KR20160038146A - 안면피부 구동형 케이블 접속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇의 안면피부 구동형 케이블 접속장치에 관한 것으로, 휴머노이드 로봇의 안면 표정을 만들 때, 안면의 근육부위와 기구 부위를 이어주는 구동형 케이블 접속장치에 관한 것이다. 본 발명의 일예와 관련된 케이블 접속장치는, 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 하나의 운동 케이블; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블; 상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터; 상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및 상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함할 수 있다.

Description

안면피부 구동형 케이블 접속장치{Joining cables apparatus for driving face skin}

본 발명은 로봇의 안면피부 구동형 케이블 접속장치에 관한 것으로, 휴머노이드 로봇의 안면 표정을 만들 때, 안면의 근육부위와 기구 부위를 이어주는 구동형 케이블 접속장치에 관한 것이다.

일반적으로 안드로이드 로봇의 피부는 실리콘과 연질우레탄고무와 같은 재질을 사용해서 제작하게 된다. 이때, 뒷면에는 근육의 움직임과 연관성이 있게 보형물을 붙이게 된다.

상기 보형물에는 케이블이 연결되고, 케이블은 기구부분의 모터와 연결을 하게 되는데, 여기서 케이블과 모터를 이어주는 케이블 접속장치가 사용된다.

즉, 안드로이드 로봇의 피부를 움직이기 위해서는 피부에 붙은 보형물을 움직여야 되는데, 그 보형물이 케이블로 연결되어 있다.

결국 보형물과 연결된 케이블을 케이블 접속장치에 고정하고, 모터의 구동에 의해 케이블을 움직이며, 이로 인해 케이블과 연결된 보형물이 움직임으로써 얼굴 피부가 움직일 수 있게 된다.

보형물에는 와이어가 연결되어 있고 와이어는 기구부분의 모터와 연결을 하게 되는데 이때 와이어와 모터를 이어주는 케이블 접속장치를 모터가 움직이는 각도와 거리에 따라 두 가지 보형물을 사용한다.

여기서 움직이는 거리가 짧을 경우에는 케이블의 모양 역시 짧게되고, 움직이는 거리가 길 경우에는 모양이 긴 보형물을 사용한다.

한편, 케이블이 움직일 때의 범위가 너무 작으면 효과적인 표정을 만들어내기 어렵다.

여러 가지 표정을 만들기 위해 각 부위의 근육마다 움직여야 하는 범위가 다르지만, 일반적으로 최대폭이 10~20mm정도이며 이 정도의 움직임을 위해서는 케이블 접속장치의 역할이 중요하다.

결국, 케이블을 움직여 주는 구동형 케이블 접속장치는 케이블 위치나 굵기에 따라 서로 다른 모양과 길이의 접속장치가 필요하고, 제작원가를 절감하는 케이블 접속장치의 제조방법이 요구되며, 구동시 와이어가 경로를 이탈하는 문제점에 대한 해결방안이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 특허청 출원번호 제10-2008-0137335호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 안드로이드 로봇의 얼굴에 연결된 와이어를 고정해 움직일 때 일정한 방향성과 와이어의 움직이는 거리를 최대한 확보하고자 한다.

구체적으로, 모터의 종류마다 움직이는 범위가 다르며 일반적으로 모터마다 움직일 수 있는 범위가 정해져 있으므로, 180도 정도를 좌우로 움직일 수 있는 모터를 사용하여 케이블 접속장치를 연결하고 와이어를 고정했을 경우 모터를 움직였을 때 케이블 접속 장치에 따라서 움직이는 범위는 그 각도가 다르다는 특징을 이용하여 와이어와 직선방향으로 움직여 최대 범위만큼을 움직여 줄 수 있도록 제작하고자 한다.

또한, 본 발명은 굵기가 0.6mm 이하의 얇은 와이어일 경우 구동 중에 와이어가 직선방향으로 움직이지 못하고 구부러지는 경우가 많다는 점을 방지하기 위해 0.7mm이상의 굵은 와이어를 가이드로 사용하고자 한다.

더 나아가 본 발명은 0.7mm이상으로 굵은 와이어를 단독으로 사용해도 구동 중에 구부러짐이 발생하지 않을 경우 하나만 사용하는 것을 제안하고자 한다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 케이블 접속장치는, 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 하나의 운동 케이블; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블; 상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터; 상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및 상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드용 케이블의 두께는 0.7mm 이상일 수 있다.

