KR102730937B1 - 다족 보행 완구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다족 보행 완구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다리부의 전후 방향의 왕복 운동 및 상하 방향의 관절 운동을 동시 복합적으로 제공하여 다족 곤충, 동물 등의 보행 자세를 보다 사실적이고 역동적으로 구현 내지 재현할 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 보행 자세를 제공하고, 직선성을 보장할 수 있는 다족 보행 완구에 관한 것이다.

Description

다족 보행 완구{Multi-leged walking toy}

본 발명은 다족 보행 완구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다리부의 전후 방향의 왕복 운동 및 상하 방향의 관절 운동을 동시 복합적으로 제공하여 다족 곤충, 동물 등의 보행 자세를 보다 사실적이고 역동적으로 구현 내지 재현할 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 보행 자세를 제공하고, 직선성을 보장할 수 있는 다족 보행 완구에 관한 것이다.

일반적으로, 보행 완구는 어린이들의 놀이와 과학적 사고방식 함양을 위한 것으로, 사용자가 직접 조립하는 조립식 완구와 미리 완성된 완성용 완구로 구별된다.

특히, 보행 완구는 동력발생수단에 의한 기구식 구동원리를 적용하여 어린이나 청소년들의 호기심을 유발하고 재미를 배가시키는 제품으로 널리 보급되고 있다.

이러한 보행 완구는 2개의 다리 또는 그 이상의 복수의 다리를 가지는 다족(多足) 보행 완구로 제작하고 있으며, 특히 다족 보행 완구는 적어도 4 개의 다리를 가지고 있는 고양이나 개와 같은 동물 형태를 하고 있는 완구에 적용된다.

이러한 보행 완구는 전원이 오프 되어 있는 상태에서 임의의 자세를 취하고 있다가 사용자에 의해서 전원이 온 되면 보행 완구가 움직이는 동작을 취하게 된다.

한편, 출원인은 각각의 다리가 소정 각도의 회전 관절 운동을 가능케 하여 보행 자세를 보다 역동적으로 구현한 완구용 보행 로봇(공개특허 10-2012-0126293, 이하 종래기술이라 함)을 제안한바 있다.

상기 종래기술은 휴대용 건전지(S)의 통전 전류로부터 회전구동력을 발생시키도록 모터(121), 다수의 기어(122,123,124) 및 구동축(125)으로 이루어진 동력발생수단(120)을 구비한 몸체부(100); 상기 몸체부(100)의 앞쪽과 뒷쪽에 각각 설치되며, 상기 동력발생수단(120)에 연결되는 기어를 설치하기 위한 기어박스(210)를 포함하는 동력전달수단(200); 및 상기 동력전달수단(200)의 앞쪽과 뒷쪽에 각각 한 쌍식 설치되는 구동다리(300)를 포함하되, 상기 구동다리(300)는, 상기 기어박스(210)에 힌지 결합되는 관절다리(320)와, 상기 관절다리(320)에 힌지 결합되어 지면에 주기적으로 접하는 이동다리(310)와, 일단은 상기 동력전달수단(200)에 연결되어 선회운동하고 타단은 상기 이동다리(310)의 길이방향 중도에 연결되는 연결로드(330)를 포함하여 구성되되, 상기 동력발생수단(120)이 구동함에 따라 상기 한 쌍의 구동다리(300)에서 한 쪽 대각선 방향의 구동다리들이 지면에서 분리되어 연동 이동할 때 다른 쪽 대각선 방향의 구동다리들은 지면에 정지하는 운동이 교대로 발생하면서 이동하도록 하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 종래기술은 복수의 구동다리들이 교대로 지면을 딛는 동작을 취하도록 작동하는 것과 각각의 구동다리가 관절 운동이 수반되도록 해 보행 자세에 대한 현실성을 부여하는 것이 특징인데, 결국, 구동다리가 교대로 지면을 디딛는 점, 각각의 구동다리가 관절 운동을 수행한다는 점 만으로는 다족 곤충, 동물 등의 다족 보행 자세를 모사하기에는 역동성이 부족하다 할 것이며, 결국 이들의 보행 자세를 보다 현실적으로 모사하는데 한계가 있었다.

