KR20160105212A

KR20160105212A - 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠

Info

Publication number: KR20160105212A
Application number: KR1020150028597A
Authority: KR
Inventors: 석기환; 송호범; 조재승
Original assignee: 동양미래대학교 산학협력단
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-09-06

Abstract

본 발명은 로봇의 전방 및 후방에 장착되어 지면에 지지된 상태로 로봇의 동력에 의해 회전하면서 로봇을 주행시키는 로봇용 휠에 관한 것으로, 상기 로봇의 구동축에 고정되어 상기 구동축과 함께 회전하면서 회전력을 제공하는 휠디스크; 복수로 구성되어 상기 휠디스크의 둘레를 따라 결합되어 외주면이 지면이 밀착되면서 상기 휠디스크와 함께 회전하고, 원호형태로 형성되어 지면상태에 따라 서로 형합되면서 원형의 바퀴를 이루거나 서로 분할되는 형태로 벌어지면서 회전반경이 확장되는 분할휠; 및 상기 분할휠들을 상기 휠디스크에 각각 연결시키고, 상기 분할휠의 일부분이 지면에 걸림에 따라 상기 휠디스크의 회전력을 통한 상기 분할휠들의 회전반경 확장을 허용하는 확장커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 원호형태로 형성된 분할휠이 확장커넥터에 의해 휠디스크에 확장가능하게 결합되어 휠디스크의 회전력을 통해 회전반경이 확장되므로 험지의 장애물에 걸릴 경우에도 분할휠의 회전반경 확장을 통해 용이하게 탈출할 수 있다.

Description

험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠{WHEEL ASSEMBLY FOR ROBOT WITH NONSLIP FUNCTION OF OFF-ROAD}

본 발명은 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원격제어에 의해 작동하는 로봇에 설치되어 로봇을 주행시키면서 휠이 지면에 걸릴 경우, 별도의 추가 동력이 없이 휠의 회전반경을 확장시켜 탈출시킴으로써 로봇의 원활한 주행을 도모할 수 있는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠에 관한 것이다.

최근 들어 로봇은 제어기술의 비약적인 발전으로 인하여 산업 전반과 의료, 방재분야는 물론 재난 현장이나 각종 위험지역에 인력 대신 투입하여 인명탐색이나 안전 또는 위험상태 등을 탐색하고 있으며, 나아가 위험물을 직접 제거하는 기술 개발이 본격화되고 있다.

이러한 위험물 탐색이나 제거 로봇은 장애물이 많은 험로에서도 자유로운 이동성이 보장되어야 함이 임무 수행의 필수 조건이다.

그러나 지금까지 개발된 일반적인 탐색로봇에 구비되는 휠의 경우 대부분 정원형으로만 되어 있기 때문에, 정원형이 가지는 보편적인 직진성(즉, 일반지형이나 평탄한 지역에서만 비교적 효과적인 이동성이 보장됨) 이상의 특별한 고난도 이동성을 갖추지 못하는 문제점이 있다. 즉, 원형 바퀴의 경우 일반 지형이나 직진성 등에선 뛰어나지만 험난한 지형이나 장애물이 많은 지역(이하, "험로"라 통칭함)에서는 바퀴의 직경이 더욱 커지지 않으면 장애물에 대한 단차 극복이 되지 않아 이동이 어려워짐에 따라, 투척에 의해 현장 투입되는 소형로봇의 이동 및 진행성을 더욱 강화시키는 데 한계를 가질 수밖에 없는 상당한 문제점이 존재한다.

예컨대, 종래의 위험지역 탐색용 로봇으로는, 대한민국 등록특허 제0770655호(화재 진압용 소방로봇), 대한민국 공개특허 제2006-0061579호(화재 진압용 소방로봇) 등이 공지되어 있는 것으로 파악되고 있다.

여기서, 상기한 한국등록특허 제0770655호의 소방로봇의 경우는 무한궤도를 사용하여 장애물에 방해를 받지 않고 고온의 화재현장에 투입할 수 있으면서, 원격 조정으로 화점을 탐색하여 진압하고, 자체 냉각수단을 갖추고 있어 뜨거운 화재현장에서도 효과적으로 화재를 진압할 수 있는 것으로 되어 있지만, 무한궤도방식의 구조가 복잡하고 기동성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 한국공개특허 제2006-0061579호의 경우는, 다수개의 바퀴를 통해 이동하면서 화재지역에 투입되어 용이하게 화재를 진압할 수 있을 동시에 호스를 자유 자재로 늘리고 줄일 수 있게 조정할 수 있는 것으로 되어 있으나, 이 역시 다수개의 바퀴의 구조가 복잡하며, 장애물이 큰 경우에는 단차 극복이 어려운 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제0770655호 대한민국 공개특허공보 제2006-0061579호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 지면에 밀착되는 휠을 분할구성하여 지면의 상태에 따라 분할휠들의 벌어짐을 통해 회전반경을 확장시킴으로써 장애물에 구애받지 않고 로봇의 원활한 주행을 도모할 수 있는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠을 제공하는 것이 그 목적이다.

특히, 본 발명은 별도의 추가 동력이 없이도 휠디스크의 회전력을 통해서만 분할휠들의 회전반경을 확장시킴과 아울러, 장애물의 통과 후에는 자중에 의해 축소될 수 있는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠을 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 본 발명은 분할휠의 회전방향 제어를 통해 로봇의 주행방향을 전환시킬 수 있는 구성이 추가된 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠을 제공하는 것이 다른 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠은, 로봇의 전방 및 후방에 장착되어 지면에 지지된 상태로 로봇의 동력에 의해 회전하면서 로봇을 주행시키는 로봇용 휠에 있어서, 상기 로봇의 구동축에 고정되어 상기 구동축과 함께 회전하면서 회전력을 제공하는 휠디스크; 복수로 구성되어 상기 휠디스크의 둘레를 따라 결합되어 외주면이 지면이 밀착되면서 상기 휠디스크와 함께 회전하고, 원호형태로 형성되어 지면상태에 따라 서로 형합되면서 원형의 바퀴를 이루거나 서로 분할되는 형태로 벌어지면서 회전반경이 확장되는 분할휠; 및 상기 분할휠들을 상기 휠디스크에 각각 연결시키고, 상기 분할휠의 일부분이 지면에 걸림에 따라 상기 휠디스크의 회전력을 통한 상기 분할휠들의 회전반경 확장을 허용하는 확장커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

예컨대, 상기 확장커넥터는, 상기 분할휠들과 동일한 수량을 이루면서 원호형태로 형성되어 상기 분할휠들의 내주면을 따라 각각 고정되고, 일단부가 힌지축에 의해 상기 휠디스크에 결합되면서 상기 분할휠들을 상기 휠디스크의 둘레를 따라 원형형태로 결합시키며, 상기 분할휠의 외주면이 지면에 걸릴 경우 상기 휠디스크의 회전력에 의해 타단부가 상기 힌지축을 중심으로 회전하면서 상기 휠디스크의 외측으로 벌어지는 확장날개; 및 상기 휠디스크에 설치면서 상기 확장날개들을 연결시키고, 상기 확장날개들 중 어느 하나의 확장날개가 벌어짐에 따라 나머지 확장날개들을 제각기 힌지축을 중심으로 회전시켜서 상기 분할휠들의 회전반경을 확장시키는 연동부재;를 포함하여 구성될 수 있다.

예컨대, 상기 연동부재는, 상기 힌지축과 인접된 상태를 이루면서 상기 확장날개에 동일체로 돌출형성되고, 상기 확장날개의 벌어짐에 의해 상기 힌지축을 중심으로 회전하는 돌출편; 상기 각각의 확장날개에 형성된 상기 돌출편에 일단부가 제각기 힌지결합되어 상기 돌출편의 회전에 의해 왕복운동하는 복수의 연동링크; 및 상기 휠디스크와 동축을 이루면서 회전가능하게 결합되고, 상기 연동링크들의 타단부가 둘레를 따라 제각기 힌지결합되어 상기 연동링크의 왕복운동에 의해 회전하면서 또 다른 연동링크를 왕복운동시키는 회전판;을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 로봇의 전방에 설치된 상기 분할휠과 상기 로봇의 후방에 설치된 상기 분할휠이 서로 대칭상태로 설치될 수 있다.

그리고, 본 발명은, 복수의 롤러로 구성되고, 상기 분할휠의 외주면을 따라 제각기 경사상태를 이루면서 회전가능하게 결합되어 상기 휠디스크의 회전방향에 따라 상기 로봇의 주행방향을 전환시키는 메카넘휠;을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 메카넘휠은, 상기 로봇 전방의 상기 분할휠에 설치된 상기 롤러의 경사와 상기 로봇 후방의 상기 분할휠에 설치된 상기 롤러의 경사가 서로 대칭상태로 설치되고, 상기 로봇 좌측방의 상기 분할휠에 설치된 상기 롤러의 경사와 상기 로봇 우측방의 상기 분할휠에 설치된 상기 롤러의 경사가 서로 대칭상태로 설치될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의한 본 발명에 따른 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠은, 원호형태로 형성된 분할휠이 확장커넥터에 의해 휠디스크에 확장가능하게 결합되어 휠디스크의 회전력을 통해 회전반경이 확장되므로 험지의 장애물에 걸릴 경우에도 분할휠의 회전반경 확장을 통해 용이하게 탈출할 수 있다.

특히, 본 발명은 분할휠들이 확장커넥터의 기구적 구성을 통해서만 회전반경이 확장되는 구조이므로 별도의 동력이 요구되지 않기 때문에 간단한 구성으로 구현될 수 있다.

그리고, 본 발명은 분할휠들의 외주면에 복수의 경사롤러로 구성된 메카넘휠이 구비될 경우에는 분할휠의 정회전이나 역회전을 통해 로봇의 주행방향을 용이하게 전환시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠이 설치된 로봇을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 로봇용 휠의 회전반경이 확장된 상태를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 로봇용 휠을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 확장커넥터를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명의 확장커넥터를 나타내는 분해사시도.
도 6은 확장커넥터의 작동상태를 나타내는 작동상태도.
도 7은 본 발명의 로봇용 휠의 주행상태를 나타내는 상태도.
도 8은 본 발명의 메카넘휠을 나타내는 평면도.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대해서 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠(50)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 로봇(10)에 장착되어 로봇(10)의 동력에 의해 회전하면서 로봇(10)을 주행시키는 것으로서, 휠디스크(100), 분할휠(200) 및 확장커넥터(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 로봇(10)은 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 콘트롤박스(15)를 통해 원격제어되면서 구동모터(11)를 통해 동력을 제공하고, 카메라(16)를 통한 영상을 제공하여 위험물을 탐지하면서 집게(17)를 통해 위험물을 제공하도록 구성될 수 있다.

휠디스크(100)는 로봇(10)의 구동축에 고정되어 회전력을 제공하는 구성요소로서, 도 1에 도시된 바와 같이 로봇(10)의 전방 및 후방에 각각 설치되는 구동모터(11)의 구동축에 고정되어 구동축과 함께 회전한다.

분할휠(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 휠디스크(100)의 둘레를 따라 후술되는 확장커넥터(300)에 의해 결합되어 지면에 밀착된 상태로 휠디스크(100)와 함께 회전하는 구성요소이다.

이러한 분할휠(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 원호형태를 이루는 복수로 구성되어 서로 형합되면서 원형을 이루거나 서로 분할되어 바람개비 형태로 벌어지면서 회전반경이 확장된다.

즉, 분할휠(200)은 평지를 주행할 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 원형을 이루면서 회전하고, 일부분이 장애물에 의해 걸릴 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이 휠디스크(100)의 회전력에 의해 벌어져 회전반경이 확장된 상태로 회전하면서 장애물을 탈출한다.

이러한 분할휠(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 원형을 3개로 분할하는 형태로 구성될 수 있으며, 이와 달리 원형을 4개 이상으로 분할하는 형태로 구성될 수도 있다.

여기서, 본 발명의 로봇용 휠(50)은 도 2에 도시된 바와 같이 로봇(10)의 전방에 설치된 분할휠(200)과 로봇(10)의 후방에 설치된 분할휠(200)의 서로 대칭되는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 이는 로봇(10)의 전진이나 후진시에 각각 만나는 장애물을 분할휠(200)의 반경확장을 통해 용이하게 탈출하기 위함이다.

물론, 분할휠(200)들은 로봇(10)의 전방 및 후방에 동일한 방향으로 설치될 수도 있다.

확장커넥터(300)는 분할휠(200)들을 휠디스크(100)에 각각 연결시키면서 분할휠(200)이 장애물에 걸릴 경우, 휠디스크(100)의 회전력을 통한 분할휠(200)들의 벌어짐을 허용하여 분할휠(200)의 회전반경을 확장시키는 구성요소이다.

예컨대, 확장커넥터(300)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 확장날개(310) 및 연동부재(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

확장날개(310)는 도 4에 도시된 바와 같이 분할휠(200)들과 동일한 수량을 이루면서 원호형태로 형성되어 도 3에 도시된 바와 같이 분할휠(200)의 내주면을 따라 각각 고정된다.

그리고, 확장날개(310)는 도 4에 도시된 바와 같이 일단부가 힌지축(H)을 통해 휠디스크(100)에 회전가능하게 결합되면서 휠디스크(100)의 둘레를 따라 방사상태로 결합된다.

이러한 확장날개(310)는 도 6에 도시된 바와 같이 힌지축(H)을 중심으로 회전하여 바람개비 형태로 벌어지면서 분할휠(200)의 회전반경을 확장시킨다.

이에 따라, 분할휠(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 일부분이 장애물에 걸릴 경우 휠디스크(100)의 회전력에 의해 확장날개(310)가 힌지축(H)을 중심으로 회전함에 따라 벌어지면서 회전반경이 확장된다.

연동부재(320)는 도 4에 도시된 바와 같이 휠디스크(100)에 설치되면서 확장날개(310)들을 연결시킴으로써 확장날개(310)들을 연동시키는 구성요소이다.

구체적으로, 연동부재(320)는 어느 하나의 확장날개(310)가 벌어질 경우, 나머지 확장날개(310)들을 동시에 벌어지도록 연동시켜서 분할휠(200)들의 회전반경을 확장시키는 구성요소이다.

이러한 연동부재(320)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 돌출편(321), 연동링크(322) 및 회전판(323)을 포함하여 구성될 수 있다.

돌출편(321)은 도 5에 도시된 바와 같이 확장날개(310)에 동일체로 돌출형성되면서 힌지축(H)과 인접상태로 형성되어 확장날개(310)의 벌어짐에 의해 회전운동한다.

연동링크(322)는 도 5에 도시된 바와 같이 일단부가 돌출편(321)에 회전가능하게 힌지결합되면서 타단부가 후술되는 회전판(323)에 회전가능하게 힌지결합되고, 확장날개(310)의 벌어짐에 의해 돌출편(321)이 회전운동함에 따라 왕복운동하면서 후술되는 회전판(323)을 회전시킨다.

이러한 연동링크(322)는 확장날개(310)들의 돌출편(321)에 각각 결합되어 회전판(323)의 둘레를 따라 결합된다.

회전판(323)은 도 5에 도시된 바와 같이 휠디스크(100)에 동축을 이루면서 회전가능하게 결합되며, 연동링크(322)들의 타단부가 둘레를 따라 힌지결합되어 어느 하나의 연동링크(322)의 왕복운동에 의해 회전하면서 나머지 연동링크(322)들을 왕복운동시킴으로써 확장날개(310)들을 연동시킨다.

즉, 회전판(323)은 회전운동을 통해 연동링크(322)들을 작동시킴으로써 확장날개(310)들을 동시에 벌어지거나 오므라지도록 연동시킨다.

따라서, 확장날개(310)는 분할휠(200)이 장애물에 걸릴 경우, 휠디스크(100)의 회전력에 의해 힌지축(H)을 중심으로 회전하여 벌어지는 동시에 연동링크(322) 및 회전판(323)을 통해 다른 확장날개(310)와 함께 벌어지면서 분할휠(200)의 회전반경을 확장시킨다.

이에 따라, 본 발명의 로봇용 휠(50)은 도 7에 도시된 바와 같이 장애물이 있는 험지를 주행하면서 어느 하나의 분할휠(200)이 장애물에 걸릴 경우, 휠디스크(100)의 회전력 및 확장커넥터(300)의 연동을 통해 모든 분할휠(200)들이 벌어져 회전반경이 확장됨에 따라 장애물을 용이하게 통과할 수 있으며, 장애물을 통과한 후에는 분할휠(200)들이 중력에 의해 오므라지면서 원형으로 복원된다.

즉, 분할휠(200)들은 별도의 동력이 없이도 확장날개(310) 및 연동부재(320)의 기구적인 구성을 통해 회전반경이 확장된다.

한편, 본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 메카넘휠(400)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

메카넘휠(400)은 휠디스크(100)의 회전방향에 따라 로봇(10)의 주행방향을 전환시키기 위한 구성요소로서, 도 3에 도시된 바와 같이 분할휠(200)들의 외주면을 따라 경사상태로 구비된 롤러슬롯(420)에 회전가능하게 결합되는 복수의 롤러(410)로 구성된다.

이러한 메카넘휠(400)은 휠디스크(100)의 정회전이나 역회전에 따라 로봇(10)의 전/후진이나 방향전환은 물론, 로봇(10)을 제자리에서 회전시킨다.

이를 위하여, 메카넘휠(400)은 도 8에 도시된 바와 같이 로봇(10)의 전방 분할휠(200)에 설치된 롤러(410)의 경사와 로봇(10)의 후방 분할휠(200)에 설치된 롤러(410)의 경사가 서로 대칭상태로 설치되며, 이와 함께 로봇(10)의 좌측방 분할휠(200)에 설치된 롤러(410)의 경사와 로봇(10)의 우측방 분할휠(200)에 설치된 롤러(410)의 경사가 서로 대칭상태로 설치되는 것이 바람직하다.

즉, 메카넘휠(400)을 구성하는 롤러(410)는 로봇(10)을 중심으로 대략 마름모꼴을 이루도록 설치된다.

이러한 메카넘휠(400)을 통한 로봇(10)의 주행제어방식은 다음과 같다.

로봇(10)의 전진시에는 전후측방 4개의 분할휠들을 모두 정회전시키고, 후진시에는 전후측방 4개의 분할휠들을 모두 역회전시킨다.

그리고, 로봇(10)의 좌측방향 회전시에는 전방좌측 분할휠 및 후방우측 분할휠을 역회전시키는 동시에, 전방우측 분할휠 및 후방좌측 분할휠을 정회전시킨다.

또한, 로봇(10)의 우측방향 회전시에는 전방우측 분할휠 및 후방좌측 분할휠을 역회전시키는 동시에, 전방좌측 분할휠 및 후방우측 분할휠을 정회전시킨다.

상기와 같은 구성요소를 포함하는 본 발명의 작동을 설명한다.

로봇(10)은 주행시 콘트롤박스(15)의 제어를 통해 전후측방의 구동모터(11)를 각각 작동시켜서 휠디스크(100)를 회전시킨다.

이에 따라, 분할휠(200)들은 지면에 지지된 상태로 휠디스크(100)에 의해 회전하면서 로봇(10)을 설정된 방향으로 주행시킨다.

한편, 로봇(10)은 주행 중 장애물을 만날 경우에는 분할휠(200)의 일부분이 장애물에 걸린상태로 휠디스크(100)가 계속 회전하게 되며, 이에 따라, 분할휠(200)은 휠디스크(100)의 회전력에 의해 확장날개(310)와 함께 힌지축(H)을 중심으로 회전하면서 벌어지게 된다.

이때, 확장날개(310)는 힌지축(H)을 중심으로 회전하면서 돌출편(321) 및 연동날개(322)를 통해 회전판(323)을 회전시키며, 이에 따라 나머지 확장날개(310)들은 회전판(323)의 회전에 의해 왕복운동하는 연동날개(322)에 의해 회전하면서 동시에 회전한다.

따라서, 분할휠(200)들은 동시에 벌어지면서 회전반경이 확장되어 장애물을 용이하게 통과하게 된다.

그리고, 분할휠(200)들은 장애물의 통과 후에 자중에 의해 원형으로 오므라져서 로봇(10)을 평상 주행시킨다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠(50)에 의하면, 원호형태로 형성된 분할휠(200)들이 확장커넥터(300)에 의해 휠디스크(100)에 확장가능하게 결합되어 휠디스크(100)의 회전력을 통해 회전반경이 확장되므로 험지의 장애물에 걸릴 경우에도 분할휠(200)의 회전반경 확장을 통해 용이하게 탈출할 수 있다.

특히, 본 발명은 분할휠(200)들이 확장커넥터(300)의 기구적 구성을 통해서만 회전반경이 확장되는 구조이므로 별도의 동력이 요구되지 않기 때문에 간단한 구성으로 구현될 수 있다.

그리고, 본 발명은 분할휠(200)들의 외주면에 복수의 경사롤러(410)로 구성된 메카넘휠(400)이 구비될 경우에는 분할휠(200)의 정회전이나 역회전을 통해 로봇의 주행방향을 용이하게 전환시킬 수 있다.

이상에서 본 발명의 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 이들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10 : 로봇 11 : 구동모터
15 : 콘트롤박스 16 : 카메라
17 : 집게 100 : 휠디스크
200 : 분할휠 300 : 확장커넥터
310 : 확장날개 320 : 연동부재
321 : 돌출편 322 : 연동링크
323 : 회전판 400 : 메카넘휠
410 : 롤러 420 : 롤러슬롯
H : 힌지축

Claims

로봇의 전방 및 후방에 장착되어 지면에 지지된 상태로 로봇의 동력에 의해 회전하면서 로봇을 주행시키는 로봇용 휠에 있어서,
상기 로봇의 구동축에 고정되어 상기 구동축과 함께 회전하면서 회전력을 제공하는 휠디스크;
복수로 구성되어 상기 휠디스크의 둘레를 따라 결합되어 외주면이 지면이 밀착되면서 상기 휠디스크와 함께 회전하고, 원호형태로 형성되어 지면상태에 따라 서로 형합되면서 원형의 바퀴를 이루거나 서로 분할되는 형태로 벌어지면서 회전반경이 확장되는 분할휠; 및
상기 분할휠들을 상기 휠디스크에 각각 연결시키고, 상기 분할휠의 일부분이 지면에 걸림에 따라 상기 휠디스크의 회전력을 통한 상기 분할휠들의 회전반경 확장을 허용하는 확장커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 확장커넥터는,
상기 분할휠들과 동일한 수량을 이루면서 원호형태로 형성되어 상기 분할휠들의 내주면을 따라 각각 고정되고, 일단부가 힌지축에 의해 상기 휠디스크에 결합되면서 상기 분할휠들을 상기 휠디스크의 둘레를 따라 원형형태로 결합시키며, 상기 분할휠의 외주면이 지면에 걸릴 경우 상기 휠디스크의 회전력에 의해 타단부가 상기 힌지축을 중심으로 회전하면서 상기 휠디스크의 외측으로 벌어지는 확장날개; 및
상기 휠디스크에 설치면서 상기 확장날개들을 연결시키고, 상기 확장날개들 중 어느 하나의 확장날개가 벌어짐에 따라 나머지 확장날개들을 제각기 힌지축을 중심으로 회전시켜서 상기 분할휠들의 회전반경을 확장시키는 연동부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠.
청구항 2에 있어서,
상기 연동부재는,
상기 힌지축과 인접된 상태를 이루면서 상기 확장날개에 동일체로 돌출형성되고, 상기 확장날개의 벌어짐에 의해 상기 힌지축을 중심으로 회전하는 돌출편;
상기 각각의 확장날개에 형성된 상기 돌출편에 일단부가 제각기 힌지결합되어 상기 돌출편의 회전에 의해 왕복운동하는 복수의 연동링크; 및
상기 휠디스크와 동축을 이루면서 회전가능하게 결합되고, 상기 연동링크들의 타단부가 둘레를 따라 제각기 힌지결합되어 상기 연동링크의 왕복운동에 의해 회전하면서 또 다른 연동링크를 왕복운동시키는 회전판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇용 휠은,
상기 로봇의 전방에 설치된 상기 분할휠과 상기 로봇의 후방에 설치된 상기 분할휠이 서로 대칭상태로 설치되는 것을 특징으로 하는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠.
청구항 1에 있어서,
상기 로봇용 휠은,
복수의 롤러로 구성되고, 상기 분할휠의 외주면을 따라 제각기 경사상태를 이루면서 회전가능하게 결합되어 상기 휠디스크의 회전방향에 따라 상기 로봇의 주행방향을 전환시키는 메카넘휠;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 험로탈출 기능을 갖는 로봇용 휠.