KR100814330B1 - Robot system for learning-aids and teacher-assistants - Google Patents

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KR100814330B1
KR100814330B1 KR1020060118105A KR20060118105A KR100814330B1 KR 100814330 B1 KR100814330 B1 KR 100814330B1 KR 1020060118105 A KR1020060118105 A KR 1020060118105A KR 20060118105 A KR20060118105 A KR 20060118105A KR 100814330 B1 KR100814330 B1 KR 100814330B1
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KR
South Korea
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robot
teacher
controller
learning
motor
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Application number
KR1020060118105A
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Korean (ko)
Inventor
김병수
전상원
황병훈
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주식회사 한울로보틱스
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    • G06Q50/00Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
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    • GPHYSICS
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    • G09B5/00Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
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    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Abstract

A robot system for providing learning aid and assisting a teacher is provided to offer a self-controlled and creative learning environment, assist a teacher, and express a thought like a human being by having a chat with students while moving in a classroom. A contents server(21) storing various kinds of learning contents, a home PC(24) communicating with a teacher at home through the Internet, and a modem(23) are placed in a remote place. A classroom is equipped with a teacher PC(32) enabling the teacher to control a mobile robot(37) and the projection TV(33), the projection TV outputting various kinds of learning information in video/audio, the LAN(Local Area Network)(31) connecting the contents server and the home PC to the teacher PC and an AP(Access Point) sharing device(34), the AP sharing device, and the mobile robot. The mobile robot assists the teacher by having a chat with students and expressing an opinion while moving in the classroom according to a control signal output from the teacher PC and a remote controller(35). The AP sharing device transmits data between the mobile robot, and the teacher PC, the contents server, and the home PC to the mobile robot through the wireless network.

Description

학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템{Robot system for learning-aids and teacher-assistants}Robot system for learning-aids and teacher-assistants}
도 1은 본 발명 시스템의 전체 블록 구성도.1 is a block diagram of the entire system of the present invention.
도 2는 본 발명 시스템 중 로봇의 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of a robot of the present invention system.
도 3은 본 발명 중 리모컨의 구성도.Figure 3 is a block diagram of a remote control of the present invention.
도 4는 본 발명 시스템에서 사용된 로봇과 충전스테이션의 정면도.Figure 4 is a front view of the robot and charging station used in the present invention system.
도 5는 로봇의 머리부 개략 단면도.5 is a schematic cross-sectional view of the head of the robot.
도 6은 본 발명 시스템 중 로봇에 설치된 터치 스크린 보호기의 분해 사시도.Figure 6 is an exploded perspective view of a touch screen protector installed in the robot of the present invention system.
도 7은 터치 스크린 보호기에 의해 터치 스크린 겸 LCD가 가려진 상태의 측 단면도.7 is a side cross-sectional view of a state where the touch screen and the LCD are covered by the touch screen protector.
도 8은 터치 스크린 겸 LCD가 개방된 상태의 측 단면도.Fig. 8 is a side sectional view of the state in which the touch screen and LCD are open.
도 9는 터치 스크린 보호기가 닫혀진 상태의 터치 스크린 겸 LCD의 정면도.9 is a front view of the touch screen and LCD with the touch screen protector closed.
도 10은 터치 스크린 보호기가 열려진 상태의 터치 스크린 겸 LCD의 정면도.10 is a front view of the touch screen and LCD with the touch screen protector open.
도 11은 터치 스크린 보호기가 열린 상태의 로봇 정면도.11 is a front view of the robot with the touch screen protector open;
도 12는 본 발명 시스템의 작동상태를 설명하기 위한 메인 플로우챠트.12 is a main flowchart for explaining an operating state of the system of the present invention.
도 13은 본 발명 시스템을 학교 교실에 적용한 상태의 예시도.Figure 13 is an illustration of a state in which the present invention system is applied to a school classroom.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 머리부 2 : 몸통1: head 2: body
3 : 팔 4 : 다리3: arm 4: leg
5 : 터치 스크린 겸 LCD 6 : 모터 고정구5: touch screen and LCD 6: motor fixture
6a : 가이드 돌기 6b : 구멍6a: guide protrusion 6b: hole
7 : 모터 7a : 피니언 기어7: motor 7a: pinion gear
8 : 슬라이딩 개폐수단 8a : 몸체부8: sliding opening and closing means 8a: body portion
8b : 래크 8c : 가이드 봉8b: rack 8c: guide rod
9 : 커버 9a : 커버 본체9: cover 9a: cover body
9b : 뚜껑체 10a,10b : 상,하한 위치 감지스위치9b: lid 10a, 10b: upper and lower position detection switch
11a,11b : 상,하한 위치 감지돌기 21 : 컨텐츠 서버11a, 11b: upper and lower position detection projection 21: content server
22 : 인터넷 망 23 : 모뎀22: Internet network 23: modem
24 : 홈 PC 31 : 랜24: Home PC 31: LAN
32 : 교사용 PC 33 : 프로젝션 TV32: Teacher's PC 33: Projection TV
34 : 무선 AP 공유기 35 : 리모컨34: wireless AP router 35: remote control
36 : 충전스테이션 37 : 이동형 로봇36: charging station 37: mobile robot
100 : 터치 스크린 보호기 351 : 로봇 이동 제어키100: touch screen protector 351: robot movement control key
352 : 커버 업/다운 키 353 : 음성전송 키352: cover up / down key 353: voice transmission key
354 : 마이크 355 : 목 부분 모터 정지 키354: microphone 355: neck motor stop key
356 : 목 부분 기준위치 재설정 키 371 : 제어부356: neck reference position reset key 371: control unit
372 : 무선 랜 어댑터 373 : LVDS372: WiFi adapter 373: LVDS
374 : 스피커 375 : 증폭기374: speaker 375: amplifier
376 : 위치인식용 카메라 377,378 : 화상용 카메라376: position recognition camera 377,378: image camera
379 : 충전스테이션 도킹용 카메라 380 : 초음파센서379: Charging station docking camera 380: Ultrasonic sensor
381 : 센서제어부 382 : 음성인식 및 제어기381: sensor control unit 382: voice recognition and controller
383 : 3축 모션 제어부 384 : LDM383: 3-axis motion control unit 384: LDM
385 : LDM 제어부 386 : 리모컨 수신부385: LDM control unit 386: remote control receiver
387 : 휠 2축 제어부 388 : 아암 제어부387: wheel two-axis control unit 388: arm control unit
389 : BMS 389a : 배터리389: BMS 389a: battery
390 : 충전스테이션 접속부 391 : 충돌감지 스위치390: charging station connection 391: collision detection switch
392 : 범퍼392 bumper
본 발명은 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 학생들의 교육 효율을 높이기 위해 도입된 ICT(Information & Communication Technology) 교육을 효과적으로 수행될 수 있도록 지원하기 위한 로봇을 개발하여 교실 내에서 자유로이 이동하며 학생들과 간단한 대화를 하면서 자율적이고 창의적인 학습 환경을 제공해 줄 수 있도록 함과 동시에 사람과 같은 의 사 표현하며 교사를 보조할 수 있으며, 또한 로봇의 전면부에 설치되는 터치 스크린 겸 LCD를 오염과 손상으로부터 보호할 수 있음은 물론 학생들이 로봇의 이동상황이나 터치 스크린 겸 LCD에 나타나는 영상이나 문자 등을 보지 않고 주로 프로젝션 TV에 집중하여 학습할 수 있도록 발명한 것이다.The present invention relates to a learning aid and a teacher helper robot system, and more particularly, to develop a robot for supporting effectively the ICT (Information & Communication Technology) education introduced to improve the education efficiency of students in the classroom. To move freely from and to have a simple conversation with students to provide an autonomous and creative learning environment, to express human-like doctors and to assist teachers, and to provide a touch screen and LCD on the front of the robot. In addition to being able to protect against contamination and damage, it was invented so that students can concentrate on the projection TV, without seeing the robot's movements, images or texts on the touch screen and LCD.
일반적으로 국가에서 교육은 백년대계라고 말할 정도로 매우 중요한 사안인데, 특히 첨단기술의 급속한 발달로 조기교육이 중요시되는 요즈음의 현실에서 초등학교 교육환경의 개선은 우리나라의 미래를 좌우하는 인재를 키운다는 측면에서 말이 필요 없을 정도로 시급하고 중요한 문제이다.Generally speaking, education is very important in the country. It is especially important that early education is important due to the rapid development of advanced technologies. It is an urgent and important matter that does not require words.
한편, 구미 선진국의 초등학교는 상기의 중요성에 입각하여 꾸준한 교육환경 개선에 투자한 결과 학급당 학생 수가 10~15명으로 효율적이고 능동적인 수업이 이루어지고 있는 반면 국내 초등학교의 경우 학급당 199b년 48명에서 2003년 35명으로 적어지기는 했으나, 아직 학생 수의 과다로 능동적이기보다는 수동적인 수업을 하고 있어서 학습 효율성이나 능률성이 떨어지고 있다.On the other hand, elementary schools in advanced countries of Gumi have invested in the continuous improvement of the educational environment based on the above importance. As a result, the number of students per class is 10-15. Although it has been reduced to 35 students a year, there is still a large number of students, which is not passive, but rather passive.
또한, 교사 1인당 학생 수의 변동 현황을 보면 중학교와 고등학교의 경우는 꾸준히 감소하여 2003년에는 18명, 16명 수준까지 도달하여 비교적 효율적인 수업이 가능한 상황이나 초등학교는 2003년에도 28명으로 교사들의 역할 및 부담이 매우 크기 때문에 효율적인 수업이 어려운 상황이다.In addition, the change in the number of students per teacher shows that the number of middle and high school students is steadily decreasing, reaching the level of 18 and 16 in 2003, and that the class can be relatively efficient. The role and burden is so large that efficient teaching is difficult.
더욱이 초등학교는 중,고등학교와 다르게 교사 혼자서 다수의 과목을 가르쳐야하므로 시급하게 학급당 학생 수가 반 이하로 감소시켜야만 효율적인 교육이 가능한 상황이다.Moreover, unlike the middle and high school, the elementary school has to teach a large number of subjects by the teacher alone. Therefore, it is necessary to effectively reduce the number of students per class to less than half.
그러나 초등학교 학급당 학생 수를 반으로 줄이려면 교사를 2배로 충원해야하는 문제와 특히 학교 교실을 2배로 증축해야 하는 현실적인 어려움이 있음에 따라 담임교사가 학급의 모든 학생들에게 전 과목을 가르쳤던 1세대 교육에서 탈피하여 교육효율을 높이기 위하여 최근 도입되고 있는 방식이 ICT(Information & Communication Technology) 교육이다.However, in order to cut the number of students per elementary school class in half, there was a problem of doubling the number of teachers, and in particular the real difficulty of doubling the size of school classrooms, which led to the departure of the first-generation education, where the classroom teacher taught all subjects to all students in the class. In recent years, ICT (Information & Communication Technology) education has been introduced to increase educational efficiency.
이와 같은 ICT 활용 교육은 학습의 자율성 및 자기 주도적 학습 환경 제공, 창의력 및 문제 해결력 향상, 다양한 교수 학습 활동 촉진, 교육의 장 확대 등의 장점을 가지고 있고 시공간의 제약성을 극복할 수 있는 다양한 교육의 장을 열 수 있으므로 사고의 폭을 넓히고 고차적인 사고 능력을 신장시킬 수 있다.Such education using ICT has advantages such as providing autonomy and self-directed learning environment of learning, improving creativity and problem solving ability, promoting various teaching and learning activities, and expanding the field of education. This can open the door to wider thinking and increase your ability to think higher.
또, ICT 교육은 학습하는 방법이 중요하고, 또한 단순한 흥미 유발이 아닌 교과의 목표 달성을 지원하기 위하여 사용되어야 하는데, 특히 수업이 아닌 학습을 위하여 ICT가 활용되어야 한다.In addition, ICT education should be used to support the achievement of curriculum goals, not just intriguing interests, but especially ICT should be used for learning, not lessons.
그런데, 종래의 ICT 활용수업은 교사가 컴퓨터를 가지고 대형 프로젝션 TV를 통해 컴퓨터 자체 및 인터넷 망을 통해 전달되는 데이터들을 보여주고, 학생들은 개별 또는 모둠별로 앉아서 똑같이 그 화면을 보고 있는 형태를 가지고 있다.By the way, the conventional ICT utilization class shows the data transmitted through the computer itself and the Internet network through a large projection TV with a computer, the students have the form of sitting on the individual or group to see the same screen.
그러나 이러한 상황에서는 원래 ICT 교육의 장점이 모두 사라지게 된다.In this situation, however, the benefits of the original ICT education disappear.
