KR20110137208A - 공벌레 형태를 모방한 이동장치 - Google Patents

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Abstract

공벌레 형태를 모방한 이동장치는 일 방향으로 나란하게 배치되는 복수개의 단위 몸체를 포함하며, 단위 몸체 각각에 결합되는 바퀴를 포함하는 몸체부, 단위 몸체 사이에 배치되어, 일 단위 몸체가 인접한 다른 단위 몸체에 대해서 회전 가능하도록 서로 인접한 단위 몸체를 상호 연결하는 연결부재, 및 바퀴에 동력을 제공하는 동력부를 포함하며, 몸체부가 원 형태를 갖도록 단위 몸체 중 양 단에 배치된 단위 몸체가 상호 결합 가능한 것을 특징으로 한다. 단위 몸체들이 마치 공벌레(pill bug)와 같이 유사한 형태로 감아져, 단위 몸체에 결합된 바퀴로는 넘어갈 수 없는 장애물을 만날 경우에, 비교적 용이하게 장애물을 건너갈 수 있다.

Description

공벌레 형태를 모방한 이동장치{MOVING APPARATUS IMITATED WITH FIGURE OF PILL BUG}
본 발명은 이동장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 넘기 힘든 장애물이 산재한 험지를 이동할 수 있는 공벌레 형태를 모방한 이동장치에 관한 것이다.
사람을 대신하여 다양한 로봇들이 작업을 수행하고 있으며, 로봇들은 용도에 따라서, 산업용, 농업용, 복지용, 탐사용, 극한작업용, 운반용으로 분류될 수 있다.
특히, 사람이 직접 진입하기 어려운 환경에서 사람을 대신하여 물건을 운반하거나 탐사하는 용도로서 로봇의 역할이 점차 중요시되고 있으며, 예를 들면, 각종 유독물질이나 고열의 환경을 갖는 실험 공간, 혹은 제철소의 고로와 같은 공간 내에서의 작업은 사람이 직접 투입되기 보다는 가급적 로봇을 통해서 이루어지고 있다.
또한, 예측할 수 없는 위험이 곳곳에 산재하는 우주 탐사나, 지진과 같은 재난으로 인한 붕괴의 위험이 있는 도시 구조물 내부, 또는 유독 가스가 잔재하는 하수구와 같은 지하구조물과 같은 위험 공간의 내부를 점검하고 탐사하는 것은 주로 로봇이 투입되고 있다.
그러나, 로봇이 투입되는 장소가 각종 이물질 및 구조적 특성에 의해 장애물이 산재해 있고, 바닥이 평편하지 않은 험지로 이루어져 있는 경우에는 목표지점까지 작업용 로봇을 정확하게 이동시킬 수 없는 문제점이 발생되고 있다.
본 발명은 지면이 고르지 못한 험지에서 이동이 용이한 공벌레 형태를 모방한 이동장치를 제공한다.
본 발명은 사람이 직접 투입되기 어려운 환경에서 탐사 및 이송을 수행할 수 있는 공벌레 형태를 모방한 이동장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 공벌레 형태를 모방한 이동장치는 일 방향으로 나란하게 배치되는 복수개의 단위 몸체를 포함하며, 단위 몸체 각각에 결합되는 바퀴를 포함하는 몸체부, 단위 몸체 사이에 배치되어, 일 단위 몸체가 인접한 다른 단위 몸체에 대해서 회전 가능하도록 서로 인접한 단위 몸체를 상호 연결하는 연결부재, 및 바퀴에 동력을 제공하는 동력부를 포함하며, 몸체부가 원 형태를 갖도록 단위 몸체 중 양 단에 배치된 단위 몸체가 상호 결합 가능한 것을 특징으로 한다. 단위 몸체들이 마치 공벌레(pill bug)와 같이 유사한 형태로 감아져, 단위 몸체에 결합된 바퀴로는 넘어갈 수 없는 장애물을 만날 경우에, 비교적 용이하게 장애물을 건너갈 수 있다.
몸체부의 양 단에 배치된 단위 몸체들에는 각각 서로 인력이 작용하는 자석이 각각 배치되어, 자석간에 결합으로 양 단에 배치된 단위 몸체들이 결합될 수 있다. 이러한 자석은 전기 자석을 이용할 수 있으며, 동력부의 전원을 이용하여 선택적으로 자석의 기능을 온-오프 할 수 있다.
또한, 복수개의 단위 몸체들이 서로 밀착되어 몸체부를 원 형태로 변경시키기 위하여, 각각의 단위 몸체에는 서로 인접한 다른 단위 몸체들을 밀착 또는 이격시키기 위한 솔레노이드부가 배치될 수 있다. 솔레노이드부는 전류가 공급되는 중공의 원통부와 원통부에 일부가 삽입된 상태에서 직선 운동하는 코어부를 포함할 수 있으며, 원통부와 원통부 외부로 노출된 코어부의 단부는 각각 서로 인접한 단위 몸체에 회전 가능하도록 장착되어, 직선 운동하는 코어부에 의해서 서로 인접한 단위 몸체가 서로 밀착 또는 이격할 수 있다. 즉, 이동장치가 넘기 힘든 장애물을 만나면, 솔레노이드부가 인접한 단위 몸체를 서로 밀착시켜 몸체부가 전체적으로 공 모양으로 변경될 수 있으며, 이때, 앞서 설명한 몸체부 양 단에 배치된 자석에 전원을 공급하여 양 단이 서로 자력에 의해서 결속되도록 할 수 있다. 반대로, 몸체부의 단위 몸체들이 펼쳐진 상태로 변경되는 경우에는, 전기 자석에 전원 공급을 중단하고, 더불어 솔레노이드부에 전원 공급을 중단하면 단위 몸체의 자중에 의해서 몸체부는 다시 펼쳐진 상태로 전환될 수 있다.
또한, 몸체부를 펼쳐진 상태 혹은 공 형태로 전환 가능하도록 하는 방편으로, 양 단에 배치된 단위 몸체에 각각 견인 롤러 및 견인 롤러에 양 단에 결속되는 견인 로프를 제공하고, 견인 롤러의 회전에 의해서 양 단에 배치된 단위 몸체가 상호 인접하게 이동하여 몸체부가 원 형태를 갖도록 할 수 있다.
한편, 복수개의 단위 몸체가 연결되는 방향인 상기 일 방향의 수직한 방향으로 절개한 단위 몸체의 단면은 삼각형으로 제공될 수 있으며, 단위 몸체가 서로 밀착되는 경우, 상호 인접한 단위 몸체들의 측면이 상호 밀착할 수 있다.
본 발명의 공벌레 형태를 모방한 이동장치는 험지에서 단위 몸체들이 서로 밀착하여 공 형태로 변경되어 넘기 어려운 장애물을 넘을 수 있다.
본 발명의 공벌레 형태를 모방한 이동장치는 사람이 직접 투입되기 어려운 환경에서 사람대신 투입되어 탐사 및 이송을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공벌레 형태를 모방한 이동장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공벌레 형태를 모방한 이동장치가 원형으로 변경된 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공벌레 형태를 모방한 이동장치가 원형으로 변경되는 과정을 설명하기 위한 부분 단면도들이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동장치가 원형으로 변경된 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 공벌레 이동장치(100)는 몸체부(110), 연결부재(130), 동력부(140), 및 솔레노이드부(160)를 포함한다.
몸체부(110)는 복수개의 단위 몸체(120)가 연결부재(130)에 의해서 서로 연결되어 있으며, 나란하게 일렬로 펼쳐지거나, 인접한 단위 몸체(120)의 측면이 서로 밀착되어 원형으로 형태를 변경할 수 있다. 본 실시예에서 단위 몸체(120)는 모두 8개가 제공되며, 그 수는 정해져 있지 않으나, 복수개의 단위 몸체(120)가 연결되는 방향인 상기 일 방향의 수직한 방향으로 절개한 단위 몸체(120)의 단면은 대략 사다리꼴 혹은 삼각형으로 제공될 수 있다. 본 실시예에서 단위 몸체(120)의 단면은 삼각형으로 제공되어, 인접한 단위 몸체(120)의 측면이 서로 밀착되어 몸체부(110)가 원형으로 형태를 변경할 수 있다. 또한, 각각의 단위 몸체(120)에는 양 쪽 측면으로 바퀴(122)가 장착되며, 양 쪽 바퀴(122)는 바퀴 회전축(124)에 의해서 연결되어 함께 회동할 수 있다.
연결부재(130)는 상술한 단위 몸체(120) 사이에 배치되어, 서로 인접한 단위 몸체(120)가 서로 회동 가능하도록 연결할 수 있으며, 연결부재(130)로서 본 실시예와 같이 접철을 이용하거나 간단하게는 인접한 단위 몸체에 양단이 연결되는 연결선을 이용할 수도 있다. 따라서, 험지를 이동하는 몸체부(110)가 지형의 굴곡에 따라서 형태가 유연하게 변경되도록 할 수 있다.
동력부(140)는 일반적인 전기 모터(142) 및 전기 모터(142)에 전원을 공급하는 배터리(146)를 포함할 수 있으며, 전기 모터(142)의 모터 회전축에 연결되는 구동 기어(152)는 바퀴 회전축(124)에 장착된 피동 기어(154)에 맞물리게 연결된다. 구동 기어(152)나 피동 기어(154)는 베벨 기어(bevel gear)를 이용할 수 있다.
또한, 단위 몸체(120)에는 솔레노이드부(160)가 장착되며, 이동장치(100)는 펼쳐진 상태의 몸체부(110)가 넘어가기 어려운 장애물을 만났을 경우에, 솔레노이드부(160)를 이용하여 펼쳐진 상태의 몸체부(110)를 공처럼 형태를 변경시킬 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동장치가 원형으로 변경되는 과정을 설명하기 위한 부분 단면도들이며, 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 서로 인접한 제1 및 제2 단위 몸체(120´, 120˝)가 서로 밀착 혹은 이격되는 과정을 설명하며, 다른 단위 몸체(120) 간의 밀착이나 이격은 도 3 및 도 4에 도시된 제1 및 제2 단위 몸체(120´, 120˝)의 밀착이나 이격 과정과 동일한 것으로 이해할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 솔레노이드부(160)는 원통부(162), 및 코어부(164)를 포함한다.
먼저, 원통부(162)는 제1 단위 몸체(120´)에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 코어부(164)는 봉 형태로 원통부(162) 내부의 중공에서 직선 운동하도록 배치된다. 그리고, 제2 단위 몸체(120˝)를 향한 코어부(164)의 일측 단부는 제2 단위 몸체(120˝)에 회전 가능하도록 장착되어 있다.
원통부(162)에는 전선이 복수 회 감겨져 있으며, 앞서 설명한 배터리(146)로부터 전류를 공급받을 수 있다. 전선으로 전류가 공급되면 원통부(162) 내부에는 자기장이 형성되고, 이에 원통부(162) 내부에 배치된 코어부(164)가 이동할 수 있다.
이동장치(100)는 평상 시에 도 3과 같이, 제1 및 제2 단위 몸체(120´, 120˝)는 서로 펼쳐진 상태를 유지할 수 있다. 반면에, 이동장치(100)가 장애물을 만날 경우에는 원통부(162) 주변으로 감겨져 있는 전선으로 앞서 설명한 배터리(146)로부터 전류가 도면상 우측에서 좌측으로 공급되면, 원통부(162)의 내부에는 우측에서 좌측으로 자기장이 형성된다. 따라서, 중공의 원통부(162) 내부에 배치된 코어부(164)는 도면상 좌측으로 이동할 수 있다. 좌측으로 이동하는 코어부(164)에 의해서 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 단위 몸체(120´, 120˝)들의 마주한 측면이 밀착될 수 있다.
즉, 이동장치(100)가 넘기 힘든 장애물을 만나면, 솔레노이드부(160)가 인접한 단위 몸체(120)들을 서로 밀착시켜 몸체부(110)가 전체적으로 공 모양으로 변경될 수 있으며, 이때, 앞서 설명한 몸체부(110) 양 단에 배치된 단위 몸체(120)의 자석(114)에 전원을 공급하여 양 단이 서로 자력에 의해서 결속되도록 할 수 있다. 참고로, 전기 자석(114) 역시 앞서 언급한 배터리(146)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
반대로, 몸체부(110)의 단위 몸체(120)들이 펼쳐진 상태로 변경되는 경우에는, 전기 자석(114)에 전원 공급을 중단하고, 더불어 솔레노이드부(160)에 전원 공급을 중단하면 단위 몸체(120)의 자중에 의해서 몸체부(110)는 다시 펼쳐진 상태로 전환될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100：이동장치 110：몸체부
120：단위 몸체 122：바퀴
124：바퀴 회전축 130：연결부재
140：동력부 142：전기 모터
146：배터리 152：구동 기어
154：피동 기어 160：솔레노이드부
162：원통부 164：코어부

Claims (6)

  1. 일 방향으로 나란하게 배치되는 복수개의 단위 몸체를 포함하며, 상기 단위 몸체 각각에 결합되는 바퀴를 포함하는 몸체부;
    상기 단위 몸체 사이에 배치되어, 일 단위 몸체가 인접한 다른 단위 몸체에 대해서 회전 가능하도록 서로 인접한 상기 단위 몸체를 상호 연결하는 연결부재; 및
    상기 바퀴에 동력을 제공하는 동력부;
    를 포함하며, 상기 몸체부가 원 형태를 갖도록 상기 단위 몸체 중 양 단에 배치된 상기 단위 몸체가 상호 결합 가능한 것을 특징으로 하는 공벌레 형태를 모방한 이동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    양 단에 배치된 상기 단위 몸체에는 서로 인력이 작용하는 전기 자석이 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 공벌레 형태를 모방한 이동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단위 몸체에는 서로 인접한 상기 단위 몸체를 밀착 또는 이격시키기 위한 솔레노이드부가 배치되는 것을 특징으로 하는 공벌레 형태를 모방한 이동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 솔레노이드부는 상기 단위 몸체에 회전 가능하게 장착되며, 전류가 공급되는 원통부, 및 상기 원통부 내부에서 직선 운동하는 코어부를 포함하며,
    상기 코어부의 단부는 상기 원통부가 장착되는 상기 단위 몸체에 인접한 다른 단위 몸체에 회전 가능하게 결속되는 것을 특징으로 하는 공벌레 형태를 모방한 이동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    양 단에 배치된 상기 단위 몸체에 각각 배치되는 견인 롤러 및 상기 견인 롤러에 양 단이 결속되는 견인 로프를 포함하며,
    상기 견인 롤러의 회전에 의해서 양 단에 배치된 상기 단위 몸체가 상호 인접하게 이동하여 상기 몸체부가 원 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 공벌레 형태를 모방한 이동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 일 방향의 수직한 방향으로 절개한 상기 단위 몸체의 단면은 삼각형인 것을 특징으로 하는 공벌레 형태를 모방한 이동장치.
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