KR102438742B1 - 무인 로봇 서빙 시스템 - Google Patents

Abstract

아파트 단지나 고층 빌딩 등과 같이 넓은 영역에 적용 가능하고, 상품의 주문이 이루어질 경우 사람을 대신하여 자동으로 주문된 상품을 적재하고, 적재된 상품을 목적지까지 안전하게 배송할 수 있는 무인 로봇 서빙 시스템을 개시한다.
무인 로봇 서빙 시스템은 내부에 상품이 수납되고, 배송 위치 정보에 포함된 배송 지점으로 상품을 운반하도록 구성되는 서빙로봇 및 상품들이 보관된 창고에서 상품 주문 정보에 매칭되는 상품을 피킹하여 서빙로봇에 수납하도록 구성되는 피킹로봇을 포함하고, 피킹로봇은 상품을 흡착 및 파지하여 상품을 피킹한다.

Description

무인 로봇 서빙 시스템{Unmanned Robot Serving System}

본 발명은 무인 로봇 서빙 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 로봇은 스스로 작업할 수 있는 능력을 지닌 기계를 일컫는 말로, 현재 다양한 분야와 환경에 적용하여 활용되고 있다.

최근에는 사람의 일을 대신하거나, 편의성을 향상시켜주는 서비스 제공형 로봇이 주목받고 있다.

그러나, 종래의 서비스 제공형 로봇은 식당과 같은 한정된 영역에서 손님에게 음식을 전달해주는 한정된 기능만을 구현 가능하여 활용 범위가 작고, 아파트 단지나 고층 빌딩 등에 적용하는 것은 실질적으로 어려움이 있었다.

따라서, 아파트 단지나 고층 빌딩 등과 같이 넓은 영역에서 사람의 일을 대신하거나, 사용자의 편의성을 향상시켜주는 서비스 제공형 로봇의 개발이 요구되고 있다.

등록특허공보 제10-1828674호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 아파트 단지나 고층 빌딩 등과 같이 넓은 영역에 적용 가능하고, 상품의 주문이 이루어질 경우 사람을 대신하여 자동으로 주문된 상품을 적재하고, 적재된 상품을 목적지까지 안전하게 배송할 수 있는 무인 로봇 서빙 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무인 로봇 서빙 시스템은 내부에 상품이 수납되고, 배송 위치 정보에 포함된 배송 지점으로 상기 상품을 운반하도록 구성되는 서빙로봇; 및 상기 상품들이 보관된 창고에서 상품 주문 정보에 매칭되는 상기 상품을 피킹하여 상기 서빙로봇에 수납하도록 구성되는 피킹로봇;을 포함하고, 상기 피킹로봇은 상기 상품을 흡착 및 파지하여 상기 상품을 피킹한다.

상기 서빙로봇은, 일부분이 개폐되도록 구성되는 박스 형태의 상품수납바디; 상기 상품수납바디의 내부에 배치되고, 상기 상품을 지지 가능한 수납 트레이들; 상기 상품수납바디에 배치되고, 주변을 실시간 촬영하여 주변영상정보를 획득하도록 구성되는 서빙 카메라 모듈; 상기 상품수납바디에 배치되고, 주변 사물을 감지하도록 구성되는 감지센서; 상기 상품수납바디에 배치되고, 주변에 음성 신호를 송출하도록 구성되는 스피커; 상기 상품수납바디에 배치되고, 영상을 표시하도록 구성되는 디스플레이; 상기 상품수납바디에 배치되고, 외부에서 제어명령을 입력 가능한 입력부; 상기 상품수납바디의 저면에 배치되어 상기 상품수납바디를 지지하고, 지면을 따라 이동되도록 구성되는 전동 캐스터들; 상기 상품수납바디에 배치되고, 상기 서빙로봇이 상기 배송 지점에 도착하면, 상기 수납 트레이들에 수납된 상기 상품을 꺼내어 상기 배송 지점에 배치된 상품 보관함에 수납하도록 구성되는 서빙암; 및 상기 상품수납바디, 상기 서빙 카메라 모듈, 상기 감지센서, 상기 스피커, 상기 디스플레이, 상기 입력부, 상기 캐스터들 및 상기 서빙암을 제어하도록 구성되는 서빙 제어부;를 포함하고, 상기 피킹로봇은, 상기 상품을 흡착하도록 구성되는 흡착부와, 상기 흡착부에 흡착된 상기 상품을 파지하도록 구성되는 파지부를 가지는 피킹핸드 모듈; 다관절 구조로 형성되고, 단부에 결합된 상기 피킹핸드 모듈을 상기 상품 주문 정보에 매칭되는 상기 상품이 수납된 위치로 이송하도록 구성되는 핸드 이송 모듈; 상기 피킹핸드 모듈에 배치되고, 상기 상품정보가 포함된 QR코드를 스캔하도록 구성되는 스캐닝부; 상기 피킹핸드 모듈에 배치되고, 상기 피킹핸드 모듈에 파지되는 상기 상품에 대한 영상정보를 획득하도록 구성되는 식별 카메라 모듈; 및 상기 피킹핸드 모듈, 상기 핸드 이송 모듈, 상기 스캐닝부 및 상기 식별 카메라 모듈을 제어하도록 구성되는 피킹 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 상품수납바디는, 일면이 개구되고, 내부에 제1 수납공간, 제2 수납공간 및 제3 수납공간을 가지는 바디 하우징; 상기 바디 하우징에 수용되어 상기 제1 수납공간에 온기를 공급하도록 구성되는 제1 온도조절유닛; 상기 바디 하우징에 수용되어 상기 제2 수납공간에 냉기를 공급하도록 구성되는 제2 온도조절유닛; 상기 바디 하우징에 회전 가능하게 결합되어, 상기 바디 하우징의 개구된 일면을 개폐하도록 구성되는 개폐도어들; 및 상기 제1 수납공간, 상기 제2 수납공간 및 상기 제3 수납공간에 배치되어 상기 수납 트레이들을 지지하고, 상기 수직방향을 따라 이동되면서 상기 수납 트레이들 간의 거리를 조절하도록 구성되는 트레이 승강 유닛;을 포함하고, 상기 흡착부는, 상기 상품의 외면에 접하여 계면을 형성하도록 구성되는 탄성체 재질의 플런저들; 전후 방향으로 신축되면서 단부에 결합된 상기 플런저들을 이동시켜 상기 플런저들을 상기 상품의 외면에 밀착시키는 밀착 실린더; 및 상기 플런저들과 연통되고, 상기 플런저들이 상기 상품의 외면에 밀착되면 흡입력을 발생시켜 상기 플런저들에 상기 상품을 흡착시키는 흡입노즐;을 포함하며, 상기 파지부는, 수직방향에 대하여 평행하게 배치되고, 수평방향을 따라 서로 이격 배치되는 수직레일들; 상기 수직레일들에 설치되고, 개별적으로 상기 수직방향을 따라 이동되도록 구성되는 수직이동 액추에이터들; 상기 수직이동 액추에이터들에 설치되고, 상기 수평방향에 대하여 평행하게 배치되는 수평레일들; 상기 수평레일들에 설치되고, 개별적으로 상기 수평방향을 따라 이동되도록 구성되는 수평이동 액추에이터들; 상기 수평이동 액추에이터들에 설치되고, 상기 수평이동 액추에이터들에 의해 서로 다른 위치에서 상기 상품을 가압하여 파지하도록 구성되는 탄성 파지 팁들; 및 상기 탄성 파지 팁들에 수용되고, 상기 탄성 파지 팁들이 상기 상품을 파지하면 상기 탄성 파지 팁들에 가해지는 상기 상품의 반력을 감지하도록 구성되는 파지 감지 센서;를 포함할 수 있다.

상기 트레이 승강 유닛은, 상기 바디 하우징의 수직방향을 따라 상기 바디 하우징의 내면에 형성되고, 상기 수납 트레이의 양 단부에 결합되는 요철 구조의 트레이 지지홈들; 상기 바디 하우징의 수직방향을 따라 상기 바디 하우징의 내면에 형성되는 승강 가이드홈; 상기 트레이 지지홈들을 관통하여 수납 트레이의 양 단부를 가압하고, 상기 승강 가이드홈을 따라 승강되어 상기 수납 트레이의 높이를 조절하도록 구성되는 트레이 가압 실린더; 및 상기 트레이 가압 실린더에 연결되어 상기 트레이 가압 실린더를 승강시키도록 구성되는 승강 실린더;를 포함하고, 상기 수납 트레이는, 평판 형상의 트레이 바디; 상기 트레이 바디의 양 단부에 결합되고, 상기 트레이 지지홈들에 대응되는 요철 구조의 트레이 결합홈들을 가지며, 상기 트레이 가압 실린더에 가압되면 상기 트레이 바디의 내부로 삽입되면서 상기 트레이 지지홈들로부터 분리되도록 구성되는 지지 브라켓들; 및 상기 트레이 바디의 내부에 수용되고, 상기 지지 브라켓들을 탄성적으로 지지하는 탄성부재들;을 포함할 수 있다.

상기 서빙암은, 상기 수납 트레이들에 수납된 상기 상품을 파지하여 상기 상품 보관함으로 이송하는 다관절 암 조립체; 상기 다관절 암 조립체를 지지하는 암 지지 플레이트; 및 상기 상품수납바디에 배치되고, 상기 암 지지 플레이트를 승강시키도록 구성되는 플레이트 승강 유닛;을 포함하고, 상기 플레이트 승강 유닛은, 상기 상품수납바디의 높이방향을 따라 이격 배치되는 서포트 유닛들; 상기 서포트 유닛들에 회전 가능하게 결합되는 스크류 샤프트; 상기 스크류 샤프트를 회전시키도록 구성되는 샤프트 구동 모터; 및 상기 스크류 샤프트의 외면에 나사 결합되고, 상기 암 지지 플레이트를 지지하며, 상기 스크류 샤프트의 회전 시 상기 스크류 샤프트의 외면을 따라 이동되면서 상기 암 지지 플레이트를 승강시키는 승강블록;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 자동으로 상품을 적재하고, 운반할 수 있는 로봇 서빙 시스템을 구현하여, 아파트 단지나 고층 빌딩 등과 같이 넓은 영역에 적용 할 수 있고, 상품을 목적지까지 안전하게 배송할 수 있음은 물론, 상품의 적재 및 배송 시 인건비가 발생되지 않으므로 경제적인 효과를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 로봇 서빙 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서빙로봇을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 트레이 승강 유닛과 수납 트레이의 결합구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서빙암을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피킹핸드 모듈을 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착부를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 로봇 서빙 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무인 로봇 서빙 시스템(1000)(이하 '무인 로봇 서빙 시스템(1000)'이라 함)은 서빙로봇(1)과, 피킹로봇(2)을 포함한다.

서빙로봇(1)은 내부에 상품(P)이 수납되고, 배송 위치 정보에 포함된 배송 지점으로 상품(P)을 운반하도록 구성된다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 서빙로봇을 나타낸 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 서빙로봇(1)은 상품수납바디(1A), 수납 트레이들(1B), 서빙 카메라 모듈(1C), 감지센서(1D), 스피커(1E), 디스플레이(1F), 입력부(1G), 전동 캐스터들(1H), 서빙암(1I) 및 서빙 제어부(1J)를 포함할 수 있다.

상품수납바디(1A)는 박스 형태로 형성되고, 일부분이 개폐되도록 구성될 수 있다.

상품수납바디(1A)는 바디 하우징(1A1), 복수의 온도조절유닛 및 개폐도어들(1A4)을 포함할 수 있다.

바디 하우징(1A1)은 일면이 개구되고, 내부에 제1 수납공간(1A11), 제2 수납공간(1A12) 및 제3 수납공간(1A13)을 가질 수 있다.

제1 온도조절유닛(1A2)은 바디 하우징(1A1)에 수용되어 제1 수납공간(1A11)에 온기를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 온도조절유닛(1A2)은 열을 발산시키는 히터와, 히터에서 발산되는 열을 제1 수납공간(1A11)에 전달하는 팬과, 팬을 통해 이동되는 공기를 제1 수납공간(1A11) 내에 확산시키도록 구성되는 확산캡을 포함할 수 있다.

제2 온도조절유닛(1A3)은 바디 하우징(1A1)에 수용되어 제2 수납공간(1A12)에 냉기를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 온도조절유닛(1A3)은 냉기를 발산시키는 칠러와, 칠러에서 발산되는 냉기를 제2 수납공간(1A12)에 전달하는 팬과, 팬을 통해 이동되는 공기를 제2 수납공간(1A12) 내에 확산시키도록 구성되는 확산캡을 포함할 수 있다.

개폐도어들(1A4)은 바디 하우징(1A1)에 회전 가능하게 결합되어, 바디 하우징(1A1)의 개구된 일면을 개폐하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 개폐도어들(1A4)은 제1 수납공간(1A11), 제2 수납공간(1A12) 및 제3 수납공간(1A13)의 입구를 각각 개폐할 수 있다. 그리고, 개폐도어들(1A4)의 일 측에는 개폐도어들(1A4)을 자동으로 개폐할 수 있는 개폐구동장치(미도시)가 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 트레이 승강 유닛과 수납 트레이의 결합구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상품수납바디(1A)는 트레이 승강 유닛(1A5)을 더 포함할 수 있다.

트레이 승강 유닛(1A5)은 제1 수납공간(1A11), 제2 수납공간(1A12) 및 제3 수납공간(1A13)에 배치되어 수납 트레이들(1B)을 지지하고, 수직방향을 따라 이동되면서 수납 트레이들(1B) 간의 거리를 조절하도록 구성될 수 있다.

트레이 승강 유닛(1A5)은 트레이 지지홈들(1A51), 승강 가이드홈(1A52), 트레이 가압 실린더(1A53) 및 승강 실린더(1A54)를 포함할 수 있다.

트레이 지지홈들(1A51)은 요철 구조로 형성되고, 바디 하우징(1A1)의 수직방향을 따라 바디 하우징(1A1)의 내면에 형성되며, 수납 트레이(1B)의 양 단부에 결합될 수 있다.

승강 가이드홈(1A52)은 바디 하우징(1A1)의 수직방향을 따라 바디 하우징(1A1)의 내면에 형성될 수 있다.

트레이 가압 실린더(1A53)는 트레이 지지홈들(1A51)을 관통하여 수납 트레이(1B)의 양 단부를 가압하고, 승강 가이드홈(1A52)을 따라 승강되어 수납 트레이(1B)의 높이를 조절하도록 구성될 수 있다.

승강 실린더(1A54)는 트레이 가압 실린더(1A53)에 연결되어 트레이 가압 실린더(1A53)를 승강시키도록 구성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 수납 트레이들(1B)은 상품수납바디(1A)의 내부에 배치되고, 상품(P)을 지지할 수 있다.

도 3을 참조하면, 수납 트레이(1B)는 평판 형상의 트레이 바디(1B1), 지지 브라켓들(1B2) 및 탄성부재들(1B3)을 포함할 수 있다.

지지 브라켓들(1B2)은 트레이 바디(1B1)의 양 단부에 결합되고, 트레이 지지홈들(1A51)에 대응되는 요철 구조의 트레이 결합홈들(1B21)을 가지며, 트레이 가압 실린더(1A53)에 가압되면 트레이 바디(1B1)의 내부로 삽입되면서 트레이 지지홈들(1A51)로부터 분리될 수 있다.

탄성부재들(1B3)은 트레이 바디(1B1)의 내부에 수용되고, 지지 브라켓들(1B2)을 탄성적으로 지지할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 서빙 카메라 모듈(1C)은 상품수납바디(1A)에 배치되고, 주변을 실시간 촬영하여 주변영상정보를 획득하도록 구성될 수 있다.

감지센서(1D)는 상품수납바디(1A)에 배치되고, 주변 사물을 감지하도록 구성될 수 있다.

스피커(1E)는 상품수납바디(1A)에 배치되고, 주변에 음성 신호를 송출하도록 구성될 수 있다.

디스플레이(1F)는 상품수납바디(1A)에 배치되고, 영상을 표시하도록 구성될 수 있다.

입력부(1G)는 상품수납바디(1A)에 배치되고, 외부에서 제어명령을 입력하도록 구성될 수 있다.

전동 캐스터들(1H)은 상품수납바디(1A)의 저면에 배치되어 상품수납바디(1A)를 지지하고, 지면을 따라 이동되도록 구성될 수 있다.

서빙암(1I)은 상품수납바디(1A)에 배치되고, 서빙로봇(1)이 배송 지점에 도착하면, 수납 트레이들(1B)에 수납된 상품(P)을 꺼내어 배송 지점에 배치된 상품 보관함(L)에 수납하도록 구성될 수 있다.

서빙암(1I)은 다관절 암 조립체(1I1), 암 지지 플레이트(1I2) 및 플레이트 승강 유닛(1I3)을 포함할 수 있다.

다관절 암 조립체(1I1)는 수납 트레이들(1B)에 수납된 상품(P)을 파지하여 상품 보관함(L)으로 이송할 수 있다. 예를 들어, 다관절 암 조립체(1I1)는 적어도 둘 이상의 관절을 가질 수 있다.

암 지지 플레이트(1I2)는 다관절 암 조립체(1I1)를 지지할 수 있다.

플레이트 승강 유닛(1I3)은 상품수납바디(1A)에 배치되고, 암 지지 플레이트(1I2)를 승강시키도록 구성될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서빙암을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 플레이트 승강 유닛(1I3)은 상품수납바디(1A)의 높이방향을 따라 이격 배치되는 서포트 유닛들(1I31)과, 서포트 유닛들(1I31)에 회전 가능하게 결합되는 스크류 샤프트(1I32)와, 스크류 샤프트(1I32)를 회전시키도록 구성되는 샤프트 구동 모터(1I33)와, 스크류 샤프트(1I32)의 외면에 나사 결합되고, 암 지지 플레이트(1I2)를 지지하며, 스크류 샤프트(1I32)의 회전 시 스크류 샤프트(1I32)의 외면을 따라 이동되면서 암 지지 플레이트(1I2)를 승강시키는 승강블록(1I34)을 포함할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 서빙 제어부(1J)는 상품수납바디(1A), 서빙 카메라 모듈(1C), 감지센서(1D), 스피커(1E), 디스플레이(1F), 입력부(1G), 전동 캐스터들(1H) 및 서빙암(1I)과 전기적으로 연결되고, 이들을 제어하도록 구성될 수 있다.

도 1을 참조하면, 피킹로봇(2)은 상품들(P)이 보관된 창고(S)에서 상품 주문 정보에 매칭되는 상품(P)을 피킹(picking)하여 서빙로봇(1)에 수납하도록 구성된다.

이때, 피킹로봇(2)은 상품(P)을 흡착 및 파지하여 상품(P)을 피킹하도록 구성된다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 피킹핸드 모듈을 나타낸 정면도이다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 피킹로봇(2)은 피킹핸드 모듈(21), 핸드 이송 모듈(22), 스캐닝부(23), 식별 카메라 모듈(24) 및 피킹 제어부(25)를 포함할 수 있다.

피킹핸드 모듈(21)은 상품(P)을 흡착하도록 구성되는 흡착부(211)와, 흡착부(211)에 흡착된 상품(P)을 파지하도록 구성되는 파지부(212)를 가질 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 흡착부를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 흡착부(211)는 상품(P)의 외면에 접하여 계면을 형성하도록 구성되는 탄성체 재질의 플런저들(2111), 전후 방향으로 신축되면서 단부에 결합된 플런저들(2111)을 이동시켜 플런저들(2111)을 상품(P)의 외면에 밀착시키는 밀착 실린더(2112) 및 플런저들(2111)과 연통되고, 플런저들(2111)이 상품(P)의 외면에 밀착되면 흡입력을 발생시켜 플런저들(2111)에 상품(P)을 흡착시키는 흡입노즐(2113)을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 파지부(212)는 수직방향에 대하여 평행하게 배치되고, 수평방향을 따라 서로 이격 배치되는 수직레일들(2121), 수직레일들(2121)에 설치되고, 개별적으로 상기 수직방향을 따라 이동되도록 구성되는 수직이동 액추에이터들(2122), 수직이동 액추에이터들(2122)에 설치되고, 수평방향에 대하여 평행하게 배치되는 수평레일들(2123), 수평레일들(2123)에 설치되고, 개별적으로 상기 수평방향을 따라 이동되도록 구성되는 수평이동 액추에이터들(2124), 수평이동 액추에이터들(2124)에 설치되고, 수평이동 액추에이터들(2124)에 의해 서로 다른 위치에서 상품(P)을 가압하여 파지하도록 구성되는 탄성 파지 팁들(2125) 및 탄성 파지 팁들(2125)에 수용되고, 탄성 파지 팁들(2125)이 상품(P)을 파지하면 탄성 파지 팁들(2125)에 가해지는 상품(P)의 반력을 감지하도록 구성되는 파지 감지 센서(2126)를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 5를 참조하면, 핸드 이송 모듈(22)은 다관절 구조로 형성되고, 단부에 결합된 피킹핸드 모듈(21)을 상품 주문 정보에 매칭되는 상품(P)이 수납된 위치로 이송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 핸드 이송 모듈(22)은 적어도 둘 이상의 관절을 가질 수 있다.

스캐닝부(23)는 피킹핸드 모듈(21)에 배치되고, 상품(P)정보가 포함된 QR코드를 스캔하도록 구성될 수 있다.

식별 카메라 모듈(24)은 피킹핸드 모듈(21)에 배치되고, 피킹핸드 모듈(21)에 파지되는 상품(P)에 대한 영상정보를 획득하도록 구성될 수 있다.

피킹 제어부(25)는 피킹핸드 모듈(21), 핸드 이송 모듈(22), 스캐닝부(23) 및 식별 카메라 모듈(24)을 제어하도록 구성될 수 있다.

이처럼 본 발명의 실시예에 따르면, 자동으로 상품(P)을 적재하고, 운반할 수 있는 로봇 서빙 시스템(1000)을 구현하여, 아파트 단지나 고층 빌딩 등과 같이 넓은 영역에 적용 할 수 있고, 상품(P)을 목적지까지 안전하게 배송할 수 있음은 물론, 상품(P)의 적재 및 배송 시 인건비가 발생되지 않으므로 경제적인 효과를 가질 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 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.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

1000. 무인 로봇 서빙 시스템
1. 서빙로봇
1A. 상품수납바디
1A1. 바디 하우징
1A11. 제1 수납공간
1A12. 제2 수납공간
1A13. 제3 수납공간
1A2. 제1 온도조절유닛
1A3. 제2 온도조절유닛
1A4. 개폐도어들
1A5. 트레이 승강 유닛
1A51. 트레이 지지홈들
1A52. 승강 가이드홈
1A53. 트레이 가압 실린더
1A54. 승강 실린더
1B. 수납 트레이
1B1. 트레이 바디
1B2. 지지 브라켓들
1B21. 트레이 결합홈들
1B3. 탄성부재들
1C. 서빙 카메라 모듈
1D. 감지센서
1E. 스피커
1F. 디스플레이
1G. 입력부
1H. 전동 캐스터들
1I. 서빙암
1I1. 다관절 암 조립체
1I2. 암 지지 플레이트
1I3. 플레이트 승강 유닛
1I31. 서포트 유닛들
1I32. 스크류 샤프트
1I33. 샤프트 구동 모터
1I34. 승강블록
1J. 서빙 제어부
2. 피킹로봇
21. 피킹핸드 모듈
211. 흡착부
2111. 플런저들
2112. 밀착 실린더
2113. 흡입노즐
212. 파지부
2121. 수직레일들
2122. 수직이동 액추에이터들
2123. 수평레일들
2124. 수평이동 액추에이터들
2125. 탄성 파지 팁들
2126. 파지 감지 센서
22. 핸드 이송 모듈
23. 스캐닝부
24. 식별 카메라 모듈
25. 피킹 제어부
P. 상품
S. 창고
L. 상품 보관함

Claims (3)

1. 내부에 상품이 수납되고, 배송 위치 정보에 포함된 배송 지점으로 상기 상품을 운반하도록 구성되는 서빙로봇; 및
   상기 상품들이 보관된 창고에서 상품 주문 정보에 매칭되는 상기 상품을 피킹하여 상기 서빙로봇에 수납하도록 구성되는 피킹로봇;을 포함하고,
   상기 피킹로봇은 상기 상품을 흡착 및 파지하여 상기 상품을 피킹하며,
   상기 서빙로봇은,
   일부분이 개폐되도록 구성되는 박스 형태의 상품수납바디;
   상기 상품수납바디의 내부에 배치되고, 상기 상품을 지지 가능한 수납 트레이들;
   상기 상품수납바디에 배치되고, 주변을 실시간 촬영하여 주변영상정보를 획득하도록 구성되는 서빙 카메라 모듈;
   상기 상품수납바디에 배치되고, 주변 사물을 감지하도록 구성되는 감지센서;
   상기 상품수납바디에 배치되고, 주변에 음성 신호를 송출하도록 구성되는 스피커;
   상기 상품수납바디에 배치되고, 영상을 표시하도록 구성되는 디스플레이;
   상기 상품수납바디에 배치되고, 외부에서 제어명령을 입력 가능한 입력부;
   상기 상품수납바디의 저면에 배치되어 상기 상품수납바디를 지지하고, 지면을 따라 이동되도록 구성되는 전동 캐스터들;
   상기 상품수납바디에 배치되고, 상기 서빙로봇이 상기 배송 지점에 도착하면, 상기 수납 트레이들에 수납된 상기 상품을 꺼내어 상기 배송 지점에 배치된 상품 보관함에 수납하도록 구성되는 서빙암; 및
   상기 상품수납바디, 상기 서빙 카메라 모듈, 상기 감지센서, 상기 스피커, 상기 디스플레이, 상기 입력부, 상기 캐스터들 및 상기 서빙암을 제어하도록 구성되는 서빙 제어부;를 포함하고,
   상기 피킹로봇은,
   상기 상품을 흡착하도록 구성되는 흡착부와, 상기 흡착부에 흡착된 상기 상품을 파지하도록 구성되는 파지부를 가지는 피킹핸드 모듈;
   다관절 구조로 형성되고, 단부에 결합된 상기 피킹핸드 모듈을 상기 상품 주문 정보에 매칭되는 상기 상품이 수납된 위치로 이송하도록 구성되는 핸드 이송 모듈;
   상기 피킹핸드 모듈에 배치되고, 상기 상품에 대한 정보가 포함된 QR코드를 스캔하도록 구성되는 스캐닝부;
   상기 피킹핸드 모듈에 배치되고, 상기 피킹핸드 모듈에 파지되는 상기 상품에 대한 영상정보를 획득하도록 구성되는 식별 카메라 모듈; 및
   상기 피킹핸드 모듈, 상기 핸드 이송 모듈, 상기 스캐닝부 및 상기 식별 카메라 모듈을 제어하도록 구성되는 피킹 제어부;를 포함하며,
   상기 상품수납바디는,
   일면이 개구되고, 내부에 제1 수납공간, 제2 수납공간 및 제3 수납공간을 가지는 바디 하우징;
   상기 바디 하우징에 수용되어 상기 제1 수납공간에 온기를 공급하도록 구성되는 제1 온도조절유닛;
   상기 바디 하우징에 수용되어 상기 제2 수납공간에 냉기를 공급하도록 구성되는 제2 온도조절유닛;
   상기 바디 하우징에 회전 가능하게 결합되어, 상기 바디 하우징의 개구된 일면을 개폐하도록 구성되는 개폐도어들; 및
   상기 제1 수납공간, 상기 제2 수납공간 및 상기 제3 수납공간에 배치되어 상기 수납 트레이들을 지지하고, 수직방향을 따라 이동되면서 상기 수납 트레이들 간의 거리를 조절하도록 구성되는 트레이 승강 유닛;을 포함하고,
   상기 흡착부는,
   상기 상품의 외면에 접하여 계면을 형성하도록 구성되는 탄성체 재질의 플런저들;
   전후 방향으로 신축되면서 단부에 결합된 상기 플런저들을 이동시켜 상기 플런저들을 상기 상품의 외면에 밀착시키는 밀착 실린더; 및
   상기 플런저들과 연통되고, 상기 플런저들이 상기 상품의 외면에 밀착되면 흡입력을 발생시켜 상기 플런저들에 상기 상품을 흡착시키는 흡착부;를 포함하며,
   상기 파지부는,
   수직방향에 대하여 평행하게 배치되고, 수평방향을 따라 서로 이격 배치되는 수직레일들;
   상기 수직레일들에 설치되고, 개별적으로 상기 수직방향을 따라 이동되도록 구성되는 수직이동 액추에이터들;
   상기 수직이동 액추에이터들에 설치되고, 상기 수평방향에 대하여 평행하게 배치되는 수평레일들;
   상기 수평레일들에 설치되고, 개별적으로 상기 수평방향을 따라 이동되도록 구성되는 수평이동 액추에이터들;
   상기 수평이동 액추에이터들에 설치되고, 상기 수평이동 액추에이터들에 의해 서로 다른 위치에서 상기 상품을 가압하여 파지하도록 구성되는 탄성 파지 팁들; 및
   상기 탄성 파지 팁들에 수용되고, 상기 탄성 파지 팁들이 상기 상품을 파지하면 상기 탄성 파지 팁들에 가해지는 상기 상품의 반력을 감지하도록 구성되는 파지 감지 센서;를 포함하는, 무인 로봇 서빙 시스템.
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