KR20220045491A

KR20220045491A - 보행 로봇용 발 구조체, 그러한 발 구조체를 포함하는 보행 로봇 및 그러한 보행 로봇의 작동 방법

Info

Publication number: KR20220045491A
Application number: KR1020200128300A
Authority: KR
Inventors: 김범수; 임현섭; 박상인; 윤주영; 이동현; 현동진; 한효승
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-10-05
Filing date: 2020-10-05
Publication date: 2022-04-12
Also published as: CN114379668A; JP2022060999A; US20220105623A1; US11774307B2; DE102021205030A1; CN114379668B

Abstract

보행 로봇용 발 구조체, 보행 로봇 및 보행 로봇의 작동 방법이 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 몸체를 형성하는 링크; 상기 링크의 일 측 끝부에 결합되고 내부에 빈 공간이 형성되는 완충부; 및 상기 링크 내에 구비되고, 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간의 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서; 를 포함하는 보행 로봇용 발 구조체가 개시된다.

Description

보행 로봇용 발 구조체, 그러한 발 구조체를 포함하는 보행 로봇 및 그러한 보행 로봇의 작동 방법{Foot structure for walking robot, walking robot including the foot structure and method of operation of the walking robot}

본 발명은 보행 로봇용 발 구조체, 그러한 발 구조체를 포함하는 보행 로봇 및 그러한 보행 로봇의 작동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발 구조체에 가해지는 지면의 압력을 감지할 수 있는 센서가 구비된 보행 로봇용 발 구조체, 그러한 발 구조체를 포함하는 보행 로봇 및 보행 로봇의 작동 방법에 관한 것이다.

로봇이 활용되는 기술 분야 등에 따라 로봇의 종류는 다양하나, 일 예로 보행 로봇을 들 수 있다. 특히, 보행 로봇의 경우 서비스, 물건의 이송 등의 기능에 특화된 로봇으로서 최근 다양한 형태의 보행 로봇에 대한 연구가 진행되고 있다.

보행 로봇의 기능에 따라 구조는 다양하나, 보행 로봇은 일반적으로 보행 로봇의 몸체를 구성하는 몸체 및 몸체의 일 측에 결합되고 하방으로 연장된 형상을 갖는 발 구조체를 포함한다.

보행 로봇에 구비되는 발 구조체의 경우, 발 구조체가 지면 또는 다른 물체와 접촉을 감지하기 위한 압력 센서가 내장되는 경우가 있다.

그러나, 종래 기술에 따르면 발 구조체가 지면 또는 물체와 접촉하는 과정에서 발 구조체 및 압력 센서에 충격이 가해지는데 그에 따라 발 구조체 및 압력 센서의 내구도가 저하되는 문제가 있었다.

또한, 종래 기술에 따르면, 발 구조체의 내부 압력과 외부 압력 간의 압력 차이가 발생하는 경우, 동일한 외부의 충격에 대해서도 압력 센서가 서로 다른 수치의 압력 변화를 감지하게 되므로 일정한 성능이 보장되지 못하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 보행 로봇에 장착되는 압력 센서를 외부의 충격으로부터 보호함으로써 압력 센서의 내구성을 향상시키는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 발 구조체의 내부 압력과 외부 압력 간의 압력 차이가 발생하는 경우, 그러한 압력 차이를 신속하게 제거함으로써 압력 변화에 대한 일정한 성능을 보장하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 몸체를 형성하는 링크; 상기 링크의 일 측 끝부에 결합되고 내부에 빈 공간이 형성되는 완충부; 및 상기 링크 내에 구비되고, 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간의 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서; 를 포함하는 보행 로봇용 발 구조체가 제공된다.

상기 링크 내에 구비되고 상기 완충부 내 상기 빈 공간과 연통되는 제1 배관; 을 더 포함하고, 상기 압력 센서는 상기 제1 배관의 일 끝부와 연결될 수 있다.

상기 링크 내에 구비되는 제1 밸브; 및 상기 제1 배관으로부터 분기되고 일 끝부가 상기 제1 밸브와 연결되는 제2 배관; 을 더 포함할 수 있다.

상기 링크 내에 구비되는 제2 밸브; 및 상기 제2 배관으로부터 분기되고 일 끝부가 상기 제2 밸브와 연결되는 제3 배관; 을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 배관이 상기 제1 배관으로부터 분기되는 영역에 구비되고, 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관의 외측을 감싸도록 구비되는 제1 연결부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 제3 배관이 상기 제2 배관으로부터 분기되는 영역에 구비되고, 상기 제2 배관 및 상기 제3 배관의 외측을 감싸도록 구비되는 제2 연결부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 밸브는 체크 밸브일 수 있다.

상기 제2 밸브는 개폐형 양방향 밸브일 수 있다.

상기 제1 배관 중 상기 제1 연결부와 상기 압력 센서 사이 영역의 길이는, 상기 제2 배관 중 상기 제1 연결부와 상기 제1 밸브 사이 영역의 길이보다 짧을 수 있다.

상기 제2 배관 중 상기 제2 연결부와 상기 제1 밸브 사이 영역의 길이는, 상기 제3 배관 중 상기 제2 연결부와 상기 제2 밸브 사이 영역의 길이보다 짧을 수 있다.

상기 체크 밸브는, 상기 링크 외부로부터 상기 링크 내측으로는 공기가 유입되게 하고, 상기 링크 내측으로부터 상기 링크 외부로는 공기의 유출을 차단할 수 있다.

상기 압력 센서는 상기 완충부에 삽입 결합될 수 있다.

상기 링크 내에 구비되는 제1 밸브; 및 상기 링크 내에 구비되고 일 끝부는 상기 완충부 내 상기 빈 공간와 연통되고 타 끝부는 상기 제1 밸브와 연결되는 제1 배관; 을 더 포함할 수 있다.

상기 링크 내에 구비되는 제2 밸브; 및 상기 제1 배관으로부터 분기되고 일 끝부가 상기 제2 밸브와 연결되는 제2 배관; 을 더 포함할 수 있다.

상기 완충부의 외부 표면 중 적어도 일부는 탄성 재질을 포함할 수 있다.

상기 완충부의 외부 표면 중 적어도 일부에는 홈(groove)부가 구비될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 몸통부 및 상기 몸통부의 하부에 결합되는 하나 이상의 발 구조체를 포함하는 보행 로봇으로서, 상기 발 구조체는, 상기 발 구조체의 몸체를 형성하는 링크; 상기 링크의 일 측 끝부에 결합되고 내부에 빈 공간이 형성되고 상기 빈 공간 내에 공기가 충전되어 있는 완충부; 및 상기 링크 내에 구비되고, 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간의 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서; 를 포함하는 보행 로봇이 제공된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르면, 몸통부 및 상기 몸통부의 하부에 결합되는 하나 이상의 발 구조체를 포함하되, 상기 발 구조체의 일 끝부에 구비되고 내부에 빈 공간이 형성되는 완충부를 더 포함하는 보행 로봇의 작동 방법으로서, 상기 발 구조체가 지면에 닿는 제1 시점과 상기 제1 시점의 이후이며 상기 발 구조체가 다시 지면에 닿는 제2 시점 사이에 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간에 공기를 유입시키거나 상기 빈 공간으로부터 공기를 유출시킴으로써 상기 완충부 내부의 공압을 조절하는, 공압 조절 단계; 를 포함하는 보행 로봇의 작동 방법이 제공된다.

상기 공압 조절 단계에서, 상기 완충부 내부의 공압은 대기압으로 조절될 수 있다.

본 발명에 따르면, 보행 로봇에 장착되는 압력 센서를 외부의 충격으로부터 보호함으로써 압력 센서의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 발 구조체의 내부 압력과 외부 압력 간의 압력 차이가 발생하는 경우, 그러한 압력 차이를 신속하게 제거함으로써 압력 변화에 대한 일정한 성능을 보장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 로봇용 발 구조체의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 로봇용 발 구조체의 구조를 도시한 단면도이다.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 보행 로봇용 발 구조체, 보행 로봇 및 보행 로봇의 작동 방법을 설명한다.

보행 로봇용 발 구조체

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 로봇용 발 구조체의 구조를 도시한 단면도이다. 한편, 본 발명에 따른 보행 로봇용 발 구조체는 보행 로봇에 탑재됨으로써 보행 로봇의 보행을 구현하기 위한 구성일 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보행 로봇용 발 구조체(10, 이하, '발 구조체')는 발 구조체의 몸체를 형성하는 링크(100) 및 링크(100)의 일 측 끝부에 결합되는 완충부(200)를 포함할 수 있다. 도 1에는 링크(100)의 좌측 끝부에 완충부(200)가 삽입 결합된 모습이 도시되어 있다.

완충부(200)는 발 구조체(10)의 가장 아래에 구비되는 구성일 수 있다. 따라서, 발 구조체(10)를 포함한 보행 로봇이 보행할 때 완충부(200)는 반복적으로 지면 또는 물체와 접촉할 수 있다. 즉, 발 구조체(10)에 가해지는 충격은 완충부(200)에 의해 외부에서 전달될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 발 구조체(10)에 구비되는 완충부(200)는 지면 또는 물체와의 접촉에 의해 발 구조체(10)에 가해지는 충격을 줄이기 위한 수단을 더 포함할 수 있다.

보다 상세하게, 본 발명에 따르면 완충부(200)의 내부에는 빈 공간이 형성될 수 있고, 완충부(200)의 외부 표면 중 적어도 일부는 탄성 재질을 포함할 수 있다. 따라서, 완충부(200)의 내부에는 공기가 충전될 수 있고, 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는 경우 완충부(200)의 형태가 가역적으로 변형될 수 있으며, 그에 따라 완충부(200) 및 내부의 공기가 일종의 완충재 역할을 수행할 수 있다.

계속해서 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되고, 완충부(200) 내부의 빈 공간에 구비되는 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서(300)를 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같이, 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는 경우 완충부(200)의 형태가 변형될 수 있는데, 그에 따라 완충부(200) 내 빈 공간에 구비되는 공기 역시 압축 또는 팽창될 수 있다. 따라서, 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는 경우 완충부(200) 내 빈 공간에서는 공기의 압력 변화가 발생하게 된다. 압력 센서(300)는 그러한 압력 변화를 감지함으로써 완충부(200)가 지면 또는 물체가 접촉하였는지 여부를 감지하는 구성일 수 있다. 하기에서는 링크(100) 내 구성에 대해 상술하도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되고 완충부(200) 내 빈 공간과 연통되는 제1 배관(410)을 포함할 수 있다. 따라서, 완충부(200) 내 빈 공간에 있던 공기는 압력 변화에 따라 제1 배관(410)으로 이동할 수 있고, 반대로 제1 배관(410) 내에 있던 공기 역시 완충부(200) 내 빈 공간으로 이동할 수 있다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따르면 압력 센서(300)는 제1 배관(410)의 일 끝부와 연결될 수 있다. 보다 상세하게, 압력 센서(300)는 링크(100)의 길이 방향으로 완충부(200)로부터 이격될 수 있고, 제1 배관(410)은 완충부(200) 내 빈 공간과 압력 센서(300)를 연통할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압력 센서(300)는 제1 배관(410)을 통해 유입되는 공기를 통해 완충부(200) 내 빈 공간의 압력을 측정함으로써 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는지 여부뿐만 아니라 완충부(200)가 지면 또는 물체와 어느 정도의 세기로 접촉하였는지를 판단할 수 있다.

계속해서 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되는 밸브를 더 포함할 수 있다. 밸브는 링크(100) 내부로 공기를 공급하거나 링크(100) 내부의 공기를 외부로 배출하는 경로를 제공하는 구성일 수 있다.

링크(100) 내 공기의 압력, 보다 상세하게는, 완충부(200) 내 빈 공간에 구비되는 공기의 압력은 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는지 여부뿐만 아니라 다른 요인에 의해서도 변화할 수 있다. 예를 들어, 발 구조체(10) 외부의 온도가 증가 또는 감소하는 경우, 또는, 공기의 누출에 의해서 링크(100) 및 완충부(200) 내 빈 공간에 구비되는 공기의 압력이 변화할 수 있다.

그러나, 다른 요인에 의해 완충부(200) 내 빈 공간에 구비되는 공기의 압력이 변화하는 경우, 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는지 여부에 따른 압력의 변화를 제대로 측정할 수 없게 된다. 따라서, 다른 요인에 의해 완충부(200) 내 압력이 변화하는 경우에 대비한 수단이 구비될 필요가 있다.

본 발명에 따른 발 구조체(10)에 구비되는 밸브는 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는지 여부와 무관한 다른 요인에 의해 완충부(200) 내 공기의 압력이 변화하는 경우 그러한 압력 변화를 상쇄하기 위한 수단일 수 있다. 보다 상세하게, 밸브는 외부로부터 링크(100) 내에 공기를 공급하거나, 링크(100)로부터 외부에 공기를 배출함으로써 다른 요인에 의한 압력 변화를 상쇄하기 위한 구성일 수 있다.

보다 상세하게, 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되는 제1 밸브(510) 및 제1 배관(410)으로부터 분기되고 일 끝부가 제1 밸브(510)와 연결되는 제2 배관(420)을 더 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 재2 배관(420)은 제1 배관(410)과 연통될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 발 구조체(10)는 서로 다른 복수의 밸브를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되는 제2 밸브(520) 및 제2 배관(420)으로부터 분기되고 일 끝부가 제2 밸브(520)와 연결되는 제3 배관(430)을 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에 따르면, 제1 밸브(510)는 체크 밸브일 수 있고, 제2 밸브(520)는 개폐형 양방향 밸브일 수 있다. 이때, 체크 밸브는 공기를 일 방향으로만 이동하도록 하는 밸브를 의미할 수 있고, 개폐형 양방향 밸브는 공기를 양 방향으로 이동하도록 하는 밸브를 의미할 수 있다.

보다 상세하게, 본 발명에 따르면, 제1 밸브(510)인 체크 밸브는 링크(100) 외부로부터 링크(100) 내측으로는 공기가 유입되도록 하고, 링크(100) 내측으로부터 링크(100) 외부로는 공기의 유출을 차단하는 구성일 수 있다. 그러나, 이와 달리 제1 밸브(510)는 링크(100) 내측으로부터 링크(100) 외부로는 공기가 유출되도록 하고, 링크(100) 외부로부터 링크(100) 내측으로는 공기의 유입을 차단하는 구성일 수도 있다.

한편, 체크 밸브와 달리, 제2 밸브(520)인 개폐형 양방향 밸브는 링크(100)의 내부와 외부 간의 압력 차이에 의해 링크(100) 외부와 링크(100) 내측 간에 공기가 양 방향으로 이동할 수 있도록 하는 구성일 수 있다.

다만, 본 발명에 따르면, 체크 밸브는 별도의 조작이 없이도 밸브의 유로를 통해 링크(100) 외부로부터 링크(100) 내측으로 공기가 유입될 수 있도록 하는 구성인 반면, 개폐형 양방향 밸브는 별도의 조작에 의해 유로가 개방되는 경우에만 공기가 양방향으로 이동할 수 있는 구성일 수 있다. 즉, 개폐형 양방향 밸브의 경우 밸브의 유로가 폐쇄되면 링크(100)의 내측과 외부 간 공기의 이동이 차단될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 발 구조체(10)는 복수의 배관을 포함할 수 있고, 복수의 배관이 서로 만나는 영역에는 어느 한 배관이 다른 배관으로부터 분기되는 영역이 형성될 수 있다. 이때, 본 발명에 따르면, 어느 한 배관이 다른 배관으로부터 분기되는 영역에는 배관을 서로 연결하는 구성이 구비될 수 있다.

보다 상세하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 배관(420)이 제1 배관(410)으로부터 분기되는 영역에 구비되고, 제1 배관(410) 및 제2 배관(420)의 외측을 감싸도록 구비되는 제1 연결부(610)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제3 배관(430)이 제2 배관(420)으로부터 분기되는 영역에 구비되고, 제2 배관(420) 및 제3 배관(430)의 외측을 감싸도록 구비되는 제2 연결부(620)를 더 포함할 수 있다. 제1 연결부(610) 및 제2 연결부(620)는 배관들을 서로 연결하여 공기의 유동을 안내하는 동시에 배관들을 보호하는 기능도 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(610) 및 제2 연결부(620)는 배관들(410, 420, 430)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 그러나, 그와 달리 제1 연결부(610) 및 제2 연결부(620)는 배관들(410, 420, 430)과 다른 재질로 이루어질 수도 있다.

계속해서 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 배관(410) 중 제1 연결부(610)와 압력 센서(300) 사이 영역의 길이는 제2 배관(420) 중 제1 연결부(610)와 제1 밸브(510) 사이 영역의 길이보다 짧을 수 있다. 이 경우, 완충부(200) 내 빈 공간에 구비된 공기의 압력 변화를 압력 센서(300)에서 보다 빨리 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 배관(420) 중 제2 연결부(620)와 제1 밸브(510) 사이 영역의 길이는 제3 배관(430) 중 제2 연결부(620)와 제2 밸브(520) 사이 영역의 길이보다 짧을 수 있다. 따라서, 완충부(200)가 지면 또는 물체와 접촉하는 것 이외에 다른 요인에 의해 완충부(200) 내 빈 공간에 구비된 공기의 압력이 변하는 경우, 제2 밸브(520)보다 제1 밸브(510)에서 보다 신속하게 압력 변화에 대응할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보행 로봇용 발 구조체의 구조를 도시한 단면도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예와 달리 본 발명의 다른 실시예에 따른 발 구조체(10)의 압력 센서(300)는 완충부(200)에 직접 삽입 결합될 수 있다. 이 경우, 완충부(200) 내 빈 공간에 압력의 변화가 발생하는 경우 압력 센서(300)가 보다 신속하게 이를 감지할 수 있다.

계속해서 도 2를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되는 제1 밸브(510) 및 링크(100) 내에 구비되고 일 끝부는 완충부(200) 내 빈 공간과 연통되고 타 끝부는 제1 밸브(510)와 연결되는 제1 배관(410)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예와 달리 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 배관(410)는 압력 센서(300)와 연결되지 않고 제1 밸브(510)와 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 발 구조체(10)는 링크(100) 내에 구비되는 제2 밸브(520) 및 제1 배관(410)으로부터 분기되고 일 끝부가 제2 밸브(520)와 연결되는 제2 배관(420)을 더 포함할 수 있다. 이때, 제2 배관(420)이 제1 배관(410)으로부터 분기되는 영역에는 제1 배관(410) 및 제2 배관(420)의 외측을 감싸도록 구비되는 제1 연결부(610)가 구비될 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예와 유사하게, 제1 밸브(510)는 체크 밸브일 수 있고, 제2 밸브(520)는 개폐형 양방향 밸브일 수 있다.

이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 완충부(200)와 제1 밸브(510)를 연결하는 제1 배관(410)의 전 영역은 직선 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 배관(410)의 길이가 최소화될 수 있을 뿐만 아니라 제1 배관(410)에 굴곡진 영역이 존재하지 않게 되므로, 완충부(200) 내 빈 공간에 압력 변화가 발생하는 경우 제1 밸브(410)의 응답 속도가 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 배관(410)의 전 영역이 직선 구조를 갖는 경우, 제1 배관(410)에 가요성 재질이 아닌 단단한 재질이 적용될 수 있으므로 제1 배관(410)의 내구성 측면에서도 유리한 점이 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 발 구조체(10)에 구비되는 완충부(200)의 외부 표면 중 적어도 일부에는 만입된 형상의 홈(groove)부(210)가 구비될 수 있다. 홈부(210)는 완충부(200) 표면의 마찰력을 향상시킴으로써 완충부(200)가 지면으로부터 미끄러지는 것을 방지하는 역할을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 링크(100)에 완충부(200)가 원활하게 삽입될 수 있도록 하는 역할을 수행할 수 있다. 그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 달리, 완충부(200)의 외부 표면 중 적어도 일부에는 돌출된 형상의 돌기가 구비될 수도 있다. 일 예로, 돌기는 복수로 구비될 수 있다. 일 예로, 복수의 돌기는 서로 다른 크기를 갖는 동심원 구조를 가질 수 있다.

보행 로봇

본 발명에 따른 보행 로봇은 보행 로봇의 몸체를 형성하는 몸통부(미도시) 및 몸통부의 하부에 결합되고 하방으로 연장되는 하나 이상의 발 구조체(10)를 포함할 수 있다. 이때, 발 구조체(10)는 발 구조체(10)의 몸체를 형성하는 링크(100), 링크(100)의 일 측 끝부에 결합되고 내부에 빈 공간이 형성되고 빈 공간 내에 공기가 충전되어 있는 완충부(200) 및 링크(100) 내에 구비되고 완충부(200) 내부의 빈 공간의 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서(300)를 포함할 수 있다.

보행 로봇의 작동 방법

본 발명에 따른 보행 로봇의 작동 방법은, 보행 로봇의 몸체를 형성하는 몸통부 및 몸통부의 하부에 결합되고 하방으로 연장되는 하나 이상의 발 구조체(10)를 포함하되, 발 구조체(10)의 일 끝부에 구비되고 내부에 빈 공간이 형성되는 완충부(200)를 더 포함하는 보행 로봇에 대한 작동 방법일 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 보행 로봇의 작동 방법은, 발 구조체(10)가 지면에 닿는 제1 시점과 상기 제1 시점의 이후이며 발 구조체(10)가 다시 지면에 닿는 제2 시점 사이에 완충부(200) 내부의 상기 빈 공간에 공기를 유입시키거나 상기 빈 공간으로부터 공기를 유출시킴으로써 완충부(200) 내부의 공압을 조절하는, 공압 조절 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 공압 조절 단계에서, 완충부(200) 내부의 공압은 대기압으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게, 공압 조절 단계는 개폐형 양방향 밸브인 제2 밸브(520)의 유로를 개방함으로써 이루어질 수 있다. 제2 밸브(520)의 유로 개방은 자동으로 이루어질 수도 있지만, 수동으로 이루어질 수도 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

10 : 발 구조체
100 : 링크
200 : 완충부
210 : 홈부
300 : 압력 센서
410 : 제1 배관
420 : 제2 배관
430 : 제3 배관
510 : 제1 밸브
520 : 제2 밸브
610 : 제1 연결부
620 : 제2 연결부

Claims

몸체를 형성하는 링크;
상기 링크의 일 측 끝부에 결합되고 내부에 빈 공간이 형성되는 완충부; 및
상기 링크 내에 구비되고, 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간의 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서; 를 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 1에서,
상기 링크 내에 구비되고 상기 완충부 내 상기 빈 공간과 연통되는 제1 배관; 을 더 포함하고,
상기 압력 센서는 상기 제1 배관의 일 끝부와 연결되는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 2에서,
상기 링크 내에 구비되는 제1 밸브; 및
상기 제1 배관으로부터 분기되고 일 끝부가 상기 제1 밸브와 연결되는 제2 배관; 을 더 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 3에서,
상기 링크 내에 구비되는 제2 밸브; 및
상기 제2 배관으로부터 분기되고 일 끝부가 상기 제2 밸브와 연결되는 제3 배관; 을 더 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 3에서,
상기 제2 배관이 상기 제1 배관으로부터 분기되는 영역에 구비되고, 상기 제1 배관 및 상기 제2 배관의 외측을 감싸도록 구비되는 제1 연결부; 를 더 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 4에서,
상기 제3 배관이 상기 제2 배관으로부터 분기되는 영역에 구비되고, 상기 제2 배관 및 상기 제3 배관의 외측을 감싸도록 구비되는 제2 연결부; 를 더 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 3에서,
상기 제1 밸브는 체크 밸브인 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 4에서,
상기 제2 밸브는 개폐형 양방향 밸브인 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 5에서,
상기 제1 배관 중 상기 제1 연결부와 상기 압력 센서 사이 영역의 길이는, 상기 제2 배관 중 상기 제1 연결부와 상기 제1 밸브 사이 영역의 길이보다 짧은 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 6에서,
상기 제2 배관 중 상기 제2 연결부와 상기 제1 밸브 사이 영역의 길이는, 상기 제3 배관 중 상기 제2 연결부와 상기 제2 밸브 사이 영역의 길이보다 짧은 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 7에서,
상기 체크 밸브는,
상기 링크 외부로부터 상기 링크 내측으로는 공기가 유입되게 하고, 상기 링크 내측으로부터 상기 링크 외부로는 공기의 유출을 차단하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 1에서,
상기 압력 센서는 상기 완충부에 삽입 결합되는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 12에서,
상기 링크 내에 구비되는 제1 밸브; 및
상기 링크 내에 구비되고 일 끝부는 상기 완충부 내 상기 빈 공간와 연통되고 타 끝부는 상기 제1 밸브와 연결되는 제1 배관; 을 더 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 13에서,
상기 링크 내에 구비되는 제2 밸브; 및
상기 제1 배관으로부터 분기되고 일 끝부가 상기 제2 밸브와 연결되는 제2 배관; 을 더 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 1에서,
상기 완충부의 외부 표면 중 적어도 일부는 탄성 재질을 포함하는 보행 로봇용 발 구조체.
청구항 1에서,
상기 완충부의 외부 표면 중 적어도 일부에는 홈(groove)부가 구비되는 보행 로봇용 발 구조체.
몸통부 및 상기 몸통부의 하부에 결합되는 하나 이상의 발 구조체를 포함하는 보행 로봇으로서,
상기 발 구조체는,
상기 발 구조체의 몸체를 형성하는 링크;
상기 링크의 일 측 끝부에 결합되고 내부에 빈 공간이 형성되고 상기 빈 공간 내에 공기가 충전되어 있는 완충부; 및
상기 링크 내에 구비되고, 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간의 공기의 압력 변화를 감지하는 압력 센서; 를 포함하는 보행 로봇.
몸통부 및 상기 몸통부의 하부에 결합되는 하나 이상의 발 구조체를 포함하되, 상기 발 구조체의 일 끝부에 구비되고 내부에 빈 공간이 형성되는 완충부를 더 포함하는 보행 로봇의 작동 방법으로서,
상기 발 구조체가 지면에 닿는 제1 시점과 상기 제1 시점의 이후이며 상기 발 구조체가 다시 지면에 닿는 제2 시점 사이에 상기 완충부 내부의 상기 빈 공간에 공기를 유입시키거나 상기 빈 공간으로부터 공기를 유출시킴으로써 상기 완충부 내부의 공압을 조절하는, 공압 조절 단계; 를 포함하는 보행 로봇의 작동 방법.
청구항 18에서,
상기 공압 조절 단계에서,
상기 완충부 내부의 공압은 대기압으로 조절되는 보행 로봇의 작동 방법.