KR20170101873A - Moving robot and controlling method thereof - Google Patents

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KR20170101873A
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main wheel
sensor
mobile robot
unit
obstacle
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Application number
KR1020170108743A
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김황
박성일
김수현
윤병호
한상훈
전영준
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엘지전자 주식회사
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Abstract

In order to solve the problem of the present invention, according to an embodiment of the present invention, a moving robot comprises: a body; a driving unit moving the body; and a cleaning unit cleaning a cleaning area in which the body is placed. The driving unit comprises: a main wheel; a motor generating a driving force; a gear unit connected to the main wheel and the motor, and transmitting the driving force of the motor to the main wheel; and a leg member arranged on a shaft to connect the main wheel and the gear unit.

Description

이동 로봇 및 그 제어방법{MOVING ROBOT AND CONTROLLING METHOD THEREOF}[0001] MOVING ROBOT AND CONTROLLING METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 이동 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바퀴 구속현상을 극복할 수 있는 이동 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot and a control method thereof, and more particularly, to a mobile robot capable of overcoming a wheel restraint and a control method thereof.

일반적으로 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일 부분을 담당하여 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되어, 의료용 로봇, 우주 항공 로봇 등이 개발되고, 일반 가정에서 사용할 수 있는 가정용 로봇도 만들어지고 있다.In general, robots have been developed for industrial use and have been part of factory automation. In recent years, medical robots, aerospace robots, and the like have been developed, and household robots that can be used in ordinary homes are being developed.

상기 가정용 로봇의 대표적인 예는 로봇 청소기로서, 일정 영역을 스스로 주행하면서 주변의 먼지 또는 이물질을 흡입하여 청소하는 가전기기의 일종이다. 이러한 로봇 청소기는 일반적으로 충전 가능한 배터리를 구비하고, 주행 중 장애물을 피할 수 있는 장애물 센서를 구비하여 스스로 주행하며 청소할 수 있다.A representative example of the domestic robot is a robot cleaner, which is a type of household appliance that sucks and cleanes dust or foreign matter around the robot while traveling in a certain area by itself. Such a robot cleaner is generally equipped with a rechargeable battery and has an obstacle sensor capable of avoiding obstacles during traveling, so that it can run and clean by itself.

최근에는, 로봇 청소기가 청소 영역을 단순히 자율적으로 주행하여 청소를 수행하는 것에서 벗어나 로봇 청소기를 헬스 케어, 스마트홈, 원격제어 등 다양한 분야에 활용하기 위한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.In recent years, research has been actively carried out to utilize the robot cleaner in various fields such as health care, smart home, and remote control by moving away from the cleaning operation by merely autonomously moving the cleaning area by the robot cleaner.

로봇 청소기가 청소 영역에서 자율 주행을 수행하는 경우, 로봇 청소기는 청소 영역에 존재하는 다양한 장애물을 만날 수 있으므로, 자율 주행 및 청소 작업을 수행하면서도 이러한 장애물을 회피하기 위한 알고리즘이 필요하다.When the robot cleaner performs autonomous traveling in the cleaning area, the robot cleaner may encounter various obstacles present in the cleaning area, so an algorithm for avoiding such obstacles is required while performing autonomous traveling and cleaning operations.

다만, 청소 영역의 바닥면이 고르게 형성되지 않은 경우에, 평평하지 않는 바닥면 부분을 모두 장애물로 인식하면, 청소 범위가 감소되는 문제점이 발생하므로, 장애물과 관련된 인식 기준을 너무 엄격하게 설정해서는 안된다.However, in the case where the bottom surface of the cleaning area is not formed uniformly, if the bottom surface portions that are not flat are recognized as obstacles, the cleaning range is reduced, so that the recognition criteria related to the obstacle should not be set too strict .

이에 따라, 로봇 청소기가 고르지 않은 바닥면의 일부를 장애물로 인식하지 않고, 상기 바닥면의 일부를 통과하는 경우, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 바닥면과 접하지 않아 공회전이 발생할 수 있고, 이로써 로봇 청소기가 정상적으로 주행할 수 없는 문제점이 발생한다. Accordingly, when the robot cleaner does not recognize a part of the uneven floor surface as an obstacle but passes through a part of the bottom surface, at least one of the plurality of wheels does not contact the floor surface and idling may occur, There is a problem that the cleaner can not travel normally.

또한, 로봇 청소기의 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 완전히 구속된 경우, 모터의 출력만으로는 바퀴의 구속 상태를 해제할 수 없는 문제점도 발생할 수 있다.In addition, when at least one of the plurality of wheels of the robot cleaner is completely restrained, there may arise a problem that the restraint state of the wheel can not be released only by the output of the motor.

따라서, 위와 같이 다양한 조건의 바닥면을 통과하면서 발생될 수 있는 바퀴의 공회전 현상 및 완전 구속 현상을 해결하기 위한 로봇 청소기 및 그의 제어방법이 필요하다. 즉, 공회전 현상이나 완전 구속 현상으로부터 탈출할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for a robot cleaner and a control method thereof for solving idling phenomena and complete restraint phenomenon of a wheel that may be generated while passing through a floor having various conditions as described above. That is, there is a need for a robot cleaner capable of escaping from an idling phenomenon or a completely restricting phenomenon and a control method thereof.

한편, 대한민국공개특허 제10-2015-0065134호에서는 주행 시에 끼임, 들림 또는 물체박힘 현상과 같은 스턱 상태를 검출하는 청소 로봇을 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0065134 discloses a cleaning robot that detects a stuck state such as a pinching, lifting or object stuck phenomenon at the time of driving.

다만, 위와 같은 종래의 청소 로봇은 메인 휠만으로 끼임, 들림 또는 물체박힘 현상을 해결할 수 없고, 메인 휠에 대응되도록 설치된 서브 휠과, 스턱 상태에서 상기 서브 휠을 움직이는 별도의 모터를 필요하다. 따라서, 서브 휠과 서브 휠의 위치 이동을 위한 모터를 설치하기 위한 로봇의 제작 비용이 상승하고, 서브휠을 움직이기 위한 별도의 모터에, 별도의 전력을 공급해야하므로 로봇에서 소모되는 전력 효율이 감소된다.However, the conventional cleaning robot as described above can not solve the phenomenon of being pinched, lifted or stuck with objects by only the main wheel, and needs a sub wheel provided to correspond to the main wheel and a separate motor for moving the sub wheel in the stuck state. Therefore, the manufacturing cost of the robot for installing the motor for moving the sub wheel and the sub wheel is increased, and the separate power is supplied to the separate motor for moving the sub wheel, so that the power efficiency consumed by the robot .

또한, 서브 휠이 추가됨에 따라 로봇 본체의 중량이 증가하기 때문에 사용자에게 불편함을 야기시킨다.Further, as the sub wheel is added, the weight of the robot main body increases, which causes inconvenience to the user.

또한, 종래의 로봇이 장애물을 넘을 경우에, 서브 휠에 전달된 동력만을 이용하고, 메인 휠에서는 여전히 공회전이 발생되는 문제점이 존재한다.Further, when the conventional robot exceeds an obstacle, there is a problem that only the power transmitted to the sub wheel is used, and idling still occurs in the main wheel.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 바닥과 접하지 않음으로써, 상기 적어도 하나의 바퀴가 공회전하는 것을 방지하기 위한 로봇 청소기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a robot cleaner and a control method thereof for preventing at least one wheel from idling by at least one of a plurality of wheels not contacting the floor.

또한 본 발명의 목적은, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 장애물에 완전히 구속되어 움직이지 않는 경우, 구속된 상태에서 스스로 벗어날 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a robot cleaner and a control method thereof that can escape from a self-restrained state when at least one of a plurality of wheels is completely restrained by an obstacle and does not move.

또한 본 발명의 목적은, 회피 대상으로 인식되지 않고, 굴곡이 존재하는 바닥면을 통과할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a robot cleaner capable of passing through a floor surface where bending is not recognized as an object to be avoided and a control method thereof.

또한, 본 발명의 목적은 로봇 청소기에 바퀴를 추가하지 않으면서, 기존에 설치된 구동바퀴와 구동바퀴와 모터를 연결하는 구동 축을 이용하여 장애물을 통과할 수 있는 로봇 청소기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a robot cleaner capable of passing an obstacle through a driving shaft connecting a driving wheel, a driving wheel and a motor, without adding a wheel to the robot cleaner, and a control method thereof .

위와 같은 본 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 이동 로봇 또는 자율 주행을 수행하는 청소기는 본체, 상기 본체를 이동시키는 구동부 및 상기 본체가 위치하는 청소영역에 대해 청소를 수행하는 청소부를 포함하고, 상기 구동부는 메인바퀴와, 구동력을 발생시키는 모터와, 상기 메인바퀴와 상기 모터에 연결되어, 상기 메인바퀴로 상기 모터의 구동력을 전달하는 기어유닛 및 상기 메인바퀴와 상기 기어유닛을 연결시키는 축 상에 배치되어 상기 메인바퀴와 별도의 추진력을 제공하는 다리부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.According to an aspect of the present invention, there is provided a mobile robot or a self-running vacuum cleaner including a main body, a driving unit for moving the main body, and a cleaning unit for cleaning the cleaning area in which the main body is located. Wherein the driving unit includes a main wheel, a motor for generating a driving force, a gear unit connected to the main wheel and the motor for transmitting the driving force of the motor to the main wheel, And a leg member disposed on the axis to provide a propulsion force separate from the main wheel.

본 발명에 따른 다리 부재는 막대기의 형상으로 형성될 수 있으며, 메인바퀴가 공회전 상태이거나, 장애물에 의해 완전 구속 또는 교착상태인 경우에, 이동 로봇이 정상 상태로 회복되도록 메인바퀴와 별도의 추진력을 제공한다. 즉, 다리부재는 이동 로봇의 메인바퀴가 공회전 상태이거나, 장애물에 의해 완전 구속 또는 교착상태인 경우에, 다리부재가 장애물 또는 바닥면을 박차고 나가면서 이동 로봇의 본체가 공회전 상태, 완전 구속 상태 또는 교착상태로부터 벗어날 수 있다.The leg member according to the present invention may be formed in the shape of a bar and may be provided with a propelling force different from that of the main wheel so that the mobile robot can be restored to a normal state when the main wheel is idling or completely restrained or stuck by an obstacle to provide. That is, when the main wheels of the mobile robot are idle or fully restrained or deadlocked by an obstacle, the leg members are moved in the idle state or completely restrained state Or may be free of deadlocks.

구체적으로 상기 다리부재는 막대기 형상으로 형성되며, 상기 다리부재의 길이는 상기 메인바퀴의 반지름 보다 크며, 상기 다리부재는 상기 메인바퀴가 공회전하거나 장애물에 구속되면 회전하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the leg member is formed in a bar shape, the length of the leg member is larger than the radius of the main wheel, and the leg member rotates when the main wheel is idle or restrained by an obstacle.

일 실시예에서, 상기 구동부는 상기 다리부재와 상기 기어유닛 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하고, 상기 메인바퀴에 인가되는 토크가 변경됨에 따라 더 꼬이거나 풀어짐으로써, 상기 탄성부재의 길이가 변경되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the driving unit further includes an elastic member disposed between the leg member and the gear unit, and is twisted or loosened as the torque applied to the main wheel is changed, whereby the length of the elastic member is changed .

일 실시예에 있어서, 상기 메인바퀴가 공회전하는 경우, 상기 메인바퀴에 인가되는 토크가 감소하여 상기 탄성부재의 꼬임이 풀어짐으로써, 상기 탄성부재의 길이가 증가되어, 상기 다리부재와 상기 메인바퀴가 결합되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, when the main wheel is idling, the torque applied to the main wheel is reduced to loosen the twist of the elastic member, thereby increasing the length of the elastic member, .

일 실시예에 있어서, 상기 메인바퀴가 장애물에 구속되는 경우, 상기 메인바퀴에 인가되는 토크가 증가하여 상기 탄성부재가 더 꼬임으로써, 상기 탄성부재의 길이가 감소되어, 상기 다리부재와 상기 기어유닛의 일부에 결합되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, when the main wheel is restrained by an obstacle, a torque applied to the main wheel is increased to further twist the elastic member, so that the length of the elastic member is reduced, Is connected to a part of the body.

일 실시예에 있어서, 상기 구동부에 인가되는 토크와 관련된 정보를 감지하는 센서 및 상기 센서에서 감지된 정보에 근거하여, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the apparatus further includes a sensor for sensing information related to the torque applied to the driving unit, and a controller for controlling the driving unit based on information sensed by the sensor.

또한, 본 발명에 따르는 자율 주행을 수행하는 청소기 또는 이동 로봇은, 본체, 상기 본체를 이동시키는 구동부, 상기 본체가 위치하는 청소영역에 대해 청소를 수행하는 청소부 및 상기 구동부 및 청소부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 구동부는 메인바퀴 및 보조바퀴와, 구동력을 발생시키는 모터와, 상기 메인바퀴와 상기 모터에 연결되어, 상기 메인바퀴로 상기 모터의 구동력을 전달하는 기어유닛과, 상기 기어유닛에 연결되고, 상기 보조바퀴로 상기 모터의 구동력을 전달하는 클러치부재 및 상기 클러치부재와 상기 보조바퀴 사이에 연결되는 보조 축 부재를 포함하고, 상기 제어부는 상기 구동부의 상태에 따라, 상기 보조바퀴의 설치 위치를 변경시키는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a vacuum cleaner or a mobile robot for performing autonomous traveling, the vacuum cleaner including a main body, a driving unit for moving the main body, a cleaning unit for cleaning the cleaning area in which the main body is located, A gear unit connected to the main wheel and the motor and transmitting a driving force of the motor to the main wheel; and a gear unit connected to the main wheel and the motor, And a sub shaft member connected between the clutch member and the auxiliary wheel, the control member being connected to the auxiliary wheel, the auxiliary shaft member being connected to the auxiliary wheel, And the installation position is changed.

일 실시예에 있어서, 상기 클러치부재는 상기 메인바퀴에 전달되는 구동력을 상기 보조바퀴로 배분하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the clutch member distributes driving force transmitted to the main wheel to the auxiliary wheel.

일 실시예에 있어서, 장애물과 관련된 정보를 감지하는 센서를 더 포함하고,상기 제어부는, 상기 센서에서 감지된 정보에 근거하여, 상기 보조바퀴가 상기 장애물에 접하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the information processing apparatus further includes a sensor for sensing information related to the obstacle, and the control unit controls the driving unit such that the auxiliary wheel contacts the obstacle based on information sensed by the sensor do.

본 발명에 따르면, 로봇이 다양한 조건을 갖는 바닥면을 통과하는 중에, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 공회전을 수행하는 경우, 메인바퀴와 별도의 구동력을 사용하여 공회전 상태를 벗어날 수 있다.According to the present invention, when at least one of the plurality of wheels performs the idle while the robot is passing through the floor having various conditions, the idle state can be released using a driving force different from that of the main wheel.

또한, 본 발명에 따르면, 로봇이 다양한 조건을 갖는 바닥면을 통과하는 중에, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 장애물에 구속되는 경우, 메인바퀴와 별도의 구동력을 사용하여 구속 상태를 벗어날 수 있다.Also, according to the present invention, when at least one of the plurality of wheels is restrained by an obstacle while the robot is passing through a floor having various conditions, it can be released from the restraint state by using a driving force different from that of the main wheel.

아울러, 본 발명에 따르면, 로봇에 별도의 센서를 부착하지 않으면서, 구동부에 간단한 장치를 추가하는 것만으로, 험지 주행 성능을 향상시킬 수 있으므로, 적은 비용으로 로봇의 주행 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to improve rugged running performance by merely adding a simple device to the driving unit without attaching a separate sensor to the robot, and thus the running performance of the robot can be remarkably improved at a low cost have.

또한, 본 발명에 따르면, 바퀴를 구비하는 로봇이 험지를 용이하게 이동할 수 있는 효과가 도출된다.Further, according to the present invention, an effect that a robot equipped with a wheel can easily move the hull is derived.

또한, 본 발명에 따르면, 청소영역이 험지인 경우 또는 청소영역에 장애물이 존재하는 경우에도, 로봇의 청소 효율을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, cleaning efficiency of the robot can be improved even when the cleaning area is rough or an obstacle exists in the cleaning area.

또한, 본 발명에 따르면, 종래의 로봇과 달리 서브 휠을 추가하지 않으면서, 장애물을 통과할 수 있으므로, 종래의 로봇에 비해 제작 비용 및 중량이 감소되고, 전력효율은 증가된 로봇을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, unlike a conventional robot, it is possible to pass an obstacle without adding a sub-wheel, so that it is possible to provide a robot with reduced manufacturing cost and weight and power efficiency compared to a conventional robot have.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 배면을 나타내는 개념도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 측면을 나타내는 개념도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 구성요소를 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 구동부를 보다 상세히 나타낸 개념도이다.
도 2c는 도 2a 및 도 2b에 도시된 구동부를 나타내는 입체도이다.
도 2d는 도 2c에 도시된 로봇 청소기의 구동부(130)를 보다 상세히 나타낸 개념도이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명에 따른 이동 로봇의 주행 상태, 완전 구속 상태, 공회전 상태에 따른 구동부(130)의 작동을 나타내는 개념도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 이동 로봇의 메인바퀴와 지지대가 구속 상태를 탈출하는 것을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇의 개념도이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 이동 로봇에 포함되는 메인바퀴와 보조바퀴를 포함하는 구동부를 나타내는 개념도이다.
도 7은 도 6a 및 도 6b에 도시된 메인바퀴 및 보조바퀴를 포함하는 구동부의 측면도이다.
FIG. 1A is a conceptual view illustrating a rear surface of a mobile robot according to an embodiment of the present invention. FIG.
1B is a conceptual view showing a side view of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
1C is a block diagram illustrating components of a mobile robot according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B are conceptual diagrams illustrating a driving unit of a mobile robot according to an embodiment of the present invention in more detail.
2C is a three-dimensional view showing the driving unit shown in Figs. 2A and 2B.
FIG. 2D is a conceptual diagram illustrating the driving unit 130 of the robot cleaner shown in FIG. 2C in more detail.
3A to 3C are conceptual diagrams showing the operation of the driving unit 130 according to the traveling state, the fully restrained state, and the idle state of the mobile robot according to the present invention.
4A and 4B are conceptual diagrams showing that the main wheel and the support of the mobile robot according to the present invention escape from the restrained state.
5 is a conceptual diagram of a mobile robot according to another embodiment of the present invention.
6A and 6B are conceptual diagrams illustrating a driving unit including a main wheel and a sub-wheel included in the mobile robot shown in FIG.
FIG. 7 is a side view of the driving unit including the main wheels and the auxiliary wheels shown in FIGS. 6A and 6B.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. . Also, the technical terms used herein should be interpreted as being generally understood by those skilled in the art to which the presently disclosed subject matter belongs, unless the context clearly dictates otherwise in this specification, Should not be construed in a broader sense, or interpreted in an oversimplified sense. In addition, when a technical term used in this specification is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the technology disclosed in this specification, it should be understood that technical terms which can be understood by a person skilled in the art are replaced. Also, the general terms used in the present specification should be interpreted in accordance with the predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced in meaning.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

이하의 도 1a 및 도 1b에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 외관, 특히 이동 로봇의 배면과 관련된 일 실시예가 도시된다.1A and 1B illustrate an embodiment of a mobile robot according to an embodiment of the present invention, particularly a back surface of a mobile robot.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 이동 로봇(100)은 이동이 가능하도록 마련된 본체(10)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇(100)이 로봇 청소기인 경우, 상기 본체(10)는 흡입력을 발생시키는 청소부(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1A and 1B, the mobile robot 100 may include a main body 10 configured to be movable. For example, when the mobile robot 100 is a robot cleaner, the main body 10 may include a cleaning unit (not shown) for generating a suction force.

상기 본체(10)에는 상기 본체(10)를 원하는 방향으로 이동시키고, 회전시킬 수 있는 구동부가 마련된다. 상기 구동부는 복수 개의 회전가능한 바퀴를 포함할 수 있고, 각각의 바퀴는 개별적으로 회전될 수 있어서, 상기 본체(10)는 원하는 방향으로 회전될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 구동부는 적어도 하나의 메인 구동바퀴(130a)와, 보조 바퀴(130e, 130f)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 본체(10)는 두 개의 메인 구동바퀴(130a)를 포함할 수 있으며, 상기 메인 구동바퀴는 본체(10)의 저면에 설치될 수 있다.The main body 10 is provided with a drive unit that can move the main body 10 in a desired direction and rotate the main body 10. The driving portion may include a plurality of rotatable wheels, and each of the wheels may be individually rotated so that the body 10 can be rotated in a desired direction. More specifically, the driving unit may include at least one main driving wheel 130a and auxiliary wheels 130e and 130f. For example, the main body 10 may include two main driving wheels 130a, and the main driving wheels may be installed on the bottom of the main body 10. [

이하의 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇의 구성요소가 보다 상세히 설명된다.FIG. 1C illustrates components of a mobile robot according to an embodiment of the present invention in more detail.

도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 로봇은, 통신부(110), 입력부(120), 구동부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 전원부(160), 메모리(170) 및 제어부(180) 중 적어도 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.1C, a mobile robot according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110, an input unit 120, a driving unit 130, a sensing unit 140, an output unit 150, a power source unit 160 ), A memory 170, and a controller 180, or a combination thereof.

이때, 도 1c에 도시한 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 로봇 청소기가 구현될 수 있음은 물론이다. 이하, 각 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.At this time, it is needless to say that the components shown in FIG. 1C are not essential, so that a robot cleaner having more or fewer components can be implemented. Hereinafter, each component will be described.

우선, 전원부(160)는 외부 상용 전원에 의해 충전 가능한 배터리를 구비하여 이동 로봇 내로 전원을 공급한다. 전원부(160)는 이동 로봇에 포함된 각 구성들에 구동 전원을 공급하여, 이동 로봇이 주행하거나 특정 기능을 수행하는데 요구되는 동작 전원을 공급할 수 있다.First, the power supply unit 160 includes a battery that can be charged by an external commercial power supply, and supplies power to the mobile robot. The power supply unit 160 supplies driving power to each of the components included in the mobile robot, and supplies operating power required for the mobile robot to travel or perform a specific function.

이때, 제어부(180)는 배터리의 전원 잔량을 감지하고, 전원 잔량이 부족하면 외부 상용 전원과 연결된 충전대로 이동하도록 제어하여, 충전대로부터 충전 전류를 공급받아 배터리를 충전할 수 있다. 배터리는 배터리 감지부와 연결되어 배터리 잔량 및 충전 상태가 제어부(180)에 전달될 수 있다. 출력부(150)은 제어부에 의해 상기 배터리 잔량을 화면에 표시할 수 있다.At this time, the controller 180 senses the remaining power of the battery, and when the remaining power is insufficient, controls the battery 180 to move to a charge connected to the external commercial power source, and receives the charging current from the charging stand to charge the battery. The battery may be connected to the battery sensing unit so that the battery remaining amount and the charging state may be transmitted to the control unit 180. The output unit 150 can display the battery remaining amount on the screen by the control unit.

배터리는 로봇 청소기 중앙의 하부에 위치할 수도 있고, 좌, 우측 중 어느 한쪽에 위치할 수도 있다. 후자의 경우, 이동 로봇은 배터리의 무게 편중을 해소하기 위해 균형추를 더 구비할 수 있다.The battery may be located at the bottom of the center of the robot cleaner, or may be located at either the left or right side. In the latter case, the mobile robot may further include a balance weight to eliminate weight biases of the battery.

한편, 구동부(130)는 모터를 구비하여, 상기 모터를 구동함으로써, 좌, 우측 주바퀴를 양 방향으로 회전시켜 본체를 회전 또는 이동시킬 수 있다. 구동부(130)는 이동 로봇의 본체를 전후좌우로 진행시키거나, 곡선주행시키거나, 제자리 회전시킬 수 있다.Meanwhile, the driving unit 130 includes a motor. By driving the motor, the left and right main wheels can be rotated in both directions to rotate or move the main body. The driving unit 130 can advance the main body of the mobile robot forward, backward, leftward, rightward, curved, or rotated in place.

한편, 입력부(120)는 사용자로부터 로봇 청소기에 대한 각종 제어 명령을 입력받는다. 입력부(120)는 하나 이상의 버튼을 포함할 수 있고, 예를 들어, 입력부(120)는 확인버튼, 설정버튼 등을 포함할 수 있다. 확인버튼은 감지 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 맵 정보를 확인하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이고, 설정버튼은 상기 정보들을 설정하는 명령을 사용자로부터 입력받기 위한 버튼이다. Meanwhile, the input unit 120 receives various control commands from the user for the robot cleaner. The input unit 120 may include one or more buttons, for example, the input unit 120 may include an OK button, a setting button, and the like. The OK button is a button for receiving a command for confirming the detection information, the obstacle information, the position information, and the map information from the user, and the setting button is a button for receiving a command for setting the information from the user.

또한, 입력부(120)는 이전 사용자 입력을 취소하고 다시 사용자 입력을 받기 위한 입력재설정버튼, 기 설정된 사용자 입력을 삭제하기 위한 삭제버튼, 작동 모드를 설정하거나 변경하는 버튼, 충전대로 복귀하도록 하는 명령을 입력받는 버튼 등을 포함할 수 있다.Also, the input unit 120 may include an input reset button for canceling the previous user input and receiving the user input again, a delete button for deleting the preset user input, a button for setting or changing the operation mode, A button for receiving an input, and the like.

또한, 입력부(120)는 하드 키나 소프트 키, 터치패드 등으로 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 또, 입력부(120)는 출력부(150)와 함께 터치 스크린의 형태를 가질 수 있다. The input unit 120 may be installed on the upper portion of the mobile robot using a hard key, a soft key, a touch pad, or the like. In addition, the input unit 120 may have a form of a touch screen together with the output unit 150.

한편, 출력부(150)는, 이동 로봇의 상부에 설치될 수 있다. 물론 설치 위치나 설치 형태는 달라질 수 있다. 예를 들어, 출력부(150)는 배터리 상태 또는 주행 방식 등을 화면에 표시할 수 있다.On the other hand, the output unit 150 can be installed on the upper portion of the mobile robot. Of course, the installation location and installation type may vary. For example, the output unit 150 may display a battery state, a traveling mode, and the like on a screen.

또한, 출력부(150)는, 센싱부(140)가 검출한 이동 로봇 내부의 상태 정보, 예를 들어 이동 로봇에 포함된 각 구성들의 현재 상태를 출력할 수 있다. 또, 출력부(150)는 센싱부(140)가 검출한 외부의 상태 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 화면에 디스플레이할 수 있다. 출력부(150)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.In addition, the output unit 150 can output the state information of the mobile robot, for example, the current state of each configuration included in the mobile robot, detected by the sensing unit 140. [ The output unit 150 may display the external status information, the obstacle information, the position information, the map information, and the like detected by the sensing unit 140 on the screen. The output unit 150 may include any one of a light emitting diode (LED), a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel, and an organic light emitting diode (OLED) As shown in FIG.

출력부(150)는, 제어부(180)에 의해 수행되는 이동 로봇의 동작 과정 또는 동작 결과를 청각적으로 출력하는 음향 출력 수단을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력부(150)는 제어부(180)에 의해 생성된 경고 신호에 따라 외부에 경고음을 출력할 수 있다.The output unit 150 may further include sound output means for audibly outputting an operation process or an operation result of the mobile robot performed by the control unit 180. [ For example, the output unit 150 may output a warning sound to the outside in accordance with the warning signal generated by the control unit 180.

이때, 음향 출력 수단은 비퍼(beeper), 스피커 등의 음향을 출력하는 수단일 수 있고, 출력부(150)는 메모리(170)에 저장된 소정의 패턴을 가진 오디오 데이터 또는 메시지 데이터 등을 이용하여 음향 출력 수단을 통해 외부로 출력할 수 있다.In this case, the sound output means may be means for outputting sound such as a beeper, a speaker, and the like, and the output unit 150 may output the sound using audio data or message data having a predetermined pattern stored in the memory 170, And output to the outside through the output means.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 로봇은, 출력부(150)를 통해 주행 영역에 대한 환경 정보를 화면에 출력하거나 음향으로 출력할 수 있다. 또 다른 실시예에 따라, 이동 로봇은 출력부(150)를 통해 출력할 화면이나 음향을 단말 장치가 출력하도록, 지도 정보 또는 환경 정보를 통신부(110)릍 통해 단말 장치에 전송할 수 있다.Accordingly, the mobile robot according to an embodiment of the present invention can output environment information on the driving area through the output unit 150 or output it as sound. According to another embodiment, the mobile robot may transmit map information or environment information to the terminal device through the communication unit 110 so that the terminal device outputs a screen or sound to be outputted through the output unit 150. [

한편, 통신부(110)는 단말 장치 및/또는 특정 영역 내 위치한 타 기기(본 명세서에서는 "가전 기기"라는 용어와 혼용하기로 한다)와 유선, 무선, 위성 통신 방식들 중 하나의 통신 방식으로 연결되어 신호와 데이터를 송수신한다.On the other hand, the communication unit 110 is connected to the terminal device and / or another device (referred to as "home appliance" in this specification) located in a specific area and a communication method of one of wired, wireless, And transmits and receives signals and data.

통신부(110)는 특정 영역 내에 위치한 타 기기와 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 타 기기는 네트워크에 연결하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치이면 어느 것이어도 무방하며, 일 예로, 공기 조화 장치, 난방 장치, 공기 정화 장치, 전등, TV, 자동차 등과 같은 장치일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 문, 창문, 수도 밸브, 가스 밸브 등을 제어하는 장치 등일 수 있다. 또한, 상기 타 기기는, 온도, 습도, 기압, 가스 등을 감지하는 센서 등일 수 있다.The communication unit 110 can transmit and receive data with other devices located in a specific area. In this case, the other device may be any device capable of connecting to a network and transmitting / receiving data. For example, the device may be an air conditioner, a heating device, an air purifier, a lamp, a TV, The other device may be a device for controlling a door, a window, a water supply valve, a gas valve, or the like. The other device may be a sensor for detecting temperature, humidity, air pressure, gas, or the like.

한편, 메모리(170)는 로봇 청소기를 제어 또는 구동하는 제어 프로그램 및 그에 따른 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 오디오 정보, 영상 정보, 장애물 정보, 위치 정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있다. 또, 메모리(170)는 주행 패턴과 관련된 정보를 저장할 수 있다.Meanwhile, the memory 170 stores a control program for controlling or driving the robot cleaner and data corresponding thereto. The memory 170 may store audio information, image information, obstacle information, location information, map information, and the like. Also, the memory 170 may store information related to the traveling pattern.

상기 메모리(170)는 비휘발성 메모리를 주로 사용한다. 여기서, 상기 비휘발성 메모리(Non-Volatile Memory, NVM, NVRAM)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지할 수 있는 저장 장치로서, 일 예로, 롬(ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 마그네틱 컴퓨터 기억 장치(예를 들어, 하드 디스크, 디스켓 드라이브, 마그네틱 테이프), 광디스크 드라이브, 마그네틱 RAM, PRAM 등일 수 있다.The memory 170 mainly uses a nonvolatile memory. Here, the non-volatile memory (NVM) is a storage device capable of continuously storing information even when power is not supplied. Examples of the storage device include a ROM, a flash memory, A storage device (e.g., a hard disk, a diskette drive, a magnetic tape), an optical disk drive, a magnetic RAM, a PRAM, and the like.

한편, 센싱부(140)는, 외부 신호 감지 센서, 전방 감지 센서, 낭떠러지 감지 센서, 하부 카메라 센서, 상부 카메라 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, the sensing unit 140 may include at least one of an external signal sensor, a front sensor, a cliff sensor, a lower camera sensor, and an upper camera sensor.

외부 신호 감지 센서는 이동 로봇의 외부 신호를 감지할 수 있다. 외부 신호 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서(Infrared Ray Sensor), 초음파 센서(Ultra Sonic Sensor), RF 센서(Radio Frequency Sensor) 등일 수 있다.The external signal detection sensor can detect the external signal of the mobile robot. The external signal detection sensor may be, for example, an infrared ray sensor, an ultrasonic sensor (Ultra Sonic Sensor), a RF sensor (Radio Frequency Sensor), or the like.

이동 로봇은 외부 신호 감지 센서를 이용하여 충전대가 발생하는 안내 신호를 수신하여 충전대의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이때, 충전대는 이동 로봇이 복귀 가능하도록 방향 및 거리를 지시하는 안내 신호를 발신할 수 있다. 즉, 이동 로봇은 충전대로부터 발신되는 신호를 수신하여 현재의 위치를 판단하고 이동 방향을 설정하여 충전대로 복귀할 수 있다.The mobile robot can detect the position and direction of the charging base by receiving the guidance signal generated by using the external signal detection sensor. At this time, the charging base can transmit a guidance signal indicating a direction and a distance so that the mobile robot can return. That is, the mobile robot can receive the signal transmitted from the charging station, determine the current position, set the moving direction, and return to the charging state.

한편, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 전방, 구체적으로 이동 로봇의 측면 외주면을 따라 일정 간격으로 설치될 수 있다. 전방 감지 센서는 이동 로봇의 적어도 일 측면에 위치하여, 전방의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 전방 감지 센서는 이동 로봇의 이동 방향에 존재하는 물체, 특히 장애물을 감지하여 검출 정보를 제어부(180)에 전달할 수 있다. 즉, 전방 감지 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(180)에 전달할 수 있다.On the other hand, the front sensor may be installed at a predetermined distance in front of the mobile robot, specifically along the side surface of the side of the mobile robot. The front sensing sensor is located at least on one side of the mobile robot and detects an obstacle in front of the mobile robot. The front sensing sensor senses an object, especially an obstacle, existing in the moving direction of the mobile robot, . That is, the front sensing sensor can sense protrusions on the moving path of the mobile robot, household appliances, furniture, walls, wall corners, and the like, and can transmit the information to the controller 180.

전방 감지 센서는, 일 예로, 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, 지자기 센서 등일 수 있고, 이동 로봇은 전방 감지 센서로 한 가지 종류의 센서를 사용하거나 필요에 따라 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있다.For example, the frontal detection sensor may be an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an RF sensor, a geomagnetic sensor, or the like, and the mobile robot may use one type of sensor as the front detection sensor or two or more kinds of sensors have.

일 예로, 초음파 센서는 일반적으로 원거리의 장애물을 감지하는 데에 주로 사용될 수 있다. 초음파 센서는 발신부와 수신부를 구비하여, 제어부(180)는 발신부를 통해 방사된 초음파가 장애물 등에 의해 반사되어 수신부에 수신되는 지의 여부로 장애물의 존부를 판단하고, 초음파 방사 시간과 초음파 수신 시간을 이용하여 장애물과의 거리를 산출할 수 있다.Ultrasonic sensors, for example, can typically be used to detect distant obstacles in general. The ultrasonic sensor includes a transmitter and a receiver. The controller 180 determines whether an obstacle is present or not based on whether the ultrasonic wave radiated through the transmitter is reflected by an obstacle or the like and is received by the receiver, The distance to the obstacle can be calculated.

또한, 제어부(180)는 발신부에서 방사된 초음파와, 수신부에 수신되는 초음파를 비교하여, 장애물의 크기와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 수신부에 더 많은 초음파가 수신될수록, 장애물의 크기가 큰 것으로 판단할 수 있다.Also, the controller 180 can detect the information related to the size of the obstacle by comparing the ultrasonic waves emitted from the transmitter and the ultrasonic waves received by the receiver. For example, the control unit 180 can determine that the larger the obstacle is, the more ultrasonic waves are received in the receiving unit.

일 실시 예에서, 복수(일 예로, 5개)의 초음파 센서가 이동 로봇의 전방 측면에 외주면을 따라 설치될 수 있다. 이때, 바람직하게 초음파 센서는 발신부와 수신부가 교대로 이동 로봇의 전면에 설치될 수 있다.In one embodiment, a plurality (e. G., Five) of ultrasonic sensors may be installed along the outer circumferential surface on the front side of the mobile robot. At this time, preferably, the ultrasonic sensor can be installed on the front side of the mobile robot alternately with the transmitting part and the receiving part.

즉, 발신부는 본체의 전면 중앙으로부터 좌, 우측에 이격되도록 배치될 수 있고, 수신부의 사이에 하나 또는 둘 이상의 발신부가 배치되어 장애물 등으로부터 반사된 초음파 신호의 수신 영역을 형성할 수 있다. 이와 같은 배치로 센서의 수를 줄이면서 수신 영역을 확장할 수 있다. 초음파의 발신 각도는 크로스토크(crosstalk) 현상을 방지하도록 서로 다른 신호에 영향을 미치지 아니하는 범위의 각을 유지할 수 있다. 또한, 수신부들의 수신 감도는 서로 다르게 설정될 수 있다.That is, the transmitting unit may be disposed to be spaced left and right from the front center of the main body, and one or two transmitting units may be disposed between the receiving units to form a receiving area of the ultrasonic signal reflected from the obstacle or the like. With this arrangement, the receiving area can be expanded while reducing the number of sensors. The angle of origin of the ultrasonic waves can maintain an angle range that does not affect different signals to prevent crosstalk. Also, the receiving sensitivity of the receiving units may be set differently.

또한, 초음파 센서에서 발신되는 초음파가 상향으로 출력되도록 초음파 센서는 일정 각도만큼 상향으로 설치될 수 있고, 이때, 초음파가 하향으로 방사되는 것을 방지하기 위해 소정의 차단 부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the ultrasonic sensor may be installed upward by a predetermined angle so that the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic sensor is outputted upward, and the ultrasonic sensor may further include a predetermined blocking member to prevent the ultrasonic wave from being radiated downward.

한편, 전방 감지 센서는, 전술한 바와 같이, 두 가지 종류 이상의 센서를 함께 사용할 수 있고, 이에 따라, 전방 감지 센서는 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서 등 중 어느 한 가지 종류의 센서를 사용할 수 있다.On the other hand, as described above, the front sensor can use two or more kinds of sensors together, so that the front sensor can use any one of an infrared sensor, an ultrasonic sensor, and an RF sensor .

일 예로, 전방 감지 센서는 초음파 센서 이외에 다른 종류의 센서로 적외선 센서를 포함할 수 있다.For example, the front sensing sensor may include an infrared sensor in addition to the ultrasonic sensor.

적외선 센서는 초음파 센서와 함께 이동 로봇의 외주면에 설치될 수 있다. 적외선 센서 역시, 전방이나 측면에 존재하는 장애물을 감지하여 장애물 정보를 제어부(180)에 전달할 수 있다. 즉, 적외선 센서는, 이동 로봇의 이동 경로 상에 존재하는 돌출물, 집안의 집기, 가구, 벽면, 벽 모서리 등을 감지하여 그 정보를 제어부(180)에 전달한다. 따라서, 이동 로봇은 본체가 장애물과의 충돌없이 특정 영역 내에서 이동할 수 있다.The infrared sensor may be installed on the outer surface of the mobile robot together with the ultrasonic sensor. The infrared sensor can also detect the obstacles existing on the front or side and transmit the obstacle information to the controller 180. That is, the infrared sensor senses protrusions existing on the moving path of the mobile robot, house furniture, furniture, wall surface, wall edge, and the like, and transmits the information to the control unit 180. Therefore, the mobile robot can move within a specific area without collision with the obstacle.

한편, 낭떠러지 감지 센서(또는 클리프 센서(Cliff Sensor))는, 다양한 형태의 광 센서를 주로 이용하여, 이동 로봇의 본체를 지지하는 바닥의 장애물을 감지할 수 있다.On the other hand, a cliff sensor (or Cliff Sensor) can detect obstacles on the floor supporting the main body of the mobile robot by mainly using various types of optical sensors.

즉, 낭떠러지 감지 센서는, 바닥의 이동 로봇의 배면에 설치되되, 이동 로봇의 종류에 따라 다른 위치에 설치될 수 있음은 물론이다. 낭떠러지 감지 센서는 이동 로봇의 배면에 위치하여, 바닥의 장애물을 감지하기 위한 것으로서, 낭떠러지 감지 센서는 상기 장애물 감지 센서와 같이 발광부와 수광부를 구비한 적외선 센서, 초음파 센서, RF 센서, PSD(Position Sensitive Detector) 센서 등일 수 있다.That is, it is a matter of course that the cliff detection sensor is installed on the rear surface of the bottom mobile robot, but may be installed at a different position depending on the type of the mobile robot. The obstacle detection sensor is located on the back surface of the mobile robot and detects an obstacle on the floor. The obstacle detection sensor includes an infrared sensor, an ultrasonic sensor, an RF sensor, a PSD (Position Sensitive Detector) sensor.

일 예로, 낭떠러지 감지 센서 중 어느 하나는 이동 로봇의 전방에 설치되고, 다른 두 개의 낭떠러지 감지 센서는 상대적으로 뒤쪽에 설치될 수 있다.For example, one of the cliff detection sensors may be installed in front of the mobile robot, and the other two cliff detection sensors may be installed relatively behind.

예를 들어, 낭떠러지 감지 센서는 PSD 센서일 수 있으나, 복수의 서로 다른 종류의 센서로 구성될 수도 있다.For example, the cliff detection sensor may be a PSD sensor, but it may be composed of a plurality of different kinds of sensors.

PSD 센서는 반도체 표면저항을 이용해서 1개의 p-n접합으로 입사광의 단장거리 위치를 검출한다. PSD 센서에는 일축 방향만의 광을 검출하는 1차원 PSD 센서와, 평면상의 광위치를 검출할 수 있는 2차원 PSD 센서가 있으며, 모두 pin 포토 다이오드 구조를 가질 수 있다. PSD 센서는 적외선 센서의 일종으로서, 적외선을 이용하여, 적외선을 송신한 후 장애물에서 반사되어 돌아오는 적외선의 각도를 측정하여 거리를 측정한다. 즉, PSD 센서는 삼각측량방식을 이용하여, 장애물과의 거리를 산출한다. The PSD sensor uses a semiconductor surface resistance to detect the shortest path distance of incident light at one p-n junction. The PSD sensor includes a one-dimensional PSD sensor for detecting light in only one direction and a two-dimensional PSD sensor for detecting a light position on a plane, all of which can have a pin photodiode structure. The PSD sensor is a type of infrared sensor that measures the distance by measuring the angle of the infrared ray reflected from the obstacle after transmitting the infrared ray by using the infrared ray. That is, the PSD sensor uses the triangulation method to calculate the distance to the obstacle.

PSD 센서는 장애물에 적외선을 발광하는 발광부와, 장애물로부터 반사되어 돌아오는 적외선을 수광하는 수광부를 구비하되, 일반적으로 모듈 형태로 구성된다. PSD 센서를 이용하여, 장애물을 감지하는 경우, 장애물의 반사율, 색의 차이에 상관없이 안정적인 측정값을 얻을 수 있다.The PSD sensor includes a light emitting unit that emits infrared rays to an obstacle, and a light receiving unit that receives infrared rays that are reflected from the obstacle and is returned to the obstacle. When an obstacle is detected by using the PSD sensor, a stable measurement value can be obtained irrespective of the reflectance and the color difference of the obstacle.

제어부(180)는 낭떠러지 감지 센서가 지면을 향해 발광한 적외선의 발광신호와 장애물에 의해 반사되어 수신되는 반사신호 간의 적외선 각도를 측정하여, 낭떠러지를 감지하고 그 깊이를 분석할 수 있다.The control unit 180 can detect the depth of the cliff by measuring the infrared angle between the light emission signal of the infrared ray emitted from the cliff detection sensor toward the ground and the reflection signal reflected and received by the obstacle.

한편, 제어부(180)는 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 감지한 낭떠러지의 지면 상태에 따라 통과 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 낭떠러지의 통과 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)은 낭떠러지 감지 센서를 통해 낭떠러지의 존재 여부 및 낭떠러지 깊이를 판단한 다음, 낭떠러지 감지 센서를 통해 반사 신호를 감지한 경우에만 낭떠러지를 통과하도록 한다.On the other hand, the control unit 180 can determine whether to pass or not according to the ground state of the detected cliff by using the cliff detection sensor, and can determine whether the cliff passes or not according to the determination result. For example, the control unit 180 determines whether or not a cliff is present and the depth of the cliff through the cliff detection sensor, and then passes through the cliff only when the reflection signal is detected through the cliff detection sensor.

다른 예로, 제어부(180)은 낭떠러지 감지 센서를 이용하여 이동 로봇의 들림 현상을 판단할 수도 있다.As another example, the control unit 180 may determine the lifting of the mobile robot using a cliff detection sensor.

한편, 하부 카메라 센서는, 이동 로봇의 배면에 구비되어, 이동 중 하방, 즉, 바닥면(또는 피청소면)에 대한 이미지 정보를 획득한다. 하부 카메라 센서는, 다른 말로 옵티컬 플로우 센서(Optical Flow Sensor)라 칭하기도 한다. 하부 카메라 센서는, 센서 내에 구비된 이미지 센서로부터 입력되는 하방 영상을 변환하여 소정 형식의 영상 데이터를 생성한다. 생성된 영상 데이터는 메모리(170)에 저장될 수 있다.On the other hand, the lower camera sensor is provided on the back surface of the mobile robot, and acquires image information on the lower side, that is, the bottom surface (or the surface to be cleaned) during the movement. The lower camera sensor is also referred to as an optical flow sensor in other words. The lower camera sensor converts the downward image inputted from the image sensor provided in the sensor to generate image data of a predetermined format. The generated image data can be stored in the memory 170.

또한, 하나 이상의 광원이 이미지 센서에 인접하여 설치될 수 있다. 하나 이상의 광원은, 이미지 센서에 의해 촬영되는 바닥면의 소정 영역에 빛을 조사한다. 즉, 이동 로봇이 바닥면을 따라 특정 영역을 이동하는 경우에, 바닥면이 평탄하면 이미지 센서와 바닥면 사이에는 일정한 거리가 유지된다. 반면, 이동 로봇이 불균일한 표면의 바닥면을 이동하는 경우에는 바닥면의 요철 및 장애물에 의해 일정 거리 이상 멀어지게 된다. 이때 하나 이상의 광원은 조사되는 빛의 양을 조절하도록 제어부(180)에 의해 제어될 수 있다. 상기 광원은 광량 조절이 가능한 발광 소자, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등일 수 있다.Also, one or more light sources may be installed adjacent to the image sensor. The at least one light source irradiates light onto a predetermined area of the bottom surface, which is photographed by the image sensor. That is, when the mobile robot moves in a specific region along the bottom surface, a certain distance is maintained between the image sensor and the bottom surface when the bottom surface is flat. On the other hand, when the mobile robot moves on the bottom surface of a nonuniform surface, it is distant by a certain distance due to the unevenness and obstacles on the bottom surface. At this time, one or more light sources may be controlled by the control unit 180 to adjust the amount of light to be irradiated. The light source may be a light emitting device capable of adjusting the amount of light, for example, an LED (Light Emitting Diode).

하부 카메라 센서를 이용하여, 제어부(180)는 이동 로봇의 미끄러짐과 무관하게 이동 로봇의 위치를 검출할 수 있다. 제어부(180)은 하부 카메라 센서에 의해 촬영된 영상 데이터를 시간에 따라 비교 분석하여 이동 거리 및 이동 방향을 산출하고, 이를 근거로 이동 로봇의 위치를 산출할 수 있다. 하부 카메라 센서를 이용하여 이동 로봇의 하방에 대한 이미지 정보를 이용함으로써, 제어부(180)는 다른 수단에 의해 산출한 이동 로봇의 위치에 대하여 미끄러짐에 강인한 보정을 할 수 있다.Using the lower camera sensor, the control unit 180 can detect the position of the mobile robot regardless of the slip of the mobile robot. The control unit 180 may compute and analyze the image data photographed by the lower camera sensor over time to calculate the moving distance and the moving direction, and calculate the position of the mobile robot on the basis of the movement distance and the moving direction. By using the image information of the lower portion of the mobile robot using the lower camera sensor, the controller 180 can perform a correction that is robust against slippage with respect to the position of the mobile robot calculated by other means.

한편, 상부 카메라 센서는 이동 로봇의 상방이나 전방을 향하도록 설치되어 이동 로봇 주변을 촬영할 수 있다. 이동 로봇이 복수의 상부 카메라 센서들을 구비하는 경우, 카메라 센서들은 일정 거리 또는 일정 각도로 이동 로봇의 상부나 옆면에 형성될 수 있다.On the other hand, the upper camera sensor can be installed to the upper side or the front side of the mobile robot, and can photograph the vicinity of the mobile robot. When the mobile robot includes a plurality of upper camera sensors, the camera sensors may be formed on the upper or side surface of the mobile robot at a certain distance or at an angle.

이하의 도 2a 및 도 2b에서는 본 발명에 따른 이동 로봇의 구동부와 관련된 일 실시예가 설명된다.2A and 2B, an embodiment related to a driving unit of the mobile robot according to the present invention will be described.

아울러, 도 2c에서는 도 2a 및 도 2b에 도시된 구동부의 입체도가 도시된다.FIG. 2C is a perspective view of the driving unit shown in FIGS. 2A and 2B.

도 2a에 도시된 것과 같이, 구동부(130)는 모터(131), 추진력 제공용 다리(Leg)부재(132), 메인바퀴(133), 스프링부재(134), 탄성부재(135) 및 기어유닛(136) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.2A, the driving unit 130 includes a motor 131, a leg member 132 for providing a driving force, a main wheel 133, a spring member 134, an elastic member 135, (136).

구체적으로, 메인바퀴(133)는 원형으로 형성되며, 외면에는 복수의 홈이 구비될 수 있다. 메인바퀴(133)의 중심부분에는 홀이 형성될 수 있다.Specifically, the main wheel 133 is formed in a circular shape, and a plurality of grooves may be provided on the outer surface. A hole may be formed in the central portion of the main wheel 133.

모터(131)는 구동력을 발생시키며, 메인바퀴(133)는 기어유닛(136)을 통해 모터(131)에서 발생된 구동력을 전달받을 수 있다.The motor 131 generates a driving force and the main wheel 133 can receive the driving force generated from the motor 131 through the gear unit 136.

다리부재(132)는 막대기의 형상으로 형성되어, 메인바퀴(133)의 반지름보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 다리부재(132)의 일부분에는 메인바퀴(133)에 형성된 홀과 실질적으로 대응되는 홀이 형성될 수 있다. 이로써, 다리부재(132)와 메인바퀴(133)는 동일한 축에 설치될 수 있으며, 이 경우 다리부재(132)의 일단은 상기 동일한 축으로부터 메인바퀴(133)의 외주면보다 멀리 이격될 수 있다.The leg member 132 may be formed in a shape of a bar and formed longer than the radius of the main wheel 133. In addition, a hole substantially corresponding to the hole formed in the main wheel 133 may be formed in a part of the leg member 132. [ In this case, one end of the leg member 132 may be spaced farther from the same axis than the outer circumferential surface of the main wheel 133. In this case, the leg member 132 and the main wheel 133 may be disposed on the same axis.

이로써, 다리부재(132)는 메인바퀴(133)가 공회전하는 중이거나 장애물에 완전히 구속된 경우에도, 이동 로봇의 본체가 바닥면 또는 장애물을 박차고 나갈 수 있도록 이동 로봇에 메인바퀴(133)와 별도의 추진력을 제공할 수 있다.Thus, even when the main wheel 133 is idling or is completely restrained by the obstacle, the main body 133 of the mobile robot can be moved to the bottom of the leg member 132, It is possible to provide a separate thrust.

즉, 다리부재(132)는 장애물에 구속된 상태, 교착상태 또는 주 구동 바퀴가 공회전 상태인 로봇을 정상상태로 회복시키기 위한 별도의 추진력을 제공하는 추진력제공 부재일 수 있다.That is, the leg member 132 may be a state of being constrained to an obstacle, a stall state, or a propulsive force providing member that provides a separate propulsive force for restoring the robot in a idle state to a normal state.

즉, 다리부재(132)는 메인바퀴(133)가 공회전하거나 장애물에 구속되는 경우, 회전할 수 있다.That is, the leg member 132 can rotate when the main wheel 133 is idle or restrained by an obstacle.

또한, 도 2c를 참조하면, 다리부재(132)는 막대기의 형상으로 형성될 수 있으며, 다리부재(132)의 일단은 완만한 곡면으로 형성될 수 있다. 도 2c에 도시되지는 않았으나, 다리부재(132)의 메인바퀴(133)의 외주면보다 멀리 이격되는 일단 부분에는 완충부재(미도시)가 부착될 수 있다. 이로써, 다리부재(132)가 바닥면 또는 장애물에 메인바퀴와 별도로 추진력을 제공하는 경우, 다리부재(132)의 일단 부분이 파손되는 것을 방지할 수 있다.2C, the leg member 132 may be formed in a shape of a bar, and one end of the leg member 132 may be formed in a gently curved surface. Although not shown in FIG. 2C, a cushioning member (not shown) may be attached to one end portion of the leg member 132 which is spaced apart from the outer circumferential surface of the main wheel 133. This can prevent one end portion of the leg member 132 from being broken when the leg member 132 provides a propulsion force to the floor surface or the obstacle separately from the main wheel.

한편, 다리부재(132)는 메인바퀴(133)의 외주면과 상이한 재질로 형성될 수 있다. 즉, 다리부재(132)의 일단 외면의 마찰계수는 메인바퀴(133)의 외주면의 마찰계수보다 높을 수 있다.Meanwhile, the leg member 132 may be formed of a material different from the outer circumferential surface of the main wheel 133. That is, the coefficient of friction of the outer surface of one end of the leg member 132 may be higher than that of the outer surface of the main wheel 133.

기어유닛(136)은 메인바퀴(133)와 모터(131)에 연결되어, 메인바퀴(133)로 모터(131)의 구동력을 전달할 수 있다. 다리부재(132)는 메인바퀴(133)와 기어유닛(136)을 연결시키는 축 상에 배치될 수 있다.The gear unit 136 is connected to the main wheel 133 and the motor 131 so as to transmit the driving force of the motor 131 to the main wheel 133. The leg member 132 may be disposed on an axis connecting the main wheel 133 and the gear unit 136.

기어유닛(136)은 모터(131)와 메인바퀴(133)에 각각 연결되는 축을 포함할 수 있으며, 기어유닛(136) 내부에는 복수의 기어가 서로 맞물리도록 설치되어, 모터(131)에서 발생된 구동력을 메인바퀴(133)로 전달할 수 있다.The gear unit 136 may include a shaft connected to the motor 131 and the main wheel 133. A plurality of gears may be installed in the gear unit 136 to mesh with each other, The driving force can be transmitted to the main wheel 133.

스프링부재(134)는 기어유닛(136)과 로봇의 본체에 각각 결합될 수 있다. 스프링부재(134)는 구동부(130)를 본체에 결합시키고, 외부의 충격에 대해 완충 작용을 수행할 수 있다.The spring member 134 can be coupled to the gear unit 136 and the body of the robot, respectively. The spring member 134 couples the driving unit 130 to the main body and can perform a buffering action against an external impact.

아울러, 탄성부재(135)는 다리부재(132)와 기어유닛(136) 사이에 배치될 수 있다. 구체적으로 도 2c를 참조하면, 탄성부재(135)는 기어유닛(136)과 메인바퀴(133)를 연결시키는 축 상에 설치될 수 있다. 즉, 탄성부재(135)는 메인바퀴(133) 및 다리부재(132)와 마찬가지로 홀을 구비하여, 메인바퀴(133)와 기어유닛(136)을 연결시키는 구동 축에 끼워질 수 있다.In addition, the elastic member 135 may be disposed between the leg member 132 and the gear unit 136. 2C, the elastic member 135 may be installed on a shaft that connects the gear unit 136 and the main wheel 133. As shown in FIG. That is, the elastic member 135 may have a hole like the main wheel 133 and the leg member 132 and may be fitted in a driving shaft connecting the main wheel 133 and the gear unit 136.

이하의 도 2d에서는 기어유닛(136)과 메인바퀴(133)를 서로 연결시키는 구동 축 부분과 관련된 일 실시예가 설명된다.In the following Fig. 2D, one embodiment related to the drive shaft portion connecting the gear unit 136 and the main wheel 133 to each other will be described.

도 2d를 참조하면, 상기 구동축의 제1 부분(136a)에는 바퀴체결부가 형성될 수 있다. 바퀴체결부재는, 구동축과 메인바퀴(133)를 하나의 강체로 구속시킬 수 있다.Referring to FIG. 2D, a wheel coupling portion may be formed on the first portion 136a of the drive shaft. The wheel fastening member can restrict the drive shaft and the main wheel 133 to one rigid body.

또한, 상기 구동축의 제2 부분(136b)에는 메인바퀴(133)와 다리부재(132)를 결합시키는 제1 결합부재가 형성될 수 있고, 상기 구동축의 제3 부분(136c)에는 다리부재(132)와 기어유닛(136)의 일부를 결합시키는 제2 결합부재가 형성될 수 있다.A first engaging member for engaging the main wheel 133 and the leg member 132 may be formed on the second portion 136b of the drive shaft and a third member 136c of the drive shaft may be provided with a leg member 132 And a part of the gear unit 136 may be formed.

즉, 구동축의 제2 부분(136b)에는 탄성부재(135)의 길이가 증가함에 따라 다리부재(132)가 상기 제2 부분(136b)에 위치할 때, 상기 다리부재(132)와 상기 메인바퀴(133)를 결합시키는 제1 결합부재가 위치할 수 있다. 여기에서 제1 결합부재는 서로 다른 두 부품이 접할 때, 상기 두 부품을 소정의 힘으로 결합시키는 구성요소로서, 상기 두 두품을 결합시키기 위한 공지의 구성이면 충분하다.That is, as the length of the elastic member 135 increases in the second portion 136b of the drive shaft, when the leg member 132 is positioned in the second portion 136b, A first engaging member for engaging the engaging portion 133 may be located. Here, the first coupling member is a component for coupling the two components with a predetermined force when two different components are in contact with each other, and a known configuration for coupling the two components is sufficient.

또한, 구동축의 제3 부분(136c)에는 탄성부재(135)의 길이가 감소함에 따라 다리부재(132)가 상기 제3 부분(136c)에 위치할 때, 상기 다리부재(132)와 상기 기어유닛(136)을 결합시키는 제2 결합부재가 위치할 수 있다. 제1 결합부재와 마찬가지로, 제2 결합부재는 두 부품을 결합시키기 위한 공지의 구성이면 충분하다. 따라서, 제1 및 제2 결합부재의 형상과 관련된 상세한 설명은 생략한다.When the leg member 132 is positioned on the third portion 136c as the length of the elastic member 135 is reduced in the third portion 136c of the drive shaft, A second engaging member that engages the engaging member 136 may be located. As with the first engaging member, it is sufficient that the second engaging member has a known construction for engaging the two parts. Therefore, detailed descriptions related to the shapes of the first and second engagement members are omitted.

아울러, 상기 구동축의 제4 부분(136d)에는 탄성부재체결부가 형성될 수 있다. 이로써, 탄성부재(135)의 일단은 기어유닛(136)의 일부분과 하나의 강체로 체결될 수 있다.In addition, an elastic member fastening portion may be formed on the fourth portion 136d of the drive shaft. Thereby, one end of the elastic member 135 can be fastened to a part of the gear unit 136 with one rigid body.

이하의 도 3a 내지 도 3c에서는 본 발명에 따른 이동 로봇의 주행 상태, 완전 구속 상태, 공회전 상태 별 구동부(130)의 작동과 관련된 일 실시예가 설명된다.3A to 3C, an embodiment related to the driving state of the mobile robot according to the present invention, the fully constrained state, and the operation of the driving unit 130 according to idling state will be described.

도 3a를 참조하면, 이동 로봇이 정상적으로 작동하는 경우, 다리부재(132)는 구동축과 같이 회전하지 않고, 이동 로봇의 본체에 대해 실질적으로 고정될 수 있다. 즉, 다리부재(132)와 구동축 사이에는 베어링(미도시)이 구비되어, 다리부재(132)가 제1 결합부재나 제2 결합부재에 구속되지 않는 경우, 구동축에 대해 헛돌 수 있다. 아울러, 이동 로봇이 정상적으로 작동하는 경우, 탄성부재(135)는 소정의 길이를 유지할 수 있다.Referring to FIG. 3A, when the mobile robot normally operates, the leg members 132 do not rotate as the drive shaft but can be substantially fixed to the body of the mobile robot. That is, a bearing (not shown) is provided between the leg member 132 and the drive shaft so that the leg member 132 can be staggered with respect to the drive shaft when it is not constrained to the first engaging member or the second engaging member. In addition, when the mobile robot normally operates, the elastic member 135 can maintain a predetermined length.

즉, 이동 로봇이 정상적으로 작동하는 경우, 다리부재(132)의 일면과 기어유닛(136)의 일면 사이의 거리는 제1 기준 거리(d1)로 유지되도록, 탄성부재(135)가 소정의 길이를 유지할 수 있다. 이와 같이, 구동축에 인가되는 토크와 탄성부재(135)의 꼬임 힘이 평형을 이루면, 탄성부재(135)의 길이가 유지될 수 있다.That is, when the mobile robot normally operates, the elastic member 135 maintains the predetermined length so that the distance between one surface of the leg member 132 and one surface of the gear unit 136 is maintained at the first reference distance d1 . Thus, if the torque applied to the drive shaft and the twisting force of the elastic member 135 are balanced, the length of the elastic member 135 can be maintained.

한편, 도 3a에 도시되지는 않았으나, 이동 로봇이 정지 상태인 경우, 모터(131)가 오프 상태이기 때문에, 탄성부재(135)는 자유길이 상태로 유지될 수 있다.Meanwhile, although not shown in FIG. 3A, since the motor 131 is in an off state when the mobile robot is stationary, the elastic member 135 can be maintained in a free length state.

도 3b를 참조하면, 이동 로봇의 메인바퀴가 공회전하는 경우, 탄성부재(135)의 길이는 증가할 수 있다.Referring to FIG. 3B, when the main wheel of the mobile robot idles, the length of the elastic member 135 may increase.

구체적으로, 메인바퀴(133)가 공회전 상태에 진입하면, 메인바퀴(133)에 인가되는 외력 또는 토크가 감소하여, 메인바퀴(133)의 구동축에 인가되는 토크도 감소하게 된다. 이로써, 탄성부재(135)에 인가되는 토크에 변화가 발생하고, 이러한 변화에 따라 탄성부재(135)의 꼬임이 풀어질 수 있다. 즉, 메인바퀴(133)가 공회전하면, 탄성부재(135)의 길이는 증가될 수 있다.Specifically, when the main wheel 133 enters the idle state, the external force or torque applied to the main wheel 133 decreases, and the torque applied to the drive shaft of the main wheel 133 also decreases. Thereby, a change occurs in the torque applied to the elastic member 135, and the twist of the elastic member 135 can be released according to such a change. That is, when the main wheel 133 idles, the length of the elastic member 135 can be increased.

탄성부재(135)의 길이가 증가하여, 다리부재(132)의 일면과 기어유닛(136)의 일면 사이의 거리가 제2 기준 거리 이상이되면, 다리부재(132)는 제1 결합부재와 결합하여, 메인바퀴(133)에 구속될 수 있다.When the length of the elastic member 135 increases and the distance between one surface of the leg member 132 and one surface of the gear unit 136 becomes equal to or greater than the second reference distance, the leg member 132 engages with the first engaging member , And can be restrained to the main wheel 133.

한편, 도 3b에는 메인바퀴(133)와 다리부재(132)를 결합시키기 위한 제1 결합부재의 형상에 대해 도시하고 있지 않으나, 도 3b에 도시된 것과 같이, 탄성부재(135)의 길이가 증가하는 경우, 다리부재(132)가 메인바퀴(133) 측으로 접하게 됨은 명백히 도시된다. 따라서, 제1 결합부재는 다리부재(132)가 메인바퀴(133)에 접하는 경우, 상기 다리부재(132)와 메인바퀴(133)를 결합시킬 수 있는 공지의 결합용 부품이면 충분하다. 이에, 도 3b에서는 제1 결합부재와 관련된 보다 상세한 설명을 생략하도록 한다.3B does not show the shape of the first engaging member for engaging the main wheel 133 and the leg member 132. However, as shown in FIG. 3B, when the length of the elastic member 135 increases , It is clearly shown that the leg member 132 is brought into contact with the main wheel 133 side. It is therefore sufficient if the first engaging member is a known engaging member capable of engaging the leg member 132 and the main wheel 133 when the leg member 132 abuts against the main wheel 133. [ 3B, a detailed description related to the first engaging member will be omitted.

반대로, 도 3c를 참조하면, 이동 로봇의 메인바퀴가 장애물에 구속된 경우, 탄성부재(135)의 길이는 감소할 수 있다.3C, when the main wheel of the mobile robot is restrained by an obstacle, the length of the elastic member 135 can be reduced.

구체적으로, 메인바퀴(133)가 장애물에 구속되면, 메인바퀴(133)에 인가되는 외력 또는 토크가 증가하여, 메인바퀴(133)의 구동축에 인가되는 토크도 증가하게 된다. 이로써, 탄성부재(135)에 인가되는 토크에 변화가 발생하고, 이러한 변화에 따라 탄성부재(135)의 꼬임이 더 꼬일 수 있다. 즉, 메인바퀴(133)가 장애물에 구속되면, 탄성부재(135)의 길이는 감소될 수 있다More specifically, when the main wheel 133 is restrained by the obstacle, the external force or torque applied to the main wheel 133 increases, and the torque applied to the drive shaft of the main wheel 133 also increases. Thereby, a change occurs in the torque applied to the elastic member 135, and the twisting of the elastic member 135 can be further twisted according to this change. That is, when the main wheel 133 is restrained by the obstacle, the length of the elastic member 135 can be reduced

탄성부재(135)의 길이가 감소하여, 다리부재(132)의 일면과 기어유닛(136)의 일면 사이의 거리가 제3 기준 거리 이하가되면, 다리부재(132)는 제2 결합부재와 결합하여, 기어유닛의 구동축에 구속될 수 있다.When the distance between the one surface of the leg member 132 and one surface of the gear unit 136 is less than the third reference distance, the leg member 132 is engaged with the second engaging member And can be constrained to the drive shaft of the gear unit.

또한, 제2 결합부재의 경우에도 제1 결합부재와 마찬가지로, 다리부재(132)와 기어유닛(136)을 결합시킬 수 있는 공지의 결합용 부품이면 충분하다.In the case of the second coupling member, a known coupling member capable of coupling the leg member 132 and the gear unit 136 is sufficient as in the case of the first coupling member.

위와 같은 실시예에 따르면, 로봇에 별도의 센서를 부착하지 않으면서, 구동부에 간단한 장치를 추가하는 것만으로, 험지 주행 성능을 향상시킬 수 있으므로, 적은 비용으로 로봇의 주행 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.According to the above embodiment, it is possible to improve the running performance of the hull by merely adding a simple device to the driving unit without attaching a separate sensor to the robot, so that the running performance of the robot can be remarkably improved at a low cost have.

또한, 기존 청소로봇 메커니즘에서 동력 전달부 개선 및 기구부의 추가를 최소로 줄였기에 기구부 개량설계과정을 간소화시킬 수 있어 실용화 가능성을 높이고 기존 청소로봇의 개발기간을 단축시킬 수 있다. 아울러, 추가적인 구동기를 부착하지 않기 때문에 추가적인 전력소모를 최소화하면서 구속상황을 탈출할 수 있다는 경제적 이점이 있다.In addition, since the improvement of the power transfer part and the addition of the mechanical part are reduced to a minimum in the existing cleaning robot mechanism, the process of improving the mechanical parts can be simplified, and the development time of the conventional cleaning robot can be shortened. In addition, since there is no additional actuator, there is an economic advantage of being able to escape the constraint while minimizing additional power consumption.

한편, 본원발명에 따른 이동 로봇은 구동부에 인가되는 토크와 관련된 정보를 감지하는 센서를 구비할 수 있다.Meanwhile, the mobile robot according to the present invention may include a sensor for sensing information related to the torque applied to the driving unit.

이하의 도 5에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 로봇이 설명된다.5, a mobile robot according to another embodiment of the present invention will be described.

도 5를 참조하면, 구동부(130)는 메인바퀴(133), 보조바퀴(137), 모터(131), 기어유닛(136), 클러치부재(138) 및 보조축부재(139) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.5, the driving unit 130 includes at least one of the main wheel 133, the auxiliary wheel 137, the motor 131, the gear unit 136, the clutch member 138, and the auxiliary shaft member 139 .

도 5에 도시된 것과 같이, 클러치부재(138)는, 보조바퀴(137)와 기어유닛(136)에 연결될 수 있으며, 보조바퀴(137)로 모터(131)의 구동력을 전달할 수 있다. 5, the clutch member 138 may be connected to the auxiliary wheel 137 and the gear unit 136, and may transmit the driving force of the motor 131 to the auxiliary wheel 137. As shown in Fig.

예를 들어, 클러치부재(138)는 마그네틱 클러치로 형성될 수 있다. 마그네틱 클러치는 솔레노이드를 포함하며, 솔레노이드에서 발생하는 자기력을 이용하여, 보조바퀴(137)로 구동력을 전달할 수 있다. For example, the clutch member 138 may be formed of a magnetic clutch. The magnetic clutch includes a solenoid and can transmit the driving force to the auxiliary wheel 137 by using the magnetic force generated in the solenoid.

또 다른 예에서, 클러치부재(138)는 제어부(180)로부터 클러치부재(138)의 동작과 관련된 제어 신호를 전달받을 수 있다.In another example, the clutch member 138 may receive control signals associated with the operation of the clutch member 138 from the control unit 180. [

클러치부재(138)는 메인바퀴(133)의 동력을 보조바퀴(137)와 배분시킬 수 있다.The clutch member 138 can distribute the power of the main wheel 133 to the auxiliary wheel 137. [

클러치부재(138)가 온 상태인 경우, 상기 클러치부재(138)는 회전 가능하며, 보조바퀴(138)의 설치 위치를 변경시킬 수 있다. When the clutch member 138 is in the ON state, the clutch member 138 is rotatable, and the installation position of the auxiliary wheel 138 can be changed.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 도 5에 도시된 이동 로봇의 구동부(130)가 보다 상세히 도시된다.Referring to FIGS. 6A and 6B, the driving unit 130 of the mobile robot shown in FIG. 5 is shown in more detail.

도 6a에 도시된 것과 같이, 이동 로봇이 정상 주행 중인 경우, 클러치부재(138)는 오프되며, 보조바퀴(137)는 지면 또는 장애물과 접촉하지 않는 상태일 수 있다. 도 7의 점선으로 도시된 부분을 참조하면, 클러치부재(138)가 오프 상태일 때, 보조바퀴(137)의 위치는 지면 또는 장애물과 접하지 않는 위치일 수 있다.6A, when the mobile robot is in normal traveling, the clutch member 138 is off, and the auxiliary wheel 137 may not be in contact with the ground or the obstacle. 7, when the clutch member 138 is in the OFF state, the position of the auxiliary wheel 137 may be a position not contacting the ground or the obstacle.

한편, 도 6b에 도시된 것과 같이, 이동 로봇의 메인바퀴(133)가 공회전 중이거나, 장애물에 완전히 구속된 경우, 클러치부재(138)는 온되며, 보조바퀴(137)는 지면 또는 장애물과 접촉하는 상태일 수 있다. 도 7의 실선으로 도시된 부분을 참조하면, 클러치부재(138)가 온 상태일 때, 보조바퀴(137)의 위치는 지면 또는 장애물과 접촉하는 위치일 수 있다.6B, when the main wheel 133 of the mobile robot is idling or completely restrained by the obstacle, the clutch member 138 is turned on, and the auxiliary wheel 137 is brought into contact with the ground or the obstacle Lt; / RTI > 7, when the clutch member 138 is in the ON state, the position of the auxiliary wheel 137 may be a position in contact with the ground or an obstacle.

한편, 제어부(180)는 장애물과 관련된 정보에 근거하여 클러치부재(138)의 동작을 제어할 수 있다. 여기에서 장애물과 관련된 정보는 장애물과 본체 사이의 거리, 장애물의 높이, 경사면, 형태, 표면 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다. On the other hand, the control unit 180 can control the operation of the clutch member 138 based on the information related to the obstacle. Here, the information related to the obstacle may include information related to the distance between the obstacle and the body, the height of the obstacle, the slope, the shape, the surface, and the like.

일 예로, 제어부(180)는 로봇의 진행방향 상에 놓여있는 장애물의 높이가 소정의 높이 값 이상이면, 클러치부재(138)를 온시킴으로써, 보조바퀴(137)가 상기 장애물에 접촉하도록 구동부(130)를 제어할 수 있다.For example, when the height of the obstacle lying in the traveling direction of the robot is equal to or greater than a predetermined height value, the control unit 180 turns on the clutch member 138 so that the driving unit 130 Can be controlled.

또한, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 메인바퀴와 보조바퀴의 표면은 다른 모양으로 형성될 수 있다.6A and 6B, the surfaces of the main wheels and the auxiliary wheels may be formed in different shapes.

바람직하게는, 보조바퀴의 표면 모양이 형성하는 마찰력은, 메인바퀴의 표면 모양이 형성하는 마찰력보다 높을 수 있다. 예를 들어, 보조바퀴의 표면은 스포크 모양으로 형성될 수 있다.Preferably, the frictional force formed by the surface shape of the auxiliary wheel may be higher than the frictional force formed by the surface shape of the main wheel. For example, the surface of the auxiliary wheel may be formed in a spoke shape.

본 발명에 따르면, 로봇이 다양한 조건을 갖는 바닥면을 통과하는 중에, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 공회전을 수행하는 경우, 메인바퀴와 별도의 구동력을 사용하여 공회전 상태를 벗어날 수 있다.According to the present invention, when at least one of the plurality of wheels performs the idle while the robot is passing through the floor having various conditions, the idle state can be released using a driving force different from that of the main wheel.

또한, 본 발명에 따르면, 로봇이 다양한 조건을 갖는 바닥면을 통과하는 중에, 복수의 바퀴 중 적어도 하나가 장애물에 구속되는 경우, 메인바퀴와 별도의 구동력을 사용하여 구속 상태를 벗어날 수 있다.Also, according to the present invention, when at least one of the plurality of wheels is restrained by an obstacle while the robot is passing through a floor having various conditions, it can be released from the restraint state by using a driving force different from that of the main wheel.

아울러, 본 발명에 따르면, 로봇에 별도의 센서를 부착하지 않으면서, 구동부에 간단한 장치를 추가하는 것만으로, 험지 주행 성능을 향상시킬 수 있으므로, 적은 비용으로 로봇의 주행 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to improve rugged running performance by merely adding a simple device to the driving unit without attaching a separate sensor to the robot, and thus the running performance of the robot can be remarkably improved at a low cost have.

또한, 본 발명에 따르면, 바퀴를 구비하는 로봇이 험지를 용이하게 이동할 수 있는 효과가 도출된다.Further, according to the present invention, an effect that a robot equipped with a wheel can easily move the hull is derived.

또한, 본 발명에 따르면, 청소영역이 험지인 경우 또는 청소영역에 장애물이 존재하는 경우에도, 로봇의 청소 효율을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, cleaning efficiency of the robot can be improved even when the cleaning area is rough or an obstacle exists in the cleaning area.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (6)

본체;
상기 본체를 이동시키는 구동부 및
상기 본체가 위치하는 청소영역에 대해 청소를 수행하는 청소부를 포함하고,
상기 구동부는,
메인바퀴와,
구동력을 발생시키는 모터와,
상기 메인바퀴와 상기 모터에 연결되어, 상기 메인바퀴로 상기 모터의 구동력을 전달하는 기어유닛 및
상기 메인바퀴와 상기 기어유닛을 연결시키는 축 상에 배치되어 상기 메인바퀴와 별도의 추진력을 제공하는 다리부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.
main body;
A driving unit for moving the main body;
And a cleaning unit for cleaning the cleaning area where the main body is located,
The driving unit includes:
With the main wheels,
A motor for generating a driving force,
A gear unit connected to the main wheel and the motor for transmitting the driving force of the motor to the main wheel,
And a leg member disposed on a shaft connecting the main wheel and the gear unit to provide a separate propulsion force to the main wheel.
제1항에 있어서,
상기 다리부재는 막대기 형상으로 형성되며,
상기 다리부재의 길이는 상기 메인바퀴의 반지름 보다 크며,
상기 다리부재는 상기 메인바퀴가 공회전하거나 장애물에 구속되면 회전하는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.
The method according to claim 1,
The leg members are formed in a bar shape,
The length of the leg member is greater than the radius of the main wheel,
Wherein the leg member rotates when the main wheel is idle or restrained by an obstacle.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 상기 다리부재와 상기 기어유닛 사이에 배치된 탄성부재를 더 포함하고,
상기 메인바퀴에 인가되는 토크가 변경됨에 따라 더 꼬이거나 풀어짐으로써, 상기 탄성부재의 길이가 변경되는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.
The method according to claim 1,
Wherein the driving unit further comprises an elastic member disposed between the leg member and the gear unit,
Wherein the length of the elastic member is changed by twisting or loosening as the torque applied to the main wheel is changed.
제3항에 있어서,
상기 메인바퀴가 공회전하는 경우,
상기 메인바퀴에 인가되는 토크가 감소하여 상기 탄성부재의 꼬임이 풀어짐으로써, 상기 탄성부재의 길이가 증가되어, 상기 다리부재와 상기 메인바퀴가 결합되는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.
The method of claim 3,
When the main wheel idles,
Wherein the torque applied to the main wheel is reduced and the elastic member is twisted to increase the length of the elastic member so that the leg member and the main wheel are engaged.
제3항에 있어서,
상기 메인바퀴가 장애물에 구속되는 경우,
상기 메인바퀴에 인가되는 토크가 증가하여 상기 탄성부재가 더 꼬임으로써, 상기 탄성부재의 길이가 감소되어, 상기 다리부재와 상기 기어유닛이 결합되는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.
The method of claim 3,
When the main wheel is restrained by an obstacle,
Wherein a torque applied to the main wheel is increased to further twist the elastic member, thereby reducing the length of the elastic member, thereby coupling the leg member and the gear unit.
제1항에 있어서,
상기 구동부에 인가되는 토크와 관련된 정보를 감지하는 센서 및
상기 센서에서 감지된 정보에 근거하여, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자율 주행을 수행하는 청소기.
The method according to claim 1,
A sensor for sensing information related to a torque applied to the driving unit,
Further comprising a controller for controlling the driving unit based on information sensed by the sensor.
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