KR20120111519A

KR20120111519A - 바퀴의 출몰이 가능한 로봇

Info

Publication number: KR20120111519A
Application number: KR1020110030035A
Authority: KR
Inventors: 정상봉
Original assignee: (주)미니로봇
Priority date: 2011-04-01
Filing date: 2011-04-01
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR101228836B1

Abstract

본 발명은 바퀴의 출몰이 가능한 로봇에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 로봇의 동작시에는 팔다리가 본체로부터 돌출되고, 동작을 하지 않을 시에는 팔다리가 본체로 들어가 외관이 매끄럽도록 하여 또 다른 재미를 부여하고 휴대가 간편한 바퀴의 출몰이 가능한 로봇에 관한 것이다.

Description

바퀴의 출몰이 가능한 로봇{Robot having retreatable wheel}

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 로봇의 동작시에는 팔다리가 본체로부터 돌출되고, 동작을 하지 않을 시에는 팔다리가 본체로 들어가 외관이 매끄럽도록 하여 또 다른 재미를 부여하고 휴대가 간편한 바퀴의 출몰이 가능한 로봇에 관한 것이다.

로봇의 기술이 발전하면서 다양한 용도를 갖는 로봇이 등장하고 있다. 이 중 어린이나 환자의 놀이기구가 되어 정신적인 건강에 도움을 주기 위한 헬스 로봇도 개발되고 있다.

이러한 헬스 로봇은 작고 귀여운 외관을 가지고 있으며, 전진 및 후진 등의 로봇의 기본적인 동작과 함께 카메라나 스피커 및 인공지능을 탑재하여 사용자와 말벗이 되거나 사진을 찍을 수 있는 등 사람을 대신하여 함께 놀아줌으로써, 신기함을 주고 정신적인 버팀목이 되어준다.

그러나 헬스 로봇을 포함하는 종래의 대부분의 로봇에서는 로봇의 움직임을 위한 이동수단으로서 바퀴가 항상 본체로부터 돌출되어 있다.

즉, 로봇 본체의 이동을 위해서 바퀴가 본체로부터 돌출되어 지면에 맞닿아 있는 상태를 유지하는 것이 맞지만, 이동을 하지 않을 경우에는 돌출된 바퀴는 큰 지장을 초래하기 마련이다.

예컨대 사용자가 로봇을 들고 이동할 시, 돌출된 바퀴는 몸에 품을 때도 거치적거리며, 옷가지에 걸리기도 한다. 또한 어린이나 환자의 경우 잠을 잘 때 헬스 로봇을 품고 자기도 하는데, 이 때에도 돌출된 바퀴 때문에 포근한 느낌을 주지 못한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 로봇이 동작할 시에는 바퀴 기능을 하는 바퀴형발이 돌출되되, 동작을 하지 않을 시에는 바퀴형발이 본체 외관과의 일부가 되도록 함으로써 사용자에게 신기한 재미를 줌과 동시에 휴대가 간편한 바퀴의 출몰이 가능한 로봇을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 바퀴의 출몰이 가능한 로봇은, 하부에 개구부가 형성된 본체; 바퀴구동모터의 동력에 의해 회전이 가능하며 상기 본체의 개구부에 위치하는 바퀴형발; 및 상기 본체 내부에 장착되며, 상기 바퀴형발과 연계된 로드를 이송시킴으로써 상기 바퀴형발의 둘레가 지면에 닿도록 하여 상기 바퀴형발의 회전에 따라 상기 본체의 이동이 가능하게 하거나, 또는 상기 바퀴형발의 회전축을 기울여 상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막도록 하는 구동수단;을 포함한다.

여기서, 상기 본체의 하부 양측에 대칭으로 각각의 개구부가 형성되어 있고, 상기 각각의 개구부에 상기 바퀴형발이 각각 위치하며, 상기 바퀴형발에 동력을 전달하는 상기 바퀴구동모터가 상기 구동수단과 연결되되, 상기 구동수단은, 상기 로드가 안착되어 상하 방향으로 이동할 수 있도록 로드이동홈이 형성된 지지프레임; 상기 지지프레임의 상기 로드이동홈에 안착되며 일측면에 길이방향으로 기어이동홈이 형성되어 있고, 상기 기어이동홈 내의 일측으로 톱니가 형성된 상기 로드; 상기 로드의 기어이동홈 내의 일측에 형성된 톱니와 맞물리는 로드이송기어; 상기 로드이송기어를 회전시켜 상기 로드를 승강 시키는 로드이송모터; 상기 로드의 하부에서 돌출되도록 연결된 바퀴구동포스트; 상기 바퀴구동포스트가 이동하는 포스트안내홈이 중앙에 형성되고, 상기 바퀴구동모터가 힌지 결합된 브라킷; 및 일측은 상기 바퀴구동포스트와 연결되고, 타측은 상기 바퀴구동모터와 상기 브라킷이 힌지 결합된 지점으로부터 소정 거리 떨어진 지점에 연결되어, 상기 바퀴구동포스트의 승강에 따라 상기 바퀴구동모터를 밀거나 당김으로써, 상기 바퀴구동모터와 결합된 상기 바퀴형발의 둘레가 지면에 닿도록 하거나, 상기 바퀴형발의 회전축을 기울여 상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막도록 하는 바퀴링크;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동수단은, 상기 로드의 하부에서 돌출되도록 연결된 꼬리구동포스트; 상기 꼬리구동포스트에 고정된 꼬리지지부; 및 일측은 상기 꼬리지지부에 힌지결합되고 타측에는 꼬리바퀴가 결합되어, 상기 꼬리구동포스트의 승강에 따라 상기 꼬리바퀴를 상기 본체 후방으로 밀어내거나, 상기 꼬리바퀴를 상기 본체 내측으로 당기는 꼬리링크;를 더 포함할 수 있다.

또, 상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막은 상태에서 상기 본체는 전체적으로 계란형이며, 상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막은 상태로 세워지도록 상기 본체의 저면에 평탄부가 형성될 수 있다.

또, 상기 본체의 양측에서 상기 구동수단에 의해 동작되는 날개형팔;을 더 포함하고, 상기 구동수단은, 상기 로드의 상부에 연결되고 끝단에 돌출부가 마련된 팔구동암; 상기 팔구동암의 돌출부가 이동하는 돌출부안내홈이 형성된 팔링크; 및 일단은 상기 날개형팔의 상부와 결합되고, 타단은 상기 팔링크와 힌지 결합되며, 양단의 중간 지점에서 상기 본체와 힌지 결합되는 팔동작축;을 더 포함하고, 상기 팔구동암의 돌출부의 승강에 따라 상기 팔링크가 상기 팔동작축의 타단을 밀거나 당김으로써, 상기 날개형팔이 상기 본체 바깥으로 펼쳐지도록 하거나, 상기 본체에 안착되도록 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 바퀴의 출몰이 가능한 로봇은, 로봇이 동작할 시에는 바퀴형발의 둘레가 지면에 닿도록 하여 이동할 수 있도록 하되, 로봇의 동작이 멈추면 바퀴형발의 각도를 변화시켜 바퀴형발이 본체의 개구부를 가로막아 바퀴형발 표면이 본체의 외관과 일체가 되도록 하여, 휴대시 거치적거림이 없고, 어린이나 환자 등의 사용자가 품에 안을 시 포근함을 느끼게해줄 수 있다.

또한, 동작을 하지 않는 휴면 상태에서는 별도의 커버 없이도 본체 하부의 개구부를 바퀴형발이 완전하게 덮어서 가로막기 때문에 내부에 이물질이 침투하는 것을 방지해줄 수도 있다.

더불어 날개형팔 또한 본체로부터 돌출되거나 본체의 외관과 일체가 되도록 하여 전체적인 로봇의 외관을 변화시켜 신기한 재미를 부여할 수도 있다.

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 바퀴의 출몰이 가능한 로봇을 설명하기 위한 사시도.
도2는 도1에 도시된 로봇의 구동수단을 설명하기 위한 사시도.
도3은 도1에 도시된 로봇의 구동수단을 설명하기 위한 배면도.
도4는 도1에 도시된 로봇의 구동수단 중 로드를 설명하기 위한 사시도.
도5 및 도6은 도1에 도시된 로봇의 바퀴형발과 날개형팔이 본체에 들어가 본체의 외관과 일체가 되는 모습을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 바퀴의 출몰이 가능한 로봇을 설명하기 위한 사시도이다. 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 바퀴의 출몰이 가능한 로봇은 전체적으로 계란형의 외관을 가진 본체(10)와, 본체(10)의 상부에 장착되는 머리부(20)와, 본체(10)의 양옆에 장착되는 날개형팔(64)과, 본체(10) 하부의 개구부(12)에서 장착되는 바퀴형발(53)을 포함한다. 여기서 머리부(20), 날개형팔(64) 및 바퀴형발(53)은 본체(10) 내부에 설치되는 구동수단(40)에 연결되고, 모터 등의 동력원에 의해 작동된다.

본체(10)의 상부에 장착되는 머리부(20)에는 사람의 얼굴과 유사하게 눈(21), 눈썹, 코 등이 형상화 되어 있으며, 모터(미도시)에 의해 눈꺼풀이 움직이거나 눈썹이 움직이거나 머리부(20) 자체가 움직일 수 있다. 또한 코 위치에는 카메라(22)가 장착되어 전방을 촬영할 수가 있다. 또한 머리부(20)에는 투명한 덮개가 씌워질 수도 있다.

본체(10)의 전방에는 디스플레이(30)가 장착되어, 카메라(22)에 의해 촬영된 영상이 출력되거나 별도의 메모리(미도시)에 저장된 사진이나 동영상이 출력될 수도 있다.

본체(10)의 하부에는 양측으로 개구부(12)가 형성되어 있으며, 개구부(12)에 각각 바퀴구동모터(54)에 의해 회전 가능한 바퀴형발(53)이 위치한다. 또한 본체(10)의 하부 후방에는 꼬리바퀴(58)가 출몰하는 개구부가 형성되어 있다.

또한, 본체(10)의 양측면에는 본체(10) 내측으로 함몰된 팔안착부(11)가 형성되어 있으며, 팔안착부(11)에 날개형팔(64)이 장착된다.

이러한 바퀴형발(53)과 날개형팔(64)은 본체(10) 내부에 설치된 구동수단(40)에 의해 작동되며, 구동수단(40)에 대한 설명은 도2 내지 도5를 통해 설명하도록 한다. 설명에 앞서 본 발명의 특징은 로봇의 바퀴형발(53) 및 날개형팔(64)의 구동에 있는 것이기 때문에 머리부(20)의 구동에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도2를 참조하면, 본체(10) 내부에 설치되는 구동수단(40)은 지지프레임(41), 로드(43), 로드이송모터(46), 로드이송기어(47), 바퀴구동포스트(48), 바퀴링크(49), 브라킷(50), 꼬리구동포스트(55), 꼬리지지부(56), 꼬리링크(57), 팔구동암(59), 팔링크(61), 팔동작축(63), 팔지지부(65)를 포함한다.

지지프레임(41)은 상하로 길게 형성되며, 내측으로 로드(43)가 안착되어 길이 방향으로 이동할 수 있는 로드이동홈(42)이 마련되어 있다.

지지프레임(41)을 제거하고 후방 각도에서 바라본 도4를 참조하면, 지지프레임(41)에 안착된 로드(43)의 후면에는 길이방향으로 기어이동홈(44)이 형성되어 있으며, 기어이동홈(44)의 일측에 톱니(45)가 형성되어 있고, 기어이동홈(44)의 톱니(45)에 맞물리는 로드이송기어(47)가 기어이동홈(44)에 안착되어 있다. 로드이송기어(47)는 로드이송모터(46)(도3의 후면도 참조)에 의해 회전 가능하며, 로드이송모터(46)의 동력으로 로드이송기어(47)가 회전함으로써 기어이동홈(44)의 톱니(45)가 밀려올라가거나 내려와 로드(43)가 승강할 수가 있다.

로드(43) 하부 전방에는 바퀴구동포스트(48)가 돌출되어 연결되어 있으며, 로드(43) 하부 후방에는 꼬리구동포스트(55)가 돌출되어 연결되어 있다. 또한 로드(43) 상부 양측으로 돌출되도록 팔구동암(59)이 연결되어 있다.

로드(43)의 하부 전방에 돌출되어 연결된 바퀴구동포스트(48)는 도2에 도시된 바와 같이, 브라킷(50)의 중앙의 상하 방향으로 형성된 포스트안내홈(51)을 관통하여 안착된다.

또한 브라킷(50)의 양측에서 바퀴형발(53)에 회전동력을 제공하는 바퀴구동모터(54)의 일 지점이 힌지(52) 결합된다. 또 브라킷(50)의 포스트안내홈(51)을 관통하여 돌출된 바퀴구동포스트(48)에 바퀴링크(49)의 일단이 연결되고, 바퀴링크(49)의 타단은 바퀴구동모터(54)에 연결된다. 바퀴링크(49)의 타단이 바퀴구동모터(54)에 연결되는 지점은 바퀴구동모터(54)와 브라킷(50)이 힌지(52) 결합된 지점으로부터 되도록 멀리 떨어져 있는 것이 바람직하다.

따라서 도3(후면)을 참조하면, 로드이송모터(46)의 회전에 의해 로드이송기어(47)가 회전하여 로드(43)가 하강하면, 바퀴구동포스트(48)가 브라킷(50)의 포스트안내홈(51)을 따라 하강하게 되고, 바퀴구동포스트(48)의 하강에 따라 바퀴링크(49)의 일단이 하강하면서 바퀴링크(49)의 타단이 바퀴구동모터(54)를 잡아당겨 바퀴구동모터(54)가 힌지(52) 결합된 지점을 기준으로 회전함으로써 바퀴형발(53)이 세워져 바퀴형발(53)의 둘레가 지면에 닿게 된다.

이 상태에서 바퀴구동모터(54)가 회전동력을 바퀴형발(53)에 전달하면, 바퀴형발(53)이 회전하면서 본체(10)가 전진 또는 후진하게 된다. 여기서 각각의 바퀴형발(53)은 각각의 바퀴구동모터(54)에 의해 작동함으로써 바퀴형발(53)의 회전 속도 차이에 따라 우회전과 좌회전도 가능하게 된다. 또한 바퀴형발(53)이 지면에 닿게되는 둘레에는 오링 등의 마찰계수가 높은 재질이 감싸고 있어서 주행 성능을 향상시킬 수도 있다.

또한 사용자가 원격조정장치(미도시)를 이용하여 명령을 입력하면, 로드이송모터(46)가 역회전하면서 로드이송기어(47)가 로드(43)를 밀어올리게 된다. 이에 따라 바퀴구동포스트(48)가 브라킷(50)의 포스트안내홈(51)을 따라 상승하게 되고, 바퀴구동포스트(48)의 상승에 따라 바퀴링크(49)의 일단이 상승하면서 바퀴링크(49)의 타단이 바퀴구동모터(54)를 밀어내며, 이에 따라 바퀴구동모터(54)가 힌지(52) 결합된 지점을 기준으로 회전하여 바퀴형발(53)을 눕히게 된다. 따라서 바퀴형발(53)은 도5의 후면도에 도시된 바와 같이 기울어지게 되며, 도6에서와 같이 바퀴형발(53)이 본체(10)의 개구부(12)를 가로막아 본체(10) 외관의 일부가 된다. 따라서 이 상태에서는 본체(10) 전체의 형상이 계란형이 된다.

한편, 양측에서 바퀴형발(53)이 세워져 있다 하더라도 바퀴형발(53)에 의해서만 본체(10)를 세우고 있는 것은 불안하다. 따라서 본체(10)의 후면에는 꼬리바퀴(58)가 돌출될 수 있는 개구부가 형성되어 있다.

도4를 참조하여 꼬리바퀴(58)의 동작을 설명하면, 먼저 로드(43)의 하부 후방으로 꼬리구동포스트(55)가 돌출되어 연결되어 있으며, 돌출된 꼬리구동포스트(55)에 꼬리지지부(56)가 고정되어 있다. 또한 꼬리링크(57)의 일측이 꼬리지지부(56)에 힌지결합되고, 꼬리링크(57)의 타측에 꼬리바퀴(58)가 결합되어 있다.

따라서 로드(43)가 상승하면, 꼬리구동포스트(55) 및 꼬리지지부(56)가 상승하여 꼬리링크(57) 끝의 꼬리바퀴(58)가 잡아당겨져 꼬리바퀴(58)가 본체(10) 내부로 들어가게 되고, 로드(43)가 하강하면, 꼬리구동포스트(55) 및 꼬리지지부(56)가 하강하여 꼬리링크(57) 끝의 꼬리바퀴(58)를 본체(10) 외부로 밀어내게 된다.

여기서 꼬리바퀴(58) 및 꼬리링크(57)는 본체(10)의 하부 후방에 형성된 개구부를 통해 출몰 되는데, 이때 꼬리바퀴(58) 및 꼬리링크(57)가 본체 내부로 들어가면 꼬리덮개(66)가 개구부를 막아준다. 즉, 도4를 참조하면, 꼬리링크(57)에는 길이 방향으로 꼬리덮개(66)의 연결포스트가 관통하는 연결포스트홈이 형성되어 있고, 꼬리덮개(66)의 내측 일지점은 본체(10)와 힌지 결합된다. 따라서 꼬리구동포스트(55)가 하강하면, 꼬리바퀴(58)가 지면에 맞닿으면서 미끄러져 꼬리링크(57)가 본체(10)의 하부 후방에 형성된 개구부를 통해 돌출하게 된다. 이때 꼬리덮개(66)의 연결포스트가 꼬리링크(57)의 연결포스트홈을 타고 미끄러지면서 꼬리덮개(66)의 하부를 본체(10)의 외부로 밀어내게된다. 따라서 꼬리덮개(66)는 상부가 힌지 결합된 상태로 회전하여 열리게 된다.

반대로, 꼬리바퀴(58)가 돌출된 상태에서 꼬리구동포스트(55)가 상승하면, 꼬리바퀴(58) 및 꼬리링크(57)는 본체(10)의 내부로 들어가게 되며, 꼬리덮개(66)의 하부도 꼬리링크(57)에 연결된 연결포스트에 의해 당겨져 개구부를 막도록 닫히게 된다.

한편, 바퀴형발(53)의 둘레가 지면에 접하게 되는 위치는 본체(10)의 전후방향을 중심으로 하였을 시 앞쪽으로 치우쳐 있는 것이 바람직하다. 즉, 로드(43)가 하강하면, 본체(10) 하부의 양측에서 바퀴형발(53)이 펼쳐지는데, 바퀴형발(53)의 둘레가 지면에 접하게 되는 위치가 본체(10)의 전방으로 치우쳐져 있다면, 바퀴형발(53)이 펼쳐질 시 본체(10)는 자연스럽게 뒤로 젖혀지게 된다. 이때 바퀴형발(53)이 펼쳐짐과 동시에 꼬리바퀴(58)도 후방으로 펼쳐지기 때문에, 돌출하는 꼬리바퀴(58)에 의해 뒤로 넘어지려는 본체(10)를 지탱할 수가 있게 된다. 따라서 본체(10)는 꼬리바퀴(58)가 뒤에서 안정되게 지탱하는 상태로 바퀴형발(53)의 회전에 의해 전후방으로 이동할 수가 있다.

한편 바퀴형발(53) 및 꼬리바퀴(58)가 모두 본체(10) 내부로 진입하게 되면, 계란형 본체(10)의 저면이 지면에 닿게 되는데, 이때에도 본체(10)가 세워진 상태를 유지할 수 있도록 본체(10)의 저면에는 평탄부(13)가 형성되어 있는 것이 바람직하다(도1 참조). 따라서 바퀴형발(53) 및 꼬리바퀴(58)가 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 본체(10) 내부로 들어가더라 본체(10) 저면의 평탄부(13)가 지면에 맞닿아 세워진 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 바퀴형발(53)은 회전에 의해 본체(10)를 이동시키는 역할을 수행하기 때문에 그 둘레가 원형이어야 하며, 바퀴형발(53)은 개구부(12)를 완전하게 가로막아야 하기 때문에 개구부(12) 역시 바퀴형발(53)과 내경이 대략 유사한 원형인 것이 바람직하다. 즉, 바퀴형발(53)은 바퀴형발(53)에 일체로 결합된 바퀴구동모터(54)가 브라킷(50)에 힌지(52) 결합된 상태에서 회전에 의해 펼쳐지고 닫혀진다. 따라서 바퀴형발(53)이 펼쳐지면 바퀴형발(53)이 지면에 수직한 상태로 세워지게 되고 이에 따라 바퀴형발(53)의 회전으로 주행이 가능해지는 것이고, 또한 바퀴형발(53)이 닫혀지면 바퀴형발(53)의 일면이 본체(10)의 개구부(12)를 완전하게 닫아줄 수가 있게 된다. 이에 따라 개구부(12)를 닫아주기 위해 바퀴형발(53) 이외의 별도의 커버가 필요치 않다. 따라서 바퀴형발(53)은 개구부(12)를 닫아주는 커버 역할도 수행하여 이물질이 내부로 침투하는 것을 예방하여 내부 구성의 고장 우려도 없애줄 수가 있다.

더불어, 바퀴형발(53)이 펼쳐지거나 닫혀지는 동작이 직선이동이 아닌 회전이동이기 때문에, 바퀴형발(53)이 회전하여 펼쳐지면 곧바로 바퀴형발(53)이 지면에 수직하게 세워져 주행이 가능한 상태가 되고, 닫혀지면 곧바로 개구부(12)를 닫아주어 본체(10)가 완전한 계란형이 될 수 있도록 할 수 있다. 즉 추가적인 동작이 없더라도, 1회의 동작만으로 바퀴형발(53)이 회전하여 수직으로 세워져 주행상태가 될 수 있고, 반대로 회전하여 개구부(12)를 닫아줄 수 있어서 복잡한 동작 제어를 하지 않아도 된다.

또한, 바퀴형발(53)을 구동시키기 위한 바퀴구동모터(54)는 바퀴형발(53) 내측에 일체로 고정된 구조이다. 즉, 바퀴형발(53)에 바퀴구동모터(54)가 일체로 고정된 구조가 아니라면 바퀴형발(53)의 위치가 특정한 위치에 있을 때에만 회전 동력이 전달되도록 별도의 회전력 변환수단이 필요하지만, 본 실시예에서는 바퀴형발(53)이 본체(10)에 대해서 펼쳐지거나 닫히는 동작을 하더라도, 바퀴구동모터(54)가 바퀴형발(53)에 일체로 고정되어 있기 때문에 회전동력을 변환하여 바퀴형발(53)에 전달해야 하는 별도의 매커니즘이 필요치 않다.

한편, 바퀴형발(53)이 회전하면서 펼쳐지기 때문에, 펼쳐진 바퀴형발(53)의 수직방향 최저점은 본체(10)의 평탄부(13)보다 낮은 지점에 위치하여야 하며, 이에따라 본체(10)는 지면에서 떨어진 상태에서 주행을 할 수가 다. 이와 동시에 펼쳐진 바퀴형발(53)은 지면에 수직한 상태를 유지하면서 구조적으로 안정된 상태(즉, 바퀴형발(53)에 회전력을 전달하는 회전축의 축방향에 수직한 방향으로만 하중이 가해질 뿐 축방향 하중은 발생하지 않음)를 유지할 수 있고, 바퀴형발(53)이 복귀할 시에는 본체(10)의 개구부(12)를 완전하게 덮을 수 있다. 즉, 바퀴형발(53)이 회전하면서 출몰하는 방식이 아니고, 직선 이동하여 출몰하는 방식에서는 상술한 효과를 기대할 수가 없는 것이다.

또한, 바퀴형발(53)과 꼬리바퀴(58)가 본체(10) 내부로 복귀할 시에는 바퀴형발(53)이 먼저 복귀하는 것이 바람직하다. 만약 꼬리바퀴(58)가 먼저 복귀를 하게 되면 본체(10)가 뒤로 젖혀져서 쓰러질 가능성이 있기 때문이다. 따라서 꼬리바퀴(58)보다 바퀴형발(53)이 먼저 접히게 되면 본체(10)가 하강하면서 평탄부(13)가 안정되게 지면에 닿게 될 수 있으며, 이후 꼬리바퀴(58)가 접히면서 본체(10)는 지면에 안정적으로 세워질 수가 있게 된다. 물론 바퀴형발(53)과 꼬리바퀴(58)가 펼쳐지고 접히는 순서는 각각이 로드(43)와 연결된 위치를 설정함으로써 정해진다.

다시 도2 내지 도5를 참조하여 날개형팔(64)의 동작을 설명하도록 한다.

로드(43) 상부 양측으로 돌출되어 팔구동암(59)이 연결되어 있으며, 팔구동암(59)의 끝단에는 돌출부(60)가 마련되어 있다. 팔구동암(59)의 돌촐부는 팔링크(61)의 돌출부안내홈(62)에 결합되며, 팔링크(61)의 끝단은 날개형팔(64)에 고정된 팔동작축(63)과 힌지 결합된다.

날개형팔(64)은 본체(10)의 양측에 형성된 팔안착부(11)에 안착되거나, 아랫부분이 올라가 날개를 펼친 형태를 유지할 수 있게 된다. 이렇게 날개형팔(64)의 동작을 위해 날개형팔(64)의 상부는 본체(10)의 내부로 연장된 팔동작축(63)에 고정된다. 즉 팔동작축(63)의 일단은 날개형팔(64)의 상부와 결합되고, 타단은 팔링크(61)와 힌지 결합된다. 또한 팔동작축(63)의 중간 지점은 본체(10)와 고정된 팔지지부(65)에 힌지 결합된다.

따라서 로드(43)가 하강하면 팔구동암(59)의 돌출부(60)가 팔링크(61)의 돌출부안내홈(62)을 따라 하강하면서 돌출부안내홈(62)의 끝에서 팔링크(61)를 잡아당기게 되고, 이에 따라 팔링크(61)가 팔동작축(63)의 타단을 잡아 내리면서 팔동작축(63)의 일단은 날개형팔(64)을 들어올리게 된다(도3 참조).

반대로 로드(43)가 상승하면 팔구동암(59)의 돌출부(60)가 팔링크(61)의 돌출부안내홈(62)을 따라 상승하면서 돌출부안내홈(62)의 턱에 걸려 팔링크(61)를 밀어올리게 되고, 이에 따라 팔링크(61)가 팔동작축(63)의 타단을 밀어 올리면서 팔동작축(63)의 일단은 날개형팔(64)을 내려 날개형팔(64)이 본체(10)의 팔안착부(11)에 안착하게 된다(도5 및 도6 참조).

이와 같이 로드이송모터(46)의 회전에 따라 로드이송기어(47)가 회전하면, 로드(43)가 상승 또는 하강하게 되는데, 로드(43)가 하강할 시에는 바퀴형발(53)과 날개형팔(64)이 모두 펼쳐진 형태(동작 모드)가 되고, 로드(43)가 상승할 시에는 바퀴형발(53)과 날개형팔(64)이 모두 접혀진 형태(휴면 모드)가 된다.

따라서 동작 모드에서는 사용자의 명령에 따라 바퀴형발(53)이 회전하여 동작을 할 수 있고, 휴면 모드에서는 바퀴형발(53)과 날개형팔(64)이 모두 접혀진 상태가 되어 본체(10)가 완전한 계란형을 이룰 수 있고, 따라서 로봇을 들고 이동할 시에는 거치적거리는 부분이 없으며, 품에 안을 시에도 포근함을 느낄 수가 있게 된다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 바퀴의 출몰이 가능한 로봇은 리모컨(미도시)에 의해 동작 제어될 수도 있으며, 마이크(미도시)나 스피커(미도시)가 장착되어 사용자의 음성을 인식하여 작동하거나, 스피커를 통해 미리 저장되어 있는 음성이 출력될 수도 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10 : 본체
11 : 팔안착부
12 : 개구부
13 : 평탄부
20 : 머리부
21 : 눈
22 : 카메라
30 : 디스플레이
40 : 구동수단
41 : 지지프레임
42 : 로드이동홈
43 : 로드
44 : 기어이동홈
45 : 톱니
46 : 로드이송모터
47 : 로드이송기어
48 : 바퀴구동포스트
49 : 바퀴링크
50 : 브라킷
51 : 포스트안내홈
52 : 힌지
53 : 바퀴형발
54 : 바퀴구동모터
55 : 꼬리구동포스트
56 : 꼬리지지부
57 : 꼬리링크
58 : 꼬리바퀴
59 : 팔구동암
60 : 돌출부
61 : 팔링크
62 : 돌출부안내홈
63 : 팔동작축
64 : 날개형팔
65 : 팔지지부
66 : 꼬리덮개

Claims

하부에 개구부가 형성된 본체;
바퀴구동모터의 동력에 의해 회전이 가능하며 상기 본체의 개구부에 위치하는 바퀴형발; 및
상기 본체 내부에 장착되며, 상기 바퀴형발과 연계된 로드를 이송시킴으로써 상기 바퀴형발의 둘레가 지면에 닿도록 하여 상기 바퀴형발의 회전에 따라 상기 본체의 이동이 가능하게 하거나, 또는 상기 바퀴형발의 회전축을 기울여 상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막도록 하는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴의 출몰이 가능한 로봇.
제1항에 있어서,
상기 본체의 하부 양측에 대칭으로 각각의 개구부가 형성되어 있고,
상기 각각의 개구부에 상기 바퀴형발이 각각 위치하며, 상기 바퀴형발에 동력을 전달하는 상기 바퀴구동모터가 상기 구동수단과 연결되되,
상기 구동수단은,
상기 로드가 안착되어 상하 방향으로 이동할 수 있도록 로드이동홈이 형성된 지지프레임;
상기 지지프레임의 상기 로드이동홈에 안착되며 일측면에 길이방향으로 기어이동홈이 형성되어 있고, 상기 기어이동홈 내의 일측으로 톱니가 형성된 상기 로드;
상기 로드의 기어이동홈 내의 일측에 형성된 톱니와 맞물리는 로드이송기어;
상기 로드이송기어를 회전시켜 상기 로드를 승강 시키는 로드이송모터;
상기 로드의 하부에서 돌출되도록 연결된 바퀴구동포스트;
상기 바퀴구동포스트가 이동하는 포스트안내홈이 중앙에 형성되고, 상기 바퀴구동모터가 힌지 결합된 브라킷; 및
일측은 상기 바퀴구동포스트와 연결되고, 타측은 상기 바퀴구동모터와 상기 브라킷이 힌지 결합된 지점으로부터 소정 거리 떨어진 지점에 연결되어, 상기 바퀴구동포스트의 승강에 따라 상기 바퀴구동모터를 밀거나 당김으로써, 상기 바퀴구동모터와 결합된 상기 바퀴형발의 둘레가 지면에 닿도록 하거나, 상기 바퀴형발의 회전축을 기울여 상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막도록 하는 바퀴링크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴의 출몰이 가능한 로봇.
제2항에 있어서,
상기 구동수단은,
상기 로드의 하부에서 돌출되도록 연결된 꼬리구동포스트;
상기 꼬리구동포스트에 고정된 꼬리지지부; 및
일측은 상기 꼬리지지부에 힌지결합되고 타측에는 꼬리바퀴가 결합되어, 상기 꼬리구동포스트의 승강에 따라 상기 꼬리바퀴를 상기 본체 후방으로 밀어내거나, 상기 꼬리바퀴를 상기 본체 내측으로 당기는 꼬리링크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바퀴의 출몰이 가능한 로봇.
제1항에 있어서,
상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막은 상태에서 상기 본체는 전체적으로 계란형이며,
상기 바퀴형발이 상기 본체의 개구부를 가로막은 상태로 세워지도록 상기 본체의 저면에 평탄부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 바퀴의 출몰이 가능한 로봇.
제2항에 있어서,
상기 본체의 양측에서 상기 구동수단에 의해 동작되는 날개형팔;을 더 포함하고,
상기 구동수단은,
상기 로드의 상부에 연결되고 끝단에 돌출부가 마련된 팔구동암;
상기 팔구동암의 돌출부가 이동하는 돌출부안내홈이 형성된 팔링크; 및
일단은 상기 날개형팔의 상부와 결합되고, 타단은 상기 팔링크와 힌지 결합되며, 양단의 중간 지점에서 상기 본체와 힌지 결합되는 팔동작축;을 더 포함하고,
상기 팔구동암의 돌출부의 승강에 따라 상기 팔링크가 상기 팔동작축의 타단을 밀거나 당김으로써, 상기 날개형팔이 상기 본체 바깥으로 펼쳐지도록 하거나, 상기 본체에 안착되도록 하는 것을 특징으로 하는 바퀴의 출몰이 가능한 로봇.