또한, 상기 접속부는, 상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 관통되도록 형성되는 복수의 케이블삽입홀이 구비되는 홀더; 상기 홀더에 수직 형성되는 조립공에 구비되는 부싱; 및 상기 홀더의 상면에서 하면을 향하여 상기 케이블삽입홀과 연통되도록 일정깊이 함몰형성되는 복수의 결합공에 삽입되는 케이블고정구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 부싱은 중공의 원통형상으로 구비되고, 회전되는 것을 구속하도록 그 외주면이 상기 조립공에 결합되며, 상기 중공에 삽입되는 체결수단이 회전될 수 있도록 상기 적어도 하나의 회전암 과 결합될 수 있다.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 일예와 관련된 케이블 접속장치는, 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 복수의 운동 케이블; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블; 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터; 상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및 상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드용 케이블의 두께는 0.7mm 이상일 수 있다.

또한, 상기 접속부는, 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 관통되도록 형성되는 복수의 케이블삽입홀이 구비되는 홀더; 상기 홀더에 수직 형성되는 조립공에 구비되는 부싱; 및 상기 홀더의 상면에서 하면을 향하여 상기 케이블삽입홀과 연통되도록 일정깊이 함몰형성되는 복수의 결합공에 삽입되는 케이블고정구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 부싱은 중공의 원통형상으로 구비되고, 회전되는 것을 구속하도록 그 외주면이 상기 조립공에 결합되며, 상기 중공에 삽입되는 체결수단이 회전될 수 있도록 상기 적어도 하나의 회전암 과 결합될 수 있다.

한편, 상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 일예와 관련된 케이블 접속장치는, 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 복수의 운동 케이블; 상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블; 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터; 상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및 상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함하되, 상기 접속부는 상기 복수의 운동 케이블 중 어느 하나의 케이블이 장력 조절이 가능하도록 결합되는 장력 접속부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드용 케이블의 두께는 0.7mm 이상일 수 있다.

또한, 상기 접속부는, 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 관통되도록 형성되는 복수의 케이블삽입홀이 구비되는 홀더; 상기 홀더에 수직 형성되는 조립공에 구비되는 부싱; 및 상기 홀더의 상면에서 하면을 향하여 상기 케이블삽입홀과 연통되도록 일정깊이 함몰형성되는 복수의 결합공에 삽입되는 케이블고정구;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 장력 접속부는, 상기 적어도 하나의 회전암에 고정될 수 있도록 일측에 결합공이 관통형성되는 제 1 몸체; 상기 제 1 몸체의 일측이 삽입되어 결합되고, 내부가 중공으로 형성되는 제 2 몸체; 상기 제 1 몸체와 제 2 몸체 사이에 구비되고 내부가 중공으로 형성되는 장력조절부; 상기 장력조절부의 일측과 상기 제 1 몸체의 일측 사이에 구비되는 탄성부재; 및 상기 제2몸체의 일측단에 배치되어 상기 장력조절부의 일단과 결합되고, 내부가 중공으로 형성되는 연결부;를 포함할 수 있다.

본 발명은 안드로이드 로봇의 얼굴에 연결된 와이어를 고정해 움직일 때 일정한 방향성과 와이어의 움직이는 거리를 최대한 확보할 수 있다.

구체적으로, 모터의 종류마다 움직이는 범위가 다르며 일반적으로 모터마다 움직일 수 있는 범위가 정해져 있으므로, 180도 정도를 좌우로 움직일 수 있는 모터를 사용하여 케이블 접속장치를 연결하고 와이어를 고정했을 경우 모터를 움직였을 때 케이블 접속 장치에 따라서 움직이는 범위는 그 각도가 다르다는 특징을 이용하여 본 발명은 와이어와 직선방향으로 움직여 최대 범위만큼을 움직여 줄 수 있도록 접속 케이블을 제작할 수 있다.

또한, 본 발명은 굵기가 0.6이하의 얇은 와이어일 경우 구동 중에 와이어가 직선방향으로 움직이지 못하고 구부러지는 경우가 많다는 점을 방지하기 위해 0.7mm이상의 굵은 와이어를 가이드로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 0.7mm이상으로 굵은 와이어를 단독으로 사용해도 구동 중에 구부러짐이 발생하지 않을 경우 하나만 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명과 관련된 종래기술에 따른 제1접속부의 분리사시도의 일례를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명과 관련된 종래기술에 따른 제2접속부의 분리사시도의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명과 관련하여, 안드로이드 로봇에 설치된 보형물과 보형물에 케이블이 결합된 상태의 일례를 나타내는 사진 도면이다.
도 4는 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 일례를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 다른 일례를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 또 다른 일례를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 3D CAD상에서의 모습 일례를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치가 실제로 적용된 일례를 도시한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

본 발명에 대한 구체적인 설명에 앞서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 케이블 접속장치 및 로봇의 안면근육을 움직이는 방식에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련된 종래기술에 따른 제1접속부의 분리사시도의 일례를 도시한 것이다.

