WO2020075886A1

WO2020075886A1 - 이동로봇

Info

Publication number: WO2020075886A1
Application number: PCT/KR2018/012005
Authority: WO
Inventors: 최유라
Original assignee: 최유라
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-04-16

Abstract

본 발명은 정지 위치에서 작업 오차를 방지할 수 있는 이동로봇에 관한 것으로, 설정된 경로를 따라 주행하는 이동로봇에 있어서, 하부에 복수 개의 휠이 설치되는 몸체와, 몸체의 하부로 신장되어 지면에 지지되는 적어도 하나 이상의 지지대와, 몸체의 일측에 설치되며 지지대를 신장시키는 액츄에이터를 포함한다.

Description

이동로봇

본 발명은 이동로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정지 위치에서 작업 오차를 방지할 수 있는 이동로봇에 관한 것이다.

일반적으로 이동로봇은 전원, 구동장치, 센서 등이 탑재되어 목표지점까지 스스로 이동할 수 있는 로봇으로서, 사람을 대신하여 물건을 운반하거나 청소를 하는 등의 실용적인 목적에서 최근 많은 주목을 받고 있다.

이러한 이동로봇은 이동공간의 환경정보와 자신의 위치정보를 이용하여 목표지점으로 이동하며, 이동 중에 장애물이 나타날 경우를 대비하여 거리감지센서나 충돌감지센서 등을 구비하고 있다.

최근에는, 이동하는 몸체의 상부에 로봇암이 설치되어, 정해진 지점에 정지한 상태로 부품 등을 스스로 적재하거나 적하하는 기능을 갖춘 이동로봇도 출시되고 있다.

그런데, 이와 같이 로봇암을 이용한 적재, 적하작업을 정확히 수행하기 위해서는, 우선 이동로봇이 작업장의 정확한 위치에 정지해야 할 필요가 있으며, 작업 도중에 그 위치가 흔들리지 않아야 한다.

그러나, 작업장 바닥면의 경사나 거칠기 등 환경조건, 또는 로봇암의 전개길이 변화에 따른 이동로봇 몸체의 무게중심 변화 등 여러 가지 요인으로 인해, 이동로봇의 작업 위치가 어긋나거나 작업중 미끄럼이 발생할 수 있으며, 이는 정확한 적재, 적하 작업의 수행을 어렵게 할 뿐만 아니라, 작업장 전체의 생산성이 저하되는 문제를 야기시킬 수 있다.

한편, 일반적으로 협동로봇이라 함은 인간과의 직접적인 상호작용을 위해 설계된 로봇을 가리킨다. 일반로봇은 정해진 동작만 반복적으로 움직이도록 만들어졌으나, 협동로봇은 사람이 어떤 작업을 성공적으로 수행할 수 있도록 도와준다.

예컨대, 로봇암을 가진 산업용 로봇의 경우, 작동을 위해서는 그 주변에 사람의 안전을 위한 펜스 등의 부가적인 안전장치를 필요로 한다. 반면에, 협동로봇의 경우에는 로봇 자체에 안전기능이 내장되어 별도의 펜스 등 안전장치 없이 로봇의 운용이 가능하다.

최근, 이러한 협동로봇의 등장으로 인해, 안전사고의 우려없이 이동로봇에 로봇암을 부착하여 작업을 수행하는 형태가 가능하게 되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 이동로봇의 정지시 그 정지 위치를 견고히 고수하여 작업오차의 발생을 방지할 수 있는 이동로봇의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 몸체의 하부로 전개되는 복수 개의 지지대에 의해, 작업 위치에 견고히 지지될 수 있는 이동로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지면에 형성된 위치고정부에 지지대의 하단이 결합되어 유동이 방지되는 이동로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 지지대 하단의 잠금부재가 지면의 위치고정부에 삽입된 후 위치고정부의 내측에 걸리게 됨으로써, 정지 위치에서 흔들림에 의한 작업 오차를 방지할 수 있는 이동로봇을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 주행에 사용되는 센서를 사람의 접근을 감시하는 용도로 사용함으로써, 협동로봇처럼 기능할 수 있는 이동로봇을 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적은, 설정된 경로를 따라 주행하는 이동로봇에 있어서, 하부에 복수 개의 휠이 설치되는 몸체; 상기 몸체의 하부로 신장되어 지면에 지지되는 적어도 하나 이상의 지지대; 및 상기 몸체의 일측에 설치되며 상기 지지대를 신장시키는 액츄에이터를 포함하는 이동로봇을 제공함에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지면에 형성되며 상기 지지대의 하단이 결합되는 위치고정부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 위치고정부는 상기 지면에 함몰 형성되는 요홈으로 이루어지며, 상기 지지대의 하단에는 상기 요홈과 대응되는 형상의 삽입부가 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위치고정부는 상기 지면에 돌출 형성되는 돌출부로 이루어지며, 상기 지지대의 하단에는 상기 돌출부와 대응 결합하도록 결합홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 지지대와 상기 위치고정부의 결합방향 안내를 위해, 상기 위치고정부의 일측에 가이드부가 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 지지대의 하단으로 연장 형성되는 잠금부재와, 상기 지지대의 내측에 설치되며 상기 잠금부재를 소정 각도 회전시키는 회전모터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 잠금부재는, 상기 지지대의 하단으로 연장되는 연장부와, 상기 연장부의 하단에 상기 연장부와 수직하게 형성되는 잠금부를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위치고정부는, 상기 지면에 형성되며 내부에 공간부가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 상측에 절개 형성되는 삽입홈을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 위치고정부는, 상기 잠금부의 회전각도 제한을 위해 상기 하우징의 내측에 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 걸림턱을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 지지대의 하단 또는 상기 위치고정부에 설치되며, 상기 지지대와 상기 위치고정부의 분리를 방지하는 잠금부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 잠금부재는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 신축하는 걸림핀을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 걸림핀이 삽입되도록, 상기 위치고정부 또는 상기 지지대의 하단에 걸림홈이 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 몸체의 일측에 주행시 장애물 감지를 위해 구비되는 장애물 감지센서와, 상기 몸체의 상측에 구비되는 로봇암을 더 포함하며, 상기 장애물 감지센서는 주행 정지시 사람의 접근을 감지하여 상기 로봇암의 이동속도를 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 이동로봇에 의하면, 몸체의 하부로 신장되는 복수 개의 지지대에 의해 몸체가 견고히 지지됨으로써, 정지 위치에서 적재 또는 적하 작업시 흔들림에 따른 작업 오차를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇에 의하면, 지지대의 하단이 지면에 형성된 위치고정부에 결합되면서 약간의 위치 오차를 흡수하게 되므로, 이동로봇이 정확한 작업 위치에 정지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇에 의하면, 지지대 하단이 지면의 위치고정부에 삽입된 후 잠금부재에 의해 록킹되므로, 이동로봇이 작업 위치에 견고히 고정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇에 의하면, 주행시 전후방의 장애물을 감지하는 장애물 감지센서가, 주행 정지시에는 사람의 접근을 감지하는 감지센서로 이용되어 로봇암의 이동속도를 조절하게 됨으로써 협동로봇처럼 기능할 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동로봇의 상부 사시도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동로봇의 측면도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동로봇의 측면도.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지지대와 잠금부재의 부분 사시도.

도 6과 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 위치고정부의 사시도.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 잠금부재의 작동 상태도.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 위치고정부와 잠금부재의 작동 상태도.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 위치고정부와 잠금부재의 작동 상태도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

제1 실시예

도 1과 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동로봇의 상부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동로봇의 측면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동로봇(100)은 복수 개의 휠(210)을 가진 몸체(200)와, 몸체(200)의 하부로 신장되는 적어도 하나 이상의 지지대(300)와, 지지대(300)를 신장시키는 액츄에이터(310)를 포함한다.

여기서 몸체(200)는 하부에 복수 개의 휠(210)(wheel; 바퀴)이 장착되며 무인으로 주행하도록 구성되는데, 통상 정해진 제어 프로그램에 의해 제어되어 주행하면서 물품 등의 출고와 이송, 적재, 적하 및 공급을 위한 동작을 자동으로 수행하도록 구성된다.

몸체(200)의 하부에 장착되는 복수 개의 휠(210)은 예컨대, 전후 각각 한 쌍으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 몸체(200)의 전방 하부에 폭 방향으로 전방 지지축(220)이 설치되고 이 전방 지지축(220)의 양단에 각각 하나씩 전방 휠(210)이 회전 가능하게 장착되는 한편, 몸체(200)의 후방 하부에 폭 방향으로 후방 지지축(220)이 설치되고, 이 후방 지지축(220)의 양단에 각각 하나씩 후방 휠(210)이 회전 가능하게 설치될 수 있다.

후방 지지축(220)의 양측 단부에는 각각 하나씩 구동모터(미도시)가 설치될 수 있으며, 이 구동모터의 구동력에 의해 후방 지지축(220) 양단의 후방 휠(210)이 각각 독립적으로 회전 구동될 수 있다. 예컨대, 후방 휠(210)은 구동모터의 모터축 단부에 장착된 피니언 기어(미도시)와 타이밍 벨트(미도시)에 의해 연결되어 구동모터로부터 구동력을 제공받을 수 있다. 또한, 한 쌍의 전방 휠(210)은 조향장치(미도시)에 의해 방향 전환 가능하게 구성될 수 있다. 다른 예로서, 전방 휠(210)과 후방 휠(210)이 모두 각각 독립적으로 회전 구동될 수도 있으며, 몸체(200)의 사행이 가능하도록 전방 휠(210)과 후방 휠(210) 모두 조향장치에 의해 방향 전환 가능하게 구성되는 것도 가능하다. 이때, 조향장치의 작동은 미리 입력된 제어 프로그램에 의해 순차적으로 이루어질 수 있으며, 무선에 의해 원격으로 조작될 수도 있음은 물론이다.

여기서, 전방 휠(210)과 후방 휠(210), 구동모터와 조향장치를 포함하여 구성되는 몸체(200)의 주행부는, 몸체(200)를 방향 전환 가능하게 주행시키기 위한 것으로, 이동로봇(100)을 목표 지점까지 이동시키기 위해 공지된 일련의 주행장치 및 조향장치와 실질적으로 동일하며, 본 명세서에서는 이에 대한 더 자세한 설명은 생략하지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

몸체(200)의 상측에는 물품의 적재를 위한 베드(230)가 설치되며, 이 베드(230)의 일측에는 물품의 적재 또는 적하 작업을 위한 로봇암(240)이 설치된다. 이때, 로봇암(240)은 다관절 기구로 구성되거나 크레인(crane) 등 다양한 공지의 형태로 구성될 수 있다.

몸체(200)의 저면에는 복수 개의 지지대(300)가 설치된다. 이 지지대(300)는 몸체(200)의 하부로 신장될 수 있으며, 이를 위해 몸체(200)의 내부 일측에 액츄에이터(310)가 설치된다. 일 예로서, 지지대(300)의 상단부에 액츄에이터(310)로서 리니어 모터가 고정 설치될 수 있다. 이 경우, 지지대(300)의 상단이 리니어 모터의 구동축과 나사 결합되며, 리니어 모터의 회전 구동에 의해 지지대(300)가 승강할 수 있다. 이때, 지지대(300)는 파이프 형태의 단일 부재로 이루어질 수 있으며, 다른 예로서 복수 개의 단위부재가 안테나식으로 접혀지거나 펼쳐지도록 구성되는 것도 가능하다.

한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 본 발명의 다른 실시예로서 몸체(200) 내부에 고정 설치되는 유압 또는 에어 실린더의 작동에 의해 지지대(300)가 승강하게끔 구성되는 것도 가능하다. 아울러, 도면에는 몸체(200)의 저면 코너부에 각각 하나씩 지지대(300)가 설치된 예를 도시하고 있으나, 지지대(300)의 개수와 설치 위치는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예컨대 몸체(200)의 외측면에 지지대(300)가 승강 가능하게 설치될 수도 있다.

이동로봇(100)이 주행 중 물품의 적재 또는 적하 등 작업을 위해 정지하는 지점의 지면에는 위치고정부가 형성된다. 위치고정부는 이동로봇(100)이 정확한 위치에 정지하도록 함과 동시에, 작업 중 몸체(200)의 흔들림이나 미끄러짐을 방지하여 정지 위치를 계속 유지할 수 있게끔 하는 역할을 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 위치고정부가 지면에 돌출 형성되는 돌출부(400)로 이루어질 수 있다. 이 위치고정부는 예컨대 작업장 바닥면과 일체로 형성되는 것도 가능하고, 별도의 부재가 용접, 접착, 시멘트나 콘크리트 타설, 또는 볼트 체결 등의 방식으로 작업장 바닥면에 고정 결합되는 것도 가능하다. 아울러, 지지대(300)의 하단에는 작업장 바닥면의 돌출부(400)가 삽입 결합될 수 있도록 결합홈(320)이 형성된다.

이동로봇(100)은 정지 위치에 정지한 후, 액츄에이터(310)의 작동에 의해 지지대(300)를 하부로 신장시키며, 지지대(300) 하단의 결합홈(320)에 바닥면의 돌출부(400)가 삽입, 결합됨으로써 이동로봇(100) 몸체(200)의 유동이 방지된다.

이때, 이동로봇(100)이 정확한 작업 위치에 정지할 수 있도록, 결합홈(320)의 일측에 가이드부가 형성된다. 이 경우, 이동로봇(100)이 정확한 정지 위치로부터 조금 벗어난 지점에 정지하게 되더라도, 지지대(300)의 하강시 가이드부를 따라 돌출부(400)와 결합홈(320)의 결합 방향이 안내되며, 동시에 이동로봇(100)이 조금씩 이동하여 그 위치 오차를 보정하게 되는 것이다.

예컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 돌출부(400)는 상단의 폭이 하단이 폭보다 좁은 원추형으로 형성되고, 지지대(300)의 결합홈(320) 역시 돌출부(400)의 형상과 대응되는 원추형으로 형성된다. 이 경우, 돌출부(400)의 외측 경사면이 가이드부로서의 역할을 하게 되는데, 지지대(300) 하강시 결합홈(320)의 내측 경사면이 돌출부(400)의 외측 경사면을 따라 하강하면서 이동로봇(100)이 소정 간격 이동함으로써 정지 위치를 보정할 수 있다.

한편, 몸체(200)의 일측에는 주행시 전후방의 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지센서(250)가 구비된다. 일 예로서, 몸체(200)의 전면 또는 후면에 전방 또는 후방의 장애물을 감지하기 위한 장애물 감지센서(250)가 구비될 수 있다. 다른 예로서, 장애물 감지센서(250)의 감지범위가 소정의 각도범위(예컨대, 120° 또는 270° 등)를 이루는 경우, 도면에 도시된 바와 같이 몸체(200)의 전면과 측면, 또는 후면과 측면이 맞닿는 모서리 부위에 장애물 감지센서(250)를 구비함으로써, 몸체(200)의 전방과 후방 뿐만 아니라 측방의 장애물도 감지할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐이며, 장애물 감지센서(250)의 설치 부위를 필요에 따라 적절히 선택할 수 있음은 물론이다.

여기서, 본 발명에 따른 이동로봇(100)에 의하면, 장애물 감지센서(250)가 주행 정지시 사람의 접근을 감지하는 감지센서로 기능할 수 있다.

예컨대, 이동로봇(100)이 작업 위치에 정지하고 로봇암(240)에 의해 적재 또는 적하 작업이 수행될 때, 로봇암(240)의 작업 반경 이내로 사람이 진입하면 로봇암(240)과의 충돌에 의해 안전사고가 발생할 위험이 있다.

이를 방지하기 위해, 주행 정지시 장애물 감지센서(250)는 몸체(200) 또는 로봇암(240)으로부터 일정 거리 이내의 사람을 감지하는 감지센서로서 작동하게 되며, 사람의 접근 감지시 로봇암(240)은 제어부(미도시)에 의해 이동속도가 느려지거나 이동을 정지함으로써 안전사고의 발생을 방지할 수 있게 된다. 이 경우, 로봇암(240)이 설치된 이동로봇(100)은 협동로봇으로서 기능하게 되는 것이며, 이러한 협동로봇으로서의 기능이 이하의 실시예들에도 적용될 수 있음은 물론이다.

제2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동로봇의 측면도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 이동로봇(100a)은 몸체(200)와 지지대(300) 및 액츄에이터(310)를 포함한다는 점에서 전술한 제1 실시예의 이동로봇(100)과 그 구성이 전체적으로 유사하며, 다만, 지면에 형성되는 위치고정부가 요홈(500)으로 이루어지고, 이에 대응하여 지지대(300)의 하단에 삽입부(330)가 돌출 형성된다는 점에서 차이가 있다.

따라서, 전술한 제1 실시예와 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 중복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 전술한 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제2 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 이동로봇(100)의 정지 지점인 지면에 위치고정부로서 요홈(500)이 형성되며, 이와 대응 결합하도록 지지대(300)의 하단에는 삽입부(330)가 돌출 형성된다. 이때, 지면에 직접 요홈(500)을 형성하지 않고, 요홈(500)이 형성된 별도의 부재를 지면에 매립하여 고정 설치하는 것도 가능하다.

본 발명의 일 예로서, 삽입부(330)는 하단의 폭이 상단의 폭보다 좁은 원추형으로 형성되며, 이때 요홈(500) 역시 삽입부(330)의 형상과 대응되는 원추형으로 형성된다. 요홈(500)의 내측 경사면은 지지대(300)의 결합 방향을 안내하는 가이드부로서, 이동로봇(100)의 정지 위치 오차를 보정하는 역할을 한다. 즉, 지지대(300) 하단의 삽입부(330)가 하강하여 요홈(500)에 삽입 결합될 때, 삽입부(330)의 외측 경사면이 요홈(500)의 내측 경사면을 따라 하강하는데, 이동로봇(100)이 정확한 정지 위치로부터 소정 간격 벗어난 지점에 위치한 경우에는, 지지대(300)와 함께 삽입부(330)가 요홈(500)의 내측으로 밀리면서 이동로봇(100)이 소정 간격 이동하여 정확한 지점에 위치할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 지면의 요홈(500)에 지지대(300)의 삽입부(330)가 삽입, 결합됨으로써, 작업중 이동로봇(100) 몸체(200)의 유동이 방지됨은 전술한 바와 같다.

다만, 작업 중 하중이 한쪽으로 집중되거나 충격에 의해 몸체(200)가 한쪽으로 기울게 되는 경우에는 지지대(300)가 위치고정부의 상측 방향으로 분리될 수가 있다. 이를 방지하기 위해서는 지지대(300)와 위치고정부의 결합부분을 록킹(locking)할 필요가 있으며, 이하, 이러한 기능의 잠금부재를 갖는 실시예들에 관하여 설명하기로 한다.

제3 실시예

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 지지대와 잠금부재의 부분 사시도이고, 도 6과 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 위치고정부의 사시도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 이동로봇은 몸체(200)와 지지대(300) 및 액츄에이터(310)를 포함한다는 점에서 전술한 제1,제2 실시예의 이동로봇(100,100a)과 그 구성이 전체적으로 유사하며, 다만, 지지대(300)의 하단으로 잠금부재(600)가 연장 형성되고, 이 잠금부재(600)가 지면에 형성된 위치고정부에 삽입, 지지된다는 점에서 차이점이 있다.

따라서, 전술한 제1,제2 실시예와 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 중복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 전술한 실시예들과의 차이점을 중심으로 본 발명의 제3 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 지지대(300)의 하단으로 잠금부재(600)가 연장 형성된다. 이 잠금부재(600)는 지지대(300) 내부에서 지지대(300)의 하부로 연장되는 연장부(610)와, 연장부(610)의 하단에 연장부(610)와 수직하게 형성되는 잠금부(620)를 포함한다. 이때, 잠금부(620)는 소정의 폭과 길이 및 두께를 갖는 바(bar) 형태로서, 연장부(610)와 일체로 형성되거나, 별도의 부재가 연장부(610)의 하단에 결합되어 이루어질 수 있다.

잠금부재(600)의 상단 즉, 지지대(300)의 내부에는 연장부(610)를 회전시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 회전모터(700)가 설치되며, 이에 따라, 회전모터(700)의 작동에 의해 잠금부(620)는 연장부(610)를 중심으로 수평 회전하게 된다.

한편, 이동로봇(100)이 정지하는 지점의 지면에는 위치고정부가 형성되는데, 이 위치고정부는 내부에 공간부가 형성되는 하우징(800)과, 하우징(800)의 상측에 절개 형성되는 삽입홈(810)을 포함한다. 하우징(800)은 상측면이 지면과 동일 평면상에 위치하도록 매몰될 수 있으며, 하우징(800)의 하단이 지면에 안착되어 지면 상에 돌출 형성되는 것도 가능하다. 이때, 하우징(800)은 용접, 접착, 타설, 또는 볼트 체결 등의 방식으로 작업장 바닥면에 고정 결합될 수 있다.

예컨대, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 위치고정부로서 하부가 개방되고 내부에 공간부가 형성된 원통 형태의 하우징(800)이 지면에 형성될 수 있다. 하우징(800)의 상측면에는 잠금부(620)의 삽입이 가능하도록 장방타원형 또는 직사각형의 삽입홈(810)이 절개 형성되며, 하우징(800)의 하단 내측면에는 서로 대칭인 한 쌍의 걸림턱(820)이 돌출 형성된다. 이때, 하우징(800)의 하단 개방부에는 내측으로 돌출된 한 쌍의 걸림턱(820)에 의해, 서로 대향하는 한 쌍의 원호가 상호 연통하는 형태로 회전공간부(830)가 형성된다. 여기서, 회전공간부(830)는 하우징(800)으로 삽입된 잠금부(620)의 회전 공간으로 제공되며, 한 쌍의 걸림턱(820)은 잠금부(620)의 회전 각도를 제한하는 스토퍼 역할을 한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 잠금부재의 작동 상태도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따르면, 지지대(300) 하강시 도 8에 도시된 바와 같이 잠금부재(600)의 잠금부(620)가 위치고정부의 삽입홈(810)을 통해 하우징(800) 내부로 삽입된다.

이때, 잠금부(620)는 도 9에 도시된 바와 같이 하우징(800)의 하단까지 삽입되며, 이때 잠금부(620)의 양단은 삽입홈(810)과 평행하게 위치한다.

이어서, 회전모터(700)의 작동에 의해 잠금부재(600)가 회전하면, 도 10에 도시된 바와 같이 잠금부(620)는 소정 각도(예컨대, 90°) 회전하여 삽입홈(810)과 어긋나게(90° 회전시 직각으로) 배치된다.

이 경우, 하우징(800) 내부로 삽입된 잠금부(620)의 양단이 하우징(800)의 내측면 및/또는 걸림턱(820)에 의해 견고히 지지되므로, 작업 중 이동로봇(100) 몸체(200)의 진동이나 흔들림 또는 이동이 방지된다. 또한, 잠금부(620)가 삽입홈(810)의 하부에서 삽입홈(810)과 어긋나게(예컨대, 직각 방향으로) 배치되므로, 물품의 적재 또는 적하 작업시 몸체(200)의 한 쪽으로 하중이 집중되더라도, 잠금부(620)가 삽입홈(810)의 테두리 저면에 걸려서 지지되므로, 이동로봇(100)의 몸체(200)가 한 쪽으로 기울게 되는 것을 방지할 수 있다.

제4 실시예

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 위치고정부와 잠금부재의 작동 상태도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 이동로봇은 몸체(200)와 지지대(300) 및 액츄에이터(310)를 포함한다는 점에서 전술한 제1 실시예의 이동로봇(100)과 그 구성이 전체적으로 유사하며, 다만, 지면에 형성된 돌출부(400a)의 경사면에 둘레를 따라 걸림홈(420)이 형성되고, 지지대(300)의 하단에는 상기 걸림홈(420)에 삽입되도록 잠금부재(600a)가 설치된다는 점에서 차이가 있다.

따라서, 전술한 제1 실시예와 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 중복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 전술한 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제4 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제4 실시예에 따르면, 도 11에 도시된 바와 같이 지지대(300)의 하단에 원추형의 결합홈(320)이 형성되며, 결합홈(320)의 둘레를 따라 적어도 하나 이상의 잠금부재(600a)가 설치된다. 예컨대, 결합홈(320)의 둘레를 따라 소정 간격 상호 이격하여 복수 개의 장착홈을 형성하고, 이 장착홈 내에 잠금부재(600a)를 각각 설치할 수 있다.

이때, 본 발명의 제4 실시예에 따른 잠금부재(600a)는, 결합홈(320)의 둘레를 따라 소정 각도(예컨대, 120°) 상호 이격하여 방사상으로 설치되는 복수 개의 솔레노이드(640)와, 솔레노이드(640)의 작동에 의해 결합홈(320) 방향으로 각각 신축되는 걸림핀(650)을 포함하여 이루어질 수 있다. 아울러, 본 발명의 제4 실시예에 따라 지면에 형성되는 돌출부(400a)는, 경사면의 둘레를 따라 소정의 폭과 깊이를 갖는 걸림홈(420)이 원형으로 형성된다.

이 경우, 지지대(300)가 하강하여 결합홈(320)에 돌출부(400a)가 결합되면, 솔레노이드(640)의 작동에 의해 걸림핀(650)이 돌출부(400a)의 걸림홈(420)으로 삽입되며, 이에 따라 이동로봇의 작업 중 흔들림이나 미끄러짐을 방지할 수 있다.

이동로봇의 작업이 완료된 후에는, 솔레노이드(640) 작동에 의해 걸림핀(650)이 돌출부(400a)의 걸림홈(420)으로부터 분리되며, 지지대(300)가 상승하여 원위치되고, 이동로봇은 정해진 경로를 따라 이동할 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 솔레노이드(640) 작동은, 이동로봇의 정지 및 지지대(300)의 승강 작동과 연동하여 자동으로 수행되게끔 제어될 수 있으며, 사용자에 의해 유선 또는 무선으로 제어되는 것도 가능함은 물론이다.

아울러, 본 발명의 제4 실시예의 변형예로서, 돌출부(400a)에 별도의 걸림홈(420)을 형성시키지 않고, 걸림핀(650)의 끝단이 돌출부(400a)의 외측면에 직접 접촉 지지되게끔 함으로써 지지대(300)와 돌출부(400a)의 분리를 방지할 수도 있다.

제5 실시예

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 위치고정부와 잠금부재의 작동 상태도이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 이동로봇은 몸체(200)와 지지대(300) 및 액츄에이터(310)를 포함한다는 점에서 전술한 제2 실시예의 이동로봇(100a)과 그 구성이 전체적으로 유사하며, 다만, 지면에 형성된 요홈(500a)의 경사면에 둘레를 따라 걸림홈(520)이 형성되고, 지지대(300)의 하단에는 상기 걸림홈(520)에 삽입되도록 잠금부재(600a)가 설치된다는 점에서 차이가 있다.

따라서, 전술한 제2 실시예와 동일한 기능을 하는 동일 구성에 대하여는 동일한 도면부호를 부여하고 중복 설명은 생략하기로 하며, 이하, 전술한 제2 실시예와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제5 실시예를 설명하기로 한다.

본 발명의 제5 실시예에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이 지지대(300)의 하단에 원추형의 삽입부(330)가 돌출 형성되며, 삽입부(330)의 내부에는 적어도 하나 이상의 잠금부재(600a)가 설치된다. 예컨대, 삽입부(330)의 둘레를 따라 소정 간격 상호 이격하여 복수 개의 장착홈을 형성하고, 이 장착홈 내에 잠금부재(600a)를 각각 설치할 수 있다.

이때, 잠금부재(600a)는 삽입부(330)의 둘레를 따라 소정 각도(예컨대, 120°) 상호 이격하여 방사상으로 설치되는 솔레노이드(640)와, 솔레노이드(640)의 작동에 의해 삽입부(330)의 외측으로 각각 돌출되는 걸림핀(650)을 포함하여 이루어질 수 있다. 아울러, 본 발명의 제5 실시예에 따라 지면에 함몰 형성되는 요홈(500a)은, 경사면의 둘레를 따라 소정의 폭과 깊이를 갖는 걸림홈(520)이 연장 형성된다.

이 경우, 지지대(300)가 하강하여 요홈(500a)에 삽입부(330)가 결합되면, 솔레노이드(640)의 작동에 의해 걸림핀(650)이 삽입부(330)의 외측으로 돌출하여 걸림홈(520)으로 삽입되며, 이에 따라 이동로봇의 작업 중 흔들림이나 미끄러짐을 방지할 수 있다.

또한, 이동로봇의 작업이 완료된 후에는, 솔레노이드(640) 작동에 의해 걸림핀(650)이 요홈(500a)의 걸림홈(520)으로부터 분리되며, 지지대(300)가 상승하여 원위치되고, 이동로봇은 정해진 경로를 따라 이동할 수 있다.

한편, 본 발명의 제5 실시예에 따른 솔레노이드(640) 작동은, 이동로봇의 정지 및 지지대(300)의 승강 작동과 연동하여 자동으로 수행되게끔 제어될 수 있으며, 사용자에 의해 유선 또는 무선으로 제어될 수도 있다.

아울러, 본 발명의 제5 실시예의 변형예로서, 요홈(500a)에 별도의 걸림홈(520)을 형성시키지 않고, 걸림핀(650)의 끝단이 요홈(500a)의 내측면에 직접 접촉 지지되게끔 함으로써, 요홈(500a)으로부터 지지대(300)의 예기치 못한 분리를 방지하는 것도 가능하다.

아울러, 본 발명의 또 다른 변형예로서, 제4 실시예의 잠금부재(600a)가 돌출부(400a) 내부에 설치되는 것도 가능하며, 제5 실시예의 잠금부재(600a)가 요홈(500)을 향해 지면 아래에 설치되는 것도 가능하다. 이 경우, 제4 실시예의 결합홈(320) 내측면, 그리고 제5 실시예의 삽입부(330) 외측면에 각각 걸림핀(650)의 삽입을 위한 걸림홈이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이동로봇에 의하면, 작업 위치에서 지지대(300)가 하강하여 지면의 위치고정부에 결합되는 과정에서 정지 위치가 보정되므로 정확한 작업 위치에 정지하여 작업을 수행할 수 있다.

또한, 지지대(300)의 하단이 위치고정부에 결합되어 견고히 지지되므로, 정지 위치에서의 작업 중 흔들림이나 미끄러짐 등의 이동에 의한 이동로봇의 위치 변화와 이에 따른 작업 정밀도 하락을 방지하여 생산성이 향상되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

본 발명에 따른 이동로봇에 의하면, 복수 개의 지지대에 의해 몸체가 견고히 지지됨으로써, 적재 또는 적하 작업시 흔들림에 의한 작업 오차를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇에 의하면 이동로봇이 정확한 작업 위치에 정지하여 적재 또는 적하 작업을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇에 의하면, 지지대가 잠금부재에 의해 지면에 록킹되므로, 이동로봇이 작업 위치에 견고히 고정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 이동로봇은, 주행시 사용되는 장애물 감지센서를 이용하여 정지시 사람의 접근에 따라 로봇암의 작업속도를 제어함으로써 협동로봇으로 기능할 수 있다.

Claims

설정된 경로를 따라 주행하는 이동로봇에 있어서,

하부에 복수 개의 휠이 설치되는 몸체;

상기 몸체의 하부로 신장되어 지면에 지지되는 적어도 하나 이상의 지지대; 및

상기 몸체의 일측에 설치되며 상기 지지대를 신장시키는 액츄에이터를 포함하는 이동로봇.
청구항 1에 있어서,

상기 지면에 형성되며 상기 지지대의 하단이 결합되는 위치고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 2에 있어서,

상기 위치고정부는 상기 지면에 함몰 형성되는 요홈으로 이루어지며, 상기 지지대의 하단에는 상기 요홈과 대응되는 형상의 삽입부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 2에 있어서,

상기 위치고정부는 상기 지면에 돌출 형성되는 돌출부로 이루어지며, 상기 지지대의 하단에는 상기 돌출부와 대응 결합하도록 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,

상기 지지대와 상기 위치고정부의 결합방향 안내를 위해, 상기 위치고정부의 일측에 가이드부가 형성되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 1에 있어서,

상기 지지대의 하단으로 연장 형성되는 잠금부재와, 상기 지지대의 내측에 설치되며 상기 잠금부재를 소정 각도 회전시키는 회전모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 6에 있어서,

상기 잠금부재는, 상기 지지대의 하단으로 연장되는 연장부와, 상기 연장부의 하단에 상기 연장부와 수직하게 형성되는 잠금부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 7에 있어서,

상기 위치고정부는, 상기 지면에 형성되며 내부에 공간부가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 상측에 절개 형성되는 삽입홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 8에 있어서,

상기 위치고정부는, 상기 잠금부의 회전각도 제한을 위해 상기 하우징의 내측에 돌출 형성되는 적어도 하나 이상의 걸림턱을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 2에 있어서,

상기 지지대의 하단 또는 상기 위치고정부에 설치되며, 상기 지지대와 상기 위치고정부의 분리를 방지하는 잠금부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 10에 있어서,

상기 잠금부재는 솔레노이드와, 상기 솔레노이드의 작동에 의해 신축하는 걸림핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 11에 있어서,

상기 걸림핀이 삽입되도록, 상기 위치고정부 또는 상기 지지대의 하단에 걸림홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 이동로봇.
청구항 1에 있어서,

상기 몸체의 일측에 주행시 장애물 감지를 위해 구비되는 장애물 감지센서와, 상기 몸체의 상측에 구비되는 로봇암을 더 포함하며,

상기 장애물 감지센서는 주행 정지시 사람의 접근을 감지하여 상기 로봇암의 이동속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 이동로봇.