KR102463936B1 - 이동 로봇 및 이를 포함한 운반 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 운반 로봇과 이동 로봇을 개시한다. 본 발명은, 물건이 적층되는 수납부와, 상기 수납부 내부에 배치되며, 상기 물건을 지지하면서 상기 물건을 승하강시키도록 상기 수납부를 따라 선형 운동 및 회전 운동하는 이동로봇을 포함하고, 상기 이동로봇은, 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 상기 수납부의 내면과 접촉하여 상기 수납부 내면을 따라 상기 바디부를 선형으로 이동시키거나 회전시키는 구동부와, 상기 바디부에 배치되어 상기 수납부의 내면에 접촉하는 가이드롤러를 포함하고, 상기 가이드롤러는 볼롤러이며, 상기 구동부는, 상기 바디부에 배치되는 구동력생성부와, 상기 구동력생성부와 연결되어 상기 구동력생성부의 작동에 따라 회전하는 옴니 휠(omni wheel)인 구동휠을 포함하고, 상기 구동부는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축은 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나와 인접하는 복수개의 상기 구동부 중 다른 하나의 상기 구동휠의 회전축은 서로 다른 방향으로 배열된다.

Description

이동 로봇 및 이를 포함한 운반 로봇{Moving robot and transport robot having the same}

본 발명은 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물건을 적재한 후 물건을 자동으로 운반 가능한 이동 로봇 및 운반 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 물건을 적재하는 경우 이동 가능한 카트를 사용할 수 있다. 이러한 경우 카트는 물건을 적층할 수 있으며, 물건이 적층된 카트는 사용자가 조종하거나 사용자가 힘을 가하여 이동시킬 수 있다. 이때, 카트는 물건의 적층 정도를 측정하지 못하고 사용자가 육안으로 확인하여야 하다.

또한, 물건을 적재하여 이동하는 방법은 상기의 경우 이외에도 주행 가능한 로봇을 이용하는 것도 가능하다. 이러한 경우 로봇은 하나의 물건을 개별적으로 적재하여 이동하는 것이 일반적이다.

그러나 종래의 이동 로봇 및 운반 로봇은 단순히 이동만 가능한 수준이었으므로 하나의 물건만을 옮기는데 사용한다. 또한, 종래의 이동 로봇 및 운반 로봇은 사용자가 직접 운행을 수행하여야 하므로 시간이 많이 소요될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로서 물건의 적재가 가능하여 여러 개의 물건을 동시에 이송 가능하며, 자율주행이 가능한 이동 로봇 및 운반 로봇을 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예는, 물건이 적층되는 수납부와, 상기 수납부 내부에 배치되며, 상기 물건을 지지하면서 상기 물건을 승하강시키도록 상기 수납부를 따라 선형 운동 및 회전 운동하는 이동로봇을 포함하고, 상기 이동로봇은, 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 상기 수납부의 내면과 접촉하여 상기 수납부 내면을 따라 상기 바디부를 선형으로 이동시키거나 회전시키는 구동부와, 상기 바디부에 배치되어 상기 수납부의 내면에 접촉하는 가이드롤러를 포함하고, 상기 가이드롤러는 볼롤러이며, 상기 구동부는, 상기 바디부에 배치되는 구동력생성부와, 상기 구동력생성부와 연결되어 상기 구동력생성부의 작동에 따라 회전하는 옴니 휠(omni wheel)인 구동휠을 포함하고, 상기 구동부는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축은 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나와 인접하는 복수개의 상기 구동부 중 다른 하나의 상기 구동휠의 회전축은 서로 다른 방향으로 배열되는, 운반 로봇을 개시한다.

본 실시예에 있어서, 복수개의 구동부 중 적어도 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축은 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향에 대하여 평행하거나 기울어질 수 있다.

본 실시예에 있어서, 복수개의 상기 구동부는 상기 바디부의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되는 제1 구동부 및 제3 구동부와, 상기 바디부의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되는 제2 구동부 및 제4 구동부를 포함하고, 상기 제1 구동부와 상기 제3 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 서로 평행하도록 배치되고, 상기 제2 구동부와 상기 제4 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 서로 평행하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 구동부와 상기 제3 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향에 대하여 평행하도록 배치되고, 상기 제2 구동부와 상기 제4 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향에 대하여 평행하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 구동부와 상기 제3 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향에 대하여 소정의 각도로 기울어진 제3 방향에 대하여 평행하도록 배치되고, 상기 제2 구동부와 상기 제4 구동부는 각각의 구동휠의 상기 회전축이 상기 제3 방향에 수직한 제4 방향에 대하여 평행하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 가이드롤러는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 가이드롤러는 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향으로 일직선 형태로 배열될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 가이드롤러는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 가이드롤러는 상기 바디부의 중심을 기준으로 측정된 서로 인접하는 상기 가이드롤러 사이의 각도가 서로 동일하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 이동 로봇은, 상기 바디부에 배치되며, 상기 구동부와 연결되어 상기 구동부를 상기 수납부의 내면으로 가력하는 가력부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 이동 로봇은, 상기 바디부에 배치되어 물건이 안착되는 지지부를 더 포함하고, 상기 가력부는, 상기 지지부와 상기 구동부 사이에 배치되는 탄성부를 구비하여 상기 지지부와 연결되며, 상기 지지부로 상기 물건이 안착되어 힘이 인가되면 상기 구동부를 수납부의 내면으로 더 가력할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 이동 로봇은, 상기 바디부에 배치되며, 상기 바디부의 이동 시 상기 바디부에 가해지는 충격을 흡수하는 댐퍼부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 수납부가 탑재되며, 자율 주행이 가능한 주행 로봇을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 구조물과 접촉하여 상기 구조물 내면을 따라 상기 바디부를 상하로 이동시키고, 회전시키는 구동부와, 상기 바디부에 배치되어 상기 구조물의 내면에 접촉하는 가이드롤러를 포함하고, 상기 구동부는, 상기 바디부에 배치되는 구동력생성부와, 상기 구동력생성부와 연결되어 상기 구동력생성부의 작동에 따라 회전하는 옴니 휠(omni wheel)인 구동휠을 포함하며, 상기 가이드롤러는 볼롤러이고, 상기 구동부는 복수개 구비되며, 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축과 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나와 인접하는 복수개의 상기 구동부 중 다른 하나의 상기 구동휠의 회전축은 서로 다른 방향으로 배열되는, 이동 로봇을 개시한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동휠은 옴니 휠(omni wheel)일 수 있다.

본 발명의 실시예들은 물건의 적재 여부를 자동으로 판별하여 복수개의 물건을 일시적으로 보관하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예들은 물건의 위치에 해당하는 공간으로 자율 주행이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운반 로봇을 보여주는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 운반 로봇의 이동 로봇을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이동 로봇의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 이동 로봇의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 이동 로봇의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 운반 로봇의 제어 흐름을 보여주는 블록도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운반 로봇을 보여주는 정면도이다.

