WO2022075623A1 - 로봇 및 그 제어 방법 - Google Patents

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WO2022075623A1
WO2022075623A1 PCT/KR2021/012589 KR2021012589W WO2022075623A1 WO 2022075623 A1 WO2022075623 A1 WO 2022075623A1 KR 2021012589 W KR2021012589 W KR 2021012589W WO 2022075623 A1 WO2022075623 A1 WO 2022075623A1
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batteries
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robot
switch
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김민국
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삼성전자주식회사
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a robot and a control method thereof, and more particularly, to a robot including a plurality of batteries and a control method thereof.
  • a plurality of batteries included in the robot are simultaneously charged.
  • a plurality of batteries may have different discharging times depending on their use, and accordingly, each battery may have a different state of charge (SOC) when an external charger is connected.
  • SOC state of charge
  • the battery management system BMS stops charging as the battery with the high SOC is fully charged even though the battery with the low SOC is not fully charged. As a result, it results in a reduction in the operating time of the robot.
  • the plurality of batteries since the plurality of batteries have different discharge times according to their uses, some of the plurality of batteries may be discharged before other batteries according to the operation of the robot. In this way, when any one battery is discharged, a plurality of batteries must be charged to drive the robot even when the remaining batteries are not discharged. Therefore, by delaying the discharging time of the plurality of batteries included in the robot, it is necessary to increase the driving time of the robot and to solve user inconvenience that may occur due to frequent charging.
  • the present disclosure has been devised by the above-mentioned necessity, and an object of the present disclosure is to individually charge a plurality of batteries when connected to an external charger, and to individually charge a plurality of batteries while the robot is driven after the connection with the external charger is released.
  • a part is to provide a robot that charges the battery of another part and a method for controlling the same.
  • a robot includes a plurality of batteries, a first switch for individually supplying electrical energy provided from an external charger to the plurality of batteries, a second switch for connecting the plurality of batteries, and the external
  • the charger is connected to the robot, after some of the plurality of batteries are charged based on the SOC (State of Charge) of the plurality of batteries, the first switch is controlled so that the remaining batteries are charged, and the external After the connection with the charger is released, when the SOC difference between the plurality of batteries becomes a threshold according to the operation of the robot, controlling the second switch so that the battery with the high SOC among the plurality of batteries charges the battery with the low It may include a processor.
  • the processor receives SOC information of each battery from the plurality of batteries, and connects the first battery and the external charger to first charge a first battery having a low SOC among the plurality of batteries based on the SOC information
  • the first switch can be controlled so that the second battery and the external charger are connected to charge a second battery having a higher SOC than the first battery.
  • the processor may control the first switch to connect the second battery to the external charger.
  • CC constant current
  • the processor controls the first switch so that the first battery and the external charger are connected, and performs a CV (Constant Voltage) charging method. to charge the first battery through the CV charging method, and when the first battery is fully charged through the CV charging method, the first switch is controlled so that the second battery and the external charger are connected, and the CV charging method is used to charge the first battery.
  • the second battery can be fully charged.
  • the processor may receive SOC information from the plurality of batteries while the robot is driven, and determine SOC differences between the plurality of batteries based on the SOC information.
  • the processor may control the second switch to release the connection between the plurality of batteries when the SOC difference between the plurality of batteries becomes a preset value by charging a battery having a low SOC among the plurality of batteries can
  • the plurality of batteries perform an overcurrent protection function when a current having a magnitude greater than or equal to a preset value flows, and the threshold value is the preset value It can be set in the robot to have a smaller size.
  • Some of the plurality of batteries may be batteries for supplying electrical energy to the motor of the robot, and the remaining batteries may be batteries for supplying electrical energy to the processor.
  • control method of the robot when an external charger is connected to the robot, some batteries of the plurality of batteries are charged based on the SOC (State of Charge) of the plurality of batteries. , controlling the first switch so that the remaining batteries are charged, and after the connection with the external charger is released, when the SOC difference between the plurality of batteries becomes a threshold value according to the operation of the robot, the SOC among the plurality of batteries and controlling the second switch so that the high battery charges the low battery.
  • SOC State of Charge
  • the controlling of the first switch may include receiving SOC information of each battery from the plurality of batteries, and based on the SOC information, the first battery and the first battery to first charge a first battery having a low SOC among the plurality of batteries. controlling the first switch so that the external charger is connected, and after charging the first battery, the second battery and the external charger are connected to charge the second battery having a higher SOC than the first battery 1 switch can be controlled.
  • the controlling of the first switch may include controlling the first switch so that, when the first battery is charged to a preset SOC through a constant current (CC) charging method, the second battery and the external charger are connected. there is.
  • CC constant current
  • the first switch when the second battery is charged to the preset SOC through the CC charging method, the first switch is controlled so that the first battery and the external charger are connected, and CV ( Constant Voltage) charging the first battery through a charging method, and when the first battery is fully charged through the CV charging method, controlling the first switch so that the second battery and the external charger are connected;
  • the second battery may be fully charged through the CV charging method.
  • the control method may further include receiving SOC information from the plurality of batteries while the robot is driving, and determining an SOC difference between the plurality of batteries based on the SOC information.
  • the controlling of the second switch may include charging a battery having a low SOC among the plurality of batteries so that when the SOC difference between the plurality of batteries becomes a preset value, the connection between the plurality of batteries is disconnected.
  • the second switch may be controlled.
  • the plurality of batteries perform an overcurrent protection function when a current having a magnitude greater than or equal to a preset value flows, and the threshold value is the preset value It can be set in the robot to have a smaller size.
  • Some of the batteries may be batteries for supplying electrical energy to the motor of the robot, and the remaining batteries may be batteries for supplying electrical energy to the processor of the robot.
  • a robot capable of individually charging a plurality of batteries when connected to an external charger and a control method thereof may be provided.
  • the present disclosure can charge the robot in a drivable state within a short time by individually charging a plurality of batteries in a CC charging method.
  • the present disclosure increases the driving time of the robot by charging some of the plurality of batteries while the robot is driving after the connection with the external charger is released, thereby increasing the operation time of the robot, and solving user inconvenience that may occur due to frequent charging can do.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an embodiment of charging electric energy supplied from an external charger to a plurality of batteries according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment in which some batteries among a plurality of batteries charge other batteries according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a detailed block diagram illustrating a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for controlling a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot 100 is a robot capable of performing an air purification operation while driving in a space in a building, and a housekeeping support type capable of performing tasks such as cleaning clothes and washing dishes while driving in a space in the home It may be a robot, a robot that can demonstrate and explain products in a store, or a security robot that can perform security while driving in a space in a building.
  • the robot 100 is an autonomous vehicle capable of driving on behalf of a person, an automated guided vehicle capable of moving goods to a destination, or cleaning while driving within a home space. It may be a robot cleaner capable of performing a task, or may be implemented as various electronic devices capable of performing a task using electric energy supplied from a battery, such as a smart TV, a smart phone, a computer, and a laptop computer.
  • the robot 100 may include a plurality of batteries and a plurality of switches.
  • the switch may be a Field Effect Transistor (FET), but is not limited thereto, and may be implemented as a variety of switches capable of performing connection and disconnection between a plurality of components.
  • FET Field Effect Transistor
  • the robot 100 includes a first battery 110-1 and a second battery 110-2, a first switch 120-1, and A second switch 120 - 2 may be included.
  • each of the plurality of batteries may be connected to a different configuration of the robot 100 .
  • the first battery 110 - 1 is a battery for driving the system of the robot 100 , and may be connected to the processor 130 to supply electrical energy to the processor 130 .
  • the second battery 110 - 2 is, for example, a battery for driving the manipulation unit of the robot 100 , and may be connected to a motor connected to the manipulation unit to supply electric energy to the motor.
  • the manipulation unit may be a robot arm, a robot hand, a robot leg, or the like, but is not necessarily limited thereto.
  • the robot 100 is connected to the first switch 120-1 to control the first switch 120-1, and connected to the second switch 120-2 to turn on the second switch 120-2. It may include a processor 130 to control.
  • the first switch 120-1 may be a switch for individually supplying electrical energy provided from an external charger to the plurality of batteries
  • the second switch 120-2 is configured to connect the plurality of batteries. It can be a switch for
  • the first switch 120 - 1 may be electrically connected to the external charger 200 , and under the control of the processor 130 , the first battery 110 - 1 and the second switch 120 - 1 It may be electrically connected to one of the batteries 110 - 2 .
  • Such a first switch 120 - 1 may be included in the charging unit of the robot 100 .
  • the charging unit is connected to the external charger 200, an interface for receiving AC power from the external charger 200, and an AC-DC converter for converting the AC power supplied from the external charger 200 into DC power. can do.
  • the second switch 120 - 2 may electrically connect the first battery 110 - 1 and the second battery 110 - 2 under the control of the processor 130 .
  • the first end of the second switch 110-2 is connected to the first battery 110-1, the second end is connected to the second battery 110-2, and the third end is connected to the processor ( 130) can be connected.
  • the battery of the present disclosure is a rechargeable secondary battery, and may be implemented as a lithium ion battery, a lithium polymer battery, a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, a nickel zinc battery, and the like, but is not necessarily limited thereto.
  • the processor 130 controls the overall operation of the robot 100 .
  • the processor 130 may include a central processing unit (CPU) or an application processor (AP).
  • the processor 130 may be implemented as at least one general processor, a digital signal processor, an application specific integrated circuit (ASIC), a system on chip (SoC), a microcomputer (MICOM), or the like. there is.
  • the processor 130 When the external charger 200 is connected to the robot 100, the processor 130 is configured to charge some of the plurality of batteries based on the state of charge (SOC) of the plurality of batteries, and then charge the remaining batteries.
  • SOC state of charge
  • One switch 120-1 can be controlled.
  • the processor 130 may receive SOC information of each battery from a plurality of batteries.
  • the SOC information may be generated by a battery management system (BMS) included in each battery.
  • BMS battery management system
  • the processor 130 may control the first switch 120 - 1 so that a battery having a low SOC among the plurality of batteries is first charged based on the SOC information of each battery received from the plurality of batteries.
  • the processor 130 first charges the first battery 110-1. 110-1) and the external charger 200 may be controlled to be connected to the first switch 120-1.
  • the processor 130 is configured to charge the second battery 110 - 2 to charge the second battery 110 - 2 having a higher SOC than the first battery 110 - 1 after the first battery 110 - 1 is charged. ) and the external charger 200 may be controlled to be connected to the first switch 120-1.
  • the processor 130 controls the second battery 110-2 and the external charger 200 to be connected to each other.
  • One switch 120-1 can be controlled.
  • the CC charging method is a method of outputting a constant current from the external charger 200 to the battery, and compared to the CV (Constant Voltage) charging method in which a constant voltage is applied from the external charger 200 to the battery, in a relatively short time. It is a charging method that can charge a large amount of capacity in a battery.
  • the above-described preset SOC is the capacity of the battery charged through the CC charging method, and may be 70% according to an embodiment, but is not necessarily limited thereto.
  • the processor 130 receives SOC information from the first battery 110-1 while the first battery 110-1 is being charged by the external charger 200, and the first battery 110-1 ) can be determined.
  • the processor 130 determines that the SOC of the first battery 110-1 is a preset SOC based on the SOC information received from the first battery 110-1, the second battery 110-2 ) and the external charger 200 may be controlled to be connected to the first switch 120-1.
  • the external charger 200 charges the first battery 110-1 with a preset SOC through the CC charging method, and when the charging through the CC charging method is completed, a CC charging completion signal is transmitted to the charging unit (not shown). It can be transmitted to the processor 130 through the interface.
  • the processor 130 controls the first switch 120 - 1 so that the second battery 110 - 2 and the external charger 200 are connected.
  • the second battery 110-2 is connected to the external charger 200, and a CC charging method It may be charged with a preset SOC through .
  • the processor 130 is configured to connect the first battery 110-1 and the external charger 200 to the first switch 120. -1) can be controlled.
  • the processor 130 receives SOC information from the second battery 110 - 2 while the second battery 110 - 2 is being charged by the external charger 200 , and the second battery 110 - 2 ) can be determined.
  • the processor 130 determines that the SOC of the second battery 110 - 2 is a preset SOC based on the SOC information received from the second battery 110 - 2 , the first battery 110 - 1 ) and the external charger 200 may be controlled to be connected to the first switch 120-1.
  • the external charger 200 charges the second battery 110-2 with a preset SOC through the CC charging method, and when the charging through the CC charging method is completed, a CC charging completion signal is transmitted to the charging unit (not shown). It can be transmitted to the processor 130 through the interface. In this case, when the CC charging completion signal is received from the external charger 200, the processor 130 controls the first switch 120-1 so that the first battery 110-1 and the external charger 200 are connected. can
  • the first switch 120-1 When the first switch 120-1 is switched to the first battery 110-1 under the control of the processor 130, the first battery 110-1 is connected to the external charger 200, and CV charging method can be charged through
  • the processor 130 performs the first switch 120-1 so that the second battery 120-2 and the external charger 200 are connected. can control In this case, the second battery 110 - 2 may be connected to the external charger 200 and be charged through a CV charging method.
  • the present disclosure when the first battery 110-1 is charged through the CC charging method, the first switch 120-1 is controlled so that the second battery 110-2 and the external charger 200 are connected, and , the second battery 110 - 2 may be charged through the CC charging method. Accordingly, compared to the case of connecting the second battery 110 - 2 to the external charger 200 after the first battery is fully charged in the CC charging method and the CV charging method, the present disclosure provides a large capacity within a short time. may be charged to the first and second batteries 110 - 1 and 120 - 2 .
  • the number of batteries may be three or more according to an embodiment. Even in this case, it will be seen that three or more batteries can be individually charged by applying the technical idea of the present disclosure.
  • the processor 130 charges the battery with the high SOC among the plurality of batteries when the SOC difference between the plurality of batteries becomes a threshold value according to the operation of the robot 100
  • the second switch 120-2 may be controlled to do so.
  • the driving of the robot 100 may be gripping and transporting an object through the robot hand, movement of the robot 100, and the like, but is not necessarily limited thereto.
  • the threshold value may be, for example, 30%, but it may be set to various values according to a user input.
  • the threshold value may be set based on an over-current protection function of the battery.
  • each battery included in the robot 100 may perform an overcurrent blocking function when a current having a magnitude greater than or equal to a preset value (or an overcurrent blocking value) flows.
  • the overcurrent blocking function is a function of the battery management system to block the current when a current having a magnitude greater than or equal to the overcurrent cutoff value flows in order to prevent damage to the protection circuit of the battery as an overcurrent flows in the battery, and the present disclosure
  • the threshold value of may be set so that the magnitude of the current flowing from the battery with the high SOC to the battery with the low SOC is smaller than the overcurrent cutoff value. For example, if the overcurrent cutoff value is K(A), the threshold value may be set such that the amount of current flowing from a battery having a high SOC to a battery having a low SOC is less than K(A).
  • the processor 130 may receive SOC information from a plurality of batteries while the robot 100 is driven, and determine the SOC difference between the plurality of batteries based on the SOC information of each battery.
  • the robot When 100 is driven, the consumption amount of the first battery 110 - 1 and the consumption amount of the second battery 110 - 2 may be different.
  • the driving of the robot 100 is the transport of a heavy object
  • the consumption of the second battery 110-2 connected to the motor of the manipulation unit is the first battery 110-1 for driving the system of the robot 100.
  • the difference between the SOC of the first battery 110 - 1 and the SOC of the second battery 110 - 2 at one point in time may be a threshold value.
  • the processor 130 operates the second open state
  • the switch 120-2 may be controlled to a short-circuit state.
  • the electric energy charged in the first battery 110 - 1 having a high SOC may be supplied to the second battery 110 - 2 having a low SOC.
  • the processor 130 short-circuits the second switch 120 - 2 in the open state. state, and may transmit a signal requesting supply of electrical energy to the first battery 110 - 1 .
  • the battery management system of the first battery 110-1 supplies electric energy to the second battery 110-2 connected through the second switch 120-2 to control the second battery 110-2. can be recharged
  • the battery management system of the first battery 110 - 1 having a high SOC determines whether the second switch 120 - 2 is shorted, and under the control of the processor 130 , the second switch 120 - in the open state If it is determined that 2) is short-circuited, the second battery 110 - 2 may be charged by supplying electrical energy to the second battery 110 - 2 .
  • the battery management system of the first battery 110-1 monitors the voltage (or current) applied to the terminal of the first battery 110-1 connected to the second switch 120-2, A change in voltage (or current) generated according to the switching of the second switch 120-2 is sensed, and when a change in voltage (or current) is detected, the open second switch 120-2 is short-circuited. can be judged to have been
  • the processor 130 charges the battery having the low SOC among the plurality of batteries, so that when the SOC difference between the plurality of batteries becomes a preset value, the second switch 120-2 releases the connection between the plurality of batteries. ) can be controlled.
  • the preset value may be, for example, 10%, but it may be set to various values according to a user input. Accordingly, according to the present disclosure, it is possible to prevent overcharging of the second battery 110 - 2 , thereby preventing the risk of damage or explosion of the second battery 110 - 2 .
  • a battery having a low SOC may be charged through a battery having a high SOC. Accordingly, it is possible to delay the time when some of the batteries are discharged, and consequently, it is possible to increase the driving time of the robot 100 .
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an embodiment of charging electric energy supplied from an external charger to a plurality of batteries according to an embodiment of the present disclosure.
  • parts overlapping with the above description will be omitted or abbreviated.
  • the processor 130 may detect the connection between the charging unit (not shown) of the robot 100 and the external charger 200 . Specifically, when the charging detection signal generated by the charging unit (not shown) is received from the charging unit (not shown) as the external charger 200 is connected to the charging unit (not shown) of the robot 100, the processor 130 is It may be determined that the charging unit (not shown) of the robot 100 and the external charger 200 are connected.
  • the processor 130 may receive SOC information of each battery from a plurality of batteries.
  • the processor 130 may receive SOC information from the first battery and the second battery ( S310 ). Meanwhile, the SOC information may be received from each battery after the connection with the external charger 200 is sensed, and may also be received from each battery before the external charger 200 is connected.
  • the processor 130 may determine a battery having a relatively high SOC and a battery having a low SOC among the plurality of batteries based on the SOC information received from each battery. In addition, the processor 130 may control the first switch 120 - 1 so that the battery having the low SOC is charged first.
  • the processor 130 performs the first SOC and the second SOC.
  • the size can be compared (S320).
  • the processor 130 controls the first switch 120-1 so that the first battery 110-1 and the external charger 200 are connected (S331). can do.
  • the first battery 110 - 1 may be charged by the external charger 200 ( S331 ).
  • the processor 130 may control the first switch 120 - 1 so that the second battery 110 - 2 and the external charger 200 are connected ( S332 ).
  • the processor 130 when the first battery 110-1 is charged by a preset capacity through the CC charging method, the processor 130 is configured to connect the second battery 110-2 and the external charger 200 to the first switch ( 120-1) can be controlled.
  • the processor 130 connects the second battery 110-2 and the external charger 200 It will be seen that the first switch 120-1 can be controlled as much as possible.
  • the second battery 110 - 2 may be charged by the external charger 200 ( S333 ).
  • the processor 130 when the first battery 110 - 1 is charged by a preset capacity through the CC charging method, the processor 130 generates the second battery 110 - 2 and the external charger 200 .
  • the first switch 120-1 is controlled to be connected, and then, when the second battery 110-2 is charged by a preset capacity through the CC charging method, the first battery 110-1 and the external charger 200 are connected.
  • the step of controlling the first switch 120-1 to be connected may be further included.
  • the processor 130 performs the first switch 120 - 1 so that the second battery 110 - 2 and the external charger 200 are connected. and charging the second battery 110 - 2 through a CV charging method may be further included.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an embodiment in which some batteries among a plurality of batteries charge other batteries according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor 130 may receive SOC information of each battery from a plurality of batteries while the robot 100 is driven. For example, the processor 130 may receive SOC information from the first battery 110 - 1 and the second battery 110 - 2 ( S410 ).
  • the processor 130 may determine the SOC difference based on the SOC information received from each battery. For example, the processor 130 determines whether the difference between the first SOC that is the SOC of the first battery 110 - 1 and the second SOC that is the SOC of the second battery 110 - 2 is a threshold value (or greater than or equal to the threshold value) can be determined (S420).
  • the processor 130 When it is determined that the difference between the first SOC and the second SOC is a threshold value, the processor 130 operates the second switch 120-2 so that the first battery 110-1 and the second battery 110-2 are connected. can be controlled (S430). That is, the processor 130 may short-circuit the second switch 120 - 2 in the open state.
  • a battery having a relatively high SOC may charge a battery having a relatively low SOC ( S450 ).
  • the processor 130 may maintain the open second switch 120 - 2 as it is ( S440 ).
  • the processor 130 receives SOC information from each battery while a battery having a relatively high SOC is charging a battery having a relatively low SOC, and based on this, whether the difference between the first SOC and the second SOC is a preset value It can be determined (S460).
  • the processor 130 disconnects the first battery 110-1 and the second battery 110-2 from the second switch ( 120-2) may be controlled (S470). That is, the processor 130 may open the second switch 120 - 2 .
  • FIG. 5 is a detailed block diagram illustrating a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot 100 includes a plurality of batteries (eg, a first battery 110-1, a second battery 110-2), and a plurality of switches (one For example, the first switch 120-1, the second switch 120-2), the operation unit 140, the driving unit 150, the display 160, the memory 170, the communication unit 180, the input unit 190 ) and a processor 130 .
  • a plurality of batteries eg, a first battery 110-1, a second battery 110-2
  • switches one
  • the driving unit 150 the display 160
  • the memory 170 the memory 170
  • the communication unit 180 the input unit 190
  • the manipulation unit 140 is, for example, a configuration including a robot arm, a robot hand, and a robot finger, wherein one end of the robot arm is connected to the body of the robot 100, and the other end of the robot arm is connected to the robot hand. can be connected
  • the robot hand may be connected to the robot finger, and a plurality of robot fingers may be implemented.
  • the manipulation unit 140 of the present disclosure may further include a micro controller unit (MCU) and a plurality of motors.
  • the motor includes a motor for controlling the robot arm, a motor for controlling the robot hand, and a motor for controlling the robot finger, each of the plurality of motors is electrically connected to some of the MCU and a plurality of batteries of the present disclosure. can be connected to
  • the MCU may be electrically connected to the processor 130 of the body unit and drive at least one of the plurality of motors based on a control signal received from the processor 130 .
  • the MCU may control the motion of the robot arm by outputting a driving signal to a motor connected to the robot arm.
  • Such an MCU may be included in the robot arm, but is not necessarily limited thereto, and may be included in the robot hand.
  • the above-described motor may be a DC motor, but is not necessarily limited thereto, and the motor may be implemented as various motors capable of generating rotational force, such as a step motor or an RC servo motor.
  • the traveling unit 150 may be connected to the lower end of the body of the robot 100 to control the movement of the robot 100 .
  • the driving unit 150 of the present disclosure may include a driving unit (not shown), a motor (not shown), and an MCU (not shown) implemented as wheels or robot legs, and the processor 130 moves the robot 100 . It may transmit a control signal for making the vehicle to the MCU (not shown) of the driving unit 150 . In this case, the MCU (not shown) of the driving unit may move the robot 100 by outputting a driving signal to a motor (not shown) connected to the driving unit (not shown) according to the control signal.
  • the display 160 may display various screens. For example, the display 160 may display SOC information of a plurality of batteries included in the robot 100 , information indicating that some of the plurality of batteries are being charged by the external charger 200 , or some of the plurality of batteries It may display information or the like indicating that the battery is being charged by some other battery.
  • the display 160 is a liquid crystal display panel (LCD), light emitting diode (LED), organic light emitting diodes (OLED), liquid crystal on silicon (LCoS), digital light processing (DLP), etc. It may be implemented as a display.
  • the display 160 may include a driving circuit, a backlight unit, and the like, which may be implemented in the form of an a-si TFT, a low temperature poly silicon (LTPS) TFT, or an organic TFT (OTFT).
  • the display 160 may be implemented as a touch screen in combination with a touch sensing unit.
  • the memory 170 may store an operating system (OS) for controlling the overall operation of the components of the robot 100 and commands or data related to the components of the robot 100 .
  • OS operating system
  • the processor 130 may control a plurality of hardware or software components of the robot 100 using various commands or data stored in the memory 170 , and may control the plurality of hardware or software components received from at least one of the other components.
  • a command or data may be loaded into a volatile memory for processing, and various data may be stored in a non-volatile memory.
  • the memory 170 may store information about a threshold value for the short circuit of the second switch 120 - 2 . Accordingly, when it is determined that the SOC difference between the plurality of batteries is the threshold value stored in the memory 170 , the processor 130 short-circuits the second switch 120 - 2 to reduce the SOC through the battery having a high SOC among the plurality of batteries. Low battery can be charged.
  • the communication unit 180 may communicate with an external device to transmit/receive various data.
  • the communication unit 180 may communicate with the electronic device through a local area network (LAN), an Internet network, and a mobile communication network, as well as BT (Bluetooth), BLE (Bluetooth Low Energy) , WI-FI (Wireless Fidelity), Zigbee, it is possible to communicate with the electronic device through various communication methods such as NFC.
  • the communication unit 180 may include various communication modules for performing network communication.
  • the communication unit 150 may include a Bluetooth chip, a Wi-Fi chip, a wireless communication chip, and the like.
  • the input unit 190 may receive various user commands.
  • the processor 130 may execute various functions according to a user command input through the input unit 190 .
  • the input unit 190 may be implemented as an input panel.
  • the input panel may be implemented as a touch pad or a keypad including various function keys, number keys, special keys, character keys, or the like, or a touch screen type.
  • the robot 100 may further include a configuration such as a sensor.
  • the sensor may be a sensor for distance measurement, such as an infrared sensor, a lidar sensor, or an ultrasonic sensor, but is not limited thereto.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for controlling a robot according to an embodiment of the present disclosure.
  • the robot 100 When the external charger 200 is connected to the robot 100, the robot 100 has a first switch 120- so that some batteries among the plurality of batteries are charged based on the SOC of the plurality of batteries, and then the remaining batteries are charged. 1) can be controlled (S610).
  • the robot 100 may receive SOC information of each battery from the plurality of batteries, and determine a first battery and a second battery having a relatively high SOC among the plurality of batteries based on the SOC information.
  • the robot 100 may control the first switch 120-1 so that the second battery and the external charger 200 are connected.
  • the robot 100 controls the first switch 120-1 to connect the first battery to the external charger 200 when the second battery is charged to a preset SOC through the CC charging method, and the CV charging method Through this, the first battery 120-1 may be charged.
  • the first switch 120-1 is controlled so that the second battery 110-2 and the external charger 200 are connected, and the CV The second battery 110 - 2 may be fully charged through the charging method.
  • the second switch 120-2 may be controlled to charge (S620).
  • the robot 100 may receive SOC information from a plurality of batteries while driving, and determine SOC differences between the plurality of batteries based on the SOC information.
  • the robot 100 disconnects the connection between the plurality of batteries by the second switch 120-2 ) can be controlled. That is, the robot 100 may open the second switch 120 - 2 in a short state.
  • a non-transitory computer readable medium in which a program for sequentially performing the robot control method according to the present disclosure is stored may be provided.
  • the non-transitory readable medium refers to a medium that stores data semi-permanently, rather than a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, memory, and the like, and can be read by a device.
  • a non-transitory readable medium such as a CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM, and the like.

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Abstract

로봇 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 로봇은 복수의 배터리, 외부 충전기로부터 제공되는 전기 에너지를 상기 복수의 배터리에 개별적으로 공급하기 위한 제1 스위치, 상기 복수의 배터리를 연결하기 위한 제2 스위치 및 상기 외부 충전기가 상기 로봇에 연결되면, 상기 복수의 배터리의 SOC(State of Charge)에 기초하여 상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 외부 충전기와의 연결이 해제된 후, 상기 로봇의 구동에 따라 상기 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 상기 제2 스위치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

로봇 및 그 제어 방법
본 개시는 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 배터리를 포함하는 로봇 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
본 출원은 2020년 10월 7일에 출원된 대한민국 특허출원 제 10-2020-0129352 호에 기초하여 우선권을 주장하며, 해당 출원의 모든 내용은 그 전체가 본 출원에 레퍼런스로 포함된다.
종래 로봇은 외부 충전기가 연결되면, 로봇에 포함된 복수의 배터리를 동시에 충전하였다. 그러나, 복수의 배터리는 용도에 따라 상이한 방전 시간을 가질 수 있고 이에 따라, 외부 충전기가 연결되는 시점에 각 배터리는 상이한 SOC(State of Charge; SOC)를 가질 수 있다. 이와 같이, 복수의 배터리가 상이한 SOC를 가진 상태에서, 복수의 배터리를 동시에 충전할 경우, SOC가 높은 배터리가 SOC가 낮은 배터리보다 먼저 충전이 완료된다. 이 경우, 배터리 관리 시스템(Battery Manage System; BMS)은 SOC가 낮은 배터리가 완충이 되지 않은 상태임에도, SOC가 높은 배터리가 완충됨에 따라 충전을 중단하게 된다. 이는 결론적으로 로봇의 구동 시간을 감소 시키는 결과를 초래한다.
한편, 상술한 바와 같이, 복수의 배터리는 용도에 따라 상이한 방전 시간을 갖는 바, 로봇의 구동에 따라 복수의 배터리 중 일부 배터리는 다른 배터리보다 먼저 방전될 수 있다. 이와 같이 어느 하나의 배터리가 방전되는 경우, 나머지 배터리가 방전되지 않은 상태라도 로봇의 구동을 위해 복수의 배터리를 충전해야 한다. 따라서, 로봇에 포함된 복수의 배터리의 방전 시간을 늦춤으로써, 로봇의 구동 시간을 증대 시키고, 잦은 충전으로 인해 발생할 수 있는 사용자 불편을 해소할 필요가 있다.
본 개시는 상술한 필요성에 의해 안출된 것으로써, 본 개시의 목적은 외부 충전기에 연결 시 복수의 배터리를 개별적으로 충전하고, 외부 충전기와의 연결이 해제된 후 로봇이 구동하는 동안 복수의 배터리 중 일부가 다른 일부의 배터리를 충전하는 로봇 및 그 제어 방법을 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇은 복수의 배터리, 외부 충전기로부터 제공되는 전기 에너지를 상기 복수의 배터리에 개별적으로 공급하기 위한 제1 스위치, 상기 복수의 배터리를 연결하기 위한 제2 스위치 및 상기 외부 충전기가 상기 로봇에 연결되면, 상기 복수의 배터리의 SOC(State of Charge)에 기초하여 상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 외부 충전기와의 연결이 해제된 후, 상기 로봇의 구동에 따라 상기 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 상기 제2 스위치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리 중 SOC가 낮은 제1 배터리를 우선 충전하기 위해 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 제1 배터리의 충전 이후, 상기 제1 배터리보다 SOC가 높은 제2 배터리를 충전하기 위해 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는, CC(Constant Current) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 CC 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리가 상기 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, CV(Constant Voltage) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리를 충전하며, 상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 완전 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리를 완전 충전할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 로봇이 구동하는 동안, 상기 복수의 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 상기 복수의 배터리의 SOC 차이를 판단할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전함으로써, 상기 복수의 배터리의 SOC 차이가 기설정된 값이 되면, 상기 복수의 배터리 간의 연결을 해제하도록 상기 제2 스위치를 제어할 수 있다.
상기 복수의 배터리는 기설정된 값 이상 크기의 전류가 흐르는 경우, 과전류 차단(Overcurrent Protection) 기능을 수행하고, 상기 임계 값은, 상기 SOC가 높은 배터리로부터 낮은 배터리로 흐르는 전류의 크기가 상기 기설정된 값보다 작은 크기를 갖도록 상기 로봇에 설정될 수 있다.
상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리는 상기 로봇의 모터에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리이고, 나머지 배터리는 상기 프로세서에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇의 제어 방법은, 외부 충전기가 상기 로봇에 연결되면, 복수의 배터리의 SOC(State of Charge)에 기초하여 상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 제1 스위치를 제어하는 단계 및 상기 외부 충전기와의 연결이 해제된 후, 상기 로봇의 구동에 따라 상기 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 제2 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 스위치를 제어하는 단계는, 상기 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리 중 SOC가 낮은 제1 배터리를 우선 충전하기 위해 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 제1 배터리의 충전 이후, 상기 제1 배터리보다 SOC가 높은 제2 배터리를 충전하기 위해 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어할 수 있다.
상기 제1 스위치를 제어하는 단계는, CC(Constant Current) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어할 수 있다.
상기 제1 스위치를 제어하는 단계는, 상기 CC 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리가 상기 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, CV(Constant Voltage) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리를 충전하며, 상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 완전 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리를 완전 충전할 수 있다.
상기 제어 방법은 상기 로봇이 구동하는 동안, 상기 복수의 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 상기 복수의 배터리의 SOC 차이를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 스위치를 제어하는 단계는, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전함으로써, 상기 복수의 배터리의 SOC 차이가 기설정된 값이 되면, 상기 복수의 배터리 간의 연결을 해제하도록 상기 제2 스위치를 제어할 수 있다.
상기 복수의 배터리는 기설정된 값 이상 크기의 전류가 흐르는 경우, 과전류 차단(Overcurrent Protection) 기능을 수행하고, 상기 임계 값은, 상기 SOC가 높은 배터리로부터 낮은 배터리로 흐르는 전류의 크기가 상기 기설정된 값보다 작은 크기를 갖도록 상기 로봇에 설정될 수 있다.
상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리는 상기 로봇의 모터에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리이고, 나머지 배터리는 상기 로봇의 프로세서에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리일 수 있다.
이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 외부 충전기에 연결 시 복수의 배터리를 개별적으로 충전할 수 있는 로봇 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 특히, 본 개시는 CC 충전 방식으로 복수의 배터리를 개별적으로 충전함으로써 빠른 시간 내 구동 가능한 상태로 로봇을 충전시킬 수 있다.
또한, 본 개시는 외부 충전기와의 연결이 해제된 후 로봇이 구동하는 동안 복수의 배터리 중 일부가 다른 일부를 충전함으로써, 로봇의 구동 시간을 증대 시키고, 잦은 충전으로 인해 발생할 수 있는 사용자 불편을 해소할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 배터리에 외부 충전기로부터 공급되는 전기 에너지를 충전하는 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 배터리 중 일부 배터리가 다른 일부 배터리를 충전하는 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇을 설명하기 위한 상세 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 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.
또한, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇을 설명하기 위한 블록도이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇(100)은 건물 내 공간을 주행하면서 공기 정화 작업을 수행할 수 있는 로봇, 가정 내 공간을 주행하며 의류 정리, 설거지 등의 작업을 수행할 수 있는 가사 지원형 로봇, 스토어 내 제품의 시연, 설명 등을 수행할 수 있는 로봇 또는 빌딩 내 공간을 주행하며 경비를 수행할 수 있는 경비형 로봇 등이 될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 로봇(100)은 사람을 대신해 운전을 수행할 수 있는 자동 주행 차량, 목적지까지 물품을 이동시킬 수 있는 자동 경로 차량(Automated Guided Vehicle) 또는 가정 내 공간을 주행하면서 청소 작업을 수행할 수 있는 로봇 청소기가 될 수도 있고, 스마트 TV, 스마트 폰, 컴퓨터, 노트북 등 배터리로부터 공급되는 전기 에너지를 이용하여 작업을 수행할 수 있는 다양한 전자 장치로 구현될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇(100)은 복수의 배터리 및 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 여기에서, 스위치는 FET(Field Effect Transistor)가 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 구성간의 연결 및 해제를 수행할 수 있는 다양한 스위치로 구현될 수 있다.
예를 들어, 도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇(100)은 제1 배터리(110-1) 및 제2 배터리(110-2)와 제1 스위치(120-1) 및 제2 스위치(120-2)를 포함할 수 있다.
여기에서, 복수의 배터리 각각은 로봇(100)의 상이한 구성에 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 배터리(110-1)는 로봇(100)의 시스템을 구동하기 위한 배터리로써, 프로세서(130)와 연결되어 프로세서(130)로 전기 에너지를 공급할 수 있다. 그리고, 제2 배터리(110-2)는 일 예로, 로봇(100)의 조작부를 구동하기 위한 배터리로써, 조작부와 연결된 모터에 연결되어 모터로 전기 에너지를 공급할 수 있다. 여기에서, 조작부는 로봇의 팔, 로봇 핸드, 로봇 다리 등이 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 로봇(100)은 제1 스위치(120-1)와 연결되어 제1 스위치(120-1)를 제어하고, 제2 스위치(120-2)와 연결되어 제2 스위치(120-2)를 제어하는 프로세서(130)를 포함할 수 있다.
여기에서, 제1 스위치(120-1)는 외부 충전기로부터 제공되는 전기 에너지를 복수의 배터리에 개별적으로 공급하기 위한 스위치가 될 수 있고, 제2 스위치(120-2)는 복수의 배터리를 연결하기 위한 스위치가 될 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 제1 스위치(120-1)는 외부 충전기(200)와 전기적으로 연결될 수 있고, 프로세서(130)의 제어에 따라 제1 배터리(110-1) 및 제2 배터리(110-2) 중 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같은 제1 스위치(120-1)는 로봇(100)의 충전부에 포함될 수 있다. 한편, 충전부는 외부 충전기(200)와 연결되어 외부 충전기(200)로부터 교류 전원을 공급받기 위한 인터페이스 및 외부 충전기(200)로부터 공급된 교류 전원을 직류 전원으로 변환하기 위한 AC-DC 변환부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제2 스위치(120-2)는 프로세서(130)의 제어에 따라 제1 배터리(110-1) 및 제2 배터리(110-2)를 전기적으로 연결할 수 있다.
이를 위해, 제2 스위치(110-2)의 제1 단은 제1 배터리(110-1)와 연결되고, 제2 단은 제2 배터리(110-2)와 연결되며, 제3 단은 프로세서(130)와 연결될 수 있다.
한편, 본 개시의 배터리는 충전이 가능한 이차 전지로써, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구현될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(130)는 로봇(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 프로세서(130)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)) 또는 어플리케이션 프로세서(application processor(AP))를 포함할 수 있다. 또는, 프로세서(130)는 적어도 하나의 범용 프로세서(general processor), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), ASIC(Application specific integrated circuit), SoC(system on chip), MICOM(Microcomputer)등으로 구현될 수 있다.
먼저, 로봇(100)이 외부 충전기(200)에 연결되는 경우의 프로세서(130)의 동작에 대해 설명한다.
프로세서(130)는 외부 충전기(200)가 로봇(100)에 연결되면, 복수의 배터리의 SOC(State of Charge)에 기초하여 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(130)는 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신할 수 있다. 여기에서, SOC 정보는 각 배터리에 포함된 배터리 관리 시스템(Battery Manage System; BMS)에 의해 생성될 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 복수의 배터리로부터 수신한 각 배터리의 SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리 중 SOC가 낮은 배터리가 우선 충전되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
일 예로, 제1 배터리(110-1)의 SOC가 제2 배터리(110-2)의 SOC보다 낮은 경우, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)를 우선 충전하기 위해 제1 배터리(110-1)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)의 충전 이후, 제1 배터리(110-1)보다 SOC가 높은 제2 배터리(110-2)를 충전하기 위해 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
특히, 프로세서(130)는 CC(Constant Current) 충전 방식을 통해 제1 배터리(110-1)가 기설정된 SOC로 충전되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
여기에서, CC 충전 방식이란 외부 충전기(200)로부터 배터리로 정전류를 출력하는 방식으로써, 외부 충전기(200)로부터 배터리로 정전압을 인가하는 CV(Constant Voltage) 충전 방식과 비교하였을 때 상대적으로 짧은 시간에 많은 용량을 배터리에 충전할 수 있는 충전 방식이다.
한편, 상술한 기설정된 SOC는 CC 충전 방식을 통해 충전되는 배터리의 용량으로써 실시 예에 따라 70%가 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이를 위해, 프로세서(130)는 외부 충전기(200)에 의해 제1 배터리(110-1)가 충전되는 동안, 제1 배터리(110-1)로부터 SOC 정보를 수신하고, 제1 배터리(110-1)의 SOC를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)로부터 수신한 SOC 정보에 기초하여, 제1 배터리(110-1)의 SOC가 기설정된 SOC인 것으로 판단되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
또는, 외부 충전기(200)는 CC 충전 방식을 통해 기설정된 SOC로 제1 배터리(110-1)를 충전하고, CC 충전 방식을 통한 충전이 완료되면, CC 충전 완료 신호를 충전부(미도시)의 인터페이스를 통해 프로세서(130)로 전송할 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 외부 충전기(200)로부터 CC 충전 완료 신호가 수신되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
프로세서(130)의 제어에 따라 제2 배터리(110-2)로 제1 스위치(120-1)가 스위칭되면, 제2 배터리(110-2)는 외부 충전기(200)와 연결되고, CC 충전 방식을 통해 기설정된 SOC로 충전될 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 제2 배터리(110-2)가 CC 충전 방식을 통해 기설정된 SOC로 충전되면, 제1 배터리(110-1)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(130)는 외부 충전기(200)에 의해 제2 배터리(110-2)가 충전되는 동안, 제2 배터리(110-2)로부터 SOC 정보를 수신하고, 제2 배터리(110-2)의 SOC를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 제2 배터리(110-2)로부터 수신한 SOC 정보에 기초하여, 제2 배터리(110-2)의 SOC가 기설정된 SOC인 것으로 판단되면, 제1 배터리(110-1)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
또는, 외부 충전기(200)는 CC 충전 방식을 통해 기설정된 SOC로 제2 배터리(110-2)를 충전하고, CC 충전 방식을 통한 충전이 완료되면, CC 충전 완료 신호를 충전부(미도시)의 인터페이스를 통해 프로세서(130)로 전송할 수 있다. 이 경우, 프로세서(130)는 외부 충전기(200)로부터 CC 충전 완료 신호가 수신되면, 제1 배터리(110-1)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
프로세서(130)의 제어에 따라 제1 배터리(110-1)로 제1 스위치(120-1)가 스위칭되면, 제1 배터리(110-1)는 외부 충전기(200)와 연결되고, CV 충전 방식을 통해 충전될 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 CV 충전 방식을 통해 제1 배터리(110-1)가 완전 충전되면, 제2 배터리(120-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다. 이 경우, 제2 배터리(110-2)는 외부 충전기(200)와 연결되고, CV 충전 방식을 통해 충전될 수 있다.
이와 같이 본 개시는 제1 배터리(110-1)가 CC 충전 방식을 통해 충전되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어하고, 제2 배터리(110-2)를 CC 충전 방식을 통해 충전할 수 있다. 이에 따라, 제1 배터리를 CC 충전 방식 및 CV 충전 방식으로 완충한 뒤, 제2 배터리(110-2)를 외부 충전기(200)에 연결하는 경우와 비교하였을 때, 본 개시는 짧은 시간 내 많은 용량을 제1 및 제2 배터리(110-1, 120-2)에 충전할 수 있다.
한편, 도 2에서는 두 개의 배터리를 도시하였으나 이는 일 실시 예로써, 실시 예에 따라 배터리의 개수는 세 개 이상일 수 있다. 이 경우에도 본 개시의 기술적 사상이 적용되어 세 개 이상의 배터리를 개별적으로 충전할 수 있다고 볼 것이다.
프로세서(130)는 외부 충전기(200)와의 연결이 해제된 후, 로봇(100)의 구동에 따라 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 제2 스위치(120-2)를 제어할 수 있다.
여기에서, 로봇(100)의 구동이란, 로봇 핸드를 통한 물체의 파지 및 운반, 로봇(100)의 이동 등이 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 임계 값은 가령 30%가 될 수 있으나 이는 사용자 입력에 따라 다양한 값으로 설정될 수도 있다.
특히, 임계 값은 배터리의 과전류 차단(Over Current Protection) 기능에 기초하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 로봇(100)에 포함된 각 배터리는 기설정된 값(또는, 과전류 차단 값) 이상의 크기를 갖는 전류가 흐르는 경우, 과전류 차단 기능을 수행할 수 있다. 여기에서, 과전류 차단 기능이란 배터리에 과전류가 흐름에 따라 배터리의 보호 회로 등이 손상되는 것을 방지하기 위해 배터리 관리 시스템이 과전류 차단 값 이상의 크기를 갖는 전류가 흐르는 경우 전류를 차단하는 기능으로써, 본 개시의 임계 값은 SOC가 높은 배터리로부터 낮은 배터리로 흐르는 전류의 크기가 과전류 차단 값보다 작은 크기를 갖도록 설정될 수 있다. 일 예로, 과전류 차단 값이 K(A)이면, 임계 값은 SOC가 높은 배터리로부터 낮은 배터리로 흐르는 전류의 크기가 K(A) 미만이 되도록 설정될 수 있다.
이를 위해, 프로세서(130)는 로봇(100)이 구동하는 동안, 복수의 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, 각 배터리의 SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리의 SOC 차이를 판단할 수 있다.
일 예로, 제1 배터리(110-1)가 로봇(100)의 시스템을 구동하기 위한 배터리이고, 제2 배터리(110-2)가 로봇(100)의 조작부를 구동하기 위한 배터리인 경우, 로봇(100)의 구동시 제1 배터리(110-1)의 소모량 및 제2 배터리(110-2)의 소모량은 상이할 수 있다. 특히, 로봇(100)의 구동이 무거운 물체의 운반인 경우이면, 조작부의 모터와 연결된 제2 배터리(110-2)의 소모량은 로봇(100)의 시스템 구동을 위한 제1 배터리(110-1)보다 클 것이고 이에 따라, 일 시점에 제1 배터리(110-1)의 SOC 및 제2 배터리(110-2)의 SOC간의 차이는 임계 값이 될 수 있다.
이와 같이, 로봇(100)의 구동에 따라 제1 배터리(110-1)의 SOC 및 제2 배터리(110-2)의 SOC간의 차이가 임계 값이 되면, 프로세서(130)는 개방 상태의 제2 스위치(120-2)를 단락 상태로 제어할 수 있다.
이 경우, SOC가 높은 제1 배터리(110-1)에 충전된 전기 에너지는 SOC가 낮은 제2 배터리(110-2)로 공급될 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)의 SOC 및 제2 배터리(110-2)의 SOC간의 차이가 임계 값이 되면, 개방 상태의 제2 스위치(120-2)를 단락 상태로 제어하고, 제1 배터리(110-1)로 전기 에너지의 공급을 요청하는 신호를 전송할 수 있다. 이 경우, 제1 배터리(110-1)의 배터리 관리 시스템은 제2 스위치(120-2)를 통해 연결된 제2 배터리(110-2)로 전기 에너지를 공급하여 제2 배터리(110-2)를 충전할 수 있다.
또는, SOC가 높은 제1 배터리(110-1)의 배터리 관리 시스템은 제2 스위치(120-2)의 단락 여부를 판단하고, 프로세서(130)의 제어에 따라 개방 상태의 제2 스위치(120-2)가 단락 된 것으로 판단되면, 제2 배터리(110-2)로 전기 에너지를 공급하여 제2 배터리(110-2)를 충전할 수도 있다. 이를 위해, 제1 배터리(110-1)의 배터리 관리 시스템은 제2 스위치(120-2)와 연결되는 제1 배터리(110-1)의 단자에 인가되는 전압(또는, 전류)를 모니터링하고, 제2 스위치(120-2)의 스위칭에 따라 발생하는 전압(또는, 전류)의 변화를 감지하며, 전압(또는, 전류)의 변화가 감지되면 개방 상태의 제2 스위치(120-2)가 단락 된 것으로 판단할 수 있다.
이후, 프로세서(130)는 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전함으로써, 복수의 배터리의 SOC 차이가 기설정된 값이 되면, 복수의 배터리 간의 연결을 해제하도록 제2 스위치(120-2)를 제어할 수 있다.
여기에서, 기설정된 값은 가령 10%가 될 수 있으나, 이는 사용자 입력에 따라 다양한 값으로 설정될 수도 있다. 이에 따라, 본 개시는 제2 배터리(110-2)의 과충전을 방지하여, 제2 배터리(110-2)의 파손, 폭발 등의 위험을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는 로봇(100)이 구동하는 동안, SOC가 높은 배터리를 통해 SOC가 낮은 배터리를 충전할 수 있다. 이에 따라, 복수의 배터리 중 일부 배터리가 방전되는 시기를 늦출 수 있고, 결론적으로 로봇(100)의 구동 시간을 증대시킬 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 배터리에 외부 충전기로부터 공급되는 전기 에너지를 충전하는 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 상술한 설명과 중복되는 부분은 생략하거나 축약하여 설명한다.
프로세서(130)는 로봇의(100)의 충전부(미도시)와 외부 충전기(200)의 연결을 감지할 수 있다. 구체적으로, 외부 충전기(200)가 로봇(100)의 충전부(미도시)에 연결됨에 따라 충전부(미도시)에 의해 생성된 충전 감지 신호가 충전부(미도시)로부터 수신되면, 프로세서(130)는 로봇의(100)의 충전부(미도시)와 외부 충전기(200)가 연결된 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신할 수 있다. 일 예로, 프로세서(130)는 제1 배터리 및 제2 배터리로부터 SOC 정보를 수신(S310)할 수 있다. 한편, SOC 정보는, 외부 충전기(200)와의 연결이 감지된 이후 각 배터리로부터 수신될 수 있음은 물론, 외부 충전기(200)가 연결되기 전 각 배터리로부터 수신될 수도 있다.
프로세서(130)는 각 배터리로부터 수신한 SOC 정보에 기초하여, 복수의 배터리 중 상대적으로 SOC가 높은 배터리 및 낮은 배터리를 판단할 수 있다. 그리고, 프로세서(130)는 SOC가 낮은 배터리가 먼저 충전되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
일 예로, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)의 SOC인 제1 SOC 및 제2 배터리(110-2)의 SOC인 제2 SOC가 수신되는 경우, 제1 SOC 및 제2 SOC의 크기를 비교(S320)할 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 제1 SOC가 제2 SOC보다 작은 것으로 판단되면, 제1 배터리(110-1)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어(S331)할 수 있다.
이에 따라, 제1 배터리(110-1)는 외부 충전기(200)에 의해 충전(S331)될 수 있다.
이후, 프로세서(130)는 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어(S332)할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)가 CC 충전 방식을 통해 기설정된 용량만큼 충전되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다. 다만, 이는 일 실시 예로써, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)가 CC 충전 방식 및 CV 충전 방식을 통해 완충되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수도 있다고 볼 것이다.
이에 따라, 제2 배터리(110-2)는 외부 충전기(200)에 의해 충전(S333)될 수 있다.
한편, 도 3에는 도시하지 않았으나, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)가 CC 충전 방식을 통해 기설정된 용량만큼 충전되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어하고, 이후 제2 배터리(110-2)가 CC 충전 방식을 통해 기설정된 용량만큼 충전되면, 제1 배터리(110-1)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어하는 단계가 더 포함될 수 있다.
그리고, 이후 제1 배터리(110-1)가 CV 충전 방식을 통해 완충되면, 프로세서(130)는 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어하고, 제2 배터리(110-2)를 CV 충전 방식을 통해 완충하는 단계가 더 포함될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 배터리 중 일부 배터리가 다른 일부 배터리를 충전하는 실시 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
프로세서(130)는 외부 충전기(200)와의 연결이 해제된 후, 로봇(100)이 구동하는 동안 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신할 수 있다. 일 예로, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1) 및 제2 배터리(110-2)로부터 SOC 정보를 수신(S410)할 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 각 배터리로부터 수신한 SOC 정보에 기초하여, SOC 차이를 판단할 수 있다. 일 예로, 프로세서(130)는 제1 배터리(110-1)의 SOC인 제1 SOC와 제2 배터리(110-2)의 SOC인 제2 SOC간의 차이가 임계 값(또는, 임계 값 이상) 인지를 판단(S420)할 수 있다.
프로세서(130)는 제1 SOC와 제2 SOC간의 차이가 임계 값인 것으로 판단되면, 제1 배터리(110-1)와 제2 배터리(110-2)가 연결되도록 제2 스위치(120-2)를 제어(S430)할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 오픈 상태의 제2 스위치(120-2)를 쇼트 시킬 수 있다.
이에 따라, SOC가 상대적으로 높은 배터리는 SOC가 상대적으로 낮은 배터리를 충전(S450)시킬 수 있다.
한편, 프로세서(130)는 제1 SOC와 제2 SOC간의 차이가 임계 값 미만인 것으로 판단되면, 오픈 상태의 제2 스위치(120-2)를 그대로 유지(S440)할 수 있다.
프로세서(130)는 SOC가 상대적으로 높은 배터리가 SOC가 상대적으로 낮은 배터리를 충전하는 동안, 각 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, 이에 기초하여 제1 SOC 및 제2 SOC간의 차이가 기설정된 값인지를 판단(S460)할 수 있다.
그리고, 프로세서(130)는 제1 SOC 및 제2 SOC간의 차이가 기설정된 값으로 판단되면, 제1 배터리(110-1)와 제2 배터리(110-2)의 연결을 해제하도록 제2 스위치(120-2)를 제어(S470)할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 제2 스위치(120-2)를 오픈시킬 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇을 설명하기 위한 상세 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇(100)은 복수의 배터리(일 예로, 제1 배터리(110-1), 제2 배터리(110-2)), 복수의 스위치(일 예로, 제1 스위치(120-1), 제2 스위치(120-2)), 조작부(140), 주행부(150), 디스플레이(160), 메모리(170), 통신부(180), 입력부(190) 및 프로세서(130)를 포함할 수 있다. 이하 상술한 설명과 중복되는 부분은 생략하거나 축약하여 설명한다.
조작부(140)는 일 예로, 로봇 팔, 로봇 핸드 및 로봇 핑거를 포함하는 구성으로써, 여기에서 로봇 팔의 일 단은 로봇(100)의 바디부에 연결되고, 로봇 팔의 타 단은 로봇 핸드에 연결될 수 있다. 그리고, 로봇 핸드는 로봇 핑거와 연결되고, 로봇 핑거는 복수 개로 구현될 수 있다.
본 개시의 조작부(140)는 MCU(Micro controller unit) 및 복수의 모터를 더 포함할 수 있다. 여기에서, 모터는 로봇 팔의 제어를 위한 모터, 로봇 핸드의 제어를 위한 모터 및 로봇 핑거의 제어를 위한 모터를 포함하고, 복수의 모터 각각은 MCU 및 본 개시의 복수의 배터리 중 일부 배터리와 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, MCU는 바디부의 프로세서(130)와 전기적으로 연결되고, 프로세서(130)로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 복수의 모터 중 적어도 하나를 구동할 수 있다. 일 예로, MCU는 프로세서(130)로부터 로봇 팔의 움직임 제어를 위한 신호가 수신되면, 로봇 팔과 연결된 모터로 구동 신호를 출력하여 로봇 팔의 움직임을 제어할 수 있다.
한편, 이와 같은 MCU는 로봇 팔에 포함될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 로봇 핸드에 포함될 수도 있다.
그리고, 상술한 모터는 DC 모터가 될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 모터는 스텝 모터 또는 RC 서보 모터 등과 같이 회전력을 발생시킬 수 있는 다양한 모터로 구현될 수 있다.
주행부(150)는 로봇(100)의 바디부 밑단에 연결되어 로봇(100)의 움직임을 제어할 수 있다.
본 개시의 주행부(150)는 바퀴 또는 로봇 다리로 구현된 구동부(미도시), 모터(미도시) 및 MCU(미도시)를 포함할 수 있고, 프로세서(130)는 로봇(100)을 이동시키기 위한 제어 신호를 주행부(150)의 MCU(미도시)로 전송할 수 있다. 이 경우, 주행부의 MCU(미도시)는 제어 신호에 따라 구동부(미도시)에 연결된 모터(미도시)로 구동 신호를 출력하여 로봇(100)을 이동시킬 수 있다.
디스플레이(160)는 다양한 화면을 표시할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(160)는 로봇(100)에 포함된 복수의 배터리의 SOC 정보, 복수의 배터리 중 일부 배터리가 외부 충전기(200)에 의해 충전되고 있음을 나타내는 정보, 또는 복수의 배터리 중 일부 배터리가 다른 일부 배터리에 의해 충전되고 있음을 나타내는 정보 등을 표시할 수 있다.
이와 같은, 디스플레이(160)는 LCD(Liquid Crystal Display Panel), LED(light emitting diode), OLED(Organic Light Emitting Diodes), LCoS(Liquid Crystal on Silicon), DLP(Digital Light Processing) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이(160) 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로, 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다.
또한, 디스플레이(160)는 터치 감지부와 결합되어 터치 스크린으로 구현될 수도 있다.
메모리(170)는 로봇(100)의 구성요소의 전반적인 동작을 제어하기 위한 운영체제(Operating System: OS) 및 로봇(100)의 구성요소와 관련된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다.
이에 따라, 프로세서(130)는 메모리(170)에 저장된 다양한 명령 또는 데이터 등을 이용하여 로봇(100)의 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.
특히, 메모리(170)는 제2 스위치(120-2)의 단락을 위한 임계 값에 대한 정보를 저장할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(130)는 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 메모리(170)에 저장된 임계 값인 것으로 판단되면, 제2 스위치(120-2)를 단락하여 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리를 통해 SOC가 낮은 배터리를 충전할 수 있다.
통신부(180)는 외부 장치와 통신하여 다양한 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(180)는 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 인터넷 네트워크, 이동 통신 네트워크를 통해 전자 장치와 통신을 수행할 수 있음은 물론, BT(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), WI-FI(Wireless Fidelity), Zigbee, NFC 등과 같은 다양한 통신 방식 등을 통해 전자 장치와 통신을 수행할 수 있다.
이를 위해, 통신부(180)는 네트워크 통신을 수행하기 위한 다양한 통신 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(150)는 블루투스 칩, 와이파이 칩, 무선 통신 칩 등을 포함할 수 있다.
입력부(190)는 다양한 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 프로세서(130)는 입력부(190)를 통해 입력된 사용자 명령에 따라 다양한 기능을 실행할 수 있다.
이를 위해, 입력부(190)는 입력 패널로 구현될 수 있다. 입력 패널은 터치패드(Touch Pad) 혹은 각종 기능 키, 숫자 키, 특수 키, 문자 키 등을 구비한 키패드(Key Pad) 또는 터치 스크린(Touch Screen) 방식으로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 구성들은 일 실시 예로써, 로봇(100)은 센서 등의 구성을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 센서는 적외선 센서, 라이다 센서 또는 초음파 센서 등과 같이 거리 측정용 센서가 될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 로봇의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
로봇(100)은 외부 충전기(200)가 로봇(100)에 연결되면, 복수의 배터리의 SOC에 기초하여 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 제1 스위치(120-1)를 제어(S610)할 수 있다.
이를 위해, 로봇(100)은 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신하고, SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리 중 SOC가 상대적으로 낮은 제1 배터리 및 높은 제2 배터리를 판단할 수 있다.
그리고, 로봇(100)은 CC 충전 방식을 통해 제1 배터리가 기설정된 SOC로 충전되면, 제2 배터리와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어할 수 있다.
그리고, 로봇(100)은 CC 충전 방식을 통해 제2 배터리가 기설정된 SOC로 충전되면, 제1 배터리와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어하고, CV 충전 방식을 통해 제1 배터리(120-1)를 충전할 수 있다.
이후, CV 충전 방식을 통해 제1 배터리(110-1)가 완전 충전되면, 제2 배터리(110-2)와 외부 충전기(200)가 연결되도록 제1 스위치(120-1)를 제어하고, CV 충전 방식을 통해 제2 배터리(110-2)를 완전 충전할 수 있다.
한편, 로봇(100)은 외부 충전기(200)와의 연결이 해제된 후, 로봇(100)의 구동에 따라 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 제2 스위치(120-2)를 제어(S620)할 수 있다.
이를 위해, 로봇(100)은 구동하는 동안, 복수의 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리의 SOC 차이를 판단할 수 있다.
그리고, 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전함으로써, 복수의 배터리의 SOC 차이가 기설정된 값이 되면, 로봇(100)은 복수의 배터리 간의 연결을 해제하도록 제2 스위치(120-2)를 제어할 수 있다. 즉, 로봇(100)은 쇼트 상태의 제2 스위치(120-2)를 오픈 시킬 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 로봇에 설치 가능한 소프트웨어 또는 어플리케이션 형태로 구현될 수 있다.
또한, 상술한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 로봇에 대한 소프트웨어 업그레이드, 또는 하드웨어 업그레이드만으로도 구현될 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 로봇의 제어 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐시, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시의 기술적 사상은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 로봇에 있어서,
    복수의 배터리;
    외부 충전기로부터 제공되는 전기 에너지를 상기 복수의 배터리에 개별적으로 공급하기 위한 제1 스위치;
    상기 복수의 배터리를 연결하기 위한 제2 스위치; 및
    상기 외부 충전기가 상기 로봇에 연결되면, 상기 복수의 배터리의 SOC(State of Charge)에 기초하여 상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 상기 제1 스위치를 제어하고,
    상기 외부 충전기와의 연결이 해제된 후, 상기 로봇의 구동에 따라 상기 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 상기 제2 스위치를 제어하는 프로세서;를 포함하는 로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리 중 SOC가 낮은 제1 배터리를 우선 충전하기 위해 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 제1 배터리의 충전 이후, 상기 제1 배터리보다 SOC가 높은 제2 배터리를 충전하기 위해 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하는, 로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    CC(Constant Current) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하는, 로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 CC 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리가 상기 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, CV(Constant Voltage) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리를 충전하며,
    상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 완전 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리를 완전 충전하는, 로봇.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 로봇이 구동하는 동안, 상기 복수의 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 상기 복수의 배터리의 SOC 차이를 판단하는, 로봇.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전함으로써, 상기 복수의 배터리의 SOC 차이가 기설정된 값이 되면, 상기 복수의 배터리 간의 연결을 해제하도록 상기 제2 스위치를 제어하는, 로봇.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리는 기설정된 값 이상 크기의 전류가 흐르는 경우, 과전류 차단(Overcurrent Protection) 기능을 수행하고,
    상기 임계 값은,
    상기 SOC가 높은 배터리로부터 낮은 배터리로 흐르는 전류의 크기가 상기 기설정된 값보다 작은 크기를 갖도록 상기 로봇에 설정되는, 로봇.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리는 상기 로봇의 모터에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리이고, 나머지 배터리는 상기 프로세서에 전기 에너지를 공급하기 위한 배터리인, 로봇.
  9. 로봇의 제어 방법에 있어서,
    외부 충전기가 상기 로봇에 연결되면, 복수의 배터리의 SOC(State of Charge)에 기초하여 상기 복수의 배터리 중 일부의 배터리가 충전된 후, 나머지 배터리가 충전되도록 제1 스위치를 제어하는 단계; 및
    상기 외부 충전기와의 연결이 해제된 후, 상기 로봇의 구동에 따라 상기 복수의 배터리 간의 SOC 차이가 임계 값이 되면, 상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전하도록 제2 스위치를 제어하는 단계;를 포함하는 로봇의 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 스위치를 제어하는 단계는,
    상기 복수의 배터리로부터 각 배터리의 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 복수의 배터리 중 SOC가 낮은 제1 배터리를 우선 충전하기 위해 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 제1 배터리의 충전 이후, 상기 제1 배터리보다 SOC가 높은 제2 배터리를 충전하기 위해 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하는, 로봇.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 스위치를 제어하는 단계는,
    CC(Constant Current) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하는, 로봇의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 스위치를 제어하는 단계는,
    상기 CC 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리가 상기 기설정된 SOC로 충전되면, 상기 제1 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, CV(Constant Voltage) 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리를 충전하며,
    상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제1 배터리가 완전 충전되면, 상기 제2 배터리와 상기 외부 충전기가 연결되도록 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 CV 충전 방식을 통해 상기 제2 배터리를 완전 충전하는, 로봇의 제어 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 로봇이 구동하는 동안, 상기 복수의 배터리로부터 SOC 정보를 수신하고, 상기 SOC 정보에 기초하여 상기 복수의 배터리의 SOC 차이를 판단하는 단계;를 더 포함하는, 로봇의 제어 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2 스위치를 제어하는 단계는,
    상기 복수의 배터리 중 SOC가 높은 배터리가 낮은 배터리를 충전함으로써, 상기 복수의 배터리의 SOC 차이가 기설정된 값이 되면, 상기 복수의 배터리 간의 연결을 해제하도록 상기 제2 스위치를 제어하는, 로봇의 제어 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 배터리는 기설정된 값 이상 크기의 전류가 흐르는 경우, 과전류 차단(Overcurrent Protection) 기능을 수행하고,
    상기 임계 값은,
    상기 SOC가 높은 배터리로부터 낮은 배터리로 흐르는 전류의 크기가 상기 기설정된 값보다 작은 크기를 갖도록 상기 로봇에 설정되는, 로봇의 제어 방법.
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