KR100975707B1

KR100975707B1 - 전자석을 이용한 인형 구동 장치

Info

Publication number: KR100975707B1
Application number: KR1020080087079A
Authority: KR
Inventors: 강현구
Original assignee: 강현구
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2010-08-12
Also published as: JP4886069B2; KR20090024646A; WO2009031832A3; EP2200726A4; US8382550B2; CN101801484A; WO2009031832A2; EP2200726B1; CN101801484B; EP2200726A2; US20100197194A1; JP2010537710A

Abstract

본 발명은 영구자석이나 보조자극을 여러 개 장착하고 있는 인형을 유체가 충진되어 있는 밀폐 용기에 넣고 전자석에 의해 극성이 결정되는 가변자극을 용기의 주위에 배치함으로써, 인형의 각 부위에 인력 또는 척력이 작용하도록 한다. 각 가변자극의 극성은 전자석에 흐르는 전류 방향을 조절하여 임의로 조절할 수 있으므로 용기 내부의 인형을 다양한 모습으로 구동시킬 수 있다. 이에 따라 인형을 복잡한 로봇의 형태로 만들지 않더라도 음악에 맞춰 춤을 추게 할 수 있는 등 여러 가지 재미있는 모습으로 표현할 수 있다.

인형, 댄스, 춤, 장난감, 용기, 전자석, 인력, 척력

Description

전자석을 이용한 인형 구동 장치{ Apparatus for animating doll using electromagnets }

본 발명은 전자석을 이용한 인형 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 밀폐된 용기의 내부에 있는 인형을 자기력을 이용하여 춤을 추게 하는 등 다양한 모습으로 구동시킬 수 있도록 한다.

고정적인 형태만을 갖는 것이 아니라 움직일 수 있는 인형이 제작되고 있다.

종래 춤추는 인형은 인형의 관절을 기계적으로 움직이도록 한 것이 대부분인데, 인형을 음악에 맞춰 춤추게 하려면 인형 내부의 관절을 움직이게 하기 위한 모터나 기어 등 복잡한 기계적인 구조가 필요하다.

최근 휴머노이드 로봇이라 불리는 직립 다관절 2족 보행 로봇이 개발되어 로봇이 걷거나 계단을 오르도록 할 수 있고 춤추는 동작도 표현할 수 있으나 넘어지기 쉬워서 과격한 움직임은 표현할 수 없으며, 팔 동작이 대부분이고, 간단한 스텝 정도만 표현하는 것이 고작이다.

보행 로봇의 일례로, US 6,802,382, US 7,053,577, US 7,061,200에서는 다수의 센서와 액추에이터를 장착한 2족 보행 로봇이 개시되어 있으나, 상기의 공보에서 제시된 보행 로봇은 인간의 동작을 재현하는 데 한계가 있다. 또한, 현재 유통되고 있는 휴머노이드 로봇들은 가격이 매우 비싸서 춤추는 인형이라는 개념의 완구로 사용하기는 어려운 실정이다.

인형이 보다 부드러운 동작을 표현하도록 한 완구나 장식품으로서 액체 속에 배치되어 움직이도록 한 인형이 개시되어 있다.

일 예로 US 5,435,086은 액체가 포함된 용기 내에 인형을 넣고 자석을 이용하여 인형을 회전시키는 장치를 개시하고 있으며, US 4,578,044, US 5,272,681, US 6,675,513, US 6,814,646에서는 부력을 가지는 인형을 줄에 매달아 놓은 후 액체 속에서 자기력을 이용하여 동작시키는 장치를 개시하고 있다. 또 다른 예로서, US 5,301,444, US 5,685,096, US 6,665,964에서는 물고기 인형의 체내에 영구자석을 넣은 후 외부에서 자력을 가하여 수중에서 물고기가 자유롭게 움직이도록 한 수족관 완구를 개시하고 있다.

