KR100618107B1

KR100618107B1 - 축구 연습용 슈팅 시스템 및 이를 이용한 축구 연습 방법

Info

Publication number: KR100618107B1
Application number: KR1020050070894A
Authority: KR
Inventors: 권태엽
Original assignee: 권태엽
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-08-29

Abstract

본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템은 슈터(1)에게 축구공(30)을 패스하는 로봇(10); 슈터(1) 근방에 위치하여, 상기 로봇(10)의 에러 여부를 표시하는 램프(210,220)와, 효과음을 출력하는 스피커(230), 슈터(1)의 코인 주입을 인식하고 이를 처리하는 코인 처리모듈(240), 상기 로봇(10)의 패스 종류를 선택하는 조작버튼(255)을 구비한 조작패널(250), 상기 로봇(10)의 작동상태 및 에러를 제어하는 제어부(260), 소정 시간의 경과를 체크하는 타이머(270)를 포함하는 콘트롤러(200); 모형의 골키퍼(51) 및 효과음을 출력하는 스피커(52)와, 슈터(1)가 찬 축구공(30)의 골인 여부를 감지하는 감지센서(53)로 이루어진 골대(50); 슈터(1)의 골인 여부 및 슈팅 횟수와 같은 정보를 디스플레이하는 전광판(300);으로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템 및 이를 이용한 축구 연습 방법에 따르면 실제 사람의 다리를 모사한 로봇의 패스로 인하여 슈터의 재미 및 실제 사람이 패스하는 것과 동일한 슈팅감각을 느낄 수 있는 장점을 가질 수가 있으며, 로봇 앞에 놓여지는 축구공의 위치에 따라 다양한 패스를 구사할 수 있는 효과를 가진다.

Description

축구 연습용 슈팅 시스템 및 이를 이용한 축구 연습 방법{SHOOTING SYSTEM FOR PRACTICING FOOTBALL AND METHOD USING THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서의 로봇를 도시한 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서의 로봇을 도시한 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서의 로봇을 도시한 부분확대도.

도 4는 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서 로봇과 골대 및 슈터의 대략적인 위치를 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서 로빙 패스를 하는 로봇의 작동 상태를 나타내는 사용상태도.

도 6은 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서 발리 패스를 하는 로봇의 작동 상태를 나타내는 사용상태도.

도 7은 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서 스루 패스를 하는 로봇의 작동 상태를 나타내는 사용상태도.

도 8은 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서의 위치조정 플레이트의 대략적인 구성을 나타내는 사시도.

도 9(a) 및 (b)는 본 발명에 따른 슈팅 시스템에서의 위치조정 플레이트를 도시한 측단면도.

도 10은 본 발명에 따른 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도.

도 11은 본 발명에 따른 방법의 전체 프로세스를 도시한 흐름도.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 로봇 100: 위치조정플레이트

11: 제동 모터 101: 케이스

12: 플렉시블 커플링 102: 권취봉

13: 제 1 지지유닛 103: 축구공지지대

14: 제 1 및 제 2센서 104: 스프라켓

15: 롤링 볼 스크류 105: 구동모터

16: 제 2 지지유닛 107: 밸트

17, 18: 인장 스프링 200: 콘트롤러

19: 타이본 210,220: 램프

20: 우레탄 230: 스피커

21: 와이어 240: 코인처리모듈

22: 레그본 250: 조작패널

23: 풋 260: 제어부

25: 홀더 270: 타이머

26, 27: 회동샤프트 300: 전광판

50: 골대

본 발명은 축구 연습용 슈팅 시스템 및 이를 이용한 축구 연습 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 실제 축구 운동장과 같은 환경에서 자동으로 축구 연습을 요망하는 사용자가 패스로 연결된 축구공을 골대로 슈팅할 수 있도록 축구공을 다양한 킥으로 패스하는 시스템과 이러한 시스템을 이용한 축구 연습 방법에 관한 것이다.

축구는 다수의 인원이 축구공을 매개로 하여 시행하는 운동 경기로, 슈팅 연습을 위해서는 골대를 앞에 두고 직접 혼자서 슈팅하거나 다른 사람이 패스한 축구공을 받아 슈팅하는 방식이 이루어졌었다.

그런데, 골대 앞 일정 위치에 정지해 있는 축구공을 차는 것은 재미가 떨어질뿐더러 슈팅 속도가 떨어지거나 단순히 패널티 킥 연습만을 하는 정도에 지나지 않아 실제 동료 선수나 코치와 같은 다른 사람이 축구공을 슈팅하는 이에게 패스를 하는 방식이 보다 바람직한데, 이 경우 반드시 다른 사람이 하나 이상 존재해야 하기 때문에 혼자서 축구 슈팅 연습을 할 수 있기 어렵다는 제약이 따른다.

또한, 슈팅을 하는 이에게 패스를 하는 이는 숙련된 축구 기술을 가지고 있어야 여러 방식의 패스를 할 수가 있고 또한 패스를 하는 축구공의 정확한 위치를 보장받을 수가 있는데 이러한 숙련된 기술을 가진 자를 실제 구하는 것도 쉽지 않 아 결국 혼자서 축구 슈팅 연습을 하기에 상당히 어려운 실정이었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 국내 특허 및 실용신안 공보를 참조하여보면 다양한 로봇 내지 머신을 이용한 다양한 축구 연습 장치가 개시되어 있다.

이 중 하나의 예로, 국내 실용신안출원 제 20-2000-0031043호 "연습용 축구공 투구장치"는 상부에 투입구가 있는 포문이 구비되고 상기 포문의 후방으로 축구공이 안착되게 일정하게 배치된 소정의 홀더와, 홀더의 후방으로 케이싱이 부착되며 상기 케이싱의 내부에는 전방에 스프링 고정판이 있고 후방에는 요입홈이 형성된 관체가 끼워지며, 상기 관체의 내부에는 스프링에 의해 탄지되어 있는 타격구가 조립되고 상기 케이싱의 후방으로 고정판이 부착되며 상기 고정판과 관체의 스프링 고정판 사이에 스프링이 끼워져 탄지되어 있으며 상기 고정판의 전방과 후방에는 양측으로 실린더와 안내봉이 장착되며 상기 안내봉을 다라 이동하는 브라켓은 실린더에 고정이 되어 있으며 브라켓의 중앙에는 양측에 그립퍼가 조립된 이동판이 부착되어 있고 안내봉의 후방 단부에는 중앙에 요홈을 가진 보조판이 부착되어 있는 것을 특징으로 한다고 개시되어 있다.

이러한 기술은 현재 상용화되어 있는 야구연습장에서 야구공 투구머신이 야구공을 발사하는 것과 유사한 원리로 이루어지는 것으로, 이러한 투구 머신을 이용한 패스 내지 슈팅을 위한 축구 연습 장치는 상기 기술을 비롯하여 이외에도 풀리/벨트 방식 내지 스프링을 이용한 소정 홀 내에서의 축구공 발사 방식 등의 다수의 기술이 공지되어 있다.

그런데, 이러한 풀리/벨트를 이용하거나 소정의 투구 내에서 스프링의 탄성 을 이용하여 축구공을 발사하는 방식의 로봇 내지 머신을 이용한 축구 연습 장치는 실제 패스를 하는 사람의 형상과 판이한 기계적 형상을 가지고 있어 축구 연습자가 다른 사람이 패스하는 실제와 같은 환경에서 축구 연습을 하고 있다는 느낌을 반감시킬 뿐 아니라 이미 공지가 된지 오래된 야구 연습 장치에서의 슈팅 머신과 기술적으로 별다른 차이를 보이지 않고 있어 단순히 공을 사용자에게 발사한다는 개념 이상의 차별성을 나타내고 있지 않다.

더불어, 공지 기술에서는 슈팅 속도 내지 방향 조절, 스핀을 주는 방식은 존재하고 있으나 스루우 패스(through pass) 내지 로빙 패스(lobbing pass)와 같이 정밀하고 세밀한 패스를 사용자에게 수행할 수 있는 별다른 구성을 가지고 있지 않다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 실제 사람의 다리와 같은 형상을 가진 로봇을 통하여 사용자에게 축구공을 패스하여 실제 상황과 유사한 연습 상황을 제공하되 로봇 근방에 마련되는 축구공의 위치를 자동으로 조절하여 그 위치에 따라 다양한 패스를 수행할 수 있는 축구 연습용 패스 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 로봇의 정밀한 작동을 위하여 자동 에러 검출 방식을 지원하고, 더불어 로봇을 조작할 수 있는 보조 수단 및 실제 축구 슈팅 상황을 재연할 수 있는 수단을 구비한 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 시스템을 이용하여 사용자가 실제 상황과 유사하게 축구 연습을 할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템은 슈터(1)에게 축구공(30)을 패스하는 로봇(10); 슈터(1) 근방에 위치하여, 상기 로봇(10)의 에러 여부를 표시하는 램프(210,220)와, 효과음을 출력하는 스피커(230), 슈터(1)의 코인 주입을 인식하고 이를 처리하는 코인 처리모듈(240), 상기 로봇(10)의 패스 종류를 선택하는 조작버튼(255)을 구비한 조작패널(250), 상기 로봇(10)의 작동상태 및 에러를 제어하는 제어부(260), 소정 시간의 경과를 체크하는 타이머(270)를 포함하는 콘트롤러(200); 모형의 골키퍼(51) 및 효과음을 출력하는 스피커(52)와, 슈터(1)가 찬 축구공(30)의 골인 여부를 감지하는 감지센서(53)로 이루어진 골대(50); 슈터(1)의 골인 여부 및 슈팅 횟수와 같은 정보를 디스플레이하는 전광판(300);으로 구성되어 있되, 상기 로봇(10)은, 제 1회동 샤프트(26)를 중심으로 제 1인장스프링(17)을 매개체로 하여 연결된 타이본(19)과 레그본(22)으로 구성되어 있으며, 상기 레그본(22)은 제 2회동 샤프트(27)를 중심으로 제 2인장스프링(18)을 매개체로 하여 풋(23)과 연결이 되어 있는데, 상기 타이본(thighbone)(19)은, 외측 단부에 형성되어 지상 고정물과 끼움 결합을 위한 홀더(25); 바깥 방향 일단에 위치하여 회전 동력을 제공하는 제동 모터(11); 상기 제동모터(11)의 회전 동력을 롤링 볼 스크류(25)로 전달하는 플렉시블 커플링(12); 상 기 제동 모터(11)로부터 전달받은 회전운동을 직선운동으로 변환하되, 타이본(19)의 연장 방향을 따라 형성되어 있는 스크류 샤프트(screw shaft)(15a)와, 상기 스크류 샤프트(15a) 상에서 상기 풋(23)의 작동 상태에 따라 이동 가능하도록 끼움 결합되어 있는 볼 너트(ball nut)(15b)로 이루어진 롤링 볼 스크류(15); 상기 볼 너트(15b)가 상기 스크류 샤프트(15a)의 횡 방향을 따라 좌우 이동을 할 때 그 위치를 확인 및 감지하는 제 1 및 제 2 센서(14);로 구성되어 있고, 다시 상기 로봇(10)은, 상기 롤링 볼 스크류(15)의 볼 너트(15b)로부터 시작되어 상기 타이본(19)의 상부를 따라 상기 레그본(22)의 상부를 지나서 상기 풋(23)까지 이어져, 상기 볼 너트(15b)의 이동에 따라 수축 및 이완을 하는 와이어(21);와, 상기 제 1 회동 샤프트(26)의 중앙부에 위치하여 상기 와이어(21)를 권취하는 롤러(24);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 시스템은 위치조정 플레이트(100)를 더 구비하고 있는데, 이는 케이스(101) 내부에 구비되되, 축회전 가능하게 구비되는 1쌍의 권취봉(102);과, 상기 권취봉(102)의 외주면에 권취되며 측부에 결합슬릿(103a)이 복수 개 형성된 축구공 지지대(103);와, 상기 권취봉(102)의 외주면에 구비되고 상기 축구공 지지대(103)의 결합슬릿(103a)과 맞물림 결합하는 스프라켓(104); 상기 1쌍의 권취봉(102) 사이에 구비되어 상기 권취봉(102)을 축회전시키는 구동모터(105); 상기 구동모터(105)에 전원을 인가하여 각 패스의 종류에 따라 축구공(30)이 요망하는 각 위치에 위치할 수 있도록 상기 권취봉(102)의 회전량을 제어하는 제어모듈;상기 1쌍의 권취봉(102)의 사이에 구비되어 상기 권취봉(102)에 연결된 1쌍의 밸트 (107)를 동시에 이동시키는 구동풀리(106);로 구성되어 있다.

또한, 상기 시스템을 이용한 축구 연습 방법은, 슈터가 코인을 주입하여 시스템을 실행시키는 제 1단계; 슈터가 로봇이 수행하는 패스의 종류를 선택하는 제 2단계; 로봇의 에러 여부를 파악하여 에러가 있을 경우 제 1램프를 작동하여 제어부에서 에러를 수정하고, 에러가 없는 경우 제 2램프를 작동하여 일정 사운드를 출력하는 제 3단계; 로봇이 풋 근방에 슈터가 선택한 패스의 종류에 따라 슈팅을 실행하는 제 4단계; 슈터의 슈팅이 골인되었는지 여부를 감지하는 제 5단계; 골인이 되었을 경우, 일정 사운드를 출력하고 전광판에 일정 화면을 디스플레이하는 제 6단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제 4단계는, 제동모터의 정회전을 실시하는 제 4-1 단계; 제 1센서의 OFF 상태 및 제 2센서의 ON 상태를 감지하여 일치하지 않을 경우 상기 4-1단계로 회귀하는 제 4-2단계; 제동모터의 정회전을 정지하는 제 4-3단계; 타이머에 의하여 일정 시간이 경과함을 인식한 후, 제동모터의 역회전을 실시하는 제 4-4단계; 제 1센서의 ON 상태 및 제 2센서의 OFF 상태를 감지하여 일치하지 않을 경우 상기 4-1단계로 회귀하는 제 4-5단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템의 핵심적 구성인 로봇(10) 의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 시스템에서의 로봇(10)의 측면도이며, 도 3은 도 1에서의 A 부위의 부분 확대 평면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 알 수 있듯이, 로봇(10)은 실제 슈팅을 하는 사용자, 즉 슈터(1)에게 축구공(30)을 패스해주는 역할을 하는 사람의 다리와 같은 역할을 할 수 있도록 구성되어 있으며, 제 1 회동 샤프트(26)를 중심으로 레그본(22)이 일정 각도로 회전운동/스윙을 하면서 그 종단에 제 2회동 샤프트(27)를 중심으로 연결 위치된 풋(23)을 통해 주변, 즉 풋(23)의 스윙 반경 이내에 위치한 축구공(30)에 힘을 가하는 역할을 하는데, 그 구체적인 구성은 다음과 같다.

먼저, 타이본(thighbone)(19)은 내부에 제동모터(11)와 제 1 및 제 2 지지 유닛(13,16), 롤링 볼 스크류(15)를 안착시킬 수 있는 공간을 제공함과 아울러 제동모터(11)에서 발생하는 힘을 적절하게 레그본(22) 방향으로 전달할 수 있는 중심의 역할을 한다.

이러한 타이본(19)이 일정하게 고정될 수 있도록 타이본(19)의 외측 단부에는 홀더(25)가 장착되어 있으며 홀더(25)는 바람직하게는 내부가 중공 구조로 이루어져 있어 이 사이에 지상 고정물을 끼움 결합할 수가 있다. 이러한 지상 고정물은 마치 사람의 형상을 유추하여 만든 인형(40)의 몸체일 수가 있으며, 인형(40)의 몸체로 이루어진 지상 고정물에 홀더(25)를 끼움 결합하게 되면 보다 실물과 유사한 로봇(10)의 형태를 완성할 수가 있으며 슈터(1)에게 실제 사람이 패스하는 것과 같은 느낌을 배가할 수 있다는 장점을 가지게 된다.

제동 모터(11)는 로봇(10)의 타이본(thighbone)(19)의 바깥 방향 일단에 위 치하여 회동 샤프트(26,27)를 중심으로 레그본(22) 및 풋(23)을 스윙할 수 있는 기본적인 동력을 제공하는 역할을 수행한다. 제동 모터(11)에서 발생한 동력은 플렉시블 커플링(flexible coupling)(12)으로 전달이 되는데, 이러한 플렉시블 커플링(12)은 제동모터(11)의 회전력을 롤링 볼 스크류(15)로 전달하는 역할을 제공한다.

롤링 볼 스크류(rolling ball screw)(15)는 제동 모터(11)로부터 전달받은 회전운동을 직선운동으로 변환하는 기능을 하되, 이는 타이본(19)의 연장 방향을 따라 형성되어 있는 스크류 샤프트(screw shaft)(15a)와 이 스크류 샤프트(15a) 상에서 풋(23) 및 레그본(22)이 스윙함에 따라 상응하여 좌우 이동 가능하도록 끼움 결합되어 있는 볼 너트(ball nut)(15b)로 구성이 되어 있다.

상기 스크류 샤프트(15a)는 지지 유닛(13,16)에 의하여 타이본(19) 내부에서 적절히 고정 지지되어 있는데 이러한 지지 유닛(13,16)은 제 1지지 유닛(13) 및 제 2 지지 유닛(16)으로 구성되어, 제 1 지지 유닛(13)은 플렉시블 커플링(12) 방향의 스크류 샤프트(15a)의 단부에 위치하여 있고, 제 2 지지 유닛(16)은 제 1 회동 샤프트(26) 방향의 스크류 샤프트(15a)의 단부에 위치하여 있다.

제 1 및 제 2 센서(14)는 볼 너트(15b)가 스크류 샤프트(15a)의 횡 방향을 따라 좌우 이동을 할 때 그 위치를 확인 및 감지하는 기능을 수행하는 것으로, 제 1센서(14)는 제 2센서(14)에 비해 제 1 회동 샤프트(26) 방향에 위치하여 있고 이러한 센서(14)는 레그본(22)이 타이본(19)을 기준으로 수평 내지 일정 각을 이루도록 스윙할 때 스윙에 따라 이동이 되는 볼 너트(15b)의 위치에 따라 레그본(22)과 타이본(19)이 수평 내지 일정 각을 이루고 있는지 여부를 파악하여 이러한 레그본 (22)의 위치/상태를 후술할 콘트롤러(200)의 제어부(260)에 전달하게 된다.

레그본(22)은 종단에 풋(23)과 연결되어 타이본(19)에서 전달받은 구동력을 통해 제 1 회동 샤프트(26)를 중심으로 스윙하여 풋(23)이 안정적으로 스윙하는 것을 보조하는 구성 요소로, 레그본(22)과 타이본(19)은 베어링 및 제 1회동 샤프트(26)에 의하여 연결이 되어 있다.

제 1 회동 샤프트(26)를 사이에 두고 레그본(22)과 타이본(19)의 일정 위치 간에 연결되어 있는 제 1 인장 스프링(17)은 레그본(22)을 일정 위치로 당겨주는 탄성력을 발생하는 역할을 수행한다. 더불어, 도 2를 참조하면 레그본(22)이 스윙할 때 타이본(19)과 충돌하여 불필요한 마찰을 발생할 수가 있는데 이를 방지하기 위하여 우레탄(20)이 제 1 회동 샤프트(26) 외측 일 주변에 경사지게 위치하여 있고, 이러한 우레탄(20)을 통하여 스윙의 정도에 따라 레그본(22)이 타이본(19)과 충돌할 때 적절한 완충력을 제공하게 된다.

풋(23)은 레그본(22)의 종단에서 레그본(22)과 90도 절곡되어 있어 마치 사람의 발처럼 축구화를 신길 수 있는 적절한 형상을 지니고 있되, 제 2 회동 샤프트(27)를 중심으로 베어링으로 조인트되어 레그본(22)과 회동 가능하도록 연결되어 있으며 회동에 의하여 직접적으로 축구공(30)을 타격하는 구성요소이다.

제 1 인장 스프링(17)의 기능과 마찬가지로, 제 2 인장 스프링(18)은 풋(23)과 레그본(22)의 일정 위치에서 제 2회동 샤프트(27)를 사이에 두고 연결되어 탄성력에 의하여 풋(23)을 일정 위치로 복원하는 역할을 수행한다.

와이어(21)는 롤링 볼 스크류(15)의 볼 너트(15b)로부터 시작되어 타이본 (19)의 상부를 따라 레그본(22)의 상부를 지나서 풋(23)까지 어어져 있는데, 볼 너트(15b)의 이동에 따라 와이어(21)가 수축/이완을 하게 되며 이러한 수축/이완으로 인하여 레그본(22)과 풋(23)의 스윙을 이끌어내는 역할을 제공한다.

레그본(22)과 타이본(19의) 결합부위인 제 1 회동 샤프트(26)의 대략 중앙부에는 롤러(24)가 위치하고 있으며 이러한 롤러(24)를 따라 와이어(21)가 지나가게 되는데, 롤러(24)로 인하여 와이어(21)의 마찰을 감소시킬 수가 있으며 더불어 요망하는 바에 따라 와이어가 일정 동선을 따라 이동하도록 적절히 가이드할 수가 있다.

상기 서술한 로봇(10)은 본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템 상에서 골대(50)와 슈터(1)의 일측에 위치하여 있는데, 각 패스의 종류에 따라 적어도 하나 구비되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템 상에서 각 위치별로 복수 개 구비되어 있는 상태를 도시한 도면이다.

도 4에서는 편의상 슈터(1)에서부터 가까운 위치에 따라 로빙 패스용 로봇(10), 발리 패스용 로봇(10), 스루 패스용 로봇(10)의 위치를 나타내고 있다. 로봇(10)의 풋(23)이 축구공(30)에 맞닿은 타점에 따라 다양한 패스가 이루어 질 수가 있는데, 도 4를 보아 알 수 있듯이 복수의 로봇(10)이 구비되어 각 로봇별로 각 패스를 수행하도록 구성되는 것이 가능하다.

도 5는 로빙 패스용 로봇(10)에서 로빙 패스를 하는 작동 상태를 도시한 도면이다.

로빙 패스(lobbing pass)는 완만한 포물선을 그리며 축구공(30)을 차 올려 슈터에게 패스하는 것을 의미하는 것으로서, 로봇(10)에서의 풋(23)의 단부가 축구공(30)의 하단을 들어 올리는 방식으로 스윙되면서 구현될 수가 있다.

도 6은 발리 패스용 로봇(10)에서 로빙 패스를 하는 작동 상태를 도시한 도면이다.

발리 패스(volley pass)는 축구공(30)이 지면에 떨어지기 전에 행하는 패스를 의미하나, 본 발명에서는 지면에 있는 축구공(30)을 로봇(10)이 차는 것이기 때문에 원칙적인 의미의 발리 패스와 동일한 것은 아닐지라도 로빙 패스보다 포물선의 정도가 떨어지고 그 속도가 빠른 개념으로 사용되는 것으로 이해하면 된다.

이러한 발리 패스는 로봇(10)의 풋(23)이 축구공(30) 하단 대략 1/3 지점을 타격함으로써 구현될 수가 있다. 이러한 방식은 로봇(10)의 풋(23) 주변에 두는 축구공(30)의 위치에 따라 달라질 수가 있는데, 로빙 패스와 비교한다면 로빙 패스를 위한 축구공(30)이 풋(23)의 스윙 동선에서 최하단 상에 위치한다면 발리 패스는 풋(23)의 스윙 동선에서 약간 상 방향으로 올라올 무렵에 위치하도록 하면 되고, 다시 말해 로빙 패스보다 약간 풋(23)에서 바깥쪽으로 떨어진 위치에 축구공(30)을 두면 된다.

도 7은 스루 패스용 로봇(10)에서 로빙 패스를 하는 작동 상태를 도시한 도면이다.

스루 패스(through pass)는 상대편 선수 사이로 날카롭게 파고드는 패스를 의미하는 것으로, 포물선을 그리지 않고 거의 직선에 가깝게 축구공(30)이 슈터(1) 에게 전달된다. 이를 위해, 풋(23)이 축구공(30)의 상단 대략 1/3지점을 타격할 수 있도록 발리 패스에서보다 축구공(30)의 위치를 풋에서 일정 거리만큼 떨어뜨리면서 구현될 수가 있다.

상기 패스의 차이는 축구공이 풋에서 떨어진 거리에 따른 것으로 다시 말해 하나의 로봇에서도 자동으로 축구공의 위치를 구분하여 놓을 수 있다면 다양한 패스가 가능할 것이다.

상기 도 4 내지 7을 참조한 실시예에서는 로봇(10)을 복수 개 구비하여 각 로봇(10)마다 놓여지는 축구공(30)의 위치를 차별화함으로써 다양한 패스를 구현할 수 있는 방식을 설명하였는데, 이와 다른 방식으로서 하나의 로봇(10)을 통해 다양한 패스를 할 수 있는 것을 돕는 수단에 대한 구성을 설명하도록 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 시스템은 하나의 로봇(10)을 통해 다양한 패스를 할 수 있는 것을 돕는 수단인 위치조정 플레이트(100)를 추가로 구비하고 있다.

도 8은 본 발명에 따른 위치조정 플레이트(100)의 개략적인 구성을 도시한 사시도이며, 도 9(a)는 본 발명에 따른 위치조정 플레이트(100)의 개략적인 구성을 도시한 측단면도이다.

위치조정 플레이트(100)는 대략적으로 횡 방향 즉, 풋(23)의 스윙 동선 방향을 따라 연장되어 있는 직사각형 형상과 유사한 형상을 가진 것으로, 지면(지면을 약간 판 다음 고정 하는 것도 가능)에 고정 위치할 수가 있고 그 정확한 위치는 상기 로봇(10)의 풋(23)이 위치한 앞쪽 지면이다.

위치조정 플레이트(100)는 케이스(101) 내부에 구비되되, 축회전 가능하게 구비되는 1쌍의 권취봉(102)과, 상기 권취봉(102)의 외주면에 권취되며 스프라켓(104)과 맞물림 결합이 가능하도록 측부에 결합슬릿(103a)이 복수 개 형성된 축구공 지지대(103)와, 상기 권취봉(102)의 외주면에 구비되고 축구공 지지대(103)를 이동시키는 스프라켓(104), 상기 권취봉(102)을 축회전시키는 구동모터(105), 상기 구동모터(105)에 전원을 인가하여 각 패스의 종류에 따라 요망하는 각 위치에 축구공(30)이 위치할 수 있도록 권취봉(102)의 회전량을 제어하는 제어모듈(미도시)로 구성되어 있다.

제어모듈은 후술할 컨트롤러(200)에서 발생한 제어 신호에 따라 슈터(1)가 선택한 패스에 따라 권취봉(102)의 회전량을 조절하여 축구공(30)이 풋(23)에 놓이는 위치를 조절하는 역할을 수행하며, 축구공 지지대(103)는 얇은 금속재 및 합성수지재로 제작이 되되 축구공(30)의 무게에 아래로 가라 앉거나 형상이 변형되지 않고 적절히 축구공(30)을 지지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

도 9(b)는 본 발명에 따른 위치조정 플레이트(100)의 구동모터(105) 및 밸트(107)가 결합된 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 9(b)를 참조하면, 상기 구동모터(105)는 상기 1쌍의 권취봉(102)의 사이에 구비되고, 구동축에 구동풀리(106)를 구비하여 1쌍의 밸트(107)를 동시에 이동시킴으로써 1쌍의 권취봉(102)을 동시에 축회전시킬 수 있게 된다.

상기 1쌍의 밸트(107)는 구동모터(105)의 축회전에 의해 서로 동일한 방향으로 이동하게 됨으로써 1쌍의 권취봉(102)을 동일한 방향으로 축회전시켜 축구공 지지대(103)를 이동시킬 수 있게 되며, 이 때 권취봉(102)의 외주면은 밸트(107)와 마찰접촉되어 연동하는 피동풀리의 역할을 하게 되고, 상기 권취봉(102)의 외주면에 별도의 피동풀리를 구비하는 것도 가능하다.

상기 구동모터(105)는 정역회전 가능한 것이 바람직하며, 상기 축구공지지대(103)는 평면으로 되어 있을 경우 축구공(30)이 흘러내릴 가능성이 있기 때문에 두께를 주어 상면에 리세스(103b)를 형성하여 이 리세스(103b)에 축구공을 안착할 수 있다.

