KR102015593B1 - Moving robot - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 로봇을 개시한다. 본 발명은, 제1 방향으로 이동 가능하며, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 주행 가능한 제1 주행부와, 상기 제1 주행부와 연결되며, 상기 제1 주행부의 상기 제1 방향 이동 시 상기 제1 주행부의 운동을 가이드하는 가이드부와, 상기 가이드부와 연결되며, 상기 제2 방향으로 주행 가능한 제2 주행부와, 상기 제1 주행부에 배치되며, 상기 제1 주행부를 지면에 흡착시키는 제1 흡착부를 포함한다. The present invention discloses a mobile robot. The present invention is movable in a first direction and connected to the first travel part capable of traveling in a second direction different from the first direction, and the first travel part, and when the first direction moves in the first direction. A guide part for guiding the movement of the first running part, a second running part connected to the guide part and capable of traveling in the second direction, and disposed on the first running part, and adsorbing the first running part to the ground It comprises a first adsorption unit to.
Description
본 발명의 실시예들은 이동 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 험지를 올라가거나 내려오는 것이 가능한 이동 로봇에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a mobile robot, and more particularly to a mobile robot capable of raising or lowering a rough terrain.
이동 로봇은 이동을 위하여 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇은 2개의 다리를 구비하여 직립 보행할 수 있다. 다른 실시예로써 이동 로봇은 4개의 다리를 구비하여 이동하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 이동 로봇은 바퀴 또는 무한궤도를 구비하여 이동하는 것도 가능하다. The mobile robot may be formed in various forms for movement. For example, the mobile robot can walk upright with two legs. In another embodiment, the mobile robot may move with four legs. In another embodiment, the mobile robot may move with a wheel or a caterpillar.
상기와 같은 이동 로봇은 다양한 험지를 운행할 수 있으며, 험지에서 이동을 자유롭게 하도록 다양한 구조 및 다양한 제어를 통한 이동을 구현할 수 있다. 이때, 이동 로봇은 형태를 변형하거나 정밀한 제어를 통하여 안전을 확보할 수 있다. 특히 계단과 같은 험지에서는 계단을 올라가거나 내려가기 위하여 다양한 방법이 사용될 수 있다. Such a mobile robot can operate various rough terrains, and can implement movement through various structures and various controls to freely move in the rough terrain. At this time, the mobile robot can secure the safety through the deformation or precise control. Especially in rough lands such as stairs, various methods can be used to go up or down stairs.
그러나 이러한 종래의 이동 로봇의 경우 다리를 구비하여 계단을 올라가기 위하여 모터, 링크 등과 같은 많은 구성요소를 구비하여 복잡한 구조가 필요하고, 작동 구현이 어려운 단점이 있다. 또한, 무한궤도를 이용하는 이동 로봇의 경우 무한궤도의 크기가 커지거나 계단 사이의 거리, 높이 등에 따라 무한궤도가 형성하는 각도가 커짐으로써 계단을 올라가지 못할 수 있다.However, such a conventional mobile robot requires a complicated structure including many components, such as a motor and a link, to climb a staircase with a leg, and has difficulty in implementing an operation. In addition, in the case of the mobile robot using the caterpillar, the size of the caterpillar may increase, or the angle formed by the caterpillar may increase according to the distance between the stairs, the height, and the like.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구조를 통하여 계단을 올라가거나 내려오는 것이 가능한 이동 로봇을 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve a number of problems, including the above problems, to provide a mobile robot capable of going up or down stairs through a simple structure. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
본 발명의 일 관점에 따르면, 제1 방향으로 이동 가능하며, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 주행 가능한 제1 주행부와, 상기 제1 주행부와 연결되며, 상기 제1 주행부의 상기 제1 방향 이동 시 상기 제1 주행부의 운동을 가이드하는 가이드부와, 상기 가이드부와 연결되며, 상기 제2 방향으로 주행 가능한 제2 주행부와, 상기 제1 주행부에 배치되며, 상기 제1 주행부를 지면에 흡착시키는 제1 흡착부를 포함하는 이동 로봇을 제공할 수 있다. According to an aspect of the present invention, the first traveling part which is movable in a first direction and is capable of traveling in a second direction different from the first direction, is connected to the first driving part, and the first driving part is connected to the first driving part. A guide part for guiding the movement of the first driving part when moving in one direction, a second driving part connected to the guide part and capable of traveling in the second direction, and disposed on the first driving part, and running on the first driving part. It is possible to provide a mobile robot including a first adsorption unit for adsorbing the unit to the ground.
또한, 상기 가이드부에 배치되어 상기 제1 주행부와 연결되며, 상기 제1 주행부를 상기 제1 방향으로 운동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a driving part disposed on the guide part and connected to the first driving part and moving the first driving part in the first direction.
또한, 상기 제1 흡착부는, 상기 제1 주행부의 하면에 배치되며, 내부에 공간이 형성되는 제1 흡착판과, 상기 제1 주행부에 배치되며, 상기 제1 흡착판의 내부와 연결되어 상기 제1 흡착판 내부의 기체를 흡입하는 제1 흡착모터를 포함할 수 있다. The first suction part may be disposed on a lower surface of the first running part, the first suction plate having a space formed therein, and the first suction part disposed on the first running part, and connected to an inside of the first suction plate to connect the first suction part to the first suction part. It may include a first adsorption motor for sucking the gas in the adsorption plate.
또한, 상기 제1 흡착부는, 상기 제1 주행부에 배치되어 상기 제1 흡착판을 상기 지면으로부터 이격시키는 제1 위치조절부를 더 포함할 수 있다. The first suction unit may further include a first position adjusting unit disposed at the first driving unit to separate the first suction plate from the ground.
또한, 상기 제1 흡착부는, 상기 제1 주행부와 상기 제1 흡착판 사이에 배치되어 상기 제1 흡착판을 회전 가능하도록 연결하는 제1 연결부를 더 포함할 수 있다. The first suction part may further include a first connection part disposed between the first running part and the first suction plate to rotatably connect the first suction plate.
또한, 상기 제2 주행부에 배치되며, 상기 제2 주행부를 지면에 흡착시키는 제2 흡착부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a second adsorption part disposed on the second travel part and configured to adsorb the second travel part to the ground.
또한, 상기 제2 흡착부는, 상기 제2 주행부의 하면에 배치되며, 내부에 공간이 형성되는 제2 흡착판과, 상기 제2 주행부에 배치되며, 상기 제2 흡착판의 내부와 연결되어 상기 제2 흡착판 내부의 기체를 흡입하는 제2 흡착모터를 포함할 수 있다. In addition, the second adsorption unit is disposed on a lower surface of the second running unit, the second adsorption plate having a space formed therein, and is disposed on the second traveling unit, and is connected to the inside of the second adsorption plate to the second. It may include a second adsorption motor for sucking the gas inside the adsorption plate.
또한, 상기 제2 흡착부는, 상기 제2 주행부에 배치되어 상기 제2 흡착판을 상기 지면으로부터 이격시키는 제2 위치조절부를 더 포함할 수 있다. The second suction unit may further include a second position adjusting unit disposed in the second driving unit to separate the second suction plate from the ground.
또한, 상기 제2 흡착부는, 상기 제2 주행부와 상기 제2 흡착판 사이에 배치되어 상기 제2 흡착판을 회전 가능하도록 연결하는 제2 연결부를 더 포함할 수 있다. The second suction part may further include a second connection part disposed between the second driving part and the second suction plate to rotatably connect the second suction plate.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예들은 간단한 구성을 통하여 계단을 올라가거나 내려가는 작동을 구현하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 계단을 올라오거나 내려올 때 고정된 상태에서 작동되므로 이동 로봇의 자세 안정성을 확보할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 구조를 최소화함으로써 이동 로봇의 사이즈를 최소화할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 별도의 구조 변경 없이도 다양한 형태의 계단을 올라가거나 내려오는 것이 가능하다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Embodiments of the present invention made as described above are possible to implement the operation of going up or down the stairs through a simple configuration. In addition, embodiments of the present invention can ensure the posture stability of the mobile robot because it is operated in a fixed state when going up or down the stairs. Embodiments of the present invention can minimize the size of the mobile robot by minimizing the structure. Embodiments of the present invention can climb up or down various types of stairs without changing the structure. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 흡착판과 제1 위치조절부를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 흡착판과 지면 사이의 위치를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 가이드부 및 구동부를 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 제1 주행부 일부와 제1 흡착부 일부를 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 제2 연결부를 보여주는 사시도이다.
도 12는 도 9에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다. 1 is a perspective view showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the first suction plate and the first position adjusting unit illustrated in FIG. 1.
3 is a cross-sectional view showing a position between the first suction plate and the ground shown in FIG.
4 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
5 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
6 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
7 is a perspective view showing a mobile robot according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the guide part and the driving part shown in FIG. 7.
9 is a perspective view showing a mobile robot according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a portion of a first driving unit and a portion of a first adsorption unit illustrated in FIG. 9.
FIG. 11 is a perspective view illustrating the second connection unit illustrated in FIG. 9.
12 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The invention will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Meanwhile, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 제1 흡착판과 제1 위치조절부를 보여주는 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 제1 흡착판과 지면 사이의 위치를 보여주는 단면도이다. 1 is a perspective view showing a mobile robot according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the first suction plate and the first position adjusting unit illustrated in FIG. 1. 3 is a cross-sectional view showing a position between the first suction plate and the ground shown in FIG.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 이동 로봇(100)은 제1 주행부(110), 가이드부(120), 제2 주행부(130), 제1 흡착부(140), 구동부(150) 및 제2 흡착부(160)를 포함할 수 있다. 1 to 3, the
제1 주행부(110)는 제1 방향(예를 들면, 도 1의 Z축 방향)으로 이동할 수 있으며, 제2 방향(예를 들면, 도 1의 Y축 방향)으로 주행할 수 있다. 이러한 경우 제1 방향과 제2 방향은 서로 상이할 수 있다. 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직일 수 있다. 구체적으로 제1 방향은 계단의 높이 방향으로 형성된 지면과 평행한 방향일 수 있으며, 제2 방향은 계단의 높이 방향으로 형성된 지면으로부터 절곡되는 계단의 평평하게 형성된 지면과 평행한 방향일 수 있다. 즉, 제2 방향은 이동 로봇(100)이 전진하거나 후진하는 방향일 수 있으며, 제1 방향은 제2 방향과 수직한 방향(예를 들면, 이동 로봇(100) 중 일부가 승강하거나 하강하는 방향)일 수 있다. The
제1 주행부(110)는 제1 바디부(111), 제1 휠(112), 제1 휠구동부(113) 및 제1 연결블록(114)을 포함할 수 있다. The first driving
제1 바디부(111)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 제1 바디부(111)는 내부에 공간이 형성되는 박스 형태로 형성되는 것도 가능하다. 이러한 경우 제1 바디부(111) 내부에는 제1 휠구동부(113), 제1 흡착부(140) 등이 배치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 바디부(111)가 플레이트 형태로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The
제1 휠(112)은 제1 바디부(111)에 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 휠(112)은 제1 바디부(111)에 회전 가능하도록 연결되는 제1 휠바디부(112a) 및 제1 휠바디부(112a)의 외면을 감싸도록 배치된 제1 탄성부재(112b)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 휠바디부(112a)는 강성을 확보하도록 나무, 금속, 합성수지 등과 같은 단단한 재질로 형성될 수 있다. 반면, 제1 탄성부재(112b)는 고무, 실리콘, 합성수지 등과 같은 탄성재질로 형성되어 외부의 충격을 흡수할 뿐만 아니라 지면과의 마찰력을 생성할 수 있다. 이러한 경우 제1 탄성부재(112b)의 외면에는 요철 또는 홈 등이 형성될 수 있다. 이때, 제1 탄성부재(112b)는 타이어와 동일 또는 유사한 형태로 형성될 수 있다. The
제1 휠구동부(113)는 제1 휠(112)과 연결되며, 제1 바디부(111)에 고정될 수 있다. 이때, 제1 휠구동부(113)는 제1 휠(112)을 회전시킬 수 있도록 다양한 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예로써 제1 휠구동부(113)는 제1 휠(112)과 연결되는 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 제1 휠구동부(113)는 제1 휠(112)과 연결되는 감속기와 감속기에 연결되는 모터를 포함할 수 있다. 이러한 경우 감속기는 다양한 형태를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 감속기는 유성기어 감속기 또는 싸이클로 감속기 등을 포함할 수 있다. 이때, 제1 휠구동부(113)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 제1 휠(112)과 연결되어 제1 휠(112)을 회전시키는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다. The first
제1 연결블록(114)은 제1 바디부(111)와 연결될 수 있으며, 가이드부(120)를 따라 선형 운동할 수 있다. 제1 연결블록(114)은 가이드부(120)가 삽입되도록 홀이 형성될 수 있다. 이때, 제1 연결블록(114)은 제1 바디부(111)와 다단지게 연결될 수 있다. 특히 제1 연결블록(114)의 상면이 제1 바디부(111)의 상면보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 이러한 경우 제1 연결블록(114)은 일부가 절곡되도록 형성되어 제1 바디부(111)와 연결될 수 있다. The
가이드부(120)는 제1 방향으로 배치될 수 있다. 이때, 가이드부(120)와 제1 주행부(110)가 선형 운동 가능하도록 연결될 수 있다. 가이드부(120)는 지지부(121) 및 가이드(122)를 포함할 수 있다. 지지부(121)와 가이드(122)는 제1 방향으로 길게 형성될 수 있다. 지지부(121)는 제2 주행부(130)와 연결되어 제2 주행부(130)에 고정될 수 있다. 지지부(121)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 지지부(121) 내부의 공간에는 제1 연결블록(114)이 삽입되어 선형 운동하도록 배치될 수 있다. 이러한 경우 지지부(121)는'ㄷ'자 형태로 형성될 수 있다. 지지부(121)는 제1 주행부(110)의 이동에 따라 제1 주행부(110)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다. The
가이드(122)는 지지부(121)의 내부에 배치되어 제1 주행부(110)의 이동을 가이드할 수 있다. 특히 가이드(122)는 적어도 한 개 이상 구비될 수 있다. 가이드(122)가 복수개 구비되는 경우 복수개의 가이드(122)는 서로 이격되도록 배치되어 제1 연결블록(114)에 삽입됨으로써 제1 바디부(111)의 이동 시 복수개의 가이드부(122)는 제1 연결블록(114)이 회전하는 것을 방지할 수 있다. The
가이드(122)는 제1 방향으로 길게 형성되어 지지부(121) 내부에 배치되는 가이드샤프트(122b)를 포함할 수 있다. 또한, 가이드(122)는 가이드샤프트(122b)가 내부에 삽입되며, 제1 연결블록(114)에 삽입되는 이동블록(122a)을 포함할 수 있다. 이때, 이동블록(122a)은 볼부쉬 또는 리니어 부쉬를 포함할 수 있다. The
제2 주행부(130)는 제2 바디부(131), 제2 휠(132) 및 제2 휠구동부(133)를 포함할 수 있다. 제2 바디부(131), 제2 휠(132) 및 제2 휠구동부(133)는 상기에서 설명한 제1 바디부(111), 제2 휠(132) 및 제2 휠구동부(133)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
제1 흡착부(140)는 제1 바디부(111)에 배치될 수 있다. 이때, 제1 흡착부(140)는 제1 바디부(111)의 하면에 배치되어 제2 방향과 평행한 지면을 흡착할 수 있다. 이러한 제1 흡착부(140)는 제1 흡착판(141), 제1 흡입모터(142) 및 제1 위치조절부(143)를 포함할 수 있다. The
제1 흡착판(141)는 내부에 공간이 형성될 수 있다. 이때, 제1 흡착판(141)은 아크 형태로 형성될 수 있으며, 반구, 타원형태, 원기둥 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 제1 흡착판(141)은 원 형태로 형성되며, 중앙 부분이 다른 부분보다 인입되도록 형성되는 것도 가능하다. 이때, 제1 흡착판(141)의 형상은 상기에 한정되는 것은 아니며, 외부 물체 또는 지면 등에 흡착하는 모든 형상을 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 흡착판(141)이 원기둥 형태로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 상기와 같은 제1 흡착판(141)은 고무, 실리콘 또는 합성수지 등과 같은 유연하면서 탄성인 재질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 흡착판(141)은 얇은 막 형태로 형성될 수 있다. The
제1 흡입모터(142)는 제1 바디부(111)에 삽입되며, 제1 흡착판(141)과 연결될 수 있다. 제1 흡입모터(142)는 작동에 따라 제1 흡착판(141) 내부의 기체를 흡입할 수 있다. The
제1 위치조절부(143)는 제1 흡착판(141)과 제1 바디부(111) 사이를 연결할 수 있다. 제1 위치조절부(143)는 제1 흡착판(141)을 제1 바디부(111) 측으로 가력할 수 있다. 이러한 경우 제1 위치조절부(143)는 스프링, 탄성재질로 형성된 탄성바 등을 포함할 수 있다. 이때, 제1 위치조절부(143)는 스프링, 탄성재질로 형성된 탄성바 등의 내부에 삽입는 위치조절가이드를 포함하는 것도 가능하다. 이러한 위치조절가이드는 제1 흡착판(141)이 회전 가능하게 제1 흡착판(141)과 연결될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 위치조절부(143)는 스프링 또는 탄성재질로 형성된 탄성바 등을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The first
이동 로봇(100)이 평지 등을 이동하는 경우 제1 흡착판(141)의 하면은 도 3의 (a)에 도시된 것과 같이 지면으로부터 이격될 수 있다. 이때, 제1 위치조절부(143)는 초기 길이를 유지함으로써 제1 흡착판(141)을 지면으로부터 미세하게 이격시킬 수 있다. When the
반면, 제1 흡입모터(142)가 작동하는 경우 제1 흡착판(141) 내부의 공기는 제1 흡입모터(142)로 흡입될 수 있다. 이러한 경우 제1 흡착판(141)은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 지면 측으로 이동하여 지면에 흡착될 수 있다. 이때, 제1 위치조절부(143)의 길이는 초기 길이보다 늘어남으로써 제1 위치조절부(143)는 제1 흡착판(141)을 제1 바디부(111) 측으로 가력할 수 있다. 이때, 제1 흡입모터(142)의 작동이 중지되는 경우 제1 위치조절부(143)가 초기 위치로 복귀할 수 있다. 따라서 제1 위치조절부(143)의 길이가 늘어남으로써 제1 위치조절부(143)에 저장된 복원력은 제1 흡착판(141)을 원 상태로 복귀시킬 수 있다.On the other hand, when the
구동부(150)는 가이드부(120)에 설치될 수 있다. 이때, 구동부(150)는 제1 연결블록(114)과 연결되어 제1 연결블록(114)을 제1 방향으로 왕복 운동시킬 수 있다. 구동부(150)는 볼스크류(151) 및 구동모터(152)를 포함할 수 있다. 볼스크류(151)는 스크류가 지지부(121)에 회전 가능하도록 설치되며, 스크류가 삽입되는 너트가 제1 연결블록(114)에 고정될 수 있다. 이때, 상기 너트와 스크류 사이에는 베어링 등이 배치될 수 있다. 구동모터(152)는 볼스크류(151)와 연결되어 볼스크류(151)를 작동시킬 수 있다. 특히 구동모터(152)는 스크류와 연결되어 스크류를 회전시킴으로써 너트를 스크류 상에서 선형 운동시킬 수 있다. The driving
제2 흡착부(160)는 제2 주행부(130)에 배치될 수 있다. 이때, 제2 흡착부(160)는 제2 흡착판(161), 제2 흡입모터(162) 및 제2 위치조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 제2 흡착판(161), 제2 흡입모터(162) 및 상기 제2 위치조절부는 상기에서 설명한 제1 흡착판(141), 제1 흡입모터(142) 및 제1 위치조절부(143)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
한편, 이하에서는 이동 로봇(100)의 작동 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다. On the other hand, it will be described in detail with respect to the operation method of the
도 4는 도 1에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다.4 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
도 4를 참고하면, 제1 주행부(110)와 제2 주행부(130)가 작동하는 경우 이동 로봇(100)은 평지를 운행할 수 있다. 구체적으로 제1 휠구동부(113)와 제2 휠구동부(133)가 작동하면, 제1 휠(112)과 제2 휠(132)이 회전함으로써 이동 로봇(100)은 평지를 제1 방향으로 전진할 수 있다. 또한, 제1 휠구동부(113)와 제2 휠구동부(133)가 상기와 반대로 작동하는 경우 이동 로봇(100)은 평지를 제1 방향과 반대 방향으로 후진하는 것도 가능하다. 이러한 경우 제1 흡착판(141)의 하면과 제2 흡착판(161)의 하면은 상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 지면으로부터 이격된 상태일 수 있다. 따라서 이동 로봇(100)의 주행 시 제1 흡착판(141)의 하면과 지면이 접촉하거나 제2 흡착판(161)의 하면과 지면이 접촉을 방지함으로써 이동 로봇(100)의 주행을 방해하는 요소를 제거할 수 있다. Referring to FIG. 4, when the
도 5는 도 1에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다. 5 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
도 5를 참고하면, 이동 로봇(100)은 평지 등을 주행하다가 계단을 만나면 계단을 올라가거나 내려갈 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동 로봇(100)이 계단을 오르는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 계단 중에서 이동 로봇(100)이 주행하는 평지와 동일한 평면에 배치되는 계단의 지면을 제1 지면(S1)으로 하고, 제1 지면(S1)보다 높은 곳에 위치하고, 제1 지면(S1)과 평행한 지면을 제2 지면(S2)으로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이때, 제1 지면(S1)과 제2 지면(S2)은 제2 방향과 평행할 수 있다. 또한, 이동 로봇(100)은 도면에 도시되어 있지 않으나 계단을 감지하는 센서, 라이다, 카메라 등을 구비함으로써 계단의 형상, 높이 등을 판단하는 것이 가능하다. 뿐만 아니라 이동 로봇(100)은 도면에 도시되어 있지 않으나 각 구성요소에 전류를 공급하도록 외부 전원과 연결하는 케이블, 전기 에너지를 저장하고, 공급하는 전지 등을 구비하는 것도 가능하다. 또한, 이동 로봇(100)은 도면에 도시되어 있지 않으나 상기와 같이 감지된 결과를 근거로 계단의 형상, 높이 등을 산출하여 각 구성요소를 제어하는 제어부를 구비하는 것도 가능하다. 이때, 제어부는 이동 로봇(100)의 내부에 배치된 회로기판, 이동 로봇(100)의 외부에 배치된 퍼스널 컴퓨터, 노트북, 휴대용 단말기 등과 같이 다양한 장치를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 5, the
이동 로봇(100)이 계단의 제1 지면(S1)에 도달하면, 제2 흡착부(160)를 작동시킬 수 있다. 구체적으로 제2 흡입모터(162)가 작동하면, 제2 흡착판(161)은 제1 지면(S1)을 흡착하여 제1 지면(S1)에 고정될 수 있다. When the
상기와 같이 제2 흡착판(161)이 제1 지면(S1)에 흡착되는 경우 구동모터(152)는 볼스크류(미도시)를 작동시킴으로써 제1 연결블록(114) 및 제1 바디부(111)를 상승시킬 수 있다. 이때, 제1 흡입모터(142)는 작동하지 않을 수 있다. As described above, when the
상기와 같이 제1 바디부(111)가 상승하는 경우 제1 휠(112)은 계단의 높이 방향으로 상승할 수 있다. 이때, 제1 휠(112)는 제1 지면(S1)과 제2 지면(S2)을 연결하는 제3 지면(S3)에 접촉한 상태이거나 접촉하지 않은 상태일 수 있다. 제1 휠(112)이 제3 지면(S3)에 접촉하지 않은 경우 제1 휠구동부(113)는 작동하지 않을 수 있다. 반면, 제1 휠(112)이 제3 지면(S3)에 접촉하는 경우 제1 휠구동부(113)가 작동하여 제1 휠(112)을 회전시킬 수 있다. 이때, 제1 휠(112)은 제3 지면(S3)과 접촉하여 제3 지면(S3)을 따라 이동함으로써 제1 바디부(111)의 상승을 위하여 구동모터(152)에 가해지는 부하가 저감될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 바디부(111)의 상승 시 제1 휠(112)은 제3 지면(S3)에 접촉하지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. When the
제1 바디부(111)가 상승하여 제1 흡착판(141)의 하면이 제2 지면(S2)과 동일한 위치에 도달하거나 제2 지면(S2)보다 높은 위치에 도달하면 제1 휠(112)은 제2 지면(S2)에 안착될 수 있다. 이러한 경우 이동 로봇(100)은 위치가 고정되거나 제2 휠구동부(133)가 작동하여 제2 방향으로 전진하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 휠구동부(133)가 작동하여 이동 로봇(100)이 제2 방향으로 전진하여 제1 흡착판(141)이 제2 지면(S2) 상에 위치하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. When the
상기와 같이 제2 휠구동부(133)가 작동하는 경우 제2 흡입모터(162)는 제2 흡착판(161) 내부의 압력을 제1 지면(S1)을 흡착하여 고정시킬 때 제2 흡착판(161) 내부의 압력과 동일하게 유지할 수 있다. 이때, 제1 휠(112)이 제2 지면(S2)에 안착하는 경우 제1 휠구동부(113)가 작동하여 제1 휠(112)을 회전시킴으로써 이동 로봇(100)의 전진을 도와줄 수 있다. As described above, when the second
도 6은 도 1에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다.6 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
도 6을 참고하면, 제1 흡착판(141)이 제2 지면(S2) 상에 배치된 후 제2 흡입모터(162)는 작동을 중지할 수 있다. 제2 흡입모터(162)의 작동 중지로 인하여 제2 흡착판(161)은 제1 지면(S1)으로부터 분리될 수 있다. 특히 제2 흡착판(161)은 제2 위치조절부(미도시)에 의하여 원위치로 복귀할 수 있으며 제1 지면(S1)으로부터 이격될 수 있다. 이때, 제1 흡입모터(142)는 제1 흡착판(141)을 제2 지면(S2)에 흡착시킬 수 있다. Referring to FIG. 6, after the
제2 흡착판(161)과 제1 지면(S1) 사이가 이격되면, 구동모터(152)는 도 5와 반대로 볼스크류(미도시)를 작동시킬 수 있다. 이때, 제1 연결블록(114)은 제1 흡착판(141)과 제2 지면(S2)의 흡착으로 인하여 고정될 수 있다. When the space between the
구동모터(152)가 작동하는 경우 지지부(121) 및 제2 바디부(131)는 제1 지면(S1)으로부터 상승할 수 있다. 이때, 제2 흡착판(161)의 하면이 제2 지면(S2)과 동일한 면에 도달하거나 제2 지면(S2)보다 높은 위치에 도달하면, 구동모터(152)의 작동을 중지시킬 수 있다. 상기와 같이 구동모터(152)가 작동하는 동안 제2 휠(132)은 제3 지면(S3)에 접촉하거나 접촉하지 않은 상태일 수 있다. 이때, 제2 휠(132)이 제3 지면(S3)에 접촉하지 않는 경우 제2 휠구동부(133)는 작동하지 않을 수 있다. 반면, 제2 휠(132)이 제3 지면(S3)에 접촉하는 경우 제2 휠구동부(133)가 작동할 수 있다. 이때, 제2 휠(132)은 제3 지면(S3)과 접촉하여 제3 지면(S3)을 따라 이동할 수 있다. 이러한 경우 구동모터(152)에 가해지는 부하를 저감시키는 것이 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 휠(132)이 제3 지면(S3)에 접촉하지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. When the driving
구동모터(152)는 제2 바디부(131) 또는 제2 흡착판(161)의 위치가 기 설정된 위치에 도달할 때까지 작동할 수 있다. 이때, 구동모터(152)는 제2 흡착판(161)의 하면이 제2 지면(S2)과 동일한 위치 또는 제2 지면(S2)보다 높은 위치에 도달할 때까지 작동할 수 있다. The driving
상기와 같이 제2 흡착판(161)이 기 설정된 위치까지 상승하면, 제1 휠구동부(113)가 작동하여 이동 로봇(100)을 제2 방향으로 전진시킬 수 있다. 이때, 제1 흡입모터(142)는 제1 흡착판(141) 내부의 압력을 기존과 동일한 압력으로 유지시키거나 제1 흡착판(141) 내부의 압력을 기존보다 높은 압력으로 만들 수 있다. 따라서 이동 로봇(100)은 제1 흡착판(141)으로 제2 지면(S2)을 흡착하면서 전진하는 것이 가능하다.As described above, when the
상기와 같이 제1 휠구동부(113)가 작동하면, 제2 휠(132)는 제2 지면(S2)에 안착할 수 있다. 이때, 제2 휠구동부(133)는 제1 휠구동부(113)와 함께 작동하거나 작동하지 않을 수 있다. As described above, when the first
상기와 같은 과정은 이동 로봇(100)이 계단을 올라가는 경우 지속적으로 반복하여 수행할 수 있다. 이때, 이동 로봇(100)이 계단을 올라가는 방법은 상기에서 설명한 것과 동일하게 수행될 수 있다. The above process may be repeatedly performed when the
따라서 이동 로봇(100)은 복잡한 관절 구조를 구비하지 않고도 계단과 같은 험지를 올라가거나 내려오는 것이 가능하다. 또한, 이동 로봇(100)은 계단을 올라가거나 내려올 때 고정된 상태에서 작동이 수행되므로 이동 로봇(100)의 자세 안정성을 확보할 수 있다. 이동 로봇(100)은 구조를 최소화함으로써 이동 로봇(100)의 사이즈를 최소화할 수 있다.Therefore, the
한편, 상기와 같은 이동 로봇(100)이 계단을 내려가는 경우는 상기와 반대로 작동할 수 있다. 예를 들면, 제1 흡착판(141)을 제2 지면(S2)에 흡착시킨 후 구동모터(152)가 작동하여 제2 주행부(130)를 제2 지면(S2)에서 제1 지면(S1)으로 하강시킬 수 있다. 또한, 제2 주행부(130)의 하강이 완료되면, 제2 흡착판(161)을 제1 지면(S1)에 흡착시킨 후 구동모터(152)가 작동하여 제1 주행부(110)를 제2 지면(S2)에서 제1 지면(S1)으로 하강시킬 수 있다. 이러한 경우 이동 로봇(100)은 상기에서 작동하는 것과 유사하게 작동하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. On the other hand, when the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇을 보여주는 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시된 가이드부 및 구동부를 보여주는 단면도이다. 7 is a perspective view showing a mobile robot according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the guide part and the driving part shown in FIG. 7.
도 7 및 도 8을 참고하면, 이동 로봇(200)은 이동 로봇(200)은 제1 주행부(210), 가이드부(220), 제2 주행부(230), 제1 흡착부(240), 구동부(250) 및 센서부(270)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 주행부(210) 및 제1 흡착부(240)는 상기 도 1에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIGS. 7 and 8, the
가이드부(220)는 리니어 모션 가이드를 포함할 수 있다. 구체적으로 가이드부(220)는 제2 바디부(231)와 연결되는 레일부(221)와, 레일부(221)를 선형 운동하는 블록부(222)를 포함할 수 있다. 이때, 가이드부(220)는 상기에서 설명한 것과 같이 지지부(미도시)를 포함하는 것도 가능하며, 레일부(221)는 상기 지지부와 일체로 형성되거나 상기에서 설명한 바와 같이 상기 지지부 내부에 레일부(221)가 배치되는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 레일부(221)와 상기 지지부가 일체로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The
제2 주행부(230)는 제2 바디부(231), 제2 휠(232), 제2 휠구동부(233) 및 보조휠(234)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 바디부(231), 제2 휠(232) 및 제2 휠구동부(233)는 상기 도 1에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
보조휠(234)은 제2 바디부(231)에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 이때, 보조휠(234)은 제2 휠(232)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이러한 경우 보조휠(234)은 제2 휠구동부(233)와 연결되어 회전하거나 제2 휠구동부(233)와 동일 또는 유사한 휠구동부와 별도로 연결되는 것도 가능하다. 다른 실시예로써 보조휠(234)은 별도의 휠구동부와 연결되지 않고 제2 바디부(231)에 회전 가능하게 설치되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 보조휠(234)는 별도의 휠구동부와 연결되지 않고, 제2 바디부(231)에 회전 가능하게 설치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The
구동부(250)는 리니어 모터를 포함할 수 있다. 이러한 경우 구동부(250)는 레일부(221)의 길이 방향으로 길게 배치되는 가동자코일(251), 가동자코일(251) 상을 선형 운동하는 고정마그넷(252) 및 고정마그넷(252)에 연결되는 테이블(253)을 포함할 수 있다. 이러한 경우 테이블(253)은 상기에서 설명한 제1 연결블록(214)과 일체로 형성될 수 있다. 또한, 가동자코일(251)은 레일부(221)와 일체로 형성되거나 별도로 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 테이블(253)과 제1 연결블록(214)은 별도로 형성되고, 가동자코일(251)과 레일부(221)도 별도로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The driving
센서부(270)는 제1 주행부(210)와 제2 주행부(230) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 이때, 센서부(270)는 제1 주행부(210)에 배치되는 제1 센서부(271)와, 제2 주행부(230)에 배치되는 제2 센서부(272)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 센서부(271)와 제2 센서부(272)는 서로 동일 또는 유사하므로 이하에서는 제1 센서부(271)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The
상기와 같은 제1 센서부(271)는 초음파센서를 포함할 수 있다. 이때, 제1 센서부(271)는 제1 바디부(211)에 설치되어 제1 바디부(211)가 계단의 제3 지면(S3)에 근접하는 것을 감지할 수 있다. 이때, 제1 센서부(271)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 레이저 센서 등과 같이 거리를 측정하거나 장애물을 감지할 수 있는 모든 종류의 센서를 포함할 수 있다. The
한편, 상기와 같은 이동 로봇(200)이 계단을 올라가거나 내려오는 경우를 살펴보면, 이동 로봇(200)이 각종 센서, 카메라, 라이다 등을 통하여 계단의 형상을 산출한 후 계단을 향하여 움직일 수 있다. 이때, 제1 센서부(271)는 제1 바디부(211)와 계단의 제3 지면(미도시) 사이의 거리를 측정할 수 있다. Meanwhile, referring to the case where the
제1 센서부(271)에서 측정된 제1 바디부(211)와 상기 제3 지면 사이의 거리가 기 설정된 거리와 동일하면, 이동 로봇(200)은 정지할 수 있다. 이러한 경우 구동부(250)는 제1 주행부(210) 또는 제2 주행부(230)를 승하강시킬 수 있다. 이때, 구동부(250)는 이동 로봇(200)이 이동하는 동안 작동하거나 이동 로봇(200)이 정지한 후 작동하는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동 로봇(200)이 정지한 후 구동부(250)가 작동하여 이동 로봇(200)이 계단을 올라가는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. If the distance between the
구체적으로 이동 로봇(200)이 정지한 후 제1 주행부(210)를 승강시킬 수 있다. 이때, 보조휠(234)은 제2 휠(232)과 함께 이동 로봇(200)의 자세를 안정하게 유지시킬 수 있다. 제1 주행부(210)가 승강하는 경우 가동자코일(251)에 전류가 인가되면, 고정마그넷(252)의 배치에 따라서 고정마그넷(252)이 가동자코일(251)을 따라 선형 운동할 수 있다. 예를 들면, 고정마그넷(252)은 가동자코일(251)의 하측에서 상측으로 이동할 수 있다. 테이블(253)은 가동자코일(251) 및 레일부(221)를 따라 이동할 수 있으며, 테이블(253)에 연결된 제1 주행부(210)가 상승할 수 있다.In more detail, after the
제1 주행부(210)가 상승하는 경우 제2 주행부()는 다양한 형태로 제어될 수 있다. 예를 들면, 제2 휠구동부(233)는 구동하지 않을 수 있다. 다른 실시예로써 제2 휠구동부(233)는 이동 로봇(200)이 뒤로 밀리지 않도록 이동 로봇(200)를 소량 전진시키도록 자동하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 주행부(210)의 상승 시 제2 휠구동부(233)는 정지하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. When the
또한, 상기와 같이 제1 주행부(210)이 상승하는 경우 제1 주행부(210)의 하중으로 인하여 이동 로봇(200)이 쓰러지는 것을 방지하도록 제2 주행부(230)에 무게추를 설치하는 것도 가능하다. 다른 실시예로써 상기와 같은 경우 제2 바디부(231)의 일부를 무게를 상이하게 함으로써 이동 로봇(200)이 쓰러지는 것을 방지하는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 상기와 같은 경우 보조휠(234)의 무게를 크게 제조함으로써 이동 로봇(200)이 쓰러지는 것을 방지하는 것도 가능하다. 이때, 상기와 같은 경우 이동 로봇(200)의 자세 안정성을 확보하기 위한 구조는 상기에 한정되는 것은 아니며, 이동 로봇(200)의 자세 안정성을 확보할 수 있는 구조물의 배치, 구조물의 무게, 구조물의 형상 등을 포함할 수 있다. In addition, as described above, when the
상기와 같이 제1 주행부(210)가 상승한 후 제2 휠구동부(233)는 작동하여 제1 주행부(210)를 제2 지면(S2)에 안착시킬 수 있다. 이때, 제2 센서부(272)에서 측정된 값이 기 설정된 값에 도달하는 경우 제2 휠구동부(233)의 작동이 중지될 수 있다. 이러한 경우 제1 흡착부(240)는 제2 지면(미도시)으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. As described above, after the
제1 흡입모터(242)는 제1 흡착판(241)을 상기 제2 지면에 흡착시킬 수 있다. 이후 가동자코일(251)에 전류를 인가되면, 제2 주행부(230)는 승강할 수 있다. 구체적으로 가동자코일(251)에 전류가 인가되면, 제1 주행부(210)에 연결된 테이블(253)이 고정된 상태이므로 고정마그넷(252)은 정지하고 가동자코일(251)이 상승할 수 있다. 이러한 경우 가동자코일(251)과 연결된 제2 주행부(230)가 상승할 수 있다. The
이후 제1 휠구동부(213)가 작동하여 이동 로봇(200)을 전진시킬 수 있다. 이때, 제1 흡착모터(242)는 제1 흡착판(241) 내부의 압력이 제1 흡착판(241)과 상기 제2 지면의 흡착이 유지되도록 작동할 수 있다. Afterwards, the first
따라서 이동 로봇(200)은 복잡한 관절 구조를 구비하지 않고도 계단과 같은 험지를 올라가거나 내려오는 것이 가능하다. 또한, 이동 로봇(200)은 계단을 올라가거나 내려올 때 고정된 상태에서 작동이 수행되므로 이동 로봇(200)의 자세 안정성을 확보할 수 있다. 이동 로봇(200)은 구조를 최소화함으로써 이동 로봇(200)의 사이즈를 최소화할 수 있다.Therefore, the
한편, 상기와 같은 가이드부(220)와 구동부(250)는 상기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 가이드부(220)는 도 1에서 설명한 것과 동일한 형태로 형성되고, 구동부(250)는 리니어 모터를 포함하는 것도 가능하다. 다른 실시예로써 가이드부(220)는 리이어 모션 가이드를 포함하고, 구동부(250)는 상기에서 설명한 것과 같이 구동모터(미도시)와 볼스크류(미도시)를 포함하는 것도 가능하다. On the other hand, the
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇을 보여주는 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 제1 주행부 일부와 제1 흡착부 일부를 보여주는 사시도이다. 도 11은 도 9에 도시된 제2 연결부를 보여주는 사시도이다. 도 12는 도 9에 도시된 이동 로봇의 작동을 보여주는 측면도이다.9 is a perspective view showing a mobile robot according to another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a perspective view illustrating a portion of a first driving unit and a portion of a first adsorption unit illustrated in FIG. 9. FIG. 11 is a perspective view illustrating the second connection unit illustrated in FIG. 9. 12 is a side view showing the operation of the mobile robot shown in FIG.
도 9 내지 도 12를 참고하면, 이동 로봇(300)은 제1 주행부(310), 가이드부(320), 제2 주행부(330), 제1 흡착부(340), 제2 흡착부(360) 및 센서부(270)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 주행부(310), 가이드부(320), 제2 주행부(330)는 상기 도 1에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 9 to 12, the
제1 흡착부(340)와 제2 흡착부(360)는 서로 유사하게 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 흡착부(340)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The
제1 흡착부(340)는 제1 흡착판(341), 제1 흡입모터(342), 제1 위치조절부(343) 및 제1 연결부(344)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 흡착판(341)과 제1 흡입모터(342)는 상기 도 1에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
제1 위치조절부(343)는 제1 주행부(310)에 배치되어 제1 주행부(310) 측으로 제1 흡착판(341)에 힘을 가할 수 있다. 이때, 제1 위치조절부(343)는 제1 주행부(310)를 관통하여 제1 흡착판(341)과 연결되는 제1 선형운동부(343a)와, 제1 선형운동부(343a)가 내부에 배치되는 제1 위치조절탄성부(343b)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 위치조절부(343)는 제1 주행부(310)에 설치되어 제1 선형운동부(343a)를 슬라이딩 가능하도록 지지하는 제1 선형운동지지부(343c)를 포함할 수 있다. The first
제1 선형운동부(343a)는 샤프트 또는 바 형태로 형성되어 제1 주행부(310)를 관통하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 선형운동부(343a)의 일단은 제1 연결부(344)에 연결되고, 제1 선형운동부(343a)의 타단은 제1 주행부(310)의 상면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 특히 제1 선형운동부(343a)의 타단은 제1 선형운동부(343a)의 길이 방향과 수직한 방향으로 확장되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 선형운동부(343a)의 타단은 제1 주행부(310)를 관통하는 제1 선형운동부(343a) 부분보다 단면적이 넓게 형성될 수 있다. The first
제1 위치조절탄성부(343b)는 제1 선형운동부(343a)의 타단과 제1 선형운동지지부(343c)의 상면 사이 또는 제1 선형운동부(343a)의 타단과 제1 주행부(310)의 상면 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 위치조절탄성부(343b) 내부에는 제1 선형운동부(343a)가 배치될 수 있으며, 제1 위치조절탄성부(343b)는 제1 선형운동부(343a)의 선형 운동 시 제1 선형운동부(343a)에 복원력을 제공할 수 있다. 제1 위치조절탄성부(343b)의 일단은 제1 선형운동지지부(343c)의 상면 또는 제1 주행부(310)의 상면에 의하여 지지될 수 있으며, 제1 위치조절탄성부(343b)의 타단은 제1 선형운동부(343a)의 타단에 의하여 지지될 수 있다. 이러한 경우 제1 위치조절부(343)는 고무, 실리콘 등의 탄성재질을 포함하는 바 형태를 포함하거나 스프링을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 위치조절탄성부(343b)가 스프링을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. The first position adjusting
제1 선형운동지지부(343c)는 제1 주행부(310)에 설치되어 제1 선형운동부(343a)를 지지할 수 있다. 이때, 제1 선형운동지지부(343c)는 제1 선형운동부(343a)가 슬라이딩 가능하도록 내부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 선형운동지지부(343c)와 제1 선형운동부(343a)는 상기 도 1에서 설명한 가이드샤프트(122b)와 이동블록(122a)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. The first linear
제1 연결부(344)는 제1 흡착판(341)과 제1 주행부(310)의 제1 바디부(311) 하면 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 연결부(344)는 제1 흡착판(341)을 회동 가능하도록 지지할 수 있다. 또한, 제1 흡착판(341)과 제1 흡입모터(342)의 연결되는 부분에는 주름관 형태로 연결될 수 있다. 제1 연결부(344)는 제1 선형운동부(343a)에 연결되는 제1 고정브라켓(344a) 및 제1 고정브라켓(344a)과 회전 가능하도록 연결되며, 제1 고정브라켓(344a)과 제1 흡착판(341)을 연결하는 제1 연결브라켓(344b)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 연결부(344)는 제1 고정브라켓(344a)과 제1 연결브라켓(344b) 사이에 배치되어 제1 흡착판(341)의 회전 시 제1 흡착판(341)에 복원력을 제공하는 제1 토션스프링(344c)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 연결부(344)는 상기의 구성에 한정되는 것은 아니며, 제1 흡착판(341)을 제1 선형운동부(343a)를 기준으로 회전 가능하도록 연결하여 제1 흡착판(341)의 회전 시 제1 흡착판(341)을 초기 위치로 복귀시킬 수 있는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다. The
상기와 같은 제1 연결부(344)는 복수개 구비될 수 있다. 특히 복수개의 제1 연결부(344) 중 2개는 한 쌍을 형성할 수 있으며, 한 쌍의 제1 연결부(344)는 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 이때, 서로 대향하는 제1 연결부(344)의 제1 토션스프링(344c)은 서로 반대 방향으로 복원력을 제공하도록 배치될 수 있다. 즉, 서로 대향하는 제1 토션스프링(344c)은 서로 반대 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 경우 한 쌍의 제1 토션스프링(344c) 중 하나는 시계방향으로 복원력을 제공할 수 있으며, 한 쌍의 제1 토션스프링(344c) 중 다른 하나는 반시계방향으로 복원력을 제공할 수 있다. 따라서 제1 흡착판(341)은 다수의 방향에서 외력이 가해지는 경우에도 외력이 제거되면 원 상태로 복귀하는 것이 가능하다. The
한편, 상기와 같은 이동 로봇(300)의 작동 방법은 상기 도 4 내지 도 6에서 설명한 것과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. On the other hand, the operation method of the
구체적으로 이동 로봇(300)이 계단을 감지한 경우 이동 로봇(300)은 계단을 올라가거나 내려올 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동 로봇(300)이 계단을 올라가는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. In detail, when the
우선 이동 로봇(300)은 계단을 향하여 전진할 수 있다. 이때, 제1 센서부(271)는 계단의 제3 지면(S3)까지의 거리를 측정할 수 있으며, 제1 센서부(271)에서 측정된 결과와 기 설정된 결과를 근거로 이동 로봇(300)을 정지시킬 수 있다. First, the
상기와 같은 경우 이동 로봇(300)은 제1 휠(312)이 제3 지면(S3)에 완전히 밀착하도록 할 수 있다. 이러한 경우 제1 휠(312)의 제1 탄성부재(312b)가 제3 지면(S3)에 완전히 밀착할 수 있으며, 제1 탄성부재(312b)가 변형됨으로써 제3 지면(S3)과 넓은 면적에서 면 접촉할 수 있다. In this case, the
상기와 같은 경우 이동 로봇(300)은 제2 흡입모터(362)를 작동시켜 제2 흡착판(361)으로 제1 지면(S1)을 흡착할 수 있다. 이러한 경우 제2 흡착판(361)은 제1 지면(S1)에 흡착되어 이동 로봇(300)을 고정시킬 수 있다. 이때, 제2 흡착판(361)은 하강할 수 있으며, 제2 흡착판(361)의 운동에 따라 제2 위치조절부(363)가 작동할 수 있다. 구체적으로 제2 선형운동부(363a)는 제2 흡착판(361)의 운동에 따라 제2 선형운동지지부(363c) 내부에서 선형 운동하고, 제2 연결부(364)는 제2 선형운동부(363a)와 함께 제1 지면(S1) 측으로 하강하고 제2 위치조절탄성부(263b)는 압축될 수 있다. In this case, the
이후 제1 휠구동부(313)를 작동시켜 제1 주행부(310)를 승강시킬 수 있다. 구체적으로 제1 휠구동부(313)가 작동하여 제1 휠(312)을 회전시킴으로써 제1 휠(312)은 제3 지면(S3)을 주행할 수 있다. Thereafter, the first
상기와 같이 제1 주행부(310)가 작동하는 경우 제1 휠(312)의 상승과 함께 제1 흡착판(341)은 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 경계에 도달할 수 있다. 특히 제1 흡착판(341)이 상승하는 동안 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)이 만나는 부분에 둔턱 등이 있는 경우 이러한 둔턱과 제1 흡착판(341)이 충돌할 수 있다. 이때, 제1 흡착판(341)은 제1 고정브라켓(344a)과 제1 연결브라켓(344b)의 연결 부위를 중심으로 둔턱과 반대 방향(예를 들면, 시계 방향)으로 회전할 수 있다. 한 쌍의 제1 토션스프링(344c) 중 적어도 하나는 상기와 같은 제1 흡착판(341)의 운동에 따라 뒤틀리면서 복원력을 저장할 수 있다. As described above, when the
제1 휠구동부(313)가 작동하여 제1 휠(312)이 제3 지면(S3)을 주행하여 제1 휠(312)이 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결된 부분에 도달하면, 제2 휠구동부(333)가 작동하여 이동 로봇(300)을 약간 전진시킬 수 있다. 이러한 경우 가이드부(320)는 약간 기울어질 수 있으며, 제2 바디부(331)는 제1 지면(S1)에 대해서 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 제2 연결부(364)는 제2 바디부(331)의 경사에 따라 제2 고정브라켓(264a)이 제2 연결브라켓(264b)를 중심으로 회전할 수 있다. 제2 토션스프링(264c)은 제2 바디부(331)의 회전에 따라 복원력을 저장할 수 있다. 상기와 같이 이동 로봇(300)이 배치되는 동안 제1 휠구동부(313)의 작동으로 제1 흡착판(341)이 지속적으로 상승하여 둔턱을 통과하면, 제1 토션스프링(344c)은 제1 흡착판(341)에 저장된 복원력을 제공할 수 있다. 이때, 제1 토션스프링(344c)은 상기와 같이 회전한 제1 흡착판(341)의 회전 방향과 반대 방향(예를 들면, 반시계 방향)으로 회전하도록 제1 연결브라켓(344b)에 힘을 가할 수 있다. 이러한 경우 제1 흡착판(341)은 다시 원 위치로 복귀하여 제1 흡착판(341)의 하면은 제1 바디부(311)의 하면과 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 제2 토션스프링(264c)은 저장된 복원력을 제2 고정브라켓(264a)에 가함으로써 제2 바디부(331)를 원위치로 복귀시킬 수 있다. The first
상기의 과정이 진행되는 동안 제1 휠구동부(313)와 제2 휠구동부(333)가 작동하여 이동 로봇(300)을 더 전진시킬 수 있다. 이러한 경우 제1 흡착판(341)은 제2 지면(S2) 상으로 올라올 수 있다. While the above process is in progress, the
제1 흡착판(341)이 제2 지면(S2) 상으로 올라오면, 제1 흡착판(341)의 하면은 제2 지면(S2)과 평행하게 배열될 수 있으며, 제1 흡착판(341)은 제2 지면(S2)으로부터 이격된 상태일 수 있다.When the
상기와 같은 이동 로봇(300)의 전진은 제2 센서부(272)에서 감지된 값이 기 설정된 값에 도달하는 경우까지 지속될 수 있다. 이때, 제2 센서부(272)에서 감지된 값이 기 설정된 값에 도달하는 경우 제2 휠(332)은 제1 휠(312)이 제3 지면(S3)과 접촉하는 경우와 동일 또는 유사한 형태로 제3 지면(S3)에 접촉할 수 있다. Advancement of the
제2 휠(332)이 제3 지면(S3)에 접촉하면, 제2 흡입모터(362)의 작동은 중지되고 제1 흡입모터(342)가 작동하여 제1 흡착판(341)을 제2 지면(S2)에 부착시킬 수 있다. 이때, 제2 흡입모터(362)의 작동이 중지되면, 제2 위치조절탄성부(263b)의 길이는 초기 상태로 복귀하면서 제2 선형운동부(363a) 및 제2 연결부(364)를 상승시킬 수 있다. 제2 흡착판(361)은 제1 지면(S1)으로부터 일정 간격 이격될 수 있다. 또한, 제1 흡입모터(342)가 작동하면, 제1 흡착판(341)이 제2 지면(S2) 측으로 접근하면서 제1 연결브라켓(344b) 및 제1 고정브라켓(344a)을 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 선형운동부(343a)는 제1 고정브라켓(344a)과 함께 하강할 수 있으며, 제1 위치조절탄성부(343b)는 압축되어 초기 길이보다 작아질 수 있다. When the
제1 흡착판(341)이 제2 지면(S2)에 흡착되면, 제2 휠구동부(333)가 작동하여 제3 지면(S3)을 따라 제2 휠(332)이 주행할 수 있다. 이때, 제1 휠구동부(313)가 작동하여 이동 로봇(300)을 살짝 전진시킨 상태일 수 있으며, 이동 로봇(300)은 전방(예를 들면, 도 11의 오른쪽 방향)으로 약간 기울어진 상태일 수 있다. 이러한 경우 제1 고정브라켓(344a)은 제1 연결브라켓(344b)을 기준으로 약간 회전할 수 있으며, 제1 토션스프링(344c)은 뒤틀린 상태일 수 있다. When the
상기와 같이 제2 주행부(330)의 상승에 따라 제2 흡착판(361)은 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결부위에 둔턱이 있는 경우나 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결부위를 통과할 수 있다. 구체적으로 제2 흡착판(361)이 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결부위에 둔턱이 있는 경우나 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결부위에 접촉하는 경우 제2 고정브라켓(264a)을 중심으로 제2 연결브라켓(264b)이 회전할 수 있으며, 제2 토션스프링(264c)은 뒤틀린 상태로 복원력을 저장할 수 있다. 이후 흡착판(361)이 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결부위에 둔턱이 있는 경우나 제3 지면(S3)과 제2 지면(S2)의 연결부위를 통과한 후 제2 토션스프링(264c)에 의하여 제2 연결브라켓(264b)은 제2 고정브라켓(264a)을 중심으로 회전하여 원 상태로 복귀할 수 있다. As described above, as the second traveling
상기와 같이 제2 휠(332)이 제2 지면(S2)에 올라오면, 제1 토션스프링(344c)은 제1 고정브라켓(344a)에 복원력을 제공함으로써 제1 고정브라켓(344a)을 원상태로 복귀시킬 수 있다. 이때, 제1 바디부(311)는 다시 제2 지면(S2)과 평행하게 배열될 수 있다. 또한, 제2 연결부(364)도 초기 상태로 복귀할 수 있다. As described above, when the
상기와 같이 제2 휠(332)가 제2 지면(S2)에 안착되면, 제1 흡입모터(342)의 작동을 중지하거나 제1 흡착판(341) 내부의 압력을 약간 상승시킨 상태에서 제1 휠구동부(313)와 제2 휠구동부(333)가 작동하여 이동 로봇(300)을 주행시킬 수 있다. 이러한 경우 제1 위치조절탄성부(343b)는 원상태로 복귀하면서 제1 선형운동부(343a)를 상승시킬 수 있으며, 제1 고정브라켓(344a), 제1 연결브라켓(344b) 및 제1 흡착판(341)이 상승할 수 있다. 이때, 제1 흡착판(341)은 제2 지면(S2)으로부터 약간 이격된 상태가 될 수 있다.As described above, when the
따라서 이동 로봇(300)은 복잡한 관절 구조를 구비하지 않고도 계단과 같은 험지를 올라가거나 내려오는 것이 가능하다. 또한, 이동 로봇(300)은 계단을 올라가거나 내려올 때 고정된 상태에서 작동이 수행되므로 이동 로봇(300)의 자세 안정성을 확보할 수 있다. 이동 로봇(300)은 구조를 최소화함으로써 이동 로봇(300)의 사이즈를 최소화할 수 있다.Therefore, the
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will include such modifications and variations as long as they fall within the spirit of the invention.
100,200,300: 이동 로봇
110,210,310: 제1 주행부
120,220,320: 가이드부
130,230,330: 제2 주행부
140,240,340: 제1 흡착부
150,250: 구동부
160,260,360: 제2 흡착부100,200,300: mobile robot
110,210,310: first driving part
120,220,320: guide part
130,230,330: second driving part
140,240,340: first adsorption unit
150,250 drive unit
160,260,360: second adsorption unit
Claims (9)
상기 제1 주행부가 선형 운동 가능하도록 배치되며, 상기 제1 주행부의 상기 제1 방향 이동 시 상기 제1 주행부의 운동을 가이드하는 가이드부;
상기 가이드부가 고정되도록 연결되며, 상기 제2 방향으로 주행 가능한 제2 주행부; 및
상기 제1 주행부에 배치되며, 상기 제1 주행부를 지면에 흡착시키는 제1 흡착부;를 포함하고,
상기 제1 흡착부는,
상기 제1 주행부의 하면에 배치되며, 내부에 공간이 형성되는 제1 흡착판;
상기 제1 주행부와 분리되도록 배치되며, 상기 제1 흡착판의 내부와 연결되어 상기 제1 흡착판 내부의 기체를 흡입하는 제1 흡착모터; 및
상기 제1 주행부의 제1 바디부와 상기 제1 흡착판 사이에 배치되어 상기 제1 바디부와 상기 제1 흡착판을 연결하며, 상기 제1 흡착판을 지면으로부터 이격시키는 제1 위치조절부;를 포함하고,
상기 제1 위치조절부는 상기 제1 흡착판에 복원력을 제공하는 스프링 또는 탄성재질로 형성된 탄성바를 포함하는 이동 로봇. A first traveling part movable in a first direction and capable of traveling in a second direction different from the first direction;
A guide part arranged to allow the linear movement of the first driving part and to guide the movement of the first driving part when the first driving part moves in the first direction;
A second driving part connected to the guide part to be fixed and capable of traveling in the second direction; And
A first adsorption part disposed on the first travel part and configured to adsorb the first travel part to the ground;
The first adsorption unit,
A first suction plate disposed on a lower surface of the first driving part and having a space formed therein;
A first adsorption motor disposed to be separated from the first driving part and connected to an inside of the first adsorption plate to suck gas inside the first adsorption plate; And
And a first position adjusting unit disposed between the first body portion of the first running portion and the first suction plate to connect the first body portion and the first suction plate and to separate the first suction plate from the ground. ,
The first positioning unit includes a mobile robot including an elastic bar formed of a spring or elastic material to provide a restoring force to the first suction plate.
상기 가이드부에 배치되어 상기 제1 주행부와 연결되며, 상기 제1 주행부를 상기 가이드부 상에서 상기 제1 방향으로 선형 운동시키는 구동부;를 더 포함하는 이동 로봇. The method of claim 1,
And a driving part disposed on the guide part and connected to the first driving part and linearly moving the first driving part in the first direction on the guide part.
상기 제1 주행부는,
상기 제1 바디부와 연결되며, 상기 가이드부에 연결되어 상기 가이드부의 길이 방향을 따라 상기 제1 방향으로 선형 운동하는 제1 연결블록;을 더 포함하는 이동 로봇. The method of claim 1,
The first driving unit,
And a first connection block connected to the first body part and connected to the guide part to linearly move in the first direction along a length direction of the guide part.
상기 제1 흡착부는,
상기 제1 주행부와 상기 제1 흡착판 사이에 배치되어 상기 제1 흡착판을 회전 가능하도록 연결하는 제1 연결부;를 더 포함하는 이동 로봇. The method of claim 1,
The first adsorption unit,
And a first connection part disposed between the first travel part and the first suction plate to connect the first suction plate to the rotatable portion.
상기 제2 주행부에 배치되며, 상기 제2 주행부를 지면에 흡착시키는 제2 흡착부;를 더 포함하는 이동 로봇.The method of claim 1,
And a second adsorption part disposed on the second travel part and configured to adsorb the second travel part to the ground.
상기 제2 흡착부는,
상기 제2 주행부의 하면에 배치되며, 내부에 공간이 형성되는 제2 흡착판; 및
상기 제2 주행부에 배치되며, 상기 제2 흡착판의 내부와 연결되어 상기 제2 흡착판 내부의 기체를 흡입하는 제2 흡착모터;를 포함하는 이동 로봇.The method of claim 6,
The second adsorption unit,
A second suction plate disposed on a lower surface of the second driving part and having a space formed therein; And
And a second adsorption motor disposed on the second driving part and connected to the inside of the second adsorption plate to suck gas inside the second adsorption plate.
상기 제2 흡착부는,
상기 제2 주행부에 배치되어 상기 제2 흡착판을 지면으로부터 이격시키는 제2 위치조절부;를 더 포함하는 이동 로봇.The method of claim 7, wherein
The second adsorption unit,
And a second position adjusting unit disposed on the second driving unit and spaced apart from the ground by the second suction plate.
상기 제2 흡착부는,
상기 제2 주행부와 상기 제2 흡착판 사이에 배치되어 상기 제2 흡착판을 회전 가능하도록 연결하는 제2 연결부;를 더 포함하는 이동 로봇.The method of claim 7, wherein
The second adsorption unit,
And a second connection part disposed between the second running part and the second suction plate to connect the second suction plate to the second rotatable plate.
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