KR20040014447A - 각각의 단부들이 도킹부에 선택적으로 연결됨으로써이동하는 로봇 장치 - Google Patents

각각의 단부들이 도킹부에 선택적으로 연결됨으로써이동하는 로봇 장치 Download PDF

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KR20040014447A
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Abstract

로봇 팔(10)은 상기 로봇 팔(10)이 휘어지도록 하기 위해서 서로에 대해 휘어질 수 있게 내부 연결된 다수의 세그먼트(12)들을 포함한다. 연결 부분(14)은 선택된 도킹부(18)와 전기적 연결을 위하여 로봇 팔(10)의 각 단부에 제공된다. 로봇 팔(10)은, 상기 로봇 팔(10)의 제 2 단부(24)가 제 2 도킹부(20)에 연결되고 이어서 상기 로봇 팔(10)의 제 1 단부(22)가 제 1 도킹부(18)로부터 분리되도록 로봇 팔(10)을 휘어지게 함으로써 제 1 도킹부와 제 2 도킹부 사이에 이동될 수 있다. 이러한 방식으로 로봇 팔(10)은 도킹부들의 네트워크를 이동할 수 있다.

Description

각각의 단부들이 도킹부에 선택적으로 연결됨으로써 이동하는 로봇 장치{ROBOTIC DEVICE WICH MOVES BY ALTERNATELY CONNECTING EACH OF ITS ENDS TO DOCKING STATIONS}
로봇 시스템들 및 장치들은 광범위한 응용 분야에서 사용될 수 있다. 그러한 장치들은 흔히 휘어지지 않으며, 다만 단일 작업 또는 제한된 범위의 작업을 수행하기에 적합하다. 그러한 시스템은 또한 아주 부피가 크다. 로봇 시스템은 장애인에게 도움을 주는 것이 가능하다. 그러나, 상기 관점과 다른 단점들을 고려하여, 지금까지의 로봇 시스템은 일반적으로 상당한 정도까지 그러한 응용 분야에 사용할 수 없었다.
본 발명은 개량된 로봇 장치 및 로봇 시스템에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시적으로 설명한다.
도 1A 내지 도 1E는 제 1 위치로부터 제 2 위치로 점진적으로 이동하는 본 발명에 따른 로봇 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 로봇 시스템을 도시한 도면이다.
본 발명에 따르면, 적어도 두 개의 이격된 연결 부분들을 구비한 이동 가능한 몸체를 포함하는 로봇 장치로서, 상기 로봇 장치는, 연결 부분들 중 하나가 제 1 연결 부재에 선택적으로 연결되고, 이어서 연결 부분들 중 다른 하나가 제 2 연결 부재에 선택적으로 연결되도록 상기 몸체가 이동되고, 이후에 상기 연결 부분들 중 하나가 제 1 연결 부재로부터 분리되고, 상기 몸체가 추가 이동되고, 상기 연결부분들 중 하나 또는 다른 하나가 제 3 연결 부재에 연결되고, 이에 따라 로봇 장치가 연결 부재들의 네트워크 주변에서 이동할 수 있도록 배치된 로봇 장치가 제공된다.
로봇 장치는 바람직하게 제어 가능하고, 요구되는 바와 같이 연결 부재와 자동적으로 선택적으로 연결 및 분리된다.
연결 부분은 연결된 연결 부분들과 연결 부재들 사이에 동력 연결을 제공하고, 상기 동력 연결은 로봇 부재의 이동을 초래하게 한다. 동력 연결은 전기, 공압, 유압 또는 기계력을 연결할 수 있다. 연결 부분은 바람직하게 로봇 장치의 제어 및/또는 로봇 장치의 위치에 관한 지시를 제공하기 위해서 연결된 연결 부분들과 연결 부재들 사이에 신호 연결을 제공한다.
연결 부분은 공구 또는 다른 물품이 연결 부분 상에 선택적으로 장착될 수 있도록 배치될 수 있다.
로봇 장치는 휘어질 수 있는 형태를 가질 수 있고, 상기 휘어질 수 있는 형태는 선회 연동 장치들, 볼 및 소켓 연결부들 또는 탄성 중합체 조인트들에 의해 제공될 수 있다.
로봇 장치는 상기 로봇 장치의 휘어질 수 있는 형태를 선택적으로 변화시키기 위해서 제어 수단을 포함할 수 있으며, 제어 수단은 전기 모터, 솔레노이드, 자동화 장치류(smart materials), 공압 또는 유압 장치, 또는 기계적 수단을 포함할 수 있다.
로봇 장치는 대략 긴 형태의 장치로서, 각 단부에 연결 부분을 구비한다.
로봇 장치는 상기 로봇 장치의 중간 지점에 대하여 실질적으로 대칭일 수 있다.
로봇 장치는 로봇 팔의 형태일 수 있다.
본 발명은 또한 로봇 시스템을 제공하고, 상기 로봇 시스템은 위의 9개의 단락 중 어느 하나에 따른 로봇 장치와 다수의 이격된 도킹부(docking station)들을 포함하며, 각각의 도킹부는 로봇 장치의 연결 부분들과 각각 연결 가능한 연결 부재를 포함한다.
로봇 시스템은 로봇 장치의 이동을 초래하도록 로봇 장치에 신호를 보내기 위한 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는 로봇 장치의 위치를 또한 인지할 수 있다. 제어 장치는 PC 또는 다른 프로그램 가능한 제어 장치를 포함할 수 있다.
제어 장치는 인간 상호 작용(human interaction)에 의해 시스템을 제어할 수 있다.
하나 또는 그 이상의 공구부(tool station)는 로봇 장치에 의해 작동되게 하기 위해서 로봇 장치의 연결부에 선택적으로 연결될 수 있는 하나 또는 그 이상의 공구 또는 다른 물품들을 위치시키도록 제공될 수 있다.
시스템은 다수의 로봇 장치를 포함할 수 있다.
시스템은 제어 장치에 의해 제어될 수 있는 하나 또는 그 이상의 차량을 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 차량을 안내하는 수단이 제공될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 도킹부 및/또는 공구부가 차량에 제공될 수 있다.
차량은 휠체어 또는 트럭의 형태일 수 있다.
인간 인터페이스가 로봇 시스템을 구역적으로 제어하기 위해서 일부 또는 모든 도킹부에 제공될 수 있다.
도 1A 내지 도 1E는 로봇 팔(10)의 형태인 로봇 장치를 도시한다. 로봇 팔 (10)은 예를 들어 도 1B 내지 도 1D에서 도시된 바와 같이 상기 로봇 팔이 휘어질 수 있도록 서로에 대해 휘어질 수 있게 서로 연결된 다수의 세그먼트(12)들을 포함한다. 세그먼트(12)들은 선회 연동 장치들, 볼 및 소켓 연결부들 또는 탄성 중합체 조인트들과 같이 구부러지는 많은 다양한 방식들로 연결될 수 있다. 세그먼트(12)들은 전기 모터, 솔레노이드, 자동화 장치류, 공압 또는 유압 장치, 또는 기계적 수단 중 어느 설비에 의해서라도 서로에 대해 움직일 수 있다.
로봇 팔(10)은 중간 지점에 대하여 대칭이고 수(male) 연결부(16)를 갖춘 각각의 단부에 연결 부분(14)이 제공되어 있다. 연결 부분(14)은 전기적으로 연결되고 또한 신호적으로도 연결된다. 경우에 따라서는, 공압, 유압 및/또는 기계적 연결이 또한 만들어질 수 있다.
도 1A 내지 도 1E는 제 1 도킹부(18)로부터 제 2 도킹부(20)로 이동하는 로봇 팔(10)을 예시한다. 도 1A에서, 로봇 팔(10)의 제 1 단부(22)는 제 1 도킹부 (18)에 연결된다. 로봇 팔(10)은 도면들에서 점진적으로 도시된 바와 같이 도 1C에서 도시된 U자형 형태로 휘어지게 되고, U자형 형태가 되는 지점에서 제 2 단부 (24)가 제 2 도킹부(20)에 연결된다. 일단 U자형 형태가 완료되면, 제 1 단부(22)가 제 1 도킹부(18)로부터 분리되고 로봇 팔(10)은 도 1E에서 도시된 바와 같이 직선으로 정렬되도록 다시 휘어진다. 이러한 장치는 로봇 팔(10)이 원거리에서 제어되어 각각의 도킹부들로부터 자동적으로 연결 및 분리되면서 도킹부들의 네트워크를 이동하게 한다.
도 2는 4개의 로봇 팔(10)들을 갖춘 로봇 장치를 예시한다. 이러한 예에서 7개의 도킹부(26)들이 예시되어 있고, 그중 일렬로 배치된 6개의 도킹부들은 동력 장치(28) 및 PC 형태의 통제 장치(30)에 연결된다. 하나의 도킹부 (26)는 예를 들어 레일(31) 상에 이동 가능하게 장착되어 있다. 도 2의 중간에서, 로봇 팔(10)들 중 하나가 두 개의 도킹부(26)들 사이에 이동하는 것이 예시되어 있다.
공구부(32)는 6개의 도킹부(26)들 각각을 위하여 제공된다. 각각의 공구부 (32)는 도면 부호 34로 예시된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 공구 또는 다른 도구들이 로봇 팔(10)들 중 하나에 의해 선택적으로 잡혀져서 집어 올리도록 허용한다. 두 개의 차량(36, 38)들이 또한 예시되어 있다. 차량(36, 38)들은 도식으로 점선(39)에 의해 도시된 바와 같이 무선 신호와 같은 원거리 신호에 의해 제어될 수 있다. 제 1 차량(36)에는 도킹부(26) 및 공구부(32)가 제공되어 있다. 차량(36)은요구된 경로를 따라 이동할 수 있도록 트랙(40)에 의해 안내된다.
제 2 차량(38)은 요구되는 장소로 이동될 수 있거나 구동될 수 있도록 자동화된다. 차량(38)에도 도킹부(26)와 공구부(32)가 제공된다. 차량(38)에는 사용자가 예를 들어 차량(38)을 구동시키거나 및/또는 로봇 팔(10)을 작동시키는 신호를 입력할 수 있도록 인간과 기계 사이의 인터페이스(human machine interface)(42)가 제공되고, 상기 인터페이스(42)는 차량(38)에 타고 있는 사람에 의해 작동할 수 있다. 유사한 이러한 인터페이스(42)들은 시스템을 구역적으로 제어하기 위해서 두 개의 도킹부(26)들에 연결된다.
사용 시에 통제 장치(30)는 사전에 준비된 프로그램으로 가동될 수 있거나, 혹은 인터페이스(42)들 중 어느 하나에서 통제 장치에 지시들을 입력시킬 수 있다. 이로 인하여 로봇 팔(10)을 요구되는 바와 같이 이동시킬 수 있으며 또한 요구된 단계들을 수행하기 위해서 요구되는 바와 같이 공구들을 집어 올릴 수 있다. 유사하게, 차량(36, 38)들은 요구되는 바와 같이 이동될 수 있고 특정한 공구들이 적절하게 사용될 수 있도록 하기 위하여 로봇 팔(10)들을 집배(pick-up)할 수 있다. 도시된 장치는 매우 일반적이며 광범위한 응용 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 장치는 장애인에게 도움을 주도록 집이나 다른 어느 곳에서도 사용될 수 있다. 급송과 같은 일은 하나 또는 그 이상의 도킹부 또는 공구부에서 수행될 수 있다. 차량은 물품을 운반하도록 사용될 수 있거나 또는 사람을 요구되는 장소로 이송하는 휠체어의 형태일 수 있다.
이동 가능한 로봇 팔들의 장치는 예를 들어 도킹부가 벽 상의 요구된 높이에설치되면, 바닥 공간을 비워둘 수 있도록 해준다. 이러한 장치는 상대적으로 적은 수의 로봇 팔들이 많은 작업들을 수행하도록 사용된다.
이상에서 본 발명의 실시예와 관련하여 설명했지만, 본 발명은 다른 실시예에 광범위하게 사용될 수 있고, 예를 들어 공장이나 다른 장소의 제조 능력부 (manufacturing capacity)에서도 사용 가능하다. 여러 가지 다른 변형들이 상술된 실시예에 가해질 수 있다. 예를 들어, 로봇 장치는 두 개의 연결 부분들로 연장될 필요가 없으며, 예를 들어 두 개 이상의 연결 부분들을 구비할 수 있다. 다른 연결 수단들이 사용될 수 있는데, 예를 들면 팔의 연결 부분들은 수 부재 이외의 것일 수 있다.
차량 유도 수단은 트랙이 아닌 다른 것일 수도 있으며 고정된 경로 이외의 경로로 차량을 이동시킬 수 있다. 통제 장치를 PC로 표시하였으나, 다른 형태의 프로그램 가능한 제어 장치들이 사용될 수 있다.
특히 중요하다고 생각되는 본 발명의 특징들을 중심으로 전술한 명세서 내에 기재하려 노력했지만, 명세서 상에 특히 강조되었든지 강조되지 않았든지 명세서에 언급되거나 혹은 도면에 도시된 어떤 특허 가능한 특징 또는 특징들의 조합에 대하여도 청구되는 본 발명의 범주 내에서 보호되어야 한다.

Claims (29)

  1. 로봇 장치에 있어서,
    적어도 두 개의 이격된 연결 부분들을 구비한 이동 가능한 몸체를 포함하고,
    연결 부분들 중 하나가 제 1 연결 부재에 선택적으로 연결되고, 이어서 연결 부분들 중 다른 하나가 제 2 연결 부재에 선택적으로 연결되도록 상기 몸체가 이동되고, 이후에 상기 연결 부분들 중 하나가 제 1 연결 부재로부터 분리되고, 상기 몸체가 추가 이동되고, 상기 연결 부분들 중 하나 또는 다른 하나가 제 3 연결 부재에 연결되고, 이에 따라 로봇 장치가 연결 부재들의 네트워크 주변에서 이동할 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 로봇 장치는 제어 가능한 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 로봇 장치는 요구되는 바에 따른 연결 부재와의 선택적 연결 및 분리가 자동으로 행해지는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  4. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 연결 부분은 연결된 연결 부분들과 연결 부재들 사이에 동력 연결을 제공하고, 상기 동력 연결은 로봇 부재의 이동을 초래하게 되는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 동력 연결은 전기적, 공압적, 유압적 또는 기계적 동력에 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  6. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 연결 부분은 로봇 장치의 제어 및/또는 로봇 장치의 위치에 관한 지시를 제공하기 위해서 연결된 연결 부분들과 연결 부재들 사이에 신호 연결을 제공하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  7. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 연결 부분은 공구 또는 다른 물품이 연결 부분 상에 선택적으로 장착될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  8. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 장치는 휘어질 수 있는 형태를 가진 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 휘어질 수 있는 형태는 선회 연동 장치들, 볼 및 소켓 연결부들 또는 탄성 중합체 조인트들에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  10. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 장치는 상기 로봇 장치의 휘어질 수 있는 형태를 선택적으로 변화시키기 위해서 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  11. 제 9 항에 있어서, 제어 수단은 전기 모터, 솔레노이드, 자동화 장치류, 공압 또는 유압 장치, 또는 기계적 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  12. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 장치는 실질적으로 긴 형태의 장치이며, 상기 로봇 장치의 각 단부에 연결 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  13. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 장치는 상기 로봇 장치의 중간 지점에 대하여 실질적으로 대칭인 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  14. 전기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 장치는 로봇 팔의 형태인 것을 특징으로 하는 로봇 장치.
  15. 전기 항들 중 어느 한 항에 따른 로봇 장치와 다수의 이격된 도킹부들을 포함하고, 각각의 도킹부는 로봇 장치 상의 연결 부분들과 각각 연결될 수 있는 연결 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 로봇 시스템은 로봇 장치의 이동을 초래하도록 로봇 장치에 신호를 보내기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서, 제어 장치는 로봇 장치의 위치를 인지하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 제어 장치는 PC를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 장치는 인간 상호 작용이 시스템을 제어할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  20. 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 공구부는 로봇 장치에 의해 작동되게 하기 위해서 로봇 장치의 연결 부분에 선택적으로 연결될 수 있는 하나 또는 그 이상의 공구 또는 다른 물품들을 위치시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  21. 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 시스템은 다수의 로봇 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  22. 제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 로봇 시스템은 하나 또는그 이상의 차량을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 차량은 제어 장치에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서, 고정된 경로를 따라 하나 또는 그 이상의 차량을 안내하기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 도킹부 및/또는 공구부가 차량에 제공되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 차량은 휠체어 또는 트럭의 형태인 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  27. 제 15 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 인간 인터페이스가 로봇 시스템을 구역적으로 제어하기 위해서 일부 또는 모든 도킹부에 제공되는 것을 특징으로 하는 로봇 시스템.
  28. 첨부 도면을 참조하여 상술된 바와 같은 로봇 장치.
  29. 전기 항들 중 어느 한 항과 동일한 발명에 관한 것이든지 아니든지 또는 상기 발명의 범위 내에 있든지 없든지, 특허청구범위에 기재된 새로운 주제를 포함하는 새로운 주제 또는 조합.
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