KR20240075979A - 다족 보행장치 - Google Patents

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KR20240075979A
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김태훈
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주식회사 럭스로보
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Abstract

본 발명은 몸체프레임에 설치되는 복수의 다리부를 구동시키기 위한 구동부의 각 회전기어가 상기 몸체프레임의 상면에 회전 가능하게 설치되면서 상기 몸체프레임의 길이 방향을 따라 두 열로 배치되도록 이루어지며, 제1열 회전기어들은 제1열 구동모터의 구동에 의해 정역 회전 또는, 정지되고, 제2열 회전기어들은 제2열 구동모터의 구동에 의해 정역 회전 또는, 정지됨을 특징으로 한다. 이로써 다족 보행장치는 전후 이동뿐 아니라 방향 전환도 가능한 3차원적인 보행 패턴을 만들어낼 수 있게 된다.

Description

다족 보행장치{Multi-legged walking device}
본 발명은 복수의 다리를 가지면서 전후 보행뿐 아니라 방향 전환이 가능한 새로운 형태에 따른 다족 보행장치에 관한 것이다.
일반적으로, 보행장치는 보행 가능하게 만들어진 장치로써 통상의 보행 로봇이 될 수 있다.
상기한 보행장치는 사람이나 동물의 움직임을 이용하는 구조가 일반적이며, 최근에는 거미나 게 등과 같이 다수의 다리를 가지는 다족 생물의 움직임을 이용한 보행 구조가 제공되고 있다.
이러한 다족 보행장치에 관련하여는 국내 공개특허 제10-2012-0066757호, 국내 등록특허 제10-1267349호, 국내 공개특허 제10-2021-0035960호, 국내 등록특허 제10-2368762호, 미국 등록특허 제US 8,157,031B2호 등 다양하게 제공되고 있다.
하지만, 전술된 종래 기술에 따른 다족 보행장치들의 경우 전후(혹은, 좌우) 방향으로의 보행만 가능할 뿐 다양한 방향으로의 방향 전환을 할 수 없다는 단점이 있다.
즉, 종래의 기술들은 하나의 동력원(예컨대, 모터)을 이용하여 다수의 다리들을 일괄적으로 동작시키고자 하는 고려만 수행하였기 때문에 방향 전환의 어려움이 발생될 수밖에 없었다.
또한, 전술된 종래 기술에 따른 다종 보행장치들은 각 다리들이 연결되는 회전기어가 수직하게 세워진 상태로 몸체의 양 측면에 각각 위치되도록 배치되기 때문에 각 다리들 간의 동작상 간섭을 방지하기 위해서는 상기 회전기어의 축 방향으로 중첩되도록 배치될 수밖에 없었다.
이로써, 각 다리들의 제공 수량이 한정될 수밖에 없고, 특히 각 다리의 동작이 상하 방향으로만 움직이기 때문에 빠른 보행이나 큰 힘의 보행이 어려울 수밖에 없다는 단점이 있다.
국내 공개특허 제10-2012-0066757호 국내 등록특허 제10-1267349호 국내 공개특허 제10-2021-0035960호 국내 등록특허 제10-2368762호 미국 등록특허 제US 8,157,031B2호
본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 전후(혹은, 좌우) 방향으로의 보행뿐 아니라 다양한 방향으로의 방향 전환이 가능한 다족 보행장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 각 다리들 간의 동작상 간섭이 없으면서도 각 다리들의 제공 수량이 한정되지 않고 필요에 따라 부가하거나 줄일 수 있도록 한 다족 보행장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 각 다리의 동작이 상하 방향뿐 아니라 전후 방향 및 좌우 방향으로도 움직일 수 있도록 함으로써 더욱 빠른 보행이나 큰 힘의 보행이 가능하도록 한 다족 보행장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 몸체프레임; 상기 몸체프레임의 상면에 회전 가능하게 설치되는 복수의 회전기어를 포함하는 구동부; 상기 각 회전기어에 각각 연결되어 해당 회전기어의 회전에 의해 동작되면서 상기 몸체프레임을 전후 또는, 좌우로 이동시키는 복수의 다리부;를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 복수의 회전기어는 상기 몸체프레임의 상면에 회전 가능하게 설치됨과 더불어 상기 몸체프레임의 길이 방향을 따라 두 열로 배치된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 각 구동부는 각 측 회전기어들 사이에 양 측 둘레가 각각 맞물리도록 배치되는 복수의 종동기어와, 상기 각 종동기어들 중 어느 한 종동기어에 연결되는 구동모터를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 각 구동부를 이루는 각각의 구동모터는 서로 다른 속도로 구동할 수 있거나 서로 다른 동작을 할 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 다리부는, 일단은 상기 각 회전기어의 상면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임의 외측으로 노출되도록 위치되는 연결샤프트와, 상기 연결샤프트의 끝단에 연결되면서 상기 연결샤프트로부터 경사진 방향으로 이동력을 전달하는 연결부재와, 상기 연결부재의 끝단으로부터 연장되는 연장블럭과, 일단은 상기 연장블럭의 끝단에 상하 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임에 좌우 및 상하 회전 가능하게 설치되는 다리부재를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 몸체프레임의 상면 테두리에는 복수의 회전지지축이 좌우 회전 가능하게 구비되고, 상기 각 연결샤프트는 각각의 회전지지축을 관통하여 전후 이동 및 회전 이동을 지지받도록 설치된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 회전지지축은 상기 몸체프레임의 테두리를 상하로 관통하여 상측 끝단이 상기 몸체프레임의 상부로 돌출되고 하측 끝단은 몸체프레임의 하부로 돌출되는 회전핀에 회전 가능하게 설치된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 회전핀의 하단에는 일단이 상기 회전핀의 하단에 좌우 회전 가능하게 설치되고 타단은 상기 다리부재의 타단이 상하 회전 가능하게 설치되는 회전부재가 제공된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 각 회전기어에는 축 중심으로부터 복수의 방사 방향에 형성되는 연결공이 각각 형성되고, 상기 각 연결샤프트의 일단은 상기 각 회전기어에 형성된 각 연결공 중 어느 한 연결공에 각각 연결된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 상기 각 연결샤프트 중 적어도 일부의 연결샤프트는 그의 일단이 서로 다른 위치의 연결공에 각각 연결되도록 설치된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 다족 보행장치는 전후(혹은, 좌우) 방향으로의 보행뿐 아니라 다양한 방향으로의 방향 전환이 가능하게 된 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 각 다리부들 간의 동작상 간섭이 없으면서도 각 다리부들의 제공 수량이 한정되지 않고 필요에 따라 몸체프레임의 길이 방향으로 부가하거나 줄일 수 있어서 다양한 형태로의 변형이 가능하다는 효과를 가진다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 각 다리부재의 동작이 상하 방향이나 전후 방향으로만 움직이는 것이 아니라 노(櫓)를 젓는 형태로 상하와 전후 및 좌우 방향으로 동시에 움직이는 3차원적인 보행 패턴을 만들어내기 때문에 더욱 빠른 보행이나 큰 힘의 보행이 가능하다는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 결합 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 설치프레임과 각 구동모터를 분리한 일부 분해 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 저부측 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 평면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 설치프레임과 각 구동모터를 생략한 상태의 평면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 정면도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 일 측면도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 타 측면도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 다리부의 설치 구조를 설명하기 위한 요부 분해 사시도
도 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 각 다리부에 대한 동작 상태를 설명하기 위한 요부 평면도
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 각 다리부에 대한 동작 상태를 설명하기 위한 요부 사시도
이하, 본 발명의 다족 보행장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예의 설명에 앞서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 각 사시도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치의 각 방향별 상태도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 각 다리들이 상하 방향으로만 이동되도록 동작되는 것이 아니라 노(櫓)를 젓듯 동작될 수 있도록 하여 더욱 빠르게 동작될 수 있도록 하고, 필요에 따라 방향 전환도 가능할 수 있도록 한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
설명에 앞서, 각 구성 요소들의 방향 또는, 위치에 대한 설명은 도면에 도시된 바를 기준으로 설명되며, 사용자가 조작하거나 또는, 배치하는 방향에 따라 각 방향이나 위치는 달라질 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 몸체를 형성하는 몸체프레임(100)을 포함하여 구성된다.
몸체프레임(100)은 지면과 수평한 구조의 평판으로 형성된다. 물론, 도시되지는 않았으나 몸체프레임(100)은 곡면으로 이루어진 판재나 다각 블럭 또는, 원형 등 다양한 형태로 형성될 수도 있다.
몸체프레임(100)에는 그의 무게를 줄이기 위해 복수의 절개공(101)이 형성될 수 있으며, 절개공(101) 이외의 나머지 부위는 각종 구성요소의 설치를 위한 부위로 제공된다.
한편, 몸체프레임(100)의 상면 중 양 측 테두리에는 복수의 회전핀(110)(첨부된 도 9 참조)이 관통 설치된다. 이때, 각 회전핀(110)은 몸체프레임(100)을 상하로 관통하여 상측 끝단이 몸체프레임(100)의 상부로 돌출되고 하측 끝단은 몸체프레임(100)의 하부로 돌출되도록 형성된다.
각 회전핀(110)은 후술될 각 회전기어(210,220)와 쌍을 이루면서 후술될 다리부(300)의 동작을 안내 및 지지하도록 구성된다.
또한, 몸체프레임(100)의 상부로 돌출된 회전핀(110)의 상단에는 회전지지축(120)이 설치된다. 이때, 회전핀(110)은 회전지지축(120)의 저면으로 삽입 결합되며, 회전지지축(120)은 회전핀(110)과 함께 몸체프레임(100)으로부터 좌우 회전된다.
회전지지축(120)의 상단에는 해당 회전지지축(120)의 축 방향과는 수직한 방향으로 관통되는 관통 결합공(121)이 형성된다. 관통 결합공(121)은 후술될 다리부(310,320)의 연결샤프트(311,321)가 관통 결합된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 구동부(200)를 포함하여 구성된다.
구동부(200)는 후술될 각 다리부(310,320)를 동작시키는 작용을 수행한다.
특히, 구동부(200)는 몸체프레임(100)의 양 측에 배치되는 각 다리부(310,320)가 서로 동일한 방향으로 동작되거나 서로 반대 방향으로 동작되도록 한다.
이를 위해, 구동부(200)는 복수의 회전기어(210,220)를 포함하여 구성된다.
각 회전기어(210,220)는 후술될 구동모터(221,222)의 구동력을 제공받아 후술될 각 다리부(310,320)를 동작시키는 작용을 수행한다.
회전기어(210,220)는 몸체프레임(100)의 상면에 축결합되면서 회전 가능하게 설치된다.
특히, 회전기어(210,220)는 몸체프레임(100) 상면의 길이 방향을 따라 두 열(列)로 배치되도록 이루어진다. 예컨대, 회전기어(210,220)는 제1열 회전기어(210)과 제2열 회전기어(220)로 구성된다.
제1열 회전기어(210)는 몸체프레임(100)의 상면 중 어느 한 장변측에 해당 몸체프레임(100)의 길이 방향을 따라 복수의 행(行)을 이루면서 나란히 배치되고, 제2열 회전기어(220)들은 몸체프레임(100)의 상면 중 다른 한 장변측에 해당 몸체프레임(100)의 길이 방향을 따라 복수의 행(行)을 이루면서 나란히 배치된다. 이때, 각 열의 회전기어(210,220)들은 각 열 별로 4개씩 제공됨을 그 예로 한다. 즉, 각 회전기어(210,220)들은 2열 4행의 구조로 배치될 수 있다.
이와 함께, 제1열 회전기어(210)들 각각은 서로 이격되게 배치되고, 제2열 회전기어(220)들 각각은 서로 이격되게 배치된다. 제1열 회전기어(210)들과 제2열 회전기어(220)들 사이도 이격되게 배치된다.
제1열 회전기어(210)들은 몸체프레임(100)의 어느 한 장변측에 위치되는 각 다리부(310,320)를 동작시키고, 제2열 회전기어(220)들은 몸체프레임(100)의 다른 한 장변측에 위치되는 각 다리부(310,320)를 동작시킨다.
각 회전기어(210,220)에는 축 중심으로부터 복수의 방사 방향에 형성되는 연결공(211,221)이 각각 형성된다. 이때, 각 연결공(211,221)들은 해당 회전기어(210,220)의 축 중심을 기준으로 서로 대칭되는 위치에 형성된다.
또한, 구동부(200)는 각 열의 회전기어(210,220)들이 해당 열의 회전기어(210,220)들끼리 서로 연동될 수 있도록 하기 위한 종동기어(230,240)를 포함하여 구성된다.
종동기어(230,240)는 제1열 회전기어(210)들 사이에 각각 위치되는 제1열 종동기어(230)와, 제2열 회전기어(220)들 사이에 각각 위치되는 제2열 종동기어(240)가 포함된다.
이때, 제1열 종동기어(230)는 그의 양 측 둘레가 인접된 두 제1열 회전기어(210)에 각각 맞물리도록 배치된다. 이로써 어느 한 제1열 회전기어(210)와 그에 인접한 다른 한 제1열 회전기어(210)는 서로 반대 방향으로 동시에 회전된다.
이와 함께, 제2열 종동기어(240)는 그의 양 측 둘레가 인접된 두 제2열 회전기어(220)에 각각 맞물리도록 배치된다. 이로써 어느 한 제2열 회전기어(220)와 그에 인접한 다른 한 제2열 회전기어(220)는 서로 반대 방향으로 동시에 회전된다.
또한, 구동부(200)는 각 열의 종동기어(230,240)를 구동시키기 위한 구동모터(250,260)를 포함하여 구성된다.
구동모터(250,260)는 두 개로 제공되면서 각 열의 회전기어(210,220)들 마다 하나씩 제공되며, 해당 열의 회전기어(210,220)들 사이의 각 종동기어(230,240)들 중 어느 한 종동기어(230,240)에 축결합되도록 설치된다. 이때, 두 구동모터(250,260)는 제1열 회전기어(210)들의 구동을 위한 제1열 구동모터(250) 및 제2열 회전기어(220)들의 구동을 위한 제2열 구동모터(260)로 구성된다.
각 구동모터(250,260)는 몸체프레임(100)의 상부에 위치되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 실시예로 도시된 바와 같이 몸체프레임(100)의 상측에 설치프레임(130)을 이격 설치하고, 설치프레임(130)의 상면에 각 구동모터(250,260)를 설치할 수 있다. 이때, 몸체프레임(100)과 설치프레임(130) 사이는 복수의 이격부재(140)에 의해 이격될 수 있다.
특히, 각 구동모터(250,260)는 각 열의 종동기어(230,240)들 중 어느 한 종동기어(230,240)의 직상부에 위치되도록 구성될 수 있다. 즉, 어느 한 제1열 종동기어(230)의 직상방에 제1열 구동모터(250)가 위치되면서 해당 제1열 종동기어(230)와 축결합되고, 어느 한 제2열 종동기어(240)의 직상방에 제2열 구동모터(260)가 위치되면서 해당 제2열 종동기어(240)와 축결합된다.
한편, 제1열 구동모터(250) 및 제2열 구동모터(260)는 서로 다른 속도로 구동할 수 있거나 서로 다른 동작을 할 수 있도록 구성된다. 예컨대, 제1열 구동모터(250)가 구동될 때 제2열 구동모터(260)는 정지되도록 구성되거나, 제1열 구동모터(250)가 제2열 구동모터(260)보다 빠르게 동작되도록 구성되거나, 제1열 구동모터(250)와 제2열 구동모터(260)가 서로 동일 혹은, 반대로 동작되도록 구성될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 복수의 다리부(310,320)를 포함하여 구성된다.
각 다리부(310,320)는 각 회전기어(210,220)의 회전에 의해 동작되면서 몸체프레임(100)을 전진이나 후진 또는, 방향 전환시키기 위한 작용을 수행한다.
다리부(310,320)는 제1열 회전기어(210)들이 배치된 측에 위치되면서 각 제1열 회전기어(210)에 각각 연결되는 복수의 제1열 다리부(310)와 제2열 회전기어(220)들이 배치된 측에 위치되면서 각 제2열 회전기어(220)에 각각 연결되는 복수의 제2열 다리부(320)로 구성된다.
특히, 다리부(310,320)는 수평 방향으로의 회전 동작과 수직 방향으로의 기울어짐 동작이 동시에 이루어질 수 있도록 구성된다. 즉, 다리부(310,320)는 회전기어(210,220)의 회전에 의해 수평 회전 및 수직 회전이 동시에 이루어지면서 노(櫓)를 젓는 방식으로 보행되도록 구성되는 것이다.
이를 위한 다리부(310,320)의 상세 구조를 첨부된 도 9 내지 도 15를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
우선, 다리부(310,320)는 일단이 회전기어(210,220)의 상면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 몸체프레임(100)의 외측으로 노출되도록 위치되는 연결샤프트(311,321)를 포함한다.
연결샤프트(311,321)는 회전지지축(120)의 관통 결합공(121)을 관통하도록 설치된다. 이로써 연결샤프트(311,321)는 회전기어(210,220)의 회전 동작에 의해 회전지지축(120)을 관통하는 방향으로 직선 이동함과 동시에 회전지지축(120)을 중심으로 회전기어(210,220)의 회전 방향으로 회전된다.
또한, 다리부(310,320)는 연결샤프트(311,321)의 끝단에 연결되면서 연결샤프트(311,321)로부터 경사진 방향으로 이동력을 전달하는 연결부재(312,322)를 포함한다.
연결부재(312,322)는 연결샤프트(311,321)의 끝단으로부터 저부로 갈수록 점차 몸체프레임(100)으로부터 멀어지는 방향으로 경사지게 형성된다.
또한, 다리부(310,320)는 몸체프레임(100)에 좌우 회전 가능하게 설치되는 회전부재(313,323)를 포함한다.
이때, 회전부재(313,323)의 일단은 몸체프레임(100)을 관통하도록 설치되는 회전핀(110)의 하단에 좌우 회전 가능하게 설치되도록 이루어진다.
또한, 다리부(310,320)는 회전부재(313,323) 및 연결부재(312,322)가 각각 연결되는 다리부재(314,324)를 포함한다.
다리부재(314,324)의 일단은 회전부재(313,323)에 상하로 기울어지도록 설치됨과 더불어 다리부재(314,324)의 타단은 연결부재(312,322)의 끝단에 상하로 기울어지도록 설치된다. 즉, 다리부재(314,324)는 회전기어(210,220)의 회전에 의해 회전핀(110)을 기준으로 좌우 회전과 상하 기울어짐이 복합적으로 이루어지면서 동작된다.
전술된 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 전후 이동뿐 아니라 방향 전환이 자유롭게 수행될 수 있다.
한편, 다리부(310,320)는 몸체프레임(100)의 각 측부에 네 개씩만 제공되는 것으로 한정되지 않는다.
즉, 도시되지는 않았으나 몸체프레임(100)의 상면 길이에 따라 각 열의 회전기어(210,220)들의 행 수는 추가되거나 혹은, 생략될 수 있고, 이의 경우 다리부(310,320) 역시 추가되거나 혹은, 생략될 수가 있다.
하기에서는, 이러한 다족 보행장치에 각 동작 상태를 각각의 상황별로 더욱 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 전후 방향으로 이동할 수 있다.
예컨대, 다족 보행장치를 전진 이동시키고자 할 경우 제1열 구동모터(250)가 정방향(시계방향)으로 구동하도록 제어한다. 이때 제2열 구동모터(260)는 제1열 구동모터(250)와는 반대로 구동하도록 제어한다. 즉, 제2열 구동모터(260)는 역방향(반시계방향)으로 구동하도록 제어한다.
두 구동모터(250,260)가 서로 반대 방향으로 구동될 경우 이에 연결된 각 종동기어 역시 서로 반대 방향으로 구동된다.
그리고, 각 종동기어(230,240)의 동작에 의해 그에 맞물린 각 회전기어(210,220)들 역시 동작된다. 특히 각 열의 회전기어(210,220)들은 서로 반대 방향으로 동작된다.
예컨대, 제1행의 제1열 회전기어(210)는 시계 방향으로 회전되고 제2행의 제1열 회전기어(210)는 반시계 방향으로 회전되며, 제3행의 제1열 회전기어(210)는 시계 방향으로 회전되고 제4행의 제1열 회전기어(210)는 반시계 방향으로 회전된다. 이와 함께, 제1행의 제2열 회전기어(220)는 반시계 방향으로 회전되고 제2행의 제2열 회전기어(220)는 시계 방향으로 회전되며, 제3행의 제2열 회전기어(220)는 반시계 방향으로 회전되고 제4행의 제2열 회전기어(220)는 시계 방향으로 회전된다.
특히, 각 열의 회전기어(210,220)들이 회전될 때에는 해당 회전기어회전기어(210,220)들에 일단이 연결된 각 다리부(310,320)의 연결샤프트(311,321)는 각 회전지지축(120)을 관통하는 방향으로 전후 이동됨과 동시에 각 회전지지축(120)을 회전 중심으로 하면서 좌우 회전된다.
이로써, 연결샤프트(311,321)에 연결부재(312,322)로 연결되는 각 다리부재(314,324)는 연결샤프트(311,321)의 전후 이동에 의한 상하 방향으로의 동작과 연결샤프트(311,321)의 좌우 회전에 의해 회전핀(110)을 회전 중심으로 한 전후 및 좌우 방향으로의 동작이 이루어지면서 노(櫓)를 젓듯이 움직이게 된다. 즉, 각 다리부재(314,324)가 다양한 방향으로 동시에 동작될 수 있기 때문에 3차원적인 보행 패턴을 만들어낼 수 있게 되는 것이다.
인접된 두 다리부재(314,324) 간은 서로 반대 방향으로 동작됨과 더불어 인접한 두 다리부재(314,324)가 동시에 지면에 닿거나 어느 한 다리부재(314,324)가 지면에 닿을 경우 다른 한 다리부재(314,324)는 지면으로부터 떨어지게 위치되도록 동작된다. 물론, 각 회전기어(210,220)의 네 연결공(211,221)에 연결샤프트(311,321)가 연결되는 위치에 따라 각 측의 네 다리부재(314,324)는 서로 다른 높이에 위치되면서 순차적으로 지면에 닿기를 반복하면서 보행할 수 있고, 적어도 두 다리부재(314,324)가 동시에 지면에 닿기를 반복하면서 보행할 수도 있다.
한편, 과정에서 제1열 구동모터(250)는 역회전되도록 구동하는 반면, 제2열 구동모터(260)는 정회전되도록 구동할 경우 해당 다족 보행장치는 역방향으로 동작(후퇴 이동)된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 다족 보행장치는 방향을 전환하도록 동작될 수 있다.
이러한 방향 전환을 하고자 할 경우 제1열 구동모터(250)와 제2열 구동모터(260) 모두 동일 방향으로 동작되도록 제어된다. 즉, 각 행의 회전기어(210,220)들끼리 서로 동일한 방향으로 회전되도록 제어함으로써 다족 보행장치는 좌 또는, 우측 방향으로 방향을 전환하게 된다.
물론, 다족 보행장치의 방향 전환은 어느 한 구동모터(250,260)의 구동을 정지시킴으로써 수행될 수도 있다. 예컨대, 제1열 구동모터(250)는 구동되도록 함과 동시에 제2열 구동모터(260)는 정지되도록 제어함으로써 제2열 다리부(320)들이 위치된 측을 기준으로 다족 보행장치가 방향을 전환하게 된다.
이렇듯, 본 발명의 다족 보행장치는 전후(혹은, 좌우) 방향으로의 보행뿐 아니라 다양한 방향으로의 방향 전환이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 각 다리부(310,320)들 간의 동작상 간섭이 없으면서도 각 다리부(310,320)들의 제공 수량이 한정되지 않고 필요에 따라 몸체프레임(100)의 길이 방향으로 부가하거나 줄일 수 있어서 다양한 형태로의 변형이 가능하다.
또한, 본 발명의 다족 보행장치에 따르면, 각 다리부재(314,324)의 동작이 상하 방향이나 전후 방향으로만 움직이는 것이 아니라 노(櫓)를 젓는 형태로 상하와 전후 및 좌우 방향으로 동시에 움직이는 3차원적인 보행 패턴을 만들어내기 때문에 더욱 빠른 보행이나 큰 힘의 보행이 가능하다.
이상에서, 본 발명에 따른 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100. 몸체프레임 101. 절개공
110. 회전핀 120. 회전지지축
121. 관통결합공 130. 설치프레임
140. 이격부재 200. 구동부
210. 제1열 회전기어 220. 제2열 회전기어
211,221. 연결공 230. 제1열 종동기어
240. 제2열 종동기어 250. 제1열 구동모터
260. 제2열 구동모터 310. 제1열 다리부
320. 제2열 다리부 311,321. 연결샤프트
312,322. 연결부재 313,323. 회전부재
314,324. 다리부재

Claims (7)

  1. 몸체프레임;
    상기 몸체프레임의 상면에 회전 가능하게 설치되며, 상기 몸체프레임의 길이 방향을 따라 두 열로 배치되는 복수의 회전기어와, 상기 각 회전기어들 중 동일 열의 서로 이웃한 두 회전기어 사이에 각각 위치되는 복수의 종동기어와, 상기 각 열의 어느 한 종동기어에 각각 동력 전달 가능하게 연결되는 두 구동모터를 포함하는 구동부;
    상기 각 회전기어에 각각 연결되어 해당 회전기어의 회전에 의해 동작되면서 상기 몸체프레임을 전후 또는, 좌우로 이동시키는 복수의 다리부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 구동부를 이루는 각각의 구동모터는 서로 다른 속도로 구동할 수 있거나 서로 다른 동작을 할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다리부는,
    일단은 상기 각 회전기어의 상면에 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임의 외측으로 노출되도록 위치되는 연결샤프트와,
    상기 연결샤프트의 끝단에 연결되면서 상기 연결샤프트로부터 경사진 방향으로 이동력을 전달하는 연결부재와,
    일단은 상기 연결부재의 끝단에 상하 회전 가능하게 설치되고, 타단은 상기 몸체프레임에 좌우 및 상하 회전 가능하게 설치되는 다리부재를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 몸체프레임의 상면 테두리에는 복수의 회전지지축이 좌우 회전 가능하게 구비되고,
    상기 각 연결샤프트는 각각의 회전지지축을 관통하여 전후 이동 및 회전 이동을 지지받도록 설치됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 몸체프레임에는 그의 테두리를 상하로 관통하여 상측 끝단이 상기 몸체프레임의 상부로 돌출되고 하측 끝단은 몸체프레임의 하부로 돌출되는 회전핀이 회전 가능하게 설치되고,
    상기 회전지지축은 상기 회전핀에 회전 가능하게 설치되며,
    상기 회전핀의 하단에는 일단이 상기 회전핀의 하단에 좌우 회전 가능하게 설치되고 타단은 상기 다리부재의 타단이 상하 회전 가능하게 설치되는 회전부재가 제공됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 회전기어에는 축 중심으로부터 복수의 방사 방향에 형성되는 연결공이 각각 형성되고,
    상기 각 연결샤프트의 일단은 상기 각 회전기어에 형성된 각 연결공 중 어느 한 연결공에 각각 연결됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 각 연결샤프트 중 적어도 일부의 연결샤프트는 그의 일단이 서로 다른 위치의 연결공에 각각 연결되도록 설치됨을 특징으로 하는 다족 보행장치.
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