KR20210151326A - Moving robot - Google Patents
Moving robot Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210151326A KR20210151326A KR1020200067979A KR20200067979A KR20210151326A KR 20210151326 A KR20210151326 A KR 20210151326A KR 1020200067979 A KR1020200067979 A KR 1020200067979A KR 20200067979 A KR20200067979 A KR 20200067979A KR 20210151326 A KR20210151326 A KR 20210151326A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mobile robot
- driving
- weight
- driving motor
- units
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0008—Balancing devices
- B25J19/002—Balancing devices using counterweights
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/02—Sensing devices
- B25J19/021—Optical sensing devices
- B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
- B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
- B25J9/126—Rotary actuators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
- B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fuzzy Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
본 개시는 이동 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 개의 바퀴를 구비한 이동 로봇에 관한 것이다.The present disclosure relates to a mobile robot, and more particularly, to a mobile robot having two wheels.
일반적으로 이동 로봇은 원형의 바퀴를 이용하여 주행하며 작업을 수행하거나, 휠체어 등과 같은 설치대상물에 적용하여 사용되는 것 이다. 이러한 이동 로봇은 몸체 및 몸체의 양 측에 대칭으로 배치되며 몸체 보다 큰 두 개의 바퀴를 구비한다.In general, mobile robots are used to perform work while driving using circular wheels, or to be applied to installation objects such as wheelchairs. This mobile robot has a body and two wheels that are symmetrically disposed on both sides of the body and are larger than the body.
이동 로봇의 전진/후진을 위해 바퀴를 구동시키는 경우 몸체는 바퀴와 함께 회전될 수 있다.When the wheels are driven to move forward/backward of the mobile robot, the body may be rotated together with the wheels.
몸체의 회전을 방지하기 위해, 몸체에 무게추를 장착하여 몸체가 중력에 의한 방향성을 갖도록 할 수 있다. 그러나, 이 경우, 이동 로봇이 주행 상태에서 급정지하거나 정지 상태에서 전진, 후진 등의 주행 운동을 하게 되면, 몸체가 관성에 의해 반작용 운동을 하게 될 수 있다. 이로 인해, 몸체에 장착된 센서의 움직임을 초래하게 되어 센서의 기능이 저하될 수 있다.In order to prevent rotation of the body, a weight may be mounted on the body so that the body has directionality due to gravity. However, in this case, when the mobile robot makes a sudden stop in the running state or when the mobile robot performs a running motion such as forward or backward in a stopped state, the body may react due to inertia. Due to this, the movement of the sensor mounted on the body may be caused and the function of the sensor may be deteriorated.
본 개시의 일 측면은, 몸체의 무게 중심 이동을 제어하여 몸체에 관성이 작용하는 상황에서 몸체의 떨림을 제거함으로써 안정적인 모션을 유지할 수 있는 이동 로봇을 제공한다.One aspect of the present disclosure provides a mobile robot capable of maintaining a stable motion by controlling the movement of the center of gravity of the body to remove vibration of the body in a situation where inertia acts on the body.
또한, 몸체의 무게 중심 이동을 제어하여 몸체와 함께 몸체에 장착된 센서를 틸팅(tilting)시킴으로써, 원하는 부분의 센싱을 원할하게 수행할 수 있는 이동 로봇을 제공한다.In addition, by controlling the movement of the center of gravity of the body and tilting the sensor mounted on the body together with the body, there is provided a mobile robot capable of smoothly sensing a desired part.
또한, 몸체의 좌측 및 우측의 무게 중심 이동을 각각 제어할 수 있어, 이동 로봇이 주행 중 또는 정지 상태에서 다양한 모션을 생성하도록 할 수 있는 이동 로봇을 제공한다.In addition, there is provided a mobile robot capable of controlling the movement of the center of gravity of the left and right sides of the body, respectively, so that the mobile robot can generate various motions while driving or in a stationary state.
상기한 본 발명의 사상에 따른 이동 로봇은, 몸체, 상기 몸체의 양 측에 마련되는 한 쌍의 구동바퀴, 상기 한 쌍의 구동바퀴 각각과 상기 몸체를 연결시키는 한 쌍의 회전축 및 서로 대칭으로 마련되며, 상기 몸체의 좌 측 및 우 측 각각에 마련되는 제1 및 제2 유닛들을 포함한다.The mobile robot according to the spirit of the present invention is provided with a body, a pair of driving wheels provided on both sides of the body, a pair of rotational shafts connecting each of the pair of driving wheels and the body, and symmetrically with each other and first and second units provided on the left and right sides of the body, respectively.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각은, 상기 구동바퀴를 구동시키기 위한 제1 구동모터, 상기 제1 구동모터와 연결되어 상기 회전축에 동력을 전달하는 제1 동력 전달부, 회전 가능하도록 마련되어 상기 몸체의 무게중심을 제어하는 무게추, 상기 무게추를 회전시키기 위한 제2 구동모터 및 상기 제2 구동모터와 연결되어 상기 무게추에 회전력을 전달하는 제2 동력 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Each of the first and second units includes a first driving motor for driving the driving wheel, a first power transmission unit connected to the first driving motor to transmit power to the rotating shaft, and rotatably provided to the body It characterized in that it comprises a weight for controlling the center of gravity of the weight, a second driving motor for rotating the weight, and a second power transmission unit connected to the second driving motor to transmit a rotational force to the weight.
상기 이동 로봇은 구(sphere) 형상으로 마련되고, 상기 한 쌍의 구동바퀴 각각은 반구(half sphere) 형상으로 마련될 수 있다.The mobile robot may have a sphere shape, and each of the pair of driving wheels may have a half sphere shape.
상기 한 쌍의 구동바퀴 각각은 외면 일부를 둘러싸도록 마련되어 지면과 접촉되는 접촉부재를 포함할 수 있다.Each of the pair of driving wheels may include a contact member provided to surround a portion of an outer surface and contacting the ground.
상기 제1 동력 전달부는, 상기 제1 구동모터에 결합되어 회전되는 제1 피니언 기어 및 상기 회전축에 끼워지며 상기 제1 피니언 기어로부터 동력을 전달받아 상기 회전축을 회전시키는 제2 피니언 기어를 포함할 수 있다.The first power transmission unit, It may include a first pinion gear coupled to the first driving motor to rotate, and a second pinion gear fitted to the rotation shaft and receiving power from the first pinion gear to rotate the rotation shaft.
상기 제2 동력 전달부는, 상기 회전축에 끼워지는 제1 기어, 상기 제2 구동모터와 결합되어 회전되며, 상기 제1 기어에 회전력을 전달하는 제2 기어, 상기 제1 기어와 결합되어 상기 제1 기어와 함께 회전되는 제1 링크 및 상기 제1 링크 및 상기 무게추와 결합되어 상기 무게추를 회전시키는 제2 링크를 포함할 수 있다.The second power transmission unit may include a first gear fitted to the rotation shaft, a second gear coupled to the second driving motor and rotating, a second gear transmitting a rotational force to the first gear, and the first gear coupled to the first gear It may include a first link rotated together with the gear and a second link coupled to the first link and the weight to rotate the weight.
상기 제1 기어는 상기 회전축과 이격된 상태로 상기 회전축에 끼움 결합되고, 상기 제1 링크는 상기 회전축을 중심으로 회전될 수 있다.The first gear may be fitted and coupled to the rotation shaft while being spaced apart from the rotation shaft, and the first link may be rotated about the rotation shaft.
상기 이동 로봇은 구 형상으로 마련되며, 상기 몸체는 상기 제1 및 제2 유닛들의 사이에 공간을 갖도록 마련되는 공간부를 포함할 수 있다.The mobile robot may have a spherical shape, and the body may include a space portion provided to have a space between the first and second units.
상기 제1 링크는 상기 제1 기어의 외측으로 연장되며, 상기 제2 링크는 상기 제1 링크의 외측으로 상기 공간부를 향하도록 연장될 수 있다.The first link may extend to the outside of the first gear, and the second link may extend to the outside of the first link toward the space.
상기 공간부에는, 상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 제어하는 제어부가 마련될 수 있다.A control unit for controlling the first driving motor and the second driving motor of each of the first and second units may be provided in the space.
상기 제어부는, 상기 제1 구동모터를 제어하여 상기 이동 로봇의 주행을 제어하는 주행 제어부 및 상기 제2 구동모터를 제어하여 상기 몸체의 무게중심 이동을 제어하는 무게중심 제어부를 포함할 수 있다.The control unit may include a traveling control unit for controlling the traveling of the mobile robot by controlling the first driving motor and a center of gravity control unit for controlling the movement of the center of gravity of the body by controlling the second driving motor.
상기 몸체의 현재 기울기 값을 측정하기 위한 관성 센서를 더 포함할 수 있다.It may further include an inertial sensor for measuring the current inclination value of the body.
상기 무게중심 제어부는, 상기 몸체의 목표 기울기 값을 설정하는 설정부, 상기 몸체의 목표 기울기 값과 상기 몸체의 현재 기울기 값의 차이 값을 연산하는 연산부, 상기 차이 값에 기초하여 상기 무게추의 회전 방향 및 회전 속도를 결정하는 처리부 및 상기 처리부에서 결정된 상기 무게추의 회전 방향 및 회전 속도에 대응되도록 상기 제2 구동모터를 작동시키는 출력부를 포함할 수 있다.The center of gravity control unit includes a setting unit for setting a target inclination value of the body, a calculation unit calculating a difference value between a target inclination value of the body and a current inclination value of the body, and rotation of the weight based on the difference value It may include a processing unit for determining the direction and rotation speed, and an output unit for operating the second driving motor to correspond to the rotation direction and rotation speed of the weight determined by the processing unit.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추는, 기준선에 위치된 상태에서 상기 기준선의 전방 또는 후방을 향하여 서로 동일한 속도 및 서로 동일한 각도로 회전될 수 있다.The weights of each of the first and second units may be rotated at the same speed and at the same angle to each other toward the front or rear of the reference line in a state in which they are located on the reference line.
상기 몸체에는 전방 영상을 촬영하기 위한 카메라가 마련되며, 상기 카메라는 상기 몸체와 함께 회전되어 촬영을 수행할 수 있다.A camera for photographing a front image is provided on the body, and the camera may be rotated together with the body to perform photographing.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추가 적어도 한 바퀴 이상 회전 하는 경우, 상기 이동 로봇은 구름 운동 모드를 수행할 수 있다.When the weight of each of the first and second units rotates at least one wheel or more, the mobile robot may perform a rolling motion mode.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추가 상기 기준선의 후방을 향하여 두 바퀴 이상 회전하는 경우, 상기 이동 로봇은 진동 운동 모드를 수행할 수 있다.When the weight of each of the first and second units rotates two or more wheels toward the rear of the reference line, the mobile robot may perform a vibrating motion mode.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추는 기준선에 위치된 상태에서 서로 동일한 속도로 회전되되, 서로 반대 방향으로 회전될 수 있다.The weights of each of the first and second units are rotated at the same speed as each other in a state positioned on the reference line, and may be rotated in opposite directions.
상기 한 쌍의 구동바퀴가 전진하는 상태에서 상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추 중 어느 하나는 상기 기준선의 전방을 향하여 한 바퀴 회전되고, 다른 하나는 상기 기준선의 후방을 향하여 한 바퀴 회전되는 경우, 상기 이동 로봇의 주행 진행 방향은 상기 다른 하나의 측으로 전환될 수 있다.In a state in which the pair of driving wheels move forward, one of the weights of each of the first and second units rotates one turn toward the front of the reference line, and the other rotates one turn toward the rear of the reference line. In this case, the traveling direction of the mobile robot may be switched to the other side.
상기한 본 발명의 사상에 따르면, 몸체에 관성이 작용하는 상황에서 몸체의 떨림을 제거함으로써 이동 로봇의 주행 안정성을 확보할 수 있다.According to the spirit of the present invention described above, it is possible to secure the running stability of the mobile robot by removing the vibration of the body in a situation where inertia acts on the body.
또한, 몸체를 원하는 위치로 이동시킴으로써 몸체에 장착된 센서를 원하는 위치로 틸팅(tilting)시킬 수 있어, 센서를 통해 원하는 부분의 센싱을 월활하게 수행할 수 있다.In addition, by moving the body to a desired position, the sensor mounted on the body can be tilted to a desired position, so that a desired portion can be smoothly sensed through the sensor.
또한, 이동 로봇이 주행 중 또는 정지 상태에서 다양한 모션을 생성할 수 있으며, 전진/후진 주행 외에 진동 주행, 구름 운동 등의 확장된 운동성을 가질 수 있다.In addition, the mobile robot may generate various motions while driving or in a stationary state, and may have extended mobility such as vibration driving and rolling motion in addition to forward/backward driving.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 이동 로봇의 내부를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 이동 로봇의 내부를 도시한 정면도.
도 4는 도 3의 이동 로봇의 회전축에 결합된 제1 기어를 도시한 단면도.
도 5는 도 3의 이동 로봇의 제어부를 도시한 블록도.
도 6 내지 도 9는 이동 로봇의 모션을 도시한 예시도들.1 is a perspective view showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the inside of the mobile robot of Figure 1;
Figure 3 is a front view showing the inside of the mobile robot of Figure 2;
4 is a cross-sectional view illustrating a first gear coupled to a rotation shaft of the mobile robot of FIG. 3 ;
5 is a block diagram illustrating a control unit of the mobile robot of FIG. 3;
6 to 9 are exemplary views illustrating a motion of a mobile robot.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred example of the disclosed invention, and there may be various modifications that can replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.In addition, the same reference numerals or reference numerals in each drawing of the present specification indicate parts or components that perform substantially the same functions.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.In addition, the terminology used herein is used to describe the embodiments, and is not intended to limit and/or limit the disclosed invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including an ordinal number, such as "first", "second", etc. used herein may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms, and the terms are It is used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
이하에서는 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 이동 로봇의 내부를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 이동 로봇의 내부를 도시한 정면도이고, 도 4는 도 3의 이동 로봇의 회전축에 결합된 제1 기어를 도시한 단면도이고, 도 5는 도 3의 이동 로봇의 제어부를 도시한 블록도이다.1 is a perspective view showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the inside of the mobile robot of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view showing the inside of the mobile robot of FIG. , FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a first gear coupled to the rotation shaft of the mobile robot of FIG. 3 , and FIG. 5 is a block diagram illustrating a control unit of the mobile robot of FIG. 3 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 이동 로봇(1)은 몸체(10)와, 몸체(10)의 양 측에 마련되는 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)와, 서로 대칭으로 마련되며 한 쌍의 구동바퀴(21, 22) 각각과 연결되는 제1 및 제2 유닛들(100, 200)과, 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 사이에 설치공간을 갖도록 마련되는 공간부(300)를 포함한다.1 and 2, the
몸체(10)와 몸체(10)의 양 측에 마련되는 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)는 함께 구(sphere) 형상을 이루며, 이에 따라 이동 로봇(1)은 전체적으로 구 형상으로 마련된다.The
몸체(10)는 이동 로봇(1)의 중심을 형성하고, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)는 몸체(10)의 좌측 및 우측에 대칭으로 회전 가능하게 반구(half sphere) 형상으로 마련된다.The
이 경우, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22) 각각은 몸체(10)와 인접한 부분에 마련되는 접촉부재(25)를 포함할 수 있다. 즉, 접촉부재(25)는 구동바퀴(21, 22)와 몸체(10)의 경계부에 마련될 수 있으며, 구동바퀴(21, 22)의 외면 일부를 둘러싸도록 마련됨으로써 지면과 접촉될 수 있어 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 지면을 구르도록 할 수 있다.In this case, each of the pair of
몸체(10)의 외면 또는 내부에는 이동 로봇(1)의 주행 중 전방 영상을 촬영하기 위한 카메라(70)가 마련될 수 있다. 몸체(10)의 양 측 내부 각각에 마련된 회전축(110, 210)이 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)와 결합된다.A
제1 유닛(100)은 몸체(10)의 공간부(300)를 기준으로 좌 측에 마련되고 제2 유닛(200)은 몸체(10)의 공간부(300)를 기준으로 우 측에 마련되어, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)의 주행을 제어할 수 있으며, 나아가, 몸체(10)의 무게중심을 제어할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 유닛들(100, 200)이 몸체(10)의 공간부(300)를 기준으로 서로 대칭으로 마련됨에 따라, 몸체(10)의 좌 측 및 우 측을 각각 별도로 제어할 수 있다. The
이 경우, 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각에 포함되는 구성들은 마찬가지로 서로 대칭으로 이루어질 수 있다. 즉, 제1 및 제2 유닛들(100, 200)에 포함되는 구성들은 한 쌍으로 마련될 수 있다.In this case, the components included in each of the first and
다만, 제1 유닛(100)이 몸체(10)의 공간부(300)를 기준으로 우 측에 마련되고 제2 유닛(200)이 몸체(10)의 공간부(300)를 기준으로 좌 측에 마련될 수도 있다. However, the
나아가, 제1 및 제2 유닛들(100, 200)이 서로 대칭으로 형성되어 몸체(10)의 공간부(300)를 형성함에 따라, 몸체(10)의 공간부(300)에 이동 로봇(1)의 제어에 필요한 장치들이 위치될 수 있어 공간의 활용성을 극대화시킬 수 있다. 이 경우, 몸체(10)의 공간부(300)에는 이동 로봇(1)의 제어에 필요한 전자 장치들이 배치될 수 있다.Furthermore, as the first and
