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KR101488249B1 - Untethered Biped Walking Machine Using Air-Core Coils - Google Patents

Untethered Biped Walking Machine Using Air-Core Coils Download PDF

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KR101488249B1
KR101488249B1 KR1020140009802A KR20140009802A KR101488249B1 KR 101488249 B1 KR101488249 B1 KR 101488249B1 KR 1020140009802 A KR1020140009802 A KR 1020140009802A KR 20140009802 A KR20140009802 A KR 20140009802A KR 101488249 B1 KR101488249 B1 KR 101488249B1
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KR
South Korea
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coil
air
right leg
permanent magnet
leg
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KR1020140009802A
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Korean (ko)
Inventor
백윤수
최정수
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

공심코일을 이용한 무선 이족 보행 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 이족 보행 장치는, 영구자석과 공심코일을 이용한 이족 보행 장치(500)로서, 원통형 형상의 영구자석(111)으로 구성된 왼쪽 다리(110), 원통형 형상의 영구자석(121)으로 구성된 오른쪽 다리(120) 및 상기 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)를 상호 연결하고 소정의 탄성력을 가지는 연결부재(130)를 구비하는 이족 보행부(100); 상기 이족 보행부(100)의 하부에 위치하고, 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120) 각각의 영구자석에 인력을 작용하거나 해제할 수 있는 다수의 공심코일(310)이 하나의 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있는 코일부(300); 및 상기 코일부(300)의 공심코일(310)에 전원을 공급하는 전원공급부(400);를 포함한다.A wireless biped walking apparatus using an air core coil is disclosed. A biped walking apparatus according to an embodiment of the present invention is a biped walking apparatus 500 using a permanent magnet and an air-core coil, and includes a left leg 110 constituted by a cylindrical permanent magnet 111, a cylindrical permanent magnet A bipedal walking part 100 having a right leg 120 constituted by a right leg 120 and a connecting member 130 connecting the left leg 110 and the right leg 120 and having a predetermined elastic force; A plurality of air-core coils 310 positioned below the bipedal walking part 100 and capable of applying and releasing attraction force to the permanent magnets of the left leg 110 and the right leg 120 are formed in a single matrix, A coil part 300 arranged in the form of a coil; And a power supply unit 400 for supplying power to the air core coil 310 of the coil part 300. [

Description

공심코일을 이용한 무선 이족 보행 장치 {Untethered Biped Walking Machine Using Air-Core Coils}{Untethered Biped Walking Machine Using Air-Core Coils}

본 발명은 이족 보행 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공심코일을 이용한 무선 이족 보행 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a biped walking apparatus, and more particularly, to a wireless biped walking apparatus using an air-core coil.

종래에 다수의 성공적인 무선 이족 보행 로봇들이 만들어져 왔다.Conventionally, many successful wireless biped walking robots have been made.

예를 들어, Honda의 ASIMO와 KAIST의 Hubo는 배터리를 이용한 무선 이족 로봇의 대표적인 예이다.For example, Honda's ASIMO and KAIST's Hubo are typical examples of wireless biped robots using batteries.

배터리는 이들 이족 로봇들의 무선화를 가능하게 해 주었다.The battery enabled the wirelessization of these biped robots.

그러나, 배터리는 이들 로봇의 부피를 크게 만들고 중량을 증대시키는 주요 원인으로서, 이는 이들 로봇을 바탕으로 작은 무선 이족 보행 로봇을 만드는 것을 어렵게 한다.However, batteries are a major cause of these robots increasing in size and weight, making it difficult to build small wireless biped robots based on these robots.

게다가 배터리를 이용한 종래의 무선 이족 보행 로봇은 많은 수의 강체로 구성되어 있는 복잡한 구조를 취하고 있다. 이러한 점은 이들 로봇을 바탕으로 작고 간단한 무선 이족 보행 로봇을 만드는 것을 어렵게 하는 문제점이 된다.
In addition, a conventional wireless biped robot using a battery has a complicated structure composed of a large number of rigid bodies. This makes it difficult to make a small and simple wireless biped robot based on these robots.

한국공개특허공보 제10-2013-0038985호 (2013년 04월 19일 공개)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0038985 (published on April 19, 2013)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 영구자석의 자기장과 공심코일에 흐르는 전류와의 상호 작용을 통해 자기력과 자기토크를 발생시켜 스프링으로 연결되어 있는 두 개의 강체, 즉 두 개의 영구자석 다리를 움직일 수 있도록 해줌으로써, 전후좌우 보행 메커니즘과 제자리 회전 메커니즘, 그리고 기립 메커니즘을 작고 간단한 구조로 구현할 수 있도록 하는 공심코일을 이용한 무선 이족 보행 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic bearing device which generates magnetic force and magnetic torque through interaction between a magnetic field of a permanent magnet and a current flowing in an air- And an object of the present invention is to provide a wireless biped walking apparatus using an air-core coil which enables the legs to be moved in a simple and simple structure by using the front, rear, left and right walking mechanisms, the in-ground rotation mechanism and the standing mechanism.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 이족 보행 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a wireless biped walking apparatus comprising:

영구자석과 공심코일을 이용한 이족 보행 장치로서,A biped walking apparatus using a permanent magnet and an air core coil,

원통형 형상의 영구자석으로 구성된 왼쪽 다리, 원통형 형상의 영구자석으로 구성된 오른쪽 다리 및 상기 왼쪽 다리와 오른쪽 다리를 상호 연결하고 소정의 탄성력을 가지는 연결부재를 구비하는 이족 보행부;A bipedal walking part comprising a left leg constituted by a cylindrical permanent magnet, a right leg constituted by a cylindrical permanent magnet, and a connecting member interconnecting the left leg and the right leg and having a predetermined elastic force;

상기 이족 보행부의 하부에 위치하고, 왼쪽 다리와 오른쪽 다리 각각의 영구자석에 인력을 작용하거나 해제할 수 있는 다수의 공심코일이 하나의 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있는 코일부; 및A coil part located at a lower portion of the biped walking part and having a plurality of air-core coils arranged in a matrix form capable of applying or releasing attractive force to the permanent magnets of the left leg and the right leg; And

상기 코일부의 공심코일에 전원을 공급하는 전원공급부;A power supply unit for supplying power to an air core coil of the coil part;

를 포함하는 구성일 수 있다.
. ≪ / RTI >

이 경우, 상기 연결부재는 소정의 탄성력을 가지는 와이어(wire), 코일(coil) 또는 스프링(spring)일 수 있다.
In this case, the connection member may be a wire, a coil, or a spring having a predetermined elastic force.

일 실시예에서, 상기 무선 이족 보행 장치는,In one embodiment, the wireless biped walking apparatus comprises:

상기 코일부의 상부면에 탑재되어 이족 보행부와 코일부 사이에 위치하고, 소정의 마찰력을 가지는 판상형 지지판을 더 포함할 수 있다.
And a plate-like support plate which is mounted on the upper surface of the coil part and is positioned between the bipedal part and the coil part and has a predetermined frictional force.

또한, 상기 무선 이족 보행 장치는, 전원공급부로부터 각 코일부에 전원을 공급하거나 차단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
In addition, the wireless bipod walking apparatus may further include a control unit for supplying or blocking power to each coil part from the power supply unit.

일 실시예에서, 상기 왼쪽 다리의 영구자석과 오른쪽 다리의 영구자석은 서로 동일한 자화방향을 갖는 것일 수 있다.
In one embodiment, the permanent magnet of the left leg and the permanent magnet of the right leg may have the same magnetization direction.

일 실시예에서, 상기 코일부를 구성하고 있는 각 공심코일의 평면상 폭(W)과 길이(L)는, 각 다리를 구성하고 있는 영구자석의 평면상 직경(D) 대비 100 내지 150 % 일 수 있다.
In one embodiment, the planar width W and the length L of each of the air-core coils constituting the coil portion are 100 to 150% of the planar diameter D of the permanent magnets constituting each leg .

일 실시예에서, 상기 코일부를 구성하고 있는 각 공심코일의 평면상 형상은 정삼각형, 정사각형, 정육각형, 다각형 형상, 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다.
In one embodiment, the planar shape of each of the air-core coils constituting the coil portion may be an equilateral triangle, a square, a regular hexagon, a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape.

또한, 본 발명은 상기 무선 이족 보행 장치를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치 조작 시스템을 제공할 수 있는 바, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치는,Further, the present invention can provide a wireless bipod walking apparatus operating system, wherein the wireless bipod walking apparatus includes one or more wireless biped walking apparatuses,

미소물체 조작시스템, 마이크로/나노팩토리(microfactory/nanofactory)와 같은 차세대 소형제품 조립 및 생산 시스템;Next-generation compact product assembly and production systems such as micro-object manipulation systems, micro / factory (microfactory / nanofactory);

무선 소형 내시경 로봇과 각종 생물 세포, 바이러스, 암세포, 미소 약물을 다루거나 전달 혹은 이송하기 위한 초소형 로봇을 포함한 차세대 로봇기반 바이오메디컬 엔지니어링 기술 시스템(robotics-based biomedical engineering technologies system); 또는Robotics-based biomedical engineering technologies system, which includes a wireless mini-endoscope robot and a miniature robot for handling, transferring or transporting various biological cells, viruses, cancer cells, and small drugs; or

공간 제약이 있거나 좁은 환경 내에서의 로봇 작업을 요구하는 분야에 적용되는 조작 시스템;An operating system applied to a field requiring robot operation in a space constrained or narrow environment;

의 보행부로 적용되는 것 일 수 있다.
The present invention is not limited thereto.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치에 의하면, 영구자석의 자기장과 공심코일에 흐르는 전류와의 상호 작용을 통해 자기력과 자기토크를 발생시켜 스프링으로 연결되어 있는 두 개의 강체, 즉 두 개의 영구자석 다리를 움직일 수 있고 배터리를 장착할 필요가 없어, 기존의 무선 이족 보행 로봇 제작 시 배터리 장착으로 인하여 발생하는 시스템 크기 증가의 문제를 해결할 수 있다.As described above, the wireless bipod walking apparatus according to the present invention generates magnetic force and magnetic torque through the interaction between the magnetic field of the permanent magnet and the current flowing in the air-core coil, It is possible to move the two permanent magnet legs, and there is no need to attach the battery, so that it is possible to solve the problem of increase in the system size due to the battery mounting in the manufacturing of the conventional wireless biped walking robot.

또한, 다리를 구성하는 강체의 수가 너무 많아 다리의 구조가 복잡해지는 문제를 해결할 수 있음과 동시에, 탄성적으로 연결되어 있는 두 개의 영구자석 다리로 전후좌우로 걷고, 제자리에서 회전하고, 누워있거나 넘어졌을 때 일어서기 위해서 어떠한 물질이나 물체(예를 들어, 강체로 제작된 부품, 전기 전자 부품, 센서)를 추가로 장착하지 않아도 된다. 따라서, 전후좌우로 보행하는 메커니즘과 제자리에서 회전하는 메커니즘, 그리고 기립하는 메커니즘을 작고 간단한 구조로 구현할 수 있어 공간제약이 있거나 좁은 작업환경을 요하는 곳에서의 작업에 적합하다.In addition, since the number of the rigid bodies constituting the legs is so large that the structure of the legs is complicated, it is possible to solve the problem that the two permanent magnet legs which are elastically connected are moved back and forth, left and right, rotated in place, No additional materials or objects (eg, parts made of rigid bodies, electrical and electronic components, sensors) need to be installed to stand up when lost. Therefore, it is possible to implement the mechanism that moves in the front, rear, left, and right, the mechanism to rotate in place, and the mechanism to stand up in a small and simple structure, which is suitable for work in a space requiring a narrow working environment.

또한, 각 다리에 장착되는 영구자석의 크기와 공심코일의 크기를 소형화하고 다수의 공심코일을 추가함으로써 작동범위를 확장할 수 있다. 따라서, 다수의 공심코일을 추가 배치하여 작동범위를 확장시킬 수 있다.In addition, the size of the permanent magnet mounted on each leg and the size of the air core coil can be miniaturized and the operation range can be expanded by adding a plurality of air core coils. Therefore, a plurality of air-core coils can be additionally disposed to extend the operation range.

또한, 공심(air core) 코일을 적용하므로 철심(iron core)이 필요 없어 제작 비용을 절감할 수 있고, 손쉽게 코일을 소형화할 수 있으며, 철심에 의해 발생했던 히스테르시스 (Hysteresis) 문제를 해결할 수 있다.In addition, since an air core coil is used, the manufacturing cost can be reduced because an iron core is unnecessary, the coil can be easily miniaturized, and the hysteresis problem caused by the iron core can be solved have.

또한, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치는, 미소물체 조작시스템, 마이크로 / 나노팩토리 (microfactory / nanofactory)와 같은 차세대 소형제품 조립 및 생산 시스템, 무선 소형 내시경 로봇과 각종 생물 세포, 바이러스, 암세포, 미소 약물을 다루거나 전달 혹은 이송하기 위한 초소형 로봇을 포함한 차세대 로봇기반 바이오메디컬 엔지니어링 기술 (robotics-based biomedical engineering technologies) 등과 같이 공간 제약이 있거나 좁은 환경 내에서의 작업을 요구하는 광범위한 분야에 응용 목적에 따라 다양하게 적용 가능하다.
In addition, the wireless biped walking apparatus according to the present invention can be applied to a micro-object manipulation system, a next-generation small product assembly and production system such as a micro / factory, a small-size wireless endoscope robot and various biological cells, Based robotics-based biomedical engineering technologies, including miniature robots for handling, delivering, or transporting drugs, to a wide range of applications that require work in space-constrained or confined environments. Various applications are possible.

도 1은 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 무선 이족 보행 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수의 공심코일이 추가 배치되어 확장된 코일부를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공심코일과 각 다리를 구성하고 있는 영구자석의 평면상 크기 비교를 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 공심코일에 있어서, 공심코일에 인가된 반시계 방향 전류(CCW)와 시계 방향 전류(CW)를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 우측 보행 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 좌측 보행 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 전진 보행 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 후진 보행 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 제자리 회전 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 일어서는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a perspective view of a wireless biped walking apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the wireless biped walking apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing an extended coil part in which a plurality of air-core coils according to the present invention are additionally disposed.
4 is a plan view showing a planar size comparison between an air core coil according to the present invention and a permanent magnet constituting each leg.
5 is a perspective view showing a counterclockwise current (CCW) and a clockwise current (CW) applied to the air core coil in the air core coil of the wireless bipod walking apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a right-side walking principle of a wireless bipod walking apparatus according to the present invention.
7 is a conceptual diagram for explaining the principle of walking on the left side of the wireless biped walking apparatus according to the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining the principle of forward walking of a wireless biped walking apparatus according to the present invention.
9 is a conceptual diagram for explaining the principle of backward walking of the wireless bipod walking apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the principle of turning the wireless biped walking apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining the principle of how a wireless biped walking apparatus according to the present invention stays up.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하지만 본 발명의 범주가 그것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited thereto. In the description of the present invention, a detailed description of known configurations will be omitted, and a detailed description of configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

도 1에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 무선 이족 보행 장치의 분해 사시도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view of a wireless biped walking apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the wireless biped walking apparatus of FIG.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행 장치(500)는, 이족 보행부(100), 지지판(200), 코일부(300) 및 전원공급부(400)로 구성될 수 있다.Referring to these drawings, the wireless bipod walking apparatus 500 according to the present embodiment may be configured with a biped walking part 100, a support plate 200, a coil part 300, and a power supply part 400.

구체적으로, 이족 보행부(100)는, 원통형 형상의 영구자석(111)으로 구성된 왼쪽 다리(110), 원통형 형상의 영구자석(121)으로 구성된 오른쪽 다리(120) 및 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)를 상호 연결하고 소정의 탄성력을 가지는 연결부재(130)를 포함하는 구성일 수 있다.Specifically, the biped walking part 100 includes a right leg 120 and a left leg 110 constituted by a left leg 110, a cylindrical permanent magnet 121 constituted by a cylindrical permanent magnet 111, And a connecting member 130 interconnecting the legs 120 and having a predetermined elastic force.

더욱 구체적으로, 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)를 구성하고 있는 각각의 영구자석(111, 121)의 자화방향은 Z축 방향으로 동일한 자화방향을 가지는 것이 바람직하다. 동일한 자화방향을 갖는 영구자석(111, 121)으로 구성된 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)는 소정 크기의 자력을 발생시키는 코일부(300) 상부면에 부착되어 보행하는 동작을 구현할 수 있는 바, 이에 관한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
More specifically, it is preferable that the magnetization directions of the respective permanent magnets 111 and 121 constituting the left leg 110 and the right leg 120 have the same magnetization direction in the Z axis direction. The left leg 110 and the right leg 120 constituted by the permanent magnets 111 and 121 having the same magnetization direction can be attached to the upper surface of the coil part 300 generating a magnetic force of a predetermined size, A detailed description thereof will be given later.

또한, 코일부(300)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이족 보행부(100)의 하부에 위치하고, 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120) 각각의 영구자석에 인력을 작용하거나 해제할 수 있는 다수의 공심코일(310)이 하나의 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 구성일 수 있다.
2, the coil portion 300 is located at the lower portion of the bipedal walking part 100 and acts on the permanent magnets of the left leg 110 and the right leg 120, A plurality of air-core coils 310 may be arranged in a matrix form.

한편, 연결부재(130)는 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)가 서로 상대 운동할 경우 그에 상응하는 탄성력을 발생시키는 역할을 수행하는 바, 소정의 탄성력을 가지는 소재로 구성된다면 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어, 소정의 탄성력을 가지는 와이어(wire), 코일(coil) 또는 스프링(spring)일 수 있다. 소정의 탄성력을 가지는 연결부재(130)는, 본 발명에 따른 이족 보행부(100)가 코일부(300)의 상부면에서 이동할 때 상대 운동되어 위치가 변경된 왼쪽 다리(110) 또는 오른쪽 다리(120)를 복원하여 제자리로 위치 변경시킬 수 있는 복원력을 제공하는 바, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
The connecting member 130 plays a role of generating a corresponding elastic force when the left and right legs 110 and 120 are relatively moved with respect to each other and is particularly limited as long as it is made of a material having a predetermined elastic force But may be, for example, a wire, a coil, or a spring having a certain elastic force. The connecting member 130 having a predetermined elastic force is connected to the left limb 110 or the right limb 120, which is relatively moved and changed in position when the bipedal walking part 100 according to the present invention is moved from the upper surface of the coil part 300 And the restoring force that can be restored to its original position is provided, and a detailed description thereof will be given later.

한편, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치(500)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 코일부(300)의 상부면에 탑재되어 이족 보행부(100)와 코일부(300) 사이에 위치하고, 소정의 마찰력을 가지는 판상형 지지판(200)을 더 포함하는 구성일 수 있다. 구체적으로, 판상형 지지판(200)은, 코일부(300)를 구성하고 있는 공심코일(310)과 이족 보행부(100)가 서로 직접 맞닿아 결착되는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 판상형 지지판(200)은 이족 보행부(100)를 상부면에 탑재하여 이족 보행부(100)의 이족 보행 동작을 부드럽게 구현될 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 판상형 지지판(200)은, 코일부(300)를 구성하고 있는 공심코일(310)에서 발생하는 전자기력을 통과할 수 있는 소재로 구성됨이 바람직하다. 바람직하게는 소정의 두께를 가지고 소정의 마찰력을 가지는 전기 절연성 판상 소재로 구성될 수 있다.
1 and 2, the wireless bipod walking apparatus 500 according to the present invention is mounted on the upper surface of the coil section 300 and is disposed between the biped walking section 100 and the coil section 300 And a plate-shaped support plate 200 having a predetermined frictional force. Specifically, the plate-like support plate 200 can prevent the air core coil 310 and the bipedal walking part 100 constituting the coil part 300 from directly coming into contact with each other and binding. In addition, the plate-shaped support plate 200 can be mounted on the upper surface of the bipedal walking unit 100 to smoothly implement the bipedal walking motion of the bipedal walking unit 100. Therefore, it is preferable that the plate-like support plate 200 is made of a material capable of passing the electromagnetic force generated in the air-core coil 310 constituting the coil part 300. Preferably an electrically insulating plate material having a predetermined thickness and a predetermined frictional force.

또한, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치(500)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원공급부(400)로부터 코일부(300)에 전원공급 케이블(401)을 통해 전원을 공급하거나 차단하는 제어부(450)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
1, a wireless bipod walking apparatus 500 according to the present invention includes a controller 400 for supplying or blocking power from a power supply unit 400 to a coil part 300 through a power supply cable 401, (450). ≪ / RTI >

도 3에는 본 발명에 따른 복수의 공심코일이 추가 배치되어 확장된 코일부를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a perspective view showing an expanded coil part in which a plurality of air-core coils according to the present invention are additionally disposed.

도 3을 도 1과 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 코일부(300)는, 다수의 공심코일(310)로 구성되어 전체적으로 하나의 매트릭스(matrix) 형태 또는 바둑판 무늬 형태를 이룰 수 있다.Referring to FIG. 3 together with FIG. 1, the coil part 300 according to the present embodiment may include a plurality of air-core coils 310, and may have a single matrix or a checkerboard pattern as a whole.

또한, 본 발명에 따른 코일부(300)는, 다수의 공심코일(310)을 추가함으로써 이족 보행부(100)의 작동범위를 확장할 수 있다. 즉, 이족 보행부(100)의 작동 범위를 확장하거나 축소하려면, 그에 상응한 복수의 공심코일(310)을 추가 배치하거나 제거하면 된다. 또한, 왼쪽 다리(110) 및 오른쪽 다리(120)에 장착되는 영구자석(111, 121)의 크기와 공심코일(310)의 크기를 소형화하여 더욱 미세한 보행 동작을 구현시킬 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치(500)는 미소물체 조작시스템, 마이크로 / 나노팩토리 (microfactory / nanofactory)와 같은 차세대 소형제품 조립 및 생산 시스템, 무선 소형 내시경 로봇과 각종 생물 세포, 바이러스, 암세포, 미소 약물을 다루거나 전달 혹은 이송하기 위한 초소형 로봇을 포함한 차세대 로봇기반 바이오메디컬 엔지니어링 기술 (robotics-based biomedical engineering technologies) 등과 같이 공간 제약이 있거나 좁은 환경 내에서의 작업을 요구하는 광범위한 분야에 응용 목적에 따라 다양하게 적용 가능하다.
In addition, the coil section 300 according to the present invention can expand the operation range of the biped walking section 100 by adding a plurality of air-core coils 310. That is, in order to expand or reduce the operation range of the bipedal walking part 100, a plurality of air-core coils 310 corresponding thereto may be additionally disposed or removed. In addition, the sizes of the permanent magnets 111 and 121 mounted on the left leg 110 and the right leg 120 and the size of the air core coil 310 can be miniaturized to realize a finer walking operation. As a result, the wireless biped walking apparatus 500 according to the present invention can be applied to a small body manipulation system, a next generation small product assembly and production system such as a micro / factory (microfactory / nanofactory), a wireless small endoscope robot, Applications in a wide range of applications requiring space constraints or work in confined environments, such as robotic-based biomedical engineering technologies, including miniature robots for handling, delivering or transporting cancer cells and micro drugs It can be applied variously according to purpose.

도 4에는 본 발명에 따른 공심코일과 각 다리를 구성하고 있는 영구자석의 평면상 크기 비교를 나타내는 평면도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a plan view showing a planar size comparison between an air core coil according to the present invention and a permanent magnet constituting each leg.

도 4를 도 1과 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 코일부(300)를 구성하고 있는 각 공심코일(310)의 평면상 폭(W)과 길이(L)는, 각 다리(110, 120)를 구성하고 있는 영구자석(111, 121)의 평면상 직경(D)을 기준으로 제한될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 이족 보행부(100)를 구성하고 있는 영구자석(111, 121)은 코일부(300)를 구성하고 있는 각 공심코일(310)의 자력에 의해 위치 이동될 수 있다. 그런데, 이족 보행부(100)를 구성하고 있는 영구자석(111, 121)은 서로 동일한 자화방향을 갖는 바, 공심코일(310)의 자력에 의해 영구자석(111, 121)이 한데로 뭉침으로 인한 이족 보행부(100)의 엉킴 현상을 방지할 필요가 있다. 따라서, 각 공심코일(310)의 평면상 폭(W)과 길이(L)는, 각 다리(110, 120)를 구성하고 있는 영구자석(111, 121)의 평면상 직경(D) 대비 100 내지 150 % 일 수 있다.Referring to FIG. 4 together with FIG. 1, the planar width W and the length L of each of the air-core coils 310 constituting the coil part 300 according to the present embodiment are determined by the respective legs 110 and 120 The planar diameter D of the permanent magnets 111 and 121 constituting the permanent magnets 111 and 121. Specifically, the permanent magnets 111 and 121 constituting the bipedal walking part 100 according to the present invention can be moved by the magnetic force of each of the air-core coils 310 constituting the coil part 300. However, since the permanent magnets 111 and 121 constituting the biped walking part 100 have the same magnetizing direction, the magnetic forces of the permanent magnet 111 and 121 due to the magnetic force of the air- It is necessary to prevent a tangling phenomenon of the bipedal walking part 100. The planar width W and the length L of each of the air core coils 310 are set so as to be in the range of 100 to 100 mm on the planar diameter D of the permanent magnets 111 and 121 constituting the legs 110 and 120, 150%. ≪ / RTI >

또한, 코일부(300)를 구성하고 있는 각 공심코일(310)의 평면상 형상은 정삼각형, 정사각형, 정육각형, 다각형 형상, 원 형상 또는 타원 형상일 수 있다. 가장 바람직하게는, 정사각형 형상 또는 정육각형 형상일 수 있다.
The planar shape of each of the air core coils 310 constituting the coil part 300 may be an equilateral triangle, a square, a regular hexagon, a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape. Most preferably, it may be a square shape or a regular hexagonal shape.

도 5에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 공심코일에 있어서, 공심코일에 인가된 반시계 방향 전류(CCW)와 시계 방향 전류(CW)를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.FIG. 5 is a perspective view showing a counterclockwise current CCW and a clockwise current CW applied to an air core coil in an air core coil of a wireless biped walking apparatus according to the present invention.

도 5를 도 1과 함께 참조하면, 코일부(300)를 구성하고 있는 각 공심코일(310)의 자화방향은 전류의 인가 방향에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 각각의 영구자석(111, 121)은 공심코일(310)의 자화방향에 따라 선택적으로 변경되어 구성될 수 있는 바, 양의 Z축 방향으로 자화방향을 갖는 영구자석으로 이족 보행부가 구성되거나, 음의 Z축 방향으로 자화방향을 갖는 영구자석으로 이족 보행부가 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 5 together with FIG. 1, the magnetization direction of each of the air-core coils 310 constituting the coil part 300 can be changed according to the current application direction. Therefore, each of the permanent magnets 111 and 121 can be selectively changed according to the magnetization direction of the air-core coil 310, and the bipedal walking part is constituted by the permanent magnet having the magnetization direction in the positive Z-axis direction And a permanent magnet having a magnetization direction in the negative Z-axis direction.

본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치(500)는, 탄성적으로 연결되어 있는 두 개의 다리(110, 120)로 전후좌우로 걷고, 제자리에서 회전하고, 누워있거나 넘어졌을 때 일어서기 위한 동작을 구현할 수 있는 바, 이에 대한 구체적인 설명을 후술하기로 한다.
The wireless biped walking apparatus 500 according to the present invention can implement an operation for walking when the user walks in front, back, left and right, rotates in place, is laid, or falls when the two legs 110 and 120 are elastically connected A specific description thereof will be described later.

도 6 내지 도 11에는 무선 이족 보행 장치(500)의 보행 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 회색으로 표현된 공심코일은 전류가 공급되어 전자기력을 발생하고 있는 공심코일을 나타낸다. 또한, 회색으로 표현되지 않은 나머지 공심코일은 전류가 공급되지 않아 전자기력이 발생하지 않는 공심코일을 나타낸다. 본 실시예에서는 양의 Z축 방향으로 자화된 영구자석(111, 121)으로 구성된 이족보행부(100), 및 전류가 인가될 때 양의 Z축 방향으로 자화되는 공심코일(310)을 채택하였다. 또한, 명확한 설명을 위해 도 6 내지 도 11에 도시된 양의 Y축 방향을 우측방향, 음의 Y축 방향을 좌측방향, 양의 X축 방향을 전방향, 음의 X축 방향을 후방향으로 정의 한다.
6 to 11 are conceptual diagrams for explaining the walking principle of the wireless bipod walking apparatus 500. As shown in FIG. The gray-scale coil shown in these drawings represents an air-core coil which is supplied with electric current and generates an electromagnetic force. In addition, the remaining air-core coils which are not expressed in gray represent air-core coils in which no current is supplied and no electromagnetic force is generated. In this embodiment, a biped walking part 100 composed of permanent magnets 111 and 121 magnetized in a positive Z-axis direction and an air-core coil 310 magnetized in a positive Z-axis direction when a current is applied are adopted . 6 to 11 are referred to as the rightward direction, the negative Y-axis direction is referred to as the leftward direction, the positive X-axis direction as the forward direction, and the negative X-axis direction as the backward direction define.

도 6에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 우측 보행 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining the right-side walking principle of the wireless bipod walking apparatus according to the present invention.

도 6을 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행 장치(500)의 이족 보행부(100)는 우측 보행 동작을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 6 together with FIG. 2, the biped walking part 100 of the wireless biped walking apparatus 500 according to the present embodiment can implement a rightward walking operation.

구체적으로, 이족 보행부(100)를 우측으로 보행시키는 과정은 도 6에 도시된 바와 같이 네 개의 단계로 구성될 수 있다.Specifically, the process of walking the biped walking part 100 to the right may include four steps as shown in FIG.

첫 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 인력이 가해지는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310a)에 인가하면, 공심코일(310a)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 공심코일(310a)과 영구자석(111) 사이에 발생한 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The first step is a step in which a force is applied to the left leg 110. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310a, the upper portion of the air core coil 310a becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110 having the S pole at the bottom portion is pulled. The attraction force generated between the air core coil 310a and the permanent magnet 111 can prevent the bipedal walking part 100 from falling.

두 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310c)에 인가하면, 공심코일(310c)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310c)의 전자기력은 오른쪽 다리(120)에 양의 Y축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 오른쪽 다리(120)는 공심코일(310c) 쪽으로, 즉 양의 Y축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The second step is to apply thrust to the right leg 120 while maintaining the force applied to the left leg 110 as it is. When a counterclockwise current is applied to the coincidence coil 310c, the upper portion of the coincidence coil 310c becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the lower portion of the S pole is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310c applies a thrust force to the right leg 120 in the positive Y-axis direction. Due to this thrust, the right leg 120 stops after taking one step toward the air core coil 310c, that is, in the positive Y axis direction.

세 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310a)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310a)과 왼쪽 다리(110) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 세 번째 단계가 진행되는 동안, 오른쪽 다리(120)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The third step is to remove the attractive force applied to the left leg 110 while maintaining the attractive force acting on the right leg 120. The attraction force acting between the coils 310a and the left leg 110 can be removed by interrupting the current applied to the coils 310a. During the third step, the attractive force acting on the right leg 120 can prevent the bipedal walking part 100 from falling down.

네 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310b)에 인가하면, 공심코일(310b)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310b)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 양의 Y축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310b) 쪽으로, 즉 양의 Y축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The fourth step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310b, the upper portion of the air core coil 310b becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110 of which the bottom portion is the S pole is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310b applies a thrust force to the left leg 110 in the positive Y-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 stops after taking one step toward the air core coil 310b, that is, in the positive Y axis direction.

이로써 총 네 개의 단계를 거친 이족 보행부(100)는 우측 방향 보행 동작을 구현할 수 있다.
Thus, the biped walking unit 100 having undergone the four steps in total can implement the rightward walking motion.

도 7에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 좌측 보행 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the principle of walking on the left side of the wireless biped walking apparatus according to the present invention.

도 7을 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행 장치(500)의 이족 보행부(100)는 좌측 보행 동작을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 7 together with FIG. 2, the biped walking part 100 of the wireless biped walking apparatus 500 according to the present embodiment can implement a leftward walking operation.

구체적으로, 이족 보행부(100)를 좌측으로 보행시키는 과정은 도 7에 도시된 바와 같이 네 개의 단계로 구성될 수 있다.Specifically, the process of walking the biped walking part 100 to the left may include four steps as shown in FIG.

첫 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 인력이 가해지는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310c)에 인가하면, 공심코일(310c)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 공심코일(310c)과 영구자석(121) 사이에 발생한 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The first step is a step in which a force is applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the coincidence coil 310c, the upper portion of the coincidence coil 310c becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the lower portion of the S pole is pulled. The attraction force generated between the air core coil 310c and the permanent magnet 121 can prevent the biped walking part 100 from falling down.

두 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310a)에 인가하면, 공심코일(310a)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310a)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 음의 Y축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310a) 쪽으로, 즉 음의 Y축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The second step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310a, the upper portion of the air core coil 310a becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110 having the S pole at the bottom portion is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310a applies a thrust force to the left leg 110 in the negative Y-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 stops after taking one step toward the air core coil 310a, that is, toward the negative Y axis direction.

세 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310c)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310c)과 오른쪽 다리(120) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 세 번째 단계가 진행되는 동안, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The third step is to remove the attraction force applied to the right leg 120 while maintaining the force acting on the left leg 110 as it is. The attraction force acting between the coils 310c and the right leg 120 can be removed by blocking the current applied to the coils 310c. During the third step, the force acting on the left leg 110 can prevent the bipedal walking part 100 from falling.

네 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310b)에 인가하면, 공심코일(310b)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310b)의 전자기력은 오른쪽 다리(120)에 음의 Y축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 오른쪽 다리(120)는 공심코일(310b) 쪽으로, 즉 음의 Y축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The fourth step is to apply the thrust to the right leg 120 while maintaining the force applied to the left leg 110 as it is. When a counterclockwise current is applied to the coincidence coil 310b, the upper portion of the coincidence coil 310b becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the lower portion is attracted. That is, the electromagnetic force of the air core coil 310b applies a thrust force to the right leg 120 in the negative Y axis direction. Due to this thrust, the right leg 120 stops after taking one step toward the air core coil 310b, that is, toward the negative Y axis direction.

이로써 총 네 개의 단계를 거친 이족 보행부(100)는 좌측 방향 보행 동작을 구현할 수 있다.
Thus, the bipedal walking unit 100 that has undergone the four steps in total can implement the leftward walking operation.

도 8에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 전진 보행 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating the principle of forward walking of the wireless biped walking apparatus according to the present invention.

도 8을 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행장치(500)의 이족 보행부(100)는 전진 보행 동작을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 8 together with FIG. 2, the biped walking unit 100 of the wireless biped walking apparatus 500 according to the present embodiment can implement a forward walking operation.

구체적으로, 이족 보행부(100)를 전방으로 보행시키는 과정은 도 8에 도시된 바와 같이 네 개의 단계로 구성될 수 있다.Specifically, the process of walking the biped walking unit 100 forward can be composed of four steps as shown in FIG.

첫 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 인력이 가해지는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310d)에 인가하면, 공심코일(310d)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 공심코일(310d)과 영구자석(121) 사이에 발생한 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The first step is a step in which a force is applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310d, the top portion of the air core coil 310d becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the bottom portion of the S pole is pulled. The attraction force generated between the air core coil 310d and the permanent magnet 121 can prevent the bipedal walking part 100 from falling down.

두 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310a)에 인가하면, 공심코일(310a)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310a)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 양의 X축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310a) 쪽으로, 즉 양의 X축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The second step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310a, the upper portion of the air core coil 310a becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110 having the S pole at the bottom portion is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310a applies a thrust force to the left leg 110 in the positive X-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 stops after taking one step toward the air core coil 310a, that is, in the positive X axis direction.

세 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310d)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310d)과 오른쪽 다리(120) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 세 번째 단계가 진행되는 동안, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The third step is to remove the attraction force applied to the right leg 120 while maintaining the force acting on the left leg 110 as it is. The attraction force acting between the coils 310d and the right leg 120 can be removed by blocking the current applied to the coils 310d. During the third step, the force acting on the left leg 110 can prevent the bipedal walking part 100 from falling.

네 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310b)에 인가하면, 공심코일(310b)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310b)의 전자기력은 오른쪽 다리(120)에 양의 X축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 오른쪽 다리(120)는 공심코일(310b) 쪽으로, 즉 양의 X축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The fourth step is to apply the thrust to the right leg 120 while maintaining the force applied to the left leg 110 as it is. When a counterclockwise current is applied to the coincidence coil 310b, the upper portion of the coincidence coil 310b becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the lower portion is attracted. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310b applies a thrust force to the right leg 120 in the positive X-axis direction. Due to this thrust, the right leg 120 is pushed toward the air core coil 310b, that is, in the positive X axis direction, and then stops.

이로써 총 네 개의 단계를 거친 이족 보행부(100)는 전진 보행 동작을 구현할 수 있다.
Thus, the biped walking unit 100 that has undergone the four steps in total can implement the forward walking operation.

도 9에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 후진 보행 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the principle of backward walking of a wireless biped walking apparatus according to the present invention.

도 9를 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행장치(500)의 이족 보행부(100)는 후진 보행 동작을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 9 together with FIG. 2, the biped walking part 100 of the wireless biped walking apparatus 500 according to the present embodiment can implement a backward walking operation.

구체적으로, 이족 보행부(100)를 후방으로 보행시키는 과정은 도 9에 도시된 바와 같이 네 개의 단계로 구성될 수 있다.Specifically, the process of walking the biped walking unit 100 backward may be configured as four steps as shown in FIG.

첫 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 인력이 가해지는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310b)에 인가하면, 공심코일(310b)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 공심코일(310b)과 영구자석(121) 사이에 발생한 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The first step is a step in which a force is applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the coincidence coil 310b, the upper portion of the coincidence coil 310b becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the lower portion is attracted. The attraction force generated between the air core coil 310b and the permanent magnet 121 can prevent the bipedal walking part 100 from falling down.

두 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310c)에 인가하면, 공심코일(310c)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310c)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 음의 X축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310c) 쪽으로, 즉 음의 X축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The second step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the core coil 310c, the top portion of the core coil 310c becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110, whose bottom portion is the S pole, is pulled. That is, the electromagnetic force of the air core coil 310c applies a thrust force to the left leg 110 in the negative X-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 is stopped toward the air core coil 310c, that is, after taking a step in the negative X axis direction.

세 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310b)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310b)과 오른쪽 다리(120) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 세 번째 단계가 진행되는 동안, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The third step is to remove the attraction force applied to the right leg 120 while maintaining the force acting on the left leg 110 as it is. The attraction force acting between the coils 310b and the right leg 120 can be removed by interrupting the current applied to the coils 310b. During the third step, the force acting on the left leg 110 can prevent the bipedal walking part 100 from falling.

네 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310d)에 인가하면, 공심코일(310d)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310d)의 전자기력은 오른쪽 다리(120)에 음의 X축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 오른쪽 다리(120)는 공심코일(310d) 쪽으로, 즉 음의 X축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The fourth step is to apply the thrust to the right leg 120 while maintaining the force applied to the left leg 110 as it is. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310d, the top portion of the air core coil 310d becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the bottom portion of the S pole is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310d applies a thrust force to the right leg 120 in the negative X-axis direction. Due to this thrust, the right leg 120 is stopped toward the air core coil 310d, that is, after taking a step in the negative X axis direction.

이로써 총 네 개의 단계를 거친 이족 보행부(100)는 후진 보행 동작을 구현할 수 있다.
Thus, the biped walking unit 100 having undergone the four steps in total can implement the backward walking operation.

도 10에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 제자리 회전 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining the principle of the in-situ rotation of the wireless biped walking apparatus according to the present invention.

도 10을 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행장치(500)의 이족 보행부(100)는 제자리 회전 동작을 구현할 수 있다.Referring to FIG. 10 together with FIG. 2, the biped walking part 100 of the wireless biped walking apparatus 500 according to the present embodiment can implement a turning operation.

구체적으로, 이족 보행부(100)를 제자리 회전시키는 과정은 도 10에 도시된 바와 같이 여덟 개의 단계로 구성될 수 있다.Specifically, the process of rotating the bipedal walking part 100 in place may include eight steps as shown in FIG.

첫 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 인력이 가해지는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310d)에 인가하면, 공심코일(310d)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 공심코일(310d)과 영구자석(121) 사이에 발생한 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The first step is a step in which a force is applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310d, the top portion of the air core coil 310d becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the bottom portion of the S pole is pulled. The attraction force generated between the air core coil 310d and the permanent magnet 121 can prevent the bipedal walking part 100 from falling down.

두 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310a)에 인가하면, 공심코일(310a)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310a)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 양의 X축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310a) 쪽으로, 즉 양의 X축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The second step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310a, the upper portion of the air core coil 310a becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110 having the S pole at the bottom portion is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310a applies a thrust force to the left leg 110 in the positive X-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 stops after taking one step toward the air core coil 310a, that is, in the positive X axis direction.

세 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310d)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310d)과 오른쪽 다리(120) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 세 번째 단계가 진행되는 동안, 왼쪽 다리(110)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The third step is to remove the attraction force applied to the right leg 120 while maintaining the force acting on the left leg 110 as it is. The attraction force acting between the coils 310d and the right leg 120 can be removed by blocking the current applied to the coils 310d. During the third step, the force acting on the left leg 110 can prevent the bipedal walking part 100 from falling.

네 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 오른쪽 다리(120)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310c)에 인가하면, 공심코일(310c)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 오른쪽 다리(120)의 영구자석(121)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310c)의 전자기력은 오른쪽 다리(120)에 음의 Y축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 오른쪽 다리(120)는 공심코일(310c) 쪽으로, 즉 음의 Y축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The fourth step is to apply the thrust to the right leg 120 while maintaining the force applied to the left leg 110 as it is. When a counterclockwise current is applied to the coincidence coil 310c, the upper portion of the coincidence coil 310c becomes the N pole, and the permanent magnet 121 of the right leg 120 having the lower portion of the S pole is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310c applies a thrust force to the right leg 120 in the negative Y-axis direction. Due to this thrust, the right leg 120 stops after taking one step toward the air core coil 310c, that is, toward the negative Y axis direction.

다섯 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310a)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310a)과 왼쪽 다리(110) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 다섯 번째 단계가 진행되는 동안, 오른쪽 다리(120)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The fifth step is to remove the attractive force applied to the left leg 110 while maintaining the attractive force acting on the right leg 120. The attraction force acting between the coils 310a and the left leg 110 can be removed by interrupting the current applied to the coils 310a. During the fifth step, the attractive force acting on the right leg 120 can prevent the bipedal walking part 100 from falling down.

여섯 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310b)에 인가하면, 공심코일(310b)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310b)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 양의 Y축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310b) 쪽으로, 즉 양의 Y축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The sixth step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310b, the upper portion of the air core coil 310b becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110 of which the bottom portion is the S pole is pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coil 310b applies a thrust force to the left leg 110 in the positive Y-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 stops after taking one step toward the air core coil 310b, that is, in the positive Y axis direction.

일곱 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 작용하는 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 가해지는 인력을 제거하는 단계이다. 공심코일(310b)에 인가되었던 전류를 차단함으로써 공심코일(310b)과 왼쪽 다리(110) 사이에 작용하고 있던 인력을 제거할 수 있다. 일곱 번째 단계가 진행되는 동안, 오른쪽 다리(120)에 작용하는 인력은 이족 보행부(100)가 넘어지는 것을 방지할 수 있다.The seventh step is to remove the attraction force applied to the left leg 110 while maintaining the force acting on the right leg 120 as it is. The attraction force acting between the coils 310b and the left leg 110 can be removed by blocking the current applied to the coils 310b. During the seventh step, the attractive force acting on the right leg 120 can prevent the bipedal walking part 100 from falling down.

마지막 여덟 번째 단계는, 오른쪽 다리(120)에 가해진 인력을 그대로 유지하면서 왼쪽 다리(110)에 추력을 가하는 단계이다. 반시계 방향의 전류를 공심코일(310d)에 인가하면, 공심코일(310d)의 윗부분은 N극이 되어, 밑부분이 S극인 왼쪽 다리(110)의 영구자석(111)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310d)의 전자기력은 왼쪽 다리(110)에 음의 X축 방향으로 추력을 가한다. 이 추력으로 인해 왼쪽 다리(110)는 공심코일(310d) 쪽으로, 즉 음의 X축 방향으로 한 걸음 내딛고 난 후 멈춘다.The last step is to apply thrust to the left leg 110 while maintaining the force applied to the right leg 120. When a counterclockwise current is applied to the air core coil 310d, the upper portion of the air core coil 310d becomes the N pole, and the permanent magnet 111 of the left leg 110, which is the S pole at the lower portion, is pulled. That is, the electromagnetic force of the air core coil 310d applies a thrust force to the left leg 110 in the negative X-axis direction. Due to this thrust, the left leg 110 is stopped toward the air core coil 310d, that is, after taking one step in the negative X axis direction.

이로써 총 여덟 개의 단계를 거친 이족 보행부(100)는 제자리 회전 동작을 구현할 수 있다.
As a result, the bipedal walking unit 100 having a total of eight steps can implement an inward turning operation.

도 11에는 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치의 일어서는 원리를 설명하기 위한 개념도가 도시되어 있다.FIG. 11 is a conceptual diagram for explaining the principle of standing up the wireless biped walking apparatus according to the present invention.

도 11을 도 2와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행장치(500)의 이족 보행부(100)는 넘어진 상태에서 일어서는 동작을 구현할 수 있다.Referring to Fig. 11 together with Fig. 2, the biped walking part 100 of the wireless biped walking apparatus 500 according to the present embodiment can realize an operation in which the biped walking part 100 stands up in a falled state.

구체적으로, 넘어진 상태의 이족 보행부(100)를 일으키는 과정은 도 11에 도시된 바와 같이 한 개의 단계로 구성될 수 있다.Specifically, the process of causing the bipedal walking part 100 in a fallen state may be constituted by one step as shown in FIG.

첫 번째 단계는, 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)를 Z축 방향으로 정렬시키는 토크(torque)를 발생시키는 단계이다. 두 개의 공심코일(310a, 310c) 각각에 반시계 방향의 전류를 인가하면, 공심코일(310a, 310c)의 윗부분은 각각 N극이 되어, 밑부분이 S극인 각 다리(110, 120)의 영구자석(111, 121)을 끌어당긴다. 즉, 공심코일(310a, 310c)의 전자기력은 각 다리(110, 120)를 양의 Z축 방향으로 정렬시키는 토크를 발생시킴으로써, 넘어진 상태의 이족 보행부(100)를 일으킬 수 있다.The first step is to generate a torque that aligns the left leg 110 and the right leg 120 in the Z-axis direction. When the countercurrent current is applied to each of the two air core coils 310a and 310c, the upper portions of the air core coils 310a and 310c are N poles, and the bottom portions of the air core coils 310a and 310c are permanent The magnets 111 and 121 are pulled. That is, the electromagnetic force of the air-core coils 310a and 310c generates a torque that aligns the legs 110 and 120 in the positive Z-axis direction, thereby causing the bipedal walking unit 100 to fall.

이로써 총 한 개의 단계를 거친 이족 보행부(100)는 넘어진 상태에서 일어서는 동작을 구현할 수 있다.
As a result, the bipedal walking unit 100 that has undergone a total of one step can implement an action to stand up in a fallen state.

따라서, 본 실시예에 따른 무선 이족 보행 장치에 의하면, 영구자석의 자기장과 공심코일에 흐르는 전류와의 상호 작용을 통해 자기력과 자기토크를 발생시켜 스프링으로 연결되어 있는 두 개의 강체, 즉 두 개의 영구자석 다리를 움직일 수 있고 배터리를 장착할 필요가 없어, 기존의 무선 이족 보행 로봇 제작 시 배터리 장착으로 인하여 발생하는 시스템 크기 증가의 문제를 해결할 수 있다.Therefore, according to the wireless bipod walking apparatus according to the present embodiment, by generating a magnetic force and a magnetic torque through interaction between the magnetic field of the permanent magnet and the current flowing in the air-core coil, two rigid bodies connected by a spring, It is possible to move the magnet legs and there is no need to install the battery, and it is possible to solve the problem of the system size increase due to the battery mounting in the manufacturing of the conventional wireless biped walking robot.

또한, 다리를 구성하는 강체의 수가 너무 많아 다리의 구조가 복잡해지는 문제를 해결할 수 있음과 동시에, 탄성적으로 연결되어 있는 두 개의 영구자석 다리로 전후좌우로 걷고, 제자리에서 회전하고, 누워있거나 넘어졌을 때 일어서기 위해서 추가적으로 어떠한 물질이나 물체(예를 들어, 강체로 제작된 부품, 전기 전자 부품, 센서)를 추가로 장착하지 않아도 된다. 따라서, 전후좌우로 보행하는 메커니즘과 제자리에서 회전하는 메커니즘, 그리고 기립하는 메커니즘을 작고 간단한 구조로 구현할 수 있어 공간제약이 있거나 좁은 작업환경을 요하는 곳에서의 작업에 적합하다.In addition, since the number of the rigid bodies constituting the legs is so large that the structure of the legs is complicated, it is possible to solve the problem that the two permanent magnet legs which are elastically connected are moved back and forth, left and right, rotated in place, In order to stand up when it is lost, there is no need to additionally attach any substance or object (for example, parts made of a rigid body, electric / electronic parts, sensors). Therefore, it is possible to implement the mechanism that moves in the front, rear, left, and right, the mechanism to rotate in place, and the mechanism to stand up in a small and simple structure, which is suitable for work in a space requiring a narrow working environment.

또한, 각 다리에 장착되는 영구자석의 크기와 공심코일의 크기를 소형화하고 다수의 공심코일을 추가함으로써 작동범위를 확장할 수 있다. 따라서, 다수의 공심코일을 추가 배치하여 작동범위를 확장시킬 수 있다.In addition, the size of the permanent magnet mounted on each leg and the size of the air core coil can be miniaturized and the operation range can be expanded by adding a plurality of air core coils. Therefore, a plurality of air-core coils can be additionally disposed to extend the operation range.

또한, 공심(air core) 코일을 적용하므로 철심(iron core)이 필요 없어 제작 비용을 절감할 수 있고, 손쉽게 코일을 소형화할 수 있으며, 철심에 의해 발생했던 히스테르시스 (Hysteresis) 문제를 해결할 수 있다.In addition, since an air core coil is used, the manufacturing cost can be reduced because an iron core is unnecessary, the coil can be easily miniaturized, and the hysteresis problem caused by the iron core can be solved have.

또한, 본 발명에 따른 무선 이족 보행 장치가 보행부로 적용되는 로봇은, 미소물체 조작시스템, 마이크로 / 나노팩토리 (microfactory / nanofactory)와 같은 차세대 소형제품 조립 및 생산 시스템, 무선 소형 내시경 로봇과 각종 생물 세포, 바이러스, 암세포, 미소 약물을 다루거나 전달 혹은 이송하기 위한 초소형 로봇을 포함한 차세대 로봇기반 바이오메디컬 엔지니어링 기술 (robotics-based biomedical engineering technologies) 등과 같이 공간 제약이 있거나 좁은 환경 내에서의 작업을 요구하는 광범위한 분야에 응용 목적에 따라 다양하게 적용 가능하다는 기술적 이점을 가지게 된다.
The robot to which the wireless biped walking apparatus according to the present invention is applied as a walking unit can be applied to a small object manipulation system, a next generation small product assembly and production system such as a microfactory / nanofactory, a wireless small endoscope robot, And robotic-based biomedical engineering technologies, including miniature robots for handling, delivering, or transporting viruses, cancer cells, and small drugs, as well as a wide range of applications that require space constraints or work in tight environments. It has a technical advantage that it can be applied variously according to the application purpose in the field.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
In the foregoing detailed description of the present invention, only specific embodiments thereof have been described. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .

100: 이족 보행부 110: 왼쪽 다리
111: 영구자석 112: 연결부
120: 오른쪽 다리 121: 영구자석
122: 연결부 200: 지지판
300: 코일부 310: 공심코일
400: 전원공급부 401: 전원공급 케이블
450: 제어부 500: 이족 보행 장치
100: bipedal walking part 110: left leg
111: permanent magnet 112:
120: right leg 121: permanent magnet
122: connection part 200: support plate
300: Coil part 310: Coil coil
400: Power supply unit 401: Power supply cable
450: control unit 500: biped walking device

Claims (9)

영구자석과 공심코일을 이용한 이족 보행 장치(500)로서,
원통형 형상의 영구자석(111)으로 구성된 왼쪽 다리(110), 원통형 형상의 영구자석(121)으로 구성된 오른쪽 다리(120) 및 상기 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)를 상호 연결하고 소정의 탄성력을 가지는 연결부재(130)를 구비하는 이족 보행부(100);
상기 이족 보행부(100)의 하부에 위치하고, 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120) 각각의 영구자석에 인력을 작용하거나 해제할 수 있는 다수의 공심코일(310)이 하나의 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있는 코일부(300);
상기 코일부(300)의 공심코일(310)에 전원을 공급하는 전원공급부(400); 및
상기 전원공급부(400)로부터 코일부(300)에 전원을 공급하거나 차단하는 제어부(450)를 포함하고,
상기 제어부(450)는 상기 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120) 중의 어느 하나(110 또는 120)가 위치한 공심코일(310a)에 전원을 공급한 상태에서 다른 다리(120 또는 110)가 위치한 공심코일(310b)에 인접한 다른 공심코일(310c)에 전원을 공급하여 상기 다른 다리(120 또는 110)에 추력을 가하는 일련의 제어를 반복하여 이족 보행 운동을 수행토록 하거나, 또는 상기 왼쪽 다리(110)와 오른쪽 다리(120)가 넘어져 있을 때 상기 두 다리(110,120)의 하단이 각각 위치한 공심코일에 전원을 공급하여 상기 두 다리(110,120)를 일으키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치.
A biped walking apparatus (500) using a permanent magnet and an air core coil,
A right leg 120 constituted by a cylindrical permanent magnet 111 and a left leg 110 constituted by a cylindrical permanent magnet 111 and a cylindrical permanent magnet 121 and a right leg 120 constituted by connecting the left leg 110 and the right leg 120, A bipedal walking part (100) having a connecting member (130) having an elastic force;
A plurality of air-core coils 310 positioned below the bipedal walking part 100 and capable of applying and releasing attraction force to the permanent magnets of the left leg 110 and the right leg 120 are formed in a single matrix, A coil part 300 arranged in the form of a coil;
A power supply unit 400 for supplying power to the air core coil 310 of the coil unit 300; And
And a control unit 450 for supplying or cutting off power from the power supply unit 400 to the coil unit 300,
The control unit 450 may be configured such that when the power is supplied to the common core coil 310a in which one of the left leg 110 and the right leg 120 is located, The left foot 110 may be moved by repeating a series of control for supplying power to the other coils 310c adjacent to the coils 310b to apply the thrust to the other legs 120 or 110, Wherein when the right leg 120 and the right leg 120 are tilted, power is supplied to an air core coil having lower ends of the two legs 110 and 120, respectively, to cause the two legs 110 and 120 to be generated.
제 1 항에 있어서,
상기 연결부재(130)는 소정의 탄성력을 가지는 와이어(wire), 코일(coil) 또는 스프링(spring)인 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the connecting member (130) is a wire, a coil, or a spring having a predetermined elastic force.
제 1 항에 있어서,
상기 무선 이족 보행 장치(500)는,
상기 코일부(300)의 상부면에 탑재되어 이족 보행부(100)와 코일부(300) 사이에 위치하고, 소정의 마찰력을 가지는 판상형 지지판(200)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치.
The method according to claim 1,
The wireless biped walking apparatus 500 includes:
Further comprising a plate-like support plate (200) mounted on an upper surface of the coil part (300) and positioned between the biped walking part (100) and the coil part (300) and having a predetermined frictional force. .
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 왼쪽 다리(110)의 영구자석과 오른쪽 다리(120)의 영구자석은 서로 동일한 자화방향을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the permanent magnet of the left leg (110) and the permanent magnet of the right leg (120) have the same magnetization direction.
제 1 항에 있어서,
상기 코일부(300)를 구성하고 있는 각 공심코일(310)의 평면상 폭(W)과 길이(L)는, 각 다리(110, 120)를 구성하고 있는 영구자석(111, 121)의 평면상 직경(D) 대비 100 내지 150 % 인 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치.
The method according to claim 1,
The planar width W and the length L of each of the air-core coils 310 constituting the coil part 300 are set so that the planar surfaces of the permanent magnets 111 and 121 constituting the legs 110 and 120 Is 100 to 150% of the diameter (D) of the base.
제 1 항에 있어서,
상기 코일부(300)를 구성하고 있는 각 공심코일(310)의 평면상 형상은 정삼각형, 정사각형, 정육각형, 다각형 형상, 원 형상 또는 타원 형상인 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the planar shape of each of the air-core coils (310) constituting the coil part (300) is an equilateral triangle, a square, a regular hexagon, a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape.
제 1 항 내지 제 3 항, 또는 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 무선 이족 보행 장치(500)를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치 조작 시스템.
A wireless bipod walking apparatus operating system, comprising at least one wireless biped walking apparatus (500) according to any one of claims 1 to 3 or 5 to 7.
제 8 항에 있어서, 상기 무선 이족 보행 장치(500)는,
미소물체 조작시스템, 마이크로/나노팩토리(microfactory/nanofactory)와 같은 차세대 소형제품 조립 및 생산 시스템;
무선 소형 내시경 로봇과 각종 생물 세포, 바이러스, 암세포, 미소 약물을 다루거나 전달 혹은 이송하기 위한 초소형 로봇을 포함한 차세대 로봇기반 바이오메디컬 엔지니어링 기술 시스템(robotics-based biomedical engineering technologies system); 또는
공간 제약이 있거나 좁은 환경 내에서의 로봇 작업을 요구하는 분야 적용되는 조작 시스템;
의 보행부로 적용되는 것을 특징으로 하는 무선 이족 보행 장치 조작 시스템.
9. The wireless biped walking apparatus (500) according to claim 8,
Next-generation compact product assembly and production systems such as micro-object manipulation systems, micro / factory (microfactory / nanofactory);
Robotics-based biomedical engineering technologies system, which includes a wireless mini-endoscope robot and a miniature robot for handling, transferring or transporting various biological cells, viruses, cancer cells, and small drugs; or
Areas of operation that require robotic work within space constrained or confined environments;
Wherein the biped walking part is a walking part of the biped walking device.
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