KR102655374B1 - 모바일 로봇 구동 시스템 - Google Patents

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KR102655374B1
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케빈 시더월
피트 카다몬
세스 던튼
알리 자바리
아자르딘 카데리
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오므론 가부시키가이샤
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Abstract

모바일 로봇이 샤시, 및 샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 지지 바퀴를 포함할 수 있다. 모바일 로봇은, 모바일 로봇을 이동시키기 위해서 제어 아암에 장착된 구동 바퀴를 포함하는 구동 조립체를 가질 수 있다. 제어 아암은 피벗 축을 중심으로 피벗될 수 있다. 피벗 축은 구동 바퀴의 회전 축의 후방에 있을 수 있다. 피벗 축은 구동 바퀴의 회전 축보다 낮을 수 있다. 피벗 축은 지지 바퀴 중 하나 이상의 회전 축보다 낮을 수 있다. 편향 부재가 제어 아암을 아래쪽으로 편향시킬 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 제동은 지면에 대한 구동 바퀴의 힘을 증가시킬 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 가속은 지면에 대한 구동 바퀴의 힘을 감소시킬 수 있다.

Description

모바일 로봇 구동 시스템
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은 2019년 10월 14일자로 출원되고 명칭이 "모바일 로봇 구동 시스템"인 미국 가특허출원 제62/914,943호의 이익을 주장한다. 전술한 출원(들)의 각각의 전체 내용이 본원에서 참조로 포함되고 모든 개시 내용이 본원의 일부를 구성한다.
본 개시 내용은 일반적으로 예를 들어 모바일 로봇을 위한 구동 시스템, 그리고 일부 경우에 구동 바퀴를 지표면과 결합시키기 위한 개선된 서스펜션 시스템에 관한 것이다.
모바일 로봇은 일반적으로 인간이 수행하는 과제를 자동화하기 위해서 많은 상이한 산업에서 사용된다. 모바일 로봇은 자율적 또는 반-자율적일 수 있고, 특정 지역 내에서 동작하도록 그리고 산업과제를 완료하거나 완료와 관련하여 인간을 보조하도록 설계된다. 하나의 예에서, 모바일 로봇은, 다른 카트 부속물, 로봇 아암, 컨베이어 및 다른 로봇 구현예와의 상호 작용을 통해서 재료를 이동시키고 배열하기 위해서 가정 또는 다른 산업 환경에서 이용될 수 있다. 각각의 모바일 로봇은 그 자체의 자율적 네비게이션 시스템, 통신 시스템, 및 구동 구성요소를 포함할 수 있다.
본 개시 내용의 일 양태는 모바일 로봇을 위한 지지 시스템이다. 모바일 로봇은, 상부 플랫폼을 지지하는 샤시를 포함할 수 있다. 샤시는, 지표면 상에서 샤시를 지지하는 4개의 고정 바퀴에 의해서 지지될 수 있다. 상부 플랫폼 또는 샤시 상의 하중이 4개의 고정 지지 바퀴를 통해서 분산될 수 있다. 특정 구현예에서, 4개의 고정 바퀴는 모바일 로봇을 위한 어떠한 구동력 또는 제동력도 제공하지 않는다. 그 대신, 모바일 로봇은, 모바일 로봇을 가속 및 감속시키기 위해서 지표면과 결합되는 구동 조립체를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 고정 바퀴가 (예를 들어, 일정 지면 간극 높이를 제공하기 위해서) 상하로 이동되지 않으나, 일부 경우에 하나 이상의 고정 바퀴가 다른 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 고정 바퀴가 (예를 들어, 모바일 로봇의 회전을 촉진할 수 있는) 캐스터(caster) 상에 위치될 수 있다.
본 개시 내용의 다른 양태에서, 구동 조립체는 서스펜션 시스템 및 구동 바퀴를 포함할 수 있다. 서스펜션 시스템은, 상부 플랫폼 상의 하중과 독립적인 방식으로, 구동 바퀴를 지표면과 결합시킨다.
본 개시 내용의 다른 양태에서, 구동 조립체를 위한 서스펜션 시스템은, 피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링되는 제어 아암을 포함할 수 있다. 피벗 위치는 지표면 위의 높이에 있을 수 있다. 이러한 높이는 가속 및 감속 중에 구동 바퀴와 지표면의 결합을 제어할 수 있다. 피벗 위치의 높이를 조정함으로써, 서스펜션 시스템은 가속과 감속 사이에서 바람직한 균형을 제공할 수 있다. 제어 아암은 일반적으로 모바일 로봇의 전방-후방 방향을 따라서 정렬될 수 있다. 구동 바퀴는 제어 아암의 피벗 위치의 전방의 위치에서 제어 아암과 커플링될 수 있다. 제어 아암의 피벗 축이 일반적으로 구동 바퀴의 회전 축과 평행할 수 있다. 모바일 로봇이 가속 또는 감속함에 따라, 구동 바퀴는 구동력을 지표면에 인가하고, 이는 피벗 위치를 중심으로 하는 모멘트를 제어 아암 상에 생성한다. 모멘트는, (예를 들어, 가속 또는 감속으로부터의) 구동 바퀴 상의 힘의 방향에 따라, 구동 바퀴와 지표면 사이의 마찰 결합을 감소 또는 증가시킬 수 있다. 증가된 마찰 결합은 부가적인 제동 파워 또는 가속 파워를 제공할 수 있다. 감소된 마찰 결합은 감소된 제동 파워 또는 가속 파워를 제공할 수 있다. 감속 중에, 모멘트는 구동 바퀴 상의 구동 하중을 증가시킬 수 있고, 그에 의해서 개선된 제동 성능을 제공할 수 있다. 가속 중에, 모멘트는 구동 바퀴 상의 구동 하중을 감소시킬 수 있고, 그에 의해서 감소된 가속 파워를 제공할 수 있다. 일부 경우에, 구동 하중이 충분히 감소되어, 구동 바퀴 스피닝 및 모바일 로봇의 가속 부족을 초래할 수 있다. 지표면 위의 피벗 위치의 높이를 샤시 상의 낮은 위치로 조정함으로써, 구동 바퀴와 지표면의 결합을 통한 제동 파워 및 가속 파워 사이의 균형이 달성될 수 있다. 예로서, 낮은 피벗 위치가, 시스템의 가속 능력을 손상시키지 않으면서, 개선된 제동 성능을 초래할 수 있다.
본원에서 개시된 여러 실시형태는 모바일 로봇에 관한 것일 수 있고, 이러한 모바일 로봇은 샤시, 샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 적어도 3개의 지지 바퀴를 포함하는 지지 시스템, 및 샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 지표면을 가로질러 가속하도록 구성된 제1 구동 조립체를 포함하는 구동 시스템을 포함할 수 있다. 제1 구동 조립체는 제1 단부를 갖는 제어 아암을 포함할 수 있다. 제1 단부는 피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링될 수 있다. 편향 부재가 상부 단부 및 하부 단부를 가질 수 있다. 하부 단부는 연결 위치에서 샤시와 커플링될 수 있고, 상부 단부는 제1 단부로부터 이격된 거리에서 제어 아암과 커플링될 수 있다. 모바일 로봇은, 구동 샤프트 및 제어 아암에 장착된 모터를 포함하는 구동트레인을 가질 수 있다. 모바일 로봇은 구동 샤프트에 장착된 구동 바퀴를 가질 수 있다. 구동 바퀴는 모바일 로봇의 전방-후방 방향을 따라서 정렬될 수 있고, 전방-후방 방향에 대체로 직교하는 측방향을 따라서 정렬된 축을 중심으로 회전될 수 있다. 제어 아암은 일반적으로 전방-후방 방향을 따라서 정렬될 수 있고, 연결 위치는 피벗 위치의 전방에 위치될 수 있다.
편향 부재는, 모바일 로봇이 지표면 상에 배치될 때, 편향 부재의 위치를 기초로 구동 바퀴가 결합력을 지표면에 인가하도록, 구동 바퀴를 비-결합 구성(disengaged configuration)으로 편향시키도록 구성될 수 있다. 모바일 로봇 상의 하중은 지지 시스템을 통해서 샤시에 의해서 지지될 수 있고, 제1 구동 조립체 의해서 편평한 표면에 인가되는 결합력은 하중과 독립적일 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 제동은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 감소시킬 수 있다. 피벗 위치의 축이 연결 위치 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치의 축은 구동 샤프트의 축 아래에 위치될 수 있다. 적어도 3개의 지지 바퀴가 차축을 각각 포함할 수 있고, 피벗 위치의 축은 지지 바퀴의 차축의 각각의 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치는 샤시의 가장 낮은 고도의 지점 또는 구성요소일 수 있다. 피벗 위치는 전방-후방 방향으로 제어 아암 및 연결 위치와 정렬될 수 있다. 구동 바퀴는 측방향으로 제어 아암으로부터 오프셋될 수 있다. 편향 부재는 스프링을 포함할 수 있다. 지지 시스템은 제1, 제2, 제3 및 제4 지지 바퀴를 포함할 수 있다. 지지 시스템은 캐스터 바퀴를 포함할 수 있다. 제어 아암의 피벗 축이 일반적으로 구동 바퀴의 회전 축과 평행할 수 있다. 제어 아암의 제2 단부가 비-결합 구성과 결합 구성 사이에서 대체로 수직 방향으로 이동할 수 있다. 구동트레인이 웜 기어 및 웜 휠을 포함할 수 있다. 로봇은 제1 구동 조립체와 대향되는 샤시의 측면 상에서 제2 구동 조립체를 포함할 수 있다. 제1 구동 조립체 및 제2 구동 조립체는 샤시와 커플링된 단일 차축 상에 장착될 수 있다.
본원에서 개시된 여러 실시형태는 모바일 로봇에 관한 것일 수 있고, 이러한 모바일 로봇은 샤시, 샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 지지 바퀴를 갖춘 지지 시스템, 및 샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 지표면을 가로질러 가속하도록 구성된 제1 구동 조립체를 갖춘 구동 시스템을 포함할 수 있다. 제1 구동 조립체는 피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링된 제어 아암을 포함할 수 있다. 편향 부재는 제어 아암 및 샤시와 커플링될 수 있다. 구동 바퀴가 제어 아암에 장착될 수 있다. 구동 바퀴는 모바일 로봇의 전방-후방 방향을 따라서 정렬될 수 있고, 전방-후방 방향에 대체로 직교하는 측방향을 따라서 정렬된 축을 중심으로 회전될 수 있다. 구동 바퀴를 구동하기 위한 모터가 포함될 수 있다. 편향 부재는, 모바일 로봇이 편평한 표면 상에 배치될 때, 편향 부재의 위치를 기초로 구동 바퀴가 결합력을 편평한 표면에 인가하도록, 구동 바퀴를 제1 고도 아래의 제2 고도로 편향시키도록 구성될 수 있다.
모바일 로봇 상의 하중이 적어도 3개의 지지 바퀴를 통해서 샤시에 의해서 지지될 수 있다. 제1 구동 조립체에 의해서 지표면에 가해지는 결합력이 하중과 독립적일 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 제동은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 감소시킬 수 있다. 피벗 위치는 편향 부재와 샤시의 연결부 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치는 구동 샤프트 아래에 위치될 수 있다. 적어도 3개의 지지 바퀴의 각각이 각각의 차축을 포함할 수 있고, 피벗 위치는 각각의 차축 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치는 샤시의 가장 낮은 고도의 지점 또는 구성요소일 수 있다.
본원에서 개시된 여러 실시형태는 모바일 로봇에 관한 것일 수 있고, 이러한 모바일 로봇은 샤시, 샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 지지 바퀴를 포함하는 지지 시스템, 및 샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 이동시키도록 구성된 제1 구동 조립체를 포함할 수 있다. 제1 구동 조립체는 피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링된 제어 아암 및 제어 아암에 장착된 구동 바퀴를 포함할 수 있다. 모바일 로봇 상의 하중은 지지 바퀴를 통해서 샤시에 의해서 지지될 수 있고, 제1 구동 조립체 의해서 편평한 표면에 인가되는 결합력은 하중과 독립적일 수 있다.
모바일 로봇은 구동 바퀴를 아래쪽으로 편향시키도록 구성된 편향 부재를 포함할 수 있다. 제어 아암은 대체로 전방-후방 방향을 따라서 정렬될 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 제동은 구동 바퀴와 편평한 표면 사이의 결합력을 증가시킬 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 구동 바퀴와 편평한 표면 사이의 결합력을 감소시킬 수 있다. 피벗 위치는 편향 부재와 샤시의 연결부 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치는 구동 바퀴의 구동 샤프트 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치는 구동 바퀴의 구동 샤프트의 후방에 위치될 수 있다. 지지 바퀴의 각각이 각각의 차축을 포함할 수 있고, 피벗 위치는 각각의 차축 아래에 위치될 수 있다. 피벗 위치는 샤시의 가장 낮은 고도의 지점 또는 구성요소일 수 있다.
본원에서 개시된 여러 실시형태는 모바일 로봇에 관한 것일 수 있고, 이는 샤시, 및 샤시와 커플링될 수 있고 모바일 로봇을 이동시키도록 구성될 수 있는 적어도 하나의 구동 조립체를 포함할 수 있다. 구동 조립체는 구동 바퀴 축을 중심으로 회전하도록 구성된 구동 바퀴, 및 구동 바퀴를 지지하는 제어 아암을 포함할 수 있다. 제어 아암은, 구동 바퀴 축에 대체로 평행한 피벗 축을 가지는 피벗 위치에서 샤시에 커플링될 수 있다. 모터가 구동 바퀴를 회전시키도록 구성될 수 있다.
제어 아암의 피벗 위치는 구동 바퀴 축의 후방에 있을 수 있다. 제어 아암의 피벗 위치는 구동 바퀴 축보다 낮을 수 있다. 구동 조립체가 아래쪽으로 편향될 수 있다. 모바일 로봇은 복수의 지지 바퀴를 포함할 수 있다. 모바일 로봇 상의 하중은 지지 바퀴를 통해서 샤시에 의해서 지지될 수 있고, 그에 따라 제1 구동 조립체 의해서 지표면에 인가되는 결합력은 하중과 독립적일 수 있다.
본원에서 개시된 여러 실시형태는 모바일 로봇에 관한 것일 수 있고, 이는 샤시, 및 샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 이동시키도록 구성되는 적어도 하나의 구동 조립체를 포함할 수 있다. 구동 조립체는 구동 바퀴 축을 중심으로 회전하도록 구성된 구동 바퀴, 및 구동 바퀴를 회전시키도록 구성된 모터를 포함할 수 있다. 구동 바퀴는 구동 바퀴 후방의 피벗 축을 중심으로 피벗되도록 구성될 수 있다.
모바일 로봇은, 샤시를 지표면 상에서 지지하기 위해서 비-구동 지지 바퀴를 포함할 수 있다. 모바일 로봇의 중량은 지지 바퀴를 통해서 지지될 수 있고, 그에 따라 구동 바퀴에 의해서 지표면에 인가되는 결합력은 모바일 로봇의 중량과 독립적이다. 피벗 축은 지지 바퀴 중 하나 이상의 회전 축 아래에 있을 수 있다. 피벗 축은 구동 바퀴의 회전 축 아래에 있을 수 있다. 피벗 축은 구동 바퀴의 회전 축에 실질적으로 평행할 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 지면에 대한 구동 바퀴의 결합력을 감소시킬 수 있다. 구동 바퀴를 이용한 제동은 지면에 대한 구동 바퀴의 결합력을 증가시킬 수 있다.
전술한 요지는 단지 예시적인 것이고 어떠한 방식으로 제한하기 위한 것이 아니다. 본원에서 설명된 시스템, 장치, 및 방법 및/또는 다른 청구대상의 다른 양태, 특징, 및 장점이 이하에 기재된 교시 내용에서 명확해질 것이다. 이러한 요지는 본 개시 내용의 개념의 일부의 선택을 도입하기 위해서 제공된다. 이러한 요지는 본원에서 설명된 임의의 청구 대상의 핵심적인 또는 본질적인 특징을 나타내기 위한 것은 아니다.
여러 예가 설명 목적을 위해서 첨부 도면에 도시되어 있고, 어떠한 방식으로도 예의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 상이한 개시된 예들의 다양한 특징들이 조합되어, 본 개시 내용의 일부인 부가적인 예를 형성할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 제동 중의 구동 조립체 상의 모멘트를 도시한다.
도 1c 및 도 1d는 가속 중의 구동 조립체 상의 모멘트를 도시한다.
도 2는 모바일 로봇 플렛폼으로서 구성된 모바일 로봇을 도시한다.
도 3a는 모바일 로봇의 측면도를 도시한다.
도 3b는 모바일 로봇의 제2 측면도를 도시한다.
도 4a는 모바일 로봇의 상면도를 도시한다.
도 4b는 모바일 로봇의 저면도를 도시한다.
도 5는 구동 조립체의 사시도를 도시한다.
도 6은 구동 조립체의 분해도를 도시한다.
도 7은 모바일 로봇의 샤시의 분해도를 도시한다.
도 8은 샤시의 조립도를 도시한다.
도 9는 샤시의 저면 사시도를 도시한다.
도 10은 모바일 로봇의 서스펜션 시스템을 결합 구성에서 도시한다.
도 11은 서스펜션 시스템을 비-결합 구성에서 도시한다.
도 12a는 지지 시스템의 예시적인 실시형태의 정면도를 도시한다.
도 12b는 지지 시스템의 배면도를 도시한다.
본원에서 설명된 기술의 시스템, 장치, 및 방법의 여러 특징 및 장점이 도면에 도시된 예에 관한 이하의 설명으로부터 보다 완전히 명확해질 것이다. 이러한 예는 본 개시 내용의 원리를 설명하기 위한 것이고, 이러한 개시 내용은 도시된 예로만 제한되지 않아야 한다. 본원에서 개시된 원리를 고려한 당업자에게 자명한 바와 같이, 도시된 예의 특징은 수정, 조합, 제거, 및/또는 대체될 수 있다.
본 개시 내용은 모바일 로봇을 위한 지지 시스템에 관한 것이다. 지지 시스템은, 모바일 로봇의 샤시를 지표면 상에서 지지하는 지지 바퀴를 포함할 수 있다. 샤시 상의 하중이 지지 바퀴를 통해서 분산될 수 있다. 모바일 로봇은 또한 구동 조립체를 포함할 수 있다. 구동 조립체는 가속 및/또는 제동을 위해서 구동 바퀴를 지표면과 결합시키기 위한 서스펜션 시스템을 포함할 수 있다. 서스펜션 시스템은, 상부 플랫폼 상의 하중과 독립적인 방식으로, 구동 바퀴를 지표면과 결합시킨다.
도 1a는 피벗 위치(P)에서 (예를 들어, 모바일 로봇의 샤시와) 피벗 가능하게 장착된 제어 아암(A)을 포함하는 구동 조립체의 개략도를 도시한다. 구동 바퀴(W)가 제어 아암(A)에 장착된다. 구동 바퀴(W)는 지표면(G)과 결합되어 감속을 제공할 수 있다. 피벗 위치(P)는 지표면(G) 위의 높이(H)에 있을 수 있다.
구동 바퀴(W)를 이용한 제동 중에, 지표면(G)은 제동력(FB)을 구동 바퀴(W) 및 제어 아암(A)에 가할 수 있다. 제동력(FB)은 피벗 위치(P)를 중심으로 모멘트(M1)를 가할 수 있다. 제동력(FB)은 피벗 위치(P)를 향하는 방향을 갖는 라인으로 작용하는 인라인 힘 성분(FB1), 및 피벗 위치(P)를 향하는 방향에 직교하는 직교 힘 성분(FB2)을 포함할 수 있다.
제동력(FB)(예를 들어, 구체적으로 구동 바퀴(W) 및 제어 아암(A)을 통해서 작용하는 직교 힘 성분(FB2))이 피벗 위치(P)를 중심으로 하는 모멘트(M1)를 생성한다. 제동력(FB)에 의해서 생성되는 모멘트(M1)는 구동 바퀴(W)로부터 지표면(G)으로의 구동 하중(L1)을 증가시킬 수 있다. 구동 하중(L1)은, 지표면(G)의 방향으로 제어 아암(A) 및 구동 바퀴(W)에 작용하는 중량 또는 다른 편향력을 포함할 수 있는 항력일 수 있다. 구동 하중(L1)은 모멘트(M1)의 결과로서 증가될 수 있고, 그에 따라 구동 바퀴(W)와 지표면(G) 사이의 마찰 결합이 제동 파워를 증가시킬 수 있다.
도 1b는, 본원에서 설명된 바와 같은 도 1a의 구동 조립체와 상이할 수 있는, 조정된 구성을 갖는 구동 조립체를 도시한다. 피벗 위치(P')가 높이(H')에 있을 수 있다. 높이(H')는 도 1a의 높이(H)보다 낮을 수 있다. 구동 바퀴(W)를 이용한 제동 중에, 지표면(G)은 제동력(FB)을 구동 바퀴(W) 및 제어 아암(A)에 가할 수 있다. 제동력(FB)은 피벗 위치(P')를 중심으로 모멘트(M1')를 가할 수 있다. 제동력(FB)은 피벗 위치(P')를 향하는 방향을 갖는 라인으로 작용하는 인라인 힘 성분(FB1'), 및 피벗 위치(P')를 향하는 방향에 직교하는 직교 힘 성분(FB2')을 포함할 수 있다.
직교 힘 성분(FB2')은 모멘트(M1') 및 구동 하중(L1')을 생성한다. 피벗 위치(P')의 높이(H')가 피벗 위치(P)의 높이(H)보다 낮기 때문에, 힘(FB2')은 힘(FB2)보다 작을 수 있고, 구동 하중(L1')은 구동 하중(L1)보다 작을 수 있다. 따라서, 동일 제동력(FB)에서도, 모멘트(M1')는 높이(H')와 높이(H) 사이의 차이를 기초로 M1 보다 비례적으로 더 작을 수 있다. 높이(H)가 지표면(G)을 향해서 감소됨에 따라, 구동 바퀴(W)를 제동하는 것이 더 어려울 수 있고 미끄러짐 및/또는 더 긴 제동 거리가 초래될 수 있다.
도 1c는 피벗 위치(P)에 피벗 가능하게 장착된 제어 아암(A)을 포함하는 구동 조립체의 개략도를 도시한다. 구동 바퀴(W)가 제어 아암(A)에 장착된다. 구동 바퀴(W)는 지표면(G)과 결합되어 가속을 제공할 수 있다. 피벗 위치(P)는 (예를 들어, 도 1a와 유사하게) 지표면(G) 위의 높이(H)에 있을 수 있다.
구동 바퀴(W)의 가속 중에, 지표면(G)은 가속력(FA)을 구동 바퀴(W) 및 제어 아암(A)에 가할 수 있다. 가속력(FA)은 피벗 위치(P)를 중심으로 모멘트(M2)를 가할 수 있다. 가속력(FA)은 피벗 위치(P)를 향하는 방향을 갖는 라인으로 작용하는 인라인 힘 성분(FA1), 및 피벗 위치(P)를 향하는 방향에 직교하는 직교 힘 성분(FA2)을 포함할 수 있다.
가속력(FA)은 피벗 위치(P)를 중심으로 하는 모멘트(M2)(예를 들어, 구체적으로 구동 바퀴(W) 및 제어 아암(A)을 통해서 작용하는 직교 힘 성분(FA2))를 생성한다. 가속력(FA)에 의해서 생성되는 모멘트(M2)는 구동 바퀴(W)로부터 지표면(G)으로의 구동 하중(L2)을 감소시킬 수 있다. 구동 하중(L2)은, 지표면(G)의 방향으로 제어 아암(A) 및 구동 바퀴(W)에 작용하는 중량 또는 다른 편향력을 포함할 수 있는 항력일 수 있다. 구동 하중(L2)은 모멘트(M2)로 인해서 감소될 수 있고, 그에 따라 구동 바퀴(W)와 지표면(G) 사이의 마찰 결합이 감소되고, 이는 바퀴 스핀을 증가시킬 수 있거나 가속을 달리 방해할 수 있다.
도 1d는 조정된 구성을 갖는 구동 조립체를 도시한다. 피벗 위치(P')는 (예를 들어, 도 1b와 유사하게) 높이(H')에 있을 수 있다. 높이(H')는 도 1c의 높이(H)보다 낮을 수 있다. 구동 바퀴(W)의 가속 중에, 지표면(G)은 가속력(FA)을 구동 바퀴(W) 및 제어 아암(A)에 가할 수 있다. 가속력(FA)은 피벗 위치(P')를 중심으로 모멘트(M2')를 생성할 수 있다. 가속력(FA)은 피벗 위치(P')를 향하는 방향을 갖는 라인으로 작용하는 인라인 힘 성분(FA1'), 및 피벗 위치(P')를 향하는 방향에 직교하는 직교 힘 성분(FA2')을 포함할 수 있다.
직교 힘 성분(FA2')은 모멘트(M2')를 생성하고, 이는 구동 하중(L2')을 감소시킬 수 있다. 피벗 위치(P')의 높이(H')가 피벗 위치(P)의 높이(H)보다 낮기 때문에, 힘(FA2')은 힘(FA2)보다 작을 수 있고, 도 1d의 구동 하중(L2')의 감소는 도 1c의 구동 하중(L2)의 감소보다 작을 수 있다. 따라서, 동일 가속력(FA)에서도, 모멘트(M2')는 높이(H')와 높이(H) 사이의 차이를 기초로 M2 보다 비례적으로 더 작을 수 있다. 높이(H)가 지표면(G)을 향해서 감소됨에 따라, 예를 들어, 구동 바퀴(W)를 가속하는 것이 더 효율적일 수 있고/있거나 더 적은 바퀴 스핀을 초래할 수 있다.
따라서, 본 개시 내용에 따른 구동트레인 및 서스펜션 시스템을 갖춘 모바일 로봇의 장점 중 하나는, 제어 아암(A)의 피벗 위치를, 모바일 로봇의 제동을 촉진하면서도 여전히 적절한 가속을 제공하는 위치에 배치하는 구성이다. 여러 피벗 위치(예를 들어, 바퀴 축의 후방, 바퀴 축의 전방, 바퀴 축의 위쪽, 바퀴 축의 아래쪽 등)가 이용될 수 있고 도 1a 내지 도 1d와 관련하여 설명된 것과 유사할 수 있는 가속 및 감속을 위한 상이한 모멘트들을 생성할 수 있으며, 이러한 피벗 위치는 제동 및 가속 성능의 균형을 위해서 배치될 수 있다.
도 2 내지 도 4b는 모바일 로봇(120)의 예시적인 실시형태를 도시한다. 모바일 로봇(120)은 상부 플랫폼(121)을 포함할 수 있다. 상부 플랫폼(121)은 평면형 지역일 수 있으나, 임의의 다른 적합한 형상 또는 구조가 이용될 수 있다. 상부 플랫폼(121)은 다른 로봇 구현예를 모바일 로봇(120)에 장착하기 위한 위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 모바일 로봇(120)은 모바일 카트, 테이블, 컨베이어, 로봇 아암, 및 임의의 다른 적용예와 결합될 수 있다. 모바일 로봇(120)은 외부 차폐부(122)를 포함할 수 있다. 외부 차폐부는 네비게이션 시스템, 통신 시스템, 및 파워 시스템, 그리고 모바일 로봇(120)의 동작을 위해서 사용되는 다른 구성요소를 둘러싸거나 대체로 둘러싸기 위해서 함께 연결된 복수의 측벽을 포함할 수 있다.
모바일 로봇(120)은 자율적 또는 반-자율적일 수 있다. 모바일 로봇(120)은 환경을 감지하기 위한 복수의 센서를 포함할 수 있다. 센서는 로봇의 주변을 맵핑하기 위한 LIDAR 및 레이저-기반의 센서를 포함할 수 있다. 모바일 로봇(120)은 범위 탐지 또는 LIDAR-형 레이저를 내부에 포함하는 레이저 슬릿(123)을 포함할 수 있다. 모바일 로봇(120)은 사용자 인터페이스(125)를 포함할 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 제어 패널(125)이 판의 측면 또는 아래에, 또는 달리 로봇(120) 상의 노출되지 않은 위치에 위치될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 로봇(120)은 대체로 전방-후방 방향(F-RV)을 따라서 그리고 좌측-우측 방향(L-RT)을 따라서 배향될 수 있다. 전방 방향(F)은 대체로 로봇의 전방 이동을 따를 수 있다. 후방 방향(RV)은 전방 방향에 반대일 수 있다. 좌측-우측 방향(L-RT)은 전방-후방 방향(F-RV)에 직교적일 수 있다. 좌측-우측 방향(L-RT) 및 전방-후방 방향(F-RV)은, 예를 들어 대체로 수평인 평면 상에서, 공통 평면적일 수 있다.
로봇(120)은 샤시(140) 및 지지 시스템(130)을 포함할 수 있다. 로봇(120)의 상부 플랫폼, 외부 차폐부 및/또는 임의의 다른 구성요소가 샤시(140)에 장착될 수 있다. 로봇(120)의 목적 및 설계에 따라, 다양한 상이한 구성요소들 및 구조물들이 샤시에 장착될 수 있다. 지지 시스템(130)은 복수의(예를 들어, 2개, 3개, 4개, 또는 그 초과) 지지 바퀴(132)를 포함할 수 있다. 지지 바퀴(132)는 샤시(140)와 커플링될 수 있다. 지지 바퀴(132)는 캐스터 바퀴일 수 있다. 지지 바퀴(132)는 샤시 상의 하중을 지표면에 대해서 지지할 수 있다. 특정 실시형태에서, 지지 바퀴(132)는 개별적인 또는 조합된 서스펜션 요소(예를 들어, 스프링 및/또는 댐퍼)를 포함할 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 지지 바퀴(132)는 불균일한 지형을 수용하기 위해서, 충격을 흡수하기 위해서, 그리고 하중 분산을 위해서 (예를 들어, 위쪽 및 아래쪽으로) 이동할 수 있다. 일부 실시형태에서, 지지 바퀴(132)는 상하로 이동할 수 없도록 고정될 수 있고, 로봇(120)의 중량 또는 하중과 관계없이, 로봇(120)의 지면 간극 높이가 일정할 수 있다. 지지 바퀴(132)는 구동되지 않을 수 있다.
지지 시스템은 제1 구동 조립체(134) 및/또는 제2 구동 조립체(135)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 구동 조립체(134, 135)는 로봇(120)의 가속, 제동, 및/또는 조향을 제공할 수 있다. 예를 들어, 2개의 구동 바퀴 모두가 제1 방향으로 회전되는 경우에, 로봇은 전방으로 이동할 수 있고; 2개의 구동 바퀴 모두가 제2 방향으로 이동되는 경우에, 로봇은 후방으로 이동할 수 있고; 구동 바퀴들이 반대 방향들로 이동되는 경우에, 또는 구동 바퀴 중 하나 만이 이동하는 경우에, 또는 구동 바퀴들이 상이한 속력들로 이동하는 경우에, 로봇은 회전할 수 있다. 제동은 구동 바퀴의 회전을 감속하는 것에 의해서, 구동 바퀴의 회전을 중단시키는 것에 의해서, 또는 구동 바퀴의 방향을 반전시키는 것에 의해서 수행될 수 있다. 제1 및/또는 제2 구동 조립체(134, 135)는 샤시(140)와 커플링될(예를 들어, 피벗 가능하게 커플링될) 수 있다. 제1 및 제2 구동 조립체(134, 135)는 각각의 서스펜션 시스템을 통해서 지표면과 결합되도록 구성될 수 있다. 제1 및 제2 구동 조립체(134, 135)는 적어도 부분적으로 로봇(120)의 외부 차폐부(122) 아래에 위치될 수 있다.
많은 변경들이 가능하다. 예를 들어, 단일 구동 조립체가 사용될 수 있고, 일부 경우에, 이는 로봇을 전방 및/또는 후방으로 이동시킬 수 있고, 좌측 또는 우측으로 회전될 수 있는 하나 이상의 조향 바퀴와 같은, 별개의 조향 시스템을 이용하여 조향이 구현될 수 있다. 일부 실시형태에서, 로봇(120)은 3개 또는 4개의 구동 조립체를 포함할 수 있다. 특정 대안적 실시형태에서, 모바일 로봇(120)은 구동되는 바퀴만을 포함하고, 비-구동 지지 바퀴는 포함하지 않는다. 일부 경우에, 하나 이상의 구동 조립체가 로봇 및/또는 페이로드(payload)의 적어도 일부의 중량을 지지할 수 있다. 예를 들어, 로봇은 2개의 구동 바퀴 및 2개의 비-구동 지지 바퀴를 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6은 제1 구동 조립체(134)를 도시한다. 구동 조립체(134)는 제어 아암(234)을 포함할 수 있다. 제어 아암(234)은 제1 단부(234a) 및 제2 단부(234b)를 포함할 수 있다. 제어 아암(234)의 제1 단부(234a)는 피벗 개구(236)를 포함할 수 있다. 피벗 개구(236)는 제어 아암(234)을 위한 피벗 위치일 수 있다. 피벗 개구(236)는 제1 단부(234a) 상에 위치될 수 있다. 제어 아암(234)은 연결 위치(237)를 포함할 수 있다. 연결 위치(237)는 제어 아암(234)의 제2 단부(234b) 상에 위치될 수 있다. 연결 위치(237)는 하나 이상의 개구 또는 다른 장착 하드웨어 특징부를 포함할 수 있다.
제어 아암(234)은 함께 조립된 복수의 판들을 포함할 수 있다. 제어 아암(234)은 장착 판(234c)을 포함할 수 있다. 제어 아암(234)은 제1 측면 판(234d) 및 제2 측면 판(234e)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 측면 판(234d, 234e)은 제어 아암(234)의 제1 단부(234a)로부터 제2 단부(234b)까지 연장될 수 있다. 제1 및 제2 측면 판(234d, 234e)은 서로 대체로 평행할 수 있다. 장착 판(234c)은 제1 및 제2 측면 판(234d, 234e)과 함께 커플링될 수 있다. 특정 구현예에서, 제어 아암(234)은 제1 및 제2 측면 판(234d, 234e)과 함께 커플링된 다수의 판을 포함할 수 있다. 장착 판(234c)은 하나 이상의 장착 개구 또는 장착 하드웨어를 포함할 수 있다. 제어 아암(234)은 측면 판(234d, 234e) 중 하나 또는 둘 모두에서 절취부(234f)를 포함할 수 있다. 절취부(234f)는 장착 판(234c)과 적어도 부분적으로 정렬될 수 있다. 절취부(234f)는 제1 단부(234a)와 제2 단부(234b) 사이에 위치될 수 있다.
구동 조립체(134)는 상부 핀(244)을 포함할 수 있다. 상부 핀(244)은 대체로 원통형인 부재일 수 있다. 상부 핀(244)은, 제어 아암(234) 내의 하나 이상의 개구 내에 결합되는 크기의 하나 이상의 원주방향 세그먼트 또는 축방향 세그먼트를 포함할 수 있다. 상부 핀(244)은 제어 아암(234)의 제2 단부(234b)와 커플링될 수 있다. 상부 핀(244)은 연결 위치(237)의 하나 이상의 개구 내에 장착될 수 있다.
구동 조립체(134)는 편향 부재(238)을 포함할 수 있다. 편향 부재(238)는, 와이어 스프링, 탄성 재료, 비틀림 스프링 또는 다른 편향 구성요소와 같은, 하나 이상의 스프링을 포함할 수 있다. 편향 부재(238)는 스프링(239a, 239b)의 쌍을 포함할 수 있다. 스프링(239a, 239b)은 와이어 코일 스프링일 수 있다. 스프링(239a, 239b)은 길이가 동일할 수 있다. 스프링(239a, 239b)은 이완된 위치에서 도면에 도시되어 있고, 연신된 위치가 종종 투명하게 도시되어 있다. 다른 구현예에서, 스프링(239a, 239b)은 상이한 길이들을 가질 수 있고/있거나 제어 아암(234)의 상이한 위치들을 따라서 장착될 수 있다. 일부 경우에, 단일 스프링(239) 또는 다른 편향 부재(238)가 구동 조립체를 위해서 사용될 수 있다.
편향 부재(238)의 제1 단부(238a)가 제어 아암(234)의 제2 단부(234b)와 커플링될 수 있다. 편향 부재(238)의 제1 단부(238a)는 장착부를 포함할 수 있다. 장착부는 후크 또는 다른 커플러일 수 있다. 커플링은, 장착부와 상부 핀(244)의 결합과 같은, 하나 이상의 기계적 결합을 통해서 이루어질 수 있다. 상부 핀(244)은 스프링(239a, 239b)의 간격을 유지하기 위한 하나 이상의 윤곽부를 포함할 수 있다.
편향 부재(238)의 제2 단부(238b)는 샤시(140)와의 커플링을 위한 장착부를 포함할 수 있다. 제2 핀(242)이 편향 부재(238)의 제2 단부(238b)에서 장착부(예를 들어, 후크)와 연결될 수 있다. 하부 핀(242)은 스프링(239a, 239b)의 간격을 유지하기 위한 하나 이상의 윤곽부를 포함할 수 있다.
구동 조립체(134)는 구동트레인(233)을 포함할 수 있다. 구동트레인(233)은 모터(232)를 포함할 수 있다. 모터(232)는 브러시 또는 무브러시 전기 모터와 같은 임의의 유형의 모터일 수 있다. 모터(232)는 대체로 원통형인 케이싱을 포함할 수 있다. 구동트레인(233)은 기어박스(231)를 포함할 수 있다. 기어박스(231)는 외부 하우징을 포함할 수 있다. 기어박스(231)는 입력부 및 변속기로의 출력부를 포함할 수 있다. 모터(232)의 출력 샤프트가 입력부에서 기어박스(231)에 장착될 수 있다. 기어박스(231)의 출력부는 출력 샤프트(246)를 포함할 수 있다. 출력 샤프트는 조립된 모터(232) 및 기어박스(233)에 대해서 직교적으로 연장될 수 있다. 기어박스(231)는 웜 기어/웜 휠, 유성 기어박스, 또는 임의의 적합한 유형의 변속기일 수 있다.
구동트레인(233)은 하나 이상의 기계적 체결부에 의해서 제어 아암(234)의 장착 판(234c)에 장착될 수 있다. 구동트레인(233)은 제어 아암(234)의 제1 단부(234a)와 제2 단부(234b) 사이에 장착될 수 있다. 구동트레인(233)은 제어 아암(234)의 제1 및 제2 측면 패널들(234d, 234e) 사이에 장착될 수 있다. 출력 샤프트(246)는 절취부(234f)와 대체로 정렬될 수 있다. 모터(232) 및/또는 기어박스(231)는, 도시된 바와 같이, 제어 아암(234)과 대체로 직교되는 배향으로 연장될 수 있다. 다른 구현예에서, 모터(232)는 출력 샤프트(246)와 축방향으로 정렬될 수 있다. 일부 경우에, 기어박스(233)가 생략될 수 있다.
구동 조립체(134)는 구동 바퀴(240)를 포함할 수 있다. 구동 바퀴(240)는 타이어(240a)를 포함할 수 있다. 타이어(240a)는, 탄성중합체, 고무 또는 기타와 같은, 내구성 및/또는 파지 향상 재료로 제조될 수 있다. 타이어는 중실형 재료일 수 있거나, 공기압 또는 임의의 다른 적합한 유형의 타이어일 수 있다. 구동 바퀴(240)는 외부 림(outer rim)(240b)을 포함할 수 있다. 타이어(240a)는 외부 림(240b)에 장착될 수 있다. 웹(web)이 외부 림(240b)과 내부 허브(240c)를 부착할 수 있다. 내부 허브(240c)는 구동 바퀴(240) 상에서 센터링될 수 있다. 임의의 적합한 바퀴가 사용될 수 있다.
내부 허브(240c)는 중앙 개구를 포함할 수 있다. 부싱(248)이 중앙 개구 내에 장착될 수 있다. 부싱(248)은 플랜지 및 원통형 부분을 포함할 수 있다. 원통형 부분은, 슬롯을 포함하는 내부 개구를 포함할 수 있다. 내부 개구 및 슬롯은, 출력 샤프트(246)로부터 구동 바퀴(240)로 토크를 전달하기 위해서 출력 샤프트(246) 상의 키와 결합되도록 키 형상이 될(keyed) 수 있다. 부싱(248)은 하나 이상의 기계적 체결부(240d)에 의해서 내부 허브(240c) 상에 장착될 수 있다. 너트(246a)가 출력 샤프트(246)의 선단부와 나사산식으로 결합되어 바퀴(240)와 구동트레인(233)을 조립할 수 있다. 많은 변경이 가능하고, 구동 바퀴(240)는, 모터(232)가 구동 바퀴(240)를 회전시킬 수 있게 하는 임의의 적합한 메커니즘에 의해서 모터(232)에 커플링될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 모바일 로봇(120)의 샤시(140) 및 구동 조립체(134, 135)를 도시한다. 샤시(140)는 일반적으로 모바일 로봇(120)의 지지 시스템(130) 및 상부 플랫폼(121)에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있다. 샤시(140)는 일체형 구조물, 또는 예를 들어 복수의 기계적 체결부에 의해서 함께 기계적으로 연결된 다수의 상이한 구조적 요소들을 포함할 수 있다.
샤시(140)는 내부 부분(360a)을 포함할 수 있다. 내부 부분(360a)은 하나 이상의 패널들(362a, 362b) 사이에 위치될 수 있다. 내부 부분(360a)은 모바일 로봇(120)을 위한 하나 이상의 전기적 구성요소 또는 페이로드를 수용하기 위한 크기를 가질 수 있다.
샤시(140)는 복수의 바퀴 장착부(364 내지 367)를 포함할 수 있다. 바퀴 장착부(364 내지 367)는 제1, 제2, 제3, 및/또는 제4 바퀴 장착부(364 내지 367)를 포함할 수 있다. 바퀴 장착부(364 내지 367)의 각각은 대체로 U-형상의 부재를 포함할 수 있다. 바퀴 장착부(364 내지 367)의 각각은 지표면과 대체로 평행한 평면형 부분을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 바퀴 장착부(364, 365)는 샤시(140)의 제1 측면 상에 위치될 수 있다. 제1 및 제2 바퀴 장착부(364, 365)가 패널(362a)로부터 외측으로 연장될 수 있다. 제3 및 제4 바퀴 장착부(366, 367)는, 제1 측면에 대향되는, 샤시(140)의 제2 측면 상에 장착될 수 있다. 제3 및 제4 바퀴 장착부(366, 367)가 패널(362b)로부터 외측으로 연장될 수 있다. 바퀴 장착부(364 내지 367)의 각각은 각각의 측면 패널과의 부착을 위한 하나 이상의 플랜지를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 바퀴 장착부(364 내지 367)는 샤시(140)와 일체로 형성될 수 있다.
지지 바퀴(132)는 제1, 제2, 제3, 및 제4 캐스터 바퀴(484 내지 487)를 포함할 수 있다. 각각의 캐스터 바퀴(484 내지 487)는 바퀴, 브라켓, 및 장착 플랜지를 포함할 수 있다. 브라켓은 대체로 U-형상일 수 있고, 바퀴의 회전 차축과 부착될 수 있다. 브라켓은 장착 플랜지와 회전 가능하게 커플링될 수 있다. 각각의 캐스터 바퀴(484 내지 487)는 각각의 바퀴 장착부(364 내지 367)에 장착될 수 있다. 장착 플랜지는 각각의 바퀴 장착부(364 내지 367)의 각각의 평면형 부분과 부착될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 더 많거나 적은 바퀴 및 바퀴 장착부가 지지 바퀴(132) 내에 포함될 수 있다. 대안적으로, 바퀴(484 내지 487)가 옴니-바퀴(omni-wheel)일 수 있거나, 다른 적합한 바퀴 유형이 사용될 수 있다.
샤시(140)는 차축(368)을 포함할 수 있다. 차축(368)은 장착 브라켓(369)에 의해서 측면 패널들(362a, 362b)에 장착될 수 있다. 장착 브라켓(369)은 이격된 플랜지들의 쌍을 포함할 수 있다. 횡단 부재가 이격된 플랜지들을 연결할 수 있다. 이격된 플랜지들은 샤시(140)와 기계적으로 커플링될 수 있다. 이격된 플랜지들은 차축(368)을 수용하기 위한 개구를 각각 포함할 수 있다. 차축(368)은 좌측-우측 방향으로 측방향으로 연장될 수 있다. 차축(368)은 샤시(140)의 양 측면에서 각각의 패널(362a, 362b)을 지나서 측방향 외측으로 연장될 수 있다. 대안적으로, 샤시(140)의 각각의 측면은 별도의 차축을 포함할 수 있다.
구동 조립체(134, 135)는 샤시(140)와 조립될 수 있다. 구동 조립체(134)의 제어 아암(234)은 차축(368)에 피벗 가능하게 장착될 수 있다. 피벗 개구(236)가 차축(368) 상에 장착될 수 있다. 대안적으로, 제어 아암(234)은 차축을 포함할 수 있고, 샤시(140)는 차축을 수용하기 위한 개구를 포함할 수 있다. 제어 아암(234)은 차축(368)을 중심으로 샤시(140)에 대해서 피벗될 수 있다. 구동 조립체는 1의 자유도(예를 들어, 차축(368)을 중심으로 하는 제어 아암(234)의 회전)를 가질 수 있다. 구동 조립체의 (예를 들어, 제어 아암(234)의) 피벗 축은 구동 바퀴(240)의 회전 축에 대체로 평행할 수 있다. 예를 들어, 피벗 축의 방향과 회전 축의 방향 사이의 각도가 약 20도 미만, 약 15도 미만, 약 10도 미만, 약 5도 미만, 또는 약 0도, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위일 수 있다. 다른 대안들이 가능하고, 예를 들어, 제어 아암(234)이 2 이상의 자유도로 적어도 일부 범위에서 이동할 수 있다.
편향 부재(238)는 연결 부재(370)에서 샤시(140)와 커플링될 수 있다. 연결 부재(370)는, 샤시(140)와 커플링되는 세장형 부재일 수 있다. 대안적으로, 연결 부재(370)는 샤시(140)의 일체형 부분일 수 있다. 연결 부재는 샤시(140)의 하나의 측면 또는 양 측면 상에 측방향 외측으로 연장될 수 있다. 연결 부재(370)는 측면 패널(362a, 362b)로부터 대체로 직교 방향으로 연장될 수 있다. 연결 부재(370)는 U-형상 플랜지의 일부로서 평면형 부분을 포함할 수 있다. 연결 부재(370)는 편향 부재(238)의 제2 단부(238b)의 장착부를 수용하기 위한 하나 이상의 개구를 포함할 수 있다. 편향 부재(238)는 하부 핀(242)으로 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 연결 부재(370)에 커플링될 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 구동 조립체(234)는 결합 구성(도 10) 및 비-결합 구성(도 11)일 수 있다. 비-결합 구성에서, 편향 부재(238)는 제어 아암(234) 및 구동 바퀴(240)를 하강 위치 내로 편향시킬 수 있고, 그러한 하강 위치에서 구동 바퀴(240)는, 지지 바퀴(484 내지 487)가 놓이도록 설계된 지평면(G) 아래의 오프셋 길이(OL)에 위치되는 오프셋 평면(O)에서 정렬된다. 따라서, 모바일 로봇(120)이 지표면(G) 상에 배치될 때, 지지 바퀴(484 내지 487)는 샤시(140)를 지표면(G) 상에서 지지할 수 있다. 로봇(120)의 중량은 편향 부재(238)의 편향을 극복할 수 있고 제어 아암(234)이 위쪽으로 회전되게 할 수 있으며, 그에 따라 구동 바퀴(240)의 하단부는 지지 바퀴(484 내지 487)의 하단부 및 지표면(G)과 대체로 정렬될 수 있다. 편평한 평면으로서 도시되었지만, 지표면(G)은 윤곽을 포함할 수 있고, 구동 바퀴(240)는, 고도의 변동을 수용하도록 그리고 여전히 지표면(G)과 결합되도록, 이동할 수 있다.
모바일 로봇(120) 및 임의의 페이로드의 중량이 지지 바퀴(484 내지 487)를 통해서 분산될 수 있다. 구동 바퀴(240)와 지표면(G)의 결합은 모바일 로봇(120)의 중량 또는 그 위의 하중과 독립적일 수 있다. 구동 바퀴(240)와 지표면(G)의 결합은 편향 부재(238) 및 제어 아암(234)의 스프링 값(즉, 위치)을 기초로 할 수 있다. 편향 부재(238)는 결합 구성과 비-결합 구성 사이의 길이를 변경할 수 있다. 지표면 상의 구동 바퀴의 결합력은 적어도 부분적으로 오프셋 길이(OL)를 기초로 할 수 있다. 대안적으로, 구동 조립체(234)는 구동 바퀴(240)를 지표면(G) 내로 편향시키기 위한 비틀림 스프링, 내부 중량, 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 구동 조립체를 지표면(G)과 결합하도록 충분히 하향 편향시키는데 있어서, 구동 조립체 자체의 중량으로 충분할 수 있다. 일부 경우에, 부가적인 중량을 부가하여 구동 조립체의 하향 편향을 증가시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, 하나 이상의 댐퍼가 스프링(239a, 239b) 또는 다른 편향 부재(238)와 함께 사용될 수 있다. 일부 실시형태에서, 스프링(239a, 239b), 또는 다른 편향 부재(238)는 제어 아암(234) 상의 연결 위치(237)보다 높은 위치에서 샤시(140)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 구동 바퀴(240)가 지표면(240)에 의해서 위쪽으로 가압될 때, 하나 이상의 스프링은, 도시된 바와 같이 연신되는 대신, 압축될 수 있다.
도 1a 내지 도 1d와 관련하여 전술한 바와 같이, 구동 조립체(234)의 구성은 구동 바퀴(240)에 의해서 제공되는 제동 및 가속 중에 견인(traction)의 양에 영향을 미칠 수 있다. 피벗 위치(예를 들어, 피벗 개구(236) 및 차축(368))는 지표면(G) 위의 및/또는 지지 바퀴(들)(132)의 하단부 위의 높이(H)에 위치될 수 있다. 이러한 높이(H)는 가속 및 감속 중에 구동 바퀴(240)와 지표면의 결합을 제어할 수 있다. 높이(H)를 조정함으로써, 구동 조립체(234)는 가속과 감속 사이에서 바람직한 균형을 제공할 수 있다.
로봇(120)이 감속될 때, 제동력이 반대 방향으로(도 10에서 우측으로) 구동 바퀴의 하단부에 인가된다. 피벗 위치(예를 들어, 피벗 개구(236) 및 차축(368))가 지면 위의 및/또는 구동 바퀴(240)의 하단부 위의 높이(H)에 있기 때문에, 제동력은, 구동 바퀴(240)를 지표면(G) 상으로 가압하는 힘을 증가시키는, (예를 들어, 도 10에서 반-시계방향의) 구동 조립체에 대한 모멘트 또는 토크를 생성하고, 이는 제동 중에 견인을 개선할 수 있다.
로봇(120)이 전방 방향으로 가속될 때, 가속력이 전방 방향으로(예를 들어, 도 10에서 좌측으로) 구동 바퀴(240)의 하단부에 인가된다. 피벗 위치(예를 들어, 피벗 개구(236) 및 차축(368))가 지면 위의 및/또는 구동 바퀴(240)의 하단부 위의 높이(H)에 있기 때문에, 가속력은, 구동 바퀴(240)를 지표면(G) 상으로 가압하는 힘을 감소시키는, (예를 들어, 도 10에서 시계방향의) 구동 조립체에 대한 모멘트 또는 토크를 생성한다. 이는 바퀴 스핀을 생성할 수 있고, 신뢰 가능하고 효율적인 가속을 방해할 수 있다. 피벗 위치를 낮은 위치에 배치함으로써, 제동 중의 개선된 견인의 이점을 여전히 제공하면서도 가속을 손상하지 않도록, 높이(H)가 충분히 낮아질 수 있다.
(예를 들어, 전방으로 이동하는 중에 제동하는 동안) 반대 방향으로 가속할 때, 구동 조립체 상의 결과적인 모멘트 또는 토크가 구동 바퀴(240)를 지표면 상으로 가압하는 힘을 증가시킬 수 있고, 이는, 반대 방향으로 가속할 때(예를 들어, 전방으로 이동하는 동안 제동할 때), 개선된 견인을 초래할 수 있다. 반대 방향으로 이동하는 동안 제동할 때, 구동 조립체 상의 결과적인 모멘트 또는 토크가, 구동 바퀴(240)를 지표면(G) 상으로 가압하는 힘을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 로봇(120)은 반대 방향으로 이동하지 않도록 구성될 수 있다(예를 들어, 그 대신 180도 회전되고 새로운 전진 방향으로 이동할 수 있다). 일부 경우에, 로봇(120)의 이동 방향은, 특정 이동이 제동 또는 가속을 위한 견인 개선에 유리할 수 있는지의 여부에 따라, 선택될 수 있다.
제어 아암(234)은 일반적으로 모바일 로봇의 전방-후방 방향(F-RV)을 따라서 정렬될 수 있다. 구동 바퀴(240)는 제어 아암(234)의 피벗 위치의 전방의 위치에서 제어 아암(234)과 커플링될 수 있다. 구동 바퀴(240)가 가속 또는 감속될 때, 구동 바퀴(240)는 구동력을 지표면에 인가하고, 이는 피벗 위치를 중심으로 하는 모멘트를 제어 아암 상에 생성한다. 모멘트는, 구동 바퀴(240) 상의 힘의 방향에 따라, 구동 바퀴(240)와 지표면(G) 사이의 마찰 결합을 감소 또는 증가시킬 수 있다. 지표면(G) 위의 피벗 위치의 높이(H)를 샤시 상의 낮은 위치로 조정함으로써, 구동 바퀴와 지표면의 결합을 통한 제동 파워 및 가속 파워 사이의 균형이 달성될 수 있다.
따라서, 특정 구현예에서, 피벗 위치의 위치는 구동 샤프트(246)의 축 아래 또는 지지 바퀴(484 내지 487)의 차축의 하나 이상의 아래에 있을 수 있다. 제어 아암의 피벗 축은 구동 바퀴(240)의 회전 축보다 낮을 수 있고/있거나 지지 바퀴(484 내지 487)의 하나 이상의 회전 축보다 낮을 수 있다. 피벗 위치는 샤시(140) 상의 가장 낮은 지점에 있을 수 있다. 피벗 위치를 제공하는 구조물은 샤시(140)의 가장 낮은 구조물일 수 있다. 피벗 위치는 구동 바퀴(240)의 회전 축의 후방에 및/또는 그보다 낮게 위치될 수 있다. a) 피벗 위치와 구동 바퀴(240)의 회전 축 사이의 거리와; b) 지표면(G) 위의 피벗 위치의 높이(H) 사이의 비율이 약 2 대 1, 약 2.5 대 1, 약 3 대 1, 약 3.5 대 1, 약 4 대 1, 약 4.5 대 1, 약 5 대 1, 약 6 대 1, 약 7 대 1, 약 8 대 1, 약 9 대 1, 약 10 대 1, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위일 수 있다. 적어도 도 1b를 참조하면, 구동 바퀴(240)의 하단부(예를 들어, 지표면(G) 상에 위치될 때 및/또는 지지 바퀴(132)의 하단부와 정렬되도록 배치될 때)와 피벗 위치 사이의 각도("D")가 약 45 도, 약 40 도, 약 35 도, 약 30 도, 약 25 도, 약 20 도, 약 15 도, 약 10 도, 약 7 도, 약 5 도, 약 3 도, 약 2 도, 약 1 도, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위일 수 있다. 지표면(G) 또는 구동 바퀴(132)의 하단부 위의 피벗 위치의 높이(H)는 약 6 인치, 약 5 인치, 약 4 인치, 약 3 인치, 약 2 인치, 약 1 인치, 약 0.5 인치, 또는 이들 사이의 임의의 값 또는 범위일 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 구동 바퀴(240)가 상하로 이동할 때, 구동 바퀴(240)는 구동 조립체의 회전으로 인해서 전방 또는 후방으로 (예를 들어, 작은 정도로) 이동할 수 있다. 모터(232)(예를 들어, 전체 구동트레인(233))가 제어 아암(234)과 함께 피벗될 수 있다. 구동 바퀴(240)가 (예를 들어, 후방 및 전방으로 작은 정도의 이동으로) 주로 상하로 이동할 때, 모터(232)는 (예를 들어, 상하로 작은 정도의 이동으로) 주로 후방 및 전방으로 이동할 수 있다. 따라서, 로봇(120)의 높이를 상당히 증가시키지 않으면서, 로봇(120)은 모터(232)의 이동을 수용할 수 있다. 일부 실시형태에서, 모터(232)의 적어도 일부가 구동 조립체의 피벗 축의 바로 위에 및/또는 후방에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 구동 바퀴(240)가 위쪽으로 이동할 때, 모터(232)의 일부는 하향 이동할 수 있다. 모터(232) 또는 구동트레인(233)은, 피벗 위치를 향해서 각도를 형성하는 상향 방향으로 구동 바퀴(240)(또는 출력 샤프트(246))로부터 멀리 연장될 수 있다. 모터(232) 또는 구동트레인(233)의 일부는 제어 아암(235)을 위한 피벗 위치 또는 피벗 축 바로 위에 배치될 수 있다.
도 12a 및 도 12b는, 샤시(140)의 특정 특징을 가지고 구동 조립체(134)의 보다 양호한 도시를 위해서 지지 시스템(132)이 생략된, 모바일 로봇(120)을 도시한다.
피벗 가능 구동 조립체는, 구동 조립체를 선형적으로(예를 들어, 상하로) 이동시키는 서스펜션 시스템에 비해서, 더 단순한 구성(예를 들어, 더 적은 구성요소들 및/또는 더 적은 이동 부품들)을 가질 수 있고, 이는 비용을 절감할 수 있고, 수명을 연장할 수 있고, 수리를 감소시킬 수 있고, 조립 시간을 줄일 수 있고, 크기를 줄일 수 있다.
특정 용어
"상단", "하단", "근위", "원위", "길이방향", "측방향" 및 "단부"와 같은, 본원에서 사용된 배향과 관련된 용어는 예시된 예의 맥락으로 사용된다. 그러나, 본 개시 내용은 도시된 배향으로 제한되지 않아야 한다. 사실상, 다른 배향이 가능하고 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다. 직경 또는 반경과 같이, 본원에서 사용된 바와 같은 원형 형상과 관련된 용어는 완벽한 원형 구조를 요구하지 않는 것으로 이해되어야 하며, 그 대신 측면-대-측면으로 측정될 수 있는 횡단면 영역을 가진 임의의 적합한 구조에 적용되어야 한다. "원형", "원통형", "반-원형", "반-원통형" 또는 임의의 관련되거나 유사한 용어와 같은, 일반적으로 형상과 관련된 용어는 원 또는 원통체 또는 다른 구조의 수학적 정의를 엄격하게 준수할 필요가 없고, 합리적으로 근사한 구조를 포함할 수 있다.
달리 구체적으로 설명되지 않는 한, 또한 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 특히, "할 수 있는" ("can," "could," "might," 또는 "may)과 같은 조건부 언어는 일반적으로, 특정의 특징, 요소, 및/또는 단계를, 특정 예가 포함하거나 포함하지 않는다는 것을 전달하기 위한 것이다. 따라서, 그러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징, 요소 및/또는 단계가 임의의 방식으로 하나 이상의 예에서 요구된다는 것을 암시하도록 의도되지 않는다.
"X, Y 및 Z 중 적어도 하나"의 문구와 같은 접속사 언어는, 달리 구체적으로 기술하지 않는 한, 항목, 용어 등이 X, Y 또는 Z일 수 있다는 것을 전달하기 위해서 일반적으로 사용되는 것으로 문맥에 따라 이해된다. 따라서, 그러한 접속사 언어는 일반적으로, 특정 예가 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나, 그리고 Z 중 적어도 하나의 존재를 요구한다는 것을 암시하기 위한 것은 아니다.
본원에서 사용된 바와 같은 "대략적으로", "약", 그리고 "실질적으로"라는 용어는, 희망 기능을 여전히 수행하거나 희망 결과를 달성하는, 기술된 양에 근접하는 양을 나타낸다. 예를 들어, 일부 예에서, "대략적으로", "약", 그리고 "실질적으로"라는 용어는, 문맥이 나타낼 수 있는 바와 같이, 기술된 양의 10% 이하인 양을 지칭할 수 있다. 본원에서 사용된 "일반적으로"라는 용어는, 특정 값, 양 또는 특성을 주로 포함하거나 경향이 있는 값, 양 또는 특성을 나타낸다. 예로서, 특정 예들에서, 문맥이 나타낼 수 있는 바와 같이, "일반적으로 평행한"이라는 용어는 정확한 평행에서 20도 이하만큼 벗어나는 것을 지칭할 수 있다. 모든 범위는 종료점을 포함한다.
요지
모바일 로봇의 몇몇 예시적인 예를 개시하였다. 이러한 개시 내용이 특정의 예시적인 예 및 용도와 관련하여 설명되었지만, 본원에 기재된 특징 및 장점 모두를 제공하지 않는 예 및 용도를 포함하는 다른 예 및 다른 용도가 또한 이러한 개시 내용의 범위 내에 포함된다. 구성요소, 요소, 특징, 행위 또는 단계는 설명된 것과 다르게 배열되거나 수행될 수 있으며, 구성요소, 요소, 특징, 행위 또는 단계는 다양한 예에서 조합, 병합, 부가 또는 생략될 수 있다. 본원에서 설명된 요소 및 구성 요소의 모든 가능한 조합 및 하위 조합은 본 개시 내용에 포함되도록 의도된다. 하나의 특징 또는 특징들의 그룹이 필수적이거나 불가결한 것은 아니다.
별개의 구현예들의 맥락으로 본 개시 내용에서 설명된 특정의 특징들이 또한 단일 구현예에서 조합되어 구현될 수 있다. 역으로, 단일 구현예의 문맥으로 설명된 여러 가지 특징이 또한 복수의 구현예에서 별개로 또는 임의의 적합한 하위 조합으로 실시될 수 있다. 또한, 특징들이 특정 조합으로 작용하는 것으로 앞서서 설명되어 있을 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징이, 일부 경우에, 그러한 조합으로부터 삭제될 수 있고, 그러한 조합은 하위 조합으로서 또는 하위 조합의 변경으로서 청구될 수 있다.
본 개시 내용의 한 예에서 개시되거나 예시된 임의의 단계, 프로세스, 구조 및/또는 장치의 임의의 부분은, 상이한 예 또는 흐름도에서 개시되거나 예시된 임의의 단계, 프로세스, 구조 및/또는 장치의 임의의 다른 부분과 조합되거나 그와 함께(또는 그 대신) 사용될 수 있다. 본원에서 설명된 예들은 서로 구분되고 분리되도록 의도된 것이 아니다. 개시된 특징들의 조합, 변경, 및 일부 구현예가 본 개시 내용의 범위 내에 포함된다.
비록 동작이 특별한 순서로 도면에 도시되거나 명세서에 설명되었을 수 있지만, 그러한 동작은, 희망 결과를 달성하기 위해서, 도시된 특별한 순서 또는 순차적인 순서로 수행될 것 또는 모든 동작이 수행될 것을 요구하지 않는다. 도시되거나 설명되지 않은 다른 동작이 예시적인 방법 및 프로세스에 통합될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 부가적인 동작이 설명된 임의의 동작들 전에, 후에, 동시에, 또는 그 사이에 수행될 수 있다. 또한, 동작들이 일부 구현예에서 재배열되거나 재-순서화될 수 있다. 또한, 전술한 구현예의 여러 구성요소들의 분리가, 모든 구현예에서 그러한 분리를 필요로 하는 것으로 이해되지 않아야 하고, 설명된 구성요소 및 시스템이 일반적으로 단일 제품 내에 함께 통합될 수 있거나 복수의 제품으로 패키지화될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 또한, 일부 구현예는 이러한 개시 내용의 범위 내에 포함된다.
또한, 예시적인 예가 설명되었지만, 동등한 요소, 수정, 생략 및/또는 조합을 갖는 임의의 예도 본 개시 내용의 범위 내에 있다. 더욱이, 특정 양태, 장점 및 신규 특징이 본원에서 설명되지만, 이러한 모든 장점이 반드시 임의의 특정 예에 따라 달성될 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, 본 개시 내용의 범위 내의 일부 예는, 본원에서 교시되거나 제시된 다른 장점을 반드시 달성할 필요가 없이, 본원에서 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 장점의 그룹을 달성한다. 또한, 일부 예는 본원에서 교시되거나 제시된 것과 다른 장점을 달성할 수 있다.
몇몇 예가 첨부 도면과 관련하여 설명되었다. 도면은 실제 축척으로 그려지고/거나 도시되지만, 그러한 축척은 제한적이지 않아야 하는데, 이는 도시된 것 이외의 치수 및 비율이 고려되고, 개시된 발명의 범위 내에 있기 때문이다. 거리, 각도 등은 단지 예시적인 것이며 설명된 장치의 실제 치수 및 배치에 대한 정확한 관계를 반드시 포함하는 것은 아니다. 구성 요소가 추가, 제거 및/또는 재배치될 수 있다. 또한, 여러 예와 관련된 임의의 특별한 특징, 양태, 방법, 성질, 특성, 품질, 속성, 요소, 또는 기타의 본원에서의 개시 내용이 본원에서 기술된 모든 다른 예에서 이용될 수 있다. 또한, 본원에 기술된 임의의 방법이, 열거된 단계를 수행하기에 적합한 임의의 디바이스를 사용하여 실행될 수 있다.
개시 내용의 요약을 위한 목적으로, 발명의 특정 양태, 장점, 및 특징이 본원에서 설명된다. 이러한 장점의 전부 또는 임의의 장점이 본원에서 개시된 발명의 임의의 특정 예에 따라서 반드시 달성되는 것은 아니다. 이러한 개시 내용의 양태가 본질적이거나 불가결한 것은 아니다. 많은 예에서, 장치, 시스템 및 방법은 본원의 도면 또는 설명에 예시된 것과 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 예시된 모듈에 의해서 제공되는 다양한 기능들이 조합, 재배열, 부가 또는 삭제할 수 있다. 일부 구현예에서, 부가적인 또는 상이한 프로세서 또는 모듈이 도면에서 설명되고 예시된 예를 참조하여 설명된 기능의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 많은 변경들을 구현할 수 있다. 본 명세서에 개시된 임의의 특징, 구조, 단계 또는 프로세스가 임의의 예에 포함될 수 있다.
요약하면, 모바일 로봇 및 관련 방법의 다양한 예가 개시되어 있다. 이러한 개시 내용은 구체적으로 개시된 예를 넘어 다른 대안적인 예 및/또는 다른 예의 용도 뿐만 아니라 그 특정 수정 및 등가물로 확장된다. 더욱이, 이러한 개시 내용은, 개시된 예의 다양한 특징 및 양태가 서로 조합되거나, 서로를 대체할 수 있다는 것을 명시적으로 고려한다. 따라서, 이러한 개시 내용의 범위는 전술한 특정 개시 예에 의해 제한되어서는 안 되며, 청구항의 공정한 해석에 의해서만 결정되어야 한다. 일부 실시형태에서, 본원에서 개시된 구동 시스템 및/또는 지지 시스템은 모바일 로봇과 상이한 다른 장치 또는 시스템을 이동시키는 데 사용될 수 있다.

