KR20210129810A

KR20210129810A - 주차 로봇

Info

Publication number: KR20210129810A
Application number: KR1020200047781A
Authority: KR
Inventors: 김봉석; 김영욱
Original assignee: 한국전자기술연구원
Priority date: 2020-04-21
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2021-10-29

Abstract

본 발명은 주차 로봇에 관한 것으로서, 메인 프레임, 앞바퀴, 뒷바퀴, 조향 구동부, 조향 링크, 이동 구동부 및 연결 링크를 포함하여, 전후, 좌우, 회전 동작이 가능하다.
이에 따라, 보다 편리하고 공간 효율적으로 차량을 주차시킬 수 있다.

Description

주차 로봇{Parking robot}

본 발명은 주차 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 형태로 주행이 가능하여 좁은 공간에서도 차량을 효율적으로 주차시키는 것이 가능한 주차 로봇에 관한 것이다.

차량의 수가 증가함에 따라 도심지뿐만 아니라 일반 주택가에서도 주차공간의 부족으로 인한 문제가 증가하고 있다.

이러한 주차문제는 특히 지하주차장 등의 주차시설이 없는 오래된 아파트나 주택가 골목 등에서 심각하며, 이러한 문제를 해결하기 위한 방편으로 이미 주차된 차량에 겹쳐서 주차를 하는 이른바 이중 주차가 일상적으로 이루어지고 있다.

그런데 이중 주차를 하는 경우, 제한된 공간에 보다 많은 대수의 차량을 주차시킬 수는 있지만, 이중 주차된 차량을 밀어서 이동시킬 때에는 차량 파손이나 인명 피해 등의 문제가 발생할 수 있다.

한편, 최근에는 인력을 줄이고 좁은 공간에 보다 많은 차량을 주차시키기 위하여 주차장에 주차 로봇을 도입하기도 한다.

기존의 주차 로봇은 팔레트를 구비하여, 팔레트 위에 차량이 올라간 후 주차 로봇이 이동하는 방식으로 동작하였다. 따라서, 운전자가 팔레트 위에 올라가는 과정까지 진행해주어야 하였고, 팔레트 위로 올라가는 과정의 안전성을 위해 팔레트의 크기를 작게 할 수 없었다.

또한, 주차 로봇의 제한적인 이동방식에 의해 차량을 좁은 공간에 효율적으로 주차시기키 어려운 문제점이 있었다.

KR

10-1996-0034627

A

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소형화되고 다양한 형태로 주행이 가능하여 보다 편리하고 공간 효율적으로 차량을 주차시킬 수 있는 주차 로봇을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 메인 프레임, 앞바퀴, 뒷바퀴, 조향 구동부, 조향 링크, 이동 구동부 및 연결 링크를 포함하는 주차 로봇에 의해 달성된다.

본 발명에 의한 주차 로봇은 다양한 형태로 주행하는 것이 가능하여, 좁은 공간 내에 차량을 효율적으로 주차시킬 수 있다.

그리고 차량이 정차된 상태에서 차량 아래로 들어가 차량의 바퀴를 지지함으로써 차량을 이동시킬 수 있으므로, 운전자가 주차 로봇의 위로 차량을 운전해서 올려야하는 번거로움을 없앨 수 있다.

본 발명에 의한 주차 로봇은 또한 작은 크기로 형성되므로 좁은 공간에서 보다 용이하게 이동할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 주차 로봇의 개략적인 구성도,
도 2 내지 도 4는 본 발명에 의한 주차 로봇의 동작에 관한 설명도
도 5는 본 발명에 의한 주차 로봇이 차량을 지지하고 있는 상태의 측면도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.

본 발명에 의한 주차 로봇(1)은 차량의 밑으로 들어가 차량을 이동시킬 수 있도록 형성된다.

도 1에는 본 발명에 의한 주차 로봇(1)의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 주차 로봇(1)은 메인 프레임(10), 앞바퀴(20), 뒷바퀴(30), 조향 구동부(40), 조향 링크(50), 이동 구동부 및 연결 링크(60)를 포함하여 이루어진다.

메인 프레임(10)은 수평하게 배치되는 긴 판형의 부재로서, 주차 로봇(1)을 구성하는 다른 부재의 위치를 잡아주고 지지하는 역할을 한다.

앞바퀴(20)는 메인 프레임(10)의 전단부에서 좌우에 하나씩 배치된다. 앞바퀴(20)는 각각 그 회전축(21)이 메인 프레임(10)과 교차하는 방향의 조향축(a1)을 기준으로 각도가 조절될 수 있도록 형성된다.

조향 링크(50)와 조향 구동부(40)는 한 쌍의 앞바퀴(20) 각도를 대칭적으로 조절한다. 즉, 좌측의 앞바퀴(20)가 전방을 향하는 경우 우측의 앞바퀴(20)도 전방을 향하고, 좌측의 앞바퀴(20) 앞부분이 메인 프레임(10)의 중심을 기준으로 내측을 향하면 우측의 앞바퀴(20) 앞부분도 메인 프레임(10)의 중심을 기준으로 내측을 향하도록 조절한다.

조향 링크(50)는 보다 구체적으로 제1 조향 링크(51)와 제2 조향 링크(52)로 이루어지고, 조향 구동부(40)는 보다 구체적으로 조향 구동모터(미도시)와 리니어 가이드(41)로 이루어진다.

제1 조향 링크(51)는 앞바퀴(20)의 회전축(21)에 고정되고, 앞바퀴(20)의 회전축(21)과 조향축(a1)에 대해 교차하는 방향으로 연장된다. 그리고 제2 조향 링크(52)는 일단부가 제1 조향 링크(51)에 힌지 결합하고 타단부가 리니어 가이드(41)에 힌지 결합한다. 앞바퀴(20)별로 형성된 제2 조향 링크(52) 각각의 타단부는 리니어 가이드(41) 상에서 서로 힌지 결합한다.

리니어 가이드(41)는 메인 프레임(10)의 중심선(C) 상에서 메인 프레임(10)의 중심선(C) 방향을 따라 연장되어 형성되며, 중심에 메인 프레임(10)의 중심선(C) 방향을 따라 연장되는 슬라이딩 홀(h)을 구비한다. 제2 조향 링크(52)의 타단부는 슬라이딩 홀(h)을 따라 이동하면서 리니어 가이드(41)에 대해 회전하여 각도가 조절될 수 있다. 조향 구동모터는 슬라이딩 홀(h) 상에서 제2 조향 링크(52) 타단부의 위치를 이동시킨다. 조향 구동모터는 리니어 모터로 이루어져 로드가 제2 조향 링크(52)의 타단부와 연결됨으로써 제2 조향 링크(52) 타단부의 위치를 이동시킬 수도 있고, 회전형 모터로 이루어지고 그 회전축이 레크와 피니언에 의해 제2 조향 링크(52)의 타단부에 연결됨으로써 제2 조향 링크(52)의 타단부 위치를 이동시킬 수도 있다.

조향 구동모터가 제2 조향 링크(52)의 타단부를 후방으로 이동시키면 제2 조향 링크(52)들이 이루는 각도가 작아지면서 앞바퀴(20)의 앞부분이 메인 프레임(10)의 중심선(C) 방향으로 꺾어지고, 조향 구동모터가 제2 조향 링크(52)의 타단부를 전방으로 이동시키면 제2 조향 링크(52)들이 이루는 각도가 커지면서 앞바퀴(20)의 앞부분이 메인 프레임(10)의 중심선(C) 반대 방향으로 꺾어지게 된다.

뒷바퀴(30)는 메인 프레임(10)의 후단부에서 좌우에 하나씩 배치된다. 뒷바퀴(30) 또한 앞바퀴(20)와 마찬가지로 각각 그 회전축(31)이 메인 프레임(10)과 교차하는 방향의 조향축(a2)을 기준으로 각도가 조절될 수 있도록 형성된다. 뒷바퀴(30)는 앞바퀴(20)에 비하여 작게 형성될 수 있다.

연결 링크(60)는 앞바퀴(20)의 조향 각도가 뒷바퀴(30)의 조향 각도와 연동되게 하는 것으로서, 제1 연결 링크(61), 제2 연결 링크(62), 제3 연결 링크(63)로 이루어진다.

제1 연결 링크(61)는 뒷바퀴(30)의 회전축(31)에 고정되고, 뒷바퀴(30)의 회전축(31)과 조향축(a2)에 대해 교차하는 방향으로 연장된다. 제2 연결 링크(62)는 앞바퀴(20)의 회전축(21)에 고정되고 앞바퀴(20)의 회전축(21)과 조향축(a1)에 대해 교차하는 방향으로 연장된다. 제2 연결 링크(62)는 제1 조향 링크(51)와 앞바퀴(20)의 회전축(21)을 기준으로 대칭되게 형성된다. 그리고 제3 연결 링크(63)는 일단부가 제2 연결 링크(62)에 힌지 결합하고 타단부가 제1 연결 링크(61)에 힌지 결합하도록 형성되되, 하나가 좌측의 제1 연결 링크(61)와 우측의 제2 연결 링크(62)를 연결하고 다른 하나가 우측의 제1 연결 링크(61)와 좌측의 제2 연결 링크(62)를 연결하도록 형성되어 한 쌍이 'X'자 형태로 배치된다.

이동 구동부(미도시)는 앞바퀴(20)와 뒷바퀴(30)를 회전시켜 주차 로봇(1)이 이동할 수 있도록 한다. 이동 구동부는 각 앞바퀴(20)와 각 뒷바퀴(30)의 회전축을 회전시키는 모터로 이루어질 수 있다. 이동 구동부는 각 앞바퀴(20)에만 형성되는 것도 가능하다.

이러한 주차 로봇(1)은 다양한 형태로 주행하는 것이 가능하다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 조향 링크(52)의 타단부를 슬라이딩 홀(h)의 전단부에 위치시키면, 제1 조향 링크(51)와 제1 연결 링크(61)가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 나란하도록 각도가 조절되고, 이에 맞추어 앞바퀴(20)와 뒷바퀴(30)가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 나란하게 위치하게 된다. 이런한 상태에서는 주차 로봇(1)이 전후로 이동할 수 있다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 조향 링크(52)의 타단부를 슬라이딩 홀(h)의 중간부에 위치시키면, 제1 조향 링크(51)와 제1 연결 링크(61)가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 경사지도록 각도가 조절되고, 이에 맞추어 앞바퀴(20)와 뒷바퀴(30)가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 경사지게 위치하게 된다. 즉, 앞바퀴(20) 각각의 앞쪽이 메인 프레임(10)의 중심선(C)에 가까워도록 조향되어 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 90도 정도 각도를 이루면서 대칭되게 위치하고, 뒷바퀴(30) 각각의 뒤쪽이 메인 프레임(10)의 중심선(C)에 가까워지도록 조향되어 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 90도 정도 각도를 이루면서 대칭되게 위치하게 된다. 이러한 상태에서는 주차 로봇(1)이 제자리에서 회전할 수 있다.

그리고 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 조향 링크(52)의 타단부를 슬라이딩 홀(h)의 후단부에 위치시키면, 제1 조향 링크(51)와 제1 연결 링크(61)가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 교차하도록 각도가 조절되고, 이에 맞추어 앞바퀴(20)와 뒤바퀴가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 교차하도록 위치하게 된다. 이러한 상태에서는 주차 로봇(1)이 좌우로 이동할 수 있다.

이처럼 본 발명에 의한 주차 로봇(1)은 다양한 형태로 주행하는 것이 가능하기 때문에 좁은 공간 내에 차량을 효율적으로 주차시킬 수 있다.

그리고 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 뒷바퀴(30)의 크기를 최소화하여 메인 프레임(10)의 높이를 낮춤으로써 정차되어 있는 차량(2)의 밑으로 들어가 차량을 이동시킬 수 있고, 따라서 운전자가 주차 로봇의 위로 차량을 운전해서 올려야하는 번거로움을 없앨 수 있다.

정차되어 있는 차량의 밑으로 들어가는 본 발명의 주차 로봇은 작게 형성되므로 좁은 공간을 보다 용이하게 이동할 수 있다.

본 발명에 의한 주차 로봇(1)은 차량 바퀴 받침부재(70)를 더 포함할 수 있다.

차량 바퀴 받침부재(70)는 주차시키고자하는 차량의 바퀴를 지지하는 역할을 하는 것으로서, 메인 프레임(10)의 전방 좌우와 후방 좌우에 4개가 형성된다.

차량 바퀴 받침부재(70)는 각각이 메인 프레임(10)에 대해 각도 조절 가능하게 결합하는 2개의 받침재(71)로 이루어질 수 있다. 받침재(71)는 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 나란한 방향 또는 교차 방향으로 각도가 조절되도록 형성된다.

이러한 받침재(71)는 주차 로봇(1)이 차량의 하부로 진입할 때에는 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 나란하게 위치하여 차량의 바퀴와 간섭하지 않고, 주차 로봇(1)이 차량의 하부로 완전히 진입한 후에는 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 교차는 방향으로 위치하여 차량의 바퀴를 지지해줄 수 있다.

받침재(71)가 메인 프레임(10)의 중심선(C)과 나란하게 위치할 때 하나의 차량 바퀴 받침부재(70)를 구성하는 받침재(71) 중 전방에 위치하는 것은 단부가 전방을 향하고 후방에 위치하는 것은 단부가 후방을 향하는 것이, 차량의 바퀴를 지지하기 위하여 받침재(71)가 회전할 때 차량의 바퀴에 의해 받침재(71)의 회전이 방해되지 않도록 하는 측면에서 바람직하다.

받침재(71)는 예를 들어, 모터(미도시)에 의해 각도가 조절될 수 있다.

본 발명에 의한 주차 로봇(1)은 상기한 것과 같은 구성 외에도, 주행 중 다른 물체 등과 충돌하는 방지하기 위한 근접 센서, 차량의 위치와 각도를 확인하기 위한 비젼 센서, 조향 구동부(40)와 이동 구동부 등의 동작을 제어하기 위한 제어부, 조향 구동부(40) 등에 전원을 공급하기 위한 배터리 등을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 : 주차 로봇
10 : 메인 프레임 20 : 앞바퀴
30 : 뒷바퀴 40 : 조향 구동부
41 : 리니어 가이드 50 : 조향 링크
51 : 제1 조향 링크 52 : 제2 조향 링크
60 : 연결 링크 61 : 제1 연결 링크
62 : 제2 연결 링크 63 : 제3 연결 링크
70 : 차량 바퀴 받침부재 71 : 받침재

Claims

수평하게 배치되는 메인 프레임;
상기 메인 프레임의 전단 좌우에 결합하는 앞바퀴;
상기 메인 프레임의 후단 좌우에 결합하는 뒷바퀴; 및
상기 앞바퀴와 상기 뒷바퀴를 회전시키는 이동 구동부;를 포함하며,
좌측의 상기 앞바퀴와 우측의 상기 앞바퀴는 상기 메인 프레임의 중심선을 기준으로 대칭되게 조향되도록 형성되고,
좌측의 상기 뒷바퀴와 우측의 상기 뒷바퀴는 상기 메인 프레임의 중심선을 기준으로 대칭되게 조향되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제1항에 있어서,
상기 앞바퀴는,
상기 메인 프레임과 교차하는 방향의 조향축을 기준으로 상기 앞바퀴의 회전축을 조향하는 조향 링크; 및
상기 조향 링크를 구동시키는 조향 구동부;에 의해 조향되며,
상기 조향 링크는 상기 앞바퀴 각각에 대해 형성되어, 상기 메인 프레임의 중심선을 기준으로 대칭되게 배치되는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제2항에 있어서,
상기 조향 링크는,
상기 앞바퀴의 회전축에 고정되는 제1 조향 링크; 및
일단부가 상기 제1 조향 링크에 힌지 결합하고 타단부가 상기 조향 구동부에 힌지 결합하는 제2 조향 링크;를 포함하고,
상기 조향 구동부는 상기 제2 조향 링크의 타단부를 상기 메인 프레임의 중심선을 따라 이동시키는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제3항에 있어서,
상기 조향 구동부는,
상기 메인 프레임의 중심선 방향을 따라 연장되는 슬라이딩 홀이 형성된 리니어 가이드를 구비하고,
상기 제2 조향 링크의 타단부는 상기 슬라이딩 홀을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제2항에 있어서,
상기 앞바퀴의 조향 각도를 상기 뒷바퀴의 조향 각도와 연동되게 하는 연결 링크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제5항에 있어서,
상기 연결 링크는,
상기 뒷바퀴의 회전축에 고정되는 제1 연결 링크;
상기 앞바퀴의 회전축에 고정되는 제2 연결 링크; 및
일단부가 상기 2 연결 링크에 힌지 결합하고 타단부가 상기 제1 연결 링크에 힌지 결합하는 제3 연결 링크;를 포함하고,
상기 연결 링크는 상기 뒷바퀴 각각에 대해 형성되어, 상기 메인 프레임의 중심선을 기준으로 대칭되게 배치되되,
상기 제3 연결 링크 중 하나는 좌측의 상기 제1 연결 링크와 우측의 상기 제2 연결 링크를 연결하고, 나머지는 우측의 제1 연결 링크와 좌측의 상기 제2 연결 링크를 연결하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제1항에 있어서,
상기 앞바퀴와 상기 뒷바퀴가 상기 메인 프레임의 중심선과 나란하게 위치하면, 전후로 이동하고,
상기 앞바퀴와 상기 뒷바퀴가 상기 메인 프레임의 중심선과 경사지게 위치하면, 제자리 회전하며,
상기 앞바퀴와 상기 뒷바퀴가 상기 메인 프레임의 중심선과 교차하도록 위치하면, 좌우로 이동하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제1항에 있어서,
상기 메인 프레임에 결합하며,
차량의 각 바퀴를 지지하는 차량 받침부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제8항에 있어서,
상기 차량 받침부재는 상기 메인 프레임의 전단부 좌우, 후단부 좌우에 각각 배치되고,
상기 차량 받침부재 각각은 상기 메인 프레임에 대해 각도 조절 가능하게 결합하는 2개의 받침재를 구비하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제9항에 있어서,
상기 받침재는,
주차 로봇이 차량 하부로 진입할 때에는 상기 메인 프레임의 중심선과 나란하게 위치하고,
주차 로봇이 차량을 지지할 때에는 상기 메인 프레임의 중심선과 교차하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 주차 로봇.
제1항에 있어서,
상기 뒷바퀴는 상기 앞바퀴보다 작은 것을 특징으로 하는 주차 로봇.