KR20200127301A

KR20200127301A - Apparatus for Controlling Posture of Robot and Robot Equipped with the Same

Info

Publication number: KR20200127301A
Application number: KR1020190051164A
Authority: KR
Inventors: 정승환
Original assignee: 정승환
Priority date: 2019-05-01
Filing date: 2019-05-01
Publication date: 2020-11-11
Also published as: KR102195340B1

Abstract

The present invention relates to a robot posture control device for controlling the posture of a robot by a propellant and a robot having the same. According to the present invention, the robot posture control device comprises: a propellant for generating thrust for supporting or towing the load of a robot body; and a rotation mechanism installed between the robot body and the propellant to rotate the robot body with respect to the propellant or rotate the propellant with respect to the robot body, wherein the rotation mechanism has at least two rotating shafts and the rotating shafts are configured to be perpendicular to each other. In addition, the robot according to the present invention comprises a body in which the posture control device is installed, wherein the body comprises a first body and a second body in which the posture control device is installed and a third body that can be bent or stretched to connect the first body and the second body.

Description

A robot's posture control device and a robot equipped with it {Apparatus for Controlling Posture of Robot and Robot Equipped with the Same}

본 발명은 로봇의 자세제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 추진체를 이용하여 로봇의 자세를 제어하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling a posture of a robot, and more particularly, to an apparatus for controlling a posture of a robot using a propellant.

일반적으로 로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 말하며, 종래에는 주로 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 작업을 수행하는데 사용되었으나, 최근 로봇 공학의 발전으로 인해 가정용 및 의료용 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.In general, a robot refers to a machine that automatically processes or operates a given task by its own capabilities.In the past, it is mainly developed for industrial use and used as part of factory automation, or on behalf of humans in extreme environments that humans cannot tolerate. It was used to perform tasks, but due to the recent development of robotics, it is used in various fields such as home and medical use.

이러한 로봇은 구현하고자 하는 다양한 동작을 위해 자세를 제어하는 것이 핵심이며, 자세제어를 함에 있어 고려하여야 할 중요한 요소 중 하나가 로봇의 중량이다. 보통, 로봇의 중량이 증가할 경우 보다 견고하면서도 강한 토크 등이 요구되는바 이를 제어함에 있어 사용되는 부품의 개수가 증가되고 해당 부품의 성능이 우수하여야 하는 것은 물론, 높은 수준의 연산처리가 가능한 하드웨어가 필요하며, 로봇의 외형을 구성하고 디자인 함에 있어 많은 제약을 받게 된다.In such a robot, it is essential to control the posture for various movements to be implemented, and one of the important factors to be considered in the posture control is the weight of the robot. In general, when the weight of the robot increases, a more robust and strong torque is required. In order to control this, the number of parts used is increased, and the performance of the corresponding part must be excellent, as well as hardware capable of high-level calculation processing. Is required, and there are many restrictions in configuring and designing the robot's appearance.

이러한 많은 요구사항과 제약에 따라 중량이 큰 로봇의 경우 어떠한 자세를 취하거나 동작을 구현함에 있어 많은 시간이 소요되는바 민첩성 및 운동성이 둔화된다. 또한, 로봇을 제작함에 있어 고도화된 부품 등을 사용하여야 하므로 비용이 증가되고 사용할 수 있는 부품의 종류도 한정된다는 문제점이 있다.According to these many requirements and restrictions, a robot with a large weight takes a lot of time to take a certain posture or implement an action, and thus agility and mobility are deteriorated. In addition, there is a problem in that the cost is increased and the types of parts that can be used are limited because advanced parts or the like must be used in manufacturing the robot.

KR 10-1151273 B1(2012.06.14.)KR 10-1151273 B1 (2012.06.14.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇 몸체의 하중을 지지하거나 견인하여 다양한 동작을 구현할 수 있는 자세를 용이하게 유도할 수 있도록 추진체를 이용한 로봇의 자세제어 장치 및 이를 구비한 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was conceived to solve the above problems, and a robot posture control device using a propellant so as to easily induce a posture capable of implementing various movements by supporting or traction of the robot body and a robot having the same It aims to provide.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치는 로봇 몸체의 하중을 지지하거나 견인하기 위한 추력을 생성하는 추진체 및, 상기 로봇 몸체와 상기 추진체 사이에 설치되어 상기 로봇 몸체를 상기 추진체에 대해 회동시키거나 상기 추진체를 상기 로봇 몸체에 대해 회동시키는 회동기구를 포함하되, 상기 회동기구는 적어도 2개의 회동축을 가지며, 각 회동축은 서로 직각을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The robot posture control device according to the present invention for solving the above problems includes a propellant that generates thrust for supporting or traction of the robot body, and is installed between the robot body and the propellant so that the robot body is connected to the propellant. And a rotation mechanism for rotating relative to or rotating the propellant with respect to the robot body, wherein the rotation mechanism has at least two rotation axes, and each rotation axis is configured to form a right angle to each other.

또한, 본 발명에 따른 로봇은 위와 같은 자세제어 장치가 설치되는 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the robot according to the present invention is characterized in that it comprises a body in which the posture control device as described above is installed.

본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치 및 이를 구비한 로봇은, 추진체의 추력을 이용해 로봇 몸체의 하중을 지지함으로써 중량에 따른 제약을 줄여 로봇을 구성하는 부품의 선택을 폭넓게 할 수 있으며, 부품의 개수를 줄이고 상대적으로 저렴한 부품의 사용이 가능하여 로봇 제작 비용이 절감되고, 로봇의 외형을 구성하고 디자인함에 있어 다양성을 확보할 수 있도록 한다.The posture control device of the robot according to the present invention and the robot having the same support the load of the robot body by using the thrust of the propellant, thereby reducing the restriction according to the weight, thereby enabling a wide selection of parts constituting the robot, and the number of parts It is possible to reduce the reduction and use of relatively inexpensive parts, thereby reducing the cost of manufacturing the robot, and ensuring diversity in configuring and designing the robot's appearance.

또한, 모래 등과 같이 지지력이 약하여 움직임이 어려운 사용환경에서도 추력 발생을 통해 로봇의 하중을 견인함으로써, 용이한 움직임이 가능하게 한다.In addition, even in a use environment where it is difficult to move due to weak bearing power such as sand, the load of the robot is pulled through the generation of thrust, thereby enabling easy movement.

또한, 추진체의 추력을 통해 로봇 몸체의 안정적인 자세제어를 손쉽게 유도할 수 있도록 함으로써, 로봇의 민첩성과 운동성이 증대되고 행동반경이 넓어지는 것은 물론, 다양한 동작을 수행할 수 있는 로봇의 제작이 가능하게 한다.In addition, it is possible to easily induce stable posture control of the robot body through the thrust of the propellant, thereby increasing the agility and mobility of the robot, widening the action radius, and making it possible to manufacture a robot that can perform various actions. do.

도 1은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제1 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 8은 도 2의 부분도이다.
도 9 내지 11은 제1 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제2 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제3 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.
도 14a 내지 14c는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제4 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.
도 15 내지 19는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치를 구비한 로봇을 도시한 도면이다.
도 20 내지 37은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에 있어서 제1 회동 구동부 및 제2 회동 구동부의 다양한 변형 실시예를 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing an apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.
2 is a perspective view showing a rotation mechanism according to the first embodiment in the posture control apparatus of the robot according to the present invention.
3 to 8 are partial views of FIG. 2.
9 to 11 are diagrams showing modified examples of the first embodiment.
12 is a perspective view showing a rotation mechanism according to a second embodiment in the robot posture control apparatus according to the present invention.
13 is a perspective view showing a rotation mechanism according to a third embodiment in the robot posture control apparatus according to the present invention.
14A to 14C are perspective views illustrating a rotation mechanism according to a fourth embodiment in the apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.
15 to 19 are views showing a robot equipped with a posture control device for a robot according to the present invention.
20 to 37 are views showing various modified embodiments of the first rotation drive unit and the second rotation drive unit in the apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.

