[go: up one dir, main page]

KR20220009305A - Moving robot apparatus - Google Patents

Moving robot apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR20220009305A
KR20220009305A KR1020200144675A KR20200144675A KR20220009305A KR 20220009305 A KR20220009305 A KR 20220009305A KR 1020200144675 A KR1020200144675 A KR 1020200144675A KR 20200144675 A KR20200144675 A KR 20200144675A KR 20220009305 A KR20220009305 A KR 20220009305A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main body
mobile robot
disposed
robot device
wheels
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
KR1020200144675A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102861512B1 (en
Inventor
구동한
현상민
김용태
국중갑
최구영
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to PCT/KR2021/008303 priority Critical patent/WO2022014909A1/en
Priority to EP21842616.1A priority patent/EP4144486B1/en
Publication of KR20220009305A publication Critical patent/KR20220009305A/en
Priority to US18/077,003 priority patent/US12409546B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102861512B1 publication Critical patent/KR102861512B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008Balancing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/102Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • B25J9/1035Pinion and fixed rack drivers, e.g. for rotating an upper arm support on the robot base
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126Rotary actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

이동 로봇 장치가 개시된다. 본 이동 로봇 장치는 본체, 본체의 양 측면에 각각 배치되는 제1 바퀴 및 제2 바퀴, 제1 및 제2 바퀴 각각에 구동력을 제공하는 제1 구동 장치, 본체를 제1 및 제2 바퀴의 중심축을 기준으로 수직 방향으로 이동시키는 제2 구동 장치 및 본체가 지면과 접촉하여 이동하거나, 지면과 이격되어 이동하도록 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서를 포함한다. A mobile robot device is disclosed. The present mobile robot device includes a main body, first and second wheels disposed on both sides of the main body, a first driving device for providing driving force to each of the first and second wheels, and the main body as the center of the first and second wheels A second driving device that moves in a vertical direction with respect to the axis and a processor that controls the second driving device so that the main body moves in contact with the ground or moves apart from the ground.

Description

이동 로봇 장치{MOVING ROBOT APPARATUS}Mobile robot device {MOVING ROBOT APPARATUS}

본 개시는 이동 로봇 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 본체가 지면과 접촉하여 이동하거나, 지면과 이격되어 이동함에 따라 안정적인 주행 및 정보 수집이 가능한 이동 로봇 장치에 관한 것이다. The present disclosure relates to a mobile robot device, and more particularly, to a mobile robot device capable of stable driving and information collection as a main body moves in contact with the ground or moves apart from the ground.

로봇 기술의 발전에 따라 전문화된 학술 분야 또는 대규모의 노동력을 요하는 산업 분야뿐만 아니라 일반적인 가정에도 로봇의 공급이 보편화 되고 있다. 또한, 위치가 고정된 채 기능을 수행하는 로봇뿐만 아니라, 위치를 이동할 수 있는 이동형 로봇도 보급되고 있다. 이동형 로봇 중에서도, 2개의 바퀴를 갖는 이륜형 로봇은 적은 지면 면적을 차지하는 장점이 있어서, 다양한 종류의 이륜형 로봇(Segway, Ninebot 등)들이 널리 활용되고 있다. With the development of robot technology, the supply of robots is becoming common not only in specialized academic fields or industrial fields requiring large-scale labor but also in general households. In addition, a mobile robot capable of moving a position as well as a robot performing a function with a fixed position is popular. Among mobile robots, a two-wheeled robot having two wheels has the advantage of occupying a small ground area, and thus various types of two-wheeled robots (Segway, Ninebot, etc.) are widely used.

종래의 이륜형 로봇은 본체의 무게중심이 바퀴의 회전축보다 항상 상측에 있고, 넘어지지 않도록 밸런싱 제어를 한다. 이러한 구조를 갖는 이동 로봇은, 회전 관성력 및 작용 반작용에 따라 흔들거림이 있어서 안정적인 주행이 어렵고, 넘어졌을 경우 원래 자세로 복귀할 수 없는 문제점이 있었다. In the conventional two-wheeled robot, the center of gravity of the main body is always above the rotation axis of the wheel, and balancing is controlled so as not to fall over. The mobile robot having such a structure has problems in that it is difficult to travel stably because there is shaking according to the rotational inertia force and action and reaction, and it is impossible to return to the original posture if it falls down.

본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 본체가 지면과 접촉하여 이동하거나, 지면과 이격되어 이동함에 따라 안정적인 주행 및 정보 수집이 가능한 이동 로봇 장치를 제공함에 있다. The present disclosure is in accordance with the above-mentioned necessity, and an object of the present disclosure is to provide a mobile robot device capable of stable driving and information collection as the main body moves in contact with the ground or moves apart from the ground.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치는본체, 상기 본체의 양 측면에 각각 배치되는 제1 바퀴 및 제2 바퀴, 상기 제1 및 제2 바퀴 각각에 구동력을 제공하는 제1 구동 장치, 상기 본체를 상기 제1 및 제2 바퀴의 중심축을 기준으로 수직 방향으로 이동시키는 제2 구동 장치 및 상기 본체가 지면과 접촉하여 이동하거나, 지면과 이격되어 이동하도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. A mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure for achieving the above object includes a main body, first and second wheels disposed on both sides of the main body, respectively, and driving force to each of the first and second wheels A first driving device to provide, a second driving device for moving the main body in a vertical direction with respect to the central axis of the first and second wheels, and the second driving device so that the main body moves in contact with the ground or moves apart from the ground 2 It may include a processor for controlling the driving device.

상기 제1 구동 장치는, 상기 제1 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 모터 및 상기 제2 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 모터를 포함할 수 있다. The first driving device may include a first motor providing a driving force to the first wheel and a second motor providing a driving force to the second wheel.

상기 제2 구동 장치는, 상기 제1 및 제2 바퀴 중 적어도 하나에 배치되는 랙 및 상기 본체 내에 상기 랙과 맞물리도록 배치되는 피니언을 포함할 수 있다. The second driving device may include a rack disposed on at least one of the first and second wheels and a pinion disposed within the body to engage the rack.

상기 랙은 수직하게 배치될 수 있다.The rack may be arranged vertically.

상기 랙은, 상기 제1 바퀴 내에 배치되는 제1 랙 및 상기 제2 바퀴 내에 배치되는 제2 랙을 포함하고, 상기 피니언은, 상기 제1 랙과 맞물리도록 배치되는 제1 피니언 및 상기 제2 랙과 맞물리도록 배치되는 제2 피니언을 포함할 수 있다. The rack includes a first rack disposed within the first wheel and a second rack disposed within the second wheel, wherein the pinion includes a first pinion and a second rack disposed to engage the first rack. and a second pinion arranged to engage with the .

상기 제2 구동 장치는, 상기 제1 피니언을 회전시키는 제3 모터 및 상기 제2 피니언을 회전시키는 제4 모터를 포함할 수 있다. The second driving device may include a third motor rotating the first pinion and a fourth motor rotating the second pinion.

상기 제1 바퀴는, 회전 가능한 제1 바퀴 커버 및 상기 제1 바퀴 커버와 상기 본체 사이에 배치되는 제1 중간 부재를 포함하고, 상기 제2 바퀴는, 회전 가능한 제2 바퀴 커버 및 상기 제2 바퀴 커버와 상기 본체 사이에 배치되는 제2 중간 부재를 포함하고, 상기 제1 랙은 상기 제1 중간 부재에 배치되고, 상기 제2 랙은 상기 제2 중간 부재에 배치될 수 있다. The first wheel includes a rotatable first wheel cover and a first intermediate member disposed between the first wheel cover and the main body, wherein the second wheel includes a rotatable second wheel cover and the second wheel A second intermediate member may be disposed between the cover and the main body, wherein the first rack may be disposed on the first intermediate member, and the second rack may be disposed on the second intermediate member.

상기 이동 로봇 장치는 상기 제1 및 제2 중간 부재 중 적어도 하나에 배치되는 가이드 레일을 더 포함하고, 상기 본체는 측면에 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능한 블록을 포함할 수 있다. The mobile robot device may further include a guide rail disposed on at least one of the first and second intermediate members, and the main body may include a block movable along the guide rail on a side surface.

상기 가이드 레일은 수직하게 배치될 수 있다. The guide rail may be vertically disposed.

상기 이동 로봇 장치는 상기 본체에 배치되어 상기 이동 로봇 장치의 주위 환경을 촬상하는 카메라를 더 포함할 수 있다. The mobile robot device may further include a camera disposed on the main body to image a surrounding environment of the mobile robot device.

상기 본체는 하부면에 회전 가능하게 연결되는 캐스터를 포함할 수 있다. The body may include a caster rotatably connected to the lower surface.

상기 캐스터의 회전축은 상기 제1 및 제2 바퀴의 회전축과 나란할 수 있다. The axis of rotation of the caster may be parallel to the axis of rotation of the first and second wheels.

상기 프로세서는, 상기 캐스터가 선택적으로 지면과 접촉하거나 지면으로부터 이격되도록 상기 제2 구동 장치를 제어할 수 있다. The processor may control the second driving device so that the caster selectively contacts the ground or is spaced apart from the ground.

상기 프로세서는, 상기 이동 로봇 장치가 선회하는 방향으로 상기 본체가 틸팅되도록 상기 제2 구동 장치를 제어할 수 있다. The processor may control the second driving device to tilt the main body in a direction in which the mobile robot device rotates.

상기 프로세서는, 상기 본체가 넘어져서 지면과 접하는 경우, 상기 본체의 무게 중심이 상기 본체의 접지점과 상기 제1 및 제2 바퀴의 접지점 사이 구간 밖에 위치할 때까지 상기 제1 및 제2 바퀴가 상기 본체를 향하여 이동하도록 상기 제2 구동 장치를 제어할 수 있다.In the processor, when the main body falls and comes into contact with the ground, the first and second wheels rotate the main body until the center of gravity of the main body is located outside the section between the contact point of the main body and the contact point of the first and second wheels. The second driving device may be controlled to move toward the .

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 전방 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 후방 사시도이다.
도 3은 본체가 지면과 접촉하고 있는 이동 로봇 장치의 전면도이다.
도 4는 본체가 상측으로 이동한 이동 로봇 장치의 전방 사시도이다.
도 5는 본체가 지면과 이격되어 있는 이동 로봇 장치의 전면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 이동 로봇 장치를 Ⅰ-Ⅰ선에 따라 자른 단면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 바퀴의 측면도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 제어 과정을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 1에 도시된 이동 로봇 장치를 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 자른 단면도이다.
도 11은 도 4에 도시된 이동 로봇 장치를 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 자른 단면도이다.
도 12 및 도 13은 이동 로봇 장치가 선회하는 경우 본체가 틸팅된 모습을 나타내는 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본체가 넘어진 경우 원래 자세로 복귀하는 과정을 나타내는 도면이다.
1 is a front perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure;
2 is a rear perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a front view of the mobile robot device in which the main body is in contact with the ground.
4 is a front perspective view of the mobile robot device in which the main body is moved upward.
5 is a front view of the mobile robot device in which the main body is spaced apart from the ground.
6 is an exploded perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure;
7 is a cross-sectional view of the mobile robot device shown in FIG. 1 taken along line I-I.
8 is a side view of a first wheel according to an embodiment of the present disclosure;
9 is a block diagram schematically illustrating a control process of a mobile robot apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
10 is a cross-sectional view of the mobile robot device shown in FIG. 1 taken along line II-II.
11 is a cross-sectional view of the mobile robot device shown in FIG. 4 taken along line III-III.
12 and 13 are views illustrating a state in which the main body is tilted when the mobile robot device turns.
14 to 16 are views illustrating a process of returning to an original posture when the body falls over.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다. It should be understood that the embodiments described below are illustratively shown to help the understanding of the present disclosure, and the present disclosure may be implemented with various modifications, different from the embodiments described herein. However, in the following description of the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related well-known function or component may unnecessarily obscure the gist of the present disclosure, the detailed description and specific illustration thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are not drawn to scale in order to help understanding of the disclosure, but dimensions of some components may be exaggerated.

본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다. The terms used in this specification and claims have been chosen in consideration of the function of the present disclosure. However, these terms may vary depending on the intention of a person skilled in the art, legal or technical interpretation, and emergence of new technology. Also, some terms are arbitrarily selected by the applicant. These terms may be interpreted in the meanings defined herein, and in the absence of specific definitions, they may be interpreted based on the general content of the present specification and common technical common sense in the art.

본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.In this specification, expressions such as “have,” “may have,” “include,” or “may include” indicate the presence of a corresponding characteristic (eg, a numerical value, function, operation, or component such as a part). and does not exclude the presence of additional features.

그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.In addition, since the present specification describes components necessary for the description of each embodiment of the present disclosure, the present disclosure is not necessarily limited thereto. Accordingly, some components may be changed or omitted, and other components may be added. In addition, they may be distributed and arranged in different independent devices.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Further, an embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present disclosure is not limited or limited by the embodiments.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대하여 더욱 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, the present disclosure will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 전방 사시도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 후방 사시도이다. 도 3은 본체가 지면과 접촉하고 있는 이동 로봇 장치의 전면도이다. 1 is a front perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure; 2 is a rear perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure. 3 is a front view of the mobile robot device in which the main body is in contact with the ground.

이동 로봇 장치(1)는 주변 환경을 인식하고 자율 주행 및 정보 수집이 가능하며 사용자에게 정보를 전달하는 등 다양한 기능을 가지는 장치이다. 이동 로봇 장치(1)는 음성, 소리 및 영상 인식을 기반으로 주변 환경을 인식할 수 있다. 또한, 무선 통신을 통해 다른 전자제품을 제어하거나 음성을 출력함으로써 사용자에게 정보를 전달할 수 있다.The mobile robot device 1 is a device having various functions, such as recognizing a surrounding environment, capable of autonomous driving and information collection, and transmitting information to a user. The mobile robot device 1 may recognize a surrounding environment based on voice, sound, and image recognition. In addition, information can be transmitted to the user by controlling other electronic products or outputting voice through wireless communication.

이동 로봇 장치(1)는 주변 환경에서 소리, 음성, 영상 등 다양한 정보를 수집, 분석하여 안정적인 자율 주행이 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 이동 로봇 장치(1)는 주변 환경에 대한 정보를 수집하기 위한 마이크, 카메라, 센서 등을 포함할 수 있다.The mobile robot device 1 may enable stable autonomous driving by collecting and analyzing various information such as sounds, voices, and images in the surrounding environment. For example, the mobile robot device 1 may include a microphone, a camera, a sensor, etc. for collecting information about the surrounding environment.

이동 로봇 장치(1)는 구동 부재를 포함함으로써 물리적 이동이 가능하고, 이를 통해 실내 및 실외를 포함하는 사용자의 환경 전반에 걸쳐 이동 로봇 장치(1)의 다양한 기능을 실행할 수 있다.The mobile robot device 1 can be physically moved by including a driving member, and through this, various functions of the mobile robot device 1 can be executed throughout the user's environment including indoors and outdoors.

이동 로봇 장치(1)가 가정 내에서 이용될 경우, 가정 내에 배치된 TV, 청소기, 세탁기 등 전자제품과 상호 작용하여 기능 실행 및 정보를 수집하고, 수집한 정보를 애완동물을 포함한 가족구성원에게 전달할 수 있다. 이에 따라, 가정 내 모든 구성원과 전자제품을 연결할 수 있다.When the mobile robot device 1 is used in the home, it interacts with electronic products such as TVs, vacuum cleaners, and washing machines placed in the home to execute functions and collect information, and transmit the collected information to family members including pets. can As a result, it is possible to connect all members of the household and electronic products.

이동 로봇 장치(1)는 사용자가 부재하는 경우에도 가정 내 환경을 지속적으로 확인, 점검하여 애완동물을 포함한 도움이 필요한 가족구성원과 사용자를 연결할 수 있다. 또한, 물리적 이동을 통하여 가정 내 다른 가전제품을 확인, 조작할 수 있다. 이를 통해, 가정 내 안전을 도모하고 보안을 강화할 수 있다. The mobile robot device 1 can connect the user with family members who need help, including pets, by continuously checking and inspecting the environment in the home even when the user is absent. In addition, it is possible to check and manipulate other home appliances in the home through physical movement. Through this, it is possible to promote safety in the home and strengthen security.

본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)는 가정 내에서 업무를 수행하는 형태로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 다양한 실시예에 따른 로봇 장치로 구현될 수 있다. The mobile robot apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure may be implemented in a form of performing work at home, but is not limited thereto, and may be implemented as a robot apparatus according to various embodiments.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치(1)는 본체(100), 제1 바퀴(200) 및 제2 바퀴(300)를 포함할 수 있다. 본체(100), 제1 바퀴(200) 및 제2 바퀴(300)의 커버들은 동일한 곡률(Curvature)을 가질 수 있고, 이에 따라 이동 로봇 장치(1)의 외관이 구체를 이루도록 형성될 수 있다.1 to 3 , the mobile robot apparatus 1 according to an embodiment of the present disclosure may include a body 100 , a first wheel 200 , and a second wheel 300 . The covers of the main body 100 , the first wheel 200 , and the second wheel 300 may have the same curvature, and thus the exterior of the mobile robot device 1 may be formed to form a sphere.

도 1 내지 도 3에 도시하지 않았지만, 이동 로봇 장치(1)의 본체(100) 내부에는 이동 로봇 장치(1)를 구동시키기 위한 모터, 배터리, 액츄에이터(Actuator), 기어, 베어링 등이 포함될 수 있다. Although not shown in FIGS. 1 to 3 , a motor, a battery, an actuator, a gear, a bearing, etc. for driving the mobile robot device 1 may be included in the body 100 of the mobile robot device 1 . .

본체(100)는 외면에 이동 로봇 장치(1)의 주위 환경을 촬상하는 카메라(101)가 배치될 수 있다. 또한, 본체는 외면에 적어도 하나의 센서(102)가 배치될 수 있다. 센서(102)는 장애물을 감지하는 이미지 센서, 음성을 감지하는 사운드 센서, 온도를 감지할 수 있는 온도 센서, 습도를 감지하는 습도 센서 중 적어도 하나일 수 있다. A camera 101 for capturing the surrounding environment of the mobile robot apparatus 1 may be disposed on the outer surface of the main body 100 . In addition, at least one sensor 102 may be disposed on the outer surface of the body. The sensor 102 may be at least one of an image sensor detecting an obstacle, a sound sensor detecting a voice, a temperature sensor detecting temperature, and a humidity sensor detecting humidity.

이동 로봇 장치(1)는 본체(100)에 배치된 카메라(101)와 적어도 하나의 센서(102)에서 수집한 정보를 기초로, 주변 환경을 인식하고 자율 주행 및 정보 수집이 가능하며 사용자에게 정보를 전달할 수 있다. The mobile robot device 1 recognizes the surrounding environment based on the information collected from the camera 101 and at least one sensor 102 disposed on the main body 100, autonomous driving and information collection are possible, and provides information to the user. can pass

본체(100)는 하부면에 회전 가능하게 연결되는 캐스터(103)를 포함할 수 있다. 캐스터(103)의 회전축(X2)은 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)과 나란할 수 있다. The body 100 may include a caster 103 rotatably connected to the lower surface. The rotation axis X2 of the caster 103 may be parallel to the central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300 .

캐스터(103)는 본체(100)의 하부면보다 외측으로 일부가 돌출될 수 있다. 캐스터(103)는 플라스틱 또는 금속으로 형성될 수 있고, 회전 가능한 볼 캐스터(ball caster) 형태를 가져서 지면과의 마찰력이 감소될 수 있다. A part of the caster 103 may protrude outward from the lower surface of the main body 100 . The caster 103 may be formed of plastic or metal, and has a rotatable ball caster shape, so that frictional force with the ground may be reduced.

제1 및 제2 바퀴(200, 300)는 각각 지면과 제1 지점(S1)과 제2 지점(S2)에서 접촉할 수 있다. 또한, 캐스터(103)를 제외한 본체(100)의 하부면은 지면으로부터 이격되고, 캐스터(103)는 지면과 제3 지점(S3)에서 접촉할 수 있다. The first and second wheels 200 and 300 may contact the ground at a first point S1 and a second point S2, respectively. In addition, the lower surface of the main body 100 excluding the caster 103 may be spaced apart from the ground, and the caster 103 may contact the ground at a third point S3 .

이에 따라, 이동 로봇 장치(1)는 지면의 제1 내지 제3 지점(S1, S2, S3)에서 지지될 수 있다(3점 지지 모드). 이에 따라, 본체(100)는 지면과 접촉하고, 본체(100)의 무게 중심은 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)보다 하측에 위치할 수 있다. Accordingly, the mobile robot apparatus 1 may be supported at the first to third points S1, S2, and S3 on the ground (three-point support mode). Accordingly, the main body 100 may be in contact with the ground, and the center of gravity of the main body 100 may be located below the central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300 .

이동 로봇 장치(1)가 특정 위치로 이동을 완료한 경우, 본체(100)의 무게 중심이 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)보다 하측으로 이동하여, 이동 로봇 장치(1)는 그 특정 위치에 안정적인 자세로 정지할 수 있다. When the mobile robot apparatus 1 completes movement to a specific position, the center of gravity of the main body 100 moves to a lower side than the central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300, and the mobile robot apparatus (1) can be stopped in a stable posture at that specific position.

본체(100)의 무게 중심이 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)보다 하측에 있는 경우, 이동 로봇 장치(1)는 흔들림 없이 안정적으로 저속으로 주행할 수 있다. 또한, 흔들리지 않는 본체(100)에 배치된 카메라(101)는 이동 로봇 장치(1)의 주변 환경을 정밀하게 촬상할 수 있다. When the center of gravity of the main body 100 is lower than the central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300 , the mobile robot device 1 may travel stably at a low speed without shaking. In addition, the camera 101 disposed on the body 100 that is not shaken can accurately image the surrounding environment of the mobile robot device 1 .

또한, 후술할 본체(100)를 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심 축을 기준으로 수직 방향으로 이동시키는 제2 구동 장치(도 9, 500)의 제어가 필요하지 않으므로, 이동 로봇 장치(1)는 저전력으로 효율적인 주행이 가능하다. In addition, since the control of the second driving device ( FIGS. 9 and 500 ) for moving the main body 100 to be described later in the vertical direction with respect to the central axis of the first and second wheels 200 and 300 is not required, the mobile robot device (1) enables efficient driving with low power.

제1 바퀴(200) 및 제2 바퀴(300)는 본체(100)의 양 측면에 각각 배치될 수 있다. 제1 및 제2 바퀴(200, 300)는 각각 제1 구동 장치(도 6, 400)로부터 구동력을 제공받아서 중심축(X1)을 기준으로 회전할 수 있다. 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)은 지면과 수평하게 배치될 수 있다. The first wheel 200 and the second wheel 300 may be respectively disposed on both sides of the body 100 . The first and second wheels 200 and 300 may receive driving force from the first driving device ( FIGS. 6 and 400 ), respectively, and rotate about the central axis X1 . The central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300 may be disposed horizontally with the ground.

이동 로봇 장치(1)는 제1 및 제2 바퀴(200, 300)가 X1축을 기준으로 회전함에 따라, 전방 또는 후방으로 이동하거나, 선회하여 원하는 위치로 자유롭게 이동할 수 있다. As the first and second wheels 200 and 300 rotate with respect to the X1 axis, the mobile robot device 1 may move forward or backward, or rotate to freely move to a desired position.

도 4는 본체가 상측으로 이동한 이동 로봇 장치의 전방 사시도이다. 도 5는 본체가 지면과 이격되어 있는 이동 로봇 장치의 전면도이다. 4 is a front perspective view of the mobile robot device in which the main body is moved upward. 5 is a front view of the mobile robot device in which the main body is spaced apart from the ground.

도 4 내지 도 5를 참조하면, 본체(100)는 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)을 기준으로 수직방향으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 본체(100)는 지면과의 이격 거리가 더욱 증가하게 되고, 본체(100)의 무게 중심은 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축(X1)보다 상측에 위치할 수 있다. 4 to 5 , the body 100 may move in a vertical direction with respect to the central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300 . Accordingly, the main body 100 may further increase the separation distance from the ground, and the center of gravity of the main body 100 may be located above the central axis X1 of the first and second wheels 200 and 300 . have.

즉, 본체(100)의 하부면 및 캐스터(103)는 모두 지면과 접촉하지 않고 제1 및 제2 바퀴(200, 300)만 지면과 제1 및 제2 지점(S1, S2)에서 접촉하므로, 이동 로봇 장치(1)는 지면의 제1 및 제2 지점(S1, S2)에서 지지된 상태로 이동할 수 있다(2점 지지 모드). That is, since both the lower surface of the body 100 and the casters 103 do not contact the ground, only the first and second wheels 200 and 300 are in contact with the ground at the first and second points S1 and S2, The mobile robot apparatus 1 may move while being supported at the first and second points S1 and S2 on the ground (two-point support mode).

이에 따라, 본체(100)가 지면으로부터 충분한 클리어런스가 확보되어 카페트 등 쿠션감이 있는 지면에서도 본체가 지면에 닿지 않고 효율적으로 주행을 할 수 있다. 또한, 본체(100)와 지면 사이에 장애물이 통과할 만큼의 충분한 간격이 확보되므로, 이동 로봇 장치(1)는 본체(100)와 장애물과의 충돌을 피하면서 용이하게 이동할 수 있다. Accordingly, sufficient clearance is ensured for the main body 100 from the ground, so that the main body 100 can run efficiently without touching the ground even on a cushioned ground such as a carpet. In addition, since a sufficient distance is secured between the main body 100 and the ground for the obstacle to pass, the mobile robot device 1 can move easily while avoiding the collision between the main body 100 and the obstacle.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 분해 사시도이다. 도 7은 도 1에 도시된 이동 로봇 장치를 Ⅰ-Ⅰ선에 따라 자른 단면도이다. 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 바퀴의 측면도이다. 도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 이동 로봇 장치의 제어 과정을 개략적으로 나타내는 블록도이다.6 is an exploded perspective view of a mobile robot device according to an embodiment of the present disclosure; 7 is a cross-sectional view of the mobile robot device shown in FIG. 1 taken along line I-I. 8 is a side view of a first wheel according to an embodiment of the present disclosure; 9 is a block diagram schematically illustrating a control process of a mobile robot apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 제1 바퀴(200)는 제1 바퀴 커버(210) 및 제1 중간 부재(220)를 포함할 수 있고, 제2 바퀴(300)는 제2 바퀴 커버(310) 및 제2 중간 부재(320)를 포함할 수 있다. 또한, 이동 로봇 장치(1)는 제1 구동 장치(400), 제2 구동 장치(500) 및 프로세서(600)를 더 포함할 수 있다. 6 to 9 , the first wheel 200 may include a first wheel cover 210 and a first intermediate member 220 , and the second wheel 300 may include a second wheel cover 310 . ) and a second intermediate member 320 . Also, the mobile robot device 1 may further include a first driving device 400 , a second driving device 500 , and a processor 600 .

제1 및 제2 바퀴 커버(210, 310)는 각각 회전하지 않는 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 본체(100)는 양 측면이 각각 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)에 상하 이동 가능하게 연결될 수 있다. The first and second wheel covers 210 and 310 may be rotatably connected to the first and second intermediate members 220 and 320 that do not rotate, respectively. In addition, both sides of the main body 100 may be vertically movable to the first and second intermediate members 220 and 320 .

즉, 제1 및 제2 바퀴 커버(210, 310)은 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)를 기준으로 회전할 수 있고, 본체(100)는 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)를 기준으로 상하로 이동할 수 있다. That is, the first and second wheel covers 210 and 310 may rotate based on the first and second intermediate members 220 and 320 , and the main body 100 includes the first and second intermediate members 220 , 320) can be moved up and down.

제1 및 제2 중간 부재(220, 320)는 바퀴 커버(210, 310)와 본체(100) 사이에 배치되며 제1 구동 장치(400), 랙(530, 560) 및 가이드 레일(221, 321)을 지지할 수 있다. The first and second intermediate members 220 and 320 are disposed between the wheel covers 210 and 310 and the main body 100 and include the first driving device 400 , the racks 530 and 560 and the guide rails 221 and 321 . ) can be supported.

제1 구동 장치(400)는 제1 및 제2 바퀴 각각에 구동력을 제공할 수 있다. 제1 구동 장치(400)는 제1 바퀴(200)에 구동력을 제공하는 제1 모터(410) 및 제2 바퀴(300)에 구동력을 제공하는 제2 모터(420)를 포함할 수 있다. The first driving device 400 may provide driving force to each of the first and second wheels. The first driving device 400 may include a first motor 410 providing a driving force to the first wheel 200 and a second motor 420 providing a driving force to the second wheel 300 .

제1 모터(410)는 제1 중간 부재(220)에 배치되어 제1 바퀴 커버(210)를 회전시킬 수 있고, 제2 모터(420)는 제2 중간 부재(320)에 배치되어 제2 바퀴 커버(310)를 회전시킬 수 있다. The first motor 410 is disposed on the first intermediate member 220 to rotate the first wheel cover 210 , and the second motor 420 is disposed on the second intermediate member 320 to rotate the second wheel. The cover 310 may be rotated.

제2 구동 장치는 제1 및 제2 바퀴(200, 300) 중 적어도 하나에 배치되는 랙(530, 560) 및 본체(100) 내에 랙(530, 560)과 맞물리도록 배치되는 피니언(520, 550)을 포함할 수 있다.The second driving device includes racks 530 and 560 disposed on at least one of the first and second wheels 200 and 300 and pinions 520 and 550 disposed to engage the racks 530 and 560 within the body 100 . ) may be included.

구체적으로, 제2 구동 장치(500)는 제3 모터(510), 제1 피니언(520), 제1 랙(530)을 포함할 수 있다. 제1 피니언(520)은 본체(100) 내에 제1 랙(530)과 맞물리도록 배치될 수 있고, 제1 랙(530)은 제1 바퀴(200) 내에 배치될 수 있다. Specifically, the second driving device 500 may include a third motor 510 , a first pinion 520 , and a first rack 530 . The first pinion 520 may be disposed to engage the first rack 530 in the body 100 , and the first rack 530 may be disposed within the first wheel 200 .

제3 모터(510)가 제1 피니언(520)을 회전시키면, 제1 피니언(520)은 제1 랙(530)을 따라서 이동할 수 있다. 이에 따라, 본체(100)는 제1 바퀴(200)에 상대하여 상하로 이동할 수 있다. When the third motor 510 rotates the first pinion 520 , the first pinion 520 may move along the first rack 530 . Accordingly, the body 100 may move up and down relative to the first wheel 200 .

또한, 제2 구동 장치(500)는 제4 모터(540), 제2 피니언(550), 제2 랙(560)을 포함할 수 있다. 제2 피니언(550)은 본체(100) 내에 제2 랙(560)과 맞물리도록 배치될 수 있고, 제2 랙(560)은 제2 바퀴(300) 내에 배치될 수 있다. In addition, the second driving device 500 may include a fourth motor 540 , a second pinion 550 , and a second rack 560 . The second pinion 550 may be disposed to engage the second rack 560 within the body 100 , and the second rack 560 may be disposed within the second wheel 300 .

제4 모터(540)가 제2 피니언(550)을 회전시키면, 제2 피니언(550)은 제2 랙(560)을 따라서 이동할 수 있다. 이에 따라, 본체(100)는 제2 바퀴(300)에 상대하여 상하로 이동할 수 있다. When the fourth motor 540 rotates the second pinion 550 , the second pinion 550 may move along the second rack 560 . Accordingly, the main body 100 may move up and down relative to the second wheel 300 .

제1 및 제2 랙(530, 560)은 수직하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 본체(100)는 제1 및 제2 바퀴(200, 300)에 상대하여 지면과 수직한 방향으로 이동할 수 있다. The first and second racks 530 and 560 may be vertically disposed. Accordingly, the body 100 may move in a direction perpendicular to the ground relative to the first and second wheels 200 and 300 .

또한, 제1 및 제2 랙(530, 560)은 각각 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 랙(530, 560)은 제1 및 제2 바퀴 커버(210, 310)의 회전과 관계 없이 일정한 형상을 유지하므로, 본체(100)는 안정적으로 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)에 상대하여 상하로 이동할 수 있다. In addition, the first and second racks 530 and 560 may be disposed on the first and second intermediate members 220 and 320, respectively. Accordingly, since the first and second racks 530 and 560 maintain a constant shape regardless of rotation of the first and second wheel covers 210 and 310, the main body 100 stably first and second It can move up and down relative to the intermediate members 220 and 320 .

상술한 바와 같이, 제2 구동 장치가 2쌍의 모터(510, 540), 피니언(520, 550), 랙(530, 560)을 구비함에 따라, 본체(100)는 안정적으로 상하로 이동할 수 있고, 도 12 및 도 13에서 후술할 바와 같이 이동 로봇 장치(1)가 선회하는 경우 본체(100)가 틸팅됨에 따라 본체(100)의 전복을 방지할 수 있다. As described above, as the second driving device includes two pairs of motors 510 and 540, pinions 520, 550, and racks 530 and 560, the main body 100 can stably move up and down and , as will be described later in FIGS. 12 and 13 , when the mobile robot device 1 turns, the body 100 is tilted, thereby preventing the body 100 from overturning.

또한, 이동 로봇 장치(1)는 제1 및 제2 중간 부재(220, 320) 중 적어도 하나에 배치되는 가이드 레일(221, 321)을 더 포함하고, 본체(100)는 측면에 가이드 레일(221, 321)을 따라 이동 가능한 블록(110, 120)을 포함할 수 있다. In addition, the mobile robot device 1 further includes guide rails 221 and 321 disposed on at least one of the first and second intermediate members 220 and 320 , and the main body 100 has a guide rail 221 on its side surface. , 321 may include movable blocks 110 and 120 .

구체적으로, 제1 가이드 레일(221)은 제1 중간 부재(220)에 배치되고, 제2 가이드 레일(321)은 제2 중간 부재(320)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 가이드 레일(221, 321)은 수직하게 배치될 수 있다. Specifically, the first guide rail 221 may be disposed on the first intermediate member 220 , and the second guide rail 321 may be disposed on the second intermediate member 320 . The first and second guide rails 221 and 321 may be vertically disposed.

