KR20210071294A - 로봇 및 그를 갖는 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

로봇에는 주행휠 및 배터리가 제공될 수 있고, 로봇은 충전단자와; 충전단자가 배치된 충전단자 마운터와; 충전단자를 외측 방향으로 탄지하는 제1스프링과, 충전단자 마운터의 후퇴시 충전단자 마운터에 의해 스위칭되는 스위치와; 스위치가 충전단자 마운터에 의해 스위칭되면, 주행휠을 정지시키는 프로세서를 포함한다.

Description

로봇 및 그를 갖는 로봇 시스템{Robot and Robot system having the same}

본 발명은 로봇 및 그를 갖는 로봇 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 충전 스테이션에 의해 충전될 수 있는 로봇 및 그를 갖는 로봇 시스템에 관한 것이다.

공장 자동화의 일 부분을 담당하기 위해, 로봇은 산업용으로 개발되어 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되고 있는바, 의료용 로봇과 우주 항공용 로봇뿐만 아니라 일상 생활에서 사용될 수 있는 로봇도 개발되고 있다.

이러한 일상 생활용 로봇은 사용자의 명령에 응답하여 특정 서비스(예를 들어, 쇼핑, 서빙, 대화, 청소 등)를 제공한다.

다만, 기존의 일상 생활용 로봇은 특정 서비스만을 제공하도록 설계되어 있는바, 해당 로봇을 개발하는데 투자되는 비용 대비 활용도가 높지 않다는 문제가 있다.

이에 따라, 최근 다양한 서비스를 제공할 수 있는 로봇에 대한 필요성이 대두되고 있다.

한편, 로봇은 충전 스테이션으로 이동되어 도킹 스테이션(또는 충전 스테이션)에 의해 충전될 수 있고, 이러한 도킹 스테이션을 포함하는 충전 시스템의 일 예는 대한민국 등록특허공보 10-0919765 (2009년10월07일 공고)에 개시된 이동 로봇용 자동충전 시스템 및 그의 충전 방법이 있다.

상기 이동 로봇용 자동충전 시스템은 도킹부 조립체가 위치하는 이동 로봇과, 도킹부 조립체와 접촉되는 도킹 스테이션을 포함한다.

이동 로봇은 충전 전원 연결단자, 외부 공급전원 연결 단자, 도킹부측 접지부, 도킹부측 접지부 조립체, 도킹부의 접촉확인을 위한 스냅 스위치, 삽입구를 고정하기 위한 키 및 이를 작동시키기 위한 솔레노이드를 포함한다.

도킹 스테이션은 도킹부 조립체와 접촉하는 삽입구 조립체, 충전 전원 연결 단자, 외부 공급전원 연결 단자, 삽입구측 접지부, 도킹 시 각도 및 위상 오차를 보정하기 위한 인장 스프링, 압축 스프링, x축 볼 부시 베어링, y축 볼 부시 베어링, 배터리 충전을 위한 충전 모듈과, 충전모듈 및 이동로봇으로의 전원 공급을 위한 전원공급모듈, 자동조심 볼 베어링, x축 볼 부시 베어링, y축 볼 부시 베어링, 압축 스프링을 통하여 2축 자유 병진운동을 행할 수 있는 암 조립체를 포함한다.

대한민국 등록특허공보 10-0919765 (2009년10월07일 공고)

종래 기술에 따른 충전 시스템은 이동 로봇과 도킹 스테이션의 도킹시, 이동 로봇의 구동휠이 정지 완료될 때까지 충전단자에 과도한 외력이 작용될 수 있고, 이동 로봇이 손상될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 충전을 위한 도킹시 충전단자의 손상이 최소화될 수 있는 로봇을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 로봇이나 충전 스테이션의 손상을 최소화할 수 있고, 로봇 및 충전 스테이션을 신뢰성 높게 유지될 수 있는 로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 실시 예에 따른 로봇은 주행휠 및 배터리가 제공될 수 있고, 충전단자와; 충전단자가 배치된 충전단자 마운터와; 충전단자를 외측 방향으로 탄지하는 제1스프링과; 충전단자 마운터의 후퇴시 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되는 스위치와; 스위치가 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되면, 상기 주행휠을 정지시키는 프로세서를 포함할 수 있다.

본 실시 예에 따른 로봇 시스템은 로봇과; 로봇의 충전단자가 접속되는 공급단자가 공급단자 마운터에 배치된 충전 스테이션을 포함한다. 충전 스테이션은 공급단자 마운터를 외측 방향으로 탄지하는 제2스프링을 포함할 수 있다.

로봇이 주행하는 도중에 충전단자는 공급단자에 접촉될 수 있고, 제1스프링과 제2스프링 중 제1스프링은 제2스프링 보다 먼저 압축될 수 있다.

제1스프링의 최대 탄성력이 제2스프링의 최소 탄성력 보다 작을 수 있다.

제2스프링은 제1스프링이 최대 압축된 후, 압축되기 시작할 수 있다.

제1스프링과 제2스프링 각각은 코일 스프링이고, 제1스프링의 단면 지름은 상기 제2스프링의 단면 지름 보다 작을 수 있다.

제1스프링은 충전단자가 로봇의 외둘레면 외측으로 돌출되게 충전단자를 탄지할 수 있다.

로봇은 라이다를 더 포함할 수 있고, 충전단자의 높이는 라이다의 높이 보다 낮을 수 있다.

충전단자 마운터는 충전단자의 외둘레를 둘러싸는 개구부가 형성된 메인 마운터와, 메인 마운터에서 연장되어 스위치의 스위치 단자를 누르는 푸시 바디를 포함할 수 있다.

로봇은 스위치가 설치된 로봇 브라켓과; 제1스프링을 지지하는 스프링 가이드를 더 포함할 수 있다.

제2스프링은 공급단자 마운터 및 공급단자가 충전 스테이션의 외둘레면 외측으로 돌출되게 공급단자 마운터를 탄지할 수 있다.

충전 스테이션은 공급단자 마운터의 이동을 안내하는 공급단자 샤프트와; 공급단자 샤프트에 연결되고 제2스프링을 지지하는 스테이션 브라켓을 더 포함할 수 있다.

공급단자 마운터에는 공급단자 샤프트의 외둘레를 따라 안내되는 가이드홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 로봇에 설치된 제1스프링이 충전단자를 외측 방향으로 탄지하여, 로봇이 충전 스테이션에 도킹되는 도중에 발생될 수 있는 충격을 흡수할 수 있고, 충전단자를 보호할 수 있다.

또한, 로봇의 도킹시, 로봇의 제1스프링이 충전 스테이션의 제2스프링 보다 먼저 압축되고, 제1스프링의 압축시 스위치가 스위칭되어 주행휠이 정지되므로, 충전단자가 공급단자에 최초 접촉된 후 스위치가 스위칭될 때까지 로봇이 충전 스테이션에 과도한 외력을 가하지 않고, 충전단자 및 공급단자의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 스위치가 스위칭된 후 주행휠이 정지 완료될 때까지 제2스프링이 압축되면서 공급단자를 완충하므로, 공급단자에 과도한 외력이 가해질 때 발생될 수 있는 로봇이나 충전 스테이션의 손상을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템을 포함하는 AI 장치가 도시된 도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템과 연결되는 AI 서버가 도시된 도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템을 포함하는 AI 시스템이 도시된 도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇이 도시된 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 서비스 모듈이 모바일 로봇에서 분리되었을 때의 사시도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇이 도시된 측면도,
도 7은 도 6에 도시된 디스플레이가 후방으로 회전되었을 때의 측면도,
도 8은 도 6에 도시된 드로어가 후방으로 인출되었을 때의 측면도,
도 9는 도 4에 도시된 A-A'선 단면도,
도 10은 도 9에 도시된 이너 하우징의 배면도,
도 11은 도 9에 도시된 이너 하우징의 측면도,
도 12는 본 발명에 따른 드로어가 최대 인입 위치일 때의 드로어 가이드가 도시된 측면도,
도 13은 본 발명에 따른 드로어가 최대 인출 위치일 때의 드로어 가이드가 도시된 측면도,
도 14는 도 4에 도시된 B-B'선 단면도,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇이 충전 스테이션을 향해 주행할 때의 측면도,
도 16은 도 15에 도시된 로봇의 충전 단자가 충전 스테이션의 공급단자에 접촉 개시되었을 때의 측면도,
도 17은 도 16에 도시된 충전 단자가 공급단자 보다 먼저 밀렸을 때의 측면도,
도 18은 도 17에 도시된 공급단자가 밀렸을 때의 측면도,
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 충전 단자가 충전 스테이션의 공급단자에 접촉 개시되었을 때의 단면도,
도 20은 도 19에 도시된 충전단자가 눌리고, 제1스프링이 압축되며, 스위치가 스위칭되었을 때의 단면도,
도 21은 도 20에 도시된 공급단자가 눌리고, 제2스프링이 압축되었을 때의 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

<로봇(Robot)>

로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.

