KR100367019B1 - A programmable convertible mini robot and control method thereof - Google Patents

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KR100367019B1
KR100367019B1 KR10-1999-0034977A KR19990034977A KR100367019B1 KR 100367019 B1 KR100367019 B1 KR 100367019B1 KR 19990034977 A KR19990034977 A KR 19990034977A KR 100367019 B1 KR100367019 B1 KR 100367019B1
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홍승홍
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(주)미니로봇
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Abstract

본 발명은 프로그램 가능한 변신형 미니로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 회전축이 외부로 유도되는 각각의 모터(12a∼16a)를 지니고, 적절한 복수의 링크(21∼26)를 사용하여 상호간에 결합 및 해체 가능한 복수의 블록(12∼16); 회전축이 외부로 유도되는 모터(11a), 적외선 센서(11b) 등의 입력부, LED(11c) 등의 출력부가 마이콤 제어되도록 설치되고, 외부에서 입력되어 저장된 프로그램에 따라 상기 복수의 모터(11a∼16a)를 독립적으로 정역회전시켜 소정의 동작을 실행하는 제1블럭(11); 그리고 상기 제1블럭(11)에 소정의 프로그램을 입력하기 위한 입력부, 표시부, 입출력포트, 마이크로 프로세서 등을 지니고, 상기 제1블록(11)에 통신포트를 개재하여 착탈 가능하게 결선되는 티칭조정기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 함에 따라, 각각 모터를 지니는 복수의 블록을 다양한 형태로 조립하고 그에 적합한 운동모드를 입력하여 동작을 구현함에 따라 오락적 기능과 함께 교육용 교재로서의 기능을 수행할 수 있다.The present invention relates to a programmable transformation mini-robot and a control method thereof, each having a motor 12a to 16a in which a rotating shaft is guided outwardly, and coupled to each other using a plurality of suitable links 21 to 26. A plurality of blocks 12 to 16 that can be disassembled; A motor 11a in which a rotating shaft is guided to the outside, an input unit such as an infrared sensor 11b, and an output unit such as an LED 11c are installed to control the microcomputer, and the plurality of motors 11a to 16a according to an externally stored program are stored. A first block (11) to independently rotate and forward and execute a predetermined operation; And a teaching regulator having an input unit, a display unit, an input / output port, a microprocessor, etc. for inputting a predetermined program to the first block 11, and detachably connected via a communication port to the first block 11 ( 30), and assembling a plurality of blocks each having a motor in various forms, and by inputting the appropriate exercise mode to implement the operation can perform a function as an educational textbook along with the entertaining function. have.

Description

프로그램 가능한 변신형 미니로봇 및 그 제어방법{A PROGRAMMABLE CONVERTIBLE MINI ROBOT AND CONTROL METHOD THEREOF}Programmable transformation mini-robot and its control method {A PROGRAMMABLE CONVERTIBLE MINI ROBOT AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 프로그램 가능한 변신형 미니로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 각각 모터를 지니는 복수의 블록을 다양한 형태로 조립하고 그에 적합한 운동모드를 입력하여 동작을 구현함에 따라 오락적 기능과 함께 교육용 교재로서의 기능을 지니는 프로그램 가능한 변신형 미니로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a programmable transformation mini-robot and a control method thereof, wherein as a plurality of blocks each having a motor are assembled in various forms, and an exercise mode is inputted according to the present invention, as an educational textbook with an entertaining function. The present invention relates to a programmable transformable mini robot having a function and a control method thereof.

일반적으로 교육용 과학교재는 정적인 소재를 이용하여 과학적인 원리를 학습하도록 되어 있으나 한 제품이 하나의 원리만을 다루고 있으므로 여러 가지의 학습이 어렵고 키트와 같은 형태로 되어있는 교재의 경우는 납땜이나 접착제에 의한 결합에 의하여 조립되기 때문에 한번 조립되면 다시 분해가 되지 않는 구조를 가지므로 재생하여 반복 사용하는 것이 불가능한 단점을 가진다.In general, educational science textbooks are designed to learn scientific principles using static materials, but because one product covers only one principle, it is difficult to learn many things. Because it is assembled by the combination of the two because it has a structure that is not disassembled once again has the disadvantage that it is impossible to repeat the use.

또한 일반적인 완구에 있어서 조립식 블록완구의 경우는 사용자가 원하는 형태를 쉽게 조립하여 구성 할 수 도 있고 쉽게 분해되므로 반복적으로 사용하는 것이 가능하지만 움직임이 없는 구조이므로 최근의 동작완구를 선호하는 사용자들에게는 단순한 외형으로 인하여 쉽게 실증을 느끼게 하고 조립시 채결 강도도 약하여 쉽게 조립구조가 풀리고 파손되기 쉬운 단점을 가지고 있다.In addition, in the case of general toys, the prefabricated block toys can be easily assembled and configured by the user's desired shape, and can be used repeatedly because they are easily disassembled, but since they are structured without movement, they are simple for users who prefer the latest moving toys. Easily feel the demonstration due to the appearance and the weakness of the stiffness when assembling has the disadvantage that the assembly structure is easily loosened and easily broken.

그리고 동작이 가능한 단순동작완구에서는 제품이 스스로 동작하는 기능을 가지고는 있으나 제품의 생산시에 이미 결정되어 있는 모양 이외에는 모양을 변형할 수 없다는 단점과 제품의 움직임 동작도 제품 생산시 미리 정해진 동작만을 하도록 되어 있어 사용자의 다양한 기호를 맞추기 어려운 문제점이 있었다.In addition, the simple motion toy that can be operated has the function that the product operates by itself, but it cannot be changed other than the shape that is already determined at the time of production. There was a problem that is difficult to match the user's various preferences.

이에 따라 본 발명은 상기한 단점 및 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 각각 모터를 지니는 복수의 블록을 다양한 형태로 조립하고 그에 적합한 운동모드를 입력하여 동작을 구현함에 따라 오락적 기능과 함께 교육용 교재로서의 기능을 지니는 프로그램 가능한 변신형 미니로봇 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems, as a plurality of blocks each having a motor in various forms, and by inputting the appropriate exercise mode to implement the operation function as an educational teaching material along with the entertaining function The object of the present invention is to provide a programmable transformation mini-robot and a control method thereof.

도 1은 본 발명에 따른 미니로봇의 외관을 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing the appearance of a mini robot according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 미니로봇을 프로그램하기 위한 주요 기능부의 블럭도,2 is a block diagram of a main functional unit for programming a mini robot according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 티칭조정기의 작동순서를 나타내는 플로우차트,3 is a flowchart showing the operation sequence of the teaching regulator according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 미니로봇의 주행동작을 구형하기 위한 플로우차트,4 is a flowchart for spherical driving operation of the mini-robot according to the present invention;

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 미니로봇을 변신한 상태를 나타내는 사시도 및 주행동작의 플로우차트,5 and 6 are a perspective view and a flowchart of a driving operation showing a state in which the mini-robot according to the present invention is transformed,

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 미니로봇을 또 다르게 변신한 상태를 나타내는 사시도 및 주행동작의 플로우차트.7 and 8 are a perspective view and a flowchart of a driving operation showing a state in which the mini-robot according to the present invention is further transformed.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11∼16 : 제1블럭∼제6블럭 21∼26 : 제1링크∼제6링크11 to 16: 1st to 6th blocks 21 to 26: 1st to 6th links

30 : 티칭조정기 40 : 컴퓨터장치30: teaching controller 40: computer device

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 프로그램 가능한 변신형 미니로봇에 관한 것으로서,회전축이 외부로 유도되는 각각의 모터(12a∼16a)를 지니고, 적절한 복수의 링크(21∼26)를 사용하여 상호간에 결합 및 해체 가능한 복수의 블록(12∼16); 회전축이 외부로 유도되는 모터(11a), 적외선 센서(11b)를 포함하는 입력부, LED(11c)를 포함하는 출력부가 마이콤 제어되도록 설치되고, 외부에서 입력되어 저장된 프로그램에 따라 상기 복수의 모터(11a∼16a)를 독립적으로 정역회전시켜 소정의 동작을 실행하는 제1블럭(11); 및 상기 제1블럭(11)에 소정의 프로그램을 입력하기 위한 입력부, 표시부, 입출력포트, 마이크로 프로세서를 지니고, 상기 제1블록(11)에 통신포트를 개재하여 착탈 가능하게 결선되는 티칭조정기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 한편 복수의 링크(21∼26)를 이용하여 복수의 블록(11∼16)을 소정의 모양으로 형성한 미니로봇 조립체에서 각 블록(11∼16)의 모터를 독립적으로 제어하여 상기 미니로봇 조립체가 소정의 동작을 구현하도록 하는 방법에 있어서, 초기화 단계(S101); 미니로봇과의 접속이 확인되면 입력대기 상태를 유지하는 단계(S102); 자동모드로 판단되면(S103) 자동기동을 호출하여 일련의 동작을 순차적으로 진행하는 단계(S104); 학습모드로 판단되면(S105) 로봇학습을 호출하여 각 스텝마다 동작을 단속적으로 진행하는 단계(S106); 체크모드로 판단되면(S107) 체크기능을 호출하여 임의의 스텝에서 동작을 진행하는 단계(S108); 및 상기 단계(S104)(S106)(S108)에 따른 명령어를 상기 제1블록(11)에 송신하고(S109) 상기 블록(11∼16)이 소정의 동작을 구현하도록 하는 단계(S110)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 상기 자동모드, 학습모드 및 체크모드에는 상기 미니로봇 각 블록(11∼16)의 모터(11a∼16a)를 동작의 스텝마다 단독 및 복수중 어느 하나의 방식으로 제어하여 위치 이동을 실현하기 위한 주행알고리즘이 미니로봇의 조립된 모양에 따라 각각 다르게 구비되는 것을 특징으로 한다. In order to achieve this object, the present invention relates to a programmable transformation mini-robot, each having a motor 12a to 16a in which a rotating shaft is guided to the outside, and using a plurality of appropriate links 21 to 26 to each other. A plurality of blocks 12 to 16 that can be combined and disassembled; The motor 11a, the rotation shaft of which is guided to the outside, the input unit including the infrared sensor 11b, and the output unit including the LED 11c are installed so as to control the microcomputer, and the plurality of motors 11a according to an externally stored program. A first block (11) which independently performs forward and reverse rotation of &lt; RTI ID = 0.0 &gt; -16a) &lt; / RTI &gt; And a teaching controller 30 having an input unit, a display unit, an input / output port, and a microprocessor for inputting a predetermined program to the first block 11 and detachably connected to the first block 11 via a communication port. It is characterized by comprising a). Meanwhile, in the mini robot assembly in which the plurality of blocks 11 to 16 are formed in a predetermined shape by using the plurality of links 21 to 26, the mini robot assembly is independently controlled by controlling the motors of the blocks 11 to 16 independently. A method for implementing a predetermined operation, the method comprising: an initialization step (S101); Maintaining the input standby state when the connection with the mini-robot is confirmed (S102); If it is determined in the automatic mode (S103) to call the automatic start step of sequentially performing a series of operations (S104); If it is determined in the learning mode (S105) calling the robot learning step to intermittently proceed with the operation for each step (S106); If it is determined in the check mode (S107) to call the check function to proceed with the operation in any step (S108); And transmitting a command according to the steps S104, S106, and S108 to the first block 11 (S109) and causing the blocks 11 to 16 to implement a predetermined operation (S110). Characterized in that made. Preferably, in the automatic mode, the learning mode, and the check mode, the position movement is realized by controlling the motors 11a to 16a of each of the mini-robot blocks 11 to 16 in one or a plurality of manners for each operation step. It is characterized in that the driving algorithm for differently provided according to the assembled shape of the mini robot.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 미니로봇의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 미니로봇을 프로그램하기 위한 주요 기능부의 블럭도이다.Figure 1 is a perspective view showing the appearance of a mini-robot according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of the main function for programming the mini-robot according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예로서 5개의 블록(11∼15)을 사용하는 경우를 나타내는데, 이러한 블록(11∼15)은 적절한 복수의 링크(21∼23)를 사용하여 상호간에 결합 및 해체 가능한 구성을 지닌다. 부호 12∼15는 미니로봇의 몸체에 해당하고 부호 11의 블록은 미니로봇의 머리에 해당하는 부분으로서 모두 회전축이 외부로 유도되는 각각의 모터(11a∼15a)를 지닌다. 모터(11a∼15a)는 PWM(Pulse width modulation)방식의 각도 제어가 가능한 소형 서보모터를 사용하고 적절한 모양으로 성형된 링크(21∼23)에 연결 조립함으로서 미니로봇의 다관절 운동을 구현한다.FIG. 1 shows a case in which five blocks 11 to 15 are used as an embodiment of the present invention, and these blocks 11 to 15 are combined and dismantled to each other using a plurality of appropriate links 21 to 23. It has a possible configuration. Reference numerals 12 to 15 correspond to the body of the mini-robot, and the block 11 corresponds to the head of the mini-robot, all of which have respective motors 11a to 15a whose rotation shafts are guided to the outside. The motors 11a to 15a implement a multi-joint movement of the mini robot by using a small servomotor capable of angular control of pulse width modulation (PWM) and connecting and assembling the links 21 to 23 formed in an appropriate shape.

이때 제1블록(11)은 모터(11a) 외에 적외선 센서(11b) 등의 입력부, LED(11c) 등의 출력부가 마이콤 제어되도록 설치되고, 외부에서 입력되어 저장된 프로그램에 따라 상기 복수의 모터(11a∼15a)를 독립적으로 정역회전시켜 소정의 동작을 실행한다.In this case, the first block 11 is installed to control the microcomputer in addition to the motor 11a, an input unit such as an infrared sensor 11b, an output unit such as an LED 11c, and the plurality of motors 11a according to a program stored and input from the outside. The predetermined operation is performed by independently rotating forward and reverse.

도 2에 나타내는 바와 같이 본 발명의 제1블록(11)은 로봇을 제어하기 위해 마이크로프로세서 및 메모리가 각각의 모터(11a∼15a)의 제어라인이 연결하기 위한 5채널 PWM출력부, 2채널 신호출력부, 3채널 신호입력부 및 직렬전송 인터페이스 등의 전자회로부와 함께 모듈로서 장착된다. 마이크로프로세서는 8비트의 원칩형을 사용하고 메모리는 적어도 4Kbyte이고 16Kbyte까지 확장 가능한 구성을 지닌 비휘발성의 EEPROM을 사용한다. PWM발생부는 100Hz의 주파수를 사용한다. 2채널 신호출력부는 미니로봇의 눈에 해당하는 LED(11c)와, 충돌 등의 위험시 경보하는 부저를 구동하도록 연결한다. 3채널 신호입력부는 미니로봇의 작동 조건을 검출하기 위한 것으로서 충돌을 감지하는 적외선 센서(11b) 외에 어둠을 감지하는 빛센서, 소리를 감지하는 음센서 등을 연결할 수 있다. 직렬전송 인터페이스는 RS232방식을 사용한다.As shown in FIG. 2, the first block 11 of the present invention includes a 5-channel PWM output unit and a 2-channel signal for connecting a microprocessor and a memory to control lines of the respective motors 11a to 15a for controlling the robot. It is mounted as a module together with an electronic circuit section such as an output section, a three channel signal input section and a serial transmission interface. The microprocessor uses an 8-bit one-chip, nonvolatile EEPROM with at least 4Kbytes of memory and a scalable configuration up to 16Kbytes. The PWM generator uses a frequency of 100 Hz. The two-channel signal output unit is connected to the LED (11c) corresponding to the eyes of the mini-robot, and to drive the buzzer to alert in case of danger such as a collision. The three-channel signal input unit is for detecting an operating condition of the mini robot, and may connect a light sensor for detecting darkness, a sound sensor for detecting sound, etc. in addition to the infrared sensor 11b for detecting a collision. The serial transmission interface uses RS232.

또, 본 발명에 따르면 상기 제1블럭(11)에 소정의 프로그램을 입력하기 위한 입력부, 표시부, 입출력포트, 마이크로 프로세서 등을 지니고, 상기 제1블록(11)에 통신포트를 개재하여 착탈 가능하게 결선되는 티칭조정기(30)를 구비한다. 도 2를 참조하면, 티칭조정기(30)에서 키입력부는 텐키를 사용할 수 있고, 표시부는 LCD패널을 사용할 수 있고, 입출력포트는 제1블록(11)에서와 동일한 직렬전송 인터페이스를 사용한다. 도시에는 없으나 작동모드를 선택하기 위한 선택스위치를 둘 수도 있다.According to the present invention, the first block 11 has an input unit for inputting a predetermined program, a display unit, an input / output port, a microprocessor and the like, and is detachably attached to the first block 11 via a communication port. The teaching regulator 30 is connected. Referring to FIG. 2, in the teaching controller 30, the key input unit may use a ten key, the display unit may use an LCD panel, and the input / output port uses the same serial transmission interface as in the first block 11. Although not shown, a selector switch for selecting an operation mode may be provided.

도 2와 같이 티칭조정기(30)와 제1블록(11)을 직렬통신 케이블로 연결하고 LCD표시부를 보면서 키입력부와 선택스위치를 사용하여 각 모터(11a∼15a)를 작동하기 위한 명령을 입력한다. 티칭시 명령이 입력 및 수행되는 정보는 LCD표시부에 출력됨으로서 사용자가 용이하게 판단하는 것이 가능하다. 좀더 구체적으로, LCD표시부에 표시되는 정보는 로봇의 각축별 위치데이터, 속도데이터, 조건입력데이터, 타이머데이터 및 출력데이터 등이 있다.As shown in FIG. 2, the teaching controller 30 and the first block 11 are connected by a serial communication cable, and the commands for operating the respective motors 11a to 15a are input using the key input unit and the selection switch while watching the LCD display unit. . The information inputted and executed during the teaching is output to the LCD display, so that the user can easily determine the information. More specifically, the information displayed on the LCD display includes position data for each axis of the robot, speed data, condition input data, timer data, and output data.

한편 티칭조정기(30)를 사용하는 대신 컴퓨터장치(40)를 제1블록(11)에 직렬 통신으로 연결하여 티칭하는 것도 가능한데, 이 경우 별도의 소프트웨어를 사용하여 처리하는 것이 바람직하다. 이에 따라 컴퓨터 기록매체에 티칭데이터를 기록하고 저장하는 기능과, 저장된 데이터를 제1블록(11)에 전송하고 실행시키는 기능과, 미니로봇의 동작을 모니터에 그래프로서 동시에 표시함으로써 미니로봇의 시뮬레이션기능도 수행할 수 있다.On the other hand, instead of using the teaching controller 30, it is also possible to connect and teach the computer device 40 to the first block 11 by serial communication. In this case, it is preferable to use separate software for processing. Accordingly, the function of recording and storing teaching data on a computer recording medium, transmitting and executing the stored data to the first block 11, and simulating the mini robot by simultaneously displaying the operation of the mini robot as a graph on the monitor. Can also be performed.

물론 티칭이 모두 완료된 후에 제1블록(11)이 탑재된 미니로봇은 티칭조정기(30) 또는 컴퓨터장치(40)의 연결을 해제한 상태에서도 설정된 티칭 동작을 진행하는 것이 가능하다. 이를 위해, 도시에는 없으나, 제1블록(11)은 티칭조정기(30) 또는 컴퓨터장치(40)와 독립된 별도의 배터리 전원을 지닌다.Of course, after the teaching is completed, the mini-robot equipped with the first block 11 may proceed with the set teaching operation even when the teaching controller 30 or the computer device 40 is disconnected. To this end, although not shown, the first block 11 has a separate battery power source independent of the teaching controller 30 or the computer device 40.

도 3은 본 발명에 따른 티칭조정기의 작동순서를 나타내는 플로우차트가 도시된다.3 is a flowchart showing the operation sequence of the teaching adjuster according to the present invention.

본 발명의 다른 태양은 복수의 링크(21∼26)를 이용하여 복수의 블록(11∼16)을 소정의 모양으로 형성한 미니로봇 조립체에서 각 블록(11∼16)의 모터를 독립적으로 제어하여 상기 미니로봇 조립체가 소정의 동작을 구현하도록 하는 방법에 관련된다. 좀더 구체적으로 도 3은 티칭조정기(30)에서의 동작 순서를나타내는바, 이를 단계별로 설명하면 다음과 같다.Another aspect of the present invention is to independently control the motors of the blocks 11 to 16 in the mini-robot assembly in which the plurality of blocks 11 to 16 are formed in a predetermined shape using the plurality of links 21 to 26. A method is provided for causing the minirobot assembly to implement certain operations. More specifically, Figure 3 shows the operation sequence in the teaching controller 30, which will be described step by step as follows.

제1블록(11)과 티칭조정기(30)를 연결하고 전원을 온하면 프로그램이 시작되며 맨 처음 초기화 단계(S101)에서 환경 데이터를 초기화하고 통신부의 초기화를 설정한다. 다음의 단계 S102에서는 미니로봇과의 접속을 판단하여 접속되지 않았으면 프로그램을 종료하지만 접속이 확인되면 모드코드를 전송하고 상태정보를 수집하고 LCD표시부에 상태를 표시하고 키입력을 받기 위한 대기 상태를 유지한다.When the first block 11 and the teaching controller 30 are connected and the power is turned on, the program is started. In the initializing step S101, the environment data is initialized and the communication unit is initialized. In the next step S102, it determines the connection with the mini robot and terminates the program if it is not connected, but if the connection is confirmed, transmits the mode code, collects the status information, displays the status on the LCD display, and waits for the key input. Keep it.

다음의 단계S103에서는 자동모드로 판단되면 자동기동을 호출하여 일련의 동작을 순차적으로 진행하는 단계(S104)로 가고, 단계 S105에서 학습모드로 판단되면 로봇학습을 호출하여 각 스텝마다 동작을 단속적으로 진행하는 단계(S106)로 가고, 단계 S107에서 체크모드로 판단되면 체크기능을 호출하여 임의의 스텝에서 동작을 진행하는 단계(S108)로 간다. 상기한 세가지 형태의 모드는 티칭조정기(30)의 선택스위치를 이용하여 설정할 수 있다.In step S103, if it is determined that the automatic mode is called, the process proceeds to step S104 of sequentially executing a series of operations. If it is determined in step S105, the robot learning is called to intermittently the operation for each step. Going to step S106, if it is determined in the check mode in step S107, the check function is called to go to step S108 in which the operation is performed in an arbitrary step. The three types of modes can be set using the selection switch of the teaching controller 30.

이때 상기 자동모드, 학습모드 및 체크모드에는 상기 미니로봇 각 블록(11∼16)의 모터(11a∼16a)를 동작의 스텝마다 단독 또는 복수로 제어하여 위치 이동을 실현하기 위한 주행알고리즘이 미니로봇의 조립된 모양에 따라 각각 다르게 구비된다. 이는 후술하는 도 4 내지 도 8을 통하여 상세하게 설명되는 바, 필요에 따라 미니로봇을 연속적 또는 단속적 동작으로 작동시키고, 동작 패턴을 변경하는 것이 가능하다.At this time, in the automatic mode, the learning mode, and the check mode, the driving algorithm for realizing the position movement by controlling the motors 11a to 16a of each of the mini-robot blocks 11 to 16 alone or in plurality for each operation step is provided. Depending on the assembled shape of each is provided differently. This will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 8 to be described later, it is possible to operate the mini-robot in a continuous or intermittent operation, and change the operation pattern as necessary.

마지막으로 단계 S110에서는 상기 단계(S104)(S106)(S108)에 따른 명령어를 상기 제1블록(11)에 송신하고(S109) 상기 블록(11∼16)이 소정의 동작을 구현하도록 한다.Finally, in step S110, the command according to steps S104, S106, and S108 is transmitted to the first block 11 (S109), and the blocks 11 to 16 implement a predetermined operation.

도 4는 본 발명에 따른 미니로봇의 주행동작을 구형하기 위한 플로우차트가 도시된다.Figure 4 is a flowchart for spherical driving operation of the mini-robot according to the present invention.

먼저 도 4의 설명을 위해 미니로봇을 도 1처럼 구성하는 과정을 설명하면, 제1링크(21)의 중앙에는 머리에 해당하는 제1블록(11)의 모터(11a)의 축을 연결하고 제1링크(21)의 양단에는 제2블록(12) 및 제3블록(13)의 몸체를 연결한다. 제2블록(12)과 제4블록(14)은 각각의 모터(12a)(14a)의 축을 제2링크(22) 상에 체결시켜 연결한다. 제3블록(13)과 제5블록(15)도 같은 방법으로 연결하고 각각의 하단에는 발에 해당하는 제3링크(23)를 결합한다. 미니로봇 제품의 강도 및 내구성을 고려하여 링크(21∼23)는 스테인레스 강판(SUS304, 1.0t)을 사용한다. 모터(11a∼15a)와 링크(21∼23)의 결합은 나사 방식이나 끼워맞춤 방식을 사용한다.First, the process of configuring the mini-robot as shown in FIG. 1 for the purpose of FIG. 4 will be described. In the center of the first link 21, the shaft of the motor 11a of the first block 11 corresponding to the head is connected and the first Both ends of the link 21 connect the bodies of the second block 12 and the third block 13. The second block 12 and the fourth block 14 are connected by fastening the shafts of the respective motors 12a and 14a onto the second link 22. The third block 13 and the fifth block 15 are connected in the same manner, and the third link 23 corresponding to the foot is coupled to each lower end. In consideration of the strength and durability of the mini robot product, the links 21 to 23 use stainless steel plates SUS304 and 1.0t. The coupling of the motors 11a-15a and the links 21-23 uses a screw system or a fitting system.

도 4에서, 미니로봇의 전원이 온되어 프로그램이 시작되면 각종변수를 초기화하고 설정된 주행속도를 판단하고 제1블록(11)을 우측(도시상에서 좌측)으로 회전시켜 무게중심을 이동하면서 제2블록(12) 및 제4블록(14)의 모터(12a)(14a)를 정/역회전시켜 좌측발인 제3링크(23)를 한발짝 이동한다. 그후 다시 제1블록(11)을 좌측으로 회전시켜 무게중심을 이동하면서 같은 방법으로 우측발인 제3링크(23)를 한발짝 이동한다. 제1블록(11)을 회전시키는 것은 보행중 무게 중심을 이동하여 균형을 유지하기 위함이다. 이후 정지신호의 여부에 따라 상기 동작을 반복하거나 정지한다.In FIG. 4, when the power of the mini robot is turned on and a program is started, various variables are initialized, the set driving speed is determined, and the first block 11 is rotated to the right (left in the figure) to move the center of gravity while the second block. (12) and the motors 12a and 14a of the fourth block 14 are rotated forward and backward to move the third link 23, which is the left foot, by one step. Thereafter, the first block 11 is rotated to the left to move the center of gravity while moving the third link 23, which is the right foot, by one step. Rotating the first block 11 is to maintain the balance by moving the center of gravity during walking. Thereafter, the operation is repeated or stopped depending on whether the stop signal is present.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 미니로봇을 변신한 상태를 나타내는 사시도 및 주행동작의 플로우차트가 도시된다.5 and 6 are a perspective view showing a state in which the mini-robot according to the present invention is transformed and a flowchart of the driving operation is shown.

도 5에서, 제2블록(12)과 제4블록(14)의 연결 및 제3블록(13)과 제5블록(15)의 연결은 도 1과 같으며 좌우측의 제2링크(22)는 제4링크(24)로 연결하여 몸체를 형성한다. 제4링크(24)의 상방향으로는 제1블록(11)을 고정하고 하방향으로는 제6블록(16)을 고정한 다음 제2블록(12) 내지 제5블록(15)의 몸체에 각각 제3링크(23)를 고정하여 다리 역할을 하도록 한다. 제6링크(26)의 몸체에서 하단부 양측으로는 각각 제5링크(25), 즉 도시에는 25a 및 25b로 표시되는 링크를 고정한다. 제6링크(26)의 모터(16a)는 정역회전시 이러한 제5링크(25a)(25b)가 번갈아 지면에 접촉하는 동작을 구현하도록 제4링크(24)에 연결한다.In FIG. 5, the connection of the second block 12 and the fourth block 14 and the connection of the third block 13 and the fifth block 15 are the same as those of FIG. 1, and the second links 22 on the left and right sides are It is connected to the fourth link 24 to form a body. The first block 11 is fixed in the upper direction of the fourth link 24 and the sixth block 16 is fixed in the lower direction, and then the bodies of the second blocks 12 to the fifth block 15 are respectively fixed. The third link 23 is fixed to serve as a bridge. In the body of the sixth link 26, the fifth link 25 is fixed to both sides of the lower end, that is, the links indicated by 25a and 25b in the figure. The motor 16a of the sixth link 26 is connected to the fourth link 24 to implement an operation in which the fifth links 25a and 25b alternately contact the ground during forward and reverse rotation.

도 6에서, 미니로봇의 전원이 온되어 프로그램이 시작되면 각종변수를 초기화하고 설정된 주행속도를 판단한다. 다음으로 제6블록(16)의 모터(16a)를 회전시켜 일측의 제5링크(25b)가 지면을 지지하는 동안 제3블록(13) 및 제5블록(15)의 제3링크(23)를 전진시킨다. 다음 제6블록(16)의 모터(16a)를 역회전시켜 타측의 제5링크(25a)가 지면에 닿게 한 상태에서 제2블록(12) 및 제4블록(14)의 제3링크(23)를 전진하고 제3블록(13) 및 제5블록(15)의 제3링크(23)를 뒤로 회전시키면 미니로봇이 전진한다. 이후 전술한 순서로 같은 동작을 반복하다가 정지명령이 입력되면 이동을 멈춘다.In FIG. 6, when the power of the mini robot is turned on and the program is started, various variables are initialized and the set driving speed is determined. Next, the third link 23 of the third block 13 and the fifth block 15 is rotated while the motor 16a of the sixth block 16 is rotated to support the ground. Advance. Next, the third link 23 of the second block 12 and the fourth block 14 is rotated by rotating the motor 16a of the sixth block 16 in such a manner that the fifth link 25a on the other side contacts the ground. ), And the mini robot moves forward by rotating the third link 23 of the third block 13 and the fifth block 15 backward. Thereafter, the same operation is repeated in the above-described order, and the movement is stopped when a stop command is input.

도 7 은 본 발명에 따른 미니로봇을 또 다르게 변신한 상태를 나타내는 사시도로서, 복수의 링크(22∼26)가 제6링크(26)를 이용하여 직렬로 연결되고제2블록(12)의 몸체에 제1블록(11)이 고정되어 뱀의 형상을 구현한다. 복수의 제6링크(26)는 모두 ??자 단면으로 절곡 성형되고 각각의 모터(12a∼16a)의 구동력에 의해 독립적으로 회전 가능하다.7 is a perspective view showing a state in which the mini-robot according to the present invention is further transformed, wherein a plurality of links 22 to 26 are connected in series using a sixth link 26 and a body of the second block 12. The first block 11 is fixed to implement the shape of the snake. The plurality of sixth links 26 are all bent and formed into a ?? cross section and are rotatable independently by the driving force of each of the motors 12a to 16a.

도 8에서, 미니로봇의 전원이 온되어 프로그램이 시작되면 각종변수를 초기화하고 설정된 주행속도를 판단한다. 다음 제5블록(15)이 가장 높게 상승하도록 제6블록(16), 제5블록(15), 제4블록(14)의 모터를 회전시키면 제6블록(16)이 당겨지고, 제4블록(14)이 가장 높게 상승하도록 제5블록(15), 제4블록(14), 제3블록(13)의 모터를 회전시키면 제6블록(16)과 제5블록(15)이 당겨진다. 같은 방법으로 제3블록(13)이 상승하였다가 하강하면 이번에는 제2블록(12)과 제1블록(11)이 전진하여 미니로봇의 이동이 완성된다. 이때 각 블록(11∼16)이 전진하고 후진하는 것은 상승된 부분의 전후에서 마찰력의 차이에 기인한다. 이후 로봇정지 명령이 입력되기 까기 상기한 동작을 반복하여 마치 뱀과 같이 이동한다.In FIG. 8, when the power of the mini robot is turned on and the program is started, various variables are initialized and the set driving speed is determined. Next, when the motors of the sixth block 16, the fifth block 15, and the fourth block 14 are rotated such that the fifth block 15 ascends the highest, the sixth block 16 is pulled and the fourth block The sixth block 16 and the fifth block 15 are pulled out by rotating the motors of the fifth block 15, the fourth block 14, and the third block 13 so that 14 rises the highest. When the third block 13 rises and falls in the same manner, the second block 12 and the first block 11 move forward to complete the movement of the mini robot. At this time, the forward and backward movement of each of the blocks 11 to 16 is caused by the difference in frictional force before and after the raised portion. After the robot stop command is inputted by repeating the above operation to move like a snake.

도 5 내지 도 6에서 설명하는 것은 미니로봇의 변신의 일예이고 보다 다양한 변신이 가능할 뿐 아니라 동작 모드로 여러 가지로 프로그램될 수 있다. 이때 사용되는 블록(11∼16)도 그 수를 적절하게 증감하는 것이 가능하다. 보다 다양한 변신을 위해 링크(21∼26) 상에서 모터(11a∼16a) 또는 블록(11∼16)의 몸체와 결합하기 위한 체결공을 여러 위치에 형성할 수도 있다.5 to 6 are examples of the transformation of the mini-robot, and more various transformations are possible, and may be variously programmed in an operation mode. The blocks 11-16 used at this time can also increase or decrease the number suitably. For more various modifications, fastening holes for engaging with the bodies of the motors 11a to 16a or the blocks 11 to 16 may be formed at various positions on the links 21 to 26.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 다양한 모양으로 볼트와 너트를 이용하여 조립 결합함으로서 조립용 미니로봇의 구성이 가능하고 조립된 미니로봇은 각각의 관절이 자동으로 동작하는 기능을 가지며 사용자가 입력해 넣은 다양한 형태의 동작프로그램에 의하여 자동으로 움직일 수 있고 입력된 프로그램은 전원이 차단된 뒤에도 다시 전원이 투입되면 기 입력된 동작프로그램이 지워지지 않고 동작되며 티칭조정기 또는 컴퓨터를 통하여 간단하게 티칭할 수 있으며 티칭조정기나 컴퓨터로부터 미니로봇이 분리되더라도 독립된 전원으로 동작이 가능하다.As described above, the present invention is capable of configuring a mini robot for assembly by assembling and coupling using bolts and nuts in various shapes, and the assembled mini robot has a function of automatically operating each joint and is input by a user. It can be moved automatically by various types of operating programs that are put in. If the power is turned on again after the power is cut off, the inputted operating program is operated without being erased and can be easily taught through the teaching controller or the computer. Even if the mini robot is disconnected from the controller or the computer, it can be operated from a separate power source.

이상의 구성 및 작용을 지니는 본 발명의 프로그램 가능한 변신형 미니로봇 및 그 제어방법은 각각 모터를 지니는 복수의 블록을 다양한 형태로 조립하고 그에 적합한 운동모드를 입력하여 동작을 구현함에 따라 오락적 기능과 함께 교육용 교재로서의 기능을 수행할 수 있다.The programmable transformation mini-robot and its control method of the present invention having the above-described configuration and operation are assembled with a plurality of blocks each having a motor in various forms, and enters an appropriate exercise mode to implement the operation together with the entertainment function. Can function as an educational textbook.

Claims (3)

회전축이 외부로 유도되는 각각의 모터(12a∼16a)를 지니고, 적절한 복수의 링크(21∼26)를 사용하여 상호간에 결합 및 해체 가능한 복수의 블록(12∼16);A plurality of blocks 12 to 16 having respective motors 12a to 16a whose rotation shafts are guided to the outside, and which can be engaged and disassembled with each other using a plurality of suitable links 21 to 26; 회전축이 외부로 유도되는 모터(11a), 적외선 센서(11b)를 포함하는입력부, LED(11c)를 포함하는출력부가 마이콤 제어되도록 설치되고, 외부에서 입력되어 저장된 프로그램에 따라 상기 복수의 모터(11a∼16a)를 독립적으로 정역회전시켜 소정의 동작을 실행하는 제1블럭(11); The motor 11a in which the rotating shaft is guided to the outside, the input unit including the infrared sensor 11b, and the output unit including the LED 11c are installed to control the microcomputer, and the plurality of motors 11a according to a program stored and input from the outside. A first block (11) which independently performs forward and reverse rotation of &lt; RTI ID = 0.0 &gt; -16a) &lt; / RTI &gt; And 상기 제1블럭(11)에 소정의 프로그램을 입력하기 위한 입력부, 표시부, 입출력포트,마이크로 프로세서를지니고, 상기 제1블록(11)에 통신포트를 개재하여 착탈 가능하게 결선되는 티칭조정기(30)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로그램 가능한 변신형 미니로봇.A teaching controller 30 having an input unit, a display unit, an input / output port, and a microprocessor for inputting a predetermined program to the first block 11 and detachably connected to the first block 11 via a communication port. Programmable transformable mini robot, characterized in that consisting of. 복수의 링크(21∼26)를 이용하여 복수의 블록(11∼16)을 소정의 모양으로 형성한 미니로봇 조립체에서상기 복수의블록(11∼16)의각 블록이모터를 독립적으로 제어하여 상기 미니로봇 조립체가 소정의 동작을 구현하도록 하는 방법에 있어서:In the mini-robot assembly in which the plurality of blocks 11 to 16 are formed in a predetermined shape by using the plurality of links 21 to 26, each block of the plurality of blocks 11 to 16 independently controls the motor. In a method for causing a minirobot assembly to implement certain operations: 초기화 단계(S101);An initialization step S101; 미니로봇과의 접속이 확인되면 입력대기 상태를 유지하는 단계(S102);Maintaining the input standby state when the connection with the mini-robot is confirmed (S102); 자동모드로 판단되면(S103) 자동기동을 호출하여 일련의 동작을 순차적으로 진행하는 단계(S104);If it is determined in the automatic mode (S103) to call the automatic start step of sequentially performing a series of operations (S104); 학습모드로 판단되면(S105) 로봇학습을 호출하여 각 스텝마다 동작을 단속적으로 진행하는 단계(S106);If it is determined in the learning mode (S105) calling the robot learning step to intermittently proceed with the operation for each step (S106); 체크모드로 판단되면(S107) 체크기능을 호출하여 임의의 스텝에서 동작을 진행하는 단계(S108); If it is determined in the check mode (S107) to call the check function to proceed with the operation in any step (S108); And 상기 단계(S104)(S106)(S108)에 따른 명령어를 상기 제1블록(11)에 송신하고(S109) 상기복수의 블록(11∼16)과 함께 해당 로봇의 형태에 대응하는 특유의동작을 구현하도록 하는 단계(S110)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로그램 가능한 변신형 미니로봇의 제어방법.The command according to the steps S104, S106 and S108 is transmitted to the first block 11 (S109) , and together with the plurality of blocks 11 to 16, a specific operation corresponding to the shape of the robot is performed . Control method of a programmable transformation mini robot, characterized in that it comprises a step (S110) to implement. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 자동모드, 학습모드 및 체크모드에는 상기 미니로봇 각 블록(11∼16)의 모터(11a∼16a)를 동작의 스텝마다단독 및 복수중 어느 하나의 방식으로제어하여 위치 이동을 실현하기 위한 주행알고리즘이 미니로봇의 조립된 모양에 따라 각각 다르게 구비되는 것을 특징으로 하는 프로그램 가능한 변신형 미니로봇의 제어방법. In the automatic mode, the learning mode, and the check mode, the motors 11a to 16a of the mini-robot blocks 11 to 16 are controlled in one or a plurality of manners for each step of operation to realize positional movement. Control method of a programmable transformation mini-robot , characterized in that the algorithm is provided differently according to the assembled shape of the mini-robot .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012169701A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 (주)엠텍 Material for education
KR101379430B1 (en) * 2007-09-12 2014-03-28 주식회사 로보빌더 Robot actuator module having an independent function

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100352033B1 (en) * 1999-08-27 2002-09-11 신대섭 Connection apparatus of Roboblock using free connecting member of servo motor
KR20030092762A (en) * 2002-05-31 2003-12-06 (주)하늘아이 Frame robot and a device for programming a control program thereof with icons
CN115035781B (en) * 2022-06-09 2023-11-28 江苏南码信息科技有限公司 Programming robot suitable for children possesses teaching in fun function

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101379430B1 (en) * 2007-09-12 2014-03-28 주식회사 로보빌더 Robot actuator module having an independent function
WO2012169701A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 (주)엠텍 Material for education
CN103180889A (en) * 2011-06-09 2013-06-26 姆泰 Material for education

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