KR20130031093A

KR20130031093A - Modular robot

Info

Publication number: KR20130031093A
Application number: KR1020110094809A
Authority: KR
Inventors: 유인환; 이보희; 이상경
Original assignee: 유인환; 이상경; 이보희
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-03-28
Also published as: KR101286423B1

Abstract

PURPOSE: A modular robot is provided to maintain a stable coupling state and to enable rapid coupling or separation with a latch. CONSTITUTION: A modular robot comprises a main body, a wheel(122), a driving device, a docking frame(127), a locking device(140,141), and a control circuit(163). Coupling surfaces(114,115) in which a latch groove(117) is formed is included in the main body, and latches(142,143) enter through the latch groove. The locking device comprises the latches and a latch rotation device. The latch is inserted in a fixing groove(131) while a coupling surface of two modular robots faces docking surfaces(128,129).

Description

Modular robots

본 발명은 모듈러 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수가 다양한 형태로 결합되어 다양한 형상의 조립형 로봇을 구성할 수 있는 모듈러 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a modular robot, and more particularly, to a modular robot that can be assembled in a variety of forms to form an assembled robot of various shapes.

로봇은 사람과 유사한 모습과 기능을 가진 기계, 또는 무엇인가 스스로 작업하는 능력을 가진 기계를 말한다. 인공의 동력을 사용하는 로봇은 사람 대신, 또는 사람과 함께 일을 하기도 한다. 통상 로봇은 제작자가 계획한 일을 하도록 설계되며, 사람들이 해오던 많은 일을 대신하고 있다.A robot is a machine that looks and functions similar to a person, or a machine that has the ability to work on its own. Artificially powered robots work on or with humans. Robots are usually designed to do what the producers planned, replacing many of the things people have been doing.

제조공장에서 조립, 용접, 핸들링 등을 수행하는 자동화된 로봇을 산업용 로봇이라 하고, 환경을 인식하고 스스로 판단하는 기능을 가진 로봇을 지능형 로봇이라 부른다. 로봇은 언제나 일정한 수준의 정밀도와 정확도로 작업을 계속할 수 있으므로, 단조로운 반복 작업이나 따분한 작업, 불쾌한 작업들을 로봇을 이용하면 효과적으로 처리할 수 있다.An automated robot that performs assembly, welding, and handling in a manufacturing plant is called an industrial robot, and a robot that has the ability to recognize the environment and judge itself is called an intelligent robot. Since the robot can continue to work with a certain level of precision and accuracy at all times, the robot can effectively handle monotonous repetitive tasks, boring tasks and objectionable tasks.

또한 로봇은 인간에게는 위험한 작업에 투입될 수 있다. 인간이 견디기 힘든 고온 환경이나 극저온 환경, 우주 공간에서도 로봇은 작업을 할 수 있고, 인간에게 해로운 방사성 물질이나 유독 화학 물질을 취급하는 데에도 로봇이 이용될 수 있다. 또한 로봇은 폭발물 수색이나 폭발물 처리와 같이 인간의 생명이 위협받을 수 있는 작업을 수행할 수 있다.Robots can also be put into work that is dangerous to humans. Robots can work in high temperature, cryogenic, or space environments that humans can't tolerate, and they can be used to handle radioactive or toxic chemicals that are harmful to humans. Robots can also perform tasks that can threaten human life, such as explosive search and explosive handling.

가정에서도 많은 로봇이 가사를 돕는데 이용되고 있다. 일예로, 로봇 청소기는 이미 다양한 종류의 제품이 상용화되고 있고, 제품의 가격도 많이 낮아진 상태이다. 그리고 육체적인 장애를 가진 사람들이나 노령으로 체력이 약해진 사람들을 돌보는 일에도 로봇이 많이 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다.Many robots are also used at home to help with household chores. For example, the robot cleaner has already been commercialized in a variety of products, the price of the product is much lowered. It is also expected that robots can be used to care for people with physical disabilities or those whose physical strength has weakened due to old age.

이와 같이 로봇이 사용되는 분야는 산업용, 군사용, 우주탐사용, 가정용, 의료용 등 그 범위가 매우 다양하다. 또한 새로운 형태의 로봇의 개발로 그 활용 분야는 더욱 증가될 것으로 예상되고 있다.As such, the fields in which robots are used are very diverse, including industrial, military, space exploration, home use, and medical use. In addition, the development of a new type of robot is expected to further increase its field of application.

현재 전 세계적으로 '모듈러 로봇'이라 불리는 새로운 형태의 조립형 로봇이 활발히 연구되고 있다. 모듈러 로봇은 장난감 블록처럼 크기가 작은 것이 여러 개 결합되어 하나의 큰 결합 로봇을 이룬다. 모듈러 로봇들은 상황에 따라 서로 정보를 주고받으며 재구성함으로써 다양한 모양을 형성하며, 다양한 형태의 움직임을 만들어 낸다. 예컨대, 빠른 움직임이 필요할 때는 모듈러 로봇들이 바퀴모양으로 합쳐져 구름 운동을 하고, 좁은 공간을 통과할 때는 모듈러 로봇들이 뱀모양으로 재결합 후 사행 운동을 할 수 있다.Currently, a new type of assembled robot called 'modular robot' is being actively researched all over the world. Modular robots combine several small ones like toy blocks to form one large combined robot. Modular robots make various shapes and make various forms of movement by exchanging and reconstructing information with each other according to the situation. For example, when the robot needs to move quickly, the modular robots may be combined with wheels to make a cloud movement, and when passing through a narrow space, the modular robots may be snake-shaped after being reunited with snakes.

이러한 모듈러 로봇은 다양한 크기로 제작될 수 있고, 상황에 따라 유연하게 모양을 바꿀 수 있어 그 응용 분야가 매우 다양할 것으로 예상되고 있다. 모듈러 로봇은 다른 것과의 결합을 통해 다양한 움직임과 기능을 발휘하므로 모듈러 로봇 간의 상호 결합 구조를 개선하기 위한 여러 연구가 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 모듈러 로봇에 대한 연구는 초기단계이고, 이를 상용화하기까지는 많은 연구 개발이 필요한 실정이다.Such modular robots can be manufactured in various sizes and can be flexibly changed according to the situation, and their application fields are expected to be very diverse. Modular robots exhibit various movements and functions by combining with others, and various studies have been made to improve mutual coupling structures between modular robots. However, research on modular robots is still in its infancy, and much research and development is required before commercializing them.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다른 것과의 결합 및 분리가 신속하고 안정적으로 이루어질 수 있도록 결합 구조가 개선된 모듈러 로봇을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a modular robot with improved coupling structure so that the coupling and separation with other can be made quickly and stably.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 모듈러 로봇은, 걸쇠홈이 형성된 결합면을 갖는 본체, 상기 본체에 결합되는 바퀴, 상기 바퀴를 구동시키기 위해 상기 본체에 결합되는 바퀴 구동장치, 고정홈이 형성된 도킹면을 갖고 상기 본체에 결합되는 도킹 프레임, 다른 모듈러 로봇을 상기 결합면에 고정시키기 위한 락킹장치, 상기 바퀴 구동장치 및 상기 락킹장치의 동작을 제어하는 제어회로를 포함한다. 상기 락킹장치는, 상기 걸쇠홈을 통해 출입할 수 있도록 상기 본체에 설치되는 걸쇠, 상기 걸쇠를 상기 걸쇠홈을 통해 출입할 수 있도록 회전시키는 걸쇠 회전장치를 구비하고, 상기 결합면이 다른 모듈러 로봇의 상기 도킹면과 마주한 상태에서 상기 걸쇠가 상기 걸쇠홈을 통해 나와 다른 모듈러 로봇의 상기 도킹면에 마련된 고정홈에 삽입됨으로써 다른 모듈러 로봇을 상기 결합면에 고정시킨다.Modular robot according to the present invention for achieving the above object, the main body having a coupling surface formed with a clasp groove, the wheel is coupled to the main body, the wheel drive unit coupled to the main body to drive the wheel, the fixed groove is formed And a docking frame having a docking surface and coupled to the main body, a locking device for fixing another modular robot to the engaging surface, and a control circuit for controlling the operation of the wheel driving device and the locking device. The locking device is provided with a clasp installed in the main body to enter and exit through the clasp groove, a clasp rotating device for rotating the clasp to enter and exit through the clasp groove, the engaging surface of the other modular robot In the state facing the docking surface, the latch is released through the latch groove is inserted into the fixing groove provided in the docking surface of the other modular robot to fix the other modular robot to the coupling surface.

본 발명에 의한 모듈러 로봇은 상기 결합면과 상기 도킹면 중 어느 한쪽에 구비되는 감지부재 및 상기 결합면과 상기 도킹면 중 다른 한쪽에 구비되는 감지센서를 더 포함할 수 있다.Modular robot according to the present invention may further include a sensing member provided on any one of the coupling surface and the docking surface and a sensing sensor provided on the other of the coupling surface and the docking surface.

상기 감지부재는 자석이고, 상기 감지센서는 상기 자석을 감지할 수 있는 홀 센서일 수 있다.The sensing member may be a magnet, and the sensing sensor may be a hall sensor capable of sensing the magnet.

상기 결합면 및 상기 도킹면은 각각 복수로 구비되고, 상기 감지부재는 복수가 상기 복수의 결합면과 상기 복수의 도킹면 중 어느 한쪽에 구비되고, 상기 감지센서는 복수가 상기 복수의 결합면과 상기 복수의 도킹면 중 다른 한쪽에 구비되며, 상기 복수의 감지부재는 상기 복수의 결합면과 상기 복수의 도킹면 중 어느 한쪽에 각각 다른 개수로 배치되고, 상기 감지센서는 상기 복수의 결합면과 상기 복수의 도킹면 중 다른 한쪽에 각각 같은 개수로 배치될 수 있다.The coupling surface and the docking surface are each provided in plural, the plurality of sensing members are provided on any one of the plurality of coupling surfaces and the plurality of docking surface, the plurality of sensing sensors and the plurality of coupling surfaces It is provided on the other side of the plurality of docking surfaces, the plurality of sensing members are arranged in any one of the plurality of coupling surfaces and the plurality of docking surfaces, respectively, different numbers, the sensing sensor and the plurality of coupling surfaces The plurality of docking surfaces may be arranged in the same number on the other side.

상기 걸쇠홈 및 상기 고정홈은 복수로 구비되고, 상기 락킹장치는 상기 걸쇠를 한 쌍 구비하며, 상기 각 걸쇠의 회전 중심축은 평행하고, 상기 락킹장치의 작동시 상기 각 걸쇠는 서로 반대 방향으로 회전할 수 있다.The clasp groove and the fixing groove are provided in plurality, the locking device is provided with a pair of the clasp, the central axis of rotation of each of the clasps are parallel, the respective clasps rotate in opposite directions when the locking device is operated can do.

상기 걸쇠홈 및 상기 고정홈은 복수로 구비되고, 상기 락킹장치는 상기 걸쇠를 한 쌍 구비하며, 상기 걸쇠 회전장치는 하나의 락킹 모터 및 상기 락킹 모터의 구동력을 상기 한 쌍의 걸쇠에 동시에 전달하는 동력전달기구를 포함할 수 있다.The clasp groove and the fixing groove are provided in plurality, the locking device is provided with a pair of the clasp, the clasp rotation device for simultaneously transmitting the driving force of one locking motor and the locking motor to the pair of clasps It may include a power transmission mechanism.

상기 동력전달기구는, 상기 락킹 모터에 결합되는 구동기어, 상기 구동기어와 각각 기어 연결되어 회전하는 제 1 회전기어 및 연결기어, 상기 연결기어와 기어 연결되어 회전하는 제 2 회전기어를 포함하고, 상기 제 1 회전기어에는 상기 한 쌍의 걸쇠 중 어느 하나가 결합되고 상기 제 2 회전기어에는 상기 한 쌍의 걸쇠 중 다른 하나와 결합되며, 상기 구동기어가 회전하면 상기 제 1 회전기어와 상기 제 2 회전기어가 서로 반대 방향으로 회전하여 상기 한 쌍의 걸쇠가 움직일 수 있다.The power transmission mechanism includes a drive gear coupled to the locking motor, a first rotary gear and a coupling gear which are rotated in gear connection with the driving gear, respectively, and a second rotary gear which is geared and rotated in connection with the connecting gear. Any one of the pair of clasps is coupled to the first rotary gear, and the second rotary gear is coupled to another one of the pair of clasps. When the drive gear rotates, the first rotary gear and the second The pair of latches may move as the rotary gears rotate in opposite directions.

상기 한 쌍의 걸쇠 중 다른 하나와 결합되는 제 2 회전기어, 상기 락킹 모터에 결합되고 상기 제 1 회전기어와 기어 결합되는 구동기어, 상기 제 2 회전기어 및 상기 구동기어와 각각 기어 결합되어 상기 구동기어의 구동력을 상기 제 2 회전기어에 전달하는 연결기어를 포함할 수 있다.A second rotary gear coupled to the other one of the pair of clasps, a drive gear coupled to the locking motor and gear coupled to the first rotary gear, and geared to the second rotary gear and the drive gear, respectively; It may include a connecting gear for transmitting a driving force of the gear to the second rotary gear.

상기 걸쇠는 상기 걸쇠 회전장치에 결합되는 연결부 및 상기 연결부에서 수직으로 연장된 걸림부를 포함할 수 있다.The clasp may include a connecting portion coupled to the latch rotating device and a catching portion extending vertically from the connecting portion.

상기 도킹 프레임은 상기 본체에 회전 가능하게 결합되고, 본 발명에 의한 모듈러 로봇은 상기 도킹 프레임을 회전시키기 위해 상기 본체에 설치되는 도킹 프레임 회전장치를 더 포함할 수 있다.The docking frame is rotatably coupled to the main body, and the modular robot according to the present invention may further include a docking frame rotating device installed on the main body to rotate the docking frame.

상기 결합면은 상기 본체에 복수로 마련되고, 상기 도킹면은 상기 도킹 프레임에 복수로 마련되며, 상기 락킹장치는 복수가 상기 복수의 결합면에 각각 배치될 수 있다.The coupling surface may be provided in plural in the main body, the docking surface may be provided in plural in the docking frame, and the plurality of locking devices may be disposed in the plurality of coupling surfaces, respectively.

본 발명에 의한 모듈러 로봇은 락킹장치에 구비되는 걸쇠가 회전하는 동작에 의해 다른 모듈러 로봇과 결합되거나 분리될 수 있다. 따라서 다른 모듈러 로봇과의 결합 및 분리 동작이 쉽고 신속하게 이루어질 수 있다.Modular robot according to the present invention can be coupled to or separated from other modular robot by the operation of the latch provided in the locking device. Therefore, the coupling and disconnection operation with other modular robots can be made easily and quickly.

또한 본 발명에 의한 모듈러 로봇은 다른 모듈러 로봇과 결합될 때 락킹장치에 구비되는 걸쇠가 다른 모듈러 로봇의 도킹 프레임을 움켜쥐는 동작을 취하므로, 다른 모듈러 로봇과의 결합력이 크고 다른 모듈러 로봇과 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.In addition, since the modular robot according to the present invention takes an operation of grasping the docking frame of another modular robot when the clasp provided in the locking device is coupled to another modular robot, the coupling force with other modular robots is large and stable with other modular robots. Can remain coupled.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇을 하부에서 바라본 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇을 상부에서 바라본 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇에 구비된 도킹 플레이트가 회전하지 않은 상태를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇에 구비된 도킹 플레이트가 회전한 상태를 각각 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇의 락킹장치를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇에 구비된 락킹장치의 분리 동작을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇에 구비된 락킹장치의 결합 동작을 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇에 구비된 락킹장치에 의한 모듈러 로봇 간의 결합 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇 복수 개가 일렬로 결합된 상태를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇 복수 개가 수직으로 결합된 상태를 나타낸 것이다.1 and 2 are a perspective view of the modular robot according to an embodiment of the present invention from the bottom.
3 and 4 is a perspective view of the modular robot according to an embodiment of the present invention from the top.
5 is an exploded perspective view showing a modular robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows a state that the docking plate provided in the modular robot according to an embodiment of the present invention does not rotate.
7 and 8 illustrate a state in which the docking plate provided in the modular robot according to an embodiment of the present invention is rotated.
Figure 9 shows a locking device of the modular robot according to an embodiment of the present invention.
10 illustrates a separation operation of the locking device provided in the modular robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 shows the coupling operation of the locking device provided in the modular robot according to an embodiment of the present invention.
12 is for explaining the coupling operation between the modular robot by the locking device provided in the modular robot according to an embodiment of the present invention.
13 illustrates a state in which a plurality of modular robots are coupled in a row according to an embodiment of the present invention.
14 illustrates a state in which a plurality of modular robots are vertically coupled according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 모듈러 로봇에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the modular robot according to the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of explanation. In addition, terms that are specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may vary depending on the intention or custom of the user or operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇을 하부에서 바라본 사시도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇을 상부에서 바라본 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇을 나타낸 분해 사시도이다.1 and 2 are a perspective view of the modular robot according to an embodiment of the present invention from the bottom, Figures 3 and 4 are a perspective view of the modular robot according to an embodiment of the present invention from the top, Figure 5 is a view An exploded perspective view showing a modular robot according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇(100)은 본체(110), 본체(110)의 하부에 배치되는 한 쌍의 바퀴(122), 바퀴(122)를 구동시키기 위한 바퀴 구동장치(123), 본체(110)에 결합되는 도킹 프레임(127), 도킹 프레임(127)을 회전시키기 위한 회전모터(138) 및 회전축(139)을 갖는 도킹 프레임 회전장치, 한 쌍의 락킹장치(140)(141), 모듈러 로봇(100)의 전반적을 동작을 제어하는 제어회로(163) 및 전원 공급을 위한 배터리(165)를 포함한다. 이 밖에 본 발명의 일실시예에 의한 모듈러 로봇(100)은 다른 것들과 상호 신호를 주고 받을 수 있는 송수신장치를 더 포함할 수 있다. 이러한 모듈러 로봇(100)은 락킹장치(140)(141)에 의해 다른 것들과 결합되어 다양한 형태의 결합 로봇을 구성하게 된다.As shown in FIGS. 1 to 5, the modular robot 100 according to an embodiment of the present invention includes a main body 110, a pair of wheels 122 and a wheel 122 disposed under the main body 110. Docking frame rotating device having a wheel drive device 123 for driving the drive, a docking frame 127 coupled to the main body 110, a rotating motor 138 for rotating the docking frame 127 and a rotating shaft 139 , A pair of locking devices 140 and 141, a control circuit 163 for controlling the overall operation of the modular robot 100, and a battery 165 for power supply. In addition, the modular robot 100 according to an embodiment of the present invention may further include a transceiver for transmitting and receiving signals to and from others. The modular robot 100 is coupled to the other by the locking device 140, 141 to form a coupling robot of various forms.

본체(110)는 베이스 프레임(111)과 락킹 프레임(113)을 포함한다. 베이스 프레임(111)에는 바퀴(122), 바퀴 구동장치(123), 도킹 프레임(127), 회전모터(138) 및 회전축(139)을 갖는 도킹 프레임 회전장치, 한 쌍의 락킹장치(140)(141), 제어회로(163) 및 배터리(165)가 설치된다. 베이스 프레임(111)은 네 개의 측면을 갖는 사각형 형상으로 이루어진다. 베이스 프레임(111)의 일측면에는 커버 프레임(112)이 결합된다. 락킹 프레임(113)은 상호 수직으로 배치되는 제 1 결합면(114) 및 제 2 결합면(115), 그리고 제 1 결합면(114)과 수직으로 배치되는 커버면(116)을 포함한다.The main body 110 includes a base frame 111 and a locking frame 113. The base frame 111 has a wheel 122, a wheel drive device 123, a docking frame 127, a docking frame rotating device having a rotating motor 138 and a rotating shaft 139, a pair of locking device 140 ( 141, a control circuit 163 and a battery 165 are installed. The base frame 111 has a quadrangular shape having four sides. The cover frame 112 is coupled to one side of the base frame 111. The locking frame 113 includes a first coupling surface 114 and a second coupling surface 115 that are disposed perpendicular to each other, and a cover surface 116 that is disposed perpendicular to the first coupling surface 114.

도 5에 도시된 것과 같이, 제 1 결합면(114) 및 제 2 결합면(115)에는 걸쇠홈(117)이 한 쌍씩 마련된다. 각 걸쇠홈(117)의 양쪽 끝단에는 제 1 결합면(114) 또는 제 2 결합면(115)의 중앙쪽으로 연장된 연장홈(118)이 연결된다. 제 1 결합면(114) 및 제 2 결합면(115)에 각각 구비되는 한 쌍의 걸쇠홈(117)은 중심선을 기준으로 상단과 하단 대각선 방향에 180도 회전되어 배치된다. 거리는 중심선을 기준으로 동일한 위치에 배치된다.As shown in FIG. 5, the latching grooves 117 are provided in pairs in the first coupling surface 114 and the second coupling surface 115. Extension ends 118 extending toward the center of the first coupling surface 114 or the second coupling surface 115 are connected to both ends of each latch groove 117. The pair of clasp grooves 117 respectively provided on the first coupling surface 114 and the second coupling surface 115 are disposed to be rotated 180 degrees in the diagonal direction of the upper and lower ends with respect to the center line. The distances are placed at the same location with respect to the centerline.

또한 제 1 결합면(114) 및 제 2 결합면(115)에는 복수의 홀 센서(119)가 구비된다. 홀 센서(119)는 다른 모듈러 로봇(100)에 구비되는 자석(135)을 감지하기 위한 것으로, 제 1 결합면(114)에 구비되는 홀 센서(119)의 개수와 제 2 결합면(115)에 구비되는 홀 센서(119)의 개수는 네 개로 같다. 물론, 각 결합면(114)(115)에 구비되는 홀 센서(119)의 개수나 배치 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.In addition, the first coupling surface 114 and the second coupling surface 115 are provided with a plurality of Hall sensors 119. The hall sensor 119 is for detecting the magnet 135 provided in the other modular robot 100, and the number of the hall sensors 119 provided on the first coupling surface 114 and the second coupling surface 115 are provided. The number of Hall sensors 119 provided in the same is four. Of course, the number or arrangement of the Hall sensors 119 provided on each of the coupling surfaces 114 and 115 is not limited to those illustrated and may be variously changed.

본체(110)의 하부에는 바퀴 지지부재(120)와 바퀴 보조부재(121)가 구비된다. 바퀴 지지부재(120)에는 한 쌍의 바퀴(122)가 회전 가능하게 결합된다. 한 쌍의 바퀴(122) 및 바퀴 보조부재(121)는 지면에 접하여 본체(110)를 지면으로부터 이격시킨다.The lower part of the main body 110 is provided with a wheel support member 120 and the wheel auxiliary member 121. A pair of wheels 122 are rotatably coupled to the wheel support member 120. The pair of wheels 122 and the wheel auxiliary member 121 contact the ground to space the main body 110 from the ground.

각 바퀴(122)는 바퀴 구동장치(123)에 의해 회전한다. 바퀴 구동장치(123)는 바퀴 구동모터(124)와 구동벨트(125)를 포함한다. 바퀴 구동모터(124)가 작동하면 구동벨트(125)가 바퀴 구동모터(124)의 구동력을 바퀴(122)에 전달하여 바퀴(122)가 회전하게 된다. 도면에는 한 쌍의 바퀴(122)가 별도의 바퀴 구동장치(123)에 의해 회전하는 것으로 나타냈으나, 바퀴 구동장치(123)는 하나만 구비될 수도 있다. 이 경우 두 개의 바퀴(122)가 하나의 바퀴 구동장치(123)로부터 구동력을 전달받아 회전할 수 있다. 또한 바퀴 구동장치(123)는 구동벨트(125)를 이용하는 구조 이외의 다른 구조로 변경될 수 있다.Each wheel 122 is rotated by the wheel drive 123. The wheel drive device 123 includes a wheel drive motor 124 and a drive belt 125. When the wheel driving motor 124 operates, the driving belt 125 transmits the driving force of the wheel driving motor 124 to the wheels 122 so that the wheels 122 rotate. In the drawings, the pair of wheels 122 is shown to rotate by a separate wheel drive device 123, but only one wheel drive device 123 may be provided. In this case, two wheels 122 may rotate by receiving a driving force from one wheel driving device 123. In addition, the wheel drive device 123 may be changed to a structure other than the structure using the drive belt 125.

도킹 프레임(127)은 서로 수직으로 배치되는 제 1 도킹면(128) 및 제 2 도킹면(129), 제 1 도킹면(128)과 수직으로 배치되는 커버면(130)을 포함하고, 베이스 프레임(111)에 회전 가능하게 결합된다. 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 베이스 프레임(111)의 둘레로는 락킹 프레임(113)의 제 1 결합면(114) 및 제 2 결합면(115), 도킹 프레임(127)의 제 1 도킹면(128) 및 제 2 도킹면(129)이 외부로 드러나도록 배치된다. 따라서 이들 제 1 결합면(114), 제 2 결합면(115), 제 1 도킹면(128) 및 제 2 도킹면(129)이 모듈러 로봇(100)의 외관을 형성하며, 모듈러 로봇(100)은 대략적으로 육면체 모양을 갖게 된다.The docking frame 127 includes a first docking surface 128 and a second docking surface 129, and a cover surface 130 disposed perpendicular to the first docking surface 128, which are disposed perpendicular to each other, and the base frame. It is rotatably coupled to the (111). As shown in FIGS. 1 to 4, the first engaging surface 114 and the second engaging surface 115 of the locking frame 113 and the first of the docking frame 127 are formed around the base frame 111. The docking surface 128 and the second docking surface 129 are disposed to be exposed to the outside. Accordingly, these first coupling surfaces 114, the second coupling surface 115, the first docking surface 128 and the second docking surface 129 form the appearance of the modular robot 100, and the modular robot 100 Has an approximate hexahedron shape.

도 5에 도시된 것과 같이, 도킹 프레임(127)의 제 1 도킹면(128) 및 제 2 도킹면(129) 각각에는 네 개의 고정홈(131)이 마련된다. 각각의 고정홈(131)의 양쪽 끝단에는 제 1 도킹면(128) 또는 제 2 도킹면(129)의 중앙쪽으로 연장된 연장홈(133)이 연결된다.As shown in FIG. 5, four fixing grooves 131 are provided in each of the first and second docking surfaces 128 and 129 of the docking frame 127. Extension ends 133 extending toward the center of the first docking surface 128 or the second docking surface 129 are connected to both ends of each of the fixing grooves 131.

제 1 도킹면(128) 및 제 2 도킹면(129)에 각각 구비되는 고정홈(131)은 각각의 도킹면(128)(129)의 중심을 기준으로 0도, 90도, 180도, 270도 위치에 배치된다. 고정홈(131)의 길이는 걸쇠홈(117)과 같으며 넓이는 걸쇠홈(117)보다 조금 더 넓어 걸쇠(142)(143)가 쉽게 삽입될 수 있다.Fixing grooves 131 provided in the first docking surface 128 and the second docking surface 129, respectively, are 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, 270 relative to the center of each docking surface (128, 129) Is also placed in position. The length of the fixing groove 131 is the same as the latch groove 117 and the width is slightly wider than the latch groove 117 so that the clasps 142 and 143 can be easily inserted.

제 1 도킹면(128) 및 제 2 도킹면(129)에는 복수의 자석(135)이 구비된다. 제 1 도킹면(128)에 구비되는 자석(135)의 개수와 제 2 도킹면(129)에 구비되는 자석(135)의 개수는 다르다. 즉, 제 1 도킹면(128)에는 세 개의 자석(135)이 배치되고, 제 2 도킹면(129)에는 두 개의 자석(135)이 배치된다. 물론, 각 도킹면(128)(129)에 구비되는 자석(135)의 개수와 배치 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.The first docking surface 128 and the second docking surface 129 are provided with a plurality of magnets 135. The number of magnets 135 provided on the first docking surface 128 and the number of magnets 135 provided on the second docking surface 129 are different. That is, three magnets 135 are disposed on the first docking surface 128 and two magnets 135 are disposed on the second docking surface 129. Of course, the number and arrangement of the magnets 135 provided on each of the docking surfaces 128 and 129 are not limited to those illustrated and may be variously changed.

도킹 프레임(127)의 제 2 도킹면(129) 및 커버면(130)의 중앙에는 결합홈(136)(137)이 마련된다. 제 2 도킹면(129)의 결합홈(136)에는 도킹 프레임 회전장치의 회전축(139)이 결합된다. 도킹 프레임 회전장치의 회전축(139)에 의해 도킹 프레임(127)은 도 6 내지 도 8에 도시된 것과 같이, 대략 -90˚~90˚ 회전할 수 있다.Coupling grooves 136 and 137 are provided at the centers of the second docking surface 129 and the cover surface 130 of the docking frame 127. The rotating shaft 139 of the docking frame rotating device is coupled to the coupling groove 136 of the second docking surface 129. The docking frame 127 may rotate approximately −90 ° to 90 ° as shown in FIGS. 6 to 8 by the rotation shaft 139 of the docking frame rotating device.

도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 락킹장치(140)(141)는 다른 모듈러 로봇(100)과의 결합을 위한 것으로 본체(110)의 베이스 프레임(111)과 락킹 프레임(113)의 사이에 배치된다. 구체적으로, 제 1 락킹장치(140)는 제 1 결합면(114)의 후면에 배치되고, 제 2 락킹장치(141)는 제 2 결합면(115)의 후면에 배치된다.As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the locking devices 140 and 141 are for coupling with other modular robots 100 and the base frame 111 and the locking frame 113 of the main body 110. ) Is placed between. In detail, the first locking device 140 is disposed on the rear surface of the first coupling surface 114, and the second locking device 141 is disposed on the rear surface of the second coupling surface 115.

제 1 락킹장치(140)는 다른 모듈러 로봇(100)의 제 1 도킹면(128) 또는 제 2 도킹면(129)을 본체(110)의 제 1 결합면(114)에 고정시키고, 제 2 락킹장치(141)는 다른 모듈러 로봇(100)의 제 1 도킹면(128) 또는 제 2 도킹면(129)을 본체(110)의 제 2 결합면(115)에 고정시킨다. 제 1 락킹장치(140) 및 제 2 락킹장치(141)는 설치 위치와 배치 구조만 다를 뿐 구체적인 구조는 같다. 이하에서는 제 1 락킹장치(140)의 구성 및 작용에 대해서만 설명하기로 한다.The first locking device 140 fixes the first docking surface 128 or the second docking surface 129 of the other modular robot 100 to the first engagement surface 114 of the main body 110, and the second locking The device 141 secures the first docking surface 128 or the second docking surface 129 of the other modular robot 100 to the second engagement surface 115 of the body 110. The first locking device 140 and the second locking device 141 differ only in the installation position and the arrangement structure, but the specific structure is the same. Hereinafter, only the configuration and operation of the first locking device 140 will be described.

도 9은 제 1 락킹장치를 나타낸 것이다.9 shows a first locking device.

도 9에 도시된 것과 같이, 제 1 락킹장치(140)는 한 쌍의 걸쇠(142)(143)와 이들 걸쇠(142)(143)를 회전시키기 위한 걸쇠 회전장치(146)를 포함한다. 제 1 걸쇠(142)와 제 2 걸쇠(143)는 걸쇠 회전장치(146)에 의해 회전함으로써 락킹 프레임(113)의 걸쇠홈(117)을 통해 출입할 수 있다. 제 1 걸쇠(142)와 제 2 걸쇠(143)는 구체적인 구조가 같은 것으로, 걸쇠 회전장치(146)에 결합되는 연결부(144)와 연결부(144)에 수직으로 배치되는 걸림부(145)를 각각 구비한다. 걸림부(145)는 끝단으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상으로 이루어져 틀어짐이나 유격이 있더라도 쉽게 다른 모듈러 로봇(100)의 고정홈(131)에 삽입될 수 있다. 제 1 걸쇠(142)와 제 2 걸쇠(143)는 각각의 회전 중심축이 평행하도록 배치되고, 걸쇠 회전장치(146)의 작동시 서로 반대 방향으로 회전하게 된다.As shown in FIG. 9, the first locking device 140 includes a pair of clasps 142 and 143 and a clasp rotating device 146 for rotating the clasps 142 and 143. The first clasp 142 and the second clasp 143 may rotate through the clasp rotating device 146 to enter and exit the clasp groove 117 of the locking frame 113. The first clasp 142 and the second clasp 143 have the same specific structure, and each of the connecting portion 144 coupled to the latch rotating device 146 and the engaging portion 145 disposed perpendicular to the connecting portion 144 are respectively. Equipped. The engaging portion 145 is formed in a shape that becomes narrower toward the end, and can be easily inserted into the fixing groove 131 of the other modular robot 100 even if there is a distortion or play. The first clasp 142 and the second clasp 143 are disposed so that their respective rotation center axes are parallel, and rotate in opposite directions when the clasp rotating device 146 is operated.

걸쇠 회전장치(146)는 하나의 락킹 모터(147)와 락킹 모터(147)의 구동력을 제 1 걸쇠(142) 및 제 2 걸쇠(143)에 동시에 전달하기 위한 동력전달기구(148)를 포함한다. 동력전달기구(148)는 본체(110)에 회전 가능하게 결합되는 제 1 회전기어(151), 제 2 회전기어(154), 구동기어(157) 및 연결기어(159)를 포함한다.The clasp rotating device 146 includes a power transmission mechanism 148 for simultaneously transmitting the driving force of one locking motor 147 and the locking motor 147 to the first clasp 142 and the second clasp 143. . The power transmission mechanism 148 includes a first rotating gear 151, a second rotating gear 154, a driving gear 157, and a connecting gear 159 that are rotatably coupled to the main body 110.

제 1 회전기어(151)는 본체(110)에 회전 가능하게 결합되고 기어부(153)를 포함한다. 제 1 회전기어(151)의 기어축(152)에는 제 1 걸쇠(142)가 결합된다. 제 2 회전기어(154)는 본체(110)에 회전 가능하게 결합되고 기어부(156)를 포함한다. 제 2 회전기어(154)에는 제 2 걸쇠(143)가 결합된다. 구동기어(157)는 락킹 모터(147)에 결합되며 제 1 회전기어(151)의 기어부(153)와 치합되는 기어부(158)를 갖는다. 연결기어(159)는 본체(110)에 회전 가능하게 결합되고 기어부(161)를 포함한다. 연결기어(159)의 기어부(161)는 구동기어(157)의 기어부(158) 및 제 2 회전기어(154)의 기어부(156)와 각각 치합된다.The first rotary gear 151 is rotatably coupled to the main body 110 and includes a gear unit 153. The first latch 142 is coupled to the gear shaft 152 of the first rotary gear 151. The second rotary gear 154 is rotatably coupled to the main body 110 and includes a gear portion 156. The second clasp 143 is coupled to the second rotary gear 154. The drive gear 157 is coupled to the locking motor 147 and has a gear portion 158 engaged with the gear portion 153 of the first rotary gear 151. The connecting gear 159 is rotatably coupled to the main body 110 and includes a gear portion 161. The gear part 161 of the coupling gear 159 meshes with the gear part 158 of the drive gear 157 and the gear part 156 of the second rotary gear 154, respectively.

도 10에 도시된 것과 같이, 락킹 모터(147)가 작동하여 구동기어(157)가 시계 방향으로 회전하면 이와 기어 결합된 제 1 회전기어(151) 및 연결기어(159)가 반시계 방향으로 회전하고, 연결기어(159)와 기어 결합된 제 2 회전기어(154)는 시계 방향으로 회전하게 된다. 이때 제 1 회전기어(151)에 결합된 제 1 걸쇠(142)는 제 1 회전기어(151)와 함께 반시계 방향으로 회전하고, 제 2 회전기어(154)에 결합된 제 2 걸쇠(143)는 제 2 회전기어(154)와 함께 시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서 제 1 걸쇠(142)와 제 2 걸쇠(143)는 각각 벌어지는 움직임을 나타내어 걸쇠홈(117)의 안쪽에 각각 수용된다. 이러한 제 1 걸쇠(142)와 제 2 걸쇠(143)의 벌어지는 움직임은 제 1 락킹장치(140)의 분리 동작에 해당한다.As shown in FIG. 10, when the locking motor 147 is operated to rotate the drive gear 157 in the clockwise direction, the first rotary gear 151 and the connecting gear 159 geared thereto are rotated counterclockwise. In addition, the second rotary gear 154 geared to the connecting gear 159 rotates in a clockwise direction. At this time, the first latch 142 coupled to the first rotary gear 151 rotates counterclockwise with the first rotary gear 151 and the second latch 143 coupled to the second rotary gear 154. Rotates clockwise with the second rotary gear 154. Therefore, the first clasp 142 and the second clasp 143 respectively show movements that are opened and are accommodated inside the clasp grooves 117, respectively. The opening movement of the first clasp 142 and the second clasp 143 corresponds to the separating operation of the first locking device 140.

반면, 도 11에 도시된 것과 같이, 구동기어(157)가 반시계 방향으로 회전하면 제 1 회전기어(151) 및 연결기어(159)가 시계 방향으로 회전하고, 제 2 회전기어(154)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 이때 제 1 걸쇠(142)는 시계 방향으로 회전하고, 제 2 걸쇠(143)는 반시계 방향으로 회전하게 된다. 따라서 제 2 걸쇠(143)와 제 2 걸쇠(143)는 각각 움켜쥐는 움직임을 나타내어 걸쇠홈(117)의 바깥쪽으로 나오게 된다. 이러한 제 1 걸쇠(142)와 제 2 걸쇠(143)가 걸쇠홈(117)의 바깥쪽으로 나와 움켜쥐는 동작은 제 1 락킹장치(140)의 결합 동작에 해당하고, 이때 제 1 락킹장치(140)는 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹면(128)(129)을 결합면(114)(115)에 고정시키게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 11, when the driving gear 157 rotates in the counterclockwise direction, the first rotating gear 151 and the connecting gear 159 rotate in the clockwise direction, and the second rotating gear 154 It will rotate counterclockwise. At this time, the first clasp 142 rotates clockwise, and the second clasp 143 rotates counterclockwise. Therefore, the second clasp 143 and the second clasp 143 exhibit a grasping motion, respectively, to come out of the clasp groove 117. The first clasp 142 and the second clasp 143 coming out of the clasp groove 117 and grabbing correspond to the coupling operation of the first locking device 140, in which case the first locking device 140 Is to secure the docking surface (128, 129) of the other modular robot 100 to the coupling surface (114, 115).

예컨대, 도 12에 도시된 것과 같이, 어느 한 모듈러 로봇(100)의 제 1 결합면(114)에 다른 모듈러 로봇(100)의 제 1 도킹면(128)이 마주한 상태에서, 제 1 결합면(114)의 후면에 배치된 제 1 락킹장치(140)가 작동하여 제 1 걸쇠(142) 및 제 2 걸쇠(143)가 걸쇠홈(117)으로부터 나오면 제 1 걸쇠(142) 및 제 2 걸쇠(143)가 다른 모듈러 로봇(100)의 제 1 도킹면(128)을 제 1 결합면(114) 쪽으로 당겨 제 1 결합면(114)에 고정시킨다. 즉, 제 1 걸쇠(142)는 제 1 도킹면(128)에 구비되는 두 개의 고정홈(131) 중 어느 하나의 고정홈(131)으로 삽입되어 걸림부(145)로 제 1 도킹면(128)을 끌어당기고, 제 2 걸쇠(143)는 제 1 도킹면(128)의 나머지 다른 고정홈(131)에 삽입되어 걸림부(145)로 제 1 도킹면(128)을 끌어당긴다. 따라서 다른 모듈러 로봇(100)은 제 1 락킹장치(140)에 의해 락킹 프레임(113)의 제 1 결합면(114)에 결합된다.For example, as shown in FIG. 12, in a state where the first docking surface 128 of the other modular robot 100 faces the first coupling surface 114 of one modular robot 100, the first coupling surface ( The first clasp 142 and the second clasp 143 when the first clasp 142 and the second clasp 143 come out of the clasp groove 117 are operated by the 1st locking device 140 arrange | positioned at the back of 114. ) Pulls the first docking surface 128 of the other modular robot 100 toward the first coupling surface 114 to be fixed to the first coupling surface 114. That is, the first clasp 142 is inserted into the fixing groove 131 of any one of the two fixing grooves 131 provided on the first docking surface 128 to the locking portion 145 to the first docking surface 128. ) And the second clasp 143 is inserted into the other fixing groove 131 of the first docking surface 128 to pull the first docking surface 128 to the locking portion 145. Therefore, the other modular robot 100 is coupled to the first coupling surface 114 of the locking frame 113 by the first locking device 140.

걸쇠(142)(143)가 제 1 도킹면(128)에 구비되는 고정홈(131)으로 삽입될 때 걸쇠(142)(143)의 연결부(144)는 걸쇠홈(117)에서 연장된 연장홈(118) 및 고정홈(131)에서 연장된 연장홈(133)에 삽입된다. 이것은 걸쇠(142)(143)의 걸림부(145)가 제 1 도킹면(128)에 접촉하는 면적을 증가시키는 효과를 갖게 한다. 걸쇠(142)(143)의 걸림부(145)가 제 1 도킹면(128)에 접촉하는 면적이 커지면 걸쇠(142)(143)에 의한 결합력이 증가한다. 이러한 제 1 락킹장치(140)의 작용은 제 2 락킹장치(141)에 대해서도 동일하다.When the clasps 142 and 143 are inserted into the fixing grooves 131 provided in the first docking surface 128, the connecting portions 144 of the clasps 142 and 143 are extended grooves extending from the clasp grooves 117. It is inserted into the extension groove 133 extending from the 118 and the fixing groove 131. This has the effect of increasing the area in which the engaging portions 145 of the clasps 142 and 143 contact the first docking surface 128. As the area where the engaging portions 145 of the clasps 142 and 143 contact the first docking surface 128 increases, the coupling force by the clasps 142 and 143 increases. The operation of the first locking device 140 is the same for the second locking device 141.

한편, 제 1 락킹장치(140)가 다른 모듈러 로봇(100)을 락킹 프레임(113)에 고정시킨 상태에서, 제 1 락킹장치(140)의 제 1 걸쇠(142) 및 제 2 걸쇠(143)가 도 10에 도시된 것과 같이 벌어지는 움직임을 나타내면, 결합력이 해제되어 다른 모듈러 로봇(100)은 락킹 프레임(113)으로부터 분리될 수 있다.Meanwhile, while the first locking device 140 fixes the other modular robot 100 to the locking frame 113, the first clasp 142 and the second clasp 143 of the first locking device 140 are locked. As shown in FIG. 10, the coupling force is released and the other modular robot 100 may be separated from the locking frame 113.

이와 같이, 본 발명에 의한 모듈러 로봇(100)은 락킹장치(140)(141)에 구비되는 걸쇠(142)(143)가 회전하는 동작에 의해 다른 모듈러 로봇(100)과 결합되거나 분리될 수 있다. 따라서 다른 모듈러 로봇(100)과의 결합 및 분리 동작이 쉽고 신속하게 이루어질 수 있다. 또한 본 발명에 의한 모듈러 로봇(100)은 다른 모듈러 로봇(100)과 결합될 때 락킹장치(140)(141)에 구비되는 걸쇠(142)(143)가 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹 프레임(127)을 움켜쥐는 동작을 취하므로, 다른 모듈러 로봇(100)과의 결합력이 크고, 다른 모듈러 로봇(100)과 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.As such, the modular robot 100 according to the present invention may be coupled to or separated from other modular robots 100 by an operation in which the clasps 142 and 143 provided in the locking devices 140 and 141 rotate. . Therefore, the coupling and separation operation with other modular robot 100 can be made easily and quickly. In addition, the modular robot 100 according to the present invention has a docking frame of the modular robot 100 having different clasps 142 and 143 provided in the locking devices 140 and 141 when combined with other modular robots 100. 127, since the operation of grasping, the coupling force with the other modular robot 100 is large, it is possible to maintain a stable coupling state with the other modular robot (100).

본 발명에 있어서, 락킹장치(140)(141)의 설치 개수나 배치 구조, 각 락킹장치(140)(141)에 구비되는 걸쇠(142)(143)의 개수나 구체적인 구조 및 걸쇠(142)(143)를 회전시키기 위한 걸쇠 회전장치(146)의 개수나 구체적인 구조 등은 다양하게 변경될 수 있다. 그리고 락킹장치(140)(141)의 구조에 따라 락킹 프레임(113)에 마련되는 걸쇠홈(117)과 홀 센서(119)의 설치 개수나 배치 구조, 도킹 프레임(127)에 마련되는 고정홈(131)과 자석(135)이 설치 개수나 배치 구조도 다양하게 변경될 수 있다.In the present invention, the number and arrangement of the installation of the locking device 140, 141, the number or specific structure of the clasp 142, 143 provided in each locking device 140, 141 and the clasp 142 ( The number or specific structure of the latch rotator 146 for rotating the 143 may be variously changed. And according to the structure of the locking device (140, 141), the number or arrangement structure of the latch groove 117 and the hall sensor 119 provided in the locking frame 113, the fixed groove provided in the docking frame (127) ( 131 and the magnet 135 may be variously changed in the number and arrangement of the installation.

제 1 락킹장치(140)와 제 2 락킹장치(141)의 동작은 제어회로(163)에 의해 제어된다. 제어회로(163)는 락킹 프레임(113)에 구비된 복수의 홀 센서(119)로 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹 프레임(127)에 구비된 자석(135)을 감지하여 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹면(128)(129)이 본체(110)의 결합면(114)(115)에 마주하도록 접근했음을 확인할 수 있다. 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹면(128)(129)이 본체(110)의 결합면(114)(115)에 마주하도록 접근하여 홀 센서(119)가 다른 모듈러 로봇(100)의 자석(135)을 감지하면, 제어회로(163)는 락킹장치(140)(141)를 작동시켜 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹 프레임(127)을 본체(110)에 고정시킨다.The operations of the first locking device 140 and the second locking device 141 are controlled by the control circuit 163. The control circuit 163 detects the magnets 135 provided on the docking frame 127 of the other modular robot 100 with the plurality of Hall sensors 119 provided on the locking frame 113 to form another modular robot 100. It can be seen that the docking surface (128, 129) of the approaching to face the engaging surface 114, 115 of the body (110). The docking surfaces 128 and 129 of the other modular robot 100 approach the mating surfaces 114 and 115 of the main body 110 so that the Hall sensor 119 is magnets 135 of the other modular robot 100. ), The control circuit 163 operates the locking devices 140 and 141 to fix the docking frame 127 of the other modular robot 100 to the main body 110.

또한 제어회로(163)는 복수의 홀 센서(119)에서 발생하는 감지 신호를 분석하여 본체(110)의 제 1 결합면(114)과 제 2 결합면(115) 중 어느 쪽에 다른 모듈러 로봇(100)의 제 1 도킹면(128) 또는 제 2 도킹면(129)이 접근했는지 확인할 수 있다. 즉 제 1 결합면(114) 및 제 2 결합면(115)에는 네 개의 홀 센서(119)가 구비되고, 제 1 도킹면(128)에는 세 개의 자석(135)이 구비되며 제 2 도킹면(129)에는 두 개의 자석(135)이 구비되므로, 복수의 홀 센서(119) 중 감지 신호가 발생하는 것의 개수를 파악하면 결합면(114)(115)과 도킹면(128)(129) 중 상호 마주한 것이 어느 것인지 알 수 있다. 또한 복수의 홀 센서(119) 중 감지 신호가 발생한 것의 개수와 위치를 파악하면, 본체(110)에 접근한 다른 모듈러 로봇(100)의 자세를 알 수 있다.In addition, the control circuit 163 analyzes the detection signals generated from the plurality of Hall sensors 119 and the other modular robot 100 on either of the first coupling surface 114 and the second coupling surface 115 of the main body 110. It may be determined whether the first docking surface 128 or the second docking surface 129 of FIG. That is, four Hall sensors 119 are provided on the first coupling surface 114 and the second coupling surface 115, and three magnets 135 are provided on the first docking surface 128 and the second docking surface ( 129 is provided with two magnets 135, so if the number of detection signals generated among the plurality of Hall sensors 119 is detected, the coupling surface 114, 115 and the docking surface 128, 129 of each other You can see which one you faced. In addition, if the number and positions of the detection signals generated among the plurality of hall sensors 119 are detected, the posture of another modular robot 100 approaching the main body 110 may be known.

제어회로(163)가 다른 모듈러 로봇(100)의 근접 여부나 자세에 대한 정보를 획득하기 위한 수단으로 상술한 것과 같은 홀 센서(119)와 자석(135) 이외의 다른 것이 이용될 수도 있다. 즉, 락킹 프레임(113)의 결합면(114)(115)과 도킹 프레임(127)의 도킹면(128)(129) 중 어느 한 쪽에는 다양한 종류의 감지부재가 마련될 수 있고, 락킹 프레임(113)의 결합면(114)(115)과 도킹 프레임(127)의 도킹면(128)(129) 중 다른 한 쪽에는 상기 감지부재를 감지할 수 있는 다양한 감지센서가 설치될 수도 있다. Other than the Hall sensor 119 and the magnet 135 as described above may be used as a means for the control circuit 163 to obtain information about the proximity or posture of the other modular robot 100. That is, any one of the coupling surfaces 114 and 115 of the locking frame 113 and the docking surfaces 128 and 129 of the docking frame 127 may be provided with various kinds of sensing members, Various sensing sensors capable of sensing the sensing member may be installed on the other side of the coupling surfaces 114 and 115 of the 113 and the docking surfaces 128 and 129 of the docking frame 127.

이와 같이, 본 발명에 의한 모듈러 로봇(100)은 다른 모듈러 로봇(100)의 도킹면(128)(129)이 본체(110)의 제 1 결합면(114) 또는 제 2 결합면(115)에 접근한 경우, 이를 복수의 홀 센서(119)로 확인하고 제 1 락킹장치(140)나 제 2 락킹장치(141)를 작동시킴으로써, 접근한 다른 모듈러 로봇(100)을 본체(110)에 결합할 수 있다. 하나의 모듈러 로봇(100)에는 네 개의 다른 모듈러 로봇(100)이 결합될 수 있으므로, 복수의 모듈러 로봇(100)는 다양한 조합으로 결합됨으로써 다양한 모양의 결합 로봇을 구성할 수 있다. 예컨대, 복수의 모듈러 로봇(100)은 서로 정보를 주고받으며 재결합하여 도 13에 도시된 것과 같이 일렬로 결합될 수도 있고, 도 14에 도시된 것과 같이 수직으로 꺾인 형태의 결합 로봇을 구성할 수도 있다. 이렇게 복수의 모듈러 로봇(100)에 의해 만들어지는 결합 로봇은 모듈러 로봇(100) 간의 결합 형태만큼이나 다양한 형태의 움직임을 만들어 낸다.As described above, in the modular robot 100 according to the present invention, the docking surfaces 128 and 129 of the other modular robot 100 are connected to the first coupling surface 114 or the second coupling surface 115 of the main body 110. When approaching, check this with a plurality of Hall sensors 119 and operate the first locking device 140 or the second locking device 141 to connect the other modular robot 100 approached to the main body 110. Can be. Since four different modular robots 100 may be coupled to one modular robot 100, the plurality of modular robots 100 may be combined in various combinations to form a coupling robot having various shapes. For example, the plurality of modular robots 100 may exchange information and recombine with each other, may be combined in a line as shown in FIG. 13, or may form a coupling robot having a vertically curved shape as shown in FIG. 14. . The coupling robot made by the plurality of modular robots 100 generates various types of movements as much as the coupling type between the modular robots 100.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100 : 모듈러 로봇 110 : 본체
111 : 베이스 프레임 112 : 커버 프레임
113 : 락킹 프레임 114, 115 : 제 1, 2 결합면
117 : 걸쇠홈 119 : 홀 센서
120 : 바퀴 지지부재 121 : 바퀴 보조부재
122 : 바퀴 123 : 바퀴 구동장치
127 : 도킹 프레임 128, 129 : 제 1, 2 도킹면
131 : 고정홈 135 : 자석
139 : 회전축 140, 141 : 제 1, 2 락킹장치
142, 143 : 제 1, 2 걸쇠 146 : 걸쇠 회전장치
147 : 락킹 모터 148 : 동력전달기구
151, 154 : 제 1, 2 회전기어 157 : 구동기어
159 : 연결기어 163 : 제어회로
165 : 배터리100: modular robot 110: main body
111: base frame 112: cover frame
113: locking frame 114, 115: first, second mating surface
117: latch groove 119: Hall sensor
120: wheel support member 121: wheel auxiliary member
122: wheel 123: wheel drive
127: docking frame 128, 129: first, second docking surface
131: fixing groove 135: magnet
139: rotation shaft 140, 141: first, second locking device
142, 143: first and second latch 146: latch rotating device
147: locking motor 148: power transmission mechanism
151, 154: 1st, 2nd rotation gear 157: drive gear
159: connecting gear 163: control circuit
165: battery

Claims

A main body having an engaging surface having a clasp groove;
A wheel coupled to the body;
A wheel drive coupled to the body to drive the wheel;
A docking frame having a docking surface having a fixing groove formed therein and coupled to the main body;
A clasp installed in the main body to access the clasp groove, and a clasp rotating device for rotating the clasp to enter and exit through the clasp groove, wherein the engaging surface faces the docking surface of another modular robot. A locking device for fixing the other modular robot to the engaging surface by inserting the latch through the latch groove into a fixing groove provided in the docking surface of another modular robot in a state; And
And a control circuit for controlling the operation of the wheel driving device and the locking device.

The method of claim 1,
A sensing member provided on one of the coupling surface and the docking surface; And
And a sensing sensor provided on the other side of the coupling surface and the docking surface.

The method of claim 2,
The sensing member is a magnet, and the sensing sensor is a modular robot, characterized in that the hall sensor capable of sensing the magnet.

The method of claim 2,
The coupling surface and the docking surface are each provided in plurality,
The sensing member may have a plurality of different numbers on one of the plurality of coupling surfaces and the plurality of docking surfaces, and the plurality of sensing sensors may be the same on the other of the plurality of coupling surfaces and the plurality of docking surfaces. Modular robot, characterized in that provided with a number.

The method of claim 1,
The clasp groove and the fixing groove are provided in plurality, the locking device is provided with a pair of the clasp, the central axis of rotation of each of the clasps are parallel, the respective clasps rotate in opposite directions when the locking device is operated Modular robot, characterized in that.

The method of claim 1,
The clasp groove and the fixing groove is provided in plurality, the locking device is provided with a pair of the clasp,
The latch rotating device includes a locking motor and a power transmission mechanism for transmitting a driving force of the locking motor to the pair of latches at the same time.

The method according to claim 6,
The power transmission mechanism includes: a first rotary gear coupled to any one of the pair of clasps, a second rotary gear coupled to another one of the pair of clasps, and coupled to the locking motor and the first rotary gear. And a connecting gear which is gear-coupled with the second rotary gear and the driving gear, respectively, and is connected to the driving gear of the driving gear to the second rotary gear.

The method of claim 1,
The latch is a modular robot, characterized in that it comprises a connecting portion coupled to the latch rotating device and a locking portion extending vertically from the connecting portion.

The method of claim 1,
The docking frame is rotatably coupled to the body,
And a docking frame rotating device installed on the main body to rotate the docking frame.

The method of claim 1,
The coupling surface is provided in plurality in the main body, the docking surface is provided in a plurality in the docking frame, the locking device is a modular robot, characterized in that a plurality is arranged on the plurality of coupling surfaces, respectively.