KR102018677B1

KR102018677B1 - 물고기 로봇

Info

Publication number: KR102018677B1
Application number: KR1020190049028A
Authority: KR
Inventors: 정경철; 오용주; 김지훈
Original assignee: (주)아이로
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-09-05

Abstract

기계적 연결 구조, 및 전기 신호 및 전원 연결 구조를 개선하여 각 모듈(블록)의 침수 발생시 다른 모듈에 수분이 전달되지 않도록 하는 물고기 로봇을 제시한다. 제시된 물고기 로봇은 전원 및 신호 전달을 위한 접점 PCB를 포함하는 메인 몸통 모듈, 및 메인 몸통 모듈의 후부에 상호 별개로 좌우 회전가능하게 일렬로 결합된 다수의 관절 모듈을 포함한다. 다수의 관절 모듈의 각각은 고정되게 내장된 서보모터, 서보모터의 하부에 설치되어 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축, 다수의 접점핀이 형성된 커넥터, 및 커넥터의 하면에 밀착결합되되 일단이 서보모터와 연결된 커넥터 PCB를 포함한다.

Description

물고기 로봇{Fish robot}

본 발명은 물고기 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메인 몸통부 및 다수의 관절부가 각기 모듈화되어 서로 연결된 물고기 로봇에 관한 것이다.

종래에, 복수개의 회전몸통편이 각각 독립적으로 축회전할 수 있도록 하는 물고기 로봇(대한민국 등록특허 제10-1268239호 참조)이 제안되었다.

상술한 대한민국 등록특허 제10-1268239호의 물고기 로봇은 도 1에서와 같이, 몸통부(400) 및 꼬리부(500)를 포함한다. 몸통부(400)는 내부 수용공간이 마련된 제어편(410), 및 제어편(410)과 이격배치되고 내부 수용공간이 형성된 적어도 하나의 회전몸통편(420; 420a, 420b)을 구비한다.

여기서, 회전몸통편(420)의 수용공간에는 회전몸통편(420)과 결합된 회동부(600), 및 회동부(600)와 결합된 회전축을 갖는 서보모터(100)가 설치되는데, 회동부(600) 및 서보모터(100)는 동일한 세로회전축 상에 상호결합된다. 서보모터(100)의 회전력에 의해 회동부(600)가 회전되고, 회동부(600)의 회전에 연동되어 각각의 회전몸통편(420a, 420b)이 각각 축회전을 한다.

또한, 도 2에서와 같이 회동부(600)의 내부에는 중공(610) 형상의 중심축(605)이 회동부와 연동되지 않도록 이격 배치되고, 회전몸통편의 서보모터(100)에 접속되는 배선부(200)는 중심축(605)의 중공(610)을 통해 연결된다.

즉, 상술한 종래의 물고기 로봇은 회동부(600)가 서보모터(100)의 상부에 설치되되 중심축(605)의 내부에 중공(610)을 두어 전선이 지나가도록 하고, 제어편(410)에서의 신호와 전원을 각각의 회전몸통편(420a, 420b)에 전달하고 있다.

이러한 종래의 구조는 물고기 로봇 내부로 물이 유입되는 경우 종공(610)을 통하여 다른 곳으로 물이 유입되는 단점이 있다.

또한, 이러한 종래의 구조는 중공(610)의 배선 공간을 이용하여 전선이 전체적으로 연결되어야 하므로 배선을 위한 구조가 어렵고, 조립 생산성을 저하시키는 원인이 된다.

또한, 배선부(200)는 회동부(600)와 동일축에 위치하게 되므로 회동부(600)가 회전시 서보모터(100)의 배선이 지속적으로 간섭을 받게 되어 작동중 전선의 피복이 손상된다. 이로 인해, 전기적 누전 등이 발생되어 제어편(410)과 서보모터(100)를 손상시키는 문제점이 있다.

그리고, 회동부(600)와 서보모터(100)의 틈에 전선이 끼여서 회동부(600) 및 서보모터(100)의 회전에 방해가 되는 문제가 발생된다. 이는 서보모터(100)의 제어를 위한 토크에도 영향을 미치므로, 정확한 제어가 어려워지는 문제점을 야기한다.

한편, 고장 또는 침수로 수리를 하는 경우 배선으로 전체가 연결이 되어 있어서 어느 한 부분의 수리로 끝나는 것이 아니라 전체를 분해해야만 하는 수리의 어려움이 생기는 문제점을 가지고 있다.

선행기술 1 : 대한민국 등록특허 제10-1744642호(물고기 로봇) 선행기술 2 : 대한민국 등록특허 제10-1576117호(생체 모방 물고기의 구동 및 제어 방법과 생체 모방 물고기) 선행기술 3 : 대한민국 등록특허 제10-1268239호(물고기 로봇 및 물고기 로봇 충전기)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 기계적 연결 구조, 및 전기 신호 및 전원 연결 구조를 개선하여 각 모듈(블록)의 침수 발생시 다른 모듈에 수분이 전달되지 않도록 하는 물고기 로봇을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 물고기 로봇은, 수중 유영 운동을 위해, 전원 또는 제어 신호 전달을 수행하는 포함하는 메인 몸통 모듈; 및 상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상기 제어 신호에 따라 상호 별개로 좌우 회전가능하게 연속적으로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터; 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축; 상기 관절 모듈의 상기 출력 가동축의 고정 배치방향과는 상이한 위치에 형성되며, 이웃한 다른 모듈의 커넥터가 삽입되어 회전가능하게 밀착 체결되도록 수용 공간을 형성하는 연결 축; 및 상기 연결 축을 통해 상기 커넥터와 접점 연결되어, 상기 서보모터로 메인 몸통 모듈의 전원 또는 제어 신호를 전달하는 커넥터 회로부;를 포함한다.

상기 다수의 관절 모듈은, 상기 서보모터가 내장되는 박스부, 및 상기 박스부의 개구부를 덮는 커버부를 포함하되, 상기 서보모터의 좌측부 및 우측부에는 브라켓이 설치되고, 상기 브라켓은 상기 박스부의 내측면에 형성시킨 제 1 돌출부와 제 2 돌출부 사이 및 상기 커버부의 내측면에 형성시킨 제 3 돌출부 및 제 4 돌출부의 사이에 끼워져서 상기 서보모터가 고정되게 설치될 수 있다.

상기 박스부와 상기 커버부 사이에는 제 1 씰링부재가 설치될 수 있다.

상기 제 1 씰링부재는 오링일 수 있다.

상기 출력 가동축의 일단은 상기 서보모터의 회전축과 연결되고, 상기 출력 가동축의 타단은 이웃한 모듈에 고정되게 연결되되, 상기 출력 가동축은 상하로 서로 이격되게 설치된 제 1 베어링에 끼워지고, 상기 제 1 베어링 사이에는 제 1 립씰이 삽입결합될 수 있다.

상기 다수의 관절 모듈은 제 1 관절 모듈 및 제 2 관절 모듈을 포함하고, 상기 제 1 관절 모듈의 출력 가동축의 타단은 해당 제 1 관절 모듈의 하부를 관통하여 링크에 고정되어 이웃한 모듈인 상기 메인 몸통 모듈의 후부 하측에 연결될 수 있다.

상기 다수의 관절 모듈은 제 1 관절 모듈 및 제 2 관절 모듈을 포함하고, 상기 제 2 관절 모듈의 출력 가동축의 타단은 해당 제 2 관절 모듈의 하부를 관통하여 링크에 고정되어 이웃한 모듈인 상기 제 1 관절 모듈의 후부 하측에 연결될 수 있다.

상기 다수의 관절 모듈에는 제 2 베어링 및 제 2 립씰이 설치되고, 상기 커넥터는 상기 다수의 접점핀이 상방향으로 노출되게 상기 제 2 베어링 및 제 2 립씰에 끼워지고, 상기 커넥터의 외주면은 상기 제 2 베어링 및 상기 제 2 립씰의 내주면과는 일정 간격 이격될 수 있다.

상기 다수의 관절 모듈은 제 1 관절 모듈 및 제 2 관절 모듈을 포함하고, 상기 제 1 관절 모듈은 케이블 통과공이 추가로 형성되되, 상기 케이블 통과공은 일단이 해당 제 1 관절 모듈내의 커넥터 PCB에 접속되고 타단은 상기 메인 몸통 모듈의 접점 PCB에 접속된 PCB 케이블을 통과시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 실시양태에 따른 물고기 로봇은, 전원 및 신호 전달을 위한 접점 PCB를 포함하는 메인 몸통 모듈; 및 상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상호 별개로 좌우 회전가능하게 일렬로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터; 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축; 및 일단이 상기 서보모터와 연결된 커넥터 PCB;를 포함하고, 상기 커넥터 PCB에는 다수의 접점핀이 상향돌출되게 설치되고, 상기 다수의 접점핀에 대향되는 상기 메인 몸통 모듈의 해당 부위에는 중공의 축이 하향 돌출설치되되, 상기 접점 PCB가 상기 축의 상부 개구부를 덮고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각이 상기 메인 몸통 모듈과 결합하는 경우 상기 다수의 접점핀이 상기 접점 PCB에 접속한다.

상기 다수의 접점핀의 중간부에는 탄성체가 개재될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 또다른 실시양태에 따른 물고기 로봇은, 전원 및 신호 전달을 위한 접점 PCB를 포함하는 메인 몸통 모듈; 및 상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상호 별개로 좌우 회전가능하게 일렬로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터; 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축; 및 일단이 상기 서보모터와 연결된 커넥터 PCB;를 포함하고, 상기 커넥터 PCB의 상면에는 암커넥터가 설치되되, 상기 암커넥터의 내주면에는 다수의 암단자 접점이 세로로 형성되고, 상기 암커넥터에 대향되는 상기 메인 몸통 모듈의 해당 부위에는 중공의 축이 하향 돌출설치되되, 상기 접점 PCB가 상기 축의 상부 개구부를 덮고, 상기 접점 PCB의 하면에는 상기 암커넥터와 전기적으로 접속되는 숫커넥터가 설치되되, 상기 숫커넥터는 세로로 형성된 다수의 숫단자 접점을 포함하고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각이 상기 메인 몸통 모듈과 결합하는 경우 상기 암커넥터가 상기 축에 끼워지면서 상기 숫커넥터와 결합한다.

한편, 본 발명의 바람직한 또다른 실시양태에 따른 물고기 로봇은, 전원 및 신호 전달을 위한 접점 PCB를 포함하는 메인 몸통 모듈; 및 상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상호 별개로 좌우 회전가능하게 일렬로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터; 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축; 및 일단이 상기 서보모터와 연결된 커넥터 PCB;를 포함하고, 상기 커넥터 PCB의 상면에는 암커넥터가 설치되되, 상기 암커넥터의 내주면에는 다수의 암단자 접점이 세로로 형성되고, 상기 접점 PCB의 하면에는 상기 암커넥터와 전기적으로 접속되는 숫커넥터가 설치되고, 상기 숫커넥터에는 다수의 숫단자 접점이 세로로 형성되고, 상기 다수의 암단자 접점은 상기 다수의 숫단자 접점에 대향되고, 상기 다수의 암단자 접점은 상기 숫커넥터와 암커넥터간의 결합 및 결합해체에 따라 가로방향으로 움직인다.

상기 숫단자 접점에 대향되는 상기 암단자 점점의 일측면에는 반원호 형상으로 라운드진 볼록부가 형성될 수 있다.

상기 다수의 숫단자 접점 중에서 제일 하측의 숫단자 접점은 라운드지게 형성될 수 있다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 립씰 및 오링 이외로 접점 PCB가 메인 몸통 모듈에 형성된 축의 상부 개구부에 밀착되고, 커넥터 PCB가 축의 하부 개구부에 밀착되므로, 각각의 모듈별로 방수 효율을 극대화시킬 수 있다. 그에 따라, 침수시 해당 모듈만 침수가 일어나도록 하고 수리도 해당 모듈만 쉽게 분리 교체할 수 있다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 복수개의 회전몸통편이 각각 독립적으로 축회전할 수 있도록 하는 물고기 로봇을 제공함에 있어서, 출력 가동축에 중공을 만들지 않고 또한 출력 가동축을 서보모터의 하부에 연결하므로써, 전선을 출력 가동축에 삽입시킬 필요가 없어 간섭 및 방해요인이 제거되며, 배선 구조가 종래에 비해 간편하고 조립 생산성이 높아진다.

또한, 출력 가동축의 고정방향과 전선 배선은 상호 간섭되지 않도록 위치하여, 간섭이 발생되지 않아 서보모터의 작동중에 전선의 피복이 손상되는 문제가 발생하지 않고, 서보모터의 불필요한 토크 발생으로 인한 제어오류를 방지할 수 있다. 특히, 출력 가동축과 전선은 서로 전혀 무관하게 위치할 수 있어, 전선 배선이 서보모터의 회전에 전혀 방해가 되지 않게 된다.

도 1은 종래의 물고기 로봇의 측단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 서보모터에 결합된 회동부, 립씰(Lip-Seal) 및 배선부를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물고기 로봇의 측단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제 2 관절 모듈부의 확대도이다.
도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 모듈간 연결/분리 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예의 모듈간 연결/분리 구조의 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예의 모듈간 연결/분리 구조의 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예의 모듈간 연결/분리 구조의 제 3 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 물고기 로봇의 측단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 제 2 관절 모듈부의 확대도이고, 도 5 및 도 6은 도 3에 도시된 모듈간 연결 구조를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 물고기 로봇은, 수중에서 물고기 형상으로 잠수 또는 부상하면서 사인곡선형(Sinusoidal)의 유영 운동을 하는 로봇으로써, 제어부가 구비되는 메인 몸통부와, 제 1 관절 모듈(16), 및 제 2 관절 모듈(18)을 포함하며, 상기 제 1 관절부(16) 및 제 2 관절부(18)는 각각 모듈화되어 상기 메인 몸통부에 연속적으로 결합 형성될 수 있다.

메인 몸통부는 머리쪽에 형성되어 그 커버에는 물고기의 눈과 입과 아가미 등이 표현될 수 있으며, 센서부(10), 하부에 형성된 전원부(12), 상부에 형성된 제어부(14), 및 제어부(14)의 후부 상측에 설치된 공간부(20)를 포함할 수 있고, 부력의 발생 또는 저감을 제어하여 부력을 조절하는 부레부를 더 포함할 수도 있다.

센서부(10)는 주변에 위치한 장애물을 검출하기 위한 하나 이상의 센서 모듈을 구비할 수 있으며, 적외선 센서 등이 예시되어 장애물을 센싱할 수 있고, 제어부(14)는 센싱된 신호를 전달받아 유영방향, 유영 속도 등을 검출하여 물고기 로봇의 동작 제어를 수행할 수 있다.

전원부(12)는 물고기 로봇의 동작을 위한 각 모듈들의 전원 공급을 수행하며, 예를 들어 센서부(10), 제어부(14), 제 1 관절 모듈(16), 및 제 2 관절 모듈(18)에 전원을 공급하여, 물고기 로봇의 유영운동을 위한 전원을 공급할 수 있다.

제어부(14)는 해당 물고기 로봇의 장애물 센싱 및 미리 설정된 범위 내에서의 수중 유영 동작이 가능하도록 제어한다.

또한, 제어부(14)에는 접점 PCB 및 위치 고정용 연결 축에 연결된다. 여기서, 접점 PCB 및 위치 고정용 연결 축은 공간부(20)에도 그대로 채용되므로, 제어부(14)와 연결된 접점 PCB 및 위치 고정용 연결 축에 대한 설명은 공간부(20)에서의 접점 PCB(78) 및 위치 고정용 연결 축(80)의 설명으로 갈음하는 것으로 한다.

제 1 관절부(16) 및 제 2 관절부(18)는 물고기 로봇의 유영 동작이 가능하도록 회전력을 제어하는 하나 이상의 구동모터 및 그 회전축이 구비될 수 있으며, 메인 몸통부와 연속적으로 체결되고 이후 꼬리부(50)가 결합되어 물고기 로봇의 전체적인 몸통 형상을 나타낼 수 있다. 특히, 각 관절부(16, 18)에는 회전 가능하게 고정된 회동부가 구비되며, 회동부는 구동모터에 체결되어 구동모터의 회전에 따라 고속 또는 저속, 큰 각도 또는 작은 각도 등과 같은 여러 조건으로 움직이게 된다.

이를 위해, 제 1 관절 모듈(16)은 메인 몸통 모듈과 별도의 회동 가능한 연결 부재에 의해 회전 가능하게 체결되어, 좌우 회전가능하게 결합될 수 있다. 물론, 제 1 관절부(16)는 연결 부재의 분리에 의해 메인 몸통부로부터 분리도 가능하다.

제 2 관절 모듈(18)은 제 1 관절부(16)와 별도의 회동 가능한 연결 부재에 의해 좌우 회전가능하게 결합되되 제 1 관절 모듈(16)의 후측에서 제 1 관절 모듈(16)과는 독립적으로 회전할 수 있다. 물론, 제 2 관절 모듈(18) 또한 분리도 가능하도록 체결될 수 있다.

제 2 관절부(18)의 후단에는 꼬리부(50)가 연결될 수 있으며, 꼬리부(50)는 제 1 관절부(16) 및 제 2 관절부(18)의 구동에 의한 회전력을 최종적으로 전달받아 좌우 유연운동을 제공하고, 이에 따라 물고기 로봇이 물속을 나아갈 수 있게 한다.

따라서, 꼬리부(50)는 유연성이 있는 플라스틱으로 제작될 수 있고, 필요에 따라서는 적절한 대체 재료가 사용될 수 있다.

공간부(20)는 제 1 관절 모듈(16)과 제 2 관절 모듈(18) 각각의 전기 배선을 제공하는 공간으로서, 제 1 관절 모듈(16)과 제 2 관절 모듈(18)의 상부를 커버하도록 구비될 수 있고, 상기 전기 배선은 접점 PCB에 의해 전원 및 전기 신호를 전달할 수 있도록 구비되는 바, 이를 위해 공간부(20)에는 접점 PCB(78) 및 위치 고정용 연결 축(80)이 형성될 수 있다.

접점 PCB(78)에는 다수의 접점이 형성되고, 접점 PCB(78)의 일측면에는 PCB 케이블(84)이 연결된다.

위치 고정용 연결 축(80)은 원통형의 홀 형상으로 형성될 수 있다. 축(80)은 공간부(20)의 구멍에 세로로 압입설치되되, 축(80)의 상단면은 접점 PCB(78)의 다수의 접점이 형성된 면과 접촉하고, 축(80)의 하부는 공간부(20)에서 하방향으로 돌출된다. 여기서, 축(80)의 내경은 접점 PCB(78)의 다수의 접점을 모두 감쌀 수 있을 정도의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 그에 따라, 축(80)의 상단면이 접점 PCB(78)에 접촉하였을 경우 축(80)이 접점 PCB(78)의 모든 접점을 충분히 감쌀 수 있다.

따라서, 축(80)은 제 2 관절 모듈(18)의 커넥터의 접점이 접점 PCB(78)의 다수의 접점과 쉽게 접속할 수 있도록 위치를 잡아주는 역할을 하므로 위치 고정 및 회전 연결용이라고 할 수 있다.

이에 따라 결합된 제 1 관절 모듈(16)과 제 2 관절 모듈(18)에는 종래와 같이 별도의 중공이 구비된 회동부를 결합시키지 않게 구성되고, 회동부의 축 방향인 하단과는 상이한 방향인 상단의 공간부(20)를 통해 PCB 접점 연결될 수 있으며, 이는 전선 끼임 또는 토크 저하를 방지하면서도 그 결합 구성은 용이하게 구성할 수 있다. 또한, 별도의 회전축 결합이 필요하지 않으므로, 공간부(20)와 결합된 부분에 대한 방수 처리도 용이하게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 물고기 로봇은 크게 3개의 부분으로 모듈화되어 있다고 설명될 수 있다. 예를 들어, 메인 몸통 모듈(센서부(10), 전원부(12), 제어부(14), 공간부(20)를 포함), 제 1 관절 모듈(16), 및 제 2 관절 모듈(18)로 각각 모듈화될 수 있는데, 이들이 하나로 조립되거나 3개의 모듈로 분해될 수 있다.

상술한 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 물고기 로봇은 크게 3개의 부분으로 모듈화된다고 예시하였으나, 필요에 따라서는 메인 몸통부 또는 각 관절 모듈들을 더욱 모듈화하여 3개 이상의 모듈들이 연속적으로 연결되는 형태로 분해되도록 구성하여도 무방하다.

한편, 커넥터 PCB(86)와 PCB 케이블(84)은 커넥터 회로부를 구성하는 구성 요소일 수 있으며, 하나의 커넥터 회로부로 통칭될 수 있다.

이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 물고기 로봇은 수중 유영 운동을 위해, 전원 또는 제어 신호 전달을 수행하는 포함하는 메인 몸통 모듈 및 상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상기 제어 신호에 따라 상호 별개로 좌우 회전가능하게 연속적으로 결합된 다수의 관절 모듈(16, 18)을 포함하고, 상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터, 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축, 상기 관절 모듈의 상기 출력 가동축의 고정 배치방향과는 상이한 위치에 형성되며, 이웃한 다른 모듈의 커넥터가 삽입되어 회전가능하게 밀착 체결되도록 수용 공간을 형성하는 연결 축 및 상기 연결 축을 통해 상기 커넥터와 접점 연결되어, 상기 서보모터로 메인 몸통 모듈의 전원 또는 제어 신호를 전달하는 커넥터 회로부를 포함한다고 설명될 수 있다.

여기서, 상기 커넥터는 상기 접점부의 전원 또는 신호 전달을 위한 하나 이상의 접점 핀을 구비하고, 상기 연결 축은 상기 커넥터의 삽입에 따라 상기 커넥터 회로부의 PCB와 상기 하나 이상의 접점 핀이 전기적으로 연결되도록 접속되는 하나 이상의 접점 단자를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 3에서, 미설명 부호 82는 제 2 관절 모듈(18)의 출력 가동축(60)을 고정시키기 위한 링크이다. 링크(82)는 제 1 관절 모듈(16)의 하부 후단에 볼트 등으로 체결될 수 있다.

물론, 도 3에서 제 1 관절 모듈(16)내의 출력 가동축의 하단부가 삽입되는 부분에 대해 별도로 표시하지 않았지만, 이 부분도 앞서 설명한 링크(82)와 마찬가지로 링크라고 할 수 있다. 표시하지 않은 링크(즉, 제 1 관절 모듈(16)내의 출력 가동축의 하단부가 삽입되는 부분)는 메인 몸통 모듈의 하부 후단에 볼트 등으로 체결될 수 있다.

한편, 도 3에서, 제 1 관절 모듈(16)의 구성은 제 2 관절 모듈(18)의 구성과 거의 유사하다. 다만 차이나는 것은 제 1 관절 모듈(16)에는 PCB 케이블(84)이 통과할 수 있는 케이블 통과공(16a)이 추가로 형성되었다는 점이 차이난다.

PCB 케이블(84)의 일단은 제 1 관절 모듈(16)내의 커넥터 PCB(86)에 접속되고 타단은 공간부(20)의 접점 PCB(78)에 접속된다.

즉, 제 1 관절 모듈(16)의 경우에는 후단의 제 2 관절 모듈(16)에게로 모터 전원 및 제어 신호선을 제공해야 되는데, 이를 충족시키기 위해 제 1 관절 모듈(16)에 모터 전원 및 제어 신호선이 케이블화된 PCB 케이블(84)이 통과할 수 있도록 하는 케이블 통과공(16a)을 형성시켰다.

도 3에서는 제 1 관절 모듈(16)의 구성요소에 대한 참조부호를 별도로 표시하지 않았는데, 제 1 관절 모듈(16)의 구성은 제 2 관절 모듈(18)과 거의 동일하므로 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여한 것으로 보고 이해하면 된다.

도 3에서는 메인 몸통 모듈과 제 1 관절 모듈(16)이 조립되어 있고 제 2 관절 모듈(18)이 조립되지 않은 상태를 도시하고 있으나, 제 2 관절 모듈(18)도 메인 몸통 모듈과 조립될 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면, 제 2 관절 모듈(18)은 서보모터(56)가 내장되는 박스부(52), 및 박스부(52)의 일측 개구부를 덮는 커버부(54)를 포함한다.

한편, 서보모터(56)의 좌측부 및 우측부에는 브라켓(58)이 각각 설치된다. 그에 따라, 서보모터(56)의 우측부에 설치된 브라켓(58)은 박스부(52)의 내측면에 형성된 돌출부(52a, 52b) 사이에 고정되게 끼워지고, 서보모터(56)의 좌측부에 설치된 브라켓(58)은 커버부(54)의 내측면에 형성된 돌출부(54a, 54b) 사이에 고정되게 끼워진다. 결국, 브라켓(58)은 서보모터(56)를 제 2 관절 모듈(18)의 내부에 고정시킨다.

그리고, 박스부(52)와 커버부(54) 사이에는 씰링(sealing)을 위한 오링(54c)이 끼워진다. 이를 위해, 커버부(54)의 내측면에는 오링(54c)이 끼워질 수 있는 오링홈(도시 생략)이 형성되고, 그에 대향되는 박스부(52)의 일면(개구부가 형성된 면)에도 오링(54c)이 끼워질 수 있는 오링홈(도시 생략)이 형성된다. 여기서, 오링(54c)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 1 씰링부재의 일 예가 될 수 있다.

특히, 출력 가동축(60)이 서보모터(56)의 하부의 커플링(62)을 매개로 세로방향으로 서보모터(56)에 연결된다. 즉, 서보모터(56)의 내부 회전축이 커플링(62)을 매개로 출력 가동축(60)과 연결된다. 여기서, 출력 가동축(60)과 커플링(62)은 일체로 구성되는 것이 아니라 상호 조립 및 분해가 가능하다. 출력 가동축(60)은 서보모터(56)의 회전력을 제 2 관절 모듈(18)의 몸통(즉, 박스부(52) 및 커버부(54)를 포함)에게로 전달한다. 출력 가동축(60)의 하부 끝단부는 제 2 관절 모듈(18)의 하부(즉, 박스부(52)의 하부)를 관통하여 제 1 관절 모듈(16)의 후부 하측(즉, 링크(82))에 고정되게 삽입된다. 그에 따라, 서보모터(56)가 구동되면 출력 가동축(60)은 위치가 고정된 상태에서 서보모터(56)만이 좌우 회전을 하게 된다. 이러한 서보모터(56)의 좌우 회전에 의해 제 2 관절 모듈(18)이 좌우 회전을 하게 된다.

여기서, 출력 가동축(60)의 외주면에는 상하로 상호 이격된 베어링(64)이 결합되고, 상호 이격된 베어링(64) 사이에는 방수를 위해 링 형상의 립씰(leap-Seal)(66)이 삽입결합된다. 이와 같이 립씰(66)로 인해 해당 부위에 대한 밀봉효과가 높게 된다. 베어링(64)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 1 베어링의 일 예가 될 수 있고, 립씰(66)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 1 립씰의 일 예가 될 수 있다.

실질적으로, 베어링(64) 및 립씰(66)은 해당 제 2 관절 모듈(18)의 박스부(52)의 저면에 압입설치되고, 출력 가동축(60)이 베어링(64) 및 립씰(66)의 구멍에 끼워지는 형태이다. 이때, 베어링(64) 및 립씰(66)의 내경은 동일하고, 출력 가동축(60)의 외경은 베어링(64) 및 립씰(66)의 내경 보다 조금 작은 정도이면 된다. 즉, 바람직하게는 출력 가동축(60)의 외경은 출력 가동축(60)이 베어링(64) 및 립씰(66)의 구멍에서 헐겁지 않게 고정될 정도일 수 있다.

립씰(66)은 내주면을 따라 돌출 형성된 환형 연질 블레이드가 적어도 하나가 구비되며, 립씰(66)의 외주면에는 홈이 형성되고, 홈 내부에 압축링이 안착결합되는 형태이다. 압축링이 립씰(66) 자체를 내측으로 가압하면 환형 연질 블레이드가 출력 가동축(60)에 밀착되어 누수를 방지하게 된다. 결국, 립씰(66)은 출력 가동축(60)을 압착하여 방수가 가능하게 된다.

그리고, 제 2 관절 모듈(18)의 몸통(예컨대, 박스부(44))의 상부에는 베어링(72) 및 링 형상의 립씰(leap-Seal)(74)이 고정되게 압입설치되고, 상면에 다수의 전원 및 신호용 접점핀(70)이 형성된 커넥터(68)가 베어링(72) 및 립씰(74)의 구멍에 끼워진다. 이때, 커넥터(68)의 다수의 접점핀(70)은 접점 PCB(78)의 다수의 접점과 접촉할 수 있을 정도의 길이를 갖는다. 또한, 다수의 접점핀(70)은 상호 동일한 길이를 가질 것이다. 그리고, 커넥터(68)의 하면은 서보모터(56)에 연결된 커넥터 PCB(86)와 연결된다. 이때, 베어링(72) 및 립씰(74)의 내경은 동일하고, 커넥터(68)의 외경은 베어링(72) 및 립씰(74)의 내경보다 작다.

특히, 커넥터(68)가 축(80)에 삽입되어 커넥터(68)의 다수의 접점핀(70)이 접점 PCB(78)에 접촉되기 위해서는, 커넥터(68)의 외주면은 베어링(72) 및 립씰(74)의 내주면과는 일정 간격(예컨대, 축(80)의 두께보다는 조금 큰 정도) 이격되어 있어야 한다. 이와 같이 하여야, 커넥터(68)와 축(80) 간의 결합 및 분리가 용이하게 된다.

립씰(74)은 내주면을 따라 돌출 형성된 환형 연질 블레이드가 적어도 하나가 구비되며, 립씰(74)의 외주면에는 홈이 형성되고, 홈 내부에 압축링이 안착결합되는 형태이다. 압축링이 립씰(74) 자체를 내측으로 가압하면 환형 연질 블레이드가 축(80)에 밀착되어 누수를 방지하게 된다. 결국, 립씰(74)은 축(80)을 압착하여 방수가 가능하게 된다.

베어링(72)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 2 베어링의 일 예가 될 수 있고, 립씰(74)은 본 발명의 청구범위에 기재된 제 2 립씰의 일 예가 될 수 있다.

한편, 커넥터 PCB(86)과 립씰(74) 사이에는 방수를 위해 오링(76)이 삽입결합된다. 이와 같이 오링(76)으로 인해 해당 부위에 대한 밀봉효과가 높게 된다.

한편, 제 1 관절 모듈(16)의 구성에 대해서는 구체적으로 설명하지 않았으나, 제 1 관절 모듈(16)의 구성은 제 2 관절 모듈(18)의 구성과 거의 유사하므로, 제 2 관절 모듈(18)에 대한 구체적인 설명으로 갈음할 수 있다.

그리고, 제 1 관절 모듈(16)의 경우, 제 1 관절 모듈(16)의 출력 가동축(60)의 하부 끝단부가 제 1 관절 모듈(16)의 하부(즉, 박스부(52)의 하부)를 관통하여 메인 몸통 모듈의 후부 하측(즉, 링크)에 고정되게 삽입되므로, 제 1 관절 모듈(16)내의 서보모터(56)가 구동되면 제 1 관절 모듈(16)의 출력 가동축(60)은 좌우 회전을 하지 않고 제 1 관절 모듈(16)내의 서보모터(56)만이 좌우 회전을 하게 된다. 이러한 서보모터(56)의 좌우 회전에 의해 제 1 관절 모듈(16)이 좌우 회전을 하게 된다.

한편, 도 5 및 도 6을 참조하면 모듈간 연결/분리 구조를 쉽게 확인할 수 있다. 즉, 도 5에서와 같이 제 1 관절 모듈(16) 또는 제 2 관절 모듈(18)의 커넥터(68)를 메인 몸통 모듈의 축(80)에 삽입시킨다.

커넥터(68)를 메인 몸통 모듈의 축(80)에 완전히 삽입시키게 되면 도 6에서와 같이 커넥터(68)의 다수의 접점핀(70)이 축(80)과 연결된 접점 PCB(78)에 접촉하게 되는데, 보다 구체적으로는 커넥터(68)의 다수의 접점핀(70)이 접점 PCB(78)의 접점(78a)과 접촉하게 된다.

또한, 모듈간 분리를 원하는 경우에는 상호 끼움결합되어 있는 커넥터(68)와 축(80)을 외압을 가하여 분리하게 되면 모듈간 분리가 이루어진다.

예를 들어, 상기의 연결/분리 구조가 메인 몸통 모듈과 제 1 관절 모듈(16) 간에 이루어지는 구조라면 메인 몸통 모듈내의 제어부(14)에 설치된 접점 PCB(78) 및 제 1 관절 모듈(16)내의 커넥터 PCB(86)가 커넥터(68)를 통해 서로 연결된다. 그에 따라, 제 1 관절 모듈(16)내의 서보모터(56)는 전원부(12)로부터의 모터 전원 및 제어 신호를 공급받을 수 있게 된다.

한편, 상기의 연결/분리 구조가 메인 몸통 모듈과 제 2 관절 모듈(18) 간에 이루어지는 구조라면 즉, 제 1 관절 모듈(16)이 메인 몸통 모듈과 조립된 이후에 제 2 관절 모듈(18)이 조립된 경우라면 메인 몸통 모듈내의 공간부(20)에 설치된 접점 PCB(78) 및 제 2 관절 모듈(18)내의 커넥터 PCB(86)가 커넥터(68)를 통해 서로 연결된다. 그에 따라, 제 2 관절 모듈(18)내의 서보모터(56)는 제 1 관절 모듈(16)의 커넥터 PCB(86)를 매개로 모터 전원 및 제어 신호를 공급받을 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예를 종래와 비교하여 보면 다음과 같은 차이 및 효과가 있다.

도 3 내지 도 6을 보면 알 수 있듯이, 립씰(66, 74) 및 오링(54c, 76) 이외로 접점 PCB(78)가 축(80)의 상부 개구부에 밀착되고, 커넥터 PCB(86)가 축(80)의 하부 개구부에 밀착되므로, 각각의 모듈별로 방수 효율을 극대화시켰다. 그에 따라, 침수시 해당 모듈만 침수가 일어나도록 하고 수리도 해당 모듈만 쉽게 분리 교체할 수 있다.

또한, 종래에는 도 1 및 도 2에서와 같이 회동부(600)가 서보모터(100)의 상부에 설치되되 회동부(600)의 중심축(605)에 중공(610)을 두어 전선이 지나가도록 하였는데, 본 발명의 실시예에서는 출력 가동축(60)에 중공을 만들지 않고, 또한 출력 가동축(60)을 서보모터(56)의 하부에 연결하였다. 이로 인해, 전선을 출력 가동축(60)에 삽입시킬 필요가 없으므로 배선 구조가 종래에 비해 간편하고 조립 생산성이 높아진다.

또한, 종래에는 회동부(600)가 회전시 서보모터(100)의 배선이 지속적으로 간섭이 되어 작동중 전선의 피복이 손상되는 등의 문제가 발생되었으나, 본 발명의 실시예에서는 출력 가동축(60)과 전선은 서로 전혀 무관하게 위치하게 된다. 이로 인해, 본 발명의 실시예에서는 간섭이 발생되지 않아서 서보모터(56)의 작동중에 전선의 피복이 손상되는 문제가 발생하지 않고, 서보모터(56)의 불필요한 손상을 방지할 수 있다.

한편, 종래에는 회동부(600)의 회동시 회동부(600)와 서보모터(100)의 틈에 전선이 끼임으로 인해 회동부(600) 및 서보모터(100)의 회전에 방해가 되는 문제가 발생하였으나, 본 발명의 실시예에서는 출력 가동축(60)과 전선은 서로 전혀 무관하게 위치하게 되므로 전선이 서보모터(56)의 회전에 전혀 방해가 되지 않는다.

도 7은 본 발명의 실시예의 모듈간 연결/분리 구조의 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 본 발명의 실시예의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하였다.

제 1 변형예의 구조를 본 발명의 실시예(예컨대, 도 5 및 도 6 참조)와 비교하여 보면, 제 1 변형예는 커넥터(68)가 접점핀(88)을 구비하는 실시 예라고 할 수 있다.

즉, 앞서 설명한 본 발명의 실시예는 별도의 커넥터(68)에 다수의 전원 및 신호용 접점핀(70)을 압입설치하였으나, 제 1 변형예에서는 소정 길이의 다수의 전원 및 신호용 접점핀(88)이 직접 커넥터(68)의 역할을 한다고 볼 수 있다.

다시 말해서, 커넥터(68)의 역할을 하는 소정 길이의 다수의 전원 및 신호용 접점핀(88)이 커넥터 PCB(86)에 수직하게 압입설치되고, 다수의 접점핀(88)의 일단이 접점 PCB(78)의 접점(78a)에 접촉하게 된다. 그리고, 다수의 접점핀(88)의 중간부에는 탄성체(90; 예컨대, 스프링)가 개재된다. 탄성체(90)는 중공의 축(80)의 내부에서 다수의 접점핀(88)이 휘어짐없이 커넥터 PCB(86)와 접점 PCB(78)의 접점(78a) 간의 접촉이 유지되도록 도와준다.

물론, 메인 몸통 모듈(예컨대, 공간부(20))의 축(80)이 삽입되는 제 2 관절 모듈(18)의 박스부(52)에는 베어링(72) 및 립씰(74)이 설치된다.

상술한 제 1 변형예는 메인 몸통 모듈의 공간부(20)와 제 2 관절 모듈(18)간의 연결/분리 구조를 예를 들어 설명하고 있지만, 이러한 제 1 변형예는 메인 몸통 모듈의 제어부(14)와 제 1 관절 모듈(16)간의 연결/분리 구조에도 그대로 적용가능하다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예의 모듈간 연결/분리 구조의 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8 및 도 9에서 본 발명의 실시예의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하였다.

제 2 변형예는 숫커넥터(92) 및 암커넥터(94)의 결합 구조를 이용하여 모듈간을 연결/분리시킨다는 점이 상술한 본 발명의 실시예 및 제 1 변형예와 차이난다.

즉, 제 2 변형예는 다수의 숫단자 접점(92a)이 세로로 일렬로 형성되어 하방향을 향하도록 된 숫커넥터(92)가 축(80)의 상부 개구부를 덮고 있는 접점 PCB(78)에 연결된다. 이때, 다수의 숫단자 접점(92a) 사이에는 숫단자 접점간의 절연을 위해 절연체(92b)가 개재된다. 다수의 숫단자 접점(92a) 및 절연체(92b)는 축(80)의 내측면과는 이격됨이 바람직하다.

또한, 제 2 관절 모듈(18)의 박스부(52)의 커넥터 PCB(86)의 상면에 접촉되어 상방향으로 돌출되게 형성된 암커넥터(94)의 내주면에는 다수의 암단자 접점(94a)이 상호 이격되게 세로로 형성된다.

그에 따라, 도 8에서와 같이 숫커넥터(92)와 암커넥터(94)를 상호 결합시키게 되면 도 9에서와 같이 숫커넥터(92)가 암커넥터(94)에 끼워지게 되고, 그로 인해 숫단자 점점(92a)과 암단자 접점(94a)이 상호 접촉하게 된다.

상술한 제 2 변형예는 메인 몸통 모듈의 공간부(20)와 제 2 관절 모듈(18)간의 연결/분리 구조를 예를 들어 설명하고 있지만, 이러한 제 2 변형예는 메인 몸통 모듈의 제어부(14)와 제 1 관절 모듈(16)간의 연결/분리 구조에도 그대로 적용가능하다.

도 10은 본 발명의 실시예의 모듈간 연결 구조의 제 3 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서 제 2 변형예의 구성요소와 동일한 구성요소에 대해서는 참조부호를 동일하게 부여하였다.

제 3 변형예는 상술한 제 2 변형예와 비교하여 보면 연결 축(80)이 별도 구비되는 것이 아니라 커넥터 연결로 구현되며, 암단자 접점의 형태에서 차이난다.

즉, 제 3 변형예는 다수의 숫단자 접점(92a)이 세로로 일렬로 형성되어 하방향을 향하도록 된 숫커넥터(92)가 메인 몸통 모듈(예컨대, 공간부(20))의 구멍을 덮는 접점 PCB(78)의 하면에 연결된다. 이때, 메인 몸통 모듈에는(예컨대, 공간부(20))에는 별도의 축 구성(80)이 필요없으며, 연결 축(80)은 암커넥터(96)에 의해 형성될 수 있다.

또한, 제 2 관절 모듈(18)에 설치된 커넥터 PCB(86)의 상면에는 암커넥터(96)가 상방향을 향하도록 설치된다. 이때, 암커넥터(96)의 내주면에는 다수의 암단자 접점(98)이 상호 이격되게 세로로 형성되되, 각각의 암단자 접점(98)은 가로방향으로 소정 거리 전진 및 후진이 가능하게 구성되어, 접점력을 높일 수 있는 탄성체(98a ; 스프링)를 구비할 수 있다. 탄성체(98a)는 숫단자 접점(92a)을 둘러싸는 접점 위치마다 각각 구비된 암단자 접점(98) 내측에 구비될 수 있다. 이에 따라, 탄성체(98a)는 암단자 접점(98)과 숫단자 접점(92a)간 접속력을 높이고, 이는 전기 신호 전달을 위한 내구도를 향상시킬 수 있다.

그리고, 각각의 암단자 접점(98)의 일측면(즉, 숫단자 접점(92a)에 대향된 면) 중앙부에는 반원호 형상으로 라운드진 볼록부(98b)가 형성된다. 또한, 다수의 숫단자 접점(92a) 중에서 제일 하측의 숫단자 접점은 라운드지게 형성된다. 이로 인해, 숫커넥터(92)가 암커넥터(96)로 진입할 때 보다 용이하게 진입할 수 있게 되어 숫커넥터(92)와 암커넥터(96)의 결합이 수월하게 된다.

그에 따라, 숫커넥터(92)와 암커넥터(96)를 상호 결합시키게 되면 도 10에서와 같이 숫커넥터(92)가 암커넥터(96)에 끼워지게 되고, 그로 인해 숫단자 점점(92a)과 암단자 접점(98)이 상호 접촉하게 된다.

상술한 제 3 변형예는 메인 몸통 모듈의 공간부(20)와 제 2 관절 모듈(18)간의 연결/분리 구조를 예를 들어 설명하고 있지만, 이러한 제 3 변형예는 메인 몸통 모듈의 제어부(14)와 제 1 관절 모듈(16)간의 연결/분리 구조에도 그대로 적용가능하다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 센서부 12 : 전원부
14 : 제어부 16 : 제 1 관절 모듈
18 : 제 2 관절 모듈 20 : 공간부
50 : 꼬리부 52 : 박스부
54 : 커버부 56 : 서보모터
58 : 브라켓 60 : 출력 가동축
62 : 커플링 64, 72 : 베어링
66, 74 : 립씰 68 : 커넥터
70 : 접점핀 76 : 오링
78 : 접점 PCB 80 : 축
82 : 링크 84 : PCB 케이블
86 : 커넥터 PCB 88 : 접점핀
90 : 탄성체 92 : 숫커넥터
94, 96 : 암커넥터 98 : 암단자 접점

Claims

수중 유영 운동을 위해, 전원 또는 제어 신호 전달을 수행하는 포함하는 메인 몸통 모듈; 및
상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상기 제어 신호에 따라 상호 별개로 좌우 회전가능하게 연속적으로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고,
상기 다수의 관절 모듈의 각각은,
고정되게 내장된 서보모터;
상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축;
상기 관절 모듈의 상기 출력 가동축의 고정 배치방향과는 상이한 위치에 형성되며, 이웃한 다른 모듈의 커넥터가 삽입되어 회전가능하게 밀착 체결되도록 수용 공간을 형성하는 연결 축; 및
상기 연결 축을 통해 상기 커넥터와 접점 연결되어, 상기 서보모터로 메인 몸통 모듈의 전원 또는 제어 신호를 전달하는 커넥터 회로부;를 포함하고,
상기 연결 축은 상기 커넥터의 삽입에 대응하여 상기 관절 모듈의 상부로부터 하향 돌출형성되고,
상기 커넥터는 상기 전원 또는 신호 전달을 위한 하나 이상의 접점을 구비하고,
상기 연결 축은 상기 커넥터의 삽입에 따라 상기 커넥터 회로부의 커넥터 PCB와 상기 하나 이상의 접점이 전기적으로 연결되도록 접속되는 하나 이상의 접점 단자를 포함하는
물고기 로봇.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 다수의 관절 모듈은, 상기 서보모터가 내장되는 박스부, 및 상기 박스부의 개구부를 덮는 커버부를 포함하되,
상기 서보모터의 좌측부 및 우측부에는 브라켓이 설치되고, 상기 브라켓은 상기 박스부의 내측면에 형성시킨 제 1 돌출부와 제 2 돌출부 사이 및 상기 커버부의 내측면에 형성시킨 제 3 돌출부 및 제 4 돌출부의 사이에 끼워져서 상기 서보모터가 고정되게 설치되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 4에 있어서,
상기 박스부와 상기 커버부 사이에는 제 1 씰링부재가 설치된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 5에 있어서,
상기 제 1 씰링부재는 오링인 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 출력 가동축의 일단은 상기 서보모터의 회전축과 연결되고, 상기 출력 가동축의 타단은 이웃한 모듈에 고정되게 연결되되,
상기 출력 가동축은 상하로 서로 이격되게 설치된 제 1 베어링에 끼워지고, 상기 제 1 베어링 사이에는 제 1 립씰이 삽입결합된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 5에 있어서,
상기 다수의 관절 모듈은 제 1 관절 모듈 및 제 2 관절 모듈을 포함하고,
상기 제 1 관절 모듈의 출력 가동축의 타단은 해당 제 1 관절 모듈의 하부를 관통하여 링크에 고정되어 이웃한 모듈인 상기 메인 몸통 모듈의 후부 하측에 연결되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 5에 있어서,
상기 다수의 관절 모듈은 제 1 관절 모듈 및 제 2 관절 모듈을 포함하고,
상기 제 2 관절 모듈의 출력 가동축의 타단은 해당 제 2 관절 모듈의 하부를 관통하여 링크에 고정되어 이웃한 모듈인 상기 제 1 관절 모듈의 후부 하측에 연결되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 5에 있어서,
상기 다수의 관절 모듈에는 제 2 베어링 및 제 2 립씰이 설치되고,
상기 커넥터는 상기 다수의 접점핀이 상방향으로 노출되게 상기 제 2 베어링 및 제 2 립씰에 끼워지고,
상기 커넥터의 외주면은 상기 제 2 베어링 및 상기 제 2 립씰의 내주면과는 일정 간격 이격된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 1에 있어서,
상기 다수의 관절 모듈은 제 1 관절 모듈 및 제 2 관절 모듈을 포함하고,
상기 제 1 관절 모듈은 케이블 통과공이 추가로 형성되되, 상기 케이블 통과공은 일단이 해당 제 1 관절 모듈내의 커넥터 PCB에 접속되고 타단은 상기 메인 몸통 모듈의 접점 PCB에 접속된 PCB 케이블을 통과시키는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
전원 및 신호 전달을 위한 전기 신호를 제공하는 메인 몸통 모듈; 및
상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상기 전기 신호에 따라 상호 별개로 좌우 회전가능하게 연속적으로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고,
상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터; 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축; 및 일단이 상기 서보모터와 연결된 커넥터 PCB;를 포함하고,
상기 커넥터 PCB의 타단에는 하나 이상의 접점 핀이 상기 관절 모듈로부터 상기 출력 가동축의 고정 배치방향과는 상이한 상향 방향으로 돌출되게 설치되고,
이웃한 다른 모듈의 연결 축에 체결 및 회전가능하며, 상기 체결에 따라 상기 하나 이상의 접점 핀이 상기 다른 모듈의 접점 PCB에 접속되도록 하는 커넥터를 포함하는
물고기 로봇.
청구항 12에 있어서,
상기 커넥터는 상기 접점 핀과 상기 접점 PCB의 접점 단자간 접속력을 높이는 탄성체를 더 포함하는 물고기 로봇.
전원 및 신호 전달을 위한 전기 신호를 출력하는 접점 PCB를 포함하는 메인 몸통 모듈; 및
상기 메인 몸통 모듈의 후부에 상기 전기 신호에 따라 상호 별개로 좌우 회전가능하게 연속적으로 결합된 다수의 관절 모듈;을 포함하고,
상기 다수의 관절 모듈의 각각은, 고정되게 내장된 서보모터; 상기 서보모터의 하부에 설치되어 상기 서보모터의 회전력을 해당 관절 모듈에게로 전달하는 출력 가동축; 및 일단이 상기 서보모터와 연결된 커넥터 PCB;를 포함하고,
상기 출력 가동축의 고정 배치방향과는 상이한 상면 방향에, 상기 커넥터 PCB의 암커넥터가 설치되되, 상기 암커넥터의 내주면에는 하나 이상의 암단자 접점이 형성되고,
상기 암커넥터에 대향되는 이웃 모듈에는 숫커넥터를 구비하는 연결 축이 하향 돌출설치되어, 상기 관절 모듈이 상기 이웃 모듈과 결합되면 상기 숫커넥터의 접점과 상기 암단자 접점이 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 14에 있어서,
상기 암커넥터에는 상기 숫커넥터와의 접점력을 유지시키는 탄성체가 더 구비되는
물고기 로봇.
청구항 15에 있어서,
상기 숫커넥터의 접점에 대향되는 상기 암단자 접점의 일측면에는 반원호 형상으로 라운드진 볼록부가 형성된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.
청구항 14에 있어서,
상기 숫커넥터의 접점 중에서 제일 하측의 접점은 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 물고기 로봇.