KR20090118542A - Humanoid robot and neck joint assembly thereof - Google Patents

Humanoid robot and neck joint assembly thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20090118542A
KR20090118542A KR1020080044392A KR20080044392A KR20090118542A KR 20090118542 A KR20090118542 A KR 20090118542A KR 1020080044392 A KR1020080044392 A KR 1020080044392A KR 20080044392 A KR20080044392 A KR 20080044392A KR 20090118542 A KR20090118542 A KR 20090118542A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
joint
bracket
head
wood
humanoid robot
Prior art date
Application number
KR1020080044392A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정훈
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020080044392A priority Critical patent/KR20090118542A/en
Publication of KR20090118542A publication Critical patent/KR20090118542A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00Joints
    • B25J17/02Wrist joints
    • B25J17/0258Two-dimensional joints
    • B25J17/0275Universal joints, e.g. Hooke, Cardan, ball joints
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/005Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators using batteries, e.g. as a back-up power source
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02Sensing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126Rotary actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE: A humanoid robot and a neck joint assembly thereof are provided to move a head parallelly toward left and right directions after turning the head leftward and rightward by moving the head in the parallel direction through a second neck joint unit. CONSTITUTION: A humanoid robot comprises a neck joint assembly connecting a body and a head. The neck joint assembly comprises first, second, and third joint neck units(500,600,700). The first neck joint is connected to the head and rotates the head. The second neck joint unit moves the head and the first neck joint unit to be parallel. The third neck joint unit rotates the second neck joint in the yaw direction.

Description

인간형 로봇과 그 목관절 어셈블리{HUMANOID ROBOT AND NECK JOINT ASSEMBLY THEREOF}HUMANOID ROBOT AND NECK JOINT ASSEMBLY THEREOF}

본 발명은 인간형 로봇에 관한 것으로, 특히 목관절의 자유도를 향상시킨 인간형 로봇에 관한 것이다. The present invention relates to a humanoid robot, and more particularly to a humanoid robot with improved freedom of the neck joint.

로봇은 어떤 작업이나 조작을 자동적으로 수행하는 기계 장치로서, 다양한 분야에서 인간을 대신하거나 보조하는데 활용되고 있다. Robots are mechanical devices that automatically perform certain tasks or operations, and are used to replace or assist humans in various fields.

근래에는 인간과 유사한 외관을 가지고, 인간과 유사한 행동을 하는 인간형(humanoid) 로봇이 개발되고 있다. 인간형 로봇은 일상 생활에서 인간과 공존하며 인간에게 다양한 서비스를 친근감있게 제공할 수 있다는 측면에서 큰 장점을 가진다. In recent years, humanoid robots that have a human-like appearance and have a human-like behavior have been developed. Humanoid robots have great advantages in that they can coexist with humans in daily life and provide various services to humans intimately.

인간형 로봇은 인간과 유사하게 몸통, 머리, 팔, 다리를 가진다. 머리, 팔 및 다리는 목관절, 어깨관절 및 허리관절(대퇴관절)을 통해 각각 몸통에 연결된다. Humanoid robots have a torso, head, arms, and legs similar to humans. The head, arms, and legs are connected to the torso via neck, shoulder and waist joints (femoral joints), respectively.

기존의 일반적인 인간형 로봇에서 목관절은 2~3 자유도를 가진다. 로봇이 일상 생활에서 인간과 원활하게 교류하고 협업하기 위해서는 인간의 다양한 동작과 제스처를 유사하게 모방할 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 기존의 로봇과 같이 제한된 자유도를 가지는 목관절을 통해서는 인간의 다양한 동작을 자연스럽게 모방할 수 없다. In conventional humanoid robots, the neck joint has 2 to 3 degrees of freedom. In order to interact and collaborate with humans smoothly in daily life, it is desirable to allow them to mimic various human motions and gestures similarly. Cannot be imitated naturally.

또한 기존의 로봇은 머리를 몸통 쪽으로 숙이는 동작을 수행할 때 머리가 몸통과 간섭함에 따라 가동 범위가 제한받는 문제점이 있다. In addition, the conventional robot has a problem that the moving range is limited as the head interferes with the body when performing the head bow to the body.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 인간의 다양한 동작을 모방할 수 있도록 개선된 인간형 로봇과 그 목관절 어셈블리를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an improved humanoid robot and its joint assembly to mimic various human motions.

또한 본 발명의 다른 목적은 머리의 가동 범위를 넓힐 수 있는 인간형 로봇과 그 목관절 어셈블리를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a humanoid robot and its joint assembly which can widen the moving range of the head.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인간형 로봇은 동체(胴體)와 머리를 연결하는 목관절 어셈블리를 가지는 인간형 로봇에 있어서, 상기 목관절 어셈블리는 상기 머리에 연결되어 상기 머리를 회전시키는 제1목관절장치;와 상기 머리와 제1목관절장치를 평행 이동시키는 제2목관절장치;와 상기 제2목관절장치를 요(yaw) 방향으로 회전시키는 제3목관절장치;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In the humanoid robot according to the present invention for achieving the above object is a humanoid robot having a wood joint assembly to connect the body and the head, the wood joint assembly is connected to the head and the first neck to rotate the head And a second neck joint apparatus for moving the head and the first neck joint apparatus in parallel; and a third neck joint apparatus for rotating the second neck joint apparatus in a yaw direction. do.

상기 제2목관절장치는 서로 마주하는 제1측면패널과 제2측면패널을 가지는 지지브라켓과, 전후 방향으로 나란히 배치되고 일단이 상기 제1측면패널에 회전 가능하게 결합되는 제1링크부재 및 제2링크부재와, 전후 방향으로 나란히 배치되고 일단이 상기 제2측면패널에 회전 가능하게 결합되는 제3링크부재 및 제4링크부재를 포함하여 구성될 수 있다.The second wood joint device includes a support bracket having a first side panel and a second side panel facing each other, a first link member and a first end member disposed side by side in a front-rear direction and rotatably coupled to the first side panel. The second link member may be configured to include a third link member and a fourth link member disposed side by side in the front-rear direction and having one end rotatably coupled to the second side panel.

또 상기 제2목관절장치는 상기 제1 내지 제4링크부재 중 어느 하나와 연결되어 상기 제1 내지 제4링크부재를 회전시키는 구동모터를 더 포함할 수 있다.The second wood joint device may further include a driving motor connected to any one of the first to fourth link members to rotate the first to fourth link members.

상기 제3목관절장치는 상기 제1 내지 4링크부재의 타단을 회전 가능하게 지지하는 조인트브라켓을 포함할 수 있다.The third wood joint device may include a joint bracket for rotatably supporting the other end of the first to fourth link members.

상기 제1목관절장치는 제1조인트브라켓과 제2조인트브라켓을 포함하고, 상기 제1조인트브라켓은 상기 제2조인트브라켓에 회전 가능하게 지지되며, 상기 제2조인트브라켓은 상기 지지브라켓에 회전 가능하게 지지될 수 있다.The first wood joint device includes a first joint bracket and a second joint bracket, the first joint bracket is rotatably supported by the second joint bracket, and the second joint bracket is rotatable to the support bracket. Can be supported.

상기 제1목관절장치는 상기 머리를 롤(roll) 방향으로 회전시키기 위한 제1회전관절과, 상기 머리를 피치(pitch) 방향으로 회전시키기 위한 제2회전관절을 포함할 수 있다.The first wood joint device may include a first rotary joint for rotating the head in a roll direction and a second rotary joint for rotating the head in a pitch direction.

또한 본 발명에 따른 인간형 로봇의 목관절 어셈블리는 인간형 로봇의 머리와 연결되고, 롤(roll) 방향으로 회전 가능한 제1조인트브라켓;과 상기 제1조인트브라켓을 회전 가능하게 지지하고, 피치(pitch) 방향으로 회전 가능한 제2조인트브라켓;과 상기 제2조인트브라켓을 회전 가능하게 지지하는 지지브라켓;과 인간형 로봇의 동체(胴體)와 연결되고, 요 방향으로 회전 가능한 제3조인트브라켓;과 상기 지지브라켓과 제3조인트브라켓 각각에 회전 가능하게 결합되는 복수의 링크부재;를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the neck joint assembly of the humanoid robot according to the present invention is connected to the head of the humanoid robot, the first joint bracket rotatable in the roll (roll); and the first joint bracket to rotatably support, the pitch (pitch) A second joint bracket rotatable in a direction; and a support bracket rotatably supporting the second joint bracket; and a third joint bracket connected to a fuselage of a humanoid robot and rotatable in a yaw direction; and the support bracket And a plurality of link members rotatably coupled to each of the third joint brackets.

본 발명은 제2목관절장치를 통해 로봇의 머리를 평행 이동시킨 상태에서 제1목관절장치를 통해 머리를 회전시킬 수 있도록 구성됨으로써 기존의 로봇보다 다양한 동작과 제스처를 표현할 수 있으며 머리의 가동 범위를 넓힐 수 있다.The present invention is configured to rotate the head through the first wood joint device in a state in which the head of the robot is moved in parallel through the second wood joint device can express a variety of motions and gestures than the conventional robot and the range of motion of the head You can widen it.

또한 본 발명에 의하면 제3목관절장치를 통해 머리를 요 방향으로 회전시킨 상태에서 제2목관절장치를 통해 머리를 평행 이동시킬 수 있으므로 머리를 좌측이나 우측으로 돌린 후에 좌우 방향으로 평행 이동시키는 동작을 수행할 수 있다. In addition, according to the present invention, since the head can be parallelly moved through the second neck joint apparatus while the head is rotated in the yaw direction through the third neck joint apparatus, the head is moved left or right and then moved in parallel to the left and right directions. Can be performed.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인간형 로봇의 외관을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 인간형 로봇의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. 1 is a view showing the appearance of a humanoid robot according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view schematically showing the configuration of the humanoid robot of FIG.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 인간형 로봇(이하에서는 간단히 '로봇'이라 한다)(1)은 동체(胴體)(10)와, 동체(10)의 하부 양측에 연결되는 다리(20R, 20L)와, 동체(10)의 상부 양측에 연결되는 팔(30R, 30L)과, 동체(10)의 상단부에 연결되는 머리(40)를 구비한다. 참조 부호에서 "R", "L"은 각각 우측과 좌측을 나타낸다.As shown in Figs. 1 and 2, the humanoid robot (hereinafter simply referred to as 'robot') 1 is a fuselage 10 and legs 20R connected to both lower sides of the fuselage 10, 20L, arms 30R and 30L connected to the upper both sides of the body 10, and a head 40 connected to the upper end of the body 10 are provided. In the reference numerals, "R" and "L" represent the right and the left, respectively.

동체(10)의 내부는 커버(11)에 의해 보호된다. 동체(10)에는 제어유닛(12), 배터리(13) 및 경사센서(14, 도 2 참조)가 설치될 수 있다. 경사센서(14)는 연직축에 대한 동체(10)의 경사각도와 그 각속도 등을 검출한다. The interior of the body 10 is protected by a cover 11. The body 10 may be provided with a control unit 12, a battery 13, and an inclination sensor 14 (see FIG. 2). The inclination sensor 14 detects the inclination angle of the body 10 with respect to the vertical axis, its angular velocity, and the like.

동체(10)는 가슴부(10a)와 허리부(10b)로 분할될 수 있으며, 가슴부(10a)와 허리부(10b) 사이에는 가슴부(10a)가 허리부(10b)에 대해 상대 회전할 수 있도록 관절(15)이 설치될 수 있다. 도 2에서는 동체(10)를 동체링크로서 간략히 도시하였다. The fuselage 10 may be divided into a chest portion 10a and a waist portion 10b, and a chest portion 10a is rotated relative to the waist portion 10b between the chest portion 10a and the waist portion 10b. Joint 15 may be installed to be. In FIG. 2, the fuselage 10 is briefly shown as a fuselage link.

양측 다리(20R, 20L)는 각각 대퇴링크(21), 하퇴링크(22) 및 발(23)을 구비한다. 대퇴링크(21)는 대퇴관절부(210)를 통해 동체(10)에 연결된다. 대퇴링크(21) 와 하퇴링크(22)는 무릎관절부(220)를 통해 서로 연결되고, 하퇴링크(22)와 발(23)은 발목관절부(230)를 통해 서로 연결된다.Both legs 20R and 20L have a femoral link 21, a lower thigh 22 and a foot 23, respectively. Femoral link 21 is connected to the body 10 through the femoral joint (210). The femoral link 21 and the lower thigh 22 are connected to each other through the knee joint 220, the lower thigh 22 and the foot 23 is connected to each other through the ankle joint 230.

대퇴관절부(210)는 3 자유도를 가진다. 구체적으로 대퇴관절부(210)는 요(yaw) 방향(Z축 주위의 회전)의 회전관절(211)과, 피치(pitch) 방향(Y축 주위의 회전)의 회전관절(212)과, 롤(roll) 방향(X축 주위의 회전)의 회전관절(213)을 가질 수 있다. Femoral joint 210 has three degrees of freedom. Specifically, the femoral joint portion 210 includes a rotary joint 211 in the yaw direction (rotation around the Z axis), a rotary joint 212 in the pitch direction (rotation around the Y axis), and a roll ( and a rotational joint 213 in the roll direction (rotation about the X axis).

무릎관절부(220)는 피치 방향의 회전관절(221)을 포함하여 1 자유도를 가진다. 발목관절부(230)는 피치 방향과 롤 방향의 회전관절(231)(232)을 포함하여 2자유도를 가진다. The knee joint 220 has one degree of freedom including the rotation joint 221 in the pitch direction. The ankle joint 230 has two degrees of freedom including the rotational joints 231 and 232 in the pitch direction and the roll direction.

이와 같이, 각각의 다리(20R, 20L)에는 세 관절부에 대해 6개의 회전관절이 마련되므로, 다리 전체에 대해서는 12개의 회전관절이 마련된다. 도면에 도시되지는 않았으나, 각각의 다리(20R, 20L)에는 각 회전관절을 구동하는 모터들이 설치된다. 제어유닛(12)은 다리(20R, 20L)에 마련된 모터들을 적절히 제어함으로써 로봇(1)의 보행을 비롯하여 다리(20R, 20L)의 다양한 동작을 구현할 수 있다.As such, since six rotational joints are provided for each of the three joint portions 20R and 20L, twelve rotational joints are provided for the entire leg. Although not shown in the drawings, each leg 20R, 20L is provided with a motor for driving each rotary joint. The control unit 12 may implement various operations of the legs 20R and 20L, including the walking of the robot 1, by appropriately controlling the motors provided in the legs 20R and 20L.

한편, 양측 다리(20R, 20L)에서 발(23)과 발목관절부(230)의 사이에는 다축 F/T센서(Multi-Axis Force and Torque Sensor)(24)가 각각 설치된다. 다축 F/T센서(24)는 발(23)로부터 전달되는 힘의 3방향성분(Fx, Fy, Fz)과 모멘트의 3방향성분(Mx, My, Mz)을 측정함으로써 발(23)의 착지 여부 및 발(23)에 가해지는 하중을 검출한다. On the other hand, a multi-axis F / T sensor (Multi-Axis Force and Torque Sensor) 24 is provided between the foot 23 and the ankle joint 230 in both legs (20R, 20L), respectively. The multi-axis F / T sensor 24 measures the landing of the foot 23 by measuring the three-way component (Fx, Fy, Fz) of the force transmitted from the foot 23 and the three-way component (Mx, My, Mz) of the moment. And whether the load applied to the foot 23 is detected.

양측 팔(30R, 30L)은 상박링크(31), 하박링크(32) 및 손(33)을 구비한다. 상 박링크(31)는 어깨관절부(310)를 통해 동체(10)에 연결된다. 상박링크(31)와 하박링크(32)는 팔꿈치관절부(320)를 통해 서로 연결되고, 하박링크(32)와 손(33)은 손목관절부(330)를 통해 서로 연결된다.Both arms 30R, 30L have an upper link 31, a lower link 32, and a hand 33. As shown in FIG. Upper thin link 31 is connected to the body 10 through the shoulder joint 310. The upper and lower links 31 and 32 are connected to each other through the elbow joint 320, the lower link 32 and the hand 33 is connected to each other through the wrist joint 330.

어깨관절부(310)는 피치 방향의 회전관절(311), 롤 방향의 회전관절(312)과 요 방향의 회전관절(313)을 포함하여 세 회전자유도를 가질 수 있다. 어깨관절부(310)의 각각의 회전관절(311)(312)(313)은 모터들(미도시)에 의해 개별적으로 구동된다. The shoulder joint 310 may have three degrees of freedom, including a rotation joint 311 in the pitch direction, a rotation joint 312 in the roll direction, and a rotation joint 313 in the yaw direction. Each rotary joint 311, 312, 313 of the shoulder joint 310 is individually driven by motors (not shown).

팔꿈치관절부(320)는 피치 방향의 회전관절(321)과, 요 방향의 회전관절(322)을 포함하여 2 자유도를 가지고, 손목관절부(330)는 피치 방향의 회전관절(331)과 롤 방향의 회전관절(332)을 포함하여 2 자유도를 가질 수 있다. The elbow joint 320 has two degrees of freedom including the rotation joint 321 in the pitch direction and the rotation joint 322 in the yaw direction, and the wrist joint 330 has the rotation joint 331 in the pitch direction and the roll direction. The rotation joint 332 may have two degrees of freedom.

손(33)에는 5개의 손가락(33a)이 설치된다. 각각의 손가락(33a)에는 모터에 의해 구동되는 다수의 관절(미도시)들이 설치될 수 있다. 손가락(33a)은 상박링크(31)와 하박링크(32)의 움직임에 연동하여 물건을 파지하거나 특정 방향을 가리키는 것과 같은 다양한 동작을 실행한다.Five fingers 33a are installed in the hand 33. Each finger 33a may be provided with a plurality of joints (not shown) driven by a motor. The finger 33a performs various operations such as gripping an object or pointing in a specific direction in association with the movement of the upper and lower links 31 and 32.

머리(40)에는 로봇(1)의 시각으로서 기능하는 카메라(41)와, 청각으로서 기능하는 마이크로폰(42)이 설치될 수 있다. The head 40 may be provided with a camera 41 functioning as the time of the robot 1 and a microphone 42 functioning as the hearing.

머리(40)는 목관절 어셈블리(410)를 통해 동체(10)와 연결된다. 도 3은 도 2에서 목관절 어셈블리를 발췌하여 도시한 측면도이다. Head 40 is connected to fuselage 10 through neck joint assembly 410. FIG. 3 is a side view illustrating the wood joint assembly of FIG. 2.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 목관절 어셈블리(410)는 머리(40)에 연결되어 머리(40)를 회전시키는 제1목관절장치(500)와, 머리(40)와 제1목관절장 치(500)를 평행 이동시키는 제2목관절장치(600)와, 제1목관절장치(500)와 제2목관절장치(600)를 요 방향으로 회전시키는 제3목관절장치(700)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in Figures 2 and 3, the neck joint assembly 410 is connected to the head 40, the first neck joint apparatus 500 for rotating the head 40, the head 40 and the first neck The second neck joint apparatus 600 for moving the arthroplasty 500 in parallel, and the third neck joint apparatus 700 for rotating the first neck joint apparatus 500 and the second neck joint apparatus 600 in the yaw direction. It may be configured to include).

제1목관절장치(500)는 롤 방향의 제1회전관절(501)과 피치 방향의 제2회전관절(502)을 포함하여 2 자유도를 가질 수 있다. The first wood joint device 500 may have two degrees of freedom including a first rotary joint 501 in the roll direction and a second rotary joint 502 in the pitch direction.

제2목관절장치(600)는 제1목관절장치(500)와 머리(40)를 전체적으로 평행 이동시킬 수 있도록 구성되며, 1 자유도를 가진다. 제2목관절장치(600)를 이용해 도 3과 같이 머리(40)를 전방으로 평행 이동시킨 상태에서 제1목관절장치(500)를 통해 머리(40)를 움직이면, 단순히 2~3 회전자유도만을 가지는 기존의 로봇보다 다양한 동작과 제스처를 표현할 수 있다. 또한 도 3과 같이, 머리(40)를 전방으로 이동시킨 상태에서는 머리(40)를 상대적으로 더 많이 숙일 수 있게 되는데, 이는 로봇(1)이 머리(40)를 숙여 발의 바로 앞에 있는 장애물을 확인하는데 있어 매우 유용하다. The second neck joint apparatus 600 is configured to move the first neck joint apparatus 500 and the head 40 as a whole in parallel, and has one degree of freedom. When the head 40 is moved through the first wood joint apparatus 500 in a state in which the head 40 is moved forward in parallel as shown in FIG. 3 using the second wood joint apparatus 600, only 2 to 3 rotation degrees of freedom are provided. Branches can express various motions and gestures than conventional robots. In addition, as shown in FIG. 3, the head 40 can be bowed relatively more in the state of moving the head 40 forward, which causes the robot 1 to bow the head 40 to identify an obstacle in front of the foot. Very useful for doing this.

제3목관절장치(700)는 요 방향의 제3회전관절(701)을 포함하여 1 자유도를 가질 수 있다. 제3목관절장치(700)는 제2목관절장치(600), 제1목관절장치(500) 및 머리(40)를 전체적으로 요 방향으로 회전시킨다. 제3목관절장치(700)를 통해 머리(40)를 요 방향으로 회전시킨 후 제2목관절장치(600)를 이용해 머리(40)를 이동시키면, 머리(40)를 좌측이나 우측으로 돌린 상태에서 머리(40)를 좌우 방향으로 이동시키는 동작을 수행할 수 있다. The third wood joint device 700 may have one degree of freedom including the third rotary joint 701 in the yaw direction. The third wood joint apparatus 700 rotates the second wood joint apparatus 600, the first wood joint apparatus 500, and the head 40 as a whole in the yaw direction. After the head 40 is rotated in the yaw direction through the third wood joint device 700 and the head 40 is moved using the second wood joint device 600, the head 40 is turned left or right. In operation, the operation of moving the head 40 in the left and right directions may be performed.

도 4는 본 발명에서 목관절 어셈블리의 구체적인 실시예를 도시한 사시도이 고, 도 5는 도 4의 목관절 어셈블리를 분해하여 도시한 사시도이며, 도 6은 도 4의 목관절 어셈블리를 도시한 측면도이다. Figure 4 is a perspective view showing a specific embodiment of the wood joint assembly in the present invention, Figure 5 is an exploded perspective view showing the wood joint assembly of Figure 4, Figure 6 is a side view showing the wood joint assembly of Figure 4 .

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 목관절 어셈블리(410)의 제1목관절장치(500)는 롤 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제1조인트브라켓(510)과, 피치 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제2조인트브라켓(540)을 구비한다. 또 제2목관절장치(600)는 제1목관절장치를 지지하는 지지브라켓(610)을 구비하고, 제3목관절장치(700)는 로봇의 동체(10, 도 1 참조)에 요 방향으로 회전 가능하게 설치되는 제3조인트브라켓(710)을 구비한다. 4 to 6, the first wood joint device 500 of the wood joint assembly 410 and the first joint bracket 510 rotatably installed in the roll direction, and rotatably in the pitch direction The second joint bracket 540 is installed. In addition, the second wood joint device 600 includes a support bracket 610 for supporting the first wood joint device, the third wood joint device 700 in the yaw direction to the body (10, Fig. 1) of the robot. A third joint bracket 710 is rotatably installed.

지지브라켓(610)은 상하가 개방되어 있으며, 그 내부에는 제1조인트브라켓(510)과 제2조인트브라켓(540)이 배치된다. 지지브라켓(610)은 서로 마주하는 제1측면패널(611)과 제2측면패널(612)을 가지고, 제1측면패널(611)과 제2측면패널(612)에는 각각 축결합부(611a)(612a)가 마련된다. The support bracket 610 is opened up and down, and the first joint bracket 510 and the second joint bracket 540 are disposed therein. The support bracket 610 has a first side panel 611 and a second side panel 612 facing each other, and the first side panel 611 and the second side panel 612, respectively, an axial coupling portion 611a. 612a is provided.

제3조인트브라켓(710)은 지지브라켓(610)의 하부에 배치되어 로봇의 머리(40), 제1목관절장치(500) 및 제2목관절장치(600)를 전체적으로 지지한다. The third joint bracket 710 is disposed under the support bracket 610 to fully support the head 40, the first wood joint apparatus 500, and the second wood joint apparatus 600 of the robot.

제1조인트브라켓(510)은 결합패널(511)을 가지고, 이 결합패널(511)에는 로봇의 머리(40)가 결합된다. 따라서 로봇의 머리(40)는 제1조인트브라켓(510)에 연동하여 움직일 수 있다.The first joint bracket 510 has a coupling panel 511, and the head 40 of the robot is coupled to the coupling panel 511. Therefore, the head 40 of the robot can move in conjunction with the first joint bracket 510.

또 제1조인트브라켓(510)은 결합패널(511)의 전후 양측에서 아래쪽으로 연장되는 제1힌지패널(512)과 제2힌지패널(513)을 가진다. 제1힌지패널(512)과 제2힌지패널(513)에는 각각 축결합부(512a)(513a, 도 6 참조)가 마련된다. In addition, the first joint bracket 510 has a first hinge panel 512 and a second hinge panel 513 extending downward from both front and rear sides of the coupling panel 511. The first hinge panel 512 and the second hinge panel 513 are provided with shaft coupling portions 512a and 513a (see FIG. 6), respectively.

제2조인트브라켓(540)은 제1조인트브라켓(510)의 제1힌지패널(512)과 제2힌지패널(513) 사이에 배치된다. 제2조인트브라켓(540)은 제3힌지패널(541), 제4힌지패널(542), 전면패널(543)과 후면패널(544)을 구비한다. 제3힌지패널(541)과 후면패널(544)에는 각각 축결합부(541a)(544a, 도 6 참조)가 마련된다. The second joint bracket 540 is disposed between the first hinge panel 512 and the second hinge panel 513 of the first joint bracket 510. The second joint bracket 540 includes a third hinge panel 541, a fourth hinge panel 542, a front panel 543, and a rear panel 544. Axial coupling portions 541a (544a, see FIG. 6) are provided on the third hinge panel 541 and the rear panel 544, respectively.

제3힌지패널(541)과 제4힌지패널(542)은 좌우 방향으로 나란히 배치되고, 전면패널(543)과 후면패널(544)은 각각 제1조인트브라켓(510)의 제1힌지패널(512)과 제2힌지패널(513)에 마주하도록 배치된다.The third hinge panel 541 and the fourth hinge panel 542 are arranged side by side in the left and right direction, and the front panel 543 and the rear panel 544 are respectively the first hinge panel 512 of the first joint bracket 510. ) And the second hinge panel 513 are disposed to face each other.

제1조인트브라켓(510)의 후방에는 제1조인트브라켓(510)을 회전시키기 위한 제1구동모터(520)가 장착되고, 제2힌지패널(513)의 축결합부(513a)와 후면패널(544)의 축결합부(544a)에는 제1구동모터(520)에 의해 구동되는 제1회전축(531)이 결합된다. 이 때 제1회전축(531)은 제2힌지패널(513)에 대해서는 상대 회전하지 않는 형태로 결합되어 제1조인트브라켓(510)은 제1회전축(531)과 함께 회전할 수 있다. 반면에 제1회전축(531)은 후면패널(544)에 대해서는 상대 회전 가능하게 결합된다. 즉, 제2조인트브라켓(540)의 후면패널(544)은 제1회전축(531)을 회전 가능하게 지지하는 역할을 한다. At the rear of the first joint bracket 510, a first driving motor 520 for rotating the first joint bracket 510 is mounted, and the shaft coupling part 513a and the rear panel of the second hinge panel 513 are mounted. A first rotation shaft 531 driven by the first driving motor 520 is coupled to the shaft coupling portion 544a of the 544. At this time, the first rotation shaft 531 is coupled in a form that does not rotate relative to the second hinge panel 513 so that the first joint bracket 510 may rotate together with the first rotation shaft 531. On the other hand, the first rotation shaft 531 is coupled to the rear panel 544 so as to be relatively rotatable. That is, the rear panel 544 of the second joint bracket 540 serves to rotatably support the first rotation shaft 531.

제1힌지패널(512)의 축결합부(512a)에는 제1회전축(531)과 동축으로 배치되는 제2회전축(532)이 결합된다. 제2회전축(532)은 제2조인트브라켓(540)의 전면패널(543)에 마련되어 제1조인트브라켓(510)을 회전 가능하게 지지한다. A second rotation shaft 532 coaxially disposed with the first rotation shaft 531 is coupled to the shaft coupling portion 512a of the first hinge panel 512. The second rotating shaft 532 is provided on the front panel 543 of the second joint bracket 540 to rotatably support the first joint bracket 510.

제2조인트브라켓(540)에는 제2조인트브라켓(540)을 회전시키기 위한 제2구동모터(550)가 장착되고, 제3힌지패널(541)의 축결합부(541a)와 제2측면패널(612)의 축결합부(612a)에는 제2구동모터(550)에 의해 구동되는 제3회전축(561)이 결합된다. 이 때 제3회전축(561)은 제3힌지패널(541)에 대해서는 상대 회전하지 않는 형태로 결합되어 제2조인트브라켓(540)은 제3회전축(561)과 함께 회전할 수 있다. 반면에 제3회전축(561)은 제2측면패널(612)에 대해서는 상대 회전 가능하게 결합된다. 즉, 지지브라켓(610)의 제2측면패널(612)은 제3회전축(561)을 회전 가능하게 지지한다.The second joint bracket 540 is equipped with a second driving motor 550 for rotating the second joint bracket 540, and the axial coupling part 541a and the second side panel of the third hinge panel 541 are mounted. A third rotation shaft 561 driven by the second driving motor 550 is coupled to the shaft coupling portion 612a of the 612. At this time, the third rotation shaft 561 is coupled in a form that does not rotate relative to the third hinge panel 541 so that the second joint bracket 540 may rotate together with the third rotation shaft 561. On the other hand, the third rotation shaft 561 is coupled to the second side panel 612 so as to be relatively rotatable. That is, the second side panel 612 of the support bracket 610 rotatably supports the third rotation shaft 561.

지지브라켓(610)에서 제1측면패널(611)의 축결합부(611a)에는 제3회전축(561)과 동축으로 배치되는 제4회전축(562)이 결합된다. 제4회전축(562)은 제2조인트브라켓(540)의 제4힌지패널(542)에 마련되어 지지브라켓(610)에 회전 가능하게 결합된다. In the support bracket 610, a fourth rotating shaft 562 coaxially disposed with the third rotating shaft 561 is coupled to the shaft coupling portion 611a of the first side panel 611. The fourth rotation shaft 562 is provided on the fourth hinge panel 542 of the second joint bracket 540 and rotatably coupled to the support bracket 610.

또한 제2목관절장치(600)는 지지브라켓(610)과 제3조인트브라켓(710) 사이에 배치되는 제1 내지 제4링크부재(621)(622)(623)(624)와, 이 링크부재들 중 어느 하나를 회전시키는 제3구동모터(630)를 구비한다. In addition, the second wood joint device 600 and the first to fourth link members 621, 622, 623, 624 disposed between the support bracket 610 and the third joint bracket 710, the link And a third driving motor 630 for rotating any one of the members.

제1링크부재(621)와 제2링크부재(622)는 전후 방향으로 나란히 배치되고, 그 일단이 제1측면패널(611)에 핀 결합됨으로써 지지브라켓(610)에 회전 가능하게 결합된다. 마찬가지로 제3링크부재(623)와 제4링크부재(624)는 전후 방향으로 나란히 배치되고, 그 일단이 제2측면패널(612)에 핀 결합됨으로써 지지브라켓(610)에 회전 가능하게 결합된다.The first link member 621 and the second link member 622 are arranged side by side in the front-rear direction, and one end thereof is rotatably coupled to the support bracket 610 by being pinned to the first side panel 611. Similarly, the third link member 623 and the fourth link member 624 are arranged side by side in the front-rear direction, and one end thereof is pinned to the second side panel 612 to be rotatably coupled to the support bracket 610.

제3조인트브라켓(710)은 제1 내지 제4링크부재(621)(622)(623)(624)에 각각 대응하는 링크결합부(711)들을 가진다. 제1 내지 제4링크부재(621)(622)(623)(624) 의 타단은 상기 링크결합부(711)들에 각각 핀결합됨으로써 제1 내지 제4링크부재(621)(622)(623)(624)는 제3조인트브라켓(710)에 회전 가능하게 결합된다.The third joint bracket 710 has link coupling portions 711 corresponding to the first to fourth link members 621, 622, 623, and 624, respectively. The other ends of the first to fourth link members 621, 622, 623, and 624 are pin-coupled to the link coupling portions 711, respectively, so that the first to fourth link members 621, 622, and 623 are respectively pinned. 624 is rotatably coupled to the third joint bracket 710.

제3구동모터(630)는 제3조인트브라켓(710)에 장착되고, 풀리들(631)(632)과 벨트(633)를 통해 제1링크부재(621)를 회전 구동한다. 제3구동모터(630)에 의해 제1링크부재(621)가 회전하면, 다른 링크부재들(622)(623)(624)도 제1링크부재(621)와 함께 회전하고, 이에 따라 지지브라켓(610), 제1목관절장치(500) 및 로봇의 머리(40)가 평행 이동할 수 있다. The third driving motor 630 is mounted on the third joint bracket 710 and rotationally drives the first link member 621 through the pulleys 631 and 632 and the belt 633. When the first link member 621 is rotated by the third driving motor 630, the other link members 622, 623, and 624 also rotate together with the first link member 621, thereby supporting the bracket. 610, the first wood joint device 500 and the head 40 of the robot may move in parallel.

제3조인트브라켓(710)에는 제5회전축(720)의 일단이 고정되고, 제5회전축(720)은 제4구동모터(730)에 의해 구동된다. 제5회전축(720)의 타단은 로봇의 동체(10, 도 1 참조)에 회전 가능하게 결합됨으로써 제3조인트브라켓(710)은 로봇의 동체(10)에 대해 요 방향으로 상대 회전할 수 있다.One end of the fifth rotating shaft 720 is fixed to the third joint bracket 710, and the fifth rotating shaft 720 is driven by the fourth driving motor 730. The other end of the fifth rotation shaft 720 is rotatably coupled to the fuselage 10 (see FIG. 1) of the robot so that the third joint bracket 710 may rotate relative to the fuselage 10 of the robot in the yaw direction.

제4구동모터(730)는 제3조인트브라켓(710)에 장착될 수 있으며, 제4구동모터(730)의 모터축(미도시)은 벨트(731)와 풀리(732)를 통해 제5회전축(720)으로 동력을 전달한다.The fourth driving motor 730 may be mounted on the third joint bracket 710, and the motor shaft (not shown) of the fourth driving motor 730 is connected to the fifth rotating shaft through the belt 731 and the pulley 732. Transfer power to 720.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인간형 로봇의 외관을 도시한 도면.1 is a view showing the appearance of a humanoid robot according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 인간형 로봇의 구성을 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing the configuration of the humanoid robot of FIG.

도 3은 도 2에서 목관절 어셈블리를 발췌하여 도시한 측면도.Figure 3 is a side view showing an extract of the neck joint assembly in Figure 2;

도 4는 본 발명에서 목관절 어셈블리의 구체적인 실시예를 도시한 사시도.Figure 4 is a perspective view showing a specific embodiment of the wood joint assembly in the present invention.

도 5는 도 4의 목관절 어셈블리를 분해하여 도시한 사시도.5 is an exploded perspective view illustrating the wood joint assembly of FIG. 4.

도 6은 도 4의 목관절 어셈블리를 도시한 측면도.FIG. 6 is a side view of the wood joint assembly of FIG. 4. FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *

1 : 인간형 로봇 10 : 동체1: humanoid robot 10: fuselage

40 : 머리 410 : 목관절 어셈블리40 head 410 wood joint assembly

500 : 제1목관절장치 501 : 제1회전관절500: first wood joint device 501: first rotary joint

502 : 제2회전관절 510 : 제1조인트브라켓502: second joint 510: first joint bracket

540 : 제2조인트브라켓 600 : 제2목관절장치540: second joint bracket 600: second wood joint device

610 : 지지브라켓 621, 622, 623, 624 : 링크부재610: support bracket 621, 622, 623, 624: link member

700 : 제3목관절장치 710 : 제3조인트브라켓700: third wood joint device 710: third joint bracket

Claims (7)

동체(胴體)와 머리를 연결하는 목관절 어셈블리를 가지는 인간형 로봇에 있어서, 상기 목관절 어셈블리는In the humanoid robot having a wood joint assembly that connects the body and the head, the wood joint assembly is 상기 머리에 연결되어 상기 머리를 회전시키는 제1목관절장치;와A first wood joint device connected to the head to rotate the head; and 상기 머리와 제1목관절장치를 평행 이동시키는 제2목관절장치;와A second wood joint device for moving the head and the first wood joint device in parallel; and 상기 제2목관절장치를 요(yaw) 방향으로 회전시키는 제3목관절장치;를 A third wood joint device for rotating the second wood joint device in a yaw direction; 구비하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.Humanoid robot characterized in that it comprises. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2목관절장치는 서로 마주하는 제1측면패널과 제2측면패널을 가지는 지지브라켓과, 전후 방향으로 나란히 배치되고 일단이 상기 제1측면패널에 회전 가능하게 결합되는 제1링크부재 및 제2링크부재와, 전후 방향으로 나란히 배치되고 일단이 상기 제2측면패널에 회전 가능하게 결합되는 제3링크부재 및 제4링크부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.The second wood joint device includes a support bracket having a first side panel and a second side panel facing each other, a first link member and a first end member disposed side by side in a front-rear direction and rotatably coupled to the first side panel. And a second link member, and a third link member and a fourth link member disposed side by side in the front-rear direction and rotatably coupled to the second side panel. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2목관절장치는 상기 제1 내지 제4링크부재 중 어느 하나와 연결되어 상기 제1 내지 제4링크부재를 회전시키는 구동모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.The second wood joint device further comprises a drive motor connected to any one of the first to fourth link members to rotate the first to fourth link members. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제3목관절장치는 상기 제1 내지 4링크부재의 타단을 회전 가능하게 지지하는 조인트브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.The third wood joint device is a humanoid robot, characterized in that it comprises a joint bracket for rotatably supporting the other end of the first to fourth link members. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1목관절장치는 제1조인트브라켓과 제2조인트브라켓을 포함하고,The first wood joint device includes a first joint bracket and a second joint bracket, 상기 제1조인트브라켓은 상기 제2조인트브라켓에 회전 가능하게 지지되며, The first joint bracket is rotatably supported by the second joint bracket, 상기 제2조인트브라켓은 상기 지지브라켓에 회전 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇. The second joint bracket is a humanoid robot, characterized in that rotatably supported by the support bracket. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1목관절장치는 상기 머리를 롤(roll) 방향으로 회전시키기 위한 제1회전관절과, 상기 머리를 피치(pitch) 방향으로 회전시키기 위한 제2회전관절을 포함하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇.The first wood joint apparatus includes a first rotary joint for rotating the head in a roll direction and a second rotary joint for rotating the head in a pitch direction. . 인간형 로봇의 머리와 연결되고, 롤(roll) 방향으로 회전 가능한 제1조인트브라켓;과A first joint bracket connected to the head of the humanoid robot and rotatable in a roll direction; and 상기 제1조인트브라켓을 회전 가능하게 지지하고, 피치(pitch) 방향으로 회전 가능한 제2조인트브라켓;과A second joint bracket rotatably supporting the first joint bracket and rotatable in a pitch direction; and 상기 제2조인트브라켓을 회전 가능하게 지지하는 지지브라켓;과A support bracket rotatably supporting the second joint bracket; and 인간형 로봇의 동체(胴體)와 연결되고, 요 방향으로 회전 가능한 제3조인트브라켓;과A third joint bracket connected to the body of the humanoid robot and rotatable in a yaw direction; and 상기 지지브라켓과 제3조인트브라켓 각각에 회전 가능하게 결합되는 복수의 링크부재;를A plurality of link members rotatably coupled to each of the support bracket and the third joint bracket; 구비하는 것을 특징으로 하는 인간형 로봇의 목관절 어셈블리.Wooden joint assembly of the humanoid robot characterized in that it comprises.
KR1020080044392A 2008-05-14 2008-05-14 Humanoid robot and neck joint assembly thereof KR20090118542A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080044392A KR20090118542A (en) 2008-05-14 2008-05-14 Humanoid robot and neck joint assembly thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080044392A KR20090118542A (en) 2008-05-14 2008-05-14 Humanoid robot and neck joint assembly thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090118542A true KR20090118542A (en) 2009-11-18

Family

ID=41602495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080044392A KR20090118542A (en) 2008-05-14 2008-05-14 Humanoid robot and neck joint assembly thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090118542A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101745921B (en) * 2009-12-21 2011-05-04 大连理工大学 Human eye and human neck simulating vision device
WO2011129536A2 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 (주) 퓨처로봇 Robot neck joint structure
CN103273493A (en) * 2013-05-24 2013-09-04 西南交通大学 Robot neck mechanism
EP2733408A1 (en) 2012-11-20 2014-05-21 Future Robot Co., Ltd. Robot neck joint structure
CN105108754A (en) * 2015-09-07 2015-12-02 上海人智信息科技有限公司 Intelligent robot used for market shopping guidance
KR20210068184A (en) * 2019-11-29 2021-06-09 한국생산기술연구원 Robot Neck Structure Having 3-Degree Freedom Converged Multi-Revolving Frame
US20210199183A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-01 Ubtech Robotics Corp Ltd Head mechanism and robot

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101745921B (en) * 2009-12-21 2011-05-04 大连理工大学 Human eye and human neck simulating vision device
WO2011129536A2 (en) * 2010-04-16 2011-10-20 (주) 퓨처로봇 Robot neck joint structure
WO2011129536A3 (en) * 2010-04-16 2012-03-22 (주) 퓨처로봇 Robot neck joint structure
KR101157540B1 (en) * 2010-04-16 2012-06-22 (주) 퓨처로봇 Robot neck joint structure
EP2733408A1 (en) 2012-11-20 2014-05-21 Future Robot Co., Ltd. Robot neck joint structure
CN103273493A (en) * 2013-05-24 2013-09-04 西南交通大学 Robot neck mechanism
CN105108754A (en) * 2015-09-07 2015-12-02 上海人智信息科技有限公司 Intelligent robot used for market shopping guidance
KR20210068184A (en) * 2019-11-29 2021-06-09 한국생산기술연구원 Robot Neck Structure Having 3-Degree Freedom Converged Multi-Revolving Frame
US20210199183A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-01 Ubtech Robotics Corp Ltd Head mechanism and robot
US11708882B2 (en) * 2019-12-30 2023-07-25 Ubtech Robotics Corp Ltd Head mechanism and robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101457147B1 (en) Humanoid robot and shoulder joint assembly thereof
KR20090118542A (en) Humanoid robot and neck joint assembly thereof
US8042627B2 (en) Walking robot
KR20100082225A (en) Robot joint driving apparatus and robot having the same
KR101687631B1 (en) Walking control apparatus of robot and method for controlling the same
US8635929B2 (en) Robot joint driving apparatus, robot having the same and cable linkage method of robot joint driving apparatus
US8562049B2 (en) Robotic finger assembly
KR20110026935A (en) Structure of robot joint and robot having the same
US8511964B2 (en) Humanoid robot
US20090308188A1 (en) Robot joint driving apparatus and robot having the same
JP5525751B2 (en) Walking robot
KR20180008837A (en) Forward or rearward oriented exoskeleton
US8831769B2 (en) Robot and method of controlling the same
KR101732901B1 (en) Walking robot and control method thereof
CN108789461B (en) Mechanical foot claw for multi-foot robot
KR101517058B1 (en) Robot for assisting the muscular strength for hip joint and control method of the same
US20090321150A1 (en) Walking robot and method of controlling the same
WO2004020159A1 (en) Legged mobile robot
KR20010050355A (en) Robot And Knuckle Apparatus For Robot
US20100161116A1 (en) Robot and method of controlling balance thereof
US11246787B2 (en) Bi-directional underactuated exoskeleton
US7096983B2 (en) Biped robot
US20090308668A1 (en) Walking robot and method of controlling the same
KR20140120764A (en) Wearable robot for arms
KR101496417B1 (en) Robot for assisting the muscular strength for knee joint and control method of the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application