또한, 본체(100)는 일 측면에 제1 가이드 레일(221)을 따라 이동 가능한 제1 블록(110) 및 타 측면에 제2 가이드 레일(321)을 따라 이동 가능한 제2 블록(120)을 포함할 수 있다. In addition, the main body 100 includes a first block 110 movable along the first guide rail 221 on one side and a second block 120 movable along the second guide rail 321 on the other side. can do.

본체(100)의 제1 및 제2 블록(110, 120)이 각각 제1 및 제2 가이드 레일(221, 321)에 결합되어 이동함에 따라, 본체(100)는 제1 및 제2 중간 부재(220, 320)에 상대하여 상하로 이동할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 가이드 레일(221, 321)이 본체(100)의 이동 경로를 안내하므로, 본체(100)는 더욱 안정적으로 상하로 이동할 수 있다. As the first and second blocks 110 and 120 of the main body 100 are coupled to the first and second guide rails 221 and 321, respectively, and move, the main body 100 includes the first and second intermediate members ( 220, 320) can be moved up and down. In addition, since the first and second guide rails 221 and 321 guide the movement path of the main body 100 , the main body 100 can move up and down more stably.

이동 로봇 장치(1)는 이동 로봇 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 프로세서(600)를 포함할 수 있고, 주변 환경을 인식하기 위한 센서 및 다른 전자기기와 통신하기 위한 통신 장치를 포함할 수 있다.The mobile robot device 1 may include a processor 600 for controlling the operation of the mobile robot device 1, and may include a sensor for recognizing a surrounding environment and a communication device for communicating with other electronic devices. have.

프로세서(600)는 이동 로봇 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 프로세서는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서는 마이크로컨트롤러(Micro Control Unit, MCU)일 수 있다.The processor 600 may control the overall operation of the mobile robot device 1 . To this end, the processor may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor (AP), or a communication processor (CP). The processor may be a microcontroller (MCU).

프로세서(600)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(600)에 연결된 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(600)는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.The processor 600 may control hardware or software components connected to the processor 600 by driving an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations. In addition, the processor 600 may load and process commands or data received from at least one of the other components into the volatile memory, and store various data in the non-volatile memory.

프로세서(600)는 카메라(101) 및 적어도 하나의 센서(102)로부터 수신한 이동 로봇 장치(1)의 주위 환경 정보를 수신하고, 수신한 정보에 기초하여 제1 구동 장치(400) 및 제2 구동 장치(500)를 제어할 수 있다. 프로세서(600)가 제1 및 제2 구동 장치(400, 500)을 제어하는 내용은 상세히 후술하기로 한다. The processor 600 receives the surrounding environment information of the mobile robot device 1 received from the camera 101 and the at least one sensor 102 , and based on the received information, the first driving device 400 and the second driving device 400 . The driving device 500 may be controlled. Details of the processor 600 controlling the first and second driving devices 400 and 500 will be described later in detail.

도 10은 도 1에 도시된 이동 로봇 장치를 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 자른 단면도이다. 도 11은 도 4에 도시된 이동 로봇 장치를 Ⅲ-Ⅲ선에 따라 자른 단면도이다. 10 is a cross-sectional view of the mobile robot device shown in FIG. 1 taken along line II-II. 11 is a cross-sectional view of the mobile robot device shown in FIG. 4 taken along line III-III.

도 10 및 도 11을 참조하면, 이동 로봇 장치(1)가 고속 주행이 필요하거나, 장애물을 회피할 필요가 있는 경우, 프로세서(600)는 본체(100)가 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축을 기준으로 상측으로 이동하도록 제2 구동 장치(500)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(600)는 캐스터(103)가 선택적으로 지면과 접촉하거나 지면으로부터 이격되도록 제2 구동 장치(500)를 제어할 수 있다.10 and 11 , when the mobile robot device 1 needs to travel at high speed or to avoid obstacles, the processor 600 includes the main body 100 using the first and second wheels 200, The second driving device 500 may be controlled to move upward with respect to the central axis of the 300 . In addition, the processor 600 may control the second driving device 500 such that the caster 103 selectively contacts the ground or is spaced apart from the ground.

구체적으로, 프로세서(600)는 제1 피니언(520)이 제1 방향(도 11에서 반 시계방향)으로 회전하고, 제2 피니언(550)이 제1 방향과 반대인 제2 방향(도 11에서 시계방향)으로 회전하도록 제3 및 제4 모터(510, 540)를 제어할 수 있다. Specifically, in the processor 600, the first pinion 520 rotates in a first direction (counterclockwise in FIG. 11), and the second pinion 550 rotates in a second direction opposite to the first direction (in FIG. 11). The third and fourth motors 510 and 540 may be controlled to rotate in a clockwise direction.

이에 따라, 제1 및 제2 피니언(520, 550)이 각각 제1 및 제2 랙(530, 560)에 상대하여 상측으로 이동하므로, 본체(100)도 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 중심축을 기준으로 상측으로 이동할 수 있다. Accordingly, since the first and second pinions 520 and 550 move upward relative to the first and second racks 530 and 560, respectively, the main body 100 also includes the first and second wheels 200 and 300 ) can be moved upwards based on the central axis.

도 12 및 도 13은 이동 로봇 장치가 선회하는 경우 본체가 틸팅된 모습을 나타내는 도면이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 프로세서(600)는 이동 로봇 장치(1)가 선회하는 방향으로 본체(100)가 틸팅되도록 제2 구동 장치(500)를 제어할 수 있다. 12 and 13 are views illustrating a state in which the main body is tilted when the mobile robot device turns. 12 and 13 , the processor 600 may control the second driving device 500 to tilt the main body 100 in the direction in which the mobile robot device 1 rotates.

예를 들어, 이동 로봇 장치(1)가 전방 좌측으로 선회하는 경우, 프로세서(600)는 제1 피니언(520)이 제1 방향(도 11에서 반 시계방향)으로 회전하고, 제2 피니언(550)은 회전하지 않도록 제3 및 제4 모터(510, 540)를 제어할 수 있다. 다만, 프로세서(600)의 제어 과정이 이에 한정되는 것은 아니고, 본체(100)를 더 큰 각도로 틸팅시키기 위하여, 프로세서(600)는 제1 및 제2 피니언(520, 550)이 서로 반대 방향으로 회전하도록 제3 및 제4 모터(510, 540)를 제어할 수도 있다.For example, when the mobile robot device 1 turns to the front left, the processor 600 causes the first pinion 520 to rotate in the first direction (counterclockwise in FIG. 11 ), and the second pinion 550 to rotate. ) may control the third and fourth motors 510 and 540 not to rotate. However, the control process of the processor 600 is not limited thereto, and in order to tilt the main body 100 to a larger angle, the processor 600 is configured such that the first and second pinions 520 and 550 are rotated in opposite directions. The third and fourth motors 510 and 540 may be controlled to rotate.

이에 따라, 제1 피니언(520)이 제1 랙(530)에 상대하여 상측으로 이동하므로, 본체(100)는 이동 로봇 장치(1)가 선회하는 방향(도 13에서 -X 방향)으로 틸팅될 수 있다. 즉, 본체(100)는 선회에 따른 원심력과 반대 방향으로 틸팅되므로, 이동 로봇 장치(1)의 전복을 방지할 수 있다. Accordingly, since the first pinion 520 moves upward relative to the first rack 530 , the main body 100 is tilted in the direction in which the mobile robot device 1 rotates (the -X direction in FIG. 13 ). can That is, since the main body 100 is tilted in the opposite direction to the centrifugal force caused by the turning, it is possible to prevent the mobile robot device 1 from overturning.

도 14 내지 도 16은 본체가 넘어진 경우 원래 자세로 복귀하는 과정을 나타내는 도면이다. 14 to 16 are views illustrating a process of returning to an original posture when the body falls over.

도 14 내지 도 16를 참조하면, 이동 로봇 장치(1)가 상술한 2점 지지 모드에서 이동하다가, 본체(100)는 제1 방향(R1)으로 회전하면서 넘어짐에 따라 지면과 제1 접지점(B)에서 접할 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 바퀴(200, 300)는 지면과 제2 접지점(W)에서 접할 수 있다. 14 to 16 , while the mobile robot device 1 is moving in the above-described two-point support mode, the main body 100 rotates in the first direction R1 and falls over the ground and the first contact point B ) can be found in In this case, the first and second wheels 200 and 300 may come into contact with the ground at the second ground point W.

프로세서(600)는 본체의 무게 중심(M)이 본체(100)의 제1 접지점(B)과 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 제2 접지점(W) 사이 구간(C) 밖에 위치할 때까지 제1 및 제2 바퀴(200, 300)가 본체(100)를 향하여 이동하도록 제2 구동 장치(500)를 제어할 수 있다. In the processor 600, the center of gravity (M) of the main body is located outside the section (C) between the first contact point (B) of the main body 100 and the second contact point (W) of the first and second wheels ( 200 , 300 ) The second driving device 500 may be controlled so that the first and second wheels 200 and 300 move toward the main body 100 until the

구체적으로, 본체(100)는 제자리에 정지되어 있고, 제1 및 제2 바퀴(200, 300)는 본체(100)를 향하여 전방으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 바퀴(200, 300)의 제2 접지점(W)이 본체(100)의 제1 접지점(B)과 가까워지고, 본체(100)의 무게 중심(M)이 제1 및 제2 접지점(B, W)사이 구간(C) 밖에 위치하게 될 수 있다. Specifically, the main body 100 is stationary in place, and the first and second wheels 200 and 300 may move forward toward the main body 100 . Accordingly, the second grounding point W of the first and second wheels 200 and 300 is close to the first grounding point B of the main body 100 , and the center of gravity M of the main body 100 is the first And it may be located outside the section (C) between the second ground points (B, W).

본체(100)는 접지 구간(C)을 기준으로 접지 구간(C) 외측에 위치한 무게 중심(M)에 작용하는 중력에 의하여, 넘어졌던 제1 방향(R1)과 반대인 제2 방향(R2)으로 복원 토크가 작용될 수 있다. 이에 따라, 이동 로봇 장치(1)는 다시 도 14에 도시된 바와 같이 넘어지기 이전 자세로 복귀할 수 있다. The main body 100 is moved in a second direction R2 opposite to the first direction R1 that fell down by gravity acting on the center of gravity M located outside the grounding section C with respect to the grounding section C as a reference. As a result, a restoring torque may be applied. Accordingly, the mobile robot apparatus 1 may return to the posture before falling down again as shown in FIG. 14 .

상술한 제어 과정은, 본체(100)가 전방을 향하여 제1 방향(R1)으로 넘어지는 경우를 상정한 것이나, 본체(100)가 넘어지는 방향이 이에 한정되는 것은 아니고, 후방을 향하여 넘어질 수도 있다. 본체(100)가 후방을 향하여 넘어지는 경우에도, 상술한 제어 과정이 동일하게 적용되어, 이동 로봇 장치(1)는 넘어지기 이전 자세로 복귀할 수 있다. In the above-described control process, it is assumed that the main body 100 falls forward in the first direction R1, but the direction in which the main body 100 falls is not limited thereto, and may fall backward. have. Even when the main body 100 falls backward, the above-described control process may be applied in the same manner, so that the mobile robot device 1 may return to the posture before the fall.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. In the above, preferred embodiments of the present disclosure have been illustrated and described, but the present disclosure is not limited to the specific embodiments described above, and in the technical field to which the disclosure belongs without departing from the gist of the present disclosure as claimed in the claims. Any person skilled in the art can make various modifications, of course, and such modifications are within the scope of the claims.

1: 이동 로봇 장치 100: 본체
103: 캐스터 200: 제1 바퀴
300: 제2 바퀴 400: 제1 구동 장치
500: 제2 구동 장치 600: 프로세서
1: mobile robot device 100: body
103: caster 200: first wheel
300: second wheel 400: first driving device
500: second driving device 600: processor

Claims (15)

이동 로봇 장치에 있어서,
본체;
상기 본체의 양 측면에 각각 배치되는 제1 바퀴 및 제2 바퀴;
상기 제1 및 제2 바퀴 각각에 구동력을 제공하는 제1 구동 장치;
상기 본체를 상기 제1 및 제2 바퀴의 중심축을 기준으로 수직 방향으로 이동시키는 제2 구동 장치; 및
상기 본체가 지면과 접촉하여 이동하거나, 지면과 이격되어 이동하도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 프로세서;를 포함하는 이동 로봇 장치.
A mobile robot device comprising:
main body;
first wheels and second wheels respectively disposed on both sides of the body;
a first driving device for providing driving force to each of the first and second wheels;
a second driving device for vertically moving the main body with respect to the central axes of the first and second wheels; and
A mobile robot device including a;
제1항에 있어서,
상기 제1 구동 장치는,
상기 제1 바퀴에 구동력을 제공하는 제1 모터 및
상기 제2 바퀴에 구동력을 제공하는 제2 모터를 포함하는 이동 로봇 장치.
According to claim 1,
The first driving device is
a first motor providing a driving force to the first wheel; and
and a second motor for providing a driving force to the second wheel.
제1항에 있어서,
상기 제2 구동 장치는,
상기 제1 및 제2 바퀴 중 적어도 하나에 배치되는 랙 및
상기 본체 내에 상기 랙과 맞물리도록 배치되는 피니언을 포함하는 이동 로봇 장치.
According to claim 1,
The second driving device,
a rack disposed on at least one of the first and second wheels; and
and a pinion disposed within the body to engage the rack.
제3항에 있어서,
상기 랙은 수직하게 배치되는 이동 로봇 장치.
4. The method of claim 3,
The rack is a mobile robot device that is arranged vertically.
제3항에 있어서,
상기 랙은,
상기 제1 바퀴 내에 배치되는 제1 랙 및
상기 제2 바퀴 내에 배치되는 제2 랙을 포함하고,
상기 피니언은,
상기 제1 랙과 맞물리도록 배치되는 제1 피니언 및
상기 제2 랙과 맞물리도록 배치되는 제2 피니언을 포함하는 이동 로봇 장치.
4. The method of claim 3,
The rack is
a first rack disposed within the first wheel; and
a second rack disposed within the second wheel;
The pinion is
a first pinion disposed to engage the first rack; and
and a second pinion disposed to engage the second rack.
제5항에 있어서,
상기 제2 구동 장치는,
상기 제1 피니언을 회전시키는 제3 모터 및
상기 제2 피니언을 회전시키는 제4 모터를 포함하는 이동 로봇 장치.
6. The method of claim 5,
The second driving device,
a third motor for rotating the first pinion; and
and a fourth motor configured to rotate the second pinion.
제5항에 있어서,
상기 제1 바퀴는,
회전 가능한 제1 바퀴 커버 및
상기 제1 바퀴 커버와 상기 본체 사이에 배치되는 제1 중간 부재를 포함하고,
상기 제2 바퀴는,
회전 가능한 제2 바퀴 커버 및
상기 제2 바퀴 커버와 상기 본체 사이에 배치되는 제2 중간 부재를 포함하고,
상기 제1 랙은 상기 제1 중간 부재에 배치되고,
상기 제2 랙은 상기 제2 중간 부재에 배치되는 이동 로봇 장치.
6. The method of claim 5,
The first wheel is
a rotatable first wheel cover and
A first intermediate member disposed between the first wheel cover and the main body,
The second wheel is
rotatable second wheel cover and
and a second intermediate member disposed between the second wheel cover and the main body,
The first rack is disposed on the first intermediate member,
The second rack is a mobile robot device disposed on the second intermediate member.
제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2 중간 부재 중 적어도 하나에 배치되는 가이드 레일;을 더 포함하고,
상기 본체는 측면에 상기 가이드 레일을 따라 이동 가능한 블록을 포함하는 이동 로봇 장치.
8. The method of claim 7,
Further comprising; a guide rail disposed on at least one of the first and second intermediate members;
The main body is a mobile robot device including a block movable along the guide rail on the side.
제8항에 있어서,
상기 가이드 레일은 수직하게 배치되는 이동 로봇 장치.
9. The method of claim 8,
The guide rail is a mobile robot device that is vertically disposed.
제1항에 있어서,
상기 본체에 배치되어 상기 이동 로봇 장치의 주위 환경을 촬상하는 카메라;를 더 포함하는 이동 로봇 장치.
According to claim 1,
and a camera disposed on the main body to image a surrounding environment of the mobile robot device.
제1항에 있어서,
상기 본체는 하부면에 회전 가능하게 연결되는 캐스터를 포함하는 이동 로봇 장치.
According to claim 1,
The main body is a mobile robot device including a caster rotatably connected to the lower surface.
제11항에 있어서,
상기 캐스터의 회전축은 상기 제1 및 제2 바퀴의 회전축과 나란한 이동 로봇 장치.
12. The method of claim 11,
The rotating shaft of the caster is parallel to the rotating shaft of the first and second wheels.
제11항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 캐스터가 선택적으로 지면과 접촉하거나 지면으로부터 이격되도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 이동 로봇 장치.
12. The method of claim 11,
The processor is
A mobile robot device for controlling the second driving device so that the caster selectively contacts the ground or is separated from the ground.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 이동 로봇 장치가 선회하는 방향으로 상기 본체가 틸팅되도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 이동 로봇 장치.
According to claim 1,
The processor is
A mobile robot device for controlling the second driving device so that the main body is tilted in a direction in which the mobile robot device rotates.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 본체가 넘어져서 지면과 접하는 경우, 상기 본체의 무게 중심이 상기 본체의 접지점과 상기 제1 및 제2 바퀴의 접지점 사이 구간 밖에 위치할 때까지 상기 제1 및 제2 바퀴가 상기 본체를 향하여 이동하도록 상기 제2 구동 장치를 제어하는 이동 로봇 장치.
According to claim 1,
The processor is
When the main body falls into contact with the ground, the first and second wheels move toward the main body until the center of gravity of the main body is located outside the section between the contact points of the main body and the first and second wheels. A mobile robot device for controlling the second driving device.
KR1020200144675A 2020-07-15 2020-11-02 Moving robot apparatus Active KR102861512B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2021/008303 WO2022014909A1 (en) 2020-07-15 2021-06-30 Mobile robot apparatus
EP21842616.1A EP4144486B1 (en) 2020-07-15 2021-06-30 Mobile robot apparatus
US18/077,003 US12409546B2 (en) 2020-07-15 2022-12-07 Mobile robot apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200087366 2020-07-15
KR20200087366 2020-07-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220009305A true KR20220009305A (en) 2022-01-24
KR102861512B1 KR102861512B1 (en) 2025-09-19

Family

ID=80049969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200144675A Active KR102861512B1 (en) 2020-07-15 2020-11-02 Moving robot apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102861512B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240028659A (en) * 2022-08-25 2024-03-05 한국로봇융합연구원 Disaster safety robot
US12535812B2 (en) 2022-07-27 2026-01-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Small robot capable of running and control method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008272859A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Toyota Motor Corp Inverted type moving body and method for stopping movement of inverted type moving body
KR20110108103A (en) * 2010-03-26 2011-10-05 호야로봇 (주) Traveling robot

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008272859A (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Toyota Motor Corp Inverted type moving body and method for stopping movement of inverted type moving body
KR20110108103A (en) * 2010-03-26 2011-10-05 호야로봇 (주) Traveling robot

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12535812B2 (en) 2022-07-27 2026-01-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Small robot capable of running and control method thereof
KR20240028659A (en) * 2022-08-25 2024-03-05 한국로봇융합연구원 Disaster safety robot

Also Published As

Publication number Publication date
KR102861512B1 (en) 2025-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102888826B1 (en) Moving robot apparatus and controlling method thereof
US12162323B2 (en) Mobile robot apparatus and controlling method thereof
AU2021203120B2 (en) Apparatus and methods for semi-autonomous cleaning of surfaces
US7213663B2 (en) Driving device for robot cleaner
CN100586356C (en) robot cleaning equipment
US20200329937A1 (en) Apparatus and methods for semi-autonomous cleaning of surfaces
Birk et al. The IUB Rugbot: an intelligent, rugged mobile robot for search and rescue operations
KR20220009305A (en) Moving robot apparatus
EP3435664A1 (en) Telepresence robot
US12409546B2 (en) Mobile robot apparatus
KR102508073B1 (en) A moving-robot and control method thereof
KR20210084104A (en) Moving robot apparatus
KR20060116922A (en) Remote controller of mobile robot
CN113854894B (en) Handheld dust collector
KR20200115691A (en) A moving-robot and control method thereof
KR100607113B1 (en) Robot device that can be used as a personal computer
CN118829519A (en) Robot and robot control method

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

F11 Ip right granted following substantive examination

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-4-F10-F11-EXM-PR0701 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

U11 Full renewal or maintenance fee paid

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-2-2-U10-U11-OTH-PR1002 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

Q13 Ip right document published

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-4-4-Q10-Q13-NAP-PG1601 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)