KR20240052418A - 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로봇에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 로봇은, 내부에 모터 및 배터리가 수용되는 로봇 본체, 상기 로봇 본체를 지지하는 레그부, 상기 레그부에 회전 가능하게 결합되고, 지면 위를 구름 이동하는 휠부, 상기 로봇 본체의 양 측면에 회전 가능하게 결합되는 암 및 상기 암에 배치되고, 상기 암을 상기 로봇 본체와 함께 이동되는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합시키는 결합부를 포함할 수 있다.

Description

로봇 {ROBOT}

본 발명은 로봇에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사용자에게 다양한 기능을 제공하는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합될 수 있는 로봇에 관한 것이다.

최근에는 로봇 기술의 발전에 따라 산업 분야뿐만 아니라 가정에도 로봇의 사용이 증가되고 있다.

가정용 로봇은 청소 등의 가사를 돕거나 가전 기기를 제어하는 등 사람의 집안 내의 일을 대신 수행하는 로봇, 또는 인공 지능(AI)을 이용하여 사용자의 비서 역할을 수행하거나 사용자에게 교육을 제공하는 로봇, 또는 반려 동물을 대신하는 로봇 등이 있다.

그러나 종래의 가정용 로봇은 상기의 기능 중 어느 하나만을 수행하고, 사용자의 필요 또는 상황에 따라 다양한 기능을 수행하지 못하는 한계가 있다.

한편, 로봇은 특정 위치에 고정된 상태로 기능을 수행하는 로봇은 물론, 이동 가능한 이동형 로봇도 존재한다. 특히, 가정에서 사용하는 로봇의 경우에는 사용자를 대신하거나 사용자를 따라 집안을 이동하는 이동형 로봇이 주로 사용된다.

이동형 로봇 중에서도, 2개의 바퀴를 갖는 이륜형 로봇은 적은 지면 면적을 차지하여 보관이 손쉬운 장점이 있고, 로봇의 방향 전환 시 회전 반경이 작아 상대적으로 공간이 협소한 가정에서 사용되기 용이한 장점이 있다.

한편, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0048815호에는 청소헤드와 장착되는 로봇 팔을 포함하는 로봇이 개시되어 있다.

상기 로봇은 도킹부를 통해 청소헤드와 로봇 팔이 결합 또는 분리될 수 있다. 그러나, 상기 로봇은 로봇 팔의 도킹부가 청소헤드에 마련된 홈과 도킹되어 결합되는 기능만을 가지고 있다. 이때, 청소헤드의 무게가 무거운 경우 등에는 로봇 팔과 청소헤드가 결합되더라도 청소헤드를 들어올리는 과정에서 쉽게 분리된다는 한계가 있다.

또한, 로봇이 넘어지는 경우에는 도킹부가 지면에 접촉되면서 오염 또는 파손되는 경우가 발생할 수 있다는 한계가 있다.

한편, 미국 공개특허공보 제2019-0258523호에는 다른 물건을 들어올리는 리프트를 포함하는 로봇이 개시되어 있으나, 상기 리프트가 다른 물체와 결합되는 구조에 대해서는 개시되어 있지 않다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0048815호 미국 공개특허공보 제2019-0258523호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 사용자에게 다양한 기능을 제공하는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합되는 암을 구비한 로봇을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 기능 모듈과 결합되는 결합부가 지면에 접촉되면서 오염 또는 파손되는 경우를 방지할 수 있는 로봇을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 자성에 의해 기능 모듈과 착탈 가능하게 결합되는 로봇을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 후크 구조에 의해 기능 모듈과 걸림 결합될 수 있는 로봇을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 탄성에 의해 기능 모듈과 안정적으로 결합될 수 있는 로봇을 제공하는 것을 과제로 한다.

또한, 본 발명은 기능 모듈과 전기적으로 연결되어 서로 신호를 송수신할 수 있는 로봇을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 로봇은, 내부에 모터 및 배터리가 수용되는 로봇 본체; 상기 로봇 본체를 지지하는 레그부; 상기 레그부에 회전 가능하게 결합되고, 지면 위를 구름 이동하는 휠부; 상기 로봇 본체의 양 측면에 회전 가능하게 결합되는 암; 및 상기 암에 배치되고, 상기 암을 상기 로봇 본체와 함께 이동되는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합시키는 결합부;를 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈 부재;를 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 대응되는 위치에서 서로 걸림 결합되는 걸림 부재;를 포함할 수 있다.

상기 기능 모듈은, 상기 로봇 본체와 대응되는 위치에 배치되는 모듈 본체; 및 상기 모듈 본체에 회전 가능하게 결합되고, 상기 걸림 부재에 형성된 걸림홈에 삽입되어 걸리는 후크; 및 상기 후크가 상기 걸림홈에 걸린 상태를 유지하도록 상기 후크의 회전에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈 부재;를 포함하고, 상기 착탈 부재가 자기적 인력에 의해 상기 기능 모듈과 결합됨에 따라 상기 후크는 상기 걸림 부재에 의해 가압되어 회전하면서 상기 걸림홈에 삽입되어 걸릴 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 전기적으로 연결되는 연결 단자;를 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 암의 회전 반경 외측에 배치될 수 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 의한 로봇은, 내부에 모터 및 배터리가 수용되는 로봇 본체; 상기 로봇 본체를 지지하는 레그부; 상기 레그부에 회전 가능하게 결합되고, 지면 위를 구름 이동하는 휠부; 상기 로봇 본체의 양 측면에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 결합부와, 한 쌍의 상기 회전 결합부를 서로 연결하는 연결부와, 상기 연결부를 회전축으로 하여 회전 가능하게 배치되는 회전체와, 상기 회전체에 회전력을 제공하는 회전 모터;를 포함하는 암; 및 상기 회전체와 일체로 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전체를 상기 로봇 본체와 함께 이동되는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합시키는 결합부;를 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈 부재;를 포함할 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 대응되는 위치에서 서로 걸림 결합되는 걸림 부재;를 포함할 수 있다.

상기 기능 모듈은, 상기 로봇 본체와 대응되는 위치에 배치되는 모듈 본체; 상기 모듈 본체에 회전 가능하게 결합되고, 상기 걸림 부재에 형성된 걸림홈에 삽입되어 걸리는 후크; 및 상기 후크가 상기 걸림홈에 걸린 상태를 유지하도록 상기 후크의 회전에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하고, 상기 회전체가 회전하는 과정에서 상기 후크는 상기 걸림홈에서 이탈될 수 있다.

상기 결합부는, 상기 기능 모듈과 전기적으로 연결되는 연결 단자;를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 로봇에 의하면, 사용자의 명령 또는 상황에 따라 로봇 본체의 전방 또는 후방에 기능 모듈을 분리 가능하게 결합시킬 수 있고, 기능 모듈을 통해 다양한 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기능 모듈과 결합되는 결합부를 회전에 의해 외부로 노출시키거나 내부로 숨길 수 있고, 로봇이 넘어지는 경우 결합부가 지면에 접촉되면서 오염 또는 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 암에 금속 또는 전자석으로 이루어진 착탈 부재를 배치하여 로봇과 기능 모듈을 자성에 의해 착탈 가능하게 결합시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 걸림 부재에 의해 가압되어 회전하는 후크가 탄성력에 의해 걸림홈의 내측으로 회전함으로써 로봇과 기능 모듈이 안정적으로 걸릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 착탈 부재와 착탈부 사이에서 발생하는 자기적 인력에 의해 로봇과 기능 모듈은 별도의 구동원 없이도 서로 걸림 결합될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 연결 단자에 의해 로봇과 기능 모듈이 전기적으로 연결되므로 로봇 또는 기능 모듈에 대한 전원 공급이 이루어지고, 서로 신호를 송수신함에 따라 통신이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 다른 각도에서 바라본 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로봇에서 암을 회전시키는 동력 전달을 설명하기 위한 부분 절개도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 저면도이다.
도 7a 및 도 7b는 암의 회전이 제한되는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 7a 및 도 7b의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 이동하지 않고 대기하고 있는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 앞쪽으로 넘어진 상태에서 일어나는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 뒷쪽으로 넘어진 상태에서 일어나는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로봇에서 로봇 마스크와 로봇 본체의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 기능 모듈과 결합된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 결합부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 회전체가 회전하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 18a 내지 도 18c는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 결합부가 기능 모듈과 결합되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 로봇과 결합되는 기능 모듈의 사시도이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 로봇과 결합되는 기능 모듈의 세부 구성을 설명하기 위한 확대도이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 제어 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 정면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇을 다른 각도에서 바라본 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇에서 암을 회전시키는 동력 전달을 설명하기 위한 부분 절개도가 도시되어 있으며, 도 5에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 평면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 저면도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)은 바닥에 놓여 바닥면을 따라 이동하도록 이루어진다. 이에 따라, 이하에서는 로봇(1)이 바닥에 놓인 상태를 기준으로 상하방향을 정하여 설명하도록 한다.

그리고 후술할 매핑 카메라(610)가 배치된 쪽을 로봇(1)의 전방으로 정하여 설명한다. 또한, 전방의 반대 방향을 로봇(1)의 후방으로 정하여 설명한다.

본 발명의 실시예에서 설명되는 각 구성의 '가장 낮은 부분'은, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)이 바닥에 놓여 사용될 때, 각 구성에서 가장 낮게 위치하는 부분일 수 있고, 또는 바닥과 가장 가까운 부분일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)은, 로봇 본체(100), 레그부(200), 휠부(300), 암(400) 및 로봇 마스크(500)를 포함하여 이루어진다. 이때, 로봇 본체(100)에는 레그부(200)가 결합되고, 레그부(200)에는 휠부(300)가 결합된다. 또한, 로봇 본체(100)의 양 측면에는 암(400)이 피봇 가능하게 결합된다. 그리고, 로봇 본체(100)에는 로봇 마스크(500)가 착탈 가능하게 결합된다.

로봇 본체

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)에서 로봇 본체(100)를 설명하면 다음과 같다.

로봇 본체(100)에는 로봇(1)을 이루는 각 부품들이 결합될 수 있다. 예를 들어 로봇 본체(100)에는 로봇 마스크(500)가 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 로봇 본체(100)에는 암(400)이 피봇 가능하게 결합된다. 로봇 본체(100)의 양측 단부에는 암(400)이 피봇 가능하게 결합된다. 로봇 본체(100)는 암(400)을 통하여 기능 모듈(900)과 결합하여 추가적인 기능을 수행할 수 있다. 또한, 로봇 본체(100)는 암(400)을 통하여 절전을 위하여 대기하는 자세나, 넘어졌을 때 일어나는 자세를 구현할 수 있다.

로봇(1)을 이루는 일부 부품들은 로봇 본체(100)의 내부에 수용될 수 있다.

본체 하우징(110)은 로봇 본체(100)의 외형을 이룰 수 있다. 본체 하우징(110)의 내부 공간에는 서스펜션 모터(MS)를 포함한 하나 이상의 모터, 하나 이상의 센서 및 배터리(B)를 수용할 수 있다.

또한, 도시되지는 않았으나, 본체 하우징(110)의 내부에는 적어도 하나 이상의 범퍼가 구비될 수 있다.

범퍼는, 본체 하우징(110)에 대하여 상대이동 가능하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 범퍼는, 본체 하우징(110)의 전후 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 본체 하우징(110)에 결합될 수 있다.

범퍼는 본체 하우징(110)의 전면 테두리 일부 또는 전체를 따라 결합될 수 있다. 또한, 범퍼는 본체 하우징(110)의 내부 후측에 배치될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 로봇(1)이 다른 사물 또는 사람과 충돌할 경우, 범퍼는 로봇 본체(100)에 인가되는 충격을 흡수하여 로봇 본체(100) 및 로봇 본체(100)의 내부에 수용된 부품을 보호할 수 있다.

본체 하우징(110)의 내부에는 한 쌍의 레그부(200)가 결합된다. 한 쌍의 레그부(200)는 본체 하우징(110)을 관통하여 외부에 노출될 수 있다.

구체적으로, 본체 하우징(110)의 내부에는 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)가 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 본체 하우징(110)의 내부에는 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)가 링크 결합되는 링크 프레임(미도시)이 구비될 수 있다.

그리고, 본체 하우징(110)의 내부에는 서스펜션 모터(MS)가 수용될 수 있다. 예를 들어, 링크 프레임(미도시)에는 서스펜션 모터(MS)가 배치될 수 있다. 서스펜션 모터(MS)는 제1 링크(210)와 연결될 수 있다.

본체 하우징(110)에는 한 쌍의 레그 가이드홀(111)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 레그 가이드홀(111)은 본체 하우징(110)의 전후 방향을 따라 나란하게 형성될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 레그부(200)는 레그 가이드홀(111)을 따라 회전 이동할 수 있고, 레그부(200)의 회전 이동 범위를 가이드할 수 있다.

본체 하우징(110)은 상하방향 높이보다 수평방향의 폭(또는 직경)이 더 큰 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어. 본체 하우징(110)은 타원체와 유사한 형태로 형성될 수 있다.

이러한 로봇 본체(100)는, 로봇(1)이 안정된 구조를 이루도록 돕고, 로봇(1)이 이동(주행)함에 있어서 균형을 잡는 데에 유리한 구조를 제공할 수 있다.

로봇 본체(100)는 후술할 휠(310)의 연직 상측에 배치될 수 있다. 로봇 본체(100)의 하중은 레그부(200)를 통하여 휠(310)로 전달될 수 있고, 휠(310)은 레그부(200) 및 로봇 본체(100)를 지지할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 로봇 본체(100)의 하중을 휠(310)이 안정적으로 받칠 수 있다.

로봇 본체(100)는 디스플레이(120)를 포함할 수 있다. 디스플레이(120)는 본체 하우징(110)과 결합할 수 있다. 디스플레이(120)는 평판 형태로 형성될 수 있다. 디스플레이(120)는 지면을 기준으로 소정 각도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 전방 상측을 바라보는 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 로봇(1)이 사용자에게 가까이 다가왔을 때, 사용자가 로봇(1)을 바라보면 디스플레이(120)가 보이도록 할 수 있다.

한편, 디스플레이(120)는 로봇(1)의 작동 상태에 관한 정보를 사용자에게 시각적으로 전달할 수 있다.

디스플레이(120)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.

디스플레이(120)는 로봇(1)의 작동 시간 정보, 배터리(B) 전력 정보 등의 정보가 표시될 수 있다.

실시예에 따라, 디스플레이(120)는 입력부(125)일 수 있다. 즉, 디스플레이(120)는 사용자로부터 제어명령이 입력될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(120)는 작동 상태를 시각적으로 보여주고, 사용자로부터 제어명령이 입력되는 터치스크린일 수 있다.

디스플레이(120)에는 로봇(1)의 얼굴 표정이 표시될 수 있다. 또는, 디스플레이(120)에는 로봇(1)의 눈동자가 표시될 수 있다. 디스플레이(120)에 표시되는 얼굴의 모양 또는 눈동자의 모양을 통해 로봇(1)의 현재 상태가 감정으로 의인화되어 표현될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 외출했다가 귀가하는 경우 디스플레이(120)에는 웃는 얼굴 표정 또는 웃는 눈 모양이 표시될 수 있다. 이로써, 사용자는 로봇(1)과 교감하는 느낌을 받는 효과가 있다.

본체 하우징(110)에는 충전 단자(130)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 충전 단자(130)는 지면을 향하여 배치될 수 있다. 일 예로, 충전 단자(130)는 지면과 마주보도록 배치될 수 있다. 다른 예로, 충전 단자(130)는 지면과 소정 각도를 이루어 배치될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 로봇(1)이 로봇 충전대(미도시)와 결합할 경우, 충전 단자(130)는 로봇 충전대(미도시)에 구비된 단자와 접촉될 수 있다.

충전 단자(130)는 로봇 충전대(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 로봇(1)은 충전 단자(130)를 통하여 전원을 공급받을 수 있다. 충전 단자(130)로 공급된 전원은 배터리(B)로 공급될 수 있다. 또한, 로봇(1)은 충전 단자(130)를 통하여 전기 신호를 수신할 수 있다. 충전 단자(130)를 통하여 전달된 전기 신호는 제어부(700)가 수신할 수 있다.

한편, 본체 하우징(110)의 전방 하부에는 매핑 카메라(610)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 매핑 카메라(610)는 본체 하우징(110)의 좌우 방향 중심을 통과하는 중심선 상에 배치될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 매핑 카메라(610)가 로봇(1)의 전방에 배치된 사물 또는 사람을 감지할 수 있다.

또한, 본체 하우징(110)의 전방 하부에는 IR 센서(620)가 배치될 수 있다. 예를 들어, IR 센서(620)는 소정 간격을 두고 한 쌍이 좌우 방향으로 배치될 수 있다. 이와 같은 구성으로, IR 센서(620)는 적외선을 발생시키는 광원의 위치를 감지할 수 있다.

IR 센서(620)는 매핑 카메라(610)와 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 IR 센서(620) 사이에는 매핑 카메라(610)가 배치될 수 있다.

이와 같은 배치로, 기능 모듈(900) 또는 로봇 충전대(미도시)의 램프가 조사하는 빛을 IR 센서(620)가 감지할 수 있고, 램프를 향하여 로봇 본체(100)가 접근하면, 매핑 카메라(610)가 기능 모듈(900) 또는 로봇 충전대(미도시)의 형태를 감지할 수 있다.

레그부

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)에서 레그부(200)를 설명하면 다음과 같다.

레그부(200)는, 로봇 본체(100)와 결합되고, 로봇 본체(100)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 레그부(200)는 한 쌍 구비되어, 각각 본체 하우징(110)의 내부에 결합된다. 한 쌍의 레그부(200)는 서로 대칭(선대칭)적으로 배치될 수 있다. 이때, 레그부(200)의 적어도 일부는 로봇 본체(100)보다 지면에 가깝게 배치된다. 따라서, 로봇 본체(100)는 한 쌍의 레그부(200)에 의하여 지면을 딛고 서있는 형태로 주행할 수 있다. 즉, 로봇 본체(100)에 인가되는 중력은 레그부(200)에 의하여 지지될 수 있고, 로봇 본체(100)의 높이가 유지될 수 있다.

레그부(200)는 제1 링크(210), 제2 링크(220) 및 제3 링크(230)를 포함한다. 이때, 제1 링크(210)와 제2 링크(220)는 각각 로봇 본체(100)와 제3 링크(230)에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 제1 링크(210)와 제2 링크(220)는 각각 로봇 본체(100)와 제3 링크(230)에 링크 결합된다.

제1 링크(210)는 로봇 본체(100)의 내부 좌우 측에 링크 결합된다.

제1 링크(210)는 서스펜션 모터(MS)와 연결된다. 예를 들어, 제1 링크(210)는 서스펜션 모터(MS)의 샤프트와 직접 또는 기어를 통하여 연결될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 제1 링크(210)는 서스펜션 모터(MS)로부터 구동력을 전달받는다.

제1 링크(210)는 프레임 형태로 형성되고, 길이 방향 일측에는 서스펜션 모터(MS)가 연결되며, 길이 방향 타측에는 제3 링크(230)가 결합된다. 이때, 서스펜션 모터(MS)와 연결되는 제1 링크(210)의 일측은 제3 링크(230)와 결합되는 타측보다 지면으로부터 멀게 배치될 수 있다.

제1 링크(210)의 일측은 본체 하우징(110)의 내부에 구비된 레그 지지부(미도시)에 결합된다. 제1 링크(210)는 상기 레그 지지부에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 링크(210)의 일측은 디스크 형태 또는 원판 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 제1 링크(210)의 일측은 레그 지지부를 관통하여 서스펜션 모터(MS)와 연결될 수 있다.

제1 링크(210)의 일측은 서스펜션 모터(MS)와 연결된다. 예를 들어, 제1 링크(210)의 일측은 서스펜션 모터(MS)의 샤프트와 고정 결합될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 서스펜션 모터(MS)가 구동되면, 서스펜션 모터(MS)의 샤프트의 회전과 연동하여 제1 링크(210)의 일측이 회전될 수 있다.

제1 링크(210)의 타측은 제3 링크(230)에 회전 가능하게 결합된다. 예를 들어, 제1 링크(210)의 타측에는 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 관통홀에는 샤프트가 회전 가능하게 관통 결합될 수 있다. 상기 샤프트의 길이 방향 양측 단부는 제3 링크(230)에 결합될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 샤프트는 제1 링크(210) 및/또는 제3 링크(230)가 회전되는 축이 될 수 있다. 따라서, 제1 링크(210)와 제3 링크(230)는 상대 회전 가능하게 연결될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 레그부(200)에는 중력 보상부를 더 포함할 수 있다. 중력 보상부는 중력에 의하여 로봇 본체(100)가 연직 하방으로 내려오는 것을 보상한다. 즉, 중력 보상부는 로봇 본체(100)를 떠받치도록 힘을 제공한다.

예를 들어, 중력 보상부는 토션 스프링일 수 있다. 중력 보상부는 제1 링크 (210)의 외주면 외측을 감싸도록 권선될 수 있다. 그리고, 중력 보상부의 일측 단부는 제1 링크(210)에 삽입되어 고정 결합되고, 중력 보상부의 타측 단부는 제3 링크(230)에 삽입되어 고정 결합될 수 있다.

중력 보상부는 제1 링크(210)와 제3 링크(230) 사이의 각도가 커지는 방향으로 힘(회전력)을 인가한다. 예를 들어, 중력 보상부는 제1 링크(210)와 제3 링크(230) 사이의 사잇각이 커지는 방향으로 복원력을 인가하도록 미리 중력 보상부의 양측 단부가 오므려져 있다. 따라서, 로봇(1)이 지면에 놓인 상태에서 로봇 본체(100)에 중력이 인가되더라도 제1 링크(210)와 제3 링크(230) 사이의 사잇각을 소정 각도 범위 내로 유지시킬 수 있다.

이와 같은 구성으로, 서스펜션 모터(MS)가 구동되지 않더라도 로봇 본체(100)가 지면 쪽으로 하강되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 중력 보상부에 의하여 서스펜션 모터(MS) 구동에 따른 에너지 손실을 방지하면서, 로봇 본체(100)의 높이를 지면으로부터 소정 거리 이상으로 유지시키는 효과가 있다.

제2 링크(220)는 로봇 본체(100)의 내부 좌우 측에 링크 결합된다. 예를 들어, 제2 링크(220)는 본체 하우징(110)의 내부에 구비된 레그 지지부(미도시)에 링크 결합될 수 있다. 즉, 제2 링크(220)는 제1 링크(210)가 결합된 레그 지지부(미도시)에 함께 결합될 수 있다.

제2 링크(220)는 프레임 형태로 형성되고, 길이 방향 일측은 레그 지지부(미도시)에 결합되며, 길이 방향 타측은 제3 링크(230)가 결합된다.

제2 링크(220)에는 전선이 수용될 수 있다. 예를 들어, 제2 링크(220)의 내측에는 전선이 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 따라서, 전선을 통하여 배터리(B)의 전원을 휠부(300)로 공급할 수 있다. 이와 함께, 전선이 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

제2 링크(220)의 일측에는 레그 지지부에 회전 가능하게 결합된다. 예를 들어, 도시되지는 않았으나 제2 링크(220)의 일측은 레그 지지부에 결합되는 샤프트가 관통 결합될 수 있다. 상기 샤프트에는 중공이 형성될 수 있다. 중공에는 전선이 통과할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 배터리(B)에서 휠 모터(MW)로 전원을 공급하는 전선이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

제2 링크(220)의 타측은 제3 링크(230)에 회전 가능하게 결합된다. 구체적으로, 제2 링크(220)의 타측 단부는 샤프트를 통하여 제3 링크(230)에 회전 가능하게 결합된다. 예를 들어, 제2 링크(220)의 타측은 디스크 형태로 형성될 수 있고, 상기 샤프트가 관통 결합될 수 있다. 그리고, 샤프트의 길이 방향 양측 단부는 제3 링크(230)에 결합될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 샤프트는 제2 링크(220) 및/또는 제3 링크(230)가 회전되는 축이 될 수 있다. 따라서, 제2 링크(220)와 제3 링크(230)는 상대 회전 가능하게 연결될 수 있다.

제3 링크(230)는 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)와 링크 결합되고, 휠부(300)와 결합된다.

제3 링크(230)는 프레임 형태로 형성되고, 길이 방향 일측에는 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)가 결합되며, 길이 방향 타측에는 휠부(300)가 결합된다.

제3 링크(230)의 길이 방향 일측은 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)와 링크 결합된다. 예를 들어, 제3 링크(230)의 일측에는 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)가 수용 가능하도록 공간이 형성될 수 있다. 즉, 제3 링크(230)의 일측은 나란한 한 쌍의 프레임 형태로 형성될 수 있고, 상기 한 쌍의 프레임 사이의 공간에 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)가 수용될 수 있다.

여기에서, 한 쌍의 프레임 사이에는 두 개의 샤프트가 나란하게 배치될 수 있다. 즉, 두 개의 샤프트 각각의 양측 단부는 한 쌍의 프레임과 결합될 수 있다. 그리고 샤프트 각각은 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)를 관통할 수 있다. 이때, 제1 링크(210)는 제2 링크(220)보다 전방 하측에 배치될 수 있다. 즉, 제1 링크(210)를 관통하는 샤프트는 제2 링크(220)를 관통하는 샤프트보다 휠(310)에 가깝게 배치될 수 있다.

따라서, 제1 링크(210)와 제2 링크(220)는 각각 제3 링크(230)와 상대 회전 가능하도록 결합될 수 있다.

제3 링크(230)의 길이 방향 타측은 휠부(300)와 결합된다. 제3 링크(230)의 길이 방향 타측은 휠(310)의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 링크(230)의 길이 방향 타측은, 휠(310)의 회전 중심을 덮도록 형성될 수 있고, 내부에는 휠(310)을 회전 가능하게 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있다.

또한, 제3 링크(230)의 길이 방향 타측 내부에는 휠 모터(MW)가 수용될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 제3 링크(230)의 길이 방향 타측에는 휠(310) 및 휠 모터(MW)가 수용될 수 있고, 휠(310)이 회전 가능하게 결합될 수 있다.

한편, 제3 링크(230)의 길이 방향 타측에는 지면과의 거리를 측정할 수 있는 센서가 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 센서는 ToF 센서(Time of Flight sensor)일 수 있다. 이와 같은 구성으로, 제어부(700)는 휠(310)이 지면에 접촉하고 있는 지 여부를 판단할 수 있다.

한편, 레그부(200)에는 스토퍼(240)가 구비될 수 있다. 스토퍼(240)는 본체 하우징(110)의 내부에 배치될 수 있다. 스토퍼(240)는 암(400)의 회전 결합부(410)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 스토퍼(240)는 원통 형태로 형성된 회전 결합부(410)의 내주면 내측에 배치될 수 있다.

일 예로, 스토퍼(240)는 레그 지지부(미도시)에 배치될 수 있다. 다른 예로, 스토퍼(240)는 제1 링크(210)에 배치될 수 있다.

스토퍼(240)는 회전 결합부(410)를 향하여 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 스토퍼(240)는 소정 두께를 갖고, 동심원 상에 배치되는 아치(arch) 형태로 돌출 형성될 수 있다. 이때, 스토퍼(240)의 외주면은 로봇(1)의 전방 상측을 향하여 배치되고, 스토퍼(240)의 내주면은 스토퍼의 후방 하측을 향하여 배치될 수 있다.

스토퍼(240)는 후술할 암(400)의 회전 돌기(480)와 접촉 지지될 수 있다. 예를 들어, 회전 결합부(410)의 내주면 상에 돌출 형성된 회전 돌기(480)는 암(400)의 회전에 따라 함께 회전되고, 암(400)이 소정 위치까지 회전될 경우 회전 돌기(480)와 접촉될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 스토퍼(240)는 암(400)이 회전할 경우, 암(400)의 회전 각도를 제한할 수 있다.

레그부(200)에 의한 균형을 전체적으로 살펴보면, 로봇 본체(100)의 내부에 구비된 링크 프레임(미도시)에는 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)가 회전 가능하게 결합되고, 제1 링크(210) 및 제2 링크(220)는 제3 링크(230)와 링크 결합된다. 즉, 로봇(1)은 링크 프레임(미도시), 제1 링크(210), 제2 링크(220) 및 제3 링크(230)로 이루어진 4절 링크를 통하여 로봇 본체(100)를 지지하는 구조를 가진다.

그리고, 레그부(200)는 중력 보상부가 로봇 본체(100)를 들어 올리는 방향으로 복원력을 발생시킨다. 따라서, 서스펜션 모터(MS)가 구동되지 아니한 상태에서도 한 쌍의 레그부(200)가 지면으로부터 소정 높이만큼 로봇 본체(100)를 들어올린 상태를 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)은, 장애물을 넘기 위하여 한 쌍의 휠(310) 중 어느 하나를 들어올리거나, 충전 등을 위하여 로봇 본체(100)의 높이를 낮출 때, 서스펜션 모터(MS)를 구동시켜 균형을 유지시킬 수 있다.

