KR101284910B1 - 프로그래밍 블록 조립체, 이를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템 및 그 프로그래밍 방법 - Google Patents

Abstract

복잡한 로봇 프로그램 언어를 각각의 명령어 또는 변수 단위로 실제 퍼즐블록 또는 레고블록의 조립블록 형태로 작성함으로써, 사용자의 언플러그드 프로그래밍(Unplugged programming)이 가능하며, 각각의 퍼즐블록 또는 레고블록을 하드웨어적으로 상호 유기적으로 연결하여 프로그래밍함으로써 보다 직관적이고 흥미를 유발할 수 있도록 프로그래밍할 수 있는, 프로그래밍 블록 조립체, 이를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템 및 그 프로그래밍 방법이 제공된다. 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템은, 원하는 프로그램 형태가 되도록 프로그램 언어에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록들을 조립 또는 조합하여 구성하는 프로그래밍 블록 조립체; 및 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장하며, 작성된 프로그램에 따라 구동되는 로봇을 포함하되, 프로그래밍 블록 조립체의 프로그래밍 단위 블록들은 하드웨어적으로 상호 통신하도록 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

프로그래밍 블록 조립체, 이를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템 및 그 프로그래밍 방법 {Programming block assembly, robot system operated by program using the same, and programming method thereof}

본 발명은 프로그래밍 블록 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 퍼즐블록(Puzzle Block) 또는 레고블록(Lego Block) 등을 조합하거나 조립한 조립블록에 의해 로봇(Robot)을 구동할 수 있는 프로그램 명령어를 작성하는 프로그래밍 블록 조립체(Programming Block Assembly) 및 이를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템에 관한 것이다.

산업과 기술이 발전함에 따라 매우 다양한 형태의 로봇들이 제안되고 만들어지고 있을 뿐만 아니라, 사회의 모든 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 이러한 로봇으로는 사용 목적에 따라 산업현장에서 생산을 하기 위한 산업용 로봇과 사용자들에게 로봇의 동작 원리 등을 이해시키기 위한 교육용 로봇이 있다.

특히, 근래에는 기술의 발전에 따라 컴퓨터를 이용해 작성한 제어프로그램에 따라 사용자가 리모컨으로 로봇의 동작을 제어할 수 있게 되었다. 따라서 로봇이 특정 동작을 구현하도록 하기 위해서는 통상적으로 컴퓨터를 이용하여 로봇을 제어하기 위한 프로그램을 미리 작성하고, 로봇 제어프로그램을 로봇의 중앙처리장치 보드에 전송하여야 한다.

한편, 관련 기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-746156호에는 "로봇 트레이닝 장치 및 상기 로봇 트레이닝 장치를 이용한 로봇 교육 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 기술에 따른 로봇 교육 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 로봇 교육 시스템(10)은, 로봇 트레이닝 장치(11) 및 상기 로봇 트레이닝 장치로 제어 프로그램을 제공하는 제어장치(12)를 포함한다.

로봇 트레이닝 장치(11)는 주 제어모듈(11a), 다수의 단위 모듈들(11b~11d), 및 주 제어모듈과 단위 모듈들을 선택적으로 탈부착시킬 수 있는 베이스부재로 이루어지며, 이때, 단위 모듈(11b~11d)은 센서 모듈(11b), 메커니즘 모듈(11c), 모터 모듈들(11d)로부터 선택된 적어도 하나 이상의 모듈들로 이루어진다.

제어 장치(12)는 로봇 제어 프로그램 제작 모듈 및 통신 인터페이스부를 구비하여, 프로그램 제작 모듈을 이용하여 제작된 제어 프로그램을 로봇 트레이닝 장치(11)의 주 제어모듈(11a)로 다운로드시킨다. 제어 프로그램을 다운로드받은 로봇 트레이닝 장치(11)의 주 제어모듈(11a)은 제어 프로그램에 따라 단위 모듈들(11b~11d)의 동작을 제어하게 된다.

종래의 기술에 따른 로봇 교육 시스템에 따르면, 로봇을 직접 구성하고, 이에 대한 제어 프로그램을 직접 작성할 수 있도록 하여 로봇의 구성 및 제어를 효과적으로 학습시킬 수 있다. 즉, 전술한 구성을 갖는 로봇 교육 시스템을 이용하여, 로봇의 구성, 로봇을 구성하는 각 단위 모듈들의 동작 및 그 제어 방법들뿐만 아니라, 다양한 형태의 로봇에 대한 제어 프로그램의 작성 등을 체계적으로 교육시킬 수 있다.

그러나 로봇 제어프로그램을 입력하기 위해서는 먼저 컴퓨터를 이용하여 로봇 제어프로그램을 작성하여야 했으므로 어린이와 같이 컴퓨터를 능숙하게 다룰 수 없는 사용자는 로봇 제어프로그램을 작성할 수 없었고, 컴퓨터가 없는 환경에서는 로봇 제어프로그램을 로봇에 전송할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 관련 기술로서, 대한민국 공개특허번호 제2010-53797호에는 "아동용 교육 로봇 장치 및 이의 작동방법"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2a는 종래의 기술에 따른 아동용 교육 로봇 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 로봇 제어프로그램 입력장치를 나타내는 구성도이다.

도 2a를 참조하면, 종래의 기술에 따른 아동용 교육 로봇 장치는, 로봇 제어프로그램 입력장치(20), 로봇(30), 인터페이스(40) 및 입력카드(50)를 포함한다. 또한, 도 2b를 참조하면, 종래의 기술에 따른 아동용 교육 로봇 장치에서 로봇 제어프로그램 입력장치(20)는 판독부(26), 저장부(27), 제어부(28) 및 통신부(29)를 포함한다.

로봇 제어프로그램 입력장치(20)로부터 특정 동작에 대응하는 로봇 제어프로그램이 인터페이스(40)를 통해 상기 로봇(30)에 전달된다. 이때, 로봇(30)은 특정 동작을 실질적으로 수행한다.

로봇 제어프로그램 입력장치(20)는 슬라이딩 홈(21), 디스플레이부(23) 및 스위치(25)를 포함한다.

로봇 제어프로그램 입력장치(20)는 슬라이딩 홈(21)을 통해 코드정보가 기록된 입력카드(50)를 스캐닝한다. 여기서, 슬라이딩 홈(21)의 양 끝단이 오픈되도록 형성된다. 입력카드(50)가 슬라이딩 홈(21)의 양 끝단을 순차적으로 슬라이딩 되면서 지나면, 입력카드(50)는 스캐닝되어 로봇 제어프로그램 입력장치(20)에 코드정보가 기록될 수 있다.

입력카드(50)는 제1 내지 제5 입력카드(IC1~IC5)를 포함할 수 있다. 제1 내지 제5 입력카드들(IC1~IC5) 각각은 로봇(30)의 특정한 동작을 구현하도록 명령문에 대응하는 정보코드를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제5 입력카드들(IC1~IC5)에 각각에 대응하는 명령문에 의해 로봇(30)은 직진, 좌회전, 우회전, 후진 및 정지한다.

이러한 제1 내지 제5 입력카드들(IC1~IC5)은 슬라이딩 홈(21)에 순차적으로 스캐닝될 수 있으며, 필요한 동작에 따라 다양한 순서로 슬라이딩 홈(21)에 스캐닝될 수 있다. 그리하여, 로봇(30)은 입력카드들의 조합으로 다양한 동작으로 작동할 수 있다. 여기서, 제1 내지 제5 입력카드들(IC1~IC5) 각각은 고유의 입력카드 번호를 갖는다.

디스플레이부(23)는 로봇 제어프로그램 입력장치(20)가 입력카드(50)의 정보코드를 판독할 때, 판독이 정상적으로 이루어지는지, 비정상적으로 이루어지는지 여부를 표시한다. 즉, 정상적으로 판독되는 입력카드 번호 및 비정상적으로 판독되는 입력카드 번호를 표시한다.

로봇 제어프로그램 입력장치(20)의 판독부(26)는 입력카드(50)로부터 로봇 제어프로그램을 구성하는 명령문에 대한 코드정보를 판독한다. 또한, 판독부(26)는 제1 포토인터럽트(26a) 및 제2 포토인터럽트(26b)를 포함한다.

로봇 제어프로그램 입력장치(20)의 저장부(27)는 판독부(26)에 의해 판독된 코드정보에 대응하는 명령문을 저장하는 역할을 수행한다. 이때, 저장부(27)는 코드정보에 대응하는 명령문 집합을 저장할 수 있다.

로봇 제어프로그램 입력장치(20)의 제어부(28)는 판독부(26)에 의해 판독된 코드정보를 이용하여 저장부(27)에 저장된 해당 명령문을 읽는다. 이어서, 명령문을 이용하여 로봇 제어프로그램을 작성한다.

종래의 기술에 따른 아동용 교육 로봇 장치에 따르면, 컴퓨터를 다룰 수 있는 능력이 없는 사용자라 하더라도 컴퓨터를 이용하지 않고도 로봇 제어프로그램을 용이하게 입력할 수 있다.

그러나 종래의 기술에 따른 아동용 교육 로봇 장치의 경우, 로봇(30)의 특정한 동작을 구현하도록 바코드 형태의 정보코드를 갖는 입력카드들(50)을 사용하는데, 이러한 입력카드(50)는 별도의 로봇 제어프로그램 입력장치(20)를 사용하여 로봇 제어프로그램을 단순하게 입력하는 기능만을 제공한다. 즉, 입력카드는 제조사에 의해 제공된 형태만을 사용할 수 있으므로, 사용자가 실제 프로그램 언어로 활용할 수 없다는 문제점이 있다.

1) 대한민국 등록특허번호 제10-0746156호(출원일: 2006년 12월 28일), 발명의 명칭: "로봇 트레이닝 장치 및 상기 로봇 트레이닝 장치를 이용한 로봇 교육 시스템" 2) 대한민국 등록특허번호 제10-0897879호(출원일: 2007년 07월 18일), 발명의 명칭: "학습용 게임장치" 3) 대한민국 등록특허번호 제10-0938166호(출원일: 2008년 02월 28일), 발명의 명칭: "점등 블록, 이를 포함하는 블록 유닛 및 이의 점등방법" 4) 대한민국 공개특허번호 제2010-0053797호(공개일: 2010년 05월 24일), 발명의 명칭: "아동용 교육 로봇 장치 및 이의 작동방법"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 복잡한 로봇 프로그램 언어를 각각의 명령어 또는 변수 단위로 실제 퍼즐블록 또는 레고블록의 조립블록 형태로 작성함으로써, 사용자의 언플러그드 프로그래밍(Unplugged programming)이 가능한 프로그래밍 블록 조립체, 이를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템 및 그 프로그래밍 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 각각의 퍼즐블록 또는 레고블록을 하드웨어적으로 상호 유기적으로 연결하여 프로그래밍함으로써 보다 직관적이고 흥미를 유발할 수 있도록 프로그래밍할 수 있는, 프로그래밍 블록 조립체, 이를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템 및 그 프로그래밍 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 로봇 시스템에 있어서, 원하는 프로그램 형태가 되도록 프로그램 언어에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록들을 조립 또는 조합하여 구성하는 프로그래밍 블록 조립체; 및 상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장하며, 상기 작성된 프로그램에 따라 구동되는 로봇 ; 을 포함하여 이루어지되, 상기 프로그래밍 블록 조립체의 프로그래밍 단위 블록들은 하드웨어적으로 상호 통신하도록 연결된 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 프로그래밍 단위 블록들은 함수블록, 센서 변수블록 및 일반 변수블록을 포함하며, 상기 프로그래밍 블록 조립체는 프로그램 언어의 함수 및 변수에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록들을 조립 또는 조합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 프로그래밍 단위 블록들은 각각 ID가 할당되어 구분되며, RS-485 직렬 통신 방식으로 서로 통신하는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 로봇은, 상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성하는 마이크로컨트롤러, 상기 마이크로컨트롤러에 의해 작성된 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부, 로봇 기구부로서 상기 프로그램 저장부에 저장된 프로그램에 따라 구동되는 프로그램 구동부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 로봇의 마이크로컨트롤러는 RS-485 직렬 통신 방식으로 상기 프로그래밍 블록 조립체와 통신하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 사상으로, 프로그램 언어에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록을 조립 또는 조합하여 구성하는 프로그래밍 블록 조립체로서, 상기 프로그래밍 단위 블록이, 단위 블록 몸체, 상기 단위 블록 몸체에 내장되되 다른 프로그래밍 단위 블록과 구분되기 위한 ID가 할당되는 MCU, 상기 단위 블록 몸체에 내장되되 상기 MCU에 연결되며 다른 프로그래밍 단위 블록과 서로 통신하는 통신모듈, 상기 단위 블록 몸체에 마련되되 상기 통신모듈에 연결되며 다른 프로그래밍 단위 블록과 하드웨어적으로 연결되기 위한 연결용 포트를 포함하여 이루어지는 것이다.

상기에 있어서, 상기 프로그래밍 단위 블록은, 상기 단위 블록 몸체에 마련되며 상기 MCU에 연결되어 다른 프로그래밍 단위 블록과의 연결 상태를 표시하는 발광다이오드(LED)가 부가되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 프로그래밍 단위 블록들은 프로그램 언어에 각각 대응하는 함수블록, 센서 변수블록, 또는 일반 변수블록으로 구분되며, 상기 연결용 포트는, 다른 프로그래밍 단위 블록의 함수블록과 서로 연결하기 위한 메인함수간 연결용 포트 및 다른 프로그래밍 단위 블록의 센서 변수블록이나 일반 변수블록과 연결하기 위한 서브변수 연결용 포트를 포함하는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 통신모듈은 RS-485 직렬 통신 모듈일 수 있다.

본 발명의 또다른 사상으로, 로봇제어 프로그램을 생성 및 저장하는 마이크로컨트롤러를 구비한 로봇 시스템의 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법으로서, a) 상기 로봇제어 프로그램을 작성하기 위한 명령어에 대응하도록 프로그래밍 단위 블록들을 조립하거나 조합하여 프로그래밍 블록 조립체를 구성하는 단계; b) 상기 프로그래밍 블록 조립체를 상기 마이크로컨트롤러에 연결하는 단계; c) 상기 마이크로컨트롤러가 상기 프로그래밍 블록 조립체의 조합된 명령어에 따른 언플러그드 프로그래밍(Unplugged Programming)을 수행하고, 프로그래밍된 프로그램을 프로그램 저장부에 저장하는 단계 ; 를 포함하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법이 제공된다.

상기에 있어서, 상기 b) 단계와 상기 c) 단계 사이에, b-1) 상기 마이크로컨트롤러가 상기 프로그래밍 블록 조립체의 연결 상태를 확인하는 단계; b-2) 상기 프로그래밍 블록 조립체에 조합 오류가 있는 경우, 오류 메시지를 표시하는 단계; 가 부가되며, 상기 c) 단계는 상기 프로그래밍 블록 조립체에 조합 오류가 없는 경우 수행되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 c) 단계에서 상기 마이크로컨트롤러는 상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 복잡한 로봇 프로그램 언어를 각각의 명령어 또는 변수 단위로 실제 퍼즐블록 또는 레고블록의 조립블록 형태로 작성할 수 있다. 기존의 프로그래밍은 컴퓨터로 실시하는 반면에, 본 발명에 따르면, 컴퓨터 없이 사용자 자신의 언플러그드 프로그래밍(Unplugged programming)이 가능하다.

본 발명에 따르면, 각각의 퍼즐블록 또는 레고블록을 하드웨어적으로 상호 유기적으로 연결하여 프로그래밍함으로써 보다 직관적이고 흥미를 유발할 수 있도록 프로그래밍할 수 있으므로, 특히, 어린이 로봇 프로그래밍 교육용으로 적합하다.

도 1은 종래의 기술에 따른 로봇 교육 시스템의 구성도이다.
도 2a는 종래의 기술에 따른 아동용 교육 로봇 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 로봇 제어프로그램 입력장치를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템의 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체에 의해 프로그램이 작성되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법의 동작흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록으로 이루어진 프로그래밍 단위 블록 간의 조합을 설명하기 위한 입체도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체에 적용되는 통신 인터페이스 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체에 적용되는 RS-485 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램 입력을 예시하는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 프로그램 입력의 조합 후 형태 및 프로그램 순서를 예시하는 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템을 예시하는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체는 프로그램 언어에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록을 조립하거나 조합함으로써 구성되며, 이때, 프로그램 언어의 명령어에 대응하는 프로그래밍 명령어 블록 조합은 적어도 하나 이상의 프로그래밍 단위 블록으로 이루어지며, 각각의 프로그래밍 단위 블록은 서로 통신이 가능하도록 하드웨어적으로 연결된다. 또한, 상기 프로그래밍 단위 블록은 함수블록, 센서 변수블록 또는 일반 변수블록일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체는 조립블록으로서, 예를 들면, 블록완구일 수 있다. 여기서, 블록완구는 플라스틱제의 작은 블록들을 조립하여 건물, 승용차, 로봇 등을 만들어 즐기는 완구를 말한다. 이러한 블록은 정교하게 제조되며, 각각 따로 성형된 요부(凹部)와 철부(凸部)가 대응하여 조립된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템의 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체에 의해 프로그램이 작성되는 개념을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템은, 로봇(100) 및 프로그래밍 블록 조립체(200)를 포함하며, 상기 로봇(100)은 마이크로컨트롤러(110), 전원공급부(120), 프로그램 구동부(130), 센서(140) 및 프로그램 저장부(150)를 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

프로그래밍 블록 조립체(200)는 다수의 프로그래밍 단위 블록이 조립 또는 조합되며, 각각의 프로그래밍 단위 블록은 로봇 시스템을 제어 및 구동하기 위한 프로그램 언어의 명령어에 각각 대응한다. 즉, 상기 프로그래밍 단위 블록들을 조립하여 프로그래밍 블록 조립체(200)를 형성함으로써 원하는 프로그램 형태와 동일한 형태가 되도록 한다. 이때, 프로그래밍 블록 조립체(200)는 프로그램 자체가 아니며, 다만, 프로그래밍 블록 조립체(200)를 통하여 상기 로봇(100) 내의 마이크로컨트롤러(110)가 프로그램을 작성할 수 있다.

또한, 각각의 프로그래밍 단위 블록은 함수블록(201), 센서 변수블록(202) 또는 일반 변수블록(203)일 수 있고, 적어도 하나 이상의 프로그래밍 단위 블록에 의하여 프로그래밍 명령어 블록이 이루어진다. 즉, 프로그래밍 명령어 블록은 적어도 하나 이상의 프로그래밍 단위 블록을 결합하여 형성되며, 그 형태가 상이할 수 있다.

예를 들면, 상기 함수블록(201)은 프로그램 언어의 start()에 대응하는 시작블록, run()에 대응하는 프로그램 실행블록, 또는 If(), While(), For() 등의 조건 함수블록일 수 있고, 상기 센서 변수블록(202)은 적외선 센서변수, 초음파센서 변수, 인코더 변수일 수 있으며, 상기 일반 변수블록(203)은 숫자변수, 문자 변수 또는 On/Off 변수일 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

로봇(100)은 상기 프로그래밍 블록 조립체(200)의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체(200)의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장하며, 상기 작성된 프로그램에 따라 구동된다.

구체적으로, 상기 로봇(100)의 마이크로컨트롤러(110)는 상기 프로그래밍 블록 조립체(200)의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체(200)의 형태에 맞게 프로그램을 작성하여 상기 프로그램 저장부(150)에 저장한다.

예를 들면, 마이크로컨트롤러(Micro Controller Unit: MCU)는 연산, 제어 및 레지스터 이외에도 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory)과 같은 메모리와 입출력(Input/Output) 장치로 구성된 집적회로 소자로서, 특수한 목적의 기기를 제어하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 메모리는 상기 로봇(100)의 프로그램 저장부(150)로서, 상기 마이크로컨트롤러(110)에 의해 작성된 프로그램을 저장하며, 상기 마이크로컨트롤러(110) 내에 구현되거나 외부에 별도로 구성될 수도 있다.

상기 로봇(100)의 전원공급부(120)는 상기 로봇(100) 내의 전자소자에 전원을 공급하기 위한 것으로, 예를 들면, 배터리일 수 있다.

상기 로봇(100)의 프로그램 구동부(130)는 로봇 기구부에 해당하며, 또는 DC 모터, 스텝 모터, RC 모터 등의 모터일 수도 있고, 또한, 양방향 구동 모듈, 슬라이드 모듈 등을 포함할 수 있다. 로봇(100)의 프로그램 구동부(130)는 마이크로컨트롤러(110)에 의하여 읽혀진 프로그램 저장부(150)에 저장된 프로그램에 따라 구동하게 된다.

상기 로봇(100)의 센서(140)는 상기 프로그램 구동부(150)에 의해 동작하는 상기 로봇의 동작과 상태를 감지하며, 예를 들면, 초음파 센서, 조도 센서, 광원 센서, 적외선 센서, 방위 센서, 초전 센서, 음성 탐지 센서, 경도 센서, 음성 인식 센서 등을 선택적으로 포함하며, 이들을 각각 분리하여 개별 센서로 제작할 수도 있으며, 한 개 또는 다수개의 센서들을 물리적으로 하나의 센서 모듈로 제작할 수 도 있다. 여기에 기재되지 아니한 센서들이라 하더라도 로봇에 사용되는 센서라면 무엇이든지 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 명령어 블록은, 적어도 하나 이상의 프로그래밍 단위 블록으로 이루어지며, 각각의 프로그래밍 단위 블록은 ID가 저장된 MCU, 통신모듈, 연결용 포트 및 LED로 구성될 수 있다.

이때, 상기 프로그래밍 단위 블록은 센서 변수블록, 일반 변수블록 또는 함수블록인지에 따라 다른 프로그래밍 단위 블록과 통신하기 위한 연결용 포트의 숫자가 달라질 수 있다. 예를 들면, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 시작블록 밑의 IF 블록에서 확인되는 바와 같이, IF 블록은 선행블록(시작블록)과 연결되기 위한 연결용 포트, 후행 블록(실행문)과 연결되기 위한 연결용 포트 및 조건문(적외선 센서 블록)과 연결되기 위한 연결용 포트를 포함하여 3개의 연결용 포트를 가질 수 있다. 이때, 적외선 센서 블록은 2개의 연결용 포트를 가질 수 있다.

따라서 상기 마이크로컨트롤러(110)가 프로그램 블록 조립체(200)의 전체적인 형태를 인식하고, 상기 마이크로컨트롤러(110)는 인식된 프로그램 블록 조립체(200)의 형태에 맞게 프로그래밍을 작성 및 저장한다. 이때, 프로그래밍 단위 블록들의 ID와 이들 간의 위치 관계를 통하여 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태가 인식되며, 이에 맞게 프로그래밍이 작성 및 저장된다. 이때, 상기 마이크로컨트롤러(110)는 저장된 프로그래밍에 따라 로봇(100)의 프로그램 구동부(130)를 구동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템에 따르면, 복잡한 로봇 프로그램 언어를 각각의 명령어 또는 변수 단위로 실제 퍼즐블록 또는 레고블록의 조립블록 형태로 작성할 수 있으므로, 컴퓨터 없이 언플러그드 프로그래밍이 가능하다. 또한, 각각의 퍼즐블록 또는 레고블록의 블록완구는 하드웨어적으로 상호 유기적으로 연결하여 프로그래밍함으로써 보다 직관적이고 흥미를 유발할 수 있도록 프로그래밍할 수 있다.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법의 동작흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법은, 먼저, 로봇제어 프로그램을 생성 및 저장하는 마이크로컨트롤러를 구비한 로봇 시스템의 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법으로서, 상기 로봇제어 프로그램을 작성하기 위한 명령어에 대응하도록 프로그래밍 단위 블록들을 조립하거나 조합하여 프로그래밍 블록 조립체를 구성한다(S110). 여기서, 상기 프로그래밍 단위 블록들은 함수블록, 센서 변수블록 및 일반 변수블록을 포함하며, 상기 프로그래밍 단위 블록들은 각각 ID가 할당되고 서로 통신이 가능하도록 조합 또는 조립된다.

다음으로, 로봇 내에 구비된 마이크로컨트롤러에 상기 프로그래밍 블록 조립체를 연결한다(S120). 이때, 상기 마이크로컨트롤러는 RS-485 통신 방식으로 상기 프로그래밍 블록 조립체와 직렬 통신하는 것이 바람직하다.

다음으로, 로봇 내에 구비된 시작 버튼이 작동되는지 여부를 확인한다(S130).

다음으로, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 프로그래밍 블록 조립체의 연결 상태를 확인한다(S140).

다음으로, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 프로그래밍 블록 조립체에 조합 오류가 있는지 여부를 판단하고(S150), 조합 오류가 있는 경우, 오류 메시지를 표시한다(S160). 이때, 오류 메시지는 부저에 의해 음향으로 표시되거나 또는 LED에 의해 점등되어 표시될 수 있다.

다음으로, 상기 프로그래밍 블록 조립체의 조합 오류가 없는 경우, 상기 마이크로컨트롤러가 상기 프로그래밍 블록 조립체의 조합된 명령어에 따른 언플러그드 프로그래밍(Unplugged Programming)을 수행하고, 프로그래밍된 프로그램을 저장한다(S170). 이때, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장할 수 있다. 또한, 상기 마이크로컨트롤러에 의해 프로그램이 생성된 이후 상기 프로그래밍 블록 조립체는 상기 마이크로컨트롤러로부터 분리되어도 무관하다.

후속적으로, 상기 저장된 프로그램에 따라 로봇이 구동될 수 있다(S180). 즉, 프로그램 구동부인 로봇 기구부가 상기 프로그램 저장부에 저장된 프로그램에 따라 구동된다.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록의 구성도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록으로 이루어진 프로그래밍 단위 블록 간의 조합을 설명하기 위한 입체도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록(210)은 외형적으로는 단위 블록 몸체(211), LED(214)와, 연결용 포트로서의 메인함수간 연결용 포트(212a, 212b) 및 서브변수 연결용 포트(213a, 213b)를 포함한다. 즉 단위 블록 몸체(211)의 표면에 LED(214)와 메인함수간 연결용 포트(212a, 212b) 및 서브변수 연결용 포트(213a, 213b)가 노출된다.

아울러 단위 블록 몸체(211)의 내부에는 MCU(215) 및 RS-485 통신모듈(216)이 내장되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록(210)은 단위 블록 몸체(211)의 일측에 메인함수간 연결용 포트(212a, 212b) 또는 서브변수 연결용 포트(213a, 213b)가 선택적으로 형성됨으로써, 다른 프로그래밍 단위 블록(210)과 조합 또는 조립될 수 있다.

MCU(215)는 다른 프로그래밍 단위 블록과 구분하기 위한 각각의 ID가 저장되며, 각각의 프로그래밍 단위 블록(210) 내에 구비될 수 있고, 이때, 각 프로그래밍 단위 블록(210)이 서로 연결이 잘되었으면 확인용으로 이에 연결된 LED(214)를 점등한다. 즉, LED(214)는 다른 프로그래밍 단위 블록과의 연결 상태를 표시할 수 있다.

RS-485 통신모듈(216)은 MCU(215)에 연결되어 각각의 프로그래밍 단위 블록들(210) 사이의 통신을 위한 것으로, 이에 연결된 메인함수간 연결용 포트(212) 또는 서브변수 연결용 포트(213)를 통해서 각각의 프로그래밍 단위 블록(210)과 통신을 수행하게 된다.

상기 메인함수간 연결용 포트(212)는 다른 프로그래밍 명령어 블록의 함수블록과 서로 연결되며, 또한, 상기 서브변수 연결용 포트(213)는 다른 프로그래밍 단위 블록의 센서 변수블록이나 일반 변수블록과 연결한다.

이때, 프로그래밍 단위 블록(210)은 센서 변수블록, 일반 변수블록 또는 함수블록인지에 따라 다른 프로그래밍 단위 블록과 통신하기 위한 연결용 포트의 숫자가 달라질 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 단위 블록의 조합은, B1과 B2로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210), B3, B4, B5로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210), B6, B7로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210), B8, B9, B10으로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210)으로 이루어진다.

또한 B1과 B2로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210)은, START()와 같이 그 자체로서 하나의 프로그래밍 명령어 블록이 될 수 있다.

B3, B4, B5로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210)은, B6, B7로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210), B8, B9, B10으로 이루어진 프로그래밍 단위 블록(210)과 함께 하나의 프로그래밍 명령어 블록을 구성하게 된다.

B6과 B7은 각각이 하나의 프로그래밍 단위 블록(210)이거나, 하나의 프로그래밍 단위 블록(210)이 B6과 B7이 합쳐진 형태를 구성할 수도 있다.

B8, B9, B10은 그 각각이 하나의 프로그래밍 단위 블록(210)이거나, 하나의 프로그래밍 단위 블록(210)이 B8, B9, B10이 합쳐진 형태를 구성할 수도 있다.

각각의 프로그래밍 단위 블록(210)은 전술한 메인함수간 연결용 포트(212a, 212b) 또는 서브변수 연결용 포트(213a, 213b)를 통해 서로 조립 또는 조합된다. 다시 말하면, 각 프로그램과 변수를 블록화하여 규칙에 따라 서로 연결하면서 프로그래밍을 하게 되며, 이때, 각 프로그래밍 단위 블록(210) 간의 통신은 RS-485 통신 방식으로 각각 ID를 부여하여 구분한다. 이후, 전술한 로봇 내의 마이크로컨트롤러(110)에 의해 다운로드되어 프로그램되고, 프로그램된 순서에 따라 유선 또는 무선으로 로봇(100)이 동작하게 된다.

한편, 전술한 마이크로컨트롤러는 주변장치를 통해서 외부와 정보를 교환할 수 있으며, 일반적으로 정보를 외부와 교환하는 방법으로는 병렬통신과 직렬통신의 2가지로 나눌 수 있다. 일반적으로 컴퓨터 내의 장치와 정보 교환을 할 때는 통상적으로 고속의 통신속도를 필요로 하며, 한 번에 많은 정보를 처리할 수 있는 병렬통신 방식을 주로 사용한다. 이것은 대량의 정보를 빠른 시간에 한 번에 처리함으로써 컴퓨터의 성능을 향상시킬 수 있기 때문인데, 이러한 방법의 대표적인 것이 마이크로컨트롤러의 정보 처리량을 증가시키기 위해 데이터 비트수로 나타난다. 또한, 어플리케이션 자체가 고속의 통신속도를 필요하지 않은 경우도 많은데, 이러한 경우 컴퓨터가 외부와의 통신을 할 때는 직렬통신 방식을 많이 사용한다. 직렬통신 방식이란 데이터 비트를 1개의 비트단위로 외부로 송수신하는 방식으로서 구현하기가 쉽고, 멀리 전송할 수 있으며, 기존의 통신선로를 쉽게 활용할 수 있으므로 비용 절감이 크다는 장점이 있다. 직렬 통신의 대표적인 것으로 모뎀, RS-232 등이 있다. 하지만 직렬통신을 크게 구분하면 비동기식 방식과 동기식 방식의 2가지로 나누어진다.

구체적으로, 비동기식 통신 컨트롤러를 일반적으로 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)라 부르는데, 이러한 UART에서 나오는 신호는 보통 TTL-신호레벨을 갖기 때문에 노이즈에 약하고 통신거리에 제약이 있다. 이러한 TTL 신호를 입력받아 노이즈에 강하고 멀리 전송될 수 있게 해주는 인터페이스 IC를 Line Driver/Receiver라 부르며, 이중 대표적인 것으로 RS-232C, RS-422 및 RS-485 등이 있다. 이러한 방식의 특성은 도 8에 도시된 바와 같고, 본 발명의 실시예에 사용되는 인터페이스 IC가 RS-485인 것이 바람직하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체에 적용되는 통신 인터페이스 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체에 적용되는 RS-485 통신 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, RS-485는 RS-232, RS-422의 확장 버전으로, 홈 네트워크를 지원하는 일종의 직렬 통신의 프로토콜 표준 규격을 말한다. 예를 들면, 전송 속도가 늦고 전송 거리가 짧은 RS-232 통신 방식을 보완하기 위해서 RS-422 통신 방식을 채택하였는데, 이러한 RS-422가 1개의 마스터 장치와 슬레이브 장치 간에 데이터를 주고받는 방식으로 통신하는 반면에, RS-485는 모든 장치들이 같은 라인에서 데이터 전송 및 수신을 할 수 있다. 이러한 RS-485는 반이중 방식과 전이중 통신 방식을 모두 지원하며, 또한 최대 드라이버 및 리시버 수가 각각 32개에 이르고, 최대 속도 10MBps에 최장 거리 1.2km까지 네트워크 구축이 가능하다. RS-485는 멀티포인트 통신회선을 위한 TIA/EIA 표준이다. 이것은 DB-9이나 DB-37과 같은 커넥터들을 지원한다. RS-485는 RS-422와 비슷하지만, 낮은 임피던스 구동기와 수신기를 사용함으로써, RS-422보다 회선당 노드 수를 더 많이 허용한다.

이러한 RS-485는 EIA에 의해 전기적인 사양이 규정되어 있는데, EIA에 의해 물리적인 커넥터 및 핀에 대한 사양은 규정되어 있지 않지만, UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블 또는 STP(Shielded Twisted Pair) 케이블을 사용할 수 있고, 예를 들면, RS-485에서는 Data+, Data- 2가닥의 통신 라인을 사용하여 통신할 수 있다.

도 9를 참조하면, RS-485 통신으로 연결되는 일반적인 통신시스템의 경우, 하나의 마스터 통신개체에 RS-485 통신라인(A, B)을 통해 복수의 슬레이브 통신개체가 연결되는 1:1 통신방식으로 마스터-슬레이브 방식의 통신을 지원하고, 각 통신개체의 통신속도는 제품의 버전이나 특성에 따라 600, 2400 또는 9600Bps를 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템에서, 마스터 통신개체는 로봇 내에 구비된 마이크로컨트롤러(MCU)이고, 슬레이브 통신개체들은 프로그래밍 단위 블록들 내에 각각 구비된 마이크로컨트롤러(MCU)일 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램 입력을 예시하는 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 프로그램 입력의 조합 후 형태 및 프로그램 순서를 예시하는 도면이며, 도 12는 도 10에 도시된 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템을 예시하는 도면이다.

도 10을 참조하면, 서로 다른 형태의 프로그래밍 단위 블록이 조합되기 직전의 상태를 알 수 있으며, 이러한 프로그래밍 단위 블록이 적어도 하나 이상 조합되어 프로그래밍 블록 조립체를 이루게 된다.

구체적으로, B1 및 B2 블록은 프로그램 언어의 start()에 대응하는 시작 블록을 나타내며, B3 내지 B5 블록은 프로그램 언어의 If()에 대응하는 IF 함수블록을 나타내고, B6 내지 B8 블록은 센서 변수블록 중에서 적외선 센서 변수를 나타내며, B9 블록은 일반 변수블록 중에서 =(Equal) 변수를 나타내며, B10 및 B11 블록은 일반 변수블록 중에서 ON 변수를 나타내고, B12 내지 B23 블록은 실행문 블록으로서 모터 구동을 나타낸다. 또한, B24 내지 B26 블록은 프로그램 언어의 If()에 대응하는 IF 함수블록을 나타내고, B27 내지 B29 블록은 센서 변수블록 중에서 적외선 센서 변수를 나타내며, B30 블록은 일반 변수블록 중에서 =(Equal) 변수를 나타내며, B31 및 B32 블록은 일반 변수블록 중에서 숫자변수 1을 나타내고, B33 내지 B44 블록은 실행문 블록으로서 모터 구동을 나타낸다. 또한, B45 및 B46 블록은 함수블록 중에서 지연함수블록을 나타내고, B47 내지 B52 블록은 실행문 블록으로서 모터 구동을 나타낸다. 마지막으로, B53 및 B54 블록은 프로그램 언어의 run()에 대응하는 프로그램 실행문을 나타낸다.

이러한 B1 내지 B54 블록으로 도시된 바와 같이, 각각의 프로그래밍 단위 블록은 자신만의 ID을 가지고 있으며, 서로 다른 모양으로 제작된다. 즉, 프로그래밍 단위 블록(210) 각각의 함수블록, 센서 변수블록, 또는 일반 변수블록은 그 형태가 달라질 수 있고, 이러한 프로그래밍 단위 블록(210)을 서로 연결하여 프로그래밍할 수 있다. 또한, 이러한 프로그래밍 단위 블록은 전술한 RS-485 직렬 통신 방식으로 서로 통신하게 된다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램 입력 순서는, 먼저, B1 및 B2의 시작 블록은 프로그램 시작을 나타내며, 이후, B3 내지 B23 블록들에 의해 적외선 센서가 ON인 경우의 모터를 구동하도록 설정하고(S210), 다음으로, B24 내지 B44 블록들에 의해 적외선 센서가 1회 이상 작동한 후 모터를 구동하도록 설정한다(S220). 다음으로, B45 및 B46의 지연함수 블록에 의해 10초간 정지시키도록 설정하고(S230), B47 내지 B52의 실행문 블록에 의해 모터를 구동시키도록 설정한다(S240). 다음으로, B53 및 B54의 프로그램 실행 블록은 프로그램 실행을 나타낸다(S250).

