KR102095841B1 - Armored robot simulator with multi-intrusive master arms - Google Patents

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KR102095841B1
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김주현
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서진호
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Abstract

본 발명에 따른 로봇 시뮬레이터는 사용자가 착석하는 시트부 및 상기 시트부를 2축방향으로 이동 가능하게 구비되는 제1구동부를 포함하는 시트유닛, 상기 시트부의 상부에 구비되고 복수개의 부재가 상호 회전 가능하게 결합되는 로봇암부 및 상기 로봇암부의 구동을 가능하게 하는 제2구동부를 포함하는 로봇유닛, 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 위치정보를 전달받아 데이터화 하는 센서부 및 가상환경에 따른 새로운 정보를 바탕으로 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 컨트롤유닛, 상기 사용자에 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 위치정보를 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량의 영상으로 시각화하여 보여주는 디스플레이유닛 및 상기 장갑차량을 원격으로 운전하는 드라이빙유닛을 포함한다.The robot simulator according to the present invention is a seat unit including a seat portion to be seated by a user and a first driving portion provided to be movable in the biaxial direction, a plurality of members provided on the seat portion and rotatable with each other Based on the new information according to the virtual environment and the sensor unit that receives and data the robot unit, the seat unit and the robot unit including the robot arm unit to be coupled and the second driving unit to enable the driving of the robot arm unit. A control unit including a control unit for controlling the driving of the seat unit and the robot unit, a display unit and the glove that visualizes the user's location information of the seat unit and the robot unit as an image of an armored vehicle in which a manipulator is coupled. It includes a driving unit for driving the vehicle remotely.

Description

다관절 마스터 암이 구비된 장갑형 로봇 시뮬레이터{Armored robot simulator with multi-intrusive master arms}Armored robot simulator with multi-intrusive master arms

본 발명은 로봇 시뮬레이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다관절의 마스터 암이 구비된 장갑형 로봇 시뮬레이터에 관한 것이다.The present invention relates to a robot simulator, and more particularly, to an armored robot simulator equipped with a multi-joint master arm.

시뮬레이터로 통칭되는 모의 실험장치는 자동차, 항공기를 넘어서 각종 건설 장비의 조종훈련용으로 이용되며, 이 때 실제와 동일한 조건과 상황이 가상으로 주어지고 주어진 상황에서 사용자는 필요한 조작 기술을 연습함으로써 발생할 수 있는 손해에 대처할 수 있는 능력을 키울 수 있다.The simulator, commonly referred to as a simulator, is used for maneuvering and training of various construction equipment beyond automobiles and aircrafts. At this time, the same conditions and situations as actual conditions are given virtually, and in a given situation, the user may experience the necessary manipulation skills. You can develop your ability to cope with the damages you have.

시뮬레이터는 발전초기 컴퓨터와 접목된 기계적 장치를 통한 형태 위주로 개발되었으나, 급속도로 발달한 컴퓨터 그래픽 기술과 함께 사용자에게 시각정보를 통한 현실감을 함께 높이는 방향으로 개발되고 있다.The simulator was developed mainly in the form of a mechanical device grafted with a computer at the beginning of power generation, but with a rapidly developing computer graphic technology, it is being developed in a direction to increase the sense of reality through visual information to the user.

다만, 장갑형 로봇과 같은 특수한 분야는 일반 차량 또는 항공기 시뮬레이터를 그대로 적용하기에 어려움이 있다.However, it is difficult to apply a general vehicle or an aircraft simulator as it is to a special field such as an armored robot.

이는 로봇 팔을 통해 물건을 들어 이동시키거나 사람을 구조해야 하는 상황과 같이 정밀하게 원하는 위치를 추종해야 하거나 주변 환경과의 접촉상황에서 외력에 반응하여 유연하게 밀리도록 임피던스를 구현해야 하는 경우가 있을 수도 있기 때문이다.This may be necessary to precisely follow a desired position, such as a situation in which an object must be moved or rescued through a robot arm, or an impedance must be implemented to flexibly push in response to an external force in contact with the surrounding environment. Because it may.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 인체에 맞도록 마스터암 조종장치를 7자유도 이상으로 구현함으로써, 로봇의 임피던스 파라미터를 사용자가 직관적으로 변경할 수 있도록 한다.In order to solve the above problem, the present invention implements a master arm control device with 7 degrees of freedom or more to fit the human body, so that the user can intuitively change the impedance parameter of the robot.