공개특허 10-2012-0126293

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 다리부의 전후 방향의 왕복 운동 및 상하 방향의 관절 운동을 동시 복합적으로 제공하여 다족 곤충, 동물 등의 보행 자세를 보다 사실적이고 역동적으로 구현 내지 재현할 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 보행 자세를 제공하고, 직선성을 보장할 수 있는 다족 보행 완구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 베이스; 상기 베이스에 결합되며 회전력을 제공하는 구동부; 상기 구동부에 연결된 상태로 베이스 중앙으로 배치되는 원동기어부; 상기 베이스에 제자리 회전 가능하게 결합되되 중심에 상기 원동기어부를 두고 원동기어부 주변으로 연결 배치되어 상기 구동부의 회전력으로 회전하는 복수 개의 종동기어부; 및 상기 복수 개의 종동기어부와 베이스에 상호 연결되며 지면을 딛은 상태로 각각의 종동기어부의 회전에 따라 왕복 작동하여 추진력을 발휘하는 복수 개의 다리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스의 중앙에는 상기 원동기어부를 통과시키는 설치공이 관통 형성되고 상기 설치공 주변으로는 복수 개의 제1 지지핀이 돌출 형성되며, 테두리 부위에는 복수 개의 지지대가 연장 형성되되, 상기 복수 개의 지지대 각각에는 제2 지지핀이 돌출 형성되며, 상기 복수 개의 종동기어부 각각은 제1 지지핀에 제자리 회전 가능하게 결합되되 상면에는 상기 제1 지지핀에 편심된 제3 지지핀이 돌출 형성되며, 상기 복수 개의 다리부 각각은, 일단은 상기 제3 지지핀 상에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 지지대 방향을 향해 연장 형성되며 일단과 타단 사이 구간에는 상기 제2 지지핀을 수용하는 작동홀이 직선으로 길게 절개 형성되는 제1 작동아암; 상기 제1 작동아암의 타단에 회전 가능하게 연결되는 제2 작동아암; 상기 제2 작동아암에 회전 가능하게 연결된 상태로 지면에 지지되는 제3 작동아암; 및 상기 제2 지지핀과 제3 작동아암 사이에 결합되어 상기 제3 작동아암의 회전 기준점을 형성하는 로워아암;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동부는, 상기 베이스 하부에 결합되며 내부로 구동모터를 수용하는 함체 구조로 이루어지되 상면 일부에는 상기 설치공과 연통되는 개방공이 일정 면적 개방 형성되고 상기 개방공 주변으로는 커버지지기둥이 돌출 형성되는 모터하우징; 및 끝단에 상기 커버지지기둥에 안착되는 플랜지가 형성되어 커버지지기둥에 안착된 상태로 상기 모터하우징 상부로 일정 거리 이격되게 배치되는 기어커버;를 포함하며, 상기 원동기어부는 상기 모터하우징과 기어커버 사이 공간에 배치된 상태로 기어커버의 개방된 좌우로 노출되어 각각의 종동기어부와 치합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 배터리를 지지하며 상기 베이스의 상부로 결합되어 각각의 종동기어부 및 다리부 일부를 덮도록 구성되는 상부커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 원동기어부는 구동모터의 구동축에 결합된 구동기어상에 적어도 어느 하나가 치합되는 복수 개의 원동기어 집합이며, 상기 기어커버에는 각각의 원동기어 회전축이 축결합되는 축지지홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다리부의 전후 방향의 왕복 운동 및 상하 방향의 관절 운동을 동시 복합적으로 제공하여 다족 곤충, 동물 등의 보행 자세를 보다 사실적이고 역동적으로 구현 내지 재현할 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 보행 자세를 제공하고, 직선성을 보장할 수 있는 유리한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 다족 보행 완구의 전체적인 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다족 보행 완구의 정면구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 다족 보행 완구의 측면구성을 도시한 도면.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 다족 보행 완구의 분해구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 다족 보행 완구의 요부 평면구성을 도시한 도면.
도 10은 평면을 기준으로 다리부가 작동되는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 11은 정면을 기준으로 다리부가 작동되는 과정을 설명하기 위한 도면.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명에 따른 다족 보행 완구는 크게, 베이스(10), 구동부(20), 원동기어부(30), 종동기어부(40), 다리부(100) 및 상부커버(50)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.

