KR102390923B1

KR102390923B1 - 이동 로봇용 2중 플리퍼 및 이를 가지는 이동 로봇

Info

Publication number: KR102390923B1
Application number: KR1020190160813A
Authority: KR
Inventors: 국태용; 김은진
Original assignee: 주식회사 케이스랩
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2022-04-26
Also published as: KR20190139811A

Abstract

본 발명은 이동 로봇용 2중 플리퍼 및 이를 가지는 이동 로봇에 관한 것으로, 이 이동 로봇은, 제1 회전축을 가지는 구동 휠, 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하되 상기 구동 휠과 독립적으로 회전하는 메인 플리퍼, 그리고 상기 메인 플리퍼에 연결되어 있으며, 상기 메인 플리퍼가 회전함에 따라 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축 상에서 함께 회전하는 서브 플리퍼를 포함한다.

Description

이동 로봇용 2중 플리퍼 및 이를 가지는 이동 로봇 {DUAL FLIPPERS FOR MOBILE ROBOT AND MOBILE ROBOT THEREWITH}

본 발명은 이동 로봇용 2중 플리퍼 및 2중 플리퍼를 가지는 이동 로봇에 관한 것이다.

탐사 로봇, 군사용 로봇 등 캐터필러를 이용한 이동 로봇은 사람이 접근하기 위험하거나 힘든 지역에 투입되어 다양한 센서를 이용하여 데이터를 수집하고 분석하여 정보를 제공하는 역할을 한다. 이러한 역할을 수행할 수 있도록 이동 로봇은 평탄한 길뿐만 아니라 계단이나 장애물과 같이 복잡한 환경에서 주행할 수 있도록 만들어진다. 이러한 로봇이 계단을 오르거나 장애물을 넘기 위해서는 로봇의 크기가 중요하다. 일반적인 계단을 안정하게 오르기 위해서 최소 3개의 계단 턱을 이동 로봇이 걸쳐야 하므로 70cm 이상의 길이가 필요하다.

그런데 로봇의 길이는 주어진 환경에 대하여 제한되는 경우가 많으므로 일정 길이 이상 늘릴 수 없다. 따라서 로봇 몸체의 길이는 일정하게 하고 로봇에 플리퍼를 부착하여 로봇 전체 길이를 늘릴 수 있으며, 플리퍼를 회전시켜 계단이나 방지턱 등의 장애물에 걸치게 하여 로봇이 이를 넘어갈 수 있다.

그러나 이동 로봇에 플리퍼를 부착하더라도 플리퍼 길이도 제약이 될 수 있으므로 주어진 조건 아래에서 로봇 길이를 충분히 늘리는 것은 쉽지 않은 문제이다.

공개특허공보 10-2016-0109757

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플리퍼의 길이를 최대한 늘릴 수 있는 2중 플리퍼를 제공하는 것이며, 또한 이러한 2중 플리퍼를 가지는 이동 로봇을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 이동 로봇은, 제1 회전축을 가지는 구동 휠, 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하되 상기 구동 휠과 독립적으로 회전하는 메인 플리퍼, 그리고 상기 메인 플리퍼에 연결되어 있으며, 상기 메인 플리퍼가 회전함에 따라 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축 상에서 함께 회전하는 서브 플리퍼를 포함한다.

상기 메인 플리퍼가 회전하면 상기 서브 플리퍼는 미리 정해져 있는 회전비에 따라 함께 회전할 수 있다.

상기 구동 휠이 회전하면 상기 메인 플리퍼 및 상기 서브 플리퍼에 감겨 있는 캐터필러 또는 벨트가 동시에 함께 회전할 수 있다.

상기 구동 휠이 회전하면 상기 구동 휠과 함께 회전하는 구동 샤프트, 그리고 상기 구동 샤프트에 형성되어 있는 중공을 관통하여 상기 메인 플리퍼를 회전시키는 플리퍼 샤프트를 더 포함할 수 있다.

상기 구동 샤프트와 상기 메인 플리퍼 샤프트는 상기 제1 회전축을 중심으로 서로 독립적으로 회전할 수 있다.

상기 메인 플리퍼는, 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는 메인 플리퍼 판, 그리고 상기 플리퍼 샤프트에 연결되어 있으며, 상기 메인 플리퍼 판을 회전시키고, 상기 서브 플리퍼에 동력을 전달하는 유성 기어 장치를 포함할 수 있다.

상기 메인 플리퍼는 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는 메인 플리퍼 판을 포함하고, 상기 서브 플리퍼는 상기 메인 플리퍼 판에 고정되는 고정 브라켓, 상기 고정 브라켓의 외측에 구비되는 서브 플리퍼 휠, 그리고 상기 고정 브라켓의 내측 중공에 수용되는 서브 플리퍼 샤프트를 포함할 수 있다.

상기 서브 플리퍼 휠과 상기 서브 플리퍼 샤프트는 상기 제2 회전축을 중심으로 서로 독립적으로 회전할 수 있다.

상기 메인 플리퍼는 메인 플리퍼 스프로킷을 포함하고, 상기 서브 플리퍼는 서브 플리퍼 스프로킷을 포함하며, 상기 메인 플리퍼 스프로킷과 상기 서브 플리퍼 스프로킷은 체인으로 연결될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 회전축을 가지는 구동 휠을 포함하는 이동 로봇용 플리퍼는, 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하되 상기 구동 휠과 독립적으로 회전하는 메인 플리퍼, 그리고 상기 메인 플리퍼에 연결되어 있으며, 상기 메인 플리퍼가 회전함에 따라 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축 상에서 함께 회전하는 서브 플리퍼를 포함한다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇이 메인 플리퍼와 서브 플리퍼, 2중 플리퍼 구조를 가지게 됨으로써 플리퍼의 길이 제한을 극복할 수 있으며, 종래의 일반적인 플리퍼에 비하여 이동 로봇의 길이를 더욱 확장할 수 있다. 결국 2중 플리퍼 구조를 가지는 이동 로봇은 캐터필러가 지면에 닿는 면적이 넓어지거나 길이가 길어져 계단을 오르거나 장애물을 넘는 데 더욱 효과적이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 이동 로봇의 플리퍼 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 이동 로봇의 플리퍼 및 플리퍼 구동부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 플리퍼 구동부의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 메인 플리퍼의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 서브 플리퍼의 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 플리퍼 동작을 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇은 실질적으로 좌우 대칭이므로 도면에서 동일한 부분에 대하여 도면 부호는 좌우 어느 한 쪽에만 붙이고, 다른 한 쪽은 생략하였다. 어느 부품이 다른 부품에 연결되어 있다고 할 때 이는 어느 부품이 다른 부품에 직접 붙어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부품을 통하여 연결되는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시한 이동 로봇의 플리퍼 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 이동 로봇(100)은 본체(150), 제1 구동 풀리(142), 제2 구동 풀리(113), 구동 캐터필러(151), 메인 플리퍼(147), 메인 플리퍼 캐터필러(152), 서브 플리퍼(148), 서브 플리퍼 캐터필러(153), 로봇팔(149)을 포함한다. 필요에 따라 로봇팔(149)은 생략될 수 있다.

본체(150) 내에는 제1 구동 풀리(142)를 구동하기 위한 구동 모터(143), 구동 샤프트(146) 및 스퍼 기어(145) 등이 구비되어 있고, 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)를 구동하기 위한 플리퍼 구동 모터(101), 플리퍼 샤프트(103), 스퍼 기어(102) 등이 구비되어 있다.

구동 캐터필러(151)는 제1 구동 풀리(142)와 제2 구동 풀리(113)의 외측에 감기며, 메인 플리퍼 캐터필러(152)는 메인 플리퍼 풀리(114)와 메인 플리퍼 서브 풀리(123a)의 외측에 감기고, 서브 플리퍼 캐터필러(153)는 서브 플리퍼 풀리(123b)와 서브 플리퍼 서브 풀리(140)의 외측에 감긴다.

각 풀리(142, 113, 114, 123a, 123b, 140)의 외측에는 요홈이 형성되어 있고, 각 캐터필러(151, 152, 153)의 내측에는 돌기가 구비되어 서로 맞물리게 된다. 따라서 구동 모터(143)에 의하여 제1 구동 풀리(142)가 회전함에 따라 구동 캐터필러(151)가 회전하고, 구동 캐터필러(151)의 회전에 따라 제2 구동 풀리(113)도 함께 회전하게 되며, 결국 이동 로봇(100)이 이동할 수 있게 된다.

