KR102337275B1 - 방향 전환이 가능한 주행 로봇 - Google Patents

Abstract

제1프레임과, 제1프레임에 위치되고 구동력을 발생시키는 제1구동장치와, 제1구동장치의 구동력을 전달하는 복수 개의 동력전달부 및 동력전달부에 연결되어 전달받은 구동력으로 회전 운동되어 전진 또는 후진 되도록 하는 복수 개의 다리기구로 구성된 주행모듈;
제2프레임과, 제2프레임에 위치되어 조타력을 발생시키는 제2구동장치와, 제2구동장치와 연결된 풀리와, 풀리에 감겨진 상태로 일단부 및 타단부가 제1프레임의 양측에 각각 연결된 조타와이어로 구성되는 방향전환모듈; 및
제1프레임과 제2프레임 사이에 위치된 제3프레임과, 제3프레임에 위치되어 인장력을 발생시키는 제3구동장치와, 일단부가 제3구동장치에 연결되고 타단부가 제1프레임 또는 제2프레임에 연결된 인장와이어로 구성된 리프팅모듈;을 포함하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇이 소개된다.

Description

방향 전환이 가능한 주행 로봇 {Directional Locomotion Robot}

본 발명은 방향 전환이 가능한 주행 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사람이 접근하기 어려운 지역에서 정찰 등의 임무를 수행하는 로봇에 관한 기술이다.

소형 주행 로봇은 사람이나 큰 크기의 로봇이 접근하기 어려운 지역에서 정찰 등의 임무를 수행하기 위한 목적으로 개발되어 왔다. 로봇의 크기가 작아질수록 로봇이 이동해야 하는 환경의 상대적인 크기가 커진다. 따라서 로봇의 험지 주행 능력과 장애물 극복 능력이 요구된다. 소형 주행 로봇의 다양한 이동 방법 중 다리 형 이동은 다리 관절의 움직임으로 발 끝과 지면의 불연속적인 접촉을 만들어 이동하므로 균일하지 않은 표면에 쉽게 적응하여 움직일 수 있어 비정형 환경에서 이동성이 좋다.

다리 형 로봇은 다리 수에 따라 안정성, 속도, 무게 등의 특성이 달라지므로 이동해야 하는 환경과 수행해야 하는 임무에 따라 적합한 다리 수를 선정해야 한다. 다리 수가 적으면 에너지 효율적인 보행을 하고 쉽게 방향 전환을 할 수 있다. 다리 수가 많으면 많은 다리가 지면에 붙어 있어 안정적이고 일부의 다리가 기능을 하지 못하더라도 주행을 할 수 있다. 그리고 지네와 같이 다리 수가 많아지면서 몸이 길어지는 경우 더 넓은 골과 더 높은 장애물을 넘을 수 있다.

기존의 로봇들은 목표 환경에 맞춰 다리 수가 미리 결정되어 있어 특정 환경에서만 임무를 효과적으로 수행할 수 있다.

하지만, 로봇이 정찰 임무를 수행해야 하는 환경은 매우 다양하며 더 나아가 사고가 발생한 지역에 로봇을 투입한다고 할 때 사고 환경에 대해 미리 예측하기가 어렵다.

따라서, 다리 수를 쉽게 조절할 수 있어 로봇이 이동해야 하는 다양한 환경에 맞춰 빠르게 적용할 수있는 소형 주행 로봇의 개발이 필요하다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2010-0076550 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 모듈형 로봇 개념을 활용하여 모듈 하나에 한 쌍의 다리가 있어 이동해야 하는 환경이나 수행해야하는 임무에 맞춰 모듈의 수를 조절하여 다리 수를 쉽게 조절하여 제작할 수 있고,각 다리마다 모터를 사용하는 것은 크기나 무게에 있어 한계가 있으므로 하나의 주행 모터를 사용하여 모든 모듈의 다리를 동작시킬 수 있으며, 모듈과 모듈이 유니버설 조인트로 연결되어 모듈 사이의 각도를 바꿀 수 있다는 점을 활용하여 모듈을 상하 혹은 좌우 움직여 원하는 위치로 이동하고 지형 적응성을 높일 수 있도록 한 방향 전환이 가능한 주행 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방향 전환이 가능한 주행 로봇은 제1프레임과, 제1프레임에 위치되고 구동력을 발생시키는 제1구동장치와, 제1구동장치의 구동력을 전달하는 복수 개의 동력전달부 및 동력전달부에 연결되어 전달받은 구동력으로 회전운동되어 전진 또는 후진되도록 하는 복수 개의 다리기구로 구성된 주행모듈; 제2프레임과, 제2프레임에 위치되어 조타력을 발생시키는 제2구동장치와, 제2구동장치와 연결된 풀리와, 풀리에 감겨진 상태로 일단부 및 타단부가 제1프레임의 양측에 각각 연결된 조타와이어로 구성되는 방향전환모듈; 및 제1프레임과 제2프레임 사이에 위치된 제3프레임과, 제3프레임에 위치되어 인장력을 발생시키는 제3구동장치와, 일단부가 제3구동장치에 연결되고 타단부가 제1프레임 또는 제2프레임에 연결된 인장와이어로 구성된 리프팅모듈;을 포함한다.

