KR102180791B1 - 다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 몸체부 및 상기 몸체부에 연결되고 지면에 안착 가능한 적어도 6개의 지지부를 포함하되, 상기 적어도 6개의 지지부 각각은, 지면에 접지 가능한 접지부; 상기 몸체부에 대한 상기 접지부의 길이를 신장 가능한 인출 로드; 및 상기 접지부의 안착 각도를 조절 가능한 하나 이상의 각도 지지부재;를 포함하는, 다관절 육족 보행로봇에 관한 것이다.

Description

다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법{Multi-joint Walking Robot With Six Legs and Its Control Method}

본 발명의 일 실시예는 다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

로봇(robot)은 생체의 운동부 기능과 유사한 동작기능을 가진 것으로 인간의 요구에 따라 동작되는 기계이다. 산업체나 생활주변에서 각종 자동화 기계가 인간의 노력을 대신하고 있으며, 최근에는 각종 생물체의 구조와 그 동작을 산업 기계화, 전쟁 무기화, 인간복지생활 등에 응용하기 위한 생물체 형태의 로봇의 기구학적 연구와 개발이 활발하게 진행되고 있다.

한편, 바퀴 달린 장치들은 턱, 계단, 가파른 경사, 노면이 고르지 못한 지면 등은 이동하기가 용이하지 않다. 하지만, 보행 구조를 통한 보행로봇의 경우 상술한 경사면 또는 계단 등을 이동하기 용이하나, 종래의 보행 로봇의 경우 보행 간 균형을 유지하기 어렵거나 보행 외에 추가적인 작업을 위한 장비 등의 탑재가 용이하지 않다는 문제가 존재하였다.

한국등록특허공보 제10-0881287호 (2009.01.23)

본 발명의 실시예들은 몸체부의 균형 및 수평 위치를 유지하며 안정적으로 보행할 수 있는 다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 보행을 위한 지지부 하강 과정에서 기 설정된 조건에 따라 접지 속도를 조절함으로써 지지부 및 관련 구조의 파손을 방지할 수 있는 다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 고르지 못한 바닥면 또는 경사면 등에서도 용이하게 수평 위치를 유지할 수 있는 다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 목표 지정 위치 도달 후 지면에 몸체부를 견고히 고정시킬 수 있는 다관절 육족 보행로봇 및 이의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체부 및 상기 몸체부에 연결되고 지면에 안착 가능한 적어도 6개의 지지부를 포함하되, 상기 적어도 6개의 지지부 각각은, 지면에 접지 가능한 접지부; 상기 몸체부에 대한 상기 접지부의 길이를 신장 가능한　인출 로드; 및 상기 접지부의 안착 각도를 조절 가능한 하나 이상의 각도 지지부재;를 포함하는, 다관절 육족 보행로봇을 제공할 수 있다.

상기 적어도 6개의 지지부 각각은, 상기 접지부와 지면 간의 이격 거리를 감지하는 거리감지센서를 포함할 수 있다.

상기 적어도 6개의 지지부 각각은, 적어도 일부가 지면에 삽입되어 상기 다관절 육족 보행로봇의 위치를 고정 가능한 위치 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 6개의 지지부 각각은, 일단에서 상기 몸체부와 연결되어 상기 몸체부를 기준으로 소정 각도 회전 가능한 제1 다리부 및 상기 제1 다리부의 타단에서 소정 각도 회전 가능하게 연결된 제2 다리부를 포함할 수 있다.

상기 적어도 6개의 지지부 중 어느 하나의 지지부에서, 상기 인출 로드는, 상기 어느 하나의 지지부가 지면에서 상승되는 경우 돌출되고, 상기 어느 하나의 지지부가 지면에 안착됨에 따라 상기 제2 다리부의 내측으로 삽입되며, 상기 어느 하나의 지지부가 지면으로 하강되는 경우, 상기 어느 하나의 지지부가 상승된 상태에서 지면으로 하강되는 경우, 상기 접지부가 지면에 안착됨과 동시에 상기 어느 하나의 지지부의 하강 속도는 저하될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 몸체부 및 상기 몸체부에 연결되고 지면에 안착 가능한 적어도 6개의 지지부를 포함하는 다관절 육족 보행로봇 제어방법에 있어서, 상기 적어도 6개의 지지부 중 적어도 3개의 지지부는 제1 지지 그룹으로 형성되고, 상기 적어도 6개의 지지부 중 나머지 적어도 3개의 지지부는 제2 지지 그룹으로 형성되며, 상기 제1 지지 그룹의 상기 적어도 3개의 지지부 각각 및 상기 제2 지지 그룹의 상기 적어도 3개의 지지부 각각은 상기 몸체부의 둘레를 따라 상호 교차 배치되며, 상기 제1 지지 그룹 및 상기 제2 지지 그룹 중 어느 한 그룹이 지면에서 이탈되어 상승되는 경우 나머지 그룹은 지면에 안착 지지되는, 다관절 육족 보행로봇 제어방법을 제공할 수 있다.

상기 제1 지지 그룹 및 상기 제2 지지 그룹은 상호 교차로 상승 및 하강을 반복하고, 상기 몸체부는 전진 또는 후진될 수 있다.

상기 제1 지지 그룹 또는 상기 제2 지지 그룹 중 어느 하나의 그룹 내에서 상기 적어도 3개의 지지부 각각은 순차적으로 상승 또는 하강될 수 있다.

상기 적어도 6개의 지지부 각각은, 일단에서 상기 몸체부와 연결되어 상기 몸체부를 기준으로 소정 각도 회전 가능한 제1 다리부 및 상기 제1 다리부의 타단에서 소정 각도 회전 가능하게 연결된 제2 다리부를 포함하고, 상기 적어도 6개 지지부 중 적어도 하나의 지지부에서 상기 몸체부에 대한 상기 제1 다리부 각도 및 상기 제1 다리부에 대한 상기 제2 다리부 각도 중 적어도 하나가 조절됨에 따라, 상기 적어도 6개의 지지부 각각에 작용되는 하중 크기는 동일해질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 몸체부의 균형 및 수평 위치를 유지하며 안정적으로 보행할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 보행을 위한 지지부 하강 과정에서 기 설정된 조건에 따라 접지 속도를 조절함으로써 지지부 및 관련 구조의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 고르지 못한 바닥면 또는 경사면 등에서도 용이하게 수평 위치를 유지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에 의하면, 목표 지정 위치 도달 후 지면에 몸체부를 견고히 고정시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 보행 모습을 순차적으로 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 어느 하나의 지지부가 경사면에 위치된 모습을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 일부를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 일부를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 일부를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 각각에 작용되는 하중 크기가 균일해지는 과정을 나타낸 도면

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)은 몸체부(100) 및 몸체부(100)에 연결되고 지면에 안착 가능한 적어도 6개의 지지부(200)를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 6개의 지지부(200) 각각은 접지부(230), 인출 로드(240) 및 하나 이상의 각도 지지부재(250)를 포함할 수 있다. 상술한 접지부(230)는 지면에 접지 가능하고, 인출 로드(240)는 몸체부(100)에 대한 접지부(230)의 길이를 신장 또는 신축 시킬 수 있다. 또한, 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 접지부(230)의 안착 각도를 조절할 수 있다. 즉, 하나 이상의 각도 지지부재(250)를 통해 접지부(230)는 수평에 대해 각도 또는 경사지게 안착될 수 있다.

또한, 적어도 6개의 지지부(200) 각각은 일단에서 몸체부(100)와 연결되어 몸체부(100)를 기준으로 소정 각도 회전 가능한 제1 다리부(210) 및 제1 다리부(210)의 타단에서 소정 각도 회전 가능하게 연결된 제2 다리부(220)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 적어도 6개의 지지부(200) 각각은 몸체부(100)에 대하여 2단 관절 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 다리부(210)가 몸체부(100)에 힌지 결합됨에 따라 몸체부(100)에 대해 일 방향으로 회전 조작될 수 있고, 제2 다리부(220)는 제1 다리부(210)와 힌지 결합됨에 따라 제1 다리부(210)에 대해 일 방향으로 회전될 수 있다. 또한, 회전 운동의 기준 축이 되는 힌지 축의 결합 배치는 지면에 평행한 수평 방향으로 위치되는 것에 한정되지 않고, 지면에 대해 경사지게 결합될 수도 있다.

나아가, 제1 다리부(210) 및 제2 다리부(220)는 예시적인 것으로 이에 한정되지 않고, 제2 다리부(220)의 말단에서 연결되는 제3 다리부를 더 포함하여 3단 관절 구조로 형성될 수도 있다.

