KR101488894B1 - 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정해진 경로를 이동하며, 탑승자의 스마트 단말기를 통하여 편리하게 운전할 수 있는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차체, 차체 상단에 위치하는 운전석, 차체에 회전 지지되고 구동 모터에 연결되어 차체를 이동시키는 후륜, 차체에 회전 지지되고 차체의 이동 방향을 조절하는 전륜, 상기 차체 상단에 위치하여 탑승자가 조절하는 조향 핸들, 상기 조향 핸들의 회전 방향을 상기 전륜으로 전달하는 조향 장치, 배터리의 전력을 조절하여 상기 구동 모터를 제어하는 제어장치를 포함하는 이동체에 스마트 단말기가 연결되는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇에 있어서, 상기 스마트 단말기를 통하여 탑승자는 상기 이동체의 운전 명령을 지시하며, 상기 스마트 단말기는 탑승자의 운전 명령을 인식하여 상기 제어장치로 전송하고, 상기 제어장치는 상기 스마트 단말기로부터 전송되는 운전 명령에 따라 상기 이동체를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇{Mobile robot capable of drive using smart terminal}

본 발명은 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇에 관한 것으로 더욱 상세하게는 사람이 탑승 가능한 이동 로봇을 탑승자가 스마트 단말기를 이용하여 편리하게 조정할 수 있는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇에 관한 것이다.

국가적인 박람회나 과학관 등은 대규모의 시설들이 넓은 지역에 분포하는 것이 대부분이다.

따라서 상기와 같은 박람회 등의 관람을 위해서는 별도의 이동장치들을 이용하여 관람을 지원하기도 한다.

상기와 같은 이동장치로 적용할 수 있는 것으로, 골프장 등에 사용되는 골프 카트, 또는 소형의 전기 자동차를 들 수 있다.

그러나 상기와 같은 골프 카트나 소형 전기 자동차는 별도의 운전자를 필요로 하므로, 관람객들은 상기 이동 장치를 이용한 관람을 위해서는 별도를 기다려야 하는 불편한 점이 있으며, 또한 관람객들이 직접 운행하여 사용하기에는 안전상 문제가 발생할 우려가 높다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 구성으로는 등록특허 제1105667호인 탑승자 자세인식을 통해 주행시키는 1인 기립식 탑승로봇을 들 수 있다.

상기 탑승로봇은 구동바퀴와 구동바퀴를 구동시키는 구동모터를 구비하고, 구동바퀴 위에 장착된 발판과 발판 일측 상에 설치되는 손잡이대를 포함하는 주행장치; 탑승자의 자세를 인식하여 이동방향을 결정하는 사용자 의도인식 센서; 주행방향의 장애물을 인식하는 장애물 센서; 및 사용자 의도인식 센서에 의한 이동방향으로, 주행장치를 주행하도록 구동모터를 제어하는 제어장치를 포함하고, 제어장치는 이동방향에 장애물이 인식되면, 장애물을 회피하여 주행하도록 구동모터를 제어하는 구성을 포함하여 구성되며, 상기와 같은 1인 기립식 탑승로봇 및 그 제어방법에 의해, 탑승자의 자세 또는 무게중심에 의해 이동방향을 설정하더라도 탑승장치의 무게중심을 안정점 안에 유지함으로써, 장애물을 피하기 위해 정지 또는 방향전환을 하더라도 탑승자가 일방향으로 중심이 쏠리는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기 특허는 전기를 충전하여 지속적으로 사용하므로, 친환경적인 장점이 있으며, 또한 탑승자가 자세만을 변경시켜 제어되므로, 종래 골프 카트나 전기 자동차에 비하여 운전이 편리한 장점이 있다.