대한민국등록특허 제10-1671569호Korea Registered Patent No. 10-1671569

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 재난상황과 유사한 환경에서 주행 중에 발생할 수 있는 다양한 상황을 사용자가 실습할 수 있는 시뮬레이터를 제공하기 위함이다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art described above, and is intended to provide a simulator that allows a user to practice various situations that may occur while driving in an environment similar to a disaster situation.

또한, 사용자의 신체에 따라 로봇의 치수의 자동조절이 가능한 시뮬레이터를 제공하기 위함이다.In addition, it is to provide a simulator capable of automatically adjusting the dimensions of the robot according to the user's body.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇 시뮬레이터는 사용자가 착석하는 시트부 및 상기 시트부를 2축방향으로 이동 가능하게 구비되는 제1구동부를 포함하는 시트유닛, 상기 시트부의 상부에 구비되고 복수개의 부재가 상호 회전 가능하게 결합되는 로봇암부 및 상기 로봇암부의 구동을 가능하게 하는 제2구동부를 포함하는 로봇유닛, 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 위치정보를 전달받아 데이터화 하는 센서부 및 가상환경에 따른 새로운 정보를 바탕으로 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 컨트롤유닛, 상기 사용자에 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 위치정보를 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량의 영상으로 시각화하여 보여주는 디스플레이유닛 및 상기 장갑차량을 원격으로 운전하는 드라이빙유닛을 포함한다.The robot simulator of the present invention for achieving the above object is a seat unit comprising a seat portion for seating by a user and a first driving portion provided to be movable in the biaxial direction, the seat unit is provided at the top of the seat portion and a plurality of A robot unit including a robot arm unit to which members are rotatably coupled, and a second driving unit to enable driving of the robot arm unit, to a sensor unit and a virtual environment that receives and transmits location information of the seat unit and the robot unit to data. Based on the new information according to the control unit including the control unit for controlling the driving of the seat unit and the robot unit, by visualizing the position information of the seat unit and the robot unit to the user as an image of an armored vehicle with a manipulator combined A display unit showing and a driving unit driving the armored vehicle remotely It includes.

이 때, 상기 로봇암부는 위치센서를 포함하고 상기 시트부에 슬라이딩 가능하게 결합하여, 상기 위치센서는 상기 시트부에 착석한 상기 사용자와 상기 로봇암부 사이의 거리를 측정하여 상기 신호부에 이를 전송하고, 상기 제2구동부는 상기 제어부를 통해 상기 사용자의 체형에 대응되도록 상기 로봇암부의 슬라이딩을 유도할 수 있다.At this time, the robot arm portion includes a position sensor and is slidably coupled to the seat portion, and the position sensor measures the distance between the user seated on the seat portion and the robot arm portion and transmits it to the signal portion And, the second driving unit may induce sliding of the robot arm unit to correspond to the user's body shape through the control unit.

그리고 상기 제1구동부는 상기 제어부에 의해 상기 시트부를 좌, 우 방향으로 왕복시킬 수 있다.In addition, the first driving unit may reciprocate the seat unit in the left and right directions by the control unit.

또는 상기 제1구동부는 상기 제어부에 의해 상기 시트부의 높낮이를 변경시킬 수 있다.Alternatively, the height of the seat portion may be changed by the control unit.

그리고 상기 제2구동부는 상기 로봇암부에 구비되는 복수개의 부재의 회전을 측정하고 설정한 범위 이상의 회전을 방지할 수 있다.In addition, the second driving unit may measure rotations of a plurality of members provided in the robot arm unit and prevent rotations over a set range.

또는 상기 로봇암부는 7자유도 이상의 형태로 형성되어, 상기 사용자는 상기 로봇암부의 여유 자유도의 조작을 통해 상기 매니퓰레이터의 임피던스 파라미터를 조작할 수 있다.Alternatively, the robot arm portion is formed in a form of 7 degrees or more of freedom, so that the user can manipulate the impedance parameter of the manipulator through manipulation of the margin of freedom of the robot arm portion.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 로봇 시뮬레이터는 다음과 같은 효과가 있다.The robot simulator of the present invention for solving the above problems has the following effects.

첫째, 로봇 장치에 7자유도 이상의 마스터 암이 구비되어 사용자가 직관적으로 로봇의 임피던스와 관련된 제어 파라미터를 변경할 수 있다.First, the robot device is equipped with a master arm of 7 degrees of freedom or more, so that a user can intuitively change control parameters related to the impedance of the robot.

둘째, 사용자마다 적합한 로봇 장치의 메커니즘을 제공하고, 로봇 장치의 시트부의 높낮이 조절 및 진동 발생이 가능하여 사용자가 실제 구동하는 것과 같은 사실감을 느낄 수 있다.Second, a mechanism of a robot device suitable for each user is provided, and the height and vibration of the seat portion of the robot device can be adjusted and vibration can be generated, so that the user can feel a real sense of driving.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will become apparent to those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 장갑형 로봇을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 로봇 시뮬레이터의 개요도이다.
도 3은 본 발명의 시트유닛의 2축 방향으로의 이동을 나타낸 도면이다.
그리고 도 4는 본 발명의 시트부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 로봇암부의 모습을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an armored robot.
2 is a schematic diagram of the robot simulator of the present invention.
3 is a view showing the movement of the seat unit of the present invention in the biaxial direction.
And Figure 4 is a view showing the state of the robot arm portion is slidably coupled to the seat portion of the present invention.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention, in which the object of the present invention can be specifically realized, will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the present embodiment, the same name and the same code are used for the same configuration, and additional description will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다. In addition, in describing the embodiments of the present invention, it is revealed in advance that components having the same function use the same name and the same reference numerals and are not substantially identical to the conventional ones.

또한, 본 발명의 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

또한, 본 발명의 실시 예에서, "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.In addition, in the embodiments of the present invention, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that there are features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one Or further features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, should not be excluded in advance.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 로봇 시뮬레이터에 대하여 설명한다. 도 1은 장갑형 로봇을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 로봇 시뮬레이터의 개요도이고, 도 3은 본 발명의 시트유닛의 2축 방향으로의 이동을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 시트부에 슬라이딩 가능 하게 결합되는 로봇암부의 모습을 나타낸 도면이다.The robot simulator of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. 1 is a view showing an armored robot, FIG. 2 is a schematic view of the robot simulator of the present invention, FIG. 3 is a view showing the movement of the seat unit of the present invention in the biaxial direction, and FIG. 4 is a seat portion of the present invention It is a view showing the state of the robot arm portion slidably coupled to the.

도 1 내지 도 4에 따르면 본 발명의 로봇 시뮬레이터는 시트유닛(100), 로봇유닛(200), 컨트롤유닛(300), 디스플레이유닛(400) 및 드라이빙유닛(500)을 포함할 수 있다.According to FIGS. 1 to 4, the robot simulator of the present invention may include a seat unit 100, a robot unit 200, a control unit 300, a display unit 400 and a driving unit 500.

시트유닛(100)은 사용자가 착석하는 시트부(120) 및 상기 시트부(120)를 2축방향으로 이동 가능하게 외력을 인가하는 제1구동부(140)를 포함할 수 있다.The seat unit 100 may include a seat unit 120 to be seated by a user and a first driving unit 140 for applying an external force to move the seat unit 120 in a biaxial direction.

시트부(120)는 의자와 같은 형태로 구비되고 사용자가 앉아서 로봇 시뮬레이터를 조작할 수 있도록 형성될 수 있다.The seat unit 120 may be provided in the form of a chair and may be formed to allow the user to sit and operate the robot simulator.

제1구동부(140)는 상기 시트부(120)가 상, 하 방향 축 또는 좌, 우 방향 축을 기준으로 움직일 수 있도록 모터를 포함하는 구성일 수 있다. 상기 제1구동부(140)는 상기 시트부(120)가 2축 방향으로 움직일 수 있도록 기능한다면 구성은 다양하게 이루어질 수 있다.The first driving unit 140 may be configured to include a motor so that the seat unit 120 can move on the basis of the upper, lower, or left and right axes. The first driving unit 140 may have various configurations as long as the seat unit 120 functions to move in a two-axis direction.

제1구동부(140)에 의한 시트부(120)의 움직임은 아래에서 상세히 설명한다.The movement of the seat unit 120 by the first driving unit 140 will be described in detail below.

로봇유닛(200)은 상기 시트부(120)의 상부에 구비되고 복수개의 부재가 상호 회전 가능하게 결합되는 로봇암부(200) 및 상기 로봇암부(200)의 구동을 가능하게 하는 제2구동부(200)를 포함할 수 있다.The robot unit 200 is provided on an upper portion of the seat portion 120 and a plurality of members are rotatably coupled to the robot arm portion 200 and the second driving portion 200 to enable driving of the robot arm portion 200 ).

로봇암부(200)는 사용자의 신체와 같이 다양한 각도로 회전할 수 있도록 다관절로 형성될 수 있다. 그리고 상기 사용자가 상기 시트부(120)에 착석하였을 때, 상기 사용자의 어깨부터 위치할 수 있도록 시트부(120)의 상부에 구비될 수 있다.The robot arm 200 may be formed in a multi-joint so that it can rotate at various angles, such as the user's body. And when the user is seated on the seat portion 120, it may be provided on the upper portion of the seat portion 120 to be positioned from the shoulder of the user.

제2구동부는 상기 로봇암부(200)의 회전에 관여하는 구성일 수 있다.The second driving unit may be configured to participate in rotation of the robot arm unit 200.

상기 로봇유닛(200)의 움직임에 따라 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량(10)의 매니퓰레이터가 움직일 수 있으며, 상기 사용자가 상기 로봇유닛(200)을 움직일 경우 움직임이 동기화되어 상기 매니퓰레이터가 동일한 회전각도를 가지며 움직일 수 있게 된다.According to the movement of the robot unit 200, the manipulator of the armored vehicle 10 to which the manipulator is coupled may move, and when the user moves the robot unit 200, the movement is synchronized so that the manipulator has the same rotation angle. You can move.

컨트롤유닛(300)은 상기 시트유닛(100) 및 상기 로봇유닛(200)의 위치정보를 전달받아 데이터화 하는 센서부 및 가상환경에 따른 새로운 정보를 바탕으로 상기 시트유닛(100) 및 상기 로봇유닛(200)의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The control unit 300 receives the location information of the seat unit 100 and the robot unit 200 and converts the data into the sensor unit and the robot unit based on the new information according to the virtual environment and the sensor unit ( 200) may be included.

센서부는 시트유닛(100), 로봇유닛(200) 및 드라이빙유닛(500)으로부터 위치 관련 신호를 수신하여 데이터화하고 이에 대한 정보를 디스플레이유닛(400)에서 시각화할 수 있도록 제어부에 신호를 송신할 수 있다.The sensor unit may receive a location-related signal from the seat unit 100, the robot unit 200, and the driving unit 500, data it, and transmit a signal to the control unit so that the display unit 400 can visualize the information. .

또한, 시트유닛(100), 로봇유닛(200), 드라이빙유닛(500), 제어부 및 디스플레이유닛(400) 간의 관련 신호를 송수신하여 시뮬레이터와 디스플레이유닛(400)에서 보여지는 장갑차량(10)의 동기화가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.In addition, by transmitting and receiving the relevant signals between the seat unit 100, the robot unit 200, the driving unit 500, the control unit and the display unit 400, synchronization of the armored vehicle 10 shown in the simulator and the display unit 400 is performed. Can be made.

제어부는 상술한 바와 같이 센서부로부터 신호를 수신하여 이에 대한 정보를 디스플레이유닛(400)을 통해 영상화하거나 영상화 된 디스플레이유닛(400)에서의 상황을 센서부를 통해 시트유닛(100) 및 로봇유닛(200)에 전달하여 구동되게 할 수 있다.As described above, the control unit receives a signal from the sensor unit and images information about it through the display unit 400 or the situation in the imaged display unit 400 through the sensor unit 100 and the robot unit 200 ) To be driven.

디스플레이유닛(400)은 상기 사용자에 상기 시트유닛(100) 및 상기 로봇유닛(200)의 위치정보를 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량(10)의 영상으로 시각화하여 보여주는 구성일 수 있다.The display unit 400 may be configured to visualize, to the user, the position information of the seat unit 100 and the robot unit 200 as an image of an armored vehicle 10 to which a manipulator is coupled.

도 2에 따르면 본 발명의 디스플레이유닛(400)은 주변환경과 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량(10)의 영상을 나타내는 디스플레이부와 상기 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량(10)의 상태를 나타내는 출력부를 포함할 수 있다.According to FIG. 2, the display unit 400 of the present invention includes a display unit showing an image of an armored vehicle 10 in which the manipulator is coupled with an environment and an output unit indicating the state of the armored vehicle 10 in which the manipulator is coupled. You can.

다만, 디스플레이유닛(400)은 위의 구성에 한정되는 것은 아니고 가상환경에서의 장갑형 로봇(10)과 관련된 실습을 사용자에 효율적으로 전달할 수 있다면 다양하게 형성될 수 있다.However, the display unit 400 is not limited to the above configuration, and can be formed in various ways if it is possible to effectively deliver the training related to the armored robot 10 in the virtual environment to the user.

드라이빙유닛(500)은 상기 장갑차량(10)을 원격으로 운전하는 구성일 수 있다.The driving unit 500 may be configured to remotely drive the armored vehicle 10.

즉 드라이빙유닛(500)은 상기 디스플레이유닛(400)을 통해 나타나는 장갑차량(10)의 이동을 제어할 수 있도록 가속부, 브레이크부, 방향조절부 및 속도조절부 등을 포함할 수 있다.That is, the driving unit 500 may include an acceleration unit, a brake unit, a direction adjustment unit, and a speed adjustment unit to control movement of the armored vehicle 10 displayed through the display unit 400.

이 때, 가속부와 브레이크부는 페달 형태로 형성되고 방향조절부와 속도조절부는 스틱과 핸들 형태로 형성될 수 있다. 다만, 위의 구성에 한정될 필요는 없고 상기 기능을 수행할 수 있다면 다양한 형태로 구비될 수 있다.At this time, the acceleration unit and the brake unit may be formed in the form of a pedal, and the direction adjustment unit and the speed adjustment unit may be formed in the form of a stick and a handle. However, it is not necessary to be limited to the above configuration, and may be provided in various forms as long as it can perform the above functions.

본 발명의 로봇유닛(200)의 로봇암부(200)는 위치센서를 포함하고 상기 시트부(120)에 슬라이딩 가능하게 결합하여, 상기 위치센서는 상기 시트부(120)에 착석한 상기 사용자와 상기 로봇암부(200) 사이의 거리를 측정하여 상기 신호부에 이를 전송하고, 상기 제2구동부는 상기 제어부를 통해 상기 사용자의 체형에 대응되도록 상기 로봇암부(200)의 슬라이딩을 유도할 수 있다.The robot arm part 200 of the robot unit 200 of the present invention includes a position sensor and is slidably coupled to the seat part 120, so that the position sensor and the user seated on the seat part 120 and the The distance between the robot arm units 200 is measured and transmitted to the signal unit, and the second driving unit may induce sliding of the robot arm unit 200 to correspond to the user's body shape through the control unit.

시트부(120)의 상단에 슬라이딩 가능하게 결합되는 로봇암부(200)의 일부에 구비되는 위치센서에 의해 사용자가 상기 시트부(120)에 착석한 경우 상기 위치센서는 상기 로봇암부(200)와 상기 사용자 사이의 거리를 측정할 수 있다.When the user is seated on the seat unit 120 by a position sensor provided on a part of the robot arm unit 200 that is slidably coupled to the top of the seat unit 120, the position sensor is coupled to the robot arm unit 200. The distance between the users can be measured.

상기 측정한 거리를 신호부에 전송하고 상기 신호부는 이를 제어부와 연동하여 상기 로봇암부(200)가 상기 사용자의 체형에 대응되도록 슬라이딩하는 신호를 상기 로봇암부(200)에 송신할 수 있다.The measured distance may be transmitted to the signal unit, and the signal unit may transmit a signal to the robot arm unit 200 to slide the robot arm unit 200 to correspond to the user's body shape by interlocking it with the control unit.

상기 신호에 의해 로봇유닛(200)의 제2구동부는 상기 로봇암부(200)가 상기 시트부(120)에 앉은 사용자의 체형에 맞추어 슬라이딩 할 수 있도록 상기 로봇암부(200)에 외력을 인가할 수 있다.According to the signal, the second driving unit of the robot unit 200 may apply an external force to the robot arm unit 200 so that the robot arm unit 200 can slide according to the body shape of the user sitting on the seat unit 120. have.

이 때, 상기 제2구동부는 상기 로봇암부(200)에 구비되는 복수개의 부재의 회전을 측정하고 설정한 범위 이상의 회전을 방지할 수 있다.At this time, the second driving unit may measure rotations of a plurality of members provided in the robot arm unit 200 and prevent rotations over a set range.

상술한 바와 같이 로봇암부(200)는 다관절 형태로 이루어져 그 회전이 자유롭다. 상기 제2구동부는 상기 로봇암부(200)의 회전을 측정하여 이를 상기 센서부에 송신할 수 있다.As described above, the robot arm 200 is formed in a multi-joint shape, and its rotation is free. The second driving unit may measure the rotation of the robot arm unit 200 and transmit it to the sensor unit.

다만, 상기 제2구동부가 실제 구현 가능하지 않은 물리적 범위를 넘어서 회전하는 경우 본 발명의 로봇 시뮬레이터와 동기화되는 장갑형 로봇(10)의 오류를 유발할 수 있다.However, when the second driving unit rotates beyond a physical range that is not actually feasible, an error of the armored robot 10 synchronized with the robot simulator of the present invention may be caused.

위와 같은 문제를 방지하기 위하여 상기 로봇암부(200)가 설정한 범위 이상 회전하지 않도록 상기 제2구동부는 상기 로봇암부(200)에 구비되는 스토퍼를 작동시켜 회전을 제한할 수 있다.In order to prevent the above problem, the second driving unit may limit rotation by operating a stopper provided in the robot arm unit 200 so that the robot arm unit 200 does not rotate beyond a set range.

또한 상기 로봇암부(200)는 7자유도 이상의 형태로 형성되어, 상기 사용자는 상기 로봇암부(200)의 여유 자유도의 조작을 통해 상기 매니퓰레이터의 임피던스 파라미터를 조작할 수 있다.In addition, the robot arm unit 200 is formed in a form of more than 7 degrees of freedom, so that the user can manipulate the impedance parameter of the manipulator through manipulation of the margin of freedom of the robot arm unit 200.

일반적으로 공간에 대한 표현에 있어 로봇암부(200)는 6자유도를 필요로 하나, 본 발명의 경우 로봇암부(200)가 7자유도 이상의 형태로 형성될 수 있어 사용자가 직관적으로 로봇 시뮬레이터를 통해 장갑형 로봇(10)을 제어할 수 있다.In general, in the expression of space, the robot arm unit 200 requires 6 degrees of freedom, but in the case of the present invention, the robot arm unit 200 can be formed in a form of 7 degrees or more, so that the user can intuitively armor the robot arm through the robot simulator. The robot 10 can be controlled.

예를 들어, 사용자의 팔꿈치 위치에 대응되는 상기 로봇암부(200)의 위치에 자유도를 추가함으로써, 가상환경에서 상기 장갑형 로봇(10)의 움직임을 정밀 제어할 수 있다.For example, by adding a degree of freedom to the position of the robot arm 200 corresponding to the position of the user's elbow, it is possible to precisely control the movement of the armored robot 10 in a virtual environment.

본 발명의 시트유닛(100)의 제1구동부(140)는 상기 제어부에 의해 상기 시트부(120)를 좌, 우 방향으로 왕복시킬 수 있다.The first driving unit 140 of the seat unit 100 of the present invention can reciprocate the seat unit 120 in the left and right directions by the control unit.

이는 가상환경에서 장갑형 로봇(10)의 움직임에 의한 진동을 상기 로봇 시뮬레이터에서 구현하기 위한 목적으로, 상기 제1구동부(140)에 의해 상기 시트부(120)를 좌, 우 방향으로 움직임으로써 사용자가 진동을 느낄 수 있도록 한다.This is for the purpose of implementing the vibration caused by the movement of the armored robot 10 in the virtual environment in the robot simulator, and the user moves the seat unit 120 in the left and right directions by the first driving unit 140. Make it feel vibration.

또한, 상기 제1구동부(140)는 상기 제어부에 의해 상기 시트부(120)의 높낮이를 변경시킬 수 있다.In addition, the first driving unit 140 may change the height of the seat unit 120 by the control unit.

이는 가상환경에서 장갑형 로봇(10)의 움직임에 의한 중력의 변화를 상기 로봇시뮬레이터에서 구현하기 위한 목적으로, 상기 제1구동부(140)에 의해 상기 시트부(120)를 상, 하 방향으로 움직임으로써 사용자가 중력의 변화를 느낄 수 있도록 한다.This is for the purpose of implementing a change in gravity due to the movement of the armored robot 10 in the virtual environment in the robot simulator, by moving the seat portion 120 in the up and down direction by the first driving unit 140 It allows the user to feel the change in gravity.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the embodiments described above has ordinary skill in the art. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and accordingly, the present invention is not limited to the above description and may be changed within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량
100: 시트유닛
120: 시트부
140: 제1구동부
200: 로봇유닛
300: 컨트롤유닛
400: 디스플레이유닛
500: 드라이빙유닛10: armored vehicle with a manipulator
100: seat unit
120: sheet portion
140: first driving unit
200: robot unit
300: control unit
400: display unit
500: driving unit

Claims (6)

사용자가 착석하는 시트부 및 상기 시트부를 2축방향으로 이동 가능하게 구비되는 제1구동부를 포함하는 시트유닛;
상기 시트부의 상부에 구비되고 복수개의 부재가 상호 회전 가능하게 결합되는 로봇암부 및 상기 로봇암부의 구동을 가능하게 하는 제2구동부를 포함하는 로봇유닛;
상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 위치정보를 전달받아 데이터화 하는 센서부 및 가상환경에 따른 새로운 정보를 바탕으로 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 컨트롤유닛;
상기 사용자에 상기 시트유닛 및 상기 로봇유닛의 위치정보를 매니퓰레이터가 결합된 장갑차량의 영상으로 시각화하여 보여주는 디스플레이유닛; 및
상기 장갑차량을 원격으로 운전하는 드라이빙유닛;
을 포함하며,
상기 로봇암부는 위치센서를 포함하고 서로의 이격 거리를 조절할 수 있도록 상기 시트부에 좌우 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하여, 상기 위치센서는 상기 시트부에 착석한 상기 사용자와 상기 로봇암부 사이의 거리를 측정하여 신호부에 이를 전송하고, 상기 제2구동부는 상기 제어부를 통해 상기 사용자의 체형에 대응되도록 상기 로봇암부의 좌우 방향 슬라이딩을 유도하여 이격 거리를 가변시키며,
상기 제2구동부는 상기 로봇암부에 구비되는 복수개의 부재의 회전을 측정하고, 상기 로봇암부가 설정한 범위 이상으로 회전할 경우 상기 로봇암부에 구비되는 스토퍼를 작동시켜 회전을 제한하도록 하며,
상기 로봇암부는 7자유도 이상의 형태로 형성되어 여유 자유도를 조작할 수 있도록 형성되되, 상기 사용자는 상기 여유 자유도를 상기 사용자의 팔꿈치 위치에 대응되는 상기 로봇암부의 위치에 추가함으로써, 상기 매니퓰레이터의 임피던스 파라미터를 조작하는 로봇 시뮬레이터.A seat unit including a seat portion for seating by a user and a first driving portion provided to be movable in the biaxial direction;
A robot unit provided on the seat portion and including a robot arm portion to which a plurality of members are rotatably coupled and a second driving portion to enable driving of the robot arm portion;
A control unit including a sensor unit for receiving the location information of the seat unit and the robot unit and converting the data, and a control unit for controlling the driving of the seat unit and the robot unit based on new information according to a virtual environment;
A display unit visualizing position information of the seat unit and the robot unit on the user as an image of an armored vehicle with a manipulator; And
A driving unit that remotely drives the armored vehicle;
It includes,
The robot arm portion includes a position sensor and is slidably coupled in the left and right directions to the seat portion so as to adjust the separation distance from each other, so that the position sensor determines the distance between the user seated in the seat portion and the robot arm portion. Measure and transmit it to the signal unit, and the second driving unit changes the separation distance by inducing sliding in the left and right directions of the robot arm unit to correspond to the user's body shape through the control unit,
The second driving unit measures rotation of a plurality of members provided in the robot arm unit, and when the robot arm unit rotates beyond a set range, operates a stopper provided in the robot arm unit to limit rotation.
The robot arm portion is formed in a form of 7 degrees of freedom or more so as to manipulate the margin of freedom, and the user adds the margin of freedom to the location of the robot arm portion corresponding to the position of the user's elbow, so that the impedance of the manipulator is Robot simulator that manipulates parameters. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1구동부는 상기 제어부에 의해 상기 시트부를 좌, 우 방향으로 왕복시키는 로봇 시뮬레이터.According to claim 1,
The first driving unit is a robot simulator that reciprocates the seat portion in the left and right directions by the control unit. 제1항에 있어서,
상기 제1구동부는 상기 제어부에 의해 상기 시트부의 높낮이를 변경시키는 로봇 시뮬레이터.According to claim 1,
The first driving unit is a robot simulator that changes the height of the seat portion by the control unit. 삭제delete 삭제delete
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400045B1 (en) * 2020-01-29 2022-05-20 주식회사 네패스 Robot arm for education
SE545226C2 (en) * 2020-02-17 2023-05-30 Bae Systems Haegglunds Ab A military vehicle comprising an aiming device and an aiming operation arrangement for a vehicle operator to operate the aiming device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007190654A (en) * 2006-01-20 2007-08-02 Nsk Ltd Leg-wheel robot
JP2014065098A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Canon Inc Robot device, orbit simulation device for articulated robot and orbit creation method

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101487228B1 (en) * 2012-11-12 2015-02-09 대한민국(국립재활원장) Driving simulator for disabled
JP5716769B2 (en) 2013-02-21 2015-05-13 株式会社安川電機 Robot simulator, robot teaching apparatus, and robot teaching method
KR20180051123A (en) * 2016-11-08 2018-05-16 주식회사 바로텍시너지 Simulated driving device of excavator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007190654A (en) * 2006-01-20 2007-08-02 Nsk Ltd Leg-wheel robot
JP2014065098A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Canon Inc Robot device, orbit simulation device for articulated robot and orbit creation method

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