즉, 교사들 입장에서 ICT가 먼저 접근되다 보니까 "ICT 활용수업"만 강조되고, 반면에 "ICT 활용학습"은 그다지 강조되지 않고 있는 상황이다.In other words, since ICT is approached first, only "ICT utilization class" is emphasized, while "ICT utilization learning" is not emphasized much.
또한 PDP 디스플레이 정도만의 장비를 가지고 ICT 교육을 제대로 하기에는 많은 어려움이 존재한다. In addition, there are many difficulties in properly training ICT with a PDP display-only device.
한편, 종래에 있어서 학습용 로봇으로 외국어 학습용 대화형 로봇이 국내 등록실용신안공보 20-421555호로 개재된 바 있는데, 이는 마이크로부터 입력된 사용자 음성을 코덱을 통하여 부호화하여 인식하는 음성 인식 프로그램과, 연속되는 일대일 외국어 대화 문장의 텍스트 파일 및 구술 엠피쓰리(MP3) 압축 파일이 저장된 다이얼로그 데이터 파일과, 노래의 가사 텍스트 파일과 실연 엠피쓰리 압축 파일이 저장된 뮤직 데이터 파일과, 동영상 대화 텍스트 파일과 동영상 압축 파일이 저장된 동영상 데이터 파일과, 스피커를 통하여 메뉴를 음성으로 출력하고 사용자가 음성으로 선택한 메뉴에 따라 상기 다이얼로그 데이터 파일에 저장된 외국어 대화 문장을 사용자와 일대일 대화식으로 연속하여 음성 출력하거나, 상기 뮤직 데이터 파일에 저장된 압축 파일을 디코딩하여 음악을 재생하거나 또는 상기 동영상 데이터 파일에 저장되 동영상 압축 파일을 재생하는 주프로그램이 저장된 저장 장치; 상기 음성 인식 프로그램 및 주프로그램을 실행하는 마이콤; 및 상기 주프로그램의 제어에 의하여 다이얼로그 데이터 파일 중의 텍스트 파일을 구술 엠피쓰리 파일 재생과 동기화하여 표시하거나, 뮤직 데이터 파일 중 가사 텍스트 파일을 엠피쓰리 압축 파일 재생과 동기화하여 표시하거나 또는 상기 동영상 데이터 파일 중 대화 텍스트 파일을 동영상 압축 파일 재생과 동기화하여 표시하는 LCD 디스플레이;로 구성되되, 상기 마이콤에는 USB를 더 연결하고, 그 USB를 통하여 인터넷에 연결된 컴퓨터로부터 상기 다이얼로그 데이터 파일, 뮤직 데이터 파일 또는 동영상 데이터 파일을 다운받을 수 있도록 구성되어 있다.On the other hand, in the prior art, the interactive robot for foreign language learning as a learning robot has been disclosed in Korea Registered Utility Model Publication No. 20-421555, which is a speech recognition program that encodes and recognizes the user's voice input from the microphone through a codec, Dialog data files containing text files and oral MP3 compressed files of one-to-one foreign language conversation sentences, music data files containing lyrics text files and live performance mp3 compressed files of songs, video chat text files and video compressed files The audio data is stored in the video data file and the speaker through the speaker, and the foreign language dialogue sentences stored in the dialog data file are continuously spoken one-on-one interactively with the user according to the menu selected by the user, or stored in the music data file. Compression wave Storage decoded by playing the music or video data is stored in the file is the main program to play a video stored in a compressed file; A microcomputer that executes the voice recognition program and the main program; And controlling the main program to display the text file in the dialog data file in synchronization with the oral MP3 file playback, or to display the lyrics text file in the music data file in synchronization with the MP3 compressed file playback or in the video data file. LCD display for synchronizing the dialogue text file with the playback of the compressed video file; and comprising a USB to the microcomputer, the dialog data file, a music data file or a video data file from a computer connected to the Internet through the USB. It is configured to download.
그러나 이와 같은 구성을 갖는 외국어 학습용 대화형 로봇은 사용자가 선택 에 따라, 외국어 연습을 음성인식을 이용한 일대일 대화에 의하여 수행할 수 있고, 외국 음악을 따라 부를 수 있으며, 별도의 인쇄물 없이도 대화 내용 또는 음악 가사를 실시간으로 눈으로 확인하면서 외국어 연습을 할 수 있어 외국어 학습의 흥미와 능률을 배가할 수 있는 장점이 있는 반면, 로봇 자체가 이동성이 전혀 없으므로 로봇 자체가 교실 내에서 자유로이 이동하며 학생들과 간단한 대화를 할 수 하면서 자율적이고 창의적인 학습 환경을 제공해 줄 수 없음은 물론 사람과 같은 의사 표현하며 교사를 보조할 수 없어 결국 수업보조 및 교사 도우미로써 로봇을 활용할 수 없는 문제점이 있다.However, the interactive robot for learning a foreign language having such a configuration can perform foreign language practice by one-to-one conversation using voice recognition, sing along with foreign music, according to a user's selection, and talk contents or music without a separate printout. While you can practice foreign languages while checking the lyrics in real time, you can double the interest and efficiency of foreign language learning.However, since the robot is not mobile at all, the robot moves freely in the classroom and has a simple conversation with students. While not being able to provide an autonomous and creative learning environment as well as expressing human-like expressions, they cannot assist the teacher, and thus there is a problem in that the robot can not be used as a class assistant and teacher assistant.
뿐만 아니라, 로봇의 전면부에 설치되는 LCD 디스플레이 자체가 외부로 노출된 구성을 갖고 있어 불특정인에 의한 텃치와 각종 물체와의 충돌 등에 의해 쉽게 소손 및 손상될 우려가 있을 뿐만 아니라 주변의 환경에 따라 쉽게 오염될 우려가 있는 등의 문제점이 있다.In addition, since the LCD display itself installed on the front of the robot has a configuration that is exposed to the outside, it may be easily burned out or damaged due to hits by the unspecified person and various objects, and also depending on the surrounding environment. There is such a problem that it may be easily contaminated.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 자유로운 이동이 가능한 로봇을 개발하여 학생들의 교육 효율을 높이기 위해 도입된 ICT 교육을 효과적으로 수행될 수 있도록 지원할 수 있는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, learning aid and teacher helper that can support the effective implementation of ICT education introduced to improve the educational efficiency of students by developing a robot that can move freely Its purpose is to provide a robotic system.
즉, 교실 내에서 자유로이 이동하며 학생들과 간단한 대화를 하면서 자율적이고 창의적인 학습 환경을 제공해 줄 수 있음과 동시에 사람과 같은 의사 표현하 며 교사를 보조할 수 있는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템을 제공하는데 주된 목적이 있다.In other words, it is possible to provide a learning assistant and teacher helper robot system that can move freely in the classroom and provide a free and creative learning environment while having simple conversations with students. There is a purpose.
또한, 본 발명은 로봇의 전면부에 설치되는 터치 스크린 겸 LCD에 슬라이딩 개폐 가능한 커버를 설치하여 터치 스크린 겸 LCD를 오염과 손상으로부터 보호할 수 있음은 물론 불특정인들이 로봇의 운영자의 의사와 무관하게 터치 스크린 겸 LCD를 통한 소정의 데이터를 입력시킴으로 인한 시스템 운영상의 문제점을 미연에 방지할 수 있고, 또 학생들이 이동중인 로봇의 터치 스크린 겸 LCD에 집중하지 않고 프로젝션 TV의 화면에 나타나는 영상이나 문자 등을 보며 집중적인 학습을 이행할 수 있는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템을 제공하는데 부가적인 목적이 있다.In addition, the present invention by installing a sliding open and close cover on the touch screen and LCD installed on the front of the robot can protect the touch screen and LCD from contamination and damage as well as unspecified people regardless of the operator of the robot System operation problems caused by inputting predetermined data through the touch screen and LCD can be prevented in advance. Also, images and characters appearing on the screen of the projection TV without focusing on the touch screen and LCD of the moving robot. There is an additional purpose to provide a learning aid and teacher helper robotic system that can perform intensive learning while watching.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 시스템은, 머리부와 몸통, 팔, 다리 및 이동장치를 구비한 로봇을 이용한 학습보조 및 교사 도우미 시스템을 구성함에 있어서, 원격지에는 각종 학습 컨텐츠 데이터가 기억되는 컨텐츠 서버와; 가정에서 인터넷 통신을 통해 교사와의 상담 서비스를 할 수 있도록 하는 홈 퍼스널 컴퓨터(이하 "홈 PC"라 약칭함)와; 인터넷 망과 랜을 통해 상기 홈 퍼스널 컴퓨터와 각 교실 내의 교사용 PC 및 AP(Access Point) 공유기를 상호 연결시켜 데이터 통신을 하는 모뎀;을 설치하고,The present invention system for achieving the above object, in the configuration of the learning aid and teacher helper system using a robot having a head, a body, an arm, a leg and a moving device, the content that the various learning content data is stored at a remote location A server; A home personal computer (hereinafter, abbreviated as "home PC") that allows counseling service with a teacher through internet communication at home; Install a modem for data communication by interconnecting the home personal computer with a teacher PC and an access point router in each classroom through an internet network and a LAN;
교실 내에는 교사가 각각의 교실 내에 존재하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇과 프로젝션 TV를 통해 학습에 필요한 전반적인 제어를 할 수 있도록 하는 교사용 PC와; 상기 교사용 PC에서 제공되는 각종 학습정보를 디스플레이 및 음향신호로 출력시켜 주는 프로젝션 TV와; 상기 원격지의 컨텐츠 서버 및 홈 PC를 교사용 PC 및 AP 공유기에 연결시켜 주는 랜과; 상기 교사용 PC를 포함하여 원격지의 컨텐츠 서버 및 홈 PC에서 전달되는 정보를 무선으로 로봇에 전송해줌과 동시에 로봇에서 무선으로 전송되는 각종 데이터를 교사용 PC와 원격지의 컨텐츠 서버 및 홈 PC에 전달하는 무선 AP 공유기와; 상기 교사용 PC와 리모컨에서 출력되는 제어신호에 부응하여 교실 내에서 자유로이 이동하며 학생들과 간단한 대화와 의사 표현하며 교사를 보조하는 이동형 로봇을 설치한 것을 특징으로 한다.In the classroom, the teacher PC to enable the teacher to have overall control necessary for learning through the learning aid and teacher helper robot and projection TV existing in each classroom; A projection TV for outputting various learning information provided from the teacher PC as a display and an audio signal; A LAN for connecting the remote content server and home PC to a teacher PC and an AP router; Wireless AP that transmits the information transmitted from the remote content server and home PC to the robot, including the teacher PC, and transmits various data transmitted wirelessly from the robot to the teacher PC and the remote content server and home PC. A router; In response to the control signals output from the teacher PC and the remote controller, the robot freely moves in the classroom, installs a mobile robot that assists the teacher with simple conversation and expression.
이때, 상기 로봇은 제어부 내에 내장된 랜 카드와 연결되어 로봇의 운용자가 무선 AP 공유기를 통해 원격지의 홈 PC나 컨텐츠 서버 및 교실 내의 교사용 PC에 존재하는 각종 학습 컨텐츠를 불러오거나 원격제어를 위해 설치되는 무선 랜 어댑터와; 소정의 제어 프로그램을 구비하고 사용자의 요구에 부응하여 로봇의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부와; 상기 제어부와 터치 스크린 겸 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; 이하 "LCD"라 약칭함) 사이에서 IEEE 1596 3 신호 규격으로 데이터를 주고 받는 LVDS(Low Voltage Differential Signaling)와; 상기 LVDS를 통해 학습보조 및 교사 도우미에 필요한 각종 정보를 입력받아 표시해 줌과 동시에 로봇의 운용자가 각종 정보를 입력시킬 수 있도록 하는 터치 스크린 겸 LCD와; 상기 제어부의 사운드 카드에서 출력되는 음성 및 음향신호를 증폭시켜 스피커를 통해 출력하는 증폭기와; 천정부를 향하도록 로봇의 머리부 상방부에 설치되어 천장에 붙어져 있는 랜드 마크를 인식하여 로봇의 현재 위치를 인식하도록 하는 위치인식용 카메라와; 로봇의 머리부 전방부와 몸통의 가슴에 설치되어 원격지의 홈 PC에서 로봇의 전방을 네트워크를 통해 볼 수 있고, 교사와의 상담 서비스를 할 수 있도록 하는 두 개의 화상용 카메라와; 상기 몸통 후방부의 충전 스테이션 접속단자 상방부에 설치되어 로봇의 자동충전을 위해 충전 스테이션에 부착된 IR을 영상 인식하여 도킹할 방향과 위치를 판단하는 충전스테이션 도킹용 카메라와; 상기 몸통의 하방부와 허리부에 일정간격을 두고 설치되어 교실 내의 각종 장애물을 감지하는 수 개의 초음파센서와; 상기 초음파센서들에 의해 아날로그신호로 감지되는 물체 감지신호를 디지털신호로 변환하고 이것을 거리로 환산하여 제어부로 전달하는 센서제어부와; 머리부의 팬/틸트와 터치 스크린 보호기의 구동을 제어하는 3축 모션 제어부와; 로봇의 얼굴부에 설치되어 각종 감정표정을 연출하는 전광판모듈(이하 "LDM"이라 약칭함)과; 상기 제어부의 출력신호에 부응하는 제어신호를 LDM에 출력시켜 주는 LDM 제어부와; 상기 리모컨으로부터 전송되어 오는 로봇 제어관련 스위치신호 및 음성신호를 제어부로 전달하는 리모컨 수신부와; 상기 제어부의 출력신호에 부응하여 두 개의 모터 구동방향을 제어하여 다리부에 설치되어 있는 바퀴의 구동을 통해 로봇의 주행을 제어하는 휠 2축 제어부와; 3개의 축에 각각 설치된 왼쪽 및 오른쪽 팔 제어용 모터들의 구동을 제어부에서 출력되는 신호에 부응하여 각각 제어하는 수개의 모션 제어부로 구성된 아암 제어부와; 배터리의 잔량 또는 충전 상태, 전류와 전압 및 온도를 측정하여 제어부로 전달하는 배터리 모션 시스템(Battery Monitoring System; 이하 "BMS"라 약칭함)과; 상기 몸통의 후면 하단부에 설치되어 배터리의 충전기능을 수행하는 충전스테이션과 접촉되는 충전스테이션 접속부로 구성된 것을 특징으로 한다.In this case, the robot is connected to a LAN card embedded in the control unit so that the operator of the robot may load various learning contents existing in a remote home PC or content server and a teacher PC in a classroom through a wireless AP router or installed for remote control. Wifi adapter; A control unit having a predetermined control program and performing overall control of the robot in response to a user's request; Low Voltage Differential Signaling (LVDS), which transmits and receives data according to the IEEE 1596 3 signal standard between the control unit and a touch screen and a liquid crystal display (hereinafter, referred to as "LCD"); A touch screen and an LCD for receiving and displaying various information necessary for learning aid and teacher helper through the LVDS, and allowing the operator of the robot to input various information; An amplifier for amplifying and outputting voice and sound signals output from the sound card of the controller; A position recognition camera installed at an upper portion of the head of the robot so as to face the ceiling, and recognizing a landmark attached to the ceiling to recognize the current position of the robot; Two imaging cameras installed at the front of the head of the robot and at the chest of the torso to allow the remote home PC to view the front of the robot through a network and to provide consultation services with a teacher; A charging station docking camera installed at an upper portion of the charging station connection terminal at the rear of the body to determine an orientation and a position to dock by recognizing an image of the IR attached to the charging station for automatic charging of the robot; A plurality of ultrasonic sensors installed at a lower portion of the body and at a waist portion to detect various obstacles in the classroom; A sensor controller converting an object detection signal detected as an analog signal by the ultrasonic sensors into a digital signal and converting the detected object signal into a digital signal to a controller; A three-axis motion control unit controlling the pan / tilt of the head and driving of the touch screen protector; An electronic board module (hereinafter, abbreviated as "LDM") installed on the face of the robot to produce various emotion expressions; An LDM controller for outputting a control signal corresponding to the output signal of the controller to the LDM; A remote control receiver for transmitting a robot control related switch signal and a voice signal transmitted from the remote controller to a controller; A two-wheeled wheel controller which controls the driving of the robot by driving the wheels installed in the leg part by controlling two motor driving directions in response to the output signal of the controller; An arm controller comprising a plurality of motion controllers respectively controlling driving of the left and right arm control motors respectively installed on three axes in response to a signal output from the controller; A battery motion system (hereinafter, abbreviated as "BMS") for measuring a battery remaining or charged state, current, voltage, and temperature and transmitting the same to a controller; It is installed in the lower rear portion of the body is characterized in that consisting of the charging station connection portion in contact with the charging station to perform the charging function of the battery.
또한, 필요에 따라서는 상기 몸통의 전방 하부에 충돌감지 스위치와, 로봇이 불특정 물체와 충돌될 때 상기 충돌감지 스위치가 즉시 "온"되도록 하는 범퍼를 부가 설치하여 상기 제어부로 하여금 이동중인 로봇이 불특정 물체와 충돌하게 되므로 인해 상기 충돌감지 스위치에서 충돌감지신호가 입력되면 상기 휠 2축 제어부를 통해 로봇의 주행을 즉시 차단하도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, if necessary, a collision detection switch and a bumper are installed at the lower portion of the front of the body and the collision detection switch is immediately turned on when the robot collides with an unspecified object, causing the controller to move the robot unspecified. When the collision detection signal is input from the collision detection switch due to collision with an object, it is characterized in that the driving of the robot is immediately blocked through the two-axis wheel control unit.
또, 상기 로봇의 제어부에는 필요에 따라 음성인식 및 제어기를 부가 설치하여 로봇의 운용자가 상기 리모컨을 통해 로봇의 주행을 제어하기 위한 음성신호를 발생시키면 상기 음성인식 및 제어기에서 이를 인식하고 제어부를 통해 로봇의 주행과 방향전환 및 정지시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In addition, the controller of the robot is additionally provided with a voice recognition and a controller, if necessary, when the operator of the robot generates a voice signal for controlling the running of the robot through the remote control, the voice recognition and the controller recognizes it and through the controller It is characterized in that the robot can run and change direction and stop.
그리고, 상기 리모컨은 로봇의 좌,우회전과 전,후진 및 정지를 제어할 수 있는 4방향의 로봇 이동 제어키와, 터치 스크린 보호기의 커버를 닫거나 개방하기 위한 커버 업/다운 키, 음성전송 키, 마이크, 목 부분 모터 정지 키 및 목부분 기준위치 재설정 키를 구비시킨 것을 특징으로 한다.In addition, the remote control is a four-way robot movement control key for controlling the left, right and forward, backward and stop of the robot, a cover up / down key for closing or opening the cover of the touch screen protector, a voice transmission key, And a microphone, a neck motor stop key, and a neck reference position reset key.
한편, 상기 터치 스크린 보호기는 몸통에 설치되어 있는 터치 스크린 겸 LCD의 저부에서 고정구를 통해 몸통의 내부에 고정 설치되어 커버의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터와; 상기 모터와 커버 사이에 설치되어 모터의 구동방향에 부응하여 커버가 승,하강되며 개폐되도록 하는 슬라이딩 개폐수단과; 상기 슬라이딩 개폐수단의 전면부에 착탈 가능하게 설치되어 모터의 구동방향에 부응하여 승,하강되며 터치 스크린 겸 LCD를 막아주거나 개방시켜 주는 커버로 이루어진 것을 특징으로 한다.On the other hand, the touch screen protector and the motor is fixed to the inside of the body through the fixture at the bottom of the touch screen and LCD installed on the body to generate power for opening and closing of the cover; A sliding opening and closing means installed between the motor and the cover to allow the cover to move up and down in response to the driving direction of the motor; It is installed detachably on the front portion of the sliding opening and closing means to rise and fall in response to the driving direction of the motor, characterized in that consisting of a cover to block or open the touch screen and LCD.
이때, 상기 슬라이딩 개폐수단은 상기 커버를 포함하여 각 구성품이 설치되는 몸체부와; 상기 몸체부의 중앙부에서 수직하게 설치되어 상기 모터의 피니언 기어와 맞물려 모터의 구동방향에 부응하여 몸체부를 승,하강 이동시켜 주는 래크와; 상기 모터 고정구에 형성된 가이드 돌기의 구멍에 끼워진 채 상기 몸체부의 양측부에서 수직방향으로 고정 설치되어 모터의 구동방향에 부응하여 몸체부가 승,하강 될 때 몸체부가 유동되지 않고 정확히 수직방향으로 승,하강되도록 하는 한 쌍의 가이드 봉;으로 구성한 것을 특징으로 한다.At this time, the sliding opening and closing means includes a body portion in which each component is installed, including the cover; A rack installed vertically at the center of the body part and engaged with the pinion gear of the motor to move the body part up and down in response to the driving direction of the motor; It is fitted in the hole of the guide protrusion formed in the motor fixture and is fixed in the vertical direction at both sides of the body part so that the body part does not flow when the body part is moved up and down in response to the driving direction of the motor, and is moved up and down in the vertical direction exactly. It characterized in that composed of a pair of guide rods to be.
또한, 상기 커버는 슬라이딩 개폐수단의 몸체부 전방부에 착탈 가능하게 설치되는 커버 본체와; 상기 커버 본체의 전방부에 착탈 가능하게 설치되는 뚜껑체로 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the cover and the cover body is detachably installed in the front of the body portion of the sliding opening and closing means; It is characterized by consisting of a lid body detachably installed in the front portion of the cover body.
또, 상기 모터 고정구의 저면 좌,우측에는 슬라이딩 개폐수단의 승,하강에 따른 상한 및 하한 위치를 제한하기 위한 상,하한 위치 감지스위치를 각각 설치하고, 상기 슬라이딩 개폐수단의 몸체부 저부와 상기 커버의 본체 배면 상방부에는 상기 모터의 구동방향에 부응하여 승,하강 이동되는 슬라이딩 개폐수단의 위치에 부응하여 상기 상,하한 위치 감지스위치를 각각 작동시켜 모터에 공급되는 전원전압을 차단해 주는 상,하한 위치 감지돌기를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.In addition, the upper and lower position detection switches for limiting the upper and lower position of the sliding opening and closing means for the upper and lower positions of the sliding opening and closing means are respectively installed on the bottom left and right sides of the motor fixture, and the bottom of the body and the cover of the sliding opening and closing means. In order to cut off the power voltage supplied to the motor by operating the upper and lower position detection switch respectively in response to the position of the sliding opening and closing means to move up and down in response to the driving direction of the motor, It is characterized in that the lower limit position detecting projection is additionally installed.
이때, 상기 모터는 제어부에 의해 그 구동에 제어되는데, 상기 상,하한 위치 감지돌기들 중 어느 한 위치 감지돌기에 의해 상기 상,하한 위치 감지스위치 중 어느 한 위치 감지스위치가 "오프"되면 제어부가 이를 인식하고 모터에 공급되는 전원을 차단하고, 차후 로봇 운용자에 의해 커버의 "오픈" 또는 "닫힘"신호가 입력되 면 현재 "오프" 또는 "온"중인 상,하한 위치 감지스위치의 상태에 무관하게 상기 모터를 로봇 운용자의 의사에 부응하여 정방향 또는 역방향으로 구동시켜 커버가 열리거나 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 한다.At this time, the motor is controlled by the controller to control the driving. When any one of the upper and lower position detecting switches of the upper and lower position detecting switches is turned off by the position detecting protrusion, the controller is controlled. It recognizes this and cuts off the power supply to the motor, and when the "open" or "close" signal of the cover is input by the robot operator in the future, it is irrelevant to the state of the upper and lower position detection switches currently being "off" or "on". In response to the intention of the robot operator to drive the motor in the forward or reverse direction characterized in that the control to open or close the cover.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명 시스템의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 시스템 중 로봇의 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 중 리모컨의 구성도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 시스템에서 사용된 로봇과 충전스테이션의 정면도를 나타낸 것이며, 도 5는 로봇의 머리부 개략 단면도를 나타낸 것이다.1 is a block diagram of the entire system of the present invention, Figure 2 is a block diagram of a robot of the present invention system, Figure 3 is a block diagram of a remote control of the present invention, Figure 4 is a present invention A front view of the robot and the charging station used in the system is shown, Figure 5 shows a schematic cross-sectional view of the head of the robot.
또한, 도 6은 본 발명 시스템 중 로봇에 설치된 터치 스크린 보호기의 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 7은 터치 스크린 보호기에 의해 터치 스크린 겸 LCD가 가려진 상태의 측 단면도를 나타낸 것이며, 도 8은 터치 스크린 겸 LCD가 개방된 상태의 측 단면도를 나타낸 것이고, 도 9는 터치 스크린 보호기가 닫혀진 상태의 터치 스크린 겸 LCD의 정면도를 나타낸 것이며, 도 10은 터치 스크린 보호기가 열려진 상태의 터치 스크린 겸 LCD의 정면도를 나타낸 것이다.In addition, Figure 6 shows an exploded perspective view of the touch screen protector installed in the robot of the system of the present invention, Figure 7 is a side cross-sectional view of a state where the touch screen and LCD is covered by the touch screen protector, Figure 8 is a touch screen 9 is a side cross-sectional view of the LCD being opened, and FIG. 9 is a front view of the touch screen and LCD with the touch screen protector closed, and FIG. 10 is a front view of the touch screen and LCD with the touch screen protector open. will be.
또, 도 11은 터치 스크린 보호기가 열린 상태의 로봇 정면도를 나타낸 것이고, 도 12는 본 발명 시스템의 작동상태를 설명하기 위한 메인 플로우챠트를 나타낸 것이며, 도 13은 본 발명 시스템을 학교 교실에 적용한 상태의 예시도를 나타낸 것이다.11 is a front view of the robot in a state where the touch screen protector is opened, FIG. 12 is a main flowchart illustrating an operation state of the system of the present invention, and FIG. 13 is a state where the present system is applied to a school classroom. An illustration of the is shown.
이에 따르면 본 발명 시스템은 도 1과 도 2 및 도 4와 같이 크게 머리부(1)와 몸통(2), 팔(3), 다리(4) 및 이동장치를 구비한 로봇을 이용한 학습보조 및 교사 도우미 시스템을 구성함에 있어서, 원격지에는 컨텐츠 서버(21)와 홈 PC(24) 및 이들을 인터넷 망(22)과 랜(31)을 통해 각 교실 내의 교사용 PC(32) 및 AP 공유기(34)를 상호 연결시켜 주는 모뎀(23)을 설치하고, 교실 내에는 교사용 PC(32)와 프로젝션 TV(33), 랜(31), 무선 AP 공유기(34) 및 이동형 로봇(37)을 설치한 것을 주요 구성요소로 한다.Accordingly, the present invention is a learning aid and teacher using a robot having a head 1, a body 2, an arm 3, a leg 4, and a moving device as shown in FIGS. 1, 2, and 4. In constructing the helper system, the content server 21 and the home PC 24 and the teacher PC 32 and the AP router 34 in each classroom are connected to each other via the Internet network 22 and the LAN 31 at a remote location. The modem 23 that connects, and the installation of the teacher PC 32, projection TV 33, LAN 31, wireless AP router 34 and mobile robot 37 in the classroom is the main component Shall be.
이때, 원격지에 설치된 상기 컨텐츠 서버(21)는 각종 학습 컨텐츠 데이터가 기억되어 지고, 상기 홈 PC(24)는 인터넷 통신을 통해 교사와의 상담 서비스 등을 실시할 수 있도록 각 가정 등지에 설치되며, 상기 모뎀(23)은 인터넷 망(22)과 랜(31)을 통해 상기 홈 퍼스널 컴퓨터(24)와 각 교실 내의 교사용 PC(32) 및 무선 AP 공유기(34)를 상호 연결시켜 데이터 통신이 이루어질 수 있도록 하는 기능을 수행한다.At this time, the content server 21 is installed in a remote location is stored a variety of learning content data, the home PC (24) is installed in each home, etc. to provide a consultation service with the teacher through the Internet communication, The modem 23 connects the home personal computer 24 with the teacher PC 32 and the wireless AP router 34 in each classroom through the Internet network 22 and the LAN 31 to perform data communication. It performs the function that makes it possible.
또한, 교실 내의 상기 교사용 PC(32)는 교사가 각각의 교실 내에 존재하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇(37)과 프로젝션 TV(33)를 통해 학습에 필요한 전반적인 제어(즉, 데이터 제공 및 시스템 운영에 필요한 제어)를 할 수 있고, 상기 프로젝션 TV(33)는 교실의 칠판 일측부에 설치되어 상기 교사용 PC(32)를 통해 제공되는 각종 학습정보를 디스플레이하여 주게 됨은 물론 학습에 필요한 각종 음향신호로 출력시켜 주게 되며, 상기 랜(31)은 원격지의 컨텐츠 서버(21) 및 홈 PC(24) 를 교사용 PC(32) 및 무선 AP 공유기(34)에 연결시켜 원격지와의 각종 학습관련 데이터 통신이 원활히 이루어지게 한다.In addition, the teacher PC 32 in the classroom is the teacher through the learning aid and teacher helper robot 37 and projection TV 33 present in each classroom to control the overall control (that is, providing data and system operation) Necessary control), and the projection TV 33 is installed at one side of the blackboard of the classroom to display various learning information provided through the teacher PC 32 as well as output various sound signals necessary for learning. The LAN 31 connects the remote content server 21 and the home PC 24 to the teacher PC 32 and the wireless AP router 34 to facilitate various learning-related data communication with the remote site. Let it go.
또, 상기 무선 AP 공유기(34)는 교실 내의 교사용 PC(32)를 포함하여 원격지의 컨텐츠 서버(21) 및 홈 PC(24)에서 전달되는 각종 정보를 무선으로 로봇(37)에 전송해줌과 동시에 로봇(37)에서 무선으로 전송되는 각종 데이터를 상기 교사용 PC(32)와 원격지의 컨텐츠 서버(21) 및 홈 PC(24)에 전달해주게 되고, 상기 이동형 로봇(37)은 교실 내에서 자유로이 이동하며 상기 교사용 PC(32)와 리모컨(35)의 제어를 받아 각각에서 출력되는 제어신호에 부응하여 음향신호를 출력시켜 학생들과 간단한 대화를 하게 됨은 물론 의사 표현을 하며 교사가 가르치고자 하는 학습활동을 보조하게 된다.In addition, the wireless AP router 34, including the teacher PC 32 in the classroom, transmits various types of information transmitted from the remote content server 21 and the home PC 24 to the robot 37 at the same time. The robot 37 transmits various types of data wirelessly transmitted to the teacher PC 32, the remote content server 21, and the home PC 24, and the mobile robot 37 moves freely in the classroom. Under the control of the teacher PC 32 and the remote controller 35, the audio signal is output in response to the control signals output from each of the teachers, and a simple conversation with the students is made, as well as to express a doctor's expression and assist the teacher's learning activities. Done.
한편, 상기 이동형 로봇(37)은 무선 랜 어댑터(372)와, LVDS(373), 터치 스크린 겸 LCD(5), 스피커(374)와 증폭기(375), 위치인식용 카메라(376), 두 개의 화상용 카메라(377)(378), 충전스테이션 도킹용 카메라(379), 수 개의 초음파센서(380), 센서제어부(381), 3축 모션 제어부(383), LDM(384), LDM 제어부(385), 리모컨 수신부(386), 휠 2축 제어부(387), 아암 제어부(388), BMS(389), 충전스테이션 접속부(390)로 구성한 것을 주요 기술요소로 한다.Meanwhile, the mobile robot 37 includes a wireless LAN adapter 372, an LVDS 373, a touch screen and LCD 5, a speaker 374 and an amplifier 375, a position recognition camera 376, and two Image cameras 377 and 378, charging station docking cameras 379, several ultrasonic sensors 380, sensor controllers 381, 3-axis motion controllers 383, LDMs 384, LDM controllers 385 ), The remote control receiver 386, the wheel biaxial control unit 387, the arm control unit 388, BMS 389, the charging station connection unit 390 is the main technical element.
또한, 필요에 따라서는 상기 이동형 로봇(37)의 몸통(2) 전방 하부에 충돌감지 스위치(391)와 범퍼(392)를 부가 설치하고, 또 상기 로봇(37)의 제어부(371)에는 음성인식 및 제어기(382)를 더 설치한 것을 부가적인 기술 구성요소로 한다.In addition, if necessary, a collision detection switch 391 and a bumper 392 are additionally installed in the lower portion of the front of the torso 2 of the mobile robot 37, and voice recognition is performed in the controller 371 of the robot 37. And the installation of the controller 382 as an additional technical component.
이때, 상기 이동형 로봇(37)의 무선 랜 어댑터(372)는 비록 제어부(371) 내 에 LAN 카드가 내장되어 있더라도 로봇이 네트워크를 사용하기 위해 유선 랜을 사용할 수 없기 때문에 무선 랜 어댑터(372)를 추가로 장착한 것으로 최대 54Mbps의 네트워크 속도까지 지원할 수 있도록 802.11G를 지원하는 무선 랜 어댑터(372)를 내장하여 로봇의 운용자가 무선 AP 공유기(34)를 통해 원격지의 홈 PC(24)나 컨텐츠 서버(21) 및 교실 내의 교사용 PC(32)에 존재하는 각종 학습 컨텐츠를 불러오거나 원격으로 로봇을 제어할 필요가 있을 때 사용할 수 있도록 설치된 것이다.In this case, the wireless LAN adapter 372 of the mobile robot 37 may use the wireless LAN adapter 372 because the robot cannot use a wired LAN to use a network even though a LAN card is built in the controller 371. In addition, built-in wireless LAN adapter 372 that supports 802.11G to support up to 54Mbps network speed, allowing the operator of the robot to access the remote home PC (24) or content server through the wireless AP router (34). It is installed so that it can be used when it is necessary to load various learning contents existing in 21 and the teacher PC 32 in a classroom, or to control a robot remotely.
또, 상기 제어부(371)는 소정의 제어 프로그램을 구비하고 각종 정보의 입출력과 사용자의 요구에 부응하여 로봇의 전반적인 제어기능을 수행하게 되고, 상기 LVDS(373)는 제어부(371)와 터치 스크린 겸 LCD(5) 사이에서 IEEE 1596 3 신호 규격으로 데이터를 주고 받게 되는 역할을 수행하게 된다.In addition, the control unit 371 includes a predetermined control program and performs the overall control function of the robot in response to input and output of various information and a user's request, and the LVDS 373 serves as a control unit 371 and a touch screen. The LCD 5 plays a role of exchanging data with the IEEE 1596 3 signal standard.
또한, 상기 터치 스크린 겸 LCD(5)는 교사 또는 학생들과 로봇 사이에 인터페이스를 위한 방법 중 하나로 터치 스크린이 부착된 LCD로써 해상도는 1024×768을 지원하고, 상기 LVDS(373)를 통해 학습보조 및 교사 도우미에 필요한 각종 정보를 입력받아 표시해 줌과 동시에 로봇의 운용자가 화면에 메뉴를 표시하여 로봇에게 직접적으로 각종 명령을 줄 수 있음은 물론 각종 정보를 입력시킬 수 있다.In addition, the touch screen and LCD (5) is a touch screen attached LCD as one of the methods for the interface between the teacher or students and the robot supports a resolution of 1024 × 768, and through the LVDS 373 learning aids and In addition to receiving and displaying a variety of information required for the teacher helper, the operator of the robot can display various menus directly on the screen, as well as input various information.
그리고, 상기 증폭기(375)는 제어부(371) 내의 사운드 카드에서 출력되는 음성 및 음향신호를 증폭시켜 스피커(374)를 통해 출력해 주게 된다.The amplifier 375 amplifies the voice and sound signals output from the sound card in the controller 371 and outputs them through the speaker 374.
한편, 상기 위치인식용 카메라(376)는 천정부를 향하도록 로봇(37)의 머리부(1) 상방에 설치되어 천장에 붙어져 있는 랜드 마크(도시 생략됨)의 인식을 통해 제어부(371)에서 로봇의 현재 위치를 인식하도록 하는 기능을 수행하고, 상기 화상 용 카메라(377)(378)는 로봇(37)의 머리부(1) 전방부와 몸통(2)의 가슴부에 각각 1대씩 설치되어 원격지의 홈 PC(24)에서 로봇(37)의 전방을 네트워크를 통해 볼 수 있도록 함은 물론 교사와의 상담 서비스를 할 수 있도록 하며, 또 상기 충전스테이션 도킹용 카메라(379)는 몸통(2) 후방부의 충전 스테이션 접속부(390) 상방부에 설치되어 로봇(37)의 자동충전을 위해 충전스테이션(381)에 부착된 IR(도시 생략됨)을 영상으로 인식하여 제어부(371)로 하여금 로봇(37)의 충전 스테이션 접속부(390)가 실내의 일정장소에 설치되어 있는 충전스테이션(36)과 도킹할 수 있는 방향과 위치를 판단할 수 있도록 한다.On the other hand, the position recognition camera 376 is installed above the head 1 of the robot 37 so as to face the ceiling, the controller 371 through recognition of the landmark (not shown) attached to the ceiling Recognizes the current position of the robot, and the image cameras 377 and 378 are installed at the front of the head (1) and the chest of the body (2) of the robot 37, respectively In the remote home PC (24) to view the front of the robot 37 through the network as well as to provide consultation services with the teacher, the charging station docking camera (379) is the body (2) It is installed above the charging station connection part 390 in the rear part and recognizes the IR (not shown) attached to the charging station 381 for the automatic charging of the robot 37 as an image, and causes the control unit 371 to control the robot 37 The charging station connection part 390 of the It is possible to determine the direction and the position that can be docked with the station (36).
또한, 상기 수 개의 초음파센서(380)는 몸통(2)의 하방부와 허리부에 일정간격을 두고 각각 설치(예를 들어 하방부에 11조, 상방부에 3조를 설치하되, 허리에 부착되는 초음파센서는 교실 내 책상 또는 교탁 등과 같은 장애물의 높이를 고려하여 설치 위치가 정해짐)되어 교실 내의 각종 장애물을 감지하고, 상기 센서제어부(381)는 상기 초음파센서(380)들에 의해 아날로그신호로 감지되는 각종 물체 감지신호를 디지털신호로 변환하고 이것을 거리로 환산한 후 제어부(371)로 전달함으로써 상기 제어부(371)에서 이 거리 데이터를 통해 장애물과의 거리를 인식하고 회피할 수 있는 알고리즘에 적용하여 로봇(37)의 주행방향 및 정지 등을 실시할 수 있게 된다.In addition, the several ultrasonic sensors 380 are installed at the lower part and the lower part of the body 2 with a predetermined interval (for example, the lower part and the upper part are installed in three sets, but attached to the waist, respectively) The ultrasonic sensor is installed in consideration of the height of an obstacle such as a desk or a table in a classroom) to detect various obstacles in the classroom, and the sensor controller 381 is an analog signal by the ultrasonic sensors 380. By converting the various object detection signals detected as a digital signal and converting it into a distance, and converting it to a distance to the control unit 371, the control unit 371 is an algorithm that can recognize and avoid the distance to the obstacle through this distance data By applying it, the driving direction and the stop of the robot 37 can be performed.
또, 상기 3축 모션 제어부(383)는 하나의 제어부에서 3축을 제어할 수 있도록 설계된 하드웨어로, 머리부의 팬/틸트 2축과 터치 스크린 보호기(100)에 따른 1축의 구동을 제어하는데 사용된다.In addition, the three-axis motion control unit 383 is hardware designed to control three axes by one control unit, and is used to control driving of one axis along the pan / tilt two axes of the head and the touch screen protector 100.
그리고, 추가적인 기능으로 하기에 기술하는 범퍼(392)의 충돌감지 스위치(391)에도 연결이 될 수 있는데, 상기 3축 모션 제어부(383) 내 디지털 입.출력을 충돌감지 스위치(391)와 연결하여 장애물과의 충돌을 감지할 수 있고, 또 RS232 통신을 지원하는데, 이것은 표정을 출력해내는 LDM 제어부(385)와 연결되어 있어서 로봇(37)의 감정을 LDM(384)을 통해 표현할 수 있게 된다In addition, it may be connected to the collision detection switch 391 of the bumper 392 described below, by connecting the digital input and output in the three-axis motion control unit 383 with the collision detection switch 391. It can detect collisions with obstacles and support RS232 communication, which is connected to the LDM control unit 385 which outputs facial expressions so that the emotion of the robot 37 can be expressed through the LDM 384.
한편, 상기 LDM(384)는 로봇(37)의 얼굴부에 도 5와 같이 설치되어 상기 제어부(371)의 출력신호에 부응하는 제어신호를 발생하는 LDM 제어부(385)의 제어를 받아 각종 감정표정을 연출하게 되는데, 기본적으로 6가지의 표정(즉, 행복과 슬픔, 화남, 놀람 및 일반 등)을 나타내도록 구성되어 있고, 전면의 3개의 LDM(즉, 두 눈과 입)을 통하여 표현된다. On the other hand, the LDM 384 is installed on the face of the robot 37 as shown in Figure 5 under the control of the LDM control unit 385 for generating a control signal corresponding to the output signal of the control unit 371, various emotion expressions It basically consists of six expressions (ie happiness and sadness, anger, surprise and general), and is expressed through three LDMs (ie two eyes and mouth) in front.
이때, 상기 LDM(384)은 16 X 16 사이즈를 가지고, 머리부(1)의 얼굴 전면커버는 검정색의 반 투과형 케이스로 되어 있고, 이와 같은 반 투과형 케이스를 통해 LDM(384)의 광(光)만 외부로 내보내고 외부에서 내부로 들어오는 빛은 최대한 차단하여 표정만을 정확하게 사용자에게 전달될 수 있도록 하였다.At this time, the LDM 384 has a size of 16 X 16, the front face cover of the head 1 is a black transflective case, and the light of the LDM 384 through the transflective case. Only the light went out and the light coming in from the outside is blocked as much as possible so that only the facial expression can be correctly delivered to the user.
또, 상기 리모컨 수신부(386)는 로봇 운용자에 의해 조작되는 리모컨(35)으로부터 전송되어 오는 로봇 제어관련 스위치신호 및 음성신호를 제어부(371)로 전달하는 기능을 수행하게 되는데, 이때 상기 리모컨(35)은 도 3과 같이 로봇(37)의 좌,우회전과 전,후진 및 정지를 제어할 수 있는 4방향의 로봇 이동 제어키(351)와, 터치 스크린 보호기(100)의 커버(9)를 닫거나 개방하기 위한 커버 업/다운 키(352), 음성전송 키(353), 마이크(354), 목 부분 모터 정지 키(355) 및 목 부분 기준위치 재설정 키(356)를 구비하고 있다.In addition, the remote control receiver 386 performs a function of transmitting a robot control related switch signal and a voice signal transmitted from the remote controller 35 operated by the robot operator to the controller 371, wherein the remote controller 35 3) closes the cover 9 of the robot movement control key 351 and the touch screen protector 100 in four directions that can control the left, right, forward, backward and stop of the robot 37 as shown in FIG. A cover up / down key 352, an audio transmission key 353, a microphone 354, a neck motor stop key 355, and a neck reference position reset key 356 for opening are provided.
또한, 상기 휠 2축 제어부(387)는 제어부(371)의 출력신호에 부응하여 바퀴 구동용 두 개의 모터 구동방향을 제어하여 다리부에 설치되어 있는 바퀴의 구동을 통해 로봇의 주행을 제어하게 되고, 상기 아암 제어부(388)는 3개의 축에 각각 설치된 왼쪽 및 오른쪽 팔 제어용 모터들의 구동을 각각 제어하는 수개의 모션 제어부를 구비하고 상기 제어부(371)에서 출력되는 신호에 부응하여 로봇 팔 동작을 제어하게 되는데, 이때 상기 로봇의 좌,우측 팔에는 각각 3자 유도구조를 가지고 있으므로 단순한 음성으로 표현하는 것보다 적절한 제스쳐로 의사전달에 있어 집중도를 높일 수 있는 효과가 있으며, 음성으로 전달하기 힘든 것을 팔 모션으로 대체할 수 있다.In addition, the wheel two-axis controller 387 controls the driving direction of the two motor for driving the wheel in response to the output signal of the controller 371 to control the driving of the robot through the driving of the wheel installed in the leg portion The arm controller 388 includes several motion controllers for controlling driving of left and right arm control motors respectively installed on three axes, and controls robot arm operation in response to a signal output from the controller 371. In this case, the left and right arms of the robot have a three-way induction structure, respectively, so that it is possible to increase the concentration in communication by appropriate gestures rather than expressing them with simple voices, and arms that are difficult to transmit by voice. Can be replaced by motion.
그리고, 상기 BMS(389)은 배터리(389a)의 잔량과 충전 상태, 전류와 전압 및 온도를 측정하여 제어부(371)로 전달하게 되며, 상기 충전스테이션 접속부(390)는 로봇(37)의 몸통(2) 후면 하단부에 설치되어 배터리의 충전기능을 수행하는 충전스테이션(36)과 접촉되어 충전스테이션(36)으로부터 출력되는 전압을 배터리(389a에 전달시켜 배터리가 충전되도록 한다.In addition, the BMS 389 measures the remaining amount and the state of charge of the battery 389a, the current, the voltage, and the temperature, and transmits the same to the control unit 371. The charging station connection unit 390 is a body of the robot 37 ( 2) is installed in the lower rear portion is in contact with the charging station 36 that performs the charging function of the battery to transfer the voltage output from the charging station 36 to the battery 389a to charge the battery.
한편, 본 발명이 적용된 로봇(37)은 비교적 그 무게가 많이 나가는 중량체일 뿐만 아니라 학생들이 있는 교실에서 이동을 하며 학습보조 및 교사 도우미 역할을 수행하는 것인 만큼 학생 등의 안전에 큰 비중을 주어야 한다.On the other hand, the robot 37 to which the present invention is applied is not only a heavy body that weighs relatively much, but also moves in a classroom with students and plays a role of learning aid and teacher helper. do.
따라서, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 로봇(37)의 몸통(2) 전방 하부에 충돌감지 스위치(391)와 로봇이 불특정 물체와 충돌될 때 상기 충돌감지 스위 치(391)가 즉시 "온"되도록 하는 범퍼(392)를 설치하고, 상기 제어부(371)로 하여금 이동중인 로봇이 불특정 물체와 충돌하게 되므로 인해 상기 범퍼(392)가 충돌감지 스위치(391)를 작동시켜 제어부(371)로 충돌감지신호가 입력되면 제어부(371)에서 이를 인식하고 상기 휠 2축 제어부(387)를 통해 로봇(37)의 주행관련 모터들의 구동을 즉시 정지시켜 줄 수 있도록 함으로써 로봇과 인체 또는 물체가 충돌하게 되므로 인한 안전상의 문제를 미연에 해결할 수 있다.Therefore, in the present invention, as described above, when the collision detection switch 391 and the robot collide with the unspecified object at the lower front of the body 2 of the robot 37, the collision detection switch 391 is immediately "on". A bumper 392 is installed, and the controller 371 causes the moving robot to collide with an unspecified object so that the bumper 392 operates the collision detection switch 391 to the collision control signal 371. Is inputted by the control unit 371, the robot 2 axis control unit 387 to stop the driving of the driving-related motors of the robot 37 immediately by the robot and the human body or object to collide because of safety Can solve the problem beforehand.
또, 상기 로봇(37)의 제어부(371) 입력단자에는 필요에 따라 전술한 음성인식 및 제어기(382)가 연결되어 있으므로 로봇(37)의 운용자는 상기 리모컨(35)의 키를 이용하여 로봇의 주행을 제어할 수 있을 뿐만 아니라 로봇과 근거리에서 리모컨(35)에 설치되어 있는 음성전송 키(353)를 누루고 마이크(354)를 통해 로봇의 주행을 제어하기 위한 음성신호를 무선으로 발생시켜 주는 방식을 통해 로봇의 주행과 방향전환 및 정지 등의 제어를 실시할 수 있게 된다.In addition, since the above-described voice recognition and controller 382 are connected to the input terminal of the control unit 371 of the robot 37, the operator of the robot 37 uses the keys of the remote controller 35 to control the robot. Not only can control the driving, but also by pressing the voice transmission key (353) installed on the remote control 35 from the robot and a short distance and wirelessly generating a voice signal for controlling the running of the robot through the microphone 354 Through this, it is possible to control the robot's running, turning, and stopping.
한편, 상기 터치 스크린 보호기(100)는 커버(9)의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터(7)와, 모터(7)의 구동방향에 부응하여 커버(9)가 승,하강 개폐되도록 하는 슬라이딩 개폐수단(8) 및 모터(7)의 구동방향에 부응하여 승,하강되며 터치 스크린 겸 LCD(5)을 막아주거나 개방시켜 주는 커버(9)로 구성한 것을 주요 기술 구성으로 한다.On the other hand, the touch screen protector 100 is a motor (7) for generating the power required for opening and closing of the cover (9), so that the cover 9 is opened and lowered in response to the driving direction of the motor (7) The main technical configuration consists of a cover 9 for raising and lowering in response to the driving direction of the sliding opening and closing means 8 and the motor 7 to block or open the touch screen and the LCD 5.
이때, 상기 모터(7)는 몸통(2)에 설치되어 있는 터치 스크린 겸 LCD(5)의 저부에서 고정구(6)를 통해 몸통(2)의 내부에 고정 설치되고, 상기 슬라이딩 개폐수단(8)은 모터(7)와 커버(9) 사이에 설치되며, 상기 커버(9)는 슬라이딩 개폐수 단(8)의 전면부에 착탈 가능하게 설치되는 구성을 갖는다.At this time, the motor 7 is fixed to the inside of the body 2 through the fastener 6 at the bottom of the touch screen and the LCD (5) installed on the body (2), the sliding opening and closing means (8) Silver is installed between the motor 7 and the cover 9, the cover 9 has a configuration that is detachably installed on the front portion of the sliding opening and closing end (8).
한편, 상기 슬라이딩 개폐수단(8)은 몸체부(8a)와 래크(8b) 및 한 쌍의 가이드 봉(8c)으로 구성되는데, 이때 상기 몸체부(8a)는 커버(9)를 포함하여 각 구성품이 설치될 수 있도록 배면이 개구된 사각 함체 형상을 갖게 된다.On the other hand, the sliding opening and closing means 8 is composed of a body portion (8a) and a rack (8b) and a pair of guide rods (8c), wherein the body portion (8a) comprises a cover 9 each component It has a rectangular housing shape with the rear surface opened so that it can be installed.
또, 상기 래크(8b)는 몸체부(8a)의 중앙부에서 수직방향으로 설치되어 상기 모터(7)의 축에 설치된 피니언 기어(7a)와 맞물려 모터(7)의 구동방향에 부응하여 몸체부(8a)를 승강 또는 하강 이동되게 한다.In addition, the rack 8b is installed in the vertical direction at the center of the body portion 8a and meshes with the pinion gear 7a provided on the shaft of the motor 7 so as to correspond to the driving direction of the motor 7. Allow 8a) to move up or down.
그리고, 상기 가이드 봉(8c)들은 모터 고정구(6)에 형성된 가이드 돌기(6a)의 구멍(6b)에 끼워진 채 상기 몸체부(8a)의 양측부에서 수직방향으로 고정 설치되어 모터(7)의 구동방향에 부응하여 몸체부(8a)가 승,하강 될 때 몸체부(8a)가 유동되지 않고 정확히 수직방향으로 승,하강되도록 하게 된다.The guide rods 8c are vertically fixed at both sides of the body portion 8a while being fitted in the holes 6b of the guide protrusion 6a formed in the motor fixing member 6, so that When the body portion 8a is moved up or down in response to the driving direction, the body portion 8a does not flow but rises and falls in the vertical direction exactly.
또한, 상기 커버(9)는 하나의 커버로 성형하여도 무방하나 그럴 경우 슬라이딩 개폐수단(8)의 몸체부(8a)와 결합하기 위한 고정구 등이 외부로 노출되어 외관이 미려하지 못할 우려가 있다.In addition, the cover 9 may be molded into a single cover, but in this case, a fixture or the like for coupling with the body portion 8a of the sliding opening and closing means 8 may be exposed to the outside, thereby preventing the appearance from being beautiful. .
따라서, 본 발명에서는 상기 커버(9)를 커버 본체(9a)와 뚜껑체(9b)로 구분하여 성형하였는데, 이때 상기 커버 본체(9a)는 슬라이딩 개폐수단(8)의 몸체부(8a) 전방부에 착탈 가능하게 설치되고, 상기 뚜껑체(9b)는 커버 본체(9a)의 전방부에 착탈 가능하게 설치되어 커버(9) 자체의 외관이 미려하도록 하는 역할을 하도록 하였다.Therefore, in the present invention, the cover 9 is formed by dividing the cover body 9a and the lid body 9b, wherein the cover body 9a is the front of the body portion 8a of the sliding opening and closing means 8. Removably installed on the cover 9b is detachably installed in the front portion of the cover body 9a to serve to make the appearance of the cover 9 itself beautiful.
한편, 상기 모터(7)의 동력을 이용하여 커버(9)를 개폐할 때 커버(9)가 완전 히 열려지거나 닫혀진 것을 감지하고 모터(7)에 공급되는 전원전압을 차단시켜 주어야만 모터(7)에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 피니언 기어(7a) 및 래크(8b) 등이 모터(7)의 강한 회전력에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, when opening and closing the cover 9 by using the power of the motor 7 detects that the cover 9 is completely open or closed and the power supply voltage supplied to the motor 7 to cut off the motor 7 In addition to preventing overloading, the pinion gear 7a, the rack 8b, and the like can be prevented from being damaged by the strong rotational force of the motor 7.
따라서, 본 발명에서는 상기 모터 고정구(6)의 저면 좌,우측에 각각 상,하한 위치 감지스위치(10a)(10b)를 설치하고, 상기 슬라이딩 개폐수단(8)의 몸체부(8a) 저부 일측부와 상기 커버(9)의 본체(9a) 배면 상방 타측부에는 상,하한 위치 감지스위치(10a)(10b) 작동용 상,하한 위치 감지돌기(11a)(11b)를 부가 설치하고, 상기 모터(7)의 구동을 제어하는 제어부(371)로 하여금 모터(7)의 정방향 또는 역방향으로의 작동 중 상기 상,하한 위치 감지돌기(11a)(11b)들 중 어느 한 위치 감지돌기에 의해 상기 상,하한 위치 감지스위치(10a)(10b) 중 어느 한 위치 감지스위치가 "오프"되면 모터(7)에 공급되는 전원을 차단하고, 차후 로봇 운용자에 의해 커버(9)의 "오픈" 또는 "닫힘"신호가 입력되면 현재 "오프" 또는 "온"중인 상,하한 위치 감지스위치(10a)(10b)의 상태에 무관하게 상기 모터(7)를 로봇 운용자의 의사에 부응하여 다시 역방향 또는 정방향으로 구동시켜 커버(9)가 열리거나 닫히도록 하였다.Therefore, in the present invention, the upper and lower position detection switches 10a and 10b are installed at the left and right sides of the bottom of the motor fixture 6, respectively, and one side of the bottom part of the body part 8a of the sliding opening and closing means 8 is provided. And the upper and lower position detection protrusions 11a and 11b for operating the upper and lower position detection switches 10a and 10b on the other upper side of the rear surface of the main body 9a of the cover 9. The control unit 371 for controlling the driving of 7) causes the upper and lower limit position detecting protrusions 11a and 11b to rotate the upper and lower positions during the operation of the motor 7 in the forward or reverse direction. When any of the lower limit position detection switches 10a and 10b is "off", the power supply to the motor 7 is cut off, and the robot operator "opens" or "closes" the cover 9 later. When the signal is input, the motor (regardless of the state of the upper and lower position detection switches 10a and 10b currently being "off" or "on") In response to the intention of the robot operator, 7) was driven again in the reverse direction or the forward direction so that the cover 9 was opened or closed.
한편, 로봇의 운영자가 도시 생략된 리모컨 또는 로봇 자체에 설치되어 있는 커버 열림 또는 닫힘 스위치를 통해 커버(9)가 열려지거나 닫혀지도록 하는 신호를 입력시키면 상기 제어부(371)에서는 이를 인식하고, 모터(7)를 정방향 또는 역방향으로 작동시키게 된다.On the other hand, when the operator of the robot inputs a signal to open or close the cover 9 through the cover open or close switch installed on the remote control or the robot itself, not shown, the controller 371 recognizes this, and the motor ( 7) will operate in the forward or reverse direction.
따라서, 모터(7)의 축에 고정된 피니언 기어(7a)가 정방향 또는 역방향으로 회전하게 되므로 이에 맞물린 슬라이딩 개폐수단(8)의 래크(8b)가 하강 또는 승강하게 되어 슬라이딩 개폐수단(8)의 몸체부(8a)가 하강 또는 승강하게 되므로 상기 몸체부(8a)의 전면에 고정 설치된 커버(9)도 도 8 및 도 10과 같이 열리거나, 도 7 및 도 9와 같이 닫히게 된다.Accordingly, since the pinion gear 7a fixed to the shaft of the motor 7 rotates in the forward or reverse direction, the rack 8b of the sliding opening / closing means 8 engaged therein is lowered or raised and lowered so that Since the body portion 8a is lowered or raised, the cover 9 fixed to the front of the body portion 8a is also opened as shown in FIGS. 8 and 10, or closed as shown in FIGS. 7 and 9.
이때, 상기 슬라이딩 개폐수단(8)의 몸체부(8a)를 포함하여 래크(8b)와 상기 커버(9)는 모터 고정구(6)에 형성된 가이드 돌기(6a)의 구멍(6b)에 끼워진 채 그의 양측부에서 수직방향으로 고정 설치되어 상기 모터 고정구(6)와 슬라이딩 개폐수단(8) 자체를 상호 결합시켜 주는 한 쌍의 가이드 봉(8c) 안내에 따라 모터(7)의 구동방향에 부응하여 승,하강 될 때 좌,우 방향에 대해 유동되지 않고 정확히 수직방향으로 승,하강되며 개폐된다.At this time, the rack 8b and the cover 9 including the body portion 8a of the sliding opening and closing means 8 are fitted in the holes 6b of the guide protrusion 6a formed in the motor fastener 6. In accordance with the guide direction of the pair of guide rods 8c fixedly installed at both sides in the vertical direction to couple the motor fixture 6 and the sliding opening and closing means 8 itself to each other in response to the driving direction of the motor 7. When it descends, it does not flow with respect to the left and right directions, but ascends and descends in the vertical direction and opens and closes.
또한, 상기와 같이 모터(7)의 구동방향에 부응하여 슬라이딩 개폐수단(8)이 하강 또는 승강되며 커버(9)를 개폐시키던 중 상기 커버(9)의 배면 상단부에 돌출 형성된 하한 위치 감지돌기(11b) 또는 슬라이딩 개폐수단(8)의 몸체부(8a) 일측면 저부에 돌출 형성된 상한 위치 감지돌기(11a)가 상기 모터 고정구(6)의 저면 좌,우측에 각각 하한 위치 감지스위치(10b) 또는 하한 위치 감지스위치(10b)와 접동되어 이들을 각각 "오프"시키게 되면 상기 제어부(371)에서 이를 인식하고 모터(7)에 공급되는 전원전압을 차단시켜 줌으로써 모터(7)에 과부하가 걸림으로 인한 수명 저하를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 피니언 기어(7a) 및 래크(8b) 등이 모터(7)의 강한 회전력에 의해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있는 것이다.In addition, as described above, the lower limit position detecting projection protruding from the upper end of the cover 9 while the sliding opening / closing means 8 is lowered or raised in response to the driving direction of the motor 7 and the cover 9 is opened or closed ( 11b) or the upper limit position detecting protrusion 11a protruding from the bottom of one side of the body portion 8a of the sliding opening and closing means 8 at the lower left and right sides of the bottom surface of the motor fixture 6, respectively. When the lower limit position detection switch (10b) and the sliding "off" each of them, the controller 371 recognizes this and cuts off the power voltage supplied to the motor (7) life due to the overload of the motor (7) Not only can the fall be prevented, but the pinion gear 7a, the rack 8b, and the like can be prevented from being damaged by the strong rotational force of the motor 7.
뿐만 아니라, 로봇을 작동시키지 않는 평상시 또는 불특정인이 로봇의 터치 스크린 겸 LCD(5)을 통해 소정의 데이터를 입력시키거나 보는 것을 방지하고자 할 때에는 상기 커버(9)를 도 7 및 도 9와 같이 닫아 줄 수 있으므로 터치 스크린 겸 LCD(5) 자체가 먼지 등에 의해 오염되거나 불특정인 또는 각종 물체에 의해 터치 되므로 인해 소손 및 손상되는 것을 방지할 수 있고, 또 불특정인들이 로봇 운영자의 의사와 무관하게 터치 스크린을 통해 소정의 데이터를 입력시키거나 인출시킴으로 인한 피해를 미연에 방지할 수 있음은 물론 디자인 측면에 있어서도 터치 스크린 겸 LCD(5)이 미려한 커버(9)에 의해 가려진 형태를 가지므로 로봇 자체의 외관을 미려하게 유지시킬 수 있다.In addition, when the normal or unspecified person who does not operate the robot and wants to prevent the predetermined data from being input or viewed through the robot's touch screen and LCD 5, the cover 9 may be closed as shown in FIGS. 7 and 9. Since it can be closed, the touch screen and LCD 5 itself can be prevented from being burned or damaged due to contamination by dust or the like, or being touched by unspecified or various objects, and unspecified touches regardless of the intention of the robot operator. It is possible to prevent damage caused by inputting or withdrawing predetermined data through the screen in advance, and also in terms of design, the touch screen and LCD 5 are covered by the elegant cover 9 so that the robot itself The appearance can be kept beautiful.
한편, 본 발명 시스템을 제어하기 위한 전체 소프트웨어는 크게 세 가지로 구성될 수 있는데, 그 첫째는 전체 하드웨어 시스템을 제어하기 위한 메인 소프트웨어이고, 둘째는 학습 컨텐츠를 실행할 수 있는 컨텐츠 플레이어이며, 셋째는 원격제어를 위한 원격제어 소프트웨어이다.On the other hand, the overall software for controlling the system of the present invention can be largely composed of three, the first is the main software for controlling the entire hardware system, the second is a content player capable of executing the learning content, the third is a remote Remote control software for control.
이때, 원격제어 소프트웨어는 운영체제 레벨에서 제어가 되고 있어 나머지 두가지의 소프트웨어와 구조상의 연관성은 없다.At this time, since the remote control software is controlled at the operating system level, there is no structural relationship with the other two softwares.
