KR101026104B1

KR101026104B1 - 로봇의 안면부 감정표현 장치

Info

Publication number: KR101026104B1
Application number: KR1020080094593A
Authority: KR
Inventors: 신우철; 조성연; 신동관
Original assignee: 주식회사 로보스타
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2011-04-05
Also published as: KR20100035299A

Abstract

본 발명은 눈썹을 움직여 감정표현을 하는 눈썹 모듈과 입술을 움직여 감정표현을 하는 입술 모듈을 동일한 작동 원리 및 구성으로 제작함으로써 제작 원가를 경감시킬 수 있으며, 눈썹과 입술을 움직이는 구성을 간단하게 구성하여 부품수를 절감할 수 있도록 한 로봇의 안면부 감정표현 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안면패널의 외면에 위치되는 눈썹 또는 입술을 움직여 감정 표현을 하기 위한 로봇의 안면부 감정표현 장치에 있어서, 일단부는 상기 입술 양측 꼬리부 또는 좌우측 눈썹 꼬리부에 고정되어 상기 안면패널에 각각 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 설치되는 일정한 길이를 갖는 한쌍의 꼬리부 회전축과; 상기 안면패널의 내부에 고정 설치되는 구동모터와; 상기 구동모터의 모터축에 결합되는 회전판과; 상기 모터축으로부터 편심되는 위치의 상기 회전판에 돌출되게 설치되는 편심축과; 일단부에 상기 편심축이 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 타단부가 일정하게 연장된 길이를 갖는 작동 링크와; 상기 작동 링크와 슬라이드 가능하게 결합되되, 상기 안면패널의 내측에 고정 설치되며, 상기 회전판의 회전시 상기 편심축이 이동하는 궤적 위치에 따라 상기 작동 링크가 상하 방향으로 승강 작동되도록 안내하는 작동 링크 안내부재와; 상기 안면패널의 내측에 위치되어 일단부는 상기 한쌍의 꼬리부 회전축에 각각 결합되고, 타단부는 상기 작동 링크의 타단부에 힌지 결합되어, 상기 작동 링크의 승강 작동에 의 해 상기 꼬리부 회전축을 회전시키는 한쌍의 작동간으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

로봇, 안면부, 감정표현,

Description

로봇의 안면부 감정표현 장치{Apparatus for emotional expression for arobot}

본 발명은 로봇의 안면부 감정표현 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 눈썹을 움직여 감정표현을 하는 눈썹 모듈과 입술을 움직여 감정표현을 하는 입술 모듈을 동일한 작동 원리 및 구성으로 제작함으로써 제작 원가를 경감시킬 수 있으며, 눈썹과 입술을 움직이는 구성을 간단하게 구성하여 부품수를 절감할 수 있도록 한 로봇의 안면부 감정표현 장치에 관한 것이다.

기술의 발전에 따라 휴먼 로봇은 안면부의 감정표현에 있어서도 사람과 최대한 근접하도록 연구 개발되고 있는 추세이며, 앞으로도 더욱 발전할 것으로 예상된다.

이러한 로봇의 안면부 감정표현 방법으로는, 눈꺼풀, 눈썹 및 입술의 움직임을 기계적 장치를 통하여 구현하는 것이다.

특히, 눈썹과 입술의 움직임을 어떠한 방식으로 표현하는가에 따라 로봇의 안면부 감정표현의 다양화 및 고급화시킬 수 있다.

현재, 개발된 눈썹과 입술을 움직이는 기계적 장치로는, 눈썹을 움직이는 눈썹모듈과, 입술을 움직이는 입술모듈로 각각 독립적으로 구성되어 있으며, 눈썹모듈과 입술모듈은 전혀 다른 작동 원리를 가진 기구적 구성으로 이루어져 있을 뿐만 아니라, 복잡한 구성으로 이루어져 있는 관계로, 제작 원가가 상승되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 눈썹을 움직여 감정표현을 하는 눈썹 모듈과 입술을 움직여 감정표현을 하는 입술 모듈을 동일한 작동 원리 및 구성으로 제작함으로써 제작 원가를 경감시킬 수 있으며, 눈썹과 입술을 움직이는 구성을 간단하게 구성하여 부품수를 절감할 수 있는 로봇의 안면부 감정표현 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 안면패널의 외면에 위치되는 눈썹 또는 입술을 움직여 감정 표현을 하기 위한 로봇의 안면부 감정표현 장치에 있어서, 일단부는 상기 입술 양측 꼬리부 또는 좌우측 눈썹 꼬리부에 고정되어 상기 안면패널에 각각 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 설치되는 일정한 길이를 갖는 한쌍의 꼬리부 회전축과; 상기 안면패널의 내부에 고정 설치되는 구동모터와; 상기 구동모터의 모터축에 결합되는 회전판과; 상기 모터축으로부터 편심되는 위치의 상기 회전판에 돌출되게 설치되는 편심축과; 일단부에 상기 편심축이 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 타단부가 일정하게 연장된 길이를 갖는 작동 링크와; 상기 작동 링크와 슬라이드 가능하게 결합되되, 상기 안면패널의 내측에 고정 설치되며, 상기 회전판의 회전시 상기 편심축이 이동하는 궤적 위치에 따라 상기 작동 링크가 상하 방향으로 승강 작동되도록 안내하는 작동 링크 안내부재와; 상기 안면패널의 내측에 위치되어 일단부는 상기 한쌍의 꼬리부 회전축에 각각 결합되고, 타단부는 상기 작동 링크의 타단부에 힌지 결합되어, 상기 작동 링크의 승강 작동에 의해 상기 꼬리부 회전축을 회전시키는 한쌍의 작동간으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 로봇의 안면부 감정표현 장치에 따르면, 눈썹을 움직여 감정표현을 하는 눈썹 모듈과 입술을 움직여 감정표현을 하는 입술 모듈을 동일한 작동 원리 및 구성으로 제작함으로써 제작 원가를 경감시킬 수 있으며, 눈썹과 입술을 움직이는 구성을 간단하게 구성하여 부품수를 절감할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 로봇의 안면부 감정표현 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 로봇의 안면부를 구성하는 안면패널의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 로봇의 안면부를 구성하는 안면패널의 내부에 입술 구동모듈과 눈썹 구동모듈이 설치된 상태를 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 입술 구동모듈만을 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 입술 구동모 듈의 분해 사시도이며, 도 5는 도 4의 상태에서, 입술 구동모듈을 구성하는 작동링크와 회전판을 분리하여 도시한 분해 사시도이며, 도 6은 도 2에 도시된 눈썹 구동모듈만을 발췌하여 도시한 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 눈썹 구동모듈의 분해 사시도이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 안면패널(10)의 외면에 위치되는 눈썹(1) 또는 입술(2)을 움직여 감정 표현을 하기 위한 로봇의 안면부 감정표현 장치에 관한 것이다.

본 발명의 감정표현 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 눈썹을 움직여 감정표현을 하는 눈썹 구동모듈(20)과 입술을 움직여 감정표현을 하는 입술 구동모듈(40)을 동일한 작동 원리 및 구성으로 제작함으로써 제작 원가를 경감시킬 수 있으며, 눈썹과 입술을 움직이는 구성을 간단하게 구성하여 부품수를 절감할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명에 의한 감정표현 장치는, 눈썹 구동모듈(20)과 입술 구동모듈(40)의 구성이 동일한 작동 원리 및 작동 구성으로 이루어져 있는데, 도 3 내지 도 5는 입술 구동모듈(40)의 구성을 도시한 것이고, 도 6과 도 7은 눈썹 구동모듈(20)의 구성을 도시한 것이다.

이하부터 설명되는 본 발명의 감정표현 장치의 세부 구성은 눈썹 구동모듈(20)과 입술 구동모듈(40)의 세부 구성은 동일한 부호를 적용하여 설명됨을 명시한다.

본 발명의 감정표현 장치는, 크게 한쌍의 꼬리부 회전축(30,31)와, 구동모 터(M)와, 회전판(32)과, 편심축(33)과, 작동 링크(34)와, 작동 링크 안내부재(35)와, 한쌍의 작동간(36,37)을 포함하여 이루어진다.

먼저, 한쌍의 꼬리부 회전축(30,31)은, 일정한 길이로 형성되어 있는 것으로, 일단부가 입술 양측 꼬리부(2A,2B) 또는 좌우측 눈썹 꼬리부(1A)에 고정되며, 상기 안면패널(10)에 각각 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 설치된다.

구동모터(M)는 안면패널(10)의 내부에 브라켓(B)에 의해 고정 설치되는 것으로, 일례로 모터축(M-S)의 회전각이 180°(도)인 RC 모터가 사용된다.

회전판(32)은 구동모터(M)의 모터축(M-S)에 결합되는 것으로, 좀더 상세하게는 회전판(32)의 중심부가 모터축(M-S)가 결합된다.

편심축(33)은 모터축(M-S)으로부터 편심되는 위치의 회전판(32)에 안면패널(10)측 방향으로 돌출되게 설치된다.

작동 링크(34)는 일단부에 상기 편심축(33)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 타단부가 일정하게 연장된 길이를 갖도록 형성된다.

작동 링크 안내부재(35)는 작동 링크(34)와 슬라이드 가능하게 결합되되, 안면패널(10)의 내측에 일례로 2개의 고정볼트(35A)에 의해 고정 설치되며, 회전판(32)의 회전시 상기 편심축(33)이 이동하는 궤적 위치에 따라 작동 링크(34)가 상하 방향으로 승강 작동되도록 안내하는 역할을 한다.

여기서, 작동 링크(34)의 일단부에 형성된 수평 안내장공(34A)에 슬라이드 이동 가능하게 상기 편심축(33)이 결합되고, 작동 링크(34)의 일단부와 타단부 사이의 구간에 형성된 수직 안내장공(34B)에 슬라이드 이동 가능하게 작동 링크 안내 부재(35)가 결합된다.

즉, 회전판(32)의 회전시 편심축(33)이 이동하는 궤적만큼 작동 링크(34)는 함께 작동하게 되는데, 작동 링크 안내부재(35)가 수직 안내장공(34B)에 슬라이드 가능하게 결합되어 있기 때문에 작동 링크(34)는 상하 운동만 하게 되고, 편심축(33)은 작동 링크(34)의 수평 안내장공(34A)내의 구간에서만 슬라이드 가능하게 이동하게 된다.

마지막으로, 한쌍의 작동간(36,37)은 안면패널(10)의 내측에 위치되어 일단부는 상기 한쌍의 꼬리부 회전축(30,31)에 각각 결합되고, 타단부는 상기 작동 링크(34)의 타단부에 힌지 결합되어, 상기 작동 링크(34)의 승강 작동에 의해 상기 꼬리부 회전축(30,31)을 회전시키는 역할을 한다.

여기서, 한쌍의 작동간(36,37)은 작동 링크(34)의 타단부에 형성된 힌지공(34C)에 힌지 볼트(34D)와 너트(34E)를 매개로 작동 링크(34)의 승강 작동에 따라 힌지 볼트(34D)를 중심으로 회전되는 것이다.

즉, 한쌍의 꼬리부 회전축(30,31)이 안면패널(10)을 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 설치되어 있고, 이 한쌍의 꼬리부 회전축(30,31)에 작동간(36,37)이 고정되어 있기 때문에, 작동 링크(34)의 승강 작동시 함께 작동간(36,37)이 상방향으로 경사지게 되거나, 하방향으로 경사지게 되며, 이 작동간(36,37)의 경사 위치에 따라 한쌍의 꼬리부 회전축(30,31)이 안면패널(10)에 대해 회전됨으로써, 도 1의 상태에서 도 8의 상태와 같이 입술 양측 꼬리부(2A,2B)가 상방향으로 올라가 웃는 상태의 감정 표현을 할 수 있음과 아울러 도 9에 도시된 바와 같이, 입술 양측 꼬리부(2A,2B)가 상방향으로 하방향으로 내려가 화난 상태의 감정표현할 수 있게 된다.

그리고, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 좌우측 눈썹 꼬리부(1A)가 상방향으로 올라가거나 하방향으로 내려하게 하는 등 다양한 감정 표현을 구현할 수 있게된다.

도 1은 본 발명에 의한 로봇의 안면부를 구성하는 안면패널의 정면도.

도 2는 본 발명에 의한 로봇의 안면부를 구성하는 안면패널의 내부에 입술 구동모듈과 눈썹 구동모듈이 설치된 상태를 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 입술 구동모듈만을 발췌하여 도시한 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 입술 구동모듈의 분해 사시도.

도 5는 도 4의 상태에서, 입술 구동모듈을 구성하는 작동링크와 회전판을 분리하여 도시한 분해 사시도.

도 6은 도 2에 도시된 눈썹 구동모듈만을 발췌하여 도시한 사시도.

도 7은 도 6에 도시된 눈썹 구동모듈의 분해 사시도.

도 8 및 도 9는 본 발명의 장치에 의해 눈썹과 입술의 다양한 감정 표현 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30,31 : 꼬리부 회전축

M : 모터

32 : 회전판

33 : 편심축

34 : 작동 링크

35 : 작동 링크 안내부재

36,37 : 작동간

Claims

삭제
안면패널의 외면에 위치되는 눈썹 또는 입술을 움직여 감정 표현을 하기 위한 로봇의 안면부 감정표현 장치에 있어서,

일단부는 상기 입술 양측 꼬리부 또는 좌우측 눈썹 꼬리부에 고정되어 상기 안면패널에 각각 전후 방향으로 회전 가능하게 관통 설치되는 일정한 길이를 갖는 한쌍의 꼬리부 회전축과;

상기 안면패널의 내부에 고정 설치되는 구동모터와;

상기 구동모터의 모터축에 결합되는 회전판과;

상기 모터축으로부터 편심되는 위치의 상기 회전판에 돌출되게 설치되는 편심축과;

일단부에 상기 편심축이 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 타단부가 일정하게 연장된 길이를 갖는 작동 링크와;

상기 작동 링크와 슬라이드 가능하게 결합되되, 상기 안면패널의 내측에 고정 설치되며, 상기 회전판의 회전시 상기 편심축이 이동하는 궤적 위치에 따라 상기 작동 링크가 상하 방향으로 승강 작동되도록 안내하는 작동 링크 안내부재와;

상기 안면패널의 내측에 위치되어 일단부는 상기 한쌍의 꼬리부 회전축에 각각 결합되고, 타단부는 상기 작동 링크의 타단부에 힌지 결합되어, 상기 작동 링크의 승강 작동에 의해 상기 꼬리부 회전축을 회전시키는 한쌍의 작동간으로 이루어지며,

상기 작동 링크의 일단부에 형성된 수평 안내장공에 슬라이드 이동 가능하게 상기 편심축이 결합되고,

상기 작동 링크의 일단부와 타단부 사이의 구간에 형성된 수직 안내장공에 슬라이드 이동 가능하게 상기 작동 링크 안내부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇의 안면부 감정표현 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 구동모터는 모터축의 작동각이 180°(도)인 것을 특징으로 하는 로봇의 안면부 감정표현 장치.