KR100799947B1 - Collision recognition apparatus for mobile robot - Google Patents

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KR100799947B1
KR100799947B1 KR1020060121962A KR20060121962A KR100799947B1 KR 100799947 B1 KR100799947 B1 KR 100799947B1 KR 1020060121962 A KR1020060121962 A KR 1020060121962A KR 20060121962 A KR20060121962 A KR 20060121962A KR 100799947 B1 KR100799947 B1 KR 100799947B1
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mobile robot
guard bumper
bumper
guard
spring support
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KR1020060121962A
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김병수
최재영
이세원
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주식회사 한울로보틱스
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Abstract

A collision detecting apparatus for a mobile robot is provided to soften impact due to collision with an obstacle and prevent damage of the mobile robot by installing a guard bumper. A collision detecting apparatus for a mobile robot comprises a guard bumper(10), left and right limit switches(20,30), an upper pressure spring(40), and a lower pressure spring(50). The guard bumper, whose one portion is projected to the outside of the mobile robot, has supporting grooves for upper/lower springs aligned coaxially with upper/lower surfaces. The left and right limit switches are fixed in the mobile robot to be positioned at two rear sides of the guard bumper or to be contacted to the back side of the guard bumper. The upper pressure spring includes one end inserted into the upper spring supporting groove of the guard bumper and other end supported by one side of the mobile robot. The lower pressure spring has one end inserted into the lower spring supporting groove of the guard bumper and other end supported by one side of the mobile robot.

Description

이동로봇의 충돌감지장치{COLLISION RECOGNITION APPARATUS FOR MOBILE ROBOT}Collision detection device of mobile robot {COLLISION RECOGNITION APPARATUS FOR MOBILE ROBOT}

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도1 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention

도 2 는 본 발명에 따른 가드범퍼의 구성을 보인 예시도2 is an exemplary view showing a configuration of a guard bumper according to the present invention

도 3 은 본 발명의 일실시예로 청소로봇의 선단에 위치하는 브러쉬 부분에 적용된 구성을 보인 예시도Figure 3 is an exemplary view showing a configuration applied to the brush portion located at the tip of the cleaning robot in one embodiment of the present invention

도 4 는 도 3 청소로봇에 적용된 충돌감지장치의 분해사시도Figure 4 is an exploded perspective view of the collision detection device applied to Figure 3 cleaning robot

도 5 는 도 3 청소로봇에 적용된 충돌감지장치의 단면구성을 보인 예시도5 is an exemplary view showing a cross-sectional configuration of a collision detection device applied to the cleaning robot of FIG.

도 6 은 도 3 청소로봇의 상부커버프레임의 구성을 보인 예시도6 is an exemplary view showing the configuration of the upper cover frame of the cleaning robot 3

도 7 은 도 3 청소로봇의 하부커버프레임의 구성을 보인 예시도7 is an exemplary view showing a configuration of a lower cover frame of the cleaning robot of FIG.

도 8 은 도 3 청소로봇의 상부커버프레임이 제거된 내부구성을 보인 예시도8 is an exemplary view showing an internal configuration in which the upper cover frame of the cleaning robot of Figure 3 is removed;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

(10) : 가드범퍼 (11) : 상부 스프링지지홈(10): Guard bumper (11): Upper spring support groove

(12) : 하부 스프링지지홈 (13) : 삽입홀(12): Lower spring support groove (13): Insertion hole

(14) : 접촉대 (15) : 여유홈(14): contact table (15): free groove

(20) : 좌측 리미트스위치 (21) : 접촉부(20): Left limit switch 21: Contact portion

(22) : 감지부 (30) : 우측 리미트스위치(22): sensing section 30: right limit switch

(31) : 접촉부 (22) : 감지부31: contact portion 22: detection portion

(40) : 상부 압축스프링 (50) : 하부 압축스프링40: upper compression spring 50: lower compression spring

(60) : 하부프레임 (61) : 스프링지지홈(60): lower frame (61): spring support groove

(62) : 관통홀 (63) : 결합홈(62): through hole (63): coupling groove

(64) : 지지대 (65) : 결합구(64): support (65): coupling

(70) : 상부프레임 (71) : 스프링지지홈(70): upper frame (71): spring support groove

(74) : 지지대 (75) : 결합구(74): Support (75): Coupling Sphere

(100) : 청소로봇 (110) : 흡입구100: cleaning robot 110: suction port

(111) : 체결구 (120) : 브러쉬(111): Fastener 120: Brush

본 발명은 이동로봇의 충돌감지장치에 관한 것으로, 이동로봇에 설치되어 다양한 각도에서의 충돌을 신속하게 감지하고, 충돌순간의 충격을 완화할 수 있는 이동로봇의 충돌감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a collision detection device of a mobile robot, and to a collision detection device of a mobile robot that is installed in the mobile robot to quickly detect a collision from various angles, and can mitigate the impact of the moment of impact.