리프팅모듈은 제1프레임과 제2프레임 사이에서 복수 개가 직렬로 위치될 수 있다.

제1구동장치와 동력전달부 사이에 제1구동장치의 구동력을 전달받아 회전되는 제1기어와, 제1기어에 치합되는 제2기어가 구비될 수 있다.

주행모듈의 동력전달부는, 제1프레임 및 제3프레임에 각각 배치되며, 제2기어가 회전함에 따라 축방향으로 회전하는 샤프트와, 사프트의 외측으로 연결된 제1웜기어와, 제1웜기어에 치합되고 제1웜기어의 수직한 방향으로 연장되며 다리기구가 연동되도록 장착된 제2웜기어로 구성될 수 있다.

다리기구는 제2웜기어와 함께 회전되도록 결합된 크랭크와, 다수의 링크로 구성되며 크랭크와 제1프레임 또는 제3프레임에 회전 가능하게 연결된 링크연결부와, 링크연결부에 연결되어 함께 회전되고 회전 위치에 따라 지면에 접촉되는 다리부로 구성될 수 있다.

제1프레임 및 제3프레임에 각각 배치된 샤프트 사이를 연결하는 연결부가 더 구비될 수 있다.

제3구동장치와 인장와이어 사이에, 제3구동장치와 동일한 축으로 회전하는 제3기어와, 제3기어와 연결된 상태로 제3기어의 회전축과 교차되는 방향으로 회전되고 기어블록 구비되어 인장와이어의 일단부가 기어블록에 연결될 수 있다.

제1프레임 또는 제3프레임에 삽입된 상태로 인장와이어의 타단부가 연결되는 리프팅커넥터가 구비될 수 있다.

제1프레임 및 복수 개의 제3프레임을 연결하고, 제1프레임 및 복수 개의 제3프레임 사이의 이격거리를 제한하는 복수 개의 제한부가 구비될 수 있다.

제한부는 제1프레임과 제3프레임 또는 복수 개의 제3프레임의 양측면을 연결하는 복수 개의 제1제한파트로 구성되며, 제1제한파트는 측방으로 절곡된 형상으로 형성된 형상으로 형성되고, 제1제한파트가 절곡된 형상을 가로지르는 슬릿이 형성될 수 있다.

제한부는 제1프레임과 제3프레임 또는 복수 개의 제3프레임의 하측 또는 상측을 연결하는 제2제한파트로 구성되며, 제2제한파트는 상방 또는 하방으로 절곡될 수 있다.

방향전환 모듈은 리프팅모듈 어느 하나에 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다음와 같은 효과가 있다.

첫째, 모듈의 개수를 조절하여 다리의 수를 늘리거나 줄일 수 있어서 이동해야 하는 환경에 적합한 다리 수를 가지는 로봇을 쉽게 제작할 수 있다.

둘째, 연결을 커텍터를 홈에 끼우는 방식을 채택하여 모듈을 조립하거나 해체하기에 용이하다. 따라서, 일부 모듈을 교체해야 하는 경우 커넥터를 빼면 인접 모듈과 쉽게 분리시킬 수 있다. 또한 하나의 모듈 내에서도 다리 기구를 커텍터를 홈에 끼우는 방식으로 연결되므로 일부 다리 기구를 교체해야 하는 경우 커넥터만 분리하면 쉽게 분리하여 교체할 수 있다.

