KR102672515B1 - 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 관한 것으로, 레일 로봇은 레일에 접하고 회동하여 레일에 힘을 인가하는 구동 휠, 상기 구동 휠과 일 면 사이에 상기 레일이 장착되는 레일 가이드로가 형성되고, 상기 일 면에서 상기 구동 휠에 대응하는 위치에 적어도 하나의 장착 공간이 형성되는 본체 및 상기 적어도 하나의 장착 공간에 장착되어 상기 레일 가이드로에 노출되고, 상기 레일을 가이드하는 레일 가이드부를 포함하고, 상기 레일 가이드부는, 상기 레일의 일 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제1 측면 가이드부, 상기 레일의 일 측면의 대향하는 타 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제2 측면 가이드부, 상기 레일의 하 측에서 상기 레일을 지지 및 가이드하는 하방 가이드부, 상기 레일이 지지되는 일 방향의 대향하는 방향에서 상기 하방 가이드부에 설치되는 제1 지지부 및 상기 제1 지지부가 회동 가능하게 장착되는 제2 지지부를 포함할 수 있다.

Description

레일 로봇 및 레일 로봇 시스템{RAIL ROBOT AND SYSTEM INCLUDING THE SAME}

레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 관한 것이다.

레일 로봇은, 기 설치된 레일을 따라 주행하면서 필요로 하는 기능을 수행할 수 있는 로봇이다. 예를 들어, 레일 로봇은 천정 등에 설치된 레일을 따라 이동하면서, 레일 주변을 모니터링하거나, 각종 센서를 이용하여 주변 환경에 대한 데이터를 수집하거나 또는 물건을 이송하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 그런데, 종래에는 레일 및 레일 로봇의 제작이 결코 쉽거나 저렴한 것만은 아니었다. 종래에는 통상적으로 레일 로봇의 안정적인 이동을 위해 두 개의 레일(이중 레일)을 설치하였는데, 이는 단일 레일보다 그 제작 비용 및 시간이 증가할 수밖에 없었다, 또한, 설치 장소, 공간의 형태, 레일 배치 위치 또는 레일 로봇의 사용 용도에 따라서 소정 각도로 만곡된 곡선 레일이 필요할 수도 있는데, 이러한 곡선 레일은 외경과 내경에 따라 곡률을 적합하게 정해 제작되어야 해서 제작 난이도가 높았을 뿐만 아니라 특정한 공간에 적합하게 설계되므로 여러 장소나 위치에서 범용적으로 이용되기 어려웠다. 또한, 레일 로봇이 곡선 레일을 주행하는 경우, 레일 로봇의 추락 등의 사고를 미연에 방지하기 위해 곡선 레일의 외경과 내경에 따라 레일 로봇의 휠 속도를 적절히 제어할 수 있는 제어 알고리즘을 마련할 필요도 있었다. 이러한 점들 역시 레일 로봇과 레일의 전반적인 제작 및 설치 비용 상승의 원인이 되고 있었다.

로봇 겐트리 시스템 (출원번호: 10-2016-0062178, 공개일자: 2017.11.29, 출원인: ㈜에스.피.시스템스) 레일 이동을 이용한 터널 내 화재 탐지 및 소화시스템 (출원번호: 10-2016-0022447, 공개일자: 2017.09.04, 출원인: ㈜로드닉스)

단일 레일에서도 구동 가능하면서도 제작 및 제어 난이도가 낮아 전체적으로 제작 비용을 절감할 수 있게 되는 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템이 제공된다.

레일 로봇은 레일에 접하고 회동하여 레일에 힘을 인가하는 구동 휠, 상기 구동 휠과 일 면 사이에 상기 레일이 장착되는 레일 가이드로가 형성되고, 상기 일 면에서 상기 구동 휠에 대응하는 위치에 적어도 하나의 장착 공간이 형성되는 본체 및 상기 적어도 하나의 장착 공간에 장착되어 상기 레일 가이드로에 노출되고, 상기 레일을 가이드하는 레일 가이드부를 포함하고, 상기 레일 가이드부는, 상기 레일의 일 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제1 측면 가이드부, 상기 레일의 일 측면의 대향하는 타 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제2 측면 가이드부, 상기 레일의 하 측에서 상기 레일을 지지 및 가이드하는 하방 가이드부, 상기 레일이 지지되는 일 방향의 대향하는 방향에서 상기 하방 가이드부에 설치되는 제1 지지부 및 상기 제1 지지부가 회동 가능하게 장착되는 제2 지지부를 포함할 수 있다.

상기 제1 지지부는, 상기 제2 지지부를 따라 상기 하방 가이드부 방향 또는 상기 하방 가이드부 방향에 대향하는 방향으로 이동 가능하게 상기 제2 지지부에 장착되는 것일 수 있다.

레일 로봇은, 상기 적어도 하나의 적어도 하나의 장착 공간에 설치되고, 상기 레일 방향으로 상기 제1 지지부에 탄성력을 제공하는 탄성체를 더 포함하는 것도 가능하다.

레일 로봇은, 상기 적어도 하나의 장착 공간을 상호 격리하는 격리부 및 상기 격리부에 설치되고 상기 레일을 하방에서 지지하는 레일 지지부를 더 포함할 수도 있다.

레일 로봇은, 상기 본체에 장착되고, 목적 동작을 수행하는 목적동작수행부를 더 포함할 수 있으며, 여기서 상기 목적동작수행부는, 소화 모듈, 센서 모듈, 카메라 모듈, 팬 장치, 스피커 모듈, 기억 장치 및 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

레일 로봇은, 상기 본체에 내장되는 구동 모터, 상기 구동 모터의 회전축부재와 연결되어 회동하는 제1 풀리, 상기 제1 풀리에 장착되고 상기 제1 풀리의 회동에 따라 이동하는 벨트 및 상기 구동 휠의 회전 축 부재와 연결되고, 상기 벨트의 이동에 따라 회동하여 상기 구동 휠에 회전력을 인가하는 제2 풀리를 더 포함할 수 있다.

상기 레일 가이드부는, 어느 하나의 장착 공간에 장착되는 제1 레일 가이드부 및 상기 어느 하나의 장착 공간과 격리된 다른 장착 공간에 장착되되, 상기 레일 방향을 따라 상기 제1 레일 가이드부와 나란히 배치되는 제2 레일 가이드부를 포함할 수도 있다.

곡선 레일을 주행하는 경우, 상기 제1 레일 가이드부 및 상기 제2 레일 가이드부는 상기 레일의 곡률에 따라 회동하되, 상기 제1 레일 가이드부 및 상기 제2 레일 가이드부의 회동 방향은 서로 반대일 수 있다.

경사 레일을 주행하는 경우, 상기 제1 레일 가이드부 및 상기 제2 레일 가이드부 중 어느 하나는 높이가 상대적으로 더 단축되고, 다른 하나는 높이가 상대적으로 덜 단축되거나 단축되지 않을 수 있다.

레일 로봇 시스템은, 직선 레일, 곡선 레일 및 경사 레일 중 적어도 하나를 포함하는 레일과, 상기 레일에 접하고 회동하여 레일에 힘을 인가하는 구동 휠과, 상기 구동 휠과 일 면 사이에 상기 레일이 장착되는 레일 가이드로가 형성되고, 상기 일 면에서 상기 구동 휠에 대응하는 위치에 적어도 하나의 장착 공간이 형성되는 본체와, 상기 적어도 하나의 장착 공간에 장착되어 상기 레일 가이드로에 노출되고, 상기 레일을 가이드하는 레일 가이드부를 포함하는 레일 로봇을 포함하되, 상기 레일 가이드부는, 상기 레일의 일 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제1 측면 가이드부, 상기 레일의 일 측면의 대향하는 타 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제2 측면 가이드부, 상기 레일의 하 측에서 상기 레일을 지지 및 가이드하는 하방 가이드부, 상기 레일이 지지되는 일 방향의 대향하는 방향에서 상기 하방 가이드부에 설치되는 제1 지지부 및 상기 제1 지지부가 회동 가능하게 장착되는 제2 지지부를 포함할 수 있다.

상술한 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 의하면, 레일 로봇이 곡선이나 경사를 갖는 단일 레일에서도 운용할 수 있게 되어 레일의 곡률 문제나, 레일 로봇의 곡률 주행 또는 경사 주행에 따른 제어 문제를 해결할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

상술한 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 의하면, 레일 로봇이 이용을 위해 반드시 복수의 레일을 설치할 필요나, 레일 로봇에 대한 복잡한 제어 알고리즘을 설계할 필요가 제거 또는 감소되므로, 레일, 레일 로봇 및 전체적인 시스템의 제작 시간 및 비용을 전반적으로 절감할 수 있게 되는 장점을 얻을 수 있다.

상술한 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 의하면, 다양한 형태의 레일에서도 레일 로봇의 주행 가능성 및 성능을 향상시킬 수 있게 되어 레일 로봇의 범용성 개선의 효과도 얻을 수 있다.

상술한 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 의하면, 단순한 조작만으로도, 최소 반경 40mm와 같은 작은 곡률의 곡선 레일에서도 레일 로봇이 최적으로 주행 가능하게 할 수 있어, 레일 설계 및 설치의 편의성이 개선될 수 있게 된다.

상술한 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템에 의하면, 통신케이블 매장 터널, 환기 통로(덕트나 배관 등) 또는 해저터널 등과 같이 인간이 쉽게 접근하기 어려운 장소나, 공장, 체육시설 또는 주택가 등 광범위한 지역에 대해서도 레일 로봇을 이용하여 보다 용이하게 모니터링을 수행할 수 있게 된다.

도 1은 레일 로봇 시스템의 일 실시예에 대한 도면이다.
도 2는 레일 로봇의 일 실시예에 대한 사시도이다.
도 3은 레일 로봇의 일 실시예에 대한 전방 투시도이다.
도 4는 레일가이드부의 일 실시예에 대한 측면도이다.
도 5는 레일지지부의 일 실시예에 대한 측면도이다.
도 6은 레일 로봇의 일 실시예에 대한 후방 투시도이다.
도 7은 레일 로봇이 곡선 레일을 주행하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 레일 로봇이 경사 레일을 주행하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.

이하 명세서 전체에서 동일 참조 부호는 특별한 사정이 없는 한 동일 구성요소를 지칭한다. 이하에서 사용되는 '부'가 부가된 용어는, 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라 하나의 '부'가 하나의 물리적 또는 논리적 부품으로 구현되거나, 복수의 '부'가 하나의 물리적 또는 논리적 부품으로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 물리적 또는 논리적 부품들로 구현되는 것도 가능하다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 어떤 부분과 다른 부분이 상호 간에 물리적으로 연결되었음을 의미할 수도 있고, 및/또는 전기적으로 연결되었음을 의미할 수도 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분을 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분 이외의 또 다른 부분을 제외하는 것이 아니며, 설계자의 선택에 따라서 또 다른 부분을 더 포함할 수 있음을 의미한다. 제1 내지 제N(N은 1 이상의 자연수) 등의 표현은, 적어도 하나의 부분(들)을 다른 부분(들)으로부터 구분하기 위한 것으로, 특별한 기재가 없는 이상 이들이 순차적임을 반드시 의미하지는 않는다. 또한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.

이하 도 1 내지 도 8을 참조하여 레일 로봇 및 이를 포함하는 레일 로봇 시스템의 일 실시예를 설명하도록 한다. 이하 도 1 내지 도 8을 참조하여 레일 로봇(100)을 설명함에 있어서, 레일 로봇(100)에서 구동부(110)가 장착된 방향을 상 방향, 이에 대향하는 방향을 하 방향으로 하고, 레일가이드로(101)가 개방된 방향 중에서 레일(10)이 연장되는 방향을 측 방향으로 하되, 도면의 좌측을 좌측 방향, 도면의 우측을 우측 방향으로 하고, 상하 방향 및 좌우 방향에 직교하는 방향 중에서 레일가이드로(101)가 개방된 방향을 전방으로, 이에 대향하는 방향을 후방으로 하도록 한다. 그러나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 설계자나 사용자에 따라 이들 방향은 다양하게 정의 가능하다.

도 1은 레일 로봇 시스템의 일 실시예에 대한 도면이고, 도 2는 레일 로봇의 일 실시예에 대한 사시도이며, 도 3은 레일 로봇의 일 실시예에 대한 전방 투시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바를 참조하면, 레일 로봇 시스템(1)은, 레일(10)과, 레일(10)을 따라 적어도 일 방으로 주행 가능한 레일 로봇(100)을 포함할 수 있다.

레일(10)은, 레일(10)에 장착된 레일 로봇(100)의 주행을 가이드할 수 있도록 마련되며, 예를 들어, 일 방에서 타 방으로 지면에 대해 대체적으로 수평하게 일직선으로 연장되는 직선 레일(11)과, 대체적으로 소정의 각도(예를 들어, 직각)로 만곡되어 레일 로봇(100)의 주행 방향을 변경시키는 곡선 레일(12)과, 적어도 일 방향으로 경사지어 레일 로봇(100)의 하강하거나 상승하여 주행하도록 하는 경사 레일(13) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

레일(10)은 단일 레일일 수 있으며, 단일 레일은, 일 실시예에 있어서, 대체적으로 다각형의 각봉 또는 원형 또는 타원형의 환봉의 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 단일 레일은 사각 봉이나 육각 봉의 형태로 구현된 것일 수 있다. 이 경우, 각봉의 내부 공간은 실시예에 따라 길이 방향으로 비어 있을 수도 있다. 이 경우, 사각봉은 그 단면이 대체적으로 입구 자(口) 형상을 가질 수도 있다. 직선 레일(11)은 이러한 각봉 또는 환봉이 적어도 일 방향으로 길게 또는 짧게 연장되어 마련된 것일 수 있고, 곡선 레일(12)은 직선 레일(11)을 좌측 또는 우측 방향으로 소정의 곡률로 만곡하여 형성된 것일 수 있다. 경사 레일(13)은 직선 레일(11)을 상하 방향으로 소정의 곡률로 만곡하거나 또는 둘 이상의 직선 레일(11)을 결합하여 제작된 것일 수도 있다. 레일(10)은 금속, 합성수지 또는 합성고무 등의 소재를 이용하여 구현 가능하다. 레일(10: 11, 12, 13)은 레일 로봇(100)의 레일가이드로(101)에 삽입되고 이에 따라 레일 로봇(100)은 레일(10: 11, 12, 13)에 이동 가능하게 장착될 수 있다.

레일 로봇(100)은, 일 실시예에 있어서, 레일 로봇(100)의 레일(10)에 대한 이동력을 생성하는 구동부(110)와, 레일 로봇(100)의 동작을 위한 각종 부품 등이 내장 또는 외장되는 본체(120)를 포함할 수 있다. 구동부(110)와 본체(120)는 상호 이격되어 있을 수 있으며, 이에 따라 이들 사이에는 레일(10)이 위치하는 공간인 레일가이드로(101)가 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 구동부(110)가 대략 상 방향에 배치되고, 본체(120)는 상대적으로 그 하 방향에 배치될 수도 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로, 설계자는 선택에 따라 구동부(110)를 본체(120)의 대체적으로 하측에 배치하거나 또는 구동부(110) 및 본체(120)를 지면에 대해 서로 나란히 배치하여 레일 로봇(100)을 구현하는 것도 가능하다.

구동부(110)는, 내측에 공간이 마련된 구동부 케이스(111)와, 구동부 케이스(111)에 내측 공간에서 적어도 일 방향으로 회동 가능하게 마련된 구동 휠(112)을 포함할 수 있다. 구동부 케이스(111)는 구동 휠(112)이 내측에서 용이하게 회동하도록 반원통의 형상이나, 일측에 반원통이 결합된 육면체의 형상 등을 가질 수 있다. 구동 휠(112)은 일단(일례로 하단)이 레일가이드로(101)에 배치된 레일(10)의 일 면(일례로 상면)에 접하고, 회전 축 부재(113)를 중심으로 회동하되, 회동에 따라 레일가이드로(101)에 배치된 레일(10)에 회전력을 인가하고, 레일(10)에 인가된 회전력의 반작용에 의해 레일 로봇(100)의 이동력을 획득할 수 있게 마련된다. 구동 휠(112)의 회전에 응하여, 레일 로봇(100)은 구동 휠(112)의 회전 방향에 대응하는 방향으로 레일(10)을 따라 주행할 수 있게 된다 즉, 구동부(110)가 동작을 개시하면, 레일 로봇(100)은 레일(10)을 따라 적어도 일 방향(일례로 좌측 방향, 우측 방향, 좌상 방향, 우상 방향, 전방 및/또는 후방 등)으로 가이드 이동할 수 있게 된다. 레일 로봇(100)의 이동 시, 레일(10)은 레일가이드로(101)를 통하여 레일 로봇(100)에 대해서 레일 로봇(100)의 이동 방향의 반대 방향으로 상대적으로 이동하게 된다. 구동 휠(112)은 레일 로봇(100)의 이동에 필요한 힘을 레일(10)에 인가하면서도 에너지 효율을 고려하여 적절한 크기로 제작될 수 있다. 예를 들어, 레일 로봇(100)의 무게가 대략 4kg 정도라면 구동 휠(112)의 직경은 약 75mm 정도를 가질 수도 있다.

레일가이드로(101)는 대략 구동부(110)의 외형을 이루는 구동부 케이스(111)의 하면과, 본체(120)의 전반적인 외형을 이루는 본체 하우징(121)의 상면(121u)과, 구동부(110) 및 본체(120)를 연결하는 연결부(121-2)에 의해 둘러싸여 마련될 수 있다. 여기서, 연결부(121-2)는 구동부(110)의 구동부 케이스(111)의 일 측(일례로 후면 측) 말단에서 본체(120) 방향(일례로 하 방향)으로 본체(120)까지 연결된 평면판의 형상을 가질 수 있으며, 예를 들어 대략 사다리꼴판의 형상을 가질 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구동부 케이스(111)의 하면과 연결부(121-2)과 본체 하우징(121)의 상면(121u)의 결합에 따라 레일가이드로(101)는 적어도 일 방향(일례로 후 방향, 상 방향 및 하 방향)은 폐쇄되고 타 방향(일례로 전 방향, 좌측 방향 및 우측 방향)은 개방된 형태를 가지게 된다. 레일(10)은 개방된 방향 중 적어도 일 방향(일례로 전 방향)의 개방된 부분을 통해 레일가이드로(101)에 삽입될 수 있으며, 개방된 방향 중 다른 방향(일례로 좌측 방향 또는 우측 방향)으로 연장 설치되고, 이에 따라 레일 로봇(100)이 레일(10)에 장착되게 된다. 한편, 일 실시예에 의하면, 레일가이드로(101)에 대응하는 위치의 본체 하우징(121)에는 적어도 하나의 레일 가이드부, 일례로 제1 레일 가이드부(140) 및 제2 레일 가이드부(150) 등이 장착되는 적어도 하나의 장착 공간(122, 123)이 형성될 수 있다. 적어도 하나의 장착 공간(122, 123)은, 예를 들어, 본체 하우징(121)의 상면(121u)에서 본체(120) 방향(일례로 하 방향)으로 함몰되어 생성된 것일 수 있으며, 둘 이상의 장착 공간(122, 123)은, 레일(10)이 연장되는 방향(일례로 측면 방향)으로 나란히 배치된 것일 수도 있다. 제1 레일 가이드부(140) 및 제2 레일 가이드부(150) 각각은 장착 공간(122, 123)의 일 면(122a, 123a)에 각각 설치되되 레일가이드로(101)에 노출되도록 마련된 것일 수 있다. 또한, 각각의 레일 가이드부(140, 150)에 대응하는 각각의 장착 공간(122, 123)은 격리부(도 5의 124)에 의해 격리될 수 있으며, 실시예에 따라서, 격리부(124)에 설치된 레일 지지부(130)도, 레일가이드로(101)로 노출될 수도 있다.

본체(120)는, 그 전체적인 외형을 이루는 본체 하우징(121)과, 본체 하우징(121)의 내측 공간(129)에 내장되거나 또는 필요에 따라 외측에 배치되고 레일 로봇(100)의 동작 수행과 관련된 적어도 하나의 부품, 장치 또는 모듈(160, 161, 612, 163)을 포함할 수 있다.

본체 하우징(121)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 일 면(일례로 전면)은 대체적으로 개방되어 있을 수 있으며, 적어도 하나의 부품, 장치 또는 모듈(160, 161, 612, 163)은 개방된 일 면을 통해 본체 하우징(121) 내부에 배치 및 장착될 수 있게 마련될 수 있다. 본체 하우징(121)의 개방된 전면에는 전면 패널(181)이 장착될 수 있되, 전면 패널(181)은 접착제나, 채결 부재 등을 통해 본체 하우징(121)의 개방된 면의 엣지(edge)에 결합 및 장착될 수 있다. 이 경우, 외부의 습기나 수분이 본체 하우징(121) 내부 공간으로 유입되지 않도록, 전면 패널(181)과 본체 하우징(121)의 개방된 면의 엣지 사이에는 방수 접착제나, 방수 테이프나, 방수 보호판 등이 더 마련될 수도 있다. 실시예에 따라 전면 패널(181)에는 대략 수평 방향으로 드레인 홀이 더 형성될 수도 있으며, 구체적으로는 구동부(110)가 배치된 구역에 대응하는 일 부분에 형성될 수도 있다. 본체 하우징(121)의 개방된 일 면에 대향하는 타 면(일례로 후면)에는, 풀리(도 6의 164, 166, 167)나, 벨트(165, 일례로 타이밍 벨트 등) 등이 설치될 수 있으며, 이들을 내장 및 차폐하기 위한 후면 패널(182)이 더 장착될 수도 있다. 본체 하우징(121) 및 후면 패널(182) 사이에도 방수판 등이 더 설치될 수도 있다. 본체 하우징(121)은, 상술한 바와 같이 부품, 장치 또는 모듈 등이 내장되는 수납부(121-1)와, 수납부(121-1)의 일 위치(일례로 대략 중단의 후 방향)에서 구동부(110) 방향(일례로 상 방향)으로 연장되어 구동부(110)와 수납부(121-1)을 연결하는 연결부(121-2)를 포함할 수 있다.

본체 하우징(121)의 내측 공간(129)에 설치되는 적어도 하나의 부품, 장치 또는 모듈(160, 161, 162, 163)은, 예를 들어, 제어 신호를 생성하고 이를 구동 모터(163)에 전달하여 구동 모터(163)의 동작(일례로 회전축의 회전 속도나 회전 방향 등)를 제어하기 위한 모터드라이브 컨트롤러(160), 모터드라이브 컨트롤러(160) 또는 구동모터(163) 등에 필요한 전력을 제공하기 위한 배터리(161) 및/또는 구동 휠(112)에 구동력을 제공하고 모터드라이브 컨트롤러(160)의 제어 신호에 의해 동작하는 구동모터(163)를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 레일 로봇(100)과 관련된 각종 동작 제어를 수행하기 위한 프로세서(미도시. 일례로 중앙처리장치 등) 또는 촬영된 화상이나, 측정 결과 값 또는 감지 결과 등을 일시적 또는 비일시적으로 기록하기 위한 기록매체(미도시. 일례로 반도체 기억 장치나 하드디스크 저장 장치 등) 등이 실장 가능한 수 있는 기판(162) 등을 더 포함할 수도 있다.

실시예에 따라서, 본체(120)는, 후술하는 목적동작수행부(190)가 본체(120)의 외부 또는 내부에 결합 및 장착 가능하게 하는 적어도 하나의 체결부(121-3)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 체결부(121-3)는, 목적동작수행부(190)가 임의적으로 분리되지 않도록 하되, 필요에 따라서, 적어도 하나의 체결부(121-3)에 장착된 목적동작수행부(190)가 적어도 일 방향으로, 소정의 범위(일례로 360도)로 회동될 수 있도록 마련될 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 체결부(121-3)는, 동종의 또는 이종의 목적동작수행부(190)가 교체 장착 가능하도록 설계될 수도 있다. 적어도 하나의 체결부(121-3)는, 도 2와 같이, 본체(120)의 하단(일례로, 본체 하우징(121)의 하측면)에 마련될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 목적동작수행부(190)의 설치 위치에 대응하여 본체 하우징(121)의 적어도 잉ㄹ 위치에 체결부(121-3)는 설치될 수 있다. 체결부(121-3)는, 실시예에 따라, 나사산이 형성된 돌기, 내주면에 나사산이 형성된 삽입 홈, 후크, 후크 홈, 볼트, 너트, 핀 등의 삽입을 위한 삽입 홀이 형성된 돌기, 슬라이딩 레일, 접착제, 접착테이프 또는 클램프 등을 이용하여 구현될 수도 있다. 필요에 따라 체결부(121-3)에는 목적동작수행부(190)의 회동을 위한 모터 등이 더 장착될 수도 있고, 목적동작수행부(190)로의 전기적 제어 신호를 전달하기 위한 케이블이나 회로선 등이 더 설치될 수도 있다.

상술한 본체 하우징(121)의 수납부(121-1), 연결부(121-2) 및 체결부(121-3)는 일체형으로 제작될 수 있고, 상호 분리 제작된 후 결합된 것일 수도 있다. 또한, 실시예에 따라서, 구동부(110)의 전부 또는 일부(일례로 후면)과 연결부(121-2)도 일체형으로 마련될 수도 있다. 본체 하우징(121)은 대략 금속 소재나 합성 수지재를 이용하여 제작 가능하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

일 실시예에 따르면, 레일 로봇(100)은, 레일(10)의 이동을 가이드함으로써, 레일 로봇(100)이 레일(10) 상에서 자연스럽게 이동할 수 있도록 하기 위한 적어도 하나의 레일 가이드부(140, 150)를 더 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 적어도 하나의 레일 가이드부(140, 150)는 구동부(110, 일례로 구동 휠(111))에 대응하는 위치의 본체 하우징(121)의 일 면(121-1a)에 형성된 적어도 하나의 장착 공간(122, 123)에 설치될 수 있다.

적어도 하나의 장착 공간(122, 123)은 본체 하우징(121)을 구동부(110)에 대향하는 방향(즉, 본체(120)의 방향)으로 만곡하여 함몰 형성된 것일 수 있되, 전방에서 보았을 때 대략 U자 형상을 가질 수 있다. 장착 공간(122, 123)은 둘 이상 마련될 수 있으며, 둘 이상의 장착 공간(122, 123)은, 대략 격벽 형태의 격리부(124)에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 격리될 수도 있다. 격리부(124)에 의해 격리 형성된 복수의 장착 공간(122, 123)은 상술한 것처럼 레일(10)이 연장되는 방향으로 나란히 형성될 수도 있으며, 이 경우, 이들에 설치되는 복수의 레일 가이드부, 일례로 제1 및 제2 레일 가이드부(140, 150)도 동일하게 레일(10)이 연장되는 방향으로 대략 나란히 배치될 수 있다. 레일 가이드부(140, 150)는 각

각 적어도 하나의 장착 공간(122, 123)의 일 면(122a, 123a, 일례로 구동부(110)에 대향하는 방향의 일 면을 포함할 수 있으며, 장착 공간(122, 123)의 바닥면일 수도 있음)에 장착 설치되되, 구체적으로는 레일 가이드부(140, 150)에 마련된 지지부(146, 156)의 일 단이 고정되어 설치될 수 있다. 이 경우, 지지부(146, 156)의 일 단은, 제1 측면 가이드부(141, 151), 제2 측면 가이드부(142, 152) 및 하방 가이드부(145, 155)가 마련된 일 단에 대향하는 타 단을 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 장착 공간(122, 123)의 일 면(122a, 123a)에는 지지부(146, 156) 주변에서 제1 측면 가이드부(141, 151), 제2 측면 가이드부(142, 152) 및 하방 가이드부(145, 155) 등에 레일 방향(즉, 상 방향)의 탄성력을 인가하는 적어도 하나의 탄성체(149, 일례로 스프링 부재)가 더 설치될 수도 있다.

도 4는 레일가이드부의 일 실시예에 대한 측면도이다.

도 4에 도시된 바에 의하면, 제1 레일 가이드부(140)는, 일 실시예에 있어서, 레일(10)의 일 측면에서 레일(10)을 가이드하는 제1 측면 가이드부(141)와, 제1 측면 가이드부(141)에 대응하여 마련되고 레일(10)의 일 측면에 대향하는 타 측면에서 레일(10)을 가이드하는 제2 측면 가이드부(142)와, 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142)에 대해 상대적으로 하 측에 위치하고, 레일(10)의 저면에서 레일(10)을 가이드하도록 마련된 하방 가이드부(145)와, 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145)를 지지하며 이들 가이드부(141, 142, 145)가 적어도 일 높이에서 배치될 수 있도록 하는 가이드 지지부(146)를 포함할 수 있다.

제1 측면 가이드부(141)는, 전체적으로 대략 직육면체 형상의 하우징과, 하우징 내측에 설치되는 가이드 휠 부재(143)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 측면 가이드부(141)의 전체적인 외형을 이루는 하우징의 적어도 일 측면은 개방되어 마련되고, 가이드 휠 부재(143)의 가이드 휠(143-1, 143-2)은 개방된 부분을 통해 적어도 제2 측면 가이드부(142) 방향으로 일부 노출될 수 있다. 여기서, 하우징의 적어도 일 측면은 제2 측면 가이드부(142) 방향의 일 측면(일례로 후면)을 포함할 수 있되, 필요에 따라 해당 방향에 직교하는 다른 방향(일례로 우측 면)을 더 포함할 수도 있다. 가이드 휠 부재(143)는, 레일(10)에 접하고 레일(10)의 상대적 이동(즉, 레일 로봇(100)의 이동에 대한 상대적 이동)에 따라 회동 가능하게 마련된 적어도 하나의 가이드 휠(143-1, 143-2)을 포함할 수 있으며, 가이드 휠(143-1, 143-2)에 대해 회전 축을 제공하는 회전 축 부재(143-3)을 포함할 수 있다. 이 경우, 가이드 휠(143-1, 143-2)은, 대략 구동부(110)와 본체(120)를 연결하는 선을 중심으로 회동하도록 마련된 것일 수 있다. 가이드 휠(143-1, 143-2) 및 회전 축 부재(143-3)는 일 실시예에 의하면, 일체형으로 만들어질 수도 있으며, 이 경우, 가이드 휠(143-1, 143-2) 및 회전 축 부재(143-3)는 레일(10)의 상대적 이동에 따라 모두 함께 회동하게 된다. 다른 실시예에 따르면, 가이드 휠(143-1, 143-2) 및 회전 축 부재(143-3)는 상호 분리되어 제작된 것일 수도 있으며, 이 경우, 회전 축 부재(143-3)는 가이드 휠(143-1, 143-2)과는 다르게 레일(10)의 상대적 이동에 따라 회동하지 않을 수도 있다.

일 실시예에 의하면, 제2 측면 가이드부(142)도, 제1 측면 가이드부(141)에 대응하여, 대략 직육면체 외형의 하우징을 가질 수 있으며, 하우징은 적어도 일 측면(예를 들어, 제1 측면 가이드부(141) 방향의 일 면(후면) 방향과 해당 방향에 직교하는 다른 방향의 일 면(일례로 우측 면) 등)은 개방되어 마련된다. 제2 측면 가이드부(142)의 하우징 내측에는, 가이드 휠 부재(144)가 설치되되, 가이드 휠 부재(144)의 가이드 휠(144-1, 144-2)은 개방된 면 중 적어도 하나를 통하여 적어도 제1 측면 가이드부(141) 방향(즉, 제1 측면 가이드부(141)의 가이드 휠(143-1, 143-2)의 노출 방향에 대향하는 방향)으로 일부 노출되어 마련될 수 있다. 가이드 휠 부재(144)는, 레일(10)에 접하고 레일(10)의 상대적 이동에 따라 회동 가능하게 마련된 적어도 하나의 가이드 휠(144-1, 144-2)을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 가이드 휠(144-1, 144-2)에 회전 축을 제공하는 회전 축 부재(144-3)을 더 포함할 수도 있다. 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142)는 서로 반대 방향에서 레일(10)을 가이드하므로, 제2 측면 가이드부(142)의 가이드 휠(144-1, 144-2)은, 레일(10)을 따라 주행하는 경우, 제1 측면 가이드부(141)의 가이드 휠(143-1, 143-2)과 반대 방향으로 회동하게 된다. 적어도 하나의 가이드 휠(144-1, 144-2) 및 회전 축 부재(144-3)는 상호 일체형으로 제작될 수도 있고, 분리되어 제작될 수도 있다.

하방 가이드부(145)는, 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142) 사이에 삽입 배치된 레일(10)을 하측에서 지지 및 가이드할 수 있게 마련된다. 하방 가이드부(145)는, 회전 축 부재(145-1)와, 적어도 하나의 가이드 휠(145-2, 145-3)을 포함할 수 있다. 하방 가이드부(145)는, 전체적으로는 도 4에 도시된 것처럼, 판형 부재를 적어도 두 개의 방향(일례로 후방 및 상방)으로 만곡하여, 대략 U자 또는 Y자 형상으로 형성된 것일 수 있다. 이 경우, 상하 방향으로 형성된 두 측면(일례로 전방 측면 및 후방 측면) 사이에는 회전 축 부재(145-1)와, 적어도 하나의 가이드 휠(145-2, 145-3)이 장착될 수 있다. 가이드 휠(145-2, 145-3)은, 하방에서 레일(10)에 접해 레일(10)을 지지하며 동시에 레일(10)의 상대적 이동에 따라 소정 축(A1)을 기준으로 회동하여, 레일(10)을 가이드할 수 있다. 이 경우, 가이드 휠(145-2, 145-3)의 회전 축(A1)의 방향은, 제1 측면 가이드부(141)의 가이드 휠(143-1, 143-2)의 회전 축 및 제2 측면 가이드부(142)의 가이드 휠(144-1, 144-2)의 회전 축 중 적어도 하나의 방향과 직교할 수도 있다. 회전 축 부재(145-1)와 적어도 하나의 가이드 휠(145-2, 145-3)은 상호 일체형으로 제작될 수도 있고 또는 분리 제작되어, 가이드 휠(145-2, 145-3)만 회동하도록 마련될 수도 있다.

제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145) 사이에는 레일(10)이 삽입, 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 측면 가이드부(141)의 가이드 휠 부재(143), 제2 측면 가이드부(142)의 가이드 휠 부재(144) 및 하방 가이드부(145)의 회전 축 부재(145-1)는 모두 레일(10) 방향을 향하며, 레일(10)을 따라 회동하여 주행할 수 있게 마련된다. 만약 레일(10)이 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145) 사이의 공간에 배치되고 아울러 구동부(110)의 구동 휠(112)의 구동에 따라 힘을 인가 받아 레일 로봇(100)과 반대 방향으로 상대적 이동을 하게 되면, 레일(10)은 측면에서는 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142) 중 적어도 하나에 의해 그 위치가 가이드 되고, 하면에서는 하방 가이드부(145)에 의해 그 높이가 가이드 된다. 따라서, 레일 로봇(100)이 레일(10) 상에서 보다 원활하게 이동할 수 있게 된다.

하방 가이드부(145)에서 장착 공간(122)의 일 면(122a) 방향에는 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145)를 지지하기 위한 가이드 지지부(146)가 더 고정 설치될 수 있다. 지지부(146)는 하방 가이드부(145)가 레일을 지지하는 일 방향의 대향하는 방향에서 하방 가이드부(145)에 설치될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 가이드 지지부(146)는 일 면(122a) 방향에서 하방 가이드부(145)에 장착되어 하방 가이드부(145)를 지지하는 제1 지지부(146-1)와, 제1 지지부(146-1)가 회동 가능하게 일 면(122a) 방향에서 제1 지지부(146-1)에 결합되는 제2 지지부(146-2)와, 일 단은 제2 지지부(146-2)의 일 면(122a) 방향에서 제2 지지부(146-2)에 결합되고 타 단은 일 면(122a)에 고정 장착되는 제3 지지부(146-3)와, 제3 지지부(146-3) 주변에 설치되고 일 면(122a) 방향(즉, 하 방향)으로 이동한 제1 지지부(146-1)에 대한 복원력(탄성력)을 제공할 수 있는 적어도 하나의 탄성체(149)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 지지부(146-1)가 제2 지지부(146-2)에 대해 소정의 회동 축(A2)을 중심으로 적어도 일 방향(R1)으로 회동 가능하게 설치되므로, 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145)는 가이드 지지부(146)에 대해 회동할 수 있게 되고, 또한 가이드 지지부(146)의 제3 지지부(146-3)의 타단이 일 면(122a)에 고정되어 있으므로, 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145) 역시 본체(100)에 대해 적어도 일 방향(R1)으로 회동할 수 있게 된다. 이에 따라 레일(10)이 곡선 레일(12)이라고 하더라도 레일(10)의 곡률에 따라 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142) 및 하방 가이드부(145)가 회동하므로, 레일 로봇(100)이 보다 안전하고 원활하게 레일(10)을 주행할 수 있게 된다. 또한, 일 실시예에 의하면, 제1 지지부(146-1)는 제2 지지부(146-2)에 대해 서로 대향하는 적어도 두 방향(M1, 일례로 상 방향 및 하 방향)으로 이동 가능하게 마련될 수도 있다. 이 경우, 제1 지지부(146-1)는 레일(10)이 대략 중력 방향으로 하방 가이드부(145)에 대해 인가하는 힘에 의해 일 면(122a) 방향(즉, 하 방향)으로 이동될 수 있고, 일 면(122a) 방향으로 이동한 제1 지지부(146-1)는 탄성체(149)가 대향하는 방향(즉, 상 방향)으로 인가하는 힘에 의해 원래의 위치로 복원될 수 있다. 이는 경사 레일(13)을 주행하는 레일 로봇(10)이 대략 원 자세를 유지할 수 있도록 한다. 예를 들어, 두 개의 레일 가이드부(140, 150)를 포함하는 레일 로봇(10)이 경사 레일(13)을 따라 우측 상 방향으로 올라가는 경우, 경사 레일(13)의 경사 및 외부에서 인가되는 압력에 의해 제1 레일 가이드부(140)의 제1 지지부(146-1) 및 하방 가이드부(145)는 상대적으로 큰 하 방향 압력을 받게 되어 하 방향으로 이동하고, 반대로 제2 레일 가이드부(140)의 하방 가이드부(155)는 상대적으로 작은 하 방향 압력을 받아 하 방향으로 덜 이동하거나 또는 전혀 이동하지 않게 된다. 이에 따라 본체 하우징(121)은 레일(10)의 경사에도 불구하고 제1 레일 가이드부(140) 및 제2 레일 가이드부(150)의 높이 차이에 의해 대체적으로 수평 상태를 가지게 되고, 이에 따라 레일 로봇(100)은 전체적인 안정적인 자세를 유지할 수 있게 된다.

상술한 제1 측면 가이드부(141), 제2 측면 가이드부(142), 하방 가이드부(145) 및 가이드 지지부(146)는 우측 또는 좌측 방향에서 보았을 때, 전체적으로 대략 와이(Y) 자의 형상을 가질 수도 있다. 그러나, 이들의 전체적인 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 설계자는 이들을 보다 다양한 형상으로 구현할 수 있음은 자명하다.

도 5는 레일지지부의 일 실시예에 대한 측면도이다.

일 실시예에 의하면, 레일지지부(130)는 적어도 일 방향(예를 들어, 장착 공간(122, 123)의 일 면(122a, 123a))에서 레일(10)을 지지할 수 있게 마련된다. 이에 따라 레일(10)은 일 면(122a, 123a)에 대해 일정 거리만큼 이격되어 레일 로봇(100)에 설치될 수 있게 된다. 레일지지부(130)는 두 공간(122, 123)을 격리하는 격리부(124)에 설치될 수 있다. 구체적으로 격리부(124)는, 대체적으로 격벽의 형상을 갖되, 구동부(110) 방향의 일 말단의 대략 중단에는 전후 방향으로 절개되어 형성된 설치 공간(124-1)이 마련되고, 설치 공간(124-1)에는 레일 지지부(130)가 레일(10)이 연장되는 방향에 대해 대략 직교하는 방향(일례로 전후 방향)으로 설치될 수 있다. 레일 지지부(130)는 회전 축 부재(130-1)과 적어도 하나의 지지 휠(130-2, 130-3)을 포함할 수 있다. 회전 축 부재(130-1)는 적어도 하나의 지지 휠(130-2, 130-3)에 대해 회전 축을 제공하고, 적어도 하나의 지지 휠(130-2, 130-3)은 레일 로봇(100)의 이동에 따라 레일(10)로부터 인가되는 마찰력에 의해 회동할 수 있다. 실시예에 따라, 회전 축 부재(130-1)과 지지 휠(130-2, 130-3)은 일체형으로 제작될 수도 있으며, 이 경우, 회전 축 부재(130-1)도 설치 공간(124-1) 내에서 레일(10)에 의해 회동할 수 있게 된다. 회전 축 부재(130-1) 및 지지 휠(130-2, 130-3)에 의해, 레일(10)은 레일가이드로(101)의 대략 중심 주변에서는 일정한 높이를 유지할 수 있게 되면서도 레일 로봇(100)에 대해 보다 원활하게 상대적으로 이동할 수 있게 된다.

제2 레일 가이드부(150)도 제1 레일 가이드부(140)와 실질적으로 동일하게 또는 일부 변형된 형태로 구현될 수 있다.

도 6은 레일 로봇의 일 실시예에 대한 후방 투시도이다.

