WO2021137411A1 - Mobile robot device including communication device - Google Patents

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WO2021137411A1
WO2021137411A1 PCT/KR2020/015311 KR2020015311W WO2021137411A1 WO 2021137411 A1 WO2021137411 A1 WO 2021137411A1 KR 2020015311 W KR2020015311 W KR 2020015311W WO 2021137411 A1 WO2021137411 A1 WO 2021137411A1
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WO
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antenna element
mobile robot
robot device
circuit board
disposed
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PCT/KR2020/015311
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French (fr)
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Inventor
곽용수
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present disclosure relates to a mobile robot device including a communication device, and more particularly, to a mobile robot device that performs wireless communication with an external device through an antenna element.
  • a mobile robot is an essential device for transmitting images and sensor data, interworking and controlling with other devices, and connecting to a communication network for network interworking.
  • network connection due to the characteristics of a mobile robot based on movement, network connection requires interworking by wireless communication rather than wired communication. Accordingly, it is essential for the mobile robot to apply an antenna for wireless transmission and reception of signals.
  • the characteristics of the antenna change in an unintended direction or the radiation performance is deteriorated.
  • a commonly used monopole or PIFA type antenna is built-in, and devices and parts that may affect the performance of the antenna have to be excluded in the surrounding space, so the utilization of the internal space is low. was present.
  • the present disclosure is to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to optimize the space utilization inside the mobile robot device by disposing an antenna element on the outside of the mobile robot device, and a mobile robot including a communication device to improve antenna performance. to provide the device.
  • a mobile robot device includes a main body including a motor, an antenna element, and a circuit board, and performs wireless communication with an external device through the antenna element. and a wheel receiving driving force through the device and the motor, wherein the antenna element is disposed on a surface of the main body.
  • the communication device may further include a coupling metal that is disposed between the antenna element and the circuit board and supplies power to the antenna element in a coupling manner.
  • the communication device includes a communication member disposed on the surface of the main body, in which a metal layer and an insulating layer are alternately disposed, and the outer metal layer of the communication member operates as the antenna element, and the outer metal layer is inside the outer metal layer.
  • the metal layer of may act as the coupling metal to be electrically connected to the circuit board.
  • the communication device may include a metal connection member for electrically connecting the circuit board and the antenna element.
  • the connecting member may be a 'C'-shaped clip.
  • the circuit board may include an RF chip disposed on one surface of the circuit board for processing an antenna signal in the antenna element.
  • a ground may be disposed on one surface of the circuit board.
  • the ground and the antenna element may be disposed to be spaced apart by 3 mm or more.
  • the antenna element may have a curvature corresponding to the surface of the mobile robot device.
  • the antenna element may be located in an upper region of the main body.
  • the antenna element may resonate in signals of a plurality of bands.
  • the band may include at least one of a 2.4 GHz band and a 5 GHz band.
  • the total length of the antenna element of the antenna element may be 1/4 times the wavelength length of the communication band of the communication device.
  • the mobile robot device may further include a processor for controlling the motor based on a control command provided from the external device.
  • the mobile robot device further includes first and second side covers disposed on both sides of the body, and body covers disposed on the front, rear, and upper surfaces of the body, the first side cover and the second side cover
  • the cover and the main body cover may have the same curvature.
  • the mobile robot device may have a diameter of 90 mm to 100 mm.
  • the mobile robot device includes an antenna element and a coupling metal that supplies power to the antenna element in a coupling manner, and performs wireless communication with an external device through the antenna element.
  • the antenna element may be disposed on the surface of the main body.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the mobile robot apparatus 1 of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 4 is a cross-sectional view illustrating the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 5 is a cross-sectional view of a communication device 200 according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a frequency bandwidth according to a coupling power supply method.
  • FIG. 7 is a view for explaining the antenna radiation efficiency of the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • each step should be understood as non-limiting unless the preceding step must be logically and temporally performed before the subsequent step. That is, except for the above exceptional cases, even if the process described as a subsequent step is performed before the process described as the preceding step, the essence of the disclosure is not affected, and the scope of rights should also be defined regardless of the order of the steps.
  • expressions such as “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part) and does not exclude the presence of additional features.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present disclosure, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
  • the present specification describes components necessary for the description of each embodiment of the present disclosure, the present disclosure is not necessarily limited thereto. Accordingly, some components may be changed or omitted, and other components may be added. In addition, they may be distributed and arranged in different independent devices.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the mobile robot device 1 of FIG. 1 .
  • the mobile robot device 1 is a device having various functions, such as recognizing a surrounding environment, capable of autonomous driving and information collection, and transmitting information to a user.
  • the mobile robot device 1 may recognize the surrounding environment based on voice, sound, and image recognition. Also, the mobile robot device 1 may transmit information to a user by controlling other electronic products or outputting voice through wireless communication.
  • the mobile robot device 1 can be physically moved by including a driving member, and through this, various functions of the mobile robot device 1 can be executed throughout the user's environment including indoors and outdoors.
  • the mobile robot device 1 When the mobile robot device 1 is used in the home, it interacts with electronic products such as TVs, vacuum cleaners, and washing machines placed in the home to execute functions and collect information, and transmit the collected information to family members including pets. can As a result, it is possible to connect all members of the home and electronic products.
  • electronic products such as TVs, vacuum cleaners, and washing machines placed in the home to execute functions and collect information, and transmit the collected information to family members including pets.
  • the mobile robot device 1 can connect the user with family members who need help, including pets, by continuously checking and inspecting the environment in the home even when the user is absent. In addition, it is possible to check and operate other home appliances in the home through physical movement. Through this, it is possible to promote safety in the home and strengthen security.
  • the mobile robot apparatus 1 may be implemented in the form of performing work at home, but is not limited thereto, and may be implemented as a robot apparatus according to various embodiments.
  • a mobile robot device 1 includes a main body 10 , a first side cover 31 surrounding the main body 10 , a second side cover 32 , and a main body cover. (33), the lower cover 34 and may include a wheel (20).
  • the plurality of covers 31 , 32 , 33 , and 34 surrounding the main body 10 may have the same curvature, so that the overall appearance of the mobile robot device 1 is spherical. can be arranged to achieve
  • a motor 40 for driving the mobile robot device 1 inside the mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure, a motor 40 for driving the mobile robot device 1 , a gear 50 , a battery 60 , and an actuator ) (not shown), bearings (not shown), wheels 20, and the like may be included.
  • the mobile robot device 1 may include a processor for controlling the operation of the mobile robot device 1 , and a sensor for recognizing the surrounding environment and communication with other electronic devices. It may include a communication device.
  • the processor may control the overall operation of the mobile robot device 1 .
  • the processor may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP).
  • the processor may be a microcontroller (MCU).
  • the processor may control hardware or software components connected to the processor by driving an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations.
  • the processor may load and process commands or data received from at least one of the other components into the volatile memory, and store various data in the non-volatile memory.
  • the mobile robot device 1 may enable stable autonomous driving by collecting and analyzing various information such as sounds, voices, and images in the surrounding environment.
  • the mobile robot device 1 may include a microphone 90 , a camera 80 , a sensor (reference number not assigned), etc. for collecting information about the surrounding environment.
  • the upper case 11 of the main body 10 may be disposed under the upper cover 33 .
  • the communication device 100 may be disposed inside the upper case 11 and inside the body 10 of the mobile robot device 1 . Since the communication device 100 is disposed at the outermost portion inside the main body 10 of the mobile robot device 1 , communication efficiency of the communication device may be maximized. A detailed description of the communication device 100 will be described later with reference to FIGS. 3 to 7 .
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the mobile robot device 1 may communicate with an external electronic device such as a server through the communication device 100 or may perform a task through a network with the external electronic device.
  • networks include, but are not limited to, for example, mobile or cellular networks, Local Area Networks (LANs), Wireless Local Area Networks (WLANs), Wide Area Networks (WANs), It may be the Internet, a Small Area Network (SAN), or the like.
  • the communication device 100 may be disposed inside the upper case 11 of the mobile robot device 1 and inside the body 10 of the mobile robot device 1 .
  • the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure includes an antenna element 110 , a coupling metal 120 , a circuit board 130 , a connection member 140 , and a radio frequency (RF) chip 150 . can do.
  • RF radio frequency
  • the antenna element 110 is mounted inside the upper case 11 to transmit and receive electrical signals from the outside.
  • the arrangement of the antenna element 110 is not limited thereto, and may be variously changed, such as the inner space of the body 10 or the outside of the upper case 11 .
  • the antenna element 110 may be fed from the circuit board 130 through the coupling metal 120 and the connection member 140 , and through this, the antenna element 110 may radiate an electrical signal.
  • the antenna element 110 may radiate an RF signal for wireless communication.
  • the antenna element 110 may be mounted on the upper case 11 to radiate an electrical signal upward of the mobile robot apparatus 1 . Accordingly, a wide radiation range of the antenna element 110 can be secured.
  • the antenna element 110 may have a metal thin plate shape. Meanwhile, the antenna element 110 may have a predetermined curvature. In this case, the antenna element 110 may have a curvature corresponding to the surface of the mobile robot apparatus 1 .
  • the antenna element 110 when the antenna element 110 is disposed inside or on the surface of the upper case 11 , it may be formed to have the same curvature as the curvature of the upper case 11 corresponding to the corresponding position. Accordingly, the mobile robot apparatus 1 including the antenna element 110 may have a spherical shape as a whole.
  • the antenna element 110 may resonate in signals of a plurality of bands.
  • the antenna element 110 may resonate in a signal of a band including at least one of the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.
  • the coupling metal 120 may have a thin plate shape made of a metal material. In this case, the coupling metal 120 may have a smaller area than the antenna element 110 .
  • the coupling metal 120 may be disposed to be spaced apart from the antenna element 110 by a predetermined distance.
  • a gap between the coupling metal 120 and the antenna element 110 may be formed of an insulating layer.
  • the coupling metal 120 may be electrically connected to the RF chip 150 through the connection member 140 .
  • the connecting member 140 may be made of a metal material and may electrically connect the circuit board 130 and the coupling metal 120 to each other.
  • the connecting member 140 may be a 'C'-shaped clip.
  • connection member 140 connects the circuit board 130 and the antenna element 110 in a direct feeding method directly connected to the antenna element 110 . can be electrically connected.
  • a ground may be formed on one surface of the circuit board 130 .
  • a metal ground clip (not shown) may be disposed between the antenna element 110 or the coupling metal 120 and the ground to ground the antenna element 110 or the coupling metal 120 .
  • the antenna element 110 may be disposed to be spaced apart from the ground by 3 mm or more.
  • the antenna element 110 and the coupling metal 120 may be electrically connected by an electrical coupling phenomenon. Through this, the antenna element 110 may receive an electrical signal from the RF chip 150 .
  • the frequency bandwidth of the communication device 100 may be extended and stable wireless communication may be possible. A detailed description of the frequency bandwidth extension according to the coupling feeding method will be described later with reference to FIG. 6 .
  • the components of the communication device 100 can minimize the volume occupied inside the mobile robot device 1 due to a structure in which they are densely disposed outside the mobile robot device 1 .
  • the space inside the mobile robot device 1 can be utilized to the maximum.
  • the overall size of the mobile robot device 1 can be reduced.
  • FIG 5 is a cross-sectional view of a communication device 200 according to another embodiment of the present disclosure.
  • a communication device 200 may be a thin-film multi-layer flexible printed circuit board (Flexible Printed Circuit Board, FPCB).
  • FPCB Flexible Printed Circuit Board
  • the communication device 200 may include a communication member in which metal layers 210 and 220 and insulating layers 260 are alternately disposed.
  • the outer metal layer 210 may operate as an antenna element, and the metal layer 220 inside the outer metal layer may operate as a coupling metal.
  • the communication device 200 may be disposed on the surface of the main body 10 to perform a wireless communication operation of the mobile robot device 1 .
  • the arrangement of the communication device 200 is not limited thereto, and may be arranged in various positions, such as the interior of the upper case 11 and the interior space of the main body 10 .
  • the communication device 200 may include components necessary for performing a wireless communication operation, such as a circuit board, an RF chip, and a connection member.
  • the outer metal layer 210 and the metal layer 220 inside the outer metal layer are electrically connected in a coupling power supply method to perform wireless communication.
  • the operation of the antenna element 110 and the coupling metal 120 is described above in relation to the operation. As such, redundant descriptions are omitted.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a frequency bandwidth according to a coupling power supply method.
  • the antenna element 110 and the coupling metal 120 may be connected to each other in a coupling feeding method. Accordingly, an effect in which the capacitance is connected in series may occur, and the impedance of the low frequency band may be changed.