셋째, 리프팅 모터로 모듈을 리프팅하면 발 끝의 궤적이 높아지므로 더 높은 장애물을 넘어갈 수 있다.

넷째, 웜모듈과 모듈 사이의 자유도로 생기는 로봇의 유연한 특성은 평평하지 않은 지면에서 더 많은 다리가 지면에 붙어 있도록 하여 지형 적응성을 높일 수 있다.

다섯째, 배터리와 보드를 탑재하여 전원선 등을 연결하지 않고 독립적으로 작동이 가능하므로 재난 현장이나 전시 상황에서 원격으로 조종하여 험지를 이동하여 정찰 임무를 수행할 수 있다

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 전환이 가능한 주행 로봇을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 방향 전환이 가능한 주행 로봇을 측면에서 관측한 도면,
도 3 내지 도5는 주행모듈을 도시한 도면,
도 6은 방향전환모듈을 도시한 도면,
도 7은 방향전환모듈과 리프팅모듈이 결합된 도면,
도 8 및 도9는 리프팅모듈을 도시한 도면
도 10은 주행모둘의 복수 개의 동력전달부를 연결시키는 연결부를 도시한 도면,
도 11은 제한부의 제2제한파트를 도시한 도면,
도 12는 제한부의 제1제한파트를 도시한 도면,
도 13은 리프팅모듈의 메커니즘을 도시한 도면,
도 14는 방향전환모둘의 메커니즘을 도시한 도면이다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 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. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1 내지 14을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방향 전환이 가능한 주행 로봇은 제1프레임(110)과, 제1프레임(110)에 위치되고 구동력을 발생시키는 제1구동장치(120)와, 제1구동장치(120)의 구동력을 전달하는 복수 개의 동력전달부(130) 및 동력전달부(130)에 연결되어 전달받은 구동력으로 회전 운동되어 전진 또는 후진 되도록 하는 복수 개의 다리기구(140)로 구성된 주행모듈(100); 제2프레임(210)과, 제2프레임(210)에 위치되어 조타력을 발생시키는 제2구동장치(220)와, 제2구동장치(220)와 연결된 풀리(230)와, 풀리(230)에 감겨진 상태로 일단부 및 타단부가 제1프레임(110)의 양측에 각각 연결된 조타와이어(240)로 구성되는 방향전환모듈(200); 및 제1프레임(110) 및 제2프레임(210) 사이에 위치된 제3프레임(310)과, 제3프레임(310)에 위치되어 인장력을 발생시키는 제3구동장치(320)와, 일단부가 제3구동장치(320)에 연결되고 타단부가 제1프레임(110) 또는 제2프레임(210)에 연결된 인장와이어(330)로 구성된 리프팅모듈(300);을 포함한다.

즉, 본 발명은 붕괴, 폭발 등이 일어난 현장과 같이 사람이 접근하기 어려운 지역에서의 정찰이나 전시에 적으로부터 눈에 띄지 않으며 정찰을 하는데 소형 주행 로봇이 사용될 수 있으며, 다양한 지형을 지네와 유사하게 극복하기 위해서는 모듈 사이의 위 아래 좌 우 구동이 필요하다.

이 로봇은 모듈형 로봇 개념을 활용하여 모듈 하나에 한 쌍의 다리가 있어 이동해야 하는 환경이나 수행해야 하는 임무에 맞춰 모듈의 수를 조절하여 다리 수를 보다 용이하게 조절 가능하여 제작할 수 있는 로봇이다.

하지만, 소형로봇이기 때문에 각 다리마다 모터를 사용하는 것은 크기나 무게에 있어 한계가 있으므로 하나의 주행 모터를 사용하여 모든 모듈의 다리를 동작시킬 수 있는 방법에 대해 제안한다. 그리고 모듈과 모듈이 유니버설 조인트로 연결되어 모듈 사이의 각도를 바꿀 수 있다는 점을 활용하여 모듈을 상하 및 좌우 움직임을 원활하게 조작하여 원하는 위치로 이동하고 지형 적응성을 높일 수 있도록 하는 것이다

본 실시예에서, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 리프팅모듈(300)은 제1프레임(110)과 제2프레임(210) 사이에서 복수 개가 직렬로 위치될 수 있다.

즉, 리프팅모듈(300) 수를 조절하여 다리 수를 보다 용이하게 조절 가능하게 제작할 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1프레임(110)의 내부에 제1구동장치(120)가 연결되어 전기적 신호를 받아 회전하게 되며, 제1구동장치(120)와 동력전달부(130) 사이에 제1구동장치(120)의 구동력을 전달받아 회전되는 제1기어(121)와, 제1기어(121)에 치합되는 제2기어(122)가 구비될 수 있다. 여기서의 제1기어(121)와 제2기어(122)는 평기어로 형성될 수 있다.

주행모듈(100)의 동력전달부(130)는, 제1프레임(110) 및 제3프레임(310)에 각각 배치되며, 제2기어(122)가 회전함에 따라 축방향으로 회전하는 샤프트(131)와, 샤프트(131)의 외측으로 연결된 제1웜기어(132)와, 제1웜기어(132)에 치합되고 제1웜기어(132)의 수직한 방향으로 연장되며 다리기구(140)가 연동되도록 장착된 제2웜기어(133)로 구성될 수 있다.

따라서, 제1구동장치(120)가 회전함에 따라 제1구동장치(120)의 전방으로 연결된 제1기어(121)가 회전되고, 제1기어(121)의 하측으로 나란하게 치합되어 연결된 제2기어(122)가 회전되고, 제1프레임(110)에 연결된 동력전달부(130)의 샤프트(131)는 제2기어(122)의 회전축에 연결되어 회전되며, 동력전달부(130)의 제2웜기어(133)의 양측과 제1프레임(110)에 연결된 다리기구(140)가 회전운동을 하게 되어 제1프레임(110)을 기준으로 전진 또는 후진할 수 있다.

여기서의 동력전달부(130)는 제1프레임(110) 및 제3프레임(310)에 각각 배치되어 제1구동장치(120)가 회전함에 따라 제1프레임(110) 및 제3프레임(310)에 각각 배치된 동력전달부(130)가 동시에 회전하게 됨으로, 제3프레임(310)에 각각 배치된 동력전달부(130)의 제2웜기어(133)의 양측과 제3프레임(310)에 연결된 다리기구(140)가 회전운동을 할 수 있다.

즉, 주행모듈(100)의 다리기구(140)는 제2웜기어(133)와 함께 회전되도록 결합된 크랭크(141)와, 다수의 링크로 구성되며 크랭크(141)와 제1프레임(110) 또는 제3프레임(310)에 회전 가능하게 연결된 링크연결부(145)와, 링크연결부(145)에 연결되어 함께 회전되고 회전 위치에 따라 지면에 접촉되는 다리부(142)로 구성될 수 있다.

다리기구(140)는 사절링크로 구성되어 있으며, 다리기구(140)의 링크연결부(145)는 크랭크(141)와 연결된 커플러링크(145a)와, 커플러링크(145a)와 연결된 로커링크(145b)로 구성되고, 크랭크(141)의 회전 축 중심을 입력단으로 하여, 크랭크(141)에 연결된 커플러 링크와, 커플러 링크에 연결된 로커링크(145b)와, 제1프레임(110) 또는 제3프레임(310)의 측면에 연결되어 회전하게 된다.

즉, 각각의 연결부는 회전 조인트 또는 힌지 결합 등으로 이루어져 각각이 회전 가능하게 연결되며, 커플러링크(145a)에 일체로 결합된 다리부(142)가 지면에 접촉될 수 있다. 지면과 맞닿는 다리부(142)의 단부에 주행 마찰력을 높이기 위한 탄성체(143)가 구비될 수 있다.

또한, 제1프레임(110) 및 제3프레임(310) 각각의 양측면에 결합되는 다리기구(140)가 교차하며 지면에 닿도록 하기 위해, 제1프레임(110) 및 제3프레임(310)에 결합되는 크랭크(141)는 180도 위상 차이가 나도록 결합될 수 있다.

즉, 웜기어축(134)의 양단부에 삽입되어 결합되는 크랭크(141)가 웜기어축(134)의 회전에 의해 크랭크(141)가 회전될 수 있도록 웜기어축(134)의 양단부 형상이 원형을 제외한 폐곡선의 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 크랭크(141)와 커플러링크(145a)가 결합되는 연결부(500)의 위치가 제1프레임(110) 또는 제3프레임(310) 양측이 180도 차이 날 수 있도록 웜기어축(134)에 결합될 수 있다.

예를 들어, 제1프레임(110)이 전방으로 작동 시, 제1프레임(110)의 결합된 우측 다리부(142)가 지면에 닿으면, 좌측 다기부는 우측과 위상차이가 180도 차이가 나면서 지면에서 떨어지게 되며, 제1프레임(110)의 후방으로 배치된 제3프레임(310)에 결합된 우측 다리부(142) 또한 지면에서 떨어지고, 좌측 다리부(142)는 지면에 닿도록 작동할 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 제1프레임(110) 및 제3프레임(310)에 각각 배치된 샤프트(131) 사이를 연결하는 연결부(500)가 더 구비될 수 있다. 즉, 제1프레임(110)에 연결된 동력전달부(130)와 복수개의 제3프레임(310)에 배치된 동력전달부(130)는 유니버셜조인트로 연결되어 제1구동장치(120)가 회전함에 따라 복수 개의 동력전달부(130)가 동시에 회전되며, 각각의 프레임 간에 상하 좌우 움직임을 구현하기 제1프레임(110) 및 복수 개의 제3프레임(310)에 배치된 샤프트(131) 사이를 연결하는 연결부(500)가 구비될 수 있다.

여기서의 제1프레임(110)과 제3프레임(310) 사이에 상하 움직임은 리프팅모듈(300)이 구현할 수 있다. 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이, 리프팅모둘의 제3구동장치(320)와 인장와이어(330) 사이에, 제3구동장치(320)와 동일한 축으로 회전하는 제3기어(321)와, 제3기어(321)와 연결된 상태로 제3기어(321)의 회전축과 교차되는 방향으로 회전되고 기어블록(322) 구비되어 인장와이어(330)의 일단부가 기어블록(322)에 연결될 수 있다.

또한, 제1프레임(110) 또는 제3프레임(310)에 삽입된 상태로 인장와이어(330)의 타단부가 연결되는 리프팅커넥터(340)가 구비될 수 있다. 제2프레임(210)의 내부를 가로지르는 가이드축(311)이 구비되어 인장와이어(330)가 제1프레임(110) 및 제3프레임(310)에 직선적으로 연결되도록 하는 가이드축(311)이 구비될 수 있다.

따라서, 기어블록(322)에 인장와이어(330)의 일단부가 연결되고 타단부가 리프팅커넥터(340)에 연결된 상태로 전방에 배치된 제1프레임(110) 또는 제3프레임(310)에 리프팅커넥터(340)가 결합됨으로써, 제3구동장치(320)가 회전함에 따라 인장와이어(330)의 길이가 가변 되어 제1프레임(110)과 제3프레임(310) 사이 또는 복수 개의 제3프레임(310) 사이의 이격거리를 조절할 수 있다.

도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 방향전환모듈(200)은 리프팅모듈(300) 어느 하나에 결합될 수 있다. 즉, 제1프레임(110)을 제외한 복수 개의 제3프레임(310)에 결합될 수 있으며, 리프팅커넥터(340)가 삽입되는 동일한 위치에 삽입되어 연결될 수 있다.

방향전환모듈(200)은 복수 개의 제3프레임(310)중에 최후단에 배열된 제3프레임(310)과 결합될 수 있으며, 방향전환모듈(200)의 제2구동장치(220)가 회전함에 따라, 풀리(230)에 연결된 조타와이어(240)의 양단부가 서로 동일한 방향으로 이동되며, 조타와이어(240)의 양단부는 방향전환커넥터(250)에 연결된 상태로 제1프레임(110) 또는 가장 멀리 떨어진 모듈의 프레임의 양측에 각각 연결될 수 있다.

따라서, 방향전환모듈(200)의 제2구동장치(220)를 구동하면 조타와이어(240)의 일측은 풀리(230)에 감겨 짧아지고 반대쪽 타측은 풀려져 길어지게 될 수 있다. 이를 통해, 제1프레임(110)을 포함하여 후측으로 배치되어 연결된 복수개의 제3프레임(310)간에 좌우 굽힘을 만들어 방향전환 구현할 수 있다.

예를 들어, 조타와이어(240)의 양단부가 방향전환커넥터(250)에 연결된 상태로 제1프레임(110)에 결합될 경우, 풀리(230)가 좌측으로 회전되면, 제1프레임(110)은 우측으로 회전 되고, 풀리(230)가 우측으로 회전되면 제1프레임(110)은 좌측으로 회전될 수 있다.

도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제1프레임(110) 및 복수 개의 제3프레임(310)을 연결하고, 제1프레임(110) 및 복수 개의 제3프레임(310) 사이의 이격거리를 제한하는 복수 개의 제한부(400)가 구비될 수 있다.

즉, 제한부(400)는 제1프레임(110)과 제3프레임(310) 또는 복수 개의 제3프레임(310)의 양측면을 연결하는 복수 개의 제1제한파트(410)로 구성되며, 제1제한파트(410)는 측방으로 절곡된 형상으로 형성된 형상으로 형성되고, 제1제한파트(410)가 절곡된 형상을 가로지르는 슬릿(411)이 형성될 수 있다.

또한, 제한부(400)는 제1프레임(110)과 제3프레임(310) 또는 복수 개의 제3프레임(310)의 하측 또는 상측을 연결하는 제2제한파트(420)로 구성되며, 제2제한파트(420)는 상방 또는 하방으로 절곡된 형상으로 형성될 수 있다.

제한부(400)는 리프팅모듈(300)과 방향전환모듈(200)에 의해 상하 또는 좌우 움직임에 의해 과도하게 회전되는 것을 방지할 수 있으며, 각각의 프레임이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

제1제한파트(410)의 슬릿(411)은 방향전환모듈(200)의 조타와이어(240)가 지나가기 위해 슬릿(411)이 형성될 수 있다. 제1제한파드 및 제2제한파트(420)는 네 개의 패널과 세 개의 관절로 구성된 구조일 수 있다.

또한, 제1제한파트(410) 및 제2제한파트(420)의 길이방향 양단부에는 제1프레임(110) 및 복수 개의 제3프레임(310)에 형성된 원통축(430)에 결합될 수 있는 홀이 형성될 수 있으며, 제1제한파트(410) 및 제2제한파트(420)의 양단부가 제1프레임(110) 및 복수개의 제3프레임(310)의 외주면에 면접촉으로 접합될 수 있다.

도 13 또는 도 14에 도시된 바와 같이, 이와 같은 결합된 구조를 통해, 주행모듈(100)의 제1구동장치(120)가 작동하게 되면 복수 개의 동력전달부(130)가 동시에 작동됨에 따라, 복수 개의 다리기구(140)가 작동되고, 복수 개의 리프팅모듈(300)에 의해 다리부(142) 끝의 궤적이 높아지므로 더 높은 장애물을 넘어갈 수 있거나, 급격한 내리막이 형성된 곳 또한 보다 용이하게 극복할 수 있다. 방향전환모듈(200)에 의해 험지를 보다 용이하게 극복할 수 있다.

또한, 리프팅모듈(300)의 수를 쉽게 조절함에 따라 이동해야 하는 환경에 맞춰 적용할 수 있다.

즉, 제2프레임(210)은 리프팅모듈(300)의 제3프레임(310)에 결합되는 리프팅커넥터(340)의 위치에서 탈부착 가능하게 제3프레임(310)과 결합되며, 다리기구(140) 또한 힌지결합 또는 회전 조인트로 연결되어 인접한 모듈과 쉽게 분리 및 교체가 가능하다.

제1구동장치(120)와 제2구동장치(220) 및 제3구동장치(320)는 전기적 신호를 받을 수 있는 제어보드 및 배터리가 구비되어 연결될 수 있다.

따라서, 주행모듈(100)과 리프팅모듈(300) 및 방향제어모듈(200) 전체를 구동하고 방향전환 및 리프팅을 독립적으로 작동이 가능할 수 있다.

본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100; 주행모듈 110;제1프레임
120; 제1구동장치 130; 동력전달부
140; 다리기구 200; 방향전환모듈
210; 제2프레임 220; 제2구동장치
230; 풀리 240; 조타와이어
250; 방향전환커넥터 300; 리프팅모듈
310; 제3프레임 320; 제3구동장치
330; 인장와이어 340; 리프팅커넥터
400; 제한부 500; 연결부

Claims (12)

1. 제1프레임과, 제1프레임에 위치되고 구동력을 발생시키는 제1구동장치와, 제1구동장치의 구동력을 전달하는 복수 개의 동력전달부 및 동력전달부에 연결되어 전달받은 구동력으로 회전 운동되어 전진 또는 후진 되도록 하는 복수 개의 다리기구로 구성된 주행모듈;
   제2프레임과, 제2프레임에 위치되어 조타력을 발생시키는 제2구동장치와, 제2구동장치와 연결된 풀리와, 풀리에 감겨진 상태로 일단부 및 타단부가 제1프레임의 양측에 각각 연결된 조타와이어로 구성되는 방향전환모듈; 및
   제1프레임과 제2프레임 사이에 위치된 제3프레임과, 제3프레임에 위치되어 인장력을 발생시키는 제3구동장치와, 일단부가 제3구동장치에 연결되고 타단부가 제1프레임 또는 제2프레임에 연결된 인장와이어로 구성된 리프팅모듈;을 포함하며,
   리프팅모듈은 제1프레임과 제2프레임 사이에서 복수 개가 직렬로 위치된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   제1구동장치와 동력전달부 사이에 제1구동장치의 구동력을 전달받아 회전되는 제1기어와, 제1기어에 치합되는 제2기어가 구비된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
4. 청구항 3에 있어서,
   주행모듈의 동력전달부는, 제1프레임 및 제3프레임에 각각 배치되며,
   제2기어가 회전함에 따라 축방향으로 회전하는 샤프트와, 사프트의 외측으로 연결된 제1웜기어와, 제1웜기어에 치합되고 제1웜기어의 수직한 방향으로 연장되며 다리기구가 연동되도록 장착된 제2웜기어로 구성된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
5. 청구항 3에 있어서,
   다리기구는 제2웜기어와 함께 회전되도록 결합된 크랭크와, 다수의 링크로 구성되며 크랭크와 제1프레임 또는 제3프레임에 회전 가능하게 연결된 링크연결부와, 링크연결부에 연결되어 함께 회전되고 회전 위치에 따라 지면에 접촉되는 다리부로 구성된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
6. 청구항 4에 있어서,
   제1프레임 및 제3프레임에 각각 배치된 샤프트 사이를 연결하는 연결부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
7. 청구항 1에 있어서,
   제3구동장치와 인장와이어 사이에, 제3구동장치와 동일한 축으로 회전하는 제3기어와, 제3기어와 연결된 상태로 제3기어의 회전축과 교차되는 방향으로 회전되고 기어블록 구비되어 인장와이어의 일단부가 기어블록에 연결된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
8. 청구항 7에 있어서,
   제1프레임 또는 제3프레임에 삽입된 상태로 인장와이어의 타단부가 연결되는 리프팅커넥터가 구비된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
9. 청구항 1에 있어서,
   제1프레임 및 복수 개의 제3프레임을 연결하고, 제1프레임 및 복수 개의 제3프레임 사이의 이격거리를 제한하는 복수 개의 제한부가 구비된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
10. 청구항 9에 있어서,
    제한부는 제1프레임과 제3프레임 또는 복수 개의 제3프레임의 양측면을 연결하는 복수 개의 제1제한파트로 구성되며,
    제1제한파트는 측방으로 절곡된 형상으로 형성된 형상으로 형성되고, 제1제한파트가 절곡된 형상을 가로지르는 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
11. 청구항 9에 있어서,
    제한부는 제1프레임과 제3프레임 또는 복수 개의 제3프레임의 하측 또는 상측을 연결하는 제2제한파트로 구성되며,
    제2제한파트는 상방 또는 하방으로 절곡된 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
12. 청구항 1에 있어서,
    방향전환 모듈은 리프팅모듈 어느 하나에 결합된 것을 특징으로 하는 방향 전환이 가능한 주행 로봇.
    

Images