일반적으로 이동로봇은 사용자의 조작없이도 일정구역내를 스스로 자율주행하도록 되어 있으며, 이러한 이동로봇은 몸체의 전면부에 설치된 다수개의 적외선센서 또는 초음파센서에 의해 장애물의 존재유무를 판별하여 가구, 사무용품, 벽 등의 장애물이 감지되면 주행방향을 전환하여 장애물을 회피하면서 목적지 까지 자 율주행하도록 되어 있다. In general, the mobile robot is self-driving in a certain area without user's operation, such mobile robot is determined by the presence of obstacles by a plurality of infrared sensors or ultrasonic sensors installed on the front of the body furniture, office supplies, When an obstacle such as a wall is detected, the driving direction is switched to autonomously drive to the destination while avoiding the obstacle.

그러나, 상기와 같은 적외선 및 초음파 센서에 의한 장애물 감지는 물체의 반사면이 굴곡을 지니거나 일정한 각도로 면이 기울어진 상태 또는 장애물의 폭이 좁은 물체 등에 대해서는 감지가 용이하지 못하므로, 이동로봇의 주행중, 장애물과 이동로봇이 서로 충돌하는 현상이 발생되고, 이로인해 이동로봇의 몸체에 손상 및 몸체에 설치된 각종 센서에 이상이 발생되어, 이동로봇의 자율주행 자체에 문제가 발생되는 등 여러가지 문제점이 있었다. However, the obstacle detection by the infrared and ultrasonic sensors as described above is not easy to detect the object has a curved surface, the surface is inclined at a predetermined angle or a narrow object width, etc. When driving, obstacles and mobile robots collide with each other, which causes damage to the body of the mobile robot and various sensors installed on the body, causing problems in autonomous driving of the mobile robot itself. there was.

특히, 생활의 편의성 및 기술의 발달로 인하여, 가사를 보조하는 다양한 가정용 로봇이 출시되고 있으며, 이중 청소로봇은 이미 대중화되어 가고 있다. 이와 같은 청소로봇은 사용자의 조작없이도 청소하고자 하는 구역내를 스스로 주행하면서 바닥면으로부터 먼지 등의 이물질을 흡입함으로서, 청소하고자 하는 구역을 자동으로 청소를 수행하는 기기로, 청소로봇 역시 몸체의 전면부에 설치된 적외선 센서의 발광부를 통해 적외광을 발생한 다음, 장애물로부터 반사되어 되돌아오는 적외광을 수광부를 통해 수광하여 장애물의 존재유무를 판별하며, 청소구역내에 가구나, 사무용품, 벽 등의 장애물이 감지되면 주행방향을 전환하여 장애물을 회피하면서 청소구역을 청소하도록 되어 있다. In particular, due to the convenience of life and the development of technology, a variety of household robots to assist the household has been released, double cleaning robot is already popularized. Such a cleaning robot is a device that automatically cleans the area to be cleaned by inhaling foreign substances such as dust from the floor while driving itself in the area to be cleaned without the user's operation. The cleaning robot is also a front part of the body. Infrared light is generated through the light emitting unit of the infrared sensor installed in the sensor, and then the infrared light reflected from the obstacle is received through the light receiving unit to determine the presence of the obstacle. The cleaning area is cleaned while changing the driving direction to avoid obstacles.

상기와 같은 청소로봇 역시 장애물을 감지하는 다수개의 센서를 구비하고 있으나, 갑작스럽게 나타나는 돌출 장애물 등은 감지하지 못하며, 장애물과의 충돌로 인하여 본체 및 다른 부품들이 손상되는 현상이 발생되고 있다. 또한, 청소로봇은 자율적인 청소작업의 수행을 핵심으로 하고 있으나, 장애물을 회피하지 못할 경우, 그 능력이 현저히 저하되어 사용이 불편하고, 청소효율이 저하되는 문제점이 있었다. The cleaning robot as described above also includes a plurality of sensors for detecting obstacles, but it does not detect suddenly appearing obstacles, and the main body and other parts are damaged due to collision with the obstacles. In addition, the cleaning robot has a core of performing the autonomous cleaning operation, but if the obstacle is not avoided, its ability is significantly lowered, it is inconvenient to use, and the cleaning efficiency is lowered.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 다양한 감지센서에 대한 개발이 이루어지고 있으나, 비접촉식 센서의 경우, 설치는 용이하나, 상기에서와 같이 그 감지력에 한계가 있고 또한 고가의 비용증대를 수반하는 문제점이 있으며, 접촉식 센서의 경우, 정확한 힘의 감지에 따른 인지력이 부족하고 청소로봇의 특성상 설치공간 확보가 곤란하며, 복잡한 구성으로 인하여 부품유지관리 및 조립성이 저하되는 등 여러가지 문제점이 있었다. In order to solve such a problem, development of various detection sensors has been made, but in the case of a non-contact sensor, it is easy to install, but as described above, there is a problem in that the detection power is limited and the cost increases. In the case of the contact sensor, there is a lack of cognitive power due to the accurate detection of the force and it is difficult to secure an installation space due to the characteristics of the cleaning robot, and there are various problems such as deterioration of component maintenance and assembly due to a complicated configuration.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 이동로봇의 전방에 설치되어 적외선 및 초음판센서로 감지하지 못한 장애물을 용이하게 감지하고, 충돌로 인한 완충효과를 동시에 구비하여, 이동로봇의 손상을 방지하고, 지속적인 주행이 가능한 이동로봇의 충돌감지장치를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above problems, the object is to be installed in front of the mobile robot to easily detect obstacles not detected by infrared and ultrasonic sensors, and at the same time having a buffer effect due to collision, moving It is to provide a collision detection device of a mobile robot to prevent damage to the robot and to continue running.

