KR101102994B1 - 의료용 이송로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 편리성을 확보하고, 장치의 보수, 정비의 횟수를 줄여 효율적인 사용이 가능하도록 구조가 개선된 의료용 이송로봇에 관한 것이다. 본 발명에 따른 의료용 이송로봇은 의료용 용품을 수납할 수 있는 수납부가 형성되어 있는 본체와, 본체에 회전가능하게 결합되는 구동바퀴와, 구동바퀴를 구동하는 구동부와, 적외선 또는 가시광선을 방출하는 방출부와, 방출부에서 방출된 후 외부에 부착된 비전표식에서 반사된 적외선 또는 가시광선을 감지하는 감지부를 가지는 감지유닛와, 감지부에서 감지된 적외선 또는 가시광선을 기초로 비전표식과 본체의 상대위치를 판단하고, 판단된 정보를 기초로 하여 상기 본체의 이동경로를 생성하는 경로형성부와, 경로형성부에서 생성된 경로를 따라 본체가 이동하도록, 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

의료용 이송로봇{Transport robot for medical samples}

본 발명은 병원에서 혈액 등의 의료 검체를 운반하기 위한 이동 로봇에 관한 것이다.

의료용 이송로봇은 병원에서 검사 및 진단을 위한 혈액 등의 검체 및 수술도구, 간호용품, 환자용품 등을 지정된 경로를 따라 특정위치로 전달하는 로봇이다. 일반적으로 이러한 무인 반송로봇은 바닥에 매설한 rail이나 유도장치를 따라 움직이도록 되어 있다.

이 경우, 건물의 바닥에 rail이나 유도장치를 매설해야 하는 번거로움과, 일단 매설된 경로를 다시 수정하기가 어려운 점이 있다. 또한 바닥에 설치된 장치로 인해 청결 등의 유지 관리가 어려우며, 외부 환경에 노출된 rail 등이 손상을 입을 수도 있으며, 오염이나 손상으로 인한 오인식, 오작동의 문제가 있었다.

그리고, 종래의 운반장치는 지정된 경로를 주행하기 때문에 경로상에 장애물이 발생할 경우 운반작업을 지속하지 못하게 되어 시간 지연으로 인한 검체의 손실, 장애물과의 충돌에 의한 검체의 파손 등의 문제가 있었다.

또한, 종래의 운반장치는 지정된 경로만을 사용할 수 있도록 되어 있어 비전문가인 사용자가 경로를 수정하거나 지시할 수 없어, 경로의 변경이 발생하거나 장치의 이상이 발생했을 때 이를 단시간 내에 해결하지 못해 업무에 차질을 갖는 경우가 있다. 또한 종래의 운반장치는 유선기구를 사용하도록 되어 있는 경우가 많으며, 무선의 경우 충전하는 동안은 장치를 사용하지 못하여 복수의 장치를 운영하거나 별도의 배터리를 충전하여 교체하는 등의 사용상 불편함이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자의 편리성을 확보하고, 장치의 보수, 정비의 횟수를 줄여 효율적인 사용이 가능하도록 구조가 개선된 의료용 이송로봇을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 의료용 이송로봇은 의료검체, 수술도구, 간호용품, 환자용품 등을 수납할 수 있는 수납부가 형성되어 있는 본체와, 상기 본체에 회전가능하게 결합되는 구동바퀴와, 상기 구동바퀴를 구동하는 구동부와, 적외선 또는 가시광선을 방출하는 방출부와, 외부에 부착된 비전표식에서 반사된 적외선 또는 가시광선을 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 적외선 또는 가시광선을 기초로 상기 비전표식과 상기 본체의 상대위치를 판단하고, 판단된 정보를 기초로 하여 상기 본체의 이동경로를 생성하는 경로형성부와, 상기 경로형성부에서 생성된 경로를 따라 상기 본체가 이동하도록, 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 의료용 이송로봇이 다양한 경로로 이동할 수 있으며, 장애물이 있는 경우에는 자동으로 이를 회피해서 이동하므로, 의료검체 및 수술도구 등을 신속하고 효율적으로 운반할 수 있다.

또한, 기존과 같이 바닥에 레일 등을 설치할 필요가 없으므로, 청결한 상태를 유지함과 더불어 오인식, 오작동 등의 문제를 해결할 수 있다.

또한, 지면에 항상 3개 이상의 바퀴가 접촉된 상태로 이동하기 때문에, 안전하게 의료검체를 운반할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 이송로봇을 전방 및 후방에서 바라본 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 의료용 이송로봇의 보조바퀴를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 의료용 이송로봇의 충전장치의 개략적인 사시도이다.
도 4는 충전 스테이션의 개략적인 사시도이다.
도 5는 충전장치와 충전 스테이션의 충전단자가 결합되는 과정을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 의료용 이송로봇에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 이송로봇을 전방 및 후방에서 바라본 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 의료용 이송로봇의 보조바퀴를 설명하기 위한 사시도이며, 도 3은 의료용 이송로봇의 충전장치의 개략적인 사시도이며, 도 4는 충전 스테이션의 개략적인 사시도이며, 도 5는 충전장치와 충전 스테이션의 충전단자가 결합되는 과정을 설명하는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 의료용 이송로봇(100)은 본체(10)와, 구동바퀴(20)와, 구동부와, 보조바퀴(30)와, 감지유닛(1,2)과, 센서와, 경로형성부와, 제어부를 구비한다.

본체(10)는 수납부(11)와, 모니터(3)와, 범퍼(6)를 가진다. 수납부(11)는 의료용 용품이 수납되는 곳으로, 여기서 의료용 용품이란 의료검체, 수술도구, 간호도구 및 환자도구 등 병원에서 취급되는 용품을 말한다. 이 수납부는 본체의 상단부에 형성된다. 모니터(3)는 로봇의 상태 확인 및 사용자의 명령을 입력하기 위한 것으로, 본체의 전면에 형성되며, 터치 방식으로 입력이 가능한 터치 스크린으로 구성된다. 범퍼(6)는 본체가 장애물과의 충돌시 충격을 완화하기 위한 것으로, 탄성을 가지는 소재를 포함하여 구성되며, 본체 하단의 둘레를 따라서 마련된다. 또한, 본체에는 on/off를 위한 스위치(도면 미도시)가 마련되어 있다.

구동바퀴(20)는 본체(10)를 움직이기 위한 것으로, 본 실시예의 경우 한 쌍의 구동바퀴가 본체 하단부에 회전가능하게 설치된다.

구동부(도면 미도시)는 구동바퀴를 회전시키기 위한 것으로, 본 실시예의 경우 한 쌍의 모터가 구동바퀴에 각각 결합된다.

보조바퀴(30)는 본체(10)의 자세 안정화를 위한 것이다. 본 실시예의 경우 한 쌍의 보조바퀴가 본체의 하단부에 회전가능하게 설치된다. 이때, 본체에 결합된 4개의 바퀴(구동바퀴 2, 보조바퀴 2) 중 적어도 3개의 바퀴가 항상 지면에 접촉될 수 있도록, 한 쌍의 보조바퀴 중 적어도 하나의 바퀴는 지면으로 탄성 바이어스 된다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 보조바퀴는 스프링(31)에 의해 지면으로 탄성 바이어스 되며, 이에 따라 최소한 3개의 바퀴가 항상 지면에 접촉된 상태로 안정한 자세를 유지하며 본체가 이동하게 된다.

감지유닛(1,2)은 비전표식의 위치를 감지하기 위한 것으로, 본 실시예의 경우 본체 상면의 전방 및 후방에 하나씩 설치된다.

본 발명에서는 의료용 이송로봇에게 위치정보를 제공하기 위하며, 비전표식이 의료검체의 이동경로 주위에 복수로 배치된다. 여기서, 비전표식이란 적외선 또는 가시광선 영역에서 특정 파장의 광을 잘 반사시킬 수 있는 물체를 의미한다. 이 비전표식은 일면에 접착제가 도포되어 있는 스티커 형식으로 제작되어 손쉽게 탈부착이 가능하며, 이 비전표식은 의료용 이송로봇의 이동경로 주위에 부착된다. 이때, 이 비전표식을 실내의 천장에 설치하면 미관상의 유리함을 가질 수 있다. 그리고, 이 비전표식은 복수의 지점에 부착되는데, 각 지점에 부착되는 비전표식은 서로 다른 문양(또는 부호)을 가지도록 부착된다. 예를 들어, 1번 지점에는 비전표식이 '1'모양으로 부착되고, 2번 지점에는 비전표식이 '2'모양으로 부착된다.

감지유닛(1,2)은 방출부와 감지부로 구성된다. 방출부는 적외선 또는 가시광선을 외부로 향하여 방출하며, 감지부에서는 방출부에서 방출된 적외선 또는 가시광선이 비전표식에서 반사된 후 돌아오는 것을 감지한다. 이러한 감지유닛으로는 적외선 카메라 등이 채용될 수 있다.

센서는 본체가 이동하는 과정에서 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 센서로는 카메라 또는 물체감지기 등이 이용될 수 있으며, 이 센서는 본체의 전면 및 후면에 복수로 배치된다. 이때, 이 센서는 장애물의 접근을 감지하는 센서(5)와, 장애물의 형태/크기를 감지하는 센서(4)를 포함하여 복합적으로 구성될 수 있다.

경로형성부(도면 미도시)는 본체의 이동경로를 실시간으로 형성 및 수정하는 것이다. 이에 관하여 구체적으로 설명하면, 기본적으로 경로형성부에는 의료용 이송로봇의 목적위치가 저장(또는 설정)되어 있다. 경로형성부는 감지유닛에서 감지된 비전표식과 본체의 상대적인 위치를 파악하고, 이를 이용하여 목적위치로 이동하기 위한 이동경로를 형성(수정)한다. 이때, 비전표식과 본체의 상대적인 위치파악은, 비전표식의 문양과 해당 비전표식의 위치를 사전에 인식하고, 본체에 마련된 감지유닛을 통해 확인된 대상 비전표식의 본체에 대한 상대적 위치를 영상 중심으로부터의 거리, 영상에서의 비전표식의 각도, 비전표식 자체의 각도, 비전표식의 기울기, 형상의 왜곡 등을 이용하여 계산함으로써 본체의 현재 위치를 알 수 있다.

그리고, 본체가 이동하는 동안에 센서에 장애물 등이 감지되는 경우에는 장애물을 피하는 방향으로 이동경로를 수정하며, 이때에도 실시간으로 비전표식에 대한 상대위치를 파악하고, 이를 이용하여 이동경로를 수정한다. 즉, 장애물을 피하면서 목적지에 도달할 수 있는 최선의 경로를 새로이 형성한다.

또한, 경로형성부는 의료용 이송로봇의 충전을 위해 충전이 가능한 위치(충전 스테이션의 위치)를 사전에 인식하고 있으며, 충전이 필요한 상태를 스스로 인식하거나 외부의 명령에 의해 충전이 가능한 위치로 이동하기 위해, 비전표식을 이용하여 경로를 설정 및 수정한다.

제어부(도면 미도시)는 경로형성부에서 설정된 이동경로를 따라 본체가 이동되도록 구동부를 제어한다.

그리고, 의료용 이송로봇(100)은 충전장치(40)와 충전 스테이션(50)을 더 구비한다.

충전장치(40)는 본체(10)의 내부에 설치된다. 충전장치는 DC 전류를 공급받아 충전하기 위해 2개의 삽입부(41)를 가지며, 각 삽입부는 좌우의 격벽(44)에 의해 위치가 구별된다. 삽입부 내부의 상판에는 Roller(42)가 달려 있어 외부에서 삽입되는 충전돌출부(52)가 쉽게 미끄러지도록 한다. 또한, 삽입부의 내부에는 충전돌출부가 삽입되는 방향으로 슬라이딩 가능하게 차단불록(45)이 설치되어 있다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 이 차단블록(45)은 스프링(도면 미도시) 등에 의해 전방으로 탄성바이어스 되어, 충전돌출부(52)가 삽입되지 않을 때는 차단블록(45)이 삽입부의 입구를 막도록 배치된다.

또한, 삽입부에는 회전축(461)을 중심으로 회전가능하게 링크기구(46)가 설치되며, 이 링크기구의 일측 단부에는 도전성 재질의 충전롤러(47)가 결합되어 있다. 그리고, 이 링크기구는 시계방향, 즉 도 5의 (a)에 도시된 화살표 방향(a)으로 탄성바이어스 되어 있다.

충전 스테이션(50)은 충전장치를 충전하기 위한 것이다. 이 충전 스테이션의 하단부에는 가이드(51)가 마련되어 있어서, 본체가 충전 스테이션의 충전위치로 이동되도록 가이드된다. 그리고, 충전 스테이션의 상단부에는 한 쌍의 충전돌출부(52)가 마련되어 있으며, 각 충전돌출부의 하면에는 도전성 재질의 충전단자(53)가 각각 결합되어 있다. 또한, 이 충전돌출부(52)의 하측에는 보호커버(54)가 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 충전돌출부가 충전장치에 삽입되지 않은 상태에서는 보호커버(54)가 충전단자(53)를 가리도록 배치된다.

그리고, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 충전돌출부(52)가 충전장치에 삽입될 때에는 보호커버의 중앙부분(541)(도 4의 (b) 참고)이 격벽(44)에 의해 눌려져 보호커버(54)가 슬라이딩 되고, 이에 따라 충전단자(53)가 외부로 노출되게 된다. 또한, 충전돌출부가 충전장치에 삽입되면, 차단블록이 삽입부의 내부로(후방으로) 슬라이딩되면서 링크부재의 단부를 누르게 되어 링크부재가 반시계 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 충전롤러가 충전단자에 접촉되어 충전이 이루어지게 된다.

한편, 충전장치 및 충전 스테이션에는 충전이 정상적으로 이루어질 수 있도록, 충전돌출부가 충전장치 내에 제대로 삽입되었는지 여부를 확인하기 위한 충전위치확인수단이 더 마련된다. 본 실시예의 경우 충전위치확인수단은 발광소자와 수광소자로 이루어진다. 발광소자는 한 쌍 구비되어 충전돌출부에 하나씩 결합되며, 수광소자는 한 쌍 구비되어 충전 스테이션의 삽입부 내에 하나씩 배치된다(혹은, 발광소자가 삽입부에 배치되고 수광소자가 충전돌출부에 구비될 수도 있다). 그리고, 각 발광소자에서 방출된 광이 각 수광소자로 수신되면, 충전돌출부가 삽입부 내에 정상적으로 삽입된 것으로 판단하고 충전을 실시한다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 의료용 이송로봇이 다양한 경로로 이동할 수 있으며, 장애물이 있는 경우에는 자동으로 이를 회피하며, 회피한 이후에는 다시 비전표식을 감지하여 현재 위치를 판단한 후 목적지까지의 최선의 경로를 따라 이동하므로, 의료검체 등을 신속하고 효율적으로 운반할 수 있다.

또한, 기존과 같이 바닥에 레일 등을 설치할 필요가 없으므로, 청결한 상태를 유지할 수 있으며, 오인식으로 인한 오작동의 위험을 줄일 수 있다.

또한, 지면에 항상 3개 이상의 바퀴가 접촉된 상태로 이동하기 때문에, 안전하게 의료검체를 운반할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

100...의료용 이송로봇 10...본체
20...구동바퀴 30...보조바퀴
40...충전장치 50...충전 스테이션

Claims (5)

1. 의료용 용품을 수납할 수 있는 수납부가 형성되어 있는 본체;
   상기 본체에 회전가능하게 결합되는 구동바퀴;
   상기 구동바퀴를 구동하는 구동부;
   적외선 또는 가시광선을 방출하는 방출부와, 상기 방출부에서 방출된 후 외부에 부착된 비전표식에서 반사된 적외선 또는 가시광선을 감지하는 감지부를 가지는 감지유닛;
   상기 감지부에서 감지된 적외선 또는 가시광선을 기초로 상기 비전표식과 상기 본체의 상대위치를 판단하고, 판단된 정보를 기초로 하여 상기 본체의 이동경로를 생성하는 경로형성부;
   상기 경로형성부에서 생성된 경로를 따라 상기 본체가 이동하도록, 상기 구동부를 제어하는 제어부;
   상기 본체의 내부에 배치되며, 상기 구동부로 전원을 전달하는 충전장치; 및
   상기 충전장치를 충전하기 위한 것으로, 외부에 배치되는 충전 스테이션;을 포함하며,
   상기 충전장치는, 외부의 충전돌출부가 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 입구를 막는 위치와 상기 삽입부 내부의 위치 사이에서 슬라이딩 가능하게 결합되는 차단블록과, 도전성 소재로 이루어지는 충전롤러를 포함하며,
   상기 충전 스테이션은, 상기 삽입부에 삽입되는 충전돌출부와, 상기 충전돌출부의 하면에 결합되며 외부 전원이 인가되는 충전단자와, 상기 충전단자가 노출되는 위치와 상기 충전단자를 가리는 위치 사이에서 슬라이딩가능한 보호커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 이송로봇.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체에 회전가능하게 결합되며, 지면을 향하여 탄성 바이어스되는 보조바퀴;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 의료용 이송로봇.
3. 제1항에 있어서,
   상기 본체의 이동경로 상에 장애물이 있는지 여부를 감지하는 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 이송로봇.
4. 의료용 용품을 수납할 수 있는 수납부가 형성되어 있는 본체;
   상기 본체에 회전가능하게 결합되는 구동바퀴;
   상기 구동바퀴를 구동하는 구동부;
   상기 본체가 경로를 따라 이동하도록, 상기 구동부를 제어하는 제어부;
   상기 본체의 내부에 배치되며, 상기 구동부로 전원을 전달하는 충전장치; 및
   상기 충전장치를 충전하기 위한 것으로, 외부에 배치되는 충전 스테이션;을 포함하며,
   상기 충전장치는, 외부의 충전돌출부가 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 입구를 막는 위치와 상기 삽입부 내부의 위치 사이에서 슬라이딩 가능하게 결합되는 차단블록과, 도전성 소재로 이루어지는 충전롤러를 포함하며,
   상기 충전 스테이션은, 상기 삽입부에 삽입되는 충전돌출부와, 상기 충전돌출부의 하면에 결합되며 외부 전원이 인가되는 충전단자와, 상기 충전단자가 노출되는 위치와 상기 충전단자를 가리는 위치 사이에서 슬라이딩가능한 보호커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 이송로봇.
5. 제4항에 있어서,
   상기 충전돌출부 및 상기 삽입부 중 어느 하나에 결합되는 발광소자와,
   상기 충전돌출부 및 상기 삽입부 중 다른 하나에 결합되는 수광소자를 더 포함하며,
   상기 발광소자에서 발광된 광이 상기 수광소자에 수광될 때 상기 충전장치의 충전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 의료용 이송로봇.

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