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KR-20260060980-A - CHASSIS FOR A ROBOTIC VEHICLE

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Abstract

로봇 차량의 섀시 조립체로서, 상기 섀시 조립체는 휠 조립체를 포함하고: 상기 휠 조립체는: 섀시 조립체의 일측에 위치한 제1 전륜 및 제1 후륜; 섀시 조립체의 또 다른 측면에 위치한 제2 전륜 및 제2 후륜을 포함하고; 조향 조립체를 포함하며, 상기 조향 조립체는 제1 전륜 및 제1 후륜 중 하나와 연결된 제1 액추에이터 모터; 제2 전륜 및 제2 후륜 중 하나와 연결된 제2 액추에이터 모터; 및 연결 조립체를 포함하며, 상기 제1 전륜 및 제1 후륜을 포함하는 조향 조립체를 포함하고 제1 전륜 및 제1 후륜 중 하나의 회전 운동을 제1 전륜 및 제1 후륜 중 다른 하나의 회전 운동으로 변환하기 위해 제1 전륜 및 제1 후륜을 결합하는 연결 구조; 유사하게 회전 운동을 변환하기 위해 제2 전륜 및 제2 후륜을 결합하는 또 다른 연결 구조를 포함한다.

Inventors

  • 자바드스키 빅터
  • 도도노프 알렉시
  • 페레프 이유리
  • 노릭 예브헨
  • 도로즈킨 파벨
  • 골리코프 안드레이

Assignees

  • 에이브이라이드 잉크.

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20250410
Priority Date
20241025

Claims (20)

  1. 섀시 조립체를 제어하는 방법으로서, 상기 섀시 조립체는 로봇 차량과 연결되고, 상기 방법은: 로봇 차량에 대한 원하는 회전 곡률을 나타내는 동작 명령을 수신하는 단계; 동작 명령에 기초하여 섀시 조립체의 제1 액추에이터 모터에 대한 제1 작동 파라미터를 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 제1 작동 파라미터는 제1 액추에이터 모터에 의해 생성될 토크를 나타내고, 제1 액추에이터 모터는 섀시 조립체의 제1 휠에 작동 가능하게 결합되며; 동작 명령에 기초하여 섀시 조립체의 제2 액추에이터 모터에 대한 제2 작동 파라미터를 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 제2 작동 파라미터는 제2 액추에이터 모터에 의해 생성될 토크를 나타내고, 제2 액추에이터 모터는 섀시 조립체의 제2 휠에 작동 가능하게 결합되며; 제1 작동 파라미터에 기초하여 제1 휠의 제1 속도를 결정하는 단계; 및 제2 작동 파라미터에 기초하여 제2 휠의 제2 속도를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 추가로: 제1 휠의 제3 속도를 나타내는 제1 값을 수신하는 단계; 제1 속도와 제3 속도 사이의 상이한 값이 제1 임계값 이상인 것에 대응하여, 수신된 제1 값에 기초하여 제1 작동 파라미터를 조정하는 단계; 및 조정된 제1 작동 파라미터에 기초하여 제3 속도를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 추가로: 제2 휠의 제4 속도를 나타내는 제2 값을 수신하는 단계; 제2 속도와 제4 속도 사이의 상이한 값이 제2 임계값 이상인 것에 대응하여, 수신된 제2 값에 기초하여 제2 작동 파라미터를 조정하는 단계; 및 조정된 제2 작동 파라미터에 기초하여 제4 속도를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1 속도는 동작 명령에 의해 표시된 원하는 회전 곡률이 제3 임계값 이하인 경우 제2 속도와 동일한, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 제1 속도는 동작 명령에 의해 표시된 원하는 회전 곡률이 제3 임계값 이상인 경우에는 제2 속도와 상이한, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 추가로: 섀시 조립체의 제1 조향 모터의 활성화를 나타내는 제1 동작 명령을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 조향 모터는 섀시 조립체의 제1 휠 및 제3 휠에 작동 가능하게 결합되며; 제1 동작 명령에 대응하여, 제1 속도 및 제2 속도가 동일하도록 제1 속도 및 제2 속도를 조정하는 단계; 및 원하는 회전 곡률에 기초하여 제3 작동 파라미터를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 제3 작동 파라미터는 제1 조향 모터에 의해 생성될 조향 토크를 나타내는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제1 휠은 제1 전륜이고 제3 휠은 제1 후륜이며, 섀시 조립체의 제1 측면에 위치하는, 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 방법은, 추가로: 제1 조향 모터에 의해 생성되는 조향 토크를 나타내는 제3 값을 수신하는 단계; 제3 작동 파라미터에 의해 표시되는 조향 토크와 제3 값에 의해 표시되는 조향 토크 사이의 상이한 값이 제4 임계값 이상인 것에 대응하여, 제1 조향 모터에 의해 생성되는 조향 토크를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 추가로: 섀시 조립체의 제2 조향 모터의 활성화를 나타내는 제2 동작 명령을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제2 조향 모터는 섀시 조립체의 제2 휠 및 제4 휠에 작동 가능하게 결합되며; 제2 동작 명령에 대응하여, 제1 속도 및 제2 속도가 동일하도록 제1 속도 및 제2 속도를 조정하는 단계; 및 원하는 회전 곡률에 기초하여 제4 작동 파라미터를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 제4 작동 파라미터는 제2 조향 모터에 의해 생성될 조향 토크를 나타내는, 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제2 휠은 제2 전륜이고 제4 휠은 제2 후륜이고, 섀시 조립체의 제2 측면에 위치하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 방법은, 추가로: 제2 조향 모터에 의해 생성되는 조향 토크를 나타내는 제4 값을 수신하는 단계; 제4 작동 파라미터에 의해 표시되는 조향 토크와 제4 값에 의해 표시되는 조향 토크 사이의 상이한 값이 제5 임계값 이상인 것에 대응하여, 제2 조향 모터에 의해 생성되는 조향 토크를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서, 제1 휠은 제1 전륜이고 제2 휠은 제2 전륜인, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 섀시 조립체는 제3 휠 및 제4 휠을 더 포함하고, 상기 제3 휠은 제1 후륜이고 제4 휠은 제2 후륜이며, 제1 휠의 회전 곡률을 제어하는 것은 제1 휠과 제3 휠 사이의 기계적 연결에 의해 제3 휠의 회전 곡률을 제어하는 것을 야기하고; 제2 휠의 회전 곡률을 제어하는 것은 제2 휠과 제4 휠 사이의 기계적 연결에 의해 제4 휠의 회전 곡률을 제어하는 것을 야기하는, 방법.
  14. 제1항에 있어서, 제1 휠은 제1 후륜이고 제2 휠은 제2 후륜인, 방법.
  15. 제14항에 있어서, 섀시 조립체는 제3 휠 및 제4 휠을 더 포함하고, 상기 제3 휠은 제1 전륜이고 제4 휠은 제2 전륜이며, 제1 휠의 회전 곡률을 제어하는 것은 제1 휠과 제3 휠 사이의 기계적 연결에 의해 제3 휠의 회전 곡률을 제어하는 것을 야기하고; 제2 휠의 회전 곡률을 제어하는 것은 제2 휠과 제4 휠 사이의 기계적 연결에 의해 제4 휠의 회전 곡률을 제어하는 것을 야기하는, 방법.
  16. 로봇 차량과 연결된 섀시 조립체로서, 상기 섀시 조립체는: 제1 휠에 작동 가능하게 결합된 제1 액추에이터 모터; 제2 휠에 작동 가능하게 결합된 제2 액추에이터 모터; 및 제1 액추에이터 모터와 제2 액추에이터 모터에 작동 가능하게 연결되는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은: 로봇 차량에 대한 원하는 회전 곡률을 나타내는 동작 명령을 수신하는 단계; 동작 명령에 기초하여 섀시 조립체의 제1 액추에이터 모터에 대한 제1 작동 파라미터를 결정하는 단계를 수행하며, 여기서 제1 작동 파라미터는 제1 액추에이터 모터에 의해 생성될 토크를 나타내고, 제1 액추에이터 모터는 섀시 조립체의 제1 휠에 작동 가능하게 결합되며; 동작 명령에 기초하여 섀시 조립체의 제2 액추에이터 모터에 대한 제2 작동 파라미터를 결정하는 단계를 수행하며, 여기서 제2 작동 파라미터는 제2 액추에이터 모터에 의해 생성될 토크를 나타내고, 제2 액추에이터 모터는 섀시 조립체의 제2 휠에 작동 가능하게 결합되며; 제1 작동 파라미터에 기초하여 제1 휠의 제1 속도를 결정하는 단계; 및 제2 작동 파라미터에 기초하여 제2 휠의 제2 속도를 결정하는 단계를 수행하도록 구성되는, 섀시 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 제어 유닛은, 추가로: 제1 휠의 제3 속도를 나타내는 제1 값을 수신하는 단계; 제1 속도와 제3 속도 사이의 상이한 값이 제1 임계값 이상인 것에 대응하여, 수신된 제1 값에 기초하여 제1 작동 파라미터를 조정하는 단계; 및 조정된 제1 작동 파라미터에 기초하여 제3 속도를 조정하는 단계를 수행하도록 구성되는, 섀시 조립체.
  18. 제16항에 있어서, 제어 유닛은, 추가로: 제2 휠의 제4 속도를 나타내는 제2 값을 수신하는 단계; 제2 속도와 제4 속도 사이의 상이한 값이 제2 임계값 이상인 것에 대응하여, 수신된 제2 값에 기초하여 제2 작동 파라미터를 조정하는 단계; 및 조정된 제2 작동 파라미터에 기초하여 제4 속도를 조정하는 단계를 수행하도록 구성되는, 섀시 조립체.
  19. 제16항에 있어서, 제1 속도는 동작 명령에 의해 표시된 원하는 회전 곡률이 제3 임계값 이하인 경우 제2 속도와 동일한, 섀시 조립체.
  20. 제16에 있어서, 제1 속도는 동작 명령에 의해 표시된 원하는 회전 곡률이 제3 임계값 이상인 경우에는 제2 속도와 상이한, 섀시 조립체.

Description

로봇 차량용 섀시{CHASSIS FOR A ROBOTIC VEHICLE} 본 기술은 로봇 차량 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 기술은 로봇 차량용 섀시에 관한 것이다. 자율 배송 로봇 차량이 도시, 교외, 농촌 등 다양한 환경에서 비접촉식 배송 서비스를 제공하여 인기를 얻고 있다. 이러한 로봇 차량은 일반적으로 이동성을 위해 다중 휠이 장착되어 있으며 상이한 지형을 탐색하고 장애물을 피하기 위해 다양한 조향 메커니즘을 사용한다. 로봇 차량의 조향 및 추진 시스템에 대한 여러 접근 방식이 종래 기술에서 알려져 있다. 2023년 12월 12일에 특허결정된 미국 특허번호 US11840119B2는 모바일 로봇과 같은 이동 물체를 실내 또는 실외에서 안정적으로 구동할 수 있도록 설계된 방법을 공개한다. 안정성은 이동 물체의 주행 방향에 수직 방향으로 이동 물체의 자세 안정성을 향상시키는 자세 제어 메커니즘에 의해 향상된다. 이러한 이동 물체는 차체에 연결된 제1 단부와 휠에 연결된 제2 단부를 갖는 연결 샤프트를 포함하는 자세 제어 모터를 포함하며, 상기 연결 샤프트의 제2 단부는 연결 샤프트의 제1 단부보다 높거나 낮게 위치된다. 2023년 2월 16일에 공개된 미국 특허출원공개번호 US20230052470A1는, 전륜에 일체로 연결되어 전륜을 지지하는 전륜 지지대와, 너클 암이 연결된 일측을 갖는 너클 암 각도 조절 조립체, 전륜 조향 시에 전륜과 함께 움직이는 너클 암, 너클 암의 경사각 설정을 위해 각도 조절이 가능하도록 전륜 지지대의 일측에 결합되는 너클 암 각도 조절 조립체를 포함하는 자율 주행 차량을 개시하고 있다. 2021년 2월 5일에 공개된 캐나다 특허출원공개번호 CA3099415A1는 두 개의 액추에이터 세트를 갖는 조향 시스템에 의해 각각 조향 가능한 휠이 조향되는 네 개의 조향 휠을 포함하는 승객용 자율 주행 차량을 개시한다. 각각의 액추에이터 세트의 하나의 액추에이터는 제1 전원에 의해 구동되고, 다른 액추에이터는 제2 전원에 의해 구동된다. 네 개의 컨트롤러는 각각의 액추에이터 세트의 하나의 액추에이터와 다른 액추에이터 세트의 하나의 액추에이터를 각각 제어한다. 2021년 3월 12일에 공개된 중국 특허출원공개번호 CN112478021A는 섀시 본체, 휠 조립체, 연결 메커니즘 및 제1 구동 장치를 포함하는 이동 로봇 섀시를 개시하는데, 여기서 휠 조립체는 복수의 휠을 포함하고, 각각의 휠은 상하 축 주위로 섀시 본체의 바닥에 수평 및 회전 가능하게 배치되며, 연결 메커니즘은 복수의 휠와 각각 연결되고, 제1 구동 장치는 연결 메커니즘과 구동 연결되며 연결 메커니즘을 통해 동기적으로 회전하도록 복수의 휠을 구동하는데 사용된다. 휠의 동기 및 등방향 회전이 실현되어 회전 시에 휠이 순수한 롤링 상태에 있고 횡 방향 및 제자리 회전을 실현할 수 있으며 로봇의 안정성과 가요성이 크게 증가한다. 2020년 4월 17일에 특허결정된 중국 특허번호 CN210335936U는 프레임, 프레임의 양측에 각각 배치된 견인 휠 그룹, 회전축을 통해 프레임과 회전적으로 연결되고 견인 휠 그룹의 전단 및 후단에 각각 배치된 구동 휠, 견인 휠 그룹과 구동 휠에 같은 면에 감긴 트랙을 포함하는 특수 로봇 섀시를 개시하고, 구동 휠을 회전시킬 수 있는 구동 장치가 프레임에 배치되며; 상기 프레임이 구동휠와 이격된 일측에는 타이어가 장착되고, 타이어와 구동휠 사이에 급속 분해 구조가 구비되며, 상기 구동휠 측벽에 고정 연결되는 구동축을 포함하고, 상기 구동축에 패시브 스프링부를 설치하여 휠 허브 일측에 설치하고, 상기 구동축에 슬라이딩 가능한 컵 조인트와 패시브 스프링부 결합 복합 이니셔티브부를 구비하여 이니셔티브부에 레벨이 주어져 상기 이니셔티브부 및 패시브 스프링부가 투하되는 상부에서 조립체가 진행되도록 한다. 이는 트랙과 타이어의 두 가지 주행 기어를 동시에 구비해 지형이나 작동 모드의 상이한 장면에 따라 전환할 수 있는 장점이 있다. Qin Zhang, Manoj Karkee, 및 Amy Tabb에 의해 저술된 비특허 문헌인 "Use of Agricultural Robots in Orchard Management"은 2019년 영국 케임브리지 Burleigh Dodds Science Publishing의 "Robotics and Automation for Improving Agriculture"의 한 챕터로 출판되었으며, 과수원 관리에 적용된 다양한 로봇 기술을 설명한다. 이 챕터에서는 가지치기, 솎아내기, 수확과 같은 작업에 자동화 시스템을 사용하는 방법에 대해 설명하며 농업 작업의 효율성을 개선하고 수작업 의존도를 줄이는 데 있어 로봇공학의 이점을 강조한다. 이러한 시스템에는 초음파, 적외선, 레이저 또는 광 탐지 및 측정(LiDAR) 센서를 사용하여 잎의 크기, 깊이, 밀도와 같은 캐노피 특성을 감지하는 표적 감지 시스템과 캐노피의 목표 구역에 화학 물질을 정확하게 전달하는 살포 제어 시스템이 포함된다. 일부 시스템은 머신 비전을 사용하여 특정 캐노피 부분을 감지하고 위치를 파악하여 식별된 영역에 약제를 살포할 수 있다. 2003년 10월 21일에 특허결정된 미국 특허번호 US6634445B2는 전자 컨트롤러로 제어되는 네 개의 스프링 서스펜션에 장착된 섀시를 포함하는 스키드 스티어 차량에 대해 설명한다. 컨트롤러는 차량의 속도를 모니터링하고 차량이 미리 정해진 속도 이하로 떨어지면 서스펜션을 잠근다. 2023년 11월 30일에 공개된 미국 특허출원공개번호 US20230380321A1은 농업 환경에서 모든 유형의 조건에 적응하고 작업할 수 있는 모듈식 재구성 가능한 자율 전기 로봇을 공개하며, 다음과 같이 구성되며: 전면부, 중간부 및 후면부를 포함하는 대칭형 섀시; 섀시의 전면부에 위치한 전원 공급 장치; 섀시의 후면부에 위치한 구현; 섀시 전면의 횡단 반대편 끝에 위치한 두 개의 휠 조립체 및 섀시 후면의 횡단 반대편 끝에 각각 위치한 두 개의 휠 조립체; 전동 로봇의 위치를 실시간으로 파악하기 위한 GNSS 유닛; 및 전동 로봇을 제어하고 GNSS 유닛과 데이터 통신을 하는 공정 및 제어 모듈, 여기서 섀시 전면에 위치한 각각의 휠 조립체는 휠에 직접 결합된 전기 모터를 갖는 휠을 포함한다. 2023년 12월 1일에 특허결정된 중국 특허번호 CN115741626B는 로봇 기술 분야에 관련된 방폭형 휠형 검사 로봇을 개시한 것으로, 섀시, 배터리, 회로 제어 보드, 구동 메커니즘 및 휠을 포함하며, 구동 메커니즘이 휠을 구동하여 회전시키고, 섀시에 방열 메커니즘이 배치되고, 캐빈 본체는 개구부를 둘러싸는 보스가 제공되고, 보스는 개구부를 원형으로 둘러싸고, 커버 플레이트는 보스와 일치하는 홈이 제공된다. 이 출원은 로봇의 노킹 방지 기능을 향상시키는 효과가 있다. 2021년 12월 21일에 특허결정된 중국 특허번호 CN215244299U는 휠의 움직임을 제어하는 데 사용되는 4륜 차동 구동 제어 구조에 대해 개시하며, 베이스와 구동 메커니즘을 포함하고, 베이스는 제1측과 제2측으로 구비되고, 제1측과 제2측 모두 복수의 휠이 상응하는 수로 구비되고, 제1측의 휠의 수는 제2측의 휠와 동일한 수이며, 구동 메커니즘은 제1 구동 메커니즘과 제2 구동 메커니즘을 포함하며; 상기 제1 구동 메커니즘은 제1 측면에 상응하는 배치되고, 모터, 구동축, 구동축 및 컨베이어 벨트를 포함하고, 상기 구동축과 구동축은 베이스에 회전 가능하게 연결될 수 있고, 상기 구동축과 구동축에 휠이 장착되고, 상기 구동축과 구동축은 컨베이어 벨트와 일치하여 연결되고, 모터는 베이스에 장착되고, 모터의 출력단은 제1 측면의 휠을 구동하기 위해 구동축과 구동 연결되는 제1 구동 메커니즘; 상기 제2 구동 메커니즘은 제2측에 상응하는 배치되고, 상기 제2 구동기구의 구조는 상기 제2측의 휠을 구동하기 위해 상기 제1 구동 메커니즘의 구조와 동일하며, 상기 제1 구동 메커니즘은 제2측의 휠을 구동하기 위해 제2측에 배치된다. 2022년 7월 12일에 특허결정된 중국 특허번호 CN216940715U는 섀시, 로봇, 라이저 및 두 개의 광학 카메라를 제거하고, 로봇이 섀시에 제거되고, 라이저가 로봇에 설치되고, 두 개의 광학 카메라가 라이저에 설치되는 제거형 및 순찰 및 검사 로봇을 개시하고 있으며, 라이저는 데드 레버, 리프터 및 전동 퍼터를 포함하고, 데드 레버에 리프트 방향의 이동식 설치장치를 따라 리프터, 데드 레버에 설치되고 리프터와 연결된 전동 퍼터는 리프터를 추진하기 위해 사용되며, 데드 레버가 리프트 방향으로 위로 제거되는 데 사용된다. 이는 로봇을 순찰 및 검사하여 전동 퍼터의 상대 데드 레버 구동 리프터의 라이저를 채택한 오버 앤 언더 타입을 제거하고, 사무실의 짧고 얇은 공간에서 올리고 내리는 기능을 실현할 수 있으며, 라이저 자체가 가이드 효과를 가지며 다른 가이드 구조의 사용을 절약하고 내부 구조를 단순화 할 수 있다. 2024년 8월 6일 오후 2시 24분에 위키피디아에서 검색한 "Differential Wheeled Robot"이라는 제목의 비특허 문헌은 차동 휠 로봇의 특징과 원리를 설명한다. 이 로봇은 로봇 본체의 양쪽에 배치된 독립적으로 구동되는 두 개의 휠을 사용하여 이동 및 방향 제어를 수행한다. 휠의 상대적인 회전 속도를 변화시킴으로써 로봇은 별도의 조향 장치 없이도 방향을 변경할 수 있다. 이 문서에서는 휠의 속도가 휠의 접촉점을 잇는 선을 따라 로봇의 순간 회전 중심을 결정한다는 점에 주목하여 운동학에 대해 설명한다. 또한 동작 프로그래밍의 단순성, 저렴한 비용 등 차동 구동 로봇의 장점을 설명하여 소비자 로봇에 널리 사용되는 차동 구동 로봇의 장점에 대해서도 설명한다. 개발자들은 종래 기술의 해결책에 존재하는 적어도 하나의 단점을 극복하기 위한 방법과 장치를 개발해 왔다. 본 기술의 일부 실시예에서, 개발자들은 다목적 기동성을 달성하기 위해 기계식 조향과 차동 속도 제어의 조합을 활용하는 로봇 차량용 섀시 조립체를 개발하였다. 본 기술의 실시예는 몇 가지 장점을 가질 수 있다. 먼저, 본 기술의 일부 실시예에서, 조향 모터 및 차동 속도 메커니즘이 고장난 구성