KR20240021421A - 주차 로봇 - Google Patents

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KR20240021421A
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distance
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KR1020220099711A
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김홍삼
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주식회사 케이엔
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Abstract

주차 로봇은, 주정차 대상인 자동차의 수용공간이 형성된 로봇 본체, 로봇 본체의 하부에 설치되며, 자동차의 바퀴를 지지하는 클램핑 암, 및 로봇 본체의 하부에 설치되는 본체 구동모듈을 포함하는 주차 로봇으로서, 클램핑 암은, 로봇 본체와 수용공간 사이를 선회하는 제 1 선회바, 및 제 1 선회바의 측방에 위치하면서, 로봇 본체와 수용공간 사이를 선회하는 제 2 선회바를 포함하고, 제 1 선회바 및 제 2 선회바는 수용공간으로 회전하여 바퀴를 밀어올리면서 자동차를 지지하는 것이다.

Description

주차 로봇 {PARKING ROBOT}
본 발명은 주차 로봇으로서, 보다 구체적으로는 수용공간 내로 자동차를 수용하며, 동시에 자동차의 축간거리에 따라 서로의 간격이 조절되는 클램핑 암으로 바퀴를 밀어올려 자동차를 지지하고, 주차 공간 내를 운행하면서 자동차를 주차하는 주차 로봇에 관한 것이다.
차량 운전자, 특히 초보 운전자의 경우에는 차량의 주행에 능숙하더라도 차량 주차에 미숙한 운전자가 많다. 또한, 차량의 주차 중에 접촉사고 등의 여러가지 사건 사고의 보고가 끊이지 않고 있으며, 최근에는 차량의 주차 중 사소한 실수로 차량의 추락사고도 보고되고 있는 실정이다. 더욱이, 대부분의 차량 운전자들은 시간의 부족 등의 이유로 주차 가능 영역이 있음에도 불구하고 주차가 금지된 곳에 주차하는 경험이 있는 실정이다.
이에, 주차 대행 서비스는 차량 운전자가 주차장 등의 특정 지역에 주차함에 있어서, 차량 운전자의 불편함 또는 시간 기타 여러가지 이유로 차량 운전자를 대행하여 차량을 주차목적지까지 이송하는 서비스로서, 차량 운전자를 대신할 주차요원이 상주하는 특정 지역에 방문하는 차량에 대하여 이러한 서비스가 이루어지는 경우가 있다.
또한, 최근에는 차량에 따라서 차량 스스로 주차영역에 주차할 수 있는 기능을 갖춘 차량의 개발이 보고되고 있으나, 이의 상용화는 비용 등 여러가지 이유로 난항을 겪고 있는 실정이다. 더욱이, 이러한 경우, 차량의 동력 계통을 직접 제어하여야 하므로, 챠량이 주차된 이 후, 잠금 장치의 작동 여부에 대한 불안으로 차량 운전자가 주차 완료시까지 대기하여야 하는 등의 문제점이 있으며, 주차된 차량에 대하여 다시 출차하는데 있어서는 마땅한 기능을 갖추고 있지 못하고 있는 실정이다.
이러한 점을 고려하여 차량을 자동으로 주차시키는 주차 로봇(한국공개특허 제10-2010-0073078호 참조)이 고려되고 있으나, 이러한 주차 로봇은 차량을 지지하기 위해 별도의 차량 승강장치가 필요하고, 차량 지지를 위한 별도의 정반(팔레트)이 필요한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 별도의 장비가 없이도 자율 주행하면서 차량을 주차할 수 있는 주차 로봇의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 수용공간 내로 자동차를 수용하며, 동시에 자동차의 축간거리에 따라 서로의 간격이 조절되는 클램핑 암으로 바퀴를 밀어올려 자동차를 지지하고, 주차 공간 내를 운행하면서 자동차를 주차하는 주차 로봇을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇은, 주정차 대상인 자동차의 수용공간이 형성된 로봇 본체, 로봇 본체의 하부에 설치되며, 자동차의 바퀴를 지지하는 클램핑 암, 및 로봇 본체의 하부에 설치되는 본체 구동모듈을 포함하는 주차 로봇으로서, 클램핑 암은, 로봇 본체와 수용공간 사이를 선회하는 제 1 선회바, 및 제 1 선회바의 측방에 위치하면서, 로봇 본체와 수용공간 사이를 선회하는 제 2 선회바를 포함하고, 제 1 선회바 및 제 2 선회바는 수용공간으로 회전하여 바퀴를 밀어올리면서 자동차를 지지하는 것이다.
본 발명에 따르면, 수용공간 내로 자동차를 수용하며, 동시에 자동차의 축간거리에 따라 서로의 간격이 조절되는 클램핑 암으로 바퀴를 밀어올려 자동차를 지지하고, 주차 공간 내를 운행하면서 자동차를 주차하는 주차 로봇을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇의 평면도로서, 클램핑 암이 펼쳐진 상태를 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇의 평면도로서, 클램핑 암이 접혀진 상태를 나타낸다.
도 4 는 제어모듈이 축간거리 감지 센서 및 외부로부터 축간거리에 대한 정보를 수신한 후 클램핑 암 간의 거리를 조정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5 는 클램핑 암이 자동차의 바퀴를 밀어올리는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6 은 주차 로봇이 레이저 유도를 받으면서 운행을 하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7 은 주차 로봇에 의해 주정차될 자동차의 사시도이다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1 내지 7 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇을 설명한다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇의 사시도이다. 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇의 평면도로서, 클램핑 암이 펼쳐진 상태를 나타낸다. 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇의 평면도로서, 클램핑 암이 접혀진 상태를 나타낸다.
도 4 는 제어모듈이 축간거리 감지 센서 및 외부로부터 축간거리에 대한 정보를 수신한 후 클램핑 암 간의 거리를 조정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 5 는 클램핑 암이 자동차의 바퀴를 밀어올리는 과정을 나타낸 도면이다. 도 6 은 주차 로봇이 레이저 유도를 받으면서 운행을 하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 7 은 주차 로봇에 의해 주정차될 자동차의 사시도이다.
도 1 내지 7 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주차 로봇(150)은, 로봇 본체(10), 본체 구동모듈(60), 클램핑 암(clamping arm), 축간거리 감지 센서(70), 제어모듈(130), 레이저 스캐너(80), 안전핀, 장애물 감지 센서(90), 및 높이 조절 모듈을 포함한다.
로봇 본체(10)는 주정차 대상인 자동차(110)의 수용공간(100)이 형성된 몸체이다.
로봇 본체(10)는 수용공간(100)을 형성하고 있으므로 전체적인 형상이 "ㄷ"자 내지 "C"자 형상일 수 있다.
이러한 로봇 본체(10)에는 후술하는 구성들이 설치될 수 있다.
본체 구동모듈(60)은 로봇 본체(10)의 하부에 설치되어 로봇 본체(10)를 이동시키는 모듈이다.
이러한 본체 구동모듈(60)은 바퀴를 포함할 수 있으며, 바퀴의 개수는 4개, 6개 또는 8개일 수 있다. 그러나, 본체 구동모듈의 형태는 바퀴에 한정되는 것은 아니며 로봇 본체(10)를 이동시킬 수 있다면 다양한 형태가 적용될 수 있다.
클램핑 암은 로봇 본체(10)의 하부에 설치되며, 자동차(110)의 바퀴(120)를 지지하는 구성이다.
이러한 클램핑 암은 제 1 선회바(20), 제 2 선회바(30)를 포함할 수 있다.
제 1 선회바(20)는 바(bar) 형상일 수 있으며, 로봇 본체(10)의 하부에 회전축이 형성되어 로봇 본체(10)와 수용공간(100) 사이를 선회할 수 있다(도 2의 A, B 참조).
제 2 선회바(30)는 제 1 선회바(20)의 측방에 위치할 수 있으며, 바 형상일 수 있고, 로봇 본체(10)의 하부에 회전축이 형성되어 로봇 본체(10)와 수용공간(100) 사이를 선회할 수 있다(도 2의 A, B 참조).
도 5 에 도시된 바와 같이, 이러한 제 1 선회바(20) 및 제 2 선회바(30)는 수용공간(100)으로 회전하여 바퀴(120)를 밀어올리면서 자동차(110)를 지지할 수 있다.
구체적으로, 도 5(a) 를 보면, 제 1 선회바(20) 및 제 2 선회바(30)는 로봇 본체(10) 쪽으로 접혀져 있으며, 자동차(110)는 수용공간(100) 내로 들어온 상태이다.
도 5(b) 를 보면, 제 1 선회바(20) 및 제 2 선회바(30)는 수용공간(100) 쪽으로 회전하여 바퀴(120)에 접하게 된다.
도 5(c) 를 보면, 제 1 선회바(20) 및 제 2 선회바(30)는 계속 서로에게 인접하도록 회전하면서 바퀴(120)를 밀어올릴 수 있다.
또한, 제 1 선회바(20) 및 제 2 선회바(30)에는 바퀴(120)가 접하는 부분에 롤러(25)가 설치될 수 있으며, 그에 따라 제 1 선회바(20) 및 제 2 선회바(30)에 접한 바퀴(120)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
클램핑 암은 로봇 본체(10)의 길이방향을 기준으로 프론트 클램핑 암(40) 및 리어 클램핑 암(50)을 포함할 수 있다.
즉, 로봇 본체(10)의 좌측 및 우측 각각에 프론트 클램핑 암(40) 및 리어 클램핑 암(50)이 설치되어, 총 4개의 클램핑 암이 설치될 수 있다.
이러한 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)는 자동차(110)의 축간거리(앞바퀴와 뒷바퀴의 거리)(L)에 따라 조정될 수 있다.
이와 관련하여, 자동차(110)의 종류에 따라 축간거리(L)는 다를 수 있으며, 만약 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)가 동일하다면 주차시킬 수 있는 자동차(110)의 종류가 한정된다는 문제점이 생긴다.
이러한 점을 고려하여, 본 발명의 경우는 자동차(110)의 축간거리(L)에 따라 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)가 조정될 수 있으며, 그에 따라 다양한 자동차(110)를 주차시킬 수 있다.
프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)를 조정하기 위한 구성의 일 형태를 보면, 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50) 중 어느 하나의 클램핑 암은 고정하고, 나머지 클램핑 암은 타이밍 구조체를 통해 직선운동을 하도록 하여 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)를 조정할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 타이밍 구조체는 한 쌍의 타이밍 풀리, 한 쌍의 타이밍 풀리에 걸려 있는 타이밍 벨트, 타이밍 풀리를 회전시키는 구동모터 및 직선운동하는 클램핑 암과 타이밍 벨트를 연결하는 연결부재를 포함할 수 있다.
이러한 구성 하에서, 구동모터에 의해 타이밍 풀리가 회전하고, 그에 따라 타이밍 벨트가 구동하게 되며, 타이밍 벨트와 연결된 클램핑 암은 직선운동을 할 수 있다.
다만, 이러한 방식에 제한되는 것은 아니며, 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)를 조정할 수 있다면 다양한 방식이 적용될 수 있다.
축간거리 감지 센서(70)는 로봇 본체(10)에 설치되어, 자동차(110)의 축간거리(L)를 파악하는 센서이다.
전술한 바와 자동차(110)의 축간거리(L)에 따라 클램핑 암의 거리가 조정될 필요가 있고, 그에 따라 축간건리 감지 센서는 자동차(110)의 축간거리(L)를 감지할 수 있습니다.
축간거리 감지 센서(70)의 일 형태로, 축간거리 감지 센서(70)가 레이저 빔 또는 초음파를 자동차(110)의 일측에 위치한 두 바퀴(120)에 각각 발광하고, 두 바퀴(120)로부터 반사되어 돌아온 레이저 빔 또는 초음파를 수광하여 각각의 거리를 계산한 후, 이러한 정보를 삼각법에 대입하여 축간거리(L)를 산출할 수 있다.
그러나, 축간거리 감지 센서(70)의 방식 및 형태는 다양할 수 있다.
제어모듈(130)은 로봇 본체(10)에 설치되어, 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)를 조정하고, 주차 로봇(150)의 현위치 및 경로를 확인하고, 후속 경로를 산출하는 모듈이다.
구체적으로, 도 4 에서 알 수 있듯이, 제어모듈(130)은 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)를 조정하기 위해, 축간거리 감지 센서(70)로부터 축간거리(L)에 대한 정보를 수신한 후, 이러한 정보를 근거로 타이밍 풀리를 회전시키는 구동모터를 제어하여 직선운동하는 클램핑 암의 이동거리를 조절할 수 있다.
또는, 제어모듈(130)은 외부로부터 수신한 자동차(110)의 축간거리(L)에 따라 프론트 클램핑 암(40)과 리어 클램핑 암(50)의 거리(D)를 조정할 수도 있다.
예를 들어, 주차장 입구에 설치된 인식 센서를 통해 자동차(110)의 번호판 또는 차량 종류를 인식하고, 이러한 인식 정보는 관리 서버에 전달되어 관리 서버에서 인식된 자동차(110)의 축간거리(L)에 대한 정보를 제어모듈(130)에 제공할 수 있다.
다르게는, 인식 정보가 바로 제어모듈(130)로 전달되어 제어모듈(130) 내에서 자동차(110)의 축간거리(L)를 파악할 수도 있다.
다음으로, 제어모듈(130)은 후술하는 레이저 스캐너(80)가 제공하는 정보를 근거로 자동차(110)의 현재 위치 및 경로를 확인하고, 후속 경로를 산출 및 안내할 수 있다.
이러한 산출 정보를 토대로 본체 구동모듈(60)을 제어하여 주차 로봇(150)의 운행을 제어할 수 있다.
레이저 스캐너(80)는 주차 로봇(150)의 운행에 레이저 네비게이션 방식을 적용하기 위해 사용되는 장치이다.
즉, 주차 로봇(150)은 레이저 스캐너(80)가 제공하는 레이저 유도를 통해 주차 공간 내에서 운행을 할 수 있다.
이를 위해, 레이저 스캐너(80)는 주차 공간 내에 설치된 레이저 반사체에 레이저를 발광하고, 레이저 반사체에 반사되어 오는 레이저 빔을 수광할 수 있다.
여기서, 도 6 에 나타난 바와 같이, 일 형태로, 주차 공간 내에는 반사판 기둥(140)이 설치될 수 있고, 반사판 기둥(140)에 반사판(160)에 부착될 수 있다.
이 과정에서 레이저 빔이 반사되어 돌아오는 시간을 통해 주차 로봇(150)과 반사판(160) 간의 거리 정보 및 주차 로봇(150)의 위치 정보를 획득할 수 있고, 제어모듈(130)은 이러한 정보를 레이저 스캐너(80)로부터 획득하여 주차 로봇(150)의 후속 경로를 산출하고 안내하는 역할을 할 수 있다.
안전핀(미도시)은 로봇 본체(10)에 설치되며, 주변 물체 또는 벽체와 접촉할 경우 본체 구동모듈(60)이 정지되도록 하는 장치이다.
안전핀의 접촉 정보를 통해 주차 로봇(150)은 충돌 사고를 방지할 수 있으며 안전 운행이 가능하다.
안전핀의 일 형태로, 안전핀은 소정의 길이를 가지는 바 형상일 수 있으며, 이러한 안전핀은 로봇 본체(10)의 둘레를 따라 소정 개수 설치될 수 있다.
장애물 감지 센서(90)는 로봇 본체(10)에 설치되며, 주변의 장애물을 감지하는 센서이다.
주차 로봇(150)이 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위해, 장애물 감지 센서(90)는 장애물을 감지하여, 주차 로봇(150)이 장애물을 회피하도록 할 수 있다.
높이 조절 모듈(미도시)은 클램핑 암의 높이를 조절하는 모듈이다.
본 발명의 경우, 클램핑 암을 통해 자동차(110)의 바퀴(120)를 밀어올려 자동차(110)가 소정 높이에서 지지되도록 하나, 경우에 따라서는 자동차(110)를 더 높은 위치에서 지지할 필요가 있다.
예를 들어, 주차 로봇(150)의 주행 경로 상에 돌출된 부분이 있을 수 있으며, 이럴 경우 자동차(110)가 손상을 입을 수 있다.
이러한 경우를 방지하기 위해, 높이 조절 모듈은 클램핑 암의 높이를 조절하여 자동차(110)의 지지 높이를 조정할 수 있다.
이러한 높이 조절 모듈은, 클램핑 암과 연결된 수직 연결체, 및 수직 연결체를 승강시키는 승강 구동모듈을 포함할 수 있다.
승강 구동모듈이 수직 연결체를 승강시켜 클램핑 암의 높이가 조절되고, 그에 따라 자동차(110)의 지지 높이를 제어할 수 있다.
높이 조절 모듈의 일 형태로서, 승강 구동모듈은 잭킹장치일 수 있으며, 이러한 잭킹장치가 수직 연결체를 승강시켜, 그에 따라 클램핑 암이 승강할 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 로봇 본체 20: 제 1 선회바
25: 롤러 30: 제 2 선회바
40: 프론트 클램핑 암 50: 리어 클램핑 암
60: 본체 구동모듈 70: 축간거리 감지 센서
80: 레이저 스캐너 90: 장애물 감지 센서
100: 수용공간 110: 자동차
120: 바퀴 130: 제어모듈
140: 반사판 기둥 150: 주차 로봇
160: 반사판

Claims (9)

  1. 주정차 대상인 자동차의 수용공간이 형성된 로봇 본체;
    상기 로봇 본체의 하부에 설치되며, 상기 자동차의 바퀴를 지지하는 클램핑 암(clamping arm); 및
    상기 로봇 본체의 하부에 설치되는 본체 구동모듈을 포함하는 주차 로봇으로서,
    상기 클램핑 암은,
    상기 로봇 본체와 상기 수용공간 사이를 선회하는 제 1 선회바; 및
    상기 제 1 선회바의 측방에 위치하면서, 상기 로봇 본체와 상기 수용공간 사이를 선회하는 제 2 선회바를 포함하고,
    상기 제 1 선회바 및 제 2 선회바는 상기 수용공간으로 회전하여 상기 바퀴를 밀어올리면서 상기 자동차를 지지하는 것인 주차 로봇.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램핑 암은 상기 로봇 본체의 길이방향을 기준으로 프론트 클램핑 암 및 리어 클램핑 암을 포함하고,
    상기 프론트 클램핑 암과 리어 클램핑 암의 거리는 상기 자동차의 축간거리에 따라 조정되는 것인 주차 로봇.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축간거리를 파악하는 축간거리 감지 센서; 및
    상기 축간거리 감지 센서로부터 수신한 상기 축간거리에 따라 상기 프론트 클램핑 암과 리어 클램핑 암의 거리가 조정되도록 하는 제어모듈을 더 포함하는 주차 로봇.
  4. 제 2 항에 있어서,
    외부로부터 수신한 상기 축간거리에 따라 상기 프론트 클램핑 암과 리어 클램핑 암의 거리가 조정되도록 하는 제어모듈을 더 포함하는 주차 로봇.
  5. 제 1 항에 있어서,
    주차 공간 내에 설치된 레이저 반사체에 레이저를 발광하고, 상기 레이저 반사체에 반사되어 오는 상기 레이저 빔을 수광하는 레이저 스캐너; 및
    상기 레이저 스캐너로부터 획득한 정보를 근거로 현재 위치 및 경로를 확인하고, 후속 경로를 산출 및 안내하는 제어모듈을 더 포함하는 주차 로봇.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 선회바 및 제 2 선회바에는 상기 바퀴가 접하는 부분에 롤러가 설치된 것인 주차 로봇.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 본체에 설치되며, 주변 물체 또는 벽체와 접촉할 경우 상기 본체 구동모듈이 정지되도록 하는 안전핀을 더 포함하는 주차 로봇.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇 본체에 설치되며, 주변의 장애물을 감지하는 장애물 감지 센서를 더 포함하는 주차 로봇.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 클램핑 암의 높이를 조절하는 높이 조절 모듈을 더 포함하고,
    상기 높이 조절 모듈은,
    상기 클램핑 암과 연결된 수직 연결체; 및
    상기 수직 연결체를 승강시키는 승강 구동모듈을 포함하는 것인 주차 로봇.
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