한편, 상술한 몸체부(100) 상에는 적어도 6개의 지지부(200) 각각에 대한 제1 다리부(210) 또는 제2 다리부(220)의 회전 각도 및 속도, 하나 이상의 각도 지지부재(250) 각각에 대한 길이, 몸체부(100)의 이동 방향 등을 제어할 수 있는 제어부가 위치될 수 있다.

또한, 몸체부(100)의 상면은 지면에 평행하게 형성될 수 있고, 사용자의 필요에 따라 로봇 암(arm), 카메라, 굴착기 등의 장비가 탑재될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 상술한 장비는 이에 한정되지 않고 통상의 기술자가 용이하게 선택할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 보행 모습을 순차적으로 나타낸 도면이다. 이 때, 도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 제1 지지 그룹(20a)이 상승되는 모습을 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 제1 다리부(210) 및 제2 다리부(220)의 각도가 조절되며 전진하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 2의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 제1 지지 그룹(20a)의 접지부(230)가 지면에 안착되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 2의 (d)는 제1 지지 그룹(20a)의 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내로 삽입되며 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)이 완전히 지면에 지지되는 모습을 나타낸 도면이다.

도 2의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 상술한 적어도 6개의 지지부(200) 중 어느 하나의 지지부(200)에 포함되는 인출 로드(240)는 상기 어느 하나의 지지부(200)가 지면에서 상승되는 경우 돌출되고, 어느 하나의 지지부(200)가 지면에 안착되는 경우 제2 다리부(220)의 내측으로 삽입될 수 있다. 즉, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 지면에 지지된 상태의 지지부(200)의 경우 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내에 삽입된 상태로 위치될 수 있고, 지면으로부터 상승된 상태의 지지부(200)의 경우 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 외측으로 소정 길이 돌출되어 위치될 수 있다.

이 때, 인출 로드(240)는 자중에 의해 제2 다리부(220)의 외측으로 하방 돌출될 수 있다. 즉, 인출 로드(240)는 유압장치 등의 동력부에 의해 구동되지 않을 수 있다. 따라서, 지지부(200)가 상승되는 경우 제2 다리부(220) 내의 인출 로드(240)는 자체 자중에 의하여 하방 돌출될 수 있고, 지지부(200)가 지면에 안착되는 경우 접지부(230)가 지면에 접촉됨에 따라 인출 로드(240)는 제2 다리부(220) 내측으로 삽입될 수 있다.

한편, 인출 로드(240)는 돌출 방향에 수직한 방향으로 연장 형성된 걸림부재(미도시 됨)을 포함할 수 있고, 제2 다리부(220) 내측에 형성된 걸림 턱(미도시 됨)에 의해 돌출 범위가 제한될 수 있다.

나아가, 상술한 적어도 6개의 지지부(200) 중 어느 하나의 지지부(200)에 포함되는 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 일단이 제2 다리부(220)의 말단과 결합되고 타단이 접지부(230)와 결합될 수 있다. 또한, 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 제2 다리부(220)의 내측으로 삽입되거나 돌출되도록 형성될 수 있다. 이 때, 인출 로드(240)가 제2 다리부(220)의 외부로 돌출된 경우 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 인출 로드(240)의 돌출 길이와 대응되는 길이로 돌출될 수 있다.

한편, 지지부(200)가 지면에 안착됨에 따라 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내측으로 삽입된 경우 인출 로드(240)에는 하중에 대한 반작용이 작용될 수 있고, 지지부(200)가 지면에 완전히 안착됨으로써 상기 인출 로드(240)에 대한 하중 반작용 크기가 기 설정된 크기 이상으로 형성된 경우 하나 이상의 각도 지지부재(250) 각각은 제2 다리부(220) 내측에 위치된 스토퍼(미도시 됨)에 의해 위치가 고정될 수 있다.

예를 들어, 하나 이상의 각도 지지부재(250) 각각은 소정 길이의 스틱(stick) 형상으로 형성될 수 있고, 지지부(200)가 상승됨에 따라 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 외측으로 돌출되는 경우 하나 이상의 각도 지지부재(250) 역시 인출 로드(240)의 돌출 길이에 대응되는 길이로 돌출될 수 있다. 또한, 지지부(200)가 지면에 완전히 안착됨으로써 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내측으로 삽입된 경우 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 제2 다리부(220) 내측으로 삽입되어 스토퍼에 의해 돌출 길이가 고정 및 지지될 수 있다.

한편, 지지부(200)가 경사면 등에 안착되어 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내측으로 삽입된 경우 접지부(230)는 경사면에 대응되는 각도를 형성하며 위치될 수 있다. 이 때, 지지부(200)의 경사면 안착이 완료된 경우 하나 이상의 각도 지지부재(250) 각각은 상호 상이한 길이로 제2 다리부(220) 내측으로 삽입될 수 있고, 인출 로드(240)에 기 설정된 크기 이상의 하중 반작용이 작용될 수 있다. 기 설정된 크기 이상의 하중 반작용이 감지된 경우 제2 다리부(220)의 외측으로 상호 상이한 길이로 돌출된 하나 이상의 각도 지지부재(250) 각각은 스토퍼에 의해 돌출 길이가 고정 및 지지될 수 있고, 접지부(230)는 형성 각도를 유지한 채 경사면에 접지될 수 있다.

한편, 어느 하나의 지지부(200)가 상승된 상태에서 지면으로 하강되는 경우, 접지부(230)가 지면에 안착됨과 동시에 제1 다리부(210)의 몸체부(100)에 대한 힌지 회전 속도 및 제2 다리부(220)의 제1 다리부(210)에 대한 힌지 회전 속도 중 적어도 하나를 조절함으로써 어느 하나의 지지부(200)의 하강 속도는 저하될 수 있다. 구체적으로, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 하강된 어느 하나의 지지부(200)의 접지부(230)가 지면과 접촉되는 경우 최초 시점에서 인출 로드(240)는 제2 다리부(220)의 외측으로 돌출 위치될 수 있다. 하지만, 도 2 (d)에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 지지부(200)는 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내로 완전히 삽입될 때까지 지속 하강될 수 있고, 인출 로드(240)는 제2 다리부(220) 내로 삽입됨으로써 지지부(200)는 지면에 완전히 안착 지지될 수 있다.

이 때, 인출 로드(240)가 외부로 돌출된 상태에서 상술한 제어부는 접지부(230)의 지면 접지 여부를 감지할 수 있고, 접지부(230)가 지면에 접지되는 것이 감지되면, 지지부(200)가 추가 하강되어 인출 로드(240)가 제2 다리부(220) 내로 삽입될 때까지 제1 다리부(210) 및 제2 다리부(220)의 힌지 회전 속도 조절을 통해 하강 속도는 최초 하강 속도보다 저하될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 보행 간 진동을 최소화 할 수 있고, 몸체부(100)에 탑재된 장비를 용이하게 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 지지부(200) 각각은 거리감지센서(미도시 됨)를 더 구비할 수 있다. 이 때, 거리감지센서는 접지부(230)의 지면과 대면하는 하면에 배치될 수 있고, 몸체부(100) 이동 시 접지부(230)가 하강되는 과정에서 지면과의 거리가 기 설정된 거리 범위 이내로 진입하는 경우 지지부(200)의 하강 속도를 저하시킬 수 있다.

이를 통해, 지지부(200)는 상술한 인출 로드(240)의 삽입 과정에서의 하강 속도 저하 및 접지부(230)의 접지 직전 소정 거리 범위 내에서의 하강 속도 저하 등 2중으로 하강 속도가 저하될 수 있고, 보행 간 몸체부(100)에 작용되는 진동 및 응력을 최소화할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 어느 하나의 지지부(200)가 경사면에 위치된 모습을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 상호 독립적으로 제2 다리부(220)의 내측으로 삽입되거나 돌출될 수 있다. 가장 바람직하게는, 하나 이상의 각도 지지부재(250)는 인출 로드(240)의 양측에 위치된 한 쌍으로 배치될 수 있고, 한 쌍의 각도 지지부재(250) 각각은 상호 독립적으로 제2 다리부(220)의 내측으로 삽입되거나 돌출될 수 있다. 또한, 인출 로드(240)의 말단은 접지부(230)의 중앙부에 결합될 수 있고, 한 쌍의 각도 지지부재(250) 각각의 말단은 접지부(230)에서 상호 반대되는 측부 또는 말단에 결합될 수 있다. 이 때, 하나 이상의 각도 지지부재(250) 각각은 상술한 스토퍼에 의해 돌출 길이가 고정 및 지지될 수 있다. 한편, 스토퍼는 스틱 형상의 각도 지지부재(250)를 고정할 수 있는 방식이면 충분하고, 파지형 또는 마찰형 등이 이용될 수 있다.

한편, 한 쌍의 각도 지지부재(250) 중 어느 하나가 상대적으로 더 돌출되고 나머지 하나가 상대적으로 더 삽입된 상태로 고정됨으로써 한 쌍의 각도 지지부재(250)의 말단과 결합된 접지부(230)는 지면에 대해 소정 각도로 고정 및 지지될 수 있다. 즉, 지면이 고르지 않게 형성되거나 자갈 등의 장애물이 있는 경우 또는 경사면 등의 경우 한 쌍의 각도 지지부재(250) 각각은 상호 상이한 돌출 길이로 고정될 수 있다. 이 때, 접지부(230)는 지면의 수평면에 대해 소정 각도로 경사지게 위치될 수 있고, 접지부(230)와 지면의 접촉 면적은 넓게 형성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)은 지면에 자갈 등의 장애물이 존재하거나 경사면 등에 위치되는 경우에도 각도 지지부재(250)에 의한 접지부(230)의 각도 지지를 통해 지면에 안정적으로 안착 및 지지될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 일부를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 일부를 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇의 지지부 일부를 나타낸 도면이다. 도 4 내지 6 각각의 (a)는 위치 고정부(260a, 260b, 260c)의 전개 전 구조를 나타낸 도면이고, 도 4 내지 6 각각의 (b)는 위치 고정부(260a, 260b, 260c)의 전개 후 구조를 나타낸 도면이다.

도 4 내지 6을 참조하면, 상술한 적어도 6개의 지지부(200) 각각은 적어도 일부가 지면에 삽입 가능한 위치 고정부(260a)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)은 위치 고정부(260a)의 적어도 일부가 지면에 삽입됨으로써 지면에 견고히 고정될 수 있고, 몸체부(100)에 탑재된 장비의 작업 또는 돌풍 등의 외부 환경에서도 안착 위치를 견고히 유지할 수 있다.

한편, 상술한 위치 고정부(260a, 260b, 260c)는 다양한 형태 및 구조로 형성될 수 있고, 위치 고정부(260a, 260b, 260c)에 대한 예시를 후술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 위치 고정부(260a, 260b, 260c)에 대한 일 예시로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇에서 접지부(230a)는 2분할 가능하게 형성될 수 있다. 더 구체적으로, 접지부(230a)는 좌우 선대칭이 형성되는 중심선을 기준으로 2분할 될 수 있다. 또한, 접지부(230a)의 2분할 면 각각의 일부는 인출 로드(240)의 말단에 접촉 지지될 수 있고, 2분할 면 각각에서 폭 방향 외측 말단은 한 쌍의 각도 지지부재(250) 각각에 회전 결합될 수 있다. 또한, 접지부(230a)의 2분할 면 각각은 별도의 모터(미도시 됨) 등에 의해 회전될 수 있다. 이를 통해, 모터 등의 구동에 따라 접지부(230a)의 2분할 면은 소정 각도 회전될 수 있고 외측으로 전개될 수 있다. 접지부(230a)의 2분할 면의 내측이 하방 이동됨으로써 경사지게 위치될 수 있다.

한편, 상술한 위치 고정부(260a)는 접지부(230a)에서 상호 분할되는 분할 선에 형성될 수 있다. 이 때, 접지부(230a)의 분할 기준 선인 위치 고정부(260a)는 지그재그(Zigzag) 형상으로 형성되어 복수 개의 첨단(尖端)부를 구비할 수 있다.

또한, 위치 고정부(260a, 260b, 260c)에 대한 다른 예시로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇에서 접지부(230b)는 적어도 하나의 예각을 구비한 다각형 위치 고정부(260b)를 포함할 수 있다. 이 때, 위치 고정부(260b)는 종단면이 적어도 하나의 예각으로 형성된 첨단부를 구비한 삼각형, 사각형 또는 오각형 등으로 형성될 수 있다. 또한, 다각형 위치 고정부(260b)는 접지부(230b) 상에 별도 구비된 모터(미도시 됨) 등에 의해 접지부(230b)의 하방으로 전개될 수 있다. 이를 통해, 위치 고정부(260b)는 회전되어 위치 고정부(260b)의 첨단부는 하방으로 위치될 수 있다.

즉, 모터 등의 구동으로 다각형 위치 고정부(260b)는 접지부(230b) 하측으로 회전 전개될 수 있고, 첨단부를 통해 지면에 삽입 및 고정될 수 있다.

한편, 위치 고정부(260a, 260b, 260c)에 대한 또 다른 예시로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇에서 지지부(200)는 접지부(230)와 별도로 구비되고 제2 다리부(220) 상의 일 지점을 기준으로 회전 혹은 신장 전개되는 위치 고정부(260c)를 포함할 수 있다. 이 때, 위치 고정부(260c)는 적어도 일부가 지면에 삽입되는 고정 플레이트(262c) 및 일단이 제2 다리부(220)의 일 지점에 힌지 결합되고 타단이 고정 플레이트(262c)에 결합된 전개 링크(261c)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전개 링크(261c)가 회전되거나 신장되어 전개되는 경우 고정 플레이트(262c)는 접지부(230)의 하측에 위치될 수 있다. 나아가, 전개 링크(261c)의 전개에 따라 고정 플레이트(262c)는 접지부(230)의 하방으로 전개되며 지면에 대해 경사지게(바람직하게는 수직 위치로) 위치될 수 있다.

즉, 전개 링크(261c)의 전개로 고정 플레이트(262c)는 접지부(230)의 하측에 지면에 경사지게 위치될 수 있고, 고정 플레이트(262c)의 적어도 일부는 지면에 삽입 및 고정될 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10) 제어방법에 있어서, 적어도 6개의 지지부(200) 중 적어도 3개의 지지부(200)는 제1 지지 그룹(20a)으로 형성되고, 적어도 6개의 지지부(200) 중 나머지 적어도 3개의 지지부(200)는 제2 지지 그룹(20b)으로 형성될 수 있다.

이 때, 제1 지지 그룹(20a)의 적어도 3개의 지지부(200) 각각 및 제2 지지 그룹(20b)의 적어도 3개의 지지부(200) 각각은 몸체부(100)의 둘레를 따라 상호 교차 배치될 수 있고, 제1 지지 그룹(20a) 및 제2 지지 그룹(20b) 중 어느 한 그룹이 지면에서 이탈되어 상승되는 경우 나머지 그룹은 지면에 안착 지지될 수 있다. 즉, 제1 지지 그룹(20a)의 적어도 3개의 지지부(200) 및 제2 지지 그룹(20b)의 적어도 3개의 지지부(200)가 상호 교대로 지면에 안착되거나 지면으로부터 상승될 수 있고, 몸체부(100)는 전진 또는 후진될 수 있다. 위와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)은 제1 지지 그룹(20a)의 적어도 3개의 지지부(200) 및 제2 지지 그룹(20b)의 적어도 3개의 지지부(200)의 교차 보행을 통해 이단 보행을 수행할 수 있다.

또한, 제1 지지 그룹(20a) 또는 제2 지지 그룹(20b) 중 어느 하나의 그룹 내에서 적어도 3개의 지지부(200) 각각은 순차적으로 상승되거나 또는 하강될 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 그룹(20a) 또는 제2 지지 그룹(20b) 중 어느 하나에 포함되는 적어도 3개의 지지부(200)는 상호 동시에 상승되거나 하강될 수 있을 뿐만 아니라, 적어도 3개의 지지부(200) 각각이 상호 시간차를 두어 순차적으로 상승되거나 하강될 수 있다.

이를 통해, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)이 진동을 최소화하며 안정적으로 보행할 수 있다. 또한, 보행 간 3점 지지를 유지하는 바, 몸체부(100)의 수평 유지가 용이할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 지지부(200) 각각에 작용되는 하중 크기가 균일해지는 과정을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 7의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)이 평면상에 위치된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)이 경사면에 위치된 모습을 나타낸 도면이고, 도 7의 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 지지부(200) 각도 조절을 통해 하중이 분산되는 모습을 나타낸 도면이며, 도 7의 (d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)의 몸체부(100) 수평 조절을 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 상술한 적어도 6개 지지부(200) 중 적어도 하나의 지지부(200)에서 몸체부(100)에 대한 상기 제1 다리부(210) 각도 및 상기 제1 다리부(210)에 대한 상기 제2 다리부(220) 각도 중 적어도 하나가 조절됨에 따라, 상술한 적어도 6개의 지지부(200) 각각에 작용되는 하중 크기는 동일해질 수 있다.

구체적으로, 몸체부(100)에는 수평감지센서(미도시 됨)가 더 포함될 수 있고, 몸체부(100)는 적어도 6개의 지지부(200) 각각에서 하나 또는 두 개의 각도가 조절됨에 따라 수평을 유지함과 동시에 적어도 6개의 지지부(200) 각각에 작용되는 하중을 균일하게 형성할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)이 경사면에 위치된 경우(도 7의 (b)), 지면에 대해 상대적으로 낮은 높이에 지지되는 지지부(200b)에 더 큰 하중이 작용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 다관절 육족 보행로봇(10)은 경사면 상부 측 지지부(200a) 및 경사면 하부 측 지지부(200b) 각각의 각도 조절을 통해 몸체부(100)를 경사면 상측으로 전진 이동시킬 수 있고, 각각의 지지부(200a, 200b)에 작용되는 하중은 균일하게 형성될 수 있다(도 7의 (c)).

나아가, 몸체부(100)의 경사면에 대한 위치가 고정되어 균일하게 하중이 작용되는 상태에서 추가적인 지지부(200a, 200b) 각도 조절을 통해 몸체부(100)를 무게 중심을 기준으로 회전시킬 수 있고, 몸체부(100)의 수평을 유지시킬 수 있다(도 7의 (d)). 즉, 적어도 6개의 지지부(200)에 하중을 균일하게 분산시킴과 동시에 몸체부(100)의 수평을 유지함으로써 몸체부(100)에 탑재된 장비의 작업을 용이하게 유지시킬 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10 : 다관절 육족 보행로봇
100 : 몸체부
200, 200a, 200b : 지지부
210 : 제1 다리부
220 : 제2 다리부
230, 230a, 230b : 접지부
240 : 인출 로드
250 : 각도 지지부재
260a, 260b, 260c : 위치 고정부
261c : 전개 링크
262c : 고정 플레이트
20a : 제1 지지 그룹
20b : 제2 지지 그룹

Claims (9)

1. 몸체부 및 상기 몸체부에 연결되고 지면에 안착 가능한 적어도 6개의 지지부를 포함하되,
   상기 적어도 6개의 지지부 각각은,
   일단에서 상기 몸체부와 연결되어 상기 몸체부를 기준으로 소정 각도 회전 가능한 제1 다리부;
   상기 제1 다리부의 타단에서 소정 각도 회전 가능하게 연결된 제2 다리부;
   지면에 접지 가능한 접지부;
   상기 몸체부에 대한 상기 접지부의 길이를 신장 가능한　인출 로드; 및
   상기 접지부의 안착 각도를 조절 가능한 하나 이상의 각도 지지부재;를 포함하고,
   상기 하나 이상의 각도 지지부재는 소정 길이의 스틱(stick) 형상으로 형성되어 일단이 상기 제2 다리부의 말단과 결합되고 타단이 상기 접지부와 결합되며,
   상기 적어도 6개의 지지부 중 어느 하나의 지지부에서,
   상기 어느 하나의 지지부가 지면에서 상승되는 경우, 상기 인출 로드는 상기 제2 다리부의 외측으로 돌출되고, 상기 하나 이상의 각도 지지부재는 상기 인출 로드의 돌출 길이에 대응되는 길이로 돌출되며,
   상기 어느 하나의 지지부가 지면에 안착되는 경우, 상기 인출 로드는 상기 제2 다리부의 내측으로 삽입되고, 상기 하나 이상의 각도 지지부재는 제2 다리부 내측으로 삽입되어 고정 및 지지되고,
   상기 어느 하나의 지지부가 경사면에 안착되는 경우, 상기 인출 로드가 상기 제2 다리부의 내측으로 삽입되고, 상기 하나 이상의 각도 지지부재 각각은 상호 상이한 길이로 상기 제2 다리부의 내측으로 삽입되어 고정 및 지지되며, 상기 접지부는 경사면에 대응되는 각도를 형성하며 위치되는, 다관절 육족 보행로봇.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 적어도 6개의 지지부 각각은,
   상기 접지부와 지면 간의 이격 거리를 감지하는 거리감지센서를 포함하는, 다관절 육족 보행로봇.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 적어도 6개의 지지부 각각은,
   적어도 일부가 지면에 삽입되어 상기 다관절 육족 보행로봇의 위치를 고정 가능한 위치 고정부를 더 포함하는, 다관절 육족 보행로봇.
   
   
   
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