KR102494487B1 - Walking Robot Leg Mechanism - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부로부터 발생된 구동력에 의해 상대 이동하도록 상기 구동부에 연결되는 발바닥 부재; 및 상기 구동부 및 상기 발바닥 부재 사이에 배치되고, 상기 구동력을 전달받아 상기 발바닥 부재를 운동 가능하게 하는 링크 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구를 제공한다. The present invention, a driving unit for generating a driving force; a sole member connected to the driving unit to move relative to each other by the driving force generated from the driving unit; and a link member disposed between the driving unit and the foot member and receiving the driving force to enable movement of the foot member.
Description
본 발명은 보행 로봇 다리 기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 자세에서 다양한 방향으로 이동 가능하게 동작하는 보행 로봇 다리 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a leg mechanism of a walking robot, and more particularly, to a leg mechanism of a walking robot capable of moving in various directions in various postures.
원자력 발전소 사고 시 대응해야 하는 환경을 분석하여 필요한 원자력 시설을 실측한 데이터를 바탕으로 건축하여 모사한 환경이 알려져 있다. It is known that the environment to be responded to in the event of a nuclear power plant accident is analyzed and the environment simulated by constructing the necessary nuclear facilities based on actual measured data is known.
일례의 모사한 환경은, 바닥면이 콘트리트와 그레이팅 바닥면으로 구성되어 있으며, 37(L) * 104(W) * 14(H) cm의 좁은 통로와, 턱과, 장애물이 있다. 또한, 원자력사고 초기 대응 방안 중 하나인 밸브를 조작하기 위해서는 1.2m의 수직 사다리를 타고 올라선 후, 0.6m 단차를 넘어서야 밸브위치에 도달할 수 있다. An exemplary simulated environment has a floor surface composed of concrete and a grating floor surface, and has a narrow passage, ledge, and obstacle of 37 (L) * 104 (W) * 14 (H) cm. In addition, in order to operate the valve, which is one of the initial responses to a nuclear accident, it is possible to reach the valve position only after climbing a 1.2m vertical ladder and crossing a 0.6m step.
이와 같은 상황에서 비상작업을 효과적으로 대행할 수 있는 작업자와 유사한 수준의 휴머노이드(humanoid) 형태의 로봇이 요구된다.In such a situation, a humanoid-type robot at a level similar to that of a worker that can effectively perform emergency work is required.
휴머노이드 형태의 로봇은 바퀴나 트랙 형태의 로봇보다 더 효율적이다.Humanoid-type robots are more efficient than wheeled or track-type robots.
특허문헌 1에는, 종래의 휴머노이드 로봇의 하지 관절 구조가 개시되어 있다. Patent Literature 1 discloses a lower extremity joint structure of a conventional humanoid robot.
특허문헌 1의 휴머노이드 로봇의 하지 관절 구조는 제1모터가 구비된 제1프레임, 제1모터와 일단이 결합되는 제1링크, 제1링크의 타단이 회전 가능하게 결합되는 관절유닛, 관절유닛에 일단이 회전 가능하게 결합되는 제2링크 및 제2링크의 타단이 결합되는 제2모터를 포함하는 제2프레임을 포함한다. The lower extremity joint structure of the humanoid robot of Patent Document 1 includes a first frame having a first motor, a first link having one end coupled to the first motor, a joint unit having the other end of the first link rotatably coupled, and a joint unit. A second frame including a second link to which one end is rotatably coupled and a second motor to which the other end of the second link is coupled.
특허문헌 1 또는 종래의 휴머노이드 로봇의 경우, 다리 기구의 구동원으로 전기 모터, 감속기를 각 관절에 내장하고 있어 다리가 무거워 신속한 이동에 한계가 있는 문제가 있었다.In the case of Patent Document 1 or a conventional humanoid robot, an electric motor and a speed reducer are built into each joint as a drive source of a leg mechanism, so there is a problem that the leg is heavy and there is a limit to rapid movement.
또한, 일부 휴머노이드 로봇의 경우 다리 관절의 구동원을 허리부분에 장착하여 신속한 이동을 구현하였으나, 가벼운 다리로 인한 제자리 서기가 어렵고 높은 단차, 수직 사다리 승월, 그레이팅 바닥과 같은 원자력시설 내부의 작업공간 접근에 한계가 있는 문제가 있었다.In addition, in the case of some humanoid robots, the driving source of the leg joint is mounted on the waist to realize rapid movement, but it is difficult to stand in place due to light legs, and it is difficult to access work spaces inside nuclear facilities such as high steps, vertical ladder climbing, and grating floors. There was a problem with limitations.
따라서, 원자력시설이 있는 환경에서 신속 이동능력을 높이기 위해서, 환경에 따라, 로봇의 크기와 형태의 가변이 용이하며, 다양한 자세에서 다양한 방향으로 이동 가능한 경량화된 구조의 로봇 구조의 개발이 요구된다. Therefore, in order to increase the rapid movement capability in an environment with nuclear facilities, the development of a lightweight robot structure that can easily change the size and shape of the robot and move in various directions in various postures according to the environment is required.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은, 원자력 시설에서 인간 작업자를 대신할 수 있는 다양한 자세에서 다양한 방향으로 이동 가능하여 수평 및 수직 방향으로 독립적으로 구동할 수 있는 보행 로봇 다리 기구를 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to be able to move in various directions in various postures that can replace human workers in a nuclear power plant, and to be independently driven in horizontal and vertical directions. It is to provide a walking robot leg mechanism.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은, 신속 이동능력을 높일 수 있는 구조의 보행 로봇 다리 기구를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a walking robot leg mechanism having a structure capable of increasing rapid movement capability.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구는, 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부로부터 발생된 구동력에 의해 상대 이동하도록 상기 구동부에 연결되는 발바닥 부재; 및 상기 구동부 및 상기 발바닥 부재 사이에 배치되고, 상기 구동력을 전달받아 상기 발바닥 부재를 운동 가능하게 하는 링크 부재를 포함한다. In order to solve the above problems, a walking robot leg mechanism of the present invention includes a driving unit generating a driving force; a sole member connected to the driving unit to move relative to each other by the driving force generated from the driving unit; and a link member disposed between the driving unit and the sole member, and receiving the driving force to enable movement of the sole member.
상기 구동부는, 수직 방향으로 구동하는 제1 구동 모터부; 및 상기 제1 구동 모터부에 연결되고, 수평 방향으로 구동하는 제2 구동 모터부를 포함한다. The driving unit may include a first driving motor unit driving in a vertical direction; and a second drive motor connected to the first drive motor and driven in a horizontal direction.
상기 링크 부재는, 상기 제1 구동 모터부에 연결되어 일 측이 수직 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수직 구동 링크; 및 상기 제2 구동 모터부에 연결되어 일 측이 수평 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수평 구동 링크를 포함하고, 상기 수직 구동 링크 및 상기 수평 구동 링크는 상기 발바닥 부재에 연결되어 상기 발바닥 부재를 상하 또는 전후 방향으로 이동 가능하게 한다. The link member may include a vertical driving link connected to the first driving motor unit, one side of which is moved in a vertical direction and is rotatably disposed; And a horizontal driving link connected to the second driving motor unit and one side of which is moved in a horizontal direction and rotatably disposed, wherein the vertical driving link and the horizontal driving link are connected to the sole member to operate the sole member. It is possible to move up and down or forward and backward.
상기 링크 부재는, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크, 및 상기 발바닥 부재 사이에 회전 가능하도록 연결되어, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크로부터 전달된 힘에 의해 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하는 동종 링크를 더 포함할 수 있다. The link member is rotatably connected between the vertical driving link, the horizontal driving link, and the sole member to enable movement of the sole member by force transmitted from the vertical driving link and the horizontal driving link. It may further include homogeneous links.
상기 수평 구동 링크는, 일 측이 상기 제2 구동 모터부에 연결되고 다른 일 측은 수직 구동 링크에 연결되어 회동됨으로써 상기 제2 구동 모터부의 구동력을 상기 수직 구동 링크에 전달 가능하게 하는 제1 수평 회동 링크; 및 일 측이 상기 제2 구동 모터부에 연결되어 회동됨으로써 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하는 제2 수평 회동 링크를 포함할 수 있다. The horizontal drive link, one side is connected to the second drive motor unit and the other side is connected to the vertical drive link is rotated, thereby enabling a first horizontal rotation to transmit the driving force of the second drive motor unit to the vertical drive link link; and a second horizontal pivoting link having one side connected to the second driving motor and being rotated to enable movement of the sole member.
본 발명의 보행 로봇 다리 기구는, 상기 제1 구동 모터부 및 상기 수직 구동 링크 사이에 배치되고, 상기 제1 구동 모터부로부터의 구동력을 상기 수직 구동 링크로 전달 가능하게 하는 제1 직선 운동 전달부재를 더 포함할 수 있다. In the walking robot leg mechanism of the present invention, the first linear motion transmission member is disposed between the first driving motor unit and the vertical driving link and transmits driving force from the first driving motor unit to the vertical driving link. may further include.
상기 제1 직선 운동 전달부재는, 상기 제1 구동 모터부에 연결되어 수직 방향으로 연장되도록 구비되는 제1레일부; 및 상기 제1레일부에 대해 상대 이동 가능하도록 상기 제1레일부에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 상기 수직 구동 링크의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제1블록부를 포함할 수 있다. The first linear motion transmitting member may include a first rail portion connected to the first driving motor portion and extending in a vertical direction; and a first block portion having a groove insertable and installable into the first rail portion so as to be relatively movable with respect to the first rail portion, and installed such that one side of the vertical driving link is movable together.
본 발명의 보행 로봇 다리 기구는, 상기 제2 구동 모터부 및 상기 수평 구동 링크 사이에 배치되고, 상기 제2 구동 모터부로부터의 구동력을 상기 수평 구동 링크로 전달 가능하게 하는 제2 직선 운동 전달부재를 더 포함할 수 있다.The walking robot leg mechanism of the present invention is disposed between the second driving motor unit and the horizontal driving link, and transmits a driving force from the second driving motor unit to the horizontal driving link. may further include.
상기 제2 직선 운동 전달부재는, 상기 제2 구동 모터부에 연결되어 수평 방향으로 형성되는 홈을 구비하는 제2레일부; 및 상기 제2레일부에 대해 상대 이동 가능하도록 상기 제2레일부에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 상기 수평 구동 링크의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제2블록부를 포함할 수 있다. The second linear motion transmitting member may include a second rail part connected to the second drive motor part and having a groove formed in a horizontal direction; and a second block portion having a groove insertable and installable into the second rail portion so as to be relatively movable with respect to the second rail portion, and installed such that one side of the horizontal drive link is movable together.
상기 제1레일부는, 서로 이격되도록 배치되고 수직 방향으로 연장되어 있는 2개의 레일로 구성되고, 상기 제1블록부는 수직 방향으로 연장되는 2개의 레일 사이에서 이동 가능하도록 삽입될 수 있다. The first rail part may be composed of two rails disposed to be spaced apart from each other and extending in a vertical direction, and the first block part may be movably inserted between the two rails extending in a vertical direction.
또 다른 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구는, 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부로부터 발생된 구동력에 의해 상대 이동하도록 상기 구동부에 연결되는 발바닥 부재; 상기 구동부 및 상기 발바닥 부재 사이에 배치되고, 상기 구동력을 전달받아 상기 발바닥 부재를 운동 가능하게 하는 링크 부재; 및 상기 구동부 및 상기 링크 부재 사이에 배치되고, 상기 구동부로부터의 구동력 중에서 수직 방향으로의 힘을 상기 링크 부재로 전달 가능하게 하는 제1 직선 운동 전달부재를 포함하고, 상기 제1 직선 운동 전달부재는, 수직 방향으로 연장되도록 구비되는 제1레일부; 및 상기 제1레일부에 대해 상대 이동 가능하도록 상기 제1레일부에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 상기 링크 부재의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제1블록부를 포함한다. In order to solve another of the above problems, a walking robot leg mechanism of the present invention includes a driving unit generating driving force; a sole member connected to the driving unit to move relative to each other by the driving force generated from the driving unit; a link member disposed between the driving unit and the sole member, and enabling movement of the sole member by receiving the driving force; and a first linear motion transmitting member disposed between the driving unit and the link member and enabling transmission of a force in a vertical direction among driving forces from the driving unit to the link member, wherein the first linear motion transmitting member comprises , a first rail portion provided to extend in the vertical direction; and a first block portion having a groove capable of being inserted into the first rail portion so as to be relatively movable with respect to the first rail portion, and having one side of the link member installed so as to be movable together.
상기 구동부 및 상기 링크 부재 사이에 배치되고, 상기 구동부로부터의 구동력 중에서 수평 방향으로의 힘을 상기 링크 부재로 전달 가능하게 하는 제2 직선 운동 전달부재를 포함하고, 상기 제2 직선 운동 전달부재는, 수평 방향으로 연장되도록 구비되는 제2레일부; 및 상기 제2레일부에 대해 상대 이동 가능하도록 상기 제2레일부에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 상기 링크 부재의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제2블록부를 포함한다. A second linear motion transmission member disposed between the driving unit and the link member and capable of transmitting a force in a horizontal direction among driving forces from the driving unit to the link member, wherein the second linear motion transmission member, a second rail unit provided to extend in a horizontal direction; and a second block portion having a groove capable of being inserted into the second rail portion so as to be relatively movable with respect to the second rail portion, and having one side of the link member installed so as to be movable together.
상기 구동부는, 수직 방향으로 구동하는 제1 구동 모터부; 및 상기 제1 구동 모터부에 연결되고, 수평 방향으로 구동하는 제2 구동 모터부를 포함한다. The driving unit may include a first driving motor unit driving in a vertical direction; and a second drive motor connected to the first drive motor and driven in a horizontal direction.
상기 링크 부재는, 상기 제1 구동 모터부에 연결되어 일 측이 수직 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수직 구동 링크; 및 상기 제2 구동 모터부에 연결되어 일 측이 수평 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수평 구동 링크를 포함하고, 상기 수직 구동 링크 및 상기 수평 구동 링크는 상기 발바닥 부재에 연결되어 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 한다. The link member may include a vertical driving link connected to the first driving motor unit, one side of which is moved in a vertical direction and is rotatably disposed; And a horizontal driving link connected to the second driving motor unit and one side of which is moved in a horizontal direction and rotatably disposed, wherein the vertical driving link and the horizontal driving link are connected to the sole member to operate the sole member. make it possible to move
상기 링크 부재는, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크, 및 상기 발바닥 부재 사이에 회전 가능하도록 연결되어, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크로부터 전달된 힘에 의해 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하는 동종 링크를 더 포함할 수 있다. The link member is rotatably connected between the vertical driving link, the horizontal driving link, and the sole member to enable movement of the sole member by force transmitted from the vertical driving link and the horizontal driving link. It may further include homogeneous links.
상기 수평 구동 링크는, 일 측이 상기 제2 구동 모터부에 연결되고 다른 일 측은 수직 구동 링크에 연결되어 회동됨으로써 상기 제2 구동 모터부의 구동력을 상기 수직 구동 링크에 전달 가능하게 하는 제1 수평 회동 링크; 및 일 측이 상기 제2 구동 모터부에 연결되어 회동됨으로써 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하는 제2 수평 회동 링크를 포함한다. The horizontal drive link, one side is connected to the second drive motor unit and the other side is connected to the vertical drive link is rotated, thereby enabling a first horizontal rotation to transmit the driving force of the second drive motor unit to the vertical drive link link; and a second horizontal pivoting link having one side connected to the second driving motor and being rotated to enable movement of the sole member.
또 다른 상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구는, 구동력을 발생시키는 구동부; 상기 구동부로부터 발생된 구동력에 의해 상대 이동하도록 상기 구동부에 연결되는 발바닥 부재; 및 상기 구동부 및 상기 발바닥 부재 사이에 배치되고, 상기 구동력을 전달받아 상기 발바닥 부재를 운동 가능하게 하는 링크 부재를 포함하고, 상기 링크 부재는, 상기 구동부에 연결되어 일 측이 수직 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수직 구동 링크; 및 상기 구동부에 연결되어 일 측이 수평 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수평 구동 링크를 포함하고, 상기 수직 구동 링크 및 상기 수평 구동 링크는 상기 발바닥 부재에 연결되어 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 한다. In order to solve another of the above problems, a walking robot leg mechanism of the present invention includes a driving unit generating driving force; a sole member connected to the driving unit to move relative to each other by the driving force generated from the driving unit; and a link member disposed between the driving unit and the sole member and receiving the driving force to enable movement of the sole member, wherein the link member is connected to the driving unit so that one side thereof moves in a vertical direction and rotates. possibly arranged vertical drive links; And a horizontal driving link connected to the driving unit and one side of which is moved in a horizontal direction and rotatably disposed, wherein the vertical driving link and the horizontal driving link are connected to the sole member to enable movement of the sole member .
상기 링크 부재는, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크, 및 상기 발바닥 부재 사이에 회전 가능하도록 연결되어, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크로부터 전달된 힘에 의해 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하는 동종 링크를 더 포함할 수 있다. The link member is rotatably connected between the vertical driving link, the horizontal driving link, and the sole member to enable movement of the sole member by force transmitted from the vertical driving link and the horizontal driving link. It may further include homogeneous links.
본 발명의 보행 로봇 다리 기구는, 상기 발바닥 부재 및 상기 수직 구동 링크 사이에 연결되어 상기 발바닥 부재를 측면 방향으로 회동을 가능하게 하는 발목 회동 조절봉을 더 포함할 수 있다.The walking robot leg mechanism of the present invention may further include an ankle rotation control rod connected between the sole member and the vertical drive link to enable rotation of the sole member in a lateral direction.
본 발명은, 구동부 및 링크 부재 등의 구성을 이용하여 원자력 시설에서 인간 작업자를 대신할 수 있는 다양한 자세에서 다양한 방향으로 이동 가능하여 수평 및 수직 방향으로 독립적으로 구동할 수 있다. In the present invention, by using configurations such as a driving unit and a link member, it can be moved in various directions in various postures that can replace a human operator in a nuclear power plant, and can be independently driven in horizontal and vertical directions.
또한, 본 발명은, 다리 이동부의 구동원(모터, 감속기)을 다리 링크에 내장하지 않는 기구 방식을 적용하여, 로봇의 발이 항상 지면과 평행을 이루고 2 회전 방형의 관절 운동(roll, pitch)이 가능하다.In addition, the present invention applies a mechanical method in which the driving source (motor, reducer) of the leg moving part is not built into the leg link, so that the robot's feet are always parallel to the ground and two-rotational square joint motion (roll, pitch) is possible. do.
도 1은 본 발명의 보행 로봇 다리 기구를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 보행 로봇 다리 기구를 도시하는 측면도.
도 3은 본 발명의 보행 로봇 다리 기구를 도시하는 정면도.
도 4는 보조 구동 모터부를 도시하는 사시도.
도 5는 제2 구동 모터부 및 이에 연결된 제2 직선 운동 전달부재를 도시하는 사시도.
도 6는 제1 구동 모터부 및 이에 연결된 제1 직선 운동 전달부재를 도시하는 사시도.
도 7은 제1 구동 모터부, 제1 직선 운동 전달부재 및 보조 구동 모터부를 일 측에서 바라본 사시도.
도 8은 제1 구동 모터부, 제1 직선 운동 전달부재 및 보조 구동 모터부를 다른 일 측에서 바라본 사시도.
도 9는 발바닥 부재의 피치(Pitch), 혹은 롤(Roll) 회전을 도시하는 평면도.
도 10은 본 발명의 보행 로봇 다리 기구의 수평자세, 및 전후 방향으로 회전되는 동작을 도시하는 측면도.
도 11은 본 발명의 보행 로봇 다리 기구의 전후 방향으로 회전되어 발바닥 부재의 일부가 지면으로부터 이격된 동작인 피치(pitch) 동작을 도시하는 측면도.
도 12은 본 발명의 보행 로봇 다리 기구의 전후 방향으로 회전되어 발바닥 부재의 일부가 지면으로부터 이격된 동작인 피치(pitch) 동작을 도시하는 측면도.
도 13은 본 발명의 보행 로봇 다리 기구의 발바닥 부재가 측방향으로 회전되어 발바닥 부재의 일부가 지면으로부터 이격된 동작인 롤(roll) 동작을 도시하는 측면도.
도 14는 본 발명의 보행 로봇 다리 기구의 발바닥 부재가 측방향으로 회전되어 발바닥 부재의 일부가 지면으로부터 이격된 동작인 롤(roll) 동작을 도시하는 측면도.1 is a perspective view showing a leg mechanism of a walking robot according to the present invention;
Fig. 2 is a side view showing the walking robot leg mechanism of the present invention;
Fig. 3 is a front view showing the walking robot leg mechanism of the present invention;
4 is a perspective view illustrating an auxiliary driving motor unit;
5 is a perspective view showing a second driving motor unit and a second linear motion transmission member connected thereto;
6 is a perspective view showing a first drive motor unit and a first linear motion transmission member connected thereto;
7 is a perspective view of a first driving motor unit, a first linear motion transmission member, and an auxiliary driving motor unit viewed from one side;
8 is a perspective view of a first driving motor unit, a first linear motion transmission member, and an auxiliary driving motor unit viewed from another side;
Fig. 9 is a plan view showing pitch or roll rotation of the sole member.
Fig. 10 is a side view showing a horizontal posture of the leg mechanism of the walking robot according to the present invention and an operation of rotating in the forward and backward directions;
11 is a side view illustrating a pitch motion, which is a motion in which a part of a sole member is separated from the ground by rotating in the front and rear directions of the walking robot leg mechanism according to the present invention.
12 is a side view illustrating a pitch motion, which is a motion in which a part of a sole member is separated from the ground by rotating in the front and rear directions of the walking robot leg mechanism according to the present invention.
13 is a side view showing a roll motion, which is an operation in which a part of the foot member of the walking robot leg mechanism of the present invention is rotated in a lateral direction and a part of the foot member is separated from the ground.
14 is a side view illustrating a roll motion, which is an operation in which a part of the foot member of the walking robot leg mechanism of the present invention is rotated in a lateral direction and a part of the foot member is separated from the ground.
이하, 본 발명에 관련된 보행 로봇 다리 기구(100)에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the walking
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.In this specification, the same or similar reference numerals are given to the same or similar components even in different embodiments, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
또한, 서로 다른 실시예라도 구조적, 기능적으로 모순이 되지 않는 한 어느 하나의 실시예에 적용되는 구조는 다른 하나의 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.In addition, a structure applied to one embodiment may be equally applied to another embodiment as long as there is no structural or functional contradiction between different embodiments.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions thereof will be omitted.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and technical scope of the present invention are included. It should be understood to include water or substitutes.
이하, 본 실시예에 의한 보행 로봇 다리 기구(100)를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the walking
도 1을 참조하면, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구(100)는 구동부(10), 발바닥 부재(20) 및 링크 부재(30)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the walking
구동부(10)는 구동력을 발생시킨다. The
구동부(10)는, 제1 구동 모터부(12) 및 제2 구동 모터부(14)를 포함할 수 있다. The driving
제1 구동 모터부(12)는, 수직 방향으로 구동한다.The first
일례로, 제1 구동 모터부(12)는, 브러시리스 모터(Brushless Direct Current motor, BLDC motor)일 수 있다. For example, the first
제1 구동 모터부(12)에는, 도 6 등에서 도시되는 바와 같이, 컨트롤러(12a)가 구비될 수 있다. 컨트롤러(12a)는, 제1 구동 모터부(12)에 전원의 제공을 가능하게 하거나, 모터의 구동을 제어할 수 있는 다양한 구성의 기판과 전자 단자 등의 구성을 구비하는데, 이들 구성은 공지 기술로서 이에 대해 상세한 설명은 생략하기로 한다. As shown in FIG. 6 or the like, the first
제2 구동 모터부(14)는, 제1 구동 모터부(12)에 연결되고, 수평 방향으로 구동한다. The second
제2 구동 모터부(14)도 제1 구동 모터부(12)와 마찬가지로, 브러시리스 모터(Brushless Direct Current motor, BLDC motor)일 수 있다.Like the first
제2 구동 모터부(14)에는, 도 5 등에서 도시되는 바와 같이, 컨트롤러(14a)가 구비될 수 있다. 컨트롤러(14a)는, 제2 구동 모터부(14)에 전원의 제공을 가능하게 하거나, 모터의 구동을 제어할 수 있는 다양한 구성의 기판과 전자 단자 등의 구성을 구비하는데, 이들 구성은 공지 기술로서 이에 대해 상세한 설명은 생략하기로 한다. As shown in FIG. 5 or the like, the second
구동부(10)는 보조 구동 모터부(13)를 더 포함할 수 있다. The driving
보조 구동 모터부(13)는, 제1 구동 모터부(12)에 연결되며, 제1 구동 모터부(12)와 함께 링크 부재(30)에 수직 방향으로 힘을 가한다. The auxiliary
또한, 보조 구동 모터부(13)는, 링크 부재(30)의 동작을 제어할 수도 있다. Also, the auxiliary
보조 구동 모터부(13)에는, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 컨트롤러(13a)가 구비될 수 있다. 컨트롤러(13a)는, 보조 구동 모터부(13)에 전원의 제공을 가능하게 하거나, 모터의 구동을 제어할 수 있는 다양한 구성의 기판과 전자 단자 등의 구성을 구비하는데, 이들 구성은 공지 기술로서 이에 대해 상세한 설명은 생략하기로 한다.As shown in FIG. 4 , the auxiliary
발바닥 부재(20)는 구동부(10)로부터 발생된 구동력에 의해 상대 이동하도록 상기 구동부(10)에 연결된다.The
또한, 발바닥 부재(20)는 구동부(10)로부터 후술하는 링크 부재(30)를 통하여 구동력을 전달받아, 상하(up/down) 방향으로 회동할 수 있다.In addition, the
일례로, 본 발명에서 발바닥 부재(20)의 전후 이동거리는 600mm, 상하 이동거리 600mm, 확대비는 전후 4배, 상하 3배가 되도록 설계될 수 있다. 하지만, 반드시 이러한 치수에 한정되는 것은 아니다. For example, in the present invention, the front and rear movement distance of the
전후방향은, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구(100)가 앞 또는 뒤로 이동하는 방향으로, 발바닥 부재(20)가 지면을 전후 방향으로 차면서 회동하는 방향으로 이해될 수 있다. 도 10 내지 도 12에서 발바닥 부재(20)가 전후방향으로 회동하는 예가 화살표로 도시되어 있다. The front-back direction may be understood as a direction in which the walking
또한, 측방향은, 전방 및 후방과 교차하는 옆을 향하는 방향인데, 발바닥 부재(20)가 바깥 또는 안쪽으로 회동하는 방향으로 이해될 수 있다. 도 13 및 도 14에는 발바닥 부재(20)가 측방향으로 회동하는 예가 화살표로 도시되어 있다.In addition, the lateral direction is a direction toward the side that intersects the front and rear, and can be understood as a direction in which the
일례로, 발바닥 부재(20)에는 제1힌지부(23) 및 제2힌지부(25)가 형성될 수 있다. 제1힌지부(23)는 발바닥 부재(20)를 전후 방향으로 회동 가능하도록 동종 링크(35)에 연결될 수 있다. For example, a
한편, 도 9를 참조하면, 발바닥 부재(20)가 제2힌지부(25)에 회동 가능하도록 연결되어 제2힌지부(25)는 발목 회동 조절봉(60)에 연결되어 발바닥 부재(20)를 측방향으로 회전 가능하게 될 수 있다. 또한, 도 9에서 도시되는 바와 같이, 제2힌지부(25)의 일 측의 원의 중심에서 발바닥 부재(20) 가운데까지의 거리를 d로 설정하면, 회전 각도 θ = tan-1(1/d)으로 산출될 수 있다. On the other hand, referring to FIG. 9 , the
도 9에는 발바닥 부재(20)의 피치(Pitch) 및 롤(Roll)의 구동을 가능하게 하는 구성이 도시되어 있다.9 shows a configuration enabling driving of pitch and roll of the
도 9에서, 일례로, 2개의 BLDC 모터의 회전 구동력을 효율적으로 증대시키기 위해 볼스크루를 사용하여 직선구동으로 바꾼 후 이를 고정점에 대한 회전운동으로 변환하도록 제조될 수 있다.In FIG. 9, as an example, in order to effectively increase the rotational driving force of two BLDC motors, it can be manufactured to convert it into a rotational motion about a fixed point after converting it into a linear drive using a ball screw.
이로 인해, 고정점에 대한 회전구동 토크는 연속된 2개의 평행사변형 기구에 의해 발바닥 부재(20)를 구동하게 되는데, 2개의 발바닥 부재(20)를 같은 방향으로 구동할 경우 피치(Pitch) 동작이 발행하고, 반대방향으로 구동할 경우 롤(Roll)동작이 발생하게 된다.Due to this, the rotation driving torque for the fixed point drives the
링크 부재(30)는, 구동부(10) 및 상기 발바닥 부재(20) 사이에 배치되고, 구동력에 의해 일 지점이 직선 운동을 가능하게 한다. The
또는, 링크 부재(30)는, 구동부(10)로부터 회전 구동력을 제공받아 직선 운동을 하여 일 지점이 직선 운동을 가능하게 된다. Alternatively, the
링크 부재(30)는 수직 구동 링크(31) 및 수평 구동 링크(33)를 포함할 수 있다. The
링크 부재(30)는 변위 확대 기구인 팬터그래프 기구(Pantagraph Mechanism)일 수 있다. The
일례로, 팬터그래프 기구는 전후 방향으로 4배, 상하 방향으로 3배의 확대비를 가지도록 본 발명의 링크 부재(30)는 설계될 수 있다. For example, the
수직 구동 링크(31)는 상기 제1 구동 모터부(12)에 연결되어 일 측이 수직 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치된다.The
수평 구동 링크(33)는 상기 제2 구동 모터부(14)에 연결되어 일 측이 수평 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치된다. The
상기 수직 구동 링크(31) 및 상기 수평 구동 링크(33)는 상기 발바닥 부재(20)에 연결되어 상기 발바닥 부재(20)를 이동 가능하게 한다. The
도 1 및 도 2을 참조하면, 제1 구동 모터부(12)에 사선 방향으로 연결되어 있는 수직 구동 링크(31)와 제2 구동 모터부(14)에 “L” 자의 형상으로 연결되어 있는 수평 구동 링크(33)의 예가 도시된다. 1 and 2, a
도 1 및 도 2에서 보여지는 바와 같이, 수직 구동 링크(31)는 좌측 단이 제1 구동 모터부(12)에 연결되어 좌측 단이 수직 방향으로 이동되게 된다. 이 때, 수직 구동 링크(31)의 우측단은 후술하는 동종 링크(35)에 연결되어 있기에, 수직 구동 링크(31)는 회전운동도 하게 된다. As shown in FIGS. 1 and 2 , the left end of the
수직 구동 링크(31)에는, 양 측에 회전 가능하도록 결합되되 외주에 돌기를 구비하는 스프라켓(31a), 및 스프라켓(31a)과 수직 구동 링크(31)를 감싸도록 설치되어 수직 구동 링크(31)의 외주에서 컨택 접촉되며 회동하는 체인(31b)이 설치될 수 있다. In the
스프라켓(31a)과 체인(31b)에 의해 체인 동력 전달 방식이 적용되고, 제1 구동 모터부(12)로부터 동력 전달을 효율적으로 가능하게 한다. A chain power transmission method is applied by the
한편, 수직 구동 링크(31)는 도 1 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 구동부(10)의 양 측에 2개가 한 쌍을 이루며 배치될 수 있다. 도 1 및 도 3에는, 각각의 링크 구성들이 서로 나란하도록 2개씩 쌍을 이루며 배치되어 있다. Meanwhile, as shown in FIGS. 1 and 3 , two vertical driving links 31 may be disposed on both sides of the driving
수직 구동 링크(31)에 연결되는 수평 구동 링크(33)도, 수직 구동 링크(31)와 마찬가지로, 도 2에 도시되는 바와 같이, 도면 상에서 구동부(10)의 양 측에 2개가 한 쌍을 이루며 배치될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2를 참조하면, 수평 구동 링크(33)는, 좌측 단이 제2 구동 모터부(14)에 연결되어 좌측 단이 수평 방향으로 이동되게 된다. 이 때, 수평 구동 링크(33)의 우측단은 수직 구동 링크(31)와 후술하는 동종 링크(35)에 연결되어 있기에, 수평 구동 링크(33)는 회전운동도 하게 된다.Also, referring to FIGS. 1 and 2 , the left end of the
수평 구동 링크(33)는 제1 수평 회동 링크(33a) 및 제2 수평 회동 링크(33b)를 포함할 수 있다. The
제1 수평 회동 링크(33a)는, 일 측이 상기 제2 구동 모터부(14)에 연결되고 다른 일 측은 수직 구동 링크(31)에 연결되어 회동됨으로써 상기 제2 구동 모터부(14)의 구동력을 상기 수직 구동 링크(31)에 전달 가능하게 한다.The first
제2 수평 회동 링크(33b)는, 일 측이 상기 제2 구동 모터부(14)에 연결되어 회동됨으로써 상기 발바닥 부재(20)를 이동 가능하게 한다. The second
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 수평 회동 링크(33a)는 우상측의 사선 방향으로 배치되어 있으며, 제1 수평 회동 링크(33a)의 좌하측은 제2 구동 모터부(14)에 연결되고 제1 수평 회동 링크(33a)의 우상측은 수직 구동 링크(31)에 연결된다. 또한, 제2 수평 회동 링크(33b)는, 우하측의 사선 방향으로 배치되어 있으며, 제2 수평 회동 링크(33b)의 좌상측은 제2 구동 모터부(14)에 연결되고 제2 수평 회동 링크(33b)의 우하측은 후술하는 동종 링크(35)에 연결되어 있는 예가 도시된다.1 and 2, the first
수직 구동 링크(31), 제1 및 제2 수평 회동 링크(33a, 33b) 사이에는 서로 간의 회전을 위해 핀들이 설치되는 예가 도 1 내지 도 3 등에 도시되어 있다. An example in which pins are installed between the
링크 부재(30)는 동종 링크(35)를 더 포함할 수 있다. The
동종 링크(35)는 상기 수직 구동 링크(31)와 상기 수평 구동 링크(33), 및 상기 발바닥 부재(20) 사이에 회전 가능하도록 연결된다.A
또한, 동종 링크(35)는, 수직 구동 링크(31)와 상기 수평 구동 링크(33)로부터 전달된 힘에 의해 상기 발바닥 부재(20)를 이동 가능하게 한다. In addition, the
동종 링크(35)는, 도 1 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 수직 구동 링크(31)와 상기 수평 구동 링크(33)에 나란하도록 2개가 한 쌍을 이루며 배치될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 3 , two
한편, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구(100)는, 제1 직선 운동 전달부재(40)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the walking
제1 직선 운동 전달부재(40)는, 제1 구동 모터부(12) 및 상기 수직 구동 링크(31) 사이에 배치되고, 상기 제1 구동 모터부(12)로부터의 구동력을 상기 수직 구동 링크(31)로 전달 가능하게 한다. The first linear
제1 직선 운동 전달부재(40)는, 제1 구동 모터부(12)에 연결되어 수직 방향으로 형성되는 홈을 구비하는 제1레일부(41)와, 제1레일부(41)에 상대 이동 가능하도록 상기 제1레일부(41)에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며 수직 구동 링크(31)의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제1블록부(43)를 포함할 수 있다. The first linear
제1레일부(41)는, 서로 이격되도록 배치되고 수직 방향으로 연장되어 있는 2개의 레일로 구성되고, 상기 제1블록부(43)는 수직 방향으로 연장되는 2개의 레일(41a, 41b) 사이에서 이동 가능하도록 삽입되도록 설치되며 제1블록부(43)에 레일(41a, 41b)이 삽입 가능하게 홈이 구비되며, 이들 구성이 케이싱(46)의 내부에 배치된 예가 도 6에 도시된다. 또한, 케이싱(46)의 저면에는 제1 직선 운동 전달부재(40)와 후술하는 제2 직선 운동 전달부재(50)를 서로 연결시키는 연결부재(45)가 설치될 수 있다. The
하지만, 제1 직선 운동 전달부재(40)와 후술하는 제2 직선 운동 전달부재(50)는 반드시 연결부재(45)에 의해 서로 연결되어야 하는 것은 아니고, 각각 다른 지지 부재에 고정 설치될 수도 있을 것이다. However, the first linear
제1블록부(43)에는 수직 구동 링크(31)가 결합되도록 형성되는 수직 링크 결합부(43a)가 구비될 수 있다. 일례로, 수직 링크 결합부(43a)는 도 6에는 제1블록부(43)의 양 면에서 봉 또는 핀구조로 돌출되어 형성되어 있는 예가 도시되며, 이로 인해, 제1블록부(43)의 양 측에 수직 구동 링크(31)는 회동 가능하도록 설치되게 된다. The
또한, 본 발명의 보행 로봇 다리 기구(100)는, 제2 직선 운동 전달부재(50)를 더 포함할 수 있다. In addition, the walking
제2 직선 운동 전달부재(50)는, 제2 구동 모터부(14) 및 수평 구동 링크(33) 사이에 배치되고, 제2 구동 모터부(14)로부터의 구동력을 상기 수평 구동 링크(33)로 전달 가능하게 한다. The second linear
제2 직선 운동 전달부재(50)는, 제2 구동 모터부(14)에 연결되어 수평 방향으로 형성되는 홈을 구비하는 제2레일부(51)와, 제2레일부(51)에 상대 이동 가능하도록 상기 제2레일부(51)에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 수직 구동 링크(31)의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제2블록부(53)를 포함할 수 있다. The second linear
제2레일부(51)는, 서로 이격되도록 배치되고 수평 방향으로 연장되어 있는 2개의 레일(51a, 51b)로 구성되고, 상기 제2블록부(53)는 수평 방향으로 연장되는 2개의 레일(51a, 51b) 사이에서 이동 가능하도록 삽입되도록 설치되며, 이들 구성이 케이싱(56)의 내부에 배치된 예가 도 5에 도시된다. 제2블록부(53)는 수평 방향으로 연장되어 있는 2개의 레일(51a, 51b)이 삽입되는 홈을 구비할 수 있다. The
제2블록부(53)에는 수평 구동 링크(33)가 결합되도록 형성되는 수평 링크 결합부(53a)가 구비될 수 있다. 일례로, 수평 링크 결합부(53a)는 도 5에는 제2블록부(53)의 일 면에서 봉 또는 핀구조로 돌출되어 형성되어 있으나, 제2블록부(53)의 반대편의 일 면에서도 돌출 형성된다. 즉, 수평 링크 결합부(53a)는 제2블록부(53)의 양 면에서 돌출되는 봉 또는 핀구조일 수 있다. 이로 인해, 제2블록부(53)의 양 측에 수평 구동 링크(33)는 회동 가능하도록 설치되게 된다. The
본 발명의 보행 로봇 다리 기구(100)는, 발목 회동 조절봉(60)을 더 포함할 수 있다.The walking
발목 회동 조절봉(60)은, 수직 구동 링크(31)의 상기 제1 구동 모터부(12)에 연결되는 일 측과 반대편에 구비된 일 측과, 발바닥 부재의 사이에 배치되고, 발바닥 부재를 보행 로봇의 측방향으로 회전 가능하게 한다. The ankle
발목 회동 조절봉(60)은 일례로, 2개로 구비될 수 있으며, 2개의 발목 회동 조절봉은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. Ankle
도 1 및 도 2를 참조하면, 발목 회동 조절봉(60)은, 수직 구동 링크(31)의 우하측의 일 단과, 발바닥 부재(20) 사이에서 동종 링크(35)와 나란하도록 연결되는 예가 도시된다. 또한, 도 3을 참조하면, 발목 회동 조절봉(60)은, 2개로 구비되어 서로 이격되도록 배치되고, 2개의 발목 회동 조절봉(60)은 각각 발바닥 부재(20)의 양 측에 설치되는 예가 도시된다. 1 and 2, an example in which the ankle
2개의 발목 회동 조절봉(60)의 조절에 의해 발바닥 부재(20)가 좌우 방향으로 회전되게 되는데, 2개의 발목 회동 조절봉(60) 중 우측의 발목 회동 조절봉(60b)의 상방향 조절에 의해 발바닥 부재(20)는 도 13에는 반시계 방향으로 회동하는 예가 도시된다.By adjusting the two ankle
또한, 2개의 발목 회동 조절봉(60) 중 좌측의 발목 회동 조절봉(60a)의 상방향 조절에 의해 발바닥 부재(20)는 도 14에는 시계 방향으로 회동하는 예가 도시된다.In addition, an example in which the
고정점에 대한 회전구동 토크는 연속된 2개의 평행사변형 기구인 2개의 발목 회전 조절봉(60) 및 링크 부재(30)에 의해 발바닥 부재(20)를 구동하게 되는데, 2개의 발바닥 구동모듈(일례로, 도 9에서의 보조 구동 모터부(13))을 같은 방향으로 구동할 경우 피치(Pitch) 동작이 발생하고, 반대방향으로 구동할 경우 롤(Roll) 동작이 발생하게 된다. The rotation driving torque for the fixed point drives the
상기 제1 구동 모터부(12)에 연결되는 일 측과 반대편에 구비된 일 측과, 발바닥 부재의 사이에 배치되고, 발바닥 부재(20)를 보행 로봇의 측방향으로 회전 가능하게 한다. It is disposed between one side connected to the first
이상에서 설명한 보행 로봇 다리 기구(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described walking
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It is apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
100:보행 로봇 다리 기구
10:구동부 12:제1 구동 모터부
12a: 컨트롤러 13:보조 구동 모터부
12b: 연결 브라켓 13a: 컨트롤러
14:제2 구동 모터부 14a: 컨트롤러
20:발바닥 부재 23:제1힌지부
25:제2힌지부 30:링크 부재
31:수직 구동 링크 31a: 스프라켓
31b :체인 33:수평 구동 링크
33a: 제1 수평 회동 링크
33b: 제2 수평 회동 링크
35:동종 링크
40:제1 직선 운동 전달부재
41:제1레일부 41a, 41b :레일
43:제1블록부 43a: 수직 링크 결합부
45:연결 부재 46:케이싱
50:제2 직선 운동 전달부재
51:제2레일부 100: walking robot leg mechanism
10: driving unit 12: first driving motor unit
12a: controller 13: auxiliary drive motor unit
12b:
14: second
20: sole member 23: first hinge part
25: second hinge portion 30: link member
31:
31b: chain 33: horizontal drive link
33a: first horizontal pivot link
33b: second horizontal pivot link
35: Homogenous Links
40: first linear motion transmission member
41:
43:
45: connecting member 46: casing
50: second linear motion transmission member
51: second rail part
Claims (19)
상기 구동부로부터 발생된 구동력에 의해 상대 이동하도록 상기 구동부에 연결되는 발바닥 부재;
상기 구동부 및 상기 발바닥 부재 사이에 배치되고, 상기 구동력을 전달받아 상기 발바닥 부재를 운동 가능하게 하는 링크 부재; 및
상기 발바닥 부재 및 상기 링크 부재 사이에 연결되어 상기 발바닥 부재를 측면 방향으로 회동을 가능하게 하는 발목 회동 조절봉을 포함하고,
상기 발바닥 부재 및 상기 발목 회동 조절봉 사이에는 제2힌지부가 연결되고,
상기 구동부는,
수직 방향으로 구동하는 제1 구동 모터부;
상기 제1 구동 모터부에 연결되고, 수평 방향으로 구동하는 제2 구동 모터부; 및
상기 제1 구동 모터부에 연결되어 상기 제1 구동 모터부로부터의 동력을 상기 링크 부재로 전달 가능하게 하고, 서로 같은 방향 또는 다른 방향으로 회동 가능하도록 2개로 구비되는 보조 구동 모터부를 포함하며,
상기 링크 부재는,
2개의 보조 구동 모터부에 각각 연결되어 동력을 전달받도록 2개로 구비되고, 상기 제1 구동 모터부에 연결되어 일 측이 수직 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수직 구동 링크;
상기 제2 구동 모터부에 연결되어 일 측이 수평 방향으로 이동되어 회전 가능하게 배치되는 수평 구동 링크; 및
상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크, 및 상기 발바닥 부재 사이에 회전 가능하도록 연결되어, 상기 수직 구동 링크와 상기 수평 구동 링크로부터 전달된 힘에 의해 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하도록 상기 발바닥 부재에 전후 및 측면 방향으로 회동 가능하게 연결되는 동종 링크를 포함하고,
상기 발목 회동 조절봉은, 상기 수직 구동 링크와 상기 발바닥 부재의 사이에 배치되고,
상기 발목 회동 조절봉은, 상기 발바닥 부재의 양 측에 배치되도록 2개로 구비되고,
상기 수직 구동 링크의 양 측에는 회전 가능하도록 결합되되 외주에 돌기를 구비하는 스프라켓이 각각 설치되고, 상기 수직 구동 링크에는 상기 수직 구동 링크의 양 측의 스프라켓과 상기 수직 구동 링크를 감싸도록 설치되되 상기 수직 구동 링크의 외주에서 컨택 접촉되며 회동하는 체인이 더 설치되고,
상기 수직 구동 링크의 일 측에 배치된 스프라켓은 상기 보조 구동 모터부에 회동 가능하게 연결되고, 상기 수직 구동 링크의 다른 일 측에 배치된 스프라켓은 상기 동종링크 및 상기 발목 회동 조절봉과 회동 가능하게 연결되어, 상기 보조 구동 모터부로부터의 동력은 상기 수직 구동링크를 통해 상기 동종링크와 상기 발목 회동 조절봉으로 전달되고, 상기 2개의 보조 구동 모터부가 서로 다른 방향으로 회동하면 상기 발바닥 부재를 측면 방향으로 회동 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
a drive unit that generates a driving force;
a sole member connected to the driving unit to move relative to each other by the driving force generated from the driving unit;
a link member disposed between the driving unit and the sole member, and enabling movement of the sole member by receiving the driving force; and
An ankle rotation control rod connected between the sole member and the link member to enable rotation of the sole member in a lateral direction,
A second hinge unit is connected between the sole member and the ankle rotation control bar,
the driving unit,
a first drive motor unit that drives in a vertical direction;
a second driving motor unit connected to the first driving motor unit and driven in a horizontal direction; and
It is connected to the first drive motor unit to enable power from the first drive motor unit to be transmitted to the link member, and includes two auxiliary drive motor units provided to be rotatable in the same direction or in different directions,
The link member,
a vertical drive link connected to two auxiliary drive motor units to receive power, and connected to the first drive motor unit, one side of which is rotatably moved in a vertical direction;
a horizontal driving link connected to the second driving motor unit and having one side moved in a horizontal direction and rotatably arranged; and
It is rotatably connected between the vertical drive link, the horizontal drive link, and the sole member so that the sole member can be moved back and forth by the force transmitted from the vertical drive link and the horizontal drive link. And a homogeneous link rotatably connected in the lateral direction,
The ankle rotation control rod is disposed between the vertical driving link and the sole member,
The ankle rotation control rod is provided in two to be disposed on both sides of the sole member,
Sprockets rotatably coupled to both sides of the vertical drive link and having protrusions on the outer circumference are respectively installed, and the vertical drive link is installed to surround the sprocket on both sides of the vertical drive link and the vertical drive link. A chain that contacts and rotates on the outer periphery of the driving link is further installed,
A sprocket disposed on one side of the vertical driving link is rotatably connected to the auxiliary driving motor unit, and a sprocket disposed on the other side of the vertical driving link is rotatably connected to the homogeneous link and the ankle rotation control bar. Then, the power from the auxiliary drive motor unit is transmitted to the homogeneous link and the ankle rotation control rod through the vertical drive link, and when the two auxiliary drive motor units rotate in different directions, the sole member moves in the lateral direction. A walking robot leg mechanism characterized in that it is capable of rotation.
상기 수평 구동 링크는,
일 측이 상기 제2 구동 모터부에 연결되고 다른 일 측은 수직 구동 링크에 연결되어 회동됨으로써 상기 제2 구동 모터부의 구동력을 상기 수직 구동 링크에 전달 가능하게 하는 제1 수평 회동 링크; 및
일 측이 상기 제2 구동 모터부에 연결되어 회동됨으로써 상기 발바닥 부재를 이동 가능하게 하는 제2 수평 회동 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
According to claim 1,
The horizontal drive link,
A first horizontal pivoting link having one side connected to the second driving motor unit and the other side connected to the vertical driving link to transmit driving force of the second driving motor unit to the vertical driving link by being rotated; and
The walking robot leg mechanism comprising a second horizontal rotational link, one side of which is connected to the second drive motor and rotates to enable movement of the foot sole member.
상기 제1 구동 모터부 및 상기 수직 구동 링크 사이에 배치되고, 상기 제1 구동 모터부로부터의 구동력을 상기 수직 구동 링크로 전달 가능하게 하는 제1 직선 운동 전달부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
According to claim 1,
And a first linear motion transmission member disposed between the first drive motor unit and the vertical drive link and enabling transmission of a driving force from the first drive motor unit to the vertical drive link. Robot leg mechanism.
상기 제1 직선 운동 전달부재는,
상기 제1 구동 모터부에 연결되어 수직 방향으로 연장되도록 구비되는 제1레일부; 및
상기 제1레일부에 대해 상대 이동 가능하도록 상기 제1레일부에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 상기 수직 구동 링크의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제1블록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
According to claim 6,
The first linear motion transmission member,
a first rail part connected to the first driving motor part and provided to extend in a vertical direction; and
Characterized in that it comprises a first block portion having a groove that can be inserted into and installed with respect to the first rail portion so as to be relatively movable with respect to the first rail portion, and one side of the vertical driving link is installed to be movable together. Walking robot leg mechanism.
상기 제2 구동 모터부 및 상기 수평 구동 링크 사이에 배치되고, 상기 제2 구동 모터부로부터의 구동력을 상기 수평 구동 링크로 전달 가능하게 하는 제2 직선 운동 전달부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
According to claim 6 or 7,
And a second linear motion transmitting member disposed between the second driving motor unit and the horizontal driving link and enabling transmission of a driving force from the second driving motor unit to the horizontal driving link. Robot leg mechanism.
상기 제2 직선 운동 전달부재는,
상기 제2 구동 모터부에 연결되어 수평 방향으로 형성되는 홈을 구비하는 제2레일부; 및
상기 제2레일부에 대해 상대 이동 가능하도록 상기 제2레일부에 대해 삽입 설치 가능한 홈을 구비하며, 상기 수평 구동 링크의 일 측이 함께 이동 가능하도록 설치되는 제2블록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
According to claim 8,
The second linear motion transmission member,
a second rail part connected to the second driving motor part and having a groove formed in a horizontal direction; and
A second block portion having a groove insertable and installable for the second rail portion so as to be relatively movable with respect to the second rail portion, and one side of the horizontal drive link being installed to be movable together. Walking robot leg mechanism.
상기 제1레일부는, 서로 이격되도록 배치되고 수직 방향으로 연장되어 있는 2개의 레일로 구성되고, 상기 제1블록부는 수직 방향으로 연장되는 2개의 레일 사이에서 이동 가능하도록 삽입되는 것을 특징으로 하는 보행 로봇 다리 기구.
According to claim 7,
The first rail part is composed of two rails arranged to be spaced apart from each other and extending in a vertical direction, and the first block part is inserted to be movable between the two rails extending in a vertical direction. leg mechanism.
Priority Applications (1)
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KR1020210021929A KR102494487B1 (en) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | Walking Robot Leg Mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210021929A KR102494487B1 (en) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | Walking Robot Leg Mechanism |
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Family Applications (1)
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KR1020210021929A KR102494487B1 (en) | 2021-02-18 | 2021-02-18 | Walking Robot Leg Mechanism |
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JP2013006233A (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Nihon Univ | Motion transmission mechanism, and leg mechanism for robot |
KR101595753B1 (en) * | 2015-12-10 | 2016-02-19 | 주식회사 월드이엔지 | 4-axis vertical articulated robot |
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-
2021
- 2021-02-18 KR KR1020210021929A patent/KR102494487B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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JP2013006233A (en) * | 2011-06-23 | 2013-01-10 | Nihon Univ | Motion transmission mechanism, and leg mechanism for robot |
KR101595753B1 (en) * | 2015-12-10 | 2016-02-19 | 주식회사 월드이엔지 | 4-axis vertical articulated robot |
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---|---|
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