KR20130001841A - 이동 로봇용 단차 승월장치 및 이동 로봇 승월 시스템과 이동 로봇의 단차 승월방법 - Google Patents

이동 로봇용 단차 승월장치 및 이동 로봇 승월 시스템과 이동 로봇의 단차 승월방법 Download PDF

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장휘찬
이준화
정현수
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Abstract

상면이 경사지게 형성된 경사면으로 형성된 승월 가이드를 포함한 이동 로봇용 단차 승월장치에 관한 것으로, 승월 가이드의 경사면을 통해 이동 로봇이 단차를 넘어 이동할 수 있게 된다.

Description

이동 로봇용 단차 승월장치 및 이동 로봇 승월 시스템과 이동 로봇의 단차 승월방법{STEP OVERPASSING DEVICE FOR MOVING ROBOT, STEP OVERPASSING SYSTEM FOR MOVING ROBOT AND STEP OVERPASSING METHOD FOR MOVING ROBOT}
본 발명은 이동 로봇이 단차를 넘어 이동할 수 있도록 하는 이동 로봇용 단차 승월장치에 관한 것이다.
근래에는 실내 공간에서 바닥면을 따라 이동하며 청소하는 청소 로봇과 같은 이동 로봇이 보급되고 있는 추세이다.
근래 실내에서 청소용으로 사용되는 이동 로봇은 몸체와 몸체의 하부에 배치되어 이동 로봇이 이동할 수 있도록 하는 한 쌍의 바퀴를 포함하여 구성되는데, 이러한 이동 로봇은 낙하 및 그에 따른 파손 문제로 인해 일반적으로 실내 공간에서 다른 높이의 두 바닥면 사이에 단차가 형성된 부위를 넘어 이동하지 못한다. 따라서 이와 같은 이동 로봇은 사용자가 이동 로봇을 직접 들어 이동시켜주어야만 한다.
본 발명의 일 측면은 이동 로봇이 서로 다른 높이의 두 바닥면 사이에 형성된 단차를 넘어 이동할 수 있도록 하는 이동 로봇용 단차 승월장치 및 이동 로봇 단차 승월 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치는 서로 다른 높이에 위치한 제 1 바닥면 제 2 바닥면 사이에 형성되는 단차에 배치되며, 이동 로봇이 단차를 넘어 제 1 바닥면과 제 2 바닥면 중 어느 하나에서 다른 하나로 이동할 수 있도록 상면이 경사면으로 형성된 승월 가이드를 포함한다.
또한 경사면에는 승월 가이드를 따라 이동하는 이동 로봇에 마련된 바퀴의 이동 경로와 대응하는 위치에 마련되어 경사면을 따라 이동하는 바퀴와 경사면 사이의 슬립을 줄이는 레일부를 포함한다.
또한 레일부는 오목 및 볼록하게 형성된 요철을 포함한다.
또한 승월 가이드의 상단측에 연결되어 단차와 대응하는 높이로 승월 가이드의 상단 높이를 조절하는 높이 조절유닛을 더 포함한다.
또한 상하로 연장되어 승월 가이드의 상단측에 연결되는 스크류와, 스크류의 하단에 회전 가능하게 설치되어 회전하며 상하로 이동하는 레그를 포함한다.
또한 승월 가이드의 상단에 회전 가능하게 설치되는 제 1 연장판과, 승월 가이드의 하단에 회전 가능하게 설치되는 제 2 연장판을 더 포함한다.
또한 제 1 연장판 및 제 2 연장판은 탄성 변형 가능한 재질로 형성된다.
또한 신호를 발생시켜 이동 로봇을 안내하는 유도유닛을 더 포함한다.
또한 유도유닛은 승월 가이드의 하단에 배치된 제 1 유도유닛과, 승월 가이드의 상단에 배치된 제 2 유도유닛을 포함한다.
또한 경사면 양측에 마련되어 이동 로봇이 경사면을 따라 이동하도록 안내하는 두 개의 가이드 리브를 더 포함한다.
또한 이동 로봇에 마련된 충전부에 접속되어 이동 로봇이 충전될 수 있도록 하는 충전 단자를 더 포함한다.
