KR102539764B1 - Moving device for adjusting angle of the sub caterpillar by measuring the height of the stairs - Google Patents
Moving device for adjusting angle of the sub caterpillar by measuring the height of the stairs Download PDFInfo
- Publication number
- KR102539764B1 KR102539764B1 KR1020210150603A KR20210150603A KR102539764B1 KR 102539764 B1 KR102539764 B1 KR 102539764B1 KR 1020210150603 A KR1020210150603 A KR 1020210150603A KR 20210150603 A KR20210150603 A KR 20210150603A KR 102539764 B1 KR102539764 B1 KR 102539764B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- caterpillar
- sensor
- sub
- stairs
- angle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D55/00—Endless track vehicles
- B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
- B62D55/075—Tracked vehicles for ascending or descending stairs, steep slopes or vertical surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D55/00—Endless track vehicles
- B62D55/06—Endless track vehicles with tracks without ground wheels
- B62D55/065—Multi-track vehicles, i.e. more than two tracks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2200/00—Type of vehicle
- B60Y2200/20—Off-Road Vehicles
- B60Y2200/25—Track vehicles
Abstract
메인 캐터필러부와 서브 캐터필러부를 포함하는 이동 장치가 개시된다.
이동 장치의 제어부는 이동 장치가 계단을 만나는 경우 각도 조절 축을 0도 에서 소정 각도까지 회전시키면서 제1 센서로부터 취득한 계단의 첫번째의 끝지점을 측정하여 계단의 높이를 검출하고, 제2 센서로부터 취득한 정보를 바탕으로 계단의 너비를 검출하여, 검출된 계단의 높이와 계단의 너비를 이용하여 각도 조절 축을 통해 서브 캐터필러의 진입각을 조절한다.A mobile device including a main caterpillar portion and a sub caterpillar portion is disclosed.
When the mobile device encounters the stairs, the control unit of the mobile device measures the first end point of the stairs obtained from the first sensor while rotating the angle control shaft from 0 degree to a predetermined angle, detects the height of the stairs, and detects the information obtained from the second sensor. Detects the width of the stairs based on , and adjusts the entry angle of the sub caterpillar through the angle adjustment axis using the detected height and width of the stairs.
Description
본 발명은 메인 캐터필러와 서브 캐터필러로 구성되는 이동 장치에 관한 것이다. 구체적으로는 계단을 쉽게 오를 수 있도록 메인 캐터필러와 분리되어 동작하는 서브 캐터필러를 구비한 분절한 캐터필러 구조의 이동 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile device composed of a main caterpillar and a sub caterpillar. Specifically, it relates to a mobile robot having a segmented caterpillar structure having a sub caterpillar that operates separately from the main caterpillar so as to easily climb stairs.
최근 교통약자 증가로 인해 휠체어의 수요 역시 증가하고 있다. 이에 교통 약자가 휠체어 이용 시 어려움을 겪는 계단 극복의 문제가 대두되고 있으며 이를 해결하기 위한 캐터필러 계단 승강 로봇의 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, the demand for wheelchairs is also increasing due to the increase in the number of people with transportation disabilities. As a result, the problem of overcoming stairs, which the transportation disadvantaged has difficulty in using a wheelchair, is emerging, and research on Caterpillar stair lifting robots is being actively conducted to solve this problem.
캐터필러 계단 승강 로봇은 휠체어를 안착시켜 계단을 승강하는 로봇이며 크게 일체형 캐터필러 구조와 분절형 캐터필러 구조로 구분된다. 일체형 캐터필러 승강로봇은 계단 진입 시 진입각 생성을 위해 랜딩 기어를 사용한다. 랜딩기어 구동을 통한 진입각 생성으로 계단 진입 시 자연스러운 승강이 가능하다. 하지만 일체형 캐터필러 승강 로봇은 로봇의 전면부가 계단 승하강을 위해 굴곡이 된 형태를 갖는다. 따라서 평지 및 계단 주행 시 지면과의 접촉 면적이 넓지 않아 슬립이 발생할 확률이 높다. 또한 진입각 생성을 위한 랜딩기어 구동 시 지면과의 저촉점은 3개이므로 랜딩기어가 로봇의 무게를 상당부분 지탱하기 때문에 장시간 사용 시 손상의 위험이 존재한다. 상기 문제점들은 사용자가 탑승하였을 시 낙상을 포함한 안전사고로 이어질 수 있다.The caterpillar stair lifting robot is a robot that lifts and descends stairs by seating a wheelchair, and is largely divided into an integrated caterpillar structure and a segmented caterpillar structure. The all-in-one Caterpillar lifting robot uses a landing gear to create an entry angle when entering the stairs. It is possible to go up and down naturally when entering the stairs by creating an entry angle through the driving of the landing gear. However, the integrated caterpillar lifting robot has a curved shape for the front part of the robot to go up and down the stairs. Therefore, when driving on flat ground or stairs, the contact area with the ground is not wide, so there is a high probability of slipping. In addition, since there are three points of contact with the ground when the landing gear is driven to generate the entry angle, there is a risk of damage when used for a long time because the landing gear supports a significant portion of the weight of the robot. The above problems may lead to safety accidents including falls when a user gets on board.
이러한 문제를 해결하기 위해 분절형 캐터필러 로봇이 개발되고 있다. 분절형 캐터필러 로봇은 주행을 위한 메인 캐터필러 구동부와 진입각 생성부의 서브 캐터필러로 분리되며 진입각 생성부는 적합한 상황에 맞는 각도 조절을 통해 계단 진입각을 생성한다. 이는 평지 주행 및 계단 승하강 시 접촉 면적을 넓게 하여 안전성을 증가시킨다. 또한 진입각 생성 시 직사각형 모양의 4 개의 접점을 통한 하중 지탱을 통해 보다 안정적인 계단 진입이 가능하게 한다.To solve this problem, segmented caterpillar robots are being developed. The segmented caterpillar robot is separated into a main caterpillar drive unit for driving and a sub caterpillar of the entry angle generation unit, and the entry angle generation unit generates the stair entry angle by adjusting the angle appropriate for the situation. This increases safety by widening the contact area when driving on level ground and going up and down stairs. In addition, when creating an entry angle, it enables a more stable entry into the stairs by supporting the load through four contact points in a rectangular shape.