여기서 부분적이거나 전체적으로 풀리(142, 113, 114, 123a, 123b, 140) 대신 휠을 사용하거나 캐터필러(151, 152, 153) 대신 벨트를 사용할 수도 있다. 각 풀리(142, 113, 114, 123a, 123b, 140)와 이에 대응하는 캐터필러(151, 152, 153)가 서로 맞물려 회전할 수 있으면 그것이 어떠한 것이든 그 명칭이 무엇이든 상관없다.

메인 플리퍼 풀리(114)는 제2 구동 풀리(113)에 연결되어 있어 제2 구동 풀리(113)가 회전하면 함께 회전하게 되고, 메인 플리퍼 풀리(114)의 회전에 따라 메인 플리퍼 캐터필러(152)와 메인 플리퍼 서브 풀리(123a)도 회전하게 된다.

또한 서브 플리퍼 풀리(123b)는 메인 플리퍼 서브 풀리(123a)에 연결되어 있어 메인 플리퍼 서브 풀리(123a)가 회전하면 함께 회전하게 되고, 서브 플리퍼 풀리(123b)의 회전에 따라 서브 플리퍼 캐터필러(153)와 서브 플리퍼 서브 풀리(140)도 회전하게 된다.

결과적으로 구동 모터(143)에 의하여 제1 구동 풀리(142)에 동력이 전달되면 구동 캐터필러(151), 메인 플리퍼 캐터필러(152) 및 서브 플리퍼 캐터필러(153)가 동시에 함께 회전하게 된다. 이와 같이 구동 캐터필러(151), 메인 플리퍼 캐터필러(152) 및 서브 플리퍼 캐터필러(153)가 동시에 함께 회전하게 되면 계단을 오르거나 장애물을 넘어갈 때 효과적이다.

구동 모터(143)가 제2 구동 풀리(113)에 동력을 전달하도록 배치될 수도 있으며, 이와 같은 경우라도 구동 모터(143)의 회전에 따라 구동 캐터필러(151), 메인 플리퍼 캐터필러(152) 및 서브 플리퍼 캐터필러(153)가 동시에 함께 회전한다.

메인 플리퍼(147)는 메인 플리퍼 가이드(135)와 함께 메인 플리퍼 회전축(AA')을 중심으로 회전을 하는 부품들로 이루어진다. 서브 플리퍼(148)는 메인 플리퍼(147)에 연결되어 있으며, 서브 플리퍼 판(124)과 함께 서브 플리퍼 회전축(BB')을 중심으로 회전하는 부품들로 이루어진다. 메인 플리퍼 회전축(AA')과 서브 플리퍼 회전축(BB')은 서로 다르며 이격되어 있다.

도 1에 도시한 것처럼, 서브 플리퍼(148)를 회전축(BB')을 기준으로 반시계 방향으로 회전시켜 메인 플리퍼(147) 안으로 접히게 할 수 있고, 메인 플리퍼(147)도 회전축(AA')을 기준으로 반시계 방향으로 회전시켜 구동 캐터필러(151)의 측면으로 접히게 할 수 있다.

이와 반대로, 도 2에 도시한 것처럼, 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)를 각각 회전축(AA') 및 회전축(BB')을 기준으로 시계 방향으로 회전시켜 펼쳐지게 함으로써 구동 캐터필러(151), 메인 플리퍼 캐터필러(152) 및 서브 플리퍼 캐터필러(153)를 나란히 배치시킬 수 있다.

따라서 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)가 완전히 접혀 있을 때는 이동 로봇(100)의 길이가 최소가 되지만, 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)가 완전히 펼쳐져 있을 때는 이동 로봇(100)의 길이가 최대가 되어 작은 로봇이 올라갈 수 없는 계단이나 방지턱 등을 올라갈 수 있게 된다. 또한 장애물에 따라 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)의 회전 각도를 조정함으로써 장애물을 보다 용이하게 넘어갈 수 있다.

한편, 제2 구동 풀리(113) 및 메인 플리퍼 풀리(114)는 메인 플리퍼(147)의 회전축(AA')과 동일한 회전축을 가진다. 그러나 메인 플리퍼(147)는 제2 구동 풀리(113) 및 메인 플리퍼 풀리(114)의 회전과는 독립적으로 회전한다. 또한 메인 플리퍼 서브 풀리(123a) 및 서브 플리퍼 풀리(123b)도 서브 플리퍼(148)의 회전축(BB')과 동일한 회전축을 가지나 서브 플리퍼(148)는 메인 플리퍼 서브 풀리(123a) 및 서브 플리퍼 풀리(123b)의 회전과는 독립적으로 회전한다. 이것은 구동 캐터필러(151), 메인 플리퍼 캐터필러(152) 및 서브 캐터필러(153)가 회전하여 이동 로봇(100)이 이동하는 것과는 별개로 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)의 회전 위치를 조정할 수 있다는 것을 의미한다.

그러면 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 구조에 대하여 도 3과 함께 도 4 내지 도 7을 참고하여 좀 더 상세하게 설명한다.

도 4는 도 3에 도시한 이동 로봇의 플리퍼 및 플리퍼 구동부의 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 플리퍼 구동부의 분해 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 메인 플리퍼의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 서브 플리퍼의 분해 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇(100)의 플리퍼는 플리퍼 구동부, 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)를 포함한다.

플리퍼 구동부는 주로 본체(150) 내에 위치하며, 플리퍼 구동 모터(101), 플리퍼 샤프트(103) 및 전륜 샤프트(112)로 이루어진다.

플리퍼 구동 모터(101)는 모터 브라켓(144)에 고정되고 스퍼 기어(102)를 통하여 플리퍼 샤프트(103)에 동력을 전달한다. 커플링(104)은 좌측 및 우측의 플리퍼 샤프트(103)를 연결하며, 이에 따라 하나의 플리퍼 구동 모터(101)로 좌우 2개의 플리퍼에 동시에 동력을 전달할 수 있다.

플리퍼 샤프트(103)의 일단은 커플링(104) 내측에 형성되어 있는 중공에 삽입되어 커플링(104)에 결합되며, 플리퍼 샤프트(103)의 타단은 전륜 샤프트(112)에 형성되어 있는 중공을 관통하여 메인 플리퍼(147)에 연결된다. 따라서 플리퍼 샤프트(103)가 회전하면 메인 플리퍼(147)도 함께 회전하게 된다.

플리퍼 샤프트(103)는 플리퍼 샤프트 브라켓(105)에 지지되며, 이 둘 사이에 베어링(106)이 구비되어 플리퍼 샤프트(103)가 회전할 수 있다. 베어링(106)이 삽입되는 플리퍼 샤프트(103) 부위에는 스냅링(107)이 체결되어 베어링(106)이 이탈되지 않도록 한다.

전륜 샤프트(112)는 외측의 두 부분에 원주 방향으로 돌기(112a, 112b)가 형성되어 있다. 돌기(112a, 112b)는 각각 제2 구동 풀리(113) 및 메인 플리퍼 풀리(114)의 중심 부위에 형성되어 있는 홈(113a, 114a)에 맞물려 체결되어 전륜 샤프트(112)와 제2 구동 풀리(113) 및 메인 플리퍼 풀리(114)가 일체가 된다. 따라서 앞서 설명한 것처럼, 제2 구동 풀리(113)가 회전하면 이에 맞물려 있는 전륜 샤프트(112)가 회전하고, 전륜 샤프트(112)가 회전함에 따라 이에 맞물려 있는 메인 플리퍼 풀리(114)도 함께 동시에 회전하게 된다.

전륜 샤프트(112)는 전륜 샤프트 브라켓(110)에 의하여 지지되며 이 둘 사이에 베어링(111)이 구비되어 전륜 샤프트(112)가 전륜 샤프트 브라켓(110)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있다. 베어링(111)은 스냅링(111a)에 의하여 고정된다.

한편 플리퍼 샤프트(103)는 전륜 샤프트(112)의 중공에 삽입된 채로 전륜 샤프트(112)에 의하여 지지되며, 이 둘 사이에 베어링(109)이 구비되어 플리퍼 샤프트(103)와 전륜 샤프트(112)가 서로 독립적으로 회전할 수 있다. 베어링(109)은 스냅링(109a)에 의하여 고정된다.

키(108a, 108b, 108c)는 플리퍼 샤프트(103)에 형성되어 있는 키 홈(103a, 103b, 103c)에 각각 결합되어 커플링(104), 스퍼 기어(102) 및 메인 플리퍼(147)의 캐리어(128)에 맞물리게 된다. 따라서 플리퍼 샤프트(103)가 회전하면 키(108a, 108b, 108c)에 의하여 커플링(104), 스퍼 기어(102) 및 메인 플리퍼(147)의 캐리어(128)가 함께 회전한다.

앞서 설명한 것처럼, 메인 플리퍼(147)는 메인 플리퍼 가이드(135), 메인 플리퍼 판(115), 이 둘 사이에 있는 유성 기어 장치, 그리고 메인 플리퍼 스프로킷(133)으로 이루어지며, 이들은 메인 플리퍼 회전축(AA')을 중심으로 회전한다.

메인 플리퍼 판(115)에 메인 플리퍼 브라켓(126), 링 기어 브라켓(127) 및 메인 플리퍼 가이드(135)가 나사나 볼트 등으로 고정된다. 전륜 샤프트(112)를 관통하여 돌출되는 플리퍼 샤프트(103)의 일단은 메인 플리퍼 판(115)의 구멍(115a) 및 메인 플리퍼 브라켓(126)의 관통 홀(126a)을 통과한 후 키(108c)를 통하여 캐리어(128)에 체결된다.

유성 기어 장치는 캐리어(128), 피니언(129), 선 기어(131), 링 기어(132) 및 베어링(130, 134) 등으로 이루어진다. 링 기어(132)는 링 기어 브라켓(127)에 결합되어 메인 플리퍼 판(115) 등과 함께 일체로 회전하고, 메인 플리퍼 스프로킷(133)은 선 기어(131)에 결합된다.

여기서 캐리어(128)는 입력이 되고 선 기어(131)가 출력이 되어 플리퍼 샤프트(103)의 회전에 따라 링 기어(132)와 선 기어(131)가 일정한 회전비로 회전하게 된다. 예를 들면 플리퍼 샤프트(103)의 회전 입력에 따라 링 기어(132)와 선 기어(131)의 회전비가 1 대 3이 되도록 유성 기어 장치를 설계할 수 있다. 결국 플리퍼 샤프트(103)가 회전함에 따라 링 기어(132)가 일정한 회전비로 회전하며, 링 기어(132)와 결합되어 있는 메인 플리퍼 판(115)과 메인 플리퍼 가이드(135)가 함께 회전하게 되어 메인 플리퍼(147)가 회전하게 된다.

서브 플리퍼(148)는 서브 플리퍼 판(124), 서브 플리퍼 스프로킷(125), 메인 플리퍼 서브 풀리(123a), 서브 플리퍼 풀리(123b), 서브 플리퍼 샤프트(116), 고정용 샤프트(122), 서브 플리퍼 서브 샤프트(136), 서브 플리퍼 서브 풀리(140) 등으로 이루어지며, 이들은 서브 플리퍼 회전축(BB')을 중심으로 회전한다.

고정용 샤프트(122)는 메인 플리퍼 판(115)의 일단에 나사나 볼트 등으로 결합된다. 고정용 샤프트(122) 외측에 베어링(121)이 결합되고, 스냅링(120)이 고정용 샤프트(122)에 베어링(121)을 고정한다. 일체로 이루어진 메인 플리퍼 서브 풀리(123a)와 서브 플리퍼 풀리(123b)가 베어링(121) 바깥쪽으로 장착되어 고정용 샤프트(122)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있다.

서브 플리퍼 샤프트(116)는 고정용 샤프트(122) 내측 중공에 수용되며, 이들 사이에 베어링(118)이 구비되고 스냅링(119)에 의하여 고정된다. 따라서 서브 플리퍼 샤프트(116)는 고정용 샤프트(122)에 의하여 지지되어 회전할 수 있게 된다.

서브 플리퍼 스프로킷(125)은 서브 플리퍼 판(124)의 일단에 결합되며, 서브 플리퍼 샤프트(116)는 키(117)를 통하여 서브 플리퍼 판(124)에 체결된다. 그러므로 메인 플리퍼 스프로킷(133)으로부터 체인(141)을 통하여 전달된 동력은 서브 플리퍼 스프로킷(125)을 회전시키며, 이에 따라 서브 플리퍼 판(124)이 회전하게 된다.

결국 고정용 샤프트(122)가 메인 플리퍼 판(115)에 고정된 채로 그 외측에 구비되는 메인 플리퍼 서브 풀리(123a) 및 서브 플리퍼 풀리(123b)와 내측에 구비되는 서브 플리퍼 샤프트(116)는 회전축(BB‘)을 중심으로 하여 서로 독립적으로 회전할 수 있다.

메인 플리퍼 스프로킷(133)과 서브 플리퍼 스프로킷(125)의 잇수는 이들이 일정한 회전비를 갖도록 설정될 수 있다. 예를 들어 메인 플리퍼 스프로킷(133)과 서브 플리퍼 스프로킷(125)의 회전비는 3 대 2로 설정할 수 있으며, 따라서 스프로킷 기어 잇수가 각각 20개와 30개가 되도록 할 수 있다. 이와 같은 경우 앞서 예시한 것처럼 링 기어(132)와 선 기어(131)의 회전비가 1 대 3이라면, 메인 플리퍼(147)와 서브 플리퍼(148)의 회전비는 1 대 2가 된다.

결론적으로 메인 플리퍼(147)와 서브 플리퍼(148)의 회전비가 1 대 2가 된다면 링 기어(132)와 선 기어(131)의 회전비 및 메인 플리퍼 스프로킷(133)과 서브 플리퍼 스프로킷(125)의 회전비가 어떠하더라도 상관없다. 심지어 메인 플리퍼(147)가 유성 기어 장치를 구비하지 않은 채 메인 플리퍼 스프로킷(133)과 서브 플리퍼 스프로킷(125)의 회전비를 1 대 2로 하더라도 무방하다.

한편, 서브 플리퍼 서브 샤프트(136)는 서브 플리퍼 판(124)의 타단에 고정 체결된다. 서브 플리퍼 서브 샤프트(136) 외측에 서브 플리퍼 서브 풀리(140)가 장착되며, 이들 사이에 베어링(138)이 구비되고 스냅링(137, 139)에 의하여 고정된다. 따라서 서브 플리퍼 서브 풀리(140)는 서브 플리퍼 서브 샤프트(136)에 대하여 자유롭게 회전할 수 있다.

결과적으로, 앞서 설명한 바와 같이, 구동 모터(143)가 회전하여 제1 구동 풀리(142)에 동력이 전달되면 제2 구동 풀리(114) 및 메인 플리퍼 풀리(114)가 플리퍼 샤프트(103)에 대하여 독립적으로 자유롭게 회전하고, 메인 플리퍼 서브 풀리(123a) 및 서브 플리퍼 풀리(123b)도 서브 플리퍼 샤프트(116)에 대하여 독립적으로 자유롭게 회전하며, 서브 플리퍼 서브 풀리(140) 또한 서브 플리퍼 서브 샤프트(136)에 대하여 자유롭게 회전하므로 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)의 회전과 상관없이 이동 로봇(100)이 이동할 수 있다.

마찬가지로 플리퍼 샤프트(103) 및 서브 플리퍼 샤프트(116)가 각종 풀리(113, 114, 123a, 123b)와 독립적으로 회전할 수 있으므로 캐터필러(151, 152, 153)에 의한 이동 로봇(100)의 이동과 상관없이 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)의 회전 위치를 조정할 수 있다.

그러면 도 8 내지 도 12를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 플리퍼 동작에 대하여 상세하게 설명한다. 도 8 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇의 플리퍼 동작을 설명하기 위한 도면이다.

