KR102230718B1 - Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom - Google Patents

Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom Download PDF

Info

Publication number
KR102230718B1
KR102230718B1 KR1020190159605A KR20190159605A KR102230718B1 KR 102230718 B1 KR102230718 B1 KR 102230718B1 KR 1020190159605 A KR1020190159605 A KR 1020190159605A KR 20190159605 A KR20190159605 A KR 20190159605A KR 102230718 B1 KR102230718 B1 KR 102230718B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
driving motor
rotation
units
pair
eye
Prior art date
Application number
KR1020190159605A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최동운
이덕연
이동욱
윤한얼
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190159605A priority Critical patent/KR102230718B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102230718B1 publication Critical patent/KR102230718B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

The present invention relates to a robot eyeball structure which comprises: a mainframe; a pair of eyeball units respectively placed on both sides of the mainframe, having a photographing module inside for acquiring image information; a pair of eyelid units respectively corresponding to each of the eyeball units to cover a part of the eyeball units and to be rotatably connected to a rotary shaft in the transversal direction placed on the eyeball units; an auxiliary frame rotatably placed by the rotary shaft on the transversal direction placed on the mainframe to fix the pair of eyeball units to be rotatable by the rotary shaft in the transversal direction and the rotary shaft in the vertical direction; a first rotary driving unit which includes a first driving motor which generates a rotary driving force, and a first link module which connects the first driving motor to the auxiliary frame, and converts the rotary driving force of the first driving motor into a pitch rotation of the auxiliary frame; a pair of second rotary driving units which includes a second driving motor which generates a rotary driving force, and a second link module which connects the second driving motor to the eyelid units, and converts the rotary driving force of the second driving motor into a pitch rotation of the eyelid units; and a pair of third rotary driving unit which includes a third driving motor which is mounted on the eyeball units and generates a rotary driving force, and a third link module which connects the third driving motor to the auxiliary frame and converts the rotary driving force of the third driving motor into a yaw rotation of the eyeball units. The present invention aims to provide the robot eyeball structure having the five-degree freedom, which is able to precisely realize the movements of the eyeballs and to minimize the volume through an efficient structure.

Description

5 자유도를 가지는 로봇의 안구 구조체{Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom}Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom

본 발명은 로봇의 안구 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 5 자유도를 가지도록 형성되어 인체의 안구 움직임을 유사하게 재현할 수 있는 로봇의 안구 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to an eye structure of a robot, and more particularly, to an eye structure of a robot that is formed to have 5 degrees of freedom to similarly reproduce the eye movement of a human body.

기존의 로봇은 단순 반복 작업을 고속으로 정밀하게 수행하는 것이 목적이었으나, 최근에는 로봇 공학이 크게 발전함에 따라 인간과 유사한 형태의 로봇을 구현하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.Conventional robots aim to perform simple, repetitive tasks with high speed and precision, but in recent years, as robotics have greatly developed, research to implement a robot in a form similar to humans has been actively conducted.

다만, 인간의 관절 또는 근육 구조는 자유도가 높고 매우 복잡한 메커니즘을 가지고 있기 때문에 이를 구현하는 것은 쉽지 않다.However, it is not easy to implement the human joint or muscle structure because it has a high degree of freedom and has a very complex mechanism.

따라서 로봇의 관절 및 근육을 자유도가 높은 인간의 관절 및 근육과 유사한 구조를 가지도록 구현하는 기술이 핵심적인 연구 과제로 대두되고 있으며, 실제로 그 성과가 반영된 연구 결과들도 발표되고 있다.Therefore, technology that implements robotic joints and muscles to have a structure similar to that of human joints and muscles with high degrees of freedom is emerging as a key research task, and research results reflecting the results are also being published.

다만, 현재까지 연구된 로봇 관절 및 근육 구조는 다자유도를 가지면서도 충분한 강도 및 강성을 가지도록 하기 위해 그 구조가 매우 복잡하다는 문제가 있으며, 구조를 단순화시킬 경우 그 성능이 저하될 수밖에 없는 문제가 있다.However, there is a problem that the structure of robot joints and muscles studied so far is very complex in order to have sufficient strength and stiffness while having multiple degrees of freedom, and if the structure is simplified, its performance will inevitably decrease. have.

특히 인체의 안구는 근육에 의해 다양한 방향으로 회전될 수 있는데, 이와 같은 움직임을 그대로 재현하기 위한 로봇 관절 구조는 부피가 매우 커질 수밖에 없는 문제가 있었다.In particular, the eyeball of the human body can be rotated in various directions by muscles, and the robot joint structure for reproducing such movements has a problem that the volume is bound to be very large.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving these problems is required.

일본공개특허 제 2003-265869호Japanese Published Patent No. 2003-265869

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 5개의 자유도를 가지도록 하여 인체의 안구 움직임을 정밀하게 구현할 수 있는 동시에, 효율적인 구조를 통해 부피를 최소화할 수 있도록 하는 로봇의 안구 구조체를 제공하기 위한 목적을 가진다.The present invention is an invention conceived to solve the problems of the prior art described above. The robot has five degrees of freedom to precisely implement the eye movement of the human body, and to minimize the volume through an efficient structure. It has the purpose of providing an eye structure.

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 that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 5 자유도를 가지는 로봇의 안구 구조체는, 메인프레임, 상기 메인프레임의 양측에 각각 구비되며, 영상정보를 획득하는 촬상모듈이 내장된 한 쌍의 안구유닛, 상기 한 쌍의 안구유닛 각각에 대응되어 상기 안구유닛의 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 안구유닛에 구비된 좌우 방향의 회전축에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 눈꺼풀유닛, 상기 메인프레임에 구비된 좌우 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 구비되며, 상기 한 쌍의 안구유닛을 상기 좌우 방향의 회전축 및 상하 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 고정시키는 보조프레임, 회전 구동력을 발생시키는 제1구동모터와, 상기 제1구동모터 및 상기 보조프레임을 서로 연결시켜 상기 제1구동모터의 회전 구동력을 상기 보조프레임의 피치 회전으로 변환시키는 제1링크모듈을 포함하는 제1회전구동유닛, 회전 구동력을 발생시키는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터 및 상기 눈꺼풀유닛을 서로 연결시켜 상기 제2구동모터의 회전 구동력을 상기 눈꺼풀유닛의 피치 회전으로 변환시키는 제2링크모듈을 포함하는 한 쌍의 제2회전구동유닛 및 상기 안구유닛에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 제3구동모터와, 상기 제3구동모터 및 상기 보조프레임을 서로 연결시켜 상기 제3구동모터의 회전 구동력을 상기 안구유닛의 요우 회전으로 변환시키는 제3링크모듈을 포함하는 한 쌍의 제3회전구동유닛을 포함한다.The eye structure of the robot having 5 degrees of freedom of the present invention for achieving the above object is a main frame, a pair of eye units provided on both sides of the main frame, and in which an imaging module for acquiring image information is embedded, the A pair of eyelid units that correspond to each of the pair of eye units and are provided to surround a part of the eye unit, and are rotatably connected to a left and right rotation shaft provided in the eye unit, and a left and right direction provided on the main frame An auxiliary frame that is rotatably provided by a rotation axis of the eyeball unit and rotatably fixes the pair of eye units by the rotation axis in the left and right direction and the rotation axis in the vertical direction, a first driving motor generating rotational driving force, and the first driving force. A first rotation drive unit including a first link module that connects the first driving motor and the auxiliary frame to convert the rotational driving force of the first driving motor into a pitch rotation of the auxiliary frame, and a second driving force that generates rotational driving force. A pair of second rotation drive units including a motor and a second link module that connects the second drive motor and the eyelid unit to each other to convert the rotational driving force of the second drive motor into a pitch rotation of the eyelid unit, and A third driving motor that is mounted on the eye unit to generate a rotational driving force, and a third driving motor that connects the third driving motor and the auxiliary frame to each other to convert the rotational driving force of the third driving motor into yaw rotation of the eyeball unit. It includes a pair of third rotation drive units including a link module.

이때 상기 안구유닛은 반구 형태로 형성되며, 상기 제3구동모터는 상기 안구유닛의 후면에 장착될 수 있다.At this time, the eye unit is formed in a hemispherical shape, and the third driving motor may be mounted on the rear surface of the eye unit.

또한 상기 보조프레임은, 상기 한 쌍의 안구유닛의 상부에 좌우 방향으로 길게 구비되어, 양단부에 상기 한 쌍의 안구유닛을 상하 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 고정시키는 제1회전고정부, 상기 제1회전고정부로부터 연장되어 상기 메인프레임에 구비된 좌우 방향의 회전축에 연결되는 제2회전고정부 및 상기 제1회전고정부의 양측으로부터 각각 연장되어 상기 눈꺼풀유닛의 바깥쪽 회전축에 연결되는 한 쌍의 제3회전고정부를 포함할 수 있다.In addition, the auxiliary frame, a first rotation fixing unit that is provided elongated in the left and right direction on the upper portion of the pair of eye units, and rotatably fixed the pair of eye units to both ends by a vertical axis of rotation, the first A second rotation fixing part extending from the first rotation fixing part and connected to the left and right rotation shaft provided on the main frame, and a pair extending from both sides of the first rotation fixing part and connected to the outer rotation shaft of the eyelid unit It may include a third rotation fixing unit.