캐터필러 계단 승강 로봇은 계단 진입 시 계단의 높이 및 너비를 측정하여 각 계단에 적합한 진입각을 생성해야 한다. 일체형 캐터필러 승강 로봇의 경우, 거리 센서를 이용한 계단의 치수 측정 기법이 연구되었다. 하지만 분리형 캐터필러 승강로봇의 경우 계단 진입을 위한 계단 치수 측정 연구는 미미한 상태이며 일체형 캐터필러 승강 로봇과의 기구적 차이점으로 인해 즉각적인 적용이 어려운 문제점이 존재한다.Caterpillar stair lifting robots must measure the height and width of the stairway when entering the stairway to create an appropriate entry angle for each stairway. In the case of an all-in-one caterpillar lifting robot, a method of measuring the dimensions of a stair using a distance sensor was studied. However, in the case of the detachable caterpillar lifting robot, the study on the measurement of the stairs for stair entry is insignificant, and there is a problem that is difficult to apply immediately due to the mechanical difference from the integrated caterpillar lifting robot.
본 발명은 초음파 센서를 기반으로 진입각 생성을 위한 분절형 캐터필러 승강 로봇의 계단 치수 감지 방법을 이용하는 이동 로봇을 제시하는 것을 그 목적으로 한다. An object of the present invention is to propose a mobile robot using a step dimension sensing method of a segmented caterpillar lifting robot for generating an entry angle based on an ultrasonic sensor.
또한, 본 발명은 초음파 센서를 통해 취득한 거리 데이터와 데이터 취득시 서브 캐터필러의 구동 각도를 이용하여 계단의 각 높이 및 너비를 검출할 수 있는 이동 장치를 제시하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to present a moving device capable of detecting the height and width of each step using the distance data acquired through an ultrasonic sensor and the drive angle of the sub-caterpillar during data acquisition.
본 발명의 일 실시예에 따른 캐터필러를 이용한 이동 장치는, 제1 회전축의 구동에 따라 대응하여 회전하는 한 쌍의 메인 캐터필러를 포함하는 메인 캐터필러부; 상기 메인 캐터필러부의 일 끝단에서 각도 조절 축을 기준으로 상기 메인 캐터필러와 임의로 가변되는 각도로 회전되며, 제2 회전축의 구동에 따라 대응하여 회전하는 한 쌍의 서브 캐터필러를 포함하는 서브 캐터필러부; 상기 서브 캐터필러의 진행 방향으로 설치되어 전면의 소정 물체의 거리를 계측하기 위한 적어도 하나의 제1 센서와 상기 서브 캐터필러부의 하단에서 상기 서브 캐터필러의 진행 방향의 하단 수직 방향에서 전면 방향으로 소정 각도로 경사지게 설치되어 전면의 소정 물체의 거리를 계측하기 위해 제2-1 센서 와, 제2-2 센서를 포함하는 제2 센서; 및 상기 제1 센서 및 제2 센서로부터 취득한 거리 정보를 이용하여 상기 각도 조절 축을 회전시켜 상기 서브 캐터필러부가 상기 메인 캐터필러부와 이루는 각도를 조절하기 위한 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 이동 장치가 계단을 만나는 경우 상기 각도 조절 축을 0도 에서 상기 소정 각도까지 회전시키면서 상기 제1 센서로부터 취득한 상기 계단의 첫번째의 끝지점을 측정하여 상기 계단의 높이를 검출하고, 상기 제2 센서로부터 취득한 정보를 바탕으로 상기 계단의 너비를 검출하여, 상기 검출된 계단의 높이와 계단의 너비를 이용하여 상기 각도 조절 축을 통해 상기 서브 캐터필러의 진입각을 조절한다.Moving apparatus using a caterpillar according to an embodiment of the present invention, the main caterpillar portion including a pair of main caterpillars that rotate in response to the drive of the first rotating shaft; At one end of the main caterpillar portion, the main caterpillar is rotated at an angle that is arbitrarily variable with respect to the angle adjustment shaft, and a pair of sub-caterpillars including a pair of sub-caterpillars that rotate in response to the driving of the second rotating shaft; At least one first sensor installed in the traveling direction of the sub-caterpillar to measure the distance of a predetermined object on the front side and inclined at a predetermined angle from the lower end of the sub-caterpillar part to the front direction from the vertical direction of the lower end of the traveling direction of the sub-caterpillar a second sensor including a 2-1 sensor and a 2-2 sensor installed to measure the distance of a predetermined object on the front side; And a control unit for adjusting the angle formed by the sub caterpillar part and the main caterpillar part by rotating the angle adjustment shaft using distance information obtained from the first sensor and the second sensor, wherein the control unit moves the moving device to the stairs. When meeting , the height of the stairs is detected by measuring the first end point of the stairs obtained from the first sensor while rotating the angle control shaft from 0 degrees to the predetermined angle, and based on the information obtained from the second sensor The width of the step is detected, and the angle of entry of the sub caterpillar is adjusted through the angle adjustment axis using the detected height and width of the step.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 각도 조절 축을 0도에서 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출하는 지점까지 상승시키는 제1 프로세스, 상기 제1 프로세스에서 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출한 지점에서 취득한 상기 제1 센서의 제1 거리 데이터와 상기 제1 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제1 각도를 이용하여 상기 계단의 높이를 검출하는 제2 프로세스, 상기 각도 조절 축을 상기 소정 각도까지 상승시키는 제3 프로세스, 및 상기 제2 센서로부터 취득한 값을 바탕으로 상기 제2 센서와 상기 계단의 제2 거리 데이터와 상기 제2 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제2 각도를 이용하여 상기 계단의 너비를 검출하는 제4 프로세스를 수행한다.In one embodiment, the control unit may include a first process of raising the angle adjustment axis from 0 degrees to a point at which the end of the first step is detected, and a first step obtained at a point at which the end of the first step is detected in the first process. A second process of detecting the height of the stairs using the first distance data of the first sensor and the first angle between the main caterpillar and the sub caterpillar on the angle adjustment axis when the first distance data is acquired; A third process of raising the angle adjustment axis to the predetermined angle, and the second distance data of the second sensor and the stairs based on the value obtained from the second sensor and the second distance data obtained from the angle adjustment axis A fourth process of detecting the width of the stairs is performed using a second angle between the main caterpillar and the sub caterpillar.
