KR102570186B1 - 크롤러 모듈 및 이를 포함하는 로봇 장치 - Google Patents

Abstract

협소 공간에서의 주행성이 향상된 로봇 장치 및 이를 위한 크롤러 모듈이 제공된다. 상기 크롤러 모듈은 이동을 위한 동력을 제공하는 액추에이터를 사이에 두고 이격된 제1 트랙과 제2 트랙으로서, 각각 상기 하나의 액추에이터로부터 직접 또는 간접적으로 트랙의 회전을 위한 동력을 제공받는 제1 트랙 및 제2 트랙을 포함하는 복수의 트랙을 포함하고, 적어도 제1 방향으로 이동 가능하게 구성된다.

Description

크롤러 모듈 및 이를 포함하는 로봇 장치{CRAWLER MODULE AND ROBOT DEVICE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 크롤러 모듈 및 이를 포함하는 로봇 장치에 관한 것이다. 상세하게는 협소 공간에서의 주행성이 향상된 로봇 장치 및 이를 위한 크롤러 모듈에 관한 것이다.

로봇 공학 관련 기술이 발달함에 따라 다양한 수송 수단 또는 임무 수행 수단 등의 로봇 장치가 개발되고 있다. 상기의 로봇 장치는 사람이 접근하기 곤란한 장소, 예컨대 지진이나 화재 등이 발생한 재난 지역, 배관 내부나 바위 틈새, 지하 공간 등과 같이 협소한 지형, 종래 모빌리티를 이용해 이동이 용이하지 않은 험지 등 다양한 환경에서 사람을 대신해 임무를 수행할 것으로 기대되고 있다.

최근 활발히 연구되고 있는 로봇 장치의 한 형태로 이른바 뱀형 로봇으로 불리우는 로봇 장치를 들 수 있다. 뱀형 로봇은 고속 이동 내지는 수송의 목적 보다는 사람이 접근하기 어려운 협지나 험지에서의 탐사 또는 임무 수행 목적으로 주로 활용될 수 있다.

예를 들어 특허문헌 1 내지 특허문헌 3은 두개의 크롤러 모듈을 이용한 뱀형 로봇 장치를 개시한다. 구체적으로, 위 특허문헌들은 지면과의 마찰 등을 이용하여 이동을 위한 트랙을 구비한 두개의 크롤러 모듈과 그 사이의 관절 모듈을 포함하여 다양한 환경에서 주행이 가능한 형태의 로봇 장치를 개시한다.

미국 등록특허공보 9,031,698, Serpentine robotic crawler 미국 등록특허공보 8,042,630, Serpentine robotic crawler 미국 등록특허공보 8,317,555, Amphibious robotic crawler 대한민국 등록특허공보 제10-0893004호, 뱀형 탐사로봇

그러나 특허문헌 1 내지 특허문헌 3의 로봇 장치는 몇가지 문제를 가지고 있다. 우선 크롤러 모듈의 이동 방향 단면 시점에서, 상부의 트랙면과 하부의 트랙면이 서로 반대 방향으로 진행한다. 크롤러 모듈의 상부에 노출된 트랙면과 하부에 노출된 트랙면이 서로 반대 방향으로 진행할 경우 매우 협소한 공간, 예컨대 배관 내부 등에서, 크롤러 모듈의 상하면이 배관 내측면과 간섭될 경우 이동이 불가능하다.

특허문헌 1 내지 3의 로봇 장치가 갖는 다른 문제 중 하나는, 위와 같은 구조로 인해 임무 수행을 위한 장비, 예를 들어 특허문헌 1의 프리즘이나 카메라 등의 스마트 컨트롤 디바이스과 같은 장비가 트랙의 상부로 돌출되어 상하 방향으로 비대칭적인 한계가 있다. 이와 같이 임무 수행 장비가 상부로 돌출되는 경우 협소한 공간에서 지형이나 다른 구조물과의 간섭에 의한 임무 수행 장비의 파손 가능성이 높아지고, 상하 방향으로 비대칭적인 경우 로봇 장치가 뒤집히는 등의 돌발 상황에서 대응이 불가능하다.

관련하여 특허문헌 4는 카메라 등의 임무 수행 장비가 수용된 프레임을 중앙에 놓고, 프레임의 4 방향 측에 서로 독립적으로 구동되는 트랙을 배치한 구조를 개시한다. 특허문헌 4는 전술한 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 비해 임무 수행 장비를 보호할 수 있고, 예컨대 상부 트랙의 상면과 하부 트랙의 하면의 진행 방향을 동일하게 하거나 상이하게 할 수 있는 등 문제를 다소 해결할 수 있을 것으로 보인다.

그러나 특허문헌 4의 도 4 등을 참조하면, 특허문헌 4의 로봇 장치는 개별 트랙 모듈(무한궤도어셈블리)이 각각 개별적인 모터를 구비하여 동작하는 구조이다. 동력 전달 측면에서 특허문헌 4와 같이 각 트랙 마다 서로 다른 액추에이터(actuator)를 이용하여 동력을 전달하는 것은 매우 비효율적이며 구현하는 것이 쉽지 않고 제조 비용의 현저한 상승을 야기할 수 있다. 또, 서로 다른 트랙이 동일한 속도로 진행하는 것을 담보하기 어렵고, 로봇 장치의 크기를 일정 이상으로 감소시키는 것이 곤란하다. 특히 뱀형 로봇 장치가 협소 공간에서 주로 활용되는 점을 고려할 때 소형화가 곤란한 것은 큰 문제로 작용할 수 있다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 하나의 액추에이터를 이용하여 복수의 트랙으로 동력을 전달하는 크롤러 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 위와 같은 크롤러 모듈을 이동 모듈로서 이용한 로봇 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 크롤러 모듈은 이동을 위한 동력을 제공하는 액추에이터를 사이에 두고 이격된 제1 트랙과 제2 트랙으로서, 각각 상기 하나의 액추에이터로부터 직접 또는 간접적으로 트랙의 회전을 위한 동력을 제공받는 제1 트랙 및 제2 트랙을 포함하는 복수의 트랙을 포함하는, 적어도 제1 방향으로 이동 가능하다.

상기 액추에이터가 동력을 제공할 경우 상기 제1 트랙의 상기 액추에이터를 대면하는 면과 상기 제2 트랙의 상기 액추에이터를 대면하는 면은 동일한 방향으로 진행하도록 구성될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 크롤러 모듈은 상기 제1 방향으로 연장된 샤프트 및 샤프트의 외주면 상에 배치된 산골을 포함하는 기어부를 포함하는 원동축 기어를 더 포함할 수 있다.

이 때 상기 산골의 연장 방향은 제1 방향과 평행하거나 직교하지 않는 방향일 수 있다.

상기 트랙의 외면에는 상기 트랙의 진행 방향과 교차하는 방향으로 연장된 복수의 산골이 형성될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 크롤러 모듈은 상기 제1 트랙이 형성하는 폐루프 내에 배치된 롤러를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 트랙의 외면은 상기 액추에이터의 원동축과 맞물리고, 상기 제1 트랙의 내면은 상기 롤러와 맞닿을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 크롤러 모듈은 상기 제1 트랙이 형성하는 폐곡선 내에 배치된 롤러; 및 상기 액추에이터의 원동축과 맞물리는 하나 이상의 전달 기어를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 트랙의 외면은 상기 전달 기어와 맞물리고, 상기 제1 트랙의 내면은 상기 롤러와 맞닿을 수 있다.

상기 복수의 트랙은 제3 트랙을 더 포함하고, 상기 전달 기어는 제1 트랙, 제2 트랙 및 제3 트랙과 각각 맞물리는 제1 전달 기어, 제2 전달 기어 및 제3 전달 기어를 포함할 수 있다.

또, 몇몇 실시예에서, 크롤러 모듈은 상기 제1 방향으로 연장된 샤프트 및 샤프트의 외주면 상에 배치된 산골을 포함하는 원동축 기어를 포함하되, 상기 제1 전달 기어와 제2 전달 기어는 상기 원동축 기어를 사이에 두고 제2 방향으로 이격되고, 상기 제3 전달 기어는, 상기 제1 전달 기어 및 제2 전달 기어와 제1 방향 및 제2 방향으로 비중첩할 수 있다.

상기 제1 트랙과 제2 트랙, 상기 제1 전달 기어와 제2 전달 기어 및 원동축 기어는 상기 제2 방향으로 중첩하도록 배치될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 크롤러 모듈은 상기 액추에이터와 제1 방향으로 중첩하고, 복수의 트랙과 제2 방향으로 중첩 배치된 영상 인식 모듈을 더 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 크롤러 모듈은 상기 액추에이터의 원동축과 맞물리는 전달 기어로서, 치형이 형성된 치형부, 및 치형부의 양측으로 돌출된 제1 롤부와 제2 롤부를 포함하는 전달 기어를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 제1 트랙은, 상기 제1 롤부와 맞닿는 제1-1 트랙 및 상기 제2 롤부와 맞닿는 제1-2 트랙을 포함할 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장치는 복수개로 구비된 크롤러 모듈; 및 상기 복수의 크롤러 모듈을 서로 연결하는 다축 관절부를 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 하나의 액추에이터를 이용해 복수의 트랙으로 동력을 전달할 수 있다. 따라서 크롤러 모듈의 소형화가 가능하고 상측의 트랙과 하측의 트랙의 외면이 동일 방향으로 진행하게 구성할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 하나의 크롤러 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 크롤러 모듈의 평면도이다.
도 4는 도 2의 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도이다.
도 5는 도 4의 원동축 부분을 확대한 도면이다.
도 6은 도 2의 크롤러 모듈의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도이다.
도 8은 도 7의 원동축 부분을 확대한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도이다.
도 11은 도 10의 크롤러 모듈의 정면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 정면도이다.
도 13은 도 12의 원동축과 전달 기어의 배열을 나타낸 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도이다.
도 15는 도 14의 크롤러 모듈의 정면도이다.

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 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. 즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.

공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', ‘상(on)’, '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.

또, 제1 방향(X)은 평면 내 임의의 일 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하거나 수직한 다른 방향을 의미한다. 제3 방향(Z)은 상기 평면과 교차하거나 수직한 또 다른 방향을 의미한다.

다르게 정의되지 않는 한, '어느 평면 시점'은 상기 어느 평면에 대해 수직한 방향과 평행한 방향으로 바라본 시점을 의미한다. 또, 다르게 정의되지 않는 한, '일 방향으로 중첩'은 상기 일 방향과 평행한 방향으로 바라본 시점에서 복수의 구성요소가 겹쳐 배치된 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '액추에이터(actuator)'는 기계적 동력을 제공하는 기기를 총칭하는 것이며, 그 에너지원으로 유체 에너지에 국한되지 않으며 전기 등 다양한 에너지원을 이용하는 것을 모두 포함하는 의미이다. 액추에이터는 용어 '원동기'와 혼용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '트랙(track)'은 캐터필러(caterpillar)와 같이 전방 롤러/바퀴 및 후방 롤러/바퀴에 벨트처럼 걸어서 지면과의 마찰을 통해 주행을 위해 사용되는 띠 형상의 구성을 의미하며, '벨트', '무한궤도' 등의 용어와 혼용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '롤러' 또는 '회전체'는 회전축을 중심으로 회전 가능한 대략 원통형의 구성을 의미하며, 치형을 갖는 치형 기어, 마찰을 이용한 마찰 기어 또는 매끈한 면을 갖는 회전체를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '스큐 기어(skew gear)'는 교차하지 않고 또한 평행하지 않는 두개의 축간의 운동을 전달하는 한 쌍의 회전체, 또는 한 쌍의 회전체 중 어느 하나를 지칭하는 의미로 사용될 수 있다. 스큐 기어는 나사 기어(screw gear) 및 웜 기어(worm gear)를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 장치의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 로봇 장치(1)는 복수개로 구비된 크롤러 모듈들(11, 11') 및 그 사이에 배치되어 크롤러 모듈들(11, 11')을 연결하는 다축 관절부(20)를 포함한다.

크롤러 모듈들(11, 11')은 서로 독립적으로 구동하거나, 또는 서로 종속적으로 구동하는 제1 크롤러 모듈(11)(또는 전방 크롤러 모듈) 및 제2 크롤러 모듈(11')(또는 후방 크롤러 모듈)을 포함할 수 있다. 제1 크롤러 모듈(11)과 제2 크롤러 모듈(11')은 완전히 독립적으로 구동할 수 있다.

다축 관절부(20)(또는 관절 유닛)은 제1 크롤러 모듈(11)과 제2 크롤러 모듈(11')을 서로 연결할 수 있다. 다축 관절부(20)는 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)이 속하는 평면, 및/또는 제1 방향(X)과 제3 방향(Z)이 속하는 평면으로 회동 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 다축 관절부(20)는 적어도 피치(pitch)와 요(yaw)로 가동할 수 있다. 몇몇 실시예에서 다축 관절부(20)는 제2 방향(Y)과 제3 방향(Z)이 속하는 평면으로 롤(roll) 가동할 수도 있다.

이하, 크롤러 모듈에 대해 상세하게 설명한다. 제1 크롤러 모듈(11)과 제2 크롤러 모듈(11')의 구동 원리는 실질적으로 동일할 수 있는 바, 이하에서 제1 크롤러 모듈(11)을 예로 하여 설명한다.

도 2는 도 1의 하나의 크롤러 모듈을 나타낸 사시도이다. 도 3은 도 2의 크롤러 모듈의 평면도이다. 도 4는 도 2의 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도이다. 도 5는 도 4의 원동축 부분을 확대한 도면이다. 도 6은 도 2의 크롤러 모듈의 정면도이다.

도 2 내지 도 6을 더 참조하면, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)은 액추에이터(210) 및 액추에이터(210)에 의해 동력을 제공받는 트랙들(100)을 포함할 수 있다.

액추에이터(210)는 기계적 동력을 제공하는 기기일 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(210)는 전기적 에너지에 의해 회전 동력을 제공하는 모터 등일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

크롤러 모듈(11)은 액추에이터(210)에 의해 회전하는 원동축 기어(220)를 더 포함할 수 있다. 원동축 기어(220)는 제1 방향(X)으로 연장된 형상일 수 있다. 구체적으로 원동축 기어(220)는 제1 방향(X)으로 연장된 샤프트(221) 및 샤프트(221)의 외주면 상에 배치된 기어부(222)를 포함할 수 있다.

샤프트(221)는 제2 방향(Y)과 제3 방향(Z)이 속하는 평면 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 기어부(222)는 샤프트(221)의 외주면 상에 형성된 산골을 가지거나, 또는 외주면 상에 형성된 산골을 의미할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 기어부(222)의 산골은 샤프트(221)의 연장 방향(즉, 제1 방향(X))과 직교하거나, 평행하지 않는 방향으로 연장된 형상일 수 있다. 예컨대, 기어부(222)는 스큐 기어(skew gear)와 같이 구성될 수 있다. 기어부(222)의 형상 및 동력 전달 원리에 대해서는 후술한다.

트랙들(100)은 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)을 포함하여 복수개로 구비될 수 있다. 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)은 액추에이터(210)를 사이에 두고 적어도 제2 방향(Y)으로 이격 배치될 수 있다. 또, 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)은 기능 장비부(400)를 사이에 두고 적어도 제2 방향(Y)으로 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120) 및 액추에이터(210)는 적어도 부분적으로 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다. 다른 예를 들어, 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120) 및 기능 장비부(400)는 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다. 기능 장비부(400)는 액추에이터(210)와 제1 방향(X)으로 중첩 배치될 수 있다.

제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)은 모두 하나의 액추에이터(210) 및 원동축 기어(220)로부터 동력을 전달받을 수 있다. 즉, 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)의 진행 및 진행 방향은 서로 독립적이지 않을 수 있다.

제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)은 각각 폐곡선 내지는 폐루프를 형성하여 지면과의 마찰 내지는 접촉을 통해 크롤러 모듈(11)을 이송하기 위한 수단일 수 있다. 예를 들어, 제1 트랙(110)은 후술할 제1 트랙롤(321)에 걸리고, 제2 트랙(120)은 후술할 제2 트랙롤(322)이 걸릴 수 있다. 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)은 각각 캐터필러와 같이 금속 재질로 이루어지거나, 또는 소정의 유연성을 갖는 합성 수지, 또는 고무 등의 재질로 형성될 수도 있다.

제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)은 각각 그 내면(100is)과 외면(100os)을 가질 수 있다. 즉, 내면(100is)은 제1 트랙롤(321) 및/또는 제2 트랙롤(322)과 대면하거나 접하는 면으로서, 폐루프의 내측면을 의미한다. 또 외면(100os)은 후술할 바와 같이 원동축 기어(220)와 접하거나 또는 외부에서 시인되는 면으로서, 폐루프의 외측면을 의미한다.

예시적인 실시예에서, 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)의 외면(100os)에는 산골이 형성된 상태일 수 있다. 구체적으로, 제1 방향(X)이 속하는 평면으로 절개한 단면에서, 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)의 외면은 돌출된 트랙 돌출부(110t)와 함몰된 트랙 함몰부(110g)를 가질 수 있다. 이 때 상기 산골은 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)의 진행 방향(즉, 제1 방향(X))과 수직하거나, 평행하지 않는 방향으로 연장된 형상일 수 있다. 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)의 산골 형상 및 동력 전달 원리에 대해서는 후술한다.

본 발명이 이에 제한되는 것은 아니나, 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)의 내면(100is)에는 요철이 형성되지 않을 수 있다.

기능 장비부(400)는 본 실시예에 따른 어느 크롤러 모듈(11) 및/또는 로봇 장치(1)가 작업에 투입되어 임무를 수행하기 위해 필요한 기능을 제공하는 구성요소 또는 구성요소들의 집합, 또는 이를 위한 모듈이나 유닛부를 의미할 수 있다.

예를 들어 기능 장비부(400)는 카메라, 명암 센서 등 영상 인식 모듈, 초음파 센서, 온도 센서, 습도 센서, 가스 센서 등 다양한 센싱 기능을 수행하는 센싱 모듈, 그리퍼 등의 아암 모듈, 배터리 등 에너지 저장 모듈, 통신 기능을 수행하는 통신 모듈, 및/또는 그 외의 프로세서나 메모리 등을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)은 기능 장비부(400), 예컨대 카메라를 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120) 사이에 배치할 수 있다. 종래 기술에 따를 경우 카메라 등의 구성요소가 지면과 접할 가능성이 있는 트랙의 상부 또는 하부로 돌출되어 로봇 장치가 이동하는 환경과의 간섭으로 인해 카메라의 손상 가능성이 있었다. 그러나 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)은 카메라 등의 기능 장비부(400)를 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120) 사이에 삽입할 수 있고 크롤러 모듈(11) 및 로봇 장치(1)의 내구성을 높일 수 있다. 또한 크롤러 모듈(11)이 하측의 제2 트랙(120)을 이용해 이동 중에 뒤집히는 경우에도 상측의 제1 트랙(110)을 이용한 이동을 계속할 수 있다.

하우징(300)은 크롤러 모듈(11)의 외관을 형성함과 동시에 그 내부에 배치된 액추에이터(210), 복수의 롤러들(311, 312, 321, 322, 331, 332) 및 기타 구성요소들을 결합하고 보호하기 위한 구성요소를 의미한다. 예시적인 실시예에서, 하우징(300)은 제1 지지롤(311)과 제2 지지롤(312), 제1 트랙롤(321)과 제2 트랙롤(322), 제1 보조롤(331)과 제2 보조롤(332) 등의 복수의 롤러들(311, 312, 321, 322, 331, 332)을 포함할 수 있다.

제1 지지롤(311)은 제1 트랙(110)의 내면(100is)과 맞닿아 접할 수 있다. 측면 시점에서, 제1 지지롤(311)은 제1 트랙(110)이 형성하는 폐루프 내에 위치할 수 있다. 후술할 바와 같이 제1 트랙(110)의 어느 위치에서 제1 트랙(110)의 외면(100os)은 원동축 기어(220)의 기어부(222)와 접할 수 있다. 이 때 제1 지지롤(311)의 내면(100is) 상에 제1 지지롤(311)이 배치되어 제1 트랙(110)을 지지하고 동력 전달 효율을 높일 수 있다.

마찬가지로 제2 지지롤(312)은 제2 트랙(120)의 내면(100is)과 맞닿아 접할 수 있다. 측면 시점에서, 제2 지지롤(312)은 제2 트랙(120)이 형성하는 폐루프 내에 위치할 수 있다. 후술할 바와 같이 제2 트랙(120)의 어느 위치에서 제2 트랙(120)의 외면(100os)은 원동축 기어(220)의 기어부(222)와 접할 수 있다. 이 때 제2 지지롤(312)의 내면(100is) 상에 제2 지지롤(312)이 배치되어 제2 트랙(120)을 지지하고 동력 전달 효율을 높일 수 있다.

제1 지지롤(311) 및 제2 지지롤(312)는 각각 기어부(222)와 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다. 전술한 제1 지지롤(311)과 제2 지지롤(312)에는 스스로의 회전을 위한 동력이 제공되지 않을 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

제1 트랙롤(321)은 제1 트랙(110)의 내면(100is)과 맞닿아 접하며, 측면 시점에서 제1 트랙(110)이 형성하는 폐루프 내에 위치할 수 있다. 마찬가지로 제2 트랙롤(322)은 제2 트랙(120)의 내면(100is)과 맞닿아 접하며, 측면 시점에서 제2 트랙(120)이 형성하는 폐루프 내에 위치할 수 있다. 제1 트랙롤(321)은 제1 방향(X)으로 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 마찬가지로 제2 트랙롤(322)은 제1 방향(X)으로 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 도 4 등은 제1 트랙롤(321)과 제2 트랙롤(322)을 각각 2개인 경우를 예시하였으나, 본 발명이 이에 제한되지 않음은 물론이다. 제1 트랙롤(321)과 제2 트랙롤(322)은 각각 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)이 걸리고, 무한 궤도 운동을 하는 한계를 제공할 수 있다.

제1 보조롤(331) 및 제2 보조롤(332)은 각각 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)의 외면(100os)과 맞닿어 접하며 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)의 폐루프 형상을 정의할 수 있다. 즉, 제1 보조롤(331)과 제2 보조롤(332)을 이용하여 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)을 원하는 크기로 구성하며 트랙들에 충분한 장력과 텐션을 부여할 수 있다.

이하에서 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)의 동력 전달 과정에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

우선 액추에이터(210)가 제공하는 동력에 의해 샤프트(221) 및 기어부(222)를 포함하는 원동축 기어(220)는 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)이 속하는 평면 내에서 회전할 수 있다. 이 때 전술한 바와 같이 기어부(222)는 스큐 기어와 같이 구성될 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에 따른 기어부(222)는 웜(worm)와 같이 구성될 수 있다.

이 경우 평면 시점 또는 측면 시점에서, 기어부(222)의 산(또는 이(tooth))은 소정의 리드각을 갖는 형상일 수 있다. 즉, 상기 산의 연장 방향은 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)과 모두 평행하거나 직교하지 않으며, 이들과 기울어지게 교차하는 방향일 수 있다. 또, 기어부(222)의 어느 단면에서 시인되는 복수의 산들은 나사와 같은 형상을 가지고 서로 연속적으로 연결된 상태일 수 있다.

기어부(222)는 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)의 외면(100os)과 맞닿아 접하거나, 맞물릴 수 있다. 전술한 바와 같이 트랙(100)의 외면(100os)에는 트랙 돌출부(110t)와 트랙 함몰부(110g)가 형성된 상태이고, 트랙 돌출부(110t)는 기어부(222)의 골에 삽입되고, 트랙 함몰부(110g)에는 기어부(222)의 산이 삽입될 수 있다. 이를 위해 트랙 돌출부(110t)와 트랙 함몰부(110g)의 피치와 리드각은 기어부(222)의 산골의 피치와 리드각에 대략 상응할 수 있다.

평면 시점에서, 즉 제1 방향(X)과 제3 방향(Z)이 속하는 평면 상에서 트랙(100) 외면(100os)에 형성된 트랙 돌출부(110t) 및 트랙 함몰부(110g)는 일 방향으로 연장된 형상이되, 트랙 돌출부(110t)와 트랙 함몰부(110g)의 연장 방향은 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)과 평행하거나 수직하지 않은 방향일 수 있다. 예를 들어, 트랙 돌출부(110t)와 트랙 함몰부(110g)의 연장 방향은 제1 방향(X) 및 제3 방향(Z)과 기울어지게 교차하는 방향이되, 상기 교차 방향과 제1 방향(X) 간의 사이각 보다 상기 교차 방향과 제3 방향(Z) 간의 사이각이 더 작은 방향일 수 있다.

전술한 것과 같이 구성된 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)은 각각 제1 지지롤(311) 및 제2 지지롤(312)과 함께 마치 웜 기어(worm gear) 내지는 웜 휠(worm wheel)과 같이 작용할 수 있다. 따라서 원동축 기어부(222)가 회전할 경우 제1 지지롤(311) 및/또는 제2 지지롤(312)이 종동축을 형성하며, 지지롤들(311, 312)과 원동축 기어(220) 사이에 개재된 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)이 모두 하나의 액추에이터(210) 및 원동축 기어(220)에 의해 직접적으로 동력을 전달 받으며 이동할 수 있다.

본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)은 액추에이터(210)가 제공하는 제2 방향(Y)과 제3 방향(Z)이 속하는 평면 내 회전력에 의해 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)을 적어도 부분적으로 제1 방향(X)으로 진행하게 할 수 있다. 또 동력 전달 시스템에 있어서 감속비가 높아 험준한 지형에서도 크롤러 모듈(11)의 이동성을 높일 수 있다. 뿐만 아니라 험준한 지형에 의해 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)이 밀리는 경우에도 그 힘이 액추에이터(210)에 전달되지 않을 수 있고, 크롤러 모듈(11)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

뿐만 아니라 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)은 험준한 지형 내지는 경사로 인해 크롤러 모듈(11)이 뒤집히는 경우에도 이동을 지속할 수 있는 장점이 있다.

예컨대, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)의 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)은 각각 그 외측의 제1 부분(101) 및 내측의 제2 부분(102)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 부분(101)은 크롤러 모듈(11)의 외부에서 시인되는 트랙(100)의 부분으로서, 지면과 맞닿아 이동을 위한 힘을 받을 수 있는 부분이다. 또, 제2 부분(102)은 액추에이터(210)를 향하는 부분으로서, 제2 부분(102)을 사이에 두고 제1 부분(101)과 액추에이터(210)가 이격될 수 있다. 또, 제1 부분(101)과 제2 부분(102)은 트랙롤들(321, 322)에 의해 형성되는 만곡부를 통해 연결될 수 있다. 제1 트랙(110)의 제2 부분(102)의 외면과 제2 트랙(120)의 제2 부분(102)의 외면은 적어도 부분적으로 서로 대면할 수 있다.

이 때 제1 트랙(110)의 제1 부분(101)과 제2 트랙(120)의 제1 부분(101)은 동일한 방향, 예컨대 도 4 기준 우측 방향으로 진행하고, 제1 트랙(110)의 제2 부분(102)과 제2 트랙(120)의 제2 부분(102)은 동일한 방향, 예컨대 도 4 기준 좌측 방향으로 진행할 수 있다.

즉, 제2 트랙(120)의 제1 부분(101)이 지면과 맞닿아 크롤러 모듈(11)이 이동하는 비제한적인 예시에서, 크롤러 모듈(11)의 하부에 노출된 제2 트랙(120)의 제1 부분(101)과 상부에 노출된 제1 트랙(110)의 제1 부분(101)이 동일한 방향으로 진행하도록 구성될 수 있다. 만일 험준한 지형 내지는 경사로 인해 크롤러 모듈(11)이 뒤집혀 제1 트랙(110)의 제1 부분(101)이 지면과 접하게 되는 경우에도 크롤러 모듈(11)이 원활한 이동을 계속할 수 있다.

또, 본 실시예와 달리, 크롤러 모듈의 하부에 노출된 트랙면과 상부에 노출된 트랙면이 서로 반대 방향으로 진행할 경우, 상부와 하부가 배관 내벽과 간섭되는 경우 진행이 불가능한 한계가 있다. 그러나 본 실시예에 따를 경우 배관 내부와 같이 협소한 지형에서 상부의 제1 트랙(110)의 제1 부분(101)이 배관벽과 간섭되는 경우에도 원활한 이동을 계속할 수 있다.

뿐만 아니라 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(11)은 하나의 액추에이터(210)를 이용해 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)에 동력을 전달할 수 있어 전체적인 크기, 예컨대 제2 방향(Y)으로의 높이 및 제3 방향(Z)으로의 폭을 감소시킬 수 있고, 배관 내부와 같이 협소한 공간에서의 주행에 유리할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 다만 전술한 실시예에 따른 크롤러 모듈과 동일하거나, 극히 유사한 구성에 대한 설명은 생략하며 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다. 또, 이하에서 하나의 크롤러 모듈을 예로 하여 설명하나, 이들을 이용한 로봇 장치에 대해서도 이해될 수 있을 것이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도로서, 도 4와 대응되는 측면 모식도이다. 도 8은 도 7의 원동축 부분을 확대한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(12)의 원동축 기어(230)의 기어부(232)는 웜이 아닌 나사 기어(screw gear)와 같이 구성된 점이 도 2 등의 실시예에 따른 크롤러 모듈과 상이한 점이다.

원동축 기어(230)는 제1 방향(X)으로 연장된 샤프트(231) 및 샤프트(231)의 외주면 상에 형성된 기어부(232)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 기어부(232)의 산골은 제1 방향(X)과 직교하거나 평행하지 않는 방향으로 연장되거나, 제1 방향(X)과 직교하거나 평행하지 않는 방향으로 연장된 부분을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 기어부(232)의 산은 소정의 리드각을 가지며, 산골의 연장 방향은 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)과 모두 평행하거나 직교하지 않고 이들과 기울어진 방향으로 연장된 형상일 수 있다. 기어부(232)의 복수의 산들은 서로 연결되지 않고 단속적으로 복수개가 배치될 수 있다.

앞서 설명한 것과 같이 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)은 각각 외면(100os) 상에 형성된 트랙 돌출부와 트랙 함몰부를 가질 수 있다. 이 때 트랙 돌출부 및 트랙 함몰부의 피치와 리드각, 즉 트랙 돌출부와 트랙 함몰부의 기울어진 각도는 기어부(232)의 산골의 피치와 리드각에 대략 상응하도록 형성될 수 있다.

이와 같이 구성된 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)은 원동축 기어(230)에 의해 동력을 전달 받으며, 마치 나사 기어와 같은 작용으로 동력을 제공받을 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도로서, 도 4와 대응되는 측면 모식도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(13)은 제1 지지롤(311) 및 제2 지지롤(312)이 각각 트랙롤로서의 기능을 동시에 수행하는 점이 도 2 등의 실시예에 따른 크롤러 모듈과 상이한 점이다.

원동축 기어(220)의 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)으로의 동력 전달 과정에서 트랙들(110, 120)을 지지하는 제1 지지롤(311)과 제2 지지롤(312)의 크기를 상대적으로 크게 하여 동력 전달 효율을 높일 수 있다.

도면에 도시된 것과 달리 다른 실시예에서, 제1 지지롤(311) 및 제2 지지롤(312)이 배치된 측, 즉 도 9 기준 우측이 크롤러 모듈(13)이 진행 방향을 향하도록 구성될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도로서, 도 4와 대응되는 측면 모식도이다. 도 11은 도 10의 크롤러 모듈의 정면도로서, 도 6과 대응되는 정면도이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(14)은 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)를 더 포함하여 액추에이터(210) 및 원동축 기어(220)의 동력이 간접적으로 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)에 전달되는 점이 도 2 등의 실시예에 따른 크롤러 모듈과 상이한 점이다.

제1 전달 기어(510)는 원동축 기어(220)와 제1 트랙(110) 사이에 배치되고, 제2 전달 기어(520)는 원동축 기어(220)와 제2 트랙(120) 사이에 배치될 수 있다. 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)는 각각 원동축 기어(220)의 기어부(222)의 산골과 맞닿아 맞물리게 배치될 수 있다. 또 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)는 기어부(222)를 사이에 두고 제2 방향(Y)으로 이격 배치될 수 있다.

또한 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)는 각각 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120)의 외면(100os)에 형성된 트랙 돌출부 및 트랙 함몰부와 맞닿아 맞물리게 배치될 수 있다.

제1 전달 기어(510), 제2 전달 기어(520), 제1 트랙(110)과 제2 트랙(120), 그리고 제1 지지롤(311)과 제2 지지롤(312)은 원동축 기어(220), 액추에이터(210) 또는 기능 장비부(미도시)와 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다.

기어부(222)가 웜(worm)과 같이 구성된 실시예에서, 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)는 소정의 리드각을 갖는 웜 휠 내지는 웜 기어와 같이 구성될 수 있다. 즉, 기어부(222)와 제1 전달 기어(510) 또는 제2 전달 기어(520)는 함께 웜 기어로서 작용할 수 있다. 다른 실시예에서, 기어부(222)가 나사 기어과 같이 구성될 경우 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520) 또한 기어부(222)와 맞물리는 나사 기어와 같이 구성될 수 있다.

또, 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)가 원동축 기어(220)에 의해 종동축을 형성하며 회전할 경우, 제1 전달 기어(510)와 맞물린 제1 트랙(110) 및 제2 전달 기어(520)와 맞물린 제2 트랙(120)에 동력이 제공될 수 있다. 이 때 제1 지지롤(311) 및 제2 지지롤(312)이 각각 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)의 내면(100is)과 맞닿아 지지함은 전술한 바와 같다.

본 실시예에 따를 경우 원동축 기어(220)가 제공하는 동력의 전달 효율을 보다 높일 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 정면도로서, 도 6과 대응되는 정면도이다. 도 13은 도 12의 원동축과 전달 기어의 배열을 나타낸 사시도이다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(15)은 제3 전달 기어(530) 및 제4 전달 기어(540)를 더 포함하는 점이 도 11 등의 실시예에 따른 크롤러 모듈과 상이한 점이다.

크롤러 모듈(15)의 트랙들(110, 120, 130, 140)은 제2 방향(Y)으로 이격 대면하는 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)에 더하여, 제3 방향(Z)으로 이격 대면하는 제3 트랙(130) 및 제4 트랙(140)을 더 포함할 수 있다. 제3 트랙(130) 및 제4 트랙(140)의 형상 및 배열 등은 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120)과 실질적으로 동일할 수 있다.

본 실시예에 따른 크롤러 모듈(15)은 상하 방향으로 배치된 제1 트랙(110) 및 제2 트랙(120) 뿐 아니라 좌우 방향으로 배치된 제3 트랙(130) 및 제4 트랙(140)을 더 포함하여 구동 자유도 및 협소 공간에서의 주행성을 더욱 높일 수 있다. 예를 들어, 크롤러 모듈(15)이 험지 및 경사 등으로 인해 완전히 뒤집히지 않고 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도만 뒤집히는 경우에도, 제3 트랙(130) 또는 제4 트랙(140)을 이용해 주행을 계속할 수 있다. 또는, 협소 공간에서 하부의 제2 트랙(120) 뿐 아니라 좌우의 제3 트랙(130) 및 제4 트랙(140)을 이용하여 벽면과의 마찰을 야기할 수 있어 주행성이 향상될 수도 있다.

원동축 기어(220)의 샤프트(221) 및 기어부(222)는 제1 방향(X)으로 충분한 길이를 가질 수 있다. 또, 앞서 설명한 것과 같이 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)는 각각 기어부(222)와 맞물리고, 기어부(222)를 사이에 두고 제2 방향(Y)으로 이격 배치될 수 있다.

제3 전달 기어(530) 및 제4 전달 기어(540)는 각각 원동축 기어(220)의 기어부(222)의 산골과 맞닿아 맞물리게 배치될 수 있다. 또 제3 전달 기어(530) 및 제4 전달 기어(540)는 기어부(222)를 사이에 두고 제3 방향(Z)으로 이격 배치될 수 있다. 또한 제3 전달 기어(530) 및 제4 전달 기어(540)는 각각 제3 트랙(130)과 제4 트랙(140)의 외면에 형성된 트랙 돌출부 및 트랙 함몰부와 맞닿아 맞물리게 배치될 수 있다.

제3 전달 기어(530), 제4 전달 기어(540), 제3 트랙(130)과 제4 트랙(140), 그리고 제3 지지롤(313)과 제4 지지롤(314)은 원동축 기어(220), 액추에이터(210) 또는 기능 장비부(미도시)와 제2 방향(Y)으로 중첩할 수 있다.

제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)가 기어부(222)와 맞닿는 위치와, 제3 전달 기어(530) 및 제4 전달 기어(540)가 기어부(222)와 맞닿는 위치는 서로 제1 방향(X)으로 이격될 수 있다. 즉, 제3 전달 기어(530) 또는 제4 전달 기어(540)는 제1 전달 기어(510) 및 제2 전달 기어(520)와 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 비중첩할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 기어부(222)를 제1 방향(X)으로 충분히 연장하여 맞물리는 전달 기어의 개수를 증가시킬 수 있다.

앞서 설명한 것과 동일한 동력 전달 시스템을 통해 설명한 것과 같이 하나의 액추에이터(210)가 동력을 제공할 경우, 제1 트랙(110), 제2 트랙(120), 제3 트랙(130) 및 제4 트랙(140)이 모두 서로 비독립적으로 진행할 수 있다. 또, 이 때 제1 트랙(110) 내지 제4 트랙(140)의 제1 부분(101)은 모두 동일한 방향으로 진행할 수 있다.

도 12는 총 4개의 트랙이 구비된 경우를 예시하고 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 앞서 설명한 것과 같이 기어부(222)와 전달 기어들의 맞물리는 방향과 제1 방향(X)으로의 위치를 변경하여 트랙을 3개, 또는 5개, 또는 6개, 또는 8개, 또는 12개, 또는 그 이상의 개수로 제공할 수도 있다.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 크롤러 모듈의 동력 전달계를 나타낸 측면 모식도로서, 도 10과 대응되는 측면 모식도이다. 도 15는 도 14의 크롤러 모듈의 정면도로서, 도 11과 대응되는 정면도이다.

도 14 및 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 크롤러 모듈(16)은 전달 기어들(510, 520)이 각각 치형부와 롤부를 포함하는 점이 도 10 등의 실시예에 따른 크롤러 모듈과 상이한 점이다.

구체적으로, 제1 전달 기어(510)는 제1 치형부(511) 및 제1 치형부(511)의 양측으로 돌출된 제1-1 롤부(515) 및 제1-2 롤부(516)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 전달 기어(520)는 제2 치형부(521) 및 제2 치형부(521)의 양측으로 돌출된 제2-1 롤부(525) 및 제2-2 롤부(526)를 포함할 수 있다. 제1-1 롤부(515)와 제1-2 롤부(516)는 제1 치형부(511)를 사이에 두고 제3 방향(Z)으로 이격되고, 제2-1 롤부(525)와 제2-2 롤부(526)는 제2 치형부(521)를 사이에 두고 제3 방향(Z)으로 이격될 수 있다.

제1 치형부(511) 및 제2 치형부(521)는 전술한 바와 같이 기어부(222)와 맞물려 웜 휠로 작용할 수 있도록 외주연 상에 치형이 형성된 상태일 수 있다. 제1 치형부(511) 및 제2 치형부(521)는 각각 기어부(222)의 산골과 맞닿아 맞물릴 수 있다. 반면 제1 치형부(511) 및 제2 치형부(521)는 트랙들과 맞물리지 않을 수 있다.

제1-1 롤부(515)와 제1-2 롤부(516)는 제1 치형부(511)와 회전축을 공유할 수 있다. 또, 제2-1 롤부(525)와 제2-2 롤부(526)는 제2 치형부(521)와 회전축을 공유할 수 있다. 또, 제1-1 롤부(515)와 제2-1 롤부(525)는 서로 제2 방향(Y)으로 이격 중첩하고, 제1-2 롤부(516)와 제2-2 롤부(526)는 서로 제2 방향(Y)으로 이격 중첩할 수 있다.

예시적인 실시예에서, 액추에이터(210)를 기준으로 상축에 위치한 제1 트랙(110)은 제1-1 트랙(111) 및 제1-2 트랙(112)으로 구비되고, 하측에 위치한 제2 트랙(120)은 제2-1 트랙(121) 및 제2-2 트랙(122)으로 구비될 수 있다. 이 때 제1-1 트랙(111)의 내면(100is)은 제1-1 롤부(515)와 맞닿아 접하고, 제1-2 트랙(112)의 내면(100is)은 제1-2 롤부(516)와 맞닿아 접할 수 있다. 또, 제2-1 트랙(121)의 내면(100is)은 제2-1 롤부(525)와 맞닿아 접하고, 제2-2 트랙(122)의 내면(100is)은 제2-2 롤부(526)와 맞닿아 접할 수 있다.

원동축 기어(220)가 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)이 속하는 평면 내에서 회전하면 제1 전달 기어(510)의 제1 치형부(511) 및 제2 전달 기어(520)의 제2 치형부(521)가 종동축을 형성하며 회전할 수 있다. 또 제1 치형부(511) 및 제2 치형부(521)와 회전축을 공유하는 제1-1 롤부(515), 제1-2 롤부(516), 제2-1 롤부(525) 및 제2-2 롤부(526) 또한 회전하며 제1-1 트랙(111), 제1-2 트랙(112), 제2-1 트랙(121) 및 제2-2 트랙(122)을 이동시킬 수 있다.

도 14 등은 제1-1 롤부(515), 제1-2 롤부(516), 제2-1 롤부(525) 및 제2-2 롤부(526)가 별도의 치형 없이 매끈한 표면을 갖거나, 마찰 기어로 작용하는 경우를 예시하고 있으나 다른 실시예에서 제1-1 롤부(515), 제1-2 롤부(516), 제2-1 롤부(525) 및 제2-2 롤부(526)는 외주면 상에 형성된 치형을 가지고, 제1-1 트랙(111), 제1-2 트랙(112), 제2-1 트랙(121) 및 제2-2 트랙(122)의 내면(100is) 또한 요철 구조를 가지고 맞물릴 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 로봇 장치
11: 크롤러 모듈
110: 제1 트랙
120: 제2 트랙
210: 액추에이터
220: 원동축 기어
300: 하우징
400: 기능 장비부

Claims (11)

1. 제1 방향으로 연장된 형상의 원동축 기어;
   상기 원동축 기어의 기어부와 맞물려 원동축 기어의 회전에 따라 회전하는 복수의 전달 기어로서, 제1 전달 기어 내지 제3 전달 기어를 포함하는 복수의 전달 기어; 및
   상기 제1 전달 기어 내지 제3 전달 기어의 회전에 따라 운동하는 복수의 트랙으로서, 각각 상기 제1 전달 기어 내지 제3 전달 기어에 의해 동력을 제공받는 제1 트랙 내지 제3 트랙을 포함하는 복수의 트랙을 포함하되,
   상기 제1 전달 기어와 제2 전달 기어의 회전 평면은 서로 동일하고,
   상기 제1 전달 기어와 제3 전달 기어의 회전 평면은 서로 상이하되, 적어도 상기 제1 방향은 상기 제1 전달 기어 및 제3 전달 기어의 회전 평면에 속하고,
   상기 제1 전달 기어와 상기 기어부가 맞닿는 위치는, 상기 제3 전달 기어와 상기 기어부가 맞닿는 위치와 상기 제1 방향으로 이격된,
   크롤러 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전달 기어와 제2 전달 기어는 상기 원동축 기어를 사이에 두고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되고, 상기 제1 방향 및 제2 방향은 상기 제1 전달 기어의 회전 평면에 속하고,
   상기 크롤러 모듈을 상기 제1 방향 및 제2 방향으로 절개한 단면 시점에서,
   상기 제1 전달 기어와 제3 전달 기어는 상기 제1 방향으로 이격되고,
   상기 제1 전달 기어와 제2 전달 기어는 상기 제2 방향으로 중첩 배치되는 크롤러 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 전달 기어의 회전 평면에 속하고 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향, 및 상기 제1 전달 기어의 회전 평면에 속하지 않고 상기 제1 방향 및 제2 방향과 교차하는 제3 방향이 속하는 평면 시점에서,
   상기 제1 전달 기어와 제3 전달 기어가 형성하는 각도는 180도 보다 작은 크롤러 모듈.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 트랙이 형성하는 폐루프 내에 배치된 롤러를 더 포함하되,
   상기 제1 트랙의 외면은 상기 기어부와 맞물리고, 상기 제1 트랙의 내면은 상기 롤러와 맞닿는 크롤러 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 트랙 내지 제3 트랙의 외면은 각각 상기 제1 전달 기어 내지 제3 전달 기어와 맞물리는 크롤러 모듈.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 원동축 기어와 제1 방향으로 중첩하고, 제1 트랙과 제2 방향으로 중첩 배치된 영상 인식 모듈을 더 포함하는 크롤러 모듈.
10. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 제1 전달 기어는, 치형이 형성된 치형부 및 치형부의 양측으로 돌출된 제1 롤부와 제2 롤부를 포함하고,
    상기 제1 전달 기어에 의해 동력을 제공받는 상기 제1 트랙은, 상기 제1 롤부와 맞닿는 제1-1 트랙 및 상기 제2 롤부와 맞닿는 제1-2 트랙을 포함하고,
    상기 제1-1 트랙과 제1-2 트랙은 제3 방향으로 이격 배치되고,
    상기 제3 방향은, 상기 제1 전달 기어의 회전 평면에 속하지 않는 방향인, 크롤러 모듈.
11. 복수개로 구비된 제1항의 크롤러 모듈; 및
    상기 복수의 크롤러 모듈을 서로 연결하는 다축 관절부를 포함하는 로봇 장치.