WO2022114531A1 - 바퀴 장치 및 이를 포함하는 이동 로봇 장치 - Google Patents

바퀴 장치 및 이를 포함하는 이동 로봇 장치 Download PDF

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WO2022114531A1
WO2022114531A1 PCT/KR2021/014685 KR2021014685W WO2022114531A1 WO 2022114531 A1 WO2022114531 A1 WO 2022114531A1 KR 2021014685 W KR2021014685 W KR 2021014685W WO 2022114531 A1 WO2022114531 A1 WO 2022114531A1
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braking
wing member
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roller
mobile robot
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PCT/KR2021/014685
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한경룡
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삼성전자주식회사
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    • B60B33/02—Castors in general; Anti-clogging castors with disengageable swivel action, i.e. comprising a swivel locking mechanism
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    • B60B2900/00—Purpose of invention
    • B60B2900/50—Improvement of
    • B60B2900/551—Handling of obstacles or difficult terrains

Definitions

  • the present disclosure relates to a wheel device and a mobile robot device including the same, and more particularly, to a wheel device capable of omnidirectional movement and easily passing through obstacles at the same time, and a mobile robot device including the same.
  • a general wheel device Since a general wheel device has a limited movement direction or a rotational direction, it cannot easily move to a desired position in a narrow space, so there is a problem in that there is a limitation in drivability.
  • the present disclosure is in accordance with the above-described necessity, and an object of the present disclosure is to provide a wheel device capable of omnidirectional movement and at the same time easily passing through an obstacle, and a mobile robot device including the same.
  • the wheel device includes a first position in which each outer circumferential surface is combined to form a circle, and a second position in which one end of the outer circumferential surface is rotated away from the central axis of the wheel device and divided into each other.
  • a deforming device for moving the plurality of wing members to the first position or the second position, a plurality of wing members disposed along the outer peripheral surface of the wing member and having a rotation axis not parallel to the central axis and a brake pad selectively in contact with the roller, wherein when the wing member is in the first position, space the brake pad from the roller, and when the wing member is in the second position, the brake pad; It may include a braking device for limiting rotation of the roller by moving it in contact with the roller.
  • the braking device may include a support link rotatably connecting the braking pad to the wing member.
  • the braking device may include a first torsion spring connecting the support link and the wing member.
  • the braking device may include a braking motor that rotates the support link.
  • the braking pad may be disposed parallel to the outer peripheral surface of the wing member.
  • the braking pad may be formed of a rubber material.
  • Each of the plurality of wing members has a first point positioned at the innermost end, a second point positioned between the one end of the outer circumferential surface and the first point, and a third point positioned at the other end of the outer circumferential surface
  • the deformation device is, a first spoke connecting each of the first points of the plurality of wing members, each of the second points of of two adjacent wing members among the plurality of wing members and the third point of the wing members adjacent to each other It may include a plurality of links connecting the plurality of links and a second spoke connecting respective intermediate regions of the plurality of links.
  • the deformable device may further include a first driving motor rotating the first spoke and a second driving motor rotating the second spoke.
  • the braking device includes a first braking link integrally formed with the first spoke, and a second braking link having one end rotatably connected to the wing member and disposed on a rotation path of the first braking link, , When the second braking link is pressed and rotated by the first braking link, the other end may press the braking pad to contact the roller.
  • the first braking link may be formed so that a portion of the first spoke extends in a direction away from the central axis.
  • the braking device may further include a second torsion spring connecting the wing member and the one end of the second braking link.
  • a mobile robot device includes a base and at least two wheel devices installed under the base, wherein the wheel device includes a first position where the outer peripheral surfaces are combined to form a circle; A plurality of wing members movable to a second position divided from each other by rotating one end of the outer circumferential surface away from the central axis of the wheel device, and a deformation device for moving the plurality of wing members to the first position or the second position , a plurality of rollers disposed along the outer circumferential surface of the wing member, the plurality of rollers having a rotation axis not parallel to the central axis, and a braking pad selectively contacting the rollers, wherein the braking pad is in the first position when the wing member is in the first position and a braking device that separates the pad from the roller and restricts rotation of the roller by moving the braking pad to come into contact with the roller when the wing member is in the second position.
  • the wing member may include a processor for controlling the deforming device to move to the second position.
  • the braking device may include a support link rotatably connecting the braking pad to the wing member.
  • the braking device may further include a braking motor for rotating the braking link, and the processor, when it is determined that there is an obstacle in front of the mobile robot device based on the sensing value detected by the obstacle detection sensor, the support link may control the braking motor to rotate in a direction away from the central axis.
  • FIG. 1 is a perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a perspective view of a wheel device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG 3 is a top view schematically showing the structure of a mobile robot device.
  • FIG. 4 is a functional block diagram illustrating a control process of the mobile robot device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the wheel arrangement when the wing member is in the first position
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the wheel arrangement when the wing member is in the second position
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a process in which the wheel device passes through an obstacle.
  • expressions such as “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part). and does not exclude the presence of additional features.
  • the present specification describes components necessary for the description of each embodiment of the present disclosure, the present disclosure is not necessarily limited thereto. Accordingly, some components may be changed or omitted, and other components may be added. In addition, they may be distributed and arranged in different independent devices.
  • 1 is a perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure
  • 2 is a perspective view of a wheel device according to an embodiment of the present disclosure
  • 3 is a top view schematically showing the structure of a mobile robot device.
  • the mobile robot device may include at least two wheel devices 10 and a base 20 .
  • the wheel device 10 may be installed in the lower portion of the base 20 , and may be installed in front and rear of the base 20 by two each.
  • the base 20 may be a portion corresponding to the main body of the mobile robot device 1 and may have an approximately rectangular parallelepiped shape, but the shape is not limited thereto.
  • the wheel device 10 may include a plurality of wing members 100 and rollers 200 .
  • the wing member 100 may rotate based on the central axis A of the wheel device 10 .
  • the wing member 100 may be in a first position where each of the outer circumferential surfaces 110 is usually combined to form a circle.
  • the wing member 100 may be implemented as three in one wheel device 10, but the number is not limited thereto.
  • the roller 200 may be disposed along the outer circumferential surface 110 of the wing member 100 and may have a rotation axis B that is not parallel to the central axis A.
  • the rotation axis B of the roller 200 and the central axis A of the wheel device 10 may be spaced apart by 45 degrees.
  • Both ends of the roller 200 may be rotatably supported on the support 201 installed on the outer circumferential surface 110 of the wing member 100 .
  • the roller 200 may be disposed to be spaced apart from the outer peripheral surface 110 of the wing member 100 by a predetermined distance.
  • a friction force may be applied to the wheel device 10 in a direction perpendicular to the rotation axis B of the roller 200 .
  • various combinations of frictional forces may be applied according to the rotation direction of each wheel device 10 . Accordingly, the mobile robot device 1 is capable of omnidirectional movement.
  • two wheel devices 10 disposed on the front (+Y direction) left and rear (-Y direction) right sides rotate forward
  • the two wheel devices 10 disposed on the front right and rear left sides When is rotated backward, the mobile robot device 1 may move to the right along the X1 direction.
  • the mobile robot device 1 can rotate along the R2 direction.
  • the mobile robot device 1 can move in all directions according to a combination of frictional forces acting in various directions, it can easily move to a desired position even in a narrow space.
  • 4 is a functional block diagram illustrating a control process of the mobile robot device.
  • 5 is a cross-sectional view of the wheel arrangement when the wing member is in the first position;
  • 6 is a cross-sectional view of the wheel arrangement when the wing member is in the second position;
  • the mobile robot device 1 further includes a transforming device 300 , a braking device 400 , an obstacle detection sensor 500 , and a processor 600 . can do.
  • the plurality of wing members 100 have a first position where each of the outer circumferential surfaces 110 are combined to form a circle, and one end 110a of the outer circumferential surface 110 is separated from the central axis A of the wheel device 10 . It can be rotated and moved to a second position where they are divided from each other. Also, the deformation device 300 may move the plurality of wing members 100 to the first position or the second position.
  • the plurality of wing members 100 each have a first point 101 positioned at the innermost end, a second point 102 positioned between one end 110a of the outer circumferential surface 110 and the first point 101, and an outer circumferential surface ( It may have a third point 103 located at the other end 110b of 110 .
  • the deforming device 300 includes a first spoke 310 connecting each first point 101 of the plurality of wing members 100 , and each of two adjacent wing members among the plurality of wing members 100 .
  • a plurality of links 320 connecting the third point 103 of the flying member adjacent to the second point 102 of the may include
  • the first and second spokes 310 and 330 may have the same shape as each other. Specifically, the first and second spokes 310 and 330 may both have a “Y” shape of the same size, and may rotate about the central axis (A).
  • the link 320 may have a “V” shape in which the middle region is bent, and is illustrated as being implemented in three pieces, but the number is not limited thereto, and may be implemented in the same number as the wing member 100 .
  • the first spoke 310 rotates in the t1 direction
  • the first spoke 310, the second spoke 330, the link 320 and a plurality of four-section link structure implemented with the wing member 100 Accordingly, the plurality of wing members 100 may each move to the second position.
  • the overall rotation radius of the wheel device 10 increases and has the shape of a blade, so that it can easily pass through a stepped obstacle.
  • the deformable device 300 may further include a first driving motor (not shown) rotating the first spoke 310 and a second driving motor (not shown) rotating the second spoke 330 .
  • the wing member 100 When the first spoke 310 rotates in the t1 direction by the first driving motor, the wing member 100 may move from the first position to the second position. Then, when the second spoke 330 is rotated by the second driving motor, the entire wing member 100 may rotate with respect to the central axis A.
  • the wing member 100 rotates in the second position, so that the wheel device 10 can easily pass over the step obstacle.
  • the braking device 400 includes a braking pad 410 that is selectively in contact with the roller 200 , and separates the braking pad 410 from the roller 200 when the wing member 100 is in the first position, and the wing member 100 is in the first position.
  • rotation of the roller 200 may be restricted by moving the braking pad 410 to come into contact with the roller 200 .
  • the roller 200 does not rotate by the braking device 400 , so that each roller hits the obstacle. It is possible to prevent the slip phenomenon from slipping by the motion, and since sufficient frictional force is applied to the mobile robot apparatus 1, it is possible to pass through the obstacle more easily.
  • the braking device 400 may further include a support link 420 rotatably connecting the braking pad 410 to the wing member 100 .
  • the braking device 400 may include a braking motor (not shown) that rotates the support link 420 . Accordingly, as the braking motor rotates the support link 420 , the braking pad 410 may be selectively disposed in contact with or spaced apart from the roller 200 .
  • the braking pad 410 may be formed of a rubber material. Accordingly, since a sufficiently large frictional force is provided to the roller 200 , the roller 200 can be easily stopped.
  • the braking pad 410 may be disposed parallel to the outer circumferential surface 110 of the wing member 100 and may come into contact with all the rollers 200 .
  • the braking device 400 includes a first braking link 430 integrally formed with the first spoke 310 and one end rotatably connected to the wing member 100 , and on the rotation path of the first braking link 430 . includes a second braking link 440 disposed on can be pressed to do so.
  • the first braking link 430 may be formed so that a portion of the first spoke 310 extends in a direction away from the central axis (A).
  • the first braking link 430 integrally formed with the first spoke 310 may also rotate in the t1 direction.
  • the second braking link 440 may rotate in the t2 direction.
  • the other end 440b of the second braking link 440 may have a shape engaged with the first braking link 430 .
  • the other end 440b of the second braking link 440 may have a concave surface facing the first braking link 430 .
  • the outer region of the second braking link 440 may press the braking pad 410 away from the central axis A. have.
  • the braking pad 410 may rotate in a direction away from the central axis A while being supported by the support link 420 to contact the roller 200 . That is, as the first spoke 310 rotates, the wing member 100 moves from the first position to the second position, and at the same time, the braking pad 410 is placed in contact with the roller 200 to contact the roller 200 . ) can be restricted.
  • the braking device 400 includes a first torsion spring (not shown) connecting the support link 420 and the wing member 100 and a first torsion spring (not shown) connecting one end of the wing member 100 and the second braking link 440 .
  • 2 may further include a torsion spring (not shown). Accordingly, the support link 420 and the second braking link 440 may return to their initial positions when no external force is applied.
  • the first braking link 430 integrally formed with the first spoke 310 may also rotate in the t2 direction.
  • the second braking link 440 can be rotated in the t1 direction by the second torsion spring to return to its original position because interference by the first braking link 430 is eliminated. Since the braking pad 410 also eliminates interference by the second braking link 440 , it may be rotated in the t1 direction by the first torsion spring to be spaced apart from the roller 200 .
  • the obstacle detecting sensor 500 may detect an obstacle around the mobile robot device 1 .
  • the obstacle detecting sensor 500 may be a camera that captures the surrounding environment of the mobile robot device 1 , but the type is not limited thereto.
  • the processor 600 may control the overall operation of the mobile robot device 1 .
  • the processor may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP).
  • the processor may be a microcontroller (MCU).
  • the processor 600 may control hardware or software components connected to the processor 600 by driving an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations.
  • the processor 600 may load and process commands or data received from at least one of the other components into the volatile memory, and store various data in the non-volatile memory.
  • the processor 600 is configured to deform the wing member 100 to move to the second position. (300) can be controlled.
  • the processor 600 moves the support link 420 away from the central axis A
  • the brake motor can be controlled to rotate in the direction.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a process in which the wheel device passes through an obstacle.
  • the processor 600 when it is determined that there is an obstacle in front of the mobile robot device 1 based on the sensing value sensed by the obstacle detection sensor 500, the processor 600 removes the plurality of wing members 100 .
  • the deformable device 300 may be controlled to move from the first position to the second position.
  • the wing member 100 of the wheel device 10 is normally in the first position, moves to the second position in front of the obstacle, passes through the obstacle in that state, and after passing all the obstacles, the first position can be moved.
  • the first and second braking links 430 and 440 When the braking device 400 is implemented with the first and second braking links 430 and 440, as the first spoke 310 rotates, the first and second braking links 430 and 440 also rotate at the same time.
  • the braking pad 410 may be in contact with the roller 200 . In this case, the rotation of the roller 200 can be limited only by the link structure described above without the processor 600 needing to perform a separate control operation.
  • the braking device 400 when the braking device 400 includes a braking motor that rotates the support link 420 of the braking pad 410 , the braking motor rotates the support link 420 while the first spoke 310 rotates. As it rotates, the braking pad 410 may contact the roller 200 to limit rotation of the roller 200 .
  • the processor 600 determines that there is an obstacle in front of the mobile robot device 1 based on the sensing value detected by the obstacle detection sensor 500 , the support link 420 moves from the central axis A
  • the brake motor can be controlled to rotate in the away direction.
  • the wheel device 10 may pass over the obstacle as the second spoke 330 rotates.
  • the roller 200 in contact with the upper region of the obstacle does not rotate because rotation is restricted by the braking pad 410 , and can receive a sufficiently large friction force at the ground point C . Accordingly, the wheel device 10 can easily pass over the obstacle.
  • the wing member 100 may move from the second position to the first position to return to the initial shape.

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Abstract

바퀴 장치가 개시된다. 본 바퀴 장치는 각각의 외주면이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치 및 외주면의 일단이 바퀴의 중심축으로부터 멀어지도록 회전하여 서로 분할되는 제2 위치로 이동 가능한 복수의 날개 부재, 복수의 날개 부재를 제1 위치 또는 제2 위치로 이동시키는 변형 장치, 날개 부재의 외주면을 따라서 배치되고, 중심축과 나란하지 않는 회전축을 갖는 복수의 롤러 및 롤러와 선택적으로 접하는 제동 패드를 포함하고, 날개 부재가 제1 위치에 있으면 제동 패드를 롤러로부터 이격시키고, 날개 부재가 제2 위치에 있으면 제동 패드를 롤러와 접하도록 이동시켜서 롤러의 회전을 제한하는 제동 장치를 포함한다.

Description

바퀴 장치 및 이를 포함하는 이동 로봇 장치
본 개시는 바퀴 장치 및 이를 포함하는 이동 로봇 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전방향 이동이 가능하며 동시에 장애물을 용이하게 통과할 수 있는 바퀴 장치 및 이를 포함하는 이동 로봇 장치에 관한 것이다.
일반적인 바퀴 장치는 이동 방향 또는 회전 방향이 제한되므로, 좁은 공간에서 원하는 위치로 용이하게 이동할 수 없어서, 주행성에 제약 사항이 존재하는 문제점이 있었다.
또한, 바퀴 장치를 분할하거나 합치는 구조적 변경을 통하여 계단 등의 단차 있는 장애물을 승월할 수 있으나, 바퀴 장치에 충분한 마찰력이 가해지지 않음에 따라 바퀴 장치가 미끄러져서 장애물을 승월하는데 어려운 문제점이 있었다.
본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 전방향 이동이 가능하며 동시에 장애물을 용이하게 통과할 수 있는 바퀴 장치 및 이를 포함하는 이동 로봇 장치를 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 바퀴 장치는, 각각의 외주면이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치 및 상기 외주면의 일단이 상기 바퀴 장치의 중심축으로부터 멀어지도록 회전하여 서로 분할되는 제2 위치로 이동 가능한 복수의 날개 부재, 상기 복수의 날개 부재를 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동시키는 변형 장치, 상기 날개 부재의 상기 외주면을 따라서 배치되고, 상기 중심축과 나란하지 않는 회전축을 갖는 복수의 롤러 및 상기 롤러와 선택적으로 접하는 제동 패드를 포함하고, 상기 날개 부재가 상기 제1 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러로부터 이격시키고, 상기 날개 부재가 상기 제2 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러와 접하도록 이동시켜서 상기 롤러의 회전을 제한하는 제동 장치를 포함할 수 있다.
상기 제동 장치는 상기 제동 패드를 상기 날개 부재에 회전 가능하게 연결하는 지지 링크를 포함할 수 있다.
상기 제동 장치는 상기 지지 링크와 상기 날개 부재를 연결하는 제1 토션 스프링을 포함할 수 있다.
상기 제동 장치는 상기 지지 링크를 회전시키는 제동 모터를 포함할 수 있다.
상기 제동 패드는 상기 날개 부재의 상기 외주면과 나란하게 배치될 수 있다.
상기 제동 패드는 고무 재질로 형성될 수 있다.
상기 복수의 날개 부재는 각각 최내단에 위치하는 제1 지점, 상기 외주면의 상기 일단과 상기 제1 지점 사이에 위치하는 제2 지점 및 상기 외주면의 타단에 위치하는 제3 지점을 갖고, 상기 변형 장치는, 상기 복수의 날개 부재의 각각의 상기 제1 지점을 연결하는 제1 스포크, 상기 복수의 날개 부재 중 인접한 2개의 날개 부재의 의 각각의 상기 제2 지점과 인접한 상기 날개 부재의 상기 제3 지점을 연결하는 복수의 링크 및 상기 복수의 링크의 각각의 중간 영역을 연결하는 제2 스포크를 포함할 수 있다.
상기 변형 장치는, 상기 제1 스포크를 회전시키는 제1 구동 모터 및 상기 제2 스포크를 회전시키는 제2 구동 모터를 더 포함할 수 있다.
상기 제동 장치는, 상기 제1 스포크와 일체로 형성되는 제1 제동 링크 및 일단이 상기 날개 부재에 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1 제동 링크의 회전 경로 상에 배치되는 제2 제동 링크를 포함하고, 상기 제2 제동 링크는, 상기 제1 제동 링크에 의해 가압되어 회전하면, 타단이 상기 제동 패드를 상기 롤러와 접하도록 가압할 수 있다.
상기 제1 제동 링크는 상기 제1 스포크의 일부가 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
상기 제동 장치는, 상기 날개 부재와 상기 제2 제동 링크의 상기 일단을 연결하는 제2 토션 스프링을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치는 베이스 및 상기 베이스의 하부에 설치되는 적어도 2개의 바퀴 장치를 포함하고, 상기 바퀴 장치는, 각각의 외주면이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치 및 상기 외주면의 일단이 상기 바퀴 장치의 중심축으로부터 멀어지도록 회전하여 서로 분할되는 제2 위치로 이동 가능한 복수의 날개 부재, 상기 복수의 날개 부재를 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동시키는 변형 장치, 상기 날개 부재의 상기 외주면을 따라서 배치되고, 상기 중심축과 나란하지 않는 회전축을 갖는 복수의 롤러 및 상기 롤러와 선택적으로 접하는 제동 패드를 포함하고, 상기 날개 부재가 상기 제1 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러로부터 이격시키고, 상기 날개 부재가 상기 제2 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러와 접하도록 이동시켜서 상기 롤러의 회전을 제한하는 제동 장치를 포함할 수 있다.
상기 이동 로봇 장치는 상기 이동 로봇 장치의 주위의 장애물을 감지하는 장애물 감지 센서 및 상기 장애물 감지 센서에 의해 감지된 센싱값에 기초하여 상기 이동 로봇 장치의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 상기 날개 부재가 상기 제2 위치로 이동하도록 상기 변형 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 제동 장치는 상기 제동 패드를 상기 날개 부재에 회전 가능하게 연결하는 지지 링크를 포함할 수 있다.
상기 제동 장치는 상기 제동 링크를 회전시키는 제동 모터를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 장애물 감지 센서가 감지한 센싱 값에 기초하여 상기 이동 로봇 장치의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 상기 지지 링크가 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 회전하도록 제동 모터를 제어할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 바퀴 장치의 사시도이다.
도 3은 이동 로봇 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 4는 이동 로봇 장치의 제어 과정을 나타내는 기능 블록도이다.
도 5는 날개 부재가 제1 위치에 있는 경우, 바퀴 장치의 단면도이다.
도 6은 날개 부재가 제2 위치에 있는 경우, 바퀴 장치의 단면도이다.
도 7은 바퀴 장치가 장애물을 통과하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 바퀴 장치의 사시도이다. 도 3은 이동 로봇 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치는 적어도 2개의 바퀴 장치(10) 및 베이스(20)를 포함할 수 있다.
바퀴 장치(10)는 베이스(20)의 하부에 설치될 수 있으며, 베이스(20)의 전방 및 후방에 각각 2개씩 설치될 수 있다.
베이스(20)는 이동 로봇 장치(1)의 본체에 해당하는 부분일 수 있으며, 대략 직육면체의 형상을 가질 수 있으나, 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.
바퀴 장치(10)는 복수의 날개 부재(100) 및 롤러(200)를 포함할 수 있다.
날개 부재(100)는 바퀴 장치(10)의 중심축(A)을 기준으로 회전할 수 있다. 날개 부재(100)는 평소에 각각의 외주면(110)이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치에 있을 수 있다. 날개 부재(100)는 하나의 바퀴 장치(10)에 3개로 구현될 수 있으나, 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
롤러(200)는 날개 부재(100)의 외주면(110)을 따라서 배치되고, 중심축(A)과 나란하지 않는 회전축(B)을 가질 수 있다. 롤러(200)의 회전축(B)과 바퀴 장치(10)의 중심축(A)은 45도만큼 벌어져 있을 수 있다.
롤러(200)는 날개 부재(100)의 외주면(110)에 설치된 지지대(201)에 양단이 회전 가능하게 지지될 수 있다. 롤러(200)는 날개 부재(100)의 외주면(110)과 소정 간격 이격 배치될 수 있다.
바퀴 장치(10)는 롤러(200)의 회전축(B)과 수직한 방향으로 마찰력이 가해질 수 있다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 4개의 바퀴 장치(10)를 갖는 이동 로봇 장치(1)는 각 바퀴 장치(10)의 회전 방향에 따라 다양한 조합의 마찰력이 가해질 수 있다. 이에 따라, 이동 로봇 장치(1)는 전방향 이동이 가능하다.
예를 들어, 전방(+Y 방향) 좌측 및 후방(-Y 방향) 우측에 배치된 2개의 바퀴 장치(10)가 전방으로 회전하고, 전방 우측 및 후방 좌측에 배치된 2개의 바퀴 장치(10)가 후방으로 회전하면, 이동 로봇 장치(1)는 X1 방향을 따라 우측으로 이동할 수 있다.
또한, 전방 좌측 및 후방 좌측에 배치된 2개의 바퀴 장치(10)가 전방으로 회전하고, 후방 좌측 및 후방 우측에 배치된 2개의 바퀴 장치(10)가 후방으로 회전하면, 이동 로봇 장치(1)는 R2 방향을 따라 회전할 수 있다.
즉, 이동 로봇 장치(1)는 다양한 방향으로 작용하는 마찰력의 조합에 따라 전방향 이동이 가능하므로, 좁은 공간에서도 원하는 위치로 용이하게 이동할 수 있다.
도 4는 이동 로봇 장치의 제어 과정을 나타내는 기능 블록도이다. 도 5는 날개 부재가 제1 위치에 있는 경우, 바퀴 장치의 단면도이다. 도 6은 날개 부재가 제2 위치에 있는 경우, 바퀴 장치의 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)는 변형 장치(300), 제동 장치(400), 장애물 감지 센서(500) 및 프로세서(600)를 더 포함할 수 있다.
복수의 날개 부재(100)는 각각의 외주면(110)이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치 및 외주면(110)의 일단(110a)이 바퀴 장치(10)의 중심축(A)으로부터 멀어지도록 회전하여 서로 분할되는 제2 위치로 이동할 수 있다. 또한, 변형 장치(300)는 복수의 날개 부재(100)를 제1 위치 또는 제2 위치로 이동시킬 수 있다.
복수의 날개 부재(100)는 각각 최내단에 위치하는 제1 지점(101), 외주면(110)의 일단(110a)과 제1 지점(101) 사이에 위치하는 제2 지점(102) 및 외주면(110)의 타단(110b)에 위치하는 제3 지점(103)을 가질 수 있다.
또한, 변형 장치(300)는 복수의 날개 부재(100)의 각각의 제1 지점(101)을 연결하는 제1 스포크(310), 복수의 날개 부재(100) 중 인접한 2개의 날개 부재의 의 각각의 제2 지점(102)과 인접한 상기 날기 부재의 제3 지점(103)을 연결하는 복수의 링크(320) 및 복수의 링크(320)의 각각의 중간 영역을 연결하는 제2 스포크(330)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 스포크(310, 330)는 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 스포크(310, 330)는 모두 동일한 크기의 “Y” 형상을 가질 수 있고, 중심축(A)을 중심으로 회전할 수 있다.
링크(320)는 중간 영역이 절곡된 “V” 형상을 가질 수 있고, 3개로 구현되는 것으로 도시되어 있으나, 개수가 이에 한정되는 것은 아니고, 날개 부재(100)와 동일한 개수로 구현될 수 있다.
이에 따라, 제1 스포크(310)가 t1 방향으로 회전하면, 제1 스포크(310), 제2 스포크(330), 링크(320) 및 날개 부재(100)로 구현되는 복수의 4절 링크 구조에 의하여, 복수의 날개 부재(100)는 각각 제2 위치로 이동할 수 있다. 복수의 날개 부재(100)가 제2 위치로 이동하면, 바퀴 장치(10)의 전체 회전 반경이 커지고, 블레이드의 형상을 가지므로, 단차 있는 장애물을 용이하게 통과할 수 있다.
또한, 변형 장치(300)는 제1 스포크(310)를 회전시키는 제1 구동 모터(미도시) 및 제2 스포크(330)를 회전시키는 제2 구동 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제1 구동 모터에 의해 제1 스포크(310)가 t1 방향으로 회전하면, 날개 부재(100)는 제1 위치에서 제2 위치로 이동할 수 있다. 이후, 제2 구동 모터에 의해 제2 스포크(330)가 회전하면, 날개 부재(100) 전체가 중심축(A)을 기준으로 회전할 수 있다.
이에 따라, 날개 부재(100)가 제2 위치에 있는 상태로 회전하여, 바퀴 장치(10)는 단차 있는 장애물을 용이하게 넘어갈 수 있다.
제동 장치(400)는 롤러(200)와 선택적으로 접하는 제동 패드(410)를 포함하고, 날개 부재(100)가 제1 위치에 있으면 제동 패드(410)를 롤러(200)로부터 이격시키고, 날개 부재(100)가 제2 위치에 있으면 제동 패드(410)를 롤러(200)와 접하도록 이동시켜서 롤러(200)의 회전을 제한할 수 있다.
이에 따라, 날개 부재(100)가 제2 위치에 있는 상태에서 이동 로봇 장치(1)가 장애물을 통과하는 경우, 롤러(200)는 제동 장치(400)에 의해 회전하지 않으므로, 각 롤러가 장애물에 의해 미끄러지는 슬립 현상을 방지할 수 있고, 이동 로봇 장치(1)에 충분한 마찰력이 가해지므로, 보다 용이하게 장애물을 통과할 수 있다.
제동 장치(400)는 제동 패드(410)를 날개 부재(100)에 회전 가능하게 연결하는 지지 링크(420)를 더 포함할 수 있다. 또한, 제동 장치(400)는 지지 링크(420)를 회전시키는 제동 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 따라서, 제동 모터가 지지 링크(420)를 회전시킴에 따라, 제동 패드(410)는 롤러(200)와 선택적으로 접하거나 이격 배치될 수 있다.
제동 패드(410)는 고무 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 충분히 큰 마찰력이 롤러(200)에 제공되므로, 롤러(200)는 용이하게 정지할 수 있다. 제동 패드(410)는 날개 부재(100)의 외주면(110)과 나란하게 배치되어, 모든 롤러(200)들과 접할 수 있다.
제동 장치(400)는 제1 스포크(310)와 일체로 형성되는 제1 제동 링크(430) 및 일단이 날개 부재(100)에 회전 가능하게 연결되고, 제1 제동 링크(430)의 회전 경로 상에 배치되는 제2 제동 링크(440)를 포함하고, 제2 제동 링크(440)는 제1 제동 링크(430)에 의해 가압되어 회전하면, 타단이 제동 패드(410)를 롤러(200)와 접하도록 가압할 수 있다.
제1 제동 링크(430)는 제1 스포크(310)의 일부가 중심축(A)으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 스포크(310)가 t1 방향으로 회전하면, 제1 스포크(310)와 일체로 형성된 제1 제동 링크(430)도 t1 방향으로 회전할 수 있다. 동시에, 제1 제동 링크(430)는 제2 제동 링크(440)의 타단(440b)을 가압하게 되므로, 제2 제동 링크(440)는 t2 방향으로 회전할 수 있다.
한편, 제2 제동 링크(440)의 타단(440b)은 제1 제동 링크(430)와 맞물리는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 제동 링크(440)의 타단(440b)은 제1 제동 링크(430)를 바라보는 일면이 오목하게 인입될 수 있다.
제2 제동 링크(440)가 일단(440a)을 중심으로 t2 방향으로 회전하면, 제2 제동 링크(440)의 외측 영역이 제동 패드(410)를 중심축(A)으로부터 멀어지는 방향으로 가압할 수 있다.
이에 따라, 제동 패드(410)는 지지 링크(420)에 지지된 상태로 중심축(A)으로부터 멀어지는 방향으로 회전하여, 롤러(200)와 접할 수 있다. 즉, 제1 스포크(310)가 회전함에 따라, 날개 부재(100)가 제1 위치에서 제2 위치로 이동함과 동시에, 제동 패드(410)는 롤러(200)와 접하도록 배치되어 롤러(200)의 회전을 제한할 수 있다.
또한, 제동 장치(400)는 지지 링크(420)와 날개 부재(100)를 연결하는 제1 토션 스프링(미도시) 및 날개 부재(100)와 제2 제동 링크(440)의 일단을 연결하는 제2 토션 스프링(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 지지 링크(420) 및 제2 제동 링크(440)는 외력이 가해지지 않으면 초기 위치로 되돌아갈 수 있다.
구체적으로, 제1 스포크(310)가 t2 방향으로 회전하면, 제1 스포크(310)와 일체로 형성된 제1 제동 링크(430)도 t2 방향으로 회전할 수 있다. 동시에, 제2 제동 링크(440)는 제1 제동 링크(430)에 의한 간섭이 없어지므로, 제2 토션 스프링에 의해 t1 방향으로 회전하여 원래의 위치로 되돌아갈 수 있다. 제동 패드(410)도 제2 제동 링크(440)에 의한 간섭이 없어지므로, 제1 토션 스프링에 의해 t1 방향으로 회전하여 롤러(200)와 이격될 수 있다.
장애물 감지 센서(500)는 이동 로봇 장치(1)의 주위의 장애물을 감지할 수 있다. 장애물 감지 센서(500)는 이동 로봇 장치(1)의 주위 환경을 촬상하는 카메라일 수 있으나, 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(600)는 이동 로봇 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서는 마이크로컨트롤러(Micro Control Unit, MCU)일 수 있다.
프로세서(600)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(600)에 연결된 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(600)는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
프로세서(600)는 장애물 감지 센서(500)에 의해 감지된 센싱값에 기초하여 이동 로봇 장치(1)의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 날개 부재(100)가 제2 위치로 이동하도록 변형 장치(300)를 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(600)는 장애물 감지 센서(500)가 감지한 센싱 값에 기초하여 이동 로봇 장치(1)의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 지지 링크(420)가 중심축(A)으로부터 멀어지는 방향으로 회전하도록 제동 모터를 제어할 수 있다.
도 7은 바퀴 장치가 장애물을 통과하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 프로세서(600)는 장애물 감지 센서(500)가 감지한 센싱 값에 기초하여 이동 로봇 장치(1)의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 복수의 날개 부재(100)를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키도록 변형 장치(300)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 바퀴 장치(10)의 날개 부재(100)는 평소에 제1 위치에 있다가, 장애물 앞에서 제2 위치로 이동하여 그 상태로 장애물을 통과하고, 장애물을 모두 통과한 이후에는 다시 제1 위치로 이동할 수 있다.
제동 장치(400)가 제1 및 제2 제동 링크(430, 440)로 구현되는 경우에는, 제1 스포크(310)가 회전함에 따라 제1 및 제2 제동 링크(430, 440)도 동시에 회전하여 제동 패드(410)가 롤러(200)에 접할 수 있다. 이 경우, 프로세서(600)가 별도의 제어 동작을 할 필요 없이, 상술한 링크 구조만으로 롤러(200)의 회전을 제한할 수 있다.
또한, 제동 장치(400)가 제동 패드(410)의 지지 링크(420)를 회전시키는 제동 모터를 포함하는 경우에는, 제1 스포크(310)의 회전함과 동시에 제동 모터가 지지 링크(420)를 회전시킴에 따라, 제동 패드(410)는 롤러(200)에 접하여 롤러(200)의 회전을 제한할 수 있다.
이 때, 프로세서(600)는 장애물 감지 센서(500)가 감지한 센싱 값에 기초하여 이동 로봇 장치(1)의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 지지 링크(420)가 중심축(A)으로부터 멀어지는 방향으로 회전하도록 제동 모터를 제어할 수 있다.
바퀴 장치(10)의 날개 부재(100)가 장애물 앞에서 제2 위치로 이동하여 변형된 이후에, 바퀴 장치(10)는 제2 스포크(330)가 회전함에 따라 장애물을 넘어갈 수 있다. 이 때, 장애물의 상부 영역과 맞닿는 롤러(200)는 제동 패드(410)에 의하여 회전이 제한되므로 헛돌지 않고, 접지점(C)에서 충분히 큰 마찰력을 받을 수 있다. 이에 따라, 바퀴 장치(10)는 용이하게 장애물을 넘어갈 수 있다.
바퀴 장치(10) 전체가 장애물을 넘어간 이후에는, 날개 부재(100)가 제2 위치에서 제1 위치로 이동하여 최초 형상으로 복귀할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (15)

  1. 바퀴 장치에 있어서,
    각각의 외주면이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치 및 상기 외주면의 일단이 상기 바퀴 장치의 중심축으로부터 멀어지도록 회전하여 서로 분할되는 제2 위치로 이동 가능한 복수의 날개 부재;
    상기 복수의 날개 부재를 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동시키는 변형 장치;
    상기 날개 부재의 상기 외주면을 따라서 배치되고, 상기 중심축과 나란하지 않는 회전축을 갖는 복수의 롤러; 및
    상기 롤러와 선택적으로 접하는 제동 패드를 포함하고, 상기 날개 부재가 상기 제1 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러로부터 이격시키고, 상기 날개 부재가 상기 제2 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러와 접하도록 이동시켜서 상기 롤러의 회전을 제한하는 제동 장치;를 포함하는 바퀴 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제동 장치는 상기 제동 패드를 상기 날개 부재에 회전 가능하게 연결하는 지지 링크를 포함하는 바퀴 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제동 장치는 상기 지지 링크와 상기 날개 부재를 연결하는 제1 토션 스프링을 포함하는 바퀴 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제동 장치는 상기 지지 링크를 회전시키는 제동 모터를 포함하는 바퀴 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제동 패드는 상기 날개 부재의 상기 외주면과 나란하게 배치되는 바퀴 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제동 패드는 고무 재질로 형성되는 바퀴 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 날개 부재는 각각 최내단에 위치하는 제1 지점, 상기 외주면의 상기 일단과 상기 제1 지점 사이에 위치하는 제2 지점 및 상기 외주면의 타단에 위치하는 제3 지점을 갖고,
    상기 변형 장치는,
    상기 복수의 날개 부재의 각각의 상기 제1 지점을 연결하는 제1 스포크,
    상기 복수의 날개 부재 중 인접한 2개의 날개 부재의 의 각각의 상기 제2 지점과 인접한 상기 날개 부재의 상기 제3 지점을 연결하는 복수의 링크 및
    상기 복수의 링크의 각각의 중간 영역을 연결하는 제2 스포크를 포함하는 바퀴 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변형 장치는,
    상기 제1 스포크를 회전시키는 제1 구동 모터 및
    상기 제2 스포크를 회전시키는 제2 구동 모터를 더 포함하는 바퀴 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제동 장치는,
    상기 제1 스포크와 일체로 형성되는 제1 제동 링크 및
    일단이 상기 날개 부재에 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1 제동 링크의 회전 경로 상에 배치되는 제2 제동 링크를 포함하고,
    상기 제2 제동 링크는,
    상기 제1 제동 링크에 의해 가압되어 회전하면, 타단이 상기 제동 패드를 상기 롤러와 접하도록 가압하는 바퀴 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 제동 링크는 상기 제1 스포크의 일부가 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 형성되는 바퀴 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제동 장치는,
    상기 날개 부재와 상기 제2 제동 링크의 상기 일단을 연결하는 제2 토션 스프링을 더 포함하는 바퀴 장치.
  12. 이동 로봇 장치에 있어서,
    베이스; 및
    상기 베이스의 하부에 설치되는 적어도 2개의 바퀴 장치를 포함하고,
    상기 바퀴 장치는,
    각각의 외주면이 조합되어 원형을 이루도록 배치되는 제1 위치 및 상기 외주면의 일단이 상기 바퀴 장치의 중심축으로부터 멀어지도록 회전하여 서로 분할되는 제2 위치로 이동 가능한 복수의 날개 부재,
    상기 복수의 날개 부재를 상기 제1 위치 또는 상기 제2 위치로 이동시키는 변형 장치,
    상기 날개 부재의 상기 외주면을 따라서 배치되고, 상기 중심축과 나란하지 않는 회전축을 갖는 복수의 롤러 및
    상기 롤러와 선택적으로 접하는 제동 패드를 포함하고, 상기 날개 부재가 상기 제1 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러로부터 이격시키고, 상기 날개 부재가 상기 제2 위치에 있으면 상기 제동 패드를 상기 롤러와 접하도록 이동시켜서 상기 롤러의 회전을 제한하는 제동 장치를 포함하는 이동 로봇 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이동 로봇 장치의 주위의 장애물을 감지하는 장애물 감지 센서; 및
    상기 장애물 감지 센서에 의해 감지된 센싱값에 기초하여 상기 이동 로봇 장치의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 상기 날개 부재가 상기 제2 위치로 이동하도록 상기 변형 장치를 제어하는 프로세서;를 더 포함하는 이동 로봇 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제동 장치는 상기 제동 패드를 상기 날개 부재에 회전 가능하게 연결하는 지지 링크를 포함하는 이동 로봇 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제동 장치는 상기 지지 링크를 회전시키는 제동 모터를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 장애물 감지 센서가 감지한 센싱 값에 기초하여 상기 이동 로봇 장치의 전방에 장애물이 있는 것으로 판단되면, 상기 지지 링크가 상기 중심축으로부터 멀어지는 방향으로 회전하도록 제동 모터를 제어하는 이동 로봇 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140158439A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Snu R&Db Foundation Passive transformable wheel and robot having the wheel
CN106427388A (zh) * 2016-11-16 2017-02-22 浙江工业大学 具有辊子可控性转动的麦克纳姆轮装置
KR20180089938A (ko) * 2017-02-01 2018-08-10 한국기술교육대학교 산학협력단 가변형 바퀴
CN208052991U (zh) * 2018-02-05 2018-11-06 徐东 旋臂履带组合式爬楼车轮及安装该车轮的小车和轮椅
KR20200071481A (ko) * 2018-12-11 2020-06-19 서울대학교산학협력단 변형 바퀴 및 이를 구비한 로봇

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140158439A1 (en) * 2012-12-07 2014-06-12 Snu R&Db Foundation Passive transformable wheel and robot having the wheel
CN106427388A (zh) * 2016-11-16 2017-02-22 浙江工业大学 具有辊子可控性转动的麦克纳姆轮装置
KR20180089938A (ko) * 2017-02-01 2018-08-10 한국기술교육대학교 산학협력단 가변형 바퀴
CN208052991U (zh) * 2018-02-05 2018-11-06 徐东 旋臂履带组合式爬楼车轮及安装该车轮的小车和轮椅
KR20200071481A (ko) * 2018-12-11 2020-06-19 서울대학교산학협력단 변형 바퀴 및 이를 구비한 로봇

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