KR20210067406A - 로봇 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 로봇은, 주행휠이 구비된 본체; 본체의 전방부에서 상측으로 길게 연장된 넥 바디; 디스플레이가 구비된 디스플레이 바디와, 디스플레이 바디에서 돌출되어 넥 바디의 내부로 삽입된 돌출부를 포함하는 헤드; 헤드를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및 넥 바디의 내부에 위치하고 틸팅 메커니즘을 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있다.
틸팅 메커니즘은, 돌출부에 체결된 체결 바디; 체결 바디를 지지하며 지지 프레임에 체결된 서포터; 및 체결 바디를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.

Description

로봇{ROBOT}

본 발명은 자율 주행이 가능한 로봇에 관한 것이다.

공장 자동화의 일 부분을 담당하기 위해, 로봇은 산업용으로 개발되어 왔다. 최근에는 로봇을 응용한 분야가 더욱 확대되고 있는바, 의료용 로봇과 우주 항공용 로봇뿐만 아니라 일상 생활에서 사용될 수 있는 로봇도 개발되고 있다.

이러한 일상 생활용 로봇은 사용자의 명령에 응답하여 특정 서비스(예를 들어, 쇼핑, 서빙, 대화, 청소 등)를 제공한다.

다만, 기존의 일상 생활용 로봇은 특정 서비스만을 제공하도록 설계되어 있는바, 해당 로봇을 개발하는데 투자되는 비용 대비 활용도가 높지 않다는 문제가 있다.

이에 따라, 최근 다양한 서비스를 제공할 수 있는 로봇에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 헤드가 넥 바디에 대해 원활하게 틸팅되는 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 헤드를 틸팅시키는 모터에 작용하는 헤드의 하중 부하가 감소된 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇은, 헤드를 넥 바디에 대해 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및 상기 틸팅 메커니즘을 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있다. 상기 틸팅 메커니즘은 헤드에 체결된 체결 바디와; 상기 체결 바디를 회전시키는 모터와; 상기 체결바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 서포터를 포함할 수 있다.

좀 더 상세히, 본 발명의 실시예에 따른 로봇은, 주행휠이 구비된 본체; 상기 본체의 전방부에서 상측으로 길게 연장된 넥 바디; 디스플레이가 구비된 디스플레이 바디와, 상기 디스플레이 바디에서 돌출되어 상기 넥 바디의 내부로 삽입된 돌출부를 포함하는 헤드; 상기 헤드를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및 상기 넥 바디의 내부에 위치하고 상기 틸팅 메커니즘을 지지하는 지지 프레임을 포함할 수 있다. 상기 틸팅 메커니즘은, 상기 돌출부에 체결된 체결 바디; 상기 체결 바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 서포터; 상기 체결 바디를 회전시키는 모터를 포함할 수 있다.

상기 틸팅 메커니즘은, 상기 체결 바디와 상기 서포터 사이에 구비된 베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 돌출부의 양측에는 상기 체결 바디가 삽입되는 체결공이 형성될 수 있다.

상기 체결 바디는, 상기 체결공에 삽입되는 삽입부; 및 상기 삽입부의 외둘레 단부에서 확장되고 상기 돌출부의 측면에 접하는 확장부를 포함할 수 있다.

상기 체결공의 내둘레에는 걸림홈이 형성되고, 상기 체결 바디의 외둘레에는 상기 걸림홈에 걸리는 돌기가 형성될 수 있다.

상기 틸팅 메커니즘은, 상기 돌출부의 양측에 체결된 제1,2체결 바디; 상기 제1체결 바디를 회전시키는 모터; 상기 제1체결 바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 제1서포터; 및 상기 제2체결 바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 제2서포터를 포함할 수 있다.

상기 틸팅 메커니즘은 상기 제1체결 바디와 상기 제1서포터 사이에 구비된 제1베어링; 및 상기 제2체결 바디와 상기 제2서포터 사이에 구비된 제2베어링을 더 포함할 수 있다.

상기 제1서포터에는, 상기 모터와 상기 제1체결 바디를 연결하는 커넥터가 통과하는 개방공이 형성될 수 있다.

상기 제2서포터 및 상기 제2체결 바디에는, 상기 헤드의 내부로 연장된 하네스가 통과하는 통과공이 형성될 수 있다.

상기 제1서포터에는, 상기 모터와 상기 제1체결 바디를 연결하는 커넥터가 통과하는 개방공이 형성되고, 상기 제2서포터 및 상기 제2체결 바디에는, 상기 헤드의 내부로 연장된 하네스가 통과하는 통과공이 형성되고, 상기 통과공의 직경은 상기 개방공의 직경보다 클 수 있다.

상기 돌출부의 일면에는 상기 제1체결 바디가 체결되는 제1체결공이 형성되고, 상기 돌출부의 타면에는 상기 제2체결 바디가 체결되고 상기 제1체결공의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2체결공이 형성될 수 있다.

상기 틸팅 메커니즘은, 상기 디스플레이가 전방 또는 전방 상측을 향하는 제1기울기와, 상기 디스플레이가 후방 또는 후방 상측을 향하는 제2기울기 사이에서 상기 헤드를 틸팅시킬 수 있다.

상기 틸팅 메커니즘은, 상기 본체의 주행시에 상기 헤드를 상기 제1기울기로 틸팅시키고, 상기 본체의 정차시에 상기 헤드를 상기 제2기울기로 틸팅시킬 수 있다.

상기 넥 바디의 상측 일부는 후방 상측을 향해 절곡될 수 있다.

상기 넥 바디는, 전면이 개방된 리어 케이스와, 상기 리어 케이스의 개방된 전면을 커버하는 프론트 커버를 포함하는 넥 하우징; 및 상기 넥 하우징의 내부에 수직하게 배치되고 상기 프론트 커버를 마주보며 상기 지지 프레임이 체결된 넥 플레이트를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇은, 헤드의 돌출부가 헤드에 구비된 스캐너에 인접하도록 편심 형성될 수 있다.

좀 더 상세히, 본 발명의 실시예에 따른 로봇은, 주행휠이 구비된 본체; 상기 본체의 전방부에서 상측으로 길게 연장된 넥 바디; 일면에 디스플레이 구비된 디스플레이 바디와, 상기 디스플레이 바디의 타면에서 돌출되어 상기 넥 바디의 내부로 삽입된 돌출부를 포함하는 헤드; 상기 넥 바디의 내부에 배치되고 상기 돌출부에 연결되어 상기 헤드를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및 상기 디스플레이 바디의 둘레면에 구비되고 코드를 스캔하는 스캐너를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 바디의 둘레면은, 상기 스캐너가 구비된 제1면과, 상기 제1면의 반대편에 위치한 제2면을 포함하고, 상기 돌출부와 상기 제1면 사이의 거리는 상기 돌출부와 상기 제2면 사이의 거리보다 가까울 수 있다.

상기 틸팅 메커니즘은, 상기 디스플레이가 전방 상측으로 경사진 방향을 향하는 제1기울기와, 상기 디스플레이가 후방 상측으로 경사진 방향을 향하는 제2기울기 사이에서 상기 헤드를 틸팅시킬 수 있다. 상기 헤드가 상기 제1기울기이면 상기 스캐너는 후방 상측을 향하고, 상기 헤드가 상기 제2기울기이면 상기 스캐너는 후방 하측을 향할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 헤드의 하중이 체결 바디를 통해 넥 바디로 전달되므로, 헤드의 하중이 효과적으로 지지될 수 있으며 모터에 걸리는 하중 부하가 줄어들 수 있다.

또한, 체결 바디가 헤드의 돌출부에 직접 체결되므로 헤드의 조립성이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 헤드의 돌출부는 넥 바디의 내부로 삽입되어 틸팅 메커니즘에 연결될 수 있다. 이로써, 로봇이 컴팩트해지고 헤드의 조립성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 체결 바디가 베어링 캡의 기능을 수행하므로 부품의 개수가 줄어들 수 있다. 이로써 제조 비용이 절감되고 구성이 간단해지는 이점이 있다.

또한, 체결 바디는 삽입부 및 삽입부의 외둘레 단부에서 확장되고 체결공의 주변에 걸리는 확장부를 포함할 수 있다. 이로써, 체결 바디가 체결공을 통해 헤드의 돌출부 내로 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 체결공의 내둘레에는 걸림홈이 형성되고 체결 바디의 외둘레에는 걸림홈에 걸리는 돌기가 형성될 수 있다. 이로써 체결 바디와 체결공의 상대 회전이 발생하지 않고, 체결 바디와 돌출부가 함께 회전할 수 있다.

또한, 헤드의 내부로 연장된 하네스는 헤드의 돌출부에 대해 모터의 반대편을 지날 수 있다. 이로써 하네스의 연결작업이 용이해지고 모터와 하네스간 간섭되지 않는 이점이 있다.

또한, 제2서포터 및 제2체결 바디에는 하네스가 통과하는 통과공이 형성될 수 있다. 이로써, 하네스는 헤드 내부로 용이하게 연장될 수 있다.

또한, 제2체결공의 직경은 제1체결공의 직경보다 클 수 있다. 따라서, 제2체결공에 피팅되는 제2체결 바디의 크기가 커질 수 있고, 제2체결 바디에 통과공이 충분히 크게 형성될 수 있다. 이로써, 하네스의 연결 작업이 보다 용이해질 수 있다.

또한, 넥 하우징은 리어 케이스와 프론트 커버를 포함하고, 넥 하우징의 내부에 배치된 넥 플레이트는 프론트 커버를 마주볼 수 있다. 따라서, 프론트 커버를 분리하면 넥 플레이트에 용이하게 접근 가능하다. 이로써, 넥 플레이트에 장착된 전장 부품들의 유지 보수가 용이한 이점이 있다.

또한, 헤드는 디스플레이가 전방 또는 전방 상측을 향하는 제1기울기와, 디스플레이가 후방 또는 후방 상측을 향하는 제2기울기 사이에서 틸팅될 수 있다. 이로써 사용자는 로봇이 전방을 바라보거나 후방을 바라보는 것처럼 느낄 수 있다. 이를 기반으로, 다양한 동작 시나리오에 따른 틸팅 제어가 가능한 이점이 있다.

또한, 본체의 주행시에 헤드는 제1기울기로 틸팅되고 본체의 정차시에 헤드는 제2기울기로 틸팅될 수 있다. 이로써 사용자는 헤드의 기울기만으로 로봇의 상태를 직관적으로 판단할 수 있다.

또한, 디스플레이 바디의 둘레면에는 스캐너가 구비될 수 있고 돌출부는 스캐너에 편심되게 형성될 수 있다. 따라서, 돌출부를 중심으로 헤드가 틸팅되어 스캐너가 후방 하측을 향할 때, 스캐너의 위치가 상대적으로 높게 유지될 수 있다. 이로써, 스캐너에 대한 사용자의 태그 동작이 원활해질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 포함하는 AI 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇과 연결되는 AI 서버를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AI 시스템을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 로봇에서 서비스 모듈을 분리시킨 도면이다.
도 6은 도 4의 A-A'에 대한 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 로봇에서 프론트 커버를 분리시킨 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 넥 바디의 내부가 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드의 외관이 도시된 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 헤드의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드의 내부가 도시된 도면이다.
도 12A 및 도 12B는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 헤드가 틸팅되는 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 13A 및 도 13B는 도 12A 및 도 12B에 도시된 헤드 및 그 주변을 각각 확대 도시한 도면이다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 메커니즘과 헤드의 연결이 도시된 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 메커니즘의 분해 사시도이다.
도 16는 도 15에 도시된 틸팅 메커니즘을 다른 방향에서 바라본 분해 사시도이다.
도 17은 도 4의 B-B'에 대한 단면도이다.
도 18는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇의 사시도이다.
도 19는 도 18에 도시된 로봇에서 서비스 모듈을 분리시킨 도면이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

이하에서, 일 요소가 타 요소에 "체결" 또는 "연결"된다고 기재된 것은, 두 요소가 직접 체결되거나 연결된 것을 의미하거나, 두 요소 사이에 제3의 요소가 존재하고 상기 제3의 요소에 의해 두 요소가 서로 연결되거나 체결된 것을 의미할 수 있다. 반면, 일 요소가 타 요소에 "직접 체결" 또는 "직접 연결"된다고 기재한 것은, 두 요소 사이에 제3의 요소가 존재하지 않는다고 이해될 수 있을 것이다.

<로봇(Robot)>

로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.

로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.

로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.

<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)>

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 함숫값을 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 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 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.

<자율 주행(Self-Driving)>

자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.

예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.

차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇을 포함하는 AI 장치(10)를 나타낸다.

AI 장치(10)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 단말기(10)는 통신 인터페이스(11), 입력 인터페이스(12), 러닝 프로세서(13), 센서(14), 출력 인터페이스(15), 메모리(17) 및 프로세서(18) 등을 포함할 수 있다.

통신 인터페이스(11)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치(10a 내지 10e)나 AI 서버(20) 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신 인터페이스(11)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.

이때, 통신 인터페이스(11)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth??), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다.

입력 인터페이스(12)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다.

이때, 입력 인터페이스(12)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.

입력 인터페이스(12)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력 인터페이스(12)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(18) 또는 러닝 프로세서(13)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.

러닝 프로세서(13)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.

이때, 러닝 프로세서(13)는 AI 서버(20)의 러닝 프로세서(24)과 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.

이때, 러닝 프로세서(13)는 AI 장치(10)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(13)는 메모리(17), AI 장치(10)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.

센서(14)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(10) 내부 정보, AI 장치(10)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.

이때, 센서(14)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.

출력 인터페이스(15)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다.

이때, 출력 인터페이스(15)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.

메모리(17)는 AI 장치(10)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(17)는 입력 인터페이스(12)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.

프로세서(18)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(10)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(18)는 AI 장치(10)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.

이를 위해, 프로세서(18)는 러닝 프로세서(13) 또는 메모리(17)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(10)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.

이때, 프로세서(18)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.

프로세서(18)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.

이때, 프로세서(18)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 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 프로세서(13)에 의해 학습된 것이나, AI 서버(20)의 러닝 프로세서(24)에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다.

프로세서(18)는 AI 장치(10)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(17) 또는 러닝 프로세서(13)에 저장하거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.

프로세서(18)는 메모리(17)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(10)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(18)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(10)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇과 연결되는 AI 서버(20)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, AI 서버(20)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(20)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.

AI 서버(20)는 통신 인터페이스(21), 메모리(23), 러닝 프로세서(24) 및 프로세서(26) 등을 포함할 수 있다.

통신 인터페이스(21)는 AI 장치(10) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.

메모리(23)는 모델 스토리지(23a)를 포함할 수 있다. 모델 스토리지(23a)는 러닝 프로세서(24)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 23b)을 저장할 수 있다.

러닝 프로세서(24)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(23b)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(20)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(10) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.

학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 하나 이상의 명령어(instruction)는 메모리(23)에 저장될 수 있다.

프로세서(26)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.

도 3을 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(20), 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 등을 AI 장치(10a 내지 10e)라 칭할 수 있다.

클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.

즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(10a 내지 10e, 200)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(10a 내지 10e, 200)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.

AI 서버(20)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.

AI 서버(20)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(10a), 자율 주행 차량(10b), XR 장치(10c), 스마트폰(10d) 또는 가전(10e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(10a 내지 10e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.

이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10a 내지 10e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(10a 내지 10e)에 전송할 수 있다.

이때, AI 서버(20)는 AI 장치(10a 내지 10e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(10a 내지 10e)로 전송할 수 있다.

또는, AI 장치(10a 내지 10e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.

이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(10a 내지 10e)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(10a 내지 10e)는 도 1에 도시된 AI 장치(10)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.

<AI+로봇>

로봇(10a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

로봇(10a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.

로봇(10a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(10a)의 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.

여기서, 로봇(10a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

로봇(10a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)은 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 로봇(10a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(20) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이때, 로봇(10a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(20) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

로봇(10a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(10a)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 로봇(10a)이 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.

또한, 로봇(10a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(10a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

<AI+로봇+자율주행>

로봇(10a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(10a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a) 등을 의미할 수 있다.

자율 주행 기능을 가진 로봇(10a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.

자율 주행 기능을 가진 로봇(10a) 및 자율 주행 차량(10b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(10a) 및 자율 주행 차량(10b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.

자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(10b)의 내부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(10b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(10b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(10b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(10b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.

또는, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(10b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(10b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(10b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(10a)이 제어하는 자율 주행 차량(10b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(10b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.

또는, 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하는 로봇(10a)은 자율 주행 차량(10b)의 외부에서 자율 주행 차량(10b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(10a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(10b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(10b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 로봇에서 서비스 모듈을 분리시킨 도면이고, 도 6은 도 4의 A-A'에 대한 단면도이다.

본 실시예에 따른 로봇(10a)은, 본체(200)와, 넥 바디(300)와, 헤드(400)를 포함할 수 있다. 로봇(10a)은 서비스 모듈(900)을 더 포함할 수 있다.

본체(200)는 로봇(10a)의 베이스를 이룰수 있다. 본체(200)에는 로봇(10a)을 주행시키는 주행휠(202)이 구비될 수 있다. 주행휠(202)은 본체(200)의 하측으로 돌출될 수 있다.

또한, 본체(200)에는 캐스터(203)가 구비될 수 있다. 캐스터(203)는 본체(200)의 하측으로 돌출될 수 있고, 로봇(10a)의 주행을 보조할 수 있다.

본체(200)는 하우징(210)와 바디 프레임(220)을 포함할 수 있다.

하우징(210)은 본체(200)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(210)은 본체(200)의 둘레면을 형성할 수 있다. 하우징(210)은 바디 프레임(220)의 둘레를 둘러쌀 수 있다. 즉, 바디 프레임(220)은 하우징(210)의 내부에 배치될 수 있다.

하우징(210)의 상면은 개방될 수 있고, 후술할 서비스 모듈(900)은 하우징(210)의 개방된 상면을 상측에서 커버할 수 있다. 서비스 모듈(900)은 바디 프레임(220)을 상측에서 커버할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 하우징(210)의 상면이 서비스 모듈(900)을 지지하는 구성도 가능함은 물론이다.

하우징(210)은 프론트 하우징(211)과 리어 하우징(212)을 포함할 수 있다. 따라서, 하우징(210)의 체결 및 분리 작업이 용이해질 수 있다.

프론트 하우징(211)은 전방을 향해 볼록하게 휘어질 수 있고, 리어 하우징(212)은 후방을 향해 볼록하게 휘어질 수 있다. 프론트 하우징(211)의 후단과 리어 하우징(212)의 전단은 서로 맞닿을 수 있다. 프론트 하우징(211)과 리어 하우징(212)의 각 외면은 연속되게 이어질 수 있다.

본체(200)에는 라이다(204)가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 하우징(210)에는 라이다(204)가 배치된 함몰부(211a)가 형성될 수 있다. 함몰부(211a)는 하우징(210), 좀 더 상세히는 프론트 하우징(211)의 전면에서 후방으로 함몰될 수 있다. 함몰부(211a)는 전방을 향해 개방되며 좌우 방향으로 길게 형성될 수 있다. 라이다(204)는 함몰부(211a)를 통해 로봇(10a)의 전방에 위치한 장애물이나 사람을 감지할 수 있다.

본체(200)에는 복수개의 초음파 센서(205)가 구비될 수 있다. 복수개의 초음파 센서(205)는 본체(200)의 둘레 방향으로 서로 이격될 수 있다. 좀 더 상세히, 하우징(210)의 외둘레에는 초음파 센서(205)가 배치된 복수개의 개구가 형성될 수 있다. 각 초음파 센서(205)는 상기 개구를 통해 이동 로봇(1) 주변의 물체를 감지할 수 있다.

초음파 센서(205)는 라이다(204)보다 낮은 위치에 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 본체(200)의 하단을 기준으로, 초음파 센서(205)의 높이는 라이다(204)의 높이보다 낮을 수 있다.

본체(200)에는 로봇(10a)의 충전을 수행하는 단자(206)가 구비될 수 있다. 하우징(210), 좀 더 상세히는 프론트 하우징(211)에는 단자(206)가 통과하는 관통공이 형성될 수 있다. 단자(206)는 상기 관통공을 통해 하우징(210)에서 전방으로 돌출될 수 있다.

로봇(10a)은 단자(206)를 차져(미도시)에 도킹시킬 수 있고, 상기 차져는 단자(206)를 통해 로봇(10a)에 내장된 배터리(270)를 충전시킬 수 있다. 상기 차져는 로봇(10a)이 주행하는 실내의 벽이나 구조물에 설치된 상태일 수 있다.

단자(206)는 초음파 센서(205)보다 낮은 위치에 설치될 수 있다. 좀 더 상세히, 본체(200)의 하단을 기준으로, 단자(206)의 높이는 초음파 센서(205)의 높이보다 낮을 수 있다.

본체(200)에는 컨트롤랙(260)(Control rack) 및 배터리(270)가 내장될 수 있다. 좀 더 상세히, 컨트롤랙(260) 및 배터리(270)는 하우징(210)의 내부에 위치할 수 있고 바디 프레임(220)에 장착될 수 있다.

컨트롤랙(260)에는 로봇(10a)의 작동을 위한 복수개의 기판이 포함될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤랙(260)은 로봇(10a)의 작동 전반을 제어하는 메인 제어 보드(Main control board)과, 배터리(270)와 전기적으로 연결된 파워 보드(Power board)를 포함할 수 있다. 상기 메인 제어 보드는 적어도 하나의 프로세서(18)(도 1 참조)를 포함할 수 있다.

배터리(270)는 로봇(10a)의 작동에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(270)는 단자(206)와 전기적으로 연결될 수 있고, 단자(206)를 통해 배터리(207)의 충전이 수행될 수 있다.

배터리(270)는 컨트롤랙(260)보다 하측에 위치할 수 있다. 즉, 상대적으로 무거운 배터리(270)가 본체(200)의 하부에 위치함으로써 본체(200)의 무게중심이 내려갈 수 있고, 로봇이 안정적으로 주행할 수 있다.

본체(200)에는 주행휠(202)을 회전시키는 주행 모터(201)가 구비될 수 있다. 주행 모터(201)는 바디 프레임(220)의 하부에 구비될 수 있다. 주행 모터(201)는 배터리(270)보다 하측에 위치할 수 있다. 주행 모터(201)는 하우징(210)의 내부에 위치할 수 있다.

넥 바디(300)는 본체(200)의 전방부에서 상측으로 길게 연장될 수 있다. 넥 바디(300)는 수직하게 형성될 수 있다. 넥 바디(300)는 서비스 모듈(900)보다 상측으로 돌출될 수 있다. 넥 바디(300)의 상측 일부는 후방 상측을 향해 절곡될 수 있다.

넥 바디(300)는 넥 하우징(310)과, 넥 하우징(310)의 내부에 배치된 넥 플레이트(340)를 포함할 수 있다. 넥 바디(300)는 넥 프레임(345)을 더 포함할 수 있다.

넥 하우징(310)은 넥 바디(300)의 외관을 형성할 수 있다. 넥 하우징(310)은 넥 플레이트(340)가 배치된 내부 공간을 가질 수 있다.

넥 하우징(310)은, 전면이 개방된 리어 케이스(320)와, 리어 케이스(320)의 개방된 전면을 커버하는 프론트 커버(330)를 포함할 수 있다. 리어 케이스(320)는 서비스 모듈(900)에 체결될 수 있다.

넥 플레이트(340)는 리어 케이스(320)와 프론트 커버(330)의 사이에 위치할 수 있다. 넥 플레이트(340)는 넥 하우징(310)에 내장되는 각종 전장 부품들이 장착되는 마운터로 기능할 수 있다.

넥 플레이트(340)의 전면은 프론트 커버(330)의 배면을 마주볼 수 있다. 상기 전장 부품들은 넥 플레이트(340)와 프론트 커버(330)의 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 작업자는 프론트 커버(330)만을 분리하여 상기 전장 부품들을 용이하게 유지 보수할 수 있다.

넥 플레이트(340)은 넥 프레임(345)에 체결되어 지지될 수 있다.

넥 프레임(345)은 수직 바 형상일 수 있다. 넥 프레임(345)은 본체(200)에서 넥 하우징(310)의 내부로 수직하게 연장될 수 있다. 즉, 넥 프레임(345)의 하단은 바디 프레임(220)에 체결될 수 있다.

넥 프레임(345)은 좌우로 나란하게 이격된 한 쌍이 구비될 수 있다. 넥 플레이트(340)는 한 쌍의 넥 프레임(345)의 배면에 체결될 수 있고, 넥 플레이트(340)의 전면에 장착된 전장 부품은 한 쌍의 넥 프레임(345) 사이에 위치할 수 있다.

넥 프레임(345)의 상부에는 지지 프레임(350)이 체결될 수 있다. 지지 프레임(350)은 틸팅 메커니즘(450)을 지지할 수 있다. 또한, 지지 프레임(350)은 헤드(400)의 하중을 지지할 수 있다.

지지 프레임(350)은 넥 하우징(310)의 내부에 위치할 수 있다. 지지 프레임(350)은 넥 플레이트(340)의 전면에 체결될 수 있다. 좀 더 상세히, 지지 프레임(350)은 넥 플레이트(340)의 상단부 전면에 체결될 수 있다.

지지 프레임(350)은 넥 플레이트(340)보다 상측으로 돌출될 수 있다. 지지 프레임(350)에는 헤드(400)를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘이 장착될 수 있다.

넥 바디(300)에는 스피커(342)가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 넥 플레이트(340)에는 스피커(342)가 장착될 수 있고, 프론트 커버(330)에는 상기 스피커(342)를 향하는 음향홀(331)이 형성될 수 있다. 스피커(342)에서 발생한 사운드는 음향홀(331)을 통해 로봇(10a)의 외부로 전달될 수 있다.

넥 바디(300)에는 카메라(343)가 구비될 수 있다. 카메라(343)은 뎁스 카메라(depth camera)일 수 있다. 카메라(343)는 스피커(342)보다 상측에 위치할 수 있다. 카메라(343)는 넥 플레이트(340) 및/또는 후술할 지지 프레임(350)에 장착될 수 있고, 프론트 커버(330)에는 상기 카메라(343)가 배치된 개방공이 형성될 수 있다.

헤드(400)는 넥 바디(300)의 상단에 연결될 수 있다. 헤드(400)는 넥 바디(300)에 대해 전후로 틸팅될 수 있다. 헤드(400)는 서비스 모듈(900)의 상측에 위치할 수 있다.

헤드(400)는 디스플레이(430)가 구비된 디스플레이 바디(410)와, 디스플레이 바디(410)에서 돌출된 돌출부(420)를 포함할 수 있다.

디스플레이(430)는 디스플레이 바디(410)의 일면에 구비될 수 있다. 디스플레이(430)에는 기설정된 이미지 또는 영상이 출력될 수 있다. 또한, 디스플레이(430)는 터치 패널을 포함하고, 터치 입력이 가능한 입력부로 기능할 수 있다.

돌출부(420)는 디스플레이 바디(410)의 타면에서 돌출될 수 있다. 돌출부(420)는 넥 바디(300)의 상단에 연결될 수 있다.

헤드(400)에는 스캐너(440)가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 스캐너(440)는 디스플레이 바디(410)의 둘레면에 구비될 수 있다.

스캐너(440)는 기설정된 코드를 스캔하는 광센서를 포함할 수 있다. 일례로, 스캐너(440)는 바코드 및/또는 QR코드를 스캔하도록 구성될 수 있다. 사용자는 스캐너(440)에 바코드 및/또는 QR코드를 태그하여 인증된 사용자임을 확인하고 로봇(10a)을 사용할 수 있다.

서비스 모듈(900)은 본체(200)를 상측에서 커버할 수 있다. 또한, 서비스 모듈(900)은 넥 바디(300)를 후방에서 커버할 수 있다.

서비스 모듈(900)은 헤드(400)보다 하측에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 본체(200)의 상단부터 헤드(400)까지의 높이는 서비스 모듈(900)의 높이보다 높을 수 있다.

서비스 모듈(900)은 필요에 따라 달라질 수 있다. 본 실시예에서는 서비스 모듈(900)이 복수개의 드로워(910a)(910b)(910c)를 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.

복수개의 드로워(910a)(910b)(910c)는 서로 다른 높이에 위치할 수 있다. 각 드로워(910a)(910b)(910c)는 전후로 슬라이딩될 수 있다. 좀 더 상세히, 드로워(910a)(910b)(910c)는 후방으로 슬라이딩되어 개방되거나, 전방으로 슬라이딩되어 클로즈될 수 있다. 로봇(10a)은 복수개의 드로워(910a)(910b)(910c)에 물품이 수용된 상태에서 자율 주행할 수 있다.

도 7은 도 4에 도시된 로봇에서 프론트 커버를 분리시킨 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 넥 바디의 내부가 도시된 도면이다.

설명의 편의성을 위해, 도 8에는 카메라(343)가 제거되고 헤드(400)가 후방으로 틸팅된 상태가 도시되어 있다.

넥 바디(300)에는 기판(341)이 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 기판(341)은 넥 플레이트(340)의 전면에 구비될 수 있고, 한 쌍의 넥 프레임(345)의 사이에 위치할 수 있다. 기판(341)은 스피커(342)의 하측에 위치할 수 있다.

기판(341)은, 헤드(400)에 내장된 헤드 기판(433)(도 11 참조) 및 본체(200)의 컨트롤랙(260)(도 6 참조)에 포함된 메인 제어보드에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

따라서, 기판(341) 없이 상기 메인 제어 보드와 헤드 기판(433)이 서로 연결되는 경우와 비교하여, 하네스의 길이가 짧아지고 로봇(10a)의 조립성이 향상되는 이점이 있다.

하네스(349)는 기판(341)과 헤드 기판(433)을 연결할 수 있다. 즉, 하네스(349)는 넥 바디(300)의 내부에서 헤드(400)의 내부로 연장될 수 있다.

지지 프레임(350)의 일부는 넥 프레임(340)에 대해 전방으로 이격되어 하네스(349)가 통과하는 갭을 형성할 수 있다. 또한, 지지 프레임(350)에는 하네스가 통과하는 관통공(351a)이 형성될 수 있다. 따라서, 하네스(349)는 상기 갭 및 관통공(351a)을 순차적으로 통과할 수 있고, 헤드(400)의 돌출부(420)로 들어갈 수 있다.

지지 프레임(350)의 관통공(351a)는 카메라(343)보다 상측에 위치할 수 있다. 따라서, 하네스(349)는 카메라(343)와 간섭되지 않고 연장될 수 있다.

한편, 로봇(10a)는 헤드(400)를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘(450)을 더 포함할 수 있다.

틸팅 메커니즘(450)은 넥 바디(300)에 내장될 수 있다. 좀 더 상세히, 틸팅 메커니즘(450)은 넥 하우징(310)의 상부 내부에 위치할 수 있고 지지 프레임(350)에 장착될 수 있다.

헤드(400)의 돌출부(420)는 넥 바디(300)의 내부로 삽입될 수 있고, 틸팅 메커니즘(450)은 헤드(400)의 돌출부(420)에 연결될 수 있다. 틸팅 메커니즘(450)의 상세한 구성에 대해서는 이후 상세히 설명한다.

넥 바디(300)에는 긴급정지 스위치(461) 및 릴리즈 스위치(462)가 구비될 수 있다. 긴급정지 스위치(461) 및 릴리즈 스위치(462)는 넥 바디(300)의 상부 측면에 구비될 수 있다.

긴급정지 스위치(461)는 주행중인 로봇(10a)를 긴급 정지시킬 수 있다. 좀 더 상세히, 앞서 설명한 주행 모터(201)에는 브레이크(미도시)가 연결될 수 있고, 긴급정지 스위치(461)가 눌리면 상기 브레이크가 즉시 작동하여 주행 모터(201) 및 주행휠(202)의 회전을 정지시킬 수 있다.

릴리즈 스위치(462)는 정차중인 로봇(10a)을 수동으로 이동시키는 것이 가능하도록 상기 브레이크를 릴리즈 시킬 수 있다. 좀 더 상세히, 로봇(10a)이 정차중이면 상기 브레이크는 외력에 의해 주행휠(202)이 회전하지 않도록 작동 유지될 수 있다. 이때 릴리즈 스위치(462)가 눌리면 상기 브레이크가 작동 해제되고, 외력에 의해 주행휠(202)이 회전할 수 있다. 따라서, 사용자는 릴리즈 스위치(462)를 누른 상태에서 로봇(10a)을 밀어 이동시킬 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드의 외관이 도시된 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 헤드의 측면도이고, 도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드의 내부가 도시된 도면이다.

디스플레이 바디(410)의 일면에는 디스플레이(430)가 구비될 수 있고, 타면에는 돌출부(420)가 형성될 수 있다.

디스플레이(430)는 디스플레이 패널(431)과, 디스플레이 패널(431)을 커버하는 디스플레이 윈도우(432)를 포함할 수 있다. 디스플레이 윈도우(432)는 디스플레이 바디(410)의 일면을 형성할 수 있다.

디스플레이 바디(410)의 둘레면은 상기 일면과 타면을 연결할 수 있다. 디스플레이 바디(410)의 둘레면에는 스캐너(440)가 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 디스플레이 바디(410)의 둘레면에는 스캐너(440)가 장착되는 장착공(412)이 형성될 수 있다.

스캐너(440)는 스캐너 본체(441)와 윈도우(442)를 포함할 수 있다.

스캐너 본체(441)는 디스플레이 바디(410)에 내장될 수 있다. 스캐너 본체(441)는 윈도우(442)를 향해 설치될 수 있다.

윈도우(442)는 디스플레이 바디(410)에 형성된 장착공(412)에 장착될 수 있다. 윈도우(442)는 디스플레이 바디(410)의 둘레면과 단차지지 않고 연속되게 이어질 수 있다.

디스플레이 바디(410)의 둘레면은 스캐너(440)가 구비된 제1면(411a)과, 상기 제1면(411a)의 반대편에 위치한 제2면(411b)을 포함할 수 있다. 즉, 장착공(412)은 제1면(411a)에 형성될 수 있다.

헤드(440)의 돌출부(420)는 제2면(411b)보다 제1면(411a)에 인접하게 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 돌출부(420)와 제1면(411a) 사이의 거리(L1)는 돌출부(420)와 제2면(411b) 사이의 거리(L2)보다 가까울 수 있다. 상기 거리(L1)(L2)는 디스플레이 바디(410)의 일면 또는 타면과 나란할 방향의 거리를 의미할 수 있다.

한편, 돌출부(420)에는 틸팅 메커니즘(450)이 체결되는 한 쌍의 체결공(421)(422)이 형성될 수 있다.

한 쌍의 체결공(421)(422)은 돌출부(420)의 양측면에 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 한 쌍의 체결공(421)(422)는 돌출부(420)의 일측면에 형성된 제1체결공(421)과, 돌출부(420)의 타측면에 형성된 제2체결공(422)을 포함할 수 있다.

헤드(400)가 틸팅되는 가상의 틸팅축(X)(Tilting axix)은 제1체결공(421) 및 제2체결공(422)의 중심을 지날 수 있다.

제1체결공(421)에는 후술할 제1체결 바디(451)(도 18 참조)이 체결될 수 있고, 제2체결공(422)에는 제2체결 바디(456)이 체결될 수 있다. 이에 대해서는 이후 자세히 설명한다.

디스플레이 바디(410)의 내부에는 디스플레이(430) 및/또는 스캐너(440)와 전기적으로 연결된 헤드 기판(433)이 배치될 수 있다. 헤드 기판(433)은 헤드(400)의 내부로 연장된 하네스(349)에 연결될 수 있다.

제2체결 바디(456)에는 하네스(349)가 통과하는 통과공(456d)이 형성될 수 있다. 즉, 하네스(349)는 제2체결공(422)에 끼워진 제2체결 바디(456)의 통과공(456d)을 통과하여 헤드(400)의 내부로 연장될 수 있다.

제2체결공(422)의 직경(D2)은 제1체결공(421)의 직경(D1)보다 클 수 있다. 따라서, 제2체결 바디(456)의 직경은 제1체결 바디(451)의 직경보다 클 수 있다. 이로써, 제2체결 바디(456)에 형성된 통과공(456d)이 충분히 크게 형성될 수 있고, 하네스(349)의 연결 작업이 용이해질 수 있다.

도 12A 및 도 12B는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇의 헤드가 틸팅되는 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도 13A 및 도 13B는 도 12A 및 도 12B에 도시된 헤드 및 그 주변을 각각 확대 도시한 도면이다.

헤드(400)는 서로 상이한 제1기울기(P1)와 제2기울기(P2) 사이에서 틸팅될 수 있다. 틸팅 메커니즘(450)은 헤드(400)를 제1기울기(P1)와 제2기울기(P2) 사이에서 틸팅시킬 수 있다.

제1기울기(P1)는 수직하거나, 전방으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사진 방향일 수 있다. 제2기울기(P2)는 수직하거나, 후방으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사진 방향일 수 있다.

헤드(400)가 제1기울기(P1)이면 헤드(400)에 구비된 디스플레이(430)는 전방 또는 전방 상측을 향할 수 있다.

헤드(400)가 제1기울기(P1)이면 스캐너(440)는 상방 또는 후방 상측을 향할 수 있다. 즉, 디스플레이 바디(410)의 제1면(411a)은 상면이고 디스플레이 바디(410) 제2면은 저면일 수 있다.

헤드(400)가 제2기울기(P2)이면 헤드(400)에 구비된 디스플레이(430)는 후방 또는 후방 상측을 향할 수 있다.

헤드(400)가 제2기울기(P2)이면 스캐너(440)는 하방 또는 후방 하측을 향할 수 있다. 즉, 디스플레이 바디(410)의 제1면(411a)은 저면이고 디스플레이 바디(410)의 제2면(411b)은 상면일 수 있다.

본체(200)의 주행 시 헤드(400)는 제1기울기(P1)로 틸팅될 수 있다. 또한, 본체(200)의 주행 시 디스플레이(430)에는 사람의 표정을 형상화한 이모티콘이나 이미지가 표시될 수 있다. 따라서, 사람들은 로봇(10a)이 대략 정면을 바라보고 주행하는 것처럼 느낄 수 있다.

본체(200)의 주행 시 디스플레이(430)를 통한 터치 입력은 비활성화될 수 있다. 또한, 본체(200)의 주행 시 스캐너(440)는 비활성화될 수 있다.

본체(200)의 정차 시, 헤드(400)는 제2기울기(P2)로 틸팅될 수 있다. 또한, 본체(200)의 정차 시 디스플레이(430)를 통한 터치 입력이 활성화되고, 디스플레이(430)에는 기설정된 가상 터치버튼이나 로봇(10a)의 작동과 관련된 각종 정보들이 디스플레이될 수 있다. 따라서, 사용자는 로봇(10a)이 정차한 상태에서 용이하게 디스플레이(430)에 터치 입력할 수 있다.

또한, 본체(200)의 정차 시, 스캐너(440)가 활성화될 수 있다. 헤드(400)가 제2기울기(P2)이면 스캐너(440)는 후방 하측을 향하므로 사용자는 용이하게 기설정된 코드(예를 들어, 바코드 및/또는 QR코드)를 스캐너(440)에 태그할 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 헤드(440)의 돌출부(420)는 제2면(411b)보다 스캐너(440)가 구비된 제1면(411a)에 인접하게 위치할 수 있다. 따라서, 헤드(400)가 제2기울기(P2)일 때 서비스 모듈(900)의 상면과 스캐너(440) 사이의 상하 거리(H)가 충분히 커질 수 있다.

이로써, 스캐너(440)에 대한 사용자의 태그 동작이 원활하게 이뤄질 수 있다.

도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 메커니즘과 헤드의 연결이 도시된 도면이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 틸팅 메커니즘의 분해 사시도이고, 도 16는 도 15에 도시된 틸팅 메커니즘을 다른 방향에서 바라본 분해 사시도이고, 도 17은 도 4의 B-B'에 대한 단면도이다.

지지 프레임(350)은 패널부(351)와, 한 쌍의 절곡부(352)와, 한 쌍의 경사부(353)(354)를 포함할 수 있다.

패널부(351)는 넥 플레이트(340)의 전면에서 전방으로 이격될 수 있다. 따라서, 패널부(351)와 넥 플레이트(340)의 사이에는 하네스(349)가 통과하는 갭이 형성될 수 있다.

패널부(351)에는 하네스(349)가 통과하는 관통공(351a)이 형성될 수 있다. 관통공(351a)는 패널부(351)에 전후로 관통될 수 있다.

한 쌍의 절곡부(352)는 패널부(351)의 양측 가장자리에서 후방으로 절곡될 수 있다. 따라서, 상기 갭을 통과하는 하네스(349)는 한 쌍의 절곡부(352) 사이를 통과할 수 있다.

절곡부(352)의 후단에는 넥 플레이트(340)와 나란하고 넥 플레이트(340)와 체결되는 체결판(352a)이 구비될 수 있다. 이로써, 지지 프레임(350)이 넥 플레이트(340)에 체결될 수 있다.

한 쌍의 경사부(353)(354)는, 한 쌍의 절곡부(352)의 상단에서부터 상측으로 갈수록 후방으로 경사진 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 한 쌍의 경사부(353)(354)에는 틸팅 메커니즘(450)이 장착될 수 있다.

한 쌍의 경사부(353)(354)는, 헤드(400)의 돌출부(420)의 일측을 향해 연장된 제1경사부(353)와, 돌출부(420)의 타측을 향해 연장된 제2경사부(354)를 포함할 수 있다. 제1경사부(353)와 제2경사부(354)는 좌우로 나란하게 이격될 수 있다.

한편, 틸팅 메커니즘(450)은, 체결 바디(451)(456)과, 모터(452)와, 베어링(454)(457)을 포함할 수 있다. 틸팅 메커니즘(450)은 서포터(455)(458)를 더 포함할 수 있다.

체결 바디(451)(456)는 원형 캡 형상을 가질 수 있다.

체결 바디(451)(456)은 헤드(400)의 돌출부(420)의 양측에 체결될 수 있다. 즉, 체결 바디(451)(456)은 한 쌍이 구비될 수 있고, 한 쌍의 체결 바디(451)(456)은 돌출부(420)의 일측에 체결된 제1체결 바디(451)과, 돌출부(420)의 타측에 체결된 제2체결 바디(456)을 포함할 수 있다.

좀 더 상세히, 제1체결 바디(451)은 돌출부(420)에 형성된 제1체결공(421)에 피팅되어 체결될 수 있다. 제2체결 바디(456)은 돌출부(420)에 형성된 제2체결공(422)에 피팅되어 체결될 수 있다.

즉, 제1체결 바디(451) 및 제2체결 바디(456)은 돌출부(420)에 직접 체결될 수 있다. 이로써, 헤드(400)의 구조가 간단해지고 컴팩트해지며 조립성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 헤드(400)의 하중이 제1체결 바디(451) 및 제2체결 바디(456)을 통해 지지 프레임(350) 및 넥 플레이트(340)로 전달되므로, 모터(452)에 걸리는 헤드(400)의 하중 부하가 감소할 수 있다.

제1체결 바디(451)은 제1체결공(421)에 삽입되는 제1삽입부(451a)와, 돌출부(420)의 일측면에 접하는 제1확장부(451b)를 포함할 수 있다.

제1삽입부(451a)의 외경은 제1체결공(421)의 내경과 동일하거나 제1체결공(421)의 내경보다 약간 작을 수 있다. 따라서, 제1삽입부(451a)는 제1체결공(421)에 삽입되어 피팅될 수 있다.

제1확장부(451b)는 제1삽입부(451a)의 외둘레 단부에서 확장될 수 있다. 제1확장부(451b)의 외경은 제1체결공(421)의 내경보다 클 수 있다. 따라서, 제1확장부(451b)는 제1체결공(421)을 통과하지 않고 제1체결공(421)의 주변에 걸릴 수 있다. 따라서, 제1확장부(451b)는 제1체결 바디(451)이 제1체결공(421)으로 완전히 들어가는 것을 방지할 수 있다.

제1체결공(421)의 내둘레에는 적어도 하나의 제1걸림홈(421a)(도 10 참조)이 형성되고, 제1체결 바디(451)의 외둘레에는 상기 제1걸림홈(421a)에 걸리는 제1돌기(451c)가 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1돌기(451c)는 제1삽입부(451a)의 외둘레에 형성될 수 있다. 제1돌기(451c)는 제1확장부(451b)에 연결될 수 있다.

제1체결 바디(451)이 제1체결공(421)에 피팅되면 제1돌기(451c)는 제1걸림홈(421a)에 걸릴 수 있다. 따라서, 제1체결 바디(451)과 제1체결공(421) 사이에 상대 회전이 발생하지 않고, 제1체결 바디(451)과 돌출부(420)는 함께 회전할 수 있다.

제2체결 바디(456)은 제2체결공(422)에 삽입되는 제2삽입부(456a)와, 돌출부(420)의 타측면에 접하는 제2확장부(456b)를 포함할 수 있다.

제2삽입부(456a)의 외경은 제2체결공(422)의 내경과 동일하거나 제2체결공(422)의 내경보다 약간 작을 수 있다. 따라서, 제2삽입부(456a)는 제2체결공(422)에 삽입되어 피팅될 수 있다.

제2확장부(456b)는 제2삽입부(456a)의 외둘레 단부에서 확장될 수 있다. 제2확장부(456b)의 외경은 제2체결공(422)의 내경보다 클 수 있다. 따라서, 제2확장부(456b)는 제2체결공(422)을 통과하지 않고 제2체결공(422)의 주변에 걸릴 수 있다. 따라서, 제2확장부(456b)는 제2체결 바디(456)이 제2체결공(422)으로 완전히 들어가는 것을 방지할 수 있다.

제2체결 바디(456)에는 하네스(349)가 통과하는 통과공(456d)이 형성될 수 있다. 통과공(456d)은 제2삽입부(456a)에 형성될 수 있고, 헤드(400)의 돌출부(420)의 내부를 향해 관통될 수 있다.

제2체결공(422)의 내둘레에는 적어도 하나의 제2걸림홈(422a)(도 10 참조)이 형성되고, 제2체결 바디(456)의 외둘레에는 상기 제2걸림홈(422a)에 걸리는 제2돌기(456c)가 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 제2돌기(456c)는 제2삽입부(456a)의 외둘레에 형성될 수 있다. 제2돌기(456c)는 제2확장부(456b)에 연결될 수 있다.

제2체결 바디(456)이 제2체결공(422)에 피팅되면 제2돌기(456c)는 제2걸림홈(422a)에 걸릴 수 있다. 따라서, 제2체결 바디(456)과 제2체결공(422) 사이에 상대 회전이 발생하지 않고, 제2체결 바디(456)과 돌출부(420)는 함께 회전할 수 있다.

한편, 모터(452)는 제1체결 바디(451)을 회전시킬 수 있다. 제1체결 바디(451)은 커넥터(453)에 의해 모터(452)에 연결될 수 있다.

좀 더 상세히, 커넥터(453)는 모터(452)의 회전부(452a)에 연결된 연결판(453a)와, 연결판(453a)에서 제1체결 바디(451)을 향해 돌출된 삽입돌기(453b)를 포함할 수 있다.

제1체결 바디(451)에는 삽입돌기(453b)가 삽입되는 삽입홈(451d)가 형성될 수 있다. 삽입돌기(453b) 및 삽입홈(451d)의 단면은 비 원형일 수 있다. 따라서, 커넥터(453)를 통해 모터(452)의 회전력이 제1체결 바디(451)으로 원활하게 전달될 수 있다. 이로써, 제1체결 바디(451) 및 돌출부(420)가 함께 회전하고 헤드(400)는 틸팅될 수 있다.

헤드(400)의 돌출부(420)를 기준으로, 모터(452)는 제1체결 바디(451)과 동일측에 위치하고 제2체결 바디(452)과 반대측에 위치할 수 있다. 즉, 헤드(400)의 돌출부(420)에 대해 모터(452)와 하네스(349)는 서로 반대편에 위치할 수 있다. 따라서, 하네스(349)는 모터(452)와 간섭되지 않고 용이하게 돌출부(420)의 내부로 연장될 수 있고, 하네스(349)의 연결 작업이 원활해질 수 있다.

베어링(454)(457)은 체결 바디(451)(456)의 회전을 보조할 수 있다. 베어링(454)(457)은 대략 원형 링 형상일 수 있다.

베어링(454)(457)은 한 쌍이 구비될 수 있고, 한 쌍의 베어링(454)(457)은 제1체결 바디(451)에 의해 커버되는 제1베어링(454)과, 제2체결 바디(456)에 의해 커버되는 제2베어링(457)을 포함할 수 있다.

즉, 제1체결 바디(451) 및 제2체결 바디(456)은 각각 제1베어링 캡 및 제2베어링 캡으로 명명될 수 있다.

제2베어링(457)의 직경은 제1베어링(454)의 직경보다 클 수 있다.

제1베어링(454) 및 제2베어링(457)은 각각 내륜과, 외륜과, 상기 내륜 및 외륜의 사이에 구비된 구름부재(rolling member)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 구름부재는 볼(ball)이나 롤러(roller)일 수 있다.

제1베어링(454)의 내륜은 제1서포터(455)의 장착부(455b)의 외둘레를 감싸며 고정될 수 있다. 제1베어링(454)의 외륜은 제1체결 바디(451)의 내둘레에 접하여 제1체결 바디(451)과 함께 회전할 수 있다.

제2베어링(457)의 내륜은 제2서포터(458)의 장착부(458c)의 외둘레를 감싸며 고정될 수 있다. 제2베어링(457)의 외륜은 제2체결 바디(456)의 내둘레에 접하여 제2체결 바디(456)과 함께 회전할 수 있다.

서포터(455)(458)는 체결바디(451)(456)를 지지할 수 있다. 서포터(455)(458)와 체결바디(451)(456)의 사이에는 베어링(454)(457)이 구비될 수 있다.

좀 더 상세히, 서포터(455)(458)에는 베어링(454)(457)이 장착될 수 있다. 따라서, 서포터(455)(458)는 베어링 마운터로 명명될 수 있다.

서포터(455)(458)는 한 쌍이 구비될 수 있다. 한 쌍의 서포터(455)(458)는 제1체결바디(451)를 지지하는 제1서포터(455)와, 제2체결바디(456)를 지지하는 제2서포터(458)를 포함할 수 있다.

제1서포터(455)에는 제1베어링(454)이 장착되고, 제2서포터(458)에는 제2베어링(457)이 장착될 수 있다.

또한, 서포터(455)(458)는 지지 프레임(350)에 체결될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1서포터(455)는 지지 프레임(350)의 제1경사부(353)에 체결될 수 있고, 제2서포터(458)는 지지 프레임(350)의 제2경사부(354)에 체결될 수 있다. 따라서, 체결바디(451)(456)와 체결된 헤드(400)의 하중은 서포터(455)(458)를 통해 지지 프레임(350)으로 전달될 수 있다.

제1서포터(455)는 제1경사부(353)의 양면 중 헤드(400)의 돌출부(420)를 향하는 일면에 체결될 수 있다. 또한, 모터(452)는 제1경사부(353)의 타면에 체결될 수 있다. 즉, 제1경사부(353)에 대해 모터(452)와 제1서포터(455)는 반대편에 위치할 수 있다.

제1서포터(455)는 제1경사부(353)에 체결되는 제1체결부(455a)과, 상기 제1체결부(455a)에 형성되고 제1베어링(454)이 장착되는 제1장착부(455b)를 포함할 수 있다.

제1체결부(455a)는 제1경사부(353)의 일면과 나란한 판형일 수 있다. 제1장착부(455b)는 제1체결부(455a)에서 헤드(400)의 돌출부(420)를 향해 돌출된 중공통 형상일 수 있다. 제1베어링(454)은 제1장착부(455b)의 외둘레를 감싸며 제1장착부(455b)에 장착될 수 있다.

제1서포터(455)에는, 커넥터(453)가 통과하는 개방공(455c)이 형성될 수 있다. 개방공(455c)은 제1체결부(455a)에서 제1장착부(455b)까지 관통 형성될 수 있다.

또한, 제1경사부(353)에는 개방공(455c)과 연통된 홀(353a)이 형성될 수 있다.

따라서, 커넥터(453)는 제1경사부(353)에 형성된 홀(353a) 및 제1서포터(455)에 형성된 개방공(455c)을 통해 모터(452)와 제1체결 바디(451)을 연결할 수 있다.

제2서포터(458)는 제2경사부(354)에 체결되는 제2체결부(458a)과, 상기 제2체결부(458a)에 형성되고 제2베어링(457)이 장착되는 제2장착부(458b)를 포함할 수 있다.

제2체결부(458a)는 제2경사부(354)의 일면과 나란할 수 있다. 제2장착부(458b)는 제2체결부(458a)에서 헤드(400)의 돌출부(420)를 향해 돌출된 중공통 형상일 수 있다. 제2베어링(457)은 제2장착부(458b)의 외둘레를 감싸며 제2장착부(458b)에 장착될 수 있다.

제2서포터(458)에는, 하네스(349)가 통과하는 통과공(458d)이 형성될 수 있다. 통과공(458d)은 제2체결부(458a)에서 제2장착부(458b)까지 관통 형성될 수 있다.

따라서, 하네스(349)는 제2서포터(458)에 형성된 통과공(458d) 및 제2체결 바디(456)에 형성된 통과공(456d)를 순차적으로 통과하여 헤드(400)의 내부로 연장될 수 있다.

한편, 긴급정지 스위치(461)는 모터(452)의 일측에 위치할 수 있다. 모터(452)는 헤드(400)의 돌출부(420)와 긴급정지 스위치(461)의 사이에 위치할 수 있다.

넥 하우징(310)에는 넥 하우징(310)의 측면과 단차지게 측방으로 돌출되고 긴급정지 스위치가 배치된 사이드 돌출부(311)가 형성될 수 있다. 사이드 돌출부(311)는 넥 하우징(310)의 상단부에 형성될 수 있다.

긴급정지 스위치(461)는 스위치 본체(461a)와 긴급정지 버튼(461b)를 포함할 수 있다. 스위치 본체(461a)는 사이드 돌출부(311)의 내부에 위치할 수 있고, 긴급정지 버튼(461b)은 사이드 돌출부(311)의 측방으로 돌출될 수 있다.

릴리즈 스위치(462)는 모터(462)의 하측에 위치할 수 있다. 릴리즈 스위치(462)는 지지 프레임(350), 좀 더 상세히는 제1경사부(353)에 체결될 수 있다.

릴리즈 스위치(462)는 넥 하우징(410)의 내면과 제1경사부(353)의 사이에 위치할 수 있다. 즉, 제1경사부(353)를 기준으로, 모터(452)와, 긴급정지 스위치(461)와, 릴리즈 스위치(462)는 동일측에 위치할 수 있다.

릴리즈 스위치(462)는 스위치 본체(462a)와 릴리즈 버튼(462b)를 포함할 수 있다. 스위치 본체(462a)는 넥 하우징(410)의 내부에 위치할 수 있고, 릴리즈 버튼(462b)은 넥 하우징(410)의 측방으로 돌출될 수 있다.

도 18는 본 발명의 다른 실시예에 따른 로봇의 사시도이고, 도 19는 도 18에 도시된 로봇에서 서비스 모듈을 분리시킨 도면이다.

본 실시예에 따른 로봇(10a')는 서비스 모듈(900')를 제외하고 앞서 설명한 실시예의 로봇(10a)과 동일하므로, 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.

본 실시예에 따른 서비스 모듈(900')은 베이스(930) 및 복수개의 선반(930a)(930b)(930c)를 포함할 수 있다.

베이스(920)는 수평하게 배치될 수 있다. 베이스(920)는 본체(200)의 하우징(210)의 개방된 상면을 상측에서 커버할 수 있다. 베이스(920)는 바디 프레임(220)을 상측에서 커버할 수 있다.

넥 하우징(310)의 리어 케이스(320)의 하단은 베이스(920)의 전방측 가장자리에 연결될 수 있다.

복수개의 선반(930a)(930b)(930c)은 리어 케이스(320)의 후방에서 체결될 수 있다. 복수개의 선반(930a)(930b)(930c)는 서로 다른 높이에 위치할 수 있다. 각 복수개의 선반(930a)(930b)(930c)은 상하로 서로 이격될 수 있다.

복수개의 선반(930a)(930b)(930c) 중 가장 낮은 높이에 위치한 선반(930c)은 베이스(920)의 상측으로 이격될 수 있다.

로봇(10a)은 베이스(920) 및 복수개의 선반(930a)(930b)(930c)에 물품이 놓인 상태에서 자율 주행할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 본체 201: 주행 모터
202: 주행휠 210: 하우징
220: 바디 프레임 300: 넥 바디
310: 넥 하우징 320: 리어 케이스
330: 프론트 커버 340: 넥 플레이트
341: 기판 345: 넥 프레임
349: 하네스 350: 지지 프레임
400: 헤드 410: 디스플레이 바디
420: 돌출부 421: 제1체결공
422: 제2체결공 430: 디스플레이
440: 스캐너 450: 틸팅 메커니즘
451: 제1체결 바디 452: 모터
453: 커넥터 454: 제1베어링
455: 제1서포터 456: 제2체결 바디
457: 제2베어링 458: 제2서포터

Claims (20)

1. 주행휠이 구비된 본체;
   상기 본체의 전방부에서 상측으로 길게 연장된 넥 바디;
   디스플레이가 구비된 디스플레이 바디와, 상기 디스플레이 바디에서 돌출되어 상기 넥 바디의 내부로 삽입된 돌출부를 포함하는 헤드;
   상기 헤드를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및
   상기 넥 바디의 내부에 위치하고 상기 틸팅 메커니즘을 지지하는 지지 프레임을 포함하고,
   상기 틸팅 메커니즘은,
   상기 돌출부에 체결된 체결 바디;
   상기 체결 바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 서포터; 및
   상기 체결 바디를 회전시키는 모터를 포함하는 로봇.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 틸팅 메커니즘은,
   상기 체결 바디와 상기 서포터 사이에 구비된 베어링을 더 포함하는 로봇.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출부의 양측에는 상기 체결 바디가 삽입되는 체결공이 형성된 로봇.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 체결 바디는,
   상기 체결공에 삽입되는 삽입부; 및
   상기 삽입부의 외둘레 단부에서 확장되고 상기 돌출부의 측면에 접하는 확장부를 포함하는 로봇.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 체결공의 내둘레에는 걸림홈이 형성되고,
   상기 체결 바디의 외둘레에는 상기 걸림홈에 걸리는 돌기가 형성된 로봇.
6. 주행휠이 구비된 본체;
   상기 본체의 전방부에서 상측으로 길게 연장된 넥 바디;
   디스플레이가 구비된 디스플레이 바디와, 상기 디스플레이 바디에서 돌출되어 상기 넥 바디의 내부로 삽입된 돌출부를 포함하는 헤드;
   상기 헤드를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및
   상기 넥 바디의 내부에 위치하고 상기 틸팅 메커니즘을 지지하는 지지 프레임을 포함하고,
   상기 틸팅 메커니즘은,
   상기 돌출부의 양측에 체결된 제1,2체결 바디;
   상기 제1체결 바디를 회전시키는 모터;
   상기 제1체결 바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 제1서포터; 및
   상기 제2체결 바디를 지지하며 상기 지지 프레임에 체결된 제2서포터를 포함하는 로봇.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 틸팅 메커니즘은
   상기 제1체결 바디와 상기 제1서포터 사이에 구비된 제1베어링; 및
   상기 제2체결 바디와 상기 제2서포터 사이에 구비된 제2베어링을 더 포함하는 로봇.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1서포터에는, 상기 모터와 상기 제1체결 바디를 연결하는 커넥터가 통과하는 개방공이 형성된 로봇.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제2서포터 및 상기 제2체결 바디에는, 상기 헤드의 내부로 연장된 하네스가 통과하는 통과공이 형성된 로봇.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1서포터에는, 상기 모터와 상기 제1체결 바디를 연결하는 커넥터가 통과하는 개방공이 형성되고,
    상기 제2서포터 및 상기 제2체결 바디에는, 상기 헤드의 내부로 연장된 하네스가 통과하는 통과공이 형성되고,
    상기 통과공의 직경은 상기 개방공의 직경보다 큰 로봇.
11. 제 6 항에 있어서,
    상기 돌출부의 일면에는 상기 제1체결 바디가 체결되는 제1체결공이 형성되고,
    상기 돌출부의 타면에는 상기 제2체결 바디가 체결되고 상기 제1체결공의 직경보다 큰 직경을 갖는 제2체결공이 형성된 로봇.
12. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 틸팅 메커니즘은,
    상기 디스플레이가 전방 또는 전방 상측을 향하는 제1기울기와, 상기 디스플레이가 후방 또는 후방 상측을 향하는 제2기울기 사이에서 상기 헤드를 틸팅시키는 로봇.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 틸팅 메커니즘은,
    상기 본체의 주행시에 상기 헤드를 상기 제1기울기로 틸팅시키고,
    상기 본체의 정차시에 상기 헤드를 상기 제2기울기로 틸팅시키는 로봇.
14. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 넥 바디의 상측 일부는 후방 상측을 향해 절곡된 로봇.
15. 제 6 항에 있어서,
    상기 넥 바디는,
    전면이 개방된 리어 케이스와, 상기 리어 케이스의 개방된 전면을 커버하는 프론트 커버를 포함하는 넥 하우징; 및
    상기 넥 하우징의 내부에 수직하게 배치되고 상기 프론트 커버를 마주보며 상기 지지 프레임이 체결된 넥 플레이트를 포함하는 로봇.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 지지 프레임은,
    상기 넥 플레이트의 전방으로 이격된 패널부;
    상기 패널부의 양측 가장자리에서 상기 넥 플레이트를 향해 절곡된 한 쌍의 절곡부;
    상기 패널부 또는 절곡부의 상단에서부터 상측으로 갈수록 후방으로 경사진 방향으로 연장되고 상기 제1서포터가 체결된 제1경사부; 및
    상기 제1경사부와 좌우로 나란하게 이격되고 상기 제2서포터가 체결된 제2경사부를 포함하는 로봇.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 넥 플레이트의 전면에는 상기 헤드와 하네스로 연결된 기판이 장착되고,
    상기 하네스는 상기 넥 플레이트와 상기 패널부의 사이를 통과하는 로봇.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 패널부에는 상기 하네스가 통과하는 관통공이 형성된 로봇.
19. 주행휠이 구비된 본체;
    상기 본체의 전방부에서 상측으로 길게 연장된 넥 바디;
    일면에 디스플레이 구비된 디스플레이 바디와, 상기 디스플레이 바디의 타면에서 돌출되어 상기 넥 바디의 내부로 삽입된 돌출부를 포함하는 헤드;
    상기 넥 바디의 내부에 배치되고 상기 돌출부에 연결되어 상기 헤드를 틸팅시키는 틸팅 메커니즘; 및
    상기 디스플레이 바디의 둘레면에 구비되고 코드를 스캔하는 스캐너를 포함하고,
    상기 디스플레이 바디의 둘레면은, 상기 스캐너가 구비된 제1면과, 상기 제1면의 반대편에 위치한 제2면을 포함하고,
    상기 돌출부와 상기 제1면 사이의 거리는 상기 돌출부와 상기 제2면 사이의 거리보다 가까운 로봇.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 틸팅 메커니즘은,
    상기 디스플레이가 전방 상측으로 경사진 방향을 향하는 제1기울기와, 상기 디스플레이가 후방 상측으로 경사진 방향을 향하는 제2기울기 사이에서 상기 헤드를 틸팅시키고,
    상기 헤드가 상기 제1기울기이면 상기 스캐너는 후방 상측을 향하고,
    상기 헤드가 상기 제2기울기이면 상기 스캐너는 후방 하측을 향하는 로봇.

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