또한, 도 2는 본 발명과 관련된 종래기술에 따른 제2접속부의 분리사시도의 일례를 도시한 것이다.

또한, 도 3은 본 발명과 관련하여, 안드로이드 로봇에 설치된 보형물과 보형물에 케이블이 결합된 상태의 일례를 나타내는 사진 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 적용될 수 있는 케이블 접속장치(100)는 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 제1,2보형물(114,118), 제1,2보형물(114,118)이 움직이도록 외력을 제공하는 제1,2모터(124,128) 사이를 연결하는 다수개의 케이블(130~138)을 접속하는 장치이다.

즉, 제1,2모터(124,128)에서 발생하는 구동력이 다수개의 케이블(130~138)에 의해 제1,2보형물(114,118)에 전달되어 안드로이드 로봇의 피부를 움직이도록 함으로써, 다양한 표정을 표현할 수 있도록 구성된다.

도 3을 참조하면, 제1,2모터(124,128)는 인간의 근육과 같은 역할을 하는 것으로서, 전달하고자 하는 동력의 크기에 따라 15~30개 정도가 구비되며, 이 수량으로 안드로이드 로봇의 얼굴을 표현하기 위해서는 실제 사람의 얼굴에 사용

되는 근육 중에서 큰 근육이 위치하는 곳에 제1,2보형물(114,118)을 포함한 다수개의 보형물(110,114,118)들이 각각 배치된다.

이와 같은 상기 제1,2보형물(114,118)은 안드로이드 로봇의 피부 내측에 구비되는 것으로 결합되는 위치에 따라 각기 다양한 형태로 형성되고, 그 내부에는 적어도 하나의 관통공이 형성되어 상기 케이블의 일단이 상기 관통공에 나사결합될 수 있다.

이때, 제1,2모터(124,128)의 구동에 의해 발생되는 구동력이 케이블 접속장치(100) 및 다수개의 케이블(130~138)을 통해 상기 보형물(110,114,118)에 전달되어 안드로이드 로봇의 피부를 움직이게 된다.

제1,2보형물(114,118)과 제1,2모터(124,128)를 연결하는 케이블 접속장치(100)는 제1,2회전암(124a,128a), 제1접속부(200) 및 제2접속부(300)를 포함할 수 있다.

제1,2회전암(124a,128a)은 일정길이의 바형상으로 구비되는 것으로, 일측에 형성된 결합공을 통하여 상기 제1,2모터(124,128)의 회전축에 나사결합을 통하여 각각 고정되며 모터의 구동에 의해 상기 회전축을 중심으로 일정 각도로 왕복 선회운동을 하게 된다.

또한, 제1,2회전암(124a,128a)의 내부에 구비되는 복수개의 위치결정공(125)을 통하여 상기 제1,2접속부(200,300)의 일측과 각각 나사결합된다.

이와 같은 위치결정공(125)이 길이방향을 따라 복수개 구비되어 상기 제1,2접속부(200,300)가 결합되는 위치를 다르게 함으로써, 상기 모터(124,128)의 구동에 의해 왕복선회하는 제1,2접속부(200,300)의 회전반경을 다르게 할 수 있도록 할 수 있다.

즉, 모터의 회전축과 가까운 곳에 형성된 위치결정공(125)을 통하여 제1,2접속부(200,300)가 회전암에 결합하게 되면 모터의 구동에 의해 작은 반경으로 제1,2접속부(200,300)가 왕복 선회운동을 하게 되고, 이로 인해 상기 제1,2접속부(200,300)와 케이블을 통해 연결된 제1,2보형물(114,118)에 전해지는 외력도 작게 되어 상기 제1,2보형물(114,118)도 짧은 거리를 움직이게 되어 안드로이드 로봇의 입은 미세하게 움직이게 된다.

이와는 반대로, 모터의 회전축과 먼곳에 형성된 위치결정공(125)을 통하여 제1,2접속부(200,300)가 회전암에 결합하게 되면 모터의 구동에 의해 큰 반경으로 제1,2접속부(200,300)가 왕복 선회운동을 하게 되고, 이로 인해 상기 제1,2접속부(200,300)와 케이블을 통해 연결된 제1,2보형물(114,118)에 전해지는 외력도 크게 되어 상기 제1,2보형물(114,118)도 긴 거리를 움직이게 되어 안드로이드 로봇의 입은 약간 큰 움직임을 나타내는 것이다.

한편, 상기 제1,2회전암(124a,128a)의 형성길이를 서로 다르게 형성함으로써 상기 위치결정공(125)에 의해 발생되는 동일한 효과를 얻을 수 있다.

즉, 길이가 짧게 형성되는 회전암은 모터의 구동에 의하여 작은 반경으로 왕복선회하게 됨으로서, 상기 짧은 길이의 회전암과 연결된 제1,2접속부(200,300) 및 케이블이 짧은 거리를 움직이게 되므로 안드로이드 로봇의 입은 미세하게 움직이게 된다.

반대로 길이가 길게 형성되는 회전암은 모터의 구동에 의하여 큰 반경으로 왕복선회하게 됨으로서, 상기 길게 형성된 회전암과 연결된 제1,2접속부(200,300) 및 케이블이 긴 거리를 움직이게 되므로 안드로이드 로봇의 입은 약간 큰 움직임을 나타내는 것이다.

상기 제1접속부(200)는 상기 제1회전암(124a)의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 제1보형물(114)의 일측과 각각 결합되는 상기 다수개의 케이블 중에서 두 개 이상의 케이블이 동시에 결합될 수 있도록 구비되는 것으로, 홀더(210), 부싱(220) 및 케이블고정구(230)를 포함한다.

홀더(210)는 대략 직육면체의 형상으로 형성되는 것으로, 상,하부면이 관통되도록 형성되는 적어도 하나의 케이블삽입홀(212), 양측면이 관통되도록 형성되는 조립공(214) 및 전면에서 후면을 향하여 상기 케이블삽입홀(212)과 연통되도록 일정 깊이 함몰형성되는 복수개의 제1결합공(216)이 구비된다.

케이블삽입홀(212)에는 일측단이 상기 제1보형물(114)에 결합된 케이블의 타측이 삽입되고, 상기 제1결합공(216)에 케이블고정구(230)가 삽입되어 케이블삽입홀(212)에 삽입된 케이블(130)을 수직으로 눌러줌으로써, 제1보형물(114)에 일측이 결합된 케이블이 상기 홀더(210)에 고정되도록 한다.

그리고 한 개의 보형물(114)의 일측과 타측에 각각 연결된 두 개의 케이블을 동시에 고정하고자 할 때에는 홀더에 구비된 2개의 케이블삽입홀(212)에 각각 삽입된 후, 홀더의 전면에 구비된 2개의 제1결합공(216)에 케이블 고정구(230)를 각각 삽입함으로써, 케이블이 홀더에 고정되도록 하는 것이다.

동시에 2개의 케이블을 고정할 수 있는 제1접속부(200)의 구조로 인하여 안드로이드 로봇의 안면부에 구비된 하나의 보형물(114)의 일측과 타측을 동시에 움직여야 하는 경우에 두 개의 모터를 각각 구동할 필요없이 하나의 모터를 이용하여 보형물의 일측과 타측을 동시에 움직일 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상기 조립공(214)에는 상기 부싱(220)이 억지끼움으로 결합되어 상기 제1모터(124)의 구동으로 제1회전암(124a)이 회전축을 중심으로 왕복 선회운동시 상기 부싱(220)이 조립공(214)내에서 회전하는 것을 구속할 수 있다.

또한, 부싱(220)의 내부는 제1회전암(124a)과 결합될 수 있도록 체결수단이 삽입되고, 중공에 삽입된 체결수단이 회전될 수 있도록 결합될 수 있다.

이는 제1회전암(124a)의 선회운동에 의해 상기 홀더(210)가 제1회전암(124a)과 함께 선회운동시 체결수단이 중공내에서 회전할 수 있도록 구비됨으로써, 케이블삽입홀(212)에 결합된 케이블이 휘는 것을 방지하는 것이다.

이때, 상기 부싱(220)은 그 길이가 상기 홀더(210)의 좌우폭보다 더 길도록 구비됨으로써, 체결수단에 의해 제1회전암(124a)에 결합 고정시, 체결수단과 접하는 면이 부싱(220)의 양측단이 되도록 함으로써 상기 체결수단의 회전에 의해 홀더(210)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 체결수단과의 결합시 상기 부싱(220)의 좌우측단에 워셔(240)를 삽입하고 결합함으로써, 체결력을 높임과 동시에 접촉면의 마모방지를 줄이도록 할 수 있다.

케이블고정구(230)는 제1결합공(216)에 삽입되어 케이블삽입홀(212)에 삽입되는 케이블을 고정하는 것으로 서, 제1결합공(216)의 내주면에 나사산을 형성하여 케이블 고정구로 나사산이 형성된 볼트를 이용할 수도 있으며, 원통형상으로 형성되는 고정부재를 상기 제1결합공(216)에 억지끼움으로 결합할 수도 있다.

또한, 제2접속부(300)는 상기 제2회전암(128a)의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 제2보형물(118)의 일측과 결합되는 상기 다수개 케이블의 나머지 중에서 어느 하나의 케이블이 장력 조절이 가능하도록 구비되는 것으로, 제1몸체(310), 제2몸체(320), 장력조절부(330), 탄성부재(340) 및 연결부(350)를 포함한다.

제1몸체(310)는 일측에 관통형성되는 제2결합공(312)이 구비되어 체결수단을 통하여 상기 제2회전암(128a)에 나사결합된다. 그리고 타측에는 케이블이 삽입될 수 있도록 중공의 원통형상으로 구비되고, 그 외주면에 나사산(314)이 구비되어 상기 제2몸체(320)의 일측에 나사결합을 통하여 삽입된다.

그리고, 상기 제1몸체(310)와 상기 장력조절부(330)사이에는 중공의 결합대(360)가 추가로 구비되어 제1몸체(310)와 제2몸체(320)간의 결합력을 높이고 구조적인 안정성을 높일 수 있다.

한편, 상기 제2결합공(312)에는 상기 제1접속부(200)와 마찬가지로 부싱(미도시)이 억지끼움으로 결합되어 상기 제2모터(128)의 구동으로 제2회전암(128a)이 회전축을 중심으로 왕복 선회운동시 상기 부싱(미도시)이 제2결합공(312)내에서 회전하는 것을 구속하도록 할 수 있다.

또한, 상기 부싱(미도시)의 내부는 제2회전암(128a)과 결합될 수 있도록 체결수단이 삽입되고, 중공에 삽입된 체결수단이 회전될 수 있도록 결합될 수 있다.

이는 제2회전암(128a)의 선회운동에 의해 상기 제1몸체(310)가 제2회전암(128a)과 함께 선회운동시 체결수단이 중공내에서 회전할 수 있도록 구비됨으로써, 제2접속부(300)에 결합된 케이블(130)이 휘는 것을 방지하기 위한 것이다.

이때, 상기 부싱(미도시)은 그 길이가 상기 제1몸체(310)의 전후두께보다 더 길도록 구비됨으로써, 체결수단에 의해 제2회전암(128a)에 결합 고정시, 체결수단과 접하는 면이 부싱(미도시)의 양측단이 되도록 함으로써 상기 체결수단의 회전에 의해 제1몸체(310)가 마모되는 것을 방지할 수 있다.

제2몸체(320)는 케이블(130)이 삽입될 수 있도록 중공의 원통형상으로 구비되고, 일측의 내부면에는 제1몸체(310)의 일측과 나사결합할 수 있도록 나사산이 형성되며, 타측은 후술할 장력조절부(330)의 단턱부(332)가 안착되어 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 입구가 좁은 경사면(322)이 형성된다.

장력조절부(330)는 제1몸체(310)의 일측과 제2몸체(320)의 일측이 결합되어 형성되는 내부공간에 구비되는 것으로, 그 내부는 중공으로 형성되어 케이블()이 삽입될 수 있도록 형성된다.

장력조절부(330)는 내부가 중공인 대략 원통형상으로 구비되며, 그 길이중간에 경사면을 갖도록 외측으로 돌출되는 단턱부(332)가 구비되어 제2몸체(320)의 일측에 형성된 경사면(322)에 의해 외부로 이탈되는 것이 방지된다.

또한, 단턱부(332)는 그 경사면의 외주면을 따라 적어도 하나의 조절구삽입공(334)이 관통형성되어 제2접속부(300)와 케이블(130)의 결합시 상기 조절구삽입공(334)에 구형상으로 형성되는 조절구(336)를 삽입함으로써, 케이블(130)의 고정 및 케이블에 걸리는 장력을 조절하게 된다.

장력조절부(330)는 일측에 외주면을 따라 나사산(338)이 형성되고 상기 제2몸체(320)의 중공에 삽입 후 나사산(338)이 형성된 부분이 상기 중공을 지나 돌출됨으로써 상기 연결부의 일측과 나사결합을 하게 된다. 그리고 타측에는 탄성부재(340)가 구비된다.

탄성부재(340)는 그 일단이 상기 제1몸체(310)의 중공에 삽입되어 안착되고 타단이 상기 장력조절부(330)의 단턱부(332)에 접함으로써, 밖으로 이탈되지 않도록 장력조절부(330)와 제1몸체(310) 사이에 구비되는 것으로, 탄성력에 의해 장력조절부(330)가 제2몸체(320)의 경사면에 밀착되도록 함으로써, 케이블(130)의 0~20mm 범위의 길이조절을 통한 장력조절과 케이블의 구속위치를 결정하여 제2접속부(300)에 고정되도록 한다.

연결부(350)는 상기 제2몸체(320)의 일측단에 배치되어 상기 장력조절부(330)의 일단과 나사결합되고, 그 내부는 상기 케이블(130)이 삽입될 수 있도록 중공으로 형성된다. 그리고, 상기 연결부(350)의 외주면에는 돌출 형성되는 다수개의 돌기가 형성되어 상기 장력조절부(330)와의 결합 및 분리시 작업자가 용이하게 연결부(350)를 취부할 수 있도록 한다.

연결부(350)와 상기 제2몸체(320)의 사이에는 중공의 연결대(352)가 추가로 구비되어 상기 연결부(350)의 일측과 상기 제2몸체(320)의 일측이 접촉에 의해 마모되는 것을 방지할 수 있다.

제2접속부(300)는 제1몸체(310)의 일측과, 장력조절부(330), 제2몸체(320) 및 연결부(350)의 내부에 형성되는 중공이 상호 연결되도록 형성됨으로써, 상기 제2보형물(118)에 일측이 결합된 케이블(130)이 상기 상호 연결된 중공에 삽입될 수 있다.

또한, 조절구삽입공(334)에 삽입된 조절구(336)가 케이블(130)을 눌러줌으로써 케이블(130)이 제2접속부(300)에 체결되어 고정되어 상기 제2회전암(128a)의 왕복 선회운동시 케이블(130)의 타단에 결합된 제2보형물(118)에 외력을 전달함으로써 제2보형물(118)이 움직일 수 있게 된다.

한편, 제2회전암(128a)에 상기 제2접속부(300)가 구비되어 상기 제2보형물(118)과 제2모터(128) 사이를 연결하여 안드로이드 로봇의 안면부에 여러가지 표현을 구동시키는 과정에서, 상기 제2보형물(118)과 제2접속부(300)를 연결하는 케이블(130)의 길이가 짧아 큰 장력이 발생하게 되면, 제2접속부(300)에 연결된 케이블(130)을 뒤쪽으로 밀어줄 수 있다.

케이블(130)이 뒤쪽으로 후퇴하게되면 그 힘에 의해 상기 장력조절부(330) 및 탄성부재(340)가 뒤쪽으로 후퇴하게 되고, 조절구삽입공(334)에 삽입된 조절구(336)가 외측으로 밀려나게 되어 케이블(130)의 구속이 해제되고, 케이블(130)을 제2접속부(300)의 외측으로 당겨줌으로써, 제2접속부(300)와 제2보형물(118)을 연결하는 케이블의 길이가 늘어나게 되어 장력이 줄어들게 된다.

반대로 상기 제2보형물(118)과 제2접속부(300)를 연결하는 케이블(130)의 길이가 길어 너무 느슨하게 되면, 제2접속부(300)에 연결된 케이블(130)을 큰 장력이 발생하는 경우와 마찬가지로 뒤쪽으로 밀어준다.

케이블(130)이 뒤쪽으로 후퇴하게되면 그 힘에 의해 상기 장력조절부(330) 및 탄성부재(340)가 뒤쪽으로 후퇴하게 되고, 조절구삽입공(334)에 삽입된 조절구(336)가 외측으로 밀려나게 되어 케이블(130)의 구속이 해제되며, 케이블(130)을 제2접속부(300)의 안쪽으로 밀어주게 되고, 제2접속부(300)와 제2보형물(118)을 연결하는 케이블의 길이가 짧아지게 됨으로써 제2회전암(128a)의 왕복 선회운동에 의해 제2보형물(118)이 원하는 크기만큼 움직이게 된다.

상기에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 케이블 접속장치 및 로봇의 안면근육을 움직이는 방식에 대해 설명하였다.

결국, 케이블을 움직여 주는 구동형 케이블 접속장치는 케이블 위치나 굵기에 따라 서로 다른 모양과 길이의 접속장치가 필요하다.

그러나 전술한 장치 및 방식은 제작원가가 높다는 문제점 및 구동시 와이어가 경로를 이탈하는 문제점이 존재하였다.

따라서 본 발명에서는 전술한 구조에서 가이드용 와이어를 추가적으로 사용하는 방안을 제안하고자 한다.

즉, 본 발명은 안드로이드 로봇의 얼굴에 연결된 와이어를 고정해 움직일 때 일정한 방향성과 와이어의 움직이는 거리를 최대한 확보하고자 한다.

따라서 본 발명은 모터 부위에 붙어있는 케이블 접속장치는 모터가 회전할 때 케이블 접속장치역시 같이 움직여주어야 하는데, 이때 유동적으로 움직여 줄 수 있는 구조로 케이블 접속장치를 제작하고, 구동 중에 독립적으로 사용된 와이어가 얇아서 생기는 구부러짐을 방지하기 위해 가이드용 와이어를 삽입할 수 있는 추가적인 구멍을 만들어주는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명은 와이어를 움직여서 형상을 변화시키는 작업에서 와이어가 움직이는 범위를 최대한 확보 해 줌으로써, 더욱 효과적인 표정연출을 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 가이드용 와이어 삽입구를 만들어 둠으로써, 구동 중 방향성을 잃게 되는 현상을 방지할 수 있다.

모터의 종류마다 움직이는 범위가 다르며 일반적으로 모터마다 움직일 수 있는 범위가 정해져 있다.

즉, 180도 정도를 좌우로 움직일 수 있는 모터를 사용하여 케이블 접속장치를 연결하고 와이어를 고정했을 경우 모터를 움직였을 때 케이블 접속 장치에 따라서 움직이는 범위는 그 각도가 다름을 알 수 있다.

이로써 본 발명은 와이어와 직선방향으로 움직여 최대 범위만큼을 움직여 줄 수 있도록 제작하고자 하였다.

또한, 굵기가 0.6이하의 얇은 와이어일 경우 구동 중에 와이어가 직선방향으로 움직이지 못하고 구부러지는 경우가 빈번하다.

그러한 문제점을 방지하기 위해, 본 발명에서는 0.7mm이상의 굵은 와이어를 가이드로 사용함으로써 이를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 0.7mm이상으로 굵은 와이어를 단독으로 사용해도 구동 중에 구부러짐이 발생하지 않을 경우에는 하나만 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 구체적인 내용에 대해 도 4 내지 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 4는 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 일례를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 케이블 접속장치(1000)는 와이어고정호스(1010), 가이드용 와이어(1020), 와이어(1030), 무두나사(1040), 육각렌치볼트(1050), 스프링와셔(1060), 와셔(1070), 부시(1080) 및 너트(1090)를 포함할 수 있다.

단, 도 4에 도시된 구성은 본 발명이 적용되기 위한 단순한 일례에 불과하고, 더 적은 개수의 구성 또는 더 많은 개수의 구성을 통해서도 본 발명의 기능이 구현될 수 있다.

도 4에서 무두나사(1040), 육각렌치볼트(1050), 스프링와셔(1060), 와셔(1070), 부시(1080) 및 너트(1090)는 전술한 케이블 접속장치의 구조에서 설명된 내용이므로, 명세서의 간명화를 위해 구체적인 설명은 생략한다.

와이어고정호스(1010)는 가이드용 와이어(1020) 또는 와이어(1030)를 피보에 고정시키기 위애 이용되는 호스를 의미하고, 가이드용 와이어(1020)는 와이어(1030)의 동작을 지원하기 위해 보형물에 약간 들어간 상태(예를 들어, 5Cm)에서 고정되는 와이어를 말한다.

또한, 와이어(1030)는 피부와 연결되어 근육을 움직이는 기능을 제공하는 와이어에 해당된다.

도 4에 개시된 케이블 접속장치(1000)는 와이어를 한 개 연결할 때 사용하는 것으로 원하는 위치에 적절히 연결 해 사용가능하다.

그러나 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5는 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 다른 일례를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 와이어가 움직이는 범위가 클 경우 사용하는 것이며, 와이어를 고정하기가 쉬운 구조로 제작되어 있고 와이를 고정함에 있어 고정하는 길이 정도를 0~20mm사이를 조절할 수 있다. 이로 인해 미세한 길이 조절을 용이하게 할 수 있다.

또한, 도 6은 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 또 다른 일례를 도시한 것이다.

도 6에서는 와이어를 결합할 수 있는 삽입부가 3개로서 2개의 와이어와 1개의 가이드용 와이어를 장착할 수 있는 케이블 구동장치를 도시하고 있다.

한편, 도 7은 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치의 3D CAD상에서의 모습 일례를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명이 제안하는 케이블 접속장치가 실제로 적용된 일례를 도시한 것이다.

전술한 본 발명의 구성이 적용되는 경우, 안드로이드 로봇의 얼굴에 연결된 와이어를 고정해 움직일 때 일정한 방향성과 와이어의 움직이는 거리를 최대한 확보할 수 있다.

구체적으로, 모터의 종류마다 움직이는 범위가 다르며 일반적으로 모터마다 움직일 수 있는 범위가 정해져 있으므로, 180도 정도를 좌우로 움직일 수 있는 모터를 사용하여 케이블 접속장치를 연결하고 와이어를 고정했을 경우 모터를 움직였을 때 케이블 접속 장치에 따라서 움직이는 범위는 그 각도가 다르다는 특징을 이용하여 본 발명은 와이어와 직선방향으로 움직여 최대 범위만큼을 움직여 줄 수 있도록 접속 케이블을 제작할 수 있다.

또한, 본 발명은 굵기가 0.6이하의 얇은 와이어일 경우 구동 중에 와이어가 직선방향으로 움직이지 못하고 구부러지는 경우가 많다는 점을 방지하기 위해 0.7mm이상의 굵은 와이어를 가이드로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 0.7mm이상으로 굵은 와이어를 단독으로 사용해도 구동 중에 구부러짐이 발생하지 않을 경우 하나만 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (12)

1. 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물;
   상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 하나의 운동 케이블;
   상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블;
   상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터;
   상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및
   상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함하는 케이블 접속장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드용 케이블의 두께는 0.7mm 이상인 것을 특징으로 하는, 케이블 접속장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 접속부는,
   상기 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 관통되도록 형성되는 복수의 케이블삽입홀이 구비되는 홀더;
   상기 홀더에 수직 형성되는 조립공에 구비되는 부싱; 및
   상기 홀더의 상면에서 하면을 향하여 상기 케이블삽입홀과 연통되도록 일정깊이 함몰형성되는 복수의 결합공에 삽입되는 케이블고정구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 케이블 접속장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 부싱은 중공의 원통형상으로 구비되고,
   회전되는 것을 구속하도록 그 외주면이 상기 조립공에 결합되며,
   상기 중공에 삽입되는 체결수단이 회전될 수 있도록 상기 적어도 하나의 회전암 과 결합되는 것을 특징으로 하는 케이블 접속장치.
5. 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물;
   상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 복수의 운동 케이블;
   상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블;
   상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터;
   상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및
   상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함하는 케이블 접속장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 가이드용 케이블의 두께는 0.7mm 이상인 것을 특징으로 하는, 케이블 접속장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 접속부는,
   상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 관통되도록 형성되는 복수의 케이블삽입홀이 구비되는 홀더;
   상기 홀더에 수직 형성되는 조립공에 구비되는 부싱; 및
   상기 홀더의 상면에서 하면을 향하여 상기 케이블삽입홀과 연통되도록 일정깊이 함몰형성되는 복수의 결합공에 삽입되는 케이블고정구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 케이블 접속장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 부싱은 중공의 원통형상으로 구비되고, 회전되는 것을 구속하도록 그 외주면이 상기 조립공에 결합되며,
   상기 중공에 삽입되는 체결수단이 회전될 수 있도록 상기 적어도 하나의 회전암 과 결합되는 것을 특징으로 하는 케이블 접속장치.
9. 안드로이드 로봇의 안면부에 구비되는 보형물;
   상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 상기 보형물이 움직이도록 운동하는 복수의 운동 케이블;
   상기 보형물의 적어도 일부에 접촉 연결되어 고정되고, 상기 고정된 위치를 통해 상기 제 1 케이블의 운동을 지원하는 가이드용 케이블;
   상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 운동할 수 있도록 외력을 제공하는 적어도 하나의 모터;
   상기 적어도 하나의 모터의 회전축을 중심으로 왕복 선회하도록 결합되는 적어도 하나의 회전암; 및
   상기 적어도 하나의 회전암의 일측에 결합되어 고정되고, 상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블과 동시에 결합되는 접속부;를 포함하되,
   상기 접속부는 상기 복수의 운동 케이블 중 어느 하나의 케이블이 장력 조절이 가능하도록 결합되는 장력 접속부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 접속장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 가이드용 케이블의 두께는 0.7mm 이상인 것을 특징으로 하는, 케이블 접속장치.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 접속부는,
    상기 복수의 운동 케이블 및 가이드용 케이블이 관통되도록 형성되는 복수의 케이블삽입홀이 구비되는 홀더;
    상기 홀더에 수직 형성되는 조립공에 구비되는 부싱; 및
    상기 홀더의 상면에서 하면을 향하여 상기 케이블삽입홀과 연통되도록 일정깊이 함몰형성되는 복수의 결합공에 삽입되는 케이블고정구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 케이블 접속장치.
12. 제 9항에 있어서,
    상기 장력 접속부는,
    상기 적어도 하나의 회전암에 고정될 수 있도록 일측에 결합공이 관통형성되는 제 1 몸체;
    상기 제 1 몸체의 일측이 삽입되어 결합되고, 내부가 중공으로 형성되는 제 2 몸체;
    상기 제 1 몸체와 제 2 몸체 사이에 구비되고 내부가 중공으로 형성되는 장력조절부;
    상기 장력조절부의 일측과 상기 제 1 몸체의 일측 사이에 구비되는 탄성부재; 및
    상기 제2몸체의 일측단에 배치되어 상기 장력조절부의 일단과 결합되고, 내부가 중공으로 형성되는 연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 접속장치.

Images