KR100657530B1 - 자동주행 로봇의 들림감지장치 - Google Patents

자동주행 로봇의 들림감지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 청소기와 같은 자동주행 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동주행 로봇의 들림을 감지하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 장치는 지면과의 거리를 측정하기 위한 다수의 추락방지센서들과; 추락방지센서 모두에 대하여 반사신호의 수신시간이 미리 저장된 시간을 초과하면 자동주행 로봇의 구동을 정지시키는 제어부를 포함함으로서, 자동주행 로봇이 사용자에 의해 들려지는 경우 그에 응답하여 구동중인 로봇을 정지시킴으로서 사용자를 보호할 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.
주행 로봇, 들림, 추락방지센서.

Description

자동주행 로봇의 들림감지장치{A DEVICE FOR DETECTING LIFT OF AUTOMATIC TRAVELLING ROBOT}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동주행 로봇 들림감지장치의 일 구성요소인 감지부 위치를 설명하기 위한 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 감지부의 출력신호 발생과정을 설명하기 위한 회로도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주행 로봇 들림감지장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주행 로봇 들림감지장치의 일 구성요소인 감지부 위치를 설명하기 위한 단면도.
도 5는 도 4에 도시한 감지부의 출력신호 발생과정을 설명하기 위한 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 장착부재 120 : 바퀴
130 : 스프링 140 : 슬라이딩관
150 : 감지턱 160 : 감지부
170 : 보조바퀴 180 : 고정부
본 발명은 자동주행 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동주행 로봇의 들림감지장치에 관한 것이다.
통상적으로 애완용 로봇, 청소용 로봇 등(이하 '자동주행 로봇'이라 한다)은 사용자의 특정한 방향 제어 없이 스스로 주행하며, 장애물 감지 센서, 추락 방지 센서, 압력 센서 등과 같은 다양한 센서를 통해 주행 제어가 이루어지는 것이 일반적이다.
종래의 자동주행 .로봇은 일반적으로 장애물 감지 센서로서 적외선 센서를 이용하며, 특정 동작을 수행하고 주행하면서 적외선 센서의 발광부를 통해 적외광을 발생한다. 그리고, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외광을 수광부를 통해 수광하여 장애물의 존재유무를 판별하고, 장애물이 감지되면 주행방향을 전환하여 장애물을 회피하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 자동주행 로봇은 주로 전방의 장애물 감지 또는 추락 방지를 위한 센서만 사용하므로, 예를 들면 로봇의 본체가 들려지는 상황을 감지하지 못하였다.
예를 들어, 어린 아이의 호기심 등에 의해 로봇의 본체가 들려지는 경우에는 어린 아이의 안전을 위해 구동 중인 로봇을 정지시킬 필요가 있다. 또한 자동주행 로봇이 벽난로를 향해 직진하는 경우에도 사용자에 의해 로봇 본체가 들려질 수 있다. 이러한 경우에도 역시 사용자의 안전을 위해 구동 중인 로봇을 정지시킬 필요가 있으나, 현재의 시스템들에는 이러한 기능이 부가되어 있지 못하다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안 된 것으로, 예상치 못한 상황에서 자동주행 로봇이 들려질 경우 이를 감지하여 로봇의 구동을 정지시킴으로서, 사용자를 보호할 수 있는 자동주행 로봇의 들림감지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 로봇 들림감지장치는,
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지면과의 거리를 측정하기 위한 다수의 추락방지센서들과;
상기 추락방지센서 모두에 대하여 반사신호의 수신시간이 미리 저장된 시간을 초과하면 자동주행 로봇의 구동을 정지시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명 역시 자동주행 로봇이 사용자에 의해 들려지는 경우 그에 응답하여 구동중인 로봇을 정지시킴으로서 사용자를 보호할 수 있게 되는 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동주행 로봇 들림감지장치의 일 구성요소인 감지부(160) 위치를 설명하기 위한 단면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 감지부(160)의 출력신호 발생과정을 설명하기 위한 회로도를 도시한 것이다.
우선 본 발명의 실시예에 따른 자동주행 로봇의 들림감지장치는 크게 자동주행 로봇의 들림 상태를 감지하기 위한 감지부(160)와, 상기 감지부(160)의 출력 신호에 따라 자동주행 로봇의 구동을 정지시키는 제어부로 구현될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 자동주행 로봇의 들림감지장치는 도 1에 도시한 바와 같이 장착부재(110), 바퀴(120), 스프링(130), 슬라이딩관(140)으로 구성되는 자동주행 로봇의 구동부에 감지턱(150)과 감지부(160)를 새로이 형성하고, 그 감지턱(150)과 감지부(160)의 접촉여부에 따라 발생하는 전기적인 신호를 제어부가 입력받음으로서 로봇의 들림상태를 감지할 수 있도록 구현된 것이다.
보다 구체적으로, 상기 장착부재(110)는 자동주행 로봇 본체 일단에 고정되어 자동주행 로봇의 구동부를 이루는 기본틀이 된다. 이러한 장착부재(110)를 축으로 하여 슬라이딩관(140)은 상하로 움직일 수 있다.
한편 바퀴(120)는 슬라이딩관(140)과 각각 독립적으로 장착되어 연결되어 있 으며, 상기 자동주행 로봇의 이동을 가능하게 하고 안전하고 균형 있게 주행할 수 있도록 한다. 그리고 스프링(130)은 상기 바퀴(120)에 탄성력을 주기 위한 구성으로서 슬라이딩관(140)내에 장착된다. 상기 스프링(130)은 상기 바퀴(120)가 지면에 닿아 있을 경우 (a)와 같이 압축되고, 지면에서 떨어질 경우 (b)와 같이 신장되어 바퀴(120)에 탄성력을 준다.
상기 슬라이딩관(140)은 상기 장착부재(110)를 축으로 하여 상하 수직으로 움직임으로서 상기 바퀴(120)의 완충 역할을 한다. 상기 슬라이딩관(140)은 (a)와 같이 바퀴(120)가 지면에 닿아 있을 경우 상기 스프링(130)이 압축되어 상기 장착부재(110) 상부와 접촉되고, (b)와 같이 바퀴(120)가 지면에서 떨어질 경우 스프링(130)이 신장되어 지면을 향해 내려오게 된다.
한편 감지턱(150)은 상기 슬라이딩관(140) 일측 끝단에 형성되어 감지부(160)와 상호 동작한다.
상기 감지부(160)는 자동주행 로봇의 들림 상태를 감지하는 것으로 상기 감지턱(150)과 대응하는 위치에 장착된다. 이러한 감지부(160)는 상기 감지턱(150)과의 거리를 감지할 수 있는 적외선 센서 등과 같은 각종 센서 또는 상기 감지턱(150)과의 접촉여부에 따라 서로 다른 신호를 발생시키는 접촉센서, 예를 들면 스위치로 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 감지부(160)를 도 2에 도시한 바와 같은 스위치(SW) 및 다수의 저항소자로 구성한 경우를 가정하였다.
이하 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동주행 로봇의 들림감지장치의 동작을 설명하면, 우선 도 1의 (a)와 같이 자동주행 로봇이 지면을 따라 주행중이라면 스프링(130)은 압축되고 슬라이딩관(140)은 장착부재(110) 상부와 접촉됨으로서, 상기 슬라이딩관(140)의 일단에 형성된 감지턱(150)과 감지부(160)는 서로 분리 상태를 유지한다.
따라서 도 2 (a)에 도시한 바와 같은 회로 연결을 가지는 제어부(200)는 하이레벨의 비들림감지신호를 입력받음으로서 현재 자동주행 로봇이 정상적으로 주행중인 것으로 판단한다.
하지만 자동주행 로봇이 도 1의 (b)에서와 같이 사용자 등에 의해 들려졌을 경우, 바퀴(120)는 지면에서 떨어지게 되고 이와 동시에 스프링(130)은 신장되어 슬라이딩관(140)은 지면을 향해 내려오게 된다. 이러한 경우 상기 슬라이딩관(140)의 일단에 형성된 감지턱(150)은 감지부(160)와 접촉된다.
따라서 도 2 (b)에 도시한 바와 같은 회로 연결을 가지는 제어부(200)는 로우레벨의 들림감지신호를 입력받음으로서, 제어부는 자동주행 로봇이 들려졌다고 판단하고 구동중인 모터의 구동을 정지시킨다.
이에 자동주행 로봇을 들어 올린 사용자는 로봇을 정지시키기 위한 별도의 액션을 취하지 않아도 되는 편리함을 누릴 수 있게 되는 것이며, 또한 구동중인 로봇에 의해 입게 될 신체상의 손상 우려로 없어지게 되는 것이다.
한편 본 발명의 또 다른 실시예로서 추락 방지를 위해 일반 자동주행 로봇에 설치되는 센서, 즉 추락방지센서(클리프 센서라고도 함)를 이용하여 자동주행 로봇의 들림을 감지할 수도 있다. 상기 추락방지센서는 지면과의 거리를 감지하기 위한 센서로서 적외선 센서로 구현 가능하며 자동주행 로봇 본체의 하단부에 다수 장착 된다. 일반적으로 자동주행 로봇의 제어부는 상기 추락방지센서의 송신부를 통해 방사되는 신호의 수신시간이 설정시간을 초과하면 추락의 위험이 있다고 판단하여 방향을 전환함으로서 추락 지점을 회피하도록 시스템 제어한다.
이하에서는 상술한 다수의 추락방지센서를 이용하여 자동주행 로봇의 들림여부를 판단하는 방법을 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 자동주행 로봇의 제어부(200)는 사용자 명령에 따라 주행(S10단계)한다. 주행방향에 클리프가 위치하는가를 감지하기 위해 자동주행 로봇 하단부에 장착된 추락방지센서 각각의 적외선 송신부는 제어부(200)의 제어에 따라 적외선 신호를 방사(S20단계)한다. 적외선 신호의 방사를 제어한 제어부(200)는 추락방지센서의 적외선 수신부를 통해 적외선 신호의 수신시간을 체크한다. 그리고 적외선 신호의 수신시간이 미리 저장된 시간 N을 초과하는지를 검사(S30단계)한다. 상기 N은 클리프(cliff)를 판별하기 위해 설정되는 시간 보다 큰 값으로 설정되는 값이다.
만약 S30단계의 검사결과 구비된 추락방지센서 모두에 대하여 적외선 신호의 수신시간이 N을 초과하지 않는 것으로 판명되면, 제어부(200)는 주행방향 주변에 클리프가 존재하는 것으로 판단하여 그에 따라 방향을 전환한다. 하지만 추락방지센서 모두에 대하여 적외선 신호의 수신시간이 N을 초과하는 것으로 판명되면, 제어부(200)는 자동주행 로봇이 사용자에 의해 들려진 것으로 판단하여 구동중인 모터를 정지(S40단계)시키고 본 발명의 실시예에 따른 방법을 종료시킨다.
이에 자동주행 로봇을 들어 올린 사용자는 로봇을 정지시키기 위한 별도의 액션을 취하지 않아도 되는 편리함을 누릴 수 있게 되는 것이며, 구동중인 로봇에 의해 입게 될 신체상의 손상 우려로 없어지게 되는 것이다.
이하 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 자동주행 로봇의 들림을 감지할 수 있는 장치와 그 동작에 대해 설명하기로 한다.
우선 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주행 로봇의 들림감지장치 역시 도 1에서와 같이 감지부와 제어부(200)로 구현 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 자동주행 로봇의 들림감지장치는 도 4에 도시한 바와 같이 보조바퀴(170)를 구비한 자동주행 로봇에 감지부(160)를 장착하여, 고정부(180)와 감지부(160)와의 분리에 의해 제어부(200)가 들림 상태를 인식할 수 있도록 구현 할 수 있다.
도 4를 참조하면, 보조바퀴(170)는 자동주행 로봇의 하단부 일단 정중앙에 위치하며 고정부(180)에 연결되어 상기 자동주행 로봇이 보다 안전하고 균형 있게 주행 할 수 있도록 바퀴(110)를 보조한다.
고정부(180)는 상기 보조바퀴(170)의 구동축으로서, 상기 자동주행 로봇에 고정되어 있지 않기 때문에 상기 보조바퀴(170)와 연동하여 상하로 움직일 수 있다. 즉, 상기 고정부(180)는 상기 보조바퀴(170)가 지면에 닿아 있을 경우 위로 향하게 되며 보조바퀴(170)가 지면에서 떨어질 경우 지면을 향해 내려오게 된다.
한편 감지부(160)는 자동주행 로봇의 들림을 감지하기 위한 것으로, 상기 고정부(180)와 대향하는 위치의 로봇 본체에 장착되어진다. 이러한 감지부(160)는 상기 고정부(180)와의 거리를 감지 할 수 있는 센서로 구현 가능하다. 경우에 따라서는 상기 고정부(180)와의 접촉여부에 따라 서로 다른 신호를 발생시키는 스위치로 구현될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 감지부(160)를 도 5에 도시한 바 와 같은 스위치(SW) 및 다수의 저항소자로 구성한 경우를 가정하였다.
이하 도 4와 도 5를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동주행 로봇의 들림감지장치 동작을 설명하면, 우선 도 4의 (a)와 같이 자동주행 로봇이 지면을 따라 주행중이라면 고정부(180)는 감지부(160)와 접촉된다. 따라서 도 5 (a)에 도시한 바와 같은 회로 연결을 가지는 제어부(200)는 로우레벨의 비들림감지신호를 입력받음으로서 현재 자동주행 로봇이 정상적으로 주행중인 것으로 판단한다.
하지만 자동주행 로봇이 도 4의 (b)에서와 같이 사용자 등에 의해 들려졌을 경우, 보조 바퀴(170)는 지면에서 떨어지게 되고 그와 동시에 고정부(180) 역시 감지부(160)와 분리된다.
따라서 도 5 (b)에 도시한 바와 같은 회로 연결을 가지는 제어부(200)는 하이레벨의 들림감지신호를 입력받음으로서, 제어부(200)는 자동주행 로봇이 들려졌다고 판단하고 구동중인 모터의 구동을 정지시킬 수 있게 되는 것이다.
이에 자동주행 로봇을 들어 올린 사용자는 로봇을 정지시키기 위한 별도의 액션을 취하지 않아도 되는 편리함을 누릴 수 있게 되는 것이며, 또한 구동중인 로봇에 의해 입게 될 신체상의 손상 우려로 없어지게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 자동주행 로봇이 화재의 위험성이 있는 지역을 향해 주행한다든지 또는 어린 아이의 호기심에 의해 들려지는 경우 등 예상치 못한 급한 상황에 의해 상기 자동주행 로봇이 들려졌을 때, 이를 스스로 감지하여 모터의 구동을 정지시킴으로써, 사용자를 보호할 수 있는 장점이 있 음은 물론 구동정지를 위한 별도의 조작이 필요없는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형 예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 지면과의 거리를 측정하기 위한 다수의 추락방지센서들과;
    상기 추락방지센서 모두에 대하여 반사신호의 수신시간이 미리 저장된 시간을 초과하면 자동주행 로봇의 구동을 정지시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동주행 로봇의 들림감지장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 추락방지센서들 각각은 적외선 센서로 지면과 대향하는 로봇 본체 하단부에 장착되어짐을 특징으로 하는 자동주행 로봇의 들림감지장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 자동주행 로봇은 청소용 로봇임을 특징으로 하는 자동주행 로봇의 들림감지장치.
KR1020050027170A 2005-03-31 2005-03-31 자동주행 로봇의 들림감지장치 KR100657530B1 (ko)

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