그러나, 상기와 같은 박람회의 경우에는 다양한 사람들이 관람을 하며, 특히 노약자의 경우에는 실제 이동 로봇을 활용해야 될 필요성이 높은 관람객이나, 상기 탑승 로봇을 직접 운전하여 관람하기에는 다소 무리가 있어, 새로운 형태의 이동 로봇이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 정해진 경로를 이동하며, 탑승자의 스마트 단말기를 통하여 편리하게 운전할 수 있는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차체, 차체 상단에 위치하는 운전석, 차체에 회전 지지되고 구동 모터에 연결되어 차체를 이동시키는 후륜, 차체에 회전 지지되고 차체의 이동 방향을 조절하는 전륜, 상기 차체 상단에 위치하여 탑승자가 조절하는 조향 핸들, 상기 조향 핸들의 회전 방향을 상기 전륜으로 전달하는 조향 장치, 배터리의 전력을 조절하여 상기 구동 모터를 제어하는 제어장치를 포함하는 이동체에 스마트 단말기가 연결되는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇에 있어서, 상기 스마트 단말기를 통하여 탑승자는 상기 이동체의 운전 명령을 지시하며, 상기 스마트 단말기는 탑승자의 운전 명령을 인식하여 상기 제어장치로 전송하고, 상기 제어장치는 상기 스마트 단말기로부터 전송되는 운전 명령에 따라 상기 이동체를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스마트 단말기를 통하여 입력되는 운전 명령을 이동체의 속도이며, 상기 제어장치는 상기 스마트 단말기를 통하여 전송되는 속도 명령에 따라 상기 구동 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이동체는 좌우측에 상기 제어장치를 통하여 제어되는 방향지시등을 더 포함하며, 상기 스마트 단말기는 상기 방향지시등에 대한 운전 명령을 더 포함하며, 탑승자의 방향지시등의 명령이 스마트 단말기로 입력되면 상기 스마트 단말기는 해당 명령을 제어장치로 전송하고, 상기 제어장치는 해당 명령에 따라 상기 방향지시등을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스마트 단말기는 탑승자의 운전 명령을 음성으로 인식하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체는 상기 제어장치에 연결되는 조광센서와 상기 제어장치에 의하여 제어되는 라이트를 더 포함하며, 상기 제어장치는 상기 조광센서의 출력에 따라 상기 라이트를 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체는 상기 제어장치에 연결되는 초음파 센서와 상기 제어장치에 의하여 제어되는 경보장치를 더 포함하며, 상기 제어장치는 상기 초음파 센서를 이용하여 주변 장애물을 인식하고, 장애물이 일정 거리 이하에 근접하는 경우 상기 경보장치를 작동하며, 동시에 상기 구동 모터를 정지시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체는 하단에 설치되되, 상기 제어장치에 연결되는 포토 센서와 상기 제어장치에 의하여 제어되는 경보장치를 더 포함하며, 상기 포토 센서는 바닥에 형성된 안내선을 조도를 통하여 감지하여 해당 신호를 상기 제어장치로 출력하고, 상기 제어장치는 상기 포토 센서의 조도 신호가 변경되는 경우 바닥의 안내선을 이탈한 것으로 판단하여 상기 경보장치를 작동하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체의 조향 핸들에는 가속스위치가 부착되고, 상기 제어장치는 상기 가속스위치의 작동에 따라 상기 구동 모터의 회전수를 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스마트 단말기는 위치정보를 상기 제어장치로 전송하고, 상기 제어장치는 상기 위치 정보와 가장 근접한 안내정보를 상기 스마트 단말기로 전송하고, 상기 스마트 단말기는 전송된 안내 정보를 출력하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇은 기본적인 경로를 따라 안전하게 이동하며, 기본적인 작동은 자체적인 센서를 통하여 수행하며, 이동 속도 등을 탑승자의 음성 신호로 운전되어, 어떠한 연령의 탑승자로 편리하게 운전할 수 있으며, 또한 탑승자가 보유한 스마트 단말기를 이용하므로, 비교적 친숙하게 운전할 수 있는 효과가 있으므로, 대규모 박람회장 등의 관람용으로 적용하는 경우 원활한 관람을 지원할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이동 로봇의 사시도이며,
도 2는 도 1의 평면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 제어장치의 연결 구성도이며,
도 4는 도 1의 스마트 단말기 화면 구성을 나타내는 정면도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 이동체(10), 상기 이동체(10) 내부에 위치하면서, 상기 이동체(10)를 제어하는 제어장치(100)와 상기 제어장치(100)와 연결되어 상기 이동체(10)의 이동을 제어하는 스마트 단말기(200)를 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 이동체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 차체(11)와 상기 차체(11) 상단에 위치하는 운전석(12)을 포함하여 구성된다.

상기 차체(11)는 일인의 무게를 지탱할 수 있는 강도를 가지며, 상기 운전석(12)에 운전자가 탑승한다.

또한 구동을 위하여 후륜(13)이 상기 차체(11)에 회전 연결되며, 조향을 위한 전륜(14)이 상기 차체(11)에 결합한다.

또한, 상기 차체(11) 전면부에는 조향 핸들(15)이 위치하며, 상기 조향 핸들(15)은 조향 장치(16)에 연결되어 상기 전륜(14)의 방향을 조절하는 역할을 하며, 상기 조향 핸들(15), 조향 장치(16) 및 전륜(14)은 통상의 차량의 조향 시스템과 동일한 방식이다.

즉, 운전자가 상기 조향 핸들(15)을 조작하면, 상기 조향 장치(16)가 상기 조향 핸들(15)의 방향에 따라 상기 전륜(14)의 각도를 조절하여 전체 이동체(10)의 이동 방향이 조절되는 구성이다.

한편, 상기 후륜(13)은 구동 모터(17)와 전동장치를 통하여 연결되며, 상기 전동장치는 구동 모터(17)와 후륜(13) 사이에 기어 등을 이용하여 동력을 전달하는 역할을 하며, 최종적으로 이동체(10)에 구동력을 제공한다.

상기 구동 모터(17)는 배터리(18)의 전원으로 구동하되, 제어장치(100)를 통하여 회전이 제어된다.

상기 전동장치는 구동 모터(17)의 배치 위치에 따라 다양한 형태로 구현 가능하며, 도 2에 도시된 바와 같이 후륜(13)축과 수직인 경우에는 베벨 기어가 포함되고, 구동 모터(17)와 후륜(13) 축이 수평인 경우에는 평기어의 조합에 의하여 구현된다.

또한 필요한 경우 이동 안전성을 위하여 차동기어도 포함될 수 있다.

상기 제어장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 센서들을 포함하여 구성된다.

먼저 조광센서(101)는 이동체(10) 상단에 위치하여 주변의 조광상태를 감지하여 상기 제어장치(100)로 출력한다.

상기 제어장치(100)는 상기 조광센서(101)의 출력에 따라 주변 밝기를 판정하여 라이트(151)의 동작을 제어한다. 물론 일정 조도 이하인 경우에 상기 라이트(151)를 작동하고, 반대로 일정 조도 이상의 신호가 상기 조광센서(101)에서 출력되는 경우 상기 라이트(151)의 작동을 중지한다.

그리고 초음파 센서(102)는 주변의 물체를 인식하여 인식된 결과를 상기 제어장치(100)로 출력한다.

상기 제어장치(100)는 상기 초음파 센서(102)의 신호에 의하여 주변 물체가 인접한 경우라 한판하는 경우에는 상기 모터(17)의 구동을 중지하는 제어를 수행한다.

상기 초음파 센서(102) 신호값과 물체의 거리는 사전 시험에 의하여 인식하며, 상기 제어장치(100)는 상기 초음파 센서(102)의 신호가 일정 수준 이상인 경우에는 위험 상태로 판단한다.

한편, 상기 포토 센서(103)는 이동체(10) 하부에 부착되어 안내선(2)을 감지하는 역할을 한다.

특히 상기 안내선(2)는 이동 로봇(1)이 이동할 경로에 걸쳐서 설치되는 것으로 일반적인 경로와 다른 색상으로 설치한다.

따라서 상기 포토 센서(103)는 상기 안내선(2) 상에 상기 이동 로봇(1)이 이동하는 경우에는 일정한 신호를 출력하고, 만약 상기 안내선(2)을 이탈하는 경우에는 다른 색상으로 인하여 다른 값을 출력한다.

그리고 상기 제어장치(100)는 상기 포토 센서(103)를 통한 이상 출력을 감지하여 안내선(2)을 이탈한 것으로 판단하여 경보장치(152)를 작동한다.

상기 경보장치(152)는 소리 출력, 화면 출력 또는 두개의 조합으로 구현될 수 있으며, 필요한 경우, 상기 제어장치(100)의 출력 상태를 디스플레이하는 출력부(160)을 통해서도 출력될 수 있다.

그리고 상기 포토 센서(103)의 출력이 다시 안내선(2)의 색상과 동일한 경우에는 상기 제어장치(100)는 상기 경보장치(152)의 작동을 중단한다.

상기 가속스위치(104)는 이동 로봇(1)의 조향 핸들(15)에 부착되는 것으로 상기 가속스위치(104)를 사용자가 조작하면, 조작 신호를 상기 제어장치(100)로 출력한다.

이때 상기 제어장치(100)는 상기 가속스위치(104)의 신호에 따라 현재 구동하는 구동 모터(17)의 출력을 조절하여 이동 로봇(1)의 속도를 조절한다.

한편, 상기 제어장치(100)는 별도의 스마트 단말기(200)와 연결된다.

상기 제어장치(100)와 상기 스마트 단말기(200)는 블루투스 등의 무선 방식 또는 직결 방식으로 연결되어 상호 필요한 신호를 진송한다.

먼저 상기 제어장치(100)는 상기 스마트 단말기(200)에서 위치 정보를 수신한다. 위치 정보는 스마트 단말기(200)의 GPS나 기지국의 거리 등을 이용하여 산정하며, 산정된 현재 위치를 상기 제어장치(100)로 출력한다.

상기 위치 정보를 기초로 사전에 입력된 시설물에 대한 설명을 상기 제어장치(100)는 상기 스마트 단말기(200)로 출력하며, 상기 스마트 단말기(200)는 해당 시설물의 설명을 음성 신호를 출력한다.

상기와 같은 방식은 별도의 조작없이 탑승자가 편리하게 해당 시설물에 대한 설명을 청취할 수 있는 장점이 있다.

또한 상기 스마트 단말기(200)에는 조작 화면을 포함하며, 상기 조작화면은 도 4와 같은 구성으로 이루어져 있다.

"정지"는 이동체(10)가 이동하다 정지하는 기능이며, "전진"은 이동체(10)가 정지된 상태이서 전방으로 이동하는 기능이며, "후진"은 정지 상태에서 이동체(10)를 후진시키는 기능이며, "빠르게"와 "느리게"는 이동체(10)의 이동 속도를 증가 또는 감소시키는 기능이며, "관광모드"는 관광에 적절한 속도로 이동하는 기능이며, "좌신호"와 "우신호"는 좌우측의 방향지시등을 작동시키는 기능이며, "비상등"은 비상등을 작동시키는 기능이다.

상기 방향지시등은 이동체(10) 좌우측에 위치하며, 상기 비상등 명령은 상기 좌우측의 방향지시등을 동시에 점멸하는 명령을 의미한다.

상기 스마트 단말기(200)는 해당 기능이 작동되는 경우 해당 신호를 상기 제어장치(100)로 출력하고, 상기 제어장치(100)는 상기 신호에 따라 이동체(10)를 제어한다.

이때 방향지시등의 동작 신호인 경우 상기 제어장치(100)는 일정한 시간 동안 해당 방향지시들을 작동시킨 후 작동이 중지되도록 구현할 수도 있다.

그리고 비상등의 경우에는 조작한 후 다시 조작하는 경우 동작이 중지하도록 구현할 수도 있다.

또한 "음성인식" 기능은 사용자의 조작을 음성으로 인식하는 기능이며, 상기 음성인식이 작동되는 경우 상기 스마트 단말기(200)는 사용자의 음성을 인식하기 위하여 대기하며, 상기 조작 화면에 개시된 기능들을 음성으로 인식한다. 예를 들면, 사용자가 "전진"이라 말하면, 상기 "전진"에 해당하는 신호를 상기 제어장치(100)에 출력한다.

상기 음성인식 기능은 통상의 음성인식 프로그램을 활용하여 구현할 수 있으며, 음성 인식이 실패한 경우 재입력을 위한 화면 등을 제시할 수 있으며, 필요한 경우 인식된 명령어를 스마트 단말기(100) 화면으로 출력하여 사용자가 확인할 수 있게 구현할 수도 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 이동 로봇(1)은 사용자가 사용하는 스마트 단말기(200) 예를 들면, 스마트 폰에 전용 앱을 설치하고 상기 이동 로봇(1)의 제어장치(100)에 연결하는 경우 편리하게 운전할 수 있는 장점이 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 이동 로봇 2: 안내선
10: 이동체 11: 차체
12: 운전석 13: 후륜
14: 전륜 15: 조향 핸들
16: 조향 장치 17: 구동 모터
18: 배터리 100: 제어장치
101: 조광센서 102: 초음파 센서
103: 포토센서 104: 가속스위치
151: 라이트 152: 경보장치
160: 출력부 200: 스마트 단말기

Claims (9)

1. 삭제
2. 차체, 차체 상단에 위치하는 운전석, 차체에 회전 지지되고 구동 모터에 연결되어 차체를 이동시키는 후륜, 차체에 회전 지지되고 차체의 이동 방향을 조절하는 전륜, 상기 차체 상단에 위치하여 탑승자가 조절하는 조향 핸들, 상기 조향 핸들의 회전 방향을 상기 전륜으로 전달하는 조향 장치, 배터리의 전력을 조절하여 상기 구동 모터를 제어하는 제어장치를 포함하는 이동체에 스마트 단말기가 연결되는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇에 있어서,
   상기 스마트 단말기를 통하여 탑승자는 상기 이동체의 운전 명령을 지시하며,
   상기 스마트 단말기는 탑승자의 운전 명령을 인식하여 상기 제어장치로 전송하고,
   상기 제어장치는 상기 스마트 단말기로부터 전송되는 운전 명령에 따라 상기 이동체를 제어하며,
   상기 스마트 단말기를 통하여 입력되는 운전 명령은 이동체의 속도이며, 상기 제어장치는 상기 스마트 단말기를 통하여 전송되는 속도 명령에 따라 상기 구동 모터를 제어하며,
   상기 이동체의 하단에 설치되되, 상기 제어장치에 연결되는 포토 센서와 상기 제어장치에 의하여 제어되는 경보장치를 더 포함하며, 상기 포토 센서는 바닥에 형성된 안내선을 조도를 통하여 감지하여 해당 신호를 상기 제어장치로 출력하고, 상기 제어장치는 상기 포토 센서의 조도 신호가 변경되는 경우 바닥의 안내선을 이탈한 것으로 판단하여 상기 경보장치를 작동하며,
   상기 스마트 단말기는 위치정보를 상기 제어장치로 전송하고, 상기 제어장치는 상기 위치 정보와 가장 근접한 안내정보를 상기 스마트 단말기로 전송하고, 상기 스마트 단말기는 전송된 안내 정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 이동체는 좌우측에 상기 제어장치를 통하여 제어되는 방향지시등을 더 포함하며,
   상기 스마트 단말기는 상기 방향지시등에 대한 운전 명령을 더 포함하며,
   탑승자의 방향지시등의 명령이 스마트 단말기로 입력되면 상기 스마트 단말기는 해당 명령을 제어장치로 전송하고, 상기 제어장치는 해당 명령에 따라 상기 방향지시등을 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 스마트 단말기는 탑승자의 운전 명령을 음성으로 인식하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇.
   
5. 청구항 2에 있어서, 상기 이동체는 상기 제어장치에 연결되는 조광센서와 상기 제어장치에 의하여 제어되는 라이트를 더 포함하며, 상기 제어장치는 상기 조광센서의 출력에 따라 상기 라이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇.
   
6. 청구항 2에 있어서, 상기 이동체는 상기 제어장치에 연결되는 초음파 센서와 상기 제어장치에 의하여 제어되는 경보장치를 더 포함하며, 상기 제어장치는 상기 초음파 센서를 이용하여 주변 장애물을 인식하고, 장애물이 일정 거리 이하에 근접하는 경우 상기 경보장치를 작동하며, 동시에 상기 구동 모터를 정지시키는 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇.
   
7. 삭제
8. 청구항 2에 있어서, 상기 이동체의 조향 핸들에는 가속스위치가 부착되고, 상기 제어장치는 상기 가속스위치의 작동에 따라 상기 구동 모터의 회전수를 조절하는 것을 특징으로 하는 스마트 단말기로 운전 가능한 이동 로봇.
   
   
   
   
   
   
   
9. 삭제

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