Claims (50)

  1. 모바일 로봇이며:
    샤시;
    샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 적어도 3개의 지지 바퀴를 포함하는 지지 시스템;
    샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 지표면을 가로질러 가속하도록 구성된 제1 구동 조립체를 포함하는 구동 시스템을 포함하고,
    제1 구동 조립체는:
    피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링되는 제1 단부를 가지는 제어 아암;
    상부 단부 및 하부 단부를 가지는 편향 부재로서, 하부 단부는 연결 위치에서 샤시와 커플링되고 상부 단부는 제1 단부로부터 이격된 거리에서 제어 아암과 커플링되는, 편향 부재;
    구동 샤프트 및 제어 아암에 장착된 모터를 포함하는 구동트레인; 및
    구동 샤프트에 장착된 구동 바퀴로서, 모바일 로봇의 전방-후방 방향을 따라서 정렬되고 전방-후방 방향에 대체로 직교하는 측방향을 따라서 정렬된 축을 중심으로 회전될 수 있는, 구동 바퀴를 포함하고;
    제어 아암은 일반적으로 전방-후방 방향을 따라서 정렬되고, 연결 위치는 피벗 위치의 전방에 위치되고,
    상기 적어도 3개의 지지 바퀴는 각각 차축을 포함하고,
    상기 피벗 위치의 축은, 상기 지지 바퀴의 각 차축의 아래 및 상기 구동 샤프트의 축의 아래에 위치되는, 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    편향 부재는, 모바일 로봇이 지표면 상에 배치될 때, 편향 부재의 위치를 기초로 구동 바퀴가 결합력을 지표면에 인가하도록, 구동 바퀴를 비-결합 구성으로 편향시키도록 구성되는, 로봇.
  3. 제1항에 있어서,
    모바일 로봇 상의 하중이 지지 시스템을 통해서 샤시에 의해서 지지되고, 제1 구동 조립체에 의해서 편평한 표면에 대해 인가되는 결합력은 하중과 독립적인, 로봇.
  4. 제1항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 제동은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 증가시키는, 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 감소시키는, 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    피벗 위치의 축이 연결 위치 아래에 위치되는, 로봇.
  7. 제1항에 있어서,
    피벗 위치는 전방-후방 방향으로 제어 아암 및 연결 위치와 정렬되는, 로봇.
  8. 제1항에 있어서,
    구동 바퀴는 측방향으로 제어 아암으로부터 오프셋되는, 로봇.
  9. 제1항에 있어서,
    편향 부재는 스프링을 포함하는, 로봇.
  10. 제1항에 있어서,
    지지 시스템은 제1, 제2, 제3 및 제4 지지 바퀴를 포함하는, 로봇.
  11. 제1항에 있어서,
    지지 시스템은 캐스터 바퀴를 포함하는, 로봇.
  12. 제1항에 있어서,
    제어 아암의 피벗 축이 구동 바퀴의 회전 축과 대체로 평행한, 로봇.
  13. 제1항에 있어서,
    제어 아암의 제2 단부가 비-결합 구성과 결합 구성 사이에서 대체로 수직 방향으로 이동되는, 로봇.
  14. 제1항에 있어서,
    구동트레인은 웜 기어 및 웜 휠을 포함하는, 로봇.
  15. 제1항에 있어서,
    제1 구동 조립체와 대향되는 샤시의 측면 상에서 제2 구동 조립체를 더 포함하는, 로봇.
  16. 제15항에 있어서,
    제1 구동 조립체 및 제2 구동 조립체는 샤시와 커플링된 단일 차축 상에 장착되는, 로봇.
  17. 모바일 로봇이며:
    샤시;
    샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 복수의 지지 바퀴를 갖는 지지 시스템;
    샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 지표면을 가로질러 가속하도록 구성된 제1 구동 조립체를 갖는 구동 시스템을 포함하고,
    제1 구동 조립체는:
    피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링된 제어 아암;
    제어 아암 및 샤시와 커플링된 편향 부재;
    제어 아암에 장착된 구동 바퀴로서, 모바일 로봇의 전방-후방 방향을 따라서 정렬되고 전방-후방 방향에 대체로 직교하는 측방향을 따라서 정렬된 축을 중심으로 회전될 수 있는, 구동 바퀴; 및
    구동 바퀴를 구동하기 위한 모터를 포함하고;
    편향 부재는, 모바일 로봇이 편평한 표면 상에 배치될 때, 편향 부재의 위치를 기초로 구동 바퀴가 결합력을 편평한 표면에 인가하도록, 구동 바퀴를 제1 고도 아래의 제2 고도로 편향시키도록 구성되고,
    상기 복수의 지지 바퀴는 각각 차축을 포함하고,
    상기 피벗 위치의 축은, 상기 지지 바퀴의 각 차축의 아래 및 상기 구동 바퀴의 구동 샤프트의 축의 아래에 위치되는, 모바일 로봇.
  18. 제17항에 있어서,
    모바일 로봇 상의 하중이 적어도 3개의 지지 바퀴를 통해서 샤시에 의해서 지지되고, 제1 구동 조립체 의해서 지표면에 대해 인가되는 결합력이 하중과 독립적인, 모바일 로봇.
  19. 제17항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 제동은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 증가시키는, 모바일 로봇.
  20. 제17항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 구동 바퀴와 지표면 사이의 결합력을 감소시키는, 모바일 로봇.
  21. 제17항에 있어서,
    피벗 위치는 편향 부재와 샤시의 연결부 아래에 위치되는, 모바일 로봇.
  22. 모바일 로봇이며:
    샤시;
    샤시를 지표면 상에서 지지하도록 구성된 복수의 지지 바퀴를 포함하는 지지 시스템;
    샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 이동시키도록 구성된 제1 구동 조립체를 포함하고,
    제1 구동 조립체는:
    피벗 위치에서 샤시와 피벗 가능하게 커플링된 제어 아암; 및
    제어 아암에 장착된 구동 바퀴를 포함하고;
    모바일 로봇 상의 하중이 지지 바퀴를 통해서 샤시에 의해서 지지되고, 제1 구동 조립체 의해서 편평한 표면에 대해 인가되는 결합력은 하중과 독립적이고,
    상기 복수의 지지 바퀴는 각각 차축을 포함하고,
    상기 피벗 위치는, 상기 지지 바퀴의 각 차축의 아래 및 상기 구동 바퀴의 구동 샤프트의 축의 아래에 위치되는, 모바일 로봇.
  23. 제22항에 있어서,
    구동 바퀴를 아래쪽으로 편향시키도록 구성된 편향 부재를 더 포함하는, 모바일 로봇.
  24. 제22항에 있어서,
    제어 아암은 대체로 전방-후방 방향을 따라서 정렬되는, 모바일 로봇.
  25. 제22항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 제동이 구동 바퀴와 편평한 표면 사이의 결합력을 증가시키는, 모바일 로봇.
  26. 제22항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 구동 바퀴와 편평한 표면 사이의 결합력을 감소시키는, 모바일 로봇.
  27. 제23항에 있어서,
    피벗 위치는 편향 부재와 샤시의 연결부 아래에 위치되는, 모바일 로봇.
  28. 제22항에 있어서,
    피벗 위치는 구동 바퀴의 구동 샤프트의 후방에 위치되는, 모바일 로봇.
  29. 모바일 로봇이며:
    샤시; 및
    샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 구동 조립체를 포함하고,
    구동 조립체는:
    구동 바퀴 축을 중심으로 회전되도록 구성된 구동 바퀴;
    구동 바퀴를 지지하는 제어 아암으로서, 구동 바퀴 축에 대체로 평행한 피벗 축을 가지는 피벗 위치에서 샤시에 커플링된, 제어 아암;
    구동 바퀴를 회전시키도록 구성된 모터; 및
    복수의 지지 바퀴를 포함하고,
    상기 복수의 지지 바퀴는 각각 차축을 포함하고,
    상기 제어 아암의 피벗 위치는, 상기 지지 바퀴의 각 차축의 아래 및 상기 구동 바퀴의 구동 샤프트의 축의 아래에 위치되는, 모바일 로봇.
  30. 제29항에 있어서,
    제어 아암의 피벗 위치는 구동 바퀴 축의 후방에 있는, 모바일 로봇.
  31. 제29항에 있어서,
    구동 조립체는 아래쪽으로 편향되는, 모바일 로봇.
  32. 제29항에 있어서,
    제1 구동 조립체 의해서 지표면에 대해 인가되는 결합력이 하중과 독립적이도록, 모바일 로봇 상의 하중이 지지 바퀴를 통해서 샤시에 의해서 지지되는, 모바일 로봇.
  33. 모바일 로봇이며:
    샤시; 및
    샤시와 커플링되고 모바일 로봇을 이동시키도록 구성된 적어도 하나의 구동 조립체를 포함하고,
    구동 조립체는:
    구동 바퀴 축을 중심으로 회전되도록 구성된 구동 바퀴; 및
    구동 바퀴를 회전시키도록 구성된 모터를 포함하고;
    구동 바퀴는 구동 바퀴 후방의 피벗 축을 중심으로 피벗되도록 구성되고,
    상기 샤시를 지표면 상에 지지하기 위한 복수의 비-구동 지지 바퀴를 더 구비하고,
    상기 피벗 축은, 상기 복수의 비구동 지지 바퀴의 하나 이상의 회전축의 아래 및 상기 구동 바퀴의 구동 샤프트의 축의 아래에 위치되는, 모바일 로봇.
  34. 제33항에 있어서,
    구동 바퀴에 의해서 지표면에 대해서 인가되는 결합력이 모바일 로봇의 중량과 독립적이도록, 모바일 로봇의 중량이 지지 바퀴를 통해서 지지되는, 모바일 로봇.
  35. 제33항에 있어서,
    피벗 축이 구동 바퀴의 회전 축에 실질적으로 평행한, 모바일 로봇.
  36. 제33항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 전방 가속은 지면에 대한 구동 바퀴의 결합력을 감소시키는, 모바일 로봇.
  37. 제33항에 있어서,
    구동 바퀴를 이용한 제동은 지면에 대한 구동 바퀴의 결합력을 증가시키는, 모바일 로봇.
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