KR20210021246A - Automatic Charging System and Method for Robot - Google Patents

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KR20210021246A
KR20210021246A KR1020190112583A KR20190112583A KR20210021246A KR 20210021246 A KR20210021246 A KR 20210021246A KR 1020190112583 A KR1020190112583 A KR 1020190112583A KR 20190112583 A KR20190112583 A KR 20190112583A KR 20210021246 A KR20210021246 A KR 20210021246A
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백대원
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휴림로봇 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an autonomous charging system for a robot, including a robot and a docking station for the wireless charging of the robot. The autonomous charging system for a robot includes a signal transmission part transmitting a signal which can be used by the robot for docking with the docking station. The robot includes a signal reception part receiving a signal which can be used by the robot for docking with the docking station. In accordance with a relative position of the robot determined based on signals received by each of a plurality of sensors in the signal reception part, the robot is moved and/or rotated to the docking station for wireless charging. Therefore, the robot can be enabled to be autonomously docked for battery charging in a more accurate way.

Description

로봇용 자율충전 시스템 및 방법{Automatic Charging System and Method for Robot}Automatic Charging System and Method for Robot

본 발명은 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도킹유도 신호를 송출하는 다수의 신호 송출부들 및 이러한 도킹유도 신호를 수신할 수 있는 다수의 센서들을 이용해, 로봇이 원활한 충전을 위해서 도킹스테이션으로 자율적으로 이동하여 도킹할 수 있도록 해주는 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an autonomous charging system and method for a robot, and more particularly, by using a plurality of signal transmitting units that transmit a docking induction signal and a plurality of sensors capable of receiving such a docking induction signal, the robot can perform smooth charging. For this purpose, it relates to an autonomous charging system and method for robots that allow autonomous movement to and docking at a docking station.

가정 및 산업 현장에서 위험하거나 또는 반복적인 인간의 노동을 대신하는 다양한 종류의 로봇이 널리 사용되고 있다. 이러한 로봇이 그 기능을 제대로 수행하기 위해서는 어댑터를 이용해 실시간으로 공급되는 외부 AC 전원을 이용하거나 또는 이전에 미리 충전된 배터리를 이용해, 전력이 끊김없이 지속적으로 공급되어야 한다. Various types of robots are widely used in the home and industrial sites to replace dangerous or repetitive human labor. In order for such a robot to perform its function properly, power must be continuously supplied without interruption using an external AC power source supplied in real time using an adapter or using a previously charged battery.

어댑터를 이용한 유선충전을 하는 경우가 대부분의 로봇에서 사용하는 방식이기는 하지만, 로봇이 이동할 수 있는 기능을 가진 이동로봇의 경우에는 사용 중에 배터리 잔량 부족 등으로 충전이 필요한 경우, 자율주행을 통한 자동충전이 아닌 경우 로봇 스스로 충전을 진행할 수 없다. Wired charging using an adapter is the method used by most robots, but in the case of a mobile robot with a function that allows the robot to move, automatic charging through autonomous driving when charging is required due to insufficient battery power during use. If not, the robot cannot charge itself.

이때 상기와 같이, 로봇의 서비스를 끊김없이 지속적으로 제공해 줄 수 있도록, 로봇이 배터리 잔량 부족 등으로 충전이 필요한 경우 자율주행을 통해 원활한 무선충전이 진행될 수 있도록 보조해 주는 시스템 및/또는 방법이 로봇용 자율충전 시스템에 도입될 필요가 있다. At this time, as described above, the robot is a system and/or method that assists in smooth wireless charging through autonomous driving when the robot needs to be charged due to insufficient battery power, etc. so that the robot's service can be continuously provided. It needs to be introduced into an autonomous charging system.

KRKR 10-141587910-1415879 B1B1 USUS 73328907332890 B2B2

이로써, 본 발명의 목적은 도킹유도 신호를 송출하는 다수의 신호 송출부들 및 이러한 도킹유도 신호를 수신할 수 있는 다수의 센서들을 이용해, 로봇이 원활한 충전을 위해서 도킹스테이션으로 자율적으로 이동하여 도킹할 수 있도록 해주는 로봇용 자율충전 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to use a plurality of signal transmitters that transmit a docking induction signal and a plurality of sensors capable of receiving such a docking induction signal, so that the robot can autonomously move to and dock the docking station for smooth charging. It is to provide an autonomous charging system and method for robots that enable them.

본 발명의 또 다른 목적은 로봇이 배터리 충전을 위해 자율적으로 도킹할 수 있어 로봇의 서비스를 끊김없이 지속적으로 제공해 줄 수 있는 로봇용 자율충전 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an autonomous charging system and method for a robot capable of autonomously docking a robot for charging a battery, thereby providing a robot service continuously and without interruption.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 제1 측면에 따른 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템은, An autonomous charging system for a robot comprising a robot according to the first aspect of the present invention and a docking station for wireless charging of the robot,

상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고, The docking station includes a signal transmission unit that transmits a signal that the robot can use for docking with the docking station, and the signal transmission unit is a first signal transmission unit that transmits a signal toward at least the front of the docking station. , A second signal transmitting unit for transmitting a signal toward the left side of the docking station, and a third signal transmitting unit for transmitting a signal toward the right side of the docking station,

상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고, The robot includes a signal receiving unit for receiving signals from the first to third signal transmitting units, wherein the signal receiving unit is at least a first sensor mounted in the center of the robot toward the front of the robot, A second sensor mounted on the left side of the robot toward the left side, and a third sensor mounted on the right side of the robot toward the right side of the robot,

상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하는 것에 의해 달성된다. The robot moves and/or rotates to the docking station for wireless charging according to the relative position of the robot determined based on the signals received from each of the plurality of sensors in the signal receiver, and the relative position of the robot is , By including information on whether the docking station is the center area, the left area, or the right area.

여기서, 상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다. Here, the signal receiver, a fourth sensor mounted between the first sensor and the second sensor toward the left side of the robot, and mounted between the first sensor and the third sensor toward the right side of the robot A fifth sensor is further included, and the fourth sensor and the fifth sensor are preferably positioned closer to the first sensor than to the second sensor and the third sensor, respectively.

이때, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다. At this time, when it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor, the robot moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center region, and the Based on the signal received by the first sensor, the robot rotates counterclockwise until it is determined that the relative position of the robot is the central region, and then moves forward.

유사하게, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다. Similarly, when it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received by the third sensor and/or the fifth sensor, the robot advances until it is determined that the relative position of the robot is the center area, Based on the signal received by the first sensor, the robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is a central region, and then moves forward.

또한, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다. In addition, when it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot is determined based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor. It rotates clockwise until it is determined that it is the left area, and then moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center area, and it is determined that the relative position of the robot is the center area based on the signal received from the first sensor. It rotates counterclockwise until it becomes, and moves forward.

유사하게, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다. Similarly, when it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot based on the signal received from the third sensor and/or the fifth sensor The robot rotates counterclockwise until it is determined to be the right area, and then advances until the relative position of the robot is determined to be the center area, and the relative position of the robot is determined to be the center area based on the signal received from the first sensor. It rotates clockwise until it is determined

한편, 상기 도킹스테이션은, 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 내장되는 무선전력 송신부, 및 상기 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부를 포함하고, 상기 로봇은, 무선충전을 위해 로봇에 내장되는 무선전력 수신부, 및 상기 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 제1 접촉부에 접촉되는 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는, 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. On the other hand, the docking station is a wireless power transmission unit built in the docking station for wireless charging, and a first contact unit that surrounds at least a portion of the wireless power transmission unit and contacts when the robot docks over the docking station for wireless charging. Including, wherein the robot, a wireless power receiving unit built in the robot for wireless charging, and a second surrounding at least a portion of the wireless power receiving unit and contacting the first contact unit when the robot is docked on the docking station Including a contact portion, the first contact portion, when the robot is docked on the docking station for wireless charging, it is preferable to further include an elastic member that pushes the wireless power transmission unit built in the docking station upward.

나아가, 상기 제1 접촉부에는 자석이 내장되어 있고, 상기 제2 접촉부에는 상기 자석의 존재 여부를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하는 것이 바람직하다. Further, since a magnet is embedded in the first contact portion and a sensor for detecting the presence or absence of the magnet is embedded in the second contact portion, it is preferable to determine completion of docking based on a detection result of the sensor.

이에 더하여, 상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the elastic member is disposed continuously or discontinuously around at least below the first contact portion and around the wireless power transmitter.

본 발명의 제2 측면에 따른 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에서 구현되는 로봇용 자율충전 방법은, 이때 상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고, 상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고, 상기 방법은 An autonomous charging method for a robot implemented in an autonomous charging system for a robot, including a robot according to a second aspect of the present invention and a docking station for wireless charging of the robot, wherein the docking station is the docking station And a signal transmission unit for transmitting a signal usable for over-docking, wherein the signal transmission unit is at least a first signal transmission unit for transmitting a signal toward a front of the docking station, and a signal toward the left side of the docking station. A second signal transmitting unit for transmitting, and a third signal transmitting unit for transmitting a signal toward the right side of the docking station, and the robot includes a signal receiving unit for receiving signals from the first to third signal transmitting units. In this case, the signal receiver is at least a first sensor mounted in the center of the robot toward the front of the robot, a second sensor mounted on the left side of the robot toward the left side of the robot, and the robot toward the right side of the robot Including a third sensor mounted on the right side of, the method

로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하는 단계, 이때 상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하고; 및 Moving the robot toward the docking station for wireless charging, wherein the robot moves to the docking station for wireless charging according to the relative position of the robot determined based on signals received from each of the plurality of sensors in the signal receiving unit. The robot is moved and/or rotated, wherein the relative position of the robot includes information on whether it is a center area, a left area, or a right area around the docking station; And

상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다. It is achieved by including the step of docking the robot to the docking station for wireless charging.

여기서, 상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다. Here, the signal receiver, a fourth sensor mounted between the first sensor and the second sensor toward the left side of the robot, and mounted between the first sensor and the third sensor toward the right side of the robot A fifth sensor is further included, and the fourth sensor and the fifth sensor are preferably positioned closer to the first sensor than to the second sensor and the third sensor, respectively.

이때, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다. At this time, when it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor, the robot moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center region, and the Based on the signal received by the first sensor, the robot rotates counterclockwise until it is determined that the relative position of the robot is the central region, and then moves forward.

유사하게, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다. Similarly, when it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received by the third sensor and/or the fifth sensor, the robot advances until it is determined that the relative position of the robot is the center area, Based on the signal received by the first sensor, the robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is a central region, and then moves forward.

또한, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다. In addition, when it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot is determined based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor. It rotates clockwise until it is determined that it is the left area, and then moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center area, and it is determined that the relative position of the robot is the center area based on the signal received from the first sensor. It rotates counterclockwise until it becomes, and moves forward.

유사하게, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다. Similarly, when it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot based on the signal received from the third sensor and/or the fifth sensor The robot rotates counterclockwise until it is determined to be the right area, and then advances until the relative position of the robot is determined to be the center area, and the relative position of the robot is determined to be the center area based on the signal received from the first sensor. It rotates clockwise until it is determined

한편, 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계는, 이때 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 이용해 도킹을 완료하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. Meanwhile, the step of docking the robot to the docking station for wireless charging includes an elastic member that pushes the wireless power transmission unit built in the docking station upward when the robot docks over the docking station for wireless charging. It is preferable to further include the step of completing the docking using.

나아가, 상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는 것이 바람직하다. Further, it is preferable that the elastic member is disposed at least below the first contact portion and continuously or discontinuously around the circumference of the wireless power transmission unit.

상기한 바와 같은 본 발명의 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 따르면 도킹유도 신호를 송출하는 다수의 신호 송출부들 및 이러한 도킹유도 신호를 수신할 수 있는 다수의 센서들을 이용해, 로봇이 원활한 충전을 위해서 도킹스테이션으로 자율적으로 이동하여 도킹할 수 있도록 해주는 장점이 있다. According to the autonomous charging system and method for a robot of the present invention as described above, the robot docks for smooth charging by using a plurality of signal transmission units that transmit a docking induction signal and a plurality of sensors capable of receiving such a docking induction signal. It has the advantage of allowing you to autonomously move to the station and dock.

또한 본 발명의 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 따르면 로봇이 배터리 충전을 위해 자율적으로 도킹할 수 있어 로봇의 서비스를 끊김없이 지속적으로 제공해 줄 수 있는 장점이 있다. In addition, according to the autonomous charging system and method for a robot of the present invention, there is an advantage that the robot can autonomously dock to charge the battery, and thus the service of the robot can be continuously provided without interruption.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 및 이 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 밑면을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면으로서, 로봇이 도킹스테이션에 도킹된 상태를 보여주고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템 중 도킹스테이션을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 종래 기술의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션에 포함된 신호 송신부의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션과 로봇의 위치 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신부가 구비된 로봇을 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율충전 방법을 보여주는 도면이다.
1 is a view showing an autonomous charging system for a robot including a robot and a docking station for wireless charging of the robot according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the bottom of the robot according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an autonomous charging system for a robot according to an embodiment of the present invention, and shows a state in which the robot is docked at a docking station.
4 is a view showing a docking station in the autonomous charging system for a robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing a method of wireless charging for a robot according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a wireless charging system for a robot according to an embodiment of the prior art.
7 is a diagram showing a structure of a signal transmission unit included in a docking station according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram showing a positional relationship between a docking station and a robot according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a robot equipped with a signal receiver according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are diagrams showing an autonomous charging method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the contents described in the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by exemplary embodiments. The same reference numerals shown in each drawing indicate members that perform substantially the same function.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected from general terms that are currently widely used while considering functions in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. When a part of the specification is said to "include" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도면들, 특히 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 로봇용 자율충전 장치 및 시스템을 설명하기로 한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 및 이 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면이다. 또한 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 밑면을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면으로서, 로봇이 도킹스테이션에 도킹된 상태를 보여주고 있다. 이에 더하여, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템 중 도킹스테이션을 보여주는 도면이다. With reference to the drawings, in particular FIGS. 1 to 4, the autonomous charging device and system for a robot according to the present invention will be described. Here, FIG. 1 is a view showing an autonomous charging system for a robot including a robot and a docking station for wireless charging of the robot according to an embodiment of the present invention. In addition, Figure 2 is a view showing the bottom of the robot according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing the autonomous charging system for a robot according to an embodiment of the present invention, a state in which the robot is docked at the docking station. Showing. In addition, FIG. 4 is a view showing a docking station in an autonomous charging system for a robot according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 로봇용 자율충전 시스템은 로봇(20) 및 이 로봇(20)의 무선충전을 위한 도킹스테이션(10)을 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 1, the autonomous charging system for a robot of the present invention includes a robot 20 and a docking station 10 for wireless charging of the robot 20.

여기서 로봇(20)은 전력 공급을 받아 미리 정해진 또는 미리 프로그램된 코드에 따라 정해질 수 있는, 일정한 동작들을 수행한다. 이때 전력 공급은 직접 외부 전원으로부터 또는 로봇에 내장된 배터리로부터 수행될 수 있다.Here, the robot 20 receives power and performs certain operations that can be determined according to a predetermined or preprogrammed code. In this case, power supply may be performed directly from an external power source or from a battery built into the robot.

도킹스테이션(10)에는 어댑터를 통해 외부전원을 공급받아 로봇에 내장된 배터리를 충전하기 위한 전원을 공급하는 무선전력 송신부(미도시)가 마련되어 있다. 이에 대응하여, 로봇(20)에는, 이 무선전력 송신부로부터 송출되는 무선 전력을 수신하여 로봇에 내장된 배터리를 충전시킬 수 있도록 배치되는 무선전력 수신부(미도시)가 마련되어 있다. The docking station 10 is provided with a wireless power transmission unit (not shown) that receives external power through an adapter and supplies power for charging a battery built into the robot. In response to this, the robot 20 is provided with a wireless power receiver (not shown) arranged to charge a battery built in the robot by receiving wireless power transmitted from the wireless power transmitter.

이 무선전력 송신부와 이 무선전력 수신부는 본 발명에 따른 로봇용 자율충전 장치를 구성하고, 이와 같은 무선전력 송신부 및 무선전력 수신부의 구성 및 기능은 공지의 내용이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. The wireless power transmitter and the wireless power receiver constitute the autonomous charging device for a robot according to the present invention, and the configuration and functions of the wireless power transmitter and the wireless power receiver are well-known, so a detailed description thereof will be omitted.

다만, 본 발명에 따라 무선충전을 위해 로봇(20)에 내장되는 무선전력 수신부와 무선충전을 위해 도킹스테이션(10)에 내장되는 무선전력 송신부도 역시 도 6에 도시된 종래 기술의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템과 같이, 서로 정렬된 상태에서만 원활한 전력전송이 이루어질 수 있음에 유의해야 한다. However, according to the present invention, the wireless power receiving unit built in the robot 20 for wireless charging and the wireless power transmitting unit built in the docking station 10 for wireless charging are also according to an embodiment of the prior art shown in FIG. It should be noted that, as in the autonomous charging system for robots, smooth power transmission can be achieved only in the state of being aligned with each other.

도 1을 참조하면, 도킹스테이션(10)에는 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇(20)이 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부(11)가 마련되어 있다. Referring to FIG. 1, the docking station 10 is provided with a first contact part 11 that surrounds at least a part of the wireless power transmission unit and contacts when the robot 20 docks on the docking station 10 for wireless charging. .

도 2를 참조하면, 이와 대응하여, 로봇(20)에는 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 로봇(20)이 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 때 제1 접촉부(11)에 접촉되는 제2 접촉부(21)가 마련되어 있다. Referring to FIG. 2, in response to this, the robot 20 surrounds at least a portion of the wireless power receiving unit, and the second contact unit contacts the first contact unit 11 when the robot 20 is docked over the docking station 10. (21) is provided.

이때, 제1 접촉부(11)와 제2 접촉부(21)는 원형으로 도시되어 있으나, 어떠한 형태든 가능하고, 서로 다른 형태를 가지는 것도 가능하다. 또한 제1 접촉부(11)가 제2 접촉부(21)의 면적과 실질적으로 같거나 또는 안정감을 위해 이보다 클 수 있다. At this time, the first contact portion 11 and the second contact portion 21 are illustrated in a circular shape, but any shape may be used, and different shapes may be used. In addition, the first contact part 11 may be substantially the same as the area of the second contact part 21 or may be larger for stability.

제1 접촉부(11)는 적어도 무선전력 송신부를 덮고 있는 커버의 일부로서, 여기서는 도킹스테이션(10)의 상판의 일부로서 구성될 수 있고, 바람직하게는 도 4에서와 같이 도킹스테이션의 상판의 나머지 부분과 별도의 분리된 조각으로 제작되어 조립될 수 있다. 한편, 제2 접촉부(21)는 적어도 무선전력 수신부를 덮고 있는 커버의 일부, 여기서는 로봇의 밑판의 일부로서, 일체형으로 구성될 수 있다. The first contact part 11 is at least a part of a cover covering the wireless power transmission part, and may be configured as a part of the upper plate of the docking station 10, and preferably the rest of the upper plate of the docking station as shown in FIG. And can be assembled as a separate piece. On the other hand, the second contact part 21 is at least a part of the cover covering the wireless power receiver, in this case, a part of the bottom plate of the robot, and may be configured integrally.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 접촉부(11)는 적어도 하나의 자석(12)을 포함하고, 제2 접촉부(21)는 이 자석의 존재 여부를 감지하는 적어도 하나의 센서(22)를 포함한다. 자석(12) 및 센서(22), 특히 홀 센서는 내장되어 있을 수 있고, 나아가 적어도 일부가 외부로 노출될 수도 있다. Referring back to FIGS. 1 and 2, the first contact portion 11 includes at least one magnet 12, and the second contact portion 21 includes at least one sensor 22 for detecting the presence of the magnet. Includes. The magnet 12 and the sensor 22, in particular the Hall sensor, may be built-in, and furthermore, at least a portion may be exposed to the outside.

도면에는 각각 3 개로 도시되어 있으나, 자석(12) 및 센서(22)의 수는 이에 한정되지는 않는다. 바람직하게, 자석(12)과 센서(22)의 위치는 도킹 완료시 실질적으로 서로 대응하도록 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 자석과 이를 감지하는 홀 센서로 설명하였으나, 예를 들어 스위치 등의 기계적인 구성요소를 포함하여, 이와 같이 일정한 관계를 가지고 도킹 여부를 판단할 수 있게 해주는 구성요소라면 어떠한 것도 가능하다. Although shown as three in the drawing, the number of magnets 12 and sensors 22 is not limited thereto. Preferably, the positions of the magnet 12 and the sensor 22 are preferably arranged to substantially correspond to each other upon completion of the docking. In the present embodiment, a magnet and a Hall sensor that senses it have been described, but any component that allows the determination of whether to dock with a certain relationship, including, for example, a mechanical component such as a switch, is possible. .

즉, 제1 접촉부(11)에는 적어도 하나의 자석(12)이 내장되어 있고, 제2 접촉부(21)에는 이 자석의 존재 여부, 즉 이 자석의 자력의 크기 등을 감지하는 적어도 하나의 홀 센서(22)가 내장되어 있어, 이 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하게 된다. 이때 도킹 완료 시점은 필요에 따라 로봇마다 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 이 도킹 완료 시점은 도 3에서와 같이, 완전히 도킹이 종료되는 시점을 의미할 수도 있고, 일정 정도의 안정성을 가지고 도킹이 이루어진 시점을 의미할 수도 있다. That is, at least one magnet 12 is embedded in the first contact part 11, and the second contact part 21 has at least one Hall sensor that detects the presence of the magnet, that is, the magnitude of the magnetic force of the magnet. (22) is built-in, so it judges docking completion based on the detection result of this sensor. At this time, the docking completion time may be set differently for each robot as necessary. For example, the docking completion time point may mean a time point when docking is completely terminated, as shown in FIG. 3, or may mean a time point at which docking is completed with a certain degree of stability.

이렇게 정상적으로 도킹이 완료되면, 충전이 시작되고, 충전 중에도 로봇이 일정 동작을 수행할 수 있게 된다. 이때, 이 일정 동작은, 회전 동작, 감시 동작, 조치 동작 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 정상적으로 도킹이 완료되면, 로봇이 회전하여 로봇에 장착된 카메라를 이용하여 주변의 상황을 감시하고, 응급상황 등이 발생하면 관련된 사람이나 기관에 응급신호를 보내거나 전화를 거는 동작을 수행할 수 있다. 또는 지속적으로 로봇이 좌우로 회전하면서 지속적으로 상황을 감시하고 이에 따라 조치할 수도 있다. When docking is completed normally, charging starts, and the robot can perform a certain operation even during charging. At this time, the predetermined operation may be selected from the group consisting of a rotation operation, a monitoring operation, a measure operation, and a combination thereof. For example, when docking is completed normally, the robot rotates and monitors the surrounding situation using the camera mounted on the robot, and when an emergency occurs, it sends an emergency signal or makes a phone call to the relevant person or organization. Can be done. Alternatively, the robot can continuously rotate left and right to continuously monitor the situation and take action accordingly.

이에 더하여, 도 4를 참조하면, 본 발명은 충전을 충실히 수행하면서 로봇이 일정 동작을 수행할 수 있도록, 즉 충전 중에 도킹스테이션의 무선전력 송신부와 로봇에 내장된 무선전력 수신부가 최대한 밀착할 수 있도록 하기 위해, 제1 접촉부(11)는, 무선충전을 위해 로봇(20)이 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 때 도킹스테이션(10)에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재(41)를 더 포함한다. In addition, referring to FIG. 4, the present invention allows the robot to perform a certain operation while faithfully charging, that is, the wireless power transmitter of the docking station and the wireless power receiver built in the robot are in close contact with each other during charging. In order to do so, the first contact part 11 is an elastic member 41 that pushes the wireless power transmission unit built in the docking station 10 upward when the robot 20 is docked over the docking station 10 for wireless charging. It includes more.

이 탄성부재(41)는 스프링 등과 같은 소정의 탄성회복력을 가지는 소재로서, 무선충전을 위해 로봇(20)이 도킹스테이션(10), 제1 접촉부(11) 위로 올라오면, 로봇(20)의 무게 등으로 인해 제1 접촉부(11) 및 탄성부재(41)가 아래로 눌려지고 이로 인해 탄성부재(41)의 탄성회복력에 의해 이에 직접 또는 간접으로 연결되는 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주게 된다. 이를 위해 무선전력 송신부는, 제1 접촉부(11) 아래에 설치되어 탄성부재(41)의 움직임에 연동되는 다른 부품에 설치될 수 있는데, 예를 들어 참조부호 43으로 지시되는 개구부에 삽입될 수 있다. 이때, 탄성부재(41)는, 적어도 제1 접촉부(11) 아래에 그리고 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치될 수 있다. 물론 탄성부재(41)는 내장되어 있을 수 있고, 나아가 적어도 일부가 외부로 노출될 수도 있다.The elastic member 41 is a material having a predetermined elastic recovery force such as a spring, and when the robot 20 rises above the docking station 10 and the first contact part 11 for wireless charging, the weight of the robot 20 The first contact part 11 and the elastic member 41 are pressed downward due to the like, and thus, the wireless power transmitter connected directly or indirectly thereto by the elastic recovery force of the elastic member 41 is pushed upward. To this end, the wireless power transmission unit may be installed under the first contact part 11 and installed in another part that is interlocked with the movement of the elastic member 41, and may be inserted into an opening indicated by reference numeral 43, for example. . In this case, the elastic member 41 may be continuously or discontinuously disposed at least below the first contact part 11 and around the circumference of the wireless power transmission part. Of course, the elastic member 41 may be embedded, and further, at least a portion of the elastic member 41 may be exposed to the outside.

한편, 도킹스테이션(10)에는 로봇이 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부(42)가 마련되어 있고, 로봇(20)에는 신호 송신부(42)로부터의 신호를 수신하는 신호 수신부(미도시)가 이에 대응하는 위치에, 예를 들어 도 3의 녹색 투명창 내부에, 마련되어 있다. On the other hand, the docking station 10 is provided with a signal transmission unit 42 that transmits a signal that the robot can use for docking with the docking station, and the robot 20 has a signal receiving unit that receives a signal from the signal transmission unit 42 (Not shown) is provided at a position corresponding to this, for example, inside the green transparent window of FIG. 3.

상기에서 언급된 로봇이 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호는, 소위 도킹유도 신호로서, 로봇이 배터리충전이 필요한 경우, 예를 들어 로봇이 미리 정해진 기준에 미치지 못하는 배터리 잔량을 발견하거나, 일정 동작을 수행하기에는 배터리 잔량이 부족하다고 판단하거나, 또는 기타 미리 정해진 조건에 따라 도킹스테이션으로의 복귀가 필요한 경우에 있어서, 로봇에 내장된 신호 수신부에 의해 도킹스테이션이 송신하는 신호를 감지하여 도킹스테이션으로 접근하는 데 이용된다. 이로써 로봇(20)이 무선충전을 위해 신호를 송신하는 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 수 있게 된다. 이때 필요에 따라서, 로봇의 도킹 경로 및 위치는 상기 신호 감지 결과에 따라 조정될 수 있는데, 이는 이하에서 자세히 설명하기로 한다.The signal that the robot mentioned above can use for docking with the docking station is a so-called docking induction signal, and when the robot needs to charge a battery, for example, the robot finds the remaining battery capacity that does not meet a predetermined standard, or When it is determined that the remaining battery power is insufficient to perform the operation, or when it is necessary to return to the docking station according to other predetermined conditions, the signal received from the docking station is detected by the signal receiver built into the robot and the signal is sent to the docking station. It is used to access. This allows the robot 20 to dock on the docking station 10 that transmits signals for wireless charging. At this time, if necessary, the docking path and position of the robot may be adjusted according to the signal detection result, which will be described in detail below.

본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션에 포함된 신호 송신부의 구조를 보여주는 도면인 도 7을 참조하면, 신호 송신부는 적어도 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1 신호 송출부(71), 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2 신호 송출부(72), 및 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부(73)을 포함한다. Referring to FIG. 7, which is a diagram showing the structure of a signal transmitting unit included in a docking station according to an embodiment of the present invention, the signal transmitting unit is at least a first signal transmitting unit 71 for transmitting signals toward the front of the docking station, And a second signal transmitting unit 72 transmitting signals toward the left side of the docking station, and a third signal transmitting unit 73 transmitting signals toward the right side of the docking station.

제1 신호 송출부(71)는 로봇이 안정적인 도킹을 위해 도킹스테이션을 향해 똑바로 전진하는 데 도움을 주기 위해 어느 정도 좁은 범위에서 검출되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서의 치수 및 이러한 상황을 고려하여, 제1 신호 송출부(71) 앞에는 예를 들어 25 mm 이하의, 바람직하게는 15 mm의 소정 간격의 틈(α)이 존재할 수 있다. 이러한 틈이 정확한 수치는 상황에 따라 달라질 수 있다. The first signal transmission unit 71 is preferably detected in a certain narrow range to help the robot advance straight toward the docking station for stable docking. In consideration of the dimensions and such situation in the present embodiment, a gap α of 25 mm or less, preferably 15 mm, may be present in front of the first signal transmission unit 71. The exact figures for these gaps may vary depending on the situation.

제2 신호 송출부(72) 및 제3 신호 송출부(73)는 로봇이 안정적인 도킹을 위해 안전하게 제1 신호 송출부(71)로부터의 신호와 중첩되지 않는 범위에서 검출되는 것이 바람직하다. 이러한 상황을 고려하여, 제2 신호 송출부(72) 및 제3 신호 송출부(73) 앞에는 소정 각도(β)로 경사져 있는 격벽이 존재할 수 있다. It is preferable that the second signal transmitting unit 72 and the third signal transmitting unit 73 are safely detected in a range that does not overlap with the signal from the first signal transmitting unit 71 for stable docking of the robot. In consideration of this situation, a partition wall inclined at a predetermined angle β may exist in front of the second signal transmitting unit 72 and the third signal transmitting unit 73.

이때 제1 내지 제3 신호 송출부(71, 72, 73) 각각은 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72a, 73) 및/또는 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72b, 73)를 포함할 수 있다. 물론 제1 신호 송출부(71)에도 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소 및/또는 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소를 그 내부에 포함하고 있으나, 도시되어 있지는 않다. At this time, each of the first to third signal transmission units 71, 72, and 73 transmits a signal that can be detected at a short distance, and/or an element that transmits a signal that can be detected at a distant distance. (72b, 73) may be included. Of course, the first signal transmission unit 71 also includes an element for transmitting a signal that can be detected at a short distance and/or an element for transmitting a signal that can be detected at a farther distance therein, but is not shown.

상기의 제1 내지 제3 신호 송출부(71, 72, 73) 각각에 있어서, 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72a, 73)와 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72b, 73)는 별도의 물리적으로 구분가능한 요소들로 구현될 수도 있거나, 또는 물리적으로는 하나의 요소로서 구현되나 시간적으로 구분가능하게 작동할 수도 있다. In each of the first to third signal transmission units 71, 72, and 73, elements 72a and 73 that transmit a signal that can be detected in a short distance and a signal that can be detected in a distant distance are transmitted. The elements 72b and 73 may be implemented as separate physically distinguishable elements, or may be physically implemented as one element, but may operate in a temporal manner.

이때, 좌측방 및 우측방을 향해 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소들(72a, 73)은 동시에 신호를 송출하는 것이 바람직하다. 이는 송출 타이밍이 다를 경우 예를 들어 도킹스테이션 근방에 반사체가 있을시 반사되는 신호까지도 감지되어 방향 판단에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위해서이다. At this time, it is preferable that the elements 72a and 73 that transmit signals that can be detected in a short distance toward the left and right sides simultaneously transmit signals. This is to prevent an error in direction determination by sensing even the reflected signal when the transmission timing is different, for example, when there is a reflector near the docking station.

또한, 제1 내지 제3 신호 송출부(71) 및/또는 그 일부는 로봇의 정면을 향하도록 설치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 또한 제1 내지 제3 신호 송출부에는 시판되는 LED 등이 사용되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. Further, the first to third signal transmission units 71 and/or a part thereof may be installed to face the front of the robot, but are not limited thereto. In addition, it is shown that commercially available LEDs are used for the first to third signal transmission units, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션과 로봇의 위치 관계를 보여주는 도면인 도 8을 참조하면, 벽 앞에 도킹스테이션(10)이 설치되어 있다. 이는 로봇이 도킹스테이션에 도킹시 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위해서인데, 반드시 이에 한정되지는 않는다. Referring to FIG. 8, which is a diagram showing a positional relationship between a docking station and a robot according to an embodiment of the present invention, a docking station 10 is installed in front of a wall. This is to prevent the robot from being pushed back when docking at the docking station, but is not limited thereto.

로봇이 도킹스테이션을 향해 도킹할 때(화살표 방향 참조), 로봇의 관점에서 도킹스테이션에 대한 로봇의 상대적 위치를 볼 때, 중앙영역은 A, D이고, 좌측영역은 B, E이고, 우측영역은 C, F로 가정한다. 여기서, A, B, C로 참조된 영역들은 단거리에서 검출될 수 있는 신호가 감지되는 영역이고, D, E, F는 이와 달리, 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호가 감지되는 영역으로 가정한다. When the robot docks towards the docking station (refer to the direction of the arrow), when looking at the robot's relative position relative to the docking station from the perspective of the robot, the center area is A, D, the left area is B, E, and the right area is Assume C and F. Here, the areas referred to as A, B, and C are areas where signals that can be detected at a short distance are detected, and D, E, and F are assumed to be areas where signals that can be detected at a farther distance are detected. .

이러한 도킹스테이션에 대한 로봇의 상대적 위치는 신호 수신부에 수신되는 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들에 기초하여 판단되게 된다. 예를 들어, 제1 신호 송출부 중 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소로부터 신호를 감지하였다면, 로봇은 중앙영역 및/또는 원거리의 중앙영역(D)에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제2 신호 송출부 중 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소로부터 신호를 감지하였다면, 로봇은 좌측영역 및/또는 단거리의 좌측영역(B)에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. The relative position of the robot with respect to the docking station is determined based on signals from the first to third signal transmitting units received by the signal receiving unit. For example, if a signal is detected from an element that transmits a signal that can be detected from a distance among the first signal transmission unit, the robot may determine that it is located in the central region and/or the central region D at a distance. For another example, if a signal is detected from an element that transmits a signal that can be detected in a short distance among the second signal transmission unit, the robot may determine that it is located in the left area and/or the left area (B) of the short distance. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신부가 구비된 로봇을 보여주는 도 9를 참조하면, 신호 수신부는 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 연속적으로 및/또는 불연속적으로 수신하는데, 이때 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서(91), 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서(92), 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서(93)를 포함한다. Referring to FIG. 9 showing a robot equipped with a signal receiving unit according to an embodiment of the present invention, the signal receiving unit continuously and/or discontinuously receives signals from the first to third signal transmitting units. The receiver is at least a first sensor 91 mounted in the center of the robot facing the front of the robot, a second sensor 92 mounted on the left side of the robot facing the left side of the robot, and the right side of the robot facing the right side of the robot. It includes a third sensor 93 mounted on.

또한, 신호 수신부는, 로봇의 좌측방을 향하여 제1 센서(91)와 제2 센서(92) 사이에 장착되는 제4 센서(94), 로봇의 우측방을 향하여 제1 센서(91)와 제3 센서(93) 사이에 장착되는 제5 센서(95)를 더 포함할 수 있다. 나아가, 로봇이 도킹스테이션에 똑바로 진입하여 원활하게 도킹하기 위해서는 제4 센서(94) 및 제5 센서(95)는 각각 제2 센서(92) 및 제3 센서(93)보다는 제1 센서(91)에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다. In addition, the signal receiver includes a fourth sensor 94 mounted between the first sensor 91 and the second sensor 92 toward the left side of the robot, and the first sensor 91 and the second sensor toward the right side of the robot. A fifth sensor 95 mounted between the three sensors 93 may be further included. Further, in order for the robot to enter the docking station straight and to dock smoothly, the fourth sensor 94 and the fifth sensor 95 are respectively the first sensor 91 rather than the second sensor 92 and the third sensor 93. It is preferred to be located closer to.

이러한 신호 수신부 내의 복수의 센서들에 수신되는 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하는데, 이러한 자율충전 알고리즘은 이하와 같다. The robot moves and/or rotates to the docking station for wireless charging according to the relative position of the robot determined based on signals from the first to third signal transmitters received by a plurality of sensors in the signal receiver. , At this time, the relative position of the robot includes information on whether it is a center area, a left area, or a right area around the docking station. Such an autonomous charging algorithm is as follows.

(1) 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 제1 센서(1)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다. (1) When it is determined that the relative position of the robot is the left area based on the signal received from the second sensor 92 and/or the fourth sensor 94, the robot moves forward until it is determined that the relative position is the center area. Then, based on the signal received by the first sensor 1, the robot rotates counterclockwise until it is determined that the relative position of the robot is the central region, and then moves forward.

(2) 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다. (2) When it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signals received from the third sensor 93 and/or the fifth sensor 95, the robot moves forward until it is determined that the relative position is the center area. Then, based on the signal received by the first sensor 91, the robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is the central region, and then moves forward.

(3) 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전하고, 계속적으로 (1)의 단계들을 수행한다. (3) When it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the first sensor 91, based on the signal received from the second sensor 92 and/or the fourth sensor 94 The robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is the left area, and steps (1) are continuously performed.

(4) 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전하고, 계속적으로 (2)의 단계들을 수행한다. (4) When it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received from the first sensor 91, based on the signal received from the third sensor 93 and/or the fifth sensor 95 The robot rotates counterclockwise until it is determined that the relative position of the robot is the right area, and steps (2) are continuously performed.

(5) 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하고, (2)의 단계를 계속하여 수행한다. (5) When it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received from the second sensor 92 and/or the fourth sensor 94, the third sensor 93 and/or the fifth sensor ( Based on the signal received at 95), the robot rotates counterclockwise until it is determined that the relative position of the robot is the right area, then advances, and the step (2) is continued.

(6) 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하고, (1)의 단계를 계속하여 수행한다. (6) When it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the third sensor 93 and/or the fifth sensor 95, the second sensor 92 and/or the fourth sensor ( Based on the signal received at 94), the robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is the left area, then advances, and the step (1) is continued.

상기와 같이, 로봇의 좌측방 센서들 및/또는 우측방 센서들에 수신된 신호들에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측 및/또는 우측영역이라고 판단된 경우, 일차적으로는 중앙영역을 향하여 전진할 수 있도록 회전하고, 회전할 필요가 없을 경우에는 회전 없이 바로 전진한다. 이러한 전진은, 로봇의 좌측방 센서들 및/또는 우측방 센서에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 진행된다. 다음으로, 전방 센서에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 회전한 후 전진함으로써, 도킹을 완료하고 충전이 진행되게 된다. As described above, when it is determined that the relative position of the robot is the left and/or right area based on the signals received from the left and/or right sensors of the robot, it is primarily advanced toward the center area. It rotates so that it can be rotated, and if there is no need to rotate, it advances directly without rotation. This advancement proceeds until it is determined that the relative position of the robot is the center area based on the left sensor and/or the right sensor of the robot. Next, based on the signal received from the front sensor, the robot rotates until it is determined that the relative position of the robot is the central region and then advances, thereby completing docking and charging.

이에 추가적으로, 단거리 또는 원거리 중 어느 것으로 판단되느냐에 따라, 전진 속도 등을 변경하는 등의 추가적인 작동이 수행될 수 있다. In addition to this, depending on whether it is determined to be a short distance or a long distance, an additional operation such as changing a forward speed or the like may be performed.

이러한 판단은, 신호 수신부 내의 모든 센서들에 수신된 신호들에 기초하여 수행될 수 있으며, 이러한 판단 기능은 로봇의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있는 제어부 내에 포함되어 있을 수 있다. This determination may be performed based on signals received by all sensors in the signal receiver, and such a determination function may be included in a controller capable of controlling the overall operation and function of the robot.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법을 보여주는 흐름도인 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 상기에서 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 장치 및 시스템에서 이미 언급된 내용은 중복을 회피하기 위해 이하에서 그 설명을 생략하기로 한다.A method of wireless charging for a robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, which is a flowchart showing a method of wireless charging for a robot according to an embodiment of the present invention. In the above, descriptions of the contents already mentioned in the wireless charging apparatus and system for a robot according to an embodiment of the present invention will be omitted in order to avoid duplication.

본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법은, 로봇이 서비스를 제공하고 있다가(S50), 배터리충전이 필요한 경우, 예를 들어 로봇이 미리 정해진 기준에 미치지 못하는 배터리 잔량을 발견하거나, 일정 동작을 수행하기에는 배터리 잔량이 부족하다고 판단하거나, 또는 기타 미리 정해진 조건에 따라 도킹스테이션으로의 복귀가 필요한 경우에 있어서, 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하게 된다(S52). 이때 도킹이 필요한지 여부에 대하여 판단하는 것을 더 포함하여(S51), 도킹이 필요하지 않다면 계속적으로 서비스할 수 있다. In the wireless charging method for a robot according to an embodiment of the present invention, when the robot is providing a service (S50) and the battery needs to be charged, for example, the robot finds a remaining battery capacity that does not meet a predetermined standard, or When it is determined that the remaining battery power is insufficient to perform a certain operation, or when it is necessary to return to the docking station according to other predetermined conditions, the robot moves toward the docking station for wireless charging (S52). At this time, it further includes determining whether docking is required (S51), and if docking is not required, the service can be continuously provided.

도킹스테이션으로 이동할 때, 도킹스테이션에는 신호를 송신하는 신호 송신부가 마련되어 있고, 로봇에는 신호 송신부로부터의 신호를 수신하는 신호 수신부가 마련되어 있어, 신호 수신부의 수신 결과에 기초하여 이동하게 된다(S53). When moving to the docking station, the docking station is provided with a signal transmitter for transmitting signals, and the robot is provided with a signal receiver for receiving signals from the signal transmitter, and moves based on the reception result of the signal receiver (S53).

연이어, 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션에 도킹하게 되는데(S54), 이때 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부에는 자석이 내장되어 있고, 또한 로봇에 내장되는 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 도킹스테이션 위로 도킹할 때 제1접촉부에 접촉되는 제2 접촉부에는 자석의 존재 여부를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 이 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하거나 및/또는 무선충전을 위해 로봇이 도킹스테이션 위로 도킹할 때 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 이용해 도킹을 완료하게 된다(S55). Subsequently, the robot is docked to the docking station for wireless charging (S54).At this time, a magnet is embedded in the first contact part that surrounds at least part of the wireless power transmission part and contacts when the robot docks over the docking station for wireless charging. In addition, a sensor that detects the presence of a magnet is embedded in the second contact part that is in contact with the first contact part when the robot is docked over the docking station for wireless charging and surrounding at least a part of the wireless power receiving part built into the robot. , Based on the detection result of this sensor, it is determined that docking is complete and/or when the robot docks over the docking station for wireless charging, the docking is completed using an elastic member that pushes the wireless power transmitter built in the docking station upward. It becomes (S55).

도킹 완료 후에는 무선충전 중에도 로봇이 일정 동작을 수행하게 되는데, 예를 들어 로봇이 회전하여(S56) 로봇에 장착된 카메라를 이용하여 주변의 상황을 감시하고, 응급상황 등이 발생하면 관련된 사람이나 기관에 응급신호를 보내거나 전화를 거는 동작 등 로봇이 제공하는 서비스를 수행할 수 있다. 무선충전 중에 로봇이 제공하는 서비스는, 본래 로봇이 제공하는 서비스 중 적어도 일부를 포함할 수 있고, 또는 전혀 다른 서비스일 수도 있다. After docking is complete, the robot performs a certain operation even during wireless charging.For example, the robot rotates (S56) and monitors the surrounding situation using a camera mounted on the robot, and when an emergency It can perform services provided by robots, such as sending emergency signals to organizations or making phone calls. The service provided by the robot during wireless charging may include at least some of the services originally provided by the robot, or may be completely different services.

한편, 상기의 S52에서와 같이, 배터리충전이 필요한 경우, 예를 들어 로봇이 미리 정해진 기준에 미치지 못하는 배터리 잔량을 발견하거나, 일정 동작을 수행하기에는 배터리 잔량이 부족하다고 판단하거나, 또는 기타 미리 정해진 조건에 따라 도킹스테이션으로의 복귀가 필요한 경우에 있어서, 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하게 된다.On the other hand, as in S52 above, when the battery needs to be charged, for example, the robot finds a remaining battery power that does not meet a predetermined standard, determines that the remaining battery power is insufficient to perform a certain operation, or other predetermined conditions. According to this, when it is necessary to return to the docking station, the robot moves toward the docking station for wireless charging.

도킹스테이션으로 이동할 때에는 S53에서와 같이, 도킹스테이션에는 도킹을 유도하는 신호를 송신하는 신호 송신부(도 7 참조)가 마련되어 있고, 로봇에는 신호 송신부로부터의 신호를 수신하는 신호 수신부(도 9 참조)가 마련되어 있어, 신호 수신부의 수신 결과에 기초하여 이동하게 된다. When moving to the docking station, as in S53, the docking station is equipped with a signal transmitting unit (see Fig. 7) that transmits a signal to induce docking, and the robot has a signal receiving unit (see Fig. 9) that receives a signal from the signal transmitting unit. It is provided, and moves based on the reception result of the signal receiving unit.

이때 예를 들어, 도 8에서의 설명과 같이, 도킹스테이션에서 송신되는 도킹 유도 신호에 따라 로봇과 도킹스테이션 사이의 위치관계를 판단할 수 있다. At this time, for example, as described in FIG. 8, the positional relationship between the robot and the docking station may be determined according to a docking induction signal transmitted from the docking station.

나아가, 로봇이 도킹스테이션으로 이동할 때 적용될 수 있는, 상기에서 설명된 자율충전 알고리즘을, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율충전 방법을 보여주는 도면인 도 10 내지 도 12를 참조하여, 예를 들어 설명한다. Further, the autonomous charging algorithm described above, which can be applied when the robot moves to the docking station, is described as an example with reference to FIGS. 10 to 12, which are diagrams showing the autonomous charging method according to an embodiment of the present invention. do.

도 10에서와 같이, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역(F)이라고 판단된 경우, 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 (화살표 방향으로) 전진한다. As shown in FIG. 10, when it is determined that the relative position of the robot is the right area F based on the signals received from the third sensor 93 and/or the fifth sensor 95, the relative position of the robot is the center area. Move forward (in the direction of the arrow) until it is judged as.

그후 도 11을 참조하면, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단되면, 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한다. Thereafter, referring to FIG. 11, when it is determined that the relative position of the robot is the central region based on the signal received by the third sensor 93 and/or the fifth sensor 95, the signal received by the first sensor 91 The robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is the center area.

이렇게 회전하여 로봇이 도킹스테이션을 똑바로 향하게 되면, 도 12에서와 같이 화살표 방향으로 전진하여 도킹스테이션으로 복귀하게 된다. When the robot rotates in this way and faces the docking station straight, it moves forward in the direction of the arrow as shown in FIG. 12 and returns to the docking station.

한편, 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역(E)이라고 판단된 경우에도, 회전 방향만 다를 뿐, 이와 유사하게 동작한다. 여기서, 회전 방향은 최소의 회전을 달성할 수 있는 방향을 선택한 것으로, 반드시 이에 한정되지는 않는다. On the other hand, even when it is determined that the relative position of the robot is the left area E based on the signal received from the second sensor 92 and/or the fourth sensor 94, only the rotation direction is different, and operates similarly. do. Here, the rotation direction is a direction that can achieve a minimum rotation, but is not limited thereto.

일반적으로 본 명세서에서 사용된 용어는, 특히 청구항에서(예를 들어, 청구항의 본문) 일반적으로 "개방적인" 용어로 의도된다(예를 들어, "포함하는"은 "포함하나 이에 제한되지 않는"으로, "가지다"는 "적어도 그 이상으로 가지다"로, "포함하다"는 "포함하나 이에 제한되지 않는다"로 해석되어야 함) 도입된 청구항 기재에 대하여 특정한 개수가 의도되는 경우, 이러한 의도는 해당 청구항에서 명시적으로 기재되며, 이러한 기재가 부재하는 경우 이러한 의도는 존재하지 않는 것으로 이해된다. In general terms used herein are intended to be generally "open" terms, particularly in claims (eg, the body of the claim) (eg, "comprising" means "including but not limited to" As, "have" should be interpreted as "to have at least more", and "include" should be interpreted as "including but not limited to") Where a specific number is intended for the introduced claim description, such intention It is expressly stated in the claims, and in the absence of such recitation it is understood that such intent does not exist.

본 발명의 특정 특징만이 본 명세서에서 도시되고 설명되었으며, 다양한 수정 및 변경이 당업자에 대하여 발생할 수 있다. 그러므로 청구항은 본 발명의 사상 내에 속하는 변경 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다는 점이 이해된다.Only certain features of the invention have been shown and described herein, and various modifications and changes may occur to those skilled in the art. It is therefore understood that the claims are intended to cover changes and modifications that fall within the spirit of the invention.

10: 도킹스테이션 11: 제1 접촉부
12: 센서 20: 로봇
21: 제2 접촉부 22: 자석
23: 바퀴 41: 탄성부재
42: 신호 송신부 71, 72, 73: 신호 송출부
91, 92, 93, 94, 95: 센서부
10: docking station 11: first contact
12: sensor 20: robot
21: second contact portion 22: magnet
23: wheel 41: elastic member
42: signal transmission unit 71, 72, 73: signal transmission unit
91, 92, 93, 94, 95: sensor unit

Claims (17)

로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에 있어서,
상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고,
상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고,
상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들에 수신되는 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템.
In the autonomous charging system for a robot comprising a robot and a docking station for wireless charging of the robot,
The docking station includes a signal transmission unit that transmits a signal that the robot can use for docking with the docking station, and the signal transmission unit is a first signal transmission unit that transmits a signal toward at least the front of the docking station. , A second signal transmitting unit for transmitting a signal toward the left side of the docking station, and a third signal transmitting unit for transmitting a signal toward the right side of the docking station,
The robot includes a signal receiving unit for receiving signals from the first to third signal transmitting units, wherein the signal receiving unit is at least a first sensor mounted in the center of the robot toward the front of the robot, A second sensor mounted on the left side of the robot toward the left side, and a third sensor mounted on the right side of the robot toward the right side of the robot,
The robot moves to the docking station for wireless charging according to the relative position of the robot determined based on signals from the first to third signal transmitters received by a plurality of sensors in the signal receiver and/or It rotates, and at this time, the relative position of the robot includes information on whether it is a center area, a left area, or a right area around the docking station.
제 1 항에 있어서,
상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 1,
The signal receiver may include a fourth sensor mounted between the first sensor and the second sensor toward the left side of the robot, and a fourth sensor mounted between the first sensor and the third sensor toward the right side of the robot. Further comprising 5 sensors, wherein the fourth sensor and the fifth sensor are located closer to the first sensor than the second sensor and the third sensor, respectively, the autonomous charging system for a robot.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 2,
When it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor, the robot moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center region, and the first Based on a signal received from a sensor, the robot rotates counterclockwise until it is determined that the relative position of the robot is a central region and then advances.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method according to claim 2 or 3,
When it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received from the third sensor and/or the fifth sensor, the robot moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center area, and the first Based on a signal received from a sensor, the robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is a central region and then advances.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 4,
When it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor. When it is determined that the relative position of the robot is the central region, based on the signal received from the first sensor, rotates clockwise until it is determined to be, and then advances until the relative position of the robot is determined to be the central region. Autonomous charging system for robots that rotates counterclockwise to and then advances.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 5,
When it is determined that the relative position of the robot is the right region based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot is the right region based on the signal received from the third sensor and/or the fifth sensor. It rotates counterclockwise until it is determined that the robot is rotated counterclockwise and moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the central region, and the relative position of the robot is determined to be the central region based on the signal received from the first sensor. An autonomous charging system for robots that rotates clockwise until it moves forward and then advances.
제 6 항에 있어서,
상기 도킹스테이션은, 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 내장되는 무선전력 송신부, 및 상기 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부를 포함하고,
상기 로봇은, 무선충전을 위해 로봇에 내장되는 무선전력 수신부, 및 상기 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 제1 접촉부에 접촉되는 제2 접촉부를 포함하고,
상기 제1 접촉부는, 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 더 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 6,
The docking station includes a wireless power transmission unit built in the docking station for wireless charging, and a first contact unit surrounding at least a portion of the wireless power transmission unit and contacting when the robot docks over the docking station for wireless charging. and,
The robot includes a wireless power receiving unit embedded in the robot for wireless charging, and a second contact unit surrounding at least a portion of the wireless power receiving unit and contacting the first contact unit when the robot is docked on the docking station, ,
The first contact unit further comprises an elastic member that pushes the wireless power transmission unit built in the docking station upward when the robot docks over the docking station for wireless charging.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 접촉부에는 자석이 내장되어 있고, 상기 제2 접촉부에는 상기 자석의 존재 여부를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 7,
The first contact portion has a built-in magnet, the second contact portion has a sensor for detecting the presence of the magnet is built-in, based on the detection result of the sensor to determine the docking completion, autonomous charging system for a robot.
제 8 항에 있어서,
상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는, 로봇용 자율충전 시스템.
The method of claim 8,
The elastic member is disposed continuously or discontinuously around at least below the first contact and around the wireless power transmission unit.
로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에서 구현되는 로봇용 자율충전 방법에 있어서, 이때 상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고, 상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고, 상기 방법은
로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하는 단계, 이때 상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하고; 및
상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계를 포함하는, 로봇용 자율충전 방법.
In the autonomous charging method for a robot implemented in an autonomous charging system for a robot, including a robot and a docking station for wireless charging of the robot, wherein the docking station can be used by the robot for docking with the docking station. A signal transmission unit for transmitting a signal, wherein the signal transmission unit is at least a first signal transmission unit for transmitting a signal toward the front of the docking station, a second signal transmission unit for transmitting a signal toward the left side of the docking station , A third signal transmitting unit for transmitting a signal toward the right side of the docking station, and the robot includes a signal receiving unit for receiving signals from the first to third signal transmitting units, wherein the signal receiving unit Is at least a first sensor mounted in the center of the robot toward the front of the robot, a second sensor mounted on the left side of the robot toward the left side of the robot, and a third sensor mounted on the right side of the robot toward the right side of the robot Sensor, the method comprising
Moving the robot toward the docking station for wireless charging, wherein the robot moves to the docking station for wireless charging according to the relative position of the robot determined based on signals received from each of the plurality of sensors in the signal receiving unit. The robot is moved and/or rotated, wherein the relative position of the robot includes information on whether it is a center area, a left area, or a right area around the docking station; And
Including the step of docking the robot to the docking station for wireless charging, autonomous charging method for a robot.
제 10 항에 있어서,
상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 10,
The signal receiver may include a fourth sensor mounted between the first sensor and the second sensor toward the left side of the robot, and a fourth sensor mounted between the first sensor and the third sensor toward the right side of the robot. The method further includes 5 sensors, wherein the fourth sensor and the fifth sensor are positioned closer to the first sensor than the second sensor and the third sensor, respectively.
제 11 항에 있어서,
상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 11,
When it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor, the robot moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center region, and the first Based on a signal received from a sensor, the robot rotates in a counterclockwise direction until it is determined that the relative position of the robot is a central region and then advances.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 11 or 12,
When it is determined that the relative position of the robot is the right area based on the signal received from the third sensor and/or the fifth sensor, the robot moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the center area, and the first Based on a signal received from a sensor, the robot rotates clockwise until it is determined that the relative position of the robot is a central region and then advances.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 13,
When it is determined that the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot is the left region based on the signal received from the second sensor and/or the fourth sensor. When it is determined that the relative position of the robot is the central region, based on the signal received from the first sensor, rotates clockwise until it is determined to be, and then advances until the relative position of the robot is determined to be the central region. Autonomous charging method for robots that rotates counterclockwise to and then advances.
제 14 항에 있어서,
상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 14,
When it is determined that the relative position of the robot is the right region based on the signal received from the first sensor, the relative position of the robot is the right region based on the signal received from the third sensor and/or the fifth sensor. It rotates counterclockwise until it is determined that the robot is rotated counterclockwise and moves forward until it is determined that the relative position of the robot is the central region, and the relative position of the robot is determined to be the central region based on the signal received from the first sensor. Autonomous charging method for robots that rotates clockwise until it moves forward and then advances.
제 15 항에 있어서,
상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계는, 이때 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 이용해 도킹을 완료하는 단계를 더 포함하는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 15,
The step of docking the robot to the docking station for wireless charging may include docking using an elastic member that pushes the wireless power transmission unit built in the docking station upward when the robot docks over the docking station for wireless charging. Autonomous charging method for a robot further comprising the step of completing.
제 16 항에 있어서,
상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는, 로봇용 자율충전 방법.
The method of claim 16,
The elastic member is continuously or discontinuously disposed at least below the first contact portion and around the wireless power transmission unit.
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