도 1을 참조하면, 운반 로봇(10)은 수납부(100), 이동 로봇(200), 주행 로봇(300), 제1 감지부(400), 제2 감지부(500) 및 송출부(600)를 포함할 수 있다. 이때, 수납부(100)는 내부에 공간이 형성되어 물건이 수납될 수 있다. 이동 로봇(200)은 내부의 공간이 형성된 구조물에 삽입되도록 배치되어 구조물 내부를 따라 선형 운동 또는 회전 운동할 수 있다. 예를 들면, 이동 로봇(200)은 수납부(100) 내부에 배치되며, 수납부(100)의 내면(101)을 따라 선형 운동 또는 회전 운동할 수 있다. 다른 실시예로써, 이동 로봇(200)은 굴뚝, 건물 내부의 덕트 등의 내면에 배치되어 선형 운동하는 것도 가능하다. 이때, 이동 로봇(200)은 선형 운동에 한정되는 것은 아니며, 내부에 배치되어 선형 운동하는 경우를 모두 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동 로봇(200)은 수납부(100)의 내부에 배치되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다. 특히, 이동 로봇(200)은 수납부(100)의 내부를 따라 상하로 이동하는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

주행 로봇(300)은 수납부(100)가 안착될 수 있으며, 자율 주행이 가능할 수 있다. 이때, 주행 로봇(300)은 외관을 형성하는 케이스(310), 케이스(310)에 회전 가능하게 배치되는 휠(320), 케이스(310) 내부에 배치되어 휠(320)과 연결되며, 휠(320)을 회전시키는 휠구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 주행 로봇(300)은 케이스(310)에 배치되어 외부 환경을 감지하는 라이다(340), 케이스(310) 내부에 배치되며, 상기 휠구동부에 전기에너지를 공급하는 주행로봇전기공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 주행 로봇(300)은 케이스(310) 내부에 배치되며, 라이다(340), 상기 휠구동부 및 상기 주행로봇전기공급부 중 적어도 하나를 제어하는 주행로봇제어부(미도시)와, 상기 주행로봇제어부와 연결되며, 외부와 통신하는 주행로봇통신모듈(미도시)를 포함하는 것도 가능하다. 이때, 주행 로봇(300)은 상기의 구성에 한정되는 것은 아니며, 자율 주행에 필요한 별도의 센서 등의 구성을 더 포함하는 것도 가능하다.

한편, 이하에서는 수납부(100), 제1 감지부(400) 및 제2 감지부(500)의 구성에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

수납부(100)는 수납바디부(110) 및 받침부(120)를 포함할 수 있다. 수납바디부(110)는 내부에 공간이 형성될 수 있다. 이때, 수납바디부(110)의 일부는 개구되도록 형성될 수 있다. 받침부(120)는 수납바디부(110)의 저면에 배치될 수 있다. 이때, 받침부(120)는 수납바디부(110)의 저면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다.

제1 감지부(400)는 수납부(100)의 저면에 배치될 수 있다. 이때, 제1 감지부(400)는 받침부(120)에 배치되어 이동 로봇(200)의 위치를 감지할 수 있다. 제1 감지부(400)는 다양한 형태의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 감지부(400)는 상기 이동 로봇(200)의 위치 또는 받침부(120)로부터 상기 이동 로봇(200)까지의 거리를 측정하는 포토센서, 레이저센서, 초음파센서 등을 포함할 수 있다. 이때, 제1 감지부(400)는 비접촉 방식으로 상기 이동 로봇(200)의 위치를 감지할 수 있다. 다른 실시예로써 제1 감지부(400)는 상기 이동 로봇(200)과 접촉하는 경우 신호가 발생하는 리미트스위치 등과 같은 접촉센서를 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 감지부(400)가 리미트스위치를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 제1 감지부(400)는 수납부(100)에 물건이 가득 찬 경우 신호가 발생할 수 있다. 구체적으로 수납부(100)에 물건이 가득 찬 경우 상기 이동 로봇은 제1 감지부(400)에 접촉할 수 있으며, 제1 감지부(400)는 상기 이동 로봇과 접촉하는 경우 신호를 발생시킬 수 있다.

제2 감지부(500)는 수납부(100)에 배치되어 상기 이동 로봇(200)의 위치 또는 물건의 적재 여부를 감지할 수 있다. 이때, 제2 감지부(500)는 수납부(100)의 개구된 부분에 배치될 수 있다. 제2 감지부(500)는 포토센서, 레이저센서, 초음파센서 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2 감지부(500)가 포토센서를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 제2 감지부(500)는 외부로 빛을 방출하는 발광부와, 상기 발광부에서 방출된 빛이 외부 물체에 반사되는 빛을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다. 다른 실시예로써 상기 수광부는 상기 발광부에서 방출되는 빛 자체를 감지하는 형태도 가능하다. 이때, 상기 발광부와 상기 수광부는 서로 대향하도록 배치될 수 있다.

제2 감지부(500)는 적어도 한 개 이상 구비될 수 있다. 이때, 제2 감지부(500)가 복수개 구비되는 경우 복수개의 제2 감지부(500)는 서로 이격되도록 수납부(100)에 배치될 수 있다. 특히 복수개의 제2 감지부(500)는 수납부(100)의 저면에서 수납부(100)의 개구된 방향 측으로 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 구체적으로 2개의 제2 감지부(500)는 수납부(100)의 개구된 부분에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제2 감지부(500)는 제1 서브감지부(510)와 제1 서브감지부(510)와 이격되도록 배치되는 제2 서브감지부(520)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 서브감지부(510)는 제2 서브감지부(520)보다 수납부(100)의 저면으로부터 더 먼 곳에 배치될 수 있다.

상기와 같은 제2 감지부(500)는 물건의 위치, 상기 이동 로봇의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들면, 제2 감지부(500)의 발광부에서 발광된 빛을 상기 수광부에서 감지되거나 감지되지 않을 수 있다. 이때, 상기 수광부는 상기 빛이 감지되지 않는 경우 및 상기 빛이 감지되는 경우 신호가 발생할 수 있다.

상기와 같은 제1 감지부(400) 및 제2 감지부(500)는 별도의 전기에너지를 공급하는 전력원(미도시)과 연결될 수 있다. 이때, 상기 전력원은 수납부(100)에 별도의 케이스를 통하여 결합할 수 있다. 또한, 상기 전력원은 이차전지, 일차전지 등을 포함할 수 있다.

제1 감지부(400) 및 제2 감지부(500)는 외부로 신호를 송출하는 송출부(600)와 연결될 수 있다. 이때, 송출부(600)는 제1 감지부(400) 및 제2 감지부(500) 중 적어도 하나에서 발생되는 신호를 외부로 전송할 수 있다. 이러한 경우 송출부(600)는 외부와 유선 또는 무선 형태로 연결될 수 있다.

한편, 상기와 같은 운반 로봇(10)의 작동을 살펴보면, 주행 로봇(300)은 주변 환경을 감지하면서 자율 주행할 수 있다. 이때, 사용자는 물건을 수납부(100) 내부에 수납할 수 있다. 이때, 이동 로봇(200)은 물건의 수납에 따라 수납부(100)의 내면을 따라 선형 운동할 수 있다. 사용자는 복수개의 물건을 이동 로봇(200) 상에 적층시켜 수납부(100) 내부에 물건을 수납할 수 있다.

상기와 같이 물건이 수납부(100)에 수납된 후 수납부(100)가 물건으로 가득 채워진 것으로 판단되면, 주행 로봇(300)은 기 설정된 루트를 따라 기 설정된 목표지점으로 이동할 수 있다. 이때, 주행 로봇(300)은 스스로 주변 환경을 감지하여 주행 경로 및 주행 방향 등을 결정하여 자율 주행할 수 있다.

따라서 운반 로봇(10)은 물건이 수납된 후 물건을 자율 주행을 통하여 원하는 위치로 이송하는 것이 가능하다. 또한, 운반 로봇(10)은 복수개의 물건을 일시적으로 저장하였다가 운반하는 것이 가능하다.

운반 로봇(10)은 사용자의 관여 없이도 물건을 수납하거나 운반하는 것이 가능하다.

한편, 이하에서는 이동 로봇(200)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 운반 로봇의 이동 로봇을 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 이동 로봇의 일부를 보여주는 사시도이다. 도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 이동 로봇의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2, 도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇(200)은 바디부(210), 구동부(220), 가이드롤러(230), 지지부(240), 가력부(250) 및 댐퍼부(260, 도 1 참조)를 포함할 수 있다.

바디부(210)는 구동부(220), 가이드롤러(230), 지지부(240), 가력부(250) 및 댐퍼부(260) 등이 배치될 수 있다. 이때, 바디부(210)는 내부에 공간이 형성될 수 있다. 바디부(210)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 바디부(210)는 사각 기둥 등과 같이 다양한 다각 기둥 형태일 수 있다. 다른 실시예로써, 바디부(210)는 원기둥, 타원기둥 형태일 수 있다. 이때, 바디부(210)의 형상은 상기에 한정되는 것은 아니며, 바디부(210)의 테두리는 수납부(100, 도 1 참조)의 내면의 형상과 동일 또는 유시하게 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 바디부(210)는 사각 기둥 형태로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 바디부(210)는 복수개의 프레임이 결합한 형태일 수 있다. 또한, 바디부(210)는 복수개의 플레이트가 결합한 형태일 수 있다.

구동부(220)는 바디부(210)에 배치될 수 있으며, 상기 수납부(100)의 내면(101, 도 1 참조)을 따라 바디부(210)를 이동시킬 수 있다. 이때, 구동부(220)는 상기 수납부(100)의 내면(101)과 밀착함으로써, 수납부(100)의 내면(101)과의 마찰력을 통해 바디부(210)를 지지할 수 있다.

구동부(220)는 적어도 한 개 이상 구비되어 바디부(210)에 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 구동부(220)가 바디부(210)에 복수개 배치되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.

복수개의 구동부(220)는 바디부(210)의 외면에 서로 이격되도록 배치되어 상기 수납부(100)의 내면(101)과 접촉할 수 있다. 이때, 복수개의 구동부(220)는 바디부(210)의 중심(O)을 기준으로 서로 동일한 각도에 위치하도록 배치될 수 있다. 특히, 바디부(210)의 중심(O)을 기준으로 복수개의 구동부(220) 중 서로 인접하는 구동부(220)의 각도는 복수개의 구동부(220)에서 모두 동일할 수 있다. 이러한 경우 복수개의 구동부(220)는 바디부(210)의 테두리를 따라 서로 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 복수개의 구동부(220)는 제1 구동부(221), 제2 구동부(222), 제3 구동부(223) 및 제4 구동부(224)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 구동부 내지 제4 구동부(221, 222, 223, 224) 각각은 바디부(210)의 각 변의 중앙에 배치될 수 있다. 제1 구동부 내지 제4 구동부(221, 222, 223, 224)의 구성은 서로 동일 또는 유사하므로 이하에서는 제1 구동부(221)의 구성을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 구동부(221)는 제1 구동휠(2211), 제1 구동력생성부(2213) 및 제1 구동력전달부(2212)를 포함할 수 있다.

제1 구동력생성부(2213)는 회전력을 생성하는 모터를 포함할 수 있다. 제1 구동력생성부(2213)는 모터 이외에 모터에 연결되는 감속기를 포함하는 것도 가능하다.

제1 구동휠(2211)은 제1 구동력생성부(2213)에 연결되어 제1 구동력생성부(2213)의 작동 시 회전할 수 있다. 이때, 제1 구동휠(2211)은 옴니 휠(omni sheel)일 수 있다. 일반적으로 바퀴가 전/후진만이 가능한데 반해, 옴니 휠(omni wheel)은 전/후진이 가능할 뿐만 아니라 옴니 휠 자체의 방향을 변경하지 않고 좌/우로 진행이 가능한 특수한 휠이다. 옴니 휠은 하나의 메인 휠과 그 주위에 자유회전이 가능하도록 결합된 다수 개의 보조 휠로 이루어질 수 있다.

상기와 같은 제1 구동휠(2211)은 복수개 구비될 수 있으며, 서로 인접하게 배치되어 하나의 제1 구동력전달부(2212)에 연결될 수 있다. 이를 통해, 복수개의 제1 구동휠(2211)은 제1 구동력생성부(2213)로부터 생성되는 구동력을 전달받고, 동일한 속도로 회전할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 복수개의 제1 구동휠(2211)은 각각 대응되는 제1 구동력전달부(2212)와 연결되어, 제1 구동력생성부(2213)로부터 생성되는 구동력을 전달받을 수도 있음은 물론이다.

제1 구동력전달부(2212)는 제1 구동력생성부(2213)로부터 생성되는 구동력을 제1 구동휠(2211)로 전달하는 기능을 수행한다. 제1 구동력전달부(2212)는 제1 구동력생성부(2213)의 회전력을 전달하기 위한 하나 이상의 기어(gear)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 제1 구동력전달부(2212)는 제1 구동력생성부(2213)의 구동축에 연결되는 제1 기어 및 제1 구동휠(2211)의 제1 회전축(Ax1)에 연결되고 상기 제1 기어와 맞물려 회전하는 제2 기어를 구비함으로써, 제1 구동력생성부(2213)의 회전력을 제1 구동휠(2211)로 전달할 수 있다.

상기한 구성을 갖는 구동부(220)는 복수개로 구비되는 경우, 복수개의 구동부(220) 중 어느 하나의 구동휠과 인접하는 다른 하나의 구동휠은 서로 다른 방향의 회전축을 갖고 회전할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 제1 구동부(221)의 제1 구동휠(2211)은 제1 회전축(Ax1)을 갖고 회전하고, 제1 구동부(221)에 인접하게 배치되는 제4 구동부(224)의 제4 구동휠(미도시)은 제4 회전축(Ax4)을 갖고 회전할 수 있다. 이때, 제4 회전축(Ax4)은 이동 로봇(200)이 선형 운동, 다시 말해, 상하 운동하는 제1 방향(z방향)과 평행하고, 제1 회전축(Ax1)은 상기 제1 방향(z방향)과 수직한 제2 방향(y방향)과 평행하게 배치될 수 있다.

도 4a를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1 구동부(221)는 제1 방향(z방향)과 수직한 제1 회전축(Ax1)을 기준으로 제1 구동휠(2211)이 회전(R1)하는 것에 의해, 이동 로봇(200)을 상하로 이동시킬 수 있다. 이때, 제3 구동부(223)는 바디부(210)의 중심(O)을 기준으로 제1 구동부(221)와 대칭되도록 배치되고, 상기 제1 회전축(Ax1)과 평행한 제3 회전축(미도시)을 중심으로 회전하는 제3 구동휠(미도시)을 구비할 수 있다. 다시 말해, 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)의 동작에 의해 이동 로봇(200)은 상하 운동을 수행할 수 있다.

한편, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제4 구동부(224)는 제1 방향(z방향)과 평행한 제4 회전축(Ax4)을 기준으로 제4 구동휠(미도시)이 회전(R2)하는 것에 의해, 바디부(210)의 중심(O)을 관통하는 바디회전축(Ax0)을 기준으로 이동 로봇(200)을 회전시킬 수 있다. 이때, 제2 구동부(222)는 바디부(210)의 중심(O)을 기준으로 제4 구동부(224)와 대칭되도록 배치되고, 상기 제4 회전축(Ax4)과 평행한 제2 회전축(미도시)dmf 중심으로 회전하는 제2 구동휠(미도시)을 구비할 수 있다. 다시 말해, 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)의 동작에 의해 이동 로봇(200)은 회전 운동을 수행할 수 있다.

이때, 복수개의 구동부(220)는 구동휠을 옴니 휠로 구비하는 것에 의해, 상하 운동을 하거나 회전 운동을 하는 경우 다른 방향으로 배치된 구동휠들이 서로 간섭하지 않고 상하 운동 또는 회전 운동을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)의 동작에 의해 이동 로봇(200)이 상하 운동을 수행하는 경우, 제4 구동부(224)의 제4 구동휠(미도시)과 제2 구동부(222)의 제2 구동휠(미도시)은 메인 휠의 주위에 자유회전이 가능한 보조 휠을 통해 상하 운동을 가이드하는 기능을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)의 동작에 의해 이동 로봇(200)이 회전 운동을 수행하는 경우, 제1 구동부(221)의 제1 구동휠(2211)과 제3 구동부(224)의 제3 구동휠(2231)은 메인 휠의 주위에 자유회전이 가능한 보조 휠을 통해 회전 운동을 가이드하는 기능을 수행할 수 있다.

가이드롤러(230)는 바디부(210)에 배치되어 상기 수납부(100)의 내면(101)에 접촉할 수 있다. 이때, 가이드롤러(230)는 구동부(220)의 작동에 따라 회전할 수 있다.

상기와 같은 가이드롤러(230)는 복수개 구비될 수 있다. 이러한 경우 복수개의 가이드롤러(230)는 바디부(210)의 테두리에 배치될 수 있으며, 복수개의 가이드롤러(230)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 바디부(210)의 중심(O)을 기준으로 복수개의 가이드롤러(230) 중 서로 인접하는 가이드롤러(230) 사이의 각도는 복수개의 가이드롤러(230)에서 동일할 수 있다. 즉, 복수개의 가이드롤러(230)는 서로 동일한 거리를 갖도록 이격할 수 있다. 또한, 복수개의 가이드 롤러(230)는 각각 복수개의 구동부(220) 사이에 배치될 수 있다.

복수개의 가이드롤러(230)는 서로 이격되도록 배치되는 제1 가이드롤러(231), 제2 가이드롤러(232), 제3 가이드롤러(233) 및 제4 가이드롤러(234)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 제1 가이드롤러(231), 제2 가이드롤러(232), 제3 가이드롤러(233) 및 제4 가이드롤러(234)는 바디부(210)의 모서리 부분에 각각 배치될 수 있다. 이때, 제1 가이드롤러(231) 내지 제4 가이드롤러(234)는 서로 동일 또는 유사하므로 제1 가이드롤러(231)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 가이드롤러(231)은 제1 구동부(221)와 제4 구동부(224) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 가이드롤러(231)는 어느 방향으로든 회전이 가능한 볼롤러(ball roller)일 수 있으며, 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 제1 가이드롤러(231)는 바디부(210)의 주행 방향에 대해서 일렬로 배열될 수 있다. 또한, 복수개의 제1 가이드롤러(231) 중 적어도 2개는 바디부(210)를 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 제1 가이드롤러(231)가 2개인 경우 2개의 제1 가이드롤러(231) 중 하나는 바디부(210)의 상면에 배치될 수 있으며, 2개의 제1 가이드롤러(231) 중 다른 하나는 바디부(210)의 하면에 배치될 수 있다.

지지부(240)는 바디부(210)와 연결될 수 있다. 이때, 지지부(240)는 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 바디부(210)의 일면으로부터 이격되도록 배치되어 물건이 안착하여 물건을 지지할 수 있다. 이때, 지지부(240)의 표면은 물건이 미끄러지지 않도록 요청이 형성되거나 고무, 실리콘 등과 같은 마찰력이 큰 물질이 도포될 수 있다. 다른 실시예로써 물건이 안착하는 지지부(240)의 일면에는 물건이 삽입되도록 홈이 형성되는 것도 가능하다.

가력부(250)는 바디부(210)에 배치되며, 구동부(220)와 연결되어 구동부(220)를 수납부(100)의 내면(101)으로 가력할 수 있다. 가력부(250)는 복수개 구비될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 가력부(250)는 바디부(210)와 제1 구동부(221) 사이에 배치되는 제1 가력부(251), 바디부(210)와 제2 구동부(222) 사이에 배치되는 제2 가력부(미도시), 바디부(210)와 제3 구동부(223) 사이에 배치되는 제3 가력부(253) 및 바디부(210)와 제4 구동부(224) 사이에 배치되는 제4 가력부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 가력부(251) 내지 제4 가력부(미도시)는 서로 동일 또는 유사하므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 가력부(251)를 중심으로 설명하기로 한다.

제1 가력부(251)는 제1 가력부(251)를 바디부(210)로부터 멀어지는 방향으로 가력할 수 있다. 이때, 제1 가력부(251)는 바디부(210)와 구동부(220) 사이에 배치되는 제1 탄성부 및 제1 탄성부의 탄성력을 조절하는 제1 조절부를 더 포함할 수 있다. 제1 가력부(251)는 제1 조절부를 통해 상기 제1 탄성부의 탄성력을 조절하는 것에 의해, 구동부(220)를 수납부(100)의 내면(101)으로 밀어 가력할 수 있다.

다른 실시예로서, 제1 가력부(251)는 지지부(240)와 구동부(220) 사이에 배치되는 제1 탄성부를 구비하여 지지부(2240)와 연결될 수 있다. 도시하지 않았지만, 제1 가력부(251)는 하나 이상의 관절 수단을 통해 지지부(240)와 연결되며, 상기 관절 수단과 구동부(220) 사이에 제1 탄성부를 배치할 수 있다. 상기한 구성을 통해, 제1 가력부(251)는 지지부(240)로 물건이 안착되어 중력방향으로 힘이 인가되면, 인가된 힘을 통해 구동부(220)를 수납부(100)의 내면(101)으로 더 가력할 수 있다. 다시 말해, 제1 가력부(251)는 지지부(240)로 물건이 안착되면 수납부(100)의 내면(101)을 더 힘을 인가하는 것에 의해, 안착되는 물건의 무게로 인한 이동 로봇(200)의 낙하를 방지하는 기능을 수행할 수 있다.

여기서, 제1 탄성부는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 탄성부는 코일스프링을 포함할 수 있다. 다른 실시예로서, 제1 탄성부는 우레탄, 고무, 실리콘 등의 탄성재질로 형성된 바(Bar) 형태일 수 있다.

댐퍼부(260)는 바디부(210)에 배치되어 바디부(210)가 상기 수납부(100)의 저면으로 이동하는 경우 바디부(210)가 상기 수납부(100)의 저면과 충돌하는 것을 방지하고 상기 수납부(100)의 저면에서 가해지는 충격을 흡수할 수 있다. 이때, 댐퍼부(260)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 댐퍼부(260)는 바디부(210)에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 댐퍼부(260)는 다양한 형태일 수 있다. 예를 들면, 댐퍼부(260)는 유압 댐퍼, 공압 댐퍼, 스프링 등을 포함할 수 있다.

이동 로봇(200)은 상기에서 설명한 구성 이외에도 바디부(210) 내부에 배치되는 이동로봇 전원부(미도시), 이동로봇 제어부(미도시), 이동로봇 통신모듈(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 이동로봇 전원부는 이차전지를 포함할 수 있으며, 상기 이동로봇 제어부는 회로기판, 단말기 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 이동로봇 통신모듈은 상기에서 설명한 송출부(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 신호를 수신할 수 있으며, 외부로부터 신호를 수신하거나 외부로 신호를 송신하는 것이 가능하다.

도 5는 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 일부를 보여주는 사시도이다. 도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 이동 로봇의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇(200)은 바디부(210), 구동부(220), 가이드롤러(230), 지지부(240), 가력부(250) 및 댐퍼부(260, 도 1 참조)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 로봇(200)은 구동부(220)의 회전축이 기울어진 정도만 다를 뿐, 일 실시예에 따른 이동 로봇(200)과 구성이 동일 또는 유사한바, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 중복되는 설명은 생략하고 구동부(220)를 중심으로 설명하기로 한다.

다른 실시예에 따른 구동부(220)는 복수개로 구비되는 경우, 복수개의 구동부(220)는 제1 구동부(221), 제2 구동부(222), 제3 구동부(223) 및 제4 구동부(224)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 구동부 내지 제4 구동부(221, 222, 223, 224) 각각은 바디부(210)의 각 변의 중앙에 배치될 수 있다. 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)는 바디부(210)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치되고, 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)는 바디부(210)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)는 서로 동일한 방향으로 기울어지도록 배치되고, 한 쌍의 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224) 또한 서로 동일한 방향으로 기울어지도록 배치될 수 있다.

여기서, 복수개의 구동부(220) 중 어느 하나의 구동휠과 인접하는 다른 하나의 구동휠은 서로 다른 방향의 회전축을 갖고 회전할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 제1 구동부(221)의 제1 구동휠(2211)은 제1 회전축(Ax1)을 갖고 회전하고, 제1 구동부(221)에 인접하게 배치되는 제4 구동부(224)의 제4 구동휠(미도시)은 제4 회전축(Ax4)을 갖고 회전할 수 있다. 이때, 제1 회전축(Ax1)과 4 회전축(Ax4)은 이동 로봇(200)의 선형 운동, 다시 말해 상하 운동하는 제1 방향(z방향)에 대하여 소정의 각도로 기울어지게 배치될 수 있으며, 예를 들면, 상기 소정의 각도는 45°일 수 있다.

일 실시예로서, 제1 회전축(Ax1)과 제3 회전축(Ax3)은 제1 방향(z방향)에 대하여 소정의 각도로 기울어진 제3 방향에 대하여 평행하도록 배치되고, 제4 회전축(Ax4)과 제2 회전축(Ax2)은 제3 방향에 수직한 제4 방향에 대하여 평행하도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제1 회전축(Ax1)과 제3 회전축(Ax3)은 제1 방향(z방향)에 대하여 45°로 기울어지도록 배치되고, 제4 회전축(Ax4)과 제2 회전축(Ax2)은 제1 방향(z방향)에 대하여 -45°로 기울어지도록 배치될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 다른 실시예에 따른 이동 로봇(200)은 대칭되도록 배치되는 한 쌍의 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)를 작동시켜 선형 운동하고, 다른 한 쌍의 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)를 작동시켜 회전 운동하는 일 실시예와 달리, 복수개의 구동부(220)를 모두 작동시켜 선형 운동과 회전 운동을 수행할 수 있다.

구체적으로, 도 6a에서와 같이, 복수개의 구동부(220)가 각각의 회전축을 기준으로 동일한 방향으로 회전하는 경우 이동 로봇(200)은 수납부의 내면(101)을 따라 회전 운동을 할 수 있다. 구체적으로 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)가 제1 회전방향(R3), 예를 들면 회전축을 기준으로 시계방향으로 회전하고, 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)가 상기 제1 회전방향(R3)과 동일한 제2 회전방향(R4), 예를 들면 회전축을 기준으로 시계방향으로 회전하는 경우, 이동 로봇(200)은 바디회전축(Ax0)을 기준으로 회전 운동할 수 있다.

한편, 도 6b에서와 같이, 한 쌍의 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)와, 한 쌍의 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)가 서로 반대 방향으로 회전하는 경우 이동 로봇(200)은 수납부의 내면(101)을 따라 선형 운동할 수 있다. 구체적으로 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)가 회전축을 기준으로 시계방향으로 회전하고, 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)가 반시계방향으로 회전하는 경우, 이동 로봇(200)는 수납부의 내면을 따라 상하 운동할 수 있다.

한편, 상기와 같은 이동 로봇(200)의 작동을 살펴보면, 이동 로봇(200)은 자동으로 물건을 적재하고 물건이 적재되는 경우 상기 수납부 내부를 선형 운동할 수 있다. 구체적으로 이동 로봇(200)은 물건이 적재되는 경우 제1 구동부 내지 제4 구동부(221, 222, 223, 224)가 작동하여 상기 수납부 내부에서 하강할 수 있다. 이때, 이동 로봇(200)은 물건의 두께에 따라 일정량 하강할 수 있다.

상기와 같은 이동 로봇(200)이 하강하는 경우 복수개의 제1 구동휠(2211)은 이동 로봇(200)이 흔들리는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 수납부의 내면과의 접지력을 증대시킴으로써 이동 로봇(200)의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 이동 로봇(200)은 수납부 내부를 회전 운동하여, 적재된 물건의 위치를 자동으로 변경할 수 있다. 구체적으로, 이동 로봇(200)은 회전 운동에 의해 수납부의 후방에 배치되는 물건을 전방으로 이동시킴으로써, 수납부의 일측에 형성되는 개구(미도시)를 통해 사용자가 편리하게 물건을 넣거나 꺼낼 수 있다.

또한, 제1 구동휠 내지 제4 구동휠(2211, 2221, 2231, 2241)은 바디부(210)의 서로 상이한 부분에 배치됨으로써 바디부(210)가 기울거나 틀어지는 것을 방지할 뿐만 아니라 바디부(210) 자체의 급격한 하강이나 이동을 방지할 수 있다.

따라서 이동 로봇(200)은 별도의 레일이나 고정 구조 없이도 물건을 적재한 상태에서 상기 수납부 내부에서 안정적으로 이동하는 것이 가능하다. 또한, 이동 로봇(200)은 수납부 내부에서 물건의 배치를 변경할 수 있어 사용자 편리성을 증대시킬 수 있다.

한편, 이하에서는 운반 로봇(미도시)의 작동 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 도 1에 도시된 운반 로봇의 제어 흐름을 보여주는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 운반 로봇(10)은 자율 주행을 수행할 수 있다. 구체적으로 사용자는 운반 로봇(10)의 작동시킬 수 있다. 이때, 운반 로봇(10)을 작동시키는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 운반 로봇(10)에 구비된 별도의 스위치(미도시)를 통하여 운반 로봇(10)에 구동신호를 입력하는 것이 가능하다. 다른 실시예로써 사용자는 별도로 구비된 리모콘, 휴대용 단말기, 휴대폰, 노트북, 퍼스널 컴퓨터 등과 같이 운반 로봇(10) 외부에 배치된 외부제어기(1) 통하여 구동신호가 입력되는 것도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 운반 로봇(10)이 외부제어기(1)를 통하여 구동신호가 입력되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

외부제어기(1)는 상기와 같이 구동신호를 입력하는 경우 이외에도 운반 로봇(10)을 제어하는 제어신호를 입력하는 것도 가능하다. 이때, 상기 제어신호는 운반 로봇(10)의 경로를 설정하거나, 운반 로봇(10)의 작동을 제어하는 등과 같이 운반 로봇(10)의 동작에 관련된 신호를 포함할 수 있다. 외부제어기(1)는 상기와 같은 신호를 입력하는 것 이외에도 운반 로봇(10)의 정보를 확인하는 것도 가능하다. 예를 들면, 운반 로봇(10)의 정보는 운반 로봇(10)의 주행 거리, 주행 경로 등과 같은 운반 로봇(10)의 운행 정보 및 운반 로봇(10)에 적재되어 있는 물건의 무게, 운반 로봇(10)에 적재되어 있는 물건의 개수 등과 같은 물건의 정보를 포함할 수 있다. 이때, 외부제어기(1)는 상기와 같은 운반 로봇(10)의 정보를 사용자의 조작에 따라 또는 자동으로 사용자에게 음성, 이미지 등으로 인지시킬 수 있다.

외부제어기(1)에서 구동신호가 입력되면, 운반 로봇(10)은 운행을 시작할 수 있다. 이러한 경우 상기 구동신호는 주행 로봇(300) 및 이동 로봇(200) 중 적어도 하나에 전달될 수 있다. 상기 구동신호가 주행 로봇(300)에 전송되는 경우 주행로봇통신모듈(360)이 상기 구동신호를 송신하여 주행로봇제어부(350)로 전달할 수 있다. 주행로봇제어부(350)는 상기 구동신호에 따라 주행로봇전기공급부(370)를 제어하여 휠구동부(330)를 구동시킬 수 있다. 이러한 경우 휠구동부(330)가 작동하여 휠(미도시)을 구동시킬 수 있으며, 운반 로봇(10)이 주행을 시작할 수 있다. 이러한 경우 주행로봇제어부(350)는 기 설정된 경로를 따라 주행 로봇(300)이 이동하도록 휠구동부(330)를 제어할 수 있다. 또한, 주행로봇제어부(350)는 라이다(340)에서 측정되는 신호를 근거로 외부의 환경에 따라 휠구동부(330)를 제어함으로써 운반 로봇(10)이 외부의 장애물에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시예로써 주행로봇제어부(350)는 기 설정된 경로 이외에 라이다(340)에서 측정되는 외부 환경을 근거로 경로를 결정하는 것도 가능하다. 이때, 주행로봇제어부(350)는 라이다(340)에서 측정된 외부 환경에 대한 데이터를 저장하였다가 다시 동작하는 경우 이를 근거로 경로를 설정하는 것도 가능하다.

상기와 같이 주행 로봇(300)이 이동하는 경우 수납부(미도시) 및 이동 로봇(200)도 주행 로봇(300)과 함께 이동할 수 있다. 이때, 이동 로봇(200)은 상기 수납부의 저면에 위치하다가 상기 구동신호가 입력되는 경우 상기 수납부의 개구된 부분으로 이동할 수 있다. 다른 실시예로써 이동 로봇(200)은 상기 구동신호의 입력 시 상기 수납부의 개구된 부분에 배치된 상태인 경우도 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 이동 로봇(200)이 상기 수납부의 개구된 부분에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같이 주행 로봇(300)이 이동하는 경우 사용자는 상기 수납부에 물건을 수납할 수 있다. 구체적으로 상기 수납부에 물건이 수납되는 경우 이동 로봇(200)은 제2 서브감지부(520)의 하측에 배치된 상태일 수 있다. 이때, 물건이 상기 수납부에 수납되면, 이동 로봇(200)의 일면에 물건이 안착할 수 있다. 이러한 경우 물건은 제1 서브감지부(510)가 배치된 상기 수납부 부분과 중첩되도록 배치되거나 제1 서브감지부(510) 및 제2 서브감지부(520)가 배치된 상기 수납부 부분과 중첩되도록 배치될 수 있다. 또한, 물건은 제2 서브감지부(520)가 배치된 상기 수납부 부분과 중첩되도록 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 물건이 제1 서브감지부(510)와 제2 서브감지부(520)가 배치된 상기 수납부 부분과 중첩되도록 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같이 물건이 이동 로봇(200)에 적재되는 경우 제1 서브감지부(510)의 발광부 및 제2 서브감지부(520)의 발광부에서 발생되는 빛은 상기 물건에 반사되어 제1 서브감지부(510)의 수광부 및 제2 서브감지부(520)의 수광부에서 감지할 수 있다. 이러한 경우 제1 서브감지부(510) 및 제2 서브감지부(520)는 송출부(600)를 통하여 상기와 같이 감지된 결과를 외부로 송출할 수 있다.

이때, 이동로봇통신모듈(280)은 송출부(600)에서 송출된 신호를 수신할 수 있다. 이동로봇제어부(270)는 상기와 같은 신호를 근거로 이동 로봇(200)에 물건이 적재된 것으로 판단할 수 있다.

물건이 적재된 것으로 판단되면, 이동로봇제어부(270)는 제1 구동력생성부(221a) 및 제3 구동력생성부(223a)를 작동시켜 이동 로봇(200)을 상기 수납부의 저면으로 이동시킬 수 있다. 이때, 이동로봇제어부(270)는 제1 구동력생성부(221a) 및 제3 구동력생성부(223a)를 동시에 동일하게 제어하여 이동 로봇(200)의 평형을 유지시킬 수 있다. 이때, 제2 구동력생성부(222a) 및 제4 구동력생성부(224a)가 작동하지 않은 상태에서, 옴니 휠의 보조휠을 통해 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)의 작동을 보조할 수 있다. 다른 실시예로서, 소정의 각도로 기울어진 복수개의 구동부(220)를 구비하는 경우, 이동로봇제어부(270)는 제1 구동력생성부(221a), 제2 구동력생성부(222a), 제3 구동력생성부(223a) 및 제4 구동력생성부(224a)를 동시에 동일하게 제어하여 이동 로봇(200)의 선형 운동과 회전 운동을 수행할 수 있다.

상기와 같이 이동 로봇(200)이 이동하는 경우 물건의 일면은 제1 서브감지부(510)가 배치된 상기 수납부 부분을 통하여 제2 서브감지부(520)가 배치된 상기 수납부 부분으로 이동할 수 있다. 이때, 제1 서브감지부(510)에서는 신호가 발생하지 않거나 상기와 상이한 신호가 발생할 수 있으며, 송출부(600) 및 이동로봇통신모듈(280)을 통하여 이동로봇제어부(270)로 전송될 수 있다. 또한, 제2 서브감지부(520)에서는 여전히 상기와 동일한 신호가 감지되므로 이러한 신호는 송출부(600) 및 이동로봇통신모듈(280)을 통하여 이동로봇제어부(270)로 전송될 수 있다. 이때, 이동로봇제어부(270)는 상기와 동일하게 제1 구동력생성부(221a) 내지 제4 구동력생성부(224a)를 제어함으로써 이동 로봇(200)을 지속적으로 상기 수납부 내부에서 이동시킬 수 있다.

이동 로봇(200)이 지속적으로 이동하는 경우 물건의 일면은 제2 서브감지부(520)가 배치된 상기 수납부 부분을 통과할 수 있다. 이러한 경우 제2 서브감지부(520)는 신호가 발생하지 않거나 상기와 상이한 신호가 발생될 수 있다. 이러한 내용은 송출부(600) 및 이동로봇통신모듈(280)을 통하여 이동로봇제어부(270)로 전송될 수 있다. 이동로봇제어부(270)는 물건의 적재가 완료된 것으로 판단하고 이동 로봇(200)의 위치를 정지시킬 수 있다. 이때, 이동로봇제어부(270)는 제1 구동력생성부(221a) 및 제3 구동력생성부(223a)의 작동을 중지시킴으로써 이동 로봇(200)을 상기 수납부 내부에서 고정시킬 수 있다.

상기와 같은 작업은 물건이 이동 로봇(200)에 적재되는 경우 지속적으로 수행될 수 있다. 이때, 이동 로봇(200)은 물건이 적재됨에 따라 상기 수납부의 저면으로 지속적으로 움직일 수 있으며, 상기 수납부는 복수개의 물건을 수납하여 저장할 수 있다.

상기와 같이 물건이 적재되는 동안 이동 로봇(200)은 상기 수납부의 저면에 도달할 수 있다. 이러한 경우 이동 로봇(200)은 제1 감지부(400)와 접촉할 수 있으며, 제1 감지부(400)와 이동 로봇(200)이 접촉하는 경우 제1 감지부(400)에서는 신호가 발생할 수 있다. 제1 감지부(400)에서 발생된 신호는 송출부(600) 및 주행로봇통신모듈(360)을 통하여 주행로봇제어부(350)로 전송될 수 있다.

주행로봇제어부(350)는 제1 감지부(400)에서 신호가 감지된 경우 상기 수납부에 물건이 가득찬 것으로 판단할 수 있다. 주행로봇제어부(350)는 휠구동부(330)를 제어하여 주행 로봇(300)을 이동시킬 수 있다. 이때, 주행로봇제어부(350)는 주행 로봇(300)을 기 설정된 지점으로 이동시키도록 휠구동부(330)를 제어할 수 있다. 다른 실시예로써 주행로봇제어부(350)는 외부제어기(1)로 상기 수납부에 물건이 가득 찼다는 정보를 전달하고, 외부제어기(1)에서 입력한 위치로 주행 로봇(300)을 이동시키는 것이 가능하다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 주행로봇제어부(350)는 주행 로봇(300)을 기 설정된 지점으로 이동시키도록 휠구동부(330)를 제어하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

주행 로봇(300)이 기 설정된 지점에 도착하면, 사용자는 상기 수납부에 수납된 물건을 외부로 인출할 수 있다. 이때, 사용자는 외부제어기(1)를 통하여 운반 로봇(10)의 작동을 중지시키거나 운반 로봇(10)에 별도로 구비된 스위치를 통하여 운반 로봇(10)의 작동을 중지시킬 수 있다.

상기 수납부의 물건이 모두 외부로 인출되면, 사용자는 외부제어기(1)를 통하여 운반 로봇(10)을 다시 작동시킬 수 있다. 이때, 이동로봇제어부(270)는 이동 로봇(200)을 상기 수납부(100)의 개구된 부분의 입구부 측으로 이동시킬 수 있다. 구체적으로 이동로봇제어부(270)는 제1 구동력생성부(221a) 및 제3 구동력생성부(223a)를 제어하여 이동 로봇(200)을 상기 수납부의 저면으로 이격시킬 수 있다. 이러한 경우 이동 로봇(200)은 상기 수납부의 내면을 따라 선형 운동할 수 있다.

또한, 사용자가 상기 수납부에 수납된 물건을 외부로 인출하는 과정에서, 이동 로봇(200)을 회전시켜 인출영역으로부터 떨어져 배치된 물건이 인출영역에 인접하게 배치되도록 이동시킬 수 있다. 이때, 이동로봇제어부(270)는 제1 구동력생성부(221a)와 제3 구동력생성부(223a)는 작동하지 않도록 제어하고, 제2 구동력생성부(222a)와 제4 구동력생성부(224a)가 작동하도록 제어함으로써, 이동 로봇(200)를 회전시킬 수 있다. 제1 구동부(221)와 제3 구동부(223)는 동작하지 않지만, 옴니휠로 구성된 구동휠로 인해 제2 구동부(222)와 제4 구동부(224)의 동작을 보조할 수 있다.

상기와 같이 이동 로봇(200)이 이동하다가 제1 서브감지부(510) 및 제2 서브감지부(520)에서 이동 로봇(200)이 감지되는 경우 이동 로봇(200)은 정지할 수 있다. 이후 이동로봇제어부(270)는 이동 로봇(200)의 지지부(미도시)가 제2 서브감지부(520)가 배치된 상기 수납부 부분보다 하측에 배치되도록 이동 로봇(200)의 위치를 조절할 수 있다.

상기와 같은 작업이 완료되면, 주행로봇제어부(350)는 주행 로봇(300)을 상기에서 설명한 것과 같이 자율 주행하도록 제어할 수 있다. 이때, 물건이 상기 수납부에 적재되는 경우 운반 로봇(10)은 상기에서 설명한 작업을 반복하여 수행할 수 있다.

따라서 운반 로봇(10)은 복수개의 물건을 수납하여 임시로 저장하였다가 원하는 위치로 이송시키는 것이 가능하다. 운반 로봇(10)은 자율 주행을 통하여 사용자의 조작 없이도 물건을 원하는 장소로 이송시키는 것이 가능하다. 또한, 운반 로봇(10)은 물건의 적재에 따라 이동 로봇(200)이 작동으로 상기 수납부 내부를 이동함으로써 많은 수의 물건을 동시에 적재하는 것이 가능하다. 또한, 운반 로봇(10)은 적재된 물건의 위치를 이동시킴으로써, 사용자가 물건을 보다 용이하게 인출할 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1: 외부제어기 251: 제1 가력부
10: 운반 로봇 254: 제4 가력부
100: 수납부 260: 댐퍼부
110: 수납바디부 270: 이동로봇제어부
120: 받침부 280: 이동로봇통신모듈
200: 이동 로봇 300: 주행 로봇
210: 바디부 310: 케이스
220: 구동부 320: 휠
221: 제1 구동부 330: 휠구동부
222: 제2 구동부 340: 라이다
223: 제3 구동부 350: 주행로봇제어부
224: 제4 구동부 360: 주행로봇통신모듈
230: 가이드롤러 370: 주행로봇전기공급부
231: 제1 가이드롤러 400: 제1 감지부
232: 제2 가이드롤러 500: 제2 감지부
233: 제3 가이드롤러 510: 제1 서브감지부
234: 제4 가이드롤러 520: 제2 서브감지부
240: 지지부 600: 송출부
250: 가력부

Claims (12)

1. 물건이 적층되는 수납부; 및
   상기 수납부 내부에 배치되며, 상기 물건을 지지하면서 상기 물건을 승하강시키도록 상기 수납부를 따라 선형 운동 및 회전 운동하는 이동로봇;을 포함하고,
   상기 이동로봇은,
   바디부;
   상기 바디부에 배치되며, 상기 수납부의 내면과 접촉하여 상기 수납부 내면을 따라 상기 바디부를 선형으로 이동시키거나 회전시키는 구동부; 및
   상기 바디부에 배치되어 상기 수납부의 내면에 접촉하는 가이드롤러;를 포함하고,
   상기 가이드롤러는 적어도 2개의 방향으로 회전 가능하도록 형성되는 볼롤러이며,
   상기 구동부는,
   상기 바디부에 배치되는 구동력생성부;
   상기 구동력생성부와 연결되며, 적어도 하나의 기어를 포함하는 구동력전달부; 및
   상기 구동력전달부와 연결되어 상기 구동력생성부의 작동에 따라 회전하는 옴니 휠(omni wheel)인 구동휠;을 포함하고,
   상기 구동부는 복수개 구비되며,
   복수개의 상기 구동부 중 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축은 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나와 인접하는 복수개의 상기 구동부 중 다른 하나의 상기 구동휠의 회전축은 서로 다른 방향으로 배열되는, 운반 로봇.
2. 제1 항에 있어서,
   복수개의 구동부 중 적어도 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축은 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향에 대하여 평행하거나 기울어진, 운반 로봇.
3. 제1 항에 있어서,
   복수개의 상기 구동부는 상기 바디부의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되는 제1 구동부 및 제3 구동부와, 상기 바디부의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되는 제2 구동부 및 제4 구동부를 포함하고,
   상기 제1 구동부와 상기 제3 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 서로 평행하도록 배치되고,
   상기 제2 구동부와 상기 제4 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 서로 평행하도록 배치되는, 운반 로봇.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 구동부와 상기 제3 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향에 대하여 평행하도록 배치되고,
   상기 제2 구동부와 상기 제4 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향에 대하여 평행하도록 배치되는, 운반 로봇.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 구동부와 상기 제3 구동부는 각각의 상기 구동휠의 상기 회전축이 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향에 대하여 소정의 각도로 기울어진 제3 방향에 대하여 평행하도록 배치되고,
   상기 제2 구동부와 상기 제4 구동부는 각각의 구동휠의 상기 회전축이 상기 제3 방향에 수직한 제4 방향에 대하여 평행하도록 배치되는, 운반 로봇.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 가이드롤러는 복수개 구비되며,
   복수개의 상기 가이드롤러는 상기 이동 로봇이 선형 운동하는 제1 방향으로 일직선 형태로 배열된, 운반 로봇.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 가이드롤러는 복수개 구비되며,
   복수개의 상기 가이드롤러는 상기 바디부의 중심을 기준으로 측정된 서로 인접하는 상기 가이드롤러 사이의 각도가 서로 동일하도록 배치된, 운반 로봇.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 이동 로봇은,
   상기 바디부에 배치되며, 상기 구동부와 연결되어 상기 구동부를 상기 수납부의 내면으로 가력하는 가력부;를 더 포함하는 운반 로봇.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 이동 로봇은,
   상기 바디부에 배치되어 물건이 안착되는 지지부;를 더 포함하고,
   상기 가력부는,
   상기 지지부와 상기 구동부 사이에 배치되는 탄성부를 구비하여 상기 지지부와 연결되며, 상기 지지부로 상기 물건이 안착되어 힘이 인가되면 상기 구동부를 수납부의 내면으로 더 가력하는, 운반 로봇.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇은,
    상기 바디부에 배치되며, 상기 바디부의 이동 시 상기 바디부에 가해지는 충격을 흡수하는 댐퍼부;를 더 포함하는 운반 로봇.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 수납부가 탑재되며, 자율 주행이 가능한 주행 로봇;을 더 포함하는 운반 로봇.
12. 물건을 수납하여 이동 가능한 운반 로봇에 배치되어 물건이 안착되며, 승하강 운동 또는 회전 운동하는 이동 로봇에 있어서,
    바디부;
    상기 바디부에 배치되며, 구조물과 접촉하여 상기 구조물 내면을 따라 상기 바디부를 상하로 이동시키고, 회전시키는 구동부; 및
    상기 바디부에 배치되어 상기 구조물의 내면에 접촉하는 가이드롤러;를 포함하고,
    상기 구동부는,
    상기 바디부에 배치되는 구동력생성부;
    상기 구동력생성부와 연결되며, 적어도 하나의 기어를 포함하는 구동력전달부; 및
    상기 구동력전달부와 연결되어 상기 구동력생성부의 작동에 따라 회전하는 옴니 휠(omni wheel)인 구동휠;을 포함하며,
    상기 가이드롤러는 적어도 2개의 방향으로 회전 가능하게 형성된 볼롤러이고,
    상기 구동부는 복수개 구비되며,
    복수개의 상기 구동부 중 어느 하나의 상기 구동휠의 회전축과 복수개의 상기 구동부 중 어느 하나와 인접하는 복수개의 상기 구동부 중 다른 하나의 상기 구동휠의 회전축은 서로 다른 방향으로 배열되는, 이동 로봇.

Images