KR102023621B1 - 배관 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관 어셈블리를 개시한다. 본 발명은 적어도 하나 이상의 관절부를 구비한 배관 어셈블리에 있어서, 상기 관절부는, 외부로부터 유체가 유입되는 배관하우징과, 상기 배관하우징의 내면을 감싸도록 배치되어 상기 유체의 유입에 따라 팽창하거나 수축하는 팽창부와, 상기 배관하우징과 결합하며, 상기 팽창부를 상기 배관하우징에 고정시키는 커버부를 포함한다.

Description

배관 어셈블리{Pipe assembly}

본 발명은 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내경을 가변시키는 것이 가능한 배관 어셈블리에 관한 것이다.

배관 어셈블리는 다양한 장소에 사용될 수 있다. 예를 들면, 배관 어셈블리는 물체를 흡입하는 로봇, 청소기 등에 구비될 수 있다. 또한, 배관 어셈블리는 유체를 공급하는 펌프에 연결되어 유체의 이동 경로를 제공할 수 있다. 이러한 경우 배관 어셈블리는 배관 어셈블리 내부를 이동하는 물체의 크기, 흡입력 또는 분출력 등에 따라 다양한 내경을 가질 수 있다. 이때, 다양한 장소 또는 다양한 물체에 적합한 배관 어셈블리는 개별적으로 복수개 구비되어 상기와 같은 기기들에 교체 가능하게 결합하는 것이 일반적이다.

그러나 종래의 배관 어셈블리는 크기, 직경 등에 따라서 다양한 종류를 구비하여야 하므로 운반 시 부피가 커지거나 사용자가 예상했던 것보다 물체의 크기가 크거나 작은 경우, 물체가 무거운 경우 등일 때 작업을 수행하지 못하거나 기기 자체의 성능을 유지하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서 다양한 크기의 직경을 구현하는 것이 가능한 배관 어셈블리를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 적어도 하나 이상의 관절부를 구비한 배관 어셈블리에 있어서, 상기 관절부는, 외부로부터 유체가 유입되는 배관하우징과, 상기 배관하우징의 내면을 감싸도록 배치되어 상기 유체의 유입에 따라 팽창하거나 수축하는 팽창부와, 상기 배관하우징과 결합하며, 상기 팽창부를 상기 배관하우징에 고정시키는 커버부를 포함하는 배관 어셈블리를 제공할 수 있다.

또한, 상기 관절부는 상기 팽창부와 상기 커버부 사이에 배치되어 상기 팽창부를 상기 배관하우징에 밀착시키는 실링부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 배관하우징은 상기 배관하우징 내부에 배치되어 상기 유체가 상기 배관하우징의 서로 다른 부분으로 이동하도록 가이드하는 안내유로를 포함할 수 있다.

또한, 상기 안내유로는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 안내유로는 상기 배관하우징의 중심을 기준으로 상기 배관하우징의 서로 다른 구역으로 상기 유체를 가이드할 수 있다.

또한, 상기 각 안내유로의 유출구의 면적은 서로 상이하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 관절부는 상기 배관하우징에 결합하여 상기 팽창부를 상기 배관하우징의 내면으로 가력하여 상기 팽창부를 적어도 2개 영역으로 구획하는 구획부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 관절부는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 관절부는 서로 고정되어 연결될 수 있다.

삭제

또한, 상기 관절부는 복수개 구비되며, 상기 복수개의 관절부는 서로 회동 가능하게 연결될 수 있다.

또한, 상기 복수개의 관절부와 연결되며, 상기 복수개의 관절부 중 물체를 흡입하는 입구 부분에 배치된 상기 관절부의 위치를 조절하는 와이어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 관절부 중 적어도 하나는 상기 와이어부를 적어도 한번 이상 절곡시키는 풀리를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 와이어부는 상기 복수개의 관절부의 커버부를 관통하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 배관하우징과 연결되며, 상기 배관하우징의 내면과 상기 팽창부 사이로 유체를 공급하는 유체공급부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 관절부 중 적어도 하나는, 상기 복수개의 관절부 중 서로 인접하는 상기 관절부 사이에 배치되어 서로 인접하는 상기 관절부를 서로 연결하는 연결부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 간단한 구조를 통하여 내부 직경을 조절하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 물체의 크기, 물체의 무게 등에 따라 내부 직경을 조절함으로써 물체의 흡입에 필요한 흡입력을 조절하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 배관 어셈블리를 보여주는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배관 어셈블리를 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 어셈블리의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배관 어셈블리를 구비한 픽업 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 흡입부를 보여주는 개념도이다.
도 6은 도 4에 도시된 픽업 로봇의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.

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.

도 1은 본 발명의 일 실시에에 따른 배관 어셈블리를 보여주는 분해사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 배관 어셈블리를 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 배관 어셈블리(1)는 외피부(10), 배관부(20) 및 유체공급부(30)를 포함할 수 있다. 외피부(10)는 주름관 형태로 형성될 수 있으며, 경우에 따라서 길이가 가변할 수 있다. 이때, 외피부(10)는 배관부(20)와 결합하거나 배관부(20)와 일체로 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 외피부(10)는 배관부(20)와 별도로 구비되어 다른 구조물에 의해 지지되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 외피부(10)가 배관부(20)와 별도로 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

배관부(20)는 관절부(21) 및 구획부(24)를 포함할 수 있다.

관절부(21)는 외피부(10)의 전체에 배치될 수 있다. 다른 실시예로써 관절부(21)는 외피부(10)의 일부에 배치되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 관절부(21)가 외피부(10)의 일부에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 특히 관절부(21)는 외피부(10)의 흡입구 부분에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

관절부(21)는 외피부(10) 내부의 적어도 일부분에 배치되도록 하나가 구비될 수 있다. 다른 실시예로써 관절부(21)는 서로 연결되어 외피부(10) 내부의 적어도 일부분에 배치되도록 복수개 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 관절부(21)가 복수개 구비되어 외피부(10) 내부의 일부에 서로 연결되도록 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

복수개의 관절부(21)는 서로 연결되는 제1 관절부(22), 제2 관절부(23), …제N 관절부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, N은 자연수일 수 있다. 각 관절부(21)는 서로 연결되어 일정한 형상을 형성할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수개의 관절부(21)는 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 경우 복수개의 관절부(21) 중 물체가 흡입되는 입구부 측은 제1 관절부(22) 또는 제2 관절부(23)에 형성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수개의 관절부(21)의 입구부는 제1 관절부(22)인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 관절부(22)는 제1 배관하우징(22-1), 제1 팽창부(22-2), 제1 커버부(22-3) 및 제1 실링부(22-4)를 포함할 수 있다.

제1 배관하우징(22-1)은 중앙 부분이 관통되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 배관하우징(22-1)의 내부에는 유체가 이동하는 제1 안내유로(22-1c)가 형성될 수 있다. 제1 안내유로(22-1c)는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 안내유로(22-1c)는 제1 배관하우징(22-1)의 원주 방향으로 서로 상이한 제1 배관하우징(22-1) 부분으로 유체를 안내할 수 있다. 이때, 제1 배관하우징(22-1)은 6개의 영역으로 구분될 수 있으며, 제1 배관하우징(22-1)의 6개 영역 각각은 각 제1 안내유로(22-1c)와 연결될 수 있다. 상기와 같은 복수개의 제1 안내유로(22-1c)는 서로 연결될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 안내유로(22-1c)가 서로 연결되는 부분은 외부의 유체공급부(30)와 연결될 수 있다. 복수개의 제1 안내유로(22-1c)는 길이 서로 상이할 수 있다. 또한, 복수개의 제1 안내유로(22-1c)는 유체가 토출되는 토출구의 면적이 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제1 안내유로(22-1c)의 토출구 면적은 복수개의 제1 안내유로(22-1c)의 길이에 비례할 수 있다. 구체적으로 복수개의 제1 안내유로(22-1c)가 연결된 지점에서 각 제1 안내유로(22-1c)의 토출구까지의 거리가 길수록 제1 안내유로(22-1c)의 토출구 면적은 커질 수 있다. 복수개의 제1 안내유로(22-1c)를 통하여 유체가 각각 이동할 때 길이가 긴 제1 안내유로(22-1c)는 길이가 짧은 제1 안내유로(22-1c)보다 유체의 속도가 줄어들더라도 단위면적당 이동하는 유체의 양이 많음으로써 다른 제1 안내유로(22-1c)와 동일한 유량을 유지하는 것이 가능하다. 제1 배관하우징(22-1)은 제1 실링부(22-4)가 안착하도록 홈이 형성될 수 있다. 또한, 제1 배관하우징(22-1)의 내면에는 구획부(24)가 배치되어 삽입되도록 제1 삽입홈(미도시)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 삽입홈은 제1 배관하우징(22-1)의 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.

제1 팽창부(22-2)는 제1 배관하우징(22-1) 내면을 감싸도록 배치될 수 있다. 제1 팽창부(22-2)는 탄성 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 팽창부(22-2)는 라텍스, 고무, 실리콘 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 팽창부(22-2)가 라텍스를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 팽창부(22-2)는 중앙 부분은 관통하도록 형성된 제1 팽창바디부(22-2a) 및 제1 팽창바디부(22-2a)의 양단에 배치되며, 제1 팽창바디부(22-2a)의 중심으로부터 멀어지도록 제1 팽창바디부(22-2a)와 연결되는 제1 팽창고정부(22-2b)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 팽창고정부(22-2b)는 제1 배관하우징(22-1)의 양단을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 팽창고정부(22-2b)는 제1 실링부(22-4)에 의해 제1 배관하우징(22-1)의 양단에 밀착할 수 있다.

제1 커버부(22-3)는 제1 배관하우징(22-1)의 양단 중 적어도 하나에 결합하여 제1 팽창고정부(22-2b)를 제1 배관하우징(22-1)에 결합할 수 있다. 제1 커버부(22-3)는 환형의 고리 형태로 형성되어 제1 배관하우징(22-1)과 다양한 방식으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 제1 커버부(22-3)는 제1 배관하우징(22-1)과 나사, 볼트, 핀 등으로 결합할 수 있으며, 제1 배관하우징(22-1)과 나사 결합 등을 통하여 결합하는 것도 가능하다.

제1 실링부(22-4)는 제1 커버부(22-3)와 제1 배관하우징(22-1) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 실링부(22-4)는 환형의 고리 형태로 형성되어 제1 배관하우징(22-1)의 끝단에 삽입될 수 있다. 특히 제1 실링부(22-4)는 제1 팽창고정부(22-2b) 상에 배치되어 제1 팽창고정부(22-2b)를 제1 배관하우징(22-1) 측으로 밀착시킬 수 있다. 또한, 제1 실링부(22-4)는 외부의 수분 등을 차단하거나 제1 배관하우징(22-1) 내부 또는 제1 팽창부(22-2)의 내부를 외기로부터 밀봉시킬 수 있다.

제2 관절부(23)는 제2 배관하우징(23-1), 제2 팽창부(23-2), 제2 커버부(23-3) 및 제2 실링부(23-4)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 배관하우징(23-1), 제2 팽창부(23-2), 제2 커버부(23-3) 및 제2 실링부(23-4)는 상기에서 설명한 제1 배관하우징(22-1), 제1 팽창부(22-2), 제1 커버부(22-3) 및 제1 실링부(22-4)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같은 제1 관절부(22) 및 제2 관절부(23) 중 적어도 하나는 연결부(22-5)를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 관절부(22)가 연결부(22-5)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

연결부(22-5)는 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)를 서로 연결할 수 있다. 예를 들면, 연결부(22-5)는 제1 배관하우징(22-1) 및 제2 배관하우징(23-1) 사이에 배치되어 제1 배관하우징(22-1)과 제2 배관하우징(23-1)에 결합할 수 있다. 이때, 연결부(22-5)와 제1 배관하우징(22-1)의 결합 및 연결부(22-5)와 제2 배관하우징(23-1)의 결합은 상기에서 설명한 제1 커버부(22-3)와 제1 배관하우징(22-1)의 결합 방법과 유사할 수 있다. 상기와 같은 연결부(22-5)는 제1 실링부(22-4)와 제2 실링부(23-4)를 각각 가력하여 제1 배관하우징(22-1) 및 제2 배관하우징(23-1)에 밀착시킬 수 있다. 또한, 연결부(22-5)는 제1 팽창부(22-2)와 제2 팽창부(23-2) 각각을 제1 배관하우징(22-1) 및 제2 배관하우징(23-1)에 고정시킬 수 있다.

유체공급부(30)는 배관부(20)와 연결되어 배관부(20)로 유체를 공급할 수 있다. 이때, 유체는 액체 또는 기체를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유체가 기체를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

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상기와 같은 유체공급부(30)는 배관부(20)와 연결되어 배관부(20)로 공급되는 유체의 양을 제어할 수 있다. 이때, 유체공급부(30)는 복수개 구비되어 배관부(20)의 각 부분에 연결될 수 있다. 예를 들면, 각 유체공급부(30)는 제1 관절부(22) 및 제2 관절부(23) 각각과 연결되어 제1 관절부(22) 및 제2 관절부(23)에 독립적으로 유체를 공급하는 것이 가능하다. 다른 실시예로써 유체공급부(30)는 다기관과 연결되며, 복수개의 밸브를 구비하여 배관부(20)의 각 부분에 공급되는 유체의 양을 제어하는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유체공급부(30)는 복수개 구비되며, 각 유체공급부(30)가 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)에 서로 독립적으로 연결되어 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)의 각 영역에 공급되는 유체의 양을 제어하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 경우 복수개의 유체공급부(30)는 제1 관절부(22)와 연결되는 제1 유체공급부(31)와 제2 관절부(23)와 연결되는 제2 유체공급부(32)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 유체공급부(31)와 제2 유체공급부(32)는 서로 동일 또는 유사하므로 설명의 편의를 위하여 제1 유체공급부(31)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 유체공급부(31)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 유체공급부(31)는 기체를 공급하는 에어펌프를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 제1 유체공급부(31)는 제1 에어실린더(31-1)와, 제1 에어실린더(31-1)와 연결되며, 제1 에어실린더(31-1)의 제1 피스톤(31-2)을 구동시키는 제1 피스톤구동부(31-3)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 피스톤구동부(31-3)는 실린더, 리니어모터 또는 볼스크류와 모터를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 피스톤구동부(31-3)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 제1 에어실린더(31-1)의 제1 피스톤(31-2)과 연결되어 제1 에어실린더(31-1)의 제1 피스톤(31-2)을 선형 운동시키는 모든 구조 및 모든 장치를 포함할 수 있다.

한편, 상기와 같은 배관 어셈블리(1)의 작동을 살펴보면, 배관 어셈블리(1)는 유체공급부(30)의 작동에 따라서 내경의 크기를 가변시킬 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 배관 어셈블리(1)가 내경의 크기를 초기보다 작아지도록 하는 경우에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

제1 유체공급부(31)가 작동하면, 제1 유체공급부(31)는 복수개의 제1 안내유로(22-1c)에 유체를 공급할 수 있다. 이때, 제2 유체공급부(32)는 복수개의 제2 안내유로(미도시)에는 유체를 공급하지 않을 수 있다. 이러한 경우 제1 관절부(22)의 내경은 가변할 수 있으며, 제2 관절부(23)의 내경은 초기 상태를 유지할 수 있다.

유체는 복수개의 제1 안내유로(22-1c)를 통하여 제1 팽창부(22-2)와 제1 배관하우징(22-1) 사이의 공간으로 공급될 수 있다.

상기와 같이 공급된 유체는 제1 팽창부(22-2)를 팽창시킬 수 있다.

제1 관절부(22)의 내경의 조절과는 관계없이 제2 관절부(23)의 내경을 제1 관절부(22)와 동일 또는 유사하게 조절할 수 있다.

한편, 상기와 같은 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)는 상기에서 설명한 바와 같이 배관 어셈블리(1)의 입구부에 배치되는 것도 가능하지만 배관 어셈블리(1)의 중앙 부분에 배치되는 것도 가능하다. 특히 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)는 지면에 수직하거나 지면에 대해서 일정 각도를 가지도록 경사지게 배치된 배관 어셈블리(1) 부분에 배치되는 것도 가능하다.

이러한 경우 상기와 같이 제1 관절부(22)의 내경 및 제2 관절부(23)의 내경을 상기에서 설명한 것과 같이 독립적으로 조절하는 경우 제1 관절부(22)의 내부 압력 및 제2 관절부(23)의 내부 압력을 가변시킬 수 있다. 특히 물체를 흡입하는 경우 또는 유체를 외부로 배출하는 경우 상기와 같이 내경이 작이지면 흡입력이 커질 수 있으며, 분출력이 증대될 수 있다. 이와 관련하여서 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)를 지면에 대해서 일정 각도를 가지도록 형성한 후 제1 관절부(22)와 제2 관절부(23)를 통하여 물체의 흡입 시 상기와 같이 흡입력을 증대시킴으로써 물체가 자중에 의하여 낙하하거나 흡입력이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 특히 상기와 같이 복수개의 관절부(21)의 내경을 상기와 같이 초기 내경보다 작게 형성하는 경우 흡입압력이 커짐으로써 상기와 같은 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

배관 어셈블리(1)는 상기의 경우 이외에도 물체의 크기가 큰 경우 등과 같이 제1 관절부(22)의 내경 및 제2 관절부(23)의 내경을 초기 내경보다 커지도록 조절하는 것도 가능하다. 이러한 경우 제1 유체공급부(31) 및 제2 유체공급부(32) 중 적어도 하나가 제1 관절부(22) 및 제2 관절부(23) 중 적어도 하나의 유체를 흡입함으로써 제1 관절부(22) 및 제2 관절부(23) 중 적어도 하나의 내경을 초기 내경이나 기존의 내경보다 작게 만드는 것이 가능하다.

따라서 상기 픽업 로봇은 배관 어셈블리(1) 내경을 물체의 크기 또는 물체의 무게 등에 따라 조절 가능함으로써 다양한 물체에 대응하는 것이 가능하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 어셈블리의 일부를 보여주는 사시도이다.

도 3을 참고하면, 배관 어셈블리(1A)는 외피부(미도시), 배관부(20A) 및 유체공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 외피부 및 상기 유체공급부는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

배관부(20A)는 관절부(21A) 및 구획부(25A)를 포함할 수 있다.

관절부(21A)는 상기 외피부의 적어도 일부분에 배치되도록 하나가 구비될 수 있다. 다른 실시예로써 관절부(21A)는 서로 연결되어 상기 외피부 내부의 적어도 일부분에 배치되도록 복수개 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 관절부(21A)가 복수개 구비되어 서로 연결되며, 상기 외피부 전체에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

복수개의 관절부(21A)는 관절부(21A)를 N개 구비할 수 있다. 여기서 N은 자연수일 수 있다. 복수개의 관절부(21A)는 인접하는 각 관절부(21A)가 서로 회동 가능하도록 연결될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 복수개의 관절부(21A)가 제1 관절부(22A), 제2 관절부(23A) 및 제3 관절부(24A)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

복수개의 관절부(21A)를 통하여 물체가 흡입되는 입구부는 제1 관절부(22A) 또는 제3 관절부(23A) 중 하나일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 관절부(22A)가 입구부인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 관절부(22A)는 제1 배관하우징(22A-1), 제1 팽창부(22A-2), 제1 커버부(22A-3), 제1 실링부(미도시), 제1 연결부(22A-5), 제1 풀리(22A-6) 및 제1 와이어고정부(22A-7)를 포함할 수 있다.

제1 배관하우징(22A-1)은 외관을 형성할 수 있으며, 제1 커버부(22A-3) 및 제1 연결부(22A-5)와 결합하여 제1 팽창부(22A-2)를 고정시킬 수 있다. 이때, 제1 배관하우징(22A-1)은 제1 커버부(22A-3) 또는 제1 연결부(22A-5)와 결합하는 제1 배관바디부(22A-1a)와, 제1 배관바디부(22A-1a) 사이에 배치되며, 제1 안내유로(22-1c)가 형성된 제1 배관코어부(22A-1b)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 배관바디부(22A-1a)와 제1 배관코어부(22A-1b)는 서로 나사, 볼트, 핀 등을 통하여 결합할 수 있다. 또한, 제1 배관바디부(22A-1a) 및 제1 배관코어부(22A-1b) 내부에는 하기에서 설명할 제1 구획부(25A-1)가 삽입되도록 홈이 형성될 수 있다. 제1 안내유로(22A-1c)는 제1 배관코어부(22A-1b)의 내부에 배치될 수 있다. 이때, 제1 안내유로(22A-1c)는 복수개 구비될 수 있으며, 제1 배관코어부(22A-1b)의 다양한 부분으로 유체를 안내할 수 있다. 특히 각 제1 안내유로(22A-1c)는 서로 구획되는(또는 구분되는) 제1 팽창부(22A-2)의 복수개의 영역 중 하나의 영역으로 유체를 안내할 수 있다. 제1 배관코어부(22A-1b)는 복수개의 제1 안내유로(22A-1c)와 연결되는 제1 유입구(22A-1d)를 포함할 수 있다. 제1 유입구(22A-1d)는 제1 배관코어부(22A-1b)의 외면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다.

제1 팽창부(22A-2)는 제1 배관하우징(22A-1)의 내면을 감싸도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 팽창부(22A-2)의 일부는 제1 배관하우징(22A-1)의 양단을 감쌈으로써 제1 팽창부(22A-2)와 제1 배관하우징(22A-1)의 내면 사이에 공간을 형성할 수 있다.

제1 커버부(22A-3)는 제1 배관하우징(22A-1)에 결합할 수 있다. 이때, 제1 커버부(22A-3)는 제1 팽창부(22A-2)의 일단을 제1 배관하우징(22A-1)에 결합시킬 수 있다. 제1 커버부(22A-3)는 제1 배관하우징(22A-1)과 볼트, 나사 등으로 결합하도록 제1 결합돌기(22A-3a)를 구비할 수 있다. 이때, 상기와 같은 제1 결합돌기(22A-3a)는 제1 커버부(22A-3)로부터 원주 방향으로 돌출될 수 있으며, 제1 배관하우징(22A-1)에도 제1 결합돌기(22A-3a)와 대응되는 위치에 제1 고정돌기(22A-1e)가 구비될 수 있다. 제1 커버부(22A-3)에는 제1 구획부(25A-1)의 일단이 삽입되어 고정되는 홈 또는 홀을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 구획부(25A-1)의 일단이 삽입되는 홈 또는 홀은 복수개 구비될 수 있다.

상기 제1 실링부는 제1 커버부(22A-3)와 제1 배관하우징(22A-1) 사이 및 제1 연결부(22A-5)와 제1 배관하우징(22A-1) 사이 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 실링부는 환형의 고리 형태로 형성될 수 있으며, 제1 팽창부(22A-2)를 제1 배관하우징(22A-1)으로 밀착시킬 뿐만 아니라 제1 팽창부(22A-2)와 제1 커버부(22A-3) 사이 또는 제1 팽창부(22A-2)와 제1 배관하우징(22A-1) 사이의 공간을 밀폐시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 실링부는 제1 배관하우징(22A-1), 제1 커버부(22A-3) 및 제1 연결부(22A-5) 중 적어도 하나에 삽입되어 안착할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제1 실링부는 제1 배관하우징(22A-1)에 안착되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 연결부(22A-5)는 제1 배관하우징(22A-1)과 결합할 수 있다. 이때, 제1 연결부(22A-5)는 제1 커버부(22A-3)와 유사하게 형성될 수 있다. 제1 연결부(22A-5)는 인접하는 제2 관절부(23A)와 연결되도록 제1 연결돌기(22A-5a)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 연결돌기(22A-5a)는 제1 연결부(22A-5)로부터 제2 관절부(23A) 측으로 돌출될 수 있으며, 제2 관절부(23A)와 핀 등을 통하여 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 제1 연결부(22A-5)는 제1 커버부(22A-3)와 유사하게 제1 돌기(22A-5b)를 포함할 수 있으며, 제1 돌기(22A-5b)와 대향하는 제1 배관하우징(22-1)에는 제1 고정돌기(22A-1e)가 배치될 수 있다. 제1 연결부(22A-5)는 와이어부(40A)가 통과되도록 홀이 형성될 수 있다. 또한, 제1 연결부(22A-5)에는 제1 구획부(25A-1)의 타단이 삽입되어 고정되는 홈 또는 홀을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 구획부(25A-1)의 타단이 삽입되는 홈 또는 홀은 복수개 구비될 수 있다.

제1 풀리(22A-6)는 제1 배관하우징(22A-1)에 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 풀리(22A-6)는 복수개 구비될 수 있으며, 제1 배관하우징(22A-1)의 외면을 따라 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 경우 각 제1 풀리(22A-6)는 와이어부(40A)를 적어도 한번 이상 절곡시킬 수 있다.

제1 와이어고정부(22A-7)는 제1 배관하우징(22A-1)의 외면으로부터 돌출될 수 있다. 이때, 제1 와이어고정부(22A-7)는 와이어부(40A)의 일단이 삽입되어 고정될 수 있다. 이러한 경우 제1 와이어고정부(22A-7)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 제1 와이어고정부(22A-7)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 각 제1 와이어고정부(22A-7)는 서로 다른 와이어부(40A)가 각각 개별적으로 고정될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제1 와이어고정부(22A-7)는 제1 배관하우징(22A-1)의 중심을 기준으로 서로 직각을 형성하도록 제1 배관하우징(22A-1)의 외면에 배치될 수 있다. 이러한 경우 와이어부(40A)는 각각 각 제1 와이어고정부(22A-7)에 일단이 고정됨으로써 제1 관절부(22A)의 일단의 방향을 다양한 방향으로 가변시키는 것이 가능하다.

제2 관절부(23A)는 제1 관절부(22A)와 유사하게 형성될 수 있다. 이때, 제2 관절부(23A)는 제2 배관하우징(23A-1), 제2 팽창부(23A-2), 제2 실링부(미도시) 및 제2 연결부(23A-5)를 포함할 수 있다. 제2 배관하우징(23A-1)은 상기에서 설명한 제1 배관하우징(22A-1)과 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 또한, 제2 팽창부(23A-2)도 상기에서 설명한 제1 팽창부(22A-2)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 상기 제2 실링부는 제2 배관하우징(23A-1) 및 제2 연결부(23A-5) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 실링부는 제1 실링부(22-4)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.

제2 연결부(23A-5)는 제1 연결부(22A-5)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 이때, 제2 연결부(23A-5)는 제2 배관하우징(23A-1)의 양단에 결합할 수 있다. 복수개의 제2 연결부(23A-5) 중 하나는 제1 연결부(22A-5)와 회동 가능하게 연결될 수 있으며, 복수개의 제2 연결부(23A-5) 중 다른 하나는 제3 관절부(24A)와 회동 가능하게 연결될 수 있다.

제3 관절부(24A)는 제3 배관하우징(24A-1), 제3 팽창부(24A-2), 제3 실링부(미도시), 제3 커버부(24A-4), 제3 연결부(24A-5) 및 제3 풀리(24A-6)를 포함할 수 있다. 제3 배관하우징(24A-1), 제3 팽창부(24A-2), 상기 제3 실링부 및 제3 풀리(24A-6)는 상기에서 설명한 제1 배관하우징(22A-1), 제1 팽창부(22A-2), 상기 제1 실링부, 제1 풀리(22A-6)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 제3 커버부(24A-4)는 제3 배관하우징(24A-1)의 일단에 배치될 수 있다. 또한, 제3 연결부(24A-5)는 제3 배관하우징(24A-1)의 타단에 배치될 수 있다. 이때, 제3 커버부(24A-4)와 제3 연결부(24A-5)는 서로 대향하도록 배치될 수 있으며, 제3 연결부(24A-5)는 제2 연결부(23A-5)에 인접하도록 배치되어 제2 연결부(23A-5)와 회동 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 제3 커버부(24A-4)와 제3 연결부(24A-5)는 각각 제1 커버부(22A-3) 및 제1 연결부(22A-5)와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

구획부(25A)는 제1 팽창부(22A-2) 내지 제3 팽창부(24A-2)를 각각 제1 배관하우징(22A-1) 내지 제3 배관하우징(24A-1)에 밀착시킴으로써 제1 팽창부(22A-2) 내지 제3 팽창부(24A-2) 각각을 복수개의 영역으로 구획할 수 있다. 이때, 구획부(25A)는 제1 팽창부(22A-2) 내지 제3 팽창부(24A-2) 각각의 내부에 배치될 수 있다.

상기와 같은 구획부(25A)는 복수개 구비될 수 있다. 구체적으로 복수개의 구획부(25A)는 제1 커버부(22A-3)와 제1 연결부(22A-5)에 결합하여 제1 배관하우징(22A-1)의 내면으로 제1 팽창부(22A-2)를 밀착시키는 제1 구획부(25A-1)를 포함할 수 있다. 복수개의 구획부(25A)는 서로 대향하도록 배치된 제2 연결부(23A-5)와 결합하여 제2 배관하우징(23A-1)의 내면으로 제2 팽창부(23A-2)를 밀착시키는 제2 구획부(미도시)를 포함할 수 있다. 복수개의 구획부(25A)는 제3 커버부(24A-4)와 제3 연결부(24A-5)에 결합하여 제3 배관하우징(24A-1)의 내면으로 제3 팽창부(24A-2)를 밀착시키는 제3 구획부(25A-3)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 구획부(25A-1) 내지 제3 구획부(25A-3)는 서로 동일 또는 유사하므로 설명의 편의를 위하여 제1 구획부(25A-1)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 경우 제1 구획부(25A-1)는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 구획부(25A-1)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 제1 팽창부(22A-2)는 복수개의 영역으로 구획될 수 있으며, 각 제1 안내유로(22A-1c)는 제1 팽창부(22A-2)의 구획된 복수개의 영역 중 하나와 개별적으로 연결될 수 있다.

와이어부(40A)는 관절부(21A)와 연결되어 관절부(21A)의 입구부의 위치를 가변시킬 수 있다. 이때, 와이어부(40A)는 상기 픽업 로봇에 구비되는 별도의 와이어구동부(미도시)와 연결될 수 있다. 상기 와이어구동부는 와이어부(40A)와 연결되어 와이어부(40A)를 권취하거나 권출하는 모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 상기 와이어구동부는 와이어부(40A)와 연결되어 와이어부(40A)를 잡아당기거나 와이어부(40A)에 힘을 가하는 실린더를 포함할 수 있다. 이때, 상기 와이어구동부는 와이어부(40A)와 연결되어 와이어부(40A)의 길이를 가변시키거나 와이어부(40A)를 권취하거나 권출하는 모든 구조 및 모든 장치를 포함할 수 있다.

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와이어부(40A)는 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 와이어부(40A)는 각각 서로 다른 제1 와이어고정부(22A-7)에 연결되어 고정될 수 있다. 또한, 각 와이어부(40A)는 복수개의 와이어구동부 중 하나와 연결되어 독립적으로 관절부(21A)의 방향을 전환시킬 수 있다.

한편, 배관 어셈블리(1A)의 작동을 살펴보면, 상기 유체공급부가 작동함으로써 제1 관절부(22A), 제2 관절부(23A) 및 제3 관절부(24A) 중 적어도 하나의 내경이 초기 내경보다 작아지거나 커질 수 있다. 이때, 상기 유체공급부는 제1 관절부(22A), 제2 관절부(23A) 및 제3 관절부(24A)에 각각 유체를 공급하여 제1 팽창부(22A-2), 제2 팽창부(23A-2) 및 제3 팽창부(24A-2)를 일정 정도 팽창시킨 상태일 수 있다.

상기 유체공급부는 제1 관절부(22A), 제2 관절부(23A) 및 제3 관절부(24A) 중 적어도 하나에 공급되는 유체를 조절할 수 있다. 이때, 상기 유체공급부의 작동에 따라 제1 관절부(22A), 제2 관절부(23A) 및 제3 관절부(24A) 중 적어도 하나의 내경을 조절하는 방법은 상기에서 설명한 바와 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서 배관 어셈블리(1A)는 다양한 크기의 물체를 흡입하는 경우 신속하게 대응하는 것이 가능하다. 또한, 배관 어셈블리(1A)는 간단한 구조를 통하여 내경을 가변시키는 것이 가능하다. 배관 어셈블리(1A)는 물체의 크기에 따라 내경을 조절하는 것이 가능하다.

도 4는 도 1에 도시된 배관 어셈블리를 구비한 픽업 로봇을 보여주는 사시도이다.

도 4를 참고하면, 픽업 로봇(100)은 물체를 감지하여 물체를 흡입함으로써 지면 등으로부터 제거할 수 있다. 이때, 물체는 탁구공, 테니스공 등과 같은 물체일 수 있다. 다른 실시예로써 물체는 휴지, 종이류, 쓰레기 등과 같은 물체일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 물체가 탁구공인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

픽업 로봇(100)은 도 1에 도시된 배관 어셈블리(1) 또는 도 3에 도시된 배관 어셈블리(1A) 중 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 픽업 로봇(100)이 도 1에 도시된 배관 어셈블리(1)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

픽업 로봇(100)은 바디부(110), 흡입부(120), 배관 어셈블리(1), 감지부(140), 회전운동구동부(150), 휠부(160), 휠구동부(170), 에너지저장부(180), 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.

바디부(110)는 픽업 로봇(100)의 외관을 형성할 수 있으며, 각 구성요소를 지지할 수 있다. 이때, 바디부(110)는 다양한 형태의 박스, 프레임, 플레이트 등을 포함할 수 있다.

흡입부(120)는 바디부(110)에 배치되어 배관 어셈블리(1) 내부의 기체를 흡입할 수 있다.

배관 어셈블리(1)는 흡입부(120)와 연결되어 물체의 이동 경로를 제공할 수 있다. 배관 어셈블리(1)의 끝단은 물체의 위치에 따라 이동 가능할 수 있다. 배관 어셈블리(1)의 적어도 일부분은 내경이 가변할 수 있다. 예를 들면, 배관 어셈블리(1)의 적어도 일부분은 내경이 작아지거나 커질 수 있다.

감지부(140)는 외부 물체(예를 들면, 건물벽, 나무 등), 물체, 외부 환경(예를 들면, 지면의 평평도, 건물 내부인지 여부 등) 등을 감지할 수 있다. 이때, 감지부(140)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 감지부(140)는 카메라, 라이다, 초음파 센서, 레이저 센서 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 감지부(140)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 외부의 물체, 물체, 외부 환경 등을 감지할 수 있는 모든 장치를 포함할 수 있다.

상기와 같은 감지부(140)는 바디부(110)에 배치되는 제1 감지부(141), 제2 감지부(142) 및 제3 감지부(143)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 감지부(141), 제2 감지부(142) 및 제3 감지부(143)는 서로 상이한 높이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 감지부(141)는 제2 감지부(142)보다 높은 곳에 배치될 수 있으며, 제2 감지부(142)는 제3 감지부(143)보다 높은 곳에 배치될 수 있다. 이러한 경우 제1 감지부(141) 내지 제3 감지부(143)는 서로 다양한 위치에서 외부의 물체 등을 감지하는 것이 가능하다.

제1 감지부(141)는 바디부(110)에 고정되도록 설치될 수 있다. 이때, 제1 감지부(141)는 라이다를 포함할 수 있으며, 외부 물체, 물체, 외부 환경 등을 감지할 수 있다.

제2 감지부(142)는 바디부(110)에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 이러한 경우 제2 감지부(142)는 바디부(110)에 배치되는 감지부구동부(142-1)에 연결될 수 있다. 감지부구동부(142-1)는 제2 감지부(142)와 연결되는 모터를 포함할 수 있다. 제2 감지부(142)는 카메라를 포함할 수 있으며, 외부 물체, 물체, 외부 환경 등을 촬영할 수 있다. 특히 제2 감지부(142)는 물체를 중심으로 촬영할 수 있다.

제3 감지부(143)는 바디부(110)에 고정되도록 설치될 수 있다. 제3 감지부(143)는 초음파센서를 포함할 수 있으며, 외부 물체 등과 같은 외부 환경에서의 장애물을 감지할 수 있다. 이때, 제3 감지부(143)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 제3 감지부(143)는 바디부(110)의 다양한 면에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제3 감지부(143)는 각각은 바디부(110)의 전면, 후면, 좌측, 우측 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.

회전운동구동부(150)는 바디부(110)에 배치되어 배관 어셈블리(1) 끝단의 운동을 구현할 수 있다. 회전운동구동부(150)는 배관 어셈블리(1)의 끝단을 회전 운동시킬 수 있다. 특히 회전운동구동부(150)는 배관 어셈블리(1)의 끝단을 물체에 대응되도록 배치할 수 있다.

휠부(160)는 바디부(110)에 회전 가능하도록 설치될 수 있다. 이때, 휠부(160)는 메카넘 휠을 포함할 수 있다. 휠부(160)는 바디부(110)에 서로 이격되도록 복수개 구비될 수 있다. 이러한 경우 복수개의 휠부(160) 중 적어도 하나를 회전시킴으로써 바디부(110)의 방향을 전환하거나 전진, 후진, 사선 방향으로 이동, 회전 등의 운동을 구현할 수 있다.

휠구동부(170)는 바디부(110)에 배치되어 휠부(160)와 연결될 수 있다. 이때, 휠구동부(170)는 모터를 포함하거나 모터 및 감속기를 포함할 수 있다. 이러한 경우 휠구동부(170)는 복수개 구비되어 복수개의 휠부(160)에 각각 개별적으로 연결될 수 있다. 각 휠구동부(170)는 서로 독립적으로 구동함으로써 각 휠부(160)를 독립적으로 회전시킬 수 있다.

에너지저장부(180)는 각 구성요소와 전기적으로 연결되어 각 구성요소의 작동에 필요한 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들면, 에너지저장부(180)는 충전이 가능한 이차전지를 포함할 수 있다. 에너지저장부(180)는 에너지를 공급하는 일차전지를 포함하는 것도 가능하다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 에너지저장부(180)는 이차전지를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기 제어부는 각 구성요소의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 감지부(140)에서 감지된 결과를 근거로 데이터를 처리할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 바디부(110)에 배치되는 회로 기판을 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 상기 제어부는 바디부(110)의 외부에 배치되는 퍼스널 컴퓨터, 노트북, 휴대용 단말기, 휴대폰, PDA 등을 포함하는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제어부가 회로 기판을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 이때, 픽업 로봇(100)은 상기 제어부와 별도로 통신모듈을 포함하는 것도 가능하다.

이하에서는 흡입부(120)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 도 4에 도시된 흡입부를 보여주는 개념도이다.

도 5를 참고하면, 흡입부(120)는 흡입바디부(121), 차단판(122) 및 흡입력생성부(123)를 포함할 수 있다.

흡입바디부(121)는 배관 어셈블리(1)와 연결되는 캡부(121-1)와, 캡부(121-1)에 배치되며, 흡입되는 물체가 수납되도록 내부에 공간이 형성된 수납부(121-2)를 포함할 수 있다. 캡부(121-1)는 관 형태로 형성될 수 있으며, 배관 어셈블리(1)의 내경과 동일 또는 유사한 내경을 가질 수 있다. 수납부(121-2)는 바구니 형태로 형성되어 캡부(121-1)와 연통될 수 있다.

캡부(121-1)와 수납부(121-2)는 서로 일체로 형성되거나 별도로 형성되어 서로 연결될 수 있다. 특히 캡부(121-1)와 수납부(121-2)가 서로 분리되도록 형성되어 연결되는 경우 캡부(121-1)와 수납부(121-2)는 서로 다양한 방식으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 캡부(121-1) 또는 수납부(121-2) 중 하나에는 결합돌기가 형성되고, 캡부(121-1) 또는 수납부(121-2) 중 다른 하나에는 결합돌기가 삽입되는 결합홈이 형성될 수 있다. 다른 실시예로써 캡부(121-1)와 수납부(121-2)는 클램프를 통하여 서로 연결되는 것도 가능하다. 또 다른 실시예로써 캡부(121-1)와 수납부(121-2)는 볼트, 나사 등과 같은 별도의 결속부재를 통하여 연결되는 것도 가능하다. 이때, 캡부(121-1)와 수납부(121-2)는 상기의 결합방법에 한정되는 것은 아니며, 서로 분리되도록 형성된 두 물체가 서로 결합하는 모든 방법 및 구조를 포함할 수 있다.

차단판(122)은 캡부(121-1) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 차단판(122)은 캡부(121-1)의 길이 방향에 대해서 경사지게 배치될 수 있다. 예를 들면, 차단판(122)의 상측 부분은 차단판(122)의 하측 부분보다 기체의 흐름방향에 대해서 상류측으로 돌출되도록 배치될 수 있다. 즉, 차단판(122)의 상측 부분은 차단판(122)의 하측 부분보다 배관 어셈블리(1) 측으로 돌출되도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 차단판(122)은 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 적어도 한 개 이상의 관통홀(122-1)이 형성될 수 있다. 이때, 관통홀(122-1)은 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 관통홀(122-1)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 각 관통홀(122-1)의 면적은 물체(S)의 최대단면적보다 작게 형성됨으로써 물체(S)가 관통홀(122-1)을 통과하는 것을 방지할 수 있다.

흡입력생성부(123)는 캡부(121-1)에 배치되어 캡부(121-1) 내부의 기체를 흡입할 수 있다. 이때, 흡입력생성부(123)는 흡입모터, 흡입펌프 또는 흡입팬을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 흡입력생성부(123)는 흡입팬을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기와 같은 흡입부(120)의 작동을 살펴보면, 물체(S)의 위치에 따라 배관 어셈블리(1)의 끝단은 회전 운동을 할 수 있다. 이러한 운동을 통하여 배관 어셈블리(1)의 끝단이 물체(S)와 대응되도록 위치하면, 흡입력생성부(123)가 작동하여 캡부(121-1) 내부의 기체를 흡입할 수 있다. 이러한 경우 캡부(121-1)에 연결된 배관 어셈블리(1) 내부의 기체도 흡입력생성부(123) 측으로 이동할 수 있다.

상기와 같은 경우 배관 어셈블리(1)의 끝단에 배치된 물체(S)가 주위의 기체(또는 공기)와 함께 배관 어셈블리(1)로 흡입될 수 있다. 물체(S)는 기체의 흐름에 따라 배관 어셈블리(1)로부터 캡부(121-1)로 이동할 수 있다.

물체(S)는 캡부(121-1) 내부로 진입한 후 흡입력생성부(123) 측으로 이동할 수 있다. 이때, 물체(S)는 차단판(122)에 충돌함으로써 흡입력생성부(123)와 접촉하지 않을 수 있다.

상기와 같은 경우 흡입력생성부(123)의 작동이 중지될 수 있다. 이때, 물체(S)는 차단판(122)과 접촉한 상태에서 흡입력이 제거됨으로써 수납부(121-2) 측으로 낙하할 수 있다. 수납부(121-2)는 낙하된 물체(S)를 보관할 수 있다.

상기와 같은 작업은 물체(S)가 외부에 복수개 존재하는 경우 지속적으로 수행될 수 있다. 수납부(121-2)는 상기와 같은 복수개의 물체(S)를 보관할 수 있다.

도 6은 도 4에 도시된 픽업 로봇의 제어흐름을 보여주는 블록도이다.

도 6을 참고하면, 픽업 로봇(미도시)은 주행하면서 제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142)를 통하여 외부 물체, 물체(미도시) 및 외부 환경 등에 대해서 감지할 수 있다. 이때, 제2 감지부(142)는 일정 반경을 회전하면서 외부를 촬영할 수 있다.

제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142)에서 감지된 결과를 근거로 제어부(190)는 상기 물체를 판별할 수 있다. 예를 들면, 제1 감지부(141)에서 외부 물체, 상기 물체 및 외부 환경 등에 대해서 스캔을 통하여 상기 물체 및 상기 외부 환경 중 적어도 하나까지의 거리, 상기 물체 및 상기 외부 환경 중 적어도 하나의 형상, 상기 물체 및 상기 외부 환경 중 적어도 하나의 위치 등에 대하여 감지할 수 있다. 또한, 제2 감지부(142)에서 외부 물체, 상기 물체 및 외부 환경 등을 촬영하여 제어부(190)로 전송할 수 있다. 제어부(190)는 제1 감지부(141)에서 감지된 데이터와 제2 감지부(142)에서 촬영된 이미지를 통하여 상기 물체의 형태, 상기 물체까지의 거리, 상기 물체의 개수, 상기 물체의 방향 등 상기 물체에 대한 정보를 습득할 수 있다. 예를 들면, 제어부(190)는 제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142) 중 적어도 하나의 데이터를 근거로 감지된 물체의 면적, 형태 등을 추출하고 기 설정된 데이터와 비교하여 상기 물체를 결정할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142) 중 적어도 하나의 데이터를 근거로 상기 물체까지의 거리, 상기 물체의 개수, 상기 물체의 방향 및 상기 물체의 형태 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 제어부(190) 상기와 같이 물체의 정보를 산출하는 것 이외에도 물체를 제외한 나머지 물체, 장애물 등을 산출함으로써 상기 물체까지의 이동 경로를 산출할 수 있다.

제어부(190)는 상기와 같은 과정이 완료되면, 상기 물체에 대한 정보에 근거하여 휠구동부(170)를 제어하여 바디부(미도시)의 방향을 전환하거나 상기 바디부를 이동시킬 수 있다.

상기와 같이 상기 바디부의 방향을 전환하거나 상기 바디부를 이동시키는 작동을 수행하다가 상기 바디부로부터 상기 물체까지의 거리가 일정 거리 이하에 진입하면 제어부(190)는 휠구동부(170)를 제어하여 상기 바디부의 방향 전환을 방지할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 상기 바디부를 전진 또는 후진 시키도록 휠구동부(170)를 제어하거나 배관 어셈블리(미도시)의 끝단을 회전시키도록 회전운동구동부(150)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 바디부로부터 상기 물체까지의 거리가 50cm이내로 진입하는 경우 제어부(190)는 상기 바디부의 방향 전환을 방지할 수 있다. 이러한 경우 제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142) 중 적어도 하나는 상기 물체를 지속적으로 감지함으로써 상기 물체의 방향, 상기 물체의 위치와 상기 물체까지의 거리를 제어부(190)에서 산출할 수 있다. 제어부(190)는 상기의 결과를 근거로 상기 물체의 위치에 대응되도록 상기 배관 어셈블리의 끝단의 위치를 가변시킬 수 있다. 구체적으로 제어부(190)는 휠구동부(170)를 제어하여 상기 바디부를 전진 또는 후진시킬 수 있다. 또한, 제어부(190)는 회전운동구동부(150)를 제어하여 상기 배관 어셈블리의 끝단을 회전시킬 수 있다. 다른 실시예로써 제어부(190)는 휠구동부(170)가 작동하지 않도록 휠구동부(170)을 제어한 후 회전운동구동부(150)를 제어하여 상기 배관 어셈블리의 끝단의 위치를 물체와 대응되도록 조절하는 것도 가능하다.

상기와 같은 작업을 수행하는 동안 상기 바디부는 회전하지 않음으로써 제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142) 중 적어도 하나에서 정밀한 감지가 수행될 수 있다. 구체적으로 상기 물체에 근접하는 경우 상기 물체의 정확한 위치, 상기 물체까지의 정확한 거리 등을 측정하는 것이 상당히 중요하다. 이때, 상기 물체의 위치와 상기 배관 어셈블리의 끝단이 대응되도록 상기 바디부를 회전시키는 경우 제1 감지부(141)와 제2 감지부(142)도 동시에 회전함으로써 제1 감지부(141)와 제2 감지부(142)에서 감지된 결과가 왜곡되거나 노이즈가 포함될 수 있다. 그러나 상기와 같이 상기 바디부를 회전시키지 않음으로써 제1 감지부(141)와 제2 감지부(142)에서 정밀한 감지가 가능하다.

상기 픽업 로봇은 제1 감지부(141) 및 제2 감지부(142)를 통하여 물체의 크기를 인지할 수 있다. 제어부(190)는 상기 물체의 크기에 따라 제1 관절부(미도시) 및 제2 관절부(미도시) 중 적어도 하나의 내경을 가변시키도록 유체공급부(30)를 제어할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제1 관절부의 내경 및 상기 제2 관절부의 내경을 순차적으로 가변시키는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

구체적으로 제어부(190)가 제1 유체공급부(31)를 제어하여 상기 제1 관절부의 내경을 상기 물체의 크기에 대응되도록 가변시킬 수 있다. 이러한 경우 제어부(190)는 상기 물체의 크기가 기 설정된 기준값보다 큰지 작은지 판별할 수 있으며, 판별된 근거에 따라 기 설정된 기준값과 판별된 값 사이의 차만큼 상기 제1 관절부의 내경을 가변시킬 수 있다. 즉, 제어부(190)는 기 설정된 기준값과 판별된 값 사이의 차가 음수인 경우 상기 제1 관절부의 내경을 초기 내경보다 작아지도록 제1 유체공급부(31)를 제어할 수 있으며, 기 설정된 기준값과 판별된 값 사이의 차가 양수인 경우 상기 제1 관절부의 내경을 초기 내경보다 커지도록 제1 유체공급부(31)를 제어할 수 있다. 이때, 제1 유체공급부(31)를 제어하여 상기 제1 관절부의 내경을 초기 내경보다 커지도록 조절하거나 작아지도록 조절하는 것은 서로 유사하므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제어부(190)가 상기 제1 관절부의 내경을 초기 내경보다 커지도록 제1 유체공급부(31)를 제어하는 경우에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

제1 유체공급부(31)가 작동하면, 제1 유체공급부(31)는 복수개의 제1 안내유로(미도시)에 유체를 공급할 수 있다. 이때, 제2 유체공급부(32)는 복수개의 제2 안내유로(미도시)에는 유체를 공급하지 않을 수 있다.

유체는 복수개의 상기 제1 안내유로를 통하여 제1 팽창부(미도시)와 제1 배관하우징(미도시) 사이의 공간으로 공급될 수 있다. 이때, 각 구획부(미도시)는 상기 제1 배관하우징의 내면을 균일하게 분할할 수 있으며, 각 상기 제1 안내유로는 분할된 상기 제1 배관하우징의 내면 영역으로 유체를 안내할 수 있다.

상기와 같이 공급된 유체는 상기 제1 팽창부를 팽창시킬 수 있다. 이때, 상기 구획부는 상기 제1 팽창부를 구획함으로써 상기 제1 팽창부의 각 부분이 서로 균일하게 팽창하도록 할 수 있다.

상기와 같이 상기 제1 팽창부의 팽창이 완료되면, 제어부(190)는 흡입력 생성부(123)를 작동시켜 물체를 흡입할 수 있다. 이때, 물체는 상기 제1 관절부 내부로 흡입될 수 있다. 제어부(190)는 상기 제1 관절부의 상태를 유지시키면서 상기 제2 관절부의 내경을 상기 제1 관절부와 동일 또는 유사하게 조절하도록 제2 유체공급부(32)를 제어할 수 있다.

상기의 경우 이외에도 물체의 무게에 따라 상기 배관 어셈블리의 내경을 가변시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 흡입력생성부(123)가 작동하여 물체를 흡입하는 경우 물체가 흡입되지 않고 동일한 위치에서 다시 감지되는 경우 제어부(190)는 상기 배관 어셈블리의 내경을 초기 내경보다 작도록 제1 유체공급부(31) 및 제2 유체공급부(32) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이러한 경우 상기 제1 관절부의 내경 및 상기 제2 관절부의 내경은 순차적으로 또는 동시에 초기 내경보다 작도록 조절될 수 있다.

상기와 같이 상기 제1 관절부의 내경 및 상기 제2 관절부의 내경이 초기 내경보다 작도록 조절되는 경우 상기 배관 어셈블리 내부의 흡입 압력이 초기보다 커짐으로써 무거운 물체를 손쉽게 흡입하는 것이 가능하다.

상기 배관 어셈블리의 끝단의 위치를 상기 물체와 대응되도록 배치한 후 제어부(190)는 흡입력생성부(123)를 작동시켜 상기 물체를 상기 배관 어셈블리로 흡입할 수 있다. 이때, 상기 물체는 상기 배관 어셈블리를 통하여 상기에서 설명한 것과 같이 상기 흡입부로 흡입되어 저장될 수 있다.

상기와 같은 과정이 완료된 후 상기 픽업 로봇은 회전하거나 이동할 수 있다. 이때, 제1 감지부(141)와 제2 감지부(142)는 외부 환경을 다시 감지할 수 있다. 특히 제어부(190)는 제2 감지부(142)를 회전시키도록 제어함으로써 외부 환경을 감지하는 것도 가능하다. 제어부(190)는 제1 감지부(141)와 제2 감지부(142)에서 감지된 결과를 근거로 상기에서 설명한 것과 같이 상기 물체 측으로 상기 픽업 로봇을 이동시켜 상기 물체를 흡입할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 물체의 크기 또는 무게에 따라 상기 제1 관절부 및 상기 제2 관절부 중 적어도 하나의 내경을 가변시키는 것도 가능하다. 이러한 과정은 지속적으로 반복하여 수행될 수 있다.

상기와 같은 과정이 진행되는 동안 제3 감지부(143)는 외부의 장애물을 감지할 수 있다. 예를 들면, 제3 감지부(143)는 건물의 벽면, 천막, 상기 물체가 아닌 다른 물체 등을 감지하는 것이 가능하다. 제어부(190)는 제1 감지부(141) 내지 제3 감지부(143)에서 감지된 결과를 근거로 상기 픽업 로봇의 이동 경로를 산출하거나 상기 픽업 로봇의 주행 방향, 주행속도 등을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제3 감지부(143)에서 건물의 벽멱이 감지되는 경우 제어부(190)는 픽업 로봇(100)을 다른 방향으로 주행하도록 휠구동부(170)를 제어할 수 있다.

따라서 상기 픽업 로봇은 바닥이나 지면 등에 떨어져 있는 다양한 크기 또는 다양한 무게의 상기 물체를 자동을 수거하는 것이 가능하다. 또한, 상기 픽업 로봇은 자율 주행하면서 상기 물체를 수거하는 것이 가능하다.

상기 픽업 로봇은 상기 물체를 흡입한 후 저장함으로써 작업을 간편하면서 신속하게 수행하는 것이 가능하다.

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.

1,1A: 배관 어셈블리 40A: 와이어부
10: 외피부 100: 픽업 로봇
20,20A: 배관부 110: 바디부
21,21A: 관절부 120: 흡입부
22,22A: 제1 관절부 140: 감지부
23,23A: 제2 관절부 150: 운동구동부
24,25A: 구획부 160: 휠부
30: 유체공급부 170: 휠구동부
31: 제1 유체공급부 180: 에너지저장부
32: 제2 유체공급부 190: 제어부

Claims (14)

1. 적어도 하나 이상의 관절부를 구비한 배관 어셈블리에 있어서,
   상기 관절부는,
   외부로부터 유체가 유입되는 배관하우징;
   상기 배관하우징의 내면을 감싸도록 배치되어 상기 유체의 유입에 따라 팽창하거나 수축하는 팽창부; 및
   상기 배관하우징과 결합하며, 상기 팽창부를 상기 배관하우징에 고정시키는 커버부;를 포함하고,
   상기 관절부는 복수개 구비되며,
   상기 복수개의 관절부는 서로 회동 가능하게 연결되며,
   상기 복수개의 관절부와 연결되며, 상기 복수개의 관절부 중 물체를 흡입하는 입구 부분에 배치된 상기 관절부의 위치를 조절하는 와이어부;를 더 포함하는 배관 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 관절부는,
   상기 팽창부와 상기 커버부 사이에 배치되어 상기 팽창부를 상기 배관하우징에 밀착시키는 실링부;를 더 포함하는 배관 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 배관하우징은,
   상기 배관하우징 내부에 배치되어 상기 유체가 상기 배관하우징의 서로 다른 부분으로 이동하도록 가이드하는 안내유로를 포함하는 배관 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 안내유로는 복수개 구비되며,
   상기 복수개의 안내유로는 상기 배관하우징의 중심을 기준으로 상기 배관하우징의 서로 다른 구역으로 상기 유체를 가이드하는 배관 어셈블리.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 각 안내유로의 유출구의 면적은 서로 상이하게 형성된 배관 어셈블리.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 관절부는,
   상기 배관하우징에 결합하여 상기 팽창부를 상기 배관하우징의 내면으로 가력하여 상기 팽창부를 적어도 2개 영역으로 구획하는 구획부;를 더 포함하는 배관 어셈블리.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 관절부 중 적어도 하나는 상기 와이어부를 적어도 한번 이상 절곡시키는 풀리;를 더 포함하는 배관 어셈블리.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어부는 상기 복수개의 관절부의 커버부를 관통하도록 배치되는 배관 어셈블리.
13. 제 1 항 내지 제 6 항, 제11항 및 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 배관하우징과 연결되며, 상기 배관하우징의 내면과 상기 팽창부 사이로 유체를 공급하는 유체공급부;를 더 포함하는 배관 어셈블리.
14. 제 1 항 내지 제 6 항, 제11항 및 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 복수개의 관절부 중 적어도 하나는,
    상기 복수개의 관절부 중 서로 인접하는 상기 관절부 사이에 배치되어 서로 인접하는 상기 관절부를 서로 연결하는 연결부;를 더 포함하는 배관 어셈블리.

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