또한 충전 단자는 경사면으로부터 돌출되어 이동 로봇이 경사면에 위치한 상태에서 충전부와 접속된다.
또한 경사면에 배치되며 충전부와 충전 단자가 접속되어 있는 상태에서 이동 로봇으로부터 돌출된 지지돌기가 걸려 지지되는 걸림돌기를 더 포함한다.
또한 걸림돌기는 경사면으로부터 선택적으로 돌출되도록 설치된다.
또한 충전 단자는 이동 로봇이 제 1 바닥면과 제 2 바닥면 중 어느 하나에 위치한 상태에서 이동 로봇과 접속된다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 이동 로봇의 단차 승월 시스템은 이동 로봇과, 서로 다른 높이의 제 1 바닥면과 제 2 바닥면 사이에 형성되는 단차에 배치되어 이동 로봇이 단차를 넘어 이동할 수 있도록 하는 단차 승월장치를 포함하며, 단차 승월장치는 이동 로봇과의 통신을 위한 제 1 통신부를 포함하며, 이동 로봇은 제 1 통신부와의 통신을 위한 제 2 통신부를 포함한다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 이동 로봇의 단차 승월방법은 이동 로봇이 제 1 바닥면을 이동하며 청소하고, 제 1 바닥면의 청소가 완료된 후 이동 로봇용 단차 승월장치의 위치를 확인하고, 이동 로봇이 이동 로봇용 단차 승월장치를 통해 단차를 넘어 제 2 바닥면으로 이동하고, 이동 로봇이 제 2 바닥면을 이동하며 청소한다.
상술한 바와 같이 이동 로봇이 이동 로봇용 승월장치에 마련된 경사면을 통해 단차를 넘어 이동할 수 있게 된다.
또한 이동 로봇용 승월장치에는 충전 단자가 마련되어 이동 로봇용 승월장치가 이동 로봇의 충전 스테이션의 역할을 수행할 수 있게 된다.
또한 이동 로봇용 승월장치에는 유도유닛이 마련되어 이동 로봇용 승월장치가 스마트 가이드의 역할을 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치를 통한 이동 로봇의 이동을 개략적으로 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치의 사시도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치 및 이동 로봇 승월 시스템을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 이동 로봇 승월 시스템은 이동 로봇(10)과, 서로 다른 높이에 위치한 제 1 바닥면(B1)과 제 2 바닥면(B2) 사이에 형성되는 단차(S)에 배치되어 이동 로봇(10)이 단차(S)를 넘어 제 1 바닥면(B1)과 제 2 바닥면(B2) 중 어느 하나에서 다른 하나로 이동할 수 있도록 하는 이동 로봇용 단차 승월장치(20)를 포함한다. 본 실시예에서는 제 2 바닥면(B2)이 제 1 바닥면에 비해 높은 위치에 위치한다.
이동 로봇(10)은 도 4에 도시한 바와 같이 몸체(11)와, 몸체(11)의 하부에 배치되어 이동 로봇(10)이 이동할 수 있도록 하는 바퀴(12) 등의 구성을 포함한다.
이동 로봇용 단차 승월장치(20)는 도 2에 도시한 바와 같이 경사진 경사면(21a)이 마련된 승월 가이드(21)와, 승월 가이드(21)의 상단이 설치될 단차(S)에 대응하는 높이가 되도록 조절하는 높이 조절유닛(22)과, 승월 가이드(21)의 경사면 상단으로부터 연장되는 제 1 연장판(23)과, 승월 가이드(21)의 경사면 하단으로부터 연장되는 제 2 연장판(24)을 포함한다.
승월 가이드(21)는 대략 판 형상으로 형성되며 경사지게 배치되어 승월 가이드(21)의 상면이 상술한 경사면(21a)을 형성하도록 되어 있으며, 경사면(21a)에는 경사면(21a)을 따라 이동하는 이동 로봇(10)의 두 바퀴(12)와 대응하는 위치에 마련되어 이동 로봇(10)의 바퀴(12)와 경사면(21a) 사이에서 슬립이 발생하는 것을 방지하는 두 개의 레일부(21b)가 마련된다. 레일부(21b)는 오목 및 볼록한 요철로 형성되어 바퀴(12)와 레일부(21b) 사이의 마찰력이 증가시키는 역할을 수행한다.
