KR102380007B1 - 충전모듈과 충전모듈을 장착한 자율주행로봇 및 이를 이용한 자율주행로봇 충전시스템 - Google Patents

충전모듈과 충전모듈을 장착한 자율주행로봇 및 이를 이용한 자율주행로봇 충전시스템 Download PDF

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KR1020220009386A
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나종호
김재흥
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(주)트랜스테크
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈은, 전원장치로부터 공급된 전원을 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈에 있어서, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 전달하는 암도킹부 및 상기 암도킹부와 전기적으로 연결되는 경우, 상기 암도킹부와 상기 축전지를 매개하여, 상기 암도킹부로부터 제공된 전원이 상기 축전지에 충전되도록 하는 수도킹부를 포함하며, 상기 암도킹부는, 암본체부 및 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되며, 상기 전원장치와 전기적으로 연결되는 암커넥터부를 구비하고, 상기 수도킹부는, 수본체부, 상기 수본체부의 전면에 연결되며 상기 암커넥터와 접촉되는 경우, 전기적으로 연결되는 수커넥터부 및 상기 수본체부의 전면에 형성되되, 상기 암커넥터부와의 위치 관계에 따라 상기 암커넥터부가 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되도록 하는 가이드부를 구비하며, 상기 암커넥터부는, 상기 수커넥터부와 평행하게 배치되지 않은 상태에서, 상기 가이드부와의 접촉에 따라 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되어, 상기 수커넥터부와 평행하게 배치될 수 있다.

Description

충전모듈과 충전모듈을 장착한 자율주행로봇 및 이를 이용한 자율주행로봇 충전시스템{Charging module, autonomous driving robot having charging module and charging system for autonomous driving robot using the same}
본 발명은 충전모듈과 충전모듈을 장착한 자율주행로봇 및 이를 이용한 자율주행로봇 충전시스템 관한 것으로 관한 것으로, 상세하게는, 전원장치로부터 공급된 전원을 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈, 내장된 축전지의 전원으로 구동되며, 외부로부터 공급된 전원을 상기 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈이 내장된 자율주행로봇 및 충전모듈이 내장된 복수의 자율주행로봇을 충전시키는 자율주행로봇 충전시스템에 관한 것이다.
최근 들어 소형화물의 운반에서부터 실내청소에 이르는 다양한 분야에서 자율주행 이동로봇(이하, 이동로봇이라 한다)이 널리 사용되고 있다.
이동로봇은 자율주행 알고리즘에 따라 현재위치를 인식한 후 목표위치까지 최적화된 경로를 생성하고 해당 경로를 따라 이동하도록 구동장치를 제어한다. 따라서 이러한 이동로봇은 주변환경의 인식을 위한 각종 센서, 위치 추정과 경로생성 및 전체적인 제어를 위한 제어컴퓨터, 주행을 위한 구동장치 및 이들 각각에 전력을 공급하기 위한 구동전원을 포함한다.
이동로봇의 구동전원으로는 배터리가 주로 사용되는데, 과거에는 배터리를 직접 교체하는 방식이 대부분이었으나 항상 여분의 배터리를 준비해야 하고 사람이 수작업으로 교체해야 하는 등의 불편이 있었다.
이러한 불편을 해소하기 위해 최근에는 소정의 위치에 충전스테이션을 설치하고, 이동로봇이 충전스테이션까지 스스로 이동하여 접속 및 충전하는 자동충전방식이 많이 이용되고 있다.
그런데 이동로봇의 주행제어만으로 이동로봇의 충전단자를 충전스테이션의 전원단자에 정확히 도킹시키는 것은 매우 복잡한 제어가 요구되므로 이동로봇의 제작비용을 증가시키는 요인이 되며 이를 해결하기 위한 방법이 연구되고 있다.
한국등록특허 제10-1600809호
본 발명의 목적은, 별도의 전기적인 제어장치를 구비하지 않고 전원장치와 축전지를 매개하는 암도킹부와 수도킹부가 용이하게 연결되도록 하는 충전모듈과 충전모듈을 장착한 자율주행로봇 및 이를 이용한 자율주행로봇 충전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈은, 전원장치로부터 공급된 전원을 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈에 있어서, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 전달하는 암도킹부 및 상기 암도킹부와 전기적으로 연결되는 경우, 상기 암도킹부와 상기 축전지를 매개하여, 상기 암도킹부로부터 제공된 전원이 상기 축전지에 충전되도록 하는 수도킹부를 포함하며, 상기 암도킹부는, 암본체부 및 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되며, 상기 전원장치와 전기적으로 연결되는 암커넥터부를 구비하고, 상기 수도킹부는, 수본체부, 상기 수본체부의 전면에 연결되며 상기 암커넥터와 접촉되는 경우, 전기적으로 연결되는 수커넥터부 및 상기 수본체부의 전면에 형성되되, 상기 암커넥터부와의 위치 관계에 따라 상기 암커넥터부가 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되도록 하는 가이드부를 구비하며, 상기 암커넥터부는, 상기 수커넥터부와 평행하게 배치되지 않은 상태에서, 상기 가이드부와의 접촉에 따라 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되어, 상기 수커넥터부와 평행하게 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 가이드부는, 상기 수본체부의 전면으로부터 돌출되되, 상기 수커넥터 보다 전방으로 돌출되어 형성되고, 상기 암커넥터부는, 관통되어 형성되는 가이드홀로의 상기 가이드부의 진입을 위하여, 상기 가이드홀과 상기 가이드부가 동일 선상에 배치되도록, 상기 암본체부를 기준으로 상하이동, 좌우이동 또는 좌우 회동되며, 상기 수커넥터부는, 상기 가이드부의 상기 가이드홀로의 진입 중에 상기 암커넥터부와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 암커넥터부는, 전면으로부터 함입되어 형성되는 안내홈 및 상기 안내홈으로부터 관통되어 형성되며, 상기 가이드부의 종단면과 대응되는 형상의 가이드홀이 형성되고, 상기 안내홈은, 전면으로부터 상기 가이드홀을 향해 슬로프면을 형성하여, 상기 슬로프면에 접촉된 상기 가이드부의 상기 가이드홀로의 위치 이동을 가이드 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 암커넥터부는, 상기 암본체부에 상하이동 가능하도록 연결되는 암도킹브라켓, 상기 암도킹브라켓에 좌우이동 가능하도록 연결되는 회동브라켓, 상기 회동브라켓에 좌우회동 가능하도록 연결되는 메인바디부 및 상기 매인바디부의 전면에 배치되며, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 전달하는 암단자부를 구비하며, 상기 안내홈은, 상하방향보다 좌우방향이 더 넓은 타원형의 개구로부터 상기 가이드홀을 향해 상기 슬로프면을 형성하며, 상기 가이드부는, 상기 슬로프면과의 접촉 후의 상기 가이드홀로의 슬라이딩 경로에 따라, 상기 메인바디부의 상기 회동브라켓에 대한 좌우회동이 구현되거나, 상기 회동브라켓의 상기 암도킹브라켓에 대한 좌우이동이 구현되거나, 상기 암도킹브라켓의 상기 암본체부에 대한 상하이동이 구현되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈은, 상기 슬로프면을 따라 상기 가이드홀을 향해 슬라이딩 되는 상기 가이드부의 슬라이딩 거리와 상기 암커넥터부의 상기 암본체부에 대한 위치 이동 변화율은 비례할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 회동브라켓은, 전방이 개구된 내부 공간을 형성하도록 후면프레임, 상측프레임 및 하측프레임으로 구성되며, 상기 메인바디부는, 상기 상측프레임에 회전 가능하도록 장착된 제1 회전축이 상면에 연결되고, 상기 하측프레임에 회전 가능하도록 장착된 제2 회전축이 하면에 연결되어, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축을 기준으로 좌우 회동되고, 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축은 지면과 수직한 동일 직선 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 회동브라켓은, 상기 후면프레임과 상기 메인바디부의 후면 사이에 배치되어 상기 메인바디부의 좌우 회동에 따라 탄성 변형되어 탄성 변형에 대한 반발력을 발생시키는 회동탄성부를 더 구비하며, 상기 회동탄성부는, 상기 가이드부가 상기 안내홈에 접촉된 상태를 유지한 채, 상기 안내홈을 따라 슬라이딩 되도록 하고, 상기 가이드부의 상기 메인바디부로의 접촉이 해제되면, 상기 메인바디부가 상기 후면프레임과 평행 상태로 복귀되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 암커넥터부는, 상기 암본체부에 연결되는 제1 이동바 및 상기 제1 이동바에 연결된 채, 상기 제1 이동바를 따라 상하 이동되는 제1 위치이동부를 구비하는 상하이동부 및 상기 암도킹브라켓에 연결되는 제2 이동바 및 상기 제2 이동바에 연결된 채, 상기 제2 이동바를 따라 좌우 이동되는 제2 위치이동부를 구비하는 좌우이동부를 구비하며, 상기 제1 위치이동부는, 상기 암본체부와 상기 암도킹브라켓을 매개하여, 상기 암도킹브라켓이 상기 암본체부를 기준으로 상하 이동되도록 하며, 상기 제2 위치이동부는, 상기 암도킹브라켓과 상기 회동브라켓을 매개하여, 상기 회동브라켓이 상기 암도킹브라켓을 기준으로 좌우 이동되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 제1 위치이동부는, 자중에 의해 상기 제1 이동바의 하부측에 배치된 상태에서, 상기 가이드부에 의해 연동되어 상기 제1 이동바를 따라 상측으로 이동되며, 상기 가이드부의 상기 메인바디부로부터의 이탈에 따라 자중에 의해 상기 제1 이동바의 하부측으로 복귀되고, 상기 안내홈은, 타원형 개구의 상부측 테두리로부터 상기 가이드홀을 향해 형성된 제1 슬로프면과, 타원형 개구의 하부측 테두리로부터 상기 가이드홀을 향해 형성된 제2 슬로프면으로 구성되며, 상기 제1 위치이동부는, 상기 가이드부가 상기 제1 슬로프면을 따라 상기 가이드홀로 이동 중에, 상기 제1 이동바를 따라 상측으로 이동되고, 상기 제1 슬로프면의 경사도의 크기는, 상기 제2 슬로프면의 경사도의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 좌우이동부는, 상기 제2 이동바에 장착되되, 상기 제2 위치이동부의 일측에 배치되는 제2-1 탄성부 및 상기 제2 위치이동부의 타측에 배치되는 제2-2 탄성부를 더 구비하고, 상기 제2-1 탄성부와 상기 제2-2 탄성부는, 상기 제2 위치이동부의 좌측 또는 우측 이동에 따라, 압축 또는 팽창 탄성 변형되며, 상기 제2-1 탄성부와 상기 제2-2 탄성부의 탄성 계수는 동일할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈의 상기 메인바디부는, 후면으로부터 함입되어 형성된 장착부를 구비하고, 상기 장착부는, 상기 메인바디부로부터 함입되되, 바닥면을 향할수록 종단면적의 크기가 점진적으로 줄어드는 축소부 및 상기 축소부로부터 함입되되, 종단면적이 일정한 포위부를 구비하며, 상기 포위부의 내경의 크기는, 상기 회동탄성부의 외경의 크기와 동일하게 형성되며, 상기 축소부는, 상기 회동탄성부가 회동되는 회동공간을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇은, 내장된 축전지의 전원으로 구동되며, 외부로부터 공급된 전원을 상기 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈이 내장된 자율주행로봇에 있어서, 내부에 수용공간을 형성하도록 복수의 프레임과 복수의 플레이트로 형성된 차체부, 상기 차체부에 내장된 축전지부, 상기 차체부에 내장되며, 상기 축전지부로부터 공급된 전원으로 회전력을 발생시키는 구동부, 상기 차체부의 바닥면에 배치된 채, 상기 구동부에 의해 회전되는 바퀴부, 상기 차체부의 일측에 형성된 암도킹부 및 상기 차체부의 타측에 형성된 수도킹부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇은, 상기 차체부의 타측에 장착되어 상기 수도킹부를 위치 이동시키는 장착부를 더 포함하며, 상기 장착부는, 상기 차체부의 타측 수용공간에 위치하는 고정부 및 상기 고정부의 하부측에 연결되되, 상기 고정부로부터 위치 이동되는 전후진부를 구비하고, 상기 수도킹부는, 상기 전후진부에 장착된 채 위치 이동되되, 상기 차체부의 타측에 형성된 관통홀을 통해 상기 수용공간으로부터 외부로 돌출되어 충전 위치에 위치하거나, 상기 충전 위치에서 상기 수용공간으로 수용되어 대기 위치에 위치하고, 상기 충전 위치에서, 암도킹부와 전기적으로 연결되며, 상기 전후진부는, 상기 고정부의 하부측에 연결되는 연결부 및 상기 연결부를 전진 또는 후진시키는 모터부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇의 상기 장착부는, 상기 고정부에 설치되며, 상기 연결부의 상기 고정부에 대한 위치 이동을 감지하는 감지부를 더 구비하며, 상기 감지부는, 상기 연결부가 상기 수용공간의 외부로 돌출된 상태에서, 상기 수용공간에 수용되도록 후진 되는 중에 상기 연결부에 의해 작동되어, 상기 모터부의 구동이 정지되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템은, 충전모듈이 내장된 복수의 자율주행로봇을 충전시키는 자율주행로봇 충전시스템에 있어서, 전원장치, 제1 자율주행로봇 및 제2 자율주행로봇을 포함하며, 상기 제1 자율주행로봇은, 상기 전원장치에 연결된 상태로 충전되고, 상기 제2 자율주행로봇은, 상기 제1 자율주행로봇에 연결된 상태로, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 상기 제1 자율주행로봇으로부터 전달받아 충전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템의 상기 제1 자율주행로봇의 제1 수도킹부는, 상기 전원장치의 암도킹부에 체결되어 상기 전원장치로부터 공급된 전원이 축전지에 충전되도록 하고, 상기 제2 자율주행로봇의 제2 수도킹부는, 상기 제1 자율주행로봇의 제1 암도킹부에 체결되어 상기 제1 암도킹부로부터 공급된 전원이 축전지에 충전되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템은 복수의 제N 자율주행로봇(여기서, N은 2보다 큰 자연수)을 더 포함하며, 상기 제N 자율주행로봇은, 제N-1 자율주행로봇에 연결되어, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 상기 제N-1 자율주행로봇으로부터 전달받아 충전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템은, 상기 전원장치에 순차적으로 전기적으로 연결된 자율주행로봇의 충전 방법을 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 전원장치에 상기 제1 자율주행로봇이 전기적으로 연결되고 상기 제1 자율주행로봇에 상기 제2 자율주행로봇이 전기적으로 연결된 경우, 상기 제2 자율주행로봇이 완충된 후, 상기 제1 자율주행로봇이 충전되도록 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 전기적 제어장치를 이용하지 않고, 전원장치와 연결된 암도킹부와 축전지와 연결된 수도킹부가 연결되도록 할 수 있다.
즉, 수도킹부의 암도킹부로의 진입방향에 따라 암도킹부가 수도킹부에 의해 위치 이동되기 때문에 수도킹부의 암도킹부로의 진입방향에 상관없이 수도킹부와 암도킹부가 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈을 도시한 개략 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 암도킹부 및 수도킹부의 연결이 해제된 상태를 도시한 개략 사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 암도킹부 및 수도킹부의 연결을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 암도킹부를 설명하기 위한 개략 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇을 도시한 개략 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수도킹부의 위치 이동을 설명하기 위한 개략도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 설명하기 위한 개략도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템을 도시한 측면도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈을 도시한 개략 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 암도킹부 및 수도킹부의 연결이 해제된 상태를 도시한 개략 사시도, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 암도킹부 및 수도킹부의 연결을 설명하기 위한 개략도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 암도킹부를 설명하기 위한 개략 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈(1)은, 전원장치(80)로부터 공급된 전원을 축전지(E)에 충전시키기 위한 충전모듈일 수 있다.
상기 충전모듈(1)은, 암도킹부(10) 및 수도킹부(20)를 포함할 수 있다.
상기 암도킹부(10)는, 상기 전원장치(80)로부터 공급된 전원을 전달할 수 있다.
상기 수도킹부(20)는, 상기 암도킹부(10)와 전기적으로 연결되는 경우, 상기 암도킹부(10)와 상기 축전지(E)를 매개하여, 상기 암도킹부(10)로부터 제공된 전원이 상기 축전지(E)에 충전되도록 할 수 있다.
상기 축전지(E)는 로봇청소기, 자율주행로봇 등의 각종 전자제품 내에 내장되어 있을 수 있을 수 있다.
상기 암도킹부(10)는, 암본체부(11) 및 암커넥터부(13)를 구비할 수 있다.
상기 암커넥터부(13)는, 상기 암본체부(11)를 기준으로 위치 이동되며, 상기 전원장치(80)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 암커넥터부(13)의 위치 이동에 대해서는 후술하도록 하겠다.
상기 수도킹부(20)는 수본체부(21), 수커넥터부(23) 및 가이드부(25)를 구비할 수 있다.
상기 수커넥터부(23)는, 상기 수본체부(21)의 전면에 연결되며, 상기 암커넥터부(13)와 접촉되는 경우, 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 상기 수커넥터부(23)는, 상기 암커넥터부(13)와 상기 축전지(E)를 매개하며, 상기 암커넥터부(13)와 접촉되어 전기적으로 연결되는 경우, 상기 축전지(E)에 상기 전원장치(80)로부터 공급되는 전원을 전달하여, 상기 축전지(E)가 충전되도록 할 수 있다.
상기 가이드부(25)는, 상기 수본체부(21)의 전면에 형성되되, 상기 암커넥터부(13)와의 위치 관계에 따라 상기 암커넥터부(13)가 상기 암본체부(11)를 기준으로 위치 이동되도록 할 수 있다.
상기 암커넥터부(13)는, 상기 수커넥터부(23)와 평행하게 배치되지 않은 상태에서 상기 가이드부(25)와의 접촉에 따라 상기 암본체부(11)를 기준으로 위치 이동되어 상기 수커넥터부(23)와 평행하게 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 수커넥터부(23)는, 상기 축전지(E)의 충전을 위해 상기 암커넥터부(13)와 접촉되어 전기적으로 연결되어야 하는데, 이를 위해서는 상기 암커넥터부(13)와 상기 수커넥터부(23)가 서로 대응되는 위치에 평행하게 배치된 상태에서 접촉이 되어야 전기적으로 연결이 가능하다.
하지만, 상기 수커넥터부(23)의 상기 암커넥터부(13)를 향한 접근 방향이 항상 일정하지 않기 때문에, 상기 가이드부(25)의 접촉에 따라 상기 암커넥터부(13)를 상기 암본체부(11)를 기준으로 위치 이동되도록 하여, 상기 암커넥터부(13)가 상기 수커넥터부(23)의 접근 방향에 맞춰 상기 수커넥터부(23)와 평행하게 배치되도록 하는 것이다.
이 때문에, 상기 수커넥터부(23)의 상기 암커넥터부(13)를 향한 접근 방향이 일정하지 않아도, 상기 암커넥터부(13)와 상기 수커넥터부(23)의 연결이 용이하다.
상기 가이드부(25)는, 상기 수본체부(21)의 전면으로부터 돌출되되, 상기 수커넥터부(23)보다 전방으로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 암커넥터부(13)는, 관통되어 형성되는 가이드홀(132)로의 상기 가이드부(25)의 진입을 위하여, 상기 가이드홀(132)과 상기 가이드부(25)가 동일 선상에 배치되도록, 상기 암본체부(21)를 기준으로 상하이동, 좌우이동 또는 좌우 회동될 수 있다.
상기 수커넥터부(23)는, 상기 가이드부(25)의 상기 가이드홀(132)로의 진입 중에 상기 암커넥터부(13)와 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 가이드부(25)가 상기 수커넥터부(23)보다 돌출되어 형성되어 있으므로, 상기 암커넥터부(13)와 먼저 접촉하게 되고, 상기 암커넥터부(13)는, 상기 가이드부(25)와의 접촉에 따라 상하이동, 좌우이동 또는 좌우 회동되며, 상기 가이드부(25)가 상기 가이드홀(132)내로 진입하면, 상기 수커넥터부(23)와 상기 암커넥터부(13)가 평행하게 배치될 수 있다.
상기 가이드부(25)의 일정부분 이상이 상기 가이드홀(132)로 진입되면 상기 수커넥터부(23)와 상기 암커넥터부(13)는 연결될 수 있다.
상기 암커넥터부(13)는 안내홈(131) 및 가이드홀(132)를 구비할 수 있다.
상기 안내홈(131)은, 전면으로부터 함입되어 형성되고, 상기 가이드홀(132)는, 상기 안내홈(131)으로부터 관통되어 형성되며, 상기 가이드부(25)의 종단면과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 안내홈(131)은, 전면으로부터 상기 가이드홀(132)을 향해 슬로프면(1311)을 형성하며, 상기 슬로프면(1311)에 접촉된 상기 가이드부(25)의 상기 가이드홀(132)로의 위치 이동을 가이드 할 수 있다.
상기 암커넥터부(13)는, 암도킹브라켓(133), 회동브라켓(134), 메인바디부(135) 및 암단자부(136)를 구비할 수 있다.
상기 암도킹브라켓(133)은, 상기 암본체부(11)에 상하이동 가능하도록 연결되고, 상기 회동브라켓(134)은, 상기 암도킹브?何?(133)에 좌우이동 가능하도록 연결될 수 있다.
상기 메인바디부(135)는, 상기 회동브라켓(134)에 좌우회동 가능하도록 연결될 수 있다.
상기 암단자부(136)는, 상기 메인바디부(135)의 전면에 배치되며, 상기 전원장치(80)로부터 공급된 전원을 전달할 수 있다.
상기 수커넥터부(23)는 대향부(231) 및 수단자부(232)를 구비할 수 있다.
상기 대향부(231)는, 상기 암도킹부(10)와 대향하는 평면을 제공할 수 있다.
상기 암단자부(136)는, 상기 대향부(231)의 전면에 배치되며, 상기 암단자부(136)와 전기적으로 연결되는 경우, 상기 전원장치(80)로부터 공급된 전원을 축전지로 전달할 수 있다.
상기 가이드부(25)는 상기 대향부(231)의 전면으로부터 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 안내홈(131)은, 상하방향보다 좌우방향이 더 넓은 타원형의 개구로부터 상기 가이드홀(132)로의 슬라이딩 경로에 따라, 상기 메인바디부(135)의 상기 회동브라켓(134)에 대한 좌우회동이 구현되거나, 상기 회동브라켓(134)의 상기 암도킹브라켓(133)에 대한 좌우 이동이 구현되거나, 상기 암도킹브라켓(133)의 상기 암본체부(11)에 대한 상하이동이 구현되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 충전모듈(1)은, 상기 슬로프면(1311)을 따라 상기 가이드홀(132)을 향해 슬라이딩 되는 상기 가이드부(25)의 슬라이딩 거리와 상기 암커넥터부(13)의 상기 암본체부(11)에 대한 위치 이동 변화율은 비례할 수 있다.
구체적으로, 상기 가이드부(25)가 상기 가이드홀(132)과 동일선상에 위치된 상태에서 상기 암커넥터부(13)로 접근하는 경우, 상기 가이드부(25)는, 상기 슬로프면(1311)과 접촉하지 않고 바로 상기 가이드홀(132)로 진입될 수 있다(도 3 참조).
이 경우, 상기 가이드부(25)는 상기 암커넥터부(13)를 위치 이동시키지 않고 바로 상기 가이드홀(132)로 진입할 수 있다.
반면에, 상기 가이드부(25)가 상기 가이드홀(132)과 동일선상에 위치되지 않은 상태에서, 상기 암커넥터부(13)로 접근하는 경우, 상기 가이드부(25)는 상기 슬로프면(1311)을 따라 상기 가이드홀(132)을 향해 슬라이딩 되고 이 과정에서 상기 암커넥터부(13)를 위치 이동시킬 수 있다(도 4 참조).
이 경우 상기 가이드부(25)의 상기 슬로프면(1311)에서의 슬라이딩 거리가 길어질수록, 상기 암커넥터부(13)의 상기 암본체부(11)에 대한 위치 이동 변화율도 커질 수 있다.
상기 회동브라켓(134)은, 후면프레임(1341), 상측프레임(1342) 및 하측프레임(1343)으로 구성될 수 있다(도 5 참조).
상기 후면프레임(1341), 상측프레임(1342) 및 하측프레임(1343)은 전방이 개구된 내부 공간을 형성할 수 있다.
상기 메인바디부(135)는, 제1 회전축(1351) 및 제2 회전축(1352)이 연결될 수 있다.
상기 제1 회전축(1351)은, 상기 상측프레임(1342)에 회전 가능하도록 장착된 채, 상기 메인바디부(135)의 상면에 연결될 수 있고, 상기 제2 회전축(1352)은, 상기 하측프레임(1343)에 회전 가능하도록 장착된 채, 상기 메인바디부(135)의 하면에 연결될 수 있다.
상기 제1 회전축(1351) 및 상기 제2 회전축(1352)은 지면과 수직한 동일 직선 상에 배치될 수 있다.
만약, 상기 제1 회전축(1351) 및 상기 제2 회전축(1352)이 지면과 수직하지 않게 배치된다면, 상기 메인바디부(135)는 상기 암본체부(11)를 기준으로 좌우 회동이 아닌 사선으로 회동될 수 있고, 이 경우 상기 메인바디부(135)는, 상기 가이드부(25)를 상기 가이드홀(132)로 원활하게 가이드하기 어려워질 수 있다.
이를 방지하기 위해 본 발명에서는, 상기 제1 회전축(1351) 및 상기 제2 회전축(1352)이 지면과 수직한 동일 직선 상에 배치될 수 있다.
상기 회동브라켓(134)은, 회동탄성부(1344)를 더 구비할 수 있다.
상기 회동탄성부(1344)는, 상기 후면프레임(1341)과 상기 메인바디부(135)의 후면 사이에 배치되어 상기 메인바디부(135)의 좌우 회동에 따라 탄성 변형되어 탄성 변형에 대한 반발력을 발생시킬 수 있다.
상기 회동탄성부(1344)는, 상기 가이드부(25)가 상기 안내홈(131)에 접촉된 상태를 유지한 채, 상기 안내홈(131)을 따라 슬라이딩 되도록 하고, 상기 가이드부(25)의 상기 메인바디부(135)로의 접촉이 해제되면, 상기 메인바디부(135)가 상기 후면프레임(1341)과 평행 상태로 복귀되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 메인바디부(135)가 상기 가이드부(25)의 접촉에 의해 회동되는 과정에서 상기 회동탄성부(1344)가 탄성 변형되되 탄성 변형에 대한 반발력을 발생시켜, 상기 메인바디부(135)를 상기 후면프레임(1341)과 평행 상태로 복귀되도록 하고, 이를 통해 상기 가이드부(25)가 상기 안내홈(131)에 접촉된 상태를 유지한 채, 슬라이딩 될 수 있다.
만약, 상기 회동탄성부(1344)를 구비하지 않는다면, 상기 메인바디부(135)가 상기 후면프레임(1341)과 평행 상태로 복귀되도록 하는 구성이 없기 ??문에, 상기 가이드부(25)가 위치 이동되는 과정에서 상기 안내홈(131)과 상기 가이드부(25)와의 접촉이 해제될 수 있다.
상기 가이드부(25)와 상기 안내홈(131)의 접촉이 해제된다면, 상기 안내홈(131)이 상기 가이드부(25)의 상기 가이드홀(132)로의 진입을 가이드할 수 없게 된다.
이를 방지하기 위해 본 발명에서는 상기 회동탄성부(1344)를 구비하여, 상기 회동탄성부(1344)가 탄성 변형되되 탄성 변형에 대한 반발력을 발생시켜, 상기 메인바디부(135)를 상기 후면프레임(1341)과 평행 상태로 복귀되도록 할 수 있다.
또한 상기 회동탄성부(1344)는, 탄성 변형에 대한 반발력을 통해 상기 메인바디부(135)가 상기 후면프레임(1341)과 충돌하는 것을 방지할 수 있다.
이로 인해 상기 메인바디부(135) 또는 상기 후면프레임(1344)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 암커넥터부(13)는, 상하이동부(137) 및 좌우이동부(138)를 구비할 수 있다.
상기 상하이동부(137)는, 제1 이동바(1371) 및 제1 위치이동부(1372)를 구비할 수 있다.
상기 제1 이동바(1371)는, 상기 암본체부(11)에 연결되고, 상기 제1 위치이동부(1372)는, 상기 제1 이동바(1371)를 따라 상하 이동될 수 있다.
상기 제1 위치이동부(1372)는, 상기 암본체부(11)와 상기 암도킹브라켓(133)을 매개하여, 상기 암도킹브라켓(133)이 상기 암본체부(11)를 기준으로 상하 이동되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 위치이동부(1372)는, 자중에 의해 상기 제1 이동바(1371)의 하부측에 배치된 상태에서, 상기 가이드부(25)에 의해 연동되어 상기 제1 이동바를 따라 상측으로 이동되며, 상기 가이드부(25)의 상기 메인바디부(135)로부터의 이탈에 따라 자중에 의해 상기 제1 이동바(1371)의 하부측으로 복귀될 수 있다.
상기 안내홈(131)은, 제1 슬로프면(1311a) 및 제2 슬로프면(1311b)으로 구성될 수 있다.
상기 제1 슬로프면(1311a)은, 상기 안내홈(131)의 타원형 개구의 상부측 테두리로부터 상기 가이드홀(132)을 향해 형성될 수 있다.
상기 제2 슬로프면(1311b)은, 상기 안내홈(131)의 타원형 개구의 하부측 테두리로부터 상기 가이드홀(132)을 향해 형성될 수 있다.
상기 제1 위치이동부(1372)의 상하 이동에 대해 다시 설명하면, 상기 가이드부(25)는, 상기 제1 슬로프면(1311a)와 접촉된 채, 상기 제1 슬로프면(1311a)을 따라 상기 가이드홀(132)로 이동하는 중에 상기 메인바디부(135)의 상측으로 상기 메인바디부(135)에 힘을 가할 수 있다.
이로 인해, 상기 제1 위치이동부(1372)는 상측으로 이동되며 상기 메인바디부(135)를 상측 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 제1 슬로프면(1311a)의 경사도의 크기는, 상기 제2 슬로프면(1311b)의 경사도의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
상기 좌우이동부(138)는, 제2 이동바(1381), 제2 위치이동부(1382), 제2-1 탄성부(1383) 및 제2-2 탄성부(1384)를 구비할 수 있다.
상기 제2 이동바(1381)는, 상기 암도킹브라켓(133)에 연결되고, 상기 제2 위치이동부(1382)는, 상기 제2 이동바(1381)에 연결된 채, 상기 제2 이동바(1381)를 따라 좌우 이동될 수 있다.
상기 좌우이동부(138)는, 상기 암도킹브라켓(133)과 상기 회동브라켓(134)을 매개하여, 상기 회동브라켓(134)이 상기 암도킹부라켓(133)을 기준으로 좌우 이동되도록 할 수 있다.
상기 제2-1 탄성부(1383)는, 상기 제2 이동바(1381)에 장착되되, 상기 제2 위치이동부(1382)의 일측에 배치될 수 있다.
상기 제2-2 탄성부(1384)는, 상기 제2 이동바(1381)에 장착되되, 상기 제2 위치이동부(1382)의 타측에 배치될 수 있다.
상기 제2-1 탄성부(1383) 및 상기 제2-2 탄성부(1384)는, 상기 제2 위치이동부(1382)의 좌측 또는 우측 이동에 따라, 압축 또는 팽창 탄성 변형될 수 있다.
본 발명에서는 상기 제2-1 탄성부(1383) 및 상기 제2-2 탄성부(1384)를 구비함으로써, 상기 제2 위치이동부(1382)가 상기 가이드부(25)의 상기 메인바디부(135)로의 접촉에 의해 좌우 이동시 상기 암도킹브라켓(133) 충돌되는 것을 방지할 수 있다.
또한 상기 제2-1 탄성부(1383) 및 상기 제2-2 탄성부(1384)의 탄성 변형에 의한 반발력에 의해 상기 제2 위치이동부(1382)는 상기 가이드부(135)가 상기 슬로프면(1311)에 접촉된 채 상기 슬로프면(1311)을 슬라이딩할 수 있다.
상기 제2-1 탄성부(1383) 및 상기 제2-2 탄성부(1384)의 탄성 계수는 동일하며, 탄성 변형이 일어나기 전의 상기 제2-1 탄성부(1383) 및 상기 제2-2 탄성부(1384)의 길이는 동일할 수 있다.
이 때문에, 상기 가이드부(25)의 상기 메인바디부(135)로의 접촉이 해제되면, 상기 제2-1 탄성부(1383) 및 상기 제2-2 탄성부(1384)의 탄성 변형에 의한 복원력에 의해 상기 제2 위치이동부(1382)가 상기 제2 이동바(1381)의 중앙으로 복귀될 수 있다.
상기 메인바디부(135)는, 함입부(1353)를 더 구비할 수 있다.
상기 함입부(1353)는, 상기 메인바디부(135)의 후면으로부터 함입되어 형성될 수 있다.
상기 함입부(1353)는, 축소부(1353a) 및 포위부(1353b)를 구비할 수 있다.
상기 축소부(1353a)는, 상기 메인바디부(135)로부터 함입되되, 바닥면을 향할수록 종단면적의 크기가 점진적으로 줄어들며, 상기 회동탄성부(1344)가 회동할 수 있는 회동공간을 형성할 수 있다.
상기 포위부(1353b)는, 상기 축소부(1353a)로부터 함입되되, 종단면적이 일정할 수 있다.
상기 포위부(1353b)의 내경의 크기는, 상기 회동탄성부(1344)의 외경의 크기와 동일하게 형성될 수 있다.
상기 회동탄성부(1344)의 일측은, 상기 포위부(1353b)에 삽입된 채 움직임이 제한되고, 상기 메인바디부(135)의 외부로 노출된 채, 상기 메인바디부(135)의 회동에 의해 회동될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 축소부(1353a)를 구비함으로써, 상기 회동탄성부(1344)를 교체할 경우 상기 회동탄성부(1344)의 상기 함입부(1353)로의 삽입이 용이할 수 있다.
상기 가이드부(25)는, 바(bar) 형상으로 형성되되, 끝단에 경사부(251)가 형성될 수 있다.
상기 경사부(251)는, 상기 가이드부(25)의 끝단으로부터 돌출되되, 상기 가이드부(25)의 끝단으로부터 멀어질수록 종단면적이 작아지도록 형성될 수 있다.
본 발명에서는 상기 경사부(251)를 구비함으로써, 상기 가이드부(25)가 상기 가이드홀(132)로의 진입이 용이하도록 할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇을 도시한 개략 사시도, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수도킹부의 위치 이동을 설명하기 위한 개략도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇(2)은, 내장된 축전지의 전원으로 구동되며, 외부로부터 공급된 전원을 상기 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈이 내장될 수 있다.
상기 자율주행로봇(2)은, 차체부(30), 축전지부(40), 구동부(50), 바퀴부(60), 암도킹부(10) 및 수도킹부(20)를 포함할 수 있다.
상기 차체부(30)는, 내부에 수용공간(S2)을 형성하도록 복수의 프레임과 복수의 플레이트로 형성될 수 있다.
상기 축전지부(40)는, 상기 차체부(30)에 내장되고, 상기 구동부(50)는, 상기 차체부(30)에 내장된 채, 상기 축전지부(40)로부터 공급된 전원으로 회전력을 발생시킬 수 있다.
상기 바퀴부(60)는, 바닥면에 배치된 채, 상기 구동부(50)에 의해 회전되어 상기 차체부(30)를 이동시킬 수 있다.
상기 암도킹부(10)는, 상기 차체부(30)의 일측에 형성되고, 상기 수도킹부(20)는, 상기 차체부(30)의 타측에 형성될 수 있다.
상기 자율주행로봇(2)은, 장착부(70)를 더 포함할 수 있다.
상기 장착부(70)는, 상기 차체부(30)의 타측에 장착되어 상기 수도킹부(20)를 위치 이동시킬 수 있다.
상기 장착부(70)는, 고정부(71), 전후진부(72) 및 감지부(73)를 구비할 수 있다.
상기 고정부(71)는, 상기 차체부(30)의 타측 수용공간(S2)에 위치하고, 상기 전후진부(72)는 상기 고정부(71)의 하부측에 연결되되, 상기 고정부(71)로부터 위치 이동될 수 있다.
상기 수도킹부(20)는, 상기 전후진부(72)에 장착된 채 충전 위치 또는 대기 위치에 위치될 수 있다.
여기서 충전 위치란, 상기 차체부(30)의 타측에 형성된 관통홀을 통해 상기 수용공간(S2)으로부터 외부로 돌출되는 위치를 의미할 수 있다.
또한 대기 위치란, 상기 충전 위치에서 상기 수용공간(S2)으로 수용되는 위치를 의미할 수 있다.
상기 수도킹부(20)는, 상기 충전 위치에서, 전원장치에 연결된 암도킹부(10a)와 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 상기 수도킹부(20)는, 평소 상기 자율주행로봇(2)의 이동중에 상기 대기 위치에 위치되고, 충전이 필요하여 전원장치에 연결된 암도킹부(10a)와 연결을 되야하는 경우에는 상기 대기 위치에서 상기 충전 위치로 위치 이동되어, 상기 차체부(30)의 외부로 돌출될 수 있다.
만약, 상기 수도킹부(20)가 충전 위치에 위치된 채, 상기 자율주행로봇(2)이 이동된다면, 이동 중에 상기 수도킹부(20)가 벽이나 주변 물체와 충돌하여 상기 자율주행로봇(2)의 이동에 제약이 생길 수 있고, 이로 인해 상기 수도킹부(20)가 손상되는 문제가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 상기 자율주행로봇(2)이 이동중일 경우에는 상기 수도킹부(20)가 상기 대기 위치에 위치되고, 충전하는 경우에만 상기 대기 위치에서 상기 충전 위치로 위치 이동되어, 상기 차체부(30)로부터 외부로 노출될 수 있다.
상기 전후진부(72)는 연결부(721) 및 모터부(722)를 구비할 수 있다.
상기 연결부(721)는, 상기 고정부(71)의 하부측에 연결되며, 상기 모터부(722)는, 상기 연결부(721)를 전진 또는 후진시킬 수 있다.
즉, 상기 연결부(721)는 상기 대기 위치에서 상기 모터부(722)에 의해 전진되어 상기 충전 위치에 위치될 수 있고, 상기 충전 위치에서 상기 모터부(722)에 의해 후진되어 상기 대기 위치에 위치될 수 있다.
상기 감지부(73)는, 상기 고정부(71)에 설치되며, 상기 연결부(721)의 상기 고정부(71)에 대한 위치 이동을 감지할 수 있다.
상기 감지부(73)는, 상기 연결부(721)가 상기 수용공간(S2)의 외부로 돌출된 상태에서, 상기 수용공간(S2)에 수용되도록 후진 되는 중에 상기 연결부(721)에 의해 작동되어, 상기 모터부(722)의 구동이 정지되도록 할 수 있다.
상기 연결부(721)는, 돌출부(723)를 더 구비할 수 있다.
상기 돌출부(723)는, 상기 연결부(721)에 장착된 채, 상기 연결부(721)과 함께 전진 또는 후진될 수 있다.
구체적으로, 상기 연결부(721)가, 상기 수용공간(S2)의 외부로 돌출된 상태에서 상기 수용공간(S2)에 수용되도록 후진 되는 중에 상기 돌출부(723)가 상기 감지부(73)와 접촉되고, 이로 인해 상기 감지부(73)는 상기 연결부(721)의 위치 이동을 감지할 수 있다.
상기 감지부(73)는 상기 연결부(721)의 위치 이동이 감지되면, 상기 모터부(722)의 구동이 정지되도록 하여, 상기 연결부(721)가 더 이상 후진되지 않도록 할 수 있다.
반면에, 상기 연결부(721)가 상기 수용공간(S2)에 수용된 상태에서, 상기 수용공간(S2)의 외부로 돌출되도록 전진 되는 경우, 상기 모터부(722)는, 전원장치에 연결된 암도킹부와 상기 수도킹부(20)가 전기적으로 연결되면 구동이 정지될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템을 도시한 측면도이다.
도 10을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템(3)은, 전원장치(80), 제1 자율주행로봇(90) 및 제2 자율주행로봇(91)을 포함할 수 있다.
상기 제1 자율주행로봇(90) 및 상기 제2 자율주행로봇(91)은, 상술했던 상기 자율주행로봇(2, 도 6 참조)과 동일한 구성일 수 있다.
상기 제1 자율주행로봇(90)은, 상기 전원장치(80)에 연결된 상태로 충전되고, 상기 제2 자율주행로봇(91)은, 상기 제1 자율주행로봇(90)에 연결된 상태로, 상기 전원장치(80)로부터 공급된 전원을 상기 제1 자율주행로봇(90)으로부터 전달받아 충전될 수 있다.
상기 제1 자율주행로봇(90)의 제1 수도킹부(20a)는, 상기 전원장치(80)의 암도킹부(10b)에 체결되어 상기 전원장치(80)로부터 공급된 전원이 상기 제1 자율주행로봇(90)의 축전지에 충전되도록 할 수 있다.
축전지는 상기 축전지부(40, 도 8 참조)와 동일한 구성일 수 있다.
상기 제2 자율주행로봇(91)의 제2 수도킹부(20b)는, 상기 제1 자율주행로봇(90)의 제1 암도킹부(10c)에 체결되어 상기 제1 암도킹부(10c)로부터 공급된 전원이 상기 제2 자율주행로봇(91)의 축전지에 충전되도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템(3)은 복수의 제N 자율주행로봇(여기서, N은 2보다 큰 자연수)을 더 포함할 수 있다.
상기 제N 자율주행로봇(미도시)은, 제N-1 자율주행로봇에 연결되어, 상기 전원장치(80)로부터 공급된 전원을 상기 제N-1 자율주행로봇으로부터 전달받아 충전될 수 있다.
즉, 상기 자율주행로봇 충전시스템(3)은, 하나의 전원장치(80)만 있으면, 복수 개의 자율주행로봇을 충전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행로봇 충전시스템(3)은 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 전원장치(80)에 순차적으로 전기적으로 연결된 자율주행로봇의 충전 방법을 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제어부는, 상기 전원장치(80)에 상기 제1 자율주행로봇(90)이 전기적으로 연결되고, 상기 제1 자율주행로봇(90)에 상기 제2 자율주행로봇(91)이 전기적으로 연결되는 경우, 상기 제2 자율주행로봇(91)이 완충된 후, 상기 제1 자율주행로봇(90)이 충전되도록 할 수 있다.
상기 제1 자율주행로봇(90)의 뒤에 연결되는 상기 제2 자율주행로봇(91)을 먼저 충전함으로써, 먼저 완충된 상기 제2 자율주행로봇(91)을 분리하여 사용하기가 용이하다.
상기 제1 자율주행로봇(90)은 상기 제2 자율주행로봇(91)과의 연결이 해제되어도 그대로 전원장치(80)에 연결된 채 충전을 이어갈 수 있다.
만약, 상기 제1 자율주행로봇(90)과 상기 제2 자율주행로봇(91)이 전기적으로 연결된 상태에서, 상기 제1 자율주행로봇(90)이 상기 제2 자율주행로봇(91)보다 먼저 완충된다면, 완충된 상기 제1 자율주행로봇(90)을 사용하기 위해서는 상기 제1 자율주행로봇(90)을 상기 전원장치(80)로부터 분리하고, 상기 제2 자율주행로봇(91)의 충전을 위해 상기 제2 자율주행로봇(91)을 다시 상기 전원장치(80)에 연결해야 하는 불편함이 발생한다.
이를 방지하기 위해 본 발명에서의 상기 제어부는, 상기 전원장치(80)에 상기 제1 자율주행로봇(90)이 전기적으로 연결되고, 상기 제1 자율주행로봇(90)에 상기 제2 자율주행로봇(91)이 전기적으로 연결되는 경우, 상기 제2 자율주행로봇(91)이 완충된 후, 상기 제1 자율주행로봇(90)이 충전되도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 충전모듈 10: 암도킹부
11: 암본체부 13: 암커넥터부
20: 수도킹부 21: 수본체부
23: 수커넥터부 25: 가이드부
2: 자율주행로봇 30: 차체부
40: 축전지부 50: 구동부
60: 바퀴부 70: 장착부
71: 고정부 72: 전후진부
73: 감지부 3: 자율주행로봇 충전시스템
80: 전원장치 90: 제1 자율주행로봇
91: 제2 자율주행로봇

Claims (18)

  1. 전원장치로부터 공급된 전원을 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈에 있어서,
    상기 전원장치로부터 공급된 전원을 전달하는 암도킹부; 및
    상기 암도킹부와 전기적으로 연결되는 경우, 상기 암도킹부와 상기 축전지를 매개하여, 상기 암도킹부로부터 제공된 전원이 상기 축전지에 충전되도록 하는 수도킹부;를 포함하며,
    상기 암도킹부는,
    암본체부 및 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되며, 상기 전원장치와 전기적으로 연결되는 암커넥터부를 구비하고,
    상기 수도킹부는,
    수본체부, 상기 수본체부의 전면에 연결되며 상기 암커넥터와 접촉되는 경우, 전기적으로 연결되는 수커넥터부 및 상기 수본체부의 전면에 형성되되, 상기 암커넥터부와의 위치 관계에 따라 상기 암커넥터부가 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되도록 하는 가이드부를 구비하며,
    상기 암커넥터부는,
    상기 수커넥터부와 평행하게 배치되지 않은 상태에서, 상기 가이드부와의 접촉에 따라 상기 암본체부를 기준으로 위치 이동되어, 상기 수커넥터부와 평행하게 배치되고,
    상기 가이드부는,
    상기 수본체부의 전면으로부터 돌출되되, 상기 수커넥터 보다 전방으로 돌출되어 형성되고,
    상기 암커넥터부는,
    관통되어 형성되는 가이드홀로의 상기 가이드부의 진입을 위하여, 상기 가이드홀과 상기 가이드부가 동일 선상에 배치되도록, 상기 암본체부를 기준으로 상하이동, 좌우이동 또는 좌우 회동되며,
    상기 수커넥터부는,
    상기 가이드부의 상기 가이드홀로의 진입 중에 상기 암커넥터부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 암커넥터부는,
    전면으로부터 함입되어 형성되는 안내홈 및 상기 안내홈으로부터 관통되어 형성되며, 상기 가이드부의 종단면과 대응되는 형상의 가이드홀이 형성되고,
    상기 안내홈은,
    전면으로부터 상기 가이드홀을 향해 슬로프면을 형성하여, 상기 슬로프면에 접촉된 상기 가이드부의 상기 가이드홀로의 위치 이동을 가이드 하는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 암커넥터부는,
    상기 암본체부에 상하이동 가능하도록 연결되는 암도킹브라켓,
    상기 암도킹브라켓에 좌우이동 가능하도록 연결되는 회동브라켓,
    상기 회동브라켓에 좌우회동 가능하도록 연결되는 메인바디부 및
    상기 매인바디부의 전면에 배치되며, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 전달하는 암단자부를 구비하며,
    상기 안내홈은,
    상하방향보다 좌우방향이 더 넓은 타원형의 개구로부터 상기 가이드홀을 향해 상기 슬로프면을 형성하며,
    상기 가이드부는,
    상기 슬로프면과의 접촉 후의 상기 가이드홀로의 슬라이딩 경로에 따라, 상기 메인바디부의 상기 회동브라켓에 대한 좌우회동이 구현되거나, 상기 회동브라켓의 상기 암도킹브라켓에 대한 좌우이동이 구현되거나, 상기 암도킹브라켓의 상기 암본체부에 대한 상하이동이 구현되도록 하는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 슬로프면을 따라 상기 가이드홀을 향해 슬라이딩 되는 상기 가이드부의 슬라이딩 거리와 상기 암커넥터부의 상기 암본체부에 대한 위치 이동 변화율은 비례하는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 회동브라켓은,
    전방이 개구된 내부 공간을 형성하도록 후면프레임, 상측프레임 및 하측프레임으로 구성되며,
    상기 메인바디부는,
    상기 상측프레임에 회전 가능하도록 장착된 제1 회전축이 상면에 연결되고, 상기 하측프레임에 회전 가능하도록 장착된 제2 회전축이 하면에 연결되어, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축을 기준으로 좌우 회동되고,
    상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축은 지면과 수직한 동일 직선 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회동브라켓은,
    상기 후면프레임과 상기 메인바디부의 후면 사이에 배치되어 상기 메인바디부의 좌우 회동에 따라 탄성 변형되어 탄성 변형에 대한 반발력을 발생시키는 회동탄성부를 더 구비하며,
    상기 회동탄성부는,
    상기 가이드부가 상기 안내홈에 접촉된 상태를 유지한 채, 상기 안내홈을 따라 슬라이딩 되도록 하고, 상기 가이드부의 상기 메인바디부로의 접촉이 해제되면, 상기 메인바디부가 상기 후면프레임과 평행 상태로 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 암커넥터부는,
    상기 암본체부에 연결되는 제1 이동바 및 상기 제1 이동바에 연결된 채, 상기 제1 이동바를 따라 상하 이동되는 제1 위치이동부를 구비하는 상하이동부 및
    상기 암도킹브라켓에 연결되는 제2 이동바 및 상기 제2 이동바에 연결된 채, 상기 제2 이동바를 따라 좌우 이동되는 제2 위치이동부를 구비하는 좌우이동부를 구비하며,
    상기 제1 위치이동부는,
    상기 암본체부와 상기 암도킹브라켓을 매개하여, 상기 암도킹브라켓이 상기 암본체부를 기준으로 상하 이동되도록 하며,
    상기 제2 위치이동부는,
    상기 암도킹브라켓과 상기 회동브라켓을 매개하여, 상기 회동브라켓이 상기 암도킹브라켓을 기준으로 좌우 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 위치이동부는,
    자중에 의해 상기 제1 이동바의 하부측에 배치된 상태에서, 상기 가이드부에 의해 연동되어 상기 제1 이동바를 따라 상측으로 이동되며, 상기 가이드부의 상기 메인바디부로부터의 이탈에 따라 자중에 의해 상기 제1 이동바의 하부측으로 복귀되고,
    상기 안내홈은,
    타원형 개구의 상부측 테두리로부터 상기 가이드홀을 향해 형성된 제1 슬로프면과, 타원형 개구의 하부측 테두리로부터 상기 가이드홀을 향해 형성된 제2 슬로프면으로 구성되며,
    상기 제1 위치이동부는,
    상기 가이드부가 상기 제1 슬로프면을 따라 상기 가이드홀로 이동 중에, 상기 제1 이동바를 따라 상측으로 이동되고,
    상기 제1 슬로프면의 경사도의 크기는, 상기 제2 슬로프면의 경사도의 크기보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 좌우이동부는,
    상기 제2 이동바에 장착되되, 상기 제2 위치이동부의 일측에 배치되는 제2-1 탄성부 및 상기 제2 위치이동부의 타측에 배치되는 제2-2 탄성부를 더 구비하고,
    상기 제2-1 탄성부와 상기 제2-2 탄성부는,
    상기 제2 위치이동부의 좌측 또는 우측 이동에 따라, 압축 또는 팽창 탄성 변형되며,
    상기 제2-1 탄성부와 상기 제2-2 탄성부의 탄성 계수는 동일한 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 메인바디부는,
    후면으로부터 함입되어 형성된 함입부를 구비하고,
    상기 함입부는,
    상기 메인바디부로부터 함입되되, 바닥면을 향할수록 종단면적의 크기가 점진적으로 줄어드는 축소부 및
    상기 축소부로부터 함입되되, 종단면적이 일정한 포위부를 구비하며,
    상기 포위부의 내경의 크기는,
    상기 회동탄성부의 외경의 크기와 동일하게 형성되며,
    상기 축소부는,
    상기 회동탄성부가 회동되는 회동공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 충전모듈.
  12. 내장된 축전지의 전원으로 구동되며, 외부로부터 공급된 전원을 상기 축전지에 충전시키기 위한 충전모듈이 내장된 자율주행로봇에 있어서,
    내부에 수용공간을 형성하도록 복수의 프레임과 복수의 플레이트로 형성된 차체부;
    상기 차체부에 내장된 축전지부;
    상기 차체부에 내장되며, 상기 축전지부로부터 공급된 전원으로 회전력을 발생시키는 구동부;
    상기 차체부의 바닥면에 배치된 채, 상기 구동부에 의해 회전되는 바퀴부;
    상기 차체부의 일측에 형성된, 제1항의 암도킹부; 및
    상기 차체부의 타측에 형성된, 제1항의 수도킹부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 차체부의 타측에 장착되어 상기 수도킹부를 위치 이동시키는 장착부;를 더 포함하며,
    상기 장착부는,
    상기 차체부의 타측 수용공간에 위치하는 고정부 및
    상기 고정부의 하부측에 연결되되, 상기 고정부로부터 위치 이동되는 전후진부를 구비하고,
    상기 수도킹부는,
    상기 전후진부에 장착된 채 위치 이동되되, 상기 차체부의 타측에 형성된 관통홀을 통해 상기 수용공간으로부터 외부로 돌출되어 충전 위치에 위치하거나, 상기 충전 위치에서 상기 수용공간으로 수용되어 대기 위치에 위치하고,
    상기 충전 위치에서, 암도킹부와 전기적으로 연결되며,
    상기 전후진부는,
    상기 고정부의 하부측에 연결되는 연결부 및
    상기 연결부를 전진 또는 후진시키는 모터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 장착부는,
    상기 고정부에 설치되며, 상기 연결부의 상기 고정부에 대한 위치 이동을 감지하는 감지부를 더 구비하며,
    상기 감지부는,
    상기 연결부가 상기 수용공간의 외부로 돌출된 상태에서, 상기 수용공간에 수용되도록 후진 되는 중에 상기 연결부에 의해 작동되어, 상기 모터부의 구동이 정지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇.
  15. 충전모듈이 내장된 복수의 자율주행로봇을 충전시키는 자율주행로봇 충전시스템에 있어서,
    전원장치;
    제12항에 따른 제1 자율주행로봇; 및
    제12항에 따른 제2 자율주행로봇;을 포함하며,
    상기 제1 자율주행로봇은,
    상기 전원장치에 연결된 상태로 충전되고,
    상기 제2 자율주행로봇은,
    상기 제1 자율주행로봇에 연결된 상태로, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 상기 제1 자율주행로봇으로부터 전달받아 충전되는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇 충전시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 자율주행로봇의 제1 수도킹부는,
    상기 전원장치의 암도킹부에 체결되어 상기 전원장치로부터 공급된 전원이 축전지에 충전되도록 하고,
    상기 제2 자율주행로봇의 제2 수도킹부는,
    상기 제1 자율주행로봇의 제1 암도킹부에 체결되어 상기 제1 암도킹부로부터 공급된 전원이 축전지에 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇 충전시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    제12항에 따른 복수의 제N 자율주행로봇(여기서, N은 2보다 큰 자연수);을 더 포함하며,
    상기 제N 자율주행로봇은,
    제N-1 자율주행로봇에 연결되어, 상기 전원장치로부터 공급된 전원을 상기 제N-1 자율주행로봇으로부터 전달받아 충전되는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇 충전시스템.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 전원장치에 순차적으로 전기적으로 연결된 자율주행로봇의 충전 방법을 제어하는 제어부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전원장치에 상기 제1 자율주행로봇이 전기적으로 연결되고 상기 제1 자율주행로봇에 상기 제2 자율주행로봇이 전기적으로 연결된 경우, 상기 제2 자율주행로봇이 완충된 후, 상기 제1 자율주행로봇이 충전되도록 하는 것을 특징으로 하는 자율주행로봇 충전시스템.
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