KR101600809B1 - 측면 충전수단을 구비하는 자율주행 이동로봇과 이를 위한 충전스테이션 및 이를 포함하는 충전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행방향에 나란한 측면에서 충전이 가능한 자율주행 이동로봇과 충전스테이션 및 이들을 포함하는 충전시스템에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 충전시스템은 이동로봇의 주행방향에 나란하도록 적어도 일측면을 따라 설치되고 충전단자를 구비하는 측면충전부; 상기 자율주행 이동로봇의 주행방향에 나란하게 구비되고 충전단자와 마주보는 면에 전원단자를 구비하는 전원공급부를 제공하는 충전스테이션을 포함한다.
본 발명에 따르면, 이동로봇이 임무수행경로에서 벗어나 별도의 충전위치로 이동하거나 방향을 바꾸지 않고 본래의 주행방향을 유지한 상태에서도 측면 충전부의 충전단자를 충전스테이션의 전원단자에 도킹시킬 수 있으므로 충전시간을 크게 단축시킬 수 있다. 또한 충전스테이션에 높은 자유도를 부여할 필요가 없어 기구적인 구성이 간단하므로 제작비용을 크게 줄일 수 있다. 또한 충전시에만 충전 및 전원단자가 노출되어 접속 및 충전이 이루어지고, 센서의 상호연동을 통해 충전이 진행되므로 충전의 안전성과 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

측면 충전수단을 구비하는 자율주행 이동로봇과 이를 위한 충전스테이션 및 이를 포함하는 충전시스템{Autonomously driving mobile robot comprising side-type charging means and charging station and system for the same}

본 발명은 자율주행 이동로봇의 충전시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 주행방향과 나란한 이동로봇의 측면에 충전단자를 설치하여 충전시간을 단축하고 충전스테이션의 제작비용을 절감할 수 있도록 한 충전시스템에 관한 것이다.

최근 들어 의료검체나 소형화물의 운반에서부터 실내청소에 이르는 다양한 분야에서 자율주행 이동로봇(이하, 이동로봇이라 한다)이 널리 사용되고 있다.

이동로봇은 자율주행 알고리즘에 따라 현재위치를 인식한 후 목표위치까지 최적화된 경로를 생성하고 해당 경로를 따라 이동하도록 구동장치를 제어한다. 따라서 이러한 이동로봇은 주변환경의 인식을 위한 각종 센서, 위치 추정과 경로생성 및 전체적인 제어를 위한 제어컴퓨터, 주행을 위한 구동장치 및 이들 각각에 전력을 공급하기 위한 구동전원을 포함한다.

이동로봇의 구동전원으로는 배터리가 주로 사용되는데, 과거에는 배터리를 직접 교체하는 방식이 대부분이었으나 항상 여분의 배터리를 준비해야 하고 사람이 수작업으로 교체해야 하는 등의 불편이 있었다.

이러한 불편을 해소하기 위해 최근에는 소정의 위치에 충전스테이션을 설치하고, 이동로봇이 충전스테이션까지 스스로 이동하여 접속 및 충전하는 자동충전방식이 많이 이용되고 있다.

그런데 이동로봇의 주행제어만으로 이동로봇의 충전단자를 충전스테이션의 전원단자에 정확히 도킹시키는 것은 매우 복잡한 제어가 요구되므로 이동로봇의 제작비용을 증가시키는 요인이 된다. 따라서 실제로는 기구적인 가이드나 설계를 통해 충전스테이션과의 도킹을 보조하는 경우가 많다.

기구적인 가이드는 청소로봇과 같은 소형 로봇의 충전에 주로 사용되는데, 예를 들어 충전스테이션의 전방에 설치되어 청소로봇의 주행을 안내하는 역할을 한다. 즉, 청소로봇은 충전스테이션의 전방에 접근한 후에 가이드를 따라 이동하기만 하면 복잡한 주행제어 없이도 자연스럽게 충전시스템의 전원단자에 도킹할 수 있게 된다.

그런데 이러한 가이드는 소형 이동로봇의 충전에는 매우 유용하지만 중대형 이동로봇에는 적용하기 어려운 문제가 있다. 중대형 이동로봇의 경우에는 기구적인 가이드를 따라 억지로 진로가 변경되는 과정에서 구동계통 또는 제어계통이 손상될 위험이 크기 때문이다.

따라서 중대형 이동로봇의 충전을 위해서는 다른 기구적인 설계가 요구된다. 예를 들어 특허문헌 1은 일측에 공간부가 개구되고 그 내부에 충전단자가 설치된 이동로봇과, 이동로봇의 공간부에 삽입되고 충전단자에 대응하는 전원단자를 구비하는 삽입블록과 상기 삽입블록에 소정의 자유도를 부여하는 무빙블록을 포함하는 충전스테이션을 개시하고 있다. 특허문헌 1에 따르면 삽입블록이 소정 범위의 자유도를 가지므로 이동로봇의 접근방향에 약간의 오차가 있더라도 삽입블록이 이동로봇의 공간부에 원활하게 삽입되어 전원단자와 충전단자의 접촉이 이루어질 수 있다.

그런데 특허문헌 1에 따르면 삽입블록에 자유도를 부여하기 위하여 복잡한 기구적인 구성을 적용해야 하므로 제작비용의 상승이 불가피하고, 삽입블록에 약간의 자유도가 부여되기는 하지만 여전히 높은 정밀도의 주행제어가 요구되는 문제가 있다.

한편 종래의 이동로봇은 전방 또는 후방에 충전단자가 설치되므로 충전스테이션과의 도킹을 위해서는 이동로봇이 충전스테이션을 향해 전진 또는 후진해야 하고, 따라서 충전을 위해서는 반드시 임무수행을 위한 본래의 주행경로에서 벗어나야 하며 이로 인해 충전시간이 길어지는 문제가 있다.

그런데 최근 대형병원 등에서 이동로봇의 활용도가 높아지면서 검체운반용 이동로봇의 경우에는 잠시도 쉬지 않고 풀 가동되는 경우가 많다. 따라서 충전을 위해 임무를 중단하는 동안에는 병원업무 전반에 지장이 초래되고, 이로 인해 충전시간을 최소한으로 줄여야 할 필요성이 커지고 있다. 그러나 전술한 바와 같이 기존의 자동충전방식에 따르면 충전을 위해 이동로봇의 추가적인 동선 및 주행이 불가피하므로 충전시간을 줄이는데 어려움이 있는 실정이다.

등록특허 10-1324503호(2013.11.01)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 충전스테이션의 구성을 단순화하여 제작비용을 절감하면서도 충전 신뢰성과 안전성을 높이고, 기구적인 간섭으로 인한 이동로봇 또는 충전스테이션의 손상 위험을 줄이는데 그 목적이 있다. 또한 이동로봇이 본래의 임무수행경로에서 벗어나지 않은 상태에서 충전이 가능하도록 함으로써 충전시간을 크게 단축시키는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 주행방향과 나란한 본체의 적어도 일측면에 결합된 프레임; 상기 프레임의 일면에 구비된 충전단자; 주행방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 충전단자커버; 상기 충전단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단을 포함하며, 충전스테이션과의 도킹과정에서 상기 충전단자커버가 이동하면 상기 충전단자가 노출되어 상기 충전스테이션의 전원단자와 접촉하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 지면에 대해 고정된 고정부; 상기 고정부에 결합된 프레임; 상기 프레임의 일면에 구비된 전원단자; 이동로봇의 주행방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 전원단자커버; 상기 전원단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단을 포함하며, 상기 이동로봇과의 도킹과정에서 상기 전원단자커버가 이동하면 상기 전원단자가 노출되어 상기 이동로봇의 충전단자에 접촉하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명은, 자율주행 이동로봇의 본체의 적어도 일측면에 설치되는 것으로서, 상기 본체의 적어도 일측면에 구비된 제1프레임과, 상기 제1프레임의 일면에 구비된 충전단자와, 주행방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 제1프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 충전단자커버와, 상기 충전단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단을 구비하는 측면충전부; 지면에 대해 고정된 고정부와, 상기 고정부에 결합된 제2프레임과, 상기 충전단자와 마주하는 방향으로 상기 제2프레임의 일면에 구비된 전원단자와, 이동로봇의 주행방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있도록 상기 제2프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 전원단자커버와, 상기 전원단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단을 구비하는 충전스테이션을 포함하며, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 오버랩된 상태에서 상기 충전단자와 상기 전원단자가 접촉하여 충전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 충전 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 충전 시스템에서, 상기 측면충전부의 상기 제1프레임과 상기 충전스테이션의 상기 전원단자커버는 도킹과정에서 서로 접촉하는 높이에 설치되고, 상기 측면충전부의 상기 충전단자커버와 상기 충전스테이션의 상기 제2프레임은 도킹과정에서 서로 접촉하는 높이에 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 측면충전부의 상기 제1프레임과 상기 충전스테이션의 상기 전원단자커버는 상기 이동로봇의 주행방향을 기준으로 선단 또는 후단에 경사면을 구비하고, 상기 측면충전부의 상기 충전단자커버 또는 상기 충전스테이션의 상기 제2프레임은 상기 이동로봇의 주행방향을 기준으로 선단 또는 후단에 경사면을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 충전시스템에서는, 충전스테이션에 구비된 제2발광수단이 상기 측면충전부의 상기 제1프레임과 상기 전원공급부의 상기 제2프레임이 오버랩 되기 전에 발광하고, 상기 자율주행 이동로봇의 충전제어부는 제1수광수단이 상기 제2발광수단에서 출사된 빛을 감지하면 상기 자율주행 이동로봇을 정지시키는 한편 제1발광수단을 발광시키고, 상기 충전스테이션의 제어부는 제2수광수단이 상기 제1발광수단에서 출사된 빛을 감지하면 상기 전원단자를 통해 충전전력을 공급하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면 이동로봇이 임무수행경로에서 벗어나 별도의 충전위치로 이동하거나 방향을 바꾸지 않고 본래의 주행방향을 유지한 상태에서도 측면 충전부의 충전단자를 충전스테이션의 전원단자에 도킹시킬 수 있으므로 충전시간을 크게 단축시킬 수 있다.

또한 충전스테이션에 높은 자유도를 부여할 필요가 없어 기구적인 구성이 간단하므로 제작비용을 크게 줄일 수 있다. 또한 충전시에만 충전단자 및 전원단자가 노출되어 접속 및 충전이 이루어지고, 센서의 상호연동을 통해 충전이 진행되므로 충전의 안전성과 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 이동로봇이 충전스테이션에 접근하여 도킹하는 과정을 나타낸 도면
도 3은 이동로봇의 측면충전부의 설치모습을 나타낸 도면
도 4는 충전단자커버가 닫힌 상태를 나타낸 도면
도 5는 충전단자커버가 열린 상태를 나타낸 도면
도 6은 측면충전부의 프레임과 충전단자커버의 결합관계를 나타낸 도면
도 7은 측면충전부의 충전단자커버가 열린 상태를 나타낸 저면도
도 8은 충전스테이션에 구비된 전원공급부의 전원단자커버가 닫힌 상태를 나타낸 사시도
도 9는 전원단자커버가 열린 상태를 나타낸 사시도
도 10은 전원공급부의 전원단자커버가 열린 상태를 나타낸 평면도
도 11은 측면충전부와 전원공급부의 측면을 대비한 도면
도 12는 측면충전부와 전원공급부의 도킹과정을 나타낸 도면
도 13은 충전제어를 위한 구성도를 예시한 도면

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전시스템을 구성하는 이동로봇(100)과 충전스테이션(200)을 나타낸 도면이고, 도 2는 이동로봇(100)이 주행하면서 충전스테이션(200)과 도킹한 상태를 나타낸 도면이다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇(100)은 본체와, 주행방향과 나란한 본체의 일측면 또는 양측면에 구비된 측면충전부(150)를 포함한다.

이동로봇(100)의 본체는 주행바퀴와 주행바퀴를 구동시키는 구동수단을 구비하는 이동부(110)와, 이송대상물을 적재할 수 있도록 이동부(110)의 상부에 설치된 적재부(120)를 포함한다. 적재부(120)는 의료검체 등을 올려 놓을 수 있는 트레이(122)를 구비할 수 있다. 주행에 필요한 각종 센서, 제어컴퓨터, 충전 가능한 배터리 등은 이동부(110) 및/또는 적재부(120)에 적절히 내장된다.

측면충전부(150)는 충전스테이션(200)으로부터 공급된 전력을 충전용 배터리(도면에는 나타내지 않았음)에 전달하는 충전단자(도 5의 154)를 구비한다.

측면충전부(150)는 이동부(110)와 적재부(120) 사이에 위치하는 것이 바람직하지만 설치위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 도 3은 이동부(110)의 상부 양측에 측면충전부(150)가 설치된 모습을 나타낸 것이다.

측면충전부(150)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 이동로봇(100)의 본체에 결합되는 프레임(151)과, 프레임(151)의 하부 일측에 결합되어 프레임(151)과의 사이에 소정의 수납공간을 형성하는 가이드플레이트(152)와, 상기 프레임(151)의 하부에 결합되어 주행방향과 직교하는 방향으로 수평 이동하면서 상기 수납공간을 출입하는 충전단자커버(153)를 포함한다.

충전단자커버(153)는 평상시에는 충전단자(154)를 덮어서 불필요한 오염이나 안전사고를 방지하고, 충전시에만 충전단자(154)를 노출시키는 역할을 한다.

이동로봇(100)의 주행방향을 기준으로 프레임(151)의 선단과 후단에는 각각 경사면(151a)이 형성되며, 충전단자커버(153)의 선단과 후단에도 프레임(151)과 같은 각도를 갖는 경사면(153a)이 형성된다.

프레임의 경사면(151a)은 충전시스템(200)의 전원단자커버(223)에 접촉하여 전원단자커버(223)를 이동로봇의 주행방향과 직교하는 방향으로 이동시키는 역할을 하며, 충전단자커버(153)의 경사면(153a)은 충전시스템(200)의 프레임의 경사면(221a)과 접촉하여 충전단자커버(153)를 이동로봇의 주행방향과 직교하는 방향으로 이동시키는 역할을 한다.

도 5는 측면충전부(150)에서 충전단자커버(153)가 후방으로 이동한 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 이해를 돕기 위해 충전단자커버(153)를 투명하게 나타낸 도면이다.

도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 프레임(151)의 저면에는 서로 이격된 한 쌍의 충전단자(154)가 설치되고, 이동로봇(100)의 주행방향과 직교하는 방향으로 다수의 가이드바(155)가 설치된다.

상기 다수의 가이드바(155)에는 각각 가이드블록(157)이 슬라이딩 가능하게 결합되며, 충전단자커버(153)는 상기 다수의 가이드블록(157)에 결합되어 가이드바(155)를 따라 이동한다. 또한 충전단자커버(153)에 복원력을 제공하기 위하여 프레임(151)과 충전단자커버(153)의 사이에는 코일스프링, 판스프링 등의 탄성수단(156)이 설치된다.

또한 프레임(151)의 저면에는 도 7의 저면도에 나타낸 바와 같이 이동로봇의 주행방향을 따라 서로 이격된 발광수단(159a)과 수광수단(159b)이 설치되며, 이들은 충전스테이션의 전원공급부(220)에 구비된 수광수단(229a) 및 발광수단(229b)과 함께 충전동작을 제어하는 용도로 사용된다. 발광수단(159a)과 수광수단(159b)은 각각 발광다이오드 및 수광다이오드일 수 있다.

도면에는 나타내지 않았으나 측면충전부(150)는 이동로봇(100)에 탑재된 충전용 배터리 및 충전제어부(도 13의 180)에 전기적으로 연결된다.

다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 충전스테이션(200)은 도 1에 나타낸 바와 같이 지면이나 별도의 구조물에 고정되는 고정부(210)와, 고정부(210)에 결합된 전원공급부(220)를 포함한다.

전원공급부(220)는 이동로봇(100)의 측면충전부(150)와 단자의 방향이 반대일 뿐 실질적으로 동일한 구성을 갖는다.

구체적으로 살펴보면, 전원공급부(220)는 도 8의 사시도에 나타낸 바와 같이, 고정부(210)에 결합되는 프레임(221)과, 프레임(221)의 상부 일측에 결합되어 프레임(221)과의 사이에 소정의 수납공간을 형성하는 가이드플레이트(222)와, 상기 프레임(221)의 상부에 결합되어 주행방향과 직교하는 방향으로 수평 이동하면서 상기 수납공간을 출입하는 전원단자커버(223)를 포함한다.

전원단자커버(223)는 평상시에는 전원단자(도 9의 224)를 덮어서 불필요한 오염이나 안전사고를 방지하고, 충전시에만 전원단자(224)를 노출시키는 역할을 한다.

전원공급부(220)의 프레임(221)의 선단과 후단에도 이동로봇(100)의 주행방향을 기준으로 각각 경사면(221a)이 형성되고, 전원단자커버(223)의 선단과 후단에도 프레임의 경사면(221a)과 동일한 방향으로 각각 경사면(223a)이 형성된다.

프레임의 경사면(221a)은 이동로봇의 충전단자커버(153)의 경사면(153a)에 접촉하여 충전단자커버(153)를 이동로봇의 주행방향과 직교하는 방향으로 이동시키는 역할을 하고, 전원단자커버의 경사면(223a)은 측면충전부(150)의 프레임의 경사면(151a)에 접촉하여 이동로봇의 주행방향과 직교하는 방향으로 이동한다.

전원공급부(220)에서 전원단자커버(223)가 후방으로 이동한 상태를 나타낸 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 프레임(221)의 상면에는 서로 이격된 한 쌍의 전원단자(224)가 설치되고, 이동로봇(100)의 주행방향과 직교하는 방향으로 다수의 가이드바(225)가 설치된다.

상기 다수의 가이드바(225)에는 각각 가이드블록(도면에는 나타내지 않았음)에 의해 전원단자커버(223)가 슬라이딩 가능하게 결합된다. 또한 전원단자커버(223)에 복원력을 제공하기 위하여 프레임(221)과 전원단자커버(223)의 사이에는 코일스프링, 판스프링 등의 탄성수단(226)이 설치된다.

또한 프레임(221)의 상면에는 도 10에 나타낸 바와 같이 이동로봇의 주행방향을 따라 서로 이격된 수광수단(229a)과 발광수단(229b)이 설치된다.

도면에는 나타내지 않았으나 충전스테이션(200)에는 전원공급제어부(도 13의 280)가 연결된다.

한편 이동로봇(100)의 측면충전부(150)와 충전스테이션(200)의 전원공급부(220)는 지면에 대해 동일한 높이에 위치한다. 구체적으로는 도 11a에 나타낸 바와 같이 측면충전부(150)의 프레임(151)에 구비된 충전단자(154)의 저면과 전원공급부(220)의 프레임(221)에 구비된 전원단자(224)의 상면은 동일한 높이에 위치한다.

또한 측면충전부(150)에서 충전단자(154)가 설치된 프레임(151)의 저면부는 전원공급부(220)에서 전원단자(224)가 설치된 프레임(221)의 상면부 보다 높거나 동일한 높이에 위치한다. 프레임(151,221)은 고정된 부품이므로 도킹 과정에서 프레임(151,221)끼리 충돌이 일어나면 부품 손상이 초래되기 때문이다.

측면충전부(150)와 전원공급부(220)의 도킹이 이루어지면, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 측면충전부(150)의 프레임(151)은 전원공급부(220)의 전원단자커버(223)를 밀어서 이동시키고, 전원공급부(220)의 프레임(221)은 측면충전부(150)의 충전단자커버(153)를 밀어서 이동시킨다.

이에 따라 측면충전부(150)의 충전단자(154)가 아래쪽으로 노출되고, 전원공급부(220)의 전원단자(224)가 위쪽으로 노출되어 서로 접촉하게 된다.

도 12a 내지 도 12c는 측면충전부(150)와 전원공급부(220)의 도킹과정을 순서대로 나타낸 평면도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 이동로봇(100)이 진행함에 따라 측면충전부(150)의 프레임(151)에 구비된 경사면(151a)이 전원공급부(220)의 전원단자커버(223)의 경사면(223a)과 접촉하여 전원단자커버(223)를 이동시키고, 이와 동시에 전원공급부(220)의 프레임(221)에 구비된 경사면(221a)이 측면충전부(150)의 충전단자커버(153)의 경사면(153a)과 접촉하여 충전단자커버(153)를 이동시킨다.

이러한 과정은 한 쌍의 전원단자(224)와 한 쌍의 충전단자(154)가 서로 접촉할 때까지 진행되며, 접촉이 이루어진 이후에는 이동로봇(100)을 정지시키고 전원단자(224)에서 충전단자(154)로 전력을 공급한다.

한편 본 발명의 실시예에서는 전원단자(224)와 충전단자(154)가 제대로 접촉되었는지 여부를 판단하기 위하여 전술한 바와 같이 측면충전부(150)의 프레임(151)에 설치된 발광수단(159a) 및 수광수단(159b), 전원공급부(220)의 프레임(221)에 설치된 수광수단(229a) 및 발광수단(229b)을 이용한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 측면충전부(150)의 발광 및 수광수단(159a,159b)은 이동로봇(100)에 구비된 충전제어부(180)에 연결되고, 전원공급부(220)의 수광 및 발광수단(229a,229b)은 충전스테이션(200)에 구비된 전원공급제어부(280)에 연결된다.

충전제어과정을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저 충전스테이션의 전원공급부(220)에 구비된 발광수단(229b)은 항상 켜져 있는 상태이거나, 근접센서 등을 통해 이동로봇(100)의 접근을 인식하면 켜지게 된다.

발광수단(229b)이 켜진 상태에서 이동로봇(100)이 충전스테이션(200)에 도킹하여 도 12c와 같이 측면충전부(150)와 전원공급부(220)가 오버랩되면, 측면충전부(150)의 수광수단(159b)이 전원공급부(220)의 발광수단(229b)에서 출사된 빛을 수광하여 소정의 신호를 발생시킨다.

수광수단(159b)의 신호가 수신되면, 충전제어부(180)는 이동로봇(100)의 구동모터를 정지시키고, 측면충전부(150)의 발광수단(159a)을 온(on)시킨다.

전원공급부(220)의 수광수단(229a)은 측면충전부(150)의 발광수단(159a)에서 출사된 빛을 수광한 후 소정의 신호를 발생시키며, 전원공급제어부(280)는 해당 신호를 수신한 후 전원공급회로를 제어하여 전원단자(224)를 통해 충전전력을 출력한다. 충전전력은 전원단자(224)에 접촉한 충전단자(154)를 거쳐 이동로봇(100)에 탑재된 충전용 배터리로 공급된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형될 수 있다.

예를 들어 전술한 실시예에서는 측면충전부(150)의 충전단자(154)가 프레임(151)의 상면으로 노출되고, 전원공급부(220)의 전원단자(224)가 프레임(221)의 하부로 노출된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니므로 측면충전부(150)와 전원공급부(220)의 단자 방향은 위 실시예와 반대로 구성될 수도 있다.

또한 전술한 실시예에서는 충전제어를 위하여 발광다이오드와 수광다이오드를 사용하였으나, 다른 종류의 접촉식 또는 비접촉식 센서를 사용하여 측면충전부와 전원공급부의 정확한 도킹여부를 판단하고, 정확한 도킹이 이루어졌을 때 충전전력이 공급되도록 제어할 수도 있다. 여기서 접촉식센서는 마이크로스위치, 리미트스위치 등이 사용될 수 있고, 비접촉식센서에는 자기센서, 정전용량센서 등이 사용될 수 있다.

또한 전술한 실시예에서는 도킹과정에서 서로 접촉하는 프레임과 충전단자커버 또는 프레임과 전원단자커버의 대응하는 면에 모두 경사면이 형성되었으나, 서로 접촉하는 프레임과 충전단자커버(또는 전원단자커버) 중에서 어느 하나에만 경사면이 형성될 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것은 당연하다 할 것이다.

100: 이동로봇 110: 이동부 120: 적재부
122: 트레이 150: 측면충전부 151: 프레임
152: 가이드플레이트 153: 충전단자커버 153a: 경사면
154: 충전단자 155: 가이드바 156: 탄성수단
157: 가이드블록 159a,159b: 발광수단,수광수단
180: 충전제어부 200: 충전스테이션 210: 고정부
220: 전원공급부 221: 프레임 222: 가이드플레이트
223: 전원단자커버 223a: 경사면 224: 전원단자
225: 가이드바 226: 탄성수단
229a,229b: 수광수단, 발광수단 280: 전원공급제어부

Claims (9)

1. 주행방향과 나란한 본체의 적어도 일측면에 결합된 프레임;
   상기 프레임의 일면에 구비된 충전단자;
   상기 프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 충전단자커버;
   상기 충전단자커버가 이동로봇의 주행방향과 교차하는 방향을 따라 상기 프레임에 대하여 이동하도록 가이드하는 가이드수단;
   상기 충전단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단
   을 포함하며, 상기 충전단자커버는 충전스테이션과의 도킹과정에서 상기 충전스테이션과의 접촉에 의해 상기 가이드수단을 따라 이동하고, 상기 충전단자커버가 이동하면 상기 충전단자가 노출되어 상기 충전스테이션의 전원단자와 접촉하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇
2. 제1항에 있어서,
   상기 충전단자커버 또는 상기 프레임은 주행방향을 기준으로 선단과 후단에 각각 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇
3. 지면에 대해 고정된 고정부;
   상기 고정부에 결합된 프레임;
   상기 프레임의 일면에 구비된 전원단자;
   상기 프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 전원단자커버;
   상기 전원단자커버가 이동로봇의 주행방향과 교차하는 방향을 따라 상기 프레임에 대하여 이동하도록 가이드하는 가이드수단;
   상기 전원단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단
   을 포함하며, 상기 전원단자커버는 상기 이동로봇과의 도킹과정에서 상기 이동로봇과의 접촉에 의해 상기 가이드수단을 따라 이동하고, 상기 전원단자커버가 이동하면 상기 전원단자가 노출되어 상기 이동로봇의 충전단자와 접촉하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇을 위한 충전스테이션
4. 제3항에 있어서,
   상기 전원단자커버 또는 상기 프레임은 상기 이동로봇의 주행방향을 기준으로 선단과 후단에 각각 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇을 위한 충전스테이션
5. 자율주행 이동로봇의 본체의 적어도 일측면에 설치되는 것으로서, 상기 본체의 적어도 일측면에 구비된 제1프레임과, 상기 제1프레임의 일면에 구비된 충전단자와, 상기 제1프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 충전단자커버와, 상기 충전단자커버가 이동로봇의 주행방향과 교차하는 방향을 따라 상기 제1 프레임에 대하여 이동하도록 가이드하는 제1 가이드수단과, 상기 충전단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단을 구비하는 측면충전부;
   지면에 대해 고정된 고정부와, 상기 고정부에 결합된 제2프레임과, 상기 충전단자와 마주하는 방향으로 상기 제2프레임의 일면에 구비된 전원단자와, 상기 제2프레임의 상기 일면에 이동 가능하게 결합된 전원단자커버와, 상기 전원단자커버가 이동로봇의 주행방향과 교차하는 방향을 따라 상기 제2 프레임에 대하여 이동하도록 가이드하는 제2 가이드수단과, 상기 전원단자커버에 탄성복원력을 제공하는 탄성수단을 구비하는 충전스테이션
   을 포함하며, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 오버랩된 상태에서 상기 충전단자와 상기 전원단자가 접촉하여 충전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 충전 시스템
6. 제5항에 있어서,
   상기 측면충전부의 상기 제1프레임과 상기 충전스테이션의 상기 전원단자커버는 도킹과정에서 서로 접촉하는 높이에 설치되고,
   상기 측면충전부의 상기 충전단자커버와 상기 충전스테이션의 상기 제2프레임은 도킹과정에서 서로 접촉하는 높이에 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 충전 시스템
7. 제6항에 있어서,
   상기 측면충전부의 상기 제1프레임과 상기 충전스테이션의 상기 전원단자커버는 상기 이동로봇의 주행방향을 기준으로 선단 또는 후단에 경사면을 구비하고,
   상기 측면충전부의 상기 충전단자커버 또는 상기 충전스테이션의 상기 제2프레임은 상기 이동로봇의 주행방향을 기준으로 선단 또는 후단에 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 충전 시스템
8. 제5항에 있어서,
   상기 측면충전부의 상기 제1프레임의 상기 일면에는 제1발광수단과 제1수광수단이 설치되고, 상기 충전스테이션의 상기 제2프레임의 상기 일면에는 상기 제1발광수단에 대응하는 제2수광수단과 상기 제1수광수단에 대응하는 제2발광수단이 설치된 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 충전시스템
9. 제8항 있어서,
   상기 충전스테이션의 상기 제2발광수단은 상기 측면충전부의 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 오버랩 되기 전에 발광하고,
   상기 자율주행 이동로봇의 충전제어부는 상기 제1수광수단이 상기 제2발광수단에서 출사된 빛을 감지하면 상기 자율주행 이동로봇을 정지시키는 한편 상기 제1발광수단을 발광시키고,
   상기 충전스테이션의 제어부는 상기 제2수광수단이 상기 제1발광수단에서 출사된 빛을 감지하면 상기 전원단자를 통해 충전전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 자율주행 이동로봇의 충전시스템.

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