일 실시예에 의하면, 레일 로봇(100)의 수납부(121-1) 및 연결부(121-2)의 후방(즉, 본체 하우징(121)의 개방된 일 방향에 대향하는 방향)에는 구동모터(163)의 구동력을 구동부(110)의 구동 휠(112)에 전달하기 위한 부품(164 내지 167)이 설치되되, 구체적으로 회동 가능한 풀리(164, 166, 167)와, 적어도 하나의 풀리(164)의 회동력을 다른 풀리(166, 167)에 전달하는 벨트(165)를 포함할 수 있다. 제1 풀리(164)는 구동모터(163)의 회전축부재(미도시)와 연결되어 회전축부재의 소정 방향의 회동에 대응하여 회동할 수 있다. 여기서, 회전축부재의 방수 성능 향상을 위해 방수 베어링(미도시)이 더 이용되는 것도 가능하다. 제2 풀리(166)는 그 회전 중심(166-1)이 구동부(110)의 구동 휠(112)의 회전 축 부재(113)와 연결되고, 회동에 따라서 구동 휠(112)의 회전 축 부재에 회동력을 제공하여 구동 휠(112)이 회동 가능하게 한다. 제2 풀리(166)는 그 직경이 제1 풀리(164)의 직경보다 더 클 수도 있다. 제1 풀리(164) 및 제2 풀리(166) 각각에는 벨트(165)가 감겨 설치되고, 제1 풀리(164)의 회동력에 따라 벨트(165)는 이동하고, 벨트(165)의 이동력은 제2 풀리(166)를 회동시킨다. 제3 풀리(167)는 벨트(165)의 외측면에 접하여 설치되고, 벨트(165)가 불필요하게 수납부(121-1)나 연결부(121-2) 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바를 참조하면, 레일 로봇(100)은, 일 실시예에 있어서, 레일 로봇이 수행하고자 하는 동작(이하 목적 동작)을 수행하거나 또는 이와 관련된 기능을 제공할 수 있게 마련된 적어도 하나의 동작 목적동작수행부(190)를 더 포함할 수도 있다. 목적동작수행부(190)는, 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 본체(120)의 하단에 설치될 수도 있고, 필요에 따라서 본체(120)의 상단이나 측단에 설치될 수도 있다. 이를 위해서 목적동작수행부(190)의 외장 케이스에도 체결부(121-3)와 결합되거나 또는 이에 장착 가능한 대응 체결부가 더 형성되어 있을 수도 있다. 한편, 서로 상이한 종류의 다수의 목적동작수행부(190)가 준비된 경우, 이들 다수의 목적동작수행부(190)는 체결부(121-3)에 교체 장착 가능하도록 상호 동일한 형태의 대응 체결부를 포함할 수도 있다. 목적동작수행부(190)는, 레일 로봇(100)이 수행할 목적 동작에 관한 적어도 하나의 부품, 장치 또는 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 적어도 하나의 부품, 장치 또는 모듈은, 소화약제 등을 내장하고 제어에 따라 이를 분출할 수 있는 적어도 하나의 소화기 모듈, 적어도 하나의 센서 모듈(예를 들어, 온도 센서, 습도 센서, 광 센서, 적외선 센서, 먼지 센서, 가스 센서 및/또는 스모크 센서 등)나, 정지화상 또는 동화상을 촬영하기 위한 카메라 모듈이나, 풍속이나 풍향을 측정하기 위한 풍량-풍속계나, 회전에 따라 공기의 흐름을 발생시키는 팬(Fan) 장치, 음향을 출력하는 스피커 모듈(장치)이나, 데이터(일례로 감지 결과나 영상 등)를 일시적 또는 비일시적으로 기록하는 기억 장치(일례로 주 기억 장치나, 보조 기억 장치 등)나, 및/또는 외부와 통신을 수행하여 지시, 명령 또는 데이터를 전송 또는 수신하기 위한 유무선 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 이들 부품, 장치 또는 모듈 중 적어도 하나는, 외장 케이스에 수납될 수도 있고, 필요에 따라 외장 케이스에서 외부로 노출되어 있을 수도 있다.

도 7은 레일 로봇이 곡선 레일을 주행하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에 도시된 바를 참조하면, 직선 레일(11a)을 주행하던 레일 로봇(100)이 곡선 레일(12)에 진입하면, 곡선 레일(12)의 곡률에 따라서 각각의 레일 가이드부(140, 150)가 비틀려 회동하게 된다. 구체적으로, 어느 하나의 레일 가이드부(140)의 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142)는 가이드 지지부(146)에 대해 회동하게 마련되어 있고, 곡선 레일(12)의 만곡된 양 면은 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142)에 힘을 인가한다. 이 경우, 힘은 보다 구체적으로는 가이드 휠(143-1, 143-2, 144-1, 144-2)에 직접 인가될 수 있다. 이와 같이 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142)에 인가되는 힘에 의해 제1 지지부(146-1)는 제2 지지부(146-2)에 대해 회동하게 된다. 이에 따라서 제1 측면 가이드부(141) 및 제2 측면 가이드부(142)도 동일하게 소정의 축(A2)을 중심으로 회동한다. 다른 레일 가이드부(150)에 마련된 제1 측면 가이드부(151) 및 제2 측면 가이드부(152)도, 레일(13)로부터 가이드 휠(143-1, 143-2, 144-1, 144-2, 153-1, 153-2, 154-1, 154-2)에 인가되는 힘에 의해 회동할 수 있다. 이 경우, 두 레일 가이드부(140, 150)는 회동 방향은 서로 반대이다. 또한, 두 레일 가이드부(140, 150)의 회동 정도는 레일(12)의 곡률에 대응할 수 있다. 이와 같은 레일 가이드부(140, 150)의 회동은 레일(12)의 휘어진 경우에도 레일 로봇(100)이 레일(12)을 주행할 수 있게 한다.

도 8은 레일 로봇이 경사 레일을 주행하는 일례를 설명하기 위한 도면이다.

도 8에 도시된 바를 참조하면, 우측 하 방향으로 연장된 경사 레일(13)을 주행하는 경우, 레일(10)의 경사 및 레일 로봇(100) 자체의 무게에 따라서 제2 레일 가이드부(150)의 측면 가이드부(151) 및 하방 가이드부(155)에는 제1 레일 가이드부(140)의 측면 가이드부(141) 및 하방 가이드부(145)에 비해 상대적으로 더 강한 힘이 인가된다. 이에 따라서 제2 레일 가이드부(150)의 하방 가이드부(155)를 지지하는 제1 지지부(156-1)는 제2 지지부(156-2)를 따라 제3 지지부(156-3) 방향으로 이동하고, 제2 레일 가이드부(150)의 가이드 지지부(156)는 전체적으로 압축된다. 이에 따라 제2 레일 가이드부(150)는 그 높이가 상대적으로 단축되게 된다. 반대로 제1 레일 가이드부(140)에는 상대적으로 약한 힘이 인가되므로, 제1 레일 가이드부(140)의 제1 지지부(146-1)는 제3 지지부(146-3) 방향으로 적게 이동하거나 거의 이동하지 않는다. 이에 따라 제1 레일 가이드부(140) 및 제2 레일 가이드부(150) 간의 전체적인 높이 차이가 발생되며, 이는 경사 레일(13)에서도 레일 로봇(100)이 기울어짐 없거나 또는 최소한으로 기울어진 상태로 이동할 수 있게 한다. 레일 로봇(100)이 직선 레일(11)을 주행하는 경우, 높이가 단축되었던 제2 레일 가이드부(150)는 탄성체(159)의 탄성력에 따라 복원되고, 제1 레일 가이드부(140)와 대략 동일한 높이가 가지게 된다. 따라서, 경사 레일(13) 이후 직선 레일(11)을 주행하는 경우에도 레일 로봇(100)은 적절한 자세를 유지하며 이동할 수 있게 된다.

