KR20140072740A - Spherical robot using thrust - Google Patents

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KR20140072740A
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이연정
안성수
서현덕
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

Disclosed is a spherical robot using the thrust of the wind. The disclosed spherical robot comprises a thrust generation part for generating thrust according to the operation of a fan; a circular frame which surrounds the thrust generation part; and multiple curved frames disposed in the circumferential direction of the circular frame to be perpendicular to the circular frame and to form a spherical shape.

Description

추력을 이용하는 구형로봇{SPHERICAL ROBOT USING THRUST}[0001] SPHERICAL ROBOT USING THRUST [0002]

본 발명은 구형로봇에 관한 것으로, 바람의 추력을 이용하여 주행하는 구형로봇에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0002] The present invention relates to a spherical robot, and more particularly, to a spherical robot that travels using a thrust of wind.

일반적으로 휴머로이드 로봇은 직립 상태로 이동하기 때문에 이동속도가 느리고 장애물에 걸려 쉽게 넘어질 수 있으며, 아울러 좁은 공간에서의 이동이 매우 제한적이다.Generally, a humanoid robot moves to an upright state, so it is slow in moving speed, it can fall easily due to an obstacle, and movement in a narrow space is very limited.

이에 반해 요즘 관심이 날로 높아지고 있는 구형상(球形狀)의 로봇은 몸체가 구형으로 이루어져 있어 휴머로이드 로봇에 비해 이동에 따른 제한사항을 대부분 해소할 수 있다. 이에 따라 구형로봇은 극지, 해저 및 행성 탐사용, 국방용, 교육용 및 사회 안전분야 등 다양한 분야에 적용할 수 있도록 시도되고 있다. In contrast, spherical robots, which have become increasingly popular nowadays, have a spherical body, which can solve most of the limitations of movement compared to humanoid robots. Therefore, it is being attempted to apply spherical robots to various fields such as polar, submarine and planetary navigation, defense, education and social safety.

그런데 이러한 종래의 구형로봇은 주로 내부에 진자 구동 메카니즘 혹은 그에 상응하는 구동 메카니즘을 채용하여 구형로봇 내부 무게중심의 변화 또는 모멘트의 변화를 통해 추력을 발생시키게 되고 이러한 추력에 의해 구형로봇을 회전시켜 주행을 하게 된다. 이와 같이 로봇 내부 추력발생 구동방식인 경우 구형로봇의 주행 속도를 높이는 데 많은 제약이 따르기 때문에 고속 주행이 불가능하다. However, such a conventional spherical robot mainly uses a pendulum driving mechanism or a corresponding driving mechanism therein to generate a thrust through a change in the center of gravity of the spherical robot or a change in moment, and the spherical robot is rotated . As described above, in the case of the driving method of generating the internal thrust force of the robot, there are many restrictions to increase the traveling speed of the spherical robot, so that it is impossible to travel at a high speed.

이 경우 내부모멘트를 발생시키게 되는 모터를 고출력의 구동모터를 이용하거나 혹은 진자의 무게를 늘리는 방식 채용함으로써 구형로봇의 고속 주행을 고려해 볼 수 있으나, 이와 같이 고출력 구현이 가능한 구동모터는 종래 구형모터에 적용하는 모터의 비해 사이즈가 크고 진자의 무게를 늘리는 것도 한정적이기 때문에 구형로봇이 대형화되며 로봇의 무게도 증가하게 되는 문제를 안고 있다.In this case, a high-speed driving of the spherical robot can be considered by using a high-output driving motor or a method of increasing the weight of the pendulum. However, such a high- Since the size of the motor is larger than that of the motor and the weight of the pendulum is also limited, the size of the spherical robot is increased and the weight of the robot is increased.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 내부에 설치된 덕트팬에 의한 바람의 추력을 이용함으로써 구형로봇의 크기를 늘리지 않고 고속 주행이 가능한 구형로봇을 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a spherical robot capable of traveling at a high speed without increasing the size of the spherical robot by utilizing the thrust of the wind by the duct fan installed therein.

또한, 본 발명의 다른 목적은 평지는 물론 낮은 턱을 포함하는 비평탄지를 고속으로 주행할 수 있고, 고속 주행 중 신속한 방향전환이 가능한 구형로봇을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a spherical robot capable of traveling at high speed on a non-flat land including a lower land, as well as a lower land, and capable of rapidly changing directions during high-speed traveling.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 팬의 구동에 따라 추진력을 발생하는 추력발생부; 상기 추력발생부를 둘러싸는 원형프레임; 및 상기 원형프레임과 직교하면서 구형상의 외곽을 이루도록 상기 원형프레임의 원주방향을 따라 배열되는 다수의 곡선프레임;을 포함하는 구형로봇을 제공한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a thrust generator comprising: a thrust generator generating a thrust according to driving of a fan; A circular frame surrounding the thrust generating unit; And a plurality of curved frames arranged along the circumferential direction of the circular frame so as to form a rectangular outer shape orthogonal to the circular frame.

상기 추력발생부는, 제1 지지프레임; 상기 제1 지지프레임 내측에 양측이 회전 가능하게 결합되는 제2 지지프레임; 상기 제2 지지프레임에 고정되는 덕트팬; 및 상기 제2 지지프레임을 회전시켜 상기 덕트팬의 추진력이 작용하는 방향을 전환하기 위한 제1 구동부를 포함할 수 있다.The thrust generating unit may include: a first support frame; A second support frame rotatably coupled to both sides of the first support frame; A duct fan fixed to the second support frame; And a first driving unit for rotating the second support frame to switch a direction in which the driving force of the duct fan acts.

상기 제1 구동부는, 구동모터; 상기 구동모터의 구동축에 연결되는 제1 기어; 및 상기 제2 지지프레임의 회전 중심을 둘러싸도록 상기 제2 지지프레임의 일측에 설치되고, 상기 제1 기어에 치합되는 제2 기어;를 포함할 수 있다.The first driving unit includes: a driving motor; A first gear connected to a drive shaft of the drive motor; And a second gear installed on one side of the second support frame so as to surround the rotation center of the second support frame and engaged with the first gear.

상기 추력발생부의 하단에 힌지 연결되며, 주행 중인 구형로봇의 무게 중심을 이동시켜 구형로봇의 주행방향을 전환시키는 방향전환부를 더 포함할 수 있다.And a direction switching unit hingedly connected to the lower end of the thrust generating unit for shifting the center of gravity of the traveling rectangle robot to change the traveling direction of the rectangle robot.

상기 방향전환부는, 상기 추력발생부 하부에 설치되는 제3 구동부; 상기 제2 구동부의 일단에 연결되는 연결로드; 및 상기 연결로드 타단에 설치되는 웨이트;를 포함하며, 상기 웨이트는 연결로드를 통해 전달되는 상기 제2 구동부의 동력에 의해 미리 설정된 각도로 좌측 및 우측 중 선택된 방향으로 선회할 수 있다.The direction switching unit may include: a third driving unit installed below the thrust generating unit; A connecting rod connected to one end of the second driving unit; And a weight installed at the other end of the connecting rod, wherein the weight can be pivoted in a selected one of left and right directions at a predetermined angle by the power of the second driving part transmitted through the connecting rod.

주행 중인 구형로봇을 제동하기 위해 상기 제1 지지프레임에 지지되는 제동부를 더 포함할 수 있다.And a braking unit supported by the first support frame for braking the running robot in motion.

상기 제동부는, 상기 제1 지지프레임의 좌측 및 우측에 각각 배치되는 제1 브레이크 암 및 제2 브레이크 암; 상기 제1 및 제2 브레이크 암의 구동력을 발생하는 제3 구동부; 및 상기 제3 구동부와 상기 제1 및 제2 브레이크 암을 각각 연결하는 제1 동력전달부 및 제2 동력전달부;를 포함하며, 상기 제1 및 제2 브레이크 암은 주행모드에서 구형로봇의 외곽을 유지하고, 제동모드에서 구형로봇의 외곽보다 더 돌출될 수 있다.Wherein the braking portion includes: a first brake arm and a second brake arm which are respectively disposed on the left and right sides of the first support frame; A third driver for generating a driving force of the first and second brake arms; And a first power transmission unit and a second power transmission unit that connect the third drive unit and the first and second brake arms, respectively, wherein the first and second brake arms are connected to the outer periphery of the spherical robot And may protrude more than the outer periphery of the spherical robot in the braking mode.

상기 제3 구동부는 구동모터 및 구동모터의 구동축에 결합되는 회전판을 구비하며, 상기 제1 및 제2 동력전달부는 각각 상기 회전판의 회전에 연동하여 상기 제1 및 제2 브레이크 암의 일단을 가압함으로써 상기 제1 및 제2 브레이크 암을 미리 설정된 각도만큼 회전시킬 수 있다.The third driving unit includes a driving motor and a rotating plate coupled to a driving shaft of the driving motor. The first and second power transmitting units each press one end of the first and second brake arms in conjunction with rotation of the rotating plate The first and second brake arms can be rotated by a predetermined angle.

상기 제1 및 제2 브레이크 암은 상기 다수의 곡선프레임의 양단이 고정되는 제1 및 제2 허브에 각각 선회 가능하게 연결될 수 있다.The first and second brake arms may be pivotally connected to first and second hubs to which both ends of the plurality of curved frames are fixed, respectively.

상기 제1 허브와 제1 브레이크 암 사이에 제1 리턴스프링이 설치되고, 상기 제2 허브와 제2 브레이크 암 사이에 각각 제2 리턴스프링이 설치되며, 상기 제1 및 제2 리턴스프링은 상기 제1 및 제2 동력전달부에 의한 가압력이 해제될 때 상기 제1 및 제2 브레이크 암을 다수의 곡선프레임과 같이 구형로봇의 외곽을 이루는 위치로 복귀시킬 수 있다.A first return spring is provided between the first hub and the first brake arm and a second return spring is provided between the second hub and the second brake arm, The first and second brake arms can be returned to the positions of the outer periphery of the spherical robot like a plurality of curved frames when the pressing force by the first and second power transmission parts is released.

상기 제1 동력전달부는, 일단이 상기 회전판 일측에 힌지 연결되며 수평으로 배치되는 제1 연결부재; 하단이 상기 제1 연결부재의 타단에 연결되며 수직으로 배치되는 제2 연결부재; 상기 제2 연결부재의 상단이 일단이 연결되며 수평으로 배치되는 제3 연결부재; 및 상기 제3 연결부재의 타단에 연결되어 상기 제1 브레이크 암의 일부를 가압하는 제1 가압부재;를 포함하고, 상기 제2 동력전달부는, 일단이 상기 회전판에 타측에 힌지 연결되며 수평으로 배치되는 제4 연결부재; 하단이 상기 제4 연결부재의 타단에 연결되며 수직으로 배치되는 제5 연결부재; 상기 제5 연결부재의 상단이 일단이 연결되며 수평으로 배치되는 제6 연결부재; 및 상기 제6 연결부재의 타단에 연결되어 상기 제2 브레이크 암의 일부를 가압하는 제2 가압부재;를 포함할 수 있다.The first power transmission unit includes a first connection member having one end hinged to one side of the rotation plate and disposed horizontally; A second connecting member having a lower end connected to the other end of the first connecting member and disposed vertically; A third connecting member having an upper end connected to one end of the second connecting member and disposed horizontally; And a first pressing member connected to the other end of the third connecting member to press a part of the first brake arm, wherein the one end of the second power transmitting unit is hinged to the other side of the rotating plate and horizontally disposed A fourth connecting member that is connected to the first connecting member A fifth connecting member having a lower end connected to the other end of the fourth connecting member and disposed vertically; A sixth connecting member having one end connected to the upper end of the fifth connecting member and disposed horizontally; And a second pressing member connected to the other end of the sixth linking member to press a part of the second brake arm.

상기 제1 동력전달부의 제3 연장부재는 상기 제1 지지프레임 일측에 연장되는 제1 연장프레임에 지지되고, 상기 제2 동력전달부의 제6 수평로드는 상기 제1 지지프레임 타측에 연장되는 제2 연장프레임에 지지될 수 있다.A third extension member of the first power transmission portion is supported by a first extension frame extending to one side of the first support frame and a sixth horizontal rod of the second power transmission portion is supported by a second extension member extending from the second support frame, And can be supported on the extension frame.

상기 다수의 곡선프레임은 스프링 탄소강으로 이루어질 수 있다.The plurality of curved frames may be made of spring carbon steel.

또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 팬의 구동에 따라 추진력을 발생하는 추력발생부; 상기 추력발생부를 둘러싸는 원형프레임; 상기 원형 프레임과 직교하면서 구형상의 외곽을 이루도록 상기 원형프레임의 원주방향을 따라 배열되는 다수의 곡선프레임; 상기 추력발생부에 지지되며, 주행 중인 구형로봇을 제동하기 위한 한 상의 브레이크 암을 가지는 제동부; 및 상기 추력발생부의 하단에 힌지 연결되며, 주행 중인 구형로봇의 무게 중심을 이동시켜 구형로봇의 주행방향을 전환시키는 방향전환부;를 포함하는 구형로봇을 제공하는 것도 물론 가능하다.According to another aspect of the present invention, there is provided a thrust generator comprising: a thrust generator generating a thrust according to driving of a fan; A circular frame surrounding the thrust generating unit; A plurality of curved frames arranged along the circumferential direction of the circular frame so as to form a rectangular outer shape orthogonal to the circular frame; A braking portion supported by the thrust generating portion and having a braking arm for braking the spherical robot in motion; And a direction switching unit hingedly connected to a lower end of the thrust generating unit and shifting the center of gravity of the running spherical robot to change the running direction of the spherical robot.

상기와 같은 본 발명에 있어서는, 덕트팬 내부의 프로펠러의 빠른 회전으로 인해 강한 바람의 추력을 이용함으로써 얻어지는 큰 추진력을 통해 구형로봇의 고속 주행이 가능하다. 또한, 본 발명은 평지는 물론 낮은 단턱이나 계단과 같은 비평지에서도 순조롭게 이동할 수 있고, 고속 주행중에 신속한 방향전환이 가능하다.In the present invention as described above, the propeller of the duct fan is rotated rapidly, and thus the spherical robot can be driven at a high speed through the large thrust generated by using the strong wind thrust. Further, the present invention can smoothly move even in a non-flat area such as a low step, a step, or the like, as well as a flat area, and it is possible to quickly change direction during high-speed traveling.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 구형로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 원형프레임 및 곡선프레임을 생략한 상태의 구형로봇을 나타내는 것으로 덕트팬의 방향 전환 상태를 각각 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 구형로봇의 방향전환부의 동작을 나타내는 개략도이다.
도 5 및 도 6은 도2에 도시된 구형로봇의 제동부가 주행모드 및 제동모드에서의 동작 상태를 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 1에 도시된 구형로봇의 주행 중 상태와, 제동모드 시 상태를 함께 나타내는 개략도이다.
1 is a perspective view showing a spherical robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 and FIG. 3 are perspective views showing the state of the directional change of the duct fan, respectively, showing the spherical robot in which the circular frame and the curved frame shown in FIG. 1 are omitted.
4 is a schematic view showing the operation of the direction switching unit of the spherical robot shown in Fig.
5 and 6 are schematic views showing the operating state of the braking unit of the spherical robot shown in Fig. 2 in the traveling mode and the braking mode.
Fig. 7 is a schematic diagram showing the running state of the spherical robot shown in Fig. 1 together with the braking mode state.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the embodiments described below are provided for illustrative purposes only, and that the present invention may be embodied with various modifications and alterations. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention. In addition, the attached drawings are not drawn to scale in order to facilitate understanding of the invention, but the dimensions of some of the components may be exaggerated.

첨부한 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 구형로봇(10)은 원형프레임(30), 다수의 곡선프레임(50), 추력발생부(100), 방향전환부(200) 및 제동부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a spherical robot 10 according to an embodiment of the present invention includes a circular frame 30, a plurality of curved frames 50, a thrust generating unit 100, a direction switching unit 200, And includes a braking unit 300.

원형프레임(30)과 다수의 곡선프레임(50)은 구형로봇(10)이 주행 가능하도록 구형로봇(10)의 외곽을 이룬다. 원형프레임(30)은 구형로봇(10)의 메인 골격으로 소정의 강성을 가지는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 구형로봇(10)은 주행 시 롤링하면서 이동한다.The circular frame 30 and the plurality of curved frames 50 form the outer periphery of the spherical robot 10 so that the spherical robot 10 can travel. The circular frame 30 is preferably a main skeleton of the spherical robot 10 and made of a material having a predetermined rigidity. The spherical robot 10 moves while rolling while traveling.

다수의 곡선프레임(50)은 구형로봇(10)의 좌측 및 우측에 각각 배치되는 제1 및 제2 허브(71,73)에 각각 고정되며, 각각의 반경이 대략 원형프레임(30)의 반경에 대응하도록 형성된다. 또한, 다수의 곡선프레임(50)은 원형프레임(30)과 직교하도록 연결되며 전체적으로 구형상의 외곽을 이루도록 원형프레임(30)의 원주방향을 따라 간격을 두고 배열된다. 이 경우 다수의 곡선프레임(50)은 구형로봇(10) 내부에 설치된 덕트팬(150)에서 발생되는 바람을 구형로봇(10)의 외부로 효과적으로 배출할 수 있다.The plurality of curved frames 50 are fixed to the first and second hubs 71 and 73 respectively disposed on the left and right sides of the spherical robot 10 and have respective radii in the radius of the circular frame 30 Respectively. The plurality of curved frames 50 are arranged orthogonally to the circular frame 30 and spaced along the circumferential direction of the circular frame 30 so as to form a generally spherical outer frame. In this case, the plurality of curved frames 50 can effectively discharge the wind generated in the duct fan 150 installed inside the spherical robot 10 to the outside of the spherical robot 10.

상기 다수의 곡선프레임(50)은 구형로봇(10)이 주행 시 지면과의 충돌에 의해 구형로봇(10)에 가해지는 충격을 흡수하여, 추력발생부(100), 방향전환부(200), 제동부(310,330) 및 제어부를 보호할 수 있도록 탄성재질(예를 들면, 스프링 탄소강)로 이루어지는 것이 바람직하다.The plurality of curved frames 50 absorb the impact of the spherical robot 10 on the spherical robot 10 due to the collision with the ground during traveling so that the thrust generating unit 100, It is preferable that it is made of an elastic material (for example, spring carbon steel) so as to protect the braking parts 310 and 330 and the control part.

도 2를 참조하면, 추력발생부(100)는 제1 지지프레임(110), 제2 지지프레임(130) 및 덕트팬(150)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the thrust generating unit 100 includes a first support frame 110, a second support frame 130, and a duct fan 150.

제1 지지프레임(110)은 대략 사각형상으로 이루어지며, 좌측 및 우측에는 각각 제1 연장프레임(111) 및 제2 연장프레임(113)이 각각 제1 지지프레임(110)의 중심에 대칭으로 설치된다.The first support frame 110 has a substantially rectangular shape and the first extension frame 111 and the second extension frame 113 are installed symmetrically on the left and right sides respectively of the first support frame 110 do.

제1 및 제2 연장프레임(111,113)은 각각 제동부(300)의 좌측의 일부분 및 우측의 일부분이 서로 동축방향으로 배치되도록 지지한다. 또한, 제1 및 제2 연장프레임(111,113)은 제1 및 제2 허브(71,73)와 결합되는 제1 및 제2 축부재(72,74)를 회전 가능하게 지지한다. 이에 따라 제1 및 제2 허브(71,73)는 구형로봇(10)의 주행 시 다수의 곡선프레임(50)과 함께 회전한다. 상기 제1 연장프레임(111)에는 제3 구동부(350)가 설치되고, 제 2 연장프레임에는 엔코더(410)가 설치된다. 이 경우 엔코더(410)는 서로 치합되는 한 쌍의 기어(411,413)를 통해 구형로봇(10)의 회전량을 검출하고, 검출된 데이터를 후술하는 제어부(미도시)로 송부한다. 제어부에서는 미리 저장된 프로그램을 통하여 회전량에 따른 주행 속도를 검출한다.The first and second extension frames 111 and 113 support the left and right portions of the bending portion 300 so that they are disposed coaxially with each other. In addition, the first and second extension frames 111 and 113 rotatably support the first and second shaft members 72 and 74 coupled with the first and second hubs 71 and 73, respectively. Accordingly, the first and second hubs 71 and 73 rotate together with the plurality of curved frames 50 when the spherical robot 10 travels. A third driving unit 350 is installed on the first extension frame 111 and an encoder 410 is installed on the second extension frame. In this case, the encoder 410 detects the amount of rotation of the spherical robot 10 through a pair of gears 411 and 413 engaged with each other, and sends the detected data to a control unit (not shown) to be described later. The control unit detects the running speed according to the amount of rotation through a program stored in advance.

또한, 제1 지지프레임(110)은 좌측 및 우측의 하부에 각각 제3 연장프레임(115) 및 제4 연장프레임(117)을 포함한다. 제3 및 제4 연장프레임(115,117)은 후술하는 제1 및 제2 동력전달부(370,390)의 제1 및 제2 수직로드(373,393)의 하단을 슬라이딩 가능하게 지지한다.In addition, the first support frame 110 includes a third extension frame 115 and a fourth extension frame 117 at the lower left and right sides, respectively. The third and fourth extension frames 115 and 117 slidably support the lower ends of the first and second vertical rods 373 and 393 of the first and second power transmission units 370 and 390 described later.

제2 지지프레임(130)은 제1 지지프레임(110) 내에 배치되고, 좌측 및 우측이 각각 회전축(131,133, 도 5 참조)에 의해 제2 지지프레임(130)에 회전 가능하게 설치된다. 이 경우, 제2 지지프레임(130)은 제1 구동부(135)에 의해 일방향 및 그 반대방향으로 회전한다.The second support frame 130 is disposed in the first support frame 110 and the left and right sides of the second support frame 130 are rotatably installed on the second support frame 130 by rotation shafts 131 and 133, In this case, the second support frame 130 is rotated in one direction and the opposite direction by the first drive portion 135. [

제1 구동부(135)는 제1 연장프레임(111)에 설치되는 구동모터(135a)와, 구동모터(135a)의 구동축에 설치되는 구동기어(135b)와, 상기 구동기어(135b)와 치합하는 차동기어(135c, 도 4 참조)를 포함한다. 차동기어(135c)는 제2 지지프레임(130)의 회전축(131)이 관통하며 제2 지지프레임(130)에 좌측면에 고정 설치된다.The first driving unit 135 includes a driving motor 135a mounted on the first extension frame 111, a driving gear 135b mounted on the driving shaft of the driving motor 135a, And a differential gear 135c (see Fig. 4). The differential gear 135c penetrates the rotation shaft 131 of the second support frame 130 and is fixed to the left side surface of the second support frame 130. [

덕트팬(150)은 내부에 프로펠러가 설치되어 바람 추력을 발생시켜 구형로봇(10)이 주행할 수 있는 추진력을 제공하는 것으로, 제2 지지프레임(130) 내측에 고정 설치된다. 상기 덕트팬(150)은 구동로봇(10)의 전진 및 후진이 가능하도록 제2 지지프레임(130)과 함께 일방향 및 그 역방향으로 회전하여 추진 방향을 전환할 수 있다. 즉, 덕트팬(150)은 도 2와 같이 배치된 상태에서는 구형로봇(10)을 전진시킬 수 있으며, 도 3과 같이 180°회전하여 배치된 상태에서는 구형로봇(10)을 후진시킬 수 있다.The duct fan 150 is installed inside the second support frame 130 by providing a propeller inside the duct fan 150 to generate a thrust force to provide driving force for the spherical robot 10 to travel. The duct fan 150 may be rotated in one direction and the opposite direction together with the second support frame 130 so that the driving robot 10 can be advanced and reversed, thereby switching the propulsion direction. That is, the duct fan 150 can advance the spherical robot 10 in a state in which it is arranged as shown in FIG. 2, and can reverse the spherical robot 10 in a state in which the duct fan 150 is rotated by 180 degrees as shown in FIG.

도 4를 참조하면, 방향전환부(200)는 주행 중에 구형로봇(10)의 무게중심을 이동방향에 대하여 좌측 또는 우측으로 이동시켜 구형로봇(10)의 주행방향을 전환한다. 이와 같은 방향전환부(200)는 제2 구동부(230), 연결로드(250) 및 웨이트(weight)(270)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the direction switching unit 200 moves the center of gravity of the spherical robot 10 to the left or right with respect to the moving direction during traveling to change the traveling direction of the spherical robot 10. The direction switching unit 200 includes a second driving unit 230, a connection rod 250, and a weight 270.

제2 구동부(230)는 제1 지지프레임(110)의 하단에 수직으로 연장 형성되는 지지플레이트(210)에 고정 설치되는 구동모터로 이루어진다. 연결로드(250)는 상단이 제2 구동부(230)의 구동축에 연결되고 하단이 웨이트(270)에 연결된다.The second driving unit 230 includes a driving motor fixedly mounted on a support plate 210 extending vertically to a lower end of the first supporting frame 110. The connection rod 250 has an upper end connected to the driving shaft of the second driving unit 230 and a lower end connected to the weight 270.

웨이트(270)는 연결로드(250)를 통해 제2 구동부(230)의 동력을 전달받아 구형로봇(10)의 주행방향에 대하여 좌측 또는 우측으로 회전함으로써, 주행 중인 구형로봇(10)의 무게중심을 좌측 또는 우측으로 이동시킨다. 이 경우, 웨이트(270)에 의해 무게중심이 좌측 또는 우측으로 편향됨에 따라 구형로봇(10)은 좌측 또는 우측으로 방향을 전환할 수 있다.The weight 270 receives the power of the second driving unit 230 through the connecting rod 250 and rotates to the left or right with respect to the traveling direction of the spherical robot 10 to move the weight center of the spherical robot 10 To the left or right. In this case, as the center of gravity is biased to the left or right by the weight 270, the spherical robot 10 can switch the direction to the left or right.

이와 같이 상기 웨이트(270)의 회전각도를 미리 여러 각도로 설정해 놓음으로써, 구형로봇(10)이 주행 중 다양한 각도로 방향을 전환할 수 있다. 즉, 웨이트(270)가 지면에 수직인 상태에서 좌측 또는 우측으로의 회전각도가 증가할수록 방향 전환각도의 변화량이 증가한다. 즉, 웨이트(270)의 회전각도의 변화량은 구형로봇(10)의 방향전환각도의 변화량에 비례한다.Thus, by setting the rotational angle of the weight 270 to various angles in advance, the spherical robot 10 can change its direction at various angles while driving. That is, the amount of change in the direction switching angle increases as the rotational angle from left to right or right in the state where the weight 270 is perpendicular to the ground. That is, the amount of change in the rotational angle of the weight 270 is proportional to the amount of change in the direction switching angle of the spherical robot 10.

도 5를 참조하면, 제동부(300)는 제1 브레이크 암(310), 제2 브레이크 암(330), 제3 구동부(350), 제1 동력전달부(370) 및 제2 동력전달부(390)를 포함한다.5, the braking unit 300 includes a first brake arm 310, a second brake arm 330, a third driving unit 350, a first power transmitting unit 370, and a second power transmitting unit 390).

제1 및 제2 브레이크 암(310,330)은 구형로봇(10)의 좌측 및 우측에 각각 배치되며, 다수의 곡선프레임(50)과 대략 동일한 반경으로 라운딩 형성된다. 이와 같은 제1 및 제2 브레이크 암(310,330)은 구형로봇(10)의 주행모드에서는 다수의 곡선프레임(50)과 함께 구형로봇(10)의 외곽을 유지하고, 구형로봇(10)의 제동모드에서는 구형로봇(10)의 외곽보다 더 돌출됨에 따라 주행 중인 구형로봇(10)을 제동할 수 있다.The first and second brake arms 310 and 330 are respectively disposed on the left and right sides of the spherical robot 10 and are rounded with substantially the same radius as the plurality of curved frames 50. [ The first and second brake arms 310 and 330 are configured to hold the outer periphery of the spherical robot 10 together with a plurality of curved frames 50 in the traveling mode of the spherical robot 10, The robot 10 can be braked while the robot 10 is protruded more than the outer periphery of the robot 10.

이와 같은 제1 및 제2 브레이크 암(310,330)은 각각 일단부가 제1 및 제2 허브(71,73)에 각각 고정 결합되는 제1 및 제2 지지브라켓(75,76)에 힌지 결합된다. 이 경우, 제1 브레이크 암(310)의 일단부와 제1 지지브라켓(75) 사이(G1, 도 2 참조)에는 제1 리턴스프링(미도시)이 설치되고, 제2 브레이크 암(330)의 일단부와 제2 지지브라켓(76) 사이(G2, 도 2 참조)에는 제2 리턴스프링(미도시)이 설치된다.The first and second brake arms 310 and 330 are hinged to the first and second support brackets 75 and 76, respectively, one end of which is fixedly coupled to the first and second hubs 71 and 73, respectively. In this case, a first return spring (not shown) is provided between one end of the first brake arm 310 and the first support bracket 75 (G1, see FIG. 2) A second return spring (not shown) is provided between the one end portion and the second support bracket 76 (G2, see FIG. 2).

상기 제1 리턴스프링은 코일스프링 형상으로 이루어지며 일단이 제1 브레이크 암(310)에 연결되고, 타단이 제1 지지브라켓(75)에 연결된다. 제2 리턴스프링은 제1 리턴스프링과 마찬가지로 코일스프링 형상으로 이루어지며 일단이 제2 브레이크 암(330)에 연결되고, 타단이 제2 지지브라켓(76)에 연결된다.The first return spring has a coil spring shape and has one end connected to the first brake arm 310 and the other end connected to the first support bracket 75. The second return spring, like the first return spring, has a coil spring shape and has one end connected to the second brake arm 330 and the other end connected to the second support bracket 76.

이와 같은 제1 및 제2 리턴스프링은 제1 및 제2 동력전달부(370,390)에 의한 가압력이 제1 및 제2 브레이크 암(310,330)으로부터 해제될 때 제1 및 제2 브레이크 암(310,330)을 다수의 곡선프레임(50)과 같이 구형로봇(10)의 외곽을 이루는 위치로 복귀시켜 구형로봇(10)의 주행이 재개될 수 있도록 한다.The first and second return springs rotate the first and second brake arms 310 and 330 when the first and second brake arms 310 and 330 are released from the first and second power transmitting portions 370 and 390, And returns to the position of the outer periphery of the spherical robot 10 like a plurality of curved frames 50 so that the running of the spherical robot 10 can be resumed.

제3 구동부(350)는 제1 지지프레임(110)의 하측에 배치되며, 구동모터와, 구동모터의 구동축에 결합되는 회전판(351)을 포함한다. 상기 제3 구동부(350)는 제1 및 제2 브레이크 암(310,330)을 구동시키기 위해, 회전판(351)을 통해 제1 및 제2 동력전달부(370,390)로 동시에 전달되는 구동력을 발생시킨다.The third driving unit 350 is disposed below the first supporting frame 110 and includes a driving motor and a rotating plate 351 coupled to the driving shaft of the driving motor. The third driving unit 350 generates a driving force that is simultaneously transmitted to the first and second power transmitting units 370 and 390 through the rotating plate 351 to drive the first and second brake arms 310 and 330.

제1 및 제2 동력전달부(370,390)는 구형로봇(10)의 중심을 기준으로 서로 대칭으로 배치되며, 제3 구동부(350)의 회전판(351)과 제1 및 제2 브레이크 암(310,30)을 각각 연결한다.The first and second power transmitting portions 370 and 390 are disposed symmetrically with respect to the center of the spherical robot 10 and are disposed symmetrically with respect to the center of the spherical robot 10 and the first and second brake arms 310, 30, respectively.

제1 동력전달부(370)는 제1 연결부재(371), 제2 연결부재(373), 제3 연결부재(375) 및 제1 가압부재(377)를 포함한다.The first power transmitting portion 370 includes a first connecting member 371, a second connecting member 373, a third connecting member 375 and a first pressing member 377.

제1 연결부재(371)는 일단이 회전판(351) 일측에 힌지 연결되고 타단이 제2 연결부재(373)의 하단에 힌지 연결된다. 상기 제1 연결부재(371)는 제2 연결부재(373)의 하단이 연결되는 부분이 유동 가능하게 연결되도록 장공(미도시)이 형성된다. 이는 회전판(351)이 일방향으로 선회 시 제1 연결부재(371)의 선회 동작을 원활하게 하기 위함이다.One end of the first connecting member 371 is hinged to one side of the rotary plate 351 and the other end is hinged to the lower end of the second connecting member 373. [ The first connection member 371 is formed with a slot (not shown) so that a portion to which the lower end of the second connection member 373 is connected is connected to be movable. This is for smoothly turning the first connecting member 371 when the rotating plate 351 is rotated in one direction.

제2 연결부재(373)는 하단이 제1 연결부재(371)에 연결되며 동시에 제3 연장프레임(115)의 슬롯(115a)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 또한, 제2 연결부재(373)는 상단이 제1 연장프레임(111)에 설치된 결합구(374)를 통해 제3 연결부재(375)의 일단과 연결된다.The lower end of the second linking member 373 is connected to the first linking member 371 and is slidably inserted into the slot 115a of the third elongate frame 115 at the same time. The second linking member 373 is connected to one end of the third linking member 375 through an engaging hole 374 provided at the upper end of the first extending frame 111.

제3 연결부재(375)는 타단이 제1 연장프레임(111) 및 제1 허브(71)를 순차적으로 관통한 후 제1 가압부재(377)의 중앙에 관통 결합된다.The other end of the third linking member 375 passes through the first elongate frame 111 and the first hub 71 in order and is then inserted through the center of the first pressing member 377.

상술한 제1 내지 제3 연결부재(371,373,375)는 회전판(351)의 일방향 또는 그 역방향 회전에 따라 순차 연동하여, 제1 가압부재(377)를 구형로봇(10)의 중심 방향 또는 그 역방향으로 직선 이동시킨다.The first to third connecting members 371, 373 and 375 sequentially move in accordance with the rotation of the rotary plate 351 in the one direction or the reverse direction so that the first pressing member 377 is linearly moved in the direction of the center of the rectangular robot 10, .

제1 가압부재(377)는 구형로봇(10)의 주행모드에서는 도 5와 같이 제1 브레이크 암(310)이 구형로봇(10)의 외곽을 이루는 위치에 있도록 제1 브레이크 암(310)의 작동돌기(315)를 가압하지 않는 위치로 설정된다. 이 경우 회전판(351)에 힌지 연결된 제1 연결부재(371) 및 제4 연결부재(391)는 대략 동축방향으로 배치된다.The first pressing member 377 is moved in the running mode of the spherical robot 10 such that the first brake arm 310 is positioned at the outer periphery of the spherical robot 10 The projection 315 is not pressed. In this case, the first linking member 371 and the fourth linking member 391 hingedly connected to the rotating plate 351 are arranged substantially coaxially.

또한, 제1 가압부재(377)는 구형로봇(10)의 제동모드에서는 도 6과 같이 회전판(351)의 회전에 따라 연동하는 제1 내지 제3 연결부재(371,373,375)에 의해 구형로봇(10)의 중심방향으로 당겨진다. 이때, 제1 가압부재(377)는 제1 브레이크 암(310)의 작동돌기(315)를 가압하게 되고, 제1 브레이크 암(310)은 미리 설정된 각도만큼 회전하면서 구형로봇(10)의 외곽보다 더 돌출된다. 이에 따라 주행 중인 구형로봇(10)은 제1 브레이크 암(310)의 작동에 의해 제동될 수 있다.In the braking mode of the spherical robot 10, the first pressing member 377 is connected to the spherical robot 10 by the first to third connecting members 371, 373, and 375 interlocked with the rotation of the rotary plate 351, As shown in Fig. At this time, the first pressing member 377 presses the actuating protrusion 315 of the first brake arm 310, and the first brake arm 310 rotates by a predetermined angle to the outer periphery of the spherical robot 10 More protruding. Accordingly, the running spherical robot 10 can be braked by the operation of the first brake arm 310. [

제2 동력전달부(390)는 상술한 제1 동력전달부(370)과 마찬가지로 3개의 연결부재와 1개의 가압부재를 구비한다. 즉, 제2 동력전달부(390)는 제4 연결부재(391), 제5 연결부재(393), 제6 연결부재(395) 및 제2 가압부재(397)를 포함한다.The second power transmitting portion 390 includes three connecting members and one pressing member similarly to the first power transmitting portion 370 described above. That is, the second power transmitting portion 390 includes a fourth connecting member 391, a fifth connecting member 393, a sixth connecting member 395, and a second pressing member 397.

제4 연결부재(391)는 일단이 회전판(351) 일측에 힌지 연결되고 타단이 제5 연결부재(393)의 하단에 힌지 연결된다. 상기 제4 연결부재(391)는 제5 연결부재(393)의 하단이 연결되는 부분이 유동 가능하게 연결되도록 장공(미도시)이 형성된다.One end of the fourth linking member 391 is hinged to one side of the rotary plate 351 and the other end is hingedly connected to the lower end of the fifth linking member 393. The fourth linking member 391 is formed with a slot (not shown) so that a portion to which a lower end of the fifth linking member 393 is connected is connected to be movable.

제5 연결부재(393)는 하단이 제4 연결부재(391)에 연결되며 동시에 제4 연장프레임(117)의 슬롯(117a)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 또한, 제5 연결부재(393)는 상단이 제2 연장프레임(113)에 설치된 결합구(394)를 통해 제6 연결부재(395)의 일단과 연결된다.The lower end of the fifth linking member 393 is connected to the fourth linking member 391 and is slidably inserted into the slot 117a of the fourth extending frame 117 at the same time. The fifth linking member 393 is connected to one end of the sixth linking member 395 through an engaging hole 394 provided at the upper end of the second elongate frame 113.

제6 연결부재(395)는 타단이 제2 연장프레임(113) 및 제2 허브(73)를 순차적으로 관통한 후 제2 가압부재(397)의 중앙에 관통 결합된다.The other end of the sixth linking member 395 passes through the second elongate frame 113 and the second hub 73 sequentially and is then inserted through the center of the second pressing member 397.

상술한 제4 내지 제6 연결부재(391,393,395)는 회전판(351)의 일방향 또는 그 역방향 회전에 따라 순차 연동하여, 제2 가압부재(397)를 구형로봇(10)의 중심 방향 또는 그 역방향으로 직선 이동시킨다.The fourth to sixth connecting members 391, 393 and 395 sequentially move in accordance with the rotation of the rotary plate 351 in the one direction or the reverse direction so that the second pressing member 397 is linearly moved in the direction of the center of the rectangular robot 10, .

제2 가압부재(397)는 구형로봇(10)의 주행모드에서는 도 5와 같이 제2 브레이크 암(330)이 구형로봇(10)의 외곽을 이루는 위치에 있도록 제1 브레이크 암(310)의 작동돌기(335)를 가압하지 않는 위치로 설정된다. 또한, 제2 가압부재(397)는 구형로봇(10)의 제동모드에서는 도 6과 같이 회전판(351)의 회전에 따라 연동하는 제4 내지 제6 연결부재(391,393,395)에 의해 구형로봇(10)의 중심방향으로 당겨진다. 이때, 제2 가압부재(397)는 제2 브레이크 암(330)의 작동돌기(335)를 가압하게 되고, 제2 브레이크 암(330)은 미리 설정된 각도만큼 회전하면서 구형로봇(10)의 외곽보다 더 돌출됨으로써 주행 중인 구형로봇(10)을 제동할 수 있다.The second pressing member 397 is moved in the running mode of the spherical robot 10 such that the operation of the first brake arm 310 is controlled such that the second brake arm 330 is positioned at the outer periphery of the spherical robot 10, And is set at a position where the projection 335 is not pressed. In the braking mode of the spherical robot 10, the second pressing member 397 is connected to the spherical robot 10 by the fourth to sixth connecting members 391, 393, 395 interlocked with the rotation of the rotary plate 351, As shown in Fig. At this time, the second pressing member 397 presses the operating protrusion 335 of the second brake arm 330, and the second brake arm 330 rotates by a predetermined angle to the outside of the sphere robot 10 So that the spherical robot 10 in motion can be braked.

도 7을 참조하면, 주행 중인 구형로봇(10)은 회전판(351)의 회전에 따라 상술한 제1 및 제2 동력전달부(370,390)가 동시에 연동하여, 제1 및 제2 브레이크 암(310,330)을 동시에 작동시킴으로써 주행 중인 구형로봇(10)을 제동시킬 수 있다.7, the first and second power transmitting portions 370 and 390 of the running robot 10 are simultaneously interlocked with the first and second brake arms 310 and 330 according to the rotation of the rotating plate 351, So that the spherical robot 10 in motion can be braked.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 구형로봇(10)은 내측 예를 들면, 제1 지지프레임(110)의 일부분에 설치되는 제어부(미도시)를 포함한다. 상기 제어부는 덕트팬(150) 및 상술한 각 구동모터를 온/오프 제어함으로써 구형로봇(10)를 주행모드 및 제동모드로 설정할 수 있는 통상의 마이크로 콘트롤러와, 구형로봇(10)을 제어하기 위한 소프트웨어가 설치되는 저장매체, 통상의 무선장치를 포함할 수 있다.Meanwhile, the spherical robot 10 according to an embodiment of the present invention includes a control unit (not shown) installed inside a first support frame 110, for example. The control unit includes a conventional microcontroller capable of setting the sphere robot 10 to the traveling mode and the braking mode by controlling the duct fan 150 and the above-described respective driving motors on / off control, and a control unit for controlling the sphere robot 10 A storage medium on which the software is installed, a conventional wireless device.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 구형로봇(10)은 제어부 및 덕트팬(150) 및 상술한 각 구동모터에 전원을 공급하기 위한 배터리(미도시)를 포함하며, 이 경우 배터리는 충전배터리일 수 있다.In addition, the spherical robot 10 according to an embodiment of the present invention includes a controller and a duct fan 150 and a battery (not shown) for supplying power to each of the above-described driving motors. In this case, Lt; / RTI >

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10: 구형로봇 30: 원형프레임
50: 곡선프레임 71: 제1 허브
72: 제1 축부재 73: 제2 허브
74: 제2 축부재 100: 추력발생부
110: 제1 지지프레임 130: 제2 지지프레임
135: 제1 구동부 150: 덕트팬
200: 방향전환부 230: 제2 구동부
250: 연결로드 270: 웨이트
300: 제동부 310: 제1 브레이크 암
330: 제2 브레이크 암 350: 제3 구동부
370: 제1 동력전달부 390: 제2 동력전달부
410: 엔코더
10: Spherical robot 30: Circular frame
50: Curved frame 71: First hub
72: first shaft member 73: second hub
74: second shaft member 100: thrust generating unit
110: first support frame 130: second support frame
135: first driving part 150: duct fan
200: direction switching unit 230: second driving unit
250: connection rod 270: weight
300: Braking unit 310: First brake arm
330: second brake arm 350: third driving part
370: first power transmission portion 390: second power transmission portion
410: Encoder

Claims (17)

팬의 구동에 따라 추진력을 발생하는 추력발생부;
상기 추력발생부를 둘러싸는 원형프레임; 및
상기 원형프레임과 직교하면서 구형상의 외곽을 이루도록 상기 원형프레임의 원주방향을 따라 배열되는 다수의 곡선프레임;을 포함하는 구형로봇.
A thrust generating unit generating thrust according to the driving of the fan;
A circular frame surrounding the thrust generating unit; And
And a plurality of curved frames arranged along the circumferential direction of the circular frame so as to form a rectangular outer shape orthogonal to the circular frame.
제1항에 있어서,
상기 추력발생부는,
제1 지지프레임;
상기 제1 지지프레임 내측에 양측이 회전 가능하게 결합되는 제2 지지프레임;
상기 제2 지지프레임에 고정되는 덕트팬; 및
상기 제2 지지프레임을 회전시켜 상기 덕트팬의 추진력이 작용하는 방향을 전환하기 위한 제1 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
The method according to claim 1,
The thrust generating unit may include:
A first support frame;
A second support frame rotatably coupled to both sides of the first support frame;
A duct fan fixed to the second support frame; And
And a first driving unit for rotating the second support frame to switch a direction in which the driving force of the duct fan acts.
제2항에 있어서,
상기 제1 구동부는,
구동모터;
상기 구동모터의 구동축에 연결되는 제1 기어; 및
상기 제2 지지프레임의 회전 중심을 둘러싸도록 상기 제2 지지프레임의 일측에 설치되고, 상기 제1 기어에 치합되는 제2 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
3. The method of claim 2,
Wherein the first driving unit includes:
A drive motor;
A first gear connected to a drive shaft of the drive motor; And
And a second gear provided on one side of the second support frame so as to surround the rotation center of the second support frame and engaged with the first gear.
제1항에 있어서,
상기 추력발생부의 하단에 힌지 연결되며, 주행 중인 구형로봇의 무게 중심을 이동시켜 구형로봇의 주행방향을 전환시키는 방향전환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
The method according to claim 1,
Further comprising a direction switching unit hingedly connected to the lower end of the thrust generating unit for shifting the center of gravity of the traveling spherical robot to change the traveling direction of the spherical robot.
제4항에 있어서,
상기 방향전환부는,
상기 추력발생부 하부에 설치되는 제3 구동부;
상기 제2 구동부의 일단에 연결되는 연결로드; 및
상기 연결로드 타단에 설치되는 웨이트;를 포함하며,
상기 웨이트는 연결로드를 통해 전달되는 상기 제2 구동부의 동력에 의해 미리 설정된 각도로 좌측 및 우측 중 선택된 방향으로 선회하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
5. The method of claim 4,
Wherein,
A third driving unit installed below the thrust generating unit;
A connecting rod connected to one end of the second driving unit; And
And a weight provided at the other end of the connecting rod,
Wherein the weight pivots in a selected one of left and right directions at a predetermined angle by the power of the second driving unit transmitted through the connecting rod.
제2항에 있어서,
주행 중인 구형로봇을 제동하기 위해 상기 제1 지지프레임에 지지되는 제동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
3. The method of claim 2,
Further comprising a braking unit supported by the first support frame for braking the spherical robot in motion.
제6항에 있어서,
상기 제동부는,
상기 제1 지지프레임의 좌측 및 우측에 각각 배치되는 제1 브레이크 암 및 제2 브레이크 암;
상기 제1 및 제2 브레이크 암의 구동력을 발생하는 제3 구동부; 및
상기 제3 구동부와 상기 제1 및 제2 브레이크 암을 각각 연결하는 제1 동력전달부 및 제2 동력전달부;를 포함하며,
상기 제1 및 제2 브레이크 암은 주행모드에서 구형로봇의 외곽을 유지하고, 제동모드에서 구형로봇의 외곽보다 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
The method according to claim 6,
The braking unit includes:
A first brake arm and a second brake arm disposed on left and right sides of the first support frame, respectively;
A third driver for generating a driving force of the first and second brake arms; And
And a first power transmission unit and a second power transmission unit that connect the third drive unit and the first and second brake arms, respectively,
Wherein the first and second brake arms hold the outer periphery of the spherical robot in the traveling mode and protrude more than the outer periphery of the spherical robot in the braking mode.
제7항에 있어서,
상기 제3 구동부는 구동모터 및 구동모터의 구동축에 결합되는 회전판을 구비하며,
상기 제1 및 제2 동력전달부는 각각 상기 회전판의 회전에 연동하여 상기 제1 및 제2 브레이크 암의 일단을 가압함으로써 상기 제1 및 제2 브레이크 암을 미리 설정된 각도만큼 회전시키는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
8. The method of claim 7,
The third driving unit includes a driving motor and a rotating plate coupled to a driving shaft of the driving motor,
Wherein each of the first and second power transmission portions rotates the first and second brake arms by a preset angle by pressing one end of the first and second brake arms in conjunction with rotation of the rotating plate, robot.
제8항에 있어서,
상기 제1 및 제2 브레이크 암은 상기 다수의 곡선프레임의 양단이 고정되는 제1 및 제2 허브에 각각 선회 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
9. The method of claim 8,
Wherein the first and second brake arms are pivotally connected to first and second hubs to which both ends of the plurality of curved frames are fixed, respectively.
제9항에 있어서,
상기 제1 허브와 제1 브레이크 암 사이에 제1 리턴스프링이 설치되고, 상기 제2 허브와 제2 브레이크 암 사이에 각각 제2 리턴스프링이 설치되며,
상기 제1 및 제2 리턴스프링은 상기 제1 및 제2 동력전달부에 의한 가압력이 해제될 때 상기 제1 및 제2 브레이크 암을 다수의 곡선프레임과 같이 구형로봇의 외곽을 이루는 위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
10. The method of claim 9,
A first return spring is provided between the first hub and the first brake arm, a second return spring is provided between the second hub and the second brake arm,
The first and second return springs return the first and second brake arms to the positions of the outer periphery of the spherical robot like a plurality of curved frames when the pressing force by the first and second power transmission portions is released Wherein the robot is a robot.
제7항에 있어서,
상기 제1 동력전달부는, 일단이 상기 회전판 일측에 힌지 연결되며 수평으로 배치되는 제1 연결부재; 하단이 상기 제1 연결부재의 타단에 연결되며 수직으로 배치되는 제2 연결부재; 상기 제2 연결부재의 상단이 일단이 연결되며 수평으로 배치되는 제3 연결부재; 및 상기 제3 연결부재의 타단에 연결되어 상기 제1 브레이크 암의 일부를 가압하는 제1 가압부재;를 포함하고,
상기 제2 동력전달부는, 일단이 상기 회전판에 타측에 힌지 연결되며 수평으로 배치되는 제4 연결부재; 하단이 상기 제4 연결부재의 타단에 연결되며 수직으로 배치되는 제5 연결부재; 상기 제5 연결부재의 상단이 일단이 연결되며 수평으로 배치되는 제6 연결부재; 및 상기 제6 연결부재의 타단에 연결되어 상기 제2 브레이크 암의 일부를 가압하는 제2 가압부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
8. The method of claim 7,
The first power transmission unit includes a first connection member having one end hinged to one side of the rotation plate and disposed horizontally; A second connecting member having a lower end connected to the other end of the first connecting member and disposed vertically; A third connecting member having an upper end connected to one end of the second connecting member and disposed horizontally; And a first pressing member connected to the other end of the third linking member to press a part of the first brake arm,
The second power transmission unit includes a fourth connection member having one end hinged to the other end of the rotation plate and disposed horizontally; A fifth connecting member having a lower end connected to the other end of the fourth connecting member and disposed vertically; A sixth connecting member having one end connected to the upper end of the fifth connecting member and disposed horizontally; And a second pressing member connected to the other end of the sixth linking member to press a part of the second brake arm.
제11항에 있어서,
상기 제1 동력전달부의 제3 연장부재는 상기 제1 지지프레임 일측에 연장되는 제1 연장프레임에 지지되고,
상기 제2 동력전달부의 제6 수평로드는 상기 제1 지지프레임 타측에 연장되는 제2 연장프레임에 지지되는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
12. The method of claim 11,
A third extension member of the first power transmission portion is supported by a first extension frame extending to one side of the first support frame,
And the sixth horizontal rod of the second power transmission unit is supported by a second extension frame extending to the other side of the first support frame.
제1항에 있어서,
상기 다수의 곡선프레임은 스프링 탄소강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of curved frames are made of spring carbon steel.
팬의 구동에 따라 추진력을 발생하는 추력발생부;
상기 추력발생부를 둘러싸는 원형프레임;
상기 원형 프레임과 직교하면서 구형상의 외곽을 이루도록 상기 원형프레임의 원주방향을 따라 배열되는 다수의 곡선프레임;
상기 추력발생부에 지지되며, 주행 중인 구형로봇을 제동하기 위한 한 상의 브레이크 암을 가지는 제동부; 및
상기 추력발생부의 하단에 힌지 연결되며, 주행 중인 구형로봇의 무게 중심을 이동시켜 구형로봇의 주행방향을 전환시키는 방향전환부;를 포함하는 구형로봇.
A thrust generating unit generating thrust according to the driving of the fan;
A circular frame surrounding the thrust generating unit;
A plurality of curved frames arranged along the circumferential direction of the circular frame so as to form a rectangular outer shape orthogonal to the circular frame;
A braking portion supported by the thrust generating portion and having a braking arm for braking the spherical robot in motion; And
And a direction switching unit hingedly connected to the lower end of the thrust generating unit for shifting the center of gravity of the traveling spherical robot to change the traveling direction of the spherical robot.
제14항에 있어서,
상기 추력발생부는 지지프레임 및 상기 지지프레임에 회전 가능하게 설치되어 일측 및 그 반대측으로 추진 방향을 전환하는 덕트팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
15. The method of claim 14,
Wherein the thrust generating part includes a support frame and a duct fan rotatably installed on the support frame and switching the propulsion direction to one side and the opposite side.
제15항에 있어서,
상기 방향전환부는 추진 방향에 직각 방향으로 미리 설정된 각도로 좌측 및 우측 중 선택된 방향으로 선회하는 웨이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
16. The method of claim 15,
Wherein the direction switching unit includes a weight that rotates in a selected one of left and right directions at a preset angle in a direction perpendicular to the propelling direction.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제동부는,
상기 추력발생부의 좌측 및 우측에 각각 탄력적으로 힌지 연결되는 제1 브레이크 암 및 제2 브레이크 암;
상기 제1 및 제2 브레이크 암을 각각 연결하며 구동부에 의해 발생한 구동력을 상기 제1 및 제2 브레이크 암에 각각 전달하는 제1 동력전달부 및 제2 동력전달부;를 포함하며,
상기 제1 및 제2 브레이크 암은 주행모드에서 구형로봇의 외곽을 유지하고, 제동모드에서 제1 및 제2 동력전달부에 가압되어 구형로봇의 외곽보다 더 돌출되는 것을 특징으로 하는 구형로봇.
17. The method according to any one of claims 14 to 16,
The braking unit includes:
A first brake arm and a second brake arm elastically hingedly connected to left and right sides of the thrust generating unit, respectively;
And a first power transmission unit and a second power transmission unit that respectively connect the first and second brake arms and transmit the driving force generated by the driving unit to the first and second brake arms,
Wherein the first and second brake arms hold the outer periphery of the spherical robot in the traveling mode and are pressed by the first and second power transmission parts in the braking mode to protrude more than the outer periphery of the spherical robot.
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