KR20180040776A - Unit for generating jumping power and controlling method of this and jump robot using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 점핑력발생유닛과 이것을 이용한 점프로봇에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 4절 링크 구조와 구동모터를 이용한 회전캠의 캠운동 그리고 점핑스프링의 수축에 따른 탄성복원력을 이용하여 점핑력을 발생시킬 수 있는 점핑력발생유닛과 점핑력발생유닛의 제어방법 그리고 이것을 이용한 점프로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a jumping force generating unit and a jump robot using the jumping force generating unit. More specifically, the jumping force generating unit generates a jumping force by using a four-bar linkage structure, a cam movement of a rotation cam using a drive motor, A control method of a jumping force generating unit and a jump robot using the jumping force generating unit.
일반적으로, 로봇에 관한 기술이 발달하면서 스스로 이동할 수 있는 이동 로봇이 등장하였고, 이러한 이동 로봇은 다양한 분야에서 사용되고 있다. 예를 들어, 청소 로봇, 감시 로봇 등 다양한 임무를 수행하는 로봇이 등장하였다.In general, a mobile robot capable of moving by itself has emerged as the technology related to robots has been developed. Such mobile robots have been used in various fields. For example, cleaning robots, surveillance robots, and various other robots have appeared.
이러한 로봇 중 다리 이동 로봇에서 지상 운동에서의 장애물 극복 능력은 다리 이동 로봇의 또 다른 중요한 강점으로 작용된다.The ability of the robot to overcome the obstacles in the ground motion is another important strength of the legged mobile robot.
그런데 다리 이동 로봇이 장애물 등이 있는 다양한 지형을 이동하여야 하는데, 종래의 다리 이동 로봇은 이러한 험한 환경에서 효과적으로 이동하지 못하는 문제가 있었다. 이와 같은 다양한 환경에서 다양한 임무를 수행하기 위하여 점프 기능을 가지는 이동 로봇에 필요하게 되었다. 상기 이동 로봇이 가지고 있는 다리 이동 로봇의 이동 방식 중에서도 점프 이동이 주행의 속도와 에너지 효율 측면에서 분명 장점이 있기 때문이다.However, the leg-moving robot must move over various terrains such as obstacles, and the conventional leg-moving robot can not effectively move in such a harsh environment. In order to perform various tasks in such various environments, a mobile robot having a jump function is required. Among the moving methods of the legged mobile robot possessed by the mobile robot, the jumping movement has obvious advantages in terms of speed of travel and energy efficiency.
종래에 점프 기능을 가지는 이동 로봇이 소개된 바 있으나, 종래의 점프 기능을 가지는 이동 로봇은 신장에 비해서 점프력이 약하거나, 점프 방향이나 점프 강도를 조절하기 어려운 점 등 여러 가지 문제점을 가졌다.Conventionally, a mobile robot having a jump function has been introduced. However, the conventional mobile robot having a jump function has various problems such as a weak jump force, a difficulty in controlling the jump direction and a jump strength, and the like.
특히, 점프 이동은 짧은 시간에 매우 큰 구동력을 필요로 하므로, 점핑 메커니즘에 대해 공압 구동기가 많이 선택되었다. 공압 구동기는 전자기 모터보다 더 큰 파워 대 중량 비율을 가지므로, 공압 구동기는 전자기 모터의 회전보다 근육의 동작에 가까운 직선 운동을 생산할 수 있다.In particular, since the jump movement requires a very large driving force in a short time, a large number of pneumatic actuators have been selected for the jumping mechanism. Since the pneumatic actuator has a greater power to weight ratio than the electromagnetic motor, the pneumatic actuator can produce a linear motion closer to the motion of the muscle than the rotation of the electromagnetic motor.
그러나, 공압 구동기 로봇은 공압 시스템을 통한 전원 공급 장치의 복잡성으로 인해 로봇 몸체 크기가 커지는 경향이 있었다.However, the pneumatic actuator robot tends to have a larger robot body size due to the complexity of the power supply through the pneumatic system.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 4절 링크 구조와 구동모터를 이용한 회전캠의 캠운동 그리고 점핑스프링의 수축에 따른 탄성복원력을 이용하여 점핑력을 발생시킬 수 있는 점핑력발생유닛과 점핑력발생유닛의 제어방법 그리고 이것을 이용한 점프로봇을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a jumping force generating mechanism capable of generating a jumping force by using a four-bar link structure, a cam movement of a rotation cam using a drive motor, Unit, a control method of the jumping force generating unit, and a jump robot using the same.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 점핑력발생유닛은 제1링크부재; 제1링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되고, 지면에 지지되는 제2링크부재; 제2링크연결부에 의하여 상기 제2링크부재와 연결되는 제3링크부재; 제3링크연결부에 의하여 상기 제3링크부재와 연결되고, 제4링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되는 제4링크부재; 상기 제1링크연결부와 상기 제3링크연결부를 연결하는 점핑스프링; 상기 제1링크부재에 회전 가능하게 결합되는 회전캠; 상기 제1링크부재에 구비되어 상기 회전캠을 회전시키는 구동모터; 및 상기 제2링크연결부와 상기 회전캠을 연결하는 구동링크부재;를 포함하고, 상기 구동링크부재의 일단부는 상기 제2링크연결부에 링크 결합되며, 상기 구동링크부재의 타단부는 자유단부로 상기 회전캠 내에서 이동 가능하다.According to a preferred embodiment of the present invention, the jumping force generating unit according to the present invention comprises: a first link member; A second link member connected to the first link member by a first link connecting portion and supported on the ground; A third link member connected to the second link member by a second link connection portion; A fourth link member connected to the third link member by a third link connecting portion and connected to the first link member by a fourth link connecting portion; A jumping spring connecting the first link connection part and the third link connection part; A rotating cam rotatably coupled to the first link member; A drive motor provided on the first link member to rotate the rotation cam; And a drive link member connecting the second link connection portion and the rotation cam, wherein one end of the drive link member is linked to the second link connection portion, and the other end of the drive link member is connected to the free end portion And is movable within the rotation cam.
여기서, 상기 회전캠은, 상기 구동모터의 회전축에 결합되어 편심 회전되는 지지캠판부; 및 상기 구동링크부재의 타단부가 이동되는 이동공간에 대응하여 상기 지지캠판부에 단일 폐곡선을 형성하도록 돌출 형성되는 안내리브부;를 포함한다.Here, the rotation cam may include: a support cam plate coupled to the rotation shaft of the drive motor and eccentrically rotated; And a guide rib protruding from the support cam plate portion to form a single closed curve corresponding to the movement space in which the other end of the drive link member is moved.
여기서, 상기 안내리브부는, 상기 구동링크부재의 타단부가 지지되는 구동안착구간; 상기 구동안착구간의 일단부에서 연장되고, 상기 구동링크부재의 타단부를 상기 구동안착구간으로 안내하는 제1복귀구간; 상기 구동안착구간의 타단부에서 연장되고, 상기 구동링크부재의 타단부를 상기 구동안착구간으로 안내하는 제2복귀구간; 및 상기 단일 폐곡선을 형성하도록 상기 제1복귀구간과 상기 제2복귀구간을 연결하는 제한가이드구간;을 포함한다.Here, the guide rib portion may include a drive seating portion in which the other end of the driving link member is supported; A first return section extending from one end of the drive seating section and guiding the other end of the drive link member to the drive seating section; A second return section extending from the other end of the drive seating section and guiding the other end of the drive link member to the drive seating section; And a restriction guide section connecting the first return section and the second return section to form the single closed curve.
여기서, 상기 구동링크부재는, 링크프레임; 상기 링크프레임의 일단부에 구비되어 상기 제2링크연결부에 링크 결합되는 프레임연결부; 및 상기 링크프레임의 타단부에 구비되어 상기 회전캠 내에서 이동되는 조절돌부;를 포함한다.Here, the driving link member may include a link frame; A frame connection part provided at one end of the link frame and linked to the second link connection part; And an adjusting protrusion provided at the other end of the link frame and moved within the rotation cam.
본 발명에 따른 점핑력발생유닛은 상기 구동모터의 정지 시기를 감지하는 정지센싱모듈;을 더 포함한다.The jumping force generating unit according to the present invention further includes a stop sensing module for detecting a stop timing of the drive motor.
본 발명에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법은 제1링크부재; 제1링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되고, 지면에 지지되는 제2링크부재; 제2링크연결부에 의하여 상기 제2링크부재와 연결되는 제3링크부재; 제3링크연결부에 의하여 상기 제3링크부재와 연결되고, 제4링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되는 제4링크부재; 상기 제1링크연결부와 상기 제3링크연결부를 연결하는 점핑스프링; 상기 제1링크부재에 회전 가능하게 결합되는 회전캠; 상기 제1링크부재에 구비되어 상기 회전캠을 회전시키는 구동모터; 및 상기 제2링크연결부와 상기 회전캠을 연결하는 구동링크부재;를 포함하는 점핑력발생유닛의 제어방법에 있어서, 상기 구동모터에 의하여 상기 회전캠을 회전시키는 점핑준비단계; 상기 점핑스프링이 최대로 신장되었을 때를 감지하는 점핑감지단계; 상기 점핑감지단계를 거친 다음, 상기 구동모터의 전원 공급을 중단하여 상기 점핑스프링에 의하여 점핑력을 발생시키는 점핑단계; 및 상기 점핑단계를 거친 다음, 상기 회전캠이 초기 위치로 복귀하는 복귀단계;를 포함한다.A control method of a jumping force generating unit according to the present invention comprises: a first link member; A second link member connected to the first link member by a first link connecting portion and supported on the ground; A third link member connected to the second link member by a second link connection portion; A fourth link member connected to the third link member by a third link connecting portion and connected to the first link member by a fourth link connecting portion; A jumping spring connecting the first link connection part and the third link connection part; A rotating cam rotatably coupled to the first link member; A drive motor provided on the first link member to rotate the rotation cam; And a drive link member connecting the second link connection portion and the rotation cam, the control method comprising: a jumping preparation step of rotating the rotation cam by the drive motor; A jumping sensing step of sensing when the jumping spring is maximally extended; A jumping step of stopping power supply to the driving motor after the jumping detection step and generating a jumping force by the jumping spring; And a returning step of returning the rotation cam to an initial position after the jumping step.
여기서, 상기 점핑감지단계에서 상기 점핑스프링이 최대로 신장되었을 때를 감지하면, 상기 점핑단계는 상기 구동모터의 전원 공급을 중단함으로써, 상기 점핑스프링은 수축에 의한 탄성복원력으로 점핑력을 발생시키고, 점핑력에 의하여 상기 제2링크부재는 지면으로부터 이격되며, 상기 회전캠은 자율 회전된다.When the jumping springs detect the maximum extension of the jumping springs in the jumping sensing step, the jumping springs suspend the power supply to the driving motor, so that the jumping springs generate a jumping force by the elastic restoring force due to shrinkage, By the jumping force, the second link member is spaced from the ground, and the rotation cam is rotated autonomously.
여기서, 상기 복귀단계는, 상기 회전캠이 초기 위치로 복귀되도록 상기 점핑스프링의 탄성 작용과 상기 회전캠의 자율 회전 동작에 따라 상기 제2링크연결부와, 상기 회전캠 내에서 이동되는 상기 구동링크부재의 타단부와, 상기 구동모터의 회전축을 일직선으로 배열 지지시킨다.Here, the returning step may include returning the second link connecting portion and the driving link member moved in the rotating cam according to the elastic action of the jumping spring and the rotating operation of the rotating cam so that the rotating cam returns to the initial position, And the rotating shaft of the driving motor are aligned and supported in a straight line.
본 발명에 따른 점프로봇은 본체유닛; 상기 본체유닛의 양측에 회전 가능하게 결합되되, 4절 링크 구조를 이용하여 점핑력을 발생시키는 점핑력발생유닛을 포함하는 한 쌍의 다리유닛; 및 한 쌍의 상기 다리유닛 사이에서 상기 본체유닛의 후방에 회전 가능하게 결합되는 꼬리유닛;을 포함하며, 상기 점핑력발생유닛은, 제1링크부재; 제1링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되고, 지면에 지지되는 제2링크부재; 제2링크연결부에 의하여 상기 제2링크부재와 연결되는 제3링크부재; 제3링크연결부에 의하여 상기 제3링크부재와 연결되고, 상기 본체유닛에 지지되는 제4링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되는 제4링크부재; 상기 제1링크연결부와 상기 제3링크연결부를 연결하는 점핑스프링; 상기 제1링크부재에 회전 가능하게 결합되는 회전캠; 상기 제1링크부재에 구비되어 상기 회전캠을 회전시키는 구동모터; 및 상기 제2링크연결부와 상기 회전캠을 연결하는 구동링크부재;를 포함하고, 상기 구동링크부재의 일단부는 상기 제2링크연결부에 링크 결합되며, 상기 구동링크부재의 타단부는 자유단부로 상기 회전캠 내에서 이동 가능하다.A jump robot according to the present invention includes: a main body unit; A pair of leg units rotatably coupled to both sides of the main body unit and including a jumping force generating unit for generating a jumping force using a four-bar linkage structure; And a tail unit rotatably coupled to the rear of the main body unit between the pair of leg units, wherein the jumping force generating unit includes: a first link member; A second link member connected to the first link member by a first link connecting portion and supported on the ground; A third link member connected to the second link member by a second link connection portion; A fourth link member connected to the third link member by a third link connecting portion and connected to the first link member by a fourth link connecting portion supported by the main body unit; A jumping spring connecting the first link connection part and the third link connection part; A rotating cam rotatably coupled to the first link member; A drive motor provided on the first link member to rotate the rotation cam; And a drive link member connecting the second link connection portion and the rotation cam, wherein one end of the drive link member is linked to the second link connection portion, and the other end of the drive link member is connected to the free end portion And is movable within the rotation cam.
여기서, 상기 다리유닛은, 상기 제3링크연결부에 링크 결합되는 제1연결링크부재; 및 일단부는 모션링크연결부에 의하여 상기 제1연결링크부재와 연결되고, 타단부는 상기 본체유닛에 회전 가능하게 결합되는 제2연결링크부재;를 더 포함한다.Here, the leg unit may include: a first connecting link member linked to the third link connecting portion; And a second connecting link member having one end connected to the first connecting link member by a motion link connecting portion and the other end rotatably coupled to the main body unit.
여기서, 상기 다리유닛은, 상기 본체유닛에 구비되어 상기 제2연결링크부재를 회전시키는 서보모터;를 더 포함한다.Here, the leg unit may further include a servo motor provided in the main body unit to rotate the second connection link member.
본 발명에 따른 점프로봇은 상기 본체유닛의 자세 유지를 위한 자세제어유닛;을 더 포함한다.The jump robot according to the present invention further includes an orientation control unit for maintaining the orientation of the main unit.
본 발명에 따른 점핑력발생유닛과 점핑력발생유닛의 제어방법 그리고 이것을 이용한 점프로봇에 따르면, 4절 링크 구조와 구동모터를 이용한 회점캠의 캠운동 그리고 점핑스프링의 수축에 따른 탄성복원력을 이용하여 점핑력을 발생시킬 수 있다.According to the jumping force generating unit, the control method of the jumping force generating unit, and the jump robot using the jumping force generating unit and the jumping force generating unit according to the present invention, by using the four-bar linkage structure and the cam movement of the turn cam using the drive motor, The jumping force can be generated.
또한, 본 발명은 회전캠의 캠운동이 점핑스프링의 수축에 간섭되는 것을 방지하고, 점핑스프링의 수축에 의한 탄성복원력으로 강한 점핑력을 발생시킬 수 있다.Further, the present invention can prevent the cam movement of the rotation cam from interfering with the contraction of the jumping spring, and generate a strong jumping force by the elastic restoring force by the contraction of the jumping spring.
또한, 본 발명은 4절 링크 구조의 동작을 제한하고, 제1링크연결부와 제3링크연결부 사이의 최대거리 감지를 용이하게 할 수 있다.Further, the present invention can restrict the operation of the four-bar linkage structure and facilitate the detection of the maximum distance between the first link connection part and the third link connection part.
또한, 본 발명은 안내리브부를 통한 단일 폐곡선 형성에 따라 구동링크부재의 링크 회전을 제한하고, 회전캠의 초기 위치 복귀를 안정화시킬 수 있다.Further, the present invention can limit the link rotation of the drive link member in accordance with the formation of a single closed curve through the guide rib portion, and stabilize the return of the rotation cam to its initial position.
또한, 본 발명은 구동링크부재와 회전캠의 이동 가능한 결합을 용이하게 하고, 구동링크부재의 타단부가 회전캠 내에서 안정되게 이동할 수 있도록 한다.Further, the present invention facilitates the movable engagement of the drive link member and the rotation cam, and enables the other end of the drive link member to move stably in the rotation cam.
또한, 본 발명은 구동모터의 정지 시기를 명확하게 하고, 점프로봇의 점프 시기를 결정할 수 있다.Further, the present invention makes it possible to clarify the stopping timing of the drive motor and determine the jump timing of the jump robot.
또한, 본 발명은 점프로봇의 점프 동작을 세분화하고, 점프로봇이 전방으로 기울어지면서 최대의 점핑력을 발생할 수 있도록 한다.In addition, the present invention divides the jump operation of the jump robot and allows the jump robot to generate a maximum jumping force while tilting forward.
또한, 본 발명은 다리유닛에 구성된 4절 링크 구조의 동작을 부드럽게 하고, 점프 이동은 물론 보행 동작이 가능하도록 한다.Further, the present invention smoothes the operation of the four-bar linkage structure formed in the leg unit, and enables the jumping movement as well as the walking operation.
또한, 본 발명은 점프로봇의 점프 이동 및 보행 동작에서 점프로봇이 넘어지는 것을 방지하고, 점프로봇의 자세를 안정되게 유지시킬 수 있다.Further, the present invention can prevent the jump robot from falling over in the jump movement and the walking operation of the jump robot, and can stably maintain the posture of the jump robot.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇을 도시한 배면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇을 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇에서 점핑력발생유닛의 회전캠을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇에서 점핑력발생유닛의 구동링크부재를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에서 점핑준비단계를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에서 점핑감지단계를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에서 점핑단계를 도시한 도면이다.1 is a rear view illustrating a jump robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view showing a jump robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a rotation cam of a jumping force generating unit in a jump robot according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a driving link member of a jumping force generating unit in a jump robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a method of controlling a jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating jumping preparation steps in a method of controlling a jumping force generation unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a jumping detection step in a method of controlling a jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a jumping step in a method of controlling a jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 점핑력발생유닛과 점핑력발생유닛의 제어방법 그리고 이것을 이용한 점프로봇의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.Hereinafter, a method of controlling a jumping force generating unit, a jumping force generating unit, and a jumping robot using the jumping force generating unit according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, the present invention is not limited or limited by the examples. Further, in describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for clarity of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇을 도시한 배면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇을 도시한 측면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇에서 점핑력발생유닛의 회전캠을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇에서 점핑력발생유닛의 구동링크부재를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a rear view illustrating a jump robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view illustrating a jump robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a driving link member of a jumping force generating unit in a jump robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view showing a rotation cam of a jumping force generating unit in a jump robot.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇은 본체유닛(10)과, 다리유닛(20)과, 꼬리유닛(40)을 포함한다.1 to 4, a jump robot according to an embodiment of the present invention includes a
상기 본체유닛(10)은 점프로봇의 몸체를 형성한다. 상기 본체유닛(10)은 점프로봇의 머리와 몸체를 형성할 수 있다.The
상기 다리유닛(20)은 상기 본체유닛(10)을 기준으로 한 쌍이 상호 대칭을 이룬다. 상기 다리유닛(20)은 상기 본체유닛(10)의 양측에 각각 회전 가능하게 결합된다. 상기 다리유닛(20)은 4절 링크 구조를 이용하여 점핑력을 발생시키는 점핑력발생유닛(50)을 포함한다. 상기 점핑력발생유닛(50)은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛으로 이루어질수 있다.The pair of
본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛은 제1링크부재(21)와, 제2링크부재(22)와, 제3링크부재(23)와, 제4링크부재(24)와, 점핑스프링(51)과, 회전캠(52)과, 구동모터(54)와, 구동링크부재(53)를 포함한다.The jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention includes a
상기 제1링크부재(21)는 상기 본체유닛(10)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 제1링크부재(21)는 제4링크연결부(34)에 의하여 상기 본체유닛(10)에 링크 결합된다.The
상기 제2링크부재(22)는 제1링크연결부(31)에 의하여 상기 제1링크부재(21)와 연결된다. 상기 제2링크부재(22)는 지면에 지지된다. 상기 제2링크부재(22)에는 상기 본체유닛(10)의 전방을 향해 무게중심이동부(25)가 돌출 형성된다. 상기 무게중심이동부(25)가 지면에 접촉하게 되면, 상기 제2링크부재(22)는 지면으로부터 이격된다. 상기 무게중심이동부(25)는 점프로봇의 점프 동작을 위해 상기 본체유닛(10)의 무게 중심이 전방으로 이동할 때, 지면으로부터 상기 본체유닛(10)을 지탱하고, 상기 본체유닛(10)이 전방으로 점프하기 위한 기초를 형성하게 된다.The
상기 본체유닛(10)의 무게 중심이 전방으로 이동될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇이 전방으로 부드럽게 기울어지도록 상기 무게중심이동부(25)의 바닥은 유선형으로 둥글게 형성되고, 상기 무게중심이동부(25)의 끝단부에는 미끄럼방지패드(미도시)가 구비되어 점핑력에 의하여 지면에서 이격될 때, 상기 무게중심이동부(25)가 지면에서 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.When the center of gravity of the
상기 제3링크부재(23)는 제2링크연결부(32)에 의하여 상기 제2링크부재(22)와 연결된다. 여기서, 상기 제1링크부재(21)와 상기 제3링크부재(23)는 각각 상기 본체유닛(10)에서 높이 방향으로 길게 형성되고, 상기 본체유닛(10)이 지면으로부터 이격되도록 한다.The
상기 제4링크부재(24)는 상기 제3링크부재(23)와 상기 제1링크부재(21)를 연결한다. 상기 제4링크부재(24)의 일단부는 제3링크연결부(33)에 의하여 상기 제3링크부재(23)와 연결되고, 상기 제4링크부재(24)의 타단부는 제4링크연결부(34)에 의하여 상기 제1링크부재(21)와 연결된다.The
상기 제4링크연결부(34)는 상기 본체유닛(10)에 구비된다. 그러면, 상기 제4링크연결부(34)에는 상기 제4링크부재(24)와 상기 제1링크부재(21)가 각각 회전 가능하게 결합된다.The fourth link connection part (34) is provided in the main body unit (10). Then, the
상기 점핑스프링(51)은 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33)를 연결한다. 상기 점핑스프링(51)은 수축에 따른 탄성복원력이 작용되도록 한다.The jumping
상기 회전캠(52)은 상기 제1링크부재(21)에 회전 가능하게 결합된다.The rotation cam (52) is rotatably coupled to the first link member (21).
상기 구동모터(54)는 상기 제1링크부재(21)에 구비되어 상기 회전캠(52)을 회전시킨다. 상기 구동모터(54)는 상기 회전캠(52)을 한 방향으로만 회전시키는 DC모터로 구성될 수 있다. 상기 구동모터(54)에는 상기 회전캠(52)의 회전량을 제어하기 위해 감속기(541)가 구비될 수 있다.The driving
상기 구동링크부재(53)는 상기 제2링크연결부(32)와 상기 회전캠(52)을 연결한다.The driving
여기서, 상기 회전캠(52)은 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)에 결합되어 편심 회전되는 지지캠판부(521)와, 상기 구동링크부재(53)의 타단부가 이동되는 이동공간(522a)에 대응하여 상기 지지캠판부(521)에 단일 폐곡선을 형성하도록 돌출 형성되는 안내리브부(522)를 포함한다.The
이때, 상기 안내리브부(522)는 상기 구동링크부재(53)의 타단부가 지지되는 구동안착구간(524)과, 상기 구동안착구간(524)의 일단부에서 연장되고 상기 구동링크부재(53)의 타단부를 상기 구동안착구간(524)으로 안내하는 제1복귀구간(528a)과, 상기 구동안착구간(524)의 타단부에서 연장되고 상기 구동링크부재(53)의 타단부를 상기 구동안착구간(524)으로 안내하는 제2복귀구간(528b)과, 상기 단일 폐곡선을 형성하도록 상기 제1복귀구간(528a)과 상기 제2복귀구간(528b)을 연결하는 제한가이드구간(526)을 포함한다.The
상기 제1복귀구간(528a)은 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)을 기준으로 상기 제한가이드구간(526)의 일단부로부터 상기 구동안착구간(524)의 일단부로 갈수록 회전반경이 커지고, 상기 제2복귀구간(528b)은 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)을 기준으로 상기 제한가이드구간(526)의 타단부로부터 상기 구동안착구간(524)의 타단부로 갈수록 회전반경이 커진다.The
특히, 상기 제2복귀구간(528b)은 "S" 자 형상을 나타냄으로써, 상기 구동모터(54)에 의해 상기 회전캠(52)이 회전되는 동안 후술하는 조절돌부(533)가 상기 구동안착구간(524)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.In particular, the
일예로, 상기 제한가이드구간(526)은 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)을 기준으로 상기 제한가이드구간(526)의 일단부로부터 상기 제한가이드구간(526)의 타단부로 갈수록 회전반경이 커졌다가 작아질 수 있다.For example, the
다른 예로, 상기 제한가이드구간(526)은 상기 제한가이드구간(526)의 일단부로부터 상기 제한가이드구간(526)의 타단부로 갈수록 실질적으로 동일한 회전 반경을 나타낼 수 있다. 이때, 상기 제한가이드구간(526)에 의해 형성되는 회전 반경은 상기 구동안착구간(524)에 의해 형성되는 회전 반경보다 크다.As another example, the
또한, 상기 구동링크부재(53)의 일단부는 상기 제2링크연결부(32)에 링크 결합되고, 상기 구동링크부재(53)의 타단부는 자유단부로 상기 회전캠(52) 내에서 이동 가능하다.One end of the driving
좀더 자세하게, 상기 구동링크부재(53)는 링크프레임(531)과, 상기 링크프레임(531)의 일단부에 구비되어 상기 제2링크연결부(32)에 링크 결합되는 프레임연결부(532)와, 상기 링크프레임(531)의 타단부에 구비되어 상기 회전캠(52) 내에서 이동되는 조절돌부(533)를 포함한다. 상기 링크프레임(531)은 바 형상을 나타낼 수 있다.More specifically, the driving
이때, 상기 구동안착구간(524)에서 상기 지지캠판부(521)에는 안착홈(미도시)이 함몰 형성되고, 상기 조절돌부(533)의 단부가 상기 안착홈(미도시)에 삽입 지지되도록 할 수 있다.At this time, a seating groove (not shown) is formed in the supporting
그러면, 상기 조절돌부(533)는 상기 안내리브부(522)에 의해 형성되는 단일 폐곡선 내에서 자유롭게 이동이 가능하고, 상기 회전캠(52)의 초기 위치에서는 상기 구동안착구간(524)에 지지되도록 한다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛은 상기 구동모터(54)의 정지 시기를 감지하는 정지센싱모듈(55)을 포함할 수 있다. 상기 정지센싱모듈(55)은 상기 제1링크부재(21)에 구비되는 제1정지센싱부(551)와, 상기 회전캠(52)에 구비되는 제2정지센싱부(553)를 포함할 수 있다.The jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention may include a
그러면, 상기 제1정지센싱부(551)와 상기 제2정지센싱부(553)가 일치됨에 따라 상기 구동모터(54)의 정지 시기를 감지할 수 있다. 일예로, 상기 정지센싱모듈(55)은 홀센서모듈로 구성될 수 있다.Then, when the first
상기 다리유닛(20)은 제1연결링크부재(26)와, 제2연결링크부재(27)를 더 포함할 수 있다.The
상기 제1연결링크부재(26)는 상기 제3링크연결부(33)에 링크 결합된다.And the first
상기 제2연결링크부재(27)는 상기 본체유닛(10)과 상기 제1연결링크부재(26)를 연결한다. 상기 제2연결링크부재(27)의 일단부는 모션링크연결부(35)에 의하여 상기 제1연결링크부재(26)와 연결되고, 상기 제2연결링크부재(27)의 타단부는 상기 본체유닛(10)에 회전 가능하게 결합된다.The second connecting
상기 다리유닛(20)은 상기 본체유닛(10)에 구비되어 상기 제2연결링크부재(27)를 회전시키는 서보모터(20b)를 더 포함할 수 있다. 상기 서보모터(20b)의 회전축은 상기 제2연결링크부재(27)에 결합되어 상기 서보모터(20b)의 동작에 따라 상기 제2연결링크부재(27)를 회전시킨다.The
그러면, 상기 서보모터(20b)의 동작에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇은 상기 꼬리유닛(40)이 지면에 지지된 상태로 지면에서 2족 보행이 가능하다.According to the operation of the servomotor 20b, the jump robot according to the embodiment of the present invention can barely walk on the ground with the
이에 따라, 상기 제1링크부재(21)와 상기 제2링크부재(22)와 상기 제3링크부재(23)와 상기 제4링크부재(24)의 연결에 따른 4절 링크 구조의 동작을 제한하고, 점핑력을 최대화시킬 수 있다.This restricts the operation of the four-bar linkage structure in accordance with the connection of the
도시되지 않았지만, 4절 링크 구조의 동작을 제한하기 위해 상기 제3링크연결부(33)는 상기 제4링크연결부(34)와 같이 상기 본체유닛(10)에 구비될 수 있다.Although not shown, the third
상기 꼬리유닛(40)은 한 쌍의 상기 다리유닛(20) 사이에서 상기 본체유닛(10)의 후방에 회전 가능하게 결합된다. 상기 꼬리유닛(40)은 지면에 지지되는 꼬리부재(41)와, 상기 꼬리부재(41)를 상기 본체유닛(10)에 회전 가능하게 연결시키는 꼬리연결부(42)를 포함할 수 있다.The tail unit (40) is rotatably coupled to the rear of the main unit (10) between a pair of the leg units (20). The
본 발명의 일 실시예에 따른 점프로봇은 상기 본체유닛(10)의 자세 유지를 위한 자세제어유닛(60)을 더 포함할 수 있다. 상기 자세제어유닛(60)은 상기 본체유닛(10)의 자세를 감지하여 점프로봇이 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The jump robot according to an embodiment of the present invention may further include an
일예로, 상기 자세제어유닛(60)에는 ARS(Attitude Reference System)센서 또는 AHRS(Attitude and Heading Reference System)센서가 포함될 수 있다. 상기 ARS센서 또는 상기 AHRS센서는 상기 본체유닛(10)의 자세를 감지하고, 상기 자세제어유닛(60)은 상기 서보모터(20b)를 제어함으로써, 점프로봇이 넘어지는 것을 방지할 수 있다.For example, the
그러면, 상기 구동모터(54)의 동작에 따라 상기 회전캠(52)이 회전되면, 상기 점핑스프링(51)이 신장되고, 상기 구동모터(54)가 정지되면, 상기 점핑스프링(51)의 수축에 의한 탄성복원력으로 점핑력이 발생되어 점프로봇은 점프 동작을 구현할 수 있다.Then, when the
이때, 상기 구동모터(54)가 정지되면, 상기 회전캠(52)은 자율 회전되고, 상기 점핑스프링(51)의 탄성 작용에 따라 상기 회전캠(52)은 초기 위치로 복귀할 수 있다.At this time, when the driving
이때, 상기 회전캠(52)의 초기 위치에서는 상기 조절돌부(533)는 상기 구동안착구간(524)에 지지된 상태를 이루고, 상기 제2링크연결부(32)와, 상기 회전캠(52) 내에서 이동되는 상기 구동링크부재(53)의 타단부인 상기 조절돌부(533)와, 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)은 일직선으로 배열 지지된다. 이에 따라 상기 회전캠(52)의 초기 위치에서는 상기 점핑스프링(51)의 수축에 의한 탄성복원력에 의하여 상기 제2링크연결부(32)와 상기 제4링크연결부(34) 사이의 거리가 멀어지는 것을 방지하고, 상기 다리유닛(20)의 초기 형태를 안정되게 유지시킬 수 있다.At this time, at the initial position of the
다른 표현으로, 상기 회전캠(52)의 초기 위치에서 4절 링크 구조를 안정되게 유지시켜 점프로봇의 직립 상태를 안정화시키고, 상기 회전캠(52)이 회전될 때, 유격없이 상기 구동모터(54)의 회전력을 상기 회전캠(52)과 상기 구동링크부재(53)에 전달할 수 있다.In other words, the four-link structure is stably maintained at the initial position of the
지금부터는 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에서 점핑준비단계를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에서 점핑감지단계를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법에서 점핑단계를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a method of controlling a jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a view illustrating a jumping preparation step in a method of controlling a jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating a jumping detection step in a method of controlling a jumping force generation unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a flowchart illustrating a jumping force control method according to an exemplary embodiment of the present invention, Fig.
도 1 내지 도 4 및 도 5 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점핑력발생유닛의 제어방법은 상술한 점핑력발생유닛(50)을 이용하여 점프로봇의 점핑력을 제어하는 방법이고, 점핑준비단계(S1)와, 점핑감지단계(S2)와, 점핑단계(S3)와, 복귀단계(S4)를 포함할 수 있다.1 to 4 and 5 to 8, a method of controlling a jumping force generating unit according to an embodiment of the present invention controls the jumping force of a jump robot using the jumping
상기 점핑준비단계(S1)는 상기 구동모터(54)에 의하여 상기 회전캠(52)을 회전시킨다. 그러면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이는 멀어지고, 상기 제2링크연결부(32)와 상기 제4링크연결부(34) 사이는 가까워지며, 상기 본체유닛(10)의 무게 중심이 전방으로 이동하게 된다. 이때, 상기 꼬리유닛(40)의 끝단부는 지면에 지지된 상태를 유지하도록 한다.The jumping preparation step (S1) rotates the rotation cam (52) by the drive motor (54). 6, the first
상기 점핑감지단계(S2)는 상기 점핑스프링(51)이 최대로 신장될 때를 감지한다. 그러면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 본체유닛(10)의 무게 중심이 전방으로 이동하면서 점프로봇은 전방으로 기울어지고, 상기 무게중심이동부(25)가 지면에 접촉되며, 상기 제2링크부재(22)가 지면으로부터 이격된다. 이때, 상기 꼬리유닛(40)의 끝단부는 지면에서 이격된다.The jumping sensing step S2 senses when the jumping
상기 점핑단계(S3)는 상기 점핑감지단계(S2)를 거친 다음, 상기 구동모터(54)의 전원 공급을 중단하여 상기 점핑스프링(51)에 의하여 점핑력을 발생시킨다. 이에 따라 상기 점핑스프링(51)은 수축에 의한 탄성복원력으로 점핑력을 발생시키고, 점핑력에 의하여 상기 무게중심이동부(25)가 포함된 상기 제2링크부재(22)는 지면으로부터 이격되며, 상기 회전캠(52)은 자율 회전된다. 그러면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 점핑스프링(51)의 수축으로 인해 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 거리가 최소거리로 가까워지고, 상기 제2링크연결부(32)와 상기 제4링크연결부(34) 사이의 거리는 최대거리로 멀어지며, 상기 회전캠(52)은 상기 구동링크부재(53)에 구속된 상태로 자율 회전된다. 또한, 상기 정지센싱모듈(55)의 감지가 해제된다.The jumping step S3 is performed after the jumping detecting step S2, and then the power supply of the driving
이때, 상기 점핑스프링(51)의 수축에 의한 탄성복원력에는 상기 회전캠(52)의 회전 운동이 간섭되지 않으므로, 강한 점핑력을 구현함으로써, 점프로봇의 점프 동작을 안정화시킬 수 있다.At this time, since the rotational movement of the
또한, 상기 점핑단계(S3)에서 점핑력이 발생됨에 따라 상기 꼬리부재(41)는 상기 꼬리연결부(42)를 중심으로 회전하면서 상승되어 점프로봇에 추진력을 부가하고, 점프로봇의 점프 거리를 향상시킬 수 있다.In addition, as the jumping force is generated in the jumping step S3, the
상기 복귀단계(S4)는 상기 점핑단계(S3)를 거친 다음, 상기 회전캠(52)이 초기 위치로 복귀한다. 좀더 자세하게, 상기 복귀단계(S4)는 상기 회전캠(52)이 초기 위치로 복귀되도록 상기 점핑스프링(51)의 탄성 작용과 상기 회전캠(52)의 자율 회전 동작에 따라 상기 제2링크연결부(32)와, 상기 회전캠(52) 내에서 이동되는 상기 구동링크부재(53)의 타단부인 상기 조절돌부(533)와, 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)을 일직선으로 배열 지지시킨다.In the returning step S4, after the jumping step S3, the
다른 표현으로, 상기 점핑단계(S3)를 거친 다음, 최대로 수축된 상기 점핑스프링(51)은 반발력으로 신장되고, 상기 조절돌부(533)는 자율 회전되는 상기 회전캠(52)의 이동공간(522a)에서 움직이다가 상기 제1복귀구간(528a) 또는 상기 제2복귀구간(528b)을 지나 상기 구동안착구간(524)으로 이동된다.In other words, after passing through the jumping step S3, the maximally retracted jumping
이에 따라 상기 회전캠(52)은 초기 위치로 복귀하게 되고, 상기 점핑스프링(51)의 탄성 작용으로 상기 제2링크연결부(32)와, 상기 회전캠(52) 내에서 이동되는 상기 구동링크부재(53)의 타단부인 상기 조절돌부(533)와, 상기 구동모터(54)의 회전축(52a)을 일직선으로 배열 지지시킨다.The
이때, 상기 회전캠(52)이 초기 위치로 복귀된 상태에서 지면으로 하강함에 따라 상기 꼬리부재(41)는 하중에 의해 상기 꼬리연결부(42)를 중심으로 회전하면서 하강하게 되어 점프로봇이 지면에 안착될 때, 한 쌍의 상기 다리유닛(20)과 상기 꼬리유닛(40)이 지면에서 3점 지지됨으로써, 점프로봇의 착지 동작을 안정화시킨다.At this time, as the
그러면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 회전캠(52)이 초기 위치로 복귀된 상태에서 한 쌍의 상기 다리유닛(20)과 상기 꼬리유닛(40)이 지면이 안착 지지된 상태를 나타내게 된다.Then, as shown in FIG. 2, the pair of
좀더 자세하게, 본 발명의 일 실시예에서 상기 점핑준비단계(S1)는 상기 회전캠(52)의 초기 위치로부터 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 거리가 초기거리보다 크고 최대거리보다 작은 준비거리가 되도록 상기 회전캠(52)을 제1속도로 회전시킬 수 있다. 또한, 상기 점핑감지단계(S2)는 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 거리가 상기 최대거리가 되도록 상기 회전캠(52)을 상기 제1속도보다 작은 제2속도로 회전시킬 수 있다. 그리고 상기 정지센싱모듈(55)을 통해 상기 구동모터(54)의 정지 시기를 감지함으로써, 상기 최대거리를 감지할 수 있다. 상기 점핑감지단계(S2)를 거침에 따라 상기 정지센싱모듈(55)이 상기 최대거리를 감지하면, 상기 점핑단계(S3)는 상기 구동모터(54)의 전원 공급을 중단할 수 있다.More specifically, in an embodiment of the present invention, the jumping preparation step S1 may be performed such that the distance between the first
상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 거리에 있어서, 상기 최소거리는 상기 초기거리보다 짧고, 상기 초기거리는 상기 준비거리보다 짧으며, 상기 준비거리는 상기 최대거리보다 짧다. 상기 최소거리는 4절 링크 구조에서 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 거리가 가장 짧을 때를 나타내고, 상기 최대거리는 4절 링크 구조에서 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 거리가 가장 길 때를 나타낸다.The minimum distance is shorter than the initial distance, the initial distance is shorter than the preparation distance, and the preparation distance is shorter than the maximum distance in the distance between the first
상술한 점핑력발생유닛과 점핑력발생유닛의 제어방법 그리고 이것을 이용한 점프로봇에 따르면, 4절 링크 구조와 상기 구동모터(54)를 이용한 상기 회전캠(52)의 캠운동 그리고 상기 점핑스프링(51)의 수축에 따른 탄성복원력을 이용하여 점핑력을 발생시킬 수 있다.According to the jumping force generating unit, the control method of the jumping force generating unit, and the jump robot using the jumping force generating unit, the cam movement of the
또한, 상기 회전캠(52)의 캠운동이 상기 점핑스프링(51)의 수축에 간섭되는 것을 방지하고, 상기 점핑스프링(51)의 수축에 의한 탄성복원력으로 강한 점핑력을 발생시킬 수 있다.It is also possible to prevent the cam movement of the
또한, 4절 링크 구조의 동작을 제한하고, 상기 제1링크연결부(31)와 상기 제3링크연결부(33) 사이의 최대거리 감지를 용이하게 할 수 있다.Also, it is possible to restrict the operation of the four-bar linkage structure and facilitate the detection of the maximum distance between the first
또한, 상기 안내리브부(522)를 통한 상기 단일 폐곡선 형성에 따라 상기 구동링크부재(53)의 링크 회전을 제한하고, 상기 회전캠(52)의 초기 위치 복귀를 안정화시킬 수 있다.In addition, link rotation of the
또한, 상기 구동링크부재(53)와 상기 회전캠(52)의 이동 가능한 결합을 용이하게 하고, 상기 구동링크부재(53)의 타단부가 상기 회전캠(52) 내에서 안정되게 이동할 수 있도록 한다.In addition, the
또한, 상기 구동모터(54)의 정지 시기를 명확하게 하고, 점프로봇의 점프 시기를 결정할 수 있다.In addition, it is possible to clarify the stopping timing of the
또한, 점프로봇의 점프 동작을 세분화하고, 점프로봇이 전방으로 기울어지면서 최대의 점핑력을 발생할 수 있도록 한다.Further, the jumping operation of the jump robot is subdivided, and the jumping robot tilts forward to generate the maximum jumping force.
또한, 상기 다리유닛(20)에 구성된 4절 링크 구조의 동작을 부드럽게 하고, 점프 이동은 물론 보행 동작이 가능하도록 한다.Further, the operation of the four-bar linkage structure of the
또한, 점프로봇의 점프 이동 및 보행 동작에서 점프로봇이 넘어지는 것을 방지하고, 점프로봇의 자세를 안정되게 유지시킬 수 있다.Further, it is possible to prevent the jump robot from falling over in the jump movement and the walking operation of the jump robot, and to stably maintain the posture of the jump robot.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.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 embodiments, but, on the contrary, Modify or modify the Software.
10: 본체유닛
20: 다리유닛
21: 제1링크부재
22: 제2링크부재
23: 제3링크부재
24: 제4링크부재
25: 무게중심이동부
26: 제1연결링크부재
27: 제2연결링크부재
31: 제1링크연결부
32: 제2링크연결부
33: 제3링크연결부
34: 제4링크연결부
35: 모션링크연결부
40: 꼬리유닛
41: 꼬리부재
42: 꼬리연결부
50: 점핑력발생유닛
51: 점핑스프링
52: 회전캠
52a: 회전축
521: 지지캠판부
522: 안내리브부
522a: 이동공간
524: 구동안착구간
526: 제한가이드구간
528a: 제1복귀구간
528b: 제2복귀구간
53: 구동링크부재
531: 링크프레임
532: 프레임연결부
533: 조절돌부
54: 구동모터
541: 감속기
55: 정지센싱모듈
551: 제1정지센싱부
552: 제2정지센싱부
60: 자세제어유닛
S1: 점핑준비단계
S2: 점핑감지단계
S3: 점핑단계
S4: 복귀단계10: main body unit 20: leg unit 21: first link member
22: second link member 23: third link member 24: fourth link member
25: center of gravity moving part 26: first connecting link member 27: second connecting link member
31: first link connecting portion 32: second link connecting portion 33: third link connecting portion
34: fourth link connecting part 35: motion link connecting part 40: tail unit
41: tail member 42: tail connecting portion 50: jumping force generating unit
51: jumping spring 52:
521: support cam plate portion 522: guide
524: a drive seating section 526: a
528b: second return section 53: drive link member 531: link frame
532: frame connecting portion 533: adjusting projection portion 54: driving motor
541: Speed reducer 55: Stop sensing module 551: First stop sensing part
552: second stop sensing unit 60: posture control unit S1: jumping preparation step
S2: Jump detection step S3: Jump step S4: Return step
Claims (12)
제1링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되고, 지면에 지지되는 제2링크부재;
제2링크연결부에 의하여 상기 제2링크부재와 연결되는 제3링크부재;
제3링크연결부에 의하여 상기 제3링크부재와 연결되고, 제4링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되는 제4링크부재;
상기 제1링크연결부와 상기 제3링크연결부를 연결하는 점핑스프링;
상기 제1링크부재에 회전 가능하게 결합되는 회전캠;
상기 제1링크부재에 구비되어 상기 회전캠을 회전시키는 구동모터; 및
상기 제2링크연결부와 상기 회전캠을 연결하는 구동링크부재;를 포함하고,
상기 구동링크부재의 일단부는 상기 제2링크연결부에 링크 결합되며, 상기 구동링크부재의 타단부는 자유단부로 상기 회전캠 내에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛.A first link member;
A second link member connected to the first link member by a first link connecting portion and supported on the ground;
A third link member connected to the second link member by a second link connection portion;
A fourth link member connected to the third link member by a third link connecting portion and connected to the first link member by a fourth link connecting portion;
A jumping spring connecting the first link connection part and the third link connection part;
A rotating cam rotatably coupled to the first link member;
A drive motor provided on the first link member to rotate the rotation cam; And
And a drive link member connecting the second link connection portion and the rotation cam,
Wherein one end of the driving link member is linked to the second link connecting portion, and the other end of the driving link member is movable in the rotating cam to a free end.
상기 회전캠은,
상기 구동모터의 회전축에 결합되어 편심 회전되는 지지캠판부; 및
상기 구동링크부재의 타단부가 이동되는 이동공간에 대응하여 상기 지지캠판부에 단일 폐곡선을 형성하도록 돌출 형성되는 안내리브부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛.The method according to claim 1,
The rotation cam
A support cam plate coupled to the rotation shaft of the drive motor and eccentrically rotated; And
And a guide rib portion protrudingly formed on the support cam plate portion to form a single closed curve corresponding to a movement space in which the other end of the drive link member is moved.
상기 안내리브부는,
상기 구동링크부재의 타단부가 지지되는 구동안착구간;
상기 구동안착구간의 일단부에서 연장되고, 상기 구동링크부재의 타단부를 상기 구동안착구간으로 안내하는 제1복귀구간;
상기 구동안착구간의 타단부에서 연장되고, 상기 구동링크부재의 타단부를 상기 구동안착구간으로 안내하는 제2복귀구간; 및
상기 단일 폐곡선을 형성하도록 상기 제1복귀구간과 상기 제2복귀구간을 연결하는 제한가이드구간;을 포함하는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛.3. The method of claim 2,
The guide rib portion
A driving seating section in which the other end of the driving link member is supported;
A first return section extending from one end of the drive seating section and guiding the other end of the drive link member to the drive seating section;
A second return section extending from the other end of the drive seating section and guiding the other end of the drive link member to the drive seating section; And
And a restriction guide section connecting the first return section and the second return section to form the single closed curve.
상기 구동링크부재는,
링크프레임;
상기 링크프레임의 일단부에 구비되어 상기 제2링크연결부에 링크 결합되는 프레임연결부; 및
상기 링크프레임의 타단부에 구비되어 상기 회전캠 내에서 이동되는 조절돌부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛.The method according to claim 1,
The drive link member
Link frame;
A frame connection part provided at one end of the link frame and linked to the second link connection part; And
And an adjusting protrusion provided at the other end of the link frame and moved within the rotation cam.
상기 구동모터의 정지 시기를 감지하는 정지센싱모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And a stop sensing module for sensing a stop timing of the drive motor.
제1링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되고, 지면에 지지되는 제2링크부재;
제2링크연결부에 의하여 상기 제2링크부재와 연결되는 제3링크부재;
제3링크연결부에 의하여 상기 제3링크부재와 연결되고, 제4링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되는 제4링크부재;
상기 제1링크연결부와 상기 제3링크연결부를 연결하는 점핑스프링;
상기 제1링크부재에 회전 가능하게 결합되는 회전캠;
상기 제1링크부재에 구비되어 상기 회전캠을 회전시키는 구동모터; 및
상기 제2링크연결부와 상기 회전캠을 연결하는 구동링크부재;를 포함하는 점핑력발생유닛의 제어방법에 있어서,
상기 구동모터에 의하여 상기 회전캠을 회전시키는 점핑준비단계;
상기 점핑스프링이 최대로 신장되었을 때를 감지하는 점핑감지단계;
상기 점핑감지단계를 거친 다음, 상기 구동모터의 전원 공급을 중단하여 상기 점핑스프링에 의하여 점핑력을 발생시키는 점핑단계; 및
상기 점핑단계를 거친 다음, 상기 회전캠이 초기 위치로 복귀하는 복귀단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛의 제어방법.A first link member;
A second link member connected to the first link member by a first link connecting portion and supported on the ground;
A third link member connected to the second link member by a second link connection portion;
A fourth link member connected to the third link member by a third link connecting portion and connected to the first link member by a fourth link connecting portion;
A jumping spring connecting the first link connection part and the third link connection part;
A rotating cam rotatably coupled to the first link member;
A drive motor provided on the first link member to rotate the rotation cam; And
And a drive link member connecting the second link connection portion and the rotation cam, the control method comprising:
A jumping preparation step of rotating the rotation cam by the drive motor;
A jumping sensing step of sensing when the jumping spring is maximally extended;
A jumping step of stopping power supply to the driving motor after the jumping detection step and generating a jumping force by the jumping spring; And
And a returning step of returning the rotation cam to an initial position after passing through the jumping step.
상기 점핑감지단계에서 상기 점핑스프링이 최대로 신장되었을 때를 감지하면, 상기 점핑단계는 상기 구동모터의 전원 공급을 중단함으로써,
상기 점핑스프링은 수축에 의한 탄성복원력으로 점핑력을 발생시키고, 점핑력에 의하여 상기 제2링크부재는 지면으로부터 이격되며, 상기 회전캠은 자율 회전되는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛의 제어방법.The method according to claim 6,
Wherein when the jumping detecting step detects that the jumping spring is maximally extended, the jumping step stops power supply to the driving motor,
Wherein the jumping spring generates a jumping force by an elastic restoring force due to shrinkage, the second link member is spaced from the ground by a jumping force, and the rotation cam is rotated autonomously.
상기 복귀단계는,
상기 회전캠이 초기 위치로 복귀되도록 상기 점핑스프링의 탄성 작용과 상기 회전캠의 자율 회전 동작에 따라 상기 제2링크연결부와, 상기 회전캠 내에서 이동되는 상기 구동링크부재의 타단부와, 상기 구동모터의 회전축을 일직선으로 배열 지지시키는 것을 특징으로 하는 점핑력발생유닛의 제어방법.8. The method of claim 7,
In the returning step,
The second link connecting portion, the other end of the drive link member moved in the rotation cam, and the second link linking portion in accordance with the elastic action of the jumping spring and the automatic rotation operation of the rotation cam such that the rotation cam returns to the initial position, And the rotation axes of the motors are aligned and supported in a straight line.
상기 본체유닛의 양측에 회전 가능하게 결합되되, 4절 링크 구조를 이용하여 점핑력을 발생시키는 점핑력발생유닛을 포함하는 한 쌍의 다리유닛; 및
한 쌍의 상기 다리유닛 사이에서 상기 본체유닛의 후방에 회전 가능하게 결합되는 꼬리유닛;을 포함하며,
상기 점핑력발생유닛은,
제1링크부재;
제1링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되고, 지면에 지지되는 제2링크부재;
제2링크연결부에 의하여 상기 제2링크부재와 연결되는 제3링크부재;
제3링크연결부에 의하여 상기 제3링크부재와 연결되고, 상기 본체유닛에 지지되는 제4링크연결부에 의하여 상기 제1링크부재와 연결되는 제4링크부재;
상기 제1링크연결부와 상기 제3링크연결부를 연결하는 점핑스프링;
상기 제1링크부재에 회전 가능하게 결합되는 회전캠;
상기 제1링크부재에 구비되어 상기 회전캠을 회전시키는 구동모터; 및
상기 제2링크연결부와 상기 회전캠을 연결하는 구동링크부재;를 포함하고,
상기 구동링크부재의 일단부는 상기 제2링크연결부에 링크 결합되며, 상기 구동링크부재의 타단부는 자유단부로 상기 회전캠 내에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 점프로봇.A main body unit;
A pair of leg units rotatably coupled to both sides of the main body unit and including a jumping force generating unit for generating a jumping force using a four-bar linkage structure; And
And a tail unit rotatably coupled to the rear of the main body unit between a pair of the leg units,
The jumping force generating unit includes:
A first link member;
A second link member connected to the first link member by a first link connecting portion and supported on the ground;
A third link member connected to the second link member by a second link connection portion;
A fourth link member connected to the third link member by a third link connecting portion and connected to the first link member by a fourth link connecting portion supported by the main body unit;
A jumping spring connecting the first link connection part and the third link connection part;
A rotating cam rotatably coupled to the first link member;
A drive motor provided on the first link member to rotate the rotation cam; And
And a drive link member connecting the second link connection portion and the rotation cam,
Wherein one end of the driving link member is linked to the second link connecting portion, and the other end of the driving link member is movable in the rotating cam to a free end.
상기 다리유닛은,
상기 제3링크연결부에 링크 결합되는 제1연결링크부재; 및
일단부는 모션링크연결부에 의하여 상기 제1연결링크부재와 연결되고, 타단부는 상기 본체유닛에 회전 가능하게 결합되는 제2연결링크부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점프로봇.10. The method of claim 9,
The leg unit includes:
A first connection link member linked to the third link connection portion; And
Further comprising a second connection link member having one end connected to the first connection link member by a motion link connection portion and the other end rotatably coupled to the main body unit.
상기 다리유닛은,
상기 본체유닛에 구비되어 상기 제2연결링크부재를 회전시키는 서보모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점프로봇.11. The method of claim 10,
The leg unit includes:
And a servo motor provided in the main body unit for rotating the second connection link member.
상기 본체유닛의 자세 유지를 위한 자세제어유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점프로봇.12. The method according to any one of claims 9 to 11,
And an attitude control unit for maintaining the attitude of the main body unit.
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