KR102176297B1

KR102176297B1 - 다관절 로봇

Info

Publication number: KR102176297B1
Application number: KR1020190071770A
Authority: KR
Inventors: 윤동원; 김민송; 김성현; 김예승; 송진혁
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-11-09

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 몸체부, 상기 몸체부에 연결되고, 제1 관절축을 갖는 제1 관절유닛과 상기 제1 관절축에 수직한 제2 관절축을 갖는 제2 관절유닛을 구비하는 다리부 및 상기 다리부에 비등방성(anisotropic)의 마찰력을 제공하는 마찰패드부를 포함하는, 다관절 로봇을 제공한다.

Description

다관절 로봇{MULTI JOINT ROBOT}

본 발명은 다관절 로봇에 관한 것으로서, 더 상세하게는 복수의 관절들을 이용하여 주행하는 다관절 로봇에 관한 것이다.

로봇 기술의 발전으로 인해 현대 산업의 많은 분야에서 로봇이 사용되고 있으며, 이러한 로봇은 단순한 반복 작업, 위험한 환경에서의 작업 등 사람이 직접 수행하기 어려운 작업에 있어서 특히 유익할 수 있다.

주행 기능을 구비하는 주행로봇은 종래 바퀴 굴림 방식으로 이동 기능을 구비하는 로봇이 소개되었으나, 노면 상태의 제한을 받으므로 최근 완구용, 군사용 또는 구호용의 목적의 로봇에 다관절 골격 구조를 갖는 다관절 주행로봇이 연구 및 소개되고 있다.

다관절 주행로봇의 경우, 회전 바퀴를 갖는 자동차 형태의 로봇과 달리 굉장히 많은 종류의 모션을 수행할 수 있고, 땅에 닿는 부분이 많아 안정적인 움직임을 나타낼 수 있다. 게다가 다관절 로봇은 거친 지형에서 다리가 달린 로봇보다 훨씬 거칠고 좁은 지형에서 잘 움직일 수 있어, 무너진 빌딩 등의 재난현장에서 구조용으로 많은 기대를 받고 있으나, 바퀴를 갖는 자동차 형태의 로봇보다 느리다는 문제점이 있다.

KR 10-2018-0101081 A, 2017.03.03

본 발명은, 다관절로 이루어진 복수의 다리를 구비하는 다관절 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다리부는 복수의 상기 제1 관절유닛과 복수의 상기 제2 관절유닛을 구비하고, 상기 제1 관절유닛과 상기 제2 관절유닛이 교대로 연결되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다관절 로봇은 상기 몸체부의 중심을 기준으로 대칭적으로 배치되는 복수의 다리부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다관절 로봇은 4개의 다리부를 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 몸체부는 조립가능한 복수의 단위유닛들로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 단위유닛은 삼각 기둥 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마찰패드부는 지면을 향하는 상기 제1 관절유닛의 하면과 상기 제2 관절유닛의 하면 중 적어도 하나에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마찰패드부는 복수 개로 구비되는 경우, 일정 거리 이상 이격되어 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마찰패드부는 제1 방향으로 길이가 연장되는 복수의 홈(groove)이 형성된 마찰면을 구비할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 제1 관절유닛과 상기 제2 관절유닛이 연결되는 연결방향과 평행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마찰면은 일정한 곡률을 갖는 곡면으로 이루어질 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다관절 로봇은 뱀의 움직임을 모사한 복수의 다리부를 구비하여 제어함으로써, 몸체부(100)에 직렬 또는 병렬로 기동성 운동 효과를 적용할 수 있다. 이를 통해, 다관절 로봇은 사족 보행 로봇이 보행하기 힘든 지형을 뱀의 움직임으로 통과하고, 그렇지 않은 지형에서는 다리가 달린 보행 로봇의 모션을 이용하여 비교적 빠르게 이동할 수 있다. 또한, 다관절 로봇은 여유자유도로 인해 기존의 사족 보행 로봇에 적용할 수 없었던 다양한 모션을 적용할 수 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 도 1의 마찰패드부를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3a는 도 1의 마찰패드부를 적용한 실제 다리부의 저면을 촬영한 이미지이다.
도 3b는 도 1의 마찰패드부를 적용한 실제 다리부의 측면을 촬영한 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇의 실물 모형을 촬영한 이미지이다.
도 5 내지 도 8은 도 4의 다관절 로봇의 기동성 운동을 순차적으로 촬영한 이미지들이다.

이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 개시의 다양한 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시의 다양한 실시예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 다양한 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 개시(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예에서, "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.

본 개시의 다양한 실시예에서 "또는" 등의 표현은 함께 나열된 단어들의 어떠한, 그리고 모든 조합을 포함한다. 예를 들어, "A 또는 B"는, A를 포함할 수도, B를 포함할 수도, 또는 A 와 B 모두를 포함할 수도 있다.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 실시예들의 다양한 구성요소들을 수식할 수 있지만, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들어, 상기 표현들은 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는 모두 사용자 기기이며, 서로 다른 사용자 기기를 나타낸다. 예를 들어, 본 개시의 다양한 실시예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 개시의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 다양한 실시예가 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 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시의 다양한 실시예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇(10)을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 개념도이고, 도 2는 도 1의 마찰패드부(300)를 개략적으로 도시한 개념도이다. 도 3a는 도 1의 마찰패드부(300)를 적용한 실제 다리부의 저면을 촬영한 이미지이고, 도 3b는 도 1의 마찰패드부(300)를 적용한 실제 다리부의 측면을 촬영한 이미지이다.

종래의 바퀴 굴림 방식을 통해 이동하는 주행로봇은 고속으로 이동할 수 있지만 노면 상태에 제한을 받고, 다리를 이용하여 이동하는 주행로봇은 계단과 같이 평탄하지 않은 지형에도 주행이 가능하나 속도가 느리다는 단점이 있다. 본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 다관절로 이루어지는 하나 이상의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 몸체부(100)에 연결하여 이동하는 것을 특징으로 한다. 이때, 다관절로 이루어지는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 뱀 로봇과 같은 초여유(hyper-redundant) 자유도의 이동형으로 이루어져 다양한 움직임을 구현할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇(10)은 몸체부(100), 다리부(200A, 200B, 200C, 200D) 및 마찰패드부(300)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇(10)은 하나 이상의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 구비할 수 있으며, 구체적으로 몸체부(100)를 중심으로 대칭적으로 배치되는 복수 개의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 구비할 수 있다.

몸체부(100)는 상기한 복수의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)들이 결합될 수 있다. 이때, 몸체부(100)는 조립가능한 복수의 단위유닛(101)들로 이루어질 수 있다. 몸체부(100)는 다양한 상황들에 맞게 필요에 따라 변형가능하도록 복수의 단위유닛(101)들을 이용한 다양한 조합들로 조립할 수 있다. 예를 들면, 도면에 도시된 바와 같이, 단위유닛(101)은 삼각기둥 형상으로 이루어질 수 있으며, 몸체부(100)는 8개의 단위유닛(101)들을 이용하여 팔각기둥 형상으로 조립될 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 제한되지 않으며, 단위유닛(101)은 사각기둥으로 이루어질 수도 있고, 몸체부(100)는 단위유닛(101)을 이용하여 다양한 조합들을 통해 조립될 수 있음은 물론이다.

다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 몸체부(100)에 연결되고, 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220)을 구비할 수 있다. 제1 관절유닛(210)은 제1 관절축(Ax1)을 갖고, 제2 관절유닛(220)은 제1 관절축(Ax1)에 수직한 제2 관절축(Ax2)을 가질 수 있다.

구체적으로 제1 관절유닛(210)은 제1 관절유닛(210)에 구동력을 제공하는 제1 서보모터와 상기 제1 서보모터를 지지하면서 제1 서보모터의 제1 관절축(Ax1)이 결합되는 제1 브래킷을 포함할 수 있다. 또한, 제2 관절유닛(220)은 제2 관절유닛(220)에 구동력을 제공하는 제2 서보모터와 상기 제2 서보모터를 지지하면서 제2 서보모터의 제2 관절축(Ax2)이 결합되는 제2 브래킷을 포함할 수 있다. 제1 관절유닛(210)은 제1 브래킷을 이용하여 몸체부(100)와 연결될 수 있고, 제2 관절유닛(220)은 제2 브래킷을 이용하여 제1 관절유닛(210)과 연결될 수 있다.

즉, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 일단이 몸체부(100)와 결합되나, 일단에 대향되는 타단은 어딘가에 결합되지 않고 자유롭게 움직일 수 있다. 다리부(200A, 200B, 200C, 200D) 각각을 살펴보면, 뱀을 생체 모사하여 움직임을 구현할 수 있다. 뱀을 모사하기 위해, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 복수의 제1 관절유닛(210)과 복수의 제2 관절유닛(220)을 구비하되, 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220)은 교대로 연결되어 배치될 수 있다.

다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 기어다니는 뱀의 이동형태뿐만 아니라 각 관절을 제어하여 보행 동작도 구현할 수 있다. 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 다리의 길이가 길어지는 경우 보행 동작이 어려워진다는 문제점이 있어, 연결되는 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220) 개수를 사전에 설정된 범위 내로 제한할 수 있다. 일 실시예로서, 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220)을 포함하는 관절유닛 개수는 4개 이상 8개 이하의 범위에서 선택될 수 있다. 예를 들면, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 6개의 관절유닛, 즉 3개의 제1 관절유닛(210)과 3개의 제2 관절유닛(220)을 구비하여 다리를 형성할 수 있다.

복수의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)들은 몸체부(100)를 중심으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 몸체부(100)가 팔각기둥으로 이루어지는 경우, 다관절 로봇(10)은 4 개의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 구비하며, 4 개의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 몸체부(100)의 8개의 측면 중 4개의 측면에 각각 결합되어 방사형태로 배치될 수 있다.

마찰패드부(300)는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)에 비등방성(anisotropic)의 마찰력을 제공할 수 있다. 마찰패드부(300)는 지면을 향하는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)의 하면에 배치되어, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)의 이동 중에 마찰력을 제공하게 된다. 구체적으로, 마찰패드부(300)는 제1 관절유닛(210)의 하면과 제2 관절유닛(220)의 하면 중 적어도 하나에 부착될 수 있다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 마찰패드부(300)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 구성하는 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220) 각각에 마찰패드부(300)가 부착될 수도 있다. 이때, 복수 개의 마찰패드부(300)는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)의 주행에 방해되지 않도록 일정 거리 이상 이격되어 배치될 수 있다.

다른 실시예로서, 복수 개의 마찰패드부(300)는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)의 사전에 설정된 위치에 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220)을 합친 개수보다 적은 수로 배치될 수 있다. 상기한 바와 같이, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 뱀 로봇의 움직임뿐만 아니라 보행 동작도 구현할 수 있는데, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)의 모든 관절에 마찰패드부(300)를 적용하는 경우, 보행 동작 중 마찰패드부(300)들의 간섭이 발생할 수도 있다. 이러한 간섭을 최소화하기 위해, 다른 실시예에 따른 다관절 로봇(10)은 다리부(200A, 200B, 200C, 200D) 각각의 관절유닛들 수보다 적은 수의 마찰패드부(300)를 적용할 수 있다.

마찰패드부(300)는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)에 마찰력을 제공하기 위해서, 마찰계수가 높은 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 마찰패드부(300)는 실리콘(silicon)을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 하기 표 1은 마찰패드부(300)의 재질에 따른 앞뒤 마찰계수, 좌우 마찰계수를 측정한 실험예를 나타낸 표이다. 표 1의 실험은 PLA재질로 만든 마찰패드부(300)와 실리콘재질로 만든 마찰패드부(300)의 비등방성을 비교하기 위한 것으로서, 로드셀 3kg을 사용하여 z스테이지에서 누른 후 힘을 측정하고, x 스테이지로 변경한 후 같은 z 위치에서 x축 방향으로 움직여 힘을 측정하였다. z스테이지와 x스테이지에서 각 힘측정을 5번씩 시도하여 평균을 내었다.

	PLA (앞뒤)	PLA (좌우)	실리콘 (앞뒤)	실리콘 (좌우)
마찰계수	0.0364	0.0328	0.0195	0.0749
마찰계수 비	0.9배		3.84배

표 1을 참조하면, PLA(Poly Lactic Acid) 재질로 이루어진 마찰패드부(300)의 경우, 앞뒤방향과 좌우방향 마찰계수의 비가 0.9배인 반면, 실리콘을 포함하는 재질로 이루어진 마찰패드부(300)의 경우, 앞뒤방향과 좌우방향 마찰계수의 비가 3.84배로서, 실리콘 마찰패드부(300)의 비등방성이 더 큰 것을 확인할 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 마찰패드부(300)는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)에 비등방성(anisotropic)의 마찰력을 제공하기 위해, 제1 방향으로 길이가 연장되는 복수의 홈(groove, 310)이 형성된 마찰면(301)을 구비할 수 있다. 마찰면(301)이 지면에 닿는 면이고, 마찰패드부(300)는 마찰면(301)에 대향되는 대향면(302)을 이용하여 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)와 결합할 수 있다. 도시하지 않았지만, 마찰패드부(300)의 대향면(302)에는 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)에 결합하기 위한 결합구조가 형성될 수 있다. 제1 관절유닛(210)과 결합하는 마찰패드부(300)는 제1 관절유닛(210)에 대응되는 결합구조를 구비할 수 있으며, 제2 관절유닛(220)과 결합하는 마찰패드부(300)는 제2 관절유닛(220)에 대응되는 결합구조를 구비할 수 있다.

복수의 홈(310)들은 제1 방향으로 길이가 연장되며 서로 평행하게 배치될 수 있다. 마찰패드부(300)는 마찰면(301)의 제1 방향으로 길이가 긴 복수의 홈(310)들이 형성되는 것에 의해, 제1 방향에 대한 마찰계수와 제1 방향에 수직한 제2 방향에 대한 마찰계수가 다를 수 있다.

이때, 제1 방향은 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)의 길이방향과 평행할 수 있다. 다시 말해, 제1 방향은 제1 관절유닛(210)과 제2 관절유닛(220)이 연결되는 연결방향(도 3a 또는 도 3b 참조)과 평행할 수 있다. 마찰패드부(300)는 상기와 같은 마찰면(301)의 비등방성 구조로 인해, 좌우 움직임에 대한 미끄러짐을 방지할 수 있게 되고, 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 좌우로 움직이며 앞으로 진행(lateral undulation)하거나 사이드와인딩(sidewinding) 등의 기동성 운동을 효과적으로 구현할 수 있다.

한편, 마찰패드부(300)의 마찰면(301)은 일정한 곡률(R)을 갖는 곡면으로 이루어질 수 있다. 마찰면(301)은 지면을 향하여 볼록한 곡면일 수 있다. 다관절 로봇(10)의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 마찰패드부(300)의 마찰면(301)을 곡면으로 형성되는 것에 의해, 좌우 움직임뿐만 아니라 좌우로 몸체를 회전시키는 동작과 같은 기동성 운동을 수행할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇(10)의 실물 모형을 촬영한 이미지이고, 도 5 내지 도 8은 도 4의 다관절 로봇(10)의 기동성 운동을 순차적으로 촬영한 이미지들이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇(10)은 조립가능한 복수의 단위유닛(101)들로 이루어진 몸체부(100)를 중심으로 4개의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 포함할 수 있다. 각각의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)는 몸체부(100)를 기준으로 방사형으로 배치될 수 있다.

도 5 내지 도 8을 참조하면, 다관절 로봇(10)은 뱀의 운동을 모사하는 다양한 모션을 통해 주행이 가능할 뿐만 아니라, 보행 운동을 수행할 수도 있다. 하나의 다리로 이루어지는 뱀 로봇과는 다르게, 4개의 다리를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 로봇(10)은 마주보는 두 다리를 이어지는 하나의 다리로 생각하여 제어하여 수직방향의 사인파동(sine wave)를 구현하여 주행할 수 있다(도 5 참조).

또한, 다관절 로봇(10)은 4개의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 개별적으로 사이드와인딩(sidewinding)을 제어하는 것에 의해, 회전 움직임도 가능함을 확인하였다(도 6 및 도 7 참조). 뿐만 아니라 다관절 로봇(10)은 바닥을 디디는 3개의 다리를 구부려 무게중심을 이동한 후 나머지 한 다리를 들어 앞으로 옮기는 동작을 통해 사족 보행로봇의 보행동작을 구현할 수도 있었다(도 8 참조).

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 다관절 로봇(10)은 뱀의 움직임을 모사한 복수의 다리부(200A, 200B, 200C, 200D)를 구비하여 제어함으로써, 몸체부(100)에 직렬 또는 병렬로 기동성 운동 효과를 적용할 수 있다. 이를 통해, 다관절 로봇(10)은 사족 보행 로봇이 보행하기 힘든 지형을 뱀의 움직임으로 통과하고, 그렇지 않은 지형에서는 다리가 달린 보행 로봇의 모션을 이용하여 비교적 빠르게 이동할 수 있다. 또한, 다관절 로봇(10)은 여유자유도로 인해 기존의 사족 보행 로봇에 적용할 수 없었던 다양한 모션을 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 다관절 로봇
100 : 몸체부
200A, 200B, 200C, 200D : 다리부
300 : 마찰패드부

Claims

몸체부;
상기 몸체부에 연결되고, 제1 관절축을 갖는 제1 관절유닛과 상기 제1 관절축에 수직한 제2 관절축을 갖는 제2 관절유닛을 구비하는 다리부; 및
상기 다리부에 비등방성(anisotropic)의 마찰력을 제공하는 마찰패드부;를 포함하고,
상기 다리부는 복수의 상기 제1 관절유닛과 복수의 상기 제2 관절유닛을 구비하고,
상기 마찰패드부는 복수 개로 구비되어, 일정 거리 이상 이격되어 배치되고,
상기 마찰패드부는 제1 방향으로 길이가 연장되는 복수의 홈(groove)이 형성된 마찰면을 구비하고,
상기 제1 방향은 상기 제1 관절유닛과 상기 제2 관절유닛이 연결되는 연결방향과 평행한, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 제1 관절유닛과 상기 제2 관절유닛이 교대로 연결되어 배치되는, 다관절 로봇.
제2 항에 있어서,
상기 다관절 로봇은 상기 몸체부의 중심을 기준으로 대칭적으로 배치되는 복수의 다리부를 구비하는, 다관절 로봇.
제3 항에 있어서,
상기 다관절 로봇은 4개의 다리부를 구비하는, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 몸체부는 조립가능한 복수의 단위유닛들로 이루어지는, 다관절 로봇.
제5 항에 있어서,
상기 단위유닛은 삼각 기둥 형상으로 이루어지는, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 마찰패드부는 지면을 향하는 상기 제1 관절유닛의 하면과 상기 제2 관절유닛의 하면 중 적어도 하나에 부착되는, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 마찰패드부는 상기 제1 관절유닛에 결합하는, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 마찰패드부는 상기 제2 관절유닛에 결합하는, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 마찰면은 지면을 향하여 볼록한 곡면인, 다관절 로봇.
제1 항에 있어서,
상기 마찰면은 일정한 곡률을 갖는 곡면으로 이루어지는, 다관절 로봇.