아래에서는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치 및 이를 구비한 로봇을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, an apparatus for controlling a posture of a robot and a robot having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing an apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)는 로봇 몸체(2)의 하중을 지지하거나 견인하기 위한 추력을 생성하는 추진체(100) 및, 상기 로봇 몸체(2)와 상기 추진체(100) 사이에 설치되어 상기 로봇 몸체(2)를 상기 추진체(100)에 대해 회동시키거나 상기 추진체(100)를 상기 로봇 몸체(2)에 대해 회동시키는 회동기구(200)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the robot posture control device 1 according to the present invention is a propellant 100 for generating a thrust for supporting or traction a load of the robot body 2, and the robot body 2 and the A configuration including a rotation mechanism 200 installed between the propellants 100 to rotate the robot body 2 with respect to the propellant 100 or rotate the propellant 100 with respect to the robot body 2 do.

상기 추진체(100)는 발생되는 추력에 의해 자체적인 호버링(hovering) 비행이 가능한 장치로서, 다양한 방식의 추진체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 자체적인 호버링 비행이 가능한 싱글콥터 형태의 추진체(100)가 사용될 수 있으며, 이외에도 쿼드콥터 등의 멀티콥터나 헬리콥터, 로켓과 같은 형태의 추진체가 사용될 수도 있다. 다만, 추진체(100)의 중량과 부피에 비례하여 로봇 몸체(2)의 중량과 부피도 증가하므로, 추진체(100)는 가능한 가볍고 작은 것이 바람직하며, 그 개수도 최소화하는 것이 바람직하다.The propellant 100 is a device capable of self-hovering flight by the generated thrust, and various types of propellant may be used. For example, as shown in Fig. 1, a single copter type propellant 100 capable of self-hovering flight may be used, and in addition, a multicopter such as a quadcopter or a propellant such as a helicopter or a rocket may be used. . However, since the weight and volume of the robot body 2 is also increased in proportion to the weight and volume of the propellant 100, the propellant 100 is preferably as light and small as possible, and it is preferable to minimize the number.

상기 회동기구(200)는 서로 직각을 이루는 적어도 2개의 회동축(x, y, z)을 중심으로 상기 로봇 몸체(2) 또는 상기 추진체(100)를 회동시키는 회동 구동부(10, 20, 30)를 구비한다.The rotation mechanism 200 is a rotation drive unit (10, 20, 30) that rotates the robot body 2 or the propellant 100 around at least two rotation axes (x, y, z) forming a right angle to each other. It is equipped with.

이와 같은 추진체(100) 및 회동기구(200)에 의해, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)는 추진체(100)로 로봇 몸체(2)의 하중을 지지하면서 회동기구(200)에 의해 로봇 몸체(2)를 회동시켜 로봇 몸체(2)의 기울기나 위치를 변동시키거나, 회동기구(200)에 의해 추진체(100)를 회동시켜 추력의 방향을 바꿔 로봇 몸체(2)의 하중을 견인하면서 로봇 몸체(2)의 위치를 변동시킬 수 있게 된다.By such a propellant 100 and the rotating mechanism 200, the attitude control device 1 of the robot according to the present invention is supported by the rotation mechanism 200 while supporting the load of the robot body 2 with the propellant 100. Rotating the robot body (2) to change the inclination or position of the robot body (2), or by rotating the propellant (100) by the rotation mechanism (200) to change the direction of thrust to pull the load of the robot body (2) While doing so, the position of the robot body 2 can be changed.

도 2는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제1 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이고, 도 3 내지 8은 도 2의 부분도이며, 도 9 내지 11은 제1 실시예의 변형예를 도시한 도면이다.2 is a perspective view showing a rotation mechanism according to a first embodiment in the robot posture control apparatus according to the present invention, FIGS. 3 to 8 are partial views of FIG. 2, and FIGS. 9 to 11 are modified examples of the first embodiment. It is a diagram showing.

도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 회동기구(200)는 추진체(100)의 축(z')과 직각을 이루는 제1 회동축(x)을 갖는 제1 회동 구동부(10)와, 추진체(100)의 축(z') 및 상기 제1 회동축(x)과 각각 직각을 이루는 제2 회동축(y)을 갖는 제2 회동 구동부(20) 및, 추진체(100)의 축(z')과 평행한 제3 회동축(z)을 갖는 제3 회동 구동부(30)로 구성되는 회동 구동부를 구비한다. 바람직하게, 상기 제3 회동축(z)은 상기 추진체(100)의 축(z')과 동일한 축으로 형성될 수 있다.1 and 2, the rotation mechanism 200 according to the first embodiment of the present invention includes a first rotation drive unit having a first rotation shaft x formed at a right angle to an axis z'of the propellant 100. (10), a second rotation drive unit 20 having an axis (z') of the propellant 100 and a second rotation axis (y) at right angles to the first rotation axis (x), respectively, and the propellant body 100 ) Is provided with a rotation driving unit consisting of a third rotation driving unit 30 having a third rotation axis (z) parallel to the axis (z'). Preferably, the third rotation shaft (z) may be formed in the same axis as the shaft (z') of the propellant 100.

상기 회동기구(200)는 추진체(100)에 결합되는 추진체 결합부(40)와 로봇 몸체(2)에 상기 제1 회동축(x)을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 프레임(50)을 포함하며, 상기 추진체 결합부(40)와 상기 프레임(50)은 상기 제2 회동 구동부(20)에 의해 상기 제2 회동축(y)을 중심으로 회동 가능하게 결합된다.The rotation mechanism 200 includes a propellant coupling portion 40 coupled to the propellant 100 and a frame 50 rotatably coupled to the robot body 2 about the first rotation shaft x, and , The propellant coupling part 40 and the frame 50 are rotatably coupled about the second rotation shaft y by the second rotation driving part 20.

상기 추진체 결합부(40)는 상기 추진체(100)를 상기 회동기구(200)에 결합하기 위한 부분으로서 그 형상이나 형태에는 제약이 없으며, 예를 들어 상기 추진체(100)나 상기 회동 구동부의 일부로써 일체로 형성될 수도 있다.The propellant coupling part 40 is a part for coupling the propellant 100 to the rotating mechanism 200 and is not limited in shape or shape, for example, as a part of the propellant 100 or the rotating drive unit. It may be formed integrally.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따라 프레임(50)을 로봇 몸체(2)에 제1 회동축(x)을 중심으로 회동 가능하게 결합하기 위해, 상기 로봇 몸체(2)에는 회전축부(51)가 구비되고, 상기 프레임(50)에는 상기 회전축부(51)와 결합되는 회전 베어링부(52)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 3, in order to rotatably couple the frame 50 to the robot body 2 about the first rotation shaft x, the robot body 2 includes a rotation shaft portion 51 ) May be provided, and a rotation bearing part 52 coupled to the rotation shaft part 51 may be provided in the frame 50.

도 2, 4를 참조하면, 상기 제2 회동 구동부(20)는 상기 추진체 결합부(40)에 고정 설치되어 회전력을 발생시키는 모터(21)와, 상기 프레임(50)에 일단이 고정 결합되고, 타단은 상기 모터(21)의 회전축(22)에 결합되어 상기 모터(21)의 회전력에 의해 상기 프레임(50)이 상기 추진체 결합부(40)에 대해 또는 상기 추진체 결합부(40)가 상기 프레임(50)에 대해 상기 제2 회동축(y)을 중심으로 회동되도록 하는 구동부 몸체(23)를 포함한다.2 and 4, the second rotation drive unit 20 is fixedly installed on the propellant coupling unit 40 to generate a rotational force, and one end is fixedly coupled to the frame 50, The other end is coupled to the rotation shaft 22 of the motor 21, and the frame 50 is connected to the propellant coupling part 40 or the propellant coupling part 40 is connected to the frame by the rotational force of the motor 21. It includes a driving unit body (23) to rotate about the second rotation axis (y) with respect to (50).

