KR102123216B1 - 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치는, 로봇 몸체에 장착되어 이송대상과 고정면 사이에 삽입되는 패들 부재; 및 상기 패들 부재에 구비되어 상기 패들 부재의 완전 삽입 여부를 감지하는 감지 부재;를 포함하고, 상기 감지 부재는 상기 패들 부재가 상기 로봇 몸체에 장착되는 단부와 반대되는 단부에 인접한 위치에 구비될 수 있다.

Description

로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇{END EFFECTER FOR ROBOT AND ROBOT INCLUDING THE SAME}

본 발명은 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패들 부재가 이송대상 및 고정면 사이에 삽입될 때 패들 부재의 완전 삽입 여부를 확인할 수 있고, 패들 부재를 고정면으로 내리는 작업 시에 패들 부재 및 이송대상의 접촉에 의한 상해를 방지할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 관한 것이다.

기존의 인명구조 로봇은 주로 후송 작업만 담당하고 있다. 구조 작업자가 부상자를 탐색하고 인명구조 로봇에 부상자를 실어주면 안전한 곳으로 이동하는 임무를 수행하도록 설계되어있다.

일부 구조 작업자 없이 단독으로 부상자 구조가 가능한 인명구조 로봇의 경우에는 로봇에 그리퍼를 연결하여 부상자가 착용하고 있는 의복을 파지하여 끌어당기는 시나리오로 임무를 수행하도록 설계되어 있다.

기존의 인명구조 로봇은 구조 작업자의 협조 없이 단독으로 구조 작업을 수행하기에 적합하지 않은 구조로 설계되어 있다. 일반적으로 사람과 유사한 형태의 로봇의 경우 거동이 불편한 부상자의 경우에 부상자와 지면 사이에 양팔을 삽입하기에는 두께 측면에서 두껍게 설계가 되어 있다. 또는, 차량과 유사한 형태의 로봇의 경우 일반 인명구조 로봇과 대비하여 크기 측면에서 활용 가능한 환경이 제한적이다.

이러한 점을 개선하기 위하여 다양한 인명구조 로봇이 개발되고 있다.

국내공개특허 KR10-2017-0112263에는 '수동 컴플라이언스 구조물을 가지는 구난로봇용 말단장치'에 대하여 개시되어 있다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시예에 따른 목적은 얇은 두께의 패들 부재에 의해서 부상자와 지면 사이에 삽입이 용이하여, 의식이 없는 부상자 또는 거동이 불편한 부상자를 용이하게 이송할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 복수 개의 감지 부재에 의해서 패들 부재의 완전 삽입을 보다 신뢰성 있게 확인할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 패들 부재를 지면으로 내리는 작업 시에 패들 부재의 하단과 부상자가 접촉하여 2차 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 케이블이 패들 부재 내에 포설되어 케이블의 외부 노출에 의한 손상을 방지할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 패들 부재, 감지 부재 및 컴플라이언스 부재를 적용함으로써 부상자의 후송 작업에서 나아가 로봇 단독으로 인명구조 작업을 하게 할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 구조 작업을 위해 위험한 환경에 구조자의 투입 없이 로봇 단독으로 구조 작업이 가능하므로 2차 피해 발생 가능성을 제거할 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

일 실시예에 따른 목적은 병원 내에서 환자를 베드 상에서 이송시키는 데 활용할 수 있고, 산업용 이송 로봇에도 적용될 수 있는 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치는, 로봇 몸체에 장착되어 이송대상과 고정면 사이에 삽입되는 패들 부재; 및 상기 패들 부재에 구비되어 상기 패들 부재의 완전 삽입 여부를 감지하는 감지 부재;를 포함하고, 상기 감지 부재는 상기 패들 부재가 상기 로봇 몸체에 장착되는 단부와 반대되는 단부에 인접한 위치에 구비될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 감지 부재는 복수 개로 마련되고, 복수 개의 감지 부재는 상기 패들 부재의 타단에서 상기 패들 부재의 삽입 방향에 대하여 교차하는 방향으로 서로 이격 배치될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 감지 부재는, 상기 이송대상으로부터 작용되는 외력에 의해서 변형되는 탄성 요소; 및 상기 탄성 요소의 변형에 따라서 온 또는 오프되는 스위치 요소;를 포함하고, 상기 탄성 요소가 변형되면 상기 스위치 요소가 온으로 되고, 상기 탄성 요소가 원상 복귀되면 상기 스위치 요소가 오프로 될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 탄성 요소의 변형 방향은 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따르고, 상기 스위치 요소는 상기 탄성 요소의 변형 시 상기 탄성 요소의 일부와 접촉하고 상기 탄성 요소의 원상 복귀 시 상기 탄성 요소와 비접촉하도록 배치될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 감지 부재는, 상면에 상기 탄성 요소의 양단이 고정되는 플레이트 요소;를 더 포함하고, 상기 플레이트 요소는 상기 패들 부재의 하단에 장착되고, 상기 탄성 요소의 일부는 상기 패들 부재의 상면을 통해서 외부에 노출될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 탄성 요소의 일단은 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따라서 상기 스위치 요소로부터 전방으로 이격된 위치에서 상기 플레이트 요소 상에 고정되고, 상기 탄성 요소의 타단은 상기 패들 부재의 타단에 인접한 위치에서 상기 플레이트 요소 상에 고정되며, 상기 탄성 요소의 일단에 인접한 부분은 상기 스위치 요소의 전방에서 상기 탄성 요소의 타단을 향하여 터닝되어 상기 스위치 요소를 향하여 굴곡지게 형성될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 패들 부재의 단부에 연결되어 상기 스위치 요소에서 감지된 신호를 전달받는 전장 부재;를 더 포함하고, 상기 감지 부재는, 일단이 상기 플레이트 요소에 연결되고 타단이 상기 패들 부재의 일단에 연결되도록 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따라서 연장되게 형성되는 케이블 포설 요소;를 더 포함하고, 상기 스위치 요소에 연결된 케이블이 상기 케이블 포설 요소 상에 포설되어 상기 전장 부재에 연결될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 패들 부재를 상기 로봇 몸체에 장착시키기 위한 브라켓 부재;를 더 포함하고, 상기 브라켓 부재는 상기 전장 부재에 힌지식으로 연결될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 로봇은, 로봇 몸체; 및 상기 로봇 몸체의 일부에 장착되는 말단 장치;를 포함하고, 상기 말단 장치는, 이송대상과 고정면 사이에 삽입되는 패들 부재; 및 상기 패들 부재 및 상기 로봇 몸체 사이에 장착된 브라켓 부재;를 포함하고, 상기 패들 부재 및 상기 브라켓 부재가 힌지식으로 연결되어 상기 패들 부재 및 상기 이송대상의 접촉에 의해서 상기 패들 부재 및 상기 브라켓 부재의 사잇각이 변화될 수 있다.

일 측에 의하면, 상기 말단 장치는, 상기 패들 부재에 구비되어 상기 패들 부재의 완전 삽입 여부를 감지하는 감지 부재;를 더 포함하고, 상기 감지 부재는, 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따라서 연장되게 배치되어 상기 이송대상으로부터 외력에 의해서 변형되는 탄성 요소; 및 상기 탄성 요소와 접촉 또는 비접촉에 의해서 온 또는 오프로 되는 스위치 요소;를 포함하고, 상기 스위치 요소는 상기 탄성 요소의 변형 시 상기 탄성 요소의 일부와 접촉하고 상기 탄성 요소의 원상 복귀 시 상기 탄성 요소와 비접촉하도록 배치될 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 얇은 두께의 패들 부재에 의해서 부상자와 지면 사이에 삽입이 용이하여, 의식이 없는 부상자 또는 거동이 불편한 부상자를 용이하게 이송할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 복수 개의 감지 부재에 의해서 패들 부재의 완전 삽입을 보다 신뢰성 있게 확인할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 패들 부재를 지면으로 내리는 작업 시에 패들 부재의 하단과 부상자가 접촉하여 2차 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 케이블이 패들 부재 내에 포설되어 케이블의 외부 노출에 의한 손상을 방지할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 패들 부재, 감지 부재 및 컴플라이언스 부재를 적용함으로써 부상자의 후송 작업에서 나아가 로봇 단독으로 인명구조 작업을 하게 할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 구조 작업을 위해 위험한 환경에 구조자의 투입 없이 로봇 단독으로 구조 작업이 가능하므로 2차 피해 발생 가능성을 제거할 수 있다.

일 실시예에 따른 로봇용 말단 장치 및 이를 포함하는 로봇에 의하면, 병원 내에서 환자를 베드 상에서 이송시키는 데 활용할 수 있고 산업용 이송 로봇에도 적용될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 로봇을 도시한다.
도 2는 로봇용 말단 장치의 사시도이다.
도 3은 로봇용 말단 장치의 저면도이다.
도 4는 감지 부재의 확대도이다.
도 5(a) 및 (b)는 탄성 부재의 변형 전후를 도시한다.
도 6은 전장 부재 및 컴플라이언스 부재의 확대도이다.
도 7은 컴플라이언스 부재의 작동 모습을 도시한다.

이하, 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, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 일 실시예에 따른 로봇을 도시하고, 도 2는 로봇용 말단 장치의 사시도이고, 도 3은 로봇용 말단 장치의 저면도이고, 도 4는 감지 부재의 확대도이고, 도 5(a) 및 (b)는 탄성 부재의 변형 전후를 도시하고, 도 6은 전장 부재 및 컴플라이언스 부재의 확대도이고, 도 7은 컴플라이언스 부재의 작동 모습을 도시한다.

도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 로봇(10)은 로봇 몸체(100) 및 말단 장치(200)를 포함할 수 있다.

상기 로봇 몸체(100)는 로봇(10)의 일부가 될 수 있다.

이때, 로봇(10)은 예를 들어 이송대상을 리프트 및 이송하기 위한 의료용 로봇 또는 산업용 로봇을 포함할 수 있다.

이하에서는 로봇(10)이 인명구조 로봇이고, 이송대상이 부상자인 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.

그러나, 로봇(10)이 환자 이송용 로봇이고, 이송대상이 환자일 수 있음은 당연하다.

상기 말단 장치(200)는 로봇 몸체(100)의 일부에 장착되어, 로봇(10)의 일부를 구성할 수 있다.

이때 로봇 몸체(100)의 일부는 예를 들어 로봇(10)의 팔꿈관절이 될 수 있다. 이러한 경우, 말단 장치(200)는 로봇(10)의 아래팔 또는 전완 역할을 수행할 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇 몸체(100)에는 복수 개의 말단 장치(200)가 장착되어서, 복수 개의 말단 장치(200)가 두 팔의 기능을 수행할 수 있다.

구체적으로, 이송대상이 부상자인 경우, 말단 장치(200)는 부상자를 지면과 같은 고정면으로부터 리프트하여 원하는 위치로 이송시킬 수 있다. 또는, 이송대상이 병원 내의 환자인 경우, 말단 장치(200)는 환자를 베드와 같은 고정면으로부터 리프트하여 원하는 위치로 이송시킬 수 있다.

특히, 도 2 또는 3을 참조하여, 말단 장치(200)는 패들 부재(210), 감지 부재(220), 전장 부재(230), 브라켓 부재(240) 및 컴플라이언스 부재(250)를 포함할 수 있다.

상기 패들 부재(210)는 로봇 몸체(100)에 장착될 수 있다.

또한, 패들 부재(210)는 이송대상과 고정면 사이에 삽입될 수 있다.

구체적으로, 부상자가 지면에 누워 있는 경우, 패들 부재(210)가 부상자와 지면 사이에 삽입되어 부상자를 리프트할 수 있다. 이때, 패들 부재(210)는 부상자의 몸통 일측에서 타측을 향하여 삽입될 수 있다.

이하에서는 패들 부재(210)의 삽입 방향이 X축 방향이고, 패들 부재(210)의 리프트 방향 또는 부상자의 리프트 방향이 Z축 방향인 것으로 설명된다.

또한, 패들 부재(210)는 패들 부재(210)의 삽입 방향인 X축 방향으로 길쭉하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 패들 부재(210)의 길이는 부상자의 몸통 일측에서 타측 사이의 거리보다 길게 형성될 수 있다.

그리고 패들 부재(210)의 폭 방향은 Y축 방향으로서, 패들 부재(210)의 폭은 부상자를 안정적으로 받치기에 충분하도록 형성될 수 있다.

이와 같이 패들 부재(210)의 크기는 부상자를 리프트하기에 적절한 크기로 된다면 어느 것이든지 가능하다.

특히, 패들 부재(210)가 얇은 두께로 마련되어서 부상자와 지면 사이에 삽입이 용이하여, 의식이 없는 부상자 또는 거동이 불편한 부상자를 용이하게 이송할 수 있다.

구체적으로, 패들 부재(210)는 제1 구획(212), 제2 구획(214) 및 제3 구획(216)을 포함할 수 있다.

상기 제1 구획(212)은 패들 부재(210)의 일단이 위치된 구획으로서, 일단은 전장 부재(230)에 연결되고, 타단은 제2 구획(214)에 연결될 수 있다. 이때, 제1 구획(212)이 굴곡지게 형성되어서, 제1 구획(212)의 일단이 타단보다 높게 위치될 수 있다.

상기 제2 구획(214)은 실질적으로 부상자를 받치는 구획으로서, 일단이 제1 구획(212)에 연결되고 타단이 제3 구획(216)에 연결될 수 있다. 이때, 제2 구획(214)은 평평하게 형성될 수 있다.

상기 제3 구획(216)은 패들 부재(210)의 타단이 위치된 구획으로서, 패들 부재(210)의 삽입 시에 부상자에 제일 먼저 접촉될 수 있다. 이때, 제3 구획(216)에는 관통홀(2162)이 구비되어 관통홀(2162)을 통해서 감지 부재(220)의 일부가 외부에 노출될 수 있다.

전술된 바와 같이, 패들 부재(210)에는 감지 부재(220)가 구비될 수 있다.

상기 감지 부재(220)는 부상자와 지면 사이에서 패들 부재(210)의 완전 삽입 여부를 감지할 수 있다.

구체적으로, 감지 부재(220)는 탄성 요소(222), 스위치 요소(224), 플레이트 요소(226) 및 케이블 포설 요소(228)를 포함할 수 있다.

상기 탄성 요소(222) 및 스위치 요소(224)는 패들 부재(210)가 로봇 몸체(100)에 장착되는 단부(또는 일단) 반대되는 단부(또는 타단)에 인접한 위치에 구비될 수 있다. 다시 말해서, 탄성 요소(222) 및 스위치 요소(224)는 패들 부재(210)의 제3 구획(216)에 위치될 수 있다.

또한, 탄성 요소(222)는 부상자으로부터 작용되는 외력에 의해서 변형되도록 마련될 수 있고, 스위치 요소(224)는 탄성 요소(222)의 변형에 따라서 온 또는 오프될 수 있다.

이때, 탄성 요소(222)의 변형 방향은 패들 부재(210)의 삽입 방향을 따를 수 있다.

구체적으로, 탄성 요소(222)에 부상자에 의한 외력이 작용되면, 탄성 요소(222)의 형상이 변화되면서 탄성 요소(222) 및 스위치 요소(224)의 접촉에 의해서 스위치 요소(224)가 온으로 될 수 있다.

반면, 탄성 요소(222)에서 부상자에 의한 외력이 제거되면, 탄성 요소(222)의 형상이 원상복귀되면서 탄성 요소(222) 및 스위치 요소(224)의 비접촉에 의해서 스위치 요소(224)가 오프로 될 수 있다.

특히, 도 4를 참조하여, 탄성 요소(222)에는 제1 단부(2222), 굴곡 부분(2224), 노출 부분(2226) 및 제2 단부(2228)가 구비될 수 있다.

예를 들어, 탄성 요소(222)는 대략적으로 패들 부재(210)의 삽입 방향 또는 X축 방향을 따라서 길쭉하게 형성될 수 있고, 패들 부재(210)의 삽입 방향 또는 X축 방향을 따라서 플레이트 요소(226) 상에 고정될 수 있다.

상기 제1 단부(2222)는 스위치 요소(224)의 전방으로 이격된 위치에 배치되어, 고정홀(H)을 통해서 플레이트 요소(226) 상에 고정될 수 있다.

이때, 고정홀(H)은 X축 방향을 따라서 길쭉하게 형성되어서, 탄성 요소(222)가 변형되는 경우에 탄성 요소(222)가 고정홀(H)의 길이에 대응되는 길이만큼 X축 방향으로 이동될 수 있다.

예를 들어, 탄성 요소(222)에 부상자에 의한 외력이 작용되어 노출 부분(2226)이 눌리면, 탄성 요소(222)의 제1 단부(2222)가 전방을 향해서 X축 방향으로 이동될 수 있다. 반면, 탄성 요소(222)로부터 외력이 제거되어 노출 부분(2226)이 원상 복귀되면, 탄성 요소(222)의 제1 단부(2222)가 후방을 향해서 -X축 방향으로 이동될 수 있다.

전술된 제1 단부(2222)에는 굴곡 부분(2224)이 연결될 수 있다.

상기 굴곡 부분(2224)은 탄성 요소(222)에서 터닝되는 부분으로서, 굴곡 부분(2224)에서 탄성 요소(222)가 -X축 방향으로 후방을 향하다가 X축 방향으로 전방을 향하게 될 수 있다.

또한, 굴곡 부분(2224)은 스위치 요소(224)의 전방에 인접하게 배치되어서, 탄성 요소(222)의 변형에 따라서 스위치 요소(224)에 접촉 또는 비접촉될 수 있다.

예를 들어, 부상자에 의한 외력이 작용되어 탄성 요소(222)가 변형되면, 굴곡 부분(2224)이 스위치 요소(224)에 접촉되고, 탄성 요소(222)에서 외력이 제거되어 탄성 요소(222)가 원상 복귀되면, 굴곡 부분(2224)이 스위치 요소(224)에 비접촉될 수 있다.

전술된 굴곡 부분(2224)에는 노출 부분(2226)이 연결될 수 있다.

이때, 노출 부분(2226)의 일단은 플레이트 요소(226)보다 상부에 위치된 굴곡 부분(2224)에 연결되고, 타단은 플레이트 요소(226) 상에 고정된 제2 단부(2228)에 연결되어, 노출 부분(2226)은 경사지게 배치될 수 있다.

상기 노출 부분(2226)은 패들 부재(210)의 제3 구획(216)에 구비된 관통홀(2162)을 통해서 외부에 노출되어서, 패들 부재(210)의 삽입 시에 부상자와 직접적으로 접촉되고 부상자으로부터 외력을 받아서 변형될 수 있다.

이때, 부상자에 의한 외력은 노출 부분(2226)의 상면에 -Z축 방향으로 작용될 수 있고, 노출 부분(2226)의 Z축 방향 최대 변위는 예를 들어 패들 부재(210)의 상면과 노출 부분(2226)의 상면 사이의 높이차가 될 수 있다.

따라서, 부상자에 의한 외력이 작용되면, 노출 부분(2226)의 상면이 눌리도록 변형되고 부상자에 의한 외력이 제거되면, 노출 부분(2226)이 원상 복귀될 수 있다.

전술된 노출 부분(2226)에는 제2 단부(2228)가 연결될 수 있다.

상기 제2 단부(2228)는 스위치 요소(224)로부터 멀리 패들 부재(210)의 타단에 인접하게 배치되어, 고정홀(H)을 통해서 플레이트 요소(226) 상에 고정될 수 있다.

이때, 고정홀(H)은 X축 방향을 따라서 길쭉하게 형성되어서, 탄성 요소(222)가 변형되는 경우에 탄성 요소(222)가 고정홀(H)의 길이에 대응되는 길이만큼 X축 방향으로 이동될 수 있다.

예를 들어, 탄성 요소(222)에 부상자에 의한 외력이 작용되어 노출 부분(2226)이 눌리면, 탄성 요소(222)의 제2 단부(2228)가 전방을 향해서 X축 방향으로 이동될 수 있다. 반면, 탄성 요소(222)로부터 외력이 제거되어 노출 부분(2226)이 원상 복귀되면, 탄성 요소(222)의 제2 단부(2228)가 후방을 향해서 -X축 방향으로 이동될 수 있다.

한편, 전술된 탄성 요소(222)의 후방에는 스위치 요소(224)가 배치될 수 있다.

예를 들어 스위치 요소(224)는 탄성 요소(222)의 굴곡 부분(2224)의 후방에서 굴곡 부분(2224)에 접촉 또는 비접촉 가능하도록 배치될 수 있다.

또한, 스위치 요소(224)는 패들 부재(210)의 완전 삽입 여부를 감지할 수 있다.

구체적으로, 패들 부재(210)가 부상자와 지면 사이에 삽입되기 전에는, 도 5(a)에 도시된 바와 같이, 탄성 요소(222)가 비변형된 상태이고, 굴곡 부분(2224)이 스위치 요소(224)와 비접촉하여 스위치 요소(224)가 오프로 될 수 있다.

이후, 패들 부재(210)가 부상자와 지면 사이에 삽입되면, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 탄성 요소(222)가 변형되어, 굴곡 부분(2224)이 스위치 요소(224)에 접촉하게 되고, 스위치 요소(224)가 온으로 될 수 있다.

따라서, 패들 부재(210)가 부상자와 지면 사이에서 삽입되는 내내 노출 부분(2226)에 부상자에 의한 외력이 작용되므로 스위치 요소(224)가 온으로 될 수 있다.

더 나아가, 패들 부재(210)가 부상자와 지면 사이에서 완전히 삽입되면, 도 5(a)에 도시된 상태로 복귀된다. 다시 말해서, 탄성 요소(222)가 원상 복귀되어, 굴곡 부분(2224)이 스위치 요소(224)와 비접촉하게 되므로 스위치 요소(224)가 오프로 될 수 있다.

이러한 일련의 과정에서 스위치 요소(224)에서 온 또는 오프로 되는 것을 확인함으로써, 패들 부재(210)가 완전히 삽입되었는지 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 스위치 요소(224)가 계속 온으로 유지되고 있다면, 패들 부재(210)가 완전히 삽입되지 않았음을 의미하거나, 부상자를 리프트 및 이송하기에 적합하게 패들 부재(210)가 삽입되지 않았음을 의미할 수 있다.

이와 같이 스위치 요소(224)의 구성은 탄성 요소(222)의 변형 또는 탄성 요소(222)와의 접촉에 따라서 온 또는 오프로 전기적 신호를 발생시킬 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.

예를 들어, 도 5(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 스위치 요소(224)는 탄성 요소(222)의 변형에 의해서 후방으로 눌렸다가, 탄성 요소(222)의 원상 복귀에 의해서 원상 복귀되어 전방으로 다시 돌출될 수 있다. 또는 스위치 요소(224)는 고정된 상태로 유지되고, 탄성 요소(222)와의 접촉만을 감지할 수 있다.

또한, 전술된 바와 같이, 스위치 요소(224)에 의해서 패들 부재(210)의 완전 삽입이 확인되면, 로봇 몸체(100)가 작동을 개시할 수 있다. 예를 들어, 스위치 요소(224)에 의해서 패들 부재(210)의 완전 삽입이 확인되면, 로봇 몸체(100)는 부상자를 원하는 위치에 이송하기 위해서 작동될 수 있다. 반면, 스위치 요소(224)에 의해서 패들 부재(210)의 완전 삽입이 확인되지 않으면, 로봇 몸체(100)가 작동을 개시하지 않을 수 있다.

한편, 전술된 탄성 요소(222) 및 스위치 요소(224)는 플레이트 요소(226)에 장착될 수 있다.

플레이트 요소(226)는 X축 방향을 따라서 길쭉하게 형성되어 패들 부재(210)의 하단에 장착될 수 있고, 상면에 탄성 요소(222)의 양단이 고정되도록 마련될 수 있다.

한편, 감지 부재(220)는 복수 개로 마련될 수 있다.

복수 개의 감지 부재(220)는 각각 전술된 바와 같이 탄성 요소(222), 스위치 요소(224) 및 플레이트 요소(226)로 구성될 수 있다.

또한, 복수 개의 감지 부재(220)는 패들 부재(210)의 삽입 방향에 교차하는 방향으로, 예를 들어 Y축 방향으로 또는 패들 부재(210)의 폭 방향으로 서로 이격 배치될 수 있다.

이와 같이 복수 개의 감지 부재(220)를 포함하게 되면, 복수 개의 감지 부재(220)에서 모두 동일하게 오프-온-오프의 과정을 거치는 경우에만 패들 부재(210)가 완전히 삽입된 것으로 확인하므로, 보다 신뢰성 있게 패들 부재(210)의 완전 삽입 여부가 확인될 수 있다.

또한, 패들 부재(210)에 복수 개의 감지 부재(220)가 구비된 경우, 복수 개의 플레이트 요소(226) 사이에는 추가적인 플레이트 요소(2262)가 배치될 수 있다.

추가적인 플레이트 요소(2262)는 Y축 방향으로 또는 패들 부재(210)의 폭 방향으로 길쭉하게 형성되어, 복수 개의 플레이트 요소(226)의 단부를 서로 연결하도록 배치될 수 있다. 이에 의해서, 복수 개의 플레이트 요소(226) 및 추가적인 플레이트 요소(2262)는 'ㄷ'자 형상으로 될 수 있다.

그러나 이러한 'ㄷ'자 형상은 하나의 예시로서, 복수 개의 플레이트 요소(226) 및 추가적인 플레이트 요소(2262)의 전체 형상이 다르게 구성될 수 있음은 당연하다.

한편, 플레이트 요소(226)에는 케이블 포설 요소(228)가 연결될 수 있다.

상기 케이블 포설 요소(228)는 스위치 요소(224) 및 전장 부재(230)에 구비된 전장 PCB(미도시) 사이에 연결된 케이블(미도시)을 포설하기 위한 것이다.

구체적으로, 케이블 포설 요소(228)는 패들 부재(210)의 하단에 장착되어서, 패들 부재(210)의 삽입 방향을 따라서 전장 부재(230)를 향하여 길쭉하게 연장될 수 있다. 예를 들어, 케이블 포설 요소(228)는 추가적인 플레이트 요소(2262)의 중앙에 연결되어서 패들 부재(210)의 중앙을 따라서 패들 부재(210)의 제1 구획(212)까지 연장될 수 있다.

이와 같이 케이블 포설 요소(228)에 의해서 스위치 요소(224) 및 전장 부재(230)에 구비된 전장 PCB(미도시) 사이에 연결된 케이블이 패들 부재(210) 내에 포설되어서 케이블의 외부 노출로 인한 손상을 방지할 수 있다.

한편, 전술된 패들 부재(210)의 일단에는 전장 부재(230)가 연결될 수 있다.

상기 전장 부재(230)는 내부에 전장 PCB(미도시)를 수용하는 하우징 요소(232) 및 하우징 요소(234)를 개방 또는 폐쇄시키는 커버 요소(234)를 포함할 수 있다.

구체적으로 도시되지는 않았으나, 전장 PCB에는 스위치 요소(224)에서 전달된 신호를 수신하는 리시버(미도시), 패들 부재(210)의 기울기를 측정하는 기울기센서(미도시), 스위치 요소(224)에서 전달된 신호 또는 패들 부재(210)의 기울기 데이터를 처리하는 마이크로프로세서 등이 구비될 수 있다.

한편, 전장 부재(230)의 일측에는 브라켓 부재(240)가 연결될 수 있다.

상기 브라켓 부재(240)는 말단 장치(200)를 로봇 몸체(100)에 탈부착하기 위한 것이다.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 브라켓 부재(240)의 외측에는 장착 위치(242)가 구비될 수 있다. 예를 들어 장착 위치(242)에 로봇 몸체(100)의 팔꿉관절이 접촉되게 한 후에 브라켓 부재(240)를 로봇 몸체(100)에 고정시킬 수 있다. 또는, 브라켓 부재(240)를 로봇 몸체(100)로부터 탈착시킬 수 있음은 당연하다.

이와 같이 브라켓 부재(240)의 형상을 다양하게 함으로써 말단 장치(200)를 다양한 로봇 몸체(100)에 탈부착시킬 수 있어서 호환성이 향상될 수 있다.

또한, 여기에서는 전장 부재(230)에 브라켓 부재(240)가 연결된 경우가 예로 들어 설명되었으나, 패들 부재(210)에 직접 브라켓 부재(240)가 연결될 수 있음은 당연하다.

특히, 도 2 및 6을 참조하여, 전장 부재(230) 및 브라켓 부재(240) 사이에는 컴플라이언스 부재(250)가 배치될 수 있다.

상기 컴플라이언스 부재(250)는 패들 부재(210)가 부상자를 향해서 하방으로 내려가는 중에 패들 부재(210)의 하단과 부상자의 접촉에 의한 상해를 방지하기 위한 것이다.

구체적으로, 컴플라이언스 부재(250)는 제1 힌지 베이스 요소(251), 제2 힌지 베이스 요소(252), 샤프트 요소(253), 토션 스프링 요소(254) 및 연결 요소(255)를 포함할 수 있다.

상기 제1 힌지 베이스 요소(251)는 커버 요소(234)의 상면에 구비될 수 있고, 제2 힌지 베이스 요소(252)는 브라켓 부재(240)의 정면에 구비될 수 있다.

또한, 제1 힌지 베이스 요소(251) 및 제2 힌지 베이스 요소(252)가 조립된 후에 제1 힌지 베이스 요소(251) 및 제2 힌지 베이스 요소(252)를 관통하여 샤프트 요소(253)가 결합될 수 있다.

이때, 샤프트 요소(253)에는 토션 스프링 요소(254)가 장착될 수 있다.

예를 들어, 복수 개의 토션 스프링 요소(254)가 서로 이격되게 장착될 수 있다.

구체적으로, 샤프트 요소(253)의 길이방향을 따라서 제1 힌지 베이스 요소(251), 제2 힌지 베이스 요소(252) 및 토션 스프링 요소(254)가 교대로 배치될 수 있다.

또한, 샤프트 요소(253)의 일단과 하우징 요소(232)의 일측에는 연결 요소(255)가 연결될 수 있다.

이와 같이 구성된 컴플라이언스 부재(250)에 의해서 전장 부재(230)와 브라켓 부재(240)가 서로 힌지식으로 연결될 수 있다.

전술된 바와 같이, 패들 부재(210)에 브라켓 부재(240)가 연결된 경우에는 컴플라이언스 부재(250)가 패들 부재(210) 및 브라켓 부재(240) 사이에 연결될 수 있음은 당연하다.

특히, 도 7(a) 및 (b)를 참조하여, 패들 부재(210)가 부상자를 향해서 하방으로 내려가는 중에 패들 부재(210)의 하단과 부상자가 접촉하게 되는 경우, 컴플라이언스 부재(250)에 의해서 전장 부재(230)와 브라켓 부재(240)의 사잇각이 조절되어서 패들 부재(210)의 기울기가 변화되고, 패들 부재(210)가 부상자에 대하여 외력을 가하는 것을 방지할 수 있다.

만약, 패들 부재(210)의 하단과 부상자가 비접촉하게 되면, 컴플라이언스 부재(250)에 의해서, 특히 토션 스프링 요소(254)에 의해서 전장 부재(230)와 브라켓 부재(240)의 사잇각이 원상복귀되고 패들 부재(210)가 전장 부재(230) 또는 브라켓 부재(240)와 수직하게 유지될 수 있다.

이와 같이 일 실시예에 따른 로봇은 패들 부재를 지면으로 내리는 작업 시에 패들 부재의 하단과 부상자가 접촉하여 2차 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 구조 작업을 위해 위험한 환경에 구조자의 투입 없이 로봇 단독으로 구조 작업이 가능하므로 2차 피해 발생 가능성을 제거할 수 있다. 더 나아가 일 실시예에 따른 로봇은 병원 내에서 환자를 베드 상에서 이송시키는 데 활용할 수 있고 산업용 이송 로봇에도 적용 가능할 수 있다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

10: 로봇
100: 로봇 몸체
200: 말단 장치
210: 패들 부재
212: 제1 구획
214: 제2 구획
216: 제3 구획
2162: 관통홀
220: 감지 부재
222: 탄성 요소
2222: 제1 단부
2224: 굴곡 구획
2226: 노출 구획
2228: 제2 단부
H: 고정홀
224: 스위치 요소
226: 플레이트 요소
2262: 추가적인 플레이트 요소
228: 케이블 포설 요소
230: 전장 부재
232: 하우징 요소
234: 커버 요소
240: 브라켓 부재
250: 컴플라이언스 부재
251: 제1 힌지 베이스 요소
252: 제2 힌지 베이스 요소
253: 샤프트 요소
254: 토션 스프링 요소
255: 연결 요소

Claims (10)

1. 로봇 몸체에 장착되어 이송대상과 고정면 사이에 삽입되는 패들 부재; 및
   상기 패들 부재에 구비되어 상기 패들 부재의 완전 삽입 여부를 감지하는 감지 부재;
   를 포함하고,
   상기 감지 부재는 상기 패들 부재가 상기 로봇 몸체에 장착되는 단부와 반대되는 단부에 인접한 위치에 구비되고,
   상기 감지 부재는,
   상기 이송대상으로부터 작용되는 외력에 의해서 변형되는 탄성 요소; 및
   상기 탄성 요소의 변형에 따라서 온 또는 오프되는 스위치 요소;
   를 포함하고,
   상기 탄성 요소가 변형되면 상기 스위치 요소가 온으로 되고,
   상기 탄성 요소가 원상 복귀되면 상기 스위치 요소가 오프로 되는,
   로봇용 말단 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 감지 부재는 복수 개로 마련되고,
   복수 개의 감지 부재는 상기 패들 부재의 타단에서 상기 패들 부재의 삽입 방향에 대하여 교차하는 방향으로 서로 이격 배치되는 로봇용 말단 장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 탄성 요소의 변형 방향은 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따르고,
   상기 스위치 요소는 상기 탄성 요소의 변형 시 상기 탄성 요소의 일부와 접촉하고 상기 탄성 요소의 원상 복귀 시 상기 탄성 요소와 비접촉하도록 배치되는 로봇용 말단 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 감지 부재는,
   상면에 상기 탄성 요소의 양단이 고정되는 플레이트 요소;
   를 더 포함하고,
   상기 플레이트 요소는 상기 패들 부재의 하단에 장착되고,
   상기 탄성 요소의 일부는 상기 패들 부재의 상면을 통해서 외부에 노출되는 로봇용 말단 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 탄성 요소의 일단은 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따라서 상기 스위치 요소로부터 전방으로 이격된 위치에서 상기 플레이트 요소 상에 고정되고,
   상기 탄성 요소의 타단은 상기 패들 부재의 타단에 인접한 위치에서 상기 플레이트 요소 상에 고정되며,
   상기 탄성 요소의 일단에 인접한 부분은 상기 스위치 요소의 전방에서 상기 탄성 요소의 타단을 향하여 터닝되어 상기 스위치 요소를 향하여 굴곡지게 형성되는 로봇용 말단 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 패들 부재의 단부에 연결되어 상기 스위치 요소에서 감지된 신호를 전달받는 전장 부재;
   를 더 포함하고,
   상기 감지 부재는,
   일단이 상기 플레이트 요소에 연결되고 타단이 상기 패들 부재의 일단에 연결되도록 상기 패들 부재의 삽입 방향을 따라서 연장되게 형성되는 케이블 포설 요소;
   를 더 포함하고,
   상기 스위치 요소에 연결된 케이블이 상기 케이블 포설 요소 상에 포설되어 상기 전장 부재에 연결되는 로봇용 말단 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 패들 부재를 상기 로봇 몸체에 장착시키기 위한 브라켓 부재;
   를 더 포함하고,
   상기 브라켓 부재는 상기 전장 부재에 힌지식으로 연결되는 로봇용 말단 장치.
   
9. 로봇 몸체; 및
   상기 로봇 몸체의 일부에 장착되는 말단 장치;
   를 포함하고,
   상기 말단 장치는,
   이송대상과 고정면 사이에 삽입되는 패들 부재; 및
   상기 패들 부재 및 상기 로봇 몸체 사이에 장착된 브라켓 부재;
   를 포함하고,
   상기 패들 부재 및 상기 브라켓 부재가 힌지식으로 연결되어,
   상기 패들 부재 및 상기 이송대상의 접촉에 의해서 상기 패들 부재 및 상기 브라켓 부재의 사잇각이 변화될 수 있고,
   상기 말단 장치는,
   상기 패들 부재에 구비되어 상기 패들 부재의 완전 삽입 여부를 감지하는 감지 부재;
   를 더 포함하고,
   상기 감지 부재는,
   상기 패들 부재의 삽입 방향을 따라서 연장되게 배치되어 상기 이송대상으로부터 작용되는 외력에 의해서 변형되는 탄성 요소; 및
   상기 탄성 요소와 접촉 또는 비접촉에 의해서 온 또는 오프로 되는 스위치 요소;
   를 포함하고,
   상기 스위치 요소는 상기 탄성 요소의 변형 시 상기 탄성 요소의 일부와 접촉하고 상기 탄성 요소의 원상 복귀 시 상기 탄성 요소와 비접촉하도록 배치되는,
   로봇.
   
10. 삭제

Images