KR20210128558A - 자율주행 방역 로봇과 방역 로봇 관제 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자율주행 방역 로봇과 방역 로봇 관제 시스템에 관한 것으로, 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 회동 가능하거나 높이 방향으로 신장 가능한 로봇 암과, 상기 로봇 암을 구동시키기 위한 로봇 암 구동부, 방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부, 상기 방역 경로를 추종해 가면서 상기 거리측정센서들의 감지값에 따라 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하며 상기 로봇 암의 높이 혹은 회동량을 제어하는 제어부 및 통신부를 포함하는 자율주행 방역 로봇들과; 방역 영역을 구획 설정하고 구획 설정된 각각의 방역 영역을 담당할 자율주행 방역 로봇을 할당하며 할당된 자율주행 방역 로봇의 통신부를 통해 방역 경로 정보를 전달하되, 상기 방역 경로 정보를 전달받아 방역 활동 수행하는 각 자율주행 방역 로봇들의 위치 및 상태정보를 표시부에 표시하는 방역 로봇 관제센터 서버;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

자율주행 방역 로봇과 방역 로봇 관제 시스템{ROBOT SYSTEM FOR A PREVENTION OF EPIDEMICS}
본 발명은 방역 로봇에 관한 것으로, 특히 자율주행 방역 로봇과 방역 로봇 관제 시스템에 관한 것이다.
질병을 퇴치하고자 하는 오랜 인류의 노력은 현대과학의 발달과 함께 괄목할만한 성과를 거두어 왔다. 그러나 현대문명이 발달한 오늘에 있어서도 우리 인류는 질병의 공포에서 벗어나지 못하고 있으며 계속 방역사업은 중요한 과제가 되고 있다.
세계 많은 국가들은 그 국민의 건강증진을 위하여 적절한 보건의료시책을 펴나가고 있으며, 특히 전염병 관리에 있어서는 이미 18세기부터 국방과 사회안전의 견지에서 많은 예산을 투입하여 적극적인 노력을 기울여 왔다.
우리 나라에서도 그간 국민보건향상을 위하여 꾸준히 노력하여 왔으며, 최근 국력의 신장과 더불어 적극적인 의료시책의 확충과 생활수준·보건의식의 향상으로 우리 나라의 급성전염병 발생은 현저하게 감소되고 있다.
그러나 이러한 노력에도 불구하고 최근에는 중동호흡기중후군(MERS), 에볼라, 코로나 19와 같은 신종 혹은 변종의 바이러스가 생성되어 급속히 전염이 확산되고 있는 현실을 고려해 볼 때, 방역의 중요성이 그 어느때 보다도 절실히 강조되는 상황이다.
바이러스 혹은 전염병의 전파를 차단하기 위해서는 개인에 대한 위생관리는 물론 시설물들에 대한 방역이 필요하다. 시설물들에 대한 방역은 보통 사람이 분무기를 이용해 소독제를 분사하거나 소독제를 분사하는 차량을 이용하는 것이 일반적이다. 최근에는 실외 지역에 대해 드론을 이용해 소독제를 분사하는 방식도 도입되고 있다.
그러나 유동인구가 많은 공항, 병원, 지하철 역사와 같은 실내 공간을 소독하는 경우를 고려해 보면, 작업자가 분무기를 이용해 실내 곳곳을 소독하는 방식이기 때문에 천장과 같은 사각지역에 대해서는 소독이 이루어지지 않는 문제가 발생한다. 또한 비대면, 비접촉 상황이 강조되는 전염병에 대해서는 살균, 소독 작업을 사람이 직접 행할 경우 감염의 우려가 높기 때문에 사람을 대신해 방역 작업할 수 있는 수단이 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1724481호
이에 본 발명은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로서, 본 발명의 주요 목적은 실내에서 사람을 대신해 방역 작업을 수행하되 단시간에 효율적으로 광범위한 영역에 대해 방역 작업할 수 있는 자율주행 방역 로봇과 그 로봇의 관제 시스템을 제공함에 있다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 실내 방역 작업을 수행하되 방역 대상물과의 거리에 따라 분사되는 소독제의 양과 압력을 조절하여 사각지역(영역) 없이 방역 작업 수행할 수 있는 자율주행 방역 로봇과 그 로봇의 관제 시스템을 제공함에 있으며,
또한 방역에 참여하는 자율주행 방역 로봇을 효율적으로 운영 통제할 수 있는 방역 로봇 관제 시스템과, 방역 활동 완료한 방역 로봇들에 대해 세척이 이루어질 수 있는 방역 로봇 관제 시스템을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇은 로봇 본체 하부에 복수의 휠이 장착되어 주행 가능한 방역 로봇으로서,
높이 방향으로 신장 가능한 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되, 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면 각각에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 있는 로봇 암과;
상기 수직 분사관의 높이를 조절하는 로봇 암 구동부와;
로봇 본체의 후면에 부착되되 다수의 분사노즐들이 형성된 후면 분사관과;
방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부와;
상기 방역 경로를 추종해 가도록 휠 구동부를 제어하면서 거리감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 수평 및 수직방향으로 분사되는 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하고, 장애물감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 상기 수직 분사관의 높이를 제어하는 제어부와;
방역 로봇 관제센터 서버와 통신 수행하기 위한 통신부;를 포함함을 특징으로 한다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇 역시 로봇 본체 하부에 복수의 휠이 장착되어 주행 가능한 방역 로봇으로서,
상기 방역 로봇의 본체 일측에 위치하는 회전축에 연결되어 있는 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되, 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면 각각에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 있는 로봇 암과;
상기 회전축의 회전방향 및 회전량을 조절하는 로봇 암 구동부와;
로봇 본체의 후면에 부착되되 다수의 분사노즐들이 형성된 후면 분사관과;
방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부와;
상기 방역 경로를 추종해 가도록 휠 구동부를 제어하면서 거리감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 수평 및 수직방향으로 분사되는 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하고, 장애물감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 상기 로봇 암의 회전량을 제어하는 제어부와;
방역 로봇 관제센터 서버와 통신 수행하기 위한 통신부;를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 각각의 자율주행 방역 로봇에 있어서, 상기 제어부는,
분사되는 소독제의 분사량을 계산하여 정해진 임계치 도달시 소독제 보충을 방역 로봇 관제센터 서버로 전파함을 또 다른 특징으로 하며,
더 나아가 상기 제어부는 방역 경로를 따라 분사한 소독제 분사량을 기록한 방역 내역서를 상기 방역 로봇 관제센터 서버로 전송함을 또 다른 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는 방역 수행하는 자율주행 방역 로봇의 현재 위치 및 상태정보를 상기 방역 로봇 관제센터 서버로 전송함을 또 다른 특징으로 한다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템은,
수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 회동 가능하거나 높이 방향으로 신장 가능한 로봇 암과, 상기 로봇 암을 구동시키기 위한 로봇 암 구동부, 방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부, 상기 방역 경로를 추종해 가면서 상기 거리측정센서들의 감지값에 따라 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하며 상기 로봇 암의 높이 혹은 회동량을 제어하는 제어부 및 통신부를 포함하는 자율주행 방역 로봇들과;
방역 영역을 구획 설정하고 구획 설정된 각각의 방역 영역을 담당할 자율주행 방역 로봇을 할당하며 할당된 자율주행 방역 로봇의 통신부를 통해 방역 경로 정보를 전달하되, 상기 방역 경로 정보를 전달받아 방역 활동 수행하는 각 자율주행 방역 로봇들의 위치 및 상태정보를 표시부에 표시하는 방역 로봇 관제센터 서버;를 포함함을 특징으로 하며,
더 나아가 상술한 방역 로봇 관제 시스템은, 방역 활동 수행한 자율주행 방역 로봇의 진입을 감지하여 세척액을 분사하는 로봇 세척기;를 더 포함하되, 상기 로봇 세척기는 세척 완료시 상기 자율주행 방역 로봇의 제어부로 이동 명령을 전달함을 또 다른 특징으로 한다.
상술한 방역 로봇 관제 시스템에 있어서, 상기 방역 로봇 관제센터 서버는,
자율주행 방역 로봇이 방역 경로의 종료 지점에 위치할 경우 로봇 세척기로 이동하기 위한 이동정보를 전송해 줌을 또 다른 특징으로 하며,
상기 방역 로봇 관제센터 서버는 임의의 자율주행 방역 로봇으로부터 소독제 보충 요구가 있을 경우 근접 위치하는 관리자 단말로 소독제 보충 요구한 자율주행 방역 로봇의 위치정보와 식별정보를 전파해 줌을 또 다른 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇은 수직 분사관과 수평 분사관으로 이루어지는 로봇 암을 통해 방역 영역의 측벽과 천장에 소독제를 동시 분사함은 물론, 후면 분사관을 통해 바닥면에 대한 방역을 동시 진행하기 때문에, 방역에 필요한 작업시간과 인력을 최소화할 수 있는 이점이 있으며, 무엇보다 사각영역 없이 방역 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇은 방역하고자 하는 방역면과의 거리에 따라 소독제의 분사량과 분사압력을 자동 조절할 수 있어 사람의 손이 닿지 않는 영역까지 방역 소독할 수 있는 장점이 있고, 지형지물을 자동 회피하면서 방역이 이루어질 수 있어 사각지역(영역) 없이 광범위한 영역에 대해 방역할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템은 방역 활동 완료한 방역 로봇을 세척지역으로 인도하여 로봇 세척기를 이용해 방역 로봇을 세척하기 때문에, 방역 수행한 로봇들의 상태를 청결하게 유지할 수 있음은 물론, 방역 로봇의 내구성을 향상시키는데 기여할 수 있으며, 더 나아가 방역 활동중인 로봇들의 현재 위치와 상태정보를 실시간 모니터하여 방역 활동 중 장애 발생한 로봇에 대해 신속 조치를 취할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템의 구성 예시도.
도 2는 도 1중 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇의 외관 사시도.
도 3a와 도 3b는 도 2에 도시한 자율주행 방역 로봇의 또 다른 외관 상태 예시도.
도 4는 도 2에 도시한 자율주행 방역 로봇의 블럭 구성 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템의 동작 흐름 예시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇의 이동 경로 예시도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명의 목적들, 기술적 해법들 및 장점들을 분명하게 하기 위하여 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 통상의 기술자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.
또한 본 발명의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐, '포함하다'라는 단어 및 그 변형은 다른 기술적 특징들, 부가물들, 구성요소들 또는 단계들을 제외하는 것으로 의도된 것이 아니다. 통상의 기술자에게 본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 특성들이 일부는 본 설명서로부터, 그리고 일부는 본 발명의 실시로부터 드러날 것이다. 아래의 예시 및 도면은 실례로서 제공되며, 본 발명을 한정하는 것으로 의도된 것이 아니다. 더욱이 본 발명은 본 명세서에 표시된 실시예들의 모든 가능한 조합들을 망라한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 명세서에서 달리 표시되거나 분명히 문맥에 모순되지 않는 한, 단수로 지칭된 항목은, 그 문맥에서 달리 요구되지 않는 한, 복수의 것을 아우른다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템의 구성도를 예시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템은 다수의 자율주행 방역 로봇들(100)과 이들을 관리하기 위한 방역 로봇 관제센터 서버(200)를 포함한다. 경우에 따라서는 로봇 세척기(300)를 더 포함하여 방역 로봇 관제 시스템을 구성할 수도 있다.
각각의 자율주행 방역 로봇(100)은 높이 방향으로 신장되거나 회전축을 중심으로 하여 소정 각도 회동 가능한 로봇 암(110)을 포함하며, 로봇 암(110)에는 수평방향과 수직방향으로 소독제를 분사할 수 있는 다수의 분사노즐(112)들이 형성된다. 또한 로봇 암(110)에는 예를 들면 측벽, 천장, 천장에 형성된 보와 같은 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들(114)이 형성되어 방역 로봇(100)이 이동하는 측면에 위치하는 측벽은 물론 천장, 그리고 바닥면에 대한 3차원적인 방역을 수행한다. 이러한 방역 로봇(100)에 대한 보다 상세한 구조 및 구성은 도 2 내지 도 4에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
한편 상술한 자율주행 방역 로봇(100)과 정보 송수신할 수 있는 방역 로봇 관제센터 서버(200)는 실내의 방역 영역을 구획 설정하고 구획 설정된 각각의 방역 영역을 담당할 자율주행 방역 로봇(100)을 할당하며 할당된 자율주행 방역 로봇(100)의 통신부를 통해 방역 경로 정보를 전달하되, 상기 방역 경로 정보를 전달받아 방역 활동 수행하는 각 자율주행 방역 로봇들(100)의 위치 및 상태정보를 표시부에 표시하여 관리자로 하여금 현재 방역 영역, 방역 상태, 방역 활동중인 자율주행 방역 로봇들(100)의 상태를 실시간으로 체크할 수 있도록 지원한다.
이들 구성 외에 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템은 방역 활동 수행한 자율주행 방역 로봇(100)의 진입을 감지하여 세척액을 분사하는 로봇 세척기(300)를 더 포함할 수 있다. 이러한 로봇 세척기(300)는 세척 완료시 자율주행 방역 로봇(100)의 제어부로 이동 명령을 전달함으로써, 해당 방역 로봇(100)은 파킹 존으로 자율 주행하여 이동할 수 있다. 방역 활동 수행한 자율주행 방역 로봇(100)은 천장 등에 소독제를 분사하는 구조를 가지기 때문에, 방역 로봇(100) 상부에 소독제 혹은 이물질이 묻을 수 있어 이를 세척하기 위한 하나의 부대설비로 더 포함되는 것이 바람직하다.
이하 상술한 방역 로봇 관제 시스템 구성 중 자율주행 방역 로봇(100)에 대해 보다 상세히 설명하면,
도 2는 도 1중 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇(100)의 외관 사시도를 도시한 것이며, 도 3a와 도 3b는 도 2에 도시한 자율주행 방역 로봇(100)의 또 다른 외관 상태 예시도를, 도 4는 도 2에 도시한 자율주행 방역 로봇(100)의 블럭 구성도를 각각 예시한 것이다.
도 2를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇(100)은 로봇 본체 하부에 복수의 휠이 장착되어 주행 가능한 방역 로봇이다. 이러한 자율주행 방역 로봇(100)의 일 측면에는 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어진 로봇 암(100)이 장착된다. 로봇 암(100)을 구성하는 수직 분사관의 일측은 자율주행 방역 로봇(100)의 하단부 일측에 형성된 회전축(도 3a 참조)에 연결되어 소정 각도로 회동 가능하다.
상기 수직 분사관과 수평 분사관의 외면에는 도 2 및 도 3a에 도시한 바와 같이 소독제를 분사하기 위한 다수의 분사노즐들(112)과, 방역면에 해당하는 벽면, 천장과의 거리를 감지하기 위한 거리감지용 거리측정센서들(114)과 천장, 벽면에서 돌출 형성되어 있는 보와 같은 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지용 거리측정센서들(114)이 형성되어 있다.
참고적으로 수평 분사관에서 상방을 향해 형성되어 있는 분사노즐들(112)이 필요에 따라 하방을 향할수 있도록 수평 분사관이 회전할 수 있는 구조를 적용할 수도 있다. 즉, 수직 분사관의 일측 끝단과 수평 분사관의 일측 끝단을 연결해 주는 연결부재 내에 회동모터를 구비하고, 그 회동모터의 회전축에 수평 분사관의 일측이 결합되도록 하면 수평 분사관은 회동모터의 구동에 따라 회전 운동 가능하다. 물론, 회동모터의 구비 없이 연결부재 내에 일측이 삽입 결합된 원형의 수평 분사관을 수동 조작으로 회전시킬 수도 있다.
이상의 실시예에서는 로봇 암(110)이 장애물과의 충돌을 회피하기 위해서, 회전축에 수직 분사관의 일측이 연결되어 회전축의 회전에 따라 로봇 암(110) 전체가 도 3b에 도시한 바와 같이 방역 로봇(100)의 후면으로 회동 가능한 구조를 설명하였으나, 장애물과의 충돌을 회피하기 위해 수직 분사관의 높이가 조절될 수 있는 구조의 로봇 암(110)을 고려할 수도 있다. 즉, 유압 실린더를 채택하여 수직 분사관의 높이를 조절할 수도 있고, 모터의 회전축에 결합된 기어에 맞물려 직선 운동하는 체인의 이동에 따라 수직 분사관의 높이가 조절되는 구조를 채택할 수도 있다. 높이가 조절되는 수직 분사관의 경우에는 그 내부에 소독제를 공급하기 위한 소독제 공급관의 일부가 호스로 구현되어 수직 분사관의 높이에 따라 회전수단에 감겨진 호스가 감김 해제되거나 회전수단에 재감김되는 방식을 채택할 수도 있다.
참고적으로 도 3b에서 미설명된 참조번호 116은 로봇 본체의 후면에 부착되되 다수의 분사노즐들이 형성된 후면 분사관을 나타낸 것이다. 이러한 후면 분사관(116)을 통해 바닥면에 대한 방역을 수행할 수 있다.;
이하 도 4를 참조하여 상술한 로봇 암(110) 이외의 자율주행 방역 로봇(100)의 구성을 부연 설명하기로 한다.
도 4는 도 2에 도시한 자율주행 방역 로봇(100)의 블럭 구성도를 예시한 것이다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇(100)은 로봇 본체 하부에 복수의 휠이 장착되어 주행 가능한 방역 로봇으로서,
상기 방역 로봇(100)의 본체 일측에 위치하는 회전축에 연결되어 있는 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장 혹은 수직 분사관의 일측에 결합된 연결부재를 통해 결합되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되, 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면 각각에 다수의 소독제 분사노즐들(112)과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들(114)이 형성되어 있는 로봇 암(110)과,
상기 회전축의 회전방향 및 회전량을 조절하는 로봇 암 구동부(115)와,
후술할 제어부(130)의 제어에 따라 휠을 구동시키기 위한 휠 구동부(120),
거리감지, 장애물 감지를 위해 로봇 암(110)에 형성되는 거리측정감지센서들과 로봇 본체 전방의 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지센서(도시하지 않았음), 방역 로봇(100)의 기울기를 감지하기 위한 센서, 적재화물의 무게를 감지하기 위한 무게감지센서와 같은 여러 센서들을 포함하는 센서부(125)와,
방역 경로를 추종해 가도록 휠 구동부(120)를 제어하면서 거리감지용 거리측정센서들(112)의 감지값에 따라 수평 및 수직방향으로 분사되는 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하고, 장애물감지용 거리측정센서들(112)의 감지값에 따라 로봇 암(110)의 회전량을 제어하는 제어부(130)를 포함한다.
참고적으로 상기 방역 경로란 자율주행 방역 로봇(100)이 방역을 위해 이동해야 하는 경로로 정의할 수 있다. 이러한 방역 경로에 대한 정보(방역 경로 정보라 함)는 후술할 방역 로봇 관제센터 서버(200)로부터 제공받을 수 있다.
상술한 구성들 외에 자율주행 방역 로봇(100)은 방역 로봇 관제센터 서버(200)와 통신 수행하기 위한 통신부(135)를 더 포함한다. 이러한 통신부(135)는 후술할 방역 경로 추종부(140)의 구현방식에 따라 비콘, 액세스 포인트(AP)와 같은 근거리 통신모듈과 통신 수행하기 위한 근거리 통신부를 더 포함할 수도 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 자율주행 방역 로봇(100)은,
방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부(140)와,
로봇 암(110)을 통해 분사되는 소독제의 분사압력과 분사량을 제어부(130)의 제어에 따라 조절하기 위한 소독제 분사 조절부(145)와,
자율주행모드, 수동운전모드 설정과 같이 운전자 명령을 입력하기 위한 입력부와 현재의 동작상태를 표시하기 위한 표시부를 포함하는 유저 인터페이스부(150)를 더 포함한다.
참고적으로 방역 경로 추종부(140)는 방역 로봇 관제센터 서버(200)에서 지정해 준 방역 경로를 추종하기 위한 구성으로서, 특정 컬러를 바닥에 도색하여 이동경로(방역 경로에 해당함)를 만들고 도색 컬러를 영상 추적하는 방식을 이용할 경우 상기 방역 경로 추종부(140)는 카메라가 되며, 바닥에 금속성 테이프를 부착하여 이동경로를 만든 경우에는 상기 방역 경로 추종부(140)가 금속성 테이프를 검출할 수 있는 근접센서로 구현될 수 있다.
물론 천장 등에 비콘신호 발생기를 구비하여 이를 추적하는 방식으로 방역 경로를 추적할 경우 상기 방역 경로 추종부(140)는 비콘신호 수신기로 구현될 수 있고, 만약 촬영 영상을 전방 뷰 영상 정보와 비교하는 방식으로 방역 경로의 목적지까지 이동하는 방식을 채택할 경우에는 상기 방역 경로 추종부(140)를 카메라로 구현할 수 있다. 이와 같은 방역 경로 추종부(140)의 구현방식에 따라 방역 로봇 관제센터 서버(200)에서 방역 로봇(100)의 현재 위치를 파악하는 방법이 정해질 수 있다. 예를 들면, 로봇 자체의 휠 이동량 전송, 전방 뷰 영상과의 비교시 인덱스된 영상정보 전송, 통신 수행한 비콘의 위치 정보 등을 통해 방역 로봇(100)의 현재 위치를 파악할 수 있다.
상술한 구성 외에 방역 로봇(100)은 원격조정신호 수신부(155)를 더 포함할 수 있다. 이러한 원격조정신호 수신부(155)를 구비함으로써, 운전자는 원격조정기를 이용해 원격으로 방역 로봇(100)의 주행을 제어할 수 있음은 물론 방역 활동 역시 수동 제어할 수 있다.
한편 도면들에 도시하지 않았지만 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇(100)은 이미 공지된 바와 같이 소독제를 분사하기 위해 필요한 구성, 예를 들면 소독제가 저장되는 탱크, 탱크 상단에 연결되어 소독제를 분사노즐로 공급하는 공급라인, 소독제가 상기 공급라인측으로 분출되도록 통로를 제공하는 밸브체와 같은 일련의 구성들을 로봇 내부에 수납 실장하거나 외측에 장착한다.
이하 상술한 구성을 포함하는 자율주행 방역 로봇(100)과 방역 로봇 관제센터 서버(200)를 포함하는 방역 로봇 관제 시스템의 동작을 부연 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템의 동작 흐름도를 예시한 것이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇(100)의 이동 경로 예시도이다.
도 5를 참조하면, 우선 관리자는 방역로봇 관제센터 서버(200)에 설치된 어플리케이션을 이용해 방역하고자 하는 영역을 설정하거나 광범위한 영역을 소영역으로 구획 설정(S10단계)한다. 구획 설정되는 방역 영역은 본관 1층 복도, 201호실 등과 같이 설정될 수 있으며, 방역 영역의 길이가 긴 경우 '복도 북쪽에서 남쪽으로 20m 까지'와 같이 구체적인 길이, 폭 정보 등을 입력하여 설정할 수 있다.
방역 영역에 대한 구획 설정이 완료되면, 관리자는 상기 어플리케이션을 이용해 설정된 각 방역 영역에 방역 로봇(100)을 할당(S20단계)한다. 예를 들어 식별정보 'A'인 방역 로봇은 201호실, 식별정보 'B'는 202호실, 'C'는 본관 1층 복도와 같이 설정된 각 방역 영역에 방역 로봇을 할당한다.
방역 로봇 할당이 완료되면 관리자는 방역 경로 정보의 전송을 명한다. 방역 경로 정보의 전송 명령이 수신되면, 상기 어플리케이션은 관리자가 설정한 각 방역 영역에 대응하는 방역 경로 정보를 서버(200) 내의 저장수단에서 독출하여 해당 방역 영역에 할당된 방역 로봇의 식별정보와 매칭시켜 지정된 통신망을 통해 방역 로봇(100)으로 전송(S30단계)한다.
이에 파킹 존에 위치하고 있는 각각의 방역 로봇들(100)은 통신망을 통해 방역 로봇의 식별정보와 그에 매칭된 방역 경로 정보를 수신하게 되며, 수신된 정보 중 자신의 식별정보에 매칭되어 있는 방역 경로 정보만을 내부 메모리에 임시 저장할 수 있다.
방역 경로 정보를 저장한 방역 로봇(100)의 제어부(130)는 전송받은 방역 경로 정보와 방역 경로 추종부(140) 및 휠 구동부(120)를 이용해 방역 경로 초기 위치로 이동(S40단계)한다.
방역 경로 초기 위치로 이동한 방역 로봇(100)의 제어부(130)는 통신부(135)를 통해 현재 자신의 위치와 상태 정보를 방역로봇 관제센터 서버(200)로 전송(S50단계)한다. 이때의 상태 정보는 초기 위치에서의 대기상태를 나타내는 정보로 이해하는 것이 바람직하며, 자신의 위치는 위치정보와 식별정보가 포함되는 개념으로 이해하는 것이 바람직하다.
방역 로봇(100)의 위치와 상태 정보를 전송받은 서버(200)측 어플리케이션은 해당 방역 영역에 관리자가 할당해 준 방역 로봇이 정상적으로 위치하고 있는 것이 확인되면 방역 개시 명령을 전송(S60단계)해 준다. 방역 로봇(100)의 위치와 상태 정보를 관리자 표시화면에 표시하고 이를 본 관리자의 명령에 따라 방역 개시 명령이 전송되도록 할 수도 있다.
한편 방역 개시 명령을 수신한 방역 로봇(100)의 제어부(130)는 방역 활동을 개시하되, 방역 경로 추종부(140)와 센서부(125)로부터 입력되는 신호에 기반하여 로봇 암 구동부(115), 휠 구동부(120), 소독제 분사 조절부(145)를 유기적으로 제어해 가면서 방역 활동을 개시한다.
이러한 방역 활동에 대한 구체적인 예시가 S90단계 내지 S120단계에 기재되어 있다.
보다 구체적으로, 방역 로봇(100)의 제어부(130)는 거리감지용 거리측정센서(114)를 통해 감지되는 감지값에 따라 소독제의 분사량과 분사압력을 제어(S90단계)한다. 즉, 제어부(130)는 도 6에 도시한 바와 같은 방역 영역 내에서 로봇 암(110)에 설치되어 있는 거리감지용 거리측정센서(114)를 통해 입력되는 감지값에 따라 방역면에 해당하는 벽면과 천장과의 거리를 계산하고, 그 거리만큼 떨어져 있는 벽면과 천장에 정상적으로 소독제가 분사될 수 있도록 소독제 분사 조절부(145)의 분사량과 분사압력을 제어하여 소독제를 분사한다.
분사되는 소독제는 도 6에 도시한 바와 같이 방역 로봇(100)의 우측에 위치하는 벽면에 분사되는데, 분사노즐들(112)은 도 3a에 도시한 바와 같이 로봇 암(110)을 구성하는 수직 분사관을 따라 수직방향으로 위치하고 있기 때문에 벽면의 수직방향 전체에 대한 분사가 이루어질 수 있다. 또한 로봇 암(110)을 구성하는 수평 분사관에도 다수의 분사노즐들(112)이 위치하고 있기 때문에 적어도 수평 분사관의 길이에 해당하는 천장면의 일부에 대해 소독제의 분사가 이루어지며, 방역 로봇(100) 후면에 위치하는 후면 분사관(116)을 통해서도 바닥면에 대한 소독제의 분사가 동시에 이루어질 수 있다.
이와 같이 측벽과 천장 및 바닥면에 대해 소독제를 분사하며 전진하던 중 도 3b에 도시한 바와 같이 천장에서 하방으로 돌출된 보가 장애물 감지용 거리측정센서(114)에 의해 감지되면, 제어부(130)는 로봇 암 구동부(115)를 제어하여 로봇 암(110)을 후면측으로 소정 각도 회동(S100단계)시켜 장애물과의 충돌을 회피한다. 만약 높이 조절 가능한 로봇 암(110)이라면 제어부(130)는 로봇 암 구동부(115)를 제어해 수직 분사관의 높이를 낮추어 줌으로써 장애물과의 충돌을 회피한다.
측벽에서 공간 내측으로 돌출되어 있는 장애물이 감지될 경우에는 주행중인 방역 경로를 이동하는 방식으로 장애물을 회피할 수 있다. 참고적으로 거리감지용 거리측정센서(114)와 장애물 감지용 거리측정센서(114)는 설치 위치에 따라 거리감지용 혹은 장애물 감지용으로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이 방역 로봇(100)의 제어부(130)는 도 6에 도시한 바와 같이 방역 경로를 따라 주행하면서 측벽과 천장 및 바닥면에 대해 소독제를 분사해 가면서 방역 활동을 수행하되, 로봇 암(110)에 형성된 거리측정센서들(114)을 통해 장애물이 감지되면 로봇 암 구동부(115)를 통해 로봇 암(110)이 장애물과 충돌하는 것을 회피하거나, 거리측정센서들(114)을 통해 감지되는 방역면과의 거리에 따라 소독제 분사 조절부(145)를 통해 소독제의 분사량과 분사압력을 적절하게 제어해 가면서 방역 활동을 수행한다.
이러한 방역 활동중에 제어부(130)는 방역 경로를 따라 분사한 소독제 분사량을 기록한다. 이러한 기록물은 방역 내역서라 칭할 수 있다. 방역 내역서는 방역이 완료된 후 방역 로봇 관제센터 서버(200)로 전송되어 방역 사실을 증명하거나 방역 활동을 분석하기 위한 자료로 활용될 수 있다.
또한 방역 활동중에 제어부(130)는 주기적으로 방역 로봇의 위치와 상태정보를 방역 로봇 관제센터 서버(200)로 전송해 준다. 이러한 방역 로봇의 위치와 상태정보를 수신한 방역 로봇 관제센터 서버(200)는 이를 실시간 표시(S80단계)해 줌으로써, 관리자는 표시되는 정보를 통해 현재 방역 영역에 대한 방역 정도, 로봇의 위치와 상태를 실시간 파악할 수 있다.
더 나아가 방역 활동중에 제어부(130)는 분사되는 소독제의 분사량을 계산하여 정해진 임계치 도달시 소독제 보충을 방역 로봇 관제센터 서버(200)로 전파하여 소독제의 보충을 받을 수도 있다.
도 6에 도시한 방역 경로는 하나의 예시일 뿐, 방역 로봇(100)은 다양한 패턴의 방역 경로를 추종하면서 방역 활동을 수행한다. 만약 방역 활동 중 방역 경로의 종료 지점에 도달하면(S120단계), 제어부(130)는 방역 종료 정보를 방역 로봇 관제센터 서버(200)로 전송(S130단계)해 주고 그 위치에서 대기한다.
방역로봇 관제센터 서버(200)의 어플리케이션은 방역 종료 정보가 수신되면 로봇 세척기(300)로 이동 명령을 내릴 수 있다(S140단계). 이러한 이동 명령에 따라 방역 로봇(100)의 제어부(130)는 위치정보가 저장되어 있는 로봇 세척기(300)로 이동(S150단계)하여 로봇 세척기(300)와의 근거리 통신에 따라 로봇 세척기(300) 내로 진입해 로봇 세척이 이루어지도록 한다. 로봇 세척기(300)에 도달후 로봇 세척기(300) 내로의 진입은 작업자에 의한 수동조작으로 이루어질 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇(100)은 수직 분사관과 수평 분사관으로 이루어지는 로봇 암(110)을 통해 방역 영역의 측벽과 천장에 소독제를 동시 분사함은 물론, 후면 분사관을 통해 바닥면에 대한 방역을 동시 진행하기 때문에, 방역에 필요한 작업시간과 인력을 최소화할 수 있는 이점이 있으며, 무엇보다 사각영역 없이 실내 전 영역에 대해 방역 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇(100)은 방역하고자 하는 방역면과의 거리에 따라 소독제의 분사량과 분사압력을 자동 조절할 수 있어 사람의 손이 닿지 않는 영역까지 방역 소독할 수 있는 장점이 있고, 지형지물을 자동 회피하면서 방역이 이루어질 수 있어 사각지역(영역) 없이 광범위한 영역에 대해 방역이 이루어질 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 방역 로봇 관제 시스템은 방역 활동 완료한 방역 로봇(100)을 세척지역으로 인도하여 로봇 세척기(300)를 이용해 방역 로봇(100)을 세척하기 때문에, 방역 수행한 로봇들의 상태를 청결하게 유지할 수 있음은 물론, 방역 로봇(100)의 내구성을 향상시키는데 기여할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 사람이라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 로봇 본체 하부에 복수의 휠이 장착되어 주행 가능한 방역 로봇에 있어서,
    상기 방역 로봇의 본체 일측에 위치하는 회전축에 연결되어 있는 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되, 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면 각각에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 있는 로봇 암과;
    상기 회전축의 회전방향 및 회전량을 조절하는 로봇 암 구동부와;
    로봇 본체의 후면에 부착되되 다수의 분사노즐들이 형성된 후면 분사관과;
    방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부와;
    상기 방역 경로를 추종해 가도록 휠 구동부를 제어하면서 거리감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 수평 및 수직방향으로 분사되는 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하고, 장애물감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 상기 로봇 암의 회전량을 제어하는 제어부와;
    방역 로봇 관제센터 서버와 통신 수행하기 위한 통신부;를 포함함을 특징으로 하는 자율주행 방역 로봇.
  2. 로봇 본체 하부에 복수의 휠이 장착되어 주행 가능한 방역 로봇에 있어서,
    높이 방향으로 신장 가능한 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되, 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면 각각에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 있는 로봇 암과;
    로봇 본체의 후면에 부착되되 다수의 분사노즐들이 형성된 후면 분사관과;
    상기 수직 분사관의 높이를 조절하는 로봇 암 구동부와;
    방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부와;
    상기 방역 경로를 추종해 가도록 휠 구동부를 제어하면서 거리감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 수평 및 수직방향으로 분사되는 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하고, 장애물감지용 거리측정센서들의 감지값에 따라 상기 수직 분사관의 높이를 제어하는 제어부와;
    방역 로봇 관제센터 서버와 통신 수행하기 위한 통신부;를 포함함을 특징으로 하는 자율주행 방역 로봇.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는,
    분사되는 소독제의 분사량을 계산하여 정해진 임계치 도달시 소독제 보충을 방역 로봇 관제센터 서버로 전파함을 특징으로 하는 자율주행 방역 로봇.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는,
    방역 경로를 따라 분사한 소독제 분사량을 기록한 방역 내역서를 상기 방역 로봇 관제센터 서버로 전송함을 특징으로 하는 자율주행 방역 로봇.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 제어부는
    방역 수행하는 자율주행 방역 로봇의 현재 위치 및 상태정보를 상기 방역 로봇 관제센터 서버로 전송함을 특징으로 하는 자율주행 방역 로봇.
  6. 수직 분사관과 상기 수직 분사관의 끝단에서 수평 방향으로 연장되어 있는 수평 분사관으로 이루어지되 상기 수평 분사관과 수직 분사관 외면에 다수의 소독제 분사노즐들과 방역면과의 거리를 측정하기 위한 거리측정센서들이 형성되어 회동 가능하거나 높이 방향으로 신장 가능한 로봇 암과, 상기 로봇 암을 구동시키기 위한 로봇 암 구동부, 방역 경로를 추종하기 위한 방역 경로 추종부, 상기 방역 경로를 추종해 가면서 상기 거리측정센서들의 감지값에 따라 소독제의 분사량과 분사압력을 제어하며 상기 로봇 암의 높이 혹은 회동량을 제어하는 제어부 및 통신부를 포함하는 자율주행 방역 로봇들과;
    방역 영역을 구획 설정하고 구획 설정된 각각의 방역 영역을 담당할 자율주행 방역 로봇을 할당하며 할당된 자율주행 방역 로봇의 통신부를 통해 방역 경로 정보를 전달하되, 상기 방역 경로 정보를 전달받아 방역 활동 수행하는 각 자율주행 방역 로봇들의 위치 및 상태정보를 표시부에 표시하는 방역 로봇 관제센터 서버;를 포함함을 특징으로 하는 방역 로봇 관제 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 방역 활동 수행한 자율주행 방역 로봇의 진입을 감지하여 세척액을 분사하는 로봇 세척기;를 더 포함하되, 상기 로봇 세척기는 세척 완료시 상기 자율주행 방역 로봇의 제어부로 이동 명령을 전달함을 특징으로 하는 방역 로봇 관제 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서, 상기 방역 로봇 관제센터 서버는,
    자율주행 방역 로봇이 방역 경로의 종료 지점에 위치할 경우 로봇 세척기로 이동하기 위한 이동정보를 전송해 줌을 특징으로 하는 방역 로봇 관제 시스템.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방역 로봇 관제센터 서버는,
    임의의 자율주행 방역 로봇으로부터 소독제 보충 요구가 있을 경우 근접 위치하는 관리자 단말로 소독제 보충 요구한 자율주행 방역 로봇의 위치정보와 식별정보를 전파해 줌을 특징으로 하는 방역 로봇 관제 시스템.
KR1020200046257A 2020-04-16 2020-04-16 자율주행 방역 로봇과 방역 로봇 관제 시스템 KR102344047B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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