KR20120012199A - Walking robot having four legs, and method for controlling thereof - Google Patents

Walking robot having four legs, and method for controlling thereof Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A quadruped robot and a walking control method thereof are provided to steadily and quickly walk similar to a dynamic walking by supporting with two legs because a center of gravity inside the robot is located in a support square in a static walking. CONSTITUTION: A quadruped robot comprises first, second, third, and fourth legs(1,2,3,4) and a control unit(50). The second leg is adjacently located to the first leg. The third leg is located in a diagonal direction to the second leg. The fourth leg is located in a diagonal direction to the first leg. The control unit controls a walking of the robot. The diagonal direction formed by the first and fourth legs is same with a direction which the quadruped robot is headed to. The diagonal direction formed by the second and third legs is perpendicular to the direction which the quadruped robot is headed to.

Description

4족 보행 로봇 및 그 보행 제어 방법{Walking robot having four legs, and method for controlling thereof}Walking robot having four legs, and method for controlling approximately}

본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 특히 정적 보행에서도 두 개의 다리로 보행 가능한 4족 보행 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a robot, and more particularly, to a quadruped walking robot capable of walking with two legs even in static walking.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어를 정의하기로 한다. 보행 로봇에서 지면에 닿아 있는 다리들로 이루어지는 다각형을 지지 다각형이라고 한다. 즉, 네 다리가 모두 닿아 있는 경우에는 네 다리로 이루어지는 4각형이 지지 다각형이 되고, 세 다리가 닿아 있는 경우에는 세 다리로 이루어지는 3각형이 지지 다각형이 된다. 또한 로봇의 정적 보행에서 로봇의 무게 중심이 로봇의 지지다각형 안에 존재하면 로봇은 넘어지지 않고 안정되지만, 로봇의 무게 중심이 지지다각형을 벗어나면 로봇은 넘어지게 된다.First, terms used in the present specification will be defined. In a walking robot, a polygon consisting of legs touching the ground is called a support polygon. In other words, when all four legs are in contact, a four-legged quadrangle becomes a support polygon, and when three legs are in contact, a three-legged triangle is a support polygon. Also, if the center of gravity of the robot is in the support polygon of the robot in the static walking of the robot, the robot does not fall down but is stable.

그리고 종래의 4족 보행 로봇의 보행은 크게 정적 보행과 동적 보행 두 가지로 나눌 수 있다. 정적 보행이란 로봇이 보행하는 동안에 항상 로봇의 무게 중심이 로봇의 지지 다각형 안에 존재하는 것을 말하고, 동적 보행이란 그렇지 않을 수도 있는 경우를 말한다.In addition, the walking of the conventional quadruped walking robot can be largely divided into two types of static walking and dynamic walking. Static walking means that the robot's center of gravity is always within the robot's support polygon while the robot is walking, and dynamic walking is when it may not.

상기 정적 보행은 보행하는 중에 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 항상 존재하도록 하는 보행이므로 넘어지지 않고 안정되게 보행할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 항상 존재하도록 하기 위해서는 네 개의 다리 중에서 하나만 들어 이동시키고 나머지 세 개의 다리는 지면에 닿도록 하여 지지다각형을 삼각형으로 만들어 주어야 한다. 이와 같이 정적 보행은 임의의 순간에 하나의 다리만을 들어 이동시킬 수 있기 때문에 속도가 느리다는 단점이 있다.The static walking has the advantage of being able to walk stably without falling because the center of gravity of the robot is always walking in the support polygon while walking. However, in order for the center of gravity of the robot to always exist in the support polygon, only one of the four legs should be moved and the other three legs should touch the ground to make the support polygon into a triangle. As such, the static walking has a disadvantage of being slow because only one leg can be moved at any moment.

그리고 정적 보행에서의 또 다른 단점은 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 있도록 하기 위해서는 바닥에 닿아 있는 세 개의 다리를 움직여서 로봇의 무게 중심을 이동시켜야 한다는 점이다. 이와 같이 다리를 들어 이동하는 운동과 무게 중심을 이동시키는 운동이 분리되어 수행되므로 보행 시간이 오래 걸리게 된다.Another disadvantage of static walking is that the robot's center of gravity must be moved by moving the three legs on the floor to keep the center of gravity of the robot within the support polygon. As such, the movement of lifting the leg and the movement of moving the center of gravity are performed separately so that it takes a long time to walk.

한편, 동적 보행은 지지다각형의 면적이 0 이거나 로봇의 무게 중심이 지지다각형의 밖에 존재하는 경우가 있는 보행을 말한다. 따라서 동적 보행에서는 로봇이 넘어지지 않고 보행할 수 있도록 하기 위해서는 로봇을 정밀하게 제어해 주어야한다. 동적 보행의 단점은 로봇이 넘어지지 않게 제어해 주기위한 과정이 복잡하며, 로봇에 사용되는 모터의 종류에 따라서는 이러한 제어 자체가 불가능하여 동적 보행을 할 수 없다는 것이다. 4족 보행로봇의 동적 보행에서는 2개의 다리가 동시에 지면에서 떨어지는 것이 가능하므로 로봇의 보행 속도가 높다는 장점이 있다.On the other hand, dynamic walking refers to walking where the area of the support polygon is zero or the center of gravity of the robot exists outside the support polygon. Therefore, in dynamic walking, the robot must be precisely controlled in order to be able to walk without falling. The disadvantage of dynamic walking is that the process for controlling the robot from falling down is complicated, and depending on the type of motor used in the robot, such control itself is impossible and dynamic walking is not possible. In the dynamic walking of the quadruped walking robot, two legs can fall off the ground at the same time, so the walking speed of the robot is high.

도 1a 및 도 1b는 종래의 4족 보행 로봇의 다리 부착 위치를 도시한 것으로서, 말, 사자 등의 동물들에서 볼 수 있는 것과 같은 형태이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 로봇들은 사람들에게 익숙하여 외관상 자연스러우나 전술한 바와 같이 보행의 안정성, 보행의 속도 등 보행의 관점에서는 비효율적인 측면이 있다.1A and 1B illustrate a leg attachment position of a conventional quadruped walking robot, which is the same as that seen in animals such as horses and lions. 1A and 1B, conventional robots are familiar to people and are natural in appearance, but as described above, there are aspects that are inefficient in terms of walking, such as stability of walking and speed of walking.

종래의 4족 보행 로봇이 정적 보행을 하기 위해서는 네 개의 다리 중 세 개의 다리가 항상 지면에 닿아 있어야 한다. 도 2는 종래의 다리 위치를 갖는 4족 보행 로봇과 네 개의 다리를 도시한 것이다. 그리고 도 3은 종래의 4족 보행 로봇이 정적 보행을 수행할 때의 지지다각형의 변화를 나타낸 일 예를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 로봇의 보행 순서는 4번 다리를 들어 1번 다리, 2번 다리 및 3번 다리로 지지삼각형이 형성되고, 4번 다리를 지면에 착지함과 동시에 2번 다리를 들어 1번 다리, 3번 다리 및 4번 다리로 지지삼각형이 형성된 후, 3번 다리를 들어 1번 다리, 2번 다리 및 4번 다리로 지지삼각형이 형성되고, 다시 1번 다리를 들어 2번 다리, 3번 다리 및 4번 다리로 지지삼각형이 형성되고, 1번 다리를 착지하여 보행의 한 주기가 완성된다. 즉, 종래의 4족 보행 로봇의 정적 보행 시의 일 예에서 다리의 이동 순서는 4번다리(우측 뒷다리) -> 2번 다리(우측 앞다리) -> 3번 다리(좌축 뒷다리) -> 1번다리(좌측 앞다리)의 순서이고 항상 세 개의 다리 또는 네 개의 다리가 지면에 닿아 있는 형태이다.In order for the conventional quadruped walking robot to walk statically, three out of four legs should always touch the ground. Figure 2 shows a four-legged walking robot and four legs having a conventional leg position. 3 illustrates an example of a change in a support polygon when a conventional quadruped walking robot performs static walking. Referring to Figure 3, the walking sequence of the robot is a four-legged lifting leg is formed by the first leg, the second leg and the third leg, and the fourth leg to the ground and lifting the second leg at the same time 1 After the support triangle is formed of the bridge, bridge 3, and bridge 4, the support triangle is formed by the bridge 1, the bridge 2 and the bridge 4, and the bridge 1, bridge 2, The support triangle is formed by the 3rd and 4th leg, and the 1st leg is landed to complete one cycle of walking. That is, in the example of static walking of the conventional quadruped walking robot, the leg movement order is 4th leg (right rear leg)-> 2nd leg (right front leg)-> 3rd leg (left rear leg)-> 1st It is the order of the legs (left forelimbs), with three or four legs touching the ground at all times.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 4족 보행 로봇에서는 로봇 몸체가 전진을 위해 앞쪽으로만 몸을 이동하는 것이 아니라, 로봇의 무게 중심을 지지삼각형 안으로 이동하기 위해서 로봇의 좌우 방향으로도 몸을 이동해야하며, 이는 로봇의 보행 속도를 늦출 뿐만 아니라 로봇을 구성하는 모터를 구동해야하므로 에너지의 낭비도 초래하는 문제점이 있다.As shown in Figs. 2 and 3, in the conventional quadruped walking robot, the robot body not only moves the body forward to move forward, but also moves the robot's center of gravity in the left and right directions to move the center of gravity of the robot into the support triangle. In addition, the body must move, which not only slows down the walking speed of the robot but also drives the motor constituting the robot, which causes a problem of waste of energy.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정적 보행에서 종래의 로봇보다 빠르게 보행시킬 수 있고 동적 보행에서는 로봇의 안정성을 크게 향상시킨 4족 보행 로봇을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a quadruped walking robot that can walk faster than the conventional robot in static walking and greatly improved the stability of the robot in dynamic walking.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 4족 보행 로봇의 보행 제어 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a walking control method of the quadruped walking robot.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 4족 보행 로봇은 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇에 있어서, 제1다리; 상기 제1다리와 이웃한 제2다리; 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리; 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리; 및 상기 로봇의 보행을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치하는 것을 특징으로 한다. A quadruped walking robot according to the present invention for achieving the technical problem is a quadruped walking robot having four legs, the first leg; A second leg adjacent to the first leg; A third leg positioned diagonally with the second leg; A fourth leg positioned diagonally to the first leg; And a control unit for controlling the walking of the robot, wherein a diagonal direction formed by the first leg and the fourth leg is located in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the second leg and the third leg The diagonal direction is characterized in that located in the direction perpendicular to the traveling direction of the quadruped walking robot.

상기 제어부는 상기 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 로봇의 발 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리와 제4다리의 부착 위치 사이의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 직사각형 형태의 지지 사각형이 형성되고, 상기 지지사각형의 좌우 방향의 변은 매우 짧지만 전후 방향의 변은 길어서 전진 보행 시에 로봇의 무게 중심이 지지사각형 내에 있도록 제어하는 것이 바람직하다.The control unit has a rectangular support square having two sides parallel to the foot width of the robot in the same direction as the moving direction of the robot, and the other two sides parallel to the interval between the attachment positions of the first and fourth legs. It is preferable that the left and right sides of the support rectangle are very short but the front and back sides are long so that the center of gravity of the robot is in the support rectangle during the forward walk.

또한 상기 제어부는 상기 네 개의 다리로 지지하고 있는 초기 상태에서 지지다각형이 제1다리 및 제4다리의 발의 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리 및 제4다리의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 긴 사각형 형태를 가지도록 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하도록 제어하며, 상기 제2다리 및 제3다리가 착지한 후에는 상기 제2다리 및 제3다리의 끝 단에 부착된 발의 길이를 평행하는 두 변으로 하고 상기 제2다리 및 제3다리가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 평행하는 다른 두 변으로 하는 직사각형이 지지다각형이 되도록 상기 제1다리 및 제4다리를 들어 이동하도록 제어하는 것이 바람직하다.In addition, the control unit in the initial state supported by the four legs, the support polygon is the two sides parallel to the width of the foot of the first leg and the fourth leg, the other two sides parallel to the interval between the first leg and the fourth leg The second leg and the third leg is controlled to move so as to have a long rectangular shape, and after the second leg and the third leg landing, attached to the ends of the second leg and the third leg Lift the first leg and the fourth leg so that a rectangle having two sides parallel to the length of the foot and the other two sides parallel to the length corresponding to the left and right intervals to which the second and third legs are attached becomes a support polygon. It is desirable to control the movement.

또한 상기 제어부는 상기 제1다리와 제4다리로 지지사각형이 형성되며, 상기 제2다리와 제3다리를 들어 이동하고, 상기 제2다리 및 제3다리가 착지함과 동시에 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지삼각형이 형성되고, 상기 제1다리를 이동하고 상기 제1다리가 착지함과 동시에 상기 제4다리를 들어 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지삼각형이 형성되고 상기 제4다리를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기를 완성하는 것이 바람직하다.In addition, the control unit is formed with a support square formed of the first leg and the fourth leg, the second leg and the third leg is moved, and the second leg and the third leg is landing and at the same time lift the first leg A support triangle is formed of the second leg, the third leg, and the fourth leg, and the first leg, the second leg, and the third leg are lifted up while the first leg moves and the first leg lands. It is preferable that a support triangle is formed by the legs, and the first leg of the walking is completed by moving the fourth leg to land.

또한 상기 제어부는 상기 제1다리 및 제4다리로 지지사각형이 형성되며, 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하고, 상기 제2다리 및 제3다리가 착지함과 동시에 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지 삼각형이 형성되고 상기 제4다리를 이동하고 제4다리가 착지함과 동시에 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지 삼각형이 형성되고 제1다리를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기를 완성하는 것이 바람직하다.In addition, the control unit is formed with a support square with the first leg and the fourth leg, the second leg and the third leg is moved, and the second leg and the third leg is landing and at the same time the fourth leg For example, a support triangle is formed by the first leg, the second leg, and the third leg, the fourth leg moves, the fourth leg lands, and the first leg is lifted, and the second leg, the third leg, and the fourth leg is lifted. It is preferable to complete a cycle of walking by forming a support triangle and moving the first leg to land.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 보행 제어방법은 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법에 있어서, 상기 네 개의 다리는 제1다리, 상기 제1다리와 이웃한 제2다리, 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리 및 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리를 구비하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치할 때, 상기 네 개의 다리로 지지하고 있는 초기 상태에서 상기 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 로봇의 상기 제1다리 및 제4다리의 발 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리 및 제4다리의 부착 위치 사이의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 직사각형 형태의 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하도록 제어하는 단계; 및 상기 제2다리 및 제3다리가 착지한 후에는 상기 제2다리 및 제3다리의 발의 길이를 평행하는 두 변으로 하고 상기 제2다리 및 제3다리가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 평행하는 다른 두 변으로 하는 직사각형의 지지사각형을 형성하면서 상기 제1다리 및 제4다리를 들어 이동하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the walking control method of a quadruped walking robot according to the present invention for achieving the technical problem, the four legs walking control method having four legs, the four legs and the first leg and the first leg and the A second leg adjacent to the second leg, a third leg disposed in a diagonal direction with the second leg, and a fourth leg disposed in a diagonal direction with the first leg, wherein the diagonal direction between the first leg and the fourth leg comprises: Located in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, the diagonal direction formed by the second leg and the third leg is supported by the four legs when positioned in a direction perpendicular to the traveling direction of the quadruped walking robot. In the initial state, the foot width of the first leg and the fourth leg of the robot in the same direction as the traveling direction of the robot to the two sides in parallel, the attachment position of the first leg and the fourth leg Controlling the second leg and the third leg to move while forming a support square having a rectangular shape having the two sides parallel to each other; And after the second leg and the third leg land, the lengths of the feet of the second leg and the third leg are parallel to each other, and the lengths corresponding to the left and right intervals to which the second leg and the third leg are attached. And controlling the first leg and the fourth leg to move while forming a rectangular support square having two parallel sides.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 보행 제어방법은 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법에 있어서, 상기 네 개의 다리는 제1다리, 상기 제1다리와 이웃한 제2다리, 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리 및 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리를 구비하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치할 때, 상기 제1다리 및 상기 제4다리로 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리와 상기 제3다리를 들어 이동하는 단계; 상기 제2다리 및 상기 제3다리를 착지하면서 상기 제1다리를 들어 상기 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지삼각형을 형성하고 상기 제1다리를 이동하는 단계; 및 상기 제1다리를 착지하면서 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지삼각형을 형성하고 상기 제4다리를 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the walking control method of a quadruped walking robot according to the present invention for achieving the technical problem, the four legs walking control method having four legs, the four legs and the first leg and the first leg and the A second leg adjacent to the second leg, a third leg disposed in a diagonal direction with the second leg, and a fourth leg disposed in a diagonal direction with the first leg, wherein the diagonal direction between the first leg and the fourth leg comprises: The first leg and the first leg when positioned in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg and the third leg are located perpendicular to the traveling direction of the quadruped walking robot. Lifting the second leg and the third leg while forming a supporting rectangle with four legs; Landing the second leg and the third leg to form a support triangle with the second leg, the third leg, and the fourth leg by lifting the first leg and moving the first leg; And landing the first leg to form a support triangle with the first leg, the second leg, and the third leg by lifting the fourth leg and moving the fourth leg.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 보행 제어방법은 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법에 있어서, 상기 네 개의 다리는 제1다리, 상기 제1다리와 이웃한 제2다리, 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리 및 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리를 구비하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치할 때, 상기 제1다리 및 제4다리로 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 진행방향으로 이동하는 단계; 상기 제2다리 및 제3다리는 착지하면서 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지 삼각형을 형성하고 상기 제4다리를 이동하는 단계; 및 상기 제4다리를 착지하면서 상기 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지 삼각형을 형성하고 상기 제1다리를 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the walking control method of a quadruped walking robot according to the present invention for achieving the technical problem, the four legs walking control method having four legs, the four legs and the first leg and the first leg and the A second leg adjacent to the second leg, a third leg disposed in a diagonal direction with the second leg, and a fourth leg disposed in a diagonal direction with the first leg, wherein the diagonal direction between the first leg and the fourth leg comprises: The first leg and the fourth leg are positioned in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg and the third leg is located at right angles to the traveling direction of the quadruped walking robot. Lifting the second leg and the third leg while forming a support square with a leg to move in a traveling direction; Landing the second leg and the third leg while lifting the fourth leg to form a supporting triangle with the first leg, the second leg, and the third leg, and moving the fourth leg; And landing the fourth leg to form a support triangle with the second leg, the third leg, and the fourth leg by lifting the first leg and moving the first leg.

본 발명에 의한 4족 보행 로봇 및 그 보행 제어방법에 의하면, 정적 보행에서도 로봇의 무게 중심을 지지사각형 안에 있게 하여 두 다리로 로봇을 지탱하면서 동적 보행과 유사한 형태로 로봇을 빠르고 안정하게 보행시킬 수 있다. 또한 동적 보행에서도 로봇의 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 그리고 두 개의 다리로 지지하는 보행 방식 외에 세 개의 다리로 지지하는 보행도 가능하다. According to the quadruped walking robot and its walking control method according to the present invention, the robot can be walking quickly and stably in a form similar to dynamic walking while supporting the robot with two legs by keeping the center of gravity of the robot in the support square even in the static walking. have. In addition, it can greatly improve the stability of the robot even in dynamic walking. In addition to walking with two legs, it is possible to walk with three legs.

도 1a 및 도 1b는 종래의 4족 보행 로봇의 다리 부착 위치를 도시한 것이다.
도 2는 종래의 다리 위치를 갖는 4족 보행 로봇과 네 개의 다리를 도시한 것이다.
도 3은 종래의 4족 보행 로봇이 정적 보행을 수행할 때의 지지다각형의 변화를 나타낸 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 4족 보행 로봇의 네 개의 다리를 부착하는 위치를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 의한, 4족 보행 로봇의 구성을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의한 4족 보행 로봇이 정적 보행을 수행할 시의 지지다각형의 변화를 도시한 것이다.
도 7 은 본 발명에 의한 4족 보행로봇이 3 개의 다리 지지를 사용하는 보행 에 대한 일 예의 지지다각형 변화를 도시한 것이다.
도 8 은 본 발명에 의한 4족 보행 로봇 3 개의 다리 지지를 사용하는 보행에 대한 다른 예의 지지다각형 변화를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 보행제어에 대한 제1실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 보행제어에 대한 제2실시예를 흐름도로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 보행제어에 대한 제3실시예를 흐름도로 도시한 것이다.1A and 1B show a leg attachment position of a conventional quadruped walking robot.
Figure 2 shows a four-legged walking robot and four legs having a conventional leg position.
Figure 3 shows an example showing the change in the support polygon when the conventional quadruped walking robot performs static walking.
Figure 4 shows the position of attaching the four legs of the quadruped walking robot according to the present invention.
5 shows a configuration of a quadruped walking robot according to the present invention.
Figure 6 shows the change of the support polygon when the quadruped walking robot according to the present invention performs the static walking.
FIG. 7 illustrates an example of a support polygon change for walking using a three-legged walking robot according to the present invention.
FIG. 8 illustrates a support polygonal change of another example for walking using three leg supports of the quadruped walking robot according to the present invention.
9 is a flowchart illustrating a first embodiment of a walking control of a quadruped walking robot according to the present invention.
10 is a flowchart illustrating a second embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention.
11 is a flowchart illustrating a third embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Configurations shown in the embodiments and drawings described herein are only one preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.

도 4는 본 발명에 따른 4족 보행 로봇의 네 개의 다리를 부착하는 위치를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 우측 방향이 로봇의 진행 방향이고 네 개의 다리는 로봇 몸체의 중앙부에 2개의 다리, 즉 앞다리 1개, 뒷다리 1개가 부착되고, 로봇 몸체의 좌우에 2개의 다리 즉, 왼쪽 다리 1개, 오른쪽 다리 1개가 다이아몬드 형태로 부착되는 것이 바람직하다.Figure 4 shows the position of attaching the four legs of the quadruped walking robot according to the present invention. Referring to FIG. 4, the right direction is the moving direction of the robot, and four legs are attached to two legs at the center of the robot body, that is, one front leg and one rear leg, and two legs, ie, left leg, on the left and right sides of the robot body. It is preferable that one and one right leg are attached in a diamond form.

도 5는 본 발명에 의한, 4족 보행 로봇의 구성을 도시한 것으로서, 상기 4족 보행 로봇은 4개의 다리 즉, 1번다리(1)에 해당하는 제1다리, 2번다리(2)에 해당하는 제2 다리, 3번다리(3)에 해당 제3다리, 4번다리(4)에 해당하는 제4다리 및 제어부(50)를 포함하여 이루어진다. 그리고 도 5에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 의한 4족 보행로봇은 로봇의 다리를 움직일 때 필요한 모터, 상기 로봇을 움직이는 데 필요한 에너지를 공급하는 전원부를 구비하며, 주위 상황을 감지하는 센서 등을 더 구비할 수 있다.FIG. 5 illustrates a configuration of a quadruped walking robot according to the present invention, wherein the quadruped walking robot has four legs, that is, the first leg corresponding to the first leg 1 and the second leg 2. The second leg, the third leg (3), the third leg, the fourth leg corresponding to the fourth leg (4) and the control unit 50 is made. Although not shown in FIG. 5, the quadruped walking robot according to the present invention includes a motor for moving the robot's legs, a power supply for supplying energy for moving the robot, and a sensor for detecting an ambient situation. It can be provided.

상기 제1다리(1)는 로봇의 진행방향에 위치하며 앞다리에 해당한다.The first leg 1 is located in the moving direction of the robot and corresponds to the front leg.

상기 제2다리(2)는 상기 제1다리(1)와 이웃하며, 로봇의 진행방향의 우측에 위치한 우측다리이다.The second leg 2 is a right leg which is adjacent to the first leg 1 and is located on the right side of the moving direction of the robot.

상기 제3다리(3)는 상기 제2다리(2)와 대각선 방향 즉 로봇의 진행방향의 좌측에 위치한 좌측다리이다. The third leg 3 is a left leg positioned on the left side of the second leg 2 in a diagonal direction, that is, a moving direction of the robot.

상기 제4다리(4)는 상기 제1다리(1)와 대각선 방향 즉 로봇의 진행방향에 위치하며, 뒷다리에 해당한다.The fourth leg 4 is located in a direction diagonal to the first leg 1, that is, the moving direction of the robot, and corresponds to the rear leg.

전체적으로 상기 네 개의 다리는 다이어몬드 형상을 이루며, 상기 제1다리(1)와 상기 제4다리(4)가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 로봇의 진행방향을 기준으로 볼 때 앞다리와 뒷다리에 해당한다. 그리고 상기 제2다리(2)와 상기 제3다리(3)가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향의 좌우측 즉, 직각방향으로 위치하며 좌우측 다리에 해당한다.In general, the four legs form a diamond shape, and the diagonal direction formed by the first leg 1 and the fourth leg 4 is located in the same direction as that of the quadruped walking robot, and the direction of movement of the robot. Based on this corresponds to the front and rear legs. The diagonal direction formed by the second leg 2 and the third leg 3 is located at the left and right sides, that is, at right angles in the traveling direction of the quadruped walking robot, and corresponds to the left and right legs.

상기 제어부(50)는 상기 로봇의 보행을 제어한다. 상기 제어부(50)는 마이크로 프로세서와 보행제어 알고리즘이 프로그램으로 저장되어 있는 메모리를 포함하여 구현될 수 있다. 상기 제어부(50)는 상기 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 로봇의 발 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리(1)와 제4다리(4)의 부착 위치 사이의 간격을, 평행하는 다른 두변으로 하는 직사각형 형태의 지지 사각형이 형성되도록 제어한다. 여기서, 상기 로봇의 발은 2차원 적으로는 발의 폭과 발의 길이를 가지고 있다. 그리고 상기 지지사각형의 좌우 방향의 변은 매우 짧지만 전후 방향의 변은 길어서 전진 보행시에 로봇의 무게 중심이 지지사각형 내에 있도록 제어한다.The controller 50 controls the walking of the robot. The controller 50 may be implemented to include a memory in which a microprocessor and a walking control algorithm are stored as a program. The control unit 50 is the two sides parallel to the foot width of the robot in the same direction as the traveling direction of the robot, and parallel to the interval between the attachment position of the first leg (1) and the fourth leg (4) It is controlled to form a rectangular support square with two other sides. Here, the foot of the robot has a width and the length of the foot in two dimensions. In addition, the left and right sides of the support rectangle are very short, but the front and rear sides are long, so that the center of gravity of the robot is in the support rectangle during the forward walk.

본 발명에 따른 4족 보행 로봇은 정적 보행임에도 불구하고 두 개의 다리를 동시에 이동시킬 수 있는 장점이 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같은 위치에 네 개의 다리를 부착하면, 로봇의 진행 방향과 같은 방향으로 로봇의 발 폭과 제1다리(1)와 제4다리(4)에 해당하는 1번 다리와 4 번 다리의 부착 위치 사이의 간격을 두 변으로 하는 직사각형 형태의 지지사각형이 형성되고, 상기 지지사각형의 좌우방향의 변은 매우 짧지만 전후 방향의 변은 길어서 로봇의 전진 보행 시에 로봇의 무게 중심이 상기 지지사각형 내에 있게 된다.The quadruped walking robot according to the present invention has the advantage of moving two legs at the same time despite being a static walking. That is, when four legs are attached to the position as shown in FIG. 5, the first leg corresponding to the foot width and the first leg 1 and the fourth leg 4 of the robot in the same direction as the moving direction of the robot is shown. And a rectangular support square having two sides between the attachment positions of the foot and the fourth leg, and the sides of the support rectangle are very short but the sides of the front and rear directions are long, so The center of gravity is within the support rectangle.

상기 제어부(50)는 다양한 보행제어를 수행할 수 있다. 본 발명에 의한 4족보행 로봇의 보행제어의 제1실시예로서, 제어부(50)는 초기 상태에서는 네 개의 다리로 지지하고 있다가 지지다각형이 제1다리(1) 및 제4다리(4)의 발의 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리(1) 및 제4다리(4)의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 긴 사각형 형태를 가지도록 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)를 들어 이동하도록 제어하며, 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)가 착지한 후에는 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)에 부착된 발의 길이를 평행하는 두 변으로 하고 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 평행하는 다른 두 변으로 하는 직사각형이 지지다각형이 되도록 상기 제1다리(1) 및 제4다리(4)를 들어 이동하도록 제어한다.The controller 50 may perform various walking controls. As a first embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention, the controller 50 is supported by four legs in the initial state, the support polygon is the first leg (1) and the fourth leg (4) The second leg (2) and the third leg so as to have a long square shape with the width of the foot of the two sides parallel to the other side parallel to the interval between the first leg (1) and the fourth leg (4) (3) is controlled to move, and after landing of the second leg (2) and the third leg (3) parallel the length of the foot attached to the second leg (2) and the third leg (3) The first leg (1) and the second leg 2 and the third leg (3) and the second leg parallel to the length corresponding to the left and right sides attached to the other two sides parallel to each other so that the first leg (1) and The fourth leg 4 is controlled to move.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에서의 4족 보행 로봇이 정적 보행을 할 때의 지지다각형의 변화는 도 6과 같다. 즉 초기상태에서는 네 개의 다리로 지지하고 있다가 제2다리에 해당하는 2번다리와, 제3다리에 해당하는 3번다리의 두 다리를 들어 이동한다. 이 때 지지다각형은 제1다리에 해당하는 1번다리와 제4다리에 해당하는 4번 다리로 형성되는 긴 사각형 형태이며 긴 변이 로봇의 진행 방향과 같으므로 로봇을 좌우 방향으로 이동하지 않아도 로봇의 무게 중심이 항상 이 지지사각형 안에 있어서 로봇이 안정된다. 따라서 이 구간에서는 로봇의 속도를 매우 빠르게 할 수 있다. In more detail, the change in the support polygon when the quadruped walking robot performs static walking in the present invention is shown in FIG. 6. That is, in the initial state, the support is supported by four legs, and the second leg corresponding to the second leg and the third leg corresponding to the third leg are moved by lifting. At this time, the support polygon is a long quadrangular shape formed by the first leg corresponding to the first leg and the fourth leg corresponding to the fourth leg, and since the long side is the same as the moving direction of the robot, the robot does not need to be moved left and right. The center of gravity is always within this support rectangle, making the robot stable. Therefore, the speed of the robot can be made very fast in this section.

다시 말해, 2번 다리와 3번 다리가 착지한 후에는 2번 다리와 3번 다리의 끝 단에 부착된 발의 길이와 2번 다리와 3번 다리가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 두 변으로 하는 직사각형이 지지다각형이 된다. 상기 지지사각형은 로봇 몸체의 좌우 방향으로 긴 직사각형 형태이다. 이 때에는 로봇의 진행 방향 쪽의 지지다각형이 변의 길이가 짧아 로봇을 많이 이동시킬 수는 없지만 로봇의 무게 중심이 지지다각형 안에 있도록 할 수는 있다. 이 구간에서는 로봇의 이동 속도는 빠르지 않지만 복잡한 로봇 제어를 하지 않고도 마치 동적 보행에서와 같이 두 개의 다리로 로봇 몸체를 지탱하고 나머지 두 개의 다리를 이동할 수 있으므로 기존 로봇에서의 정적 보행에서 보다는 빠른 속도로 로봇을 이동시킬 수 있다. In other words, after landing of legs 2 and 3, the lengths of the feet attached to the ends of legs 2 and 3 and the lengths corresponding to the left and right spacings of legs 2 and 3 The rectangle to be the support polygon. The support rectangle has a rectangular shape long in the horizontal direction of the robot body. In this case, the support polygon on the robot's direction of travel cannot move much because of the short side, but the center of gravity of the robot can be within the support polygon. In this section, the robot's moving speed is not fast but it can support the robot body with two legs and move the other two legs as if in dynamic walking without complicated robot control. You can move the robot.

기존 4족 보행 로봇에서는 두 개의 다리로만 로봇을 지탱하는 것이 로봇의 보행 속도를 높이기 위해서는 좋은데, 이는 정적 보행에서는 불가능하고 제어가 복잡하고 비용이 많이 드는 동적 보행에서만 가능한 반면, 본 발명에서는 정적 보행에서도 두 개의 다리로 로봇을 지탱하며 동적 보행과 유사한 형태로 로봇을 빠르게 보행시킬 수 있다 또한 동적 보행에서는 로봇의 안정성이 떨어지는데 본 발명에 의한 4족 보행 로봇에서는 안정성도 보장된다.In the conventional quadruped walking robot, supporting the robot with only two legs is good for speeding up the robot's walking speed, which is not possible in static walking and is only possible in dynamic walking, which is complicated and expensive to control. The two legs support the robot and can walk the robot quickly in a form similar to dynamic walking. In addition, the stability of the robot is lowered in the dynamic walking.

본 발명에 의한 4족 보행로봇은 도 6에 도시된 바와 같이 항상 두 개의 다리로 지지하는 보행 방식 외에 2 개의 다리 지지와 3 개의 다리 지지를 모두 사용하는 보행도 가능하며, 이는 도 7 및 도 8에 나타나 있다.As shown in FIG. 6, the quadruped walking robot according to the present invention can walk using two leg supports and three leg supports, in addition to the walking method of always supporting two legs, which is illustrated in FIGS. 7 and 8. Is shown in.

본 발명에 의한 4족보행 로봇의 보행제어에 대한 제2실시예로서, 상기 제어부(50)는 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 상기 제1다리(1)와 제4다리(4)로 지지사각형이 형성되며, 상기 제2다리(2)와 제3다리(3)를 들어 이동하고, 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)가 착지함과 동시에 제1다리(1)를 들어 제2다리(2), 제3다리(3) 및 제4다리(4)로 지지삼각형이 형성되고, 상기 제1다리(1)를 이동하고 상기 제1다리(1)가 착지함과 동시에 상기 제4다리(4)를 들어 제1다리(1), 제2다리(2) 및 제3다리(3)로 지지삼각형이 형성되고 상기 제4다리(4)를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기를 완성할 수 있다.As a second embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention, as shown in Figure 7, the control unit 50, the first leg (1) and the fourth leg (4) with a support square Is formed and the second leg 2 and the third leg 3 are lifted and moved, and the second leg 2 and the third leg 3 land and lift the first leg 1 at the same time. A support triangle is formed of the second leg 2, the third leg 3, and the fourth leg 4, the first leg 1 is moved and the first leg 1 lands. For example, a support triangle is formed by the first leg 1, the second leg 2, and the third leg 3 by lifting the fourth leg 4. Can be completed.

도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1다리에 해당하는 1번 다리와 제4다리에 해당하는 4번 다리로 지지사각형이 형성되며 좌우 다리인 2번 다리와 3번 다리를 들어 이동하고, 2번 다리와 3번 다리가 착지함과 동시에 1번 다리를 들어 2번 다리와 3번 다리 및 4번 다리로 지지삼각형이 형성되고 1번 다리를 이동하고, 1번 다리가 착지함과 동시에 4번 다리를 들어 1번 다리, 2번 다리 및 3번 다리로 지지삼각형이 형성되고 4번 다리를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기가 완성된다. Referring to Figure 7 in more detail, a support square is formed with the first leg corresponding to the first leg and the fourth leg corresponding to the fourth leg, and the left and right legs, the second leg and the third leg, , Legs 2 and 3 are landing, at the same time lifting bridge 1, the support triangle is formed by bridge 2, bridge 3 and bridge 4, the bridge 1 is moved, and the bridge 1 landing For the 4th leg, the support triangle is formed by the 1st leg, the 2nd leg, and the 3rd leg, and by moving the 4th leg to land, one cycle of walking is completed.

본 발명에 의한 4족보행 로봇의 보행제어에 대한 제3실시예로서, 상기 제어부(50)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제1다리(1) 및 제4다리(4)로 지지사각형이 형성되며, 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)를 들어 이동하고, 상기 제2다리(2) 및 제3다리(3)가 착지함과 동시에 상기 제4다리(4)를 들어 상기 제1다리(1), 제2다리(2) 및 제3다리(3)로 지지 삼각형이 형성되고 상기 제4다리(4)를 이동하고 제4다리(4)가 착지함과 동시에 제1다리(1)를 들어 제2다리(2), 제3다리(3) 및 제4다리(4)로 지지 삼각형이 형성되고 제1다리(1)를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기를 완성한다.As a third embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention, as shown in Figure 8, the control unit 50 has a support square with the first leg (1) and the fourth leg (4) The second leg 2 and the third leg 3 are formed and moved, and the second leg 2 and the third leg 3 land and lift the fourth leg 4 at the same time. A support triangle is formed by the first leg 1, the second leg 2, and the third leg 3, the fourth leg 4 moves, the fourth leg 4 lands, and the first leg A support triangle is formed by the second leg 2, the third leg 3 and the fourth leg 4 by lifting the leg 1, and completes one cycle of walking by moving the first leg 1 to land. .

도 8을 참조 하여 보다 구체적으로 설명하면, 1번 다리와 4번 다리로 지지사각형이 형성되며 좌우 다리인 2번 다리와 3번 다리를 들어 이동하고, 2번 다리와 3번 다리가 착지함과 동시에 4번 다리를 들어 1번 다리, 2번 다리 및 3번 다리로 지지삼각형이 형성되고 4번 다리를 이동하고, 4번 다리가 착지함과 동시에 1번 다리를 들어 2번 다리, 3번 다리 및 4번 다리로 지지삼각형이 형성되고 1번 다리를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기가 완성된다. Referring to Figure 8 in more detail, the first and fourth legs are formed in the support square is formed by moving the left and right legs 2 and 3 legs, and the 2 and 3 legs are landing and At the same time, lift the bridge 4, the support triangle is formed by the bridge 1, the bridge 2 and the bridge 3, move the bridge 4, the bridge 4 lands and lift the bridge 1, bridge 2, bridge 3 And a support triangle is formed by the fourth leg and the first leg of the walking by completing the first leg movement.

도 9는 본 발명에 의한 4족보행 로봇의 보행제어에 대한 제1실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 네 개의 다리는 제1다리(1), 상기 제1다리(1)와 이웃한 제2다리(2), 상기 제2다리(2)와 대각선 방향으로 위치한 제3다리(3) 및 상기 제1다리(1)와 대각선 방향으로 위치한 제4다리(4)를 구비하고, 상기 제1다리(1)와 상기 제4다리(4)가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리(2)와 상기 제3다리(3)가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치하도록 한다.(S910단계) 9 is a flowchart illustrating a first embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention. Referring to FIG. 9, four legs of the quadruped walking robot according to the present invention include a first leg 1, a second leg adjacent to the first leg 1, and a second leg 2. And a third leg (3) positioned in a diagonal direction and a fourth leg (4) positioned in a diagonal direction with the first leg (1), wherein the first leg (1) and the fourth leg (4) The diagonal direction formed is in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg 2 and the third leg 3 is perpendicular to the traveling direction of the quadruped walking robot. (S910 step).

그리고 나서, 상기 초기 상태에서는 네 개의 다리로 지지하고 있다가 상기 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 로봇의 제1다리 및 제4다리의 발 폭을 평행하는 두변으로 하고, 제1다리 및 제4다리의 부착 위치 사이의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 직사각형 형태의 지지사각형을 형성하면서 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하도록 제어한다.(S920단계)Then, in the initial state, it is supported by four legs, the foot width of the first leg and the fourth leg of the robot in the same direction as the moving direction of the robot to the two sides in parallel, the first leg and the fourth leg The second leg and the third leg is controlled to be moved while forming a support square having a rectangular shape having the other two sides parallel to the interval between the attachment positions of the second stage (step S920).

그 다음에 상기 제2다리 및 제3다리가 착지한 후에는 상기 제2다리 및 제3다리의 발의 길이를 평행하는 두 변으로 하고 상기 제2다리 및 제3다리가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 평행하는 다른 두 변으로 하는 직사각형의 지지사각형을 형성하면서 상기 제1다리 및 제4다리를 들어 이동하도록 제어한다.(S930단계)After the landing of the second leg and the third leg, the lengths of the feet of the second leg and the third leg are set to two parallel sides and correspond to the left and right intervals to which the second leg and the third leg are attached. The first leg and the fourth leg are controlled to move while forming a rectangular support square having two other sides parallel to each other in length (step S930).

도 10은 본 발명에 의한 4족보행 로봇의 보행제어에 대한 제2실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 네 개의 다리는 제1다리(1), 상기 제1다리(1)와 이웃한 제2다리(2), 상기 제2다리(2)와 대각선 방향으로 위치한 제3다리(3) 및 상기 제1다리(1)와 대각선 방향으로 위치한 제4다리(4)를 구비하고, 제1다리(1)와 상기 제4다리(4)가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 제2다리(2)와 제3다리(3)가 이루는 대각선방향은 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치하도록 한다.(S1010단계) 10 is a flowchart illustrating a second embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention. Referring to FIG. 10, four legs of the quadruped walking robot according to the present invention include a first leg 1, a second leg adjacent to the first leg 1, and a second leg 2. And a third leg (3) positioned in a diagonal direction and a fourth leg (4) positioned in a diagonal direction with the first leg (1), and the first leg (1) and the fourth leg (4) are formed. The diagonal direction is positioned in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg 2 and the third leg 3 is positioned at right angles with the traveling direction of the quadruped walking robot. (Step S1010)

그리고 나서 상기 제1다리 및 상기 제4다리로 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리와 상기 제3다리를 들어 이동한다.(S1020단계) 그 다음에 상기 제2다리 및 상기 제3다리를 착지하면서 상기 제1다리를 들어 상기 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지삼각형을 형성하고 상기 제1다리를 이동한다.(S1030단계) 그 후, 상기 제1다리를 착지하면서 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지삼각형을 형성하고 상기 제4다리를 이동한다.(S1040단계)Then, the second leg and the third leg are lifted and moved while forming a supporting square with the first leg and the fourth leg. (Step S1020) Next, the second leg and the third leg are landed. Lift the first leg to form a support triangle with the second leg, the third leg and the fourth leg and move the first leg. (Step S1030) Then, the fourth leg while landing the first leg. For example, forming a support triangle with the first leg, the second leg, and the third leg, and move the fourth leg.

도 11은 본 발명에 의한 4족보행 로봇의 보행제어에 대한 제3실시예를 흐름도로 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 본 발명에 의한 4족 보행 로봇의 네 개의 다리는 제1다리(1), 상기 제1다리(1)와 이웃한 제2다리(2), 제2다리(2)와 대각선 방향으로 위치한 제3다리(3) 및 제1다리(1)와 대각선 방향으로 위치한 제4다리(4)를 구비하고, 제1다리(1)와 제4다리(4)가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 제2다리(2)와 제3다리(3)가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치한다.(S1110단계) 11 is a flowchart showing a third embodiment of the walking control of the quadruped walking robot according to the present invention. Referring to FIG. 11, four legs of a quadruped walking robot according to the present invention include a first leg 1, a second leg 2 adjacent to the first leg 1, and a second leg 2. The third leg 3 and the first leg (1) positioned in the diagonal direction and the fourth leg (4) placed in the diagonal direction, the diagonal direction formed by the first leg (1) and the fourth leg (4) is The diagonal direction formed by the second leg 2 and the third leg 3 is positioned in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and is located perpendicular to the traveling direction of the quadruped walking robot. )

그리고 나서 상기 제1다리 및 제4다리로 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 진행방향으로 이동한다.(S1120단계) 그 다음에 상기 제2다리 및 제3다리는 착지하면서 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지 삼각형을 형성하고 상기 제4다리를 이동한다.(S1130단계) 그 후, 상기 제4다리를 착지하면서 상기 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지 삼각형을 형성하고 상기 제1다리를 이동한다.(S1140단계)Then, the second leg and the third leg are moved in the advancing direction by forming the support squares with the first leg and the fourth leg (step S1120). The second leg and the third leg are then landed. Lift the fourth leg to form a support triangle with the first leg, the second leg, and the third leg and move the fourth leg. (Step S1130) Then, the first leg is landed while the fourth leg is landed. For example, a support triangle is formed by the second leg, the third leg, and the fourth leg, and the first leg is moved (step S1140).

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art 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.

1 : 제1다리 2 : 제2다리 3 : 제3다리
4 : 제4다리 50 : 제어부1: 1st leg 2: 2nd leg 3: 3rd leg
4: 4th leg 50: control part

Claims (8)

네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇에 있어서,
제1다리;
상기 제1다리와 이웃한 제2다리;
상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리;
상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리; 및
상기 로봇의 보행을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇.In a four-legged walking robot with four legs,
First leg;
A second leg adjacent to the first leg;
A third leg positioned diagonally with the second leg;
A fourth leg positioned diagonally to the first leg; And
It includes a control unit for controlling the walking of the robot,
The diagonal direction formed by the first leg and the fourth leg is located in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg and the third leg is a traveling direction of the quadruped walking robot. Four-legged walking robot, characterized in that located in a direction perpendicular to the. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 로봇의 발 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리와 제4다리의 부착 위치 사이의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 직사각형 형태의 지지 사각형이 형성되고, 상기 지지사각형의 좌우 방향의 변은 매우 짧지만 전후 방향의 변은 길어서 전진 보행시에 로봇의 무게 중심이 지지사각형 내에 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇.The method of claim 1, wherein the control unit
A rectangular support square having two sides parallel to the width of the robot foot in the same direction as the moving direction of the robot, and another two sides parallel to the interval between the attachment positions of the first and fourth legs, The four-legged walking robot, characterized in that the side of the left and right direction of the support rectangle is very short but the side of the front and back direction is long so that the center of gravity of the robot is within the support rectangle during forward walking. 제2항에 있어서, 상기 제어부는
상기 네 개의 다리로 지지하고 있는 초기 상태에서 지지다각형이 제1다리 및 제4다리의 발의 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리 및 제4다리의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 긴 사각형 형태를 가지도록 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하도록 제어하며,
상기 제2다리 및 제3다리가 착지한 후에는 상기 제2다리 및 제3다리의 끝 단에 부착된 발의 길이를 평행하는 두 변으로 하고 상기 제2다리 및 제3다리가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 평행하는 다른 두 변으로 하는 직사각형이 지지다각형이 되도록 상기 제1다리 및 제4다리를 들어 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇. 3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
In the initial state supported by the four legs, the support polygon has two long sides parallel to the width of the foot of the first leg and the fourth leg, and a long quadrangle having the other two sides parallel to the interval between the first leg and the fourth leg. To move the second leg and the third leg so as to have a shape,
After the second leg and the third leg land, the lengths of the feet attached to the ends of the second leg and the third leg are parallel to each other, and at the left and right intervals where the second leg and the third leg are attached. And moving the first leg and the fourth leg so that a rectangle having two other sides parallel to the corresponding length becomes a support polygon. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1다리와 제4다리로 지지사각형이 형성되며, 상기 제2다리와 제3다리를 들어 이동하고, 상기 제2다리 및 제3다리가 착지함과 동시에 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지삼각형이 형성되고, 상기 제1다리를 이동하고 상기 제1다리가 착지함과 동시에 상기 제4다리를 들어 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지삼각형이 형성되고 상기 제4다리를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기를 완성하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇. The method of claim 1, wherein the control unit
The support leg is formed by the first leg and the fourth leg, and the second leg and the third leg are lifted and moved, and the second leg and the third leg are lifted and the first leg lifts the second leg, A support triangle is formed by the third leg and the fourth leg, and the support leg is moved by the first leg, the second leg, and the third leg by lifting the fourth leg while simultaneously moving the first leg and landing the first leg. Is formed and completes one cycle of walking by moving and landing the fourth leg. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 제1다리 및 제4다리로 지지사각형이 형성되며, 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하고, 상기 제2다리 및 제3다리가 착지함과 동시에 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지 삼각형이 형성되고 상기 제4다리를 이동하고 제4다리가 착지함과 동시에 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지 삼각형이 형성되고 제1다리를 이동하여 착지함으로써 보행의 한 주기를 완성하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇. The method of claim 1, wherein the control unit
The support leg is formed by the first leg and the fourth leg, and the second leg and the third leg are lifted and moved, and the second leg and the third leg are landed, and the fourth leg is lifted and the first leg is lifted. A support triangle is formed by the leg, the second leg, and the third leg, and the support leg is moved by the second leg, the third leg, and the fourth leg by moving the fourth leg and landing the fourth leg. A four-legged walking robot that is formed and completes one cycle of walking by moving the first leg to land. 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법에 있어서,
상기 네 개의 다리는 제1다리, 상기 제1다리와 이웃한 제2다리, 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리 및 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리를 구비하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치할 때,
상기 네 개의 다리로 지지하고 있는 초기 상태에서 상기 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 로봇의 상기 제1다리 및 제4다리의 발 폭을 평행하는 두변으로 하고, 상기 제1다리 및 제4다리의 부착 위치 사이의 간격을 평행하는 다른 두변으로 하는 직사각형 형태의 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 이동하도록 제어하는 단계; 및
상기 제2다리 및 제3다리가 착지한 후에는 상기 제2다리 및 제3다리의 발의 길이를 평행하는 두 변으로 하고 상기 제2다리 및 제3다리가 부착된 좌우 간격에 해당하는 길이를 평행하는 다른 두 변으로 하는 직사각형의 지지사각형을 형성하면서 상기 제1다리 및 제1다리를 들어 이동하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법.In the walking control method of a quadruped walking robot having four legs,
The four legs include a first leg, a second leg adjacent to the first leg, a third leg diagonally disposed with the second leg, and a fourth leg diagonally disposed with the first leg. The diagonal direction formed by the first leg and the fourth leg is located in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg and the third leg is different from the traveling direction of the quadruped walking robot. When positioned at right angles,
In the initial state supported by the four legs, the foot widths of the first leg and the fourth leg of the robot are set to two parallel sides in the same direction as the moving direction of the robot, and the first leg and the fourth leg are attached. Controlling the second leg and the third leg to move while forming a support square having a rectangular shape with the other two sides parallel to each other; And
After the second leg and the third leg are landed, the lengths of the feet of the second leg and the third leg are parallel to each other, and the lengths corresponding to the left and right intervals to which the second leg and the third leg are attached are parallel. And a step of controlling the first leg and the first leg to move while forming a rectangular support square having two other sides. 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법에 있어서,
상기 네 개의 다리는 제1다리, 상기 제1다리와 이웃한 제2다리, 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리 및 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리를 구비하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치할 때,
상기 제1다리 및 상기 제4다리로 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리와 상기 제3다리를 들어 이동하는 단계;
상기 제2다리 및 상기 제3다리를 착지하면서 상기 제1다리를 들어 상기 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지삼각형을 형성하고 상기 제1다리를 이동하는 단계; 및
상기 제1다리를 착지하면서 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지삼각형을 형성하고 상기 제4다리를 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇의 보행 제어방법. In the walking control method of a quadruped walking robot having four legs,
The four legs include a first leg, a second leg adjacent to the first leg, a third leg diagonally disposed with the second leg, and a fourth leg diagonally disposed with the first leg. The diagonal direction formed by the first leg and the fourth leg is located in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg and the third leg is different from the traveling direction of the quadruped walking robot. When positioned at right angles,
Lifting the second leg and the third leg while forming a supporting rectangle with the first leg and the fourth leg;
Landing the second leg and the third leg to form a support triangle with the second leg, the third leg, and the fourth leg by lifting the first leg and moving the first leg; And
A four-legged walking robot, comprising: forming a support triangle with the first leg, the second leg, and the third leg while moving the fourth leg while landing the first leg; Walk control method. 네 개의 다리를 구비하는 4족 보행 로봇의 보행제어 방법에 있어서,
상기 네 개의 다리는 제1다리, 상기 제1다리와 이웃한 제2다리, 상기 제2다리와 대각선 방향으로 위치한 제3다리 및 상기 제1다리와 대각선 방향으로 위치한 제4다리를 구비하고, 상기 제1다리와 상기 제4다리가 이루는 대각선 방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 같은 방향으로 위치하고, 상기 제2다리와 상기 제3다리가 이루는 대각선방향은 상기 4족 보행 로봇의 진행방향과 직각방향으로 위치할 때,
상기 제1다리 및 제4다리로 지지사각형을 형성하면서 상기 제2다리 및 제3다리를 들어 진행방향으로 이동하는 단계;
상기 제2다리 및 제3다리는 착지하면서 상기 제4다리를 들어 상기 제1다리, 제2다리 및 제3다리로 지지 삼각형을 형성하고 상기 제4다리를 이동하는 단계; 및
상기 제4다리를 착지하면서 상기 제1다리를 들어 제2다리, 제3다리 및 제4다리로 지지 삼각형을 형성하고 상기 제1다리를 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4족 보행 로봇의 보행 제어방법. In the walking control method of a quadruped walking robot having four legs,
The four legs include a first leg, a second leg adjacent to the first leg, a third leg diagonally disposed with the second leg, and a fourth leg diagonally disposed with the first leg. The diagonal direction formed by the first leg and the fourth leg is located in the same direction as the traveling direction of the quadruped walking robot, and the diagonal direction formed by the second leg and the third leg is different from the traveling direction of the quadruped walking robot. When positioned at right angles,
Moving the second leg and the third leg in a traveling direction while forming a supporting rectangle with the first leg and the fourth leg;
Landing the second leg and the third leg while lifting the fourth leg to form a supporting triangle with the first leg, the second leg, and the third leg, and moving the fourth leg; And
And landing the fourth leg to form a support triangle with the second leg, the third leg, and the fourth leg, and to move the first leg while lifting the first leg. Walking control method.
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