WO2023153542A1 - 살균로봇 - Google Patents

살균로봇 Download PDF

Info

Publication number
WO2023153542A1
WO2023153542A1 PCT/KR2022/002121 KR2022002121W WO2023153542A1 WO 2023153542 A1 WO2023153542 A1 WO 2023153542A1 KR 2022002121 W KR2022002121 W KR 2022002121W WO 2023153542 A1 WO2023153542 A1 WO 2023153542A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sterilization
driving
robot
control unit
module
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/002121
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김수미
권종훈
한준희
오현주
김은기
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020247026427A priority Critical patent/KR20240135630A/ko
Priority to PCT/KR2022/002121 priority patent/WO2023153542A1/ko
Publication of WO2023153542A1 publication Critical patent/WO2023153542A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/24—Apparatus using programmed or automatic operation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/11—Apparatus for generating biocidal substances, e.g. vaporisers, UV lamps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/14—Means for controlling sterilisation processes, data processing, presentation and storage means, e.g. sensors, controllers, programs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/16—Mobile applications, e.g. portable devices, trailers, devices mounted on vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L2209/10—Apparatus features
    • A61L2209/11—Apparatus for controlling air treatment
    • A61L2209/111—Sensor means, e.g. motion, brightness, scent, contaminant sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L2209/20—Method-related aspects
    • A61L2209/21—Use of chemical compounds for treating air or the like
    • A61L2209/212—Use of ozone, e.g. generated by UV radiation or electrical discharge