서스펜션 모터(MS)가 구동되면, 모터 결합부(212)를 축으로 하여 제1 링크(210)가 회전하면서 링크 결합부(213)가 상측으로 이동된다. 그리고, 제3 링크(230)는 제1 링크(210)의 회전에 따라 이동된다. 그리고, 제2 링크(220)는 제3 링크(230)에 의하여 밀려 회전 운동된다. 결과적으로, 제3 링크(230)의 일측 단부는 후방으로 이동되고, 제3 링크(230)의 타측 단부는 상측으로 이동될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 휠(310)을 상하 방향으로 이동시키더라도, 휠(310)의 전후 방향 이동 범위를 제한할 수 있다. 따라서, 로봇(1)이 안정적으로 균형을 유지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 로봇(1)에 의하면, 4절 링크 구조를 이용하여 다양한 높이의 장애물을 넘어갈 수 있는 효과가 있다.

휠부

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)에서 휠부(300)를 설명하면 다음과 같다.

휠부(300)는 레그부(200)에 회전 가능하게 결합되고, 지면 위를 굴러 로봇 본체(100) 및 레그부(200)를 이동하게 할 수 있다.

휠부(300)는 지면과 접촉하여 지면 위를 구름 이동하는 하는 휠(310)을 포함한다.

휠(310)은 소정 반경을 갖도록 구비되고, 축 방향을 따라 소정 폭을 갖도록 구비된다. 로봇(1)을 정면에서 바라볼 때, 휠(310)의 연직 상측에 로봇 본체(100)의 적어도 일부 및 레그부(200)가 배치될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 휠(310)은 원형으로 형성된 휠 프레임을 포함할 수 있다. 휠 프레임은 휠 모터(MW)의 샤프트를 향하는 일 측이 개구된 원통형으로 형성될 수 있다. 이를 통해, 휠 프레임(311)의 무게가 저감될 수 있다.

다만, 휠 프레임을 원통형으로 형성 시 휠 프레임의 전체 강성이 저하될 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 휠 프레임의 내측 면과 외측 면에는 강성을 보강하는 리브(미도시)가 각각 형성될 수 있다.

휠 프레임의 외주면에는 타이어가 결합된다. 타이어는 휠 프레임의 외주면에 끼워질 수 있는 직경을 갖는 환형으로 형성될 수 있다.

타이어의 외주면에는 타이어의 접지력을 향상시킬 수 있도록 소정 패턴의 홈들이 함몰 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 타이어는 탄성을 가진 고무 재질로 형성될 수 있다.

휠 모터(MW)는 휠(310)에 구동력을 제공할 수 있다. 휠 모터(MW)는 배터리(B)로부터 전원을 공급받아 회전력을 발생시킬 수 있다.

휠 모터(MW)는 제3 링크(230)의 타측 내부에 수용될 수 있다. 그리고, 휠 모터(MW)의 샤프트는 휠(310)에 결합될 수 있다. 즉, 휠 모터(MW)는 인휠 모터(In-Wheel Motor)일 수 있다.

이와 같은 구성으로, 휠 모터(MW)가 구동되면, 휠(310)이 회전하면서 지면을 따라 구를 수 있으며, 로봇(1)은 지면을 따라 이동할 수 있다.

암

도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)에서 암(400)을 설명하면 다음과 같다.

암(400)은 로봇 본체(100)의 양 측면에 피봇 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 암(400)은 타원체 형태의 로봇 본체(100)의 축 방향(길이 방향) 양측 단부에 결합되어, 로봇 본체(100)의 축 방향 양측 단부를 하나의 회전 축으로 하여 회전하는 회전체를 의미할 수 있다.

구체적으로, 암(400)은 회전 결합부(410), 연결부(420), 회전체(430) 및 회전 모터(440)를 포함한다.

회전 결합부(410)는 로봇 본체(100)의 양 측면에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전 결합부(410)는 한 쌍이 구비되어 로봇 본체(100)의 좌우 방향 양 측에 상대 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 한 쌍의 회전 결합부(410)는 서로 연동하여 회전될 수 있다. 즉, 한 쌍의 회전 결합부(410)는 서로 동시에 회전되고, 회전의 각도 크기도 동일할 수 있다. 다만, 로봇 본체(100)를 기준으로 보았을 때 한 쌍의 회전 결합부(410)의 회전 방향은 서로 반대일 수 있다. 즉, 로봇 본체(100)를 기준으로 보았을 때, 일측의 회전 결합부(410)가 시계 방향으로 회전하면, 타측의 회전 결합부(410)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

회전 결합부(410)는 로봇 본체(100)의 좌우 방향 양측 단부를 덮을 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 회전 결합부(410)는 소정 두께를 갖는 원통 형태로 형성될 수 있다. 이때, 로봇 본체(100)의 좌우 방향 양측 단부는 회전 결합부(410)의 회전 중심과 서로 마주보게 배치될 수 있다.

즉, 회전 결합부(410)가 로봇 본체(100)에 결합된 상태를 설명하면, 로봇 본체(100)가 사람 얼굴이라고 가정할 때, 회전 결합부(410)는 한 쌍의 귀마개 또는 헤드폰의 이어피스와 유사한 형태일 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 로봇(1)은 암 모터(MA)가 본체 하우징(110) 내부에 배치될 수 있다. 이와는 달리, 실시예에 따라 암 모터(MA)가 회전 결합부 내부에 배치되는 것도 가능하다.

암 모터(MA)는 암(400)과 연결되어 암(400)에 구동력을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 암 모터(MA)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단은 회전 결합부(410)와 연결된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 암 모터(MA)의 샤프트는 감속기(460)와 연결되고, 감속기(460)는 피동 기어(470)와 연결될 수 있다.

감속기(460)는 적어도 하나 이상의 기어로 이루어지고, 암 모터(MA)에서 인가되는 회전력을 피동 기어(470)로 전달하되, 기어비를 통하여 피동 기어(470)의 회전 속도를 감속시킬 수 있다. 이를 통하여 암(400)의 정밀한 회전을 제어할 수 있고, 암(400)이 상대적으로 큰 힘을 제공할 수 있도록 할 수 있다.

피동 기어(470)는 회전 결합부(410)와 결합되어 일체로 회전될 수 있다. 피동 기어(470)는 감속기(460)의 출력단과 치합되어 암 모터(MA)의 회전 동력을 전달받을 수 있다.

이러한 구성으로, 암 모터(MA)가 작동되면, 회전 결합부(410)가 회전될 수 있다.

암 모터(MA)는 2개 구비되어 한 쌍의 회전 결합부(410)에 각각 연결될 수 있다. 다른 예로, 암 모터(MA)는 1개 구비되어 회전 결합부(410) 중 어느 하나에 연결될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 암 모터(MA)가 작동되면, 한 쌍의 회전 결합부(410)가 연동하여 함께 회전되고, 회전 결합부(410)의 회전에 따라 연결부(420)가 함께 회전된다. 즉, 본 발명에 의하면, 암(400)은 회전 결합부(410)의 암 샤프트를 회전 축으로 하여 회전 결합부(410) 및 연결부(420)가 일체로 회전될 수 있다.

한편, 회전 결합부(410)의 외측에는 스피커(450)가 배치될 수 있다. 즉, 한 쌍의 회전 결합부(410)에서 로봇 본체(100)가 배치된 방향의 반대 방향 각각에는 스피커(450)가 배치될 수 있다. 따라서, 스피커(450)는 본체 하우징(110)의 좌우 방향 양측을 덮는 위치에 각각 배치될 수 있다.

스피커(450)는 로봇(1)의 정보를 소리로 송출할 수 있다. 스피커(450)가 송출하는 소리의 소스는 로봇(1)에 기 저장된 소리 데이터일 수 있다. 예를 들어, 기 저장된 소리 데이터는 로봇(1)의 음성 데이터일 수 있다. 예를 들어, 기 저장된 소리 데이터는 로봇(1)의 상태를 안내하는 알림음일 수 있다. 한편, 스피커(450)가 송출하는 소리의 소스는 통신부(710)를 통하여 수신된 소리 데이터일 수 있다.

한편, 종래의 로봇의 경우, 사람의 팔과 유사하게 본체의 양 측에 한 쌍의 암이 구비되어 물건을 옮기거나 특정 작업을 수행할 수 있다.

그러나, 상기와 같이 한 쌍의 암이 구비된 경우, 각각의 암이 별도로 움직일 수 있고, 그에 따라 로봇의 양 측에 인가되는 하중이 달라질 수 있다. 따라서, 로봇이 한쪽으로 길울어져 넘어지는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 로봇이 넘어진 상태에서는, 암이 지면을 짚고 일어서는 동작을 시도해 볼 수 있으나 양 측의 암이 별도로 회전하여 지면을 짚으므로, 로봇이 일어서는 과정에서 균형이 무너져 다시 넘어질 수 있는 한계가 있다.

한편, 하나의 암을 통하여 물건의 운반 또는 특정한 작업을 수행하는 로봇의 경우에는, 운반하는 물건의 하중 또는 작업 수행시 발생할 수 있는 충격이 하나의 암에만 집중되어 암의 파손이 발생될 수 있는 한계가 있다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)은 하나의 암(400)이 로봇 본체(100)의 양 측에 회전 가능하게 결합된 형태로 구성된다.

연결부(420)는 한 쌍의 회전 결합부(410)를 서로 연결할 수 있다. 연결부(420)는 로봇 본체(100)의 좌우 방향 양 측을 덮는 한 쌍의 회전 결합부(410)를 연결시켜 함께 회전되도록 할 수 있다.

연결부(420)는 한 쌍의 회전 결합부(410)를 서로 연결시키고, 로봇 본체(100)를 중심으로 회전 가능한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 연결부(420)는 길이 방향 양측 단부가 절곡 연장 형성된 프레임 형태로 형성될 수 있다. 이때, 절곡 연장 형성된 연결부(420)의 양측 단부는 서로 나란하게 배치되어 한 쌍의 회전 결합부(410)와 연결될 수 있다. 일 예로, 연결부(420)는 '∩'자 형태로 형성될 수 있다. 다른 예로, 연결부(420)는 아치 형태로 형성되는 것도 가능하다.

암(400)이 로봇 본체(100)에 결합된 상태를 설명하면, 로봇 본체(100)가 사람 얼굴이라고 가정할 때, 연결부(420)는 헤드폰의 헤어 밴드와 유사한 형태일 수 있다. 즉, 로봇 본체(100)가 사람의 얼굴이라고 가정할 때, 암(400)은 헤드폰과 유사한 형태로 보일 수 있다.

이와 같은 구성으로, 한 쌍의 회전 결합부(410)는 연결부(420)와 일체로 연결되어, 회전 결합부(410)를 회전 중심으로 하여 암(400) 전체가 함께 회전될 수 있다.

한편, 암(400)의 회전 반경은, 제1 링크(210)의 최대 길이보다 길고, 레그부(200)의 최대 길이보다 짧을 수 있다. 구체적으로, 회전 결합부(410)의 회전 중심에서부터 연결부(420)의 외측 단부까지의 최단 거리는 제1 링크(210)의 최대 길이보다 길고, 레그부(200)의 최대 길이보다 짧을 수 있다.

이러한 구성으로, 암(400)이 회전되면 암(400)의 적어도 일부는 제1 링크(210)보다 지면에 가깝게 배치되는 것이 가능하다.

한편, 암(400)은 회전 결합부(410)의 내주면에는 돌출 형성된 회전 돌기(480)를 더 포함한다.

회전 돌기(480)는 회전 결합부(410)의 내주면에서 돌출 형성되되, 회전 결합부(410)의 내주면에서부터 회전 결합부(410)의 회전 중심 방향으로 갈수록 원주 방향 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다(도 7a 참조).

회전 돌기(480)는 회전 결합부(410) 및 연결부(420)와 함께 회전될 수 있다. 즉, 회전 돌기(480)는 회전 결합부(410) 및 연결부(420)가 회전될 경우, 회전 결합부(410) 및 연결부(420)와 동일한 회전 각도만큼 회전된다.

회전 돌기(480)는 암(400)의 회전에 따라 스토퍼(240)와 접촉되어 지지될 수 있다. 예를 들어, 연결부(420)가 로봇 본체(100)의 후방을 지나 제1 링크(210)보다 지면에 가깝게 회전될 경우, 회전 돌기(480)는 스토퍼(240)와 접촉될 수 있다(도 7b 참조).

이와 같은 구성으로, 암(400)이 소정 위치까지 회전될 경우, 스토퍼(240)와 회전 돌기(480)가 접촉 지지되면서, 암(400)의 회전을 제한할 수 있다.

또한, 스토퍼(240)와 회전 돌기(480)가 서로 지지하는 상태를 유지하면서, 암(400)과 레그부(200)의 자세를 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

사용자의 특별한 명령 또는 미리 설정된 상황이 발생되지 않는 경우에는, 암(400)의 외측 단부는 로봇 본체(100)보다 지면에서 멀게 배치될 수 있다. 이러한 구성으로 사용자는 암(400)을 잡아 손쉽게 로봇(1)을 운반할 수 있다. 즉, 암(400)은 사용자가 파지 가능한 핸들의 기능을 수행할 수 있다.

그리고, 사용자의 특별한 명령 또는 미리 설정된 상황이 발생되지 않는 경우, 암(400)은 로봇 마스크(500)보다 후방에 배치될 수 있다. 이는, 사용자가 로봇(1)을 바라볼 때, 로봇 마스크(500)가 암(400)에 의하여 가려지는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 사용자의 특별한 명령 또는 미리 설정된 상황이 발생되면, 암(400)은 회전하면서 다양한 기능을 구현할 수 있다. 이하에서는 암(400)의 회전에 따라 구현되는 다양한 기능에 대하여 설명하기로 한다.

한편, 도 7a 내지 도 10에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 이동하지 않고 대기하고 있는 상태를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 7a 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로봇(1)은 암(400)을 지면을 향하여 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 암(400)은 로봇 본체(100)의 상측에서 후방을 지나 로봇 본체(100)의 후방 하측까지 회전될 수 있다. 즉, 암 모터(MA)의 작동에 의하여 암(400)은 후방으로 회전될 수 있다.

암(400)은 제1 링크(210)의 하측 단부와 제2 링크(220)의 하측 단부보다 지면에 가깝도록 회전된다. 그리고, 암(400)의 적어도 일부는 제3 링크(230)의 상측 단부보다 지면에 가깝게 배치될 수 있다.

이와 함께 또는 암(400)의 회전보다 먼저, 레그부(200)는 로봇(1)의 자세를 낮추도록 이동될 수 있다. 즉, 제1 링크(210)와 제3 링크(230)의 사잇각 및 제2 링크(220)와 제3 링크(230)의 사잇각은 좁아질 수 있다.

따라서, 전체적으로 볼 때, 로봇 본체(100)는 지면을 향하여 하강하고, 제1 링크(210)와 제2 링크(220) 및 제3 링크(230)가 서로 결합되는 관절부위보다 암(400)의 외측 단부가 더 지면에 가깝게 배치될 수 있다. 이는 마치 로봇(1)이 쪼그려 앉아있는(scooch down) 모습과 유사하게 보일 수 있다.

이때, 암(400)의 회전 돌기(480)는 스토퍼(240)와 접촉되어 서로 지지할 수 있고, 암(400)은 추가적인 회전이 제한될 수 있다.

이와 같은 동작을 통하여 로봇(1)의 전체적인 무게 중심이 낮아질 수 있다. 또한, 암(400)의 후방 회전에 따라, 로봇(1)의 전체적인 무게 중심이 후방으로 이동될 수 있다.

따라서, 휠 모터(MW)의 작동이 정지되어 휠(310)이 회전하지 않더라도 로봇(1)이 후방으로 기울어지면서 한 쌍의 휠(310)과 암(400)의 하측 단부가 지면과 접촉될 수 있다.

이때, 로봇 본체(100)의 하중이 레그부(200)를 누르는 동시에, 회전 돌기(480)와 스토퍼(240)가 상호 접촉 지지하여, 레그부(200)가 펴지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 한 쌍의 휠(310)과 암(400)의 하측 단부가 지면과 접촉될 경우에는, 별도의 모터 구동 없이 로봇(1)은 자세를 유지할 수 있다.

결과적으로, 상기와 같은 로봇(1)의 동작을 통하여 하나의 암(400)과 한 쌍의 휠(310)이 지면과 접촉할 수 있으며, 로봇 본체(100)를 3점 지지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 로봇(1)이 이동할 필요가 없거나 제자리에서 대기하는 경우에 휠 모터(MW)를 구동 시키지 않고도, 암(400)과 휠(310)로 지면을 짚고 자세를 유지시킬 수 있고, 로봇(1)의 전력 소모를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이는 종래의 이륜형 로봇이 제자리에 멈추어 대기하기 위하여 한 쌍의 바퀴를 계속적으로 회전시켜야 하는 것과 비교하여, 현저하게 전력 소모를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또는, 전력 낭비를 감소시키기 위하여 로봇을 지면에 눕히거나 앉히는 동작을 하더라도, 로봇을 다시 일으키는 동작을 구현하기 위해서는 순간적으로 큰 에너지를 휠 및/또는 암에 인가시켜야 하는 한계가 있었다.

이와 비교하여, 본 발명에 따르면, 로봇(1)이 암(400)을 통하여 지면을 짚은 상태로 유지되고 있으므로, 암(400)이 지면을 밀어내는 간단한 동작만으로도 로봇(1)이 다시 일어날 수 있으므로 전력 낭비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 8a 및 도 8b에는 암의 회전 돌기와 레그부의 스토퍼에 대한 다른 실시예가 도시되어 있다.

중복된 설명을 피하기 위하여, 본 실시예에서 특별히 설명하는 내용을 제외하고는 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)의 구성 및 효과와 동일하므로, 이를 원용할 수 있다.

본 실시예에서 회전 돌기(480`)는 회전 결합부(410)에 돌출 형성되어, 회전 결합부(410)와 함께 회전된다. 이때, 회전 돌기(480`)는 회전 결합부(410)에서 로봇 본체(100)의 내부를 향하여 돌출 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에서 스토퍼(240`)는 제1 링크(210)에 홈 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 스토퍼(240`)는 제1 링크(210)의 회전에 따라 함께 회전될 수 있다.

이때, 스토퍼(240`)가 회전되는 경로와 회전 돌기(480`)가 회전되는 경로는 적어도 한 점에서 교차할 수 있고, 이러한 교차점에서 회전 돌기(480`)는 스토퍼(240`)에 수용되어 서로 지지될 수 있다.

즉, 로봇(1)이 이동하지 않고 대기하는 동작을 시작하면, 레그부(200)는 로봇(1)의 자세를 낮추도록 제1 링크(210)를 회전시키고, 스토퍼(240`)는 상기 교차점까지 회전될 수 있다. 이와 함께, 회전 결합부(410) 및 연결부(420)가 회전되면서 회전 돌기(480`)도 함께 회전되어, 회전 돌기(480`)가 스토퍼(240`)에 수용된다.

따라서, 회전 돌기(480`)와 스토퍼(240`)는 서로 끼워져 지지되고, 로봇(1)은 별도의 모터 구동 없이 자세를 유지할 수 있다.

한편, 도 11a 및 도 11b에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 앞쪽으로 넘어진 상태에서 일어나는 동작을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 로봇이 앞쪽으로 넘어진 상태에서 로봇(1)은 암(400)을 지면을 향하여 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 암(400)은 로봇 본체(100)의 상측에서 전방을 지나 로봇 본체(100)의 전방 하측까지 회전될 수 있다. 즉, 암 모터(MA)의 작동에 의하여 암(400)은 전방으로 회전될 수 있다.

이 과정에서, 암(400)은 지면과 접촉될 수 있다. 로봇(1)이 앞쪽으로 넘어지면, 로봇 본체(100)의 전방의 면 중 적어도 일부와 한 쌍의 휠(310)이 지면과 접촉된 상태가 된다. 여기에서 암(400)이 로봇 본체(100)의 전방을 향하여 회전되면, 암(400)의 외측 단부는 지면과 접촉된다.

상기한 암(400)의 회전과 함께, 휠(310)은 로봇(1)이 전진하는 방향으로 회전될 수 있다. 즉, 한 쌍의 휠(310)은 암(400)과의 거리가 가까워지는 방향으로 회전될 수 있다.

이와 같은 동작으로, 암(400)이 지면을 짚고 로봇 본체(100)를 지면에서 멀어지도록 들어올림과 동시에, 휠(310)은 전진하면서 로봇 본체(100)의 하측을 파고들 수 있다. 따라서, 로봇 본체(100)는 원래의 위치로 들어올려질 수 있다.

따라서, 본 발명의 로봇(1)에 따르면, 하나의 암이 지면을 짚고 일어날 수 있으므로, 로봇(1)이 일어나는 과정에서 흔들리거나 다시 넘어지는 것을 방지할 수 있고, 일어나는 동작을 구현하는 과정에서 소모되는 전력을 최소화시킬 수 있다.

종래의 이륜형 로봇이 넘어진 경우에는, 순간적으로 한 쌍의 휠을 강하게 회전시킨 후 로봇이 전후 방향으로 계속 이동하면서 균형을 잡아야만 했다.

이를 해결하기 위하여 로봇의 좌우에 구비된 암을 이용하여 지면을 짚는 방법도 존재하나, 한 쌍의 암이 지면과 접촉되는 위치는 서로 다르므로, 로봇이 일어나기 위하여 지면을 짚는 힘점이 서로 다르게 되고, 그 결과 로봇이 일어나면서 흔들림이 발생할 수 있다. 이 경우 로봇이 다시 넘어지는 한계가 있다.

이와 대비하여, 본 발명에 따르면, 로봇 본체(100)의 좌우 양측에 결합된 하나의 암(400)은 지면과 접촉되는 지점이 일정하다. 더욱이, 암(400)의 외측 단부는 적어도 일부가 좌우 방향을 따라 지면과 나란한 면 형태로 형성되므로, 비교적 넓은 면적이 지면과 접촉될 수 있다.

따라서, 로봇 본체(100)가 들어올려지는 과정에서 로봇 본체(100)가 흔들리지 않고 안정적으로 상승하여 균형을 유지할 수 있다.

또한, 순간적으로 휠에 강한 회전력을 인가할 필요 없이, 암(400) 및 한 쌍의 휠(310)에 일정한 회전력을 인가하는 것 만으로도 로봇(1)을 일으킬 수 있으므로, 모터의 파손을 방지할 수 있고, 전체적인 전력 소모량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 도 12a 및 도 12b에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 뒷쪽으로 넘어진 상태에서 일어나는 동작을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 로봇이 뒷쪽으로 넘어진 상태에서 로봇(1)은 암(400)을 지면을 향하여 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 암(400)은 로봇 본체(100)의 상측에서 후방을 지나 로봇 본체(100)의 후방 하측까지 회전될 수 있다. 즉, 암 모터(MA)의 작동에 의하여 암(400)은 후방으로 회전될 수 있다.

이 과정에서, 암(400)은 지면과 접촉될 수 있다. 로봇(1)이 뒷쪽으로 넘어지면, 제3 링크의 일부가 지면과 접촉된 상태가 된다. 여기에서 암(400)이 로봇 본체(100)의 후방을 향하여 회전되면, 암(400)의 외측 단부는 지면과 접촉된다.

상기한 암(400)의 회전과 함께, 휠(310)은 로봇(1)이 후진하는 방향으로 회전될 수 있다. 즉, 한 쌍의 휠(310)은 암(400)과의 거리가 가까워지는 방향으로 회전될 수 있다.

이와 같은 동작으로, 암(400)이 지면을 짚고 휠(310)은 후진하면서 로봇 본체(100) 및 제3 링크(230)를 들어올릴 수 있다. 따라서, 로봇 본체(100)는 원래의 위치로 들어올려질 수 있다.

따라서, 본 발명의 로봇(1)에 따르면, 하나의 암이 지면을 짚고 일어날 수 있으므로, 로봇(1)이 일어나는 과정에서 흔들리거나 다시 넘어지는 것을 방지할 수 있고, 일어나는 동작을 구현하는 과정에서 소모되는 전력을 최소화시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 로봇 본체(100)의 좌우 양측에 결합된 하나의 암(400)은 지면과 접촉되는 지점이 일정하다. 더욱이, 암(400)의 외측 단부는 적어도 일부가 좌우 방향을 따라 지면과 나란한 면 형태로 형성되므로, 비교적 넓은 면적이 지면과 접촉될 수 있다.

따라서, 로봇 본체(100)가 들어올려지는 과정에서 로봇 본체(100)가 흔들리지 않고 안정적으로 상승하여 균형을 유지할 수 있다.

또한, 순간적으로 휠에 강한 회전력을 인가할 필요 없이, 암(400) 및 한 쌍의 휠(310)에 일정한 회전력을 인가하는 것 만으로도 로봇(1)을 일으킬 수 있으므로, 모터의 파손을 방지할 수 있고, 전체적인 전력 소모량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 경우, 로봇(1)이 앞쪽으로 넘어지는 경우는 물론, 뒷쪽으로 넘어지는 경우에도 암(400) 및 휠(310)의 회전 방향을 전환하여 로봇(1)이 일어날 수 있도록 할 수 있다.

도 14 및 도 15에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇이 기능 모듈과 결합된 상태를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 17a 내지 도 17c에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 회전체가 회전하는 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 암(400)은 기능 모듈(900)과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 암(400)이 회전하여 암(400)에 구비된 결합부(800)가 각 기능 모듈(900)에 구비된 결합 구조에 가깝게 접근시킬 수 있고, 결합부(800)와 기능 모듈(900)의 상기 결합 구조가 서로 결합될 수 있다.

이를 위하여 도 17a 내지 도 17b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)의 암(400)은 기능 모듈(900)과 결합되기 위하여 회전체(430) 및 회전 모터(440)를 더 포함할 수 있다.

회전체(430)는 연결부(420)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 회전체(430)는 연결부(420)를 회전축으로 하여 회전 가능하게 배치될 수 있다. 일 예로, 회전체(430)는 연결부(420)의 내부에 배치될 수 있다. 다른 예로, 회전체(430)는 연결부(420)의 외부에서 연결부(420)와 연결되도록 배치될 수 있다.

회전체(430)는 소정 두께를 갖는 판 형태로 형성되고, 일면에 결합부(800)가 배치될 수 있다. 회전체(430)는 소정 길이를 갖는 원통 형태로 형성되고, 일측에 결합부(800)가 배치될 수 있다. 회전체(430)가 원통 형태로 형성되는 경우 회전체(430)는 연결부(420)의 길이 방향을 따라 나란하게 배치될 수 있다.

이때, 회전체(430)는 결합부(800)와 회전체(430)와 일체로 회전 가능하도록 결합부(800)와 연결될 수 있다.

회전체(430)는 연결부(420)와 함께 암(400)의 외관을 형성할 수 있다. 회전체(430)의 길이 방향 양측 단부에는 연결부(420)와 결합되는 회전축이 구비될 수 있다. 즉, 상기 회전축은 연결부(420)의 내부에서 회전체(430)의 길이 방향 양측 단부에 결합될 수 있다.

회전 모터(440)는 회전체(430)에 회전력을 제공할 수 있다. 회전 모터(440)는 회전체(430)와 연결되어 회전체(430)에 회전력을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 회전 모터(440)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단은 회전체(430)와 연결된다.

이와 같은 구성으로, 회전 모터(440)가 작동되면, 회전체(430)가 회전될 수 있다.

회전체(430)가 회전되면, 외부에 노출되는 면이 변환될 수 있다. 구체적으로, 회전체(430)는 결합부(800)가 배치된 일면이 외부에 노출될 수 있다. 연결부(420)의 일측에는 개구부(미도시)가 형성될 수 있으며, 회전체(430)가 연결부(420)의 내부에 배치되는 경우, 회전체(430)가 회전되면, 결합부(800)는 상기 개구부를 통해 외부 공간으로 노출될 수 있다. 그리고, 회전체(430)가 회전되면, 결합부(800)가 연결부(1420)의 내부 공간으로 숨겨질 수 있다.

이와 같은 구성으로, 암(400)과 기능 모듈(900)의 결합이 불필요할 경우에는, 결합부(800)를 연결부(420)의 내부로 숨길 수 있다.

특히, 로봇(1)이 넘어지는 경우 등에는 암(400)을 회전시켜 연결부(420)가 지면을 짚도록 할 필요가 있고, 이때, 결합부(800)가 지면에 접촉되면서 오염 또는 파손되는 경우가 발생될 수 있다.

따라서, 본 실시예의 암(400)에 따르면, 회전체(430)의 회전을 통하여 결합부(800)가 외부에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 결합부(800)의 오염 또는 파손을 방지할 수 있다.

이와 같은 구성으로, 회전체(430)는 로봇(1)의 외부에서 접근되는 물체와 접촉이 용이하도록 로봇 본체(100)를 중심으로 하여 외곽에 노출될 수 있다.

결합부(800)는 회전 결합부(800)의 회전 반경 외측을 향한 상태에서 기능 모듈(900)과 결합될 수 있다. 결합부(800)는 기능 모듈(900)과 결합될 수 있다. 구체적으로, 결합부(800)는 연결부(420)에서 외측 면을 바라본 상태에서 기능 모듈(900)과 결합될 수 있다. 여기서, 연결부(420)의 외측 면은, 연결부(420)에서 로봇 본체(100)를 바라보는 방향과 반대 방향에 배치된 면을 의미할 수 있다.

결합부

도 16에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 결합부를 설명하기 위한 사시도가 도시되어 있고, 도 17a 내지 도 17c에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 회전체가 회전하는 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 18a 내지 도 18c에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 결합부가 기능 모듈과 결합되는 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

이하에서는, 로봇(1)과 기능 모듈(900)의 결합 구조 및 결합 과정에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)과 기능 모듈(900)의 결합은 결합부(800)에 의해 이루어질 수 있다. 구체적으로, 결합부(800)는 기능 모듈(900)과 로봇(1)의 암(400)을 분리 가능하게 결합시킬 수 있다.

도 16을 참조하면, 결합부(800)는 암(400)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 결합부(800)는 암(400)의 회전 반경 외측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 회전체(430)는 연결부(420)의 외측 면에 배치될 수 있다. 여기서, 연결부(420)의 외측 면은, 연결부(420)에서 로봇 본체(100)를 바라보는 방향과 반대 방향에 배치된 면을 의미할 수 있다.

도 17a 내지 도 17c를 참조하면, 결합부(800)는 회전체(430)에 배치될 수 있다. 결합부(800)는 회전체(430)의 일면에 배치되어 연결부(420)의 외부로 노출될 수 있다.

구체적으로, 회전 모터(440)에 의해 회전체(430)가 회전되면, 결합부(800)가 외부로 노출되는 면이 변환될 수 있다. 따라서, 회전체(430)의 회전에 따라 결합부(800)는 연결부(420)의 외부로 노출되거나, 연결부(420)의 내부 공간으로 숨겨질 수 있다.

일 예로, 결합부(800)가 기능 모듈(900)과 결합되는 경우에는 결합부(800)가 회전 결합부(800)의 회전 반경 외측을 바라보도록 회전체(430)가 회전된 상태를 유지할 수 있다. 다른 예로, 결합부(800)가 기능 모듈(900)과 결합되는 경우에는 결합부(800)가 회전 결합부(800)의 회전 반경 외측을 바라보도록 회전 결합부(800)가 회전된 상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)의 결합부(800)는 기능 모듈(900)과 분리 가능하게 결합될 수 있는 착탈 부재(810), 걸림 부재(820) 및 연결 단자(830)를 포함할 수 있고, 이와 대응되도록 기능 모듈(900)에는 결합부(800)와 결합될 수 있는 결합 구조가 구비될 수 있다.

이때, 로봇(1)과 기능 모듈(900)의 물리적 결합은 착탈 부재(810) 및/또는 걸림 부재(820)에 의해 이루어질 수 있고, 전기적 결합은 연결 단자(830)에 의해 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)의 결합부(800)는 착탈 부재(810)를 포함할 수 있다. 착탈 부재(810)는 기능 모듈(900)과 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 착탈 부재(810)는 기능 모듈(900)과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 착탈 부재(810)는 기능 모듈(900)과 선택적으로 결합 또는 분리될 수 있다.

착탈 부재(810)는 전자석 형태로 구성되어, 전원의 공급에 따라 선택적으로 기능 모듈(900)에 자기력(인력)을 인가할 수 있다.

예를 들어, 착탈 부재(810)는 원형 전자석 형태로 구성될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 착탈 부재(810)는 넓은 영역에 균일한 자기장을 형성시킬 수 있고, 기능 모듈(900)과 안정적으로 결합될 수 있다.

또한, 착탈 부재(810)는 한 쌍이 소정 거리 간격을 두고 배치될 수 있다.

이때, 한 쌍의 착탈 부재(810) 사이에는 걸림 부재(820) 및/또는 연결 단자(830)가 배치될 수 있다. 즉, 착탈 부재(810)는 걸림 부재(820) 및/또는 연결 부재를 사이에 두고 한 쌍으로 이격 배치될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 한 쌍의 착탈 부재(810)는 기능 모듈(900)에 구비된 금속 소재(또는 전자석)의 착탈부(915)와의 정확한 위치에 결합할 수 있고, 연결 단자(830)가 기능 모듈(900)에 구비된 대응 단자(916)와 정확한 위치에서 접촉되도록 가이드하는 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)의 결합부(800)는 걸림 부재(820)를 포함할 수 있다.

도 18a 내지 도 18c에 도시된 바와 같이, 걸림 부재(820)는 기능 모듈(900)과 대응되는 위치에서 서로 걸림 결합될 수 있다.

여기서, '대응되는 위치'란 결합부(800)와 기능 모듈(900)이 결합될 수 있도록 로봇 본체(100)에서 전방 또는 후방으로 소정 거리만큼 이격된 위치를 의미할 수 있다. 일 예로, '대응되는 위치'란 기능 모듈(900)의 착탈부(915)가 착탈 부재(810)의 자성에 의해 형성되는 자기장의 영역 내부에 위치하는 것을 의미할 수 있다.

걸림 부재(820)는 기능 모듈(900)과 걸림 결합될 수 있고, 이를 위해 걸림 부재(820)는 걸림 부재 본체(821) 및 걸림턱(822)을 포함할 수 있다.

걸림 부재 본체(821)는 연결부(420)에 배치될 수 있다. 따라서, 걸림 부재 본체(821)는 회전체(430) 및/또는 회전 결합부(800)의 회전에 연동하여 일체로 회전할 수 있다.

걸림 부재(820)에는 기능 모듈(900)의 후크(912)가 삽입되는 걸림홈(824)이 형성될 수 있고, 후크(912)는 걸림홈(824)에 삽입되어 걸릴 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 로봇은 걸림홈(824)에 후크(912)가 삽입되는 동작만으로 로봇(1)과 기능 모듈(900)이 서로 걸림 결합될 수 있는 효과가 있다.

걸림턱(822)은 걸림 부재 본체(821)에서 돌출 형성될 수 있다. 따라서, 후크(912)가 걸림홈(824)에 소정 깊이 이상 삽입되면 걸림턱(822)의 내측에 걸려 지지될 수 있다.

한편, 걸림턱(822)은 연결부(420)에서 돌출 형성될 수도 있다. 즉, 걸림턱(822)은 걸림홈(824)과 같은 후크(912)가 걸릴 수 있는 공간을 형성할 수 있다면 구체적인 배치 및 형태에는 제약을 받지 않는다.

걸림홈(824)은 걸림 부재(820)에서 내측으로 함몰 형성될 수 있다. 걸림홈(824)은 걸림 부재 본체(821)의 상측 면에서 하측으로 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 걸림홈(824)은 걸림턱(822)의 하측 면에서 상측으로 오목하게 형성될 수 있다.

걸림홈(824)은 제1 홈(824a)과 제2 홈(824b)으로 구성될 수 있다. 제1 홈(824a)은 돌출부(911a)가 걸림 부재(820) 내부로 진입하는 입구를 의미할 수 있다. 제2 홈(824b)은 후크(912)가 걸리는 공간으로 걸림 부재 본체(821)와 걸림턱(822) 사이에 형성되는 공간을 의미할 수 있다.

도 18a 내지 도 18c를 참조하여, 로봇(1)의 걸림 부재(820)와 걸림 결합되는 기능 모듈(900)의 결합 구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.

이하에서는, 로봇(1)의 걸림 부재(820)와 걸림 결합되는 기능 모듈(900)의 결합 구조에 대해서만 설명하고, 기능 모듈(900)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 이하에서 설명되는 걸림 부재(820)와 결합되는 기능 모듈(900)은 운반 모듈(910)인 경우를 예시로 설명하나, 후술할 결합 구조는 운반 모듈(910)에 한정되어 적용되는 것이 아니라 청소 모듈(920)을 포함한 다양한 기능 모듈(900)에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 걸림 부재(820)와 결합되는 운반 모듈(910)은 모듈 본체(911), 후크(912), 샤프트(913), 탄성부(914), 착탈부(915) 및 대응 단자(916)를 포함할 수 있다.

모듈 본체(911)는 운반 모듈(910)이 기능을 수행하기 위한 각종 부품들이 내장될 수 있도록 소정 부피를 갖는 육면체 형태로 형성될 수 있다.

이때, 모듈 본체(911)는 로봇 본체(100)와 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 여기서, '대응되는 위치'란 결합부(800)와 운반 모듈(910)이 결합될 수 있도록 로봇 본체(100)에서 전방 또는 후방으로 소정 거리만큼 이격된 위치를 의미할 수 있다. 일 예로, '대응되는 위치'란 운반 모듈(910)의 착탈부(915)가 착탈 부재(810)의 자성에 의해 형성되는 자기장의 영역 내부에 위치하는 것을 의미할 수 있다.

모듈 본체(911)에는 외측으로 돌출되는 돌출부(911a)가 형성될 수 있다. 돌출부(911a)는 걸림 부재(820)와 기능 모듈(900)이 결합하는 경우 제1 홈(824a)에 삽입될 수 있다.

이때, 돌출부(911a)는 제1 홈(824a)에 쉽게 삽입될 수 있도록 제1 홈(824a)의 폭보다 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(911a)가 완전히 삽입된 상태에서 후크(912)와 걸림턱(822) 사이의 이격으로 인해 흔들림이 발생하는 것을 방지하기 위해 돌출부(911a)의 최대 길이는 제1 홈(824a)의 최대 깊이보다 짧게 형성될 수 있다.

후크(912)는 모듈 본체(911)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 후크(912)는 모듈 본체(911)의 돌출부(911a)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 후크(912)는 돌출부(911a)에 결합된 샤프트(913)를 축으로 하여 회전될 수 있다. 따라서, 후크(912)가 걸림턱(822)에 의해 가압되어 회전하게 되면, 후크(912)는 걸림홈(824)의 내측으로 삽입되어 걸릴 수 있다.

기능 모듈(900)은 후크(912)가 걸림턱(822)에 걸린 상태를 유지하도록 후크(912)의 회전에 탄성력을 제공하는 탄성부(914)를 포함할 수 있다.

탄성부(914)는 토션 스프링일 수 있다. 탄성부(914)는 샤프트(913)의 외주면 외측을 감싸도록 권선될 수 있다. 구체적으로, 탄성부(914)의 일측 단부는 샤프트(913)에 고정 결합될 수 있고, 탄성부(914)의 타측 단부는 후크(912)에 고정 결합될 수 있다.

이때, 후크(912)가 걸림홈(824)에 삽입되면서 일 방향으로 회전되면, 탄성부(914)에는 탄성력이 발생할 수 있다. 즉, 탄성부(914)는 후크(912)가 상기 일 방향의 반대 방향으로 회전되도록 복원력(탄성력)을 인가할 수 있다. 따라서, 걸림 부재(820)와 기능 모듈(900)은 걸림홈(824)에 결합된 상태를 유지할 수 있다.

한편, 도 18a 내지 도 18c를 참조하여 걸림 부재(820)가 기능 모듈(900)과 결합되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 모듈 본체(911)의 돌출부(911a)가 제1 홈(824a)에 삽입되면 후크(912)의 제1 접촉면(912a)은 걸림턱(822)에 의해 가압되므로, 후크(912)는 내측(도 18a 내지 도 18c에서 반시계 방향)으로 회전될 수 있다. 이때, 탄성부(914)는 후크(912)가 다시 외측(도 18a 내지 도 18c에서 시계 방향)으로 회전되는 방향으로 후크(912)에 탄성력을 인가할 수 있다.

도 18c에 도시된 바와 같이, 돌출부(911a) 및 후크(912)가 제1 홈(824a)에 완전히 삽입되면, 후크(912)는 탄성부(914)의 탄성력에 의해 다시 외측(도 18c에서 반시계 방향)으로 회전될 수 있고, 후크(912)의 적어도 일부는 걸림홈(824)의 내측 공간인 제2 홈(824b)에 배치될 수 있다. 따라서, 후크(912)가 외측으로 회전된 상태에서 로봇(1)이 이동하는 경우, 후크(912)의 제2 접촉면(912b)이 걸림턱(822) 내측의 걸림면(823)에 의해 지지된 상태이므로, 기능 모듈(900)은 로봇(1)의 전방 또는 후방에서 로봇(1)과 함께 이동될 수 있다.

한편, 착탈 부재(810)는 기능 모듈(900)에 구비된 금속 소재(또는 전자석)의 착탈부(915)와 정확한 위치에 결합할 수 있고, 걸림 부재(820)의 후크(912)가 기능 모듈(900)에 구비된 걸림홈(824)의 정확한 위치에 삽입되도록 가이드할 수 있다. 즉, 자성을 띄는 착탈 부재(810)가 자기적 인력에 의해 기능 모듈(900)과 결합됨에 따라 후크(912)는 걸림턱(822)에 의해 가압되어 회전하면서 걸림홈(824)에 삽입되어 걸릴 수 있다.

이로써, 후크(912)가 걸림 부재(820)에 의해 가압되는 방향으로 직선 이동되는 경우에도 걸림홈(824)에 안정적으로 걸릴 수 있는 효과가 있다.

또한, 착탈 부재(810)가 자성에 의해 착탈부(915)와 결합되므로 착탈부(915)와 기능 모듈(900) 사이에 인력이 발생할 수 있고, 상기 인력으로 인해 걸림 부재(820)는 별도의 구동원 없이도 기능 모듈(900)과 걸림 결합될 수 있는 효과가 있다.

한편, 걸림 부재(820)를 기능 모듈(900)로부터 분리시키고자 하는 경우, 회전체(430)가 회전하여 후크(912)가 걸림홈(824)으로부터 이탈되는 과정에서 걸림 부재(820)의 걸림이 해제될 수 있다.

구체적으로, 후크(912)가 걸림턱(822)에 걸린 상태에서는 후크(912)를 걸림홈(824)으로부터 분리시킬 수 없으므로, 후크(912)가 제1 홈(824a)의 개구된 방향(도 18c에서 시계 방향)으로 빠지도록 회전체(430)가 회전됨으로써 후크(912)는 걸림홈(824)에서 분리될 수 있다.

또한, 걸림 부재(820)를 기능 모듈(900)로부터 분리시키고자 하는 경우, 회전 결합부(800)가 회전하여 후크(912)가 걸림홈(824)으로부터 이탈되는 과정에서 걸림 부재(820)의 걸림이 해제될 수 있다.

구체적으로, 후크(912)가 걸림턱(822)에 걸린 상태에서는 후크(912)를 걸림홈(824)으로부터 분리시킬 수 없으므로, 후크(912)가 제1 홈(824a)의 개구된 방향(도 18c에서 시계 방향)으로 빠지도록 회전 결합부(800)가 회전됨으로써 후크(912)는 걸림홈(824)에서 분리될 수 있다.

한편, 상술한 걸림 부재(820)는 로봇(1)의 결합부(800)에 배치되는 경우를 예시로 설명하였으나, 이와 반대로 걸림 부재(820)와 동일한 구조를 갖는 구성이 기능 모듈(900)에 적용되고, 이에 대응되는 모듈 본체(911), 후크(912), 샤프트(913) 및 탄성부(914)와 동일한 구조를 갖는 구성이 걸림 부재(820)에 적용될 수도 있다. 만약 상술한 걸림 부재(820)와 동일한 구조를 갖는 구성이 기능 모듈(900)에 적용되는 경우라면 본 발명의 실시예에 따른 걸림 부재(820) 및 이에 대응되는 기능 모듈(900)과 구조 및 효과가 동일하므로, 이를 원용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)의 연결 단자(830)는 기능 모듈(900)과 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 연결 단자(830)는 기능 모듈(900)에 구비된 대응 단자(916)와 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다.

연결 단자(830) 및/또는 기능 모듈(900)의 대응 단자(916)에는 스프링(미도시)이 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 스프링은, 연결 단자(830)와 대응 단자(916)가 서로를 가압하는 경우, 탄성 압축되도록 연결 단자(830) 및/또는 대응 단자(916)의 하단에 마련될 수 있다.

상기 스프링은 연결 단자(830)와 대응 단자(916)를 서로 밀착시키는 방향으로 힘(탄성력)을 인가할 수 있다. 따라서, 결합부(800)가 기능 모듈(900)과 결합되는 경우, 연결 단자(830)와 대응 단자(916)가 서로 눌러져 상기 스프링이 탄성 압축되므로, 연결 단자(830)와 대응 단자(916)의 밀착이 보다 안정적으로 이루어질 수 있다.

본 실시예에서 연결 단자(830)는 기능 모듈(900)로 전원을 공급할 수 있는 단자와 기능 모듈(900)로 신호를 송수신할 수 있는 단자가 모여서 배치될 수 있다. 예를 들어, 연결 단자(830)에는 2개의 전원 핀(pin)과 4개의 신호 핀(pin)이 포함된 포고핀(pogo pin)이 구비될 수 있으나, 상기 전원 핀 및 상기 신호 핀은 개수에 있어서 제한을 받지는 않는다. 즉, 연결 단자(830)에는 2개의 전원 핀과 2개의 신호 핀이 포함된 포고핀이 구비될 수도 있다. 이때, 합선 사고가 발생하는 것을 방지하기 위해 한 쌍의 상기 전원 핀은 상기 신호 핀을 사이에 두고 연결부(420)의 길이 방향으로 이격 배치될 수 있다.

이와 같은 구성으로, 연결 단자(830)를 통하여 로봇 본체(100)의 전원을 기능 모듈(900)에 공급하거나, 기능 모듈(900)의 전원을 로봇 본체(100)에 공급할 수 있다. 또한, 연결 단자(830)를 통하여 로봇 본체(100)는 기능 모듈(900)로 전기 신호를 송수신할 수 있다.

기능 모듈

도 19 및 도 20에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇과 결합되는 기능 모듈의 사시도가 도시되어 있고, 도 21에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇과 결합되는 기능 모듈의 세부 구성을 설명하기 위한 확대도가 도시되어 있다.

도 19 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)과 결합되는 기능 모듈(900)을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)은 기능 모듈(900)과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 이때, 기능 모듈(900)은 암(400)을 통하여 로봇 본체(100)에 결합됨으로써 로봇(1)에 다양한 기능을 부여하는 구성요소이다.

기능 모듈(900)은 암(400)과 분리 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로, 기능 모듈(900)은 암(400)에 배치되는 결합부(800)에 의해 암(400)과 분리 가능하게 결합될 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이 기능 모듈(900)에는 결합부(800)의 착탈 부재(810), 걸림 부재(820) 및 연결 단자(830)에 대응하는 결합 구조가 구비될 수 있다.

예를 들어, 기능 모듈(900)에는 결합부(800)의 착탈 부재(810)와 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈부(915)가 구비될 수 있다.

또한, 기능 모듈(900)에는 결합부(800)의 걸림 부재(820)와 걸림 결합되는 후크 구조가 구비될 수 있다.

또한, 기능 모듈(900)에는 결합부(800)의 연결 단자(830)에 대응한 대응 단자(916)가 구비될 수 있다. 대응 단자(916)는 연결 단자(830)와 접촉하여 로봇 본체(100)로부터 전원을 공급받을 수 있고, 로봇 본체(100)와 전기 신호를 송수신할 수 있다.

도시되지는 않았으나, 기능 모듈(900)에는 램프가 구비될 수 있다. 램프는 발광을 통하여 기능 모듈(900)의 위치를 알릴 수 있다. 예를 들어 램프는 적외선(IR) LED(light emitting diode)일 수 있다. 이와 같은 구성으로, 로봇 본체(100)에 배치된 IR 센서(620)는 기능 모듈(900)의 위치를 감지할 수 있고, 로봇 본체(100)는 기능 모듈(900)을 향하여 주행할 수 있다.

기능 모듈(900)은 기능에 따라 다양한 구성을 포함할 수 있다.

각각 다른 기능 모듈(900)이 구비되면, 사용자는 필요에 따라 암(400)이 기능 모듈(900)을 교체함으로써 본 발명에 의한 로봇(1)이 제공하는 서비스를 추가하거나 변경할 수 있다.

일 예로, 도 14 및 도 19에 도시된 바와 같이, 기능 모듈(900)은 운반 모듈(910)일 수 있다. 운반 모듈(910)은 물건을 받칠 수 있는 받침판 및 받침판의 하측에 결합되고 지면 위를 구름 이동하는 운반 휠을 포함할 수 있다.

받침판은 상부에 물건을 올려놓을 수 있게 구비된다. 예를 들어, 받침판은 소정 두께를 갖는 블럭 형태로 형성되고, 상측 면에는 물건을 올려놓을 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

또한, 받침판의 상측 면에는 올려진 물건이 미끄러지지 않도록 미끄럼 방지 패드가 배치될 수 있다. 미끄럼 방지 패드는 미끄럼방지에 우수한 실리콘이나 인조가죽이 주성분인 PU(폴리우레탄, PolyUrethane) 등 마찰력이 강한 소재로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

미끄럼 방지 패드에는 실리콘이나 인조가죽이 주성분인 PU(폴리우레탄, PolyUrethane) 등 마찰력이 강한 소재로 형성된 복수 개의 돌기가 배치되어 마찰력을 더욱 극대화시킬 수 있다.

운반 휠은 받침판의 하측에 결합되어 지면 위를 구를 수 있다.

한편, 실시예에 따라, 운반 모듈(910)은 운반 휠에 동력을 제공하는 모터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 운반 모듈(910)의 모터(미도시)가 작동되면, 더 무거운 물건을 이동시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 실시예에서 운반 모듈(910)은 로봇 본체(100)의 후방에 결합될 수 있다. 운반 모듈(910)이 로봇 본체(100)의 후방에 결합될 경우, 로봇 본체(100)는 운반 모듈(910)보다 앞에 배치되어, 운반 모듈(910)의 이동 방향을 가이드할 수 있다. 즉, 로봇 본체(100)의 이동 방향을 따라 운반 모듈(910)이 이동될 수 있다. 이는, 사용자가 보았을 때, 로봇 본체(100)가 암(400)을 통하여 운반 모듈(910)을 끌고 이동하는 것처럼 보일 수 있다.

이와는 달리, 본 실시예에서 운반 모듈(910)은 로봇 본체(100)의 전방에 결합될 수 있다. 운반 모듈(910)이 로봇 본체(100)의 전방에 결합될 경우, 로봇 본체(100)는 운반 모듈(910)보다 뒤에 배치되어, 운반 모듈(910)을 밀고 이동할 수 있다.

다른 예로, 도 15 및 도 20에 도시된 바와 같이, 기능 모듈(900)은 청소 모듈(920)일 수 있다.

청소 모듈(920)은 모듈 바디(921), 흡입노즐 및 먼지통을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 기능 모듈(900)을 암(400)에 결합하면 로봇(1)은 건식 청소를 할 수 있다.

청소 모듈(920)은 암(400)과 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

일 예로, 청소 모듈(920)의 모듈 바디(921)에는 착탈 부재(810)와 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈부(925)가 배치될 수 있다. 또한, 청소 모듈(920)의 모듈 바디(921)에는 연결 단자(830)와 전기적으로 연결되는 대응 단자(926)가 배치될 수 있다.

또한, 모듈 바디(921)는 소정 부피를 갖는 육면체 형태로 형성되고 내부에는 먼지를 흡입할 수 있는 유로가 형성될 수 있다.

모듈 바디(921)의 저면에는 먼지를 흡입할 수 있는 흡입노즐(미도시)이 구비될 수 있다. 그리고 모듈 바디(921)의 내부에는 흡입된 먼지를 저장할 수 있는 먼지통이 배치될 수 있다. 모듈 바디(921)의 내부에는 공기의 흡입력을 제공하는 모터(미도시)가 구비될 수 있다. 이때, 모듈 바디(921)의 저면에는 휠이 구비될 수 있다. 또한, 모듈 바디(921)의 저면에는 에지테이터가 구비될 수 있다. 또한, 모듈 바디(921)의 저면에는 사이드 브러쉬가 더 구비될 수 있다. 그리고, 모듈 바디(921)의 내부에는 에지테이터 및/또는 휠에 구동력을 제공하는 모터가 더 구비될 수 있다.

한편, 본 실시예에서 청소 모듈(920)은 로봇 본체(100)의 전방에 결합될 수 있다. 청소 모듈(920)이 로봇 본체(100)의 전방에 결합될 경우, 로봇 본체(100)는 청소 모듈(920)보다 뒤에 배치되어, 청소 모듈(920)과 함께 이동할 수 있다. 청소 모듈(920)은 로봇 본체(100)의 이동에 따라 주행 방향을 변경할 수 있다. 이는, 사용자가 보았을 때, 로봇 본체(100)가 암(400)을 통하여 청소 모듈(920)을 밀고 청소하는 것처럼 보일 수 있다.

이와는 달리, 본 실시예에서 청소 모듈(920)은 로봇 본체(100)의 후방에 결합될 수 있다. 청소 모듈(920)이 로봇 본체(100)의 후방에 결합될 경우, 로봇 본체(100)는 청소 모듈(920)보다 앞에 배치되어, 청소 모듈(920)의 이동 방향을 가이드할 수 있다. 즉, 로봇 본체(100)의 이동 방향을 따라 청소 모듈(920)이 이동될 수 있다. 이는, 사용자가 보았을 때, 로봇 본체(100)가 암(400)을 통하여 청소 모듈(920)을 끌고 이동하는 것처럼 보일 수 있다.

도시되지는 않았으나, 다른 예로, 기능 모듈(900)은 회전축을 중심으로 회전하는 한 쌍의 걸레 및 걸레에 공급되는 물을 저장하는 물통을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 기능 모듈(900)을 로봇 본체(100)에 결합하면 로봇(1)은 습식 청소를 할 수 있다.

도시되지는 않았으나, 다른 예로, 기능 모듈(900)은 암 및 그리퍼를 포함할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 기능 모듈(900)을 로봇 본체(100)에 결합하면, 그리퍼는 휴대폰이나 큰 물건 등을 집어 들어올려 다른 장소로 운반할 수 있다.

로봇 마스크

도 13에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇에서 로봇 마스크와 로봇 본체의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇(1)은 로봇 마스크(500)를 더 포함할 수 있다.

로봇 마스크(500)는 로봇 본체(100)와 착탈 가능하게 결합되고, 디스플레이(120)를 덮을 수 있다. 로봇 마스크(500)는 로봇 본체(100)와 결합되어 로봇(1)의 외관을 구성할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 마스크(500)는, 로봇 본체(100)와 결합될 경우, 디스플레이(120)에서 표시하는 이미지를 외부로 노출시키는 윈도우(550)를 포함할 수 있다.

윈도우(550)는 마스크 본체(510)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 윈도우(550)는 마스크 본체(510)를 관통하여 배치되고, 로봇 마스크(500)가 로봇 본체(100)에 결합된 경우 디스플레이(120)와 마주보는 위치에 배치될 수 있다.

윈도우(550)는 빛이 투과 가능한 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 윈도우(550)는 투명한 소재로 형성될 수 있다.

한편, 로봇 마스크(500)가 로봇 본체(100)에 결합되면, 디스플레이(120)에는 얼굴과 표정이 표시될 수 있다.

로봇(1)은 디스플레이(120)에 눈, 코, 입 등 얼굴의 모양을 표시하여 사용자로 하여금 로봇이 감정을 표현한다고 느끼게 할 수 있다.

이러한 방식으로 로봇(1)은 사용자에게 감정을 표시하고 사용자와 교감하는 애완 로봇 서비스를 제공할 수 있고, 사용자에게 정서적 안정을 제공하는 효과가 있다.

로봇(1)은, 전술한 바와 같이 디스플레이(120)에 얼굴 표정을 나타내어 시각적으로 감정을 표시함과 더불어, 스피커(450)의 음성 출력을 통하여 감정을 표시할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이(120)에 표시되는 표정에 대응하여 웃는 소리, 놀란 소리 등을 출력할 수 있다.

또한, 로봇(1)은 전술한 바와 같이 디스플레이(120)에 얼굴 표정을 나타내어 시각적으로 감정을 표시함과 더불어, 암(400)의 회전을 통하여 감정을 표시할 수 있다.

예를 들어, 디스플레이(120)에 웃는 표정을 표시함과 함께, 암(400)을 흔들어 감정을 표시할 수 있다.

제어 구성

도 22에는 본 발명의 실시예에 따른 로봇의 제어 구성을 설명하기 위한 블록도가 도시되어 있다.

도 22를 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 로봇(1)은 센서부(600), 제어부(700), 통신부(710), 메모리(720), 배터리(B), 모터부 및 인터페이스부를 포함할 수 있다.

도 22의 블록도에 도시된 구성요소들은 로봇(1)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 로봇(1)은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

먼저, 제어부(700)는, 로봇(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(700)는 후술할 메모리(720)에 저장된 설정 정보에 따라 로봇(1)이 다양한 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.

제어부(700)는, 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(700)는 본체 하우징(110)의 내부에 배치된 PCB 상에 장착, 구비될 수 있다.

제어부(700)는, 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로써, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

제어부(700)는, 후술할 센서부(600)의 각 구성 중 적어도 하나의 구성으로부터 로봇(1)의 외부 환경에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때, 외부 환경에 대한 정보는 예를 들어, 로봇(1)이 주행하는 실내의 온도, 습도, 먼지량 등의 정보일 수 있다. 또는 예를 들어, 낭떠러지 정보일 수 있다. 또는 예를 들어, 실내 맵 정보일 수 있다. 물론, 외부 환경에 대한 정보는 상술한 예시에 한정되지 않는다.

제어부(700)는, 후술할 센서부(600)의 각 구성 중 적어도 하나의 구성으로부터 로봇(1)의 현재 상태에 대한 정보를 수신할 수 있다. 이때, 현재 상태는 예를 들어, 로봇 본체(100)의 기울기 정보일 수 있다. 또는 예를 들어, 휠(310)과 지면 사이의 이격 상태에 대한 정보일 수 있다. 또는 예를 들어, 휠 모터(MW)의 위치 정보일 수 있다. 또는 예를 들어, 서스펜션 모터(MS)의 위치 정보일 수 있다. 물론, 로봇(1)의 현재 상태에 대한 정보는 상술한 예시에 한정되지 않는다.

제어부(700)는, 후술할 모터부의 각 구성 중 적어도 하나의 구성에 구동 제어 명령을 전달할 수 있다. 예를 들어, 로봇(1)의 주행을 위해 휠 모터(MW)의 회전을 제어할 수 있다. 또는 예를 들어, 로봇(1)의 수평 자세 유지를 위해 휠 모터(MW)의 회전을 제어할 수 있다. 또는 예를 들어, 로봇(1)의 수평 자세 유지를 위해 서스펜션 모터(MS)의 회전을 제어할 수 있다.

제어부(700)는, 후술할 인터페이스부의 각 구성 중 적어도 하나의 구성을 통해 사용자의 명령을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 상기 명령은 로봇(1)을 온/오프(on/off)하기 위한 명령일 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 명령은 로봇(1)의 각종 기능을 수동으로 제어하기 위한 명령일 수 있다.

제어부(700)는, 후술할 인터페이스부의 각 구성 중 적어도 하나의 구성을 통해 로봇(1)과 관련된 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 출력되는 정보는 시각적 정보일 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 출력되는 정보는 청각적 정보일 수 있다.

모터부는, 적어도 하나의 모터를 포함하며, 각 모터와 연결되는 구성에 구동력을 제공할 수 있다.

모터부는, 좌우측 휠(310)에 구동력을 제공하는 휠 모터(MW)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 모터부는 좌우 방향 일측에 배치된 휠(310)에 구동력을 전달하는 제1 휠 모터(MW1)와 좌우 방향 타측에 배치된 휠(310)에 구동력을 전달하는 제2 휠 모터(MW2)를 포함할 수 있다.

휠 모터(MW)는 휠부(300)에 각각 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 휠 모터(MW)는 제3 링크(230)의 내부에 수용될 수 있다.

휠 모터(MW)는 휠(310)과 연결된다. 보다 구체적으로, 제1 휠 모터(MW1)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단이 좌우 방향 일측에 배치된 휠(310)과 연결된다. 제2 휠 모터(MW2)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단이 좌우 방향 타측에 배치된 휠(310)과 연결된다. 좌우측 각각의 휠 모터(MW)는 제어부(700)의 제어 명령에 따라 구동되어 회전하며, 휠 모터(MW)의 회전에 따른 휠(310)의 회전으로 로봇(1)이 지면을 따라 주행하게 된다.

모터부는, 좌우측 레그부(200)에 구동력을 제공하는 서스펜션 모터(MS)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 모터부는 좌우 방향 일측에 배치된 레그부(200)에 구동력을 전달하는 제1 서스펜션 모터(MS1)와 좌우 방향 타측에 배치된 레그부(200)에 구동력을 전달하는 제2 서스펜션 모터(MS2)를 포함할 수 있다.

서스펜션 모터(MS)는 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 서스펜션 모터(MS)는 본체 하우징(110)의 내부에 각각 수용될 수 있다.

서스펜션 모터(MS)는 제1 링크(210)와 연결된다. 보다 구체적으로, 제1 서스펜션 모터(MS1)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단이 좌우 방향 일측에 배치된 제1 링크(210)와 연결된다. 제2 서스펜션 모터(MS2)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단이 좌우 방향 타측에 배치된 제1 링크(210)와 연결된다. 좌우측 각각의 서스펜션 모터(MS)는 제어부(700)의 제어 명령에 따라 구동되어 회전하며, 서스펜션 모터(MS)의 회전에 따라 제1 링크(210)가 회전하고 제1 링크(210)와 연결된 제3 링크(230)가 회전하면서 결과적으로 제1 링크(210)와 제3 링크(230) 사이의 각도가 변경될 수 있다.

이를 통해, 로봇(1)은, 휠(310)을 들어올리거나 내리는 동작이 가능하게 되며, 장애물을 등반하거나 굴곡이 있는 지면을 주행할 때 수평 자세를 유지할 수 있다. 또는, 로봇 본체(100)가 하강 또는 상승 이동하는 동작이 가능하게 된다.

모터부는, 암(400)에 회전력을 제공하는 암 모터(MA)를 포함할 수 있다.

암 모터(MA)는 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 암 모터(MA)는 본체 하우징(110)의 내부에 적어도 하나 수용될 수 있다.

암 모터(MA)는 제어부(700)의 제어 명령에 따라 구동되어 회전하며, 암 모터(MA)의 회전에 따라 회전 결합부(410)가 회전하고 회전 결합부(410)와 일체로 이루어진 연결부(420)가 회전하면서 결과적으로 로봇 본체(100)에 대하여 암(400)을 피봇 이동시킬 수 있다.

이를 통해, 로봇(1)은, 암(400)을 회전시키는 동작이 가능하게 되며, 암(400)을 회전시켜 기능 모듈(900)과 결합하게 할 수 있다. 또는, 암(400)의 회전을 통하여 암(400)이 지면을 짚을 수 있도록 할 수 있다.

센서부(600)는, 적어도 하나의 센서를 포함하며, 각 센서는 로봇(1)의 외부 환경에 대한 정보 및/또는 로봇(1)의 현재 상태에 대한 정보를 측정하거나 감지할 수 있다.

센서부(600)는, 매핑 카메라(610)를 포함할 수 있다.

매핑 카메라(610)는 로봇(1)이 주행하는 실내를 매핑(mapping)하기 위해 구비된다.

이를 위해, 매핑 카메라(610)는 로봇 본체(100)의 전방에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 매핑 카메라(610)는 본체 하우징(110)의 잔방에 배치될 수 있다.

매핑 카메라(610)는 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)의 수행을 위해 주행 중 실내를 촬영할 수 있다. 제어부(700)는 매핑 카메라(610)가 촬영한 주변 환경에 대한 정보와 로봇(1)의 현재 위치에 대한 정보를 토대로 SLAM을 구현할 수 있다.

한편, 본 발명 실시예에 따른 로봇(1)이 SLAM을 구현하는 방식은 매핑 카메라(610)만으로 구현되는 방식일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 로봇(1)은 추가로 구비되는 센서를 더 활용하여 SLAM을 구현할 수도 있다. 추가 센서는 예를 들어 LDS(Laser Distance Sensor)일 수 있다.

센서부(600)는, 적외선 감지를 위한 IR 센서(620)를 포함할 수 있다.

IR 센서(620)는 적외선(Infrared) 광을 감지하는 IR 카메라일 수 있다.

IR 센서(620)는 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, IR 센서(620)는 본체 하우징(110)의 전방에 배치될 수 있다. IR 센서(620)는 매핑 카메라(610)와 좌우로 배치될 수 있다.

IR 센서(620)는 특정 모듈에 구비된 IR LED가 방출하는 적외선 광을 감지하여 상기 모듈에 접근할 수 있다. 예를 들어, 상기 모듈은 로봇(1)의 충전을 위한 충전대일 수 있다. 예를 들어, 상기 모듈은 암(400)에 탈착 가능하게 마련되는 기능 모듈(900)일 수 있다.

제어부(700)는, 로봇(1)의 충전 상태가 기 설정된 수준 이하인 경우에 IR 센서(620)가 IR LED의 감지를 시작하도록 제어할 수 있다. 제어부(700)는, 사용자로부터 특정 모듈을 찾아가라는 명령이 수신되는 경우에 IR 센서(620)가 IR LED의 감지를 시작하도록 제어할 수 있다.

센서부(600)는, 휠 모터 센서(630)를 포함할 수 있다.

휠 모터 센서(630)는 휠 모터(MW)의 위치를 측정할 수 있다. 예를 들어, 휠 모터 센서(630)는 엔코더(Encoder)일 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 엔코더는 모터의 위치를 검출할 수 있고 모터의 회전 속도 또한 검출할 수 있다.

휠 모터 센서(630)는 좌우측 휠 모터(MW)에 각각 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 휠 모터 센서(630)는 휠 모터(MW)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단에 연결되어 휠 모터(MW)와 함께 제3 링크(230)의 내부에 수용될 수 있다.

센서부(600)는 암 모터 센서(640)를 포함할 수 있다.

암 모터 센서(640)는 암 모터(MA)의 위치를 측정할 수 있다. 예를 들어, 암 모터 센서(640)는 엔코더(Encoder)일 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 엔코더는 모터의 위치를 검출할 수 있고 모터의 회전 속도 또한 검출할 수 있다.

암 모터 센서(640)는 암 모터(MA)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 암 모터 센서(640)는 암 모터(MA)의 샤프트 또는 기어의 최종 출력단에 연결되어 암 모터(MA)와 함께 본체 하우징(110) 또는 회전 결합부(410)의 내부에 수용될 수 있다.

센서부(600)는, IMU 센서(650)를 포함할 수 있다.

IMU 센서(650)는 로봇 본체(100)의 기울임 각도를 측정할 수 있다.

IMU(Inertial Measurement Unit) 센서(650)는 잘 알려진 바와 같이, 3축 가속도 센서와 3축 자이로 센서와 지자기 센서를 함께 내장한 센서로서 관성측정센서로도 지칭된다.

3축 가속도 센서는 정지한 상태에서 물체의 중력 가속도를 감지하는 센서이다. 물체가 기울어진 각도에 따라 중력 가속도가 달라지므로 중력 가속도를 측정하면 기울기 각도가 얻어진다. 다만, 정지 상태가 아닌 움직이는 가속 상태에서는 올바른 값을 얻을 수 없는 단점이 있다.

3축 자이로 센서는 각속도를 측정하는 센서이다. 각속도를 전체 시간에 대해 적분하면 기울기 각도가 얻어진다. 다만, 자이로 센서에서 측정되는 각속도는 노이즈 등 이유로 지속적인 에러가 생기는데 이러한 에러로 인해 적분값에 대한 오차가 시간의 흐름에 따라 누적, 발생하게 된다.

결과적으로, 정지된 대기 상태로 긴 시간이 흐르는 경우 로봇(1)은 가속도 센서에 의해서는 기울기가 정확히 측정될 수 있으나 자이로 센서에 의해서는 오차가 생긴다. 주행하는 경우 로봇(1)은 자이로 센서에 의해서는 정확한 기울기 값이 측정될 수 있으나 가속도 센서로는 올바른 값을 얻을 수 없다.

IMU 센서를 사용하면 상술한 가속도 센서, 자이로 센서의 단점을 보완할 수 있다.

본 명세서는 이하, IMU 센서가 구비되는 실시예를 설명한다.

IMU 센서는 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, IMU 센서는 제어부(700)에 인접하여 배치될 수 있다. IMU 센서는 로봇 본체(100) 내부의 PCB 상에 장착, 구비될 수 있다. 기울임 각도와 방향의 측정 정확도 향상을 위해 IMU 센서는 로봇 본체(100)의 중앙 영역에 가깝게 배치되는 것이 바람직하다.

IMU 센서는 로봇 본체(100)의 3측 가속도, 3축 각속도 및 3축 지자기 데이터 중 적어도 하나를 측정하여 제어부(700)로 전달할 수 있다.

제어부(700)는, IMU 센서로부터 수신한 가속도, 각속도 및 지자기 데이터 중 적어도 하나를 이용하여 로봇 본체(100)가 기울어진 방향 및 기울어진 각도를 산출할 수 있다. 제어부(700)는 이를 기초로 후술할 로봇 본체(100)의 수평 자세 유지 제어를 수행할 수 있다.

센서부(600)는, 낭떠러지를 감지하기 위한 클리프 센서(660)를 포함할 수 있다.

클리프 센서(660)는 로봇(1)이 주행하는 전방 지면과의 거리를 감지하도록 이루어질 수 있다. 클리프 센서(660)는, 클리프 센서(660)가 형성된 지점과 지면과의 상대적인 거리를 감지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 이루어질 수 있다.

예를 들어, 클리프 센서(660)는 빛을 조사하는 발광부 및 반사된 빛이 입사되는 수광부를 포함하여 이루어질 수 있다. 클리프 센서(660)는 적외선 센서로 이루어질 수 있다.

클리프 센서(660)는 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 클리프 센서(660)는 로봇 본체(100)의 내측에 배치될 수 있다. 클리프 센서(660)는 로봇(1)의 전방 바닥면을 향하여 빛을 조사할 수 있다. 클리프 센서(660)는 로봇(1)의 진행 방향 전방에 낭떠러지가 존재하는지 미리 감지할 수 있게 한다.

클리프 센서(660)의 발광부는 전방 바닥면을 향해 비스듬하게 빛을 조사할 수 있다. 클리프 센서(660)의 수광부는 상기 바닥면에서 반사되어 입사되는 빛을 수신할 수 있다. 빛의 조사 시점과 수신 시점과의 차이를 기초로 전방 지면과 클리프 센서(660) 간의 거리가 측정될 수 있다.

클리프 센서(660)에 의해 측정된 상기 거리가 기 설정된 소정의 값을 초과하는 경우, 또는 소정의 범위를 초과하는 경우는, 전방 지면이 갑자기 낮아지는 경우일 수 있다. 이러한 원리로 낭떠러지가 감지될 수 있다.

제어부(700)는, 전방에 낭떠러지가 감지되는 경우 로봇(1)이 감지된 낭떠러지를 회피하여 주행하도록 휠 모터(MW)를 제어할 수 있다. 이때, 휠 모터(MW)의 제어는 정지 제어일 수 있다. 또는, 휠 모터(MW)의 제어는 회전 방향의 전환 제어일 수 있다.

센서부(600)는, 접촉 감지 센서(670)를 포함할 수 있다.

접촉 감지 센서(670)는 휠(310)이 지면에 접촉했는지 여부를 감지할 수 있다.

접촉 감지 센서(670)는 로봇(1)의 휠(310)과 지면 사이의 이격 거리를 측정하는 TOF 센서를 포함할 수 있다. TOF 센서는 TOF(Time OF Flight) 기술이 적용된 3차원 카메라일 수 있다. TOF 기술이란, 잘 알려진 바와 같이, 대상체를 향해 조사한 빛이 반사되어 돌아오는 왕복 비행 시간을 기초로 대상체와의 거리를 측정하는 기술이다.

TOF 센서는 휠부(300)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 접촉 감지 센서(670)는 좌우측 제3 링크(230)에 각각 배치될 수 있다. TOF 센서가 측정한 지면과의 거리를 통해 휠(310)이 지면에 접촉한 상태인지가 판단될 수 있다. TOF 센서가 측정한 거리가 기 설정된 거리 미만인 경우(또는 기 설정된 거리 범위의 하한값 미만)라면 휠(310)이 지면에 접촉한 상태이다. TOF 센서가 측정한 거리가 기 설정된 거리 이상(또는 기 설정된 거리 범위의 상한값 이상)인 경우라면 휠(310)이 지면으로부터 이격된 상태이다.

접촉 감지 센서(670)는 로봇(1)의 일부 구성에 대해 가해지는 힘의 크기를 측정하는 로드셀(Load Cell)을 포함할 수 있다.

잘 알려진 바와 같이, 로드셀은 힘이 가해지면 표면에 구비된 스트레인게이지(Strain Gauge)의 저항값이 변하게 된다. 이때, 상기 저항값의 변화를 통해 로드셀에 가해진 힘의 크기를 측정할 수 있다.

로드셀은 레그부(200)에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 로드셀은 좌우측 제3 링크(230)에 각각 배치될 수 있다. 휠(310)이 바닥에 접촉된 상태에서 제3 링크(230)는 지면으로부터 수직항력이 가해져 변형된다. 로드셀의 측정값은 제3 링크(230)의 변형에 따라 초기값과는 상이한 값으로 나타난다. 이를 통해, 휠(310)이 지면과 접촉한 상태인지 여부가 판단될 수 있다.

센서부(600)는, 환경 센서(680)를 포함할 수 있다.

환경 센서(680)는 로봇(1)의 외부 즉, 로봇(1)이 주행하는 집안의 다양한 환경 상태를 측정하도록 이루어질 수 있다. 환경 센서(680)는 온도 센서, 습도 센서 및 먼지 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

환경 센서(680)는 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 환경 센서(680)는 로봇 본체(100)의 후방에 배치될 수 있다. 가능한 실시예로서, 환경 센서(680)에 의해 측정된 정보는 디스플레이(120)에 시각적으로 표시될 수 있다.

센서부(600)는 측면 센서(690)를 포함할 수 있다.

측면 센서(690)는 벽면 등을 포함하여 장애물과의 거리를 측정할 수 있다.

측면 센서(690)는 로봇(1)이 주행하는 측면의 벽면과의 거리를 감지하도록 이루어질 수 있다. 측면 센서(690)는 측면 센서(690)가 배치된 지점과 장애물의 상대적인 거리를 감지할 수 있는 범위 내에서 다양하게 이루어질 수 있다.

예를 들어, 측면 센서(690)는 빛을 조사하는 발광부 및 반사된 빛이 입사되는 수광부를 포함하여 이루어질 수 있다. 측면 센서(690)는 적외선 센서로 이루어질 수 있다.

측면 센서(690)는 로봇(1)의 양 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 측면 센서(690)는 레그부(200)의 제3 링크(230) 외측 면에 배치될 수 있다.

인터페이스부는, 사용자와 로봇(1) 간의 상호작용을 위한 적어도 하나의 구성을 포함하며, 각 구성은 사용자로부터 명령을 입력 및/또는 사용자에게 정보를 출력하도록 구비될 수 있다.

인터페이스부는, 마이크(140)를 포함할 수 있다.

마이크(140)는 사용자의 음성을 인식하는 구성으로서, 복수 개 구비될 수 있다. 마이크(140)는 본체 하우징(110)에 복수 개 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크(140)는 본체 하우징(110)의 상측에 4개 배치될 수 있다.

마이크(140)가 수신하는 음성 신호는 사용자의 위치 추적에 사용될 수 있다. 이때, 공지의 음원 추적 알고리즘이 적용될 수 있다. 예를 들어, 음원 추적 알고리즘은 복수의 마이크(140)가 음성 신호를 수신하는 시간차를 이용한 3점 측정 방식(삼각 측량 방식)일 수 있다. 각 마이크(140)의 위치와 음파의 속도를 이용하면 음성 소스의 위치가 산출되는 원리이다.

한편, 마이크(140)와 상술한 매핑 카메라(610)가 서로 협력하면, 사용자가 멀리 떨어진 곳에서 로봇(1)을 부르는 경우에도 로봇(1)이 사용자의 위치를 찾아오도록 구현될 수 있다.

인터페이스부는, 스피커(450)를 포함할 수 있다.

스피커(450)는 암(400)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스피커(450)는 암(400)의 회전 결합부(410)에 배치될 수 있다. 스피커(450)는 본체 하우징(110)의 좌우 방향 양측을 덮는 위치에 각각 배치될 수 있다.

스피커(450)는 로봇(1)의 정보를 소리로 송출할 수 있다. 스피커(450)가 송출하는 소리의 소스는 로봇(1)에 기 저장된 소리 데이터일 수 있다. 예를 들어, 기 저장된 소리 데이터는 로봇(1)의 음성 데이터일 수 있다. 예를 들어, 기 저장된 소리 데이터는 로봇(1)의 상태를 안내하는 알림음일 수 있다. 한편, 스피커(450)가 송출하는 소리의 소스는 통신부(710)를 통하여 수신된 소리 데이터일 수 있다.

인터페이스부는, 디스플레이(120)와 입력부(125)를 포함할 수 있다.

디스플레이(120)는, 하나 이상의 모듈에 배치되는 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(120)는 로봇 본체(100)의 전방 상측에 배치될 수 있다.

디스플레이(120)는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 표시 패널(Plasma Display Panel), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 중 어느 하나의 소자로 형성될 수 있다.

디스플레이(120)에는 로봇(1)의 작동 시간 정보, 배터리(B) 전력 정보 등의 정보가 표시될 수 있다.

디스플레이(120)에는 로봇(1)의 얼굴 표정이 표시될 수 있다. 또는, 디스플레이(120)에는 로봇(1)의 눈동자가 표시될 수 있다. 디스플레이(120)에 표시되는 얼굴의 모양 또는 눈동자의 모양을 통해 로봇(1)의 현재 상태가 감정으로 의인화되어 표현될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 외출했다가 귀가하는 경우 디스플레이(120)에는 웃는 얼굴 표정 또는 웃는 눈 모양이 표시될 수 있다. 이로써, 사용자는 로봇(1)과 교감하는 느낌을 받는 효과가 있다.

입력부(125)는, 사용자로부터 로봇(1)을 제어하기 위한 제어 명령을 입력 받도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 명령은 로봇(1)의 다양한 설정을 변경하는 명령일 수 있다. 예를 들어, 상기 설정은 음성 크기, 디스플레이 밝기, 절전 모드 설정 등일 수 있다.

입력부(125)는 디스플레이(120) 상에 배치될 수 있다.

입력부(125)는 사용자가 로봇(1)의 동작 제어를 위하여 입력하는 키 입력 데이터를 발생시킨다. 이를 위해, 입력부(125)는, 키 패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치 패드(정압/정전) 등으로 구성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 제1 디스플레이와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.

통신부(710)는, 로봇(1) 내부 각 구성 간의 신호 전달을 위해 구비될 수 있다. 통신부(710)는 예를 들어, CAN(Controller Area Network) 통신을 지원할 수 있다. 상기 신호는 예를 들어, 제어부(700)로부터 다른 구성으로 전달되는 제어 명령일 수 있다.

통신부(710)는, 로봇(1) 외부에 존재하는 타 기기와의 무선 통신을 지원할 수 있다. 무선 통신의 지원을 위한 무선 통신 모듈로서 근거리 통신 모듈 또는 원거리 통신 모듈이 구비될 수 있다.

근거리 통신은 예를 들어, Bluetooth 통신, NFC(Near Field Communication) 통신 등이 될 수 있다.

원거리 통신은 예를 들어, 무선랜(Wireless LAN: WLAN), DLNA(Digital Living Network Alliance), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: Wimax), GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), LTEA(Long Term Evolution-Advanced), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service: WMBS), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), RF(Radio Frequency), LoRa(Long Range) 등이 될 수 있다.

메모리(720)는, 로봇(1)의 구동 및 동작을 위한 다양한 데이터들이 저장되는 구성이다.

메모리(720)에는 로봇(1)이 자율 주행하기 위한 응용 프로그램 및 관련된 다양한 데이터가 저장될 수 있다. 메모리(720)에는 또한 센서부(600)에서 센싱되는 각각의 데이터들이 저장될 수 있으며, 사용자가 선택 또는 입력한 다양한 설정들에 대한 설정 정보 등이 저장될 수 있다.

메모리(720)는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 메모리(720)는 내장 메모리 및/또는 외장 메모리를 포함할 수 있으며, DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등과 같은 휘발성 메모리, OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, NAND 플래시 메모리, 또는 NOR 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, SSD. CF(compact flash) 카드, SD 카드, Micro-SD 카드, Mini-SD 카드, Xd 카드, 또는 메모리 스틱(memory stick) 등과 같은 플래시 드라이브, 또는 HDD와 같은 저장 장치를 포함할 수 있다.

메모리(720)는 제어부(700)에 포함될 수도 있고 별도의 구성으로 구비될 수도 있다.

배터리(B)는, 로봇(1)을 이루는 다른 구성들에 전원을 공급하도록 이루어진다.

배터리(B)는, 로봇 본체(100)에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 배터리(B)는 본체 하우징(110)의 내부에 수용될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 배터리(B)는 서스펜션 모터(MS)보다 후방에 배치될 수 있다.

배터리(B)는, 외부의 전원에 의하여 충전될 수 있으며, 이를 위하여 로봇 본체(100)의 일측에는 배터리(B)의 충전을 위한 충전 단자(130)가 구비될 수 있다. 본 발명 실시예와 같이 충전 단자(130)는 로봇 본체(100)의 하부에 배치될 수 있다. 이로써, 로봇(1)은 충전대에 다가가 하강함으로써 충전 단자(130)를 상부에서부터 충전대의 대응 단자에 안착시키는 방식으로 쉽게 충전대와 결합될 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

1: 로봇 100: 로봇 본체
200: 레그부 210: 제1 링크
220: 제2 링크 230: 제3 링크
300: 휠부 310: 휠
400: 암 410: 회전 결합부
420: 연결부 430: 회전체
440: 회전 모터 500: 로봇 마스크
540: 마스크 기능부 600: 센서부
700: 제어부 800: 결합부
810: 착탈 부재 820: 걸림 부재
821: 걸림 부재 본체 822: 걸림턱
823: 걸림면 824: 걸림홈
824a: 제1 홈 824b: 제2 홈
830: 연결 단자 900: 기능 모듈
910: 운반 모듈 911: 모듈 본체
911a: 돌출부 912: 후크
912a: 제1 접촉면 912b: 제2 접촉면
913: 샤프트 914: 탄성부
915: 착탈부 916: 대응 단자
920: 청소 모듈 MS: 서스펜션 모터
MW: 휠 모터 MA: 암 모터
B: 배터리

Claims (12)

1. 내부에 모터 및 배터리가 수용되는 로봇 본체;
   상기 로봇 본체를 지지하는 레그부;
   상기 레그부에 회전 가능하게 결합되고, 지면 위를 구름 이동하는 휠부;
   상기 로봇 본체의 양 측면에 회전 가능하게 결합되는 암; 및
   상기 암에 배치되고, 상기 암을 상기 로봇 본체와 함께 이동되는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합시키는 결합부;를 포함하는 로봇.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 결합부는,
   상기 기능 모듈과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 결합부는,
   상기 기능 모듈과 대응되는 위치에서 서로 걸림 결합되는 걸림 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 기능 모듈은,
   상기 로봇 본체와 대응되는 위치에 배치되는 모듈 본체; 및
   상기 모듈 본체에 회전 가능하게 결합되고, 상기 걸림 부재에 형성된 걸림홈에 삽입되어 걸리는 후크; 및
   상기 후크가 상기 걸림홈에 걸린 상태를 유지하도록 상기 후크의 회전에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 결합부는,
   상기 기능 모듈과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈 부재;를 포함하고,
   상기 착탈 부재가 자기적 인력에 의해 상기 기능 모듈과 결합됨에 따라 상기 후크는 상기 걸림 부재에 의해 가압되어 회전하면서 상기 걸림홈에 삽입되어 걸리는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 결합부는,
   상기 기능 모듈과 전기적으로 연결되는 연결 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 결합부는,
   상기 암의 회전 반경 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
8. 내부에 모터 및 배터리가 수용되는 로봇 본체;
   상기 로봇 본체를 지지하는 레그부;
   상기 레그부에 회전 가능하게 결합되고, 지면 위를 구름 이동하는 휠부;
   상기 로봇 본체의 양 측면에 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 회전 결합부와, 한 쌍의 상기 회전 결합부를 서로 연결하는 연결부와, 상기 연결부를 회전축으로 하여 회전 가능하게 배치되는 회전체와, 상기 회전체에 회전력을 제공하는 회전 모터;를 포함하는 암; 및
   상기 회전체와 일체로 회전 가능하게 결합되고, 상기 회전체를 상기 로봇 본체와 함께 이동되는 기능 모듈과 분리 가능하게 결합시키는 결합부;를 포함하는 로봇.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 결합부는,
   상기 기능 모듈과 자성에 의해 착탈 가능하게 결합되는 착탈 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
   
10. 제 8항에 있어서,
    상기 결합부는,
    상기 기능 모듈과 대응되는 위치에서 서로 걸림 결합되는 걸림 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 기능 모듈은,
    상기 로봇 본체와 대응되는 위치에 배치되는 모듈 본체;
    상기 모듈 본체에 회전 가능하게 결합되고, 상기 걸림 부재에 형성된 걸림홈에 삽입되어 걸리는 후크; 및
    상기 후크가 상기 걸림홈에 걸린 상태를 유지하도록 상기 후크의 회전에 탄성력을 제공하는 탄성부;를 포함하고,
    상기 회전체가 회전하는 과정에서 상기 후크는 상기 걸림홈에서 이탈되는 것을 특징으로 하는 로봇.
    
12. 제 8항에 있어서,
    상기 결합부는,
    상기 기능 모듈과 전기적으로 연결되는 연결 단자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇.