CN109794930A - 模块化机器人装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种把多个模块加以组装并且让上述多个模块互相收发电力及信号地驱动的模块化机器人装置，更详细地说，该模块化机器人装置能够制作出利用积木结合方式执行使用者定制型动作的机器人。前述本发明的模块化机器人装置包括：控制模块，提供电力及控制信号；驱动模块，通过上述控制模块的控制进行驱动；及桥接模块，把上述多个模块互相连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种模块化机器人装置，更详细地说，该模块化机器人装置能够制作出利用积木(block)结合方式执行使用者定制型动作的机器人。
背景技术
近来人们努力培养符合数字时代的创意思考能力，因此对于编程教育的关注也跟着提高。
尤其是为了让儿童们学习如今可轻易接触的电脑、因特网及智能手机等的原理而开始进行了编程教育，现在的趋势已经进入了将其编入正规教育过程的程度并且从较小的年纪开始进行编程教育。
为了以儿童为对象进行编程教育，需要符合儿童水平地通过游戏与电玩等方式帮助其自然理解算法原理。
但，通过游戏提高对于机器人系统的理解并且实现编程教育的工具目前是不足的，拟制造的机器人的生产成本也非常高。
另一方面，像乐高一样的现有积木玩具在第一次组装后很少重新使用，这些不使用的积木玩具往往只能被放置浪费。
这些高价积木玩具也较难应用到其它用途，往往会变成弃之可惜食之无味的存在。
因此，需要开发出能够重新使用先前被放置的这些积木玩具并且还能同时提高对于机器人系统及其动作的理解程度而有助于编程教育的玩具。
【先前技术文献】
【专利文献】
大韩民国专利文献申请号码10-2015-0182853(2015.12.21)
发明内容
【解决的技术课题】
本发明的技术课题是解决背景技术中所记载的问题，本发明提供一种模块化机器人装置，该装置能制作出利用积木结合方式执行使用者定制型动作的机器人。
本发明需要解决的技术课题不限于前述课题，本发明所属领域中具备通常知识者可以在下面的记载中明确地了解到前面没有提到的其它课题。
【解决课题的技术方案】
旨在解决技术课题的本发明模块化机器人装置把多个模块加以组装并且让上述多个模块互相收发电力及信号地驱动，该装置包括：控制模块，提供电力及控制信号；驱动模块，通过上述控制模块的控制进行驱动；及桥接(bridge)模块，把上述多个模块互相连接。
在此，上述控制模块包括选择控制信号的开关部。
而且，上述控制模块包括显示当前状态的显示部。
此时，上述显示部显示上述控制模块的电力状态、电源状态及控制信号收发信状态中的至少一个以上。
另一方面，利用无线通信控制上述控制模块。
而且，通过已输入的程序控制上述控制模块。
而且，上述驱动模块包括摆动部、马达部及自转(rotation)部中的至少一个以上，上述摆动部的另一面以一面为基准朝两侧旋转；上述马达部的内部插入马达而在两侧面提供旋转力；上述自转部的一面及另一面互相平行地旋转。
而且，上述驱动模块把通过上述驱动模块的一面得到的上述控制模块的电力及控制信号延伸传输到上述驱动模块的另一面。
而且，上述桥接模块具有在上述多个模块之间传递电力及控制信号的接入部。
而且，本发明的模块化机器人装置还包括针对光、声及障碍物中的至少一个以上进行检测的传感器模块。
此时，可以凭借着上述传感器模块所检测到的光、声及障碍物中的至少一个以上控制上述控制模块。
另一方面，本发明的模块化机器人装置还包括选择性地让照明亮灯的照明(lighting)模块。
而且，本发明的模块化机器人装置还包括获取影像信息的相机模块。
而且，本发明的模块化机器人装置还包括播放声音的扬声器模块。
而且，本发明的模块化机器人装置还包括为上述控制模块进一步供应电力的电池模块。
而且，本发明的模块化机器人装置还具有从一面到另一面把电力及控制信号予以延伸传输的延伸模块。
而且，上述多个模块具有和乐高积木兼容的至少一个以上的积木(block)形态的面。
此时，上述多个模块具有其形态和乐高积木的阳刻形态的面对应的面，上述桥接模块具有其形态和乐高积木的阴刻形态的面对应的面。
【有益效果】
如前所述地构成的本发明能得到下列效果。
首先，可以提高使用者对机器人系统的理解及机械动作的理解。
而且，提高现有的积木玩具的重新使用性及运用程度，促使长时间使用积木玩具。
而且，作为游戏为使用者带来快乐并且提供了程序编程之类的教育价值。
本发明的上述效果不限于前面所述的效果，本发明的技术人员可从权利要求书中明确了解前面没有提到的其它效果。
附图说明
图1是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的多个模块组装状态的图形。
图2是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的模块组装概念的图形。
图3是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的控制模块的图形。
图4是示出本发明的模块化机器人装置的一个实施例中驱动模块的摆动部的图形。
图5是示出本发明的模块化机器人装置的一个实施例中驱动模块的马达部的图形。
图6是示出本发明的模块化机器人装置的一个实施例中驱动模块的自转部的图形。
图7是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的照明模块的图形。
图8是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的电池模块的图形。
图9是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的延伸模块的图形。
图10是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的桥接模块的图形。
图11是示出利用本发明模块化机器人装置的一实施例制作机器人的使用形态的图形。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例。但是在说明本发明时，为了让本发明的主旨被明确地理解而省略了关于已公知的功能或结构的说明。
与此同时，在说明本发明时，诸如前方/后方或上侧/下侧等指示方向的术语是为了让本技术领域的人员明确理解本发明而记载的，这些术语指示的是相对方向，因此不得因此限制本发明的权利范围。
首先，结合图1与图2详细说明本发明模块化机器人装置的一个实施例的整体配置。
在此，图1是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的多个模块组装状态的图形，图2是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的模块组装概念的图形。
如图1与图2所示，本发明的模块化机器人装置是一种把多个模块加以组装并且多个模块互相收发电力及信号地驱动的装置。
本实施例中模块化机器人装置由多个模块构成并且各模块具备六面体的形态地形成。
此时，优选地，多个模块的各面以同一尺寸形成。
该各个模块互相进行电连接并且收发电力及控制信号。
更具体地说，图1示出了在后述的本发明模块化机器人装置的控制模块100两侧通过桥接模块600组装驱动模块200的状态。
如前所述，本实施例中多个模块可以另行设有用来连接各模块的模块并且互相结合。
此时，优选地，用来结合多个模块的模块能够把各模块的电连接加以互相连接地形成，具有其面积和前述多个模块的面相同的面但厚度相对较薄地形成。
本实施例中模块化机器人装置可以利用下列配置方式互相结合，该配置方式和组装乐高积木的配置方式相同。
更具体地说，多个模块具有和乐高积木兼容的形态的至少一个以上的面。
如前所述，以六面体的形态形成的多个模块在各面中的至少一个以上的面可以形成和乐高积木兼容的形态的面。
图2示出了后述的本发明模块化机器人装置的延伸模块500和桥接模块600组装的状态。
如前所述，本发明的模块化机器人装置的多个模块形成乐高积木的阳刻形态的面L1，该面是由突块突出的形态，连接多个模块的模块上则形成了能和前述乐高积木的阳刻形态的面L1结合的乐高积木的阴刻形态的面L2。
更具体地说，后述的控制模块、驱动模块、照明模块、延伸模块、传感器模块、相机模块、扬声器模块等模块形成乐高积木的阳刻形态的面，用于连接上述模块的桥接模块则形成乐高积木的阴刻形态的面。
亦即，多个模块通过用来将其连接的附加模块结合，该结合方式可以采取和乐高积木的结合方式相同的方式。
通过该配置方式可以让本发明模块化机器人装置的多个模块互相结合，按照使用者所希望的方式结合各种模块后制作各种形态的驱动机器人。
前述本发明模块化机器人装置的结合结构并不限于本实施例，只要让执行各种功能的多个模块互相结合地构成，就能适用各种结合结构。
而且，本发明的模块化机器人装置的多个模块及用来将其互相连接的附加模块的形态也可以是多样化的。
接着，下面结合图3到图11详细说明本发明模块化机器人装置的一个实施例的配置及使用形态。
在此，图3是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的控制模块的图形，图4是示出本发明的模块化机器人装置的一个实施例中驱动模块的摆动部的图形，图5是示出本发明的模块化机器人装置的一个实施例中驱动模块的马达部的图形，图6是示出本发明的模块化机器人装置的一个实施例中驱动模块的自转部的图形。
而且，图7是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的照明模块的图形，图8是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的电池模块的图形，图9是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的延伸模块的图形。
图10是示出本发明模块化机器人装置的一个实施例的桥接模块的图形，图11是示出利用本发明模块化机器人装置的一实施例制作机器人的使用形态的图形。
首先，本发明的模块化机器人装置如图3到图10所示地包括控制模块100、驱动模块200、照明模块300、电池模块400、延伸模块500及桥接模块600。
控制模块100可以是用来为本发明的模块化机器人装置提供电力及控制信号的构成要素。
更具体地说，控制模块100具有为后述的其它模块提供电力及控制信号的接线端子110。
优选地，该接线端子110可以设于控制模块100的所有面上，但本实施例在控制模块100的一面设有用来对控制模块100进行控制的结构，在其余5个面上则设有接线端子110。
用来对控制模块100进行控制的结构可以包含开关部120及显示部130。
开关部120是用来选择控制模块100的控制信号的构成要素，该构成要素可调节控制模块100的开或关，或者调节传输给其它模块的控制信号，该其它模块则和控制模块100连接。
而且，显示部130是用来显示控制模块100的当前状态的构成要素，其能够显示控制模块的电力状态、电源状态及控制信号收发信状态中的至少一个以上。
本实施例中，显示部130可通过灯的亮灯显示出开闭状态及控制动作状态地构成。
该配置方式并不限于本实施例，也可以为了显示出更多信息而适用LCD面板之类的各种配置方式。
而且，可以利用无线通信对控制模块100进行控制，更具体地说，可以适用蓝牙及WiFi等各种无线通信手段。
通过该配置方式让使用者利用个人用无线终端机等调节控制模块100的开闭或控制信号而得以控制本发明的模块化机器人装置。
而且，可以通过已输入的程序对控制模块100进行控制。
在这种情形下，把程序事先输入控制模块100后通过前述开关部120或以无线通信连接的额外的终端机执行程序地控制本发明的模块化机器人装置。
优选地，该控制模块100在内部包括用于供应电力的电池、用于存储程序的存储装置及用于执行程序的进程等。
另一方面，驱动模块200是一种通过前述控制模块100的控制而驱动的构成要素，可以驱动本发明的模块化机器人装置。
本实施例中驱动模块200可以包括摆动部210、马达部220及自转部230中的至少一个以上。
摆动部210让另一面以一面为基准朝两侧旋转地构成。
亦即，优选地，如同关节一样地让另一面对一面倾斜地旋转并且朝两侧各旋转90度地总共旋转180度。
而且，摆动部210在一面及另一面设有接线端子212并且和前述控制模块100进行电连接，接收用于驱动的电力及控制信号后被驱动。
马达部220的内部插入马达并且在两侧面提供旋转力。
本实施例中，在马达部220的两侧的旋转结构上形成槽而得以连接诸如轮子等需要旋转的构成要素。
马达部220中提供旋转力的两侧面以外的其余4面设有接线端子222并且和前述控制模块100进行电连接，接受用于驱动的电力及控制信号后被驱动。
自转部230是一面及另一面互相平行地旋转的构成要素。
本实施例中，以六面体的形态形成的自转部230分割成一半地形成并且以分割的面为基准互相旋转。
在自转部230的一面及另一面设有接线端子232并且和前述控制模块100进行电连接，接受用于驱动的电力及控制信号后被驱动。
亦即，驱动模块200通过前述摆动部210进行弯曲的动作，通过马达部220执行所连接的构成要素的旋转动作，驱动模块200本身则通过自转部230进行旋转动作。
优选地，该驱动模块200把通过驱动模块200的一面得到的前述控制模块100的电力及控制信号延伸传输给驱动模块200的另一面地形成。
更具体地说，驱动模块200中设有接线端子212、222、232的面各自在驱动模块200的内部互相进行电连接，把一面所接收的电力及控制信号传递给另一面。
前述驱动模块200的结构不限定于本实施例，只要能执行本发明模块化机器人装置的驱动，也能采取其它形态的驱动地适用。
另一方面，照明模块300是一种选择性地让照明亮灯的构成要素。
本实施例的照明模块300在内部设有LED，为了让LED的光线透射而让一面透明地形成，从而能够发光。
而且，照明模块300的发光面的背面设有接线端子(未图示)，和前述控制模块100进行电连接而得以接收用于发光的电力及控制信号。
另一方面，电池模块400可以是一种为前述控制模块100进一步供应电力的构成要素。
该电池模块400包括和控制模块100的接线端子110进行电连接的接线端子410。
在本实施例中，电池模块400的上表面设有接线端子410，上表面的形态则如同乐高积木的阴刻形态的面一样地形成。
亦即，控制模块100通过乐高积木的结合方式结合在电池模块400的上表面并且进行电连接，通过电池模块400接受电力。
该电池模块400连接到电源线并且对控制模块100的电池充电，也可以通过电池模块400内部附加的电池对控制模块100的电池充电。
另一方面，延伸模块500是一种从一面到另一面把电力及控制信号予以延伸传输的构成要素。
亦即，是一种不必另行驱动也能像电线一样地把控制模块100所供应的电力及控制信号予以延伸传递的构成要素。
本实施例中六面体形态的延伸模块500的6面全部设有接线端子510，可以在延伸模块500的内部让各面的接线端子510全部进行电连接地构成。
该延伸模块500可以在结合本发明模块化机器人装置的各种模块的过程中不必具备额外的功能而只从形态上延伸长度时适用。
另一方面，本发明的模块化机器人装置还可包括传感器模块、相机模块及扬声器模块。
传感器模块是针对光、声及障碍物中的至少一个以上进行检测的构成要素。
更具体地说，传感器模块的内部包含照度传感器、红外线检测传感器、麦克风(mike)之类的构成要素而得以检测本发明的模块化机器人装置周边的状况。
此时，控制模块被前述传感器模块所检测到的光、声及障碍物中的至少一个以上控制。
这样的控制则通过程序把既设定或者把检测到的状态告知使用者而让使用者能够根据状况控制本发明的模块化机器人装置。
而且，相机模块是用来获取影像信息的构成要素，在相机模块的一侧让透镜(lens)暴露地内置相机。
该相机模块把影像信息传递给使用者或者拍摄照片及视频后存储或传输地构成
此时，优选地，让使用者通过便携式终端利用前述无线通信实时查看影像或者对照片与视频的拍摄进行控制地构成。
而且，扬声器模块是用来播放声音的构成要素，在扬声器模块的一面设有扬声器并且可以播放语音、警报音及音乐等各种声音。
另一方面，桥接模块600是把本发明的模块化机器人装置的多个模块互相连接的构成要素。
更具体地说，桥接模块600为了前述控制模块100、驱动模块200、照明模块300、延伸模块500、传感器模块、相机模块及扬声器模块的结合而设于各个模块之间并且进行结合。
此时，桥接模块600设有向前述多个模块之间传递电力及控制信号的接入部610。
接入部610贯穿了桥接模块600中连接两侧模块的两面并且可以和设于两侧模块的接线端子接触。
亦即，可以把通过一侧的模块的接线端子传递的电力及控制信号传递给另一侧的模块的接线端子。
因此，在通过桥接模块600让本发明的模块化机器人装置的多个模块互相进行机械式结合的同时，还能实现电连接。
包括前述构成要素的本发明模块化机器人装置可以把各种多个模块加以组合后制成允许各种形态及各种驱动的机器人。
如图11所示，通过桥接模块600把马达部220之类的其它模块连接到控制模块100，可以通过控制模块100所提供的电力及控制信号由马达部220提供旋转力。
此时，本发明的模块化机器人装置可以结合兼容于乐高积木的各种积木B。
可以让轮子形态的积木结合到马达部220并且旋转而驱使本发明的模块化机器人装置移动，可以把一般积木结合到控制模块100及马达部220并且以各种形态制造模块化机器人装置。
这样的本发明模块化机器人装置的使用形态不限于本实施例，可以把前述多个模块多样化地组合，也可以把和乐高积木兼容的积木加以组合后组装。
可以通过如前所述地构成的本发明模块化机器人装置提高使用者对机器人系统的理解及其动作的理解。
而且，本发明提高了现有的积木玩具的重新使用性及运用程度，促使长时间使用积木玩具，其作为游戏为使用者带来快乐并且提供了程序编程之类的教育价值。
前文说明了本发明的优选实施例，本领域所属领域中具备通常知识者当知，除了前面说明的实施例以外，本发明能够在不脱离其主旨或范畴的前提下以其它特定形态具体实施。因此不得根据前述实施例限制本发明，应将其仅仅视为例示，本发明也不限于前述说明，本发明可在专利要求书的范围及其等值范围内予以修改变化。
【图形主要符号的说明】
100：控制模块 110：接线端子
120：开关部 130：显示部
200：驱动模块 210：摆动部
212：接线端子 220：马达部
222：接线端子 230：自转部
232：接线端子 300：照明模块
400：电池模块 410：接线端子
500：延伸模块 510：接线端子
600：桥接模块 610：接入部
Claims (18)
1.一种把多个模块加以组装并且让上述多个模块互相收发电力及信号地驱动的模块化机器人装置，其特征在于，
包括：
控制模块，提供电力及控制信号；
驱动模块，通过上述控制模块的控制进行驱动；及
桥接模块，把上述多个模块互相连接。
2.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述控制模块包括选择控制信号的开关部。
3.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述控制模块包括显示当前状态的显示部。
4.根据权利要求3所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述显示部显示上述控制模块的电力状态、电源状态及控制信号收发信状态中的至少一个以上。
5.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
利用无线通信控制上述控制模块。
6.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
通过已输入的程序控制上述控制模块。
7.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述驱动模块包括摆动部、马达部及自转部中的至少一个以上，
上述摆动部的另一面以一面为基准朝两侧旋转；
上述马达部的内部插入马达而在两侧面提供旋转力；
上述自转部的一面及另一面互相平行地旋转。
8.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述驱动模块把通过上述驱动模块的一面得到的上述控制模块的电力及控制信号延伸传输到上述驱动模块的另一面。
9.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述桥接模块具有在上述多个模块之间传递电力及控制信号的接入部。
10.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
还包括针对光、声及障碍物中的至少一个以上进行检测的传感器模块。
11.根据权利要求10所述的模块化机器人装置，其特征在于，
凭借着上述传感器模块所检测到的光、声及障碍物中的至少一个以上控制上述控制模块。
12.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
还包括选择性地让照明亮灯的照明模块。
13.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
还包括获取影像信息的相机模块。
14.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
还包括播放声音的扬声器模块。
15.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
还包括为上述控制模块进一步供应电力的电池模块。
16.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
还具有从一面到另一面把电力及控制信号予以延伸传输的延伸模块。
17.根据权利要求1所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述多个模块具有和乐高积木兼容的至少一个以上的积木(block)形态的面。
18.根据权利要求17所述的模块化机器人装置，其特征在于，
上述多个模块具有其形态和乐高积木的阳刻形态的面对应的面，
上述桥接模块具有其形态和乐高积木的阴刻形态的面对应的面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190524 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |