KR20170061969A - 로봇피부 조립체 및 이를 이용한 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외력의 크기에 따라 변형되는 변형량이 다른 피부모듈; 상기 피부모듈의 하부에 배치되어, 상기 피부모듈의 변형량에 따라 체적이 변하면서 내부공간의 유체를 배출하는 중간전달모듈; 상기 중간전달모듈의 하부에 배치되되 상기 중간전달모듈과 연통되어, 상기 중간전달모듈에서 배출되는 유체를 포집하는 유체포집모듈; 그리고, 상기 유체포집모듈에 포집된 유체의 압력을 측정하는 센서모듈을 포함하는 로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇을 제공한다.

Description

로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇{Skin assembly for robot and Robot using the same}

본 발명은 로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 피부모듈의 큰 변형을 막아주면서도 피부모듈의 위치에 따른 구간별 접촉압력을 빠르게 확인할 수 있는 다중점 촉각 센싱이 가능한 로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇에 관한 것이다.

근래에 들어, 산업기술이 발달함에 따라 인간을 대신하여 산업용이나 의료용으로 요구되는 위험하거나 미세한 작업을 수행하기 위한 도구로서 산업용 로봇이나 의료용 로봇의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 로봇들은 개발 초기에는 단순한 작업을 반복적으로 수행하도록 설계가 되었으나, 최근에 들어서는 점차적으로 보다 더 복잡한 작업을 수행할 수 있도록 하기 위해 휴머노이드와 같이 인간의 외형, 사고 또는 행동까지 구비할 수 있는 진화된 형태의 지능형 로봇의 개발이 요구되고 있다.

상기와 같은 지능형 로봇의 경우 설계자가 모든 외부 상황에 대처할 수 있는 동작 프로그램을 일일이 입력하는 것은 사실상 불가능하기 때문에, 인간의 감각기관과 유사한 감각센서를 이용하여 외부 환경(또는 자극)을 스스로 인식 및 판단하고 그에 따라 필요한 행동을 스스로 할 수 있을 것이 요구된다.

이러한 지능형 로봇과 관련하여 가장 중요한 기술 중 하나는 상기 지능형 로봇에 접촉하는 외부 부하의 크기 및 접촉위치 등을 감지할 수 있는 촉각센서 또는 접촉센서에 관한 기술이며, 이러한 접촉센서 기술은 모터, 솔레노이드, 압전소자 또는 공압 등을 이용한 미세공정기술 혹은 MEMS(micro electro mechanical system) 기술을 바탕으로 다양하게 이루어지고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0959656호(발명의 명칭: 로봇용 피부센서 및 그 센싱방법, 공고일자: 2010년 5월 26일)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 피부모듈의 큰 변형을 막아주면서도 피부모듈의 위치에 따른 구간별 접촉압력을 빠르게 확인할 수 있는 다중점 촉각 센싱이 가능한 로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 외력의 크기에 따라 변형되는 변형량이 다른 피부모듈; 상기 피부모듈의 하부에 배치되어, 상기 피부모듈의 변형량에 따라 체적이 변하면서 내부공간의 유체를 배출하는 중간전달모듈; 상기 중간전달모듈의 하부에 배치되되 상기 중간전달모듈과 연통되어, 상기 중간전달모듈에서 배출되는 유체를 포집하는 유체포집모듈; 그리고, 상기 유체포집모듈에 포집된 유체의 압력을 측정하는 센서모듈을 포함하는 로봇피부 어셈블리를 제공한다.

상기 피부모듈은 복수 개의 피부구간들로 구분되고, 상기 중간전달모듈은 상기 복수 개의 피부구간들과 일대일 대응되는 복수 개의 중간전달체들을 포함하며, 상기 유체포집모듈은 상기 복수 개의 중간전달체들과 일대일 대응되도록 복수 개의 유체포집블럭들을 포함할 수 있다.

상기 센서모듈은 상기 복수 개의 유체포집블럭들과 일대일 대응되는 복수 개의 개별센서들을 포함하며, 상기 개별센서에서 측정되는 압력은 상기 개별센서와 일대일 대응되는 상기 피부구간에서의 접촉압력과 대응될 수 있다.

상기 중간전달체는 상기 외력으로 인한 충격을 흡수하기 위하여 상하방향으로 적층된 제1 단위전달블럭 및 제2 단위전달블럭을 포함하며, 상기 제1 단위전달블럭은 내부공간을 형성하며 탄성복원력을 갖는 제1 블럭몸체와, 상기 제1 블럭몸체의 외부공간과의 연통을 위하여 상기 제1 블럭몸체에 형성된 하나 이상의 제1 유로형성부를 포함할 수 있다.

상기 제2 단위전달블럭은 상기 제1 블럭몸체와 밀착되어 있는 제2 블럭몸체와, 상기 제2 블럭몸체의 일측에 구비되되 상기 제1 유로형성부와 나사결합되는 제2 유로형성부를 포함할 수 있다.

상기 피부모듈 및 상기 중간전달모듈은 플렉시블한 재질로 제작되며, 상기 유체포집모듈은 상기 피부모듈 및 상기 중간전달모듈보다 강도가 큰 재질로 제작될 수 있다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 본 발명은 상술한 로봇피부 어셈블리; 상기 센서모듈을 지지하는 로봇골격모듈; 상기 로봇골격모듈을 구동시키기 위한 로봇구동모듈; 그리고, 상기 센서모듈의 결과값을 바탕으로 상기 로봇구동모듈을 제어함으로써 상기 로봇골격모듈의 이동을 제어하는 로봇제어모듈을 포함하는 로봇을 제공한다.

상기 로봇제어모듈은 상기 센서모듈의 개별센서들의 측정값으로부터 상기 피부모듈 중 외부 구조물과 접촉한 피부구간의 위치정보, 상기 외부 구조물과의 접촉으로 인한 접촉압력을 포함하는 접촉정보를 획득할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇에서는 피부모듈의 하부에 중간전달모듈이 배치되되, 상기 중간전달모듈이 벌집모양으로 적층된 복수 개의 단위전달블럭들로 구성되어 상기 피부모듈을 지지함과 동시에 상기 피부모듈에 가해지는 충격을 흡수함으로써 상기 피부모듈이 과도하게 변형되는 것을 막아줌과 동시에 피부모듈의 피부구간, 중간전달모듈의 중간전달체, 유체포집모듈의 유체포집블럭 및 센서모듈의 개별센서가 일대일 대응됨으로써 외력이 피부모듈에 외력이 가해졌을 때 피부구간의 위치에 따른 구간별 접촉압력을 빠르게 알 수 있는 다중점에서의 촉각 센싱이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리의 제1 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 로봇피부 어셈블리의 피부모듈에 외력이 가해졌을 때의 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리의 제2 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리의 제3 실시 예를 나타낸 도면이다.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리 및 이를 이용한 로봇에 대한 제1 실시 예를 설명한다.

상기 로봇피부 어셈블리는 피부모듈(100), 중간전달모듈(200), 유체포집모듈(400) 및 센서모듈(500)을 포함한다.

상기 피부모듈(100)은 외력의 크기에 따라 변형되는 변형량이 다른 연성재질로 제작된다. 상기 피부모듈(100)은 복수 개의 피부구간들로 구분되어 상기 센서모듈의 개별센서들과 일대일 대응된다.

예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 피부구간들은 제1 피부구간(X1), 제2 피부구간(X2)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 중간전달모듈(200)은 상기 피부모듈(100)의 하부에 배치되어, 상기 피부모듈(100)의 변형량에 따라 체적이 변하면서 내부공간의 유체를 배출하게 된다. 여기서, 상기 유체로는 공기가 사용된다. 물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 유체로는 다양한 기체 또는 오일을 비롯한 다양한 형태의 액체가 사용될 수도 있을 것이다.

상기 중간전달모듈(200)은 상기 피부모듈에 구비된 복수 개의 피부구간들과 일대일 대응되는 복수 개의 중간전달체들을 포함한다.

상기 중간전달모듈(200)은 벌집모양으로 적층된 복수 개의 단위전달블럭들로 구성되되, 하나 이상의 단위전달블럭들이 모인 그룹이 상기 중간전달체들을 형성하게 된다.

상기 중간전달체의 각각은 상기 피부구간들 각각과 일대응 되며, 외력에 의하여 해당 피부구간이 변형되면 상기 피부구간의 변형량에 대응하는 만큼 상기 중간전달체도 변형하게 된다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 중간전달체들은 상기 제1 피부구간(X1)의 하부에 배치되는 제1 중간전달체(210), 상기 제2 피부구간(X2)의 하부에 배치되는 제2 중간전달체(220)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 중간전달체(210) 및 상기 제2 중간전달체(220)는 도면상 X방향으로 3열, Y방향으로 3열에 해당하는 단위전달블럭들로 구성되고 있다. 상기 단위전달블럭들은 벌집형태의 구조를 가지면서 육각형의 단면형상을 가진다.

물론, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 하나의 중간전달체는 하나 이상의 단위전달블럭들로 다양하게 구현될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 단위전달블럭들의 단면 형상은 육각형뿐만 아니라 팔각형을 비롯한 다양한 다각형 형상을 가질 수 있을 것이다.

상기 제1 중간전달체(210)는 상기 외력으로 인한 충격을 흡수하기 위하여 상하방향으로 적층된 제1 단위전달블럭(211), 제2 단위전달블럭(213) 및 제3 단위전달블럭(215)을 포함한다.

상기 제1 단위전달블럭(211)의 상면은 상기 피부모듈(100)과 직접적으로 연결되어 있으며, 상기 제1 단위전달블럭(211)의 하면은 상기 제2 단위전달블럭(213)과 연결되어 있다.

구체적으로, 상기 제1 단위전달블럭(211)은 내부공간을 형성하며 탄성복원력을 갖는 제1 블럭몸체(211a)와, 상기 제1 블럭몸체(211a)의 외부공간과의 연통을 위하여 상기 제1 블럭몸체(211a)에 형성된 하나 이상의 제1 유로형성부(211b)를 포함한다.

상기 제1 블럭몸체(211a)가 플렉시블한 재질로 되어 있기 때문에 외력이 가해지면 변형되면서 상기 제1 블럭몸체(211a)의 내부에 존재하는 유체를 상기 제1 유로 형성부를 통하여 상기 제2 단위전달블럭(213)으로 배출하게 된다.

물론, 상기 제1 블럭몸체(211a)에 가해졌던 외력이 제거되면 상기 제1 블럭몸체(211a)는 원래의 형상으로 되돌아 오게 되고, 이때 유체가 상기 제2 단위전달블럭(213)에서 상기 제1 블럭몸체(211a)로 유입된다.

상기 제2 단위전달블럭(213)은 상기 제1 블럭몸체(211a)와 밀착되어 있는 제2 블럭몸체(213a)와, 상기 제2 블럭몸체(213a)의 일측에 구비되되 상기 제1 유로형성부(211b)와 나사결합되는 제2 유로형성부(213b)를 포함한다. 물론, 상기 제2 단위전달블럭(213)은 상기 제3 단위전달블럭(215)과 연통하는 추가 유로형성부를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 단위전달블럭(215)은 상기 제2 단위전달블럭(213)과 실질적으로 유사한 구조를 가지며, 상기 제3 단위전달블럭(215)은 상기 유체포집모듈(400)과 연결되어 있다.

결과적으로, 외력에 의하여 상기 피부모듈(100)이 변형되면, 상기 피부모듈의 변형량에 따라 상기 중간전달체의 체적이 변하면서 내부공간의 유체를 상기 유체포집모듈(400)로 배출하게 된다.

여기서, 상기 중간전달체는 벌집모양으로 적층된 복수 개의 단위전달블럭들로 구성되어 상기 피부모듈(100)의 하부에 구비됨으로써 상기 피부모듈(100)을 지지함과 동시에 상기 피부모듈(100)에 가해지는 충격을 흡수하면서 상기 피부모듈(100)이 과도하게 변형되는 것을 막아주게 된다.

상기 중간전달체들은 복수 개의 단위전달블럭들이 서로 상하방향으로 결합되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 일체로 형성될 수도 있을 것이다.

상기 유체포집모듈(400)은 상기 중간전달모듈(200)의 하부에 배치되되 상기 중간전달모듈(200)과 연통되어, 상기 중간전달모듈(200)에서 배출되는 유체를 포집하게 된다.

구체적으로, 상기 제1 중간전달체(210)의 하부에 배치되는 제1 유체포집블럭(410)과, 상기 제2 중간전달체(220)의 하부에 배치되는 제2 유체포집블럭(420)을 포함한다.

상기 제1 유체포집블럭(410)은 상기 제1 중간전달체(210)를 구성하는 단위전달블럭들 중 가장 하부에 배치되는 단위전달블럭들과 연통된다. 마찬가지로, 상기 제2 유체포집블럭(420)은 상기 제2 중간전달체(220)를 구성하는 단위전달블럭들 중 가장 하부에 배치되는 단위전달블럭들과 연통된다. 즉, 복수 개의 유체포집블럭들은 각각 상기 복수 개의 중간전달체들과 일대일 대응된다.

상기 유체포집모듈(400)은 상기 피부모듈(100) 및 상기 중간전달모듈(200)보다 강도가 큰 재질로 제작된다. 상기 유체포집모듈(400)의 체적은 가급적 변하지 않은 상태이어야만 상기 유체가 유입으로 인하여 높아진 압력을 측정할 수 있게 된다.

상기 센서모듈(500)은 상기 유체포집모듈(400)에 포집된 유체의 압력을 측정하게 된다. 여기서, 상기 센서모듈의 일측은 상기 유체포집모듈(400)의 내부공간에 노출되어 있고, 상기 센서모듈(500)의 타측은 로봇골격모듈(600)에 고정된다.

상기 센서모듈(500)은 상기 복수 개의 유체포집블럭들과 일대일 대응되는 복수 개의 개별센서들을 포함한다. 구체적으로, 상기 센서모듈(500)은 상기 제1 유체포집블럭(410)과 대응되는 제1 개별센서(510)와, 상기 제2 유체포집블럭(420)과 대응되는 제2 개별센서(520)를 포함할 수 있다.

상기 제1 개별센서(510)에서 측정되는 압력은 상기 제1 개별센서(510)와 일대일 대응되는 상기 제1 피부구간(X1)에서의 접촉압력과 대응되고, 상기 제2 개별센서(520)에서 측정되는 압력은 상기 제2 개별센서(520)와 일대일 대응되는 상기 제2 피부구간(X2)에서의 접촉압력과 대응된다.

결과적으로, 상기 피부모듈(100)에 외력이 가해지면, 상기 제1 피부구간(X1) 및 제2 피부구간(X2)이 외력에 따라 변형되고, 상기 제1 피부구간(X1) 및 상기 제2 피부구간(X2)이 변형되면, 상기 피부모듈(100)의 하부에 배치된 상기 중간전달모듈(200)이 변형되면서 상기 중간전달모듈(200)의 내부공간에 존재하는 공기가 상기 유체포집모듈(400)로 이동하게 된다.

그러면, 상기 센서모듈의 제1 개별센서(510) 및 제2 개별센서(520)는 상기 유체포집모듈의 제1 유체포집블럭(410) 및 제2 유체포집블럭(420)에 포집된 유체의 압력을 측정하게 된다.

결과적으로, 상기 센서모듈의 개별센서들은 피부모듈의 피부구간들과 일대일 대응되기 때문에 외력이 가해졌을 때 다중점에서의 촉각 센싱이 가능하게 된다.

본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 센서모듈은 유체의 차압을 이용하는 방식, 탄성을 이용하는 방식, 스트레인 게이지를 이용하는 방식, 압전형 압력변환기를 이용하는 방식, 정전용량을 이용한 방식 등에 의하여 구현될 수 있다.

한편, 상기 로봇피부 어셈블리는 다양한 로봇의 구조에 적용될 수 있다. 상기 로봇피부 어셈블리가 적용되는 로봇에는 상기 로봇 피부 어셈블리의 센서모듈을 지지하는 로봇골격모듈(600), 상기 로봇골격모듈(600)을 구동시키기 위한 로봇구동모듈(미도시), 상기 센서모듈(500)의 결과값을 바탕으로 상기 로봇구동모듈을 제어함으로써 상기 로봇골격모듈(600)의 이동을 제어하는 로봇제어모듈(미도시)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 로봇제어모듈은 상기 센서모듈(500)의 개별센서들의 측정값으로부터 상기 피부모듈(100) 중 외부 구조물과 접촉한 피부구간의 위치정보, 상기 외부 구조물과의 접촉으로 인한 접촉압력을 포함하는 접촉정보를 획득하게 된다.

상기 피부구간들과 상기 개별센서들은 일대일 대응되어 있기 때문에 개별센서들에서 어떠한 측정값이 발생하였다면, 상기 로봇제어모듈은 해당 피부구간에서 접촉이 발생했거나, 해당 피부구간의 인근 피부구간에서 접촉이 발생했음을 알 수 있게 된다.

상기 로봇제어모듈은 개별센서들에서 측정된 압력 값들 중 가장 높은 압력을 나타내는 개별센서와 대응되는 피부구간이 실제 외력이 가해진 부분이라 판단하게 된다.

예를 들면, 도 3에서와 같이, 제2 피부구간(X2)에 외력이 작용한 경우에 상기 제2 피부구간(X2)에 이웃하는 제1 피부구간(X1)에서도 일부 변형이 일어나게 되고, 이에 따라 제1 개별센서(510)에서도 압력이 측정된다. 그러나, 상기 제2 피부구간(X2)에서의 변형으로 인하여 상기 제2 개별센서(520)에서 측정되는 압력이 상기 제1 개별센서(510)에서 측정된 압력보다 큰 값을 가지기에 상기 로봇제어모듈은 상기 제2 피부구간(X2)에서 접촉이 발생했음을 인식하게 된다.

즉, 상기 로봇제어모듈은 해당 개별센서에서 측정되는 측정값을 바탕으로 상기 피부구간들 중 접촉이 발생한 구간이 어디인지, 접촉이 발생한 피부구간에서 접촉압력은 어느 정도인지를 파악하게 된다.

결과적으로, 상기 로봇제어모듈은 상기 센서모듈(500)의 결과값을 바탕으로 상기 로봇구동모듈을 제어하여 접촉이 발생한 영역의 방향으로는 상기 로봇골격모듈(600)이 이동되지 않도록 제어하게 된다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리의 제2 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 실시 예에 따른 로봇피부 어셈블리는 상술한 제1 실시 예에 따른 로봇피부 어셈블리와 실질적으로 유사한 구조를 가진다. 다만, 본 실시 예에 따른 로봇피부 어셈블리에 구비된 중간전달모듈은 상술한 제1 실시 예에 따른 중간전달모듈과 다른 구조를 가진다.

본 실시 예에 따른 피부모듈(100)은 상술한 제1 실시 예에 따른 피부모듈보다 작은 단위로 세분화되어 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 피부모듈은 제1 피부구간(P1), 제2 피부구간(P2) 및 제3 피부구간(P3)을 포함하여 구성된다.

상기 중간전달모듈(700)은 상기 제1 피부구간(P1)의 하부에 배치되는 제1 중간전달체(710), 상기 제2 피부구간(P2)의 하부에 배치되는 제2 중간전달체(720) 및 상기 제3 피부구간(P3)의 하부에 배치되는 제3 중간전달체(730)를 포함한다.

상기 제1 중간전달체(710), 상기 제2 중간전달체(720) 및 제3 중간전달체(730)는 도면상 X방향으로 2열, Y방향으로 3열에 해당하는 단위전달블럭들로 구성되고 있다.

여기서, 상기 제1 중간전달체(710)를 구성하는 단위전달블럭들은 모두 서로 연통되어 있다. 즉, 상기 제1 중간전달체 중 제1열 제1 단위전달블럭은 제2열 제1 단위전달블럭) 및 제2열 제2 단위전달블럭과 동시에 연통되어 있으며, 제1 열의 제2 단위전달블럭은 상기 제2열 제2 단위전달블럭 및 제2열 제3 단위전달블럭과 동시에 연통되어 있다.

마찬가지로, 상기 제2 중간전달체(720)를 구성하는 단위전달블럭들은 모두 연통되어 있으며, 상기 제3 중간전달체(730)를 구성하는 단위블럭들도 모두 연통되어 있다. 그러나, 상기 제1 중간전달체(710), 상기 제2 중간전달체(720) 및 상기 제3 중간전달체(730)는 서로 연통되지 않는다.

즉, 상기 제1 중간전달체(710)와 상기 제2 중간전달체(720)의 경계에 위치하는 단위전달블럭들은 서로 연통되지 않으며, 상기 제2 중간전달체(720)와 상기 제3 중간전달체(730)의 경계에 위치하는 단위전달블럭들은 서로 연통되지 않는다.

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 로봇피부 어셈블리의 제3 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 실시 예에 따른 로봇피부 어셈블리에 구비된 피부모듈은 상술한 실시 예들에 따른 피부모듈보다 작은 단위로 세분화되어 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 피부모듈(1000)은 제1 피부구간(Q1), 제2 피부구간(Q2), 제3 피부구간(Q3), 제4 피부구간(Q4), 제5 피부구간(Q5), 제6 피부구간(Q6) 및 제7 피부구간(Q7)을 포함하여 구성된다.

상기 피부모듈(1000)의 하부에 배치되는 중간전달모듈(2000)은 상기 피부모듈(1000)의 각각의 피부구간과 일대일 대응되는 제1 중간전달체(2100), 제2 중간전달체(2200), 제3 중간전달체(2300), 제4 중간전달체(2400), 제5 중간전달체(2500), 제6 중간전달체(2600) 및 제7 중간전달체(2700)를 포함한다.

상기 중간전달모듈(2000)의 하부에 배치되는 유체포집모듈(3000)은 상기 중간전달모듈의 중간전달체 각각과 일대일 대응되는 제1 유체포집블럭(3100), 제2 유체포집블럭(3200), 제3 유체포집블럭(3300), 제4 유체포집블럭(3400), 제5 유체포집블럭(3500), 제6 유체포집블럭(3600) 및 제7 유체포집블럭(3700)을 포함한다.

상기 유체포집모듈의 하부에 배치되는 센서모듈(4000)은 상기 유체포집모듈(3000)의 유체포집블럭들 각각과 일대일 대응되는 제1 개별센서(41000), 제2 개별센서(4200), 제3 개별센서(4300), 제4 개별센서(4400), 제5 개별센서(4500), 제6 개별센서(4600) 및 제7 개별센서(4700)를 포함한다.

상기 피부모듈(1000), 상기 중간전달모듈(2000), 상기 유체포집모듈(3000) 및 상기 센서모듈(4000)의 전체적인 결합구조는 상기 제1 피부구간(Q1), 상기 제1 중간전달체(2100), 상기 제1 유체포집모듈(3100) 및 상기 제1 개별센서(4100)의 결합구조와 실질적으로 동일하므로 이에 한하여 설명한다.

여기서, 상기 제1 중간전달체(2100)는 상기 제1 피부구간(Q1)의 하부에 배치되며, 상하로 적층되는 3개의 단위전달블럭을 포함한다.

상기 3개의 단위전달블럭은 상하방향으로 서로 연통되어 있으며, 가장 하부에 위치하는 단위전달블럭은 상기 제1 유체포집블럭(3100)과 연통된다.

상기 제1 유체포집블럭(3100) 상에는 상기 제1 개별센서(4100)가 배치되어 상기 제1 유체포집블럭(3100)에서의 유체변동으로 인한 압력을 측정하게 된다.

일례로, 상기 제1 중간전달체(2100) 중 제1 단위전달블럭(2110)은 사각단면형상을 가지는 제1 블럭몸체(2111)와, 상기 단위전달블럭의 상하방향으로의 신축을 위하여 상기 제1 블럭몸체의 측벽에 형성되는 주름부(2113)와, 상기 제1 블럭몸체(2111)의 상면 또는 하면에 배치되어 유체의 출입구가 되는 제1 유로형성부(2115)를 포함하여 구성된다.

상기 3개의 단위전달블럭은 상하방향으로만 연통되고, 이로 인하여 상기 제1 중간전달체(2100)는 이웃하는 다른 중간전달체와 서로 연통되지 않게 된다. 따라서, 외력이 해당 피부구간에 가해지면 해당 피부구간과 대응되는 개별센서에 의하여 해당 피부구간에 가해지는 접촉압력이 측정된다.

결과적으로, 피부모듈(1000)에 외력이 가해지면, 상기 단위전달블럭은 상하방향으로 변형되면서 유체를 배출하게 되고, 배출된 유체는 상기 유체포집모듈(3000)에 포집된다. 이때 상기 개별센서 각각은 피부구간에 대응되어 해당 위치에서의 압력을 측정하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정한 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형의 실시가 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

100: 피부모듈 200: 중간전달모듈
210: 제1 중간전달체 211: 제1 단위전달블럭
211a: 제1 블럭몸체 211b: 제1 유로형성부
213: 제2 단위전달블럭 215: 제3 단위전달블럭
220: 제2 중간전달체 400: 유체포집모듈
410: 제1 유체포집블럭 420: 제2 유체포집블럭
500: 센서모듈 510: 제1 개별센서
520: 제2 개별센서 600: 로봇골격모듈

Claims (8)

1. 외력의 크기에 따라 변형되는 변형량이 다른 피부모듈;
   상기 피부모듈의 하부에 배치되어, 상기 피부모듈의 변형량에 따라 체적이 변하면서 내부공간의 유체를 배출하는 중간전달모듈;
   상기 중간전달모듈의 하부에 배치되되 상기 중간전달모듈과 연통되어, 상기 중간전달모듈에서 배출되는 유체를 포집하는 유체포집모듈; 그리고,
   상기 유체포집모듈에 포집된 유체의 압력을 측정하는 센서모듈을 포함하는 로봇피부 어셈블리.
2. 제1항에 있어서,
   상기 피부모듈은 복수 개의 피부구간들로 구분되고, 상기 중간전달모듈은 상기 복수 개의 피부구간들과 일대일 대응되는 복수 개의 중간전달체들을 포함하며, 상기 유체포집모듈은 상기 복수 개의 중간전달체들과 일대일 대응되도록 복수 개의 유체포집블럭들을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇피부 어셈블리.
3. 제2항에 있어서,
   상기 센서모듈은 상기 복수 개의 유체포집블럭들과 일대일 대응되는 복수 개의 개별센서들을 포함하며, 상기 개별센서에서 측정되는 압력은 상기 개별센서와 일대일 대응되는 상기 피부구간에서의 접촉압력과 대응되는 것을 특징으로 하는 로봇피부 어셈블리.
4. 제2항에 있어서,
   상기 중간전달체는 상기 외력으로 인한 충격을 흡수하기 위하여 상하방향으로 적층된 제1 단위전달블럭 및 제2 단위전달블럭을 포함하며,
   상기 제1 단위전달블럭은 내부공간을 형성하며 탄성복원력을 갖는 제1 블럭몸체와, 상기 제1 블럭몸체의 외부공간과의 연통을 위하여 상기 제1 블럭몸체에 형성된 하나 이상의 제1 유로형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇피부 어셈블리.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 단위전달블럭은 상기 제1 블럭몸체와 밀착되어 있는 제2 블럭몸체와, 상기 제2 블럭몸체의 일측에 구비되되 상기 제1 유로형성부와 나사결합되는 제2 유로형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇피부 어셈블리.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 피부모듈 및 상기 중간전달모듈은 플렉시블한 재질로 제작되며, 상기 유체포집모듈은 상기 피부모듈 및 상기 중간전달모듈보다 강도가 큰 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 로봇피부 어셈블리.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 로봇피부 어셈블리;
   상기 센서모듈을 지지하는 로봇골격모듈;
   상기 로봇골격모듈을 구동시키기 위한 로봇구동모듈; 그리고,
   상기 센서모듈의 결과값을 바탕으로 상기 로봇구동모듈을 제어함으로써 상기 로봇골격모듈의 이동을 제어하는 로봇제어모듈을 포함하는 로봇.
8. 제7항에 있어서,
   상기 로봇제어모듈은 상기 센서모듈의 개별센서들의 측정값으로부터 상기 피부모듈 중 외부 구조물과 접촉한 피부구간의 위치정보, 상기 외부 구조물과의 접촉으로 인한 접촉압력을 포함하는 접촉정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 로봇.

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