일 실시예에서, 상기 서브 캐터필러부의 전면에 부착되어 상기 서브 캐터필러부의 진행 방향과 평행한 방향으로 감지 신호를 전송하도록 배치되며, 상기 제1 프로세스는 상기 제1 센서 데이터 값이 서서히 증가하다가 급증하는 시점을 상기 첫 번째 계단의 끝으로 판단한다.In one embodiment, it is attached to the front of the sub-caterpillar unit and is arranged to transmit a detection signal in a direction parallel to the traveling direction of the sub-caterpillar unit, and the first process is the time when the first sensor data value gradually increases and then rapidly increases. is judged as the end of the first step.
일 실시예에서, 상기 제2 센서는, 상기 서브 캐터필러의 하단에서 상기 서브 캐터필러의 진행 방향과 수직 하단 방향에서 전면 방향으로 상기 소정 각도로 경사지도록 부착되어 상기 서브 캐터필러부의 진행 방향에서 90 - 상기 소정 각도의 하단 방향으로 감지 신호를 전송하도록 배치되며, 상기 제3 프로세스는 상기 제2 센서 데이터 값이 증가하다가 일정한 값을 유지하는 시점이 상기 제2 센서의 감지 방향과 상기 계단이 수평한 방향인 것으로 판단한다.In one embodiment, the second sensor is attached so as to be inclined at the predetermined angle from the lower end of the sub-caterpillar to the front direction from the lower direction perpendicular to the traveling direction of the sub-caterpillar, so that the sub-caterpillar portion moves 90 - the predetermined Arranged to transmit a detection signal in the lower direction of the angle, and in the third process, the point at which the second sensor data value increases and then maintains a constant value is a direction in which the detection direction of the second sensor and the step are horizontal. judge
일 실시예에서, 상기 제2 프로세스는 하기 수학식을 통해 상기 계단의 높이를 검출하며, In one embodiment, the second process detects the height of the stairs through the following equation,
hs = h1 + h2, h1 = (l1 + l2)* sinθ1 h s = h 1 + h 2, h 1 = (l 1 + l 2 )* sinθ 1
여기서, hs 는 검출된 계단의 높이이며, h2 는 상기 서브 캐터필러가 지면에 닿도록 수평 방향으로 배치될 때의 상기 제1 센서의 배치 높이이고, l1 는 상기 각도 조절 축에서 상기 제1 센서의 배치 위치까지의 거리이고, l2 는 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출한 지점에서 취득한 상기 제1 센서의 제1 거리 데이터이며, θ1 은 상기 제1 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제1 각도이다.Here, h s is the height of the detected step, h 2 is the arrangement height of the first sensor when the sub-caterpillar is disposed in the horizontal direction so as to touch the ground, and l 1 is the first sensor in the angle adjustment axis. The distance to the position where the sensor is placed, l 2 is the first distance data of the first sensor acquired at the point where the end of the first step is detected, and θ 1 is the angle adjustment axis at the time of acquiring the first distance data. It is the first angle between the main caterpillar and the sub caterpillar of.
일 실시예에서, 상기 제4 프로세스는 하기 수학식을 통해 상기 계단의 너비를 검출하며, In one embodiment, the fourth process detects the width of the stairs through the following equation,
w = d1 - (d2 - l3* cosθ2)w = d 1 - (d 2 - l 3 * cosθ 2 )
여기서, w 는 검출된 계단의 너비이며, d1은 상기 제2 센서의 감지 방향이 상기 계단과 수평한 방향인 지점에서 상기 제2 센서 중 상기 서브 캐터필러의 앞부분 하단에 배치된 제2-1 센서에서 상기 계단 중 두 번째 계단의 끝을 검출한 제2-1 거리 데이터이며, d2는 상기 제2 센서의 감지 방향이 상기 계단과 수평한 방향인 지점에서 상기 제2 센서 중 상기 제2-1 센서와 소정 거리로 상기 서브 캐터필러의 뒤쪽 하단에 배치된 제2-2 센서에서 상기 계단 중 첫 번째 계단의 끝을 검출한 제2-2 거리 데이터이며, l3는 상기 제2-1 센서와 상기 제2-2 센서의 거리이고, θ2는 상기 제2-1 및 상기 제2-2 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제2 각도이다.Here, w is the width of the detected step, and d 1 is the 2-1 sensor disposed at the lower part of the front part of the sub caterpillar among the second sensors at a point where the sensing direction of the second sensor is in a direction parallel to the step. is the 2-1st distance data of detecting the end of the second step among the stairs, and d 2 is the 2-1st among the second sensors at a point where the sensing direction of the second sensor is in a direction parallel to the stairs. The 2-2 distance data obtained by detecting the end of the first step among the stairs in the 2-2 sensor disposed at the rear and bottom of the sub caterpillar at a predetermined distance from the sensor, l 3 is the 2-1 sensor and the 2-2 is the distance of the sensor, θ 2 is the second angle between the main caterpillar and the sub-caterpillar on the angle adjustment axis when acquiring the 2-1 and 2-2 distance data.
바람직하게는, 상기 소정 각도는 45도이다.Preferably, the predetermined angle is 45 degrees.
한편, 상기 제1 회전축과 상기 각도 조절 축은 동일한 축 상에 형성될 수도 있고, 상기 제2 회전축은 상기 제1 회전축의 회전에 연동되어 회전될 수 도 있으며, 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러는 서로 독립적으로 구동될 수 있다.On the other hand, the first rotation shaft and the angle adjustment shaft may be formed on the same shaft, the second rotation shaft may be rotated in conjunction with the rotation of the first rotation shaft, the main caterpillar and the sub caterpillar are independent of each other can be driven by
일 실시예에서, 상기 이동 장치는 계단을 오를 수 있는 계단 승강 로봇이다.In one embodiment, the mobile device is a stair-climbing robot capable of climbing stairs.