그러나 이러한 종래의 인형은 동작이 아주 단순하거나 인형에 줄이 달려 있어 단순 동작을 반복하는 수준에 그치고 있으므로, 브레이크 댄스와 같이 자유자재로 스텝을 밟거나 회전하는 등의 복잡하고 난이도가 높은 동작은 표현하기 어렵다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 밀폐된 용기의 내부에 있는 인형을 자기력을 이용하여 더욱 정확하고 세밀하게 구동시켜 다양한 동작을 표현할 수 있도록 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전자석을 이용한 인형 구동 장치는, 밀폐된 내부 공간에 유체가 충진되어 있는 용기; 상기 용기의 내부에 위치하고 하나 이상의 영구자석이 장착되어 있는 인형; 고리 형상의 코어를 따라 배치되고 제어전류에 의해 각각 독립적으로 극성이 결정되는 복수의 전자석; 상기 복수의 전자석에 각각 제어전류를 인가하는 제어부; 인접한 전자석과 전자석 사이의 코어로부터 돌출되어 상기 용기의 일정 지점에 각각 배치되는 복수의 가변자극; 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 이루어진다.

상기 인형은 상기 영구자석과 전선으로 연결되는 하나 이상의 자성체(보조자극)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 인형은 사람 모양이고, 머리와 양발에 수직으로 장착되는 영구자석 및 양 팔꿈치와 양손에 반대쪽 발의 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극을 포함하도록 구성될 수 있다.

상기 인형은 양 무릎에 같은쪽 발의 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극을 더 포함하도록 구성될 수 있다.

이때, 오른쪽 발에 장착된 영구자석의 발바닥 방향 극성과 왼쪽 발에 장착된 영구자석의 발바닥 방향 극성은 서로 반대가 되도록 구성될 수 있다.

상기 용기는 하부가 개방된 일정 형태의 투명한 덮개; 상기 덮개의 개방된 부분에 밀착되어 상기 덮개의 내부 공간을 밀폐시키는 바닥판; 및 상기 덮개의 일부와 바닥판을 감싸 상기 용기를 지지하고 수납용 내부 공간이 구비된 지지 케이스를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 가변자극은 상기 바닥판의 하측과 상기 덮개의 외부 면에 하나 이상 배치될 수 있다.

상기 가변자극은 가변자극의 자기력이 특정 지점에 집중되도록 하기 위하여 상기 용기를 향하는 부분의 말단을 뾰족한 형태로 구성할 수 있다.

상기 유체는 부식방지를 위한 살균제가 첨가된 탈기(Degassing)한 액체를 이용하여 구성될 수 있다.

상기 전원공급부는 외부 전원 및 건전지 중 하나 이상을 통해 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.

상기 전자석을 이용한 인형 구동 장치는 사운드 데이터를 저장하는 사운드 저장부; 및 상기 사운드 저장부에 저장되어 있는 사운드 데이터를 처리하여 스피커를 통해 출력될 신호를 생성하는 사운드 재생부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 실시예에서 상기 전자석을 이용한 인형 구동 장치는, 상기 사운드 재생부에서 생성된 신호를 외부 스피커로 전달하는 스피커 출력포트, 및 상기 사운드 재생부에서 생성된 신호를 출력할 스피커 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

상기 전자석을 이용한 인형 구동 장치는 음향을 감지하는 음향센서와, 상기 음향센서가 감지한 음향을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 A/D 변환부에 의해 변환된 디지털 신호에 따라 상기 각 전자석에 제어전류를 인가하도록 구성될 수 있다.

이러한 실시예에서 상기 전자석을 이용한 인형 구동 장치는, 광원 제어 신호에 따라 빛을 발하는 하나 이상의 광원; 및 상기 A/D 변환부에 의해 변환된 디지털 신호에 따라 상기 각 광원에 광원 제어 신호를 전달하는 광원제어부를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면 밀폐된 용기의 내부에 있는 인형을 구동시키기 위한 자기력을 전자석을 이용하여 손쉽게 발생시킬 수 있고, 여러 위치에서 인형의 각 부위에 인력과 척력을 가할 수 있으므로 인형의 동작을 더욱 세밀하게 제어할 수 있다.

인형을 사람 모양으로 구성하면 복잡한 로봇의 형태를 갖지 않고도 음악에 맞춰 사람의 동작과 유사하게 춤추는 동작을 표현할 수 있으며, 브레이크 댄스와 같은 고난도의 춤 동작도 표현할 수 있게 된다.

특히, 인형 구동을 위한 전자석 제어를 음향에 맞추어 수행하면 음악의 종류에 따라 서로 다른 동작을 구현할 수 있고, 빛이나 음향과 함께 인형을 구동시키면 더욱 동적인 효과를 나타낼 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1을 참조하자면, 본 발명에 따른 전자석을 이용한 인형 구동 장치(100)는 밀폐된 내부 공간(11)에 유체가 충진되어 있는 용기(10), 용기(10)의 내부에 위치하는 인형(20), 복수의 전자석(33), 복수의 가변자극(35), 제어부(40), 전원공급부(50)를 포함하여 이루어진다.

용기(10)는 구형, 돔형, 실린더형 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.

도 2를 참조하여 구형의 덮개(10-1), 바닥판(10-2), 지지 케이스(10-3)를 포함하여 구성되는 용기(10)의 예를 설명하기로 한다.

덮개(10-1)는 하부가 일정 부분 개방된 형태의 투명 재질로 구성될 수 있으며, 투명 또는 색깔이 있는 반투명으로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트 등의 플라스틱 재질이나 유리 재질 등을 사용할 수 있다.

바닥판(10-2)은 덮개(10-1)의 개방된 부분에 밀착되어 덮개(10-1)의 내부 공간을 밀폐시키는 역할을 수행한다.

지지 케이스(10-3)는 덮개(10-1)의 일부와 바닥판(10-2)을 감싸 용기 자체를 지지하는 역할을 수행하며, 인형(20)을 구동시키기 위해 사용되는 각종 부품이 수납될 수 있도록 내부 공간을 구비할 수 있다.

덮개(10-1)와 바닥판(10-2)은 다양한 방법으로 지지 케이스(10-3)와 결합시킬 수 있다. 예를 들자면 덮개(10-1)의 하부에 나사를 형성하고 지지 케이스(10-3)에는 덮개(10-1)에 형성된 나사와 맞물리는 홈을 형성하여, 나사 방식으로 서로 결합 또는 분리되도록 구성할 수 있다.

용기의 내부(11)에 충진되는 유체는 곰팡이나 미생물의 번식 등 부식방지를 위해 살균제가 첨가될 수 있으며, 온도변화에 따라 용존기체가 기포로 변하지 않도록 탈기(Degassing)한 액체를 사용할 수 있다.

또한 인체에 무해한 물을 유체로 사용할 수 있고, 인형(20)의 움직임이 원활하도록 점도가 낮은 것으로 사용하는 것이 바람직하며, 무색 유체나 색깔이 있는 유체를 사용할 수도 있다.

인형(20)은 사람의 형상뿐 아니라 동물이나 식물, 사물의 형상 등 필요에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.

인형(20)에는 하나 이상의 영구자석이 장착된다.

또한, 인형(20)에는 영구자석과 전선으로 연결되는 자성체(이하, 보조자극이라 한다)가 하나 이상 장착될 수 있다.

여기서, 자성체란 전선으로 연결된 영구자석으로 인해 자성을 가지게 되는 물질을 말하며, 자화될 수 있는 금속판이 그 예이다. 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극에는 자극이 형성되는데, 영구자석으로는 네오디움과 같이 자력이 강한 자석을 사용할 수 있다.

전자석(33)은 복수개 구비되며, 각 전자석은 고리 형상의 코어(31)를 따라 배치되고 제어전류에 의해 개별적으로 극성이 결정된다. 즉, 각 전자석에 흐르는 제어전류의 방향에 따라 해당 전자석의 극성이 결정된다.

각 전자석에 제어전류를 인가하는 역할은 제어부(40)가 수행하는데, 제어부(40)는 전원공급부(50)로부터 전원을 공급받아 각 전자석이 해당 극성을 갖도록 제어전류를 인가한다.

전원공급부(50)는 외부 전원이나 건전지를 이용하여 전원을 공급할 수 있으며, 전원을 온/오프(ON/OFF)하기 위한 스위치 등을 포함하여 구성된다.

한편, 가변자극(35)은 복수개 구비되는 것으로서 인접한 전자석과 전자석 사이의 코어로부터 돌출되어 용기(10)의 각 지점에 배치된다.

도 3을 참조하자면, 고리 형상의 코어(31)를 따라 복수개의 전자석(33)이 배치된다. 인접한 전자석과 전자석의 사이에는 가변자극(35)의 일단이 접속되며, 가변자극(35)은 코어(31)로부터 돌출되어 있고, 가변자극(35)의 타 일단은 용기(10)의 주위에 배치된다.

가변자극(35)은 자기력이 특정 지점에 집중되도록 하기 위하여 용기(10)를 향하는 부분의 말단을 뾰족한 형태로 구성할 수 있다.

도 3에는 코어(31)에 전자석(33)과 가변자극(35)이 각각 16개씩 배치되어 있는 예를 나타내었지만, 코어(31)에 배치되는 전자석(33)과 가변자극(35)의 수는 필요에 따라 다양하게 구성할 수 있는 것이다.

도 4를 참조하여, 전자석과 가변자극의 개수가 8개인 예를 통해 각 가변자극에 나타나는 극성을 살펴보기로 한다.

제어부(40)는 도시된 극성이 각 전자석에 나타나도록 제어전류를 인가하며, N극이나 S극으로 자극이 형성되는 가변자극은 별표(★)로 표시하였다. 이때, 같은 극성끼리 마주보는 인접 전자석의 사이에 있는 가변자극에만 극성이 나타나고, 그 이외의 가변자극에는 극성이 나타나지 않는다.

도 4a에서는 8개의 전자석 중 5개의 전자석에 같은 방향의 제어전류를 인가하고, 나머지 3개의 전자석에는 반대 방향의 제어전류를 인가하였다. 그러면, 1번 가변자극과 5번 가변자극에만 각각 N극과 S극이 형성된다. 이때, 1번 가변자극과 6번 가변자극에서의 자기력의 세기는 개별 전자석에 나타나는 자기력보다 크며, 약 8배 정도가 된다.

도 4b에서는 8개의 전자석 중 7개의 전자석에 같은 방향의 제어전류를 인가하고, 나머지 1개의 전자석에는 반대 방향의 제어전류를 인가하였다. 그러면, 1번 가변자극과 2번 가변자극에만 각각 N극과 S극이 형성된다. 이때, 1번 가변자극과 2번 가변자극에서의 자기력의 세기는 개별 전자석에 나타나는 자기력보다 크며, 약 8배 정도가 된다.

도 4c에서는 8개의 전자석 중 인접한 두 개의 전자석끼리 동일한 자극 방향을 갖고 각 전자석 쌍마다 자극 방향이 변하도록 제어전류를 인가하였다. 그러면, 1번 가변자극, 3번 가변자극, 6번 가변자극, 8번 가변자극 등 4개의 가변자극에 각각 N극, S극, S극, N극이 형성된다. 이때, 1번 가변자극, 3번 가변자극, 6번 가변자극, 8번 가변자극에서의 자기력의 세기는 개별 전자석에 나타나는 자기력보다 크며, 약 4배 정도가 된다.

도 4d에서는 8개의 전자석 중 교대로 배치된 전자석이 동일한 자극 방향을 갖도록 제어전류를 인가하였다. 그러면, 8개 가변자극에 모두 자극이 형성된다. 이때, 각 가변자극에서의 자기력의 세기는 개별 전자석에 나타나는 자기력보다 크며, 약 2배 정도가 된다.

이와 같이 각 전자석에 흐르는 전류의 방향을 적절하게 조절함으로써 원하는 가변자극에 원하는 극성의 자기력을 공급할 수 있게 되며, 자극이 발현되는 위치를 시간에 따라 순차적으로 변화시킬 수 있다. 이에 따라 인형에 장착되어 있는 영구자석과 보조자극에 인력 또는 척력을 인가할 수 있으므로 인형이 춤추는 동작 등 여러 가지 동작을 하도록 자유롭게 제어할 수 있다.

이제 사람 형상의 인형을 사용하는 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.

인형(20)은 초기에 용기(10)의 내부 공간(11)에 충진되어 있는 유체 속에 뜨지도 가라앉지도 않는 상태인 중성부력 상태로 수용되어 있도록 구성될 수 있다.

도 5를 참조하자면, 인형(20)의 머리(23)와 양발(22-1,22-2)에 각각 수직으로 영구자석(21-1,21-2)을 장착한다. 또한, 양 팔꿈치(25-1,25-2)와 양손(26-1,26-2)에는 반대쪽 발의 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극을 장착하고, 양 무릎(24-1,24-2)에는 같은쪽 발의 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극을 장착한다. 이때, 오른쪽 발(22-1)에 배치된 영구자석(21-1)의 발바닥 방향 자극은 왼쪽 발(22-2)에 배치된 영구자석(21-2)의 발바닥 방향 자극과 서로 반대가 되도록 구성할 수 있다.

즉, 인형(20)의 오른쪽 발바닥 측이 S극이 되도록 영구자석(21-1)을 배치하면, 왼쪽 발바닥 측이 N극이 되도록 영구자석(21-2)을 배치한다.

인형(20)의 머리(23)에 수직으로 배치된 영구자석(21-3)의 극성은 필요에 따라 임의로 설정할 수 있다.

도 5에서는 오른쪽 발(22-1)에 장착된 영구자석(21-1)이 오른쪽 무릎(24-1), 왼쪽 팔꿈치(25-2), 왼쪽 손(26-2)에 장착된 보조자극과 각각 전선(28-1)으로 연결되어 있으므로, 오른쪽 무릎(24-1), 왼쪽 팔꿈치(25-2), 왼쪽 손(26-2)에 장착된 각 보조자극(27-11,27-22,27-23)에는 N극이 형성된다.

또한, 왼쪽 발(22-2)에 장착된 영구자석(21-2)은 왼쪽 무릎(24-2), 오른쪽 팔꿈치(25-1), 오른쪽 손(26-1)에 장착된 보조자극과 각각 전선(28-2)으로 연결되어 있어, 왼쪽 무릎(24-2), 오른쪽 팔꿈치(25-1), 오른쪽 손(26-1)에 장착된 각 보조자극(27-21,27-12,27-13)에는 S극이 형성된다.

한편, 도 2에 도시한 실시예에서 가변자극(35)은 바닥판(10-2)의 하측과 덮개(10-1)의 일정 부분에 배치될 수 있다.

도 6을 참조하여 가변자극(35)의 배치에 관한 예를 살펴보기로 한다.

바닥판(10-2)을 9개의 사각형으로 등분하고, 정중앙의 사각형을 제외한 8개의 사각형의 중심에 가변자극을 배치한다. 그리고, 중앙 사각형의 각 꼭지점에 4개의 가변자극을 배치한다. 덮개(10-1)의 주위에도 4개의 가변 자극을 배치한다.

각 지점은 가변자극의 뾰족한 말단이 배치되는 위치이다.

중앙 사각형의 각 꼭지점에 배치한 4개의 가변자극은 인형(20)이 직립한 상태에서 전후 및 대각선 방향으로 짧은 스텝을 밟아 몸을 흔들 수 있도록 하기 위한 것이고, 덮개(10-1)에 배치한 4개의 가변자극은 인형(20)을 넘어지게 하거나 인형(20)이 쓰러진 상태에서 크게 회전시키는데 사용할 수 있다.

도 7을 참조하여, 상기 가변자극의 배치를 통해 이루어지는 인형(20)의 구동 상태를 살펴보기로 한다.

도 7a는 인형(20)의 양발에 장착된 영구자석(21-1,21-2)에 인력이 작용하도록 하는 가변자극의 위치를 지점 (1,2), (3,4), (5,6)으로 순차 변경하여 초기에 지점 (1,2)의 위치에 서 있던 인형(20)이 화살표 방향(전진)으로 이동하는 스텝을 밟도록 하는 방법을 나타낸다.

도 7b는 인형(20)의 양발에 장착된 영구자석(21-1,21-2)에 인력이 작용하도록 하는 가변자극의 위치를 지점 (5,6), (3,4), (1,2)로 순차 변경하여 초기에 지점 (5,6)의 위치에 서 있던 인형(20)이 후진 스텝을 밟도록 하는 방법을 나타낸다.

도 8은 인형(20)이 물구나무 서기를 한 상태를 나타낸 것이다.

이를 위하여, 인형(20)의 머리(23)에 있는 영구자석(21-3)과 바닥판(10-2)에 위치한 해당 가변자극의 사이에 인력이 발생하도록 하고, 또한 인형(20)의 양손에 위치한 보조자극(27-13,27-23)과 해당 가변자극 사이에 인력이 발생하도록 한다.

그리고, 덮개(10-1)를 감싸며 배치된 가변자극이 인형(20)의 양발(22-1,22-2)에 배치된 영구자석(21-1,21-2)에 인력을 가하도록 하면, 인형(20)은 헤드 스핀 동작을 하기 위해 물구나무를 선 자세가 된다.

이때, 덮개(10-2)를 감싸며 배치된 각 가변자극에 형성되는 자극을 차례로 변화시키면 인형(20)이 회전하며 헤드 스핀을 수행하게 된다.

이와 같이 각 가변자극에 형성되는 자극을 적절하게 변화시키면 사람이 춤을 추는 동작과 아주 유사하게 인형이 브레이크 댄스를 추도록 할 수 있는 등 다양한 동작을 취하도록 인형(20)을 구동시킬 수 있다..

도 9를 참조하자면, 본 발명에 따른 전자석을 이용한 인형 구동 장치(100)는 사운드 저장부(91)와 사운드 재생부(92)를 더 포함하도록 구성하여 인형(20)의 구동과 함께 사운드를 출력하도록 구성될 수 있다.

사운드 저장부(91)는 디지털 데이터 형태의 사운드 데이터(예: MP3 파일)를 저장하는 구성요소이고, 사운드 재생부(92)는 사운드 저장부(91)에 저장되어 있는 사운드 데이터를 처리하여 스피커(93)를 통해 출력될 신호를 생성하는 역할을 수행한다.

이때, 제어부(40)는 각 전자석(33)에 제어전류를 인가하는 역할 이외에도 사운드 재생부(92)를 제어하여 사운드 저장부(91)에 저장되어 있는 사운드 데이터를 처리하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(40)는 사운드를 재생할지의 여부를 설정하는 스위치(도시되지 않음)와 연동할 수 있다.

상기 실시예에서 전자석을 이용한 인형 구동 장치(100)는 사운드 재생부(92)에서 생성된 신호를 외부 스피커로 전달하는 스피커 출력 포트(도시되지 않음)를 구비하여 외부 스피커와 연동하도록 구성될 수 있다. 또한, 사운드 재생부(92)에서 생성된 신호를 출력할 스피커를 자체적으로 구비할 수도 있다.

도 10을 참조하자면, 본 발명에 따른 전자석을 이용한 인형 구동 장치(100)는 음향센서(95)와 A/D 변환부(96)를 더 구비하여 음향에 따라 인형(20)을 구동시키도록 구성될 수 있다.

즉, 음향센서(95)가 음향을 감지하면, A/D 변환부(96)는 음향센서(95)에서 감지된 음향을 디지털 신호로 변환하여 제어부(40)에 전달하고, 제어부(40)는 A/D 변환부(96)에서 전달하는 디지털 신호에 따라 각 전자석에 제어전류를 인가한다. 그러므로, 어떠한 음향이 감지되는지에 따라 인형(20)의 동작이 결정된다.

이러한 실시예는 광원(98)과 광원제어부(97)를 더 포함하여 특수한 시각적 효과를 나타내도록 구성될 수 있다.

광원(98)은 여러 가지 색상의 빛을 발하는 구성요소이며, 광원제어부(97)는 A/D 변환부(96)에 의해 변환된 디지털 신호에 따라 광원(98)의 동작을 제어하여 음향에 따라 서로 다른 색상의 빛을 발하도록 제어할 수 있다.

그러면, 사용자가 좋아하는 음악에 따라 인형(20)을 춤추게 하면서 음악에 특이한 빛을 시각적으로 느끼게 되어 더욱 흥미로운 효과를 낼 수 있으며, 어두운 곳에서는 인형(20)을 조명하는 수단으로 사용할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전자석을 이용한 인형 구동 장치의 일 실시예,

도 2는 용기를 구성하는 구체적인 일 실시예,

도 3은 가변자극을 구성하는 구체적인 일 실시예,

도 4는 각 전자석의 상태에 따라 가변자극에 형성되는 자극의 예,

도 5는 인형의 구성에 관한 구체적인 예,

도 6은 가변자극의 배치에 관한 예,

도 7은 인형을 전진 또는 후진시키는 방법의 예,

도 8은 인형이 헤드 스핀 동작을 수행하는 모습,

도 9와 도 10은 본 발명에 따른 전자석을 이용한 인형 구동 장치의 또 다른 실시예이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 용기 10-1: 덮개

10-2: 바닥판 10-3: 지지 케이스

11: 용기의 내부 공간 20 : 인형

21-1,21-2,21-3: 영구자석 22-1,22-2: 발

23: 머리 24-1,24-2: 무릎

25-1,25-2: 팔꿈치 26-1,26-2: 손

27-11,27-12,27-13,27-21,27-22,27-23: 보조자극

28-1,28-2: 전선 31: 코어

33: 전자석 35: 가변자극

40: 제어부 50: 전원공급부

91: 사운드 저장부 92: 사운드 재생부

93: 스피커 95: 음향센서

96: A/D 변환부 97: 광원제어부

98: 광원

100: 전자석을 이용한 인형 구동 장치

Claims

밀폐된 내부 공간에 유체가 충진되어 있는 용기;

상기 용기의 내부에 위치하고 하나 이상의 영구자석이 장착되어 있는 인형;

고리 형상의 코어를 따라 배치되고 제어전류에 의해 각각 독립적으로 극성이 결정되는 복수의 전자석;

상기 복수의 전자석에 각각 제어전류를 인가하는 제어부;

인접한 전자석과 전자석 사이의 코어로부터 돌출되어 상기 용기의 일정 지점에 각각 배치되는 복수의 가변자극; 및

상기 제어부에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하여 이루어지는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 인형은 상기 영구자석과 전선으로 연결되는 하나 이상의 보조자극을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 인형은 사람 모양이고, 머리와 양발에 수직으로 장착되는 영구자석 및 양 팔꿈치와 양손에 반대쪽 발의 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 인형은 양 무릎에 같은쪽 발의 영구자석과 전선으로 연결되는 보조자극을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 3 항에 있어서,

오른쪽 발에 장착된 영구자석의 발바닥 방향 극성과 왼쪽 발에 장착된 영구자석의 발바닥 방향 극성은 서로 반대가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 용기는 하부가 개방된 일정 형태의 투명한 덮개; 상기 덮개의 개방된 부분에 밀착되어 상기 덮개의 내부 공간을 밀폐시키는 바닥판; 및 상기 덮개의 일부와 바닥판을 감싸 상기 용기를 지지하고 수납용 내부 공간이 구비된 지지 케이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 가변자극은 상기 바닥판의 하측에 하나 이상 배치되고, 또한 상기 덮개의 외부 면에 하나 이상 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가변자극은 상기 용기를 향하는 부분의 말단이 뾰족한 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 유체는 부식방지를 위한 살균제가 첨가된 탈기(Degassing)한 액체인 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전원공급부는 외부 전원 및 건전지 중 하나 이상을 통해 전원을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

사운드 데이터를 저장하는 사운드 저장부; 및

상기 사운드 저장부에 저장되어 있는 사운드 데이터를 처리하여 스피커를 통해 출력될 신호를 생성하는 사운드 재생부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 사운드 재생부에서 생성된 신호를 외부 스피커로 전달하는 스피커 출력포트, 및 상기 사운드 재생부에서 생성된 신호를 출력할 스피커 중 하나 이상을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 하나의 항에 있어서,

음향을 감지하는 음향센서와, 상기 음향센서가 감지한 음향을 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부를 더 포함하고,

상기 제어부는 상기 A/D 변환부에 의해 변환된 디지털 신호에 따라 상기 각 전자석에 제어전류를 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.
제 13 항에 있어서,

광원 제어 신호에 따라 빛을 발하는 하나 이상의 광원; 및

상기 A/D 변환부에 의해 변환된 디지털 신호에 따라 상기 각 광원에 광원 제어 신호를 전달하는 광원제어부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자석을 이용한 인형 구동 장치.