KR20230089384A - 로봇 - Google Patents

로봇 Download PDF

Info

Publication number
KR20230089384A
KR20230089384A KR1020210177970A KR20210177970A KR20230089384A KR 20230089384 A KR20230089384 A KR 20230089384A KR 1020210177970 A KR1020210177970 A KR 1020210177970A KR 20210177970 A KR20210177970 A KR 20210177970A KR 20230089384 A KR20230089384 A KR 20230089384A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wheel
link
robot
motor
robot body
Prior art date
Application number
KR1020210177970A
Other languages
English (en)
Inventor
김용준
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020210177970A priority Critical patent/KR20230089384A/ko
Priority to PCT/KR2021/019053 priority patent/WO2023113065A1/ko
Publication of KR20230089384A publication Critical patent/KR20230089384A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/028—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members having wheels and mechanical legs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0418—Electric motor acting on road wheel carriers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D61/00—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern
    • B62D61/12—Motor vehicles or trailers, characterised by the arrangement or number of wheels, not otherwise provided for, e.g. four wheels in diamond pattern with variable number of ground engaging wheels, e.g. with some wheels arranged higher than others, or with retractable wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

로봇은 로봇 바디; 로봇 바디에 제공된 적어도 하나의 휠 어셈블리를 포함하고, 휠 어셈블리는 로봇 바디에 설치된 링크 모터; 휠과, 휠을 회전시키는 휠 모터를 포함하고 로봇 바디와 이격된 휠 모듈; 및 링크 모터에 연결되고 휠 모듈을 리프팅 시키는 4-바 링키지를 포함한다.

Description

로봇{Robot}
본 발명은 로봇에 관한 것이다.
로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는　기계로서, 로봇의 응용분야는 대체로, 산업용, 의료용, 우주용, 해저용 등으로 분류될 수 있고, 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
로봇은 높이가 높은 장애물이나 단차가 있는 지형을 통과할 수 있고, 이러한 로봇의 일 예는 대한민국 공개특허공보 10-2017-0083854 A(2017년07월19일 공개)에는 가변형 바퀴가 장착된 이동로봇이 있고, 가변형 바퀴가 장착된 이동로봇은 평지에서는 원형의 바퀴형상을 유지하고, 계단 등의 장애물을 만나면 바퀴에 형성된 스포크의 길이를 조절하여 바퀴의 형상을 변형하여 주행할 수 있도록 한다.
상기 이동로봇의 바퀴유닛은 구동모터의 동력을 전달받아 회전되는 회전축과, 상기 회전축의 선단에 형성되는 바퀴허브와, 상기 바퀴허브의 외주면에 일정간격으로 이격되어 방사상으로 다수개 설치되는 길이가 조절되는 스포크와, 상기 스포크의 선단에 각각 형성되어 노면에 접지되는 접지부로 구성된다.
대한민국 공개특허공보 10-2017-0083854 A(2017년07월19일 공개)
본 실시 예는 간단한 구조로 신뢰성 높게 연석이나 계단 등의 장애물을 올라설 수 있는 로봇을 제공하는데 그 목적이 잇다.
본 실시 예에 따른 로봇의 일 예는 로봇 바디; 로봇 바디에 제공된 적어도 하나의 휠 어셈블리를 포함하고, 휠 어셈블리는 로봇 바디에 설치된 링크 모터; 휠과, 휠을 회전시키는 휠 모터를 포함하고 로봇 바디와 이격된 휠 모듈; 및 링크 모터에 연결되고 휠 모듈을 리프팅 시키는 4-바 링키지를 포함한다.
4-바 링키지는 링크 모터에 연결된 입력 링크; 로봇 바디에 회전 가능하게 연결된 출력 링크; 및 입력 링크와, 출력 링크 각각이 회전 가능하게 연결되고 휠 모듈이 연결된 플로우팅 링크를 포함할 수 있다.
4-바 링키지는 그라운드 링크를 더 포함할 수 있고, 그라운드 링크는 출력 링크 지지부와, 바디부를 포함할 수 있다.
출력 링크 지지부는 로봇 바디에 형성되어 출력 링크를 회전 가능하게 지지할 수 있다.
바디부는 로봇 바디 중 링크 모터와, 출력 링크 지지부 사이의 부분일 수 있다.
플로우팅 링크의 길이는 입력 링크의 길이 보다 길 수 있다.
플로우팅 링크의 길이는 출력 링크의 길이 보다 길 수 있다.
휠 모듈은 스티어링 축; 스티어링 축이 연결된 기어 박스; 및 기어 박스에 연결되어 스티어링 축를 회전시키는 스티어링 모터를 포함할 수 있다.
스티어링 축은 수직할 수 있고, 휠 모터의 회전축은 수평할 수 있다.
스티어링 축에서 하측으로 연장된 연장선은 휠의 하단으로 연장될 수 있다.
휠 모듈은 스티어링 축에 연결된 브래킷; 휠 모터가 장착된 모터 마운터; 및 브래킷과 모터 마운터 사이에 배치된 서스펜션을 포함할 수 있다.
휠 어셈블리는 상기 로봇 바디에 복수개 제공되고, 복수개 휠 어셈블리는 로봇 바디의 좌측부에 연결된 좌측 휠 어셈블리와, 로봇 바디의 우측부에 연결된 우측 휠 어셈블리를 포함할 수 있다.
좌측 휠 어셈블리의 링크 모터는 우측 휠 어셈블리의 링크 모터는 순차적으로 구동될 수 있다.
로봇의 다른 예는 로봇 바디; 로봇 바디에 설치된 링크 모터; 휠; 휠을 회전시키고, 로봇 바디와 이격된 휠 모터; 링크 모터에 연결되고 휠을 리프팅 시키는 바 링키지; 및 바 링키지에 연결되고 휠을 조향하는 스티어링을 포함할 수 있다.
바 링키지는 링크 모터에 연결된 입력 링크; 로봇 바디에 회전 가능하게 연결된 출력 링크; 및 입력 링크와, 출력 링크 각각이 회전 가능하게 연결된 플로우팅 링크를 포함할 수 있다.
로봇 바디에는 출력 링크를 회전 가능하게 지지하는 출력 링크 지지부가 형성될 수 있다. 로봇 바디는 링크 모터와, 출력 링크 지지부 사이의 바디부를 포함할 수 있다. 출력 링크 지지부와, 바디부와 링크 모터는 그라운드 링크를 형성할 수 있다.
스티어링은 스티어링 축; 스티어링 축이 연결된 기어 박스; 및 기어 박스에 연결되어 스티어링 축을 회전시키는 스티어링 모터를 포함할 수 있다.
로봇은 스티어링 축에 연결된 브래킷; 휠 모터가 장착된 모터 마운터; 및 브래킷과 모터 마운터 사이에 배치된 서스펜션을 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 휠이 바 링키지에 의해 연석이나 계단 등의 장애물 위로 용이하게 올라설 수 있다.
또한, 출력 링크 지지부와, 바디부 및 링크 모터가 바 링키지의 그라운드 링크를 형성하고, 별도의 그라운드 링크 부재가 불필요하여, 로봇의 부품수는 최소화될 수 있다.
또한, 플로우팅 링크가 출력 링크에 지지된 상태에서, 입력 링크에 의해 동작될 수 있고, 링크 모터의 구동시 휠이 최적의 궤적을 따라 무빙될 수 있다.
또한, 휠의 높이가 조절될 수 있기 때문에, 경사면이나 계단에서도 로봇 바디를 수평하게 유지할 수 있고, 울통불통한 지형에서도 안정적으로 주행할 수 있다.
또한, 로봇이 작동하지 않을 때, 휠이 상승되고, 로봇 바디가 지면에 접촉되어 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 휠이 스티어링 축과, 기어 박스와, 스티어링 모터에 의해 조향될 수 있어, 로봇이 제 자리에서 회전되거나 사선 방향으로 구동되거나 전후 방향으로 구동되거나 좌우 방향으로 구동될 수 있다.
또한, 로봇이 제 자리에서 회전될 수 있어, 협소한 공간에서, 로봇의 주행 방향을 쉽게 전환할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 따른 로봇을 포함하는 AI 장치가 도시된 도,
도 2는 본 실시 예에 따른 로봇과 연결되는 AI 서버가 도시된 도,
도 3은 본 실시 예에 따른 AI 시스템이 도시된 도,
도 4은 본 실시 예에 따른 로봇의 사시도,
도 5는 본 실시 예에 따른 휠 어셈블리 일 예의 측면도,
도 6은 본 실시 예에 따른 로봇의 프론트 휠 어셈블리가 계단을 오르는 일 예가 도시된 측면도,
도 7은 본 실시 예에 따른 로봇의 리어 휠 어셈블리가 계단을 오르는 일 예가 도시된 측면도,
도 8은 본 실시 예에 따른 휠 모듈의 사시도,
도 9은 본 실시 예에 따른 로봇이 제 자리에서 회전할 때의 평면도,
도 10은 본 실시 예에 따른 로봇이 사선 방향으로 구동할 때의 평면도,
도 11은 본 실시 예에 따른 로봇이 전후 방향으로 구동할 때의 평면도,
도 12는 본 실시 예에 따른 로봇이 좌우 방향으로 구동할 때의 평면도,
도 13는 본 실시 예에 따른 휠 어셈블리 다른 예의 측면도,
도 14는 본 실시 예에 따른 휠 어셈블리 또 다른 예의 측면도,
도 15는 본 실시 예에 따른 로봇의 프론트 휠 어셈블리과 리어 휠 어셈블리가 계단을 오르는 다른 예가 도시된 측면도,
도 16은 본 실시 예에 따른 로봇이 실내 모드일 때의 측면도,
도 17은 본 실시 예에 따른 서스펜션으로 충격을 흡수할 때의 도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
이하에서, 일 요소가 타 요소에 "체결" 또는 "연결"된다고 기재된 것은, 두 요소가 직접 체결되거나 연결된 것을 의미하거나, 두 요소 사이에 제3의 요소가 존재하고 상기 제3의 요소에 의해 두 요소가 서로 연결되거나 체결된 것을 의미할 수 있다. 반면, 일 요소가 타 요소에 "직접 체결" 또는 "직접 연결"된다고 기재한 것은, 두 요소 사이에 제3의 요소가 존재하지 않는다고 이해될 수 있을 것이다.
<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 실시 예에 따른 로봇을 포함하는 AI 장치를 나타낸다.
AI 장치(10)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, AI장치(10)는 통신 인터페이스(11), 입력 인터페이스(12), 러닝 프로세서(13), 센서(14), 출력 인터페이스(15), 메모리(17) 및 프로세서(18) 등을 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(11)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(10a 내지 10e)나 AI 서버(20) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신 인터페이스(11)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.
이때, 통신 인터페이스(11)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(12)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.
이때, 입력 인터페이스(12)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(12)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력 인터페이스(12)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(18) 또는 러닝 프로세서(13)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.
러닝 프로세서(13)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(13)는 AI 서버(20)의 러닝 프로세서(24)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.
이때, 러닝 프로세서(13)는 AI 장치(10)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(13)는 메모리(17), AI 장치(10)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.
센서(14)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(10) 내부 정보, AI 장치(10)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
이때, 센서(14)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(15)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다.
이때, 출력 인터페이스(15)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.
메모리(17)는 AI 장치(10)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(17)는 입력 인터페이스(12)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.
프로세서(18)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(10)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(18)는 AI 장치(10)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(18)는 러닝 프로세서(13) 또는 메모리(17)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(10)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.
이때, 프로세서(18)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(18)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.
이때, 프로세서(18)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(13)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(20)의 러닝 프로세서(24)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.
프로세서(18)는 AI 장치(10)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(17) 또는 러닝 프로세서(13)에 저장하거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.
프로세서(18)는 메모리(17)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(10)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(18)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(10)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
도 2는 본 실시 예에 따른 로봇과 연결되는 AI 서버를 나타낸다.
도 2를 참조하면, AI 서버(20)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(20)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.
AI 서버(20)는 통신 인터페이스(21), 메모리(23), 러닝 프로세서(24) 및 프로세서(26) 등을 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(21)는 AI 장치(10) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.
메모리(23)는 모델 스토리지(23a)를 포함할 수 있다. 모델 스토리지(23a)는 러닝 프로세서(24)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 23b)을 저장할 수 있다.
러닝 프로세서(24)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(23b)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(20)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(10) 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(23)에 저장될 수 있다.
프로세서(26)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.
도 3은 본 실시 예에 따른 AI 시스템을 나타낸다.
도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(20), 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(2)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 등을 AI 장치(10a 내지 10e)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(10a 내지 10e, 20)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(10a 내지 10e, 20)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.
AI 서버(20)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.
AI 서버(20)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(10a 내지 10e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.
이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10a 내지 10e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(10a 내지 10e)에 전송할 수 있다.
이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10a 내지 10e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(10a 내지 10e)로 전송할 수 있다.
또는, AI 장치(10a 내지 10e)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(10a 내지 10e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(10a 내지 10e)는 도 1에 도시된 AI 장치(10)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.
<AI+로봇>
로봇(10a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
로봇(10a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.
로봇(10a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(10a)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(10a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.
로봇(10a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)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(10a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, 로봇(10a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
로봇(10a)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(10a)을 주행시킬 수 있다.
맵 데이터에는 로봇(10a)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(10a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(10a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.
<AI+로봇+자율주행>
로봇(10a)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(10a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a) 등을 의미할 수 있다.
자율 주행 기능을 가진 로봇(10a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.
자율 주행 기능을 가진 로봇(10a) 및 자율 주행 차량(10b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(10a) 및 자율 주행 차량(10b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.
자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(10b)의 내부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(10b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.
이때, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(10b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(10b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(10b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.
또는, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(10b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(10b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(10b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(10a)이 제어하는 자율 주행 차량(10b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(10b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.
또는, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)의 외부에서 자율 주행 차량(10b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(10b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.
도 4은 본 실시 예에 따른 로봇의 사시도이고, 도 5는 본 실시 예에 따른 휠 어셈블리 일 예의 측면도이며, 도 6은 본 실시 예에 따른 로봇의 프론트 휠 어셈블리가 계단을 오르는 일 예가 도시된 측면도이고, 도 7은 본 실시 예에 따른 로봇의 리어 휠 어셈블리가 계단을 오르는 일 예가 도시된 측면도이다.
로봇(10a)은 로봇 바디(30)와, 로봇 바디(30)에 제공된 적어도 하나의 휠 어셈블리(40)를 포함할 수 있다.
로봇(10a)의 예는 음식물, 화물, 수하물 등의 다양한 물품을 운반할 수 있는 배송로봇이나 로봇(10a) 주변의 사람에게 각종 정보를 제공할 수 있고 사람을 특정 장소로 안내할 수 있는 안내로봇 등일 수 있다.
로봇(10a)이 배송로봇일 경우, 로봇 바디(30)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있고, 로봇 본체일 수 있다.
로봇 바디(30)는 내부에 공간(S)이 형성된 수납 바디(31, 캐리어)와, 수납 바디(31)의 하부에 형성된 프레임(32)을 포함할 수 있다.
수납 바디(31)는 상면에 개구부가 형성될 수 있고, 화물이나 수하물 등의 물품은 개구부를 통해 공간(S)으로 출입될 수 있다.
프레임(32)는 로봇 바디(30)의 바닥면 외관을 형성할 수 있다. 프레임(32)에는 휠 어셈블리(40)가 연결될 수 있다.
휠 어셈블리(40)은 로봇 바디(30)에 복수개 제공될 수 있고, 복수개 휠 어셈블리(40)는 로봇 바디(30)의 좌측부에 연결된 적어도 하나의 좌측 휠 어셈블리(40a)(40b)와, 로봇 바디(30)의 우측부에 연결된 적어도 하나의 우측 휠 어셈블리(40c)(40d)를 포함할 수 있다.
좌측 휠 어셈블리(40a)(40b)와, 우측 휠 어셈블리(40c)(40d)의 각각 로봇 바디(30)에 복수개 제공될 수 있고, 복수개 휠 어셈블리(40)는 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c) 및 리어 우측 휠 어셈블리(40d)를 포함할 수 있다.
프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)는 전후 대칭될 수 있고, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)는 전후 대칭될 수 있다,
프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)는 좌우 대칭일 수 있고, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)는 리어 우측 휠 어셈블리(40d)는 좌우 대칭될 수 있다,
복수개 휠 어셈블리(40)는 모두 동일한 구조인 것도 가능하고, 복수개 휠 어셈블리(40) 중 일부가 복수개 휠 어셈블리(40) 중 나머지와 상이한 것도 가능하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)는 계단 등의 장애물(O)을 오를 때, 시간차를 갖고 작동되는 것이 가능하다. 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 먼저 오른 후, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 오르거나, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 먼저 오른 후, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 오를 수 있다.
리어 좌측 휠 어셈블리(40b)는 리어 우측 휠 어셈블리(40d)는 계단 등의 장애물(O)을 오를 때, 도 7에 도시된 바와 같이, 시간차를 작동되는 것이 가능하다. 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 먼저 오른 후, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 오르거나, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 먼저 오른 후, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 오를 수 있다.
즉, 3개의 휠 어셈블리의 휠 모듈(60)은 지면(T)이나 장애물(O)에 접촉된 상태일수 있고, 나머지 1개의 휠 어셈블리의 휠 모듈(60)이 들어올려진 후 하강될 수 있다.
복수개 휠 어셈블리(40) 중 적어도 하나는 도 5에 도시된 바와 같이, 로봇 바디(30)에 설치된 링크 모터(50)와, 로봇 바디(30) 및 링크 모터(50)의 각각과 이격된 휠 모듈(60) 및 휠 모듈(60)을 리프팅 시키는 바 링키지(70)를 포함할 수 있다.
복수개 휠 어셈블리(40)는 모두 동일한 구조인 것도 가능하고, 복수개 휠 어셈블리(40) 중 일부가 복수개 휠 어셈블리(40) 중 나머지와 상이한 것도 가능하며, 이하, 복수개 휠 어셈블리(40)는 모두 동일한 구조인 것으로 설명한다.
링크 모터(50)는 프레임(32)에 장착될 수 있다. 링크 모터(50)의 회전축(52)은 수평할 수 있다. 링크 모터(50)의 회전축(52)은 좌우 방향(Y)으로 길 수 있다.
휠 모듈(60)은 휠(61)과, 휠(61)을 회전시키는 휠 모터(62)를 포함할 수 있다. 휠 모듈(60)의 일 예는 휠(61) 안에 휠 모터(62)가 장착된 인 휠 모터(In-Wheel Motor)를 포함할 수 있다.
휠 모터(62)의 회전축은 수평할 수 있다. 휠 모터(62)의 회전축는 좌우 방향(Y)으로 길 수 있다.
휠 모듈(60)은 바 링키지(70)의 일측에 장착될 수 있다. 링크 모터(50)가 바 링키지(70)를 시계방향과 반시계방향 중 어느 한 방향으로 회전시키면, 휠 모듈(60)은 바 링키지(70)에 의해 상승될 수 있다. 링크 모터(50)가 바 링키지(70)를 시계방향과 반시계방향 중 다른 한 방향으로 회전시키면, 휠 모듈(60)은 바 링키지(70)에 의해 하강될 수 있다.
바 링크지(70)는 링크 모터(50)에 연결되고, 링크 모터(50)의 구동시 휠 모듈(60)를 리프팅시킬 수 있으며, 휠 모듈(60)의 하단(즉, 휠(61)의 하단)이 지면(T)과 이격될 수 있다.
바 링키지(70)는 링크 모터(50)에 연결된 입력 링크(72)와, 로봇 바디(30)에 회전 가능하게 연결된 출력 링크(74)와, 및 입력 링크(70)와 출력 링크(74) 각각이 회전 가능하게 연결된 플로우팅 링크(76)를 포함할 수 있다.
입력 링크(72)의 회전 중심은 링크 모터(50)의 회전축(52)에 연결될 수 있고, 링크 모터(50)의 구동시 입력 링크(72)는 링크 로터(50)의 회전축(52)을 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다.
입력 링크(72)는 회전축이나 힌지축 등의 제1회전요소(73)로 플로우팅 링크(76)에 연결될 수 있다.
출력 링크(74)는 로봇 바디(30)에 지지될 수 있고, 로봇 바디(30)에 지지된 상태에서 플로우팅 링크(76)에 의해 회전될 수 있다.
로봇 바디(30)는 출력 링크(74)를 회전 가능하게 지지하는 출력 링크 지지부(34)를 포함할 수 있다.
출력 링크(74)는 회전 중심은 출력 링크 지지부(34)에 연결될 수 있고, 링크 모터(50)의 구동시 출력 링크(74)는 플로우팅 링크(76)에 의하여, 출력 링크 지지부(34)의 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다.
출력 링크(74)는 플로우팅 링크(76)를 지지하는 서포트 링크일 수 있다.
출력 링크(74)는 회전축이나 힌지축 등의 제2회전요소(75)로 플로우팅 링크(76)에 연결될 수 있다. 제2회전요소(75)는 제1회전요소(73)과 이격될 수 있다.
플로우팅 링크(76)에는 휠 모듈(60)이 연결될 수 있다. 휠 모듈(60)은 플로우팅 링크(76)에 연결부(77)로 연결될 수 있다. 연결부(77)는 제2회전요소(75) 및 제1회전요소(73) 각각과 이격될 수 있다. 연결부(77)는 플로우팅 링크(76)의 길이 방향으로 제1회전요소(73)의 반대편에 형성될 수 있다.
플로우팅 링크(76)는 휠 모듈(60)과 회전 가능하게 연결되는 것도 가능하다.
플로우팅 링크(76)의 길이는 입력 링크(72)의 길이 보다 길 수 있다.
플로우팅 링크(76)의 길이는 출력 링크(74)의 길이 보다 길 수 있다.
플로우팅 링크(76)는 다각형 형상으로 형성될 수 있고, 예를 들면, 삼각형 형상으로 형성될 수 있다.
로봇(10a)은 그라운드 링크(78)를 포함할 수 있다.
출력 링크 지지부(34)와, 바디부(36)와, 링크 모터(50)는 그라운드 링크(78)를 구성할 수 있다.
바디부(36)는 로봇 바디(30) 중 링크 모터(50)과 출력 링크 지지부(34) 사이의 부분을 포함할 수 있다.
그라운드 링크(78)는 입력 링크(72), 출력 링크(74) 및 플로우팅 링크(76)와 함께 4 bar 링키지(4 bar linkage)를 형성할 수 있다.
로봇(10a)은 1 자유도를 갖는 다리를 4 bar 링키지로 구성할 수 있고, 4 bar 링키지의 단부측에 휠(61)를 장착할 수 있다.
4 bar 링키지는 휠(61)을 반달 모양 혹은 은행나무 잎 모양의 궤적으로 움직이게 하여 휠(61)이 연석이나 계단 등의 장애물(O)에 올라설 수 있게 한다.
4 bar 링키지는 링크 모터(50)의 구동시, 휠(61)을 연석이나 계단 등의 장애물(O) 위로 올린 후, 휠(61)를 연석이나 계단 등의 장애물(O) 상면에 높이도록 할 수 있다.
4 bar 링키지는 휠(61)의 높이가 조절할 수 있고, 경사진 지면에서 로봇 바디(30)의 수평을 잡을 수 있고, 로봇(10a)이 울퉁불퉁한 지형을 지날 때에도 안정성 높게 주행되게 할 수 있다.
4 bar 링키지는 휠(61)를 상대적으로 높은 높이로 들어 올릴 수 있고, 로봇(10a)의 주행시, 휠(61) 사이의 간격이 좁을 수 있다.
로봇(10a)은 정지 중일 때, 4 bar 링키지는 휠(61)를 들어 로봇 바디(30)가 지면에 접촉되게 할 수 있고, 로봇(10a)의 안전성은 향상될 수 있다.
좌측 휠 어셈블리(40a)(40b)의 링크 모터(50)는 우측 휠 어셈블리(40c)(40d)의 링크 모터(50)는 순차적으로 구동될 수 있다.
예를 들면, 로봇(10a)은 도 6에 도시된 바와 같이, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 링크 모터(50)가 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 링크 모터(50) 보다 먼저 구동되어, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모듈(60)를 장애물(O)에 올리고, 이후, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 링크 모터(50)가 구동되어, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모듈(60)를 장애물((O)에 올릴 수 있다.
로봇(10a)은 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모듈(60)과 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모듈(60)이 장애물((O)에 올라선 상태에서, 전진될 수 있다.
로봇(10a)은 도 7에 도시된 바와 같이, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 링크 모터(50)가 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 링크 모터(50) 보다 먼저 구동되어, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모듈(60)를 장애물(O)에 올리고, 이후, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 링크 모터(50)가 구동되어, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모듈(60)를 장애물((O)에 올릴 수 있다.
도 8은 본 실시 예에 따른 휠 모듈의 사시도이고, 도 9은 본 실시 예에 따른 로봇이 제 자리에서 회전할 때의 평면도이며, 도 10은 본 실시 예에 따른 로봇이 사선 방향으로 구동할 때의 평면도이고, 도 11은 본 실시 예에 따른 로봇이 전후 방향으로 구동할 때의 평면도이고, 도 12은 본 실시 예에 따른 로봇이 좌우 방향으로 구동할 때의 평면도이다.
휠 모듈(60)은 휠(61)과 휠 모터(62) 뿐만 아니라, 스티어링과 서스펜션(68)을 더 포함할 수 있다.
휠 모듈(60)은 도 8에 도시된 바와 같이, 스티어링 축(63)를 포함할 수 있고, 도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 기어 박스(64) 및 스티어링 모터(65)을 더 포함할 수 있다.
스티어링 축(63)와, 기어 박스(64) 및 스티어링 모터(65)는 휠(61)를 조향 할 수 있는 스티어링을 구성할 수 있다.
스티어링 축(63)은 휠 모터(62)를 좌우 회전시킬 수 있다. 스티어링 축(63)은 수직할 수 있고, 상하 방향(Z)으로 길 수 있다. 스티어링 축(63)은 휠(61)의 상측에서 휠(61)과 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.
스티어링 축(63)에서 스티어링 축(63)의 길이 방향으로 하측으로 연장된 연장선(E, 도 8 참조)은 휠(61)의 하단으로 연장될 수 있다.
휠 모터(62)에 연결된 휠(61)은 상하 방향(Z)으로 긴 스티어링 축(63)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계방향으로 좌우 회전할 수 있다.
기어 박스(64)는 스티어링 축(63)의 상측에서 스티어링 축(63)과 연결될 수 있다.
기어 박스(64)는 스티어링 축(63)이 연결되어 스티어링 축(63)을 회전시킬 수 있다. 기어 박스(64)는 동력 전달 기어를 포함할 수 있고, 스티어링 모터(65)의 회전축에 연결된 입력 기어와, 스티어링 축(63)에 연결된 출력 기어를 포함할 수 잇다. 동력 전달 기어의 일 예는 베벨 기어일 수 있다.
기어 박스(64)는 동력 전달 기어가 수용되는 공간이 형성되고 동력 전달 기어를 보호하는 박스 하우징을 포함할 수 있다.
스티어링 모터(65)는 기어 박스(64)에 연결되어 스티어링 축(63)을 회전시킬 수 있다. 스티어링 모터(65)는 플로우팅 기어(76)에 연결될 수 있다. 플로우팅 링크(76)가 입력 링크(72)에 들어 올려지면, 스티어링 모터(65)는 기어 박스(64)를 들어 올릴 수 있고, 기어 박스(64)는 스티어링 축(63)를 들어올 릴 수 있다.
스티어링 모터(65)는 플로우팅 기어(76)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
스티어링 모터(65)는 별도의 마운터(미도시)에 의해 플로우팅 기어(76)에 연결될 수 있다.
휠 모듈(60)은 도 8에 도시된 바와 같이, 스티어링 축(63)에 연결된 브래킷(66)와, 휠 모터(62)가 장착된 모터 마운터(67)을 포함할 수 있다. 휠 모듈(60)은 브래킷(66)과 모터 마운터(67) 사이에 배치된 서스펜션(68)을 더 포함할 수 있다.
브래킷(66)은 스티어링 축(63)의 하부에 연결된 스티어링 축 연결부 (66a)와, 서스펜션(68)의 상부가 연결된 서스펜션 연결부(66b) 및 스티어링 축 연결부 (66a)와, 서스펜션 연결부(66b)를 잇는 브릿지(66c)를 포함할 수 있다.
스티어링 축 연결부 (66a)은 휠(61)의 상측에 위치될 수 있고, 휠(61)과 상하 방향(Z)으로 이격될 수 있다.
브릿지(66c)는 대략 수평 방향으로 연장될 수 있다.
휠 모터(62) 중 휠(61)의 외부로 노출된 부분은 모터 마운터(67)에는 장착될 수 있다. 모터 마운터(67)는 휠 모터(62)의 옆에서 위치될 수 있다. 모터 마운터(67)는 휠 모터(62)의 옆에서 휠 모터(62)를 지지할 수 있다.
서스펜션(68)은 브래킷(66) 특히, 서스펜션 연결부(66b)에서 하측으로 연장된 서스펜션 축(68a)과, 서스펜션 축(68a)을 둘러싸고 서스펜션 연결부(66b)와 모터 마운터(68)의 사이에 배치된 서스펜션 스프링(68b)를 포함할 수 있다.
서스펜션 축(68a)의 하부는 모터 마운터(67)에 승강 가능하게 지지될 수 있다.
서스펜선 스프링(68b)의 일 예는 코일 형상의 스프링일 수 있다.
서스펜션(68)은 휠(61)이 들러 올려졌다가 연석이나 계단 등에 올려질 때, 충격을 흡수할 수 있다.
휠 모터(62)는 모터 마운터(67)와, 서스펜션(68) 및 브래킷(66)에 의해 스티어링 축(63)에 연결될 수 있다. 스티어링 축(62)의 회전시, 휠(61)은 좌우 회전될 수 있고, 휠 모터(62)의 구동시, 휠(62)은 전진되거나 후진될 수 있다.
이하, 로봇(10a)의 전후 구동모드에 대해 도 11을 참조하여, 설명한다.
모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62) 각각은 전진 모드로 구동될 수 있고, 로봇(10a)은 전방 방향으로 주행하는 전후 구동모드로 구동될 수 있다.
반면에, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62) 각각은 후퇴 모드로 구동될 수 있고, 로봇(10a)은 후방 방향으로 주행하는 전후 구동모드로 구동될 수 있다.
이하, 로봇(10a)의 제 자리 회전 모드(자전 모드)에 대해 도 9 및 도 11을 참조하여, 설명한다.
도 11에 도시된 로봇(10a)이 전후 방향(X)으로 구동할 때를 기준으로, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 스티어링 축(63)은 제1각도(예각, 예를 들면 45°) 만큼 반시계방향으로 회전될 수 있고, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 스티어링 축(63)은 제1각도(예각, 예를 들면 45°) 만큼 시계방향으로 회전될 수 있다. 그리고, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 스티어링 축(63)은 제1각도(예각, 예를 들면 45°) 만큼 시계방향으로 회전될 수 있고, 그리고, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 스티어링 축(63)은 제1각도(예각, 예를 들면 45°) 만큼 반시계방향으로 회전될 수 있다.
상기와 같은 상태에서, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모터(62)와 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모터(62)는 각각은 전진 모드로 구동되고, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모터(62)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모터(62) 각각은 후퇴 모드로 구동될 수 있고, 로봇(10a)은 제 자리에서 수직축을 중심으로 시계방향으로 회전되는 제자리 회전 모드로 구동될 수 있다.
반대로, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모터(62)와 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모터(62)는 각각은 후퇴 모드로 구동되고, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모터(62)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모터(62) 각각은 전진 모드로 구동될 수 있고, 로봇(10a)은 제 자리에서 수직축을 중심으로 반시계방향으로 회전되는 제 자리 회전 모드로 구동될 수 있다.
이하, 로봇(10a)의 사선 방향 구동모드에 대해 도 10 및 도 11을 참조하여, 설명한다.
도 11에 도시된 로봇(10a)이 전후 방향(X)으로 구동할 때를 기준으로, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 스티어링 축(63)은 제2각도(예각, 예를 들면 1°내지 89°) 만큼 반시계방향으로 회전될 수 있다.
스티어링 축(63)이 제2각도(예각, 예를 들면 1°내지 89°) 만큼 반시계방향으로 회전된 상태에서, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62) 각각이 전진 모드로 구동되면, 로봇(10a)은 전방 좌측의 사선 방향으로 전진 구동될 수 있다.
스티어링 축(63)이 제2각도(예각, 예를 들면 1°내지 89°) 만큼 반시계방향으로 회전된 상태에서, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62) 각각이 후퇴 모드로 구동되면, 로봇(10a)은 후방 우측의 사선 방향으로 후퇴 구동될 수 있다.
반면에, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 스티어링 축(63)은 제2각도(예각, 예를 들면 1°내지 89°) 만큼 시계방향으로 회전될 수 있다.
스티어링 축(63)은 제2각도(예각, 예를 들면 1°내지 89°) 만큼 시계방향으로 회전된 상태에서, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62) 각각이 전진 모드로 구동되면, 로봇(10a)은 전방 우측의 사선 방향으로 전진 구동될 수 있다.
스티어링 축(63)은 제2각도(예각, 예를 들면 1°내지 89°) 만큼 시계방향으로 회전된 상태에서, 모든 휠 어셈블리(40a)(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62) 각각이 후퇴 모드로 구동되면, 로봇(10a)은 후방 좌측의 사선 방향으로 후퇴 구동될 수 있다.
이하, 로봇(10a)의 좌우 구동모드에 대해 도 11 및 도 12을 참조하여, 설명한다.
도 11에 도시된 로봇(10a)이 전후 방향(X)으로 구동할 때를 기준으로, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 스티어링 축(63)과, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 스티어링 축(63)은 제3각도(예를 들면, 90°) 만큼 반시계방향으로 회전될 수 있고, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 스티어링 축(63)과, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 스티어링 축(63)은, 제3각도(예를 들면, 90°) 만큼 시계방향 회전될 수 있다.
상기와 같은 상태에서, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모터(62)와 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모터(62)는 각각은 전진 모드로 구동되고, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모터(62)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모터(62) 각각은 후퇴 모드로 구동되면, 로봇(10a)은 좌측 방향으로 주행하는 좌우 구동모드로 구동될 수 있다.
반면에, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)의 휠 모터(62)와 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)의 휠 모터(62)는 각각은 후퇴 모드로 구동되고, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)의 휠 모터(62)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)의 휠 모터(62) 각각은 전진 모드로 구동되면, 로봇(10a)은 우측 방향으로 주행하는 좌우 구동모드로 구동될 수 있다.
도 13는 본 실시 예에 따른 휠 어셈블리 다른 예의 측면도이다.
도 13에 도시된 휠 어셈블리의 예는 입력 판(72'); 출력 링크(74); 플로우팅 링크(76) 및 그라운드 링크(78)를 포함할 수 있고, 입력 판(72') 이외의 기타 구성 및 작용은 도 5에 도시된 휠 어셈블리와 동일할 수 있고, 이하 동일 부호를 사용하고, 중복된 설명을 생략한다.
입력 판(72')의 회전 중심은 링크 모터(50)의 회전축(52)에 연결될 수 있고, 링크 모터(50)의 구동시 입력 판(72')는 수평한 회전축(52)의 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다.
바 링키지(70)는 도 5에 도시된 입력 링크(72)나 도 13에 도시된 입력 판(72')에 한정되지 않고, 휠(61)을 반달 모양 혹은 은행나무 잎 모양 등의 궤적으로 ?ケ? 수 있는 구성이면, 도 5에 도시된 입력 링크(72)의 형상이나 도 13에 도시된 입력 판(72')의 형상에 한정되지 않음은 물론이다.
도 14는 본 실시 예에 따른 휠 어셈블리 또 다른 예의 측면도이다.
도 14에 도시된 휠 어셈블리의 예는 입력 링크(72)나 입력 판(72'); 출력 링크(74); 플로우팅 링크(76') 및 그라운드 링크(78)를 포함할 수 있고, 플로우팅 링크(76')의 이외의 기타 구성 및 작용은 도 5에 도시된 휠 어셈블리나 도 13에 도시된 휠 어셈블리와 동일할 수 있고, 이하 동일 부호를 사용하고, 중복된 설명을 생략한다.
플로우팅 링크(76')는 막대 형상으로 형성될 수 있다.
플로우팅 링크(76')는 입력 링크(72)와 제1회전요소(73)로 연결될 수 있고, 출력 링크(74)와, 제2회전요소(75)로 연결될 수 있으며, 휠 모듈(60)과 연결부(77)로 연결될 수 있다.
제1회전요소(73)과 제2회전요소(75)와 연결부(77)는 플로우팅 링크(76')의 길이 방향으로 이격될 수 있다. 제1회전요소(73)과 제2회전요소(75)와 연결부(77)는 플로우팅 링크(76')에 일렬로 위치할 수 있다. 제2회전요소(75)는 제1회전요소(73)과 연결부(77)의 사이에 위치할 수 있다. 제2회전요소(75)는 제1회전요소(73)과 연결부(77) 중에서 제1회전요소(73)에 더 근접할 수 있다. 제2회전요소(75)와 연결부(77) 사이의 거리는 제2회전요소(75)와 제1회전요소(73) 사이의 거리 보다 길 수 있다.
바 링키지(70)는 도 5에 도시된 플로우팅 링크(76)나 도 14에 도시된 플로우팅 링크(76')에 한정되지 않고, 휠(61)을 반달 모양 혹은 은행나무 잎 모양 등의 궤적으로 옮길 수 있는 구성이면, 도 5에 도시된 플로우팅 링크(76)의 형상이나 도 14에 도시된 플로우팅 링크(76')의 형상에 한정되지 않음은 물론이다.
도 15는 본 실시 예에 따른 로봇의 프론트 휠 어셈블리과 리어 휠 어셈블리가 계단을 오르는 다른 예가 도시된 측면도이다.
도 15의 (a)는 프론트 휠 어셈블리(40a)(40c)의 휠 모듈(60)이 계단 등의 장애물(O)을 오를 때의 도이다.
프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)는 장애물(O)을 오를 때, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, 함께 작동되는 것이 가능하다.
프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)는 상승 모드로 제어될 수 있고, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c) 각각의 휠 모듈(60)이 상측으로 들어올려졌을 때, 로봇 바디(30)의 전방 하부에 위치하는 프론트 지지부(37)는 장애물(O) 아래의 지면(T)에 닿을 수 있다.
프론트 지지부(37)가 지면(T)에 접촉된 상태에서, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c) 각각의 휠 모듈(60)은 장애물(O) 위로 오를 수 있다.
프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c) 각각의 휠 모듈(60)이 장애물(O) 위에 올라선 상태에서, 로봇(10a)은 로봇 바디(30)의 전방부가 들어올려지도록 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c)를 하강 모드로 구동할 수 있고, 프론트 지지부(37)는 지면(T)과 이격될 수 있다.
상기와 같이, 프론트 좌측 휠 어셈블리(40a)와, 프론트 우측 휠 어셈블리(40c) 각각의 휠 모듈(60)이 장애물(O)에 올라선 상태에서, 모든 휠 어셈블리(40a(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62)는 전진 모드로 구동될 수 있고, 로봇 바디(30)은 장애물(O) 위로 이동될 수 있다.
도 15의 (b)는 리어 휠 어셈블리(40b)(40d)의 휠 모듈(60)이 장애물(O)을 오를 때의 도이다.
리어 좌측 휠 어셈블리(40b)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d)는 장애물(O)을 오를 때, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 함께 작동되는 것이 가능하다.
모든 휠 어셈블리(40a(40b)(40c)(40d)의 휠 모터(62)가 전진 모드로 구동되면, 로봇 바디(30)의 후방 하부에 위치하는 리어 지지부(38)는 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 장애물(O) 위에 위치될 수 있고, 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 리어 지지부(38)가 장애물(O) 위에 위치된 상태에서, 로봇(10a)은 리어 휠 어셈블리(40b)(40d)를 상승 모드로 제어할 수 있다.
리어 지지부(38)가 장애물(O)의 상면에 접촉된 상태에서 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d) 각각은 하강 모드로 제어될 수 있고, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d) 각각이 하강 모드로 구동되면, 리어 좌측 휠 어셈블리(40b)와, 리어 우측 휠 어셈블리(40d) 각각의 휠 모듈(60)은 장애물(O)의 상면에 접촉되어, 장애물(O) 위로 올려질 수 있고, 장애물(O)의 상면에 접촉되었던 리어 지지부(38)는 장애물(O) 상면과 이격될 수 있다.
도 16은 본 실시 예에 따른 로봇이 실내 모드일 때의 측면도이다.
휠 어셈블리들(40c)(40d)의 휠(61)은 전후 방향(X)으로 이격될 수 있는데, 로봇(10a)의 실내 모드시, 전방에 위치하는 휠 어셈블리들(40c)의 휠(61)과 후방에 위치하는 휠 어셈블리(40d)의 휠(61) 사이의 전후 방향 간격(L)은 좁을 수 있고, 무게 중심(G)도 낮을 수 있다.
로봇 바디(30)에는 장애물 센서(100)가 장착될 수 있다. 장애물 센서(100)의 로봇 바디(30)의 전판부에 설치될 수 있고, 휠 어셈블리(40)는 장애물 센서(100)의 센싱 범위(R)를 침범하지 않을 수 있으며, 본 실시예는 장애물 센서(100)의 설치가 용이할 수 있다.
도 17은 본 실시 예에 따른 서스펜션으로 충격을 흡수할 때의 도이다.
로봇(10a)은 외부에서 충격(I)이 가해지면, 서스펜션은 이러한 충격(I)을 흡수할 수 있고, 바 링키지 및 로봇 바디(30)로 전달하는 충격은 최소화될 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.
30: 로봇 바디 40: 휠 어셈블리
50: 링크 모터 60: 휠 모듈
61: 휠 62: 휠 모터
68: 서스펜션 70: 바 링키지

Claims (15)

  1. 로봇 바디;
    상기 로봇 바디에 제공된 적어도 하나의 휠 어셈블리를 포함하고,
    상기 휠 어셈블리는
    상기 로봇 바디에 설치된 링크 모터;
    휠과, 상기 휠을 회전시키는 휠 모터를 포함하고 상기 로봇 바디와 이격된 휠 모듈; 및
    상기 링크 모터에 연결되고 상기 휠 모듈을 리프팅 시키는 4-바 링키지를 포함하는 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 4-바 링키지는
    상기 링크 모터에 연결된 입력 링크;
    상기 로봇 바디에 회전 가능하게 연결된 출력 링크; 및
    상기 입력 링크와, 출력 링크 각각이 회전 가능하게 연결되고, 상기 휠 모듈이 연결된 플로우팅 링크를 포함하는 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 4-바 링키지는 그라운드 링크를 더 포함하고,
    상기 그라운드 링크는
    상기 로봇 바디에 형성되어 상기 출력 링크를 회전 가능하게 지지하는 출력 링크 지지부와,
    상기 로봇 바디 중 상기 링크 모터와, 상기 출력 링크 지지부 사이의 바디부를 포함하는 로봇.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 플로우팅 링크의 길이는 상기 입력 링크의 길이 보다 긴 로봇.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플로우팅 링크의 길이는 상기 출력 링크의 길이 보다 긴 로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 모듈은
    스티어링 축;
    상기 스티어링 축이 연결된 기어 박스; 및
    상기 기어 박스에 연결되어 상기 스티어링 축을 회전시키는 스티어링 모터를 포함하는 로봇.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스티어링 축은 수직하고, 상기 휠 모터의 회전축은 수평한 로봇.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 스티어링 축에서 하측으로 연장된 연장선은 상기 휠의 하단으로 연장된 로봇.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 휠 모듈은
    상기 스티어링 축에 연결된 브래킷;
    상기 휠 모터가 장착된 모터 마운터; 및
    상기 브래킷과 모터 마운터 사이에 배치된 서스펜션을 포함하는 로봇.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 휠 어셈블리는 상기 로봇 바디에 복수개 제공되고, 복수개 휠 어셈블리는 상기 로봇 바디의 좌측부에 연결된 좌측 휠 어셈블리와, 상기 로봇 바디의 우측부에 연결된 우측 휠 어셈블리를 포함하고,
    상기 좌측 휠 어셈블리의 링크 모터는 상기 우측 휠 어셈블리의 링크 모터는 순차적으로 구동되는 로봇.
  11. 로봇 바디;
    상기 로봇 바디에 설치된 링크 모터;
    휠;
    상기 휠을 회전시키고, 상기 로봇 바디와 이격된 휠 모터;
    상기 링크 모터에 연결되고 상기 휠을 리프팅 시키는 바 링키지; 및
    상기 바 링키지에 연결되고 상기 휠을 조향하는 스티어링을 포함하는 로봇.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 바 링키지는
    상기 링크 모터에 연결된 입력 링크;
    상기 로봇 바디에 회전 가능하게 연결된 출력 링크; 및
    상기 입력 링크와, 출력 링크 각각이 회전 가능하게 연결되고, 플로우팅 링크를 포함하는 로봇.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 로봇 바디에는 상기 출력 링크를 회전 가능하게 지지하는 출력 링크 지지부가 형성되고,
    상기 로봇 바디는 상기 링크 모터와, 상기 출력 링크 지지부 사이의 바디부를 포함하며,
    상기 출력 링크 지지부와, 상기 바디부와 상기 링크 모터는 그라운드 링크를 형성하는 로봇.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 스티어링은
    스티어링 축;
    상기 스티어링 축이 연결된 기어 박스; 및
    상기 기어 박스에 연결되어 상기 스티어링 축을 회전시키는 스티어링 모터를 포함하는 로봇.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 스티어링 축에 연결된 브래킷;
    상기 휠 모터가 장착된 모터 마운터; 및
    상기 브래킷과 모터 마운터 사이에 배치된 서스펜션을 포함하는 로봇.
KR1020210177970A 2021-12-13 2021-12-13 로봇 KR20230089384A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210177970A KR20230089384A (ko) 2021-12-13 2021-12-13 로봇
PCT/KR2021/019053 WO2023113065A1 (ko) 2021-12-13 2021-12-15 로봇

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210177970A KR20230089384A (ko) 2021-12-13 2021-12-13 로봇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230089384A true KR20230089384A (ko) 2023-06-20

Family

ID=86774486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210177970A KR20230089384A (ko) 2021-12-13 2021-12-13 로봇

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230089384A (ko)
WO (1) WO2023113065A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170083854A (ko) 2016-01-11 2017-07-19 목포대학교산학협력단 가변형 바퀴가 장착된 이동로봇

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0632263A (ja) * 1992-07-15 1994-02-08 Tomita Denki Seisakusho:Kk 足付き移動車両
KR20090085176A (ko) * 2008-02-04 2009-08-07 한국과학기술원 다수의 하이브리드 형태의 다리를 갖는 이동로봇 및 그제어 방법
KR20170080949A (ko) * 2015-12-31 2017-07-11 충남대학교산학협력단 4 바 링크 구조를 갖는 주행 차량(로봇)의 서스펜션 힘 추정 시스템 및 방법
KR102040591B1 (ko) * 2018-02-22 2019-11-06 전북대학교산학협력단 질량중심 가변 메커니즘을 갖는 로버 플랫폼
CN109230161A (zh) * 2018-08-02 2019-01-18 张冠 自由转向越障的货物搬运方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170083854A (ko) 2016-01-11 2017-07-19 목포대학교산학협력단 가변형 바퀴가 장착된 이동로봇

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023113065A1 (ko) 2023-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11351073B2 (en) Robot
US20220097785A1 (en) Robot
KR102282104B1 (ko) 로봇
US20210097852A1 (en) Moving robot
US20210101288A1 (en) Moving bed robot
US11663936B2 (en) Robot
US11945097B2 (en) Robot and robot system comprising same
US11648161B2 (en) Robot
KR20210082920A (ko) 직렬탄성 구동기
US11559447B2 (en) Robot
US20210128384A1 (en) Moving bed robot and method of controlling the same
KR20190114927A (ko) 로봇 시스템 및 그 제어 방법
KR20210068745A (ko) 로봇
KR102625298B1 (ko) 로봇 및 그 제어방법
US20230311605A1 (en) Robot
US20210126478A1 (en) Charging station
US20240017580A1 (en) Robot
KR20230089384A (ko) 로봇
US11613000B2 (en) Robot
US11623341B2 (en) Robotic wheelchair
US20220111508A1 (en) Robot
KR20190113690A (ko) 로봇 시스템 및 그 제어방법
KR20230072307A (ko) 로봇
US20230310683A1 (en) Robot
KR20210070153A (ko) 로봇