KR100583439B1 - 모빌로봇 및 모빌로봇의 제어방법 - Google Patents

Abstract

구조가 간단하며, 크기도 작고, 작업중의 흔들림이 적게되는 모빌로봇과 위치결정시간을 줄일 수 있는 모빌로봇의 제어방법이 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 모빌로봇은, 주행수단을 구비한 본체와, 이 본체의 상측에 장착되며, 주행방향으로 직선왕복운동을 하는 보정테이블과, 보정테이블의 상측에 조립되며, 지면에 대해 수직방향으로 상하운동을 하는 승강부, 이 승강부의 일단에 부착되며, 지면에 수직한 축을 중심으로 선회운동을 하는 선회부 및 선회부의 상측에 장착되며, 지면과 평행한 방향으로 신축운동을 하는 포크부를 포함한다. 또한 본 발명에 의한 모빌로봇의 제어방법은, 모빌로봇이 상기 본체에 의하여 작업위치에 정지하는 단계와, 보정테이블과 선회부 및 포크부가 동시에 위치결정을 하는단계, 승강부가 상승하는 단계, 및 포크부가 신축하는 단계로 이루어 진다.

보정테이블, 포크부, 선회부, 동시제어, 모빌로봇

Description

모빌로봇 및 모빌로봇의 제어방법{Mobile robot and method for controlling of a mobile robot}

도 1은 종래의 모빌로봇을 나타낸 사시도.

도 2는 종래의 모빌로봇의 제어방법에 의한 모빌로봇의 동작순서를 나타낸 플로우챠트.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇을 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇의 제어방법에 의한 모빌로봇의 동작순서를 나타낸 플로우챠트.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1;신축운동방향 2;상하운동방향

3;선회운동방향 4;직선왕복운동방향

10;본체 20;위치보정장치

30;승강부 40;포크부

50;보정테이블 60;승강부

70;선회부 80;포크부

본 발명은 모빌로봇에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 특정한 암배열을 갖는 모빌로봇 및 모빌로봇의 제어방법에 관한 것이다.

모빌로봇은 주행바퀴와 같은 이동수단을 구비한 본체가 유도선을 따라 일정한 작업위치로 이동하여 정지하면, 본체 상측에 장착된 승강부, 포크부 등으로 이루어진 로봇암이 동작하여 부품이나 제품 등의 작업물을 로딩·언로딩하는 등의 작업을 하는 것이다.

모빌로봇이 작업물을 원활하게 로딩,언로딩하기 위해서는 포크부 끝단에 형성되어 있는 로딩부재가 작업물의 중심에 위치하여야 한다. 그러나, 모빌로봇은 본체에 부착된 주행바퀴로 이동하기 때문에, 본체를 상기 중심에 일치되도록 제어하는 것이 어렵다. 따라서 본체에 장착된 로봇암에는 상기 로딩부재의 위치를 보정할 수 있는 수단이 구비되어야 한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 종래의 모빌로봇은, 본체에 작업물을 로딩·언로딩하기 위하여 상하운동을 하는 승강부 및 신축운동을 하는 포크부로 이루어진 로봇암과 상기 포크부 로딩부재의 위치를 보정하기 위한 별도의 위치보정장치를 구비하고 있었다.

상기한 위치보정장치를 구비하고 있는 종래의 모빌로봇의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 모빌로봇을 나타낸 사시도이다.

모빌로봇은 본체(10)의 상측에 3축의 위치보정장치(20)가 설치되고, 상기 위치보정장치(20) 상측에 2축의 로봇암(40)을 구비하고 있다.

로봇암(40)은 상하로 승강하는 승강부(42)와 작업물 방향으로 신축운동을 하여 작업물의 로딩·언로딩작업을 하는 포크부(41)로 이루어지며, 승강부(42)와 포크부(41)는 양단 위치제어만이 가능하다.

위치보정장치(20)는 모빌로봇의 주행방향으로 직선왕복운동(4)을 하는 제1 보정축, 상기 제1 보정축의 상측에 배치되며 제1 보정축과 직각방향으로 직선왕복운동(5)을 하는 제2 보정축, 및 상기 제2 보정축의 상단에 배치되며 제2 보정축에 수직한 축을 중심으로 선회운동(3)을 하는 제3 보정축을 포함하고 있다.

제1 보정축은 모빌로봇의 진행방향으로 발생된 작업물과의 위치오차를 보정하고, 제2 보정축은 모빌로봇의 측방향에서의 작업물과의 거리오차를 보정하고, 제3 보정축은 모빌로봇의 작업물에 대한 틀어짐을 보정한다.

모빌로봇이 작업물(도시되지 않음)을 언로딩하는 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 작업물에 대하여 포크부(41)를 신장시킨 후 제3 보정축을 이용하여 포크부(41)를 작업물과 평행하도록 위치시킨다. 그 후 제1 보정축과 제2 보정축을 동작시켜 포크부(41) 끝단의 로딩부재를 작업물의 중심에 일치시키고, 승강부(42)를 상승시켜 작업물을 들어 올린 후 포크부(41)를 신축시키면 언로딩작업이 완료된다.

첨부된 도면을 참조하여 모빌로봇의 제어방법을 구체적으로 설명하면 아래와 같다. 도 2는 모빌로봇의 동작순서를 나타낸 플로우챠트이다.

모빌로봇이 본체(10)에 부착된 이동수단을 이용하여 작업위치로 이동한 뒤 정지한다(S11). 정지 후 작업물을 향해 포크부(41)를 신장시킨다(S12). 제3 보정축을 선회시켜 포크부(41)가 작업물과 평행을 이루도록 위치시킨다(S13). 작업물과 평행하게 된 포크부(41)를 제2 보정축을 동작시켜 포크부(41) 끝단의 로딩부재와 작업물간의 거리를 일치시킨다(S14). 제1 보정축을 동작시켜 작업물과의 거리가 조정된 포크부(41)를 작업물의 중심과 일치시킨다(S15). 승강부(42)를 상승시켜 작업물을 들어 올린다(S16). 작업물이 실린 포크부(41)를 신축시켜 모빌로봇의 본체의 상측으로 이동시킨다(S17).

이와 같은 종래의 모빌로봇은 본체의 정지위치와 작업물 중심과의 사이에 오차가 발생하여도 위치보정장치에 의하여 위치를 보정하여 작업물의 로딩·언로딩작업을 할 수 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 모빌로봇은 포크부 끝단의 로딩부재의 위치결정을 위하여 5개의 축을 갖고 있기 때문에 구성이 복잡하게 되고 크기가 크게 된다.

또한, 모빌로봇과 작업물간의 거리오차를 보정하기 위하여 로봇암 및 위치보정장치의 제3 및 제2 보정축이 전체적으로 작업물 방향으로 움직여야 하기 때문에, 무게중심의 변화가 크게 되어 모빌로봇의 흔들림이 발생한다.

또한, 로봇암 및 위치보정장치의 각축이 순차적으로 동작되기 때문에 위치결정에 걸리는 시간이 길게 된다는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구성이 간단하고 크기가 작으며, 흔들림 발생이 적은 모빌로봇 및 위치결정시간을 줄일 수 있는 모빌로봇의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 모빌로봇은, 주행수단을 구비한 본체와, 이 본체의 상측에 장착되며, 주행방향으로 직선왕복운동을 하는 보정테이블과, 보정테이블의 상측에 조립되며, 지면에 대해 수직방향으로 상하운동을 하는 승강부, 이 승강부의 일단에 부착되며, 지면에 수직한 축을 중심으로 선회운동을 하는 선회부 및 선회부의 상측에 장착되며, 지면과 평행한 방향으로 신축운동을 하는 포크부를 포함한다.

또한, 주행수단을 구비한 본체, 본체의 상측에 장착되며, 주행방향으로 왕복운동을 하는 보정테이블, 보정테이블의 상측에 조립되며, 지면에 대해 수직방향으로 상하운동을 하는 승강부, 승강부의 일단에 부착되며, 지면에 수직한 축을 중심으로 선회운동을 하는 선회부 및 선회부의 상측에 장착되며, 지면과 평행한 방향으로 신축운동을 하는 포크부를 포함하는 본 발명에 의한 모빌로봇의 제어방법은,모빌로봇이 상기 본체에 의하여 작업위치에 정지하는 단계와, 보정테이블과 선회부 및 포크부가 동시에 위치결정을 하는단계, 승강부가 상승하는 단계, 및 포크부가 신축하는 단계로 이루어 진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇의 제어방법에 따른 모빌로봇의 동작순서를 나타낸 플로우챠트이다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 종래와 그 구성 및 작용이 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하여 인용한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇은, 크게 본체(10), 보정테이블(50), 승강부(60), 선회부(70) 및 포크부(80)로 이루어 진다.

상기 본체(10)는 바퀴와 같은 주행수단을 구비하여 모빌로봇을 이동시킨다.

보정테이블(50)은 상기 본체(10)의 상측에 장착되며, 주행방향으로의 왕복운동(4)에 의하여 모빌로봇의 정지위치와 작업물(도시되지 않음)과의 주행방향 위치오차를 보정한다.

승강부(60)는 상기 보정테이블(50)의 상측에 조립되며, 지면에 대해 수직방향으로 상하운동(2)을 하여 포크부(80)를 상승시켜 작업물을 들어 올린다.

선회부(70)는 상기 승강부(60)의 일단에 부착되며, 지면에 수직한 축을 중심으로 선회운동(3)을 하여 모빌로봇과 작업물사이의 틀어짐을 보정하여 포크부(80)가 작업물과 평행을 이루도록 한다.

포크부(80)는 상기 선회부(70)의 상측에 장착되며, 지면과 평행한 방향으로 신축운동(1)을 하여 작업물을 로딩·언로딩하는 것으로, 신축운동(1) 방향으로 임의의 위치결정이 가능하다.

상기 모빌로봇이 포크부(80)와 작업물의 중심을 일치시키는 동작을 살펴보면 다음과 같다.

모빌로봇의 측면과 작업물과의 거리는 포크부(80)의 신축위치를 제어함으로서 일치시키고, 포크부(80)가 작업물에 진입하는 방향은 포크부(80) 하단에 배치된 선회부(70)의 선회동작에 의해 일치시키며, 또한 모빌로봇과 작업물과의 사이에서 주행방향(4)으로 발생하는 포크부(80) 위치오차는 보정테이블을 주행방향(4)으로 동작시키므로서 일치된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇의 제어방법에 대하여 첨부된 도면을 참고하여 구체적으로 설명한다. 첨부한 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 모빌로봇의 제어방법에 의한 모빌로봇의 동작순서를 나타낸 플로우챠트이다.

모빌로봇이 본체(10)에 의하여 작업위치로 이동하여 정지한다(S21). 정지 후 포크부(80)의 신장, 선회부(70)의 선회, 및 보정테이블(50)의 이동을 동시에 행하여 포크부(80)의 로딩부재를 작업물의 중심에 위치시킨다(22). 승강부(60)를 상승시켜 작업물을 들어 올린다(23). 포크부(80)를 신축시켜 작업물을 모빌로봇의 상측으로 이동시킨다(24).

한편, 모빌로봇이 로딩을 하는 경우는 먼저 승강부(70)를 상승시킨 뒤, 포크부(80),선회부(70),보정테이블(50)을 동시에 동작시켜 로딩부재를 로딩지점에 위치시킨다. 그 후 승강부(70)를 하강시켜 작업물을 로딩지점에 내려놓고 포크부(80)를 신축시켜 로딩을 완료한다.

본 발명에 의한 또 다른 실시예에 의한 모빌로봇은, 선회부가 승강부의 하단에 설치되는 경우이다.

즉, 모빌로봇의 본체에 보정테이블이 장착되고, 보정테이블의 상측에 선회부 가 부착되며, 선회부의 상단에 승강부가 배치되며, 선회부의 일단에 포크부가 배치되어 이루어지며, 그 작용은 상술한 일 실시예에 의한 모빌로봇과 동일하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 4개의 축으로 포크부 끝단의 로딩부재의 중심을 작업물의 중심에 일치시킬 수 있다. 따라서, 구조가 단순해지며, 모빌로봇의 크기도 작게된다. 또한, 모빌로봇과 작업물간의 거리를 포크부만으로 제어할 수 있기 때문에 무게중심의 변동도 작게되어 흔들림 발생이 줄게 된다.

모빌로봇의 제어방법에 있어서도, 포크부, 선회부, 보정테이블이 동시에 동작하기 때문에, 각축의 순차제어를 하는 종래의 모빌로봇의 제어방법에 비해 위치결정시간을 줄일 수 있게된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고, 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 주행수단을 구비한 본체;

   상기 본체의 상측에 장착되며, 주행방향으로 직선왕복운동을 하는 보정테이블;

   상기 보정테이블의 상측에 조립되며, 지면에 대해 수직방향으로 상하운동을 하는 승강부;

   상기 승강부의 일단에 부착되며, 지면에 수직한 축을 중심으로 선회운동을 하는 선회부; 및

   상기 선회부의 상측에 장착되며, 지면과 평행한 방향으로 신축운동을 하는 포크부를 포함하며,

   상기 보정테이블, 상기 선회부, 및 상기 포크부는 동시에 위치결정을 하는 것을 특징으로 하는 모빌로봇.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 선회부는 상기 보정테이블의 상측에 장착되고,

   상기 승강부는 상기 선회부의 상측에 부착되는 것을 특징으로 하는 모빌로봇.
3. 주행수단을 구비한 본체,

   상기 본체의 상측에 장착되며, 주행방향으로 왕복운동을 하는 보정테이블,

   상기 보정테이블의 상측에 조립되며, 지면에 대해 수직방향으로 상하운동을 하는 승강부,

   상기 승강부의 일단에 부착되며, 지면에 수직한 축을 중심으로 선회운동을 하는 선회부 및

   상기 선회부의 상측에 장착되며, 지면과 평행한 방향으로 신축운동을 하는 포크부를 포함하는 모빌로봇의 제어방법에 있어서;

   모빌로봇이 상기 본체에 의하여 작업위치에 정지하는 단계;

   상기 보정테이블과, 상기 선회부 및 상기 포크부가 동시에 위치결정을 하는단계;

   상기 승강부가 상승하는 단계; 및

   상기 포크부가 신축하는 단계로 이루어 진 것을 특징으로 하는 모빌로봇의 제어방법.

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