KR20150138716A - 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은, 이동식 충전스테이션을 건물의 실내 바닥면 또는 벽면에 착탈가능하게 고정시켜 이동로봇의 충전식 배터리를 충전시 충전스테이션의 유동을 방지하기 위한 것으로,
본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치는
충전식 배터리가 탑재된 이동로봇이 이동되는 건물내 임의위치에 설치되는 이동식 충전스테이션의 충전부와 도킹되어 상기 이동로봇의 충전식 배터리를 충전하게 되는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에 있어서:
상기 이동식 충전스테이션의 바닥면에 장착되고, 상기 충전식 배터리의 충전시, 상기 이동로봇과 이동식 충전스테이션간의 도킹이 안정적으로 유지되도록, 상기 이동식 충전스테이션을 상기 이동로봇이 이동되는 건물 내의 피부착면에 착탈가능하게 고정시키는 흡착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치를 제공한다.

Description

이동로봇 충전스테이션의 착탈장치{a charge ststion for mobile robot}

본 발명은 충전스테이션의 착탈장치에 관한 것으로, 특히 이동식 충전스테이션을 건물의 실내 바닥면 또는 벽면에 착탈가능하게 고정시켜 이동로봇의 충전식 배터리를 충전시 충전스테이션의 유동을 방지하기 위한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에 관한 것이다.

상기 이동로봇(mobile robot)은 가정용 청소 로봇, 가정용 경비 로봇, 공공장소 도우미 로봇 등과 같이, 사용자의 조작 없이 임의공간 내에서 주어진 동선을 따라 이동하여 청소 작업 등을 수행하는 로봇을 의미한다.

이동로봇은 자체에 구비된 센서나 카메라 등을 통하여 임의공간 내에 설치된 시설물, 적치물, 벽과 같은 장애물까지의 거리를 판별하고, 판별된 정보를 이용하여 장애물과 충돌하지않도록 주행하면서 주어진 작업을 수행하게 된다.

일 예로서 청소 로봇은 충전식 배터리를 탑재하고 자동 주행에 의해 실내공간을 스스로 이동하여 청소 동작을 수행하게 된다. 상기 충전식 배터리가 탑재된 청소 로봇은 자동 주행에 의해 청소 동작을 수행하면서 충전식 배터리의 전압 측정 등을 통해 충전식 배터리의 전압 레벨을 수시로 체크하게 되므로, 충전식 배터리 충전 시점을 판단하게 된다. 즉 상기 충전식 배터리의 충전 시점이 인지되는 경우 실내의 소정위치에 고정된 충전스테이션으로 이동하여 충전식 배터리를 자동 충전하게 된다.

전술한 바와 같이 상기 청소 로봇의 충전식 배터리가 방전되는 경우, 청소 로봇이 수시로 상기 충전스테이션과 도킹하여 충전식 배터리를 충전시킬 수 있도록, 상기 충전스테이션을 건물내 임의위치의 바닥면 또는 벽면에 접착제, 또는 테이프에 의해 착탈가능하게 고정하고 있는 실정이다.

이경우 상기 청소 로봇을 충전스테이션에 충전시 충전스테이션의 유동으로 인해 청소 로봇과 충전스테이션의 도킹상태가 안정적으로 유지되지 못하는 문제점을 갖는다. 즉 청소 로봇과 충전스테이션의 도킹상태가 불완전할 경우 충전을 위한 단자 간의 접속불량을 유발하게 된다. 이로 인해 청소 로봇의 배터리 충전상태가 양호하지않거나, 배터리의 수명이 단축될 수 있는 문제점을 갖게 된다.

특허출원 10-2007-0036105호에 이동식 로봇 충전 시스템 및 방법이 개시되어 있다.

본 발명의 실시예는, 이동식 충전스테이션을 건물의 실내 바닥면 등에 흡착방식에 의해 고정시킴에 따라 이동로봇의 충전식 배터리를 충전시 충전스테이션의 유동을 방지하여 자동 충전성공율을 높일 수 있도록 한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치와 관련된다.

본 발명의 실시예는, 이동식 충전스테이션을 건물의 실내 환경요인에 따라 건물의 바닥면 또는 벽면에 선택적으로 착탈가능하게 고정시킬 수 있도록 한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치와 관련된다.

본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치는

충전식 배터리가 탑재된 이동로봇이 이동되는 건물내 임의위치에 설치되는 이동식 충전스테이션의 충전부와 도킹되어 상기 이동로봇의 충전식 배터리를 충전하게 되는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에 있어서:

상기 이동식 충전스테이션의 바닥면에 장착되고, 상기 충전식 배터리의 충전시, 상기 이동로봇과 이동식 충전스테이션간의 도킹이 안정적으로 유지되도록, 상기 이동식 충전스테이션을 상기 이동로봇이 이동되는 건물 내의 피부착면에 착탈가능하게 고정시키는 흡착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치를 제공한다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 흡착패드는

전원 인가시 구동되는 진공펌프에 연결되는 튜브와,

상기 튜브의 배출구에 연결되며, 상기 진공펌프의 구동시 상기 튜브를 통해 상기 흡착패드와 피부착면사이의 흡착공간에 흡착력이 생성되는 경우, 상기 흡착패드를 상기 피부착면에 착탈가능하게 부착시키는 흡착부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 흡착패드는

상기 흡착패드에 일체형으로 형성되는 풀/푸쉬타입 레버와,

상기 풀/푸쉬타입 레버에 의해 상기 흡착패드를 피부착면에 가압할 경우, 상기 흡착패드와 피부착면사이의 흡착공간에 생성되는 흡착력에 의해 상기 흡착패드를 상기 피부착면에 착탈가능하게 부착시키는 흡착부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예는 아래와 같은 이점을 갖는다.

이동식 충전스테이션을 건물의 실내 환경요인에 따라 바닥면 또는 벽면에 흡착방식에 의해 고정시킴에 따라, 이동로봇의 충전식 배터리를 충전시 충전스테이션의 유동을 방지함에 따라 이동로봇과 충전스테이션간의 도킹상태가 안정적으로 유지되어 자동충전 성공율을 높이게 되므로 신뢰성을 갖게 된다.

또한, 이동식 충전스테이션을 액츄에이터가 구비된 자동형 흡착판, 또는 풀(pull)/푸쉬(push) 스위치가 구비된 수동형 흡착판을 선택적으로 사용하여 건물의 바닥면 또는 벽면에 착탈가능하게 고정시킴에 따라 사용자에게 편리성 및 실용성을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에서, 이동식 충전스테이션을 건물내 피부착면에 착탈시키는 흡착부의 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에서, 이동로봇의 충전식 배터리를 충전시키기 위해 이동로봇과 충전스테이션간의 도킹 전 상태의 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에서, 이동로봇의 충전식 배터리를 충전시키기 위해 이동로봇과 충전스테이션간의 도킹 된 상태의 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치는

충전식 배터리(미도시됨)가 탑재된 이동로봇(10)이 동선을 따라 이동되는 건물내 임의위치에 설치되는 이동식 충전스테이션(20)의 충전부와 도킹되어 상기 이동로봇(10)의 충전식 배터리를 충전하게 되는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에 있어서:

상기 이동식 충전스테이션(20)의 바닥면에 장착되고, 상기 충전식 배터리의 충전시, 상기 이동로봇(10)의 충전단자(10a)와 이동식 충전스테이션(20)의 충전단자(20a)가 접속되어 도킹이 안정적으로 유지되도록, 상기 이동식 충전스테이션(20)을 상기 이동로봇(10)이 이동되는 건물 내의 피부착면(40)에 착탈가능하게 고정시키는 흡착패드(30)를 구비한다.

상기 흡착패드(30)는

전원 인가시 구동되는 진공펌프(50)에 연결되는 튜브(60)와,

상기 튜브(60)의 배출구에 연결되며, 상기 진공펌프(50)의 구동으로 인해 상기 흡착패드(30)와 피부착면(40)사이의 흡착공간(70)에 생성되는 흡착력에 의해 상기 흡착패드(30)를 상기 피부착면(40)에 착탈가능하게 부착시키는 흡착부(80)를 구비한다.

일 예로서, 상기 흡착패드(30)는 상기 이동로봇(10)이 임의의 동선을 따라 이동되는 건물의 바닥면(타일, 대리석 또는 강화유리재에서와 같이 바닥면의 표면이 매끄러운 재질로 이루어진 경우를 말함), 또는 벽면(바닥면의 표면에 요철부가 형성되거나, 바닥면의 표면이 거친 재질로 이루어진 경우를 말함)에 착탈가능하게 부착될 수 있다.

도면에는 미 도시되었으나, 상기 흡착패드(30)는

상기 흡착패드(30)에 일체형으로 형성되는 풀(pull)/푸쉬(push) 타입 레버와,

상기 풀/푸쉬 타입 레버에 의해 상기 흡착패드(30)를 건물의 바닥면 또는 벽면에 대해 가압할 경우, 상기 흡착패드(30)와 피부착면(40)사이의 흡착공간(70)에 생성되는 흡착력에 의해 상기 흡착패드(30)를 상기 피부착면(40)에 착탈가능하게 부착시키는 흡착부를 구비한다.

도면중 미 설명부호 10b는 정,역방향으로 회전가능한 구동모터(미 도시됨)에 의해 구동되어 상기 이동로봇(10)을 건물내 임의의 동선을 따라 이동시키는 구동바퀴이고, 90은 상기 흡착패드(30)의 튜브(60)를 안정적으로 지지하기 위한 서포터이다.

이하에서, 본 발명의 실시예에 의한 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치의 사용예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에서와 같이, 전원 인가시 상기 진공펌프(50)의 구동으로 인해 상기 튜브(60)를 통해 상기 흡착패드(30)의 흡착공간(70)에 진공이 생성된다. 상기 흡착공간(70)에 생성되는 흡착력에 의해 상기 흡착패드(30)의 흡착부(80)를 상기 피부착면(40)에 고정시킬 수 있다.

이때 상기 진공펌프(50)의 구동에 의해 상기 흡착공간(70)에 흡착력을 생성하는 구성은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 기술내용이므로 이의 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 이동식 충전스테이션(20)의 고정위치를 변경해야될 경우, 상기 진공펌프(50)에 인가되는 전원을 차단시켜 상기 흡착공간(70) 내의 흡착력을 제거시킬 경우, 상기 흡착패드(30)의 흡착부(80)를 피부착면(40)으로부터 분리시킬 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 상기 이동로봇(10)이 도킹된 상태에서, 상기 이동로봇(10)의 충전단자(10a)는 상기 충전스테이션(20)의 충전단자(20a)에 접속되어 상기 이동로봇(10)의 충전식 배터리가 충전된다.

이때 작업 수행중인 상기 이동로봇(10)이 별도로 구비된 호밍(homing)신호 수신부 및 이를 이용한 호밍 알고리즘에 의하여 충전스테이션(20)으로 이동한 후, 상기 충전스테이션(20)의 충전단자(20a)에 상기 이동로봇(10)의 충전단자(10a)를 도킹시켜 충전시키는 구성은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용되는 기술내용이므로 이들 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이때 진공에 의해 상기 피흡착면(40)에 착탈가능하게 흡착되는 상기 흡착패드(30)를 통해 이동로봇(10)의 도킹상태가 안정적으로 유지된다. 즉 상기 이동로봇(10)의 충전식 배터리를 자동 충전시킬 경우 외부의 충격이나 또는 진동 등에 의해 상기 이동식 충전스테이션(20)의 유동되는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해 상기 이동로봇(10)의 도킹이 해제되거나 충전을 위한 이동로봇(10)의 충전단자(10a)와 이동식 충전스테이션(20)의 충전단자(20a)간에 접속 불량 발생되는 것을 방지할 수 있다.

따라서 상기 이동로봇(10)과 이동식 충전스테이션(20)의 도킹에 의해 상기 이동로봇(10)의 충전식 배터리를 충전시키는 자동충전 성공율을 크게 높일 수 있게 된다.

10; 이동로봇
20; 충전스테이션
30; 흡착패드
40; 피부착면
50; 진공펌프
60; 튜브
70; 흡착공간
80; 흡착부

Claims (3)

1. 충전식 배터리가 탑재된 이동로봇이 이동되는 건물내 임의위치에 설치되는 이동식 충전스테이션의 충전부와 도킹되어 상기 이동로봇의 충전식 배터리를 충전하게 되는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치에 있어서:
   상기 이동식 충전스테이션의 바닥면에 장착되고, 상기 충전식 배터리의 충전시, 상기 이동로봇과 이동식 충전스테이션간의 도킹이 안정적으로 유지되도록, 상기 이동식 충전스테이션을 상기 이동로봇이 이동되는 건물 내의 피부착면에 착탈가능하게 고정시키는 흡착패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡착패드는
   전원 인가시 구동되는 진공펌프에 연결되는 튜브와,
   상기 튜브의 배출구에 연결되며, 상기 진공펌프의 구동시 상기 튜브를 통해 상기 흡착패드와 피부착면사이의 흡착공간에 흡착력이 생성되는 경우, 상기 흡착패드를 상기 피부착면에 착탈가능하게 부착시키는 흡착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡착패드는
   상기 흡착패드에 일체형으로 형성되는 풀/푸쉬타입 레버와,
   상기 풀/푸쉬타입 레버에 의해 상기 흡착패드를 피부착면에 가압할 경우, 상기 흡착패드와 피부착면사이의 흡착공간에 생성되는 흡착력에 의해 상기 흡착패드를 상기 피부착면에 착탈가능하게 부착시키는 흡착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동로봇 충전스테이션의 착탈장치.

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