상기 구동부 몸체(23)는 상기 모터(21)의 회전력을 상기 프레임(50)에 전달하기 위해 상기 모터(21)의 회전축(22)과 상기 프레임(50)을 연결하는 부재이며, 도 2, 4에는 견고한 동력 전달과 함께 중량 최소화를 위한 최적의 구동부 몸체(23) 형상을 일 예로서 도시하였으나 그 형상이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 구동부 몸체(23)는 상기 모터(21)의 회전축(22)이 연장된 형태로써 형성되는 것도 가능하며, 이때 구동부 몸체(23)는 회전축(22)의 연장된 부분을 지칭하게 된다.The drive body 23 is a member connecting the rotational shaft 22 of the motor 21 and the frame 50 to transmit the rotational force of the motor 21 to the frame 50, FIGS. 2 and 4 As an example, the shape of the drive body 23 that is optimal for minimizing weight while transmitting solid power is shown as an example, but the shape is not necessarily limited thereto. In addition, the drive body 23 may be formed in a form in which the rotation shaft 22 of the motor 21 is extended, and at this time, the drive body 23 refers to an extended portion of the rotation shaft 22.

상기 구동부 몸체(23)는 상기 추진체 결합부(40)와 상기 프레임(50)의 사이에 상기 추진체(100)의 회동공간 확보를 위해 소정의 길이로 구비되는 것이 바람직하지만, 상기 프레임(50)이 상기 모터(21)의 회전축(22)에 직접 연결될 수 있는 경우에는 생략될 수도 있으며, 상기 프레임(50)에 돌출부 또는 연장부의 형태로써 일체로 형성되는 것도 가능하다.The drive body 23 is preferably provided with a predetermined length to secure a rotation space of the propellant 100 between the propellant coupling unit 40 and the frame 50, but the frame 50 is If it can be directly connected to the rotation shaft 22 of the motor 21 may be omitted, it may be formed integrally with the frame 50 in the form of a protrusion or an extension.

한편, 도 2, 4에서 도면부호 24는 상기 모터(21)를 상기 추진체 결합부(40)에 고정 결합하는 고정 케이싱이며, 상기 모터(21)가 상기 추진체 결합부(40)에 직접 고정되는 경우에는 생략될 수 있는 구성이다.On the other hand, in Figures 2 and 4, reference numeral 24 is a fixed casing for fixedly coupling the motor 21 to the propellant coupling part 40, and when the motor 21 is directly fixed to the propellant coupling part 40 This configuration can be omitted.

도 2, 5 및 6을 참조하면, 상기 제1 회동 구동부(10)는 상기 추진체 결합부(40)에 상기 제2 회동축(y)을 중심으로 회전 가능하게 설치되며, 회전력을 발생시키는 모터(11)와, 상기 프레임(50)에 일단이 고정 결합되고, 타단은 상기 모터(11)에 고정 결합되어, 상기 프레임(50) 또는 상기 추진체 결합부(40)가 상기 제2 회동축(y)을 중심으로 회전할 때 상기 모터(11)와 함께 상기 추진체 결합부(40) 상에서 회전하는 구동부 몸체(12)와, 상기 로봇 몸체(2)가 상기 프레임(50)에 대해 또는 상기 프레임(50)이 상기 로봇 몸체(2)에 대해 상기 제1 회동축(x)을 중심으로 회동되도록, 상기 모터(11)의 회전력을 상기 로봇 몸체(2)의 상기 제1 회동축(x) 상에 고정 설치된 회동요소(53, 53')로 전달하는 동력전달기구(13)를 포함한다.2, 5 and 6, the first rotation drive unit 10 is rotatably installed around the second rotation shaft y on the propellant coupling unit 40, and a motor ( 11) and, one end is fixedly coupled to the frame 50, the other end is fixedly coupled to the motor 11, the frame 50 or the propellant coupling portion 40 is the second rotation shaft (y) When rotating around the motor 11 and the driving unit body 12 that rotates on the propellant coupling unit 40, and the robot body 2 relative to the frame 50 or the frame 50 The rotational force of the motor 11 is fixedly installed on the first rotation shaft x of the robot body 2 so that the robot body 2 rotates about the first rotation shaft x. It includes a power transmission mechanism 13 that transmits to the rotating elements 53 and 53'.

도 2, 5 및 6에 도시된 일 실시예에 따라, 상기 회동요소는 상기 로봇 몸체(2)에 고정 결합된 제2 피니언 기어(53)이고, 도 3을 참조하면 상기 제2 피니언 기어(53)는 상기 로봇 몸체(2)의 회전축부(51)에 고정 결합될 수 있다.According to an embodiment shown in FIGS. 2, 5 and 6, the rotation element is a second pinion gear 53 fixedly coupled to the robot body 2, and referring to FIG. 3, the second pinion gear 53 ) May be fixedly coupled to the rotating shaft portion 51 of the robot body 2.

또한, 상기 동력전달기구(13)는 상기 모터(11)의 회전축(14)에 결합된 제1 피니언 기어(15)와, 상기 제1 피니언 기어(15) 및 상기 제2 피니언 기어(53)와 치합되는 기어(16)를 양단에 구비하고 상기 제1 피니언 기어(15)의 회전 동력을 상기 제2 피니언 기어(53)로 전달하는 회전 샤프트(17)로 구성될 수 있다.In addition, the power transmission mechanism 13 is a first pinion gear 15 coupled to the rotation shaft 14 of the motor 11, the first pinion gear 15 and the second pinion gear 53 It may be composed of a rotating shaft 17 having gears 16 to be engaged at both ends and transmitting rotational power of the first pinion gear 15 to the second pinion gear 53.

상기 회전 샤프트(17)는 유니버설 조인트의 연속된 결합으로 이루어져 상기 프레임(50)의 형상을 추종하면서 굴곡진 형태로 구성될 수 있으며, 도 7을 참조하면 상기 프레임(50)에는 상기 회전 샤프트(17)를 지지하기 위한 지지 베어링부(54)가 적절한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.The rotation shaft 17 may be configured in a curved shape while following the shape of the frame 50 by consisting of a continuous combination of universal joints, and referring to FIG. 7, the rotation shaft 17 It is preferable that the support bearing portions 54 for supporting) are formed at appropriate intervals.

한편, 상기 구동부 몸체(12)를 상기 추진체 결합부(40)에 대해 제2 회동축(y)을 중심으로 회전될 수 있도록 하기 위해, 상기 추진체 결합부(40) 상에는 상기 구동부 몸체(12)의 둘레면을 따라 배치되는 구름 롤러(18)를 구비하는 구름 회전부(19)가 마련된다.On the other hand, in order to allow the drive body 12 to be rotated about the second rotation axis (y) with respect to the propellant coupling part 40, the drive body 12 on the propellant coupling part 40 A rolling rotation unit 19 having a rolling roller 18 disposed along the circumferential surface is provided.

이에 따라, 상기 제2 회동 구동부(20)에 의해 상기 프레임(50)이 상기 추진체 결합부(40)에 대해 또는 상기 추진체 결합부(40)가 상기 프레임(50)에 대해 상기 제2 회동축(y)을 중심으로 회동할 때, 상기 구동부 몸체(12)는 상기 모터(11)와 함께 상기 추진체 결합부(40)에 대해 제2 회동축(y)을 중심으로 회전함으로써 상기 프레임(50) 및 상기 추진체 결합부(40) 또는 상기 로봇 몸체(2)가 상기 제1 회동축(x)을 중심으로는 회동되지 않도록 한다.Accordingly, by the second rotation drive unit 20, the frame 50 is moved to the propellant coupling unit 40 or the propellant coupling unit 40 to the frame 50, the second rotation shaft ( When rotating about y), the drive unit body 12 rotates about the second rotation axis y with respect to the propellant coupling unit 40 together with the motor 11, so that the frame 50 and the The propellant coupling portion 40 or the robot body 2 is prevented from rotating about the first rotation axis x.

도 2, 8을 참조하면, 상기 추진체 결합부(40)는 상기 추진체(100)에 고정 결합되는 고정부(41)와, 상기 고정부(41)의 외측에 위치하며, 상기 고정부(41)에 상기 제3 회동축(z)을 중심으로 회동 가능하게 결합되는 회동부(42)를 포함한다.2 and 8, the propellant coupling part 40 is located outside the fixing part 41 and the fixing part 41 fixedly coupled to the propelling body 100, and the fixing part 41 And a rotation part 42 that is rotatably coupled around the third rotation shaft z.

이를 위해, 상기 고정부(41)의 외측면에는 레일(43)이 형성되며, 상기 회동부(42)의 내측면에는 상기 고정부(41)의 레일(43)을 따라 구름 이동하는 롤러(44)가 구비된다.To this end, a rail 43 is formed on the outer surface of the fixing part 41, and a roller 44 that rolls along the rail 43 of the fixing part 41 on the inner surface of the rotating part 42 ) Is provided.

한편, 이와 반대로 상기 회동부(42)의 내측면에 레일(43)이 형성되고, 상기 고정부(41)의 외측면에는 상기 회동부(42)의 레일(43)을 따라 구름 이동하는 롤러(44)가 구비될 수도 있으며, 레일(43) 및 롤러(44) 외에 베어링 등 균등 형태의 다른 슬라이딩 수단도 얼마든지 적용될 수 있음은 물론이다.On the other hand, contrary to this, a rail 43 is formed on the inner surface of the rotating part 42, and a roller that rolls along the rail 43 of the rotating part 42 on the outer surface of the fixing part 41 ( 44) may be provided, and other sliding means such as bearings in addition to the rail 43 and the roller 44 may be applied as much as possible.

상기 제3 회동 구동부(30)는 상기 회동부(42)에 고정 설치되어 회전력을 발생시키는 모터(31)와, 상기 모터(31)의 회전축에 고정 설치되는 피니언 기어(32)와, 상기 고정부(41)에 형성되며, 상기 피니언 기어(32)에 치합되어 상기 모터(31)의 회전력에 의해 상기 회동부(42)가 상기 고정부(41)에 대해 또는 상기 고정부(41)가 상기 회동부(42)에 대해 상기 제3 회동축(z)을 중심으로 회동되도록 하는 링 기어(33)를 포함한다.The third rotation drive unit 30 includes a motor 31 fixedly installed on the rotation unit 42 to generate a rotational force, a pinion gear 32 fixedly installed on a rotation shaft of the motor 31, and the fixing unit It is formed on the pinion gear 32 and is engaged with the pinion gear 32 so that the rotational force of the motor 31 causes the rotational part 42 to move against the fixing part 41 or the fixing part 41 It includes a ring gear 33 that rotates about the third rotation shaft z with respect to the eastern part 42.

본 명세서에서 피니언 기어라는 용어는 각 기어 간의 상대적인 구분을 위한 지칭의 편의상 사용된 것일 뿐이며, 기어의 상대적인 크기를 한정하기 위해 사용된 용어는 아님을 밝혀둔다.In the present specification, it should be noted that the term pinion gear is only used for convenience of reference for the relative classification between gears, and is not a term used to limit the relative size of gears.

한편, 도 2, 8에서 도면부호 34는 상기 모터(31)를 상기 추진체 결합부(40)에 고정 결합하는 고정 케이싱이다.Meanwhile, reference numeral 34 in FIGS. 2 and 8 denotes a fixed casing for fixing the motor 31 to the propellant coupling part 40.

도 9에 도시된 변형 실시예에 따라, 상기 회동요소는 상기 로봇 몸체(2)에 고정 결합된 제2 풀리(53')일 수 있으며, 도 3을 참조하면 상기 제2 풀리(53')는 상기 로봇 몸체(2)의 회전축부(51)에 고정 결합될 수 있다.According to the modified embodiment shown in FIG. 9, the rotating element may be a second pulley 53' fixedly coupled to the robot body 2, and referring to FIG. 3, the second pulley 53' It may be fixedly coupled to the rotation shaft portion 51 of the robot body (2).

이에 따라, 상기 동력전달기구(13)는 상기 모터(11)의 회전축(14)에 결합된 제1 풀리(15')와, 상기 제1 풀리(15')의 회전 동력을 상기 제2 풀리(53')로 전달하는 벨트(16')로 구성되며, 상기 벨트(16')는 상기 프레임(50)을 따라 설치된 텐션 풀리들(17')에 의해 상기 프레임(50)의 형상을 추종하면서 굴곡진 형태로 구성될 수 있다.Accordingly, the power transmission mechanism 13 transmits the rotation power of the first pulley 15 ′ and the first pulley 15 ′ coupled to the rotation shaft 14 of the motor 11 to the second pulley ( 53'), and the belt 16' is bent while following the shape of the frame 50 by tension pulleys 17' installed along the frame 50 It can be configured in a true form.

한편, 상기 제3 회동 구동부(30)에 있어서도 상기 모터(31)의 회전축과 상기 고정부(41)가 상기 피니언 기어(32)와 링 기어(33)가 아닌 벨트, 풀리 결합에 의해 회전력이 전달될 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다.On the other hand, in the third rotation drive unit 30, rotational force is transmitted by the rotation shaft of the motor 31 and the fixing unit 41 by coupling a belt and a pulley other than the pinion gear 32 and the ring gear 33 It may be configured to be able to be.

또한, 도 10 및 11에 도시된 변형 실시예에 따르면, 상기 프레임(50)은 반원 형태로 절반만 형성되거나, 사각 형상으로 형성될 수도 있다. 이외에도 상기 프레임(50)은 로봇 몸체(2)나 추진체(100)의 형상을 반영하여 임의의 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 이때 동력전달기구(13)도 프레임(50)의 형상 및 추진체 결합부(40)와의 배치 구조에 따라 연질의 중공축이나 엘보우 메카니즘(elbow mechanism) 등을 이용하여 여러 다양한 형태로 구성될 수 있을 것이다.In addition, according to the modified embodiment illustrated in FIGS. 10 and 11, the frame 50 may be formed in a semicircular shape, only half, or may be formed in a rectangular shape. In addition, the frame 50 may be formed in any of various shapes by reflecting the shape of the robot body 2 or the propellant 100, and at this time, the power transmission mechanism 13 also has the shape of the frame 50 and the propellant coupling part According to the arrangement structure with (40), it may be configured in various forms using a soft hollow shaft or an elbow mechanism.

도 12는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제2 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.12 is a perspective view showing a rotation mechanism according to a second embodiment in the apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)의 제 2실시예는 앞서 설명한 제1 실시예와 달리 제3 회동 구동부(30)를 구비하고 있지 않으며, 이에 따라 추진체 결합부(40)는 고정부(41)와 회동부(42)가 서로 회동되지 않도록 고정 결합되어 있다. 이 경우, 추진체 결합부(40)는 고정부(41)와 회동부(42)로 분리하여 형성하지 않아도 된다.Referring to FIG. 12, the second embodiment of the robot posture control apparatus 1 according to the present invention does not include a third rotation drive unit 30, unlike the first embodiment described above, and accordingly, a propellant coupling unit 40 is fixedly coupled so that the fixing portion 41 and the rotating portion 42 do not rotate with each other. In this case, the propellant coupling portion 40 does not have to be formed by being separated into the fixed portion 41 and the rotating portion 42.

일반적으로 추진체(100)는 자체적인 회전 비행 기능을 가지고 있으며, 이를 이용하여 제 2실시예는 추진체(100)의 자체적인 회전 비행에 의해 상기 프레임(50)을 상기 제3 회동축(z)을 중심으로 회동되도록 할 수 있고, 이에 따라 제3 회동 구동부(30)를 생략한 것을 특징으로 한다. 또한, 적용예에 따라서는 상기 제3 회동축(z)을 중심으로 한 회동이 요구되지 않는 경우도 있을 수 있으므로, 이러한 경우들에 있어 상기 제 2실시예의 형태는 특별히 적합하게 된다.In general, the propellant 100 has its own rotational flight function, and using this, the second embodiment rotates the frame 50 by its own rotational flight of the propellant 100 and the third rotational shaft z. It can be rotated around the center, and accordingly, the third rotation driving unit 30 is omitted. In addition, depending on the application example, there may be a case where the rotation about the third rotation shaft z may not be required, and thus the form of the second embodiment is particularly suitable in these cases.

제2 실시예는 제1 실시예에 비해 제3 회동 구동부(30)를 생략할 수 있게 됨으로써, 회동기구(200)의 무게 및 크기를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 추진체(100)의 추력 경감이 가능한 장점이 있다.In the second embodiment, compared to the first embodiment, the third rotation driving unit 30 can be omitted, thereby reducing the weight and size of the rotation mechanism 200, thereby reducing the thrust of the propellant 100 There are possible advantages.

한편, 제2 실시예에 있어서도 제1 실시예와 마찬가지로 앞서 설명한 도 9 내지 11에 도시된 바와 같은 변형예가 적용될 수 있다.Meanwhile, in the second embodiment as well as in the first embodiment, modifications as shown in FIGS. 9 to 11 described above may be applied.

도 13은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제3 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.13 is a perspective view showing a rotation mechanism according to a third embodiment in the robot posture control apparatus according to the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)의 제 3실시예는 앞서 설명한 제1 실시예와 달리 제1 회동 구동부(10)가, 본체는 상기 프레임(50)에 고정 설치되고, 회전축은 상기 로봇 몸체(2)에 고정 설치되어, 회전력을 발생시키는 모터(11)로 이루어져, 상기 모터(11)의 회전력에 의해 상기 로봇 몸체(2)를 상기 프레임(50)에 대해 또는 상기 프레임(50)을 상기 로봇 몸체(2)에 대해 상기 제1 회동축(x)을 중심으로 회동되도록 구성된다.Referring to FIG. 13, in the third embodiment of the robot posture control device 1 according to the present invention, unlike the first embodiment described above, the first rotation drive unit 10 is fixed to the frame 50. Is installed, the rotation shaft is fixed to the robot body (2), consisting of a motor (11) for generating a rotational force, the robot body (2) relative to the frame (50) by the rotational force of the motor (11). Alternatively, the frame 50 is configured to be rotated about the first rotation axis x with respect to the robot body 2.

이때, 상기 모터(11)의 본체는 상기 프레임(50)에 고정 형성된 고정 케이싱(12')에 고정 결합될 수 있고, 상기 모터(11)의 회전축은 상기 로봇 몸체(2)의 회전축부(51)에 고정 결합될 수 있다.At this time, the main body of the motor 11 may be fixedly coupled to a fixed casing 12' fixed to the frame 50, and the rotation shaft of the motor 11 is a rotation shaft part 51 of the robot body 2 ) Can be fixedly coupled.

한편, 이와 반대로 상기 모터(11)는 본체가 상기 로봇 몸체(2)에 고정 설치되고, 회전축이 상기 프레임(50)에 고정 설치되는 형태로 형성되는 것도 가능하다.On the other hand, on the other hand, the motor 11 may be formed in a form in which a main body is fixedly installed on the robot body 2 and a rotating shaft is fixedly installed on the frame 50.

또한, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)의 제3 실시예는 앞서 설명한 제1 실시예와 달리 상기 제3 회동 구동부(30)가 상기 추진체 결합부(40)를 중심으로 상기 제2 회동 구동부(20)와 마주 보는 위치에 구비된다.In addition, in the third embodiment of the posture control device 1 for a robot according to the present invention, unlike the first embodiment described above, the third rotation drive unit 30 has the second rotation drive unit 30 centering on the propellant coupling unit 40. It is provided at a position facing the rotation drive unit 20.

이때, 상기 모터(31)는 상기 고정 케이싱(34)을 통해 상기 회동부(42)에 고정 설치되며, 상기 회동부(42)는 상기 프레임(50)에 일단이 고정 결합되고 타단은 상기 회동부(42)에 상기 제2 회동축(y)을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 연결 몸체(35)에 의해 상기 프레임(50)과 연결됨으로써, 회동기구(200)의 작동시 상기 제3 회동 구동부(30)가 상기 제2 회동 구동부(20)와 함께 안정된 무게 밸런스를 유지할 수 있도록 한다.At this time, the motor 31 is fixedly installed to the rotating part 42 through the fixed casing 34, and the rotating part 42 has one end fixedly coupled to the frame 50, and the other end is the rotating part. By being connected to the frame 50 by a connection body 35 rotatably coupled with the second rotation shaft y to 42, the third rotation drive unit ( 30) to maintain a stable weight balance together with the second rotation driving unit 20.

추진체(100)의 안정적인 호버링 비행을 위해 회동기구(200)는 작동시 무게 중심이 가능한 일정하게 유지되는 것이 바람직하며, 제3 실시예는 제1 회동 구동부(10) 및 제3 회동 구동부(30)가 위와 같은 형태로 구성됨으로써, 로봇의 자세 제어시 회동기구(200)의 무게 중심이 보다 일정하게 유지될 수 있게 된다.For stable hovering flight of the propellant 100, the rotation mechanism 200 is preferably kept as constant as possible when the center of gravity is operated, and the third embodiment is the first rotation drive unit 10 and the third rotation drive unit 30 By being configured in the form as above, the center of gravity of the rotating mechanism 200 can be maintained more uniformly when the robot's posture is controlled.

제3 실시예는 제1 실시예에 비해 동력전달기구(13)를 생략할 수 있게 됨으로써, 회동기구(200)의 무게 및 크기의 절감이 가능하고, 또한 동력전달시 발생할 수 있는 시간차와 에너지 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.In the third embodiment, compared to the first embodiment, the power transmission mechanism 13 can be omitted, so that the weight and size of the rotation mechanism 200 can be reduced, and time difference and energy loss that may occur during power transmission There is an advantage that can be minimized.

한편, 제3 실시예에 있어서도 제1 실시예와 마찬가지로 앞서 설명한 도 10 및 11에 도시된 바와 같은 변형예가 적용될 수 있다.Meanwhile, in the third embodiment, similarly to the first embodiment, modifications as shown in FIGS. 10 and 11 described above may be applied.

도 14a 내지 14c는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 제4 실시예에 따른 회동기구를 도시한 사시도이다.14A to 14C are perspective views illustrating a rotation mechanism according to a fourth embodiment in the apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.

도 14a 내지 14c를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)의 제4 실시예는 앞서 설명한 제1 실시예와 달리 상기 제1 회동 구동부(10)가, 본체는 상기 로봇 몸체(2)에 고정 설치되고, 회전축(14)은 상기 프레임(50)에 고정 설치되어, 회전력을 발생시키는 모터(11)로 이루어져, 상기 모터(11)의 회전력에 의해 상기 로봇 몸체(2)를 상기 프레임(50)에 대해 또는 상기 프레임(50)을 상기 로봇 몸체(2)에 대해 상기 제1 회동축(x)을 중심으로 회동되도록 한다.14A to 14C, the fourth embodiment of the robot posture control device 1 according to the present invention has the first rotation drive unit 10, and the main body is the robot body, unlike the first embodiment described above. 2) is fixedly installed on, and the rotation shaft 14 is fixedly installed on the frame 50 and consists of a motor 11 that generates a rotational force, and the robot body 2 is moved by the rotational force of the motor 11. The frame 50 is rotated with respect to the frame 50 or with respect to the robot body 2 about the first rotation axis x.

이때, 상기 모터(11)의 본체는 상기 로봇 몸체(2)에 일체 또는 결합 형성된 고정 케이싱(12")에 고정 결합될 수 있다.In this case, the main body of the motor 11 may be fixedly coupled to a fixed casing 12" formed integrally or coupled to the robot body 2.

한편, 이와 반대로 상기 모터(11)는 본체가 상기 프레임(50)에 고정 설치되고, 회전축이 상기 로봇 몸체(2)에 고정 설치되는 형태로 형성되는 것도 가능하다.On the other hand, on the other hand, the motor 11 may be formed in a form in which a main body is fixedly installed on the frame 50 and a rotating shaft is fixedly installed on the robot body 2.

도 14c에 도시된 실시예의 경우, 앞서 설명한 제2 실시예와 같이 제3 회동 구동부(30)를 구비하고 있지 않으며, 이에 따라 추진체 결합부(40)는 추진체(100)나 제2 회동 구동부(20)의 일부로써 일체로 형성되어 있다.In the case of the embodiment shown in FIG. 14C, as in the second embodiment described above, the third rotation drive part 30 is not provided, and accordingly, the propellant coupling part 40 is the propellant 100 or the second rotation drive part 20. It is integrally formed as part of ).

제4 실시예에 의하면, 도 14a 내지 14c에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 실시예에 비해 프레임(50) 및 제1, 2 회동 구동부(10, 20)의 구조를 보다 단순화하고 크기를 작게 할 수 있는 장점이 있다.According to the fourth embodiment, as shown in Figs. 14A to 14C, the structure of the frame 50 and the first and second rotational drives 10 and 20 is simplified and the size is reduced compared to the first to third embodiments. There is an advantage of being able to make it small.

도 15 내지 19는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치를 구비한 로봇을 도시한 도면이다.15 to 19 are views showing a robot equipped with a posture control device for a robot according to the present invention.

도 15a 내지 15c를 참조하면, 로봇 몸체(2)는 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치(1)가 설치되는 제1 몸체(2-1)와 제2 몸체(2-2) 및, 상기 제1 몸체(2-1)와 상기 제2 몸체(2-2)를 연결하는 제3 몸체(2-3)를 포함하여 구성될 수 있다.15A to 15C, the robot body 2 includes a first body 2-1 and a second body 2-2 in which the posture control device 1 of the robot according to the present invention is installed, and the first body 2 1 It may be configured to include a third body (2-3) connecting the body (2-1) and the second body (2-2).

상기 제1 몸체(2-1)와 제2 몸체(2-2)는 추진체(100)의 추력 생성에 방해가 되지 않도록 기체 투과율이 높은 소재로 이루어지는 외피(61)를 가지며, 또한 로봇의 자세제어 장치(1)가 설치되는 프레임 구조체(62)를 포함한다.The first body (2-1) and the second body (2-2) have a shell 61 made of a material having high gas permeability so as not to interfere with the generation of thrust of the propellant 100, and also control the attitude of the robot. It comprises a frame structure 62 on which the device 1 is installed.

여기서, 상기 프레임 구조체(62)는 로봇 몸체(2)의 골격을 이루는 것으로 적용되는 로봇 몸체(2)의 형상에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 상기 외피(61)는 필요에 따라 생략될 수도 있다. 반대로, 외피(61)가 소정의 강성을 가지며 골격의 역할을 하는 경우에는 프레임 구조체(62)가 생략될 수도 있다.Here, the frame structure 62 may be formed in various shapes according to the shape of the robot body 2 applied to form the skeleton of the robot body 2, and the outer shell 61 may be omitted as necessary. have. Conversely, when the outer shell 61 has a predetermined rigidity and serves as a skeleton, the frame structure 62 may be omitted.

상기 외피(61)는 공기가 통과되도록 통공이 형성된 형태를 이룰 수 있음은 물론, 철망과 같이 메쉬(mesh) 형태를 이룰 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 상기 추진체(100)와 외피(61) 간의 간격이 추력 생성에 방해가 되지 않을 정도로 충분한 경우 상기 외피(61)는 기체 투과율이 낮거나 기체가 투과되지 않는 소재로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 추진체(100)의 방향전환에 따른 추력의 발생 방향을 고려하여, 상기 외피(61) 중 추력에 영향을 미치는 부분과 미치지 않는 부분의 기체 투과율을 달리할 수도 있을 것이다.The outer shell 61 may have a form in which a through hole is formed so that air passes through it, as well as a mesh shape such as a wire mesh, but is not limited thereto. However, when the distance between the propellant 100 and the shell 61 is sufficient so as not to interfere with the generation of thrust, the shell 61 may be made of a material having a low gas permeability or through which gas does not permeate. In addition, in consideration of the direction in which the thrust is generated due to the direction change of the propellant 100, the gas permeability of the portion of the shell 61 that affects the thrust and the portion that does not affect the thrust may be different.

상기 제3 몸체(2-3)는 상기 제1 몸체(2-1)와 제2 몸체(2-2)의 상대적인 운동에 의해 로봇 몸체(2)의 자세가 변경될 수 있도록, 휘어짐이나 신축이 가능한 소재로 형성되거나(도 15a 및 15b 참조, 이 경우 상기 제1 몸체와 제2 몸체의 외피와 마찬가지로 기체 투과율이 높은 소재가 바람직함), 조인트 또는 관절 형태로 형성될 수 있다(도 15c 참조).The third body (2-3) is bent or stretched so that the posture of the robot body (2) can be changed by the relative movement of the first body (2-1) and the second body (2-2). It may be formed of a possible material (see Figs. 15A and 15B, in this case, a material having a high gas permeability, like the outer shells of the first and second bodies, is preferable), or may be formed in a joint or joint shape (see Fig. 15C). .

한편, 도 16a, 16b에서와 같이 로봇 몸체(2)는 상기 제2 몸체(2-2) 및/또는 제3 몸체(2-3)가 생략된 형태로 구성될 수도 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 16A and 16B, the robot body 2 may be configured in a form in which the second body 2-2 and/or the third body 2-3 are omitted.

도 16a을 참조하면, 로봇 몸체(2)는 제3 몸체(2-3)가 생략된 형태로서 자세제어 장치(1)가 설치되는 제1 몸체(2-1)와 제2 몸체(2-2)만으로 이루어져, 자세제어 장치(1)에 의한 제1 몸체(2-1)와 제2 몸체(2-2)의 상대적인 운동에 의해 로봇 몸체(2)의 자세가 변경될 수 있도록 구성된다.Referring to FIG. 16A, the robot body 2 is a form in which the third body 2-3 is omitted, and the first body 2-1 and the second body 2-2 on which the posture control device 1 is installed. ) Only, and is configured to change the posture of the robot body 2 by the relative movement of the first body 2-1 and the second body 2-2 by the posture control device 1.

또한, 도 16b를 참조하면, 로봇 몸체(2)는 제2 몸체(2-2) 및 제3 몸체(2-3)가 생략된 형태로서 자세제어 장치(1)가 설치되는 제1 몸체(2-1)만으로 이루어지며, 제1 몸체(2-1)는 휘어짐이나 신축이 가능한 소재 또는 구조(조인트 또는 관절 형태)로 이루어져, 자세제어 장치(1)에 의한 제1 몸체(2-1)의 형상 변화에 의해 로봇 몸체(2)의 자세가 변경될 수 있도록 구성된다.In addition, referring to FIG. 16B, the robot body 2 is a first body 2 in which the second body 2-2 and the third body 2-3 are omitted and the posture control device 1 is installed. It consists of only -1), and the first body (2-1) is made of a material or structure (joint or joint form) capable of bending or stretching, and the first body (2-1) by the posture control device (1) It is configured so that the posture of the robot body 2 can be changed by the shape change.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 로봇 몸체(2)는 상기 제2 몸체(2-2)가 생략된 형태로서 자세제어 장치(1)가 설치되지 않은 제3 몸체(2-3)와 자세제어 장치(1)가 설치되는 제1 몸체(2-1)로 이루어져, 제3 몸체(2-3)에 대한 제1 몸체(2-1)의 상대적인 운동에 의해 로봇 몸체(2)의 자세가 변경될 수 있도록 구성될 수도 있다. 이 경우에 있어 제3 몸체(2-3)는 도 16a와 같은 형태로서 제1 몸체(2-1)와 배치되어 연동될 수 있으므로 반드시 휘어짐이나 신축이 가능한 소재 또는 구조로 형성될 필요는 없다.In addition, although not shown in the drawing, the robot body 2 is a form in which the second body 2-2 is omitted, and the third body 2-3 and the posture control device without the posture control device 1 installed. (1) consists of a first body (2-1) to be installed, and the posture of the robot body (2) is changed by the relative movement of the first body (2-1) with respect to the third body (2-3). It may be configured to be able to. In this case, the third body 2-3 may be arranged and interlocked with the first body 2-1 in the form as shown in FIG. 16A, so it is not necessarily formed of a material or structure capable of bending or stretching.

한편, 각 제1 몸체(2-1) 또는 제2 몸체(2-2)에 구비되는 자세제어 장치(1)의 개수는 추진체(100)의 추력 성능 및 동작 구현 목적에 따라 적절히 변경될 수 있으며, 제1 몸체(2-1) 또는 제2 몸체(2-2) 중 어느 하나는 본 발명에 따른 자세제어 장치(1)가 아닌 다른 형태의 자세제어 장치가 구비되거나, 자세제어 장치가 전혀 구비되지 않을 수도 있다.Meanwhile, the number of posture control devices 1 provided in each of the first body 2-1 or the second body 2-2 may be appropriately changed according to the thrust performance of the propellant 100 and the purpose of implementing the operation. , Any one of the first body (2-1) or the second body (2-2) is provided with a posture control device of a form other than the posture control device 1 according to the present invention, or is provided with a posture control device at all It may not be.

도 17 내지 19에 도시된 바와 같이, 위와 같이 구성되는 로봇 몸체(2)는 로봇의 몸통부(2')나 팔, 다리(2")일 수 있다.As shown in FIGS. 17 to 19, the robot body 2 configured as above may be a body portion 2 ′ or an arm or leg 2 ″ of the robot.

도 17 및 18을 참조하면, 추진체(100)는 로봇 몸체(2)의 하중을 지지하면서 자체적인 호버링 비행 중이며, 회동기구(200)에 의해 로봇 몸체(2)가 호버링 비행 중인 추진체(100)에 대해 회동됨으로써 로봇 몸체(2)의 기울기나 위치가 변동되게 할 수 있다.17 and 18, the propellant 100 is in its own hovering flight while supporting the load of the robot body 2, and the robot body 2 is hovering in the propellant 100 in the hovering flight by the rotation mechanism 200. By rotating relative to the robot body 2, the inclination or position of the robot body 2 can be changed.

또한, 도 19에 도시된 바와 같이, 로봇이 이동하는 경우에는 로봇의 몸통부(2')에 대해 추진체(100)를 회동시켜 추진체(100)에 의해 생성되는 추력의 방향을 바꿈으로써 로봇의 이동에 필요한 구동력을 보조하거나 증가시킬 수 있도록 할 수 있다. 이때, 회동기구(200)에 의한 추진체(100)의 원활한 회동을 위해 회동시 추진체(100)의 추력을 감소시키거나 발생시키지 않을 수도 있을 것이다.In addition, as shown in FIG. 19, when the robot moves, the robot moves by rotating the propellant 100 with respect to the body 2'of the robot to change the direction of the thrust generated by the propellant 100. It can be made to support or increase the driving force required for At this time, for smooth rotation of the propellant 100 by the rotation mechanism 200, the thrust of the propellant 100 may be reduced or not generated during rotation.

한편, 도 20 내지 37은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에 있어서 제1 회동 구동부 및 제2 회동 구동부의 다양한 변형 실시예를 도시한 도면이다.Meanwhile, FIGS. 20 to 37 are views showing various modified embodiments of the first rotation drive unit and the second rotation drive unit in the apparatus for controlling a posture of a robot according to the present invention.

도 20 내지 25를 참조하면, 제1 회동 구동부(10)의 구동부 몸체(12)는 프레임(50)의 일측이나 양측으로 돌출 또는 연장되거나 관통하는 다양한 변형예가 가능하며, 이때 모터(11)는 구동부 몸체(12)나 프레임(50)에 설치 위치나 방향을 달리하여 다양한 형태로 고정 결합될 수 있다. 모터(11)가 프레임(50)에 고정 결합되는 경우에는 구동부 몸체(12)는 모터(11)와 결합됨으로써 프레임(50)에 직접 결합되지 않아도 된다(도 23 참조). 또한, 제1 회동 구동부(10)는 추진체 결합부(40)와 프레임(50)을 연동하는 구성을 가지지 않을 수도 있으며, 이 경우 제2 회동 구동부(20)에 의해서만 추진체 결합부(40)와 프레임(50)이 연동되게 된다.Referring to FIGS. 20 to 25, the drive body 12 of the first rotation drive unit 10 can protrude, extend, or penetrate to one or both sides of the frame 50, and at this time, the motor 11 is a drive unit It may be fixedly coupled to the body 12 or frame 50 in various forms by changing the installation position or direction. When the motor 11 is fixedly coupled to the frame 50, the drive body 12 is coupled to the motor 11, so that it is not necessary to be directly coupled to the frame 50 (see FIG. 23). In addition, the first rotation drive unit 10 may not have a configuration that interlocks the propellant coupling unit 40 and the frame 50, in this case, the propellant coupling unit 40 and the frame only by the second rotation drive unit 20 (50) will be linked.

도 26 내지 32를 참조하면, 제1 회동 구동부(10)의 모터(11)는 구동부 몸체(12) 없이 프레임(50)에 바로 고정 결합될 수 있는데, 이때 구동부 몸체(12)는 프레임(50)의 일측에 추진체 결합부(40)의 구름 회전부(19)에 회전 가능하게 결합될 수 있을 정도로만 짧게 형성될 수 있으며, 나아가 구동부 몸체(12)는 생략된 채 모터(11)의 일부가 추진체 결합부(40)의 구름 회전부(19)에 회전 가능하게 결합되는 것도 가능하다.Referring to FIGS. 26 to 32, the motor 11 of the first rotation drive unit 10 can be directly fixedly coupled to the frame 50 without the drive unit body 12, wherein the drive unit body 12 is the frame 50 It may be formed short enough to be rotatably coupled to the rolling rotation unit 19 of the propellant coupling unit 40 on one side of the, furthermore, a part of the motor 11 is omitted while the drive unit body 12 is omitted. It is also possible to be rotatably coupled to the rolling rotation unit 19 of (40).

이 경우 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치에서 상대적으로 중량이 큰 구성인 모터(11)와 프레임(50)을 제어중심인 추진체(100)에 근접 배치시킬 수 있게 되므로 추진체(100)의 제어에 유리하게 된다. 특히, 구동부 몸체(12)가 생략되는 경우에는 장치의 중량 감소 및 구성이 단순화되는 효과가 있다.In this case, since the motor 11 and the frame 50, which are relatively heavy components in the robot posture control device according to the present invention, can be placed close to the propellant 100, which is the control center, it is possible to control the propellant 100. It becomes advantageous. In particular, when the drive body 12 is omitted, there is an effect of reducing the weight of the device and simplifying the configuration.

한편, 도 26 내지 32에 도시된 바와 같이 모터(11)가 프레임(50)에 결합되는 방향에 따라 동력전달기구(13) 및 추진체 결합부(40)의 구름 회전부(19)는 프레임(50)의 내측 또는 외측에 적절히 위치될 수 있다. 동력전달기구(13)가 프레임(50)의 외측에 위치하는 경우에는, 로봇 몸체(2)와 프레임(50) 사이에 동력전달기구(13)가 위치할 수 있도록 로봇 몸체(2)의 회전축부(51)가 로봇 몸체(2)와 프레임(50) 사이에 유격을 형성하는 길이로 형성되는 것이 바람직하다(도 28 참조).On the other hand, as shown in Figs. 26 to 32, according to the direction in which the motor 11 is coupled to the frame 50, the rolling rotation unit 19 of the power transmission mechanism 13 and the propellant coupling unit 40 is the frame 50 It may be appropriately positioned inside or outside of. When the power transmission mechanism 13 is located outside the frame 50, the rotation shaft portion of the robot body 2 so that the power transmission mechanism 13 can be positioned between the robot body 2 and the frame 50 It is preferable that 51 is formed with a length that forms a gap between the robot body 2 and the frame 50 (see FIG. 28).

또한, 추진체 결합부(40)의 구름 회전부(19)는 구름 롤러(18)를 구비하는 형태로만 한정되는 것은 아니며, 구동부 몸체(12) 또는 모터(11)와 베어링 또는 윤활유 등을 매개로 한 통상적인 회전축 결합 방식으로도 결합될 수 있다(도 27, 30 내지 32 참조). 나아가, 추진체 결합부(40)는 구동부 몸체(12) 또는 모터(11)와 결합되지 않고 프레임(50)과 바로 회전축 결합 방식으로 결합되는 것도 가능하다.In addition, the rolling rotation unit 19 of the propellant coupling unit 40 is not limited to the form provided with the rolling roller 18, and is not limited to the driving unit body 12 or the motor 11 and a conventional bearing or lubricating oil. It can also be coupled by a rotation shaft coupling method (see Figs. 27, 30 to 32). Further, the propellant coupling portion 40 may be coupled directly to the frame 50 in a rotational shaft coupling manner without being coupled to the drive body 12 or the motor 11.

또한, 도 32에 도시된 바와 같이 프레임(50)은 모터(11)가 내부에 완전히 설치될 수 있을 정도의 두께를 가질 수 있으며, 이때 모터(11)는 프레임(50)에 일부만 걸치거나 프레임(50)의 내부에 완전히 포함된 형태 등으로 다양하게 설치될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 32, the frame 50 may have a thickness sufficient to allow the motor 11 to be completely installed therein, and at this time, the motor 11 may span only part of the frame 50 or 50) can be installed in a variety of ways, such as completely contained inside.

도 33 내지 36을 참조하면, 제1 회동 구동부(10) 및 제2 회동 구동부(20)의 모터(11, 21)는 그 회전축(14, 22)이 제2 회동축(y)과 평행하지 않게 배치될 수 있다.33 to 36, the motors 11 and 21 of the first rotation drive unit 10 and the second rotation drive unit 20 do not have their rotation shafts 14 and 22 parallel to the second rotation axis y. Can be placed.

한편, 제2 회동 구동부(20)의 모터(21)도 제1 회동 구동부(10)의 모터(11)와 마찬가지로 프레임(50)에 설치될 수 있는데, 이때 추진체 결합부(40)에 모터(21)의 회전축(22)이 결합되는 것도 가능하다.On the other hand, the motor 21 of the second rotation drive unit 20 may be installed on the frame 50 like the motor 11 of the first rotation drive unit 10, at this time, the motor 21 in the propellant coupling unit 40 ) Of the rotation shaft 22 may be coupled.

도 37은 모터(21)의 회전축(22)이 프레임(50)에 직접 결합되는 경우를 도시한 것으로, 이 경우 장치의 무게 중심을 고려하여 추진체(100)를 중심으로 모터(21)가 제1 회동 구동부(10)의 모터(11)와 대응되는 거리 상에 위치될 수 있도록 프레임(50)이 외측으로 돌출되는 형태로 형성되어 모터(21)와 결합될 수 있다. 이때, 모터(21)와 프레임(50)의 사이에는 가이드 돌기 및 홈이나 베어링 등으로 이루어진 회동 가이드 구성을 더 포함할 수 있다.37 shows a case in which the rotation shaft 22 of the motor 21 is directly coupled to the frame 50, in this case, the motor 21 is the first motor 21 around the propellant 100 in consideration of the center of gravity of the device. The frame 50 may be formed to protrude outward so that it may be located at a distance corresponding to the motor 11 of the rotation driving unit 10 and may be coupled to the motor 21. At this time, between the motor 21 and the frame 50 may further include a rotation guide configuration consisting of a guide protrusion and a groove or a bearing.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치 및 이를 구비한 로봇에 의하면, 추진체의 추력을 이용해 로봇 몸체의 하중을 지지함으로써 중량에 따른 제약을 줄여 로봇을 구성하는 부품의 선택을 폭넓게 할 수 있으며, 부품의 개수를 줄이고 상대적으로 저렴한 부품의 사용이 가능하여 로봇 제작 비용이 절감되고, 로봇의 외형을 구성하고 디자인함에 있어 다양성을 확보할 수 있게 된다.According to the posture control device of the robot according to the present invention and the robot having the same as described above, by supporting the load of the robot body by using the thrust of the propellant, it is possible to reduce the restriction on the weight and widen the selection of parts constituting the robot In addition, it is possible to reduce the number of parts and use relatively inexpensive parts, thereby reducing the cost of manufacturing the robot, and securing diversity in configuring and designing the robot's appearance.

또한, 모래 등과 같이 지지력이 약하여 움직임이 어려운 사용환경에서도 추력 발생을 통해 로봇의 하중을 견인함으로써, 움직임이 용이해지게 된다.In addition, even in a use environment where it is difficult to move due to weak bearing power such as sand, the robot's load is pulled through generation of thrust, thereby facilitating movement.

또한, 추진체의 추력을 통해 로봇 몸체의 안정적인 자세제어를 손쉽게 유도할 수 있도록 함으로써, 로봇의 민첩성과 운동성이 증대되고 행동반경이 넓어지는 것은 물론, 다양한 동작을 수행할 수 있는 로봇의 제작이 가능하게 된다.In addition, it is possible to easily induce stable posture control of the robot body through the thrust of the propellant, thereby increasing the agility and mobility of the robot, widening the action radius, and making it possible to manufacture a robot that can perform various actions. do.

이상, 본 발명에 따른 로봇의 자세제어 장치 및 이를 구비한 로봇을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였으나, 본 명세서와 첨부된 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 쉽게 설명하기 위한 목적으로 사용된 것일 뿐, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니며, 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.In the above, the posture control apparatus of the robot according to the present invention and the robot having the same have been described in detail with reference to the accompanying drawings, but the embodiments disclosed in the present specification and the accompanying drawings are for the purpose of easily describing the technical idea of the present invention. It is only used as, and is not used to limit the scope of the present invention described in the claims, and therefore, those of ordinary skill in the art understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. I will understand.

1: 자세제어 장치 2: 로봇 몸체
2': 몸통부 2": 팔, 다리
2-1: 제1 몸체 2-2: 제2 몸체
2-3: 제3 몸체 10: 제1 회동 구동부
11: 모터 12: 구동부 몸체
12', 12": 고정 케이싱 13: 동력전달기구
14: 모터 회전축 15: 제1 피니언 기어
15': 제1 풀리 16: 기어
16': 벨트 17: 회전 샤프트
17': 텐션 풀리 18: 구름 롤러
19: 구름 회전부 20: 제2 회동 구동부
21: 모터 22: 모터 회전축
23: 구동부 몸체 24: 고정 케이싱
30: 제3 회동 구동부 31: 모터
32: 피니언 기어 33: 링 기어
34: 고정 케이싱 35: 연결 몸체
40: 추진체 결합부 41: 고정부
42: 회동부 43: 레일
44: 롤러 50: 프레임
51: 회전축부 52: 회전 베어링부
53: 제2 피니언 기어 53': 제2 풀리
54: 지지 베어링부 61: 외피
62: 프레임 구조체 100: 추진체
200: 회동기구 x: 제1 회동축
y: 제2 회동축 z: 제3 회동축
z': 추진체 축1: posture control device 2: robot body
2': body 2": arms, legs
2-1: first body 2-2: second body
2-3: 3rd body 10: 1st rotation drive part
11: motor 12: drive body
12', 12": fixed casing 13: power transmission mechanism
14: motor rotation shaft 15: first pinion gear
15': first pulley 16: gear
16': belt 17: rotating shaft
17': tension pulley 18: rolling roller
19: rolling rotation part 20: second rotation driving part
21: motor 22: motor rotating shaft
23: drive body 24: fixed casing
30: third rotation drive unit 31: motor
32: pinion gear 33: ring gear
34: fixed casing 35: connecting body
40: propellant coupling portion 41: fixed portion
42: rotating part 43: rail
44: roller 50: frame
51: rotating shaft part 52: rotating bearing part
53: second pinion gear 53': second pulley
54: support bearing part 61: outer shell
62: frame structure 100: propellant
200: rotation mechanism x: first rotation shaft
y: 2nd rotation axis z: 3rd rotation axis
z': propellant shaft

Claims

A propellant that generates thrust to support or tow a load of the robot body, and
It is installed between the robot body and the propellant includes a rotation mechanism for rotating the robot body relative to the propellant or the propellant to the robot body,
The rotation mechanism has at least two rotation shafts, and each rotation shaft is configured to form a right angle to each other.