KR102468856B1

KR102468856B1 - Stack-Type Module Robot

Info

Publication number: KR102468856B1
Application number: KR1020210163528A
Authority: KR
Inventors: 고두열; 김정중; 박진성; 최상규; 하창완; 임재원; 김창현; 이종민; 한형석; 박도영
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2022-11-18
Also published as: DE112020002223T5; KR20210148035A; KR20200126774A; WO2020222570A1; KR102464411B1

Abstract

본 발명은, 적층형 모듈로봇에 관한 것으로, 상기 모듈로봇을 이동시키는 이동수단을 구비하는 주행부, 상기 모듈로봇의 주변상태를 감지하는 센서부, 적어도 하나 이상의 다른 모듈로봇과 결속하기 위한 결속돌기 또는 결속홈을 구비하는 결합부, 상기 모듈로봇의 로봇핸드 기능을 수행하는 매니퓰레이터를 구비하는 매니퓰레이터부, 상기 주행부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부에 연결되어 전원을 공급하고 제어하며, 외부와 통신 가능한 전원제어부 및 상기 주행부, 센서부, 결합부, 매니퓰레이터부 및 전원제어부에 마련되어 서로 전기적으로 연결시키는 커넥터를 포함하고, 상기 주행부의 상단에는 상기 전원제어부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부가 연직 방향으로 적층된 상태에서 결합하며, 상기 전원제어부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부 중에서 하나 이상은 선택적으로 탈부착 가능한 구조로 이루어진다.The present invention relates to a stacked module robot, and includes a driving part having a moving means for moving the module robot, a sensor part for detecting the surrounding state of the module robot, a binding protrusion for binding with at least one other module robot, or A coupling unit having a binding groove, a manipulator unit having a manipulator performing a robot hand function of the module robot, and the driving unit, sensor unit, coupling unit or manipulator unit are connected to supply and control power, and communicate with the outside. A possible power control unit and a connector provided in the driving unit, sensor unit, coupling unit, manipulator unit, and power control unit to electrically connect each other, and the power control unit, sensor unit, coupling unit, or manipulator unit is provided at the upper end of the driving unit in a vertical direction. It is combined in a stacked state, and at least one of the power control unit, sensor unit, coupling unit, or manipulator unit is made of a selectively detachable structure.

Description

Stack-Type Module Robot

본 기재는, 서로 다른 기능을 수행하는 모듈 구성부들이 적층 결합되는 적층형 모듈로봇에 관한 것이다.The present disclosure relates to a stacked module robot in which module components performing different functions are stacked and combined.

로봇은 제조, 생산, 유통, 물류 등을 포함한 다양한 산업 분야에서 널리 활용되고 있다.Robots are widely used in various industries including manufacturing, production, distribution, and logistics.

최근, 산업분야의 자동화 추세에 맞추어 작업 능력과 이동능력을 동시에 갖추어 다양한 작업을 수행할 수 있도록, 로봇의 팔과 모바일 로봇을 결합한 모바일 매니퓰레이터에 대한 관심이 점차 증가하고 있는 추세이다.Recently, interest in a mobile manipulator combining a robot arm and a mobile robot is gradually increasing so that various tasks can be performed by having work ability and mobility at the same time in line with the trend of automation in the industrial field.

그러나, 현재의 모바일 매니퓰레이터의 경우, 다른 어떠한 로봇 기기 등의 도움 없이도 그 자체 기기만으로 모든 기능을 갖추고 있는 스탠드 얼론(stand alone) 장치로 개발되어, 변화한 작업 환경에 따라 로봇기기의 기능을 교체하거나 변경하는 등의 적응성, 또는 확장성이 부족한 문제점이 있다.However, in the case of the current mobile manipulator, it is developed as a stand alone device that has all functions by itself without the help of any other robot device, etc. There is a problem of lack of adaptability or extensibility such as change.

더욱이, 이러한 스탠드 얼론 장치로 개발된 로봇의 경우, 특정 기능을 장치의 일부를 유지, 보수하기 위해 상당한 비용이 소요되는 문제점이 존재한다.Moreover, in the case of a robot developed as such a stand-alone device, there is a problem in that significant costs are required to maintain and repair a part of the device having a specific function.

본 발명의 일 측면은, 모듈 구성부들 간의 조립, 체결 또는 결합이 용이하여 사용자의 필요에 따른 모듈 구성부의 선택이 가능하도록 함으로써 확장성, 적응성이 향상된 모듈로봇을 제공하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a module robot with improved scalability and adaptability by allowing easy assembly, fastening, or coupling between module components, enabling a user to select module components according to needs.

본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 모듈로봇은, 상기 모듈로봇을 이동시키는 이동수단을 구비하는 주행부, 상기 모듈로봇의 주변상태를 감지하는 센서부, 적어도 하나 이상의 다른 모듈로봇과 결속하기 위한 결속돌기 또는 결속홈을 구비하는 결합부, 상기 모듈로봇의 로봇핸드 기능을 수행하는 매니퓰레이터를 구비하는 매니퓰레이터부, 상기 주행부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부에 연결되어 전원을 공급하고 제어하며, 외부와 통신 가능한 전원제어부 및 상기 주행부, 센서부, 결합부, 매니퓰레이터부 및 전원제어부에 마련되어 서로 전기적으로 연결시키는 커넥터를 포함하고, 상기 주행부의 상단에는 상기 전원제어부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부가 연직 방향으로 적층된 상태에서 결합하며, 상기 전원제어부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부 중에서 하나 이상은 선택적으로 탈부착 가능한 구조로 이루어진다.A stacked module robot according to an embodiment of the present invention includes a driving unit having a moving means for moving the module robot, a sensor unit for detecting a surrounding state of the module robot, and binding for binding with at least one other module robot. A coupling part having protrusions or binding grooves, a manipulator part having a manipulator performing a robot hand function of the module robot, connected to the driving part, sensor part, coupling part or manipulator part to supply and control power, and external A power control unit capable of communicating with and a connector provided in the driving unit, the sensor unit, the coupling unit, the manipulator unit, and the power control unit to electrically connect each other, and the power control unit, the sensor unit, the coupling unit, or the manipulator unit is provided at the upper end of the driving unit They are combined in a vertically stacked state, and at least one of the power control unit, sensor unit, coupling unit, and manipulator unit has a selectively detachable structure.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터는 상기 주행부의 상단에 마련되는 제1 커넥터 및 상기 센서부, 결합부, 매니퓰레이터부 및 전원제어부에 각각 마련되는 제2 커넥터를 포함하고, 상기 제2 커넥터는 상기 센서부, 결합부, 매니퓰레이터부 및 전원제어부 각각의 상단에 마련되는 제2 상부 커넥터와 하단에 마련되는 제2 하부 커넥터로 구성되며, 상기 센서부, 결합부, 매니퓰레이터부 또는 전원제어부가 상기 주행부의 상단에 적층 결합함에 따라, 상기 제2 하부 커넥터들 중 어느 하나는 상기 제1 커넥터에 연결될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the connector includes a first connector provided on the upper end of the driving part and a second connector provided respectively in the sensor part, coupling part, manipulator part, and power control part, and the second connector is composed of a second upper connector provided at an upper end and a second lower connector provided at a lower end of each of the sensor unit, coupling unit, manipulator unit, and power control unit, and the sensor unit, coupling unit, manipulator unit, or power control unit As the upper end of the driving unit is stacked and coupled, one of the second lower connectors may be connected to the first connector.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 커넥터는 제1 수체결부 형상으로 이루어지고, 상기 제2 상부 커넥터는 제2 수체결부 형상으로 이루어지며, 상기 제2 하부 커넥터는 상기 제1 수체결부 또는 상기 제2 수체결부와 암수 체결되는 제2 암체결부 형상으로 이루어질 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first connector is made of a first male fastening part shape, the second upper connector is made of a second male fastening part shape, and the second lower connector is made of the first male fastening part shape. It may be formed in the shape of a fastening part or a second female fastening part that is male and female fastened with the second male fastening part.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커넥터는 상기 전원제어부의 제어신호를 송수신하는 통신 커넥터 및 상기 전원제어부의 전원이 공급되는 전원공급 커넥터를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the connector may include a communication connector for transmitting and receiving a control signal of the power control unit and a power supply connector for supplying power to the power control unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전원제어부는 상기 전원을 공급하는 제1 전원 공급부와, 상기 전원을 추가적으로 공급하는 하나 이상의 제2 전원 공급부를 포함하며, 상기 제2 전원 공급부는 상기 모듈로봇의 전력 요구량에 따라 상기 전원제어부에 선택적으로 추가될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the power control unit includes a first power supply unit for supplying the power, and one or more second power supply units for additionally supplying the power, and the second power supply unit controls the module robot. It may be selectively added to the power control unit according to power requirements.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적층 순서는 상기 주행부의 상단에 전원제어부, 센서부, 결합부 및 매니퓰레이터가 순차적으로 적층되거나 또는 교번하여 적층될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the order of stacking, the power control unit, the sensor unit, the coupling unit, and the manipulator may be sequentially stacked or alternately stacked on top of the driving unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결합부는 4개의 측면을 포함하는 형상으로 이루어지며, 상기 측면들에는 적어도 하나 이상의 결속돌기와 결속홈이 구비될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the coupling portion is formed in a shape including four side surfaces, and at least one coupling protrusion and coupling groove may be provided on the side surfaces.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측면들 중 일 측면에는 복수의 결속돌기들이 구비되고, 타 측면에는 복수의 결속홈들이 구비될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a plurality of coupling protrusions may be provided on one side of the side surfaces, and a plurality of coupling grooves may be provided on the other side surface.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 측면들 중 일 측면에는 결속돌기와 결속홈이 교번하여 구비되고, 타 측면에는 결속돌기와 결속홈이 교번하여 구비될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, one side of the side surfaces may be provided with coupling protrusions and coupling grooves alternately, and the other side surface may be provided with coupling projections and coupling grooves alternately.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 매니퓰레이터는, 상기 매니퓰레이터부에 대하여 상대적으로 각도를 이루며 회전 가능하게 힌지 체결되는 힌지체결부 및 상기 힌지체결부에 일단이 연결되고, 타단에는 물체를 파지하기 위한 그립부가 구비되는 다관절 암을 포함하고, 상기 다관절 암은 복수 개의 액츄에이터들과 상기 액츄에이터들을 연결하는 접속부재들로 구성되어 다자유도 운동을 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the manipulator includes a hinge fastening part rotatably hinged at a relative angle with respect to the manipulator part, one end connected to the hinge fastening part, and the other end for gripping an object. It includes an articulated arm equipped with a grip unit, and the articulated arm is composed of a plurality of actuators and connection members connecting the actuators, so that multi-degree-of-freedom movement can be performed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주행부, 전원제어부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부 중에서 하나 이상은 상단의 둘레로부터 내측으로 이격되어 단차지게 형성되는 가이드 단차부를 포함하고, 상기 가이드 단차부와 마주하는 상기 전원제어부, 센세부, 결합부 또는 매니퓰레이터부의 하단에는 둘레 부분을 따라 하향 연장되는 가이드 연장부가 마련되며, 상기 가이드 연장부는 상기 가이드 단차부의 둘레부를 둘러싸는 형상으로 이루어져 상기 적층을 유도할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, at least one of the driving unit, power control unit, sensor unit, coupling unit, and manipulator unit includes a guide step part formed to be spaced apart from the circumference of the upper end inwardly, and the guide step part A guide extension extending downward along a circumference is provided at the lower end of the power control unit, sensor unit, coupling unit, or manipulator unit facing the circumference, and the guide extension has a shape surrounding the circumference of the stepped guide portion to induce the stacking. can

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센서부, 결합부, 매니퓰레이터부 및 전원제어부는 각각 상면에 체결공이 형성되고, 체결공의 하방으로 체결부재가 내장되며, 하면이 상기 체결부재의 하단에 의해 관통될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sensor unit, the coupling unit, the manipulator unit, and the power control unit each have a fastening hole formed on the upper surface, a fastening member is built in below the fastening hole, and a lower surface is formed by the lower end of the fastening member. can penetrate

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모듈로봇을 구성하는 각 모듈 구성부들, 예를 들면, 주행부, 전원제어부, 센서부, 결합부 또는 매니퓰레이터부가 적층 방식에 의해 용이하게 결합되므로 사용자의 필요에 따라 탈부착이 용이하며, 이에 따라 작업 환경에 따라 필요한 모듈 구성부만을 포함하는 구조로 변경할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since each module component constituting the module robot, for example, a driving unit, a power control unit, a sensor unit, a coupling unit, or a manipulator unit is easily coupled by a stacking method, according to the user's needs It is easy to attach and detach, and accordingly, it can be changed to a structure that includes only necessary module components according to the working environment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇의 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇을 구성하는 모듈 구성부들이 변경된 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇의 분해 구성도이다.
도 4는 도 3에서 A 방향으로 바라본 모습이다.
도 5은 도 3의 모듈로봇의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 커넥터가 마련된 주행부 상단의 평면도이다.
도 7은 도 4의 제1 커넥터 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 커넥터가 마련된 모듈 구성부 상단의 평면도이다.
도 9는 도 6의 제2 커넥터 부분을 확대 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 구성부들 간의 전기적 연결관계의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 구성부에 구비되는 체결부재를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 주행부에서 체결공의 배치상태를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 모듈로봇이 결속되어 물체를 들어올리는 모습을 나타낸 도면이다.1 is a conceptual diagram of a module robot according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are conceptual diagrams in which module components constituting a module robot according to an embodiment of the present invention are changed.
3 is an exploded configuration diagram of a module robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view as viewed in a direction A in FIG. 3 .
Figure 5 is a perspective view of the module robot of Figure 3;
6 is a plan view of an upper end of a driving part provided with a first connector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged perspective view of a first connector portion of FIG. 4 .
8 is a plan view of an upper portion of a module configuration unit provided with a second connector according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged perspective view of the second connector portion of FIG. 6 .
10 is a schematic diagram of an electrical connection between module components according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a fastening member provided in a module configuration unit according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing an arrangement state of a fastening hole in a traveling part according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing a state in which a plurality of module robots are bound to lift an object according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "indirectly connected" with another member interposed therebetween.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, when a part "includes" a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇의 개념도이며, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇을 구성하는 모듈 구성부들이 변경된 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a module robot according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are conceptual diagrams in which module components constituting the module robot according to an embodiment of the present invention are changed.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇(10)은 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the module robot 10 according to an embodiment of the present invention includes a driving unit 100, a power control unit 200, a sensor unit 300, a coupling unit 400, and a manipulator unit 500. can be configured.

본 명세서에서는 상기 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)와 같이 모듈로봇을 구성하는 요소들을 모듈 구성부로 이해할 수 있다.In this specification, elements constituting the module robot, such as the driving unit 100, the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, and the manipulator unit 500, can be understood as module configuration units.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇을 구성하는 모듈 구성부들이 일부 변경된 예들을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 2A and 2B , examples in which module configuration parts constituting the module robot according to an embodiment of the present invention are partially changed may be identified.

먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 모듈로봇(11)은 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300) 및 매니퓰레이터부(500)로 구성될 수 있다.First, referring to FIG. 2A , the first module robot 11 according to an embodiment of the present invention is composed of a driving unit 100, a power control unit 200, a sensor unit 300, and a manipulator unit 500. can

도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 모듈로봇(12)은 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300) 및 결합부(400)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2B , the second module robot 12 according to an embodiment of the present invention may include a driving unit 100, a power control unit 200, a sensor unit 300, and a coupling unit 400. .

이와 같이, 모듈로봇을 구성하는 모듈 구성부들을 달리 조합할 수 있는 것은, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇은, 그것을 이루고 있는 모듈 구성부들이 간단한 적층 방식에 의해 결합되어 사용자의 필요에 따라 선택적인 탈부착이 가능하기 때문이다.In this way, the reason why the module components constituting the module robot can be differently combined is that the module robot according to an embodiment of the present invention combines the module components constituting the module by a simple stacking method according to the user's needs. This is because selective attachment and detachment is possible.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층형 모듈로봇은, 그것을 구성하는 모듈 구성부들을 사용자의 필요에 따라 다양하게 조합하여 결합시킬 수 있으므로 확장성과 적응성이 향상된 모듈로봇을 제공할 수 있다.That is, the stacked modular robot according to an embodiment of the present invention can provide a modular robot with improved scalability and adaptability because the module components constituting the robot can be combined in various combinations according to the user's needs.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇은, 도 2a 및 도 2b와 같은 모듈 구성부들 간의 조합 외에도 사용자의 필요에 맞도록 변경될 수 있으며, 적층형 모듈로봇의 상세한 구조에 대해서는 하기에서 설명한다.Therefore, the module robot according to an embodiment of the present invention can be changed to suit the user's needs in addition to the combination of module components as shown in FIGS. 2A and 2B, and the detailed structure of the stacked module robot will be described below. .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇의 분해 구성도이며, 도 4는 도 3에서 A 방향으로 바라본 모습이며, 도 5는 도 3의 모듈로봇의 사시도이다.3 is an exploded configuration diagram of a module robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view looking in a direction A in FIG. 3 , and FIG. 5 is a perspective view of the module robot of FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇(10)은 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400), 매니퓰레이터부(500) 및 상기 구성들을 서로 전기적으로 연결시키는 커넥터(도 6 내지 도 9를 참조)를 포함할 수 있다.3 and 4 together, the module robot 10 according to an embodiment of the present invention includes a driving unit 100, a power control unit 200, a sensor unit 300, a coupling unit 400, and a manipulator unit. 500 and connectors (see FIGS. 6 to 9) electrically connecting the components to each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇(10)은, 서로 다른 기능을 수행하는 모듈 구성부들이 층층이 쌓아올려지는 적층 방식에 의해 결합하여 일체로서 작동하는 적층형 모듈로봇일 수 있다.The module robot 10 according to an embodiment of the present invention may be a stacked module robot in which module components performing different functions are combined in a stacked manner to operate as a unit.

예를 들면, 주행 기능을 수행하는 주행부(100)의 상단에 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)가 순차적으로 적층된 상태에서 결합하고, 커넥터에 의해 서로 전기적으로 연결되어 모듈로봇으로서 작동할 수 있다.For example, the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, and the manipulator unit 500 are sequentially stacked on top of the driving unit 100 that performs the driving function, and combined. They can be electrically connected to each other by connectors and operate as module robots.

이와 같은 적층 방식의 모듈로봇은, 모듈 구성부들 간의 조립, 체결 또는 결합이 매우 용이하여 사용자의 필요에 따라 선택된 모듈 구성부 만을 포함하는 모듈로봇을 구성할 수 있고, 모듈 구성부가 적층되는 위치를 선택적으로 조절할 수 있으므로, 모듈로봇의 확장성을 높이거나, 또는 작업환경에 따른 모듈로봇의 적응성을 향상시킬 수 있다.In such a stacked module robot, it is very easy to assemble, fasten, or combine module components, so that a module robot including only the module components selected according to the user's needs can be configured, and the positions where the module components are stacked can be selected. Therefore, it is possible to increase the scalability of the module robot or improve the adaptability of the module robot according to the work environment.

또한, 위와 같은 구조의 모듈로봇은, 유지, 보수를 위해 특정 모듈 구성부 만을 쉽게 분리 또는 교체하는 것이 가능하므로 작업시간을 줄이고, 비용을 절감할 수 있다.In addition, since the modular robot having the above structure can easily separate or replace only specific module components for maintenance and repair, work hours and costs can be reduced.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 주행부(100)의 상단에 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)가 순차적으로 적층될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a power control unit 200, a sensor unit 300, a coupling unit 400, and a manipulator unit 500 are provided on top of the driving unit 100. Can be sequentially stacked.

도면 상에 도시되지 않았으나, 순차적으로 적층되는 경우 뿐만 아니라 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 또는 매니퓰레이터부(500)의 순서가 서로 바뀐 상태로 적층되는 경우도 포함할 수 있다.Although not shown in the drawings, it may include cases where the order of the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, or the manipulator unit 500 is reversed as well as the case where they are sequentially stacked. can

다만, 본 명세서 상에서는, 상기 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)가 연직 방향(z축 방향)으로 순차적으로 적층되는 구조를 중심으로 설명한다.However, in this specification, a structure in which the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, and the manipulator unit 500 are sequentially stacked in the vertical direction (z-axis direction) will be mainly described.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇(10)은, 하부에 주행부(100)가 배치되고, 상기 주행부(100)의 상측에는 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)가 순차적으로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 3 , in the module robot 10 according to an embodiment of the present invention, a driving unit 100 is disposed on the lower side, and a power control unit 200 and a sensor unit are disposed on the upper side of the driving unit 100 ( 300), the coupling unit 400, and the manipulator unit 500 may be sequentially provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 주행부(100)는, 모듈로봇(10)의 주행 기능을 수행하며, 본체부와 상기 본체부에 마련되는 이동수단(120)을 포함할 수 있다.The driving unit 100 according to an embodiment of the present invention performs a driving function of the module robot 10 and may include a body unit and a moving means 120 provided in the body unit.

상기 본체부는, z축 방향으로 일정 높이를 가지는 육면체 형상 부분을 포함할 수 있다.The body portion may include a hexahedron-shaped portion having a predetermined height in the z-axis direction.

상기 이동수단(120)은 복수 개의 바퀴들(120A, 120B)을 포함할 수 있다. 상기 주행부(100)의 전방을 x축 방향으로 정의할 때, 상기 바퀴들(120A, 120B)은 주행부(100)의 전방을 기준으로 좌측 및 우측의 하단에 각각 마련될 수 있고, 본 도면 상에는 좌측 하단에 마련된 이동수단(120A, 120B) 만이 도시되어 있으나, 우측 하단에 이동수단이 마련되는 구성을 당업자라면 충분히 이해할 수 있다.The moving unit 120 may include a plurality of wheels 120A and 120B. When the front of the driving unit 100 is defined in the x-axis direction, the wheels 120A and 120B may be provided at the lower left and right sides of the front of the driving unit 100, respectively. Although only the moving means 120A and 120B provided on the lower left side are shown above, those skilled in the art can fully understand the configuration in which the moving means is provided on the lower right side.

상기 이동수단(120)은, 후술하는 바와 같이, 전원제어부(200)에 전기적으로 연결되어 전원을 공급받고, 사용자 또는 프로그램 명령에 의한 제어신호에 따라 움직임이 제어될 수 있다.As will be described later, the movement means 120 is electrically connected to the power control unit 200 to receive power, and its movement can be controlled according to a control signal from a user or a program command.

예를 들면, 상기 이동수단(120)은, 센서부(300)가 주변 상태를 감지한 결과, 모듈로봇(10)의 주행 경로 상에 장애물이 있는 경우 이를 회피하여 이동하거나, 또는, 다른 모듈로봇과의 결속을 위해 위치 조정하도록 제어될 수 있다.For example, as a result of the sensor unit 300 detecting the surrounding conditions, the moving means 120 moves while avoiding obstacles on the driving path of the module robot 10, or other module robots. It can be controlled to adjust the position for binding with.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원제어부(200)는, 상기 주행부(100)의 상단에 안착될 수 있다.The power control unit 200 according to an embodiment of the present invention may be seated on top of the driving unit 100 .

상기 전원제어부(200)는 주행부(100), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)에 커넥터(600)를 통해 전기적으로 연결되어 전원을 공급하고, 각 모듈부와 신호를 송수신하며 작동을 제어할 수 있다.The power control unit 200 is electrically connected to the driving unit 100, the sensor unit 300, the coupling unit 400, and the manipulator unit 500 through a connector 600 to supply power, and each module unit and It can send and receive signals and control its operation.

상기 전원제어부(200)는, 다른 모듈로봇이나 외부기기와 유선 또는 무선으로 연결되어 통신이 가능하며, 이에 따라 상호 간에 각종 제어신호 및 명령신호를 송수신할 수 있다.The power control unit 200 can communicate with other module robots or external devices by wired or wireless communication, and thus can transmit and receive various control signals and command signals to each other.

본 발명의 일 실시예에 따른 전원제어부(200)는, 전원을 공급하는 제1 전원 공급부(210)와, 상기 전원을 추가적으로 공급하기 위한 하나 이상의 제2 전원 공급부(220)를 포함할 수 있다 (도 1 참조).The power control unit 200 according to an embodiment of the present invention may include a first power supply unit 210 for supplying power and one or more second power supply units 220 for additionally supplying the power ( see Figure 1).

상기 제2 전원 공급부(220)는, 제1 전원 공급부(210) 만으로 모듈로봇(10)에서 요구하는 전력량을 감당하기 어려운 경우, 전원제어부(200)에 선택적으로 추가되어 추가 전원을 공급할 수 있다.The second power supply unit 220 may be selectively added to the power control unit 200 to supply additional power when it is difficult to handle the amount of power required by the module robot 10 only with the first power supply unit 210.

이와 같이 제2 전원 공급부(220)를 통해 전원을 추가적으로 공급할 수 있는 것은, 사용자의 필요에 따른 모듈 구성부를 추가하는 것이 용이하기 때문이다.The reason why power can be additionally supplied through the second power supply unit 220 is that it is easy to add a module configuration unit according to a user's needs.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서부(300)는, 상기 전원제어부(200)의 상단에 안착되고, 모듈로봇 주변의 환경, 상태 및 모듈로봇의 작동 상태를 감지할 수 있다.The sensor unit 300 according to an embodiment of the present invention is seated on top of the power control unit 200 and can detect the environment around the module robot, its state, and the operating state of the module robot.

예를 들면, 상기 센서부(300)는 모듈로봇(10)의 주변 또는 이동경로 상에 장애물(구조물, 사람)이 존재하는지, 장애물에 충돌할 가능성이 있는지를 감지하고, 다른 모듈로봇과의 결속을 위해 모듈로봇들 간의 상대적인 위치를 조정하는 과정에서 모듈로봇의 작동상태를 감지할 수 있다.For example, the sensor unit 300 detects whether there are obstacles (structures, people) around or on the moving path of the module robot 10 or whether there is a possibility of colliding with the obstacle, and binds with other module robots. In the process of adjusting the relative positions of the module robots, the operating state of the module robots can be detected.

상기 센서부(300)는 감지신호를 전원제어부(200)로 송신하고, 이를 수신한 전원제어부(200)는 주행부(100)의 작동을 제어함으로써 (도 10의 전기적 연결관계 참조), 모듈로봇이 장애물을 회피하여 이동하게 할 수 있고, 모듈로봇이 다른 모듈로봇과 결속할 수 있도록 위치 조정할 수 있다.The sensor unit 300 transmits a detection signal to the power control unit 200, and the power control unit 200 that receives it controls the operation of the driving unit 100 (see electrical connection in FIG. 10), the module robot This obstacle can be avoided and moved, and the location can be adjusted so that the module robot can bind with other module robots.

이를 위해, 상기 센서부(300)는 xy평면 상으로 사각형이며, 전면, 후면, 및 좌우측면의 4개의 측면을 포함하며, 센서부(300)의 전면, 후면, 좌측면, 또는 우측면에는 각각 센서(S)가 마련되어 주변상태를 감지할 수 있다.To this end, the sensor unit 300 is rectangular on the xy plane, and includes four side surfaces of the front, rear, and left and right sides, and the sensor unit 300 has a sensor on the front, rear, left side, or right side, respectively. (S) is provided to detect the surrounding conditions.

본 발명의 일 실시예에 따른 결합부(400)는, 상기 센서부(300)의 상단에 안착되고, 하나 이상의 다른 모듈로봇과 결속하기 위한 결속돌기(410)와 결속홈(420)을 구비할 수 있다.The coupling unit 400 according to an embodiment of the present invention is seated on the top of the sensor unit 300 and has a coupling protrusion 410 and a coupling groove 420 for coupling with one or more other module robots. can

상기 결합부(400)는 xy평면 상으로 사각형이며, z축 방향으로 소정의 높이를 가지며 4개의 측면을 포함하는 형상으로 형성되고, 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에는 결속돌기(410)와 결속홈(420)이 형성될 수 있다.The coupling part 400 is rectangular on the xy plane, has a predetermined height in the z-axis direction, and is formed in a shape including four side surfaces, and is coupled with the coupling protrusion 410 on the front, rear, left and right sides. A groove 420 may be formed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결속돌기(410)는 결합부(400)의 전면에 돌출 형성되고, 결속홈(420)은 결합부(400)의 좌측면에 만입되어 형성될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the coupling protrusion 410 may protrude from the front surface of the coupling portion 400, and the coupling groove 420 may be recessed into the left side of the coupling portion 400.

본 도면 상에 도시되지 않았으나 상기 결합부(400)의 후면에는 결속홈이 만입되어 형성되고, 우측면에는 결속돌기가 돌출 형성될 수 있다.Although not shown in the drawing, a binding groove may be recessed in the rear surface of the coupling part 400, and a binding protrusion may protrude from the right side surface.

상기 결속돌기(410)와 결속홈(420)은 모듈로봇(10)의 전후방, 좌우측에 배치되는 다른 모듈로봇들 간의 결속을 위한 구조인 점에서, 결속돌기(410)와 결속홈(420)이 형성되는 위치는 변경이 가능하다.Since the coupling protrusion 410 and the coupling groove 420 are structures for binding between other module robots disposed in the front, rear, left and right sides of the module robot 10, the coupling protrusion 410 and the coupling groove 420 are The position to be formed can be changed.

본 도면 상에 도시되지 않았으나, 상기 결합부의 일 측면에 결속돌기와 결속홈이 교번하여 형성될 수 있으며, 그 타측면에도 결속돌기와 결속홈이 교번하여 형성될 수 있다.Although not shown in this drawing, coupling protrusions and coupling grooves may be alternately formed on one side of the coupling part, and coupling projections and coupling grooves may be alternately formed on the other side of the coupling part.

본 발명의 일 실시예에 따른 매니퓰레이터부(500)는, 모듈로봇(10)의 최상부에 배치되고, 결합부(400)의 상단에 안착될 수 있다.The manipulator unit 500 according to an embodiment of the present invention may be disposed at the top of the module robot 10 and seated at the top of the coupling unit 400 .

상기 매니퓰레이터부(500)는 z축 방향으로 소정의 높이를 가지는 플레이트 형상을 포함하는 본체(510)와 상기 본체(510)에 구비되는 매니퓰레이터(520)를 포함할 수 있다.The manipulator unit 500 may include a main body 510 including a plate shape having a predetermined height in the z-axis direction and a manipulator 520 provided on the main body 510.

상기 매니퓰레이터(520)는, 사용자 또는 프로그램의 명령에 따라 물체의 운반, 승강, 보조 작업 등을 수행하기 위한 구성으로서, 힌지체결부(521)와 다관절 암(522)으로 이루어질 수 있다.The manipulator 520 is a component for performing an object transport, elevation, auxiliary operation, etc. according to a command of a user or a program, and may include a hinge fastening unit 521 and an articulated arm 522.

상기 힌지체결부(521)는 본체(510)에 대하여 상대적인 각도를 이루며 회전 가능하도록 힌지 체결되는 부재일 수 있으며, 힌지체결부(521)에 연결된 다관절 암(522)은 힌지의 회전축을 기준으로 본체(510)에 대하여 다양한 각도를 이루며 회전할 수 있다.The hinge fastening part 521 may be a member that is rotatably hinged with respect to the main body 510 at a relative angle, and the multi-joint arm 522 connected to the hinge fastening part 521 is based on the rotational axis of the hinge It can rotate at various angles with respect to the main body 510 .

상기 다관절 암(522)은 일단이 힌지체결부(521)에 연결되고, 타단에는 물체를 파지하기 위한 그립부(525)가 구비될 수 있다.The multi-joint arm 522 may have one end connected to the hinge fastening part 521 and the other end provided with a grip part 525 for gripping an object.

상기 다관절 암(522)은 복수 개의 액츄에이터들(523a, 523b, 523c, 523d)과 이를 연결하는 접속부재들(524a, 524b, 524c)로 구성되어 병진 운동과 회전 운동이 가능하며, 이에 따라 다자유도 계의 움직임이 가능하므로 그립부(525)를 임의의 위치로 이동시킬 수 있다.The multi-joint arm 522 is composed of a plurality of actuators 523a, 523b, 523c, and 523d and connecting members 524a, 524b, and 524c connecting them, so that translational motion and rotational motion are possible. Since the movement of the degree-of-freedom system is possible, the grip part 525 can be moved to an arbitrary position.

본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(도 6 내지 도 9 참조)는, 전술한 모듈 구성부들, 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 또는 매니퓰레이터부(500)를 서로 전기적으로 연결시켜 제어신호의 송수신과 전원 공급을 가능하게 한다.The connector (see FIGS. 6 to 9) according to an embodiment of the present invention includes the above-described module components, the driving unit 100, the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, or the manipulator. The units 500 are electrically connected to each other to enable transmission and reception of control signals and supply of power.

본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터(600)는 주행부(100), 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)에 각각 마련될 수 있다.The connector 600 according to an embodiment of the present invention may be provided in the driving unit 100, the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, and the manipulator unit 500, respectively.

구체적으로, 상기 커넥터(600)는 주행부(100)의 상단에 마련되는 제1 커넥터(610)와, 주행부(100)를 제외한 나머지 모듈 구성부들, 예를 들면, 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)에 마련되는 제2 커넥터(620)를 포함할 수 있다.Specifically, the connector 600 includes the first connector 610 provided at the upper end of the driving unit 100 and other module components other than the driving unit 100, for example, the power control unit 200, the sensor The second connector 620 provided on the part 300, the coupling part 400, and the manipulator part 500 may be included.

이와 관련하여, 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 커넥터가 마련된 주행부 상단의 평면도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 제1 커넥터 부분을 확대한 사시도가 도시되어 있다.In this regard, FIG. 6 is a plan view of an upper end of a driving part provided with a first connector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an enlarged perspective view of the first connector portion of FIG. 6 .

도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 커넥터가 마련된 모듈 구성부 상단의 평면도가 도시되어 있고, 도 9에는 도 8의 제2 커넥터 부분을 확대한 사시도가 도시되어 있다.FIG. 8 is a plan view of an upper portion of a module component in which a second connector according to an embodiment of the present invention is provided, and FIG. 9 is an enlarged perspective view of the second connector portion of FIG. 8 .

도 6을 참조하면, 상기 제1 커넥터(610)는 주행부(100)의 상부 표면에서 x축 방향을 기준으로 전방과 후방에 각각 마련될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the first connector 610 may be provided on the front and rear sides of the upper surface of the driving unit 100 in the x-axis direction, respectively.

이 때, 전방에 마련된 제1 커넥터(610A)는 상기 전원제어부(200)와 명령 또는 제어신호를 송수신하는 통신 커넥터일 수 있다. 후방에 마련된 제1 커넥터(610B)는 상기 전원제어부(200)로부터 전원을 공급받는 전원공급 커넥터일 수 있다. 상기 제1 커넥터(610)의 통신 커넥터와 전원공급 커넥터는 그 위치 변경이 가능하다.At this time, the first connector 610A provided on the front may be a communication connector for transmitting and receiving commands or control signals to and from the power control unit 200 . The first connector 610B provided at the rear may be a power supply connector receiving power from the power controller 200 . The positions of the communication connector and the power supply connector of the first connector 610 can be changed.

한편, 전방에 마련된 제1 커넥터(610A) 및 후방에 마련된 제1 커넥터(610B)는 서로 상이한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 전방에 마련된 제1 커넥터(610A) 및 후방에 마련된 제1 커넥터(610B)는 도 6과 같이 각각 한 쌍으로 마련될 수 있고, 전방에 마련된 한 쌍의 제1 커넥터(610A) 간 이격거리는 후방에 마련된 한 쌍의 제2 커넥터(610B) 간 이격거리와 상이할 수 있다.Meanwhile, the first connector 610A provided at the front and the first connector 610B provided at the rear may have different shapes. For example, the first connector 610A provided at the front and the first connector 610B provided at the rear may be provided as a pair as shown in FIG. 6, and the distance between the pair of first connectors 610A provided at the front is It may be different from the distance between the pair of second connectors 610B provided at the rear.

이에 따라, 주행부(100)은 구조적으로 전방 및 후방의 구별이 용이해질 수 있어 사용자의 취급 또는 전원 커넥터와 통신 커넥터의 구별에 유리할 수 있다. 마찬가지로, 주행부(100) 외의 모듈 구성부, 예컨대 도 8에 도시된 바와 같이 전원제어부(200) 등의 전방에 마련된 제2 커넥터(620A) 및 후방에 마련된 제2 커넥터(620B) 또한 이격거리가 상이하게 설정되는 등 동일한 특징이 적용될 수 있다.Accordingly, the driving unit 100 can be structurally distinguished from the front and the rear, which can be advantageous for handling by the user or distinguishing between the power connector and the communication connector. Similarly, the second connector 620A provided in the front and the second connector 620B provided in the rear of the module components other than the driving unit 100, such as the power control unit 200 as shown in FIG. 8, also have a separation distance. The same characteristics, such as differently set, may be applied.

도 8을 참조하면, 상기 제2 커넥터(620)는, 주행부(100)를 제외한 나머지 모듈 구성부들 각각에 마련될 수 있으며, 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 또는 매니퓰레이터부(500)가 주행부의 상단에 적층 결합함에 따라 상기 제2 커넥터들(620) 중 어느 하나는 제1 커넥터(610)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the second connector 620 may be provided in each of the remaining module components except for the driving unit 100, and the power control unit 200, the sensor unit 300, and the coupling unit 400 Alternatively, one of the second connectors 620 may be connected to the first connector 610 as the manipulator unit 500 is stacked and coupled to the top of the driving unit.

본 명세서에서는 편의상 제2 커넥터(620)가 전원제어부(200)의 상단에 마련되는 경우를 기준으로 설명한다.In this specification, for convenience, a case in which the second connector 620 is provided at the upper end of the power control unit 200 will be described.

도 8을 참조하면, 상기 제2 커넥터(620)는, 제1 커넥터(610)와 마찬가지로, 전원제어부(200)의 상부 표면에서 전방과 후방에 각각 마련될 수 있다.Referring to FIG. 8 , the second connector 620, like the first connector 610, may be provided on the front and rear sides of the upper surface of the power control unit 200, respectively.

이 때, 전방에 마련된 제2 커넥터(620A)는, 주행부(100), 또는 다른 모듈 구성부들과 전기적으로 연결되어 명령 또는 제어신호를 송수신하는 통신 커넥터일 수 있으며, 후방에 마련된 제2 커넥터(620B)는 전원 공급을 위한 전원 공급 커넥터일 수 있다. 상기 제2 커넥터(620)의 통신 커넥터와 전원공급 커넥터는 그 위치 변경이 가능하다.At this time, the second connector 620A provided at the front may be a communication connector that is electrically connected to the driving unit 100 or other module components to transmit and receive commands or control signals, and the second connector provided at the rear ( 620B) may be a power supply connector for power supply. The positions of the communication connector and the power supply connector of the second connector 620 can be changed.

상기 제2 커넥터(620)는, 주행부(100)를 제외한 각 모듈 구성부의 상단에 마련되는 제2 상부 커넥터(630)와 하단에 마련되는 제2 하부 커넥터(640)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제2 상부 커넥터(630)는 상기 제1 커넥터(610)와 동일한 구조를 가질 수 있다.The second connector 620 may include a second upper connector 630 provided on the top of each module component except for the driving part 100 and a second lower connector 640 provided on the bottom. Also, the second upper connector 630 may have the same structure as the first connector 610 .

도 9를 참조하면, 상기 전원제어부(200)의 상부 표면의 일 측에는 제2 상부 커넥터(630)가 마련되며, 하부에는 제2 하부 커넥터(640)가 마련될 수 있다. 예를 들면, 상기 주행부(100)의 상단에 전원제어부(200)가 결합될 경우, 전원제어부(200)의 제2 하부 커넥터(640)는 주행부(100)의 제1 커넥터(610)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 9 , a second upper connector 630 may be provided on one side of an upper surface of the power control unit 200, and a second lower connector 640 may be provided on the lower side. For example, when the power control unit 200 is coupled to the top of the driving unit 100, the second lower connector 640 of the power control unit 200 is connected to the first connector 610 of the driving unit 100. can be connected

마찬가지로, 상기 전원제어부(200)의 상단에 나머지 모듈 구성부들 중 어느 하나가 결합될 경우, 상기 모듈 구성부에 마련된 제2 하부 커넥터(640)는 전원제어부(200)의 제2 상부 커넥터(630)에 연결될 수 있다.Similarly, when any one of the remaining module components is coupled to the top of the power control unit 200, the second lower connector 640 provided in the module component is the second upper connector 630 of the power control unit 200 can be connected to

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇은, 모듈 구성부들이 구조적으로 적층 결합함과 동시에 전기적 연결 또는 통신적 연결 또한 이루어진다.That is, in the module robot according to an embodiment of the present invention, the module components are structurally stacked and combined, and electrical or communicative connections are also made.

관련하여, 도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈 구성부들 간의 전기적 연결관계의 개략도가 도시되어 있다.In relation to this, FIG. 10 shows a schematic diagram of an electrical connection between module components according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 상기 전원제어부(200)는 일 측에 마련된 제2 커넥터(620A)를 통해 주행부(100), 센서부(300), 결합부(400) 또는 매니퓰레이터부(500)에 전기적으로 연결되어 제어신호를 주고받을 수 있다.Referring to FIG. 10, the power control unit 200 electrically connects the driving unit 100, the sensor unit 300, the coupling unit 400, or the manipulator unit 500 through a second connector 620A provided on one side. can be connected to send and receive control signals.

상기 전원제어부(200)는 타 측에 마련된 제2 커넥터(620B)를 통해 주행부(100), 센서부(300), 결합부(400) 또는 매니퓰레이터부(500)에 전원을 공급할 수 있다.The power control unit 200 may supply power to the driving unit 100, the sensor unit 300, the coupling unit 400, or the manipulator unit 500 through the second connector 620B provided on the other side.

한편, 상기 제1 커넥터(610)와 제2 커넥터(620) 간의 기계적 결합 관계를 살펴보기 위해 도 6 내지 도 9을 함께 참조할 수 있다.Meanwhile, FIGS. 6 to 9 may be referred to together to examine the mechanical coupling relationship between the first connector 610 and the second connector 620 .

도 7을 참조하면, 상기 제1 커넥터(610)는 주행부(100)의 상단에서 상향 돌출된 형상의 제1 수체결부(611, 612)로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 7 , the first connector 610 may include first male fastening parts 611 and 612 protruding upward from the upper end of the driving part 100 .

도 9를 참조하면, 상기 제2 상부 커넥터(630)는 전원제어부(200)의 상단에서 상향 돌출된 형상의 제2 수체결부(631, 632)로 이루어질 수 있으며, 상기 제2 하부 커넥터(640)는 전원제어부(200)의 하부로부터 인입되어 내부 공간을 갖는 제2 암체결부(641, 642)로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 9 , the second upper connector 630 may be formed of second male coupling parts 631 and 632 protruding upward from the upper end of the power control unit 200, and the second lower connector 640 ) may be formed of second arm fastening parts 641 and 642 that are introduced from the lower part of the power control unit 200 and have an inner space.

상기 제2 암체결부(641, 642)는 제1 수체결부(611, 612) 또는 제2 수체결부(631, 632)와 암수 체결되는 구조일 수 있다.The second female fastening parts 641 and 642 may have a structure in which male and female fastenings are performed with the first male fastening parts 611 and 612 or the second male fastening parts 631 and 632 .

예를 들면, 상기 제2 하부 커넥터(640)가 마련된 전원제어부(200)가, 제1 커넥터(610)가 마련된 주행부(100)의 상단에 직접적으로 적층되는 경우, 상기 제2 하부 커넥터(640)를 구성하는 제2 암체결부(641, 642)의 인입된 내부 공간으로 제1 커넥터(610)의 제1 수체결부(611, 612)가 삽입되는 암수 체결이 이루어질 수 있다.For example, when the power control unit 200 provided with the second lower connector 640 is directly stacked on top of the driving portion 100 provided with the first connector 610, the second lower connector 640 Male and female coupling may be performed by inserting the first male coupling portions 611 and 612 of the first connector 610 into the drawn-in inner space of the second female coupling portions 641 and 642 constituting ).

또 다른 예를 들면, 상기 주행부(100)의 상단에 전원제어부(200)가 적층된 상태에서 센서부(300)가 전원제어부(200)의 상단에 적층되는 경우, 상기 센서부(300)의 제2 하부 커넥터(640)를 구성하는 제2 암체결부(641, 642)의 인입된 내부 공간으로 전원제어부(200)의 제2 상부 커넥터(630)의 제2 수체결부(631, 632)가 삽입되는 암수 체결이 이루어질 수 있다.For another example, when the sensor unit 300 is stacked on top of the power control unit 200 in a state where the power control unit 200 is stacked on top of the driving unit 100, the sensor unit 300 The second male fastening parts 631 and 632 of the second upper connector 630 of the power control unit 200 enter the inner space of the second female fastening parts 641 and 642 constituting the second lower connector 640. Male and female engagement can be inserted.

즉, 상기 제1 커넥터와 제2 커넥트는, 상기 주행부(100)의 상단에 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 또는 매니퓰레이터부(500)와 같은 모듈 구성부들이 적층 결합함에 따라 기계적 또는 전기적으로 연결될 수 있다.That is, in the first connector and the second connect, module components such as a power control unit 200, a sensor unit 300, a coupling unit 400, or a manipulator unit 500 are located at the top of the driving unit 100. As they are laminated, they may be connected mechanically or electrically.

한편, 모듈 구성부들의 적층에 의한 기계적 결합 구조와 관련하여, 모듈 구성부들 중에서 하나 이상은 가이드 단차부를 포함할 수 있으며, 상기 가이드 단차부와 마주하는 일부 모듈 구성부들은 가이드 연장부를 포함할 수 있다.Meanwhile, in relation to the mechanical coupling structure by stacking module components, at least one of the module components may include a guide step, and some module components facing the guide step may include a guide extension. .

이와 관련하여, 도 4를 함께 참조하여 상기 주행부(100)와 전원제어부(200)를 살펴보면, 주행부(100)는, 그 상단에서 둘레로부터 내측으로 일정거리(d1, d2)만큼 이격된 위치에 단차지게 돌출 형성된 가이드 단차부(150)를 포함할 수 있다.In this regard, looking at the driving unit 100 and the power control unit 200 with reference to FIG. 4 , the driving unit 100 is located at a position spaced apart from the upper end by a predetermined distance (d1, d2) inward from the circumference. It may include a guide stepped portion 150 protruding in a stepwise manner.

상기 가이드 단차부(150)와 마주하는 전원제어부(200)의 하단에는 가이드 연장부(260)가 마련될 수 있다. 상기 가이드 연장부(260)는 전원제어부(200)의 하부 둘레 부분을 따라 하향 연장 형성될 수 있다.A guide extension part 260 may be provided at the lower end of the power control unit 200 facing the guide stepped part 150 . The guide extension 260 may extend downward along the lower circumferential portion of the power control unit 200 .

상기 가이드 연장부(260)는, 전원제어부(200)가 주행부(100)의 상단에 안착 시, 가이드 단차부(150)가 주행부(100) 상단의 둘레로부터 이격된 거리(d1, d2)에 대응하는 영역을 지지하면서 가이드 단차부(150)를 감쌀 수 있다.The guide extension part 260, when the power control part 200 is seated on the upper end of the driving part 100, the guide stepped part 150 is spaced apart from the circumference of the upper end of the driving part 100 (d1, d2) The guide step portion 150 may be wrapped while supporting an area corresponding to .

따라서, 상기 가이드 단차부(150)와 가이드 연장부(260)를 통해 적층 결합이 용이하게 유도될 수 있다.Accordingly, stacking coupling can be easily induced through the guide stepped portion 150 and the guide extension portion 260 .

한편, 도 11 및 12에는 각 모듈구성부를 상호 기계적으로 결합시키기 위한 체결부재(710) 및 체결공(732)이 도시되어 있다. 도 11 및 12를 참고할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇에서, 상기 센서부(300), 결합부(400), 매니퓰레이터부(500) 및 전원제어부(200)는 각각 상면에 체결공(732)이 형성되고, 체결공(732)의 하방으로 체결부재(710)가 내장되며, 하면이 상기 체결부재(710)의 하단에 의해 관통될 수 있다.Meanwhile, FIGS. 11 and 12 show a fastening member 710 and a fastening hole 732 for mechanically coupling each module component to each other. 11 and 12, in the module robot according to an embodiment of the present invention, the sensor unit 300, coupling unit 400, manipulator unit 500, and power control unit 200 each have a fastening hole on the upper surface. 732 is formed, the fastening member 710 is embedded below the fastening hole 732, and the lower surface can be penetrated by the lower end of the fastening member 710.

구체적으로, 전원제어부(200), 센서부(300), 결합부(400) 및 매니퓰레이터부(500)는 하방에 배치되는 다른 모듈 구성부의 체결공(732)에 결합되는 체결부재(710)를 포함할 수 있다.Specifically, the power control unit 200, the sensor unit 300, the coupling unit 400, and the manipulator unit 500 include a fastening member 710 coupled to a fastening hole 732 of another module component disposed below. can do.

체결부재(710)는 주행부(100)에도 포함될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 주행부(100)를 제외한 각 모듈 구성부의 내부에 구비될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 체결부재(710)는 적어도 일부에 나사산이 형성될 수 있는 바디부(712)를 포함하고, 바디부(712)의 상단에 바디부(712)보다 넓은 단면적을 가지는 헤드부(714)가 형성될 수 있으며, 모듈 구성부 내부에 형성되는 체결챔버(730) 내에 배치될 수 있다.The fastening member 710 may also be included in the driving unit 100, but in one embodiment of the present invention, it may be provided inside each module component except for the driving unit 100. As shown in FIG. 11 , the fastening member 710 includes a body portion 712 in which threads may be formed at least in part, and has a cross-sectional area larger than that of the body portion 712 at an upper end of the body portion 712. A head portion 714 may be formed and may be disposed within a fastening chamber 730 formed inside the module component.

체결챔버(730)의 내부에는 체결부재(710)가 배치되며, 상부에는 체결공(732)이 형성될 수 있고, 체결부재(710)는 바디부(712)가 하방으로 연장되어 체결챔버(730)를 관통, 즉 모듈 구성부의 하면을 관통하며 하단이 외부로 노출될 수 있다.A fastening member 710 is disposed inside the fastening chamber 730, and a fastening hole 732 may be formed in the upper part. ) through, that is, through the lower surface of the module component, and the lower end may be exposed to the outside.

도 11에는 본 발명의 일 실시예에 따라 주행부(100)의 상부에 전원제어부(200)가 적층되고, 상호 체결부재(710)를 통해 결합된 모습이 개략적으로 도시되어 있다.FIG. 11 schematically shows the power control unit 200 being stacked on top of the traveling unit 100 and coupled through a mutual fastening member 710 according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참고할 때, 전원제어부(200)에 내장된 체결부재(710)는 바디부(712)의 하단이 체결챔버(730)를 관통하여 연장되어 주행부(100) 상면에 형성된 체결공(732)에 결합될 수 있다. 체결부재(710)의 바디부(712)에는 나사산이 형성될 수 있고, 체결공(732)에 나사 결합될 수 있다.Referring to FIG. 11, the fastening member 710 built into the power control unit 200 extends through the fastening chamber 730 at the lower end of the body 712, and the fastening hole 732 formed on the upper surface of the driving part 100. ) can be combined. A screw thread may be formed in the body portion 712 of the fastening member 710 and may be screwed into the fastening hole 732 .

한편, 전원제어부(200)의 체결챔버(730) 상단에는 전원제어부(200)의 체결공(732)이 형성되어 있으며, 도 11에는 도시되지 않았으나 전원제어부(200)의 상부에 센서부(300)가 적층되는 경우, 센서부(300)의 체결부재(710)가 전원제어부(200)의 체결공(732)에 결합될 수 있다.On the other hand, a fastening hole 732 of the power control unit 200 is formed at the upper end of the fastening chamber 730 of the power control unit 200, and although not shown in FIG. When are stacked, the fastening member 710 of the sensor unit 300 may be coupled to the fastening hole 732 of the power control unit 200 .

모듈 구성부의 체결챔버(730)는 필요에 따라 다양한 개수 및 위치로 구비될 수 있으며, 도 12에는 본 발명의 일 실시예 따라 총 4개의 체결공(732)이 주행부(100)의 사각 단면에서 각 꼭지점 측에 마련된 모습이 도시되어 있다. 주행부(100)의 상방으로 적층되는 모듈 구성부 각각에는 상기 주행부(100)의 체결공(732)과 대응되는 위치에 체결부재(710) 및 체결공(732)이 형성될 수 있다.The fastening chambers 730 of the module component may be provided in various numbers and positions as needed, and in FIG. 12, a total of four fastening holes 732 are provided in the rectangular cross section of the traveling part 100 according to an embodiment of the present invention. An appearance provided on each vertex side is shown. A fastening member 710 and a fastening hole 732 may be formed at positions corresponding to the fastening hole 732 of the driving part 100 in each of the module components stacked upward of the driving part 100 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 체결공(732) 및 체결부재(710)는 연직선상에 배치되어 각 모듈 구성부의 적층과 함께 어느 하나의 모듈 구성부에 내장된 체결부재(710)가 이웃하는 모듈 구성부의 체결공(732)에 결합될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the fastening hole 732 and the fastening member 710 are arranged on a vertical line, and the fastening member 710 embedded in any one module component along with the stacking of each module component is adjacent to each other. It may be coupled to the fastening hole 732 of the module component.

또한, 적층과정에서 작업자는 체결공(732)을 통해 드라이버 또는 렌치와 같은 결합공구를 삽입할 수 있고, 상기 결합공구를 통해 해당 모듈 구성부의 체결부재(710)의 체결작업을 수행할 수 있어 효과적인 작업이 가능하다. In addition, during the lamination process, the operator can insert a coupling tool such as a screwdriver or wrench through the fastening hole 732, and can perform the fastening work of the fastening member 710 of the module component through the coupling tool, which is effective. work is possible

한편, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇과 다른 모듈로봇이 결속하여 물체를 들어올린 상태의 모습이다.Meanwhile, FIG. 13 is a state in which a module robot and another module robot are bound to lift an object according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈로봇을 제1 모듈로봇(10A), 다른 모듈로봇을 제2 모듈로봇(10B)라 정의할 때, 상기 제1 모듈로봇(10A)과 제2 모듈로봇(10B)은 측면 방향(y축 방향)으로 서로 결속될 수 있다.Referring to FIG. 13, when a module robot according to an embodiment of the present invention is defined as a first module robot 10A and another module robot as a second module robot 10B, the first module robot 10A and The second module robot 10B may be bound to each other in a lateral direction (y-axis direction).

도 13을 도 3 내지 도 5와 함께 참조하면, 상기 제1 모듈로봇(10A)과 제2 모듈로봇(10B)은, 각각에 마련된 전원제어부(200)를 통해 서로 유선 또는 무선으로 연결되어 각종 제어신호와 명령신호를 송수신하는 것이 가능하며, 이에 따라 양 모듈로봇(10A, 10B)은 상호 간에 동기화될 수 있다.Referring to FIG. 13 together with FIGS. 3 to 5, the first modular robot 10A and the second modular robot 10B are wired or wirelessly connected to each other through a power control unit 200 provided in each to control various types of robots. It is possible to transmit and receive signals and command signals, and thus both module robots 10A and 10B can be synchronized with each other.

이와 같이, 상호 간에 기계적으로 결속되고, 동기화된 제1 모듈로봇(10A)과 제2 모듈로봇(10B)은 하나의 모듈로봇 시스템으로서 작동이 가능하다.In this way, the first module robot 10A and the second module robot 10B mechanically coupled and synchronized with each other can operate as one module robot system.

따라서, 상기 제1 모듈로봇(10A)과 제2 모듈로봇(10B)은 물체를 향해 동시에 이동하고 x축 전방에 위치한 물체(1)를 들어올리기 위해 제1 모듈로봇(10A)의 제1 매니퓰레이터(520A)에 구비된 제1 그립부(525A)는 물체(1)의 일 측면을 지지하고, 제2 모듈로봇(10B)의 제2 매니퓰레이터(520B)에 구비된 제2 그립부(525B)는 물체(1)의 타 측면을 지지한 상태에서 서로 반대 방향으로 힘을 가하여 물체(1)를 들어올릴 수 있다.Therefore, the first modular robot 10A and the second modular robot 10B move toward the object simultaneously and the first manipulator of the first modular robot 10A ( The first grip part 525A provided in 520A supports one side of the object 1, and the second grip part 525B provided in the second manipulator 520B of the second module robot 10B supports the object 1 ) It is possible to lift the object (1) by applying force in opposite directions while supporting the other side of the object (1).

한편, 서로 결속된 제1 모듈로봇(10A) 및 제2 모듈로봇(10B)은 서로 전원을 공유할 수 있다. 예컨대, 상호간에 결속 및 동기화된 복수의 모듈로봇(10A, 10B)은 전원이 공유되어 어느 하나의 모듈로봇의 전원이 부족한 경우라도 다른 하나의 모듈로봇의 전원 공유를 통해 복수의 모듈로봇(10A, 10B) 전체의 작동이 가능할 수 있다.Meanwhile, the first modular robot 10A and the second modular robot 10B bound to each other may share power with each other. For example, a plurality of module robots 10A and 10B that are bound and synchronized with each other share power, and even if one module robot has insufficient power, the plurality of module robots 10A and 10B share power through another module robot. 10B) Full operation may be possible.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and it is possible to make various modifications and practice within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings, and this is also the present invention. It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

10: 모듈로봇 100: 주행부
200: 전원제어부 300: 센서부
400: 결합부 410: 결속돌기
420: 결속홈 500: 매니퓰레이터부
520: 매니퓰레이터 521: 힌지체결부
522: 다관절암 525: 그립부
600: 커넥터 610: 제1 커넥터
620: 제2 커넥터 710 : 체결부재
730 : 체결챔버10: module robot 100: driving part
200: power control unit 300: sensor unit
400: coupling part 410: binding protrusion
420: binding groove 500: manipulator unit
520: manipulator 521: hinge fastening unit
522: multi-joint arm 525: grip part
600: connector 610: first connector
620: second connector 710: fastening member
730: fastening chamber

Claims

As a stacked module robot,
a traveling unit having a moving means for moving the module robot;
a sensor unit for detecting the surrounding conditions of the module robot;
a manipulator unit having a manipulator performing a robot hand function of the module robot;
a power control unit that is connected to the driving unit, the sensor unit, or the manipulator unit to supply and control power and communicate with the outside; and
Connectors provided in the driving unit, sensor unit, manipulator unit and power control unit to electrically connect each other;
including,
The power control unit, the sensor unit, or the manipulator unit are coupled to the upper end of the driving unit in a vertically stacked state,
At least one of the power control unit, sensor unit, and manipulator unit is selectively detachable,
The sensor unit, the manipulator unit, and the power control unit each have a fastening hole formed on the upper surface, a fastening member is embedded below the fastening hole, and a lower surface is penetrated by the lower end of the fastening member,
The lower end of the fastening member of one module of the sensor unit, the manipulator unit, and the power control unit extends through the lower surface of the one module and is screwed into the fastening hole formed on the upper surface of another module located below the one module. module robot.

According to claim 1,
A module robot further comprising a coupling part having a coupling protrusion or coupling groove for coupling with at least one other module robot.

According to claim 2,
The connector,
a first connector provided at an upper end of the driving part; and
second connectors respectively provided in the sensor unit, coupling unit, manipulator unit, and power control unit;
including,
The second connector,
It consists of a second upper connector provided on the upper side of each of the sensor unit, coupling unit, manipulator unit, and power control unit, and a second lower connector provided on the lower side,
As the sensor unit, coupling unit, manipulator unit, or power control unit is laminated and coupled to the top of the driving unit, one of the second lower connectors is connected to the first connector.

According to claim 3,
The first connector,
It is made in the shape of a first water connection part,
The second upper connector,
It is made in the shape of a second water connection part,
The second lower connector,
A module robot having a shape of a second female coupling portion that is male and female coupled to the first male coupling portion or the second male coupling portion.

According to claim 1,
The connector,
a communication connector for transmitting and receiving control signals of the power control unit; and
a power supply connector through which power is supplied to the power controller;
Module robot containing a.

According to claim 1,
The power control unit,
It includes a first power supply for supplying the power and one or more second power supplies for additionally supplying the power,
The second power supply unit,
A module robot selectively added to the power control unit according to the power demand of the module robot.

According to claim 2,
The stacking order is
A module robot in which a power control unit, a sensor unit, a coupling unit, and a manipulator are sequentially stacked or alternately stacked on top of the driving unit.

According to claim 2,
The coupling part is formed in a shape including four side surfaces, and at least one coupling protrusion and coupling groove are provided on the side surfaces of the module robot.

According to claim 8,
A module robot having a plurality of binding protrusions provided on one side of the side surfaces and a plurality of binding grooves provided on the other side surface.

According to claim 8,
A module robot in which one side of the side surfaces is provided with coupling protrusions and coupling grooves alternately, and the other side side is provided with coupling projections and coupling grooves alternately.

According to claim 1,
The manipulator,
a hinge fastening part rotatably hinged at a relative angle with respect to the manipulator part; and
an articulated arm having one end connected to the hinge fastening part and a grip part for gripping an object at the other end;
including,
The multi-joint arm is composed of a plurality of actuators and connection members connecting the actuators, so that the multi-degree-of-freedom movement is possible.

According to claim 2,
At least one of the driving part, the power control part, the sensor part, the coupling part, or the manipulator part includes a guide stepped part spaced inwardly from the circumference of the upper end and formed stepwise,
A guide extension extending downward along the circumference is provided at the lower end of the power control unit, sensor unit, coupling unit, or manipulator unit facing the guide stepped unit,
The guide extension part has a shape surrounding the circumference of the guide stepped part and induces the stacking of the module robot.

According to claim 1,
The fastening member includes a body portion having a thread formed thereon and a head portion having a larger cross-sectional area than the body portion at an upper end of the body portion,
The fastening member is disposed inside a fastening chamber formed inside the one module,
The module robot in which the fastening hole is formed in the upper part of the fastening chamber.