KR102135533B1 - 스마트 물질 기반 다족 이동 로봇 - Google Patents

스마트 물질 기반 다족 이동 로봇 Download PDF

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KR102135533B1
KR102135533B1 KR1020190147531A KR20190147531A KR102135533B1 KR 102135533 B1 KR102135533 B1 KR 102135533B1 KR 1020190147531 A KR1020190147531 A KR 1020190147531A KR 20190147531 A KR20190147531 A KR 20190147531A KR 102135533 B1 KR102135533 B1 KR 102135533B1
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이석한
최동수
도영석
허용해
김상연
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한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 전극 간의 정전기력에 의해 추진력을 생성하는 다족 이동 로봇에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다족 이동 로봇은, 다리지지부; 각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리; 각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하고, 상단은 상기 다리지지부에 결합되되 상기 구동다리에 비하여 짧은 길이를 가지며, 상기 다수의 구동다리 중에서 적어도 하나의 구동다리에 인접하는 다수의 보조다리를 포함하며, 서로 인접한 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 구동다리가 구부러짐에 따라 구동다리의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생한다.
본 발명에 따르면 전극 간의 정전기력을 이용하여 추진력을 생성하는 새로운 유형의 다족 이동 로봇을 제공할 수 있다. 또한 전기활성폴리머를 이용하여 다족 이동 로봇의 다리 높이를 간편하게 조절할 수 있고 추진력도 생성할 수 있는 새로운 유형의 다족 이동 로봇을 제공할 수 있다.

Description

스마트 물질 기반 다족 이동 로봇{Multi-legged moving robot using smart material}
본 발명은 다족 이동 로봇에 관한 것으로서, 구체적으로는 전기활성폴리머(EAP, Electroactive Polymer) 등과 같은 스마트 물질을 이용하여 다리를 동작시키는 다족 이동 로봇에 관한 것이다.
근래 들어 로봇 기술이 급격하게 발전함에 따라 산업용 로봇, 의료용 로봇, 군사용 로봇, 가정용 로봇 등과 같은 다양한 종류의 로봇이 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있다.
이러한 로봇에는 이동 또는 작업을 위한 다수의 액츄에이터가 사용되며, 대부분의 로봇에는 전기모터, 공압 실린더, 유압 실린더 등의 액츄에이터가 주로 사용되고 있다.
그런데 이러한 유형의 액츄에이터는 너무 크고 무겁기 때문에 로봇이 소형화될수록 사용 개수가 제한되고 이로 인해 로봇의 성능을 제한하는 요인이 될 수 있다. 특히 최근 들어 의료, 탐사 등 다양한 분야에서 초소형 로봇에 대한 요구가 증대하고 있는 추세이므로 초소형 로봇에 적용할 수 있는 새로운 유형의 액츄에이터 또는 구동방식을 개발할 필요성도 점차 커지고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1298088호(2013.08.22 공고)
본 발명은 이러한 배경에서 안출된 것으로서, 전기활성폴리머 등과 같은 스마트물질을 활용하여 추진력을 발생시킬 수 있는 새로운 유형의 다족 이동 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 양상은, 다리지지부; 각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리; 각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하고, 상단은 상기 다리지지부에 결합되되 상기 구동다리에 비하여 짧은 길이를 가지며, 상기 다수의 구동다리 중에서 적어도 하나의 구동다리에 인접하는 다수의 보조다리를 포함하며, 서로 인접한 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 구동다리가 구부러짐에 따라 구동다리의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇을 제공한다.
본 발명의 제1 양상에 따른 다족 이동 로봇은, 전원라인에 의해 상기 다수의 구동다리 및 상기 다수의 보조다리의 전극과 연결되는 스위칭부; 선택된 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키기 위하여 상기 스위칭부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 제1 양상에 따른 다족 이동 로봇은, 제1 방향을 따라 서로 마주보는 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제1 방향을 따라 이동하고, 제2 방향을 따라 서로 마주보는 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제2 방향을 따라 이동할 수 있다.
또한 본 발명의 제1 양상에 따른 다족 이동 로봇은, 구동다리와 보조다리는 제1 방향을 기준으로 서로 교대로 배치되는 한편 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 기준으로 서로 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 제2 양상은, 다리지지부; 각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리; 상기 다리지지부와 상기 다수의 구동다리의 사이에 설치되며, 전기활성폴리머 층과, 상기 전기활성폴리머 층의 상단과 하단에 각각 결합된 전극을 포함하는 높이조절부를 포함하며, 제1 높이조절부를 제어하여 제1 구동다리를 상승시킨 상태에서 상기 제1 구동다리의 전극과 상기 제1 구동다리에 인접한 제2 구동다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제2 구동다리가 구부러짐에 따라 상기 제2 구동다리의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 상기 제2 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇을 제공한다.
본 발명의 제2 양상에 따른 다족 이동 로봇은, 상기 제2 구동다리와 상기 제1 높이조절부에 의해 상승한 상기 제1 구동다리가 전극 간의 정전기력에 의해 구부러진 상태에서 상기 제1 높이조절부를 제어하여 상기 제1 구동다리를 하강시키고, 제2 높이조절부를 제어하여 상기 제2 구동다리를 상승시키고 상기 제1 구동다리의 전극과 상기 제2 구동다리의 전극의 전원연결을 차단하여 정전기력을 제거하면, 하강한 상기 제1 구동다리가 굽은 상태에서 펴지면서 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 새로운 추진력이 발생할 수 있다.
본 발명의 제3 양상은 다리지지부; 각각 다수의 전극과, 상기 다수의 전극 사이에 배치되고 하단부가 상기 다수의 전극 보다 하부로 돌출되는 전기활성폴리머 기둥을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리를 포함하며, 제1 구동다리에 구비된 다수의 전극 중에서 한 쌍의 전극에 서로 반대 극성의 전원을 연결하여 상기 전기활성폴리머 기둥을 수축 변형시킴으로써 하단부를 바닥으로부터 상승시킨 상태에서, 상기 제1 구동다리의 전극과 상기 제1 구동다리에 인접한 제2 구동다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제2 구동다리가 구부러짐에 따라 상기 제2 구동다리의 전기활성폴리머 기둥의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 상기 제2 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생할 수 있다.
본 발명의 제3 양상에 따른 다족 이동 로봇에서, 상기 다수의 구동다리에서 상기 전기활성폴리머 기둥과 상기 다수의 전극 중 적어도 하나의 전극의 내측면 사이에는 상기 전기활성폴리머 기둥의 수축 변형을 위한 여유공간이 구비될 수 있다.
본 발명의 제4 양상은, 다리지지부; 각각 다수의 전극과, 상기 다수의 전극 사이에 배치되고 하단부가 상기 다수의 전극 보다 하부로 돌출되는 전기활성폴리머 기둥을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리를 포함하며, 상기 다수의 구동다리 중에서 선택된 적어도 하나의 구동다리에 구비된 다수의 전극 중에서 서로 마주 보는 제1 전극 및 제2 전극에 서로 반대 극성의 전원을 연결하면 상기 전기활성폴리머 기둥이 상기 제1 전극을 향해 구부러짐에 따라 상기 전기활성폴리머 기둥의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 상기 전기활성폴리머 기둥이 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇을 제공한다.
본 발명에 따르면 전극 간의 정전기력을 이용하여 추진력을 생성하는 새로운 유형의 다족 이동 로봇을 제공할 수 있다. 또한 전기활성폴리머를 이용하여 다족 이동 로봇의 다리 높이를 간편하게 조절할 수 있고 추진력도 생성할 수 있는 새로운 유형의 다족 이동 로봇을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동 로봇의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동로봇의 다리 배열을 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동로봇의 단면도.
도 4는 구동다리와 보조다리의 횡단면도
도 5는 인접 다리 간에 인력을 발생시키는 모습을 예시한 도면
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동로봇의 다리가 전극간 인력에 의해 동작하는 모습을 예시한 도면
도 7a 및 도 7b는 각각 다족 이동로봇을 가로 및 세로 방향으로 이동시키기 위한 전극 연결을 예시한 도면
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동로봇이 이동하는 모습을 나타낸 도면
도 9는 인접 다리 간에 척력을 발생시키는 모습을 예시한 도면
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동로봇의 다리가 전극간 척력에 의해 동작하는 모습을 예시한 도면
도 11은 구동다리 및 보조다리에 설치된 전극의 다른 실시예를 나타낸 도면
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동로봇의 단면도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동로봇의 구동다리와 높이조절부를 나타낸 단면도.
도 14a 내지 도 14d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동로봇의 동작을 순서대로 나타낸 도면
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 다족 이동로봇을 나타낸 단면도.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다족 이동로봇의 다리 배열을 예시한 도면.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다족 이동로봇의 다리가 동작하는 모습을 순서대로 나타낸 도면
도 19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다족 이동로봇을 나타낸 단면도.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다족 이동로봇이 우측으로 이동할 때의 다리 동작을 나타낸 도면
도 21은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다족 이동로봇이 좌측으로 이동할 때의 다리 동작을 나타낸 도면
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
참고로 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제와 다른 치수 또는 비율로 표시된 부분이 있으나 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것이므로 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되어서는 아니됨을 미리 밝혀 둔다. 또한 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우는 다른 구성요소와 직접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결, 결합 또는 전기적으로 연결되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합되는 경우는 중간에 다른 요소 없이 연결 또는 결합되는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은 특별히 반대되는 기재가 없다면 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서 전, 후, 좌, 우, 위, 아래 등의 표현은 보는 위치에 따라 달라질 수 있는 상대적인 개념이므로 본 발명의 범위가 반드시 해당 표현으로 제한되어서는 아니된다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100)의 구성도로서, 다리지지부(110)와, 각각 전극을 구비하며 상단이 다리지지부(110)에 결합된 상태에서 다리지지부(110)의 하부로 돌출되는 다수의 구동다리(120) 및 다수의 보조다리(130)와, 전원라인(182)에 의해 각 구동다리(120) 및 각 보조다리(130)의 전극과 연결되는 스위칭부(180)와, 스위칭부(180)를 제어하여 구동다리(120) 및 보조다리(130)의 각 전극을 전원공급부(200)에 선택적으로 연결하는 제어부(190)를 포함한다.
다리지지부(110)는 구동다리(120)와 보조다리(130)를 지지하는 것으로서 도면에는 판 형상으로 나타나 있으나 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 다리지지부(110)의 재질도 특별히 한정되지는 않는다.
다리지지부(110)에는 스위칭부(180)와 각 다리(120,130)에 구비된 전극을 연결하는 다수의 전원라인(182)이 결합 또는 형성될 수 있다. 전원라인(182)은 케이블을 포함할 수 있다. 또한 전원라인(182)은 다리지지부(110)의 표면에 도전성 물질로 증착 또는 인쇄된 회로패턴을 포함할 수 있다.
구동다리(120)는 하단이 바닥에 접촉한 상태에서 굽힘 변형에 의한 추진력을 발생시키는 역할을 하며, 보조다리(130)는 구동다리(120)의 굽힘 변형을 유도하는 역할을 한다.
구동다리(120)와 보조다리(130)는, 도 2의 저면도에 예시한 바와 같이, 다리지지부(110)의 저면에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 이때 가로 및 세로 방향으로는 구동다리(120)와 보조다리(130)가 교대로 배치되고 대각선 방향으로는 같은 종류의 다리가 배치되는 것이 바람직하다.
이렇게 배치하면 세로 방향으로 인접한 구동다리(120)와 보조다리(130) 간에 정전기력을 발생시키면 다족 이동 로봇(100)을 세로방향으로 이동시킬 수 있고, 가로 방향으로 인접한 구동다리(120)와 보조다리(130) 간에 정전기력을 발생시키면 다족 이동 로봇(100)을 가로방향으로 이동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100)의 단면도로서, 도면에 나타낸 바와 같이 구동다리(120)의 길이는 보조다리(130) 보다 더 긴 것이 바람직하다. 이렇게 하면 다족 이동 로봇(100)을 바닥(10)에 놓았을 때 구동다리(120)의 하단부는 바닥(10)에 닿지만 보조다리(130)의 하단부는 바닥(10)에 닿지 않게 된다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100)에서는, 구동다리(120)와 보조다리(130)의 전극 간에 정전기력(인력 또는 척력)에 의해 구동다리(120)의 굽힘 변형이 발생할 때 구동다리(120)의 하단부와 바닥(10)과의 마찰저항으로 인해 구동다리(120)가 구부러지는 쪽의 반대 방향으로 추진력이 발생하게 된다.
그런데 보조다리(130)의 구부러지는 방향과 구동다리(120)의 구부러지는 방향은 서로 반대이므로 보조다리(130)의 하단부가 바닥(10)에 접촉한 상태에서 굽힘 변형이 발생하면 보조다리(130)에 의해서도 추진력이 발생하여 구동다리(120)의 추진력을 상쇄시킬 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서는 보조다리(130)의 길이를 구동다리(120) 보다 짧게 하여 보조다리(130)의 하단부가 바닥(10)에 접촉하지 않도록 함으로써 보조다리(130)에 의한 추진력 상쇄를 방지하는 것이 바람직하다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 다수의 구동다리(120)는 각각 기둥 형상의 탄성체(121)와 다수의 전극(125,126)을 포함한다. 전극(125,126)은 탄성체(121)의 내부에 매설되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 탄성체(121)의 측면에 결합될 수도 있다.
마찬가지로 다수의 보조다리(130)도 각각 기둥 형상의 탄성체(131)와 다수의 전극(135,136)을 포함한다. 전극(135,136)은 탄성체(131)의 내부에 매설되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 탄성체(131)의 측면에 결합될 수도 있다.
구동다리(120)와 보조다리(130)의 각 전극(125,126,135,136)은 도전성 재질의 판재 또는 와이어일 수도 있고, 탄성체(121,131)의 측면에 증착 또는 도포된 도전성 재질의 박막일 수도 있다. 또한 각 다리(120,130)의 전극(125,126,135,136)은 인접 전극 간의 정전기력에 의해 탄성체(121,131)와 함께 변형 및 복원을 반복해야 하므로 가요성 재질인 것이 바람직하다.
구동다리(120)와 보조다리(130)의 개수와 직경은 특별히 한정되지 않으며, 다족 이동로봇(100)의 용도, 요구되는 추진력, 정전기력의 세기 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
구동다리(120)와 보조다리(130)의 각 탄성체(121,131)는 인접한 다리(120,130)의 전극 간에 정전기력이 발생하면 전극과 함께 굽힘 변형이 발생하고 정전기력이 제거되면 전극과 함께 본래 형상으로 즉시 복원될 수 있는 재질이어야 한다.
탄성체(121,131)는 예를 들어 전기활성폴리머(EAP, Electroactive Polymer)일 수도 있고, 다른 종류의 탄성 재질일 수도 있다. 탄성체(121,131)의 탄성계수는 다족 이동 로봇(100)의 용도, 정전기력의 세기 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
구동다리(120) 및 보조다리(130)에는, 도 4의 횡단면도에 나타낸 바와 같이, 각각 4개씩의 전극이 2*2 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
구동다리(120)는 예를 들어 각각 (+)극의 역할을 하는 2개의 제1 전극(125)과 각각 (-)극의 역할을 하는 2개의 제2 전극(126)을 포함할 수 있다. 이때 제1 전극(125)과 제2 전극(126)은 구동다리(120)의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이 구동다리(120)의 횡단면이 사각형인 경우에는 각 변마다 각각 제1 전극(125)과 제2 전극(126)을 배치하고, 가로 또는 세로방향으로 인접한 전극들은 서로 반대 극성의 전원에 연결하고 대각선 방향으로 인접한 전극들은 서로 같은 극성의 전원에 연결할 수 있다.
보조다리(130)도 예를 들어 각각 (+)극의 역할을 하는 2개의 제1 전극(135)과 각각 (-)극의 역할을 하는 2개의 제2 전극(136)을 포함하며, 보조다리(130)의 중심을 기준으로 원주방향을 따라 제1 전극(135)과 제2 전극(136)이 교대로 배치될 수 있다.
보조다리(130)의 횡단면이 사각형인 경우에는 각 변마다 각각 제1 전극(135)과 제2 전극(136)을 배치하고, 가로 또는 세로방향으로 인접한 전극들은 서로 반대 극성의 전원에 연결하고 대각선 방향으로 인접한 전극들은 서로 같은 극성의 전원에 연결할 수 있다.
도 5는 구동다리(120)와 보조다리(130) 간에 정전기적 인력이 발생하는 경우를 나타낸 것으로서, 구동다리(120)의 일 변에 배치된 제1 전극(125)과 제2 전극(126)을 각각 전원공급부(200)의 (+)극과 (-)극에 연결하는 한편 제1 전극(125) 및 제2 전극(126)과 각각 마주보는 보조다리(130)의 제2 전극(136) 및 제1 전극(135)을 각각 (-)극과 (+)극에 연결한 경우를 나타낸 것이다.
이와 같이 연결하면 구동다리(120)의 제1 전극(125)과 보조다리(130)의 제2 전극(136)의 사이 및 구동다리(120)의 제2 전극(126)과 보조다리(130)의 제1 전극(135)의 사이에 정전기적 인력이 발생하게 되고 이로 인해 구동다리(120)와 보조다리(130)가 서로를 향해 구부러지게 된다.
도 6은 전극 간의 정전기적 인력으로 인해 서로 인접한 구동다리(120)와 보조다리(130)가 서로를 향해 구부러지는 모습을 나타낸 것이다. 정전기적 인력이 발생하기 전에는 도 3에 나타낸 바와 같이 모든 구동다리(120)의 하단부가 바닥(10)에 닿아 있는 상태이므로 구동다리(120)가 이와 같이 구부러지게 되면 구동다리(120)의 하단부와 바닥(10)과의 마찰저항으로 인해 구동다리(120)가 구부러지는 쪽의 반대 방향으로 추진력이 발생하게 된다.
도 6은 가로 방향으로 배치된 3개의 구동다리(120) 중에서 양측 2개의 구동다리(120')가 도면상 좌측 방향으로 구부러짐에 따라 우측 방향으로 추진력이 발생하는 모습을 나타낸 것이다.
굽힘 변형이 발생하지 않은 가운데 구동다리(120)는 2개의 구동다리(120')가 구부러지면서 하단부가 바닥(10)으로부터 떨어질 때에도 계속 바닥(10)에 닿아 있으므로 다리지지부(110)의 높이를 일정하게 유지시킬 수 있고, 이를 통해 다족 이동 로봇(100)이 안정적으로 수평 이동을 할 수 있도록 한다.
구동다리(120)의 굽힘 변형을 발생시키기 위해서는 로봇의 이동방향에 따라 구동다리(120)에 인접한 다수의 보조다리(130) 중에서 하나를 선택하고 구동다리(120)와 보조다리(130)의 서로 마주보는 전극에 전원을 연결하여 정전기력을 발생시켜야 한다.
도 7a를 참조하면, 다족 이동 로봇(100)을 도면상 가로 방향으로 이동시키고자 하는 경우에는 가로 방향으로 서로 인접한 구동다리(120)와 보조다리(130)의 쌍을 선택한 후 서로 마주보는 전극들을 전원에 연결해야 한다. 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 서로 마주보는 전극들이 반대의 극성을 띄도록 전원에 연결할 수 있다.
구동다리(120)의 양측에 위치하는 보조다리(130) 중에서 어떤 것을 선택할 지는 정전기력의 방향(인력 또는 척력)과 로봇의 이동방향을 고려하여 정하면 된다.
참고로 본 명세서 및 도면에서 도면부호 120, 130, 140, 160, 170 은 각각 인접 전극과의 정전기력이 발생하지 않은 구동다리 또는 보조다리를 나타낸 것이고, 도면부호 120', 130', 140', 160', 170은 각각 인접 전극과의 정전기력이 발생한 구동다리 또는 보조다리를 나타낸 것이다. 또한 도면에서는 제1 전극(125,135,145,155)이 전원에 연결되지 않으면 오렌지색 또는 노란색으로 표시하고 전원에 연결되면 붉은색으로 표시하였으며, 제2 전극(126,136,146,156)이 전원에 연결되지 않으면 회색으로 표시하고 전원에 연결되면 검정색으로 표시하였다.
도 7b를 참조하면, 다족 이동 로봇(100)을 도면상 세로 방향으로 이동시키고자 하는 경우에는 세로 방향으로 인접한 구동다리(120)와 보조다리(130)의 쌍을 선택한 후 서로 마주보는 전극들을 전원에 연결해야 한다.
도 7a 및 도 7b에서 서로 간에 정전기력이 발생하는 구동다리(120')와 보조다리(130')의 쌍은 예시에 불과한 것이므로 구동다리(120')와 보조다리(130')의 쌍을 도면에 나타낸 것과 다르게 선택할 수도 있음은 물론이다.
또한 정전기력이 발생하는 구동다리(120')와 보조다리(130')의 쌍의 개수도 다족 이동 로봇(100)의 용도, 요구되는 추진력의 세기 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100)의 동작을 나타낸 것으로서, 설명의 편의를 위하여 도 3에 비해 구동다리(120)와 보조다리(130)를 각각 하나씩 더 추가한 경우를 나타낸 것이다.
도 8의 (a)는 모든 구동다리(120)의 하단부가 바닥(10)에 접촉한 대기상태를 나타낸 것이다.
도 8의 (b)는 도면상 좌측에서 첫번째 및 세번째 다리 쌍(120',130')에 각각 정전기적 인력이 발생함에 따라 구동다리(120')가 좌측 방향으로 구부러지고 이로 인해 각 구동다리(120')와 바닥(10) 간의 마찰저항에 의한 추진력이 발생하여 다족 이동 로봇(100)이 우측으로 이동하는 제1 구동단계이다.
제1 구동단계에서는 두번째 및 네번째 다리 쌍(120,130)에는 정전기적 인력이 발생하지 않으므로 두번째 및 네번째 구동다리(120)의 하단부가 바닥(10)에 접촉하여 다리지지부(110)를 지지하는 역할을 한다.
도 8의 (c)는 제1 구동단계에서 굽힘 변형이 발생했던 다리 쌍(120',130')에 대한 전원 공급을 끊고 도면상 좌측에서 두번째 및 네번째 다리 쌍(120',130')에 각각 정전기적 인력을 발생시켜 새로운 추진력을 발생시키는 제2 구동단계이다.
제2 구동단계에서는 첫번째 및 세번째 다리 쌍(120,130)에서의 정전기적 인력이 해소됨에 따라 첫번째 및 세번째 구동다리(120)의 하단부가 바닥(10)에 접촉하여 다리지지부(110)를 지지하는 역할을 한다.
위 제1 구동단계(도 8 (a))와 제2 구동단계(도 8(b))를 반복 수행하면 다족 이동 로봇(100)이 한쪽 방향으로 계속 이동하게 된다.
이동하는 중에 방향 전환이 필요한 경우에는 다른 방향(예, 세로 방향)으로 인접한 다리 쌍(120,130)을 선택하고 정전기적 인력을 발생시킴으로써 이동 방향을 전환할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100)이 구동다리(120)와 보조다리(130)의 정전기적 인력에 의해 동작하는 것으로 설명하였는데 정전기력의 종류가 인력에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 9에 예시한 바와 같이, 구동다리(120)의 일 변에 배치된 제1 전극(125)과 제2 전극(126)을 각각 전원공급부(200)의 (+)극과 (-)극에 연결하는 한편 제1 전극(125) 및 제2 전극(126)과 각각 마주보는 보조다리(130)의 제1 전극(135) 및 제2 전극(136)을 각각 (+)극과 (-)극에 연결하면 서로 마주보는 전극 간에 정전기적 척력이 발생하게 된다.
이 경우에는 도 10에 나타낸 바와 같이, 구동다리(120')와 보조다리(130')가 서로 반대쪽으로 구부러지게 되고, 이로 인해 구동다리(120')가 구부러진 쪽의 반대방향으로 추진력이 발생하게 된다.
또한 이상에서는 구동다리(120)의 한 변에 각각 2개의 전극(125,126)이 배치되는 것으로 설명하였으나 전극의 배치 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도 11에 예시한 바와 같이, 구동다리(120)의 횡단면이 사각형이라고 할 때 각 변마다 하나씩의 전극을 배치할 수도 있다.
이렇게 배치하더라도 구동다리(120)의 전극(125,126)과 보조다리(130)의 전극(135,136) 중에서 서로 마주보는 전극 쌍이 서로 반대 극성의 전원에 연결되면 정전기적 인력이 발생하고 서로 같은 극성의 전원에 연결되면 정전기적 척력이 발생할 수 있기 때문이다.
한편 구동다리(120)와 보조다리(130)는 각각 다수의 전극(125,126)(135,136)을 포함하고 있으므로 내부 전극(125,126)(135,136) 사이에 정전기력이 강하게 작용하면 인접한 다리(120)(130) 간의 정전기력을 제어하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위해서는, 구동다리(120)와 보조다리(130)의 내부에는 각각 내부 전극(125,126)(135,136) 사이의 전기장을 차단할 수 있는 차단수단을 추가로 설치할 수도 있다. 이때 차단수단은 전원에 연결되지 않은 가요성 금속 판재일 수도 있고 기타 다른 재질일 수도 있다. 이는 후술하는 다른 실시예에의 구동다리(140,160)에도 적용될 수 있다.
제2 실시예
본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100a)은 도 12의 단면도에 예시한 바와 같이 다리지지부(110)의 하부에서 다수의 구동다리(140)가 동일한 길이로 돌출 연장되며, 구동다리(140)에 비해 짧은 보조다리를 사용하지 않는 점에 특징이 있다.
다만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100a)에서는 각 구동다리(140)의 상단과 다리지부(110)의 사이에 높이조절부(150)가 설치되며, 제어부(190)를 통해 각 높이조절부(150)를 개별적으로 제어함으로써 각 구동다리(140)를 개별적으로 승강시킬 수 있다.
높이조절부(150)에 의해 상승한 구동다리(140)는 하단부가 바닥(10)에 닿지 않으므로 제1 실시예의 보조다리(130)처럼 인접 구동다리(140)에 대해 정전기력을 발휘하는 역할만 하고 추진력 생성에는 관여하지 않을 수 있다.
다수의 구동다리(140)는 n*n 매트릭스 형태로 배열될 수 있으나, 배열 방식이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 13을 참조하면, 각 구동다리(140)는 각각 기둥 형상의 탄성체(141)와 다수의 전극(145,146)을 포함한다. 탄성체(141)와 전극(145,146)의 재질, 형상, 위치, 배열 등은 제1 실시예의 구동다리(120)에 구비된 탄성체(121) 및 전극(125,126)과 관련하여 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있다.
다만 본 발명의 제2 실시예에서는 인접한 구동다리(140) 간에 정전기적 인력 또는 척력을 발생시켜야 하므로 인접한 구동다리(140)들의 서로 마주보는 전극 간에 정전기적 인력 또는 척력이 발생할 수 있도록 전원 연결을 제어해야 한다.
높이조절부(150)는 서로 마주보는 제1 전극(155)과 제2 전극(156), 제1 전극(155)과 제2 전극(156)의 사이에 배치된 전기활성폴리머(EAP) 층(151)을 포함한다. 제1 전극(155)과 제2 전극(156)은 구동다리(140)의 길이방향에 직교하는 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
전기활성폴리머(EAP)는 전기장에 의해 수축, 팽창, 굽힘 등의 변형이 발생하고 전기장이 제거되면 자체 탄성에 의해 본래 형상으로 복원되는 특성을 갖는 고분자 물질이다.
본 발명의 제2 실시예에서는 제1 전극(155)과 제2 전극(156)을 전원에 연결하여 전계를 형성하면 전기활성폴리머 층(151)이 수축 변형됨에 따라 제1 전극(155)과 제2 전극(156) 간의 간격이 줄어들고 이로 인해 하부에 결합된 구동다리(140)가 상승하게 된다.
또한 제1 전극(155) 및 제2 전극(156)과 전원의 연결을 끊으면 전기활성폴리머 층(151)이 본래 형상으로 팽창함에 따라 전극 간의 간격이 벌어지게 되고 이로 인해 하부에 연결된 구동다리(140)도 하강하게 된다.
전기활성폴리머 층(151)은 겔(gel) 형태로서 제1 전극(155)과 제2 전극(156)의 사이에 개재되는 판 형상일 수 있다.
높이조절부(150)의 승강거리를 늘리기 위하여 다수의 전기활성폴리머 층(151)을 적층할 수도 있다. 이때 적층된 전기활성폴리머 층(151)의 사이마다 전극을 배치할 수도 있다.
구동다리(140)는 높이조절부(150)의 하단에 접착층(148)을 개재하여 결합될 수 있다. 만일 높이조절부(150)의 전극(155,156)과 구동다리(140)의 전극(145,146) 간에 절연이 필요한 경우에는 절연층이 개재될 수도 있다.
높이조절부(150)는 구동다리(140)의 각 전극(145,146)을 다리지지부(110)에 구비된 전원라인(182)에 연결하기 위한 도전경로를 포함할 수 있다.
이하에서는 도 14a 내지 도 14d를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100a)의 동작을 설명한다.
도 14(a)는 대기상태를 나타낸 것으로서, 모든 구동다리(140)의 하단부가 바닥(10)에 닿아 있는 상태이다. 도면에는 8개의 구동다리(140) 및 높이조절부(150)가 도시되어 있는데 설명의 편의를 위하면 좌측에서부터 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 구동다리(140) 및 높이조절부(150)로 칭하기로 한다.
이와 같은 대기상태의 다족 이동 로봇(100a)을 이동시키기 위해서는, 도 14b에 나타낸 바와 같이, 서로 인접한 제1 및 제2 구동다리(140), 제3 및 제4 구동다리(140), 제5 및 제6 구동다리(140), 제7 및 제8 구동다리(140)를 서로 정전기력이 작용하는 다리 쌍으로 선택하는 한편 각 다리 쌍에서 홀수 번째 다리를 바닥(10)으로부터 떨어지도록 선택한 후 구동다리(140)와 높이조절부(150)의 각 전극을 적절한 극성의 전원에 연결한다.
구체적으로 설명하면, 먼저 제1, 제3, 제5, 제7 높이조절부(150')의 각 전극(155,156)에 전원을 연결하여 전기활성폴리머 층(151)을 수축시켜 제1, 제3, 제5, 제7 구동다리(140)의 하단부가 바닥(10)에서 떨어지도록 한다.
이어서 각 다리쌍의 서로 마주보는 전극에 서로 반대 극성의 전원을 연결하여 정전기적 인력을 발생시키면, 제1 및 제2 구동다리(140'), 제3 및 제4 구동다리(140'), 제5 및 제6 구동다리(140'), 제7 및 제8 구동다리(140')가 전극 간의 정전기적 인력에 의해 서로를 향해 구부러지게 된다.
이때 제2, 제4, 제6, 제8 구동다리(140')는 하단부가 바닥(10)에 닿은 상태에서 도면상 좌측 방향으로 구부러지게 되고 이로 인해 제2, 제4, 제6, 제8 구동다리(140')와 바닥(10) 간의 마찰저항에 의한 추진력이 발생하여 다족 이동 로봇(100a)이 우측으로 이동하게 된다.
이어서 도 14c에 나타낸 바와 같이, 제1, 제3, 제5, 제7 높이조절부(150)의 전원 연결을 차단하면 제1, 제3, 제5, 제7 구동다리(140')의 하단부가 하강하여 바닥(10)에 접촉하게 된다. 이때 제2, 제4, 제6, 제8 높이조절부(150')의 각 전극(155,156)에 전원을 연결하면 제2, 제4, 제6, 제8 구동다리(140')의 하단부가 바닥(10)에서 떨어지게 된다.
이 상태에서 제1 내지 제8 구동다리(140')와 전원의 연결을 차단하면 인접 다리 간의 정전기적 인력이 해소됨에 따라, 도 14d에 나타낸 바와 같이, 각 구동다리(140)가 구부러진 상태에서 본래의 형상으로 복원된다.
그런데 도 14c의 단계에서 제1, 제3, 제5, 제7 구동다리(140')는 하단부가 바닥(10)에 접촉해 있었으므로 본래 형상으로 복원되는 과정에서 하단부와 바닥(10)의 마찰저항에 의해 새로운 추진력이 발생하여 다족 이동 로봇(100a)이 우측으로 더 이동하게 된다.
이어서 모든 구동다리(140) 및 높이조절부(150)에 대한 전원연결을 차단하면 다시 도 14a의 대기상태가 되며, 위 과정들을 반복 수행하면 다족 이동 로봇(100a)이 한쪽 방향으로 계속 이동하게 된다.
이동하는 중에 방향 전환이 필요한 경우에는 다른 방향(예, 세로 방향)으로 인접한 다리 쌍(140)을 선택하고 정전기적 인력을 발생시킴으로써 이동 방향을 전환할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100a)의 경우에도 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 마찬가지로 인접 다리 간의 정전기적 척력을 이용하여 추진력을 발생시킬 수도 있음은 물론이다.
제3 실시예
본 발명의 제3 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100b)은, 도 15의 단면도에 예시한 바와 같이, 다리지지부(110)의 하부에서 다수의 구동다리(160)가 동일한 길이로 돌출 연장된다.
다만 본 발명의 제2 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100a)에서는 다리지지부(110)와 각 구동다리(140)의 상단 사이에 높이조절부(150)가 설치되는데 반하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100b)에서는 별도의 높이조절부를 사용하지 않는다.
다수의 구동다리(160)는 도 16의 저면도에 나타낸 바와 같이 매트릭스 형태로 배열될 수 있으나, 배열 방식이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 각 구동다리(160)는 각각 전기활성폴리머 기둥(161)과 각 기둥(161)의 측면에 결합된 전극(165,166)을 포함한다. 각 전극(165,166)은 가요성 재질인 것이 바람직하다.
본 발명의 제3 실시예에서는 기둥(161)의 네 측면에 전극(165,166)을 배치하되, 전기활성폴리머 기둥(161)의 하단부(162)가 전극(165,166)보다 하부로 돌출되도록 한다.
이때 다수의 전극(165.166) 중에서 적어도 하나의 전극의 내측면과 전기활성폴리머 기둥(161)의 사이에는 전기활성폴리머 기둥(161)의 변형을 위한 여유공간이 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 하면 기둥(161)에 결합된 다수의 전극(165,166) 중에서 적어도 한 쌍의 전극에 반대 극성의 전원을 연결하면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 전기활성폴리머 기둥(151)이 예를 들어 (+) 전극쪽으로 변형되면서 내부의 여유 공간을 채우게 되고 이로 인해 전기활성폴리머 기둥(161)의 하단부(162)가 상승하게 된다.
도 17에는 좌측에서 첫번째 및 네번째 기둥(161)이 수축하여 하단부(162)가 상승한 모습을 나타낸 것이다.
이 상태에서 좌측에서부터 제1 및 제2 구동다리(160')와 제4 및 제5 구동다리(160')를 정전기력 인력이 발생하는 다리 쌍으로 선택하여 전원을 연결하면, 도 18에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2 구동다리(160')가 서로를 향해 구부러지는 한편 제4 및 제5 구동다리(160')가 서로를 향해 구부러진다.
이 과정에서 제2 및 제5 구동다리(160')의 하단부(162)와 바닥(10) 간의 마찰저항에 의해 추진력이 발생하게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100b)의 경우에도 제1 실시예와 관련하여 설명한 바와 마찬가지로 인접 다리 간의 정전기적 척력을 이용하여 추진력을 발생시킬 수도 있음은 물론이다.
제4 실시예
본 발명의 제4 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100c)은, 도 19의 단면도에 예시한 바와 같이, 다리지지부(110)의 하부에서 다수의 구동다리(170)가 동일한 길이로 돌출 연장된다. 다수의 구동다리(170)는 매트릭스 형태로 배열될 수 있으나, 배열 방식이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
각 구동다리(170)는 각각 전기활성폴리머 기둥(171)과 각 기둥(171)의 측면에 결합된 전극(175,176)을 포함한다. 각 전극(175,176)은 가요성 재질인 것이 바람직하다.
전극(175,176)은 기둥(171)의 네 측면에 각각 배치되는 것이 바람직하며 서로 마주보는 측면에 배치된 전극 쌍은 각각 반대 극성의 전원에 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 다족 이동 로봇(100c)은 전극 간의 정전기력을 이용하지 않고 전기활성폴리머 기둥(171)의 굽힘 변형을 이용하여 추진력을 발생시키는 점에서 제3 실시예와 차이가 있다.
도 20에 예시한 바와 같이, 예를 들어 좌측에서부터 제1, 제3, 및 5 구동다리(170')의 서로 마주보는 전극(175,176)에 반대 극성의 전원을 연결하면 전기활성폴리머 기둥(171)이 예를 들어 (+)극을 향해 구부러지게 된다. 이 과정에서 제1, 제3, 및 5 구동다리(170')의 전기활성폴리머 기둥(171)의 하단부와 바닥(10) 간의 마찰저항에 의해 추진력이 발생하게 된다.
만일 제1, 제3, 및 5 구동다리(170')의 서로 마주보는 전극(175,176)에 연결되는 전원의 극성을 반대로 변경하면 도 21에 나타낸 바와 같이 도 20과는 반대방향으로 추진력이 발생하게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.
일 예로서, 전술한 실시예에서는 다리지지부(110)에 결합된 모든 구동다리(120,140,160,170)가 전극을 구비하는 것으로 설명하였으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전극이 없어 변형운동을 하지 않는 더미 다리를 중간중간에 설치하여 다리지지부(110)와 바닥(10) 간의 거리를 일정하게 유지할 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 구체적인 적용에 있어서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.
100: 다족 이동로봇 110: 다리지지부
120, 140. 160, 170: 구동다리 130: 보조다리
150: 높이조절부 121, 131, 141: 탄성체 148: 접착층
151: 전기활성폴리머 층 161, 171: 전기활성폴리머 기둥
125, 135, 145, 155, 165, 175: 제1 전극
126, 136, 146, 156, 166, 176: 제2 전극
180: 스위칭부 182: 전원라인 190: 제어부
200: 전원공급부

Claims (9)

  1. 다리지지부;
    각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리;
    각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하고, 상단은 상기 다리지지부에 결합되되 상기 다수의 구동다리에 비하여 짧은 길이를 가지며, 상기 다수의 구동다리 중에서 적어도 하나의 구동다리에 인접하는 다수의 보조다리
    를 포함하며, 서로 인접한 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 구동다리가 구부러짐에 따라 구동다리의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  2. 제1항에 있어서,
    전원라인에 의해 상기 다수의 구동다리 및 상기 다수의 보조다리의 전극과 연결되는 스위칭부;
    선택된 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키기 위하여 상기 스위칭부를 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  3. 제1항에 있어서,
    제1 방향을 따라 서로 마주보는 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제1 방향을 따라 이동하고,
    제2 방향을 따라 서로 마주보는 구동다리의 전극과 보조다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제2 방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  4. 제1항에 있어서,
    구동다리와 보조다리는 제1 방향을 기준으로 서로 교대로 배치되는 한편 상기 제1방향과 직교하는 제2 방향을 기준으로 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  5. 다리지지부;
    각각 탄성체와 탄성체에 결합된 다수의 전극을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리;
    상기 다리지지부와 상기 다수의 구동다리의 사이에 설치되며, 전기활성폴리머 층과, 상기 전기활성폴리머 층의 상단과 하단에 각각 결합된 전극을 포함하는 높이조절부
    를 포함하며, 제1 높이조절부를 제어하여 제1 구동다리를 상승시킨 상태에서 상기 제1 구동다리의 전극과 상기 제1 구동다리에 인접한 제2 구동다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제2 구동다리가 구부러짐에 따라 상기 제2 구동다리의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 상기 제2 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 구동다리와 상기 제1 높이조절부에 의해 상승한 상기 제1 구동다리가 전극 간의 정전기력에 의해 구부러진 상태에서 상기 제1 높이조절부를 제어하여 상기 제1 구동다리를 하강시키고, 제2 높이조절부를 제어하여 상기 제2 구동다리를 상승시키고 상기 제1 구동다리의 전극과 상기 제2 구동다리의 전극의 전원연결을 차단하여 정전기력을 제거하면,
    하강한 상기 제1 구동다리가 굽은 상태에서 펴지면서 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 새로운 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  7. 다리지지부;
    각각 다수의 전극과, 상기 다수의 전극 사이에 배치되고 하단부가 상기 다수의 전극 보다 하부로 돌출되는 전기활성폴리머 기둥을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리
    를 포함하며,
    제1 구동다리에 구비된 다수의 전극 중에서 한 쌍의 전극에 서로 반대 극성의 전원을 연결하여 상기 전기활성폴리머 기둥을 수축 변형시킴으로써 하단부를 바닥으로부터 상승시킨 상태에서,
    상기 제1 구동다리의 전극과 상기 제1 구동다리에 인접한 제2 구동다리의 전극 간에 정전기력을 발생시키면 상기 제2 구동다리가 구부러짐에 따라 상기 제2 구동다리의 전기활성폴리머 기둥의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 상기 제2 구동다리가 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  8. 제7항에 있어서,
    상기 다수의 구동다리에서 상기 전기활성폴리머 기둥과 상기 다수의 전극 중 적어도 하나의 전극의 내측면 사이에는 상기 전기활성폴리머 기둥의 수축 변형을 위한 여유공간이 구비된 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇
  9. 다리지지부;
    각각 다수의 전극과, 상기 다수의 전극 사이에 배치되고 하단부가 상기 다수의 전극 보다 하부로 돌출되는 전기활성폴리머 기둥을 구비하며, 상단은 상기 다리지지부에 결합되는 다수의 구동다리
    를 포함하며, 상기 다수의 구동다리 중에서 선택된 적어도 하나의 구동다리에 구비된 다수의 전극 중에서 서로 마주 보는 제1 전극 및 제2 전극에 서로 반대 극성의 전원을 연결하면 상기 전기활성폴리머 기둥이 상기 제1 전극을 향해 구부러짐에 따라 상기 전기활성폴리머 기둥의 하단부와 바닥 간의 마찰 저항에 의해 상기 전기활성폴리머 기둥이 구부러지는 방향의 반대쪽으로 추진력이 발생하는 것을 특징으로 하는 다족 이동 로봇.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20100012394A (ko) * 2008-07-28 2010-02-08 전남대학교산학협력단 초소형 로봇 및 이의 구동 방법
KR101298088B1 (ko) 2011-11-17 2013-08-22 재단법인대구경북과학기술원 2자유도 피에조다리를 이용한 초소형 다족로봇
JP2019504604A (ja) * 2016-01-25 2019-02-14 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 電気活性ポリマーに基づくアクチュエータデバイス

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