앞서 예시한 것처럼 메인 플리퍼(147)와 서브 플리퍼(148)의 회전비를 1 대 2로 설정하고, 메인 플리퍼(147)의 초기 회전 각도를 0°로, 서브 플리퍼(148)의 초기 회전 각도를 180°로 하면, 도 1 및 도 8에 도시한 것처럼, 서브 플리퍼(148)가 메인 플리퍼 판(115)과 메인 플리퍼 가이드(135) 사이에 구비된 공간 안으로 접히게 되고, 메인 플리퍼(147)는 구동 캐터필러(151)의 측면으로 접히게 된다. 여기서 설명의 편의를 위하여 회전 각도는 제2 구동 풀리(113)에서 제1 구동 풀리(142)로 향하는 방향을 기준으로 하였다.

이러한 상태에서 플리퍼 구동 모터(101)를 적당히 회전시켜 메인 플리퍼(147)를 0°에서 45°로 회전시키면, 도 9에 도시한 것처럼, 서브 플리퍼(148)는 90° 회전하게 되어 회전 각도는 180°에서 270°가 된다.

메인 플리퍼(147)를 45°씩 회전시키고 이에 따라 서브 플리퍼(148)가 90°씩 회전하는 모습을 도 10 내지 도 12에 차례로 도시하였다. 따라서 도 10에서 메인 플리퍼(147)의 회전 각도는 90°이고, 서브 플리퍼(148)의 회전 각도는 0°이며, 도 11에서는 메인 플리퍼(147)의 회전 각도는 135°이고, 서브 플리퍼(148)의 회전 각도는 90°이다. 도 12에서 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)의 회전 각도가 모두 180°이므로 메인 플리퍼(147) 및 서브 플리퍼(148)가 완전히 펼쳐지게 되어 이동 로봇(100)의 길이가 최대가 된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇이 메인 플리퍼 및 서브 플리퍼, 2중 플리퍼 구조를 가지게 됨으로써 플리퍼의 길이 제한을 극복할 수 있으며, 종래의 일반적인 플리퍼에 비하여 이동 로봇의 길이를 더욱 확장할 수 있다. 따라서 2중 플리퍼 구조를 가지는 이동 로봇은 캐터필러가 지면에 닿는 면적이 넓어지거나 길이가 길어져 계단을 오르거나 장애물을 넘는 데 더욱 효과적이다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 이동 로봇에 의하면 계단 또는 장애물의 길이나 위치에 따라 메인 플리퍼 및 서브 플리퍼의 회전 위치를 조정함으로써 보다 용이하게 계단을 오르내리거나 장애물을 통과할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

100: 이동 로봇, 101: 플리퍼 구동 모터,
103: 플리퍼 샤프트, 104: 커플링,
113: 제2 구동 풀리, 114: 메인 플리퍼 풀리,
115: 메인 플리퍼 판, 116: 서브 플리퍼 샤프트,
123a: 메인 플리퍼 서브 풀리
123b: 서브 플리퍼 풀리 124: 서브 플리퍼 판,
125, 133: 스프로킷, 135: 메인 플리퍼 가이드,
136: 서브 플리퍼 서브 샤프트,
140: 서브 플리퍼 서브 풀리,
141: 체인, 151, 152, 153: 캐터필러
147: 메인 플리퍼, 148: 서브 플리퍼,
150: 본체

Claims

제1 회전축을 가지는 구동 휠,
상기 제1 회전축을 중심으로 회전하되 상기 구동 휠과 독립적으로 회전하는 메인 플리퍼, 그리고
상기 메인 플리퍼에 연결되어 있으며, 상기 메인 플리퍼가 회전함에 따라 상기 제1 회전축과 다른 제2 회전축 상에서 함께 회전하는 서브 플리퍼
를 포함하며,
상기 메인 플리퍼는 상기 제1 회전축을 중심으로 회전하는 메인 플리퍼 판을 포함하고,
상기 서브 플리퍼는 상기 메인 플리퍼 판에 고정되는 고정 브라켓, 상기 고정 브라켓의 외측에 구비되는 서브 플리퍼 휠, 그리고 상기 고정 브라켓의 내측 중공에 수용되는 서브 플리퍼 샤프트를 포함하며,
상기 메인 플리퍼가 회전하면 상기 서브 플리퍼는 미리 정해져 있는 회전비에 따라 함께 회전하는
이동 로봇.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제