즉, 시작 블록(B1, B2) 및 프로그램 실행 블록(B53, B54) 사이에 조립되는 B3 내지 B52 블록들은 함수블록, 센서 변수블록 또는 일반 변수블록들을 나타내며, 전술한 S210 내지 S250 단계에 따라 로봇의 마이크로컨트롤러에 의해 프로그램된다. 또한, 이러한 프로그래밍 블록 조립체(200)는 상기 마이크로컨트롤러(110)에 의해 프로그램이 생성된 이후에 분리될 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템은, 도 11에 도시된 프로그래밍 블록 조립체(200)를 로봇(100)의 마이크로컨트롤러(110)에 RS-485 통신 방식으로 연결하면, 상기 마이크로컨트롤러(110)가 상기 프로그래밍 블록 조립체(200)에 대응하는 프로그램을 생성하여 저장하고, 이후, 저장된 프로그램에 따라 상기 로봇(100)의 로봇 기구부(130)를 구동할 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템은, 복잡한 로봇 프로그램 언어를 각각의 명령어 또는 변수 단위로 실제 퍼즐블록 또는 레고블록의 조립블록 형태로 작성함으로써, 사용자의 언플러그드 프로그래밍(Unplugged programming)이 가능하게 된다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 로봇
200: 프로그래밍 블록 조립체(명령어 구성 블록)
110: 마이크로컨트롤러(MCU)
120: 전원공급부
130: 프로그램 구동부(로봇 기구부)
140: 센서
150: 프로그램 저장부
201: 함수블록
202: 센서 변수블록
203: 일반 변수블록
210: 프로그래밍 단위 블록
211: 단위 블록 몸체
212, 212a, 212b: 메인함수간 연결용 포트
213, 213a, 213b: 서브변수 연결용 포트
214: LED
215: MCU
216: RS-485 통신모듈

Claims (12)

1. 원하는 프로그램 형태가 되도록 프로그램 언어에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록들을 조립 또는 조합하여 구성하는 프로그래밍 블록 조립체; 및
   상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장하며, 상기 작성된 프로그램에 따라 구동되는 로봇 ; 을 포함하여 이루어지되,
   상기 프로그래밍 블록 조립체의 프로그래밍 단위 블록들은 하드웨어적으로 상호 통신하도록 연결되며,
   상기 프로그래밍 단위 블록들은 함수블록, 센서 변수블록 및 일반 변수블록을 포함하며, 상기 프로그래밍 블록 조립체는 프로그램 언어의 함수 및 변수에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록들을 조립 또는 조합하여 구성되는 것
   을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 프로그래밍 단위 블록들은 각각 ID가 할당되어 구분되며, RS-485 직렬 통신 방식으로 서로 통신하는 것을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 로봇은, 상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성하는 마이크로컨트롤러, 상기 마이크로컨트롤러에 의해 작성된 프로그램을 저장하는 프로그램 저장부, 로봇 기구부로서 상기 프로그램 저장부에 저장된 프로그램에 따라 구동되는 프로그램 구동부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 로봇의 마이크로컨트롤러는 RS-485 직렬 통신 방식으로 상기 프로그래밍 블록 조립체와 통신하는 것을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그램에 의해 구동되는 로봇 시스템.
6. 프로그램 언어에 각각 대응하는 프로그래밍 단위 블록을 조립 또는 조합하여 구성하는 프로그래밍 블록 조립체로서, 상기 프로그래밍 단위 블록이, 단위 블록 몸체, 상기 단위 블록 몸체에 내장되되 다른 프로그래밍 단위 블록과 구분되기 위한 ID가 할당되는 MCU, 상기 단위 블록 몸체에 내장되되 상기 MCU에 연결되며 다른 프로그래밍 단위 블록과 서로 통신하는 통신모듈, 상기 단위 블록 몸체에 마련되되 상기 통신모듈에 연결되며 다른 프로그래밍 단위 블록과 하드웨어적으로 연결되기 위한 연결용 포트를 포함하여 이루어지며,
   상기 프로그래밍 단위 블록들은 프로그램 언어에 각각 대응하는 함수블록, 센서 변수블록, 또는 일반 변수블록으로 구분되며,
   상기 연결용 포트는, 다른 프로그래밍 단위 블록의 함수블록과 서로 연결하기 위한 메인함수간 연결용 포트 및 다른 프로그래밍 단위 블록의 센서 변수블록이나 일반 변수블록과 연결하기 위한 서브변수 연결용 포트를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 프로그래밍 단위 블록은, 상기 단위 블록 몸체에 마련되며 상기 MCU에 연결되어 다른 프로그래밍 단위 블록과의 연결 상태를 표시하는 발광다이오드(LED)가 부가되는 것을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체.
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 통신모듈은 RS-485 직렬 통신 모듈인 것을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체.
10. 로봇제어 프로그램을 생성 및 저장하는 마이크로컨트롤러를 구비한 로봇 시스템의 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법으로서,
    a) 상기 로봇제어 프로그램을 작성하기 위한 명령어에 대응하도록 프로그래밍 단위 블록들을 조립하거나 조합하여 프로그래밍 블록 조립체를 구성하는 단계;
    b) 상기 프로그래밍 블록 조립체를 상기 마이크로컨트롤러에 연결하는 단계;
    c) 상기 마이크로컨트롤러가 상기 프로그래밍 블록 조립체의 조합된 명령어에 따른 언플러그드 프로그래밍(Unplugged Programming)을 수행하고, 프로그래밍된 프로그램을 프로그램 저장부에 저장하는 단계 ;
    를 포함하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 b) 단계와 상기 c) 단계 사이에,
    b-1) 상기 마이크로컨트롤러가 상기 프로그래밍 블록 조립체의 연결 상태를 확인하는 단계;
    b-2) 상기 프로그래밍 블록 조립체에 조합 오류가 있는 경우, 오류 메시지를 표시하는 단계; 가 부가되며,
    상기 c) 단계는 상기 프로그래밍 블록 조립체에 조합 오류가 없는 경우 수행되는 것
    을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 상기 마이크로컨트롤러는 상기 프로그래밍 블록 조립체의 전체적인 형태를 인식하고, 인식된 프로그래밍 블록 조립체의 형태에 맞게 프로그램을 작성 및 저장하는 것을 특징으로 하는 프로그래밍 블록 조립체를 이용한 프로그래밍 방법.
    

Images