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본체와;
상기 본체의 하측에 상하로 이동 가능하게 연결되는 샤프트(22)와, 상기 샤프트(22)의 하단에 수평축(24)을 매개로 회전가능하게 연결되며 허브모터가 일체로 내설되어 지면을 따라 전후방향으로 구름 운동하는 허브모터 휠(Hub Motor Wheel)(21)로 구성되어, 허브모터 휠(21)의 회전에 의해 본체의 피치방향 운동 및 자세를 제어하는 피치(pitch)방향 구동유닛(20)과;
상기 본체의 상부에 고정되게 설치되는 요방향 제어용 모터(31)와, 상기 요방향 제어용 모터(31)의 수직한 축에 결합되어 좌측 또는 우측 방향으로 선택적으로 회전하는 회전디스크(32)로 구성되어, 상기 회전디스크(32)의 회전관성력을 이용하여 본체의 좌우 방향 전환을 제어하는 요(yaw)방향 전환유닛(30)과;
상기 본체의 상부에 설치되는 롤방향 제어용 모터(41)와, 상기 롤방향 제어용 모터(41)에 전후방향으로 연장되는 수평한 축에 축결합되어 회전 방향에 따라 본체의 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전관성력을 발생시키는 회전바아(42)로 구성되어, 상기 본체의 좌우 방향 균형을 유지시키는 롤(roll)방향 자세제어유닛(40)과;
상기 본체에 설치되어 본체가 전후 좌우로 기울어지는 자세를 실시간으로 감지하는 자세감지센서(50) 및;
상기 자세감지센서(50)에서 제공되는 로봇의 자세 정보에 따라 상기 허브모터 휠(21)과 요방향 제어용 모터(31)와 롤방향 제어용 모터(41)의 작동을 선택적으로 제어하는 제어기(61)를 포함하여 구성된 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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제1항에 있어서, 상기 허브모터 휠(21)은, 상기 샤프트(22)에 고정되며 상기 제어기(61)로부터 제어신호를 인가받는 스테이터(211)와, 중심부가 상기 수평축(24)과 고정되게 결합되며 상기 스테이터와 마주보도록 설치된 복수개의 마그네트(213)를 구비하여 스테이터와 마그네트 간에 형성되는 전자기장에 의해 회전하는 아웃터로터(212)와, 상기 아웃터로터의 외주부를 따라 부착되어 지면과 접촉하는 타이어(214)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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제1항에 있어서, 상기 피치방향 구동유닛(20)은 본체에 대해 상기 샤프트(22)를 탄성적으로 지지하는 현가장치(23)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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제1항에 있어서, 상기 롤방향 자세제어유닛(40)은, 상기 회전바아(42)의 양단에 설치되어 상기 회전바아의 회전관성력을 증가시키는 무게추(43)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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제1항에 있어서, 상기 자세감지센서(50)는 자이로센서(gyro sensor) 또는 기울기 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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제1항에 있어서, 상기 본체의 하측에 높이 조절이 가능하게 설치되어 로봇이 정지 상태일 때 로봇을 직립상태로 지지하여 주는 복수개의 보조휠을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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제 1항에 있어서, 상기 본체는 하부프레임(11)과, 상기 하부프레임의 상측에 복수개의 연결바아(14)에 의해 서로 일정 거리를 유지하도록 결합된 중간프레임(12)과, 상기 중간프레임의 상측에 수직하게 결합되는 상부프레임(13)으로 구성되며;
상기 하부프레임(11)과 중간프레임(12) 사이에 상기 요방향 전환유닛(30)이 설치되고, 상기 상부프레임(13)에 롤방향 자세제어유닛(40)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동 주행 및 자세제어가 가능한 외바퀴 로봇
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