KR20180035626A

KR20180035626A - Walking Robot device

Info

Publication number: KR20180035626A
Application number: KR1020160125953A
Authority: KR
Inventors: 최호림
Original assignee: 최호림
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2018-04-06

Abstract

보행주기를 기계적으로 나타내어 로봇 다리가 각각의 단일 구동장치에 의하여 구조 및 제어가 간단하면서 보행 속도의 효율성을 높일 수 있는 로봇 다리의 메카니즘을 구현하는 보행장치이다.And a robot leg mechanism that can mechanically represent a walking cycle so that the robot legs can be easily structured and controlled by each single driving device and the efficiency of the walking speed can be improved.

Description

{Walking Robot device}

본 발명은 로봇의 보행장치에 관한 것으로 로봇 각각의 다리가 단일 구동장치의 구동력에 의하여 움직이는 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a walking apparatus for a robot, wherein each leg of the robot is moved by a driving force of a single driving apparatus.

최근 들어서 과학 및 기술이 발전하면서 인간의 생활에 편리함을 제공하는 로봇이 다용도로 제작되고 있다. 예를 들면, 산업현장에 사용되는 산업용 로봇, 가정에 사용되는 청소로봇과 같은 가정용 로봇, 그리고 완구용 로봇, 군사용 또는 재난감시 등의 상황에 사용되기 위한 로봇에 이르기까지 다방면으로 개발되어 사용되고 있다.Recently, with the development of science and technology, robots that provide convenience to human life have been produced with versatility. For example, industrial robots used in industrial fields, household robots such as cleaning robots used in homes, and robots used for toy robots, military robots, or disaster monitoring applications have been developed and used in various fields.

일반적으로 로봇은 이동방법에 따라 인간 및 동물의 걸음걸이와 유사한 보행형 로봇과 차량 등과 유사하게 바퀴(차륜형 구조나 궤도형 구조 등)를 이용하는 주행형 로봇 등으로 나누고 있지만, 평지가 아닌 산악지역과 같은 험한 지형 등에서의 효율성 때문에 보행형 로봇에 대한 연구가 계속 진행되고 있다.Generally, robots are classified into walking robots similar to human and animal walking walks according to the moving method, and traveling robots using wheels (wheel type structure or track type structure) similarly to the vehicles. However, The robot has been studied for its efficiency in the rough terrain.

특히, 여러 개의 다리를 갖는 다족 보행 로봇은 2족 보행 로봇에 비하여 안전성이 뛰어나고 다양한 환경 적응능력과 뛰어난 기동성을 가질 수 있어서 다용도로 사용될 수 있기 때문에 많은 관심(그중 4족 보행)이 기울여지고 있다. 이러한 안전성, 환경 적응능력과 기동성 및 효율성을 결정하는 가장 중요한 것은 로봇의 다리 메커니즘이라 할 수 있다.Particularly, a multi-legged walking robot having a plurality of legs is more secure than the bipedal walking robot, has various environmental adaptability and excellent maneuverability, and can be used for various purposes. The most important factor that determines safety, environmental adaptability, maneuverability and efficiency is the leg mechanism of the robot.

로봇의 다리는 동물이나 인간의 다리 각각의 뼈와 근육을 모델로 삼고 있어 그 구조 및 움직임이 복잡하고 각각의 제어할 부분이 많다 따라서 보행속도도 느리게 하는 원인이 되고 있다. 그러므로 본 발명은 단일 구동 장치로 구조가 간단하면서 보행 속도를 높일 수 있는 로봇의 다리 메카니즘을 구현 하는 과제로 한다.The robot 's legs are modeled on the bones and muscles of each animal or human leg, and their structure and movement are complicated, and there are many parts to control each, which causes the walking speed to slow down. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a leg mechanism of a robot which is simple in structure and can increase a walking speed.

상기의 목적을 달성하기 위해서 우선 다리의 보행주기를 분석 하여야 한다. 보행주기는 발이 땅에 접지하여 떨어질 때까지 즉, 보행의 추진과 제동을 하는 입각기와 땅에서 떨어져 공중에서 이동하여 다시 땅에 접지할 때까지의 유각기로 구분되는데 이를 지레의 법칙을 적용하여 기계적으로 구현한다.In order to achieve the above object, firstly, the walking period of the legs should be analyzed. The gait cycle is divided into two phases: from the grounding of the foot to the falling of the ground, that is, from the stance of walking and braking to the ground, and from the ground to the time of grounding to ground again. .

상기 발명품은 기존의 로봇다리의 보행시 2족 로봇의 다리는 보행주기를 구현하기 위하여 각 관절 등에 별도의 구동장치가 있어서 일일이 제어를 하거나(구조가 복잡하고 제어 사항이 많음), 4족 로봇의 경우는 다리가 펼쳐진 상태에서 추진 및 제동을 완전히 하지 못하고 바로 다리를 접는 보행주기의 유각기로 전환하는 비 효율성을 극복하게 한다.In the above-described invention, the legs of the bipedal robots have a separate driving device for each leg to implement the walking cycle, so that the legs of the bipedal robots can be individually controlled (the structure is complicated, This overcomes the inefficiency of turning the legs into the swinging period of the walking legs without being able to complete the propulsion and braking in the unfolded state.

즉 로봇 다리가 쭉 펴진 상태에서 보행의 추진과 제동 운동을 한 후 땅과 접지하지 않으면서 다시 신속하게 다리가 접혀 앞으로 이동하는 특징으로 로봇의 다리가 각각의 단일 구동장치에 의해 작동되어 그 구조 및 제어가 간단하면서도 보행 속도의 효율성을 높일 수 있는 로봇 다리의 메카니즘이다.In other words, the robot's legs are extended by pushing and braking movement, and then the legs are folded forward without swinging to the ground without being grounded. Thus, the legs of the robot are operated by respective single driving devices, This is a mechanism of the robot leg which can simplify the control and increase the efficiency of the walking speed.

개별 구성도Individual configuration diagram 보행주기에 따른 움직임1(펼치는 동작)Movement according to the walking cycle 1 (unfolding motion) 보행주기에 따른 움직임1(접히는 동작)Movement 1 (Folding motion) 보행주기에 따른 움직임2(펼치는 동작)Movement according to walking cycle 2 (unfolding motion) 보행주기에 따른 움직임2(접히는 동작)Movement 2 according to walking cycle (folding motion)

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 설명을 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.

다리의 움직을 분석하는 보행주기에 따르면 발이 땅에 접지하여 떨어질 때까지 즉, 보행의 추진과 제동을 하는 입각기와 땅에서 떨어져 공중에서 이동 하여 다시 땅에 접지할 때까지의 유각기로 구분되는데 이를 지레의 법칙을 적용하여 기계적으로 구현한다.According to the walking cycle analyzing the movement of the legs, the feet are divided into two parts, namely, a footstep for walking and braking until the foot falls to the ground, and a footstep for moving from the ground to the ground. Apply mechanically by applying the law of the lever.

즉, 구동장치의 회전 구동력을 회전부1(100)을 포함하는 몸체부 회전체1(110)을 구동시키며 아래로 움직일 때 지레의 법칙에 따라 고정된 받침방1(300)의 받침점1(120)과 연결된 구동링크(130)가 움직이면서 받침점2(220)에 움직임을 전달하고 이와 연결된 회전부2(200)과 이를 포함하는 몸체부 회전체2(210)가 구동 하게 된다.That is, when the rotational driving force of the driving device is driven downward by driving the body part rotating body 1 including the rotating part 1 (100), the fulcrum 1 (120) of the fixed supporting room 1 (300) The driving link 130 connected to the driving link 130 moves and transmits the motion to the fulcrum 2 220. The rotating part 200 and the body part rotating body 210 including the rotating part 200 are driven.

도2 를 보면 상부의 그림 5개 중 상기 설명과 같이 움직인다.As shown in FIG. 2, among the five images in the upper part, it moves as described above.

도2 의 그림 중 처음부터 다리가 완전히 펼쳐진 상태까지가 유각기에 해당하며,From the beginning of the figure in Fig. 2, the leg is fully extended,

그 후부터 받침방1(300)에 있던 받침점1(120)이 받침방막1(310)이 열리고 받침통로(500)를 통하여 열린 받침방막2(410)을 지나 받침방2(400)으로 이동한다.The fulcrum point 1 120 in the receiving room 300 opens the receiving diaphragm 1 310 and moves to the receiving room 400 through the receiving diaphragm 2 410 opened through the receiving passage 500.

그러는 동안 회전체1(110)과 회전체2(210)는 쭉펴진 상태로 바닥에 접지한 상태로 보행의 추진과 제동을 운동을 하는 입각기에 해당한다.Meanwhile, the rotating body 1 (110) and the rotating body 2 (210) are in a stretched state and are grounded on the floor, which corresponds to a stance phase in which walking and braking are exercised.

도3 의 그림은 다시 보행의 입각기가 끝나고 유각기가 시작되는 모습을 나타낸다.The figure in Fig. 3 shows a figure where the stance of the gait ends and the diagonal starts.

즉, 구동장치의 회전 구동력을 회전부1(100)을 포함하는 몸체부 회전체1(110)을 구동시키며 위로 움직일때 고정된 받침방2(400)의 받침점1(120)과 연결된 구동링크(130)가 움직이면서 받침점2(220)에 움직임을 전달하고 이와 연결된 회전부2(200)과 이를 포함하는 몸체부 회전체2(210)가 구동 하여 다리를 접게 만든다.That is, when the body rotating body 1 (110) including the rotating part 1 (100) is driven and the driving link 130 (130) connected to the fulcrum 1 120 of the fixed receiving room 400 The rotary part 2 (200) and the body part rotating body 2 (210) connected thereto are driven to fold the legs.

그 후부터는 받침방2(400)에 있던 받침점1(120)이 받침방막2(410)이 열리고 받침통로(500)를 통하여 열린 받침방막1(310)을 지나 받침방2(300)으로 이동한다.After that, the fulcrum 120 of the receiving room 2 400 opens the receiving diaphragm 2 410 and moves to the receiving room 300 through the receiving diaphragm 1 310 opened through the receiving passage 500.

그러는 동안 회전체1(110)과 회전체2(210)는 접혀진 상태로 다리가 앞으로 이동 하게 되어 처음 상태로 하는 유각기에 해당한다.Meanwhile, the rotating body 1 (110) and the rotating body 2 (210) are in a collapsed state, and the legs move forward and correspond to the first rotating state.

도4, 도5 의 경우는 상기 사항을 활용의 다른 예이다.4 and 5 are other examples of utilization of the above-mentioned matters.

100 : 회전부1 (구동장치의 구동력을 연결)
110 : 회전체1 (회전부1을 포함하는 몸체)
120 : 받침점1 (구동시 움직임을 제어)
130 : 구동링크 (회전체1의 구동력을 회전체2에 전달)
200 : 회전부2 (회전체1과 연결 회전운동)
210 : 회전체2 (회전부2를 포함하는 몸체)
220 : 받침점2 (구동링크를 통한 구동력으로 회전체2를 구동)
300 : 받침방1 (받침점1이 보행주기 중에 있는 장소1)
310 : 받침방막1 (받침점1이 벗어나지못하게 막음)
400 : 받침방2 (받침점1이 보행주기 중에 있는 장소2)
410 : 받침방막2 (받침점1이 벗어나지못하게 막음)
500 : 받침통로 (받침점1의 이동로)100: rotating part 1 (connecting the driving force of the driving device)
110: rotating body 1 (body including rotating part 1)
120: Fulcrum 1 (control the movement when driving)
130: drive link (transmits the driving force of the rotating body 1 to the rotating body 2)
200: rotating part 2 (connected rotating motion with rotating body 1)
210: rotator 2 (body including rotating part 2)
220: Fulcrum point 2 (driving the rotating body 2 by the driving force via the driving link)
300: Supporting room 1 (place 1 where fulcrum 1 is in a walking cycle)
310: Supporting diaphragm 1 (prevents fulcrum 1 from escaping)
400: Stand room 2 (place where fulcrum 1 is in the walking cycle 2)
410: Supporting diaphragm 2 (prevents fulcrum 1 from falling off)
500: Support passage (movement path of fulcrum 1)

Claims

One driving device (rotating motor)
A rotating unit 1 for transmitting the driving force of the driving device, a rotating body 1 including the rotating unit 1, and a driving link unit for connecting the fulcrum 1 and the fulcrum 1
A rotating part 2 connected to the rotating body 1, a rotating body 2 including the rotating part 2, and a fulcrum 2 of the rotating body 2 connected to the driving link part
It consists of a supporting room 1, a supporting membrane 1, a fulcrum passage, a supporting room 2 and a supporting membrane 2

The method according to claim 1,
The rotating body 1 is moved forward and backward by the rotating part 1 connected to the driving device.
The fulcrum 1 is located at the same distance as the fulcrum 2 when the connected rotator 2 is folded and unfolded.

The method of claim 1, wherein
The rotating part 2 is connected to the rotating body 1.
The fulcrum 2 is connected to the fixed fulcrum 1 via the drive link.
The rotating body 2 is driven around the fulcrum 2 by a driving link portion connected to the rotating body 1.

The method of claim 1, wherein
The fulcrum point 1 is located in the receiving room 1, 2.
The bearing room 1 is located on one side (front or rear) of the bisector (regardless of the ratio) of the rotor 1 movement, and is located at the same distance as the fulcrum 2 when the connected rotor 2 is folded and unfolded.
The rest room 2 is located at the same distance as the fulcrum 2 when the connected rotator 2 is folded and unfolded, to the other (rear or front) bisector (regardless of the ratio) of the rotator 1 movement.
The support diaphragms 1 and 2 are opened when the rotary body 2 is completely folded or unfolded, and otherwise closed.
The supporting and communicating path connects the supporting room 1 and the supporting room 2.