Definitions

  • the present invention relates to a sterilization robot that freely moves and sterilizes items.
  • robots To take on a part of factory automation, robots have been developed for industrial use. In recent years, as the field of application of robots has been further expanded, not only medical robots and aerospace robots but also robots that can be used in daily life are being developed.
  • Disinfection by applying chemical substances is also performed, but when sterilizing using ultraviolet rays, it has the advantage of high sterilization efficiency while minimizing the effect on the human body.
  • the disinfection work must be performed periodically and repeatedly, the cost increase due to the input of manpower is a problem, and recently, the need for a robot having a sterilization function is increasing.
  • a sterilization function is added to the robot cleaner, but this type has a limitation in that it cannot sterilize even the part that touches a person's hand and touches droplets, so a robot capable of sterilizing the upper part is required.
  • An object of the present invention is to improve sterilization efficiency by enabling a sterilization robot to perform sterilization in an optimal manner.
  • Another object of the present invention is to provide a sterilization robot capable of minimizing discoloration due to ultraviolet irradiation by avoiding sterilization and repeated sterilization of unnecessary parts.
  • an object of the present invention is to provide a sterilization robot that determines whether sterilization is necessary and, when sterilization is unnecessary, increases the driving speed to quickly finish the sterilization operation.
  • a driving unit located at a lower portion of the case and providing a driving function
  • Sterilization module located on the side of the case
  • a sensing unit that detects a nearby object
  • a control unit configured to set a driving path based on object information detected by the sensing unit and control the driving unit to move along the driving path.
  • the control unit may determine a sterilization target among objects sensed by the sensing unit and set the driving route to pass while maintaining a sterilization distance from the sterilization target.
  • the control unit may set a first driving path to maintain a first distance from the object to be sterilized and drive the robot in the first mode when the width in the moving direction of the sterilization robot is equal to or greater than the first reference width.
  • a pair of sterilization modules are located on both sides in a direction perpendicular to the driving direction of the driving unit, and the control unit can turn on a sterilization module facing a sterilization target in the first mode and turn off a sterilization module positioned opposite to the sterilization module.
  • control unit may set a second driving path along the wall and drive it in the second mode.
  • the traveling unit may move at a first speed in the first mode and at a second speed in the second mode.
  • the controller may turn off the sterilization module in the second mode.
  • control unit may set a third driving path passing through the middle of the moving direction width and drive in the third mode.
  • a pair of sterilization modules are located on both sides in a direction perpendicular to the traveling direction of the driving unit, and the control unit turns on all the pair of sterilization modules in the third mode and controls the driving unit to move at a third speed.
  • control unit may control the driving unit to change the driving direction and return to the third driving route.
  • a first driving route may be set by being separated by a second distance greater than the first distance.
  • the control unit may control the driving unit to move at a speed higher than a first speed when the previously set driving route overlaps with a previously traveled driving route.
  • the control unit may move to an object closest to the starting point, store the driving starting point, and turn off the driving unit and the sterilization module when arriving at the driving starting point.
  • the control unit may control the driving unit and the sterilization module by setting a driving route so as not to overlap with a previously traveled driving route if an unsterilized section remains upon arrival at the driving start point.
  • the sterilization module includes a sterilization lamp emitting ultraviolet rays; A reflector for reflecting the ultraviolet light may be included on the rear surface of the germicidal lamp.
  • the sterilization module may include an actuator that protrudes from the case or changes an angle.
  • the actuator may include a plurality of actuators on the rear surface of the sterilization module, and the controller may control a positional direction of the sterilization module by controlling a change in length of the actuator.
  • the control unit may change the direction of the sterilization module while the sterilization robot is driving by controlling the actuator so that the sterilization module faces the sterilization object when the degree of contamination of the object to be sterilized is severe.
  • the sterilization robot according to at least one embodiment of the present invention can increase sterilization efficiency by controlling the driving unit and the sterilization module in an optimal manner.
  • the sterilization robot according to at least one embodiment of the present invention can minimize discoloration due to ultraviolet irradiation by avoiding sterilization and overlapping sterilization of unnecessary parts.
  • the sterilization robot determines whether sterilization is necessary, and if sterilization is unnecessary, it can speed up the sterilization operation by increasing the running speed.
  • ultraviolet rays can be efficiently irradiated toward the sterilization target.
  • An accurate driving route can be set using sensors such as lidar and proximity sensors that detect movement in various directions.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention viewed from one direction.
  • FIG 3 is a perspective view of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention viewed from another direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing the sterilization range according to the arrangement of sterilization lamps of a conventional sterilization robot and another sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • 6 to 8 are diagrams showing a travel path of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the movement of the sterilization module of the sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an intensive care method through control of a sterilization module of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are diagrams showing actuators of a sterilization robot according to an embodiment of the present invention.
  • a robot is a mechanical device capable of automatically performing certain tasks or manipulations, and may be controlled by an external control device or may have a built-in control device. It is possible to perform tasks that are difficult for humans to perform, such as repeatedly processing only preset motions, lifting heavy objects, performing precise tasks, or working in extreme environments.
  • a driving unit including an actuator or a motor may be provided to perform various physical operations such as moving a robot joint.
  • Industrial robots or medical robots with external appearances specialized for specific tasks were first developed due to the high manufacturing cost and professionalism of operation. Industrial and medical robots perform the same motion repeatedly in a designated place,
  • a driving unit In order to perform the driving function, a driving unit is provided and may include wheels, brakes, casters, motors, etc. In order to identify obstacles around and avoid them, robots equipped with artificial intelligence are emerging.
  • Machine learning refers to the field of defining various problems dealt with in the field of artificial intelligence and studying methodologies to solve them. do. Machine learning is also defined as an algorithm that improves the performance of a certain task through constant experience.
  • An artificial neural network is a model used in machine learning, and may refer to an overall model that has problem-solving capabilities and is composed of artificial neurons (nodes) that form a network by synaptic coupling.
  • An artificial neural network can be defined by a connection pattern between neurons in different layers, a learning process for updating model parameters, and an activation function for generating output values.
  • An artificial neural network may include an input layer, an output layer, and optionally one or more hidden layers. Each layer may include one or more neurons, and the artificial neural network may include neurons and synapses connecting the neurons.
  • each neuron may output a function value of an activation function for input signals, weights, and biases input through a synapse.
  • Model parameters refer to parameters determined through learning, and include weights of synaptic connections and biases of neurons.
  • hyperparameters mean parameters that must be set before learning in a machine learning algorithm, and include a learning rate, number of iterations, mini-batch size, initialization function, and the like.
  • the purpose of artificial neural network learning can be seen as determining the model parameter that minimizes the loss function according to the purpose or use field of the robot.
  • the loss function may be used as an index for determining optimal model parameters in the learning process of an artificial neural network.
  • Machine learning can be classified into supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning according to learning methods.
  • Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network given a label for training data, and a label is the correct answer (or result value) that the artificial neural network must infer when learning data is input to the artificial neural network.
  • Unsupervised learning may refer to a method of training an artificial neural network in a state in which a label for training data is not given.
  • Reinforcement learning may refer to a learning method in which an agent defined in an environment learns to select an action or action sequence that maximizes a cumulative reward in each state.
  • machine learning implemented as a deep neural network (DNN) including a plurality of hidden layers is also called deep learning, and deep learning is a part of machine learning.
  • DNN deep neural network
  • machine learning is used as a meaning including deep learning.
  • the robot can be implemented as a guide robot, a transport robot, a cleaning robot, a wearable robot, an entertainment robot, a pet robot, an unmanned flying robot, etc. by applying AI technology.
  • the robot may include a robot control module for controlling motion, and the robot control module may mean a software module or a chip implemented with hardware.
  • the robot acquires state information of the robot using sensor information obtained from various types of sensors, detects (recognizes) the surrounding environment and objects, creates map data, determines a moving route and driving plan, or uses user information. It can determine a response to an interaction, or it can determine an action.
  • the robot may perform the above operations using a learning model composed of at least one artificial neural network.
  • the robot may recognize surrounding environments and objects using a learning model, and may determine an operation using the recognized surrounding environment information or object information.
  • the learning model may be directly learned from the robot or learned from an external device such as an AI server.
  • the robot may perform an operation by generating a result using a learning model directly, but may perform an operation by transmitting sensor information to an external device such as an AI server and receiving a result generated accordingly.
  • Artificial intelligence allows robots to perform autonomous driving. It refers to a technology that can determine the optimal route and move by avoiding obstacles.
  • Currently applied autonomous driving technologies include technology to maintain the driving lane, technology to automatically adjust speed such as adaptive cruise control, and technology to automatically follow a set route. It can include all of the driving technology, driving technology that automatically sets a route when a destination is set, and the like.
  • Sensors include proximity sensors, illuminance sensors, acceleration sensors, magnetic sensors, gyro sensors, inertial sensors, RGB sensors, IR sensors, fingerprint recognition sensors, ultrasonic sensors, optical sensors, microphones, lidar, radar, and the like.
  • autonomous driving can be performed through image information collected through RGBC cameras and infrared cameras, and sound information collected through microphones.
  • image information collected through RGBC cameras and infrared cameras can be processed by autonomous driving.
  • sound information collected through microphones can be processed by autonomous driving.
  • Map data collected through the wireless communication unit, location information, and surrounding information are also necessary for autonomous driving.
  • the map data may include object identification information about various objects disposed in a space in which the robot moves.
  • the map data may include object identification information on fixed objects such as walls and doors and movable objects such as flower pots and desks.
  • the object identification information may include a name, type, distance, location, and the like.
  • the robot in order to collect data that artificial intelligence can learn, the robot is essentially equipped with sensors, various input units, and wireless communication units, and can perform optimal operations by integrating various information.
  • the learning processor that performs artificial intelligence can be installed in the controller in the robot to perform learning, or it can transmit the collected information to the server, learn through the server, and transmit the learning result back to the robot to perform autonomous driving based on this. can
  • a robot equipped with artificial intelligence can implement an entire map by collecting surrounding information even in a new place, and can perform more accurate autonomous driving with a large amount of accumulated information in a place with a major activity radius.
  • a touch screen or buttons may be provided to receive user input, and commands may be received by recognizing the user's voice.
  • the processor uses at least one of a STT (Speech To Text) engine to convert a voice input into a character string and a Natural Language Processing (NLP) engine to acquire intent information of natural language, so that the intent corresponding to the user input is used. information can be obtained.
  • STT Seech To Text
  • NLP Natural Language Processing
  • At this time, at least one or more of the STT engine or NLP engine may be composed of an artificial neural network at least partially trained according to a machine learning algorithm. And, at least one or more of the STT engine or NLP engine may be learned by a learning processor, a learning processor of an AI server, or learning by distributed processing thereof.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front perspective view showing the sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a rear perspective view showing the sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the sterilization robot 100 of the present invention includes an upright main body 101 elongated in the vertical direction, and sterilization modules 130 are installed on both sides of the main body 101.
  • sterilization modules 130 can include
  • the main body 101 Since the purpose is to disinfect the user's hand and the location where the user's droplets touch, it can be configured to have a height of about 160 cm in consideration of the height of the user's mouth. If it is too large, it is difficult for the user to operate and stable driving may be difficult, so the main body 101 may be configured at a height smaller than the height of an adult.
  • the sterilization robot 100 of the present invention may include a sterilization module 130 having a sterilization lamp 131 providing ultraviolet rays, and may include a driving unit 170 for moving the sterilization robot 100.
  • the sterilization robot 100 includes a sensing unit 140 for recognizing the surroundings, an input unit 120 for inputting control commands, and a state of the sterilization robot 100.
  • An output unit 150 may be included.
  • control unit 180 for controlling the components
  • wireless communication unit 160 for receiving map information or control information by connecting to an external server or terminal
  • power supply unit including a battery
  • FIG. 1 Some of the components shown in FIG. 1 are not essential to implement the sterilization robot 100, so the sterilization robot 100 described in this specification has more or fewer components than the components listed above. can have
  • the sterilization module 130 may include a sterilization lamp 131 for irradiating ultraviolet rays, and a reflector 132 is further provided on the rear surface of the sterilization lamp in order to reflect the light irradiated from the sterilization lamp 131 back to the target object. can do.
  • the sterilization module 130 of the present invention may be provided with a pair on the left and right sides of the main body 101.
  • the sterilization robot 100 performs sterilization while driving, and there should be no obstacles on the driving path of the sterilization robot 100, so there are no objects to be sterilized on the front and back sides of the driving direction.
  • FIG. 4 is a view showing the sterilization range according to the arrangement of the sterilization lamp 131 of the conventional sterilization robot 100 and another sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention, (a) is a view showing the sterilization lamp in the 360 direction 131 is arranged and (b) is a view showing a state in which the germicidal lamp 131 is arranged in the lateral direction of the driving direction.
  • the sterilization effect of ultraviolet rays irradiated by the sterilization lamp 131 decreases as the distance increases, and the effective sterilization distance may be about 1 m. Therefore, as shown in (b) of FIG. 4, the sterilizing range d2 of the sterilizing lamps 131 arranged side by side in the lateral direction is the sterilizing robot 100 disposed along the circumference of the main body 101. A wider range than the sterilization range (d1) can be sterilized.
  • the sterilization robot 100 can travel while maintaining a distance closer than the sterilization effective distance to the object in order to increase the sterilization power, and when the sterilization module 130 is drawn in and out of the main body 101 or tilted, the distance to the object is as close as possible
  • the location direction of the sterilization module 130 can be adjusted.
  • the sterilization module 130 may be segmented in the vertical direction and driven separately, so that the modules may be driven respectively when sterilizing objects having different sizes according to heights.
  • a protective cover for protecting the sterilizing lamp 131 by covering the front side of the sterilizing lamp 131 (the side of the sterilizing robot 100) may be further included. Since the sterilizing lamp 131 has a predetermined lifespan, the sterilizing lamp 131 can be replaced by removing the protective cover.
  • the driving unit 170 may be composed of a motor 1351 and wheels for moving the main body 101 of the sterilization robot 100 and may be located below the main body 101.
  • the driving unit 170 includes a plurality of wheels to stably move, and the wheels may include a wheel connected to a motor to provide a main driving force and a caster to adjust the direction.
  • the sterilization robot 100 has a stable drive and a wheel structure capable of coping with obstacles more important than fast drive, it may have several small wheels. In addition, since it supports the weight of the entire body 101, it has a predetermined rigidity.
  • the sensing unit 140 is a device for sensing information in the sterilization robot 100 or environmental information around the sterilization robot 100, and in particular, the sterilization robot 100 includes a driving function so as to enable stable driving.
  • a proximity sensor 141 for recognizing surrounding obstacles may play an important role.
  • the sensing unit 140 generates a signal when it detects an event corresponding to a specific condition, and the controller 180 can control the driving unit 170 or the sterilization module 130 based on the sensing signal.
  • the sterilization robot 100 as a sensing unit 140, includes a proximity sensor 141, lidars 1421, 1422, and 1423, and motion sensors 1431, 1432, and 1433 as a main body 101. ) can be provided.
  • the sterilization robot 100 may include an ultrasonic sensor to detect a nearby object in a traveling direction. Ultrasonic sensors may also be located on the front and side of the main body 101 .
  • the sterilization module 130 occupies most of the area in the lateral direction of the main body 101, it can be placed in a position close to the front avoiding the sterilization module 130, and a plurality of them are provided in the vertical direction to protrude upward, etc. obstacles can also be detected.
  • LiDAR (1421, 1422, 1423) may be provided with a plurality as shown in FIG.
  • the first lidar 1421 located at the bottom is located in a depression extending long in the horizontal direction and can detect obstacles in a wide area in the horizontal direction.
  • the depression can extend to the middle of the side so that the lidar can detect a range of more than 180 degrees.
  • the second lidar 1422 is disposed obliquely from the bottom to the top to detect an upper object
  • the third lidar 1423 located on the top is disposed obliquely to the bottom to detect a lower object.
  • Lidar is a device that emits laser pulses and accurately draws the surroundings by receiving the reflected light from surrounding objects. Like radar, the principle is similar, but the electromagnetic waves used are different, so the technology and scope of application are different.
  • Lasers can damage human eyesight because they use light with a wavelength of 600 to 1000 nm.
  • LIDAR uses a longer wavelength than this and is used to measure not only the distance to the target object, but also the speed and direction of movement, temperature, and the analysis and concentration of surrounding atmospheric substances.
  • the controller 180 may recognize surrounding objects using the lidars 1421 , 1422 , and 1423 and configure a map based on information sensed by the lidars 1421 , 1422 , and 1423 .
  • Motion sensors may also be disposed on the front surface 1431 , the rear surface 1432 , and the side surface 1433 of the body 101 . This is a sensor that detects moving objects, and UV rays can affect living things when directly irradiated.
  • the ultraviolet rays of the sterilization lamp are directly irradiated to the eyes, problems such as blindness may occur, and skin cells may be destroyed, so that the sterilization operation may be stopped when a person is near the sterilization robot 100 (sterilization lamp OFF). .
  • the output unit 150 is for generating an output related to sight, hearing, or touch, and may include at least one of a display unit 151, a speaker 152, and a light output unit 154.
  • the display unit 151 may implement a touch screen by forming a mutual layer structure or integrally with the touch sensor.
  • a touch screen may function as a user input unit 120 providing an input interface between the sterilization robot 100 and a user, and may provide an output interface.
  • the light output unit 150 may use a color-changing light source to easily recognize the state of the sterilization robot 100, and may include an LED lamp 154 located in the rear direction as shown in FIG. there is. States such as sterilization, charging, fully charged, low battery, etc. may be displayed through the light output unit 150 .
  • the input unit 120 includes a video input unit 120 for a camera for inputting a video signal, a microphone or audio input unit 120 for inputting an audio signal, and a user input unit 120 for receiving information from a user (eg, a touch screen). keys (touch key), push keys (mechanical key, etc.) may be included. Voice data or image data collected by the input unit 120 (120) may be analyzed and processed as a user's control command.
  • a physical button can be exposed to the outside so that it can be used in an emergency or in a power-off state, and can be operated while looking at the display located on the exterior and rear As shown in FIG. It can be located on the back as a bar.
  • a power button 121 is a button that activates the sterilization robot 100.
  • the emergency braking button 122 is a button for a user to forcibly stop driving the sterilization robot 100 in an emergency situation, and can stop only driving or even turn off the sterilization module 130.
  • the manual operation button 123 is a device that unlocks the sterilization robot 100 set in the driving unit 170 so that a person can transport it.
  • the sterilization robot 100 may easily move or fall due to an external shock after the sterilization robot 100 is finished. Conversely, if the sterilization robot 100 is pushed in a locked state, the locking device or wheels may be damaged, and the weight of the sterilization robot 100 is heavy to lift and move.
  • a movement knob 118 may be provided next to the driving button 123.
  • the wireless communication unit 160 may include one or more modules enabling wireless communication between the sterilization robot 100 and a wireless communication system, between the sterilization robot 100 and an external terminal, or between the sterilization robot 100 and an external server.
  • the wireless communication unit 160 may include at least one of a mobile communication module, a short-distance communication module, and a location information module.
  • the mobile communication module is a base station and an external terminal on a mobile communication network built according to technical standards or communication methods for mobile communication (eg, Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), etc.) , transmits and receives wireless signals with at least one of the servers.
  • LTE Long Term Evolution
  • LTE-A Long Term Evolution-Advanced
  • the short-range communication module is for short-range communication, and includes BluetoothTM, RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA), ZigBee, NFC (Near Field Communication), and Wi-Fi. (Wireless-Fidelity) technology, short-distance communication may be supported.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • IrDA Infrared Data Association
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near Field Communication
  • Wi-Fi Wireless-Fidelity
  • Such a short-range communication module may be used between the sterilization robot 100 and a wireless communication system, between the sterilization robot 100 and other sterilization robots 100, or between the sterilization robot 100 and other sterilization robots 100 through wireless area networks.
  • Wireless communication between networks in which terminals are located may be supported.
  • the local area wireless communication network may be a local area wireless personal area network (Wireless Personal Area Networks).
  • the short-range communication module can exchange data with other terminals or other sterilization robots 100, and can detect devices such as terminals or robots that can communicate with each other using the short-range communication module. Data can be transmitted and received by connecting to the detected device, and the sterilization robot 100 can be remotely controlled when connected using a user's terminal or controller and a short-range communication module.
  • the location information module is a module for acquiring the location (or current location) of the sterilization robot 100, and a representative example thereof is a Global Positioning System (GPS) module or a Wireless Fidelity (WiFi) module.
  • GPS Global Positioning System
  • WiFi Wireless Fidelity
  • the sterilization robot 100 utilizes a GPS module
  • the location of the sterilization robot 100 may be acquired using a signal sent from a GPS satellite.
  • the location of the sterilization robot 100 is based on information of the Wi-Fi module and a wireless access point (AP) that transmits or receives a wireless signal. can be obtained.
  • AP wireless access point
  • the controller 180 may set a driving route using surrounding information detected through the input unit 120 or the sensing unit 140, and may receive a map or a user command through the wireless communication unit 160.
  • the control unit 180 controls the driving unit 170 so that the sterilization robot 100 moves along the traveling route, and selectively turns on/off the sterilization module 130 to perform optimal sterilization while saving energy. .
  • controller 180 can control the output unit 150 to provide the user with information about the state of the sterilization robot 100, sterilization information, etc.
  • the power supply unit 190 supplies power to the sterilization lamp 131 and the driving unit 170, and a battery may be installed to move freely.
  • a heavy battery may be located at the bottom to enable stable driving, and a charging terminal for charging the battery may be provided on the rear surface.
  • a charging terminal cover 191 may be further included to protect the charging terminal and prevent it from being exposed to the outside.
  • the sterilization robot 100 of the present invention travels indoors and sterilizes furniture, home appliances, and parts that can be touched or contaminated by humans. Sterilization is performed while driving at a predetermined distance (sterilization distance) from the objects to be sterilized such as furniture and home appliances. can be shortened and power consumption can be minimized.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a control method of the sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 6 to 8 show a traveling path of the sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention. it is a drawing
  • the driving starting point can be stored as the starting position S (S110) and the ending point can be marked.
  • the sterilization robot 100 since the sterilization robot 100 detects objects such as walls, furniture, and home appliances, calculates a driving route, and moves, as shown in FIG. If the starting point (S) is saved in , there is a problem of not being able to return to the saved starting point (S).
  • the starting point S can be stored after finding an object such as a nearby wall, furniture, or home appliance and moving nearby.
  • the driving route may be set based on an existing map if there is one, or may be generated in real time using a sensor such as the proximity sensor 141 or lidar.
  • the control unit 180 may detect a driving width using the sensing unit 140 in order to set a driving route (S130).
  • the control unit 180 may set the driving route in consideration of the width of the sterilization robot 100 and the sterilization distance of the sterilization robot 100 by calculating the driving width before setting the driving route.
  • the control unit 180 may set the first driving path to travel adjacent to the object and drive the sterilization robot 100 in the first mode when the width is equal to or greater than the first reference width (S140).
  • the first reference width may be set based on the width w of the sterilization robot 100 and the sterilization effective distance e.
  • the sum of the width (w) of the sterilization robot 100 and the distance twice the sterilization effective distance (e) is set as the first standard width, and if it exceeds this width, it may be located close to the object and travel.
  • the width of the sterilization robot 100 is 50 cm and the sterilization effective distance is 1 m, it is determined whether the first reference width is 2.5 m and the width of the space that can be driven in front is 2.5 m or more.
  • the controller 180 may set a first driving path (solid line in FIG. 6 ) moving along an object on one side.
  • the first driving route Before setting the first driving route, it is determined whether the object is a sterilization target or an object that does not require sterilization (S150), and if the object is a sterilization target requiring sterilization, the first driving route can be set and the object driven in the first mode to be sterilized (S160). .
  • the first mode refers to a method of traveling while sterilizing a sterilization target located on one side, and may set a driving route spaced apart from the sterilization target by a first distance.
  • the driving route can be set to be able to travel at a predetermined distance (first distance) from surrounding objects, and in this embodiment, the sterilization distance is set to 10 cm.
  • the sterilization distance can be set to 10 cm or more, and the sterilization distance can be freely set within the sterilization effective distance.
  • the sterilization module 130 facing the object to be sterilized may be turned on and the sterilization module 130 located on the opposite side may be left in an off state.
  • the sterilization module 130 may be turned on and driven at a first speed.
  • the sterilization robot 100 travels at a first speed, and the control unit 180 considers the intensity of the sterilization lamp 131 of the sterilization module 130 and the sterilization distance at the first speed so that ultraviolet rays can be sufficiently irradiated. can be determined by
  • the sterilization robot 100 may move at a speed of 3-5 cm/s in the first mode.
  • the object to be sterilized on the driving route is a door, it may travel at a second distance that is further apart than the aforementioned first distance.
  • the second distance is to secure a space in which the door can be opened considering that entry and exit is impossible when the sterilization robot 100 stops working in front of the door when an error occurs.
  • sterilization is possible when separated by about 35 cm, and a space where people can enter can be secured by opening the door.
  • the position of the door can be determined by the sterilization robot 100 detecting an object through a sensor, but it may be difficult to distinguish it from a wall, so a marker such as a QR code (10 ) can be provided.
  • the object is a non-sterilization object that does not require sterilization, for example, a wall
  • it can be driven in the second mode (S150 and S220). Since the second mode is a section where sterilization is not required, the sterilization robot 100 can turn off the sterilization lamp 131 and travel at the second speed, which is faster than the first mode.
  • the sterilization lamp 131 is turned off in the second mode that does not require sterilization, discoloration due to ultraviolet irradiation can be prevented, the battery of the sterilization robot 100 can be saved, and the sterilization time cannot be shortened.
  • the second speed is faster than the aforementioned first speed and can be set to a speed that is not too fast because it moves indoors.
  • the second speed may be set to 50 to 70 cm/s.
  • the second driving route driven in the second mode may be set at a certain distance from the object like the first driving route, but since sterilization does not proceed, the distance to the object is not as important as the first driving route, so non-sterilization You can set the shortest path that passes through the object quickly.
  • the second mode may be implemented selectively, and may be driven in the same form as the first mode without determining whether the object is a sterilized object or a non-sterilized object.
  • the control unit 180 drives at the same speed as the first mode, but turns off only the sterilizing lamp 131, or drives the sterilizing lamp 131 while turning on and moving faster than the first speed in the first mode Only the unit 170 may be controlled differently from the first mode.
  • a third driving route may be set and the vehicle may travel in the third mode (S310 and S320).
  • FIG. 7 is a diagram showing a method of driving a third driving route in a third mode, wherein (a) is a diagram showing a route entering along the third driving route and (b) a route turning around and coming back.
  • the first reference width means the maximum width at which both sides can be sterilized simultaneously
  • the second reference width means the minimum width that the sterilization robot 100 can enter. That is, the size of a space in which the sterilization robot 100 cannot enter or cannot return even if it is less than the second reference width, and the travel path can be omitted in the space less than the second reference width.
  • the second reference width can be set to 70 cm. can be set
  • the third driving route is a section in which objects on both sides can be sterilized simultaneously, and the controller 180 may set the middle of the driving width as the third route.
  • both sterilization modules 130 on both sides may be placed in an ON state to simultaneously sterilize both sides.
  • the driving direction may be changed (S330 and S340).
  • the sterilization robot 100 can be switched in the forward and backward direction using the driving unit 170 or driven in the reverse direction to drive the third driving path in the reverse direction to get out.
  • control unit 180 determines that sterilization has already been performed, turns off the sterilizing lamp 131, and controls the sterilizing robot 100 to move at high speed. can do. That is, the control unit 180 may control the driving unit 170 and the sterilization module 130 in the above-described second mode (S220).
  • the controller 180 Even if the controller 180 arrives at the starting position S, if there is a space that has not yet been sterilized, that is, if there is a space in which an additional driving route can be set, the controller 180 sets an additional driving route without ending the sterilization. Thus, the operation of the sterilization robot 100 can be continued.
  • a third driving route may be set, and after driving, it may return and end at the starting point (S) (see FIG. 8(b)).
  • the sterilization robot 100 may stop driving and notify the manager of the error at the point where the error occurred. It may be output to the display unit or sound may be output, or an error alarm may be transmitted to a terminal connected to the sterilization robot 100 to notify the manager.
  • the sterilization robot 100 sets the driving route again and travels. When arriving at (S), the action can be stopped.
  • FIG. 9 is a diagram showing the movement of the sterilization module 130 of the sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the sterilization module 130 of the sterilization robot 100 of the present invention can change the distance from the main body 101 as shown in FIG. 9 (a) or adjust the angle as shown in FIGS. 9 (b) and 9 (c). .
  • the sterilization module 130 of the present invention may further include an actuator 135 having a variable length on the rear surface.
  • the actuator 135 is located inside the body 101 between the frame and the sterilization module 130, and the length of the actuator 135 changes, and the sterilization module 130 is spaced apart from the body 101 or in close contact with the body 101 It can be.
  • the actuator 135 may include a plurality of actuators 135 in the vertical direction for each sterilization module 130, and when the length of the actuator 135 is changed as shown in (b) and (c) of FIG. 9, the angle of the sterilization module 130 may change.
  • a ball joint 1356 structure may be provided so that the angle between the end of the actuator 135 and the sterilization module can be changed.
  • the angle in the horizontal direction can also be changed as shown in FIG. 10 .
  • the control unit 180 controls the length of the upper actuator 135a to be longer than the length of the lower actuator 135b so as to face downward as shown in (b) of FIG. 9, so that the sterilization module ( 130) can be adjusted.
  • control unit 180 directs the sterilization module 130 upward as shown in (c) of FIG.
  • the length can be controlled to be different.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an intensive care method through control of the sterilization module 130 of the sterilization robot 100 according to an embodiment of the present invention. It is necessary to increase the sterilization intensity of parts that are intensively touched by human hands, such as doorknobs.
  • the controller 180 may increase the intensity or adjust the speed of the sterilization lamp 131, and adjust the angle of the sterilization module 130 as shown in FIG. 10.
  • the UV irradiation time to the sterilization target can be increased.
  • the actuator 135 of the sterilization robot 100 may include a motor 1351 and a gear and a screw that receive rotational force of the motor 1351 and convert it into linear motion so that the length can be changed from the main body 101 there is.
  • the first screw 1354 rotates by receiving the rotational force of the motor 1351 and the screw thread into which the first screw 1354 is inserted, and the position changes on the first screw 1354 when the first screw 1354 rotates.
  • a driving block 1355 may be included. The end of the drive block 1355 can be coupled to the rear surface of the sterilization module 130 using a ball joint 1356 so that the angle can be freely changed with the sterilization module 130.
  • the control unit 180 may control the position of the driving block 1355 through the motor 1351 and, consequently, the position and angle of the sterilization module 130 .
  • the motor 1351 and the first screw 1354 may be directly connected, or the rotation direction is changed using the second screw 1352 and the gear 1353 directly connected to the motor 1351 as shown in FIG. Rotational force may be transmitted to the first screw 1354.
  • the embodiment of FIG. 12 can simplify the configuration by reducing the number of parts.
  • force does not apply in the vertical direction of the extending direction of the second screw 1352 connected to the motor 1351 .
  • the motor 1351 Since the load applied to the motor 1351 is small, the motor 1351 can rotate at a uniform speed, and in terms of stability of the motor 1351, it is more advantageous to arrange the motor 1351 in the vertical direction as shown in FIG. .
  • the actuator 135 may be implemented using a rack-and-pinion gear that linearly moves by receiving the rotational force of the motor 1351.
  • the sterilization robot 100 can increase sterilization efficiency by optimally controlling the driving unit and the sterilization module.
  • the sterilization robot 100 can minimize discoloration due to ultraviolet irradiation by avoiding sterilization and overlapping sterilization of unnecessary parts.
  • the sterilization robot 100 determines whether sterilization is necessary, and when sterilization is unnecessary, it can speed up the sterilization operation by increasing the traveling speed.
  • ultraviolet rays can be efficiently irradiated toward the object to be sterilized.
  • An accurate driving route can be set using sensors such as lidars 1421 , 1422 , and 1423 that detect movement in various directions and a proximity sensor 141 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

케이스; 상기 케이스의 하부에 위치하며 주행기능을 제공하는 주행부; 상기 케이스의 측면에 위치하는 살균모듈; 근접한 물체를 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부에서 감지한 물체 정보를 기초로 주행경로를 설정하고 상기 주행경로를 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하는 살균로봇은 최적의 방식으로 주행부와 살균모듈을 제어하여 살균효율을 높일 수 있다.

Description

살균로봇
본 발명은 자유롭게 이동하며 물품을 살균하는 살균로봇에 관한 것이다.
공장 자동화의 일 부분을 담당하기 위해, 로봇은 산업용으로 개발되어 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되고 있는바, 의료용 로봇과 우주항공용 로봇뿐만 아니라 일상 생활에서 사용될 수 있는 로봇도 개발되고 있다.
최근 전염병으로 인하여 방역측면에서 살균작업을 주기적으로 수행해야하는 니즈가 증대하고 있다. 특히 병원 내 병실, 수술실 외에 많은 사람들이 이동하는 공간 등은 살균이 빈번히 이루어 져야 한다. 사람이 많이 다니는 공공장소나, 호텔과 같은 객실도 이용객이 바뀔 때 마다 방역작업을 수행해야한다.
화학물질을 도포하는 방식의 방역도 수행하지만 자외선을 이용하여 살균 시 인체에 미치는 영향을 최소화 하면서도 살균효율이 높은 장점이 있다. 다만, 방역작업은 주기적으로 반복하여 수행해야하므로 인력투입에 의한 비용 증가가 문제되어, 최근 살균기능을 가지는 로봇에 대한 니즈가 증가하고 있다.
로봇 청소기에 살균기능을 부가하는 경우도 있으나, 이러한 형태는 사람의 손이 닿고 비말이 닿는 부분까지 살균할 수 없는 한계가 있어, 상부를 살균할 수 있는 형태의 로봇이 필요하다.
본 발명은 살균로봇이 최적의 방식으로 살균을 수행하여 살균효율을 높이는 것을 목적으로 한다.
또한, 불필요한 부분의 살균 및 중복살균을 피하여 자외선 조사에 따른 변색을 최소화할 수 있는 살균로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 살균필요여부를 판단하여 살균이 불필요한 경우 주행속도를 높여 빠르게 살균작업을 끝내는 살균로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
케이스; 상기 케이스의 하부에 위치하며 주행기능을 제공하는 주행부; 상기 케이스의 측면에 위치하는 살균모듈; 근접한 물체를 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부에서 감지한 물체 정보를 기초로 주행경로를 설정하고 상기 주행경로를 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하는 살균로봇을 제공한다.
상기 제어부는 상기 센싱부에서 감지한 물체 중 살균 대상체를 판단하고 상기 살균 대상체와 살균거리를 유지하며 지나가도록 상기 주행경로를 설정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 살균로봇의 이동방향 폭이 제1 기준폭 이상이면 살균 대상체와 제1 거리를 유지하도록 제1 주행경로를 설정하고 제1 모드로 구동할 수 있다.
상기 살균모듈은 상기 주행부의 주행방향에 수직방향으로 양측에 한 쌍 위치하고, 상기 제어부는 상기 제1 모드에서 살균 대상체를 항하는 살균모듈을 켜고 그 반대편에 위치하는 살균모듈을 끌 수 있다.
상기 제어부는, 상기 감지한 물체 중 살균 대상체가 없으면 벽체를 따라 이동하는 제2 주행경로를 설정하여 제2 모드로 구동할 수 있다.
상기 주행부는 상기 제1 모드에서는 제1 속도로 이동하고, 상기 제2 모드에서는 제2 속도로 이동할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2 모드에서 상기 살균모듈을 끌 수 있다.
상기 제어부는 상기 살균로봇의 이동방향 폭이 제2 기준폭과 상기 제1 기준폭 사이의 값을 가지는 경우 상기 이동방향 폭의 가운데를 지나는 제3 주행경로를 설정하고 제3 모드로 구동할 수 있다.
상기 살균모듈은 상기 주행부의 주행방향에 수직방향으로 양측에 한 쌍 위치하고, 상기 제어부는 상기 제3 모드에서 상기 살균모듈 한 쌍을 모두 켜고, 제3 속도로 이동하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 막다른 길에서 상기 제3 주행경로가 종료되면, 주행방향을 전환하여 상기 제3 주행경로를 되돌아 이동하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 살균 대상체가 문인 경우 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리 이격하여 제1 주행경로를 설정할 수 있다.
상기 제어부는 설정된 주행경로가 기 이동한 주행경로와 중복되는 경우, 기존에 상기 주행경로를 이동할 때의 제1 속도보다 빠른 속도로 이동하도록 상기 주행부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 출발지점에서 가장 가까운 위치의 대상체로 이동하여 주행시작지점을 저장하고, 상기 주행시작지점에 도착하면 상기 주행부 및 상기 살균모듈을 끌 수 있다.
상기 제어부는, 상기 주행시작지점에 도착시 미살균 구간이 남아 있으면 기 이동한 주행경로와 중복되지 않도록 주행경로를 설정하여 상기 주행부 및 상기 살균모듈을 제어할 수 있다.
상기 살균모듈은 자외선을 사출하는 살균램프; 상기 살균램프의 배면에서 상기 자외선을 반사시키는 반사판을 포함할 수 있다.
상기 살균모듈은, 상기 케이스에서 돌출 또는 각도를 변화시키는 액츄에이터를 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 상기 살균모듈의 배면에 복수개를 포함하고, 상기 제어부는 상기 액츄에이터의 길이변화를 제어하여 상기 살균모듈의 위치 방향을 제어할 수 있다.
상기 제어부는 살균 대상체의 오염도가 심한 경우 상기 살균모듈이 상기 살균 대상체를 향하도록 상기 액츄에이터를 제어하여 상기 살균모듈의 방향을 상기 살균로봇 주행시 변화시킬 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 살균로봇은 최적의 방식으로 주행부와 살균모듈을 제어하여 살균효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 살균로봇은 불필요한 부분의 살균 및 중복살균을 피하여 자외선 조사에 따른 변색을 최소화할 수 있는
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 살균로봇은 살균필요여부를 판단하여 살균이 불필요한 경우 주행속도를 높여 빠르게 살균작업을 끝낼 수 있다.
또한, 살균램프가 없는 면을 포함하여 사용자가 접근하여 조작할 수 있어, 긴급 돌발 상황에 대응할 수 있다.
또한, 살균모듈의 위치 및 각도를 조절하여 살균 대상체를 향하여 효율적으로 자외선을 조사할 수 있다.
다양한 방향의 움직임을 감지하는 라이다, 근접센서 등의 센서를 이용하여 정확한 주행경로를 설정할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 살균로봇의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇을 일 방향에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇을 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 4는 종래의 살균로봇과 본 발명의 일 실시예에 다른 살균로봇의 살균램프 배치에 따른 살균범위를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇의 주행경로를 도시한 도면이다.
도 9 은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇의 살균모듈의 움직임을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇의 살균모듈 제어를 통한 집중케어방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇의 액추에이터를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
로봇은 어떤 작업이나 조작을 자동으로 할 수 있는 기계 장치로서, 로봇은 외부의 제어 장치에 의해 조종되거나 제어 장치가 내장될 수도 있다. 기 설정된 동작만 반복하여 처리하거나 무거운 물건을 들어올리거나, 정밀한 작업의 수행 및 극한의 환경에서의 작업과 같이 인간이 수행하기 어려운 작업을 수행할 수 있다.
작업수행을 위해 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다.
로봇은 그 제조비용이 높고 조작의 전문성 등의 문제로 특정 작업에 특화된 외관을 가지는 산업용 로봇이나 의료용 로봇이 먼저 발달 되었다. 산업용, 의료용 로봇은 지정된 장소에서 동일한 동작을 반복수행하나,
최근에는 이동 가능한 로봇이 등장하고 있다. 특히 우주항공산업과 같이 인간이 직접 가기 어려운 먼 행성에서 탐사작업 등을 수행할 수 있으며 이러한 로봇은 주행기능이 추가된다.
주행기능을 수행하기 위해서는 구동부를 구비하며 휠, 브레이트, 캐스터, 모터 등을 포함할 수 있으며 주변의 장애물을 파악하고 이를 피해 주행하기 위해서는 인공지능을 탑재한 로봇이 등장하고 있다.
인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.
인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.
인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다.
인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함수값을 출력할 수 있다.
모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.
인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 로봇의 목적이나 사용 분야에 따라 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.
머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.
지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.
인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥러닝을 포함하는 의미로 사용된다.
로봇은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.
로봇은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.
로봇은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.
로봇은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇에서 직접 학습되거나, AI 서버등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.
이때, 로봇은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할수도 있지만, AI 서버 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.
인공 지능을 통해 로봇은 자율주행을 수행할 수 있다. 스스로 최적의 경로를 판단하고 장애물을 피해서 이동 가능한 기술을 의미하며 현재 적용되고 있는 자율주행 기술은 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정해주는 주행기술 등이 모두 포함될 수 있다.
자율주행을 수행하기 위해서는 주변상황의 데이터를 인지하기 위해 수많은 센서를 포함할 수 있다. 센서로는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등을 들 수 있다.
센서에서 수집한 정보 이외에 RGBC카메라, 적외선 카메라 등을 통해 수집한 영상정보와 마이크로폰을 통해 수집한 음향정보를 통해 자율주행을 수행할 수 있다. 또한, 사용자 입력부를 통해 입력된 정보에 기초하여 주행할 수 있다. 무선통신부를 통해 수집한 맵 데이터, 위치정보 및 주변 상황의 정보 등 또한 자율주행 수행에 필요한 정보들이다.
맵 데이터에는 로봇이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.
따라서 로봇은 인공지능이 학습할 수 있는 데이터를 수집하기 위해 센서 및 다양한 입력부 그리고 무선통신부 등을 필수적으로 구비하고 각종정보를 종합하여 최적의 동작을 수행할 수 있다. 인공지능을 수행하는 러닝 프로세서는 로봇내의 제어부에 탑재하여 학습을 수행할 수도 있고, 수집한 정보를 서버로 전송하고 서버를 통해 학습하여 학습결과를 로봇에 다시 전송하여 이를 기초로 자율주행을 수행할 수 있다.
인공지능을 구비한 로봇은 새로운 장소에서도 주변 정보를 수집하여 전체 맵을 구현할 수 있으며, 주요활동반경의 장소는 누적되는 정보량이 많아 보다 정확한 자율주행을 수행할 수 있다.
사용자 입력을 받기위해 터치스크린이나 버튼을 구비할 수 있으며 사용자의 음성을 인식하여 명령을 입력받을 수도 있다. 프로세서는 음성입력을 문자열로 변환하기 위해 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다.
이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서에 의해 학습된 것이나, AI 서버의 러닝 프로세서에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.
도 1은 본 발명이 일 실시예에 따른 살균로봇(100)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)을 도시한 전면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)을 도시한 후면 사시도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 살균로봇(100)은 수직방향으로 길게 연장된 직립형태의 본체(101)를 포함하며, 본체(101)의 양측면에 살균모듈(130)을 포함할 수 있다.
사용자의 손 및 사용자의 비말이 닿는 위치를 소독하는 것을 목적으로 하므로, 사용자의 입 높이를 고려하여 약 160cm정도의 높이를 가지도록 구성할 수 있다. 너무 크면 사용자가 조작하기 어렵고, 안정적인 주행이 어려울 수 있으므로, 성인의 키보다 작은 높이로 본체(101)를 구성할 수 있다.
본 발명의 살균로봇(100)은 자외선을 제공하는 살균램프(131)를 구비한 살균모듈(130)을 포함하고, 살균로봇(100)을 이동시키는 주행부(170)를 포함할 수 있다.
주행부(170)의 안정적인 주행을 위해 살균로봇(100)은 주변을 인식하는 센싱부(140), 제어명령을 입력하기 위한 입력부(120) 및 살균로봇(100)의 상태 등의 정보를 제공하는 출력부(150)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구성품들을 제어하기 위한 제어부(180), 외부 서버나 단말기와 접속하여 맵정보나 제어정보를 받기 위한 무선통신부(160) 및 배터리를 포함하는 전원공급부를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 구성요소들 중 일부는 살균로봇(100)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 살균로봇(100)은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
살균모듈(130)은 자외선을 조사하는 살균램프(131)를 포함할 수 있으며, 살균램프(131)에서 조사된 빛을 다시 반사시켜 대상체로 조사하기 위해 살균 램프 배면에 반사판(132)을 더 구비할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 살균모듈(130)은 본체(101)의 좌우에 한 쌍 구비할 수 있다. 살균로봇(100)은 주행하면서 살균을 수행하며 살균로봇(100)의 주행경로상에 장애물은 없어야 하는 바, 주행방향의 전후인 전면과 배면에는 살균할 대상체가 존재하지 않는다.
따라서, 주행방향의 측면 방향으로 자외선을 조사하는 경우 더 효율적으로 살균을 수행할 수 있다. 도 4는 종래의 살균로봇(100)과 본 발명의 일 실시예에 다른 살균로봇(100)의 살균램프(131) 배치에 따른 살균범위를 도시한 도면으로, (a)는 360 방향으로 살균램프(131)가 배치된 형태이고 (b)는 주행방향의 측방향으로 살균램프(131)가 배치된 상태를 도시한 도면이다.
살균램프(131)에서 조사하는 자외선은 거리가 멀어질수록 살균효과가 저하되는 바, 살균 유효거리는 약 1m정도를 가질 수 있다. 따라서, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 측방향에 나란히 배치된 형태의 살균램프(131)가 살균 가능한 범위(d2)는 살균로봇(100) 본체(101) 둘레를 따라 배치된 형태의 살균범위(d1) 보다 넓은 범위를 살균할 수 있다.
살균로봇(100)은 살균력을 높이기 위해 대상체와 살균 유효거리 보다 가까운 거리를 유지하며 주행할 수 있으며, 살균모듈(130)이 본체(101)에서 인입 인출 또는 틸팅되는 경우 가능한 대상체와 거리가 가까워지도록 살균모듈(130)의 위치 방향을 조절할 수 있다. 살균모듈(130)이 수직방향으로 분절되어 각각 구동할 수도 있어, 높이에 따라 크기가 다른 대상체를 살균시 모듈이 각각 구동할 수도 있다.
살균램프(131)의 전면(살균로봇(100)의 측면)을 커버하여 살균램프(131)를 보호하는 보호 커버를 더 포함할 수 있다. 살균램프(131)는 정해진 수명이 있어 보호커버를 제거하여 살균램프(131)를 교체할 수 있다.
주행부(170)는 살균로봇(100)의 본체(101)를 이동시키기 위한 모터(1351)와 바퀴로 구성될 수 있으며 본체(101)의 하부에 위치할 수 있다. 주행부(170)는 안정적으로 이동할 수 있도록 복수개의 바퀴를 포함하고, 바퀴는 모터와 연결되어 주 구동력을 제공하는 휠과 방향을 조절하는 캐스터를 포함할 수 있다.
바퀴의 개수가 많을수록 안정적으로 주행 가능하다. 살균로봇(100)은 빠른 구동보다 안정적인 구동 및 장애물에 대처 가능한 형태의 바퀴구조가 더 중요하므로, 작은 크기의 바퀴를 여러 개 구비할 수 있다. 또한, 본체(101) 전체의 무게를 지지하므로 소정의 강성을 가지고 있다.
센싱부(140)는 살균로봇(100) 내의 정보 또는 살균로봇(100) 주변의 환경 정보 등을 센싱하는 장치로서, 특히 살균로봇(100)의 경우 주행기능을 포함하고 있어, 안정적인 주행이 가능하도록 주변의 장애물을 인식하기 위한 근접센서(141)가 중요한 역할을 할 수 있다.
센싱부(140)는 특정조건에 대응되는 이벤트를 감지하면 신호를 발생시키고 이러한 센싱신호에 기초하여 제어부(180)는 주행부(170) 또는 살균모듈(130)을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)은 센싱부(140)로서, 근접센서(141), 라이다(1421, 1422, 1423) 및 모션센서(1431, 1432, 1433)를 본체(101)에 구비할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 주행방향으로 근접물체를 감지하고자, 살균로봇(100)은 초음파센서를 구비할 수 있다. 초음파 센서는 본체(101) 전면 및 측방향에도 위치할 수 있다.
본체(101)의 측방향은 살균모듈(130)이 대부분의 면적을 차지하므로, 살균모듈(130)을 피해 전방에 가까운 위치에 배치할 수 있으며, 수직방향으로 복수개 구비하여 상부로 돌출된 형태 등의 장애물도 감지할 수 있다.
라이다(1421, 1422, 1423)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수개 구비할 수 있다. 하부에 위치하는 제1 라이다(1421)는 수평방향으로 길게 연장된 함몰부에 위치하며 수평방향으로 넓은 영역의 장애물을 감지할 수 있다. 라이다가 180도 이상의 범위를 감지할 수 있도록 함몰부는 측면의 중간까지 연장될 수 있다.
제2 라이다(1422)는 하부에서 상부방향으로 비스듬히 기울어진 상태로 배치되어 상측 물체를 감지하고 상부에 위치하는 제3 라이다(1423)는 하부 방향으로 비스듬하게 기울어진 상태로 배치되어 하측 물체를 감지할 수 있다.
라이다(Lidar)는 레이저 펄스를 발사하고 그 빛이 주위의 대상물체에 반사되어 돌아오는 것을 받아 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치이다. 레이다와 같이 그 원리는 유사하나 사용하는 전자기파가 달라 이용 기술과 활용범위가 상이하다.
레이저는 600~1000nm 파장의 빛을 사용하기 때문에 사람의 시력을 손상시킬 수 있다. 라이다는 이보다 더 긴 파장을 이용하며, 대상 물체까지의 거리뿐 아니라 움직이는 속도와 방향, 온도, 주변의 대기 물질 분석 및 농도 측정 등에 쓰인다.
제어부(180)는 라이다(1421, 1422, 1423)를 이용하여 주변의 물체를 인식하고 라이다(1421, 1422, 1423)에서 센싱한 정보를 기초로 맵을 구성할 수 있다.
모션센서는 본체(101)의 전면(1431), 배면(1432), 및 측면(1433)에도 배치할 수 있다. 이는 움직이는 물체를 감지하는 센서로, 자외선은 생명체에 직접 조사 시 영향을 미칠 수 있다.
살균램프의 자외선이 눈에 직접 조사되면 실명 등의 문제가 발생할 수 있으며, 피부 세포를 파괴할 수 있어, 사람이 살균로봇(100) 근처에 있는 경우 살균동작을 중단할 수 있다(살균램프 OFF).
특히 애완동물이나 아기는 살균로봇(100)에 호기심을 가지고 접근할 수 있으므로 예상치 못한 생물의 접근을 감지하여 살균모듈(130)을 끄거나 주행을 멈출 수 있다.
출력부(150) 는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 스피커(152), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 살균로봇(100)과 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(120)로써 기능함과 동시에, 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
광 출력부(150)는 살균로봇(100)의 상태를 쉽게 인식할 수 있도록 색상이 변하는 광원을 이용할 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 배면 방향에 위치하는 LED램프(154)를 포함할 수 있다. 살균중, 충전중, 완충상태, 배터리 부족상태 등의 상태를 광출력부(150)를 통해 표시할 수 있다.
입력부(120)는 영상 신호 입력을 위한 카메라는 영상 입력부(120), 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰, 또는 오디오 입력부(120), 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(120)(예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
디스플레이부(151)를 이용한 사용자 입력 방법 이외에 긴급상황 이나 전원이 꺼진 상태에서 이용할 수 있도록 물리적인 버튼이 외부로 노출될 수 있으며 외관상 그리고 후면에 위치하는 디스플레이를 보면서 조작할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 배면에 위치할 수 있다.
사용자 입력부로서, 전원버튼(121), 긴급제동버튼(122) 및 수동운전버튼(123) 등을 구비할 수 있다. 전원버튼(121)은 살균로봇(100)을 활성화 시키는 버튼이다. 긴급제동버튼(122)은 긴급한 상황에서 사용자가 살균로봇(100)의 구동을 강제종료하기 위한 버튼으로 주행만 멈출 수도 있고, 살균모듈(130)까지 OFF할 수 있다.
수동운전버튼(123)은 살균로봇(100)을 사람이 운반하기 위해 주행부(170)에 설정된 잠금을 해제하는 장치이다.
주행부(170)에 잠금장치가 되어 있지 않으면 살균로봇(100)이 종료된 이후 외부 충격에 의해 살균로봇(100)이 쉽게 움직이거나 넘어질 수 있다. 반대로 잠금상태에서 살균로봇(100)을 밀면 잠금장치나 바퀴가 파손될 수 있으며, 들어서 옮기기에는 살균로봇(100)의 무게가 무겁다.
따라서, 사용자가 수동운전버튼(123)을 누른 채로 살균로봇(100)을 밀면 살균로봇(100)이 움직이며, 수동운전버튼(123)을 누른 채로 살균로봇(100)을 쉽게 이동시킬 수 있도록 수동운전버튼(123) 옆에 이동 손잡이(118)를 구비할 수 있다.
무선통신부(160)는 살균로봇(100)과 무선통신 시스템 사이, 살균로봇(100)과 외부 단말기 사이, 또는 살균로봇(100)과 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 무선 통신부(160)는, 이동통신 모듈, 근거리 통신 모듈, 위치정보 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이동통신 모듈은 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
근거리 통신 모듈은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity)) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.
이러한, 근거리 통신 모듈은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 살균로봇(100)과 무선 통신 시스템 사이, 살균로봇(100)과 다른 살균로봇(100) 사이, 또는 살균로봇(100)과 다른 단말기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
근거리 통신모듈은 다른 단말기 또는 다른 살균로봇(100)과 데이터를 상호 교환하는 것이 가능하며, 근거리 통신모듈을 이용하여 주변의 통신가능한 단말기나 로봇 등의 디바이스를 감지할 수 있다. 감지한 디바이스와 연결하여 데이터를 송수신할 수 있으며, 사용자의 단말기나 컨트롤러와 근거리 통신모듈을 이용하여 접속시 원격으로 살균로봇(100)을 제어할 수 있다.
위치정보모듈은 살균로봇(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 살균로봇(100)은 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 살균로봇(100)의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 살균로봇(100)은 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 살균로봇(100)의 위치를 획득할 수 있다.
제어부(180)는 입력부(120) 또는 센싱부(140)를 통해 감지한 주변정보를 이용하여 주행경로를 설정하고, 무선통신부(160)를 통해 맵을 전달받거나 사용자 명령을 수신할 수 있다. 제어부(180)는 주행경로를 따라 살균로봇(100)이 이동하도록 주행부(170)를 제어하고, 살균모듈(130)을 선택적으로 ON/OFF하여 에너지를 절약하면서 최적의 살균을 수행할 수 있다.
또한 제어부(180)는 출력부(150)를 제어하여 사용자에게 살균로봇(100)의 상태에 관한 정보 살균정보 등을 제공할 수 있으며,
전원공급부(190)는 살균램프(131) 및 주행부(170)에 전원을 공급하며, 자유롭게 이동하기 위해 배터리를 장착할 수 있다. 안정적인 주행이 가능하도록 무게가 있는 배터리는 하부에 위치할 수 있으며, 배터리를 충전하기 위한 충전단자를 배면에 구비할 수 있다. 충전단자를 보호하고 외부로 노출되는 것을 방지하기 위해 충전단자 커버(191)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 살균로봇(100)은 실내를 주행하며 가구나 가전 및 사람의 손이 닿거나 오염될 수 있는 부분을 살균한다. 가구, 가전 등의 살균 대상체와 소정거리(살균거리) 이격된 상태로 주행하며 살균하고, 사용자의 손이 직접 닿지 않고 오염이 잘 되지 않는 물체는 살균시간을 줄이거나 살균하지 않는 방식으로 살균시간을 단축하고 전원소비를 최소화 할 수 있다.
예를 들어 문의 손잡이나 침대와 같이 사람과 접촉이 많은 부분은 오염도가 높아 살균 시간을 길게 하거나 살균램프(131)의 강도를 높일 수 있다. 벽체는 사용자가 직접 손으로 만지지 않는 부분이므로 해당 구간의 살균은 오염이 잘 되는 가구나 가전의 살균보다 짧은 시간 살균하거나 살균을 생략할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)의 주행경로를 도시한 도면이다.
먼저 살균로봇(100)이 구동을 시작하면 주행 출발지점을 시작위치(S)로 저장(S110)하여 종료할 지점을 마킹할 수 있다.
다만, 전술한 바와 같이 살균로봇(100)은 벽, 가구, 가전 등의 물체를 감지하여 주행경로를 산출하여 이동하므로 도 6의 (a)와 같이, 벽이나 살균 대상체로부터 살균거리 이상 이격된 위치에서 시작지점(S)을 저장하는 경우 저장한 시작지점(S)으로 돌아올 수 없는 문제가 발생한다.
따라서, 도 6의 (b)와 같이 작동을 시작하면 인근 벽이나 가구, 가전과 같은 물체를 찾아 근처로 이동한 이후 시작지점(S)을 저장할 수 있다.
주행방향의 물체를 감지하여 기 주행이력이 없다면(S120, 즉 살균한 적이 없다면). 주행경로를 설정할 수 있다. 주행경로는 기존의 맵을 가지고 있는 경우 이를 기초로 설정될 수 있고, 아니면 근접센서(141)나 라이더와 같은 센서를 이용하여 실시간으로 생성될 수 있다.
제어부(180)는 주행경로를 설정하기 위해 센싱부(140)를 이용하여 주행가능한 폭을 감지할 수 있다(S130). 제어부(180)는 주행가능한 폭을 주행경로 설정 전에 산출하여 살균로봇(100)의 폭과 살균로봇(100)의 살균거리를 고려하여 주행경로를 설정할 수 있다.
제어부(180)는 제1 기준폭 이상인 경우(S140) 대상체에 인접하여 주행하도록 제1 주행경로를 설정하고 살균로봇(100)을 제1 모드로 구동 수 있다(S160). 제1 기준폭은 살균로봇(100)의 폭(w)과 살균유효거리(e)를 기준으로 설정할 수 있다.
예를 들면 살균로봇(100)의 폭(w)과 살균유효거리(e)의 2배 거리의 합을 제1 기준폭으로 설정하고 이를 초과하는 경우 대상체에 가까이 위치하여 주행할 수 있다. 살균로봇(100)의 폭이 50cm이고 살균유효거리가 1m인 경우 제1 기준폭은 2.5m이고 전방에 주행가능한 공간의 폭이 2.5m 이상인지 판단한다.
전방에 주행가능한 공간의 폭이 2.5m를 초과하면 제어부(180)는 일측의 물체를 따라 이동하는 제1 주행경로(도 6의 실선)를 설정할 수 있다.
제1 주행경로를 설정하기 전에 물체가 살균 대상체인지 살균이 불필요한 대상인지 판단(S150)하여 살균이 필요한 살균대상인 경우에 제1 주행경로를 설정하고 제1 모드로 구동하며 살균할 수 있다(S160).
제1 모드는 일측에 위치하는 살균 대상체를 살균하며 주행하는 방법을 의미하며, 살균 대상체와 제1 거리 이격하여 주행하는 주행경로를 설정할 수 있다.
주행경로는 주변의 사물과 소정거리(제1 거리) 이격되어 주행가능하도록 설정할 수 있으며, 본 실시예에서 살균거리는 10cm로 설정하도록 한다. 더 넓은 범위의 살균을 위해 살균거리를 10cm이상으로 설정할 수도 있으며, 살균거리는 살균 유효거리 내에서 자유롭게 설정할 수 있다.
또한, 일측에 위치하는 살균 대상체를 살균하므로 살균 대상체를 향하는 살균모듈(130)은 ON하고 반대편에 위치하는 살균모듈(130)은 OFF상태로 두고 주행할 수 있다.
살균할 대상체가 있는 경우 살균모듈(130)을 ON하고 제1 속도로 주행할 수 있다. 제1 모드에서 살균로봇(100)은 제1 속도로 주행하며, 제어부(180)는 살균모듈(130)의 살균램프(131) 세기와 살균거리를 고려하여 충분히 자외선을 조사할 수 있도록 제1 속도로 결정할 수 있다. 본 실시예에서는 살균로봇(100)은 제1 모드에서 3-5cm/s의 속도로 이동할 수 있다. 또한, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 주행경로상 살균 대상체가 문인 경우 전술한 제1 거리보다 더 이격된 제2 거리 이격하여 주행할 수 있다.
상기 제2 거리는 살균로봇(100)이 에러가 생겨 작동이 중지되는 경우 문앞에 멈추면 출입이 불가능한 것을 고려하여 문이 열릴 수 있는 공간을 확보하기 위함이다.
예를 들면, 35cm정도 이격시 살균도 가능하고 문을 열어 사람이 출입 가능한 공간을 확보할 수 있다.
문의 위치는 살균로봇(100)이 센서를 통해 물건을 감지항 파악할 수 있으나, 벽과 구분이 어려울 수 있으므로 살균로봇(100)이 문인지 여부를 파악할 수 있도록, 문에는 QR코드와 같은 마커(10)를 구비할 수 있다.
물체가 살균이 불필요한 비살균대상, 예를 들어 벽체 등이면, 제2 모드로 구동할 수 있다(S150, S220). 제2 모드는 살균이 필요 없는 구간이므로 살균로봇(100)은 살균램프(131)를 끄고 제1 모드보다 빠른 속도인 제2 속도로 주행할 수 있다.
살균이 필요 없는 제2 모드에서 살균램프(131)를 끄면 자외선 조사로 인한 변색을 방지할 수 있으며, 살균로봇(100)의 배터리를 절약할 수 있고 살균시간을 단축할 수 없다.
제2 속도는 전술한 제1 속도보다 빠른 속도이며 실내에서 이동하므로 너무 빠르지 않은 속도로 설정할 수 있다. 예를 들면 제2 속도는 50~70cm/s로 설정할 수 있다.
제2 모드로 구동하는 제2 주행경로는 제1 주행경로와 같이 물체와 일정거리 이격된 상태로 설정할 수도 있으나, 살균이 진행되지 않으므로 제1 주행경로와 같이 물체와의 거리가 중요하지 않으므로 비살균대상체를 빨리 지나가는 최단경로를 설정할 수 있다.
제2 모드는 선택적으로 구현될 수 있으며, 살균 대상체인지 비살균 대상체인지 판단하지 않고 제1 모드와 동일한 형태로 구동할 수도 있다. 또는, 제2 모드에서 제어부(180)는 제1 모드와 동일한 속도로 구동하되 살균램프(131)만 끄고 구동하거나, 살균램프(131)는 켠 채로 제1 모드의 제1 속도보다 빠르게 이동하도록 주행부(170)만 제1 모드와 다르게 제어할 수도 있다.
전방의 주행공간의 폭이 제1 기준폭 이하 제2 기준폭 이상인 경우 제3 주행경로를 설정하고 제3 모드로 주행할 수 있다(S310, S320).
도 7은 제3 주행경로를 제3 모드로 주행하는 방법을 도시한 도면으로, (a)는 제3 주행경로를 따라 진입하고, (b)는 이를 회차하여 돌아 나오는 경로를 도시한 도면이다.
제1 기준폭은 양측살균을 동시에 진행할 수 있는 최대 폭을 의미하고 제2 기준폭은 살균로봇(100)이 진입가능한 최소의 폭을 의미한다. 즉 제2 기준폭 이하인 경우 살균로봇(100)이 진입할 수 없거나 진입하더라도 다시 돌아 나올 수 없는 공간의 크기로, 제2 기준폭 이하의 공간은 주행경로를 생략할 수 있다.
살균로봇(100)의 너비가 50cm인 실시예에서 제2 기준폭은 70cm로 설정할 수 있으며, 전술한 제1 기준폭을 250cm라 할 때 250cm이하 70cm초과하는 폭의 공간이 있다면 제3 주행경로를 설정할 수 있다.
제3 주행경로는 양측의 대상체를 동시에 살균할 수 있는 구간으로 제어부(180)는 주행가능한 폭의 중간을 제3 경로로 설정할 수 있다. 제3 모드에서는 양측의 살균모듈(130)을 모두 ON상태로 두어 양측을 동시에 살균할 수 있다.
이때, 전술한 제1 모드보다 살균 대상체와의 거리가 더 멀기 때문에 제1 속도보다 느린 제3 속도로 주행하거나 살균램프(131)의 강도를 더 높일 수 있다.
주행 중 막힌 길이 나와 더 이상 주행이 불가능한 경우 주행방향을 변경할 수 있다(S330, S340). 이때, 주행부(170)를 이용하여 살균로봇(100)의 전후 방향을 전환시키거나, 주행부(170)를 역방향으로 구동하여 제3 주행경로를 역주행하여 빠져나올 수 있다.
이때, 이미 살균한 구간이므로 제3 모드의 속도보다 빠르게 이동할 수 있으며, 살균램프(131)를 OFF하여 주행할 수 있다. 즉 전술한 제2 모드로 구동 가능하다.
주행방향에 설정된 주행경로가 기 주행한 주행이력이 있는 경우(S120)는 제어부(180)는 살균을 이미 실시한 것으로 판단하여 살균램프(131)를 끄고 빠른 속도로 이동하도록 살균로봇(100)을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 전술한 제2 모드로 주행부(170) 및 살균모듈(130)을 제어할 수 있다(S220).
이는 전술한 제3 주행경로의 역방향 주행 시에도 기 주행한 이력이 있으므로 제2 모드로 구동하는 것으로 이해할 수 있다.
다만, 저장한 시작위치(S)와 일치하는 경우 살균을 완료한 것으로 판단하여 구동을 종료할 수 있다(S210).
제어부(180)는 시작위치(S)에 도착하더라도 아직 살균하지 않은 공간이 있다면, 즉, 제어부(180)는 추가로 주행경로를 설정할 수 있는 공간이 있다면 살균을 종료하지 않고 추가로 주행경로를 설정하여 살균로봇(100)의 구동을 지속할 수 있다.
예를 들어, 시작위치(S)의 주행공간의 너비가 전술한 제3 주행경로인 경우 주행 가능한 공간의 중앙을 따라 이동하므로 도 8의 (a)와 같이 시작지점(S)에 도착하였으나, 아직 살균하지 않은 공간이 남아있게 된다.
즉, 시작위치(S)에 도달하더라도 주행이력이 없는 방향으로 주행경로를 설정할 수 있으므로, 주행을 종료하지 않고 살균작업을 지속할 수 있다. 이 경우 도 7과 같이 제3 주행경로를 설정하고 주행 후 다시 돌아와 시작지점(S)에서 종료할 수 있다 (도 8(b) 참고).
주행 도중 에러가 발생하는 경우, 살균로봇(100)은 주행을 멈추고 에러 발생 지점에서 관리자에게 에러를 알릴 수 있다. 디스플레이부에 출력하거나 소리를 출력할 수도 있고, 살균로봇(100)과 연결된 단말기에 에러알람을 전송하여 관리자에게 알릴 수 있다.
이어서 하기를 선택하면 살균로봇(100)은 다시 주행경로를 설정하여 주행하고, 이때, 에러지점을 시작지점으로 재저장하는 것이 아니라 기 저장된 시작지점(S)으로 저장된 내역을 유지하여 기 저장된 시작지점(S)에 도착시 동작을 멈출 수 있다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)의 살균모듈(130)의 움직임을 도시한 도면이다. 본 발명의 살균로봇(100)의 살균모듈(130)은 도 9의 (a)처럼 본체(101)로부터 거리가 변화하거나 도 9의 (b) 및 도 9의 (c) 처럼 각도를 조절할 수 있다.
본 발명의 살균모듈(130)은 배면에 길이가 변화가능한 액추에이터(135)를 더 포함할 수 있다. 액추에이터(135)는 본체(101) 내부에 프레임과 살균모듈(130) 사이에 위치하며 액추에이터(135)의 길이가 변화하며 살균모듈(130)이 본체(101)로부터 이격되거나 본체(101)에 밀착될 수 있다.
액추에이터(135)는 각 살균모듈(130)별로 상하 방향으로 복수개를 포함할 수 있어, 도 9의 (b) 및 (c)와 같이 액추에이터(135)의 길이를 달리하면 살균모듈(130)의 각도가 변화할 수 있다. 살균모듈(130)의 각도가 변화하기 위해 액추에이터(135)의 단부와 살균모듚은 각도가 변화할 수 있도록 볼조인트(1356) 구조를 구비할 수 있다.
액추에이터(135)를 좌우 방향으로 복수개 구비하는 경우 도 10과 같이 수평방향의 각도도 변화시킬 수 있다. 침대와 같이 낮은 살균 대상체를 살균하는 경우 제어부(180)는 도 9의 (b) 와 같이 하측을 향하도록 상부 액추에이터(135a)의 길이가 하부 액추에이터(135b)의 길이보다 더 길게 제어하여 살균모듈(130)의 각도를 조절할 수 있다.
또는 살균로봇(100)보다 상부에 위치하는 부분까지 살균하기 위해 도 9의 (c)와 같이 살균모듈(130)이 상부를 향하도록 제어부(180)는 상하에 위치하는 액추에이터(135a, 135b)의 길이가 상이하도록 제어할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)의 살균모듈(130) 제어를 통한 집중케어방식을 설명하기 위한 도면이다. 문의 손잡이와 같이 집중적으로 사람의 손이 닿는 부분은 살균강도를 높일 필요가 있다.
즉 집중케어(Intensive care)모드로 살균해야하는 살균 대상체를 살균시 제어부(180)는 살균램프(131)의 강도를 높이거나 속도를 조절할 수 있고, 도 10과 같이 살균모듈(130)의 각도를 조절하여 살균 대상체에 자외선 조사시간을 늘릴 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균로봇(100)의 액추에이터(135)를 도시한 도면이다. 전술한 바와 같이 본 발명의 액추에이터(135)는 본체(101)로부터 길이가 변화할 수 있도록 모터(1351)와 모터(1351)의 회전력을 전달받아 직선운동으로 전환하는 기어와 스크류 등을 포함할 수 있다.
도 11의 (a)는 살균로봇(100)의 측방향에서 바라본 액추에이터(135)를 도시한 도면이고, (b) 및 (c)는 정면에서 액추에이터(135)를 바라본 도면으로, 액추에이터(135)의 길이가 변화하는 태양을 도시하고 있다.
모터(1351)의 회전력을 전달받아 회전하는 제1 스크류(1354)와 제1 스크류(1354)가 삽입되는 나사산을 포함하고 제1 스크류(1354) 회전 시 제1 스크류(1354) 상에서 위치가 변화하는 구동블록(1355)을 포함할 수 있다. 구동블록(1355)의 단부는 살균모듈(130)과 자유롭게 각도가 변화할 수 있도록 살균모듈(130)의 배면에 볼조인트(1356)를 이용하여 결합할 수 있다.
복수개의 액추에이터(135)의 구동블록(1355)의 위치 변화가 상이한 경우 살균모듈(130)의 각도가 변화할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 모터(1351)를 통해 구동블록(1355)의 위치를 제어하고, 결과적으로 살균모듈(130)의 위치 및 각도를 제어할 수 있다.
도 12와 같이 모터(1351)와 제1 스크류(1354)가 직접 연결될 수도 있고 도 11과 같이 모터(1351)와 직접 연결된 제2 스크류(1352)와 기어(1353)를 이용하여 회전방향을 전환하고 제1 스크류(1354)로 회전력을 전달 할 수 있다.
도 12의 실시예는 부품의 개수를 줄여 구성을 간소화 할 수 있다. 도 11의 실시예는 모터(1351)가 수직방향으로 배치되므로 모터(1351)에 연결된 제2 스크류(1352)의 연장방향의 수직방향으로 힘이 미치지 않는다.
모터(1351)에 인가되는 부하가 작아 모터(1351)가 균일한 속도로 회전할 수 있고, 모터(1351)의 안정성 측면에서는 도 11과 같이 모터(1351)를 수직방향으로 배치하는 것이 더 유리하다.
전술한 실시예 이외에 모터(1351)의 회전력을 전달받아 직선운동하는 랙-피니언 기어를 이용하여 액추에이터(135)를 구현할 수도 있따.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 살균로봇(100)은 최적의 방식으로 최적의 방식으로 주행부와 살균모듈을 제어하여 살균효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 살균로봇(100)은 불필요한 부분의 살균 및 중복살균을 피하여 자외선 조사에 따른 변색을 최소화할 수 있는
또한, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 살균로봇(100)은 살균필요여부를 판단하여 살균이 불필요한 경우 주행속도를 높여 빠르게 살균작업을 끝낼 수 있다.
또한, 살균램프(131)가 없는 면을 포함하여 사용자가 접근하여 조작할 수 있어, 긴급 돌발 상황에 대응할 수 있다.
또한, 살균모듈(130)의 위치 및 각도를 조절하여 살균 대상체를 향하여 효율적으로 자외선을 조사할 수 있다.
다양한 방향의 움직임을 감지하는 라이다(1421, 1422, 1423), 근접센서(141) 등의 센서를 이용하여 정확한 주행경로를 설정할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (18)

  1. 케이스;
    상기 케이스의 하부에 위치하며 주행기능을 제공하는 주행부;
    상기 케이스의 측면에 위치하는 살균모듈;
    근접한 물체를 감지하는 센싱부; 및
    상기 센싱부에서 감지한 물체 정보를 기초로 주행경로를 설정하고 상기 주행경로를 따라 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 제어부를 포함하는 살균로봇.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 센싱부에서 감지한 물체 중 살균 대상체를 판단하고
    상기 살균 대상체와 살균거리를 유지하며 지나가도록 상기 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 살균로봇의 이동방향 폭이 제1 기준폭 이상이면 살균 대상체와 제1 거리를 유지하도록 제1 주행경로를 설정하고 제1 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 살균모듈은 상기 주행부의 주행방향에 수직방향으로 양측에 한 쌍 위치하고,
    상기 제어부는 상기 제1 모드에서 살균 대상체를 항하는 살균모듈을 켜고 그 반대편에 위치하는 살균모듈을 끄는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 감지한 물체 중 살균 대상체가 없으면 벽체를 따라 이동하는 제2 주행경로를 설정하여 제2 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주행부는
    상기 제1 모드에서는 제1 속도로 이동하고,
    상기 제2 모드에서는 제2 속도로 이동하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 모드에서 상기 살균모듈을 끄는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 살균로봇의 이동방향 폭이 제2 기준폭과 상기 제1 기준폭 사이의 값을 가지는 경우 상기 이동방향 폭의 가운데를 지나는 제3 주행경로를 설정하고 제3 모드로 구동하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 살균모듈은 상기 주행부의 주행방향에 수직방향으로 양측에 한 쌍 위치하고,
    상기 제어부는 상기 제3 모드에서 상기 살균모듈 한 쌍을 모두 켜고, 제3 속도로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    막다른 길에서 상기 제3 주행경로가 종료되면, 주행방향을 전환하여 상기 제3 주행경로를 되돌아 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 살균 대상체가 문인 경우 상기 제1 거리보다 더 큰 제2 거리 이격하여 제1 주행경로를 설정하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    설정된 주행경로가 기 이동한 주행경로와 중복되는 경우, 기존에 상기 주행경로를 이동할 때의 제1 속도보다 빠른 속도로 이동하도록 상기 주행부를 제어하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    출발지점에서 가장 가까운 위치의 대상체로 이동하여 주행시작지점을 저장하고,
    상기 주행시작지점에 도착하면 상기 주행부 및 상기 살균모듈을 끄는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 주행시작지점에 도착시 미살균 구간이 남아 있으면 기 이동한 주행경로와 중복되지 않도록 주행경로를 설정하여 상기 주행부 및 상기 살균모듈을 제어하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 살균모듈은
    자외선을 사출하는 살균램프;
    상기 살균램프의 배면에서 상기 자외선을 반사시키는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 살균모듈은,
    상기 케이스에서 돌출 또는 각도를 변화시키는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 상기 살균모듈의 배면에 복수개를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 액츄에이터의 길이변화를 제어하여 상기 살균모듈의 위치 방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는
    살균 대상체의 오염도가 심한 경우 상기 살균모듈이 상기 살균 대상체를 향하도록 상기 액츄에이터를 제어하여 상기 살균모듈의 방향을 상기 살균로봇 주행시 변화시키는 것을 특징으로 하는 살균로봇.
PCT/KR2022/002121 2022-02-14 2022-02-14 살균로봇 WO2023153542A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020247026427A KR20240135630A (ko) 2022-02-14 2022-02-14 살균로봇
PCT/KR2022/002121 WO2023153542A1 (ko) 2022-02-14 2022-02-14 살균로봇

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2022/002121 WO2023153542A1 (ko) 2022-02-14 2022-02-14 살균로봇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023153542A1 true WO2023153542A1 (ko) 2023-08-17

Family

ID=87564628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/002121 WO2023153542A1 (ko) 2022-02-14 2022-02-14 살균로봇

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240135630A (ko)
WO (1) WO2023153542A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060099832A (ko) * 2005-03-15 2006-09-20 주식회사 코맥스 살균과 습기제거가 가능한 이동로봇
KR101742489B1 (ko) * 2016-02-11 2017-06-02 전자부품연구원 자외선 살균 이동로봇 장치 및 시스템
US20200397936A1 (en) * 2019-05-21 2020-12-24 ATOM, Inc. Systems and Methods For Internet-Of-Things (IOT) Robotic Sterilization Device
KR20210133546A (ko) * 2020-04-29 2021-11-08 주식회사 제타뱅크 이동 로봇
KR102334968B1 (ko) * 2020-08-13 2021-12-03 유버 주식회사 자외선살균로봇

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060099832A (ko) * 2005-03-15 2006-09-20 주식회사 코맥스 살균과 습기제거가 가능한 이동로봇
KR101742489B1 (ko) * 2016-02-11 2017-06-02 전자부품연구원 자외선 살균 이동로봇 장치 및 시스템
US20200397936A1 (en) * 2019-05-21 2020-12-24 ATOM, Inc. Systems and Methods For Internet-Of-Things (IOT) Robotic Sterilization Device
KR20210133546A (ko) * 2020-04-29 2021-11-08 주식회사 제타뱅크 이동 로봇
KR102334968B1 (ko) * 2020-08-13 2021-12-03 유버 주식회사 자외선살균로봇

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240135630A (ko) 2024-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021002499A1 (ko) 군집 로봇을 이용하여 사용자의 위치를 추적하는 방법, 태그장치 및 이를 구현하는 로봇
WO2020246625A1 (ko) 로봇 및 그를 포함하는 로봇 시스템
WO2020256163A1 (ko) 인공지능 이동 로봇과 그의 제어 방법
WO2020256180A1 (ko) 사용자 인식 기반의 유모차 로봇 및 그 제어 방법
US11511634B2 (en) Charging system for robot and control method thereof
WO2020241950A1 (ko) 이동 로봇 및 그 제어방법
US11503971B2 (en) Cleaning robot
WO2021040104A1 (ko) 로봇
WO2023153542A1 (ko) 살균로봇
WO2020256179A1 (ko) 공간 인식을 위한 마커, 공간을 인식하여 카트로봇을 정렬하고 이동시키는 방법 및 카트로봇
WO2022075592A1 (ko) 로봇
US11986953B2 (en) Mobile robot
WO2023074957A1 (ko) 배송 로봇
WO2024043370A1 (ko) 주행로봇
WO2024043367A1 (ko) 주행로봇
WO2022071668A1 (ko) 로봇 및 그 제어방법
WO2024034710A1 (ko) 운송 로봇
US11524404B2 (en) Robot system and control method thereof
WO2023243748A1 (ko) 운송 로봇, 운송 수단 및 그 제어방법
WO2023234447A1 (ko) 운송 로봇
WO2024025013A1 (ko) 자율 모바일 로봇 및 리프트 유닛
WO2024025010A1 (ko) 서빙 로봇
WO2024043368A1 (ko) 주행로봇
WO2024019234A1 (ko) 장애물 인식 방법 및 주행로봇
WO2023090497A1 (ko) 로봇

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22926140

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247026427

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A