  • the impedance of the low frequency band may have a value of about 50 ⁇ by the coupling feeding method. Accordingly, the frequency bandwidth of the communication device 100 may be extended to enable communication in a wider frequency band, and the size of the antenna element may be reduced.
  • the frequency bandwidth when using the coupling feeding method (Coupling Feed) 620 than the frequency bandwidth in the direct feeding method (Direct Feed) 610 that does not use the coupling feeding method is wider that Able to know.
  • FIG. 7 is a view for explaining the antenna radiation efficiency of the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the communication device 100 may have a radiation performance of up to 62% in the 2.4 GHz band and up to 70% in the 5 GHz band. This is an advantage that occurs through the fact that the antenna element 110 is disposed outside the mobile robot device 1 so that the communication device 100 has a wide radiation range and the bandwidth is expanded by the coupling power supply.

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Abstract

A mobile robot device is disclosed. The mobile robot device comprises: a body which includes a motor; a communication device which includes an antenna element and a circuit board, and wirelessly communicates with an external device via the antenna element; and a wheel which is provided with a driving force via the motor, wherein the antenna element is disposed at the surface of the body.

Description

통신 장치를 포함하는 이동 로봇 장치Mobile robotic device including communication device
본 개시는 통신 장치를 포함하는 이동 로봇 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나 소자를 통하여 외부 장치와 무선 통신을 수행하는 이동 로봇 장치에 관한 것이다.The present disclosure relates to a mobile robot device including a communication device, and more particularly, to a mobile robot device that performs wireless communication with an external device through an antenna element.
로봇 기술의 발전에 따라 전문화된 학술 분야 또는 대규모의 노동력을 요하는 산업 분야뿐만 아니라 일반적인 가정에도 로봇의 공급이 보편화 되고 있다. 또한, 위치가 고정된 채 기능을 수행하는 로봇뿐만 아니라, 위치를 이동할 수 있는 이동형 로봇도 보급되고 있다.With the development of robot technology, the supply of robots is becoming common not only in specialized academic fields or industries requiring large-scale labor but also in general households. In addition, a mobile robot capable of moving a position as well as a robot performing a function with a fixed position has been popularized.
이동형 로봇은 영상 및 센서 데이터 등의 전송, 타 기기와의 연동 및 제어, 그리고 네트워크 연동을 위한 통신망 연결이 필수적인 기기이다. 또한, 이동을 기반으로 하는 이동형 로봇의 특성으로 인해 네트워크 연결은 유선이 아닌 무선 통신에 의한 연동이 필요하다. 이에 따라, 이동형 로봇은 신호의 무선 송수신을 위한 안테나의 적용이 필수적이다.A mobile robot is an essential device for transmitting images and sensor data, interworking and controlling with other devices, and connecting to a communication network for network interworking. In addition, due to the characteristics of a mobile robot based on movement, network connection requires interworking by wireless communication rather than wired communication. Accordingly, it is essential for the mobile robot to apply an antenna for wireless transmission and reception of signals.
안테나는 전파의 방사 특성에 따라 주변에 다른 금속물 또는 손실 탄젠트 특성이 높은 재질이 배치되는 경우, 안테나의 특성이 의도하지 않은 방향으로 변화하거나 방사 성능이 하락하게 된다. According to the radiation characteristics of radio waves, when other metals or materials having high loss tangent characteristics are disposed around the antenna, the characteristics of the antenna change in an unintended direction or the radiation performance is deteriorated.
기존의 이동형 로봇의 경우, 일반적으로 사용되는 모노폴 또는 PIFA 타입의 안테나가 내장되어 있고, 그 주변 공간에는 안테나의 성능에 영향을 줄 수 있는 기구물 및 부품들이 배제되어야 하였으므로, 내부 공간의 활용도가 낮은 한계가 존재하였다.In the case of an existing mobile robot, a commonly used monopole or PIFA type antenna is built-in, and devices and parts that may affect the performance of the antenna have to be excluded in the surrounding space, so the utilization of the internal space is low. was present.
본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 개시의 목적은 이동 로봇 장치의 외곽에 안테나 소자를 배치하여 이동 로봇 장치 내부의 공간 활용을 최적화하고 안테나 성능을 향상시키는 통신 장치를 포함하는 이동 로봇 장치를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present disclosure is to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to optimize the space utilization inside the mobile robot device by disposing an antenna element on the outside of the mobile robot device, and a mobile robot including a communication device to improve antenna performance. to provide the device.
이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치는, 모터를 구비하는 본체, 안테나 소자 및 회로 기판을 구비하며, 상기 안테나 소자를 통하여 외부 장치와 무선 통신을 수행하는 통신 장치 및 상기 모터를 통하여 구동력을 제공받는 바퀴를 포함하고, 상기 안테나 소자는 상기 본체의 표면에 배치된다.In order to achieve the above object, a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure includes a main body including a motor, an antenna element, and a circuit board, and performs wireless communication with an external device through the antenna element. and a wheel receiving driving force through the device and the motor, wherein the antenna element is disposed on a surface of the main body.
이 경우, 상기 통신 장치는, 상기 안테나 소자와 회로 기판 사이에 배치되며, 상기 안테나 소자에 커플링 방식으로 급전하는 커플링 메탈을 더 포함할 수 있다. In this case, the communication device may further include a coupling metal that is disposed between the antenna element and the circuit board and supplies power to the antenna element in a coupling manner.
이 경우, 상기 통신 장치는, 상기 본체의 표면에 배치되며, 금속층 및 절연층이 교번적으로 배치되는 통신 부재를 포함하고, 상기 통신 부재의 외각 금속층은 상기 안테나 소자로 동작하며, 상기 외각 금속층 내부의 금속층은 상기 커플링 메탈로 동작하여 상기 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.In this case, the communication device includes a communication member disposed on the surface of the main body, in which a metal layer and an insulating layer are alternately disposed, and the outer metal layer of the communication member operates as the antenna element, and the outer metal layer is inside the outer metal layer. The metal layer of may act as the coupling metal to be electrically connected to the circuit board.
한편, 상기 통신 장치는, 상기 회로 기판과 상기 안테나 소자를 전기적으로 연결하는 금속 재질의 접속 부재를 포함할 수 있다.Meanwhile, the communication device may include a metal connection member for electrically connecting the circuit board and the antenna element.
이 경우, 상기 접속 부재는 'C'자 형태의 클립일 수 있다.In this case, the connecting member may be a 'C'-shaped clip.
한편, 상기 회로 기판은, 상기 회로 기판의 일면에 배치되어 상기 안테나 소자에서의 안테나 신호 처리를 위한 RF 칩을 포함할 수 있다. Meanwhile, the circuit board may include an RF chip disposed on one surface of the circuit board for processing an antenna signal in the antenna element.
한편, 상기 회로 기판은, 상기 회로 기판의 일 면에 그라운드가 배치될 수 있다.Meanwhile, in the circuit board, a ground may be disposed on one surface of the circuit board.
이 경우, 상기 그라운드와 상기 안테나 소자는 3mm 이상 이격되게 배치될 수 있다.In this case, the ground and the antenna element may be disposed to be spaced apart by 3 mm or more.
한편, 상기 안테나 소자는 상기 이동 로봇 장치의 표면에 대응되는 곡률을 가질 수 있다.Meanwhile, the antenna element may have a curvature corresponding to the surface of the mobile robot device.
한편, 상기 안테나 소자는 상기 본체의 상부 영역에 위치할 수 있다.Meanwhile, the antenna element may be located in an upper region of the main body.
한편, 상기 안테나 소자는, 복수의 대역의 신호에서 공진할 수 있다.Meanwhile, the antenna element may resonate in signals of a plurality of bands.
이 경우, 상기 대역은, 2.4GHz 대역 또는 5GHz 대역 중 적어도 하나의 대역을 포함할 수 있다. In this case, the band may include at least one of a 2.4 GHz band and a 5 GHz band.
한편, 상기 안테나 소자의 안테나 소자의 총 길이는 상기 통신 장치의 통신 대역의 파장 길이의 1/4배일 수 있다. Meanwhile, the total length of the antenna element of the antenna element may be 1/4 times the wavelength length of the communication band of the communication device.
한편, 상기 이동 로봇 장치는 상기 외부 장치에서 제공되는 제어 명령에 기초하여 상기 모터를 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the mobile robot device may further include a processor for controlling the motor based on a control command provided from the external device.
한편, 상기 이동 로봇 장치는 상기 본체의 양 측면에 배치되는 제1 및 제2 측면 커버 및 상기 본체의 전면, 후면 및 상면에 배치되는 본체 커버를 더 포함하고, 상기 제1 측면 커버, 제2 측면 커버 및 상기 본체 커버는 동일한 곡률(Curvature)을 가질 수 있다.Meanwhile, the mobile robot device further includes first and second side covers disposed on both sides of the body, and body covers disposed on the front, rear, and upper surfaces of the body, the first side cover and the second side cover The cover and the main body cover may have the same curvature.
한편, 상기 이동 로봇 장치는 직경이 90mm 내지 100mm일 수 있다.Meanwhile, the mobile robot device may have a diameter of 90 mm to 100 mm.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치는, 안테나 소자 및 상기 안테나 소자에 커플링 방식으로 급전하는 커플링 메탈을 구비하며, 상기 안테나 소자를 통하여 외부 장치와 무선 통신을 수행하는 통신 장치를 포함하고, 상기 안테나 소자는 상기 본체의 표면에 배치될 수 있다.On the other hand, the mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure includes an antenna element and a coupling metal that supplies power to the antenna element in a coupling manner, and performs wireless communication with an external device through the antenna element. Including, the antenna element may be disposed on the surface of the main body.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
도 2는 도 1의 이동 로봇 장치(1)의 분해사시도이다.FIG. 2 is an exploded perspective view of the mobile robot apparatus 1 of FIG. 1 .
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)를 나타내기 위한 도면이다.3 is a diagram illustrating a communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)를 나타내기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 통신 장치(200)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a communication device 200 according to another embodiment of the present disclosure.
도 6은 커플링 급전 방식에 따른 주파수 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a frequency bandwidth according to a coupling power supply method.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 안테나 방사 효율을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the antenna radiation efficiency of the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
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이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.It should be understood that the embodiments described below are illustratively shown to help the understanding of the present disclosure, and the present disclosure may be implemented with various modifications, unlike the embodiments described herein. However, in the following description of the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known function or component may unnecessarily obscure the subject matter of the present disclosure, the detailed description and specific illustration thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are not drawn to scale in order to help understanding of the disclosure, but dimensions of some components may be exaggerated.
본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다. The terms used in this specification and claims have been chosen in consideration of the function of the present disclosure. However, these terms may vary depending on the intention, legal or technical interpretation of a person skilled in the art, and the emergence of new technology. Also, some terms are arbitrarily selected by the applicant. These terms may be interpreted in the meaning defined in the present specification, and if there is no specific term definition, it may be interpreted based on the general content of the present specification and common technical common sense in the art.
본 개시의 설명에 있어서 각 단계의 순서는 선행 단계가 논리적 및 시간적으로 반드시 후행 단계에 앞서서 수행되어야 하는 경우가 아니라면 각 단계의 순서는 비제한적으로 이해되어야 한다. 즉, 위와 같은 예외적인 경우를 제외하고는 후행 단계로 설명된 과정이 선행단계로 설명된 과정보다 앞서서 수행되더라도 개시의 본질에는 영향이 없으며 권리범위 역시 단계의 순서에 관계없이 정의되어야 한다. In the description of the present disclosure, the order of each step should be understood as non-limiting unless the preceding step must be logically and temporally performed before the subsequent step. That is, except for the above exceptional cases, even if the process described as a subsequent step is performed before the process described as the preceding step, the essence of the disclosure is not affected, and the scope of rights should also be defined regardless of the order of the steps.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In the present specification, expressions such as “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part) and does not exclude the presence of additional features.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms may be used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present disclosure, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.
또한, 본 개시에서 사용한 '정면', '배면', '상면', '하면', '측면', '좌측', '우측', '상부', '하부' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.In addition, terms such as 'front', 'rear', 'top', 'bottom', 'side', 'left', 'right', 'top', 'bottom' used in the present disclosure are defined based on the drawings. and the shape and position of each component are not limited by this term.
그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.In addition, since the present specification describes components necessary for the description of each embodiment of the present disclosure, the present disclosure is not necessarily limited thereto. Accordingly, some components may be changed or omitted, and other components may be added. In addition, they may be distributed and arranged in different independent devices.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Further, an embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present disclosure is not limited or limited by the embodiments.
이하, 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 개시를 상세히 설명한다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 .
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 이동 로봇 장치(1)의 분해사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the mobile robot device 1 of FIG. 1 .
이동 로봇 장치(1)는 주변 환경을 인식하고 자율 주행 및 정보 수집이 가능하며 사용자에게 정보를 전달하는 등 다양한 기능을 가지는 장치이다. The mobile robot device 1 is a device having various functions, such as recognizing a surrounding environment, capable of autonomous driving and information collection, and transmitting information to a user.
이동 로봇 장치(1)는 음성, 소리 및 영상 인식을 기반으로 주변 환경을 인식할 수 있다. 또한, 이동 로봇 장치(1)는 무선 통신을 통해 다른 전자제품을 제어하거나 음성을 출력함으로써 사용자에게 정보를 전달할 수 있다. The mobile robot device 1 may recognize the surrounding environment based on voice, sound, and image recognition. Also, the mobile robot device 1 may transmit information to a user by controlling other electronic products or outputting voice through wireless communication.
이동 로봇 장치(1)의 무선 통신에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 7에서 후술하기로 한다.A detailed description of the wireless communication of the mobile robot device 1 will be described later with reference to FIGS. 3 to 7 .
이동 로봇 장치(1)는 구동 부재를 포함함으로써 물리적 이동이 가능하고, 이를 통해 실내 및 실외를 포함하는 사용자의 환경 전반에 걸쳐 이동 로봇 장치(1)의 다양한 기능을 실행할 수 있다.The mobile robot device 1 can be physically moved by including a driving member, and through this, various functions of the mobile robot device 1 can be executed throughout the user's environment including indoors and outdoors.
이동 로봇 장치(1)가 가정 내에서 이용될 경우, 가정 내에 배치된 TV, 청소기, 세탁기 등 전자제품과 상호 작용하여 기능 실행 및 정보를 수집하고, 수집한 정보를 애완동물을 포함한 가족구성원에게 전달할 수 있다. 이에 따라, 가정 내 모든 구성원과 전자제품을 연결할 수 있다.When the mobile robot device 1 is used in the home, it interacts with electronic products such as TVs, vacuum cleaners, and washing machines placed in the home to execute functions and collect information, and transmit the collected information to family members including pets. can As a result, it is possible to connect all members of the home and electronic products.
이동 로봇 장치(1)는 사용자가 부재하는 경우에도 가정 내 환경을 지속적으로 확인, 점검하여 애완동물을 포함한 도움이 필요한 가족구성원과 사용자를 연결할 수 있다. 또한, 물리적 이동을 통하여 가정 내 다른 가전제품을 확인, 조작할 수 있다. 이를 통해, 가정 내 안전을 도모하고 보안을 강화할 수 있다.The mobile robot device 1 can connect the user with family members who need help, including pets, by continuously checking and inspecting the environment in the home even when the user is absent. In addition, it is possible to check and operate other home appliances in the home through physical movement. Through this, it is possible to promote safety in the home and strengthen security.
본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)는 가정 내에서 업무를 수행하는 형태로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 다양한 실시예에 따른 로봇 장치로 구현될 수 있다.The mobile robot apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure may be implemented in the form of performing work at home, but is not limited thereto, and may be implemented as a robot apparatus according to various embodiments.
도 1을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)는 본체(10), 본체(10)를 감싸는 제1 측면 커버(31), 제2 측면 커버(32), 본체 커버(33), 하부 커버(34) 및 바퀴(20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure includes a main body 10 , a first side cover 31 surrounding the main body 10 , a second side cover 32 , and a main body cover. (33), the lower cover 34 and may include a wheel (20).
이동 로봇 장치(1)는 본체(10)를 감싸는 복수의 커버들(31, 32, 33, 34)은 동일한 곡률(Curvature)을 가질 수 있고, 이에 따라 이동 로봇 장치(1)의 전체적인 외관이 구체를 이루도록 배치될 수 있다.In the mobile robot device 1 , the plurality of covers 31 , 32 , 33 , and 34 surrounding the main body 10 may have the same curvature, so that the overall appearance of the mobile robot device 1 is spherical. can be arranged to achieve
도 2를 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1) 내부에는 이동 로봇 장치(1)를 구동시키기 위한 모터(40), 기어(50), 배터리(60), 액츄에이터(Actuator)(미도시), 베어링(미도시), 바퀴(20) 등이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 2 , inside the mobile robot device 1 according to an embodiment of the present disclosure, a motor 40 for driving the mobile robot device 1 , a gear 50 , a battery 60 , and an actuator ) (not shown), bearings (not shown), wheels 20, and the like may be included.
또한, 도 1에 도시하지 않았지만, 이동 로봇 장치(1)는 이동 로봇 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 프로세서를 포함할 수 있고, 주변 환경을 인식하기 위한 센서 및 다른 전자기기와 통신하기 위한 통신 장치를 포함할 수 있다.In addition, although not shown in FIG. 1 , the mobile robot device 1 may include a processor for controlling the operation of the mobile robot device 1 , and a sensor for recognizing the surrounding environment and communication with other electronic devices. It may include a communication device.
프로세서는 이동 로봇 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서는 마이크로컨트롤러(Micro Control Unit, MCU)일 수 있다.The processor may control the overall operation of the mobile robot device 1 . To this end, the processor may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP). The processor may be a microcontroller (MCU).
프로세서는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서에 연결된 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.The processor may control hardware or software components connected to the processor by driving an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations. In addition, the processor may load and process commands or data received from at least one of the other components into the volatile memory, and store various data in the non-volatile memory.
이동 로봇 장치(1)는 주변 환경에서 소리, 음성, 영상 등 다양한 정보를 수집, 분석하여 안정적인 자율 주행이 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇 장치(1)는 주변 환경에 대한 정보를 수집하기 위한 마이크(90), 카메라(80), 센서(도면번호 미부여) 등을 포함할 수 있다. The mobile robot device 1 may enable stable autonomous driving by collecting and analyzing various information such as sounds, voices, and images in the surrounding environment. For example, the mobile robot device 1 may include a microphone 90 , a camera 80 , a sensor (reference number not assigned), etc. for collecting information about the surrounding environment.
도 2를 참고하면, 상부 커버(33) 하부에는 본체(10)의 상부 케이스(11)가 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2 , the upper case 11 of the main body 10 may be disposed under the upper cover 33 .
도 2에는 도시되지 않았으나, 상부 케이스(11)의 내부 및 이동 로봇 장치(1)의 본체(10) 내부 공간에 통신 장치(100)가 배치될 수 있다. 통신 장치(100)가 이동 로봇 장치(1)의 본체(10) 내부의 최외곽에 배치됨으로써, 통신 장치의 통신 효율을 극대화할 수 있다. 통신 장치(100)에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 7에서 후술하기로 한다.Although not shown in FIG. 2 , the communication device 100 may be disposed inside the upper case 11 and inside the body 10 of the mobile robot device 1 . Since the communication device 100 is disposed at the outermost portion inside the main body 10 of the mobile robot device 1 , communication efficiency of the communication device may be maximized. A detailed description of the communication device 100 will be described later with reference to FIGS. 3 to 7 .
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)를 나타내기 위한 도면이고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)를 나타내기 위한 단면도이다.3 is a diagram illustrating the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
이동 로봇 장치(1)는 통신 장치(100)를 통해 서버 등의 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 네트워크를 통해 작업을 수행할 수 있다. 이러한 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 예를 들어, 이동 또는 셀룰러 통신망, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷, 소지역 통신망(Small Area Network: SAN) 등일 수 있다.The mobile robot device 1 may communicate with an external electronic device such as a server through the communication device 100 or may perform a task through a network with the external electronic device. Such networks include, but are not limited to, for example, mobile or cellular networks, Local Area Networks (LANs), Wireless Local Area Networks (WLANs), Wide Area Networks (WANs), It may be the Internet, a Small Area Network (SAN), or the like.
도 3 및 도 4를 참고하면, 이동 로봇 장치(1)의 상부 케이스(11) 내부 및 이동 로봇 장치(1)의 본체(10) 내부 공간에 통신 장치(100)가 배치될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)는 안테나 소자(110), 커플링 메탈(120), 회로 기판(130), 접속 부재(140) 및 RF(Radio Frequency) 칩(150)을 포함할 수 있다.3 and 4 , the communication device 100 may be disposed inside the upper case 11 of the mobile robot device 1 and inside the body 10 of the mobile robot device 1 . The communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure includes an antenna element 110 , a coupling metal 120 , a circuit board 130 , a connection member 140 , and a radio frequency (RF) chip 150 . can do.
안테나 소자(110)는 상부 케이스(11) 내부에 실장 되어 외부로부터 전기적 신호를 송수신할 수 있다. 다만, 안테나 소자(110)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니고, 본체(10) 내부 공간 또는 상부 케이스(11) 외부 등 다양하게 변경될 수 있다.The antenna element 110 is mounted inside the upper case 11 to transmit and receive electrical signals from the outside. However, the arrangement of the antenna element 110 is not limited thereto, and may be variously changed, such as the inner space of the body 10 or the outside of the upper case 11 .
안테나 소자(110)는 커플링 메탈(120) 및 접속 부재(140)를 통해 회로 기판(130)으로부터 급전(feeding)될 수 있으며, 이를 통해 안테나 소자(110)는 전기적 신호를 방사할 수 있다. 예를 들어, 안테나 소자(110)는 무선 통신을 하기 위한 RF 신호를 방사할 수 있다.The antenna element 110 may be fed from the circuit board 130 through the coupling metal 120 and the connection member 140 , and through this, the antenna element 110 may radiate an electrical signal. For example, the antenna element 110 may radiate an RF signal for wireless communication.
안테나 소자(110)는 상부 케이스(11)에 실장 되어 이동 로봇 장치(1)의 상방향으로 전기적 신호를 방사할 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자(110)의 폭넓은 방사 범위를 확보할 수 있다.The antenna element 110 may be mounted on the upper case 11 to radiate an electrical signal upward of the mobile robot apparatus 1 . Accordingly, a wide radiation range of the antenna element 110 can be secured.
안테나 소자(110)는 금속 재질의 얇은 판 형태를 가질 수 있다. 한편, 안테나 소자(110)는 기설정된 곡률을 가질 수 있다. 이 경우, 안테나 소자(110)는 이동 로봇 장치(1)의 표면에 대응되는 곡률을 가질 수 있다.The antenna element 110 may have a metal thin plate shape. Meanwhile, the antenna element 110 may have a predetermined curvature. In this case, the antenna element 110 may have a curvature corresponding to the surface of the mobile robot apparatus 1 .
예를 들어, 안테나 소자(110)가 상부 케이스(11)의 내부 또는 표면에 배치되는 경우, 해당 위치에 대응되는 상부 케이스(11)의 곡률과 같은 곡률을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자(110)를 포함한 이동 로봇 장치(1)가 전체적으로 구 형상을 가지도록 할 수 있다.For example, when the antenna element 110 is disposed inside or on the surface of the upper case 11 , it may be formed to have the same curvature as the curvature of the upper case 11 corresponding to the corresponding position. Accordingly, the mobile robot apparatus 1 including the antenna element 110 may have a spherical shape as a whole.
안테나 소자(110)는 복수의 대역의 신호에서 공진할 수 있다. 이 경우, 안테나 소자(110)는 2.4GHz 대역 또는 5GHz 대역 중 적어도 하나의 대역을 포함하는 대역의 신호에서 공진할 수 있다.The antenna element 110 may resonate in signals of a plurality of bands. In this case, the antenna element 110 may resonate in a signal of a band including at least one of the 2.4 GHz band and the 5 GHz band.
커플링 메탈(120)은 금속 재질의 얇은 판 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 커플링 메탈(120)은 안테나 소자(110)보다 작은 면적을 가질 수 있다.The coupling metal 120 may have a thin plate shape made of a metal material. In this case, the coupling metal 120 may have a smaller area than the antenna element 110 .
커플링 메탈(120)은 안테나 소자(110)로부터 기설정된 간격만큼 이격 되어 배치될 수 있다. 커플링 메탈(120)과 안테나 소자(110) 사이 간격은 절연층으로 이루어질 수 있다.The coupling metal 120 may be disposed to be spaced apart from the antenna element 110 by a predetermined distance. A gap between the coupling metal 120 and the antenna element 110 may be formed of an insulating layer.
커플링 메탈(120)은 접속 부재(140)를 통해 RF 칩(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 접속 부재(140)는 금속 재질로, 회로 기판(130)과 커플링 메탈(120)을 전기적으로 연결할 수 있다. 접속 부재(140)는 'C'자 형태의 클립일 수 있다. The coupling metal 120 may be electrically connected to the RF chip 150 through the connection member 140 . The connecting member 140 may be made of a metal material and may electrically connect the circuit board 130 and the coupling metal 120 to each other. The connecting member 140 may be a 'C'-shaped clip.
한편, 커플링 메탈(120) 없이 안테나 소자(110)만 존재하는 경우, 접속 부재(140)는 안테나 소자(110)에 직접 연결되는 직접 급전 방식으로 회로 기판(130)과 안테나 소자(110)를 전기적으로 연결될 수 있다.On the other hand, when only the antenna element 110 is present without the coupling metal 120 , the connection member 140 connects the circuit board 130 and the antenna element 110 in a direct feeding method directly connected to the antenna element 110 . can be electrically connected.
회로 기판(130)의 일 면에는 그라운드(미도시)가 형성될 수 있다. 금속 재질의 접지 클립(미도시)은 안테나 소자(110) 또는 커플링 메탈(120)과 그라운드 사이에 배치되어 안테나 소자(110) 또는 커플링 메탈(120)을 접지시킬 수 있다. A ground (not shown) may be formed on one surface of the circuit board 130 . A metal ground clip (not shown) may be disposed between the antenna element 110 or the coupling metal 120 and the ground to ground the antenna element 110 or the coupling metal 120 .
안테나 소자(110)는 그라운드로부터 3mm 이상 이격되도록 배치될 수 있다.The antenna element 110 may be disposed to be spaced apart from the ground by 3 mm or more.
안테나 소자(110)와 커플링 메탈(120)은 전기적 커플링(coupling) 현상에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 안테나 소자(110)는 RF 칩(150)으로부터 전기적 신호를 급전 받을 수 있다.The antenna element 110 and the coupling metal 120 may be electrically connected by an electrical coupling phenomenon. Through this, the antenna element 110 may receive an electrical signal from the RF chip 150 .
통신 장치(100)가 커플링 급전 방식을 사용함에 따라, 통신 장치(100)의 주파수 대역폭을 확장할 수 있고, 안정적인 무선 통신을 가능하게 할 수 있다. 커플링 급전 방식에 따른 주파수 대역폭 확장에 대한 상세한 설명은 도 6에서 후술하기로 한다.As the communication device 100 uses the coupling power supply method, the frequency bandwidth of the communication device 100 may be extended and stable wireless communication may be possible. A detailed description of the frequency bandwidth extension according to the coupling feeding method will be described later with reference to FIG. 6 .
본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 구성들은 이동 로봇 장치(1)의 외곽에 밀집하여 배치되는 구조로 인해, 이동 로봇 장치(1) 내부에서 차지하는 부피를 최소화할 수 있다. The components of the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure can minimize the volume occupied inside the mobile robot device 1 due to a structure in which they are densely disposed outside the mobile robot device 1 .
이에 따라, 이동 로봇 장치(1) 내부의 공간을 최대한 활용할 수 있다. 또한, 이동 로봇 장치(1)의 전체적인 크기를 소형화시킬 수 있다. Accordingly, the space inside the mobile robot device 1 can be utilized to the maximum. In addition, the overall size of the mobile robot device 1 can be reduced.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 통신 장치(200)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of a communication device 200 according to another embodiment of the present disclosure.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 통신 장치(200)는 박막 다층의 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)일 수 있다. 5 is a communication device 200 according to another embodiment of the present disclosure may be a thin-film multi-layer flexible printed circuit board (Flexible Printed Circuit Board, FPCB).
통신 장치(200)는 금속층(210, 220) 및 절연층(260)이 교번적으로 배치된 통신 부재를 포함할 수 있다. 외각 금속층(210)은 안테나 소자로 동작할 수 있고, 외각 금속층 내부의 금속층(220)은 커플링 메탈로 동작할 수 있다.The communication device 200 may include a communication member in which metal layers 210 and 220 and insulating layers 260 are alternately disposed. The outer metal layer 210 may operate as an antenna element, and the metal layer 220 inside the outer metal layer may operate as a coupling metal.
통신 장치(200)는 본체(10)의 표면에 배치되어 이동 로봇 장치(1)의 무선 통신 동작을 수행할 수 있다. 다만, 통신 장치(200)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니고, 상부 케이스(11)의 내부, 본체(10)의 내부 공간 등 다양한 위치에 배치될 수 있다.The communication device 200 may be disposed on the surface of the main body 10 to perform a wireless communication operation of the mobile robot device 1 . However, the arrangement of the communication device 200 is not limited thereto, and may be arranged in various positions, such as the interior of the upper case 11 and the interior space of the main body 10 .
도 5에는 도시하지 않았으나, 통신 장치(200)는 회로 기판, RF 칩, 접속 부재 등 무선 통신 동작 수행에 필요한 구성을 포함할 수 있다. Although not shown in FIG. 5 , the communication device 200 may include components necessary for performing a wireless communication operation, such as a circuit board, an RF chip, and a connection member.
외각 금속층(210) 및 외각 금속층 내부의 금속층(220)은 커플링 급전 방식으로 전기적으로 연결되어 무선 통신을 수행하는 동작은 안테나 소자(110) 및 커플링 메탈(120)의 동작과 관련하여 앞서 설명하였는 바, 중복되는 설명은 생략한다.The outer metal layer 210 and the metal layer 220 inside the outer metal layer are electrically connected in a coupling power supply method to perform wireless communication. The operation of the antenna element 110 and the coupling metal 120 is described above in relation to the operation. As such, redundant descriptions are omitted.
도 6은 커플링 급전 방식에 따른 주파수 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a frequency bandwidth according to a coupling power supply method.
본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)는 안테나 소자(110)와 커플링 메탈(120)이 커플링 급전 방식으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 정전 용량이 직렬 연결된 효과가 발생하여, 저주파 대역의 임피던스를 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 커플링 급전 방식에 의해 저주파 대역의 임피던스는 대략 50Ω 정도의 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 통신 장치(100)의 주파수 대역폭이 확장되어 더욱 넓은 주파수 대역에서 통신이 가능할 수 있고, 안테나 소자의 사이즈를 소형화할 수 있다.In the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure, the antenna element 110 and the coupling metal 120 may be connected to each other in a coupling feeding method. Accordingly, an effect in which the capacitance is connected in series may occur, and the impedance of the low frequency band may be changed. For example, the impedance of the low frequency band may have a value of about 50Ω by the coupling feeding method. Accordingly, the frequency bandwidth of the communication device 100 may be extended to enable communication in a wider frequency band, and the size of the antenna element may be reduced.
도 6을 참고하면, 커플링 급전 방식을 사용하지 않은 직접 급전 방식(Direct Feed)(610)에서의 주파수 대역폭보다 커플링 급전 방식(Coupling Feed)(620)을 사용할 때의 주파수 대역폭이 더 넓은 것을 알 수 있다.Referring to Figure 6, the frequency bandwidth when using the coupling feeding method (Coupling Feed) 620 than the frequency bandwidth in the direct feeding method (Direct Feed) 610 that does not use the coupling feeding method is wider that Able to know.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 안테나 방사 효율을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining the antenna radiation efficiency of the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 장치(100)의 2.4 내지 5GHz 대역의 와이파이(WiFi) 안테나 성능을 도시한 그래프이다. 도 7을 참고하면, 통신 장치(100)는 2.4GHz 대역에서 최대 62%, 5GHz 대역에서 최대 70%에 달하는 방사 성능을 가질 수 있다. 이는 이동 로봇 장치(1)의 외곽에 안테나 소자(110)가 배치되어 통신 장치(100)가 폭넓은 방사 범위를 가지는 점 및 커플링 급전에 의해 대역폭이 확장되는 점을 통해 발생하는 이점이다.7 is a graph illustrating performance of a WiFi antenna in a 2.4 to 5 GHz band of the communication device 100 according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 7 , the communication device 100 may have a radiation performance of up to 62% in the 2.4 GHz band and up to 70% in the 5 GHz band. This is an advantage that occurs through the fact that the antenna element 110 is disposed outside the mobile robot device 1 so that the communication device 100 has a wide radiation range and the bandwidth is expanded by the coupling power supply.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present disclosure have been shown and described, but the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and is commonly used in the technical field to which the disclosure belongs without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Various modifications may be made by those having the knowledge of, of course, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present disclosure.

Claims (15)

  1. 이동 로봇 장치에 있어서, A mobile robot device comprising:
    모터를 구비하는 본체;a body having a motor;
    안테나 소자 및 회로 기판을 구비하며, 상기 안테나 소자를 통하여 외부 장치와 무선 통신을 수행하는 통신 장치; 및a communication device including an antenna element and a circuit board, the communication device performing wireless communication with an external device through the antenna element; and
    상기 모터를 통하여 구동력을 제공받는 바퀴;를 포함하고, Including; a wheel receiving a driving force through the motor;
    상기 안테나 소자는 상기 본체의 표면에 배치되는 이동 로봇 장치. The antenna element is a mobile robot device disposed on the surface of the main body.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 통신 장치는, The communication device is
    상기 안테나 소자와 회로 기판 사이에 배치되며, 상기 안테나 소자에 커플링 방식으로 급전하는 커플링 메탈을 더 포함하는 이동 로봇 장치. The mobile robot apparatus further comprising a coupling metal disposed between the antenna element and the circuit board and feeding power to the antenna element in a coupling manner.
  3. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 통신 장치는, The communication device is
    상기 본체의 표면에 배치되며, 금속층 및 절연층이 교번적으로 배치되는 통신 부재;를 포함하고,and a communication member disposed on the surface of the body, in which a metal layer and an insulating layer are alternately disposed;
    상기 통신 부재의 외각 금속층은 상기 안테나 소자로 동작하며, 상기 외각 금속층 내부의 금속층은 상기 커플링 메탈로 동작하여 상기 회로 기판과 전기적으로 연결되는 이동 로봇 장치. The outer metal layer of the communication member operates as the antenna element, and the metal layer inside the outer metal layer operates as the coupling metal and is electrically connected to the circuit board.
  4. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 통신 장치는, The communication device is
    상기 회로 기판과 상기 안테나 소자를 전기적으로 연결하는 금속 재질의 접속 부재를 포함하는 이동 로봇 장치. and a connecting member made of a metal material for electrically connecting the circuit board and the antenna element.
  5. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4,
    상기 접속 부재는 'C'자 형태의 클립인 이동 로봇 장치. The connecting member is a 'C'-shaped clip of a mobile robot device.
  6. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 회로 기판은, The circuit board is
    상기 회로 기판의 일면에 배치되어 상기 안테나 소자에서의 안테나 신호 처리를 위한 RF 칩;을 포함하는 이동 로봇 장치. and an RF chip disposed on one surface of the circuit board for processing an antenna signal in the antenna element.
  7. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 회로 기판은, The circuit board is
    상기 회로 기판의 일 면에 그라운드가 배치되는 이동 로봇 장치. A mobile robot device in which a ground is disposed on one surface of the circuit board.
  8. 제7항에 있어서, 8. The method of claim 7,
    상기 그라운드와 상기 안테나 소자는 3mm 이상 이격되게 배치되는 이동 로봇 장치.The ground and the antenna element is a mobile robot device that is disposed to be spaced apart more than 3mm.
  9. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 안테나 소자는 상기 이동 로봇 장치의 표면에 대응되는 곡률을 갖는 이동 로봇 장치. The antenna element has a curvature corresponding to a surface of the mobile robot device.
  10. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 안테나 소자는 상기 본체의 상부 영역에 위치하는 이동 로봇 장치. The antenna element is located in the upper region of the main body of the mobile robot device.
  11. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 안테나 소자는, 복수의 대역의 신호에서 공진하는 이동 로봇 장치. The antenna element is a mobile robot device that resonates with signals of a plurality of bands.
  12. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 대역은, The band is
    2.4GHz 대역 또는 5GHz 대역 중 적어도 하나의 대역을 포함하는 이동 로봇 장치. A mobile robot device comprising at least one of a 2.4 GHz band or a 5 GHz band.
  13. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 안테나 소자의 안테나 소자의 총 길이는 상기 통신 장치의 통신 대역의 파장 길이의 1/4배인 이동 로봇 장치. The total length of the antenna element of the antenna element is 1/4 times the wavelength length of the communication band of the communication device.
  14. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 외부 장치에서 제공되는 제어 명령에 기초하여 상기 모터를 제어하는 프로세서;를 더 포함하는 이동 로봇 장치. The mobile robot device further comprising a; processor for controlling the motor based on a control command provided from the external device.
  15. 이동 로봇 장치에 있어서, A mobile robot device comprising:
    안테나 소자 및 상기 안테나 소자에 커플링 방식으로 급전하는 커플링 메탈을 구비하며, 상기 안테나 소자를 통하여 외부 장치와 무선 통신을 수행하는 통신 장치;를 포함하고,A communication device having an antenna element and a coupling metal feeding power to the antenna element in a coupling manner, and performing wireless communication with an external device through the antenna element;
    상기 안테나 소자는 상기 이동 로봇 장치의 표면에 배치되는 이동 로봇 장치. wherein the antenna element is disposed on a surface of the mobile robot device.
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