KR102023614B1 - 안내 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안내로봇은, 디스플레이부, 회전 가능하도록 제공되는 헤드케이스, 상기 디스플레이부 및 상기 헤드케이스가 결합되며, 내부에 지면의 형상을 검출하기 위한 센서가 수용되는 상부케이스, 및 상기 상부케이스의 하측에 위치되며, 내부에 휠과 모터가 위치되는 하부케이스를 포함한다. 여기서, 상기 센서는, 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 상기 상부케이스의 하단부와 상기 하부케이스의 상단부 사이의 틈을 통하여 지면으로 향하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

안내 로봇{GUIDANCE ROBOT}

본 발명은 안내 로봇에 관한 것이다.

로봇의 응용분야는 대체로 산업용, 의료용, 우주용, 해저용으로 분류된다. 예를 들면, 자동차 생산과 같은 기계 가공 공업에서는 로봇이 반복작업을 수행할 수 있다. 즉, 사람의 팔이 하는 작업을 한 번만 가르쳐 주면 몇 시간이든 같은 동작을 반복하는 산업로봇이 이미 많이 가동되고 있다.

또한, 로봇에 카메라가 장착되는 기술은 이미 종래에 많이 구현되어 있다. 로봇은 카메라를 이용하여 위치를 확인하거나 장애물을 인식할 수 있다. 또한, 촬영 영상을 디스플레이부에 표시하는 것도 충분히 구현되고 있다.

일반적으로 로봇이 제공하는 서비스는 장소, 이용자, 목적 등에 따라 다양한 반면에, 로봇이 상기 제공하는 서비스를 위해 수행하는 동작 자체는 정해진 하중을 견디어 주어진 사양의 속도와 주행시간, 거리에 맞춰 이동 동작을 하는 것이 보편적이다.

최근 공항 이용객의 폭발적인 증가 추세 및 스마트 공항으로의 도약을 위한 노력으로, 공항 내에서 로봇을 통해 서비스를 제공하는 방안이 개발되고 있다. 공항에 인공지능 로봇을 도입하는 경우, 기존의 컴퓨터 시스템이 대체할 수 없었던 사람의 고유 역할을 로봇이 대신 수행할 수 있어, 제공되는 서비스의 양적 및 질적 향상에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

이용자에게 편의를 제공하거나 사람의 역할을 대체할 수 있는 로봇은 상기 공항뿐만 아니라 대형 쇼핑시설, 문화시설, 공공시설 등의 사회시설 전반에 걸쳐 그 수요가 급증하고 있다.

선행문헌 대한민국 등록특허공보 10-1193610호(2012.10.26.)에는 자율 주행이 가능한 교통안내 지능로봇이 개시된다. 상기 선행문헌에 의하면, 횡단보도 등에서 교통안내 지도를 위해 자율적으로 주행하면서 장애물을 회피하는 로봇이 개시된다.

구체적으로, 상기 선행문헌에 개시된 로봇은 초음파센서, 적외선센서 및 범퍼센서를 구비하여 장애물을 발견하고 회피할 수 있도록 구성된다. 특히, 상기 로봇의 구동부에는, 추락을 사전에 감지하여 로봇이 낙하하는 것을 방지하기 위한 추락방지센서가 구비된다. 이러한 추락방지센서는 지면의 형상을 정확히 검출하기 위하여, 바퀴에 인접한 로봇의 아랫 부분에 설치된다.

그러나, 종래 로봇의 경우, 절벽을 감지하기 위한 추락방지센서가 로봇의 구동부의 저면에 설치되므로, 지면의 형상을 검출할 수 있는 센싱 범위(거리)가 비교적 협소한 문제가 있다. 즉, 상기 센싱 범위가 좁으면, 로봇이 절벽을 감지하여 즉시 주행을 정지하더라도, 주행속도 때문에 제동거리 확보가 어렵다. 제동거리가 확보되지 않으면, 로봇이 절벽으로 추락하거나 장애물과 충돌하여 큰 피해를 입는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 지면의 형상을 검출하기 위한 센서의 센싱 범위(거리)를 향상시킬 수 있는 안내 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 센서를 통해 절벽 또는 장애물을 미리 발견하여, 충분한 제동거리를 확보할 수 있는 안내 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 로봇의 주행방향인 전방뿐만 아니라, 양측방에 해당하는 지면의 지형을 모두 검출할 수 있는 안내 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지면의 형상을 검출하기 위한 센서의 동작을 위한 슬릿이 별도로 필요없는 구조를 가지는 안내 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 센서를 외부로부터 보호하고, 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 외관 케이스의 반사에 의한 간섭 문제를 해결할 수 있는 안내 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 센서를 통해 검출된 지면의 형상에 따라 긴급 정지 또는 회피 주행할 수 있는 안내 로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇은, 디스플레이부와, 회전 가능하도록 제공되는 헤드케이스와, 상기 디스플레이부 및 상기 헤드케이스가 결합되며, 내부에 지면의 형상을 검출하기 위한 센서가 수용되는 상부케이스, 및 상기 상부케이스의 하측에 위치되며, 내부에 휠과 모터가 위치되는 하부케이스를 포함한다.

여기서, 상기 센서는, 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 상기 상부케이스의 하단부와 상기 하부케이스의 상단부 사이의 틈을 통하여 지면으로 향하도록 배치된다. 이러한 구성에 의하면, 본 발명의 센서는 종래의 로봇에 구비되는 센서에 비해 높은 위치에서 동작되므로, 지면의 형상을 검출할 수 있는 센싱 범위(거리)가 대폭 증가할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇은, 상기 하부케이스의 내부에 자율 주행을 위한 라이더가 배치되고, 상기 하부케이스의 상부에는, 상기 라이더의 동작을 위하여 상기 하부케이스의 둘레를 따라 절개되는 절개부가 형성된다.

이때, 상기 센서는, 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 상기 절개부를 통과하여 지면으로 향하도록 배치되므로, 상기 센서의 동작을 위한 별도의 슬릿을 형성할 필요가 없고, 센서가 외부로부터 보호될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇은, 상기 센서의 하측에 배치되는 베이스플레이트, 및 상기 베이스플레이트에 고정되어 상기 센서를 지지하는 센서고정부를 더 포함한다. 이때, 상기 센서고정부는, 상기 센서가 일정각도 아래를 향하도록 상기 센서를 고정시킴으로써, 진동 또는 외부 충격에 흔들림없이 센서가 안정적으로 동작될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇은, 상기 베이스플레이트에 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 통과하는 홈이 형성되고, 상기 감지 신호는, 상기 베이스플레이트에 형성된 홈을 통과한 후 상기 절개부를 통하여 지면으로 향하도록 한다.

이때, 상기 홈은, 상기 베이스플레이트의 둘레를 따라 다수 개가 서로 이격되어 배치되며, 상기 센서가 향하는 지점에서 외측으로 하향 경사지도록 형성됨으로써, 상기 안내 로봇의 전방뿐만 아니라 양 측방에 해당하는 지면의 지형을 정확히 검출할 수 있다.

또한, 상기 고정부는, 상기 베이스플레이트에 고정되는 제 1 지지부와, 상기 센서가 장착되는 제 2 지지부, 및 상기 제 1 지지부와 제 2 지지부를 연결하며, 상기 센서를 상기 베이스플레이트에 대해서 소정높이를 제공하는 연결부를 포함한다.

이때, 상기 연결부는, 상기 제 1 지지부의 전단에서 후방을 향하여 상향 경사지도록 절곡 형성되고, 상기 제 2 지지부는, 상기 연결부의 단부에서 전방을 향하여 상향 경사지도록 절곡 형성됨으로써, 상기 센서가 일정각도 아래를 향하도록 그 위치를 고정시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇은, 주행 중에, 상기 센서를 통해 획득된 거리 감지값이, 제 1 기준값 미만이면, 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하고, 상기 제 1 기준값 보다 큰 제 2 기준값을 초과하면, 절벽이 존재하는 것으로 인식하고, 상기 제 1 기준값 이상이고, 상기 제 2 기준값 이하이면, 정상적인 지면으로 인식할 수 있다.

이때, 상기 안내 로봇은, 상기 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 근접 장애물을 회피하도록 방향 전환하고, 상기 절벽이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 절벽 간의 거리에 따라 주행속도를 감속할 수 있다.

본 발명에 따르면, 지면의 형상을 검출하는 센서가 종래에 비해 높은 위치에 설치되므로, 센서의 센싱 범위(거리)가 대폭 증가되어 충분한 제동거리를 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 상기 센서는 상부케이스의 내부에 위치되는 한편, 상기 센서에서 송출되는 감지신호가 상기 상부케이스의 반사에 의해 간섭되지 않으므로, 외부로부터 센서가 보호될 수 있고, 상기 센서의 동작을 위한 별도의 슬릿이 필요 없어지는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 상기 센서가 상부케이스의 내부에 있는 베이스플레이트의 전방 둘레를 따라 다수 개가 이격 배치되므로, 로봇의 진행방향인 전방뿐만 아니라 양측방에 해당하는 지면의 지형을 정확히 검출할 수 있으므로, 안정적인 주행이 가능하다.

본 발명에 따르면, 상기 센서를 통해 검출된 지면의 형상에 따라 긴급 정지 또는 회피 주행을 선택적으로 할 수 있으므로, 보다 효율적인 주행이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 외관을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1의 안내 로봇의 상부모듈과 하부모듈이 분리된 모습을 보여주는 도면.
도 3은 도 1의 안내 로봇의 측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 일부 구성을 보여주는 확대도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 상부모듈 내부를 보여주는 사시도.
도 6은 도 5의 상부모듈 내부를 다른 방향에서 바라본 사시도.
도 7은 도 5의 베이스플레이트를 보여주는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 센서고정부를 보여주는 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 절벽감지센서의 지면 센싱 방법을 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 하부모듈을 보여주는 사시도.
도 11은 도 10의 하부모듈 내부를 보여주는 사시도.
도 12는 도 11의 하부모듈 내부를 다른 방향에서 바라본 사시도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 안내 로봇의 절벽 또는 장애물 회피 방법을 보여주는 도면.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안내 로봇의 절벽 또는 장애물 회피 방법을 보여주는 도면.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 안내 로봇은 공항, 백화점 등 안내 로봇을 이용하는 사용자에게 길 안내, 상품안내, 공항 정보 등의 다양한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 안내 로봇은 정해진 주행 루트에 따라서 일 방향 또는 타 방향으로 주행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 안내 로봇의 상부모듈과 하부모듈이 분리된 모습을 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇(1)은 상부모듈(10) 및 하부모듈(20)를 포함할 수 있다.

상기 상부모듈(10)은 유저 인터페이스(User Interface) 기능을 수행할 수 있다. 그리고 상기 하부모듈(20)은 주행기능을 수행할 수 있다.

상기 상부모듈(10)은 몸체를 형성하는 바디부(100), 헤드부(180) 및 디스플레이부(170)를 포함할 수 있다.

상기 바디부(100)는 외관을 형성하는 상부케이스(15), 상기 상부케이스(15)의 일측에 설치되는 제 1 카메라(16) 및 상기 상부케이스(15)의 타측에 설치되는 제 2 카메라(17)를 포함할 수 있다.

상기 상부케이스(15)는 하방을 향할수록 직경이 커지는 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 카메라(16)는 상기 상부케이스(15)의 전면에 구비되어 전방을 향하도록 설치될 수 있다. 상기 제 2 카메라(17)는 상기 상부케이스(15)의 측면에 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 제 1 카메라(16)는 3D 스테레오 카메라를 포함할 수 있다. 상기 3D 스테레오 카메라는 장애물 감지, 사용자 얼굴인식, 입체영상 획득 등의 기능을 수행할 수 있다. 이를 이용하면, 상기 안내 로봇(1)은 자신의 이동방향에 따른 장애물을 감지하여 회피할 수 있으며, 현 위치를 파악할 수 있고, 사용자를 인식하여 각종 제어동작을 수행할 수 있다.

상기 제 2 카메라(17)는 슬램(Simultaneous Localization And Mapping) 카메라를 포함할 수 있다. 상기 슬램 카메라는 특징점 매칭을 통하여 카메라의 위치를 추적하고 이를 기초로 3차원 지도를 작성하는 기능을 수행한다. 이를 이용하면 상기 안내 로봇(1)은 자신의 현재 위치를 파악할 수 있다.

한편, 상기 바디부(100)는 상기 상부케이스(15)의 일측에 설치되는 RGBD(Red, Green, Blue, Distance) 센서(미도시) 및 스피커(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 RGBD 센서는 상기 안내 로봇(1)이 주행 중 장애물 사이의 충돌을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 RGBD 센서는 상기 안내 로봇(1)이 주행하는 전방을 향하도록, 즉 상기 제 1 카메라(16)와 함께 위치할 수 있다.

상기 스피커는 사용자에게 공항 관련 정보를 음성으로 알려주는 기능을 수행할 수 있다. 상기 스피커는 상기 상부케이스(15)의 외주면에 형성될 수 있다.

상기 바디부(100)의 내부 구성에 대해서는 후술하도록 한다.

상기 디스플레이부(170)는 상기 바디부(100)의 일 방향에 위치할 수 있다. 일례로, 상기 디스플레이부(170)는 상기 안내 로봇(1)의 후방에 설치할 수 있다. 그리고, 상기 디스플레이부(170)는 상하 방향으로 연장되는 곡면의 디스플레이를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이는 시각적인 정보를 제공하기 위한 화면을 표시할 수 있다.

도 1을 참조하여 방향을 정의하면, 상기 안내 로봇(1)의 중심축을 기준으로 제 1 카메라(16)가 설치된 방향을 전방, 상기 디스플레이부(170)가 설치된 방향을 후방이라 정의한다.

상기 디스플레이부(170)는 후술할 바디부(100)의 이동가이드부(140)와 결합할 수 있다. 그리고 상기 이동가이드부(140)의 가이드에 의해 상기 디스플레이부(170)는 상기 바디부(100)의 내부를 개방 또는 차폐시킬 수 있다. 물론, 상기 디스플레이부(170)는 고정부재를 이용하여 상기 바디부(100)에 결속됨으로써 고정될 수도 있을 것이다.

상기 디스플레이부(170)는 상기 안내 로봇(1)이 사용자에게 안내 기능 등을 수행하기 위해 구비될 수 있다. 따라서, 상기 디스플레이부(170)는 상기 안내 로봇(1)의 이동방향과는 반대되는 방향에 위치하여 상기 디스플레이부(170)를 통해 뒤따라오는 사용자에게 안내정보를 시각적으로 제공할 수 있다.

즉, 상기 디스플레이부(170)는 현재 제공 중인 서비스와 관련된 시각 정보(예: 공항 게이트 질의 정보, 길 안내 서비스 정보 등)를 표시하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 안내 로봇(1)은 사용자에게 길을 안내하기 위하여 설정된 경로를 따라 먼저 이동할 수 있다. 그리고 사용자는 상기 안내 로봇(1)을 따라 이동하면서 상기 안내 로봇(1)의 후방에 설치된 상기 디스플레이부(170)를 볼 수 있다. 즉, 상기 안내 로봇(1)이 길 안내를 위하여 주행 중이더라도, 사용자는 상기 안내 로봇(1)을 따라다니면서 상기 디스플레이부(170)에 표시된 서비스 정보를 용이하게 볼 수 있다.

상기 헤드부(180)는 상기 바디부(100)의 상방에 위치할 수 있다. 상세히, 상기 헤드부(180)는 상기 바디부(100)의 상단에 연결되어 안내 로봇(1)의 상부를 형성할 수 있다.

상기 헤드부(180)는 사용자로부터 명령을 입력받는 조작부(183), 내부 구성을 보호하는 헤드케이스(185)를 포함할 수 있다.

상기 조작부(183)는 사용자로부터 터치 입력을 받기 위한 터치 모니터를 포함할 수 있다. 그리고 상기 조작부(183)는 사물 인식 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 사물 인식 센서는 2D 카메라 및 RGBD 센서를 포함할 수 있다. 상기 2D 카메라는 2차원 영상을 기반으로 사람 또는 사물을 인식하기 위한 센서일 수 있다. 또한, 상기 RGBD 센서는 사람의 위치 또는 얼굴 이미지를 획득하기 위한 센서일 수 있다.

상기 헤드케이스(185)는 상기 상부케이스(15)와 소정거리 이격될 수 있다. 상기 헤드케이스(185)는 후술할 회전 부재(182)의 회전에 의해 함께 회전되도록 상기 상부케이스(15)와는 이격된다. 이를 위하여, 상기 헤드케이스(185)는 상기 상부케이스(15)의 상단으로부터 소정높이 이격 배치될 수 있다.

상기 헤드케이스(185)는 상기 상부케이스(15)가 상방으로 연장되어 돔 형상을 가지도록 형성할 수 있다. 또한, 상기 헤드케이스(185)는 360도 회전 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 헤드부(180)는 마이크(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 마이크는 사용자로부터 오디오 신호의 명령을 입력받기 위한 기능을 수행한다.

상기 하부모듈(20)은 외관을 형성하는 하부케이스(25) 및 조명부(280)를 포함할 수 있다.

상기 하부케이스(25)는 하방을 향할수록 직경이 커지는 원통 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 조명부(280)는 상기 하부케이스(25)의 하부에 설치되어 상기 하부케이스(25)와 일체를 이루도록 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 하부모듈(20)은 항아리 형상의 외관을 가질 수 있다.

상기 조명부(280)는 안내 로봇(1)의 기능에 따라 제공되는 다양한 조명을 제공할 수 있다.

상기 하부모듈(20)은 상기 하부케이스(25)의 일측에 서로 이격되어 다수 개가 설치되는 초음파센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 상기 다수 개의 초음파 센서는 상기 하부 케이스(25)의 하단 둘레를 따라 서로 일정거리 이격되도록 구비될 수 있다.

상기 초음파 센서는, 초음파 신호를 이용하여 장애물과 상기 안내 로봇(1) 사이의 거리를 판단하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 초음파 센서는 상기 안내 로봇(1)과 근접한 장애물을 감지하기 위한 기능을 수행할 수 있다.

상기 상부모듈(10)과 하부모듈(20)은 서로 구조적으로 독립되도록 형성되므로 상호 분리 또는 결합이 가능하다. 따라서, 상기 상부모듈(10)의 하단과 상기 하부모듈(20)의 상단은 서로의 하드웨어적 및 소프트웨어적 연결을 위한 구성이 구비될 수 있다.

일례로, 후술할 메인 전원스위치(271), 입력어셈블리(270), 연결가이드(262) 등은 상기 상부모듈(10)의 하단과 상기 하부모듈(20)의 상단에 위치할 수 있다.

즉, 상기 상부모듈(10)의 하단과 상기 상부모듈(10)의 상단은, 상기 안내 로봇(1)의 분리 또는 결합을 위한 다수의 부품이 구비되는 곳이므로, 모듈의 분리 또는 결합 작업을 수행하는 작업자의 접근성을 향상시킬 필요가 있다.

도 3은 도 1의 안내 로봇의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 일부 구성을 보여주는 확대도이다. 상세히, 도 4는 상기 디스플레이부(170)가 제거된 상기 상부모듈(10)의 후방 일부를 확대하여 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 상부케이스(10)는 서브케이스(18)를 포함할 수 있다.

상기 상부케이스(15)는, 상기 하부모듈(20)에 구비되는 메인 전원스위치(271)와 배터리 충전을 위한 전원플러그(272)의 작업자 접근을 용이하게 하기 위해서, 하단의 일부가 개구되는 개구부를 형성할 수 있다. 상기 개구부에는 내측으로 메인 전원스위치(271)와 전원플러그(272)가 위치할 수 있다.

그리고, 상기 개구부는 상기 상부케이스(15)의 후방에 형성될 수 있으며, 상기 디스플레이부(170)의 연결 여부에 따라 개폐되는 연결개구의 하방에 위치할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 상기 연결개구를 하방으로 연장하여 형성할 수도 있을 것이다.

여기서, 상기 연결개구는, 상기 디스플레이부(170)의 개폐 또는 결합과 해체를 통하여, 상기 상부모듈(10)의 내부 구성으로 작업자가 쉽게 접근할 수 있도록 상기 상부케이스(15)에 형성되는 개구를 의미한다. 일례로, 작업자는 이동가이드부(140)에 의하여 상기 바디부(100)와 연결된 디스플레이부(170)를 후방으로 인출하여, 상기 상부케이스(15)의 연결개구를 통해 상부모듈(10) 내부의 구성을 관리할 수 있다.

상기 서브케이스(18)는 상기 상부케이스(15)의 개구부를 개폐할 수 있도록 상기 상부케이스(15)와 회동 가능하게 연결될 수 있다. 일례로, 상기 서브케이스(18)는 상기 상부케이스(15)와 회전 힌지로 연결될 수 있다. 상기 회전 힌지는 상기 서브케이스(18)의 양측 모서리의 중심에 각각 구비되어 상기 상부케이스(15)와 결합을 이룰 수 있다.

상기 회전 힌지에 의하여, 상기 서브케이스(18)는 상기 개구부를 형성하는 상부케이스(15)의 양측단 중심부를 지지점으로 회전할 수 있다.

상기 회전 힌지에는 스프링이 구비되어 탄성력을 제공할 수 있다. 이에 의하면, 상기 서브케이스(18)의 회동을 일정 각도의 범위 내로 구속할 수 있으며, 가압 후 원위치로의 복귀가 가능하다. 일례로, 작업자는 상기 서브케이스(18)의 상부를 상부모듈(10)의 내측 방향으로 가압할 수 있다. 작업자의 가압에 의해 상기 서브케이스(18)의 상단부는 상기 상부모듈(10)의 내측 방향으로 회동하며 이동하게 되고, 상기 서브케이스(18)의 하단부는 상기 상부모듈(10)의 외측 방향으로 회동하며 이동하게 된다.

즉, 상기 서브케이스(18)의 하단부가 외측으로 이동함으로써, 상기 메인 전원스위치(271) 또는 전원플러그(272)가 외부로 노출될 수 있다. 이때, 작업자는 상기 메인 전원스위치(271)를 온/오프 시키거나 전원플러그(272)의 연결을 수행할 수 있다. 작업자의 가압이 끝나면, 상기 서브케이스(18)는 탄성력에 의해 원위치로 복귀되어 상기 개구부를 다시 차폐시킬 수 있다.

즉, 상기 연결개구는 상기 디스플레이부(170)에 의해 개폐될 수 있고, 상기 개구부는 서브케이스(18)에 의해 개폐될 수 있다.

이에 의하면, 상기 메인 전원스위치(271), 전원플러그(272)의 연결 등을 수행하기 위한 작업자는, 상기 디스플레이부(170)를 상기 바디부(100)로부터 분리하거나 인출시킬 필요가 없이, 상기 서브케이스(18)를 열어 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다. 즉, 작업을 위한 접근이 단순해지고 쉬워지며, 관리가 편리해지는 장점이 있다. 또한, 상기 안내 로봇(1)의 동작시, 상기 서브케이스(18)는 상기 디스플레이부(170)에 의해 사용자의 시야로부터 가려질 수 있어 미관상의 이점을 가질 수 있다.

한편, 상기 하부케이스(25)는 제 1 절개부(31) 및 제 2 절개부(32)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 절개부(31)는 상기 하부케이스(25)의 전면에 형성될 수 있다. 상기 제 1 절개부(31)는 후술할 전방 라이더(233)가 동작 가능하도록 상기 하부케이스(25)에서 절개되는 부분이다.

또한, 상기 제 1 절개부(31)는 상기 상부모듈(10)과 상기 하부모듈(20)의 결합 또는 분리 시에 상기 상부모듈(10)을 하단에서 지지할 수 있는 손잡이로서의 기능을 수행할 수 있다.

상기 전방 라이더(233)는 상기 하부케이스(25)의 내부에 위치된다. 그리고 상기 제 1 절개부(31)는 상기 전방 라이더(233)의 위치에 대응되는 지점에서 상기 하부케이스(25)의 둘레를 따라 절개되어 형성될 수 있다. 따라서, 상기 전방 라이더(233)는 상기 제 1 절개부(31)에 의해 외부로 노출될 수 있다.

상기 제 2 절개부(32)는 상기 하부케이스(25)의 후면에 형성될 수 있다. 상기 제 2 절개부(32)는 후술할 후방 라이더(234)가 동작 가능하도록 상기 하부케이스(25)에서 절개되는 부분이다. 구체적으로, 상기 제 2 절개부(32)는 상기 하부케이스(25)의 후면에서 반경 방향으로 일정 길이만큼 절개될 수 있다. 여기서, 상기 후방 라이더(234)는 상기 후방케이스(25)의 내부에 위치된다.

그리고 상기 제 2 절개부(32)는 상기 후방 라이더(234)의 위치에 대응되는 지점에서 상기 하부케이스(25)의 둘레를 따라 절개되어 형성될 수 있다. 따라서, 상기 후방 라이더(234)는 상기 제 2 절개부(32)에 의해 외부로 노출될 수 있다.

그리고, 상기 제 1 절개부(31)는 상기 제 2 절개부(32)와 연결되지 않도록 상하 방향으로 이격되어 형성할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 절개부(31)는 상기 제 2 절개부(32) 보다 상측에 위치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 상부모듈 내부를 보여주는 사시도이고, 도 6은 도 5의 상부모듈 내부를 다른 방향에서 바라본 사시도이고, 도 7은 도 5의 베이스플레이트를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 센서고정부를 보여주는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 절벽감지센서의 지면 센싱 방법을 보여주는 도면이다.

도 5 내지 도 9를 참조하여, 상부모듈(10)의 내부 구성에 대해 상세히 설명한다. 먼저, 도 5 및 도 7을 참조하면, 상기 바디부(100)는 상부모듈(10)의 저면을 제공하는 베이스플레이트(110), 상기 베이스플레이트(110)의 상방에 위치하는 미들플레이트(120) 및 상기 미들플레이트(120)의 상방에 위치하는 탑플레이트(130)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 바디부(100)는 상기 베이스플레이트(110)와 상기 미들플레이트(120)를 연결하는 서브프레임(105) 및 상기 미들플레이트(120)와 상기 탑플레이트(130)를 연결하는 메인프레임(125)을 더 포함할 수 있다.

상세히, 상기 베이스플레이트(110)는 상기 상부모듈(10)의 베이스 면을 제공할 수 있다. 상기 베이스플레이트(110)는 중심부가 개구된 삽입구(112)를 포함할 수 있다. 상기 삽입구(112)는 후술할 하부모듈(20)의 입력어셈블리(270)가 하방에서 삽입되도록 형성될 수 있다. 따라서, 상기 베이스플레이트(110)보다 높은 위치에 위치하는 입력어셈블리(270)를 통해 작업자는 상부모듈(10)과 하부모듈(20)간의 통신, 제어 등을 위한 코드를 용이하게 연결할 수 있다.

상기 베이스플레이트(110)는 원반 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 베이스플레이트(110)는 상기 미들플레이트(120)보다 큰 외둘레를 가지도록 형성할 수 있다. 그리고 상기 미들플레이트(120)는 상기 탑플레이트(130)보다 큰 외둘레를 가지도록 형성할 수 있다. 따라서, 상기 상부케이스(15)가 상기 베이스플레이트(110), 미들플레이트(120) 및 탑플레이트(130)와 결합하는 경우 하방을 향할수록 직경이 커지도록 구비될 수 있다.

상기 베이스플레이트(110)는 상기 하부모듈(20)에 안착되어 결합 또는 분리될 수 있다. 이를 위해, 상기 하부모듈(20)과 결합 또는 분리를 위한 구성이 구비될 수 있다. 일례로, 상기 바디부(100)는 상기 베이스플레이트(110)와 상기 하부모듈(20)의 체결을 위한 체결부재(106)를 더 포함할 수 있다. 상기 체결부재(106)는 상기 베이스플레이트(110)와 후술할 하부모듈(20)의 연결플레이트(261)를 결합해 줄 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.

상기 서브프레임(105)은 상기 베이스플레이트(110)의 상면에 수직하도록 위치할 수 있다. 즉, 상기 서브프레임(105)은 상기 베이스플레이트(110)의 상면에 결합되어 상방으로 길게 연장되는 형상을 가질 수 있다.

상기 서브프레임(105)은 복수 개로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 서브프레임(105)은 제 1 서브프레임(105a), 제 2 서브프레임(105b), 제 3 서브프레임(105c) 및 제 4 서브프레임(105d)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 내지 제 4 서브프레임(105a,105b,105c,105d)은 상기 베이스플레이트(110)의 상면에 상호 대칭을 이루도록 이격 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 4 서브프레임은, 상측은 상기 미들플레이트(120)에 결합되며 하측은 상기 베이스플레이트(110)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 서브프레임(105a) 및 제 4 서브프레임(105d)은 상기 제 2 서브프레임(105b) 및 제 3 서브프레임(105c)보다 전방에 배치될 수 있다.

상기 미들플레이트(120)의 하면은 상기 서브프레임(105)의 상단과 결합되고, 상기 미들플레이트(120)의 상면은 상기 메인프레임(125)과 결합된다. 상기 메인프레임(120)은 상기 미들플레이트(120)의 상면에 수직하도록 위치할 수 있다.

상기 메인프레임(125)은 복수 개로 구비될 수 있다. 일례로, 상기 메인프레임(125)은 제 1 메인프레임(125a) 및 제 2 메인프레임(125b)으로 구비될 수 있다. 상기 제 1 메인프레임(125a) 및 제 2 메인프레임(125b)은 일정 거리 이격되어 상호 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.

상기 제 1 메인프레임(125a) 및 상기 제 2 메인프레임(125b)의 전면에는 피씨서포터(126)가 결합될 수 있다. 상기 피씨서포터(126)는 후술할 메인PC(127)를 고정 지지해주는 기능을 수행한다.

상기 제 1 메인프레임(125a)의 일측에는 상기 디스플레이부(170)와 결합되어 디스플레이부(170)의 전후방 슬라이딩 이동을 가이드하는 이동가이드부(140)가 구비될 수 있다.

상기 이동가이드부(140)는, 상기 제 1 메인프레임(125a)에 결합되는 지지플레이트와 상기 지지플레이트에 전후방으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결된 이동플레이트를 포함할 수 있다. 그리고 상기 디스플레이부(170)는 상기 이동플레이트에 결합되어 전후방 슬라이딩 이동을 할 수 있다.

앞서 상술한 바와 같이, 상부모듈(10)의 내부구성을 수리, 교체하기 위해서 작업자는 상기 디스플레이부(170)를 후방으로 잡아당겨 상술한 연결개구를 개방시키고, 상기 연결개구를 통해 수리, 교체 작업을 수행할 수 있다.

상기 메인프레임(125)의 상단에는 상기 탑플레이트(130)가 결합될 수 있다.

상기 바디부(100)는 하부모듈(20)과 연동되어 안내 로봇(1)의 주행기능을 보완해줄 수 있는 절벽감지센서(101)를 더 포함할 수 있다.

상기 절벽감지센서(101)는 상기 안내 로봇(1)이 이동하는 주행 면의 단차 또는 지면을 감지하는 기능을 수행할 수 있다. 이와 연동되어, 상기 안내 로봇(1)은 주행 중 절벽을 감지하거나 장애물을 감지하는 경우에 정지 또는 회피 구동을 수행할 수 있다.

한편, 종래 로봇의 경우, 절벽을 감지하기 위한 절벽감지센서는 지면의 형상을 검출하기 위하여, 바퀴에 인접한 로봇의 아랫 부분에 설치된다. 그러나, 이러한 경우, 절벽을 감지하여 즉시 주행을 정지하더라도, 주행속도 때문에 제동거리 확보가 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명에서는 상술한 문제를 해결하기 위하여, 절벽감지센서를 기존보다 더 높은 위치에 배치하되, 절벽감지센서에서 송출되는 감지 신호의 송출방향이 하향 경사지도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 절벽감지센서(101)는 복수 개로 구비되어, 상기 베이스플레이트(110)의 상측에 위치된다. 구체적으로, 상기 복수 개의 절벽감지센서(101)는 상기 베이스플레이트(110)의 전방에서 둘레를 따라 서로 이격되어 배치된다. 일례로, 상기 복수 개의 절벽감지센서(101)는 상기 베이스플레이트(110)의 전체 둘레를 기준으로 270도에 해당하는 둘레에 이격 배치될 수 있다.

또한, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출되는 감지 신호의 송출방향이 하향 경사지도록, 상기 절벽감지센서(101)는 일정각도 아래를 향하도록 배치된다. 이를 위하여, 상기 절벽감지센서(101)는 후술할 센서고정부(102)에 의해 고정된다.

상기 센서고정부(102)에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

한편, 상기 절벽감지센서(101)는, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출되는 감지 신호가 지면에 부딪힌 후 다시 센서로 되돌아오는 시간을 이용하여, 지면과의 거리를 검출할 수 있다. 즉, 상기 절벽감지센서(101)로 반사 신호가 되돌아오는 시간이 너무 길면 절벽이라고 인식하고, 되돌아오는 시간이 너무 짧으면, 근접한 물체라고 인식할 수 있다.

상기 절벽감지센서(101)에 의한 지면의 형상 검출 방법은 후술하도록 한다.

상기 바디부(100)는 다양한 서비스 환경에 맞춰 유아이(UI) 기능을 수행하도록 설정된 메인PC(127)를 더 포함할 수 있다.

상기 메인PC(127)는 상기 미들플레이트(120)의 상측에 위치할 수 있다. 그리고 상기 메인PC(127)는 상기 피씨서포터(126)에 결합되어 고정 지지될 수 있다. 즉, 상기 메인PC(127)는 상기 피씨서포터(126)의 전면에 위치할 수 있다.

상기 메인PC(127)는 상기 안내 로봇(1)이 제공하는 다양한 서비스 환경에 맞춰 셋팅(setting)될 수 있다. 즉, 상기 메인PC(127)는 서비스 환경에 따라 그 설정을 달리하여 각각의 서비스 환경에 맞춘 안내 로봇(1)의 서비스가 제공되도록 프로그램될 수 있다. 또한, 상기 메인PC(127)의 지속적인 업그레이드를 통하여, 안내 로봇(1)의 동작 환경과 서비스 제공을 발전시킬 수 있다.

한편, 상기 메인PC(127)에서 방출된 열기는 상기 베이스플레이트(110)에 구비되는 제 1 냉각팬(103a) 및 제 2 냉각팬(103b)에 의해 외부로 빠져나갈 수 있다. 즉, 상기 제 1 냉각팬(103a) 및 제 2 냉각팬(103b)은 상부모듈(10)의 방열 기능을 수행할 수 있다.

또한, 상기 바디부(100)는 상기 안내 로봇(1)의 작동을 제어하기 위한 각종 보드를 더 포함할 수 있다. 상기 바디부(100)는 메인보드(121), 유저 인터페이스 보드 및 스테레오 보드를 더 포함할 수 있다.

상기 메인보드(121)는 상기 미들플레이트(120)의 상측에 위치할 수 있다. 상기 메인보드(121)는 상기 메인PC(127)와 연결되어 상기 메인PC(127)의 안정적인 구동과 각종 제어장치들 간의 데이터 입출력 교환의 기능을 수행할 수 있다.

상기 유저 인터페이스 보드는 사용자의 입출력을 담당하는 구성요소의 동작을 제어할 수 있다.

상기 스테레오 보드는 각종 센서 및 카메라로부터 수집되는 센싱 데이터를 처리 및 가공하여 상기 안내 로봇(1)의 위치 인식과 장애물 인식을 위한 데이터 관리를 담당할 수 있다.

상기 바디부(110)는 상부모듈(10)과 외부기기 또는 상부모듈(10)과 하부모듈(20)의 통신 등을 수행할 수 있는 통신기기(122)를 더 포함할 수 있다. 상기 통신기기(122)는 상기 미들플레이트(120)의 상측에 위치할 수 있다. 그리고 상기 통신기기(122)는 IP공유기를 포함할 수 있다.

한편, 상기 헤드부(180)는 리더기(181)를 더 포함할 수 있다. 상기 리더기(181)는 상기 탑플레이트(130)의 상측에 위치할 수 있다.

상기 리더기(181)는 사용자의 여권, 항공권, 모바일 바코드 등을 스캔 또는 인식할 수 있다. 따라서, 상기 리더기(181)를 통하여 획득한 정보를 기초로 사용자에게 필요한 정보를 상기 디스플레이부(170)를 통하여 표시할 수 있다. 일례로, 사용자가 리더기(181)에 모바일 기기를 삽입하여, 모바일 탑승권의 바코드를 인식하는 경우, 상기 디스플레이부(170)는 상기 모바일 탑승권을 통해 얻은 정보를 기초로 사용자가 이동해야 할 탑승구를 표시하고 안내할 수 있다.

또한, 상기 헤드부(180)는 회전 부재(182) 및 회전 모터를 더 포함할 수 있다. 상기 회전 모터는 상기 탑플레이트(130)의 중심부에 위치할 수 있다. 그리고 상기 회전부재(182)는 상기 회전 모터와 상방으로 연결되어 위치할 수 있다.

상기 회전 부재(182)의 가장자리에는 상기 헤드케이스(185)가 결합될 수 있다. 따라서, 상기 회전 부재(182)의 회전에 의해 상기 헤드케이스(185)가 함께 회전될 수 있다. 상기 회전 모터는 상기 회전 부재(182)를 회전시키는 동력을 제공할 수 있다.

한편, 상기 베이스플레이트(110)는 상기 상부모듈(10)의 구성을 최하단에서 고정 지지해주며, 상기 하부모듈(20)에 안착되어 상부모듈(10)과 하부모듈(20)의 안정적인 결합 또는 분리가 이루어지도록 할 수 있다. 도 7을 참조하여 상기 베이스플레이트(110)에 대해 상세히 설명한다.

도 7을 참조하면, 상기 베이스플레이트(110)는 원반 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 베이스플레이트(110)는 전방의 반원 둘레를 따라 일정 거리 이격되어 복수 개로 형성되는 절벽홈(111)을 형성할 수 있다. 상기 절벽홈(111)은 앞서 설명된 절벽감지센서(101)의 동작을 위한 통로를 제공한다. 즉, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출된 감지 신호는, 상기 절벽홈(111)을 통과한 후 상기 제 1 절개부(33)를 통해 지면으로 향할 수 있다.

상기 절벽감지센서(101)는 상기 안내 로봇(1)이 주행하는 주행 바닥면을 감지해야 하므로 감지 신호의 송출방향이 경사진 하방을 향하도록 배치되어야 한다. 그러나, 상기 베이스플레이트(110)의 상면 최전방의 둘레를 따라 설치되는 절벽감지센서(101)의 감지신호는, 상기 베이스플레이트(110)의 반사에 의한 간섭 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 베이스플레이트(110)에는 상기 감지신호의 간섭을 회피하기 위해 상기 절벽홈(101)이 형성될 수 있다.

상세히, 상기 절벽홈(111)은 상기 절벽감지센서(101)가 설치되는 위치에 대응되어 하방을 향하여 외측으로 경사진 홈으로 형성할 수 있다.

상기 절벽홈(111)은 복수 개로 구비된다. 상기 복수 개의 절벽홈(111)은 상기 베이스플레이트(110)의 전방에서 둘레를 따라 서로 이격되어 배치된다. 일례로, 상기 복수 개의 절벽홈(111)은 상기 베이스플레이트(110)의 전체 둘레를 기준으로 270도에 해당하는 둘레에 이격 배치될 수 있다.

또한, 상기 절벽홈(111)의 후방에는 상기 절벽감지센서(101)를 고정해주는 센서고정부(102)가 체결되기 위한 체결홀(117)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 절벽감지센서(101)는 센서고정부(102)에 장착되고, 센서고정부(102)는 상기 체결홀(117)에 체결부재에 의해 체결될 수 있다.

이하에서는 도 8을 참조하여 상기 센서고정부(102)에 대해 상세히 설명한다.

도 8을 참조하면, 상기 센서고정부(102)는, 상기 베이스플레이트(110)에 고정되는 제 1 지지부(102a)와, 상기 절벽감지센서(101)가 고정되는 제 2 지지부(102c) 및 상기 제 1 지지부(102a)와 제 2 지지부(102c)를 연결하는 연결부(102b)를 포함할 수 있다.

상세히, 상기 제 1 지지부(102a)는 상기 센서고정부(102)를 상기 베이스플레이트(110) 상에 고정하는 역할을 한다. 이를 위하여, 상기 제 1 지지부(102a)에는 상기 체결홀(117)과 체결되기 위한 홀(102d)이 형성된다.

상기 연결부(102b)는, 상기 제 1 지지부(102a)의 단부에서 상측으로 절곡되며, 상기 절벽감지센서(101)에 높이를 제공한다. 상기 연결부(102b)는 상기 제 1 지지부(102a)의 선단에서 후방을 향하여 상향 경사지도록 절곡 연장된다.

상기 제 2 지지부(102c)는, 상기 연결부(102b)의 단부에서 전방으로 절곡 형성된다. 따라서, 상기 절벽감지센서(101)가 상기 제 2 지지부(102c)의 저면에 장착되는 경우, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출되는 감지 신호의 송출방향이 하향 경사질 수 있다. 이를 위하여, 상기 제 2 지지부(102c)에는 상기 절벽감지센서(101)가 장착되기 위한 장착홀(102e)이 형성된다.

한편, 앞에서 설명된 바와 같이, 상기 절벽홈(111)은 상기 베이스플레이트(110)의 둘레면에 상기 절벽감지센서(101)가 향하는 지점에서 외측으로 하향 경사지도록 형성된다. 이때, 상기 절벽홈(111)의 경사면과 상기 베이스플레이트(110)가 이루는 각도는, 상기 연결부(102b)의 경사면과 상기 베이스플레이트(110)가 이루는 각도와 동일할 수 있다. 다른 측면으로는, 상기 절벽홈(111)의 경사면과 상기 연결부(102b)의 경사면은 단차없이 매끄럽게 연결될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출되는 감지 신호가 상기 베이스플레이트(110)에 의해 간섭되지 않고 지면에 정확히 도달할 수 있으므로, 이에 따라 지면의 형상을 정확하게 검출할 수 있다.

이하에서는 도 9를 참조하여 상기 절벽감지센서(101)의 지면 센싱 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 9를 참조하면, 상기 절벽감지센서(101)는 앞서 설명된 바와 같이, 상기 베이스플레이트(110) 상에서 상기 센서고정부(102)에 의해 고정 지지된다. 이때, 상기 절벽감지센서(101)는 상기 센서고정부(102)의 상단부에 고정되어, 일정 각도 아래를 향하도록 배치된다.

그리고 상기 절벽감지센서(101)는 상기 절벽감지센서(101)에서 송출된 감지 신호가 상기 절벽홈(111)과 상기 제 1 절개부(31)를 통과하도록 한다. 이때, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출되는 감지 신호는 직선형 신호일 수 있다. 따라서, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출된 감지 신호는, 상기 절벽홈(111)을 통과한 후 상기 제 1 절개부(31)를 통과하여 지면으로 향할 수 있다.

또한, 상기 절벽감지센서(101)는 상기 베이스플레이트(110)의 전방 둘레를 따라 다수 개가 이격 배치된다. 따라서, 상기 절벽감지센서(101)는 상기 안내 로봇(1)의 전방뿐만 아니라 양측방에 해당하는 지면의 지형을 검출할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 절벽감지센서(101)는, 종래의 로봇에 장착되는 절벽감지센서에 비해 높은 위치에 설치되되, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출된 감지 신호는 하향 경사져서 지면을 향한다. 따라서, 지면의 형상을 검출할 수 있는 센싱 범위(거리)가 대폭 증가하고 이에 따라, 장애물 또는 절벽 감지 시 충분한 제동거리를 확보할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 절벽감지센서(101)는, 상기 안내 로봇(1)의 대략 중간 지점에 위치하므로, 물체가 갑자기 로봇 앞에 나타나는 경우, 일례로 키가 작은 아이가 뛰어와서 로봇을 안는 경우 등의 상황을 정확히 판단할 수 있게 된다. 따라서, 이 경우 로봇의 주행이 긴급 정지될 수 있으므로, 안정성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 절벽감지센서(101)는, 상기 베이스플레이트(110)의 전방 둘레(270도)에 다수 개가 이격 배치되므로, 상기 안내 로봇(1)의 주행 방향인 전방뿐만 아니라, 양 측방에 위치된 물체 또는 절벽을 감지할 수 있어, 보다 안정적인 주행이 가능한 장점이 있다.

한편, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출되는 감지 신호가 상기 하부케이스(25)의 반사에 의한 간섭 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상기 하부케이스(25)가 원통 형상을 가질 경우, 상기 하부케이스(25)의 직경은, 상기 감지 신호에 의해 방해되지 않는 직경을 가져야 한다.

다시 도 7을 참조하면, 상기 베이스플레이트(110)의 중심부에는, 삽입구(112)가 형성된다. 상기 삽입구(112)는 후술할 하부모듈(20)의 입력어셈블리(270)가 삽입 관통할 수 있다.

상기 베이스플레이트(110)에는 상기 삽입구(112)를 중심으로 일측 전방과 타측 전방에 각각 상기 제 1 냉각팬(103a) 및 제 2 냉각팬(103b)이 설치되는 제 1 냉각팬장착구(113a) 및 제 2 냉각팬장착구(113b)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 베이스플레이트(110)에는 상기 서프프레임(105)의 결합을 가이드하고 체결되는 서브프레임결합홈(115)이 형성될 수 있다.

상기 서브프레임결합홈(115)은 제 1 내지 제 4 서브프레임결합홈(115a,115b,115c,115d)을 포함한다. 상기 제 1 내지 제 4 서브프레임결합홈(115a,115b,115c,115d)은 상기 제 1 내지 제 4 서브프레임(105a,105b,105c,105d)의 각 하단부에 대응하는 상기 베이스플레이트(110)의 상면에 형성된다.

또한, 상기 베이스플레이트(110)는 후술할 하부모듈(20)의 가압링크(265,266)가 접촉되어 베이스플레이트(110)의 상면을 단단히 가압하도록 제공되는 제 1 가압홈(114a) 및 제 2 가압홈(114b)을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 가압홈(114a) 및 제 2 가압홈(114b)은 상호 대칭을 이루도록 위치하며, 상기 베이스플레이트(110)의 상면에 하방으로 파여진 홈으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 베이스플레이트(110)는 후술할 하부모듈(20)의 연결가이드(262)가 하방으로부터 삽입 관통하여 고정을 이루는 제 1 가이드홀(118a) 및 제 2 가이드홀(118b)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 베이스플레이트(110)는 후술할 하부모듈(20)의 연결가이드(262)를 후방에서 접촉하여 지지하는 제 1 가이드홈(119a) 및 제 2 가이드홈(119b)을 더 포함할 수 있다.

상세히, 상기 제 1 가이드홀(118a) 및 제 2 가이드홀(118b)은, 서로 대칭을 이루도록 위치하며, 동일한 형상의 구멍으로 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 가이드홀(118a) 및 제 2 가이드홀(118b)은, 후술할 제 1 연결가이드(262a) 및 제 4 연결가이드(262d)가 삽입 관통되는 지점으로 이해할 수 있다. 이에 의하면, 상기 상부모듈(10)은 안정적으로 상기 하부모듈(20)에 안착 고정될 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 제 1 가이드홈(119a) 및 제 2 가이드홈(119b)은, 상기 제 1 가이드홀(118a) 및 제 2 가이드홀(118b)의 후방에 각각 이격되어 위치하며, 상호 대칭을 이루도록 구비될 수 있다. 그리고 상기 제 1 가이드홈(119a) 및 제 2 가이드홈(119b)은 상기 베이스플레이트(110)의 후방 단부로부터 전방으로 함몰되어 후방이 개구되는 홈으로 형성할 수 있다.

상기 제 1 가이드홈(119a) 및 제 2 가이드홈(119b)은 후술할 제 2 연결가이드(262b) 및 제 3 연결가이드(262c)가 후방으로부터 삽입 고정되므로, 상기 상부모듈(10)이 안정적으로 상기 하부모듈(20)과 결합을 이루도록 가이드할 수 있다.

또한, 상기 베이스플레이트(110)는 상기 하부모듈(20)과의 체결을 위한 체결부재(106)가 삽입되는 체결홀(116)을 포함할 수 있다. 상기 체결홀(116)은 상기 삽입구(112)를 중심으로 대칭을 이루도록 위치할 수 있다. 그리고 상기 체결홀(116)은 상기 체결부재(106)에 따라 대응되는 개수로 구비될 수 있다.

일례로, 상기 체결홀(116)은 제 1 체결홀(116a)과 제 2 체결홀(116b)을 포함할 수 있고, 상기 체결부재(106)는 제 1 체결부재(106a)와 제 2 체결부재(106b)를 포함할 수 있다. 상기 제 1 체결홀(116a)은 상기 제 1 체결부재(106a)가 삽입됨으로써 상기 하부모듈(20)과 체결을 이루며, 상기 제 2 체결홀(116b)은 상기 제 2 체결부재(106b)가 삽입됨으로써 상기 하부모듈(20)과 체결될 수 있다.

한편, 상기 미들플레이트(120)는 상기 베이스플레이트(110)의 상방에 위치되며, 상기 탑플레이트(130)를 고정 지지하는 역할을 한다. 또한, 상기 미드플레이트(120)는 상기 베이스플레이트(110)와 상기 탑플레이트(130)의 사이에 해당하는 높이에 위치됨으로써, 상기 상부케이스(15)의 외형을 유지하는 역할을 한다.

상기 미드플레이트(120)의 외주면은 상기 상부케이스(150)의 내주면 일부에 접촉 또는 결합될 수 있다. 따라서, 상기 상부케이스(15)의 외측으로부터 외력이 가해질 경우, 상기 상부케이스(15)는 상기 미들플레이트(120)의 지지에 의해 상기 상부케이스(15)의 일부가 찌그러지거나 내측으로 함몰되는 현상이 방지될 수 있다.

이하에서는, 하부모듈(20)에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 안내 로봇의 하부모듈을 보여주는 사시도이고, 도 11은 도 10의 하부모듈 내부를 보여주는 사시도이고, 도 12는 도 11의 하부모듈 내부를 다른 방향에서 바라본 사시도이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 상기 하부모듈(20)은, 구동부(200), 주행부(210) 및 연결부(260)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 하부모듈(20)은 외관의 상측 부분을 형성하며 상기 하부케이스(25)의 상단과 연결부(260) 사이의 개방 공간을 차폐하는 차폐케이스(26)를 더 포함할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 상기 상부모듈(10)은 안내 로봇(1)의 다양한 서비스 환경에 따라 변경될 수 있는 유저인터페이스(UI)기능을 수행하며, 상기 하부모듈(20)은 다양한 서비스 환경에서도 변경 가능성이 적은 주행기능을 수행한다.

상기 안내 로봇(1)의 공용 기능인 주행기능을 위하여, 상기 하부모듈(20)은 바퀴, 휠, 모터 등을 구비하는 주행부(210), 상기 주행부(210)에 동력을 제공할 수 있는 배터리 등을 구비하는 구동부(200) 및 상기 상부모듈(10)과 안정적이고 단단한 결합을 이루기 위한 연결부(260)를 포함할 수 있다.

물론, 안내 로봇이 다양한 서비스 환경에서 공용으로 사용될 수 있는 기능은 본 발명의 실시예와 같은 주행기능에 한정되는 것이 아니다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 안내 로봇(1)의 공용 기능을 주행의 관점에서 상세히 설명한다.

상기 구동부(200)는, 하부모듈(20)의 베이스 면을 형성하는 로우플레이트(203), 상기 로우플레이트(203)에 안착되는 배터리(201), 상기 배터리(201)의 상방에 위치하는 어퍼플레이트(205) 및 상기 로우플레이트(203)와 어퍼플레이트(205)를 연결해주는 하부프레임(204)을 포함할 수 있다.

상기 로우플레이트(203)는 하부모듈(20)의 저면을 형성할 수 있다. 그리고 상기 로우플레이트(203)는 주행부(210)와 연결될 수 있다. 상기 로우플레이트(203)의 형상은 다양할 수 있다. 일례로, 상기 로우플레이트(203)는 사각 형상의 판으로 형성할 수 있다.

상기 하부프레임(204)은 상기 로우플레이트(203)의 끝 단부에 상방으로 길게 연장되도록 구비될 수 있다. 일례로, 상기 하부프레임(204)은 상기 로우플레이트(203)의 꼭지점과 대응되는 위치에 복수 개로 구비될 수 있다.

상기 하부프레임(204)은 제 1 하부프레임(204a), 제 2 하부프레임(204b), 제 3 하부프레임(204c) 및 제 4 하부프레임(204d)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 하부프레임(204)은, 사각 형상을 가진 로우플레이트(203)의 4개 꼭지점이 위치하는 각각의 단부에 구비될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 내지 제 4 하부프레임(204)의 상측에 연결되는 어퍼플레이트(205)를 안정적으로 지지할 수 있다.

상기 하부프레임(204)은, 상기 로우플레이트(203) 및 어퍼플레이트(206)와 수직하게 연결될 수 있다. 상세히, 상기 하부프레임(204)은 상기 로우플레이트(203)의 상면과 상기 어퍼플레이트(205)의 하면에 결합될 수 있다. 그리고 상기 하부프레임(204)은 일 방향으로 길게 연장되는 육면체 기둥 형상을 가질 수 있다.

상기 어퍼플레이트(205)의 중심부는 홀을 형성할 수 있다. 상기 어퍼플레이트(205)의 홀에는 후술할 전장플레이트(243)가 구비되어 복수의 전자부품가 설치될 수 있다.

상기 어퍼플레이트(205)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 일례로, 상기 어퍼플레이트(205)는 사각 형상의 판으로 형성할 수 있다. 이때, 상기 어퍼플레이트(205)의 크기는 상기 로우플레이트(203)의 크기와 동일하게 형성할 수도 있다. 따라서, 상기 하부프레임(204)과 상기 로우플레이트(203)가 결합되는 위치는, 상기 하부프레임(204)과 상기 어퍼플레이트(205)가 결합되는 위치와 대응될 수 있다. 다만, 상기 어퍼플레이트(205)의 크기는 상기 로우플레이트(203)의 크기에 제한되지 않는다.

상기 어퍼플레이트(205)의 하면은 상기 하부프레임(204)와 연결되며 상면은 후술할 상부프레임(245)과 연결될 수 있다.

상기 로우플레이트(203), 하부프레임(204) 및 어퍼플레이트(205)는 내부가 비어있는 직육면체 형상을 형성할 수 있다. 그리고 상기 로우플레이트(203)와 어퍼플레이트(205) 사이의 내부 공간은 설치공간(206)이라 이름한다. 상기 설치공간(206)은 무게가 상대적으로 무거운 배터리(201)가 위치하는 공간으로 이해할 수 있다.

상기 배터리(201)는 리튬-이온 배터리(Li-Ion Battery)를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않으며, 상기 배터리(201)는 리튬-이온 배터리 이외의 다른 종류의 배터리를 포함할 수 있다.

상기 배터리(201)는 상기 안내 로봇(1)의 구동을 위한 전원을 공급할 수 있다. 그리고 상기 배터리(201)는 상기 설치공간(206)에 위치할 수 있다. 상기 배터리(201)는 상기 안내 로봇(1)의 전체 무게 중 가장 큰 비중을 차지하고 있으므로, 상기 로우플레이트(203)의 상면에 안착되는 것이 무게중심 측면에서 바람직하다.

상기 구동부(200)는, 상기 연결부(260)를 지지하는 상부프레임(245), 상기 어퍼플레이트(205)의 중심부에 위치하는 전장플레이트(243)를 더 포함할 수 있다.

상기 전장플레이트(243)는, 상기 어퍼플레이트(205)의 중심부에 위치할 수 있다. 상기 전장플레이트(243)는 상하방향으로 다단의 층을 이루도록 복수개로 구비될 수 있다. 상기 복수 개의 전장플레이트(243)는 상하방향으로 배치되어 다수의 층을 형성하며, 상기 다수의 층을 전장공간(246)이라 이름한다.

상기 전장공간(246)에는 다수의 전자부품들이 위치할 수 있다. 상기 다수의 전자부품들은 상기 전장플레이트(243)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 전장공간(246)에는 다수의 보드가 구비될 수 있다.

상기 다수의 보드는, AP 보드(Application Processor), MCU 보드(Micro Controller Unit), 전원 보드, PCB 보드 등을 포함할 수 있다.

상기 AP 보드는 상기 안내 로봇(1)의 하드웨어 모듈 시스템을 관리하는 장치, 즉, 제어부로서 기능할 수 있다.

상기 MCU 보드는 상기 안내 로봇(1)의 전반적인 구동을 제어할 수 있으며, 상기 안내 로봇(1)의 다양한 기능을 지원하는 데이터가 저장된 메모리를 포함할 수 있다.

상기 전원 보드는 상기 배터리(201)의 전원이 상기 안내 로봇(1)에 포함된 각 구성 요소에 공급되는 것을 제어할 수 있다.

상기 상부프레임(245)은 상기 어퍼플레이트(205)에 연결될 수 있다. 상기 상부프레임(245)은 상기 어퍼플레이트(205)의 외둘레와 중심 홀이 이루는 내둘레 사이에 위치할 수 있다. 보다 상세히, 상기 상부프레임(245)은 상기 어퍼플레이트(205)의 상면에서 상기 전장플레이트(243)의 외측으로 가상의 삼각형이 그려지도록 위치할 수 있다. 그리고 상기 가상의 삼각형 꼭지점에 각각 상부프레임(235)이 위치할 수 있다.

즉, 상기 상부프레임(245)은 복수 개로 구비되어 상기 연결부(260)를 3점 지지할 수 있다. 일례로, 상기 상부프레임(245)은 상기 전장플레이트(243)의 전방에 위치하는 제 1 상부프레임(245a), 상기 전장플레이트(243)의 양 측방에 위치하는 제 2 상부프레임(245b) 및 제 3 상부프레임(245c)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 상부프레임(245)의 상측에는 상기 연결부(260)의 연결플레이트(261)가 결합될 수 있다.

상기 상부프레임(245)은, 상기 어퍼플레이트(205)의 상면에 수직하게 결합할 수 있다. 그리고 상기 상부프레임(245)은 일 방향으로 길게 연장된 육면체 기둥 형상을 가질 수 있다. 또한, 상부프레임(245)의 상하방향 길이는, 상기 상부모듈(10)과의 결합 또는 분리를 위한 연결부(260)를 고정 지지하므로, 상기 상부모듈(10)과 하부모듈(20)의 결합 시 안정적인 균형을 이루기 위하여, 상기 하부프레임(204)의 상하방향 길이보다 작게 형성될 수 있다.

한편, 상기 연결부(260)의 상세한 설명은 후술하도록 한다.

상기 구동부(200)는 상기 어퍼플레이트(205)의 상측에 위치하는 블록(240), 상기 블록(240)의 상측에 위치하는 하중센서(241) 및 상기 하중센서(241)의 상측에 위치하는 접촉링(242)을 더 포함할 수 있다.

상기 블록(240)은 상기 어퍼플레이트(205)의 꼭지점과 대응되는 위치에 상방으로 연장되어 구비될 수 있다. 즉, 상기 블록(240)은 상기 상부프레임(245)의 외측에 위치할 수 있다.

상기 블록(240)의 상측에는 하중센서(241)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 블록(240)은 상기 하중센서(241) 및 접촉링(242)을 고정 지지하는 역할을 수행할 수 있다.

상기 하중센서(241)는 접촉링(242)과 연결되어 상기 접촉링(242)으로부터 전달되는 힘에 의한 하중을 감지하는 센서로 복수 개로 구비될 수 있다. 그리고 상기 블록(240)은 상기 하중센서(241)의 개수에 대응되는 개수로 구비될 수 있다.

상기 하중센서(241)는 상기 어퍼플레이트(205)의 꼭지점과 대응되도록 제 1 하중센서(241a), 제 2 하중센서(241b), 제 3 하중센서(241c) 및 제 4 하중센서(241d)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 블록(240)은, 상기 제 1 하중센서(241a)의 내측 끝단에 하방으로 연결되는 제 1 블록(240a), 상기 제 2 하중센서(241b)의 내측 끝단에 하방으로 연결되는 제 2 블록(240b), 상기 제 3 하중센서(241c)의 내측 끝단에 하방으로 연결되는 제 3 블록(240c) 및 상기 제 4 하중센서(241d)의 내측 끝단에 하방으로 연결되는 제 4 블록(240d)을 포함할 수 있다.

상기 제 1 내지 제 4 하중센서(241)는 상기 어퍼플레이트(205)보다 외측에 위치할 수 있다. 그리고 상기 제 1 내지 제 4 하중센서(241)는 상기 제 1 내지 제 4 하중센서(241)의 외측 끝단을 따라 접촉링(242)이 연결될 수 있다.

상기 접촉링(242)은 상기 제 1 내지 제 4 하중센서(241)의 상단부를 따라 외측 방향으로 안착되어 위치할 수 있다. 상기 접촉링(242)은 상기 블록(240)의 상방에 외측방향으로 이격되어 위치할 수 있다.

상기 접촉링(242)은 내부가 비어 있는 링 형상으로 형성할 수 있다. 그리고 상기 접촉링(242)의 외경은 상기 접촉링(242)의 내부에 상기 어퍼플레이트(205)가 위치할 수 있도록 상대적으로 크게 형성할 수 있다. 그리고 상기 접촉링(242)은 상기 하부케이스(25)와 연결될 수 있다. 따라서, 상기 하부모듈(20)의 충돌이 발생하는 경우, 상기 하부모듈(20)의 내부로 전달되는 충격량을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

상기 하중센서(241) 및 접촉링(242)은 상기 하부모듈(20)의 충돌을 감지하여 주행동작을 제어할 수 있는 역할을 수행한다. 상세히, 상기 하부모듈(20)의 충돌 시 상기 접촉링(242)은 상기 하부케이스(25)에 의해 전달받은 충격으로 뒤틀림이 발생할 수 있다. 즉, 상기 접촉링(242)은 모멘텀(Momentum)이 발생되며, 상기 하중센서(241)는 상기 모멘텀을 감지하여 신호를 전달할 수 있다. 이때, 제어부는 상기 하중센서(241)의 신호를 전달받아 주행부(210)의 구름 운동이 정지되도록 제어할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 상기 안내 로봇(1)의 주행에 의한 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 로우플레이트(203)는 주행부(210)와 연결될 수 있다. 상기 주행부(210)는, 하부모듈(20)이 용이하게 움직일 수 있도록, 메인바퀴(211), 보조바퀴(212) 및 서스펜션(미도시)을 포함할 수 있다.

상기 서스펜션(미도시)은 상기 로우플레이트(203)의 양 측방에 위치할 수 있다. 상세히, 상기 서스펜션은 상기 로우플레이트(203)의 양 측단부에 각각 결합할 수 있다. 그리고 상기 서스펜션은 외측으로 메인바퀴(211)를 연결할 수 있다.

상기 메인바퀴(211)는 상기 로우플레이트(203)의 양 측방으로 연결될 수 있다. 상세히, 상기 메인바퀴(211)는 상기 로우플레이트(203)의 하면에 위치하는 모터어셈블리(미도시)와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 모터는 상기 배터리(201)로부터 전원을 제공받아 회전함으로써 상기 메인바퀴(211)에 회전력을 제공할 수 있다. 상기 메인바퀴(211)는 상기 모터의 회전력을 제공받아 구름운동을 수행할 수 있으며, 이에 따라 상기 하부모듈(20)의 주행이 이루어질 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 상기 메인바퀴(211)는 상기 서스펜션과 연결되어 상기 서스펜션의 외측으로 각각 위치할 수 있다.

상기 보조바퀴(212)는 상기 로우플레이트(203)의 하측에 위치할 수 있다. 상세히, 상기 보조바퀴(212)는, 상기 로우플레이트(203)의 전단과 후단에 각각 하방으로 연결되는 보조바퀴플레이트와 결합될 수 있다. 상기 보조바퀴(212)는 복수 개로 구비될 수 있다. 상기 복수의 보조바퀴(212)는 상기 로우플레이트(203)의 하면의 전후 방향에서 안정적으로 하부모듈(20)을 지지할 수 있다. 즉, 상기 보조바퀴(212)는 상기 하부모듈(20)의 주행이 안정적으로 이루어지도록 상기 하부모듈(20)의 중심을 잡아주는 역할을 수행할 수 있다.

상기 보조바퀴(212)는 주행 시 상기 모터에 의해 회전하는 상기 메인바퀴(211)에 종속되어 구름운동을 수행할 수 있다. 즉, 상기 보조바퀴(212)는 독립적으로 회전하지 않으며, 외력이나 메인바퀴(211)의 회전에 종속되어 구름운동을 할 수 있다. 상기 보조바퀴(212)는 캐스터를 포함할 수 있다.

한편, 상기 하부모듈(20)은 전방 라이더(233) 및 후방 라이더(234)를 더 포함할 수 있다. 상기 전방 라이더(233) 및 후방 라이더(234)는 레이저 레이더로서, 레이저 빔을 조사하고 에어로졸에 의해 흡수 혹은 산란된 빛 중 후방 산란된 빛을 수집, 분석하여 위치 인식을 수행하는 센서이다.

상기 전방 라이더(233)는 상기 어퍼플레이트(205)의 상면에 안내 로봇(1)의 전방을 향하도록 위치할 수 있다. 일례로, 상기 전방 라이더(233)는 상기 어퍼플레이트(205)의 전단 중심부에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 전방 라이더(233)는 상기 제 1 절개부(31)를 통해 외부로 노출될 수 있다.

상기 후방 라이더(234)는 상기 로우플레이트(203)의 상면에 안내 로봇(1)의 후방을 향하도록 위치할 수 있다. 일례로, 상기 후방 라이더(234)는 상기 로우플레이트(203)의 후단 중심부에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 후방 라이더(234)는 상기 제 2 절개부(32)를 통해 외부로 노출될 수 있다. 또한, 상기 전방 라이더(233)는 상기 후방 라이더(234) 보다 상측에 위치할 수 있다.

이하에서는 앞서 설명된 절벽감지센서의 감지 결과에 따른 안내 로봇의 동작 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 안내 로봇의 절벽 또는 장애물 회피 방법을 보여주는 도면이다.

도 13을 참조하면, 상기 안내 로봇(1)은 일 방향으로 주행할 수 있다. 일례로, 상기 안내 로봇(1)은 제어부에서 계산된 주행 루트에 따라서 정해진 방향으로 주행할 수 있다. 이때, 상기 안내 로봇(1)은 주행 중에, 상기 절벽감지센서(101)를 통하여 상기 안내 로봇(1)의 주행 범위에서 절벽 또는 장애물 등을 감지할 수 있다.

일례로, 상기 안내 로봇(1)의 전방에 위치된 절벽 또는 장애물을 감지할 경우의 상기 안내 로봇(1)의 동작 방법을 설명한다.

실시예에 따르면, 상기 안내 로봇(1)은 주행 중에, 상기 절벽감지센서(101)를 통해 획득된 거리 감지값이, 제 1 기준값 미만의 값인지, 제 2 기준값을 초과하는 값인지 또는 제 1 기준값과 제 2 기준값 사이의 값인지 판단할 수 있다.

여기서, 상기 제 2 기준값은 상기 제 1 기준값 보다 큰 값이다. 이에 한정되지는 않으나, 본 실시예에서 상기 제 1 기준값은 68cm일 수 있고, 상기 제 2 기준값은 78cm일 수 있다.

일례로, 상기 안내 로봇(1)이 주행 중에, 상기 절벽감지센서(101)를 통해 획득된 거리 감지값이, 상기 제 1 기준값 미만이면, 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하고, 상기 제 1 기준값 보다 큰 제 2 기준값을 초과하면, 절벽이 존재하는 것으로 인식하고, 상기 제 1 기준값 이상이고, 상기 제 2 기준값 이하이면, 정상적인 지면으로 인식할 수 있다.

즉, 상기 안내 로봇(1)은 상기 절벽감지센서(101)를 통해 획득된 거리 감지값에 따라 주변에 절벽이 존재하는지 또는 장애물이 존재하는지 판단할 수 있다.

그리고 상기 안내 로봇(1)은 전방에 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 근접 장애물을 회피하도록 방향 전환할 수 있다. 또한, 상기 안내 로봇(1)은 전방에 절벽이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 절벽 간의 거리에 따라 주행속도를 감속할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 상기 절벽감지센서(101)가 종래의 로봇의 절벽감지센서에 비해 높은 위치에 설치되되, 상기 절벽감지센서(101)에서 송출된 감지 신호는 하향 경사져서 지면을 향하므로, 이에 따라 지면의 형상을 검출할 수 있는 센싱 범위(거리)가 대폭 증가한다. 따라서, 절벽 또는 장애물 감지 시 충분한 제동거리를 확보할 수 있으므로, 절벽 또는 장애물을 회피하는 주행이 가능하다. 이에 따라, 안정적이고 효율적인 자율 주행이 가능한 장점이 있다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 안내 로봇의 절벽 또는 장애물 회피 방법을 보여주는 도면이다.

도 14를 참조하면, 상기 안내 로봇(1)은 일 방향으로 주행할 수 있다. 일례로, 상기 안내 로봇(1)은 제어부에서 계산된 주행 루트에 따라서 정해진 방향으로 주행할 수 있다. 이때, 상기 안내 로봇(1)은 주행 중에, 상기 절벽감지센서(101)를 통하여 상기 안내 로봇(1)의 주행 범위에서 낭떠러지 또는 절벽 등을 감지할 수 있다.

일례로, 상기 안내 로봇(1)의 전측방에 위치된 절벽 또는 장애물을 감지할 경우의 상기 안내 로봇(1)의 동작 방법을 설명한다.

실시예에 따르면, 상기 절벽감지센서(101)는 상기 안내 로봇(1)이 주행 중에, 상기 안내 로봇(1)의 전측방에 위치된 절벽 또는 장애물을 감지할 수 있다. 상기 안내 로봇(1)은 앞서 설명된 방법과 동일하게 상기 절벽감지센서(101)를 통해 획득된 거리값에 따라 주변에 절벽이 존재하는지 또는 장애물이 존재하는지 판단할 수 있다.

그리고 상기 안내 로봇(1)은 전측방에 상기 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 근접 장애물을 회피하도록 방향 전환할 수 있다. 또한, 상기 안내 로봇(1)은 전측방에 상기 절벽이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 절벽 간의 거리에 따라 주행속도를 감속할 수 있다.

특히, 본 발명에서는 상기 절벽감지센서(101)가 상기 베이스플레이트(110)의 전방 둘레(270도)에 다수 개가 이격 배치되므로, 상기 안내 로봇(1)의 주행 방향인 전방뿐만 아니라, 양측방에 위치된 절벽 또는 장애물을 감지할 수 있어, 보다 안정적인 주행이 가능한 장점이 있다.

Claims (14)

1. 디스플레이부;
   회전 가능하도록 제공되는 헤드케이스;
   상기 디스플레이부 및 상기 헤드케이스가 결합되며, 내부에 지면의 형상을 검출하기 위한 센서가 수용되는 상부케이스;
   상기 상부케이스의 하측에 위치되며, 내부에 휠과 모터가 위치되는 하부케이스; 및
   상기 상부 케이스의 내부에서 상기 센서의 하측에 배치되어 상기 센서를 지지하는 베이스 플레이트를 포함하고,
   상기 베이스 플레이트에는, 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 통과하는 다수의 홈이 형성되고,
   상기 다수의 홈은, 상기 베이스플레이트의 둘레면에 서로 이격되어 배치되며,
   상기 감지 신호는, 상기 베이스플레이트에 형성된 홈을 통과한 후, 상기 상부케이스의 하단부와 상기 하부케이스의 상단부 사이의 틈을 통하여 지면으로 향하는 것을 특징으로 하는 안내 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하부케이스의 내부에는 자율 주행을 위한 라이더가 배치되고,
   상기 하부케이스의 상부에는, 상기 라이더의 동작을 위하여 상기 하부케이스의 둘레를 따라 절개되는 절개부가 형성되는 안내 로봇.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 센서는, 상기 센서에서 송출되는 감지 신호가 상기 절개부를 통과하여 지면으로 향하도록 배치되는 안내 로봇.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 베이스플레이트에 고정되어 상기 센서를 지지하는 센서고정부를 더 포함하고,
   상기 센서고정부는, 상기 센서가 일정각도 아래를 향하도록 상기 센서를 고정시키는 안내 로봇.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 감지 신호는, 상기 베이스플레이트에 형성된 홈을 통과한 후 상기 절개부를 통하여 지면으로 향하는 안내 로봇.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서는, 상기 홈의 후방에 위치되며,
   상기 홈은, 상기 센서가 향하는 지점에서 외측으로 하향 경사지도록 형성되는 안내 로봇.
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 센서고정부는,
   상기 베이스플레이트에 고정되는 제 1 지지부;
   상기 센서가 장착되는 제 2 지지부; 및
   상기 제 1 지지부와 제 2 지지부를 연결하며, 상기 센서를 상기 베이스플레이트에 대해서 소정높이를 제공하는 연결부를 포함하는 안내 로봇.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 연결부는, 상기 제 1 지지부의 전단에서 후방을 향하여 상향 경사지도록 절곡 형성되고,
   상기 제 2 지지부는, 상기 연결부의 단부에서 전방을 향하여 상향 경사지도록 절곡 형성되는 안내 로봇.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 홈은, 상기 베이스플레이트의 둘레면에 상기 센서가 향하는 지점에서 외측으로 하향 경사지도록 형성되고,
    상기 홈의 경사면과 상기 베이스플레이트가 이루는 각도는, 상기 연결부의 경사면과 상기 베이스플레이트가 이루는 각도와 동일한 안내 로봇.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부케이스 및 하부케이스는, 각각 상부와 하부가 개구된 원통 형상을 가지며,
    상기 하부케이스는, 상부에서 하부 방향으로 내려갈수록 직경이 커지도록 형성되는 안내 로봇.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 안내 로봇이 주행 중에, 상기 센서를 통해 획득된 거리 감지값이,
    제 1 기준값 미만이면, 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하고,
    상기 제 1 기준값 보다 큰 제 2 기준값을 초과하면, 절벽이 존재하는 것으로 인식하고,
    상기 제 1 기준값 이상이고, 상기 제 2 기준값 이하이면, 정상적인 지면으로 인식하는 안내 로봇.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 근접 장애물이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 근접 장애물을 회피하도록 방향 전환하는 안내 로봇.
14. 제 12 항에 있어서,
    상기 절벽이 존재하는 것으로 인식하면, 주행을 즉시 정지하거나 또는 상기 절벽 간의 거리에 따라 주행속도를 감속하는 안내 로봇.

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