KR102358705B1

KR102358705B1 - 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템

Info

Publication number: KR102358705B1
Application number: KR1020210119428A
Authority: KR
Inventors: 박노섭
Original assignee: (주)플레토로보틱스
Priority date: 2021-09-08
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2022-02-08

Abstract

본 발명은 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고객이 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치와 연계하여, 제조된 커피음료를 배달 로봇이 수납한 후 엘리베이터를 이용한 층간 이동을 통해 고객이 주문한 장소로 주문한 음료를 정확하게 배달할 수 있는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템은 커피음료 주문용 애플리케이션이 설치되며, 커피음료 주문 정보를 외부로 전송하는 고객단말기(100); 건물 내부에 설치되며, 상기 고객단말기(100)로부터 전송된 커피음료 주문 정보를 수신받고, 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치(200); 및 상기 무인 커피음료 제조장치(200)와 통신망을 통해 연결되며, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)에서 제조된 커피음료를 수납하여 엘리베이터를 이용한 층간 이동을 통해 고객이 주문한 장소로 주문한 커피음료를 배달하는 배달 로봇(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템{Robot delivery system linked to unmanned coffee beverage manufacturing device}

본 발명은 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고객이 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치와 연계하여, 제조된 커피음료를 배달 로봇이 수납한 후 엘리베이터를 이용한 층간 이동을 통해 고객이 주문한 장소로 주문한 음료를 정확하게 배달할 수 있는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템에 관한 것이다.

최근 커피에 대한 소비자의 관심이 계속적으로 증가하면서 커피를 판매하는 커피전문점 또한 그 수가 점차 증가하고 있는 추세이다.

커피원두를 이용하여 제조되는 커피음료는 크게 인스턴트커피와 원두커피로 구분된다. 또한, 원두커피는 커피원두의 추출 방법에 따라 핸드드립과 에스프레소 머신 등으로 구분된다.

특히, 커피전문점에서 판매하는 여러 종류의 커피 중 그 기본 원료가 되는 것이 에스프레소인데, 이러한 에스프레소를 이용한 아메리카노, 카페라떼, 마끼아또, 카푸치노 등의 커피음료는 오로지 바리스타의 수작업에 의해 이루어진다.

따라서, 비숙련 바리스타와 전문 바리스타의 숙련도에 따라 커피음료 맛이 결정되고, 매장의 매출에도 영향을 미친다.

한편, 커피전문점 운영비용 중 큰 비중을 차지하는 것 중의 하나가 인건비 지출이며, 인건비를 줄이기 위해 커피자판기가 제공되고 있지만, 이를 통해 만족스러운 맛의 커피를 제공하는 것은 불가능하다.

그리하여 최근에는 로봇을 이용하여 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치가 개발되어 보급되고 있다.

이러한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.

특허문헌 1에는 주문한 커피음료를 자동으로 제조하고 이를 주문자에게 제공하게 되며, 특히 커피음료가 담겨있는 컵의 상부에 컵 뚜껑을 덮어서 제공함으로써 커피음료의 향과 맛이 변질되는 것을 방지할 수 있는 무인 커피음료 제조장치에 대해 개시되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 커피음료를 주문한 고객이 무인 커피음료 제조장치가 있는 장소로 이동해서 주문한 커피음료를 직접 수령해야 하는 불편함이 있고, 만일 고객이 커피음료를 수령하지 않을 경우 관리상의 문제가 발생할 수도 있다.

이에 최근에는 심부름 서비스, 청소 서비스, 안내 서비스 등을 사람에게 행하는 서비스 로봇의 개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 배달 관련 서비스 로봇 또한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

한편, 건물 내에서 로봇을 이용한 배달 서비스를 이용할 경우, 건물 내에서 층간 이동을 위한 엘리베이터 이용 기능이 반드시 요구될 수밖에 없다. 즉, 건물 내에서 로봇에 의한 배달 서비스를 수행하기 위해서는 층간 이동이 필수적으로 요구되게 된다.

이러한 기술의 일예가 하기 문헌 2에 개시되어 있다.

특허문헌 2에는 전후좌우 이동 및 회전되고, 층 높이를 알 수 있는 고도가 측정되는 고도센서부와, 엘리베이터에 승차 및 하차하기 위한 제어 지령을 무선통신으로 송신하는 로봇 무선통신부가 포함된 배달 로봇; 상기 배달 로봇이 층간 이동하는 건물의 기저층에 설치되어 기저면의 온도, 기압을 측정하는 기저층용 인간-로봇 인터페이스 장치; 상기 배달 로봇이 엘리베이터를 승하차하는 층에 설치되어 상기 엘리베이터의 호출버튼을 구성하는 업EV버튼과 다운EV버튼을 상기 배달 로봇의 제어지령으로 눌러주는 버튼조작용 인간-로봇 인터페이스 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 층간이동을 위한 배달 로봇 시스템에 대해 개시되어 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 건물의 각 층에 엘리베이터를 이용하기 위한 호출버튼인 업EV버튼과 다운EV버튼을 추가로 설치해야 하고, EV버튼과 다운EV버튼을 배달 로봇의 제어지령으로 눌러주기 위한 버튼조작용 인간-로봇 인터페이스 장치를 추가로 설치해야 하는 단점이 있다.

아울러, 종래에는 무인 커피음료 제조장치와 배달 로봇을 연계하여 배달하는 서비스가 전무한 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-2093088호(2020.03.18. 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1523268호(2015.05.20. 등록)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 무인 커피음료 제조장치에서 제조된 커피음료를 주문한 고객에게 배달을 수행하기 위해 무인 커피음료 제조장치와 연계된 동작을 수행하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 엘리베이터가 설치된 건물 내에서 고객이 주문한 커피음료를 수납한 후, 로봇 스스로 엘리베이터를 이용하여 고객이 주문한 장소로 주문한 커피음료를 정확하게 배달할 수 있는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 층수 버튼 선택부에 의해 배달 로봇의 크기 및 작동반경을 최소화하여 이동통로 및 작업공간을 넓게 확보할 수 있고, 외관을 슬림한 구조로 개선시킨 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 음료수납부를 통해 다수의 커피음료를 수납할 수 있고, 고객이 주문한 커피음료의 식별 정보를 확인하여 해당 커피음료를 스텝 회전시켜 정위치에 정확하게 위치시킬 수 있는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템은 커피음료 주문용 애플리케이션이 설치되며, 커피음료 주문 정보를 외부로 전송하는 고객단말기(100); 건물 내부에 설치되며, 상기 고객단말기(100)로부터 전송된 커피음료 주문 정보를 수신받고, 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치(200); 상기 무인 커피음료 제조장치(200)와 통신망을 통해 연결되며, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)에서 제조된 커피음료를 수납하여 고객이 주문한 장소로 주문한 커피음료를 배달하는 배달 로봇(300); 및 상기 배달 로봇(300)의 일측에 다수의 커피음료를 수납할 수 있도록 구비된 음료수납부(500);을 포함하고, 상기 음료수납부(500)는, 내부에 커피음료가 수납되는 수용공간(510); 상기 수용공간(510)을 개폐시키는 개폐도어(520); 상기 수용공간(510)에 설치되며, 커피음료를 수납하기 위한 다수의 수납홈(531)이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열 형성된 수납트레이(530);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 고객단말기(100)로부터 제공된 커피음료 주문 정보를 무인 커피음료 제조장치(200)에 설치된 핸들링 로봇(250)에 전송하여 커피음료 제조를 요청하고, 커피음료 제조 완료 시 고객단말기(100)로 알림 메시지를 전송하며, 배달 로봇(300)에 커피음료에 대한 배달 요청을 하고, 고객이 위치한 장소의 위치 정보를 전송하는 관리서버(260)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 제조 완료된 커피음료를 파지한 상태에서 무인 커피음료 제조장치(200)의 음료배출구(211)에서 반출한 후 배달 로봇(300)으로 옮겨놓는 운반용 로봇 그리퍼(270)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배달 로봇(300)은, 비콘(400) 및 관리서버(260)와 무선으로 통신하는 무선통신부(310); 상기 배달 로봇(300)의 주변에 위치한 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(320); 상기 장애물 감지센서(320)에서 감지한 장애물에 대응하여 배달 로봇(300)의 이동을 제어하는 구동부(330); 상기 배달 로봇(300)이 이동하는 목표 층의 층수 버튼을 인식하는 층수 버튼 인식부(340); 및 상기 배달 로봇(300)의 상부 일측에 직선 왕복 운동이 가능하게 설치되어 상기 층수 버튼 인식부(340)에 의해 인식된 층수 버튼에 대하여 누름 동작이 수행되도록 하는 층수 버튼 선택부(350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 층수 버튼 인식부(340)는 상기 층수 버튼 선택부(350)의 단부에 구비되어 장애인용 엘리베이터에 구비된 점자 버튼을 인식하는 촉감센서로 구성되며, 상기 배달 로봇(300)은 상기 촉감센서로 점자 버튼을 인식하여 층수 버튼을 선택하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배달 로봇(300)은, 배달 로봇(300)의 위치를 파악하는 위치파악센서(360); 상기 배달 로봇(300)이 엘리베이터의 출발 및 정지를 인지하도록 하는 관성측정장치(370);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 층수 버튼 선택부(350)는, 상기 배달 로봇(300)의 일측에 상하로 승강 가능하게 결합되는 슬라이더(351); 상기 슬라이더(351)의 상단에 설치되어 슬라이더(351)에 연동되어 승강되는 승강헤드(352); 상기 승강헤드(352)의 일측에 설치되며, 서로 다른 내경을 갖는 복수의 폴대로 구성되어 길이가 신장 또는 축소되는 버튼 누름수단(353); 상기 배달 로봇(300)의 내측에 설치되어 상기 슬라이더(351)에 구동력을 제공하여 슬라이더(351)를 승강시키는 제1 구동수단(354); 및 상기 승강헤드(352)의 내측에 설치되어 상기 버튼 누름수단(353)에 구동력을 제공하는 제2 구동수단(355);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 수납트레이(530)의 하부에는, 상기 수납트레이(530)를 회전시키는 회전 구동수단(540)이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배달 로봇(300)은, 주문 고객의 위치 정보 및 수납트레이(530)에 수납되는 커피음료에 각각 부여된 식별 정보를 기초로 주문 정보를 매칭시켜 상호 일치 여부를 판단하고, 일치할 경우 해당 고객이 주문한 커피음료를 제공하도록 수납트레이(530)를 스텝 회전시키는 프로세서(391);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템은 무인 커피음료 제조장치에서 제조된 커피음료를 주문한 고객에게 배달을 수행하기 위해 무인 커피음료 제조장치와 연계된 동작을 수행함으로써, 맛과 품질이 유지된 커피음료를 보다 편리하게 수령할 수 있는 효과가 있다.

또한, 로봇 스스로 엘리베이터를 이용한 층간 이동을 통해 커피음료를 주문한 고객이 위치한 장소로 주문한 커피음료를 정확하게 배달하는 효과가 있다.

또한, 배달 로봇의 크기 및 작동반경을 최소화하여 이동통로 및 작업공간을 넓게 확보할 수 있고, 슬림한 구조로 개선되어 로봇의 외관 디자인을 미려하게 하는 효과가 있다.

또한, 다수의 커피음료를 수납할 수 있고, 고객이 주문한 커피음료의 식별 정보를 확인하여 해당 커피음료를 스텝 회전시켜 정위치에 정확하게 위치시킴으로써 고객이 주문한 커피음료를 쉽게 꺼낼 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 무인 커피음료 제조장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 배달 로봇의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 비콘의 구성을 도시한 블록도.
도 5는 엘리베이터 내부에 구비된 장애인용 숫자 버튼을 도시한 이미지.
도 6은 본 발명에 따른 배달 로봇을 도시한 전방사시도.
도 7은 본 발명에 따른 배달 로봇의 승강헤드의 작동상태를 도시한 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 배달 로봇의 버튼 누름수단의 작동상태를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명에 따른 배달 로봇을 도시한 측면도.
도 10은 본 발명에 따른 배달 로봇을 도시한 후방사시도.
도 11은 본 발명에 따른 배달 로봇의 음료수납부를 도시한 사시도.
도 12는 본 발명에 따른 배달 로봇을 도시한 평단면도.
도 13은 본 발명에 따른 충전스테이션을 도시한 사시도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템은 고객이 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치와 연계하여, 제조된 커피음료를 배달 로봇이 수납한 후 엘리베이터를 이용한 층간 이동을 통해 고객이 주문한 장소로 주문한 음료를 정확하게 배달할 수 있도록 하기 위한 것으로, 고객단말기(100), 무인 커피음료 제조장치(200) 및 배달 로봇(300)을 포함한다.

먼저, 상기 고객단말기(100)는 커피음료 주문용 애플리케이션이 설치되며, 커피음료 주문 정보를 외부로 전송한다.

상기 고객단말기(100)는 스마트폰, 태블릿PC 등의 디바이스로 구성되며, 무인 커피음료 제조장치(200)에 내장된 관리서버(260)와 무선통신이 가능하도록 커피음료 주문용 애플리케이션이 설치된다.

상기 고객단말기(100)는 커피음료 주문용 애플리케이션을 통해 메뉴 중에서 원하는 커피음료를 주문하고, 주문한 커피음료에 대한 결제처리를 수행한다. 또한, 주문번호 정보 확인 및 커피음료 인수 예약시간 정보를 입력할 수 있다.

이처럼, 고객이 고객단말기(100)를 통해 커피음료 메뉴를 선택하고, 선택한 커피음료에 대한 결제를 진행하며, 커피음료 인수 시간을 예약할 수 있으므로, 고객이 무인 커피음료 제조장치(200)가 설치된 장소로 직접 방문할 필요없이 커피음료를 쉽게 주문할 수 있다.

상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 건물 내부에 설치되며, 상기 고객단말기(100)로부터 전송된 커피음료 주문 정보를 수신받고, 주문한 커피음료를 자동으로 제조한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 부스(210), 자동 커피머신(220), 컵 공급부(230), 컵 뚜껑 공급부(240) 및 핸들링 로봇(250)을 포함한다.

상기 부스(210)는 내부에 제어실이 형성되고, 상부에 투명 또는 반투명의 커버가 설치된다.

상기 부스(210)의 내부에는 히터, 물 공급 및 배출라인, 냉동기, 에어컴프레서 등이 설치된다.

또한, 상기 부스(210)의 테이블에는 자동 커피머신(220), 컵 공급부(230), 컵 뚜껑 공급부(240) 및 핸들링 로봇(250) 등이 설치되고, 제빙기, 세척기, 우유피쳐 등이 설치될 수 있다.

상기 자동 커피머신(220)은 상기 부스(210)의 테이블에 설치되며, 커피분말에 고압의 온수를 공급하여 에스프레소를 추출한다. 또한, 상기 자동 커피머신(220)은 우유와 스팀에 의해 발생한 우유거품을 공급할 수 있다.

상기 자동 커피머신(220)은 통상적으로 널리 알려진 공지의 기술로서, 원두의 분쇄와 추출이 동시에 이루어지며, 프로그래밍에 의해 일정한 커피 맛을 내게 한다.

상기 컵 공급부(230)는 상기 부스(210)의 테이블에 설치되며, 다수의 컵을 적층하여 보관할 수 있으며, 간단한 동작에 의하여 컵을 용이하게 낱개로 배출할 수 있다. 이러한 컵 공급부(230)는 컵을 지지하고 있다가 회전운동과 동시에 컵을 낙하시키는 캠방식 구조로 이루어지며, 이는 공지의 기술이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 컵 뚜껑 공급부(240)는 상기 부스(210)의 테이블에 설치되며, 다수의 컵 뚜껑이 적층된다.

특히, 상기 컵 뚜껑 공급부(240)는 핸들링 로봇(250)에 의해 최상단의 컵 뚜껑을 분리하게 되면 액추에이터의 작동과 함께 컵 뚜껑을 받치고 있는 받침판이 상승하면서 다음의 컵 뚜껑이 외부로 노출되게 함으로써 계속해서 컵 뚜껑의 분리를 용이하게 한다.

상기 핸들링 로봇(250)은 상기 부스(210)의 테이블에 설치되며, 상기 컵 공급부(230)에서 컵을 파지하여 배출한 후 자동 커피머신(220)으로 이동하여 주문한 커피음료를 컵에 담고, 컵을 컵 받침부에 올려놓은 상태에서 상기 컵 뚜껑 공급부(240)에서 컵 뚜껑을 파지하여 배출한 후 이동하여 컵의 상부에 컵 뚜껑을 덮어준다. 이후, 상기 핸들링 로봇(250)은 컵 뚜껑을 덮은 커피음료를 컵 받침부(280)에 내려놓는다.

상기와 같이 구성된 무인 커피음료 제조장치는, 본 출원인에 의해 기 출원되어 등록된 등록특허공보 제10-2093088호(2020.03.18. 등록)에 의해 이미 공지된 기술로서, 주요 구성 및 작용에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 물론, 상기와 같이 구성된 무인 커피음료 제조장치가 아니더라도 이와 동일 또는 유사한 커피음료 제조방식의 장치라면 얼마든지 적용 가능하다.

한편, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 부스(210)의 제어실에 설치되는 관리서버(260)를 포함한다.

상기 관리서버(260)는 고객단말기(100)로부터 제공된 커피음료 주문 정보를 무인 커피음료 제조장치(200)에 설치된 핸들링 로봇(250)에 전송하여 커피음료 제조를 요청하고, 커피음료 제조 완료 시 고객단말기(100)로 알림 메시지를 전송하며, 배달 로봇(300)에 커피음료에 대한 배달 요청을 하고, 고객이 위치한 장소의 위치 정보를 전송하는 역할을 한다.

한편, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 부스(210)의 음료배출구(211)에 전후로 이동이 가능하게 설치되는 운반용 로봇 그리퍼(270)를 더 포함한다.

상기 운반용 로봇 그리퍼(270)는 상기 배달 로봇(300)의 음료수납부(500)에 커피음료를 운반할 수 있도록 동력을 제공하는 액추에이터(미도시)를 포함한다. 상기 액추에이터는 통상적으로 사용되고 있는 구동모터, 공압실린더, 유압실린더 등이 사용될 수 있으며, 이와 동일한 목적과 효과를 발휘하는 수단으로 치환되어 사용될 수 있다.

상기 운반용 로봇 그리퍼(270)는 상호 간의 간격이 좁아지면서 커피음료 용기의 외면을 파지하도록 반원호 형상으로 이루어진 한 쌍의 핑거를 포함할 수 있다.

또한, 상기 운반용 로봇 그리퍼(270)의 단부에는 배달 로봇(300)의 수납트레이(530)를 감지하기 위한 감지센서(미도시)가 설치될 수 있다.

이러한 감지센서는 커피음료의 존재유무에 따라 배달 로봇(300)의 음료수납부(500)와의 거리, 수납트레이(530)의 수납홈(531) 위치 등을 감지할 수 있다. 이와 같은 감지센서는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성된 운반용 로봇 그리퍼(270)는, 제조 완료된 커피음료가 놓인 컵 받침부(280)가 음료배출구(211)를 향해 하강하게 되면 관리서버(260)의 제어에 의해 작동되어 커피음료를 파지한 상태에서 외부로 반출한 후 배달 로봇(300)의 음료수납부(500)로 운반한다.

한편, 상기 배달 로봇(300)은 상기 무인 커피음료 제조장치(200)와 통신망을 통해 연결되며, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)에서 제조된 커피음료를 수납하여 엘리베이터를 이용한 층간 이동을 통해 고객이 주문한 장소로 주문한 커피음료를 배달한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 배달 로봇(300)은 고객이 스마트폰, 태블릿 PC 등의 고객단말기(100)에 설치된 어플리케이션을 통해 커피 등의 음료를 주문하게 되면, 이를 비콘(400) 또는 관리서버(260)를 통해 전송받아 무인 커피음료 제조장치(200)의 운반용 로봇 그리퍼(270)로부터 커피음료를 수령한 후 고객이 주문한 위치로 엘리베이터를 이용하여 배달하게 된다.

상기 비콘(400)은 건물의 각층 엘리베이터 입구에 각각 설치되며, 배달 로봇(300) 및 관리서버(260)와 각종 정보를 송수신할 수 있도록 구성되고, 고객단말기(100)와도 통신망이 연결되어 고객이 위치한 층의 위치 정보를 수신하여 배달 로봇(300) 및 관리서버(260)에 전송할 수 있다.

이때, 고객이 고객단말기(100)에 설치된 어플리케이션을 활성화시키면 고객이 위치한 층에 설치된 비콘(400)은 고객단말기(100)의 어플리케이션과 통신망이 연결되게 되고, 고객단말기(100)의 어플리케이션과 통신망이 연결된 비콘(400)은 고객이 위치한 층의 위치 정보를 배달 로봇(300) 및 관리서버(260)에 전송함으로써, 고객이 고객단말기(100)에 설치된 어플리케이션을 통해 고객이 위치한 층의 정보를 입력하지 않아도 배달 로봇(300) 및 관리서버(260)는 고객이 위치한 층의 정보를 전달받을 수 있게 된다. 따라서, 고객이 커피음료 배달을 고객이 위치한 층으로 배달을 요청할 경우에는, 고객은 배달을 요청할 층의 층수를 고객단말기(100)의 어플리케이션을 통해 입력하지 않아도 배달 로봇(300)이 비콘(400) 또는 관리서버(260)로부터 전송받을 수 있게 된다.

또한, 고객이 위치한 층이 아닌 다른 층으로 배달을 요청할 경우에는, 고객은 배달할 층을 고객단말기(100)의 어플리케이션을 통해 입력하여야 하고, 고객이 입력한 배달받을 층의 위치 정보를 비콘(400) 및 관리서버(260)를 통해 배달 로봇(300)이 전송받게 된다.

상기 배달 로봇(300)은 비콘(400) 및 관리서버(260)을 통해 전달받은 층의 위치 정보에 따라 커피음료를 배달하게 되는데, 먼저 배달 로봇(300)은 배달할 커피음료를 무인 커피음료 제조장치(200)에서 수령한 후 엘리베이터 앞에서 각층에 설치된 비콘(400)과 무선통신을 수행하게 된다. 상기 배달 로봇(300)은 상기 비콘(400)과 무선통신을 통해 비콘(400)의 ID(어느 층의 비콘 인지 알 수 있는 정보)와 비콘(400)이 측정하였거나 저장하고 있는 고도, 온도, 기압 데이터와 배달 로봇(300)이 측정한 고도, 온도, 기압 데이터와 비교하여 배달 로봇(300)이 현재 위치하고 있는 위치를 정확하게 확인하고, 배달 로봇(300)이 확인한 현재 층의 위치 정보를 가지고 이동하여야 할 목표 층으로 이동하기 위해 엘리베이터를 타고 올라가야 하는지 또는 내려가야 하는지 판단하게 된다.

이때, 엘리베이터를 타고 올라가야 할 경우에는 올라가는 방향의 엘리베이터의 버튼을 누르고, 엘리베이터를 타고 내려가야 할 경우에는 내려가는 버튼을 눌러서 엘리베이터가 도착한 후 문이 열리면 엘리베이터에 탑승하게 된다.

상기 배달 로봇(300)은 비장애인이 이용하는 엘리베이터를 이용하지 않고, 장애인이 이용하는 장애인용 엘리베이터를 이용하게 되는데, 이는 사람보다 키가 작은 배달 로봇(300)이 비장애인이 이용하는 엘리베이터에 설치된 층수를 선택하는 버튼을 이용하기가 어렵기 때문에 비교적 낮은 위치에 층수를 선택하는 버튼이 구비된 장애인용 엘리베이터를 이용하는 것이 용이하기 때문이다.

또한, 상기 배달 로봇(300)은 장애인용 엘리베이터에 설치된 장애인용 버튼의 숫자나 점자를 인식하여 층수를 선택할 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 배달 로봇(300)은 상기 장애인용 버튼의 숫자나 점자를 인식하기 위하여 카메라 또는 촉감센서를 이용할 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

장애인용 엘리베이터에 탑승한 배달 로봇(300)은 목적지 층수를 선택한 후 배달 로봇(300)에 구비된 관성측정장치(370)로 엘리베이터의 출발 및 엘리베이터의 정지를 인지하게 되고, 배달 로봇(300) 및 비콘(400)에 구비된 위치파악센서를 통해 엘리베이터가 목표로 하는 층에 도착하였는지 여부를 확인하게 된다.

이때, 엘리베이터가 목표로 하는 층에 도착하였는지 여부는 배달 로봇(300)에 구비된 위치파악센서(360)로 측정한 데이터의 값과 각층에 설치된 비콘(400)에 설치된 위치파악센서(460)로 측정한 데이터 값을 비교하여 현재 층을 확인하고, 확인된 현재의 층이 입력된 목표 층의 데이터 값과 일치할 경우 목표 층에 도착한 것으로 인지하여 배달 로봇(300)은 엘리베이터에서 하차하게 되며, 엘리베이터에서 하차한 배달 로봇(300)은 배달 위치로 이동하여 배달을 완료하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배달 로봇(300)은 무선통신부(310), 장애물 감지센서(320), 구동부(330), 층수 버튼 인식부(340) 및 층수 버튼 선택부(350)를 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 비콘(400)은 위치파악센서(460), 배터리(492), 무선통신부(410)를 포함하고 있다.

상기 무선통신부(310)는 비콘(400)과 배달 로봇(300), 관리서버(260) 및 고객단말기(100) 사이에 무선으로 통신이 이루어지도록 하기 위해 구비되며, 배달 로봇(300)과는 ISM 밴드로 통신을 하고, 고객의 고객단말기(100)와 통신하기 위해서 블루투스와 고주파(음파)가 함께 있는 하이브리드형이 탑재되어 저장된 층 정보를 제일 먼저 송신하고, 2차적으로 측정된 온도, 고도, 기압을 배달 로봇(300)에 전달하여 현재 배달 로봇(300)의 위치가 맞는지 2차 검증하는 기능을 수행한다. 또한 고객단말기(100)와 통신망이 연결되면 관리서버(260)에 고객이 몇 층에 있는지 전달하여 고객이 직접 고객단말기(100)를 통해 고객이 위치한 층의 위치 정보를 입력하지 않아도 자동으로 배달 로봇(300) 및 관리서버(260)로 고객이 위치한 층의 위치 정보를 전달하게 된다.

상기 장애물 감지센서(320)는 상기 배달 로봇(300)의 주변에 위치한 장애물을 감지하는 역할을 한다.

즉, 상기 장애물 감지센서(320)는 배달 로봇(300)이 이동하는 이동로에 존재하는 장애물 등을 감지하기 위한 것으로, 배달 로봇(300)이 장애물로 인해 운행이 방해받거나 장애물로 인해 배달 로봇(300)이 전복되는 것을 방지한다. 상기 장애물 감지센서(320)는 배달 로봇(300)의 전측에 카메라를 설치하여 장애물을 감지할 수도 있고, 초음파, 레이저 등을 조사하여 반사되어 되돌아오는 시간, 각도 등을 계산하여 장애물을 감지하는 것도 가능하다.

상기 구동부(330)는 상기 장애물 감지센서(320)에서 감지한 장애물에 대응하여 배달 로봇(300)의 이동을 제어한다.

상기 구동부(330)는 배달 로봇(300)을 이동시키기 위해 하나 이상의 바퀴를 포함한다. 이에 상기 배달 로봇(300)은 바퀴의 구름 동작에 따라 전후 및 좌우 방향으로 이동된다.

상기 구동부(330)는 상기 바퀴에 연결되어 바퀴를 회전시키는 구동모터와, 상기 구동모터에 구동신호를 제공하는 모터 드라이브를 포함하며, 상기 배달 로봇(300)의 크기에 따라 설치 개수는 얼마든지 변경 가능하다.

상기 층수 버튼 인식부(340)는 상기 배달 로봇(300)이 이동하는 목표 층의 층수 버튼을 인식한다.

상기 배달 로봇(300)은 앞에서 설명한 바와 같이, 장애인용 엘리베이터를 이용하게 되며, 상기 층수 버튼 인식부(340)는 장애인용 엘리베이터 내에 구비된 장애인용 층수 버튼을 인식할 수 있도록 구성된다.

상기 층수 버튼 인식부(340)는 장애인용 엘리베이터에 설치된 층수 버튼의 숫자 및 점자를 인식한 후 목표 층수의 버튼를 선택하고, 선택한 층수의 버튼을 층수 버튼 선택부(350)로 누를 있도록 제어하게 된다.

상기 배달 로봇(300)은 층수 버튼 선택부(350)로 목표 층수의 버튼을 누르기 위해선, 먼저 층수 버튼에 새겨진 숫자 또는 점자를 인식해야 하는데, 층수 버튼에 새겨진 숫자 또는 점자는 영상으로 촬영하는 영상 촬영장비 및 층수 버튼 선택부(350)의 단부에 구비된 촉감센서에 의해 인식된다.

즉, 상기 배달 로봇(300)은 카메라 등과 같은 영상 촬영장비를 구비하여, 층수 버튼에 새겨진 숫자 또는 점자를 영상으로 인식하여 층수를 인식하거나 또는 층수 버튼 선택부(350)의 단부에 촉감센서를 구비하여 층수 버튼에 새겨진 점자를 인식하도록 할 수 있다.

상기 배달 로봇(300)이 목표 층수의 버튼에 새겨진 숫자 및 점자를 인식한 후 층수 버튼을 선택하여 누르고 난 후, 상기 층수 버튼 인식부(340)는 점등된 층수 버튼의 숫자를 한 번 더 확인하여 가고자 하는 층수 버튼을 정확하게 선택하였는지를 검증하게 된다. 즉, 상기 배달 로봇(300)의 층수 버튼 인식부(340)에 구비된 카메라 등과 같은 영상 촬영장비를 이용하여 점등된 층수 버튼의 빛의 밝기를 비교 인식하여 층수 버튼이 몇 층으로 선택되었는지 인식하고, 인식된 층수 버튼과 목표 층수가 일치하는지를 판단하여 검증하게 된다.

또한, 상기 배달 로봇(300)이 점자 또는 숫자를 인식 할 때, 상기 숫자나 점자가 닳았거나 또는 숫자에 불이 들어오지 않는 오류가 발생하였을 경우, 상기 배달 로봇(300)은 점자 또는 숫자를 인식하는 데에 어려움을 겪게 된다. 상기와 같은 오류가 발생하였을 경우, 상기 배달 로봇(300)은 목표 층수의 버튼을 확인하기 위해, 카메라 등의 영상 촬영장비를 통해 좌우상하의 버튼을 통해 목표 층수의 버튼을 유추하여 확인할 수도 있다.

예를 들면, 도 5를 참조하여 설명하면, 13층에 가기 위해 엘리베이터에 탑승한 배달 로봇(300)이, 13층 버튼의 숫자나 점자버튼가 닳았거나 또는 숫자에 불빛이 제대로 들어오지 않아서 13층 버튼의 숫자나 점자를 통해 층수를 인식할 수 없을 경우, 13층 버튼의 좌우에 위치한 12층 및 14층 버튼과 상하에 위치한 16층 및 8층 버튼을 인식한 후 숫자나 점자버튼가 닳았거나 또는 숫자에 불빛이 제대로 들어오지 않는 13층 버튼을 13층 버튼으로 인식하여 13층 버튼을 선택할 수 있도록 구성할 수도 있다.

도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 층수 버튼 선택부(350)는 상기 배달 로봇(300)의 상부 일측에 직선 왕복 운동이 가능하게 설치되어 상기 층수 버튼 인식부(340)에 의해 인식된 층수 버튼에 대하여 누름 동작이 수행되도록 한다.

이러한 층수 버튼 선택부(350)는 슬라이더(351), 승강헤드(352), 버튼 누름수단(353), 제1 구동수단(354) 및 제2 구동수단(355)을 포함한다.

상기 슬라이더(351)는 상기 배달 로봇(300)의 일측에 상하로 승강 가능하게 결합된다.

상기 슬라이더(351)는 배달 로봇(300) 상에 수직방향으로 배치되며, 복수개로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 슬라이더(351)는 배달 로봇(300)의 내측에 설치된 제1 구동수단(354)에 의해 승강 구동되며, 승강헤드(352)의 직선이동을 가이드하는 역할을 하게 된다.

상기 승강헤드(352)는 상기 슬라이더(351)의 상단에 설치되어 슬라이더(351)에 연동되어 승강된다.

이러한 승강헤드(352)는 배달 로봇(300)의 상부 일측에 형성된 절개부(380)에 의해 일부가 절개되어 형성된다.

상기 버튼 누름수단(353)은 상기 승강헤드(352)의 일측에 설치되며, 서로 다른 내경을 갖는 복수의 폴대로 구성되어 길이가 신장 또는 축소된다. 따라서, 내경이 가장 큰 폴대를 기점으로 하여 복수의 폴대가 순차적으로 삽입되어 슬라이딩 가능하도록 구성됨으로써 길이를 자유롭게 조절할 수 있다.

특히, 상기 버튼 누름수단(353)의 일측에는 제2 구동수단(355)의 구동력에 의해 버튼 누름수단(353)의 길이를 신장 또는 축소시킬 수 있도록 다수의 기어 이가 형성된 드라이브 케이블(미도시)이 설치될 수 있다.

상기 제1 구동수단(354)은 상기 배달 로봇(300)의 내측에 설치되어 상기 슬라이더(351)에 구동력을 제공하여 슬라이더(351)를 승강시킨다.

상기 제1 구동수단(354)은 슬라이더(351)에 구동력을 제공하여 슬라이더(351)를 슬라이딩시키기 위한 수단으로서, 슬라이더(351)의 길이방향을 따라 마련되는 레일(미도시) 및 로봇 본체에 마련되어 레일을 이동시키는 이동부재(미도시)로 구성할 수 있다.

예컨대, 레일은 슬라이더(351)에 고정되는 래크기어로 구성할 수 있고, 이동부재는 래크기어에 맞물린 상태로 회전하는 피니언기어로 구성할 수 있다. 또한, 상기 제1 구동수단(354)은 전술한 바와 달리, 슬라이더(351)에 일체적으로 고정되는 스크류 및 스크류에 나사 결합된 상태로 자회전하면서 스크류를 이동시키는 회전나사로 구성할 수도 있다. 상기 제1 구동수단(354)은 전술한 기어 방식, 스크류 방식 등이 적용될 수 있으며, 이와 동일한 목적과 효과를 발휘하는 구동방식으로 치환되어 적용될 수 있다.

상기 제2 구동수단(355)은 상기 승강헤드(352)의 내측에 설치되어 상기 버튼 누름수단(353)에 구동력을 제공한다.

특히, 상기 제2 구동수단(355)은 드라이브 케이블을 제2 구동수단(355)의 정역 회전에 의해 전후방으로 작동되도록 드라이브 케이블의 래크에 치합되는 드라이브 기어(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제2 구동수단(355)은 드라이브 기어 방식이 적용되었으나, 이와 동일한 목적과 효과를 발휘하는 구동방식으로 치환되어 적용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 층수 버튼 선택부(350)는 층수 버튼 인식부(340)에 의해 제어되며, 상기 층수 버튼 인식부(340)에서 인식된 층수 버튼에 대하여 근접 위치하도록 작동된다.

즉, 인식된 층수 버튼과 버튼 누름수단(353)의 위치가 서로 일치하도록 제1 구동수단(354)을 구동시키게 되면, 제1 구동수단(354)의 구동력을 제공받은 슬라이더(351)가 승강 작동되면서 승강헤드(352)도 연동 승강된다.

승강헤드(352)의 승강 작동으로 승강헤드(352)에 설치된 버튼 누름수단(353)이 인식된 층수 버튼에 대응되는 위치에 도달하게 되면, 층수 버튼 인식부(340)에서 제1 구동수단(354)의 작동을 정지시킨다.

이후, 층수 버튼 인식부(340)의 제어에 의해 제2 구동수단(355)을 구동시키게 되면, 제2 구동수단(355)의 구동력을 제공받은 버튼 누름수단(353)의 길이가 신장되면서 전진을 하여 엘리베이터의 층수 버튼을 누르게 된다. 이때, 층수 버튼 인식부(340)에서 층수 버튼이 점등되었는지 확인을 하고, 층수 버튼이 정확하게 선택되었는지 검증하게 된다.

버튼 누름수단(353)에 의해 층수 버튼이 정확하게 선택되었다고 판단되면, 곧바로 제2 구동수단(355)을 구동시켜 제2 구동수단(355)의 역회전에 의해 버튼 누름수단(353)의 길이가 축소되면서 후진을 하여 원위치로 복귀한다. 다음으로, 제1 구동수단(354)의 역회전에 의해 슬라이더(351) 및 승강헤드(352)가 하강을 하여 원위치로 복귀한다.

일예로, 종래의 배달 로봇은 본체의 외부로 노출되어 관절운동을 하는 로봇팔 구조로 이루어졌기 때문에 제작비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 엘리베이터 내부에서 로봇팔을 이용하여 엘리베이터의 층수 버튼을 터치할 경우 로봇팔의 작동반경이 넓기 때문에 다소 불편함이 있으며, 디자인 측면에서 로봇이 미려하지 못하는 등의 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 상기 층수 버튼 선택부(350)에 의해 배달 로봇(300)의 크기 및 작동반경을 최소화하여 이동통로 및 작업공간을 넓게 확보할 수 있고, 슬림한 구조로 개선되어 로봇의 외관 디자인을 미려하게 하는 장점이 있다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 배달 로봇(300) 및 비콘(400)에 각각 구비된 위치파악센서(360,460)는 온도센서, 고도센서 및 기압센서로 구성되고, 상기 온도센서, 고도센서 및 기압센서로 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터를 서로 비교하여 배달 로봇(300)이 현재 위치한 층수를 더욱 정확하게 확인할 수 있게 된다.

즉, 상기 배달 로봇(300)에 구비된 온도센서, 고도센서 및 기압센서는 배달 로봇(300)의 현재 위치에서의 온도, 고도 및 기압을 측정하고, 상기 비콘(400)에 구비된 온도센서, 고도센서 및 기압센서는 현재 비콘(400)의 위치한 층의 온도, 고도 및 기압을 측정하고, 상기 배달 로봇(300) 및 비콘(400)에서 각각 측정한 두 측정값을 비교하여 현재 배달 로봇(300)이 위치한 층을 인식하게 된다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 배달 로봇(300) 및 비콘(400)에 구비된 온도센서는 특정 온도의 기전력을 감지하는 써모커플(열전대, Thermocouples), 저항을 감지하는 RTD, 써미스터, 온도에 따라 상태가 변하는 온도라벨, 액체 온도계, 바이메탈 온도센서, 적외선으로 온도를 감지하는 적외선 온도계 등의 다양한 온도센서 중에서 선택하여 이용할 수 있으며, 상기 온도센서의 종류는 이에 한정되는 것이 아니고, 실시예에 따라 다양한 온도센서가 적용될 수 있다. 상기 온도센서에 의해 현재 배달 로봇(300)이 위치한 층의 온도가 측정되고, 비콘(400)이 위치한 층의 온도가 측정되게 된다.

상기 고도센서는 고도를 검출하는 센서로, 센서에 주어지고 있는 압력(기압)을 감지하여 비콘(400) 및 배달 로봇(300)이 위치한 절대적인 고도(높이) 정보를 측정하여 고도값을 나타내게 된다.

상기 기압센서는 공기의 압력을 측정하기 위한 센서로, 공기의 무게에 의해 생긴 압력을 측정하여 지면으로부터의 높이를 추정하여, 현재 층수를 확인하게 된다.

상기 배달 로봇(300)은 주문받은 음료를 배달하기 위해, 각층의 엘리베이터에 설치된 비콘(400)과 무선 통신을 수행 하게 된다. 상기 배달 로봇(300)은 상기 각층에 구비된 비콘(400)과 각각 통신하면서 각층에 구비된 비콘(400)의 ID 및 비콘(400)에서 측정한 고도, 온도 및 기압 데이터를 전송받아 배달 로봇(300)에서 측정한 고도, 온도 및 기압 데이터와 비교하면서 현재 배달 로봇(300)이 위치한 층의 위치를 확인하게 된다. 상기 비콘(400)의 ID는 상기 비콘(400)의 고유번호로서, 각층에 설치된 각각의 비콘(400)은 각각 다른 ID를 가지고 있다.

따라서, 상기 배달 로봇(300)은 비콘(400)의 비콘(400)의 ID 및 비콘(400)에서 측정한 고도, 온도 및 기압 데이터를 전송받아 현재 위치의 층을 파악하고, 파악된 현재 위치의 층 정보를 이용하여 엘리베이터를 타고 이동하고자 하는 층을 확인하여 올라가야 하는지 또는 내려가야 하는지를 판단하여 엘리베이터를 탑승할 뿐만 아니라, 엘리베이터가 목표로 하는 층에 도착하였는지를 판단하여 엘리베이터에서 하차하게 된다.

예를 들면, 상기 배달 로봇(300)이 7층에 설치된 비콘(400)의 ID임을 확인한 후, 확인된 7층의 비콘(400)에서 측정된 고도, 온도 및 기압 데이터가 배달 로봇(300)에서 측정된 고도, 온도 및 기압 데이터와 일치할 경우, 배달 로봇(300)은 현재 7층에 있다고 인식하게 된다. 이렇게 인식한 층수가 입력된 목표 층과 같은 층수로 인식될 경우에는 엘리베이터에서 하차하여 음료를 배달하게 되고, 입력된 목표 층과 다른 층수일 경우에는 엘리베이터를 계속 타고 이동하면서 목표 층과 같은 층수로 인식될 때까지 이동하게 된다. 즉, 상기 배달 로봇(300) 및 비콘(400)에 구비된 온도센서, 고도센서 및 기압센서로 구성된 위치파악센서를 통해 비콘(400)에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터 값을 전송받은 배달 로봇(300)은 현재 배달 로봇(300)이 위치한 위치에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터 값과 비교하여, 비콘(400)이 설치된 층수와의 일치 여부를 판단하므로 현재 배달 로봇(300)이 위치한 층수를 확인하게 된다.

상기 배달 로봇(300) 및 비콘(400)에 구비된 온도센서, 고도센서 및 기압센서로 구성된 위치파악센서(360,460)에 의한 위치 파악에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하면, 장애인용 엘리베이터에 탑승한 배달 로봇(300)은 실시간으로 위치파악센서(360)를 이용하여 배달 로봇(300)이 현재 위치한 위치의 온도, 고도 및 기압을 측정하게 된다. 상기 배달 로봇(300)은 엘리베이터를 타고 이동할 시에도 실시간으로 위치파악센서(360)를 이용하여 현재 위치한 위치의 온도, 고도 및 기압을 측정하게 된다.

이때, 상기 배달 로봇(300)은 엘리베이터를 타고 이동하면서 실시간으로 각층에 설치된 비콘(400)의 위치파악센서(460)에서 측정한 온도, 고도 및 기압데이터 값을 비콘(400)부터 전송받고, 상기 비콘(400)부터 전송된 온도, 고도 및 기압 데이터 값을 배달 로봇(300)에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터 값과 비교하여 상기 배달 로봇(300)이 현재 위치한 층수를 확인하게 된다. 확인된 층수가 배달 로봇(300)이 이동하고자 하는 목표 층수와 일치할 경우에는 목표하는 층에 도착한 것을 인식하고 배달 로봇(300)은 엘리베이터에서 하차하게 되고, 확인된 층수가 배달 로봇(300)이 이동하고자 하는 목표 층수와 일치하지 않을 경우에는 엘리베이터가 목표로 하는 층에 도착할 때까지 배달 로봇(300)은 엘리베이터를 타고 이동하게 된다.

이와 같이, 상기 배달 로봇(300)이 엘리베이터를 타고 이동하면서 실시간으로 각층에 설치된 비콘(400)에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터 값과 배달 로봇(300)에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터 값을 비교하여 상기 배달 로봇(300)이 현재 위치한 층수를 확인하는데, 이는 상기 배달 로봇(300)이 비콘(400)의 ID만을 전송받아 현재 위치하는 층의 위치를 인식하도록 구성하면 배달 로봇(300)은 다른 층에 있는 비콘(400)의 ID를 잘못 전송받아 층수를 잘못 인식할 수 있기 때문이다.

즉, 배달 로봇(300)이 3층에서 3층의 비콘(400) ID를 호출하였는데 2층에 있는 비콘(400)과 통신을 하게 되면, 상기 배달 로봇(300)은 3층에 있으면서도 2층에 있는 것으로 잘못 인식하게 된다. 이를 방지하기 위하여 상기 배달 로봇(300)은 각층에 설치된 비콘(400)에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터와 배달 로봇(300)에서 측정한 온도, 고도 및 기압 데이터 값을 비교하여 현재 위치를 파악하도록 하는 것이다.

또한, 배달 로봇(300)은 고도센서를 통해 측정한 데이터 값의 오류를 방지하기 위하여 상기 배달 로봇(300)에서 측정한 데이터 값을 각층에 설치된 비콘(400)에서 측정한 데이터 값과 수시로 비교하면서 상기 배달 로봇(300)에 구비된 고도센서의 측정값을 보정하게 된다. 이는 건물이 위치한 지역, 온도 변화에 따른 기압의 차이 등에 따라 상기 배달 로봇(300)에 구비된 고도센서로 측정한 데이터 값이 다르기 때문에 각층의 비콘(400)에 구비된 고도센서로 측정한 데이터 값과 배달 로봇(300)에 구비된 고도센서로 측정한 데이터 값을 수시로 비교하여 배달 로봇(300)에 구비된 고도센서로 측정한 데이터 값을 보정하는 것이다.

한편, 상기 배달 로봇(300)은 배달 로봇(300)이 엘리베이터의 출발 및 정지를 인지하도록 하는 관성측정장치(370)를 포함한다.

상기 관성측정장치(370)는 상기 배달 로봇(300)이 엘리베이터에 탑승한 후 엘리베이터의 출발 및 정지를 판단하기 위해 구비된 것이다. 상기 관성측정장치(370)는 엘리베이터의 출발 및 정지할 때의 가속도를 측정하여 엘리베이터의 출발 및 정지를 인식하게 된다.

만일, 관성측정장치(370)로부터 측정된 값이 엘리베이터 출발 후 엘리베이터가 정지하는 가속도 값일 경우, 비콘(400)에서 측정한 온도, 고도 및 기압의 값과 배달 로봇(300)에서 측정한 온도, 고도 및 기압의 값을 비교하여 상기 배달 로봇(300)이 도착하고자 하는 층수와 일치하는지를 판단하고, 판단 결과 도착하고자 하는 층수와 일치한다고 판단될 경우 엘리베이터에서 하차하게 된다.

한편, 상기 배달 로봇(300)은 배터리(392)를 더 포함할 수 있다. 상기 배터리(392)는 배달 로봇(300)에 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 배터리에 관한 기술은 이미 널리 공지된 기술로 생략하기로 한다.

또한, 상기 비콘(400)도 배터리(492)를 더 포함할 수 있으며, 상기 배터리(492)는 비콘(400)에 전원을 공급하는 기능을 수행하며, 배터리에 관한 기술은 이미 널리 공지된 기술로 생략하기로 한다.

그리고, 상기 배달 로봇(300)은 빌딩 내에서 이동하게 되므로, 상기 배달 로봇(300)이 비콘(400) 및 관리서버(260)와 신호를 주고받는 데에 있어 음영구간이 발생할 수 있다. 상기 배달 로봇(300)이 상기 음영구간에 위치하게 될 경우에는 상기 비콘(400) 및 관리서버(260)의 무선 통신을 원활하게 이루지지 않게 되어 배달 로봇(300)의 활동이 제한받게 된다.

이러한 음영구간에서도 상기 배달 로봇(300)이 비콘(400) 및 관리서버(260)의 원활한 무선 통신이 이루어지도록 하기 위하여 각 층의 음영구간에 GPS 신호 등을 증폭시키는 SDR장비를 더 설치하여, 상기 SDR장비를 통해 상기 배달 로봇(300)이 비콘(400) 및 관리서버(260)의 무선 통신이 원활하게 이루어지도록 하면서 상기 배달 로봇(300)에 구비된 고도센서를 통해 상기 배달 로봇(300)이 위치한 고도를 측정할 수도 있다.

한편, 상기 배달 로봇(300)의 상부에는 음료의 배달 정보 및 음료 정보 확인이 가능한 디스플레이(미도시)가 구비된다.

도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 배달 로봇(300)의 일측에는 다수의 커피음료를 수납할 수 있도록 음료수납부(500)가 설치될 수 있다.

이러한 상기 음료수납부(500)는 수용공간(510), 개폐도어(520), 수납트레이(530) 및 회전 구동수단(540)을 포함한다.

상기 수용공간(510)은 내부에 커피음료들이 수납되는 공간으로서, 커피음료를 삽입 또는 배출할 수 있도록 전방이 개방 형성된다.

상기 개폐도어(520)는 상기 수용공간(510)을 개폐시키는 역할을 한다. 상기 개폐도어(520)는 상기 수용공간(510)의 형상과 대응되도록 형성되며, 수용공간(510)을 커버하여 벌레나 이물질이 유입되는 것을 방지한다.

상기 개폐도어(520)는 자동으로 승강 작동되는 구조로 이루어질 수 있다. 상기 개폐도어(520)를 승강시키는 작동은, 전동모터나 솔레노이드와 같은 별도의 구동장치에 의해 구현될 수도 있으며, 통상의 구동방식으로도 적용될 수 있는바, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 수납트레이(530)는 상기 수용공간(510)에 설치되며, 커피음료를 수납하기 위한 다수의 수납홈(531)이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열 형성된다.

상기 수납트레이(530)는 원판형으로 이루어지며, 그 하부에 연결된 회전 구동수단(540)에 의해 회전하게 된다.

상기 회전 구동수단(540)은 상기 수납트레이(530)의 하부에 연결되어 수납트레이(530)를 회전시킨다.

즉, 상기 회전 구동수단(540)은 상기 수납트레이(530)의 하부 중심에 회전축이 설치되고, 상기 회전축의 하단에 종동기어가 형성되어 구동모터의 구동기어와 치합된 구성으로 이루어지며, 상기 구동모터에 의해 순차적으로 스탭 회전할 수 있도록 되어 있다. 이러한 회전 구동수단은 통상적으로 널리 이용되는 기술로서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 배달 로봇(300)은 주문 고객의 위치 정보 및 수납트레이(530)에 수납되는 커피음료에 각각 부여된 식별 정보를 기초로 주문 정보를 매칭시켜 상호 일치 여부를 판단하는 프로세서(391)를 더 포함할 수 있다.

따라서, 배달 목적지에 배달 로봇(300)이 도달하게 되면, 상기 프로세서(391)는 관리서버(260)로부터 수신된 주문 정보에 포함된 커피음료와 수납트레이(530)에 수납된 커피음료가 상호 일치하는지 여부를 판단하고, 일치할 경우 고객이 주문한 커피음료가 고객을 향하도록 수납트레이(530)를 스탭 회전시켜 해당 커피음료를 정위치에 정확하게 위치시킴에 따라 고객이 주문한 커피음료를 쉽게 꺼낼 수 있도록 한다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템은 무인 커피음료 제조장치(200)의 일측에 설치되어 배달 로봇(300)을 충전시키는 충전스테이션(600)을 포함한다. 즉, 상기 배달 로봇(300)은 커피음료를 주문한 고객에게 배달을 완료한 후 충전스테이션(600)으로 복귀하여 소모된 배터리를 충전할 수 있다.

상기 충전스테이션(600)은 외부로부터 전력을 인가받기 위한 전력수신부를 구비하고, 배달 로봇(300)에 전력을 인가하기 위한 전력공급부를 구비한다. 충전방식으로는 무선, 도킹(docking) 등의 방식이 사용될 수 있다. 또한, 충전스테이션(600)은 배달 로봇(300)을 유도하기 위한 적외선 센서 또는 열센서 등을 포함할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

100 : 고객단말기 200 : 무인 커피음료 제조장치
210 : 부스 211 : 음료배출구
220 : 자동 커피머신 230 : 컵 공급부
240 : 컵 뚜껑 공급부 250 : 핸들링 로봇
260 : 관리서버 270 : 운반용 로봇 그리퍼
280 : 컵 받침부 300 : 배달 로봇
310,410 : 무선통신부 320 : 장애물 감지센서
330 : 구동부 340 : 층수 버튼 인식부
350 : 층수 버튼 선택부 351 : 슬라이더
352 : 승강헤드 353 : 버튼 누름수단
354 : 제1 구동수단 355 : 제2 구동수단
360,460 : 위치파악센서 370 : 관성측정장치
380 : 절개부 391 : 프로세서
392,492 : 배터리 400 : 비콘
500 : 음료수납부 510 : 수용공간
520 : 개폐도어 530 : 수납트레이
531 : 수납홈 540 : 회전 구동수단
600 : 충전스테이션

Claims

커피음료 주문용 애플리케이션이 설치되며, 커피음료 주문 정보를 외부로 전송하는 고객단말기(100);
건물 내부에 설치되며, 상기 고객단말기(100)로부터 전송된 커피음료 주문 정보를 수신받고, 주문한 커피음료를 자동으로 제조하는 무인 커피음료 제조장치(200);
상기 무인 커피음료 제조장치(200)와 통신망을 통해 연결되며, 상기 무인 커피음료 제조장치(200)에서 제조된 커피음료를 수납하여 고객이 주문한 장소로 주문한 커피음료를 배달하는 배달 로봇(300); 및
상기 배달 로봇(300)의 일측에 다수의 커피음료를 수납할 수 있도록 구비된 음료수납부(500);을 포함하고,
상기 음료수납부(500)는,
내부에 커피음료가 수납되는 수용공간(510);
상기 수용공간(510)을 개폐시키는 개폐도어(520);
상기 수용공간(510)에 설치되며, 커피음료를 수납하기 위한 다수의 수납홈(531)이 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열 형성된 수납트레이(530);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 고객단말기(100)로부터 제공된 커피음료 주문 정보를 무인 커피음료 제조장치(200)에 설치된 핸들링 로봇(250)에 전송하여 커피음료 제조를 요청하고, 커피음료 제조 완료 시 고객단말기(100)로 알림 메시지를 전송하며, 배달 로봇(300)에 커피음료에 대한 배달 요청을 하고, 고객이 위치한 장소의 위치 정보를 전송하는 관리서버(260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 무인 커피음료 제조장치(200)는 제조 완료된 커피음료를 파지한 상태에서 무인 커피음료 제조장치(200)의 음료배출구(211)에서 반출한 후 배달 로봇(300)으로 운반하는 운반용 로봇 그리퍼(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 배달 로봇(300)은, 비콘(400) 및 관리서버(260)와 무선으로 통신하는 무선통신부(310);
상기 배달 로봇(300)의 주변에 위치한 장애물을 감지하는 장애물 감지센서(320);
상기 장애물 감지센서(320)에서 감지한 장애물에 대응하여 배달 로봇(300)의 이동을 제어하는 구동부(330);
상기 배달 로봇(300)이 이동하는 목표 층의 층수 버튼을 인식하는 층수 버튼 인식부(340); 및
상기 배달 로봇(300)의 상부 일측에 직선 왕복 운동이 가능하게 설치되어 상기 층수 버튼 인식부(340)에 의해 인식된 층수 버튼에 대하여 누름 동작이 수행되도록 하는 층수 버튼 선택부(350);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 층수 버튼 인식부(340)는 상기 층수 버튼 선택부(350)의 단부에 구비되어 장애인용 엘리베이터에 구비된 점자 버튼을 인식하는 촉감센서로 구성되며,
상기 배달 로봇(300)은 상기 촉감센서로 점자 버튼을 인식하여 층수 버튼을 선택하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 배달 로봇(300)은, 배달 로봇(300)의 위치를 파악하는 위치파악센서(360);
상기 배달 로봇(300)이 엘리베이터의 출발 및 정지를 인지하도록 하는 관성측정장치(370);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 층수 버튼 선택부(350)는, 상기 배달 로봇(300)의 일측에 상하로 승강 가능하게 결합되는 슬라이더(351);
상기 슬라이더(351)의 상단에 설치되어 슬라이더(351)에 연동되어 승강되는 승강헤드(352);
상기 승강헤드(352)의 일측에 설치되며, 서로 다른 내경을 갖는 복수의 폴대로 구성되어 길이가 신장 또는 축소되는 버튼 누름수단(353);
상기 배달 로봇(300)의 내측에 설치되어 상기 슬라이더(351)에 구동력을 제공하여 슬라이더(351)를 승강시키는 제1 구동수단(354); 및
상기 승강헤드(352)의 내측에 설치되어 상기 버튼 누름수단(353)에 구동력을 제공하는 제2 구동수단(355);을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 수납트레이(530)의 하부에는, 상기 수납트레이(530)를 회전시키는 회전 구동수단(540)이 연결되는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 배달 로봇(300)은, 주문 고객의 위치 정보 및 수납트레이(530)에 수납되는 커피음료에 각각 부여된 식별 정보를 기초로 주문 정보를 매칭시켜 상호 일치 여부를 판단하고, 일치할 경우 해당 고객이 주문한 커피음료를 제공하도록 수납트레이(530)를 스텝 회전시키는 프로세서(391);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 커피음료 제조장치와 연계된 로봇 배달시스템.