결부;를 포함할 수 있다. 상기 굽힘 블럭은, 상기 연결부와 같은 면적을 가진 상단부와 상기 상단부보다 작은 단면적을 가진 하단부로 구성되고, 상기 상단부의 상부면은 다수의 결합 스터드로 구성되고, 상기 상부면의 중앙에는 상기 연결 핀이 결합되는 핀홀이 형성되고 상기 하단부의 바닥면은 다른 조립 요소에 마찰 결합하여 다른 조립요소의 결합 스터드를 수용하기 위해 상응하는 공극으로 구성되고, 상기 하단부의 적어도 어느 한 측면에는 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결홈이 형성될 수 있다. 상기 연결 핀은, 상기 팽창 블럭의 연결부 바닥면에 형성된 핀홀 및 상기 굽힘 블럭의 상단부 상부면에 형성된 핀홀에 대응하는 형상이고, 상기 연결 핀의 상부면과 하부면에는 개구가 형성되어 내부에 유공압 유로를 형성할 수 있다.The soft drive block unit according to the present invention for solving the above-mentioned problems may include an expansion block, a bending block, and a connection pin. Wherein the expansion block comprises: a body having a pneumo-hydraulic chamber therein and being inflated when a pneumatic pressure is provided therein; And a bottom surface integrally formed with the body and formed of a material having a lower elongation than the body, the upper surface being composed of a plurality of coupling studs, and the bottom surface being frictionally engaged with another assembly element, And a connection part formed with a pinhole to which the connection pin is coupled is formed at the center of the bottom surface. Wherein the bending block is composed of an upper end portion having the same area as the connecting portion and a lower end portion having a smaller cross-sectional area than the upper end portion, the upper surface of the upper end portion being composed of a plurality of coupling studs, And a bottom surface of the lower end portion is formed of a corresponding air gap to accommodate the coupling studs of other assembling elements by frictional engagement with other assembling elements, and at least one side of the lower end portion is connected to another bending block A connection groove may be formed. The connection pin has a shape corresponding to a pinhole formed on a bottom surface of a connection portion of the expansion block and a pinhole formed on an upper surface of an upper end portion of the bending block, and an opening is formed in an upper surface and a lower surface of the connection pin, Can be formed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 폴리머 또는 고무 재질로 이루어진 중심부; 및 상기 중심부의 양측면에 일체로 형성되고, 상기 굽힘 블럭의 하단부 측면에 형성된 연결홈에 대응하는 형상을 가진 결합부;를 가진 유연체 블럭;을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, And a coupling part formed integrally on both sides of the center part and having a shape corresponding to a coupling groove formed in a lower end side surface of the bending block.

이 경우, 상기 연결홈과 상기 결합부의 억지 끼움 방식으로 상기 유연체 블럭과 상기 굽힘 블럭이 결합될 수 있다.In this case, the flexible block and the bending block can be coupled by the interference fit of the coupling groove and the coupling portion.

나아가, 상기 연결홈은 길이 방향으로 연장되어 상기 굽힘 블럭의 측면을 향하여 개방된 홈이며, 개방된 영역의 양단에 형성되어 상기 개방된 영역의 중심을 향해 돌출된 돌기가 형성되고, 상기 유연체 블럭은 상기 중심부 및 결합부의 중간에 형성되며 상기 돌기의 형상에 대응하는 홈이 형성될 수 있다.Further, the connecting groove may be a groove extending in the longitudinal direction and opened toward the side of the bending block, a protrusion formed at both ends of the opened region to protrude toward the center of the opened region, A groove corresponding to the shape of the protrusion may be formed between the center portion and the engaging portion.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결홈의 내측 표면에는 상기 굽힘 블럭의 내부와 연결된 유공압 홀(이하 '굽힘 블럭의 유공압 홀)이 형성되고, 상기 결합부의 외부면에는 상기 유연체 블럭이 상기 연결홈을 통해 상기 굽힘 블럭과 결합했을 때, 상기 굽힘 블럭의 유공압 홀에 대응하는 위치에 형성된 유공압 홀(이하 '유연체 블럭의 유공압 홀')이 형성되고, 상기 양 결합부에 형성된 유연체 블럭의 유공압 홀로 연결된 유공압 유로를 형성할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the inner surface of the connection groove is formed with a pneumatic / hydraulic hole (hereinafter, referred to as a 'pneumatic / hydraulic hole') connected to the inside of the bending block, (Hereinafter, referred to as " pneumatic pressure hole of a flexible block ") formed at a position corresponding to the pneumatic pressure hole of the bending block when the bending block is coupled with the bending block through the connection groove, A pore-pressure passage connected to the pore-pressure hole.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중심부는 바닥면에 길이 방향으로 형성된 홈을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the center portion may further include a groove formed in the bottom surface in the longitudinal direction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 굽힘 블럭은, 머리 타입, 중간 타입 및 꼬리 타입으로 구분될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the bending block may be classified into a head type, an intermediate type, and a tail type.

상기 머리 타입 굽힘 블럭은 상기 하단부의 어느 한 측면에만 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결부가 형성되고, 상기 연결부의 반대편 측면에는 유공압 호스 연결을 위한 유공압 홀이 형성될 수 있다. 그리고 상기 상단부의 어느 한 측면에만 오목부 또는 돌출부가 더 형성될 수 있다.In the head type bending block, a connecting portion for connecting to another bending block is formed on only one side of the lower end portion, and a pneumatic / hydraulic hole for connecting a pneumatic / hydraulic hose may be formed on the opposite side of the connecting portion. Further, a concave portion or a protrusion portion may be formed on only one side of the upper end portion.

상기 중간 타입 굽힘 블럭은 상기 하단부의 양 측면에 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 상단부의 어느 한 측면에는 오목부가 더 형성되고, 반대 측면에는 돌출부가 더 형성될 수 있다.The middle type bending block may be formed with connecting portions for connecting with other bending blocks on both sides of the lower end portion. Further, a concave portion may be formed on one side of the upper end portion, and a protrusion may be further formed on the opposite side.

상기 꼬리 타입 굽힘 블럭은 상기 하단부의 어느 한 측면에만 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결부가 형성될 수 있다. 그리고 상기 상단부의 어느 한 측면에만 오목부 또는 돌출부가 더 형성될 수 있다.The tail type bending block may have a connecting portion for connecting to another bending block only on one side of the lower end portion. Further, a concave portion or a protrusion portion may be formed on only one side of the upper end portion.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 오목부는 상부에서 바라본 단면의 장변이 굽힘 블럭의 중심에 가까운 사다리꼴이고, 상기 돌출부는 상부에서 바라본 단면의 단변이 굽힘 블럭의 중심에 가까운 사다리꼴일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the concave portion may have a trapezoidal shape with a long side of the cross section as viewed from above and a trapezoid close to the center of the bending block.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 명세서의 일 측면에 따르면, 기존의 소프트 로봇 제조 방식은 사용자가 로봇 형상에 맞춘 몰드 제작, 로봇 특성에 맞는 엘라스토머 굳힘 과정, 굳은 엘라스토머를 서로 접착시키는 과정이 필요하여 사용자가 새로운 소프트 로봇 설계에 따라 매번 위와 같은 제조 과정을 거치는 데에는 상대적으로 많은 시간과 노력이 필요하지만, 본 발명이 제시하는 기술을 활용하면 사용자가 위와 같은 복잡한 과정 없이 손쉽게 소프트 로봇 구조를 제작할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a conventional method for manufacturing a soft robot requires a user to make a mold suitable for a robot shape, an elastomer hardening process suitable for robot characteristics, and a process for bonding a hard elastomer to each other, Although it takes a relatively long time and effort to pass through the above-described manufacturing process every time, the user can easily fabricate the soft robot structure without the complicated process by using the technology proposed by the present invention.

본 명세서의 다른 측면에 따르면, 기존의 유연 엘라스토머 기반의 소프트 로봇은 유연한 소재와 단단한 소재 사이의 연결이 간편하지 않았으며 유연 소재와 고강성 소재의 강성 차이를 극복하기 위한 추가적인 구조가 필요하지만, 본 발명에 의하면 상용 LEGO의 간편하고 단순한 결합 메커니즘을 활용하여 유연 소재 기반의 요소와 고강성 소재 기반의 기계 요소의 결합이 간편하고, 이를 통해 소프트-하드 하이브리드 기계 시스템 제작이 용이할 것으로 예상되며, 이를 통해 기존 기계 시스템의 한계를 극복하는 기계 시스템 제작에 사용될 수 있을 것이다.According to another aspect of the present disclosure, a conventional flexible elastomer-based soft robot is not easily connected between a flexible material and a rigid material, and an additional structure is needed to overcome rigidity differences between a flexible material and a high rigid material. According to the invention, it is expected that it is easy to combine a flexible material-based element with a high-rigidity material-based mechanical element by utilizing a simple and simple coupling mechanism of a commercial LEGO, It can be used to create a mechanical system that overcomes the limitations of existing mechanical systems.

본 명세서의 또 다른 측면에 따르면, 기존 정적인 레고 장난감에 굽힘 동작을 추가함으로서 더욱 다양한 구조 제작이 가능하며, 이를 통해 세계적으로 널리 보급되어 있는 레고를 유아, 청소년, 및 성인을 위한 소프트 로봇, 기계 구조 교육 플랫폼으로 활용 가능하다.According to another aspect of the present invention, it is possible to manufacture a variety of structures by adding a bending operation to existing static LEGO toys, thereby making LEGO widely used in the world widely used for soft robots and machines for infants, It can be used as a structural education platform.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 복수의 소프트 구동 블럭 유닛이 결합된 상태의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 팽창 블럭의 예시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 굽힘 블럭의 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 연결 핀의 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 팽창 블럭, 굽힘 블럭 및 연결 핀이 결합하여 소프트 구동 블럭 유닛을 형성하는 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 유연체 블럭의 예시도이다.
도 9는 상기 유연체 블럭과 상기 굽힘 블럭의 결합 예시도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛으로 만든 소프트 로봇의 예시도이다.
도 12은 종래의 소프트 로봇의 일 예인 소프트 굽힘 구동기의 제작과정을 도시하는 개념도이다.
도 13는 도 12의 방법으로 제작된 소프트 굽힘 구동기의 동작을 도시하는 개념도이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a state where a plurality of soft drive block units according to the present invention are combined.
2 is an illustration of an expansion block according to the present invention.
Figs. 3 to 5 are illustrations of a bending block according to the present invention.
6 is an exemplary view of a connecting pin according to the present invention.
7 is an exemplary view illustrating the combination of the expansion block, the bending block, and the connection pin according to the present invention to form a soft drive block unit.
8 is an exemplary view of a flexible body block according to the present invention.
Fig. 9 is a view showing an example of the combination of the flexible block and the bending block.
10 and 11 are diagrams showing examples of a soft robot made of a soft drive block unit according to the present invention.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing a manufacturing process of a soft bending actuator, which is an example of a conventional soft robot.
13 is a conceptual view showing the operation of the soft bending actuator manufactured by the method of Fig.

본 명세서에 개시된 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서가 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하고, 본 명세서가 속하는 기술 분야의 통상의 기술자(이하 '당업자')에게 본 명세서의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 권리 범위는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Brief Description of the Drawings The advantages and features of the invention disclosed herein and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the description is not limited to the embodiments disclosed herein but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the specific embodiments set forth herein, (Hereinafter " a person skilled in the art ") to fully disclose the scope of this specification, and the scope of the present description is only defined by the scope of the claims.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 명세서의 권리 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the scope of the present disclosure. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms " comprises "and / or" comprising "used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the stated element. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification and "and / or" include each and every combination of one or more of the elements mentioned. Although "first "," second "and the like are used to describe various components, it is needless to say that these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may be the second component within the technical scope of the present invention.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood to one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. In addition, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" And can be used to easily describe a correlation between an element and other elements. Spatially relative terms should be understood in terms of the directions shown in the drawings, including the different directions of components at the time of use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element . Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The components can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 복수의 소프트 구동 블럭 유닛이 결합된 상태의 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view showing a state where a plurality of soft drive block units according to the present invention are combined.

도 1의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛(100)은 서로 연결되어 하나의 소프트 로봇을 구성할 수 있다. 본 명세서에서 소프트 로봇이란 유공압 즉, 유체 또는 공기의 주입에 의해 동작하게 되는 장치를 의미한다. 특히, 도 1의 (b)를 참조하면, 본 명세서에 따른 소프트 로봇은 내부 유공압이 상승할 때 굽힘 동작을 실시할 수 있다. 본 명세서에 따른 소프트 로봇은 복수개의 소프트 구동 블럭 유닛(100)으로 구성되므로, 각 소프트 구동 블럭 유닛(100)에 대해서 이하에서 설명하도록 하겠다.Referring to FIG. 1 (a), the soft drive block unit 100 according to the present invention may be connected to one soft robot. As used herein, a soft robot means a device operated by pouring pressure, that is, by injection of fluid or air. In particular, referring to FIG. 1 (b), the soft robot according to the present specification can perform a bending operation when the internal pore pressure rises. Since the soft robot according to the present specification comprises a plurality of soft drive block units 100, each soft drive block unit 100 will be described below.

본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛(100)은 팽창 블럭(110), 굽힘 블럭(120) 및 연결 핀(130)을 포함할 수 있다.The soft drive block unit 100 according to the present invention may include an expansion block 110, a bending block 120, and a connection pin 130.

도 2는 본 발명에 따른 팽창 블럭의 예시도이다.2 is an illustration of an expansion block according to the present invention.

도 2의 (a)는 팽창 블럭(110)의 상부면이 보이는 사시도이고, 도 2의 (b)는 팽창 블럭(110)의 바닥면이 보이는 사시도이고, 도 2의 (c)는 팽창 블럭(110)의 평면도이고, 도 2의 (d)는 팽창 블럭(110)의 측면도이고, 도 2의 (e)는 팽창 블럭(110)의 저면도이고, 도 2의 (f)는 팽창 블럭(110)의 종단면도이고, 도 2의 (g)는 팽창 블럭(110)의 종단면 사시도이다.2 (b) is a perspective view of the bottom surface of the expansion block 110, and FIG. 2 (c) is an enlarged view of the expansion block 110. FIG. 2 (a) is a perspective view showing an upper surface of the expansion block 110, 2 (d) is a side view of the expansion block 110, FIG. 2 (e) is a bottom view of the expansion block 110, and FIG. 2 (f) is a plan view of the expansion block 110 2 (g) is a vertical cross-sectional perspective view of the expansion block 110. FIG.

도 2를 참조하면, 상기 팽창 블럭(110)은 바디(111) 및 연결부(112)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the expansion block 110 may include a body 111 and a connection portion 112.

상기 바디(111)는 내부에 유공압 챔버(111-1)를 구비하고 내부에 유공압이 제공될 때 팽창될 수 있다. 상기 바디(111)의 재질은 폴리머 또는 고무와 같이 유연하고 부드러운 재료를 이용하여 만들어질 수 있다.The body 111 has a pneumatic pressure chamber 111-1 therein and may expand when the pneumatic pressure is provided therein. The material of the body 111 can be made of a flexible and soft material such as a polymer or rubber.

본 명세서의 일 실시예에 따르면, 상기 바디(111)는 육방체의 형상으로 이루어지고, 상기 바디(111)는 팽창되어서 상기 인접한 다른 소프트 구동 블럭 유닛의 바디를 서로 밀어내어 굽힘 구동을 발생시키는 역할을 할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the body 111 has a hexagonal shape, and the body 111 is expanded to push the bodies of the adjacent soft drive block units to each other to generate bending drive can do.

상기 연결부(112)는 상기 바디(111)에 일체로 형성되고, 상기 바디(111)보다 낮은 신장률을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 바디(111) 내부에 유공압이 제공되어 상기 바디(111)가 팽창될 때, 상기 연결부(112)는 팽창되지 않을 수 있다.The connection portion 112 may be formed integrally with the body 111 and may have a lower elongation than the body 111. [ Accordingly, when the body 111 is expanded by providing a pore pressure in the body 111, the connection part 112 may not be inflated.

또한, 상기 연결부(112)의 상부면은 다수의 결합 스터드(113)로 구성되고, 바닥면은 다른 조립 요소에 마찰 결합하여 다른 조립요소의 결합 스터드를 수용하기 위해 상응하는 공극(114)으로 구성될 수 있다. 상기 결합 스터드(113) 및 공극(114)은 본 발명에 따른 상기 굽힘 블럭(120)과의 결합을 용이하게 할 뿐만 아니라, 종래의 블럭형상의 다른 제품과 결합을 용이하게 하기 위한 구성이다. 일 예로, 종래 기존 블럭형상의 제품으로서 LEGO^®사에서 제작한 블럭이 될 수 있다. 이를 위해 상기 연결부(112)의 크기, 상기 결합 스터드(113)의 모양 및 크기, 상기 공극(114)의 모양 및 크기 등은 상기 LEGO^®사에서 제작한 블럭과 결합이 가능하도록 설계될 수 있다. 이를 위한 상기 결합 스터드(113) 및 공극(114)의 크기 및 모양은 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0029388호에 개시된 내용을 원용한다. 한편, 본 발명에 따른 결합 스터드(113) 및 공극(114)을 크기 및 모양이 상기 LEGO^®사에서 제작한 블럭의 크기 및 모양으로 제한되는 것은 아니다.In addition, the upper surface of the connecting portion 112 is composed of a plurality of engaging studs 113, and the bottom surface is frictionally engaged with other assembling elements to constitute a corresponding air gap 114 to accommodate the engaging studs of other assembling elements. . The coupling stud 113 and the cavity 114 are configured not only to facilitate coupling with the bending block 120 according to the present invention but also to facilitate coupling with other products of a conventional block shape. For example, it may be a block made by LEGO ^® as a conventional block shaped product. For this purpose, the size of the connection part 112, the shape and size of the coupling stud 113, the shape and size of the cavity 114, and the like can be designed to be combined with the block manufactured by LEGO ^® . The size and shape of the coupling stud 113 and the cavity 114 for this purpose are disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2002-0029388. The size and shape of the coupling stud 113 and the cavity 114 according to the present invention are not limited to the size and shape of the block manufactured by LEGO ^® .

상기 연결부(112) 바닥면의 중앙에는 상기 연결 핀(130)이 결합되는 핀홀(115)이 형성될 수 있다. 상기 핀홀(115)에 연결 핀(130)이 결합되는 모습은 이하에서 다시 설명하겠다.A pinhole 115 to which the connection pin 130 is coupled may be formed at the center of the bottom surface of the connection part 112. The connection pin 130 is coupled to the pinhole 115 will be described below.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 굽힘 블럭의 예시도이다.Figs. 3 to 5 are illustrations of a bending block according to the present invention.

본 발명에 따르면, 상기 굽힘 블럭(120)은 머리 타입, 중간 타입 및 꼬리 타입으로 구분될 수 있다. 도 3은 머리 타입 굽힘 블럭, 도 4는 중간 타입 굽힘 블럭, 도 5는 꼬리 타입 굽힘 블럭이다. 도 3 내지 도 5 각각에서 (a)는 굽힘 블럭(120)의 상부면이 보이는 사시도이고, (b)는 굽힘 블럭(120)의 바닥면이 보이는 사시도이고, (c)는 굽힘 블럭(120)의 평면도이고, (d)는 굽힘 블럭(120)의 좌측면도이고, (e)는 굽힘 블럭(120)의 정면도이고, (f)는 굽힘 블럭(120)의 우측면도이고, (g)는 굽힘 블럭(120)의 저면도이다.According to the present invention, the bending block 120 may be classified into a head type, an intermediate type, and a tail type. Fig. 3 is a head type bending block, Fig. 4 is an intermediate type bending block, and Fig. 5 is a tail type bending block. 3B is a perspective view showing a bottom surface of the bending block 120 and FIG. 3C is a perspective view of the bending block 120. FIG. 3B is a perspective view showing the bottom surface of the bending block 120, FIG. (D) is a left side view of the bending block 120, (e) is a front view of the bending block 120, (f) is a right side view of the bending block 120, And is a bottom view of the block 120.

상기 굽힘 블럭(120)은 상기 팽창 블럭(110)의 연결부(112)와 같은 면적을 가진 상단부(121)와 상기 상단부(121)보다 작은 단면적을 가진 하단부(122)로 구성될 수 있다.The bending block 120 may have an upper end 121 having the same area as the connecting portion 112 of the expansion block 110 and a lower end 122 having a smaller cross sectional area than the upper end 121.

상기 상단부(121)의 상부면은 다수의 결합 스터드(123)로 구성되고, 상기 상부면의 중앙에는 상기 연결 핀(130)이 결합되는 핀홀(125)이 형성될 수 있다. 상기 핀홀(125)에 연결 핀(130)이 결합되는 모습은 이하에서 다시 설명하겠다.The upper surface of the upper part 121 may include a plurality of coupling studs 123 and a pinhole 125 may be formed at the center of the upper surface to which the coupling pin 130 is coupled. A state in which the connection pin 130 is coupled to the pinhole 125 will be described below.

상기 하단부(122)의 바닥면은 다른 조립 요소에 마찰 결합하여 다른 조립요소의 결합 스터드를 수용하기 위해 상응하는 공극(124)으로 구성될 수 있다.The bottom surface of the lower end 122 may be configured with a corresponding cavity 124 to frictionally engage other assembly elements to accommodate the coupling studs of other assembly elements.

상기 하단부(122)의 적어도 어느 한 측면에는 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결홈(126)이 형성될 수 있다.At least one side surface of the lower end 122 may have a connection groove 126 for connection with another bending block.

도 6은 본 발명에 따른 연결 핀의 예시도이다.6 is an exemplary view of a connecting pin according to the present invention.

도 6의 (a)는 본 발명에 따른 연결 핀(130)의 사시도이고, 도 6의 (b)는 본 발명에 따른 연결 핀(130)의 평면도이고, 도 6의 (c)는 본 발명에 따른 연결 핀(130)의 정면도이고, 도 6의 (d)는 본 발명에 따른 연결 핀(130)의 측면도이다.6 (a) is a perspective view of a connection pin 130 according to the present invention, FIG. 6 (b) is a plan view of a connection pin 130 according to the present invention, and FIG. 6 (c) FIG. 6 (d) is a side view of the connection pin 130 according to the present invention. FIG.

상기 연결 핀(130)은 상기 팽창 블럭(110)의 연결부(112) 바닥면에 형성된 핀홀(115) 및 상기 굽힘 블럭(120)의 상단부(121) 상부면에 형성된 핀홀(125)에 대응하는 형상일 수 있다.The connection pin 130 has a shape corresponding to the pinhole 115 formed on the bottom surface of the connection part 112 of the expansion block 110 and the pinhole 125 formed on the upper surface of the upper end 121 of the bending block 120. [ Lt; / RTI >

도 7은 본 발명에 따른 팽창 블럭, 굽힘 블럭 및 연결 핀이 결합하여 소프트 구동 블럭 유닛을 형성하는 예시도이다.7 is an exemplary view illustrating the combination of the expansion block, the bending block, and the connection pin according to the present invention to form a soft drive block unit.

도 7의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 3개의 소프트 구동 블럭 유닛이 결합된 모습을 확인할 수 있다. 이해의 편의를 위해 맨 좌측부터 상기 팽창 블럭(110)과 굽힘 블럭(120)이 상기 연결 핀(130)을 통해 결합하기 전, 결합 직전, 결합 후로 나누어 도시되어 있다. 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 도시된 'A'를 따라 절단한 단면도이다. 도 7의 (b)에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 팽창 블럭(110)과 상기 굽힘 블럭(120)은 상기 연결 핀(130)을 통해 결합될 수 있다. 도 6 및 도 7에 도시된 연결 핀(130)은 LEGO®사에서 제작한 1 1/2 M CONNECTING BUSH" (Design ID: 32002 by LEGO Group)이다. 그러나 도 6 및 도 7에 도시된 예시는 발명의 이해를 돕기 위한 예시도이며, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.Referring to FIG. 7 (a), it can be seen that the three soft drive block units according to the present invention are combined. For convenience of understanding, the expansion block 110 and the bending block 120 are shown before, before, and after coupling through the connection pin 130 from the leftmost. 7 (b) is a cross-sectional view taken along the line 'A' shown in FIG. 7 (a). 7 (b), the expansion block 110 and the bending block 120 according to the present invention may be coupled through the connection pin 130. As shown in FIG. The connection pin 130 shown in Figures 6 and 7 is a 1 1/2 M CONNECTING BUSH "(Design ID: 32002 by LEGO Group) manufactured by LEGO (R) Ltd. However, And is not intended to limit the scope of the present invention.

그리고 상기 연결 핀(130)의 상부면과 하부면에는 개구가 형성되어 내부에 유공압 유로를 형성할 수 있다. 도 7의 (c)를 참조하면, 외부에서부터 상기 굽힘 블럭(120)을 통해 유입된 공기가 상기 연결 핀(130)을 통해 상기 팽창 블럭(110)의 유공압 챔버(111-1)로 이동하는 참고 모습이다. 상기 연결 핀(130)은 상기 팽창 블럭(110)과 상기 굽힘 블럭(120)을 연결하는 역할 뿐만 아니라, 공기 또는 유체의 이동 통로 역할도 할 수 있다.An opening is formed in the upper surface and the lower surface of the connection pin 130 to form a pore-pressure passage. Referring to FIG. 7 (c), reference numeral 1001, in which air introduced from the outside through the bending block 120 is moved to the pneumatic pressure chamber 111-1 of the expansion block 110 through the connection pin 130, It is appearance. The connection pin 130 may serve not only to connect the expansion block 110 and the bending block 120 but also to serve as a passage for air or fluid.

본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛(100)은 유연체 블럭(140)을 더 포함할 수 있다.The soft drive block unit 100 according to the present invention may further include a flexible block 140.

도 8은 본 발명에 따른 유연체 블럭의 예시도이다.8 is an exemplary view of a flexible body block according to the present invention.

도 8의 (a)는 본 발명에 따른 유연체 블럭(140)의 상부면이 보이는 사시도이고, 도 8의 (b)는 본 발명에 따른 유연체 블럭(140)의 바닥면이 보이는 사시도이고, 도 8의 (c)는 본 발명에 따른 유연체 블럭(140)의 평면도이고, 도 8의 (d)는 본 발명에 따른 유연체 블럭(140)의 정면도이고, 도 8의 (e)는 본 발명에 따른 유연체 블럭(140)의 측면도이고, 도 8의 (f)는 본 발명에 따른 유연체 블럭(140)의 저면도이다.8 (a) is a perspective view showing the upper surface of the flexible block 140 according to the present invention, FIG. 8 (b) is a perspective view showing a bottom surface of the flexible block 140 according to the present invention, 8 (c) is a plan view of the flexible block 140 according to the present invention, FIG. 8 (d) is a front view of the flexible block 140 according to the present invention, FIG. 8 (f) is a bottom view of the flexible block 140 according to the present invention. FIG. 8 (b) is a side view of the flexible block 140 according to the invention.

본 발명에 따른 유연체 블럭(140)은 중심부(141) 및 결합부(142)를 가질 수 있다.The flexible block 140 according to the present invention may have a central portion 141 and an engaging portion 142.

상기 중심부(141)는 폴리머 또는 고무 재질로 이루어질 수 있다. 상기 중심부(141)의 단면은 짧은 변이 상부에 위치하고 긴 변이 아래에 위치한 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 상기 중심부(141)의 단면이 가진 사다리꼴의 빗변은 상기 굽힘 블럭(120)의 상단부(121)와 하단부(122)의 단면적 차이에 대응하는 길이를 가진다. 즉, 상기 굽힘 블럭(120)의 하단부(122)는 상단부(121)보다 작은 단면적을 가지므로, 이로 인해 상기 굽힘 블럭(120)의 상단부(121) 바로 밑부터 상기 굽힘 블럭(120)의 하단부(122) 가장 밑 부분까지 점차적으로 단면적이 작아질 수 있다. 이로 인해 상기 굽힘 블럭(120)의 측면은 기울어진 형상을 가지며, 상기 중심부(141)의 단면이 가진 사다리꼴의 빗변과 대응하는 기울기를 가질 수 있다.The center portion 141 may be made of a polymer or rubber. The cross section of the center portion 141 may have a trapezoidal shape with short sides located on the upper side and long sides below. The trapezoidal hypotenuse of the cross section of the center portion 141 has a length corresponding to the difference in sectional area between the upper end 121 and the lower end 122 of the bending block 120. That is, since the lower end portion 122 of the bending block 120 has a smaller cross sectional area than the upper end portion 121, the lower end portion 121 of the bending block 120 can be positioned immediately below the upper end 121 of the bending block 120 122) The cross-sectional area can be gradually reduced to the lowest part. Accordingly, the side surface of the bending block 120 may have an inclined shape, and may have a slope corresponding to a trapezoidal hypotenuse of the cross section of the center portion 141.

상기 결합부(142)는 상기 중심부(141)의 양측면에 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 결합부(142) 역시 폴리머 또는 고무 재질로 이루어질 수 있다. 상기 결합부(142)는 상기 굽힘 블럭(120)의 하단부 측면에 형성된 연결홈(126)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 도 8에 도시된 예시에서는 도 3 내지 도 5에 도시된 굽힘 블럭(120)의 연결홈(126)이 원형이므로, 상기 결합부(142) 역시 원형으로 도시되었다. 그러나 상기 결합부(142)의 형상이 반드시 원형으로 제한되는 것은 아니며, 삼각형, 사각형, 정사각형, 오각형, 육각형 등 다양한 기하학적 단면을 가질 수 있다.The coupling portion 142 may be integrally formed on both sides of the center portion 141. Accordingly, the coupling portion 142 may be made of a polymer or a rubber. The coupling portion 142 may have a shape corresponding to the coupling groove 126 formed in the lower end side surface of the bending block 120. In the example shown in FIG. 8, since the coupling groove 126 of the bending block 120 shown in FIGS. 3 to 5 is circular, the coupling portion 142 is also shown in a circular shape. However, the shape of the coupling portion 142 is not necessarily limited to a circular shape, and may have various geometric cross-sections such as a triangle, a square, a square, a pentagon, and a hexagon.

본 발명에 따른 상기 유연체 블럭(140)과 상기 굽힘 블럭(120)은 상기 연결홈(126)과 상기 결합부(142)의 억지 끼움 방식에 의해 결합될 수 있다. 이를 위해 상기 굽힘 블럭(120)의 연결홈(126)의 크기는 상기 유연체 블럭(140)의 결합부(142)보다 약간 작을 수 있다. 상기 유연체 블럭(140)은 폴리머 또는 고무 재질로 이루어질 수 있으므로, 억지 끼움 방식으로 결합 및 해체가 용이할 수 있다.The flexible block 140 and the bending block 120 according to the present invention can be coupled by the interference fit of the coupling groove 126 and the coupling portion 142. [ The coupling groove 126 of the bending block 120 may be slightly smaller than the coupling portion 142 of the flexible block 140. Since the flexible block 140 may be made of a polymer or a rubber material, it can be easily combined and disassembled in a forced fit manner.

도 9는 상기 유연체 블럭과 상기 굽힘 블럭의 결합 예시도이다.Fig. 9 is a view showing an example of the combination of the flexible block and the bending block.

도 9의 (a)를 참조하면, 3개의 굽힘 블럭(120)과 2개의 유연체 블럭(140)을 확인할 수 있다. 상기 3개의 굽힘 블럭(120)은 머리 타입, 중간 타입, 꼬리 타입이다. 도 9의 (b)를 참조하면, 상기 유연체 블럭(140)이 2개의 굽힘 블럭(120) 사이에 결합되어 2개의 굽힘 블럭(120)을 결합시킨 것을 확인할 수 있다. 보다 구체적으로 첫번째 유연체 블럭은 상기 머리 타입 굽힘 블럭과 중간 타입 굽힘 블럭 사이, 두번째 유연체 블럭은 상기 중간 타입 굽힘 블럭과 꼬리 타입 굽힘 블럭 사이에 위치하고 있다. 도면에서는 3개의 굽힘 블럭만 가지고 연결하는 예시를 도시하였으며, 중간 타입 블럭을 추가하여 원하는 길이로 연장할 수 있다. 이 경우, 상기 유연체 블럭은 상기 굽힘 블럭의 총 개수보다 1개 적은 개수가 필요하다. 한편, 도 9에 도시된 굽힘 블럭(120)은 자체 구조 및 유연체 블럭(140)고 결합 구조에 대한 이해의 용이성을 위해 상단부에 스터드가 없는 예시도이다.Referring to FIG. 9 (a), three bending blocks 120 and two flexible blocks 140 can be identified. The three bending blocks 120 are a head type, an intermediate type, and a tail type. Referring to FIG. 9 (b), it can be seen that the flexible body block 140 is coupled between the two bending blocks 120 to couple the two bending blocks 120 together. More specifically, the first flexible block is located between the head type bending block and the intermediate type bending block, and the second flexible block is located between the middle type bending block and the tail type bending block. In the drawing, an example in which only three bending blocks are connected is shown, and a middle type block can be added to extend to a desired length. In this case, the number of the flexible body blocks is required to be one less than the total number of the bending blocks. Meanwhile, the bending block 120 shown in FIG. 9 is an example where there is no stud at the upper end for easy understanding of the self-structure and the flexible block 140 and the high-coupled structure.

나아가, 상기 연결홈(126)과 상기 결합부(142)는 돌기와 홈을 통해 보다 견고하게 결합하고, 가로 방향으로 이탈을 방지할 수 있다.Further, the coupling groove 126 and the engaging portion 142 are more firmly coupled through the protrusions and grooves, and can be prevented from being detached in the lateral direction.

도 3 내지 도 5를 다시 참조하면, 상기 연결홈(126)은 길이 방향으로 연장되어 상기 굽힘 블럭(120)의 측면을 향하여 개방된 홈이며, 개방된 영역의 양단에 형성되어 상기 개방된 영역의 중심을 향해 돌출된 돌기(126-1)가 형성될 수 있다.3 to 5, the connection groove 126 extends in the longitudinal direction and is opened toward the side surface of the bending block 120. The connection groove 126 is formed at both ends of the open region, A protrusion 126-1 protruding toward the center can be formed.

도 8을 다시 참조하면, 상기 유연체 블럭(140)은 상기 중심부(141) 및 결합부(142)의 중간에 형성되며 상기 돌기(126-1)의 형상에 대응하는 홈(144)이 형성될 수 있다.8, the flexible block 140 is formed in the middle of the central portion 141 and the engaging portion 142, and a groove 144 corresponding to the shape of the protrusion 126-1 is formed .

한편, 상기 유연체 블럭(140)은 굽힘 블럭과 굽힘 블럭 사이에 공기 및 유체의 이동 통로 역할을 할 수 있다.Meanwhile, the flexible block 140 may serve as a passage for air and fluid between the bending block and the bending block.

이를 위해 상기 굽힘 블럭(120)의 상기 연결홈(126)의 내측 표면에는 상기 굽힘 블럭(120)의 내부와 연결된 유공압 홀(이하 '굽힘 블럭의 유공압 홀)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 유연체 블럭(140)의 상기 결합부(142)의 외부면에는 상기 유연체 블럭(140)이 상기 연결홈(126)를 통해 상기 굽힘 블럭(120)과 결합했을 때, 상기 굽힘 블럭(120)의 유공압 홀(127)에 대응하는 위치에 형성된 유공압 홀(143, 이하 '유연체 블럭의 유공압 홀')이 형성될 수 있다. 그리고 상기 양 결합부(142)에 형성된 유연체 블럭(140)의 유공압 홀(143)로 연결된 유공압 유로를 형성할 수 있다. 상기 유연체 블럭(140) 내부에 형성된 유공압 유로를 통해 유체 또는 공기가 이동하는 예시는 도 7의 (c)를 참조하면 이해하기 용이하다.For this purpose, the inner surface of the connecting groove 126 of the bending block 120 may be formed with a pneumatic / hydraulic hole connected to the inside of the bending block 120 (hereinafter referred to as a pneumatic / hydraulic hole of a bending block). When the flexible block 140 is coupled to the bending block 120 through the connection groove 126, the bending block 120 may be formed on the outer surface of the coupling portion 142 of the flexible block 140. [ A pore-pressure hole 143 (hereinafter, referred to as a pore-pressure hole of a pore block) formed at a position corresponding to the pore- And a pore-pressure passage connected to the pore-pressure hole 143 of the pore block 140 formed in the engaging portion 142. An example in which fluid or air moves through the pore-pressure passage formed inside the flexible block 140 is easy to understand with reference to FIG. 7 (c).

본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛(100)을 이용하여 소프트 로봇을 만들었을 때, 소프트 로봇의 굽힘 정도는 상기 유연체 블럭(140)이 구부러지는 정도에 연관성이 높다. 따라서, 유연체 블럭(140) 자체의 경도를 다양하게 하여 소프트 로봇의 굽힘 정도를 다양하게 할 수 있다. 또한, 도 8의 (g)에 도시된 예시와 같이, 본 발명에 따른 상기 중심부(141)는 바닥면에 길이 방향으로 형성된 홈(145)을 더 포함할 수 있다. 상기 유연체 블럭(140)의 경도가 동일한 재질로 만들어졌을 때, 상기 홈(145)의 넓이에 의해 상기 유연체 블럭(140)이 굽힘 정도가 달라질 수 있다. 따라서, 사용자의 굽힘 정도에 대한 의도에 따라 상기 홈(145)이 형성된 유연체 블럭(140)을 이용하여 다양한 소프트 로봇을 설계할 수 있다.When a soft robot is manufactured using the soft drive block unit 100 according to the present invention, the degree of bending of the soft robot is highly related to the degree to which the flexible block 140 is bent. Accordingly, it is possible to vary the degree of bending of the soft robot by varying the hardness of the flexible block 140 itself. 8 (g), the center portion 141 according to the present invention may further include a groove 145 formed in the bottom surface in the longitudinal direction. When the hardness of the flexible block 140 is made the same, the degree of bending of the flexible block 140 may be varied by the width of the groove 145. Accordingly, various soft robots can be designed by using the flexible block 140 having the groove 145 according to the intention of the user's degree of bending.

한편 앞서 설명하였듯이, 본 발명에 따른 굽힘 블럭(120)은 머리 타입, 중간 타입 및 꼬리 타입으로 구분될 수 있다.Meanwhile, as described above, the bending block 120 according to the present invention can be classified into a head type, an intermediate type, and a tail type.

도 3을 다시 참조하면, 상기 머리 타입 굽힘 블럭(120-1)은 상기 하단부(122)의 어느 한 측면에만 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결부(112)가 형성될 수 있다. 그리고 상기 머리 타입 굽힘 블럭(120-1)은 상기 연결부(112)의 반대편 측면에는 유공압 호스 연결을 위한 유공압 홀(127-1)이 형성될 수 있다. 도 3에는 우측면에 연결부(112)가 형성되어 있고, 좌측면에 유공압 홀(127-1)이 형성된 예시가 도시되어 있다. 한편, 상기 머리 타입 굽힘 블럭(120-1)에 형성된 유공압 홀(127-1)은 도 7의 (c)에서 가장 왼쪽에 도시된 굽힘 블럭(120) 내부로 공기가 들어오기 위한 구멍이 형성된 것을 참조하면 보다 이해가 용이하다.Referring to FIG. 3 again, the head-type bending block 120-1 may have a connecting portion 112 for connecting to another bending block on only one side of the lower end portion 122. In addition, the head type bending block 120-1 may have a pneumatic / hydraulic hole 127-1 for connecting the pneumatic / hydraulic hose to the opposite side of the connecting portion 112. [ 3 shows an example in which a connecting portion 112 is formed on the right side and a pore-pressure hole 127-1 is formed on the left side. The pneumatic pressure hole 127-1 formed in the head type bending block 120-1 is formed with a hole for introducing air into the bending block 120 shown at the leftmost in FIG. It is easier to understand if you refer to it.

나아가, 상기 머리 타입 굽힘 블럭(120-1)은 상기 상단부(121)의 어느 한 측면에만 오목부 또는 돌출부가 더 형성될 수 있다. 도 3에는 우측면에 오목부(128)가 형성된 예시가 도시되어 있다.Further, the head-type bending block 120-1 may have a concave portion or a protrusion on only one side of the upper portion 121. [ FIG. 3 shows an example in which the recess 128 is formed on the right side.

도 4를 다시 참조하면, 상기 중간 타입 굽힘 블럭(120-2)은 상기 하단부(122)의 양 측면에 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결부(112)가 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4 again, the middle type bending block 120-2 may be formed with connecting portions 112 for connection with other bending blocks on both sides of the lower end portion 122.

나아가, 상기 중간 타입 굽힘 블럭(120-2)은 상단부(121)의 어느 한 측면에는 오목부(128)가 더 형성되고, 반대 측면에는 돌출부(129)가 더 형성될 수 있다. 도 4에는 좌측면에 오목부(128)가 우측면에는 돌출부(129)가 형성된 예시가 도시되어 있다.Further, the middle type bending block 120-2 may have a concave portion 128 on one side of the upper end 121 and a protrusion 129 on the opposite side. FIG. 4 shows an example in which a recessed portion 128 is formed on the left side and a protruding portion 129 is formed on the right side.

도 5를 다시 참조하면, 상기 꼬리 타입 굽힘 블럭(120-3)은 상기 하단부(122)의 어느 한 측면에만 다른 굽힘 블럭과 연결을 위한 연결부(112)가 형성될 수 있다. 도 5에는 우측면에 연결부(112)가 형성된 예시가 도시되어 있다.Referring to FIG. 5 again, the tail type bending block 120-3 may be formed with a connecting portion 112 for connecting to another bending block on only one side of the lower end portion 122. FIG. 5 shows an example in which the connecting portion 112 is formed on the right side.

나아가, 상기 꼬리 타입 굽힘 블럭(120-3)은 상기 상단부(121)의 어느 한 측면에만 오목부 또는 돌출부가 더 형성될 수 있다. 도 5에는 우측면에는 돌출부(129)가 형성된 예시가 도시되어 있다.Further, the tail type bending block 120-3 may have a concave portion or a protrusion on only one side of the upper portion 121. FIG. 5 shows an example in which the protruding portion 129 is formed on the right side.

한편, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 오목부(128)는 상부에서 바라본 단면의 장변이 굽힘 블럭의 중심에 가까운 사다리꼴이고, 상기 돌출부(129)는 상부에서 바라본 단면의 단변이 굽힘 블럭의 중심에 가까운 사다리꼴일 수 있다. 도 11을 참조하면, 상기 오목부(128)와 상기 돌출부(129)가 상호 맞물리는 상태를 확인할 수 있다. 상기 오목부(128)와 상기 돌출부(129)의 맞물림으로 인해 상기 굽힘 블럭(120)은 횡방향 외력에 의해 쉽게 해체되지 않을 수 있다. 또한 상기 팽창 블럭(110) 내부 유공압 챔버(111-1)에 유체 또는 공기의 주입으로 인해 상기 바디(111)가 팽창될 때(도 1의 (b) 참조), 상기 오목부(128) 및 돌출부(129)에 의해 일정한 크기로만 팽창이 가능하게 되며 과도한 팽창을 방지할 수 있다.3 to 5, the concave portion 128 is a trapezoid having a long side closer to the center of the bending block as seen from above, and the protrusion 129 has a short side of the cross- It may be trapezoidal close to the center of the block. Referring to FIG. 11, it can be seen that the concave portion 128 and the protruding portion 129 are engaged with each other. Due to the engagement of the recess 128 and the protrusion 129, the bending block 120 may not be easily disassembled by a lateral external force. When the body 111 is inflated by injection of fluid or air into the pneumatic / hydraulic pressure chamber 111-1 of the expansion block 110 (see FIG. 1 (b)), the concave portion 128 and the protrusion It is possible to expand only by a predetermined size by the elastic member 129 and to prevent excessive expansion.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛으로 만든 소프트 로봇의 예시도이다.10 and 11 are diagrams showing examples of a soft robot made of a soft drive block unit according to the present invention.

도 10을 참조하면, 4개의 소프트 구동 블럭 유닛(100)으로 형성한 소프트 로봇을 확인할 수 있다. 상기 소프트 로봇은 공기압에 의해 굽힘과 펼쳐짐 동작을 하는 말 장남감의 몸체로 활용된 예시이다.Referring to FIG. 10, a soft robot formed of four soft drive block units 100 can be identified. The soft robot is used as a body of a horse toy that performs bending and unfolding operations by air pressure.

도 11을 참조하면, 8개의 소프트 구동 블럭 유닛(100)으로 형성한 소프트 로봇을 확인할 수 있다. 상기 소프트 로봇은 4개의 소프트 구동 블럭 유닛(100)으로 한 쪽의 집게를 형성하고, 외부에서 인가된 유공압에 의해 잡기 동작과 놓기 동작을 하는 집게 부분으로 활용된 예시이다.Referring to FIG. 11, a soft robot formed of eight soft drive block units 100 can be identified. The soft robot forms one gripper with four soft drive block units 100, and is used as a clamping part for gripping and dropping by the externally applied pneumatic pressure.

본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛은 유아, 청소년 및 성인을 대상으로 조립 완구, 과학 교육용 기자재 및 취미용 기계 시스템 개발에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 소프트 구동 블럭 유닛을 기반으로 하는 소프트 로봇은 기존의 LEGO 사의 레고 블럭과 호환성을 가지고 조립 가능하지만, 기존의 LEGO 사에서 제시하는 레고 블럭들과는 차별화되는 새로운 움직임을 발생시킬 수 있다.The soft drive block unit according to the present invention can be used for developing children's toys, adolescents, and adults, and developing toy machines, scientific education equipment, and hobby machine systems. The soft robot based on the soft drive block unit according to the present invention can be assembled with compatibility with the existing LEGO company's LEGO block but can generate a new movement different from the LEGO company's existing LEGO block.

또한 기존의 주조 공정 기반의 소프트 로봇 제조 공정에서 벗어나, 기존의 강체 기반 기계 시스템과 같이 몇 개의 기본 요소들의 조합으로 소프트 로봇을 제작할 수 있게 하여 사용자가 소프트 로봇 시스템을 손쉽게 제작할 수 있도록 한다. 또한 상기 유연체 블럭의 강성을 다양하게 교체하여 동일한 구동 압력에서도 서로 다른 움직임이 발생할 수 있도록 조립 및 재조립이 가능하다.In addition, it is possible to fabricate a soft robot by combining several basic elements like a conventional rigid-based mechanical system, and to allow a user to easily produce a soft robot system. In addition, the rigidity of the flexible block can be variously changed, and assembly and reassembly are possible so that different motions may occur at the same driving pressure.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 명세서의 실시예를 설명하였지만, 본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. You will understand. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

100: 소프트 구동 블럭 유닛
110: 팽창 블럭
111: 바디
111-1: 유공압 챔버
112: 연결부
113: 결합 스터드
114: 공극
115: 핀홀
120: 굽힘 블럭
120-1: 머리 타입 굽힘 블럭
120-2: 중간 타입 굽힘 블럭
120-3: 꼬리 타입 굽힘 블럭
121: 상단부
122: 하단부
123: 결합 스터드
124: 공극
125: 핀홀
126: 연결홈
126-1: 돌기
127: 굽힘 블럭의 유공압 홀
127-1: 유공압 호스 연결을 위한 유공압 홀
128: 오목부
129: 돌출부
130: 연결 핀
130: 연결 핀
140: 유연체 블럭
141: 중심부
142: 결합부
143: 유연체 블럭의 유공압 홀
144: 홈100: Soft drive block unit
110: Expansion block
111: Body
111-1: Pneumo-hydraulic chamber
112:
113: Coupling stud
114: Pore
115: Pinhole
120: Bending block
120-1: Head type bending block
120-2: Medium type bending block
120-3: Tail type bending block
121:
122:
123: Coupling stud
124: Pore
125: Pinhole
126: connection groove
126-1:
127: Pore-pressure hole of bending block
127-1: Pneumo-hydraulic hole for connection of hydraulic pressure hose
128:
129: protrusion
130: connecting pin
130: connecting pin
140: Flexible block
141: center
142:
143: Pneumo-hydraulic hole of the flexible block
144: Home

Claims

A soft drive block unit comprising an expansion block, a bending block and a connecting pin,
The expansion block includes:
A body having a pneumo-hydraulic chamber therein and being inflated when a pneumatic pressure is provided therein; And
Wherein the upper surface is formed of a plurality of engaging studs and the bottom surface is frictionally engaged with another assembling element to receive the engaging studs of the other assembling element, And a connection part formed at the center of the bottom surface with a pin hole to which the connection pin is coupled,
The bending block may include:
An upper end portion having the same area as the connecting portion, and a lower end portion having a smaller cross-sectional area than the upper end portion,
The upper surface of the upper end portion is composed of a plurality of coupling studs, and a pinhole to which the connection pin is coupled is formed at the center of the upper surface
The bottom surface of the lower end portion is frictionally engaged with another assembling element to form a corresponding cavity to accommodate the engaging studs of other assembling elements. At least one side of the lower end portion has a connecting groove for connection with another bending block ,
The connecting pin
The bending block having a shape corresponding to a pinhole formed on a bottom surface of a connection portion of the expansion block and a pinhole formed on an upper surface of an upper end portion of the bending block, and an opening is formed in an upper surface and a lower surface of the connection pin, Block unit.

The method according to claim 1,
A center portion made of a polymer or rubber material; And
And a coupling portion formed integrally on both sides of the center portion and having a shape corresponding to a coupling groove formed in a lower end side surface of the bending block.

The method of claim 2,
And the flexible block is coupled to the bending block by the interference fit of the coupling groove and the coupling portion.

The method of claim 3,
The connecting groove
Wherein the bending block includes a plurality of protrusions formed at both ends of the open area to protrude toward the center of the open area,
The flexible block may include:
And a groove corresponding to the shape of the protrusion is formed in the middle of the center portion and the engaging portion.

The method of claim 2,
The inner surface of the connection groove is formed with a pneumatic / hydraulic hole (hereinafter, referred to as a " pneumatic / hydraulic hole ") connected to the inside of the bending block,
(Hereinafter, referred to as " pneumo-hydraulic hole of a flexible block ") formed at a position corresponding to the pneumo-hydraulic hole of the bending block when the flexible block is engaged with the bending block through the connection groove, Formed,
And a pneumatic pressure passage connected to the pneumatic / hydraulic hole of the flexible block formed in both the engagement portions.

The method of claim 2,
Wherein the center portion further comprises a groove formed in the bottom surface in the longitudinal direction.

The method according to claim 1,
The bending block is divided into a head type, an intermediate type and a tail type.

The method of claim 7,
The head type bending block includes:
Wherein a connection portion for connection with another bending block is formed on only one side of the lower end portion, and a pneumo-hydraulic hole for connecting the hydraulic pressure hose is formed on the opposite side of the connection portion.

The method of claim 8,
Wherein a concave portion or a protrusion is further formed on either side of the upper end portion.

The method of claim 7,
Wherein the intermediate type bending block comprises:
And a connecting portion for connection with another bending block is formed on both side surfaces of the lower end portion.

The method of claim 10,
Wherein a concave portion is further formed on one side of the upper end portion and a protrusion is further formed on the opposite side.

The method of claim 7,
The tail-type bending block includes:
And a connecting portion for connection with another bending block is formed on only one side of the lower end portion.

The method of claim 12,
Wherein a concave portion or a protrusion is further formed on either side of the upper end portion.

The method according to any one of claims 9, 11 and 13,
The concave portion has a trapezoidal shape in which the long side of the cross section viewed from above is close to the center of the bending block,
Wherein the projecting portion is a trapezoid whose short side of the cross section viewed from above is close to the center of the bending block.