또한, 메인 소프트웨어는 로봇을 구성하는 하드웨어를 제어하기 위한 소프트웨어로 각종 통신의 중개역할을 하게 되는데, 내부에는 TCP(Transmission Control Protocol) 서버를 가동하고 있어 외부에서 클라이언트의 명령을 받아 처리하고 있다.In addition, the main software is software for controlling the hardware constituting the robot, and serves as an intermediary for various communications. A TCP (Transmission Control Protocol) server is operated inside to receive and process a client's command from the outside.
그리고, 머리부의 팬/틸트 제어를 위해 사용하고 있는 3축 모션 제어부(383) 를 USB(Universal Serial Bus)로 제어하며, 팔과 휠, 리모컨 모듈, BMS를 RS232 통신으로 제어하고 있는데, 이런 각 모듈들이 메인 소프트웨어에서 제어되고 있다.The 3-axis motion controller 383, which is used for pan / tilt control of the head, is controlled by USB (Universal Serial Bus), and the arms and wheels, a remote controller module, and a BMS are controlled by RS232 communication. Are controlled in the main software.
또, 메인 소프트웨어는 학습 보조 이외의 서비스를 제공하며 로봇의 모션을 위한 여러 가지 알고리즘이 포함되어 있고, 머리부(1)와 터치 터치 스크린 보호기(100)의 커버 안쪽에 위치한 두 개의 화상용 카메라(377)(378)를 통해 사진 또는 동영상을 찍거나, 이것을 무선네트워크를 통해 전송할 수 있다.In addition, the main software provides a service other than the learning aid and includes various algorithms for the motion of the robot, and two image cameras located inside the cover of the head 1 and the touch touch screen protector 100 ( 377 (378) can take a picture or video, or transmit it over a wireless network.
이런 로봇 시스템을 총괄적으로 관리되고 직접적인 수행이 메인 소프트웨어를 통해 이루어진다.This robotic system is managed and managed directly through the main software.
실제 교육용 컨텐츠를 보여주기 위해 실행되는 것이 컨텐츠 플레이어인데, 컨텐츠 플레이어는 플래시(Flash) 에니메이션인 컨텐츠에 XML(Extensible Markup Language)을 통한 네트워크 프로그램의 결합된 소프트웨어이다.It is the content player that is executed to show the actual educational content, which is a combination of a network program through Extensible Markup Language (XML) to the content which is a Flash animation.
즉, 플래시 에니메이션에서 플레이어 프로그램에 메세지를 전달하게 되면 실제로 네트워크 프로그램(TCP Client 프로그램)이 데이터를 전송하는 구조를 가지며, 상기 컨텐츠 플레이어는 메인소프트웨어에 특정한 모션을 요청하며 필요할 경우 요청에 대한 응답을 받을 수 있다.In other words, when a message is transmitted to a player program in Flash animation, a network program (TCP Client program) actually transmits data, and the content player requests a specific motion from the main software and receives a response to the request if necessary. Can be.
그리고, 반대로 TCP 서버가 되는 메인 소프트웨어에서 컨텐츠 플레이어에게 어떤 명령을 보낼 수 있는데, 리모컨(35)을 통해 사용자가 컨텐츠 플레이어에게 화면전환을 요청하는 경우 메인 소프트웨어는 음성을 인식하고 그 명령을 컨텐츠 플레이어에게 네트워크로 전달된다.On the contrary, the main software, which is a TCP server, may send a command to the content player. When the user requests the screen player to switch the content player through the remote controller 35, the main software recognizes the voice and sends the command to the content player. Delivered to the network.
이처럼 두 소프트웨어는 상호 연동이 되어야지만 로봇에서 정상적으로 동작 이 가능하다.In this way, the two softwares must be interoperable, but they can operate normally in the robot.
도 12는 본 발명 시스템의 작동상태를 설명하기 위한 메인 플로우챠트를 나타낸 것으로, 로봇의 각 부분을 담당하는 음성인식 등록과, 팔 모션, RS232 통신 수신, TTS(Text To Speech), 머리부 제어 및 휠 제어 쓰레드(Thread)가 있고, 로봇의 입력장치나 LAN을 통하여 수신된 데이터를 기반으로 각 쓰레드에 동작을 요청하는 방식으로 동작된다.12 is a main flow chart for explaining the operation of the system of the present invention, the voice recognition for each part of the robot registration, arm motion, RS232 communication reception, TTS (Text To Speech), head control and There is a wheel control thread, which operates by requesting each thread based on data received through the robot's input device or LAN.
이와 같은 메인 소프트웨어에서는 주로 컨텐츠 플레이어에서 전송되는 데이터들을 해석하여 하부 하드웨어를 제어하는 것이고, 외부 입력장치(마이크, 리모컨, 센서 등)에서 들어오는 입력들도 같이 처리해야 한다.In such main software, the lower hardware is controlled by interpreting the data transmitted from the content player, and the inputs from the external input devices (microphone, remote controller, sensor, etc.) must also be processed.
한편, 원격제어 소프트웨어는 메인 소프트웨어 또는 컨텐츠 플레이어와는 별도로 독립적으로 수행되는 소프트웨어인데, 로봇이 가지고 있는 터치 스크린 겸 LCD(5)의 화면을 네트워크를 통해 조종자, 즉 교사용 PC(32)로 전송되며, 교사는 교사용 PC(32)를 통해 로봇을 원격제어 할 수 있고, 영상을 받아서 학생들과 원격으로 화상통화가 가능하다.On the other hand, the remote control software is software that is performed independently of the main software or content player, the screen of the touch screen and LCD (5) of the robot is transmitted to the operator, that is, the teacher PC 32 through the network, The teacher can remotely control the robot through the teacher PC (32), and can receive video and remotely make video calls with students.
즉, 로봇 자체에서 수행될 수 있는 모든 기능들이 원격으로도 가능하고, 교사와의 1:1 상담 서비스도 로봇을 통해 이뤄진다.In other words, all functions that can be performed in the robot itself are also possible remotely, 1: 1 counseling service with the teacher is also provided through the robot.
또한, 원격제어와 함께 학교의 각 교실마다 배치된 프로젝션 TV(33)에 학습 컨텐츠를 디스플레이시키기 위해 교사용 PC(32)와 프로젝션 TV(33)를 연결하고, 교사용 PC(32)에서 원격으로 로봇의 화면을 전송받아 보여줄 수 있게 된다.In addition, in order to display the learning content on the projection TV 33 arranged in each classroom of the school with a remote control, the teacher PC 32 and the projection TV 33 are connected, and the robot PC 32 remotely You can receive the screen and show it.
그리고, 상기 로봇(37) 내에는 전술한 것 이외에도 교실 내 또는 학교 내에 서의 자율주행을 할 수 있는 알고리즘에 내장되어 있는데, 기본적으로 로봇(37)은 초음파센서로 이동구간에 대한 맵 빌딩을 저장 및 갱신하여 가지고 있으며, 또한 로봇의 머리부 상단에 부착된 위치인식용 카메라(376)에 의해 현재 위치를 인식하여 목표점까지 자율적으로 이동할 수 있는 알고리즘 개발이 가능하다.In addition to the above, the robot 37 is embedded in an algorithm capable of autonomous driving in a classroom or a school, in addition to the above, and basically, the robot 37 stores a map building for a moving section with an ultrasonic sensor. And it is possible to develop an algorithm that can be updated and have the autonomous movement to the target point by recognizing the current position by the position recognition camera 376 attached to the top of the head of the robot.
한편, 도 13은 본 발명 시스템을 학교 교실에 적용한 상태의 예시도를 나타낸 것으로, 칠판의 일측부에 프로젝션 TV(33)가 설치되어 있는 교실 내에서 학생들이 앉아 있는 책상 사이를 로봇이 이동하며 학습보조 및 교사 도우미 역할을 수행하고 있는 상태를 확인할 수 있다.On the other hand, Figure 13 is an illustration of a state of applying the present invention to the school classroom, the robot moves between the desks where the students sit in the classroom where the projection TV 33 is installed on one side of the blackboard learning You can see your status as an assistant and teacher assistant.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above-described embodiments have been described with respect to the most preferred embodiments of the present invention, it is not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 시스템에 의하면, 첫째 로봇이 교실 내에서 자유로이 이동하며 학생들과 간단한 대화를 하면서 자율적이고 창의적인 학습 환경을 제공해 줄 수 있도록 함과 동시에 사람과 같은 의사 표현하며 교사를 보조할 수 있도록 함으로써 학생들의 교육 효율을 높이기 위해 도입된 ICT 교육을 효과적으로 수행될 수 있고, 둘째 로봇의 전면부에 설치되는 터치 스크린 겸 LCD에 슬라이딩 개폐 가능한 커버를 설치하여 줌으로써 터치 스크린 겸 LCD를 오염과 손상으로부터 보호할 수 있음은 물론 불특정인들이 로봇의 운영자의 의사와 무관하게 터치 스크린 겸 LCD를 통한 소정의 데이터를 입력시킴으로 인한 시스템 운영상의 문제점을 미연에 방지할 수 있고, 셋째 학생들이 이동중인 로봇의 터치 스크린 겸 LCD에 집중하지 않고 프로젝션 TV의 화면에 나타나는 영상이나 문자 등을 보며 집중적인 학습을 이행할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, the first robot can freely move in the classroom, provide a free and creative learning environment while having a simple conversation with students, and at the same time, express a human-like expression and assist the teacher. ICT education introduced to improve the educational efficiency of students can be effectively performed. Second, the touch screen and LCD are installed on the touch screen and LCD installed on the front of the robot to prevent the touch screen and LCD from contamination and damage. In addition, it can prevent the system operation problem caused by unspecified people inputting predetermined data through touch screen and LCD regardless of the intention of the robot operator. Pro without focusing on the screen and LCD Such as watching a video or text that appears on the TV screen design is very useful inventions such as to implement an intensive learning.

Claims (11)

  1. 머리부와 몸통, 팔, 다리 및 이동장치를 구비한 로봇을 이용한 학습보조 및 교사 도우미 시스템을 구성함에 있어서,In constructing a learning aid and teacher helper system using a robot having a head, a torso, arms, legs, and a moving device,
    원격지에는 각종 학습 컨텐츠 데이터가 기억되는 컨텐츠 서버와; 가정에서 인터넷 통신을 통해 교사와의 상담 서비스를 할 수 있도록 하는 홈 PC와; 인터넷 망과 랜을 통해 상기 홈 퍼스널 컴퓨터와 각 교실 내의 교사용 PC 및 무선 AP 공유기를 상호 연결시켜 데이터 통신을 하는 모뎀;을 설치하고,A content server storing various learning content data at a remote location; A home PC for providing counseling services to teachers through the Internet at home; A modem for data communication by interconnecting the home personal computer with the teacher PC and the wireless AP router in each classroom through an internet network and a LAN;
    교실 내에는 교사가 각각의 교실 내에 존재하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇과 프로젝션 TV를 통해 학습에 필요한 전반적인 제어를 할 수 있도록 하는 교사용 PC와; 상기 교사용 PC에서 제공되는 각종 학습정보를 디스플레이 및 음향신호로 출력시켜 주는 프로젝션 TV와; 상기 원격지의 컨텐츠 서버 및 홈 PC를 교사용 PC 및 AP 공유기에 연결시켜 주는 랜과; 상기 교사용 PC를 포함하여 원격지의 컨텐츠 서버 및 홈 PC에서 전달되는 정보를 무선으로 로봇에 전송해줌과 동시에 로봇에서 무선으로 전송되는 각종 데이터를 교사용 PC와 원격지의 컨텐츠 서버 및 홈 PC에 전달하는 무선 AP 공유기와; 상기 교사용 PC와 리모컨에서 출력되는 제어신호에 부응하여 교실 내에서 자유로이 이동하며 학생들과 간단한 대화와 의사 표현하며 교사를 보조하는 이동형 로봇을 설치한 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.In the classroom, the teacher PC to enable the teacher to have overall control necessary for learning through the learning aid and teacher helper robot and projection TV existing in each classroom; A projection TV for outputting various learning information provided from the teacher PC as a display and an audio signal; A LAN for connecting the remote content server and home PC to a teacher PC and an AP router; Wireless AP that transmits the information transmitted from the remote content server and home PC to the robot, including the teacher PC, and transmits various data transmitted wirelessly from the robot to the teacher PC and the remote content server and home PC. A router; A learning aid and teacher helper robot system, characterized in that the mobile robot freely moves in response to the control signals output from the teacher PC and the remote controller, installs a simple dialogue and expression, and assists the teacher.
  2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,
    상기 로봇은, 제어부 내에 내장된 랜 카드와 연결되어 로봇의 운용자가 무선 AP 공유기를 통해 원격지의 홈 PC나 컨텐츠 서버 및 교실 내의 교사용 PC에 존재하는 각종 학습 컨텐츠를 불러오거나 원격제어를 위해 설치되는 무선 랜 어댑터와;The robot is connected to a LAN card embedded in the control unit so that the operator of the robot can load various learning contents existing in a remote home PC or content server and a teacher PC in a classroom through a wireless AP router or installed for remote control. With a LAN adapter;
    소정의 제어 프로그램을 구비하고 사용자의 요구에 부응하여 로봇의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부와;A control unit having a predetermined control program and performing overall control of the robot in response to a user's request;
    상기 제어부와 터치 스크린 겸 LCD 사이에서 IEEE 1596 3 신호 규격으로 데이터를 주고 받는 LVDS와;An LVDS for transmitting and receiving data between the controller and the touch screen / LCD in IEEE 1596 3 signal standard;
    상기 LVDS를 통해 학습보조 및 교사 도우미에 필요한 각종 정보를 입력받아 표시해 줌과 동시에 로봇의 운용자가 각종 정보를 입력시킬 수 있도록 하는 터치 스크린 겸 LCD와;A touch screen and an LCD for receiving and displaying various information necessary for learning aid and teacher helper through the LVDS, and allowing the operator of the robot to input various information;
    상기 제어부의 사운드 카드에서 출력되는 음성 및 음향신호를 증폭시켜 스피커를 통해 출력하는 증폭기와;An amplifier for amplifying and outputting voice and sound signals output from the sound card of the controller;
    천정부를 향하도록 로봇의 머리부 상방부에 설치되어 천장에 붙어져 있는 랜드 마크를 인식하여 로봇의 현재 위치를 인식하도록 하는 위치인식용 카메라와;A position recognition camera installed at an upper portion of the head of the robot so as to face the ceiling, and recognizing a landmark attached to the ceiling to recognize the current position of the robot;
    로봇의 머리부 전방부와 몸통의 가슴에 설치되어 원격지의 홈 PC에서 로봇의 전방을 네트워크를 통해 볼 수 있고, 교사와의 상담 서비스를 할 수 있도록 하는 두 개의 화상용 카메라와;Two imaging cameras installed at the front of the head of the robot and at the chest of the torso to allow the remote home PC to view the front of the robot through a network and to provide consultation services with a teacher;
    상기 몸통 후방부의 충전 스테이션 접속단자 상방부에 설치되어 로봇의 자동 충전을 위해 충전 스테이션에 부착된 IR을 영상 인식하여 도킹할 방향과 위치를 판단하는 충전스테이션 도킹용 카메라와;A charging station docking camera installed at an upper portion of the charging station connection terminal at the rear of the body to determine an orientation and a position to dock by recognizing an IR attached to the charging station for automatic charging of the robot;
    상기 몸통의 하방부와 허리부에 일정간격을 두고 설치되어 교실 내의 각종 장애물을 감지하는 수 개의 초음파센서와;A plurality of ultrasonic sensors installed at a lower portion of the body and at a waist portion to detect various obstacles in the classroom;
    상기 초음파센서들에 의해 아날로그신호로 감지되는 물체 감지신호를 디지털신호로 변환하고 이것을 거리로 환산하여 제어부로 전달하는 센서제어부와;A sensor controller converting an object detection signal detected as an analog signal by the ultrasonic sensors into a digital signal and converting the detected object signal into a digital signal to a controller;
    머리부의 팬/틸트와 터치 스크린 보호기의 구동을 제어하는 3축 모션 제어부와;A three-axis motion control unit controlling the pan / tilt of the head and driving of the touch screen protector;
    로봇의 얼굴부에 설치되어 각종 감정표정을 연출하는 LDM과;An LDM installed on the face of the robot to produce various emotion expressions;
    상기 제어부의 출력신호에 부응하는 제어신호를 LDM에 출력시켜 주는 LDM 제어부와;An LDM controller for outputting a control signal corresponding to the output signal of the controller to the LDM;
    상기 리모컨으로부터 전송되어 오는 로봇 제어관련 스위치신호 및 음성신호를 제어부로 전달하는 리모컨 수신부와;A remote control receiver for transmitting a robot control related switch signal and a voice signal transmitted from the remote controller to a controller;
    상기 제어부의 출력신호에 부응하여 두 개의 모터 구동방향을 제어하여 다리부에 설치되어 있는 바퀴의 구동을 통해 로봇의 주행을 제어하는 휠 2축 제어부와;A two-wheeled wheel controller which controls the driving of the robot by driving the wheels installed in the leg part by controlling two motor driving directions in response to the output signal of the controller;
    3개의 축에 각각 설치된 왼쪽 및 오른쪽 팔 제어용 모터들의 구동을 제어부에서 출력되는 신호에 부응하여 각각 제어하는 수개의 모션 제어부로 구성된 아암 제어부와;An arm controller comprising a plurality of motion controllers respectively controlling driving of the left and right arm control motors respectively installed on three axes in response to a signal output from the controller;
    배터리의 잔량 또는 충전 상태, 전류와 전압 및 온도를 측정하여 제어부로 전달하는 BMS와;A BMS for measuring the remaining amount or the state of charge of the battery, the current, the voltage, and the temperature, and transmitting the same to the controller;
    상기 몸통의 후면 하단부에 설치되어 배터리의 충전기능을 수행하는 충전스테이션과 접촉되는 충전스테이션 접속부로 구성된 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.A learning assistant and teacher helper robot system, characterized in that the charging station is installed in contact with the charging station is installed in the lower rear portion of the body to perform the charging function of the battery.
  3. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,
    상기 로봇의 몸통 전방 하부에 충돌감지 스위치와, 로봇이 불특정 물체와 충돌될 때 상기 충돌감지 스위치가 "온"되도록 하는 범퍼를 부가 설치하여 상기 제어부로 하여금 이동중인 로봇이 불특정 물체와 충돌하게 되므로 인해 상기 충돌감지 스위치에서 충돌감지신호가 입력되면 상기 휠 2축 제어부를 통해 로봇의 주행을 즉시 정지시키도록 한 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.Since the collision detection switch and a bumper for installing the collision detection switch "on" when the robot collides with the unspecified object is installed at the lower front of the body of the robot, the control unit causes the moving robot to collide with the unspecified object. When the collision detection signal is input from the collision detection switch, the learning aid and teacher helper robot system, characterized in that to stop the running of the robot immediately through the two-axis wheel control.
  4. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,
    상기 로봇의 제어부에는 필요에 따라 음성인식 및 제어기를 부가 설치하여 로봇의 운용자가 상기 리모컨을 통해 음성으로 로봇의 주행과 방향전환 및 정지시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.And a voice recognition and a controller are additionally installed in the controller of the robot to enable the operator of the robot to change the running, direction, and stop of the robot by voice through the remote controller.
  5. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,
    상기 리모컨은 로봇의 좌,우회전과 전,후진 및 정지를 제어할 수 있는 4방향의 로봇 이동 제어키와, 터치 스크린 보호기의 커버를 닫거나 개방하기 위한 커버 업/다운 키, 음성전송 키, 마이크, 목 부분 모터 정지 키 및 목부분 기준위치 재설정 키를 구비한 것임을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.The remote control includes a four-way robot movement control key for controlling the left, right, forward, backward and stop of the robot, a cover up / down key for closing or opening the cover of the touch screen protector, a voice transmission key, a microphone, A learning aid and teacher helper robotic system comprising a neck motor stop key and a neck reference position reset key.
  6. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,
    상기 터치 스크린 보호기는, 몸통에 설치되어 있는 터치 스크린 겸 LCD의 저부에서 모터 고정구를 통해 몸통의 내부에 고정 설치되어 커버의 개폐에 필요한 동력을 발생시켜 주는 모터와;The touch screen protector includes: a motor fixed to the inside of the body through a motor fixture at the bottom of the touch screen and the LCD installed on the body to generate power for opening and closing of the cover;
    상기 모터와 커버 사이에 설치되어 모터의 구동방향에 부응하여 커버가 승,하강되며 개폐되도록 하는 슬라이딩 개폐수단과;A sliding opening and closing means installed between the motor and the cover to allow the cover to move up and down in response to the driving direction of the motor;
    상기 슬라이딩 개폐수단의 전면부에 착탈 가능하게 설치되어 모터의 구동방향에 부응하여 승,하강되며 터치 스크린 겸 LCD를 막아주거나 개방시켜 주는 커버로 이루어진 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.A learning aid and teacher helper robot system, characterized in that it is installed detachably on the front portion of the sliding opening and closing means to cover up or down in response to the driving direction of the motor to prevent or open the touch screen and LCD.
  7. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 슬라이딩 개폐수단은, 상기 커버를 포함하여 각 구성품이 설치되는 몸체부와;The sliding opening and closing means, the body portion, each component is installed, including the cover;
    상기 몸체부의 중앙부에서 수직하게 설치되어 상기 모터의 피니언 기어와 맞물려 모터의 구동방향에 부응하여 몸체부를 승,하강 이동시켜 주는 래크와;A rack installed vertically at the center of the body part and engaged with the pinion gear of the motor to move the body part up and down in response to the driving direction of the motor;
    상기 모터 고정구에 형성된 가이드 돌기의 구멍에 끼워진 채 상기 몸체부의 양측부에서 수직방향으로 고정 설치되어 모터의 구동방향에 부응하여 몸체부가 승,하강 될 때 몸체부가 유동되지 않고 정확히 수직방향으로 승,하강되도록 하는 한 쌍의 가이드 봉;으로 구성한 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.It is fitted in the hole of the guide protrusion formed in the motor fixture and is fixed in the vertical direction at both sides of the body part so that the body part does not flow when the body part is moved up and down in response to the driving direction of the motor, and is moved up and down in the vertical direction exactly Learning assistant and teacher helper robot system, characterized in that consisting of a pair of guide rods to be.
  8. 청구항 7에 있어서,The method according to claim 7,
    상기 커버는 슬라이딩 개폐수단의 몸체부 전방부에 착탈 가능하게 설치되는 커버 본체와;The cover and the cover body is detachably installed in the front of the body portion of the sliding opening and closing means;
    상기 커버 본체의 전방부에 착탈 가능하게 설치되는 뚜껑체로 구성한 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.Learning assistant and teacher helper robot system, characterized in that consisting of a lid body detachably installed in the front portion of the cover body.
  9. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,
    상기 모터 고정구의 저면 좌,우측에는 슬라이딩 개폐수단의 승,하강에 따른 상한 및 하한 위치를 제한하기 위한 상,하한 위치 감지스위치를 각각 설치하고, 상기 슬라이딩 개폐수단의 몸체부 저부와 상기 커버의 본체 배면 상방부에는 상기 모 터의 구동방향에 부응하여 승,하강 이동되는 슬라이딩 개폐수단의 위치에 부응하여 상기 상,하한 위치 감지스위치를 각각 작동시켜 모터에 공급되는 전원전압을 차단해 주는 상,하한 위치 감지돌기를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.On the left and right sides of the bottom of the motor fixture, upper and lower position detection switches for limiting the upper and lower positions according to the rising and lowering of the sliding opening and closing means are respectively installed, and the bottom of the body part of the sliding opening and closing means and the main body of the cover are respectively provided. The upper and lower limits of the rear upper and lower parts cut off the power voltage supplied to the motor by operating the upper and lower position detection switches, respectively, in response to the position of the sliding opening and closing means which is moved up and down in response to the driving direction of the motor. Learning assistant and teacher helper robot system, characterized in that additionally installed position sensing projection.
  10. 청구항 9에 있어서,The method according to claim 9,
    상기 상,하한 위치 감지돌기들 중 어느 한 위치 감지돌기에 의해 상기 상,하한 위치 감지스위치 중 어느 한 위치 감지스위치가 "오프"되면 상기 제어부는 모터에 공급되는 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.The control unit cuts off the power supplied to the motor when any one of the upper and lower position detection switch of the upper and lower position detection projection is turned off by any one of the upper and lower position detection switches. Assistant and teacher helper robotic system.
  11. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10,
    상기 제어부는 로봇 운용자에 의해 커버의 "오픈" 또는 "닫힘"신호가 입력되면 현재 "오프" 또는 "온"중인 상,하한 위치 감지스위치의 상태에 무관하게 상기 모터를 로봇 운용자의 의사에 부응하여 정방향 또는 역방향으로 구동시켜 커버가 열리거나 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 학습보조 및 교사 도우미 로봇 시스템.The controller responds to the intention of the robot operator when the "open" or "close" signal of the cover is input by the robot operator regardless of the state of the upper and lower position detection switches that are currently "off" or "on". A learning aid and teacher helper robot system, characterized in that the drive to operate in the forward or reverse direction to control the opening or closing of the cover.
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