이상 레일 로봇 및 레일 로봇 시스템의 여러 실시예에 대해 설명하였으나, 장치 또는 방법은 오직 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상술한 실시예를 기초로 수정 및 변형하여 구현할 수 있는 다른 다양한 장치나 시스템 등 역시 상술한 레일 로봇이나 레일 로봇 시스템의 일 실시예가 될 수 있다. 예를 들어, 설명된 방법(들)이 설명된 바와 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소(들)가 설명된 바와 다른 형태로 결합, 연결 또는 조합되거나 다른 구성 요소 또는 균등물 등에 의하여 대치 또는 치환되더라도, 상술한 레일 로봇 및/또는 레일 로봇 시스템의 일 실시예가 될 수 있다.

1: 레일 로봇 시스템 10: 레일
11: 직선 레일 12: 곡선 레일
13: 경사 레일 100: 레일 로봇
101: 레일가이드로 110: 구동부
111: 구동부 케이스 112: 구동휠
120: 본체 121: 본체 하우징
121-2: 연결부 130: 레일지지부
140: 제1 레일 가이드부 141: 제1 측면 가이드부
142: 제2 측면 가이드부 143: 가이드 휠 부재
145: 하방 가이드부 146: 가이드 지지부
149: 탄성체 150: 제2 레일 가이드부
160: 모터 드라이브 컨트롤러 161: 배터리
163: 구동모터 164: 풀리
165: 벨트 166: 풀리
167: 풀리

Claims (10)

1. 레일에 접하고 회동하여 레일에 힘을 인가하는 구동 휠;
   상기 구동 휠과 일 면 사이에 상기 레일이 장착되는 레일 가이드로가 형성되고, 상기 일 면에서 상기 구동 휠에 대응하는 위치에 복수의 장착 공간이 형성되되, 상기 복수의 장착 공간은 상기 구동휠에 대향하는 방향으로 함몰 형성된 본체;
   상기 복수의 장착 공간에 장착되어 상기 레일 가이드로에 노출되고, 상기 레일을 가이드하는 복수의 레일 가이드부;
   상기 복수의 장착 공간을 상호 격리하고, 상기 복수의 레일 가이드부 사이에 배치되며, 격벽의 형상을 갖는 격리부; 및
   상기 격리부에 설치되고 상기 레일을 하방에서 지지하는 레일 지지부;를 포함하되,
   상기 복수의 레일 가이드부 중 적어도 하나는,
   상기 레일의 일 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제1 측면 가이드부;
   상기 레일의 일 측면의 대향하는 타 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제2 측면 가이드부;
   상기 레일의 하 측에서 상기 레일을 지지 및 가이드하는 하방 가이드부;
   상기 레일이 지지되는 일 방향의 대향하는 방향에서 상기 하방 가이드부에 설치되는 제1 지지부; 및
   상기 제1 지지부가 회동 가능하게 장착되는 제2 지지부;를 포함하는 레일 로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 지지부는, 상기 제2 지지부를 따라 상기 하방 가이드부 방향 또는 상기 하방 가이드부 방향에 대향하는 방향으로 이동 가능하게 상기 제2 지지부에 장착되는 레일 로봇.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수의 장착 공간에 설치되고, 상기 레일 방향으로 상기 제1 지지부에 탄성력을 제공하는 탄성체;를 더 포함하는 레일 로봇.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 본체에 장착되고, 목적 동작을 수행하는 목적동작수행부;를 더 포함하고,
   상기 목적동작수행부는, 소화 모듈, 센서 모듈, 카메라 모듈, 팬 장치, 스피커 모듈, 기억 장치 및 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 레일 로봇.
6. 제1항에 있어서,
   상기 본체에 내장되는 구동 모터;
   상기 구동 모터의 회전축부재와 연결되어 회동하는 제1 풀리;
   상기 제1 풀리에 장착되고 상기 제1 풀리의 회동에 따라 이동하는 벨트; 및
   상기 구동 휠의 회전 축 부재와 연결되고, 상기 벨트의 이동에 따라 회동하여 상기 구동 휠에 회전력을 인가하는 제2 풀리;를 더 포함하는 레일 로봇.
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 레일 가이드부는,
   어느 하나의 장착 공간에 장착되는 제1 레일 가이드부; 및
   상기 어느 하나의 장착 공간과 격리된 다른 장착 공간에 장착되되, 상기 레일 방향을 따라 상기 제1 레일 가이드부와 나란히 배치되는 제2 레일 가이드부;를 포함하는 레일 로봇.
8. 제7항에 있어서,
   곡선 레일을 주행하는 경우, 상기 제1 레일 가이드부 및 상기 제2 레일 가이드부는 상기 레일의 곡률에 따라 회동하되, 상기 제1 레일 가이드부 및 상기 제2 레일 가이드부의 회동 방향은 서로 반대인 레일 로봇.
9. 제7항에 있어서,
   경사 레일을 주행하는 경우, 상기 제1 레일 가이드부 및 상기 제2 레일 가이드부 중 어느 하나는 높이가 상대적으로 더 단축되고, 다른 하나는 높이가 상대적으로 덜 단축되거나 단축되지 않는 레일 로봇.
10. 직선 레일, 곡선 레일 및 경사 레일 중 적어도 하나를 포함하는 레일;
    상기 레일에 접하고 회동하여 레일에 힘을 인가하는 구동 휠과, 상기 구동 휠과 일 면 사이에 상기 레일이 장착되는 레일 가이드로가 형성되고, 상기 일 면에서 상기 구동 휠에 대응하는 위치에 복수의 장착 공간이 형성되되, 상기 복수의 장착 공간은 상기 구동휠에 대향하는 방향으로 함몰 형성된 것인 본체와, 상기 복수의 장착 공간에 장착되어 상기 레일 가이드로에 노출되고, 상기 레일을 가이드하는 복수의 레일 가이드부와, 상기 복수의 장착 공간을 상호 격리하고, 상기 복수의 레일 가이드부 사이에 배치되며, 격벽의 형상을 갖는 격리부와, 상기 격리부에 설치되고 상기 레일을 하방에서 지지하는 레일 지지부를 포함하는 레일 로봇;을 포함하되,
    상기 복수의 레일 가이드부 중 적어도 하나는,
    상기 레일의 일 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제1 측면 가이드부;
    상기 레일의 일 측면의 대향하는 타 측면에서 상기 레일을 가이드하는 제2 측면 가이드부;
    상기 레일의 하 측에서 상기 레일을 지지 및 가이드하는 하방 가이드부;
    상기 레일이 지지되는 일 방향의 대향하는 방향에서 상기 하방 가이드부에 설치되는 제1 지지부; 및
    상기 제1 지지부가 회동 가능하게 장착되는 제2 지지부;를 포함하는 레일 로봇 시스템.

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