KR102589297B1

KR102589297B1 - 운반로봇

Info

Publication number: KR102589297B1
Application number: KR1020210159311A
Authority: KR
Inventors: 서준호; 김민수
Original assignee: 네이버랩스 주식회사
Priority date: 2021-11-18
Filing date: 2021-11-18
Publication date: 2023-10-13
Also published as: KR20230072760A; WO2023090602A1

Abstract

본 발명은 운반로봇을 개시한다. 본 발명은, 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 서로 이격된 복수개의 가이드부와, 상기 각 가이드부에 배치되는 복수개의 탄성부와, 상기 가이드부에 선형 운동 가능하도록 배치되는 운동블록과, 상기 운동블록에 스윙 가능하도록 연결되는 연결링크와, 상기 연결링크에 배치되는 복수개의 제1구동휠부를 포함한다.

Description

운반로봇{Carrying robot}

본 발명은 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운반로봇에 관한 것이다.

물건을 수납하는 운반로봇의 경우 다양한 장소를 이동하면서 물건을 수납하여 배달할 수 있다. 이때, 운반로봇은 물건이 있는 장소로 이동하여 물건을 수납하여 목적지까지 이동할 수 있다. 이러한 경우 운반로봇은 다양한 지역을 이동할 수 있으며, 굴곡이 있거나 단차진 곳을 통과할 수 있다. 이때, 운반로봇이 단차진 곳을 통과할 때 휠의 위치가 가변하지 않는 경우 운반로봇이 넘어지거나 운반로봇에서 물건이 이탈하는 문제가 발생할 수 있다. 물건을 수납하여 험지를 이동하는 운반로봇은 다양한 방식으로 상기와 같은 험지를 이동할 수 있다. 예를 들면, 운반로봇은 무게중심을 가변시키거나 무게중심을 이동시킴으로써 운반로봇이 넘어지지 않도록 할 수 있다. 또한, 운반로봇은 사람의 다리와 같은 구조물을 구비하여 이동함으로써 운반로봇이 험지를 자유롭게 다닐 수 있다. 그러나 운반로봇이 평지에서 신속하게 이동하기 위하여 휠을 사용하는 경우 험지를 이동하는데 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 운반로봇을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 바디부와, 상기 바디부에 배치되며, 서로 이격된 복수개의 가이드부와, 상기 각 가이드부에 배치되는 복수개의 탄성부와, 상기 가이드부에 선형 운동 가능하도록 배치되는 운동블록과, 상기 운동블록에 스윙 가능하도록 연결되는 연결링크와, 상기 연결링크에 배치되는 복수개의 제1구동휠부를 포함하는 운반로봇을 개시한다.

본 실시예에 있어서, 상기 연결링크는 절곡될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 복수개의 가이드부는 상기 운동블록의 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 복수개의 가이드부는 상기 바디부의 높이 방향으로 배열될 수 있다.

상기 복수개의 제1구동휠부 중 최외측에 배치된 상기 제1구동휠부는 옴니휠일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 바디부에 회전 가능하게 연결되는 제2구동휠부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 바디부와 상기 제2구동휠부를 연결하며, 상기 제2구동휠부에 복원력을 제공하는 복원력제공부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 복원력제공부는 상기 바디부의 높이 방향에 대해서 사선으로 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 물건을 수납하여 안전하게 이송시키는 것이 가능하다. 본 발명의 실시예들은 험지나 장애물, 단차 등에 상관없이 자유롭게 이동하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운반로봇을 보여주는 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1 에 도시된 운반로봇의 복수개의 제1구동휠유닛을 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 운반로봇의 제2구동휠유닛을 보여주는 사시도이다.
도 6a 내지 도 6d는 도 1에 도시된 운반로봇의 주행을 보여주는 정면도이다.

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 운반로봇을 보여주는 사시도이다.

도 1을 참고하면, 운반로봇(100)은 수납부(110), 승하강부(120), 바디부(130), 제1구동휠유닛(140) 및 제2구동휠유닛(150)을 포함할 수 있다.

수납부(110)는 내부에 공간이 형성될 수 있으며, 커버(미도시)를 포함하는 것도 가능하다. 이러한 경우 상기 커버는 수납부(110)에 회전 가능하게 연결되거나 슬라이딩 가능하게 배치될 수 있다. 이때, 상기 커버는 수동 또는 자동을 수납부(110)를 개폐하는 것이 가능하다.

승하강부(120)는 수납부(110)와 연결되며, 수납부(110)를 승하강시킬 수 있다. 이때, 승하강부(120)는 수납부(110)와 연결되는 리니어모터를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서 승하강부(120)는 수납부(110)와 연결되며 회전하는 벨트와 벨트와 연결되어 벨트를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로서 승하강부(120)는 수납부(110)와 연결되는 실린더와 수납부(110)와 연결되어 수납부(110)의 운동을 가이드하는 가이드부를 포함하는 것도 가능하다. 상기와 같은 승하강부(120)는 상기에 한정되는 것은 아니며, 수납부(110)와 연결되어 수납부(110)를 승하강시키는 모든 장치 및 모든 구조를 포함할 수 있다.

바디부(130)는 수납부(110) 및 승하강부(120) 중 적어도 하나를 지지할 수 있으며, 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)이 배치될 수 있다.

바디부(130)는 제1바디부(131), 연결부(132) 및 제2바디부(133)를 포함할 수 있다. 제1바디부(131)는 플레이트 형태로 형성되어 상부에 물건이 배치될 수 있다. 이때, 수납부(110)가 하강하는 경우 수납부(110)와 접촉할 수 있으며, 제1바디부(131)는 수납부(110)를 지지할 수 있다.

연결부(132)는 제1바디부(131)와 제2바디부(133)를 서로 연결할 수 있다. 이러한 경우 연결부(132)는 바(Bar) 형태로 형성될 수 있다. 이때, 연결부(132)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 연결부(132)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이러한 경우 복수개의 연결부(132)는 제1바디부(131)의 외곽을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다.

제2바디부(133)는 제1바디부(131)의 하부에 배치될 수 있다. 제2바디부(133)의 내부에는 공간이 배치될 수 있다. 제2바디부(133)의 공간에는 이차전지, 회로기판 등이 배치될 수 있다. 이때, 제2바디부(133)의 무게는 다른 부분보다 크게 형성될 수 있다. 이를 통하여 운반로봇(100)의 전체 무게 중심이 제2바디부(133) 측에 배치됨으로써 운반로봇(100)의 운전 시 운반로봇(100)의 주행 안정성을 확보할 수 있다.

제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)은 각각 제2바디부(133)에 연결될 수 있다. 이때, 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)은 제2바디부(133)의 일 측면과 다른 측면에 각각 구비될 수 있다. 이때, 제2바디부(133)의 일 측면에 배치되는 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)은 제2바디부(133)의 다른 측면에 배치되는 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)와 동일 또는 유사하므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제2바디부(133)의 일 측면에 배치되는 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 경우 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)은 서로 독립적으로 구동할 수 있다. 또한, 제1구동휠유닛(140)에 포함되는 복수개의 제1구동휠부(미표기)는 서로 독립적으로 구동할 수 있다.

상기와 같은 운반로봇(100)은 다양한 장소를 운행하는 것이 가능하다. 이때, 운반로봇(100)은 자율주행을 통하여 이동하는 것이 가능하다.

운반로봇(100)은 상기와 같은 다양한 장소를 이동하는 경우 수납부(110)에 물건을 수납한 상태에서 움직일 수 있다. 또한, 운반로봇(100)은 다양한 장소를 이동 시 계단 등을 만나는 경우에도 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)을 통하여 계단을 자유롭게 오르거나 내려오는 것도 가능하다.

이하에서는 제1구동휠유닛(140)과 제2구동휠유닛(150)에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 도 1 에 도시된 운반로봇의 복수개의 제1구동휠유닛을 보여주는 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 제1구동휠유닛(140)은 바디부(130)의 전륜 또는 후륜에 배치될 수 있다. 이히에서는 설명의 편의를 위하여 제1구동휠유닛(140)은 바디부(130)의 전륜에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1구동휠유닛(140)은 가이드부(141), 탄성부(142), 운동블록(143), 연결링크(144) 및 복수개의 제1구동휠부(145)를 포함할 수 있다.

가이드부(141)는 복수개 구비될 수 있다. 복수개의 가이드부(141)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 복수개의 가이드부(141)가 짝수개 구비되는 경우 복수개의 가이드부(141)는 운동블록(143)의 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 가이드부(141)가 홀수개 구비되는 경우 복수개의 가이드부(141) 중 일부는 복수개의 가이드부(141) 중 하나를 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

상기와 같은 경우 적어도 2개의 가이드부(141)는 운동블록(143)의 중심을 기준으로 서로 반대 측에 배치됨으로써 운동블록(143)의 운동 시 운동블록(143)이 틸팅되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 복수개의 가이드부(141)는 서로 이격되도록 배치되는 제1가이드부(141-1)와 제2가이드부(141-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1가이드부(141-1)는 운동블록(143)의 중심을 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽 중 하나에 배치되고, 제2가이드부(141-2)는 운동블록(143)의 중심을 기준으로 왼쪽 또는 오른쪽 중 다른 하나에 배치될 수 있다. 이러한 경우 제1가이드부(141-1)와 제2가이드부(141-2)는 상기에서 설명한 바와 같이 운동블록(143)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향에 배치될 수 있다. 특히 제1가이드부(141-1)와 제2가이드부(141-2)는 연결링크(144)의 회전중심을 기준으로 서로 반대 방향에 배치될 수 있다. 이를 통하여 연결링크(144)가 회전 시 운동블록(143)이 틸팅되는 것을 방지할 수 있다.

탄성부(142)는 각 가이드부(141)에 배치되도록 복수개 구비될 수 있다. 이러한 경우 탄성부(142)는 운동블록(143)의 운동 시 운동블록(143)에 복원력을 제공할 수 있다. 예를 들면, 탄성부(142)는 고무, 실리콘 등과 같은 탄성재질인 탄성바를 포함할 수 있다. 다른 실시예로서 탄성부(142)는 압축스프링을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 탄성부(142)가 압축스크링을 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 탄성부(142)는 제1가이드부(141-1)에 배치되는 제1탄성부(142-1)와 제2가이드부(141-2)에 배치되는 제2탄성부(142-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제1탄성부(142-1)와 제2탄성부(142-2)는 운동블록(143)에 탄성력을 제공함으로써 운동블록(143)을 원상태로 복귀시킬 수 있다. 또는 제1탄성부(142-1)와 제2탄성부(142-2)는 바디부(130)를 원상태로 복귀시키는 것도 가능하다.

운동블록(143)은 가이드부(141)에 배치되어 가이드부(141)의 길이 방향을 따라 선형 운동할 수 있다. 또한, 운동블록(143)은 제1탄성부(142-1) 및 제2탄성부(142-2)에 의해 원상태로 복귀할 수 있다. 연결링크(144)는 운동블록(143)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 연결링크(144)는 절곡되도록 형성될 수 있다. 특히 연결링크(144)는 절곡되는 방향이 변하는 부분이 운동블록(143)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 연결링크(144)의 절곡된 각도는 90도 미만의 예각일 수 있다.

복수개의 제1구동휠부(145)는 연결링크(144)에 배치될 수 있다. 이때, 복수개의 제1구동휠부(145)는 연결링크(144)의 일단에 배치되는 제1-1구동휠부(145-1)를 포함할 수 있다. 또한, 제1구동휠부(145)는 연결링크(144)의 타단에 배치되는 제1-2구동휠부(145-2)를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1-1구동휠부(145-1)와 제1-2구동휠부(145-2)는 각각 제1-1휠(145-1a)과 연결되는 제1-1모터(145-1b)와, 제1-2휠(145-2a)과 연결되는 제1-2모터(145-2b)를 포함할 수 있다. 이때, 제1-1구동휠부(145-1)의 제1-1휠(145-1a)과 제1-2구동휠부(145-2)의 제1-2휠(145-2a)은 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1-1구동휠부(145-1)의 제1-1휠(145-1a)은 옴니휠이며, 제1-2구동휠부(145-2)의 제1-2휠(145-2a)은 자동차휠과 유사할 수 있다. 다른 실시예로서 제1-1구동휠부(145-1)의 제1-1휠(145-1a)은 자동차휠과 유사할 수 있으며, 제1-2구동휠부(145-2)의 제1-2휠(145-2a)은 옴니휠일 수 있다. 이러한 경우 복수개의 제1구동휠부(145)가 전륜에 배치되는 경우 제1-2구동휠부(145-2)의 제1-2휠(145-2a)은 움니휠일 수 있으며, 제1-1구동휠부(145-1)의 제1-1휠(145-1a)은 자동차휠과 유사한 형태일 수 있다. 반면, 복수개의 제1구동휠부(145)가 후륜에 배치되는 경우 제1-1구동휠부(145-1)의 제1-1휠(145-1a)은 옴니휠일 수 있으며, 제1-2구동휠부(145-2)의 제1-2휠(145-2a)은 자동차휠과 유사한 형태일 수 있다. 즉, 복수개의 제1구동휠부(145) 중 바디부(130)의 중앙 쪽에 배치되는 제1구동휠부(145)의 휠은 자동차휠과 유사한 형태이며, 복수개의 제1구동휠부(145) 중 최외곽에 배치되는 제1구동휠부(145)의 휠은 옴니휠일 수 있다. 상기와 같은 경우 각 제1구동휠부(145)의 모터는 연결링크(144)의 배면에 배치되고, 각 제1구동휠부(145)의 휠은 연결링크(144)의 전면에 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1-1휠(145-1a)은 옴니휠이며, 제1-2휠(145-2a)은 자동차휠과 유사한 구조를 갖는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같이 제1-1휠(145-1a)이 옴니휠로 구성됨으로써 운반로봇(100)이 회전하는 경우 제1-1휠(145-1a)과 지면 사이의 마찰을 최소화하는 것이 가능하다. 구체적으로 운반로봇(100)이 회전하는 경우 운반로봇(100)의 좌측 또는 우측에 배치된 제1-2휠(145-2a)만 회전할 수 있다. 이때, 제1-1휠(145-1a)이 옴니휠이 아닌 경우 제1-1휠(145-1a)은 지면에 끌리면서 마찰이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 운반로봇(100)이 넘어질 수 있다. 그러나 상기와 같이 제1-1휠(145-1a)이 옴지휠인 경우 운반로봇(100)의 회전(선회) 시 제1-1휠(145-1a)과 지면 사이의 마찰이 저감될 수 있다.

제1구동휠유닛(140)은 복수개의 가이드부(141)를 바디부(130)에 연결하는 연결블록(146)을 포함할 수 있다. 이때, 연결블록(146)은 바디부(130)에 접촉하는 부분인 다른 부분보다 넓게 형성될 수 있다. 또한, 연결블록(146)은 각 가이드부(141)가 삽입되어 고정됨으로써 각 가이드부(141)를 고정시킬 수 있다. 또한, 연결블록(146)은 각 탄성부(142)의 끝단과 접촉함으로써 탄성부(142)를 지지할 수 있다. 뿐만 아니라 연결블록(146)은 탄성부(142)가 바디부(130)에 직접 접촉하여 탄성부(142)로 인하여 바디부(130)가 뒤틀리거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 4 및 도 5는 도 1에 도시된 운반로봇의 제2구동휠유닛을 보여주는 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참고하면, 제2구동휠유닛(150)은 바디부(130)의 양측면에 각각 구비될 수 있다. 이때, 제2구동휠유닛(150)은 바디부(130)의 전륜 또는 후륜에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1구동휠유닛(140)이 전륜에 배치되는 경우 제2구동휠유닛(150)은 후륜에 배치되고, 제1구동휠유닛(140)이 후륜에 배치되는 경우 제2구동휠유닛(150)은 전륜에 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1구동휠유닛(140)은 후륜에 배치되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제2구동휠유닛(150)은 바디부(130)에 회전 가능하게 연결되는 회전링크(151), 회전링크(151)에 연결되는 제2구동휠부(152), 회전링크(151)가 회전 가능하게 연결되며, 바디부(130)에 연결되는 지지부(153), 지지부(153)와 회전링크(151)의 끝단에 회전 가능하게 연결되는 복원력생성부(154)를 포함할 수 있다.

회전링크(151)는 바 형태로 형성되어 외팔보 형태로 지지부(153)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 회전링크(151)는 일자로 형성될 수 있으며, 일단은 지지부(153)에 회전 가능하게 연결되며, 타단에는 제2구동휠부(152)가 배치될 수 있다.

제2구동휠부(152)는 회전링크(151)의 타단에 회전 가능하게 연결되는 제2휠(152-1)과 제2휠(152-1)과 연결되는 제2모터(152-2)를 포함할 수 있다. 이때, 제2모터(152-2)는 회전링크(151)를 사이에 두고 제2휠(152-1)과 반대 방향에 배치되어 제2휠(152-1)과 연결될 수 있다. 이때, 제2휠(152-1)은 옴니휠을 포함할 수 있다. 이러한 경우 제2휠(152-1)이 옴니휠인 경우 제1-1휠(145-1a)이 옴니휠인 경우와 같이 운반로봇(100)이 선회 시 제2휠(152-1)과 지면 사이의 마찰을 최소화하는 것이 가능하다.

지지부(153)는 바디부(130)와 연결되어 고정될 수 있다. 이때, 지지부(153)는 바디부(130)와 일체로 형성되어 바디부(130)로부터 돌출되는 형태일 수 있다.

복원력생성부(154)는 지지부(153)에 회전 가능하게 연결되고 회전링크(151)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 이때, 복원력생성부(154)는 제2구동휠부(152)가 배치된 회전링크(151) 부분에 연결될 수 있다.

상기와 같은 경우 복원력생성부(154)는 회전링크(151)의 길이 방향으로 배열될 수 있다. 이때, 복원력생성부(154)는 높이 방향에 대해서 사선 방향으로 배치될 수 있다. 높이 방향은 하중 방향으로 도 1의 z축 방향일 수 있다. 이러한 경우 복원력생성부(154)는 운반로봇(100)이 운행할 때 지면 등의 굴곡에 관계없이 제2구동휠부(152)와 지면 사이의 접촉을 유지시킬 뿐만 아니라 충격을 일부 흡수하는 것이 가능하다.

상기와 같은 경우 복원력생성부(154)는 회전링크(151)의 회전 시 충격을 흡수할 뿐만 아니라 회전링크(151)가 회전 후 다시 원상태로 복귀할 때 회전링크(151)에 복원력을 제공할 수 있다.

복원력생성부(154)는 유압 또는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 이를 통하여 복원력생성부(154)는 길이 방향으로 가변하는 힘을 흡수하는 것이 가능하며, 회전링크(151)의 회전 시 회전링크(151)가 원상태로 복귀하도록 정확한 힘을 전달하는 것이 가능하다.

이하에서는 운반로봇(100)이 계단을 올라가거나 내려가는 방법에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

도 6a 내지 도 6e는 도 1에 도시된 운반로봇의 주행을 보여주는 정면도이다. 이하에서 도 1 내지 도 5와 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 6a를 참고하면, 운반로봇(100)은 수납부(110)에 물건을 수납한 상태에서 평지를 운행할 수 있다. 이때, 운반로봇(100)은 복수개의 제1구동휠부(145)와 제2구동휠부(152) 중 하나만 작동할 수 있다. 구체적으로 운반로봇(100)은 복수개의 제1구동휠부(145) 중 제1-2구동휠부(145-2)만 작동시킬 수 있다. 이때, 제1-1구동휠부(145-1)와 제2구동휠부(152)는 작동하지 않고 수동으로 회전 가능한 상태일 수 있다. 또한, 제1탄성부(142-1)와 제2탄성부(142-2)는 약간 압축된 상태일 수 있으며, 제1길이를 가질 수 있다. 또한, 회전링크(151)는 하중방향에 대해서 제1각도(θ1)를 가질 수 있다. 이때, 회전링크(151)는 바디부(130) 및 수납부(110)의 무게 등에 의하여 하중방향에 대해서 사선 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 복원력생성부(154)는 회전링크(151)에 복원력을 제공함으로써 제1각도(θ1)가 너무 커지는 것을 방지할 수 있다.

도 6b를 참고하면, 운반로봇(100)이 험지(예를 들면, 계단, 굴곡진 능선 등)을 만나는 경우 운반로봇(100)은 복수개의 제1구동휠부(145) 및 제2구동휠부(152)를 모두 작동시킬 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 운반로봇(100)이 계단을 등반하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

상기와 같은 경우 운반로봇(100)은 계단을 등반할 수 있다. 구체적으로 제1-1구동휠부(145-1)가 작동하는 경우 제1-1휠(145-1a)이 계단을 등반할 수 있다. 이때, 제1-1휠(145-1a)은 계단의 절곡되며 돌출된 부분에 걸릴 수 있다. 이때, 제1-1휠(145-1a)이 회전하므로 제1-1휠(145-1a)은 계단의 절곡된 부분에 걸림으로써 계단을 오를 수 있다.

이러한 경우 연결링크(144)는 회전할 수 있다. 이러한 경우 연결링크(144)에 연결된 운동블록(143)은 상승할 수 있으며, 바디부(130)가 경사진 방향으로 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 운동블록(143)은 제1탄성부(142-1)를 압축시킬 수 있다. 즉, 제1탄성부(142-1)는 제2길이가 될 수 있으며, 제2길이는 제1길이보다 작을 수 있다. 또한, 운동블록(143)은 기울어지면서 제2탄성부(142-2)를 약간 압축시키거나 제2탄성부(142-2)의 압축을 저감시킬 수 있다. 이러한 경우 제2탄성부(142-2)는 제1길이보다 큰 제3길이일 수 있다.

상기와 같은 경우 회전링크(151)는 회전하거나 회전하지 않을 수 있다. 이때, 복원력생성부(154)는 회전링크(151)가 하중 방향에 대해서 제2각도(θ2)를 형성하도록 복원력을 제공할 수 있다. 이러한 경우 복원력생성부(154)는 회전링크(151)가 더 이상 회전하지 않도록 함으로써 제2휠(152-1)이 계단의 저면에 접촉하도록 할 수 있다.

도 6c를 참고하면, 상기와 같이 제1-1휠(145-1a)과 제1-2휠(145-2a)이 회전하여 제1구동휠부(145)가 계단의 하면에서 상면으로 올라오는 경우 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-2a)은 계단의 높은 면에 접촉할 수 있다. 이때, 제2휠(152-1)은 계단의 절곡된 부분에 접촉할 수 있다. 이때, 운동블록(143)은 도 6b보다 바디부(130) 측으로 더 가깝게 배치될 수 있다. 또한, 운동블록(143)은 제1가이드부(141-1)와 제2가이드부(141-2)에 의하여 바디부(130)와 함께 기울어진 상태일 수 있다. 상기와 같은 경우 제1탄성부(142-1)는 제4길이일 수 있으며, 제2탄성부(142-2)는 제5길이일 수 있다. 이때, 제4길이는 제5길이보다 클 수 있다. 이러한 경우 제1탄성부(142-1)는 약간 압축된 상태일 수 있다. 반면, 제2탄성부(142-2)는 도 6a에 도시된 것과 비교하여 더 압축된 상태일 수 있다.

상기와 같은 경우 회전링크(151)는 하중 방향에 대해서 제3각도(θ3)를 형성하도록 배치될 수 있다. 또한, 복원력생성부(154)는 회전링크(151)가 계단의 저면에 접촉하여 회전하는 것을 방지할 뿐만 아니라 운반로봇(100)의 하중을 지지할 수 있도록 회전링크(151)에 복원력을 제공할 수 있다.

도 6d를 참고하면, 운반로봇(100)은 계단을 내려올 수 있다. 이때, 계단의 높은 곳에는 제2휠(152-1)과 제1-2휠(145-2a)이 배치될 수 있으며, 제1-1휠(145-1a)은 계단의 낮은 면에 접촉할 수 있다. 이때, 제1탄성부(142-1) 및 제2탄성부(142-2)는 운동블록(143)에 힘을 가함으로써 제1-2휠(145-2a)과 제1-1휠(145-1a)을 계단의 각 면에 접촉시킬 수 있다. 또한, 운동블록(143)은 바디부(130)의 경사에 따라 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 경우 연결링크(144)는 제1-1휠(145-1a) 및 제1-2휠(145-2a)의 위치에 따라 회전할 수 있다. 또한, 제1탄성부(142-1)의 길이는 제6길이일 수 있으며, 제2탄성부(142-2)의 길이는 제7길이일 수 있다. 이때, 제6길이는 제7길이와 상이할 수 있다. 구체적으로 제6길이가 제7길이보다 짧을 수 있다.

회전링크(151)는 하중 방향에 대해서 제4각도(θ4)를 형성하도록 배치될 수 있다. 이때, 회전링크(151)는 도 6c에서 도 6d로 운반로봇(100)이 이동하는 경우 일 방향으로 회전 할 수 있다. 이때, 복원력생성부(154)는 회전링크(151)가 일정 각도 이상 회전하는 것을 방지할 뿐만 아니라 운반로봇(100)의 이동 시 바디부(130)가 경사질 때 발생하는 충격 등을 흡수할 수 있다.

도 6e를 참고하면, 제1-1휠(145-1a) 및 제1-2휠(145-2a)이 계단의 낮은 면에 안착한 후 제2휠(152-1)이 계단의 높은 면에서 계단의 낮은 면으로 내려올 수 있다. 이때, 운동블록(143)은 바디부(130)이 경사진 방향으로 경사질 수 있다. 이때, 제1탄성부(142-1)의 길이는 제7길이일 수 있으며, 제2탄성부(142-2)의 길이는 제8길이일 수 있다. 이때, 제7길이는 제8길이 및 제1길이보다 짧을 수 있다. 또한, 제8길이는 제1길이와 동일하거나 유사할 수 있다. 이를 통하여 제1탄성부(142-1)는 바디부(130)가 앞으로 쏠렸을 때 바디부(130)를 지지할 수 있다.

이러한 경우 회전링크(151)는 하중 방향에 대해서 제5각도(θ5)를 형성할 수 있다. 또한, 제5각도(θ5)는 제1각도(θ1)보다 크게 형성됨으로써 복원력생성부(154)가 압축된 상태가 될 수 있다.

이러한 경우 복원력생성부(154)는 제2휠(152-1)이 계단의 높은 면에서 낮은 면으로 내려오면 회전링크(151)에 복원력을 제공함으로써 도 6f에 도시된 바와 같이 원상태로 복귀시킬 수 있다. 이때, 회전링크(151)는 하중방향에 대해서 제6각도(θ6)를 형성할 수 있으며, 제6각도(θ6)는 제1각도(θ1)와 동일하거나 유사할 수 있다.

상기와 같이 운반로봇(100)이 계단 등과 같은 험지를 이동하는 경우 복수개의 제1구동휠부(145) 및 제2구동휠부(152)를 모두 작동시킬 수 있다. 이를 통하여 운반로봇(100)은 다양한 지형을 자유롭게 이동하는 것이 가능하며, 계단 등을 원활하게 등반하는 것이 가능하다.

상기와 같은 운반로봇(100)은 상기와 같이 이동하는 경우 이외에도 운반로봇(100)이 이동하는 지면의 형태에 따라서 구동을 가변시킬 수 있다. 예를 들면, 운반로봇(100)은 평평한 지면을 이동하는 경우 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1) 중 하나가 구동할 수 있다. 또한, 운반로봇(100)은 평지가 아닌 지면을 이동하는 경우 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1) 중 적어도 2개 이상 구동할 수 있다. 구체적으로 지면이 경사지거나 울퉁불퉁한 경우 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1) 중 2개가 구동할 수 있다. 특히 가장 전륜에 배치된 제1-1휠(145-1a)과 후륜에 배치된 제2휠(152-1)이 작동할 수 있다. 지면이 계단 등과 같은 경우 등반이 필요한 경우 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1)이 모두 작동할 수 있다. 이러한 경우 상기에서 설명한 것과 같은 방식으로 등반할 수 있다.

상기와 같은 경우 울퉁불퉁한 지면, 경사진 지면, 계단 형태의 지면 등을 운반로봇(100)이 이동하는 경우 회전링크(151)는 회전하고 운동블록(143)이 선형 운동할 수 있다.

운반로봇(100)은 상기와 같이 구동하기 위하여 별도의 카메라, 라이다 등과 같은 센서를 구비할 수 있다. 이때, 센서를 통하여 감지된 지면의 형태에 따라서 상기와 같은 다양한 모드로 전환하여 운반로봇(100)을 구동시킴으로써 구동 시 필요한 에너지를 최적화하는 것이 가능하다.

상기의 경우 이외에도 평지에서 이동하는 경우 운반로봇(100)은 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1) 중 적어도 하나를 회전시키는 것도 가능하다. 즉, 운반로봇(100)은 주행환경에 따라 속력을 가변시키기 위하여 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1) 중 적어도 하나를 선택적으로 회전시킴으로써 운반로봇(100)의 주행 속력을 가변시킬 수 있다. 이때, 제1-1휠(145-1a), 제1-2휠(145-1b) 및 제2휠(152-1) 중 적어도 하나의 회전 정도를 가변시키기 위하여 제1-1모터, 제1-2모터 및 제2모터 중 적어도 하나의 구동을 제어할 수 있다.

따라서 운반로봇(100)은 다양한 환경에서 다양한 구동 방식을 사용할 수 있다. 또한, 운반로봇(100)은 외부에서 입력되는 제어신호 또는 운행환경에 따라 기 설정된 방식으로 운행하도록 입력된 데이터 등을 기반으로 다양한 환경에 적합한 구동 방식으로 운행하는 것이 가능하다.

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.

100: 운반로봇
110: 수납부
120: 승하강부
130: 바디부
131: 제1바디부
132: 연결부
133: 제2바디부
140: 제1구동휠유닛
141: 가이드부
142: 탄성부
143: 운동블록
144: 연결링크
145: 제1구동휠부
146: 연결블록
150: 제2구동휠유닛
151: 회전링크
152: 제2구동휠부
153: 지지부
154: 복원력생성부

Claims

바디부;
상기 바디부에 배치되며, 서로 이격된 복수개의 가이드부;
상기 각 가이드부에 배치되는 복수개의 탄성부;
상기 가이드부가 삽입되며, 상기 가이드부를 따라 상기 가이드부의 길이방향으로 선형 운동 가능하도록 상기 가이드부에 배치되는 운동블록; 및
하나의 회전 중심을 기준으로 상기 운동블록에 스윙 가능하도록 연결되는 연결링크; 및
상기 연결링크에 배치되는 복수개의 제1구동휠부;를 포함하는 운반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 연결링크는 절곡된 운반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 가이드부는 상기 운동블록의 중심으로 서로 대칭되도록 배치된 운반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 가이드부는 상기 바디부의 높이 방향으로 배열되는 운반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 복수개의 제1구동휠부 중 최외측에 배치된 상기 제1구동휠부는 옴니휠를 포함하는 운반로봇.
제 1 항에 있어서,
상기 바디부에 회전 가능하게 연결되는 제2구동휠부;를 더 포함하는 운반로봇.
제 6 항에 있어서,
상기 바디부와 상기 제2구동휠부를 연결하며, 상기 제2구동휠부에 복원력을 제공하는 복원력제공부;를 더 포함하는 운반로봇.
제 7 항에 있어서,
상기 복원력제공부는 상기 바디부의 높이 방향에 대해서 사선으로 배치되는 운반로봇.