KR100486590B1 - Auto charge system and method for robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 로봇의 자동 충전시스템 및 방법에 관한 것으로, 로봇이 기본적으로 내장하고 있는 초음파 감지수단을 이용하여, 충전대의 3방향에서 발생하는 초음파를 감지하여 로봇을 충전대의 충전단자에 접속시킴으로서, 시스템을 구현하기 위한 비용을 절감하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 충전대의 수용부 좌우측에 위치하고, 초음파를 발생하여 로봇을 원거리로부터 상기 충전대 수용부로 인도하는 제1,제2 초음파 발생수단과, 충전대의 수용부 중앙에 위치하고, 초음파를 발생하여 로봇의 충전단자가 충전대의 충전단자에 접속되도록 인도하는 제3 초음파 발생수단이 구비되는 충전대와; 초음파 감지수단이 내장되고, 그 초음파감지수단에서 상기 제1,제2,제3 초음파 발생수단에서 발생하는 초음파를 감지하여 상기 충전대의 수용부로 이동한후, 상기 제1,제2,제3 초음파 발생수단에서 발생되는 3 방향의 초음파에 의해, 충전대의 충전단자에 접속하는 로봇을 포함하여 구성한다.The present invention relates to an automatic charging system and method of a robot, by using ultrasonic sensing means that the robot is basically built, by connecting the robot to the charging terminal of the charging station by detecting the ultrasonic wave generated in three directions of the charging station, It is to reduce the cost of implementing the. To this end, the present invention is located on the left and right sides of the receiving portion of the charging station, the first and second ultrasonic generating means for generating the ultrasonic wave to guide the robot from the remote to the charging unit receiving portion, and located in the center of the receiving portion of the charging station, the ultrasonic wave to generate the robot A charging table including third ultrasonic wave generating means for guiding the charging terminal of the battery to be connected to the charging terminal of the charging table; Ultrasonic sensing means is built in, and the ultrasonic sensing means detects the ultrasonic waves generated by the first, second and third ultrasonic generating means and moves to the receiving part of the charging station, the first, second, third ultrasonic generation It comprises a robot connected to the charging terminal of a charging stand by the ultrasonic wave of the three directions which generate | occur | produces in a means.
Description
본 발명은 로봇의 자동 충전시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 로봇이 기본적으로 내장하고 있는 초음파 감지수단을 이용하여, 충전대의 3방향에서 발생하는 초음파를 감지하여 로봇을 충전대의 충전단자에 접속시키도록 한 로봇의 자동 충전시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic charging system and method of the robot, and in particular, by using the ultrasonic sensing means that the robot is basically built, so as to detect the ultrasonic wave generated in three directions of the charging station to connect the robot to the charging terminal of the charging station. It relates to an automatic charging system and method of a robot.
도 1은 일반적인 충전 방법을 수행하는 로봇 충전 시스템에 대한 구성을 보인 블록도로서, 로봇(100)과 충전을 수행하는 충전대(120)로 이루어져 있다. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a robot charging system that performs a general charging method, and includes a robot 100 and a charging stand 120 that performs charging.
상기 로봇(100)은 배터리(101)와 이 배터리의 전압을 감지하는 배터리 감지부(102)가 내장되어 있으며, 충전대(120)와의 통신을 수행하기 위한 적외선센서 (101) 및 적외선 통신모듈(103)이 부착되어 있다. The robot 100 includes a battery 101 and a battery detector 102 for detecting a voltage of the battery, and includes an infrared sensor 101 and an infrared communication module 103 for communicating with a charging station 120. ) Is attached.
한편, 충전대(120)에도 로봇(100)과의 통신을 수행하기 위해 적외선센서 (122) 및 적외선 통신모듈(121)이 부착되며, 이와 같이 구성된 로봇 충전시스템의 종작을 설명한다.Meanwhile, an infrared sensor 122 and an infrared communication module 121 are attached to the charging table 120 to communicate with the robot 100, and the operation of the robot charging system configured as described above will be described.
먼저, 로봇(100)의 적외선센서(104)로부터 나오는 신호는 충전 통신 프로토콜의 시작을 충전대(120)에 전달하는 START 신호와, 로봇(100) 내의 충전 개페기(미도시)의 온 상태를 전달하는 COUPLER 신호와, 충전 통신 프로토콜의 종료를 전달하는 COMPLETE 신호 및 로봇(100)의 다른 에러 발생으로 충전을 종료할 때 사용하는 END 신호이다. First, a signal from the infrared sensor 104 of the robot 100 transmits a START signal for transmitting the start of a charging communication protocol to the charging station 120 and an on state of a charge opener (not shown) in the robot 100. The COUPLER signal, the COMPLETE signal for transmitting the end of the charging communication protocol, and the END signal used for terminating the charge due to the occurrence of another error of the robot 100.
그리고, 상기 충전대(120)의 적외선 센서(122)로부터 나오는 신호는, 충전 대(120)의 충전 가능 상태를 전달하는 C_REQ 신호와, 충전 시작을 나타내는 CHARGE 신호, 및 충전대(120) 내부의 에러를 이동 로봇에 전달하기 위해 발생되는 FAULT 신호이다.In addition, the signal from the infrared sensor 122 of the charging station 120, the C_REQ signal for transmitting the chargeable state of the charging station 120, the CHARGE signal indicating the start of charging, and the error inside the charging station 120 FAULT signal generated for delivery to mobile robot.
이상과 같은 신호들의 교환에 의해 이루어지는 통신 과정은 다음과 같다. 먼저, 충전 위치로 로봇(100)이 이동한 후, START 신호를 발생하고, 충전대의 적외선센서(122)는 START 신호를 감지하여 C_REQ 신호를 로봇(100)에 전송한다. The communication process performed by the exchange of signals as described above is as follows. First, after the robot 100 moves to a charging position, a START signal is generated, and the infrared sensor 122 of the charging station senses a START signal and transmits a C_REQ signal to the robot 100.
이에 따라, 상기 로봇(100)은 C_REQ 신호를 감지하여, 충전대(120)에 부착되어 있는 충전판(미도시)과 접촉하고, 충전 가능 상태에서 COUPLER 신호를 보낸다. Accordingly, the robot 100 detects the C_REQ signal, contacts the charging plate (not shown) attached to the charging station 120, and sends a COUPLER signal in a chargeable state.
그러면, 상기 충전대(120)는 CHARGE 신호를 발생하고 충전을 시작한다. Then, the charging station 120 generates a CHARGE signal and starts charging.
이후, 충전이 종료되면, 로봇(100)에서 COMPLETE 신호가 발생되고, 이 신호를 전달받은 충전대(120)에서는 발생되고 있는 CHARGE 신호가 오프된다. Thereafter, when charging is completed, the COMPLETE signal is generated in the robot 100, and the CHARGE signal generated in the charging station 120 receiving the signal is turned off.
그러면, 로봇(100)의 COUPLER 신호도 종료된다. Then, the COUPLER signal of the robot 100 also ends.
만약, 충전을 수행하는 도중에, 로봇(100)으로부터 END 신호가 발생되거나, 또는 충전대(120)로부터 FAULT 신호가 발생되면, C_REQ 신호가 오프되고, 일정 시간의 경과 후에 충전이 종료된다.If the END signal is generated from the robot 100 or the FAULT signal is generated from the charging station 120 while the charging is being performed, the C_REQ signal is turned off and the charging is terminated after a predetermined time elapses.
상술한 로봇의 충전대로 이동하는 방법은, 충전대와 로봇 사이의 적외선 통신을 통하여 수행하거나, 또는 RF통신,영상인식등의 방법으로 통신하여 충전대로 이동하는데, 이렇게 로봇의 충전대로 이동하는 방법을 적외선 통신, RF 통신,영상인식으로 구현하는 데는 비용이 저렴하지 않아 경제성이 떨어지는 문제점이 있다.The above method of moving to the charging station of the robot is performed by infrared communication between the charging station and the robot, or communicates by a method such as RF communication, image recognition, etc., and moves to the charging station. The implementation of communication, RF communication, image recognition is a low cost, there is a problem that the economy is inferior.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 로봇이 기본적으로 내장하고 있는 초음파 감지수단을 이용하여, 충전대의 3방향에서 발생하는 초음파를 감지하여 로봇을 충전대의 충전단자에 접속시킴으로써, 시스템을 구현하기 위한 비용을 절감하도록 한 로봇의 자동 충전시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by using the ultrasonic sensing means that the robot basically built-in, by detecting the ultrasonic wave generated in three directions of the charging station, by connecting the robot to the charging terminal of the charging station, The object of the present invention is to provide an automatic charging system and method for a robot to reduce the cost of implementing the system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충전대의 수용부 좌우측에 위치하고, 초음파를 발생하여 로봇을 원거리로부터 상기 충전대 수용부로 인도하는 제1,제2 초음파 발생수단과, 충전대의 수용부 중앙에 위치하고, 초음파를 발생하여 로봇의 충전단자가 충전대의 충전단자에 접속되도록 인도하는 제3 초음파 발생수단이 구비되는 충전대와; 초음파 감지수단이 내장되고, 그 초음파감지수단에서 상기 제1,제2,제3 초음파 발생수단에서 발생하는 초음파를 감지하여 상기 충전대의 수용부로 이동한후, 상기 제1,제2,제3 초음파 발생수단에서 발생되는 3 방향의 초음파에 의해, 충전대의 충전단자에 접속하는 로봇을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is located on the left and right sides of the receiving portion of the charging station, the first and second ultrasonic generating means for generating an ultrasonic wave to guide the robot from the remote to the charging unit receiving portion, and in the center of the receiving unit A charging table having a third ultrasonic wave generating means for generating ultrasonic waves and guiding the charging terminals of the robot to be connected to the charging terminals of the charging table; Ultrasonic sensing means is built in, and the ultrasonic sensing means detects the ultrasonic waves generated by the first, second and third ultrasonic generating means and moves to the receiving part of the charging station, the first, second, third ultrasonic generation And a robot connected to the charging terminal of the charging station by the ultrasonic waves in three directions generated by the means.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 로봇이 특정영역을 이동하면서, 사용자에 의해 명령된 작업을 진행하면서, 배터리의 잔량을 확인하여 충전모드인지를 판단하는 제1 과정과; 충전모드이면, 충전대의 수용부 좌우측 및 중앙에서 발생하는 초음파를 감지하여 충전대의 수용부로 이동하는 제2 과정과; 충전대의 수용부 좌우와 중앙에서 발생하는 3방향의 초음파를 감지하여 로봇의 충전단자와 충전대의 충전단자를 접속하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a first step of determining whether the charging mode by checking the remaining amount of the battery while the robot moves the specific area, the operation commanded by the user; In the charging mode, a second process of detecting the ultrasonic waves generated in the left and right sides and the center of the receiving portion of the charging station to move to the receiving unit of the charging station; It is characterized in that it performs a third process of connecting the charging terminal of the robot and the charging terminal of the charging station by detecting the ultrasonic waves in three directions occurring in the left and right and the center of the receiving part of the charging station.
이하, 본 발명에 의한 로봇의 자동 충전 시스템 및 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, operations and effects of the automatic charging system and method of the robot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명 로봇의 자동 충전시스템에 대한 구성을 보인 개략도로서, 이에 도시한 바와같이 충전대(120)의 수용부 좌우측에 위치하고, 초음파를 발생하여 로봇(100)을 원거리로부터 상기 충전대 수용부로 인도하는 제1,제2 초음파 발생수단 (2),(3)과; 충전대 수용부 중앙에 위치하고, 초음파를 발생하여 로봇(100)의 충전단자가 충전대(120)의 충전단자에 접속되도록 인도하는 제3 초음파 발생수단(4)이 구비되는 충전대(120)와; 초음파 감지수단(1)이 내장되고, 상기 제1,제2,제3 초음파 발생수단(2),(3),(4)에서 발생하는 초음파를 감지하여 상기 충전대(120)의 수용부로 이동한후, 상기 제1,제2,제3 초음파 발생수단(2),(3),(4)에서 발생되는 3방향의 초음파에 의해 충전대(120)의 충전단자에 접속하는 로봇(100)으로 구성한다.Figure 2 is a schematic view showing the configuration of the automatic charging system of the robot of the present invention, as shown in the left and right sides of the receiving portion of the charging station 120, generating ultrasonic waves to guide the robot 100 from the remote to the charging station receiving unit First and second ultrasonic wave generating means (2) and (3); A charging stand 120 positioned at the center of the charging stand accommodating part and having a third ultrasonic wave generating means 4 for generating ultrasonic waves to guide the charging terminals of the robot 100 to be connected to the charging terminals of the charging stand 120; Ultrasonic sensing means (1) is built, and the ultrasonic wave generated by the first, second, third ultrasonic generating means (2), (3), (4) is detected and moved to the receiving portion of the charging station 120 And the robot 100 connected to the charging terminal of the charging station 120 by three-way ultrasonic waves generated by the first, second and third ultrasonic wave generating means 2, 3, and 4. .
도3은 본 발명 로봇의 자동충전방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 로봇(100)이 특정영역을 이동하면서, 사용자에 의해 명령된 작업을 진행하면서, 배터리의 잔량을 확인하여 충전모드인지를 판단하는 제1 과정(SP1~SP3)과; 충전모드이면, 충전대(120)의 수용부 좌우측 및 중앙에서 발생하는 초음파를 감지하여 충전대(120)의 수용부로 이동하는 제2 과정(SP4)과; 충전대(120)의 수용부 좌우와 중앙에서 발생하는 3방향의 초음파를 감지하여 로봇(100)의 충전단자와 충전대(120)의 충전단자를 접속하는 제3 과정(SP5)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.3 is an operation flowchart of an automatic charging method of the robot of the present invention, as shown in this, while the robot 100 moves a specific region and performs a task commanded by a user, checking a remaining battery level by charging a mode. First steps (SP1 to SP3) for determining cognition; In the charging mode, a second process (SP4) for detecting the ultrasonic waves generated in the left and right and the center of the receiving unit 120 to move to the receiving unit of the charging unit 120; It consists of a third process (SP5) for connecting the charging terminal of the charging unit 120 and the charging terminal of the robot 100 by detecting the ultrasonic waves in three directions generated in the left and right and the center of the receiving portion 120, such as The operation of the present invention will be described.
먼저, 로봇(100)은 특정영역에서, 사용자의 명령에 의해 소정 작업을 진행한다.First, the robot 100 performs a predetermined operation by a user's command in a specific area.
이렇게 소정작업을 진행하면, 상기 로봇(100)은 배터리의 잔량을 체크하여 일정량이하이면 충전모드로 전환한다.When the predetermined operation is performed in this way, the robot 100 checks the remaining capacity of the battery and switches to the charging mode when the predetermined amount is lower.
이에따라, 로봇(100)은 내장된 초음파감지수단(1)를 통해 초음파를 수신하여 충전대로 이동하는데,즉 충전대(120)의 수용부 좌우측에 설치된 제1,제2 초음파 발생수단(2),(3)에서 초음파를 발생하면 로봇(100)이 이를 감지하여 충전대(120)의 수용부에 진입하게 된다.Accordingly, the robot 100 receives the ultrasonic waves through the built-in ultrasonic sensing means 1 and moves to the charging stand, that is, the first and second ultrasonic generating means 2 installed on the left and right sides of the receiving portion of the charging stand 120, ( When the ultrasonic wave is generated in 3), the robot 100 detects this and enters the receiving portion of the charging station 120.
이후, 로봇(100)은 충전대 수용부 중앙에 설치된 제3 초음파 발생수단(4)에서 발생하는초음파와 상기 충전대(120)의 수용부 좌우측에 설치된 제1,제2 초음파 발생수단(2),(3)에서 발생하는 초음파를 3방향에서 수신하여 충전대(120)의 충전단자에 정확하게 접속한다.Subsequently, the robot 100 generates ultrasonic waves generated by the third ultrasonic generator 4 installed at the center of the charging stand accommodating part and the first and second ultrasonic generators 2 installed on the left and right sides of the receiving part of the charging stand 120. The ultrasonic wave generated in 3) is received in three directions and is accurately connected to the charging terminal of the charging station 120.
보다 상세하게 도3을 참조하여 설명하면, 우선 로봇(100)이 특정영역을 이동하면서, 사용자에 의해 명령된 작업을 진행하고(SP1), 동시에 로봇(100)은 배터리의 잔량을 확인하여 기준전압 이하로 확인되면 충전모드로 전환한다(SP2,SP3).Referring to FIG. 3 in more detail, first, the robot 100 moves a specific area and proceeds with the operation commanded by the user (SP1), and at the same time, the robot 100 checks the remaining amount of the battery to reference the voltage. If it is confirmed as below, it switches to the charging mode (SP2, SP3).
그 다음, 상기 로봇(100)은 충전대(120)의 수용부 좌우측에서 발생하는 초음파에 의해 인도되어 충전대(120)의 수용부에 진입한다(SP4).Next, the robot 100 is guided by ultrasonic waves generated at the left and right sides of the receiving part 120 of the charging stand 120 and enters the receiving part of the charging stand 120 (SP4).
그 다음, 상기 로봇(100)은 충전대(120)의 수용부 좌우측에 설치된 제1,제2 초음파 발생수단(2),(3)에서 발생하는 초음파와 충전대(120)의 수용부 중앙에 설치된 제3 초음파 발생수단(4)에서 발생하는 초음파를 감지하여 충전단자의 충전단자에 정확하게 접속한다. Subsequently, the robot 100 is formed of the first and second ultrasonic generators 2 and 3 installed at the left and right sides of the receiving unit 120 and the center of the receiving unit of the charging unit 120. 3 Ultrasonic waves generated by the ultrasonic generating means 4 is detected and connected to the charging terminal of the charging terminal accurately.
이후, 상기 로봇(100)은 충전대에 일정시간동안 접속하여 배터리전압을 충전한다.Thereafter, the robot 100 is connected to the charging station for a predetermined time to charge the battery voltage.
다시 말해서, 본 발명은, 충전모드시, 충전대(120)의 좌우측에 설치된 상기 제1,제2 초음파 발생수단(2),(3)에서 발생하는 초음파를 감지하여 상기 충전대 (120)의 수용부에 인도된후, 상기 제1,제2 초음파 발생수단(2),(3)과 충전대(120)의 수용부 중앙에 설치된 제3 초음파 발생수단(4)에서 발생되는 초음파에 의해 충전단자에 정확하게 접속하여 충전한다.In other words, the present invention, in the charging mode, the receiving unit of the charging unit 120 by sensing the ultrasonic waves generated in the first and second ultrasonic generating means 2, 3 installed on the left and right sides of the charging unit 120 After being guided to, the first and second ultrasonic generators 2 and 3 and the ultrasonic wave generated by the third ultrasonic generator 4 installed in the center of the receiving portion 120 of the charging station 120 are precisely connected to the charging terminal. Connect and charge.
상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 로봇이 기본적으로 내장하고 있는 초음파 감지수단을 이용하여, 충전대의 3방향에서 발생하는 초음파를 감지하여 로봇을 충전대의 충전단자에 접속시킴으로써, 시스템을 구현하기 위한 비용이 절감되고, 아울러 로봇이 정확하고 신속히 충전단자에 접속되는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention, by using the ultrasonic sensing means that the robot basically built-in, by sensing the ultrasonic wave generated in three directions of the charging station to connect the robot to the charging terminal of the charging station, to implement the system The cost is reduced, and the robot is connected to the charging terminal accurately and quickly.
도1은 종래 로봇 충전 시스템에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for a conventional robot charging system.
도2는 본 발명 로봇의 자동 충전시스템에 대한 구성을 보인 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration for the automatic charging system of the present invention robot.
도3은 본 발명 로봇의 자동 충전방법에 대한 동작흐름도.Figure 3 is an operation flow chart for the automatic charging method of the present invention robot.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****
1:초음파 감지수단 2,3,4:초음파 발생수단1: ultrasonic sensing means 2, 3, 4: ultrasonic generating means
100:로봇 120:충전대100: robot 120: charging stand
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| KR20040039027A (en) | 2004-05-10 |
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