KR20190130298A - Robot of assembling structure - Google Patents

Robot of assembling structure Download PDF

Info

Publication number
KR20190130298A
KR20190130298A KR1020180054772A KR20180054772A KR20190130298A KR 20190130298 A KR20190130298 A KR 20190130298A KR 1020180054772 A KR1020180054772 A KR 1020180054772A KR 20180054772 A KR20180054772 A KR 20180054772A KR 20190130298 A KR20190130298 A KR 20190130298A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
robot
driver
frame
frames
joint movement
Prior art date
Application number
KR1020180054772A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
조백규
신주성
Original Assignee
국민대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국민대학교산학협력단 filed Critical 국민대학교산학협력단
Priority to KR1020180054772A priority Critical patent/KR20190130298A/en
Publication of KR20190130298A publication Critical patent/KR20190130298A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/08Programme-controlled manipulators characterised by modular constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009Constructional details, e.g. manipulator supports, bases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

A prefabricated robot comprises: a driving device including first and second driving gears having at least one through coupling hole in a first and a second surface opposite to each other and connected to the drive shaft; first and second side surface partial frames detachably fastened to at least one through coupling hole in the first and second driving gears and partially covering the first and second side surfaces of the driving device; and an upper surface frame which detachably connects the first and second side surface partial frames and separately covers the upper surface of the driving device. Therefore, the prefabricated robot is capable of individually attaching/detaching the frame parts in a partition frame structure to facilitate replacement of a damaged frame and maintenance of the driving device, and the driving module connected to the driving device is repeatedly connected to the partition frame structure and a joint movement can be performed due to a separation distance of the upper surface frame.

Description

조립형 로봇{ROBOT OF ASSEMBLING STRUCTURE}ROBOT OF ASSEMBLING STRUCTURE}

본 발명은 조립형 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분할가능한 부분 프레임 구조로 설계되어 정비가 용이한 조립형 로봇 관한 것이다.The present invention relates to an assembled robot, and more particularly, to an assembled robot that is designed with a splittable partial frame structure and is easy to maintain.

로봇공학기술의 발달로 다용도의 로봇들의 수요가 산업 및 가정에서 증가하고 있다. 암을 이용해 생산력을 증대 시키는 생산용 로봇, 복싱, 축구 등과 같이 운동을 수행하는 로봇에서부터 청소, 요리를 도와주는 가사 수행 로봇, 노래를 하거나 춤을 출 수 있는 엔터테인먼트용도의 인간 형상과 유사한 휴머노이드 및 인명 구조와 재난지역 탐색용 로봇까지 그 분야와 종류가 다양하다. 따라서, 이러한 로봇의 제작 비용 절감과 관리 및 정비 용이성 향상을 위한 연구와 개발이 활발히 진행 중이다.With the development of robotics technology, the demand of multipurpose robots is increasing in industry and home. Production robots that use arm to increase productivity, boxing, soccer, etc., from robots to exercise, housekeeping robots to help with cleaning and cooking, humanoid and human life similar to human figures for entertainment for singing or dancing The areas and types of robots for rescue and disaster area search are diverse. Therefore, research and development are actively underway to reduce the manufacturing cost of these robots and to improve the ease of management and maintenance.

한국등록특허 제10-0958114호는 로봇 보행 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기존의 이족 보행 로봇의 보행 제어 알고리즘을 보완하여, 구조적 진동을 억제하고 자세를 안정화함으로써 보행 안정성을 향상시킬 수 있는 로봇 보행 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 보행 제어 방법은 이족 보행 로봇의 보행을 제어하는 방법으로서, (a) 상기 로봇의 보행에 따른 몸체의 구조적 진동을 감쇠시키는 단계; (b) 상기 구조적 진동의 감쇠에 따라 변화된 상기 로봇의 영 모멘트 위치 및 질량 중심 위치의 궤적을 보정하는 단계; 및 (c) 상기 구조적 진동의 감쇠와 상기 질량 중심 위치의 궤적에 따라 변화하는 로봇의 자세를 보정하는 단계를 포함한다.Korean Patent No. 10-0958114 relates to a robot walking control device and method, and more particularly, to improve walking stability by suppressing structural vibration and stabilizing posture by supplementing a walking control algorithm of a conventional biped walking robot. The present invention relates to a robot walking control device and a method which can be used. A robot walking control method according to an embodiment of the present invention is a method for controlling the walking of a biped walking robot, the method comprising the steps of: (a) attenuating structural vibration of the body according to the walking of the robot; (b) correcting a trajectory of the zero moment position and the center of mass position of the robot which are changed according to the damping of the structural vibration; And (c) correcting the attitude of the robot which changes according to the damping of the structural vibration and the trajectory of the center of mass position.

한국등록특허 10-0958114 (2010.05.07 등록)Korea Patent Registration 10-0958114 (2010.05.07 registration)

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 구동기와 연결된 조립형 로봇을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a prefabricated robot connected to the driver in a splittable partial frame structure.

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 프레임 부분들의 개별적 탈착이 가능한 조립형 로봇을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide an assembled robot capable of individually detaching the frame parts in a segmentable partial frame structure.

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 프레임 부분들의 개별적 탈착으로 프레임의 교체가 용이해, 프레임과 구동기의 유지보수 비용을 절감시키는 모듈형 분할 가능 부분 프레임 구조의 조립형 로봇을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide an assembly robot of a modular splittable partial frame structure that is easy to replace the frame by separate removal of the frame parts in the splittable partial frame structure, reducing the maintenance cost of the frame and the actuator. do.

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 구동기와 연결된 모듈형 프레임 구조가 모듈형으로 반복 연결되어, 관절 이동에 따른 자유도를 증가되는 조립형 로봇을 제공하고자 한다.One embodiment of the present invention is to provide a prefabricated robot in which the modular frame structure connected to the driver in a segmentable partial frame structure is repeatedly connected in a modular form, increasing the degree of freedom according to the joint movement.

실시예들 중에서, 조립형 로봇은 서로 대향하는 제1 및 제2 면들에 적어도 하나의 관통 결합공을 가지고 구동축과 연결된 제1 및 제2 구동기어들을 포함하는 구동기, 상기 제1 및 제2 구동기어들에 있는 적어도 하나의 관통 결합공과 탈착 가능하게 체결되고 상기 구동기의 제1 및 제2 측면들을 부분 커버하는 제1 및 제2 측면 부분 프레임들 및 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들을 탈착 가능하게 연결하고 상기 구동기의 상면을 이격 커버하는 상면 프레임을 포함한다.Among the embodiments, the assembled robot includes a first and second drive gears having at least one through coupling hole in the first and second surfaces facing each other and connected to the drive shaft, the first and second drive gears. First and second side partial frames and the first and second side partial frames removably fastening with at least one through engagement hole in the field and partially covering the first and second side surfaces of the driver. And a top frame connecting and spaced apart from each other to cover the top of the driver.

상기 구동기는 상기 적어도 하나의 관통 결합공을 원형에 이격 배치하여 상기 조립형 로봇의 관절 이동에 따라 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들의 결합을 커스터마이징 할 수 있다.The driver may arrange the at least one through coupling hole spaced apart in a circle to customize the coupling of the first and second side partial frames according to the joint movement of the assembled robot.

상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들 각각은 기 조립형 로봇의 관절 이동에 따라 가변 성형되고 상기 관통 결합공과 볼트 체결을 통해 연결 될 수 있다. 상기 상면 프레임은 제1 및 제2 측면 부분 프레임들 각각과 연결되고 제1 면에서 상기 구동기와 이격되어 상기 조립형 로봇의 관절 이동을 제공할 수 있다. 상기 상면 프레임은 제2 면에서 다른 구동기와 직결되어 상기 조립형 로봇의 관절 이동에 따른 자유도를 증가시킬 수 있다.Each of the first and second side partial frames may be variably shaped according to the joint movement of the prefabricated robot and may be connected to the through coupling hole and the bolt. The upper frame may be connected to each of the first and second side partial frames and spaced apart from the driver at the first surface to provide joint movement of the assembled robot. The upper frame may be directly connected to the other driver on the second surface to increase the degree of freedom according to the joint movement of the assembled robot.

상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들과 상기 상면 프레임은 파손 시에 교체 가능 될 수 있도록 개별 부품 단위로 모듈화 될 수 있다. 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들과 상기 상면 프레임은 아래의 수학식에 따라 설계될 수 있다.The first and second side partial frames and the top frame may be modularized into individual component units so that they can be replaced in case of breakage. The first and second side partial frames and the top frame may be designed according to the following equation.

[수학식1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 D는 상기 상면 프레임과 상기 구동기어 중심과의 이격 거리, 상기 K는 1.2와 같이 상수로 설정될 수 있는 안전계수, 상기 r는 상기 구동기어의 반지름, 상기 b는 상기 구동기의 가로 길이, 상기 α는 상기 상면 프레임과 상기 구동기의 가로에 수직인 연장선이 이루는 각도(0≤α≤π/2)에 해당한다.D is the separation distance between the upper frame and the center of the drive gear, K is a safety factor that can be set to a constant, such as 1.2, r is the radius of the drive gear, b is the horizontal length of the driver, α corresponds to an angle (0 ≦ α ≦ π / 2) formed by an extension line perpendicular to the horizontal of the upper frame and the driver.

개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technique can have the following effects. However, since a specific embodiment does not mean to include all of the following effects or only the following effects, it should not be understood that the scope of the disclosed technology is limited by this.

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 구동기와 연결된 조립형 로봇을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a prefabricated robot connected to a driver in a splittable partial frame structure.

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 구동기와 연결된 프레임 부분들의 개별적 탈착이 가능한 조립형 로봇을 제공한다.One embodiment of the present invention provides an assembled robot capable of individually detaching the frame portions connected to the driver in a dividable partial frame structure.

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 프레임 부분들의 개별적 탈착으로 프레임의 교체가 용이해, 프레임과 구동기의 유지보수 비용을 절감시키는 모듈형 분할 가능 부분 프레임 구조의 조립형 로봇을 제공한다.One embodiment of the present invention provides an assembly robot having a modular splittable partial frame structure that can be easily replaced by a separate removable frame parts with a splittable partial frame structure, thereby reducing maintenance costs of the frame and the actuator. .

본 발명의 일 실시예는 분할 가능 부분 프레임 구조로 구동기와 연결된 모듈형 분할 레임 구조가 반복 연결되어, 관절 이동에 따른 자유도를 증가되는 조립형 로봇을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a prefabricated robot in which a modular split frame structure connected to a driver in a dividable partial frame structure is repeatedly connected to increase the degree of freedom according to joint movement.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립형 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 있는 암 구동 어셈블리를 나타내는 사시도이다.
도 3a은 도 2에 있는 구동 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3b은 도 2에 구동 모듈을 나태나는 분해도이다.
도 4는 도 1에 있는 암 구동 어셈블리를 나타내는 후면도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 제작된 조립형 로봇을 나타내는 도면이다.
1 is a perspective view showing an assembled robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the arm drive assembly in FIG. 1. FIG.
3A is a perspective view illustrating the drive module in FIG. 2.
3B is an exploded view illustrating the drive module in FIG. 2.
4 is a rear view of the arm drive assembly in FIG. 1.
5 is a view showing the assembled robot manufactured according to an embodiment.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described in the text. That is, since the embodiments may be variously modified and may have various forms, the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, the objects or effects presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all or only such effects, the scope of the present invention should not be understood as being limited thereby.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.On the other hand, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as "first" and "second" are intended to distinguish one component from another component, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, the first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise, and terms such as "comprise" or "have" refer to a feature, number, step, operation, component, part, or feature thereof. It is to be understood that the combination is intended to be present and does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Generally, the terms defined in the dictionary used are to be interpreted to coincide with the meanings in the context of the related art, and should not be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless clearly defined in the present application.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립형 로봇을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 있는 암 구동 어셈블리를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an assembled robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the arm drive assembly in FIG. 1. FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 조립형 로봇(100)은 구동 모듈(210)들을 연결 프레임(220)으로 결합한 어셈블리들(110, 120, 130, 140)을 포함한다. 각각의 어셈블리들(110, 120, 130, 140)은 조립형 로봇의 자유도를 증가 시키기 위한 관절 이동을 수행할 수 있다. 각각의 어셈블리들(110, 120, 130, 140)은 휴머노이드 형태로 구분되어 제작될 수 있다.1 and 2, the assembled robot 100 includes assemblies 110, 120, 130, and 140 that couple the driving modules 210 to the connection frame 220. Each of the assemblies 110, 120, 130, 140 may perform joint movement to increase the degree of freedom of the assembled robot. Each of the assemblies 110, 120, 130, and 140 may be manufactured in a humanoid form.

일 실시예에서, 조립형 로봇은 암 구동 어셈블리(110), 헤드 구동 어셈블리(120), 토르소 구동 어셈블리(130), 레그 구동 어셈블리(140)를 포함할 수 있다. 각각의 어셈블리들(110, 120, 130, 140)은 구동 모듈(210)들과 결합 프레임(220)을 포함한다. 구동 모듈(210a)은 다른 구동모듈(210b)과 연결되어 자유도를 증가 시키는 관절 이동을 수행할 수 있는 어셈블리들(110, 120, 130, 140)을 형성한다.In one embodiment, the prefabricated robot may include an arm drive assembly 110, a head drive assembly 120, a torso drive assembly 130, and a leg drive assembly 140. Each of the assemblies 110, 120, 130, 140 includes drive modules 210 and a coupling frame 220. The driving module 210a is connected to the other driving module 210b to form assemblies 110, 120, 130, and 140 capable of performing joint movement to increase the degree of freedom.

구동 모듈(210)은 어셈블리들(110, 120, 130, 140)의 자유도 증가를 위한 관절 이동을 수행 하기 위해 형태가 다를 수 있다. 구동 모듈(210)은 형태를 달리 하기 위해 가변 성형된 프레임들을 포함할 수 있다. The driving module 210 may have a different shape to perform joint movement for increasing the degrees of freedom of the assemblies 110, 120, 130, and 140. The drive module 210 may include variable shaped frames for different shapes.

예를 들어서, 암 어셈블리(110)는 어께 관절의 자유도 증가를 위해 약 45°로 가변 성형된 프레임을 포함할 수 있다. 레그 어셈블리(140)는 다리 관절을 자유도 증가를 위해 길이가 증가된 가변 성형 프레임을 포함할 수 있다. 토르소 어셈블리(130)는 다른 어셈블리들(110, 120, 140)의 결합을 위해 가변 성형된 프레임을 포함할 수 있다. For example, arm assembly 110 may include a frame that is variably shaped at about 45 ° to increase the degree of freedom of shoulder joints. Leg assembly 140 may include a variable forming frame of increased length to increase the degree of freedom of the leg joint. The torso assembly 130 may include a variable molded frame for coupling other assemblies 110, 120, 140.

