WO2019240390A1 - 포터 모듈이 구비된 모듈형 이동 로봇 - Google Patents

포터 모듈이 구비된 모듈형 이동 로봇 Download PDF

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WO2019240390A1
WO2019240390A1 PCT/KR2019/005987 KR2019005987W WO2019240390A1 WO 2019240390 A1 WO2019240390 A1 WO 2019240390A1 KR 2019005987 W KR2019005987 W KR 2019005987W WO 2019240390 A1 WO2019240390 A1 WO 2019240390A1
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WO
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module
display unit
mobile robot
unit
modular mobile
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PCT/KR2019/005987
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French (fr)
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은유숙
김진수
유태우
정순호
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G05D1/0248—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means in combination with a laser
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    • A45—HAND OR TRAVELLING ARTICLES
    • A45C—PURSES; LUGGAGE; HAND CARRIED BAGS
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    • B25J19/021—Optical sensing devices
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    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B25J9/1666—Avoiding collision or forbidden zones
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    • B25J9/16—Programme controls
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    • B25J9/1676—Avoiding collision or forbidden zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60P—VEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P7/00—Securing or covering of load on vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a modular mobile robot equipped with a porter module.
  • robots To be part of factory automation, robots have been developed for industrial use. Recently, the application of robots has been further expanded, and medical robots and aerospace robots, as well as robots that can be used in daily life, are being developed.
  • Such everyday robots provide specific services (eg, shopping, transporting, serving, talking, cleaning, etc.) in response to a user's command.
  • specific services eg, shopping, transporting, serving, talking, cleaning, etc.
  • An object of the present invention is to provide a modular mobile robot that provides a variety of services in addition to the transport service.
  • Another object of the present invention is to provide a modular mobile robot capable of autonomous driving.
  • the modular mobile robot provides a module coupling plate on which a carrying object (for example, a carrier of a user) is disposed on a top surface, a porter module coupled to the module coupling plate to fix the carrying object, and a module coupling plate.
  • a control unit for controlling at least one of the body display unit and the head display unit based on the received information on the porter module it can provide a variety of services in addition to the transport service.
  • the modular mobile robot according to the present invention includes a depth sensor mounted between the module coupling plate and the main body for detecting an obstacle disposed outside the main body, and a traveling unit mounted on the bottom of the main body to enable the movement of the main body;
  • autonomous driving may be performed by including a control unit that controls driving of the driving unit based on the information about the detected obstacle provided from the depth sensor.
  • Modular mobile robot according to the present invention can provide a variety of services, such as transport, road guidance, identity verification, it is possible to improve the utilization of the existing daily life robot (particularly, the robot providing only the transport service).
  • the modular mobile robot according to the present invention is capable of autonomous driving, thereby expanding application fields and improving service quality.
  • ease of use may be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a modular mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a rear view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a plan view of the modular mobile robot of FIG.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a control flow of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • FIG. 8 to 10 are schematic diagrams illustrating a process of loading a carrying object into the porter module of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a service provided by the modular mobile robot of FIG. 1.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a modular mobile robot according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating some components of the modular mobile robot of FIG. 12.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a modular mobile robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • 3 is a side view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • 4 is a rear view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • 5 is a plan view of the modular mobile robot of FIG. 6 is an exploded perspective view of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • 7 is a schematic diagram illustrating a control flow of the modular mobile robot of FIG. 1.
  • the modular mobile robot 1 includes a main body 100, a depth sensor 110, a light emitting unit 120, and a traveling unit 200.
  • the module coupling plate 300 may include a body display unit 400, a head display unit 500, a connection unit 510, a porter module PM, and a control unit 550.
  • the main body 100 may constitute a body of the modular mobile robot 1.
  • the cross section of the main body 100 may be, for example, circular or oval.
  • the driving unit 200 may be mounted at the lower end of the main body 100
  • the module coupling plate 300 may be mounted at the upper end of the main body 100.
  • the control unit 550 may be provided inside the main body 100.
  • the control unit 550 may be provided outside the main body 100 (for example, inside the body display unit 400 or inside the module coupling plate 300).
  • the control unit 550 will be described as an example provided (that is, embedded) in the interior of the main body 100.
  • a depth sensor 110 and a light emitting unit 120 may be mounted on an upper surface of the main body 100.
  • the depth sensor 110 and the light emitting unit 120 may be mounted between the main body 100 and the module coupling plate 300.
  • the depth sensor 110 is mounted in the front region of the region between the main body 100 and the module coupling plate 300
  • the light emitting unit 120 is located in the rear region of the region between the main body 100 and the module coupling plate 300. Can be mounted.
  • the depth sensor 110 may be, for example, an RGB-D sensor.
  • the depth sensor 110 may distinguish the bottom area from the object area by identifying the shape of the object, and may detect an obstacle disposed outside the main body 100.
  • the depth sensor 110 may provide the control unit 550 with information about the detected obstacle.
  • the light emitting unit 120 may be, for example, a light emitting diode (LED).
  • the light emitting unit 120 may be controlled by the control unit 550, and may serve as a rear warning light of the modular mobile robot 1.
  • control unit 550 may receive information about the obstacle detected by the depth sensor 110 and control at least one of the driving unit 200 and the light emitting unit 120 based on the received information.
  • control unit 550 when the control unit 550 receives the information indicating that an obstacle exists in front of the modular mobile robot 1 from the depth sensor 110, the control unit 550 stops the forward driving of the traveling unit 200 and at the same time emits light.
  • the driving unit 200 and the light emitting unit 120 may be controlled so that the 120 emits light (that is, turn-on of the light emitting unit 120).
  • control unit 550 when the control unit 550 is provided with the information that the obstacle does not exist in front of the modular mobile robot 1 from the depth sensor 110, the forward drive of the traveling unit 200 and the turn of the light emitting unit 120 The driving unit 200 and the light emitting unit 120 may be controlled to maintain turn-off.
  • the traveling unit 200 may be mounted on the lower end of the main body 100 to enable the movement of the main body 100.
  • the driving unit 200 includes a plurality of driving motors (not shown) for independently driving the plurality of driving wheels 200a, 200b, 200c, and 200d and the plurality of driving wheels 200a, 200b, 200c, and 200d, respectively. ) May be included.
  • each of the traveling wheels 200a, 200b, 200c, and 200d can be independently driven forward and backward, thereby facilitating the change of direction of the modular mobile robot 1.
  • the driving unit 200 may be controlled by the control unit 550.
  • the driving motor of the travel unit 200 may be controlled by the control unit 550. That is, by driving the drive motor by the control unit 550, the driving wheels (eg, 200a, 200b, 200c, 200d) connected to the drive motor may also be driven.
  • the driving wheels eg, 200a, 200b, 200c, 200d
  • the module coupling plate 300 may be mounted on an upper end of the main body 100, and a transport object may be disposed on an upper surface thereof.
  • the module coupling plate 300 is mounted on the top of the body 100, the cross section of the module coupling plate 300 may be, for example, circular or oval like the body 100.
  • one end of the module coupling plate 300 may be formed such that the body display unit 400 extends in the vertical direction (ie, the vertical direction). That is, the body display unit 400 may be integrally formed at one front end of the module coupling plate 300.
  • the body display unit 400 may be formed at a portion other than the front (rear or side) of the module coupling plate 300, and may be formed as a separate type (that is, a separate component) rather than an integral type.
  • the body display unit 400 is integrally formed at one front end of the module coupling plate 300.
  • the porter module PM may be coupled to an upper surface of the module coupling plate 300.
  • the module coupling plate 300 may receive module information (eg, porter module) from the porter module PM. ID (PM), etc.) may be provided.
  • the module coupling plate 300 may detect that the module coupled to the upper surface is the porter module PM based on the module information provided from the porter module PM.
  • the module coupling plate 300 may provide the control unit 550 with information about the sensed module (ie, module information of the porter module PM).
  • the module coupling plate 300 may be provided with a sensor (not shown) that can detect the module coupled to the upper surface.
  • the senor may detect the weight of the module coupled to the upper surface of the module coupling plate 300, and determine what the corresponding module is.
  • the detection sensor detects the weight of the module coupled to the upper surface of the module coupling plate 300, the weight of the detected module in the internal database (for example, the module coupling plate 300 or the inside of the body 100) It may be compared with the weight information for each module (for example, the weight information of each of the porter module, shopping module, serving module) stored in the database provided in the. Thereafter, the sensing sensor may select a module having weight information matching the weight of the detected module, and provide information about the selected module to the control unit 550.
  • the internal database for example, the module coupling plate 300 or the inside of the body 100
  • the sensing sensor may select a module having weight information matching the weight of the detected module, and provide information about the selected module to the control unit 550.
  • the senor may detect the height of the module coupled to the upper surface of the module coupling plate 300 (ie, the vertical height) through a linkage operation with the body display unit 400 to determine what the corresponding module is. have.
  • the module coupling plate 300 is described as an example of detecting the type of the module through the electrical connection with the module coupled to the upper surface without a separate sensor Let's do it.
  • first opening (OP1) and OP2 opened to the rear and in both sides.
  • the depth sensor 110 mounted in the front region of the region between the main body 100 and the module coupling plate 300 detects an obstacle through the first opening OP1, and the sieve 100 and the module coupling plate (
  • the light emitting unit 120 mounted in the rear area among the areas 300 may emit light through the second opening OP2.
  • the body display unit 400 may be formed to extend in the longitudinal direction from one end of the module coupling plate 300.
  • the body display unit 400 may be integrally formed with the module coupling plate 300, and the head display unit 500 may be rotatably mounted on the top of the body display unit 400.
  • the body display unit 400 may display specific information (for example, service information related to the porter module PM).
  • the body display unit 400 may include a user authenticator 420.
  • the user authentication unit 420 is a module for checking the identity of a user who wants to receive a specific service from the modular mobile robot 1, and may be provided inside the body display unit 400.
  • the user authentication unit 420 may provide the information about the authenticated user to the control unit 550, the control unit 550 based on the information about the authenticated user provided from the user authentication unit 420 Information displayed on the body display unit 400 may be controlled. That is, the control unit 550 may display the user customized information on the body display unit 400 based on the information about the authenticated user.
  • the control unit 550 may control the fixing operation of the porter module PM and the driving of the driving unit 200 based on the information about the authenticated user.
  • At least one of a barcode, a Quick Response code, a Radio Frequency Identification (RFID), and a Bluetooth may be applied to the user authenticator 420.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • a card insertion hole 450 is provided at the front of the body display unit 400.
  • the user authentication unit 420 may perform a user authentication operation through a card inserted into the card insertion hole 450.
  • the user authentication unit 420 is inserted into the card insertion slot 450.
  • the identity of the user for example, the user's passport information, the number of the room where he is staying, the number of nights, etc.
  • the control unit 550 controls the user's room on the body display unit 400 based on the information about the authenticated user.
  • the body display unit 400 may be controlled to display the number, the number of days remaining, the user name, and the like.
  • the control unit 550 may control the porter module PM to fix the carrier of the user based on the information about the authenticated user, and control the driving unit 200 to deliver the carrier of the user to the user's room. have.
  • the body display unit 400 may be provided with a touch screen 440.
  • the touch screen 440 is a device for receiving input from a user and may display specific information (eg, service information related to the porter module PM).
  • the touch screen 440 may provide an input provided from the user to the control unit 550, and the control unit 550 may include the driving unit 200 and the porter module based on the input provided from the touch screen 440.
  • PM the body display unit 400, the head display unit 500, and at least one of the connection unit 510 to be described later.
  • the touch screen 440 may be removed from the user.
  • the provided input ie, input related to 'go to gate 2'
  • the control unit 550 displays a 'wink expression' on the head display unit 500 based on an input provided from the touch screen 440
  • the body display unit 400 displays a 'gate from the current position to the second gate'.
  • the head display unit 500 and the body display unit 400 may be controlled to display the movement path.
  • the control unit 550 controls the porter module PM based on the input provided from the touch screen 440 to fix the carrier of the user, and controls the driving unit 200 to deliver the carrier of the user to the second gate. You can also
  • the head display unit 500 may be rotatably mounted on the top of the body display unit 400.
  • the head display unit 500 may be mounted on the top of the body display unit 400 through the connection unit 510, and a cross section of the head display unit 500 may be, for example, circular.
  • connection unit 510 may connect between the head display unit 500 and the body display unit 400. More specifically, one end of the connector 510 may be fixedly coupled to the head display unit 500, and the other end of the connector 510 may be rotatably coupled to the body display unit 400. For reference, one end of the connector 510 may be penetrated through the rear surface of the head display unit 500, and the other end of the connector 510 may be penetrated through the upper surface of the body display unit 400.
  • the connector 510 may be part of the head display unit 500 or may be a separate component.
  • connection unit 510 is a separate component from the head display unit 500.
  • the head display unit 500 may display specific information (eg, service information related to the porter module PM) or facial expression information (eg, smile, wink, etc.) according to a situation.
  • specific information eg, service information related to the porter module PM
  • facial expression information eg, smile, wink, etc.
  • the head display unit 500 may display facial expression information, and the head display unit 500 may serve as a face of the modular mobile robot 1.
  • the head display unit 500 may serve as a face, the connection unit 510 as a neck, the body display unit 400 as a body, and the driving unit 200 may serve as a foot. .
  • the porter module PM may be coupled to the module coupling plate 300 to fix the transport object.
  • the porter module PM may be coupled to an upper surface of the module coupling plate 300 to cover both side surfaces of the body display unit 400.
  • the porter module PM may be detachably coupled to the upper surface of the module coupling plate 300.
  • the porter module PM may include a module body 710 and a module fixing unit 720.
  • the module body 710 may be coupled to an upper surface of the module coupling plate 300 to cover both side surfaces of the body display unit 400.
  • the upper surface, the lower surface and the rear surface of the module body 710 may be opened, and the inner space of the module body 710 may be an empty space for loading the carrying object.
  • the module main body 710 when looking at the module main body 710 from above, the module main body 710 may have a 'C-type' shape of the rear opening.
  • the 'C' shape of the module body 710 may be implemented along the edge of the module coupling plate 300.
  • a coupling fixing part 605 formed to extend in the vertical direction may be provided on the rear surface of the body display unit 400.
  • the module body 710 is coupled to the upper surface of the module coupling plate 300 to cover both sides of the body display unit 400, the coupling fixing part 605 is in contact with the front surface of the module body 710 do. That is, the coupling fixing part 605 supports the front surface of the module body 710.
  • the module body 710 may be fixed to the body display unit 400.
  • the upper surface of the coupling fixing part 605 may be located on the same plane as the upper surface of the module body 710.
  • the module fixing unit 720 may be mounted on the inner surface of the module body 710 to fix the transport object disposed on the module coupling plate 300.
  • the module fixing unit 720 may include first and second module fixing parts 723 and 726 and first and second driving parts 724 and 727.
  • the first module fixing part 723 may be mounted on one side of the inner surface of the module body 710 to press one side of the carrying object
  • the second module fixing part 726 may be the inner surface of the module body 710. It may be mounted on the other side (ie, opposite the first module fixing part 723) to press the other side of the carrying object.
  • the first and second module fixing parts 723 and 726 may be implemented, for example, in the form of blocks.
  • first and second module fixing parts 723 and 726 may be implemented, for example, in the form of a robot arm.
  • first and second module fixing parts 723 and 726 will be described with an example of being implemented in a block form shown in the drawings.
  • the first driver 724 drives the first module fixing part 723 and may be controlled by the control unit 550
  • the second driving part 727 drives the second module fixing part 726. And may be controlled by the control unit 550.
  • a hydraulic cylinder driving method or a motor driving method may be applied to the first and second driving units 724 and 727. That is, the first and second drivers 724 and 727 may each include a hydraulic cylinder or a motor.
  • the first module fixing part 723 detects a first pressure acting between the first module fixing part 723 and one side of the carrying object and relates to the detected first pressure.
  • a first pressure sensor may be provided to provide information to the control unit 550.
  • the second module fixing part 726 detects a second pressure acting between the second module fixing part 726 and the other side of the object to be transported, and provides the control unit 550 with information about the detected second pressure.
  • the second pressure sensor may be provided.
  • control unit 550 may control the first driver 724 based on the information about the first pressure, and control the second driver 727 based on the information about the second pressure.
  • control unit 550 compares the first and second pressures respectively with a preset reference pressure (eg, a pressure that can fix the transport object without damaging the transport object), and compares each of the first and second pressures. Based on the result, the first and second drivers 724 and 727 may be controlled.
  • a preset reference pressure eg, a pressure that can fix the transport object without damaging the transport object
  • control unit 550 drives the first and second driving units 724 and 727 until the first and second pressures become preset reference pressures, respectively. 726 may cause the carrying object to be pressurized.
  • control unit 550 stops the operation of the first and second driving units 724 and 727 when the first and second pressures become preset reference pressures, respectively, to prevent excessive pressure from being applied to the carrying object. can do. Through this, the carrying object can be stably fixed to the porter module PM without any damage.
  • control unit 550 is built in the main body 100, the porter module (PM), the body display unit 400, the head display unit 500, the traveling unit 200, the light emitting unit 120, the connecting portion ( 510 may be controlled.
  • control unit 550 includes information displayed on the body display unit 400 and the head display unit 500, whether the head display unit 500 is rotated (that is, whether the connection unit 510 is rotated),
  • the driving of the traveling unit 200 and the light emitting unit 120 and the fixing operation of the porter module PM may be controlled.
  • the control unit 550 is provided with information on the module detected from the module coupling plate 300 (that is, module information of the porter module PM), and the received module information. Based on this, at least one of the body display unit 400 and the head display unit 500 may be controlled. That is, the control unit 550 may provide specific information (eg, the porter module PM) to the body display unit 400 (in particular, the touch screen 440) and the head display unit 500 in accordance with the received module information. The body display unit 400 and the head display unit 500 may be controlled to display a service related user interface (UI).
  • UI service related user interface
  • control unit 550 may receive information about the obstacle detected by the depth sensor 110 and control at least one of the driving unit 200 and the light emitting unit 120 based on the received information. That is, the control unit 550 may control the driving direction or whether the driving unit 200 is driven according to the detected obstacle, and may also control whether the light emitting unit 120 is driven.
  • the control unit 550 may fix the information displayed on the body display unit 400 (particularly, the touch screen 440) and the porter module PM based on the information about the authenticated user provided from the user authenticator 420. At least one of the work and the driving of the driving unit 200 may be controlled.
  • control unit 550 is based on the input provided from the touch screen 440 (that is, the user input) of the driving unit 200, the porter module PM, the body display unit 400, and the head display unit 500. At least one can be controlled.
  • the control unit 550 determines whether the head display unit 500 is rotated based on information provided from the module coupling plate 300, the depth sensor 110, the user authentication unit 420, or the touch screen 440. Can be controlled. Of course, the control unit 550 may indirectly control the rotation of the head display unit 500 by controlling the rotation of the connection unit 510.
  • the modular mobile robot 1 has the above-described configuration and features.
  • a transport object is loaded in the porter module PM. Let's look at the process and the services provided by the porter module (PM).
  • FIG. 8 to 10 are schematic diagrams illustrating a process of loading a carrying object into the porter module of FIG. 1.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a service provided by the modular mobile robot of FIG. 1.
  • a user eg, a guest
  • a carrying object C eg, his carrier or luggage
  • the upper and rear openings of the PM may be disposed on the upper surface of the module coupling plate 300.
  • the user may fix the first and second modules of the porter module PM through the user authentication operation through the user authentication unit 420 or the input providing operation through the touch screen 440. 726 may allow the transport object C to be fixed.
  • the transport object C may be loaded in the modular mobile robot 1 in a stable state by the porter module PM.
  • the body display unit 400 (particularly, the touch screen 440) of the modular mobile robot 1 used in the hotel basically "Please insert the card key to set the destination" May be displayed.
  • the modular mobile robot 1 can provide a variety of services, such as transport, road guidance, identity verification bar, the existing daily life robot (particularly, provide only transport services Can improve the utilization.
  • the modular mobile robot 1 is capable of autonomous driving, thereby expanding application fields and improving service quality.
  • ease of use since the user does not need to move the robot directly in order to provide a service at a specific location or location, ease of use may be improved.
  • FIGS. 12 and 13 a modular mobile robot according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • FIG. 12 is a perspective view illustrating a modular mobile robot according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating some components of the modular mobile robot of FIG. 12.
  • the modular mobile robot 2 is identical to the modular mobile robot 1 of FIG. 1 except for some components.
  • the modular mobile robot 2 according to another embodiment of the present invention has a first coupling fixing part 610 and a second coupling. It may include a fixing part 620.
  • first coupling fixing part 610 may be formed to extend in the vertical direction on the rear surface of the body display unit 400.
  • second coupling fixing part 620 may be formed to protrude upward from the upper edge of the module coupling plate 300.
  • the second coupling fixing part 620 may be configured of a plurality of 620a and 620b (of course, two or more may be used).
  • the porter module PM may be coupled to an upper surface of the module coupling plate 300 to cover both sides of the body display unit 400.
  • the first coupling fixing part 610 is in contact with the front surface of the porter module PM, and the second coupling fixing part 620 is It comes in contact with the lower surface of the porter module PM. That is, the first coupling fixing part 610 supports the front surface of the porter module PM, and the second coupling fixing part 620 supports the lower surface of the porter module PM.
  • the porter module PM may be firmly fixed to the body display unit 400 and the module coupling plate 300.
  • the module body 710 may be fixed to the body display unit 400 by the first coupling fixing part 610, and may be fixed to the module coupling plate 300 by the second coupling fixing part 620.
  • the longitudinal length of the first coupling fixing part 610 may be longer than the longitudinal length of the coupling fixing part 605 of FIG. 1. That is, the upper surface of the first coupling fixing part 610 may be located on a plane higher in the vertical direction than the upper surface of the module body 710.
  • the first coupling fixing part 610 may be more stably fixed to the porter module PM than the coupling fixing part 605 of FIG. 1 described above.
  • the second coupling fixing part 620 may be provided with the above-described detection sensor.

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Abstract

본 발명은 다양한 서비스 제공 및 자율 주행이 가능한 모듈형 이동 로봇에관한 것이다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇은, 본체, 본체의 하단에 장착되어 본체의 이동을 가능하게 하는 주행 유닛, 본체의 상단에 장착되고, 상면에 운반 대상체가 배치되는 모듈 결합 플레이트, 모듈 결합 플레이트의 상면에 결합되어 운반 대상체를 고정하고, 모듈 결합 플레이트로 모듈 정보를 제공하는 포터 모듈, 모듈 결합 플레이트의 일단에서 세로 방향으로 연장되도록 형성된 바디 디스플레이 유닛, 바디 디스플레이 유닛의 상단에 회전 가능하게 장착된 헤드 디스플레이 유닛 및 모듈 결합 플레이트로부터 모듈 정보를 제공받고, 제공받은 모듈 정보를 토대로 바디 디스플레이 유닛 및 헤드 디스플레이 유닛 중 적어도 하나를 제어하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

포터 모듈이 구비된 모듈형 이동 로봇
본 발명은 포터 모듈이 구비된 모듈형 이동 로봇에 관한 것이다.
공장 자동화의 일 부분을 담당하기 위해, 로봇은 산업용으로 개발되어 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되고 있는바, 의료용 로봇과 우주 항공용 로봇뿐만 아니라 일상 생활에서 사용될 수 있는 로봇도 개발되고 있다.
이러한 일상 생활용 로봇은 사용자의 명령에 응답하여 특정 서비스(예를 들어, 쇼핑, 운반, 서빙, 대화, 청소 등)를 제공한다.
다만, 기존의 일상 생활용 로봇은 특정 서비스만을 제공하도록 설계되어 있는바, 해당 로봇을 개발하는데 투자되는 비용 대비 활용도가 높지 않다는 문제가 있다.
이에 따라, 최근 다양한 서비스를 제공할 수 있는 로봇에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 목적은 운반 서비스 외 다양한 서비스를 제공하는 모듈형 이동 로봇을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 자율 주행이 가능한 모듈형 이동 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 모듈형 이동 로봇은 상면에 운반 대상체(예를 들어, 사용자의 캐리어)가 배치되는 모듈 결합 플레이트와, 모듈 결합 플레이트에 결합되어 운반 대상체를 고정하는 포터 모듈과, 모듈 결합 플레이트로부터 제공받은 포터 모듈에 관한 정보를 토대로 바디 디스플레이 유닛과 헤드 디스플레이 유닛 중 적어도 하나를 제어하는 제어 유닛을 포함함으로써 운반 서비스 외 다양한 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모듈형 이동 로봇은 모듈 결합 플레이트와 본체 사이에 장착되어 본체의 외부에 배치된 장애물을 감지하는 깊이 센서와, 본체의 하단에 장착되어 본체의 이동을 가능하게 하는 주행 유닛과, 깊이 센서로부터 제공받은 감지된 장애물에 관한 정보를 토대로 주행 유닛의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함함으로써 자율 주행을 할 수 있다.
본 발명에 따른 모듈형 이동 로봇은 운반, 길안내, 신원 확인 등 다양한 서비스를 제공할 수 있는바, 기존의 일상 생활용 로봇(특히, 운반 서비스만을 제공하는 로봇) 대비 활용도를 개선할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 모듈형 이동 로봇은 자율 주행이 가능한바, 적용 분야 확대 및 서비스 품질 개선이 가능하다. 또한 특정 위치 또는 장소에서 서비스를 제공하기 위해 사용자가 로봇을 직접 이동시킬 필요가 없는바, 사용 편의성이 개선될 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇을 설명하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈형 이동 로봇의 정면도이다.
도 3은 도 1의 모듈형 이동 로봇의 측면도이다.
도 4는 도 1의 모듈형 이동 로봇의 배면도이다.
도 5는 도 1의 모듈형 이동 로봇의 평면도이다.
도 6은 도 1의 모듈형 이동 로봇의 분해사시도이다.
도 7은 도 1의 모듈형 이동 로봇의 제어 흐름을 설명하는 개략도이다.
도 8 내지 도 10은 도 1의 포터 모듈에 운반 대상체가 적재되는 과정을 설명하는 개략도들이다.
도 11은 도 1의 모듈형 이동 로봇이 제공하는 서비스를 설명하는 개략도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇을 설명하는 사시도이다.
도 13은 도 12의 모듈형 이동 로봇의 일부 구성요소를 설명하는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇을 설명하는 사시도이다. 도 2는 도 1의 모듈형 이동 로봇의 정면도이다. 도 3은 도 1의 모듈형 이동 로봇의 측면도이다. 도 4는 도 1의 모듈형 이동 로봇의 배면도이다. 도 5는 도 1의 모듈형 이동 로봇의 평면도이다. 도 6은 도 1의 모듈형 이동 로봇의 분해사시도이다. 도 7은 도 1의 모듈형 이동 로봇의 제어 흐름을 설명하는 개략도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇(1)은 본체(100), 깊이 센서(110; depth sensor), 발광 유닛(120), 주행 유닛(200), 모듈 결합 플레이트(300), 바디 디스플레이 유닛(400), 헤드 디스플레이유닛(500), 연결부(510), 포터 모듈(PM), 제어 유닛(550)을 포함할 수 있다.
본체(100)는 모듈형 이동 로봇(1)의 몸통을 구성할 수 있다.
구체적으로, 본체(100)의 단면은 예를 들어, 원형 또는 타원형으로 이루어질 수 있다. 또한 본체(100)의 하단에는 주행 유닛(200)이 장착되고, 본체(100)의 상단에는 모듈 결합 플레이트(300)가 장착될 수 있다.
그리고 본체(100)의 내부에는 제어 유닛(550)이 구비될 수 있다. 물론, 제어유닛(550)은 본체(100)의 내부가 아닌 외부(예를 들어, 바디 디스플레이 유닛(400)의 내부 또는 모듈 결합 플레이트(300)의 내부)에 구비될 수도 있다. 그러나, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 제어 유닛(550)이 본체(100)의 내부에 구비(즉, 내장)되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한 본체(100)의 상면에는 깊이 센서(110)와 발광 유닛(120)이 장착될 수 있다.
구체적으로, 본체(100)와 모듈 결합 플레이트(300) 사이에 깊이 센서(110)와 발광 유닛(120)이 장착될 수 있다. 또한 깊이 센서(110)는 본체(100)와 모듈 결합 플레이트(300) 사이 영역 중 전방 영역에 장착되고, 발광 유닛(120)은 본체(100)와 모듈 결합 플레이트(300) 사이 영역 중 후방 영역에 장착될 수 있다.
여기에서, 깊이 센서(110)는 예를 들어, RGB-D 센서일 수 있다. 또한 깊이 센서(110)는 사물의 형상을 파악하여 바닥 영역과 사물 영역을 구분할 수 있는바, 본체(100)의 외부에 배치된 장애물을 감지할 수 있다. 나아가, 깊이 센서(110)는 감지된 장애물에 관한 정보를 제어 유닛(550)에 제공할 수 있다.
그리고 발광 유닛(120)은 예를 들어, LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 또한 발광 유닛(120)은 제어 유닛(550)에 의해 제어될 수 있고, 모듈형 이동 로봇(1)의 후방 경고등 역할을 수행할 수 있다.
즉, 제어 유닛(550)은 깊이 센서(110)로부터 감지된 장애물에 관한 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 토대로 주행 유닛(200) 및 발광 유닛(120) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 유닛(550)은 깊이 센서(110)로부터 모듈형 이동 로봇(1)의 전방에 장애물이 존재한다는 정보를 제공받은 경우, 주행 유닛(200)의 전진 구동을 정지하는 동시에 발광 유닛(120)이 빛을 발산(즉, 발광 유닛(120)의 턴 온(turn-on))하도록 주행 유닛(200)과 발광 유닛(120)을 각각 제어할 수 있다.
또한 제어 유닛(550)은 깊이 센서(110)로부터 모듈형 이동 로봇(1)의 전방에 장애물이 존재하지 않는다는 정보를 제공받은 경우, 주행 유닛(200)의 전진 구동 및 발광 유닛(120)의 턴오프(turn-off)가 유지되도록 주행 유닛(200)과 발광 유닛(120)을 각각 제어할 수 있다.
한편, 주행 유닛(200)은 본체(100)의 하단에 장착되어 본체(100)의 이동을 가능하게 할 수 있다.
구체적으로, 주행 유닛(200)은 복수개의 주행 휠(200a, 200b, 200c, 200d)과, 복수개의 주행 휠(200a, 200b, 200c, 200d)을 각각 독립적으로 구동하는 복수개의 구동 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 각각의 주행 휠(200a, 200b, 200c, 200d)은 독립적으로 전후진 구동될 수 있고, 이를 통해, 모듈형 이동 로봇(1)의 방향 전환이 용이해진다.
참고로, 도면에는 주행 휠이 4개인 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 주행 휠은 4개 이상 또는 이하일 수도 있다.
또한 주행 유닛(200)은 제어 유닛(550)에 의해 제어될 수 있다.
구체적으로, 주행 유닛(200)의 구동 모터는 제어 유닛(550)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 제어 유닛(550)에 의해 구동 모터가 구동됨으로써, 구동 모터에 연결된 주행 휠(예를 들어, 200a, 200b, 200c, 200d)도 구동될 수 있다.
모듈 결합 플레이트(300)는 본체(100)의 상단에 장착되고, 상면에 운반 대상체가 배치될 수 있다.
구체적으로, 모듈 결합 플레이트(300)는 본체(100)의 상단에 장착되고, 모듈 결합 플레이트(300)의 단면은 예를 들어, 본체(100)와 같은 원형 또는 타원형일 수 있다.
또한 모듈 결합 플레이트(300)의 일단에는, 바디 디스플레이 유닛(400)이 세로 방향(즉, 상하 방향)으로 연장되도록 형성될 수 있다. 즉, 모듈 결합 플레이트(300)의 전방 일단에는, 바디 디스플레이 유닛(400)이 일체형으로 형성될 수 있다. 물론, 바디 디스플레이 유닛(400)은 모듈 결합 플레이트(300)의 전방이 아닌 다른 부분(후방 또는 측방)에 형성될 수 있고, 일체형이 아닌 분리형(즉, 별개 구성요소)으로 형성될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 모듈 결합 플레이트(300)의 전방 일단에 바디 디스플레이 유닛(400)이 일체형으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에는 포터 모듈(PM)이 결합될 수 있다.
구체적으로, 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 포터 모듈(PM)이 결합(즉, 전기적으로 연결)되면, 모듈 결합 플레이트(300)는 포터 모듈(PM)로부터 모듈 정보(예를 들어, 포터 모듈(PM)의 ID(Identification) 등)를 제공받을 수 있다.
또한 모듈 결합 플레이트(300)는 포터 모듈(PM)로부터 제공받은 모듈 정보를 토대로 상면에 결합된 모듈이 포터 모듈(PM)이라는 것을 감지할 수 있다. 물론, 모듈 결합 플레이트(300)는 감지된 모듈에 관한 정보(즉, 포터 모듈(PM)의 모듈 정보)를제어 유닛(550)으로 제공할 수 있다.
그리고 도면에 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 일 실시예에서, 모듈 결합 플레이트(300)는 상면에 결합되는 모듈을 감지할 수 있는 감지 센서(미도시)를 구비할 수도 있다.
여기에서, 감지 센서는 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합되는 모듈의 무게를 감지하여, 해당 모듈이 무엇인지를 판별할 수 있다.
구체적으로, 감지 센서는 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합되는 모듈의 무게를 감지하고, 감지된 모듈의 무게를 내부 데이터베이스(예를 들어, 모듈 결합 플레이트(300) 또는 본체(100)의 내부에 구비된 데이터베이스)에 저장된 모듈별 무게 정보(예를 들어, 포터 모듈, 쇼핑 모듈, 서빙 모듈 각각의 무게 정보)와 비교할 수 있다. 이 후, 감지 센서는 감지된 모듈의 무게와 매칭되는 무게정보를 가지는 모듈을 선정하여, 선정된 모듈에 관한 정보를 제어 유닛(550)으로 제공할 수 있다.
또한 감지 센서는 바디 디스플레이 유닛(400)과의 연계 작업을 통해 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합되는 모듈의 높이(즉, 세로 방향 높이)를 감지하여, 해당 모듈이 무엇인지를 판별할 수도 있다.
다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 모듈 결합 플레이트(300)가 별도의 감지 센서 없이 상면에 결합되는 모듈과의 전기적 연결을 통해 해당 모듈의 종류를 감지하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 모듈 결합 플레이트(300)와 본체(100) 사이에는 전방 및 양측방으로 개구된 제1 개구부(OP1)와 후방으로 개구된 제2 개구부(OP2)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 본체(100)와 모듈 결합 플레이트(300) 사이 영역 중 전방 영역에 장착된 깊이 센서(110)는 제1 개구부(OP1)를 통해 장애물을 감지하고, 체(100)와 모듈 결합 플레이트(300) 사이 영역 중 후방 영역에 장착된 발광 유닛(120)은 제2 개구부(OP2)를 통해 빛을 발산할 수 있다.
바디 디스플레이 유닛(400)은 모듈 결합 플레이트(300)의 일단에서 세로 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
구체적으로, 바디 디스플레이 유닛(400)은 모듈 결합 플레이트(300)와 일체형으로 형성될 수 있고, 바디 디스플레이 유닛(400)의 상단에는 헤드 디스플레이 유닛(500)이 회전 가능하게 장착될 수 있다. 또한 바디 디스플레이 유닛(400)에는 특정 정보(예를 들어, 포터 모듈(PM)과 관련된 서비스 정보)가 표시될수 있다.
그리고 바디 디스플레이 유닛(400)에는 사용자 인증부(420)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 사용자 인증부(420)는 모듈형 이동 로봇(1)으로부터 특정 서비스를 제공받고자 하는 사용자의 신원을 확인하기 위한 모듈이고, 바디 디스플레이 유닛(400) 내부에 구비될 수 있다.
또한, 사용자 인증부(420)는 인증된 사용자에 관한 정보를 제어 유닛(550)에 제공할 수 있고, 제어 유닛(550)은 사용자 인증부(420)로부터 제공받은 인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 바디 디스플레이 유닛(400)에 표시되는 정보를 제어할 수 있다. 즉, 제어 유닛(550)은 인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 사용자 맞춤형 정보를 바디 디스플레이 유닛(400)에 표시할 수 있다. 물론, 제어 유닛(550)은 인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 포터 모듈(PM)의 고정 작업 및 주행 유닛(200)의 구동 등을 제어할 수도 있다.
이러한 사용자 인증부(420)에는 예를 들어, 바코드(barcode), QR 코드(Quick Response code), RFID(Radio Frequency Identification) 및 블루투스(Bluetooth) 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
참고로, 바디 디스플레이 유닛(400)의 전면에는 카드 삽입구(450)가
형성될 수 있고, 사용자 인증부(420)는 카드 삽입구(450)로 삽입된 카드를 통해 사용자 인증 작업을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 사용자가 호텔에 배치된 모듈형 이동 로봇(1)에 캐리어를 올려 놓은 상태로 카드 삽입구(450)에 룸 카드를 삽입한 경우, 사용자 인증부(420)는 카드 삽입구(450)에 삽입된 카드를 통해 사용자의 신원(예를 들어, 사용자의 여권 정보, 숙박하고 있는 방 번호, 숙박 일수 등)을 확인(즉, 사용자 인증)할 수 있다. 이 후, 사용자 인증부(420)가 인증된 사용자에 관한 정보를 제어 유닛(550)에 제공하면, 제어 유닛(550)은 인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 바디 디스플레이 유닛(400)에 사용자의 방 번호, 남은 숙박 일수, 사용자 이름 등이 표시되도록 바디 디스플레이 유닛(400)을 제어할 수 있다. 나아가, 제어 유닛(550)은인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 포터 모듈(PM)을 제어하여 사용자의 캐리어를고정하고, 주행유닛(200)을 제어하여 사용자의 캐리어를 사용자의 방으로 배송해줄 수도 있다.
한편, 바디 디스플레이 유닛(400)에는 터치 스크린(440)이 구비될 수 있다.
구체적으로, 터치 스크린(440)은 사용자로부터 입력을 제공받기 위한 장치이고, 특정 정보(예를 들어, 포터 모듈(PM)과 관련된 서비스 정보)를 표시할 수도 있다.
또한 터치 스크린(440)은 사용자로부터 제공받은 입력을 제어 유닛(550)에 제공할 수 있고, 제어 유닛(550)은 터치 스크린(440)으로부터 제공받은 입력을 토대로 주행 유닛(200), 포터 모듈(PM), 바디 디스플레이 유닛(400), 헤드 디스플레이 유닛(500) 및 후술할 연결부(510) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 공항에서 모듈형 이동 로봇(1)에 캐리어를 올려 놓은 상태로 터치 스크린(440)에 표시된 '2번 게이트로 이동' 아이콘을 터치하는 경우, 터치 스크린(440)은 사용자로부터 제공받은 입력(즉, '2번 게이트로이동'에 관한 입력)을 제어 유닛(550)에 제공할 수 있다. 또한 제어 유닛(550)은 터치 스크린(440)으로부터 제공받은 입력을 토대로 헤드 디스플레이 유닛(500)에는 '윙크하는 표정'이 표시되고, 바디 디스플레이 유닛(400)에는 '현재 위치에서 2번게이트까지의 이동 경로'가 표시되도록 헤드 디스플레이 유닛(500)과 바디 디스플레이 유닛(400)을 각각 제어할 수 있다. 그리고 제어 유닛(550)은 터치 스크린(440)으로부터 제공받은 입력을 토대로 포터 모듈(PM)을 제어하여 사용자의 캐리어를 고정하고, 주행유닛(200)을 제어하여 사용자의 캐리어를 2번 게이트로 배송해줄 수도 있다.
헤드 디스플레이 유닛(500)은 바디 디스플레이 유닛(400)의 상단에 회전 가능하게 장착될 수 있다.
구체적으로, 헤드 디스플레이 유닛(500)은 바디 디스플레이 유닛(400)의 상단에 연결부(510)를 통해 장착될 수 있고, 헤드 디스플레이 유닛(500)의 단면은 예를 들어, 원형일 수 있다.
여기에서, 연결부(510)는 헤드 디스플레이 유닛(500)과 바디 디스플레이 유닛(400) 사이를 연결할 수 있다. 보다 구체적으로, 연결부(510)의 일단은 헤드 디스플레이 유닛(500)에 고정 결합되고, 연결부(510)의 타단은 바디 디스플레이 유닛(400)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 참고로, 연결부(510)의 일단은 헤드 디스플레이 유닛(500)의 후면에 관통 결합되고, 연결부(510)의 타단은 바디 디스플레이 유닛(400)의 상면에 관통 결합될 수 있다.
참고로, 연결부(510)는 헤드 디스플레이 유닛(500)의 일부일 수도 있고, 별개의 구성요소일 수도 있다.
다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 연결부(510)가 헤드 디스플레이 유닛(500)과 별개의 구성요소인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
또한 헤드 디스플레이 유닛(500)에는 특정 정보(예를 들어, 포터 모듈(PM)과 관련된 서비스 정보 또는 상황에 따른 표정 정보(예를 들어, 스마일, 윙크 등)가 표시될 수 있다.
특히, 헤드 디스플레이 유닛(500)에는 표정 정보가 표시될 수 있는 바, 헤드 디스플레이 유닛(500)은 모듈형 이동 로봇(1)의 얼굴 역할을 수행할 수 있다. 참고로, 모듈형 이동 로봇(1)에서, 헤드 디스플레이 유닛(500)은 얼굴, 연결부(510)는 목, 바디 디스플레이 유닛(400)은 몸통, 주행 유닛(200)은 발 역할을 수행할 수 있다.
포터 모듈(PM)은 모듈 결합 플레이트(300)에 결합되어 운반 대상체를 고정할 수 있다.
구체적으로, 포터 모듈(PM)은 바디 디스플레이 유닛(400)의 양 측면을 덮도록 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합될 수 있다. 또한 포터 모듈(PM)은 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.
그리고 포터 모듈(PM)은 모듈 본체(710)와 모듈 고정 유닛(720)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 모듈 본체(710)는 바디 디스플레이 유닛(400)의 양 측면을 덮도록 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합될 수 있다. 그리고 운반 대상체의 적재를 위해, 모듈 본체(710)의 상면, 하면 및 후면은 개구되고, 모듈 본체(710)의 내측 공간은 빈 공간일 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 위에서 모듈 본체(710)를 바라보았을 때, 모듈 본체(710)는 후방이 개구된 'C형' 형상을 갖출 수 있다. 또한 모듈 본체(710)의 'C형' 형상은 모듈 결합 플레이트(300)의 가장자리를 따라 구현될 수 있다.
참고로, 바디 디스플레이 유닛(400)의 후면에는 세로 방향으로 연장되도록 형성된 결합 고정부(605)가 구비될 수 있다.
또한, 모듈 본체(710)는 바디 디스플레이 유닛(400)의 양 측면을 덮도록 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합되는바, 결합 고정부(605)는 모듈 본체(710)의 전면과 접촉하게 된다. 즉, 결합 고정부(605)는 모듈 본체(710)의 전면을 지지하게 된다.
그리고 이러한 지지 구조(즉, 결합 고정부(605))로 인해, 모듈 본체(710)는 바디 디스플레이 유닛(400)에 고정될 수 있다.
참고로, 결합 고정부(605)의 상면은 모듈 본체(710)의 상면과 동일 평면 상에 위치할 수 있다.
한편, 모듈 고정 유닛(720)은 모듈 본체(710)의 내측면에 장착되어 모듈 결합 플레이트(300)에 배치된 운반 대상체를 고정할 수 있다.
구체적으로, 모듈 고정 유닛(720)은 제1 및 제2 모듈 고정부(723,726)와 제1 및 제2 구동부(724, 727)를 포함할 수 있다.
여기에서, 제1 모듈 고정부(723)는 모듈 본체(710)의 내면 일측에 장착되어 운반 대상체의 일측면을 가압할 수 있고, 제2 모듈 고정부(726)는 모듈 본체(710)의 내면 타측(즉, 제1 모듈 고정부(723)의 반대편)에 장착되어 운반 대상체의 타측면을 가압할 수 있다. 또한 운반 대상체와의 접촉 면적을 넓히기 위해, 제1 및 제2 모듈 고정부(723, 726)는 예를 들어, 블록 형태로 구현될 수 있다.
물론, 제1 및 제2 모듈 고정부(723, 726)는 예를 들어, 로봇 암(robot arm) 형태로 구현될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, 제1 및 제2 모듈 고정부(723, 726)는 도면에 도시된 블록 형태로 구현되는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
한편, 제1 구동부(724)는 제1 모듈 고정부(723)를 구동하고, 제어유닛(550)에 의해 제어될 수 있으며, 제2 구동부(727)는 제2 모듈 고정부(726)를 구동하고, 제어 유닛(550)에 의해 제어될 수 있다.
참고로, 제1 및 제2 구동부(724, 727)에는 예를 들어, 유압 실린더 구동 방식 또는 모터 구동 방식이 적용될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 구동부(724,727)는 각각 유압 실린더 또는 모터를 구비할 수 있다.
또한 도면에 도시되어 있지는 않지만, 제1 모듈 고정부(723)에는, 제1 모듈 고정부(723)와 운반 대상체의 일측면 사이에 작용하는 제1 압력을 감지하고, 감지된 제1 압력에 관한 정보를 제어 유닛(550)으로 제공하는 제1 압력 감지 센서가 구비될 수 있다. 그리고 제2 모듈 고정부(726)에는, 제2 모듈 고정부(726)와 운반 대상체의 타측면 사이에 작용하는 제2 압력을 감지하고, 감지된 제2 압력에 관한 정보를 제어 유닛(550)으로 제공하는 제2 압력 감지 센서가 구비될 수 있다.
이에 따라, 제어 유닛(550)은 제1 압력에 관한 정보를 토대로 제1 구동부(724)를 제어하고, 제2 압력에 관한 정보를 토대로 제2 구동부(727)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 제어 유닛(550)은 제1 및 제2 압력을 각각 미리 설정된 기준 압력(예를 들어, 운반 대상체에 손상을 가하지 않으면서 운반 대상체를 고정할 수 있는 압력)과 비교하고, 각각의 비교 결과를 토대로 제1 및 제2 구동부(724,727)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어 유닛(550)은 제1 및 제2 압력이 각각 미리 설정된 기준 압력이 될때까지 제1 및 제2 구동부(724, 727)를 구동하여 제1 및 제2 모듈고정부(723, 726)가 운반 대상체를 가압하도록 할 수 있다. 또한 제어 유닛(550)은 제1 및 제2 압력이 각각 미리 설정된 기준 압력이 되었을 때 제1 및 제2 구동부(724, 727)의 동작을 정지시킴으로써 운반 대상체에 필요 이상의 과다 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해, 운반 대상체는 별다른 손상 없이 포터 모듈(PM)에 안정적으로 고정될 수 있는 것이다.
한편, 제어 유닛(550)은 본체(100)에 내장되고, 포터 모듈(PM), 바디 디스플레이 유닛(400), 헤드 디스플레이 유닛(500), 주행 유닛(200), 발광 유닛(120), 연결부(510)를 제어할 수 있다.
즉, 제어 유닛(550)은 바디 디스플레이 유닛(400) 및 헤드 디스플레이 유닛(500)에 각각 표시되는 정보와, 헤드 디스플레이 유닛(500)의 회전 여부(즉, 연결부(510)의 회전 여부)와, 주행 유닛(200) 및 발광 유닛(120)의 구동과, 포터 모듈(PM)의 고정 작업을 제어할 수 있다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(550)은 모듈 결합 플레이트(300)로부터 감지된 모듈에 관한 정보(즉, 포터 모듈(PM)의 모듈 정보)를 제공받고, 제공받은 모듈 정보를 토대로 바디 디스플레이 유닛(400)과 헤드 디스플레이 유닛(500) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 즉, 제어 유닛(550)은 제공받은 모듈 정보에 맞추어 바디 디스플레이 유닛(400; 특히, 터치 스크린(440))과 헤드 디스플레이 유닛(500)에 특정 정보(예를 들어, 포터 모듈(PM)이 제공하는 서비스 관련 UI(User Interface))가 표시되도록 바디 디스플레이 유닛(400)과 헤드 디스플레이 유닛(500)을 제어할 수 있다.
또한 제어 유닛(550)은 깊이 센서(110)로부터 감지된 장애물에 관한 정보를 제공받고, 제공받은 정보를 토대로 주행 유닛(200) 및 발광 유닛(120) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 즉, 제어 유닛(550)은 감지된 장애물에 따라 주행유닛(200)의 구동 방향 또는 구동 여부를 제어할 수 있고, 발광 유닛(120)의 구동 여부도 제어할 수 있다.
그리고 제어 유닛(550)은 사용자 인증부(420)로부터 제공받은 인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 바디 디스플레이 유닛(400; 특히, 터치 스크린(440))에 표시되는 정보, 포터 모듈(PM)의 고정 작업 및 주행 유닛(200)의 구동 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한 제어 유닛(550)은 터치 스크린(440)으로부터 제공받은 입력(즉, 사용자 입력)을 토대로 주행 유닛(200), 포터 모듈(PM), 바디 디스플레이 유닛(400) 및 헤드 디스플레이 유닛(500) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
그리고 제어 유닛(550)은 모듈 결합 플레이트(300), 깊이 센서(110), 사용자 인증부(420), 또는 터치 스크린(440) 등으로부터 제공받은 정보를 토대로 헤드 디스플레이 유닛(500)의 회전 여부를 제어할 수 있다. 물론, 제어 유닛(550)은 연결부(510)의 회전을 제어함으로써 헤드 디스플레이 유닛(500)의 회전을 간접적으로 제어할 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇(1)은 전술한 구성 및 특징을 가지는바, 이하에서는, 도 8 내지 도 11을 참조하여, 포터 모듈(PM)에 운반 대상체가 적재되는 과정 및 포터 모듈(PM)이 제공하는 서비스를 살펴보도록 한다.
도 8 내지 도 10은 도 1의 포터 모듈에 운반 대상체가 적재되는 과정을 설명하는 개략도들이다. 도 11은 도 1의 모듈형 이동 로봇이 제공하는 서비스를 설명하는 개략도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 먼저, 사용자(예를 들어, 손님)는 운반 대상체(C; 예를 들어, 자신의 캐리어 또는 짐)를 포터 모듈(PM)의 개구된 부분(즉, 포터 모듈(PM)의 상면 및 후면 개구부)을 통해 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 배치할 수 있다.
이후, 사용자는 전술한 바와 같이, 사용자 인증부(420)를 통한 사용자 인증 작업 또는 터치 스크린(440)을 통한 입력 제공 작업을 통해 포터 모듈(PM)의 제1 및 제2 모듈 고정부(723, 726)가 운반 대상체(C)를 고정하도록 할 수 있다.
즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 운반 대상체(C)는 포터 모듈(PM)에 의해 안정적이게 고정된 상태로 모듈형 이동 로봇(1)에 적재될 수 있다.
한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 호텔에서 사용되는 모듈형 이동 로봇(1)의 바디 디스플레이 유닛(400; 특히, 터치 스크린(440))에는 기본적으로 “목적지 설정을 위하여 카드키를 넣어 주십시오”라는 문구가 표시되어 있을 수 있다.
이때, 체크인 작업을 마치고 룸 카드(KC)를 받은 사용자가 운반 대상체(C)를 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 올려놓은 상태에서 카드 삽입구(450)에 룸 카드(KC)를 삽입하는 경우, 전술한 사용자 인증 작업, 운반 대상체 고정 작업, 운반 대상체 배송 작업 등의 서비스가 사용자에게 제공될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇(1)은 운반, 길안내, 신원 확인 등 다양한 서비스를 제공할 수 있는바, 기존의 일상 생활용 로봇(특히, 운반 서비스만을 제공하는 로봇) 대비 활용도를 개선할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇(1)은 자율 주행이 가능한바, 적용 분야 확대 및 서비스 품질 개선이 가능하다. 또한 특정 위치 또는 장소에서 서비스를 제공하기 위해 사용자가 로봇을 직접 이동시킬 필요가 없는 바, 사용 편의성이 개선될 수 있다.
이하에서는, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇을 설명하도록 한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇을 설명하는 사시도이다. 도 13은 도 12의 모듈형 이동 로봇의 일부 구성요소를 설명하는 개략도이다.
참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇(2)은 도 1의 모듈형 이동 로봇(1)과 일부 구성요소를 제외하고는 동일한바, 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모듈형 이동 로봇(2)은 도 1의 모듈형 이동 로봇(1)과 달리, 제1 결합 고정부(610)와 제2 결합 고정부(620)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 결합 고정부(610)는 바디 디스플레이 유닛(400)의 후면에 세로 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 또한 제2 결합 고정부(620)는 모듈 결합 플레이트(300)의 상면 가장자리에 상방으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
그리고 제2 결합 고정부(620)는 복수개(620a, 620b; 물론, 2개 이상일 수도 있음)로 구성될 수 있다.
또한 전술한 바와 같이, 포터 모듈(PM)은 바디 디스플레이 유닛(400)의 양 측면을 덮도록 모듈 결합 플레이트(300)의 상면에 결합될 수 있다.
이에 따라, 모듈형 이동 로봇(1)에 포터 모듈(PM)이 결합시, 제1 결합 고정부(610)는 포터 모듈(PM)의 전면과 접촉하게 되고, 제2 결합 고정부(620)는 포터 모듈(PM)의 하면과 접촉하게 된다. 즉, 제1 결합 고정부(610)는 포터 모듈(PM)의 전면을 지지하게 되고, 제2 결합 고정부(620)는 포터 모듈(PM)의 하면을 지지하게 된다.
그리고 이러한 지지 구조(즉, 제1 및 제2 결합 고정부(610, 620))로 인해, 포터 모듈(PM)은 바디 디스플레이 유닛(400) 및 모듈 결합 플레이트(300)에 견고하게 고정될 수 있다. 즉, 모듈 본체(710)는 제1 결합 고정부(610)에 의해 바디 디스플레이 유닛(400)에 고정되고, 제2 결합 고정부(620)에 의해 모듈 결합 플레이트(300)에 고정될 수 있다.
참고로, 제1 결합 고정부(610)의 세로 방향 길이는 전술한 도 1의 결합 고정부(605)의 세로 방향 길이보다 길 수 있다. 즉, 제1 결합 고정부(610)의 상면은 모듈 본체(710)의 상면보다 세로 방향으로 높은 평면 상에 위치할 수 있다.
이에 따라, 제1 결합 고정부(610)는 전술한 도 1의 결합 고정부(605)보다 포터 모듈(PM)에 대한 안정적인 고정이 가능하다.
또한, 제2 결합 고정부(620)에는 도면에 도시되어 있지는 않지만, 전술한 감지 센서가 구비될 수도 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (20)

  1. 본체;
    상기 본체의 하단에 장착되어 상기 본체의 이동을 가능하게 하는 주행 유닛;
    상기 본체의 상단에 장착되고, 상면에 운반 대상체가 배치되는 모듈 결합 플레이트;
    상기 모듈 결합 플레이트의 상면에 결합되어 상기 운반 대상체를 고정하고, 상기 모듈 결합 플레이트로 모듈 정보를 제공하는 포터 모듈;
    상기 모듈 결합 플레이트의 일단에서 세로 방향으로 연장되도록 형성된 바디 디스플레이 유닛;
    상기 바디 디스플레이 유닛의 상단에 회전 가능하게 장착된 헤드 디스플레이 유닛; 및
    상기 모듈 결합 플레이트로부터 상기 모듈 정보를 제공받고, 상기 제공받은 모듈 정보를 토대로 상기 바디 디스플레이 유닛 및 상기 헤드 디스플레이 유닛 중 적어도 하나를 제어하는 제어 유닛을 포함하는
    모듈형 이동 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포터 모듈은,
    상기 바디 디스플레이 유닛의 양 측면을 덮도록 상기 모듈 결합 플레이트의 상면에 결합되는 모듈 본체와,
    상기 모듈 본체의 내측면에 장착되어 상기 모듈 결합 플레이트에 배치된 상기 운반 대상체를 고정하는 모듈 고정 유닛을 포함하는
    모듈형 이동 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 운반 대상체의 적재를 위해 상기 모듈 본체의 상면, 하면 및 후면은 개구되고, 상기 모듈 본체의 내측 공간은 빈 공간인
    모듈형 이동 로봇.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 모듈 본체는 후방이 개구된 C형 형상을 갖춘
    모듈형 이동 로봇.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 모듈 고정 유닛은,
    상기 모듈 본체의 내면 일측에 장착되어 상기 운반 대상체의 일측면을 가압하는 제1 모듈 고정부와,
    상기 제1 모듈 고정부를 구동하고, 상기 제어 유닛에 의해 제어되는 제1 구동부와,
    상기 모듈 본체의 내면 타측에 장착되어 상기 운반 대상체의 타측면을 가압하는 제2 모듈 고정부와,
    상기 제2 모듈 고정부를 구동하고, 상기 제어 유닛에 의해 제어되는 제2 구동부를 포함하는
    모듈형 이동 로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 모듈 고정부에는, 상기 제1 모듈 고정부와 상기 운반 대상체의 일측면 사이에 작용하는 제1 압력을 감지하고, 상기 감지된 제1 압력에 관한 정보를 상기 제어 유닛으로 제공하는 제1 압력 감지 센서가 구비되고,
    상기 제2 모듈 고정부에는, 상기 제2 모듈 고정부와 상기 운반 대상체의 타측면 사이에 작용하는 제2 압력을 감지하고, 상기 감지된 제2 압력에 관한 정보를 상기 제어 유닛으로 제공하는 제2 압력 감지 센서가 구비되며,
    상기 제어 유닛은 상기 제1 압력에 관한 정보를 토대로 상기 제1 구동부를 제어하고, 상기 제2 압력에 관한 정보를 토대로 상기 제2 구동부를 제어하는
    모듈형 이동 로봇.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 구동부에는 유압 실린더 구동 방식 또는 모터 구동 방식이 적용되는
    모듈형 이동 로봇.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 바디 디스플레이 유닛의 후면에는 상기 세로 방향으로 연장되도록 형성된 결합 고정부가 구비되고,
    상기 모듈 본체는 상기 결합 고정부에 의해 상기 바디 디스플레이 유닛에 고정되며,
    상기 결합 고정부의 상면은 상기 모듈 본체의 상면과 동일 평면 상에 위치하는
    모듈형 이동 로봇.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 바디 디스플레이 유닛의 후면에는 상기 세로 방향으로 연장되도록 형성
    된 제1 결합 고정부가 구비되고,
    상기 모듈 결합 플레이트의 상면 가장자리에는 상방으로 돌출되도록 형성된
    제2 결합 고정부가 구비되는
    모듈형 이동 로봇.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 모듈 본체는 상기 제1 결합 고정부에 의해 상기 바디 디스플레이 유닛
    에 고정되고, 상기 제2 결합 고정부에 의해 상기 모듈 결합 플레이트에 고정되며,
    상기 제1 결합 고정부의 상면은 상기 모듈 본체의 상면보다 상기 세로 방향
    으로 높은 평면 상에 위치하는
    모듈형 이동 로봇.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 결합 플레이트와 상기 본체 사이에 장착되어 상기 본체의 외부에
    배치된 장애물을 감지하는 깊이 센서; 및
    상기 모듈 결합 플레이트와 상기 본체 사이에 장착되어 후방으로 빛을 발산
    하는 발광 유닛을 더 포함하는
    모듈형 이동 로봇.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모듈 결합 플레이트와 상기 본체 사이에는 전방 및 양측방으로 개구된
    제1 개구부와 후방으로 개구된 제2 개구부가 형성된
    모듈형 이동 로봇.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 깊이 센서는 상기 제1 개구부를 통해 상기 장애물을 감지하고,
    상기 발광 유닛은 상기 제2 개구부를 통해 빛을 발산하는
    모듈형 이동 로봇.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 깊이 센서로부터 상기 감지된 장애물에 관한 정보를
    제공받고, 상기 제공받은 정보를 토대로 상기 주행 유닛 및 상기 발광 유닛 중 적
    어도 하나를 제어하는
    모듈형 이동 로봇.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 결합 플레이트는 상기 바디 디스플레이 유닛과 일체형으로 형성되
    는
    모듈형 이동 로봇.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 바디 디스플레이 유닛에는 사용자 인증부가 구비되고,
    상기 사용자 인증부를 통해 인증된 사용자에 관한 정보는 상기 사용자 인증부에서 상기 제어 유닛으로 제공되고,
    상기 제어 유닛은 상기 사용자 인증부로부터 제공받은 상기 인증된 사용자에 관한 정보를 토대로 상기 바디 디스플레이 유닛에 표시되는 정보, 상기 포터 모듈의 고정 작업 및 상기 주행 유닛의 구동 중 적어도 하나를 제어하는
    모듈형 이동 로봇.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 바디 디스플레이 유닛에는 사용자로부터 입력을 제공받기 위한 터치 스크린이 구비되고,
    상기 터치 스크린은 상기 사용자로부터 제공받은 입력을 상기 제어 유닛으로 제공하고,
    상기 제어 유닛은 상기 터치 스크린으로부터 제공받은 상기 입력을 토대로 상기 주행 유닛, 상기 포터 모듈, 상기 바디 디스플레이 유닛 및 상기 헤드 디스플레이 유닛 중 적어도 하나를 제어하는
    모듈형 이동 로봇.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 주행 유닛은 복수개의 주행 휠과, 상기 복수개의 주행 휠을 각각 독립적으로 구동하는 복수개의 구동 모터를 포함하되,
    상기 제어 유닛은 상기 복수개의 구동 모터를 제어하는
    모듈형 이동 로봇.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 헤드 디스플레이 유닛과 상기 바디 디스플레이 유닛 사이를 연결하는 연결부를 더 포함하되,
    상기 연결부의 일단은 상기 헤드 디스플레이 유닛에 고정 결합되고,
    상기 연결부의 타단은 상기 바디 디스플레이 유닛에 회전 가능하게 결합되는
    모듈형 이동 로봇.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 연결부의 일단은 상기 헤드 디스플레이 유닛의 후면에 관통 결합되고,
    상기 연결부의 타단은 상기 바디 디스플레이 유닛의 상면에 관통 결합되는
    모듈형 이동 로봇.
PCT/KR2019/005987 2018-06-14 2019-05-20 포터 모듈이 구비된 모듈형 이동 로봇 WO2019240390A1 (ko)

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