Search

KR-20260061865-A - ROBOT APPARATUS

KR20260061865AKR 20260061865 AKR20260061865 AKR 20260061865AKR-20260061865-A

Abstract

본 개시는 로봇 장치에 대한 것이다. 로봇 장치는, 본체, 충전 가능한 배터리, 커버, 액츄에이터, 적어도 하나의 센서 및 프로세서를 포함할 수 있다. 커버는, 본체 상에서 슬라이딩 방식으로 이동 가능할 수 있다. 프로세서는, 외부 스테이션과 도킹을 하기 위하여 커버를 오픈하고, 외부 스테이션으로부터 분리되면 커버를 클로즈하도록 액츄에이터를 구동시키고, 상기 커버가 움직이면, 적어도 하나의 센서의 센싱 값에 기초하여 커버에 형성된 마커의 위치를 식별하고, 식별된 위치에 따라 액츄에이터의 구동 여부를 제어할 수 있다.

Inventors

  • 김효진
  • 전지환
  • 김홍권
  • 우기철

Assignees

  • 삼성전자주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (15)

  1. 로봇 장치에 있어서, 본체; 충전 가능한 배터리; 상기 배터리의 충전 단자가 배치된 공간을 덮기 위한 커버; 상기 커버를 개폐시키기 위한 액츄에이터; 적어도 하나의 센서; 및 프로세서;를 포함하며, 상기 커버는, 상기 액츄에이터의 구동에 따라 상기 본체 상에서 슬라이딩 방식으로 이동 가능하고, 상기 프로세서는, 외부 스테이션과의 도킹을 위하여 상기 커버를 오픈하고, 상기 외부 스테이션으로부터 분리되면 상기 커버를 클로즈하도록 상기 액츄에이터를 구동시키고, 상기 액츄에이터의 구동에 의해 상기 커버가 움직이면, 상기 적어도 하나의 센서의 센싱 값에 기초하여 상기 커버에 형성된 마커의 위치를 식별하고, 식별된 위치에 따라 상기 액츄에이터의 구동 여부를 제어하는, 로봇 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 외부 스테이션과 도킹을 하기 위한 상태에서 상기 마커의 위치가 상기 커버가 풀 오픈되었을 때의 제1 위치에 도달할 때까지 상기 액츄에이터를 구동시키고, 상기 제1 위치에서 상기 마커가 식별되면 상기 액츄에이터의 구동을 정지시키며, 상기 외부 스테이션과 분리된 상태에서 상기 마커의 위치가 상기 커버가 풀 클로즈되었을 때의 제2 위치에 도달할 때까지 상기 액츄에이터를 구동시키고, 상기 제2 위치에서 상기 마커가 식별되면 상기 액츄에이터의 구동을 정지시키는, 로봇 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마커는, 상기 커버 내의 제1 영역에 형성되는 제1 마커; 및 상기 커버 내의 제2 영역에 형성되는 제2 마커;를 포함하며, 상기 제1 영역은, 상기 커버가 풀 오픈 상태로 이동하였을 때 상기 제1 위치까지 이동하는 부분이며, 상기 제2 영역은, 상기 커버가 풀 클로즈 상태로 이동하였을 때 상기 제2 위치까지 이동하는 부분인, 로봇 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 마커 및 상기 제2 마커는 상기 커버의 내 측 면으로부터 돌출되는 돌기 형태이며, 상기 적어도 하나의 센서는, ToF 센서이며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 센서에 의해 센싱되는 센싱 값에 기초하여 상기 커버와의 거리 변화를 식별하는, 로봇 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 센서는, 상기 배터리의 충전 단자가 배치된 공간 내에서 서로 다른 위치에 배치되는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는, 로봇 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 마커는, 상기 커버의 상기 특정 지점에서 내 측 면으로부터 돌출되는 돌기 형태이며, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 마커 또는 상기 커버와의 거리를 센싱하기 위한 ToF 센서이며, 상기 배터리의 충전 단자는 상기 본체 내에서 상기 커버에 의해 개폐되는 공간 내에 배치되고, 상기 커버는 상기 공간을 개방하기 위한 제1 방향 및 상기 공간을 폐쇄하기 위한 제2 방향으로 이동 가능하며, 상기 제1 센서는, 상기 공간 내에서 상기 제1 방향 측에 배치되고, 상기 제2 센서는, 상기 공간 내에서 상기 제1 센서를 기준으로 상기 제2 방향 측에 배치되는, 로봇 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 커버는 상기 공간을 개방하기 위한 제1 방향 및 상기 공간을 폐쇄하기 위한 제2 방향으로 이동 가능하며, 상기 적어도 하나의 센서는, 상기 공간의 개구에서 상기 커버를 기준으로 상기 제2 방향 측에 배치되는 ToF 센서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 ToF 센서의 센싱 값에 기초하여 상기 커버의 개폐 정도를 식별하는, 로봇 장치.
  8. 제2항에 있어서, 통신부;를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 커버가 도달한 위치에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 서버 장치로 전송하는, 로봇 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 외부 스테이션과의 도킹 또는 분리 상태에 대한 정보를 상기 통신부를 통해 상기 서버 장치로 전송하는, 로봇 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 본체에 구비된 복수의 휠; 및 상기 복수의 휠을 회전시키기 위한 주행 모듈을 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 로봇 장치가 충전이 필요하면, 상기 외부 스테이션으로 이동하도록 상기 주행 모듈을 제어하는, 로봇 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 본체에 구비된 복수의 휠; 및 상기 복수의 휠을 회전시키기 위한 주행 모듈을 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 외부 스테이션의 위치를 기준으로 일정 범위 이내로 접근하면, 상기 로봇 장치의 배터리 잔량을 식별하고, 상기 배터리 잔량이 임계 치 미만이면, 상기 외부 스테이션으로 이동하도록 상기 주행 모듈을 제어하는, 로봇 장치.
  12. 배터리 및 상기 배터리의 충전 단자가 배치된 공간을 덮기 위한 커버를 구동시키는 액츄에이터를 포함하는 로봇 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 배터리의 잔량이 임계치 미만이면, 상기 액츄에이터를 구동시켜 상기 커버를 오픈시키고 외부 스테이션과 도킹하는 단계; 상기 배터리의 충전이 완료되면, 상기 외부 스테이션으로부터 분리되도록 상기 로봇 장치의 위치를 이동시키는 단계; 상기 커버를 클로즈하도록 상기 액츄에이터를 구동시키는 단계;를 포함하고, 상기 외부 스테이션과 도킹하는 단계는, 상기 공간 내에 배치된 적어도 하나의 센서의 센싱 값에 기초하여 상기 커버에 형성된 마커의 위치를 식별하는 단계; 및 상기 마커의 위치에 기초하여, 상기 액츄에이터의 구동 여부를 제어하는 단계;를 포함하는, 로봇 장치의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 마커의 위치에 기초하여 상기 액츄에이터의 구동 여부를 제어하는 단계는, 상기 마커가 상기 커버가 풀오픈되었을 때의 제1 위치에 도달할 때까지 상기 액츄에이터를 구동시키는 단계; 및 상기 제1 위치에서 상기 마커가 식별되면 상기 액츄에이터의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는, 로봇 장치의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 커버를 클로즈하도록 상기 액츄에이터를 구동시키는 단계는, 상기 마커가 상기 커버가 풀 클로즈되었을 때의 제2 위치에 도달할 때까지 상기 액츄에이터를 구동시키는 단계; 및 상기 제2 위치에서 상기 마커가 식별되면, 상기 액츄에이터의 구동을 정지시키는 단계;를 포함하는, 로봇 장치의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 마커는, 상기 커버 내의 제1 영역에 형성되는 돌기 형태의 제1 마커; 및 상기 커버 내의 제2 영역에 형성되는 돌기 형태의 제2 마커;를 포함하며, 상기 제1 영역은, 상기 커버가 풀 오픈 상태로 이동하였ㄷ을 때 상기 제1 위치까지 이동하는 부분이며, 상기 제2 영역은, 상기 커버가 풀 클로즈 상태로 이동하였을 때 상기 제2 위치까지 이동하는 부분이고, 상기 적어도 하나의 센서는, 상기 제1 마커 또는 상기 제2 마커와의 거리를 식별하기 위한 제1 센서 및 제2 센서;를 포함하고, 상기 커버는 상기 공간을 개방하기 위한 제1 방향 및 상기 공간을 폐쇄하기 위한 제2 방향으로 이동 가능하며, 상기 제1 센서는, 상기 공간 내에서 상기 제1 방향 측에 배치되고, 상기 제2 센서는, 상기 공간 내에서 상기 제1 센서를 기준으로 상기 제2 방향 측에 배치되는, 로봇 장치.

Description

로봇 장치{ROBOT APPARATUS} 본 개시는 로봇 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 충전 모듈을 포함하는 로봇 장치에 관한 것이다. 로봇 기술이 발전함에 따라 매장, 카페, 레스토랑 등 다양한 장소에서 사람을 대체하기 위한 다양한 로봇 장치의 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 이러한 로봇 장치는 사용자의 별도 조작 없이도 스스로 주행하고 동작하는 휴머노이드 로봇을 포함하며, 자율성을 높이는 방향으로 기술이 발전하고 있다. 예를 들어, 배터리 충전이 필요할 경우, 로봇 장치는 자율적으로 외부 스테이션으로 이동하여 커버를 열고 충전 단자에 도킹하는 기능을 갖추는 기술이 발전하고 있다. 다만, 종래의 로봇 장치는 커버의 개폐가 액츄에이터만으로 이루어져, 커버와 본체가 충돌하여 커버 또는 본체의 손상이 생길 수 있는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 로봇 장치는 커버가 완전히 개폐되었는지 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있었다. 도 1은 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 로봇 장치를 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 충전 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 충전 모듈에서 하우징을 제거한 도면이다. 도 4는 도 3에서 커버를 제거한 상태를 나타낸 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 충전 모듈의 측면을 나타낸 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 로봇 장치의 충전 모듈의 측면을 나타낸 도면이다. 도 7은 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 로봇 장치의 블록도를 나타낸 도면이다. 도 8은 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 다양한 외부 장치들과 통신을 수행하는 로봇 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 9 내지 도 11은 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 로봇 장치의 흐름도이다. 본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 구성요소들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 구성요소들 중의 어느 구성요소를 포함한다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다. "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 본 문서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합", "지지" 또는 "접촉"되어 있다고 할 때, 이는 구성요소들이 직접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우뿐 아니라, 제3 구성요소를 통하여 간접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우를 포함한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다. 이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(1)를 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 로봇 장치(1)를 나타낸 사시도이다. 도 1에서, 로봇 장치(1)는 본체(10), 메인 모듈(20), 및 충전 모듈(30)을 포함할 수 있다. 로봇 장치(1)는 다양한 동작을 자율적으로 수행할 수 있는 장치이다. 예를 들어, 키친 로봇의 경우, 로봇 장치(1)는 요리, 설거지, 테이블 정리 등의 작업들 자율적으로 수행할 수 있다. 또한, 배터리의 충전이 필요한 경우, 로봇 장치(1)는 스스로 외부 스테이션으로 이동하여, 외부 스테이션에 도킹한 후 배터리를 충전할 수 있다. 여기서, 외부 스테이션은 로봇 장치(1)에 전력을 공급하는 장치로써, 로봇 장치(1)와 별도로 배치될 수 있다. 외부 스테이션은 다르게는 전력 공급 장치, 및 충전 스테이션 등 다양한 용어로 칭할 수도 있다. 본체(10)는 로봇 장치(1)의 여러 부품들이 합쳐진 집합체이다. 또한, 본체(10)는 로봇 장치(1)의 외관을 형성하고 있다. 본체(10)는 일체로 형성될 수도 있고, 여러 모듈들의 결합으로 인해 형성될 수도 있다. 도 1에서, 본체(10)는 메인 모듈(20)과 메인 모듈(20)의 상 측에 배치된 조립 모듈을 포함할 수 있다. 메인 모듈(20)은 로봇 장치(1)의 중앙 제어를 할 수 있는 부품들을 포함할 수 있는 모듈이다. 메인 모듈(20)은 로봇 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 메인 모듈(20)은 다르게는 하우징, 캐비닛, 및 코어 모듈 등 다양한 용어로 칭해질 수 있다. 메인 모듈(20)의 상 측에 배치된 조립 모듈은 메인 모듈(20)의 제어 신호에 기초하여, 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 조립 모듈은 메인 모듈(20)의 물건 운반 제어 신호에 기초하여, 물건을 운반할 수 있는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 조립 모듈은 메인 모듈(20)의 청소 동작 제어 신호에 기초하여, 청소 동작을 수행할 수 있다. 또한, 조립 모듈은 메인 모듈(20)의 상 측에서 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 조립 모듈은 휴머노이드 형상을 가질 수도 있고, 3축 코어 로봇 형상을 가질 수도 있다. 본체(10)는 충전 모듈(30)을 포함할 수 있다. 충전 모듈(30)은 로봇 장치(10)가 필요로 하는 전력을 제공할 수 있는 모듈이다. 충전 모듈(30)은 로봇 장치(1)의 후면 부에 배치될 수 있다. 다르게 말하면, 충전 모듈(30)은 본체(10)의 후면 부에 배치될 수 있다. 또한, 충전 모듈(30)은 메인 모듈(20)의 후면 부에 배치될 수 있다. 충전 모듈(30)은 메인 모듈(20)과 결합되는 결합부(300), 결합부(300)의 외 측에 배치된 케이스(100), 충전 가능한 배터리, 배터리의 충전 단자, 배터리의 충전 단자가 배치된 공간을 덮기 위한 커버(200) 등 다양한 부품들을 포함할 수 있다. 충전 모듈(30)에 대한 설명은 도 2에서 자세히 다룰 예정이므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 로봇 장치(1)는 복수의 휠(40)을 포함할 수 있다. 복수의 휠(40)은 로봇 장치(1)의 하 측에 배치될 수 있다. 또한, 로봇 장치(1)는 복수의 휠(40)을 회전시키기 위한 주행 모듈(미도시)를 포함할 수 있다. 복수의 휠(40)은 메인 모듈(20)의 제어 신호에 기초하여, 로봇 장치(1)를 주행 모듈(미도시)을 통해 특정한 지점으로 이동시키는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 로봇 장치(1)가 충전이 필요하여 외부 스테이션으로 이동하려고 하는 경우, 복수의 휠(40)은 메인 모듈(20)로부터의 제어 신호에 기초하여, 로봇 장치(1)를 외부 스테이션으로 이동시키기 위한 동작을 수행할 수 있다. 도 2는 본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 따른 충전 모듈(30)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 충전 모듈(30)은 메인 모듈(20)의 후면 부에 배치될 수 있다. 충전 모듈(30)은 메인 모듈(20)의 후면 부에서 결합되는 결합부(300), 결합부(300)의 후면 부에 조립되는 케이스(100), 및 커버(200)를 포함할 수 있다. 케이스(100)는 내부에 배치된 배터리, 충전 단자, 커버(200)를 개폐시키기 위한 액츄에이터, 적어도 하나의 센서 등 다양한 부품들을 보호하기 위한 부품이다. 케이스(100)는 결합 부(300)에서 돌출된 형태로 형성될 수 있다. 케이스(100)는 외 측 면의 일부 지점에 슬롯이 형성될 수 있다. 케이스(100)의 슬롯에는 커버(200)가 배치될 수 있다. 케이스(100)의 슬롯은 커버(200)의 개폐 여부에 따라 틈이 생길 수도 있고, 틈이 없어질 수도 있다. 커버(200)는 배터리의 충전 단자를 덮기 위한 부품이다. 커버(200)는 케이스(100)의 내 측에 배치될 수 있다. 커버(200)는 케이스(100)의 내 측 면과 접하는 형태로 배치될 수 있다. 이에 따라, 커버(200)와 케이스(100)는 사이에 틈이 생기지 않아, 충전 모듈(30) 내부로 물 등 이물질이 들어가는 것을 방지할 수 있다. 커버(200)는 케이스(100)의 내 측 면에서 액츄에이터에 의해 상 측 또는 하 측으로 슬라이드될 수 있다. 여기서, 커버(200)의 슬라이드 방향은 반드시 상 측 또는 하 측으로 한정되는 것은 아니고, 로봇 장치(200)의 설계 등에 따라 달라질 수 있다. 커버(200)는 액츄에이터의 구동에 따라 본체(10) 상에서 슬라이딩 방식으로 이동 가능하다. 즉, 커버(200)는 액츄에이터에 의해 케이스(100)의 내 측 면에서 개폐될 수 있다. 배터리 및 배터리 충전 단자는 케이스(100)의 슬롯 내 측의 일 영역에서 결합부(300)에 부착될 수 있다. 이에 따라, 커버