도 3을 참조하면, 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각은, 제1 구동모터(105, 205), 회전축(110, 210), 제1 동력 전달부(120, 220), 무게추(130, 230), 제2 구동모터(140, 240) 및 제2 동력 전달부(150, 250)를 포함한다. 이 경우, 제1 구동모터(105, 205), 회전축(110, 210), 제1 동력 전달부(120, 220), 무게추(130, 230), 제2 구동모터(140, 240) 및 제2 동력 전달부(150, 250) 각각은 한 쌍으로 마련된다.Referring to FIG. 3 , each of the first and
제1 구동모터(105, 205)는 구동바퀴(21, 22)를 구동시키기 위한 것으로 몸체(10)의 내부에 마련된다.The
회전축(110, 210)은 몸체(10)의 양 측 각각에 마련되어 구동바퀴(21, 22)와 결합된다. 회전축(110, 210)은 제1 구동모터(105, 205)로부터 동력을 전달받아 회전될 수 있으며, 이에 따라 구동바퀴(21, 22)가 주행하도록 할 수 있다.The rotating
이와 같이 회전축(110, 210)이 제1 구동모터(105, 205)로부터 동력을 전달받을 수 있도록, 제1 동력 전달부(120, 220)는 몸체(10)의 내부에 제1 구동모터(105, 205)와 연결되도록 마련되어 회전축(110, 210)에 동력을 전달할 수 있다.In this way, the first
제1 동력 전달부(120, 220)는 제1 피니언 기어(121, 221) 및 제2 피니언 기어(122, 222)를 포함한다.The first
제1 피니언 기어(121, 221)는 제1 구동모터(105, 205)의 회전축(110, 210)에 결합되어 제1 구동모터(105, 205)로부터 동력을 전달받음으로써 제1 구동모터(105, 205)의 회전축(106, 206)을 중심으로 회전될 수 있다. 제2 피니언 기어(122, 222)는 회전축(110, 210)에 끼워지며 제1 피니언 기어(121, 221)와 맞물리도록 마련될 수 있다. 제2 피니언 기어(122, 222)는 제1 피니언 기어(121, 221)가 회전되면 제1 피니언 기어(121, 221)와 맞물려 함께 회전됨으로써 회전축(110, 210)을 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 회전축(110, 210) 각각의 일 단에 각각 결합된 구동바퀴(21, 22)가 회전될 수 있다.The first pinion gears 121 and 221 are coupled to the
한편, 무게추(130, 230)는 몸체(10)의 내부에 회전 가능하도록 마련되어 몸체(10)의 무게중심 위치를 변경할 수 있다. 무게추(130, 230)는 몸체(10)의 무게중심 이동을 제어하여 이동 로봇(1)의 균형을 미세하게 제어할 수 있다. 이에 따라, 무게추(130, 230)는 이동 로봇(1)이 이동할 때 다양한 외력에 의해 균형을 잡지 못하고 설정되지 않은 방향으로 이동하지 못하는 문제를 해소할 수 있다. 또한, 이동 로봇(1)이 이동하다가 정지하는 경우 또는 정지한 상태에서 이동하는 경우 이동 로봇(1)에 관성이 작용될 수 있는데, 이 때 무게추(130, 230)는 몸체(10)가 관성에 의해 한 쪽으로 쏠리는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, the
제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각의 무게추(130, 230)는 이동 로봇(1)의 균형을 제어하기 위해 동시에 동일한 방향으로 동일한 각도로 회전될 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇(1)이 전진 주행하는 경우, 도 3과 같이 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각의 제1 링크(153, 253)가 지면에 수직으로 위치될 수 있다. The
이 경우, 무게추(130, 230)의 위치를 제1 위치로 정의할 수 있다. 즉, 제1 위치는 무게추(130, 230)가 기준선(도 6의 L)에 위치되는 상태에서의 무게추(130, 230)의 위치를 칭한다.In this case, the position of the
이 때, 이동 로봇(1)이 갑자기 정지하면, 관성에 의해 이동 로봇(1)의 몸체(10)가 기준선(L)의 전방으로 쏠릴 수 있다. 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각의 무게추(130, 230)는 반시계 방향으로 회전되어 기준선(L)의 후방으로 이동함으로써 기준선(L)의 전방으로 이동 로봇(1)이 전방으로 쏠리는 것을 방지할 수 있다.At this time, when the
무게추(130, 230)는 몸체(10)의 운동에 필요한 에너지를 발생시키기 위한 것으로, 몸체(10)를 운동시킬 수 있는 중량으로 이루어질 수 있다. 즉, 무게추(130, 230)가 중력방향을 향하지 않고 기준선(L)를 기준으로 전방 또는 후방에 위치하였을 때, 몸체(10)의 무게중심이 무게추(130, 230)가 이동한 방향으로 이동할 수 있는 중량으로 형성되는 것이 바람직하다.The
제2 구동모터(140, 240)는 이러한 무게추(130, 230)를 회전시키기 위한 것으로 몸체(10)의 내부에 마련되어 동력을 생성할 수 있다.The
제2 동력 전달부(150, 250)는 제2 구동모터(140, 240)와 연결되어 무게추(130, 230)에 회전력을 전달할 수 있다. 제2 동력 전달부(150, 250)는 제1 기어(151, 251), 제2 기어(152, 252), 제1 링크(153, 253) 및 제2 링크(154, 254)를 포함한다.The second
제1 기어(151, 251)는 회전축(110, 210)에 끼워진다. 이 경우, 제1 기어(151, 251)는 회전축(110, 210)에 끼워지도록 관통공(도 4의 71)을 구비할 수 있다. 제2 기어(152, 252)는 제2 구동모터(140, 240)의 회전축(110, 210)에 결합되어 제2 구동모터(140, 240)로부터 회전력을 전달받아 제2 구동모터(140, 240)의 회전축(141, 241)을 중심으로 회전될 수 있다. 제1 기어(151, 251) 및 제2 기어(152, 252)는 서로 맞물리도록 마련됨에 따라, 제2 기어(152, 252)는 제1 기어(151, 251)에 회전력을 전달하여 제1 기어(151, 251)와 함께 회전할 수 있다.The
제1 링크(153, 253)는 제1 기어(151, 251)와 결합되어 제1 기어(151, 251)와 함께 회전될 수 있다.The
제2 링크(154, 254)는 제1 링크(153, 253) 및 무게추(130, 230)의 사이에 위치되도록, 제1 링크(153, 253) 및 무게추(130, 230) 각각과 결합되어 제1 링크(153, 253)와 함께 회전되어 무게추(130, 230)를 회전시킬 수 있다.The second link (154, 254) is coupled with each of the first link (153, 253) and the weight (130, 230) so as to be positioned between the first link (153, 253) and the weights (130, 230). It is rotated together with the first link (153, 253) can rotate the weights (130, 230).
한편 도 4를 참조하면, 제1 기어(151, 251)는 회전축(110, 210)과 이격된 상태로 회전축(110, 210)에 끼움 결합될 수 있다. 제1 기어(151, 251)는 회전축(110, 210)이 끼워지는 관통공(71)과, 관통공으로부터 원주 방향으로 연장된 연장부(72)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 기어(151, 251)는 회전축(110, 210)이 연장부(72)에 접촉되지 않도록 관통공을 통해 회전축(110, 210)에 결합됨으로써 회전축(110, 210)이 회전하여도 회전축(110, 210)과 함께 회전되지 않을 수 있다. Meanwhile, referring to FIG. 4 , the
즉, 제1 기어(151, 251)는 회전하는 제2 기어(152, 252)에 의해서만 회전될 수 있으며, 회전축(110, 210)에 끼워짐으로써 회전축(110, 210)을 중심으로 회전될 수 있다. 이 때, 제1 기어(151, 251)에 연결된 제1 링크(153, 253)와 제1 링크(153, 253)에 연결된 제2 링크(154, 254)도 회전축(110, 210)을 중심으로 회전될 수 있으며, 따라서 제2 링크(154, 254)에 연결된 무게추(130, 230)도 몸체(10)의 중심부에 위치된 회전축(110, 210)에 대하여 회전함으로써 안정적으로 회전할 수 있게 된다.That is, the
이와 같이 무게추(130, 230)가 몸체(10)의 중심에 위치된 회전축(110, 210)을 중심으로 360도 회전할 수 있으므로, 몸체(10)의 무게중심 위치를 몸체(10)의 내부에서 보다 넓은 범위로 변화시킬 수 있다. 따라서, 이동 로봇(1)의 무게중심을 보다 넓은 범위에서 변화시킬 수 있음은 물론 이동 로봇(1)의 무게중심 이동의 미세한 조정이 가능해진다.In this way, since the
한편, 제1 링크(153, 253)는 제1 기어(151, 251)의 외측으로 연장되며, 제2 링크(154, 254)는 제1 링크(153, 253)의 외측으로 몸체(10)의 공간부(300)를 향하도록 연장된다. 이는 제2 링크(154, 254)에 연결되는 무게추(130, 230)가 회전축(110, 210)에서 보다 멀리 위치되도록 하여 몸체(10)의 무게중심 제어를 보다 용이하게 하는 동시에 무게중심의 위치를 더욱 다양하게 변화시킬 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 몸체(10)의 내부에서 제1 및 제2 링크(154, 254)들이 함께 회전할 때, 제2 링크(154, 254)에 결합된 무게추(130, 230)는 몸체(10)의 내부에서 회전축(110, 210)과 상대적으로 먼 위치에서 회전됨으로써 몸체(10)의 무게중심 이동을 광범위하게 제어할 수 있다.On the other hand, the first link (153, 253) extends to the outside of the first gear (151, 251), the second link (154, 254) of the
나아가, 이동 로봇(1)은 무게 중심 이동 및 주행 동작 등을 제어하도록 제어부(400)를 더 포함할 수 있다. 제어부(400)는 몸체(10)의 내부에 마련될 수 있고, 몸체(10)의 외면에 마련될 수도 있다. 제어부(400)가 몸체(10)의 내부에 마련되는 경우에는 몸체(10) 내부 공간의 활용성을 향상시키도록 제어부(400)를 전술한 공간부(300)에 위치시킬 수 있다.Furthermore, the
제어부(400)는 이동 로봇(1)에 포함된 다양한 구성들에 의해 수행될 수 있는 다양한 실시예들을 수행하도록 이동 로봇(1)에 포함된 구성들을 제어할 수 있다. 즉, 이하에서 설명되는 다양한 실시예에서 이동 로봇(1)의 동작은 제어부(400)에 의한 제어 동작에 기반한 것으로 이해될 수 있다. 일 실시예에 따라 제어부(400)는 RAM, ROM, CPU, GPU(Graphic Processing Unit) 및 버스(BUS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이는 서로 연결될 수 있다.The
도 5를 참조하면, 제어부(400)는 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각의 제1 구동모터(105, 205)를 제어하여 구동바퀴(21, 22)의 주행을 제어하는 주행 제어부(410)와, 제1 및 제2 유닛들(100, 200) 각각의 제2 구동모터(140, 240)를 제어하여 몸체(10)의 무게중심 이동을 제어하는 무게중심 제어부(420)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the
여기서, 무게중심 제어부(420)는 센싱부에 의해 측정된 센싱정보에 기반하여 이동 로봇(1)의 몸체(10)의 위치를 조절하도록 무게추(130, 230)를 제어함으로써 이동 로봇(1)의 무게중심 이동을 안정적으로 제어할 수 있다. 즉, 무게중심 제어부(420)는 이동 로봇(1)의 무게중심을 이동시키기 위해 무게추(130, 230)를 제어할 수 있다. Here, the center of
센싱부는 도시하지 않았으나 제어부(400)와 같이 공간부(300)에 위치될 수 있다. 센싱부는 이동 로봇(1)의 몸체(10)의 기울기를 측정하기 위한 관성 센서를 포함할 수 있다. 이외에도 센싱부는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더, 온도 센서를 포함할 수 있다.Although not shown, the sensing unit may be located in the
이러한 센싱부, 무게추(130, 230) 및 제어부(400) 등을 포함하는 다양한 구성들의 동작에 필요한 전력을 제공하기 위하여, 몸체(10)의 내부에는 배터리(500)가 포함될 수 있다.In order to provide power necessary for the operation of various components including the sensing unit, the
한편, 무게중심 제어부(420)는 설정부(421), 연산부(422), 처리부(423) 및 출력부(424)를 포함한다.Meanwhile, the center of
설정부(421)는 몸체(10)의 목표 기울기 값을 설정한다. 목표 기울기 값은 무게추(130, 230)와 회전축(110, 210)이 이루는 목표 각도일 수 있다.The
관성 센서는 몸체(10)가 지면과 평행하지 않게 기울어지거나, 정면과 마주한 상태에서 상방 또는 하방으로 기울어진 경우, 몸체(10)의 현재 기울기 값을 측정한다. 현재 기울기 값은 무게추(130, 230)와 회전축(110, 210)이 이루는 현재 각도일 수 있다.The inertial sensor measures the current inclination value of the
연산부(422)는 설정부(421)에서 설정한 몸체(10)의 목표 기울기 값과 관성 센서에서 측정한 몸체(10)의 현재 기울기 값을 입력 받은 후, 몸체(10)의 목표 기울기 값과 몸체(10)의 현재 기울기 값의 차이 값을 연산한다. 차이 값은 무게추(130, 230)의 회전축(110, 210)에 대한 회전 각도일 수 있다.The calculating
처리부(423)는 차이 값에 기초하여 무게추(130, 230)의 회전 방향과 회전 속도를 결정할 수 있다. The
출력부(424)는 처리부(423)에서 무게추(130, 230)의 회전 방향과 회전 속도를 결정하면, 처리부(423)에서 결정된 무게추(130, 230)의 회전방향과 회전속도에 대응되도록 제2 구동모터(140, 240)를 제어할 수 있다. 이 때, 처리부는 일반적으로 제2 구동모터(140, 240)의 회전축(141, 241)의 회전수와 각도를 감지하도록 된 센서 또는 제2 구동모터(140, 240) 자체의 회전수와 회전각도를 감지하도록 된 센서를 포함할 수 있다.When the
도 6 내지 도 9는 이동 로봇의 모션을 도시한 예시도들이다.6 to 9 are exemplary views illustrating the motion of the mobile robot.
이하에서는, 도면을 참조하여 무게추(130, 230)가 제어되는 다양한 구현 예를 설명한다. 또한, 제1 유닛(100)의 무게추(130, 230)를 제1 무게추(130, 230)라 칭하고, 제2 유닛의 무게추(130, 230)를 제2 무게추(130, 230)라 칭한다.Hereinafter, various implementation examples in which the
관성 센서를 통해 무게 중심이 몸체(10)의 어느 방향으로 편중되어 있는지 판단할 수 있다. 이 경우, 이동 로봇(1)의 몸체(10)가 편중된 쪽의 반대 방향으로 제1 및 제2 무게추들(130, 230)을 회전시킴으로써 무게중심을 안정적으로 변경하고 이에 따라 이동 로봇(1)이 적은 양의 외력에 의해 전복되는 등의 상황을 방지할 수 있다. It can be determined in which direction the center of gravity of the
도 6의 (a)는 제1 및 제2 무게추들(130, 230)은 제1 위치에 위치된 상태(기준선(L)에 위치된 상태)를 나타낸다. 이 때, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)를 정지시킨 후, 제1 및 제2 무게추들(130, 230)을 서로 동일한 속도로 반시계 방향으로(기준선(L)의 후방으로) 소정 각도 회전시킨다. 그러면, 몸체(10)는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 카메라가 상측을 향하도록 회전된다. 이러한 상태에서 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 후진 주행하도록 하면, 이동 로봇(1)은 후진하면서 계속하여 카메라를 통해 상측을 촬영할 수 있게 된다.6A illustrates a state in which the first and
도 7의 (a)는 제1 및 제2 무게추들(130, 230)은 제1 위치에 위치된 상태를 나타낸다. 이 때, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)를 정지시킨 후, 제1 및 제2 무게추들(130, 230)을 서로 동일한 속도로 시계 방향으로(기준선(L)의 전방으로) 소정 각도 회전시킨다. 그러면, 몸체(10)는 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 카메라가 하측을 향하도록 회전된다. 이러한 상태에서 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 전진 주행하도록 하면, 이동 로봇(1)은 전진하면서 계속하여 카메라를 통해 하측을 촬영할 수 있게 된다.7 (a) shows a state in which the first and
나아가, 제1 및 제2 무게추들(130, 230)은 제1 위치에 위치된 상태에서, 기준선(L)의 전방 또는 후방을 향하여 한 바퀴 회전시키면, 몸체(10)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 한 바퀴 회전된다. 이에 따라, 이동 로봇(1)은 구름 운동 모드를 수행할 수 있게 된다.Furthermore, when the first and
도 8의 (a)는 이동 로봇(1)을 상부에서 관측한 상태를 나타낸다. 이 경우, 제1 및 제2 무게추들(130, 230)을 서로 동일한 속도 및 서로 동일한 방향으로 계속하여 제1 위치의 기준선(L)의 전방 및 제1 위치의 기준선(L)의 후방으로 반복하여 운동한다. 즉, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 무게추(130)는 계속하여 기준선(L)의 전방 및 후방으로 소정 각도로 이동하고 있으며, 도시되지 않았으나 제2 무게추(230)는 제1 무게추(130)와 동일한 속도 및 동일한 방향으로 이동하고 있다. 이와 같이 제1 및 제2 무게추들(130, 230)이 이동하면 제1 및 제2 무게추들(130, 230)의 위치에 따라 몸체(10)는 반복하여 시계방향 및 반시계 방향으로 소정 각도 회전한다. Fig. 8 (a) shows a state when the
도 9의 (a)를 참조하면, 한 쌍의 구동바퀴(2)가 정지한 상태에서 제1 무게추(130)가 제1 위치에서 기준선(L)의 전방으로 회전되고 이와 동시에 제2 무게추(230)가 제1 위치에서 기준선(L)의 후방으로 회전되면, 몸체(10)는 좌측으로 기울어져 몸체(10)에 마련된 카메라도 좌측으로 기울게 된다. 이와 반대로, 도 9의 (b)를 참조하면, 한 쌍의 구동바퀴(2)가 정지한 상태에서 제1 무게추(130)가 제1 위치에서 기준선(L)의 후방으로 회전되고 이와 동시에 제2 무게추(230)가 제1 위치에서 기준선(L)의 전방으로 회전되면, 몸체(10)는 우측으로 기울어져 몸체(10)에 마련된 카메라도 우측으로 기울게 된다. 제1 및 제2 무게추들(130, 230)이 이와 같은 동작을 반복하는 경우 이동 로봇(1)은 좌우로 반복하여 기울게 되는 동작을 수행할 수 있다.Referring to Figure 9 (a), in a state in which the pair of driving wheels 2 is stopped, the
도 10을 참조하면, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 전진하거나 정지된 경우, 제1 및 제2 무게추들(130, 230)이 제1 위치에 위치된 상태에서 제1 및 제2 무게추들(130, 230)을 반시계 방향으로 두 바퀴 이상 회전시키는 경우, 이동 로봇(1)은 무게추의 반동에 의해 진동될 수 있으며 이를 통해 문턱과 같은 장애물(5)을 넘을 수 있게 된다. 즉, 이동 로봇(1)은 진동 운동 모드를 수행함으로써 장애물(5)을 용이하게 넘을 수 있다.Referring to FIG. 10 , when the pair of driving
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 정지된 상태에서, 제1 무게추(130)는 기준선(L)의 전방을 향하여 한 바퀴 회전하고, 제2 무게추(230)는 기준선(L)의 후방을 향하여 한 바퀴 회전하는 경우, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 몸체(10)는 무게추들의 반동에 의해 기준선(L)의 전방을 향하여 회전한 무게추(제1 무게추)의 "?항으?* 회전될 수 있다.As shown in (a) of Figure 11, in a state in which the pair of driving
이와 같은 한 쌍의 무게추의 동작을 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 빠르게 전진하는 상태에서 수행하는 경우, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 이동하던 이동 로봇(1)은 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 급 선회할 수 있다. 이와 같은 모션은 이동 로봇(1)의 주행 진행 방향을 전환시킬 수 있으며, 따라서 이동 로봇(1)이 유턴 또는 코너(corner)를 회전하게 되는 경우 이러한 모션을 수행하도록 할 수 있다.When the operation of the pair of weights is performed in a state in which the pair of driving
도 13의 (a)를 참조하면, 한 쌍의 구동바퀴(21, 22)가 전진하는 상태에서 제1 무게추(130)는 기준선(L)의 전방을 향하여 한 바퀴 회전한 후 기준선(L)의 후방을 향하여 한 바퀴 회전한다. 이와 동시에 도 13의 (b)를 참조하면, 제2 무게추(230)는 기준선(L)의 후방을 향하여 한 바퀴 회전한 후 기준선(L)의 전방을 향하여 한 바퀴 회전한다. 즉, 제1 무게추(130)가 기준선(L)의 전방을 향하여 한 바퀴 회전하는 동안 제2 무게추(230)는 기준선(L)의 후방을 향하여 한 바퀴 회전하고, 제1 무게추(130)가 기준선(L)의 후방을 향하여 한 바퀴 회전하는 동안 제2 무게추(230)는 기준선(L)의 전방을 향하여 한 바퀴 회전한다.Referring to (a) of FIG. 13 , in a state in which the pair of driving
이와 같은 동작을 계속 하여 반복하게 되면, 몸체(1)는 반복적으로 좌우로 기울어지게 되며, 따라서 이동 로봇(1)은 전진하면서 좌우로 반복적으로 기우는 동작을 수행할 수 있게 된다. If this operation is continuously repeated, the
이상과 같이, 제1 및 제2 무게추들(130, 230)을 각각 독립적으로 제어함으로써 이동 로봇(1)의 방향 전환에 대하여 세밀한 제어가 가능하고, 이동 로봇(1)이 다양한 모션을 생성하도록 할 수 있어 이동 로봇(1)을 어떠한 사용 환경에서도 원활하게 구동시킬 수 있게 된다.As described above, by independently controlling each of the first and
본 발명의 권리범위는 상기 설명한 특정 실시예에만 한정되는 것이 아니다. 청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 다른 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the specific embodiments described above. Various other embodiments that can be modified or modified by those of ordinary skill in the art within the scope that do not deviate from the gist of the present invention specified in the claims will also fall within the scope of the present invention.
1 : 이동 로봇
10 : 몸체
21, 22 : 구동바퀴
100 : 제1 유닛
200 : 제2 유닛
300 : 공간부
105, 205 : 제1 구동모터
110, 210 : 회전축
130, 230 : 무게추
230, 240 : 제2 구동모터
150, 250 : 제2 동력 전달부1: mobile robot 10: body
21, 22: drive wheel 100: first unit
200: second unit 300: space part
105, 205: first drive motor 110, 210: rotation shaft
130, 230:
150, 250: second power transmission unit
Claims (18)
상기 몸체의 양 측에 회전 가능하게 마련되는 한 쌍의 구동바퀴;
상기 한 쌍의 구동바퀴 각각과 상기 몸체를 연결시키는 한 쌍의 회전축; 및
서로 대칭으로 마련되며, 상기 몸체의 좌 측 및 우 측 각각에 마련되는 제1 및 제2 유닛들;을 포함하며,
상기 제1 및 제2 유닛들 각각은,
상기 구동바퀴를 구동시키기 위한 제1 구동모터;
상기 제1 구동모터와 연결되어 상기 회전축에 동력을 전달하는 제1 동력 전달부;
회전 가능하도록 마련되어 상기 몸체의 무게중심을 제어하는 무게추;
상기 무게추를 회전시키기 위한 제2 구동모터; 및
상기 제2 구동모터와 연결되어 상기 무게추에 회전력을 전달하는 제2 동력 전달부를 포함하는 이동 로봇.body;
a pair of driving wheels rotatably provided on both sides of the body;
a pair of rotating shafts connecting each of the pair of driving wheels and the body; and
First and second units provided symmetrically with each other, respectively, provided on the left and right sides of the body; and
Each of the first and second units,
a first driving motor for driving the driving wheel;
a first power transmission unit connected to the first driving motor to transmit power to the rotation shaft;
a weight provided to be rotatable to control the center of gravity of the body;
a second driving motor for rotating the weight; and
and a second power transmission unit connected to the second driving motor to transmit rotational force to the weight.
상기 이동 로봇은 구(sphere) 형상으로 마련되고, 상기 한 쌍의 구동바퀴 각각은 반구(half sphere) 형상으로 마련되는 이동 로봇.According to claim 1,
The mobile robot is provided in a sphere shape, and each of the pair of driving wheels is provided in a half sphere shape.
상기 한 쌍의 구동바퀴 각각은, 외면 일부를 둘러싸도록 마련되어 지면과 접촉되는 접촉부재를 포함하는 이동 로봇.3. The method of claim 2,
Each of the pair of driving wheels includes a contact member provided to surround a portion of an outer surface and contacting the ground.
상기 제1 구동모터에 결합되어 회전되는 제1 피니언 기어; 및
상기 회전축에 끼워지며 상기 제1 피니언 기어로부터 동력을 전달받아 상기 회전축을 회전시키는 제2 피니언 기어를 포함하는 이동 로봇.According to claim 1, wherein the first power transmission unit,
a first pinion gear coupled to the first driving motor to rotate; and
and a second pinion gear fitted to the rotation shaft and receiving power from the first pinion gear to rotate the rotation shaft.
상기 회전축에 끼워지는 제1 기어;
상기 제2 구동모터와 결합되어 회전되며, 상기 제1 기어에 회전력을 전달하는 제2 기어;
상기 제1 기어와 결합되어 상기 제1 기어와 함께 회전되는 제1 링크; 및
상기 제1 링크 및 상기 무게추와 결합되어 상기 무게추를 회전시키는 제2 링크를 포함하는 이동 로봇.According to claim 1, wherein the second power transmission unit,
a first gear fitted to the rotation shaft;
a second gear coupled to the second driving motor to rotate, and transmitting a rotational force to the first gear;
a first link coupled to the first gear and rotated together with the first gear; and
and a second link coupled to the first link and the weight to rotate the weight.
상기 제1 기어는 상기 회전축과 이격된 상태로 상기 회전축에 끼움 결합되고,
상기 제1 링크는 상기 회전축을 중심으로 회전되는 이동 로봇.6. The method of claim 5,
The first gear is fitted to the rotation shaft in a state spaced apart from the rotation shaft,
The first link is a mobile robot that is rotated about the axis of rotation.
상기 몸체는 상기 제1 및 제2 유닛들의 사이에 공간을 갖도록 마련되는 공간부를 포함하는 이동 로봇.6. The method of claim 5,
The body includes a space portion provided to have a space between the first and second units.
상기 제1 링크는 상기 제1 기어의 외측으로 연장되며,
상기 제2 링크는 상기 제1 링크의 외측으로 상기 공간부를 향하도록 연장되는 이동 로봇.8. The method of claim 7,
The first link extends to the outside of the first gear,
The second link extends to the outside of the first link toward the space portion of the mobile robot.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 제어하는 제어부가 마련되는 이동 로봇.The method of claim 7, wherein the space portion,
A mobile robot provided with a control unit for controlling the first driving motor and the second driving motor of each of the first and second units.
상기 제1 구동모터를 제어하여 상기 이동 로봇의 주행을 제어하는 주행 제어부; 및
상기 제2 구동모터를 제어하여 상기 몸체의 무게중심 이동을 제어하는 무게중심 제어부를 포함하는 이동 로봇.The method of claim 9, wherein the control unit,
a driving control unit for controlling the driving of the mobile robot by controlling the first driving motor; and
and a center of gravity control unit for controlling the movement of the center of gravity of the body by controlling the second driving motor.
상기 몸체의 현재 기울기 값을 측정하기 위한 관성 센서를 더 포함하는 이동 로봇.11. The method of claim 10,
The mobile robot further comprising an inertial sensor for measuring the current inclination value of the body.
상기 몸체의 목표 기울기 값을 설정하는 설정부;
상기 몸체의 목표 기울기 값과 상기 몸체의 현재 기울기 값의 차이 값을 연산하는 연산부;
상기 차이 값에 기초하여 상기 무게추의 회전 방향 및 회전 속도를 결정하는 처리부; 및
상기 처리부에서 결정된 상기 무게추의 회전 방향 및 회전 속도에 대응되도록 상기 제2 구동모터를 작동시키는 출력부를 포함하는 이동 로봇.The method of claim 11, wherein the center of gravity control unit,
a setting unit for setting a target inclination value of the body;
a calculation unit for calculating a difference value between the target inclination value of the body and the current inclination value of the body;
a processing unit for determining a rotation direction and a rotation speed of the weight based on the difference value; and
and an output unit for operating the second driving motor to correspond to the rotation direction and rotation speed of the weight determined by the processing unit.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추는, 기준선에 위치된 상태에서 상기 기준선의 전방 또는 후방을 향하여 서로 동일한 속도 및 서로 동일한 각도로 회전되는 이동 로봇.13. The method of claim 12,
Each of the weights of the first and second units are rotated at the same speed and at the same angle to each other toward the front or rear of the reference line in a state where they are located on the reference line.
상기 몸체에는 전방 영상을 촬영하기 위한 카메라가 마련되며,
상기 카메라는 상기 몸체와 함께 회전되어 촬영을 수행하는 이동 로봇.14. The method of claim 13,
The body is provided with a camera for photographing a front image,
The camera is rotated together with the body to perform photographing.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추가 적어도 한 바퀴 이상 회전 하는 경우, 상기 이동 로봇은 구름 운동 모드를 수행하는 이동 로봇.14. The method of claim 13,
When the weight of each of the first and second units rotates at least one wheel or more, the mobile robot performs a rolling motion mode.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추가 상기 기준선의 후방을 향하여 두 바퀴 이상 회전하는 경우, 상기 이동 로봇은 진동 운동 모드를 수행하는 이동 로봇.14. The method of claim 13,
When the weight of each of the first and second units rotates two or more wheels toward the rear of the reference line, the mobile robot performs an oscillating motion mode.
상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추는 기준선에 위치된 상태에서 서로 동일한 속도로 회전되되, 서로 반대 방향으로 회전되는 이동 로봇.13. The method of claim 12,
The weights of each of the first and second units are rotated at the same speed as each other in a state positioned on the reference line, and are rotated in opposite directions.
상기 한 쌍의 구동바퀴가 전진하는 상태에서 상기 제1 및 제2 유닛들 각각의 무게추 중 어느 하나는 상기 기준선의 전방을 향하여 한 바퀴 회전되고, 다른 하나는 상기 기준선의 후방을 향하여 한 바퀴 회전되는 경우, 상기 이동 로봇의 주행 진행 방향은 상기 다른 하나의 측으로 전환되는 이동 로봇.18. The method of claim 17,
In a state in which the pair of driving wheels move forward, one of the weights of each of the first and second units rotates one turn toward the front of the reference line, and the other rotates one turn toward the rear of the reference line. In this case, the traveling direction of the mobile robot is switched to the other side.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200067979A KR20210151326A (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Moving robot |
PCT/KR2021/004275 WO2021246635A1 (en) | 2020-06-05 | 2021-04-06 | Mobile robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200067979A KR20210151326A (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Moving robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210151326A true KR20210151326A (en) | 2021-12-14 |
Family
ID=78831568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200067979A KR20210151326A (en) | 2020-06-05 | 2020-06-05 | Moving robot |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210151326A (en) |
WO (1) | WO2021246635A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102642974B1 (en) * | 2023-08-22 | 2024-03-04 | 신성델타테크 주식회사 | A Two Wheeled Robot Device |
KR102642971B1 (en) * | 2023-08-22 | 2024-03-04 | 신성델타테크 주식회사 | A Two Wheeled Robot Device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115519550B (en) * | 2022-06-02 | 2023-09-19 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | Special equipment inspection robot for pressure vessel detection |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100449992B1 (en) * | 2002-01-15 | 2004-09-24 | 하영균 | Running control system for spherical object |
KR101253762B1 (en) * | 2010-06-03 | 2013-04-12 | 경북대학교 산학협력단 | Sphear type robot |
KR101507565B1 (en) * | 2014-02-10 | 2015-04-07 | 안동대학교 산학협력단 | Spherical mobile robot |
JP6854722B2 (en) * | 2017-07-14 | 2021-04-07 | パナソニック株式会社 | robot |
KR102106303B1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-05-04 | 경희대학교 산학협력단 | Mobile robot apparatus |
-
2020
- 2020-06-05 KR KR1020200067979A patent/KR20210151326A/en unknown
-
2021
- 2021-04-06 WO PCT/KR2021/004275 patent/WO2021246635A1/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102642974B1 (en) * | 2023-08-22 | 2024-03-04 | 신성델타테크 주식회사 | A Two Wheeled Robot Device |
KR102642971B1 (en) * | 2023-08-22 | 2024-03-04 | 신성델타테크 주식회사 | A Two Wheeled Robot Device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021246635A1 (en) | 2021-12-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20210151326A (en) | Moving robot | |
JP4930003B2 (en) | Mobile robot | |
JP2520019B2 (en) | Drive controller for legged mobile robot | |
KR101264248B1 (en) | legged mobile robot | |
JP5322562B2 (en) | Moving trolley | |
US20090171505A1 (en) | Device and method for controlling robot arm, robot, and robot arm control program | |
JP2009113135A (en) | Biped mobile mechanism | |
KR20190008530A (en) | Mobile robot with improved and balanced motion and behavior | |
JP2004223712A (en) | Walking type robot and its position movement method | |
EP2343230A1 (en) | Robot and control method thereof | |
KR101190294B1 (en) | Vision stabilization apparatus for mobile robot | |
JP2004295430A (en) | Moving carrier and method for controlling moving carrier | |
US20160082591A1 (en) | Control device for mobile robot | |
JP6225869B2 (en) | Inverted two-wheeled mobile system | |
CN111867696B (en) | Information processing apparatus, information processing method, and program | |
WO2015092913A1 (en) | Two-wheeled mobile object, and method of controlling same | |
US20240131686A1 (en) | Robot system and method for driving robot | |
JPH0248283A (en) | Walking leg movement locus controller | |
JP6233265B2 (en) | Inverted two-wheeled mobile system | |
JP2003200377A (en) | Robot and method for measuring distance by robot | |
KR101210591B1 (en) | Robot with self-erecting mechanism | |
JP2017169981A (en) | Standing ride type movement device | |
JP2011115897A (en) | Robot | |
JP7038352B2 (en) | Step movement control method for moving objects | |
KR102661981B1 (en) | Moving part of hybrid robot switchable between leg mode and wheel mode |