다른 실시예에서, 상기 이동 장치는 휠체어의 승강 장치이다.In another embodiment, the moving device is a lifting device for a wheelchair.
본 발명에 따른 이동 장치는 초음파 센서를 기반으로 진입각 생성을 위한 분절형 캐터필러에서, 초음파 센서를 통해 취득한 거리 데이터와 데이터 취득시 서브 캐터필러의 구동 각도를 이용하여 계단의 각 높이 및 너비를 검출할 수 있는 효과가 있다.The mobile device according to the present invention detects the height and width of each step of the stairs using the distance data acquired through the ultrasonic sensor and the driving angle of the sub caterpillar when acquiring data in the segmented caterpillar for generating the entry angle based on the ultrasonic sensor. There are possible effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 이동 장치의 계단의 높이를 검출하는 모습을 나타내며,
도 3은 본 발명에 따른 이동 장치의 계단의 너비를 검출하는 모습을 나타내고,
도 4는 본 발명에 따른 이동 장치의 센서의 검출 데이터의 일 예를 나타낸다. 1 shows a mobile device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the state of detecting the height of the stairs of the mobile device according to the present invention,
Figure 3 shows the state of detecting the width of the stairs of the mobile device according to the present invention,
4 shows an example of detection data of a sensor of a mobile device according to the present invention.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, etc. disclosed in the drawings for explaining the embodiments of the present invention are illustrative, so the present invention is not limited to the details shown. Like reference numbers designate like elements throughout the specification. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. When 'includes', 'has', 'consists of', etc. mentioned in this specification is used, other parts may be added unless 'only' is used. In the case where a component is expressed in the singular, the case including the plural is included unless otherwise explicitly stated.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the components, even if there is no separate explicit description, it is interpreted as including the error range.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 ‘직접’이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. In the case of a description of a positional relationship, for example, 'on top of', 'on top of', 'at the bottom of', 'next to', etc. Or, unless 'directly' is used, one or more other parts may be located between the two parts.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.When an element or layer is referred to as “on” another element or layer, it includes all cases where another element or layer is directly on top of another element or another layer or other element intervenes therebetween.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.Although first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may also be the second component within the technical spirit of the present invention.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.The size and thickness of each component shown in the drawings are shown for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to the size and thickness of the illustrated components.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.Each feature of the various embodiments of the present invention can be partially or entirely combined or combined with each other, and as those skilled in the art can fully understand, various interlocking and driving operations are possible, and each embodiment can be implemented independently of each other. It may be possible to implement together in an association relationship.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 장치를 나타낸다.1 shows a mobile device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 캐터필러를 이용한 이동 장치(100) 이며, 계단을 오를 수 있는 계단 승강을 위한 이동 로봇일 수도 있고, 휠체어의 승강 장치로 이용될 수도 있다.The
도 1을 참조하면 이동 장치(100)는 메인 캐터필러부(200), 서브 캐터필러부(300)를 포함한다. Referring to Figure 1, the
메인 캐터필러부(200)는 제1 회전축(210)의 구동에 따라 대응하여 회전하는 한 쌍의 메인 캐터필러를 포함하며, 서브 캐터필러부(300)는 메인 캐터필러부(200)의 일 끝단에서 각도 조절 축(220)을 기준으로 메인 캐터필러와 임의로 가변되는 각도로 회전되며 제2 회전축(310)의 구동에 따라 대응하여 회전하는 한 쌍의 서버 캐터필러를 포함한다.The
한편, 이동 장치(100)에는 제1 센서(400)와 제2 센서(510, 520)를 포함한다. 제1 센서(400)는 서브 캐터필러의 진행 방향으로 설치되어 전면의 소정 물체의 거리를 계측하는 기능을 한다. 제1 센서(400)는 서브 캐터필러부(400)의 전면에 부착되어 상기 서브 캐터필러부(400)의 진행 방향과 평행한 방향으로 감지 신호를 전송하도록 배치되는 것이 바람직하다. 제2 센서(510, 520)는 서브 캐터필러부(400)의 하단에서 서브 캐터필러의 진행 방향의 하단 수직 방향에서 전면 방향으로 소정 각도로 경사지게 설치되어 전면의 물체의 거리를 계측하는 기능을 한다.Meanwhile, the
한편, 이동 장치(100)에는 제어부(미도시)를 더 포함하며, 제1 센서(400) 및 제2 센서(510, 520)로부터 취득한 거리 정보를 이용하여 각도 조절 축(220)을 회전시켜 서브 캐터필러부(300)가 메인 캐터필러부(200)와 이루는 각도를 조절하는 기능을 한다. 제어부(미도시)는 이동 장치(100)가 계단을 만다는 경우 각도 조절 축(220)을 0도에서 상기 소정 각도, 즉 상기 제2 센서(510, 520)가 기울여 설치된 각도까지 회전시키면서 제1 센서(400)로부터 취득한 계단의 첫번째, 즉, 맨 아래칸 계단의 끝지점을 측정하여 계단의 높이를 검출하고, 제2 센서(510, 520)로부터 취득한 정보를 바탕으로 상기 계단의 너비를 검출하여, 검출된 계단의 높이와 계단의 너비를 이용하여 각도 조절 축(220)를 통해 서브 캐터필러의 진압각을 조절한다.Meanwhile, the
일 실시예에서 상기 소정 각도는 45도로 설정될 수 있다. In one embodiment, the predetermined angle may be set to 45 degrees.
그리고 제1 회전축(210)과 상기 각도 조절 축(220)은 도 1에서는 메인 캐터필러의 양 끝단에 떨어져 설치된 것으로 예시되었지만, 제1 회전축(210)이 메인 캐터필러의 앞쪽에 설치되어 각도 조절 축(220)과 동일한 축 상에 형성될 수도 있을 것이다.And the first
또한 제2 회전축(310)은 제1 회전축(210)의 회전에 연동되어 회전될 수도 있고, 서로 독립되어 구동될 수도 있다. 제1회전축(210)과 제2 회전축(310)이 독립되어 구동된다면, 메인 캐터필러와 서브 캐터필러도 서로 독립적으로 구동될 것이다. In addition, the
한편, 제어부는 각도 조절 축(220)을 0도에서 상기 첫번째 계단의 끝을 검출하는 지점까지 상승시키는 제1 프로세스, 제1 프로세스에서 첫 번째 계단의 끝을 검출한 지점에서 취득한 제1 센서(400)의 제1 거리 데이터와 제1 거리 데이터 취득 시 각도 조절 축(220)에서의 메인 캐터필러와 서브 캐터필러 사이의 제1 각도를 이용하여 계단의 높이를 검출하는 제2 프로세스, 각도 조절 축(220)을 상기 소정 각도까지 상승시키는 제3 프로세스, 제2 센서(510, 520)로부터 취득한 값을 바탕으로 상기 제2 센서와 계단의 제2 거리 데이터와 제2 거리 데이터 취득 시 각도 조절 축(220)에서의 메인 캐터필러와 서브 캐터필러 사이의 제2 각도를 이용하여 상기 계단의 너비를 검출하는 제4 프로세스를 수행한다.On the other hand, the control unit is a first process of raising the
도 2는 본 발명에 따른 이동 장치의 계단의 높이를 검출하는 모습을 나타내며, 도 3은 본 발명에 따른 이동 장치의 계단의 너비를 검출하는 모습을 나타내고, 도 4는 본 발명에 따른 이동 장치의 센서의 검출 데이터의 일 예를 나타낸다. Figure 2 shows the state of detecting the height of the stairs of the mobile device according to the present invention, Figure 3 shows the state of detecting the width of the stairs of the mobile device according to the present invention, Figure 4 shows the state of the mobile device according to the present invention An example of sensor detection data is shown.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 제어부의 제1 내지 제4 프로세스에 대해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the first to fourth processes of the control unit will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4 .
도 2를 참조하면, 제어부는 각도 조절 축(220)을 0도에서 상기 첫번째 계단의 끝을 검출하는 지점까지 상승시키는 데, 구체적으로 제1 센서(400)의 데이터 값이 서서히 증가하다가 급증하는 시점을 첫 번째 계단의 끝으로 판단한다. Referring to FIG. 2, the control unit raises the
도 4를 참조하면, 도 4의 제1 센서(400)의 데이터 값은 도 2에서와 같이 서브 캐터필러를 바닥에 평행한 위치에서 서서히 위로 상승시키면, 서브 캐터필러의 전면에서 서브 캐터필러의 진행 방향과 동일한 방향으로 설치된 제1 센서(400)는 첫번째 계단의 측면까지의 거리를 계속 감지하다가, 첫 번째 계단의 끝을 감지하는 각도까지 가게 되면, 도 4의 좌측 그래프와 같이 제1 센서(400)의 데이터 값이 갑자기 증가하게 된다. 즉, 제1 센서(400)가 첫 번째 계단의 측면이 아닌 두 번째 계단 이상의 거리를 감지하기 때문에 갑자기 감지 거리가 증가하게 된다.Referring to FIG. 4, the data value of the
이에 따라 제어부는 제1 프로세스에서 상기 제1 센서 데이터 값이 서서히 증가하다가 급증하는 시점을 상기 첫 번째 계단의 끝으로 판단하게 된다.Accordingly, in the first process, the control unit determines that the first sensor data value gradually increases and then rapidly increases as the end of the first step.
그러면, 제어부는 제2 프로세스에서, Then, in the second process, the controller
아래 수학식 1 및 수학식 2를 통해 계단의 높이를 검출한다.The height of the stairs is detected through
도 2를 참조하면, hs 는 검출된 계단의 높이이며, h2 는 상기 서브 캐터필러가 지면에 닿도록 수평 방향으로 배치될 때의 상기 제1 센서(400)의 배치 높이이고, l1은 상기 각도 조절 축(220)에서 상기 제1 센서(400)의 배치 위치까지의 거리이고, l2는 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출한 지점에서 취득한 상기 제1 센서의 제1 거리 데이터이며, θ1 은 상기 제1 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축(220)에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제1 각도이다. 그리고 h1 은 도 2에 도시된 바와 같이 각도 조절 축(220)에서 첫 번째 계단 끝까지의 거리가 된다.Referring to Figure 2, h s is the height of the detected stairs, h 2 is the arrangement height of the
도 1 및 도 3을 참조하면, 제2 센서(510, 520)은 상기 서브 캐터필러의 하단에서 상기 서브 캐터필러의 진행 방향과 수직 하단 방향에서 전면 방향으로 상기 소정 각도, 즉 본 발명의 일 실시예에서는 45도 각도로 경사지도록 부착되어 상기 서브 캐터필러부(300)의 진행 방향에서 ‘90 - 상기 소정 각도’의 하단 방향으로 감지 신호를 전송하도록 배치된다. Referring to Figures 1 and 3, the second sensor (510, 520) is the predetermined angle from the bottom of the sub-caterpillar to the front direction from the direction of travel and the vertical bottom of the sub-caterpillar, that is, in one embodiment of the present invention It is attached to be inclined at an angle of 45 degrees and is arranged to transmit a detection signal in the direction of the lower end of '90 - the predetermined angle' in the traveling direction of the
그리고 제어부는 제3 프로세스를 통해 상기 제2 센서 데이터 값이 증가하다가 일정한 값을 유지하는 시점이 상기 제2 센서의 감지 방향과 상기 계단이 수평한 방향인 것으로 판단한다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 서브 캐터필러가 바닥에 수평한 방향에 있다가 점차 진입각을 증가시키게 되면, 제2 센서의 감지 방향이 바닥면을 기준으로 -(90 - 상기 소정 각도)에서 0도까지 감소하고, 제2 센서의 감지 방향이 0도가 되면, 제2 센서(510, 520)은 지면과 수평 방향의 거리 데이터를 취득할 수 있다. Further, the control unit determines that a point in time when the second sensor data value increases through a third process and maintains a constant value is a direction in which the sensing direction of the second sensor and the step are horizontal. That is, as shown in FIGS. 3 and 4, when the sub caterpillar is in a direction horizontal to the floor and gradually increases the entry angle, the sensing direction of the second sensor is based on the floor - (90 - the predetermined angle) to 0 degrees, and when the sensing direction of the second sensor becomes 0 degrees, the
즉, 서브 캐터필러를 바닥에서 각도 조절 축을 통해 (90 - 상기 소정 각도) 만큼 회전시키면 센서가 지면과 평행하게 감지 방향이 설정될 것이다. That is, when the sub caterpillar is rotated by (90 - the predetermined angle) from the floor through the angle adjustment shaft, the sensor will set the sensing direction parallel to the ground.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 제2 센서는 제2-1 센서(510) 및 제2-2 센서(520)를 포함하고, 제2-1 센서(510)는 서브 캐터필러의 앞부분 하단에 배치되고, 제2-2 센서(520)는 상기 제2-1 센서(510)와 소정 거리로 상기 서브 캐터필러의 뒤쪽 하단에 배치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 센서가 첫번째 계단과의 거리와 두번째 계단과의 거리를 각각 감지하기 위해서는, 상기 2개 센서가 소정 거리 이상의 간격을 두고 설치되는 것이 바람직하다. As shown in FIGS. 1 and 3, the second sensor includes a 2-1
한편, 제어부는, 제4 프로세스를 통해, 하기 수학식 3을 이용하여 상기 계단의 너비를 검출한다.Meanwhile, the control unit detects the width of the stairs through the fourth