로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.

로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.

<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)>

인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.

인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.

인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다.

모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.

인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.

머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.

지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.

인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.

<자율 주행(Self-Driving)>

자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.

예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.

차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템을 포함하는 AI 장치가 도시된 도이다.

AI 장치(100)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템을 포함하는 AI 장치가 도시된 도이다.

AI 장치(100)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, AI 장치(100)는 커뮤니케이터(110), 입력 인터페이스(120), 러닝 프로세서(130), 센서(140), 출력 인터페이스(150), 메모리(170) 및 프로세서(180) 등을 포함할 수 있다.

커뮤니케이터(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(100a 내지 100e)나 AI 서버(500) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 커뮤니케이터(110)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.

이때, 커뮤니케이터(110)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.

입력 인터페이스(120)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.

이때, 입력 인터페이스(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.

입력 인터페이스(120)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력 인터페이스(120)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(180) 또는 러닝 프로세서(130)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.

러닝 프로세서(130)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.

이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 서버(500)의 러닝 프로세서(540)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.

이때, 러닝 프로세서(130)는 AI 장치(100)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(130)는 메모리(170), AI 장치(100)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.

센서(140)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(100) 내부 정보, AI 장치(100)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.

이때, 센서(140)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.

출력 인터페이스(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다.

이때, 출력 인터페이스(150)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.

메모리(170)는 AI 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(170)는 입력 인터페이스(120)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.

프로세서(180)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(180)는 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.

이를 위해, 프로세서(180)는 러닝 프로세서(130) 또는 메모리(170)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.

프로세서(180)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.

이때, 프로세서(180)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다.

이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(130)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(500)의 러닝 프로세서(540)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.

프로세서(180)는 AI 장치(100)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(170) 또는 러닝 프로세서(130)에 저장하거나, AI 서버(500) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.

프로세서(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(100)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템과 연결되는 AI 서버가 도시된 도이다.

도 2를 참조하면, AI 서버(500)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(500)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(500)는 AI 장치(100)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.

AI 서버(500)는 커뮤니케이터(510), 메모리(530), 러닝 프로세서(540) 및 프로세서(520) 등을 포함할 수 있다.

커뮤니케이터(510)는 AI 장치(100) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.

메모리(530)는 모델 저장부(531)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(531)는 러닝 프로세서(540)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 531a)을 저장할 수 있다.

러닝 프로세서(540)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(531a)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(500)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(100) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.

학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(530)에 저장될 수 있다.

프로세서(520)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇 시스템을 포함하는 AI 시스템이 도시된 도이다.

도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(500), 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 등을 AI 장치(100a 내지 100e)라 칭할 수 있다.

클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.

즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(100a 내지 100e, 500)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(100a 내지 100e, 500)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.

AI 서버(500)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.

AI 서버(500)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(100a 내지 100e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.

이때, AI 서버(500)는 AI 장치(100a 내지 100e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(100a 내지 100e)에 전송할 수 있다.

이때, AI 서버(500)는 AI 장치(100a 내지 100e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(100a 내지 100e)로 전송할 수 있다.

또는, AI 장치(100a 내지 100e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.

이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(100a 내지 100e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(100a 내지 100e)는 도 1에 도시된 AI 장치(100)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.

<AI+로봇>

로봇(100a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

로봇(100a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.

로봇(100a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(100a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.

여기서, 로봇(100a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

로봇(100a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(100a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(500) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이때, 로봇(100a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(500) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

로봇(100a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(100a)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 로봇(100a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.

또한, 로봇(100a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(100a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

<AI+로봇+자율주행>

로봇(100a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(100a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a) 등을 의미할 수 있다.

자율 주행 기능을 가진 로봇(100a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.

자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.

자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(100b)의 내부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(100b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(100b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.

또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(100b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(100b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(100a)이 제어하는 자율 주행 차량(100b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.

또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)의 외부에서 자율 주행 차량(100b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(100b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.

이하, 로봇(100a)은 의약품 등의 각종 물품을 드로어에 담겨진 상태로 운반될 수 있는 배송로봇을 예로 들어 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇이 도시된 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 서비스 모듈이 모바일 로봇에서 분리되었을 때의 사시도, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 로봇이 도시된 측면도이며, 도 7은 도 6에 도시된 디스플레이가 후방으로 회전되었을 때의 측면도이다. 도 8은 도 6에 도시된 드로어가 후방으로 인출되었을 때의 측면도이다.

로봇(100a)은 모바일 로봇(200)와; 모바일 로봇(200)에 장착된 서비스 모듈(400)을 포함할 수 있다.

모바일 로봇(200)은 로봇(100a)의 본체일 수 있다. 모바일 로봇(200)는 목적지까지 자율 주행할 수 있는 자율주행 로봇일 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 주행 휠(202)이 배치될 수 있다. 주행 휠(202)은 모바일 로봇(200)의 하측에 배치될 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 캐스터(203)가 구비될 수 있다. 캐스터(203)는 모바일 로봇(200)의 하측에 배치될 수 있고, 로봇(100a)의 주행을 보조할 수 있다.

모바일 로봇(200)은 로어 하우징(210)과, 베이스 플레이트(214) 및 바디 프레임(220, 도 5 참조)을 포함할 수 있다.

로어 하우징(210)은 모바일 로봇(200)의 외관을 형성할 수 있다. 로어 하우징(210)은 모바일 로봇(200)의 둘레면 외관을 형성할 수 있다. 로어 하우징(210)은 바디 프레임(220)의 외둘레를 둘러쌀 수 있다. 로어 하우징(210)의 상면은 개방될 수 있다.

로어 하우징(210)은 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 로어 하우징(210)은 프론트 하우징(211)과 리어 하우징(212)을 포함할 수 있고, 로어 하우징(210)의 체결 및 분리 작업이 용이해질 수 있다.

프론트 하우징(211)은 전방을 향해 볼록하게 굽은 형상일 수 있고, 리어 하우징(212)은 후방을 향해 볼록하게 굽은 형상일 수 있다. 프론트 하우징(211)의 후단과 리어 하우징(212)의 전단은 서로 맞닿을 수 있다. 프론트 하우징(211)과 리어 하우징(212)의 각 외면은 연속되게 이어질 수 있다.

바디 프레임(220)은 베이스 플레이트(214)의 위에 배치될 수 있다. 바디 프레임(220)은 로어 하우징(210)의 내부에 배치될 수 있고, 로어 하우징(210) 및 베이스 플레이트(214)에 의해 보호될 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 라이다(204)가 제공될 수 있다. 로어 하우징(210)에는 라이다(204)가 배치된 개구부(211a)가 형성될 수 있다. 개구부(211a)는 전방을 향해 개방될 수 있고, 좌우 방향(Y)으로 길게 형성될 수 있다. 라이다(204)는 개구부(211a)를 통해 로봇(100a)의 전방에 위치한 장애물이나 사람을 감지할 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 복수개의 초음파 센서(205)가 구비될 수 있다. 복수개의 초음파 센서(205)는 모바일 로봇(200)의 둘레 방향으로 서로 이격될 수 있다. 로어 하우징(210)의 외둘레에는 초음파 센서(205)가 배치된 복수개의 개구가 형성될 수 있다. 각 초음파 센서(205)는 로봇(100a) 주변의 물체를 감지할 수 있다.

초음파 센서(205)는 라이다(204)보다 낮은 위치에 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 모바일 로봇(200)의 하단을 기준으로, 초음파 센서(205)의 높이는 라이다(204)의 높이보다 낮을 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 로봇(100a)의 충전을 수행하는 충전단자(206)가 구비될 수 있다. 로어 하우징(210), 좀 더 상세히는 프론트 하우징(211)에는 충전단자(206)가 통과하는 관통공이 형성될 수 있다. 충전단자(206)는 관통공을 통해 로어 하우징(210)에서 전방으로 돌출될 수 있다.

충전단자(206)의 높이는 라이다(204)의 높이 보다 낮을 수 있다. 충전단자(206)는 초음파 센서(205)보다 낮은 위치에 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 모바일 로봇(200)의 하단을 기준으로, 충전단자(206)의 높이는 라이다(204)의 높이 및 초음파 센서(205)의 높이보다 낮을 수 있다.

베이스 플레이트(214)은 모바일 로봇(200의 저면 외관을 형성할 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 프레임(300)이 제공될 수 있다. 프레임(300)는 모바일 로봇(200)의 앞 부분에서 상측 방향으로 돌출되게 연장될 수 있다. 프레임(300)은 모바일 로봇(200)의 앞 부분에 배치된 프론트 프레임일 수 있다. 프레임(3000의 상부에는 후술하는 디스플레이(600)가 배치될 수 있다. 디스플레이(600)는 로봇(100a0의 헤드를 구성할 수 있고, 프레임(300)은 로봇(100a)의 넥 바디를 구성할 수 있다.

프레임(300)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 프레임(300)은 모바일 로봇(200)과 별도로 제조된 후 모바일 로봇(200)의 앞 부분 상측에 결합되는 것이 가능하다. 프레임(300)의 일부는 모바일 로봇(200)에 일체로 형성될 수 있고, 모바일 로봇(200)의 앞부분에서 상측 방향으로 돌출되게 형성될 수 있다.

프레임(300)는 대략 수직하게 형성될 수 있다. 프레임(300)는 상측으로 갈수록 점차 얇아지게 형성될 수 있다. 프레임(300)의 배면은 수직할 수 있고, 프레임(300)의 전면은 상측으로 갈수록 프레임(300)의 배면에 근접할 수 있다. 프레임(300)의 전면은 소정 각도 경사지게 형성된 경사면을 구성할 수 있다.

프레임(300)의 상부는 후방 상측을 향해 절곡될 수 있다. 프레임(300)의 상부에는 디스플레이(600)가 회전 가능하게 연결되는 디스플레이 연결부(302)가 형성될 수 있다.

프레임(300)는 전면에 경사면이 형성되고, 상측 방향으로 갈수록 점차 얇아지는 구배부와, 구배부의 상측에서 서비스 모듈(600)의 위로 연장된 디스플레이 연결부(302)를 포함할 수 있다.

디스플레이 연결부(302)는 상하 방향(Z)으로 서비스 모듈(400) 위에 위치될 수 있다. 디스플레이 연결부(302)는 서비스 모듈(400)의 상면(403)과 상하 방향(Z)으로 오버랩될 수 있다. 디스플레이 연결부(302)는 서비스 모듈(400)의 상면(403)과 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.

이 경우, 사용자는 서비스 모듈(600)의 상면에 물품을 올려놓을 수 있고, 서비스 모듈(600)의 편의성은 향상될 수 있다.

서비스 모듈(400)은 로어 하우징(210)의 개방된 상면을 상측에서 커버할 수 있다. 서비스 모듈(400)은 바디 프레임(220)을 상측에서 커버할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 로어 하우징(210)의 상면이 서비스 모듈(400)을 지지하는 구성도 가능함은 물론이다.

서비스 모듈(400)은 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 서비스 모듈(400)은 하우징(401)과; 하우징(401)으로 삽입되거나 하우징(401)에서 외부로 인출되는 적어도 하나의 드로어를 포함할 수 있다.

하우징(401)은 서비스 모듈(400)의 외관을 형성할 수 있다.

하우징(401)의 일 예는 모바일 로봇(200)과 별도로 제조된 후, 모바일 로봇(200) 위에 안착되게 장착되는 것이 가능하다.

하우징(401)의 다른 예는 하우징(401)의 전부 또는 일부가 모바일 로봇(200)에서 상측 방향으로 일체로 돌출될 수 있다.

하우징(401)에는 드로어가 출입될 수 있는 개구부(402, 도 8 참조)가 형성될 수 있다. 개구부(402)는 하우징(401)의 배면에 형성될 수 있다. 개구부(402)는 하우징(401)의 뒷부분에 전후 방향(X)으로 개방되게 형성될 수 있다.

드로어는 하우징(401)에서 외부로 이동되어 하우징(401)에서 인출될 수 있고, 하우징(401)의 외부에서 하우징(401)의 내부로 이동되어 하우징(401)에 수용될 수 있다.

드로어는 하우징(401)에서 후방 방향으로 이동되어 하우징(401)에서 인출될 수 있고, 하우징(401)의 후방에서 하우징(401)의 내부로 이동되어 하우징(401)에 수용될 수 있다.

하우징(401)은 서비스 모듈(400)의 외관을 형성하는 아우터 하우징(404)을 포함할 수 있다.

아우터 하우징(404)의 외둘레면은 곡면을 포함할 수 있다.

아우터 하우징(404)의 상면(403)은 평면 형상일 수 있고, 아우터 하우징(404)의 상면(403)은 그 위에 위치하는 디스플레이(600)와 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.

아우터 하우징(404)는 한 쌍의 사이드 바디(405)(406)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 사이드 바디(405)(406)의 선단은 좌우 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 한 쌍의 사이드 바디(405)(406)의 후단 사이에는 전후 방향(X)으로 개방된 개구부(402)가 형성될 수 있다.

하우징(401)은 프레임(300)의 배면 및 측면을 감싸는 프론트 바디(407)를 포함할 수 있다. 프론트 바디(407)는 아우터 하우징(404)의 일부일 수 있다.

프론트 바디(407)는 아우터 하우징(404)을 구성하는 한 쌍의 사이드 바디(405)(406) 선단 사이를 막을 수 있다.

프론트 바디(407)는 좌측판(407a), 우측판(407b) 및 후판(407c)를 포함할 수 있다.

프론트 바디(407)의 좌측판(407a)과 우측판(4007b)은 좌우 방향(Y)으로 이격될 수 있다.

프론트 바디(407)의 후판(407c)은 좌측판(407a), 우측판(407b)의 후방부를 잇게 형성될 수 있다.

프론트 바디(407)의 좌측판(407a)은 프레임(300)의 좌측면을 덮을 수 있다.

프론트 바디(407)의 우측판(407b)은 프레임(300)의 우측면을 덮을 수 있다.

프론트 바디(407)의 후판(407c)은 프레임(300)의 배면을 덮을 수 있다.

하우징(401)에는 드로어의 이동을 안내할 수 있는 드로어 가이드가 배치될 수 있다. 드로어 가이드는 서비스 모듈(400)에 복수개 제공될 수 있고, 복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)는 하우징(401)에 높이 차를 갖게 배치될 수 있다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)는 동일 크기 및 형상으로 제조된 후 하우징(401)에 장착될 수 있고, 로봇(100a)의 제조단가는 최소화될 수 있다.

드로어는 하우징(401)에 복수개 제공될 수 있고, 복수개 드로어(450)(460)(470)는 동일 크기 및 형상으로 제조된 후 드로어 가이드에 장착될 수 있으며, 로봇(100a)의 제조단가는 최소화될 수 있다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)가 하우징(401)에 높이 차를 갖게 배치될 경우, 복수개 드로어(450)(460)(470)는 하우징(401)에 높이 차를 갖게 배치될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해, 복수개 드로어(450)(460)(470) 중 가장 상측에 위치하는 최상측 드로어(450)를 제1드로어(450)로 칭하여 설명하고, 제1드로어(450) 아래에 제1드로어(450)와 가장 근접하게 위치하는 드로어(460)을 제2드로어(460)으로 칭하여 설명하고, 드로어(450)(460)(470) 중 가장 하측에 위치하는 드로어(470)를 제3드로어(470)으로 칭하여 설명한다.

한편, 로봇(100a)은 3개의 드로어(450)(460)(470)를 포함하는 것에 한정되지 않고, 2개의 드로어 내지 4개 이상의 드로어를 포함하는 것도 가능함은 물론이나, 이하, 설명의 편의를 위해 3개의 드로어(450)(460)(470)가 배치된 경우를 예로 들어 설명한다.

이하, 제1드로어(450), 제2드로어(460)과 제3드로어(470)의 공통된 구성에 대해서는 드로어(450)(460)(470)로 칭하여 설명한다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)는 제1드로어(450)를 안내하는 제1드로어 가이드(420)와, 제1드로어 가이드(420)의 아래에 위치하고 제2드로어(460)를 안내하는 제2드로어 가이드(430)를 포함할 수 있다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)는 제2드로어 가이드(430)의 아래에 위치하고 제3드로어(470)를 안내하는 제3드로어 가이드(440)를 더 포함할 수 있다.

이하, 제1드로어 가이드(420), 제2드로어 가이드(430)과 제3드로어 가이드(440)의 공통된 구성에 대해서는 드로어 가이드(420)(430)(440)로 칭하여 설명한다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)은 하우징(401)에 상하 방향(Z)으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.

한편, 로봇(100a)은 디스플레이(600)을 더 포함할 수 있다. 로봇(100a)은 디스플레이(600)를 회전시키는 디스플레이 로터(610)을 더 포함할 수 있다.

디스플레이(600)는 모바일 로봇(200)과 프레임(300)및 서비스 모듈(400) 중 적어도 하나에 회전 가능하게 설치될 수 있다. 디스플레이(600)는 프레임(300)의 상부에 회전 가능하게 배치된 헤드를 구성할 수 있다. 디스플레이(600)는 전후 방향(X)으로 로봇(100a)의 앞부분 위에 배치된 프론트 헤드일 수 있다.

디스플레이(600)의 일면에는 터치 스크린 등의 화면(602)이 제공될 수 있고, 화면(602)를 통해 각종 정보를 표시할 수 있다.

디스플레이(600)의 좌우 방향(Y)의 폭은 서비스 모듈(400)의 좌우 방향(Y) 폭 보다 짧을 수 있다.

디스플레이(600)에는 스캐너(604)가 제공될 수 있다. 스캐너(604)는 바코드 및/또는 QR코드를 스캔하도록 구성될 수 있다. 사용자는 스캐너(604)에 바코드 및/또는 QR코드를 태그하여 인증된 사용자임을 확인하고 로봇(100a)을 사용할 수 있다.

디스플레이(600)가 도 6에 도시된 바와 같이, 전방 상측을 향하도록 세워졌을 때, 스캐너(604)는 디스플레이(600)의 상측에 후방 상측을 향할 수 있다. 디스플레이(600)가 도 7에 도시된 바와 같이, 후방 상측을 향하도록 회전되었을 때, 스캐너(604)는 후방 하측을 향할 수 있다.

디스플레이 로터(610)는 프레임(300)에 설치될 수 있다. 디스플레이 로터(610)는 디스플레이(600)를 복수의 모드로 회전시킬 수 있다. 디스플레이 로터(610)는 디스플레이(600)가 수평하게 배치된 수평축을 중심으로 틸팅되게 디스플레이(600)를 회전시킬 수 있다.

디스플레이 로터(610)는 프레임(300)에 설치된 모터와, 모터와, 디스플레이(610)의 수평축을 연결하는 적어도 하나의 동력전달부재를 포함할 수 있고, 모터의 구동시, 디스플레이(600)가 수평축을 중심으로 회전될 수 있다.

디스플레이(600)는 그 배치 각도에 따라 복수의 모드를 갖는 것으로 정의될 수 있고, 복수의 모드는 디스플레이(600)의 화면(602)이 전방 상측을 향하는 제1모드와, 디스플레이(600)의 화면(602)이 후방 상측을 향하는 제2모드를 포함할 수 있다.

디스플레이(600)는 제1모드일 때와 제2모드일 때 서로 상이한 정보를 표시할 수 있다.

제1모드는 모바일 로봇(200)이 주행 중일 때 실행될 수 있다. 디스플레이(600)는 제1모드시, 웃는 얼굴 등을 표현하는 이미지, 이모티콘, 또는 영상을 화면(602)에 표시할 수 있다. 로봇(100a) 주변의 보행자는 디스플레이(600)의 화면(602)을 통해 표시되는 이미지 또는 영상을 보고, 로봇이 현재 주행 중임을 인지할 수 있다.

제2모드는 모바일 로봇(200)이 주행되지 않고 정지 중일 때 실행될 수 있다. 디스플레이(600)는 제2모드시, 사용자가 선택할 수 있는 적어도 하나의 메뉴항목을 표시할 수 있고, 사용자는 디스플레이(600)의 화면을 통해 표시된 메뉴항목을 터치하여 각종 명령을 입력할 수 있다.

로봇(100a)이 목적지까지 주행하는 동안 디스플레이(600)의 화면(602)은 도 6에 도시된 바와 같이, 전방 상측을 향할 수 있고, 디스플레이(600)는 화면(602)를 통해 이미지, 이모티콘, 영상 등을 표시할 수 있다.

로봇(100a)이 목적지에 도착하면, 디스플레이 로터(610)는 도 7에 도시된 바와 같이, 디스플레이(600)을 회전시킬 수 있고, 디스플레이(600)의 화면(602)은 후방 상측을 향할 수 있다. 이 경우, 디스플레이(600)는 그 화면(602)을 통해 사용자가 입력할 수 있는 적어도 하나의 메뉴항목을 표시할 수 있다.

한편, 서비스 모듈(400)은 로봇(100a)의 전복 가능성을 최소화면서 사용자가 디스플레이(600)에 접근하기 용이한 형상으로 형성될 수 있다.

서비스 모듈(400) 상단의 수평 방향 길이(L1)는 서비스 모듈(400) 하단의 수평 방향 길이(L2) 보다 짧을 수 있다. 하우징(401)의 상단은 서비스 모듈(400)의 상단일 수 있고, 하우징(401)의 하단은 서비스 모듈(400)의 하단일 수 있다. 이 경우, 하우징(401) 상단의 수평 방향 길이(L1)는 하우징(401) 하단의 수평 방향 길이(L2) 보다 짧을 수 있다.

그리고, 서비스 모듈(400)은 복수개 드로어(450)(460)(470) 각각이 하우징(401)의 내부로 최대 삽입되었을 때, 상부로 갈수록 점차 얇아지는 형상일 수 있다.

서비스 모듈(400)의 하부가 두껍고, 서비스 모듈(400)의 상부가 얇을 경우, 서비스 모듈(400)의 무게중심은 낮춰질 수 있고, 서비스 모듈(400)의 상부 주변은 사용자가 접근할 수 있는 공간으로 활용될 수 있다.

로봇(100a)의 무게 중심이 낮을 경우, 로봇(100a)의 전복 가능성은 최소화될 수 있다.

한편, 사용자는 서비스 모듈(400)의 주변(특히, 서비스 모듈(400)의 옆이나 후방)에 위치한 상태에서 디스플레이(600)에 최대한 가깝게 접근할 수 있고, 디스플레이(600)의 정보를 인지할 수 있으며, 디스플레이(600)를 통해 각종 명령을 입력할 수 있다. 또한, 사용자는 스캐너(604)에 바코드 및/또는 QR코드를 손쉽게 스캔할 수 있다.

도 9는 도 4에 도시된 A-A'선 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 이너 하우징의 배면도이며, 도 11은 도 9에 도시된 이너 하우징의 측면도이다.

그리고, 도 12는 본 발명에 따른 드로어가 최대 인입 위치일 때의 드로어 가이드가 도시된 측면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 드로어가 최대 인출 위치일 때의 드로어 가이드가 도시된 측면도이다.

하우징(401)은 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 하우징(401)은 아우터 하우징(404) 및 아우터 하우징(404)의 내측에 배치된 이너 하우징(410)를 포함할 수 있다.

아우터 하우징(404)은 하면이 개방된 형상으로 형성될 수 있다. 아우터 하우징(404)의 내부에는 이너 하우징(410)이 수용되는 공간(S1, 도 9 참조)이 형성될 수 있다.

아우터 하우징(404)은 한 쌍의 사이드 바디(405)(406)를 포함할 수 있고, 한 쌍의 사이드 바디(405)(406)은 이너 하우징(410)의 외측면을 덮을 수 있다. 아우터 하우징(404)의 프론트 바디(407)는 이너 하우징(410)의 전방에 배치될 수 있다.

이너 하우징(410)은 아우터 하우징(404) 보다 작게 형성될 수 있고, 아우터 하우징(404)의 내부에 형성된 공간(S1)에 수용될 수 있다.

이너 하우징(410)은 배면이 개방되게 형성될 수 있다. 이너 하우징(4141)의 내부에는 복수개 드로어(450)(460)(470)이 수용되는 이너 공간(S2)이 형성될 수 있다. 이너 하우징(410)은 도 10에 도시된 바와 같이, 전판(411)과, 좌측판(412)과, 우측판(413)을 포함할 수 있다.

드로어 가이드(420)(430)(440)는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 고정 브라켓(422)과, 고정 브라켓(422)를 따라 이동되는 무빙 브라켓을 포함할 수 있다.

고정 브라켓(422)은 하우징(401)에 설치될 수 있다. 고정 브라켓(422)은 하우징(401)에 설치되는 가이드 브라켓(423)에 체결될 수 있다. 가이드 브라켓(423)은 볼트 및 너트나 스크류 등의 체결부재로 하우징(401)에 장착될 수 있다. 고정 브라켓(422)은 가이드 브라켓(423)에 의해 하우징(401)에 체결될 수 있다.

드로어 가이드(420)(430)(440)는 한 쌍의 무빙 브라켓(426)(428)를 포함할 수 있고, 한 쌍의 브라켓(426)(428)은 고정 브라켓(422)을 따라 안내되는 제1무빙 브라켓(426)과, 제1무빙 브라켓(426)을 따라 안내되는 제2무빙 브라켓(428)을 포함할 수 있다.

무빙 브라켓(426)(428)은 고정 브래킷(422)을 따라 이동될 수 있고, 그 일부가 개구부(402; 도 8 참조)를 통해 하우징(401)의 외부로 인출 가능할 수 잇다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440) 각각은 좌우 방향(Y)으로 이격된 한 쌍의 가이드(420A)(420B)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 가이드(420A)(420B) 각각은 고정 브라켓(422) 및 한 쌍의 무빙 브라켓(426)(428)을 포함할 수 있다.

이너 하우징(410)에는 복수개 드로어 가이드(420)(430)(440) 각각의 고정 브래킷(422)이 장착되는 장착공이 형성될 수 있다.

이너 하우징(410)에는 도 11에 도시된 바와 같이, 제1드로어 가이드(420)의 고정 브라켓(422)이 장착되는 제1장착공(415)이 형성될 수 있고, 제2드로어 가이드(430)의 고정 브래킷(422)이 장착되는 제2장착공(416)이 형성될 수 있다. 또한, 이너 하우징(410)에는 도 11에 도시된 바와 같이, 제3드로어 가이드(440)의 고정 브래킷(422)이 장착되는 제3장착공(417)이 형성될 수 있다.

서비스 모듈(400)은 상부로 갈수록 수평방향 폭이 점차 협소해지는 형상으로 형성될 수 있고, 로봇(100a)이 크기 및 형상이 동일한 드로어 가이드(420)(430)(440)를 포함할 경우, 복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)는 단차를 갖게 이너 하우징(410)에 장착될 수 있다.

이 경우, 제1장착공(415)과 프레임(300) 사이의 거리(H1)는 제2장착공(416)과 프레임(300) 사이의 거리(H2) 보다 짧을 수 있다. 그리고, 제2장착공(416)과 프레임(300) 사이의 거리(H2)는 제3장착공(417)과 프레임(300) 사이의 거리(H3) 보다 짧을 수 있다.

복수개 드로어 가이드(420)(430)(440)는 상측으로 갈수록 프레임(300)에 더 근접하게 장착될 수 있다.

드로어(450)(460)(470) 각각은 상면이 개방될 수 있고, 드로어(450)(460)(470)의 내부에는 의약품 등의 물품이 수용될 수 있는 드로어 공간(S3)이 형성될 수 있다.

드로어(450)(460)(470)의 저면에는 포켓(452)이 형성될 수 있다. 포켓(452)에는 드로어 가이드가 수용될 수 있다. 포켓(452)은 드로어 가이드의 상면과 좌측면과 우측면을 둘러쌀 수 있다. 포켓(452)은 드로어 공간(S3)을 향해 돌출되게 제공될 수 있다.

포켓(452)은 좌측판과, 우측판 및 상판을 포함할 수 있다. 포켓(452)은 드로어 가이드의 상면과 좌측면과 우측면을 둘러쌀 수 있다. 포켓(452)는 드로어의 하판의 좌,우 양측에 각각 형성될 수 있다. 포켓(452)의 좌측판과 우측판은 드로어 가이드(450)(460)(470)의 옆에 위치될 수 있고, 로봇(100a)의 옆에서 드로어 가이드(450)(460)(470)가 잘 보이지 않게 드로어 가이드(450)(460)(470)을 가릴 수 있다.

드로어(450)(460)(470)가 도 8에 도시된 바와 같이, 외부로 인출되는 경우, 드로어(450)(460)(470)는 드로어 가이드(450)(460)(470)를 최대한 가릴 수 있고, 로봇(100a)의 전체 외관은 고급화될 수 있다.

서비스 모듈(400)은 포켓(452)의 상판 상면에 올려진 셀프(454)를 더 포함할 수 있다.

드로어(450)(460)(470)의 드로어 공간(S3)에는 한 쌍의 포켓(452)이 상측 방향으로 단턱지게 돌출될 수 있고, 셀프(454)는 한 쌍의 포켓(452) 위에서 한 쌍의 포켓(452)를 가릴 수 있고, 의약품 등의 물품이 한 쌍의 포켓(452) 사이에 끼이지 않게 유도할 수 있다.

셀프(454)는 드로어(450)(460)(470)에 보관할 물품이 많을 경우, 드로어(450)(460)(470) 위로 인출될 수 있고, 이 경우, 드로어(450)(460)(470)가 물품을 보관할 수 있는 용적은 최대화될 수 있다.

도 14는 도 4에 도시된 B-B'선 단면도이다.

모바일 로봇(200)에는 주행휠(202)을 회전시키는 주행모터(201)가 구비될 수 있다. 주행모터(201)는 바디 프레임(220)에 구비될 수 있다. 주행모터(201)는 배터리(270)보다 낮은 높이에 위치할 수 있다. 주행모터(201)는 로어 하우징(210)의 내부에 위치할 수 있다.

로봇(100a)은 충전단자(206)를 충전 스테이션(차져; 미도시)에 도킹시킬 수 있고, 상기 충전 스테이션은 충전단자(206)를 통해 로봇(100a)에 내장된 배터리(270)를 충전시킬 수 있다.

모바일 로봇(200)에는 컨트롤랙(260)(Control rack) 및 배너리(270)가 내장될 수 있다. 좀 더 상세히, 컨트롤랙(260) 및 배터리(270)는 로어 하우징(210)의 내부에 위치할 수 있고 바디 프레임(220)에 장착될 수 있다.

컨트롤랙(260)에는 로봇(100a)의 작동을 위한 복수개의 기판이 포함될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤랙(260)은 로봇(100a)의 작동 전반을 제어하는 메인 제어 보드(Main control board)과, 배터리(270)와 전기적으로 연결된 파워 보드(Power board)를 포함할 수 있다.

배터리(270)는 로봇(100a)의 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(270)는 충전단자(206)와 전기적으로 연결될 수 있고, 충전단자(206)를 통해 배터리(207)의 충전이 수행될 수 있다.

배터리(270)는 컨트롤랙(260)보다 하측에 위치할 수 있다. 즉, 상대적으로 무거운 배터리(270)가 모바일 로봇(200)의 하부에 위치함으로써 모바일 로봇(200)의 무게중심이 낮을 수 있고, 로봇(100a)이 안정적으로 주행할 수 있다.

프레임(300)의 상단 높이는 서비스 모듈(400)의 상면(413) 높이 보다 높을 수 있다.

프레임(300)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 프레임(300)는 프론트 넥(310)과, 프론트 넥(310)의 전면을 덮는 프론트 커버(320)를 포함할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 서비스 모듈(400)이 모바일 로봇(200)에 결합되었을 때, 프론트 넥(310)은 하우징(401) 특히, 아우터 하우징(404)의 전방부에 배치될 수 있고, 아우터 하우징(404)의 프론트 바디(407)과 프론트 커버(320)의 사이에 배치될 수 있다.

로봇(100a)은 하우징(401)에 배치되고 드로어(450)(460)(470)를 록킹시키거나 록킹 해제시키는 록커를 포함할 수 있다.

록커는 하우징(401) 특히, 아우터 하우징(404)에 장착될 수 있다. 록커는 프론트 바디(407)에 장착될 수 있고, 특히, 프론트 바디(407)의 후판(407c)에 장착될 수 있다.

록커는 드로어(450)(460)(470)와 1:1 대응될 수 있고, 로봇(100a)에는 복수개의 록커(481)(482)(483)가 배치될 수 있다.

복수개 록커(481)(482)(483)는 제1드로어(450)를 록킹시키거나 록킹 해제시키는 제1록커(481)과, 제2드로어(460)을 록킹시키거나 록킹 해제시키는 제2록커(482)를 포함할 수 있다.

복수개 록커(481)(482)(483)는 제3드로어(470)를 록킹시키거나 록킹 해제시키는 제3록커(483)을 더 포함할 수 있다.

이하, 제1록커(481)와, 제2록커(482) 및 제3록커(483)의 공통된 구성에 대해서는 록커(481)(482)(483)로 칭하여 설명한다.

복수개 록커(481)(482)(483)는 하우징(401) 특히, 아우터 하우징(404)에 설치될 수 있고, 특히, 프론트 바디(407)에 함께 설치될 수 있다.

복수개의 록커(481)(482)(483)는 프론트 바디(407)에 상하 방향(Z)으로 서로 오버랩되게 배치될 수 있다.

제1록커(481)는 복수개의 록커(481)(482)(483) 중 가장 상측에 위치되게 배치될 수 있고, 제2록커(482)는 제1록커(481)의 아래에 위치되게 배치될 수 있으며, 제3록커(483)는 제2록커(482)의 아래에 위치되게 배치될 수 있다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇이 충전 스테이션을 향해 주행할 때의 측면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 로봇의 충전 단자가 충전 스테이션의 공급단자에 접촉 개시되었을 때의 측면도이며, 도 17은 도 16에 도시된 충전 단자가 공급단자 보다 먼저 밀렸을 때의 측면도이고, 도 18은 도 17에 도시된 공급단자가 밀렸을 때의 측면도이다.

로봇 시스템은 로봇(100a)과, 로봇(100a)을 충전시키는 충전 스테이션(900)을 포함할 수 있다.

로봇(100a)은 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 충전 스테이션(900)으로 이동되어 충전 스테이션(900)에 도킹될 수 있고, 로봇(100a)이 충전 스테이션(900)에 도킹 완료되면, 로봇(100a)은 충전 스테이션(900)에 의해 충전될 수 있다.

로봇(100a)의 충전단자(206)는 로봇(100a)의 외측 방향으로 돌출되게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 충전단자(206)는 모바일 로봇(200)의 로어 하우징(210)에 관통되게 배치될 수 있고, 충전단자(026) 중 일부(특히, 앞부분)는 로어 하우징(210) 외부에 위치될 수 있다,

충전단자(206)는 모바일 로봇(200)에 수평 방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있다. 충전단자(206)는 로봇(100a)이 충전 스테이션(900)으로 이동되어 충전 스테인(900)에 도킹되었을 때, 충전 스테이션(900)에 의해 로봇(100a)의 내측 방향 특히, 모바일 로봇(200)의 내측 방향으로 밀릴 수 있다. 충전단자(206)는 로봇(100a)의 전방부에 수평 방향 특히, 전후 방향(X)으로 이동되게 배치될 수 있다.

충전 스테이션(900)은 베이스(901) 및 베이스(901) 상측에 배치된 케이스(902)를 포함할 수 있다.

케이스(902)는 전후 방향(X)으로 이격된 프론트 케이스(903) 및 리어 케이스(904)를 포함할 수 있고, 프론트 케이스(903)과 리어 케이스(904)을 잇는 사이드 케이스(905)를 포함할 수 있다.

충전 스테이션(900)는 로봇(100a)이 충전 스테이션(900)에 도킹되는 방향(X)을 기준으로, 로봇(100a)을 향하는 면이 후면으로 정의될 수 있고, 후면의 반대면이 전면으로 정의할 수 있다.

충전 스테이션(900)에는 충전단자(206)가 접속되는 공급단자(906)가 제공될 수 있다. 공급단자(906)은 충전 스테이션(9000의 외면 보다 충전 스테이션(900)의 외측 방향으로 돌출되게 배치될 수 있다. 공급단자(906)은 충전 스테이션(900)의 케이스(902)에 외측 방향으로 돌출되게 배치될 수 있다. 공급단자(906)는 케이스(902)의 리어 케이스(904)에 수평 방향 특히, 전후 방향(X)으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

충전단자(206)는 로봇(100a)의 이동방향으로 공급단자(906)에 접촉되어 접속될 수 있다.

충전 스테이션(900)은 공급단자(906)의 외둘레면을 둘러싸는 공급단자 마운터(930)를 더 포함할 수 있고, 공급단자 마운터(930)는 공급단자(906)과 함께 공급단자 어셈블리(D)를 구성할 수 있다. 공급단자 어셈블리(D)는 케이스(902)의 리어 케이스(904)에 수평 방향 특히, 전후 방향(X)으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 충전단자(206)과 공급당자(906)는 로봇(100a)이 충전을 위해 충전 스테이션(900)에 접근하면, 충전단자(206)의 선단이 공급당자(906)의 후단에 전후 방향(X)으로 접촉될 수 있다.

로봇(100a)은 충전단자(206)가 공급단자(906)에 접촉 개시된 후, 주행을 정지할 수 있는데, 충전단자(206)가 공급단자(906)가 접촉 개시된 후, 충전단자(206)가 소정 거리(최대 스트로크)만큼 이동(후퇴) 완료되면, 주행휠(202)을 정지시킬 수 있다.

즉, 로봇(100a)은 충전단자(206)가 공급단자(906)에 접촉된 순간 주행 정지되지 않고, 로봇(100a)은 충전단자(206)가 공급단자(906)에 접촉 개시된 후, 추가로 더 주행한 후 정지될 수 있다.

로봇(100a)은 충전단자(206)가 최대 스트로크 만큼 이동 완료되면, 주행휠(202)를 정지시킬 수 있다. 로봇(100a)의 내부에는 충전단자(206)의 이동 완료를 센싱할 수 있는 센서 또는 스위치가 내장될 수 있고, 센서 또는 스위치가 충전단자(206)의 이동 완료를 센싱하면, 로봇(100a)은 주행휠(202)를 정지시킬 수 있다.

센서 또는 스위치(이하, 스위치라 칭함)은 충전단자(206)이 최대 스토로크만큼 이동하였는지 여부를 센싱할 수 있고, 로봇(100a)의 프로세서(180)은 이러한 센서 또는 스위치에 의해 충전단자(206)의 이동 완료가 감지되면, 주행모터(201)에 정지신호를 전송할 수 있다.

로봇(100a)은 스위치의 신호가 프로센서(180)로 전달되는 제1시간과, 프로세서(180)가 스위치의 신호를 수신한 후 주행모터(201)로 정지신호를 전송하는 제2시간과, 주행모터(201)가 정지신호를 수신받고 주행휠(202)이 정지되는데 걸리는 제3시간 동안 추가로 더 주행할 수 있고, 이러한 기간들 동안 충전 스테이션(900)에는 충전 단자(206)을 통해 가해지는 외력이 전달될 수 있다.

로봇 시스템은 충전단자(206)가 최대 스트로크만큼 이동 완료된 후, 공급단자 어셈블리(D)가 이동될 수 있고, 공급단자 어셈블리(D)는 충전 스테이션(900)의 내부로 전진될 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 로봇의 충전 단자가 충전 스테이션의 공급단자에 접촉 개시되었을 때의 단면도이고, 도 20은 도 19에 도시된 충전단자가 눌리고, 제1스프링이 압축되며, 스위치가 스위칭되었을 때의 단면도이며, 도 21은 도 20에 도시된 공급단자가 눌리고, 제2스프링이 압축되었을 때의 단면도이다.

충전단자(206)는 충전단자 마운터(230)에 배치될 수 있고, 충전단자(206)와 충전단자 마운터(230)는 충전단자 어셈블리(E)를 구성할 수 있다.

충전단자 어셈블리(E)는 로봇(100a)에 수평 방향 특히, 전후 방향(X)으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

충전단자 어셈블리(E)는 내측의 충전단자(206)가 통전 재질로 제조될 수 있고, 외측의 충전단자 마운터(230)가 절연 재질로 제조될 수 있다.

충전단자(206)는 로봇(100a)의 주행 방향으로 충전 스테이션(900)의 공급단자(906)에 접촉/접속될 수 있다.

충전단자(206)는 로봇(100a)의 로어 하우징(210)에 형성된 단자 관통공(218)에 관통되게 배치될 수 있고, 충전단자(206)의 앞부분은 단자 관통공(218)의 외부에 배치될 수 있다.

로봇(100a)은 제1스프링(240)과, 스위치(250)를 더 포함할 수 있다.

제1스프링(240)은 충전단자(206)의 앞부분이 로봇(100a)의 외부 특히, 단자 관통공(218)의 외부에 배치되도록 충전단자(206)를 지지할 수 있다.

스위치(250)는 충전단자(206)가 최대 스트로크만큼 이동되었을 때, 충전단자 마운터(230)에 의해 스위칭되게 배치될 수 있다.

충전단자 마운터(230)는 충전단자(206)를 보호할 뿐 아니라, 스위치(250)를 스위칭시킬 수 있다.

충전단자 마운터(230)은 메인 마운터(232)와, 푸시 바디(234)를 포함할 수 있다.

메인 마운터(232)는 충전단자(206)의 외둘레를 둘러싸는 개구부(233)가 형성될 수 있다. 개구부(233)은 충전단자(206)의 상면과 하면과 우측면과 좌측면을 둘러쌀 수 있다.

충전단자(206)의 전면은 개구부(233)에 의해 둘러싸이지 않고 외부로 노출될 수 있다.

푸시 바디(234)는 메인 마운터(232)에서 연장되어 스위치(250)의 스위치 단자(252) 전방에 배치될 수 있고, 충전단자 마운터(230)가 로봇(100a)의 내부를 항하는 방향으로 후퇴되었을 때, 스위치(250)의 스위치 단자(252)를 누를 수 있다. 푸시 바디(234)는 적어도 1회 절곡된 형상일 수 있다. 푸시 로드(234)의 후단은 스위치(250)의 전방에 전후 방향(X)으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

제1스프링(240)은 충전단자(206)를 외측 방향(전방 방향)으로 탄지할 수 있고, 제1스프링(240)은 외력이 없으면, 충전단자(206)가 로봇(100a)의 외둘레면 외측으로 돌출되게 충전단자(206)를 탄지할 수 있다.

충전단자(206)은 제1스프링(240)을 보호하도록 구성될 수 있고, 충전단자(206)에는 배면이 개방된 스프링 수용부가 형성될 수 있다. 스프링 수용부는 전면이 막힌 형상일 수 있다.

제1스프링(240)은 스프링 수용부로 삽입되어 스프링 수용부 내부에 수용될 수 있다. 제1스프링(240)의 일예는 코일 스프링일 수 있다.

제1스프링(240)의 선단은 충전단자(206)에 접촉될 수 있다. 제1스프링(240)의 후단은 후술하는 스프링 가이드(258)에 지지될 수 있다. 제1스프링(240)은 충전단자(206)의 내부에 배치된 상태에서 압축되거나 인장될 수 있다.

제1스프링(240)은 스프링 가이드(258)과 충전단자(206) 사이에서 전후 방향으로 압축되거나 인장될 수 있다.

제1스프링(240)은 로봇(100a)이 충전 스테이션(900)에 도킹되기 전, 충전단자(206)를 로봇(100a)의 외측 방향으로 탄지할 수 있다. 반면에, 충전단자(206)가 공급단자(906)에 접촉되어 충전단자(206)가 후방 방향으로 눌리면, 제1스프링(240)는 충전단자(206)에 밀려 압축될 수 있고, 제1스프링(240)는 외부에서 가해진 충격을 흡수하면서 충전단자(206)가 로봇(100a)의 내측 방향으로 이동되게 충전단자(206)를 안내할 수 있다.

스위치(250)는 충전단자 마운터(230)의 후퇴시 충전단자 마운터(230) 특히, 푸시 바디(234)에 의해 스위칭될 수 있다. 여기서, 충전단자 마운터(230)의 후퇴는 충전단자 어셈블리(E)가 로봇(100a)의 내측 중앙을 향해 이동되는 것으로 정의될 수 있다.

스위치(250)의 예는 마이크로 스위치(스냅 스위치) 또는 리미트 스위치일 수 있다.

스위치(250)는 푸시 바디(234)에 의해 눌리는 스위치 단자(252)와, 스위치 단자(252)가 접점되는 고정 단자를 포함할 수 있다.

푸시 로드(234)의 후퇴시, 스위치(250)의 스위치 단자(252)는 고정단자에 접촉될 수 있고, 스위치(250)는 스위칭될 수 있다.

로봇(100a)의 프로세서(180)은 스위치(250)가 충전단자 마운터(230)에 의해 스위칭되면, 스위치(250)의 스위칭을 센싱할 수 있고, 주행휠(202)을 정지시키는 정지신호를 생성할 수 있으며, 이러한 정지신호는 구동모터(201)로 전달될 수 있다.

즉, 스위치 단자(252)가 고정 단자에 접촉되면, 스위치(250)는 온될 수 있고, 로봇(100a)의 프로세서(180)에는 스위치(250)를 통과한 신호가 인가될 수 있으며, 로봇(100a)의 프로세서(180)는 구동모터(201)를 정지시키기 위한 정지신호를 생성하여 구동모터(201)로 전송할 수 있다.

로봇(100a)은 스위치(250)가 설치된 로봇 브라켓(256)과; 제1스프링(240)을 지지하는 스프링 가이드(258)를 더 포함할 수 있다.

로봇 브라켓(256)은 베이스 플레이트(214)에 장착될 수 있고, 스위치(250)는 로봇 브라켓(256)에 지지된 상태에서, 푸시 로드(234)의 후방에 위치될 수 있다.

스프링 가이드(258)는 제1스프링(240)을 지지하느 스프링 시트 또는 스프링 서포터일 수 있고, 제1스프링(240)의 타단을 지지하는 스프링 지지축이 전방 방향으로 돌출될 수 있다.

충전 스테이션(900)은 충전단자(206)가 접속되는 공급단자(906)를 포함할 수 있고, 공급단자(906)는 공급단자 마운터(930)에 배치될 수 있다.

공급단자(906)와 공급단자 마운터(930)는 공급단자 어셈블리(D)를 구성할 수 있다.

공급단자 어셈블리(D)는 내측의 공급단자(906)가 통전 재질로 제조될 수 있고, 외측의 공급단자 마운터(930)가 절연 재질로 제조될 수 있다.

공급단자(906)의 좌우 방향(Y) 길이는 충전단자(206)의 좌우 방향(Y) 길이 보다 길 수 있다. 공급단자(906)는 좌우 방향으로 긴 바아 형상일 수 있다.

공급단자 마운터(930)는 공급단자(906)의 상면과, 하면과, 좌측면과, 우측면을 둘러쌀 수 있다. 공급단자(906)의 배면은 공급단자 마운터(930)에 의해 둘러싸이지 않고 외부로 노출될 수 있다.

공급단자 어셈블리(D)는 충전 스테이션(900)의 케이스(902)에 형성된 단자 관통공(908)에 관통되게 배치될 수 있고, 공급단자 어셈블리(D)의 후방부는 단자 관통공(908)의 외부로 노출되게 배치될 수 있다.

충전 스테이션(900)은 제2스프링(940)을 포함할 수 있다. 제2스프링(940)은 공급단자 마운터(930)를 외측 방향(후방 방향)으로 탄지할 수 있다.

제2스프링(940)는 공급단자 마운터(930)의 전방에서 공급단자 마운터(930)을 후방 방향으로 탄지할 수 있다. 제2스프링(940)의 일 예는 코일 스프링일 수 있다.

충전 스테이션(900)은 공급단자 마운터(930)의 이동을 안내하는 공급단자 샤프트(950)와; 공급단자 샤프트(950)에 연결되고 제2스프링(940)을 지지하는 스테이션 브라켓(960)을 더 포함할 수 있다.

공급단자 마운터(930)에는 공급단자 샤프트(950)의 외둘레를 따라 안내되는 가이드홀(932)이 형성될 수 있다.

제2스프링(940)의 선단은 스테이션 브라켓(960)에 접촉될 수 있고, 제2스프링(940)의 후단은 공급단자 마운터(930)에 접촉될 수 있다. 제2스프링(940)의 후단은 공급단자 마운터(930) 중 가이드홀(932)의 주변에 접촉될 수 있다. 제2스프링(940)은 스테이션 브라켓(960)과 공급단자 마운터(930)의 사이에서 전후 방향으로 압축되거나 인장될 수 있다.

제2스프링(940)은 외력이 없으면, 공급단자 마운터(930) 및 공급단자(906)가 충전 스테이션(900)의 외면 외측으로 돌출되게 공급단자 마운터(930)를 탄지할 수 있다.

제2스프링(940)은 로봇(100a)이 충전 스테이션(900)에 도킹되기 전, 공급단자(906) 및 공급단자 마운터(930)를 충전 스테이션(900)의 외측 방향으로 탄지할 수 있다. 제2스프링(940)은 충전단자(206)가 공급단자(906)에 접촉 된 후, 공급단자 마운터(930)에 밀려 압축될 수 있고, 제2스프링(940)는 충격을 흡수하면서, 공급단자(906)가 충전 스테이션(900)의 내측 방향으로 이동되게 압축될 수 있다.

제1스프링(240)는 충전단자(206)를 로봇(100a)의 외측 방향으로 밀어내는 탄성력을 충전단자(206)에 가할 수 있고, 제2스프링(940)은 공급단자(906)를 충전 스테이션(900)의 외측 방향으로 밀어내는 탄성력을 공급단자(906)에 가할 수 있다.

제1스프링(240)과 제2스프링(940)는 충전단자(206)나 공급단자(906)를 밀어내는 탄성력 차에 의해 충전단자(206)와 공급단자(906)가 이동되는 순서를 결정할 수 있다.

제1스프링(240)이 제2스프링(940) 보다 쉽게 압축될 경우, 충전단자(206)는 공급단자((906) 보다 먼저 이동될 수 있고, 공급단자(906)는 충전단자(206)가 이동된 후, 이동될 수 있다.

로봇(100a)이 주행하는 도중에 충전단자(206)가 공급단자(906)에 접촉되면, 제1스프링(240)과 제2스프링(940) 중 제1스프링(240)이 제2스프링(940) 보다 먼저 압축될 수 있다.

제2스프링(940)의 일 예는 제1스프링(240)이 압축 개시된 후 제1스프링(240)의 압축이 진행되는 도중에, 제2스프링(940)이 압축되기 시작할 수 있다.

제2스프링(940)의 다른 예는 제1스프링(240)이 최대로 압축된 후, 제2스프링(940)이 압축되기 시작할 수 있다.

여기서, 제1스프링(240)의 최대 압축은 도 20에 도시된 바와 같이, 공급단자 마운터(230)가 스위치(250)를 스위칭시키기 위한 접점 위치만큼 이동된 경우로 정의될 수 있다.

제1스프링(206)의 최대 탄성력은 제2스프링(940)의 최소 탄성력 보다 작을 수 있다.

제1스프링(206)의 최대 탄성력은 충전 단자(206) 및 충전단자 마운터(230)가 스트로크 내에서 최대로 이동되었을 때, 제1스프링(206)에 발생된 탄성력일 수 있다.

제2스프링(906)의 최소 탄성력은 충전단자(906)의 스트로크가 O일 때 제2스프링(906)에 발생하는 탄성력일 수 있다.

제1스프링(240)과 제2스프링(940)의 재질은 동일할 수 있고, 제1스프링(240)과 제2스프링(940)은 상기와 같은 압축 순서의 차(탄성력 차)를 갖게 구성될 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 제1스프링(240)의 단면 지름(D1)이 제2스프링(940)의 단면 지름(D2) 보다 작을 수 있다. 제1스프링(240)의 단면 지름(D1)이 제2스프링(940)의 단면 지름(D2) 보다 작을 경우, 제1스프링(240)은 제2스프링(940) 보다 먼저 압축될 수 있고, 제2스프링(940)은 제1스프링(240)이 압축 완료된 후 압축 개시될 수 있다.

제2스프링(940)은 제1스프링(240)이 최대로 압축 완료된 후, 압축되기 시작할 수 있고, 제2스프링(940)은 압축되면서, 공급단자(906) 및 공급단자 마운터(930)가 충전 스테이션(900)의 내부를 향해 이동되게 공급단자 마운터(930)를 탄성 지지할 수 있다.

제2스프링(940)의 압축은 스위치(250)가 스위치되고, 주행휠(202)이 정지 완료될 때 까지 계속될 수 있고, 제2스프링(940)은 공급단자(906)에 과도한 외력이 가해지지 않게 하면서 충격을 흡수할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100a: 로봇 202: 주행휠
206: 충전단자 230: 충전단자 마운터
240: 제1스프링 250: 스위치
270: 배터리 900: 충전 스테이션
906: 공급단자 930: 공급단자 마운터
940: 제2스프링

Claims (20)

1. 주행휠 및 배터리가 제공된 로봇에 있어서,
   충전단자와;
   상기 충전단자가 배치된 충전단자 마운터와;
   상기 충전단자를 외측 방향으로 탄지하는 제1스프링과;
   상기 충전단자 마운터의 후퇴시 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되는 스위치와;
   상기 스위치가 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되면, 상기 주행휠을 정지시키는 프로세서를 포함하는 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1스프링은 상기 충전단자가 상기 로봇의 외둘레면 외측으로 돌출되게 상기 충전단자를 탄지하는 로봇.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 로봇은 라이다를 더 포함하고,
   상기 충전단자의 높이는 상기 라이다의 높이 보다 낮은 로봇.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전단자 마운터는 상기 충전단자의 외둘레를 둘러싸는 개구부가 형성된 메인 마운터와;
   상기 메인 마운터에서 연장되어 상기 스위치의 스위치 단자를 누르는 푸시 바디를 포함하는 로봇.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 스위치가 설치된 로봇 브라켓과;
   상기 제1스프링을 지지하는 스프링 가이드를 더 포함하는 로봇.
6. 주행휠 및 배터리가 제공되고, 충전단자가 충전단자 마운터에 배치된 로봇과;
   상기 충전단자가 접속되는 공급단자가 공급단자 마운터에 배치된 충전 스테이션을 포함하고,
   상기 로봇은
   상기 충전단자를 외측 방향으로 탄지하는 제1스프링과;
   상기 충전단자 마운터의 후퇴시 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되는 스위치와;
   상기 스위치가 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되면, 상기 주행휠을 정지시키는 프로세서를 포함하고,
   상기 충전 스테이션은 상기 공급단자 마운터를 외측 방향으로 탄지하는 제2스프링을 포함하며,
   상기 로봇이 주행하는 도중에 상기 충전단자가 상기 공급단자에 접촉되면, 상기 제1스프링과 제2스프링 중 상기 제1스프링이 제2스프링 보다 먼저 압축되는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2스프링은 상기 제1스프링이 최대 압축된 후, 압축되기 시작하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1스프링과 제2스프링 각각은 코일 스프링이고,
   상기 제1스프링의 단면 지름은 상기 제2스프링의 단면 지름 보다 작은 로봇을 갖는 로봇 시스템.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1스프링은 상기 충전단자가 상기 로봇의 외둘레면 외측으로 돌출되게 상기 충전단자를 탄지하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 로봇은 라이다를 더 포함하고,
    상기 충전단자의 높이는 상기 라이다의 높이 보다 낮은 로봇을 갖는 로봇 시스템.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전단자 마운터는 상기 충전단자의 외둘레를 둘러싸는 개구부가 형성된 메인 마운터와,
    상기 메인 마운터에서 연장되어 상기 스위치의 스위치 단자를 누르는 푸시 바디를 포함하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
12. 제 6 항에 있어서,
    상기 로봇은
    상기 스위치가 설치된 로봇 브라켓과;
    상기 제1스프링을 지지하는 스프링 가이드를 더 포함하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
13. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2스프링은 상기 공급단자 마운터 및 공급단자가 상기 충전 스테이션의 외둘레면 외측으로 돌출되게 상기 공급단자 마운터를 탄지하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
14. 제 6 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은
    상기 공급단자 마운터의 이동을 안내하는 공급단자 샤프트와;
    상기 공급단자 샤프트에 연결되고 상기 제2스프링을 지지하는 스테이션 브라켓을 더 포함하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공급단자 마운터에는 상기 공급단자 샤프트의 외둘레를 따라 안내되는 가이드홀이 형성된 로봇을 갖는 로봇 시스템.
16. 주행휠이 제공되고 충전단자가 충전단자 마운터에 설치된 로봇과;
    상기 충전단자가 접속되는 공급단자가 공급단자 마운터에 설치된 충전 스테이션을 포함하고,
    상기 로봇은
    상기 충전단자 마운터를 외측으로 탄지하는 제1스프링과;
    상기 충전단자 마운터의 후퇴시 상기 충전단자 마운터에 의해 스위칭되는 스위치와;
    상기 스위치의 스위칭시 상기 주행휠을 정지시키는 프로세서를 포함하고,
    상기 충전 스테이션은 상기 공급단자 마운터를 외측으로 탄지하는 제2스프링을 포함하며,
    상기 제1스프링의 최대 탄성력이 상기 제2스프링의 최소 탄성력 보다 작은 로봇을 갖는 로봇 시스템.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2스프링은 상기 제1스프링이 최대 압축된 후, 압축되기 시작하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1스프링과 제2스프링 각각은 코일 스프링이고,
    상기 제1스프링의 단면 지름은 상기 제2스프링의 단면 지름 보다 작은 로봇을 갖는 로봇 시스템.
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 충전단자 마운터는 상기 충전단자의 외둘레를 둘러싸는 개구부가 형성된 메인 마운터와,
    상기 메인 마운터에서 연장되어 상기 스위치의 스위치 단자를 누르는 푸시 바디를 포함하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.
20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2스프링은 상기 공급단자 마운터 및 공급단자가 상기 충전 스테이션의 외둘레면 외측으로 돌출되게 상기 공급단자 마운터를 탄지하는 로봇을 갖는 로봇 시스템.

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