KR20100043802A

KR20100043802A - 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치

Info

Publication number: KR20100043802A
Application number: KR1020080102998A
Authority: KR
Inventors: 조성연; 신동관; 신우철; 남궁휘문
Original assignee: 주식회사 로보스타
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2008-10-21
Publication date: 2010-04-29

Abstract

본 발명은 구동륜을 구동시키는 구동모터에 부하가 걸리지 않게 하여 실내의 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있도록 한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치를 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 주행로상에서 주행하면서, 일정 높이의 장애물을 넘어갈 수 있는 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치에 있어서, 로봇의 바닥부를 형성하는 바닥 플레이트와; 상기 바닥 플레이트의 일측부 양측에 서로 마주보도록 설치되되, 구동모터의 구동력을 전달받아 회전되는 한쌍의 구동륜과; 상기 구동륜과 마주보는 위치의 상기 바닥 플레이트의 타측부에 설치되는 캐스터를 포함하며, 상기 캐스트의 바퀴 양측을 지지하는 양측면 지지 프레임에, 상기 구동륜을 향해 상향 경사지게 형성되어, 상기 장애물의 상단부와 접촉되면서 상기 구동륜의 구동력에 의해 슬라이드 이동되어 상기 장애물의 상단부가 상기 바퀴가 위치되도록 하는 안내판이 구비된 것을 특징으로 한다.

주행, 로봇, 장애물

Description

장애물 등반 기능의 로봇 주행장치{TRAVELLING EQUIPMENT OF THE ROBOT}

본 발명은 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동륜을 구동시키는 구동모터에 부하가 걸리지 않게 하여 실내의 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있도록 한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치에 관한 것이다.

일반적으로 주행로봇은 그 용도에 따라 경비로봇 또는 청소로봇 또는 장난감로봇으로 나뉜다.

이러한 주행 로봇은 사용자의 직접 제어없이 내장된 센서의 감지에 따라 실내를 주행하는 것으로, 통상적으로 본체 내부에 설치된 적외선 센서 등으로 이루어진 장애물 감지센서 및 주행 거리 및 위치 등을 측정하는 주행거리 검출 센서를 이용하여 벽이나 장애물로 둘러싸인 영역의 외곽을 주행한다.

하지만 종래의 주행 로봇은 구동륜과 보조륜으로 구비하고 있으며, 평탄면만을 고려하여 제작됨으로 인해, 문턱을 넘어가지 못할 뿐만 아니라 구동륜 또는 보조륜이 문턱에 접촉된 상태에서 구동륜를 회전시키는 구동모터에는 전원 공급이 지속적으로 공급되기 때문에 구동모터에 부하가 많이 걸려 구동모터가 고장이 나거나 심한 경우에는 작동이 정지되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 구동륜을 구동시키는 구동모터에 부하가 걸리지 않게 하여 실내의 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있도록 한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치에 따르면, 구동륜을 구동시키는 구동모터에 부하가 걸리지 않게 하여 실내의 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있으며, 구동모터를 한쌍의 구동륜 각각을 개별 구동하도록 2개 로 구비하여, 방향 전환이 가능하도록 할 수 있으며, 기존에 통상적으로 사용되고 있는 캐스터를 적용하여 캐스터의 바퀴를 지지하는 양측면 지지 프레임을 활용하여 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있기 때문에 주행 로봇의 제작 단가를 절감시킬 수 있고, 간단한 구조로 현재 양산되고 있는 모든 주행 로봇이 장애물을 손쉽게 넘어갈 수 있다.

그리고, 본 발명은 로봇의 전,후진시 문턱을 쉽게 넘어갈 수 있는 장점도 있다.

그리고, 본 발명은 로봇의 방향 전환 과정중 문턱이 있는 경우에도 충분히 문턱을 넘어갈 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치의 요부를 도시한 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치의 저면부를 도시한 저면 사시도이며, 도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치가 장애물을 넘어가는 과정을 도시한 도면이다.

본 발명은 주행로상에서 주행하면서, 일정 높이의 장애물을 넘어갈 수 있는 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치에 관한 것으로, 로봇의 바닥부를 형성하는 바닥 플레이트(10)와, 이 바닥 플레이트(10)의 일측부(11) 양측(11a)(11b)에 서로 마주보도록 설치되되, 구동모터(21)의 구동력을 전달받아 회전되는 한쌍의 구동륜(20) 과, 구동륜(20)과 마주보는 위치의 바닥 플레이트(10)의 타측부(12)에 설치되는 캐스터(30)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 본 발명에 의한 구동모터(21)는 한쌍의 구동륜(20) 각각을 개별 구동하도록 2개로 구비되어, 방향 전환이 가능하도록 구현할 수 있다.

즉, 2개의 구동모터(21)중 하나는 구동을 정지시키고, 나머지 하나를 구동시키면 로봇의 바닥 플레이트(10)는 구동 정지된 구동모터(21)의 구동륜(20)을 중심으로 회전되어 방향을 전환시킬 수 있다.

그리고, 2개의 구동모터(21)가 동시에 구동되면, 2개의 구동륜(20)은 동일한 회전 속도로 회전되어 주행로를 따라 전진할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 캐스터(30)는 통상적으로 사용되는 것으로, 바닥 플레이트(10) 하면에 위치되는 바퀴(31)와, 이 바퀴(31)를 회전 가능하게 지지하는 양측면 지지 프레임(32)을 포함하여 이루어지는 것이며, 바퀴(31)는 바닥 플레이트(10)의 타측부(12)에 절개 형성된 공간부(12a)내에 360°(도) 자유 자재로 회동 가능하게 캐스터 본체(35)와 연결되어 있는 것이다.

상기와 같은 캐스터(30)는 바퀴(31)가 상기 공간부(12a)내에서 360°(도) 자유 자재로 회동되기는 하지만, 전방에 위치한 구동륜(20)에 의해 로봇이 전,후진할때에는 그 특성상 구동륜(20)과 일직선이 되는 방향으로 일치되기 때문에 로봇이 전,후진할 수 있게 된다.

본 발명은 캐스트(30)의 바퀴(31) 양측을 지지하는 양측면 지지 프레임(32)에, 구동륜(20)을 향해 상향 경사지게 형성되어, 장애물의 상단부와 접촉되면서 구동륜(20)의 구동력에 의해 슬라이드 이동되어 장애물의 상단부에 바퀴(31)가 위치되도록 하는 안내판(33)이 구비된다.

따라서, 상기 안내판(33)은, 캐스터(30)의 특성상 로봇의 전진시에는 구동륜(20)을 향하는 방향으로 위치됨과 아울러 로봇의 후진시에는 구동륜(20)과 대향되는 방향으로 위치되는데, 이렇게 되는 이유는 로봇이 전진되다가 후진되는 구동 패턴으로 변경되면, 캐스터(30)의 특성으로 인해 상기 공간부(12a)내에서 바퀴(31)가 180 °(도)로 자체 회전되어 안내판(33)이 반대 방향으로 위치하게 되는 것이다. 이로 인해, 본 발명은 로봇의 전진 및 후진 구동시 문턱을 타고 넘을 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 첨부된 도면 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 화살표 방향으로, 구동모터(21)를 구동시켜 로봇이 전진되도록 하는 과정에서, 주행 전방부에 장애물(문턱)이 있는 경우에, 구동륜(20)은 구동모터(21)의 구동력에 의해 쉽게 문턱등의 장애물을 타고넘어 갈 수 있다.

이후, 도 4에 도시된 바와 같이, 문턱등의 장애물은 구동륜(20)과 캐스터(30)의 바퀴(31)사이에 위치되며, 이후, 구동륜(20)에 의해 로봇이 전진되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 문턱의 상단부에 안내판(33)의 상측와 최초로 접촉이 이루어지며, 이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동륜(20)의 주행력에 의해 문턱의 상단부와 안내판(33)의 외면과 서로 슬라이드되어 문턱의 상단부에 바퀴(31)의 위치된 다.

여기서, 본 발명에 적용되는 캐스터(30)는 바퀴(31)가 상기 공간부(12a)내에서 360°(도) 자유 자재로 회동되기는 하지만, 전방에 위치한 구동륜(20)에 의해 로봇이 전진할때에는 그 특성상 구동륜(20)과 일직선이 되는 방향으로 일치되기 때문에 로봇이 전진할 수 있음과 아울러 안내판(33) 역시 문턱을 바라보도록 위치되어, 문턱을 타고 넘을 수 있다.

이후, 별도로 도면상에는 도시하지 않았지만 구동륜(20)의 지속적인 주행에 의해 바퀴(31)는 문턱이라는 장애물을 넘어갈 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 구동륜(20)을 앞쪽으로 하여 로봇을 전진시키는 경우 이외에도 구동륜(20)을 뒷쪽으로 하여 로봇을 후진시키는 경우에, 캐스터(30)의 특성상 바퀴(31)가 주행방향으로 구동륜(20)과 일직선이 되는 방향으로 회전하기 때문에 본 발명의 안내판(33)은 주행 방향, 즉 문턱을 바라도록 위치되어 문턱을 타고 넘을 수 있다.

그리고, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 안내판(33)의 반대편의 양측면 지지 프레임(32)에도 또 다른 안내판을 일체로 형성할 수 있음은 물론이다.

상기 안내판(33)은 상기 양측면 지지 프레임(32)의 양측부에 서로 대향되는 방향으로 일체로 형성되도록 구성할 수 있는데, 이 경우에는 공간부(12a)의 크기를 바퀴(31)가 충분히 회전될 수 있도록 크게 하면 된다.

따라서, 안내판(33)을 양측면 지지 프레임(32)의 양측부에 서로 대향되는 방향으로 일체로 연장 형성하게 되면, 캐스터(30)의 바퀴(31)가 문턱등의 장애물을 최종적으로 넘어갈때 문턱과 주행로의 단차로 인해 덜컹하는 소음을 유발시키지 않게 된다. 그 이유는, 양측면 지지 프레임(32)의 뒷쪽에 위치한 또 다른 안내판(33)과 문턱의 상단부와 슬라이드 접촉되면 내려오기 때문에 덜컹하는 소음이 유발되지 않게 된다.

그리고, 구동륜을 구동시키는 구동모터에 부하가 걸리지 않게 하여 실내의 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있으며, 구동모터를 한쌍의 구동륜 각각을 개별 구동하도록 2개로 구비하여, 방향 전환이 가능하도록 할 수 있으며, 기존에 통상적으로 사용되고 있는 캐스터를 적용하여 캐스터의 바퀴를 지지하는 양측면 지지 프레임을 활용하여 문턱이나 장애물을 보다 안정적으로 넘어갈 수 있기 때문에 주행 로봇의 제작 단가를 절감시킬 수 있고, 간단한 구조로 현재 양산되고 있는 모든 주행 로봇이 장애물을 손쉽게 넘어갈 수 있다.

그리고, 본 발명은 로봇의 전,후진시 문턱을 쉽게 넘어갈 수 있는 장점도 있다. 그리고, 본 발명은 로봇의 방향 전환 과정중 문턱이 있는 경우에도 충분히 문턱을 넘어갈 수 있다.

한편, 본 발명의 캐스터(30)를 구성하는 바퀴(31)를 바닥 플레이트(10)의 공간부(12a)내의 영역에 위치하도록 구성할 수도 있지만, 바퀴(31) 전체가 바닥 플레 이트(10)의 하면 아래에 위치하도록 구성할수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치의 요부를 도시한 외관 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치의 저면부를 도시한 저면 사시도.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 의한 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치가 장애물을 넘어가는 과정을 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 바닥 플레이트

11 : 일측부

11a,11b : 양측부

12 : 타측부

20 : 구동륜

21 : 구동모터

30 : 캐스터

31 : 바퀴

32 : 양측면 지지 프레임

33 : 안내판

Claims

주행로상에서 주행하면서, 일정 높이의 장애물을 넘어갈 수 있는 문턱등반 기능의 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치에 있어서,

로봇의 바닥부를 형성하는 바닥 플레이트(10)와;

상기 바닥 플레이트(10)의 일측부(11) 양측(11a)(11b)에 서로 마주보도록 설치되며, 구동모터(21)의 구동력을 전달받아 회전되는 한쌍의 구동륜(20)과;

상기 구동륜(20)과 마주보는 위치의 상기 바닥 플레이트(10)의 타측부(12)에 설치되는 캐스터(30)를 포함하며,

상기 캐스트(30)의 바퀴(31) 양측을 지지하는 양측면 지지 프레임(32)에, 상기 구동륜(20)을 향해 상향 경사지게 형성되어, 상기 장애물의 상단부와 접촉되면서 상기 구동륜(20)의 구동력에 의해 슬라이드 이동되어 상기 장애물의 상단부에 상기 바퀴(31)가 위치되도록 하는 안내판(33)이 구비된 것을 특징으로 하는 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치.
청구항 1에 있어서,

상기 안내판(33)은 상기 양측면 지지 프레임(32)의 양측부에 서로 대향되는 방향으로 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 구동모터(21)는 상기 한쌍의 구동륜(20) 각각을 개별 구동하도록 2개로 구비되어, 방향 전환이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 장애물 등반 기능의 로봇 주행장치.