KR20050096603A

KR20050096603A - 인간형 로봇

Info

Publication number: KR20050096603A
Application number: KR1020040022036A
Authority: KR
Inventors: 레오니드마슬로브; 손영; 곽주영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-06
Also published as: KR100571839B1; US20050230159A1; JP2005288690A; JP4580265B2; CN100551473C; CN1676187A; US7303031B2

Abstract

인간형 로봇에 관해 개시되어 있다. 여기서 본 발명은 두 다리를 구비하고 직립 보행이 가능한 인간형 로봇에 있어서, 상기 로봇은 발목 관절이 장착되고, 인간의 발을 닮은 상판 및 상기 상판의 이면에 부착되고, 지면과 접촉되는 부분이 이산되어 있는 하판을 포함하는 발을 구비하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇을 제공한다.

Description

인간형 로봇{Anthropomorphic robot}

1. 발명의 분야

본 발명은 로봇에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 두 다리를 구비하여 직립 보행이 가능한 인간형 로봇에 관한 것이다.

2. 관련기술의 설명

로봇에서 발이 갖추어야 하는 가장 중요한 조건 중의 하나는 지면과 로봇의 발사이에 효과적인 상호작용을 확보하는 것이다.

로봇의 발의 뒤꿈치가 지면에 닿는 순간 충격이 발생되는데, 이 충격은 로봇의 발의 발목 관절을 통해서 로봇의 몸으로 전달된다. 이러한 충격은 로봇의 동적 평형(dynamic equilibrium)을 깨뜨릴 수 있고, 따라서 로봇의 걸음걸이는 불안정하게 될 수 있다.

또한, 로봇의 발의 뒤꿈치가 지면에 닿는 순간에 발생되는 충격에 의해 로봇의 발에 진동이 발생된다. 이러한 진동은 로봇의 몸으로 전달되어 로봇의 제어를 어렵게 한다.

로봇의 워킹과 관련된 또 다른 문제점은 지면에 작은 장애물이 존재할 때와 로봇의 시각 시스템으로 식별할 수도 없고, 로봇의 제어에 포함되지도 않는 실제 환경에서의 행동 영역이 2차원 평면과 같이 평평하지 않다는 것이다.

이러한 장애물과 행동영역의 비 평탄화로 인해, 로봇의 발은 이들을 고려함이 없이 계산된 위치와 다른 위치에 착지하게 된다. 이러한 결과로 인해, 로봇의 걸음걸이는 불안정하게 되고, 그 움직임도 부드럽지 못하다.대체로, 널리 알려진 인간형 로봇, 예를 들면 P2, HRP or WABIAN의 발은 탄성 어뎁터(elastic adapter)로 연결된 두 개의 금속부로 이루어진다.

이러한 로봇의 발의 충격 흡수 메카니즘은 가이드에 삽입된 네 개의 고무 부시(rubber bush)로 이루어진다. 힘이 밑판으로부터 상기 네 개의 고무 부시에 전달되면, 상기 네 개의 고무 부시는 수직방향으로 탄력적으로 변형된다. 더욱이, 상기 네 개의 고무 부시는 기계적으로 저역 통과 필터(low pass filter)처럼 행동해서 다리에 대한 컴플라이언스(compliance) 제어 과정에서 진동을 방지할 수 있다.

그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 로봇의 발은 스티프니스(stiffness)가 일정하여 지면에 발을 착지할 때나 지면으로부터 발을 뗄 때 불편할 뿐만 아니라 지면에 존재하는 작은 장애물이나 작은 비평탄화 부분에 대해 지나치게 민감하게 된다. 곧, 지면에 존재하는 상기 작은 장애물이나 작은 비평탄화 부분에 대한 로봇의 반응력이 떨어진다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로써, 정적 및 동적 평형을 확보하면서 로봇의 걸음걸이를 보다 부드럽게 할 수 있고, 로봇의 정적 및 동적 평형을 높여 로봇의 안정성을 높일 수 있는 인간형 로봇의 발을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 두 다리를 구비하고 직립 보행이 가능한 인간형 로봇에 있어서, 상기 로봇은 발목 관절이 장착되고, 인간의 발을 닮은 상판 및 상기 상판의 이면에 부착되고, 지면과 접촉되는 부분이 이산되어 있는 하판을 포함하는 발을 구비하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇을 제공한다.

상기 하판은 윗면 전체가 상기 상판의 이면에 접촉되고, 제1 탄성률을 갖는 탄성 물질판 및 상기 탄성 물질판의 밑면에 돌출되게 구비되어 지면과 접촉되고, 제2 탄성률을 갖는 제1 내지 제3 접촉부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 탄성률은 동일하거나 다를 수 있다. 그리고 상기 탄성 물질판과 상기 제1 내지 제3 접촉부는 제조시에 한 덩어리로 만들어진 단일체인 것이 바람직하다.

또한, 상기 하판은 윗면 전체가 상기 상판의 이면에 접촉되는 탄성 물질판 및 상기 탄성 물질판의 밑면에 돌출되게 구비되어 지면과 접촉되고, 소정의 탄성률을 갖는 제1 내지 제3 접촉부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 탄성 물질판은 독립된 복수의 개체로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 독립된 복수의 개체 중 일부의 탄성률이 나머지와 다를 수 있다. 또한, 상기 탄성 물질판은 밑면에 상기 제1 접촉부가 부착되는 제1 피스(piece), 밑면에 상기 제2 접촉부가 부착되는 제2 피스, 밑면에 상기 제3 접촉부가 부착되는 제4 피스 및 상기 제1, 제2 및 제4 피스사이에 구비된 제3 피스를 포함할 수 있다. 상기 제1 접촉부와 제1 피스, 상기 제2 접촉부와 제2 피스, 상기 제3 접촉부와 제4 피스는 모두 단일체일 수 있다. 또한, 상기 제1, 제2 및 제4 피스의 탄성률은 상기 제3 피스의 탄성률과 다를 수 있다.또한, 상기 하판은 윗면이 상기 상판의 이면에 부착되고, 밑면이 지면과 접촉되는 제1 피스(piece), 상기 제1 피스와 이격되어 있고, 윗면이 상기 상판의 이면에 부착되고, 밑면이 지면과 접촉되는 제2 피스 및 상기 제1 및 제2 피스와 이격되어 있고, 윗면이 상기 상판의 이면에 부착되고, 밑면이 지면과 접촉되는 제3 피스를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 내지 제3 피스는 각각 탄성률이 다른 복수의 물질층이 순차적으로 적층되어 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제1 피스는 지면과 접촉되는 제1 접촉부 및 상기 상판의 이면에 부착되는 제1 부착부를 포함하고, 상기 제2 피스는 지면과 접촉되는 제2 접촉부 및 상기 상판의 이면에 부착되는 제2 부착부를 포함하며, 상기 제3 피스는 지면과 접촉되는 제3 접촉부 및 상기 상판의 이면에 부착되는 제3 부착부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 부착부는 각각 상기 제1 내지 제3 접촉부의 소정 영역 상에만 구비될 수 있고, 따라서 상기 상판과 상기 제1 내지 제3 접촉부사이에 스페이스가 존재할 수 있다.

상기 탄성 물질판과 상기 제1 내지 제3 부착부는 열 가소성 고무판일 수 있다.

이러한 본 발명을 이용하면, 본 발명을 이용하면, 정적인 상태, 곧 로봇이 서있는 상태에서 우수한 정적 평형(static equilibrium)을 확보할 수 있다. 그리고 지면과의 충격력을 신속히 흡수하여 진동이 로봇의 몸체에 전달되는 것을 방지할 수 있고, 작은 장애물이 존재하고 표면이 평탄하지 않은 지면에서도 로봇의 동적 평형(dynamic equilibrium)을 확보하여 로봇의 안정성을 높일 수 있다.이하, 본 발명의 실시예에 의한 인간형 로봇의 발을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 로봇발이 구비된 로봇의 하체에 대한 정면도이다.

도 1을 참조하면, 인간형 로봇의 하체(10)는 두 다리(12, 14)와 허리부분(11)을 포함한다. 두 다리(12, 14)는 각각 허벅지(thigh)(16, 18)와 정강이(shank)(20, 22)와 발목(24, 26)과 발(30, 31)을 포함한다. 두 다리(12, 14)와 두 발(30, 31)은 각각 동등하고 대칭적으로 구비되어 있다. 그러므로 하기에서는 한쪽 다리 또는 한쪽 발에 대해서만 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 로봇의 발(30)은 상판(32)과 하판(34)을 포함한다. 상판(32)은 하판(34) 상에 부착되어 있다. 상판(32)에는 6축 포스 센서(force sensor)가 구비되어 있다. 또한 상판(32)에는 로봇(10)의 발목 관절(26)이 고정된다. 상판(32)을 구성하는 물질은 로봇의 골격을 구성하는 물질과 동일한 물질일 수 있다.

예를 들면, 상판(32)은 알루미늄 합금으로 구성할 수 있다. 하판(34)은 탄력을 감소시키는 특수한 열가소성 고무판을 포함한다. 이러한 고무판은 로봇의 발이 지면에 닿을 때 전달되는 충격을 흡수하는 충격 흡수재 역할을 한다. 열가소성 고무로 만들어진 하판(34)의 탄성율(elastic module)이, 예를 들어 2MPa정도인 경우, 로봇 발(30)의 평균 스티프니스(stiffness)는 5,000N/mm 정도일 수 있다. 하판(34)은 상판(32)의 밑면에 부착되는 소정 두께의 고무판(34a)과 이 고무판(34a)의 밑면에 구비되어 실제 지면과 접촉되는 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)를 포함한다(도 4를 함께 참조). 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)는 도 4에서 볼 수 있듯이 고무판(34a)의 밑면으로부터 소정 두께 만큼 아래로 돌출되어 있다. 따라서 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)사이에는 스페이스가 존재한다. 이러한 스페이스로 인해서 로봇의 안정성을 훨씬 증가된다. 곧, 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)사이에 스페이스가 존재함으로써, 로봇이 길 위를 걷는 동안에 길 위에서 작은 장애물이나 작은 비평탄화 영역을 만나더라도 로봇의 안정성을 확보할 수 있다.

한편, 편의를 위해 고무판(34a)과 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)를 독립된 개체로 구분하여 설명하였고, 또한 실제로 고무판(34a)과 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)를 독립된 개체로 하여 결합할 수도 있으나, 하판(34)은 하나의 개체로 된 것이 바람직하다. 곧 고무판(34a)과 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34c, 34d)는 제조할 때 한 덩어리로 만들어진 단일체인 것이 바람직하다.

상판(32) 및 하판(34)의 고무판(34a)은 인간의 발에 대응하는 여러 영역으로 구분할 수 있다.

구체적으로 도 2를 참조하면, 상판(32)의 제1 및 제2 부분(U1, U2)과 하판(34)의 고무판(34a)의 제1 및 제2 부분(L1, L2)은 발가락이 포함된 인간의 발의 앞쪽 부분에 해당한다. 그리고 상판(32)의 제4 부분(U4)과 하판(34)의 고무판(34a)의 제4 부분(L4)은 인간의 발의 발꿈치에 해당한다. 또한, 상판(32)의 제3 부분(U3)과 하판(34)의 고무판(34a)의 제3 부분(L3)은 인간의 발꿈치와 발의 앞쪽 부분사이의 오목한 부분에 해당한다. 하판(34)의 고무판(34a)의 제1 부분(L1)은 다시 좌측영역(L1L), 가운데 영역(L1C) 및 우측영역(L1R)으로 이루어져 있고, 제2 부분(L2)도 좌측영역(L2L), 가운데 영역(L2C) 및 우측영역(L2R)으로 이루어져 있다. 제1 부분(L1)의 가운데 영역(L1C)은 상판(32)의 제1 부분(U1)의 가운데 영역(U1C)에 대응하고, 제2 부분(L2)의 가운데 영역(L2C)은 상판(32)의 제2 부분(U2)의 가운데 영역(U2C)에 대응된다. 하판(34)의 제1 접촉부(34b)는 제1 부분(L1)의 우측영역(L1R) 및 제2 부분(L2)의 우측영역(L2R)의 밑면에 구비되어 있다. 그리고 하판(34)의 제2 접촉부(34c)는 제4 부분(L4)의 밑면에 구비되어 있다. 또한, 하판(34)의 제3 접촉부(34d)는 제1 부분(L1)의 좌측영역(L1L) 및 제2 부분(L2)의 좌측영역(L2L)의 밑면에 구비되어 있다. 이와 같이, 제1 및 제3 접촉부(34b, 34d)는 제1 부분(L1)의 가운데 영역(L1C) 또는 제2 영역(L2)의 가운데 영역(L2C)만큼 이격되어 있다. 또한, 제1 및 제3 접촉부(34b, 34d)와 제2 접촉부(34c)는 제3 부분(L3)만큼 이격되어 있다. 제2 접촉부(34c)의 가운데는 고무판(34a)의 앞쪽으로 다소 뾰족하게 되어 있다.도 5는 본 발명의 제1 실시예에 의한 로봇의 발의 측면, 특히 하판(34)의 측면을 보여준다.

도 5를 참조하면, 인간의 발뒤꿈치에 해당하는 하판(34)의 뒷 부분(34e), 곧 제2 접촉부(34c)의 뒷 부분은 라운드 처리되어 있다. 또한, 제1 및 제3 접촉부(34b, 34c)의 발가락에 해당하는 앞쪽 부분도 라운드 처리되어 있다. 이와 같이 제2 접촉부(34c)의 뒷 부분과 제1 및 제3 접촉부(34b, 34d)의 앞쪽을 라운드 처리함으로써, 로봇 발(30)이 지면에 착지될 때, 로봇 발에 대한 충격을 줄일 수 있고, 로봇 발을 지면에 부드럽게 착지시킬 수 있다.

한편, 로봇의 발(30)의 크기는 길이(lf)가 230mm, 폭(wf)이 150mm 정도이고, 특히 로봇 발(30)의 하판(34)은 길이가 235mm, 폭이 150mm, 두께가 12mm정도이나, 길이(lf)와 폭(wf) 혹은 두께 등은 로봇의 무게나 크기, 발(30)의 형태 등에 따라 다를 수 있고, 심지어 로봇이 서있을 때와 움직일 때의 발(30)의 크기가 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기한 바와 같이, 하판(34)의 제1 및 제3 접촉부(34b, 34d)의 앞쪽과 제2 접촉부(34c)의 뒤쪽이 라운드 처리된 경우, 로봇 발(30)의 크기는 195mm×150mm(서 있을 때)에서 235mm×150mm(움직일 때)까지 변할 수 있다. 이와 같이 로봇 발(30)의 크기가 로봇이 서 있을 때보다 움직일 때 증가한다는 것은 로봇이 움직이는 과정에서 로봇 발(30)과 지면의 접촉면적이 증가한다는 것을 의미하는 바, 이러한 결과로 인해 접촉점 둘레에서 로봇의 발, 곧 로봇이 바람직하지 않게 이동되고 회전되는 것을 방지할 수 있다. 로봇의 발목(26)과 로봇의 발(30)은 로봇의 발목(26)의 중심이 로봇의 발(30) 뒤쪽 끝에서 60mm되는 위치에 위치하도록 부착되는 것이 바람직하나, 부착되는 위치는 로봇 발(30)의 크기에 따라서 60mm보다 멀거나 가까울 수 있다.

다음 수학식 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 로봇의 다리 길이(L)에 대한 로봇 발(30)의 길이(lf)의 비(C1)(이하, 제1 비)를 나타낸다. 그리고 수학식 2는 두 다리가 연결되는 허리의 두 지점사이의 거리에 대한 로봇 발(30)의 폭(wf)의 비(C2)(이하, 제2 비)를 나타낸다. 또한, 수학식 3은 로봇 발(30)의 길이(lf)에 대한 폭(wf)의 비(C3)(이하, 제3 비)를 나타낸다.

C1 = (lf/L) × 100％

C2 = (wf/A) × 100％

C3 = (wf/lf) × 100％

본 발명의 제1 실시예에 의한 로봇 발(30)의 경우, 상기 제1 내지 제3 비(C1, C2, C3)는 각각 0.36∼0.4, 0.67, 0.64∼0.77이다.

<제2 실시예>

제2 실시예에 의한 로봇 발(이하, 제2 로봇 발)을 구성하는 부재들 중, 제1 실시예에 의한 로봇 발(이하, 제1 로봇 발)을 구성하는 부재와 동일한 부재에 대해서는 제1 실시예에 의한 로봇 발의 설명에 사용한 참조번호(부호)를 그대로 사용한다. 상기 제2 로봇 발의 상판은 상기 제1 로봇 발의 상판과 동일하다. 따라서 하기 설명은 상기 제2 로봇 발의 하판에 대한 것으로 한정한다. 이러한 전제는 하기 제3 및 제4 실시예에도 그대로 적용한다.

도 6을 참조하면, 상기 제2 로봇 발의 하판(40)은 제1 내지 제4 피스(piece)(L11, L22, L33, L44)를 포함한다. 제1 피스(L11)는 상기 제1 로봇 발의 하판(도 3의 34)의 제1 부분(L1)의 우측부분(L1R)과 제2 부분(L2)의 우측부분(L2R)을 합친 것과 동일하고, 그 역할도 동일하다. 곧, 제1 피스(L11)의 밑면에 제1 접촉부(34b)가 구비되어 있다. 이때, 제1 피스(L11)와 제1 접촉부(34b)는 하나의 개체로 만들어진 것이 바람직하다. 제2 피스(L22)는 상기 제1 로봇 발의 하판(34)의 제1 부분(L1)의 좌측부분(L1L)과 제2 부분(L2)의 좌측부분(L2L)을 합친 것과 동일하다. 제2 피스(L22)의 밑면에 제3 접촉부(34d)가 구비되어 있다. 이때, 제2 피스(L22)와 제3 접촉부(34d)는 하나의 개체로 만들어진 것이 바람직하다. 제3 피스(L33)는 상기 제1 로봇 발의 하판(34)의 제1 및 제2 영역(L1, L2)의 가운데 부분(L1C, L2C) 및 제3 부분(L3)을 합친 것과 동일하다. 제4 피스(L44)는 상기 제1 로봇 발의 하판(34)의 제4 부분(L4)과 동일하다. 제4 피스(L44)의 밑면에 제2 접촉부(34c)가 구비되어 있다. 이때, 제4 피스(L44)와 제2 접촉부(34c)는 하나의 개체로 된 것이 바람직하다. 이러한 제1 내지 제4 피스(L11, L22, L33, L44)는 제1 로봇 팔(30)의 하판(34)과 달리 각각 독립된 개체들이고, 각각 상판(32)에 부착된다. 그러나, 전체의 형태는 도면에 도시한 바와 같이 제1 로봇 팔(30)의 하판(34)과 같은 형태를 유지한다. 또한, 제1 내지 제4 피스(L11, L22, L33, L44)는 탄성률이 서로 다른 고무 재질로 될 수 있다. 예를 들면, 제1, 제2 및 제4 피스(L11, L22, L44)가 제1 탄성률을 갖는 제1 열가소성 고무로 된 것일 수 있고, 제3 피스(L33)가 제2 탄성률을 갖는 제2 열가소성 고무로 된 것일 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 탄성률은 다르다. 또는 제1 및 제2 피스(L11, L22)의 탄성률과 제3 피스(L33)의 탄성률과 제4 피스(L44)의 탄성률이 각각 다를 수도 있다.도 7은 이러한 제1 내지 제4 피스(L11, L22, L33, L44)로 이루어진 하판(40) 상에 상판(32)이 부착된 상기 제2 로봇 발을 보여준다..

상술한 제2 로봇 발을 구비하는 로봇의 경우, 로봇 발에 대한 점성 탄력성(viscous elastic property)의 조절 가능성이 한층 높아진다. 특히, 상기 로봇이 서 있을 때, 상기 제2 로봇 발의 상판(32)을 수평면에 놓이게 할 수 있다. 또한, 상기 제2 로봇 발에 대한 관절각(joint angle)을 보다 정확하게 측정할 수 있다.

<제3 실시예>

본 발명의 제3 실시예에 의한 로봇 발(이하, 제3 로봇 발)의 상판(32)에 부착되는 하판(50)은 도 8에 도시한 바와 같이 제5 내지 제7 피스(52, 54, 56)를 포함한다. 제5 내지 제7 피스(52, 54, 56)는 서로 이격되어 있다. 제5 피스(52)는 도 6에 도시한 상기 제2 로봇 발의 하판(40)의 제1 피스(L11)에 해당한다. 그리고 제6 피스(54)는 상기 제2 로봇 발의 하판(40)의 제2 피스(L22)에 해당한다. 또한, 제7 피스(56)는 상기 제2 로봇 발의 하판(40)의 제4 피스(L44)에 해당한다. 제5 피스(52)는 순차적으로 적층된 제1 부착부(52a)와 제1 접촉부(52b)를 포함한다. 제1 부착부(52a)는 제2 피스(L22)가 부착되는 도 3에 도시한 상판(32)의 소정 영역에 부착된다. 그리고 제1 접촉부(52b)는 지면에 직접 접촉된다. 제6 피스(54)는 순차적으로 적층된 제2 부착부(54a)와 제2 접촉부(54b)를 포함한다. 제2 부착부(54a)는 제1 피스(L11)가 부착되는 상판(32)의 소정 영역에 부착된다. 제2 접촉부(54b)는 지면에 직접 접촉된다. 제7 피스(56) 역시 순차적으로 적층된 제3 부착부(56a)와 제3 접촉부(56b)를 포함한다. 제3 부착부(56a)는 제4 피스(L44)가 부착되는 상판(32)의 소정 영역에 부착되고, 제3 접촉부(56b)는 지면에 직접 접촉된다. 제5 내지 제7 피스(52, 54, 56)에서 제1 내지 제3 부착부(52a, 54a, 56a)는 제3 탄성률을 갖는 고무, 예를 들면 열 가소성 고무로 된 것이고, 제1 내지 제3 접촉부(52b, 54b, 56b)는 제4 탄성률을 갖는 고무, 예를 들면 열 가소성 고무로 된 것이다. 상기 제3 및 제4 탄성률이 동일하여 제5 내지 제7 피스(52, 54, 56) 각각이 단일체인 경우에도 아무런 문제는 없으나, 상기 제3 및 제4 탄성률이 다른 것이 보다 바람직하다.상술한 바와 같이, 제5 내지 제7 피스(52, 54, 56)를 포함하는 하판(50)과 이러한 하판(50) 상에 부착된 상판(32)을 포함하는 상기 제3 로봇 발은 도 9에서 볼 수 있다.

상술한 제3 로봇 발을 구비하는 로봇 또한 상기 제2 로봇 발을 구비하는 로봇과 마찬가지로 로봇 발에 대한 점성 탄력성(viscous elastic property)의 조절 가능성이 한층 높아진다. 특히, 제1 내지 제3 부착부(52a, 54a, 56a)의 탄성률이 제1 내지 제3 접촉부(52b, 54b, 56b)의 탄성률보다 작은 경우, 상기 제3 로봇 발이 지면에 닿은 후에 로봇에 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제3 로봇 발 전체의 스티프니스에 비해 상기 제3 로봇 발의 하판(50)의 스티프니스가 작기 때문에, 상기 제3 로봇 발의 하판(50) 아래에 존재하는 작은 장애물에 의해 상기 제3 로봇 발이 받는 영향을 줄일 수 있다.

<제4 실시예>

도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 의한 로봇 발(이하, 제4 로봇 발)의 하판(60)은 서로 이격된 제8 내지 제10 피스(62, 64, 66)를 포함한다. 제8 피스(62)는 순차적으로 적층된 제1 부착부(62a)와 제1 접촉부(62b)를 포함한다. 상판(32)의 이면에 부착되는 제1 부착부(62a)는 지면과 접촉되는 제1 접촉부(62b)의 상부면 중 일부 영역 상에 존재한다. 제1 접촉부(62b)는 상기 제1 로봇 발(도 3의 30)의 하판(34)의 제3 접촉부(34d)와 크기나 역할 등에서 동등하다. 이와 같이 제1 부착부(62a)가 제1 접촉부(62b)의 일부 영역 상에만 존재함으로써 제1 부착부(62a)의 상판(32)과 접촉되는 면적은 제3 실시예의 제5 피스(52)의 제1 부착부(52a)가 상판(32)가 접촉되는 면적에 비해 좁다. 또한, 제1 부착부(62a)와 이 둘레의 제1 접촉부(62b)사이에 제1 부착부(62a)의 두께에 해당하는 단차(step)가 존재한다. 이러한 단차로 인해 도 11에서 볼 수 있듯이 제1 부착부(62a)둘레의 상판(32)과 제1 접촉부(62b)사이에 갭이 형성된다. 이러한 단차와 갭은 하기될 제9 및 제10 피스(64, 66)의 경우에도 형성된다. 제8 피스(62)의 제1 부착부(62a)와 제1 접촉부(62b)는 동일한 재질로 된 것이 바람직하나, 각각의 물리적 특성을 다르게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 제1 부착부(62a)는 제5 탄성률을 갖는 열 가소성 고무로 된 제1 고무판이고, 제1 접촉부(62b)는 상기 제5 탄성률과 다른 제6 탄성률을 갖는 열 가소성 고무로 된 제2 고무판일 수 있다. 제9 피스(64)는 상판(32)의 이면에 부착되는 제2 부착부(64a)와 제1 접촉부(62b)와 함께 지면에 접촉되는 제2 접촉부(64b)가 적층된 것이다. 제2 부착부(64a)는 제2 접촉부(64b)의 상부면 중 일부 영역 상에 구비되어 있다. 이에 따라 제2 부착부(64a) 둘레에 상기한 제1 부착부(62a)와 마찬가지로 단차와 갭이 형성된다. 제2 접촉부(64b)의 크기, 위치 및 역할은 상기 제1 로봇 발(30)의 하판(34)의 제1 접촉부(34b)와 동등할 수 있다. 제2 부착부(64a)는 제1 부착부(62a)와 동등한 물리적 특성을 갖는 물질로 된 것일 수 있고, 제2 접촉부(64b)는 제1 접촉부(62b)와 동등한 물리적 특성을 갖는 물질로 된 것일 수 있다. 제10 피스(66)는 지면에 접촉되는 제3 접촉부(66b)와 이것의 일부 영역 상에 구비되어 상판(32)의 이면에 부착되는 제3 부착부(66a)를 포함한다. 이에 따라 제3 부착부(66a) 둘레에는 제1 및 제2 부착부(62a, 64a)의 둘레와 마찬가지로 단차와 갭이 형성된다. 제3 접촉부(66b)는 크기, 위치 및 역할 등에서 상기 제1 로봇 발(30)의 하판(34)의 제2 접촉부(34c)와 동등한 것이 바람직하다. 제3 부착부(66a)는 제1 부착부(62a)와 동등한 물리적 특성을 갖는 물질로 된 것일 수 있다. 또한, 제3 접촉부(66b)는 제1 접촉부(62b)와 동등한 물리적 특성을 갖는 물질로 된 것일 수 있다.도 11은 도 10에 도시한 하판(60)과 상판(32)이 순차적으로 적층된 상기 제4 로봇 발을 보여준다.

도 11을 참조하면, 상판(32)과 제1 내지 제3 접촉부(62b, 64b, 66b)사이에 갭(G)이 존재함을 알 수 있다.

상술한 제4 로봇 발을 구비한 로봇의 경우, 단차에 의해 상판(32)과 하판(60)사이에 갭(G)이 존재하므로, 상기 제1 내지 제3 로봇 발에 비해 하판(60)의 회전 스티프니스(stiffness)를 줄일 수 있다. 그러므로 상기 제4 로봇 발의 하판(60)은 피치(pitch)와 롤축(roll axis) 둘레의 탄성 회전(elastic rotation)을 작게 할 수 있다. 이에 따라 상기 제4 로봇 발이 지면에 닿을 때, 상기 제4 로봇 발의 뒤축과 지면의 접촉을 보다 부드럽게 할 수 있고, 작은 장애물 또는 비 평탄화면으로부터 받는 영향도 줄일 수 있다.

<실험예>

본 발명자는 상기 제2 로봇 발을 구비하고, 두 다리와 허리를 갖춘 인간형 로봇을 제작하였다. 상기 인간형 로봇은 실제 크기의 80％정도로 제작하였다. 상기 인간형 로봇의 발에는 정지 상태 또는 운동 상태에서 지면과의 반응력 및 토크를 측정하기 위한 6축 센서를 장착하였다. 그리고 각 다리에 여섯 개의 리니어 액츄에이터(linear actuator)를 장착하였다. 이러한 로봇이 두 발을 모은 정지 상태에서 왼쪽 발을 옮긴 다음에 오른발을 왼쪽 발이 위치한 위치까지 옮겼을 때, 곧 오른발의 뒤꿈치가 지면에 닿았을 때를 상기 로봇이 한 걸음을 걸었다고 한다.

도 12 및 도 13은 상기 인간형 로봇이 한 걸음을 옮길 동안에 측정한, 상기 인간형 로봇의 모멘트가 영(0)이 되는 점(Zero Moment Point)(이하, ZMP)의 궤적을 보여준다.

양족 로봇(bipedal robot)의 전체적 안정성은 상기 ZMP에 의해 결정된다.

도 12의 제1 그래프(G1)는 상기 인간형 로봇이 한 걸음을 옮기는 6.5초의 시간 동안에 상기 ZMP의 Z축 방향, 곧 상기 인간형 로봇이 전진하는 방향으로의 변화를 나타낸다. 그리고 도 13의 제2 그래프(G2)는 상기 시간 동안에 상기 ZMP의 X축 방향으로의 변화를 나타낸다.X-Z 평면에서의 상기 ZMP의 좌표(Xzmp, Zzmp)는 다음 수학식 4 및 5로 주어진다.

수학식 1 및 2에서 m_e는 e= 1, 2, ...., n일 때의 질량을 나타낸다. 그리고 (x_e, y_e, z_e)는 e=1, 2, ..., n인 질량 중심의 좌표를 나타낸다. 또한, 는 e= 1, 2, ..., n인 질량 중심의 가속도를 나타낸다.도 12의 제1 그래프(G1)를 참조하면, Z축 방향으로의 ZMP의 총 변위(displacement)는 425mm 정도인 것을 알 수 있다. 그리고 도 13의 제2 그래프(G2)를 참조하면, 상기 인간형 로봇이 한 걸음을 옮길 동안에 X축 방향으로의 최대 경사(declination)는 65mm 정도인 것을 알 수 있다. 상기 인간형 로봇이 걷는 동안에 안정된 상태를 유지하기 위해서는 상기 ZMP는 상기 인간형 로봇의 발의 크기로 정의되는 안정된 영역에 있어야 한다.

도 14는 상기 인간형 로봇의 한 걸음 동안에 상기 인간형 로봇의 좌측 다리에 장착된 여섯 개의 리니어 액츄에이터들의 모션(motion)의 변화를 보여주는 그래프들이다.

구체적으로, 도 14에서 제3 및 제4 그래프(G3, G4)는 각각 롤축과 피치축 둘레로 발목 관절의 회전시키기 위해 로봇의 좌측 다리의 좌우에 각각 구비된 액츄에이터의 모션의 변화를 보여준다. 제5 및 제6 그래프(G5, G6)는 각각 롤축과 피치축 둘레로 허리 관절을 회전시키기 위해 로봇의 좌측 다리의 좌우에 각각 구비된 액츄에이터의 모션의 변화를 보여준다. 제7 그래프(G7)는 요축(yaw axis) 둘레로 허리 관절을 회전시키기 위해 로봇의 좌측 다리에 구비된 액츄에이터의 모션의 변화를 보여준다. 또한, 제8 그래프(G8)는 피치축 둘레로 무릅 관절을 회전시키기 위해 상기 로봇의 좌측 다리에 구비된 중앙 엑츄에이터의 모션 변화를 보여준다.도 15는 상기 인간형 로봇이 한 걸음을 옮기는 동안에 상기 인간형 로봇의 우측 다리에 장착된 여섯 개의 리니어 액츄에이터들의 모션 변화를 보여주는 그래프들이다.

구체적으로, 도 15에서 제9 및 제10 그래프(G9, G10)는 각각 롤축과 피치축 둘레로 발목 관절의 회전시키기 위해 로봇의 우측 다리의 좌우에 각각 구비된 액츄에이터의 모션의 변화를 보여준다. 제11 및 제12 그래프(G11, G12)는 각각 롤축과 피치축 둘레로 허리 관절을 회전시키기 위해 로봇의 우측 다리의 좌우에 각각 구비된 액츄에이터의 모션 변화를 보여준다. 제13 그래프(G13)는 피치축 둘레로 무릅 관절을 회전시키기 위해 상기 로봇의 우측 다리에 구비된 중앙 엑츄에이터의 모션 변화를 보여준다. 또한, 제14 그래프(G14)는 요축(yaw axis) 둘레로 허리 관절을 회전시키기 위해 로봇의 우측 다리에 구비된 액츄에이터의 모션 변화를 보여준다.

도 16은 상기 인간형 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 Z축 방향으로, 곧 상기 로봇이 진행하는 방향으로 상기 로봇의 좌우측 발의 질량 중심, 허리의 질량 중심 및 로봇의 질량 중심의 궤적(trajectory)이 어떻게 변화하는지를 보여준다.

도 16에서 제15 그래프(G15)는 상기 로봇의 좌측발의 질량 중심의 궤적의 변화를 나타낸 것이고, 제16 그래프(G16)는 상기 로봇의 우측발의 질량 중심의 궤적의 변화를 내타낸 것이며, 제17 그래프(G17)는 상기 로봇의 허리의 질량 중심의 궤적 변화를 나타낸 것이다. 그리고 제18 그래프(G18)는 상기 로봇의 질량 중심의 궤적 변화를 나타낸다.

도 17은 상기 인간형 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 지면에 수직한 방향으로, 곧 Z-X 평면에 수직한 Y축 방향으로 좌우측 발의 질량 중심의 궤적이 어떻게 변화하는지를 보여준다.

도 17에서 제19 그래프(G19)는 우측발의 질량 중심의 궤적의 변화를 나타낸 것이고, 제20 그래프(G20)는 좌측발의 질량 중심의 궤적의 변화를 나타낸 것이다.

도 18은 상기 인간형 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 상기 로봇의 좌우 흔들림이 어느 정도인지를 상기 로봇의 허리의 질량 중심과 상기 로봇의 질량 중심이 X축을 따라 어느 정도 이동되는가를 알려주는 궤적의 변화를 보여준다. 여기서, 상기 허리의 질량 중심 및 상기 로봇의 질량 중심이 상기 로봇의 앞쪽에서 보았을 때, 왼쪽으로 이동되는 경우에 각 질량 중심의 이동 값을 음의 값으로, 우측으로 이동되는 경우에 양의 값으로 하였다.

도 18에서 제21 그래프(G21)는 상기 로봇의 허리의 질량 중심에 대한 것이고, 제22 그래프(G22)는 상기 로봇 전체의 질량 중심에 대한 것이다.

제21 및 제22 그래프(G21, G22)를 참조하면, 상기 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 상기 로봇의 허리의 질량 중심이 상기 로봇 전체의 질량 중심보다 좌우로 더 많이 흔들린다는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 상기 로봇이 걸어갈 때, 상기 로봇의 질량 중심의 좌우 이동이 크지 않다는 것을 의미하는 바, 상기 로봇의 걸음걸이가 보다 안정함을 의미한다.

다음, 도 19에 도시한 제23 그래프(G23)는 지면으로부터 소정의 높이, 예를 들면 10mm 높이에 위치한 상기 인간형 로봇이 지면으로 내려올 때, Y축을 따른 상기 로봇의 좌측 발의 질량 중심의 수직 변위가 어떻게 변화하는지를 보여준다. 상기 로봇의 최초 위치는 지면으로부터 10mm 높은 위치이므로, Y축의 영(0)점도 10mm 상향 이동된다.제23 그래프(G23)를 참조하면, 상기 로봇의 좌측발이 지상 10mm 위치에서 지면으로 내려선 후, 0.2초를 조금 넘어서면서 상기 로봇의 좌측발의 수직방향으로의 이동, 곧 Y축 방향으로의 이동은 나타나지 않는다. 이것은 상기 로봇의 좌측발이 지면에 닿은 후, 0.2초라는 짧은 시간에 정적 평형(static equilibrium)에 도달됨을 의미한다.

다음, 도 20은 상기 인간형 로봇에 구비된 발의 하판이 도 6에 도시한 본 발명의 제2 로봇 발의 하판(40)인 경우에 상기 로봇이 걸을 때, 상기 로봇의 발의 뒤꿈치 및 발가락에 대응되는 부분, 곧 하판(40)의 제4 피스(L44)와 제1 및 제2 피스(L11, L22)가 받은 스트레스를 보여준다. 도 20에 도시한 스트레스도 상기 로봇이 한 걸음 걸을 때 측정한 것이다. 하판(40)의 제1 및 제2 피스(L11, L22)와 제4 피스(L44)가 받은 스트레스는 바로 상기 로봇이 걸으면서 지면으로부터 받는 충격력과 상기 충격력에 대한 상기 로봇의 안정성을 가늠할 수 있는 잣대가 된다. 도 20에서 제24 그래프(G24)는 상기 로봇이 한 걸음을 이동할 동안에 상기 로봇발의 하판(40)의 제1 및 제2 피스(L11, L22)가 받는 스트레스의 변화를 나타내고, 제25 그래프(G25)는 상기 로봇발의 뒤꿈치, 곧 하판(40)의 제4 피스(L44)가 받는 스트레스의 변화를 나타낸다.

제24 그래프(G24)가 하판(40)의 두 영역, 곧 제1 및 제2 피스(L11, L22)가 받는 스트레스의 변화를 나타내는 것임에도 불구하고, 마치 한 영역이 받는 스트레스 변화를 나타내는 것과 동일한 결과를 보이는 것은 하판(40)의 제1 및 제2 피스(L11, L22)가 기하학적으로 거의 완전히 대칭인 사실로 충분히 예견할 수 있다. 곧, 하판(40)의 제1 피스(L11)가 받는 스트레스와 제2 피스(L22)가 받는 스트레스는 같게 되므로, 제1 및 제2 피스(L11, L22)에 대한 스트레스 변화 그래프는 일치하게 된다.

제24 및 제25 그래프(G24, G25)를 참조하면, 상기 로봇의 발이 지면에 닿으면서 발생되는 중격력에 기인한 진동은 상기 로봇의 발이 지면에 닿은 후, 0.3초가 지나면서 거의 사라짐을 알 수 있다.상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 로봇의 걸음걸이의 안정성을 저해하지 않는 범위에서 로봇의 발의 하판을 구성하는 부재 중, 지면과 접촉되는 부재에 상판과 접촉되는 부재들이 노출되는 홀을 더 형성할 수 있을 것이다. 예를 들면, 도 4에 도시한 제1 내지 제3 접촉부(34b, 34b, 34c)에 상판(32)의 이면에 부착되는 고무판(34a)이 노출되는 홀을 더 형성할 수 있을 것이다. 이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형할 수 있기 때문에, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 로봇의 발의 하판에 구비된 지면과 접촉되는 부분들을 서로 이격된 위치에 구비한다. 따라서 본 발명의 로봇 발을 이용하면 로봇이 지면에 존재하는 작은 장애물 및 작은 비 평탄화면으로부터 받는 영향을 줄일 수 있다. 이 결과 로봇 제어 시스템을 단순화할 수 있고, 로봇의 걸음걸이를 보다 안정화시킬 수 있다. 또 본 발명의 로봇의 발은 지면과 접촉되는 하판에 소정의 탄성률을 갖는 충격 흡수부재 혹은 탄성률이 다른 부재들로 구성된 충격 흡수부재를 구비한다. 이에 따라 로봇이 움직일 때, 지면으로부터 전달되는 충격을 흡수하여 충격이 로봇의 몸으로 전달되는 것을 방지할 수 있고, 또한 로봇의 발이 지면에 착지된 후에 전달되는 진동을 최소화할 수 있다. 이러한 결과에 의해 로봇의 동적 평형을 확보하여 로봇의 걸음걸이가 안정될 수 있을 뿐만 아니라 부드러워질 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 직립 보행이 가능한 인간형 로봇의 하체의 정면도이다.

도 2는 도 1에 도시한 로봇의 발의 사시도이다.

도 3은 도 2에 도시한 로봇의 발을 위에서 보았을 때의 분해 사시도이다.

도 4는 도 2에 도시한 로봇의 발을 밑에서 보았을 때의 분해 사시도이다.

도 5는 도 3에 도시한 로봇의 발을 구성하는 요소 중 밑판에 대한 측면도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 로봇의 발의 하판 대한 평면도이다.

도 7은 도 6에 도시한 하판 상에 도 3의 상판이 장착된, 본 발명의 제2 실시예에 의한 로봇의 발의 사시도이다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 의한 로봇의 발의 하판에 대한 사시도이다.

도 9는 도 8에 도시한 하판 상에 도 3의 상판이 장착된, 본 발명의 제3 실시예에 의한 로봇의 발의 사시도이다.

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 의한 로봇의 발의 하판에 대한 사시도이다.

도 11은 도 10에 도시한 하판 상에 도 3의 상판이 장착된, 본 발명의 제4 실시예에 의한 로봇의 발의 사시도이다.도 12 및 도 13은 도 1에 도시한 인간형 로봇이 한 걸음을 옮길 동안에 측정한, 인간형 로봇의 모멘트가 제로가 되는 점(Zero Moment Point)의 궤적을 나타낸 그래프이다.

도 14는 도 1에 도시한 인간형 로봇의 한 걸음 동안에 로봇의 좌측 다리에 장착된 여섯 개의 리니어 액츄에이터들의 모션(motion) 변화를 보여주는 그래프들이다.

도 15는 도 1에 도시한 인간형 로봇이 한 걸음을 옮기는 동안에 로봇의 우측 다리에 장착된 여섯 개의 리니어 액츄에이터들의 모션 변화를 보여주는 그래프들이다.

도 16은 도 1에 도시한 인간형 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 로봇이 진행하는 방향(Z방향)으로 로봇의 좌우측 발의 질량 중심, 허리의 질량 중심 및 로봇의 질량 중심의 궤적(trajectory)의 변화하는지를 나타낸 그래프이다.

도 17은 도 1에 도시한 인간형 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 지면에 수직한 방향으로, 곧 Z-X 평면에 수직한 Y축 방향으로 좌우측 발의 질량 중심의 궤적의 변화를 나타낸 그래프이다.도 18은 도 1에 도시한 인간형 로봇이 앞으로 한 걸음 나아가는 동안에 상기 로봇의 좌우 흔들림이 어느 정도인지를 상기 로봇의 허리의 질량 중심과 상기 로봇의 질량 중심이 X축을 따라 어느 정도 이동되는가를 알려주는 궤적의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 19는 지면으로부터 10mm 높이에 위치한 도 1에 도시한 인간형 로봇이 지면으로 내려올 때, Y축을 따른 상기 로봇의 좌측 발의 질량 중심의 수직 변위가 어떻게 변화하는지를 나타낸 그래프이다.

도 20은 도 1에 도시한 인간형 로봇에 도 6에 도시한 로봇 발의 하판이 구비된 경우, 로봇이 걷는 동안에 로봇의 발에 가해지는 스트레스를 나타낸 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:로봇의 하체 11:로봇의 허리부분

12:좌측다리 14:우측다리

16, 18:허벅지 20, 22:정강이24, 26:발목

30, 31:로봇의 발 32:로봇의 발의 상판

34, 40, 50, 60:로봇의 발의 하판 34b, 34c, 34d:제1 내지 제3 접촉부

52, 54, 56, 62, 64, 66:제5 내지 10 피스

52a, 62a:제1 부착부 54a, 64a:제2 부착부

56a, 66a:제3 부착부

52b, 62b:제1 접촉부54b, 64b:제2 접촉부

56b, 66b:제3 접촉부

lf:로봇의 발의 길이 wf:로봇의 발의 폭

U1, U2, U3, U4:상판의 제1 내지 제4 부분

U1C:상판 제1 부분의 가운데 영역

U2C:상판 제2 부분의 가운데 영역

L1, L2, L3. L4:하판을 이루는 고무판의 제1 내지 제4 부분

L1L:하판 고무판의 제1 부분의 좌측영역

L1R:하판 고무판의 제1 부분의 우측영역

L1C:하판 고무판의 제1 부분의 가운데 영역

L2L:하판 고무판의 제2 부분의 좌측영역

L2R:하판 고무판의 제2 부분의 우측영역

L2C:하판 고무판의 제2 부분의 가운데 영역

L11, L22, L33, L44:제1 내지 제4 피스(piece)

Claims

두 다리를 구비하고 직립 보행이 가능한 인간형 로봇에 있어서,상기 로봇은,

발목 관절이 장착되고, 인간의 발을 닮은 상판; 및

상기 상판의 이면에 부착되고, 지면과 접촉되는 부분이 이산되어 있는 하판을 포함하는 발을 구비하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 1 항에 있어서, 상기 상판은 알루미늄 합금으로 된 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 1 항에 있어서, 상기 하판은,

윗면 전체가 상기 상판의 이면에 접촉되고, 제1 탄성률을 갖는 탄성 물질판; 및

상기 탄성 물질판의 밑면에 돌출되게 구비되어 지면과 접촉되고, 제2 탄성률을 갖는 제1 내지 제3 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 3 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 탄성률은 동일한 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 3 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 탄성률은 다른 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 3 항에 있어서, 상기 탄성 물질판과 상기 제1 내지 제3 접촉부는 제조시에 한 덩어리로 만들어진 단일체인 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 1 항에 있어서, 상기 하판은,

윗면 전체가 상기 상판의 이면에 접촉되는 탄성 물질판; 및

상기 탄성 물질판의 밑면에 돌출되게 구비되어 지면과 접촉되고, 소정의 탄성률을 갖는 제1 내지 제3 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 7 항에 있어서, 상기 탄성 물질판은 독립된 복수의 개체로 이루어진 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 8 항에 있어서, 상기 독립된 복수의 개체 중 일부의 탄성률이 나머지와 다른 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 8 항에 있어서, 상기 탄성 물질판은,

밑면에 상기 제1 접촉부가 부착되는 제1 피스(piece);

밑면에 상기 제2 접촉부가 부착되는 제2 피스;

밑면에 상기 제3 접촉부가 부착되는 제4 피스; 및

상기 제1, 제2 및 제4 피스사이에 구비된 제3 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 10 항에 있어서, 상기 제1 접촉부와 제1 피스, 상기 제2 접촉부와 제2 피스, 상기 제3 접촉부와 제4 피스는 모두 단일체인 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 10 항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제4 피스의 탄성률은 상기 제3 피스의 탄성률과 다른 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 1 항에 있어서, 상기 하판은,

윗면이 상기 상판의 이면에 부착되고, 밑면이 지면과 접촉되는 제1 피스(piece);

상기 제1 피스와 이격되어 있고, 윗면이 상기 상판의 이면에 부착되고, 밑면이 지면과 접촉되는 제2 피스; 및

상기 제1 및 제2 피스와 이격되어 있고, 윗면이 상기 상판의 이면에 부착되고, 밑면이 지면과 접촉되는 제3 피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 13 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 피스는 각각 탄성률이 다른 복수의 물질층이 순차적으로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 14 항에 있어서, 상기 제1 피스는 지면과 접촉되는 제1 접촉부 및 상기 상판의 이면에 부착되는 제1 부착부를 포함하고,상기 제2 피스는 지면과 접촉되는 제2 접촉부 및 상기 상판의 이면에 부착되는 제2 부착부를 포함하며,

상기 제3 피스는 지면과 접촉되는 제3 접촉부 및 상기 상판의 이면에 부착되는 제3 부착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 15 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 부착부는 각각 상기 제1 내지 제3 접촉부의 소정 영역 상에만 구비되어 상기 상판과 상기 제1 내지 제3 접촉부사이에 스페이스가 존재하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 3 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 탄성 물질판은 열 가소성 고무판인 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.
제 15 항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 부착부는 열 가소성 고무판인 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.