KR102366330B1

KR102366330B1 - 이동 로봇

Info

Publication number: KR102366330B1
Application number: KR1020200052220A
Authority: KR
Inventors: 최동완; 진경록; 이성헌
Original assignee: 주식회사 제타뱅크; 최동완; 진경록; 이성헌
Priority date: 2020-04-29
Filing date: 2020-04-29
Publication date: 2022-02-22
Also published as: KR20220024396A; KR20210133519A; KR20220024395A; KR102419255B1; KR102419253B1

Abstract

본 발명은 본체와, 상기 본체를 지지하는 베이스와, 상기 베이스에 구비되는 구동부와, 상기 베이스에 폭방향으로 이격 배치되고, 상기 구동부에 의해 회전되는 한 쌍의 구동 휠과, 상기 베이스에서 상기 한 쌍의 구동 휠의 전방에 배치되고, 상기 폭방향으로 이격되는 한 쌍의 전방 휠과, 상기 베이스에서 상기 한 쌍의 구동 휠의 후방에서 배치되고, 상기 폭방향으로 이격되는 한 쌍의 후방 휠을 포함하는 이동 로봇에 관한 것이다.

Description

이동 로봇{MOVING ROBOT}

본 발명은 구동 휠의 전방과 후방에 각각 한 쌍씩의 휠을 구비한 이동 로봇에 관한 것이다.

로봇은 최근 산업 현장뿐만 아니라 가정이나 사무실, 관공서 등 일반 건물내에서 가사일이나 사무 보조로서 활용되고 있다. 이러한 로봇은 공간 내에서 이동을 하면서 탑재된 고유의 기능을 수행한다. 청소 로봇, 안내 로봇, 방범 로봇, 방역 로봇 등을 예로 들 수 있다.

한국공개특허 제10-2019-0143545호는 구동 모터에 의해 주행되는 주행 유닛이 본체를 지지하는 구조의 이동 로봇을 개시하고 있다. 상기 주행 유닛에는 좌, 우로 배치되는 한 쌍의 구동 휠과, 이들의 앞뒤로 각각 하나씩의 구동 휠이 더해진 총 4개의 구동 휠이 구비된다.

이와 같은 구동 휠들의 배치는 로봇이 정지한 상태이거나 평평한 곳을 직진할 시에는 안정적이나, 바닥의 굴곡을 타고 넘거나, 경사면을 활주하거나, 급선회를 하는 경우 등의 특정 조건에서는 균형을 잃게 되어 안전사고를 야기하는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 첫째, 주행 중에 발생하는 흔들림에 대한 대응 능력을 높여 안정적인 주행이 가능한 이동 로봇을 제공하는 것이다.

둘째, 주행 중 휠에 작용하는 충격을 완화하여 진동을 줄이고 균형을 유지한 상태로 주행할 수 있는 이동 로봇을 제공하는 것이다.

셋째, 주행과정에서 발생하는 좌우방향의 흔들림을 줄인 이동 로봇을 제공하는 것이다.

넷째, 출발 또는 정지시 관성으로 인한 쏠림을 억제하여 기기에 작용하는 충격을 줄임과 아울러 전복으로 인한 안전사고를 방지할 수 있는 이동 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이동 로봇은, 본체와, 상기 본체를 지지하는 베이스와, 상기 베이스에 구비되는 구동부와, 상기 베이스에 폭방향으로 이격 배치되고, 상기 구동부에 의해 회전되는 한 쌍의 구동 휠과, 상기 베이스에서 상기 한 쌍의 구동 휠의 전방에 배치되고, 상기 폭방향으로 이격되는 한 쌍의 전방 휠과, 상기 베이스에서 상기 한 쌍의 구동 휠의 후방에서 배치되고, 상기 폭방향으로 이격되는 한 쌍의 후방 휠을 포함한다.

상기 구동부는, 동축 배열된 제 1 구동 모터와 제 2 구동 모터를 포함할 수 있고, 상기 한 쌍의 구동 휠은, 상기 제 1 구동 모터에 의해 회전되는 제 1 구동 휠과 상기 제 2 구동 모터에 의해 회전되는 제 2 구동 휠을 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇은, 상기 베이스에 배치되어 상기 한 쌍의 후방 휠을 각각 지지하는 한 쌍의 완충장치를 더 포함할 수 있다. 상기 완충장치는, 상기 후방 휠의 상측에 배치되고, 상하로 연장되는 중공을 갖는 실린더와, 상기 실린더의 개구된 상면을 닫고, 통공이 형성된 실린더 커버와, 상기 실린더 내에 승강 가능하게 구비되고, 상기 후방 휠과 연결되어 상승시 상기 실린더 내의 공기를 압축하는 피스톤 헤드와, 상기 피스톤 헤드로부터 상측으로 연장되어 상기 통공을 통과하는 피스톤 로드를 구비한 피스톤과, 상기 실린더 커버와 상기 피스톤 헤드 사이에 배치되는 탄성부재를 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇은, 상기 한 쌍의 완충장치 중 어느 하나에 구비된 실린더와 다른 하나에 구비된 실린더를 서로 연통시키는 연결관을 더 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇은, 상기 연결관의 개도를 조절하는 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 완충장치는, 상기 통공 내에 개재되는 부싱을 더 포함할 수 있고, 상기 피스톤 로드는 상기 부싱에 삽입될 수 있다.

상기 이동 로봇은, 상기 베이스에 배치되어 상기 한 쌍의 전방 휠을 각각 지지하는 한 쌍의 완충장치를 더 포함할 수 있다.

상기 이동 로봇의 높이 대 상기 한 쌍의 구동 휠 사이의 거리 비는 3.5 내지 4.5일 수 있다. 상기 한 쌍의 구동 휠 간의 거리는 340 내지 360mm일 수 있다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 구동 휠의 전방에 프리 휠(전방 휠)을 배치함으로써 선회 동작이 신속하게 이루어질 뿐만 아니라, 상기 구동 휠의 후방에도 프리 휠(후방 휠)이 설치됨으로써 전, 후 방향으로의 흔들림에 유연하게 대처가 가능하다.

둘째, 후방 휠에 완충장치가 적용됨으로써 급가속 또는 감속시의 전후 방향으로의 쏠림을 저감할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 휠에 작용하는 충격이 완충장치에 의해 완화됨으로써 진동이 줄고, 균형있는 주행이 가능하다.

넷째, 좌, 우 양쪽으로 구비된 한 쌍의 휠에 각각 완충장치가 적용됨으로써 주행과정에서의 좌우 흔들림이 줄어드는 효과가 있다.

다섯째, 이동 로봇이 이동하는 과정에서 소독 장치나 멸균 장치에 탑재된 소독액의 출렁거림으로 인해 무게 중심의 변위 또는 편심이 발생하더라도 6개의 휠들이 지지하기 때문에 안정적인 주행이 가능하다.

여섯째, 분사 장치나 UV 광출력부 등의 소독 또는 살균 장치 탑재를 위해 베이스의 면적을 넓게 구성하는 경우, 베이스의 형태가 전후 방향으로 길어지게 되는데, 이 경우 종래의 4휠로는 안정적인 지지가 어려웠으나 본발명의 이동 로봇에는 6개의 휠이 적용됨으로써 상기와 같은 문제를 해결할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 도시한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 이동 로봇의 주요부들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 베이스의 저면을 도시한 것이다.
도 5는 도 4에 도시된 베이스의 상면을 도시한 것이다.
도 6은 도 5에 도시된 완충장치의 내부가 보이도록 부분적으로 절개한 도면으로, (a)는 후방 휠이 하강위치에 있는 상태를 도시한 것이고, (b)는 후방 휠이 상승위치에 있는 상태를 도시한 것이다.
도 7의 (a)는 후방 휠이 하강위치에 있을 시의 베이스의 자세를 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 후방 휠이 상승위치에 있을 시의 베이스의 자세를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1b)을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1c)을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1d)을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1e)을 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 도시한 것이다. 도 3은 도 1에 도시된 이동 로봇의 주요부들 간의 제어 관계를 도시한 블록도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 베이스의 저면을 도시한 것이다. 도 5는 도 4에 도시된 베이스의 상면을 도시한 것이다. 도 6은 도 5에 도시된 완충장치의 내부가 보이도록 부분적으로 절개한 도면으로, (a)는 후방 휠이 하강위치에 있는 상태를 도시한 것이고, (b)는 후방 휠이 상승위치에 있는 상태를 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇을 설명한다.

이하에서 설명하는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 공기 청정 동작을 수행하는 로봇, 살균 동작을 수행하는 로봇, 멸균 동작을 수행하는 로봇을 포함하는 개념일 수 있다. 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은, 공기 청정 동작, 살균 동작, 멸균 동작, 방역 동작 외에도 후술하는 다양한 동작을 수행할 수 있다.

이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은, 대상 공간 내에서 동작을 수행할 수 있다. 대상 공간이란 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)이 주행하면서 기능을 수행의 대상이 되는 공간으로 정의될 수 있다. 대상 공간은 벽이나 문과 같은 구조물로 물리적으로 다른 공간과 구분된 공간일 수 있다. 대상 공간은 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 기능 수행을 위해 설정된 기준에 따라 구분된 공간일 수 있다.

대상 공간은, 멸균 동작이 요구되는 공간일 수 있다. 예를 들면, 대상 공간은, 병원, 보건소와 같은 의료 기관 내부의 일 공간일 수 있다. 대상 공간은, 공기 청정 동작이 요구되는 공간일 수 있다. 대상 공간은, 방역 동작이 요구되는 공간일 수 있다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 본체(10)와 베이스(20)를 포함한다. 본체(10)는 이동 로봇(1a)에 고유한 기능을 부여하는 장치를 구비한다. 실시예에서 본체(10)는 공기 청정기(160) 및 소독 장치(150) 중 적어도 하나를 포함하나, 반드시 이에 한정되어야 하는 것은 아니다. 실시예에 따라 본체(10)와 베이스(20)는 분리 가능하게 결합될 수 있다. 베이스(20)는 구동부(220)에 의해 주행이 가능하며, 이때 베이스(20)와 일체로 본체(10)가 이동된다.

도 3을 참조하여 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)을 구성하는 각 부들 설명한다. 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(220), 공기 청정기(160), 출력부(180), 제어부(170) 및/또는 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.

센싱부(110)는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 주변의 정보를 제공할 수 있다. 센싱부(110)는 적어도 하나의 센서에서 생성된 데이터를 제어부(170)에 제공할 수 있다. 제어부(170)는 센싱부(110)로부터 수신된 데이터에 기초하여 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 외부의 오브젝트를 검출할 수 있다. 오브젝트는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 주변의 사물, 사람, 구조물 등 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 이동에 직접적 또는 간접적으로 영향을 주는 객체로 정의할 수 있다.

센싱부(110)는 초음파 센서(111) 및/또는 라이다(112)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 센싱부(110)는 레이다 또는 적외선 센서를 더 포함할 수 있다.

초음파 센서(111)는 초음파를 이용하여 오브젝트를 감지할 수 있다. 초음파 센서(111)는 초음파 송신부와 수신부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 초음파 센서(111)는 초음파 송신부 및 수신부와 전기적으로 연결되어 수신되는 신호를 처리하고, 처리된 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 제어기를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라 상기 제어기는 제어부(170)에 의해 구현되는 것일 수 있다.

초음파 센서(111)은 초음파를 기초로 오브젝트를 검출하고, 이렇게 검출된 오브젝트의 위치, 변위, 거리, 상대 속도 등을 검출할 수 있다. 하나 이상의 초음파 센서(111)가 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 적절한 위치에 제공될 수 있다.

라이다(112)는 레이저 광을 이용하여 오브젝트를 감지할 수 있다. 라이다(112)는, 광 송신부 및 광 수신부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 라이다(112)는, 광 송신부 및 광 수신부와 전기적으로 연결되어, 수신되는 신호를 처리하고, 처리된 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 제어부를 더 포함할 수 있다. 라이다(112)의 제어부 기능은 제어부(170)에서 구현될 수도 있다.

라이다(112)는 TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다. 라이다(112)는 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다. 구동식으로 구현되는 경우, 라이다(112)는 모터에 의해 회전되며 오브젝트를 검출할 수 있다.

비구동식으로 구현되는 경우, 라이다(112)는 광 스티어링에 의해 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 복수의 비구동식 라이다를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 라이다(112)는 레이저 광을 매개로 한 TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 변위, 거리, 상대 속도 등을 검출할 수 있다.

라이다(112)는, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

한편, 센싱부(110)는 대상 공간에서 적어도 하나의 요소에 대한 센싱 데이터를 생성할 수 있다. 센싱부(110)는 과산화수소 농도를 측정하기 위한 과산화수소 센서를 포함할 수 있다. 상기 과산화수소 센서는, 공기 중 단위 부피당 과산화수소 농도에 대한 데이터를 생성할 수 있다.

센싱부(110)는 에탄올 농도를 측정하기 위한 에탄올 센서를 포함할 수 있다. 상기 에탄올 센서는, 공기 중 단위 부피당 에탄올 농도에 대한 데이터를 생성할 수 있다.

IMU(Inertial Measurement Unit)(115)는 관성을 측정할 수 있다. IMU(115)는, 가속도계와 회전 속도계나 자력계의 조합을 사용하여 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)에 작용하는 특정한 힘이나 각도 비율을 측정하거나, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)을 둘러싼 자기장을 측정하는 전자 장치로 설명될 수 있다. 제어부(170)는 IMU(115)로부터 수신되는 데이터에 기초하여 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 자세에 대한 정보를 생성할 수 있다. IMU(115)는 가속도 센서, 자이로 센서, 자기 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

카메라(120)는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 외부의 영상을 촬영할 수 있다. 카메라(120)는 영상을 이용하여 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 외부에 위치한 오브젝트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 카메라(120)는 적어도 하나의 렌즈, 적어도 하나의 이미지 센서 및 이미지 센서와 전기적으로 연결되어 수신되는 신호를 처리하고 처리되는 신호에 기초하여 오브젝트에 대한 데이터를 생성하는 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다. 카메라(120)는 모노 카메라 또는 스테레오 카메라일 수 있다.

카메라(120)는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 외부 촬영을 위한 FOV(field of view) 확보가 가능한 위치에 장착될 수 있다.

카메라(120)는 소정의 영상 처리 알고리즘을 이용하여, 오브젝트의 위치, 오브젝트까지의 거리 및/또는 오브젝트의 상대 속도를 획득할 수 있다. 예를 들면, 카메라(120)는, 획득된 영상에서, 시간에 따른 오브젝트 크기의 변화를 기초로, 오브젝트까지의 거리 정보 및 상대 속도를 획득할 수 있다.

다르게는, 카메라(120)는 핀홀(pin hole) 모델, 노면 프로파일링 등을 통해 오브젝트까지의 거리 및 상대 속도를 획득할 수 있다.

다르게는, 카메라(120)는 스테레오 카메라에 의해 획득된 스테레오 영상에서 디스패러티(disparity)를 구하고, 이를 기초로 오브젝트까지의 거리 및 상대 속도를 획득할 수 있다.

이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 복수의 카메라(120)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 전방 카메라, 후방 카메라, 좌측방 카메라, 우측방 카메라로 구성된 4채널 카메라를 포함할 수 있다.

통신부(125)는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 외부의 전자 장치(예를 들면, 사용자 단말기, 서버, 다른 이동 로봇)와 신호 또는 데이터를 교환할 수 있다.

통신부(125)는 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜을 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 통신부(125)는 5G(예를 들면, 뉴 라디오(new radio, NR)) 방식을 이용하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다.

입력부(130)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로, 입력부(130)에서 수집한 데이터는 제어부(170)에 의해 분석되어 사용자의 제어 명령에 따라 처리될 수 있다.

입력부(130)는 음성 입력부(131) 및/또는 터치 입력부(132)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 입력부(130)는 제스쳐 입력부 또는 기계식 입력부를 포함할 수 있다.

음성 입력부(131)는 사용자의 음성 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 이렇게 전환된 전기적 신호는 제어부(170)에 제공될 수 있다. 음성 입력부(131)는 하나 이상의 마이크로 폰을 포함할 수 있다.

터치 입력부(132)는 사용자의 터치 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는 제어부(170)에 제공될 수 있다. 터치 입력부(132)는 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 센서를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 터치 입력부(132)는 디스플레이(181)와 일체형으로 형성됨으로써 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한, 터치 스크린은 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)과 사용자 사이의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 함께 제공할 수 있다.

상기 제스쳐 입력부는 사용자의 제스쳐 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 이렇게 전환된 전기적 신호는 제어부(170)에 제공될 수 있다. 상기 제스쳐 입력부는 사용자의 제스쳐 입력을 감지하기 위한 적외선 센서 및 이미지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 기계식 입력부는, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠 및 조그 스위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 기계식 입력부에 의해 생성된 전기적 신호는, 제어부(170)에 제공될 수 있다.

메모리(140)는 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어 데이터, 입출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)에서 처리된 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)와 일체형으로 구현될 수 있다. 실시예에 따라, 메모리(140)는, 제어부(170)의 하위 구성으로 분류될 수 있다.

공기 청정기(160)는 미세먼지 센서(161), 팬 구동부(162) 및 공기 정화부(163)를 포함할 수 있다.

미세먼지 센서(161)는 공기 중 미세먼지를 감지할 수 있다. 미세먼지 센서(161)는, 입자 계수기(particle counter)를 통해 공기 중 미세먼지의 양을 측정할 수 있다. 미세먼지 센서(161)는 유입된 공기에 광을 조사하고, 미세먼지에 의해 산란된 광을 수광 소자를 통해 검출하여 공기 중의 미세먼지의 양을 측정할 수 있다.

팬 구동부(162)는 공조팬을 구동할 수 있다. 이를 위해, 팬 구동부(162)는 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있다.

공기 정화부(163)는 팬을 이용해 공기를 흡입한 후, 적어도 하나의 필터로 정화하여 정화된 공기를 배출하는 필터식일 수 있다. 필터식 공기 정화부(163)는 입자가 큰 먼지를 걸러주는 프리 필터, 냄새를 없애 주는 탈취필터, 미세먼지를 걸러주는 헤파 필터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이 밖에도, 공기 정화부(163)는 이온식, 전기집진식 또는 워터필터식 중 어느 하나일 수 있다.

출력부(180)는 시각 또는 청각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것이다. 출력부(180)는 디스플레이(181) 및 음향 출력부(182)를 포함할 수 있다.

디스플레이(181)는 다양한 정보에 대응되는 그래픽 객체를 표시할 수 있다. 디스플레이(181)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이(181)는 터치 입력부(131)와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다.

음향 출력부(182)는 제어부(170)로부터 제공되는 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(182)는 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.

제어부(170)는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Control Unit)로 명명될 수 있다. 제어부(170)는 센싱부(110), IMU(115), 카메라(120), 통신부(125), 입력부(130), 메모리(140), 구동부(220), 공기 청정기(160) 및 출력부(180)와 전기적으로 연결된다.

제어부(170)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)을 구성하는 각 유닛들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e) 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

소독 장치(150)는 소독 동작을 수행할 수 있다. 소독 장치(150)는, 화학적 소독 동작 및 물리적 소독 동작 중 적어도 어느 하나를 수행할 수 있다. 소독 장치(150)는 분사 장치(151) 및 UV 광출력부(152)을 포함할 수 있다.

분사 장치(151)는 소독액을 외부로 분사할 수 있다. 분사 장치(151)는 소독액을 수용하는 탱크, 소독액을 외부로 분사하는 스프레이 노즐 및 분사력을 제공하는 분사엔진을 포함할 수 있다. 분사 장치(151)는 제어부(170)에서 제공되는 신호에 따라 전자식으로 제어될 수 있다. 제어부(170)는 분사 장치(151)에 제어 신호를 제공하여 분사 여부, 분사량, 분사 강도 등을 제어할 수 있다.

한편, 소독액은, 에탄올, 과산화 수소 등이 이용되는 것이 일반적이나 이에 한정되지 아니하고, 병원체를 사멸시킬 수 있는 외용약이면 소독액으로 이용될 수 있다.

UV 광출력부(152)는 UV광을 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 외부로 출력할 수 있다. UV 광출력부(152)는 UV LED를 포함할 수 있다. UV 광출력부(152)는 제어부(170)에서 제공되는 신호에 따라 전자식으로 제어될 수 있다. 제어부(170)는 UV 광출력부(152)에 제어 신호를 제공하여 UV광 출력 여부, UV 광출력 양 등을 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 제독(除毒) 기능을 수행할 수 있다. 가령, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)이 군사용으로 이용되는 경우, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 생화학 무기에 의해 발생된 생물학적 또는 화학적 환경을 정화하는 군사용 제독 기능을 수행할 수 있다. 이경우, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 제독 장치를 더 포함할 수 있다. 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 생물학적 또는 화학적 환경을 정화할 수 있는 생화학 물질을 분사하는 분사 장치를 더 포함할 수 있다.

이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 멸균액(예를 들면, 과산화 수소 또는 에탄올)을 공중에 분사하는 멸균 장치(230)를 더 포함할 수 있다. 이러한 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 청정 상태에서 제품(예를들면, 의약 등)을 생산하는 공장이나 의료 기관(예를 들면, 병원, 보건소)에서 사용될 수 있다.

제어부(170)는, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 이동 또는 정지 중, 멸균 장치(230) 및 소독 장치(150) 중 적어도 어느 하나를 제어함으로써 방역 동작을 수행할 수 있다. 한편, 방역 동작 수행시, 멸균 장치(230)는, 약액으로 에탄올을 공기 중에 분사할 수 있다.

멸균 장치(230)는, 멸균 동작을 수행할 수 있다. 멸균 장치(230)는, 약액을 공기 중에 분사할 수 있다. 예를 들면, 멸균 장치(230)는, 과산화수소를 공기 중에 분사할 수 있다. 예를 들면, 멸균 장치(230)는, 에탄올을 공기 중에 분사할 수 있다.

이를 위해, 멸균 장치(230)는, 약액을 공기 중에 분사하기 위한 분사 노즐, 관 및 분사 엔진과 약액을 보관하는 탱크 등을 구비할 수 있다. 예를 들면, 멸균 장치(230)는, 공개번호 10-2019-0012543에 기재된 방식 또는 등록번호 10-1633272에 기재된 방식을 이용해 약액을 공기 중에 분사할 수 있다.

멸균 장치(230)는, 제어부(170)에서 수신된 제어 신호에 따라 동작될 수 있다.

멸균 장치(230)는, 약액(예를 들면, 과산화수소 또는 에탄올)를 공기중에 분사하는 분사 기구 및 분사 기구의 자세를 결정하는 자세 조정부를 포함할 수 있다. 분사 기구는, 분사 노즐, 관 및 분사 엔진을 포함할 수 있다.

이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 방역 기능을 수행할 수 있다. 방역 기능은 전염병 발생 또는 유행을 미리 막는 기능으로, 상술한 소독 기능을 포함하는 상위 개념으로 이해될 수 있다.

이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 열화상 카메라를 더 포함할 수 있다. 제어부(170)는 열화상 카메라를 통해 촬영된 열화상 이미지에서 색깔에 대한 처리를 통해 발열중인 감염 의심자를 검출할 수 있다. 제어부(170)는 열화상 이미지 및 카메라(120)에 의해 촬영된 이미지를 매칭하여 카메라(120)에 의해 촬영된 이미지에서 감염 의심자를 검출할 수 있다. 제어부(170)는, 거리 검출 알고리즘을 통해, 카메라(120)에 의해 촬영된 이미지에서 감염 의심자와 기준 거리 이내에 위치한 인원을 검출하고, 해당 인원을 접촉자로 분류할 수 있다. 이러한, 감염 의심자 및 접촉자 검출 기능을 방역 기능의 하위 기능으로 분류할 수 있다.

이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 보안 기능을 수행할 수 있다. 보안 기능은 카메라(120)를 통해 촬영된 영상을 이용해 제한된 공간에서 허용되지 않은 인원을 검출하는 기능으로 설명될 수 있다. 보안 기능은 제어부(170)에 설치된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 실시예에 따라 보안 기능은 통신부(125)에 의한 외부 디바이스와 데이터를 교환 형태로 시스템적으로 구현될 수도 있다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 구동부(220)는 베이스(20)에 구비될 수 있다. 베이스(20)에는 구동부(220)에 의해 회전되는 한 쌍의 구동 휠(21)이 배치될 수 있다. 한 쌍의 구동휠(21(1), 21(2))은 베이스(20)의 상면에 폭방향으로 이격 배치될 수 있다. 한 쌍의 구동 휠(21(1), 21(2))은 베이스(20) 상에서 좌, 우 대칭으로 배치될 수 있다.

베이스(20)는 폭보다 길이가 긴 형태일 수 있다. 실시예에서는 대략 직사각 형태이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구동부(220)는 동축(M) 상에 배열된 제 1 구동 모터(28(1))와 제 2 구동 모터(28(2))를 포함할 수 있다. 축(M)은 베이스(20)를 폭방향으로 가로지르는 것일 수 있다. 제 1 구동 모터(28(1))와 제 2 구동 모터(28(2))를 각각 지지하는 한 쌍의 브래킷(27(1), 27(2))이 베이스(20)의 상면에 설치될 수 있다.

한 쌍의 구동 휠(21)은 제 1 구동 모터(28(1))에 의해 회전되는 제 1 구동 휠(21(1))과, 제 2 구동 모터(28(2))에 의해 회전되는 제 2 구동 휠(21(2))을 포함할 수 있다. 제 1 구동 모터(28(1))에 의해 제공된 회전력은 제 1 구동 풀리(24(1)), 제 1 밸트(25(1)) 및 제 1 종동 풀리((26(1))를 통해 제 1 구동 휠(21(1))로 전달될 수 있다. 마찬가지로, 제 2 구동 모터(28(2))에 의해 제공된 회전력은 제 2 구동 풀리(24(2)), 제 2 밸트(25(2)) 및 제 2 종동 풀리(26(2))를 통해 제 2 구동 휠(21(2))로 전달될 수 있다.

제 1 구동 모터(28(1))와 제 2 구동 모터(28(2))의 회전을 제어하는 회전 제어기가 구비될 수 있다. 상기 회전 제어기는 엔코더를 포함할 수 있다. 상기 회전 제어기는 제어부(170)에 의해 제어될 수 있다.

상기 회전 제어기의 제어에 기초하여 제 1 구동 모터(28(1))와 제 2 구동 모터(28(2))의 회전수, 회전 방향 및/또는 속도가 제어됨으로써, 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 전진, 후진, 선회, 가속, 감속 등의 각종 동작이 구현될 수 있다.

베이스(20)에서 한 쌍의 구동 휠(21(1), 21(2))의 전방에는 한 쌍의 전방 휠(22(1), 22(2))이 배치된다. 한 쌍의 전방 휠(22(1), 22(2))은 베이스(20)의 폭방향으로 이격 배치되며, 바람직하게는, 베이스(20)에 좌, 우 대칭으로 배치된다.

베이스(20)에서 한 쌍의 구동 휠(21(1), 21(2))의 후방에는 한 쌍의 후방 휠(23)이 배치된다. 한 쌍의 후방 휠(23(1), 23(2))은 베이스(20)의 폭방향으로 이격 배치되며, 바람직하게는, 베이스(20)에 좌, 우 대칭으로 배치된다.

전방 휠(22) 및/또는 후방 휠(23)은 비구동의 프리 휠일 수 있다. 전방 휠(22) 및/또는 후방 휠(23)은 바닥(F)에 수직한 축을 중심으로 선회되는 캐스터 휠일 수 있다.

한편, 출원인은 아래와 같은 규격의 실험예의 이동 로봇을 가지고 특정한 조건하에 주행을 하면서 진동을 확인하는 실험을 하였다.

[실험예의 이동 로봇]

베이스(20)의 전방 양측에 한 쌍의 구동 휠이 배치되고, 베이스(20)의 후방 양측에 한 쌍의 캐스터 휠이 배치됨. 이때, 상기 한 쌍의 구동 휠 사이의 거리는 300mm, 상기 한 쌍의 캐스터 휠 사이의 거리는 180mm, 구동 휠과 캐스터 휠 사이의 축간 거리는 385mm, 이동 로봇의 높이는 110cm, 무게는 50kg중임.

실험예에 따른 이동 로봇은 주행 중에 상당한 정도의 진동이 발생하는 것이 실험에 의해 확인되었다. 이에 출원인은 양쪽 구동 휠 사이의 거리를 변경해 가면서 같은 실험을 반복하였는데, 이동 로봇의 높이(H, 도 2 참조)와 양쪽 구동 휠 사이의 거리(D1, 도 4 참조)의 비가 4:1인 경우 특정 조건 하에서의 주행 중 상당한 정도의 좌우 흔들림이 발생하였다.

이와 같은 흔들림은 높이(H): 거리(D1)가 3.5:1 내지 4.5: 1인 범위에서는 비슷한 수준으로 발생되는 것을 확인할 수 있다. 그런데, 거리(D1)에 대한 높이(H) 값이 3.5 이하가 되면서부터는 흔들림도 함께 줄어드는 것이 확인되었고, 바람직하게는 양쪽 구동 휠 간의 거리(D1)가 340내지 360mm인 경우, 더 바람직하게는 350mm인 경우에 매우 안정적인 주행이 가능하다는 것이 확인되었다.

또한, 실험예의 이동 로봇은 구동 휠이 캐스터 휠 보다 전방에 위치하는 전방 구동방식이기 때문에 선회 반경이 길고 신속한 선회가 어려운 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 구동 휠(21)의 전방에 전방 휠(22)을 설치함으로써 후방 구동의 이점을 살려 상기와 같은 문제를 해결하였다. 더 나아가, 출발이나 정지시 관성에 의해 급격하게 뒤로 부하가 쏠리는 것에 대응하기 위해 구동 휠(21)의 후방에도 휠들(23)을 배치하였다.

또한, 실험예의 이동 로봇에서, 이번에는 다른 조건들은 그대로 두고 한 쌍의 캐스터 휠 사이의 거리(D2, 도 4 참조.)를 늘려 한 쌍의 캐스터 휠 사이의 거리(D2)에 대한 높이(H) 비를 6까지 낮추었음에도 불구하고 좌, 우 흔들림은 여전하였다.

이러한 이유로, 본 발명의 실시예들에 따른 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은 한 쌍의 후방 휠(23)을 각각 지지 또는 완충하는 한 쌍의 완충장치(30)를 포함한다. 한 쌍의 완충장치(30)는 베이스(20)에 배치될 수 있다.

도 6을 참조하면, 완충장치(30)는 실린더(31), 실린더 커버(32), 피스톤(33) 및 탄성부재(34)를 포함할 수 있다.

실린더(31)는 후방 휠(23)의 상측에 배치되고, 상하로 연장되는 중공(31a)을 가질 수 있다. 실린더(31)의 상면은 개구되어 있으며, 이렇게 개구된 상면에 실린더 커버(32)가 결합된다. 베이스(20)에는 실린더(31)와 대응하는 위치에 개구부(20h)가 형성되고, 개구부(20h)와 대응하는 영역에 후방 휠(23)이 위치한다.

실린더 커버(32)는 대략 중심에 통공이 형성될 수 있고, 후술하는 피스톤 로드(332)가 피스톤(33)의 상승시 상기 통공을 통과하여 실린더(31)의 상측으로 돌출된다. 상기 통공 내에는 부싱(35)이 개재될 수 있고, 피스톤 로드(332)는 부싱(35)에 삽입될 수 있다.

피스톤(33)은 실린더(31) 내에서 승강 가능하게 구비될 수 있다. 피스톤(33)은 후방 휠(23)과 연결되는 피스톤 헤드(331)를 가지며, 피스톤 로드(332)는 피스톤 헤드(331)로부터 상측으로 연장된다. 실린더 커버(32)와 피스톤 헤드(331) 사이에는 탄성부재(34)가 배치될 수 있다. 탄성부재(34)는, 바람직하게는, 실시예에서와 같이 압축 스프링이나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

피스톤(33)의 상승시(도 6의 (a) 상태에서 (b) 상태로 동작) 피스톤 헤드(331)가 실린더(31) 내의 공기를 압축하며(이때, 탄성부재(34)는 압축됨), 이 과정에서 압축된 공기가 피스톤 헤드(331)와 부싱(35) 사이의 틈새를 통해 실린더(31) 외부로 방출되며, 반대로 탄성부재(34)의 복원력에 의해 피스톤 헤드(331)가 하강시(도 6의 (a) 상태에서 (b) 상태로 동작)에는 외부 공기가 상기 틈새를 통해 실린더(31) 내로 유입된다.

이와 같이 공기가 상기 틈새를 통해 실린더(31) 내를 출입하는 과정에서 유발되는 유체의 점성 또는 마찰력에 의해 완충되어 후방 휠(23)에 작용하는 충격이 소산된다.

도 7의 (a)는 후방 휠이 하강위치에 있을 시의 베이스의 자세를 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 후방 휠이 상승위치에 있을 시의 베이스의 자세를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 후방 휠(23)이 상승위치에 있을 시 구동 휠(21)은 바닥(F)으로부터 분리된 상태일 수 있다. 즉, 본체(10)로부터 베이스(20)에 작용하는 부하가 일정 수준 보다 작아 후방 휠(23)이 상승된 상태로 있는 경우, 이때 구동 휠(21)은 바닥(F)과 분리된 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 본체(10)를 베이스(20)로부터 분리한 경우, 본체(10) 내에 설치된 배터리가 분리되거나 소독액 탱크가 분리되거나 빈 경우 등과 같이 베이스(20)에 작용하는 부하가 감소되면 탄성부재(34)의 복원력에 의해 베이스(20)가 들리면서 구동 휠(21)이 바닥(F)으로부터 이격된다.

구동 휠(21)은 구동 모터(28)와 연결된 것이기 때문에 모터 축 자체가 갖는 부하나 마찰 등의 저항으로 인해 자유회전에 제약이 따른다. 따라서, 구동 휠(21)이 바닥(F)에 놓여진 상태에서는 구동 모터(28)를 동작시키지 않고 수동으로 이동 로봇을 이동시키는데 어려움이 있고, 자칫하면 동력 계열의 파손이 발생할 우려가 있다.

본체(10)를 베이스(20)로부터 분리하거나, 배터리나 소독액 탱크 등의 중량체를 분리하는 것과 같이 유지나 보수를 위한 과정에서는 구동 모터(28)에 의하지 않고 수동으로 베이스(20)를 자유롭게 이동시킬 필요가 있다. 이러한 이유로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇은 베이스(20)에 작용하는 부하가 감소한 상태에서는 도 7의 (b) 도시된 바와 같이 후방 휠(23)이 바닥(F)을 미는 반력에 의해 구동 휠(21)이 바닥(F)으로부터 들리도록 함으로써 전방 휠(22)과 후방 휠(23) 만으로 이동 로봇을 자유롭게 이동시킬 수 있도록 하였다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1b)을 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 이동 로봇(1b)은 한 쌍의 후방 휠(23)과 각각 대응하는 제 1 완충장치(30(1))와 제 2 완충장치(30(2))가 연결관(27a)에 의해 연통될 수 있다.

제 1 완충장치(30(1))의 실린더(31)와 제 2 완충장치(30(2))의 실린더(31)가 연결관(27a)에 의해 연통되어 양쪽 실린더(31) 간에 공기가 소통될 수 있다. 이동 로봇(1b)의 주행 중에 좌, 우로 흔들림이 발생할 경우, 한 쪽 완충장치(예를 들어, 30(1))가 압축되면서(즉, 해당 완충장치(30(1))의 탄성부재(34)가 압축) 실린더(31)로부터 방출된 공기가 다른 쪽 완충장치(예를 들어, 30(2))의 실린더(31)로 유입되어 다른 쪽 완충장치(30(2)) 내의 공압이 상승된다. 이동 로봇(1b)의 주행 중에 좌, 우 진동이 발생하더라도 양쪽 완충장치(30(1), 30(2))의 댐핑 작용이 상호 보완적으로 이루어지기 때문에 균형을 유지한 상태의 주행이 가능하다.

연결관(27a)의 개도를 조절하기 위한 밸브(28a)가 더 구비될 수 있다. 밸브(28a)는 수동으로 조작되는 것이거나, 제어부(170)에 의해 제어되는 전자식일 수 있다. 밸브(28a)를 조절하여 연결관(27a)을 개도를 조절함으로써 양쪽 완충장치(30(1), 30(2)) 간에 소통되는 유량을 제어할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1c)을 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 이동 로봇(1c)은 한 쌍의 후방 휠(23)과 각각 대응하는 제 1 완충장치(30(1))와 제 2 완충장치(30(2)) 뿐만 아니라, 한 쌍의 전방 휠(22)과 각각 대응하는 제 3 완충장치(30(3))와 제 4 완충장치(30(4))를 더 포함할 수 있다.

후방 휠(23) 뿐만 아니라 전방 휠(22)에서도 완충작용이 이루어지기 때문에 이동 로봇(1c)의 주행 간에 앞뒤로 발생하는 진동에 대해서 보다 안정적으로 대응할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1d)을 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 이동 로봇(1d)은 제 1 완충장치(30(1))와 제 3 완충장치(30(3))를 연통시키는 제 1 연결관(27b)과, 제 2 완충장치(30(2))와 제 4 완충장치(30(4))를 연통시키는 제 2 연결관(27c)을 포함할 수 있다.

이동 로봇(1d)의 주행 중에 앞, 뒤로 흔들림이 발생할 경우, 전방(또는, 후방)에 위치한 완충장치(예를 들어, 30(4))가 압축되면서(즉, 해당 완충장치의 탄성부재(34)가 압축) 실린더(31)로부터 방출된 공기가 후방(또는, 전방)에 위치한 완충장치(예를 들어, 30(1))의 실린더(31)로 유입된다. 제 1 연결관(27b) 또는 제 2 연결관(27c)이 한 쌍의 실린더를 서로 연통하는 구조는 실질적으로 전술한 실시예에서와 같으므로 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 이동 로봇(1d)은 주행 중에 앞, 뒤로 진동이 발생하더라도 완충장치들(30)의 댐핑 작용이 상호 보완적으로 이루어지기 때문에 균형을 유지한 상태의 주행이 가능하다.

제 1 연결관(27b)과 제 2 연결관(27c)의 개도를 조절하기 위한 제 1 밸브(28b)와 제 2밸브(28c)가 더 구비될 수 있다. 제 1 밸브(28b) 및/또는 제 2 밸브(28c)는 수동으로 조작되는 것이거나, 제어부(170)에 의해 제어되는 전자식일 수 있다. 제 1 밸브(28b) 및/또는 제 2 밸브(28c)를 조절하여 해당 연결관을 개도를 조절함으로써 양쪽 완충장치 간에 소통되는 유량을 제어할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇(1e)을 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 이동 로봇(1e)은 대각으로 배치된 완충장치(30)들이 서로 연통될 수 있다.

이동 로봇(1e)은 제 1 완충장치(30(1))와 제 4 완충장치(30(4))를 연통시키는 제 3 연결관(27d)과, 제 2 완충장치(30(2))와 제 3 완충장치(30(3))를 연통시키는 제 4 연결관(27e)을 포함할 수 있다.

제 3 연결관(27d)과 제 4 연결관(27e)이 대응하는 한 쌍의 실린더를 서로 연통하는 구조는 실질적으로 전술한 실시예에서와 같으므로 설명을 생략한다.

본 실시예에 따른 이동 로봇(1e)은 주행 중에 대각으로 진동이 발생하더라도 완충장치들(30)의 댐핑 작용이 상호 보완적으로 이루어지기 때문에 균형을 유지한 상태의 주행이 가능하다.

제 3 연결관(27d)과 제 4 연결관(27e)의 개도를 조절하기 위한 제 3 밸브(28d)와 제 4밸브(28e)가 더 구비될 수 있다. 제 3 밸브(28d) 및/또는 제 4 밸브(28e)는 수동으로 조작되는 것이거나, 제어부(170)에 의해 제어되는 전자식일 수 있다. 제 3 밸브(28d) 및/또는 제 4 밸브(28e)를 조절하여 해당 연결관(27d, 27e)을 개도를 조절함으로써 양쪽 완충장치 간에 소통되는 유량을 제어할 수 있다.

이상에서 설명한 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)은, 대상 공간에서 방역 동작을 수행할 수 있다. 방역 동작은, 바이러스, 세균 등과 같은 전염체를 사멸시키기 위한 이동 로봇(1a, 1b, 1c, 1d, 1e)의 동작으로, 상술한 멸균 동작 및 소독 동작이 모두 포함되는 개념으로 이해될 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 제어부 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

1a, 1b, 1c, 1d, 1e: 이동 로봇
10: 본체
20: 베이스
21: 구동 휠
22: 전방 휠
23: 후방 휠
28: 구동 모터
30: 완충장치

Claims

본체;
상기 본체를 지지하는 베이스;
상기 베이스에 구비되는 구동부;
상기 베이스에 폭방향으로 이격 배치되고, 상기 구동부에 의해 회전되는 한 쌍의 구동 휠;
상기 베이스에서 상기 한 쌍의 구동 휠의 전방에 배치되고, 상기 폭방향으로 이격되는 한 쌍의 전방 휠;
상기 베이스에서 상기 한 쌍의 구동 휠의 후방에서 배치되고, 상기 폭방향으로 이격되는 한 쌍의 후방 휠;
상기 베이스에 배치되어 상기 한 쌍의 후방 휠을 각각 지지하고, 탄성부재를 포함하는 한 쌍의 완충장치;을 포함하고,
상기 한 쌍의 구동 휠은,
상기 본체가 상기 베이스로부터 분리되는 경우, 상기 베이스에 작용하는 부하가 감소되면서 상기 탄성부재의 복원력에 의해 상기 베이스가 들리면서 바닥으로부터 이격되는 이동 로봇.
제 1항에 있어서,
상기 구동부는,
동축 배열된 제 1 구동 모터와 제 2 구동 모터를 포함하고,
상기 한 쌍의 구동 휠은,
상기 제 1 구동 모터에 의해 회전되는 제 1 구동 휠; 및
상기 제 2 구동 모터에 의해 회전되는 제 2 구동 휠을 포함하는 이동 로봇.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 완충장치는,
상기 후방 휠의 상측에 배치되고, 상하로 연장되는 중공을 갖는 실린더;
상기 실린더의 개구된 상면을 닫고, 통공이 형성된 실린더 커버; 및
상기 실린더 내에 승강 가능하게 구비되고, 상기 후방 휠과 연결되어 상승시 상기 실린더 내의 공기를 압축하는 피스톤 헤드와, 상기 피스톤 헤드로부터 상측으로 연장되어 상기 통공을 통과하는 피스톤 로드를 구비한 피스톤;을 포함하고,
상기 탄성부재는,
상기 실린더 커버와 상기 피스톤 헤드 사이에 배치되는 이동 로봇.
제 4 항에 있어서,
상기 한 쌍의 완충장치 중 어느 하나에 구비된 실린더와 다른 하나에 구비된 실린더를 서로 연통시키는 연결관을 더 포함하는 이동 로봇.
제 5 항에 있어서,
상기 연결관의 개도를 조절하는 밸브를 더 포함하는 이동 로봇.
제 4 항에 있어서,
상기 완충장치는,
상기 통공 내에 개재되는 부싱을 더 포함하고,
상기 피스톤 로드는 상기 부싱에 삽입되는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스에 배치되어 상기 한 쌍의 전방 휠을 각각 지지하는 한 쌍의 완충장치를 더 포함하는 이동 로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 이동 로봇의 높이 대 상기 한 쌍의 구동 휠 사이의 거리 비는 3.5 내지 4.5인 이동 로봇.
제 9 항에 있어서,
상기 한 쌍의 구동 휠 간의 거리는 340 내지 360mm인 이동 로봇.