그리고 상기 메인프레임은 상기 한 쌍의 안구유닛의 사이에서부터 후방으로 연장되어, 상기 제1구동모터 및 상기 제2구동모터가 안착되도록 형성될 수 있다.In addition, the main frame may be formed to extend rearwardly from between the pair of eye units, so that the first driving motor and the second driving motor are seated.

더불어 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇의 안구 구조체는, 반구형으로 형성되며, 내부에 영상정보를 획득하는 촬상모듈이 내장된 안구유닛, 상기 안구유닛을 상하 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 고정시키는 보조프레임 및 상기 안구의 후면에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 제3구동모터와, 상기 제3구동모터 및 상기 보조프레임을 서로 연결시켜 상기 제3구동모터의 회전 구동력을 상기 안구유닛의 요우 회전으로 변환시키는 한 쌍의 제3링크모듈을 포함하는 제3회전구동유닛을 포함할 수 있다.In addition, the eye structure of the robot of the present invention for achieving the above object is formed in a hemispherical shape, and an eye unit in which an imaging module for acquiring image information is embedded therein, and the eye unit can be rotated by a vertical axis of rotation. An auxiliary frame to be fixed and a third driving motor mounted on the rear surface of the eyeball to generate a rotational driving force, and the third driving motor and the auxiliary frame are connected to each other so that the rotational driving force of the third driving motor is applied to the yaw of the eye unit. It may include a third rotation drive unit including a pair of third link modules for converting into rotation.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 5 자유도를 가지는 로봇의 안구 구조체는, 5개의 자유도를 가지도록 설계되어 인체의 안구 움직임을 정밀하게 구현할 수 있는 동시에, 효율적인 구조를 통해 부피를 최소화할 수 있도록 할 수 있다.To solve the above problems, the eye structure of the robot having 5 degrees of freedom of the present invention is designed to have 5 degrees of freedom, so that the eye movement of the human body can be accurately implemented, and at the same time, the volume can be minimized through an efficient structure. can do.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 안구를 반구형으로 형성하고, 여유 공간인 안구의 후면부를 활용할 수 있도록 하여 전체 구조를 소형화할 수 있으며, 특히 전후 방향의 길이를 최소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the entire structure can be miniaturized by forming the eyeball in a hemispherical shape and utilizing the rear portion of the eyeball, which is a free space, and in particular, there is an advantage of minimizing the length in the front and rear direction.

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 above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 제1회전구동유닛에 의해 안구유닛이 피치 회전되는 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 제2회전구동유닛에 의해 눈꺼풀유닛이 피치 회전되는 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 안구유닛의 모습을 나타낸 도면; 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 제3회전구동유닛에 의해 안구유닛이 요우 회전되는 모습을 나타낸 도면이다.1 and 2 are views showing the appearance of the eyeball structure of the robot according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing a state in which the eyeball unit is pitch-rotated by the first rotation drive unit in the eyeball structure of the robot according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a state in which the eyelid unit is pitch rotated by a second rotation driving unit in the eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a state of the eye unit in the eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention; And
6 is a view showing a state in which the eyeball unit is rotated by the third rotation driving unit in the eyeball structure of the robot according to an embodiment 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 realized in detail will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the present embodiment, the same names and the same reference numerals are used for the same components, and additional descriptions thereof will be omitted.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체의 모습을 나타낸 도면이다.1 and 2 are views showing the appearance of an eye structure of a robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체는 메인프레임(10)과, 한 쌍의 안구유닛(100)과, 한 쌍의 눈꺼풀유닛(50)과, 보조프레임(20)과, 제1회전구동유닛(200)과, 제2회전구동유닛(300)과, 제3회전구동유닛(400)을 포함한다.1 and 2, the eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention includes a main frame 10, a pair of eye units 100, a pair of eyelid units 50, and , An auxiliary frame 20, a first rotation drive unit 200, a second rotation drive unit 300, and a third rotation drive unit 400.

상기 메인프레임은 각 구성요소가 고정될 수 있도록 기본적인 뼈대를 제공하며, 로봇의 안구 구조체의 중심부에 구비된다.The main frame provides a basic skeleton so that each component can be fixed, and is provided in the center of the eyeball structure of the robot.

