KR102062504B1 - 각도 조절이 가능한 엑추에이터 모듈을 사용한 6족 보행 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 험지에서 전복되었을 경우에도 엑추에이터 모듈로 이루어진 다리관절의 방향을 전환하여 보행을 지속할 수 있는 로봇으로서, 로봇의 몸체를 이루되 납작한 원형 형태를 가지는 바디부; 및 상기 바디부의 측면에서 돌출하는 형태로 배치되어 상기 로봇의 보행 동작을 수행하는 복수의 다리 관절부를 포함한다.

Description

각도 조절이 가능한 엑추에이터 모듈을 사용한 6족 보행 로봇{6 LEGGS WALING ROBOT USING ACTUATOR MODULE FOR ANGLE VARIABLE }

본 발명은 6족 보행 로봇에 관한 것으로서, 구체적으로는 험지에서 전복되었을 경우에도 엑추에이터 모듈로 이루어진 다리관절의 방향을 전환하여 보행을 지속할 수 있는 로봇에 관한 것이다.

보행 로봇에서 지면에 닿아 있는 다리들로 이루어지는 다각형을 지지 다각형이라고 한다. 즉, 네 다리가 모두 닿아 있는 경우에는 네 다리로 이루어지는 4각형이 지지 다각형이 되고, 세 다리가 닿아 있는 경우에는 세 다리로 이루어지는 3각형이 지지 다각형이 된다. 또한 로봇의 정적 보행에서 로봇의 무게 중심이 로봇의 지지다각형 안에 존재하면 로봇은 넘어지지 않고 안정되지만, 로봇의 무게 중심이 지지다각형을 벗어나면 로봇은 넘어지게 된다.

종래의 4족 보행 로봇의 보행은 크게 정적 보행과 동적 보행 두 가지로 나눌 수 있다. 정적 보행이란 로봇이 보행하는 동안에 항상 로봇의 무게 중심이 로봇의 지지 다각형 안에 존재하는 것을 말하고, 동적 보행이란 그렇지 않을 수도 있는 경우를 말한다.

정적 보행은 보행하는 중에 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 항상 존재하도록 하는 보행이므로 넘어지지 않고 안정되게 보행할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 항상 존재하도록 하기 위해서는 네 개의 다리 중에서 하나만 들어 이동시키고 나머지 세 개의 다리는 지면에 닿도록 하여 지지다각형을 삼각형으로 만들어 주어야 한다. 이와 같이 정적 보행은 임의의 순간에 하나의 다리만을 들어 이동시킬 수 있기 때문에 속도가 느리다는 단점이 있다.

정적 보행에서의 또 다른 단점은 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 있도록 하기 위해서는 바닥에 닿아 있는 세 개의 다리를 움직여서 로봇의 무게 중심을 이동시켜야 한다는 점이다. 이와 같이 다리를 들어 이동하는 운동과 무게 중심을 이동시키는 운동이 분리되어 수행되므로 보행 시간이 오래 걸리게 된다.

한편, 동적 보행은 지지다각형의 면적이 0 이거나 로봇의 무게 중심이 지지다각형의 밖에 존재하는 경우가 있는보행을 말한다. 따라서 동적 보행에서는 로봇이 넘어지지 않고 보행할 수 있도록 하기 위해서는 로봇을 정밀하게 제어해 주어야한다. 동적 보행의 단점은 로봇이 넘어지지 않게 제어해 주기위한 과정이 복잡하며, 로봇에 사용되는 모터의 종류에 따라서는 이러한 제어 자체가 불가능하여 동적 보행을 할 수 없다는 것이다. 보행로봇의 동적 보행에서는 로봇의 보행 속도가 높다는 장점이 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 6족 보행 로봇의 다리 부착 위치를 도시한 것으로서, 대개 거미와 같은 곤충들에서 볼수 있는 것과 같은 형태이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 6개의 다리 중 몸체의 진행방향에 대하여 왼쪽 부분에 3개의 다리를 가지고 오른쪽 부분에 3개의 다리를 가지는 형태이다. 이러한 구조에서는 지지 다각형이 넓어 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 위치하여 비교적 안정된 보행이 가능하나, 재난 현장과 같은 험지에 적용하기에는 여전히 안정성이 부족한 점이 있다. 특히 로봇이 전복될 경우에는 스스로의 힘으로는 다시 보행할 수 없다는 치명적인 문제점이 있는 상태이다.

특허문헌 1 : 대한민국공개특허 제10-2013-0014204호 공개일자 2013년02월07일 특허문헌 2 : 대한민국등록특허 제10-1469581호 2014년12월05일

본 발명은 험지에서 전복되었을 경우에도 엑추에이터 모듈로 이루어진 다리관절의 방향을 전환하여 보행을 지속할 수 있는 로봇의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 6족 보행 로봇은, 험지에서 전복되었을 경우에도 엑추에이터 모듈로 이루어진 다리관절의 방향을 전환하여 보행을 지속할 수 있는 로봇으로서, 로봇의 몸체를 이루되 납작한 원형 형태를 가지는 바디부; 및 상기 바디부의 측면에서 돌출하는 형태로 배치되어 상기 로봇의 보행 동작을 수행하는 복수의 다리 관절부를 포함한다.

이때, 상기 다리 관절부는, 6개가 구비되되, 상기 바디부의 중심을 기준으로 동일한 간격으로 배치될 수 있다.

이때, 상기 다리 관절부는, 상기 바디부에 결합하는 제1 엑추에이터; 및 상기 제1 엑추에이터와 동일한 형태의 것으로서, 상기 제1 엑추에이터로부터 전력 및 제어 신호를 전달받아 구동되는 제2 엑추에이터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 엑추에이터는, 상기 바디부와 결합하되 구동축이 상기 바디부의 상하면에 대해 수직한 형태로 배치되고, 상기 제2 엑추에이터는 상기 제1 엑추에이터와 구동축이 수직하도록 배치될 수 있다.

한편, 상기 다리 관절부는, 상기 제2 엑추에이터와 평행하게 배치되는 제3 엑추에이터를 더 포함할 수 있다.

아울러, 상기 다리 관절부는, 상기 제1 엑추에이터와 상기 제2 엑추에이터 사이에 배치되어 상기 전력 및 상기 제어 신호인가를 위한 전기적인 연결을 제2 엑추에이터의 결합 각도에 맞추어 제공하는 접점 변환 기판을 더 포함하고, 상기 제1 엑추에이터는, 상기 구동축을 회전시키기 위한 구동 모터 및 감속기어를 수납하는 원통 형태의 몸체부; 상기 몸체부의 양 측면에서 접선 방향으로 돌출하여 상기 원통의 측면과 중첩되는 형태의 정사각 기둥모양을 가지는 결합부; 및 상기 결합부의 정사각형 면에 배치치되되, 상기 정사각형의 어느 한 변과 평행하도록 배치되는 복수의 전극을 포함하는 접촉 단자부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 각도 조절이 가능한 엑추에이터 모듈을 사용한 6족 보행 로봇에 의하면,

첫째, 6족 보행 구조를 가지므로 무게 중심이 지지다각형 안에 항상 존재하도록 하는 보행을 수행하므로 전복 가능성을 원천적으로 줄일 수 있다.

둘째, 엑추에이터 모듈로 이루어진 다리관절의 방향을 전환이 가능하므로 전복 상태에서도 보행 동작을 지속할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 6족 보행 로봇의 다리 부착 위치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 6족 보행 로봇의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 6족 보행 로봇에서 다리 관절부만을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 제1 엑추에이터와 제2 엑추에이터의 연결 관계를 설명하는 분해 사시도이다.
도 5는 도 4의 연결 관계를 설명하는 구체적인 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 결합된 모습을 설명하는 사시도이다.
도 7은 제2 엑추에이터와 제3 엑추에이터가 수평한 연결 관계를 설명하는 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 결합된 모습을 설명하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 6족 보행 로봇의 사시도이다.
도 10은 도 9의 6족 보행 로봇이 전복된 경우 보행 동작의 지속을 설명한다.
도 11은 회동 모듈이 구비된 예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 6족 보행 로봇의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 6족 보행 로봇에서 다리 관절부만을 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 다른 실시예에 따른 제1 엑추에이터와 제2 엑추에이터의 연결 관계를 설명하는 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 6족 보행 로봇(R)은 험지에서 전복되었을 경우에도 엑추에이터 모듈(100, 200, 300)로 이루어진 다리관절부(1000)의 방향을 전환하여 보행을 지속할 수 있는 로봇으로서, 바디부(B) 및 복수의 다리 관절부(1000-1, 1000-2, 1000-3, 1000-4, 1000-5, 1000-6)를 포함한다.

본 발명에서 다리 관절부(1000)는 6개(1000-1, 1000-2, 1000-3, 1000-4, 1000-5, 1000-6) 구비되어 있으나, 이는 실시 형태 가운데 하나일 뿐으로서 로봇(R)의 사용 목적에 따라 다리 관절부(1000)의 수는 가감될 수 있다.

도 2에서 식별부호 1000-1, 1000-2, 1000-3, 1000-4, 1000-5, 1000-6로 도시한것은 다리 관절부(1000)이 6개 구비되는 것을 설명하기 위한 것 뿐으로서, 본 발명에서 6개의 다리 관절부는 모두 동일한 것이므로 아래에서는 대표 식별부호인 1000으로 설명하기로 한다.

바디부(B)에 대해 설명하면, 바디부(B)는 로봇(R)의 몸체를 이루는 부분으로서 납작한 원형 형태를 가진다. 그러나, 원형으로 형태가 제한되는 것은 아니며, 사용 목적에서 특이성이 있거나 디자인적인 측면에 따라 구비되는 다리 관절부(1000)의 수에 대응되는 다각형 형태(예를 들어 6각형)로 실시될 수도 있다.

바디부(B)에는 다리 관절부(1000)를 구동하기 위한 전력을 공급하는 전원모듈(미도시) 내지 다리 관절부(1000)를 제어하는 제어모듈(미도시)가 배치되며, 로봇(R)의 사용 목적에 따른 부가 장치(예를 들어 방사선 측정 장치, 관측 카메라 등)가 더 배치될 수 있다. 제어모듈은 가속도 센서를 구비하여 바디부(B)가 지면에 대해 기울어짐 정도를 측정한다.

바디부(B)가 뒤집어진 경우에는 제어모듈은 다리 관절부(1000)의 각 관절(각 엑츄에이터)가 역으로 절곡되도록 제어하여 로봇(R)이 뒤집어진 상태에서도 정상 동작할 수 있도록 제어한다.

후술하겠으나, 바디부(B)는 로봇(R)이 전복되는 경우를 고려하여 상/하면 대칭 형태를 가지는 것이 바람직하다.

도 11은 회동 모듈이 구비된 예이다. 도 11을 참조하면, 바디부(B)는 중앙부에 상하면으로 360도 회동 가능한 회동 모듈(D)을 포함한다.

회동 모듈(D)에는 로봇(R)의 사용 목적에 따른 부가 장치(E)- 예를 들어 방사선 측정 장치, 관측 카메라 등이 배치된다. 험지에서 로봇(R)이 전복 될 경우 회동 모듈(D)이 회동하여 부가 장치(E)가 바디부(B)의 상면에 위치하여 정상적인 동작이 가능하다.

이어서, 다리 관절부(1000)에 대해 설명하기로 한다.

다리 관절부(1000)는 바디부(R)의 측면에서 돌출하는 형태로 배치되어 로봇(R)의 보행 동작을 수행한다. 이때, 각 다리 관절부(1000)는 바디부(R)를 중심으로 동일한 간격으로 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서 다리 관절부(1000)는 6개가 구비되므로, 6개(1000-1, 1000-2, 1000-3, 1000-4, 1000-5, 1000-6)는 60도 간격으로 배치 된다.

도 3을 참고하면, 다리 관절부(1000)는 제1 엑추에이터(100), 제2 엑추에이터(200), 제3 엑추에이터(300), 제1 케이스(C1), 제2 케이스(C2), 제3 케이스(C3)를 포함한다. 도 3은 다리 관절부(1000)가 3개의 관절을 가지는 실시 형태로서, 관절 구동을 위한 3개의 엑추에이터(100, 200, 300)를 포함한다.

제1 엑추에이터(100)는 바디부(B)에 결합한다. 제1 엑추에이터(100)는 구동축(A)이 바디부(B)의 상면 및 하면에 접하는 형태로 배치된다. 즉, 제1 엑추에이터(100)는 바디부(B)와 결합하되 구동축(A)이 바디부(B)의 상하면에 대하 수직한 형태로 배치된다.

도시 생략되었으나, 바디부(B)는 제1 엑추에이터(100)의 수용을 위한 안착홈(미도시)을 구비한다. 안착홈은 바디부(B)의 중심을 기준으로하여 60도 간격으로 배치되고, 각 안착홈은 제1 엑추에이터(100)가 일정 각도로 범위에서 회동할 수 있는 형태를 갖는다.

제2 엑추에이터(200)는 제1 엑추에이터(100)와 동일한 형태의 것으로서, 제1 엑추에이터(100)로부터 전력 및 제어 신호를 전달받아 구동된다.

제2 엑추에이터(200)는 제1 엑추에이터(100)에 대해 구동축이 수직하도록 배치된다.

제1 케이스(C1)는 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)를 결합 고정시킨다. 도 3의 실시예에서 각 엑추에이터(100, 200, 300)와 각 케이스(C1, C2)는 미려함을 고려한 외관을 가지나, 도 4의 실시예와 같이 범용성을 가지는 형태의 엑추에이터를 통해 다리 관절부(1000)를 구현하는 것이 가능하다.

즉, 도 5 내지 도 7에서 설명되는 바와 같이 동일한 형태의 엑추에이터(100)를 사용하여 비용 절감 / 조립의 편의성을 도모할 수 있다. 도 4에 도시된 엑추에이터 형태에 대해서는 도 5 내지 도 8에서 상세하게 설명하기로 한다.

제2 케이스(C2)는 제2 엑추에이터(200)와 제3 엑추에이터(300)를 결합 고정시킨다. 제2 엑추에이터(200)와 제3 엑추에이터(300)는 구동축이 평행한 연결 관계를 갖는다.

제3 엑추에이터(200) 또한, 제1 엑추에이터(100) 및 제2 엑추에이터(200)와 동일한 형태의 것으로서, 제2 엑추에이터(200)로부터 전력 및 제어 신호를 전달받아 구동된다.

제3 케이스(C3)는 다리 관절부(1000)의 발에 해당하는 분으로서, 제3 엑추에이터(300)에 의해 회동하는 형태로 고정된다. 제2 케이스(C2), 제3 케이스(C3)의 길이에 따라 다리 관절부(1000)의 길이가 정해진다.

도 2 및 도 3의 실시형태는 다리 관절부(1000)가 3개의 엑추에이터를 구비한 3관절 형태의 것이나, 실시자 형태에 따라서는 제4 엑추에이터(400) 및 제4 케이스(C4)를 더 구비하여 4관절 형태로 다리 관절부(1000)를 실시할 수 있다. 이 경우, 제4 케이스(C4)가 3관절 형태로 실시되는 제3 게이스(C3)의 역할을 한다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 6족 보행 로봇의 사시도로서, 다리 관절부(1000)가 제4 엑추에이터를 더 구비한 형태이다. 도 9의 형태는 도 10에서 설명되는 바와 같이 로봇(R)이 전복되었을 경우 다리 관절부(1000)를 이루는 마디를 보다 효과적으로 사용할 수 있으므로 로봇(R)이 전복된 상태 그대로 관절의 방향을 바꾸어 기립하는 것이 가능하다.

이때, 다리 관절부(1000)는 양면이 대칭되는 형태인 것이 바람직하다.

도시하지는 않았으나 도 2의 형태에서도 다리 관절부(1000)의 관절 방향을 바꾸어 로봇(R)을 기립하는 것은 가능하다.

도 4는 다른 실시예에 따른 제1 엑추에이터와 제2 엑추에이터의 연결 관계를 설명하는 분해 사시도이고, 도 5는 도 4의 연결 관계를 설명하는 구체적인 분해 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합된 모습을 설명하는 사시도이고, 도 7은 제2 엑추에이터와 제3 엑추에이터가 수평한 연결 관계를 설명하는 분해 사시도이고, 도 8은 도 7의 결합된 모습을 설명하는 사시도이다.

도 4 내지 도 8을 참조하여 다리 관절부(1000)에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

다리 관절부(1000)는 제1 엑추에이터(100), 제2 엑추에이터(200), 접점 변환 기판(700), 제1 고정 커버(800) 및 제2 고정 커버(900)를 포함한다.

제1 엑추에이터(100)는 몸체부(110), 결합부(120) 및 접촉 단자부(130)을 포함한다.

제1 엑추에이터(100)는 제어에 따라 구동축(A)를 회전시킨다. 제1 엑추에이터(100)에는 구동축(A)을 회진시키기 위한 구동 모터(미도시) 및 감속 기어(미도시)가 내부에 수납된다.

몸체부(110)는 원통 형태로서, 내부에 구동 모터 및 감속 기어가 배치된다. 몸체부(110)의 상면 및 하면에는 구동축(A)이 노출되는 형태로 배치된다. 구동축(A)은 몸체부(110)의 상면 및 하면의 양측에 구비될 수도 있고, 어느 한 면에만 구비되는 형태로 실시될 수도 있다.

결합부(120)는 몸체부(110)의 양 측면에 접선 방향으로 돌출하여 원통 형태의 측면과 중첩되는 형태의 정사각형 기둥 모양을 가진다. 즉, 결합부(120)의 한 변의 길이가 몸체부(110)의 직경과 동일한 형태를 가진다.

다시 설명하자면, 결합부(120)는 몸체부(110)의 측면에서 몸체부(110)의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 접하는 정사각 기둥 형태로서, 몸체부(110)와 중첩된 형태로 접한다.

접촉 단자부(130)는 결합부(120)의 정사각형 면(즉, 결합부의 상면)에 배치되는 것으로서, 정사각형의 어느 한 변과 평행하도록 배치되는 복수의 전극(131, 132)을 포함한다.

도시된 실시예에서는 2 개의 전극 -몸체부(110)의 길이 방향으로 배치되는 전극(131)과, 전극(131)과 수직한 방향으로 배치되는 전극(132)- 이 배치된 것으로 되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 전극(131) 및 전극(132)의 배치 형태 및 포함된 접촉 단자의 수는 실시자에 따라 적절하게 변경될 수 있다.

실시자에 따라, 전극(131) 및 전극(132)은 포고핀과 같은 형태로 실시될 수도 있고, 단순한 단자 형태 가운데서 필요에 따라 선택될 수 있다.

전극(131) 및 전극(132)은 제2 엑추에이터(200)에 구비되는 전극(미도시)과 접촉하여, 2 엑추에이터(200)의 구동을 위한 전력 및 제어 신호를 전달하는데 사용된다.

제2 엑추에이터(200)는 제1 엑추에이터(100)와 동일한 형태의 것으로서, 제1 엑추에이터(100)으로부터 전력 및 제어 신호를 전달받아 구동된다.

도면 및 본 설명에서는 구분의 편의를 위해 제1 엑추에이터는 식별부호 100으로 도시하고, 제2 엑추에이터는 식별부호 200으로 도시하였으나, 제1 엑추에이터와 제2 엑추에이터는 동일한 것이다.

다리 관절부(100)에서 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)는 구동축(A)이 수직하도록 결합된다.

제2 엑추에이터(200)와 제2 엑추에이터(300)는 구동축(A)이 평행하도록 결합된다. (제1 엑추에이터(100), 제2 엑추에이터(200), 제3 엑추에이터(300)는 모두 동일한 것이므로, 설명의 편의를 위해 제1 엑추에이터(100)와 제3 엑추에이터(300)의 식별부호는 혼용하기로 한다.)

즉, 전극(131) 및 전극(132)은 제2 엑추에이터(200)에 구비되는 전극(미도시)과 접촉하여, 2 엑추에이터(200)의 구동을 위한 전력 및 제어 신호를 전달하는데 제2 엑추에이터(200)의 결합 각도에 따라 접촉하는 전극의 배열 순서가 바뀔 수 있다.

접점 변환 기판(700)은 제1 엑추에이터(100, 또는 제3 엑추에이터(300))와 제2 엑추에이터(200) 사이에 배치되어 전력 및 제어 신호인가를 위한 전기적인 연결을 제2 엑추에이터(200)의 결합 각도에 맞추어 제공한다. 접점 변환 기판(700)은 PCB 기판으로 형성될 수 있다.

접점 변환 기판(700)은 결합부(120)에 대응되는 크기의 정사각형 형태로서, 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)가 평행하게 결합되거나, 또는 수직하게 결합하는 경우에 상관없이 제1 엑추에이터(100)의 접촉 단자부(130)와 제2 엑추에이터(200)의 접촉 단자부(미도시)의 연결 관계가 동일하도록 접촉시킨다.

이를 위해, 접점 변환 기판(700)은 제1 전달 전극부(710) 및 제2 전달 전극부(720)를 포함한다.

제1 전달 전극부(710)는 접점 변환 기판(700)을 이루는 정사각형의 어느 한변과 평행하도록 배치되고, 제2 전달 전극부(720)는 제1 전달 전극부(710)와 수직하도록 배치된다.

도면에는 제1 전달 전극부(710) 및 제2 전달 전극부(720)가 접점 변환 기판(700)의 상면에 배치된 것처럼 보이나, 이는 사시도의 각도에 의한 것으로서 제1 전달 전극부(710) 및 제2 전달 전극부(720)는 접점 변환 기판(700)의 상하면을 관통하는 형태를 가진다.

제1 전달 전극부(710) 및 제2 전달 전극부(720)는 전극(131) 및 전극(132)의 배치 형태 및 포함된 접촉 단자의 수에 대응되는 형태로 실시되어야 한다.

제1 전달 전극부(710) 및 제2 전달 전극부(720)는 포고핀과 같은 형태로 실시될 수도 있고, 단순한 단자 형태 가운데서 필요에 따라 선택될 수 있다.

실시 형태에 따라, 제2 전달 전극부(720)는 제1 전달 전극부(710)와 접촉하는 제1 엑추에이터(100)의 전극(132)을 제2 엑추에이터(200)의 전극(미도시)로 전달하는 역할을 한다.

제2 전달 전극부(720)는 제1 전달 전극부(710)와 각 전극이 전기적으로 순서대로 연결된다. 예를 들어 제1 전달 전극부(710)의 1번 핀(도시 기준 가장 좌측 핀이 1번)은 제2 전달 전극부(720)의 2번 핀과 연결된다.

따라서, 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)이 수직하도록 결합될 때에도 접점 변환 기판(700)을 90도 회전하여 결합시키는 것 만으로 전극의 배열을 간단하게 변환시킬 수 있다.

한편, 다른 실시형태로서 접점 변환 기판(700)은 전극 변환부(미도시)를 포함할 수 있다.

전극 변환부는 제1 전달 전극부(710)와 접하는 제1 엑추에이터(100)의 접촉 단자부(130)의 전극 배열을 제2 전달 전극부(720)와 접하는 제2 엑추에이터(200)의 접촉 단자부의 전극 배열 순서로 변환시킨다.

다시 설명하자면, 전극 변환부는 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)의 결합 각도가 바뀔 때 전극 배열의 순서를 변경해주는 변환 회로라고 할 수 있다.

제1 고정 커버(800)는 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)를 수직하도록 결합시키는 고정 부재이다.

제1 고정 커버(800)는 곡면부(810) 및 고정부(820)를 포함한다.

곡면부(810)는 제1 엑추에이터(100)의 원통 형태의 몸체부(110)를 둘러싸는 U자 형태를 갖는다. 곡면부(810)는 몸체부(110)를 둘러싸도록 몸체부(110)의 외주면에 대응되는 곡면을 가진다. 곡면부(810)의 폭은 결합부(120)의 정사각형의 한 변의 길이에 대응되는 길이를 갖는다.

고정부(820)는 곡면부(810)의 양 단부로부터 연장되는 것으로서, 몸체부(110)의 지름에 대응되는 형태로 오목하게 형성된 U자형 단부(821, 822)를 구비한다. 설명의 편의상 고정부(820)와 곡면부(810)를 구분한 것으로서, 고정부(820)는 곡면부(810)와 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 고정부(820)는, U자형 단부의 오목면(822)이 결합되는 엑추에이터의 원통 형태의 몸체부에 접하도록 결합부(120)의 측면 높이의 2배에 해당하는 길이를 가진다.

즉, 고정부(820)의 오목면(822)을 이루는 양단(822, 즉, U자형 단부의 양단)의 길이가 결합부(120)의 측면 높이의 2배에 해당하는 길이를 가진다.

U자형 단부의 양단(822)에는 볼트 결합을 위한 관통홀(H)이 구비된다. 결합부(130)의 측면 모서리에는 관통홀(H)에 대응되는 위치에 구비되는 암나사공(N)이 구비된다. 볼트(B)의 결합을 통해 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)의 연결이 완료된다.

도 7은 제2 엑추에이터(200)과 제3 엑추에이터(300)가 평행한 관계로 연결되는 예이다.

제2 고정 커버(900)는 제1 엑추에이터(100, 제3 엑추에이터(300))와 제2 엑추에이터(200)가 평행하도록 결합시키는 고정부재이다.

제2 고정 커버(900)는 평행 고정부(910), 곡면 결합부(920) 및 상면 고정부(930)를 포함한다.

평행 고정부(910)는 결합부(120)의 측면 높이의 2배에 해당하는 길이를 가진다. 결합부(130)의 측면 모서리에는 암나사공(N)이 구비되는데, 평행 고정부(910)는 암나사공(N)에 대응되는 위치에 관통홀(H)을 구비한다.

볼트(B)의 결합을 통해 제1 엑추에이터(100)와 제2 엑추에이터(200)의 평행 연결이 이루어진다.

곡면 결합부(920)는 평행 고정부(910)의 양측에 곡면 형태로 연장하는 부분으로서, 몸체부(110)의 원통면을 둘러싼다.

상면 고정부(930)는 평행 고정부(910)의 상측 및 하측의 양단에 수직하도록 결합되는 부분으로서, 결합부(130)의 측면 가운데 몸체부(110)의 상/하면 방향에 구비되는 암나사공(N)과 결합한다.

한편, 제1 고정 커버(800) 및 제2 고정 커버(900)는 고에너지 방사선을 차폐하는 성분인 납(Pb)을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 더불어 몸체부(110)의 상면 및 하면은 제1 고정 커버(800) 및 제2 고정 커버(900)로부터 보호 받을 수 없는 부분이므로 납(Pb)을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다리 관절부(1000)는 원자로와 같은 고 방사선 지역의 탐사에 사용될 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

R : 6족 보행 로봇
B : 바디부
1000 : 다리 관절부
100 : 제1 엑추에이터
200 : 제2 엑추에이터
300 : 제3 엑추에이터

Claims (6)

1. 험지에서 전복되었을 경우에도 엑추에이터 모듈로 이루어진 다리관절의 방향을 전환하여 보행을 지속할 수 있는 로봇으로서,
   로봇의 몸체를 이루되 납작한 원형 형태를 가지는 바디부; 및
   상기 바디부의 측면에서 돌출하는 형태로 배치되어 상기 로봇의 보행 동작을 수행하는 복수의 다리 관절부를 포함하되,
   상기 다리 관절부는,
   6개가 구비되되, 상기 바디부의 중심을 기준으로 동일한 간격으로 배치되고,
   상기 다리 관절부는,
   상기 바디부에 결합하는 제1 엑추에이터; 및
   상기 제1 엑추에이터와 동일한 형태의 것으로서, 상기 제1 엑추에이터로부터 전력 및 제어 신호를 전달받아 구동되는 제2 엑추에이터를 포함하고,
   상기 제1 엑추에이터는,
   상기 바디부와 결합하되 구동축이 상기 바디부의 상하면에 대해 수직한 형태로 배치되고,
   상기 제2 엑추에이터는 상기 제1 엑추에이터와 구동축이 수직하도록 배치되고,
   상기 다리 관절부는,
   상기 제2 엑추에이터와 평행하게 배치되는 제3 엑추에이터를 더 포함하고,
   상기 다리 관절부는,
   상기 제1 엑추에이터와 상기 제2 엑추에이터 사이에 배치되어 상기 전력 및 상기 제어 신호인가를 위한 전기적인 연결을 제2 엑추에이터의 결합 각도에 맞추어 제공하는 접점 변환 기판을 더 포함하고,
   상기 제1 엑추에이터는,
   상기 구동축을 회전시키기 위한 구동 모터 및 감속기어를 수납하는 원통 형태의 몸체부;
   상기 몸체부의 양 측면에서 접선 방향으로 돌출하여 상기 원통의 측면과 중첩되는 형태의 정사각 기둥모양을 가지는 결합부; 및
   상기 결합부의 정사각형 면에 배치치되되, 상기 정사각형의 어느 한 변과 평행하도록 배치되는 복수의 전극을 포함하는 접촉 단자부를 포함하는 것을 특징으로 하는 6족 보행 로봇.
   
   
   
   
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