이러한 구성으로, 제어모듈의 제어에 의하여 권취봉(102)의 회전량을 조절하고 또한 스프라켓(104)에 일정 간격을 두고 결합되는 결합슬릿(103a)의 유격 거리로 인하여 축구공(30)이 하나로 구성된 로봇(10)의 풋(23) 앞에 정밀하게 각 패스에 따라 위치할 수가 있다.

도 10은 본 발명에 따른 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명에 따른 시스템은 상기 서술한 로봇(10)과 추가로 구비될 수 있는 위치조정 플레이트(100) 이외에 컨트롤러(200)와 골대(50), 전광판(300)으로 구성이 되어 있다.

컨트롤러(200)는 슈터(1) 근방의 일정 지점에 위치하여 제 1 및 제 2램프(210,220), 스피커(230), 코인처리모듈(240), 조작패널(250), 제어부(260), 타이머(270)로 구성이 되어 있다.

제 1 및 제 2램프(210,220)는 제어부(260)의 제어에 의하여 로봇(10)이 패스를 할 수 있는 준비상태에 놓여져 있는지 확인하기 위한 것으로, 제 2램프(220)는 로봇(10)의 레그본(22)과 풋(23)이 뒤로 놓여져 찰 수 있는 상태에 놓여져 있을 때 ON 상태에 놓여지게 되고, 제 1램프(210)는 로봇(10)의 레그본(22)과 풋(23)이 뒤로 놓여져 있지 않거나 에러가 있을 경우 ON 상태에 놓여지게 된다.

스피커(230)는 제어부(260)의 제어에 의하여 작동이 되되, 음향 발생부를 포함하는 개념으로 본 발명에서는 설명이 되며, 이는 슈터(1)가 로봇(10)에게 축구공(30)을 패스를 받을 준비가 되었을 때 호각소리를 발생하고, 로봇(10)에게 패스를 받아 슈팅을 할 때까지 관중 함성소리를 출력하며, 더불어 슈터(1)가 골대(50)를 향하여 슈팅을 하였을 때 골인 여부에 따라 아쉬운 군중 소리, 흥분된 함성소리를 출력하게 된다.

코인처리모듈(240)은 슈터(1)가 본 발명에 따른 시스템을 이용하기 위한 댓가로 지불하는 일정 금액의 코인을 주입받아 슈터(1)에게 일정 횟수에 대한 로봇(10)의 패스를 부여받을 수 있는 상태를 처리하는 역할을 수행한다. 이를 위해, 코인처리모듈(240)은 코인주입기 및 코인이 주입된 상황을 신호화하여 제어부(260)에 전달하는 신호발생기를 포함한다.

조작패널(250)은 컨트롤러(200)의 정면부에 부착되어 있는 것으로 상술한 램프(210,220)와 스피커(230)가 구비될 수도 있으며, 더불어 조작버튼(255)을 포함하고 있다. 조작버튼(255)은 만일 로봇(10)이 복수 개 구비된 시스템으로 각 로봇(10)마다 정해진 패스를 할 경우에는 제 1 내지 제 3로봇(10) 선택버튼을 구비하게 되며, 또한 하나의 로봇(10)에서 위치조정 플레이트(100)가 구비되어 패스를 하는 시스템의 경우 로빙 패스, 발리 패스 등을 선택할 수 있는 기능을 제공한다.

타이머(270)는 슈터(1)의 슈팅 순간 및 로봇(10)이 작동하는 인터벌 및 시스 템에서의 필요 시간 등을 산정하는 것으로, 일정 시간 내에 로봇(10)이 원활하게 작동하는지를 미리 산정된 시간과 비교하여 파악할 수 있고 또한 스피커(230)에서 출력되는 소리를 정해진 시간별로 변환할 때 사용되어 진다.

본 발명의 골대(50)는 축구장에서의 실물 사이즈와 동일하거나 보다 작은 크기로 구성되어 있으며, 골대(50)의 중앙에는 모형의 골키퍼(51)를 위치시킬 수가 있다.

또한, 골대(50)에는 축구공(30)이 골인되었는지를 파악하기 위한 감지센서(53)가 부착되어 있고, 입체적인 음향효과를 배가하기 위하여 상측부에 스피커(52)를 추가로 구비할 수 있다.

전광판(300)은 골대(50)의 감지센서(53)에 의하여 슈터(1)가 골인한 횟수 및 잔여횟수, 골인 성공률, 골 세레머니에 해당하는 화면 등을 시각적으로 표시하여 주는 역할을 수행하며, 이러한 전광판(300)은 슈터(1) 근방 측부 등에 위치할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 시스템은 현재 상용화되어 있는 야구 연습장과 같이 축구장을 일정 크기로 모사한 시뮬레이션 공간에서 구비될 수가 있고, 본 시스템을 이용하는 슈터는 실제 축구경기를 하는 것과 같은 즐거움을 느낄 수가 있다.

도 11은 본 발명에 따른 시스템을 이용한 축구 연습 방법에 대한 전체 프로세스를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 슈터(1)가 컨트롤러(200)의 코인처리모듈(240)을 통해 코인을 주입하면, 기본적으로 소정의 슈팅 기회가 슈터(1)에게 주어진다.

복수 개의 로봇(10)이 구비되어 있는 경우, 가령 조작패널(250)의 1번 조작버튼(255)을 누르면 로빙 패스 전용인 1번 로봇(10)이 작동하고, 2번 조작버튼(255)을 누르면 발리 패스 전용인 2번 로봇(10)이 작동하는 방식을 따른다. 또한, 하나의 로봇(10)에서 위치조정 플레이트(100)를 통해 다양한 패스를 할 수 있는 경우, 로빙 패스를 누르면 위치조정 플레이트(100)에서 소정 위치에 축구공(30)을 위치시키는 방식을 따른다.

조작버튼(255)을 누르면, 로봇(10)이 축구공(30)을 찰 준비로서 레그본(22)을 들고 있는지 제 1센서(14)로 확인을 하고, 만일 찰 준비가 되어 있지 않은 경우에는 제어부(260)에서 이러한 에러를 검출하여 제 1램프(210)에 불이 들어옴과 동시에 스피커(230)에서 에러를 감지하는 소리, 예를 들어 호각 소리가 발생한다.

에러를 제어부(260)에서 해제하여 로봇(10)이 축구공(30)을 찰 준비가 되어 있게 되면, 제 2램프(220)에서 불이 들어오며 스피커(230)에서는 '관중석에서의 함성 소리'를 발생시킨다.

이 때, 골대(50)의 스피커(52) 내지 컨트롤러(200)의 스피커(230) 어느 하나를 이용할 수 있으며, 동시 또는 그 외의 스피커(230)를 서라운드 시스템화하여 음성 출력이 가능할 수 있다.

이 후, 로봇(10)이 작동하기 시작하는데, 먼저 로봇(10)의 제동 모터(11)가 정회전을 하기 시작한다. 제동모터(11)가 정회전을 하면서 롤링 볼 스크류(15) 역 시 정회전을 시행하게 되며, 와이어(21)가 연결되어 있는 볼 너트(15b)가 뒤쪽, 즉 제동모터(11) 쪽으로 이동하면서 와이어(21)를 잡아당긴다. 이와 같은 과정을 거치면서 제 1센서(14)가 OFF 되고, 와이어(21)가 뒤쪽으로 이동하면서 레그본(22) 및 풋(23)을 스윙시킨다. 볼 너트(15b)가 뒤쪽으로 이동하는 동시에, 제 2센서(14)가 ON이 된다. 이와 같은 과정을 거치는 동안, 축구공(30)은 풋(23)의 타격으로 인하여 슈터(1)에게 축구공(30)을 패스한다.

또한, 제 1센서(14)와 제 2센서(14)가 ON이 되는지 여부를 검출하여 만일 제대로 소정의 상태에서 ON 상태가 되지 않을 경우에는 다시 제동모터(11)의 정회전을 실행한다. 이와 같은 제 1 및 제 2센서(14)의 ON/OFF 상태 점검은 제동모터(11)가 역회전할 때에도 동일하게 수행된다.

풋(23)의 스윙은 일정하며 대신 풋(23) 근방에 축구공(30)이 놓여지는 위치에 따라 로빙 패스 내지 발리 패스 등의 다양한 패스가 이루어질 수가 있다.

풋(23)이 스윙된 이후에, 제어부(260)는 제 2센서(14)의 신호를 감지하고 타이머(270)에 의하여 일정 시간이 지남을 인식한 뒤에 제동모터(11)를 역회전한다. 이와 동시에 롤링 볼 스크류(15)가 역회전되고, 볼 너트(15b)가 앞쪽, 즉 제 1회동 샤프트(26) 쪽으로 이동하면서 와이어(21)를 밀어내면 제 1 및 제 2인장 스프링(17,18)의 탄성력으로 풋(23)과 레그본(22)은 원 위치로 돌아간다. 이 때, 다시 제 2센서(14)는 OFF이 되고 제 1센서(14)가 ON이 된다. 소정 시간이 지난 후에 골대(50)의 감지센서(53)에서 슈터(1)가 슈팅한 축구공(30)이 골인되었음을 감지하게 되면 이 신호를 제어부(260)에 전달하고 제어부(260)에서는 스피커(230,52)를 통하 여 '관중석에서의 함성 소리'를 중지하고 대신 '골인으로 인한 흥분된 관중석의 함성 소리'로 바꿔 음성 출력을 한다. 이와 동시에 전광판(300)에서는 슈터(1)의 골인 횟수를 계산하고 골세레머니에 해당하는 화면을 디스플레이한다.

만일, 골인이 되지 않은 경우에는 스피커(230,52)에서 '관중석의 실망스러운 소리'를 출력하거나 아예 스피커(230,52)의 음성 출력 없이 슈터(1)의 1회의 슈팅 기회를 종료한다.

타이머(270)에서 일정 시간이 흘렀음을 계산하여 이를 제어부(260)에 전달하면, 제어부(260)는 스피커(230,52)의 음성 출력 및 전광판(300)의 화면 디스플레이를 중지한다. 이로서, 슈터(1)의 슈팅 1회가 지나간다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템 및 이를 이용한 축구 연습 방법의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 축구 연습용 슈팅 시스템 및 이를 이용한 축구 연습 방법에 따르면 실제 사람의 다리를 모사한 로봇의 패스로 인하여 슈터의 재미 및 실제 사람이 패스하는 것과 동일한 슈팅감각을 느낄 수 있는 장점을 가질 수가 있으며, 로봇 앞에 놓여지는 축구공의 위치에 따라 다양한 패스를 구사할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 실제 축구장과 같은 골대와 사운드 및 전광판을 구비하여 마치 자신이 축구선수가 된 것과 같은 긴장감 및 흥분을 고조할 수가 있으며, 로봇의 레그본과 풋의 위치에 따른 에러를 검출할 수가 있어 보다 신속하게 에러를 수정할 수 있는 효과를 가진다.

더불어, 자동으로 로봇 앞에 놓여지는 축구공의 위치를 조절할 수가 있어 일일이 축구공을 로봇 앞에 가져 놓아야 하는 번거로움을 해소하는 효과가 있다.

Claims

축구 연습용 슈팅 시스템으로서,

슈터(1)에게 축구공(30)을 패스하는 로봇(10);

슈터(1) 근방에 위치하여, 상기 로봇(10)의 에러 여부를 표시하는 램프(210,220)와, 효과음을 출력하는 스피커(230), 슈터(1)의 코인 주입을 인식하고 이를 처리하는 코인 처리모듈(240), 상기 로봇(10)의 패스 종류를 선택하는 조작버튼(255)을 구비한 조작패널(250), 상기 로봇(10)의 작동상태 및 에러를 제어하는 제어부(260), 소정 시간의 경과를 체크하는 타이머(270)를 포함하는 콘트롤러(200);

모형의 골키퍼(51) 및 효과음을 출력하는 스피커(52)와, 슈터(1)가 찬 축구공(30)의 골인 여부를 감지하는 감지센서(53)로 이루어진 골대(50);

슈터(1)의 골인 여부 및 슈팅 횟수와 같은 정보를 디스플레이하는 전광판(300);으로 구성되어 있되,

상기 로봇(10)은, 제 1회동 샤프트(26)를 중심으로 제 1인장스프링(17)을 매개체로 하여 연결된 타이본(19)과 레그본(22)으로 구성되어 있으며, 상기 레그본(22)은 제 2회동 샤프트(27)를 중심으로 제 2인장스프링(18)을 매개체로 하여 풋(23)과 연결이 되어 있는데,

상기 타이본(thighbone)(19)은,

외측 단부에 형성되어 지상 고정물과 끼움 결합을 위한 홀더(25);

바깥 방향 일단에 위치하여 회전 동력을 제공하는 제동 모터(11);

상기 제동모터(11)의 회전 동력을 롤링 볼 스크류(25)로 전달하는 플렉시블 커플링(12);

상기 제동 모터(11)로부터 전달받은 회전운동을 직선운동으로 변환하되, 타이본(19)의 연장 방향을 따라 형성되어 있는 스크류 샤프트(screw shaft)(15a)와, 상기 스크류 샤프트(15a) 상에서 상기 풋(23)의 작동 상태에 따라 이동 가능하도록 끼움 결합되어 있는 볼 너트(ball nut)(15b)로 이루어진 롤링 볼 스크류(15);

상기 볼 너트(15b)가 상기 스크류 샤프트(15a)의 횡 방향을 따라 좌우 이동을 할 때 그 위치를 확인 및 감지하는 제 1 및 제 2 센서(14);로 구성되어 있고,

다시 상기 로봇(10)은,

상기 롤링 볼 스크류(15)의 볼 너트(15b)로부터 시작되어 상기 타이본(19)의 상부를 따라 상기 레그본(22)의 상부를 지나서 상기 풋(23)까지 이어져, 상기 볼 너트(15b)의 이동에 따라 수축 및 이완을 하는 와이어(21);와,

상기 제 1 회동 샤프트(26)의 중앙부에 위치하여 상기 와이어(21)를 권취하는 롤러(24);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 축구 연습용 슈팅 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 회동 샤프트(26) 외측 일 주변에 경사지게 위치하여, 상기 풋(23)의 스윙의 정도에 따라 상기 레그본(22)이 상기 타이본(19)과 충돌할 때 완충력을 제공하는 우레탄(20);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 축구 연습용 슈팅 시스템.
제 1항에 있어서,

케이스(101) 내부에 구비되되,

축회전 가능하게 구비되는 1쌍의 권취봉(102);과,

상기 권취봉(102)의 외주면에 권취되며 측부에 결합슬릿(103a)이 복수 개 형성된 축구공 지지대(103);와,

상기 권취봉(102)의 외주면에 구비되고 상기 축구공 지지대(103)의 결합슬릿(103a)과 맞물림 결합하는 스프라켓(104);

상기 1쌍의 권취봉(102) 사이에 구비되어 상기 권취봉(102)을 축회전시키는 구동모터(105);

상기 구동모터(105)에 전원을 인가하여 각 패스의 종류에 따라 축구공(30)이 요망하는 각 위치에 위치할 수 있도록 상기 권취봉(102)의 회전량을 제어하는 제어모듈;

상기 1쌍의 권취봉(102)의 사이에 구비되어 상기 권취봉(102)에 연결된 1쌍의 밸트(107)를 동시에 이동시키는 구동풀리(106);로 구성된 위치조정 플레이트(100)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 축구 연습용 슈팅 시스템.
제 3항에 있어서,

상기 축구공 지지대(103)는 상면에 축구공(30)을 안착시킬 수 있는 리세스(103b)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 축구 연습용 슈팅 시스템.
제 1항에 따른 시스템을 이용하여 축구를 연습하는 방법으로서,

슈터가 코인을 주입하여 시스템을 실행시키는 제 1단계;

슈터가 로봇이 수행하는 패스의 종류를 선택하는 제 2단계;

로봇의 에러 여부를 파악하여 에러가 있을 경우 제 1램프를 작동하여 제어부에서 에러를 수정하고, 에러가 없는 경우 제 2램프를 작동하여 일정 사운드를 출력하는 제 3단계;

로봇이 풋 근방에 슈터가 선택한 패스의 종류에 따라 슈팅을 실행하는 제 4단계;

슈터의 슈팅이 골인되었는지 여부를 감지하는 제 5단계;

골인이 되었을 경우, 일정 사운드를 출력하고 전광판에 일정 화면을 디스플레이하는 제 6단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 축구 연습 방법.
제 5항에 있어서,

상기 제 4단계는,

제동모터의 정 회전을 실시하는 제 4-1 단계;

제 1센서의 OFF 상태 및 제 2센서의 ON 상태를 감지하여 일치하지 않을 경우 상기 4-1단계로 회귀하는 제 4-2단계;

제동모터의 정회전을 정지하는 제 4-3단계;

타이머에 의하여 일정 시간이 경과함을 인식한 후, 제동모터의 역회전을 실 시하는 제 4-4단계;

제 1센서의 ON 상태 및 제 2센서의 OFF 상태를 감지하여 일치하지 않을 경우 상기 4-1단계로 회귀하는 제 4-5단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는, 축구 연습 방법.