KR20240048603A - 도어 손잡이 회전장치 - Google Patents

도어 손잡이 회전장치 Download PDF

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KR20240048603A
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신호철
류동석
이원서
박종원
이진이
임기홍
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 이동로봇들이 보관하고 다니다가 여닫이문을 열고자 할 때 여닫이문의 도어 손잡이 부근의 여닫이문 일면에 부착시켜서 도어 손잡이를 용이하게 회전시킬 수 있는 도어 손잡이 회전장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치는 여닫이문의 일면에 일측이 고정되는 문 고정부, 그리고 문 고정부의 타측에 일측이 결합되어 지지되며, 여닫이문의 도어 손잡이를 파지하여 회전시키는 손잡이 회전부를 포함한다.

Description

도어 손잡이 회전장치{DOOR HANDLE ROTATION DEVICE}
본 발명은 도어 손잡이 회전장치에 관한 것이다.
이동 로봇을 건물 내부에서 사용하기 위해서 많은 연구자들이 로봇이 스스로 여닫이문을 열고/닫는 고난도 기술을 수십 년간 계속해 오고 있다. 종래의 기술로 로봇이 여닫이문을 열고 지나가기 위해서는 6자유도 이상의 다관절 로봇이 필요하고 문손잡이와 그 위치를 인식하고 로봇 팔이 손잡이를 잡아 돌리고 궤적을 계산해 내고 이동 플랫폼과 연동하여 유기적으로 동작을 만들어 내는 기술 등 성능이 뛰어난 하드웨어와 고난도의 소프트웨어 기술이 필요하다.
근래에 많이 개발되고 있는 방역로봇, 호텔 서빙 로봇, 병원 돌봄이 로봇과 같은 서비스 로봇은 다관절 로봇 팔이 없거나 간단한 로봇 팔만을 구비하고 있기 때문에 건물 내부에서 서비스를 제공하면서도 문이 닫혀 있는 장소는 들어갈 수 없어 서비스에 제한이 생긴다.
한편, 바퀴 구동을 적용한 간단한 모양의 이동 플랫폼을 채택하고 있는 서비스 로봇들이 여닫이문을 쉽게 통과할 수 있도록 도어 손잡이를 열어주는 개별적인 장치가 있으면 서비스 로봇의 적용처가 크게 확대될 것으로 예상되므로 개별적으로 도어 손잡이를 회전시키는 장치의 개발이 요구되고 있다.
관련 선행문헌으로 일본등록특허 4,878,007는 "도어 열림용 로봇 핸드 및 로봇"을 개시한다.
일본등록특허 4,878,007
본 발명의 일 실시예는 이동로봇들이 보관하고 다니다가 여닫이문을 열고자 할 때 여닫이문의 도어 손잡이 부근의 여닫이문 일면에 부착시켜서 도어 손잡이를 용이하게 회전시킬 수 있는 도어 손잡이 회전장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치는 여닫이문의 일면에 일측이 고정되는 문 고정부, 그리고 문 고정부의 타측에 일측이 결합되어 지지되며, 여닫이문의 도어 손잡이를 파지하여 회전시키는 손잡이 회전부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 이동로봇들이 보관하고 다니다가 여닫이문을 열고자 할 때 여닫이문의 도어 손잡이 부근의 여닫이문 일면에 부착시켜서 도어 손잡이를 용이하게 회전시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치가 도어의 일면에 결합된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치의 결합관계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치의 다른 사용예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 문 고정부를 도어의 일면에 고정하는 다른 사용예를 도시한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 도면들을 참조하여 도어 손잡이 회전장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치가 도어의 일면에 결합된 상태를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치의 결합관계를 도시한 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치의 다른 사용예를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 문 고정부를 도어의 일면에 고정하는 다른 사용예를 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치는 문 고정부(100)와 손잡이 회전부(200)를 포함하며, 이동로봇들이 보관하고 다니다가 여닫이문(10)을 열고자 할 때 여닫이문(10)의 도어 손잡이(12) 부근의 여닫이문(10) 일면에 부착시켜서 도어 손잡이(12)를 용이하게 회전시킬 수 있다.
문 고정부(100)는 베이스부(150), 흡착패드(110), 그리고 흡착 구동부(120)를 포함하며, 여닫이문(10)의 일면에 일측이 고정되며, 손잡이 회전부(200)를 지지하는 기능을 한다.
베이스부(150)는 손잡이 회전부(200)와의 결합을 지지할 수 있다. 베이스부(150)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 베이스부(150)는 흡착패드(110)가 삽입되는 결합구멍이 구비될 수 있다. 베이스부(150)에 구비된 결합구멍을 일부 막는 위치에 결합되며, 흡착패드(110)의 후방 이동을 방지하는 흡착 고정 브래킷(140)을 더 포함할 수 있다. 즉, 문 고정부(100)는 여닫이문(10)의 일면에 흡착되는 흡착패드(110)를 베이스부(150)에 고정시키며, 흡착패드(110)의 후방 이탈을 방지하는 흡착 고정 브래킷(140)을 더 포함할 수 있다. 필요에 따라 베이스부(150)에는 다른 부품들이 고정될 수도 있다. 예를 들어, 로봇 또는 사용자가 문 고정부(100)를 파지할 수 있는 흡착 손잡이(130)를 더 포함할 수 있다. 흡착 손잡이(130)는 로봇 등이 손잡이 회전부(200)를 파지하여 여닫이문(10)으로 옮겨 장착할 때 사용될 수 있다. 필요에 따라 베이스부(150) 상부에 따로 손잡이 회전부(200)를 들고 옮길 수 있는 손잡이를 구성할 수도 있다. 흡착패드(110)는 베이스부(150)의 일측에 고정될 수 있고 베이스부(150)에는 손잡이 회전부(200)가 고정 결합될 수 있다.
흡착패드(110)는 베이스부(150)의 일측에 구비되며, 여닫이문(10)의 일면에 일측이 흡착 고정될 수 있다. 흡착패드(110)는 여닫이문(10)에 직접 접촉하여 흡착력을 발생하는 구조로 형성될 수 있다.
흡착 구동부(120)는 흡착패드(110)의 타측에 연결되어 흡착패드(110)의 흡착 구동을 구현할 수 있다. 흡착 구동부(120)는 선형 작동기를 포함할 수 있다. 흡착 구동부(120)는 흡착패드(110)가 여닫이문(10)의 일면에 접촉하여 흡착가능한 상태에서 흡착패드(110)의 접착면과 인접된 다른 면을 잡아당겨 흡착패드(110)의 접착면에서 흡착력이 발생되도록 할 수 있다. 흡착 구동부(120)의 몸체는 흡착 손잡이(130)에 고정될 수 있다. 흡착 구동부(120)의 몸체는 구동 실린더 형상으로 형성될 수 있다. 흡착 구동부(120)의 몸체 일단은 흡착패드(110)를 잡아당기는 돌출부에 일직선으로 연결되어 흡착패드(110)의 돌출부를 잡아당기도록 연결될 수 있다. 한편, 도 4에 도시한 바와 같이 흡착 구동부(120a)의 몸체 일단이 흡착패드(110a)를 잡아당기는 지렛대 구조의 레버(122)의 일단에 힌지 연결되고 다른 일단은 몸체에 형성된 힌지에 연결되어 지렛대 구조의 레버(122)로 흡착패드(110a)를 잡아당기는 돌출부의 직선 운동을 구현할 수도 있다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 레버(122)가 세워진 비흡착 상태에서 흡착 구동부(120a)를 작동하여 레버(122)가 눕혀진 흡착 상태로 흡착패드(110a)의 흡착상태를 조절할 수 있다. 한편, 레버(122)와 흡착패드(110a)의 연결관계에 따라 비흡착 상태와 흡착 상태를 반대로 구현할 수도 있다. 이와 같이 흡착패드(110a)의 흡착을 자동으로 하기 위해 레버(122)를 세웠다 눕혔다 할 수 있도록 흡착 구동부(120a)를 사용하여 원격으로 작동할 수 있다. 여기서 흡착 구동부(120a)는 선형 작동기를 예로 보였으나 진공펌프 등의 다른 작동 구조를 적용할 수 있다.
손잡이 회전부(200)는 도어 손잡이(12)를 파지하는 파지부(220), 파지부(220)를 개폐할 수 있게 선형으로 연결하는 파지 구동부(210), 그리고 동력 전달부를 포함하며, 문 고정부(100)의 타측에 일측이 결합되어 지지되고, 여닫이문(10)의 도어 손잡이(12)를 파지하여 회전시키는 기능을 한다.
파지부(220)는 도어 손잡이(12)를 파지하는 기능을 한다. 파지부(220)는 파지 본체(230)에 연결되며, 서로 대면되는 적어도 한 쌍의 집게부를 포함할 수 있다. 파지부(220)는 볼형 손잡이를 파지하는 파지력을 크게 할 수 있도록 두 개 이상의 손가락 모양 집게부를 포함할 수 있다. 두개 이상의 집게부는 서로 대면되는 위치에 구비될 수 있다. 파지부(220)는 일단에 구비되어 도어 손잡이(12)와의 접촉력을 증대시키는 미끄럼 방지 패드(222)를 포함할 수 있다. 미끄럼 방지 패드(222)는 집게부 선단에 구비되어 도어 손잡이(12)를 파지했을 때 미끄럼을 방지할 수 있다. 미끄럼 방지 패드(222)는 볼형 손잡이를 파지하는 끝단에서 접촉력을 높이기 위해 다양한 패드 형태로 적용될 수 있다. 예를 들어, 미끄럼 방지 패드(222)는 공압 패드 형태로 구비될 수 있다. 파지부(220)와 미끄럼 방지 패드(222)는 도어 손잡이(12)를 파지했을 때 안정적인 파지를 제공할 수 있도록 그 사이에 탄성체로 연결될 수 있다.
파지 구동부(210)는 파지부(220)의 일측에 구비되어 파지부(220)의 파지공간을 넓히거나 좁힐 수 있는 방향으로 구동되도록 동력을 발생하는 기능을 한다. 파지 구동부(210)는 회전동력을 만들어내는 파지 회전모터를 포함한다. 파지 구동부(210)는 전동 모터나 공압 실린더 또는 유압 실린더 등을 적용하여 파지부(220)를 선형으로 구동함으로써 파지부(220)의 집게부 사이를 넓히거나 좁게 개폐할 수 있다.
동력 전달부는 파지 구동부(210)와 파지부(220) 사이에 연결되어 파지 구동부(210)의 동력을 파지부(220)로 전달하는 기능을 한다. 동력 전달부는 파지 구동부(210)의 회전력을 파지부(220)로 전달하는 기어부를 포함할 수 있다. 기어부는 파지 구동부(210) 일단에 고정되어 회전 운동을 입력받는 파지 구동 회전 기어(260), 공간절약을 위해 동력전달 기어(240)를 작게 만들었을 때 이를 이어주는 중간 기어(250), 파지 회전모터의 회전동력을 전달하기 위해 파지 회전모터(210)의 일축에 형성되는 동력전달 기어(240)를 포함한다. 파지 구동 회전 기어(260)는 그 무게를 줄이기 위하여 부분 원형 기어로 형성될 수 있으며 온전한 원형기어를 사용할 수도 있다. 여기서 무게를 줄이기 위하여 부분 원형 기어로 제작된 파지 구동 회전 기어(260)는 파지부(220)에 고정되는 부분은 작은 원형으로 제작될 수 있으며 부분 원형 기어부분은 도어 손잡이(12)의 회전에 필요한 각도(약 90도)보다 약간 큰 정도, 즉 120도 정도만을 기어로 제작하여 사용할 수 있다.
한편, 파지 구동 회전 기어(260)에 일측이 연결되고, 타측이 파지부(220)에 연결되어 파지 구동 회전 기어(260)의 구동에 연동되어 파지부(220)로 도어 손잡이(12)의 파지 또는 회전 동작이 가능하게 연동시키는 링크부를 더 포함할 수 있다.
손잡이 회전부(200)는 문 고정부(100)에 결합되는 파지 고정 브래킷(270)을 더 포함할 수 있다. 파지 고정 브래킷(270)은 일단에 파지부(220)가 연결되는 파지 본체(230)의 반대편 일단을 힌지 연결하여 일축으로 회전이 가능하게 고정할 수 있다. 파지 고정 브래킷(270)은 일단에 파지 본체(230)를 회전 연결하고 있으며 중간에 파지 회전모터(210)를 볼트 등으로 고정하도록 볼트 홀 등을 구비할 수 있다. 반대편 일단은 상향으로 구부러지게 형성되어 베이스부(150) 또는 베이스부(150)에 고정되는 흡착 고정 브래킷(140)에 고정될 수 있는 볼트 홀 등을 구비할 수 있어 베이스판(150) 또는 흡착 고정 브래킷(140)에 고정될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치는 도 3에 도시된 바와 같이 레버형 손잡이가 적용된 여닫이문(10)에도 바로 적용할 수 있으며 파지부(220)의 집게부 사이 중심을 레버형 손잡이(12a)의 회전 중심에 위치시킴으로써 레버형 손잡이(12a)를 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도어 손잡이 회전장치를 이용하면 바퀴 구동을 적용한 간단한 모양의 이동 플랫폼을 채택하고 있는 서비스 로봇들이 댐퍼가 있는 여닫이문(10)을 쉽게 통과할 수 있게 해주어 서비스 로봇의 적용처가 크게 확대될 수 있다.
먼저, 로봇으로 문 고정부(100)를 파지하여 베이스부(150)의 뒷 면에 위치된 흡착패드(110)가 여닫이문(10)의 일면과 평행하게 적당한 거리(예 15cm)에 문 고정부(100)를 위치시킬 수 있다. 파지부(220)가 도어 손잡이(12)이를 정확하게 파지하기 위해서 파지 본체(230)의 중심을 도어 손잡이(12) 중심에 일치시키는 것이 중요하다. 이를 위해 파지 본체(230)와 도어 손잡이(12)의 상대 위치를 파악할 수 있게 해주는 소형 카메라를 파지 본체(230)가 도어 손잡이(12)를 바라보는 면에 장착할 수 있다. 그리고 문 고정부(100)의 흡착패드(110)가 여닫이문(10)의 표면에 밀착되도록 이동시킬 수 있다. 이후 흡착 구동부(120)를 작동시켜 문 고정부(100)가 여닫이문(10)에 붙어있도록 흡착력을 발생시킬 수 있다.
이후, 로봇의 카메라 등으로 도어 손잡이(12)의 회전 중심축을 인식하여 파지부(220)의 회전 중심축이 일치하도록 손잡이 회전부(200)를 위치시킬 수 있다. 이러한 상태에서 손잡이 회전부(200)를 구동하여 도어 손잡이(12)를 용이하게 회전시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 ; 여닫이문 12 ; 도어 손잡이
100 ; 문 고정부 110 ; 흡착패드
120 ; 흡착 구동부 130 ; 흡착 손잡이
140 ; 흡착 고정 브래킷 150 ; 베이스부
200 ; 손잡이 회전부 210 ; 파지 구동부
220 ; 파지부 222 ; 미끄럼 방지 패드
230 ; 파지 본체 270 ; 파지 고정 브래킷

Claims (11)

  1. 여닫이문의 일면에 일측이 고정되는 문 고정부, 그리고
    상기 문 고정부의 타측에 일측이 결합되어 지지되며, 상기 여닫이문의 도어 손잡이를 파지하여 회전시키는 손잡이 회전부
    를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  2. 제1항에서,
    상기 문 고정부는
    상기 손잡이 회전부와의 결합을 지지하는 베이스부,
    상기 베이스부의 일측에 구비되며, 상기 여닫이문의 일면에 일측이 흡착 고정되는 흡착패드, 그리고
    상기 흡착패드의 타측에 연결되어 상기 흡착패드의 흡착 구동을 구현하는 흡착 구동부
    를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  3. 제2항에서,
    상기 베이스부는 상기 흡착패드가 삽입되는 결합구멍이 구비되는 도어 손잡이 회전장치.
  4. 제3항에서,
    상기 베이스부에 구비된 상기 결합구멍을 일부 막는 위치에 결합되며, 상기 흡착패드의 후방 이동을 방지하는 흡착 고정 브래킷을 더 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  5. 제3항에서,
    상기 흡착 구동부는 선형 작동기를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  6. 제1항에서,
    상기 손잡이 회전부는
    도어 손잡이를 파지하는 파지부,
    상기 파지부의 일측에 구비되어 상기 파지부의 파지공간을 넓히거나 좁힐 수 있는 방향으로 구동되도록 동력을 발생하는 파지 구동부, 그리고
    상기 파지 구동부와 상기 파지부 사이에 연결되어 상기 파지 구동부의 동력을 상기 파지부로 전달하는 동력 전달부
    를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  7. 제6항에서,
    상기 파지부는 파지 본체에 연결되며, 서로 대면되는 적어도 한 쌍의 집게부를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  8. 제7항에서,
    상기 파지부는 일단에 구비되어 상기 도어 손잡이와의 접촉력을 증대시키는 미끄럼 방지 패드를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  9. 제8항에서,
    상기 미끄럼 방지 패드는 공압 패드를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  10. 제6항에서,
    상기 손잡이 회전부는 상기 문 고정부에 결합되는 파지 고정 브래킷을 더 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
  11. 제6항에서,
    상기 동력 전달부는
    상기 파지 구동부의 회전력을 상기 파지부로 전달하는 기어부를 포함하는 도어 손잡이 회전장치.
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