본 발명의 또다른 목적은 간단한 구조를 구비하여 조립성을 향상시키고, 제조원가를 절감하며, 이로 인해 생산성을 향상시킬 수 있는 이동로봇의 충돌감지장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a collision detection apparatus of a mobile robot, which has a simple structure, which improves assembly performance, reduces manufacturing costs, and thereby improves productivity.

본 발명의 또다른 목적은 장애물과의 충돌방향에 관계없이 동일한 힘으로 신속하게 장애물을 감지할 수 있는 이동로봇의 충돌감지장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a collision detection device of a mobile robot capable of quickly detecting an obstacle with the same force regardless of a collision direction with an obstacle.

도 1 은 본 발명에 따른 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 가드범퍼의 구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 이동로봇의 외부로 끝단이 돌출되도록 설치되고 상하부면 중앙에 동일중심선을 구비하는 상하부 스프링지지홈(11,12)이 형성된 가드범퍼(10)와, 상기 가드범퍼 후부 양측에 위치하도록 또한 가드범퍼 배면에 접촉 또는 근접되도록 이동로봇내에 고정설치되는 좌우측 리미트 스위치(20,30)와, 상기 가드범퍼의 상하부 스프링지지홈(11,12)내로 각각 일측단이 삽입되고 타측단이 이동로봇내 일측에 지지되도록 설치되는 상하부 압축스프링(40,50)을 포함하도록 되어 있다. 1 is an exemplary view showing a configuration according to the present invention, Figure 2 is an exemplary view showing a configuration of the guard bumper according to the present invention, the present invention is installed so that the end protrudes to the outside of the mobile robot and the upper and lower surfaces Guard bumpers 10 having upper and lower spring support grooves 11 and 12 having the same center line in the center, and left and right limits fixedly installed in the mobile robot so as to be located on both sides of the rear side of the guard bumper and to be in contact with or close to the rear of the guard bumper. The switch 20, 30 and the upper and lower compression springs (40, 50) are installed so that one end is inserted into the upper and lower spring support grooves (11, 12) of the guard bumper, respectively, and the other end is supported on one side in the mobile robot. It is supposed to.

상기 가드범퍼(10)에는 상하부 스프링지지홈(11,12)을 중심으로 양측에 서로 대칭되는 위치에 가드범퍼(10)의 이탈방지 및 이동로봇 결합구의 체결을 위한 삽입홀(13)이 관통형성되어 있다. The guard bumper (10) is formed through the insertion hole 13 for preventing the separation of the guard bumper (10) and fastening of the mobile robot coupler at positions symmetrical to each other on both sides of the upper and lower spring support grooves (11, 12) It is.

또한, 상기 가드범퍼(10)는 배면 양측에 좌우측 리미트 스위치(20,30)와 접촉되는 접촉대(14)가 형성되어 있다. In addition, the guard bumper 10 is formed on the both sides of the contact table 14 in contact with the left and right limit switches 20, 30.

상기 이동로봇내 일측에는 상하부 압축스프링(40,50)의 일측단이 삽입 지지되는 스프링지지홈을 구비한다. One side of the mobile robot is provided with a spring support groove in which one end of the upper and lower compression springs 40 and 50 is inserted and supported.

즉, 본 발명은 이동로봇에 가드범퍼가 상하부 압축스프링에 의해 지지되고, 상기 가드범퍼의 배면에 접촉되도록 좌우측 리미트 스위치가 이동로봇내에 고정설치되도록 되어 있어, 이동로봇의 외부로 돌출된 가드범퍼의 끝단에 장애물이 접촉될 경우, 가드범퍼는 이동로봇의 내측방향으로 이동되게 되며, 이와 같은 가드범퍼 의 이동에 의해 리미트 스위치가 작동되어 장애물을 감지하게 된다. 이때, 상기 가드범퍼는 상하부 압축스프링에 의해서만 지지되도록 되어 있어, 상하부 압축스프링을 중심으로 모든방향으로의 이동이 가능하며, 힘의 제거시 상하부 압축스프링에 의해 최초위치(상하부 압축스프링이 일직선상에 위치)로 신속하게 복귀하게 된다. That is, in the present invention, the guard bumper is supported by the upper and lower compression springs on the mobile robot, and the left and right limit switches are fixedly installed in the mobile robot so as to be in contact with the rear surface of the guard bumper. When the obstacle is in contact with the end, the guard bumper is moved in the inward direction of the mobile robot, the limit switch is activated by the movement of the guard bumper to detect the obstacle. At this time, the guard bumper is to be supported only by the upper and lower compression springs, it is possible to move in all directions around the upper and lower compression springs, the initial position (upper and lower compression springs in a straight line) by the upper and lower compression springs when the force is removed Position).

이하 본 발명을 청소로봇(100)에 적용한 구성을 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명은 이동로봇 중 하나인 청소로봇을 이용하여 본 발명을 아래와 같이 상세히 설명하고 있으나, 이는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 하나의 예시에 불과하므로, 본 발명이 청소로봇에 반드시 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the configuration of the present invention applied to the cleaning robot 100 in detail by the accompanying drawings as follows. The present invention describes the present invention in detail by using a cleaning robot, which is one of the mobile robots, but the present invention is not limited to the cleaning robot because it is only one example for explaining the present invention in detail. .

도 3 은 본 발명의 일실시예로 청소로봇의 선단에 위치하는 브러쉬 흡입구 부분에 적용된 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 도 3 청소로봇에 적용된 충돌감지장치의 분해사시도를, 도 5 는 도 3 청소로봇에 적용된 충돌감지장치의 단면구성을 보인 예시도를, 도 6 은 도 3 청소로봇의 상부커버프레임의 구성을 보인 예시도를, 도 7 은 도 3 청소로봇의 하부커버프레임의 구성을 보인 예시도를, 도 8 은 도 3 청소로봇의 상부커버프레임이 제거된 내부구성을 보인 예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 청소로봇(100)의 브러쉬 상부에 일체형으로 설치되는 하부프레임(60)과, 상기 하부프레임의 상부에 위치하고 하부프레임과 결합되는 상부프레임(70)과, 상기 결합되는 상하부 프레임(60,70) 사이에 위치하도록 설치되고 전단이 상하부 프레임(60,70) 외측으로 돌출되도록 설치되는 가드범퍼(10)와, 상기 가드범퍼(10)의 상 부면 중앙에 형성된 스프링지지홈(11)내로 일측단이 삽입되고 타측단이 상부프레임(70)에 형성된 스프링지지홈(71)내로 삽입되어 지지되는 상부 압축스프링(40)과, 상기 가드범퍼(10)의 하부면 중앙에 형성된 스프링지지홈(12)내로 일측단이 삽입되고 타측단이 하부프레임(60)에 형성된 스프링지지홈(61)내로 삽입되어 지지되는 하부 압축스프링(50)과, 상기 상하부 압축스프링(40,50)에 의해 지지되는 가드범퍼(10)의 배면에 접촉 또는 근접되도록 상하부프레임에 고정설치되는 좌우측 리미트 스위치(20,30)를 포함하도록 되어 있다. Figure 3 is an exemplary view showing a configuration applied to the brush inlet portion located at the tip of the cleaning robot in one embodiment of the invention, Figure 4 is an exploded perspective view of the collision detection device applied to the cleaning robot, Figure 5 3 is an exemplary view showing a cross-sectional configuration of the collision detection device applied to the cleaning robot, Figure 6 is an exemplary view showing the configuration of the upper cover frame of the cleaning robot, Figure 7 is a configuration of the lower cover frame of the cleaning robot 8 shows an exemplary view showing an internal configuration in which the upper cover frame of the cleaning robot is removed, the present invention provides a lower frame 60 that is integrally installed on the brush of the cleaning robot 100. ), An upper frame 70 positioned above the lower frame and coupled to the lower frame, and installed between the upper and lower frames 60 and 70 coupled thereto, and a front end protrudes out of the upper and lower frames 60 and 70. As far as possible One end is inserted into the guard bumper 10 to be installed and the spring support groove 11 formed at the center of the upper surface of the guard bumper 10, and the other end is inserted into the spring support groove 71 formed at the upper frame 70. A spring support groove 40 having one end inserted into the upper compression spring 40 inserted into and supported by the spring support groove 12 formed in the center of the lower surface of the guard bumper 10 and the other end formed in the lower frame 60 ( 61, the left and right limit switches fixed to the upper and lower frames so as to contact or approach the lower compression spring 50 inserted into and supported by the upper and lower compression springs 40 and 50 supported by the upper and lower compression springs 40 and 50 ( 20,30).

즉, 본 발명은 청소로봇의 흡입구(110)에 브러쉬(120)가 일체형으로 연결설치되는 청소로봇(100)에 있어서; 상기 브러쉬(120) 상부에 위치하도록 흡입구(110)에 하부프레임(60)을 고정설치하고, 상기 하부프레임(60)에 상부프레임(70)을 결합하되, 상기 상부프레임(70)과 하부프레임(60) 사이에 위치하도록 하부 압축스프링(50), 가드범퍼(10), 상부 압축스프링(40) 및, 좌우측 리미트 스위치(20,30)가 설치되어 있다. 이때, 상기 상하부 압축스프링(40,50)은 상하부 프레임(60,70)에 형성된 스프링 지지홈(61,71)내로 일측단이 삽입되고 타측단이 가드범퍼(10)에 형성된 스프링 지지홈(11,12)내로 각각 삽입되도록 되어 있으며, 상기 가드범퍼(10)는 전면이 청소로봇(100)의 최선단에 위치하도록 또한, 180°범위내에서 장애물의 감지가 가능하도록 청소로봇(100)으로부터 돌출되어 설치된다.That is, in the cleaning robot 100, the brush 120 is installed integrally connected to the suction port 110 of the cleaning robot; The lower frame 60 is fixedly installed at the suction port 110 to be positioned above the brush 120, and the upper frame 70 is coupled to the lower frame 60, but the upper frame 70 and the lower frame ( The lower compression spring 50, the guard bumper 10, the upper compression spring 40, and the left and right limit switches 20 and 30 are provided so as to be located between 60). At this time, the upper and lower compression springs (40, 50) one end is inserted into the spring support groove (61, 71) formed in the upper and lower frames (60, 70) and the spring support groove (11) formed at the other end of the guard bumper (10) 12, the guard bumper 10 is protruded from the cleaning robot 100 so that the front surface is located at the top of the cleaning robot 100, and the obstacle can be detected within a 180 ° range. Is installed.

상기 하부프레임(60)은 이동로봇의 흡입구(110)에 돌출형성된 체결구(111)에 볼트결합되어 고정설치되는 것으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, 중앙에 흡입구(110)가 관통되는 관통홀(62)을 구비하고, 후부에 흡입구(110)가 삽입되는 반원 형상의 결합홈(63)을 구비하며, 상기 관통홀(62)을 중심으로 양측에 좌우 리미트 스위치(20,30)가 지지되는 지지대(64)를 구비함과 동시에, 중앙 선단에 하부 압축스프링(50)의 일측단이 지지하는 스프링지지홈(61)이 형성되어 있다. The lower frame 60 is bolted to and fixed to the fastener 111 protruding from the suction port 110 of the mobile robot. As shown in FIG. 6, a through hole through which the suction port 110 penetrates is formed in the center. And a semicircular coupling groove 63 into which a suction port 110 is inserted at a rear portion thereof, and left and right limit switches 20 and 30 are supported on both sides of the through hole 62. At the same time as the support 64, a spring support groove 61 is formed at one end of the lower compression spring 50 at the center end.

즉, 상기 관통홀(62)과 스프링 지지홈(61)은 동일 중심선상에 위치하도록 하부프레임의 중앙에 형성되어 있으며, 상기 관통홀(62)을 중심으로 서로 대칭되는 위치에 지지대(64)가 각각 돌출형성되어 있다. That is, the through hole 62 and the spring support groove 61 are formed at the center of the lower frame so as to be positioned on the same center line, and the support 64 is positioned at symmetrical positions with respect to the through hole 62. Each is projected.

상기 상부프레임(70)은 하부프레임(60)에 결합되는 것으로, 도 7 에 도시된 바와 같이, 중앙선단에 상부 압축스프링(4)의 일측단이 삽입지지되는 스프링지지홈(71)을 구비하고, 양측에 좌우측 리미트스위치(20,30)를 지지하는 지지대(74)가 하부방향으로 돌출형성되어 있다. The upper frame 70 is coupled to the lower frame 60, as shown in Figure 7, has a spring support groove 71 is inserted into one side end of the upper compression spring (4) at the center end On both sides, support members 74 supporting the left and right limit switches 20 and 30 protrude downward.

이때, 상하부 프레임(60,70)에 형성된 스프링지지홈(61,71) 및 지지대(64,74)는 서로 대응하는 위치에 위치하도록 각각 형성되어 있으며, 상기 상부프레임의 스프링지지홈(71), 상부 압축스프링(40), 가드범퍼의 스프링지지홈(11,12), 하부스프링(50) 및, 하부프레임의 스프링지지홈(61)은 동일 중심선을 구비한다. At this time, the spring support groove (61, 71) and the support (64, 74) formed in the upper and lower frames (60, 70) are respectively formed to be located in a position corresponding to each other, the spring support groove (71) of the upper frame, The upper compression spring 40, the spring support grooves 11 and 12 of the guard bumper, the lower spring 50, and the spring support groove 61 of the lower frame have the same center line.

상기 상부프레임(70) 및 하부프레임(60)은 다수개의 결합구(65,75) 결합에 의해 일체화되도록 되어 있으며, 이와 같은 결합구(65,75)는 플라스틱 사출물 및 금속커버의 결합시 이용되는 암수 구조의 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상부프레임 및 하부프레임의 결합구는 볼트 체결에 의해 연결될 수 있으며, 이와 같은 볼트체결방식 역시 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. The upper frame 70 and the lower frame 60 is to be integrated by combining a plurality of couplers (65,75), such a coupler (65,75) is used when the combination of plastic injection molding and metal cover Since it is a known technique of a male and female structure, the detailed description thereof is omitted. In addition, the coupler of the upper frame and the lower frame may be connected by bolt fastening, such a bolt fastening method is also a known technique, so a detailed description thereof will be omitted.

상기 상하부 압축스프링(40,50)은 동일탄성력 및 직경을 구비하며, 상하부 프레임(70,60)에 형성된 스프링 지지홈(71,61)과 가드범퍼에 형성된 스프링지지홈(11,12)은 동일직경의 동일형상을 구비하고, 상기 스프링지지홈(11,12)의 내경은 이에 삽입된 상하부 압축스프링(40,50)의 이탈이 방지될 정도로 압축스프링의 외경보다 약간 큰 내경을 구비한다. The upper and lower compression springs 40 and 50 have the same elastic force and diameter, and the spring support grooves 71 and 61 formed in the upper and lower frames 70 and 60 and the spring support grooves 11 and 12 formed in the guard bumper are the same. It has the same shape of the diameter, the inner diameter of the spring support groove (11, 12) has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the compression spring to prevent the separation of the upper and lower compression springs (40, 50) inserted therein.

상기 가드범퍼(10)는 상하부 압축스프링(40,50)에 의해 지지되고, 외부 장애물에 직접적으로 접촉되어 후부에 위치하는 좌우측 리미트 스위치(20,30)를 작동시키는 것으로, 청소로봇의 진행방향에 대하여 청소로봇의 브러쉬(120) 선단에 가드범퍼(10)의 전면(청소로봇 외측으로 돌출된 부위)이 위치하도록 설치되고, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 상하부면 중앙에 소정깊이를 구비하는 상하부 스프링지지홈(11,12)이 각각 형성되어 있으며, 상기 상하부 스프링지지홈(11,12)을 중심으로 양측에 삽입홀(13)이 각각 형성되어 있다. The guard bumper 10 is supported by the upper and lower compression springs 40 and 50, and operates the left and right limit switches 20 and 30 positioned at the rear side by being in direct contact with external obstacles. With respect to the front of the guard bumper 10 (the part projecting out of the cleaning robot) at the tip of the brush 120 of the cleaning robot, and as shown in Figs. 1 and 2, a predetermined depth in the center of the upper and lower surfaces Upper and lower spring support grooves 11 and 12 are provided, respectively, and insertion holes 13 are formed at both sides of the upper and lower spring support grooves 11 and 12, respectively.

상기 삽입홀(13)은 상하부 프레임(70,60)이 체결되는 결합구(75,65)가 삽입되는 것으로, 결합구(75,65)를 중심으로 가드범퍼(10)가 유동될 수 있을 정도로 결합구(75,65)의 직경보다 큰 직경을 구비한다. 즉, 상기 가드범퍼(10)는 삽입홀(13)의 직경과 결합구(75,65)의 직경차에 의해 형성된 공간내에서 장애물과의 충돌시 이동되며, 삽입홀(13)내로 삽입된 결합구(75,65)에 의해 청소로봇(100)의 외부로 이탈이 방지된다. The insertion hole 13 is to be inserted into the coupler (75, 65) to which the upper and lower frames (70, 60) are fastened, so that the guard bumper 10 can flow around the coupler (75, 65) It has a diameter larger than the diameter of the coupler (75, 65). That is, the guard bumper 10 is moved when the collision with the obstacle in the space formed by the diameter difference of the insertion hole 13 and the diameter of the coupling holes (75, 65), the coupling inserted into the insertion hole (13) The spheres 75 and 65 are prevented from escaping to the outside of the cleaning robot 100.

또한, 상기 가드범퍼(10)의 후부는 장애물과의 접촉 및 청소로봇의 조립시, 청소로봇의 흡입구(110)에 간섭되지 않도록 반원형상의 여유홈(15)을 구비하고 있 으며, 상기 반원형상의 여유홈(15) 양끝단은 좌우측 리미트스위치(20,30)에 각각 접촉된다. 즉, 상기 반원형상의 여유홈(15) 양끝단은 좌우측 리미트스위치(20,30)를 작동시키는 접촉대(14) 역할을 수행하며, 이와 같은 접촉대(14)의 이동에 의해 좌우측 리미트스위치(20,30)가 동시작동되거나, 좌측 또는 우측 리미트스위치만 작동되어 장애물과의 충돌을 감지한다. In addition, the rear portion of the guard bumper 10 is provided with a semicircular clearance groove 15 so as not to interfere with the suction port 110 of the cleaning robot when contacting an obstacle and assembling the cleaning robot. Both ends of the groove 15 are in contact with the left and right limit switches 20 and 30, respectively. That is, both ends of the semicircular clearance groove 15 serve as a contact table 14 for operating the left and right limit switches 20 and 30, and the left and right limit switches 20 are moved by the movement of the contact table 14. 30 is activated simultaneously or only the left or right limit switch is activated to detect collision with an obstacle.

또한, 상기 가드범퍼(10)에는 반원형상의 여유홈 양끝단 이외에 리미트 스위치를 작동시키는 별도의 접촉대를 더 설치하여 리미트 스위치를 작동시킬 수 있다. 즉, 상기 리미트 스위치를 작동시키는 접촉대는 가드범퍼의 일부분이 될 수도 있고, 가드범퍼에 별도로 더 형성하여 리미트 스위치를 작동시킬 수 있다. In addition, the guard bumper 10 may be provided with a separate contact for operating the limit switch in addition to both ends of the semi-circular clearance groove to operate the limit switch. That is, the contact point for operating the limit switch may be part of the guard bumper, or may be further formed on the guard bumper to operate the limit switch.

상기 좌우측 리미트스위치(20,30)는 가드범퍼(10)에 접촉되고 탄성력을 구비하는 접촉부(21,31)와, 상기 접촉부가 연결설치되는 감지부(22,32)로 이루어져 있으며, 상하부 압축스프링(40,50)의 탄성력에 의한 가드범퍼(10)의 이동시 작동이 가능하도록 소정각도의 기울기를 구비하며 설치된다. 이와 같은 좌우측 리미트 스위치(20,30)의 위치는 반드시 한정되는 것은 아니나 감지부(22,32)에 연결된 접촉부(21,31)가 약 30∼60° 범위내에서의 기울기를 구비하고 가드범퍼(10) 후부 양측에 위치하도록 설치될 경우, 가드범퍼(10)의 이동에 의한 감지가 가능하다. The left and right limit switches 20 and 30 include contact parts 21 and 31 which are in contact with the guard bumper 10 and have elastic force, and sensing parts 22 and 32 which are connected to the contact part, and the upper and lower compression springs. It is provided with an inclination of a predetermined angle to enable the operation during the movement of the guard bumper 10 by the elastic force of (40, 50). The positions of the left and right limit switches 20 and 30 are not necessarily limited, but the contact parts 21 and 31 connected to the sensing parts 22 and 32 have an inclination within a range of about 30 to 60 degrees and the guard bumper ( 10) When installed to be located on both sides of the rear, it is possible to detect by the movement of the guard bumper (10).

상기와 같이 구성된 본 발명은 청소로봇의 브러쉬 선단에 위치하도록 가드범퍼가 돌출자율주행에 따른 청소작업 수행시, 가드범퍼의 B 방향(도 8 참조)으로부터 힘이 가해질 경우, 상하부 압축스프링에 의해 가드범퍼가 후부가 밀리면서 좌우 측 리미트 스위치를 작동시킴으로써, 장애물을 감지하게 된다. According to the present invention configured as described above, the guard bumper is positioned at the brush tip of the cleaning robot when the force is applied from the B direction (see FIG. 8) of the guard bumper when the cleaning operation is performed according to the autonomous driving of the cleaning robot, by the upper and lower compression springs. The bumper detects obstacles by pushing the left and right limit switches while the rear is pushed.

또한, 가드범퍼의 A 방향(도 8 참조)으로부터 힘이 가해질 경우,좌측 리미트 스위치만을 작동시키고, 가드범퍼의 C 방향(도 8 참조)으로 부터 힘이 가해질 경우, 우측 리미트 스위치만을 작동시켜, 청소로봇의 주행방향에 따른 장애물을 감지하도록 되어 있다. In addition, when a force is applied from the A direction (see FIG. 8) of the guard bumper, only the left limit switch is operated, and when a force is applied from the C direction (see FIG. 8) of the guard bumper, only the right limit switch is operated to clean it. It is designed to detect obstacles according to the driving direction of the robot.

이때, 상기 가드범퍼는 어느방향으로부터 힘이 가해지더라도 상하부 압축스프링에 의해 이동되므로, 동일한 힘으로 감지가 가능하며, 힘이 가해지는 방향에 따라 작동되는 리미트 스위치가 상이하므로, 장애물의 방향을 정확하게 판단할 수 있다. At this time, since the guard bumper is moved by the upper and lower compression springs even when a force is applied from any direction, the guard bumper can be detected by the same force, and the limit switch operated according to the direction in which the force is applied is different, so that the direction of the obstacle is accurately determined. can do.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명은 가드범퍼, 설치위치, 감지정도 등등에 따라 가드범퍼를 지지하는 상하부 압축스프링의 탄성력을 조절하여 설치함으로써, 최적의 정밀한 감지를 가능하게 할 수 있다. 이와 같은 상하부 압축스프링의 탄성력 조절은 공지된 산출법에 의해 산출하여 적용하면 되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In addition, the present invention configured as described above can be installed by adjusting the elastic force of the upper and lower compression spring for supporting the guard bumper in accordance with the guard bumper, the installation position, the degree of detection, etc., it is possible to enable the optimum precise detection. Since the elastic force control of the upper and lower compression springs may be calculated and applied by a known calculation method, detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

이와 같이 본 발명은 가드범퍼가 이동로봇의 외부로 돌출되도록 설치되어 있어, 이동로봇의 주행시 장애물을 범퍼의 접촉에 의해 감지하도록 되어 있어, 갑작스런 장애물과의 충돌로 인한 충격을 가드범퍼가 완화시킴과 동시에 감지하여 이동로봇의 손상을 방지하도록 되어 있다. As described above, the present invention is installed so that the guard bumper protrudes to the outside of the mobile robot, so that the obstacle is detected by the contact of the bumper when the mobile robot travels, and the bump bumper mitigates the shock caused by the collision with the sudden obstacle. It detects at the same time and prevents damage to the mobile robot.

또한, 본 발명은 상하부 압축스프링에 의해 가드범퍼를 지지하도록 되어 있어, 어느방향에서 가드범퍼에 힘이 가해지더라도 동일한 힘으로 감지가 가능하므로, 민감한 감지가 가능하다. 특히, 압축스프링의 탄성력을 조절할 경우, 최적의 감지를 이룰 수 있으며, 이를 통해 정밀한 감지를 가능하게 할 수 있다. In addition, the present invention is to support the guard bumper by the upper and lower compression spring, even if the force applied to the guard bumper in any direction can be detected by the same force, it is possible to detect sensitive. In particular, when adjusting the elastic force of the compression spring, it is possible to achieve the optimum detection, thereby enabling a precise detection.

또한, 본 발명은 장애물 감지를 용이하고 신속하게 파악할 수 있으므로, 장애물과의 충돌로 인한 이동로봇의 파손 및 손상을 미연에 방지할 수 있다. In addition, the present invention can easily and quickly detect the obstacle, it is possible to prevent the damage and damage of the mobile robot due to the collision with the obstacle in advance.

또한, 본 발명은 장애물 감지가 용이하므로, 이에 따라 우수한 회피능력을 구비할 수 있어, 효율적인 주행 및 지속적인 작업수행을 가능하게 하는 등 많은 효과가 있다.In addition, since the present invention is easy to detect the obstacle, it can be provided with excellent avoidance ability, there are many effects such as to enable efficient running and continuous work performance.

Claims (6)

이동로봇의 외부로 일측이 돌출되도록 설치되고 상하부면 중앙에 동일중심선을 구비하는 상하부 스프링지지홈을 구비하는 가드범퍼와, A guard bumper installed to protrude one side to the outside of the mobile robot and having upper and lower spring supporting grooves having the same center line at the center of the upper and lower surfaces; 상기 가드범퍼 배면에 접촉되도록 또한, 가드범퍼 후부 양측에 위치하도록 이동로봇내에 고정설치되는 좌우측 리미트 스위치와, Left and right limit switches fixedly installed in the mobile robot so as to be in contact with the guard bumper rear surface and located on both sides of the rear side of the guard bumper; 상기 가드범퍼의 상부 스프링지지홈내로 일측단이 삽입되고 타측단이 이동로봇내 일측에 지지되도록 설치되는 상부 압축스프링과,An upper compression spring is installed so that one end is inserted into the upper spring support groove of the guard bumper and the other end is supported on one side in the mobile robot. 상기 가드범퍼의 하부 스프링지지홈내로 일측단이 삽입되고 타측단이 이동로봇내 일측에 지지되도록 설치되는 하부 압축스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌감지장치.And a lower compression spring having one end inserted into the lower spring support groove of the guard bumper and the other end installed to be supported at one side in the mobile robot. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 가드범퍼에는 상하부 스프링지지홈을 중심으로 양측에 서로 대칭되는 위치에 가드범퍼의 이탈방지 및 이동로봇 결합구의 체결을 위한 삽입홀이 관통형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌감지장치.The guard bumper is a collision detection device of the mobile robot, characterized in that the insertion hole for preventing the separation of the guard bumper and the fastening of the mobile robot coupler through the symmetrical position on both sides of the upper and lower spring support groove. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 상하부 압축스프링, 가드범퍼의 상하부 스프링지지홈은 동일중심선상에 위치하는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌감지장치.The upper and lower compression springs, the upper and lower spring support grooves of the guard bumper is located on the same center line of the collision detection device of the mobile robot. 제 1 항에 있어서;The method of claim 1; 상기 이동로봇의 일측에는 스프링 지지홈을 구비하는 하부프레임이 설치되고, One side of the mobile robot is provided with a lower frame having a spring support groove, 상기 하부프레임의 상부에 스프링 지지홈을 구비하는 상부프레임이 결합되며, An upper frame having a spring support groove is coupled to the upper portion of the lower frame, 상기 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 전단이 상하부 프레임 외측으로 돌출되도록 가드범퍼가 설치되고,A guard bumper is installed between the upper frame and the lower frame so that a front end protrudes out of the upper and lower frames. 상기 가드범퍼의 후부 양측이 접촉되도록 상하부 프레임 사이에 좌우측 리미트 스위치가 설치되되,Left and right limit switches are installed between the upper and lower frames so that both rear sides of the guard bumper are in contact with each other. 상기 가드범퍼는 상하부면 중앙에 형성된 스프링지지홈과 상하부 프레임에 형성된 스프링지지홈내로 양측단이 각각 삽입되어 지지되는 상하부 압축스프링에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌감지장치.The guard bumper is a collision detection device of a mobile robot, characterized in that supported by the upper and lower compression springs are supported by both ends are respectively inserted into the spring support groove formed in the center of the upper and lower surfaces and the spring support groove formed in the upper and lower frames. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서;The method according to any one of claims 1 to 4; 상기 이동로봇은 청소로봇인 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌감지장치.The mobile robot is a collision detection device of a mobile robot, characterized in that the cleaning robot. 제 5 항에 있어서;The method of claim 5; 상기 충돌감지장치는 청소로봇의 주행방향에 대하여 최선단에 위치하도록 청소로봇의 브러쉬에 연결된 흡입구에 일체형으로 연결설치되는 것을 특징으로 하는 이동로봇의 충돌감지장치.The collision detection device is a collision detection device of a mobile robot, characterized in that integrally connected to the suction inlet connected to the brush of the cleaning robot to be located at the top with respect to the running direction of the cleaning robot.
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