KR20080086287A - Travelling system of robot comprising wheeled legs - Google Patents

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Abstract

A traveling system of a robot equipped with wheel legs is provided to allow the robot to travel fast with little energy by reducing the weight of the wheel legs. A traveling system of a robot equipped with wheel legs comprises a shoulder part(11) installed on a body(1) of the robot, a leg part(20) rotating at the shoulder part, a wheel part(30) rotating at the leg part, a wheel driving motor(12) fixed to the shoulder part, and a power transmission unit installed in the leg part. The shoulder part rotates relative to a hollow shaft. One end of the leg part is coupled to the shoulder part and the other end of the leg part rotates about the hollow shaft of the shoulder part. The power transmission unit receives power from the wheel driving motor to rotate the wheel part.

Description

바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템{Travelling system of robot comprising wheeled legs}Traveling system of robot comprising wheeled legs}

도 1은 일 실시예에 따른 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템을 채용한 로봇을 개략적으로 도시하는 측면도이다.1 is a side view schematically illustrating a robot employing a robot traveling system having a wheeled leg according to an embodiment.

도 2는 일 실시예에 따른 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도이다.2 is a perspective view schematically showing a robot traveling system having a wheeled leg according to an embodiment.

도 3은 도 2에 도시된 로봇 주행 시스템을 개략적으로 도시하는 평면도이다.FIG. 3 is a plan view schematically illustrating the robot traveling system shown in FIG. 2.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 로봇 본체 2: 다리 자세제어 모터1: robot body 2: leg control motor

11: 어깨부 11b: 제1 고정 바11: shoulder portion 11b: first fixing bar

11c: 제2 고정 바 12: 바퀴 구동 모터11c: second fixing bar 12: wheel drive motor

13: 제1 스프라켓 14: 제2 스프라켓13: first sprocket 14: second sprocket

15: 체인 19: 베어링15: chain 19: bearing

20: 다리부 21: 다리부 하우징20: leg 21: leg housing

22: 제1 가스 스프링 23: 제2 가스 스프링22: first gas spring 23: second gas spring

30: 바퀴부30: wheel part

본 발명은 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 작은 동력으로도 신속하게 복수 개의 바퀴형 다리의 자세 제어를 할 수 있는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a robot traveling system having a wheeled leg, and more particularly, to a robot traveling system having a wheeled leg capable of controlling posture of a plurality of wheeled legs quickly even with a small power. .

기존의 산업용 로봇은 사고의 위험 때문에 별도의 격리된 작업공간에서 주어진 작업만을 수행하도록 설계되었다. 그러나 최근 들어 정보통신을 기반으로 한 디지털 사회를 향한 발전이 기대되면서 인간 공존형 로봇, 의료·복지 로봇, 오피스 로봇, 방재 로봇, 건설 로봇, 원자력 로봇, 교육·오락 지원 로봇 등 지능형 로봇들의 필요성이 대두되었다. 지능형 로봇은 자율 이동 기능을 갖춘 서비스 로봇으로서, 이를 위해서는 작업이 필요한 공간으로 자율적으로 이동할 수 있는 주행 또는 보행 시스템이 필요하다.Traditional industrial robots are designed to perform only a given task in a separate, isolated workspace due to the risk of an accident. However, as the development of information and communication-based digital society is expected in recent years, the necessity of intelligent robots such as human coexistence robot, medical / welfare robot, office robot, disaster prevention robot, construction robot, nuclear robot, education and entertainment support robot It has emerged. Intelligent robots are service robots with autonomous movement, which requires a driving or walking system that can autonomously move to a space where work is required.

지능형 로봇용 주행 또는 보행 시스템은 크게 바퀴형, 무한궤도형, 다리형으로 나눌 수 있다. 바퀴가 로봇의 본체에 장착되는 바퀴형 주행 시스템의 경우, 장애물을 만났을 때 이를 통과하는 것이 매우 어려웠다. 따라서 장애물을 통과해야 하는 바퀴형 주행 시스템을 구비한 로봇의 경우, 이를 위해 바퀴가 로봇의 본체에 회동 가능하게 장착된 다리의 일 단에 장착된다. 즉, 바퀴형 다리를 구비한 로봇은 만약 계단과 같은 장애물을 만났을 때 다리를 소정 각도 들어올려 계단에 올려 놓고 바퀴를 회전 구동함으로써 통과할 수 있다.Driving or walking systems for intelligent robots can be broadly divided into wheel type, crawler type and leg type. In the case of wheeled driving systems in which the wheels are mounted on the body of the robot, it is very difficult to pass through obstacles when they are encountered. Therefore, in the case of a robot having a wheel-type traveling system that must pass through an obstacle, a wheel is mounted on one end of a leg rotatably mounted to the main body of the robot. That is, the robot having a wheeled leg can pass through the wheel by rotating the wheels by raising the leg a predetermined angle and encountering an obstacle such as a staircase.

종래의 바퀴형 다리 주행 시스템은 바퀴 안에 바퀴 구동 모터, 감속기, 브레 이크 장치 등을 포함하고 있어서 구조는 간단하지만, 다리를 들어올려야 할 경우 바퀴를 들어올리는데 큰 동력이 필요하고 시간이 많이 걸리는 단점이 있었다. 또한, 큰 동력이 필요하기 때문에 다리를 구동하기 위해 로봇 본체에 장착되는 모터와 감속기의 크기와 무게도 증가되는 단점이 있었다. 이로 인해 로봇의 주행 속도도 감소되는 문제가 있었다.Conventional wheeled leg drive system includes a wheel drive motor, a reducer, a brake device, etc. in the wheel, so the structure is simple, but when the leg needs to be lifted, it takes a lot of power and takes a long time to lift the wheel. there was. In addition, since the large power is required, the size and weight of the motor and the reducer mounted on the robot body to drive the legs also increase. As a result, the running speed of the robot was also reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 바퀴가 달린 다리의 무게를 작게 함으로써 작은 에너지로 신속하게 장애물 회피 및 주행이 가능한 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve a number of problems including the above problems, to provide a robot traveling system having a wheeled leg that can quickly avoid obstacles and travel with a small energy by reducing the weight of the wheeled leg. For the purpose of

본 발명은, (ⅰ)로봇의 본체에 장착되며, 중공의 축에 대하여 회전 가능한 어깨부, (ⅱ)일 단이 상기 어깨부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 어깨부의 중공 축을 중심으로 타 단이 회동 가능한 다리부, (ⅲ)상기 다리부의 타 단에 회전 가능하게 장착되는 바퀴부, (ⅳ)상기 어깨부의 중공에 배치되며, 상기 어깨부에 고정되는 바퀴 구동 모터, (ⅴ)상기 다리부 내에 배치되며, 상기 바퀴 구동 모터로부터 동력을 전달받아 상기 바퀴를 회전시키는 동력 전달 수단, 및 (ⅵ)로봇의 본체에 장착되며 상기 어깨부를 회전시키는 다리 자세제어 모터를 포함하는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템을 개시한다.The present invention, (i) the shoulder portion rotatably mounted to the main body of the robot, (ii) one end is rotatably mounted on the shoulder portion, the other end around the hollow shaft of the shoulder portion A rotatable leg portion, (i) a wheel portion rotatably mounted at the other end of the leg portion, (i) a wheel drive motor disposed in the hollow of the shoulder portion and fixed to the shoulder portion, (iii) in the leg portion A robot having a wheeled leg, the power transmission means for receiving power from the wheel driving motor to rotate the wheels, and (i) a leg attitude control motor mounted to a body of the robot and rotating the shoulder portion. Start the travel system.

바퀴 구동 모터가 바퀴에 내장되었던 종래와 달리, 일 실시예에서는 바퀴 구 동 모터가 본체, 더 자세하게는 본체의 내부에 배치된다. 그리고 동력 전달 수단을 통하여 바퀴 구동 모터의 동력을 바퀴에 간접적으로 전달한다. 그럼으로써, 바퀴부와 다리부의 무게가 줄어든다.Unlike the prior art in which the wheel drive motors were embedded in the wheels, in one embodiment the wheel drive motors are arranged inside the body, more specifically inside the body. Then, the power of the wheel drive motor is indirectly transmitted to the wheel through the power transmission means. This reduces the weight of the wheels and legs.

따라서 장애물을 만났을 경우 로봇의 자세 변화를 위해 다리부를 회동하는데 소모되는 동력을 감소시킬 수 있다. 또한, 다리부의 자세 변화를 신속하게 제어할 수 있다. 그럼으로써 로봇의 주행 속도를 향상시킬 수 있다.Therefore, when encountering an obstacle, it is possible to reduce the power consumed to rotate the leg to change the attitude of the robot. In addition, the posture change of the leg portion can be controlled quickly. This can improve the running speed of the robot.

상기 다리 자세제어 모터의 축에는 제1 기어가 장착되고, 상기 어깨부에는 제2 기어가 장착되며, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어는 서로 치차 결합될 수 있다.A first gear is mounted on the shaft of the leg attitude control motor, a second gear is mounted on the shoulder portion, and the first gear and the second gear may be geared to each other.

상기 동력 전달 수단은, 상기 바퀴 구동 모터의 축에 연결된 제1 스프라켓; 상기 바퀴부를 구동하는 구동축에 연결된 제2 스프라켓; 및 상기 제1 스프라켓과 제2 스프라켓을 연결하는 체인을 포함할 수 있다. 이와 달리, 상기 동력 전달 수단은, 상기 바퀴 구동 모터의 축에 연결된 제1 풀리; 상기 바퀴부를 구동하는 구동축에 연결된 제2 풀리; 및 상기 제1 풀리와 제2 풀리를 연결하는 벨트;를 포함할 수도 있다.The power transmission means includes: a first sprocket connected to the shaft of the wheel drive motor; A second sprocket connected to a drive shaft for driving the wheel part; And it may include a chain connecting the first sprocket and the second sprocket. In contrast, the power transmission means, the first pulley connected to the shaft of the wheel drive motor; A second pulley connected to a drive shaft for driving the wheel unit; And a belt connecting the first pulley and the second pulley.

상기 어깨부는, 그 외측 단에 일 방향, 예를 들면 가로 방향에서 서로 반대되게 장착되는 제1 및 제2 고정 바를 더 포함하며, 상기 다리부는 상기 어깨부와 독립되게 베어링 지지되며, 상기 다리부는 상기 다리부 내의 양측에 각각 배치되며 각각의 일 단은 상기 제1 및 제2 고정 바에 각각 고정되고 각각의 타 단은 상기 다리부의 타 단측에 각각 고정되는 제1 가스 스프링 및 제2 가스 스프링;을 포함할 수 있다.The shoulder portion further includes first and second fixing bars mounted opposite to each other in one direction, for example, in a horizontal direction, at an outer end thereof, wherein the leg portion is bearing-supported independently of the shoulder portion, and the leg portion is A first gas spring and a second gas spring disposed on both sides of the leg, each end being fixed to the first and second fixing bars respectively, and the other end being respectively fixed to the other end side of the leg; can do.

상기 제1 가스 스프링의 타 단과 상기 다리부의 타 단 사이에는 제1 쇼크 업소바가 더 배치되며, 상기 제2 가스 스프링의 타 단과 상기 다리부의 타 단 사이에는 제2 쇼크 업소바가 더 배치될 수 있다.A first shock absorber may be further disposed between the other end of the first gas spring and the other end of the leg portion, and a second shock absorber may be further disposed between the other end of the second gas spring and the other end of the leg portion.

상기 바퀴부는 로봇 본체의 좌측과 우측에 각각 세 개씩 장착될 수 있다.Three wheel units may be mounted on the left and right sides of the robot body, respectively.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일 실시예에 따른 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템을 채용한 로봇을 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도면을 참조하면, 로봇은 바퀴형 다리(20, 30)를 구비한 주행 시스템을 채용하고 있으며, 바퀴형 다리(20, 30)는 로봇 본체(1)의 좌측과 우측에 각각 3개씩 장착된다. 로봇이 주행 중에 계단과 같은 장애물을 만날 경우, 바퀴형 다리(20, 30)를 소정 각도 들어올린 후, 바퀴부(30)를 회전 구동시켜 장애물을 넘어 간다.1 is a side view schematically illustrating a robot employing a robot traveling system having a wheeled leg according to an embodiment. Referring to the drawings, the robot employs a traveling system having wheeled legs 20 and 30, and the wheeled legs 20 and 30 are mounted on the left and right sides of the robot body 1, respectively, three. When the robot encounters an obstacle such as a stair while running, the wheel-shaped legs 20 and 30 are lifted by a predetermined angle, and the wheel part 30 is rotated to drive the obstacle.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 바퀴형 다리(20, 30)에 대하여 자세히 설명한다. 일 실시예에 따른 로봇 주행 시스템은 어깨부(11), 다리 자세제어 모터(2), 다리부(20), 바퀴 구동 모터(12), 바퀴부(30), 및 동력 전달수단을 구비한다.Hereinafter, the wheeled legs 20 and 30 according to the exemplary embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. The robot driving system according to an embodiment includes a shoulder 11, a leg posture control motor 2, a leg 20, a wheel driving motor 12, a wheel 30, and a power transmission means.

일 실시예에 따른 로봇 주행 시스템에서, 어깨부(11)는 로봇 본체(1)의 좌측과 우측의 각각 3개씩 배치된다. 그러나 로봇 본체(1)의 좌측과 우측에 배치되는 어깨부(11)의 개수는 반드시 이에 한정되지 아니하며, 예를 들면 2개씩, 4개씩 또 는 5개식 배치될 수도 있다. 어깨부(11)는 중공을 가진 실린더 형상이며, 로봇의 본체(1)에 회전 가능하게 장착된다. In the robot traveling system according to an embodiment, three shoulder parts 11 are disposed on the left and right sides of the robot body 1, respectively. However, the number of shoulders 11 disposed on the left and right sides of the robot body 1 is not necessarily limited thereto, and for example, two or four may be arranged. The shoulder portion 11 has a hollow cylindrical shape and is rotatably mounted to the main body 1 of the robot.

어깨부(11)는 다리 자세제어 모터(2)에 의해 중공의 중심에 대하여 회전한다. 이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 다리 자세제어 모터의 축(2a)에 장착된 제1 기어(2b)와 어깨부(11)에 장착된 제2 기어(11a)가 서로 맞물리도록 구성된다. 다리 자세제어 모터(2)는 로봇의 본체(1)에 고정되어 있다.The shoulder 11 is rotated about the hollow center by the leg attitude control motor 2. To this end, as shown in FIG. 3, the first gear 2b mounted on the shaft 2a of the leg attitude control motor and the second gear 11a mounted on the shoulder portion 11 are configured to mesh with each other. . The leg posture control motor 2 is fixed to the main body 1 of the robot.

어깨부(11)의 외측 단에는 횡방향으로 서로 마주보도록 제1 고정 바(bar)(11b) 및 제2 고정 바(11c)가 고정된다. 따라서 어깨부(11)가 중공의 중심을 기준으로 회전하면 제1 고정 바(11b) 및 제2 고정 바(11c)가 연결하는 가상의 직선도 회전하게 된다. The first fixing bar 11b and the second fixing bar 11c are fixed to the outer ends of the shoulder 11 so as to face each other in the transverse direction. Therefore, when the shoulder 11 rotates with respect to the center of the hollow, a virtual straight line connected between the first fixing bar 11b and the second fixing bar 11c also rotates.

어깨부(11)의 외측 일 단에 장착된 제1 고정 바(11b)와 제2 고정 바(11c)에는 다리부(20) 내부의 일 단이 장착된다. 다리부(20)는 어깨의 중공 축을 중심으로 회동(pivot)하도록 구성된다. 다리부(20)는 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)을 구비한다. 제1 가스 스프링(22)의 일 단은 제1 고정 바(11b)에 고정되고, 제1 가스 스프링(22)의 타 단은 다리부의 하우징(21)에 고정된다. 마찬가지로, 제2 가스 스프링(23)의 일 단은 제2 고정 바(11c)에 고정되고, 제2 가스 스프링(23)의 타 단은 다리부의 하우징(21)에 고정된다. 다리부(20)의 타 단에는 바퀴부(30)가 회전 가능하게 장착된다.One end inside the leg 20 is mounted to the first fixing bar 11b and the second fixing bar 11c mounted at the outer end of the shoulder 11. Leg 20 is configured to pivot about a hollow axis of the shoulder. The leg 20 includes a first gas spring 22 and a second gas spring 23. One end of the first gas spring 22 is fixed to the first fixing bar 11b, and the other end of the first gas spring 22 is fixed to the housing 21 of the leg portion. Similarly, one end of the second gas spring 23 is fixed to the second fixing bar 11c, and the other end of the second gas spring 23 is fixed to the housing 21 of the leg portion. At the other end of the leg 20, the wheel 30 is rotatably mounted.

이와 같은 구성에 의하여, 다리 자세제어 모터(2)가 구동되면 어깨부(11)가 중공 축을 중심으로 회전하고, 제1 고정 바(11b)와 제2 고정 바(11c)가 연결하는 가상의 직선도 회전한다. 그러면, 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)을 통해 제1 고정 바(11b)와 제2 고정 바(11c)에 연결된 다리부(20)도 어깨부(11)의 중공 축을 중심으로 회동하게 된다. 즉, 다리부(20)는 어깨부(11)의 외측 단에 독립적으로 회전 가능하게 장착되며, 어깨부(11)의 중공 축을 중심으로 회동 가능하다. 이를 위하여 다리부의 하우징(21)과 어깨부(11)는 서로 베어링(19)에 의해 지지된다.By such a configuration, when the leg posture control motor 2 is driven, the shoulder 11 rotates around the hollow shaft, and a virtual straight line connected between the first fixing bar 11b and the second fixing bar 11c. To rotate. Then, the leg 20 connected to the first fixing bar 11b and the second fixing bar 11c via the first gas spring 22 and the second gas spring 23 also has the hollow shaft of the shoulder 11. It will rotate to the center. That is, the leg portion 20 is rotatably mounted independently of the outer end of the shoulder portion 11, and can be rotated about the hollow shaft of the shoulder portion 11. For this purpose, the housing 21 and the shoulder 11 of the leg portion are supported by the bearing 19 with each other.

제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)은 가스의 탄성을 이용한 일종의 스프링이다. 가스 스프링은 그 일 단이 실린더, 타 단이 로드인 것으로서 로드와 실린더 사이에는 가스, 예를 들면 질소 가스가 들어 있는 구조이다. 따라서 실린더에서의 로드의 변위에 따라 가스가 압축 또는 팽창할 때 가스의 탄성에 의하여 복원력을 제공하는 역할을 주로 수행한다. 또한, 상대적으로 적은 부분이지만 외부 충격에 대한 감쇠의 역할도 수행한다. 본 실시예에서는, 제1 및 제2 가스 스프링(22, 23)에 들어가는 가스로서 질소 가스를 예시하고 있으나, 본 발명의 보호범위는 반드시 이에 한정되지 아니한다. 즉, 압축성이 작은 비압축성 가스는 어느 것이든 사용 가능하다.The first gas spring 22 and the second gas spring 23 are a kind of spring utilizing the elasticity of the gas. The gas spring has one end of a cylinder and the other end of a rod, and a gas, for example, nitrogen gas, is formed between the rod and the cylinder. Therefore, it mainly plays a role of providing a restoring force by the elasticity of the gas when the gas is compressed or expanded according to the displacement of the rod in the cylinder. It also plays a role of damping against external shocks, although relatively less. In the present embodiment, nitrogen gas is illustrated as the gas entering the first and second gas springs 22 and 23, but the protection scope of the present invention is not necessarily limited thereto. In other words, any of the incompressible gases having low compressibility can be used.

어깨부(11)의 회전 운동의 다리부(20)의 회동 운동으로의 전환은 병렬 연결된 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)에 의해 이루어진다. 상술한 바와 같이, 가스 스프링은 유체의 탄성 계수에 의하여 스프링의 성질을 가지고 있다. 그러므로 두 개의 스프링을 병렬로 연결하면 그 탄성 계수는 2 배로 증가하는 성질이 있다. 따라서 도 2에 도시된 바와 같이 제1 가스 스프링(22) 및 제2 가스 스프 링(23)은 어깨부(11)와 다리부(20) 사이에 병렬로 연결되어 있음으로써 그 복원력을 두 배로 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The conversion of the rotational movement of the shoulder portion 11 into the rotational movement of the leg 20 is made by the first gas spring 22 and the second gas spring 23 connected in parallel. As described above, the gas spring has the properties of the spring by the elastic modulus of the fluid. Therefore, when two springs are connected in parallel, the modulus of elasticity is doubled. Therefore, as shown in FIG. 2, the first gas spring 22 and the second gas spring 23 are connected in parallel between the shoulder 11 and the leg 20, thereby doubling its restoring force. It can be effected.

한편, 다리부(20)가 도 1에 도시된 바와 같이 들어 올려질 때, 제2 가스 스프링(23)은 신장되고 제1 가스 스프링은 압축되도록 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)에 힘이 가해진다. 즉, 다리부(20)가 들어 올려지거나 내려질 때에는 다리부(20) 내의 지지부, 예를 들면 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)에는 항상 압축력과 인장력이 교대로 가해진다. 따라서 탄성이 없는 부재를 사용할 경우에 반복적인 압축과 인장에 의한 피로 파괴가 발생할 수 있다. On the other hand, when the leg portion 20 is lifted as shown in FIG. 1, the first gas spring 22 and the second gas spring (ie, the second gas spring 23 is extended and the first gas spring is compressed). 23) is applied. That is, when the leg 20 is lifted or lowered, the compressive force and the tension force are always alternately applied to the supporting portion in the leg 20, for example, the first gas spring 22 and the second gas spring 23. . Therefore, fatigue failure due to repeated compression and tension may occur when the non-elastic member is used.

그런데, 가스 스프링 내에 수용된 유체의 탄성으로 인해 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)은 압축 내지 신장이 되었다가 복원력에 의하여 다시 각각 원위치 된다. 따라서 다리부(20)가 반복적으로 회동 운동을 하더라도 압축력과 인장력에 대하여 유연하게 대처할 수 있으므로 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)의 피로 파괴도 방지할 수 있다. 또한, 지면으로부터 바퀴에 충격이 가해지더라도 제1 가스 스프링(22)과 제2 가스 스프링(23)은 상대적으로 적은 양이지만 감쇠 기능도 있으므로, 감쇠 작용에 의하여 충격을 흡수할 수 있는 장점이 있다.However, due to the elasticity of the fluid contained in the gas spring, the first gas spring 22 and the second gas spring 23 are compressed or extended and then returned to their original positions by the restoring force. Therefore, even if the leg portion 20 repeatedly rotates, it is possible to flexibly cope with the compressive force and the tensile force, thereby preventing fatigue breakdown of the first gas spring 22 and the second gas spring 23. In addition, even if an impact is applied to the wheel from the ground, the first gas spring 22 and the second gas spring 23 have a relatively small amount but also have a damping function, and thus, there is an advantage of absorbing the shock by the damping action.

또한, 상기 제1 가스 스프링(22)의 타 단과 상기 다리부(20)의 타 단 사이에는 제1 완충기(미도시)가 더 배치되며, 상기 제2 가스 스프링(23)의 타 단과 상기 다리부(20)의 타 단 사이에는 제2 완충기(미도시)가 더 배치될 수 있다. 여기서, 완충기는 가스 쇼크 업소바 또는 오일 쇼크 업소바일 수 있다. 이와 달리, 완충기 는 고무와 같은 완충성 있는 재질로 만들어진 바일 수도 있다. 제1 가스 스프링(22)과 제1 쇼크 업소바가 직렬로 배치되고, 제2 가스 스프링(23)과 제2 쇼크 업소바가 직렬로 배치될 수 있다. 그럼으로써 감쇠 작용을 더 증가시켜 외부로부터의 충격의해 발생하는 진동을 감소시킬 수 있다. In addition, a first shock absorber (not shown) is further disposed between the other end of the first gas spring 22 and the other end of the leg part 20, and the other end of the second gas spring 23 and the leg part. A second buffer (not shown) may be further disposed between the other ends of the 20. Here, the shock absorber may be a gas shock absorber or an oil shock absorber. Alternatively, the shock absorber may be made of a cushioning material such as rubber. The first gas spring 22 and the first shock absorber may be disposed in series, and the second gas spring 23 and the second shock absorber may be disposed in series. This further increases the damping action, reducing the vibrations generated by external shocks.

어깨부(11)의 중공에는 바퀴 구동 모터(12)가 배치된다. 바퀴 구동 모터(12)의 축은 로봇 본체(1)의 반대 방향을 향하도록 배치된다. 바퀴 구동 모터(12)는 어깨부(11)와 고정되게 장착되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 어깨부(11)의 회전하면 다리부(20)와 바퀴부(30)도 함께 회전하는데, 바퀴 구동 모터(12)가 회전하지 않으면 바퀴 구동 모터의 축(12a)과 바퀴 구동축(30a) 각각의 회전량이 달라지기 때문이다. The wheel driving motor 12 is disposed in the hollow of the shoulder 11. The axis of the wheel drive motor 12 is arranged to face in the opposite direction of the robot body 1. The wheel drive motor 12 is preferably mounted fixed to the shoulder (11). Because, when the shoulder portion 11 rotates, the leg portion 20 and the wheel portion 30 also rotate together. If the wheel drive motor 12 does not rotate, the shaft 12a and the wheel drive shaft 30a of the wheel drive motor are rotated. This is because the amount of rotation of each is different.

바퀴 구동 모터(12)로부터 나온 동력은 동력 전달 수단을 통하여 바퀴(30)에 전달된다. 제1 실시예에 따른 동력 전달 수단은 제1 스프라켓(13), 제2 스프라켓(14) 및 체인(15)을 구비한다. 제1 스프라켓(13)은 바퀴 구동 모터의 축(12a)에 장착되며, 제2 스프라켓(14)은 바퀴의 구동축(30a)에 장착된다. 체인(15)은 제1 스프라켓(13)과 제2 스프라켓(14)에 걸쳐진다. 이와 같은 구성에 의하여 바퀴 구동 모터(12)로부터 나온 동력은 제1 스프라켓(13), 체인(15), 제2 스프라켓(14)을 통해 바퀴를 회전시킨다.Power from the wheel drive motor 12 is transmitted to the wheel 30 via power transmission means. The power transmission means according to the first embodiment has a first sprocket 13, a second sprocket 14 and a chain 15. The first sprocket 13 is mounted to the shaft 12a of the wheel drive motor, and the second sprocket 14 is mounted to the drive shaft 30a of the wheel. The chain 15 spans the first sprocket 13 and the second sprocket 14. Power generated from the wheel drive motor 12 by such a configuration rotates the wheels through the first sprocket 13, the chain 15, and the second sprocket 14.

도면에는 도시되지 않았으나, 동력 전달 수단의 다른 실시예로서, 제1 풀리, 제2 풀리 및 벨트를 구비할 수 있다. 제1 풀리는 바퀴 구동 모터의 축(12a)에 장착되며, 제2 풀리는 바퀴의 구동축에 장착된다. 벨트는 제1 스프라켓과 제2 스프 라켓에 걸쳐진다. 이와 같은 구성에 의하여 바퀴 구동 모터(12)로부터 나온 동력은 제1 풀리, 벨트, 제2 풀리를 통해 바퀴를 회전시킨다.Although not shown in the drawings, as another embodiment of the power transmission means, it may be provided with a first pulley, a second pulley and a belt. The first pulley is mounted on the shaft 12a of the wheel drive motor, and the second pulley is mounted on the drive shaft of the wheel. The belt hangs over the first sprocket and the second sprocket. By this configuration, the power from the wheel drive motor 12 rotates the wheel through the first pulley, belt, and second pulley.

바퀴 구동 모터(12)가 바퀴에 내장되었던 종래와 달리, 일 실시예에서는 바퀴 구동 모터(12)가 본체(1), 더 자세하게는 본체(1)의 내부에 배치된다. 그리고 동력 전달 수단을 통하여 바퀴 구동 모터(12)의 동력을 바퀴에 간접적으로 전달한다. 그럼으로써, 바퀴부(30)와 다리부(20)의 무게가 줄어든다. 이것은 다리의 구조가 몸체에 비해 거의 무시할 정도로 작은 무게를 지님으로써 환경 변화에 빠르게 다리의 방향을 바꾸고 이동을 할 수 있는 곤충류, 파충류, 포유류, 조류 등의 대부분의 자연 생명체의 신체 구조를 모방한 생체 모방에 기반을 둔 설계 기법이라고 할 수 있다. Unlike the prior art in which the wheel drive motor 12 was embedded in the wheel, in one embodiment the wheel drive motor 12 is arranged inside the body 1, more specifically inside the body 1. And the power of the wheel drive motor 12 is indirectly transmitted to the wheel through the power transmission means. As a result, the weight of the wheel part 30 and the leg part 20 is reduced. It is a living body that mimics the body structure of most natural creatures, such as insects, reptiles, mammals, and birds, whose legs are almost negligible compared to their bodies, allowing them to quickly change direction and move in response to environmental changes. It's a design technique based on imitation.

따라서 장애물을 만났을 경우 로봇의 자세 변화를 위해 다리부(20)를 회동하는데 소모되는 동력을 감소시킬 수 있다. 또한, 다리부(20)의 자세 변화를 신속하게 제어할 수 있다. 그럼으로써 로봇의 주행 속도를 향상시킬 수 있다.Therefore, when an obstacle is encountered, the power consumed to rotate the leg 20 to change the attitude of the robot can be reduced. In addition, the posture change of the leg 20 can be controlled quickly. This can improve the running speed of the robot.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 주행 시스템은 자연 생명체의 신체 구조를 모방한 생체 모방 설계 기법을 도입하여 경량의 바퀴형 다리를 구비한다. 따라서 로봇의 자세 변화를 위해 다리부를 회동하는데 소모되는 동력을 감소시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 다리부의 자세 변화를 신속하게 제어할 수 있다. 그럼으로써 로봇의 주행 속도를 향상시킬 수 있다.The traveling system of a robot according to an embodiment of the present invention includes a lightweight wheeled leg by introducing a biomimetic design technique that mimics the body structure of natural living things. Therefore, it is possible to reduce the power consumed to rotate the leg to change the position of the robot. In addition, it is possible to quickly control the posture change of the leg portion. This can improve the running speed of the robot.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (10)

로봇의 본체에 장착되며, 중공의 축에 대하여 회전 가능한 어깨부;A shoulder mounted to the body of the robot and rotatable about a hollow shaft; 일 단이 상기 어깨부에 회전 가능하게 장착되며, 상기 어깨부의 중공 축을 중심으로 타 단이 회동 가능한 다리부;One end is rotatably mounted on the shoulder portion, the other end rotatable around the hollow shaft of the shoulder portion; 상기 다리부의 타 단에 회전 가능하게 장착되는 바퀴부;A wheel part rotatably mounted at the other end of the leg part; 상기 어깨부의 중공에 배치되며, 상기 어깨부에 고정되는 바퀴 구동 모터; 및A wheel driving motor disposed in the hollow of the shoulder part and fixed to the shoulder part; And 상기 다리부 내에 배치되며, 상기 바퀴 구동 모터로부터 동력을 전달받아 상기 바퀴를 회전시키는 동력 전달 수단;을 포함하는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.And a power transmission means disposed in the leg portion and receiving power from the wheel driving motor to rotate the wheels. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 로봇의 본체에 장착되며 상기 어깨부를 회전시키는 다리 자세제어 모터를 더 포함하는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.The robot driving system having a wheeled leg further comprising a leg attitude control motor mounted to the body of the robot and rotating the shoulder portion. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 다리 자세제어 모터의 축에는 제1 기어가 장착되고, 상기 어깨부에는 제2 기어가 장착되며, 상기 제1 기어와 상기 제2 기어는 서로 치차 결합된 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.And a first gear mounted to a shaft of the leg attitude control motor, a second gear mounted to the shoulder portion, and the first gear and the second gear having a wheeled leg geared to each other. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 동력 전달 수단은,The power transmission means, 상기 바퀴 구동 모터의 축에 연결된 제1 스프라켓;A first sprocket connected to the shaft of the wheel drive motor; 상기 바퀴부를 구동하는 구동축에 연결된 제2 스프라켓; 및A second sprocket connected to a drive shaft for driving the wheel part; And 상기 제1 스프라켓과 제2 스프라켓을 연결하는 체인;을 포함하는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.And a chain connecting the first sprocket and the second sprocket. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 동력 전달 수단은,The power transmission means, 상기 바퀴 구동 모터의 축에 연결된 제1 풀리;A first pulley connected to the shaft of the wheel drive motor; 상기 바퀴부를 구동하는 구동축에 연결된 제2 풀리; 및A second pulley connected to a drive shaft for driving the wheel unit; And 상기 제1 풀리와 제2 풀리를 연결하는 벨트;를 포함하는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.And a belt connecting the first pulley and the second pulley. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 어깨부는, The shoulder portion, 그 외측 단에 횡방향으로 서로 반대되게 장착되는 제1 및 제2 고정 바를 더 포함하며,Further comprising first and second fixing bars mounted transversely opposite each other at their outer ends, 상기 다리부는 상기 어깨부와 독립되게 베어링 지지되며, 상기 다리부는, The leg portion is bearing supported independently of the shoulder portion, the leg portion, 상기 다리부 내의 양측에 각각 배치되며 각각의 일 단은 상기 제1 및 제2 고정 바에 각각 고정되고 각각의 타 단은 상기 다리부의 타 단측에 각각 고정되는 제1 가스 스프링 및 제2 가스 스프링;을 포함하는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.First and second gas springs disposed on both sides of the leg, respectively, one end of which is respectively fixed to the first and second fixing bars, and the other end of which is respectively fixed to the other end of the leg; Robotic travel system having a wheeled leg including. 제6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제1 가스 스프링 및 제2 가스 스프링은 병렬로 연결된 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.And the first gas spring and the second gas spring have wheeled legs connected in parallel. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 가스 스프링의 타 단과 상기 다리부의 타 단 사이에는 제1 완충기가 더 배치되며, 상기 제2 가스 스프링의 타 단과 상기 다리부의 타 단 사이에는 제2 완충기가 더 배치되는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.A first shock absorber is further disposed between the other end of the first gas spring and the other end of the leg portion, and a wheeled leg having a second shock absorber further disposed between the other end of the second gas spring and the other end of the leg portion. One robot traveling system. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 다리부의 일 단은 상기 어깨부에 대하여 베어링 지지되는 바퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.One end of the leg portion is a robot running system having a wheeled leg bearing support against the shoulder portion. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 바퀴부는 로봇 본체의 좌측과 우측에 각각 적어도 두 개씩 장착되는 바 퀴형 다리를 구비한 로봇 주행 시스템.The wheel part is a robot running system having a wheel-type legs are mounted at least two on the left and right of the robot body, respectively.
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