베이스(10)는 일정 면적의 판상형 구성으로서, 다족 보행 완구의 저부를 구성하며, 구동부(20), 원동기어부(30), 종동기어부(40), 다리부(100) 및 상부커버(50)를 적소에 지지할 수 있다.

구동부(20)는 상기 베이스(10) 하부에 결합된 상태로 베이스(10) 상부를 향해 노출될 수 있는데, 이때 베이스(10)의 중앙에는 설치공(11)이 일정 면적 관통 형성될 수 있고, 상기 설치공(11)을 통해 구동부(20)의 일부 구성과 후술 될 원동기어부(30)를 통과시킬 수 있다.

상기 설치공(11) 주변으로는 복수 개의 제1 지지핀(12)이 상부를 향해 돌출 형성될 수 있으며, 각각의 제1 지지핀(12) 대응개소에는 종동기어부(40)가 제자리 회전 가능하게 결합될 수 있다.

베이스(10)의 테두리 부위에는 각각의 제1 지지핀(12)과 동일선상으로 복수 개의 지지대(13)가 연장 형성되되, 상기 복수 개의 지지대(13) 각각에는 제2 지지핀(14)이 돌출 형성되는 구조를 갖춘다. 제2 지지핀(14)은 제1 지지핀(12)과 평행하게 연장 형성될 수 있고, 제2 지지핀(14)에는 후술 될 다리부(100)의 일부 구성이 연결 결합될 수 있다.

첨부된 도면의 베이스(10) 상에는 하나의 제1 지지핀(12)과 인접한 제2 지지핀(14)을 한 쌍으로 해 총 6 쌍의 지지핀이 형성된 것으로 도시되어 있으며, 이는 다리부(100)의 개수와 동일하다.

본 실시예에서는 좌측 3 개의 다리부(100)와, 우측 3 개의 다리부(100)를 가지는 것을 예로 하였으나, 경우에 따라 상기 지지핀과 다리부(100)의 개수는 다양하게 변형실시될 수 있음을 밝힌다.

베이스(10)의 좌우 측면으로는 다리부(100)가 연결될 수 있고, 전방과 후방에는 동물, 곤충 등의 외관 모사에 사용되는 각종 디자인적인 악세사리가 결합될 수 있다.

베이스(10)는 외부에서 내부 작동관계가 투영될 수 있고, 경량화에 기여할 수 있도록 투명 합성수지 소재로 이루어질 수 있다.

다음으로, 구동부(20)는 베이스(10)에 결합되며 다리부(100)의 작동을 위한 회전력을 제공하는 구성으로서, 구동부(20)로부터 제공되는 회전력은 원동기어부(30), 종동기어부(40) 및 다리부(100)로 순차 전달되어 다리부(100)가 추진력을 발휘할 수 있도록 작동하는 구조이다.

구동부(20)는 크게, 구동모터(21), 모터하우징(22) 및 기어커버(23)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

모터하우징(22)은 베이스(10) 하부에 고정 결합되며 내부로 구동모터(21)를 수용하는 함체 구조로 이루어질 수 있다.

각각의 다리부(100)를 통해 베이스(10)가 지면으로부터 일정 높이 이격되면 모터하우징(22) 역시 지면으로부터 일정 높이 이격될 수 있는 높이에 배치되어 다족 보행 완구의 무게중심을 구성한다.

모터하우징(22)의 상면 일부에는 베이스(10)에 형성된 설치공(11)과 연통되는 개방공(22a)이 일정 면적 개방 형성될 수 있으며, 상기 개방공(22a)을 통해 모터하우징(22)에 내장된 구동모터(21)의 구동축, 그리고 상기 구동축 상에 결합된 구동기어(21a)가 노출되도록 마련될 수 있다.

모터하우징(22)의 개방공(22a) 주변으로는 암나사가 형성된 적어도 한 쌍의 커버지지기둥(22b)이 돌출 형성될 수 있으며, 일정 높이 돌출된 커버지지기둥(22b) 상에 기어커버(23)가 안착 결합될 수 있다.

기어커버(23)는 커버지지기둥(22b)에 안착된 상태로 상기 모터하우징(22), 보다 구체적으로는 베이스(10) 상부로 일정 거리 이격되게 배치되는 구성으로서, 원동기어부(30)의 노출을 제한하도록 하는 역할을 담당한다.

기어커버(23)의 끝단에는 상기 커버지지기둥(22b)에 안착되는 플랜지(23a)가 형성될 수 있고, 상기 플랜지(23a)에는 커버지지기둥(22b)의 암나사와 연통되는 나사체결공이 관통 형성될 수 있다.

이에, 볼트부재를 상기 플랜지(23a)의 나사체결공과 커버지지기둥(22b)의 암나사에 상호 나사체결하여 기어커버(23)를 모터하우징(22) 상에 고정 결합할 수 있다.

특히, 기어커버(23)는 모터하우징(22) 또는 베이스(10)로부터 일정 높이 상부로 이격 배치될 수 있으며, 이에 따라 기어커버(23) 하부에는 일정 공간이 마련될 수 있고, 이 빈 공간에 원동기어부(30)가 배치 구성될 수 있다.

한편, 원동기어부(30)는 구동모터(21)의 회전력을 종동기어부(40), 나아가 다리부(100)에 전달하기 위한 구성으로서, 구동부(20)에 연결된 상태로 베이스(10) 중앙으로 배치 구성된다.

이때, 원동기어부(30)는 구동모터(21)의 구동축에 결합된 구동기어(21a)상에 적어도 어느 하나가 치합되는 복수 개의 원동기어(31) 집합으로 이루어질 수 있고, 따라서, 구동모터(21)가 작동하면, 각각의 원동기어(31)들이 일제히 회전하게 되고, 이러한 원동기어(31)에 접한 각각의 종동기어부(40)가 동기 회전하면서 다리부(100)를 왕복 작동시킬 수 있다.

원동기어부(30)를 구성하는 원동기어(31)의 개수, 배치형태, 종류 등은 구동모터(21)와 종동기어부(40)를 연동시킬 수 있는 선에서 다양하게 변형시킬 수 있으므로, 특별히 제한하지 아니한다.

다만, 원동기어(31)들을 회전 지지하는 각각의 회전축(32)의 경우엔 원동기어(31) 상부를 커버하는 기어커버(23)에 삽입 지지될 수 있다.

이를 위해 기어커버(23)의 하면에는 각각의 원동기어(31) 회전축(32) 상단에 축결합되는 축지지홈(23b)이 형성되어 각각의 원동기어(31)가 제자리 회전 가능하게 지지될 수 있다.

기어커버(23)는 각각의 회전축(32)을 지지한 상태로 원동기어부(30)의 상부를 일정 면적 커버하고 있는 한편, 원동기어부(30)는 모터하우징(22)과 기어커버(23) 사이 공간에 배치된 상태로 기어커버(23)의 개방된 좌우로 노출되어 각각의 종동기어부(40)와 치합되는 구조를 이룬다.

즉, 원동기어부(30)의 회전축(32)을 포함하는 중심부분은 기어커버(23)에 의해 가려지게 되고, 기어커버(23) 주변으로 원동기어부(30)의 기어치 부분만 최소한으로 노출이 되며 이렇게 노출된 기어치에 종동기어부(40)가 치합되어 회전력이 전달되는 구조이다.

이에, 원동기어부(30)의 외부 노출을 최소화할 수 있으며 특히 원동기어부(30)의 회전축(32) 부분을 외부 충격으로부터 효과적으로 보호하여 다족 보행 완구의 사용 과정에서 가해지는 충격에 의해 원동기어(31) 각각의 편심 이동을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

종동기어부(40)는 복수 개의 제1 지지핀(12) 대응개소에 제자리 회전 가능하게 결합될 수 있도록 복수 개, 본 실시예에서는 총 6 개의 개별 구성으로 존재하며, 각각의 종동기어부(40)는 중심에 상기 원동기어부(30)를 두고 원동기어부(30) 주변으로 연결 배치되어 구동부(20)의 회전력으로 동기 회전할 수 있다.

따라서, 구동모터(21)에 의해 원동기어부(30)가 작동하게 되면, 원동기어부(30) 주변에 접한 각각의 종동기어부(40)들이 일제히 회전할 수 있다.

종동기어부(40) 각각의 상면에는 상기 제1 지지핀(12)에 편심된 제3 지지핀(41)이 돌출 형성될 수 있으며, 상기 제3 지지핀(41) 상에는 다리부(100)가 연결되어 제3 지지핀(41)의 편심 회전에 따라 다리부(100)가 요동될 수 있다.

각각의 제3 지지핀(41)들은 일정 각도 위상차를 두고 형성될 수 있으며, 이렇게 위상차를 둔 각각의 제3 지지핀(41)들에 연결된 다리부(100)는 각각의 종동기어부(40)의 동기 회전에 따라 지면을 딛는 자세와 지면으로부터 떨어지는 자세를 교대로 수행하여 보다 역동적인 보행 자세가 갖춰질 수 있도록 한다.

다음으로, 상부커버(50)는 배터리를 지지하며 베이스(10)의 상부로 결합되어 각각의 종동기어부(40) 및 다리부(100) 일부를 덮도록 하는 구성이다.

베이스(10) 위로 상부커버(50)가 마련되면 베이스(10)와 상부커버(50) 사이 공간에 원동기어부(30) 및 종동기어부(40)는 완전히 수납되고, 다리부(100)의 경우 타측 일부분만 외부로 길게 노출되어 지면을 디딛을 수 있다.

상부커버(50)에는 구동모터(21)의 온오프 제어를 위한 스위치, 배터리, 구동부(20) 및 위 구성들을 전기적으로 연결하는 제어기 등이 부설될 수 있으며, 베이스(10)와 마찬가지로, 전체 또는 일부가 투명 합성수지 재질로 이루어질 수 있다.

다음으로, 다리부(100)는 지면을 딛은 상태로 각각의 종동기어부(40)의 회전에 따라 왕복 작동하여 추진력을 발휘하도록 하는 구성으로서, 총 6 개의 다리부(100)로 이루어져 베이스(10)를 지면으로부터 일정 높이 이격 지지할 수 있다.

6 개의 다리부(100)는 좌우로 쌍을 이루어 총 3 쌍의 다리부(100)가 마련될 수 있고, 각각의 다리부(100)는 종동기어부(40)와 베이스(10)에 상호 연결된 상태로 구동부(20)의 회전력을 통해 동기 작동할 수 있다.

한 쌍의 다리부(100)에서 좌측 다리부(100)와 우측 다리부(100)는 각각 지면을 딛는 자세와 지면으로부터 떨어지는 자세를 교대로 수행할 수 있으며, 이와 마찬가지로, 평면에서 바라보았을 때 대각선으로 마주한 각각의 다리부(100)들 역시 딛는 자세와 지면으로부터 떨어지는 자세를 교대로 수행할 수 있도록 한다.

각각의 다리부(100)는 모두 동일한 구조로 이루어진바. 이하 하나의 다리부(100)를 설명하는 것으로 대체한다.

보다 구체적으로 다리부(100)는 크게 제1 작동아암(110), 제2 작동아암(120), 제3 작동아암(130) 및 로워아암(140)을 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

먼저, 제1 작동아암(110)은 길게 연장된 막대형 구조로서, 일단은 제3 지지핀(41) 상에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 지지대(13) 방향을 향해 연장 형성되어 베이스(10) 테두리 방향으로 노출되도록 구성된다.

제1 작동아암(110)의 일단에는 제1 힌지수단(111)이 형성되어 제3 지지핀(41) 상에 회전 가능하게 연결될 수 있고, 타단에는 제2 힌지수단(112)이 형성되어 제2 작동아암(120)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

제1 작동아암(110)의 일단과 타단 사이 구간에는 상기 제2 지지핀(14)을 수용하는 작동홀(113)이 직선으로 길게 절개 형성될 수 있으며, 이에 따라 종동기어부(40)가 제자리 회전하면 종동기어부(40)에 편심 연결된 제1 작동아암(110)이 제2 지지핀(14)에 가이드되어 평면에서 보았을 때 대략 전후 방향으로 8자 형태의 왕복 운동이 발생한다.

한편, 제1 작동아암(110)으로 연결되는 제2 작동아암(120) 및 이에 연결되는 제3 작동아암(130) 역시 제1 작동아암(110)을 추종하여 전후 방향으로 왕복 운동을 수행하며 이에 따라, 각각의 다리부(100)들이 지면을 딛고 상위 구조물을 전진시킬 수 있는 추진력을 발휘한다.

제2 작동아암(120)은 제1 작동아암(110)의 타단에 회전 가능하게 연결되는 구성으로서, 제2 작동아암(120)의 일단에는 상기 제2 힌지수단(112)에 회전 가능하게 결합되는 제3 힌지수단(121)이, 타단에는 제4 힌지수단(122)이 형성되어 제3 작동아암(130)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

제2 작동아암(120)의 타단에는 일정 깊이로 회피구(123)가 절개 형성될 수 있으며, 이에 제2 작동아암(120)의 타단에 연결된 제3 작동아암(130)이 관절 운동을 수행하게 될 때 상기 회피구(123) 내에서 작동되어 제2 작동아암(120)과 간섭이 발생하지 아니하게 되는 구조가 갖춰진다.

제3 작동아암(130)은 제2 작동아암(120)에 회전 가능하게 연결된 상태로 지면에 지지되는 구성으로서, 제2 작동아암(120)의 제4 힌지수단(122)에 회전 가능하게 결합되는 제5 힌지수단(131)과 제5 힌지수단(131)에서 편심 배치되는 제6 힌지수단(132)을 가질 수 있다. 이때, 제6 힌지수단(132)에는 로워아암(140)이 회전 가능하게 연결될 수 있다.

경우에 따라 제3 작동아암(130)의 타단에는 지면에 접지력을 높이기 위하여 실리콘 또는 고무 등의 논슬립패드가 장착될 수 있다.

로워아암(140)은 제1 작동아암(110)의 왕복 직선 운동시 제1 작동아암(110)에 이어서 결합된 제2 작동아암(120)과 제3 작동아암(130)이 소정 각도로 관절 운동이 유도되도록 제3 작동아암(130)의 회전 기준점을 형성한다.

이를 위해, 로워아암(140)은 제2 지지핀(14)과 제3 작동아암(130) 사이에 결합될 수 있으며, 이때, 로워아암(140)의 일단에는 제2 지지핀(14)에 회전 가능하게 결합되는 제7 힌지수단(141)이, 타단에는 제3 작동아암(130)의 제6 힌지수단(132)에 회전 가능하게 결합되는 제8 힌지수단(142)이 형성될 수 있다.

따라서, 로워아암(140)은 제1 작동아암(110)이 전후 방향으로 왕복 회전하게 되면 이에 추종하여 제2 지지핀(14)을 회전 기준으로 해 일정 각도 내에서 전후 방향으로 왕복 회전할 수 있다.

한편, 본 실시예에서 설명하는 힌지수단들은 원통형의 구멍 또는 이와 상보적인 돌기 구조로서, 인접한 지지핀이나 힌지수단들이 서로 회전 가능하게 슬립 작동할 수 있는 선에서 적절히 구비될 수 있다.

예를 들어, 제1 작동아암(110)의 제1 힌지수단(111)은 원통형 제1 지지핀(12)에 상보적인 원통형 구멍으로, 제2 힌지수단(112)은 원통형 돌기로 예시될 수 있다.

제2 작동아암(120)의 제3 힌지수단(121)은 원통형 돌기의 제2 힌지수단(112)에 상보적인 원통형 구멍으로, 제4 힌지수단(122)은 원통형 구멍으로 예시될 수 있다.

제3 작동아암(130)의 제5 힌지수단(131)은 원통형 구멍의 제4 힌지수단(122)에 상보적인 원통형 돌기로, 제6 힌지수단(132)은 원통형 구멍으로 예시될 수 있다.

로워아암(140)의 제7 힌지수단(141)은 원통형 제2 지지핀(14)에 상보적인 원통형 구멍으로, 제 제8 힌지수단(142)은 원통형 구멍의 제6 힌지수단(132)에 상보적인 원통형 돌기로 예시될 수 있다.

이때, 제8 힌지수단(142) 상에는 외측을 향해 마감돌기(143)가 돌출 형성될 수 있고, 제6 힌지수단(132)에는 상기 마감돌기(143)가 통과할 수 있을 정도의 마감홈(133)이 외측을 향해 확장 형성될 수 있다.

이에 따라, 제3 작동아암(130)과 로워아암(140)을 결합시킬 때 상기 마감돌기(143)를 마감홈(133)에 일치시킨 상태에서 제8 힌지수단(142)을 제6 힌지수단(132)에 삽입 결합하고, 마감돌기(143)가 마감홈(133)을 통과해 외부로 완전히 빠져나온 시점에 제3 작동아암(130)을 일정 각도 회전시켜 놓으면 마감돌기(143)와 마감홈(133)이 서로 편심되므로, 마감돌기(143)가 마감홈(133)에 일치되지 아니하는 각도 내에서는 마감돌기(143)가 제3 작동아암(130)의 벽면에 걸려 임의로 분리되지 아니하고 결합상태를 유지할 수 있다.

로워아암(140)의 일단은 제1 작동아암(110)과 베이스(10)의 지지대(13) 사이에 개재될 수 있으며 이에 따라, 로워아암(140)이 상하로 진동하지 아니하고, 오로지 전후 방향으로 왕복 회전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 다리부(100)의 작용을 간략하게 살펴보면, 먼저, 구동모터(21)의 작동에 의해 원동기어부(30)가 회전하고, 이 원동기어부(30)에 치합된 각각의 종동기어부(40)들이 동기 회전하게 되면 도 10에 도시된 바와 같이 각각의 종동기어부(40)에 편심 결합된 제1 작동아암(110)이 8자를 그리며 왕복 작동함에 따라 제1 작동아암(110)에 연계된 제2 작동아암(120), 제3 작동아암(130) 및 로워아암(140)이 일정 각도범위 내에서 왕복 요동 회전하여 다리부(100) 전체가 전후 방향으로 왕복 운동을 수행하는 한편 각각의 다리부(100)를 구성하는 제3 작동아암(130)의 타단이 지면에 접지된 상태에 있으므로 이러한 다리부(100)의 전후 방향 왕복 작동에 따라 다족 보행 완구의 추진력이 발생되어 다족 보행 완구가 전방으로 전진한다.

이때, 제2 작동아암(120)은 제1 작동아암(110)에 회전 가능하게 결합되어 있고, 제3 작동아암(130)은 제2 작동아암(120)에 회전 가능하게 결합되어 있으며, 로워아암(140)은 베이스(10)와 제3 작동아암(130) 사이에 회전 가능하게 결합되어 있는 구조의 특성상 제1 작동아암(110)이 직선으로 왕복 작동하게 되면 제2 작동아암(120)은 제1 작동아암(110)의 타단에서, 제3 작동아암(130)은 로워아암(140)의 타단에서 각각 연계된 관절 운동이 발생할 수 있다.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이 제2 작동아암(120)은 제2 힌지수단(112)을 회전 기준으로 하여 회전하고 제3 작동아암(130)은 제8 힌지수단(142)을 회전 기준으로 회전이 되는 한편, 제2 작동아암(120)과 제3 작동아암(130)은 제4 힌지수단(122)과 제5 힌지수단(131)을 통해 서로 회전 가능하게 연결되어 있어, 결국 제2 작동아암(120)과 제3 작동아암(130)의 조립체가 베이스(10)를 향하는 방향과, 베이스(10) 바깥을 향하는 방향으로 왕복하여 관절 운동을 수행할 수 있다.

따라서, 다족 보행 완구의 보행 자세를 정면에서 바라보게 되면, 좌측 다리부(100)와 우측 다리부(100) 각각의 제3 작동아암(130)이 지면에 붙었다 떨어졌다를 일정 주기로 반복하면서 베이스(10) 중심을 향하는 방향으로 접지 견인력을 발휘하게 되므로 보행 역동성을 부여할 뿐만 아니라 다족 보행 완구의 전진 과정에서 직선 방향 유지에 기여할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 다족 보행 로봇은 다리부(100)의 전후 방향의 왕복 운동 및 상하 방향의 관절 운동을 동시 복합적으로 제공하여 다족 곤충, 동물 등의 보행 자세를 보다 사실적이고 역동적으로 구현 내지 재현할 수 있을 뿐만 아니라 보다 안정적인 보행 자세를 제공하고, 직선성을 보장할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10: 베이스
20: 구동부
30: 원동기어부
40: 종동기어부
50: 상부커버
100: 다리부

Claims (5)

1. 베이스;
   상기 베이스에 결합되며 회전력을 제공하는 구동부;
   상기 구동부에 연결된 상태로 베이스 중앙으로 배치되는 원동기어부;
   상기 베이스에 제자리 회전 가능하게 결합되되 중심에 상기 원동기어부를 두고 원동기어부 주변으로 연결 배치되어 상기 구동부의 회전력으로 회전하는 복수 개의 종동기어부; 및
   상기 복수 개의 종동기어부와 베이스에 상호 연결되며 지면을 딛은 상태로 각각의 종동기어부의 회전에 따라 왕복 작동하여 추진력을 발휘하는 복수 개의 다리부;를 포함하고,
   상기 베이스의 중앙에는 상기 원동기어부를 통과시키는 설치공이 관통 형성되고 상기 설치공 주변으로는 복수 개의 제1 지지핀이 돌출 형성되며, 테두리 부위에는 복수 개의 지지대가 연장 형성되되, 상기 복수 개의 지지대 각각에는 제2 지지핀이 돌출 형성되며,
   상기 복수 개의 종동기어부 각각은 제1 지지핀에 제자리 회전 가능하게 결합되되 상면에는 상기 제1 지지핀에 편심된 제3 지지핀이 돌출 형성되며,
   상기 복수 개의 다리부 각각은,
   일단은 상기 제3 지지핀 상에 회전 가능하게 결합되고, 타단은 지지대 방향을 향해 연장 형성되며 일단과 타단 사이 구간에는 상기 제2 지지핀을 수용하는 작동홀이 직선으로 길게 절개 형성되는 제1 작동아암;
   상기 제1 작동아암의 타단에 회전 가능하게 연결되는 제2 작동아암;
   상기 제2 작동아암에 회전 가능하게 연결된 상태로 지면에 지지되는 제3 작동아암; 및
   상기 제2 지지핀과 제3 작동아암 사이에 결합되어 상기 제3 작동아암의 회전 기준점을 형성하는 로워아암;을 포함하며,
   상기 구동부는,
   상기 베이스 하부에 결합되며 내부로 구동모터를 수용하는 함체 구조로 이루어지되 상면 일부에는 상기 설치공과 연통되는 개방공이 일정 면적 개방 형성되고 상기 개방공 주변으로는 커버지지기둥이 돌출 형성되는 모터하우징; 및
   끝단에 상기 커버지지기둥에 안착되는 플랜지가 형성되어 커버지지기둥에 안착된 상태로 상기 모터하우징 상부로 일정 거리 이격되게 배치되는 기어커버;를 포함하며,
   상기 원동기어부는 상기 모터하우징과 기어커버 사이 공간에 배치된 상태로 기어커버의 개방된 좌우로 노출되어 각각의 종동기어부와 치합되는 것을 특징으로 하는 다족 보행 완구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   배터리를 지지하며 상기 베이스의 상부로 결합되어 각각의 종동기어부 및 다리부 일부를 덮도록 구성되는 상부커버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다족 보행 완구.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 원동기어부는 구동모터의 구동축에 결합된 구동기어상에 적어도 어느 하나가 치합되는 복수 개의 원동기어 집합이며,
   상기 기어커버에는 각각의 원동기어 회전축이 축결합되는 축지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 다족 보행 완구.