도 3a 및 3b은 도 2에 있는 구동 모듈을 각각 나타내는 사시도 및 분해도이다.3A and 3B are perspective and exploded views respectively illustrating the drive module shown in FIG. 2.

도 3a 내지 도 3b를 참조하면, 구동 모듈(210)은 구동기(340), 제1 및 제2 측면 부분 프레임(310, 320)들과 상면 프레임(330)을 포함한다. 구동기(340)는 양 측면인 제1 및 제2 면에 구동축(342)과 직결되어 일 방향 또는 일 방향의 반대 방향으로 회전하는 제1 및 제2 면 구동기어(344, 346)를 포함한다.3A to 3B, the driving module 210 includes a driver 340, first and second side partial frames 310 and 320, and a top frame 330. The driver 340 includes first and second surface driving gears 344 and 346 directly connected to the driving shaft 342 on both side surfaces of the first and second surfaces so as to rotate in one direction or opposite directions in one direction.

제1 및 제2 면 구동기어들(344, 346)은 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)과 볼트(350)를 통해 결합 할 수 있도록 관통 결합공(348)을 포함한다. The first and second surface drive gears 344 and 346 include through coupling holes 348 to be coupled to the first and second side partial frames 310 and 320 through the bolt 350.

복수의 관통 결합공(348, 312, 322)은 제1 및 제2 면 구동기어들(344, 346)과 제1 및 제2 측면 부분 프레임(310, 320)에 원형으로 이격되어 배치된다. 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)은 볼트(350)를 통해 제1 및 제2 면의 구동기어들(344, 346)과 결합되고 구동기(340)의 양 측면을 커버한다.The plurality of through coupling holes 348, 312, and 322 are circularly spaced apart from the first and second surface driving gears 344 and 346 and the first and second side partial frames 310 and 320. The first and second side partial frames 310 and 320 are coupled to the drive gears 344 and 346 of the first and second surfaces through the bolt 350 and cover both sides of the driver 340.

일 실시예에서, 관통 결합공(348)은 원형으로 이격 배치되어, 모든 방향으로 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)의 관통 결합공들(312, 322)과 볼트(350)로 결합할 수 있다. 모든 방향으로의 결합은 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)과 구동기(340)와의 결합방향을 다양화한다. In one embodiment, the through coupling holes 348 are spaced apart in a circular manner, so that the through coupling holes 312 and 322 and the bolt 350 of the first and second side partial frames 310 and 320 in all directions. Can be combined. Coupling in all directions varies the coupling direction of the first and second side partial frames 310, 320 and the driver 340.

따라서, 구동기는(340)는 구동모듈(210)과 어셈블리들(110, 120, 130, 140)의 관절 이동 및 자유도 증가를 위해 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)과 결합방향을 커스터마이징하여 다양한 각도에서 결합을 할 수 있다. Accordingly, the driver 340 is coupled with the first and second side partial frames 310 and 320 to increase the joint movement and the degree of freedom of the driving module 210 and the assemblies 110, 120, 130, and 140. The orientation can be customized to combine at various angles.

일 실시예에서, 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)은 볼트(350)와 관통 결합공들(312, 322)을 통해, 구동기(340)의 양 측면인 제1 면 및 제2 면에 존재하는 구동기어들(344, 346)과 결합된다. 제1 및 제2 측면 프레임들(310, 320)은 상면 프레임(330)에 의해 구동기(340)와 이격되어 결합된다. 상면 프레임(330)은 구동기(340)와 이격되어진 제1 면에서, 제1 및 제2 측면 프레임들(310, 320)을 결합한다.In one embodiment, the first and second side partial frames 310, 320 are provided with both first and second sides of the driver 340, through the bolt 350 and the through coupling holes 312, 322. It is coupled with the drive gears 344 and 346 present on two sides. The first and second side frames 310 and 320 are spaced apart and coupled to the driver 340 by the top frame 330. The upper frame 330 combines the first and second side frames 310 and 320 at a first surface spaced apart from the driver 340.

일 실시예에서, 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)은 볼트 방식의 결합으로 각각 탈착이 가능하다. 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)은 탈착이 가능해, 복싱 및 축구와 같은 운동 및 재난 환경에서 구명 활동 중 파손된 프레임의 교체가 용이할 수 있고, 탈거될 시 노출되는 구동기(340)의 정비가 용이할 수 있다.In one embodiment, the first and second side partial frames 310 and 320 are detachable by bolt coupling, respectively. The first and second side portion frames 310 and 320 are removable, so that the broken frame can be easily replaced during life-saving activities in athletic and disaster environments such as boxing and soccer, and the driver exposed when removed ( Maintenance of the 340 may be easy.

상면 프레임(330)은 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320)을 결합하고 구동기(340)를 이격하여 커버한다. 제1 및 제2 면 구동기어들(344, 346)은 일 방향 또는 일 방향의 반대 반향으로 회전하면서, 볼트(350)들로 결합된 구동 모듈(210)의 프레임들(310, 320, 330)을 일 방향 또는 일 방향의 반대 반향으로 회전 운동 시킨다. 상면 프레임(330)은 구동기(340)와 이격거리를 포함하고 있어, 구동 모듈(210)이 구동기(340)와 상면 프레임(330) 간에 간섭없이 회전하게 한다.The upper frame 330 combines the first and second side partial frames 310 and 320 and covers the driver 340 spaced apart from each other. The first and second surface drive gears 344, 346 rotate in one direction or in opposite directions in one direction, while the frames 310, 320, 330 of the drive module 210 are coupled with bolts 350. Rotate in one direction or in the opposite direction of one direction. The upper frame 330 includes a distance from the driver 340 to allow the driving module 210 to rotate without interference between the driver 340 and the upper frame 330.

일 실시예에서, 구동 모듈(210a)은 어셈블리들(110, 120, 130, 140)의 자유도 증가를 위한 관절 이동 동작을 수행하기 위해 다른 구동 모듈(210b)의 구동기(340)와 연속적으로 연결 할 수 있다. 상면 프레임(330), 결합 프레임(220), 제1 및 제2 측면 프레임들(310, 320)은 구동 모듈(210a)과 다른 구동 모듈(210b)의 구동기(340)를 연결 할 수 있다. 구동 모듈(210a)은 다른 구동 모듈(210b)과 연결되어, 상면 프레임(330)과 구동기(340) 사이에 이격된 거리로 인해 구동 모듈(210)간 간섭을 받지 않고 회전 운동을 수행 할 수 있다.In one embodiment, the drive module 210a is continuously connected to the driver 340 of the other drive module 210b to perform a joint movement operation for increasing the degrees of freedom of the assemblies 110, 120, 130, 140. can do. The upper frame 330, the coupling frame 220, and the first and second side frames 310 and 320 may connect the driving module 210a and the driver 340 of the other driving module 210b. The driving module 210a may be connected to the other driving module 210b to perform a rotational movement without receiving interference between the driving modules 210 due to the distance between the upper frame 330 and the driver 340. .

일 실시예에서, 상면 프레임(330), 결합 프레임(220), 제1 및 제2 측면 프레임들(310, 320)은 다른 구동기(340)의 구동기어들(344, 346)과 원형으로 이격된 관통 결합공(348)을 통해 연속적으로 결합 할 수 있다. 상면 프레임(330)은 제1 및 제2 측면 프레임들(310, 320)을 결합하는 제1 면에 반대되는 제2 면으로 다른 구동기(340)의 구동기어들(344, 346)와 상면 프레임 관통 결합공(332)을 통해 결합할 수 있다. 결합 프레임(220)은 구동모듈(210a)과 구동모듈(210b)을 결합 할 수 있다. 제1 및 제2 측면 프레임들(310, 320)은 가변 성형된 형태로 구동 모듈(210a)과 다른 구동모듈(210b)을 결할 할 수 있다. 어셈블리들(110, 120, 130, 140)은 상면 프레임(330), 결합 프레임(220)과 제1 및 제2 측면 프레임(310, 320)을 통해 연속적인 구동모듈(210a)과 다른 구동모듈(210b) 조합을 포함하게 된다. In one embodiment, the top frame 330, the coupling frame 220, the first and second side frames 310, 320 are circularly spaced apart from the drive gears 344, 346 of the other driver 340. Through the through coupling hole 348 may be continuously coupled. The upper frame 330 is a second surface opposite to the first surface that joins the first and second side frames 310 and 320 to penetrate the upper gears and the driving gears 344 and 346 of the other driver 340. It can be coupled through the coupling hole (332). The coupling frame 220 may couple the driving module 210a and the driving module 210b. The first and second side frames 310 and 320 may connect the driving module 210a and the other driving module 210b in a variable shape. The assemblies 110, 120, 130, and 140 are connected to the continuous drive module 210a and the other drive module through the upper frame 330, the coupling frame 220, and the first and second side frames 310 and 320. 210b) combinations.

도 4는 도 1에 있는 암 구동 어셈블리를 나타내는 후면도이다. 4 is a rear view of the arm drive assembly in FIG. 1.

도 4에서, 상면 프레임(330)의 이격 거리는 다음 수학식으로 나타낼 수 있다.In FIG. 4, the separation distance of the upper frame 330 may be represented by the following equation.

[수학식1][Equation 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

D는 상면 프레임(330)과 구동기어(344,346) 중심과의 이격 거리, K는 1.2와 같이 상수로 설정될 수 있는 안전계수, r는 구동기어(344,346)의 반지름, b는 구동기(340)의 가로 길이, α는 상면 프레임(330)과 구동기(340)의 가로에 수직인 연장선이 이루는 각도(0≤α≤π/2)에 해당한다.D is the separation distance between the upper frame 330 and the center of the drive gears (344,346), K is a safety factor that can be set as a constant, such as 1.2, r is the radius of the drive gears (344,346), b is the The horizontal length α corresponds to an angle (0 ≦ α ≦ π / 2) formed by an extension line perpendicular to the horizontal of the upper frame 330 and the driver 340.

도 5는 일 실시예에 따라 제작된 조립형 로봇을 나타내는 도면이다.5 is a view showing the assembled robot manufactured according to an embodiment.

도 5에서, 상면 프레임(330)은 구동기(340)를 이격시켜, 구동 모듈(210)을 포함하는 어셈블리들(110, 120, 130, 140)이 관절 이동을 통해 3 자유도의 동작을 수행하는 조립형 로봇(100)을 나타낸다.In FIG. 5, the upper frame 330 is spaced apart from the driver 340 so that the assemblies 110, 120, 130, and 140 including the drive module 210 perform three degrees of freedom through joint movement. The type robot 100 is shown.

일 실시예에서, 도 5에 따른 조립형 로봇(100)은 알루미늄을 이용한 부분 프레임으로 제작될 수 있으며, 전체 높이는 456mm 및 레그 어셈블리의 높이는 250mm로 제작될 수 있다. 조립형 로봇(100)은 최대 중량 3kg 및 23cm/min의 이동속도를 나타낼 수 있다. 조립형 로봇(100)은 총 20개의 구동기(340)를 포함할 수 있으며, DYNAMIXEL MX-28 모델이 사용될 수 있다. 조립형 로봇(100)은 배터리로 Li-Po 전지 (11.1V, 1800mA)를 사용할 수 있다.In one embodiment, the assembled robot 100 according to FIG. 5 may be manufactured as a partial frame using aluminum, and the overall height may be manufactured as 456 mm and the height of the leg assembly may be 250 mm. The assembled robot 100 may exhibit a maximum weight of 3 kg and a moving speed of 23 cm / min. The assembled robot 100 may include a total of 20 drivers 340, and a DYNAMIXEL MX-28 model may be used. The assembled robot 100 may use a Li-Po battery (11.1V, 1800mA) as a battery.

일 실시예에서, 조립형 로봇(100)은 작동하기 위해 센서부로, 서브 컨트롤러인 CM-730에 부착되어 있는 3축 가속도 센서 및 3축 자이로 센서를 활용해 로봇의 자세를 추정할 수 있다. 센서부는 x, y, z축의 가속도 및 x, y, z축을 기준으로 회전하는 각속도를 검출할 수 있다. 조립형 로봇(100)은 센서부를 통해 가속도 및 각속도를 파악하고 자세와 보행을 제어하기 위한 데이터로 활용 할 수 있다. 조립형 로봇(100)은 작동 하기 위해 추가적으로 카메라를 포함하는 비전센서를 포함할 수 있다. 조립형 로봇(100)은 비전 센서를 통한 카메라의 영상 데이터 처리 알고리즘에 따라 복싱 및 축구 등 운동에 사용되는 물건의 형상과 색을 검출하여 상대방 로봇, 축구공 및 글러브 등을 파악 할 수 있다.In an exemplary embodiment, the assembled robot 100 may estimate a posture of the robot using a three-axis acceleration sensor and a three-axis gyro sensor attached to the sub-controller CM-730 as a sensor unit to operate. The sensor unit may detect accelerations of the x, y, and z axes and angular velocities that rotate about the x, y and z axes. The assembled robot 100 may be used as data for identifying acceleration and angular velocity through the sensor unit and controlling posture and walking. The assembled robot 100 may include a vision sensor that additionally includes a camera to operate. The assembled robot 100 may detect the opponent's robot, soccer ball and glove by detecting the shape and color of an object used for exercise such as boxing and soccer according to the image data processing algorithm of the camera through the vision sensor.

일 실시예에서, 조립형 로봇(100)은 메인 컨트롤러 및 서브 컨트롤러구성을 포함할 수 있다. 조립형 로봇(100)은 메인 컨트롤러 을 통해 운동 제어에 필요한 알고리즘을 처리 후 서브 컨트롤러로 전송한다. 조립형 로봇(100)은 서브 컨트롤러를 통해 메인 컨트롤러 에서 처리된 명령을 구동기(340)들로 전달한다. 메인 컨트롤러 는 SBC-FitPC2i모델을 사용할 수 있으며, 서브 컨트롤러는 CM-730모델을 사용 할 수 있다. In one embodiment, the assembled robot 100 may include a main controller and a sub controller configuration. The assembled robot 100 processes the algorithm required for the motion control through the main controller and transmits it to the sub controller. The assembled robot 100 transmits the command processed by the main controller to the drivers 340 through the sub controller. The main controller can use SBC-FitPC2i model and the sub controller can use CM-730 model.

일 실시예에서, 조립형 로봇(100)은 구동기(340)를 구동 시키기 위해 TTL방식(Transistor-Transistor Logic)의 신호레벨을 가진 시리얼 통신을 활용할 수 있다. 각 구동기(340)는 고유의 ID를 포함 하고 있어, 해당 ID만 구동하는 통신 프로토콜을 사용하여 개별적인 구동이 가능하다.In one embodiment, the assembled robot 100 may utilize serial communication having a signal level of a TTL (Transistor-Transistor Logic) to drive the driver 340. Each driver 340 includes a unique ID, and can be individually driven using a communication protocol for driving only the corresponding ID.

결과적으로, 본 발명의 조립형 로봇은 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320) 및 상면 프레임(330)의 분할 가능 부분 프레임 구조로 인해 제1 및 제2 측면 부분 프레임들(310, 320) 및 상면 프레임(330)의 개별적 탈착이 가능하다. 따라서, 부분 프레임(310, 320, 330) 및 구동기(340)가 파손되면 부분 프레임(310, 320, 330)의 교체 및 구동기(340)의 정비가 용이하다. 조립형 로봇은 분할 가능 부분 프레임 구조로 설계 된 구동모듈(210a)과 다른 구동모듈(210b)이 반복 연결되고, 상면 프레임(330)의 이격 거리로 인해 관절 이동을 통한 3 자유도의 동작을 자유롭게 수행할 수 있다.As a result, the prefabricated robot of the present invention has the first and second side partial frames 310 and 320 due to the dividable partial frame structure of the first and second side partial frames 310 and 320 and the top frame 330. 320 and the upper frame 330 are separately removable. Accordingly, when the partial frames 310, 320, 330 and the driver 340 are damaged, the replacement of the partial frames 310, 320, 330 and the maintenance of the driver 340 are easy. The assembled robot is repeatedly connected to the driving module 210a and the other driving module 210b, which are designed as a splitable partial frame structure, and freely perform the operation of three degrees of freedom through joint movement due to the separation distance of the upper frame 330. can do.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present application, those skilled in the art various modifications of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below And can be changed.

100: 조립형 로봇
110: 암 구동 어셈블리 120: 헤드 구동 어셈블리
130: 토르소 구동 어셈블리 140: 레그 구동 어셈블리
210a, 210b: 구동 모듈 220: 결합 프레임
310: 제1 측면 부분 프레임 312: 제1 측면 부분 프레임 관통 결합공
320: 제2 측면 부분 프레임 322: 제2 측면 부분 프레임 관통 결합공
330: 상면 프레임 332: 상면 프레임 관통 결합공
340: 구동기 342: 구동축
344: 제1 면 구동기어 346: 제2 면 구동기어
348: 구동기어 관통 결합공 350:볼트
100: prefabricated robot
110: arm drive assembly 120: head drive assembly
130: torso drive assembly 140: leg drive assembly
210a, 210b: drive module 220: coupling frame
310: first side portion frame 312: first side portion frame through coupling hole
320: second side portion frame 322: second side portion frame through coupling hole
330: top frame 332: top frame through-holes
340: driver 342: drive shaft
344: first surface drive gear 346: second surface drive gear
348: driving gear through hole 350: bolt

Claims (7)

서로 대향하는 제1 및 제2 면들에 적어도 하나의 관통 결합공을 가지고 구동축과 연결된 제1 및 제2 구동기어들을 포함하는 구동기;
상기 제1 및 제2 구동기어들에 있는 적어도 하나의 관통 결합공과 탈착 가능하게 체결되고 상기 구동기의 제1 및 제2 측면들을 부분 커버하는 제1 및 제2 측면 부분 프레임들; 및
상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들을 탈착 가능하게 연결하고 상기 구동기의 상면을 이격 커버하는 상면 프레임을 포함하는 조립형 로봇.
A driver including first and second drive gears having at least one through coupling hole in the first and second surfaces facing each other and connected to the drive shaft;
First and second side partial frames removably engaged with at least one through engagement hole in the first and second drive gears and partially covering the first and second sides of the driver; And
And an upper surface frame detachably connecting the first and second side partial frames and covering an upper surface of the driver.
제1항에 있어서, 상기 구동기는
상기 적어도 하나의 관통 결합공을 원형에 이격 배치하여 상기 조립형 로봇의 관절 이동에 따라 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들의 결합을 커스터마이징 할 수 있는 것을 특징으로 하는 조립형 로봇.
The method of claim 1, wherein the driver
The at least one through-hole is spaced apart in a circle to the assembled robot, characterized in that to customize the combination of the first and second side frame part in accordance with the joint movement of the assembled robot.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들 각각은
상기 조립형 로봇의 관절 이동에 따라 가변 성형되고 상기 관통 결합공과 볼트 체결을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 조립형 로봇.
The method of claim 1, wherein each of the first and second side partial frames
Assembly robot, characterized in that the variable molded according to the joint movement of the assembled robot is connected through the through coupling hole and bolt fastening.
제1항에 있어서, 상기 상면 프레임은
제1 및 제2 측면 부분 프레임들 각각과 연결되고 제1 면에서 상기 구동기와 이격되어 상기 조립형 로봇의 관절 이동을 제공하는 것을 특징으로 하는 조립형 로봇.
The method of claim 1, wherein the top frame
A prefabricated robot connected to each of the first and second side partial frames and spaced apart from the driver at a first side to provide joint movement of the prefabricated robot.
제3항에 있어서, 상기 상면 프레임은
제2 면에서 다른 구동기와 직결되어 상기 조립형 로봇의 관절 이동에 따른 자유도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 조립형 로봇.
The method of claim 3, wherein the top frame
Assembly robot, characterized in that the direct connection with the other driver on the second surface to increase the degree of freedom according to the joint movement of the assembly robot.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들과 상기 상면 프레임은
파손 시에 교체 가능 할 수 있도록 개별 부품 단위로 모듈화 되는 것을 특징으로 하는 조립형 로봇.
The method of claim 1, wherein the first and second side portion frames and the top frame
Assembly robot, characterized in that the module is modularized so that it can be replaced when broken.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 측면 부분 프레임들과 상기 상면 프레임은
아래의 수학식에 따라 설계되는 것을 특징으로 하는 조립형 로봇.
[수학식1]
Figure pat00003

상기 D는 상기 상면 프레임과 상기 구동기어 중심과의 이격 거리, 상기 K는 1.2와 같이 상수로 설정될 수 있는 안전계수, 상기 r는 상기 구동기어의 반지름, 상기 b는 상기 구동기의 가로 길이, 상기 α는 상기 상면 프레임과 상기 구동기의 가로에 수직인 연장선이 이루는 각도(0≤α≤π/2)에 해당한다.
The method of claim 1, wherein the first and second side portion frames and the top frame
Assembly robot, characterized in that designed according to the following equation.
[Equation 1]
Figure pat00003

D is a separation distance between the upper frame and the center of the drive gear, K is a safety factor that can be set to a constant, such as 1.2, r is the radius of the drive gear, b is the horizontal length of the driver, α corresponds to an angle (0 ≦ α ≦ π / 2) formed by an extension line perpendicular to the horizontal of the upper frame and the driver.
KR1020180054772A 2018-05-14 2018-05-14 Robot of assembling structure KR20190130298A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180054772A KR20190130298A (en) 2018-05-14 2018-05-14 Robot of assembling structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180054772A KR20190130298A (en) 2018-05-14 2018-05-14 Robot of assembling structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190130298A true KR20190130298A (en) 2019-11-22

Family

ID=68730957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180054772A KR20190130298A (en) 2018-05-14 2018-05-14 Robot of assembling structure

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190130298A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958114B1 (en) 2007-12-17 2010-05-18 한국과학기술연구원 Apparatus and method for balancing and damping control in whole body coordination framework for biped humanoid robot

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100958114B1 (en) 2007-12-17 2010-05-18 한국과학기술연구원 Apparatus and method for balancing and damping control in whole body coordination framework for biped humanoid robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8387726B2 (en) Legged mobile robot
US7348747B1 (en) Mobile robot platform
US8831769B2 (en) Robot and method of controlling the same
KR101687631B1 (en) Walking control apparatus of robot and method for controlling the same
US7492115B2 (en) Legged mobile robot
US8612054B2 (en) Robot walking control apparatus and method thereof
EP1440774B1 (en) Bipedal humanoid
US8419096B2 (en) Robot hand and robot having the same
EP1083120B1 (en) Leg-movement-type robot and its hip joint device
JP5991857B2 (en) Robot balance control apparatus and control method thereof
KR20040111417A (en) Robot device, legged locomotion robot operation control device and operation control method, legged locomotion robot sensor system, and locomotion device
US20090321150A1 (en) Walking robot and method of controlling the same
US20170045893A1 (en) Single-track legged vehicle
EP3238881B1 (en) Self-traveling articulated robot
US20110172825A1 (en) Walking control apparatus of robot and method of controlling the same
CN108422421B (en) Muscle control and assembly method of skeletal muscle type robot
US20040164697A1 (en) Legged mobile robot and actuator device applicable to join shaft of the robot
US20110010013A1 (en) Single wheel robot system and its control method
EP2574527A2 (en) Robot and control method thereof
US10040197B2 (en) Control device for mobile robot
Russo et al. Design of a robotic module for autonomous exploration and multimode locomotion
KR20190130298A (en) Robot of assembling structure
Yang et al. Design and implementation of a robotic shark with a novel embedded vision system
Ruiken et al. uBot-7: A dynamically balancing mobile manipulator with series elastic actuators
CN109018062A (en) A kind of automatic eight sufficient bio-robot

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment