KR102270075B1 - 로봇용 자율충전 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에 있어서, 상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 상기 로봇은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되는, 로봇용 자율충전 시스템에 관한 것이다. 이로써, 보다 정확하게 로봇이 배터리 충전을 위해 자율적으로 도킹할 수 있도록 해준다.

Description

로봇용 자율충전 시스템 및 방법{Automatic Charging System and Method for Robot}
본 발명은 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도킹유도 신호를 송출하는 다수의 신호 송출부들 및 이러한 도킹유도 신호를 수신할 수 있는 다수의 센서들을 이용해, 로봇이 원활한 충전을 위해서 도킹스테이션으로 자율적으로 이동하여 도킹할 수 있도록 해주는 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
가정 및 산업 현장에서 위험하거나 또는 반복적인 인간의 노동을 대신하는 다양한 종류의 로봇이 널리 사용되고 있다. 이러한 로봇이 그 기능을 제대로 수행하기 위해서는 어댑터를 이용해 실시간으로 공급되는 외부 AC 전원을 이용하거나 또는 이전에 미리 충전된 배터리를 이용해, 전력이 끊김없이 지속적으로 공급되어야 한다.
어댑터를 이용한 유선충전을 하는 경우가 대부분의 로봇에서 사용하는 방식이기는 하지만, 로봇이 이동할 수 있는 기능을 가진 이동로봇의 경우에는 사용 중에 배터리 잔량 부족 등으로 충전이 필요한 경우, 자율주행을 통한 자동충전이 아닌 경우 로봇 스스로 충전을 진행할 수 없다.
이때 상기와 같이, 로봇의 서비스를 끊김없이 지속적으로 제공해 줄 수 있도록, 로봇이 배터리 잔량 부족 등으로 충전이 필요한 경우 자율주행을 통해 원활한 무선충전이 진행될 수 있도록 보조해 주는 시스템 및/또는 방법이 로봇용 자율충전 시스템에 도입될 필요가 있다.
KR 10-1415879 B1 US 7332890 B2
이로써, 본 발명의 목적은 도킹유도 신호를 송출하는 다수의 신호 송출부들 및 이러한 도킹유도 신호를 수신할 수 있는 다수의 센서들을 이용해, 로봇이 원활한 충전을 위해서 도킹스테이션으로 자율적으로 이동하여 도킹할 수 있도록 해주는 로봇용 자율충전 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 로봇이 배터리 충전을 위해 자율적으로 도킹할 수 있어 로봇의 서비스를 끊김없이 지속적으로 제공해 줄 수 있는 로봇용 자율충전 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템은,
상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고,
상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고,
상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하는 것에 의해 달성된다.
여기서, 상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다.
유사하게, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다.
또한, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다.
유사하게, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다.
한편, 상기 도킹스테이션은, 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 내장되는 무선전력 송신부, 및 상기 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부를 포함하고, 상기 로봇은, 무선충전을 위해 로봇에 내장되는 무선전력 수신부, 및 상기 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 제1 접촉부에 접촉되는 제2 접촉부를 포함하고, 상기 제1 접촉부는, 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 제1 접촉부에는 자석이 내장되어 있고, 상기 제2 접촉부에는 상기 자석의 존재 여부를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하는 것이 바람직하다.
이에 더하여, 상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 측면에 따른 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에서 구현되는 로봇용 자율충전 방법은, 이때 상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고, 상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고, 상기 방법은
로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하는 단계, 이때 상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하고; 및
상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계를 포함하는 것에 의해 달성된다.
여기서, 상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다.
유사하게, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다.
또한, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 및/또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다.
유사하게, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 및/또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다.
한편, 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계는, 이때 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 이용해 도킹을 완료하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 따르면 도킹유도 신호를 송출하는 다수의 신호 송출부들 및 이러한 도킹유도 신호를 수신할 수 있는 다수의 센서들을 이용해, 로봇이 원활한 충전을 위해서 도킹스테이션으로 자율적으로 이동하여 도킹할 수 있도록 해주는 장점이 있다.
또한 본 발명의 로봇용 자율충전 시스템 및 방법에 따르면 로봇이 배터리 충전을 위해 자율적으로 도킹할 수 있어 로봇의 서비스를 끊김없이 지속적으로 제공해 줄 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 및 이 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 밑면을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면으로서, 로봇이 도킹스테이션에 도킹된 상태를 보여주고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템 중 도킹스테이션을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 종래 기술의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 시스템을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션에 포함된 신호 송신부의 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션과 로봇의 위치 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신부가 구비된 로봇을 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율충전 방법을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
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. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
도면들, 특히 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 로봇용 자율충전 장치 및 시스템을 설명하기로 한다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 및 이 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면이다. 또한 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 밑면을 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템을 보여주는 도면으로서, 로봇이 도킹스테이션에 도킹된 상태를 보여주고 있다. 이에 더하여, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템 중 도킹스테이션을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 로봇용 자율충전 시스템은 로봇(20) 및 이 로봇(20)의 무선충전을 위한 도킹스테이션(10)을 포함하여 구성된다.
여기서 로봇(20)은 전력 공급을 받아 미리 정해진 또는 미리 프로그램된 코드에 따라 정해질 수 있는, 일정한 동작들을 수행한다. 이때 전력 공급은 직접 외부 전원으로부터 또는 로봇에 내장된 배터리로부터 수행될 수 있다.
도킹스테이션(10)에는 어댑터를 통해 외부전원을 공급받아 로봇에 내장된 배터리를 충전하기 위한 전원을 공급하는 무선전력 송신부(미도시)가 마련되어 있다. 이에 대응하여, 로봇(20)에는, 이 무선전력 송신부로부터 송출되는 무선 전력을 수신하여 로봇에 내장된 배터리를 충전시킬 수 있도록 배치되는 무선전력 수신부(미도시)가 마련되어 있다.
이 무선전력 송신부와 이 무선전력 수신부는 본 발명에 따른 로봇용 자율충전 장치를 구성하고, 이와 같은 무선전력 송신부 및 무선전력 수신부의 구성 및 기능은 공지의 내용이므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 발명에 따라 무선충전을 위해 로봇(20)에 내장되는 무선전력 수신부와 무선충전을 위해 도킹스테이션(10)에 내장되는 무선전력 송신부도 역시 도 6에 도시된 종래 기술의 일 실시예에 따른 로봇용 자율충전 시스템과 같이, 서로 정렬된 상태에서만 원활한 전력전송이 이루어질 수 있음에 유의해야 한다.
도 1을 참조하면, 도킹스테이션(10)에는 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇(20)이 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부(11)가 마련되어 있다.
도 2를 참조하면, 이와 대응하여, 로봇(20)에는 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 로봇(20)이 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 때 제1 접촉부(11)에 접촉되는 제2 접촉부(21)가 마련되어 있다.
이때, 제1 접촉부(11)와 제2 접촉부(21)는 원형으로 도시되어 있으나, 어떠한 형태든 가능하고, 서로 다른 형태를 가지는 것도 가능하다. 또한 제1 접촉부(11)가 제2 접촉부(21)의 면적과 실질적으로 같거나 또는 안정감을 위해 이보다 클 수 있다.
제1 접촉부(11)는 적어도 무선전력 송신부를 덮고 있는 커버의 일부로서, 여기서는 도킹스테이션(10)의 상판의 일부로서 구성될 수 있고, 바람직하게는 도 4에서와 같이 도킹스테이션의 상판의 나머지 부분과 별도의 분리된 조각으로 제작되어 조립될 수 있다. 한편, 제2 접촉부(21)는 적어도 무선전력 수신부를 덮고 있는 커버의 일부, 여기서는 로봇의 밑판의 일부로서, 일체형으로 구성될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 접촉부(11)는 적어도 하나의 자석(12)을 포함하고, 제2 접촉부(21)는 이 자석의 존재 여부를 감지하는 적어도 하나의 센서(22)를 포함한다. 자석(12) 및 센서(22), 특히 홀 센서는 내장되어 있을 수 있고, 나아가 적어도 일부가 외부로 노출될 수도 있다.
도면에는 각각 3 개로 도시되어 있으나, 자석(12) 및 센서(22)의 수는 이에 한정되지는 않는다. 바람직하게, 자석(12)과 센서(22)의 위치는 도킹 완료시 실질적으로 서로 대응하도록 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 자석과 이를 감지하는 홀 센서로 설명하였으나, 예를 들어 스위치 등의 기계적인 구성요소를 포함하여, 이와 같이 일정한 관계를 가지고 도킹 여부를 판단할 수 있게 해주는 구성요소라면 어떠한 것도 가능하다.
즉, 제1 접촉부(11)에는 적어도 하나의 자석(12)이 내장되어 있고, 제2 접촉부(21)에는 이 자석의 존재 여부, 즉 이 자석의 자력의 크기 등을 감지하는 적어도 하나의 홀 센서(22)가 내장되어 있어, 이 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하게 된다. 이때 도킹 완료 시점은 필요에 따라 로봇마다 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 이 도킹 완료 시점은 도 3에서와 같이, 완전히 도킹이 종료되는 시점을 의미할 수도 있고, 일정 정도의 안정성을 가지고 도킹이 이루어진 시점을 의미할 수도 있다.
이렇게 정상적으로 도킹이 완료되면, 충전이 시작되고, 충전 중에도 로봇이 일정 동작을 수행할 수 있게 된다. 이때, 이 일정 동작은, 회전 동작, 감시 동작, 조치 동작 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 정상적으로 도킹이 완료되면, 로봇이 회전하여 로봇에 장착된 카메라를 이용하여 주변의 상황을 감시하고, 응급상황 등이 발생하면 관련된 사람이나 기관에 응급신호를 보내거나 전화를 거는 동작을 수행할 수 있다. 또는 지속적으로 로봇이 좌우로 회전하면서 지속적으로 상황을 감시하고 이에 따라 조치할 수도 있다.
이에 더하여, 도 4를 참조하면, 본 발명은 충전을 충실히 수행하면서 로봇이 일정 동작을 수행할 수 있도록, 즉 충전 중에 도킹스테이션의 무선전력 송신부와 로봇에 내장된 무선전력 수신부가 최대한 밀착할 수 있도록 하기 위해, 제1 접촉부(11)는, 무선충전을 위해 로봇(20)이 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 때 도킹스테이션(10)에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재(41)를 더 포함한다.
이 탄성부재(41)는 스프링 등과 같은 소정의 탄성회복력을 가지는 소재로서, 무선충전을 위해 로봇(20)이 도킹스테이션(10), 제1 접촉부(11) 위로 올라오면, 로봇(20)의 무게 등으로 인해 제1 접촉부(11) 및 탄성부재(41)가 아래로 눌려지고 이로 인해 탄성부재(41)의 탄성회복력에 의해 이에 직접 또는 간접으로 연결되는 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주게 된다. 이를 위해 무선전력 송신부는, 제1 접촉부(11) 아래에 설치되어 탄성부재(41)의 움직임에 연동되는 다른 부품에 설치될 수 있는데, 예를 들어 참조부호 43으로 지시되는 개구부에 삽입될 수 있다. 이때, 탄성부재(41)는, 적어도 제1 접촉부(11) 아래에 그리고 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치될 수 있다. 물론 탄성부재(41)는 내장되어 있을 수 있고, 나아가 적어도 일부가 외부로 노출될 수도 있다.
한편, 도킹스테이션(10)에는 로봇이 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부(42)가 마련되어 있고, 로봇(20)에는 신호 송신부(42)로부터의 신호를 수신하는 신호 수신부(미도시)가 이에 대응하는 위치에, 예를 들어 도 3의 녹색 투명창 내부에, 마련되어 있다.
상기에서 언급된 로봇이 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호는, 소위 도킹유도 신호로서, 로봇이 배터리충전이 필요한 경우, 예를 들어 로봇이 미리 정해진 기준에 미치지 못하는 배터리 잔량을 발견하거나, 일정 동작을 수행하기에는 배터리 잔량이 부족하다고 판단하거나, 또는 기타 미리 정해진 조건에 따라 도킹스테이션으로의 복귀가 필요한 경우에 있어서, 로봇에 내장된 신호 수신부에 의해 도킹스테이션이 송신하는 신호를 감지하여 도킹스테이션으로 접근하는 데 이용된다. 이로써 로봇(20)이 무선충전을 위해 신호를 송신하는 도킹스테이션(10) 위로 도킹할 수 있게 된다. 이때 필요에 따라서, 로봇의 도킹 경로 및 위치는 상기 신호 감지 결과에 따라 조정될 수 있는데, 이는 이하에서 자세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션에 포함된 신호 송신부의 구조를 보여주는 도면인 도 7을 참조하면, 신호 송신부는 적어도 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1 신호 송출부(71), 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2 신호 송출부(72), 및 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부(73)을 포함한다.
제1 신호 송출부(71)는 로봇이 안정적인 도킹을 위해 도킹스테이션을 향해 똑바로 전진하는 데 도움을 주기 위해 어느 정도 좁은 범위에서 검출되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서의 치수 및 이러한 상황을 고려하여, 제1 신호 송출부(71) 앞에는 예를 들어 25 mm 이하의, 바람직하게는 15 mm의 소정 간격의 틈(α)이 존재할 수 있다. 이러한 틈이 정확한 수치는 상황에 따라 달라질 수 있다.
제2 신호 송출부(72) 및 제3 신호 송출부(73)는 로봇이 안정적인 도킹을 위해 안전하게 제1 신호 송출부(71)로부터의 신호와 중첩되지 않는 범위에서 검출되는 것이 바람직하다. 이러한 상황을 고려하여, 제2 신호 송출부(72) 및 제3 신호 송출부(73) 앞에는 소정 각도(β)로 경사져 있는 격벽이 존재할 수 있다.
이때 제1 내지 제3 신호 송출부(71, 72, 73) 각각은 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72a, 73) 및/또는 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72b, 73)를 포함할 수 있다. 물론 제1 신호 송출부(71)에도 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소 및/또는 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소를 그 내부에 포함하고 있으나, 도시되어 있지는 않다.
상기의 제1 내지 제3 신호 송출부(71, 72, 73) 각각에 있어서, 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72a, 73)와 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소(72b, 73)는 별도의 물리적으로 구분가능한 요소들로 구현될 수도 있거나, 또는 물리적으로는 하나의 요소로서 구현되나 시간적으로 구분가능하게 작동할 수도 있다.
이때, 좌측방 및 우측방을 향해 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소들(72a, 73)은 동시에 신호를 송출하는 것이 바람직하다. 이는 송출 타이밍이 다를 경우 예를 들어 도킹스테이션 근방에 반사체가 있을시 반사되는 신호까지도 감지되어 방향 판단에 오류가 발생하는 것을 방지하기 위해서이다.
또한, 제1 내지 제3 신호 송출부(71) 및/또는 그 일부는 로봇의 정면을 향하도록 설치될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 또한 제1 내지 제3 신호 송출부에는 시판되는 LED 등이 사용되는 것으로 도시되어 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도킹스테이션과 로봇의 위치 관계를 보여주는 도면인 도 8을 참조하면, 벽 앞에 도킹스테이션(10)이 설치되어 있다. 이는 로봇이 도킹스테이션에 도킹시 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위해서인데, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
로봇이 도킹스테이션을 향해 도킹할 때(화살표 방향 참조), 로봇의 관점에서 도킹스테이션에 대한 로봇의 상대적 위치를 볼 때, 중앙영역은 A, D이고, 좌측영역은 B, E이고, 우측영역은 C, F로 가정한다. 여기서, A, B, C로 참조된 영역들은 단거리에서 검출될 수 있는 신호가 감지되는 영역이고, D, E, F는 이와 달리, 이보다 먼 원거리에서 검출될 수 있는 신호가 감지되는 영역으로 가정한다.
이러한 도킹스테이션에 대한 로봇의 상대적 위치는 신호 수신부에 수신되는 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들에 기초하여 판단되게 된다. 예를 들어, 제1 신호 송출부 중 원거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소로부터 신호를 감지하였다면, 로봇은 중앙영역 및/또는 원거리의 중앙영역(D)에 위치하는 것으로 판단할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 제2 신호 송출부 중 단거리에서 검출될 수 있는 신호를 송출하는 요소로부터 신호를 감지하였다면, 로봇은 좌측영역 및/또는 단거리의 좌측영역(B)에 위치하는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신부가 구비된 로봇을 보여주는 도 9를 참조하면, 신호 수신부는 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 연속적으로 및/또는 불연속적으로 수신하는데, 이때 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서(91), 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서(92), 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서(93)를 포함한다.
또한, 신호 수신부는, 로봇의 좌측방을 향하여 제1 센서(91)와 제2 센서(92) 사이에 장착되는 제4 센서(94), 로봇의 우측방을 향하여 제1 센서(91)와 제3 센서(93) 사이에 장착되는 제5 센서(95)를 더 포함할 수 있다. 나아가, 로봇이 도킹스테이션에 똑바로 진입하여 원활하게 도킹하기 위해서는 제4 센서(94) 및 제5 센서(95)는 각각 제2 센서(92) 및 제3 센서(93)보다는 제1 센서(91)에 더 근접하게 위치되는 것이 바람직하다.
이러한 신호 수신부 내의 복수의 센서들에 수신되는 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션으로 이동 및/또는 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하는데, 이러한 자율충전 알고리즘은 이하와 같다.
(1) 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 제1 센서(1)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진한다.
(2) 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진한다.
(3) 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전하고, 계속적으로 (1)의 단계들을 수행한다.
(4) 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전하고, 계속적으로 (2)의 단계들을 수행한다.
(5) 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하고, (2)의 단계를 계속하여 수행한다.
(6) 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하고, (1)의 단계를 계속하여 수행한다.
상기와 같이, 로봇의 좌측방 센서들 및/또는 우측방 센서들에 수신된 신호들에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측 및/또는 우측영역이라고 판단된 경우, 일차적으로는 중앙영역을 향하여 전진할 수 있도록 회전하고, 회전할 필요가 없을 경우에는 회전 없이 바로 전진한다. 이러한 전진은, 로봇의 좌측방 센서들 및/또는 우측방 센서에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 진행된다. 다음으로, 전방 센서에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 회전한 후 전진함으로써, 도킹을 완료하고 충전이 진행되게 된다.
이에 추가적으로, 단거리 또는 원거리 중 어느 것으로 판단되느냐에 따라, 전진 속도 등을 변경하는 등의 추가적인 작동이 수행될 수 있다.
이러한 판단은, 신호 수신부 내의 모든 센서들에 수신된 신호들에 기초하여 수행될 수 있으며, 이러한 판단 기능은 로봇의 전반적인 동작 및 기능을 제어할 수 있는 제어부 내에 포함되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법을 보여주는 흐름도인 도 5를 참조하여 설명하기로 한다. 상기에서 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 장치 및 시스템에서 이미 언급된 내용은 중복을 회피하기 위해 이하에서 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 무선충전 방법은, 로봇이 서비스를 제공하고 있다가(S50), 배터리충전이 필요한 경우, 예를 들어 로봇이 미리 정해진 기준에 미치지 못하는 배터리 잔량을 발견하거나, 일정 동작을 수행하기에는 배터리 잔량이 부족하다고 판단하거나, 또는 기타 미리 정해진 조건에 따라 도킹스테이션으로의 복귀가 필요한 경우에 있어서, 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하게 된다(S52). 이때 도킹이 필요한지 여부에 대하여 판단하는 것을 더 포함하여(S51), 도킹이 필요하지 않다면 계속적으로 서비스할 수 있다.
도킹스테이션으로 이동할 때, 도킹스테이션에는 신호를 송신하는 신호 송신부가 마련되어 있고, 로봇에는 신호 송신부로부터의 신호를 수신하는 신호 수신부가 마련되어 있어, 신호 수신부의 수신 결과에 기초하여 이동하게 된다(S53).
연이어, 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션에 도킹하게 되는데(S54), 이때 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부에는 자석이 내장되어 있고, 또한 로봇에 내장되는 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 도킹스테이션 위로 도킹할 때 제1접촉부에 접촉되는 제2 접촉부에는 자석의 존재 여부를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 이 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하거나 및/또는 무선충전을 위해 로봇이 도킹스테이션 위로 도킹할 때 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 이용해 도킹을 완료하게 된다(S55).
도킹 완료 후에는 무선충전 중에도 로봇이 일정 동작을 수행하게 되는데, 예를 들어 로봇이 회전하여(S56) 로봇에 장착된 카메라를 이용하여 주변의 상황을 감시하고, 응급상황 등이 발생하면 관련된 사람이나 기관에 응급신호를 보내거나 전화를 거는 동작 등 로봇이 제공하는 서비스를 수행할 수 있다. 무선충전 중에 로봇이 제공하는 서비스는, 본래 로봇이 제공하는 서비스 중 적어도 일부를 포함할 수 있고, 또는 전혀 다른 서비스일 수도 있다.
한편, 상기의 S52에서와 같이, 배터리충전이 필요한 경우, 예를 들어 로봇이 미리 정해진 기준에 미치지 못하는 배터리 잔량을 발견하거나, 일정 동작을 수행하기에는 배터리 잔량이 부족하다고 판단하거나, 또는 기타 미리 정해진 조건에 따라 도킹스테이션으로의 복귀가 필요한 경우에 있어서, 로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하게 된다.
도킹스테이션으로 이동할 때에는 S53에서와 같이, 도킹스테이션에는 도킹을 유도하는 신호를 송신하는 신호 송신부(도 7 참조)가 마련되어 있고, 로봇에는 신호 송신부로부터의 신호를 수신하는 신호 수신부(도 9 참조)가 마련되어 있어, 신호 수신부의 수신 결과에 기초하여 이동하게 된다.
이때 예를 들어, 도 8에서의 설명과 같이, 도킹스테이션에서 송신되는 도킹 유도 신호에 따라 로봇과 도킹스테이션 사이의 위치관계를 판단할 수 있다.
나아가, 로봇이 도킹스테이션으로 이동할 때 적용될 수 있는, 상기에서 설명된 자율충전 알고리즘을, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율충전 방법을 보여주는 도면인 도 10 내지 도 12를 참조하여, 예를 들어 설명한다.
도 10에서와 같이, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 우측영역(F)이라고 판단된 경우, 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 (화살표 방향으로) 전진한다.
그후 도 11을 참조하면, 제3 센서(93) 및/또는 제5 센서(95)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단되면, 제1 센서(91)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한다.
이렇게 회전하여 로봇이 도킹스테이션을 똑바로 향하게 되면, 도 12에서와 같이 화살표 방향으로 전진하여 도킹스테이션으로 복귀하게 된다.
한편, 제2 센서(92) 및/또는 제4 센서(94)에 수신된 신호에 기초하여 로봇의 상대적 위치가 좌측영역(E)이라고 판단된 경우에도, 회전 방향만 다를 뿐, 이와 유사하게 동작한다. 여기서, 회전 방향은 최소의 회전을 달성할 수 있는 방향을 선택한 것으로, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
일반적으로 본 명세서에서 사용된 용어는, 특히 청구항에서(예를 들어, 청구항의 본문) 일반적으로 "개방적인" 용어로 의도된다(예를 들어, "포함하는"은 "포함하나 이에 제한되지 않는"으로, "가지다"는 "적어도 그 이상으로 가지다"로, "포함하다"는 "포함하나 이에 제한되지 않는다"로 해석되어야 함) 도입된 청구항 기재에 대하여 특정한 개수가 의도되는 경우, 이러한 의도는 해당 청구항에서 명시적으로 기재되며, 이러한 기재가 부재하는 경우 이러한 의도는 존재하지 않는 것으로 이해된다.
본 발명의 특정 특징만이 본 명세서에서 도시되고 설명되었으며, 다양한 수정 및 변경이 당업자에 대하여 발생할 수 있다. 그러므로 청구항은 본 발명의 사상 내에 속하는 변경 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다는 점이 이해된다.
10: 도킹스테이션 11: 제1 접촉부
12: 센서 20: 로봇
21: 제2 접촉부 22: 자석
23: 바퀴 41: 탄성부재
42: 신호 송신부 71, 72, 73: 신호 송출부
91, 92, 93, 94, 95: 센서부

Claims (17)

  1. 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에 있어서,
    상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고,
    상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고,
    상기 도킹스테이션은, 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 내장되는 무선전력 송신부, 및 상기 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부를 더 포함하고,
    상기 로봇은, 무선충전을 위해 로봇에 내장되는 무선전력 수신부, 및 상기 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 제1 접촉부에 접촉되는 제2 접촉부를 더 포함하고,
    상기 제1 접촉부는, 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 그 탄성회복력에 의해 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 더 포함하고,
    상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들에 수신되는 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는, 로봇용 자율충전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2 센서 또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제3 센서 또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 접촉부에는 자석이 내장되어 있고, 상기 제2 접촉부에는 상기 자석의 존재 여부를 감지하는 센서가 내장되어 있어, 상기 센서의 감지 결과에 기초하여 도킹 완료를 판단하는, 로봇용 자율충전 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는, 로봇용 자율충전 시스템.
  10. 로봇 및 상기 로봇의 무선충전을 위한 도킹스테이션을 포함하는, 로봇용 자율충전 시스템에서 구현되는 로봇용 자율충전 방법에 있어서, 이때 상기 도킹스테이션은, 상기 로봇이 상기 도킹스테이션과 도킹을 위해 이용할 수 있는 신호를 송신하는 신호 송신부를 포함하고, 이때 상기 신호 송신부는 적어도 상기 도킹스테이션의 전방을 향하여 신호를 송출하는 제1신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 좌측방을 향하여 신호를 송출하는 제2신호 송출부, 상기 도킹스테이션의 우측방을 향하여 신호를 송출하는 제3 신호 송출부를 포함하고, 상기 로봇은, 상기 제1 내지 제3 신호 송출부로부터의 신호들을 수신하는 신호 수신부를 포함하고, 이때 상기 신호 수신부는 적어도 상기 로봇의 전방을 향하여 로봇의 중앙에 장착되는 제1 센서, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 로봇의 좌측에 장착되는 제2 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 로봇의 우측에 장착되는 제3 센서를 포함하고,
    상기 도킹스테이션은, 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 내장되는 무선전력 송신부, 및 상기 무선전력 송신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 무선충전을 위해 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 접촉되는 제1 접촉부를 더 포함하고,
    상기 로봇은, 무선충전을 위해 로봇에 내장되는 무선전력 수신부, 및 상기 무선전력 수신부 중 적어도 일부를 둘러싸고 또한 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 상기 제1 접촉부에 접촉되는 제2 접촉부를 더 포함하고,
    상기 제1 접촉부는, 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 그 탄성회복력에 의해 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 탄성부재를 더 포함하고,
    상기 방법은
    로봇이 무선충전을 위해 도킹스테이션을 향해 이동하는 단계, 이때 상기 신호 수신부 내의 복수의 센서들 각각에 수신된 신호에 기초하여 판단된 로봇의 상대적 위치에 따라 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션으로 이동 및 회전하게 되고, 이때 상기 로봇의 상대적 위치는, 상기 도킹스테이션을 중심으로 중앙영역인지, 좌측영역인지 또는 우측영역인지에 대한 정보를 포함하고; 및
    상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계를 포함하고, 상기 로봇이 무선충전을 위해 상기 도킹스테이션에 도킹하는 단계는, 무선충전을 위해 상기 로봇이 상기 도킹스테이션 위로 도킹할 때 그 탄성회복력에 의해 상기 도킹스테이션에 내장된 무선전력 송신부를 위쪽으로 밀어주는 상기 탄성부재를 이용해 도킹을 완료하는 단계를 더 포함하는, 로봇용 자율충전 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 신호 수신부는, 상기 로봇의 좌측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제2 센서 사이에 장착되는 제4 센서, 상기 로봇의 우측방을 향하여 상기 제1 센서와 상기 제3 센서 사이에 장착되는 제5 센서를 더 포함하고, 상기 제4 센서 및 제5 센서는 각각 상기 제2 센서 및 상기 제3 센서보다는 상기 제1 센서에 더 근접하게 위치되는, 로봇용 자율충전 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 센서 또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제3 센서 또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단된 경우, 상기 제2 센서 또는 상기 제4 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 좌측영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단된 경우, 상기 제3 센서 또는 상기 제5 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 우측영역이라고 판단될 때까지 반시계방향으로 회전한 후 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 전진하고, 상기 제1 센서에 수신된 신호에 기초하여 상기 로봇의 상대적 위치가 중앙영역이라고 판단될 때까지 시계방향으로 회전한 후 전진하는, 로봇용 자율충전 방법.
  16. 삭제
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 적어도 상기 제1 접촉부 아래에 그리고 상기 무선전력 송신부를 중심으로 그 둘레에 연속적으로 또는 불연속적으로 배치되는, 로봇용 자율충전 방법.
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