상기 안구유닛(100)은 상기 메인프레임(10)의 양측에 각각 이격된 상태로 구비된다. 특히 본 실시예에서 상기 안구유닛(100)은 반구 형태로 형성되며, 이에 따라 후방의 공간을 활용하여 전체 부피를 크게 감소시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 안구유닛(100)은 후방의 구조물이 외측으로 노출되지 않도록 차폐하는 차폐플레이트(30)와, 상기 안구유닛(100)의 반구 부분에는 구비되어 영상정보를 획득하는 촬상모듈(120)과, 상기 촬상모듈(110)을 덮어 보호하며 상기 촬영모듈(110)에 유입되는 광량을 조절하는 커버(110)를 포함한다.
상기 눈꺼풀유닛(50)은 상기 한 쌍의 안구유닛(100) 각각에 대응되어 상기 안구유닛(100)의 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 안구유닛(100)의 차폐플레이트(30) 양측에 구비된 좌우 방향의 회전축에 회전 가능하게 연결된다. 이에 따라 상기 눈꺼풀유닛(50)은 상기 안구유닛(100)과는 독립적으로 회전되도록 형성된다.The eye unit 100 is provided on both sides of the main frame 10 to be spaced apart from each other. In particular, in this embodiment, the eye unit 100 is formed in a hemispherical shape, and accordingly, the total volume can be greatly reduced by utilizing the space at the rear.
In this embodiment, the eye unit 100 includes a shielding plate 30 that shields the rear structure from being exposed to the outside, and an imaging module 120 that is provided in the hemisphere of the eye unit 100 to obtain image information. ), and a cover 110 that covers and protects the imaging module 110 and controls the amount of light introduced into the imaging module 110.
The eyelid unit 50 corresponds to each of the pair of eye units 100 and is provided to surround a part of the eye unit 100, and is provided on both sides of the shielding plate 30 of the eye unit 100. It is rotatably connected to the horizontal axis of rotation. Accordingly, the eyelid unit 50 is formed to rotate independently of the eye unit 100.

삭제delete

상기 보조프레임(20)은 상기 메인프레임(10)에 구비된 좌우 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 구비되며, 상기 한 쌍의 안구유닛(100)을 상기 좌우 방향의 회전축 및 상하 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 고정시키는 역할을 수행한다.The auxiliary frame 20 is rotatably provided by a left-right rotation shaft provided in the main frame 10, and the pair of eye units 100 are rotated by the left-right rotation shaft and the vertical rotation shaft. It plays the role of fixing to be rotatable.

구체적으로 본 실시예에서 상기 보조프레임(20)은, 상기 한 쌍의 안구유닛(100)의 상부에 좌우 방향으로 길게 구비되어, 양단부가 상기 한 쌍의 안구유닛(100)의 차폐플레이트(30)의 상부에 상하 방향의 회전축에 의해 연결되는 제1회전고정부(22)와, 상기 제1회전고정부(22)로부터 연장되어 상기 메인프레임(10) 및 상기 차폐플레이트(30)의 사이에 구비된 좌우 방향의 회전축에 연결되는 제2회전고정부(26)와, 상기 제1회전고정부(22)의 양측으로부터 각각 외측으로 연장되어 상기 눈꺼풀유닛(50)의 바깥쪽 회전축에 연결되는 한 쌍의 제3회전고정부(24)를 포함한다.Specifically, in this embodiment, the auxiliary frame 20 is provided longer in the left and right direction on the top of the pair of eye units 100, so that both ends are shielding plates 30 of the pair of eye units 100 It is provided between the main frame 10 and the shielding plate 30 extending from the first rotation fixing part 22 and the first rotation fixing part 22 connected to the upper part of the rotation axis in the vertical direction. A second rotation fixing part 26 connected to the left and right rotation shaft, and a pair extending outward from both sides of the first rotation fixing part 22 and connected to the outer rotation shaft of the eyelid unit 50 It includes a third rotation fixing unit 24 of.

그리고 상기 제1회전구동유닛(200)은, 회전 구동력을 발생시키는 제1구동모터(210)와, 상기 제1구동모터(210) 및 상기 보조프레임(20)을 서로 연결시켜 상기 제1구동모터(210)의 회전 구동력을 상기 보조프레임(20)의 피치 회전으로 변환시키는 제1링크모듈(220)을 포함한다.And the first rotation drive unit 200, the first drive motor 210 for generating a rotational driving force, and the first drive motor by connecting the first drive motor 210 and the auxiliary frame 20 to each other. It includes a first link module 220 for converting the rotational driving force of 210 into the pitch rotation of the auxiliary frame 20.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 제1회전구동유닛(200)에 의해 안구유닛(100)이 피치 회전되는 모습을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a state in which the eye unit 100 is rotated by a pitch by the first rotation driving unit 200 in the eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 제1링크모듈(220)은 상기 제1구동모터(210)에 연결되는 제1-1링크(230)와, 상기 보조프레임(20)의 제1회전고정부(250)에 연결되는 제1-3링크(250)와, 제1-1링크(230) 및 제1-3링크(250)를 서로 연결하는 제1-2링크(240)를 포함한다.1 to 3, the first link module 220 includes a 1-1 link 230 connected to the first driving motor 210, and a first rotation height of the auxiliary frame 20. It includes a 1-3 link 250 connected to the government 250, and a 1-2 link 240 connecting the 1-1 link 230 and the 1-3 link 250 to each other.

이에 따라 상기 제1구동모터(210)에서 발생한 회전 구동력은 상기 제1링크모듈(220)을 통해 상기 보조프레임(20)에 전달되고, 상기 보조프레임(20) 및 상기 보조프레임(20)과 좌우 방향의 회전축을 공유하는 한 쌍의 안구유닛(100)은 피치 방향으로 회전될 수 있다.Accordingly, the rotational driving force generated by the first driving motor 210 is transmitted to the auxiliary frame 20 through the first link module 220, and left and right with the auxiliary frame 20 and the auxiliary frame 20. A pair of eye units 100 sharing the rotation axis of the direction may be rotated in the pitch direction.

다음으로 상기 제2회전구동유닛(300)은, 회전 구동력을 발생시키는 제2구동모터(310)와, 상기 제2구동모터(310) 및 상기 눈꺼풀유닛(50)을 서로 연결시켜 상기 제2구동모터(310)의 회전 구동력을 상기 눈꺼풀유닛(50)의 피치 회전으로 변환시키는 제2링크모듈(320)을 포함한다.Next, the second rotation drive unit 300 connects the second drive motor 310 to generate a rotational driving force, the second drive motor 310 and the eyelid unit 50 to each other to drive the second drive. And a second link module 320 that converts the rotational driving force of the motor 310 into pitch rotation of the eyelid unit 50.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 제2회전구동유닛(300)에 의해 눈꺼풀유닛(50)이 피치 회전되는 모습을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a state in which the eyelid unit 50 is pitch-rotated by the second rotation driving unit 300 in the eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제2링크모듈(320)은 상기 제2구동모터(310)에 연결되는 제2-1링크(330)와, 상기 눈꺼풀유닛(50)과 일체로 연결되어 상기 안구유닛(100)에 형성된 좌우 방향의 회전축에 의해 회전되는 제2-3링크(350)와, 제2-1링크(330) 및 제2-3링크(350)를 서로 연결하는 제2-2링크(340)를 포함한다.1, 2, and 4, the second link module 320 is integrated with the second link 330 connected to the second driving motor 310 and the eyelid unit 50. Connecting the 2-3rd link 350, the 2-1 link 330, and the 2-3rd link 350, which are connected to each other and rotated by a left-right rotation axis formed in the eye unit 100 It includes a 2-2 link 340.

이에 따라 상기 제2구동모터(310)에서 발생한 회전 구동력은 상기 제2링크모듈(220)을 통해 상기 눈꺼풀유닛(50)에 전달되고, 상기 눈꺼풀유닛(50)은 피치 방향으로 회전될 수 있다.Accordingly, the rotational driving force generated by the second driving motor 310 is transmitted to the eyelid unit 50 through the second link module 220, and the eyelid unit 50 may be rotated in a pitch direction.

이때 본 실시예에서 상기 제2회전구동유닛(300)은 한 쌍의 눈꺼풀유닛(50)에 각각 대응되도록 한 쌍이 좌우 방향으로 구비되며, 이에 따라 좌측 및 우측의 눈꺼풀유닛(50)은 서로 독립적으로 피치 회전을 수행할 수 있게 된다.At this time, in this embodiment, a pair of the second rotation driving unit 300 is provided in a left and right direction so as to correspond to a pair of eyelid units 50, respectively, and accordingly, the left and right eyelid units 50 are independently of each other. It becomes possible to perform pitch rotation.

다음으로 상기 제3회전구동유닛(400)은, 상기 안구유닛(100)에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 제3구동모터(410, 도 6 참조)와, 상기 제3구동모터(410) 및 상기 보조프레임(20)을 서로 연결시켜 상기 제3구동모터(410)의 회전 구동력을 상기 안구유닛(100)의 요우 회전으로 변환시키는 한 쌍의 제3링크모듈(420, 도 6 참조)을 포함한다.Next, the third rotation driving unit 400 includes a third driving motor 410 (refer to FIG. 6) mounted on the eyeball unit 100 to generate rotational driving force, and the third driving motor 410 and the It includes a pair of third link modules 420 (refer to FIG. 6) for connecting the auxiliary frames 20 to each other to convert the rotational driving force of the third driving motor 410 into yaw rotation of the eye unit 100. .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 안구유닛(100)의 모습을 나타낸 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 안구 구조체에 있어서, 제3회전구동유닛(400)에 의해 안구유닛(100)이 요우 회전되는 모습을 나타낸 도면이다.5 is a view showing the appearance of the eye unit 100 in the eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a third eye structure of the robot according to an embodiment of the present invention. It is a view showing a state in which the eye unit 100 is rotated by the rotation driving unit 400.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 상기 안구유닛(100)은 반구 형태로 형성되며, 이에 따라 후방의 여유공간을 활용할 수 있도록 형성된다.As shown in FIG. 5, in this embodiment, the eyeball unit 100 is formed in a hemispherical shape, and accordingly, is formed to utilize a rear clearance space.

또한 본 실시예에서 상기 안구유닛(100)은 후방의 구조물이 외측으로 노출되지 않도록 차폐하는 차폐플레이트(30)와, 상기 안구유닛(100)의 반구 부분에는 구비되어 영상정보를 획득하는 촬상모듈(120)과, 상기 촬상모듈(110)을 덮어 보호하며 상기 촬영모듈(110)에 유입되는 광량을 조절하는 커버(110)를 포함한다.In addition, in this embodiment, the eye unit 100 has a shielding plate 30 that shields the rear structure from being exposed to the outside, and an imaging module that is provided in the hemisphere of the eye unit 100 to obtain image information ( 120), and a cover 110 that covers and protects the imaging module 110 and controls the amount of light introduced into the imaging module 110.

그리고 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 상기 제3구동모터(410)는 반구 형태의 안구유닛(100)에 형성된 여유공간인 후면, 구체적으로 촬상모듈(120)의 후방에 장착되며, 이에 따라 전체의 부피를 최소화할 수 있도록 한다.And referring to Figs. 1, 2 and 6, the third driving motor 410 is mounted on the rear surface, which is a spare space formed in the hemispherical eye unit 100, specifically at the rear of the imaging module 120, Accordingly, the overall volume can be minimized.

또한 상기 제3링크모듈(420)은 상기 보조프레임(20)의 제1회전고정부(22)에 상하 방향의 회전축에 의해 회전 가능하게 연결되는 제3-1링크(430)와, 상기 제3구동모터(410)에 연결되는 제3-2링크(440)를 포함한다.In addition, the third link module 420 includes a 3-1 link 430 rotatably connected to the first rotation fixing part 22 of the auxiliary frame 20 by a vertical rotation axis, and the third It includes a 3-2 link 440 connected to the driving motor 410.

이에 따라 상기 제3구동모터(410)에서 발생한 회전 구동력은 상기 제3링크모듈(420)을 통해 상기 보조프레임(20)에 전달되고, 상기 제3구동모터(410) 및 상기 안구유닛(100)의 촬상모듈(120)은 함께 요우 방향으로 회전될 수 있다.Accordingly, the rotational driving force generated by the third driving motor 410 is transmitted to the auxiliary frame 20 through the third link module 420, and the third driving motor 410 and the eye unit 100 The imaging module 120 of may be rotated together in the yaw direction.

이때 본 실시예에서 상기 제3회전구동유닛(400)은 한 쌍이 구비되어 각 안구유닛(100)의 후방에 구비되므로, 이에 따라 좌측 및 우측의 안구유닛(100)은 서로 독립적으로 요우 회전을 수행할 수 있게 된다.At this time, in this embodiment, since the third rotation driving unit 400 is provided with a pair and provided at the rear of each eye unit 100, accordingly, the left and right eye units 100 perform yaw rotation independently of each other. You can do it.

한편 본 실시예에서 상기 메인프레임(10)은 상기 한 쌍의 안구유닛(100)의 사이에서부터 후방으로 연장되어, 상기 제1구동모터(210) 및 상기 제2구동모터(310)가 안착되도록 형성될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the main frame 10 extends rearward from between the pair of eye units 100 and is formed so that the first driving motor 210 and the second driving motor 310 are seated. Can be.

구체적으로 본 실시예의 경우, 상기 메인프레임(10)은 상기 안구유닛(100) 및 상기 보조프레임(20)의 제2회전고정부(26)가 연결되는 좌우 방향의 회전축을 고정시키는 축고정부(12)와, 상기 축고정부(12)로부터 후방으로 연장되어 상기 제2구동모터(310)가 안착되는 제1안착부(14)와, 상기 제2구동모터(210)가 안착되는 제2안착부(16)를 포함한다.Specifically, in the case of the present embodiment, the main frame 10 is a shaft fixing part 12 for fixing a left-right rotation axis to which the eye unit 100 and the second rotation fixing part 26 of the auxiliary frame 20 are connected. ), a first seating portion 14 extending rearward from the shaft fixing portion 12 to seat the second driving motor 310, and a second seating portion for seating the second driving motor 210 ( 16).

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, preferred embodiments according to the present invention have been examined, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from its spirit or scope other than the above-described embodiments is known to those skilled in the art. It is self-evident 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 modified within the scope of the appended claims and their equivalents.

10: 메인프레임
20: 보조프레임
50: 눈꺼풀유닛
100: 안구유닛
200: 제1회전구동유닛
300: 제2회전구동유닛
400: 제3회전구동유닛10: mainframe
20: auxiliary frame
50: eyelid unit
100: eye unit
200: first rotation drive unit
300: second rotation drive unit
400: third rotation drive unit

Claims (5)

메인프레임;
영상정보를 획득하는 촬상모듈과, 반구 형태로 형성되어 상기 촬상모듈을 덮어 보호하며 상기 촬상모듈에 유입되는 광량을 조절하는 커버와, 상기 촬상모듈과 상기 커버보다 후방에 위치된 구조물이 외측으로 노출되지 않도록 차폐하되, 상기 촬상모듈이 상하 방향의 회전축에 의해 회전 가능하도록 고정하는 차폐플레이트를 포함하며, 상기 메인프레임의 양측에 각각 구비되는 한 쌍의 안구유닛;
상기 한 쌍의 안구유닛 각각에 대응되어 상기 커버의 일부를 감싸도록 구비되며, 상기 차폐플레이트의 양측에 구비된 좌우 방향의 회전축에 회전 가능하게 연결되는 한 쌍의 눈꺼풀유닛;
상기 한 쌍의 안구유닛의 상부에 좌우 방향으로 길게 구비되어, 양단부가 상기 한 쌍의 안구유닛의 상기 차폐플레이트의 상부에 상하 방향의 회전축에 의해 연결되는 제1회전고정부와, 상기 제1회전고정부로부터 연장되어 상기 메인프레임 및 상기 차폐플레이트의 사이에 구비된 좌우 방향의 회전축에 연결되는 제2회전고정부와, 상기 제1회전고정부의 양측으로부터 각각 외측으로 연장되어 상기 눈꺼풀유닛의 바깥쪽 회전축에 연결되는 한 쌍의 제3회전고정부를 포함하는 보조프레임;
회전 구동력을 발생시키는 제1구동모터와, 상기 제1구동모터 및 상기 보조프레임을 서로 연결시켜 상기 제1구동모터의 회전 구동력을 상기 보조프레임의 피치 회전으로 변환시켜 상기 보조프레임과 연결된 상기 안구유닛을 함께 피치 회전시키는 제1링크모듈을 포함하는 제1회전구동유닛;
회전 구동력을 발생시키는 제2구동모터와, 상기 제2구동모터 및 상기 눈꺼풀유닛을 서로 연결시켜 상기 제2구동모터의 회전 구동력을 상기 눈꺼풀유닛의 피치 회전으로 변환시키는 제2링크모듈을 포함하는 한 쌍의 제2회전구동유닛; 및
상기 촬상모듈의 후방에 장착되어 회전 구동력을 발생시키는 제3구동모터와, 상기 제3구동모터 및 상기 보조프레임을 서로 연결시키도록 구비되어, 상기 제3구동모터에 회전 구동력이 발생할 경우 상기 제3구동모터 및 상기 촬상모듈이 함께 상기 차폐플레이트에 대해 상대적으로 요우 회전되도록 하는 제3링크모듈을 포함하는 한 쌍의 제3회전구동유닛;
을 포함하는 로봇의 안구 구조체.Mainframe;
An imaging module for acquiring image information, a cover formed in a hemispherical shape to cover and protect the imaging module and to control the amount of light introduced into the imaging module, and a structure positioned behind the imaging module and the cover to be exposed to the outside A pair of eye units each provided on both sides of the main frame, including a shielding plate that is shielded so that the imaging module is rotatable by a vertical axis of rotation;
A pair of eyelid units corresponding to each of the pair of eye units, provided to surround a part of the cover, and rotatably connected to a left-right rotation shaft provided on both sides of the shielding plate;
A first rotation fixing part provided elongated in the left and right direction on the upper portion of the pair of eye units, and both ends thereof are connected to the upper portion of the shielding plate of the pair of eye units by a vertical axis of rotation, and the first rotation A second rotation fixing part extending from the fixing part and connected to a left-right rotation shaft provided between the main frame and the shielding plate, and the outer side of the eyelid unit respectively extending outward from both sides of the first rotation fixing part. An auxiliary frame including a pair of third rotation fixing portions connected to the side rotation shaft;
The eye unit connected to the auxiliary frame by converting the rotational driving force of the first driving motor into a pitch rotation of the auxiliary frame by connecting a first driving motor generating rotational driving force to each other, the first driving motor and the auxiliary frame A first rotation drive unit including a first link module for rotating the pitch together;
As long as it comprises a second driving motor for generating a rotational driving force, and a second link module for connecting the second driving motor and the eyelid unit to each other to convert the rotational driving force of the second driving motor into a pitch rotation of the eyelid unit A pair of second rotation drive units; And
A third driving motor mounted at the rear of the imaging module to generate a rotational driving force, and provided to connect the third driving motor and the auxiliary frame to each other, and when a rotational driving force is generated in the third driving motor, the third A pair of third rotation drive units including a third link module for allowing the driving motor and the imaging module to be rotated relatively yaw with respect to the shielding plate;
Eye structure of the robot comprising a. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 메인프레임은 상기 한 쌍의 안구유닛의 사이에서부터 후방으로 연장되어, 상기 제1구동모터 및 상기 제2구동모터가 안착되도록 형성된 로봇의 안구 구조체.The method of claim 1,
The main frame extends rearward from between the pair of eye units, and the eye structure of the robot is formed so that the first driving motor and the second driving motor are seated. 삭제delete
KR1020190159605A 2019-12-04 2019-12-04 Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom KR102230718B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190159605A KR102230718B1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190159605A KR102230718B1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102230718B1 true KR102230718B1 (en) 2021-03-23

Family

ID=75223614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190159605A KR102230718B1 (en) 2019-12-04 2019-12-04 Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102230718B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003265869A (en) 2002-03-12 2003-09-24 Univ Waseda Eye-eyebrow structure of robot
KR100881841B1 (en) * 2007-11-03 2009-02-03 이수종 An eyeball apparatus for the face of a humanoid robot
KR20120077453A (en) * 2010-12-30 2012-07-10 한국생산기술연구원 Robot eye ball device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003265869A (en) 2002-03-12 2003-09-24 Univ Waseda Eye-eyebrow structure of robot
KR100881841B1 (en) * 2007-11-03 2009-02-03 이수종 An eyeball apparatus for the face of a humanoid robot
KR20120077453A (en) * 2010-12-30 2012-07-10 한국생산기술연구원 Robot eye ball device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1438990B1 (en) Balance practicing machine
US5054332A (en) Articulated robot
CN108583919B (en) Unmanned aerial vehicle machine carries cloud platform system of stabilizing suitable for panoramic video shoots
ITTO980764A1 (en) BATTERY RECEPTION STRUCTURE IN A TWO-WHEEL MOTOR VEHICLE.
JP2008507668A (en) 2-axis swivel joint
CN107203212A (en) Realize the small-sized humanoid robot and its control method of omnidirectional's walking
KR102230718B1 (en) Robot Eyeball Structure Having 5-Degree Freedom
US20180170466A1 (en) Robot leg
EP0588684B1 (en) Suspension device to connect equipment to a vehicle structure
TWI603825B (en) A rotary drive mechanism of a robot
JPH0263993A (en) Unmanned diving machine
CN209842240U (en) Near-to-eye display equipment
JP6793006B2 (en) Optical unit
JPS6042071B2 (en) Vehicle power unit support device
CN106078720A (en) A kind of modularization robot
CN207942417U (en) A kind of link mechanism and robot
JP2564416Y2 (en) Arm structure of parallel robot
JPS60113708A (en) Steering-suspension system
KR102377640B1 (en) Robot Neck Structure Having 3-Degree Freedom Converged Multi-Revolving Frame
WO2018008679A1 (en) Arm drive device
ES2097677A1 (en) Multifunction bicycle frame
CA2164180C (en) Support arrangement for a divided articulated shaft
SE8303951D0 (en) SLINGERDEMPFUNGSFORGUNGER FOR DREHGESTELL-SCHIENENFARHRZUGE
KR20210067829A (en) Remote control kit car
CN2906658Y (en) Optical device with annular coating protection

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant