WO2014116037A1 - Spherical moving object and driving method therefor - Google Patents
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- WO2014116037A1 WO2014116037A1 PCT/KR2014/000660 KR2014000660W WO2014116037A1 WO 2014116037 A1 WO2014116037 A1 WO 2014116037A1 KR 2014000660 W KR2014000660 W KR 2014000660W WO 2014116037 A1 WO2014116037 A1 WO 2014116037A1
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
Definitions
- the present invention relates to a spherical movable body and a driving method thereof, and more particularly, to a spherical movable body and a driving method for obtaining a driving force by the movement of the center of gravity, the direction can be changed.
- circular wheels include four-wheeled vehicles, two-wheeled bicycles, one-wheeled bicycles and two-wheeled segways that are mainly used for stunts, and caterpillars such as caterpillars.
- the movement means using the wheels has a lot of restrictions in the movement in a narrow space, especially in the movement in a harsh environment, such as a fire scene, it is very difficult to protect the internal drive parts and has the disadvantage of becoming bulky. .
- the present invention has been made to solve the above problems, an object thereof is to provide a spherical movable body and a driving method capable of moving the sphere at the same time, the direction can be freely changed, the movement and the direction can be changed in a narrow space. have.
- a hollow sphere In order to achieve the object of the present invention, a hollow sphere, a plurality of rotating shafts installed on the same center line that meets the spherical center inside the sphere, a frame supported by the rotating shaft to rotate in the front and rear direction, and lower than the center of the sphere
- a spherical body including a weight positioned at the center, a drive mechanism for generating a propulsion force by moving the weight in the front and rear direction, and a turning mechanism for shifting the moving direction of the sphere by moving the weight in left and right directions.
- a mobile body is provided.
- the present invention has the effect of being able to freely move forward and backward as well as change the direction by using a sphere.
- the present invention is provided with an acceleration sensor required to control the center movement speed of the weight in conjunction with the movement speed of the sphere, it is possible to control the constant speed has the effect of obtaining a smooth movement.
- the present invention has the effect that the sphere is to be rolled autonomously, the radio control is easy, and the movement and direction change in a narrow space is easy.
- FIG. 1 is an exploded perspective view showing a spherical movable body according to the present invention
- Figure 2 is an exploded perspective view of the main portion showing a spherical mobile body according to the present invention
- FIG. 3 is a front sectional view showing a spherical mobile body according to the present invention.
- Figure 4 is a front cross-sectional view showing the inside of the incision of the present invention.
- FIG. 5 is a perspective view showing a spherical movable body according to the present invention.
- FIG. 6 is a transparent perspective view showing a spherical movable body according to the present invention.
- FIG. 7 is a transparent perspective view of FIG. 6 viewed from the bottom;
- FIG. 8 is a right side view showing a spherical movable body according to the present invention.
- Figure 9a is a model for explaining the forward and backward operation of the spherical movable body according to the present invention.
- Figure 9b is a model diagram for explaining the redirection of the spherical mobile body according to the present invention.
- Figure 10a is a model diagram for explaining the process of losing the driving force when the moving speed of the weight falls below the rotational speed of the sphere according to the present invention
- 10B is a model diagram schematically illustrating a process of detecting a position of a weight by an acceleration sensor according to the present invention
- Figure 11 is a model for explaining that the speed is uneven while being affected by the weight as the acceleration is attached to the moving speed of the sphere in the present invention
- FIG. 12 is a model diagram for explaining that the moving speed of the weight to the moving speed of the sphere according to the present invention is controlled by the constant speed control by following the acceleration sensor to interlock;
- FIG. 13 is a perspective view showing a spherical movable body according to the present invention.
- FIG. 14 is an exploded perspective view showing a spherical mobile body according to the present invention.
- 15 is a perspective view showing the bracket of the spherical movable body according to the present invention transparently;
- FIG. 16 is a perspective view showing the camera movement according to the movement of the bodyless weight according to the present invention.
- 17 is a perspective view of one end surface of the spherical movable body removed according to the present invention.
- FIG. 18 is a perspective view showing the expansion groove and the expansion device of the spherical movable body according to the present invention.
- the spherical movable body of the present invention is installed on the hollow sphere 20 and the center line L1 coinciding with the center C1 inside the sphere 20, as shown in the accompanying drawings.
- It consists of a turning mechanism 70 for.
- the sphere 20 may be divided into a hemispherical shape and then molded.
- the drive mechanism 60 is a drive motor 61 fixed to the frame 40 to generate a rotational force, a pinion gear 63 and a plurality of rotation shafts 30 installed on the motor shaft 62 of the drive motor 61. It is composed of a drive gear 64 is installed on at least one rotation shaft 30 of the 32 and meshed with the pinion gear 63 to receive power from the pinion gear (63).
- the turning mechanism 70 has a steering motor 71 installed on the frame 40, an electric gear 73 installed on the motor shaft 72 of the steering motor 71, and left and right lengths on the frame 40. It is coupled to the transfer screw 74 is installed in the direction, and the driven screw 75 and the transfer screw 74 is installed in the transfer screw 74 to receive power from the electric gear 73 to the weight 50 It consists of a direction change nut 76 to be conveyed in the left and right directions.
- the linear guide jaw (77) is formed on the front and rear edges of the frame (40) parallel to each other in the left and right direction, and is coupled to the linear guide groove (41) and slides. Formed on top of).
- the center of the straight guide jaw 77 formed on the turning nut 76 is further cut downward to prevent friction from occurring. ).
- the transfer screw 74 is formed of a metal
- the turning nut 76 is formed of a synthetic resin having a self-lubricating activity to reduce the friction loss during power transmission.
- the stud bolts 76s are installed vertically at the lower portion of the diverting nut 76, and the weight 50 is formed with a tab hole 52 that is coupled to the stud bolts 76s to form the diverting nut 76 and Screw the weight (50).
- Both ends of the conveying screw 74 installed in the frame 40 are supported by screw support plates 42 and 43 which are separated from the frame 40 and bent downward, and the conveying screw 74 moves in the axial direction. Stopping grooves 74a and 74b are formed at both ends of the transfer screw 74 so as not to engage the E-rings 74c and 74d.
- the drive motor 61 and the steering motor 71 may be fixed to the upper surface of the frame 40 using, for example, double-sided tapes 66 and 78, but is not limited thereto.
- the rotary shaft 30, 32 can be molded in the state of being inserted into the mold in the form of an insert when molding the sphere 20, for this purpose, an insert portion of a disc shape at one end of the rotary shaft (30) 34) 36.
- the frame 40 has a vertical bent portion (44, 45) at both ends to be installed in the form of hanging on the rotary shaft (30, 32), the vertical bent portion (44, 45) on the rotating shaft (30, 32) ) Burring holes 44h and 45h for insertion are formed, and annular jaws 30a and 32a that are caught by burring holes 44h and 45h are formed in the rotation shafts 30 and 32, respectively. 38 are inserted into the burring holes 44h and 45h.
- an acceleration sensor 80 for measuring the center movement of the weight 50 is installed at the center of the frame 40 to adjust the center movement speed of the weight 50 according to the forward and backward speed of the sphere 20. By driving in conjunction with the sphere 20 to have a constant acceleration force.
- the acceleration force can be obtained only when the moving speed of the weight 50 is faster than the rotating speed when the sphere 20 moves forward and backward, and the sphere 20 according to the rotational force of the sphere 20 to obtain a constant speed Control the movement speed of the weight 50 to interlock.
- reference numeral 82 denotes a control box for controlling the driving motor 61 and the steering motor 71
- 84 denotes a double-sided tape for fixing the control box 82 to the upper surface of the frame 40.
- the sphere 20 is obtained by pushing in the balancing direction by the movement of the center of gravity as shown in (a), (a) of the accompanying drawings, weight (50) is biased toward the front side
- weight (50) is biased toward the front side
- the weight 20 is reversed when the weight 50 is biased toward the rear side.
- the pinion gear 63 is connected to the drive motor 61 installed in the frame 40, and the drive gear 64 is installed on the rotary shaft 32 installed on the sphere 20, so that the drive motor ( As the pinion gear 63 rotates the drive gear 64 in the form of a planetary gear by the rotation of 61, the center of gravity W1 of the weight 50 is moved by the frame 40.
- the center of gravity W1 due to the weight 50 is left or right from the spherical center C1 of the sphere 20. It is biased to the right so that the sphere 20 is tilted toward the weighted side.
- the sphere 20 can be rotated in an inclined direction as shown in (a), (b) and (c) of FIG. 9B to change directions.
- (C) of FIG. 9B is a plan view of the sphere 20.
- the friction preventing groove (76g) formed in the upper portion of the turning nut 76 acts to reduce the contact area between the turning nut 76 and the frame 40, the turning nut 76 is less power To help you move smoothly.
- the moving speed of the weight 50 is lower than the moving speed (rotational speed) of the sphere 20, as shown in FIG. 11.
- the movement speed of the sphere 20 becomes nonuniform, resulting in a severe vibration or the sphere 20 rotating in the opposite direction, in order to prevent this, (a), (A) of FIG. b), (c) by detecting the moving speed and position of the weight 50 by the acceleration sensor 80 to maintain a constant angle according to the moving speed (rotational speed) of the sphere 20
- the sphere 20 can move at a uniform speed and at the same time smooth the movement by the constant speed control to prevent vibration.
- the acceleration sensor 80 is installed at the center of the frame 40 and tilts together as the weight 50 moves, when the inclination integer data detected from the acceleration sensor 80 is read, the weight 50 ) Position is known.
- the spherical movable body has a hollow tire-shaped sphere 20 ′, side members 210 provided on both sides of the sphere 20 ′, and a rotating shaft 30. 32, the bearing 220, the bracket 230, the camera 240, the frame 40, the weight 50 ′, the drive mechanism 60, and the direction change mechanism 70 ′.
- the sphere 20 ' is provided in a hollow tire shape. More specifically, the sphere 20 'is provided in a circular tire shape with both sides open.
- the sphere 20 ' has a space therein and has a space in which the weight 50', the drive mechanism 60, the direction change mechanism 70 ', and the like are disposed.
- the sphere 20 ' makes the spherical movable body move in the front, rear, left and right directions when the center of gravity is moved by the weight 50'.
- the sphere 20 ′ may be molded and bonded to be bisected.
- Side member 210 is provided on both sides of the sphere (20 ').
- the side member 210 makes it possible to protect the inside of the sphere 20 'from foreign matter.
- the side member 210 is connected to the rotating shafts 30 and 32 to support the sphere 20 '.
- the internal components of the sphere for example, frame 40, weight 50', drive mechanism 60 and the turning mechanism 70 Supporting '
- the rotating shafts 30 and 32 are installed at the center of the side member 210. Although not limited thereto, the rotation shafts 30 and 32 are provided through an opening formed in the center of the side member 210. This is to make the bearing 220 to be described later to be provided on the rotating shaft 30, 32 to fasten the bracket 230.
- the inner circumferential surface of the bearing 220 is in contact with the outer circumferential surface of the rotation shafts 30 and 32. More specifically, the bearing 220 is connected to the side member 210 to allow the sphere 20 'to rotate more effectively.
- it is not necessarily limited thereto, but is preferably coupled to the bracket 230 to be described later to prevent the bracket 230 from rotating together with the sphere 20 '. This is to prevent the camera 240 provided in the bracket 230 to be described later from rotating according to the rotation of the sphere 20 '.
- the bracket 230 is provided on one side of the side member 210. In addition, the bracket may be combined with the bearing 220.
- the bracket 230 is provided in a hemispherical shape.
- the bracket 230 provides a space for the camera 240 and the bracket motor 250 to be described later.
- the hemispherical bracket 230 is coupled to the sphere 20 ', making the spherical mobile body of the present invention closer to a spherical shape, thereby reducing the damage of the product.
- the bracket 230 is made of a transparent material.
- the bracket 230 is provided with a bracket 230 made of a transparent material so that the camera 240 provided therein can photograph the outside, so that the camera 240 can more effectively photograph the external situation.
- the camera 240 is provided at one end of the rotation shaft 32.
- the camera 240 is formed inside the bracket 230 in order to capture an external image from the spherical mobile body, but may capture an external image because the bracket 230 is made of a transparent material.
- the camera 240 is provided at an angle to one end of the rotation shaft 32. In more detail, referring to FIG. 16, 5 degrees to 45 degrees are inclined horizontally.
- the camera 240 may be configured to be rotatable at 350 degrees within the bracket as in the embodiment illustrated in FIG. 17.
- the camera 240 is provided including an image sensor.
- An image sensor is a device that detects information of a subject and converts it into an electric video signal.
- an image sensor is a sensor that automatically stores an image of a human shape when the image is captured. Using this, the spherical mobile body can be used as a CCTV for detecting and continuously tracking an object, and an observation camera for observing infants continuously.
- the camera 240 may be provided in the bracket 230.
- the camera 240 is formed on the outside of the bracket 230 in order to allow the spherical movable body to capture an external image, but the other camera 240 is formed inside the bracket 230.
- the camera 240 is provided including an image sensor.
- An image sensor is a device that detects information of a subject and converts it into an electric video signal.
- an image sensor is a sensor that automatically stores an image of a human shape when the image is captured. Using this, the spherical mobile body can be used as a CCTV for detecting and continuously tracking an object, and an observation camera for observing infants continuously.
- the bracket ie, the camera
- the bearing 220 is interposed between the bracket and the rotating shaft to prevent rotation of the bracket.
- the bracket may be rotated to adjust the photographing direction of the camera 240 to the front.
- the frame 40 is supported by the rotation shafts 30 and 32 to rotate in the front-rear direction.
- the frame 40 may be provided with a driving mechanism 60 and a turning mechanism 70 ′, and is coupled to the weight support 510.
- the weight 50 ' is positioned below the center of the sphere 20' such that the weight center is changed in accordance with the movement of the weight 50 'such as the weight 50 described above so that the sphere can rotate. do.
- the weight 50 'according to the present embodiment is different from the weight 50 in that one end is fixed like the pendulum of the clock, and the other end is rotated in the left and right direction by drawing an arc through the direction change mechanism 70'. Do.
- the driving mechanism 60 rotates the frame 40 and the weight 50 'in the front and rear directions to generate a driving force by moving the center of gravity. Since the driving mechanism 60 moves the frame 40 and the weight 50 'as described above, a detailed description thereof will be omitted.
- the direction change mechanism 70 ' shifts the weight 50' from side to side to switch the moving direction of the sphere 20 '.
- the redirection mechanism 70 ′ preferably uses a motor, such as a drive mechanism 60.
- the bracket motor 250 is provided inside the sphere 20 'or inside the bracket 230 to transmit a rotational force to the bracket (230).
- This is a device that allows the bracket 230 to maintain a constant angle, making it possible to shoot the camera 240 provided in the bracket 230 at a constant angle to make more effective use of the camera 240.
- the bracket motor 250 is connected to the bracket gear 260 formed inside the bracket 230 to maintain a constant shooting angle of the camera 240 or any shooting It may be driven along the bracket gear 260 to move the camera 240 to each other. That is, the camera is provided inside the bracket to rotate about the rotation axis through the bracket motor.
- the bracket motor 250 may receive a control signal from an external terminal to rotate the photographing angle of the camera 240 about the side 32 to allow the user to capture a screen image in a desired direction. .
- the acceleration sensor 80 is provided in the frame 40.
- the acceleration sensor 80 may measure the center movement of the weight 50 'to make the rotational speed of the sphere 20' faster than the acceleration to allow the sphere 20 'to continuously move.
- the acceleration sensor 80 is provided in the bracket 230 to obtain the rotation information of the bracket 230 to the camera through the bracket motor 250 provided in the bracket 230
- the photographing direction of 240 may be maintained. That is, the acceleration sensor 80 provided in the bracket 230 acquires the rotation information of the bracket 230 and transmits the obtained information to the bracket motor 250 to maintain the bracket 230 at a constant angle.
- the camera 240 installed on the bracket 230 maintained at an angle may capture an image with less shaking and maintain the shooting direction in the front direction.
- the direction change mechanism 70 in another aspect of the present invention, the direction change mechanism 70 'includes a steering motor 71 installed on the frame 40 and an electric gear 73 installed on the motor shaft 72 of the steering motor 71.
- the weight 50 ' is connected to the electric gear 73 and moved in the left and right directions.
- the steering motor 71, the motor shaft 72, and the electric gear 73 are described in detail with reference to FIGS. 1 to 7, and thus a detailed description thereof will be omitted.
- the sphere 20 ' is provided with a weight support 510 connected to one end of the frame 40 therein so that the weight 50' is supported by the weight support 510. Make.
- the weight support 510 itself also has weight, when the weight 50 'moves in the front and rear direction, there is an effect that the driving force according to the center of gravity movement can be more strongly applied. More specifically, it may be provided with an anti-wear washer 520 that can prevent the wear between the weight support 510 and the weight 50 '. This can prevent partial wear between the weight 50 'and the weight support 510, thereby preventing damage to the spherical movable body, thereby extending the life of the product.
- the weight 50 ' is moved in an arc in the left and right directions by the steering motor 71 to move the center of gravity of the spherical body in the left and right direction to move the spherical body in the direction desired by the user. Since the weight 50 'is directly rotated, there is an advantage that the direction can be changed more quickly.
- the weight 50 ' is provided with one or more iron plate so that the spherical movable body can adjust the moving speed according to the weight change of the weight 50'.
- the steel plate is made of several overlapping, there is an advantage that the user can use a variety of products according to the use situation.
- the spherical mobile body may be provided including a control unit and a communication unit although not shown in the drawings.
- the controller may control the overall operation of the spherical mobile body. For example, in order to control the driving mechanism 60 and the turning mechanisms 70 and 70 ', the operation of the power supply of the motor for the movement of the spheres 20 and 20' may be controlled.
- the control unit may be used in the same sense as the control box described above.
- the controller may automatically control the spheres 20 and 20 'through position and rotation information transmitted from the acceleration sensor.
- the operation of the camera 240 may be controlled to control image capturing of the camera 240.
- the communication unit makes communication with an external terminal.
- the terminal is one selected from a mobile terminal, a computer, and a controller. For example, it is possible to control the spherical mobile body using the application of the mobile phone. Since the user can control the old mobile phone by using a mobile phone, the user can easily search the place where the human being cannot enter or make it possible to use it in various fields.
- the expansion groove 231 is provided in the bracket 230.
- the outer surface of the bracket 230 is provided.
- Expansion groove 231 is provided so that the expansion device 600 to be described later can be connected to the control unit.
- the expansion groove 231 is positioned on an extension line of the rotation shafts 30 and 32 like an opening formed in the center of the side member 210. That is, the expansion groove 231 serves as a passage connecting the expansion device 600 and the frame 40 (more specifically, the control unit).
- the controller has an interface that can be connected to the expansion device 600 and the interface and the expansion device 600 are connected to each other to control the expansion device 600 through the control unit.
- the expansion device 600 when the expansion device 600 is not used, it may be provided with an expansion groove cover 233 that can prevent foreign substances from flowing through the expansion groove 231.
- the expansion device 600 is connected to the control unit through the expansion groove 231.
- the expansion device 600 is a device including a camera, a speaker, a robot arm and a terminal.
- the expansion device 600 is connected to a spherical mobile body to make the spherical mobile body more versatile.
- bracket 231 expansion groove
- expansion groove cover 240 camera
- bracket motor 260 bracket gear
- weight support 520 anti-wear washer
- the present invention has the effect that not only can be freely moved back and forth using the sphere, but also the direction can be changed.
- the present invention is provided with an acceleration sensor necessary to control the center movement speed of the weight in conjunction with the movement speed of the sphere, it is possible to control the constant speed has the effect of obtaining a smooth movement.
- the present invention can be usefully used because the sphere is to autonomously roll, the radio control is easy, and the movement and direction change in a narrow space is easy.
Landscapes
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Abstract
Description
본 발명은 구형이동체 및 그 구동방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무게중심의 이동에 의해 추진력을 얻고, 방향전환이 가능하도록 한 구형이동체 및 그 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a spherical movable body and a driving method thereof, and more particularly, to a spherical movable body and a driving method for obtaining a driving force by the movement of the center of gravity, the direction can be changed.
일반적으로 지면과의 마찰을 이용한 운송수단으로는 원형의 바퀴를 이용한 것으로는 4륜 자동차, 2륜 자전거, 묘기에 주로 사용되는 1륜 자전거, 2륜 세그웨이 등이 있으며, 캐터필러와 같은 무한궤도를 이용한 탱크, 트랙터, 불도저, 백호우 등이 있다.In general, as a means of transportation using friction with the ground, circular wheels include four-wheeled vehicles, two-wheeled bicycles, one-wheeled bicycles and two-wheeled segways that are mainly used for stunts, and caterpillars such as caterpillars. Tanks, tractors, bulldozers and backhoe.
그러나, 이와 같이 바퀴를 이용한 이동수단은 좁은 공간에서의 이동에 많은 제약이 있었으며, 특히 화재현장과 같이 열악한 환경에서의 이동에서는 내부의 구동부품을 보호하기가 매우 어려울 뿐만 아니라 부피가 커지는 단점이 있었다.However, the movement means using the wheels has a lot of restrictions in the movement in a narrow space, especially in the movement in a harsh environment, such as a fire scene, it is very difficult to protect the internal drive parts and has the disadvantage of becoming bulky. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 구체의 이동이 가능한 동시에 방향을 자유로운 전환할 수 있고, 좁은 공간에서의 이동 및 방향전환이 가능한 구형이동체 및 그 구동방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object thereof is to provide a spherical movable body and a driving method capable of moving the sphere at the same time, the direction can be freely changed, the movement and the direction can be changed in a narrow space. have.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 속이 빈 구체와, 구체의 내측에서 구형중심과 만나는 동일 중심선 상에 설치되는 복수의 회전축과, 회전축에 지지되어 전후방향으로 회전하는 프레임과, 구체의 중심보다 아래쪽에 위치된 무게추와, 무게추를 전후방향으로 회전시켜 무게중심 이동에 의해 추진력을 발생시키는 구동기구 및 무게추를 좌우방향으로 이동시켜 구체의 이동방향을 전환하기 위한 방향전환기구를 포함하여 구형이동체가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a hollow sphere, a plurality of rotating shafts installed on the same center line that meets the spherical center inside the sphere, a frame supported by the rotating shaft to rotate in the front and rear direction, and lower than the center of the sphere A spherical body including a weight positioned at the center, a drive mechanism for generating a propulsion force by moving the weight in the front and rear direction, and a turning mechanism for shifting the moving direction of the sphere by moving the weight in left and right directions. A mobile body is provided.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 구체의 내부에서 구형중심보다 아래쪽에 위치된 무게추의 무게중심을 전후방향으로 이동시켜 전후방향으로의 추진력을 얻도록 하여 구형이동체의 구동방법이 제공된다.In order to achieve another object of the present invention, there is provided a method of driving a spherical mobile body by moving the center of gravity of a weight located below the spherical center in the front and rear directions to obtain a driving force in the front and rear directions.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 구체를 이용해서 자유롭게 전후진이 가능할 뿐만 아니라 방향전환이 가능하게 되는 효과가 있다. As described above, the present invention has the effect of being able to freely move forward and backward as well as change the direction by using a sphere.
또한, 본 발명은 무게추의 중심이동속도를 구체의 이동속도에 연동하여 제어하는데 필요한 가속도센서가 구비되어 있기 때문에 정속제어가 가능하여 부드러운 움직임을 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is provided with an acceleration sensor required to control the center movement speed of the weight in conjunction with the movement speed of the sphere, it is possible to control the constant speed has the effect of obtaining a smooth movement.
또, 본 발명은 구체가 자율적으로 구르도록 되어 있기 때문에 무선제어가 용이하게 되고, 좁은 공간에서의 이동 및 방향전환이 용이하게 되는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the sphere is to be rolled autonomously, the radio control is easy, and the movement and direction change in a narrow space is easy.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.
도 1은 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 분해사시도,1 is an exploded perspective view showing a spherical movable body according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 요부 분해사시도,Figure 2 is an exploded perspective view of the main portion showing a spherical mobile body according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 정단면도,3 is a front sectional view showing a spherical mobile body according to the present invention;
도 4는 본 발명의 구체를 절개하여 내부를 보인 정단면도,Figure 4 is a front cross-sectional view showing the inside of the incision of the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 사시도,5 is a perspective view showing a spherical movable body according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 투명사시도,6 is a transparent perspective view showing a spherical movable body according to the present invention;
도 7은 도6을 저면에서 본 투명사시도,FIG. 7 is a transparent perspective view of FIG. 6 viewed from the bottom;
도 8은 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 우측면도,8 is a right side view showing a spherical movable body according to the present invention;
도 9a는 본 발명에 따른 구형이동체의 전후진 동작을 설명하기 위한 모형도,Figure 9a is a model for explaining the forward and backward operation of the spherical movable body according to the present invention,
도 9b는 본 발명에 따른 구형이동체의 방향전환을 설명하기 위한 모형도,Figure 9b is a model diagram for explaining the redirection of the spherical mobile body according to the present invention,
도 10a는 본 발명에 따른 무게추의 이동속도가 구체의 회전속도보다 떨어지는 경우 추진력을 잃게 되는 과정을 설명하기 위한 모형도,Figure 10a is a model diagram for explaining the process of losing the driving force when the moving speed of the weight falls below the rotational speed of the sphere according to the present invention,
도 10b는 본 발명에 따른 가속도센서에 의한 무게추의 위치를 검출하는 과정을 개략적으로 설명하기 위한 모형도,10B is a model diagram schematically illustrating a process of detecting a position of a weight by an acceleration sensor according to the present invention;
도 11은 본 발명에서 구체의 이동속도에 가속이 붙게 됨에 따라 무게추가 영향을 받으면서 속도가 불균일하게 되는 것을 설명하기 위한 모형도,Figure 11 is a model for explaining that the speed is uneven while being affected by the weight as the acceleration is attached to the moving speed of the sphere in the present invention,
도 12는 본 발명에 따른 구체의 이동속도에 무게추의 이동속도가 가속도센서에 의해 추종하여 연동하도록 제어함으로써 정속제어되어 것을 설명하기 위한 모형도,12 is a model diagram for explaining that the moving speed of the weight to the moving speed of the sphere according to the present invention is controlled by the constant speed control by following the acceleration sensor to interlock;
도 13은 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 사시도,13 is a perspective view showing a spherical movable body according to the present invention,
도 14는 본 발명에 따른 구형이동체를 보인 분해사시도,14 is an exploded perspective view showing a spherical mobile body according to the present invention;
도 15는 본 발명에 따른 구형이동체의 브라켓을 투명하게 나타낸 사시도,15 is a perspective view showing the bracket of the spherical movable body according to the present invention transparently;
도 16은 본 발명에 따른 무체추의 이동에 따른 카메라 이동을 나타낸 사시도,16 is a perspective view showing the camera movement according to the movement of the bodyless weight according to the present invention,
도 17는 본 발명에 따른 구형이동체의 일단면을 제거한 사시도,17 is a perspective view of one end surface of the spherical movable body removed according to the present invention;
도 18은 본 발명에 따른 구형이동체의 확장홈 및 확장장치를 나타낸 사시도.18 is a perspective view showing the expansion groove and the expansion device of the spherical movable body according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
참고로 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우에는 그 상세한 설명을 생략하였다.For reference, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof is omitted.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운영자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator.
그러므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것임은 물론이다.Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the specification.
본 발명의 구형이동체는, 첨부도면 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 속이 빈 구체(20)와, 구체(20)의 내측에서 중심(C1)과 일치되는 중심선(L1) 상에 설치되는 복수의 회전축(30)(32)과, 회전축(30)(32)에 지지되어 전후방향으로 회전하는 프레임(40)과, 구체(20)의 중심(C1)보다 아래쪽에 위치된 무게추(50)와, 무게추(50)를 전후방향으로 회전시켜 무게중심 이동에 의해 추진력을 발생시키는 구동기구(60) 및 무게추(50)를 좌우방향으로 이동시켜 구체(20)의 이동방향을 전환하기 위한 방향전환기구(70)로 구성한다.The spherical movable body of the present invention is installed on the
상기 구체(20)는 반구형으로 분할하여 성형한 다음 접합할 수 있다.The
상기 구동기구(60)는 프레임(40)에 고정되어 회전력을 발생시키는 구동모터(61)와, 구동모터(61)의 모터축(62)에 설치되는 피니언기어(63) 및 복수의 회전축(30)(32) 중에 적어도 하나의 회전축(30)에 설치되고 피니언기어(63)와 치합되어 피니언기어(63)로부터 동력을 전달받는 구동기어(64)로 구성한다.The
상기 방향전환기구(70)는 프레임(40)에 설치되는 스티어링모터(71)와, 스티어링모터(71)의 모터축(72)에 설치되는 전동기어(73)와, 프레임(40)에 좌우길이방향으로 설치되는 이송스크류(74)와, 이송스크류(74)에 설치되어 전동기어(73)로부터 동력을 전달받는 종동기어(75) 및 이송스크류(74)에 결합되어 상기 무게추(50)를 좌우방향으로 이송하는 방향전환너트(76)로 구성한다.The
상기 프레임(40)의 전후방측 가장자리에 서로 평행한 직선안내홈(41)을 좌우방향으로 형성하고, 그 직선안내홈(41)에 결합되어 미끄러지는 직선안내턱(77)을 방향전환너트(76)의 상부에 형성한다.The linear guide jaw (77) is formed on the front and rear edges of the frame (40) parallel to each other in the left and right direction, and is coupled to the linear guide groove (41) and slides. Formed on top of).
또, 방향전환너트(76)와 프레임(40)의 마찰력을 감소시키기 위해 방향전환너트(76)에 형성된 직선안내턱(77)의 중앙을 아래쪽으로 더 커팅하여 마찰이 일어나지 않는 마찰방지홈(76g)을 형성한다.Further, in order to reduce the frictional force between the turning
예를 들어서, 상기 이송스크류(74)는 금속으로 형성하고, 방향전환너트(76)는 자기윤활성을 갖는 합성수지로 성형하여 동력전달시 마찰손실을 줄일 수 있도록 한다.For example, the
상기 방향전환너트(76)의 하부에 스터드볼트(76s)를 수직으로 설치하고, 무게추(50)에는 스터드볼트(76s)와 결합되는 탭구멍(52)을 형성하여 방향전환너트(76)와 무게추(50)를 나사 결합한다.The
상기 프레임(40)에 설치되는 이송스크류(74)의 양단은 프레임(40)으로부터 따내어져 하방으로 절곡된 스크류지지판(42)(43)에 의해 지지하며, 이송스크류(74)가 축방향으로 움직이지 못하도록 이송스크류(74)의 양단에 멈춤홈(74a)(74b)을 형성하고, E-링(74c)(74d)을 결합한다.Both ends of the conveying
상기 구동모터(61)와 스티어링모터(71)는 예컨대, 양면테이프(66)(78)를 이용해서 프레임(40)의 상면에 고정할 수 있으나 꼭 이러한 고정수단에 한정하지는 않는다. The
상히 회전축(30)(32)은 구체(20)를 성형할 때 인서트형태로 금형에 삽입한 상태에서 성형할 수 있으며, 이를 위해 회전축(30)(32)의 일측단에 원판형의 인서트부(34)(36)를 형성한다.The
상기 프레임(40)은 양단에 수직절곡부(44)(45)를 형성하여 회전축(30)(32)에 매달린 형태로 설치하며, 수직절곡부(44)(45)에는 회전축(30)(32) 삽입을 위한 버링홀(44h)(45h)을 형성하고, 회전축(30)(32)에는 버링홀(44h)(45h)에 걸리는 환형턱(30a)(32a)을 형성하여 와셔(37)(38)를 사이에 두고 버링홀(44h)(45h)에 삽입한다.The
한편, 상기 무게추(50)의 중심이동을 측정하기 위한 가속도센서(80)를 프레임(40)의 중앙에 설치하여 구체(20)의 전후진속도에 따라 무게추(50)의 중심이동속도를 연동하여 구동함으로써 구체(20)가 일정한 가속력을 갖도록 한다.Meanwhile, an
즉, 구체(20)가 전후진할 때 회전하는 속도보다 무게추(50)의 이동속도가 빨라야만 가속력을 얻을 수 있으며, 구체(20)가 일정한 속도를 얻기 위해서는 구체(20)의 회전력에 따라 무게추(50)의 이동속도가 연동하도록 제어한다.That is, the acceleration force can be obtained only when the moving speed of the
본 발명에 따른 구형이동체의 구동방법은, 구체(20)의 내부에서 구형중심(C1)보다 아래쪽에 위치된 무게추(50)의 무게중심(W1)을 전후방향으로 이동시켜 전후방향으로의 추진력을 얻으며, 무게추(50)의 위치를 좌우방향으로 조정하여 구체(20)의 방향을 전환한다.In the method of driving a spherical movable body according to the present invention, by moving the center of gravity (W1) of the weight (50) located below the spherical center (C1) in the interior of the
도면 중 미설명 부호 82는 구동모터(61)와 스티어링모터(71)를 콘트롤하기 위한 제어박스를 나타낸 것이며, 84는 제어박스(82)를 프레임(40) 상면에 고정하기 위한 양면테이프를 나타낸 것이다.In the drawings,
이하 본 발명에 따른 작용을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이 구체(20)를 전진 또는 후진시키는 경우에는 구동모터(61)의 모터축(62)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면, 이 모터축(62)에 연결된 피니언기어(63)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면서 구동기어(64)로 회전력이 전달되어, 구동모터(61)가 설치되어 있는 프레임(40)과 함께 무게추(50)가 구동모터(61)가 회전되는 방향과 동일한 방향으로 회전되어 무게추(50)의 무게중심(W1)이 구체(20)의 구형중심(C1)으로 벗어나 이동된다.As shown in FIGS. 1 to 12, when the
이때 구체(20)는 첨부도면 도 9a의 (갑),(을)에 도시된 바와 같이 무게중심의 이동에 의해 균형을 잡는 방향으로 구르면서 추진력을 얻게 되며, 무게추(50)가 전방측으로 편중되면 구체(20)는 전진되고, 무게추(50)가 후방측으로 편중되면 구체(20)는 후진된다.At this time, the
또, 무게추(50)의 이동속도를 조정하게 되면, 구체(20)의 이동속도를 변속할 수 있게 된다. 즉, 피니언기어(63)은 프레임(40)에 설치된 구동모터(61)에 연결되어 있고, 구동기어(64)는 구체(20)에 설치되어 있는 회전축(32)에 설치되어 있기 때문에 구동모터(61)의 회전에 의해 피니언기어(63)가 구동기어(64)를 유성기어 형태로 회전되면서 프레임(40)에 의해 무게추(50)의 무게중심(W1)을 이동시키게 된다.In addition, by adjusting the moving speed of the
또한, 무게추(50)는 프레임(40)에 설치되어 있는 방향전환너트(76)에 설치되어 있기 때문에 프레임(40)이 회전되면서 함께 회전된다.In addition, since the
위와 같이 구체(20)가 전진 또는 후진하는 과정에서 방향을 전환하여야 하는 경우에는 스티어링모터(71)의 모터축(72)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면, 이 모터축(72)에 연결되어 있는 전동기어(73) 및 종동기어(75)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면서 동시에 이송스크류(74)가 회전된다.When the direction of the
이때 이송스크류(74)에 결합되어 있는 방향전환너트(76)가 좌측 또는 우측방향으로 이송되면서 무게추(50)로 인한 무게중심(W1)이 구체(20)의 구형중심(C1)으로부터 좌측 또는 우측으로 편중되어 구체(20)가 무게가 편중된 쪽으로 기울게 된다.At this time, while the turning
이 과정에서 구체(20)는 첨부도면 도 9b의 (가),(나),(다)에 도시된 바와 같이 기울어진 방향으로 선회하여 방향을 바꿀 수 있게 된다. 이때 도 9b의 (다)는 구체(20)를 평면에서 본 것이다.In this process, the
즉, 스티어링모터(71)에 의해 전동기어(73)와 종동기어(75)가 회전되면, 이송스크류(74)가 회전되면서 방향전환너트(76)가 좌우방향으로 직선운동하게 되며, 방향전환너트(76)는 프레임(40)에 형성된 직선안내홈(41)과 방향전환너트(76) 상부에 형성되어 있는 직선안내턱(77)에 의해 좌우방향으로 직선안내된다.That is, when the
이때 방향전환너트(76)의 상부에 형성되어 있는 마찰방지홈(76g)는 방향전환너트(76)와 프레임(40) 간의 접촉면적을 줄여주는 작용을 하여 방향전환너트(76)가 보다 적은 동력으로 부드럽게 이동할 수 있는데 도움을 주게 된다.At this time, the friction preventing groove (76g) formed in the upper portion of the turning
한편, 첨부도면 도 10a의 (A),(B),(C)에 도시된 바와 같이 무게추(50)의 이동속도가 구체(20)의 이동속도(회전속도)보다 떨어지는 경우 도 11에 도시된 바와 같이 구체(20)의 이동속도가 불균일하게 되어 진동이 심하게 발생되거나 구체(20) 오히려 반대방향으로 회전하게 되는 결과를 가져오게 되는데, 이를 방지하기 위해 첨부도면 도 10b의 (a),(b),(c)에 도시된 바와 같이 가속도센서(80)에 의해 무게추(50)의 이동속도와 위치를 검출하여 구체(20)의 이동속도(회전속도)에 따라 각도를 일정하게 유지시켜 주게 되면, 도 12에 도시된 바와 같이 구체(20)가 균일한 속도로 이동할 수 있는 동시에 정속제어에 의해 이동을 부드럽게 하여 진동을 방지하게 된다.Meanwhile, as shown in (A), (B), and (C) of FIG. 10A, the moving speed of the
즉, 가속도센서(80)는 프레임(40)의 중앙에 설치되어 무게추(50)의 이동에 따라 함께 기울어지기 때문에 가속도센서(80)로부터 검출되는 기울어진 정수데이터를 읽게 되면, 무게추(50)의 위치를 알 수 있게 된다. That is, since the
도 14를 참고하면, 본 발명의 다른 일 양태에 따른 구형이동체는 속이 빈 타이어 형상의 구체(20'), 상기 구체(20')의 양 측면에 구비되는 측면부재(210), 회전축(30)(32), 베어링(220), 브라켓(230), 카메라(240), 프레임(40), 무게추(50'), 구동기구(60) 및 방향전환기구(70')로 구성된다.Referring to FIG. 14, the spherical movable body according to another embodiment of the present invention has a hollow tire-shaped
구체(20')는 속이 빈 타이어 형상으로 마련된다. 보다 상세하게는 구체(20')는 양 측면이 개방된 원형의 타이어 형상으로 마련된다. 구체(20')는 내부에 공간을 구비하여 무게추(50'), 구동기구(60), 방향전환기구(70') 등이 배치될 공간을 구비한다. 구체(20')는 구형이동체가 무게추(50')에 의하여 무게중심이 이동되면 전후 및 좌우 방향으로 이동될 수 있도록 만든다. 또한, 구체(20')는 양분될 수 있도록 성형하여 접합할 수 있다.The sphere 20 'is provided in a hollow tire shape. More specifically, the sphere 20 'is provided in a circular tire shape with both sides open. The sphere 20 'has a space therein and has a space in which the weight 50', the
측면부재(210)는 구체(20')의 양 측면에 구비된다. 측면부재(210)는 구체(20')의 내부를 이물질로부터 보호할 수 있게 만든다. 보다 상세하게는 측면부재(210)는 회전축(30)(32)과 연결되어 구체(20')를 지지하게 만든다. 또한 무게추(50')에 의하여 중심이동을 하면 구체(20')의 내부 구성요소(예를 들어, 프레임(40), 무게추(50'), 구동기구(60) 및 방향전환기구(70')를 지지하면서 구체(20')가 회전할 수 있도록 만든다.
회전축(30)(32)은 측면부재(210)의 중심에 설치된다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 회전축(30)(32)은 측면부재(210)의 중심에 형성된 개구부를 통과하여 구비된다. 이는 후술 할 베어링(220)이 회전축(30)(32)에 구비될 수 있게 만들어 브라켓(230)을 체결할 수 있게 만들기 위함이다.The rotating
베어링(220)은 내주면이 회전축(30)(32)의 외주면과 접촉하고 있다. 보다 상세하게, 상기 베어링(220)은 측면부재(210)와 연결되어 구체(20')가 보다 효과적으로 회전할 수 있게 만든다. 또한, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만 바람직하게는 후술할 브라켓(230)에 결합되어 브라켓(230)이 구체(20')와 함께 회전하는 것을 방지할 수 있도록 한다. 이는 후술할 브라켓(230)에 구비된 카메라(240)가 구체(20')의 회전에 따라 회전되지 않도록 하기 위한 것이다. The inner circumferential surface of the
브라켓(230)은 측면부재(210) 일면에 마련된다. 또한, 브라켓은 베어링(220)과 결합될 수 있다. 브라켓(230)은 반구형으로 구비된다. 브라켓(230)은 후술할 카메라(240) 및 브라켓모터(250)가 구비될 수 있도록 공간을 마련한다. 반구형으로 구비되는 브라켓(230)은 구체(20')와 결합되어 본 발명의 구형이동체를 구형에 가깝게 만들기 때문에 제품의 파손을 줄일 수 있는 장점이 있다. 구체적으로 도 15를 참고하면, 브라켓(230)은 투명한 재질로 마련된다. 브라켓(230)은 내부에 마련되는 카메라(240)가 외부를 촬영할 수 있도록 브라켓(230)을 투명한 재질로 마련되어 카메라(240)가 외부 상황을 보다 효과적으로 촬영할 수 있게 만든다.The
카메라(240)는 회전축(32) 일단에 마련된다. 카메라(240)는 구형이동체에서 외부영상을 촬영할 수 있도록 하기 위하여 브라켓(230)의 내부에 형성되지만, 브라켓(230)이 투명한 재질로 마련되기 때문에 외부 영상을 촬영할 수 있다. 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 카메라(240)는 회전축(32) 일단에 일정한 각도로 기울어져서 구비된다. 보다 상세하게는 도 16을 참고하면, 수평에서 5도 내지 45도 기울어져 구비된다. 이는 프레임(40)에 구비되는 무게추(50')가 구형이동체의 이동을 위하여 회전되면 프레임(40)과 함께 회전하여 구형이동체에서 수평으로 외부 영상을 촬영할 수 있게 만든다. 단, 이에 한정되는 것은 아니고 도 17에 도시된 실시예에서와 같이 카메라(240) 자체가 브라켓 내부에서 350도로 회전 가능하도록 구성될 수도 있다. 본 발명의 다른 일 양태에서, 카메라(240)는 이미지센서를 포함하여 구비된다. 이미지센서는 피사체의 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 장치로써, 예를 들면, 사람 형상의 이미지를 포착하면 그 이미지를 자동으로 저장하도록 만드는 센서이다. 이를 활용하여 구형이동체는 대상을 감지하고 지속적으로 추적하는 방법용 CCTV, 유아들의 지속적으로 관찰하는 관찰 카메라 등으로 활용될 수 있다. The
또한, 카메라(240)는 브라켓(230)에 구비될 수 있다. 카메라(240)는 구형이동체에서 외부 영상을 촬영할 수 있도록 하기 위하여 렌즈부가 브라켓(230)의 외부에 형성되어 있지만, 그 외의 카메라(240) 부분은 브라켓(230)의 내부에 형성되어 있다. 본 발명의 다른 일 양태에서, 카메라(240)는 이미지센서를 포함하여 구비된다. 이미지센서는 피사체의 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 장치로써, 예를 들면, 사람 형상의 이미지를 포착하면 그 이미지를 자동으로 저장하도록 만드는 센서이다. 이를 활용하여 구형이동체는 대상을 감지하고 지속적으로 추적하는 방법용 CCTV, 유아들의 지속적으로 관찰하는 관찰 카메라 등으로 활용될 수 있다. 카메라(240)는 외부 영상, 특히 진행 방향의 정면의 외부 영상을 촬영하는 것이 바람직한 바, 구체(20')의 회전에 영향을 받아 브라켓(즉, 카메라)이 회전하면 안되기 때문에, 상술한 바와 같이 브라켓과 회전축 사이에 베어링(220)을 개재시켜 브라켓의 회전을 방지한다. 또한, 후술하듯이, 브라켓모터(250)를 통해서 브라켓(230)이 회전하였을 때 카메라(240)의 촬영 방향을 정면으로 맞추기 위하여 브라켓을 회전시킬 수 있다. In addition, the
프레임(40)은 회전축(30)(32)에 지지되어 전후 방향으로 회전한다. 프레임(40)은 구동기구(60) 및 방향전환기구(70')가 구비될 수 있고, 무게추지지대(510)와 결합되어 있다. The
무게추(50')는 구체(20')의 중심보다 아래쪽에 위치하여 상술한 무게추(50)와 같이, 무게추(50')의 이동에 따라서 무게 중심이 변경되어 구체가 회전할 수 있도록 한다. 본 실시에에 따른 무게추(50')는 방향전환기구(70')을 통해서 괘종시계의 진자와 같이 일단이 고정되고 타단이 호를 그리면서 좌우 방향으로 회전한다는 점이 무게추(50)와 상이하다. The weight 50 'is positioned below the center of the sphere 20' such that the weight center is changed in accordance with the movement of the weight 50 'such as the
구동기구(60)는 프레임(40) 및 무게추(50')를 전후 방향으로 회전시켜 무게중심 이동에 의해 추진력을 발생시킨다. 구동기구(60)가 프레임(40) 및 무게추(50')를 이동시키는 설명은 상술한 바와 같기 때문에 더 자세한 설명은 생략한다. The
방향전환기구(70')는 무게추(50')를 좌우방향으로 이동시켜 구체(20')의 이동방향을 전환환 시킨다. 상기 방향전환기구(70')는 바람직하게 구동기구(60)과 같이 모터를 사용한다. The direction change mechanism 70 'shifts the weight 50' from side to side to switch the moving direction of the sphere 20 '. The
본 발명의 다른 일 양태에서, 브라켓모터(250)는 구체(20') 내부 또는 브라켓(230) 내부에 구비되어 브라켓(230)에 회전력을 전달한다. 이는 브라켓(230)이 일정한 각도를 유지할 있게 만드는 장치로써, 브라켓(230)에 구비되는 카메라(240)를 일정한 각도로 촬영할 수 있게 만들어 카메라(240)를 보다 효과적으로 이용할 수 있게 만든다. 도 17을 참조한 바람직한 실시예에 따르면, 상기 브라켓모터(250)는 브라켓(230)의 내부에 형성된 브라켓기어(260)와 연결되어 카메라(240)의 촬영 각도를 일정하게 유지시키거나 또는 임의의 촬영 각도록 카메라(240)를 이동시킬 수 있도록 상기 브라켓기어(260)를 따라 구동될 수 있다. 즉, 카메라는 브라켓모터를 통해서 회전축을 중심으로 회전할 수 있도록 브라켓내부에 구비된다. 예를 들어, 상기 브라켓모터(250)는 외부 단말기로부터 제어 신호를 전달받아 카메라(240)의 촬영 각도를 측(32)을 중심으로 회전시켜서 사용자가 원하는 방향의 화면 영상을 촬영할 수 있도록 할 수 있다. In another aspect of the present invention, the
가속도센서(80)는 프레임(40)에 구비된다. 가속도센서(80)는 무게추(50')의 중심이동을 측정하여 구체(20')의 회전속도를 가속도 보다 빠르게 만들어 구체(20')가 지속적으로 이동할 수 있게 만들 수 있다. The
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 가속도센서(80)는 브라켓(230) 내부에 구비되고 브라켓(230)의 회전 정보를 획득하여 브라켓(230)에 구비된 상기 브라켓모터(250)를 통해 카메라(240)의 촬영 방향을 유지시킬 수 있다. 즉 브라켓(230) 내부에 구비된 가속도센서(80)는 브라켓(230)의 회전 정보를 획득하고, 획득된 정보를 브라켓모터(250)에 전송하여 브라켓(230)을 일정한 각도로 유지하며, 일정한 각도로 유지되는 브라켓(230)에 설치되는 카메라(240)는 보다 흔들림이 줄어든 영상을 촬영하고 촬영 방향을 정면 방향으로 유지할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the
본 발명의 다른 일 양태에서, 방향전환기구(70')는 프레임(40)에 설치되는 스티어링모터(71) 및 스티어링모터(71)의 모터축(72)에 설치되는 전동기어(73)를 포함하고, 무게추(50')는 전동기어(73)와 연결되어 좌우방향으로 이동된다. 스티어링모터(71), 모터축(72) 및 전동기어(73)는 도 1 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한 바 자세한 설명은 생략한다. 본 실시예에 따르면, 상기 구체(20')는 내부에 프레임(40)의 일단에 연결되는 무게추지지대(510)를 구비하여 무게추(50')를 무게추지지대(510)에 의하여 지지되도록 만든다. 또한, 상기 무게추지지대(510) 자체 역시 무게를 가지고 있기 때문에 무게추(50')가 전후 방향으로 이동할 때 무게 중심 이동에 따른 추진력을 보다 강하게 작용시킬 수 있는 효과가 있다. 보다 더 상세하게는 무게추지지대(510)와 무게추(50') 사이에 마모를 방지할 수 있는 마모방지와셔(520)를 구비할 수 있다. 이는 무게추(50') 및 무게추지지대(510) 사이의 부분 마모를 방지할 수 있어 구형이동체의 파손을 방지함으로써 제품의 수명을 연장시키는 효과가 있다. 무게추(50')는 스티어링모터(71)에 의하여 좌우방향으로 호를 그리며 이동되어 구형이동체의 무게중심을 좌우방향으로 쏠리게 만들어 구형이동체를 사용자가 원하는 방향으로 이동시킬 수 있다. 무게추(50')를 직접적으로 회전시키기 때문에 보다 신속하게 방향을 변화시킬 수 있는 장점이 있다.In another aspect of the present invention, the direction change mechanism 70 'includes a
무게추(50')는 하나 이상의 철판으로 구비되어 구형이동체가 무게추(50')의 무게 변화에 따라 이동 속도를 조절할 수 있도록 한다. 즉, 철판을 여러 개 겹쳐서 만들기 때문에 사용자가 사용 상황에 따라 다양하게 제품을 이용할 수 있는 장점이 있다.The weight 50 'is provided with one or more iron plate so that the spherical movable body can adjust the moving speed according to the weight change of the weight 50'. In other words, because the steel plate is made of several overlapping, there is an advantage that the user can use a variety of products according to the use situation.
본 발명의 다른 일 양태에서, 구형이동체는 도면에 도시되지는 않았지만 제어부 및 통신부를 포함하여 구비될 수 있다. 제어부는 구형이동체의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 구동기구(60) 및 방향전환기구(70)(70')를 제어하기 위하여, 구체(20)(20')의 이동을 위한 모터의 전원 인가에 대한 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 상기 기술한 제어박스와 같은 의미로 사용될 수 있다. 바람직하게, 상기 제어부는 가속도센서로부터 전달되는 위치 및 회전 정보를 통해서 구체(20)(20')를 자동으로 제어할 수 있다. 또한, 상기 카메라(240)의 동작을 제어하여 카메라(240)의 영상 촬영을 제어할 수 있다. 통신부는 외부 단말기와 통신할 수 있도록 만든다. 즉, 단말기와 통신을 하여 외부 단말기로부터 제어 신호를 전달받아, 제어부와 연계하여 구형이동체를 외부에서 제어할 수 있게 할 수 있다. 또한 카메라(240)에 촬영되는 영상을 통신부를 통하여 외부로 전송할 수 있게 만든다. 단말기는 이동 단말기, 컴퓨터, 컨트롤러로부터 선택되는 하나이다. 예를 들면, 휴대폰의 어플리케이션(application)을 이용하여 구형이동체를 제어할 수 있게 만든다. 사용자가 간소하게 휴대하는 휴대폰을 이용하여 구형이동체를 제어할 수 있기 때문에 구형이동체를 사람이 진입하기 힘든 장소를 수색하거나, 집안의 상황을 파악할 수 있게 만들어 다양한 분야에 활용될 수 있게 만든다.In another aspect of the present invention, the spherical mobile body may be provided including a control unit and a communication unit although not shown in the drawings. The controller may control the overall operation of the spherical mobile body. For example, in order to control the
본 발명의 다른 일 양태에서, 도 18을 참고하면, 확장홈(231)은 브라켓(230)에 구비된다. 보다 상세하게는 브라켓(230)의 외측면에 구비된다. 확장홈(231)은 후술할 확장장치(600)가 제어부와 연결될 수 있도록 구비된다. 상기 확장홈(231)은 측면부재(210)의 중심에 형성된 개구부와 같이 회전축(30)(32)의 연장선 상에 위치한다. 즉, 확장홈(231)은 확장장치(600)와 프레임(40)(보다 상세하게, 제어부)를 연결하는 통로 역할을 한다. 바람직한 일 실시예에서, 제어부는 확장장치(600)와 연결될 수 있는 인테페이스부를 구비하고 인터페이스와 확장장치(600)는 서로 연결되어 확장장치(600)를 제어부를 통하여 제어할 수 있도록 만든다. 또한, 확장장치(600)를 이용하지 않을 시 확장홈(231)을 통하여 외부의 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있는 확장홈덮개(233)를 구비할 수 있다.In another embodiment of the present invention, referring to FIG. 18, the
확장장치(600)는 확장홈(231)을 통하여 제어부와 연결된다. 확장장치(600)는 카메라, 스피커, 로봇팔 및 단말기 등을 포함하는 장치로써, 확장장치(600)는 구형이동체와 연결되어 구형이동체를 보다 다양하게 이용할 수 있게 만든다.The
[부호의 설명][Description of the code]
20, 20' : 구체 30,32 : 회전축20, 20 ':
30a,32a : 환형턱 34,36 : 인서트부30a, 32a:
37,38 : 와셔 40 : 프레임37,38: washer 40: frame
42,43 : 스크류지지판 44,45 : 수직절곡부42,43: screw
44h,45h : 버링홀 41 : 직선안내홈44h, 45h: Burring Hole 41: Straight Guide Groove
50,50' : 무게추 52 : 탭구멍50,50 ': Weight 52: Tapped hole
60 : 구동기구 61 : 구동모터60: drive mechanism 61: drive motor
62 : 모터축 63 : 피니언기어62: motor shaft 63: pinion gear
64 : 구동기어 66,78,84 : 양면테이프64:
70,70' : 방향전환기구 71 : 스티어링모터70,70 ': Direction change mechanism 71: Steering motor
72 : 모터축 73 : 전동기어72: motor shaft 73: electric gear
74 : 이송스크류 74a,74b : 멈춤홈74:
74c,74d : E-링 75 : 종동기어74c, 74d: E-ring 75: driven gear
76 : 방향전환너트 76g : 마찰방지홈76: direction change
76s : 스터드볼트 77 : 직선안내턱76s: stud bolt 77: straight guide jaw
80 : 가속도센서 82 : 제어박스80: acceleration sensor 82: control box
C1 : 구형중심 L1 : 중심선C1: Spherical center L1: Center line
W1 : 무게중심 W1: center of gravity
210 : 측면부재 220 : 베어링210: side member 220: bearing
230 : 브라켓 231 : 확장홈230: bracket 231: expansion groove
233 : 확장홈덮개 240 : 카메라233: expansion groove cover 240: camera
250 : 브라켓모터 260 : 브라켓기어250: bracket motor 260: bracket gear
510 : 무게추지지대 520 : 마모방지와셔510: weight support 520: anti-wear washer
600 : 확장장치 600: expansion device
본 발명은 구체를 이용해서 자유롭게 전후진이 가능할 뿐만 아니라 방향전환이 가능하게 되는 효과가 있다. The present invention has the effect that not only can be freely moved back and forth using the sphere, but also the direction can be changed.
또한, 본 발명은 무게추의 중심이동속도를 구체의 이동속도에 연동하여 제어하는데 필요한 가속도센서가 구비되어 있기 때문에 정속제어가 가능하여 부드러운 움직임을 얻을 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is provided with an acceleration sensor necessary to control the center movement speed of the weight in conjunction with the movement speed of the sphere, it is possible to control the constant speed has the effect of obtaining a smooth movement.
또, 본 발명은 구체가 자율적으로 구르도록 되어 있기 때문에 무선제어가 용이하게 되고, 좁은 공간에서의 이동 및 방향전환이 용이하게 되는 효과가 있어 유용하게 사용될 수 있다.In addition, the present invention can be usefully used because the sphere is to autonomously roll, the radio control is easy, and the movement and direction change in a narrow space is easy.
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Legal Events
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14742830 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14742830 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |