KR102639554B1 - 유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투척용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투척 시 충격을 흡수할 수 있는 로봇에 관한 것이다. 본 발명의 유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇은 구 형태의 로봇의 외부 전방향에 다수의 유연힌지 부품을 부착하여 전 방향에서의 충격을 흡수할 수 있고, 4개의 교차된 보 형태를 가지도록 설계되어 보다 효율적으로 충격을 흡수할 수 있으며, 내부 제어부와 각각 링크 구조물로 연결된 반구 형태로 형성되는 로봇 하우징을 포함하고, 링크 구조물이 제어됨에 따라 투척모드/이동모드를 변경할 수 있는 효과가 있다.

Description

유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇{Flexible hinge parts and shock-absorbing robot including the same}
본 발명은 투척용 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투척 시 충격을 흡수할 수 있는 로봇에 관한 것이다.
최근의 군사 과학기술 분야에서는 인명 피해를 막기 위하여 로봇을 도입하려는 노력이 활발히 진행되고 있다. 연구 분야로는 감시, 정찰, 위험물 탐지, 사격 및 폭파 등이 있으며, 상기한 분야 중에서도 감시와 정찰은 전투의 시작 단계에서 가장 크게 요구되는 분야로 병력의 손실 없이 위험도를 포착하고 대처할 수 있는 능력을 제공할 필요가 있다.
효과적인 감시와 정찰을 위해서는 로봇 설계에 있어서 몇 가지 제한 조건이 수반된다. 첫 번째 제한 조건은 '로봇 크기의 제약'으로서 감시 및 정찰 시에 적군에 노출되지 않을 만큼의 소형, 경량성을 갖는 로봇이 개발되어야 한다. 두 번째 조건은 '원거리 정찰 목표지점까지 효과적인 로봇 투입'이다. 기존의 정찰 로봇은 자율주행 시스템을 이용하여 정찰 목표지점까지 도달하거나 사용자의 조종에 의해 이동하는 방식으로 개발되어 왔으나, 이동 중 장애물로 인해 이동로가 폐쇄된 경우 정찰에 실패할 수 있고 뛰어난 험지 극복 성능이 요구되는 등 많은 문제점을 수반하고 있다.
이에 따라 종래의 기술에서는 위의 두 제한 조건을 만족하면서도 효율적인 감시 및 정찰 기능을 수행할 수 있는 '투척형 소형 구형 로봇'이 개발되었다. 투척형 로봇은 정찰병이 손으로 목표지점까지 투척하는 메커니즘으로서, 지금까지 있어왔던 기존의 주행로봇의 문제점을 일거에 해결하였고, 한손으로 투척이 가능할 정도의 경량성을 가지며, 목표지점까지 빠르고 정확하게 도달 할 수 있다는 장점을 갖는다.
그러나, 통상적으로 투척형 정찰 로봇은 사용자에 의해 정찰 목표지점으로 투척되어야 하는바, 필연적으로 낙하충격을 받게 된다. 이에 따라 종래의 투척형 정찰 로봇은 투척 시의 낙하충격이 본체에 장착된 전자장비로 전달되지 않도록 충격을 흡수할 수 있는 매커니즘을 보유함으로써 이러한 문제를 해결하고자 했다. 그 예로, 도 1에 도시된 대한민국등록특허 10-1226261호(이하 종래기술)은, 충격흡수부를 포함하고, 충격흡수부는 3개의 판스프링(310, 330, 340)을 포함하고 있으며, 총 3 종류의 원형 판스프링이 고무지지대를 통해 결합되어 구조적으로 외부의 충격이 흡수되는 구조를 취한다.
그러나 종래기술은 세 개의 각기 다른 종류의 원형 판스프링을 결합하여 충격을 흡수하기 때문에 부품의 수가 증가하고, 이에 따라 제작상의 어려움이 발생하였고, 또한 측 방향으로부터 오는 충격은 판스프링으로 흡수하지만 상하 방향으로 충격이 가해지는 경우는 고무 바퀴부분에 가해져 충격이 흡수되지 않고 온전히 바퀴로 전달되어 구성의 보전이 어렵다는 문제점이 있었다.
대한민국등록특허 10-1226261호 " 전방향 충격 흡수 메커니즘을 구비한 투척형 정찰 로봇" (2010.12.30.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 구 형태의 로봇의 외부 전방향에 다수의 유연힌지 부품을 부착하여 전 방향에서의 충격을 흡수할 수 있는 유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇을 제공함에 있다.
또한, 4개의 교차된 보 형태를 가지도록 설계되어 보다 효율적으로 충격을 흡수할 수 있는 유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇을 제공함에 있다.
또한, 내부 제어부와 각각 링크 구조물로 연결된 반구 형태로 형성되는 로봇 하우징을 포함하고, 링크 구조물이 제어됨에 따라 투척모드/이동모드를 변경할 수 있는 유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연힌지 부품은 판 형상의 완충면, 완충면으로부터 소정 간격 이격배치된 판 형상의 지지면, 완충면 및 지지면과 연결되어 완충면으로부터 전달되는 힘을 감쇠하는 힌지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 힌지부는, 일단이 완충면의 일측 측면과 결합하고, 타단이 지지면의 일측 측면과 결합하는 2개 이상의 제 1 강재와, 일단이 완충면의 타측 측면과 결합하고, 타단이 지지면의 타측 측면과 결합하며, 제 1 강재와 교차되어 X자 형상을 이루는 2개 이상의 제 2 강재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 힌지부는, 제 1 강재와 제 2 강재를 동일 개수 만큼 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 힌지부는, 일단이 완충면과 결합하고, 타단이 지지면과 결합하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충격흡수 로봇은 유연힌지 부품을 포함하는 충격흡수 로봇에 있어서, 다수의 유연힌지 부품으로 구성된 2개 이상의 충격 흡수부, 유연힌지 부품의 지지면과 외면이 결합되되 내부에 공간이 형성된 반구형상의 로봇파트를 2개 포함하는 로봇 하우징, 로봇 하우징의 내부에 내삽되며, 위치 및 자세 정보, 외부 온도 정보, 기압 정보 및 가해진 충격량 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 수신하는 센서부, 센서부로부터 정보를 수신하고, 충격 흡수부 및 로봇하우징을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 충격 흡수부는, 유연힌지 부품이 일렬로 결합된 형태로 형성되고, 로봇하우징의 외면에 결합되되 서로 일정 간격 이격되어 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 충격 흡수부는, 다수의 유연힌지 부품을 일렬로 정렬하는 고정 레일을 포함하고, 각각의 유연힌지 부품은 고정 레일을 따라 위치가 가이딩되는 것을 특징으로 한다.
또한, 로봇 하우징은, 일단이 로봇파트의 내부면과 결합되어 각각의 로봇파트를 직선이동시켜 서로 분리하는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분리부는, 2개 이상의 링크를 포함하고, 각각의 링크는 제어부에 의해 제어되는 액추에이터와 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 분리부는, 리니어모션가이드를 포함하고, 리니어모션가이드는 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 분리부는, 로봇파트의 내부면과 결합되며 로봇파트 회전부를 포함하고, 회전부는 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 센서부로부터 수신한 충격량, 기압, 온도 값이 소정의 범위 외 인 경우, 외부로 경고 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 로봇 하우징은, 내부에 무게추를 포함하고, 무게추는 무게추의 위치를 변경하는 액추에이터와 연결되며, 액추에이터는 제어부에 의해 제어되고, 제어부는, 센서부로부터 위치 및 자세 정보를 수신하고, 수신한 위치 및 자세 정보로부터 실시간 속도값을 연산하며, 지면으로부터의 높이 및 연산된 속도값이 소정 이상인 경우, 발사 상태로 판단하며, 예상 충돌 지점을 연산하여 예상 충돌 지점에 충격 흡수부의 완충면이 위치하도록 무게추의 위치를 조정하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 유연힌지 부품 및 이를 포함하는 충격흡수 로봇은 구 형태의 로봇의 외부 전방향에 다수의 유연힌지 부품을 부착하여 전 방향에서의 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 4개의 교차된 보 형태를 가지도록 설계되어 보다 효율적으로 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 내부 제어부와 각각 링크 구조물로 연결된 반구 형태로 형성되는 로봇 하우징을 포함하고, 링크 구조물이 제어됨에 따라 투척모드/이동모드를 변경할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술의 도면이다.
도 2는 본 발명의 유연힌지 부품의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 유연힌지 부품에 충격이 가해졌을 시의 힘 분포를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 유연힌지 부품의 일 실시 예의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 충격 흡수 로봇의 투척 모드를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 충격 흡수 로봇의 이동 모드를 도시한 정면도이다.
도 7은 본 발명의 충격 흡수 로봇의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 충격 흡수부의 일 실시 예의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 로봇 파트와 분리부의 부분 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제어부와 센서부 및 로봇하우징 간의 결합관계를 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하로, 도 2 내지 4를 참조하여 본 발명의 유연힌지 부품(110)의 기본 구성 및 실시 예에 대해 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유연힌지 부품(110)은 판 형상의 완충면(111)과, 완충면(111)으로부터 소정 간격 이격배치된 판 형상의 지지면(112) 및 완충면(111) 및 지지면(112)과 연결되어 완충면(111)으로부터 전달되는 힘을 감쇠하는 힌지부(113)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 완충면(111) 및 지지면(112)은 소정의 곡률을 가질 수 있고, 지지면(112)은 보호하고자 하는 로봇 또는 기계장치의 표면에 부착되는 것이 바람직하며, 완충면(111) 및 지지면(112)은 보호하고자 하는 로봇 또는 기계장치의 표면의 형상과 일치하는 형상을 이루는 것이 바람직하다. 일 예로 완충면(111) 및 지지면(112)은 소정의 곡률을 갖는 형태로 형성될 수 있고, 이 때 완충면(111)은 지지면(112)에 비해 곡률이 더 작도록 형성될 수 있다.
본 발명의 유연힌지 부품(110)의 힌지부(113)는 다수의 강재로 이루어질 수 있다. 보다 자세히, 일단이 완충면(111)의 일측 측면과 결합하고, 타단이 지지면(112)의 일측 측면과 결합하는 2개 이상의 제 1 강재(113a)와, 일단이 완충면(111)의 타측 측면과 결합하고, 타단이 지지면(112)의 타측 측면과 결합하며, 제 1 강재(113a)와 교차되어 X자 형상을 이루는 2개 이상의 제 1 강재(113a)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 때, 제 1 강재(113a) 및 제 2 강재(113b)는 충격을 흡수할 수 있는 탄성 재질로 이루어질 수 있고, 또는 내외부에 형태를 유지하는 스프링을 더 포함할 수 있다.
또한, 힌지부(113)는, 제 1 강재(113a)와 제 1 강재(113a)를 동일 개수 만큼 포함하는 것이 바람직하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 강재(113a)와 제 1 강재(113a)는 각각 2개씩 포함될 수 있다. 이 때, 제 1 강재(113a) 또는 제 1 강재(113a) 중 어느 하나는 유연힌지 부품(110)의 외측에 결합되는 것이 바람직하고, 다른 하나는 그 내부에 결합되는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 강재(113a)가 유연힌지 부품(110)의 외측에 결합되고, 제 1 강재(113a) 및 제 1 강재(113a)가 각각 2개씩 포함되는 경우, 재 1 강재 - 제 1 강재(113a) - 제 1 강재(113a) - 제 1 강재(113a) 순으로 결합될 수 있다. 또는 제 1 강재(113a) 및 제 1 강재(113a)가 각각 4개씩 포함되는 경우, 제 1 강재(113a) 2개 - 재 2 강재 4개 ?? 제 1 강재(113a) 2개 순으로 결합되는 것이 바람직하다.
이와 같은 형태를 취함으로써, 유연힌지 부품(110)은 교차 힌지 구조의 충격을 잘 흡수할 수 있다는 특성을 가질 수 있으며 자체 compliance로 인하여 충격을 흡수할 수 있는 효과가 있다. 보다 자세히, 도 3에 도시된 바와 같이, 완충면(111)에 힘이 작용했을 시, 제 1 강재(113a) 및 제 1 강재(113a)가 구부러짐으로써 완충면(111)이 기울어질 수 있고, 이에 가해진 충격을 회피할 수 있다. 결과적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 완충면(111) 및 보호하고자 하는 대상과 결합되는 지지면(112)에는 응력이 최소한으로 가해진 것이 확인될 수 있다.
또는, 도 4에 도시된 힌지부(113)의 일 실시 예에서, 힌지부(113)는 일단이 완충면(111)과 결합하고, 타단이 지지면(112)과 결합하는 스프링(113c)을 포함하는 것이 바람직하다. 스프링(113c)은 2개 이상 포함될 수 있으며, 보다 자세히, 일단이 완충면(111)의 일측 측면과 결합하고, 타단이 지지면(112)의 일측 측면과 결합하는 2개 이상의 제 1 스프링(113c)과, 일단이 완충면(111)의 타측 측면과 결합하고, 타단이 지지면(112)의 타측 측면과 결합하며, 제 1 강재(113a)와 교차되어 X자 형상을 이루는 2개 이상의 제 2 스프링(113c)을 포함할 수 있다.
이하로, 도 5 내지 8을 참조하여 본 발명의 충격 흡수 로봇(1000)과 충격 흡수부(100)에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 충격 흡수 로봇(1000)은, 다수의 유연힌지 부품(110)으로 구성된 충격 흡수부(100)와, 유연힌지 부품(110)의 지지면(112)과 외면이 결합되되 내부에 공간이 형성된 반구형상의 로봇 파트(210)를 2개 포함하는 로봇 하우징(200)을 포함할 수 있다. 로봇 하우징(200)은 반구 형상의 로봇 파트(210)가 서로 마주보도록 배치되는 것이 바람직하며, 투척 시에는 로봇 파트(210)가 서로 접하여 구 형상을 띠는 것이 바람직하고, 투척 후 이동 시에는 각 로봇 파트(210)가 서로 분리되고, 회전함으로써 바퀴 역할을 수행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 형태를 취함으로써, 본 발명의 충격 흡수 로봇(1000)은 투척 시의 공기 저항을 최소화 함과 동시에 투척된 이후에 사용자의 조종에 따라 위치가 용이하게 변경될 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 충격 흡수 로봇(1000)은 로봇 하우징(200)의 내부에 내삽되며, 위치 및 자세 정보, 외부 온도 정보, 기압 정보 및 가해진 충격량 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 수신하는 센서부(300) 및 센서부(300)로부터 정보를 수신하고, 충격 흡수부(100) 및 로봇 하우징(200)을 제어하는 제어부(400)를 포함할 수 있다. 보다 자세히, 센서부(300)는 충격을 감지할 수 있는 IMU센서 및 투척시 기압을 측정하여 높이를 알 수 있는 Barometer를 포함할 수 있다. 또는 온도 센서 및 자이로 센서를 더 포함할 수 있다. 그 외에도, 충격 흡수 로봇(1000)의 사이즈와 스펙에 따라 각 센서의 개수 및 종류는 추가되거나 제거될 수 있다. 또한, 제어부(400)는 상술한 로봇 파트(210)의 위치 및 자세를 제어하여 하우징의 투척 모드 및 이동 모드를 변경할 수 있으며, 센서부(300)의 barometer 또는 자이로센서를 통해 충격 흡수 로봇(1000)이 위치한 환경의 기압 정보와, 충격 흡수 로봇(1000)의 위치(높이) 및 자세정보, 예상 충격량 및 충격 흡수 로봇(1000)의 실시간 속도를 연산할 수 있다. 또한, 온도 센서를 통해 외부 온도를 수신하여 외부 환경을 추정할 수 있다.
이 때 충격 흡수부(100)는, 유연힌지 부품(110)이 일렬로 결합된 형태로 형성되고, 로봇 하우징(200)의 외면에 결합되되, 각각의 충격 흡수부(100)는 서로 일정 간격 이격되어 결합되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 충격 흡수부(100)가 로봇 하우징(200)의 외면에 6개 결합되는 경우, 각각의 충격 흡수부(100)는 서로 60도씩 위상차를 이루며 배치되는 것이 바람직하다. 더하여, 충격 흡수부(100) 및 유연힌지 부품(110)은 구형상으로 형성되는 로봇 하우징(200)의 외면 형상과 대응되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 지지면(112)과 로봇 하우징(200)의 외면이 전체적으로 접촉 및 결합할 수 있고, 충격 시의 힘이 특정 위치에 집중되지 않도록 할 수 있다.
또한, 충격 흡수부(100)에 포함된 유연힌지 부품(110)은 서로 독립적으로 로봇 하우징(200)에 결합되어 서로의 위치 및 자세가 종속되지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어 유연힌지 부품(110) 중 어느 하나의 완충면(111)에 충격이 가해졌을 시, 그 인근에 배치된 또 다른 유연힌지 부품(110)은 그 완충면(111), 지지면(112) 및 힌지부(113)가 충격이 가해진 유연힌지 부품(110)과 연결되지 않아 그 충격의 전달이 최소화될 수 있다. 이와 같은 맥락으로, 각각의 유연힌지 부품(110)은 서로 소정 간격 이격되어 로봇 하우징(200)에 결합될 수 있다. 이 때 이격되는 간격은 외부에 충격이 가해졌을 시 완충면(111)이 기울어지는 범위보다 더 클 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 충격 흡수부(100)는, 다수의 유연힌지 부품(110)을 일렬로 정렬하는 고정 레일(120)을 포함하고, 각각의 유연힌지 부품(110)은 고정 레일(120)을 따라 위치가 가이딩될 수 있다. 이 때, 각각의 유연힌지 부품(110)의 지지면(112)은 고정 레일(120)에 끼워지도록 돌출 또는 요홈이 형성될 수 있고, 유연힌지 부품(110)의 지짐면은 고정 레일(120)에 위치가 고정되지 않고 고정 레일(120)을 따라 위치가 변경될 수 있다.
여기서, 고정 레일(120)은 로봇 파트(210)가 분리될 시 함께 분리되는 것이 바람직하다. 보다 자세히, 분리면에 돌출 및 요홈이 형성되어 투척 시 서로 결합되되, 이후 로봇 파트(210)가 분리될 시 함께 용이하게 분리되는 것이 바람직하다. 또한, 로봇 파트(210)의 분리에 의해 함께 분리되는 고정 레일(120) 각각은 양측 단부에 턱이 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라 로봇 파트(210)와 함께 고정 레일(120)이 분리되었을 시, 고정 레일(120)과 유연힌지 부품(110)이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
이하로, 도 9를 참조하여 로봇 하우징(200)에 대해 보다 상세하게 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 로봇 하우징(200)은, 일단이 로봇 파트(210)의 내부면과 결합되어 각각의 로봇 파트(210)를 직선이동시켜 서로 분리하는 분리부(220)를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라 제어부(400)는 로봇 파트(210)의 위치 및 자세를 제어하여 하우징의 투척 모드 및 이동 모드를 변경할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 분리부(220)는, 2개 이상의 링크(221)를 포함하는 4절 링크 구조일 수 있다. 이 때 각각의 링크(221)는 제어부(400)에 의해 제어되는 액추에이터와 결합되는 것이 바람직하다. 보다 자세히, 각각의 링크(221)가 연결되는 관절부위에 액추에이터가 연결되어 링크(221)를 접거나 또는 펼 수 있다. 이에 따라 로봇 파트(210)의 위치를 직선 운동시킬 수 있다. 또는, 분리부(220)는, 일 실시 예에서, 로봇 파트(210)에 결합되는 리니어 모션가이드를 포함할 수 있고, 리니어모션가이드는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 분리부(220)는 로봇 파트(210)와 결합되는 로봇 파트 회전부(222)를 포함하고, 회전부는 제어부(400)에 의해 제어되는 것이 바람직하다. 이 때, 로봇 파트 회전부(222)는 로봇 파트(210)의 내부면에 결합되어 회전하는 판 형상의 부재를 포함할 수 있고, 또는 로봇 파트 회전부(222)는 로봇 파트(210)의 중심과 연결되는 회전축을 포함할 수 있다. 이 때, 로봇 파트 회전부(222)는 제어부(400)에 의해 제어되는 액추에이터가 연결되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제어부(400)는 로봇 파트(210)를 회전시켜 충격 흡수 로봇(1000)을 전진 또는 후진시킬 수 있다.
또한, 로봇 파트 회전부(222)는 일 실시 예에서, 상기 회전축에 끼워지되 각각의 로봇 파트(210)가 이루는 각도를 변경하는 유니버설 조인트를 포함할 수 있다. 이에 따라, 로봇 파트(210)를 회전시키는 회전 축의 각도를 변경할 수 있고, 본 발명의 충격 흡수 로봇(1000)은 전진 및 후진 뿐 아니라 좌측 또는 우측으로도 주행할 수 있다.
이하로, 도 10을 참조하여 본 발명의 제어부(400) 및 센서부(300)에 대해 보다 자세히 설명한다.
상술한 바와 같이, 제어부(400)는, 센서부(300)로부터 충격량, 외부 기압, 외부 온도 및 자세 정보를 수신할 수 있다. 이에 따라, 충격 흡수 로봇(1000)이 위치한 환경의 기압 정보와, 충격 흡수 로봇(1000)의 위치(높이) 및 자세정보, 예상 충격량 및 충격 흡수 로봇(1000)의 실시간 속도를 연산할 수 있고, 외부 환경을 추정할 수 있다.
이 때, 제어부(400)는 센서부(300)로부터 수신한 충격량, 기압, 온도 값이 소정의 범위 외 인 경우, 정상적인 작동이 어려울 것으로 판단하여 외부로 경고 메시지를 발생시킬 수 있다. 경고메시지는 클라우드 서버 등에 송신하는 신호일 수 있고, 또는 경고음 및 경고등일 수 있다. 보다 자세히, 충격 흡수 로봇(1000)의 위치가 본부로부터 소정 거리 이상 떨어져 있을 시 경고음 및 경고등은 발생하지 않고 경고 메시지만 본부와 연결된 서버로 전달하는 것이 바람직하다.
또한, 로봇 하우징(200)은, 일 실시 예로, 내부에 무게추를 포함할 수 있다. 무게추는 무게추의 위치를 변경하는 액추에이터와 연결되는 것이 바람직하며, 액추에이터는 제어부(400)에 의해 제어될 수 있다. 이 때, 제어부(400)는, 센서부(300)로부터 위치 및 자세 정보를 수신하고, 수신한 위치 및 자세 정보로부터 실시간 속도값을 연산하며, 지면으로부터의 높이 및 연산된 속도값이 소정 이상인 경우, 발사 상태로 판단하며, 예상 충돌 지점을 연산하여 예상 충돌 지점에 충격 흡수부(100)의 완충면(111)이 위치하도록 무게추의 위치를 조정하는 것이 바람직하다.
또는, 추가 실시 예로, 충격 흡수부(100)가 로봇 하우징(200)의 표면상에서 슬라이드 운동 가능하도록 결합되고, 무게추의 위치를 조정함으로써 자동으로 충격 흡수부(100)가 예상 충격 위치인 충격 흡수 로봇(1000)의 하단으로 모여 예상 충격 위치에 로봇 하우징(200)의 외면이 드러나지 않도록 제어할 수 있다. 이 때, 충격 흡수부(100)의 위치가 로봇 하우징(200)의 표면을 따라 슬라이드 되도록 충격 흡수부(100)의 일단 및 타단이 로봇 하우징(200)의 중심축(= 로봇 파트(210)의 회전축과 동일)에 끼워지되, 충격 흡수부(100)와 로봇 하우징(200)의 중심축의 사이에 레이디얼 베어링이 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
100 : 충격 흡수부
110 : 유연힌지 부품
111 : 완충면
112 : 지지면
113 : 힌지부
113a : 제 1 강재
113b : 제 2 강재
113c : 스프링
120 : 고정레일
200 : 로봇 하우징
210 : 로봇 파트
220 : 분리부
221 : 링크
222 : 로봇 파트 회전부
300 : 센서부
400 : 제어부
1000 : 충격 흡수 로봇

Claims (13)

  1. 판 형상의 완충면;
    상기 완충면으로부터 소정 간격 이격배치된 판 형상의 지지면;
    상기 완충면 및 상기 지지면과 연결되어 상기 완충면으로부터 전달되는 힘을 감쇠하는 힌지부;를 포함하고,
    상기 힌지부는,
    일단이 상기 완충면과 결합하고, 타단이 상기 지지면과 결합하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유연힌지 부품.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 힌지부는,
    일단이 완충면의 일측 측면과 결합하고, 타단이 지지면의 일측 측면과 결합하는 2개 이상의 제 1 강재와,
    일단이 완충면의 타측 측면과 결합하고, 타단이 지지면의 타측 측면과 결합하며, 상기 제 1 강재와 교차되어 X자 형상을 이루는 2개 이상의 제 2 강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 유연힌지 부품.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 힌지부는,
    상기 제 1 강재와 상기 제 2 강재를 동일 개수 만큼 포함하는 것을 특징으로 하는 유연힌지 부품.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 유연힌지 부품을 포함하는 충격흡수 로봇에 있어서,
    다수의 유연힌지 부품으로 구성된 2개 이상의 충격 흡수부;
    상기 유연힌지 부품의 지지면과 외면이 결합되되 내부에 공간이 형성된 반구형상의 로봇파트를 2개 포함하는 로봇 하우징;
    상기 로봇 하우징의 내부에 내삽되며, 위치 및 자세 정보, 외부 온도 정보, 기압 정보 및 가해진 충격량 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 수신하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 정보를 수신하고, 상기 충격 흡수부 및 상기 로봇하우징을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 충격 흡수부는,
    상기 유연힌지 부품이 일렬로 결합된 형태로 형성되고,
    상기 로봇하우징의 외면에 결합되되 서로 일정 간격 이격되어 결합되는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 충격 흡수부는,
    다수의 상기 유연힌지 부품을 일렬로 정렬하는 고정 레일을 포함하고,
    각각의 상기 유연힌지 부품은 상기 고정 레일을 따라 위치가 가이딩되는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
  8. 유연힌지 부품을 포함하는 충격흡수 로봇에 있어서,
    다수의 유연힌지 부품으로 구성된 2개 이상의 충격 흡수부;
    상기 유연힌지 부품의 지지면과 외면이 결합되되 내부에 공간이 형성된 반구형상의 로봇파트를 2개 포함하는 로봇 하우징;
    상기 로봇 하우징의 내부에 내삽되며, 위치 및 자세 정보, 외부 온도 정보, 기압 정보 및 가해진 충격량 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 수신하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 정보를 수신하고, 상기 충격 흡수부 및 상기 로봇하우징을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 로봇 하우징은,
    일단이 상기 로봇파트의 내부면과 결합되어 각각의 상기 로봇파트를 직선이동시켜 서로 분리하는 분리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 분리부는,
    2개 이상의 링크를 포함하고,
    각각의 상기 링크는 상기 제어부에 의해 제어되는 액추에이터와 결합되는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 분리부는,
    리니어모션가이드를 포함하고,
    상기 리니어모션가이드는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 분리부는,
    상기 로봇파트의 내부면과 결합되며 로봇파트 회전부를 포함하고,
    상기 회전부는 상기 제어부에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수 로봇.
  12. 유연힌지 부품을 포함하는 충격흡수 로봇에 있어서,
    다수의 유연힌지 부품으로 구성된 2개 이상의 충격 흡수부;
    상기 유연힌지 부품의 지지면과 외면이 결합되되 내부에 공간이 형성된 반구형상의 로봇파트를 2개 포함하는 로봇 하우징;
    상기 로봇 하우징의 내부에 내삽되며, 위치 및 자세 정보, 외부 온도 정보, 기압 정보 및 가해진 충격량 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 수신하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 정보를 수신하고, 상기 충격 흡수부 및 상기 로봇하우징을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 수신한 충격량, 기압, 온도 값이 소정의 범위 외 인 경우, 외부로 경고 메시지를 발생시키는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
  13. 유연힌지 부품을 포함하는 충격흡수 로봇에 있어서,
    다수의 유연힌지 부품으로 구성된 2개 이상의 충격 흡수부;
    상기 유연힌지 부품의 지지면과 외면이 결합되되 내부에 공간이 형성된 반구형상의 로봇파트를 2개 포함하는 로봇 하우징;
    상기 로봇 하우징의 내부에 내삽되며, 위치 및 자세 정보, 외부 온도 정보, 기압 정보 및 가해진 충격량 정보 중 적어도 어느 하나의 정보를 수신하는 센서부; 및
    상기 센서부로부터 정보를 수신하고, 상기 충격 흡수부 및 상기 로봇하우징을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 로봇 하우징은,
    내부에 무게추를 포함하고, 상기 무게추는 상기 무게추의 위치를 변경하는 액추에이터와 연결되며, 상기 액추에이터는 상기 제어부에 의해 제어되고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 위치 및 자세 정보를 수신하고,
    수신한 위치 및 자세 정보로부터 실시간 속도값을 연산하며,
    지면으로부터의 높이 및 연산된 속도값이 소정 이상인 경우, 발사 상태로 판단하며,
    예상 충돌 지점을 연산하여 상기 예상 충돌 지점에 상기 충격 흡수부의 완충면이 위치하도록 상기 무게추의 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 충격흡수 로봇.
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