높이 조절유닛(22)는 상하 방향으로 연장되어 상단이 승월 가이드(21)의 상단측에 설치되는 스크류(22a)와, 스크류(22a)의 하단에 회전 가능하게 설치되어 일정 범위 내에서 상하로 이동하는 레그(22b)를 포함한다. 따라서, 레그(22b)를 회전시켜 레그(22b)가 상하로 이동하게 하면 높이 조절유닛(22)의 길이가 변경되므로 이를 통해 승월 가이드(21) 상단의 높이를 조절할 수 있다.
제 1 연장판(23) 및 제 2 연장판(24)은 높이 조절유닛(22)의 조절 범위를 벗어난 단차(S)나 복수의 단차(S)를 넘어 이동 로봇이 이동할 수 있도록 하는 것으로, 제 1 연장판(23)은 승월 가이드(21)의 상단에 회전 가능하게 설치되고 제 2 연장판(24)은 승월 가이드(21)의 하단에 회전 가능하게 설치되어, 그 상면이 승월 가이드(21)의 경사면과 일직선 상에 위치하도록 회전하여 승월 가이드(21)의 경사면이 연장된 것과 같은 효과를 나타낸다. 본 실시예에서 제 1 연장판(23) 및 제 2 연장판(24)은 단차(S)의 높이에 탄력적으로 대응할 수 있도록 탄성 변형 가능한 재질로 각각 형성된다.
이하에서는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치를 설명한다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치(30)는 상면이 경사면(31a)으로 형성된 승월 가이드(31)와, 승월 가이드(31)의 양측에 마련되어 이동 로봇(10)의 바퀴(12) 양측에 배치되어 이동 로봇(10)이 경사면을 따라 이동하도록 안내하는 두 개의 가이드 리브(31b)를 포함한다.
또한 본 실시예에 적용된 이동 로봇용 단차 승월장치(30)에는 이동 로봇(10)이 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 위치를 인식할 수 있도록 하는 유도유닛(32)을 포함한다.
도면으로 도시되어 있지는 않으나, 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 유도유닛(32)은 이동 로봇(10)과의 통신을 위한 제 1 통신부를 포함하며, 이동 로봇(10)은 제 1 통신부와의 통신을 위한 제 2 통신부를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 통신부는 광 또는 전파 신호를 송신하는 역할을 수행하며 제 2 통신부는 제 1 통신부에서 송신된 신호를 수신하는 역할을 수행한다.
따라서, 단차(S)를 넘어 이동할 필요가 있을 경우 이동 로봇(10)은 유도유닛(32)의 제 1 통신부에서 송신된 신호를 제 2 통신부를 통해 수신하여 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 위치를 파악하고, 이동 로봇용 단차 승월장치(30)로 이동하여 이동 로봇용 단차 승월장치(30)를 통해 단차(S)를 넘어 제 1 바닥면(B1)과 제 2 바닥면(B2) 중 어느 하나에서 다른 하나로 이동할 수 있게 되는 것이다. 또한 이와 같이 유도유닛(32)이 포함된 이동 로봇용 단차 승월장치(30)는 단차(S)를 통해 구획되어 있는 서로 다른 높이의 제 1 바닥면(B1)과 제 2 바닥면(B2)을 이동 로봇(10)이 인식할 수 있도록 하는 스마트 가이드로서의 역할도 수행할 수 있다.
본 실시예에서 이동 로봇용 단차 승월장치(30)에는 이동 로봇(10)이 단차(S)를 통해 구획되는 서로 다른 높이의 제 1 바닥면(B1)과 제 2 바닥면(B2)에서 모두 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 위치를 인식할 수 있도록 하기 위해 두 개의 유도유닛(32)이 구비되어 있다. 유도유닛(32)은 승월 가이드(31)의 하단에 설치된 제 1 유도유닛(32)과 승월 가이드(31)의 상단에 설치된 제 2 유도유닛(32)을 포함한다.
상기와 같이 유도유닛(32)을 갖춘 이동 로봇용 단차 승월장치(30)를 통해 청소를 위해 사용되는 이동 로봇(10)이 단차를 승월하는 방법을 설명하면 아래와 같다.
먼저 이동 로봇(10)이 제 1 바닥면(B1)을 따라 이동하며 청소를 수행하다가, 제 1 바닥면(B1)의 청소가 완료된 후에는, 이동 로봇(10)에 마련된 제 2 통신부를 통해 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 유도유닛(32)에 마련된 제 1 통신부와 통신하여 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 위치를 확인한다. 이동 로봇용 단차 승월장치(30)의 위치가 확인되면 이동 로봇(10)은 이동 로봇용 단차 승월장치(30)로 이동하여 이동 로봇용 단차 승월장치(30)에 마련된 경사면(31a)을 통해 이동하며 단차(S)를 넘어 제 2 바닥면(B2)으로 이동한다. 계속해서 이동 로봇(10)은 제 2 바닥면(B2)을 따라 이동하며 제 2 바닥면(B2)을 청소한다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치를 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이동 로봇용 단차 승월장치(30)는 상면이 경사면(41a)으로 형성된 승월 가이드(41)를 포함한다.
승월 가이드(41)의 경사면(41a)에는 이동 로봇(10)이 경사면(41a)에 배치되어 있는 상태에서 이동 로봇(10)의 충전부에 대응하는 위치에 마련되어 이동 로봇(10)이 충전될 수 있도록 하는 충전 단자(41b)가 배치되어, 이동 로봇용 단차 승월장치(30)가 이동 로봇(10)을 충전시키기 위한 충전 스테이션의 역할을 수행할 수 있도록 되어 있다. 즉, 이동 로봇(10)이 경사면(41a)의 일정 위치에 위치하게 되면 이동 로봇(10)의 충전부(13)가 충전 단자(41b)에 접속하게 되므로, 이동 로봇용 단차 승월장치(30)가 이동 로봇(10)의 충전을 위해 사용될 수 있게 되는 것이다.
이동 로봇(10)의 충전부(13)가 충전 단자(41b)에 접속되어 있는 상태를 그대로 유지할 수 있도록 하기 위해 이동 로봇(10)에는 하면으로부터 지지돌기(14)가 돌출되어 있으며, 승월 가이드(41)의 경사면에는 지지돌기(14)에 걸려 지지돌기(14)를 지지하는 걸림돌기(41c)가 형성되어 있다.
본 실시예에서 이러한 걸림돌기(41c)는 상하로 이동 가능하게 설치되어 경사면(41a)으로부터 선택적으로 돌출될 수 있다. 즉, 걸림돌기(41c)는 이동 로봇(10)이 경사면(41a)을 따라 이동할 경우에는 승월 가이드(41) 내측에 배치되어 있다가, 이동 로봇(10)의 충전이 진행될 경우와 같이 이동 로봇(10)이 경사면에 배치되어 있는 상태를 유지해야 할 필요가 있을 경우에만 승월 가이드(41)의 경사면으로부터 돌출되어 이동 로봇(10)의 지지돌기(14)를 통해 이동 로봇(10)을 지지하도록 되어 있는 것이다.
본 실시예에서는 충전 단자(41b)가 경사면(41a)에 마련되어 이동 로봇(10)이 경사면(41a)에 위치한 상태에서 충전이 이루어지도록 되어 있으나, 이는 일례를 보인 것으로, 이동 로봇용 단차 승월장치의 충전 단자(41b)의 상부 혹은 하부로 충전 단자(41b)의 위치를 변경하여 이동 로봇(10)이 제 1 바닥면(B1)이나 제 2 바닥면(B2)에 위치한 상태에서 충전 단자(41b)가 이동 로봇(10)의 충전부(13)에 접속되어 이동 로봇(10)의 충전이 이루어지도록 하는 것도 가능하다.
본 발명은 상기에 기재된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형할 수 있다는 점은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 이동 로봇 11: 몸체
12: 바퀴 13: 충전부
14: 지지돌기 20, 30, 40: 이동 로봇용 단차 승월장치
21, 31, 41: 승월 가이드 21a, 31a, 41a: 경사면
21b: 레일부 22: 높이 조절유닛
22a: 스크류 22b: 레그
23: 제 1 연장판 24: 제 2 연장판
31b: 가이드 리브 32: 유도유닛
41b: 충전 단자 41c: 걸림돌기

Claims (17)

  1. 서로 다른 높이에 위치한 제 1 바닥면 제 2 바닥면 사이에 형성되는 단차에 배치되며, 이동 로봇이 상기 단차를 넘어 상기 제 1 바닥면과 상기 제 2 바닥면 중 어느 하나에서 다른 하나로 이동할 수 있도록 상면이 경사면으로 형성된 승월 가이드를 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사면에는 상기 승월 가이드를 따라 이동하는 상기 이동 로봇에 마련된 바퀴의 이동 경로와 대응하는 위치에 마련되어 상기 경사면을 따라 이동하는 바퀴와 상기 경사면 사이의 슬립을 줄이는 레일부를 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 레일부는 오목 및 볼록하게 형성된 요철을 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 승월 가이드의 상단측에 연결되어 상기 단차와 대응하는 높이로 상기 승월 가이드의 상단 높이를 조절하는 높이 조절유닛을 더 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  5. 제 4 항에 있어서.
    상하로 연장되어 상기 승월 가이드의 상단측에 연결되는 스크류와,
    상기 스크류의 하단에 회전 가능하게 설치되어 회전하며 상하로 이동하는 레그를 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 승월 가이드의 상단에 회전 가능하게 설치되는 제 1 연장판과,
    상기 승월 가이드의 하단에 회전 가능하게 설치되는 제 2 연장판을 더 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 연장판 및 상기 제 2 연장판은 탄성 변형 가능한 재질로 형성되는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    신호를 발생시켜 상기 이동 로봇을 안내하는 유도유닛을 더 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유도유닛은 상기 승월 가이드의 하단에 배치된 제 1 유도유닛과,
    상기 승월 가이드의 상단에 배치된 제 2 유도유닛을 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사면 양측에 마련되어 상기 이동 로봇이 상기 경사면을 따라 이동하도록 안내하는 두 개의 가이드 리브를 더 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇에 마련된 충전부에 접속되어 상기 이동 로봇이 충전될 수 있도록 하는 충전 단자를 더 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 충전 단자는 상기 경사면으로부터 돌출되어 상기 이동 로봇이 상기 경사면에 위치한 상태에서 상기 충전부와 접속되는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 경사면에 배치되며 상기 충전부와 상기 충전 단자가 접속되어 있는 상태에서 상기 이동 로봇으로부터 돌출된 지지돌기가 걸려 지지되는 걸림돌기를 더 포함하는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 걸림돌기는 상기 경사면으로부터 선택적으로 돌출되도록 설치되는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 충전 단자는 상기 이동 로봇이 상기 제 1 바닥면과 상기 제 2 바닥면 중 어느 하나에 위치한 상태에서 상기 이동 로봇과 접속되는 이동 로봇용 단차 승월장치.
  16. 이동 로봇과,
    서로 다른 높이의 제 1 바닥면과 제 2 바닥면 사이에 형성되는 단차에 배치되어 이동 로봇이 상기 단차를 넘어 이동할 수 있도록 하는 단차 승월장치를 포함하며,
    상기 단차 승월장치는 상기 이동 로봇과의 통신을 위한 제 1 통신부를 포함하며,
    상기 이동 로봇은 상기 제 1 통신부와의 통신을 위한 제 2 통신부를 포함하는 이동 로봇 단차 승월 시스템.
  17. 이동 로봇이 제 1 바닥면을 이동하며 청소하고,
    상기 제 1 바닥면의 청소가 완료된 후 상기 이동 로봇용 단차 승월장치의 위치를 확인하고,
    상기 이동 로봇이 상기 이동 로봇용 단차 승월장치를 통해 단차를 넘어 제 2 바닥면으로 이동하고,
    상기 이동 로봇이 상기 제 2 바닥면을 이동하며 청소하는 이동 로봇의 단차 승월방법.
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