여기서, w 는 검출된 계단의 너비이며, d1은 상기 제2 센서의 감지 방향이 상기 계단과 수평한 방향인 지점에서 상기 제2 센서 중 상기 서브 캐터필러의 앞부분 하단에 배치된 제2-1 센서(510)에서 상기 계단 중 두 번째 계단의 끝을 검출한 제2-1 거리 데이터이며, d2 는 상기 제2 센서의 감지 방향이 상기 계단과 수평한 방향인 지점에서 상기 제2 센서 중 상기 제2-1 센서(510)와 소정 거리로 상기 서브 캐터필러의 뒤쪽 하단에 배치된 제2-2 센서(520)에서 상기 계단 중 첫 번째 계단의 끝을 검출한 제2-2 거리 데이터이며, l3는 상기 제2-1 센서와 상기 제2-2 센서의 거리이고, θ2는 상기 제2-1 및 상기 제2-2 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제2 각도이다.Here, w is the width of the detected step, and d 1 is the 2-1 sensor disposed at the lower part of the front part of the sub caterpillar among the second sensors at a point where the sensing direction of the second sensor is in a direction parallel to the step. 2-1 distance data obtained by detecting the end of the second step among the stairs in
본 발명에 따른 이동 장치는 위와 같은 과정을 통해 계단의 높이와 너비를 검출할 수 있고, 이를 바탕으로 서브 캐터필러의 진압각을 적절하게 설정할 수 있게 된다. The mobile device according to the present invention can detect the height and width of the stairs through the above process, and based on this, it is possible to properly set the suppression angle of the sub caterpillar.
본 발명에 따른 이동 장치는 초음파 센서를 기반으로 진입각 생성을 위한 분절형 캐터필러에서, 초음파 센서를 통해 취득한 거리 데이터와 데이터 취득시 서브 캐터필러의 구동 각도를 이용하여 계단의 각 높이 및 너비를 검출할 수 있는 효과가 있다. The mobile device according to the present invention detects the height and width of each step of the stairs using the distance data acquired through the ultrasonic sensor and the driving angle of the sub caterpillar when acquiring data in the segmented caterpillar for generating the entry angle based on the ultrasonic sensor. There are possible effects.
본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.The technical features disclosed in each embodiment of the present invention are not limited to the corresponding embodiment, and unless incompatible with each other, the technical features disclosed in each embodiment may be merged and applied to other embodiments.
따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.Therefore, in each embodiment, each technical feature is mainly described, but each technical feature may be merged and applied to each other unless incompatible with each other.
본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments and accompanying drawings, and various modifications and variations will be possible from the viewpoint of those skilled in the art to which the present invention belongs. Therefore, the scope of the present invention should be defined by not only the claims of this specification but also those equivalent to these claims.
100: 이동 장치
200: 메인 캐터필러부
210: 제1 회전축
220: 각도 조절 축
300: 서브 캐터필러부
310: 제2 회전축
400: 제1 센서
510, 520: 제2 센서100: mobile device
200: main caterpillar part
210: first rotation axis
220: angle adjustment axis
300: sub caterpillar part
310: second rotation axis
400: first sensor
510, 520: second sensor
Claims (12)
제1 회전축의 구동에 따라 대응하여 회전하는 한 쌍의 메인 캐터필러를 포함하는 메인 캐터필러부;
상기 메인 캐터필러부의 일 끝단에서 각도 조절 축을 기준으로 상기 메인 캐터필러와 임의로 가변되는 각도로 회전되며, 제2 회전축의 구동에 따라 대응하여 회전하는 한 쌍의 서브 캐터필러를 포함하는 서브 캐터필러부;
상기 서브 캐터필러의 진행 방향으로 설치되어 전면의 소정 물체의 거리를 계측하기 위한 적어도 하나의 제1 센서와 상기 서브 캐터필러부의 하단에서 상기 서브 캐터필러의 진행 방향의 하단 수직 방향에서 전면 방향으로 소정 각도로 경사지게 설치되어 전면의 소정 물체의 거리를 계측하기 위해 제2-1 센서와 제2-2 센서를 포함하는 제2 센서; 및
상기 제1 센서 및 제2 센서로부터 취득한 거리 정보를 이용하여 상기 각도 조절 축을 회전시켜 상기 서브 캐터필러부가 상기 메인 캐터필러부와 이루는 각도를 조절하기 위한 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 상기 이동 장치가 계단을 만나는 경우 상기 각도 조절 축을 0도 에서 상기 소정 각도까지 회전시키면서 상기 제1 센서로부터 취득한 상기 계단의 첫번째의 끝지점을 측정하여 상기 계단의 높이를 검출하고, 상기 제2 센서로부터 취득한 정보를 바탕으로 상기 계단의 너비를 검출하여, 상기 검출된 계단의 높이와 계단의 너비를 이용하여 상기 각도 조절 축을 통해 상기 서브 캐터필러의 진입각을 조절하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
In the moving device using a caterpillar,
The main caterpillar portion including a pair of main caterpillars that rotate in response to the driving of the first rotating shaft;
At one end of the main caterpillar portion, the main caterpillar is rotated at an angle that is arbitrarily variable with respect to the angle adjustment shaft, and a pair of sub-caterpillars including a pair of sub-caterpillars that rotate in response to the driving of the second rotating shaft;
At least one first sensor installed in the traveling direction of the sub-caterpillar to measure the distance of a predetermined object on the front side and inclined at a predetermined angle from the lower end of the sub-caterpillar part to the front direction from the vertical direction of the lower end of the traveling direction of the sub-caterpillar a second sensor including a 2-1 sensor and a 2-2 sensor installed to measure the distance of a predetermined object on the front side; and
A control unit for adjusting the angle formed by the sub caterpillar portion and the main caterpillar portion by rotating the angle adjustment shaft using distance information obtained from the first sensor and the second sensor,
The control unit detects the height of the stairs by measuring the first end point of the stairs acquired from the first sensor while rotating the angle control shaft from 0 degrees to the predetermined angle when the mobile device encounters the stairs, and detects the height of the stairs. 2 The moving device characterized in that the width of the stairs is detected based on the information acquired from the sensor, and the entry angle of the sub caterpillar is adjusted through the angle adjustment shaft using the detected height and width of the stairs.
상기 제어부는,
상기 각도 조절 축을 0도에서 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출하는 지점까지 상승시키는 제1 프로세스,
상기 제1 프로세스에서 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출한 지점에서 취득한 상기 제1 센서의 제1 거리 데이터와 상기 제1 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제1 각도를 이용하여 상기 계단의 높이를 검출하는 제2 프로세스,
상기 각도 조절 축을 상기 소정 각도까지 상승시키는 제3 프로세스, 및
상기 제2 센서로부터 취득한 값을 바탕으로 상기 제2 센서와 상기 계단의 제2 거리 데이터와 상기 제2 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제2 각도를 이용하여 상기 계단의 너비를 검출하는 제4 프로세스를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 1,
The control unit,
A first process of raising the angle adjustment axis from 0 degrees to a point at which the end of the first step is detected;
The first distance data of the first sensor acquired at the point where the end of the first step was detected in the first process and the first distance between the main caterpillar and the sub caterpillar on the angle adjustment axis when the first distance data was acquired A second process of detecting the height of the stairs using 1 angle;
A third process of raising the angle adjusting shaft to the predetermined angle, and
Based on the value obtained from the second sensor, the second distance data of the second sensor and the stairs and the second angle between the main caterpillar and the sub caterpillar on the angle adjustment axis are used when acquiring the second distance data. and performing a fourth process of detecting the width of the stairs by detecting the width of the stairs.
상기 제1 센서는
상기 서브 캐터필러부의 전면에 부착되어 상기 서브 캐터필러부의 진행 방향과 평행한 방향으로 감지 신호를 전송하도록 배치되며,
상기 제1 프로세스는 상기 제1 센서 데이터 값이 서서히 증가하다가 급증하는 시점을 상기 첫 번째 계단의 끝으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 2,
The first sensor is
It is attached to the front of the sub-caterpillar part and is arranged to transmit a detection signal in a direction parallel to the traveling direction of the sub-caterpillar part,
In the first process, a point in time when the first sensor data value increases rapidly after gradually increasing is determined as the end of the first step.
상기 제2 센서는,
상기 서브 캐터필러의 하단에서 상기 서브 캐터필러의 진행 방향과 수직 하단 방향에서 전면 방향으로 상기 소정 각도로 경사지도록 부착되어 상기 서브 캐터필러부의 진행 방향에서 90 - 상기 소정 각도의 하단 방향으로 감지 신호를 전송하도록 배치되며,
상기 제3 프로세스는 상기 제2 센서 데이터 값이 증가하다가 일정한 값을 유지하는 시점이 상기 제2 센서의 감지 방향과 상기 계단이 수평한 방향인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 3,
The second sensor,
At the lower end of the sub-caterpillar, it is attached so as to be inclined at the predetermined angle from the lower direction perpendicular to the lower direction of the sub-caterpillar in the forward direction, and is arranged to transmit a detection signal in the lower direction of the predetermined angle at 90 in the traveling direction of the sub-caterpillar part. becomes,
The mobile device according to claim 1 , wherein the third process determines that a point in time when the second sensor data value increases and then maintains a constant value is a direction in which the sensing direction of the second sensor and the stairs are horizontal.
상기 제2 프로세스는
하기 수학식을 통해 상기 계단의 높이를 검출하며,
hs = h1 + h2, h1 = (l1 + l2)* sinθ1
여기서, hs 는 검출된 계단의 높이이며, h2 는 상기 서브 캐터필러가 지면에 닿도록 수평 방향으로 배치될 때의 상기 제1 센서의 배치 높이이고,
l1 는 상기 각도 조절 축에서 상기 제1 센서의 배치 위치까지의 거리이고, l2 는 상기 첫 번째 계단의 끝을 검출한 지점에서 취득한 상기 제1 센서의 제1 거리 데이터이며, θ1 은 상기 제1 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제1 각도인 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 4,
The second process
The height of the stairs is detected through the following equation,
hs = h1 + h2, h1 = (l1 + l2)* sinθ1
Here, hs is the height of the detected step, h2 is the height of the arrangement of the first sensor when the sub-caterpillar is arranged in the horizontal direction so as to touch the ground,
l1 is the distance from the angle adjustment axis to the position of the first sensor, l2 is the first distance data of the first sensor obtained from the point where the end of the first step is detected, and θ1 is the first distance Moving device, characterized in that the first angle between the main caterpillar and the sub caterpillar on the angle adjustment axis at the time of data acquisition.
상기 제4 프로세스는
하기 수학식을 통해 상기 계단의 너비를 검출하며,
w = d₁ - (d₂ - l₃* cosθ₂)
여기서, w 는 검출된 계단의 너비이며, d₁은 상기 제2 센서의 감지 방향이 상기 계단과 수평한 방향인 지점에서 상기 제2 센서 중 상기 서브 캐터필러의 앞부분 하단에 배치된 제2-1 센서에서 상기 계단 중 두 번째 계단의 끝을 검출한 제2-1 거리 데이터이며, d₂는 상기 제2 센서의 감지 방향이 상기 계단과 수평한 방향인 지점에서 상기 제2 센서 중 상기 제2-1 센서와 소정 거리로 상기 서브 캐터필러의 뒤쪽 하단에 배치된 제2-2 센서에서 상기 계단 중 첫 번째 계단의 끝을 검출한 제2-2 거리 데이터이며, l₃는 상기 제2-1 센서와 상기 제2-2 센서의 거리이고, θ₂ 는 상기 제2-1 및 상기 제2-2 거리 데이터 취득 시 상기 각도 조절 축에서의 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러 사이의 제2 각도인 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 5,
The fourth process
The width of the stairs is detected through the following equation,
w = d₁ - (d₂ - l₃* cosθ₂)
Here, w is the width of the detected step, and d₁ is the 2-1 sensor disposed at the lower part of the front part of the sub caterpillar among the second sensors at the point where the sensing direction of the second sensor is in a direction parallel to the step. 2-1 distance data obtained by detecting the end of the second step among the stairs, and d₂ is the 2-1 sensor and 2-2 distance data obtained by detecting the end of the first step among the stairs from the 2-2 sensor disposed at the lower rear of the sub caterpillar at a predetermined distance, and l₃ is the 2-1 sensor and the 2-2- 2 is the distance of the sensor, and θ₂ is the second angle between the main caterpillar and the sub caterpillar on the angle adjustment axis when the 2-1 and 2-2 distance data is obtained.
상기 소정 각도는 45도인 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 1,
The mobile device, characterized in that the predetermined angle is 45 degrees.
상기 제1 회전축과 상기 각도 조절 축은 동일한 축 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 1,
The first rotation axis and the angle adjusting axis are formed on the same axis.
상기 제2 회전축은 상기 제1 회전축의 회전에 연동되어 회전되는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 1,
The second rotation shaft is a mobile device, characterized in that rotated in conjunction with the rotation of the first rotation shaft.
상기 메인 캐터필러와 상기 서브 캐터필러는 서로 독립적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 1,
The mobile device, characterized in that the main caterpillar and the sub caterpillar are driven independently of each other.
상기 이동 장치는 계단을 오를 수 있는 계단 승강 로봇인 것을 특징으로 하는 이동 장치.
The method of claim 1,
The mobile device, characterized in that the mobile device is a stair lifting robot capable of climbing stairs.
상기 이동 장치는 휠체어의 승강 장치인 것을 특징으로 하는 이동 장치.The method of claim 1,
The moving device is characterized in that the lifting device of the wheelchair.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210150603A KR102539764B1 (en) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | Moving device for adjusting angle of the sub caterpillar by measuring the height of the stairs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210150603A KR102539764B1 (en) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | Moving device for adjusting angle of the sub caterpillar by measuring the height of the stairs |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230064944A KR20230064944A (en) | 2023-05-11 |
| KR102539764B1 true KR102539764B1 (en) | 2023-06-02 |
Family
ID=86379171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210150603A KR102539764B1 (en) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | Moving device for adjusting angle of the sub caterpillar by measuring the height of the stairs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102539764B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001063642A (en) | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Matsushita Electric Works Ltd | Carrying vehicle for going up/down stairs |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4237249B2 (en) * | 2007-01-25 | 2009-03-11 | トピー工業株式会社 | Crawler device and its automatic attitude control. |
| KR101094740B1 (en) | 2009-02-24 | 2011-12-16 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | movable robot using caterpillar |
| KR101092892B1 (en) * | 2009-12-31 | 2011-12-12 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | Electric wheel chair for obstacle pass is possible |
| KR20180108144A (en) * | 2017-03-24 | 2018-10-04 | 네이버랩스 주식회사 | Robot apparatus for climbing stairs |
| KR102390923B1 (en) | 2018-04-27 | 2022-04-26 | 주식회사 케이스랩 | Dual flippers for mobile robot and mobile robot therewith |
-
2021
- 2021-11-04 KR KR1020210150603A patent/KR102539764B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001063642A (en) | 1999-08-26 | 2001-03-13 | Matsushita Electric Works Ltd | Carrying vehicle for going up/down stairs |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230064944A (en) | 2023-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4237249B2 (en) | Crawler device and its automatic attitude control. | |
| JP2004001699A (en) | Method for climbing up and down step, bogie and wheelchair | |
| JP2004303134A (en) | Vehicle | |
| KR20150138748A (en) | Stair-climbing robot and control method thereof | |
| JP2009050936A (en) | Interference determination device and leg wheel type robot | |
| KR101188862B1 (en) | Electrically-powered stair-climbing vehicle | |
| KR102539764B1 (en) | Moving device for adjusting angle of the sub caterpillar by measuring the height of the stairs | |
| JP2007190654A (en) | Leg-wheel robot | |
| KR102371922B1 (en) | Control system of electric assist module and control method for wheelchair driving on stairs and stepped terrain | |
| JPH0233554B2 (en) | ||
| CN110262532B (en) | Robot terrain processing and multi-terrain gait control method and system | |
| JP6936668B2 (en) | Wheelchair stair lift | |
| KR20220003941A (en) | Electric assist module and detection method of the entry section of flat land | |
| JP2010005730A (en) | Origin determination device and leg-wheeled robot, as well as method of determining origin | |
| JP2013208246A (en) | Wheelchair and method for making the wheelchair ascend/descend | |
| KR20210063517A (en) | Lift method for wheel chair using lift apparatus | |
| Fair et al. | Automated staircase detection, alignment & traversal | |
| KR102026915B1 (en) | Moving robot | |
| KR102074567B1 (en) | Wheel chair | |
| JP2008260117A (en) | Leg-wheel type robot and leg-wheel device | |
| CN112917471A (en) | Control device, exoskeleton system and control method | |
| JP4030009B2 (en) | Transfer machine | |
| KR20150062437A (en) | Method and apparatus for detecting a road surface, method and apparatus for guiding a user in walking | |
| KR102393474B1 (en) | Wheelchair carrier | |
| KR20160055731A (en) | Stair-climbing robot and control method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |